JP2024007884A - 駆動機構 - Google Patents

Abstract

【課題】動力発生操作時の後傾姿勢を軽減しやすく、またペダル操作をしやすくすることができる、駆動機構を提供する。【解決手段】駆動機構は、シートに着座した利用者の左右の脚でシートの略前後方向に直動可能な一対のペダルと、ペダルを一端側で支持し他端側をペダルの出力部とする、回転軸を中心に略前後方向に揺動可能な一対の往復動レバーと、一対の往復動レバーのうち一方が前方向に揺動したときに他方を後方向に揺動させる往復動反転機構と、一端側が出力部に回動可能に接続され、他端側が後方向に向かって延びる一対の連結ロッドと、連結ロッドの他端側が回転可能に接続されたクランクピンが固定された一対の回転体が、一対のワンウェイクラッチを介してクランクピンの位相が異なるように両端に接続された回転軸を有する動力伝達部と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、駆動機構に関する。

従来、利用者（人間）の運動動作を駆動源とする駆動機構が種々利用されている。このような駆動機構を備える機器の一例として、様々な自転車（車両）が知られている。自転車のタイプとして、例えば、走行時の利用者の負担を軽減することができるように、人力走行に加え、モータ等を用いた電動アシスト走行可能な自転車が提案されている。また、駆動機構を用いて発電した電力により完全電動走行等を可能にする自転車も提案されている。

特開２０００－５３０７１号公報

利用者の運動動作を駆動源とする自転車のタイプとしては、立乗りタイプの車両があるが、その他のタイプとして、背もたれ付きのシートに座り、運転者が脚を前方に投げ出す姿勢で乗車するリカンベントタイプの自転車がある。リカンベントタイプの場合、通常の立乗りタイプの自転車に比べると運転者の運転姿勢を低くすることができて空気抵抗を少なくすることができるとともに、脚でペダルを押し動かす際の反力を背もたれに支えられた腰や背中で受け止められるため、脚力の伝達効率を安定し易くするこができる。その反面、立乗りタイプの自転車に比べて、運転時に後傾姿勢になりやすく、周囲の視認性低下や後傾姿勢を維持するための首への負担増加等が生じやすいという問題がある。また、その後傾姿勢を維持しつつペダルを操作するためには、一定の訓練や慣れが必要である場合があり、普及しにくい原因の一つになっていた。

そこで、本開示の課題の一つは、動力発生操作時の後傾姿勢を軽減しやすく、またペダル操作をしやすくすることができる、駆動機構を提供することである。

本開示の一例としての駆動機構は、シートに着座した利用者の左右の脚で前記シートの略前後方向に直動可能な一対のペダルと、前記ペダルを一端側で支持し他端側を前記ペダルの下方領域で出力部とする、回転軸を中心に前記略前後方向に揺動可能な一対の往復動レバーと、一対の前記往復動レバーのうち一方が前方向に揺動したときに他方を後方向に揺動させる往復動反転機構と、一端側が前記出力部に回動可能に接続され、他端側が前記後方向に向かって延びる一対の連結ロッドと、前記連結ロッドの他端側が回転可能に接続されたクランクピンが固定された一対の回転体が、一対のワンウェイクラッチを介して前記クランクピンの位相が異なるように両端に接続された回転軸を有する動力伝達部と、を備える。この構成によれば、例えば、一対のペダルを左右の脚で交互に踏み込む場合、引き戻り側のペダルは、往復動反転機構の動作により自動的に踏込位置に復帰する。つまり、踏込時の推力の一部がペダル復帰時の後退力として利用できる。その結果、ペダルの踏込時と復帰時の利用者の脚の筋力負荷の適正化がし易くなる。

また、駆動機構の前記往復動反転機構は、例えば、一方の前記往復動レバーの前記回転軸である第一の回転軸の端部に設けられた第一のギヤと、他方の前記往復動レバーの前記回転軸である第二の回転軸の端部に設けられ、前記第一のギヤと噛合する第二のギヤとからなり、前記第一の回転軸と前記第二の回転軸が互いに逆方向に回転するようにしてもよい。この構成によれば、例えば、シンプルな構造により往復動反転機構を実現できる。

また、駆動機構の一対の前記往復動レバーのそれぞれは、例えば、一端側が前記ペダルと回動可能に接続され、他端側が前記連結ロッドに回動可能に接続されたメインレバーと、前記メインレバーの回転中心より前記ペダルの接続側に近い位置に一端側が回動可能に接続された接続ロッドと、前記接続ロッドの他端側に一端側が接続され前記メインレバーの揺動に対応して平行に移動可能なサブレバーと、で構成され、前記往復動反転機構は、一方の前記サブレバーの他端側に接続された回転軸である第一の回転軸の端部に設けられた第一のギヤと、他方の前記サブレバーの他端側に接続された回転軸である第二の回転軸の端部に設けられ、前記第一のギヤと噛合する第二のギヤとからなり、前記第一の回転軸と前記第二の回転軸が互いに逆方向に回転するようにしてもよい。この構成によれば、例えば、一対のメインレバーの回転軸を同軸としても、サブレバー側に接続された往復動反転機構の動作により一対のペダルを左右の脚で交互に踏み込む場合、引き戻り側のペダルは、自動的に踏込位置に復帰する。その結果、一対のぺダルの踏込軌跡が同じになり、利用者の踏込操作をよりスムーズに違和感なく行わせ易くすることができる。

また、駆動機構の一対の前記往復動レバーのそれぞれは、一端側が前記ペダルに固定された接続ロッドと、前記接続ロッドの前記一端側に回転可能に接続され、他端側が前記連結ロッドと回転可能に接続されたメインレバーと、前記接続ロッドの他端側に回動可能に接続され、前記メインレバーの揺動に対応して平行に移動可能なサブレバーと、で構成され、前記往復動反転機構は、一方の前記サブレバーの他端側に接続された回転軸である第一の回転軸の端部に設けられた第一のギヤと、他方の前記サブレバーの他端側に接続された回転軸である第二の回転軸の端部に設けられ、前記第一のギヤと噛合する第二のギヤとからなり、前記第一の回転軸と前記第二の回転軸が互いに逆方向に回転するようにしてもよい。この構成によれば、例えば、一対のぺダルの踏込軌跡が同じになり、利用者の踏込操作をよりスムーズに違和感なく行わせ易くすることができるとともに、ペダルの踏込時に当該ペダルが揺動しないため、ペダル上の足裏載置位置に拘わらず同様な踏込動作が可能になり、ペダル操作の容易性を向上することができる。

また、駆動機構の前記ペダルの裏面と前記往復動レバーの一端側とを接続する接続部材の長さを前記第一の回転軸と前記第二の回転軸の前記略前後方向の差分長さに応じて決定し、一対の前記ペダルの踏面の高さが同じになるようにしてもよい。この構成によれば、容易な構成により一対のぺダルの踏込軌跡を同じすることが可能で、利用者の踏込操作をよりスムーズに違和感なく行わせ易くすることができる。

図１は、第１実施形態の駆動機構を適用した車両の構成を示す例示的かつ模式的な側面図である。 図２は、第１実施形態の駆動機構を適用した車両の構成を示す例示的かつ模式的な正面図である。 図３は、第１実施形態の駆動機構を適用した車両の構成を示す例示的かつ模式的な背面図である。 図４は、第１実施形態の駆動機構に含まれるワンウェイクラッチを備える動力伝達部の構成を示す例示的かつ模式的な平面図である。 図５は、第１実施形態の駆動機構の往復動反転機構の構成を示す例示的かつ模式的な断面図である。 図６は、第２実施形態の駆動機構を適用した車両の構成を示す例示的かつ模式的な側面図である。 図７は、第２実施形態の駆動機構の往復動反転機構の構成を示す例示的かつ模式的な断面図である。 図８は、第３実施形態の駆動機構を適用した車両の構成を示す例示的かつ模式的な側面図である。 図９は、第４実施形態の駆動機構を適用した車両の構成を示す例示的かつ模式的な側面図である。 図１０は、第４実施形態の駆動機構に含まれるワンウェイクラッチを備える回転体の構成を示す例示的かつ模式的な平面図である。 図１１は、第５実施形態の駆動機構を適用した車両の構成を示す例示的かつ模式的な側面図である。

以下、本開示の実施形態および変形例を図面に基づいて説明する。以下に記載する実施形態および変形例の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および効果は、あくまで一例であって、以下の記載内容に限られるものではない。

なお、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実と異なる場合がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、本明細書では、序数は、部品や、部材、部位、位置、方向等を区別するためだけに用いられており、順番や優先度を示すものではない。

＜第１実施形態＞
図１～図３は、第１実施形態の駆動機構を適用した車両の構成を示す例示的かつ模式的な図である。具体的には、図１は、車両１に適用した駆動機構４の構成を示す例示的かつ模式的な側面図である。図２は、車両１に適用した駆動機構４の構成を示す例示的かつ模式的な正面図である。また、図３は、車両１に適用した駆動機構４の構成を示す例示的かつ模式的な背面図である。図１～図３に示す車両１は、人力走行または電動アシスト走行、完全電動走行を可能にする構成を有する。

まず、図１～図３を用いて、車両１の全体構成を説明する。図１～図３に示される車両１は、三輪電動アシスト自転車の一例である。車両１は、フレーム２と、複数（一例として三つ）の車輪３と、駆動機構４と、操舵部５と、シート装置６と、を備える。

三つの車輪３は、一つの前輪３Ｆと、二つの後輪３Ｒ（３ＲＬ，３ＲＲ）と、である。三つの車輪３は、回転可能にフレーム２に支持されている。詳細には、前輪３Ｆは、操舵部５を介してフレーム２に支持されている。二つの後輪３Ｒは、駆動機構４を介してフレーム２に支持されている。二つの後輪３ＲＬ，３ＲＲは、車両１の左右方向Ｄ３に間隔をあけて設けられている。車両１の左右方向Ｄ３は、幅方向とも称される。

駆動機構４は、動力伝達部を介して二つの後輪３ＲＬ，３ＲＲを回転駆動する。詳細は後述するが、駆動機構４は、二つのペダル１１（１１Ｌ，１１Ｒ）と、変換機構１２と、駆動ギヤ１３（前側スプロケット）に接続される動力伝達部等を含む。駆動ギヤ１３と従動ギヤ１４（後側スプロケット）とは、チェーン１５によって動力伝達可能であり、従動ギヤ１４には、モータ１７と、伝達部１８とが接続されている。

二つのペダル１１（１１Ｌ，１１Ｒ）は、往復移動可能に設けられている。ペダル１１Ｌ，１１Ｒは、運転者２００（利用者）の脚２００ａ，２００ｂによって押圧操作（屈伸操作）される。変換機構１２は、ペダル１１Ｌ，１１Ｒの往復運動を、動力伝達部を介して駆動ギヤ１３の回転運動に変換する。チェーン１５は、駆動ギヤ１３と従動ギヤ１４とに掛け渡されており、駆動ギヤ１３の回転に伴い従動ギヤ１４を回転させる。従動ギヤ１４は、車軸１６に連結されており、従動ギヤ１４が回転することにより車軸１６が回転する。車軸１６には、後輪３ＲＬ，３ＲＲが結合されており、車軸１６が回転することにより後輪３ＲＬ，３ＲＲが回転する。車軸１６は、例えば左右二つに分割されており、各車軸１６の間には差動装置が介在している。一方の車軸１６および他方の車軸１６は差動装置を介して従動ギヤ１４に結合されている。

モータ１７（回転電気）は、ペダル１１Ｌ，１１Ｒに作用する操作力（押圧力）に応じた回転力（アシスト力）を伝達部１８を介して従動ギヤ１４に付与する。これにより、車両１の走行時には、後輪３ＲＬ，３ＲＲは、ペダル１１Ｌ，１１Ｒに作用する操作力（押圧力）とモータ１７から伝達される力とによって回転駆動される。モータ１７は、バッテリ（不図示）から供給される電力によって回転する。

また、駆動機構４は、ブレーキ機能を有する。駆動機構４は、ブレーキ操作部材が操作されることにより、ブレーキ装置によって制動力を発生する。また、このとき、駆動機構４は、モータ１７の回生運転による制動力も発生することができる。

なお、他の実施形態においては、車両１は、モータ１７と伝達部１８との間等にクラッチを介在させて、駆動機構４の動作のみによって走行させる人力走行モードと、モータ１７の駆動によるアシスト走行モード、モータ１７の駆動のみによって走行する電動走行モードを切替可能としてもよい。また、車両１は、モータ１７と伝達部１８を省略して、人力駆動のみで走行するものとしてもよい。

操舵部５は、ハンドル３１と、連結機構３２と、を有する。連結機構３２は、第１の部分３３と、第２の部分３４と、変換部３５と、を有する。第１の部分３３は、ハンドル３１と結合されており、ハンドル３１と一体に回転する。第２の部分３４は、前輪３Ｆを回転可能に支持している。変換部３５は、第１の部分３３と第２の部分３４との間に介在し、第１の部分３３の回転運動を第２の部分３４の回転運動に変換する。このような構成によって、ハンドル３１の回転に応じて前輪３Ｆが転舵される。前輪３Ｆの上下方向は、前輪３Ｆが転舵されても車両１の上下方向Ｄ２に沿う。すなわち、前輪３Ｆは、転舵されても。車両１の上下方向Ｄ２に対して車両１の左右方向Ｄ３に傾斜しない。

フレーム２は、骨組体５１と、前側支持部５２と、後側支持部５３と、を有する。フレーム２の前後方向、上下方向、および左右方向は、車両１の前後方向Ｄ１、上下方向Ｄ２、および左右方向Ｄ３と一致する。

骨組体５１は、図３に示されるように、三角柱状に形成されている。具体的には、骨組体５１は、上側メンバー５４と、二つの下側メンバー５５と、複数の結合メンバー５６と、を有する。二つの下側メンバー５５は、左側の下側メンバー５５Ｌと、右側の下側メンバー５５Ｒと、である。上側メンバー５４、二つの下側メンバー５５、および複数の結合メンバー５６は、棒状に形成されている。一例として、上側メンバー５４、二つの下側メンバー５５、および複数の結合メンバー５６は、それぞれ、円筒パイプによって構成されている。なお、上側メンバー５４、二つの下側メンバー５５、および複数の結合メンバー５６の形状は、他の形状であってもよい。

上側メンバー５４および二つの下側メンバー５５は、それぞれ、車両１の前後方向Ｄ１に延びている。二つの下側メンバー５５は、上側メンバー５４よりも車両１の上下方向Ｄ２の下方に位置し、互いに車両１の左右方向に間隔をあけて並べられている。左側の下側メンバー５５Ｌは、上側メンバー５４よりも車両１の左右方向の左方向に位置し、右側の下側メンバー５５Ｒは、上側メンバー５４よりも車両１の左右方向の右方向に位置している。上側メンバー５４および二つの下側メンバー５５のそれぞれの前端部は、結合メンバー５６によって連結されている。また、上側メンバー５４および二つの下側メンバー５５のそれぞれの後端部は、結合メンバー５６によって連結されている。上側メンバー５４、二つの下側メンバー５５、および複数の結合メンバー５６は、互いに溶接等によって固定されている。二つの下側メンバー５５は、上側メンバー５４よりも車両１の上下方向Ｄ２の下方に位置し上側メンバー５４に固定された下側部５７を構成している。

前側支持部５２は、骨組体５１の前端部に固定されている。前側支持部５２は、操舵部５を支持している。

図１および図３に示されるように、後側支持部５３は、骨組体５１の後端部に固定されている。後側支持部５３は、ベース壁部５８と、二つの立壁部５９Ｌ，５９Ｒと、を有する。ベース壁部５８は、二つの下側メンバー５５の下方側に位置し、二つの下側メンバー５５に固定されている。二つの立壁部５９Ｌ，５９Ｒは、ベース壁部５８の左右の端部から上方に延びている。後側支持部５３は、車軸１６を回転可能に支持している。また、後側支持部５３は、モータ１７等を支持している。

シート装置６は、シート７１と、位置調整装置７２と、一対の反力装置７３と、を有する。

シート７１は、シートクッション７４と、シートバック７５と、を有し、運転者２００がシートバック７５にもたれ掛った姿勢で着座可能である。

シート７１は、車両１の上下方向Ｄ２に対して車両１の左右方向Ｄ３に傾斜可能に上側メンバー５４に支持されている。また、シート７１は、車両１の前後方向Ｄ１に移動可能に上側メンバー５４に支持されている。

図３に示されるように、反力装置７３は、左右に二つ設けられている。二つの反力装置７３は、シート７１と下側部５７との間に伸縮可能に介在し、シート７１の傾斜によって縮んだ場合にシート７１に反力を与える。具体的には、左側の反力装置７３Ｌは、シート７１のシートクッション７４の左端部と、左側の下側メンバー５５Ｌとの間に介在し、シートクッション７４の左端部に反力を与える。右側の反力装置７３Ｒは、シート７１のシートクッション７４の右端部と、右側の下側メンバー５５Ｒとの間に介在し、シートクッション７４の左端部に反力を与える。

各反力装置７３は、ダンパー８５と、ばね８６と、を有する。ばね８６とダンパー８５とは、一体に伸縮するように互いに連結されている。反力装置７３は、シート７１と一体となって、車両１の前後方向に移動可能である。

シート装置６の構成において、車両１を旋回させる場合に、シート７１に着座した運転者２００がハンドル３１を操舵するとともに車両１の旋回の内側に体重移動をすることより、シートクッション７４の旋回内側の端部が旋回内側の反力装置７３のダンパー８５の上端部を下方に押圧する。これにより、ダンパー８５およびばね８６が縮みながら、シート７１が車両１の上下方向Ｄ２に対して車両１の左右方向Ｄ３であって旋回内側に傾斜する。例えば、左旋回の場合には、車両１の上下方向Ｄ２に対してシート７１が左方向に傾斜する。別の言い方をすると、左旋回の場合には、シートクッション７４の左端部が車両１の上下方向Ｄ２の下方に移動し、シートクッション７４の右端部が車両１の上下方向Ｄ２の上方に移動する。一方、右旋回の場合には、シートクッション７４の右端部が車両１の上下方向Ｄ２の下方に移動し、シートクッション７４の左端部が車両１の上下方向Ｄ２の上方に移動する。すなわち、車両１の旋回時には、シートクッション７４の左右の端部のうち、旋回内側の端部が車両１の上下方向Ｄ２の下方に移動し、シートクッション７４の左右の端部のうち、旋回外側の端部が車両１の上下方向Ｄ２の上方に移動する。

旋回の終了の際には、運転者２００がハンドル３１を戻すとともに姿勢を元に戻すことにより、シート７１の上下方向Ｄ４が車両１の上下方向Ｄ２に沿うようにシート７１の姿勢が変化する。この際、反力装置７３は、シート７１に引っ張られることなく、ばね８６の復元力によって定常状態に復帰する。

以上のように、本実施形態では、車両１は、フレーム２と、三つまたは四つの車輪３と、シート７１と、反力装置７３と、を備える。フレーム２は、車両１の前後方向Ｄ１に延びた上側メンバー５４と、上側メンバー５４よりも車両１の上下方向Ｄ２の下方に位置し上側メンバー５４に固定された下側部５７と、を有する。三つまたは四つの車輪３は、前輪３Ｆと、後輪３ＲＬ，３ＲＲと、を含み、前輪３Ｆと後輪３ＲＬ，３ＲＲとの少なくとも一方が二つであり、回転可能にフレーム２に支持されている。シート７１は、車両１の上下方向Ｄ２に対して車両１の左右方向Ｄ３に傾斜可能に上側メンバー５４に支持されている。反力装置７３は、シート７１と下側部５７との間に伸縮可能に介在し、シート７１の傾斜によって縮んだ場合にシート７１に反力を与える。

このような構成によれば、例えば、シート７１に着座した運転者２００は、車両１の旋回時に旋回の内側に体重移動をする場合に、シート７１を旋回内側に傾斜させることできるので、体重移動をスムーズに行うことできる。その結果、車両１の旋回時の安定性を向上させることができる。

また、シート７１は、位置調整装置７２によって車両１の前後方向Ｄ１の位置の調整を可能に上側メンバー５４に連結されている。このような構成によれば、運転者２００の体形に応じて車両１の前後方向Ｄ１におけるシート７１の位置を調整することができる。

次に、上述のように構成される車両１に搭載される駆動機構４の詳細を図１及び図４、図５を用いて説明する。図４は、駆動機構４に含まれるワンウェイクラッチ１２Ｗを備える動力伝達部の構成を示す例示的かつ模式的な平面図である。

上述したように、駆動機構４は、二つのペダル１１と、変換機構１２と、駆動ギヤ１３（前側スプロケット）が接続される動力伝達部と、を含む。変換機構１２は、二つのペダル１１により入力される直動運動を駆動ギヤ１３の回転運動に変換する。駆動ギヤ１３の回転運動は、チェーン１５を介して従動ギヤ１４（後側スプロケット）に伝達され車軸１６、すなわち車輪３を回転させて、車両１を走行させる。

変換機構１２は、具体的には、一対の往復動レバー１２ａ（１２ａＬ，１２ａＲ）と、一対の連結ロッド１２ｂ（１２ｂＬ，１２ｂＲ）と、動力伝達部を構成する一対の回転体１２ｃ（１２ｃＬ、１２ｃＲ）と、を含む。

図１に示されるように、一対の往復動レバー１２ａ（１２ａＬ，１２ａＲ）は、一端側に運転者２００の足裏を載せて踏込動作可能なペダル１１（１１Ｌ，１１Ｒ）を回動可能に支持し、他端側がペダル１１（１１Ｌ，１１Ｒ）の下方領域に位置する出力部１２ａｂ（１２ａｂＬ，１２ａｂＲ）を備える棒状の部材である。往復動レバー１２ａ（１２ａＬ，１２ａＲ）は、棒状の中間領域に形成される回転軸１２ａｃ（１２ａｃＬ，１２ａｃＲ）を中心に揺動可能である。回動軸１２ａｃＬ，１２ａｃＲは、立壁部５９Ｌ，５９Ｒに回動可能にそれぞれ軸支されている。したがって、往復動レバー１２ａ（１２ａＬ，１２ａＲ）は、車両１の略前後方向に揺動可能である。すなわち、ペダル１１（１１Ｌ、１１Ｒ）は、車両１のシート装置６に着座した運転者２００が左右の脚２００ａ，２００ｂを屈伸運動することで車両１（シート装置６）の略前後方向に直動可能となる。後述するが、往復動レバー１２ａＬの回転軸１２ａｃＬと、往復動レバー１２ａＲの回転軸１２ａｃＲは、車両１の前後方向にオフセットして配置され、往復動反転機構Ｍを構成する。

図４に示されるように、往復動レバー１２ａ（１２ａＬ，１２ａＲ）の出力部１２ａｂには、例えば、ベアリング１２ｅを介して連結ロッド１２ｂ（１２ｂＬ，１２ｂＲ）の一端側が回動可能に接続される。

図１に示されるように、連結ロッド１２ｂ（１２ｂＬ，１２ｂＲ）は、他端側が着座姿勢の運転者２００の脚２００ａ，２００ｂの下方領域を通り、車両１（シート装置６）の後方に向かって延びる棒状部材である。連結ロッド１２ｂ（１２ｂＬ，１２ｂＲ）の他端側は、円盤形状の回転体１２ｃ（１２ｃＬ、１２ｃＲ）に固定されたクランクピン１２ｄ（１２ｄＬ，１２ｄＲ）に、ベアリング１２ｅを介して回転可能に接続されている。クランクピン１２ｄＬとクランクピン１２ｄＲは、回転体１２ｃ（１２ｃＬ、１２ｃＲ）の周縁部に固定されている。したがって、運転者２００が、ペダル１１（１１Ｌ，１１Ｒ）を車両１の前方向に交互に踏み込み、往復動レバー１２ａ（１２ａＬ，１２ａＲ）を車両１の略前後方向に揺動させる直動運動を行うと、その直動運動に対応して連結ロッド１２ｂ（１２ｂＬ，１２ｂＲ）が車両１の略前後方向に直動運動する。その結果、回転体１２ｃ（１２ｃＬ，１２ｃＲ）が連結ロッド１２ｂ（１２ｂＬ，１２ｂＲ）の前後方向の移動量に応じて回転する。

一般に、連結ロッド１２ｂ（１２ｂＬ，１２ｂＲ）の前後方向の移動量（ストローク）が、クランクピン１２ｄ（１２ｄＬ，１２ｄＲ）を上死点及び下死点を超えて回転すれば、回転体１２ｃ（１２ｃＬ，１２ｃＲ）を一方向に回転させることができる。ただし、その場合、運転者２００は、ペダル１１（１１Ｌ，１１Ｒ）を予め定められた量（例えばフルストローク）まで踏み込む必要があり、不慣れな運転者２００や高齢者には踏込操作時の負担になったり、疲労の増加を招いたりする場合がある。

本実施形態の駆動機構４の場合、回転体１２ｃ（１２ｃＬ，１２ｃＲ）は、ワンウェイクラッチ１２Ｗ（１２ＷＬ，１２ＷＲ）を含む動力伝達機構が駆動ギヤ１３の回転軸１３ｓに接続されている。図４に示されるように、駆動ギヤ１３は、ハウジング１３ａに収容され、回転軸１３ｓがベアリング１３ｂによって回転可能に軸支されている。ワンウェイクラッチ１２Ｗは、一方向の回転時のみ動力伝達が可能で、逆方向の回転時には動力伝達を行わない（空転する）ものである。ワンウェイクラッチ１２Ｗは、例えば、図１において、連結ロッド１２ｂ（１２ｂＬ，１２ｂＲ）が車両１の後方に向かって移動したときのみ、動力伝達する動力伝達部を構成するものとする。つまり、連結ロッド１２ｂ（１２ｂＬ，１２ｂＲ）が車両１の前方に向かって移動したときには、動力伝達部は動力伝達を行わない。その結果、クランクピン１２ｄ（１２ｄＬ，１２ｄＲ）が上死点や下死点を超えない場合でも回転体１２ｃ（１２ｃＬ、１２ｃＲ）は、一定方向（例えば、図１における反時計回り方向に回転して、車両１を前進走行させる回転運動を発生させることができる。この場合、クランクピン１２ｄＬとクランクピン１２ｄＲの位相をずらしておけば、車両１の前後方向に連結ロッド１２ｂ（１２ｂＬ、１２ｂＲ）が交互に直動運動することにより、ペダル１１（１１Ｌ，１１Ｒ）の踏込量（ペダル可動域）の大小に拘わらず、駆動ギヤ１３が一方向（走行方向）に回転し、車両１を前進走行させる回転力を発生させることができる。

ところで、前述したように、回転体１２ｃ（１２ｃＬ、１２ｃＲ）と回転軸１３ｓとの間にワンウェイクラッチ１２Ｗ（１２ＷＬ，１２ＷＬ）を介在させた場合、車両１の後方に移動した連結ロッド１２ｂを運転者２００が人力により引き戻す必要がある。例えば、足裏とペダル１１とをベルト等により固定して、脚力を利用して後方に引き戻す必要がある。

そこで、駆動機構４は、図５に示すような往復動反転機構Ｍを備える。図５は、図１におけるＡ-Ａ断面図である。往復動反転機構Ｍは、一対の往復動レバー１２ａＬ，１２ａＲのうち一方が前方向に揺動したときに他方を後方向に揺動させる機構である。具体的には、往復動反転機構Ｍは、例えば、一方の往復動レバー１２ａＬの回転軸１２ａｃＬ（第一の回転軸）の端部に設けられた第一のギヤ１２ａｍＬと、他方の往復動レバー１２ａＲの回転軸１２ａｃＲ（第二の回転軸）の端部に設けられ、第一のギヤ１２ａｍＬと噛合する第二のギヤ１２ａｍＲとから構成される。回転軸１２ａｃＬと回転軸１２ａｃＲは、立壁部５９Ｌ，５９Ｒ等に固定されたブラケットＢＬにベアリング１２ｅによって回転可能に軸支され、互いに逆方向に回転する。その結果、例えば、回転軸１２ａａＬを介して回転可能に接続されたペダル１１Ｌが踏み込まれ、往復動レバー１２ａＬが揺動すると回転軸１２ａｃＬが車両１の前方向に回転させられる。したがって、第一のギヤ１２ａｍＬと噛合する第二のギヤ１２ａｍＲは、車両１の後方向に回転させられる。つまり、第二のギヤ１２ａｍＲを備える回転軸１２ａｃＲが車両１の後方向に回転し往復動レバー１２ａＲ（回転軸１２ａａＲを介して接続されたペダル１１Ｒ）を踏込開始位置に自動復帰させる。ペダル１１Ｒが踏み込まれた場合も同様に、ペダル１１Ｌを踏込開始位置に自動復帰させる。

このように、第１実施形態の駆動機構４の場合、往復動反転機構Ｍの動作により、運転者２００（利用者）は、人力でペダル１１を後方に引き戻す必要がなく、ペダル１１は常に踏込可能状態に復帰するので、ペダリングが容易になる。また、ペダル１１Ｌの踏込時の推力の一部がペダル１１Ｒの復帰時の後退力として利用できる。ペダル１１Ｒを踏み込んだ場合も同様である。その結果、ペダル１１の踏込時と復帰時の運転者の脚の筋力負荷の適正化がし易くなる。

また、第１実施形態の駆動機構４の場合、一対のペダル１１が車両１の略前後方向に直動操作可能となり、かつペダル操作で発生した直動運動を運転者２００が前方に脚２００ａ，２００ｂを投げ出すように着座姿勢の下方領域を通して後輪３Ｒ（駆動輪）に回転運動を与えるように伝達できる。つまり、運転者２００の脚２００ａ，２００ｂを着座姿勢より下方領域で略前後方向で直動運動させることが可能になる。その結果、ペダル１１のペダリングのワークスペースと、連結ロッド１２ｂ等の駆動機構４の可動スペースの適正化、両立化が容易になるとともに、シート装置６から着座姿勢を起こし易くなり、駆動機構４は、周囲の視認性改善や首への負担軽減に寄与することができる。また、駆動ギヤ１３と連結ロッド１２ｂとの間にワンウェイクラッチ１２Ｗが存在するため、連結ロッド１２ｂを動作させる場合に、ペダル１１の前後可動域が狭くクランクピン１２ｄの位置が回転体１２ｃの上死点または下死点を超えなくても回転体１２ｃを一方向に効率的に回転させることができる。その結果、運転者２００の個人差によるスロトーク量の差や筋力の差に基づくペダル１１の前後の可動域の違いがある場合でも、可動域の制限が緩和され、ペダル１１の操作性を向上することができる。

＜第２実施形態＞
上述した第１実施形態の場合、往復動反転機構Ｍを往復動レバー１２ａの回転軸１２ａｃに適用しているため、往復動レバー１２ａＬの回転軸１２ａｃＬと、往復動レバー１２ａＲの回転軸１２ａｃＲは、車両１の前後方向にオフセットして配置される。つまり、往復動レバー１２ａＬの揺動軌跡と往復動レバー１２ａＲの揺動軌跡がオフセット量に対応してずれる。その結果、往復動レバー１２ａにペダル１１がそのまま接続されている場合、ペダル１１の踏込開始位置に段差が生じ、運転者２００の左右の踏込量に差異が生じて違和感を与えてしまう場合がある。

そこで、第２実施形態の駆動機構４の場合、往復動反転機構Ｍの配置位置を変更することで、往復動レバー１２ａＬの回転軸１２ａｃＬと往復動レバー１２ａＲの回転軸１２ａｃＲを同軸とすることを可能にして、往復動レバー１２ａＬの揺動軌跡と往復動レバー１２ａＲの揺動軌跡のオフセットを解消する。

図６及び図７を用いて、第２実施形態を説明する。図６は、第２実施形態の駆動機構４が適用可能な車両１の構成を示す例示的かつ模式的な側面図である。また、図７は、第２実施形態の駆動機構４の往復動反転機構Ｍの構成を示す例示的かつ模式的な断面図であり、図６におけるＡ-Ａ断面図である。なお、第２実施形態の駆動機構４は第１実施形態の駆動機構４に対して、ペダル１１に接続される往復動レバー１２ａにおけるリンク機構及び往復動反転機構Ｍの適用位置が異なるのみで、他の構成、例えば、車両１の操舵部５、シート装置６、ダンパー８５や車軸１６の周辺構造は同じである。したがって、第２実施形態と第１実施形態において、実質的に同じ構成には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

一対の往復動レバー１２ａ（１２ａＬ，１２ａＲ）のそれぞれは、メインレバー１２ａ１（１２ａ１Ｌ，１２ａ１Ｒ）と接続ロッド１２ａ２（１２ａ２Ｌ，１２ａ２Ｒ）とサブレバー１２ａ３（１２ａ３Ｌ，１２ａ３Ｒ）とでリンク機構を構成している。

具体的には、メインレバー１２ａ１Ｌは、回転軸１２ａａＬを介して一端側がペダル１１Ｌと回動可能に接続され、他端側が回転軸１２ａｃを介して連結ロッド１２ｂＬに回動可能に接続された棒状の部材である。同様に、メインレバー１２ａ１Ｒは、回転軸１２ａａＲを介して一端側がペダル１１Ｒと回動可能に接続され、他端側が回転軸１２ａｃを介して連結ロッド１２ｂＲに回動可能に接続された棒状の部材である。また、接続ロッド１２ａ２Ｌの一端側は、メインレバー１２ａ１Ｌの回転中心（回転軸１２ａｃ）よりペダル１１Ｌの接続側（回転軸１２ａａＬ）に近い位置で回転軸１２ａｆＬを介して回動可能に接続されている。同様に、接続ロッド１２ａ２Ｒの一端側は、メインレバー１２ａ１Ｒの回転中心（回転軸１２ａｃ）よりペダル１１Ｒの接続側（回転軸１２ａａＲ）に近い位置で回転軸１２ａｆＲを介して回動可能に接続されている。また、サブレバー１２ａ３Ｌの一端側は、接続ロッド１２ａ２Ｌの他端側に回転軸１２ａｇＬを介して接続され、メインレバー１２ａ１Ｌの揺動に対応して平行に移動可能な棒状の部材である。サブレバー１２ａ３Ｒの一端側は、接続ロッド１２ａ２Ｒの他端側に回転軸１２ａｇＲを介して接続され、メインレバー１２ａ１Ｒの揺動に対応して平行に移動可能な棒状の部材である。

そして、図７に示されるように、往復動反転機構Ｍが、一対のサブレバー１２ａ３の他端に適用されている。具体的には、往復動反転機構Ｍは、一方のサブレバー１２ａ３Ｌの他端側に接続された回転軸１２ａｃ１Ｌ（第一の回転軸）の端部に設けられた第一のギヤ１２ａｍ１Ｌと、他方のサブレバー１２ａ３Ｒの他端側に接続された回転軸１２ａｃ１Ｒ（第二の回転軸）の端部に設けられ、第一のギヤ１２ａｍ１Ｌと噛合する第二のギヤ１２ａｍ１Ｒとを含む。回転軸１２ａｃ１Ｌと回転軸１２ａｃ１Ｒは、立壁部５９Ｌ，５９Ｒ等に固定されたブラケットＢＬにベアリング１２ｅによって回転可能に軸支され、互いに逆方向に回転する。その結果、例えば、回転軸１２ａａＬを介して回転可能に接続されたペダル１１Ｌが踏み込まれ、往復動レバー１２ａＬを構成するメインレバー１２ａ１Ｌ、接続ロッド１２ａ２Ｌ、サブレバー１２ａ３Ｌが車両１の前方側に揺動すると、サブレバー１２ａ３Ｌに接続された回転軸１２ａｃ１Ｌが車両１の前方向に回転させられる。したがって、第一のギヤ１２ａｍ１Ｌと噛合する第二のギヤ１２ａｍ１Ｒは、車両１の後方向に回転させられる。つまり、第二のギヤ１２ａｍ１Ｒを備える回転軸１２ａｃ１Ｒが車両１の後方向側に回転し往復動レバー１２ａＲ（回転軸１２ａａＲを介して接続されたペダル１１Ｒ）を踏込開始位置に自動復帰させる。ペダル１１Ｒが踏み込まれた場合も同様に、ペダル１１Ｌを踏込開始位置に自動復帰させる。

このように、第２実施形態の駆動機構４の場合、サブレバー１２ａ３に設けた往復動反転機構Ｍの動作により、運転者２００は、人力でペダル１１を後方に引き戻す必要がなく、ペダル１１は常に踏込可能状態に復帰する。この場合、メインレバー１２ａ１Ｌ，１２ａ１Ｒの回転軸１２ａｃは同軸上に配置することが可能になり、メインレバー１２ａ１Ｌ，１２ａ１Ｒの揺動軌跡のずれを解消することができる。なお、往復動反転機構Ｍで生じる回転軸１２ａｃ１Ｌと回転軸１２ａｃ１Ｒのオスセットは、接続ロッド１２ａ２Ｌと接続ロッド１２ａ２Ｒの長さを調整することで吸収することができる。その結果、往復動レバー１２ａにペダル１１がそのまま接続されている場合でも、ペダル１１の踏込開始位置に段差が生じることなく、運転者２００の左右の踏込量は同程度とすることが可能になり、違和感のない左右均一の踏込動作ができるようにすることができる。なお、第２実施形態の駆動機構４においても、ペダル１１Ｌの踏込時の推力の一部がペダル１１Ｒの復帰時の後退力として利用できる。ペダル１１Ｒを踏み込んだ場合も同様である。その結果、ペダル１１の踏込時と復帰時の運転者の脚の筋力負荷の適正化がし易くなる。

<第３実施形態＞
図８は、第３実施形態の駆動機構が適用可能な車両１の構成を示す例示的かつ模式的な側面図である。第３実施形態は、第２実施形態の変形例であり、ペダル１１ａの操作感を変更するものである。なお、第３実施形態のペダル１１ａは、第１実施形態、第２実施形態に示される往復動レバー１２ａのように運転者２００の足裏全体が載る踏面が大きく回転可能に接続されたペダル１１に比べて、踏面が小さく、往復動レバー１２ａに回転不能に固定されている。

第３実施形態の駆動機構４の場合も、往復動反転機構Ｍの構成位置は、第２実施形態と同じであり、往復動レバー１２ａＬの回転軸１２ａｃＬと往復動レバー１２ａＲの回転軸１２ａｃＲを同軸とすることで、往復動レバー１２ａＬの揺動軌跡と往復動レバー１２ａＲの揺動軌跡のオフセットを解消している。

なお、第３実施形態の駆動機構４は第２実施形態の駆動機構４に対して、ペダル１１の構成及びペダル１１に接続される往復動レバー１２ａにおけるリンク機構が異なるのみで、他の構成、例えば、車両１の操舵部５、シート装置６、ダンパー８５や車軸１６の周辺構造は同じである。したがって、第３実施形態と第２実施形態において、実質的に同じ構成には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

一対の往復動レバー１２ａ（１２ａＬ，１２ａＲ）のそれぞれは、メインレバー１２ａ１（１２ａ１Ｌ，１２ａ１Ｒ）と接続ロッド１２ａ２（１２ａ２Ｌ，１２ａ２Ｒ）とサブレバー１２ａ３（１２ａ３Ｌ，１２ａ３Ｒ）とでリンク機構を構成している。

具体的には、接続ロッド１２ａ２Ｌは、一端側がペダル１１ａＬに固定された棒状の部材である。また、メインレバー１２ａ１Ｌは、接続ロッド１２ａ２Ｌの一端側（ペダル１１ａＬに近い側）に回転軸１２ａｆＬを介して回転可能に接続され、他端側（出力部１２ａｂＬ）が連結ロッド１２ｂＬと回転可能に接続されている。また、サブレバー１２ａ３Ｌは、接続ロッド１２ａ２Ｌの他端側に回転軸１２ａｇＬを介して回動可能に接続され、メインレバー１２ａ１Ｌの揺動に対応して平行に移動可能である。同様に、接続ロッド１２ａ２Ｒは、一端側がペダル１１ａＲに固定された棒状の部材である。また、メインレバー１２ａ１Ｒは、接続ロッド１２ａ２Ｒの一端側（ペダル１１ａＲに近い側）に回転軸１２ａｆＲを介して回転可能に接続され、他端側（出力部１２ａｂＲ）が連結ロッド１２ｂＲと回転可能に接続されている。また、サブレバー１２ａ３Ｒは、接続ロッド１２ａ２Ｒの他端側に回転軸１２ａｇＲを介して回動可能に接続され、メインレバー１２ａ１Ｒの揺動に対応して平行に移動可能である。

そして、往復動反転機構Ｍが、一対のサブレバー１２ａ３の他端に適用されている。なお、一対のサブレバー１２ａ３に対する往復動反転機構Ｍの構成は、図７で説明した第２実施形態の構成と同じなので、その説明は省略する。往復動反転機構Ｍは、第２実施形態と同様に、運転者２００が人力でペダル１１ａを後方に引き戻す必要がなく、ペダル１１ａは常に踏込可能状態に復帰させる。この場合、メインレバー１２ａ１Ｌ，１２ａ１Ｒの回転軸１２ａｃは同軸上に配置することが可能になり、メインレバー１２ａ１Ｌ，１２ａ１Ｒの揺動軌跡のずれを解消することができる。なお、往復動反転機構Ｍで生じる回転軸１２ａｃ１Ｌと回転軸１２ａｃ１Ｒのオスセットは、接続ロッド１２ａ２Ｌと接続ロッド１２ａ２Ｒの長さを調整することで吸収することができる。その結果、往復動レバー１２ａにペダル１１ａがそのまま固定されている場合でも、ペダル１１ａの踏込開始位置に段差が生じることなく、運転者２００の左右の踏込量は同程度とすることが可能になり、違和感のない左右均一の踏込動作ができるようにすることができる。なお、第３実施形態の駆動機構４においても、ペダル１１ａＬの踏込時の推力の一部がペダル１１ａＲの復帰時の後退力として利用できる。ペダル１１ａＲを踏み込んだ場合も同様である。その結果、ペダル１１ａの踏込時と復帰時の運転者の脚の筋力負荷の適正化がし易くなる。

また、一対のペダル１１ａの踏込軌跡が同じになり、運転者２００に踏込操作をよりスムーズに違和感なく行わせ易くすることができるとともに、ペダル１１ａが接続ロッド１２ａ２に固定されているため踏込時に当該ペダル１１ａが揺動しない。そのため、ペダル上の足裏載置位置に拘わらず同様な踏込動作が可能になり、ペダル操作の容易性を向上することができる。ペダル１１ａの挙動は、一般的な自動車のアクセルパダルと同様であり、自動車の運転に慣れた運転者に、ペダル１１ａの操作を受け入れやすくすることができる。

＜第４実施形態＞
図９は、第４実施形態の駆動機構４Ａを適用可能な車両１Ａの構成を示す例示的かつ模式的な側面図である。なお、車両１Ａは、上述した各実施形態における往復動反転機構Ｍやワンウェイクラッチ１２Ｗを含む機構を立乗り自転車タイプの車両１Ａに適用した場合の変形例である。

車両１Ａは、一般的な立乗り自転車と同様に、パイプ等で構成された複数のフレームで構成されている。車両１Ａのフレームは、例えば、前方フレームＦａと、サドルフレームＦｂと、後方フレームＦｃで構成されている。

前方フレームＦａの前端には、車輪３（前輪３Ｆ）を支持するとともに、前輪３Ｆを操舵する操舵部５（ハンドル３１）が設けられている。また、サドルフレームＦｂには、運転者２００の臀部を載せるサドル６Ａが固定されている。また、サドルフレームＦｂにおいて、サドル６Ａの下方には、運転者２００の脚２００ａ，２００ｂを載せて、脚２００ａ，２００ｂにより上下方向Ｄ２に往復移動可能な一対のペダル１１Ａ（１１ＡＬ，１１ＡＲ）が配置されている。ペダル１１Ａの往復運動による駆動力は、変換機構１２Ａにより回転運動による駆動力に変換され後方フレームＦｃに支持される車輪３（後輪３Ｒ）に伝達され、後輪３Ｒを回転させ、車両１Ａを前方に走行させる。

変換機構１２Ａは、一対の往復動レバー１２ａ４（１２ａ４Ｌ，１２ａ４Ｒ）と、一対の連結ロッド１２ｂ（１２ｂＬ，１２ｂＲ）と、一対の回転体１２ｃ（１２ｃＬ、１２ｃＲ）と、を含む。

一対の往復動レバー１２ａ４（１２ａ４Ｌ，１２ａ４Ｒ）は、一端側に設けられた回転軸１２ａｆ（１２ａｆＬ，１２ａｆＲ）を介して回転可能にペダル１１Ａ（１１ＡＬ，１１ＡＲ）を支持し、他端側の出力部１２ａｂ（１２ａｂＬ，１２ａｂＲ）に連結ロッド１２ｂ（１２ｂＬ，１２ｂＲ）が接続されている棒状の部材である。また、往復動レバー１２ａ４（１２ａ４Ｌ，１２ａ４Ｒ）の長手方向の略中部には回転軸１２ａｃ２（１２ａｃ２Ｌ，１２ａｃＲ））が設けられ、この部分に往復動反転機構Ｍが適用されている。

車両１Ａにおける往復動反転機構Ｍの構成（Ａ-Ａ断面図）は、第１実施形態において図５で説明した往復動反転機構Ｍと同じである。したがって、図９の車両１Ａにおける往復動反転機構Ｍの構成の説明は、図５における往復動レバー１２ａ（１２ａＬ，１２ａＲ）及び回転軸１２ａｃ（１２ａｃＬ，１２ａｃＲ）を往復動レバー１２ａ４（１２ａ４Ｌ，１２ａ４Ｒ）及び回転軸１２ａｃ（１２ａｃＬ，１２ａｃＲ）に読み替えればよく、その説明は省略する。

出力部１２ａｂ（１２ａｂＬ，１２ａｂＲ）に回動可能に接続されている連結ロッド１２ｂ（１２ｂＬ，１２ｂＲ）の他端側は、円盤形状の回転体１２ｃ（１２ｃＬ、１２ｃＲ）に固定されたクランクピン１２ｄ（１２ｄＬ，１２ｄＲ）に回転可能に接続されている。

図１０は、図９におけるＢ-Ｂ断面であり、車両１Ａの駆動機構４Ａに含まれるワンウェイクラッチ１２Ｗを備える回転体１２ｃの構成を示す例示的かつ模式的な平面図である。後方フレームＦｃは、後輪３Ｒの車軸１６Ａを車幅方向の左右からベアリング１２ｅを介して回転可能に軸支している。また、後方フレームＦｃは、車幅方向の左右に配置された回転体１２ｃ（１２ｃＬ，１２ｃＲ）の回転軸１２ｃｄ（１２ｃｄＬ，１２ｃｄＲ）を、ベアリング１２ｅを介して回転可能に軸支している。なお、図１０に示す断面図には、連結ロッド１２ｂのうち連結ロッド１２ｂＬのみが見えている。また、連結ロッド１２ｂＬが回転可能に接続されるクランクピン１２ｄＬは見えていない。

動力伝達部を構成する回転体１２ｃ（１２ｃＬ，１２ｃＲ）は、回転軸１２ｃｄ（１２ｃｄＬ，１２ｃｄＲ）を中心位置に備える円盤状の第１回転体１２ｃａ（１２ｃａＬ，１２ｃａＲ）と、ワンウェイクラッチ１２Ｗ（１２ＷＬ，１２ＷＲ）を介して接続されたリング状の第２回転体１２ｃｂ（１２ｃｂＬ，１２ｃｂＲ）で構成されている。図９に示されるように、連結ロッド１２ｂＬが回転可能に接続されるクランクピン１２ｄＬは、第１回転体１２ｃａＬの外縁部の一部に固定されている。同様に、連結ロッド１２ｂＲが回転可能に接続されるクランクピン１２ｄＲは、第１回転体１２ｃａＲ（不図示）の外縁部の一部に固定されている。第２回転体１２ｃｂ（１２ｃｂＬ，１２ｃｂＲ）の外縁部と車軸１６の外縁部には、互いに噛合するギヤが形成され、回転体１２ｃ（１２ｃＬ，１２ｃＲ）の回転力が車軸１６Ａに伝達可能である。

図９において、運転者２００が脚２００ａ，２００ｂを上下方向Ｄ２に往復運動（略直動運動）させることにより、その往復運動は、往復動レバー１２ａ４（１２ａ４Ｌ，１２ａ４Ｒ）及び連結ロッド１２ｂ（１２ｂＬ，１２ｂＲ）が接続されたクランクピン１２ｄ（１２ｄＬ，１２ｄＲ）に伝達される。その結果、回転体１２ｃ（１２ｃＬ，１２ｃＲ）を回転させる。この場合、第１回転体１２ｃａ（１２ｃａＬ，１２ｃａＲ）と第２回転体１２ｃｂ（１２ｃｂＬ，１２ｃｂＲ）とは、ワンウェイクラッチ１２Ｗ（１２ＷＬ，１２ＷＲ）を介して接続されているため、クランクピン１２ｄ（１２ｄＬ，１２ｄＲ）が上死点または下死点を超えさせることなく第１回転体１２ｃａ（１２ｃａＬ，１２ｃａＲ）を揺動させた場合でも、第２回転体１２ｃｂ（１２ｃｂＬ，１２ｃｂＲ）を一方向に回転させることができる。つまり、車軸１６Ａを一方向（例えば、反時計まわり方向）に回転させ、車両１Ａを前進走行させることができる。

このように、往復動反転機構Ｍやワンウェイクラッチ１２Ｗを含む機構を立乗り自転車タイプの車両１Ａに適用することにより、第１実施形態～第３実施形態で示す車両１と同様に、運転者２００が行う脚２００ａ，２００ｂの往復運動を一方向に回転する回転運動に変換することができる。その結果、後輪３Ｒを効率的に前進方向に回転させて、車両１Ａをスムーズに前進走行させることができる。

＜第５実施形態＞
上述した第１実施形態～第４実施形態の構成の場合、車両１は、運転者２００が行う脚２００ａ，２００ｂの往復運動を回転運動に変換して、直接またはアシストを受けながら車軸１６を回転させて走行させるものである。第５実施形態の車両１は、例えば、運転者２００が行う脚２００ａ，２００ｂの往復運動を回転運動に変換して、モータを発電機として機能させ、バッテリを充電する。そして、バッテリを駆動源として車軸１６に接続されたモータを駆動して、車両１を走行させる。

図１１を用いて、第５実施形態を説明する。図１１は、第５実施形態の駆動機構４が適用可能な車両１の構成を示す例示的かつ模式的な側面図である。なお、第５実施形態の駆動機構４は、ペダル１１による往復運度が変換機構１１２によって回転運動に変換され、モータ９５（第二の回転電機という場合もある）を回転させる。つまり、モータ９５が発電機として機能して、車両１の搭載されたバッテリ１１６を充電する点で、上述した第１実施形態～第４実施形態とは異なる。その他の車両１のフレーム２、操舵部５、シート装置６、ダンパー８５や車軸１６の周辺構造は同じである。したがって、第５実施形態において、第１実施形態等と実質的に同じ構成には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

上述したように、駆動機構４は、二つのペダル１１（１１Ｌ，１１Ｒ）と、変換機構１１２と、駆動ギヤ１１３に接続される動力伝達部（回転体１１２ｃ）と、を含む。変換機構１１２は、二つのペダル１１により入力される直動運動を駆動ギヤ１１３の回転運動に変換する。駆動ギヤ１１３の回転運動は、モータ９５に伝達され、モータ９５の回転軸が回転させられることにより、前述したように、モータ９５が発電機として機能して発電し、バッテリ１１６を充電する。バッテリ１１６に充電された電力によりモータ１７（第一の回転電機という場合もある）が回転駆動可能となり、その回転力が伝達部１８を介して車軸１６に伝達され、車両１の走行（例えば、先進走行）が実施可能となる。なお、他の実施形態では、モータ９５で発電された電力は、直接モータ１７に提供されて、モータ１７を回転駆動するようにしてもよい。この場合、ペダル１１の踏込速度等に応じてモータ１７の回転力（車両１の速度）が決定される。

続いて、第５実実施形態における変換機構１１２の詳細について説明する。変換機構１１２は、運転者２００の脚２００ａ，２００ｂによって行われるペダル１１の交互の踏み込み動作による往復運動を回転運動に変換して、発電機として機能するモータ９５の回転軸を回転させて発電を行わせる機構である。変換機構１１２は、具体的には、一対の往復動レバー１１２ａ（１１２ａＬ，１１２ａＲ）と、一対の連結ロッド１１２ｂ（１１２ｂＬ，１１２ｂＲ）と、一対の回転体１１２ｃ（１１２ｃＬ、１１２ｃＲ）と、を含む。なお、図１１の例の場合、変換機構１１２及びモータ９５は、車両１の前方領域でペダル１１と操舵部５の第１の部分３３との間の領域に配置されている。つまり、変換機構１１２は、ペダル１１のペダリングや操舵部５の操舵と干渉し難い、空いている空間を利用して配置されている。

図１１に示されるように、一対の往復動レバー１１２ａ（１１２ａＬ，１１２ａＲ）は、棒状の部材である。一対の往復動レバー１１２ａ（１１２ａＬ，１１２ａＲ）の一端側には、運転者２００の足裏を載せて踏込動作が可能なペダル１１（１１Ｌ，１１Ｒ）が、固定された回転軸１１２ａａ（１１２ａａＬ，１１２ａａＲ）がベアリングを介して回転可能に支持されている。また、往復動レバー１１２ａ（１１２ａＬ，１１２ａＲ）の他端側には、出力部１１２ａｂ（１１２ａｂＬ，１１２ａｂＲ）が形成され、当該出力部１１２ａｂに対して回転可能に連結ロッド１１２ｂ（１１２ｂＬ，１１２ｂＲ）が接続されている。往復動レバー１１２ａ（１１２ａＬ，１１２ａＲ）は、回転軸１１２ａａと出力部１１２ａｂの間において、出力部１１２ａｂに偏った位置に形成された回転軸１１２ａｃ（１１２ａｃＬ，１１２ａｃＲ）を中心に揺動可能である。回転軸１１２ａｃ（１１２ａｃＬ，１１２ａｃＲ）は、往復動反転機構Ｍを構成する。往復動反転機構Ｍは、図５で説明した構造とであり、詳細な説明は省略するが、往復動反転機構Ｍの動作により、運転者２００（利用者）は、人力でペダル１１を後方に引き戻す必要がなく、ペダル１１は常に踏込可能状態に復帰するので、ペダリングが容易になる。また、ペダル１１Ｌの踏込時の推力の一部がペダル１１Ｒの復帰時の後退力として利用できる。ペダル１１Ｒを踏み込んだ場合も同様である。その結果、ペダル１１の踏込時と復帰時の運転者の脚の筋力負荷の適正化がし易くなる。したがって、往復動レバー１１２ａ（１１２ａＬ，１１２ａＲ）は、運転者２００が車両１の略前方向にペダル１１（１１Ｌ，１１Ｒ）を交互に踏み込むことにより、回転軸１１２ａｃ（１１２ａｃＬ，１１２ａｃＲ）を中心として揺動可能となる。

連結ロッド１１２ｂ（１１２ｂＬ，１１２ｂＲ）の他端側は、ベアリングが設けられ、円盤状の回転体１１２ｃ（１１２ｃＬ，１１２ｃＲ）に固定されたクランクピン１１２ｄ（１１２ｄＬ，１１２ｄＲ）が挿入されている。

クランクピン１１２ｄＬとクランクピン１１２ｄＲは、図１１に示されるように、回転体１１２ｃ（１１２ｃＬ、１１２ｃＲ）の周縁部に、例えば、位相を１８０°ずらした状態で固定されている。回転体１１２ｃ（１１２ｃＬ，１１２ｃＲ）は、その回転中心が駆動ギヤ１１３の回転軸に固定されている。駆動ギヤ１１３は、前側支持部５２（例えば、ハウジング）に収容され、回転軸がベアリングによって回転可能に軸支されている。したがって、運転者２００が、ペダル１１（１１Ｌ，１１Ｒ）を車両１の前方向に交互に踏み込み、往復動レバー１１２ａ（１１２ａＬ，１１２ａＲ）を車両１の略前後方向に揺動させる直動運動を行うと、その直動運動に対応して連結ロッド１１２ｂ（１１２ｂＬ，１１２ｂＲ）が車両１の略前後方向に直動運動する。その結果、回転体１１２ｃ（１１２ｃＬ，１１２ｃＲ）が連結ロッド１１２ｂ（１１２ｂＬ，１１２ｂＲ）の前後方向の移動量に応じて回転軸を中心に回転する。すなわち、ペダル１１（１１Ｌ，１１Ｒ）の直動運動が駆動ギヤ１１３を回転運動させる。

連結ロッド１１２ｂ（１１２ｂＬ，１１２ｂＲ）の前後方向の移動量（ストローク）が、クランクピン１１２ｄ（１１２ｄＬ，１１２ｄＲ）を上死点及び下死点を超えて回転させる移動量である場合、回転体１１２ｃ（１１２ｃＬ，１１２ｃＲ）を一方向に回転することができる。つまり、駆動ギヤ１１３も一方向に回転する。

図１１に示されるように、前側支持部５２（ハウジング）にはモータ９５が固定され、駆動ギヤ１１３にモータ９５の回転軸に固定されたギヤが噛合している。したがって、駆動ギヤ１１３が一方向に回転することによりモータ９５も一方向に従動回転して、発電を行うことができる。なお、この場合、運転者２００は、ペダル１１（１１Ｌ，１１Ｒ）を予め定められた量（例えばフルストローク）まで交互に踏み込むことで、クランクピン１１２ｄは、ターンオーバーし、駆動ギヤ１１３をスムーズに回転させて、モータ９５による効率的な発電を実現することができる。なお、図１１のような構成の場合、一対のクランクピン１１２ｄが位相をずらして配置されているため、運転者２００が一方のペダル１１を踏み込む際の踏力は、他方のペダル１１を踏込開始位置に戻す。したがって、ペダル１１の交互の踏み込みをスムーズに行うことができる。

上述したように、図１１の構成の場合、運転者２００は、ペダル１１（１１Ｌ，１１Ｒ）を予め定められた量（例えばフルストローク）まで交互に踏み込む必要がある。そのため、不慣れな運転者２００や高齢者には踏込操作時の負担になったり、疲労の増加を招いたりする場合がある。例えば、クランクピン１１２ｄが上死点や下死点を超えない場合、回転体１１２ｃは逆回転する場合があり、回転体１１２ｃの連続的な一方向の回転ができない場合ある。

そこで、第５実施形態の場合も、回転体１１２ｃ（１１２ｃＬ，１１２ｃＲ）は、ワンウェイクラッチを介して駆動ギヤ１１３の回転軸に接続されている。なお、ワンウェイクラッチの構造は作用効果は、図４で説明した、ワンウェイクラッチ１２Ｗと実質的に同じであり、図４を参照し、詳細な説明は省略する。

図５で説明したように、ワンウェイクラッチは、一方向の回転時のみ動力伝達が可能で、逆方向の回転時には動力伝達を行わない（空転する）動力伝達部を構成する。ワンウェイクラッチは、例えば、図１１において、連結ロッド１１２ｂ（１１２ｂＬ，１１２ｂＲ）が車両１の後方に向かって移動したときのみ、動力伝達するものとする。つまり、連結ロッド１１２ｂ（１１２ｂＬ，１１２ｂＲ）が車両１の前方に向かって移動したときには、動力伝達を行わない。その結果、クランクピン１１２ｄ（１１２ｄＬ，１１２ｄＲ）が上死点や下死点を超えない場合（ターンオーバーしない場合）でも回転体１１２ｃ（１１２ｃＬ、１１２ｃＲ）は、一定方向（例えば、図１１における反時計回り方向に回転して、駆動ギヤ１１３を一定方向に回転運動させることができる。この場合、クランクピン１１２ｄＬとクランクピン１１２ｄＲの位相をずらしておけば、車両１の前後方向に連結ロッド１１２ｂ（１１２ｂＬ、１１２ｂＲ）が交互に直動運動することにより、ペダル１１（１１Ｌ，１１Ｒ）の踏込量（ペダル可動域）の大小に拘わらず、駆動ギヤ１１３が一方向に回転し、モータ９５において発電を効率的に行うことができる。

なお、この構成によれば、ペダル１１（１１Ｌ，１１Ｒ）はそれぞれ、独立して前後方向Ｄ１に往復運動可能となる。したがって、例えば、片側のペダル１１のみを往復運動させても駆動ギヤ１１３を一方向に回転可能であり、モータ９５の充電を行うことができる。その結果、運転者２００は、片足操作による発電が可能になる。つまり、脚２００ａ，２００ｂの疲労程度や操作上の好み等に応じたペダリングが可能になり、車両１走行のための動力発生を実現することができる。なお、この場合、踏み込むペダル１１の選択は任意であり、また、片足操作の途中で、操作する脚を入れ替えても発電を継続することができる。

なお、図１１において、車両１の変換機構１１２は、例えば、一対の回転体１１２ｃに固定されたクランクピン１１２ｄが、回転体１１２ｃを回転させるときに、クランクピン１１２ｄのターンオーバーを抑制する抑制部を備えてもよい。抑制部は、連結ロッド１１２ｂ（クランクピン１１２ｄ）が例えば、下死点を超えて回転することを抑制するストッパＳＰＬとすることが可能である。例えば、ペダル１１Ｌに対する抑制部（ストッパＳＰＬ）の場合、出力部１１２ａｂＬ側の連結ロッド１１２ｂＬが車両１の前方部を構成するフレーム２や壁面等と当接する位置に設け、連結ロッド１１２ｂＬがそれ以上前方に移動し、クランクピン１１２ｄＬが下死点を超えてクランクピン１１２ｄ（回転体１１２ｃ）がターンオーバーすることを防止する。一方、ペダル１１Ｒに対する抑制部の場合、回転軸１１２ａａＲ側の往復動レバー１１２ａＲが車両１の前方部を構成するフレーム２や壁面等と当接する位置にストッパＳＰＲを設け、往復動レバー１１２ａＲがそれ以上前方に移動し、クランクピン１１２ｄＲが下死点を超えて回転体１１２ｃがターンオーバーすることを防止する。このように、下死点を超えてクランクピン１１２ｄのターンオーバーが発生しないようにすることにより、クランクピン１１２ｄの位置とペダル１１の踏込位置の関係の把握が容易になり、変換機構１１２によって変換される回転運動の制御、つまり、車両１の動力制御が容易になる。

＜変形例＞
第２実施形態、第３実施形態では、ペダル１１の踏込開始位置に段差を往復動反転機構Ｍの適用位置を変更することで、解消する例を示した。他の実施形態においては、簡易的に、往復動レバー１２ａとペダル１１との接続状態を調整することで、往復動反転機構Ｍの適用位置を第１実施形態のまま、すなわち、往復動レバー１２ａの回転軸１２ａｃの位置としたままとしても段差を解消することを可能にしている。具体的には、図１に示されるように、ペダル１１の裏面と往復動レバー１２ａの一端側（回転軸１２ａａＬ、回転軸１２ａａＲ）とを接続する接続部材１１ｂ（１１ｂＬ、１１ｂＲ）の長さを往復動レバー１２ａ（１２ａＬ，１２ａＲ）の回転軸１２ａｃＬ（第一の回転軸）と回転軸１２ａｃＲ（第二の回転軸）の車両１の前後方向の差分長さに応じて決定（調整）し、一対のペダル１１の踏面の高さが同じになるようにする。この場合、一対の往復動レバー１２ａの揺動軌跡は異なるものの、一対のペダル１１の踏込軌跡は簡易的に同じにすることが可能になり、運転者２００に踏込操作をよりスムーズに違和感なく行わせ易くすることができる。図１１に示す第５実施形態においても同様である。

また、第１実施形態～第３実施形態において、運転者２００が、ペダル１１を車両１の略前後方向に直動ペダリングすることにより駆動ギヤ１３が回転する。駆動輪である後輪３Ｒは、駆動ギヤ１３のギヤ径より小径の従動ギヤ１４を備える車軸１６によって支持され、駆動ギヤ１３と従動ギヤ１４との間には、チェーン１５が架け渡されている。したがって、駆動ギヤ１３の回転は増速され従動ギヤ１４に伝達され、後輪３Ｒを回転させるので、車両１の走行性能を向上することができる。この場合、ギヤ径の異なる従動ギヤ１４を複数配列し、チェーン１５を架け替えることによりギヤ比を変化させることが可能となり、状況に応じた走行状態を実現することができる。

なお、バッテリ１１６等からの電力供給を受けて駆動するモータ１７は、ペダル１１Ｌ，１１Ｒに作用する操作力（押圧力）に応じた回転力（アシスト力）を伝達部１８を介して従動ギヤ１４（駆動輪）に付与する。これにより、車両１の走行時には、後輪３ＲＬ，３ＲＲは、ペダル１１Ｌ，ペダル１１Ｒに作用する操作力（押圧力）とモータ１７から伝達される力とによって回転駆動され、運転者２００の走行時の負荷の軽減に寄与できる。また別の実施形態において、モータ１７は、駆動ギヤ１３にアシスト力を付与してもよく、同様に運転者２００の走行時の負荷の軽減に寄与することができる。なお、モータ１７は、ジェネレータとしても機能し、非アシスト走行時に回生を行い、バッテリを充電するようにしてもよい。なお、上述した実施形態では、駆動ギヤ１３がチェーン１５を介して従動ギヤ１４に接続される例を示した。別の実施形態では、駆動ギヤ１３に車軸１６を設け、駆動ギヤ１３が後輪３Ｒを直接回転させるようにしてもよい。

したがって、第１実施形態～第３実施形態の車両１は、例えばモータ１７を伝達部１８から切り離して、ペダル１１のペダリングのみにより走行する、人力走行モード、モータ１７を伝達部１８に接続したうえで、モータ１７のアシストを受けることなく走行する回生走行モード、モータ１７のアシストを受けて走行するアシスト走行モード、モータ１７の駆動のみで走行する電動走行モード等を実現することができる。

同様に、第４実施形態の車両１Ａにおいても、車軸１６Ａの外縁部にギヤ径の異なる複数のギヤを配列して、第２回転体１２ｃｂ（１２ｃｂＬ，１２ｃｂＲ）の外縁部のギヤとの噛合関係を変化させて、ギヤ比を変化させてもよい。この場合も、状況に応じた走行状態を実現することができる。

また、車両１Ａに対しても、回転体１２ｃを車軸１６に対して切離可能とするとともに、車軸１６Ａにモータを切離可能に設けてもよい。そして、車軸１６Ａに対する回転体１２ｃやモータの切離状態を切替可能としてもよい。この場合、例えば、第４実施形態で説明したように、ペダル１１Ａのペダリングのみによって車両１Ａを走行させる「人力走行モード」やモータのみで走行させる「電動走行モード」を実現しすることができる。また、ペダル１１Ａのペダリングとモータを用いて走行させる「アシスト走行モード」、モータのアシストを受けることなく充電しながら走行する「回生走行モード」等も実現可能である。

以上、本実施形態および変形例を説明したが、上述した実施形態および変形例はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上述した新規な実施形態および変形例は、様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上述した実施形態および変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…車両、３…車輪、３Ｆ…前輪、３Ｒ…後輪、４…駆動機構、５…操舵部、６…シート装置、１１…ペダル、１２…変換機構、１２Ｗ…ワンウェイクラッチ、１２ａ…往復動レバー、１２ａｂ…出力部、１２ａｃ…回転軸、１２ｂ…連結ロッド、１２ｃ…回転体、１２ｄ…クランクピン、１２ｅ…ベアリング、１２ａｍＬ…第一のギヤ、１２ａｍＲ…第二のギヤ、１３…駆動ギヤ、１４…従動ギヤ、１５…チェーン、１６…車軸、１７…モータ（回転電気）、２００…運転者、２００ａ，２００ｂ…脚、Ｍ…往復動反転機構。

Claims (5)

1. シートに着座した利用者の左右の脚で前記シートの略前後方向に直動可能な一対のペダルと、
   前記ペダルを一端側で支持し他端側を前記ペダルの出力部とする、回転軸を中心に前記略前後方向に揺動可能な一対の往復動レバーと、
   一対の前記往復動レバーのうち一方が前方向に揺動したときに他方を後方向に揺動させる往復動反転機構と、
   一端側が前記出力部に回動可能に接続され、他端側が前記後方向に向かって延びる一対の連結ロッドと、
   前記連結ロッドの他端側が回転可能に接続されたクランクピンが固定された一対の回転体が、一対のワンウェイクラッチを介して前記クランクピンの位相が異なるように両端に接続された回転軸を有する動力伝達部と、
   を備える、駆動機構。
2. 前記往復動反転機構は、一方の前記往復動レバーの前記回転軸である第一の回転軸の端部に設けられた第一のギヤと、他方の前記往復動レバーの前記回転軸である第二の回転軸の端部に設けられ、前記第一のギヤと噛合する第二のギヤとからなり、前記第一の回転軸と前記第二の回転軸が互いに逆方向に回転する、請求項１に記載の駆動機構。
3. 一対の前記往復動レバーのそれぞれは、一端側が前記ペダルと回動可能に接続され、他端側が前記連結ロッドに回動可能に接続されたメインレバーと、前記メインレバーの回転中心より前記ペダルの接続側に近い位置に一端側が回動可能に接続された接続ロッドと、前記接続ロッドの他端側に一端側が接続され前記メインレバーの揺動に対応して平行に移動可能なサブレバーと、で構成され、
   前記往復動反転機構は、一方の前記サブレバーの他端側に接続された回転軸である第一の回転軸の端部に設けられた第一のギヤと、他方の前記サブレバーの他端側に接続された回転軸である第二の回転軸の端部に設けられ、前記第一のギヤと噛合する第二のギヤとからなり、前記第一の回転軸と前記第二の回転軸が互いに逆方向に回転する、請求項１に記載の駆動機構。
4. 一対の前記往復動レバーのそれぞれは、一端側が前記ペダルに固定された接続ロッドと、
   前記接続ロッドの前記一端側に回転可能に接続され、他端側が前記連結ロッドと回転可能に接続されたメインレバーと、前記接続ロッドの他端側に回動可能に接続され、前記メインレバーの揺動に対応して平行に移動可能なサブレバーと、で構成され、
   前記往復動反転機構は、一方の前記サブレバーの他端側に接続された回転軸である第一の回転軸の端部に設けられた第一のギヤと、他方の前記サブレバーの他端側に接続された回転軸である第二の回転軸の端部に設けられ、前記第一のギヤと噛合する第二のギヤとからなり、前記第一の回転軸と前記第二の回転軸が互いに逆方向に回転する、請求項１に記載の駆動機構。
5. 前記ペダルの裏面と前記往復動レバーの一端側とを接続する接続部材の長さを前記第一の回転軸と前記第二の回転軸の前記略前後方向の差分長さに応じて決定し、一対の前記ペダルの踏面の高さが同じになるようにする、請求項２に記載の駆動機構。

Images