JPH0617902A - 回転力合成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 振動運動とこれとは別の回転運動とをスムー
ズに１つに合成し、振動運動・回転運動のいずれか一方
のみでも、又これら２つの運動を適宜合成する場合で
も、常に逆回転を起こす恐れがない。 【構成】 回転力合成装置１は、左腕木部材７を突設す
る左回動駆動軸３と回転力合成軸４を有し、左回動駆動
軸３には第１フリーギヤ１３を有する第１一方向クラッ
チ１２と、第２フリーギヤ１５を有する第２一方向クラ
ッチ１４が装着される。回転力合成軸４にはアイドルギ
ヤ１９に歯合する従動ギヤ１６と、第３フリーギヤ１５
を有する第３一方向クラッチ１７が装着され、回転力合
成軸４は左腕木部材７の振動に対し従動ギヤ１６と第３
一方向クラッチ１７の回転を受け、又端部に固着する左
クランク８の回転に対しても常に正方向に回転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複数の部材の運動を
１つの回転力に合成する装置に関し、詳しくは腕木部材
の振動運動とこれとは別の回転運動とを１つに合成する
回転力合成装置及びその応用装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、異なる種類の運動を１つの回転力
に合成する装置としては、例えば自転車等の乗手推進装
置において、フレームに回動可能に支持されるハンドル
と、このハンドルの往復回動する振動運動をペダル軸の
回転として伝達する運動機構とを設けた装置が提案され
ていた。この装置では足でペダルを踏むと共にハンドル
を腕で往復回動させ、これらの運動をペダル軸に伝達し
て１つの回転運動に合成していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の回転力
合成装置ではハンドルの上下振動運動を運動機構により
往復運動としてペダル軸に固着する円板に伝達し、ここ
で振動運動を回転運動に変換するリンク機構をとってい
たため、振動による往復運動とペダルによる回転運動の
タイミングが合致しない場合にはリンク機構が逆回転を
起こす恐れがあった。これを避けるためにはリンク機構
にはずみ車を設け、その運動エネルギーを利用してタイ
ミングを調整する方法もあるが、装置の重量が増加して
しまう欠点があった。

【０００４】この発明は、振動運動とこれとは別の回転
運動とをスムーズに１つに合成し、振動運動・回転運動
のいずれか一方のみでも、又これら２つの運動を適宜合
成する場合でも、常に逆回転を起こす恐れがない回転力
合成装置を提供することを目的としている。又、２つの
独立した振動運動をそれぞれ回転運動に合成することが
可能な、従って各運動量を幾分抑制しても合成される回
転力を大きく維持できる、更に振動運動及び回転運動の
付与を一時的に休止して、その運動を停止状態にしても
回転力合成軸の回転状態が維持できる回転力合成装置を
提供する。又、このような回転力合成装置を利用して、
乗手の手足の運動量を効率的に推進力に変換し得る各種
乗手推進装置を提供することも目的の一つである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の回転力合成装置は、ハウジングに回
動自在に軸支され軸上に突設する腕木部材の振動運動に
基づき正方向及び逆方向に振動回動する回動駆動軸と、
この回動駆動軸に装着され前記正方向の回動に応答して
回転する第１一方向クラッチと、この第１一方向クラッ
チの外周部に形成される第１フリーギヤと、前記回動駆
動軸に装着され前記逆方向の回動に応答して回転する第
２一方向クラッチと、この第２一方向クラッチの外周部
に形成される第２フリーギヤと、前記第１フリーギヤに
連結する回転力伝達機構により前記正方向に回転する従
動ギヤと、前記ハウジングに回転自在に軸支され前記従
動ギヤを固着し前記正方向に回転する回転力合成軸と、
この回転力合成軸の前記正方向の回転には空転する構成
で前記回転力合成軸に装着される第３一方向クラッチ
と、この第３一方向クラッチの外周部に形成され前記第
２フリーギヤと歯合して付与される前記正方向の回転を
前記回転力合成軸に伝達する第３フリーギヤと、前記回
転力合成軸に前記正方向の回転を前記振動運動とは別の
回転運動により付与する回転力付与手段とを有すること
を特徴としている。

【０００６】又請求項２記載の回転力合成装置は、請求
項１記載の前記回動駆動軸が直線上に対向して配設され
る２本の回動駆動軸であり、それぞれの回動駆動軸に前
記第１一方向クラッチと前記第１フリーギヤと前記第２
一方向クラッチと前記第２フリーギヤとを備え、前記回
転力付与手段は、前記回転力合成軸の両端部に連結する
２本のクランクの回転運動により付与される構成である
ことを特徴としている。又請求項３記載の回転力合成装
置は、請求項１記載の前記回動駆動軸が直線上に対向し
て配設される２本の回動駆動軸であり、それぞれの回動
駆動軸に前記第１一方向クラッチと前記第１フリーギヤ
と前記第２一方向クラッチと前記第２フリーギヤとを備
え、前記回転力付与手段は、前記ハウジングに回転自在
に軸支され両端部に回転運動をする２本のクランクを連
結する回転軸と、この回転軸に装着され前記正方向の回
転力に応答して回転する第４一方向クラッチと、この第
４一方向クラッチの外周部に形成され前記第２フリーギ
ヤにのみ歯合する第４フリーギヤとを有することを特徴
としている。

【０００７】又請求項４記載の回転力合成装置は、ハウ
ジングに回動自在に軸支され軸上に突設する腕木部材の
振動運動に基づき正方向及び逆方向に振動回動する回動
駆動軸と、この回動駆動軸に装着され前記正方向の回動
に応答して回転する第１一方向クラッチと、この第１一
方向クラッチの外周部に形成される第１フリーギヤと、
前記回動駆動軸に装着され前記逆方向の回動に応答して
回転する第２一方向クラッチと、この第２一方向クラッ
チの外周部に形成される第２フリーギヤと、前記第１フ
リーギヤに連結する回転力伝達機構により前記正方向に
回転する従動ギヤと、前記ハウジングに回転自在に軸支
され前記従動ギヤを固着し前記正方向に回転する回転力
合成軸と、この回転力合成軸に装着され前記正方向の回
転に応答して回転する第５一方向クラッチと、この第５
一方向クラッチの外周部に形成され前記第２フリーギヤ
に歯合する第５フリーギヤを有し、前記回転力合成軸に
前記正方向の回転を前記振動運動とは別の回転運動によ
り付与する回転力付与手段とを有することを特徴として
いる。更に請求項５記載の回転力合成装置は、請求項４
記載の前記回動駆動軸が直線上に対向して配設される２
本の回動駆動軸であり、それぞれの回動駆動軸に前記第
１一方向クラッチと前記第１フリーギヤと前記第２一方
向クラッチと前記第２フリーギヤとを備え、前記回転力
付与手段は、前記回転力合成軸の両端部に連結する２本
のクランクの回転運動により付与される構成であり、前
記第５フリーギヤには駆動力伝達部材が連結することを
特徴としている。

【０００８】請求項６記載の乗手推進装置は、前記請求
項３記載の回転力合成装置を固着するフレームと、この
フレームを懸架する複数の車輪と、前記回転力合成軸に
固着するスプロケットと、このスプロケットに巻着し前
記車輪に回転を伝達する巻掛伝導手段と、前記腕木部材
を把持すると共に前記クランクに連結するペダルを踏む
搭乗者を載置し前記フレームに固着するシートと、前記
搭乗者を前記シートに押圧する押圧部材とを有すること
を特徴としている。請求項７記載の乗手推進装置は、前
記請求項２または３のいずれか一つに記載の回転力合成
装置を固着するフレームと、前記腕木部材を把持すると
共に前記クランクに連結するペダルを踏む搭乗者を載置
し前記フレームに固着するシートと、前記搭乗者を前記
シートに押圧する押圧部材と、前記回転力合成軸の回転
を推進駆動力とする駆動機構を有することを特徴とし、
請求項８記載の乗手推進装置は、前記請求項５記載の回
転力合成装置を固着するフレームと、前記腕木部材を把
持すると共に前記クランクに連結するペダルを踏む搭乗
者を載置し前記フレームに固着するシートと、前記搭乗
者を前記シートに押圧する押圧部材と、前記駆動力伝達
部材の回転を推進駆動力とする駆動機構を有することを
特徴としている。又請求項９記載の回転力合成装置は、
ハウジングに回動自在に軸支され軸上に突設する腕木部
材の振動運動に基づき正方向及び逆方向に振動回動する
回動駆動軸と、回転力付与手段により前記正方向の回転
を付与される回転力合成軸と、前記回動駆動軸の前記正
方向の回動に応答して前記回転力合成軸を正方向に回転
させる正方向回動伝達機構と、前記回動駆動軸の前記逆
方向の回動に応答して前記回転力合成軸を正方向に回転
させる逆方向回動反転伝達機構とを有することを特徴と
している。

【０００９】

【作用】請求項１記載の回転力合成装置は、ハウジング
に回動自在に軸支される回動駆動軸の腕木部材を往復振
動し、これにより回動駆動軸を正方向及び逆方向に振動
回動させる。回動駆動軸に装着される第１一方向クラッ
チは正方向の回動に応答してロックし、外周部に形成さ
れる第１フリーギヤを正方向に回転させる。又同じく回
動駆動軸に装着される第２一方向クラッチは逆方向の回
動に応答してロックし、その外周部に形成される第２フ
リーギヤを逆方向に回転させる。第１フリーギヤには回
転力伝達機構が連結し、回転方向を変換しながら従動ギ
ヤ及びこれを固着する回転力合成軸に正方向の回転力を
伝達する。一方第２フリーギヤは歯合する第３フリーギ
ヤを正方向に回転させる。この時第３フリーギヤを外周
部に形成する第３一方向クラッチはロック状態となり、
回転力合成軸を正方向に回転させる。即ち回転力合成軸
は腕木部材の振動に対し、従動ギヤと第３一方向クラッ
チの回転を受けて常に正方向に回転する。なお第３一方
向クラッチは第３フリーギヤを加動側とするため、受動
側となる回転力合成軸の正方向の回転には空転する。こ
の回転力合成軸には回転運動を伴う回転力付与手段が設
けられ振動運動とは別に正方向の回転力が付与される。

【００１０】又請求項２記載の回転力合成装置は、２本
の回動駆動軸から別々の振動運動がそれぞれ回転運動に
変換されて１つの回転力合成軸に伝達される。この回動
駆動軸の振動運動は独立して伝達される構成であるた
め、２本の腕木部材の振動運動の一致・不一致にかかわ
らず、又単独の振動運動であっても回転力合成軸を正方
向に回転せしめる。回転力合成軸の両端部に連結する２
本のクランクは回転運動を行い、これのみでも回転力合
成軸を正方向に回転せしめる。

【００１１】又請求項３記載の回転力合成装置は、回転
力合成軸とは別に回転力付与手段の回転軸を設け、その
回転を第４一方向クラッチ及び第４フリーギヤを介して
第２フリーギヤに伝達する。第２フリーギヤは受動側で
あるため第４フリーギヤに応答して逆方向に回転しても
第２一方向クラッチとは係合せず、歯合する第３フリー
ギヤを正方向に回転させるだけである。逆に第２フリー
ギヤが第２一方向クラッチに係合して逆方向に回転して
も、歯合する第４フリーギヤは受動側であるため第４一
方向クラッチとは係合せず、正方向の回転を回転軸に伝
達しない。従って回転軸は回転を付与しない時には停止
状態となる。

【００１２】又請求項４記載の回転力合成装置は、回転
力合成軸に装着する第５一方向クラッチの第５フリーギ
ヤを受動側とする。このため、第５一方向クラッチは回
転力合成軸の正方向の回転にはロック状態となるが、第
２フリーギヤに応答して第５フリーギヤが回転しても空
転状態となる。従って第５フリーギヤは腕木部材の振動
運動と回転力付与手段の回転運動を受けて常に正方向に
回転する。更に請求項５記載の回転力合成装置は、この
正方向に回転する第５フリーギヤに駆動力伝達部材を連
結しその回転を伝達する。

【００１３】請求項６記載の乗手推進装置は、請求項３
記載の回転力合成装置を利用し、シート上の搭乗者が腕
木部材を把持して振動運動を与えると共にペダルを踏ん
でクランクを回転し回転力合成軸に回転力を付与し、車
輪を回転せしめる。腕による振動運動と脚による回転運
動とを乗手推進装置に与えるため、搭乗者をシートに押
圧する押圧部材が設けられ、これにより搭乗者を支持し
反力を確保している。又請求項７または８記載の乗手推
進装置は、回転力合成軸の回転を推進駆動力とする駆動
機構、あるいは駆動力伝達部材の回転を推進駆動力とす
る駆動機構を有するものであり、いずれの場合も搭乗者
の腕及び脚の運動により装置を推進させる。請求項９記
載の回転力合成装置は、振動回動する回動駆動軸の正方
向の回動を正方向回動伝達機構により、又逆方向の回動
を逆方向回動反転伝達機構によりそれぞれ回転力合成軸
に伝えてこれを正方向に回転させる。この回転力合成軸
は、回転力付与手段によっても正方向の回転を付与され
る。

【００１４】

【実施例】次にこの発明の実施例を添付図面に基づき詳
細に説明する。図１はこの発明の回転力合成装置の側面
図、図２は図１のII−II断面を示す断面図、図３及び図
４はそれぞれは図２のIII−III断面又はIV−IV断面を示
す断面図である。

【００１５】回転力合成装置１は、ハウジング２の左側
板２ａ，右側板２ｂにそれぞれ左回動駆動軸３と右回動
駆動軸１０３の端部を、又回転力合成軸４の両端部をそ
れぞれ挿通する。これらの軸は左側板２ａ又は右側板２
ｂ内に装着される軸受部材５が支持する。左側板２ａ及
び右側板２ｂより突出する左回動駆動軸３，右回動駆動
軸１０３の端部には、それぞれ左ジョイント部材６，右
ジョイント部材１０６が装着され、左腕木部材７，右腕
木部材１０７を突設する。又回転力合成軸４の両端部に
はそれぞれ左クランク８，右クランク１０８が固着し、
それらの先端部に左ペダル９，右ペダル１０９を回転自
在に取り付けている。又左側板２ａの外部の回転力合成
軸４にはスプロケット１０が固着し、チェーン１１を介
して図示しない回転駆動部材に回転力合成軸４の回転を
伝えている。

【００１６】ハウジング２の内面には左仕切板２ｃ，右
仕切板２ｄが設けられ、それぞれ左回動駆動軸３，右回
動駆動軸１０３を軸受部材５を介して支持している。又
回転力合成軸４も左仕切板２ｃ，右仕切板２ｄを挿通し
軸受部材５を介して支持されている。左側板２ａと左仕
切板２ｃとで支持される左回動駆動軸３には第１一方向
クラッチ１２が、又右側板２ｂと右仕切板２ｄとで支持
される右回動駆動軸１０３には第１一方向クラッチ１１
２が装着され、それぞれの外周には第１フリーギヤ１
３，１１３が形成されている。又左仕切板２ｃ又は右仕
切板２ｄから対向して突出する左回動駆動軸３及び右回
動駆動軸１０３の端部には、それぞれ第２一方向クラッ
チ１４，１１４が装着され、これらの外周には共通の第
２フリーギヤ１５が形成されている。

【００１７】一方、第１フリーギヤ１３，１１３及び第
２フリーギヤ１５の対応する位置の回転力合成軸４には
それぞれ従動ギヤ１６，１１６と第３一方向クラッチ１
７が装着され、第３一方向クラッチ１７の外周には第２
フリーギヤ１５と歯合する第３フリーギヤ１８が形成さ
れる。又第１フリーギヤ１３，１１３と対応する従動ギ
ヤ１６，１１６との間にはそれぞれアイドルギヤ１９，
１１９が配設されている。この第１フリーギヤ１３、ア
イドルギヤ１９及び従動ギヤ１６の構成の詳細を図３に
基づき説明する。第１フリーギヤ１３の内側に設けられ
る第１一方向クラッチ１２は、クラッチハウジング１２
ａの内部に、左回動駆動軸３に固着する加動円板１２ｂ
とその外周に所定の切欠部１２ｃを形成する爪車１２ｄ
とを有する。この切欠部１２ｃは加動円板１２ｂに付設
される爪１２ｅと一方向で当接する形状であり、図３で
は加動円板１２ｂの時計回り方向にロックする構成とな
っている。爪１２ｅは加動円板１２ｂに取り付けられる
爪バネ１２ｆで上下動可能に支持され、反時計回りに加
動円板１２ｂが回動する時には爪１２ｅが押し下げられ
るので、左回動駆動軸３は空転状態となる。従って第１
一方向クラッチ１２は時計回り方向（以下正方向とす
る）にのみロックして第１フリーギヤ１３を回転させ
る。この第１フリーギヤ１３に歯合するアイドルギヤ１
９は固着する軸１９ａを左側板２ａと左仕切板２ｃとで
回転自在に支持されており、第１フリーギヤ１３の回転
に応じて反時計回り（以下逆方向とする）に回転し、続
いて歯合する従動ギヤ１６を正方向に回転せしめる。更
に従動ギヤ１６はスプライン４ａを設けて嵌合する回転
力合成軸４を正方向に回転する。なお、右回動駆動軸１
０３に設けられる第１フリーギヤ１１３、アイドルギヤ
１１９及び従動ギヤ１１６の構成は上記と全く同じであ
るので説明は省略する。

【００１８】次に第２フリーギヤ１５及び第３フリーギ
ヤ１８の構成の詳細を図４に基づき説明する。第２フリ
ーギヤ１５の内側に設けられる第２一方向クラッチ１４
は、クラッチハウジング１４ａの内部に、左回動駆動軸
３に固着する加動円板１４ｂと所定の切欠部１４ｃを形
成する爪車１４ｄとを有する。この切欠部１４ｃは加動
円板１４ｂに付設される爪１４ｅと一方向で当接する形
状であり、図４では加動円板１４ｂの逆方向の回動にロ
ックする構成となっている。爪１４ｅは加動円板１４ｂ
に取り付けられる爪バネ１４ｆで上下動可能に支持さ
れ、正方向に加動円板１４ｂが回動する時には爪１４ｅ
が押し下げられるので、左回動駆動軸３は空転状態とな
る。従って第２一方向クラッチ１４は逆方向の回転時に
のみロックして第２フリーギヤ１５を回転させる。この
第２フリーギヤ１５に歯合する第３フリーギヤ１８は、
内側に回転力合成軸４のスプライン４ａと嵌合する第３
一方向クラッチ１７を設けている。この第３一方向クラ
ッチ１７は第２一方向クラッチ１４と同様な構成をして
いるが、第３フリーギヤ１８及び爪車１７ｄ側が加動側
となるため、クラッチハウジング１７ａ内の爪車１７ｄ
が正方向に回転する時に切欠部１７ｃが爪１７ｅに当接
し、これにより円板１７ｂ及び回転力合成軸４を正方向
に回転せしめる。従って第３一方向クラッチ１７は第３
フリーギヤ１８の正方向の回転時にロックして回転力合
成軸４を正方向に回転させる。なお従動ギヤ１６の回転
による回転力合成軸４の正方向の回転速度が、第３フリ
ーギヤ１８の正方向の回転速度よりも相対的に大きい場
合には、爪バネ１７ｆにより支持される爪１７ｅは切欠
部１７ｃに当接せず、爪１７ｅを押し下げた状態で先行
して回転するため第３フリーギヤ１８は空転状態と同様
になる。なお、右回動駆動軸１０３側に設けられる第２
一方向クラッチ１１４は、上記の第２フリーギヤ１５を
共有する構成であり、詳細は第２一方向クラッチ１４と
同様であるので説明は省略する。

【００１９】次にこの回転力合成装置１の作用を説明す
る。左腕木部材７を往復振動すると左ジョイント部材６
に固着する左回動駆動軸３は正方向及び逆方向に振動回
動する。この正方向回動時に第１一方向クラッチ１２は
ロックし、外周部に形成される第１フリーギヤ１３を正
方向に回転させる。この回転はアイドルギヤ１９を介し
て従動ギヤ１６に正方向回転として伝えられ、従動ギヤ
１６を固着する回転力合成軸４を正方向に回転させる。
又、左回動駆動軸３の逆方向回動時には第２一方向クラ
ッチ１４がロックし、その外周部に形成される第２フリ
ーギヤ１５を逆方向に回転させ、続いて歯合する第３フ
リーギヤ１８を正方向に回転させる。この時第３一方向
クラッチ１７はロック状態となり、回転力合成軸４を正
方向に回転させる。このため回転力合成軸４は左腕木部
材７の振動に対し、従動ギヤ１６と第３一方向クラッチ
１７の回転を受けて常に正方向に回転する。同様に右腕
木部材１０７の振動に対しても、従動ギヤ１１６と第３
一方向クラッチ１７の回転を受けて回転力合成軸４は正
方向に回転するが、その作用は左腕木部材７と同様であ
るので説明は省略する。

【００２０】又、回転力合成軸４の端部に固着する左ク
ランク８及び右クランク１０８の左ペダル９及び右ペダ
ル１０９を踏みながら正方向に回転すると回転力合成軸
４はこれのみでも正方向に回転する。両腕木部材の振動
を停止した状態で左・右ペダル９，１０９を正方向に回
転させると、同時に従動ギヤ１６，１１６は回転するが
アイドルギヤ１９，１１９を介して正方向に回転する第
１フリーギヤ１３，１１３はそれぞれ第１一方向クラッ
チ１２，１１２と噛み合わないため空転状態となり、又
回転力合成軸４に装着される第３一方向クラッチ１７も
第３フリーギヤ１８とは噛み合わないためこれも空転状
態となる。従って慣性力や左・右ペダル９，１０９のみ
による回転力合成軸４の回転時には、両腕木部材を静止
状態に維持できる。又、左・右腕木部材７，１０７の振
動と同時に左・右ペダル９，１０９を正方向に回転させ
ると、回転力合成軸４はそれぞれの運動を受けて正方向
の回転力を合成して回転することができる。この合成さ
れた回転力はスプロケット１０及びチェーン１１を介し
て図示しない回転駆動部材に伝えられる。

【００２１】なお、左腕木部材７に基づく回転力合成軸
４の回転と、右腕木部材１０７に基づく回転力合成軸４
の回転と、左・右ペダル９，１０９に基づく回転力合成
軸４の回転はそれぞれ単独で実施できるが、各運動を有
効に合成するためには空転状態を避けるように速度調整
をすることが必要である。

【００２２】以上の実施例では回転力合成軸４に回転力
付与手段を直結する構成としたが、別に回転軸を設ける
ものでもよい。その一実施例を図５乃至図７に基づき説
明する。図５は別の実施例である回転力合成装置の側面
図、図６は図５のVI−VI断面を示す断面図、図７は図６
のVII−VII断面を示す断面図である。この回転力合成装
置２０１もハウジング２０２の左側板２０２ａ，右側板
２０２ｂにそれぞれ左回動駆動軸２０３と右回動駆動軸
３０３の端部を、又回転力合成軸２０４の両端部をそれ
ぞれ挿通する。左側板２０２ａ及び右側板２０２ｂより
突出する左回動駆動軸２０３，右回動駆動軸３０３の端
部には、それぞれ左ジョイント部材２０６，右ジョイン
ト部材３０６が装着され、左腕木部材２０７，右腕木部
材３０７を突設する。又左側板２０２ａ及び右側板２０
２ｂを挿通するペダル回転軸２０の両端部にはそれぞれ
左クランク２０８，右クランク３０８が固着し、それら
の先端部に左ペダル２０９，右ペダル３０９を回転自在
に取り付けている。又左側板２０２ａの外部の回転力合
成軸２０４にはスプロケット２１０が固着し、チェーン
２１１を介して図示しない回転駆動部材に回転力合成軸
２０４の回転を伝えている。ハウジング２０２の内面に
は左仕切板２０２ｃ，右仕切板２０２ｄが設けられ、そ
れぞれ左回動駆動軸２０３，右回動駆動軸３０３を回動
自在に支持している。

【００２３】図１乃至図４に示す回転力合成装置１と同
様に、この実施例の回転力合成装置１０１でも左回動駆
動軸２０３及び右回動駆動軸３０３にはそれぞれ第１一
方向クラッチ１２，１１２が装着され、それぞれの外周
に第１フリーギヤ１３，１１３を形成している。又左回
動駆動軸２０３及び右回動駆動軸３０３の端部には、そ
れぞれ第２一方向クラッチ１４，１１４が装着され、こ
れらの外周には共通の第２フリーギヤ１５が形成されて
いる。又回転力合成軸２０４にも図１乃至図４と同様な
従動ギヤ１６，１１６と第３一方向クラッチ１７が装着
され、第３一方向クラッチ１７の外周には第２フリーギ
ヤ１５と歯合する第３フリーギヤ１８が形成されてい
る。又第１フリーギヤ１３，１１３と対応する従動ギヤ
１６，１１６との間にはそれぞれアイドルギヤ１９，１
１９が配設されている。これら第１一方向クラッチ１
２，１１２、第１フリーギヤ１３，１１３、第２一方向
クラッチ１４，１１４、第２フリーギヤ１５、従動ギヤ
１６，１１６、第３一方向クラッチ１７及び第３フリー
ギヤ１８等の構成・作用は図１乃至図４に示す回転力合
成装置１の構成・作用と同様であるので同符号を付して
説明は省略する。

【００２４】一方ペダル回転軸２０には、外周に第２フ
リーギヤ１５のみと歯合する第４フリーギヤ２１を形成
する第４一方向クラッチ２２を装着する。この第４一方
向クラッチ２２は第１一方向クラッチ１２と同様な構成
であり、クラッチハウジング２２ａの内部に、ペダル回
転軸２０に固着する加動円板２２ｂと、切欠部２２ｃを
形成する爪車２２ｄとを有する。切欠部２２ｃは加動円
板２２ｂに付設される爪２２ｅと一方向で当接する形状
であり、加動円板２２ｂの正方向の回転にロックする構
成となっている。爪２２ｅは加動円板２２ｂに取り付け
られる爪バネ２２ｆで上下動可能に支持され、ペダル回
転軸２０を逆方向に回転する時には爪２２ｅが押し下げ
られるので、ペダル回転軸２０は空転状態となる。第４
フリーギヤ２１に歯合する第２フリーギヤ１５は逆方向
に回転し、続いて歯合する第３フリーギヤ１８、第３一
方向クラッチ１７及び回転力合成軸２０４を正方向に回
転させる。

【００２５】ペダル回転軸２０のみ回転させる時には第
２フリーギヤ１５は空転状態となり、又左・右腕木部材
２０７，３０７のみ振動させる時には第４フリーギヤ２
１が空転状態となるため、いずれか一方の運動を静止状
態で停止することができる。従って回転力合成軸２０４
が慣性力で回転している時でも、ペダル回転軸２０を停
止することができる。

【００２６】以上説明した実施例はいずれも回転力合成
軸を常に正方向に回転させる装置であるが、常に回転す
る要素は別の部材でもよい。その一実施例を図８及び図
９に基づき説明する。図８は他の実施例の回転力合成装
置の構成を示す平断面図、図９は図８のIX−IX断面を示
す断面図である。この回転力合成装置４０１は図１乃至
図４に示す回転力合成装置１とほぼ同様な構成であるた
め、同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略す
る。

【００２７】ハウジング４０２の左側板４０２ａ，左仕
切板４０２ｃ，右側板４０２ｂ，右仕切板４０２ｄを挿
通する回転力合成軸４には従動ギヤ１６，１１６と第５
一方向クラッチ２３が装着され、第５一方向クラッチ２
３の外周には第２フリーギヤ１５と駆動ギヤ２４に歯合
する第５フリーギヤ２５が形成される。この第５フリー
ギヤ２５の構成を図９に基づき説明する。第２フリーギ
ヤ１５と歯合する第５フリーギヤ２５は内側に第５一方
向クラッチ２３を設け、そのクラッチハウジング２３ａ
の内部に、回転力合成軸４に固着する加動円板２３ｂと
所定の切欠部２３ｃを形成する爪車２３ｄとを有する。
この切欠部２３ｃは加動円板２３ｂに付設される爪２３
ｅと一方向で当接する形状であり、加動円板２３ｂの正
方向の回動にロックする構成となっている。爪２３ｅは
加動円板２３ｂに取り付けられる爪バネ２３ｆで上下動
可能に支持され、回転力合成軸４の回転が第５フリーギ
ヤ２５の回転に比べ相対的に遅い時には爪２３ｅは切欠
部２３ｃに当接せず、爪２３ｅを押し下げた状態で第５
フリーギヤ２５が先行して回転するため回転力合成軸４
は空転状態と同様になる。第５フリーギヤ２５は、左・
右腕木部材７，１０７の振動と左・右ペダル９，１０９
の回転を受けて常に正方向に回転する。この合成された
回転力は駆動ギヤ２４を介して図示しない回転駆動部材
に伝えられる。なお以上説明した実施例では、振動回動
する回動駆動軸の正逆方向の回動を複数の一方向クラッ
チとフリーギヤとを組み合わせて、正方向の回転力とし
て回転力合成軸に伝達しているが、回動駆動軸の正方向
の回動に応答する正方向回動伝達機構と逆方向の回動に
応答する逆方向回動反転伝達機構とを有し、それぞれが
回転力合成軸に正方向の回転力を伝達するもので有れば
以上の組合せに限定されるものではなく、公知の巻掛伝
達機構を利用するものでも勿論よい。

【００２８】以上述べた回転力合成装置は左・右腕木部
材を腕で振動させ、左・右ペダルを脚で回転させる乗手
推進装置に搭載することができる。即ち、回転力合成軸
又は第５フリーギヤに付与される回転力を利用し、これ
を各種乗手推進装置の公知の駆動機構に連結することに
より、腕・脚の運動を有効に活用した車両、船舶、スノ
ーモービル、更には人力飛行機とを実現することができ
る。その一実施例を図１０に示す。図１０は乗手推進車
両の側面図である。この乗手推進車両２６は図５乃至図
７に示す回転力合成装置２０１を搭載するものであり、
フレーム２７と、このフレーム２７を懸架する複数の車
輪２８と、回転力合成軸に固着するスプロケット２１０
と、このスプロケット２１０に巻着し車輪２８に回転を
伝達する巻掛伝導手段であるチェーン２１１と、フレー
ム２７に固着するシート２９とを有している。このシー
ト２９に座る搭乗者３０は、左・右腕木部材２０７，３
０７を把持すると共に左・右ペダル２０９，３０９を踏
んで回転力合成軸に回転力を付与し、車輪２８を回転せ
しめる。腕による振動運動と脚による回転運動とを乗手
推進車両２６に与えるため、搭乗者３０をシート２９に
押圧する押圧部材３１がシート２９又はフレーム２７に
設けられ、これにより搭乗者３０を支持し反力を確保し
ている。

【００２９】搭乗者３０は腕による振動運動と脚による
回転運動とを適宜組み合わせ、適宜休憩をとりながら長
時間に亘り安定した推進力を車両に与えることができ
る。又腕力と脚力における速度や力の大きさの違いを考
慮して、腕木部材の長さやギヤ比を定めることにより、
目的（長距離用・高速度用等）に応じた乗手推進車両を
実現することができる。又、腕木部材を左右方向にも回
動し得るジョイント部材を用いれば、これを利用して舵
をとることも可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の回
転力合成装置は、正逆方向の振動回動をそれぞれ伝達す
る一方向クラッチを複数設けたので、振動運動に基づく
回転運動とこれとは別の回転運動とをスムーズに１つに
合成し、振動運動・回転運動のいずれか一方のみでも、
又これら２つの運動を適宜合成する場合でも、常に逆回
転を起こす恐れがない回転力合成装置を提供することが
できる。

【００３１】又請求項２記載の回転力合成装置は、２本
の回動駆動軸を設けることで、２つの独立した振動運動
をそれぞれ回転運動に合成することができ、振動運動と
回転運動の各運動量を幾分抑制しても合成される回転力
を大きく維持することが可能になる。又請求項３記載の
回転力合成装置は、回転力合成軸とは別に一方向クラッ
チを装着する回転軸を設けることで、振動運動及び回転
運動の付与を一時的に休止して、その運動を停止状態に
しても回転力合成軸の回転状態を維持することができ
る。

【００３２】又請求項４及び請求項５記載の回転力合成
装置は、回転力合成軸に装着する一方向クラッチの外周
部に形成されるフリーギヤを常に正方向に回転させる構
成とすることで、フリーギヤから駆動力を得ることがで
きる。更に、この発明の回転力合成装置を利用する請求
項６記載の乗手推進車両や請求項７及び請求項８記載の
乗手推進装置は、乗手の手足の運動量を効率的に推進力
に変換し得るものであり、腕による振動運動と脚による
回転運動とを適宜組み合わせることで長時間に亘り安定
した推進力を車両・装置に与えることもできるし、腕力
と脚力とを同時に最大限合成した推進力も与えることが
できる。請求項９記載の回転力合成装置は、正方向回動
伝達機構と逆方向回動反転伝達機構とを設けたので、振
動回動を常に正方向回転に変換することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】回転力合成装置の側面図である。

【図２】図１のII−II断面を示す断面図である。

【図３】図２のIII−III断面を示す断面図である。

【図４】図２のIV−IV断面を示す断面図である。

【図５】別の実施例である回転力合成装置の側面図であ
る。

【図６】図５のVI−VI断面を示す断面図である。

【図７】図６のVII−VII断面を示す断面図である。

【図８】他の実施例の回転力合成装置の構成を示す平断
面図である。

【図９】図８のIX−IX断面を示す断面図である。

【図１０】乗手推進車両の側面図である。

【符号の説明】

１ 回転力合成装置 ３ 左回動駆動軸 ４ 回転力合成軸 ７ 左腕木部材 ８ 左クランク １２ 第１一方向クラッチ １３ 第１フリーギヤ １４ 第２一方向クラッチ １５ 第２フリーギヤ １６ 従動ギヤ １７ 第３一方向クラッチ １８ 第３フリーギヤ １９ アイドルギヤ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングに回動自在に軸支され軸上に
   突設する腕木部材の振動運動に基づき正方向及び逆方向
   に振動回動する回動駆動軸と、この回動駆動軸に装着さ
   れ前記正方向の回動に応答して回転する第１一方向クラ
   ッチと、この第１一方向クラッチの外周部に形成される
   第１フリーギヤと、前記回動駆動軸に装着され前記逆方
   向の回動に応答して回転する第２一方向クラッチと、こ
   の第２一方向クラッチの外周部に形成される第２フリー
   ギヤと、前記第１フリーギヤに連結する回転力伝達機構
   により前記正方向に回転する従動ギヤと、前記ハウジン
   グに回転自在に軸支され前記従動ギヤを固着し前記正方
   向に回転する回転力合成軸と、この回転力合成軸の前記
   正方向の回転には空転する構成で前記回転力合成軸に装
   着される第３一方向クラッチと、この第３一方向クラッ
   チの外周部に形成され前記第２フリーギヤと歯合して付
   与される前記正方向の回転を前記回転力合成軸に伝達す
   る第３フリーギヤと、前記回転力合成軸に前記正方向の
   回転を前記振動運動とは別の回転運動により付与する回
   転力付与手段とを有することを特徴とする回転力合成装
   置。
2. 【請求項２】 前記回動駆動軸は、直線上に対向して配
   設される２本の回動駆動軸であり、それぞれの回動駆動
   軸に前記第１一方向クラッチと前記第１フリーギヤと前
   記第２一方向クラッチと前記第２フリーギヤとを備え、
   前記回転力付与手段は、前記回転力合成軸の両端部に連
   結する２本のクランクの回転運動により付与される構成
   であることを特徴とする請求項１記載の回転力合成装
   置。
3. 【請求項３】 前記回動駆動軸は、直線上に対向して配
   設される２本の回動駆動軸であり、それぞれの回動駆動
   軸に前記第１一方向クラッチと前記第１フリーギヤと前
   記第２一方向クラッチと前記第２フリーギヤとを備え、
   前記回転力付与手段は、前記ハウジングに回転自在に軸
   支され両端部に回転運動をする２本のクランクを連結す
   る回転軸と、この回転軸に装着され前記正方向の回転力
   に応答して回転する第４一方向クラッチと、この第４一
   方向クラッチの外周部に形成され前記第２フリーギヤに
   のみ歯合する第４フリーギヤとを有することを特徴とす
   る請求項１記載の回転力合成装置。
4. 【請求項４】 ハウジングに回動自在に軸支され軸上に
   突設する腕木部材の振動運動に基づき正方向及び逆方向
   に振動回動する回動駆動軸と、この回動駆動軸に装着さ
   れ前記正方向の回動に応答して回転する第１一方向クラ
   ッチと、この第１一方向クラッチの外周部に形成される
   第１フリーギヤと、前記回動駆動軸に装着され前記逆方
   向の回動に応答して回転する第２一方向クラッチと、こ
   の第２一方向クラッチの外周部に形成される第２フリー
   ギヤと、前記第１フリーギヤに連結する回転力伝達機構
   により前記正方向に回転する従動ギヤと、前記ハウジン
   グに回転自在に軸支され前記従動ギヤを固着し前記正方
   向に回転する回転力合成軸と、この回転力合成軸に装着
   され前記正方向の回転に応答して回転する第５一方向ク
   ラッチと、この第５一方向クラッチの外周部に形成され
   前記第２フリーギヤに歯合する第５フリーギヤを有し、
   前記回転力合成軸に前記正方向の回転を前記振動運動と
   は別の回転運動により付与する回転力付与手段とを有す
   ることを特徴とする回転力合成装置。
5. 【請求項５】 前記回動駆動軸は、直線上に対向して配
   設される２本の回動駆動軸であり、それぞれの回動駆動
   軸に前記第１一方向クラッチと前記第１フリーギヤと前
   記第２一方向クラッチと前記第２フリーギヤとを備え、
   前記回転力付与手段は、前記回転力合成軸の両端部に連
   結する２本のクランクの回転運動により付与される構成
   であり、前記第５フリーギヤには駆動力伝達部材が連結
   することを特徴とする請求項４記載の回転力合成装置。
6. 【請求項６】 前記請求項３記載の回転力合成装置を固
   着するフレームと、このフレームを懸架する複数の車輪
   と、前記回転力合成軸に固着するスプロケットと、この
   スプロケットに巻着し前記車輪に回転を伝達する巻掛伝
   導手段と、前記腕木部材を把持すると共に前記クランク
   に連結するペダルを踏む搭乗者を載置し前記フレームに
   固着するシートと、前記搭乗者を前記シートに押圧する
   押圧部材とを有することを特徴とする乗手推進車両。
7. 【請求項７】 前記請求項２または３のいずれか一つに
   記載の回転力合成装置を固着するフレームと、前記腕木
   部材を把持すると共に前記クランクに連結するペダルを
   踏む搭乗者を載置し前記フレームに固着するシートと、
   前記搭乗者を前記シートに押圧する押圧部材と、前記回
   転力合成軸の回転を推進駆動力とする駆動機構を有する
   ことを特徴とする乗手推進装置。
8. 【請求項８】 前記請求項５記載の回転力合成装置を固
   着するフレームと、前記腕木部材を把持すると共に前記
   クランクに連結するペダルを踏む搭乗者を載置し前記フ
   レームに固着するシートと、前記搭乗者を前記シートに
   押圧する押圧部材と、前記駆動力伝達部材の回転を推進
   駆動力とする駆動機構を有することを特徴とする乗手推
   進装置。
9. 【請求項９】 ハウジングに回動自在に軸支され軸上に
   突設する腕木部材の振動運動に基づき正方向及び逆方向
   に振動回動する回動駆動軸と、回転力付与手段により前
   記正方向の回転を付与される回転力合成軸と、前記回動
   駆動軸の前記正方向の回動に応答して前記回転力合成軸
   を正方向に回転させる正方向回動伝達機構と、前記回動
   駆動軸の前記逆方向の回動に応答して前記回転力合成軸
   を正方向に回転させる逆方向回動反転伝達機構とを有す
   ることを特徴とする回転力合成装置。