JPH09217810A - 駆動装置 - Google Patents
駆動装置Info
- Publication number
- JPH09217810A JPH09217810A JP4565196A JP4565196A JPH09217810A JP H09217810 A JPH09217810 A JP H09217810A JP 4565196 A JP4565196 A JP 4565196A JP 4565196 A JP4565196 A JP 4565196A JP H09217810 A JPH09217810 A JP H09217810A
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- JP
- Japan
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- drive
- gear
- output shaft
- handle
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 人力を動力源とする道具、機械、装置、乗り
物類は多い。従って、人力をより効果的に発揮できるシ
ステムの研究開発は、産業に携わる者にとって永遠の課
題かもしれない。本発明はこの課題に取り組むものであ
る。 【解決手段】 上記の目的に沿って、本発明では、人間
の筋力を、最も有効に発揮する動作と一般的に認められ
ている、直線運動を選び、その直線運動に相応しいドラ
イブシステムとして、リニアドライブの新方式を確立
し、実施しようとするものである。
物類は多い。従って、人力をより効果的に発揮できるシ
ステムの研究開発は、産業に携わる者にとって永遠の課
題かもしれない。本発明はこの課題に取り組むものであ
る。 【解決手段】 上記の目的に沿って、本発明では、人間
の筋力を、最も有効に発揮する動作と一般的に認められ
ている、直線運動を選び、その直線運動に相応しいドラ
イブシステムとして、リニアドライブの新方式を確立
し、実施しようとするものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、人力を主たる動力源と
して走行・駆動・推進する、自転車・車椅子・人力飛行
機・水上／水中推進体、ホテル・病院・倉庫などで稼働
するワゴン・カート・運搬車、その他、手回しで作動す
るウィンチ、昇降・撹拌・プレス・介護機器などに関す
るものである。
して走行・駆動・推進する、自転車・車椅子・人力飛行
機・水上／水中推進体、ホテル・病院・倉庫などで稼働
するワゴン・カート・運搬車、その他、手回しで作動す
るウィンチ、昇降・撹拌・プレス・介護機器などに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】人力駆動装置として多く見掛けるもの
に、イ）自転車のペダルクランク方式、ロ）手動ウィン
チのアームクランク方式、ハ）フィットネス機器とか小
型エンジンの始動などに用いるチェーン又はロープ牽引
方式、ニ）ローイング＝舟漕ぎ方式などを挙げることが
できる。
に、イ）自転車のペダルクランク方式、ロ）手動ウィン
チのアームクランク方式、ハ）フィットネス機器とか小
型エンジンの始動などに用いるチェーン又はロープ牽引
方式、ニ）ローイング＝舟漕ぎ方式などを挙げることが
できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】クリーンエネルギーが
強く求められている今日、動力源を人力に頼る諸装置、
機械、乗り物等について、よりいっそう有効な手段を見
つけようと考えるのは理に適っている。操者の姿勢、機
械の種類、駆動方式等に就いて、肉体疲労の軽減も含め
て見直すとき、人間の筋力は『押し』と『引き』に優
れ、それから外れた動作は自らを運ぶ、例えば、歩く・
走る・泳ぐ・跳ぶ、即ち自分自身を、自分自身の体を使
って動かすとき以外には向いていない。従って、人力を
原動機として利用する諸機械に対しては、それに適した
方法として、リニアドライブ方式を選び、従来のリニア
ドライブが持っている欠点や短所を改良するように努め
た。
強く求められている今日、動力源を人力に頼る諸装置、
機械、乗り物等について、よりいっそう有効な手段を見
つけようと考えるのは理に適っている。操者の姿勢、機
械の種類、駆動方式等に就いて、肉体疲労の軽減も含め
て見直すとき、人間の筋力は『押し』と『引き』に優
れ、それから外れた動作は自らを運ぶ、例えば、歩く・
走る・泳ぐ・跳ぶ、即ち自分自身を、自分自身の体を使
って動かすとき以外には向いていない。従って、人力を
原動機として利用する諸機械に対しては、それに適した
方法として、リニアドライブ方式を選び、従来のリニア
ドライブが持っている欠点や短所を改良するように努め
た。
【０００４】
【課題を解決するための手段】屈伸するトグルリンク機
構を用いた往復直線運動装置の開発が、この課題の解決
に役立つことを以下に説明する。
構を用いた往復直線運動装置の開発が、この課題の解決
に役立つことを以下に説明する。
【０００５】
【作用】差動歯車付トグルリンク『図１＆２』の入力レ
バー(13)端部のハンドル(14)又はペダルでもよいがを用
いた機構に於いて、差動歯車を『図１』に示す歯車列に
配置し、駆動歯車(４)と固定歯車(２)の歯数の比を１対
２にし、かつ入力レバー(13)と従動レバー(11)の腕の長
さを等しくして、ハンドル(14)を往復運動させると、
『図２』に示すリニアドライブ軌道上に、真正の直線を
描くことになる。この時、ハンドル(14)の動きで揺動す
る入力レバー(13)と、それに連動する入力軸(７)にキー
(12)を介して固着した駆動歯車(４)を回し、次いで、ア
イドル歯車Ａ(３)が、固定歯車(２)と噛み合いながら行
き来して、従動レバー(11)を揺動させることになる。揺
動する従動レバーは、それと一体になっているワンウェ
イクラッチＡ(６)を介して出力軸(10)を回し、トルクを
発生させる。ハンドル入力の場合は、駆動者の上肢の
『押し』『引き』による往復運動が、そのまま動力とし
て利用できるが、ペダル入力の場合は下肢の『踏み込
み』又は『押し出し』が主力となり、戻す動作即ち『引
き』に就いては、復帰スプリングの助けを借りるか、２
組で１対の機構に仕立て左右の足又は脚の［押し］の動
作が、常時、相手の［引き］を誘起する仕組みにするこ
とにする。
バー(13)端部のハンドル(14)又はペダルでもよいがを用
いた機構に於いて、差動歯車を『図１』に示す歯車列に
配置し、駆動歯車(４)と固定歯車(２)の歯数の比を１対
２にし、かつ入力レバー(13)と従動レバー(11)の腕の長
さを等しくして、ハンドル(14)を往復運動させると、
『図２』に示すリニアドライブ軌道上に、真正の直線を
描くことになる。この時、ハンドル(14)の動きで揺動す
る入力レバー(13)と、それに連動する入力軸(７)にキー
(12)を介して固着した駆動歯車(４)を回し、次いで、ア
イドル歯車Ａ(３)が、固定歯車(２)と噛み合いながら行
き来して、従動レバー(11)を揺動させることになる。揺
動する従動レバーは、それと一体になっているワンウェ
イクラッチＡ(６)を介して出力軸(10)を回し、トルクを
発生させる。ハンドル入力の場合は、駆動者の上肢の
『押し』『引き』による往復運動が、そのまま動力とし
て利用できるが、ペダル入力の場合は下肢の『踏み込
み』又は『押し出し』が主力となり、戻す動作即ち『引
き』に就いては、復帰スプリングの助けを借りるか、２
組で１対の機構に仕立て左右の足又は脚の［押し］の動
作が、常時、相手の［引き］を誘起する仕組みにするこ
とにする。
【０００６】
【発明の効果】本発明に係わる人力駆動装置と、同装置
を使用した駆動体は、従来のものと比べて疲労が少な
く、かつ動力伝達分布が平均している点に大きな特徴を
有する。人力飛行機は既に日本でも知られているが、米
国では、人力潜水艇さえ数年前から造られているくらい
で、流体力学的理由から駆動者に低い姿勢を求め、手足
を回転させずに、屈伸させる方向を目指した開発が盛ん
である。以下に、例をあげて実例を説明したい。
を使用した駆動体は、従来のものと比べて疲労が少な
く、かつ動力伝達分布が平均している点に大きな特徴を
有する。人力飛行機は既に日本でも知られているが、米
国では、人力潜水艇さえ数年前から造られているくらい
で、流体力学的理由から駆動者に低い姿勢を求め、手足
を回転させずに、屈伸させる方向を目指した開発が盛ん
である。以下に、例をあげて実例を説明したい。
【０００７】車椅子の場合、通常、大きい車輪の外側に
あるハンドリングを、操者が手回しして動く仕組みにな
っている。それ故に、車輪の位置や大きさを操者の手・
足の届く範囲内にしかもっていけない構造上の悩みがあ
る。ブレーキが別個なため、ハンドリングから手を離し
た途端に、登り坂で後退したり、下り坂で予想以上に速
く転がり降りる危険を伴って、運転時に余分なストレス
が多い。更に、手首や袖が車輪に触れて汚れることもあ
る。本発明にはそれがない。ハンドルやペダル部近く
に、前進／後退／ニュートラ／ブレーキなど、操縦に必
要な機能を集中して備えやすく、運転操作の自由度が飛
躍的に向上する。又、自転車で、円回動するペダルの有
効な駆動力は、全円周３６０度のうち、地面に鉛直な方
向に向かった、下降局面だけだが、本発明のリニアドラ
イブは、ワンウェイクラッチの喰いつきによる遊び角
（約１度）以外、絶えず被駆動体へ駆動力を供給する、
言うならば、自動車の多気筒機関に似て、動力分布がス
ムーズで平均している。又、ワンウェイクラッチの逆転
防止機能は、後ずさりに対して自動ロックの役割を果た
し、操者の不安を取り除く点も無視できない効果を提供
する。以上、利用者の側から見た効果を述べてみたが、
設計者の側から見た利点も見逃せない。本高機能装置の
出現は新しい用途と分野の開発に拍車をかける事にな
る。比較的大形の車輪に依存してフライホイール効果に
頼らざるを得なかった従来型車椅子と比べ小さな車輪を
採用しても楽に走り、かつ車両の軽量化にもつながって
行ける利点をもたらすのではないか。
あるハンドリングを、操者が手回しして動く仕組みにな
っている。それ故に、車輪の位置や大きさを操者の手・
足の届く範囲内にしかもっていけない構造上の悩みがあ
る。ブレーキが別個なため、ハンドリングから手を離し
た途端に、登り坂で後退したり、下り坂で予想以上に速
く転がり降りる危険を伴って、運転時に余分なストレス
が多い。更に、手首や袖が車輪に触れて汚れることもあ
る。本発明にはそれがない。ハンドルやペダル部近く
に、前進／後退／ニュートラ／ブレーキなど、操縦に必
要な機能を集中して備えやすく、運転操作の自由度が飛
躍的に向上する。又、自転車で、円回動するペダルの有
効な駆動力は、全円周３６０度のうち、地面に鉛直な方
向に向かった、下降局面だけだが、本発明のリニアドラ
イブは、ワンウェイクラッチの喰いつきによる遊び角
（約１度）以外、絶えず被駆動体へ駆動力を供給する、
言うならば、自動車の多気筒機関に似て、動力分布がス
ムーズで平均している。又、ワンウェイクラッチの逆転
防止機能は、後ずさりに対して自動ロックの役割を果た
し、操者の不安を取り除く点も無視できない効果を提供
する。以上、利用者の側から見た効果を述べてみたが、
設計者の側から見た利点も見逃せない。本高機能装置の
出現は新しい用途と分野の開発に拍車をかける事にな
る。比較的大形の車輪に依存してフライホイール効果に
頼らざるを得なかった従来型車椅子と比べ小さな車輪を
採用しても楽に走り、かつ車両の軽量化にもつながって
行ける利点をもたらすのではないか。
【０００８】人力作動機器に例を取れば、アームクラン
ク型の場合に顕著であるが、ハンドルの位置と力の入れ
具合に因って、機器がぐらつくことは多くの人が経験し
ている。リニアドライブはその点、力の方向を床、或い
は、地面に向かって踏み込んだり、逆に、機器そのもの
の重みに抗して上方に引き上げる等と、重力や床面の反
力を利用できるばかりか、ハンドルやペダルの挙動空間
が小さくて済むことになる。遠隔操作による動力伝達
も、受け手の入力形態が直線運動であるため、スライド
軸の往復という単純な押し棒・引き棒によって達成さ
れ、チェーンとスプロケットなどの複雑な伝導手段を用
いなくてすむメリットも大きい。
ク型の場合に顕著であるが、ハンドルの位置と力の入れ
具合に因って、機器がぐらつくことは多くの人が経験し
ている。リニアドライブはその点、力の方向を床、或い
は、地面に向かって踏み込んだり、逆に、機器そのもの
の重みに抗して上方に引き上げる等と、重力や床面の反
力を利用できるばかりか、ハンドルやペダルの挙動空間
が小さくて済むことになる。遠隔操作による動力伝達
も、受け手の入力形態が直線運動であるため、スライド
軸の往復という単純な押し棒・引き棒によって達成さ
れ、チェーンとスプロケットなどの複雑な伝導手段を用
いなくてすむメリットも大きい。
【０００９】理論的問題に触れると、円回動するペダル
はその回転運動の中心（自転車用語でＢＢ＝ボトムブラ
ッケト）の周囲に、クランク長を半径とする挙動領域を
必要とするが、本発明のトグルリンク機構の往復直線運
動はＢＢを中心とする放射線上のいかなる角度からも、
中心のＢＢに向かって、或いはＢＢから外に向かって作
動すればよいのだから、円回動する在来型ペダルクラン
クより半円分だけＢＢの配置の自由度が広がる。このこ
とは、自転車の設計上画期的なことであって、ライダー
の低い姿勢、低い車高の自転車の開発を助け、記録挑戦
者には、流線型外殻車体を提供する事が面白い。
はその回転運動の中心（自転車用語でＢＢ＝ボトムブラ
ッケト）の周囲に、クランク長を半径とする挙動領域を
必要とするが、本発明のトグルリンク機構の往復直線運
動はＢＢを中心とする放射線上のいかなる角度からも、
中心のＢＢに向かって、或いはＢＢから外に向かって作
動すればよいのだから、円回動する在来型ペダルクラン
クより半円分だけＢＢの配置の自由度が広がる。このこ
とは、自転車の設計上画期的なことであって、ライダー
の低い姿勢、低い車高の自転車の開発を助け、記録挑戦
者には、流線型外殻車体を提供する事が面白い。
【００１０】トグルリンク機構を用いた人力伝達装置が
もたらす、駆動者の身体的利益に就いて詳しく述べてみ
たい。人間の筋肉或いは動作は、押し引きにおいて、筋
力又は持久力を最もよく発揮し、疲労も少ないことが知
られている。上肢にしても下肢にしても、真っ直ぐに伸
ばしたり曲げたりする動作は、手足をぐるぐる回す動作
と比べて、腕や脚の付け根、肩、胸又は腰周辺の筋肉に
及ぶ影響が少ないことが、自分でやってみるとよく分か
る。これが、非常に大事なことであって、人力機械にお
いて、変な姿勢の駆動者、或いは、身体的にハンディの
ある人々にとって、使用装置の改良はこの点の助けとな
るばかりか、弱者の行動と生活半径を増大することに寄
与する。
もたらす、駆動者の身体的利益に就いて詳しく述べてみ
たい。人間の筋肉或いは動作は、押し引きにおいて、筋
力又は持久力を最もよく発揮し、疲労も少ないことが知
られている。上肢にしても下肢にしても、真っ直ぐに伸
ばしたり曲げたりする動作は、手足をぐるぐる回す動作
と比べて、腕や脚の付け根、肩、胸又は腰周辺の筋肉に
及ぶ影響が少ないことが、自分でやってみるとよく分か
る。これが、非常に大事なことであって、人力機械にお
いて、変な姿勢の駆動者、或いは、身体的にハンディの
ある人々にとって、使用装置の改良はこの点の助けとな
るばかりか、弱者の行動と生活半径を増大することに寄
与する。
【図１】請求項１に係わる本発明駆動装置の正面図であ
る。
る。
【図２】請求項１に係わる本発明駆動装置の側面図であ
る。
る。
【図３】請求項２に係わる本発明装置の側面図である。
【図４】第３図のＡ−Ａ部の断面図である。
１ 保持枠 ２ 固定歯車 ３ アイドル歯車Ａ ３a アイドル歯車Ｂ ４ 駆動歯車 ５ 従動歯車 ６ ワンウェイクラッチＡ ６a ワンウェイクラッチＢ ６b ワンウェイクラッチＣ ６c ワンウェイクラッチＤ ７ 入力軸 ７a ピンＡ ７b ピンＢ ８ トグルＡ ８a トグルＢ ９ アイドラー軸 10 出力軸 10a 出力軸Ａ 10b 出力軸Ｂ 11 従動レバー 12 キー 13 入力レバー 14 ハンドル 15 入力リンクＡ 15a 入力リンクＢ 16 従動リンクＡ 16a 従動リンクＢ 17 ハンドル
Claims (3)
- 【請求項１】 ワンウェイクラッチＡ(６)と、駆動歯車
(４)・アイドル歯車Ａ(３)・固定歯車(２)の差動歯車列
を塔架した従動レバー(11)と、入力軸(７)をトグルとし
て組み付けた入力レバー(11ａ) とで構成するトグルリ
ンク機構を用い、入力レバー(11ａ)の端末のハンドル(1
4)にリニア運動を与える時、入力レバー(11ａ)と連動す
る従動レバーの端末に、ワンウェイクラッチＡを介して
嵌合され、かつトグルリンク部と保持枠(１)とを組み付
けている出力軸(10)に軸回転として集力できる機能「図
１＆２」を持つ駆動装置。 - 【請求項２】 保持枠(１)に、二組のトグルリンクを、
互いのリンク端末が噛み合うように、出力軸Ａ(10ａ)&
Ｂ(10ｂ)で結合し、両他端を、ハンドル(17)ならびにピ
ンＡ(７ａ)&Ｂ(７ｂ)で組み付け、出力軸Ａ&Ｂに軸嵌し
て、なお従動リンクＡ(16)&Ｂ(16ａ)とも一体となって
作動するワンウェイクラッチＣ(６ｂ)&Ｄ(６ｃ)を取り
付けた構造に於いて、ハンドル(17)に与えたリニア運動
が、出力軸に軸回転として集力できる機能「図３＆４」
を持つ駆動装置。 - 【請求項３】 『請求項１』記載の駆動装置に於いて、
差動歯車列の駆動歯車と固定歯車をスプロケット又はプ
ーリに置き換え、アイドラーの代わりにチェーン又はベ
ルトを利用することによって、ハンドルまたはペダルに
与えたリニア運動が、出力軸に軸回転として集力できる
機能を持つ駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4565196A JP3215621B2 (ja) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | 駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4565196A JP3215621B2 (ja) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | 駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09217810A true JPH09217810A (ja) | 1997-08-19 |
| JP3215621B2 JP3215621B2 (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=12725287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4565196A Expired - Fee Related JP3215621B2 (ja) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | 駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3215621B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006136696A (ja) * | 2004-11-13 | 2006-06-01 | Iwao Harada | ハンドルの往復操作により駆動する自走式車いすの駆動部 |
-
1996
- 1996-02-08 JP JP4565196A patent/JP3215621B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3215621B2 (ja) | 2001-10-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |