(57)【要約】  本発明は、機構（１０）に関するものであり、この機構（１０）が、連結部材（１５）によって少なくとも１つの力伝達ロッド（１４）に対して連結された少なくとも１つの支点部材（１２）を備え、機構が、往復直線運動を、支点部材の回転移動へと、変換するものであり、支点部材の回転により、力伝達ロッドの回転が引き起こされ、この場合に、連結部材が、レバーアーム（１６）を備え、このレバーアームが、支点部材（１２）と力伝達ロッド（１４）との間に配置され、レバーアームの長さが、力伝達ロッドに対しての支点部材の相対移動時に、変更されることを特徴としている。
2013536925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械的なデバイスであって、
機構（１０）を具備し、
この機構（１０）が、連結部材（１５）によって少なくとも１つの力伝達ロッド（１４）に対して連結された少なくとも１つの支点部材（１２）を備え、
前記機構が、往復直線運動を、前記少なくとも１つの支点部材の回転移動へと、変換するものであり、
前記少なくとも１つの支点部材の回転により、前記少なくとも１つの力伝達ロッドの回転が引き起こされ、
このようなデバイスにおいて、
前記連結部材が、レバーアーム（１６）を備え、
このレバーアームが、前記少なくとも１つの支点部材（１２）と前記少なくとも１つの力伝達ロッド（１４）との間に配置され、
前記レバーアームの長さが、前記少なくとも１つの力伝達ロッドに対しての前記少なくとも１つの支点部材の相対移動時に、変更されることを特徴とするデバイス。
【請求項２】
請求項１記載のデバイスにおいて、
前記少なくとも１つの支点部材が、当該支点部材の回転移動時には、円形のまたは楕円形のガイド（１８）と連係することを特徴とするデバイス。
【請求項３】
請求項２記載のデバイスにおいて、
前記少なくとも１つの力伝達ロッド（１４）が、前記ガイドの幾何学的中心（Ｃ）に対して偏心されていることを特徴とするデバイス。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
前記機構が、２つの支点部材（１０６ａ，１０６ｂ）を備え、
これら支点部材が、レバーアーム（１１２ａ，１１２ｂ）を介して、力伝達ロッド（１１４）に対して連結されていることを特徴とするデバイス。
【請求項５】
請求項４記載のデバイスにおいて、
前記機構が、２つの力伝達ロッドを備えていることを特徴とするデバイス。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
前記レバーアーム（１６）が、前記少なくとも１つの支点部材（１２）に対して固定され、
前記少なくとも１つの力伝達ロッド（１４）が、前記レバーアームに対してスライド可能に取り付けられていることを特徴とするデバイス。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
前記レバーアーム（３６）が、前記少なくとも１つの力伝達ロッド（３４）に対して固定され、
前記少なくとも１つの支点部材（３２）が、前記レバーアームに対してスライド可能に取り付けられていることを特徴とするデバイス。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
前記レバーアーム（３７）が、前記少なくとも１つの支点部材（３９）と前記少なくとも１つの力伝達ロッド（４１）との双方に対して固定され、
前記レバーアーム（３７）が、伸縮可能なものとされており、これにより、前記回転移動時には、伸びたり縮んだりすることを特徴とするデバイス。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
前記少なくとも１つの支点部材（２７）と前記少なくとも１つの力伝達ロッド（２９）との双方が、前記レバーアーム（３３）に対してスライド可能に取り付けられていることを特徴とするデバイス。
【請求項１０】
自転車であって、
前記自転車に対して、請求項１〜９のいずれか１項に記載のデバイスが適用されており、
前記自転車が、クランクペダル機構を使用したものとされ、
そのクランクペダル機構においては、各ペダル（５２，６０）が、クランクアーム（５６，６４）を介して力伝達ロッド（５８，６６）に対して連結された支点部材を構成していることを特徴とする自転車。
【請求項１１】
請求項１０記載の自転車において、
前記各力伝達ロッド（５８，６６）が、前記２つのペダルと連係している前記ガイドの前記幾何学的中心に関しての前記２つのペダルの対称位置を確立するための相補的機構に対して連結されていることを特徴とする自転車。
【請求項１２】
請求項１１記載の自転車において、
前記相補的機構が、互いに機械的に連係した一対をなす楕円形ギヤリング（７２および７４；９０および９２）を備え、
前記楕円形ギヤリングのうちの、第１リング（７２，９０）と称される一方のリングが、前記力伝達ロッド（５８，６６）に対して連結されていることを特徴とする自転車。
【請求項１３】
請求項１２記載の自転車において、
前記楕円形ギヤリングのうちの、第２リング（７４，９２）と称される他方のリングどうしが、伝達ロッド（７６）によって互いに連結され、
一組をなす複数のギヤ（７８，８０）が、前記伝達ロッド（７６）を、前記自転車のチェインリング（８４）に対して連結しており、あるいはこれに代えて、前記伝達ロッド（７６）が、前記自転車のチェインリング（８４）に対して直接的に連結されていて、一組をなす複数のギヤ（７８，８０）が、チェイン（８６）とリヤピニオン（８８）との間に設けられていることを特徴とする自転車。
【請求項１４】
請求項１２記載の自転車において、
二対のギヤリングの第２リング（７４，９２）が、前記自転車のチェインリング（８４）に対して直接的に連結され、
前記チェイン（８６）が、８の字を形成するようにして、前記リング（８４）とリヤピニオン（８８）との間において交差していることを特徴とする自転車。
【請求項１５】
請求項１４記載の自転車において、
前記チェインのうちの互いに交差している長手方向部分どうしを、すなわち、前記チェインのうちの互いに交差しているチェインストランドどうしを、離間させた状態に維持するための少なくとも１つの部材を備えていることを特徴とする自転車。
【請求項１６】
請求項１５記載の自転車において、
離間させた状態に維持するための前記少なくとも１つの部材が、前記長手方向部分の各々に関して、前記長手方向部分どうしを離間状態に維持するための２つの長手方向ガイド部材を有していることを特徴とする自転車。
【請求項１７】
請求項１２記載の自転車において、
前記自転車の前記チェインリング（８４）と、前記自転車の前記リヤピニオン（８８）と、の一方または双方が、鉛直方向平面に対して傾斜していることを特徴とする自転車。
【請求項１８】
請求項１７記載の自転車において、
前記チェインリングが、鉛直方向平面に対して傾斜したものとされていて、ハブ上に取り付けられており、
前記ハブが、複数のインターロック部材を備え、これらインターロック部材が、前記チェインリング上に設けられた対応するインターロック部材に対して相補的なものとされ、
これにより、前記ハブ上における前記チェインリングの回転可能な取付を可能としていることを特徴とする自転車。
【請求項１９】
請求項１８記載の自転車において、
前記ハブが、前記鉛直方向平面に対して垂直な軸線に沿って長尺とされた楕円形状を有していることを特徴とする自転車。
【請求項２０】
請求項１８または１９記載の自転車において、
前記第２リング（７４，９２）が、前記ハブが取り付けられている伝達ロッドを介して、互いに連結されていることを特徴とする自転車。
【請求項２１】
請求項１７〜２０のいずれか１項に記載の自転車において、
前記自転車のフレームに対して固定された複数のガイドが、前記チェインリングの両側に設けられ、前記チェインリングを傾斜状態に維持していることを特徴とする自転車。
【請求項２２】
ピストンエンジンであって、
前記ピストンエンジンに対して、請求項１〜９のいずれか１項に記載のデバイスが適用されており、
クランクシャフトアーム（１０６）が、両端部（１０６ａ，１０６ｂ）を備え、
これら両端部が、２つの前記支点部材を構成しており、
２つのクランクアーム（１１２ａ，１１２ｂ）が、前記レバーアームを構成しており、
これらクランクアームが、前記両端部を、２つの前記力伝達ロッドを構成している２つのクランクシャフトシャンクに対して連結していることを特徴とするピストンエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、特にパワー源として往復直線運動力を使用する自動車に関して、エンジンパワーおよび性能を増大させるためのデバイスに関するものである。これは、特に、ピストンヒートエンジンを使用した自動車や、ペダルクランクデバイスを使用した自転車、の場合である。
【背景技術】
【０００２】
従来より、往復直線移動タイプの駆動源によって生成された機械力は、機構のレバーアーム（ペダル／クランク、連結ロッド／クランクシャフト、等）上に作用し、その機構によって、一次的シャフト（ペダルを支持するシャフト、クランクシャフトのシャフト、等）上における連続的な力へと、変換される。これにより、一次的シャフトが回転駆動される。
【０００３】
現在では、パワー源として往復直線運動に起因する力を使用した、例えば自動車エンジンといったようなエンジンの性能は、往復直線運動の移動距離によって制限される。この往復直線運動は、レバーアームの長さを決定し、レバーアームは、できるだけ長いものでなければならない。
【０００４】
例えば、自転車の場合には、ペダルアーム（あるいは、クランク）の長さは、自転車搭乗者の脚のサイズによって制限され、ピストンヒートエンジンの場合には、クランクシャフトのシャフトとクランクシャフトアーム（クランクシャフト上における連結ロッド支持体）との間における距離は、ピストンの移動距離によって制限される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】本明細書においては、先行技術文献は、記載されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記タイプのエンジンのパワーを増大させることができれば、非常に有益である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的のために、本発明は、機構であって、この機構が、連結部材によって少なくとも１つの力伝達ロッドに対して連結された少なくとも１つの支点部材を備え、機構が、往復直線運動を、少なくとも１つの支点部材の回転移動へと、変換するものであり、少なくとも１つの支点部材の回転により、少なくとも１つの力伝達ロッドの回転が引き起こされ、この場合に、連結部材が、レバーアームを備え、このレバーアームが、少なくとも１つの支点部材と少なくとも１つの力伝達ロッドとの間に配置され、レバーアームの長さが、少なくとも１つの力伝達ロッドに対しての少なくとも１つの支点部材の相対移動時に、変更されることを特徴とする機構を提案するものである。
【０００８】
よって、少なくとも１つの支点部材の完全な回転サイクル時におけるレバーアームの長さの変更により、上記タイプのエンジンの機構に対して伝達された往復直線運動力を、より効果的に使用することができる。
【０００９】
生成される往復直線運動力が、往復直線運動サイクルの一部においては正であり、他の部分においては負であることに注意されたい。
【００１０】
本発明により、特に、印加される力が正であるようなサイクル部分においては、往復直線運動の移動距離を従来の機構の場合と同じとしつつも、レバーアームの長さを増大させることができる。
【００１１】
特に、ピストン熱エンジンにおいては、エンジン内において使用される混合ガスの圧縮能力によって決定される限界にまで、往復直線運動力の正部分だけが、エンジン動作に関して興味深い。
【００１２】
実際、往復直線運動熱エンジンの場合には、往復サイクルの負部分時に印加される力は、ゼロである、あるいは、負の駆動力（抵抗力）でさえある。
【００１３】
同じことは、自転車の場合にも成り立つ。ただし、低強度の正の力であってもチェインのチェインリングを支持している一次的シャフトの駆動に貢献させ得るフットブレース（foot braces） 付きの自転車は、例外である。
【００１４】
従来技術による機構とは異なり、本発明によるデバイスにより、力の正の印加の第１半分の際に、レバーアームのロッドに対しての力の印加角度を増大させることができる。本発明によるデバイスにより、往復直線運動の移動距離を従来の機械的デバイスの場合と同じとしたとしても、力の正の印加の第２半分の際には、力を低減させることができる。
【００１５】
その結果、少なくとも１つの力伝達ロッドに対してのレバーアームの長さが、印加される力が負またはゼロであるようなサイクル時点においては、相応的に低減される。
【００１６】
一特徴点においては、少なくとも１つの支点部材は、当該支点部材の回転移動時には、円形のまたは楕円形のガイドと連係する。
【００１７】
少なくとも１つの支点部材は、回転時に、ガイドに対して機械的に連係し得る手段および/または形状を有している。
【００１８】
ガイドは、例えば、連係の目的のための、手段および/または相補的な形状を有している。
【００１９】
ガイドが、例えば、各支点部材のために設けられていることに注意されたい。
【００２０】
一特徴点においては、少なくとも１つの力伝達ロッドは、ガイドの幾何学的中心に対して偏心されている。
【００２１】
レバーアームの一端が固定される力伝達ロッド（レバーアームの他端は、支点部材に対して固定される）は、レバーアームによって、印加される力を受ける。
【００２２】
この力伝達ロッドは、往復直線運動が応力の作用を引き起こすようなあるいは機構に対して伝達された初期的な力を引き起こすような方向に対して垂直な直線上に、配置される。
【００２３】
円形のまたは楕円形のガイドの幾何学的中心から、負の往復直線運動力がもたらされるガイドの領域（半円または半楕円）に向けてのガイド内部における力伝達ロッドの偏心度合いが大きくなればなるほど、往復直線運動応力が正である場合のレバーアームの長さがより大きくなるとともに、往復直線運動応力が負である場合のレバーアームの長さがより短くなる。
【００２４】
上述した特徴点に依存した他の特徴点においては、力伝達ロッドは、一方においては往復直線運動の方向に対して垂直であるような他方においては少なくとも１つの支点部材の移動平面に対して垂直であるような直線上に配置されており、力伝達ロッドは、ガイドの幾何学的中心から、ガイドの平均半径の０．１％〜９９．９％という距離の分だけ、偏心されている。
【００２５】
力伝達ロッドは、好ましくは、ガイドのうちの、往復直線運動応力が負またはゼロであるような内部領域の中に配置されている。
【００２６】
一特徴点においては、機構は、２つの支点部材を備えることができ、これら支点部材は、レバーアームを介して、力伝達ロッドに対して連結されることができる。
【００２７】
各レバーアームを、単一の力伝達ロッドに対しても、また、複数の力伝達ロッドに対しても、連結し得ることに注意されたい。
【００２８】
上述した特徴点に依存した一特徴点においては、機構は、２つの力伝達ロッドを備えており、各レバーアームは、互いに異なる力伝達ロッドに対して連結されている。
【００２９】
一特徴点においては、レバーアームは、少なくとも１つの支点部材に対して固定され、少なくとも１つの力伝達ロッドが、レバーアームに対してスライド可能に取り付けられている。
【００３０】
代替可能な特徴点においては、レバーアームは、少なくとも１つの力伝達ロッドに対して固定され、少なくとも１つの支点部材が、レバーアームに対してスライド可能に取り付けられている。
【００３１】
他の代替可能な特徴点においては、レバーアームは、少なくとも１つの支点部材と少なくとも１つの力伝達ロッドとの双方に対して固定され、レバーアームが、伸縮可能なものとされており、これにより、回転移動時には、伸びたり縮んだりする。
【００３２】
これにより、レバーアームは、往復直線運動力が印加される支点部材と、力伝達ロッド上の固定ポイントと、の双方に対して固定される。
【００３３】
なおも他の代替可能な特徴点においては、少なくとも１つの支点部材と少なくとも１つの力伝達ロッドとの双方が、レバーアームに対してスライド可能に取り付けられる。
【００３４】
上述したような４つの代替可能な特徴点は、一方においては少なくとも１つの支点部材に対して連結され他方においては少なくとも１つの力伝達ロッドに対して連結された長さ可変のレバーアームに関する様々な実施形態において説明されている。
【００３５】
少なくとも１つの支点部材と少なくとも１つの力伝達ロッドとに対して連結された長さ可変のレバーアームの構成を得るに際し、様々な他の実施形態を想定し得ることに注意されたい。
【００３６】
一特徴点においては、上述したようなデバイスは、有利には、自転車に対して適用され、自転車は、クランクペダル機構を使用したものとされ、そのクランクペダル機構においては、各ペダルは、クランクアームを介して力伝達ロッドに対して連結された支点部材を構成している。
【００３７】
よって、自転車に対して適用された本発明により、自転車のパワーおよび性能を増大させ得るとともに、ペダリングの快適さを向上させることができる。
【００３８】
上述した特徴点に依存した一特徴点においては、各力伝達ロッドは、２つのペダルと連係しているガイドの幾何学的中心に関しての２つのペダルの対称位置を確立するための相補的機構に対して連結されている。
【００３９】
一特徴点においては、各相補的機構は、互いに機械的に連係した一対をなす楕円形ギヤリングを備え、楕円形ギヤリングのうちの、第１リングと称される一方のリングは、力伝達ロッドに対して連結されている。
【００４０】
他の特徴点においては、楕円形ギヤリングのうちの、第２リングと称される他方のリングどうしは、伝達ロッドによって互いに連結され、一組をなす複数のギヤは、伝達ロッドを、自転車のチェインリングに対して連結しており、一組をなす複数のギヤは、チェインとリヤピニオンとの間に設けられている。
【００４１】
伝達ロッドが、自転車のチェインリングに対して直接的に連結されていて、一組をなす複数のギヤが、チェインとリヤピニオンとの間に設けられているという他の可能性により、様々な構成部材どうしの配置関係に対して、より大きなフレキシブルさを提供することができる。
【００４２】
よって、チェインは、２つの部材から形成することができる。すなわち、チェインの第１部分は、一組をなす複数のギヤの一部に対して自転車のチェインリングを連結し、チェインの第２部分は、リヤピニオンに対して一組をなす複数のギヤの他の部分を連結する。
【００４３】
例えば、一組をなす複数のギヤは、必ずしも、チェインリングおよびリヤピニオンに対して位置合わせされる必要はなく、それらを連結する長手方向軸線に対してオフセットすることができる。
【００４４】
二対のギヤリングの２つのリングを自転車のチェインリングに対して連結する一組をなす複数のギヤを使用することに代えて、二対のギヤリングの第２リングは、自転車のチェインリングに対して直接的に連結され、チェインは、８の字を形成するようにして、リングとリヤピニオンとの間において交差している。
【００４５】
１つの可能な特徴点においては、自転車は、チェインのうちの互いに交差している長手方向部分どうしを、すなわち、チェインのうちの互いに交差しているチェインストランドどうしを、離間させた状態に維持するための少なくとも１つの部材を備えている。
【００４６】
離間させた状態に維持するための少なくとも１つの部材は、実質的に、２つの長手方向部分どうしが交差している領域に、すなわち、チェインストランドどうしが互いに交差している領域に、配置されている。
【００４７】
よって、離間させた状態に維持するための少なくとも１つの部材により、自転車の動作において不利となるようなチェイン部分どうしの摩擦を引き起こすことなく、チェイン部分どうしを交差させることができる。
【００４８】
１つの可能な特徴点においては、離間させた状態に維持するための少なくとも１つの部材は、長手方向部分の各々に関して、長手方向部分どうしを離間状態に維持するための２つの長手方向ガイド部材を有している。
【００４９】
離間させた状態に維持するための少なくとも１つの部材は、例えば、長手方向部分すなわちチェインストランドと連係するガイドホイールの態様とすることができる。
【００５０】
１つの可能な代替例においては、離間させた状態に維持するための少なくとも１つの部材は、交差領域において、２つの長手方向部分の間に配置される。
【００５１】
他の実施形態においては、力伝達ロッドを自転車のチェインリングに対して連結している一組をなす複数のギヤを、省略することができ、自転車のチェインリングと、自転車のリヤピニオンと、の一方または双方は、鉛直方向平面に対して傾斜している。
【００５２】
いくつかの構成が可能である。
【００５３】
チェインリングは、鉛直方向平面に対して傾斜することができ、リヤピニオンは、鉛直方向平面内において鉛直方向に配置することができる。
【００５４】
他の可能性においては、自転車のチェインリングを傾斜させ、リヤピニオンも傾斜させ、例えば双方の傾斜度合いを同じとすることができる。
【００５５】
さらに他の可能性においては、リヤピニオンを、鉛直方向平面に対して傾斜することができ、チェインリングを、鉛直方向に配置したままとすることができる。
【００５６】
１つの可能な特徴点においては、自転車のフレームに対して固定された複数のガイドが、チェインリングの両側に設けられ、回転移動時に、チェインリングを傾斜状態に維持することができる。
【００５７】
１つの可能な特徴点においては、チェインリングは、鉛直方向平面に対して傾斜したものとされていて、ハブ上に取り付けられており、ハブは、複数のインターロック部材を備え、これらインターロック部材は、チェインリング上に設けられた対応するインターロック部材に対して相補的なものとされ、これにより、ハブ上におけるチェインリングの回転可能な取付を可能としている。
【００５８】
チェインリング上のインターロック部材とハブ上のインターロック部材とが互いに係合することにより（例えば、交互的な山谷）、双方の部材を互いに噛合させることができる。
【００５９】
他の可能な特徴点においては、ハブは、鉛直方向平面に対して垂直な軸線に沿って長尺とされた楕円形状を有している。
【００６０】
よって、チェインリングは、楕円上において傾斜して配置されており、鉛直方向平面と楕円の長軸との双方に対して傾斜している。
【００６１】
他の可能な特徴点においては、第２リングは、ハブが取り付けられている伝達ロッドを介して、互いに連結されている。
【００６２】
伝達ロッドは、全体的な楕円形状が延在している軸線に対応する。
【００６３】
１つの代替可能な実施形態においては、各対の２つのギヤプレートが、チェインを使用して、互いに連結される。したがって、それらギヤプレートは、もはや、互いに直接的に接触していない。
【００６４】
この構成のおかげで、二対の２つのプレートは、チェインリングに対して直接的に連結された伝達ロッドによって互いに連結される。
【００６５】
本発明によるデバイスは、さらに、ピストンエンジンに対して適用することができる。その場合、クランクシャフトアームは、両端部を備え、これら両端部が、２つの支点部材を構成しており、２つのクランクアームが、レバーアームを構成しており、 これらクランクアームは、両端部を、２つの力伝達ロッドを構成している２つのクランクシャフトシャンクに対して連結している。
【００６６】
さらに、本発明によるデバイスは、往復直線運動を回転運動（円形または楕円形）へと変換するための機構に対して往復直線運動力が伝達されるような他のタイプのエンジンに対して、適用することができる。
【００６７】
本発明の他の特徴点や利点は、添付図面を参照しつつ、非限定的な例示としての以下の説明を読むことにより、明瞭となるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１ａ】本発明による機構の第１実施形態を示す図である。
【図１ｂ】本発明による機構の第１実施形態を示す図である。
【図１ｃ】本発明による機構の第１実施形態を示す図である。
【図１ｄ】本発明による機構の第１実施形態を示す図である。
【図１ｅ】図１ａ〜図１ｂの機構の一部を拡大して示す斜視図である。
【図１ｆ】支点部材とガイドとの間の連係における様々な態様を示す図である。
【図１ｇ】支点部材とガイドとの間の連係における様々な態様を示す図である。
【図１ｈ】支点部材とガイドとの間の連係における様々な態様を示す図である。
【図１ｉ】支点部材とガイドとの間の連係における様々な態様を示す図である。
【図１ｊ】支点部材とガイドとの間の連係における様々な態様を示す図である。
【図２ａ】本発明による機構の第２実施形態を示す図である。
【図２ｂ】本発明による機構の第２実施形態を示す図である。
【図２ｃ】本発明による機構の第２実施形態を示す図である。
【図２ｄ】本発明による機構の第２実施形態を示す図である。
【図３ａ】本発明による機構の第３実施形態を示す図である。
【図３ｂ】本発明による機構の第３実施形態を示す図である。
【図３ｃ】本発明による機構の第３実施形態を示す図である。
【図３ｄ】本発明による機構の第３実施形態を示す図である。
【図４ａ】本発明による機構の第４実施形態を示す図である。
【図４ｂ】本発明による機構の第４実施形態を示す図である。
【図４ｃ】本発明による機構の第４実施形態を示す図である。
【図４ｄ】本発明による機構の第４実施形態を示す図である。
【図５ａ】本発明による機構を示す図である。
【図５ｂ】従来技術による機構を示す図である。
【図６ａ】自転車に対して本発明による機構を適用した状況を示す図である。
【図６ｂ】図６ａの機構を、より詳細に示す平面図である。
【図６ｃ】図６ｂの機構の代替可能な実施形態を部分的に示す図である。
【図６ｄ】図６ｃにおける、長手方向チェイン部分どうしの交差箇所を、部分的に拡大して示す図である。
【図６ｅ】図６ｄの平面図である。
【図６ｆ】図６ｂにおける機構の代替可能な実施形態の一部を示す図である。
【図６ｇ】図６ｆにおける機構の一部を拡大して示す図である。
【図７ａ】左ペダルと、対応する楕円ギヤと、の対応位置を示す図である。
【図７ｂ】左ペダルと、対応する楕円ギヤと、の対応位置を示す図である。
【図７ｃ】左ペダルと、対応する楕円ギヤと、の対応位置を示す図である。
【図７ｄ】左ペダルと、対応する楕円ギヤと、の対応位置を示す図である。
【図８ａ】右ペダルと、対応する楕円ギヤと、の対応位置を示す図である。
【図８ｂ】右ペダルと、対応する楕円ギヤと、の対応位置を示す図である。
【図８ｃ】右ペダルと、対応する楕円ギヤと、の対応位置を示す図である。
【図８ｄ】右ペダルと、対応する楕円ギヤと、の対応位置を示す図である。
【図９】ピストンヒートエンジンに対して本発明による機構を適用した状況を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６９】
本発明は、機械的デバイスに関するものであり、この機械的デバイスの構造が、４つの実施形態に関して、図１ａ〜図４ｄに図示されている。
【００７０】
図１ａに示すように、本発明によるデバイス１０は、支点部材１２を備えている。この支点部材１２は、連結部材１５によって、紙面に対して垂直とされた力伝達ロッド１４に対して連結されている。連結部材のうちの、支点部材と力伝達ロッドとの間に位置した部分１６は、レバーアームの役割を果たす。
【００７１】
デバイスは、支点部材１２に対して印加された往復直線運動（応力Ｆ）を支点部材の回転運動へと変換するための機構を備えている。支点部材の回転運動は、力伝達ロッド１４をも回転させる。
【００７２】
図１ａ〜図１ｅに示すように、デバイスの様々な特徴点のうちの１つは、支点部材１２をロッド１４に対して連結しているレバーアーム１６の長さが、支点部材およびロッドの回転時に変化することである。
【００７３】
より詳細には、支点部材１２とロッド１４との間の距離は、ロッドに対しての支点部材の相対移動時に、変化する。よって、図１ｂは、上記の２つの部材（支点部材および力伝達ロッド）の間の距離が、図１ａの場合よりも大きくなっており、最大となっていることを示している。
【００７４】
図１ｃにおいては、上記２つの部材の間の距離は、図１ａの場合に対応している。それは、レバーアームの２つの部材の位置が、水平方向軸線に関して対称であるからである。
【００７５】
これとは異なり、図１ｄにおいては、上記２つの部材の間の距離は、最小となっている。
【００７６】
これらの図に示す例においては、レバーアーム１６は、支点部材１２に対して固定されており、力伝達ロッド１４は、レバーアームに対して、スライド可能に取り付けられている。
【００７７】
図示のように、支点部材１２は、この支点部材の回転移動時には、ガイド１８と連係する。ガイド１８の形状は、この場合には、円形とされている。支点部材１２は、例えば、固定ガイド１８に対して移動可能とされており、往復直線運動力の印加時にはスロットまたはネックを回転させる。これにより、図１ａ〜図１ｄに示すような様々な位置をとる。
【００７８】
力伝達ロッド１４の幾何学的位置が、様々な位置をとったとしても変更されることがなく、その力伝達ロッドが、ガイドの幾何学的中心Ｃに対して偏心したままとされていることに注意されたい。
【００７９】
図１ｅにおいてより詳細に示すように、支点部材１２は、レバー１５（連結部材）の一端１５ａに対して固定されている。レバー１５の（この実施形態においては）中央部分１５ｂは、中空とされている。これにより、力伝達ロッド１４の一端を、レバー１５の凹所内においてスライドさせることができる。
【００８０】
より詳細には、ロッド１４の一端には、ヘッド２２が設けられている。ヘッド２２の寸法は、スライドが可能であるような寸法とされている。
【００８１】
レバー１５の中空の中央部分１５ｂは、力伝達ロッド１４のためのガイドスロットを形成する。
【００８２】
レバーに対してのロッド１４のスライド機能を具現するために、他の構成を想定し得ることに注意されたい。
【００８３】
ヘッド２２は、例えば、レバーの外側エッジを把持するクランクの態様とされた部材によって代替することができる。これにより、そのような部材は、レバーの外側エッジ上をスライドすることができる。
【００８４】
支点部材１２は、ロッドを備えている。ロッドは、例えば、力伝達ロッド１４に対して平行とされている。力伝達ロッド１４は、力伝達ロッド１４の長手方向に対して垂直とされたレバー１５を挿通している。支点部材１２には、突出端部１２ａのところに、円形ガイド１８に対してスライド可能に取り付けられたピンが設けられている。これに代えて、支点部材の突出端部には、ローラを設けることができる。
【００８５】
ガイド１８およびレバー１５に対しての支点部材の回転および動作を可能とし得るよう、リングとボールとからなるベアリング（図示せず）を設けることができる。
【００８６】
よって、レバーアーム１６の長さが、自転車のうちの、支点部材１２上に印加された往復直線運動応力が正である部分においては、増大することを理解することができる。これは、自転車のうちの、図１ａおよび図１ｃに示す部分に対応する。自転車のこの部分は、円形ガイドの全体において、支点部材のうちの、ガイドの幾何学的中心を通る鉛直方向線上に位置した径方向反対側の位置Ｐ１，Ｐ２の間に位置した領域によって、規定される。自転車のこの部分は、Ｐ１，Ｐ２と、ロッド１４の位置（Ａ）と、の間において、鋭角（角度Ｐ１ＡＰ２）を形成する。
【００８７】
図１ｄにおいては、支点部材１２と力伝達ロッド１４との間におけるレバーアームの長さが、最小となり、図１ｃと図１ａとの間においては、レバーアームの長さの減少が起こる。
【００８８】
これにより、図１ｅに示すように支点部材１２に対して伝達される往復直線運動力がより良好に使用される。これにより、一定の力でもって機械的パワーを増大させることができる。
【００８９】
これに代えて、支点部材１２は、円形のまたは楕円形のガイドのスロットまたはネック（ガイド経路）内に設置されたガイド部材へと延長されている。このガイド部材は、スロットの内部空間の形状に対して実質的に対応した形状を有している（例えば、ガイド部材は、フープまたはホイール形状のものとされ、また、剛直なものまたはフレキシブルなものとされ、また、円形形状や半円形形状や楕円形状や半楕円形状等の形状を有している。）。さらに、ガイド部材とスロットとの間には、転がり手段が設けられる。これにより、ガイド部材を、スロットの内部において移動させることができる。
【００９０】
他の代替可能な実施形態においては、円形のまたは楕円形のガイドは、凹状の支点部材を固定するための凸状部分を有している。凹状の支点部材は、凸状部分上をスライドする。例えば、ガイドは、円形のまたは楕円形のレールを備え、支点部材は、この支点部材の端部のところに、レール上に取り付けられてレール上をスライドするのに適したスライダを備えている。
【００９１】
図１ｆ〜図１ｈは、凹状固定部分を有した支点部材Ａ（レバーアームＢに対して連結されている）と、凸状の相補的な固定部分を有した円形または楕円形のガイドＣと、の間の連係構造に関する様々な可能な例を、断面図によって示している。
【００９２】
図１ｆおよび図１ｇにおいては、ガイドＣは、例えば、ガイドレールとされており、ガイドレールは、台座Ｃ２から隆起して延在する中央部分Ｃ１を有している。
【００９３】
支点部材の凹状固定部分Ａ１は、サイドウェイＣの形状に対応した断面を有した開放形状を備えている。
【００９４】
ガイドレールの台座Ｃ２を内部においてスライドさせ得るよう、転がり部材Ｄが設けられている。
【００９５】
図１ｆにおいては、サイドウェイＣ’の形状における固定部分は、端部において、支点部材と位置合わせして配置されている。これに対し、図１ｇにおいては、固定部分は、支点部材の延長形状に対して、側方に位置している。
【００９６】
図１ｈは、他の実施形態を示しており、この実施形態においては、ガイドＣ’（ガイドレール）は、台座すなわちベースＣ４から隆起した部分Ｃ３を備えている。
【００９７】
ガイドは、支点部材Ａに対して位置合わせされており、支点部材から離間して配置されており、図１ｇの場合のように偏心されてはいない。
【００９８】
支点部材の凹状固定部分Ａ２は、Ｃ字形状という横断面形状を有した開口形状とされている。Ｃ字形状の２つの対向した湾曲端部は、隆起部分Ｃ３と台座Ｃ４との間の接合部に形成されたスロートまたはグルーブと連係する。
【００９９】
固定部分Ａ２のキャビティの内面の形状および寸法と、ガイドの固定部分の外面の形状および寸法とは、互いに相補的なものとされている。これにより、良好な連係関係を確保することができる。図示していない転がり手段（例えば、ボールベアリング）が、これら２つの部材の間に配置される。
【０１００】
図１ｉおよび図１ｊ（ともに、断面図）は、凸状固定部分を有した支点部材Ａ（レバーアームＢに対して連結されている）と、相補的な凹状固定部分を有した円形または楕円形のガイドＣ”と、の間の連係構造を示している。
【０１０１】
ガイドＣ”は、支点部材Ａの延長上に位置しており、サイドウェイＣの形状において開口した形状とされている。
【０１０２】
支点部材Ａの端部は、凸状固定部分Ａ３，Ａ４を備えている。凸状固定部分Ａ３，Ａ４は、「サイドウェイＴ」をなすようにして、支点部材の延長軸線に対して垂直に延在している。
【０１０３】
「Ｔ字形状」は、ヘッドと称される水平方向バーと、ボディと称される鉛直方向バーと、を備えている。
【０１０４】
固定部分は、Ｔ字形状のヘッドを形成し、このヘッドは、ガイドＣ”の固定部分に対して実質的に相補的な形状および寸法を有した内部キャビティに対して連係する。
【０１０５】
図示していない転がり手段（例えば、ボールベアリング）が、これら２つの部材の間に配置される。
【０１０６】
図１ｊにおいては、接触は、転がり部材Ｒ（ボールベアリング、ローラ、等）を介して行われる。転がり部材Ｒは、例えば、Ｔ字形状のヘッドの両端部に配置されている。
【０１０７】
支点部材とガイドとの間の固定部分の様々な構成例が、上述した実施形態に対しても、また、後述するような代替可能な実施形態に対しても、適用可能であることに、注意されたい。
【０１０８】
図２ａ〜図２ｄの機械的デバイス３０は、支点部材３２がレバーアーム３６を介して力伝達ロッド３４に対して連結されている第２実施形態を示している。支点部材３２は、レバーアームに対して移動可能に取り付けられており、レバーアームは、力伝達ロッドに対して固定されている。
【０１０９】
ガイド３８は、この場合にも円形とされており、支点部材３２の回転移動時には支点部材３２と連係する。これにより、支点部材３２の回転をガイドすることができる。
【０１１０】
図１ａ〜図１ｅにおけるレバー１５に対してのレバーアーム１６の場合と同様に、レバーアーム３６は、レバー４０の一部とされている。レバーの中央部分は、中空とされており、回転移動時には、力伝達ロッド３４に対しての支点部材３２の相対移動を可能とする。
【０１１１】
支点部材３２は、（ロッド３４と同様に）図２ａ〜図２ｄがなす紙面に対して垂直とされたロッドの態様とされている。支点部材３２には、支点部材とガイド３８との間の連係手段が設けられている。
【０１１２】
この第２実施形態においても、また、他の実施形態においても、図１ｅを参照して上述した連係手段が適用される。
【０１１３】
図２ａ〜図２ｄに示すように、支点部材３２とロッド３４とレバー４０との様々な位置関係は、図２ａと図２ｂとの間においてはレバーアームの長さが増大すること、図２ｂにおいてはレバーアームの長さが最大となること、図２ｂと図２ｃとの間においてはレバーアームの長さが減少すること、図２ｄにおいてはレバーアームの長さが最小となること、を示している。
【０１１４】
図１ａ〜図１ｅに関して上述した様々な特徴点および利点が、図２ａ〜図２ｄに示す実施形態においても適用されることに注意されたい。
【０１１５】
さらに、それら２つの実施形態においては、支点部材と力伝達ロッドとの一方が、レバーアームに対して固定されている。
【０１１６】
これに代えて、支点部材と力伝達ロッドとの双方を、レバーアームに対して、スライド可能に取り付けることができる。
【０１１７】
さらに、上記２つの実施形態に示すガイドは、円形とされている。しかしながら、ガイドは、他の態様とすることができ、例えば、楕円形という態様とすることができる。
【０１１８】
図２ａ〜図２ｄの実施形態においても、力伝達ロッド３４は、ガイドの幾何学的中心Ｇに対してオフセットされている。
【０１１９】
ガイドの形状に関係なく、図２ａ〜図２ｄの実施形態におけるガイドは、図３ａ〜図４ｄの場合と同様に、例えば、図１ａ〜図１ｅに関して上述したように円形トラフまたはスロットから形成されている。
【０１２０】
ガイド（例えば、ピン）に対して連結された支点部材の一部と、ガイドのトラフと、の間において発生する摩擦力を低減し得るよう、図１ａ〜図１ｅに関して上述したように、ボールベアリングを使用することができる。
【０１２１】
図３ａ〜図３ｄは、本発明の第３実施形態による機構に関しての、４つの順次的な位置関係を示している。
【０１２２】
図示された様々な位置は、様々な機構に関して、図１ａ〜図１ｄおよび図２ａ〜図２ｄにおいて上述した様々な位置に対応している。
【０１２３】
図３ａ〜図３ｄの機構は、図１ａ〜図１ｄおよび図２ａ〜図２ｄの機構と比較して、２つの部材が、すなわち、支点部材２７および力伝達ロッド２９が、レバー３１に対してスライド可能に取り付けられている点において相違している。
【０１２４】
より詳細には、それら２つの部材は、レバーアーム３３に対してスライド可能に取り付けられている。
【０１２５】
よって、ガイド１８によって案内された（中心Ｈまわりの）回転移動時には、レバーは、図示のように、２つの部材２７，２９に対して並進移動する。
【０１２６】
ここでは、上述したものと同様の他の特徴点および利点を適用することができる。それらに関しては、繰り返して説明しない。
【０１２７】
図４ａ〜図４ｄの機構３５は、上述した機構と比較して、力伝達ロッド４１に対して支点部材３９を連結しているレバーアーム３７が伸縮式とされている点において相違している。
【０１２８】
円形の（あるいは、楕円形の）ガイド４３によって案内された（中心Ｉまわりの）回転移動時には、レバーアーム３７の長さは、図４ａ〜図４ｂにおいては伸張し、図４ｂにおいて最大となり、図４ｂ〜図４ｄにおいては短縮され、図４ｄにおいて最小となる。図４ｄ〜図４ａにおいては、アセンブリは、再度伸張する。
【０１２９】
レバーアームは、より一般的にはレバーは、一連をなす複数の円筒部材すなわちシリンダ３７ａ〜３７ｅを備えている。各シリンダは、一端が開口しており、他端がインターロックされている。よって、最大に収縮した位置においては（図４ｄ）、すべての円筒形部分が、互いにインターロックされて積み重ねられ、「マトリョーシカ」のようなものとされる。各円筒形部分３７ａ〜３７ｄは、開口端のところにおいて、１つまたは複数の係止体（例えば、リム）を備えている。係止体は、受領している円筒形部分の閉塞端と連係する。これにより、特に最大伸張状態（図４ｂ）において、受領している円筒形部分の閉塞端を保持することができる。
【０１３０】
端部部材３７ｅは、他の部材と同様に、この部材を受領している円筒形部分（例えば、３７ｄ）の内部をスライドすることができる。
【０１３１】
しかしながら、他端においては、端部部材３７ｅは、例えば上述したような技術を使用して、支点部材に対して連結されている。
【０１３２】
反対側の円筒形部分すなわちベース３７ａは、公知の態様でもって、力伝達ロッド１４に対して連結されている。
【０１３３】
機構３５は、他の機構よりもコンパクトである。なぜなら、回転移動時に、ガイド４３を超えて突出する部材が存在しないからである。これにより、システムの嵩高さが低減される。
【０１３４】
ここでは、上述したものと同様の他の特徴点および利点を適用することができる。それらに関しては、繰り返して説明しない。
【０１３５】
図５ａおよび図５ｂは、本発明による機構４５（図５ａ）と、従来技術による機構４５’（図５ｂ）と、の間の相違点を比較して示している。機構４５においては、力伝達ロッド４６は、円形ガイド４７の中心に対して偏心されており、レバーアーム４８のうちの、ロッド４６と支点部材４９との間に位置した長さは、支点部材４９の位置（ａ）と位置（ｂ）との間において相違する。
【０１３６】
エネルギーＥ１は、レバーアームの２つの位置（ａ）と位置（ｂ）との間にわたっての移動時に機構４５によって生成される。
【０１３７】
従来技術による機構４５’においては、力伝達ロッド４６’は、ガイド４７’の中心に一致しており、レバーアーム４８’のうちの、ロッド４６’と支点部材４９’との間の長さは、一定である。よって、生成されるエネルギーＥ２は、Ｅ１よりも小さい。この例においては、比Ｅ１／Ｅ２は、１．２６である。
【０１３８】
この計算は、支点部材４９，４９’に対して鉛直方向に１Ｎの力が印加されること、図５ａの構成においてはロッド４６が幾何学的中心から偏心されており、位置４８（ａ）と位置４８（ｂ）との間の角度θ１が例えば５６°となるような偏心量とされていること、に基づいている。図５ｂにおいては、角度θ２は、９０°である。
【０１３９】
よって、本発明による機構を使用した場合には、支点部材４９上に引き起こされる力の性能が、大幅に向上する。
【０１４０】
図５ａおよび図５ｂにおける初期位置４９（Ａ）および４９’（Ａ’）のそれぞれにおいて、生成されるエネルギーが大きく異なることに注意されたい。実際、第１位置４９（Ａ），４９（Ｂ），４９（Ｃ）において生成されるエネルギーは、第１位置４９’（Ａ’），４９’（Ｂ’），４９’（Ｃ’）において生成されるエネルギーと比較して、ずっと大きなものである。端部位置ａ，ｂの間において生成されるエネルギーは、図５ａにおいては４０〜１００％の間にわたって変化し、図５ｂにおいては０近傍〜１００％の間にわたって変化する。自転車の場合には、これは、自転車のユーザーにとっては、より容易に使用することができる。
【０１４１】
上述した本発明は、特に、ペダルクランク機構を使用した自転車に対して適用することができる。
【０１４２】
図６ａは、自転車のペダルクランク機構の一部を概略的に示しており、図６ｂは、その機構をより詳細に示す平面図である。
【０１４３】
自転車のうちの、図示されていない残部は、従来的な自転車と同じである。
【０１４４】
図６ａの機構５０は、２つの支点部材を備えている。図６ａにおいては、一方の支点部材５２だけが図示されている。支点部材５２は、ユーザーが足を置くためのペダルの態様とされている。支点部材は、往復直線運動応力をもたらす。
【０１４５】
ユーザーの、Ｊで示された曲げられた脚は、支点部材５２上に配置された足も含めて示されている。足は、図６ａの位置においては、矢印Ｆによって図示された往復直線運動応力をもたらしている。
【０１４６】
支点部材５２は、円形ガイド５４と組み合わせて移動する。支点部材は、レバーアーム５６（クランク）によって、一次的ロッドと称される力伝達ロッド５８に対して連結されている。
【０１４７】
円形ガイド５４の中心Ｏは、ロッド５８に対して偏心して図示されている。これにより、ガイドの幾何学的中心に対しての力伝達ロッドの偏心位置が図示されている。
【０１４８】
図６ａは、破線によって、支点部材５２とレバーアーム５６とロッド５８とによって形成されたアセンブリを、ユーザーによって課された往復直線運動の作用により支点部材の回転によって順次的に得られる位置において、示している。
【０１４９】
支点部材５２とロッド５８との間の連結は、図１ａ〜図４ｄに示す様々な実施形態のうちのいずれかに基づいて行うことができる。これにより、レバーアーム５６の長さを、ロッド５８に対しての支点部材５２の相対移動時に、変更することができる。
【０１５０】
図６ｂは、自転車に対して適用された場合に、本発明による機械的デバイスを示す平面図である。
【０１５１】
図６ａに関して上述した部材５２，５４，５６，５８は、デバイスの左側部分を構成している。
【０１５２】
対称的に、デバイス５０は、回転移動時に円形ガイド６２と連係する支点部材を構成するペダル６０を備えている。支点部材は、レバーアーム６４（右側クランク）によって、力伝達ロッド６６に対して連結されている。
【０１５３】
２つのペダルは、ガイドの幾何学的中心に関しての両側の位置を占めている。
【０１５４】
各ペダルが円形ガイドのトラフに対して固定されていること、また、各ペダルが、円形ガイドに対しては、対応する円形ガイド内に係合したピン（左側ペダル７０に関してはピン６８）を使用して、連係していることに、注意されたい。
【０１５５】
このピンは、対応するペダルの一端に対して固定される。
【０１５６】
一次的シャフト（力伝達ロッド）の回転軸線は、上述したように、円形ガイドの幾何学的中心に対して偏心されている。
【０１５７】
その結果、円形移動時のペダル位置の対称性は、もはや、円形ガイドの幾何学的中心に対してのものではなく、回転軸線に対してのものである。
【０１５８】
この目的のために、各力伝達ロッド５８，６６は、ガイドの幾何学的中心に対しての２つのペダルの対称位置を再確立するための相補機構に対して連結されている。
【０１５９】
各相補機構は、特に、互いに機械的に連係する一対の楕円ギヤリングを備えている。
【０１６０】
第１リングと称される一方のリングは、対応する力伝達ロッドすなわち一次的ロッドに対して連結されている。
【０１６１】
より詳細には、左側ペダルの一次的ロッド５８は、クランク支持体５６の反対側において、偏心した楕円形ギヤリング７２に対して連結されている。偏心した楕円形ギヤリング７４は、偏心した楕円形ギヤリング７４と平行している。
【０１６２】
これら２つの楕円形ギヤリングは、互いに噛合しており、一次的ロッドの回転を受けて、互いに連係しつつ自身のまわりを回転する。
【０１６３】
第２の楕円形リング７４は、長いロッド７６に対して連結されており、長いロッド７６を回転させる。
【０１６４】
単純なギヤリング７８が、長いロッド７６上に取り付けられており、例えば中心位置において長いロッド７６上に取り付けられており、ギヤ７８と同じサイズの他の単純なギヤリング８０に対して、噛合によって連係している。
【０１６５】
これら２つのリング７８，８０は、一組をなす単純なギヤを構成している。
【０１６６】
リング８０は、ロッド８２の一端上に設けられている。ロッド８２は、ロッド７６よりも短いものであり、他端によって、チェイン８６のリング８４に対して連結されている。リング８４は、リヤホイールに対して連結されている。
【０１６７】
チェインのうちの、リング８４が配置されているのとは反対側の端部においては、リヤピニオン８８が図示されている。リヤピニオン８８は、チェインが巻回されているリング８４まわりに、チェインによって駆動される。
【０１６８】
図示されていない代替可能な態様においては、チェインリング８４は、長いロッド７６に対して直接的に連結されており、２つの単純なギヤリング７８，８０が、オフセットされており、チェイン８６とリヤピニオン８８との間に配置されている。
【０１６９】
一次的力伝達ロッド５８に関して上述した構成と対称的に、互いに機械的に連係している一対をなす楕円形ギヤリング９０，９２が、一次的ロッド６６と長いロッド７６との間に配置されていることに、注意されたい。
【０１７０】
より詳細には、第１の偏心した楕円形ギヤリング９０は、クランク支持体とは反対側の端部において一次的ロッド６６上に取り付けられており、噛合によって、第２の偏心した楕円形ギヤリング９２と連係する。この第２リングは、長いロッド７６の一端に対して固定されている。その一端は、楕円形ギヤリング７４が固定されている端部とは反対側の端部である。
【０１７１】
２つのギヤリング９０，９２は、互いに同一であるとともに、この実施形態においては、リング７２，７４と同一である。
【０１７２】
代替可能な一態様においては、ペダルの対称位置を再確立するための２つの独立な機構を、単一の機構によって、例えばただ一対の楕円形ギヤによって、代替し得ることに注意されたい。
【０１７３】
楕円形ギヤリングを、円形ガイドの幾何学的中心に対しての両ペダルの対称位置を再確立し得るような他の手段によって代替し得ることに、注意されたい。
【０１７４】
例えば、チェインを、ギヤに代えて使用することができる。
【０１７５】
ガイド５４，６２を円形のものとして上述したけれども、当然のことながら、ガイドを、例えば楕円形といったような他の形状とし得ることに、注意されたい。ガイドの形状に応じて、他の共役的なギヤ形状（３つのローブを有したギヤ、ピーナツ形状のギヤ、等）を使用することができる。
【０１７６】
偏心した楕円形リングは、互いに同一の形状を有しており、それぞれの軸線まわりの回転によってそれら楕円形リングどうしが常に接触しているようにして配置されている。それらの比は、左側ペダルのロッドが３６０°回転を行うときには、１対１である。しかしながら、これらリングの偏心位置は、それらの内部の回転速度を、正弦的な回転とする。一方は、最初の１８０°においては、他方よりも高速でもって、反対方向に回転する。また逆も成り立つ。
【０１７７】
このシステムは、短いロッド８２を、円形ガイド上における左側ペダルと厳密に同じリズムでもって、一回転にわたって、回転させることができる。よって、左側ペダルが、円形ガイドの中心に対して９０°行程を行う際には、短いロッドも、また、同時に９０°回転を行う。
【０１７８】
一例として、一次的ロッド５８が、円形ガイドの中心Ｏに対してオフセットされていて、応力の移動方向（ガイドがなす平面と同じ平面内に含まれる方向、すなわち、平行平面内に含まれる方向）に対して垂直な直線上にある場合には、これにより、円形ガイドの中心Ｏのところにおいて鉛直方向に位置することとなるクランクの理論的位置と、クランクの実際の位置と、の間の角度が３４°とされている場合には、左側のペダルがなす偏心したギヤシステムは、半回転内においては３４°だけ進んでいるべきであり、他の半回転時には３４°だけ遅れているべきである。
【０１７９】
半回転内において＋３４°だけオフセットしており他の半回転において−３４°だけオフセットしているような偏心したギヤシステムのためには、角度ＡＰＢ（３つのポイントによって形成された角度、１つのポイントＰは、楕円形の１つの焦点であり、第２のポイントＡは、楕円の周縁と、双方の焦点を通過するラインに対して直交しつつ第１焦点を通過する直線と、の間の交差ポイントであり、第３のポイントＢは、楕円の周縁と、双方の焦点を通過するラインに対して直交しつつ第２焦点を通過する直線と、の間の交差ポイントである）が、３４°であるようにして、構築されなければならない。
【０１８０】
円形ガイドの場合には、上記角度が、最大でも４５°であること、および、楕円形ガイドの場合には、上記角度が、９０°という理論的しきい値を有していること、に注意されたい。
【０１８１】
このようにして形成された自転車のペダルは、それぞれのガイドの中心に対しての完全な対称性を保存する。
【０１８２】
チェインリングは、回転の全行程にわたって１対１という比率を提供する一組をなす複数の従来的なギヤによって長いロッド７６に対して連結された短いロッド８２上に位置している。これにより、チェインリングは、ペダルのロッド半体と同じ向きに回転する。
【０１８３】
図６ｃは、図６ｂの機構の１つの代替可能な実施形態を示している。ロッド８２上に取り付けられた一組をなす複数のギヤ７８，８０は、省略されており、２つのリング７４，９２を連結するロッド７６は、チェインリング８４上に直接的に取り付けられている。
【０１８４】
図６ｃは、チェイン６１が、図６ｂのチェインによって代替され、一方においては、チェインリング８４まわりに巻回されており、他方においては、リヤピニオン８８まわりに巻回されており、さらに、８の字を形成するようにして、リングとピニオンとの間にわたって交差しているような、構成を示している。
【０１８５】
図６ｃに示すように、チェイン６１は、２つの長手方向部分すなわち２つの長手方向ストランド６１ａ，６１ｂを有している。これら２つの長手方向部分６１ａ，６１ｂは、交差領域Ｚにおいて交差している。交差領域Ｚは、リヤピニオン８８寄りに位置しており、チェインリング８４からは比較的離間している。
【０１８６】
２つの長手方向部分６１ａ，６１ｂが互いに擦れることを防止するために、これら２つのチェイン部分の間の横方向離間を維持するための１つまたは複数の部材が設けられる。
【０１８７】
そのような部材は、特に、自転車のフレーム上に取り付けられる。ただし、ここでは、図示の簡略化の理由のために図示が省略されている。
【０１８８】
図６ｄは、２つの長手方向部分６１ａ，６１ｂの交差領域Ｚ、および、それらの分離を維持するための分離部材、を拡大して示す図である。
【０１８９】
よって、２つの維持部材（あるいは、分離部材）は、例えばガイドホイールの態様とされており、各長手方向部分６１ａ，６１ｂの両サイドに配置されており、各長手方向部分６１ａ，６１ｂと連係している。これにより、２つの長手方向部分６１ａ，６１ｂの間の横方向分離間隔を十分なものに維持することができる。
【０１９０】
図６ｄに示すように、一対のガイドホイール６３，６５が、長手方向部分６１ａの上下に配置されており、一対のガイドホイール６７，６９が、長手方向部分６１ｂの上下に配置されている。
【０１９１】
図６ｅは、２つの上側ホイール６３，６７の横方向オフセット構成を非常に概略的に示す平面図である。
【０１９２】
図６ｄ，６ｅの構成においては、２対のホイールは、互いに対して、長手方向にオフセットされている。
【０１９３】
しかしながら、２対のホイールは、代替可能な実施形態においては、同じ長手方向位置に配置することができ、長手方向チェイン部分と連係する。
【０１９４】
この構成は、例えば、フレーム上への固定に際して有効なものとすることができ、例えば、固定システムをよりコンパクトなものとするに際して有効なものとすることができる。
【０１９５】
２つの長手方向部分の間において維持されるべき横方向分離距離が、例えば、１つの長手方向チェイン部分の厚さに略等しいものとされることに、注意されたい。そのような寸法は、図６ｅに示されている。
【０１９６】
よって、例えば、各長手方向部分６１ａ，６１ｂは、中央位置に対して、長手方向チェイン部分の厚さまたは幅の半分だけオフセットされているだけでよい。各長手方向部分は、交差が存在していない場合には、互いに上下に位置することとなる。
【０１９７】
一例として、標準的なチェインに関しては、２つの長手方向チェイン部分の間の分離距離は、０．８ｃｍで十分なものとすることができる。
【０１９８】
代替可能な実施形態においては、各長手方向チェイン部分に関して、２つの維持部材を設けることに代えて、単一の維持部材（例えば、ガイドホイール）を設けることができることに注意されたい。
【０１９９】
他の代替可能な実施形態においては、２つの長手方向チェイン部分の間に挿入される単一の部材を想定することができる。
【０２００】
図６ｆ，６ｇは、図６ｂの一組をなす複数のギヤ７８，８０に対しての離間を可能とする他の代替可能な実施形態を示している。
【０２０１】
この代替可能な実施形態においては、２つのリング７４，９２を互いに対して連結しているロッド７６は、図６ｆ，６ｇにおいて符号７１によって図示されているチェインリング上において、直接的に取り付けられている。
【０２０２】
この代替可能な実施形態の特異性は、チェインリング７１が、鉛直方向平面Ｐに対して傾斜していることであり、チェイン８６によってリヤピニオン８８に対して連結されていることである。リヤピニオン８８は、鉛直方向に配置されたままである。
【０２０３】
図６ｆに示すように、例えば２つのガイド７３，７５は、図示の明瞭さのために図示されていない自転車のフレームに対して固定されている。
【０２０４】
これらガイドは、チェインリング７１の両サイドに設けられている。これにより、チェインリングを傾斜状態に維持することができる。
【０２０５】
両ガイドが、例えば、リング７１の周縁上に配置されていることに注意されたい。
【０２０６】
リング７１は、リングとハブとの双方に適合して取り付けられたインターロック部材を使用して、ハブまたはコア７７上に取り付けられている。これにより、互いに適合して取り付けることができる。
【０２０７】
様々なインターロック部材が可能である。例えば、チェインリング上および対応するハブ上における交互的な凹所および突起が可能である。これにより、突起と凹所とが互いに係合することができる。
【０２０８】
例えばここではハブが、鉛直方向平面に対して垂直な軸線に沿って長尺とされた楕円形状とされ、ロッド７６に対して組み合わされている。よって、ハブ７７の表面上に形成されたインターロック部材は、楕円の曲線に沿って延在するスロットまたはノッチの形態をとる。これら部材は、ロッド７６と組み合わされた端部を起点とし、楕円形状に追従して長手方向に延在し、ロッド７６上に位置した他端へと達する。
【０２０９】
並置されたスロットの構成によって形成された連続する山谷の高さ／深さ（横方向断面）は、一端から中央平面（赤道平面）までは増大し、他端に向けて減少する。
【０２１０】
チェインリング７１の相補的なインターロック部材は、例えば、複数の歯の形態をとる。歯の山谷は、連続的なスロット（谷山）に対して連係し、これにより、インターロックを形成する。
【０２１１】
相補的なインターロック部材の間には、ある種の横方向の遊びまたはギャップが必要であることに注意されたい。これにより、回転移動時におけるスロット付き／ノッチ付きハブ７７に対してのリング７１の相対回転を可能とする。
【０２１２】
リングの傾きは、比較的小さく、典型的には数度であり、ガイド７３，７５のおかげで、リングハブアセンブリの回転移動時には維持される。
【０２１３】
回転移動時にリングの傾きを確保するガイドの数を変更し得ることに注意されたい。
【０２１４】
チェインリングを取り付けるためのハブは、他の態様とすることができる。これにより、リングをハブ上に取り付け得るとともに、それらをロッド７６まわりに回転させることができる。
【０２１５】
ハブまたはコア（リングとハブとによって形成されたアセンブリは、ボールジョイントのように動作する）のインターロック部材は、他の態様をとることができ、例えば、一連をなす複数の凹所およびボス、ギャップ、等の態様をとることができる。
【０２１６】
図７ａ〜７ｄは、図６ｂの左側ペダル５２の連続した様々な位置Ｇ１〜Ｇ４（図１ａ〜４ｄに対応した位置）を示している。いずれにおいても、互いに連係する楕円ギヤ７２，７４の相対位置は、正面から見たものである。
【０２１７】
図８ａ〜８ｄは、右側ペダル６０に関して様々な位置Ｄ１〜Ｄ４を示しており、右側ペダル６０に関連した楕円ギヤ９０，９２の相対位置を示している。
【０２１８】
図７ａは、Ｇ１（図１ａ，２ａ，３ａ，４ａ）と称されるような、左側ペダルの初期位置を示している。レバーアームは、鉛直方向に対して３４°（非限定的な例示）という角度に配置されている。両ギヤ７２，７４は、対応した相対位置とされている。すなわち、ギヤ７２は、先に位置していた下向きの鉛直方向位置に対して＋３４°だけオフセットしており、ギヤ７４は、上向きの鉛直方向位置（鉛直方向楕円の長軸）となっている。
【０２１９】
図８ａにおいては、右側ペダルは、ペダル位置Ｇ１に対応したＤ１と称される初期位置とされている。レバーアームは、鉛直方向に対して−３４°という角度で、底面に向けて配置されている。ギヤ９２は、下向きの鉛直方向位置をとっており、ギヤ９０は、先に位置していた上向きの鉛直方向位置に対して−３４°だけオフセットされている。
【０２２０】
図７ｂおよび図８ｂにおいては、２つのペダルのそれぞれのレバーアームは、水平方向を向いており（径方向において反対側の位置）、各ギヤは、水平方向に配置されている（水平方向楕円の長軸）。
【０２２１】
図７ｂ〜図８ｄにおいては、各ギヤに関し、太線は、楕円の長軸の新たな位置を示しており、破線は、直前の図面における長軸の位置を示しており、それら２つの位置の間の角度も示されている。
【０２２２】
図７ｃは、図１ｃ，２ｃ，３ｃ，４ｃに対応したペダル位置を示しており、ギヤ７２は、かつて位置していた鉛直方向位置に対して−３４°だけオフセットされており、ギヤ７４は、下向きの鉛直方向位置となっている。
【０２２３】
図８ｃにおいては、右側ペダルは、水平方向に関して対称的であり、ギヤ９２は、上向きの鉛直方向位置となっており、ギヤ９０は、かつて位置していた下向きの鉛直方向位置に対して＋３４°だけオフセットされている。
【０２２４】
図７ｄおよび図８ｄにおいては、２つのペダルのそれぞれのレバーアームは、水平方向を向いており、各ギヤは、水平方向に配置されている（水平方向楕円の長軸）。しかしながら、図７ｂおよび図８ｂの場合と比較して、１８０°の位置に配置されている。
【０２２５】
本発明は、また、図９に概略的に示すように、ピストン熱エンジンに対して、興味深く適用することができる。
【０２２６】
本発明によるデバイス１００は、ピストン１０４に対して連結された連結ロッド１０２からの往復直線運動（矢印Ｆ）を回転移動へと変換する機構を備えている。
【０２２７】
この機構は、さらに、クランクシャフトアームを構成するステム１０６を備えている。ステム１０６の中央部分は、固定手段１０８によって、連結ロッド１０２に対して固定されている。
【０２２８】
アーム１０６は、両端部１０６ａ，１０６ｂを有している。これら両端部の各々には、例えば、円形ガイドまたは楕円形ガイド１１０ａ，１１０ｂに対して固定されたピンが設けられている。
【０２２９】
他の実施形態に関して上述したように、ガイドは、内部にピンが挿入される内側ネックを有している。
【０２３０】
連結ロッド１０２によってクランクシャフトアーム１０６上へと印加された往復直線運動応力は、両端部１０６ａ，１０６ｂに対して伝達され、２つのガイド１１０ａ，１１０ｂと連係しつつ、クランクシャフトアームを回転駆動する。
【０２３１】
両端部１０６ａ，１０６ｂは、クランクシャフトのクランクアーム１１２ａ，１１２ｂによってクランクシャフトのシャンクをなす一次的ロッドに対して連結された支点部材を構成する。
【０２３２】
クランクシャフト１１４のうちの、クランクアーム１１２ｂに対して連結されたシャンクだけが、図示の明瞭化のために、図示されている。
【０２３３】
ここでは図１ａ〜図１ｅに示す実施形態が例示のために使用されていることに注意されたい。
【０２３４】
よって、各クランクアームは、中央部分が中空とされており、これにより、関連するガイド部材１１０ａ，１１０ｂによって案内されたクランクシャフトアーム１０６の回転移動時には、ロッド１１４の自由端に対して固定されたスライダ１１６を、アーム１１２ｂの内部においてスライドさせることができる。
【０２３５】
図１ａ〜図１ｅに示すように、力伝達ロッド１１４の位置は、対応するガイドの幾何学的中心に対して偏心されている。
【０２３６】
代替可能な実施形態においては、対応する伝達ロッドに対しての各支点部材の相対移動（２つの部材の間におけるレバーアームの長さを変更することができる）を、図２ａ〜図２ｄに示すようにして、あるいは、図２ａ〜図２ｄに示すようにして、あるいは、図３ａ〜図３ｄに示すようにして、あるいは、図４ａ〜図４ｄに示すようにして、行うことができる。
【０２３７】
上述したような本発明の利点、および、本発明の様々な特徴点を、図９の例においても適用し得ることに注意されたい。しかしながら、対称性を修正するための反応機構については例外である。
【０２３８】
本発明により、本発明による機構によって生成された機械的エネルギーは、および、その機械的性能は、従来技術による機構と比較して、大幅に向上する。
【符号の説明】
【０２３９】
１０    機構
１２    支点部材
１４    力伝達ロッド
１５    連結部材
１６    レバーアーム
１８    ガイド
２７    支点部材
２９    力伝達ロッド
３２    支点部材
３３    レバーアーム
３４    力伝達ロッド
３６    レバーアーム
３７    レバーアーム
３９    支点部材
４１    力伝達ロッド
５２    ペダル
５６    クランクアーム
５８    力伝達ロッド
６０    ペダル
６４    クランクアーム
６６    力伝達ロッド
７２    楕円形ギヤリング、第１リング
７４    楕円形ギヤリング、第２リング
７６    伝達ロッド
７８    一組をなす複数のギヤ
８０    一組をなす複数のギヤ
８４    チェインリング
８６    チェイン
８８    リヤピニオン
９０    楕円形ギヤリング、第１リング
９２    楕円形ギヤリング、第２リング
１０６ａ  支点部材
１０６ｂ  支点部材
１１２ａ  レバーアーム
１１２ｂ  レバーアーム
１１４    力伝達ロッド
Ｃ      幾何学的中心
【図１ａ】
2013536925.tif 000003
【図１ｂ】
2013536925.tif 000004
【図１ｃ】
2013536925.tif 000005
【図１ｄ】
2013536925.tif 000006
【図１ｅ】
2013536925.tif 000007
【図１ｆ】
2013536925.tif 000008
【図１ｇ】
2013536925.tif 000009
【図１ｈ】
2013536925.tif 000010
【図１ｉ】
2013536925.tif 000011
【図１ｊ】
2013536925.tif 000012
【図２ａ】
2013536925.tif 000013
【図２ｂ】
2013536925.tif 000014
【図２ｃ】
2013536925.tif 000015
【図２ｄ】
2013536925.tif 000016
【図３ａ】
2013536925.tif 000017
【図３ｂ】
2013536925.tif 000018
【図３ｃ】
2013536925.tif 000019
【図３ｄ】
2013536925.tif 000020
【図４ａ】
2013536925.tif 000021
【図４ｂ】
2013536925.tif 000022
【図４ｃ】
2013536925.tif 000023
【図４ｄ】
2013536925.tif 000024
【図５ａ】
2013536925.tif 000025
【図５ｂ】
2013536925.tif 000026
【図６ａ】
2013536925.tif 000027
【図６ｂ】
2013536925.tif 000028
【図６ｃ】
2013536925.tif 000029
【図６ｄ】
2013536925.tif 000030
【図６ｅ】
2013536925.tif 000031
【図６ｆ】
2013536925.tif 000032
【図６ｇ】
2013536925.tif 000033
【図７ａ】
2013536925.tif 000034
【図７ｂ】
2013536925.tif 000035
【図７ｃ】
2013536925.tif 000036
【図７ｄ】
2013536925.tif 000037
【図８ａ】
2013536925.tif 000038
【図８ｂ】
2013536925.tif 000039
【図８ｃ】
2013536925.tif 000040
【図８ｄ】
2013536925.tif 000041
【図９】
2013536925.tif 000042
【国際調査報告】
2013536925.tif 000043
2013536925.tif 000044
2013536925.tif 000045
2013536925.tif 000046
2013536925.tif 000047
2013536925.tif 000048