(57)【要約】【課題】移動機構の提供。【解決手段】移動機構において、作動機構と伝動機構を具え、該伝動機構が回転軸、伝動手段及び駆動手段で組成され、並びに回転軸で駆動手段が車体に枢接され更に伝動手段が駆動手段に組み合わされ、回転軸に単方向装置が設置され、且つこの駆動手段に単方向装置と相互に噛み合う接合部が開設され、該作動機構がこの伝動機構に設けられた伝動手段に固定され、作動機構を操作することにより伝動機構を駆動し並びに回転軸末端に設置された車輪を回転させるように形成されたことを特徴とする。【選択図】　　　　図６
2004034935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動機構において、作動機構と伝動機構を具え、該伝動機構が回転軸、伝動手段及び駆動手段で組成され、並びに回転軸で駆動手段が車体に枢接され更に伝動手段が駆動手段に組み合わされ、回転軸に単方向装置が設置され、且つこの駆動手段に単方向装置と相互に噛み合う接合部が開設され、該作動機構がこの伝動機構に設けられた伝動手段に固定され、作動機構を操作することにより伝動機構を駆動し並びに回転軸末端に設置された車輪を回転させるように形成されたことを特徴とする、移動機構。
【請求項２】
請求項１に記載の移動機構において、伝動機構の伝動手段がチェーンとされたことを特徴とする、移動機構。
【請求項３】
請求項１に記載の移動機構において、伝動機構の駆動手段が歯車とされたことを特徴とする、移動機構。
【請求項４】
請求項１に記載の移動機構において、作動機構にスライド装置が設置されて作動機構の車体上のスライドに有利とされたことを特徴とする、移動機構。
【請求項５】
請求項４に記載の移動機構において、作動装置に設置されたスライド装置がローラとされたことを特徴とする、移動機構。
【請求項６】
請求項１に記載の移動機構において、作動機構に制動装置が設置されて伝動機構に設けられた伝動手段が伝動時にゆるんで変形を発生するのを防止したことを特徴とする、移動機構。
【請求項７】
請求項６に記載の移動機構において、作動機構に設置された制動装置がローラとされたことを特徴とする、移動機構。
【請求項８】
請求項１に記載の移動機構において、作動機構に位置決め部が設置されて伝動機構に設けられた伝動手段に固定されたことを特徴とする、移動機構。
【請求項９】
請求項１に記載の移動機構において、伝動機構の回転軸に設置された単方向装置が単方向歯車とされたことを特徴とする、移動機構。
【請求項１０】
請求項１に記載の移動機構において、伝動機構の回転軸末端に変速器が増設されて変速器に設置された車輪の移動速度をセルフ調整でき並びに使用上の省力を達成したことを特徴とする、移動機構。
【請求項１１】
請求項１に記載の移動機構において、作動機構に受動機構が増設され、この受動機構が枢軸、連動手段及び駆動手段で組成され、枢軸でこの受動機構の駆動手段が車体に枢接され、受動機構の連動手段が受動機構の駆動手段に組み合わされ、この受動機構により使用者による作動機構の操作を省力化することを特徴とする、移動機構。
【請求項１２】
請求項１１に記載の移動機構において、受動機構の連動手段がチェーンとされたことを特徴とする、移動機構。
【請求項１３】
請求項１１に記載の移動機構において、受動機構の駆動手段が歯車とされたことを特徴とする、移動機構。
【請求項１４】
請求項１１に記載の移動機構において、作動機構に固定部が設置されて受動機構に設けられた連動手段に固定されたことを特徴とする、移動機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一種の移動機構に係り、作動機構と伝動機構を具え、該伝動機構が回転軸、伝動手段及び駆動手段で組成され、並びに回転軸で駆動手段が車体に枢接され更に伝動手段が駆動手段に掛けられ、回転軸に単方向装置が設置され、且つこの駆動手段に単方向装置と相互に噛み合う接合部が開設され、該作動機構がこの伝動機構に設けられた伝動手段に固定され、作動機構を操作することにより伝動機構を駆動し並びに回転軸末端に設置された車輪を回転させるように形成された、移動機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在一般に目にする自転車は、その運転の基本原理が、使用者の両足でペダルを踏んで円周運動を行い、使用者の両足の施力を車両移動の動作エネルギーに変換することとされる。基本的に、このような移動機構には三つの主要な欠点がある。即ち、第１の欠点は、ペダルが９０度と２７０度の間に位置する時にしか使用者の両足の施力をペダルに伝送して車両移動の動作エネルギーに変換することができないことである（図１参照）。第２の主要な欠点は、施力伝送効率の点から、ただペダルが約４５度と３１５度の間にある時しか、比較的高い伝送効率を有さないことである（図２参照）。第３の主要な欠点は、使用者が通常、サドル上に座り、両足でペダルを踏まねば車両を駆動できないことである。しかし、両足の施力は相当に有限である。一般に、両足の平均施力は使用者の体重の約４分の１にしかならない。このような明らかな欠点は従来より問題とされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は上記従来の技術の発生する欠点を鑑み、その基本学理を研究並びに改善し、その結果、以下のことを発見した。もし車体を一つの地面とθ角をなす傾斜面に改変し、且つその底部に車輪を取り付け（図３の如し）、もし使用者が車体上に立ち、ウォーキング或いはランニングすると、その車体に対する総施力は使用者の身体の重力とウォーキング或いはランニングの動力を含み、もしその総施力をＦとすれば、物理運動力学に依り、ＦはＡとＢの二つの作用力に分解できる。作用力Ａの大きさはＦ×ｓｉｎ（θ）、作用力Ｂの大きさはＦ×ｃｏｓ（θ）である。作用力Ａは使用者に車体を滑り下ろさせ、適当な設計の移動機構により、それを車体を前向きに移動させる動作エネルギーに変換することができる。作用力Ｂはおもに車体に掛けられ、これによりまたＣとＤの二つの作用力に分けられる。作用力Ｃの大きさはＦ×ｃｏｓ（θ）×ｓｉｎ（θ）、作用力Ｄの大きさはＦ×ｃｏｓ（θ）２　である。作用力Ｃは直接車体を前に移動させる。作用力Ｄは車輪を透過して地面に吸収される。以上を総合すると、上述の車体の前向き移動の総動作エネルギーは作用力Ａに作用力Ｃを加えたもので、その大きさは、Ｆ×ｓｉｎ（θ）×（１＋ｃｏｓ（θ））である。すなわち、もしθが３０度であれば、その大きさは約０．９３３９×Ｆで、もしθが４５度であれば、その大きさは１．２０７１×Ｆである。言い換えると、もし体重が６０ｋｇの使用者であって、且つθが３０度であれば、上述の車体の前向き移動の作用力は５５．９８ｋｇより大きく、もし体重が６０ｋｇの使用者であって、且つθが４５度であれば、上述の車体の前向き移動の作用力は７２．４２６ｋｇより大きい。伝統的な自転車と比較すると、上述の車体の前向き移動の平均作用力は伝統的な自転車の約４倍である。このほか、上述の車体の前向き移動の作用力の大きさと伝送効率は終始安定を保持し、伝統的な自転車のように約４分の３の時間内に低効率、減衰或いは停止状態を現出することがない。総合すると、本発明者は、適当な設計の移動機構を経過することで、上述の車体前向き移動の動作エネルギーが伝統的な自転車の少なくとも１６倍になりうることを発見した。
【０００４】
本発明者は上述の発見した基本学理に基づき、上述の基本学理に基づく移動機構の研究を進め、ついに本発明の移動機構を完成し、それは使用者の両足のウォーキング或いはランニング動作により車体を前向きに移動させるのに供され、使用者自身の行う機能をいずれも車両移動の動作エネルギーに変換でき、使用上、極めて楽で、機能を増進した発明である。
【０００５】
本発明の主要な目的は、楽な操作で車体を前に移動させられ且つ使用上、極めて省力化された移動機構を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、移動機構において、作動機構と伝動機構を具え、該伝動機構が回転軸、伝動手段及び駆動手段で組成され、並びに回転軸で駆動手段が車体に枢接され更に伝動手段が駆動手段に組み合わされ、回転軸に単方向装置が設置され、且つこの駆動手段に単方向装置と相互に噛み合う接合部が開設され、該作動機構がこの伝動機構に設けられた伝動手段に固定され、作動機構を操作することにより伝動機構を駆動し並びに回転軸末端に設置された車輪を回転させるように形成されたことを特徴とする、移動機構としている。
請求項２の発明は、請求項１に記載の移動機構において、伝動機構の伝動手段がチェーンとされたことを特徴とする、移動機構としている。
請求項３の発明は、請求項１に記載の移動機構において、伝動機構の駆動手段が歯車とされたことを特徴とする、移動機構としている。
請求項４の発明は、請求項１に記載の移動機構において、作動機構にスライド装置が設置されて作動機構の車体上のスライドに有利とされたことを特徴とする、移動機構としている。
請求項５の発明は、請求項４に記載の移動機構において、作動装置に設置されたスライド装置がローラとされたことを特徴とする、移動機構としている。
請求項６の発明は、請求項１に記載の移動機構において、作動機構に制動装置が設置されて伝動機構に設けられた伝動手段が伝動時にゆるんで変形を発生するのを防止したことを特徴とする、移動機構としている。
請求項７の発明は、請求項６に記載の移動機構において、作動機構に設置された制動装置がローラとされたことを特徴とする、移動機構としている。
請求項８の発明は、請求項１に記載の移動機構において、作動機構に位置決め部が設置されて伝動機構に設けられた伝動手段に固定されたことを特徴とする、移動機構としている。
請求項９の発明は、請求項１に記載の移動機構において、伝動機構の回転軸に設置された単方向装置が単方向歯車とされたことを特徴とする、移動機構としている。
請求項１０の発明は、請求項１に記載の移動機構において、伝動機構の回転軸末端に変速器が増設されて変速器に設置された車輪の移動速度をセルフ調整でき並びに使用上の省力を達成したことを特徴とする、移動機構としている。
請求項１１の発明は、請求項１に記載の移動機構において、作動機構に受動機構が増設され、この受動機構が枢軸、連動手段及び駆動手段で組成され、枢軸でこの受動機構の駆動手段が車体に枢接され、受動機構の連動手段が受動機構の駆動手段に組み合わされ、この受動機構により使用者による作動機構の操作を省力化することを特徴とする、移動機構としている。
請求項１２の発明は、請求項１１に記載の移動機構において、受動機構の連動手段がチェーンとされたことを特徴とする、移動機構としている。
請求項１３の発明は、請求項１１に記載の移動機構において、受動機構の駆動手段が歯車とされたことを特徴とする、移動機構としている。
請求項１４の発明は、請求項１１に記載の移動機構において、作動機構に固定部が設置されて受動機構に設けられた連動手段に固定されたことを特徴とする、移動機構としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は一種の移動機構を提供し、図４、図５に示されるように、それは、作動機構１及び伝動機構２を具え、該伝動機構２は回転軸２１、伝動手段２２（チェーンとされうる）及び駆動手段２３（歯車とされうる）で組成され、並びに回転軸２１で駆動手段２３が車体４に開設された固定孔４１内に枢接され、さらに伝動手段２２が、駆動手段２３間に掛けられさらに作動機構１に設けられた位置決め部１１に組み合わされ、こうして伝動機構２と作動機構１、及び車体４が相互に接合される。そのうち、回転軸２１には単方向装置２１１（単方向歯車とされうる）が設置され、別に駆動手段２３に該単方向装置２１１と相互に噛み合う接合部２３１が開設されている。該作動機構１にはスライド装置１２（ローラとされうる）が設けられて、この作動機構１が車体４上でスライドするのに有利とされ、且つこの作動機構１に制動装置１３（ローラとされうる）が設けられ、該制動装置１３により、伝動機構２に設けられた伝動手段２２が、伝動時にゆるんで変形しにくくなる。
【０００８】
このほか、該伝動機構２の回転軸２１の末端に変速器（図示せず）を増設でき、これにより変速器に設置された車輪４５の移動速度をセルフ調整して使用上の更なる省力化を達成することができる。
【０００９】
図６を参照されたい。該作動機構１には固定部１４が設けられ、且つこの固定部１４に受動機構３が固定され、この受動機構３は、枢軸３１、連動手段３２（チェーンとされうる）及び駆動手段３３（歯車とされうる）で組成され、並びに該枢軸３１で駆動手段３３が車体４に開設された連接孔４２内に枢接され、さらに連動手段３２が駆動手段３３間に掛けられ、並びに作動機構１に設置された固定部１４に組み合わされる。
【００１０】
図７、８、９を参照されたい。操作時、使用者は両手で車体４の操縦桿４３に設けられたハンドル４４を握持し、両足で作動機構１に設けられた凸部１５に立ち、並びに二つの作動機構１の一方を後ろにスライドさせる。作動機構１の固定部１４は受動機構３の連動手段３２に固定されているため、作動機構１が連動手段３２を駆動しこれにより受動機構３の駆動手段３３を回転させ、これにより、もう一つの、連動手段３２に固定された作動機構１が同時に移動し並びに使用者の片足のみの施力により容易に作動機構１を反復往復スライドさせられ並びに省力の目的を達成することができる。
【００１１】
且つ使用者が二つの作動機構１のうち一方を後方にスライドさせる時、作動機構１の位置決め部１１が伝動機構２の伝動手段２２に固定されていることにより、作動機構１が伝動手段２２を駆動し並びに伝動機構２の駆動手段２３を時計回り方向に回転させられる。これと同時に、この駆動手段２３に開設された接合部２３１と接合する単方向装置２１１が駆動されて時計回り方向に回転し、これにより回転軸２１もまた駆動されて時計回り方向に回転し、並びに回転軸２１末端に設置された車輪４５を回転させる。
【００１２】
しかし、使用者がもう一つの作動機構を後ろ向きにスライドさせて、前述の作動機構１を前向きにスライドさせると、作動機構１の位置決め部１１が伝動機構２の伝動手段２２に固定されていることにより、作動機構１が伝動手段２２を駆動し並びに伝動機構２の駆動手段２３を逆時計回り方向に回転させる。この時、この駆動手段２３に開設された接合部２３１に接合する単方向装置２１１は単一方向にしか作用しない特性を有するため、接合部２３１は単方向装置２１１を駆動させることができず、これにより空転を形成し、駆動手段２３が逆時計回りに回転する時、車輪４５には作用が発生せず、車体４に前進状態を保持させる機能を達成する。
【００１３】
さらに、上述の構造により、使用者は操作時に片方の作動機構１と伝動機構２のセットに施力するだけで、車体を前進させる機能を達成でき、従来の製品と比較すると、進歩性と実用性を有している。
【００１４】
【発明の効果】
以上の本発明の全体構造により、本発明は以下のような特徴を有する。
１．作動機構１に増設された受動機構３が省力の機能を有する。
２．車体４の左右にそれぞれ一組の作動機構１と伝動機構２のセットが設けられ、これにより使用者が操作開始する時、単方向装置２１１と接合部２３１の作用により、使用者が片足のみで施力するだけで回転軸２１末端の車輪４５を回転させて車体４を前進させることができる。
【００１５】
総合すると、本発明の提供する移動機構は、予期された機能を達成し、且つその出願前に公開されておらず、進歩性と実用性を具備し、確実に特許の要件に符合する。なお、以上の実施例は本発明の実施範囲を限定するものではなく、本発明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】周知の伝統的な自転車のペダルの円周運動図である。
【図２】周知の伝統的な自転車のペダルの施力伝送効率図である。
【図３】本発明の作用力解析図である。
【図４】本発明の分解斜視図である。
【図５】本発明の作動機構と伝動機構の組合せ斜視図である。
【図６】本発明のもう一つの分解斜視図である。
【図７】本発明の斜視図である。
【図８】本発明の作動機構、伝動機構及び受動機構の組合せ斜視図である。
【図９】本発明の作動機構、伝動機構及び受動機構のもう一つの組合せ斜視図である。
【符号の説明】
１　作動機構　　　　　　１１　位置決め部
１２　スライド装置　　　１３　制動装置
１４　固定部　　　　　　１５　凸部
２　伝動機構　　　　　　２１　回転軸
２１１　単方向装置　　　２２　伝動手段
２３　駆動手段　　　　　２３１　接合部
３　受動機構　　　　　　３１　枢軸
３２　連動手段　　　　　３３　駆動手段
４　車体　　　　　　　　４１　固定孔
４２　連接孔　　　　　　４３　操縦桿
４４　ハンドル　　　　　４５　車輪
【図１】
2004034935.tif 000003
【図２】
2004034935.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004034935.tif 000006
【図５】
2004034935.tif 000007
【図６】
2004034935.tif 000008
【図７】
2004034935.tif 000009
【図８】
2004034935.tif 000010
【図９】
2004034935.tif 000011