(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪と、
後輪と、
前記前輪を前記後輪に接続するフレーム部材とを含む人間運搬用デバイスであって、前記前輪が前記後輪から一定距離のところで保持されており、前記前輪および前記後輪が前記フレーム部材に回転可能に接続されており、前記人間運搬用デバイスがさらに、
下方への運動から後方への運動を生み出す手段と、
後方への運動を前記後輪の回転運動に変換する手段とを含み、後方への運動を生み出す手段が弧形ばねを含んでおり、前記弧形ばねの前部が前記フレーム部材に対して固定して保持されており、前記下方への運動が、前記弧形ばねを押し下げ、それによって前記弧形ばねの後端を前記後輪に対して後方に押す、人間運搬用デバイス。
【請求項２】
前記弧形ばねの前記後端が、スプロケット・システムおよびラチェット・システムを通じて前記後輪を回転させるように接続される、請求項１に記載の人間運搬用デバイス。
【請求項３】
前記フレーム部材が半剛体である、請求項１に記載の人間運搬用デバイス。
【請求項４】
前輪と、
後輪とを含む人間運搬用デバイスであって、前記後輪が、ラチェット駆動システムを通じてスプロケットに接続されており、前記ラチェット駆動システムが、前記スプロケットの前方回転に応答して前記後輪の前方回転を可能にし、また、前記スプロケットの自由後方回転を可能にしており、前記人間運搬用デバイスがさらに、
前記前輪を前記後輪に接続するフレームを含んでおり、前記前輪が前記後輪から一定距離のところで保持されており、前記前輪および前記後輪が前記フレームに回転可能に接続されており、前記人間運搬用デバイスがさらに、
弧形ばねを含んでおり、前記弧形ばねの前端が、前記前輪に近接して前記フレームに添着されており、前記弧形ばねの後端が、前記スプロケットに接続されたスプロケット・ギアを有しており、前記弧形ばねを押し下げると、前記弧形ばねの前記後端が前記後輪に対して後方に押され、前記スプロケット・ギアが前記スプロケットを前方回転方向に回転させる、人間運搬用デバイス。
【請求項５】
スクータである、請求項４に記載の人間運搬用デバイス。
【請求項６】
前記前輪と接続された、前記人間運搬用デバイスを操縦するハンドル・システムをさらに含む、請求項５に記載の人間運搬用デバイス。
【請求項７】
前記ハンドル・システムと接続された、ユーザの足を置くフット・レストをさらに含む、請求項６に記載の人間運搬用デバイス。
【請求項８】
前記フレームが半剛体である、請求項４に記載の人間運搬用デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人間運搬デバイスを操作する人が該デバイスによって操縦可能な経路に沿って制御された方式で前進できるようになる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人が筋肉エネルギーを使用して空中に飛び上がるときには、相当な量の位置エネルギーが生み出されている。飛び込み板の上で人が飛び跳ね、ますます高く弾むのを見ることによって、一例が理解される。同様に、人は、一方の足で支えを維持しながら、単純に他方の足を地面から持ち上げることができる。その後、重力だけで、またはわずかな量のさらなる下向きの筋力によって、人は、持ち上げた足の重量を降ろし、匹敵する効果を生み出すことができる。
【０００３】
人間によって生み出される位置エネルギーは、重力の自然法則に頼るだけで、ほとんど追加の労力なしに相当な量の有用な運動エネルギーに変換可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
人間運搬用の従来のデバイスは、この運動エネルギーが自転車の場合のようにペダル・システム上に向けられる、またはスクータもしくはスケート・ボードの場合と同様に地面に押し付けられることに頼っていた。そのようなデバイスの踏み板のクリアランスの低さゆえに、スクータまたはスケート・ボードにペダル・システムを一体化するのが実用的ではないので、人間のユーザのエネルギーを使用してそのようなデバイスを推進させる方法が必要である。このエネルギーを用いて人間のユーザの有用な運搬を提供するシステムが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態では、前輪と、後輪と、前輪を後輪に接続（ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ）するフレームとを含み、前輪が後輪から一定距離のところで保持される、人間運搬用デバイスが開示される。前輪および後輪は、フレームに回転可能に接続される。下方への運動から後方への運動を生み出すデバイスが提供され、また、後方への運動を後輪の回転運動に変換する別のデバイスが提供される。
【０００６】
他の実施形態では、前輪と後輪とを含む人間運搬用デバイスが開示される。後輪は、スプロケットの前方回転に応答して後輪の前方回転を可能にし、またスプロケットの自由後方回転を可能にする、ラチェット駆動システムを通じてスプロケットに接続される。フレームは、前輪を後輪から一定距離のところに保ちながら、前輪を後輪に接続する。前輪および後輪は、フレームに回転可能に接続される。弧形ばねの前端は、前輪に近接してフレームに添着されており、弧形ばねの後端は、スプロケットに接続されたスプロケット・ギアを有しており、弧形ばねを押し下げると、弧形ばねの後端が後輪に対して後方に押され、スプロケット・ギアは、スプロケットを前方回転方向に回転させる。
【０００８】
本発明は、添付図面と併せて考慮すれば、以下の詳細な説明を参照することにより、当業者が最もよく理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の動作概略図である。
【図２】本発明の第２の動作概略図である。
【図３】本発明の第３の動作概略図である。
【図４】本発明の第４の動作概略図である。
【図５】本発明の斜視図である。
【図６】駆動ばねをその緩んだ形態と押し下げられた形態とで示す、本発明の側面図である。
【図７】参考例を示す図である。
【図８】本発明の第１のギア・システムの拡大側面図である。
【図９】本発明の第２のギア・システムの拡大側面図である。
【図１０】本発明のスプール・システムの拡大斜視図である。
【図１１】本発明の第３のギア・システムの拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
ここで、添付図面にそれらの例が示されている、本発明の現時点で好ましい諸実施形態に詳細に言及する。以下の詳細な説明全体を通して、同一の参照番号は、すべての図で同一の要素を指す。
【００１１】
図１および図２を参照すると、本発明のシステムの動作概略図が示されている。本発明は、単純な身体動作１５を、その後に車輪を効率的に回転させるために使用できる、有用な力へと転換する。本発明は、乗り物の前部および後部の両方に設置された１つもしくは複数の車輪によって支持される半可撓性または剛性シャシから構成される乗り物を対象とする。外見上、本発明の構成の一実施形態は、自転車、スクータ、場合によってはスケート・ボードにも似ていると記述することができる。
【００１２】
本発明の一実施形態は、本発明のデバイスの推進手段を対象とする。本発明は、一端でシャシにしっかりと結合し、人間が自分で生み出した上下エネルギーを、デバイスの車輪を効率的に回転させることのできる回転エネルギーへと変換する、可撓性またはヒンジ式プラットフォームを提供する。
【００１３】
一方向駆動機構は、静止時に傾斜した構成を維持する可撓性またはヒンジ式プラットフォームのいずれかによって作動される。プラットフォームは、それが乗り手の重量によって変形するまたは扁平になると、より直線的な外形となる。
【００１４】
図１では、三角形１０の辺２０／３０は、斜辺（ｈｙｐｏｔｅｎｕｓｅ）５０と同等の長さで示されている。三角形の斜辺５０が本発明の一実施形態には仮想的に存在することに留意すべきである。第１の頂点３５と第２の頂点４５との間の寸法の変化は、力１５が第３の頂点２５に加えられた結果として起こる。寸法の変化は、第１の頂点３５と第２の頂点４５との間の距離５０によって表される。三角形の辺２０／３０が固定された長さであるので、圧力１５が第３の頂点２５に加えられるとき、辺２０／３０は、図２に示されるように扁平になる。下向きの力１５は、結果的に直線的な力へと換わって、第１および第２の頂点３５／４５間の距離５０を辺２０／３０の長さの合計に近付ける。動作に際しては、ばね（図示せず）が、第１および第２の頂点３５／４５を引き合わせ、それによって力１５が弱められた後で三角形１０をその元の形状に戻すように位置決めされる。また、辺２０／３０が直線になるのを妨げる止め具が必要とされることにも留意すべきであり、万一辺２０／３０が直線になった場合、ばねは、三角形１０をその元の形状に戻すことができない。
【００１５】
図３および図４を参照すると、本発明のシステムの動作概略図が示されている。本発明は、単純な身体動作１５を、その後に車輪を効率的に回転させるために使用できる、有用な力へと転換する。
【００１６】
図３では、弧２２／３２が示されている。この例では、弧の半体２２／３２それぞれが等しいサイズおよび形状で示されているが、必ずしもこの必要はない。弧の端点３８／４８間の距離５２が示されている。弧２２／３２の端点３８／４８間の寸法の変化は、力１５が弧２２／３２に加えられた結果として起こる。寸法の変化は、弧２２／３２の端点３８／４８間の距離５２によって表される。弧の半体２２／３２が固定された長さであるので、圧力１５が弧２２／３２に加えられるとき、弧２２／３２の側部半体２２／３２は、図４に示されるように扁平になる。下向きの力１５は、結果的に直線的な力へと換わって、弧２２／３２の端点３８／４８間の距離５０をより長いものにする。
【００１７】
図５を参照すると、本発明の等角図が示されている。人間運搬用デバイス１１０がスクータとして示されているが、本発明には、スクータやスケート・ボードなどを含め、いずれの人間運搬用デバイスも含まれる。また、２つの前輪１１２と１つの後輪１３０とを有する様子が示されているが、１つの前輪と１つの後輪とを含め、いずれの車輪構成も予測される。
【００１８】
一部の実施形態では、スクータ１１０は、前輪１１２と接続された、スクータを操縦するハンドル・バー１１６を有する。一部の実施形態では、後述するように、人間運搬用デバイス１１０を推進させるために一方の足を使用している間ユーザが他方の足を上に載せて休ませることができるよう、フット・レスト１１４が設けられる。
【００１９】
（１つもしくは複数の）前輪１１２は、フレーム部材１２２によって（１つもしくは複数の）後輪１３０に結合される。フレーム部材１２２は、（１つもしくは複数の）前輪１１２を（１つもしくは複数の）後輪１３０から一定距離のところに保つ。好ましい実施形態では、フレーム部材１２２は、半剛体で、推進機構の衝撃を吸収するためにいくらかの可撓性を提供する。換言すれば、フレーム１２２は、下向きの圧力が加えられるときには、好ましくは中央部で、わずかにたわむ。一部の実施形態では、フレーム部材１２２は、剛体である。
【００２０】
図５の例では、後輪１３０は、フレーム部材プレート１２６によってフレーム部材１２２に回転可能に取り付けられる。一部の実施形態では、スクータ１１０を使用している間にユーザが自身の靴を（１つもしくは複数の）後輪１３０に擦り付ける危険を低減するために、後輪ガード１３２が設けられる。
【００２１】
この例では、駆動機構は、後輪接続部（ｒｅａｒ  ｗｈｅｅｌ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２４を有する弧形駆動ばね１２０からなる。後輪接続部１２４については、後で説明する。駆動機構は、ユーザが駆動ばね１２０を押し下げるときに、後輪接続部が概ね水平後方に押され、それによって後輪１３０と接続して（後述する）、スクータ１１０を前方に動かすという点で、前述した原理に基づいて動作する。その最も単純な形態では、後輪１３０への接続は、後輪接続部１２４がハブ（図示せず）と擦れ合って、ハブが後輪１３０を前方回転させることになるという点で、摩擦接続である。後輪接続部１２４が引込む（例えばユーザが持ち上げる）ときに後輪１３０が停止または逆回転しないよう、後輪接続部１２４が引込む間に後輪を前方に回転させ続けるために、当該技術分野で公知のラチェット機構が設けられる。
【００２２】
図６を参照すると、駆動ばねをその緩んだ形態と押し下げられた形態とで示す、本発明の平面図が示されている。やはり、人間運搬用デバイス１１０は、前輪１１２と後輪１３０とを備えたスクータとして示されている。
【００２３】
この例では、スクータ１１０は、前輪１１２と接続された、スクータを操縦するハンドル・バー１１６を有する。一部の実施形態では、後述するように、人間運搬用デバイス１１０を推進させるために一方の足を使用している間ユーザが他方の足を上に載せて休ませることができるよう、フット・レスト１１４が設けられる。
【００２４】
（１つもしくは複数の）前輪１１２は、フレーム部材１２２によって（１つもしくは複数の）後輪１３０に結合される。フレーム部材１２２は、（１つもしくは複数の）前輪１１２を（１つもしくは複数の）後輪１３０から一定距離のところに保つ。この実施形態では、後輪１３０は、フレーム部材プレート１２６によってフレーム部材１２２に回転可能に取り付けられる。一部の実施形態では、スクータ１１０を使用している間にユーザが自身の靴を（１つもしくは複数の）後輪１３０に擦り付ける危険を低減するために、後輪ガード１３２が設けられる。好ましい実施形態では、フレーム部材１２２は、半剛体で、推進機構の衝撃を吸収するためにいくらかの可撓性を提供する。他の諸実施形態では、フレーム部材１２２は、剛体である。
【００２５】
駆動機構である弧形駆動ばね１２０は、その緩んだ位置（例えば、ユーザが足で圧力を加えていない位置）およびその圧迫された位置（破線で図示）で示されている。図からわかるように、駆動ばね１２０が圧迫されるとき、該駆動ばね１２４の尾端は、後輪駆動機構を過ぎて後方に延びる。
【００２６】
図７には参考例が示されている。やはり、人間運搬用デバイス２１０は、前輪１１２と後輪１３０とを備えたスクータとして示されている。
【００２７】
参考例では、スクータ２１０は、前輪１１２と接続された、スクータを操縦するハンドル・バー１１６を有する。参考例では、後述するように、人間運搬用デバイス２１０を推進させるために一方の足を使用している間ユーザが他方の足を上に載せて休ませることができるよう、フット・レスト１１４が設けられる。
【００２８】
（１つもしくは複数の）前輪１１２は、フレーム部材１２２によって（１つもしくは複数の）後輪１３０に結合される。フレーム部材１２２は、（１つもしくは複数の）前輪１１２を（１つもしくは複数の）後輪１３０から一定距離のところに保つ。参考例では、後輪１３０は、フレーム部材プレート１２６によってフレーム部材１２２に回転可能に取り付けられる。参考例では、スクータ２１０を使用している間にユーザが自身の靴を（１つもしくは複数の）後輪１３０に擦り付ける危険を低減するために、後輪ガード１３２が設けられる。
【００２９】
この参考例では、駆動機構である折れ曲がり駆動装置１５２／１５４は、その緩んだ位置（例えば、ユーザが足で圧力を加えていない位置）で示されている。図からわかるように、折れ曲がり駆動装置１５２／１５４が圧迫されるとき（例えば、ユーザの足によって）、該折れ曲がり駆動装置１５２／１５４の尾端１６４は、後輪駆動機構を過ぎて後方に延びることになる。ユーザが自身の足を持ち上げた後で折れ曲がり駆動装置１５２／１５４をその元の位置に戻すために、ばね１５６が使用される。当該技術分野で公知の他のばね構成が予測される。参考例では、フット・プラットフォーム１５０が折れ曲がり駆動装置１５２／１５４に取り付けられて、ユーザが折れ曲がり駆動装置１５２／１５４を踏みつけるときにユーザの足により大きな快適性を提供する。
【００３０】
図８を参照すると、本発明の第１のギア・システムの拡大平面図が示されている。この例では、弧形駆動ばね１２０の尾端１２４は、駆動軸１３１によって後輪１３０に接続された多段速度スプロケット・システム１４０と接続している様子が示されている。弧形駆動ばね１２０の尾端１２４が後方に動くとき、該尾端は、複数のスプロケット１４０のうちの選択されたものを回転させる。当該技術分野で公知のように、複数のスプロケット１４０のうちのより小さなスプロケットが選択された場合、スクータは、より速く進むことになり、複数のスプロケット１４０のうちのより大きなスプロケットが選択された場合、スクータは、より遅く進むことになるが、より急な勾配を登ることができる。スプロケット１４０は、当該技術分野で公知のようにラチェット機構（車輪１３０のハブの内部には図示せず）によって後輪１３０に接続されて、弧形駆動ばね１２０の尾端１２４が後輪に対して後方に動くときには前進運動を提供しており、また、弧形駆動ばね１２０の尾端１２４が後輪１３０に対して前方に動くときには車輪１３０を自由に前進回転運動させる。
【００３１】
図９を参照すると、本発明の第２のギア・システムの拡大平面図が示されている。この例では、弧形駆動ばね１２０の尾端１２４は、駆動軸１３１によって後輪１３０に接続された単一のスプロケット１４２と接続している様子が示されている。弧形駆動ばね１２０の尾端１２４が後輪１３０に対して後方に動くとき、該尾端は、スプロケット１４２を回転させる。スプロケット１４２は、当該技術分野で公知のようにラチェット機構（図示せず）によって後輪１３０に接続されて、弧形駆動ばね１２０の尾端１２４が後輪に対して後方に動くときには前進運動を提供しており、また、弧形駆動ばね１２０の尾端１２４が後輪１３０に対して前方に動くときには車輪１３０を自由に前進回転運動させる。
【００３２】
図１０を参照すると、本発明のスプール・システムの拡大平面図が示されている。この実施形態では、弧形駆動ばね１２０の尾端１２４は、ケーブル１７４によってスプール１７０／１７２に接続される。この例では、スプールは、後輪１３０のハブ１３１を共有する。
【００３３】
ケーブル１７４は、端部１７６のところで弧形駆動ばね１２０の尾端１２４に取り付けられる。弧形駆動ばね１２０の尾端１２４が後輪１３０に対して後方に動くとき、該尾端は、スプール１７０／１７２の周りに巻回されたケーブル１７４を引く。この巻き解き動作は、後輪１３０を前方に回転させる。スプール１７０／１７２は、当該技術分野で公知のようにラチェット機構（図示せず）によって後輪１３０に接続されて、弧形駆動ばね１２０の尾端１２４が後輪に対して後方に動くときには前進運動を提供しており、また、弧形駆動ばね１２０の尾端１２４が後輪１３０に対して前方に動くときには車輪１３０を自由に前進回転運動させる。さらに、スプール１７０／１７２は、弧形駆動ばね１２０の尾端１２４が前方に動くときにケーブル１７４をスプール１７０／１７２の周りに巻き直すようにばね付勢される。
【００３４】
図１１を参照すると、本発明のギア・システムの拡大平面図が示されている。この例では、スプロケット接続ギア１８０が弧形駆動ばね１２０の尾端１２４に添着される。スプロケット１４２の歯は、弧形駆動ばね１２０の尾端１２４とスプロケット接続ギア１８０とが後輪１３０に対して後方に動くときにスプロケット１４２が車輪１３０を前方に回転させるように、スプロケット接続ギア１８０と噛合する。スプロケット１４２は、当該技術分野で公知のようにラチェット機構（図示せず）によって後輪１３０に接続されて、弧形駆動ばね１２０の尾端１２４が後輪に対して後方に動くときには前進運動を提供しており、また、弧形駆動ばね１２０の尾端１２４が後輪１３０に対して前方に動くときには車輪１３０を自由に前進回転運動させる。
【００３５】
スプロケット接続部１８０／１４２が一例として記載されており、当該技術分野で公知の他の任意のタイプのギア接続が予測され、ここに記載のスプロケット１４２と、すなわちスプロケット接続ギア１８０システムと交換可能であることに留意する。
【００３６】
等価要素を、それらの要素がほぼ同じ結果を達成するのにほぼ同じ方法でほぼ同じ方式で機能するように、前述したものの代わりに使用することができる。
【００３７】
本発明に付随する利点の多くが、以上の説明によって理解されると考えられている。また、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、またはその本質的な利点すべてを犠牲にすることなく、本発明の諸コンポーネントの形態、構造、および配置に様々な変更を加えることができることが明らかであると考えられている。
本明細書で前述した形態は、単に本発明の例示的／説明的な実施形態にすぎない。そのような変更を網羅して包含することが以下の特許請求の範囲の目的である。
【図１】
0004783855.tif 000002
【図２】
0004783855.tif 000003
【図３】
0004783855.tif 000004
【図４】
0004783855.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0004783855.tif 000008
【図８】
0004783855.tif 000009
【図９】
0004783855.tif 000010
【図１０】
0004783855.tif 000011
【図１１】
0004783855.tif 000012