(57)【要約】【課題】  ２つの独立したアクチュエータを有する推進機構を提供する。【解決手段】  第１アクチュエータは伝達軸ＡＴに取り付けられた第１コンバータＥＤ，ＲＬＤに第１接続部材ＣＤを介して接続され、第２アクチュエータは同じ伝達軸ＡＴに取り付けられた第２コンバータＥＧ，ＲＬＧに第２接続部材ＣＤを介して接続される。【選択図】図３ｂ
2010523386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝達軸（ＡＴ）に取り付けられた第１コンバータ（ＤＣ；ＥＤ；ＲＬＤ；Ｔ１）に第１接続部材（ＭＤ；ＣＤ；Ｋ１）を介して接続された第１アクチュエータ（ＰＤ）を備えた推進機構であって、
更に前記伝達軸（ＡＴ）に取り付けられた第２コンバータ（ＧＣ；ＥＧ；ＲＬＤ；Ｔ２）に第２接続部材（ＭＧ；ＣＧ；Ｋ２）を介して接続された第２アクチュエータ（ＲＧ）を備えたことを特徴とする推進機構。
【請求項２】
前記推進機構は推進軸（ＡＰ）を駆動するために設けられ、前記推進機構は更に前記伝達軸（ＡＴ）の回転方向に対して前記推進軸（ＡＰ）の回転方向を逆転させるための変換モジュール（ＡＡ；ＵＤ１；ＵＤ２）を備えることを特徴とする請求項１に記載の推進機構。
【請求項３】
前記推進機構は推進軸（ＡＰ）を駆動するために設けられ、前記推進機構は更に前記推進軸の回転速度と前記伝達軸（ＡＴ）の回転速度との比を調整する変換モジュール（ＡＡ，ＵＤ１，ＵＤ２）を備えることを特徴とする請求項１に記載の推進機構。
【請求項４】
前記推進機構は更に、前記接続部材（ＭＤ，ＭＧ）を前記伝達軸（ＡＴ）へ固定する可動ロック機構（ＶＡ１，ＧＰ１，ＯＶ１，ＲＡ１）を有する請求項１から３のいずれか１項に記載の推進機構。
【請求項５】
前記コンバータのそれぞれが前記接続部材（ＣＤ，ＣＧ；Ｋ１，Ｋ２）に接続された駆動部材（ＥＤ，ＥＧ；Ｔ１，Ｔ２）を備え、
前記駆動部材が前記伝達軸（ＡＴ）に取り付けられたカップリング部材（ＲＬＤ，ＲＬＧ）と一体であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の推進機構。
【請求項６】
前記カップリング部材（ＲＬＤ，ＲＬＧ）のそれぞれが前記伝達軸（ＡＴ）を一方向に駆動することを特徴とする請求項５に記載の推進機構。
【請求項７】
前記カップリング部材がフリーホイール（ＤＣ，ＧＣ；ＲＬＤ，ＲＬＧ）であることを特徴とする請求項６に記載の推進機構。
【請求項８】
前記駆動部材（ＥＤ）が初期位置（ＰＩ）と終端位置（ＰＴ）との間の限定されたストロークを有し、
前記コンバータは前記駆動部材（ＥＤ）を前記初期位置（ＰＩ）に戻すリターン部材（ＲＤ）を有することを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の推進機構。
【請求項９】
前記駆動部材は駆動プレート（ＥＤ，ＥＧ）であることを特徴とする請求項５から８のいずれか１項に記載の推進機構。
【請求項１０】
前記駆動プレートは円形（ＥＤ，ＥＧ）であることを特徴とする請求項９に記載の推進機構。
【請求項１１】
前記駆動プレートの外周は、前記プレートの軸との距離が連続的に減少することを特徴とする請求項９に記載の推進機構。
【請求項１２】
前記駆動プレートの外周はらせん形状であることを特徴とする請求項１１に記載の推進機構。
【請求項１３】
前記駆動プレートの外周は、前記プレートの軸との距離が減少する初期部位と、前記プレートの軸との距離が減少する終端部位とを有することを特徴とする請求項９に記載の推進機構。
【請求項１４】
前記接続部材（ＣＤ，ＣＧ；Ｋ１，Ｋ２）は一定部位を備える可撓性の細長部材であることを特徴とする請求項９から１３のいずれか１項に記載の推進機構。
【請求項１５】
前記駆動プレートの外周に歯が設けられている場合、前記接続部材はチェーンであることを特徴とする請求項９から１３のいずれか１項に記載の推進機構。
【請求項１６】
前記駆動プレートの外周に歯が設けられている場合、前記接続部材はラックであることを特徴とする請求項９から１３のいずれか１項に記載の推進機構。
【請求項１７】
前記駆動部材（ＥＤ，ＥＧ）が駆動プレートである場合、前記リターン部材が前記駆動プレートと一体のリターンプレート（ＲＤ，ＲＧ）を有することを特徴とする請求項８から１５のいずれか１項に記載の推進機構。
【請求項１８】
前記リターン部材が前記ラックと固定点との間で固定されたバネであることを特徴とする請求項１６に記載の推進機構。
【請求項１９】
前記コンバータのそれぞれがアダプタプレート（ＰＣ）を有し、
前記接続部材（ＭＤ）が前記アダプタプレートに締結されていることを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載の推進機構。
【請求項２０】
前記それぞれのアクチュエータがガイド手段に締結されたバー（ＰＤ）を有し、それぞれのアクチュエータを自由度がそのガイド軸に沿った平行移動のみであることを特徴とする請求項１から３と５から１８のいずれか１項に記載の推進機構。
【請求項２１】
前記アクチュエータ（ＰＤ）の基準位置が前記コンバータ（ＥＤ）に要求される位置に対応するように前記接続部材（ＣＤ）の配列を調節する調節部材（ＳＰ、ＰＲ）を更に有することを特徴とする請求項１から３と５から２０のいずれか１項に記載の推進機構。
【請求項２２】
逆位相で前記アクチュエータが移動されるように、前記アクチュエータを連結する調整部材を更に有することを特徴とする請求項１から２１のいずれか１項に記載の推進機構。
【請求項２３】
前記調整部材はギア（Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３）であることを特徴とする請求項２２に記載の推進機構。
【請求項２４】
前記伝達軸（ＡＴ）と推進軸（ＡＰ）との間に配置された伝達部材（ＰＶ，ＲＯ）を更に有することを特徴とする請求項１から２３のいずれか１項に記載の推進機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は２つの独立したアクチュエータを有する推進機構に関する。
本機構は人力によるエネルギが入力される機構であって、地上、水上、空中を動く人力により作動するあらゆる種類の車両を推進させる機構として好適である。つまり本発明は、一つ以上の車輪を駆動する自転車や三輪車、あるいはペダルホイールを駆動するボート（水上自転車）、プロペラスクリュー、プロペラを駆動する飛行機などに関する。
【背景技術】
【０００２】
公知の推進機構は、伝達軸に設けられたコンバータに接続部材を介してそれぞれ接続された二つのアクチュエータを有する。
最もよく知られた構成では、このアクチュエータはペダルであり、接続部材はクランクであり、コンバータは伝達軸に設けられたスプロケットである。
例えば、車両が自転車であるときは、ペダルと底部ブラケット軸受アセンブリ（ペダルアセンブリ）とから構成される。
このペダルアセンブリにおいては、２つのペダルは強固にスプロケットプレートに接続されるので、これら２つのペダルの運動は必然的に同期する。
この構成は、２つのペダルに与えられる力が双方で同じであるときには好適であるが、いつでも同一の力が与えられるわけではない。運転者は必ず両脚に等しい力を持っているとは限らないし、片脚が捻挫などの一時的な、あるいは恒久的なハンディキャップを負っていることもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで、本発明の一つの観点として、本発明は２つのアクチュエータに与えられる力が釣り合いを欠いていることも考慮した推進機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、推進機構は、伝達軸に設けられた第１コンバータに第１接続部材を介して接続された第１アクチュエータと、前記伝達軸に設けられた第２コンバータに第２接続部材を介して接続された第２アクチュエータとを有する。
つまり、前記２つのアクチュエータは互いに独立に伝達軸を駆動することができる。
一般的に、本機構は推進軸を駆動するために設けられ、必要であればコンバータを備えてもよい。
このコンバータは
・前記伝達軸の回転に対して前記推進軸の回転方向を逆転させ、かつ／または
・推進軸と伝達軸との回転速度の比を変更する。
前記推進機構は更に、前記接続部材と前記伝達軸とを一体化させるように可動ロック機構を備えていても良い。
本発明の更なる特徴によれば、それぞれの前記コンバータは接続部材に接続された駆動部材を備えていてもよく、この駆動部材は前記伝達軸に設けられたカップリング部材と一体である。
さらに、前記それぞれのカップリング部材は前記伝達軸を単一でかつ同一の方向へ駆動する。
好ましくは、前記カップリング部材はフリーホイールであるとよい。
さらに、公知のペダルアセンブリにおいては、プレートは常時回転しており、ペダルも同様に常時回転していた。
この構成は人力によるエネルギを動的エネルギに変換する効率という点において好ましくない。クランクが運転者の脚の軸上に位置するときには、ペダルに与えられる力を利用できないからである。
本発明の第２の目的は推進機構の効率を実質的に高めることにある。
本発明によれば、前記駆動部材のストロークは初期位置と終端位置の間に限定され、前記コンバータは駆動部材を初期位置に戻す部材を有している。
本発明の第１実施例においては、前記駆動部材は駆動プレートである。
例えば、前記駆動プレートは円形である。
しかし、前記駆動プレートの外周は、前記プレートの軸との距離が連続的に減少すると好ましい。
このようにして、運転者の脚の位置の関数として人力の効率を最適化することが可能である。
本発明の好ましい特徴として、前記駆動プレートの外周はらせん形状であると好ましい。
そのかわりに、前記駆動プレートの外周は前記プレートの軸からの距離が増加していく初期部位と、前記プレートの軸からの距離が減少していく最終部位とを備えても良い。
このようにしても、入力されるトルクは運転者の脚の位置として適合される。
第１のオプションとして、前記接続部材はケーブルやバンドといった一定部位を有する可撓性のある細長部材である。
第２のオプションとして、前記駆動プレートの外周に歯が設けられている場合、前記接続部材はチェーンまたはラックである。
好ましくは、駆動部材が駆動プレートの場合、リターン部材は前記駆動プレートと一体のリターンプレートまたは前記ラックと固定点との間に固定されたバネを備えることが好ましい。
第１実施例では、それぞれのアクチュエータは棒状の端部にクランクを備えたアダプタプレートと、前記アダプタプレートに締結される前記接続部材とを備えている。
しかしながら、公知のペダルアセンブリの構成は、合理的な理由と言うよりは提供されている期間の長さや文化的な理由から継続して使用されている。ピストンの往復運動をクランクシャフトによる回転運動を変換する内燃機関と同様に、公知のペダルアセンブリの構成は脚の往復運動を伝達軸の円運動に変換する点について限界がある。
ゆえに、第２実施例においては、それぞれのアクチュエータはガイド軸に沿って移動する自由度しかないようなガイド手段に締結されたバーを有する。
上述の本発明の推進機構は２つのペダル径方向に反対（位相が反対）である従来のペダルアセンブリに慣れている人には幾らか煩わしいかもしれない。同一の高さにある二つのペダルを有するという構成は通常ではないからである。
そこで、本発明の好ましい特徴によれば、前記機構はアクチュエータを反対位相で動かすようにアクチュエータを連結する調整手段を有しているとよい。
例えば、調整部材は歯車を備える。
最後に、公知の推進機構と同様に、車輪やプロペラを駆動する推進軸の回転速度と適合させるために、伝達軸の回転速度を調整する必要があるかもしれない。
そこで、本機構では前記伝達軸と推進軸との間に設けられた伝達部材を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１は自転車に適用される本発明の第１実施例である。
【図２】図２は第１実施例に適用される構成であって、特に、図２ａは伝達軸の中央線を含む垂直平面での自転車の断面図であり、図２ｂは本構成の詳細であり、図２ｃは第１チークプレートの前面図である。
【図３】図３はリカンベント(recumbent)自転車に適用される本発明の第２実施例であって、図３ａはリカンベント自転車の右半分を示し、図３ｂはフレームを省略したリカンベント自転車の部分斜視図であり、図３ｃは図３ａの詳細の拡大図である。
【図４】図４は駆動部材の第１タイプである。
【図５】図５は駆動部材の第２タイプである。
【図６】図６は駆動部材の位置を変更した構成であって、図６ａはアダプタ部材であり、図６ｂはアダプタ部材と共動する駆動部材の変形例である。
【図７】図７は駆動部材の第３タイプである。
【図８】図８は駆動部材の第４タイプである。
【図９】図９はマウンテンバイクに搭載された推進機構の構成である。
【図１０】図１０は調整部材である。
【図１１】図１１はボートに適用できる本発明の実施例であって、図１１ａは舵に設けられた推進機構であり、図１１ｂは推進スクリューにおける本機構の拡大図である。
【図１２】図１２は自転車に適用できる本発明の第１実施例の変形例である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
添付の図面を参照し、本発明を図面を元に実施例として以下に詳細に説明する。
複数の図面における同一の部材には同一の参照符号を付ける。
図１を参照して、本発明の推進機構を一般的な自転車に設けられた状態で示す。上記したように、当業者にとって本機構は容易に他のあらゆる種類の車両に提供可能である。
自転車はまず、伝達軸ＡＴを支持するフレームＣＡを備える。伝達軸ＡＴには、通常は従来のペダルアセンブリが搭載されるが、本発明では上記したような従来のペダルアセンブリの限界を克服できる機構を備える。
第１アクチュエータはペダルで構成され、右ペダルＰＤは第１接続部材によって第１コンバータに接続されている。ここでは、第１接続部材はクランクの形状をしており、第１接続部材は右クランクＭＤである。第１コンバータは、第１に伝達軸ＡＴに設けられ、第２に右クランクＭＤへ強固に接続される第１カップリング部材ＤＣを有する。この連結部材の機能はクランク部材ＭＤの回転運動を伝達軸の一方向（ここでは時計回り）に伝達することである。
フリーホイールはこの機能にとって極めて好適である。
右ペダルを脚が伸びきった位置から脚が曲げられた時の位置へと自動的に戻すようにすると好ましい。つま先クリップや自動ペダルタイプといった装置を不要とできるからである。
このリターン要素ＤＲはバンジーコードまたはバネで構成され、その一端はシートチューブで固定される。このリターン要素はフレームＣＡの上部チューブに設けられたガイドプーリＺＲを通過し、リターン要素の他端はコードＣＲが巻かれる懸架プーリＺＳを支持する。コードＣＲは左クランクＭＧと右クランクＭＤとを、伝達軸ＡＴに設けられる側と反対側でかつ端部に近い位置で接続する。したがって、このバンジーコードＤＲは右クランクＭＤを反時計回りに回転させようとする。当業者はこのリターン手段について様々な変形例を想定できる。ここで挙げた例は単に例に過ぎない。
伝達部材は伝達軸ＡＴの運動を後輪ハブと一体の推進軸へと伝達する。一般のものと同様に、この伝達部材は歯付きスプロケットプレートＰＬで構成できる。
第２アクチュエータは左ペダルＰＧで構成される。左ペダルＰＧはここでは左クランクＭＧで構成される接続部材によって第２コンバータに接続される。
この左クランクＭＧは第２カップリング部材と一体であり、第２フリーホイールもまた伝達軸ＡＴに搭載される。
上述したペダルアセンブリをロック機構を用いて従来のペダルアセンブリに変形することも可能である。
第１の解決法は２つのペダルＰＤ，ＰＧが径方向に反対になったときにフリーホイールをロックすることである。
第２の解決法はキータイプの装置を用いて伝達軸ＡＴ上のクランクＭＤ，ＭＧをロックすることである。
第３の解決法はスプロケットプレートＰＬ上の右クランクＭＤをロックし、左クランクＭＧの近くに伝達軸と一体のプレートを追加し、これら２つの部材を互いに固定することである。
図２は伝達軸ＡＴの中央線を通過する垂直平面に直角な自転車の断面図であって、従来のペダルアセンブリケースの改良であり、本発明によれば省スペース化を図ることができる。
このケースは、シートチューブと下方チューブとの合流点でフレームＣＡに固定された円筒チューブＴＵと一体化される。
伝達軸ＡＴは中空軸であって、その両端は肩部を有し、内向きに歯が設けられている。この伝達軸ＡＴは第１・第２アンギュラコンタクト玉軸受ＲＢ１，ＲＢ２によって円筒チューブＴＵに設けられている。
右クランクＭＤ側に設けられた第１玉軸受ＲＢ１は円筒チューブＴＵの対応する肩部を支承し、第１クランプカラーＢＳ１によって所定位置に保持される。第１クランプカラーＢＳ１は、円筒チューブＴＵの内向きの歯と噛み合う外向きの歯を有する。
同様に、左クランクＭＧ側に設けられた第２玉軸受ＲＢ２は円筒チューブＴＵの対応する肩部を支承し、第２クランプカラーＢＳ２によって所定位置に保持される。第２クランプカラーＢＳ２は、円筒チューブＴＵの内向きの歯と噛み合う外向きの歯を有する。
スプロケットプレートＰＬは右クランクＭＤ側で伝達軸ＡＴに強固に接続される。
第１ハーフ車軸ＤＡ１は一端で右クランクＭＤを支持する。第１ハーフ車軸ＤＡ１の他端は伝達軸ＡＴの内部に導かれ、第１カップリング部材ＤＣが伝達軸ＡＴと第１ハーフ車軸ＤＡ１との間に設けられる。
第１カップリング部材ＤＣの両側とも肩部になっており、この肩部において第３，４アンギュラコンタクト玉軸受ＲＢ３，ＲＢ４がそれぞれ右クランクＭＤ側と円筒チューブＴＵの中央に位置し、支承する。
第３玉軸受ＲＢ３は第３クランプカラーＢＳ３によって保持される。第３クランプカラーＢＳ３は外向きの歯を有し、伝達軸ＡＴに設けられた雌ねじと噛み合う。
第４玉軸受ＲＢ４はプラグワッシャＣＲを押圧する。
四角形状のピラミッド状の断面を有する第１ハーフ車軸ＤＡ１の一端に右クランクＭＤが押圧係合される。第１ナットＥＣ１等の適当な手段で第１ハーフ車軸ＤＡ１に保持される第１円形チークプレートＦＬ１によって、右クランクＭＤは保持される。
スプロケットプレートＰＬ以外、自転車はフレームＣＡの中央面に対して対称である。
ゆえに、第２ハーフ車軸ＤＡ２は一端で左クランクＭＧを支持する。第２ハーフ車軸ＤＡ２の他端は伝達軸ＡＴの内部に導かれ、第２カップリング部材ＧＣは伝達軸ＡＴと第２ハーフ車軸ＤＡ２との間に挿入される。
第２カップリング部材ＧＣの両側とも肩部になっており、この肩部において第５，６アンギュラコンタクト玉軸受ＲＢ５，ＲＢ６がそれぞれ左クランクＭＧ側と円筒チューブＴＵの中央に位置する。
第５玉軸受ＲＢ５は第５クランプカラーＢＳ５によって保持される。第５クランプカラーＢＳ５は外向きの歯を有し、伝達軸ＡＴに設けられた雌ねじと噛み合う。
第６玉軸受ＲＢ６はプラグワッシャＣＲを押圧する。
左クランクＭＧは第２ハーフ車軸ＤＡ２の一端に押圧係合される。この左クランクＭＧは、第２ナットＥＣ２によって第２ハーフ車軸に保持される第２チークプレートＦＬ２に保持される。
また、従来のペダルアセンブリに戻しても良い。
このために、少なくとも右クランクＭＤ側に開口する第１軸方向空間ＶＡ１が第３クランプカラーＢＳ３に設けられている。
更に図２ｂ，２ｃを参照して、第１開口ＯＶ１は伝達軸ＡＴの軸と平行な軸に沿って右クランクＭＤの一端から他端まで貫通する。この開口ＯＶ１は右クランクＭＤの所定の角度位置（下記のロック位置）で第１軸方向空間ＶＡ１と一致する。
この第１開口ＯＶ１には、第１チークプレートＦＬ１に抗して第１ピンＧＰ１を付勢するバネを有する第１ピンＧＰ１が収容される。
この第１チークプレートＦＬ１はベースＦＤからディンプルＢＳに伸びる第１傾斜部ＲＡ１を有する。ディンプルＢＳは右クランクＭＤに面するチークプレート面上に実質的に位置する。
第１ピンＧＰ１は傾斜部ＲＡ１のベースＦＤを押圧するとき、この第１ピンＧＰ１は第３クランプカラーＢＳ３に面する右クランクＭＤの面と面一となり、よって第１軸方向空間ＶＡ１と係合することがない。
これに対し、ロック位置においては、隙間を介して第１ハーフ車軸ＤＡ１に搭載される第１チークプレートＦＬ１を回転させ、第１ピンＧＰ１を傾斜部ＲＡ１に登らせてディンプルＢＳと係合させることができる。この位置では、第１ピンＧＰ１は右クランクＭＤから突出し、第１軸方向空間ＶＡ１内に導かれる。そして、この右クランクＭＤは伝達軸ＡＴと一体となる。
もちろん、図２ｃの如く周方向に沿って複数のピンを分布配置しても良い。
同一の手段が左クランクＭＧにも設けられるので、その説明は割愛する。
図３ａ、３ｂを参照して、レカンベント姿勢と呼ばれる姿勢で運転される自転車に搭載された推進機構が図示される。ここでは、この機構の実現する性能を特に良く図示できるのでレカンベント自転車を説明に用いている。
この自転車は、それぞれ前輪ＲＶ、後輪ＲＲを固定するために設けられるフロントフォークＡＶとリアフォークＡＲが取り付けられるフレームＣＡＤを有する。
ひとつのアクチュエータだけを図３ａに図示しているが、第１アクチュエータは適当なガイド手段によって締結されるバーＰＤで構成される。この例では、運転者の右脚で動作されるので、このバーはペダルと呼ぶこととし、手で動作されるのであればハンドルやレバーである。このガイド手段ＧＤは様々な形態を取れるが、ここではリニアガイド機構を用いている。バーがレールの軸と同軸に並進する運動のみがなされるように、溝やレールといったリニアガイド手段に係合されたキャリッジにこのバーＰＤが取り付けられる。リニアガイドとは、必ずしも直線的にガイドするものをいうのではなく、レールの軸が円弧の曲線に沿っていても良い。この第１アクチュエータＰＤは、ここではケーブルの第１接続部材ＣＤによって第１コンバータに接続される。このケーブルＣＤはフレームＣＡＤに固定されるサポートＳＰまで移動できる調整プーリＰＲを通過する。この調整プーリＰＲの機能については後述する。
この第１コンバータは第１駆動部材ＥＤを有する。第１駆動部材ＥＤは、本例ではプーリであり、伝達軸ＡＴに取り付けられる第１カップリング部材ＲＬＤと一体である。このカップリング部材の機能はプーリＥＤの回転運動を伝達軸の一方向（ここでは時計回り）の運動に伝達することである。
ゆえにフリーホイールはこの機能に適している。
運転者の脚が伸びている時の図示のペダルＰＤの終端位置ＰＴから、運転者の脚が曲がっているときの初期位置ＰＩに自動的に戻すことが好ましい。このようにすれば、つま先クリップや自動ペダル式装置といったものは不要となる。
第１リターン部材はここでは、第１駆動部材ＥＤと一体の第１戻しプーリＲＤとした。接続ケーブルＲＣは第１リターンプーリＲＤに巻回され、その一端に固定されている。このケーブルＲＣはテンションプーリＴＰを通過し、他端は後述するように固定されている。テンションプーリＴＰはバネやバンジーコードＳＤを介してリアフォークＡＲに接続される。
バンジーコードＳＤはリターンプーリを反時計回りに回転させようとする。当業者はこのリターン手段について様々な変形例を想定できる。ここで挙げた例は単に例に過ぎない。ここで、リターンプーリＲＤは駆動手段の隣に配置され、かつ、駆動手段と同じ軸を有する単なるリングであってもよく、または反対に、駆動部材をリターンプーリの隣に配置しても良い。
伝達部材は伝達軸ＡＴの運動を後輪車輪ＲＲと一体の推進軸ＡＰに伝達するために設けられる。ここで、この伝達部材は、伝達軸ＡＴと一体のフロントスプロケットＰＶと、推進軸ＡＰと一体のリアスプロケットと、これら二つのスプロケットを連結する伝達チェーンＲＯとから構成される。
駆動部材について、駆動プレートＥＤの形状を定義する必要がある。
まず思い浮かぶアイデアは円形である。このよく知られた形状はプロペラスクリューが駆動される時には適しているが、運転者の人力を変換するために最も適しているとは言えない。
脚が曲がったときに小さな力が与えられることが実際上好ましい。
このため、アクチュエータＰＤが初期位置ＰＩから終端位置ＰＴへ動くにつれて、接続部材ＣＤから伝達軸ＡＴの軸への距離を減少させてもよい。ここで、この距離とは接続部材ＣＤが駆動プレートＥＤから離れる点で定義される。
図４を参照し、第１の解決法は接続チェーンを接続部材ＨＤとしたものである。このチェーンの厚みは、チェーンが駆動プレートＥＤで巻き上げられるにつれて伝達軸ＡＴとの距離が増加することを意味する。しかしながら、チェーンの厚みのみが前記の距離に影響を及ぼすパラメータであるから、距離の増加率に影響を与える手段としてはチェーンの厚みは限界がある。このプレートの中心部はアルキメデスらせんの始点である。
一般的に、らせんは角度ａの関数として径Ｒを与える（Ｒ＝ｆ（ａ））極座標系で定義される。好ましくは、関数ｆはその微分係数のように連続であるとよい。
もっとも簡単な関数は半径Ｒ０の円に対応する定数関数であるＲ＝Ｒ０である。
アルキメデスらせんは標準形でＲ＝ｃ・ａで表され、ｃはこの関数の導関数であり、一定値である。機械的にこのようならせんを構成することは難しいが、ｎ中心らせんを用いて近似できる（ｎは整数）。
ｎ中心らせんはそれぞれの接点で共通なそれぞれの接線によって接続される円弧の連続で構成される。
図５を参照して、２中心らせんは、中心ＤＣ１・半径ＤＲ１を有する第１ハーフディスクＤＤ１とその直径に沿って、二つのハーフディスクが共通の接線ＴＤＤを有するように中心ＤＣ２・半径ＤＲ２を有する第２ハーフディスクＤＤ２を重ね合わせることで構成される。ハーフディスクＤＤ１，ＤＤ２の中心ＤＣ１，ＤＣ２に対する伝達軸の位置によっていくつかの態様に区別できる。らせんに対して直角なこの軸は２つのハーフディスクの共通な直径上に配置されることが好ましい。
この軸は、第１ハーフディスクＤＤ１の中心ＤＣ１と共通な接線ＴＤＤ上の２つのハーフディスクの合流点の間に配置されると、らせんが時計回りに巻いている場合、最高点での半径は、２つのハーフディスクＤＤ１，ＤＤ２の合流点まで減少し、その後増加する。
この軸が第１ハーフディスクの中心ＤＣ１に配置されている場合、らせんの最高点での半径は２つのハーフディスクＤＤ１の合流点まで減少し、その後一定となる。
この軸が２つのハーフディスクの中心ＤＣ１，ＤＣ２の間に配置されている場合、このらせんの半径は一回転する間に一定値で減少する。
この伝達軸が第２ハーフディスクの中心ＤＣ２に配置されている場合、らせんの半径は半回転の間は一定であり、その後減少する。
この伝達軸が第２ハーフディスクの中心ＤＣ２と２つのハーフディスクの分離点との間に配置されている場合、らせんの半径は共通接線ＴＤＤ上の２つのハーフディスクの合流点まで増加し、その後減少する。
ここで、らせんは一般的にストロークの開始点（脚曲げ位置）で最大の半径を有し、ストロークの終点（脚伸ばし位置）で最小半径をとる。
上述したように、可能であれば、ストロークの開始点において、ストロークの終点までの間に一定値で規則的に減少させるように半径を設定するとよい。この構成によると、ストロークの開始点は加速に都合が良く、ストロークの終点は速度維持に都合がよい。
ストロークの開始点で加速に都合良く、かつ加速ストロークの終端をそうではないようにすることも可能である。
図６ａを参照して、コンバータ中で駆動部材の配置を変更できるアダプタ部材を用いて、伝達軸に対するらせんの位置を変更するように本発明を用いることもできる。
このために、中央孔ＡＣによってカップリング部材と一体化されたカップリングプレートＰＣが設けられる。この孔ＡＣのそれぞれの側に、右オリフィスＯＤと左オリフィスＯＧが設けられる。このカップリングプレートＰＣは第１リターン部材（図３ｂ中の第１リターンプーリＲＤ）と同軸としてもよい。
図６ｂを参照して、駆動プレートＥＤはカップリングプレートＰＣに取り付けられる。
このため、駆動プレートＥＤは３つの長円の凹部を有する。この３つの凹部は、駆動プレートＥＤの中央孔ＡＣ、右オリフィスＯＤ、左オリフィスＯＧにそれぞれ対応する、中央凹部ＶＣ、右凹部ＶＤ、左凹部ＶＧである。
ゆえに、中央凹部ＶＣはカップリング部材を収容し、駆動部材ＥＤはカップリングプレートＰＣ上を摺動することができる。一度これら２つのプレートの相対関係が適切になれば、適当な部材を使ってこれらの部材を固定することができる。例えばバタフライネジで固定することができ、これらのうちの一つは左凹部ＶＧと左オリフィスＯＧを通過し、他は右凹部ＶＤと右オリフィスＯＤを通過する。
図７を参照して、中心ＱＣ１と半径ＱＲ１を有する第１クオーターディスクＱＤ１（図中右上の１／４）から始まる４中心らせんが構成される。
中心ＱＣ２と半径ＱＲ２を有する第２クオーターディスクＱＤ２は、２つのクオーターディスクＱＤ１，ＱＤ２が共通接線ＴＤ１２を有するように、第１クオーターディスクＱＤ１の隣に配置される。２つの半径の差ＱＤ２−ＱＤ１は一定の増分値ａに等しい。
中心ＱＣ３と半径ＱＲ３を有する第３クオーターディスクＱＤ３は、２つのクオーターディスクＱＤ２，ＱＤ３が共通接線ＴＤ２３を有するように、第２クオーターディスクＱＤ２に隣り合って配置される。これら２つの半径の差ＱＲ３−ＱＲ２もまた一定の増分値ａに等しい。
中心ＱＣ４と半径ＱＲ４を有する第４クオーターディスクＱＤ４は、２つのクオーターディスクＱＤ３，ＱＤ４が共通接線ＴＤ３４を有するように、第３クオーターディスクＱＤ３に隣り合って配置される。これら２つの半径の差ＱＲ４−ＱＲ３もまた一定の増分値ａに等しい。そして第１〜４クオーターディスクＱＤ１〜ＱＤ４は互いに接続されている。
理想的には、伝達軸は４つの中心ＱＣ１，ＱＣ２，ＱＣ３，ＱＣ４によって構成される四角形の中心に位置する。
半径Ｒの関数として、比例関数ではなく、角度ａの以下の対数関数を用いて、らせんの極半径の間の偏角を増加させることもできる
Ｒ＝ｃ・ｅｘｐ（ｋａ）  （ｃ，ｋはいずれも定数である。）
このようならせんは円弧部の並列配置による黄金らせんと呼ばれる幾何関数で近似できる。
図８を参照して、第１四角形ＡＢＣＤが開始点となり、Ｍはこの四角形の下辺ＣＤの中点である。
第１円弧部ＳＣ１は、中心Ｄ、半径ＤＣ、点Ｃ・Ａ間で定義される１／４円である。次に、中心Ｍと半径ＭＡを有し、下辺ＣＤの点Ｄ側の延長線を点Ｅで交わる円弧ＣＣを構成する。
隣り合うふたつの辺がＢＣ，ＣＥとなる第１四角形ＦＢＣＥを形成することにより、点Ｆが定義される。
第１四角形ＦＢＣＥの対角線ＢＥは線分ＡＤと点Ｇで交わり、点Ｈは点Ｇから線分ＦＥ側に向かって垂線を延ばすことにより得られる。
第２円弧部ＳＣ２は、中心Ｇ、半径ＧＡ、点Ａ・Ｈ間で定義される１／４円である。
四角形ＦＡＤＥの対角線ＦＤは線分ＧＨと点Ｉで交わり、点Ｊはこの点Ｉから線分ＤＥ側へ向かって垂線を延ばすことにより得られる。
第３円弧部ＳＣ３は、中心Ｉ、半径ＩＨ、点Ｈ・Ｊ間で定義される１／４円である。
第３四角形ＨＧＤＥの対角線ＥＧは線分ＩＪと点Ｋで交わり、点Ｌはこの点Ｋから線分ＤＧへ向かって垂線を延ばすことにより得られる。
第４円弧部ＳＣ４は中心Ｋ、半径ＫＬ、点Ｊ・Ｌ間で定義される１／４円である。
第４四角形の対角線ＩＤは線分ＫＬと点Ｎで交わり、点Ｐはこの点Ｎから線分ＧＩへ向かって垂線を延ばして得られる。
第５円弧部ＳＣ５は中心Ｎ、半径ＮＬ、点Ｌ・Ｐ間で定義される１／４円である。
らせんＣＡＨＪＬＰはこのように５つの円弧部ＳＣ１〜ＳＣ５を連続させて得られる。理想的には、伝達軸は第１四角形の対角線ＢＥと第２四角形の対角線ＦＤの交点Ｏに位置させると良い。
このらせんは、一回転よりもやや多い４５０°近くにわたって形成されているが、この長さが不十分であるときには、重ね合わされたまたは隣接されたドラム上のらせんによってさらにらせんを長くしてもよい。
２次元のらせんを基に３次元のらせんを構成することもできる。この３次元のらせんは、らせんの平面Ｏｘｙに垂直な方向Ｏｚにおいて、この軸Ｏｚに沿った、３次元らせんのＺ座標をＺ＝ｐ・ａ（ｐ定数）とし、一回転の終わりには、３６０°離れた２点間の軸Ｏｚに沿ったオフセット量は少なくとも接続素子の幅以上としなければならない。
推進機構についていくつかの構成が考えられる。
第１駆動部材ＥＤはプーリではなくスプロケットプレートの形態を取ることもできる。この場合、第１接続部材は上記したチェーンあるいはこのスプロケットプレートと直接接触するラックのいずれかである。第１アクチュエータはラックと一体である。
さらに、駆動部材の形状が円ではないとき、駆動部材の全角度行程の一部を使うと賢明である。これは、サポートＳＰ上の調整プーリの位置の機能として、上述した調整プーリＰＲの基本的な機能であり、初期位置ＰＩと駆動部材ＥＤとの間を含む接続部材ＣＤの長さを調節する。ガイド手段ＧＤ中の第１アクチュエータＰＤの基準位置として、初期位置ＰＩ、例えば、調整プーリＰＲを移動させることで求められる位置へ第１アクチュエータを移動させる。
本発明の推進機構は単一のフロントスプロケットＰＶを有することを除いては実質的に対称である。
ゆえに、図３ｂを参照して自転車の左側において、第１アクチュエータと同様に、第２アクチュエータはガイド手段に締結されたバーによって構成される。この第２アクチュエータは第２接続手段ＣＧによって第２コンバータに接続されている。この第２コンバータは、伝達軸ＡＴに取り付けられる第２カップリング部材と一体である第２駆動部材ＥＧ（ここではプーリ）を有する。ここで再び、このカップリング部材の機能はプーリＥＧの回転運動を伝達軸の一方向へ伝達することである。
第２リターン部材は第２駆動部材ＥＧと一体の第２リターンプーリＲＧの形態を取ることができる。接続ケーブルＲＣが巻回されるリターンプーリはその第２端で固定される。
この２つの駆動部材ＥＤ，ＥＧはほぼ同一であるが、本発明を実施するために必須というわけではない。反対に、これらの駆動部材は自転車の使用者によって対称性を崩しても良い。
さらに、当業者は、コンバータを例えば手で動作されるように伝達軸に追加のコンバータを配置できることを理解できる。図３ｃを参照して、シートチューブの水平アームＢＲの上に、ペダルの一つとして、ハンドル式アクチュエータを取り付けるようにしてもよい。このアクチュエータはここでは、アームＢＲ上を摺動するガイドＧＤである。さらに、この同一のアームに２つの独立したアクチュエータを設けることもできる。このタイプの構成は自身の脚では進ませることのできないハンディキャップを負った使用者にとって特に好適である。
この推進機構は一つのフロントスプロケットと一つのリアスプロケットのあるギア（但しフロントスプロケットのかわりに２つまたは３つの一体プレートを有し、リアスプロケットのかわりに複数のスプロケットを有するケージを有する）を有する従来のコンバータにとって好適である。この構成において、ケージの中にフリーホイールを設ける必要はない。これに従えば、自転車が前方へ進んでいる間は前部・後部コンバータの変速のためにペダルを踏み込む必要がない。
本発明の更なる効果は、複数のアクチュエータが伝達軸に強固に接続されていない時に明らかとなる。よって、駆動システム全体を再編成することができる。従来の自転車では、ペダル配置が決まってしまうと地面との隙間が規定されることとなっていた。この制限は、都市部における使用ではこれは特に問題とはならないが、マウンテンバイクや競技用自転車などにとっては大きな制約となっている。
図９を参照して、第１リニアガイドアクチュエータＰＤは上部チューブとフレームＣＡＤのベースとの間に固定されたクロスバーＴＴに配置される。
この伝達軸ＡＴと支持される全ての要素、特に第１駆動部材ＥＤとフロントスプロケットＰＶは、シートチューブＴＳに固定される。
さらに、本発明の推進機構の使用態様は、恒久的に２つのペダルが径方向反対に配置されている従来のペダルアセンブリに慣れている使用者を混乱させる可能性がある。
そこで、図１０を参照して、アクチュエータの逆方向への運動を確保する調整部材を設けた。サポート軸ＡＳ周りに自在に回転する第１クランクＭ１に第１ペダルタイプ回転アクチュエータが取り付けられている。同様に、第２サポート軸ＡＳ周りに自在に回転する第２クランクＭ２に第２回転アクチュエータが取り付けられている。
第１リングＣ１は第１クランクＭ１と一体で第２クランクＭ２に面する。第１リングＣ１は左側面に４５°のギアＥ１を有する。同時に、右リングＣ２は第２クランクＭ２と一体であり、第１リングＭ１に面する。右リングＣ２は右側面に４５°のギアＥ２を有する。
第３ギアＥ３はサポート軸ＡＳと直交する横軸ＡＺに遊着している。この第３ギアは第１ギアＥ１と第２ギアＥ２と噛み合う。さらに、軸受ＰＸが設けられ、サポート軸ＡＳと横軸ＡＺの両方を保持する。
本発明の推進機構は地上用車両に限定されることはなく、ボートにも適用できることを以下に説明する。
図１１ａ，１１ｂを参照して、本発明の推進機構がバーＢＲと、ボート船尾に固定するための２つの舵針Ｊ１，Ｊ２とを有するラダープレートＳＦに本発明が固定される。
第１，２アクチュエータ（不図示）は、第１リングＡ１と第２リングＡ２にそれぞれ接続されるワイヤ式の第１，２接続部材（不図示）に接続される。
プロペラスクリューＨＬが取り付けられる伝達軸ＡＴは、第１軸受Ｐ１と第２軸受Ｐ２によってラダープレートＳＦのベースに固定されている。第１ドラムＴ１と第２ドラムＴ２は、伝達軸ＡＴ上に第１，２フリーホイールを介して並んで取り付けられる。
上部プーリＰＨは第１バネＲ１を介してラダープレートＳＦに懸架される。下部プーリＰＢもまた第２バネＲ２を介して上部プーリＰＨの下でラダープレートに懸架される。
環状の駆動ケーブルＣＥは上部プーリＰＨに巻回されている。駆動ケーブルＣＥはこのプーリからはじめて、第１ドラムＴ１に順方向に巻かれ、下部プーリＰＢを通過し、上部プーリＰＨへ戻る前に逆方向に第２ドラムＴ２に巻回される。
第１カラーＢ１は、上部プーリＰＨと第１ドラムＴ１の間で駆動ケーブルＣＥに固定される。
同様に、第２カラーＢ２は上部プーリＰＨと第２ドラムＴ２との間で同じケーブルＣＥに固定される。
第１リターンケーブルＫ１は一端で第１カラーＢ１に固定され、第１リターンプーリＶ１を通過し、最終的に第１リングＡ１に固定される。同様に、第２リターンケーブルＫ２は一端で第２カラーＢ２に固定され、第２リターンプーリＶ２を通過し、最終的に第２リングＡ２に固定される。
読者は上述の自転車のいくつかの例を参照して適当なアクチュエータにリングＡ１，Ａ２を接続すれば十分であることをご理解いただきたい。
この特別な構成は、アクチュエータアセンブリを残したままラダープレートＳＦをボートから外せる点という利点がある。
ワイヤガイドＱ１，Ｑ２はリターンケーブルＫ１，Ｋ２をガイドし、リングＡ１，Ａ２が機構の内部に侵入してしまうことを防止する。この２プーリシステムＰＨ，ＰＢは、駆動ケーブルＣＥに常に張力が加えられた状態となることを保証する。このことは、それがドラムＴ１，Ｔ２から離れることおよび伝達軸ＡＴ周りに巻回されることを防止する。さらに、Ｕ字金具(clevis)がリターンプーリＶ１，Ｖ２のそれぞれに設けられ、リターンケーブルＫ１，Ｋ２がこれらプーリの溝から離れることを防止する。
当業者は、ごく僅かな変更によって、上記機構を飛行機の推進力に用いることに容易に置き換えることができる。
重要な点はリターンケーブルＫ１，Ｋ２のストロークの関数としてのドラムＴ１，Ｔ２の径を決定することと、伝達軸への所望の回転速度を得るためのアクチュエータに圧力をかける周波数である。
どのような用途の車両にかかわらず、本発明は、正負の値や絶対値いずれも伝達軸の回転速度と推進軸の回転速度の変速比を調整することができる。
これについて、図１２を考慮して、図１に関する前述の第１実施例の変更例は変速モジュールを組み込んでいる。
ゆえに、伝達軸ＡＴと一体のスプロケットプレートＰＬは第１フリーホイールＤＣを介してこの軸に取り付けられている右クランクＭＤと同様に見ることができる。
しかし、ペダルは常に伝達軸と推進軸との間に位置するように配置されていることに注意すべきである。この構成により、方向が変わったときにこれらの軸が前輪の回転を妨げることを防止する。これは、伝達軸ＡＴが推進軸に求められる回転方向と異なる方向（例えば、反時計回り）に回転することに従う。
変速モジュールは自転車のフレームに固定された予備軸ＡＡに自在に取り付けられる。
このモジュールは一体で同心の第１歯付きホイールＵＤ１、第２歯付きホイールＵＤ２とを有する。
第１歯付きホイールＵＤ１はスプロケットプレートＰＬと噛み合い、第２歯付きホイールＵＤ２と同様に、時計回りに回転する。この第２歯付きホイールＵＤ２は推進軸を駆動するために設けられたチェーンを支持する。
ゆえに、変速モジュールは、伝達軸の回転方向を逆転させ、また、２つの歯付きホイールＵＤ１，ＵＤ２の歯数または直径に比例して変速比を変更する。
本発明に含まれる全ての実施例を網羅することはできないので、具体的な態様のために上述の本発明の実施例は選択されたに過ぎず、特に、本発明の精神や範囲から離れたもので無い限りどのような手段であれ均等の手段として置換できる。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
2010523386.tif 000012
【図６ｂ】
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【図７】
2010523386.tif 000014
【図８】
2010523386.tif 000015
【図９】
2010523386.tif 000016
【図１０】
2010523386.tif 000017
【図１１ａ】
2010523386.tif 000018
【図１１ｂ】
2010523386.tif 000019
【図１２】
2010523386.tif 000020
【国際調査報告】
2010523386.tif 000021
2010523386.tif 000022
2010523386.tif 000023
2010523386.tif 000024
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