(57)【要約】【課題】ペダルクランクなどを回転・揺動させることにより発生する動力を非常に効率良く連続回転動力に変換可能な動力正逆転変換装置あるいはそれを備えた人力移動装置を提供する。【解決手段】回転動力入力軸と；回転動力入力軸に連結の回転方向Ａへのみ動力伝達が可能な一方向クラッチエレメントＡと；回転動力入力軸に連結の回転方向Ｂへのみ動力伝達が可能な一方向クラッチエレメントＢと；一方向クラッチエレメントＡに連結の回転方向Ａへのみ動力伝達されるリング歯車と、一方向クラッチエレメントＢに連結の回転方向Ｂへのみ動力伝達されるサン歯車と、任意の時に回転が制動される遊星キャリアと、遊星キャリアに軸支された遊星歯車から構成された遊星歯車機構；から構成されている。【選択図】図６
2009186001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転動力入力軸と；
該回転動力入力軸に連結された一方向クラッチエレメントにおいて、任意の回転方向である回転方向Ａへのみ動力伝達が可能な一方向クラッチエレメントＡと；
該回転動力入力軸に連結された一方向クラッチエレメントにおいて、該一方向クラッチエレメントＡと逆方向の回転方向である回転方向Ｂへのみ動力伝達が可能な一方向クラッチエレメントＢと；
該一方向クラッチエレメントＡに連結されて回転方向Ａへのみ動力伝達されるリング歯車と、該一方向クラッチエレメントＢに連結されて回転方向Ｂへのみ動力伝達されるサン歯車と、少なくとも回転方向Ｂへは回転しないように配置された遊星キャリアと、該遊星キャリアに軸支された複数個の遊星歯車から構成された遊星歯車機構；
から構成されたことを特徴とする、動力正逆転変換装置あるいはそれを備えた人力移動装置。
【請求項２】
回転動力入力軸と；
該回転動力入力軸に連結された一方向クラッチエレメントにおいて、任意の回転方向である回転方向Ａへのみ動力伝達が可能な一方向クラッチエレメントＡと；
該回転動力入力軸に連結された一方向クラッチエレメントにおいて、該一方向クラッチエレメントＡと逆方向の回転方向である回転方向Ｂへのみ動力伝達が可能な一方向クラッチエレメントＢと；
該一方向クラッチエレメントＡに連結されて回転方向Ａへのみ動力伝達されるリング歯車と、該一方向クラッチエレメントＢに連結されて回転方向Ｂへのみ動力伝達されるサン歯車と、該回転動力入力軸を軸心として回転自在に配置された遊星キャリアと、該遊星キャリアに軸支された複数個の遊星歯車から構成された遊星歯車機構と；
任意の時に該遊星キャリアの回転を制動するための遊星キャリア制動機構；
から構成されたことを特徴とする、動力正逆転変換装置あるいはそれを備えた人力移動装置。
【請求項３】
該遊星キャリア制動機構は、ロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメントＣから構成されており、
該一方向クラッチエレメントＣは、該回転動力入力軸を軸心とし、該一方向クラッチエレメントＣのロック解除部材は該リング歯車と連結されており、該一方向クラッチエレメントＣの駆動部材は該遊星キャリアと連結されており、少なくとも以上のように構成された該遊星キャリア制動機構において；
該リング歯車が回転方向Ａへ回転すれば、該一方向クラッチエレメントＣの駆動部材と該遊星キャリアの回転方向Ｂへの回転は阻止され（ロックされ）、該リング歯車が回転方向Ｂへ回転すれば、該一方向クラッチエレメントＣの駆動部材と該遊星キャリアの回転方向Ｂへの回転は自由となる（ロックが解除される）；
以上のように構成されたことを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
ロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメントＣの構成において、
該一方向クラッチエレメントＣは、ロック解除部材でもある外輪部材と、駆動部材でもある内輪部材と、該外輪部材と該内輪部材との間の空隙に配置された複数のロック部材と、該ロック部材を回転自在に軸支する複数の軸と、該軸を保持するロック部材軸固定部材から少なくとも構成されており；
該ロック部材は、その回転の中心軸であるロック部材軸心と、該外輪部材に接触する外輪接触点と、該内輪部材に接触する内輪接触点とを備えており、該外輪接触点と該内輪接触点の配置について、該外輪接触点と該内輪接触点は、該一方向クラッチエレメントＣの軸心と該ロック部材軸心とを結ぶ線を境界線とした場合において、該境界線から回転方向Ａの方向を見た領域に配置されている；
以上のように構成された該一方向クラッチエレメントＣにおいて；
該内輪部材が回転方向Ｂへ回転すれば該内輪部材は該内輪接触点にてロックされ、該外輪部材が回転方向Ａへ回転すれば該ロックはそのままの状態で維持され、
該外輪部材が回転方向Ｂへ回転すれば、該外輪部材は該外輪接触点を回転方向Ｂの方向へ移動させるので該内輪接触点を該内輪部材から離反させ、而して該内輪部材の回転方向Ｂへの回転は自由となる（ロックが解除される）；
以上のように構成されたことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
ロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメントＣのロック部材の構成において、
該ロック部材の軸穴は長円形の形状を成し、図１０において、該長円形の中心線と該一方向クラッチエレメントＣの軸心との距離は、回転方向Ｂの方向へ進むにしたがって小さくなっている；
以上のように構成された該一方向クラッチエレメントＣにおいて；
該内輪部材が回転方向Ｂへ回転すれば、該ロック部材が回転方向Ｂの方向へ移動した後に該内輪部材は該内輪接触点にてロックされ、且つ該ロック部材と該外輪部材との噛合いが解消され、
該内輪部材の回転方向Ｂへの回転力が維持された状態において、該外輪部材が回転方向Ａへ回転すれば該ロックはそのままの状態で維持され、
該内輪部材の回転方向Ｂへの回転力が解消されると、該ロック部材が回転方向Ａの方向へ移動した後に該ロック部材と該外輪部材との噛合いが開始され、
続いて該外輪部材が回転方向Ｂへ回転すれば、
該外輪部材は該外輪接触点を回転方向Ｂの方向へ移動させるので該内輪接触点を該内輪部材から離反させ、而して該内輪部材の回転方向Ｂへの回転は自由となる（ロックが解除される）；
以上のように構成されたことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
ロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメントＣのロック部材の構成において、
該ロック部材は、該ロック部材の軸を軸心として回転し且つ内輪接触点を備えるロック部材Ａと、該ロック部材の軸を軸心として回転し且つ外輪接触点を備えるロック部材Ｂと、該ロック部材Ａと該ロック部材Ｂとが成す角度のうち回転方向Ａの方向に対面する角度をより大きくする方向に作用するバネ、により少なくとも構成され、
該ロック部材Ａもしくは該ロック部材Ｂは、該ロック部材Ａと該ロック部材Ｂとが成す角度のうち回転方向Ａの方向に対面する角度が任意の角度より大きくなるのを阻止するためのストッパー部材を備えている；
以上のように構成された該一方向クラッチエレメントＣにおいて；
該内輪部材が回転方向Ｂへ回転すれば該内輪部材は該ロック部材Ａの作用により該内輪接触点にてロックされ、
該外輪部材が回転方向Ａへ回転すれば、該ロックはそのままの状態で維持されるとともに、該ロック部材Ｂは回転方向Ａの方向へ逃げて該外輪部材と噛合うことが無く、而して該外輪部材は該ロックがそのままの状態で回転方向Ａへ回転を続け、
該外輪部材が回転方向Ｂへ回転すれば、該ロック部材Ｂは該外輪部材と噛合って而して該外輪接触点を回転方向Ｂの方向へ移動させ、
続いて該ストッパー部材の作用により該ロック部材Ａが該ロック部材Ｂと同じ方向へ回転させられると、該内輪接触点が該内輪部材から離反し、而して該内輪部材の回転方向Ｂへの回転は自由となる（ロックが解除される）；
以上のように構成されたことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項７】
該回転動力入力軸の軸心を中心として回転する車輪用ハブシェルに該一方向クラッチエレメントＡが連結されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項６に記載の装置。
【請求項８】
該回転動力入力軸に、足漕ぎペダルまたは手漕ぎレバーなどのクランク式動力伝達手段が連結されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項６に記載の装置。
【請求項９】
クランクを任意の一方向に連続的に回転駆動して車両を前進駆動せしめ、あるいはクランクを逆転方向に連続的に回転駆動して装置を前進駆動せしめ、あるいはクランクの、任意の一方向への限定された角度範囲における揺動回転と、逆転方向への限定された角度範囲における揺動回転とを交互に繰り返し行って装置を前進駆動させる、といった少なくとも三様の運用手段を備えたことを特徴とする、請求項１乃至請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
ロック解除部材が任意の回転方向である回転方向Ａへ回転すれば、駆動部材の回転方向Ｂへの回転は阻止され（ロックされ）、ロック解除部材が回転方向Ａと逆方向の回転方向である回転方向Ｂへ回転すれば、該駆動部材の回転方向Ｂへの回転は自由となる（ロックが解除される）、ロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメントの構成において；
ロック解除部材でもある外輪部材と、駆動部材でもある内輪部材と、該外輪部材と該内輪部材との間の空隙に配置された複数のロック部材と、該ロック部材を回転自在に軸支する複数の軸と、該軸を保持するロック部材軸固定部材から少なくとも構成されており；
該ロック部材は、その回転の中心軸であるロック部材軸心と、該外輪部材に接触する外輪接触点と、該内輪部材に接触する内輪接触点とを備えており、該外輪接触点と該内輪接触点の配置について、該外輪接触点と該内輪接触点は、該一方向クラッチエレメントの軸心と該ロック部材軸心とを結ぶ線を境界線とした場合において、該境界線から回転方向Ａの方向を見た領域に配置されている；
以上のように構成された該一方向クラッチエレメントにおいて；
該内輪部材が回転方向Ｂへ回転すれば該内輪部材は該内輪接触点にてロックされ、該外輪部材が回転方向Ａへ回転すれば該ロックはそのままの状態で維持され、
該外輪部材が回転方向Ｂへ回転すれば、該外輪部材は該外輪接触点を回転方向Ｂの方向へ移動させるので該内輪接触点を該内輪部材から離反させ、而して該内輪部材の回転方向Ｂへの回転は自由となる（ロックが解除される）；
以上のように構成されたことを特徴とする、ロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメント。
【請求項１１】
ロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメントのロック部材の構成において、
該ロック部材の軸穴は、回転方向Ａもしくは回転方向Ｂの方向に進むにしたがって長く伸びる長円形の形状を成し、該長円形の中心線と該一方向クラッチエレメントの軸心との距離は、回転方向Ｂの方向へ進むにしたがって小さくなっている；
以上のように構成された該一方向クラッチエレメントにおいて；
該内輪部材が回転方向Ｂへ回転すれば、該ロック部材が回転方向Ｂの方向へ移動した後に該内輪部材は該内輪接触点にてロックされ、且つ該ロック部材と該外輪部材との噛合いが解消され、
該内輪部材の回転方向Ｂへの回転力が維持された状態において、該外輪部材が回転方向Ａへ回転すれば該ロックはそのままの状態で維持され、
該内輪部材の回転方向Ｂへの回転力が解消されると、該ロック部材が回転方向Ａの方向へ移動した後に該ロック部材と該外輪部材との噛合いが開始され、
続いて該外輪部材が回転方向Ｂへ回転すれば、
該外輪部材は該外輪接触点を回転方向Ｂの方向へ移動させるので該内輪接触点を該内輪部材から離反させ、而して該内輪部材の回転方向Ｂへの回転は自由となる（ロックが解除される）；
以上のように構成されたことを特徴とする請求項１０に記載のロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメント。
【請求項１２】
ロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメントのロック部材の構成において、
該ロック部材は、該ロック部材の軸を軸心として回転し且つ内輪接触点を備えるロック部材Ａと、該ロック部材の軸を軸心として回転し且つ外輪接触点を備えるロック部材Ｂと、該ロック部材Ａと該ロック部材Ｂとが成す角度のうち回転方向Ａの方向に対面する角度をより大きくする方向に作用するバネ、により少なくとも構成され、
該ロック部材Ａもしくは該ロック部材Ｂは、該ロック部材Ａと該ロック部材Ｂとが成す角度のうち回転方向Ａの方向に対面する角度が任意の角度より大きくなるのを阻止するためのストッパー部材を備えている；
以上のように構成された該一方向クラッチエレメントにおいて；
該内輪部材が回転方向Ｂへ回転すれば該内輪部材は該ロック部材Ａの作用により該内輪接触点にてロックされ、
該外輪部材が回転方向Ａへ回転すれば、該ロックはそのままの状態で維持されるとともに、該ロック部材Ｂは回転方向Ａの方向へ逃げて該外輪部材と噛合うことが無く、而して該外輪部材は該ロックがそのままの状態で回転方向Ａへ回転を続け、
該外輪部材が回転方向Ｂへ回転すれば、該ロック部材Ｂは該外輪部材と噛合って而して該外輪接触点を回転方向Ｂの方向へ移動させ、
続いて該ストッパー部材の作用により該ロック部材Ａが該ロック部材Ｂと同じ方向へ回転させられると、該内輪接触点が該内輪部材から離反し、而して該内輪部材の回転方向Ｂへの回転は自由となる（ロックが解除される）；
以上のように構成されたことを特徴とする請求項１０に記載のロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、足漕ぎペダルや手漕ぎレバーなどのクランク機構などを経由して伝達された人力を非常に効率良く回転する動力に変換可能な動力正逆転変換装置、あるいは該動力正逆転変換装置を備えた、正転方向と逆転方向のどちらに漕いでも前進可能な自転車などの人力移動装置に関する。
あるいは該動力正逆転変換装置に欠かせないロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の人力乗り物、例えば足で漕いで前進する自転車においては、足により足漕ぎペダルを踏むことによりクランクが回転され、その回転力が後輪に伝達されて自転車は前進するものである。
しかしながら、周知の自転車においては、足漕ぎペダルの位置が路面から最も高い位置に在る場合と、同じく最も低い位置に在る場合においては、自転車の乗り手の足踏み力はクランクの回転力に十分に変換されず、すなわち、足漕ぎペダルの位置が路面から最も高い位置に在る場合と同じく最も低い位置に在る場合においては足踏み力の伝達変換効率が非常に悪いことが周知である。
言葉を変えて言えば、足漕ぎペダルの位置が最も上に在る（路面から最も高い位置に在る）場合と最も下に在る（路面から最も低い位置に在る）場合においては「自転車を漕ぐのに疲れる」ということが周知である。
一方、足漕ぎペダルの位置について、足漕ぎペダルとクランクの回転軸とを結ぶ線が路面と平行な位置に在る場合においては、足踏み力の伝達変換効率が非常に良いことが周知である。
言葉を変えて言えば、足漕ぎペダルが水平位置に在る（足漕ぎペダルとクランクの回転軸とを結ぶ線が路面と平行な位置に在る）場合においては「自転車を漕ぐのが楽」ということが周知である。
以上に述べた様な、足漕ぎペダル及びクランクが位置する角度の如何により、「自転車を漕ぐのに疲れる」あるいは「自転車を漕ぐのが楽」と変化する現象は、周知の自転車に限らず、足または手によりクランクを回転させて動力を入力する機構を備えたすべての人力乗り物と、筋力強化を行うためのフィットネスバイクなどのトレーニング器械などに共通して見られる現象である。
このような、足漕ぎペダルなどが装着されたクランクに加えられる漕ぎ動作力の伝達効率の悪さについて、該伝達効率を向上させる目的で、すなわち自転車を漕ぐ動作の効率を向上させる目的で提案された装置としては、以下に記載の装置を一例として挙げることができる。
先ず、特許公開平１１−７９０５０号公報に開示された自転車を挙げることができる。
かかる自転車は、てこ部材であるペダルアーム３０Ａをローラ３２Ａによってその支点で支え、このローラ３２Ａを案内溝３５Ａで揺動自在に保持し、歯車２６Ａの偏心位置に設けたクランクピン２８Ａをペダルアーム３０Ａの作用点の位置に結合させ、歯車２６Ａの回転を後輪１２に伝える構成を備えており、而して、チェーンを用いずに高い効率で人間の力を利用できるとともに、従来の自転車に比べて楽に安定な状態で推進力が得られる、としている。
すなわち、かかる自転車においては、周知の自転車が備える、連続回転する足漕ぎペダルクランクと、自転車を前進駆動させる後輪と、該ペダルクランクの回転軸と該後輪の回転軸とを連結するローラーチェーンからなるペダルクランク動力伝達機構が廃止してあり、すなわち、かかる自転車においては、足漕ぎペダルクランクの連続回転を廃止し、代わりに足漕ぎペダルアームの往復揺動運動を直接的に後輪に伝達して連続回転駆動せしめ、而して足踏み力の伝達効率を向上させた状態で自転車を前進駆動させている。
次に、特許公開２００３−３４１５８４号公報に開示された自転車を挙げることができる。
かかる自転車は、自転車の後方ホイールに対してペダルクランクアセンブリに加えられる漕ぎ動作力の伝達効率を向上させた改良された機械的構造を備え、この構造は漕ぎ動作が死点にあるときに過剰なエネルギー損失を低減させることにより効率を向上させる、としている。
さらに、発明の目的はサイクリング・アクションにおける死点の負の影響を最小化することである。漕ぎ動作の上昇ストローク位置と下降ストローク位置とを共に「死点」と称する。死点における停止及び開始クランキングは、中断や不連続に起因する低速度効率をもたらす、としている。
なお、該機械的構造については、本発明の自転車はサイクリング動作における死点の影響を排除するように前方移動のために後方へ漕ぎ動作させる手段を含む。前方移動のための後方漕ぎ動作が死点の負の影響を効果的に低減する、としている。
すなわち、かかる自転車においては、周知の自転車が備える、連続回転する足漕ぎペダルクランクと、自転車を前進駆動させる後輪と、該ペダルクランクの回転軸と該後輪の回転軸とを連結するローラーチェーンからなるペダルクランク動力伝達機構は備えているものの、かかる自転車においては、足漕ぎペダルクランクの回転方向において周知の自転車の回転方向とは逆方向に回転せしめ、而して足踏み力の伝達効率を向上させた状態で自転車を前進駆動させている。
【特許文献１】特許公開平１１−７９０５０号公報
【特許文献２】特許公開２００３−３４１５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した特許公開平１１−７９０５０号公報に開示された自転車においては次の通りの解決すべき問題が存在する。
すなわち、かかる自転車は、足踏み力の伝達効率を向上させた状態で自転車を前進駆動させる点では優れているが、永年に渡って周知の自転車の形状に対する消費者の愛着は根強いものと思われ、而して連続回転が可能な足漕ぎペダルクランクを廃止するのは、自転車の販売高を増大させるといった産業戦略上においては問題があると思われる。
次に、特許公開２００３−３４１５８４号公報に開示された自転車においては次の通りの解決すべき問題が存在する。
すなわち、かかる自転車は、足踏み力の伝達効率を向上させた状態で自転車を前進駆動させる点では優れているが、永年に渡って周知の自転車の運動態様に対する消費者の愛着は根強いものと思われ、すなわち、かかる自転車において、足漕ぎペダルクランクの回転方向において、常時、周知の自転車の回転方向とは逆方向に回転せしめるのは、自転車の販売高を増大させるといった産業戦略上においては問題があると思われる。
【０００４】
従って、本発明の技術的解決課題は次のとおりである。
周知の自転車においては、自転車の乗り手が足漕ぎペダルクランクを漕いで回転せしめる時に、該足踏み動力の駆動車輪への伝達が非効率になる「死点」と称されるペダルの位置が存在する。すなわち、足漕ぎペダルクランク機構においては、漕ぎ動作の上昇ストローク位置と下降ストローク位置が「死点」と称されている。
足漕ぎペダルが「死点」の位置にあると、例えば自転車が急な上り坂にさしかかった際に、自転車の乗り手に要求される自転車を前進させるための足踏み力は大変大きなものになり、而して自転車の乗り手は疲れることになる。
本発明の主要な課題は、周知の自転車が備える機能や形状や運動態様を出来るだけ変更することなく、自転車を漕いでいる際の任意の時において、足漕ぎペダルクランクの漕ぎ動作の際の死点の負の影響を排除することにより足の動力を効率的に回転動力に変換し、而して自転車の乗り手の疲労を低減することである。
上記の主要な課題を解決するためには、周知の自転車が備える足漕ぎペダルクランクを前漕ぎして自転車を前進させる機能に付け加えて、後ろ漕ぎでも前進できる機能を追加することが肝要である。
以下、本発明の課題を具体的に記載する。
本発明の第１の課題は、例えば自転車が急な上り坂にさしかかった際に、足漕ぎペダルが「死点」の位置に決してならない状態で自転車を漕ぐことが可能で、而して従来の自転車と比較して上り坂で漕ぐのが楽な自転車を提供することである。
本発明の第２の課題は、本発明の第１の課題にて要求された自転車の機能に付け加えて、自転車が平坦地を走行している場合においては、従来の自転車と同様の漕ぎ動作にて自転車を漕ぐことが可能な自転車を提供することである。
本発明の第３の課題は、本発明の第１および第２の課題にて要求された自転車の機能に付け加えて、自転車の形状および運動態様においても、永年に渡って周知の自転車の形状および運動態様とあまり変わらない自転車を提供することである。
本発明の第４の課題は、本発明の第１および第２の課題にて要求された自転車の機能、および第３の課題にて要求された自転車の形状および運動態様に付け加えて、足漕ぎペダルクランクの連続回転方向において、該足漕ぎペダルクランクが周知の自転車の回転方向と逆方向に連続回転しても前進走行が可能な自転車を提供することである。
なお、自転車の足漕ぎペダルクランクが周知の自転車の回転方向と同方向に連続回転しても且つ逆方向に連続回転しても、両回転方向共に自転車の前進走行が可能である効用について述べると、足漕ぎペダルクランクの正回転時と逆回転時とで自転車の乗り手の使用される筋力の部位が異なるためにフィットネス効果が優れている。
本発明の第５の課題は、自転車を押して後進させる場合でも車輪がロックされることが無く、周知の自転車と全く同様の機能を備えた自転車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の技術的解決課題を達成するために、本発明によれば、特許請求の範囲の請求項１に記載されているように、
回転動力入力軸と；
該回転動力入力軸に連結された一方向クラッチエレメントにおいて、任意の回転方向である回転方向Ａへのみ動力伝達が可能な一方向クラッチエレメントＡと；
該回転動力入力軸に連結された一方向クラッチエレメントにおいて、該一方向クラッチエレメントＡと逆方向の回転方向である回転方向Ｂへのみ動力伝達が可能な一方向クラッチエレメントＢと；
該一方向クラッチエレメントＡに連結されて回転方向Ａへのみ動力伝達されるリング歯車と、該一方向クラッチエレメントＢに連結されて回転方向Ｂへのみ動力伝達されるサン歯車と、少なくとも回転方向Ｂへは回転しないように配置された遊星キャリアと、該遊星キャリアに軸支された複数個の遊星歯車から構成された遊星歯車機構；
から構成されたことを特徴とする、動力正逆転変換装置あるいはそれを備えた人力移動装置が提供される。
また、特許請求の範囲の請求項２に記載されているように、
回転動力入力軸と；
該回転動力入力軸に連結された一方向クラッチエレメントにおいて、任意の回転方向である回転方向Ａへのみ動力伝達が可能な一方向クラッチエレメントＡと；
該回転動力入力軸に連結された一方向クラッチエレメントにおいて、該一方向クラッチエレメントＡと逆方向の回転方向である回転方向Ｂへのみ動力伝達が可能な一方向クラッチエレメントＢと；
該一方向クラッチエレメントＡに連結されて回転方向Ａへのみ動力伝達されるリング歯車と、該一方向クラッチエレメントＢに連結されて回転方向Ｂへのみ動力伝達されるサン歯車と、該回転動力入力軸を軸心として回転自在に配置された遊星キャリアと、該遊星キャリアに軸支された複数個の遊星歯車から構成された遊星歯車機構と；
任意の時に該遊星キャリアの回転を制動するための遊星キャリア制動機構；
から構成されたことを特徴とする、動力正逆転変換装置あるいはそれを備えた人力移動装置が提供される。
また、特許請求の範囲の請求項３に記載されているように、
該遊星キャリア制動機構は、ロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメントＣから構成されており、
該一方向クラッチエレメントＣは、該回転動力入力軸を軸心とし、該一方向クラッチエレメントＣのロック解除部材は該リング歯車と連結されており、該一方向クラッチエレメントＣの駆動部材は該遊星キャリアと連結されており、少なくとも以上のように構成された該遊星キャリア制動機構において；
該リング歯車が回転方向Ａへ回転すれば、該一方向クラッチエレメントＣの駆動部材と該遊星キャリアの回転方向Ｂへの回転は阻止され（ロックされ）、該リング歯車が回転方向Ｂへ回転すれば、該一方向クラッチエレメントＣの駆動部材と該遊星キャリアの回転方向Ｂへの回転は自由となる（ロックが解除される）；
以上のように構成されたことを特徴とする請求項２に記載の装置が提供される。
また、特許請求の範囲の請求項４に記載されているように、
ロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメントＣの構成において、
該一方向クラッチエレメントＣは、ロック解除部材でもある外輪部材と、駆動部材でもある内輪部材と、該外輪部材と該内輪部材との間の空隙に配置された複数のロック部材と、該ロック部材を回転自在に軸支する複数の軸と、該軸を保持するロック部材軸固定部材から少なくとも構成されており；
該ロック部材は、その回転の中心軸であるロック部材軸心と、該外輪部材に接触する外輪接触点と、該内輪部材に接触する内輪接触点とを備えており、該外輪接触点と該内輪接触点の配置について、該外輪接触点と該内輪接触点は、該一方向クラッチエレメントＣの軸心と該ロック部材軸心とを結ぶ線を境界線とした場合において、該境界線から回転方向Ａの方向を見た領域に配置されている；
以上のように構成された該一方向クラッチエレメントＣにおいて；
該内輪部材が回転方向Ｂへ回転すれば該内輪部材は該内輪接触点にてロックされ、該外輪部材が回転方向Ａへ回転すれば該ロックはそのままの状態で維持され、
該外輪部材が回転方向Ｂへ回転すれば、該外輪部材は該外輪接触点を回転方向Ｂの方向へ移動させるので該内輪接触点を該内輪部材から離反させ、而して該内輪部材の回転方向Ｂへの回転は自由となる（ロックが解除される）；
以上のように構成されたことを特徴とする請求項３に記載の装置が提供される。
また、特許請求の範囲の請求項５に記載されているように、
ロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメントＣのロック部材の構成において、
該ロック部材の軸穴は長円形の形状を成し、図１０において、該長円形の中心線と該一方向クラッチエレメントＣの軸心との距離は、回転方向Ｂの方向へ進むにしたがって小さくなっている；
以上のように構成された該一方向クラッチエレメントＣにおいて；
該内輪部材が回転方向Ｂへ回転すれば、該ロック部材が回転方向Ｂの方向へ移動した後に該内輪部材は該内輪接触点にてロックされ、且つ該ロック部材と該外輪部材との噛合いが解消され、
該内輪部材の回転方向Ｂへの回転力が維持された状態において、該外輪部材が回転方向Ａへ回転すれば該ロックはそのままの状態で維持され、
該内輪部材の回転方向Ｂへの回転力が解消されると、該ロック部材が回転方向Ａの方向へ移動した後に該ロック部材と該外輪部材との噛合いが開始され、
続いて該外輪部材が回転方向Ｂへ回転すれば、
該外輪部材は該外輪接触点を回転方向Ｂの方向へ移動させるので該内輪接触点を該内輪部材から離反させ、而して該内輪部材の回転方向Ｂへの回転は自由となる（ロックが解除される）；
以上のように構成されたことを特徴とする請求項４に記載の装置が提供される。
また、特許請求の範囲の請求項６に記載されているように、
ロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメントＣのロック部材の構成において、
該ロック部材は、該ロック部材の軸を軸心として回転し且つ内輪接触点を備えるロック部材Ａと、該ロック部材の軸を軸心として回転し且つ外輪接触点を備えるロック部材Ｂと、該ロック部材Ａと該ロック部材Ｂとが成す角度のうち回転方向Ａの方向に対面する角度をより大きくする方向に作用するバネ、により少なくとも構成され、
該ロック部材Ａもしくは該ロック部材Ｂは、該ロック部材Ａと該ロック部材Ｂとが成す角度のうち回転方向Ａの方向に対面する角度が任意の角度より大きくなるのを阻止するためのストッパー部材を備えている；
以上のように構成された該一方向クラッチエレメントＣにおいて；
該内輪部材が回転方向Ｂへ回転すれば該内輪部材は該ロック部材Ａの作用により該内輪接触点にてロックされ、
該外輪部材が回転方向Ａへ回転すれば、該ロックはそのままの状態で維持されるとともに、該ロック部材Ｂは回転方向Ａの方向へ逃げて該外輪部材と噛合うことが無く、而して該外輪部材は該ロックがそのままの状態で回転方向Ａへ回転を続け、
該外輪部材が回転方向Ｂへ回転すれば、該ロック部材Ｂは該外輪部材と噛合って而して該外輪接触点を回転方向Ｂの方向へ移動させ、
続いて該ストッパー部材の作用により該ロック部材Ａが該ロック部材Ｂと同じ方向へ回転させられると、該内輪接触点が該内輪部材から離反し、而して該内輪部材の回転方向Ｂへの回転は自由となる（ロックが解除される）；
以上のように構成されたことを特徴とする請求項４に記載の装置が提供される。
また、特許請求の範囲の請求項７に記載されているように、
該回転動力入力軸の軸心を中心として回転する車輪用ハブシェルに該一方向クラッチエレメントＡが連結されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項６に記載の装置が提供される。
また、特許請求の範囲の請求項８に記載されているように、
該回転動力入力軸に、足漕ぎペダルまたは手漕ぎレバーなどのクランク式動力伝達手段が連結されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項６に記載の装置が提供される。
また、特許請求の範囲の請求項９に記載されているように、
クランクを任意の一方向に連続的に回転駆動して車両を前進駆動せしめ、あるいはクランクを逆転方向に連続的に回転駆動して装置を前進駆動せしめ、あるいはクランクの、任意の一方向への限定された角度範囲における揺動回転と、逆転方向への限定された角度範囲における揺動回転とを交互に繰り返し行って装置を前進駆動させる、といった少なくとも三様の運用手段を備えたことを特徴とする、請求項１乃至請求項８に記載の装置が提供される。
なお、以上に述べた動力正逆転変換装置を実現するための手段として、特許請求の範囲の請求項１０に記載されているように、
ロック解除部材が任意の回転方向である回転方向Ａへ回転すれば、駆動部材の回転方向Ｂへの回転は阻止され（ロックされ）、ロック解除部材が回転方向Ａと逆方向の回転方向である回転方向Ｂへ回転すれば、該駆動部材の回転方向Ｂへの回転は自由となる（ロックが解除される）、ロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメントの構成において；
ロック解除部材でもある外輪部材と、駆動部材でもある内輪部材と、該外輪部材と該内輪部材との間の空隙に配置された複数のロック部材と、該ロック部材を回転自在に軸支する複数の軸と、該軸を保持するロック部材軸固定部材から少なくとも構成されており；
該ロック部材は、その回転の中心軸であるロック部材軸心と、該外輪部材に接触する外輪接触点と、該内輪部材に接触する内輪接触点とを備えており、該外輪接触点と該内輪接触点の配置について、該外輪接触点と該内輪接触点は、該一方向クラッチエレメントの軸心と該ロック部材軸心とを結ぶ線を境界線とした場合において、該境界線から回転方向Ａの方向を見た領域に配置されている；
以上のように構成された該一方向クラッチエレメントにおいて；
該内輪部材が回転方向Ｂへ回転すれば該内輪部材は該内輪接触点にてロックされ、該外輪部材が回転方向Ａへ回転すれば該ロックはそのままの状態で維持され、
該外輪部材が回転方向Ｂへ回転すれば、該外輪部材は該外輪接触点を回転方向Ｂの方向へ移動させるので該内輪接触点を該内輪部材から離反させ、而して該内輪部材の回転方向Ｂへの回転は自由となる（ロックが解除される）；
以上のように構成されたことを特徴とする、ロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメントが提供される。
また、特許請求の範囲の請求項１１に記載されているように、
ロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメントのロック部材の構成において、
該ロック部材の軸穴は、回転方向Ａもしくは回転方向Ｂの方向に進むにしたがって長く伸びる長円形の形状を成し、該長円形の中心線と該一方向クラッチエレメントの軸心との距離は、回転方向Ｂの方向へ進むにしたがって小さくなっている；
以上のように構成された該一方向クラッチエレメントにおいて；
該内輪部材が回転方向Ｂへ回転すれば、該ロック部材が回転方向Ｂの方向へ移動した後に該内輪部材は該内輪接触点にてロックされ、且つ該ロック部材と該外輪部材との噛合いが解消され、
該内輪部材の回転方向Ｂへの回転力が維持された状態において、該外輪部材が回転方向Ａへ回転すれば該ロックはそのままの状態で維持され、
該内輪部材の回転方向Ｂへの回転力が解消されると、該ロック部材が回転方向Ａの方向へ移動した後に該ロック部材と該外輪部材との噛合いが開始され、
続いて該外輪部材が回転方向Ｂへ回転すれば、
該外輪部材は該外輪接触点を回転方向Ｂの方向へ移動させるので該内輪接触点を該内輪部材から離反させ、而して該内輪部材の回転方向Ｂへの回転は自由となる（ロックが解除される）；
以上のように構成されたことを特徴とする、請求項１０に記載の、ロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメントが提供される。
また、特許請求の範囲の請求項１２に記載されているように、
ロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメントのロック部材の構成において、
該ロック部材は、該ロック部材の軸を軸心として回転し且つ内輪接触点を備えるロック部材Ａと、該ロック部材の軸を軸心として回転し且つ外輪接触点を備えるロック部材Ｂと、該ロック部材Ａと該ロック部材Ｂとが成す角度のうち回転方向Ａの方向に対面する角度をより大きくする方向に作用するバネ、により少なくとも構成され、
該ロック部材Ａもしくは該ロック部材Ｂは、該ロック部材Ａと該ロック部材Ｂとが成す角度のうち回転方向Ａの方向に対面する角度が任意の角度より大きくなるのを阻止するためのストッパー部材を備えている；
以上のように構成された該一方向クラッチエレメントにおいて；
該内輪部材が回転方向Ｂへ回転すれば該内輪部材は該ロック部材Ａの作用により該内輪接触点にてロックされ、
該外輪部材が回転方向Ａへ回転すれば、該ロックはそのままの状態で維持されるとともに、該ロック部材Ｂは回転方向Ａの方向へ逃げて該外輪部材と噛合うことが無く、而して該外輪部材は該ロックがそのままの状態で回転方向Ａへ回転を続け、
該外輪部材が回転方向Ｂへ回転すれば、該ロック部材Ｂは該外輪部材と噛合って而して該外輪接触点を回転方向Ｂの方向へ移動させ、
続いて該ストッパー部材の作用により該ロック部材Ａが該ロック部材Ｂと同じ方向へ回転させられると、該内輪接触点が該内輪部材から離反し、而して該内輪部材の回転方向Ｂへの回転は自由となる（ロックが解除される）；
以上のように構成されたことを特徴とする、請求項１０に記載の、ロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメントが提供される。
【０００６】
以上に述べた動力正逆転変換装置においては、回転動力入力軸が時計方向もしくは反時計方向のどちらの方向へ回転しても、回転動力出力軸は時計方向もしくは反時計方向のどちらか一方の方向へのみ回転力を付与され、かつ該回転動力出力軸において、該回転動力出力軸が該回転動力入力軸により回転伝達される方向へ外部より回転力を付与されても、該回転力は該回転動力出力軸から該回転動力入力軸へは伝達されずに該回転動力出力軸は空転するのみ、といった機能を備えている。
また、本発明の第１の実施例の動力正逆転変換装置においては、回転動力出力軸において、該回転動力出力軸が回転動力入力軸により回転伝達される方向と反対方向へ外部より回転力を付与されても、該回転動力出力軸はギヤロックに起因して回転しない、といった機能を備えている。
また、本発明の第２、第３の実施例の動力正逆転変換装置においては、回転動力出力軸において、該回転動力出力軸が回転動力入力軸により回転伝達される方向と反対方向へ外部より回転力を付与されても、該回転動力出力軸はギヤロックすることが無く、該回転力は該回転動力出力軸から該回転動力入力軸へ伝達されて、而して該回転動力出力軸は、該回転動力出力軸が回転動力入力軸により回転伝達される方向と反対方向へ回転する。
以上のような機能を備える動力正逆転変換装置を周知の自転車に適用すれば、足漕ぎペダルクランクをどちらの方向に回転させても前進する自転車が提供される。
すなわち本発明の自転車は下記のような特徴を備える。
先ず、本発明の自転車は、従来の自転車と同様に、足漕ぎペダルクランクを自転車の前進方向に向かって左側面の方向から見て反時計方向へ連続回転させると、自転車は連続して前進することができる。
次に、本発明の自転車は、従来の自転車と異なり、足漕ぎペダルクランクを自転車の前進方向に向かって左側面の方向から見て時計方向へ連続回転させても、自転車は連続して前進することができる。
更に、本発明の自転車は、足漕ぎペダルクランクを連続回転でなく、例えば自転車の前進方向に向かって右側の足漕ぎペダルクランクを自転車の左側面方向から見て反時計方向へ６０度回転させ、次に自転車の前進方向に向かって左側の足漕ぎペダルクランクを自転車の左側面方向から見て時計方向へ６０度回転させ、以下同様の動作を繰り返す、ことにより自転車は連続して前進することができる。すなわち本発明の自転車は、左右の足漕ぎペダルクランクの往復回転動作により、どちらの回転方向にも駆動力を付与されて連続して前進することができる。
また本発明の第２、第３の実施例の自転車は、自転車を押して後進させる場合でも車輪がロックされることが無く、周知の自転車と全く同様の機能を備えている。
なお、以上に説明した機能を備える動力正逆転変換装置は、発明が解決しようとする課題の項で述べた各課題を解決するための手段として、非常に有効に利用することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は下記の効果をもたらすものである。
第１の効果について述べると、
例えば自転車が急な上り坂にさしかかった際に、足漕ぎペダルが「死点」の位置に決してならない状態で自転車を漕ぐことが可能で、而して従来の自転車と比較して上り坂で漕ぐのが楽な自転車が提供される。
第２の効果について述べると、
自転車が平坦地を走行している場合においては、従来の自転車と同様の漕ぎ動作にて自転車を漕ぐことが可能な自転車が提供される。
第３の効果について述べると、
自転車の形状および運動態様においても、永年に渡って周知の自転車の形状および運動態様とあまり変わらない自転車が提供される。
第４の効果について述べると、
本発明の第１乃至第３の効果に付け加えて、足漕ぎペダルクランクの連続回転方向において、足漕ぎペダルクランクが周知の自転車の回転方向と逆方向に連続回転しても前進走行が可能な自転車が提供される。
なお、自転車の足漕ぎペダルクランクが周知の自転車の回転方向と同方向に連続回転しても且つ逆方向に連続回転しても、両回転方向共に自転車の前進走行が可能である効用について述べると、足漕ぎペダルクランクの正回転時と逆回転時とで自転車の乗り手の使用される筋力の部位が異なるためにフィットネス効果が優れている。
第５の効果について述べると、
本発明の第２、第３の実施例の自転車は、自転車を押して後進させる場合でも車輪がロックされることが無く、周知の自転車と全く同様の機能を備えている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に従って構成された装置の好適実施例について、添付図を参照して更に詳細に説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は、本発明の動力正逆転変換装置が装着された自転車の外観図であり、本発明の自転車の外観は周知の自転車の外観とよく似ている。
図１において、本発明の自転車は、足漕ぎペダルクランク２、足漕ぎペダルクランク２のクランク軸に軸支された大スプロケット３、後輪８のハブ軸に軸支された小スプロケット４、大スプロケット３と小スプロケット４の間に懸架されたローラーチェーン５、自転車フレーム６、操向ハンドル６ａ、サドル６ｂ、前輪７、後輪８、から構成されている。
【００１０】
図２は、本発明に従って構成された動力正逆転変換装置の第１の好適実施例を示す断面図であって、図１に示す自転車におけるＡ−Ａの断面図である。
すなわち図２は、図１に示す自転車における後輪８の車輪ハブの断面図である。
なお、図２において上方向が自転車の前進方向である。
図３は、図２に示す動力正逆転変換装置におけるＡ１−Ａ１の断面図である。
図４は、図２に示す動力正逆転変換装置におけるＢ１−Ｂ１の断面図である。
図５は、図２に示す動力正逆転変換装置におけるＣ１−Ｃ１の断面図である。
図２乃至図５において、自転車の後輪の車輪ハブに適用された本発明の第１の好適実施例の動力正逆転変換装置は、
自転車のフレーム６に固定されたハブ軸７１と；ハブ軸７１に軸支されたベアリング７２と；ベアリング７２に軸支された中空の回転動力入力軸１１と；回転動力入力軸１１に溶着された小スプロケット４と；
回転動力入力軸１１に装着された、回転方向Ａ（図３において反時計方向）へのみ動力伝達が可能な一方向クラッチエレメントＡ１０と；
回転動力入力軸１１に装着された、回転方向Ｂ（図４において時計方向）へのみ動力伝達が可能な一方向クラッチエレメントＢ２０と；
リング歯車６１と、サン歯車６２と、ハブ軸７１に回転自在に装着された遊星キャリア６３と、遊星キャリア６３に軸支された複数個の遊星歯車６４から構成された遊星歯車機構６０と；任意の時に遊星キャリア６３の回転を制動するための遊星キャリア制動部材７３；
から構成されている。
さらに、上記の動力正逆転変換装置において、
一方向クラッチエレメントＡ１０は、回転動力入力軸１１と一体化されその外周部にラチェット歯が形成された内輪部材１２と、内周部にクラッチクラッチ爪１４を備え且つ外周部がハブシェル７６の内周部に固定された外輪部材１６と、ベアリング１７から構成されており；
一方向クラッチエレメントＢ２０は、回転動力入力軸１１と一体化されその外周部にラチェット歯が形成された内輪部材２２と、内周部にクラッチクラッチ爪２４を備え且つ外周部にサン歯車６２が形成された外輪部材２６と、ベアリング２７から構成されており；
遊星歯車機構６０のリング歯車６１はハブシェル７６の内周部に形成され、４個の遊星歯車６４はリング歯車６１とサン歯車６２に噛合しており；
遊星キャリア制動部材７３は、ハブ軸７１の外周部に形成されたネジ部と噛合されたボス７３ａと、ボス７３ａに溶着された制動アーム７３ｂから構成されており、制動アーム７３ｂを回転させると、ボス７３ａが遊星キャリア６３のボス部を、ベアリング７２の内輪部材を介して、回転動力入力軸１１の段付き部に強く押し付け、而して遊星キャリア６３の回転が阻止される。
一方向クラッチエレメントＡ１０において、内輪部材１２が時計方向（回転方向Ｂ）に回転すると、外輪部材１６の内周部に揺動自在に装着されたクラッチ爪１４は、内輪部材１２の外周のラチェット歯に噛み込むことが無いので内輪部材１２と外輪部材１６とは連結されること無く、而して内輪部材１２は空転する。
すなわち、一方向クラッチエレメントＡ１０において、内輪部材１２が時計方向（回転方向Ｂ）に回転すると、内輪部材１２の回転力は外輪部材１６に伝達されない。
一方、一方向クラッチエレメントＡ１０において、内輪部材１２が反時計方向（回転方向Ａ）に回転すると、外輪部材１６の内周部に揺動自在に装着されたクラッチ爪１４は、内輪部材１２の外周のラチェット歯に噛み込んで内輪部材１２と外輪部材１６とは連結され、而して外輪部材１６は反時計方向（回転方向Ａ）に回転する。
すなわち、一方向クラッチエレメントＡ１０において、内輪部材１２が反時計方向（回転方向Ａ）に回転すると、内輪部材１２の回転力は外輪部材１６に伝達される。
すなわち、内輪部材１２の回転力は外輪部材１６を介してハブシェル７６に伝達され、而して自転車は前進駆動される。
一方向クラッチエレメントＢ２０において、内輪部材２２が反時計方向（回転方向Ａ）に回転すると、外輪部材２６の内周部に揺動自在に装着されたクラッチ爪２４は、内輪部材２２の外周のラチェット歯に噛み込むことが無いので内輪部材２２と外輪部材２６とは連結されること無く、而して内輪部材２２は空転する。
すなわち、一方向クラッチエレメントＢ２０において、内輪部材２２が反時計方向（回転方向Ａ）に回転すると、内輪部材２２の回転力は外輪部材２６に伝達されない。
一方、一方向クラッチエレメントＢ２０において、内輪部材２２が時計方向（回転方向Ｂ）に回転すると、外輪部材２６の内周部に揺動自在に装着されたクラッチ爪２４は、内輪部材２２の外周のラチェット歯に噛み込んで内輪部材２２と外輪部材２６とは連結され、而して外輪部材２６は時計方向（回転方向Ｂ）に回転する。
すなわち、一方向クラッチエレメントＢ２０において、内輪部材２２が時計方向（回転方向Ｂ）に回転すると、内輪部材２２の回転力は外輪部材２６とサン歯車６２に伝達される。
この時、遊星キャリア６３の回転が遊星キャリア制動部材７３により阻止されていれば、遊星歯車６４は反時計方向に回転し、リング歯車６１も反時計方向に回転する。
すなわち、内輪部材２２の回転力は外輪部材２６、サン歯車６２、遊星歯車６４、リング歯車６１を介してハブシェル７６に伝達され、而して自転車は前進駆動される。
なお、ハブシェル７６の外周部には２列のスポークフランジ７７が形成されており、車輪８のリムとの間にスポークが装着されている（図示せず）。
【００１１】
図３乃至図４は、遊星キャリア６３の回転が遊星キャリア制動部材７３により阻止されている状態において、小スプロケット４が反時計方向（回転方向Ａ）に回転されている状態を示している。
太矢印は、上記の状態における各部材の回転方向を示している。
小スプロケット４が反時計方向（回転方向Ａ）に回転されると、一方向クラッチエレメントＢ２０は空転するが、一方向クラッチエレメントＡ１０は動力を伝達し、よって外輪部材１６に連結されたハブシェル７６が反時計方向（回転方向Ａ）に回転され、而して自転車は前進走行する。
すなわち、本発明の自転車は、足漕ぎペダルを周知の自転車と同じ方向に回転させることにより前進走行することができる。
次に、図示はしないが、小スプロケット４が時計方向（回転方向Ｂ）に回転されると、一方向クラッチエレメントＡ１０は空転するが、一方向クラッチエレメントＢ２０は動力を伝達し、よって外輪部材２６とサン歯車６２が時計方向（回転方向Ｂ）に回転し、続いて遊星歯車６４が反時計方向に回転し、続いてリング歯車６１を備えたハブシェル７６が反時計方向（回転方向Ａ）に回転し、而して自転車は前進走行する。
すなわち、本発明の自転車は、足漕ぎペダルを周知の自転車と反対方向に回転させても前進走行することができる。
次に、図示はしないが、ハブシェル７６が外力により反時計方向（回転方向Ａ）に回転されると、一方向クラッチエレメントＡ１０および一方向クラッチエレメントＢ２０は共に空転するので、回転動力入力軸１１に動力は伝達されない。
すなわち、本発明の自転車が下り坂などを惰性により前進走行している場合においては、周知の自転車と同様に足漕ぎペダルが後輪により駆動されることは無い。
次に、図示はしないが、遊星キャリア６３の回転が遊星キャリア制動部材７３により阻止されている状態において、ハブシェル７６が外力により時計方向（回転方向Ｂ）へ回転されると、一方向クラッチエレメントＡ１０および一方向クラッチエレメントＢ２０は共に動力を伝達する。
すなわち、一方向クラッチエレメントＡ１０の内輪部材１２は時計方向（回転方向Ｂ）に回転力を付与され、一方で、一方向クラッチエレメントＢ２０の外輪部材２６とサン歯車６２は反時計方向（回転方向Ａ）に回転力を付与され、よって内輪部材２２も反時計方向（回転方向Ａ）に回転力を付与されるので、而して内輪部材１２と内輪部材２２とが互いに反対方向に回転しようとするのでギャロック状態に陥る。
すなわち、駐輪場などにおいて、本発明の自転車を押して後進させる場合においては、周知の自転車と異なって後輪がギャロック状態となるので後進が阻止されて不便である。
そこで、制動アーム７３ｂの手動操作により遊星キャリア制動部材７３の制動を一旦停止し、遊星キャリア６３の回転を自由にすると、ハブシェル７６が外力により時計方向（回転方向Ｂ）へ回転されても、遊星キャリア６３は時計方向（回転方向Ｂ）へ自由回転するので、よって一方向クラッチエレメントＢ２０の内輪部材２２に反時計方向（回転方向Ａ）への回転力が付与されることが無くなり、而して後輪がギャロック状態となることは無く不便が解消される。
なお、遊星キャリア制動部材７３の機能と構成について、遊星キャリア制動部材７３が遊星キャリアに対して制動機能を作用させる場合においては、遊星キャリアが少なくとも回転方向Ｂへは回転しないように構成されることが重要である。
【実施例２】
【００１２】
図６は、本発明に従って構成された動力正逆転変換装置の第２の好適実施例を示す断面図であって、図１に示す自転車におけるＢ−Ｂの断面図である。
すなわち図６は、図１に示す自転車における後輪８の車輪ハブの断面図である。
なお、図６において上方向が自転車の前進方向である。
図７は、図６に示す動力正逆転変換装置におけるＡ２−Ａ２の断面図である。
図８は、図６に示す動力正逆転変換装置におけるＢ２−Ｂ２の断面図である。
図９は、図６に示す動力正逆転変換装置におけるＣ２−Ｃ２の断面図である。
図６乃至図９において、自転車の後輪の車輪ハブに適用された本発明の第２の好適実施例の動力正逆転変換装置は、
自転車のフレーム６に固定されたハブ軸７１と；ハブ軸７１に軸支されたベアリング７２と；ベアリング７２に軸支された中空の回転動力入力軸１１と；回転動力入力軸１１に溶着された小スプロケット４と；
回転動力入力軸１１に装着された、回転方向Ａ（図７において反時計方向）へのみ動力伝達が可能な一方向クラッチエレメントＡ１０と；
回転動力入力軸１１に装着された、回転方向Ｂ（図８において時計方向）へのみ動力伝達が可能な一方向クラッチエレメントＢ２０と；
リング歯車６１と、サン歯車６２と、ハブ軸７１に回転自在に装着された遊星キャリア６３と、遊星キャリア６３に軸支された４個の遊星歯車６４から構成された遊星歯車機構６０と；遊星キャリア８３の回転を制動するための遊星キャリア制動機構；
から構成されている。
該遊星キャリア制動機構は、ロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメントＣ８０から構成されており、
一方向クラッチエレメントＣ８０は、ハブシェル７６の内周部に形成された内周歯車８１も兼用する外輪部材８１と、外周部に外周歯車８２が形成されベアリング７３により回転自在に軸支された内輪部材８３であって且つ４個の遊星歯車６４を軸支する遊星キャリア８３も兼用する内輪部材８３と、外輪部材８１と内輪部材８３との間の空隙に配置された２個のロック部材８４と、ロック部材８４を回転自在に軸支する２個のロック部材軸８５と、ロック部材軸８５を保持しハブ軸７１に固定されたロック部材軸固定部材８６から少なくとも構成されている。
【００１３】
以下、図１０乃至図１２を参照して、一方向クラッチエレメントＣ８０のロック作動・ロック解除機構について説明する。
図１０は、図６と図９に示す、ロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメントＣ８０において、ロック作動・ロック解除機構の第１の好適実施例を示す拡大断面図である。
図１１は、図１０に示すロック作動・ロック解除機構において、ロック作動状態を示す拡大断面図である。
図１２は、図１０に示すロック作動・ロック解除機構において、ロック解除状態を示す拡大断面図である。
ロック部材８４の軸穴８４ａは長円形の形状を成し、図１０において、該長円形の中心線と一方向クラッチエレメントＣ８０の軸心との距離は、回転方向Ｂの方向へ進むにしたがって小さくなっている。
図１０において、内輪部材８３が静止している状態においては、ロック部材軸固定部材８６に固定されているロック部材軸８５は、引張りコイルバネ８７の作用によりロック部材８４の軸穴８４ａの右端の位置に在る。
なお、引張りコイルバネ８７の一端はロック部材８４に連結され、他端はロック部材軸固定部材８６に連結されている。
内輪部材８３が回転方向Ｂへ回転すれば、ロック部材８４は回転方向Ｂの方向へ移動させられるので、ロック部材軸８５は軸穴８４ａの左端の位置まで移動し、而して内輪部材８３はロック部材８４の内輪接触点８４ｂにてロックされる。
また、ロック部材軸８５が軸穴８４ａの左端の位置まで移動すると、ロック部材８４の外輪接触点８４ｃは下方に移動するのでロック部材８４と外輪部材８１との噛合いが解消される（図１１参照）。
なお、内輪部材８３が回転方向Ｂへ回転することに起因して発生する、ロック部材軸８５に対する力の方向と大きさについては図１１を参照されたい。
なお、内輪部材８３の回転方向Ｂへの回転力が解消されると、ロック部材８４は再び図１０の状態に戻るのでロック部材８４と外輪部材８１との噛合いが再開される。
図１１において、内輪部材８３の回転方向Ｂへの回転力が維持された状態において、外輪部材８１が回転方向Ａへ回転すれば該ロックはそのままの状態で維持され、且つ外輪部材８１は回転方向Ａへ回転し続ける。
図１２において、内輪部材８３の回転方向Ｂへの回転力が解消された状態において、外輪部材８１が回転方向Ｂへ回転すれば、外輪部材８１はロック部材８４の外輪接触点８４ｃを回転方向Ｂの方向へ移動させるので、ロック部材８４の内輪接触点８４ｂと内輪部材８３との噛合いが解消され、而して内輪部材８３と遊星キャリア８３の回転方向Ｂへの回転は自由となる（ロックが解除される）。
よって、ハブシェル７６および外輪部材８１が外力により時計方向（回転方向Ｂ）へ回転されても、内輪部材８３と遊星キャリア８３は時計方向（回転方向Ｂ）へ自由回転するので、よって一方向クラッチエレメントＢ２０の内輪部材２２に反時計方向（回転方向Ａ）への回転力が付与されることが無くなり、而して後輪がギャロック状態となることは防止されてハブシェル７６および外輪部材８１は回転方向Ｂへ回転し続けることが可能となる。
すなわち、一方向クラッチエレメントＣ８０の作用について、外輪部材８１が回転方向Ａへ回転すれば、内輪部材８３の回転方向Ｂへの回転は阻止され（ロックされ）、外輪部材８１が回転方向Ｂへ回転すれば、内輪部材８３の回転方向Ｂへの回転は自由となる（ロックが解除される）。
参考までに、上述した本発明の装置は下記のような効果も付与するものである。
すなわち、内輪部材８３に回転方向Ｂへの回転力が付与されているが内輪部材８３はロックされている状態の時、外輪部材８１が回転方向Ｂへ回転されても内輪部材８３と外輪部材８１はギャロック状態に陥るので、而して外輪部材８１が回転方向Ｂへ回転するのは不可能である。
すなわち言い換えれば、自転車が上り坂において一旦停止した時、足踏みペダルクランクに、前漕ぎ方向に軽く足をかければ、内輪部材８３と外輪部材８１とはギアロック状態に陥り、而して自転車の後進は確実に阻止される、ということである。
上記の機能を備えた装置は、身体障害者向けの３輪自転車や４輪自転車などの安全増進手段として効果的に適用することができる。
なお、ロック部材８４の形状について考察すると、
ロック部材８４は、ロック部材軸穴８４ａと、外輪部材８１に接触する外輪接触点８４ｃと、内輪部材８３に接触する内輪接触点８４ｂを備えており、外輪接触点８４ｃと内輪接触点８４ｂの配置について、一方向クラッチエレメントＣ８０の軸心とロック部材軸穴８４ａとを結ぶ線を境界線とした場合において、外輪接触点８４ｃと内輪接触点８４ｂは、該境界線から回転方向Ａの方向を見た領域に配置されている。
【００１４】
図６乃至図９において、自転車の後輪の車輪ハブに適用された本発明の第２の好適実施例の動力正逆転変換装置について更に説明を加えると、
一方向クラッチエレメントＡ１０は、回転動力入力軸１１と一体化されその外周部にラチェット歯が形成された内輪部材１２と、内周部にクラッチクラッチ爪１４を備え且つ外周部がハブシェル７６の内周部に固定された外輪部材１６と、ベアリング１７から構成されている。
一方向クラッチエレメントＢ２０は、回転動力入力軸１１と一体化されその外周部にラチェット歯が形成された内輪部材２２と、内周部にクラッチクラッチ爪２４を備え且つ外周部にサン歯車６２が形成された外輪部材２６と、ベアリング２７から構成されており；
遊星歯車機構６０のリング歯車６１はハブシェル７６の内周部に形成され、４個の遊星歯車６４はリング歯車６１とサン歯車６２に噛合している。
一方向クラッチエレメントＡ１０において、内輪部材１２が時計方向（回転方向Ｂ）に回転すると、外輪部材１６の内周部に揺動自在に装着されたクラッチ爪１４は、内輪部材１２の外周のラチェット歯に噛み込むことが無いので内輪部材１２と外輪部材１６とは連結されること無く、而して内輪部材１２は空転する。
すなわち、一方向クラッチエレメントＡ１０において、内輪部材１２が時計方向（回転方向Ｂ）に回転すると、内輪部材１２の回転力は外輪部材１６に伝達されない。
一方、一方向クラッチエレメントＡ１０において、内輪部材１２が反時計方向（回転方向Ａ）に回転すると、外輪部材１６の内周部に揺動自在に装着されたクラッチ爪１４は、内輪部材１２の外周のラチェット歯に噛み込んで内輪部材１２と外輪部材１６とは連結され、而して外輪部材１６は反時計方向（回転方向Ａ）に回転する。
すなわち、一方向クラッチエレメントＡ１０において、内輪部材１２が反時計方向（回転方向Ａ）に回転すると、内輪部材１２の回転力は外輪部材１６に伝達される。
すなわち、内輪部材１２の回転力は外輪部材１６を介してハブシェル７６に伝達され、而して自転車は前進駆動される。
一方向クラッチエレメントＢ２０において、内輪部材２２が反時計方向（回転方向Ａ）に回転すると、外輪部材２６の内周部に揺動自在に装着されたクラッチ爪２４は、内輪部材２２の外周のラチェット歯に噛み込むことが無いので内輪部材２２と外輪部材２６とは連結されること無く、而して内輪部材２２は空転する。
すなわち、一方向クラッチエレメントＢ２０において、内輪部材２２が反時計方向（回転方向Ａ）に回転すると、内輪部材２２の回転力は外輪部材２６に伝達されない。
一方、一方向クラッチエレメントＢ２０において、内輪部材２２が時計方向（回転方向Ｂ）に回転すると、外輪部材２６の内周部に揺動自在に装着されたクラッチ爪２４は、内輪部材２２の外周のラチェット歯に噛み込んで内輪部材２２と外輪部材２６とは連結され、而して外輪部材２６は時計方向（回転方向Ｂ）に回転する。
すなわち、一方向クラッチエレメントＢ２０において、内輪部材２２が時計方向（回転方向Ｂ）に回転すると、内輪部材２２の回転力は外輪部材２６とサン歯車６２に伝達される。
この時、遊星キャリア８３の回転が遊星キャリア制動機構により阻止されていれば、遊星歯車６４は反時計方向に回転し、リング歯車６１も反時計方向に回転する。
すなわち、内輪部材２２の回転力は外輪部材２６、サン歯車６２、遊星歯車６４、リング歯車６１を介してハブシェル７６に伝達され、而して自転車は前進駆動される。
なお、ハブシェル７６の外周部には２列のスポークフランジ７７が形成されており、車輪８のリムとの間にスポークが装着されている（図示せず）。
【００１５】
図７乃至図９は、遊星キャリア８３の回転が遊星キャリア制動機構により阻止されている状態において、小スプロケット４が反時計方向（回転方向Ａ）に回転されている状態を示している。
太矢印は、上記の状態における各部材の回転方向を示している。
小スプロケット４が反時計方向（回転方向Ａ）に回転されると、一方向クラッチエレメントＢ２０は空転するが、一方向クラッチエレメントＡ１０は動力を伝達し、よって外輪部材１６に連結されたハブシェル７６が反時計方向（回転方向Ａ）に回転され、而して自転車は前進走行する。
すなわち、本発明の自転車は、足漕ぎペダルを周知の自転車と同じ方向に回転させることにより前進走行することができる。
次に、図示はしないが、小スプロケット４が時計方向（回転方向Ｂ）に回転されると、一方向クラッチエレメントＡ１０は空転するが、一方向クラッチエレメントＢ２０は動力を伝達し、よって外輪部材２６とサン歯車６２が時計方向（回転方向Ｂ）に回転し、続いて遊星歯車６４が反時計方向に回転し、続いてリング歯車６１を備えたハブシェル７６が反時計方向（回転方向Ａ）に回転し、而して自転車は前進走行する。
すなわち、本発明の自転車は、足漕ぎペダルを周知の自転車と反対方向に回転させても前進走行することができる。
次に、図示はしないが、ハブシェル７６が外力により反時計方向（回転方向Ａ）に回転されると、一方向クラッチエレメントＡ１０および一方向クラッチエレメントＢ２０は共に空転するので、回転動力入力軸１１に動力は伝達されない。
すなわち、本発明の自転車が下り坂などを惰性により前進走行している場合においては、周知の自転車と同様に足漕ぎペダルが後輪により駆動されることは無い。
前述したが、駐輪場などにおいて本発明の自転車を押して後進させる場合において、ハブシェル７６は外力により時計方向（回転方向Ｂ）へ回転されるが、本発明の第２の好適実施例の動力正逆転変換装置においては、ハブシェル７６および外輪部材８１が外力により時計方向（回転方向Ｂ）へ回転されても、内輪部材８３と遊星キャリア８３は時計方向（回転方向Ｂ）へ自由回転するので、よって一方向クラッチエレメントＢ２０の内輪部材２２に反時計方向（回転方向Ａ）への回転力が付与されることが無くなり、而して後輪がギャロック状態となることは防止されてハブシェル７６および外輪部材８１は回転方向Ｂへ回転し続けることが可能となる。
すなわち、駐輪場などにおいて本発明の自転車を押して後進させる場合において、後輪がギャロック状態となって後進が阻害される不便が解消されるものである。
【００１６】
以下、図１３乃至図１６を参照して、一方向クラッチエレメントＣ８０のロック作動・ロック解除機構の別の態様について説明する。
図１３は、図６と図９に示す、ロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメントＣ８０において、ロック作動・ロック解除機構の第２の好適実施例を示す拡大断面図である。
図１４は、図１３に示すロック作動・ロック解除機構におけるＤ−Ｄの側面図。
図１５は、図１３に示すロック作動・ロック解除機構において、ロック作動状態を示す拡大断面図である。
図１６は、図１３に示すロック作動・ロック解除機構において、ロック解除状態を示す拡大断面図である。
ロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメントＣの第２の好適実施例において、
ロック部材９４は、ロック部材軸９５を軸心として回転し且つ内輪接触点９４ｂを備えるロック部材Ａ９４ｄと、ロック部材軸９５を軸心として回転し且つ外輪接触点９４ｃを備えるロック部材Ｂ９４ｅと、ロック部材Ａ９４ｄとロック部材Ｂ９４ｅとが成す角度のうち回転方向Ａの方向に対面する角度をより大きくする方向に作用する引張りコイルバネ８７、により構成されており、ロック部材Ａ９４ｄは、ロック部材Ａ９４ｄとロック部材Ｂ９４ｅとが成す角度のうち回転方向Ａの方向に対面する角度が任意の角度より大きくなるのを阻止するためのストッパー部材９４ｄａを備えている。
なお、引張りコイルバネ８７の一端はロック部材９４ｅに連結され、他端はロック部材軸固定部材８６に連結されている。
図１３において、内輪部材８３が回転方向Ｂへ回転すれば、内輪部材８３はロック部材９４ｄの内輪接触点９４ｂにてロックされる。
図１５において、外輪部材８１が回転方向Ａへ回転すれば、ロック部材Ｂ９４ｅは回転方向Ａの方向へ逃げて外輪部材８１と噛合うことが無く、而して、内輪部材８３とロック部材９４ｄとのロックがそのままの状態で、外輪部材８１は回転方向Ａへ回転を続ける。
図１６において、外輪部材８１が回転方向Ｂへ回転すれば、ロック部材Ｂ９４ｅは外輪部材８１と噛合って而して外輪接触点９４ｃを回転方向Ｂの方向へ移動させ、
続いてストッパー部材９４ｄａの作用によりロック部材Ａ９４ｄがロック部材Ｂ９４ｅと同じ方向へ回転させられると、内輪接触点９４ｂが内輪部材８３から離反し、而して内輪部材８３と遊星キャリア８３の回転方向Ｂへの回転は自由となる（ロックが解除される）。
よって、ハブシェル７６および外輪部材８１が外力により時計方向（回転方向Ｂ）へ回転されても、内輪部材８３と遊星キャリア８３は時計方向（回転方向Ｂ）へ自由回転するので、よって一方向クラッチエレメントＢ２０の内輪部材２２に反時計方向（回転方向Ａ）への回転力が付与されることが無くなり、而して後輪がギャロック状態となることは防止されてハブシェル７６および外輪部材８１は回転方向Ｂへ回転し続けることが可能となる。
すなわち、一方向クラッチエレメントＣ８０の作用について、外輪部材８１が回転方向Ａへ回転すれば、内輪部材８３の回転方向Ｂへの回転は阻止され（ロックされ）、外輪部材８１が回転方向Ｂへ回転すれば、内輪部材８３の回転方向Ｂへの回転は自由となる（ロックが解除される）。
【実施例３】
【００１７】
図１７は、本発明に従って構成された動力正逆転変換装置の第３の好適実施例を示す断面図であって、図１に示す自転車におけるＣ−Ｃの断面図である。
すなわち図１７は、図１に示す自転車における足漕ぎペダルクランク部の断面図である。
なお、図１７において上方向が自転車の前進方向である。
図１８は、図１７に示す動力正逆転変換装置におけるＡ２−Ａ２の断面図である。
図１９は、図１７に示す動力正逆転変換装置におけるＢ２−Ｂ２の断面図である。
図２０は、図１７に示す動力正逆転変換装置におけるＣ２−Ｃ２の断面図である。
図１７乃至図２０において、自転車の足漕ぎペダルクランク部に適用された本発明の第３の好適実施例の動力正逆転変換装置は、
自転車のフレーム６に固定された２個のベアリング１０１と；２個のベアリング１０１に軸支された回転動力入力軸１１（クランクシャフト）と；
回転動力入力軸１１の両端部に１８０度の位相差を保持して装着された１組（２個）の足踏みペダルクランク２と；
各足踏みペダルクランク２に装着された足踏みペダル２ａと；
回転動力入力軸１１に装着された、回転方向Ａ（図７において反時計方向）へのみ動力伝達が可能な一方向クラッチエレメントＡ１０と；
回転動力入力軸１１に装着された、回転方向Ｂ（図８において時計方向）へのみ動力伝達が可能な一方向クラッチエレメントＢ２０と；
一方向クラッチエレメントＡ１０の外輪部材１６の外周部に固定されたギアシェル１０６と；ギアシェル１０６の外周部に溶着された大スプロケット３と；
リング歯車６１と、サン歯車６２と、回転動力入力軸１１に回転自在に装着された遊星キャリア６３と、遊星キャリア６３に軸支された４個の遊星歯車６４から構成された遊星歯車機構６０と；遊星キャリア８３の回転を制動するための遊星キャリア制動機構；
から構成されている。
該遊星キャリア制動機構は、ロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメントＣ８０から構成されており、
一方向クラッチエレメントＣ８０は、ギアシェル１０６の内周部に形成された内周歯車８１も兼用する外輪部材８１と、外周部に外周歯車８２が形成されベアリング７３により回転自在に軸支された内輪部材８３であって且つ４個の遊星歯車６４を軸支する遊星キャリア８３も兼用する内輪部材８３と、外輪部材８１と内輪部材８３との間の空隙に配置された２個のロック部材８４と、ロック部材８４を回転自在に軸支する２個のロック部材軸８５と、ロック部材軸８５を保持し自転車フレーム６に固定されたロック部材軸固定部材８６から少なくとも構成されている。
一方向クラッチエレメントＡ１０は、回転動力入力軸１１と一体化されその外周部にラチェット歯が形成された内輪部材１２と、内周部にクラッチクラッチ爪１４を備え且つ外周部がギアシェル１０６の内周部に固定された外輪部材１６と、ベアリング１７から構成されている。
一方向クラッチエレメントＢ２０は、回転動力入力軸１１と一体化されその外周部にラチェット歯が形成された内輪部材２２と、内周部にクラッチクラッチ爪２４を備え且つ外周部にサン歯車６２が形成された外輪部材２６と、ベアリング２７から構成されており；
遊星歯車機構６０のリング歯車６１はギアシェル１０６の内周部に形成され、４個の遊星歯車６４はリング歯車６１とサン歯車６２に噛合している。
一方向クラッチエレメントＡ１０において、内輪部材１２が時計方向（回転方向Ｂ）に回転すると、外輪部材１６の内周部に揺動自在に装着されたクラッチ爪１４は、内輪部材１２の外周のラチェット歯に噛み込むことが無いので内輪部材１２と外輪部材１６とは連結されること無く、而して内輪部材１２は空転する。
すなわち、一方向クラッチエレメントＡ１０において、内輪部材１２が時計方向（回転方向Ｂ）に回転すると、内輪部材１２の回転力は外輪部材１６に伝達されない。
一方、一方向クラッチエレメントＡ１０において、内輪部材１２が反時計方向（回転方向Ａ）に回転すると、外輪部材１６の内周部に揺動自在に装着されたクラッチ爪１４は、内輪部材１２の外周のラチェット歯に噛み込んで内輪部材１２と外輪部材１６とは連結され、而して外輪部材１６は反時計方向（回転方向Ａ）に回転する。
すなわち、一方向クラッチエレメントＡ１０において、内輪部材１２が反時計方向（回転方向Ａ）に回転すると、内輪部材１２の回転力は外輪部材１６に伝達される。
すなわち、内輪部材１２の回転力は外輪部材１６を介してギアシェル１０６に伝達され、続いて大スプロケット３から後輪ハブの小スプロケット４に伝達されて、而して自転車は前進駆動される。
一方向クラッチエレメントＢ２０において、内輪部材２２が反時計方向（回転方向Ａ）に回転すると、外輪部材２６の内周部に揺動自在に装着されたクラッチ爪２４は、内輪部材２２の外周のラチェット歯に噛み込むことが無いので内輪部材２２と外輪部材２６とは連結されること無く、而して内輪部材２２は空転する。
すなわち、一方向クラッチエレメントＢ２０において、内輪部材２２が反時計方向（回転方向Ａ）に回転すると、内輪部材２２の回転力は外輪部材２６に伝達されない。
一方、一方向クラッチエレメントＢ２０において、内輪部材２２が時計方向（回転方向Ｂ）に回転すると、外輪部材２６の内周部に揺動自在に装着されたクラッチ爪２４は、内輪部材２２の外周のラチェット歯に噛み込んで内輪部材２２と外輪部材２６とは連結され、而して外輪部材２６は時計方向（回転方向Ｂ）に回転する。
すなわち、一方向クラッチエレメントＢ２０において、内輪部材２２が時計方向（回転方向Ｂ）に回転すると、内輪部材２２の回転力は外輪部材２６とサン歯車６２に伝達される。
この時、遊星キャリア８３の回転が遊星キャリア制動機構により阻止されていれば、遊星歯車６４は反時計方向に回転し、リング歯車６１も反時計方向に回転する。
すなわち、内輪部材２２の回転力は外輪部材２６、サン歯車６２、遊星歯車６４、リング歯車６１を介してギアシェル１０６に伝達され、続いて大スプロケット３から後輪ハブの小スプロケット４に伝達されて、而して自転車は前進駆動される。
【００１８】
図１８乃至図２０は、遊星キャリア８３の回転が遊星キャリア制動機構により阻止されている状態において、大スプロケット３が反時計方向（回転方向Ａ）に回転されている状態を示している。
太矢印は、上記の状態における各部材の回転方向を示している。
大スプロケット３が反時計方向（回転方向Ａ）に回転されると、一方向クラッチエレメントＢ２０は空転するが、一方向クラッチエレメントＡ１０は動力を伝達し、よって外輪部材１６に連結されたギアシェル１０６が反時計方向（回転方向Ａ）に回転され、続いて該回転力が大スプロケット３から後輪ハブの小スプロケット４に伝達されて、而して自転車は前進走行する。
すなわち、本発明の自転車は、足漕ぎペダルを周知の自転車と同じ方向に回転させることにより前進走行することができる。
次に、図示はしないが、大スプロケット３が時計方向（回転方向Ｂ）に回転されると、一方向クラッチエレメントＡ１０は空転するが、一方向クラッチエレメントＢ２０は動力を伝達し、よって外輪部材２６とサン歯車６２が時計方向（回転方向Ｂ）に回転し、続いて遊星歯車６４が反時計方向に回転し、続いてリング歯車６１を備えたギアシェル１０６が反時計方向（回転方向Ａ）に回転し、続いて該回転力が大スプロケット３から後輪ハブの小スプロケット４に伝達されて、而して自転車は前進走行する。
すなわち、本発明の自転車は、足漕ぎペダルを周知の自転車と反対方向に回転させても前進走行することができる。
次に、図示はしないが、ギアシェル１０６が外力により反時計方向（回転方向Ａ）に回転されると、一方向クラッチエレメントＡ１０および一方向クラッチエレメントＢ２０は共に空転するので、回転動力入力軸１１に動力は伝達されない。
すなわち、本発明の自転車が下り坂などを惰性により前進走行している場合においては、周知の自転車と同様に足漕ぎペダルが後輪により駆動されることは無い。
前述したが、駐輪場などにおいて本発明の自転車を押して後進させる場合において、ギアシェル１０６は外力により時計方向（回転方向Ｂ）へ回転されるが、本発明の第３の好適実施例の動力正逆転変換装置においては、ギアシェル１０６および外輪部材８１が外力により時計方向（回転方向Ｂ）へ回転されても、内輪部材８３と遊星キャリア８３は時計方向（回転方向Ｂ）へ自由回転するので、よって一方向クラッチエレメントＢ２０の内輪部材２２に反時計方向（回転方向Ａ）への回転力が付与されることが無くなり、而して後輪がギャロック状態となることは防止されてギアシェル１０６および外輪部材８１は回転方向Ｂへ回転し続けることが可能となる。
すなわち、駐輪場などにおいて本発明の自転車を押して後進させる場合において、後輪がギャロック状態となって後進が阻害される不便が解消されるものである。
【００１９】
以上に本発明の装置の好適実施例について説明したが、本発明の装置は該好適実施例の他にも特許請求の範囲に従って種々実施例を考えることができる。
なお、上述のクラッチ爪や遊星歯車などの数量について、本発明の実施例の説明においては、説明を分りやすくするために最低の数量を記載したが、実際の装置においては必要に応じて任意の数量を用いることができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明の動力正逆転変換装置は、周知の人力乗り物、例えば足で漕いで前進する２輪自転車をはじめ３輪自転車や４輪自転車、あるいは主として身体障害者向けの手で漕いで前進する２輪自転車や３輪自転車や４輪自転車、あるいはその他の足や手で漕いで前進する遊戯用などの人力車両、あるいは足や手で漕いで前進する水上乗り物、あるいは足や手で漕ぐことにより筋力強化を行うためのフィットネスバイクなどのトレーニング器械などに装着される動力正逆転変換装置として主として使用されるものである。
本発明の動力正逆転変換装置は、足や手などを使用してクランクハンドルを回転あるいは揺動させることにより発生する動力を連続して回転する動力に変換し、しかも動力を非常に効率良く回転する動力に変換することが可能であるので、産業界において好都合に用いることができる。
本発明のロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメントは、動力正逆転変換装置あるいはそれを備えた人力移動装置を発明する過程のなかで、該動力正逆転変換装置あるいはそれを備えた人力移動装置の構成に欠かせない装置として発明されたものである。
該ロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメントは、
「ロック解除部材が任意の回転方向である回転方向Ａへ回転すれば、駆動部材の回転方向Ｂへの回転は阻止され（ロックされ）、ロック解除部材が回転方向Ａと逆方向の回転方向である回転方向Ｂへ回転すれば、該駆動部材の回転方向Ｂへの回転は自由となる（ロックが解除される）」
という機能を備えており、このような機能を備えた一方向クラッチエレメントは、種々の分野の産業機械の要素部品として産業界において好都合に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に従って構成された動力正逆転変換装置を備えた自転車を示す正面図。
【図２】本発明に従って構成された動力正逆転変換装置の第１の好適実施例を示す断面図であって、図１に示す自転車におけるＡ−Ａの断面図。
【図３】図２に示す装置におけるＡ１−Ａ１の断面図。
【図４】図２に示す装置におけるＢ１−Ｂ１の断面図。
【図５】図２に示す装置におけるＣ１−Ｃ１の断面図。
【図６】本発明に従って構成された動力正逆転変換装置の第２の好適実施例を示す断面図であって、図１に示す装置におけるＢ−Ｂの断面図。
【図７】図６に示す装置におけるＡ２−Ａ２の断面図。
【図８】図６に示す装置におけるＢ２−Ｂ２の断面図。
【図９】図６に示す装置におけるＣ２−Ｃ２の断面図。
【図１０】図９に示す、ロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメントにおいて、ロック作動・ロック解除機構の第１の好適実施例を示す拡大断面図。
【図１１】図１０に示すロック作動・ロック解除機構において、ロック作動状態を示す拡大断面図。
【図１２】図１０に示すロック作動・ロック解除機構において、ロック解除状態を示す拡大断面図。
【図１３】図９に示す、ロック解除機能を備えた一方向クラッチエレメントにおいて、ロック作動・ロック解除機構の第２の好適実施例を示す拡大断面図。
【図１４】図１３に示すロック作動・ロック解除機構におけるＤ−Ｄの側面図。
【図１５】図１３及び図１４に示すロック作動・ロック解除機構において、ロック作動状態を示す拡大断面図。
【図１６】図１３及び図１４に示すロック作動・ロック解除機構において、ロック解除状態を示す拡大断面図。
【図１７】本発明に従って構成された動力正逆転変換装置の第３の好適実施例を示す断面図であって、図１に示す装置におけるＣ−Ｃの断面図。
【図１８】図１７に示す装置におけるＡ３−Ａ３の断面図。
【図１９】図１７に示す装置におけるＢ３−Ｂ３の断面図。
【図２０】図１７に示す装置におけるＣ３−Ｃ３の断面図。
【図１】
2009186001.tif 000003
【図２】
2009186001.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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