JP5408481B2 - Human drive mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、人力を動力源として、例えば、足漕ぎ自転車、車椅子、人力飛行機、足漕ぎボート、自転車型運動トレーニング機器、人力発電機、リハビリ機器などに用いられる人力駆動機構に関するものである。 The present invention relates to a human-powered drive mechanism that uses human power as a power source, and is used for, for example, a foot-bicycle, a wheelchair, a human-powered airplane, a rowing boat, a bicycle-type exercise training device, a human power generator, a rehabilitation device, and the like.
従来、この種の人力駆動機構として、180度の位相差をもって突設された一対の駆動アームと、一対の駆動アームの先端部にそれぞれ枢軸により回転自在に設けられた一対の人力受体とを備えてなり、この一対の人力受体を交互に踏むことにより自転車などにおいては動力の取り出し用並びにリハビリテーション機器などにおいては負荷用となる出力軸を回転させる構造のものが知られている。 Conventionally, as this type of human-powered drive mechanism, a pair of drive arms protruding with a phase difference of 180 degrees and a pair of human power receivers rotatably provided on the distal ends of the pair of drive arms by respective pivots are provided. A structure is known in which a pair of human power receivers are alternately stepped on to rotate an output shaft for taking out power in a bicycle or the like and for a load in a rehabilitation device or the like.
しかしながらこれら従来構造の場合、各種用途に応じては、融通性や利便性において満足することができないことがあるという不都合を有している。 However, these conventional structures have the disadvantage that they may not be satisfactory in terms of flexibility and convenience depending on various applications.
本発明はこのような不都合を解決することを目的とするもので、本発明のうちで、請求項1記載の発明は、フレームに回転自在に軸架された支持軸と、該支持軸に中程部を固定支持された揺動アームと、該揺動アームの両端部に回転自在に軸架された左右一対の中間軸と、該一方の中間軸と該支持軸との間及び他方の中間軸と該支持軸との間にそれぞれ設けられ、回転比が1:2に設定された一対の遊星運動要素と、各中間軸に180度の位相差をもって突設された一対の駆動アームと、該一対の駆動アームの先端部にそれぞれ枢軸により回転自在に設けられた一対の人力受体と、一対の人力受体を互いに連結する連結要素と、該連結要素の行戻動作により出力軸を回転駆動する取出機構とを備えてなり、上記遊星運動要素は、上記支持軸の軸線と同軸上にしてフレームに固定状態に設けられた太陽車体、上記中間軸に固定された遊星車体及び太陽車体と遊星車体との間に掛回された無端連結要素からなることを特徴とする人力駆動機構にある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to solve such inconveniences. Among the present inventions, the invention according to
又、請求項2記載の発明は、フレームに回転自在に軸架された支持軸と、該支持軸の両端部に固定支持された一対の揺動アームと、該一対の揺動アームの外方端部にそれぞれ回転自在に軸架された左右一対の中間軸と、該一方の中間軸と該支持軸との間及び他方の中間軸と該支持軸との間にそれぞれ設けられ、回転比が1:2に設定された一対の遊星運動要素と、該各中間軸に180度の位相差をもって突設された一対の駆動アームと、該一対の駆動アームの先端部にそれぞれ枢軸により回転自在に設けられた一対の人力受体と、一対の人力受体を互いに連結する連結要素と、該連結要素の行戻動作により出力軸を回転駆動する取出機構とを備えてなり、上記遊星運動要素は、上記支持軸の軸線と同軸上にしてフレームに固定状態に設けられた太陽車体、上記中間軸に固定された遊星車体及び太陽車体と遊星車体との間に掛回された無端連結要素からなることを特徴とする人力駆動機構にある。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a support shaft rotatably mounted on a frame, a pair of swing arms fixedly supported at both ends of the support shaft, and an outer side of the pair of swing arms. A pair of left and right intermediate shafts rotatably mounted on the end portions, between the one intermediate shaft and the support shaft, and between the other intermediate shaft and the support shaft, respectively, with a rotation ratio of A pair of planetary motion elements set to 1: 2, a pair of drive arms projecting from each of the intermediate shafts with a phase difference of 180 degrees, and a tip of each of the pair of drive arms are rotatable by pivots, respectively. a pair of manpower receptacle provided a connecting element for connecting together a pair of manpower receptacle, Ri Na and a takeout mechanism for rotating the output shaft by a row return operation of the coupling elements, the planetary movement elements Is fixed to the frame coaxially with the axis of the support shaft. Solar body, in human-driven mechanism, characterized in that it consists of endless coupling elements wound around between the fixed planetary body and the sun body and the planetary body to the intermediate shaft.
又、請求項3記載の発明は、上記取出機構として、上記支持軸の軸線と平行な軸線をもつ平行横軸及び該平行横軸の軸線に対して垂直な軸線をもつ垂直縦軸を設け、該平行横軸の両端部にそれぞれ上記連結要素を一方の人力受体側から他方の人力受体側へと迂回案内する迂回車体を設けると共に該垂直縦軸に該連結要素を一方の迂回車体側から他方の迂回車体側へと折返案内する折返車体を設け、該各迂回車体は、該平行横軸と一体な内輪体、該連結要素を迂回案内する外輪体及び該内輪体と該外輪体との間に設けられた一方向クラッチ機構からなり、該平行横軸と上記出力軸との間に回転伝達機構を設けてなることを特徴とするものであり、又、請求項4記載の発明は、上記平行横軸に該平行横軸と上記出力軸との間の動力伝達を解除可能なクラッチ機構を設けてなることを特徴とするものである。
The invention according to
又、請求項5記載の発明は、上記取出機構として、上記支持軸の軸線と直交する軸線をもつ直交横軸及び該直交横軸に対して直交する直交軸を設け、該直交横軸に上記連結要素を一方の人力受体側から他方の人力受体側へと折返案内する主折返車体を設け、該主折返車体に副折返車部を設けると共に該直交横軸に副折返車体を設け、該直交軸の両端部に互いに並列状の該副折返車部から副折返車体及び副折返車体から該副折返車部へと無端連結要素を折返案内する一対の変向車体を設け、該主折返車体及び副折返車体は、該直交横軸と一体な内輪体、該無端連結要素を迂回案内する外輪体及び該内輪体と該外輪体との間に設けられた一方向クラッチ機構からなり、該直交横軸と上記出力軸との間に回転伝達機構を設けてなることを特徴とするものであり、又、請求項6記載の発明は、上記直交横軸に該直交横軸と上記出力軸との間の動力伝達を解除可能なクラッチ機構を設けてなることを特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, as the take-out mechanism, an orthogonal horizontal axis having an axis orthogonal to the axis of the support shaft and an orthogonal axis orthogonal to the orthogonal horizontal axis are provided, and the orthogonal horizontal axis Providing a main folded vehicle body for folding and guiding the coupling element from one human power receiver side to the other human power receiver side, providing a secondary folded vehicle portion on the main folded vehicle body and providing a secondary folded vehicle body on the orthogonal horizontal axis; A pair of turning bodies for folding and guiding the endless connecting element from the auxiliary folding vehicle portion to the secondary folding vehicle portion and from the secondary folding vehicle body to the secondary folding vehicle portion are provided at both ends of the orthogonal shaft. The vehicle body and the auxiliary folded vehicle body are composed of an inner ring body integrated with the orthogonal horizontal axis, an outer ring body that bypasses and guides the endless coupling element, and a one-way clutch mechanism provided between the inner ring body and the outer ring body, A rotation transmission mechanism is provided between the orthogonal horizontal axis and the output shaft. And than, The invention of
本発明は上述の如く、請求項1記載の発明にあっては、一対の人力受体の交互の人力による入力動作により連結要素を介して一対の駆動アーム、一対の中間軸、一対の遊星運動要素により揺動アームは交互に正逆方向に揺動し、人力受体の交互の入力動作により連結要素は行戻動作し、連結要素の行戻動作により取出機構を介して出力軸は回転することになり、この出力軸の回転を自転車などにおいては走行動力源として用いたり、リハビリテーション機器などにおいては回転負荷源として用いることができ、かつ、回転比が1:2に設定された一対の遊星運動要素の存在により人力による入力動作を直線往復運動をもって行うことができ、従来の足漕ぎ動作のような回転運動ではなく、直線的な押す動作又は引く動作からなる人力による入力動作となり、それだけ、無駄のない入力動作により出力軸を回転させることができ、良好な人力による入力動作を行うことができ、用途を拡大することができ、上記遊星運動要素は、上記支持軸の軸線と同軸上にしてフレームに固定状態に設けられた太陽車体、上記中間軸に固定された遊星車体及び太陽車体と遊星車体との間に掛回された無端連結要素からなるので、容易に製作することができる。 As described above, according to the present invention, a pair of driving arms, a pair of intermediate shafts, and a pair of planetary motions are connected via a connecting element by an input operation by alternating human power of a pair of human power receivers. The oscillating arm alternately oscillates in the forward and reverse directions depending on the element, the connecting element moves back by the alternating input operation of the human power receiver, and the output shaft rotates through the take-out mechanism by the returning operation of the connecting element. Thus, the rotation of the output shaft can be used as a driving power source in a bicycle or the like, or a rotational load source in a rehabilitation device or the like, and a pair of planets having a rotation ratio set to 1: 2. Due to the presence of the movement element, the input operation by human power can be performed by linear reciprocating movement, and it is not a rotational movement like the conventional leg rowing movement, but is input by human power consisting of a linear pushing movement or pulling movement. An operational, it just makes it possible to rotate the output shaft by lean input operation, it is possible to perform input operation by the good manpower, it is possible to expand the applications, the planetary motion element of the support shaft It is easy to manufacture because it consists of a solar vehicle body that is coaxial with the axis and fixed to the frame, a planetary vehicle that is fixed to the intermediate shaft, and an endless connecting element that is looped between the solar vehicle and the planetary vehicle. can do.
又、請求項2記載の発明は、一対の人力受体の交互の人力踏圧による入力動作により連結要素を介して一対の駆動アーム、一対の中間軸、一対の遊星運動要素により一対の揺動アームは交互に正逆方向に揺動し、人力受体の交互の入力動作により連結要素は行戻動作し、連結要素の行戻動作により取出機構を介して出力軸は回転することになり、この出力軸の回転を自転車などにおいては走行動力源として用いたり、リハビリテーション機器などにおいては回転負荷源として用いることができ、かつ、回転比が1:2に設定された一対の遊星運動要素の存在により人力による入力動作、この場合、足漕ぎ動作を直線往復運動をもって行うことができ、従来の足漕ぎ動作のような回転運動ではなく、直線的な押す動作又は引く動作からなる人力による入力動作となり、それだけ、無駄のない入力動作により出力軸を回転させることができ、良好な人力による入力動作を行うことができ、用途を拡大することができ、上記遊星運動要素は、上記支持軸の軸線と同軸上にしてフレームに固定状態に設けられた太陽車体、上記中間軸に固定された遊星車体及び太陽車体と遊星車体との間に掛回された無端連結要素からなるので、容易に製作することができる。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a pair of oscillating arms including a pair of driving arms, a pair of intermediate shafts, and a pair of planetary motion elements via a connecting element by an input operation by alternating manual pressure of a pair of human power receivers. Oscillates alternately in the forward and reverse directions, the connecting element performs a return operation by the alternating input operation of the human power receiver, and the output shaft rotates through the take-out mechanism by the return operation of the connecting element. The rotation of the output shaft can be used as a driving power source in a bicycle or the like, and can be used as a rotational load source in a rehabilitation device, etc., and the presence of a pair of planetary motion elements whose rotation ratio is set to 1: 2. Human-powered input operation, in this case, the leg rowing operation can be performed with a linear reciprocating motion, and a human force consisting of a linear pushing motion or pulling motion instead of a rotational motion like a conventional foot row motion Input operation and becomes due, it just makes it possible to rotate the output shaft by lean input operation, it is possible to perform input operation by the good manpower, it is possible to expand the applications, the planetary motion element, said support It consists of a solar vehicle body that is fixed to the frame coaxially with the axis of the shaft, a planetary vehicle body that is fixed to the intermediate shaft, and an endless connecting element that is looped between the solar vehicle body and the planetary vehicle body. Can be produced.
又、請求項3記載の発明にあっては、上記取出機構として、上記支持軸の軸線と平行な軸線をもつ平行横軸及び該平行横軸の軸線に対して垂直な軸線をもつ垂直縦軸を設け、該平行横軸の両端部にそれぞれ上記連結要素を一方の人力受体側から他方の人力受体側へと迂回案内する迂回車体を設けると共に該垂直縦軸に該連結要素を一方の迂回車体側から他方の迂回車体側へと折返案内する折返車体を設け、該各迂回車体は、該平行横軸と一体な内輪体、該連結要素を迂回案内する外輪体及び該内輪体と該外輪体との間に設けられた一方向クラッチ機構からなり、該平行横軸と上記出力軸との間に回転伝達機構を設けてなるから、一対の人力受体の一方の人力受体を人力により入力動作すると、迂回車体及び折返車体に案内された連結要素を介して他方の人力受体は移動すると共に駆動アーム、一対の中間軸、一対の遊星運動要素を介して揺動アームは揺動し、他方の人力受体を人力により入力動作すると、迂回車体及び折返車体に案内された連結要素を介して一方の人力受体は移動すると共に駆動アーム、一対の中間軸、一対の遊星運動要素を介して揺動アームは反対向きに揺動し、この人力受体の交互の入力動作により連結要素は行戻動作し、連結要素の行戻動作により一対の迂回車体には反対向きの回転が与えられることになり、各迂回車体は外輪体及び内輪体と外輪体との間に設けられたラチェット式の一方向クラッチ機構からなるので、迂回車体のうち、いずれか一方の迂回車体は平行横軸を回転させているとき、いずれか他方の迂回車体は空転することになり、平行横軸は連続して一方向に回転し、取出機構を簡素化することができると共に出力軸を連続的に一方向に回転させることができ、又、請求項4記載の発明にあっては、上記平行横軸に該平行横軸と上記出力軸との間の動力伝達を解除可能なクラッチ機構を設けてなるから、平行横軸と出力軸との間の動力伝達を接続又は切断することができ、出力軸側からの逆過負荷などに対処することができ、それだけ、使用の融通性を高めることができる。
According to a third aspect of the present invention, the take-out mechanism includes a parallel horizontal axis having an axis parallel to the axis of the support shaft and a vertical vertical axis having an axis perpendicular to the axis of the parallel horizontal axis. A detour vehicle body for detouring the connecting element from one human power receiver side to the other human power receiver side at both ends of the parallel horizontal axis, and the connecting element on the vertical vertical axis There is provided a folded vehicle body that is folded and guided from the detour vehicle body side to the other detour vehicle body side, and each detour vehicle body includes an inner ring body that is integral with the parallel horizontal shaft, an outer ring body that detours and guides the connecting element, and the inner ring body and the It consists of a one-way clutch mechanism provided between the outer ring body and a rotation transmission mechanism provided between the parallel horizontal axis and the output shaft. When the input operation is performed, the connection element guided to the detour vehicle body and the folded vehicle body is When the other human power receiver moves, the swing arm swings via the drive arm, the pair of intermediate shafts, and the pair of planetary motion elements, and when the other human power receiver is input by human power, One human power receiver moves through the connecting element guided by the vehicle body, and the swing arm swings in the opposite direction through the drive arm, the pair of intermediate shafts, and the pair of planetary motion elements. The alternate input operation causes the connecting element to perform a return operation, and the return operation of the connection element causes a pair of bypass vehicle bodies to rotate in opposite directions, and each bypass vehicle body includes an outer ring body, an inner ring body, and an outer ring body. Because of the ratchet type one-way clutch mechanism provided between the two and the other detoured bodies, the other detoured body is idle when the parallel horizontal axis is rotating. The parallel horizontal axis Continuously rotates in one direction, takeout mechanism can rotate the output shaft to one direction continuously it is possible to simplify, and, in the invention of
又、上記請求項5記載の発明にあっては、上記取出機構として、上記支持軸の軸線と直交する軸線をもつ直交横軸及び該直交横軸に対して直交する直交軸を設け、該直交横軸に上記連結要素を一方の人力受体側から他方の人力受体側へと折返案内する主折返車体を設け、該主折返車体に副折返車部を設けると共に該直交横軸に副折返車体を設け、該直交軸の両端部に互いに並列状の該副折返車部から副折返車体及び副折返車体から該副折返車部へと無端連結要素を折返案内する一対の変向車体を設け、該主折返車体及び副折返車体は、該直交横軸と一体な内輪体、該無端連結要素を迂回案内する外輪体及び該内輪体と該外輪体との間に設けられた一方向クラッチ機構からなり、該直交横軸と上記出力軸との間に回転伝達機構を設けてなるから、一対の人力受体の一方の人力受体を人力により入力動作すると、主折返車体に案内された連結要素を介して他方の人力受体は移動すると共に駆動アーム、一対の中間軸、一対の遊星運動要素を介して揺動アームは揺動し、他方の人力受体を人力により入力動作すると、主折返車体に案内された連結要素を介して一方の人力受体は移動すると共に駆動アーム、一対の中間軸、一対の遊星運動要素を介して揺動アームは反対向きに揺動し、この人力受体の交互の入力動作により連結要素は行戻動作し、連結要素の行戻動作により主折返車体には交互に正逆の回転が与えられることになると共に副折返車部及び副折返車体に変向車体により折返案内された無端連結要素の行戻動作により直交横軸に交互に正逆の回転が与えられ、主折返車体及び副折返車体は、直交横軸と一体な内輪体、無端連結要素を迂回案内する外輪体及び内輪体と外輪体との間にそれぞれ設けられた一方向クラッチ機構からなるので、主折返車体及び副折返車体のうち、いずれか一方が直交横軸を回転させているとき、いずれか一方は空転することになり、直交横軸は連続して一方向に回転し、回転伝達機構を介して出力軸は一方向に連続回転することになり、取出機構を簡素化することができると共に出力軸を連続的に一方向に回転させることができ、又、請求項6記載の発明にあっては、上記直交横軸に直交横軸と上記出力軸との間の動力伝達を解除可能なクラッチ機構を設けてなるから、直交横軸と出力軸との間の動力伝達を接続又は切断することができ、出力軸側からの逆過負荷に対処することができ、使用の融通性を高めることができる。
In the invention described in
図1乃至図16は本発明の実施の形態例を示し、図1乃至図9は第一形態例、図10は第二形態例、図11乃至図16は第三形態例である。 1 to 16 show an embodiment of the present invention, FIGS. 1 to 9 show a first embodiment, FIG. 10 shows a second embodiment, and FIGS. 11 to 16 show a third embodiment.
図1乃至図9の第一形態例において、1は支持軸であって、この場合、図1、図3、図9の如く、支持軸1はフレーム2に軸受3により回転自在に軸架され、支持軸1に揺動アーム4の中程部を固定支持し、フレーム2に揺動アーム4の揺動範囲を規制するゴム製のストッパー部N・Nを設け、この揺動アーム4の両端部に左右一対の中間軸5・5を回転自在に軸架し、一方の中間軸5と支持軸1との間及び他方の中間軸5と支持軸1との間にそれぞれ回転比が1:2に設定された一対の遊星運動要素6・6を設け、各中間軸5・5に180度の位相差をもって一対の駆動アーム7・7固定突設し、この一対の駆動アーム7・7の先端部にそれぞれ枢軸8・8により一対の人力受体9・9を回転自在に設け、この場合、支持軸1の軸線O及び各枢軸8・8の軸線P・Pは同一軸線となるように設定され、一対の人力受体9・9を互いに連結する連結要素10を設け、この連結要素10の行戻動作により出力軸11を回転駆動する取出機構12を設けて構成している。
1 to 9,
この場合、上記連結要素10はロープが用いられているが、その他、チェーンやベルトなどの屈曲性を有する部材が用いられるものであり、又、上記遊星運動要素6・6は、この場合、それぞれ上記支持軸1の軸線Oと同軸上にしてフレーム2側の軸受3に固定状態に設けられた固定の太陽車体6a・6a、上記中間軸5・5に固定された自転しつつ公転する遊星車体6b・6b及び太陽車体6a・6aと遊星車体6b・6bとの間に掛回された無端連結要素6c・6cからなり、太陽車体6aの有効直径と遊星車体6bの有効直径とは2:1に設定され、これにより回転比は1:2に設定され、この無端連結要素6c・6cはロープが用いられているが、同じく、チェーンやベルトなどの屈曲性を有する部材が用いられるものであり、さらには、このような遊星巻掛機構に限らず、歯数が2:1の関係になることにより回転比が1:2となる互いに歯合する一対の歯車列からなる遊星歯車機構を採用することもできる。
In this case, the connecting
この場合、上記取出機構12として、上記フレーム1に上記支持軸1の軸線Oと平行な軸線Qをもつ平行横軸13及び平行横軸13の軸線Qに対して垂直な軸線Rをもつ垂直縦軸14を設け、平行横軸13の両端部にそれぞれ上記連結要素10を一方の人力受体9側から他方の人力受体9側へと迂回案内する迂回車体15・15を設けると共に垂直縦軸14に連結要素10を一方の迂回車体15側から他方の迂回車体15側へと折返案内する折返車体16を設け、図7の如く、各迂回車体15・15は、平行横軸13と一体な内輪体15a、連結要素10を迂回案内する外輪体15b及び内輪体15aと外輪体15bとの間に設けられたラチェット溝T1、ラチェット爪T2及びバネT3からなるラチェット式の一方向クラッチ機構15cからなり、平行横軸13と上記出力軸11との間にプーリーM・M及びロープDからなる回転伝達機構17を設けて構成している。この回転伝達機構17は他の巻掛伝達機構や歯車機構など適宜選択して設計される。
In this case, as the take-out
又、この場合、図7の如く、上記平行横軸13に平行横軸13と上記出力軸11との間の動力伝達を解除可能なクラッチ機構18が設けられ、即ち、平行横軸13に上記平行横軸13側の一方のプーリーMを遊転自在に設け、この遊転可能なプーリーMを弾圧バネ18aのバネ圧により圧接部材18bで摩擦部材18cに圧接し、この圧接により平行横軸13から出力軸11への動力伝達を行うと共に牽引チェーン18dの引動により圧接部材18bを解除片18eによりプーリーMから離反させることにより平行横軸13側と出力軸11側との間の動力伝達を解除するように構成している。
In this case, as shown in FIG. 7, the parallel
この実施の第一形態例は上記構成であるから、図1、図2、図9の如く、一対の人力受体9・9の一方の人力受体9を踏圧押下すると、迂回車体15・15及び折返車体16に案内された連結要素10を介して他方の人力受体9は上昇すると共に駆動アーム7・7、一対の中間軸5・5、一対の遊星運動要素6・6を介して揺動アーム4は揺動し、揺動アーム4が一方のストッパー部Nに当接したのち、他方の人力受体9を踏圧押下すると、迂回車体15・15及び折返車体16に案内された連結要素10を介して一方の人力受体9は上昇すると共に駆動アーム7・7、一対の中間軸5・5、一対の遊星運動要素6・6を介して揺動アーム4は反対向きに揺動し、この人力受体9・9の交互の踏圧動作により連結要素10は行戻動作し、連結要素10の行戻動作により一対の迂回車体15・15には反対向きの回転が与えられることになり、各迂回車体15・15は外輪体15b及び内輪体15aと外輪体15bとの間に設けられたラチェット式の一方向クラッチ機構15cからなるので、迂回車体15・15のうち、いずれか一方の迂回車体15は平行横軸13を回転させているとき、いずれか他方の迂回車体15は空転することになり、平行横軸13は連続して一方向に回転し、回転伝達機構17を介して出力軸11は一方向に連続回転することになり、しかして、人力受体9・9の交互の踏圧による往復運動により出力軸11は回転することになり、上記遊星運動要素6・6における回転比は1:2に設定されているから、図9の如く、上記枢軸8・8の軸線P・Pの軌跡は直線F上を移動することになり、一対の人力受体9・9を直線往復運動させることができ、かつ、この場合、支持軸1の軸線O及び各枢軸8の軸線P・Pは同一軸線となるように設定されているから、軸線P・Pの軌跡は支持軸1の軸線Oを通る直線F上を直線往復運動することになり、一対の人力受体9・9を支持軸1の軸線Oを通る軌跡からなる直線F上で直線往復運動させることができ、入力動作を良好に行うことができる。
Since the first embodiment of the present embodiment has the above-described configuration, as shown in FIGS. 1, 2, and 9, depressing one of the
したがって、一対の人力受体9・9の交互の人力踏圧による入力動作により連結要素10を介して駆動アーム7・7、一対の中間軸5・5、一対の遊星運動要素6・6により揺動アーム4は交互に正逆方向に揺動し、人力受体9・9の交互の入力動作により連結要素10は行戻動作し、連結要素10の行戻動作により取出機構12を介して出力軸11は回転することになり、この出力軸11の回転を、例えば、自転車などにおいては走行動力源として用いたり、リハビリテーション機器などにおいては回転負荷源として用いることができ、かつ、回転比が1:2に設定された一対の遊星運動要素の存在により人力による入力動作、この場合、足漕ぎ動作を直線往復運動をもって行うことができ、従来の足漕ぎ動作のような回転運動ではなく、直線的な押す動作又は引く動作からなる人力による入力動作となり、それだけ、無駄のない入力動作によりむらなく安定して出力軸11を回転させることができ、良好な人力による入力動作を行うことができ、用途を拡大することができる。
Therefore, the pair of
この場合、上記遊星運動要素6・6は、上記支持軸1の軸線Oと同軸上にしてフレーム2に固定状態に設けられた太陽車体6a、上記中間軸5に設けられた遊星車体6b及び太陽車体6aと遊星車体6bとの間に掛回された無端連結要素6cからなるので、容易に製作することができ、又、この場合、上記取出機構12として、上記支持軸1の軸線Oと平行な軸線Qをもつ平行横軸13及び平行横軸13の軸線Qに対して垂直な軸線Rをもつ垂直縦軸14を設け、平行横軸13の両端部にそれぞれ上記連結要素10を一方の人力受体9側から他方の人力受体9側へと迂回案内する迂回車体15を設けると共に垂直縦軸14に連結要素10を一方の迂回車体15側から他方の迂回車体15側へと折返案内する折返車体16を設け、各迂回車体15・15は、平行横軸13と一体な内輪体15a、連結要素10を迂回案内する外輪体15b及び内輪体15aと外輪体15bとの間に設けられた一方向クラッチ機構15cからなり、平行横軸13と上記出力軸11との間に回転伝達機構17を設けてなるから、取出機構12を簡素化することができると共に出力軸11を連続的に一方向に回転させることができる。
In this case, the
又、この場合、上記平行横軸13にクラッチ機構18を設けてなるから、平行横軸13と出力軸11との間の動力伝達を接続又は切断することができ、出力軸11側からの逆過負荷などに対処することができ、それだけ、使用の融通性を高めることができる。
Further, in this case, since the parallel
図10の第二形態例は別例構造を示し、この場合、支持軸1はフレーム2に軸受3により回転自在に軸架され、支持軸1の両端部に一対の揺動アーム4・4を揺動自在に固定支持し、この揺動アーム4・4の外方端部にそれぞれ左右一対の中間軸5・5を回転自在に軸架し、一方の中間軸5と支持軸1との間及び他方の中間軸5と支持軸1との間にそれぞれ回転比が1:2に設定された一対の遊星運動要素6・6を設け、各中間軸5・5に180度の位相差をもって一対の駆動アーム7・7固定突設し、この一対の駆動アーム7・7の先端部にそれぞれ枢軸8・8により一対の人力受体9・9を回転自在に設け、この場合、支持軸1の軸線O及び各枢軸8・8の軸線P・Pは同一軸線となるように設定され、一対の人力受体9・9を互いに連結する連結要素10を設け、この連結要素10の行戻動作により出力軸11を回転駆動する上記第一形態例と同様な取出機構12を設けて構成している。
The second embodiment shown in FIG. 10 shows another example structure. In this case, the
この第二形態例にあっては、一対の人力受体9・9の交互の人力踏圧による入力動作により連結要素10を介して一対の駆動アーム7・7、一対の中間軸5・5、一対の遊星運動要素6・6により一対の揺動アーム4・4は交互に正逆方向に揺動し、人力受体9・9の交互の入力動作により連結要素10は行戻動作し、連結要素10の行戻動作により取出機構12を介して出力軸11は回転することになり、この出力軸11の回転を自転車などにおいては走行動力源として用いたり、リハビリテーション機器などにおいては回転負荷源として用いることができ、かつ、回転比が1:2に設定された一対の遊星運動要素の存在により人力による入力動作、この場合、足漕ぎ動作を直線往復運動をもって行うことができ、従来の足漕ぎ動作のような回転運動ではなく、直線的な押す動作又は引く動作からなる人力による入力動作となり、それだけ、無駄のない入力動作により出力軸11を回転させることができ、良好な人力による入力動作を行うことができ、用途を拡大することができる。
In this second embodiment, a pair of
図11乃至図16の実施の第三形態例は、上記取出機構12の別例構造を示し、この場合、上記取出機構12として、フレーム2に上記支持軸1の軸線Oと直交する軸線Sをもつ直交横軸19及び直交横軸19に対して直交する直交軸20を設け、直交横軸19に上記連結要素10を一方の人力受体9側から他方の人力受体9側へと折返案内する主折返車体21を設け、主折返車体21に副折返車部Kを設けると共に直交横軸19に副折返車体22を設け、直交軸20の両端部に互いに並列状の副折返車部Kから副折返車体22及び副折返車体22から副折返車部Kへと無端連結要素23を折返案内する一対の変向車体24・24を設け、主折返車体21は、直交横軸19と一体な内輪体21a、無端連結要素23を迂回案内する外輪体21b及び内輪体21aと外輪体21bとの間に設けられたラチェット溝T1、ラチェット爪T2及びバネT3からなる一方向クラッチ機構21cからなり、副折返車体22は直交横軸19と一体な内輪体22a、無端連結要素23を迂回案内する外輪体22b及び内輪体22aと外輪体22bとの間に設けられた一方向クラッチ機構22cからなり、直交横軸19と上記出力軸11との間にプーリーM・M及びロープDからなる回転伝達機構17を設けて構成している。
The third embodiment shown in FIGS. 11 to 16 shows another structure of the take-out
この場合、上記無端連結要素23はロープが用いられているが、その他、チェーンやベルトなどの屈曲性を有する部材が用いられるものである。
In this case, the endless connecting
又、この場合、図16の如く、上記直交横軸19に直交横軸19と上記出力軸11との間の動力伝達を解除可能なクラッチ機構18が設けられ、即ち、直交横軸19に上記直交横軸19側の一方のプーリーMを遊転自在に設け、この遊転可能なプーリーMを弾圧バネ18aのバネ圧により圧接部材18bで摩擦部材18cに圧接し、この圧接により直交横軸19から出力軸11への動力伝達を行うと共に牽引チェーン18dの引動により圧接部材18bを解除片18eによりプーリーMから離反させることにより直交横軸19側と出力軸11側との間の動力伝達を解除するように構成している。
In this case, as shown in FIG. 16, the orthogonal
この第三形態例にあっては、上記第一形態例と同様に、一対の人力受体9・9の交互の人力踏圧による入力動作により連結要素10を介して一対の駆動アーム7・7、一対の中間軸5・5、一対の遊星運動要素6・6により揺動アーム4は交互に正逆方向に揺動し、人力受体9・9の交互の入力動作により連結要素10は行戻動作し、連結要素10の行戻動作により取出機構12を介して出力軸11は回転することになり、この出力軸11の回転を、例えば、自転車などにおいては走行動力源として用いたり、リハビリテーション機器などにおいては回転負荷源として用いることができ、かつ、回転比が1:2に設定された一対の遊星運動要素の存在により人力による入力動作、この場合、足漕ぎ動作を直線往復運動をもって行うことができ、従来の足漕ぎ動作のような回転運動ではなく、直線的な押す動作又は引く動作からなる人力による入力動作となり、それだけ、無駄のない入力動作によりむらなく安定して出力軸11を回転させることができ、良好な人力による入力動作を行うことができ、用途を拡大することができる。
In the third embodiment, as in the first embodiment, a pair of
この場合、上記取出機構12として、上記支持軸1の軸線Oと直交する軸線Sをもつ直交横軸19及び直交横軸19に対して直交する直交軸20を設け、直交横軸19に上記連結要素10を一方の人力受体9側から他方の人力受体9側へと折返案内する主折返車体21を設け、主折返車体21に副折返車部Kを設けると共に直交横軸19に副折返車体22を設け、直交軸20の両端部に互いに並列状の副折返車部Kから副折返車体22及び副折返車体22から副折返車部Kへと無端連結要素23を折返案内する一対の変向車体24・24を設け、主折返車体21は、直交横軸19と一体な内輪体21a、無端連結要素23を迂回案内する外輪体21b及び内輪体21aと外輪体21bとの間に設けられた一方向クラッチ機構21cからなり、副折返車体22は直交横軸19と一体な内輪体22a、無端連結要素23を迂回案内する外輪体22b及び内輪体22aと外輪体22bとの間に設けられた一方向クラッチ機構22cからなり、直交横軸19と上記出力軸11との間に回転伝達機構17を設けて構成しているから、図10、図11、図16の如く、一対の人力受体9・9の一方の人力受体9を踏圧押下すると、主折返車体21に案内された連結要素10を介して他方の人力受体9は上昇すると共に駆動アーム7・7、一対の中間軸5・5、一対の遊星運動要素6・6を介して揺動アーム4は揺動し、揺動アーム4が一方のストッパー部Nに当接したのち、他方の人力受体9を踏圧押下すると、主折返車体21に案内された連結要素10を介して一方の人力受体9は上昇すると共に駆動アーム7・7、一対の中間軸5・5、一対の遊星運動要素6・6を介して揺動アーム4は反対向きに揺動し、この人力受体9・9の交互の踏圧動作により連結要素10は行戻動作し、連結要素10の行戻動作により主折返車体21には交互に正逆の回転が与えられることになると共に副折返車部K及び副折返車体22に変向車体24・24により折返案内された無端連結要素23の行戻動作により直交横軸19に交互に正逆の回転が与えられ、主折返車体21及び副折返車体22は、直交横軸19と一体な内輪体21a・22a、無端連結要素23を迂回案内する外輪体21b・22b及び内輪体21a・22aと外輪体21b・22bとの間にそれぞれ設けられた一方向クラッチ機構21c・22cからなるので、主折返車体21及び副折返車体22のうち、いずれか一方が直交横軸19を回転させているとき、いずれか一方は空転することになり、直交横軸19は連続して一方向に回転し、回転伝達機構17を介して出力軸11は一方向に連続回転することになり、したがって、一対の人力受体9・9の交互の人力踏圧による入力動作により連結要素10を介して駆動アーム7・7、一対の中間軸5・5、一対の遊星運動要素6・6により揺動アーム4は交互に正逆方向に揺動し、人力受体9・9の交互の入力動作により連結要素10は行戻動作し、連結要素10の行戻動作により副折返車部K、副折返車体22、直交軸20、無端連結要素23及び変向車体24により直交横軸19は連続して一方向に回転し、連結要素10の行戻動作により回転伝達機構17を介して出力軸11は回転することになり、取出機構12を簡素化することができると共に出力軸11を連続的に一方向に回転させることができる。
In this case, as the take-out
又、この場合、上記直交横軸19に直交横軸19と上記出力軸11との間の動力伝達を解除可能なクラッチ機構18を設けてなるから、直交横軸19と出力軸11との間の動力伝達を接続又は切断することができ、出力軸11側からの逆過負荷に対処することができ、それだけ、使用の融通性を高めることができる。
In this case, the orthogonal
尚、本発明は上記の形態例に限られるものではなく、支持軸1、揺動アーム4、遊星運動要素6、揺動アーム7、人力受体9、連結要素10、取出機構12の形態や構造は適宜変更して設計されるものである。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the forms of the
以上の如く、所期の目的を充分達成することができる。 As described above, the intended purpose can be sufficiently achieved.
O 軸線
P 軸線
Q 軸線
R 軸線
S 軸線
F 軌跡の直線
1 支持軸
2 フレーム
4 揺動アーム
5 中間軸
6 遊星運動要素
6a 太陽車体
6b 遊星車体
6c 無端連結要素
7 駆動アーム
8 枢軸
9 人力受体
10 連結要素
11 出力軸
12 取出機構
13 平行横軸
14 垂直縦軸
15 迂回車体
15a 内輪体
15b 外輪体
15c 一方向クラッチ機構
16 折返車体
17 回転伝達機構
18 クラッチ機構
19 直交横軸
20 直交軸
21 主折返車体
21a 内輪体
21b 外輪体
21c 一方向クラッチ機構
22 副折返車体
22a 内輪体
22b 外輪体
22c 一方向クラッチ機構
23 無端連結要素
24 変向車体
O axis line P axis line Q axis line R axis line S axis line F locus
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