(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と共に回転する第１の回転体と、該第１の回転体の軸方向一側に配置され前記回転軸を中心に回転可能な第２の回転体とを備え、
前記第１の回転体は、前記回転軸と一体に形成される又は前記回転軸の外周に保持される本体部を有し、該本体部には、前記回転軸の軸心を中心として該回転軸の外周に同心円状に湾曲し、該本体部を厚さ方向に貫通する１又は複数の円弧状の空間部が形成され、該各空間部の一部に弾性変形部材が収容されており、
前記第２の回転体は、前記回転軸又は前記第１の回転体に回転可能に保持される側板部と、該側板部の軸方向他側に突出する１又は複数の押圧部とを有し、
該各押圧部は、前記第１の回転体の軸方向一側から前記各空間部に挿入されて、初期状態で前記各弾性変形部材と助走区間を隔てて配置され、前記第１の回転体と前記第２の回転体が相対的に回転する間に、前記各弾性変形部材と接近し、前記各空間部の周壁と前記各押圧部との間で前記各弾性変形部材が圧縮されることを特徴とする回転伝達機構。
【請求項２】
回転軸と共に回転する第１の回転体と、該第１の回転体の軸方向一側に配置され前記回転軸を中心に回転可能な第２の回転体とを備え、
前記第１の回転体は、前記回転軸と一体に形成される又は前記回転軸の外周に保持される本体部を有し、該本体部には、前記回転軸の軸心を中心として該回転軸の外周に同心円状に湾曲し、該本体部を厚さ方向に貫通する１又は複数の円弧状の空間部が形成され、該各空間部の一部に弾性変形部材が収容されており、
前記第２の回転体は、前記回転軸又は前記第１の回転体に回転可能に保持される側板部と、該側板部の軸方向他側に突出する１又は複数の押圧部とを有し、
該各押圧部は、前記第１の回転体の軸方向一側から前記各空間部に挿入されて、前記各弾性変形部材に向かって拡開した窪み部を有し、初期状態で該窪み部の開口側の周縁で前記各弾性変形部材と接触しており、前記第１の回転体と前記第２の回転体が相対的に回転する間に、前記各空間部の周壁と前記各押圧部との間で前記各弾性変形部材が圧縮されることを特徴とする回転伝達機構。
【請求項３】
請求項１又は２記載の回転伝達機構において、前記第１の回転体は、前記本体部と一体に形成されて又は前記本体部に取付けられて、該本体部の軸方向他側で前記各空間部を閉塞する閉塞部を有することを特徴とする回転伝達機構。
【請求項４】
請求項１又は２記載の回転伝達機構において、前記第２の回転体は、前記第１の回転体の軸方向他側で前記回転軸又は前記第１の回転体に回転可能に保持される外側板を有し、該外側板は、前記各空間部を貫通する前記各押圧部により前記側板部と連結されていることを特徴とする回転伝達機構。
【請求項５】
請求項１又は２記載の回転伝達機構において、前記第２の回転体は、前記各押圧部の先側に設けられ、前記第１の回転体の軸方向他側で前記各空間部の一部又は全部を覆うカバー部を有することを特徴とする回転伝達機構。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１記載の回転伝達機構において、前記第１、第２の回転体は、互いに係合し、前記第１の回転体と前記第２の回転体の相対回転を案内しつつ、相対回転量を規制する少なくとも１対の案内手段を備えていることを特徴とする回転伝達機構。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１記載の回転伝達機構において、前記各空間部の円周方向の一側及び他側にそれぞれ前記弾性変形部材が収容されていることを特徴とする回転伝達機構。
【請求項８】
回転軸と共に回転する第１の回転体と、該第１の回転体の軸方向一側に配置され前記回転軸を中心に回転可能な第２の回転体とを備え、
前記第１の回転体は、前記回転軸と一体に形成される又は前記回転軸の外周に保持される側板部と、該側板部の軸方向一側に突出する１又は複数の押圧部とを有し、
前記第２の回転体は、前記回転軸又は前記第１の回転体に回転可能に保持される本体部を有し、該本体部には、前記回転軸の軸心を中心として該回転軸の外周に同心円状に湾曲し、該本体部を厚さ方向に貫通して、該本体部の軸方向他側から前記各押圧部が挿入される１又は複数の円弧状の空間部が形成され、該各空間部の一部に弾性変形部材が収容されており、
前記各押圧部は、初期状態で前記各弾性変形部材と助走区間を隔てて配置され、前記第１の回転体と前記第２の回転体が相対的に回転する間に、前記各弾性変形部材と接近し、前記各押圧部と前記各空間部の周壁との間で前記各弾性変形部材が圧縮されることを特徴とする回転伝達機構。
【請求項９】
回転軸と共に回転する第１の回転体と、該第１の回転体の軸方向一側に配置され前記回転軸を中心に回転可能な第２の回転体とを備え、
前記第１の回転体は、前記回転軸と一体に形成される又は前記回転軸の外周に保持される側板部と、該側板部の軸方向一側に突出する１又は複数の押圧部とを有し、
前記第２の回転体は、前記回転軸又は前記第１の回転体に回転可能に保持される本体部を有し、該本体部には、前記回転軸の軸心を中心として該回転軸の外周に同心円状に湾曲し、該本体部を厚さ方向に貫通して、該本体部の軸方向他側から前記各押圧部が挿入される１又は複数の円弧状の空間部が形成され、該各空間部の一部に弾性変形部材が収容されており、
前記各押圧部は、前記各弾性変形部材に向かって拡開した窪み部を有し、初期状態で該窪み部の開口側の周縁で前記各弾性変形部材と接触しており、前記第１の回転体と前記第２の回転体が相対的に回転する間に、前記各押圧部と前記各空間部の周壁との間で前記各弾性変形部材が圧縮されることを特徴とする回転伝達機構。
【請求項１０】
請求項８又は９記載の回転伝達機構において、前記第２の回転体は、前記本体部と一体に形成されて又は前記本体部に取付けられて、該本体部の軸方向一側で前記各空間部を閉塞する閉塞部を有することを特徴とする回転伝達機構。
【請求項１１】
請求項８又は９記載の回転伝達機構において、前記第１の回転体は、前記第２の回転体の軸方向一側で前記回転軸と一体に形成される又は前記回転軸の外周に保持される外側板を有し、該外側板は、前記各空間部を貫通する前記各押圧部により前記側板部と連結されていることを特徴とする回転伝達機構。
【請求項１２】
請求項８又は９記載の回転伝達機構において、前記第１の回転体は、前記各押圧部の先側に設けられ、前記第２の回転体の軸方向一側で前記各空間部の一部又は全部を覆うカバー部を有することを特徴とする回転伝達機構。
【請求項１３】
請求項８〜１２のいずれか１記載の回転伝達機構において、前記第１、第２の回転体は、互いに係合し、前記第１の回転体と前記第２の回転体の相対回転を案内しつつ、相対回転量を規制する少なくとも１対の案内手段を備えていることを特徴とする回転伝達機構。
【請求項１４】
請求項８〜１３のいずれか１記載の回転伝達機構において、前記各空間部の円周方向の一側及び他側にそれぞれ前記弾性変形部材が収容されていることを特徴とする回転伝達機構。
【請求項１５】
請求項７又は１４記載の回転伝達機構を備えたローターを有し、前記第２の回転体の正転及び逆転を前記各弾性変形部材を介して前記第１の回転体に伝達し、前記回転軸から出力することを特徴とするモーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力エネルギーを効率的に出力することができる回転伝達機構及びモーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
自転車、土木用一輪車、リヤカー等の車両は、車輪が、接地面からの摩擦抵抗を受けながら回転することにより移動する。従って、これらの車両は、停止（静止）状態から動き出すまでの間（発進時）に、大きな駆動力（入力エネルギー）を必要とする。また、これらの車両は、一旦動き出せば、小さな駆動力でも車輪を回転させることができるが、加速時及び登坂時等においても、大きな駆動力を必要とする。そして、これらの車両は、利用者が人力によって駆動するので、利用者が車輪（車両）に与える駆動力の大きさに比例して、利用者が車輪（車両）から受ける反発力も増大し、入力エネルギーの一部が、衝撃として利用者の膝、足首、腰等に跳ね返り、利用者の身体に大きな負荷を発生させるだけでなく、入力エネルギーを効率的に利用できず、推進力の低下にもつながっていた。
そして、これらの車両の急発進時、急加速時、及び登坂時に加え、積み荷の重量が重い時、更には、自転車を運転する場合に利用者の体重が重い時にも、利用者の身体への負荷（抗力）が大きくなり、その分、必要なエネルギーも増大していた。
また、自転車の場合、利用者の足の上下運動をクランクによって回転運動に変換するため、特に上死点及び下死点において、入力エネルギーをスムーズに車輪に伝達することは困難であり、膝や足首への負担増加を招くと共に、トルクの途切れ、スピードの低下が発生し、低速走行時には、ふらつきが発生し易く、走行の安定性が低下するという問題点があった。
これらの問題を解決するものとして、本発明者が出願した特許文献１には、ａ）回転軸の外周に突設される外周凸部を有する内部回転部材と、ｂ）回転軸に回動自在に挿設される側板部と、側板部外周に立設される外筒部と、外筒部内周側で側板部及び／又は外筒部に突設され外周凸部と交互に配置される内周凸部とを有する外部回転部材と、ｃ）外周凸部と内周凸部との間に配設される弾性変形部と、を備えた人力車両用回転伝達機構が開示されている。
また、特許文献２には、ペダルを漕いだ時のエネルギーをバネに蓄積してホイールの回転に利用する自転車が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開２００９／０５４１６１号
【特許文献２】米国特許第５０３５６７８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この特許文献１の人力車両用回転伝達機構は、初動時や走行中に外部から受ける負荷等によって生じる衝撃エネルギーや過大な入力エネルギーを弾性変形部に吸収蓄積し、人体への負荷を大幅に低減すると共に、入力エネルギーが減少した時や途切れた時に、蓄積されたエネルギーを取出して動力（回転力）として利用するものである。この人力車両用回転伝達機構を備えた人力車両は、利用者の身体への負担を増大させることなく、坂道や凹凸のある道を楽に移動したり、重たい荷物を運んだりすることを可能とし、極めて利便性に優れるものであった。
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、外周凸部及び内周凸部が、いずれも側面視して略扇形に形成され、外周凸部及び内周凸部のそれぞれの半径方向に直線状の傾斜面同士で弾性変形部を圧縮する構造となっている。このため、外周凸部の根元側が細く、大きな駆動力が加わった時に、根元に応力が集中して外周凸部の変形又は破損（折れ）が発生する可能性があった。また、外周凸部の変形（撓み）等が発生することにより、弾性変形部を充分に圧縮できない場合、弾性変形部に蓄積されるエネルギーが減少し、入力エネルギーを有効利用できず、回転力の伝達効率が低下するおそれもあった。しかも、外部回転部材の側板部と外筒部で囲まれた１つの空間の中に内部回転部材が保持され、内部回転部材の外周凸部と外部回転部材の内周凸部が、噛み合うようにして互いに支え合いながら内部回転部材と外部回転部材が回転するので、内部回転部材の移動、位置ずれ及び傾き等が、内部回転部材と外部回転部材の全体の動作に大きく影響を及ぼし、外周凸部の外周面及び内周凸部の外周面に摩耗が発生し易く、回転が不安定になり易いという欠点もあった。更に、外周凸部及び内周凸部のそれぞれの傾斜面を利用して弾性変形部を圧縮しており、外周凸部と内周凸部との間に充填される弾性変形部が、側面視して略扇形に形成されているので、弾性変形部の角部も損耗し易く、耐久性に欠ける面があった。また、それぞれが略扇形に形成された外周凸部と内周凸部で弾性変形部を圧縮する場合、弾性変形部の半径方向中心側と半径方向外周側で圧縮量（変形量）が異なるため、応答性が悪く、弾性変形部にダメージが蓄積され易く、弾性変形部の寿命低下にもつながっていた。
【０００６】
また、特許文献２では、クランクシャフトに取付けた駆動板に複数の円弧状の開口部が形成され、各開口部の内部に、各開口部の長さ方向に沿うようにバネが保持されている。そして、クランクシャフトに回転可能に保持され、駆動板の一面側に配置されたホイールの他面側には複数のペグが設けられており、各ペグは駆動板の一面側から各開口部に挿入され、各バネの自由端と接している。従って、クランクシャフトに連結したペダルを漕いでクランクシャフトと共に駆動板を回転させると、駆動板とホイールが相対的に回転し、各開口部の内部でペグによってバネが圧縮され、ペダルからの入力エネルギー（一部）がバネに蓄積されながらホイールが回転する。そして、例えば、上死点及び下死点等において、ペダルからの入力が減少した時や途切れた時に、各開口部の内部でバネを伸張させることにより、各バネに蓄積されたエネルギーを各ペグを介してホイールに伝達させ、入力エネルギーの有効利用及びホイールの回転の安定化を図っている。しかし、円弧状の開口部に沿って湾曲させたバネは、開口部の長さ方向（円周方向）に沿ってスムーズに伸縮することが困難であり、バネの圧縮時（入力エネルギーの蓄積時）及び伸張時（蓄積エネルギーの利用時）に抵抗を受けてエネルギーが無駄に消費され易く、非効率で、動作の安定性に欠けるという問題がある。また、特許文献２には、開口部の内部にバネを保持するために、開口部の幅方向中央部に、開口部の長さ方向に沿ってロッドを取付け、このロッドにバネを外挿することが記載されている。しかし、開口部の内部にロッドを取付けた場合、ペグとロッドが干渉してペグを開口部に挿通することができないため、ペグでバネを圧縮することができず、バネにエネルギーを蓄積することは不可能であり、発明を実施（実現）することができない。更に、開口部の一面側はホイールによって部分的に覆われているが、他面側は開放されており、バネが露出している。よって、開口部の内部又はバネの隙間に異物が侵入し易く、バネ及びペグが外力又は風雨の影響を受けて破損し易いため、動作の安定性、耐久性に欠けるという問題もある。
以上のことから、人力車両用回転伝達機構の更なる構造の簡素化、各部品の寿命改善、動作の安定性向上、及び回転（動力）伝達の効率性向上に加え、自転車、土木用一輪車、リヤカー等の人力車両以外の用途の拡大が望まれていた。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、簡素な構成で部品点数が少なく、量産性、耐久性及びメンテナンス性に優れ、動作の安定性及び回転伝達の効率性を向上させて、入力エネルギーを有効利用することができる回転伝達機構及びそれを用いることにより、始動時の負荷を軽減することができ、入力変動の影響を受け難く、動作の安定性に優れたモーター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】
【０００７】
前記目的に沿う第１の発明に係る回転伝達機構は、回転軸と共に回転する第１の回転体と、該第１の回転体の軸方向一側に配置され前記回転軸を中心に回転可能な第２の回転体とを備え、
前記第１の回転体は、前記回転軸と一体に形成される又は前記回転軸の外周に保持される本体部を有し、該本体部には、前記回転軸の軸心を中心として該回転軸の外周に同心円状に湾曲し、該本体部を厚さ方向に貫通する１又は複数の円弧状の空間部が形成され、該各空間部の一部に弾性変形部材が収容されており、
前記第２の回転体は、前記回転軸又は前記第１の回転体に回転可能に保持される側板部と、該側板部の軸方向他側に突出する１又は複数の押圧部とを有し、
該各押圧部は、前記第１の回転体の軸方向一側から前記各空間部に挿入されて、初期状態で前記各弾性変形部材と助走区間を隔てて配置され、前記第１の回転体と前記第２の回転体が相対的に回転する間に、前記各弾性変形部材と接近し、前記各空間部の周壁と前記各押圧部との間で前記各弾性変形部材が圧縮される。
【０００８】
【０００９】
前記目的に沿う第２の発明に係る回転伝達機構は、回転軸と共に回転する第１の回転体と、該第１の回転体の軸方向一側に配置され前記回転軸を中心に回転可能な第２の回転体とを備え、
前記第１の回転体は、前記回転軸と一体に形成される又は前記回転軸の外周に保持される本体部を有し、該本体部には、前記回転軸の軸心を中心として該回転軸の外周に同心円状に湾曲し、該本体部を厚さ方向に貫通する１又は複数の円弧状の空間部が形成され、該各空間部の一部に弾性変形部材が収容されており、
前記第２の回転体は、前記回転軸又は前記第１の回転体に回転可能に保持される側板部と、該側板部の軸方向他側に突出する１又は複数の押圧部とを有し、
該各押圧部は、前記第１の回転体の軸方向一側から前記各空間部に挿入されて、前記各弾性変形部材に向かって拡開した窪み部を有し、初期状態で該窪み部の開口側の周縁で前記各弾性変形部材と接触しており、前記第１の回転体と前記第２の回転体が相対的に回転する間に、前記各空間部の周壁と前記各押圧部との間で前記各弾性変形部材が圧縮される。
【００１０】
第１、第２の発明に係る回転伝達機構において、前記第１の回転体は、前記本体部と一体に形成されて又は前記本体部に取付けられて、該本体部の軸方向他側で前記各空間部を閉塞する閉塞部を有することができる。
【００１１】
第１、第２の発明に係る回転伝達機構において、前記第２の回転体は、前記第１の回転体の軸方向他側で前記回転軸又は前記第１の回転体に回転可能に保持される外側板を有し、該外側板は、前記各空間部を貫通する前記各押圧部により前記側板部と連結されてもよい。
【００１２】
第１、第２の発明に係る回転伝達機構において、前記第２の回転体は、前記各押圧部の先側に設けられ、前記第１の回転体の軸方向他側で前記各空間部の一部又は全部を覆うカバー部を有することもできる。
【００１３】
第１、第２の発明に係る回転伝達機構において、前記第１、第２の回転体は、互いに係合し、前記第１の回転体と前記第２の回転体の相対回転を案内しつつ、相対回転量を規制する少なくとも１対の案内手段を備えていることが好ましい。
【００１４】
第１、第２の発明に係る回転伝達機構において、前記各空間部の円周方向の一側及び他側にそれぞれ前記弾性変形部材が収容されてもよい。
【００１５】
前記目的に沿う第３の発明に係る回転伝達機構は、回転軸と共に回転する第１の回転体と、該第１の回転体の軸方向一側に配置され前記回転軸を中心に回転可能な第２の回転体とを備え、
前記第１の回転体は、前記回転軸と一体に形成される又は前記回転軸の外周に保持される側板部と、該側板部の軸方向一側に突出する１又は複数の押圧部とを有し、
前記第２の回転体は、前記回転軸又は前記第１の回転体に回転可能に保持される本体部を有し、該本体部には、前記回転軸の軸心を中心として該回転軸の外周に同心円状に湾曲し、該本体部を厚さ方向に貫通して、該本体部の軸方向他側から前記各押圧部が挿入される１又は複数の円弧状の空間部が形成され、該各空間部の一部に弾性変形部材が収容されており、
前記各押圧部は、初期状態で前記各弾性変形部材と助走区間を隔てて配置され、前記第１の回転体と前記第２の回転体が相対的に回転する間に、前記各弾性変形部材と接近し、前記各押圧部と前記各空間部の周壁との間で前記各弾性変形部材が圧縮される。
【００１６】
【００１７】
前記目的に沿う第４の発明に係る回転伝達機構は、回転軸と共に回転する第１の回転体と、該第１の回転体の軸方向一側に配置され前記回転軸を中心に回転可能な第２の回転体とを備え、
前記第１の回転体は、前記回転軸と一体に形成される又は前記回転軸の外周に保持される側板部と、該側板部の軸方向一側に突出する１又は複数の押圧部とを有し、
前記第２の回転体は、前記回転軸又は前記第１の回転体に回転可能に保持される本体部を有し、該本体部には、前記回転軸の軸心を中心として該回転軸の外周に同心円状に湾曲し、該本体部を厚さ方向に貫通して、該本体部の軸方向他側から前記各押圧部が挿入される１又は複数の円弧状の空間部が形成され、該各空間部の一部に弾性変形部材が収容されており、
前記各押圧部は、前記各弾性変形部材に向かって拡開した窪み部を有し、初期状態で該窪み部の開口側の周縁で前記各弾性変形部材と接触しており、前記第１の回転体と前記第２の回転体が相対的に回転する間に、前記各押圧部と前記各空間部の周壁との間で前記各弾性変形部材が圧縮される。
【００１８】
第３、第４の発明に係る回転伝達機構において、前記第２の回転体は、前記本体部と一体に形成されて又は前記本体部に取付けられて、該本体部の軸方向一側で前記各空間部を閉塞する閉塞部を有することができる。
【００１９】
第３、第４の発明に係る回転伝達機構において、前記第１の回転体は、前記第２の回転体の軸方向一側で前記回転軸と一体に形成される又は前記回転軸の外周に保持される外側板を有し、該外側板は、前記各空間部を貫通する前記各押圧部により前記側板部と連結されてもよい。
【００２０】
第３、第４の発明に係る回転伝達機構において、前記第１の回転体は、前記各押圧部の先側に設けられ、前記第２の回転体の軸方向一側で前記各空間部の一部又は全部を覆うカバー部を有することもできる。
【００２１】
第３、第４の発明に係る回転伝達機構において、前記第１、第２の回転体は、互いに係合し、前記第１の回転体と前記第２の回転体の相対回転を案内しつつ、相対回転量を規制する少なくとも１対の案内手段を備えていることが好ましい。
【００２２】
第３、第４の発明に係る回転伝達機構において、前記各空間部の円周方向の一側及び他側にそれぞれ前記弾性変形部材が収容されてもよい。
【００２３】
前記目的に沿う第５の発明に係るモーターは、第１〜第４の発明に係る回転伝達機構を備えたローターを有し、前記第２の回転体の正転及び逆転を前記各弾性変形部材を介して前記第１の回転体に伝達し、前記回転軸から出力する。
【発明の効果】
【００２４】
第１〜第４の発明に係る回転伝達機構によれば、第１の回転体の回転を第２の回転体に伝達させる間又は第２の回転体の回転を第１の回転体に伝達させる間に各弾性変形部材を圧縮して入力エネルギーの一部を蓄積することにより、初動時の負荷を低減し、衝撃を吸収しながら小さな力で駆動を開始することができると共に、入力エネルギーが小さくなったり途切れたりした時には、各弾性変形部材の復元により、蓄積された圧縮（弾性）エネルギーを回転エネルギーに変換して有効利用し、出力エネルギーの変動を抑えて、回転を安定化させることができる。また、各空間部の中に、対となる押圧部と弾性変形部材が、独立して収容されることにより、第１の回転体と第２の回転体が各押圧部を介して支え合うので、位置ずれや傾き等が発生し難く、確実に各弾性変形部材を圧縮することができ、動作の安定性に優れ、押圧部の損耗を低減することができる。
【００２５】
第５の発明に係るモーターによれば、第１〜第４の発明に係る回転伝達機構を備えたローターを有し、第２の回転体の正転及び逆転を各弾性変形部材を介して第１の回転体に伝達し、回転軸から出力することにより、始動時の負荷を低減することができ、入力変動の影響を受け難く、回転軸を安定的に回転させて、ローターの回転エネルギーを回転軸から効率的に取出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（Ａ）は本発明の第１の実施例に係る回転伝達機構を備えた自転車の要部平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図２】（Ａ）は同回転伝達機構の第１の回転体を示す側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図３】（Ａ）は同回転伝達機構の第２の回転体を示す側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図４】同回転伝達機構の要部正断面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同回転伝達機構の第１及び第２の変形例を示す要部正断面図である。
【図６】（Ａ）は同回転伝達機構の第３の変形例を示す側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＤ−Ｄ線矢視断面図である。
【図７】（Ａ）は同回転伝達機構の第４の変形例を示す側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＥ−Ｅ線矢視断面図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の第２の実施例に係る回転伝達機構を用いたモーターを示す要部側断面図及び要部正断面図である。
【図９】本発明の第３の実施例に係る回転伝達機構を備えた車椅子の要部正面一部破断図である。
【図１０】図９のＦ−Ｆ線矢視側面図である。
【図１１】図１０のＧ−Ｇ線矢視端面図である。
【図１２】同回転伝達機構の第１の動作を示す要部側面図である。
【図１３】同回転伝達機構の第２の動作を示す要部側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供する。
図１〜図４に示す本発明の第１の実施例に係る回転伝達機構１０は、例えば既存の自転車（人力車両の一例）の回転軸１２に取付けられて、走行時（回転軸１２の回転時）に入力エネルギーの一部を蓄積し、入力エネルギーが減少した時や途切れた時に、蓄積されたエネルギーを回転エネルギーとして効率的に取出して有効利用することにより、初動時、急発進時、急加速時、登坂時、及び低速走行時等における人体への負荷を低減しつつ、走行（回転伝達）安定性の向上を図るものである。
図１（Ａ）に示すように、回転軸１２は自転車のフレーム（図示せず）に設けられた回転軸保持部１３によって回転可能に保持されており、回転軸１２の両端部には、１８０度の位相差で左右のクランクアーム１４、１５が取付けられている。そして、各クランクアーム１４、１５の先側にはペダル（図示せず）が回転可能に設けられ、自転車の使用者（運転者）がペダルを漕ぐことにより、クランクアーム１４、１５と共に回転軸１２が回転する構造となっている。
【００２８】
以下、回転伝達機構１０の詳細について説明する。
図１（Ｂ）、図４に示すように、回転伝達機構１０は、回転軸１２と共に回転する第１の回転体１６と、第１の回転体１６の軸方向一側（図４では左側）に配置され回転軸１２を中心に回転可能な第２の回転体１７を備えている。
第１の回転体１６は、図１（Ｂ）、図２（Ａ）、（Ｂ）、図４に示すように、回転軸１２の外周に保持される略円板状の本体部１８を有する。この本体部１８には、回転軸１２の軸心を中心として回転軸１２の外周に同心円状に湾曲し、本体部１８を厚さ方向に貫通する複数（ここでは４つ）の円弧状の空間部１９が形成されている。そして、各空間部１９の一部（ここでは各空間部１９の円周方向の一側）に弾性変形部材２０が収容されている。弾性変形部材２０としては、エラストマーが好ましく、熱可塑性エラストマーが好適に用いられるが、ブタジエンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム等の合成ゴムを用いることもできる。弾性変形部材の形状としては、球状又は円柱状が好ましいが、これに限定されるものではない。また、弾性変形部材の伸縮性を高めるために、中空部を有する円筒状等に形成してもよい。
【００２９】
第２の回転体１７は、図１（Ｂ）、図３（Ａ）、（Ｂ）、図４に示すように、回転軸１２に挿着されたベアリング（軸受の一種）２１（図４）を介して回転軸１２に回転可能に保持される側板部２２と、側板部２２の軸方向他側（ここでは右側）に突出する複数（ここでは４つ）の押圧部２３を有している。そして、各押圧部２３は、第１の回転体１６の軸方向一側（ここでは左側）から各空間部１９に挿入されるが、初期状態では図１（Ｂ）に示すように、各弾性変形部材２０と助走区間２４を隔てて配置されている。ここで、押圧部は、側板部と一体に形成することが好ましいが、別途作製したものを螺子止め又は溶接等により取付けてもよい。本実施例では、側板部２２の一面側（ここでは左側）に自転車のチェーンリング２５が取付けられているが、回転伝達機構を自転車専用に製造する場合は、チェーンリングを側板部と一体に形成することもできる。また、回転軸と第１の回転体（本体部）を一体に形成することもできる。なお、側板部は回転軸に回転可能に保持されていればよく、必ずしもベアリングを用いなくてもよい。
【００３０】
以上の構成により、自転車の使用者（運転者）がペダルを漕ぐと、まず回転軸１２と共に第１の回転体１６が図１（Ｂ）の矢印ａの方向に回転する。第１の回転体１６と第２の回転体１７が相対的に回転する間に、各空間部１９に収容された各弾性変形部材２０と静止状態の各押圧部２３が接近し、各空間部１９の周壁と各押圧部２３との間で各弾性変形部材２０が圧縮される。最初は各弾性変形部材２０が弾性変形するが、所定量変形した後は、回転軸１２（第１の回転体１６）の回転力（入力エネルギー）が各弾性変形部材２０を介して各押圧部２３に伝達され、第１の回転体１６と第２の回転体１７が略一体となって回転する。そして、第２の回転体１７に取付けられたチェーンリング２５が回転することにより、チェーンリング２５に巻回されるチェーン（図示せず）を介して回転が車輪に伝達され自転車が走行を開始する。
【００３１】
以上の動作において、第１の回転体１６の回転を第２の回転体１７に伝達させる間に各弾性変形部材２０を圧縮して入力エネルギーの一部を蓄積することにより、初動時の衝撃を吸収しながら小さな力で駆動を開始することができる。そして、入力エネルギーが小さくなったり途切れたりした時（例えばクランクアーム１４、１５の回転中に上死点若しくは下死点を通過する時又は登坂時）には、各弾性変形部材２０の復元により、蓄積された圧縮（弾性）エネルギーを回転エネルギーに変換して有効利用し、回転（走行）を安定化させることができる。
【００３２】
このとき、図１（Ｂ）、図２（Ａ）に示すように、各空間部１９が、回転軸１２の軸心を中心として回転軸１２の外周に同心円状に湾曲した円弧状に形成されているので、各押圧部２３は各空間部１９の内部をスムーズに移動することができる。そして、各押圧部２３により、各弾性変形部材２０の外周面をほぼ均等に圧縮することができ、各部の動作を安定させて、効率的に回転を伝達することができる。本実施例では、図１（Ｂ）、図３（Ａ）に示すように、各押圧部２３の各弾性変形部材２０との接触位置に、側面視して半円形の突起部２６を形成した。押圧部２３に突起部２６を設けることにより、弾性変形部材２０を圧縮する際に圧力が集中し、弾性変形部材２０が変形し易くなって効率的にエネルギーを蓄積することができる。突起部は半円柱状又は半球状に形成することが好ましいが、その形状はこれらに限定されるものではなく、適宜、選択することができる。また、突起部の数も適宜、選択することができ、複数の突起部により押圧部の表面に凹凸を形成してもよい。
【００３３】
また、各空間部１９の体積は、図１（Ｂ）に示すように、各空間部１９に占める各弾性変形部材２０と各押圧部２３の体積の合計よりも大きく、各弾性変形部材２０と各押圧部２３の間には隙間があり、初期状態における助走区間２４となっている。よって、各空間部１９の中で、各弾性変形部材２０と各押圧部２３がほぼ無負荷で相対的に助走区間２４を移動して接近することができ、勢いを付けて各弾性変形部材２０を圧縮することが可能となり、各弾性変形部材２０に蓄積されるエネルギーを高めることがきできる。更に、図１（Ｂ）、図４に示すように、押圧部２３の外径を空間部１９の幅（半径方向寸法）よりも小さく形成することにより、第１の回転体１６と第２の回転体１７が相対的に回転する間に、空間部１９の周壁と押圧部２３の外周面が接触することを防止できる。
【００３４】
本実施例では、図１（Ａ）、（Ｂ）、図３（Ａ）、（Ｂ）、図４に示すように、側板部２２の外周に筒状部２７を設けた。この筒状部２７で第１の回転体１６（本体部１８）の外周を覆って保護することができる。筒状部２７を設ける場合、筒状部２７の内径を本体部１８の外径よりもやや大きく形成することにより、駆動時に本体部１８が筒状部２７と接触することなくスムーズに回転し、エネルギーのロスや騒音の発生を防止できる。なお、筒状部２７は省略することもできる。
【００３５】
また、本実施例では、図１（Ｂ）、図４に示すように、第１、第２の回転体１６、１７は、互いに係合し、第１の回転体１６と第２の回転体１７の相対回転を案内しつつ、相対回転量を規制する４対の案内手段２８を備えている。具体的には、図１（Ｂ）、図２（Ａ）、図４に示すように、第１の回転体１６の本体部１８に、回転軸１２の軸心を中心として円弧状に湾曲し、本体部１８を厚さ方向に貫通する４つの案内孔２８ａを形成し、図１（Ｂ）、図３（Ａ）、（Ｂ）、図４に示すように、第２の回転体１７も側板部２２の軸方向他側に、４つの円柱状の案内用突起２８ｂを形成して、各案内用突起２８ｂを本体部１８の軸方向一側から各案内孔２８ａに挿入した。案内孔２８ａと案内用突起２８ｂが対となった案内手段２８により、第１の回転体１６と第２の回転体１７をスムーズに相対回転させることができると共に、第１の回転体１６と第２の回転体１７の相対回転量を規制して、弾性変形部材２０が過度に変形する（圧縮される）ことを防止し、弾性変形部材２０の耐久性を高めることができる。ここで、案内用突起２８ｂの外周と案内孔２８ａの内周には隙間があり、案内用突起２８ｂは抵抗を受けることなく案内孔２８ａに沿って移動することができる。なお、案内手段は第１の回転体と第２の回転体の相対回転を案内しつつ、相対回転量を規制することができればよく、その構成及び配置は適宜、選択することができる。例えば、本体部を厚さ方向に貫通する案内孔の代わりに、本体部の軸方向一側に開口する案内溝を形成してもよいし、本体部側に案内用突起を形成し、側板部側に案内孔又は案内溝を形成してもよい。また、本体部の外周に案内孔又は案内溝を形成し、筒状部の内周側に案内用突起を形成してもよいし、本体部の外周に案内用突起を形成し、筒状部の内周側に案内孔又は案内溝を形成してもよい。なお、案内手段は少なくとも１対あればよいが、動作の安定性からは２対以上であることが好ましく、等角度間隔で配置されることが更に好ましい。
【００３６】
また、本実施例では、各空間部１９を回転軸１２の軸方向と直交する方向に切断する断面は、図２（Ｂ）、図４に示すように、本体部１８の軸方向一側（ここでは左側）から軸方向他側（ここでは右側）に向かって縮小するように形成した。つまり、各空間部１９が本体部１８の軸方向一側から軸方向他側に向かって狭まるように周壁が傾斜している。これにより、各押圧部２３で各弾性変形部材２０が圧縮された際に、各弾性変形部材２０が回転軸１２の軸方向に移動（位置ずれ）することを防止し、各弾性変形部材２０を確実かつ効率的に圧縮することができる。また、この場合、本体部１８の軸方向他側が開口していても、各空間部１９に収容される各弾性変形部材２０が本体部１８の軸方向他側から落下（脱落）することがなく、本体部１８の構造を簡素化し、第１の回転体１６を軽量化することができる。
【００３７】
但し、図５（Ａ）に示す第１の変形例の回転伝達機構１０ａのように、第２の回転体１７ａが、第１の回転体１６ａの軸方向他側で回転軸１２に回転可能に保持される外側板２９ａを有し、外側板２９ａが、各空間部１９を貫通する各押圧部２３ａにより側板部２２と連結されている構造とすることもできる。これにより、本体部１８ａを側板部２２と外側板２９ａの間に保持し、空間部１９への異物（ゴミ）や雨水等の侵入を防ぎ、弾性変形部材２０の劣化等を防止することができる。そして、空間部１９から弾性変形部材２０が脱落することも防止できる。
また、図５（Ｂ）に示す第２の変形例の回転伝達機構１０ｂのように、第１の回転体１６ｂに、本体部１８ｂの軸方向他側で各空間部１９を閉塞する閉塞部２９ｂを設けてもよい。閉塞部２９ｂを設けることにより、弾性変形部材２０の落下を防止できると共に、空間部１９への異物（ゴミ）や雨水等の侵入を防ぎ、弾性変形部材２０の劣化等を防止できる。ここでは、別部材で形成した板状の閉塞部２９ｂを本体部１８ｂに螺子止めして取付けたが、材質により、溶接又は接着で取付けてもよいし、本体部と閉塞部を一体に形成してもよい。また、ここでは、１つの閉塞部２９ｂで全ての空間部１９を閉塞したが、閉塞部は複数に分割することもできる。
なお、回転伝達機構１０及び回転伝達機構１０ａでは、側板部２２が回転軸１２に回転可能に保持される構造としたが、図５（Ｂ）に示した回転伝達機構１０ｂのように第２の回転体１７ｂの側板部２２が第１の回転体１６ｂに回転可能に保持される構造とすることもできる。ここで、閉塞部２９ｂの代りに、回転伝達機構１０ａと同様の外側板を設けることもできるが、その場合、側板部２２と同様に外側板が第１の回転体に回転可能に保持される構造とすることが好ましい。
以上説明した外側板又は閉塞部を設ける場合、各空間部の周壁は、本体部の軸方向一側から軸方向他側に向かってストレートに形成してもよい。
【００３８】
更に、図６（Ａ）、（Ｂ）に示す第３の変形例の回転伝達機構１０ｃのように、第２の回転体１７ｃの各押圧部２３ｂの先側（他側）に、第１の回転体１６ｃの軸方向他側で各空間部１９の一部を覆うカバー部２９ｃを設けてもよい。カバー部２９ｃで押圧部２３ｂを保護できると共に、本体部１８ｃを側板部２２とカバー部２９ｃで挟むようにして保持し、第２の回転体１７ｃが回転軸１２から脱落することを防止できる。カバー部２９ｃは、押圧部２３ｂを空間部１９に挿通した後から、押圧部２３ｂに螺子止め、溶接又は接着等で固定することができる。なお、カバー部が一体に形成された押圧部又は予めカバー部が取付けられた押圧部を空間部に挿通し、側板部に固定することもできる。ここでは、カバー部２９ｃを円形に形成したが、カバー部の形状はこれに限定されるものではなく、適宜、選択することができ、空間部全体を覆ってもよい。カバー部で空間部全体を覆った場合、弾性変形部材を保護して空間部からの脱落を防止することができると共に、圧縮された弾性変形部材が空間部の外側に膨らむことを防ぎ、空間部の内部で確実に弾性変形部材を圧縮することができる。
【００３９】
また、図７（Ａ）、（Ｂ）に示す第４の変形例の回転伝達機構１０ｄのように、第２の回転体１７ｄの各押圧部２３ｃが、各弾性変形部材２０に向かって拡開した窪み部２６ａを有し、初期状態で窪み部２６ａの開口側の周縁で各弾性変形部材２０と接触するようにしてもよい。これにより、本体部１８ｄの各空間部１９が弾性変形部材２０と押圧部２３ｃによってほぼ埋められた状態となり、第１の回転体１６ｄと第２の回転体１７ｄとのがたつきを防止して、スムーズな回転動作を行うことが可能となる。また、第１の回転体１６ｄと第２の回転体１７ｄが相対回転する間に、各弾性変形部材２０が各窪み部２６ａの中に入り込むことにより、初動時の負荷を軽減することができる。そして、第１の回転体１６ｄと第２の回転体１７ｄが相対回転を始めてから、各弾性変形部材２０が各窪み部２６ａの底部に接触して各押圧部２３ｃで圧縮され始めるまでの間に、勢いを付けて各弾性変形部材２０を圧縮することができ、各弾性変形部材２０に蓄積されるエネルギーを高めることがきできる。窪み部の形状及び大きさは適宜、選択することができるが、窪み部が弾性変形部材（開口側）に向かって拡開していることにより、窪み部の開口側の周縁が傾斜面となって弾性変形部材の窪み部への出入りをスムーズに案内することができ、弾性変形部材の耐久性を向上させることができる。
なお、回転伝達機構１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄのいずれにも回転伝達機構１０と同様に案内手段を設けることができる。
また、本実施例では、第１の回転体が本体部（空間部及び弾性変形部材を含む）を有し、第２の回転体が側板部（押圧部を含む）を有する構造としたが、第１の回転体が側板部を有し、第２の回転体が本体部を有する構造としてもよい。
【００４０】
以上のように構成された回転伝達機構１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）を搭載した自転車の運転者は、急発進時、急加速時、又は登坂時等において、膝や足首等への負担を著しく低減することができ、坂道や抵抗の大きな道でも楽に走行することができる。また。低速運転時でもふらつきが発生し難く、重い荷物や子供等を乗せた場合でも安定した走行を行なうことができるので、高齢者又は女性でも安全かつ快適に自転車を使用することができる。更に、回転伝達機構１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）は、良好な加速性及び回転トルクの均一性を利用して、競技用やリハビリ用等の自転車にも適用することができる。なお、弾性変形部材２０の弾性率は、回転伝達機構１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）の用途に応じて、適宜、選択することができる。特に、回転伝達機構１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）を自転車に適用（搭載）する場合は、自転車の用途（一般用、競技用、リハビリ用、子供用等）又は使用者の年齢若しくは体力等に応じて選択することが好ましい。また、この回転伝達機構１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）は、自転車以外の例えば、土木用一輪車、リヤカー等の車両のほか、草刈り機、ドリル等の様々な回転駆動部の回転軸に対しても適用可能である。
【００４１】
更に、回転伝達機構１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）はモーターや発電機のローターに組込むこともできる。その場合、第２の回転体１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ）の外周にコイル又は永久磁石を取付け、更にその外周に隙間を空けてステーターとなる永久磁石又はコイルを配置すればよい。通常のモーターや発電機では、ローター全体が一体となって回転するが、ローターに回転伝達機構１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）を組込むことにより、モーターの場合は、始動時に第２の回転体のみが回転した後、弾性変形部材が圧縮されて第１、第２の回転体が一体となって回転して回転軸から出力し、発電機の場合は、始動時に回転軸と共に第１の回転体のみが回転した後、弾性変形部材が圧縮されて第１、第２の回転体が一体となって回転する。従って、いずれの場合も、始動時の負荷を低減することができる。そして、モーターでは駆動電流の変動等により第２の回転体の回転に変動が発生した場合に、その変動を弾性変形部材で吸収（調整）して回転軸の回転を安定させ（変動を抑制又は低減し）、回転軸に連結された負荷を安定的に回転させることができる。また、発電機では、駆動源の動力の変動等により、回転軸の回転に変動が発生した場合に、その変動を弾性変形部材で吸収（調整）して第２の回転体の回転を安定させ（変動を抑制又は低減し）、安定的に発電を行うことができる。なお、モーターの回転方向が一方向のみの場合は、回転伝達機構１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）をそのまま用いることができるが、正転と逆転の切り替えを行うモーターでは、各空間部の円周方向の一側及び他側にそれぞれ弾性変形部材が収容された回転伝達機構を用いる必要がある。
【００４２】
次に、図８（Ａ）、（Ｂ）を参照して本発明の第２の実施例に係る回転伝達機構３０を用いたモーター３１について説明する。なお、第１の実施例と同様のものは同じ符号を付して説明を省略する。
図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、回転伝達機構３０では、回転軸１２と共に回転する第１の回転体３２が、回転軸１２の外周に保持される側板部３３と、側板部３３の軸方向一側（ここでは左側）に突出する複数（ここでは２つ）の押圧部３４を有している。また、第１の回転体３２の軸方向一側に配置された第２の回転体３５が、ベアリング２１を介して回転軸１２に回転可能に保持される本体部３６を有している。この本体部３６には、回転軸１２の軸心を中心として回転軸１２の外周に同心円状に湾曲し、本体部３６を厚さ方向に貫通して、本体部３６の軸方向他側（ここでは右側）から各押圧部３４が挿入される複数（ここでは２つ）の円弧状の空間部３７が形成されている。そして、各空間部３７の円周方向の一側及び他側にそれぞれ弾性変形部材２０ａ、２０ｂが収容されている。初期状態では図８（Ａ）に示すように、各空間部３７の押圧部３４と弾性変形部材２０ａ、２０ｂとの間にはそれぞれ助走区間３７ａ、３７ｂがある。なお、弾性変形部材２０ａ、２０ｂは本体部３６の厚さに合わせて円柱状に形成することが好ましいが、その形状は、これに限定されるものではない。
【００４３】
本実施例では各空間部３７の周壁は、本体部３６の軸方向一側から軸方向他側に向かってストレートに形成したが、各空間部を回転軸の軸方向と直交する方向に切断する断面が、本体部の軸方向一側（ここでは左側）から軸方向他側（ここでは右側）に向かって拡大するように形成してもよい。つまり、各空間部が本体部の軸方向一側から軸方向他側に向かって拡がるように周壁を傾斜させることにより、押圧部を空間部に挿通し易くなる。また、押圧部で弾性変形部材が圧縮された際に、弾性変形部材が回転軸の軸方向に移動（位置ずれ）することを防止し、弾性変形部材を確実かつ効率的に圧縮することができる。なお、図８（Ｂ）に仮想線で示したように、第１の回転体３２が、第２の回転体３５の軸方向一側で回転軸１２の外周に保持される外側板３８を有し、外側板３８が、各空間部３７を貫通する各押圧部３４により側板部３３と連結されている構造としてもよい。側板部又は外側板は、回転軸と一体に形成することもできる。また、本体部の軸方向一側で各空間部を閉塞する閉塞部を本体部と一体に形成してもよいし、本体部に取付けてもよい。更に、第１の回転体に、各押圧部の先側に設けられ、第２の回転体の軸方向一側で各空間部を覆うカバー部を設けてもよい。
【００４４】
以上のように構成された回転伝達機構３０を備えたローター３９は、モーター３１のケーシング４０の内部に収容され、回転軸１２の一側がケーシング４０の外に突出している。ここで、回転軸１２はケーシング４０の両側の側壁４１にそれぞれ取付けられたベアリング４２により回転可能に保持されている。また、ローター３９は、回転伝達機構３０の第２の回転体３５（本体部３６）の外周に設けられた３つのコイル部４３を有している。そして、ケーシング４０の外周壁４４の内側にはコイル部４３と隙間を空けて、ステーターとなる２つの永久磁石４５が取付けられている。各コイル部４３と電気的に接続された整流子４６は円周方向に３分割されて互いに絶縁されており、本体部３６の軸方向一側に設けられた円筒状の支持部材４７に固定され、第２の回転体３５及び各コイル部４３と共に回転可能となっている。また、先側が整流子４６の外周面に当接するように２つのブラシ４８が対向して設けられ、各ブラシ４８の基側には通電用のリード線４９が接続されている。
【００４５】
以上の構成により、リード線４９を電源（乾電池等）に接続して通電すると、まずコイル部４３が設けられた第２の回転体３５が回転（正転又は逆転）する。第２の回転体３５（本体部３６）の回転により、各空間部３７に収容された一方の弾性変形部材２０ａ（又は２０ｂ）と静止状態の各押圧部３４が接近し、各空間部３７の周壁と各押圧部３４との間で各弾性変形部材２０ａ（又は２０ｂ）が圧縮される。最初は各弾性変形部材２０ａ（又は２０ｂ）が弾性変形するが、所定量変形した後は、第２の回転体３５の回転力（入力エネルギー）が各弾性変形部材２０ａ（又は２０ｂ）を介して各押圧部３４（第１の回転体３２）に伝達され、第１の回転体３２と第２の回転体３５が略一体となって回転する。これにより、第２の回転体３５から入力される回転エネルギーを第１の回転体３２に伝達して回転軸１２から出力することができる。
【００４６】
特に、この回転伝達機構３０では、空間部３７が略半円弧状に形成されており、第２の回転体３５が回転を始めてから弾性変形部材２０ａ（又は２０ｂ）と押圧部３４が接触するまでの助走区間３７ａ（３７ｂ）が長く、第１の回転体３２と第２の回転体３５がローター３９として一体的に回転し始めるまでは、第２の回転体３５（コイル部４３を含む）のみが回転するので、始動時の負荷を極めて小さくする（ほぼ無負荷状態とする）ことができる。また、モーター３１を駆動する電流の変動等により第２の回転体３５の回転に変動が発生した場合に、その変動を弾性変形部材２０ａ（又は２０ｂ）で吸収（調整）することができる。つまり、第２の回転体３５の回転が遅くなった時（弾性変形部材２０ａ（又は２０ｂ）を圧縮する力が小さくなった時）に、弾性変形部材２０ａ（又は２０ｂ）が膨張し、弾性変形部材２０ａ（又は２０ｂ）に蓄えられていたエネルギーが第１の回転体３２に加わることにより、入力エネルギーを有効利用して回転軸１２の回転が遅くなることを防ぎ、回転軸１２を安定的に回転させることができる。なお、各押圧部の各弾性変形部材との接触位置に、押圧部２３と同様の突起部を形成してもよいし、押圧部２３ｃと同様の窪み部を形成してもよい。
【００４７】
なお、本実施例では、第２の回転体３５は、本体部３６が、ベアリング２１を介して回転軸１２に回転可能に保持されているが、第２の回転体の構造は適宜、選択することができ、例えば、本体部の軸方向一側及び他側にそれぞれ連結され、回転軸に回転可能に保持される本体保持部を設けてもよいし、必ずしもベアリングを用いなくてもよい。また、第２の回転体は、回転軸ではなく、第１の回転体に回転可能に保持されていてもよい。例えば、第１の回転体を構成する側板部に、回転軸に固定される筒状の装着部を形成し、第２の回転体（本体部）が、装着部に回転可能に保持される構造とすることもできる。更に、回転伝達機構１０と同様に、案内手段を設けることもできる。
【００４８】
また、回転伝達機構３０を用いたモーターの構造は、本実施例に限定されるものではなく、各種モーターのローターに対して、この回転伝達機構３０を組込むことができる。例えば、本実施例では、第２の回転体の外周にコイル部を設けてローターとし、その外周に間隔を空けてステーターとなる永久磁石を配置したが、第２の回転体の外周に複数の永久磁石を取付けてローターとし、その外周に間隔を空けてステーターとなるコイルを配置してもよい。また、この回転伝達機構３０は、発電機のローターに組込むこともできる。
【００４９】
次に、図９〜図１３を参照して本発明の第３の実施例に係る回転伝達機構５０について説明する。なお、第１、第２の実施例と同様のものは同じ符号を付して説明を省略する。
図９は回転伝達機構５０を車椅子の回転軸１２に組み込んだ状態を示している。回転軸１２は車椅子のフレーム５１に回転可能に保持され、回転軸１２の先側には回転軸１２を正逆回転させるためのハンドリム５２が連結されている。そして、第２の回転体１７ｅには、筒状部２７の外周に放射状に取付けられたスポーク５３を介して車輪５４が固定されている。
【００５０】
回転伝達機構５０では、図１０〜図１３に示すように、第１の回転体５５の本体部５６の外周に側面視して半円状の複数（ここでは６個）の凸部５７が設けられている。本体部５６に形成される各空間部１９の円周方向の一側及び他側には、弾性変形部材２０ａ、２０ｂがそれぞれ収容され、第１の回転体５５の軸方向一側から各空間部１９に挿入された押圧部５８と弾性変形部材２０ａ、２０ｂとの間にはそれぞれ助走区間２４ａ、２４ｂがある。また、本実施例では、第２の回転体１７ｅの各押圧部５８は円柱状に形成されており、突起部を有していないが、突起部を設けることも可能である。そして、第１の回転体５５（本体部５６）の外周と、第２の回転体１７ｅの筒状部２７との間に、凸部５７を押圧して第１の回転体５５（本体部５６）の回転にブレーキをかけるブレーキ機構５９が取付けられている。このブレーキ機構５９は、本体部５６の外周に沿うように略半円弧状に湾曲して形成された一対の可動片６０を有している。各可動片６０の基側はフレーム５１に固定された２本の支持軸６１（図９）でそれぞれ回動可能に保持されている。また、各可動片６０の先側同士は、図１０、図１２、図１３に示すように、圧縮コイルバネ（付勢手段の一種）６３で連結されている。これにより、各可動片６０は、常に圧縮コイルバネ６３で回転軸１２の軸心側に付勢され、各可動片６０の内周面側を本体部５６の外周面（凸部５７）に当接させて本体部５６の回転にブレーキをかけることができる。このとき、各可動片６０の内周面には、凸部５７の円周方向ピッチに合わせて複数（ここでは２個ずつ）の凹部６２が形成されている。そして、凹部６２は緩やかな円弧状に（凸部５７の曲率半径より大きな曲率半径で）湾曲している。可動片６０の材質としては合成ゴムが好適に用いられるが、耐久性を考慮して支持軸６１の外周部は金属製とすることが好ましい。或いは、可動片として金属製の基材の内周面側（本体部５６の凸部５７が接触する領域）に合成ゴムを貼り付けたものを用いてもよい。
【００５１】
以下、回転伝達機構５０を搭載した車椅子の動作について詳細に説明する。
まず、車椅子に乗った使用者が自分でハンドリム５２を操作して車椅子を前進させる場合（第１の動作）について説明する。
図１０の状態から、使用者がハンドリム５２を車椅子の前進方向に回転（正転）させると、ハンドリム５２に連結された回転軸１２と共に第１の回転体５５（本体部５６）が回転を始める。このとき、本体部５６の凸部５７が各可動片６０の凹部６２の内部からスムーズに移動し、図１１に示すように各可動片６０を回転軸１２の半径方向外側に向かって回動させることができる。そして、第１の回転体５５の回転により、各空間部１９に収容された各弾性変形部材２０ａと静止状態の各押圧部５８が接近し、各空間部１９の周壁と各押圧部５８との間で各弾性変形部材２０ａが圧縮される。最初は各弾性変形部材２０ａが弾性変形するが、所定量変形した後は、ハンドリム５２から与えられる回転軸１２（第１の回転体５５）の回転力（入力エネルギー）が各弾性変形部材２０ａを介して各押圧部５８に伝達され、第１の回転体５５と第２の回転体１７ｅが略一体となって回転する。このとき、第２の回転体１７ｅに取付けられた車輪５４も一緒に回転することにより、車椅子が走行を開始する。
【００５２】
次に、介助者が車椅子を押して車椅子を前進させる場合（第２の動作）について説明する。
図１０の状態から、介助者が車椅子を前進方向に押すと、車輪５４と共に第２の回転体１７ｅが回転を始める。そして、第２の回転体１７ｅの回転により、各空間部１９に収容された静止状態の各弾性変形部材２０ｂと各押圧部５８が接近し、図１２に示すように各空間部１９の周壁と各押圧部５８との間で各弾性変形部材２０ｂが圧縮される。この間、介助者は比較的小さな力で車椅子を移動させることができる。そして、更に車椅子を押し続け、各弾性変形部材２０ｂが変形しなくなると、第２の回転体１７ｅの回転力（入力エネルギー）が各弾性変形部材２０ｂを介して本体部５６（第１の回転体５５）に伝達され、第２の回転体１７ｅと第１の回転体５５とが略一体となって回転し始める。第１の回転体５５が回転を始めると、本体部５６の凸部５７が各可動片６０の凹部６２の内部からスムーズに移動し、図１２と同様にして各可動片６０を回転軸１２の半径方向外側に向かって回動させることができる。
【００５３】
上記のいずれの動作においても、ブレーキ機構５９により第１の回転体５５に常にブレーキ（負荷）がかかっているので、車椅子が不意に移動したり、坂道を下ったりすることがなく、安全性に優れる。また、初動時の負荷を低減することができ、坂道や抵抗の大きな道でも楽に移動することができる。
なお、上記では、いずれも車椅子を前進させる場合の動作について説明したが、車椅子を後進させる場合の動作は、回転軸１２及び回転伝達機構５０の各部の回転方向が逆転するだけなので、説明を省略する。
ブレーキ機構は、第１の回転体５５の回転にブレーキ（負荷）をかけることができればよく、その構造は本実施例に限定されず、適宜、選択することができる。また、凸部及び凹部の形状、数、及び配置等も本実施例に限定されるものではなく、可動片の形状及び配置等に応じて、適宜、選択することができる。
【００５４】
この回転伝達機構（ブレーキ機構を除く）は、正逆回転を行う各種の回転軸に好適に適用することができる。なお、本実施例では、第１の回転体５５が、回転軸装着部６４を介して回転軸１２に保持されて回転軸１２と共に回転する構成としたが、第１の回転体は回転軸と共に回転するものであればよく、第１の回転体を回転軸に保持（固定）する手段は適宜、選択することができる。また、第１の回転体は回転軸と一体に形成することもできる。更に、回転伝達機構１０と同様に案内手段を設けることもできる。なお、各押圧部の各弾性変形部材との接触位置に、押圧部２３と同様の突起部を形成してもよいし、押圧部２３ｃと同様の窪み部を形成してもよい。また、押圧部に窪み部を形成する場合、各押圧部は初期状態で各空間部の円周方向の一側及び他側の弾性変形部材のいずれか一方又は双方と接触させることができ、助走区間を省略してもよい。更に、回転伝達機構１０ａと同様の外側板２９ａ、回転伝達機構１０ｂと同様の閉塞部２９ｂ又は回転伝達機構１０ｃと同様のカバー部２９ｃのいずれかを設けることもできる。
【００５５】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施例や変形例も含むものであり、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。また、それぞれの実施例に係る回転伝達機構の各要素を組合せて回転伝達機構を構成する場合も、本発明は適用される。
回転伝達機構を構成する部品のうち、特に材質を指定していない部品の材質としてはステンレス等の金属が好適に用いられるが、回転伝達機構の用途及び駆動力（トルク）の大きさ等に応じて、各種の材質を適宜、選択することができ、合成樹脂（強化プラスチックを含む）又は木を用いることもできる。
押圧部に突起部又は窪み部を設けない場合、押圧部の弾性変形部材との接触面の表面形状は凸円弧状に湾曲していることが好ましいが、これに限定されることなく適宜、選択することができ、平面状でもよいし、傾斜面を有していてもよい。
【００５６】
上記実施例では、空間部及び押圧部が複数の場合について説明したが、空間部及び押圧部の数は適宜、選択することができ、１つでもよい。なお、各空間部において、押圧部と弾性変形部材との間に形成される助走区間の長さは適宜、選択することができる。また、回転伝達機構の用途によっては、助走区間を設けず、初期状態で押圧部と弾性変形部材が接触するようにしてもよい。さらに、押圧部と弾性変形部材との間に存在する助走区間（隙間）に対し、金属又は合成樹脂等の剛体で形成された挿入部材を挿入して、助走区間の長さを調整する（助走区間がなくなる場合も含む）こともできる。このとき、押圧部は挿入部材を介して弾性変形部材を圧縮するが、挿入部材が剛体であるため、実質的に空間部に占める押圧部の体積を増大させたことに相当し、助走区間が短くなる以外に、弾性変形部材の圧縮に与える影響はない。また、挿入部材で助走区間を埋めた場合、第１の回転体と第２の回転体との間のがたつきを軽減して、両者をスムーズに回転させることができる。なお、初期状態で押圧部と弾性変形部材との間に助走区間が存在する場合、助走区間を隔てて離間した押圧部と弾性変形部材が、互いの初期位置から接近して弾性変形部材が圧縮され、第１の回転体と第２の回転体が一体的に回転し始めるまでの間に第１の回転体と第２の回転体が相対回転するが、この初期の相対回転角度は１０〜１６０度、好ましくは３０〜１６０度、さらに好ましくは６０〜１６０度とすることが好ましい。但し、この初期の相対回転角度は、前記範囲に限定されるものではなく、回転伝達機構の用途、駆動力（トルク）の大きさ及び弾性変形部材の材質（弾性率）等に応じて、適宜、選択することができる。
【００５７】
回転伝達機構は、モーターの内部に組込む以外に、モーターの出力軸が回転伝達機構の回転軸となるようにして使用することもできるし、モーターの出力軸と回転伝達機構の回転軸を継手又は歯車等を介して連結して使用することもできる。いずれの場合も、モーターの出力軸の回転を回転伝達機構の第２の回転体の回転として取出すことができる。或いは、モーターの出力軸を回転伝達機構の第２の回転体に連結し、モーターの出力軸の回転を回転伝達機構の回転軸の回転として取出すこともできる。この場合、モーターの出力軸の軸心と第２の回転体の軸心を一致させて、出力軸と第２の回転体を直接、連結してもよいし、出力軸に取付けた歯車と、第２の回転体に取付けた歯車を噛合させてもよい。なお、第２の回転体に歯車を取付ける代りに、第２の回転体の外周に歯車の歯を形成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明に係る回転伝達機構は、耐久性に優れ、動作の安定性及び回転伝達の効率性を向上させることができ、自転車、土木用一輪車、リヤカー、車椅子等の人力車両及びモーター等の回転軸（駆動軸）に組込むことにより、入力エネルギーの有効利用を図ることができ、特にモーターでは、始動時の負荷を軽減し、入力変動の影響を受け難くして、動作の安定性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００５９】
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ：回転伝達機構、１２：回転軸、１３：回転軸保持部、１４、１５：クランクアーム、１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ：第１の回転体、１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ：第２の回転体、１８、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ：本体部、１９：空間部、２０、２０ａ、２０ｂ：弾性変形部材、２１：ベアリング、２２：側板部、２３、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ：押圧部、２４、２４ａ、２４ｂ：助走区間、２５：チェーンリング、２６：突起部、２６ａ：窪み部、２７：筒状部、２８：案内手段、２８ａ：案内孔、２８ｂ：案内用突起、２９ａ：外側板、２９ｂ：閉塞部、２９ｃ：カバー部、３０：回転伝達機構、３１：モーター、３２：第１の回転体、３３：側板部、３４：押圧部、３５：第２の回転体、３６：本体部、３７：空間部、３７ａ、３７ｂ：助走区間、３８：外側板、３９：ローター、４０：ケーシング、４１：側壁、４２：ベアリング、４３：コイル部、４４：外周壁、４５：永久磁石、４６：整流子、４７：支持部材、４８：ブラシ、４９：リード線、５０：回転伝達機構、５１：フレーム、５２：ハンドリム、５３：スポーク、５４：車輪、５５：第１の回転体、５６：本体部、５７：凸部、５８：押圧部、５９：ブレーキ機構、６０：可動片、６１：支持軸、６２：凹部、６３：圧縮コイルバネ（付勢手段）、６４：回転軸装着部
【要約】
回転軸１２と共に回転する第１の回転体１６と、第１の回転体１６の軸方向一側に配置され回転軸１２を中心に回転可能な第２の回転体１７とを備え、第１の回転体１６の本体部１８に回転軸１２の軸心を中心に回転軸１２の外周に同心円状に湾曲し、本体部１８を厚さ方向に貫通する１又は複数の円弧状の空間部１９が形成され、各空間部１９の一部に弾性変形部材２０が収容され、第２の回転体１７の側板部２２の軸方向他側に突出する１又は複数の各押圧部２３が、第１の回転体１６の軸方向一側から各空間部１９に挿入されて、第１の回転体１６と第２の回転体１７が相対的に回転する間に、各空間部１９の周壁と各押圧部２３との間で各弾性変形部材２０が圧縮される。【図１】
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【図２】
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【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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