(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１〜第ｎの回転体が、軸方向に同軸上に順に配置され、隣り合う前記回転体同士は、それぞれ第１〜第ｎ−１の相対回転規制手段で相対回転量が規制されており、第ｉの前記相対回転規制手段は、伸縮性及び／又は可撓性を有し、第ｉの前記回転体の軸方向一側と第ｉ＋１の前記回転体の軸方向他側を連結する複数の連結部材を備え、該各連結部材の両端部は、それぞれ前記第ｉの回転体及び前記第ｉ＋１の回転体の軸心を中心とする同一径の円周上に位置して、動作開始時に前記第１〜第ｎの回転体が、順次、遅れて回転を開始し、最終的に前記第１〜第ｎの回転体が一体的に回転して、前記第１の回転体から前記第ｎの回転体まで回転が伝達されることを特徴とする回転伝達機構。但し、ｎは２以上の整数であり、ｉは１〜ｎ−１の整数である。
【請求項２】
請求項１記載の回転伝達機構において、前記連結部材は、コイルバネであることを特徴とする回転伝達機構。
【請求項３】
第１〜第ｎの回転体が、軸方向に同軸上に順に配置され、隣り合う前記回転体同士は、それぞれ第１〜第ｎ−１の相対回転規制手段で相対回転量が規制されており、第ｉの前記相対回転規制手段は、第ｉの前記回転体の軸方向一側に突出する係合軸と、第ｉ＋１の前記回転体の軸方向他側に開口し、前記第ｉ＋１の回転体の軸心を中心として円弧状に湾曲して、前記係合軸が挿通される係合凹部とを備え、前記第ｉ＋１の回転体の前記係合凹部の円周方向の一側及び他側に、前記第ｉの回転体と前記第ｉ＋１の回転体の相対回転に伴って圧縮される回転補助弾性部材がそれぞれ収容されており、動作開始時に前記第１〜第ｎの回転体が、順次、遅れて回転を開始し、最終的に前記第１〜第ｎの回転体が一体的に回転して、前記第１の回転体から前記第ｎの回転体まで回転が伝達され、動作終了時に、前記回転補助弾性部材の反発力により、前記第ｉの回転体と前記第ｉ＋１の回転体を相対回転させて初期状態の位置関係に復帰させることを特徴とする回転伝達機構。但し、ｎは２以上の整数であり、ｉは１〜ｎ−１の整数である。
【請求項４】
第１〜第ｎの回転体が、軸方向に同軸上に順に配置され、隣り合う前記回転体同士は、それぞれ第１〜第ｎ−１の相対回転規制手段で相対回転量が規制されており、第ｉの前記相対回転規制手段は、第ｉの前記回転体の軸方向一側に突出する回転軸と、該回転軸の外周に形成された突起部と、第ｉ＋１の前記回転体の軸方向他側に形成され前記回転軸が遊嵌される軸挿通部と、該軸挿通部の外周に切り欠き状に形成され前記突起部と係合して該突起部の回転可能範囲を規制する回転規制凹部とを備え、動作開始時に前記第１〜第ｎの回転体が、順次、遅れて回転を開始し、最終的に前記第１〜第ｎの回転体が一体的に回転して、前記第１の回転体から前記第ｎの回転体まで回転が伝達されることを特徴とする回転伝達機構。但し、ｎは２以上の整数であり、ｉは１〜ｎ−１の整数である。
【請求項５】
請求項３又は４記載の回転伝達機構において、伸縮性及び／又は可撓性を有し、前記第ｉの回転体の軸方向一側と前記第ｉ＋１の回転体の軸方向他側を連結して、動作開始時に、初期状態から前記第ｉの回転体と前記第ｉ＋１の回転体の相対回転に伴って変形し、動作終了時に、初期状態に復元することにより、前記第ｉの回転体と前記第ｉ＋１の回転体を相対回転させて初期状態の位置関係に復帰させる複数の回転補助連結部材を備えたことを特徴とする回転伝達機構。
【請求項６】
第１〜第ｎの回転体が、軸方向に同軸上に順に配置され、隣り合う前記回転体同士は、それぞれ第１〜第ｎ−１の相対回転規制手段で相対回転量が規制されており、第ｉの前記相対回転規制手段は、第ｉの前記回転体の軸方向一側に突出する主動側突起と、第ｉ＋１の前記回転体の軸方向他側に突出する従動側突起とを有し、動作開始時に前記第１〜第ｎの回転体が、順次、遅れて回転を開始し、前記第ｉの回転体と前記第ｉ＋１の回転体が相対回転する間に、前記主動側突起が前記従動側突起に当接することにより、相対回転量が規制され、最終的に前記第１〜第ｎの回転体が一体的に回転して、前記第１の回転体から前記第ｎの回転体まで回転が伝達されることを特徴とする回転伝達機構。但し、ｎは２以上の整数であり、ｉは１〜ｎ−１の整数である。
【請求項７】
請求項６記載の回転伝達機構において、可撓性を有し、前記第ｉの回転体の前記主動側突起と前記第ｉ＋１の回転体の軸方向他側の軸心側を連結して、動作開始時に、初期状態から前記第ｉの回転体と前記第ｉ＋１の回転体の相対回転に伴って変形し、動作終了時に、初期状態に復元することにより、前記第ｉの回転体と前記第ｉ＋１の回転体を相対回転させて初期状態の位置関係に復帰させる回転補助連結部材を備えたことを特徴とする回転伝達機構。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１記載の回転伝達機構において、前記第１〜第ｎ−１の相対回転規制手段に加え、第ｉの前記回転体の軸方向一側の軸心に形成された嵌合凸部又は嵌合凹部と、第ｉ＋１の前記回転体の軸方向他側の軸心に形成された嵌合凹部又は嵌合凸部が嵌合されて、前記第ｉの回転体と前記第ｉ＋１の回転体が、相対回転可能かつ軸方向に摺動可能に連結されていることを特徴とする回転伝達機構。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１記載の回転伝達機構において、前記第１〜第ｎの回転体の軸心を貫通し、前記第１〜第ｎの回転体をそれぞれ正逆回転可能かつ軸方向に摺動可能に支持する支持軸を備えたことを特徴とする回転伝達機構。
【請求項１０】
第１〜第ｎの回転体が、軸方向に同軸上に順に配置され、隣り合う前記回転体同士は、それぞれ第１〜第ｎ−１の相対回転規制手段で相対回転量が規制されており、前記第１〜第ｎ−１の相対回転規制手段に加え、第ｉの前記回転体の軸方向一側の軸心に形成された嵌合凸部又は嵌合凹部と、第ｉ＋１の前記回転体の軸方向他側の軸心に形成された嵌合凹部又は嵌合凸部が嵌合されて、前記第ｉの回転体と前記第ｉ＋１の回転体が、相対回転可能かつ軸方向に摺動可能に連結され、動作開始時に前記第１〜第ｎの回転体が、順次、遅れて回転を開始し、最終的に前記第１〜第ｎの回転体が一体的に回転して、前記第１の回転体から前記第ｎの回転体まで回転が伝達されることを特徴とする回転伝達機構。但し、ｎは２以上の整数であり、ｉは１〜ｎ−１の整数である。
【請求項１１】
第１〜第ｎの回転体が、軸方向に同軸上に順に配置され、隣り合う前記回転体同士は、それぞれ第１〜第ｎ−１の相対回転規制手段で相対回転量が規制されており、前記第１〜第ｎの回転体の軸心を貫通し、前記第１〜第ｎの回転体をそれぞれ正逆回転可能かつ軸方向に摺動可能に支持する支持軸を備え、動作開始時に前記第１〜第ｎの回転体が、順次、遅れて回転を開始し、最終的に前記第１〜第ｎの回転体が一体的に回転して、前記第１の回転体から前記第ｎの回転体まで回転が伝達されることを特徴とする回転伝達機構。但し、ｎは２以上の整数であり、ｉは１〜ｎ−１の整数である。
【請求項１２】
請求項１０又は１１記載の回転伝達機構において、第ｉの前記相対回転規制手段は、第ｉの前記回転体の軸方向一側に突出する係合軸と、第ｉ＋１の前記回転体の軸方向他側に開口し、前記第ｉ＋１の回転体の軸心を中心として円弧状に湾曲して、前記係合軸が挿通される係合凹部とを備えたことを特徴とする回転伝達機構。
【請求項１３】
請求項１０又は１１記載の回転伝達機構において、第ｉの前記相対回転規制手段は、第ｉの前記回転体の軸方向一側に突出する係合軸と、第ｉ＋１の前記回転体を軸方向に貫通し、前記第ｉ＋１の回転体の軸心を中心として円弧状に湾曲して、前記係合軸が挿通される係合孔部とを備えたことを特徴とする回転伝達機構。
【請求項１４】
請求項１２又は１３記載の回転伝達機構において、伸縮性及び／又は可撓性を有し、前記第ｉの回転体の軸方向一側と前記第ｉ＋１の回転体の軸方向他側を連結して、動作開始時に、初期状態から前記第ｉの回転体と前記第ｉ＋１の回転体の相対回転に伴って変形し、動作終了時に、初期状態に復元することにより、前記第ｉの回転体と前記第ｉ＋１の回転体を相対回転させて初期状態の位置関係に復帰させる複数の回転補助連結部材を備えたことを特徴とする回転伝達機構。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１記載の回転伝達機構と、該回転伝達機構を内蔵したケーシングと、前記第１の回転体の軸方向他側に連結され前記ケーシングに正逆回転可能に支持された第１の外部連結軸と、前記第ｎの回転体の軸方向一側に連結され前記ケーシングに正逆回転可能に支持された第２の外部連結軸とを備えたことを特徴とする回転伝達継手。
【請求項１６】
請求項１〜１４のいずれか１記載の回転伝達機構を備えたローターを有し、前記第１又は第ｎの回転体から前記第ｎ又は第１の回転体に回転を伝達して、前記第ｎ又は第１の回転体に連結された出力軸から出力することを特徴とするモーター。
【請求項１７】
請求項１〜１４のいずれか１記載の回転伝達機構を備えたローターを有し、前記第１又は第ｎの回転体に連結された入力軸から回転を入力し、前記第１又は第ｎの回転体から前記第ｎ又は第１の回転体に回転を伝達して発電することを特徴とする発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、始動時の負荷を軽減して大きな出力を得ることができる回転伝達機構、回転伝達継手、モーター及び発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
自転車、土木用一輪車及び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）状態から動き出す時（始動時）に、大きな駆動力（入力エネルギー）を必要とする。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する。また、プロペラ若しくはスクリュー等の回転体及び電動式の各種回転機器等は、モーターによって駆動されるが、これらの回転体及び機器が大型化し、重量が増加するにつれ、モーターへの負荷が増大し、出力の大きなモーターを必要とする。
【０００３】
一方、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１を改良したものとして、特許文献２には、内部回転部材の外周凸部が設けられる内部回転部材本体をリング状に形成すること、及び内部回転部材と外部回転部材との間に、内部回転部材と外部回転部材の機能を兼ね備えた１つ又は複数の中間回転部材を介在させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００９／０５４１６１号
【特許文献２】特開２０１８−４７８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の人力車両用回転伝達機構は、始動（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。よって、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軽減し、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。
しかしながら、特許文献１では、外周凸部と内周凸部が円周上に交互に配置され、外周凸部と内周凸部との間に弾性変形部が配設されており、内部回転部材と外部回転部材が相対的に回転できる範囲（角度）が限られているため、動作を開始してから（内部回転部材と外部回転部材が相対的に回転し始めてから）、弾性変形部が圧縮され始めるまでの間に、十分な加速度（回転力）を発生させることは困難である。従って、大型の回転体又は回転機器等をモーターで駆動する際に、それらの回転軸（駆動軸）に、特許文献１の回転伝達機構を適用したとしても、回転（駆動）開始直後に、モーターに大きな負荷が加わり、始動時の負荷を十分に低減することができず、加速性も悪く、大きな出力を得られ難いため、用途が限られていた。
【０００６】
特許文献２では、内部回転部材と外部回転部材との間に、内部回転部材と外部回転部材の機能を兼ね備えた１つ又は複数の中間回転部材を介在させることにより、弾性変形部の量を増やし、弾性変形部全体に蓄積される圧縮（弾性）エネルギーを増やすことができる。しかしながら、外周凸部と内周凸部との間が弾性変形部で埋められており、内部回転部材及び中間回転部材は、常に弾性変形部を圧縮しながら回転することになるため、特許文献１に比べて始動時の負荷が大きく、加速性に欠け、大きな出力を得ることは難しかった。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、入力エネルギーの一部を弾性体に蓄積して回転エネルギーとして利用する代わりに、始動時の負荷を大幅に軽減し、加速度を増加させて出力を増大させることができ、動作の安定性に優れた回転伝達機構、回転伝達継手、モーター及び発電機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、第１〜第ｎの回転体が、軸方向に同軸上に順に配置され、隣り合う前記回転体同士は、それぞれ第１〜第ｎ−１の相対回転規制手段で相対回転量が規制されており、第ｉの前記相対回転規制手段は、伸縮性及び／又は可撓性を有し、第ｉの前記回転体の軸方向一側と第ｉ＋１の前記回転体の軸方向他側を連結する複数の連結部材を備え、該各連結部材の両端部は、それぞれ前記第ｉの回転体及び前記第ｉ＋１の回転体の軸心を中心とする同一径の円周上に位置して、動作開始時に前記第１〜第ｎの回転体が、順次、遅れて回転を開始し、最終的に前記第１〜第ｎの回転体が一体的に回転して、前記第１の回転体から前記第ｎの回転体まで回転が伝達される。但し、ｎは２以上、好ましくは３以上の整数であり、ｉは１〜ｎ−１の整数である。
【０００８】
【０００９】
第１の発明に係る回転伝達機構において、前記連結部材は、コイルバネであることが好ましい。
【００１０】
前記目的に沿う第２の発明に係る回転伝達機構は、第１〜第ｎの回転体が、軸方向に同軸上に順に配置され、隣り合う前記回転体同士は、それぞれ第１〜第ｎ−１の相対回転規制手段で相対回転量が規制されており、第ｉの前記相対回転規制手段は、第ｉの前記回転体の軸方向一側に突出する係合軸と、第ｉ＋１の前記回転体の軸方向他側に開口し、前記第ｉ＋１の回転体の軸心を中心として円弧状に湾曲して、前記係合軸が挿通される係合凹部とを備え、前記第ｉ＋１の回転体の前記係合凹部の円周方向の一側及び他側に、前記第ｉの回転体と前記第ｉ＋１の回転体の相対回転に伴って圧縮される回転補助弾性部材がそれぞれ収容されており、動作開始時に前記第１〜第ｎの回転体が、順次、遅れて回転を開始し、最終的に前記第１〜第ｎの回転体が一体的に回転して、前記第１の回転体から前記第ｎの回転体まで回転が伝達され、動作終了時に、前記回転補助弾性部材の反発力により、前記第ｉの回転体と前記第ｉ＋１の回転体を相対回転させて初期状態の位置関係に復帰させる。但し、ｎは２以上の整数であり、ｉは１〜ｎ−１の整数である。
【００１１】
【００１２】
前記目的に沿う第３の発明に係る回転伝達機構は、第１〜第ｎの回転体が、軸方向に同軸上に順に配置され、隣り合う前記回転体同士は、それぞれ第１〜第ｎ−１の相対回転規制手段で相対回転量が規制されており、第ｉの前記相対回転規制手段は、第ｉの前記回転体の軸方向一側に突出する回転軸と、該回転軸の外周に形成された突起部と、第ｉ＋１の前記回転体の軸方向他側に形成され前記回転軸が遊嵌される軸挿通部と、該軸挿通部の外周に切り欠き状に形成され前記突起部と係合して該突起部の回転可能範囲を規制する回転規制凹部とを備え、動作開始時に前記第１〜第ｎの回転体が、順次、遅れて回転を開始し、最終的に前記第１〜第ｎの回転体が一体的に回転して、前記第１の回転体から前記第ｎの回転体まで回転が伝達される。但し、ｎは２以上の整数であり、ｉは１〜ｎ−１の整数である。
第２、第３の発明に係る回転伝達機構において、伸縮性及び／又は可撓性を有し、前記第ｉの回転体の軸方向一側と前記第ｉ＋１の回転体の軸方向他側を連結して、動作開始時に、初期状態から前記第ｉの回転体と前記第ｉ＋１の回転体の相対回転に伴って変形し、動作終了時に、初期状態に復元することにより、前記第ｉの回転体と前記第ｉ＋１の回転体を相対回転させて初期状態の位置関係に復帰させる複数の回転補助連結部材を備えることもできる。
【００１３】
前記目的に沿う第４の発明に係る回転伝達機構は、第１〜第ｎの回転体が、軸方向に同軸上に順に配置され、隣り合う前記回転体同士は、それぞれ第１〜第ｎ−１の相対回転規制手段で相対回転量が規制されており、第ｉの前記相対回転規制手段は、第ｉの前記回転体の軸方向一側に突出する主動側突起と、第ｉ＋１の前記回転体の軸方向他側に突出する従動側突起とを有し、動作開始時に前記第１〜第ｎの回転体が、順次、遅れて回転を開始し、前記第ｉの回転体と前記第ｉ＋１の回転体が相対回転する間に、前記主動側突起が前記従動側突起に当接することにより、相対回転量が規制され、最終的に前記第１〜第ｎの回転体が一体的に回転して、前記第１の回転体から前記第ｎの回転体まで回転が伝達される。但し、ｎは２以上の整数であり、ｉは１〜ｎ−１の整数である。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
第４の発明に係る回転伝達機構において、可撓性を有し、前記第ｉの回転体の前記主動側突起と前記第ｉ＋１の回転体の軸方向他側の軸心側を連結して、動作開始時に、初期状態から前記第ｉの回転体と前記第ｉ＋１の回転体の相対回転に伴って変形し、動作終了時に、初期状態に復元することにより、前記第ｉの回転体と前記第ｉ＋１の回転体を相対回転させて初期状態の位置関係に復帰させる回転補助連結部材を備えてもよい。
【００１７】
第１〜第４の発明に係る回転伝達機構において、前記第１〜第ｎ−１の相対回転規制手段に加え、第ｉの前記回転体の軸方向一側の軸心に形成された嵌合凸部又は嵌合凹部と、第ｉ＋１の前記回転体の軸方向他側の軸心に形成された嵌合凹部又は嵌合凸部が嵌合されて、前記第ｉの回転体と前記第ｉ＋１の回転体が、相対回転可能かつ軸方向に摺動可能に連結されてもよい。
【００１８】
第１〜第４の発明に係る回転伝達機構において、前記第１〜第ｎの回転体の軸心を貫通し、前記第１〜第ｎの回転体をそれぞれ正逆回転可能かつ軸方向に摺動可能に支持する支持軸を備えることが好ましい。
前記目的に沿う第５の発明に係る回転伝達機構は、第１〜第ｎの回転体が、軸方向に同軸上に順に配置され、隣り合う前記回転体同士は、それぞれ第１〜第ｎ−１の相対回転規制手段で相対回転量が規制されており、前記第１〜第ｎ−１の相対回転規制手段に加え、第ｉの前記回転体の軸方向一側の軸心に形成された嵌合凸部又は嵌合凹部と、第ｉ＋１の前記回転体の軸方向他側の軸心に形成された嵌合凹部又は嵌合凸部が嵌合されて、前記第ｉの回転体と前記第ｉ＋１の回転体が、相対回転可能かつ軸方向に摺動可能に連結され、動作開始時に前記第１〜第ｎの回転体が、順次、遅れて回転を開始し、最終的に前記第１〜第ｎの回転体が一体的に回転して、前記第１の回転体から前記第ｎの回転体まで回転が伝達されることを特徴とする回転伝達機構。但し、ｎは２以上の整数であり、ｉは１〜ｎ−１の整数である。
前記目的に沿う第６の発明に係る回転伝達機構は、第１〜第ｎの回転体が、軸方向に同軸上に順に配置され、隣り合う前記回転体同士は、それぞれ第１〜第ｎ−１の相対回転規制手段で相対回転量が規制されており、前記第１〜第ｎの回転体の軸心を貫通し、前記第１〜第ｎの回転体をそれぞれ正逆回転可能かつ軸方向に摺動可能に支持する支持軸を備え、動作開始時に前記第１〜第ｎの回転体が、順次、遅れて回転を開始し、最終的に前記第１〜第ｎの回転体が一体的に回転して、前記第１の回転体から前記第ｎの回転体まで回転が伝達されることを特徴とする回転伝達機構。但し、ｎは２以上の整数であり、ｉは１〜ｎ−１の整数である。
第５、第６の発明に係る回転伝達機構において、第ｉの前記相対回転規制手段は、第ｉの前記回転体の軸方向一側に突出する係合軸と、第ｉ＋１の前記回転体の軸方向他側に開口し、前記第ｉ＋１の回転体の軸心を中心として円弧状に湾曲して、前記係合軸が挿通される係合凹部とを備えることもできる。
第５、第６の発明に係る回転伝達機構において、第ｉの前記相対回転規制手段は、第ｉの前記回転体の軸方向一側に突出する係合軸と、第ｉ＋１の前記回転体を軸方向に貫通し、前記第ｉ＋１の回転体の軸心を中心として円弧状に湾曲して、前記係合軸が挿通される係合孔部とを備えるものでもよい。
ここで、係合孔部の一側に大径部を形成し、係合軸の一側に大径係合部を形成して、係合軸が係合孔部の他側から抜けないようにすることもできる。
第５、第６の発明に係る回転伝達機構において、伸縮性及び／又は可撓性を有し、前記第ｉの回転体の軸方向一側と前記第ｉ＋１の回転体の軸方向他側を連結して、動作開始時に、初期状態から前記第ｉの回転体と前記第ｉ＋１の回転体の相対回転に伴って変形し、動作終了時に、初期状態に復元することにより、前記第ｉの回転体と前記第ｉ＋１の回転体を相対回転させて初期状態の位置関係に復帰させる複数の回転補助連結部材を備えることもできる。
【００１９】
前記目的に沿う第７の発明に係る回転伝達継手は、第１〜第６の発明に係る回転伝達機構と、該回転伝達機構を内蔵したケーシングと、前記第１の回転体の軸方向他側に連結され前記ケーシングに正逆回転可能に支持された第１の外部連結軸と、前記第ｎの回転体の軸方向一側に連結され前記ケーシングに正逆回転可能に支持された第２の外部連結軸とを備える。
【００２０】
前記目的に沿う第８の発明に係るモーターは、第１〜第６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１又は第ｎの回転体から前記第ｎ又は第１の回転体に回転を伝達して、前記第ｎ又は第１の回転体に連結された出力軸から出力する。
【００２１】
前記目的に沿う第９の発明に係る発電機は、第１〜第６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１又は第ｎの回転体に連結された入力軸から回転を入力し、前記第１又は第ｎの回転体から前記第ｎ又は第１の回転体に回転を伝達して発電する。
【発明の効果】
【００２２】
第１〜第６の発明に係る回転伝達機構によれば、動作開始時に第１〜第ｎの回転体が、順次、遅れて回転を開始し、最終的に第１〜第ｎの回転体が一体的に回転することにより、始動時の負荷を大幅に軽減することができ、第１〜第ｎの回転体に順次、回転が伝達される間に加速度を増加させて、大きな出力を得ることができる。従って、入力側（モーター等の駆動源）と出力側（プロペラやスクリュー等の回転体又は電動式の各種回転機器等）を回転伝達機構を介して連結することにより、始動時の入力エネルギーが小さくても、大きな回転体や回転機器等を駆動することが可能となり、駆動源となるモーター等を小型化することができ、省エネルギー性に優れる。また、出力側に外力等の抵抗が加わり、負荷が増大しても、それが直接的に入力側に伝達されず、衝撃が緩和されて、入力側の駆動源が破損することを防止でき、安全装置としても機能することができる。
【００２３】
第７の発明に係る回転伝達継手は、第１〜第６の発明に係る回転伝達機構の第１、第ｎの回転体に連結された第１、第２の外部連結軸の一方を入力側とし、他方を出力側として回転エネルギーを効率的に伝達することができる。
【００２４】
第８の発明に係るモーターによれば、第１〜第６の発明に係る回転伝達機構を備えたローターを有することにより、始動時の負荷を大幅に低減することができ、入力変動及び外部からの負荷変動の影響を受け難く、ローターの回転を安定させて、回転エネルギーを出力軸から効率的に取出すことができる。
【００２５】
第９の発明に係る発電機によれば、第１〜第６の発明に係る回転伝達機構を備えたローターを有し、第１又は第ｎの回転体に連結された入力軸から回転を入力し、第１又は第ｎの回転体から第ｎ又は第１の回転体に回転を伝達して発電することにより、始動時の負荷を大幅に低減しつつ、回転が伝達される間に運動エネルギーを増加させて効率的に発電を行い、大きな出力（電気エネルギー）を取出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る回転伝達継手の正面図である。
【図２】同回転伝達継手の内部の回転伝達機構を示す平面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ同回転伝達継手の回転伝達機構を構成する第１〜第４の回転体の軸方向他側及び一側の側面図である。
【図５】同回転伝達継手の内部の回転伝達機構の動作を示す平面図である。
【図６】（Ａ）は図２のＢ−Ｂ線矢視断面図であり、（Ｂ）は図５のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図７】同回転伝達継手の第１の変形例を示す要部断面平面図である。
【図８】同回転伝達継手の第２の変形例を示す要部断面平面図である。
【図９】同回転伝達継手の第３の変形例の回転伝達機構を示す平面図である。
【図１０】図９のＤ−Ｄ線矢視断面図である。
【図１１】同回転伝達継手の第４の変形例の回転伝達機構を示す平面図である。
【図１２】（Ａ）は図１１のＥ−Ｅ線矢視断面図であり、（Ｂ）は同回転伝達継手の内部の回転伝達機構の動作を示す断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係る回転伝達継手の内部の回転伝達機構を示す平面図である。
【図１４】同回転伝達継手の内部の回転伝達機構の動作を示す平面図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態に係る回転伝達継手の内部の回転伝達機構を示す平面図である。
【図１６】図１５のＦ−Ｆ線矢視断面図である。
【図１７】同回転伝達継手の変形例の回転伝達機構を示す平面図である。
【図１８】本発明の第４の実施の形態に係る回転伝達継手の内部の回転伝達機構を示す平面図である。
【図１９】図１８のＧ−Ｇ線矢視断面図である。
【図２０】同回転伝達継手の内部の回転伝達機構の動作を示す断面図である。
【図２１】本発明の第５の実施の形態に係るモーターの内部を示す平面図である。
【図２２】同モーターの内部構造を示す要部断面平面図である。
【図２３】図２１のＨ−Ｈ線矢視断面図である。
【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の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１〜図６を参照して本発明の第１の実施の形態に係る回転伝達継手１０及びそれに用いられる回転伝達機構１１について説明する。図２、図３及び図５に示す回転伝達継手１０は、回転伝達機構１１を内蔵することにより、回転伝達における始動時の負荷を大幅に軽減し、加速度を増加させて出力を増大させることができ、回転伝達の動作を安定させるものである。
回転伝達機構１１は、図２、図３及び図５に示すように、第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄが、軸方向に同軸上に順に配置されており、隣り合う回転体同士が、それぞれ第１〜第３の相対回転規制手段１３ａ〜１３ｃで相対回転量が規制されたものである。
ここで、第１〜第３の相対回転規制手段１３ａ〜１３ｃはそれぞれ、図２、図３、図４（Ａ）〜（Ｄ）及び図５に示すように、第１〜第３の回転体１２ａ〜１２ｃの軸方向一側に突出する２つずつの係合軸１５ａ〜１５ｃと、第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄを軸方向に貫通し、第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄの軸心を中心として円弧状に湾曲して、各係合軸１５ａ〜１５ｃが挿通される２つずつの係合孔部１６ａ〜１６ｃとを備えている。
【００２８】
また、回転伝達機構１１は、図２、図３及び図５に示すように、第１〜第３の回転体１２ａ〜１２ｃの軸方向一側と第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄの軸方向他側をそれぞれ連結する複数（ここでは２つずつ）のコイルバネを用いた回転補助連結部材１７ａ〜１７ｃを備えている。各回転補助連結部材１７ａ〜１７ｃの両端部は、それぞれ第１〜第３の回転体１２ａ〜１２ｃ及び第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄの軸心を中心とする同一径の円周上に位置している。そして、この回転補助連結部材１７ａ〜１７ｃは、動作開始時に、初期状態から第１〜第３の回転体１２ａ〜１２ｃと第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄの相対回転に伴って変形（伸張）し（図５参照）、動作終了時に、初期状態（図２参照）に復元（収縮）することにより、第１〜第３の回転体１２ａ〜１２ｃと第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄを相対回転させて初期状態の位置関係に復帰させるものである。これにより、動作終了時に、回転伝達機構１１が自動的に初期状態に戻るので、別途、第１〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄを逆回転させる等して、回転伝達機構１１を初期状態に復帰させる作業を行う必要がなく、短い間隔で回転伝達機構１１を繰り返し（断続的に）使用しても、安定した効果が得られる。
【００２９】
なお、図３に示すように、各回転補助連結部材１７ａ〜１７ｃの両端部は、球状の自在継手１８ａとなっており、この自在継手１８ａがそれぞれ第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄの被嵌合部１８ｂに回動可能に嵌合されている。これにより、第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄの回転に伴って被嵌合部１８ｂの位置が移動し、回転補助連結部材１７ａ〜１７ｃが伸縮する際に、被嵌合部１８ｂの移動に追従して回転補助連結部材１７ａ〜１７ｃの傾きが変化する（図５参照）ので、回転補助連結部材１７ａ〜１７ｃが捻れることがなく、第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄをスムーズに回転させることができる。また、図２、図３、図４（Ｂ）、（Ｃ）及び図５に示すように、第２、第３の回転体１２ｂ、１２ｃの一側には、係合孔部１６ａ、１６ｂの外周に沿ってガード部１９ａ、１９ｂが形成されている。このように、係合孔部１６ａ、１６ｂと回転補助連結部材１７ｂ、１７ｃが近接する箇所に、係合孔部１６ａ、１６ｂの外周を覆うようにガード部１９ａ、１９ｂを設けることにより、係合孔部１６ａ、１６ｂに挿通される係合軸１５ａ、１５ｂと、回転補助連結部材１７ｂ、１７ｃとの干渉を防止することができる。なお、係合軸１５ａ、１５ｂが、係合孔部１６ａ、１６ｂから第２、第３の回転体１２ｂ、１２ｃの一側に突出しないように、第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄの軸方向の移動（摺動）量を規制して、ガード部１９ａ、１９ｂを省略してもよい。
【００３０】
回転伝達機構１１は、図３及び図４（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、第１〜第３の相対回転規制手段１３ａ〜１３ｃに加え、第１〜第３の回転体１２ａ〜１２ｃの軸方向一側の軸心に形成された嵌合凹部２０ａ〜２０ｃと、第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄの軸方向他側の軸心に形成された嵌合凸部２１ａ〜２１ｃが嵌合されて、第１〜第３の回転体１２ａ〜１２ｃと第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄが、相対回転可能かつ軸方向に摺動可能に連結されている。これにより、第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄの軸心を一致させると共に、第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄの相対回転に伴って回転補助連結部材１７ａ〜１７ｃが伸縮する際に、第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄを軸方向に摺動させ、隣り合う回転体の間隔を調整しながらスムーズに回転させることができる。
さらに、回転伝達機構１１は、図３及び図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄの軸心を貫通し、第１〜第４の各回転体１２ａ〜１２ｄを正逆回転可能かつ軸方向に摺動可能に支持する支持軸２２を備えている。第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄの軸心が１本の（共通の）支持軸２２で支持されることにより、第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄの回転動作の確実性及び安定性が増す。また、第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄが軸方向に大きく摺動して嵌合凹部２０ａ〜２０ｃと嵌合凸部２１ａ〜２１ｃとの嵌合が外れた場合でも、支持軸２２で第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄを同軸上に保持することができ、動作の安定性に優れる。
【００３１】
以下、回転伝達機構１１の動作について説明する。
図２及び図６（Ａ）の初期状態から第１の回転体１２ａが回転（ここでは第１の回転体１２ａの軸方向他側から見て右回り）すると、第１の相対回転規制手段１３ａの各係合軸１５ａが、第２の回転体１２ｂの各係合孔部１６ａに沿って移動し、図５に示すように、回転補助連結部材１７ａが伸張して、第１の回転体１２ａと第２の回転体１２ｂが相対回転する。そして、図６（Ｂ）に示すように、各係合軸１５ａが各係合孔部１６ａの進行方向側の端部に当接することにより相対回転が規制され、第１の回転体１２ａと第２の回転体１２ｂが一体的に回転し始める。以後、同様にして、第２〜第３の相対回転規制手段１３ｂ〜１３ｃの作用により、第３〜第４の回転体１２ｃ〜１２ｄが、順次、遅れて回転を開始し、最終的に第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄが一体的に回転して、第１の回転体１２ａから第４の回転体１２ｄまで回転が伝達される。
図６（Ａ）、（Ｂ）に示したように、第１の回転体１２ａから第２の回転体１２ｂに回転が伝達される（第１の回転体１２ａが回転し始めてから、第１の回転体１２ａと第２の回転体１２ｂが一体的に回転し始める）までに、第１の回転体１２ａは４５度程度しか回転しないが、第１の回転体１２ａから第４の回転体１２ｄに回転が伝達されるまでには、第１の回転体１２ａは、大きな負荷を受けることなく１３５度程度回転する。このように、直列配置する回転体の数を増やすことにより、入力端側の回転体から最終的に出力端側の回転体に回転が伝達されて出力されるまでの間に、入力端側の回転体が相対回転する回転量（回転角度）及び回転速度を増加させることができる。また、入力端側の回転体から出力端側の回転体に回転が伝達されるまでの間に回転する回転体の数（質量）を徐々に増やすことによって、回転エネルギー（運動エネルギー）を増加させるので、始動時の負荷を軽減しつつ、大きな出力を得ることができる。
【００３２】
回転伝達継手１０は、図１、図２、図３、図５及び図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、回転伝達機構１１を内蔵したケーシング２４と、第１の回転体１２ａの軸方向他側に連結されケーシング２４に正逆回転可能に支持された第１の外部連結軸２５ａと、第４の回転体１２ｄの軸方向一側に連結されケーシング２４に正逆回転可能に支持された第２の外部連結軸２５ｂとを備えている。これにより、回転伝達継手１０を介して、モーター等の駆動手段と、プロペラやスクリュー等の回転体又は各種回転機器等の被駆動体を簡単に連結することができる。そして、第１の外部連結軸２５ａ及び第２の外部連結軸２５ｂの一方を入力側とし、他方を出力側として回転エネルギーを効率的に伝達することができる。駆動手段と被駆動体を直接、連結する代わりに、回転伝達継手１０を介して連結することにより、始動時の負荷を軽減しながら大きな出力を得ることができるので、小さな駆動手段で大きな被駆動体を駆動する（回転させる）ことができ、省エネルギー性にも優れる。なお、ケーシング２４の内部に、第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄの位置に対応させて（隣り合う回転体の間に）、凸条部２６を設けることにより、第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄの軸方向の摺動量を規制することができる。但し、第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄの軸方向の摺動量は、回転補助連結部材１７ａ〜１７ｃ及び嵌合凹部２０ａ〜２０ｃと嵌合凸部２１ａ〜２１ｃによっても規制されるので、凸条部２６は省略してもよい。また、ケーシングの内側に全周にわたって凸条部を形成する代わりに、複数の凸条部を断続的に形成してもよいし、要所に複数の突起を形成してもよい。
【００３３】
本実施の形態では、動作の安定性の面から、第１〜第３の相対回転規制手段１３ａ〜１３ｃとして、それぞれ２組の係合軸１５ａ〜１５ｃと係合孔部１６ａ〜１６ｃを等角度（１８０度）間隔で配置したが、各相対回転規制手段の係合軸と係合孔部の数及び配置は、適宜、選択することができる。例えば、各相対回転規制手段は、係合軸と係合孔部を１組だけ備えるものでも、３組以上備えるものでもよく、２組以上の場合の配置は等角度間隔でなくてもよい。なお、隣り合う相対回転規制手段の係合軸は、初期状態で円周方向に位相をずらして配置することが好ましく、本実施の形態では、９０度ずつ位相をずらして配置したが、この位相差は、回転体の数及び各相対回転規制手段の係合軸の数に応じて、適宜、選択することができる。また、各相対回転規制手段の係合軸の数及び配置は、同一でも異なっていてもよく、全ての位相差が均一（同一）である必要はない。さらに、隣り合う相対回転規制手段の係合軸の位相をずらすことなく同軸上に配置してもよい。
回転補助連結部材の数及び配置も適宜、選択することができ、各相対回転規制手段の係合軸の数と同じでも異なってもよい。また、本実施の形態では、回転補助連結部材としてコイルバネを用いたが、回転補助連結部材は、伸縮性及び／又は可撓性を有し、コイルバネと同様の作用、効果を有するものであればよい。例えば、隣り合う回転体の相対回転に伴って捻れるように変形する棒バネを用いることもできる。なお、回転補助連結部材の両端部と回転体との連結方法は適宜、選択することができ、自在継手の代わりに、例えば、回転補助連結部材の両端部に環状の連結部（連結環）又はフックを形成し、回転体側に取付けたフック又は連結環に引っ掛けるようにして連結してもよい。
また、本実施の形態では、隣り合う回転体同士を嵌合凹部２０ａ〜２０ｃと嵌合凸部２１ａ〜２１ｃで連結すると共に、全ての回転体１２ａ〜１２ｄを支持軸２２で支持（連結）する構造としたが、支持軸を省略して、隣り合う回転体同士を嵌合凹部と嵌合凸部のみで連結する構造としてもよいし、各回転体の嵌合凹部と嵌合凸部を省略して、全ての回転体を支持軸のみで支持（連結）する構造としてもよい。
【００３４】
次に、回転伝達継手（回転伝達機構）の変形例について説明する。なお、第１の実施の形態と同様のものは同じ符号を付して説明を省略する。
図７に示す第１の変形例の回転伝達継手１０ａで用いる回転伝達機構１１ａが回転伝達機構１１と異なる点は、第１〜第３の相対回転規制手段２７ａ〜２７ｃの係合孔部１６ａ〜１６ｃの一側に大径部２８ａ〜２８ｃが形成され、係合軸１５ａ〜１５ｃの一側に大径係合部２９ａ〜２９ｃが形成されている点である。これにより、第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄの軸方向の摺動量を規制して、隣り合う回転体の間隔が所定量以上に広がることを確実に防止することができる。
図８に示す第２の変形例の回転伝達継手１０ｂで用いる回転伝達機構１１ｂが回転伝達機構１１と異なる点は、第１〜第３の相対回転規制手段３０ａ〜３０ｃとして、第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄの軸方向他側に開口し、第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄの軸心を中心として円弧状に湾曲して、係合軸１５ａ〜１５ｃが挿通される係合凹部３１ａ〜３１ｃを備えている点である。回転伝達機構１１における第１〜第３の相対回転規制手段１３ａ〜１３ｃの係合孔部１６ａ〜１６ｃの代わりに、係合凹部３１ａ〜３１ｃを備えることにより、第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄの軸方向の摺動量を規制することができる。また、第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄが軸方向に摺動しても、係合軸１５ａ〜１５ｃが第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄの一側から突出することがないので、ガード部を不要とすることができる。
【００３５】
回転伝達継手１０、１０ａ、１０ｂで用いる回転伝達機構１１、１１ａ、１１ｂでは、コイルバネを用いた回転補助連結部材１７ａ〜１７ｃを第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄの軸方向に沿って（水平に）配置したが、これらの回転補助連結部材１７ａ〜１７ｃは、第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄの他の部位に干渉しない範囲で、適宜、傾けて配置してもよい。また、図９、図１０に示す第３の変形例の回転伝達継手１０ｃで用いる回転伝達機構１１ｃのように、コイルバネを用いた回転補助連結部材１７ａ〜１７ｃを第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄの半径方向に沿って（放射状に）配置してもよい。この場合、第１〜第３の回転体１２ａ〜１２ｃの一側に設けた連結用突起３２ａ〜３２ｃと、第２〜第３の回転体１２ｂ〜１２ｄの他側に設けた連結用突起３３ａ〜３３ｃとの間を回転補助連結部材１７ａ〜１７ｃで連結する構造とすることにより、隣り合う回転体の間隔を狭めて回転伝達機構１１ｃ（回転伝達継手１０ｃ）をコンパクト化することができる。この回転補助連結部材の数も適宜、選択することができる。また、回転補助連結部材としてコイルバネの代わりに、板バネを用いてもよい。
【００３６】
図１１、図１２（Ａ）、（Ｂ）に示す第４の変形例の回転伝達継手１０ｄで用いる回転伝達機構１１ｄが回転伝達機構１１ｂと異なる点は、コイルバネを用いた回転補助連結部材１７ａ〜１７ｃの代わりに、第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄの係合凹部３１ａ〜３１ｃの円周方向の一側及び他側にそれぞれ収容され、第１〜第３の回転体１２ａ〜１２ｃと第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄの相対回転に伴って圧縮され、動作終了時に、反発力により、第１〜第３の回転体１２ａ〜１２ｃと第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄを相対回転させて初期状態の位置関係に復帰させる回転補助弾性部材３４ａ〜３４ｃを備えている点である。回転補助弾性部材としては、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。回転補助弾性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、係合凹部の円周方向の一側及び他側に複数の回転補助弾性部材を収容して反発力を高めることもでき、係合凹部に収容する回転補助弾性部材の弾性率及び数は、各回転体で同じでも異なっていてもよい。特に、最も出力側の回転体の係合凹部に収容する回転補助弾性部材の弾性率を他の回転体の係合凹部に収容する回転補助弾性部材の弾性率よりも大きくするか、最も出力側の回転体の係合凹部に収容する回転補助弾性部材の数を他の回転体の係合凹部に収容する回転補助弾性部材の数よりも多くすることにより、出力側から加わる外力等の負荷を確実に吸収して、その衝撃が入力側に伝達されることを効果的に防止できる。なお、この回転補助弾性部材は、先に説明したコイルバネを用いた回転補助連結部材と併用することもできる。
【００３７】
次に、図１３及び図１４を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る回転伝達継手３５及びそれに用いる回転伝達機構３６について説明する。なお、第１の実施の形態と同様のものは同じ符号を付して説明を省略する。
図１３及び図１４に示す回転伝達継手３５で用いる回転伝達機構３６が回転伝達機構１１と異なる点は、第１〜第３の相対回転規制手段３７ａ〜３７ｃが、第１〜第３の回転体１２ａ〜１２ｃの軸方向一側と第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄの軸方向他側を連結する複数（ここでは４つ）のコイルバネを用いた連結部材３８ａ〜３８ｃを備えている点である。各連結部材３８ａ〜３８ｃの両端部は、それぞれ第１〜第３の回転体１２ａ〜１２ｃ及び第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄの軸心を中心とする同一径の円周上に位置している。
なお、連結部材３８ａ〜３８ｃの両端部を第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄと連結する構造は、回転伝達機構１１における回転補助連結部材１７ａ〜１７ｃの両端部を第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄと連結する構造と同様なので、説明を省略する。
【００３８】
各連結部材３８ａ〜３８ｃは、図１３に示した初期状態では、第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄの軸方向に沿って取付けられている。初期状態から第１の回転体１２ａが回転（ここでは第１の回転体１２ａの軸方向他側から見て右回り）すると、第１の相対回転規制手段３７ａの各連結部材３８ａが徐々に傾きながら伸張し、第１の回転体１２ａと第２の回転体１２ｂが相対回転して、図１４に示す状態となる。そして、第１の回転体１２ａが所定の角度回転して各連結部材３８ａの伸びが限界に達すると、第１の回転体１２ａと第２の回転体１２ｂが一体的に回転し始める。以後、同様にして、第２、第３の相対回転規制手段３７ｂ、３７ｃの作用により、第３、第４の回転体１２ｃ、１２ｄが、順次、遅れて回転を開始し、最終的に第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄが一体的に回転して、第１の回転体１２ａから第４の回転体１２ｄまで回転が伝達される。
なお、第１〜第３の相対回転規制手段３７ａ〜３７ｃの連結部材３８ａ〜３８ｃは、回転伝達機構１１の回転補助連結部材１７ａ〜１７ｃの役目を兼ね備えており、動作終了時に、連結部材３８ａ〜３８ｃが初期状態（図１３参照）に復元（収縮）することにより、第１〜第３の回転体１２ａ〜１２ｃと第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄを相対回転させて初期状態の位置関係に自動的に復帰させることができ、次の動作開始に備えることができる。
従って、回転伝達継手３５及び回転伝達機構３６によれば、回転伝達継手１０及び回転伝達機構１１と同様の作用、効果を得ることができる。なお、連結部材３８ａ〜３８ｃに用いるコイルバネのバネ定数は、同一でもよいし、第１〜第３の相対回転規制手段毎に異なっていてもよい。
【００３９】
本実施の形態では、第１〜第３の相対回転規制手段として、それぞれ４つの連結部材を円周方向に等角度（９０度）間隔に配置したが、各相対回転規制手段の連結部材の数及び配置は適宜、選択することができる。なお、各相対回転規制手段の連結部材の数及び配置は、同じでも異なっていてもよい。また、隣り合う相対回転規制手段の連結部材は、初期状態で円周方向に位相をずらして配置することが好ましく、本実施の形態では、４５度ずつ位相をずらして配置したが、この位相差は、回転体の数及び各相対回転規制手段の連結部材の数に応じて、適宜、選択することができる。また、全ての位相差が均一（同一）である必要はない。さらに、隣り合う相対回転規制手段の連結部材の位相をずらすことなく同軸上に配置してもよい。連結部材は、伸縮性及び／又は可撓性を有し、コイルバネと同様の作用、効果を有するものであればよく、例えば、隣り合う回転体の相対回転に伴って捻れるように変形する棒バネを用いることもできる。また、本実施の形態の構造に、第１〜第４の回転体を正逆回転可能かつ軸方向に摺動可能に支持する支持軸を追加することができ、その場合、各回転体の嵌合凹部及び嵌合凸部を省略してもよい。
【００４０】
次に、図１５及び図１６を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る回転伝達継手３９及びそれに用いる回転伝達機構４０について説明する。なお、第１、第２の実施の形態と同様のものは同じ符号を付して説明を省略する。
図１５及び図１６に示す回転伝達継手３９で用いる回転伝達機構４０が回転伝達機構１１と異なる点は、第１〜第３の相対回転規制手段４１ａ〜４１ｃが、係合軸及び係合孔部の代わりに、第１〜第３の回転体１２ａ〜１２ｃの軸方向一側に突出する回転軸４２ａ〜４２ｃと、各回転軸４２ａ〜４２ｃの外周に２つずつ形成された突起部４３ａ〜４３ｃと、第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄの軸方向他側に形成され各回転軸４２ａ〜４２ｃが遊嵌される軸挿通部４４ａ〜４４ｃと、各軸挿通部４４ａ〜４４ｃの外周に切り欠き状に２つずつ形成され各突起部４３ａ〜４３ｃと係合して各突起部４３ａ〜４３ｃの回転可能範囲を規制する回転規制凹部４５ａ〜４５ｃを備えており、嵌合凹部及び嵌合凸部を備えていない点である。
【００４１】
以下、回転伝達機構４０の動作について説明する。
図１５及び図１６の初期状態から第１の回転体１２ａが回転（ここでは第１の回転体１２ａの軸方向他側から見て右回り）すると、回転軸４２ａの外周に設けられた突起部４３ａが回転規制凹部４５ａに沿って円周方向に移動し、第１の回転体１２ａと第２の回転体１２ｂが相対回転する。そして、第１の相対回転規制手段４１ａの各突起部４３ａが回転規制凹部４５ａの進行方向側の端部に当接することにより相対回転が規制され、第１の回転体１２ａと第２の回転体１２ｂが一体的に回転し始める。以後、同様にして、第２、第３の相対回転規制手段４１ｂ、４１ｃ（突起部４３ｂ、４３ｃと回転規制凹部４５ｂ、４５ｃ）の作用により、第３、第４の回転体１２ｃ、１２ｄが、順次、遅れて回転を開始し、最終的に第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄが一体的に回転して、第１の回転体１２ａから第４の回転体１２ｄまで回転が伝達される。
【００４２】
なお、回転伝達機構４０は、コイルバネの代わりに可撓性を有する棒バネを用いた複数（ここでは２つずつ）の回転補助連結部材４６ａ〜４６ｃを備えている。この回転補助連結部材４６ａ〜４６ｃは、動作開始時に、初期状態から第１〜第３の回転体１２ａ〜１２ｃと第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄの相対回転に伴って捻れ（変形の一例）、動作終了時に、初期状態（図１５参照）に復元することにより、第１〜第３の回転体１２ａ〜１２ｃと第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄを相対回転させて初期状態の位置関係に復帰させるものである。回転補助連結部材４６ａ〜４６ｃの両端部は、回転補助連結部材１７ａ〜１７ｃと同様に、球状の自在継手となっており、捻れに伴ってスムーズに角度が変化することによって負荷を軽減できる。また、回転補助連結部材４６ａ〜４６ｃは伸縮しないが、第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄを軸方向に摺動可能とすることにより、回転補助連結部材４６ａ〜４６ｃの捻れに追従させて、第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄの軸方向位置（隣り合う回転体の間隔）を調整することができ、回転伝達の動作を安定に行うことができる。
従って、回転伝達継手３９及び回転伝達機構４０によれば、回転伝達継手１０及び回転伝達機構１１と同様の作用、効果を得ることができる。
【００４３】
本実施の形態では、第１〜第３の相対回転規制手段４１ａ〜４１ｃとして、第１〜第３の回転体１２ａ〜１２ｃの軸方向一側に回転軸４２ａ〜４２ｃと突起部４３ａ〜４３ｃを設け、第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄの軸方向他側に軸挿通部４４ａ〜４４ｃと回転規制凹部４５ａ〜４５ｃを設けたが、これらの位置関係は入れ替えてもよい。
また、本実施の形態では、第１〜第３の相対回転規制手段４１ａ〜４１ｃとして、それぞれ２組の突起部４３ａ〜４３ｃと回転規制凹部４５ａ〜４５ｃを等角度（１８０度）間隔で配置したが、各相対回転規制手段の突起部と回転規制凹部の数及び配置は、適宜、選択することができる。このとき、各突起部の可動範囲（回転規制凹部で規制される相対回転角度）も、適宜、選択することができる。
さらに、回転補助連結部材の数は、適宜、選択することができる。また、回転補助連結部材の配置は等角度間隔であることが好ましいが、等角度間隔でなくてもよい。なお、回転補助連結部材として、回転伝達機構１１と同様のコイルバネを用いることもできる。また、支持軸は省略してもよい。
【００４４】
次に、回転伝達継手（回転伝達機構）の変形例について説明する。なお、第３の実施の形態と同様のものは同じ符号を付して説明を省略する。
図１７に示す変形例の回転伝達継手３９ａで用いる回転伝達機構４０ａが回転伝達機構４０と異なる点は、回転補助連結部材４７ａ〜４７ｃが、コイル状に湾曲して取付けられている点である。回転補助連結部材４７ａ〜４７ｃは、回転伝達機構４０ａを軸方向他側から見て第１〜第３の回転体１２ａ〜１２ｃが第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄに対して右回りに相対回転する際に縮径方向に弾性変形し、第１〜第３の回転体１２ａ〜１２ｃが第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄに対して左回りに相対回転する際に拡径方向に弾性変形する。従って、動作開始時の第１〜第３の回転体１２ａ〜１２ｃの回転方向に関わらず、動作終了時に、回転補助連結部材４７ａ〜４７ｃが初期状態に復元することにより、第１〜第３の回転体１２ａ〜１２ｃと第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄを相対回転させて、初期状態の位置関係に復帰させることができる。なお、回転補助連結部材の円周方向の長さは、適宜、選択することができる。また、回転補助連結部材の巻き方向は右巻きでも左巻きでもよい。
【００４５】
次に、図１８〜図２０を参照して、本発明の第４の実施の形態に係る回転伝達継手５０及びそれに用いる回転伝達機構５１について説明する。なお、第１〜第３の実施の形態と同様のものは同じ符号を付して説明を省略する。
図１８〜図２０に示す回転伝達継手５０で用いる回転伝達機構５１は、第１〜第３の相対回転規制手段５２ａ〜５２ｃとして、第１〜第３の回転体１２ａ〜１２ｃの軸方向一側に突出する主動側突起５３ａ〜５３ｃと、第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄの軸方向他側に突出する従動側突起５４ａ〜５４ｃとを有し、第１〜第３の回転体１２ａ〜１２ｃと第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄが相対回転する間に、主動側突起５３ａ〜５３ｃが従動側突起５４ａ〜５４ｃに当接することにより、相対回転量を規制している。また、回転伝達機構５１は、可撓性を有し、第１〜第３の回転体１２ａ〜１２ｃの主動側突起５３ａ〜５３ｃと第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄの軸方向他側の軸心側を連結して、動作開始時に、初期状態（図１８及び図１９参照）から第１〜第３の回転体１２ａ〜１２ｃと第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄの相対回転に伴って湾曲（変形の一例）し（図２０参照）、動作終了時に、初期状態に復元することにより、第１〜第３の回転体１２ａ〜１２ｃと第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄを相対回転させて初期状態の位置関係に復帰させる板バネを用いた回転補助連結部材５６ａ〜５６ｃを備えている。ここでは、回転補助連結部材５６ａ〜５６ｃの先側を主動側突起５３ａ〜５３ｃに固定し、回転補助連結部材５６ａ〜５６ｃの基側を第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄの軸方向他側の軸心部に形成した中央突起５７ａ〜５７ｃの外周に固定して、回転補助連結部材５６ａ〜５６ｃを放射状に配置した。
【００４６】
以下、回転伝達機構４０の動作について説明する。
図１８及び図１９の初期状態から第１の回転体１２ａが回転（ここでは第１の回転体１２ａの軸方向他側から見て右回り）すると、図２０に示すように、各主動側突起５３ａが円周方向に移動し、各主動側突起５３ａと中央突起５７ａとの間でそれぞれの回転補助連結部材５６ａが湾曲して、第１の回転体１２ａと第２の回転体１２ｂが相対回転する。そして、各主動側突起５３ａが第１の相対回転規制手段５２ａの各従動側突起５４ａ〜５４ｃに当接することにより相対回転が規制され、第１の回転体１２ａと第２の回転体１２ｂが一体的に回転し始める。以後、同様にして、第２〜第３の相対回転規制手段５２ｂ、５２ｃ（主動側突起５３ｂ、５３ｃと従動側突起５４ｂ、５４ｃ）の作用により、第３、第４の回転体１２ｃ、１２ｄが、順次、遅れて回転を開始し、最終的に第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄが一体的に回転して、第１の回転体１２ａから第４の回転体１２ｄまで回転が伝達される。そして、動作終了時には、回転補助連結部材５６ａ〜５６ｃが初期状態（図１９参照）に復元することにより、第１〜第３の回転体１２ａ〜１２ｃと第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄを相対回転させて初期状態の位置関係に復帰させることができる。
従って、回転伝達継手５０及び回転伝達機構５１によれば、回転伝達継手１０及び回転伝達機構１１と同様の作用、効果を得ることができる。また、隣り合う回転体同士を連結する回転補助連結部材５６ａ〜５６ｃを半径方向に放射状に配置することにより、隣り合う回転体を近接させることができ、軸方向寸法を短くして回転伝達継手５０及び回転伝達機構５１のコンパクト化及び軽量化を図ることができる。また、第１〜第３の実施の形態に比べて、軸方向寸法の長大化を抑えながら回転体の数を増やすことができ、始動時の負荷を大幅に軽減しつつ、出力を増大させることができる。
【００４７】
本実施の形態では、第１〜第３の相対回転規制手段５２ａ〜５２ｃとして、６組の主動側突起５３ａ〜５３ｃと従動側突起５４ａ〜５４ｃを等角度（６０度）間隔で配置したが、各相対回転規制手段の主動側突起と従動側突起の数及び配置は、適宜、選択することができる。例えば、各相対回転規制手段は、主動側突起と従動側突起を１組だけ備えるものでもよいし、２組以上の場合の配置は等角度間隔でなくてもよい。また、主動側突起と従動側突起を１つずつ交互に配置する代わりに、各主動側突起の両側（右回転時の進行方向側と左回転時の進行方向側）に１つずつ従動側突起を配置して、１つの主動側突起と２つの従動側突起を１組として相対回転規制手段を構成してもよい。なお、主動側突起と従動側突起の形状及び大きさは、適宜、選択することができる。また、本実施の形態では、隣り合う相対回転規制手段の主動側突起同士及び従動側突起同士を、初期状態で同軸上に配置したが、円周方向に位相をずらして配置してもよく、その位相差は適宜、選択することができ、全ての位相差が均一（同一）である必要はない。なお、隣り合う相対回転規制手段の主動側突起及び従動側突起のそれぞれの数及び配置は、同一でも異なっていてもよい。
回転補助連結部材の数及び配置は、主動側突起の数及び配置に合わせて選択することができる。また、本実施の形態では、回転補助連結部材として板バネを用いたが、回転補助連結部材は、可撓性を有し、板バネと同様の作用、効果を有するものであればよく、コイルバネを用いることもできる。なお、本実施の形態では、全ての回転体１２ａ〜１２ｄを支持軸２２で支持（連結）する構造としたが、回転伝達機構１１と同様に、支持軸に加え、隣り合う回転体同士を嵌合凹部と嵌合凸部で相対回転可能かつ軸方向に摺動可能に連結してもよいし、支持軸を省略して、隣り合う回転体同士を嵌合凹部と嵌合凸部のみで連結する構造としてもよい。また、本実施の形態では、ケーシング２４ａを略円筒状に形成し、内部の凸条部を省略して回転体同士を近接させたが、主動側突起及び従動側突起を各回転体の半径方向内側に配置し、ケーシング内部の隣り合う回転体の間に凸条部を設けてもよい。
【００４８】
次に、図２１〜図２３を参照して本発明の第５の実施の形態に係るモーター６０について説明する。なお、第１の実施の形態と同様のものは同じ符号を付して説明を省略する。
図２１〜図２３に示すように、モーター６０は、回転伝達機構１１ｂを備えたローター６１を有し、第１の回転体１２ａから第４の回転体１２ｄに回転を伝達して、第４の回転体１２ｄに連結された出力軸６２から出力するものである。また、ローター６１は、第１の回転体１２ａの他端側に連結された端部支持軸６３を有している。そして、ローター６１は、ケーシング６５の内部に収容され、出力軸６２と端部支持軸６３がケーシング６５で正逆回転可能に支持されている。
第１の回転体１２ａの外周には複数（ここでは８個）の永久磁石６７が円周方向に磁極（Ｎ極とＳ極）が交互に並ぶように取付けられ、その外周（ケーシング６５の内周）には、隙間を空けて複数（ここでは４個）のコイル部６９を有するステーター７０が取付けられている。通常のモーターでは、ローター全体が一体となって回転するが、回転伝達機構１１ｂを備えたローター６１を組込んだモーター６０では、先に説明したように、始動時に第１の回転体１２ａのみが回転した後、第２〜第４の回転体１２ｂ〜１２ｄが、順次、遅れて回転を開始し、最終的に第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄが一体的に回転して、第１の回転体１２ａから第４の回転体１２ｄまで回転が伝達される。従って、モーター６０の始動時の負荷を大幅に低減することができ、小型でありながら大きな出力を得ることができる。
本実施の形態では、回転伝達機構１１ｂを備えたローター６１を用いたが、ローターは、先に説明したその他の回転伝達機構１１、１１ａ、１１ｃ、１１ｄ、３６、４０、４０ａ、５１のいずれを備えるものでもよい。なお、本実施の形態では、ローター６１（第１の回転体１２ａ）側に永久磁石６７を配置し、ステーター７０側にコイル部６９を配置する構造としたが、ローター側にコイル部を配置し、ステーター側に永久磁石を配置する構造としてもよい。また、永久磁石及びコイル部の数は、適宜、選択することができる。
【００４９】
図２１〜図２３に示した構成は、発電機としても使用することができる。その場合、第４の回転体１２ｄに連結された軸を入力軸として回転を入力し、第４の回転体１２ｄから第１の回転体１２ａに回転を伝達することにより発電を行い、コイル部６９から電流を取出すことができる。始動時は第４の回転体１２ｄのみが回転するので、始動時の負荷を大幅に低減することができる。そして、第４の回転体１２ｄから第１の回転体１２ａに回転が伝達される間に運動エネルギーを増加させ、大きな出力（電気エネルギー）を取出すことができるので、高い発電効率が得られる。
【００５０】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、特許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の形態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、それぞれの実施の形態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。
回転伝達継手及び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、回転伝達継手及び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）、木又は硬質ゴム等を用いることもできる。なお、これらの材質は、各部品に対して単独で用いてもよいし、複合して用いてもよい。
上記実施の形態では、いずれも第１〜第４の回転体を軸方向に同軸上に直列配置したが、このように直列配置する回転体の数は２つ以上であればよく（第１〜第ｎの回転体、ｎは２以上の整数）、適宜、選択することができる。そして、隣り合う回転体の間を連結する相対回転規制手段の数は、回転体の総数に応じて増減する。また、１つの回転伝達機構の中で使用する各回転体の直径及び厚さは、同一でも異なってもよい。例えば、回転伝達機構の入力側から出力側に向かって、回転体の重量（直径及び／又は厚さ）が徐々に増加するように回転体を配置すれば、始動時の負荷を著しく低減することができ、特に回転伝達継手及びモーターとして使用した場合の加速性に優れる。また、回転伝達機構の入力側から出力側に向かって、回転体の重量（直径及び／又は厚さ）が徐々に減少するように回転体を配置すれば、始動時の負荷の軽減効果は低下するが、出力側から回転を妨げるような外力（負荷）が加わった時に、その力が入力側に伝達され難く、特に回転伝達継手及びモーターとして使用した場合の外部からの負荷変動の影響を低減して、耐久性及び動作の安定性を向上させることができる。なお、回転体の基本形状は円板であるが、例えば、軸方向の一側及び／又は他側の表面に、凹凸（薄肉部及び／又は厚肉部）を形成したり、要所に切れ目（溝）又は切り欠きを形成したりして、重量を調整してもよい。また、回転体毎に材質を変更して重量を調整することもできる。
上記実施の形態では、第１〜第３の回転体の軸方向一側に嵌合凹部を形成し、第２〜第４の回転体の軸方向他側に嵌合凸部を形成したが、嵌合凹部と嵌合凸部の位置関係は入れ替えてもよい。また、第１の回転体を入力側とし、第４の回転体を出力側として説明したが、入力側と出力側を入れ替えてもよい。
なお、回転伝達機構を収容する回転伝達継手及びモーターのケーシングの形状は、適宜、選択することができ、そのケーシングには、回転伝達機構を軸支するためのベアリング（軸受）を適宜、配置することができる。また、回転体の回転を安定させるために、回転体の外周にベアリングを取付け、ケーシングの内周で直接、回転可能に支持してもよいし、ベアリングの代わりに、ケーシングの内周面に沿って埋め込まれた回転可能な球体で、回転体の外周を支持してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ：回転伝達継手、１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ：回転伝達機構、１２ａ〜１２ｄ：第１〜第４の回転体、１３ａ〜１３ｃ：第１〜第３の相対回転規制手段、１５ａ〜１５ｃ：係合軸、１６ａ〜１６ｃ：係合孔部、１７ａ〜１７ｃ、：回転補助連結部材、１８ａ：自在継手、１８ｂ：被嵌合部、１９ａ、１９ｂ：ガード部、２０ａ〜２０ｃ：嵌合凹部、２１ａ〜２１ｃ：嵌合凸部、２２：支持軸、２４、２４ａ：ケーシング、２５ａ：第１の外部連結軸、２５ｂ：第２の外部連結軸、２６：凸条部、２７ａ〜２７ｃ：第１〜第３の相対回転規制手段、２８ａ〜２８ｃ：大径部、２９ａ〜２９ｃ、大径係合部、３０ａ〜３０ｃ：第１〜第３の相対回転規制手段、３１ａ〜３１ｃ：係合凹部、３２ａ〜３２ｃ、３３ａ〜３３ｃ：連結用突起、３４ａ〜３４ｃ：回転補助弾性部材、３５：回転伝達継手、３６：回転伝達機構、３７ａ〜３７ｃ：第１〜第３の相対回転規制手段、３８ａ〜３８ｃ：連結部材、３９、３９ａ：回転伝達継手、４０、４０ａ：回転伝達機構、４１ａ〜４１ｃ：第１〜第３の相対回転規制手段、４２ａ〜４２ｃ：回転軸、４３ａ〜４３ｃ：突起部、４４ａ〜４４ｃ：軸挿通部、４５ａ〜４５ｃ：回転規制凹部、４６ａ〜４６ｃ：回転補助連結部材、４７ａ〜４７ｃ：回転補助連結部材、５０：回転伝達継手、５１：回転伝達機構、５２ａ〜５２ｃ：第１〜第３の相対回転規制手段、５３ａ〜５３ｃ：主動側突起、５４ａ〜５４ｃ：従動側突起、５６ａ〜５６ｃ：回転補助連結部材、５７ａ〜５７ｃ：中央突起、６０：モーター、６１：ローター、６２、出力軸、６３：端部支持軸、６５：ケーシング、６７：永久磁石、６９：コイル部、７０：ステーター
【要約】
【課題】入力エネルギーの一部を弾性体に蓄積して回転エネルギーとして利用する代わりに、始動時の負荷を大幅に軽減し、加速度を増加させて出力を増大させることができ、動作の安定性に優れた回転伝達機構、回転伝達継手、モーター及び発電機を提供する。
【解決手段】第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄが、軸方向に同軸上に順に配置され、隣り合う回転体同士は、それぞれ第１〜第３の相対回転規制手段１３ａ〜１３ｃで相対回転量が規制されており、動作開始時に第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄが、順次、遅れて回転を開始し、最終的に第１〜第４の回転体１２ａ〜１２ｄが一体的に回転して、第１の回転体１２ａから第４の回転体１２ｄまで回転が伝達される。
【選択図】図２【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
0006753624.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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