JP6955241B2 - 回転伝達機構及びそれを備えた自転車 - Google Patents

Description

本発明は、回転伝達機構に関し、特に、自転車のクランク軸等の回転軸に装着して使用される回転伝達機構に関する。

人力で車輪を回転させる自転車の場合、一旦走り出せば、小さな力で走行することができるが、発進時、加速時、登坂等の漕ぎ始めでは、特に大きな反発力を受け、入力したエネルギーの一部が、衝撃として膝、足首、腰などに跳ね返り、人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、推進力の低下につながっていた。そして、急発進、急加速を行う場合、急な坂道を登る場合、自転車の運転者の体重や積み荷の重量が重い場合などには、特に人体への負荷（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。
自転車の場合、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スムーズに脚力を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、低速で走行する場合には、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。
そこで、従来から、自転車において、走行時の衝撃を吸収すること、回転効率の向上を図ること、推進力、加速を滑らかにして運転者の疲労を軽減すること等を目的として、様々な構造が検討されている。

例えば、（特許文献１）には、「巡航運転モードのときはペダルの回転半径が小さく、加重な負荷がかかる運転モードに入ると、抗力に対応してペダルの回転半径が自動的に伸長し、大きな回転モーメントが得られる、自動伸縮変化型クランク機構を備えた自転車」が開示されている。
（特許文献２）には、「第１フレーム部材に固定可能であり、内部に形成された収納空間と収納空間の内周面から内方に突出する少なくとも一つの第１突出部とを有する第１部材と、第２フレーム部材に固定可能であり第１部材の収納空間内に相対回転自在に配置され、外周面から外方に突出する第２突出部を有する第２部材と、第１部材と第２部材との間に両突出部で区画されて形成される２種の空間のうち一方に装着され、第１突出部と第２突出部とに保持されかつ内周面と外周面との少なくともいずれか一方との間に隙間をあけて配置され、両部材の相対回転により伸縮する第１弾性部材と、を備えた自転車用緩衝装置」が開示されている。
（特許文献３）には、「外周に多数の歯を備えたギヤ本体と、該ギヤ本体を支持する支持体とから成り、これらギヤ本体と支持体との間に、これらギヤ本体と支持体との一方から他方に動力を伝える動力伝達部を設けて、この動力伝達部に、ギヤ本体と支持体とを所定角度相対回転可能とする隙間を設けると共に、動力伝達部と異なる部位に、隙間を保持し、かつ、ギヤ本体と支持体との相対回転時弾性変形して、隙間を吸収し、動力伝達部からの動力伝達を可能とする弾性体を設けたことを特徴とする自転車用駆動ギヤ」が開示されている。
（特許文献４）には、「前歯車の内側周壁内に、該前歯車の回転方向と逆方向に巻装された巻バネが組み込まれて、該巻バネの作用によりペダルアームの過大踏み圧によるトルクが巻バネに蓄積され、ペダル入力の不足時には蓄積されたトルクが補足されて、ペダルによる回転効率が向上せられる構成を特徴とする自転車の動力伝達装置。」が開示されている。
（特許文献５）には、「自転車のギヤ軸に複数個のばね受け片を放射状に突設した金具を嵌着し、ばね受け片の外周縁に内周面が支えられてギヤ軸と同芯に回動する環状体を嵌装してクランクの基端部とし環状体内周面にばね押し片をばね受け片に対応するように突設し、ばね受け片とばね押し片の間にばね体を挿入配置することにより、力を受けてクランクが回転すると基端部の環状体も共にギヤ軸に先行して回転し、突設したばね押し片はばね体を圧縮し、その反力がばね受け片を押してギヤ軸を回転さすことを特徴とする自転車のクランク装置」が開示されている。

しかし、上記従来の技術は、以下のような課題を有していた。
（１）（特許文献１）の自転車は、抗力に対応してペダルの回転半径を自動的に伸長させるので、クランク機構の構造が複雑になり、部品点数が増加し、動作安定性、組立作業性、量産性に欠けるという課題を有していた。
また、抗力が大きな時にペダルの回転半径を大きくすることにより、小さな入力で大きな出力を得ることができ、漕ぎ始めなどにおける負荷を低減することはできるが、ペダルの軌跡が円軌道を描くことができず、無理な漕ぎ方をする必要があるため、膝や足首などに大きな負担がかかるという課題を有していた。
（２）（特許文献２）の自転車用緩衝装置は、第１フレーム部材又は第２フレーム部材に路面から衝撃が作用すると、第１部材と第２部材とが相対回転し、両突出部で区画される空間の一方に装着された第１弾性部材が両突出部に挟まれて圧縮変形して弾性復元力が発生し衝撃が吸収されるものであるが、サスペンション組立体が外側部材によって主フレーム部材に固定されているため、クランクの初動時の衝撃エネルギーを吸収して蓄積し、蓄積されたエネルギーを弾性体の復元時に回転力に変換して推進力として有効に利用することができず、回転効率や加速性の向上、回転トルクの均一化などに関しては考慮されていなかった。
（３）（特許文献３）の自転車用駆動ギヤは、踏込み開始時の駆動力による衝撃を緩和することを目的としており、弾性体を動力伝達部と異なる部位でギヤ本体と支持体との間に設け、弾性体を捩るように変形させる構造であるため、弾性体が変形し難く、エネルギーを蓄積し難いので、弾性体の復元を有効に回転力に変換することが困難で、エネルギーの有効利用性に欠けるという課題を有していた。
また、部品点数が多く、構造が複雑で量産性に欠けると共に、ギヤ本体と支持体が弾性体を介して一体化されているため、ギヤ本体や弾性体を交換することが困難であり、メンテナンス性に欠けるという課題を有していた。
（４）（特許文献４）の自転車の動力伝達装置は、ペダルの過大踏み圧によるトルクを蓄積し、蓄積されたトルクをペダル入力の不足時に補足して踏み圧入力を安定化してペダルによる回転効率の向上を図ること、推進、加速を滑らかにして疲労を軽減することを目的としているが、トルクの蓄積、補足をゼンマイ（板バネ）状バネやコイル状バネなどの巻バネによって行っているため、巻バネを巻き終わってトルクが蓄積されるまでに時間がかかり、その間はペダル軸が前歯車に対して空回りして動力を伝達することができず、著しく使用性に欠けるという課題を有していた。
また、巻バネが破損した場合、ペダル軸から前歯車に動力を伝達することができず、走行不能になるため、動力伝達の確実性、安定性に欠けるという課題を有していた。
（５）（特許文献５）の自転車のクランク装置は、クランクの基端部である環状体の内周面が、ばね受け片の外周縁に支えられているので、環状体の内周面とばね受け片の外周縁との間の摩擦力により、クランクとギヤ軸が共周りし易く、環状体をギヤ軸に先行して回転させることが困難で、ばね体を確実に圧縮することができず、動作安定性に欠け、上死点での蓄力（衝撃エネルギーの吸収）と下死点での復元が十分に行われず、回転効率や加速性の向上、回転トルクの均一化の効果が不十分であるという課題を有していた。
また、ギヤ軸の両端にクランク装置を取り付けなければならないため、部品点数が増加し、装置全体が複雑化、大型化し、省スペース性、量産性に欠けると共に、両端のクランクの位相によってギヤ軸に捩れが発生し、入力されたエネルギーの蓄力や蓄力されたエネルギーの回転力への変換を効率的に行うことができず、耐久性、動作安定性、効率性に欠けるという課題を有していた。

そこで、本発明者は、上記従来の課題を解決すべく、人力によって車輪を回転させて走行する自転車の回転軸に配設することにより、発進，加速，登坂等の初動時や走行中に外部から受ける大きな負荷など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確実に吸収して蓄え、人体への負荷を大幅に低減できると共に、蓄えたエネルギーを入力エネルギーが減少した時或いは途切れた時に回転軸の回転に無駄なく有効に利用することができ、回転伝達の確実性、効率性に優れ、部品点数の少ない簡素な構成で軽量化を図ることができ、分解や組立が容易でメンテナンス性、生産性に優れ、既存の自転車に簡便に組込むことができ、量産性、組立作業性、省スペース性、汎用性に優れる自転車用回転伝達機構を備えることにより、使用者の足腰などにかかる負荷を低減することができ、重い荷物を運搬する際や体重の重い人を乗せた際にも、加速性、回転トルクの均一性、低速運転時の安定性に優れ、複雑な操作が不要で、運転者の膝や足首などにかかる負荷を低減することができ、女性や年配者或いは重い荷物や子供を乗せる主婦等でも手軽に運転することができ、坂道や抵抗の大きな道でも楽に走行することができる日用品としてだけでなく、加速性、回転トルクの均一性、低速運転時の安定性に優れ、リハビリ用や競技用としても使用することができ、動作の安定性、取り扱い性、汎用性に優れた自転車の提供を目的として、以下のような構成の自転車を提案している（特許文献６）。
すなわち、（特許文献６）には、「回転軸を有する内部回転部材と前記内部回転部材の前記回転軸に回動自在に配設される外部回転部材とを有する自転車用回転伝達機構と、前記自転車用回転伝達機構の前記内部回転部材の前記両端部に１８０度の位相差で配設される左右のクランクアームと、前記クランクアームの端部に回動自在に配設されるペダルと、を備えた自転車であって、
前記内部回転部材が、前記回転軸と一体に形成され又は前記回転軸の外周に固設され前記回転軸の外周側に突出する１以上の外周凸部を有し、
前記外部回転部材が、前記内部回転部材の前記外周凸部の側部位置で前記回転軸に回動自在に挿設される側板部と、前記内部回転部材の前記外周凸部の外側で前記回転軸と同心円状に前記側板部の外周に立設される外筒部と、前記外筒部の内周側に突出するように前記側板部及び／又は前記外筒部と一体に形成され或いは前記側板部及び／又は前記外筒部に固定され前記内部回転部材の前記外周凸部と交互に配置される１以上の内周凸部と、を有し、
前記外部回転部材の前記側板部又は前記外筒部にチェーンリングが形設又は固設され、
前記外周凸部と前進する際の前記外周凸部の回転方向側の前記内周凸部との間に弾性変形部が配設され、前記内部回転部材と前記外部回転部材が相対的に回転する際に、前記弾性変形部が、前記外周凸部と前記内周凸部の間に挟まれて弾性変形することを特徴とする自転車。」が開示されている。

特開２００３−３１２５８１号公報 特開平１１−２７８３５０号公報 特開昭６４−６３４８９号公報 特開平９−０７６９８０号公報 特開昭５８−０３６７８９号公報 特許第４４５６１７９号公報

（特許文献６）の自転車は、上記の目的を達成するものであるが、本発明者は、（特許文献６）の自転車の使用性を更に優れたものとすべく鋭意研究を重ね、本発明を完成させるに至った。

本発明は、従来よりも使用性に優れた自転車等を実現することが可能な回転伝達機構、及びそれを備えた自転車を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明に係る回転伝達機構の第１の構成は、
（１）回転軸に挿通される内部回転部材と、前記内部回転部材に回動自在に配設される外部回転部材と、を備え、
前記内部回転部材は、回転軸挿通孔を有する円盤状の内部回転部材本体と、前記内部回転部材本体に一体形成され又は前記内部回転部材本体に固設され前記内部回転部材本体の外周側に突出する１つ又は複数の外周凸部と、を備え、
前記外部回転部材は、前記内部回転部材の前記外周凸部の外側で前記内部回転部材に回動自在に配設された円環部と、前記円環部の内周側に突出するように前記円環部に一体形成され又は前記円環部に固設され前記内部回転部材の前記外周凸部と交互に配置された１つ又は複数の内周凸部と、を備え、
前記外周凸部と前進する際の前記外周凸部の回転方向側の前記内周凸部との間に弾性変形部が配設され、前記内部回転部材と前記外部回転部材が相対的に回転する際に、前記弾性変形部が、前記外周凸部と前記内周凸部の間に挟まれて弾性変形する回転伝達機構であって、
前記弾性変形部は、部分的に空間が形成されていることを特徴とする。

本発明の回転伝達機構の上記（１）の構成によれば、外周凸部と前進する際の当該外周凸部の回転方向側の内周凸部との間に配設された弾性変形部に部分的な空間を形成した。弾性変形部を圧縮する力を加えることで、弾性変形部に蓄えられる圧縮（弾性）エネルギーは、回転エネルギーに変換されて、例えば、自転車等の推進力として利用される。この弾性変形部に部分的な空間を形成することで、より小さい力で弾性変形部を圧縮できるとともに、弾性変形部の重量を軽減できる。また、例えば、弾性変形部を側板部等で挟み込み、弾性変形部を密封又は密封に近い状態とすることで、弾性変形部が圧縮されても、部分的な空間内の空気が、回転伝達機構内から抜けず、この空気自体が圧縮して、弾性変形部の弾性力を保持できる。更に、例えば、部分的な空間の形状や大きさを変えることで、弾性変形部を圧縮するための力を調整することができる。従って、当該回転伝達機構を、例えば自転車等に使用した場合に、人体への負荷を格段に低減することができる。その結果、従来よりも使用性に優れた自転車等を実現することが可能となる。

本発明の回転伝達機構の上記（１）の構成においては、以下の（２）のような構成にすることが好ましい。

（２）前記弾性変形部の側方への変形は、側板部とカバー部とにより挟みこむことで、前記空間が、略密封状態となることを特徴とする。

上記（２）の好ましい構成によれば、弾性変形部の側方への変形は、側板部とカバー部とにより挟みこむことで前記空間が、ほぼ密封状態となり、空間内の空気等の気体が、程よい弾性力を保持することができる。

（３）前記外周凸部は、回転方向側の面が回転方向と反対側の面よりも緩やかな傾きをもって形成されており、かつ、回転方向側の面と前記内部回転部材本体との境界部分にアールがつけられている。

上記（３）の好ましい構成によれば、外周凸部３ｆの高さを低くすることが可能となり、回転伝達機構１の小型化を図ることができる。また、外周側に向かうにつれて弾性変形部６の圧縮距離が大きくなるため、より多くの圧縮エネルギーを蓄えることができる。

本発明に係る自転車の構成は、
（４）本発明の回転伝達機構の上記（１）乃至（３）のいずれか一つの構成を備えたことを特徴とする。

本発明の自転車の上記（４）の構成によれば、上記のような作用効果を奏する回転伝達機構を備えているので、従来よりも使用性に優れた自転車を提供することができる。

本発明によれば、従来よりも使用性に優れた自転車等を実現することが可能な回転伝達機構を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態１における回転伝達機構を示す表面図である。 図２は、本発明の実施の形態１における回転伝達機構を示す裏面図である。 図３は、図１のIII−III線矢視断面図である。 図４は、本発明の実施の形態１における回転伝達機構を示す分解表面図である。 図５は、本発明の実施の形態１における回転伝達機構を構成する内部回転部材を示す裏面図である。 図６は、本発明の実施の形態１における回転伝達機構の、カバー部を取り外した状態を示す表面図である。 図７は、本発明の実施の形態１における回転伝達機構を、自転車に使用した例を示す要部断面平面図である。 図８は、本発明の実施の形態１における回転伝達機構の、カバー部を取り外した状態で、かつ、弾性変形部が弾性変形（圧縮変形）された状態を示す表面図である。 図９は、本発明の実施の形態１における回転伝達機構を、自転車に使用した他の例を示す要部断面平面図である。 図１０は、本発明の実施の形態１の応用例における回転伝達機構の、カバー部を取り外した状態を示す表面図である。 図１１は、本発明の実施の形態２における回転伝達機構を示す表面図である。 図１２は、本発明の実施の形態２における回転伝達機構を示す裏面図である。 図１３は、図１１のXII−XII線矢視断面図である。 図１４は、本発明の実施の形態２における回転伝達機構を、電動アシスト自転車に使用した例を示す要部断面分解平面図である。 図１５は、本発明の実施の形態２における回転伝達機構を、電動アシスト自転車に使用した例を示す要部断面平面図である。 図１６は、本発明の実施の形態３における回転伝達機構を示す表面図である。 図１７は、本発明の実施の形態３における回転伝達機構を示す裏面図である。 図１８は、図１６のXVII−XVII線矢視断面図である。 図１９は、本発明の実施の形態３における回転伝達機構の、カバー部を取り外した状態を示す表面図である。 図２０は、本発明の実施の形態３における回転伝達機構を、電動アシスト自転車に使用した例を示す要部断面分解平面図である。 図２１は、本発明の実施の形態３における回転伝達機構を、電動アシスト自転車に使用した例を示す要部断面平面図である。 図２２は、本発明の実施の形態３における回転伝達機構の、カバー部を取り外した状態で、かつ、弾性変形部が弾性変形（圧縮変形）された状態を示す表面図である。 図２３は、本発明の実施の形態４における回転伝達機構の、カバー部を取り外した状態を示す表面図である。 図２４は、本発明の実施の形態４における回転伝達機構の動作説明図である。 図２５は、本発明の実施の形態４における回転伝達機構の他の構成の、カバー部を取り外した状態を示す表面図である。

以下、好適な実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。但し、下記の実施の形態は本発明を具現化した例に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。

［実施の形態１］
（回転伝達機構の構成）
まず、本発明の実施の形態１における回転伝達機構の構成について、図１〜図６を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態１における回転伝達機構を示す表面図、図２は、当該回転伝達機構を示す裏面図、図３は、図１のIII−III線矢視断面図、図４は、当該回転伝達機構を示す分解表面図、図５は、当該回転伝達機構を構成する内部回転部材を示す裏面図、図６は、当該回転伝達機構の、カバー部を取り外した状態を示す表面図である。

図１〜図６に示すように、本実施の形態の回転伝達機構１は、例えば自転車のクランク軸等の回転軸に挿通される内部回転部材３と、内部回転部材３に回動自在に配設される外部回転部材４と、を備えている。

内部回転部材３は、円盤状の内部回転部材本体３ａと、内部回転部材本体３ａの表面と裏面にそれぞれ一体形成された低背円柱状の凸部３ｂ，３ｃと、凸部３ｂに形成された断面が略長円状の圧入用凹部３ｄと、凸部３ｃと内部回転部材本体３ａを貫通して圧入用凹部３ｄに至る四角筒状のクランク軸挿通孔３ｅと、を備えている。
また、内部回転部材３は、内部回転部材本体３ａに一体形成され内部回転部材本体３ａの外周側に突出する５つの外周凸部３ｆを備えており、当該外周凸部３ｆの表面と裏面にはそれぞれベアリング用ボール３ｇ，３ｈが回転可能に保持されている。ボール３ｇ，３ｈは、外周凸部３ｆの径方向突出高さに対して４５〜６５％、好ましくは５８〜６２％の位置にある。

外部回転部材４は、内部回転部材３の外周凸部３ｆの側部位置で内部回転部材３の凸部３ｃに回動自在に挿設された側板部４ａと、内部回転部材３の外周凸部３ｆの外側で側板部４ａの外周にネジ留め固定された円環部４ｂと、側板部４ａに対向配置された状態で凸部３ｂに回動自在に挿設されると共に、円環部４ｂにネジ留め固定されたカバー部４ｃと、を備えている。尚、内部回転部材３は、外周凸部３ｆの表面と裏面に保持されたベアリング用ボール３ｇ，３ｈがそれぞれカバー部４ｃ、側板部４ａ上を転がりながら回転する。これにより、内部回転部材３を滑らかに回転させることができる。
また、外部回転部材４は、円環部４ｂの内周側に突出するように円環部４ｂに一体形成され内部回転部材３の外周凸部３ｆと交互に配置された５つの内周凸部４ｄを備えている。
さらに、外部回転部材４の円環部４ｂの裏面側の外周部には、チェーンリング５が固設されている。

回転伝達機構１は、次のような手順で組み立てられる。すなわち、まず、図２，図３に示すように、円環部４ｂの裏面側から当該円環部４ｂに側板部４ａをネジ留め固定する。次いで、図３，図４，図６に示すように、内部回転部材３の裏面側の凸部３ｃを側板部４ａの表面側から当該側板部４ａの挿通孔４ｅに挿通することにより、内部回転部材３を円環部４ｂ内に配置する。次いで、図１，図３，図４に示すように、内部回転部材３の表面側の凸部３ｂにカバー部４ｃの挿通孔４ｆを挿通し、当該カバー部４ｃを円環部４ｂの表面にネジ留め固定する。

図６（ａ）に示すように、外周凸部３ｆと前進する際の当該外周凸部３ｆの回転方向側の内周凸部４ｄとの間には、合成ゴム製の弾性変形部６が配設されており、内部回転部材３と外部回転部材４が相対的に回転する際に、弾性変形部６が、外周凸部３ｆと内周凸部４ｄの間に挟まれて弾性変形（圧縮変形）するようにされている。ここで、弾性変形部６の側方への変形は、側板部４ａとカバー部４ｃとにより阻止され、これにより、入力されるエネルギーの一部を弾性変形部６に効率的に蓄力することが可能となる。

図６（ｂ）に示すように、本実施の形態の回転伝達機構１において、外周凸部３ｆは、回転方向側の面が回転方向と反対側の面よりも１０〜１５％程度、好ましくは１２〜１３％程度広くなっている。このため、外周凸部３ｆと前進する際の当該外周凸部３ｆの回転方向側の内周凸部４ｄとの間に配設された弾性変形部６を、従来よりも広い範囲で圧縮変形させて、圧縮（弾性）エネルギーを効率良く弾性変形部６に蓄えることができる。この圧縮（弾性）エネルギーは、回転エネルギーに変換されて、自転車等の推進力として利用される。
より具体的には、外周凸部３ｆは、回転方向側の面が回転方向と反対側の面よりも緩やかな傾きをもって形成されており、かつ、回転方向側の面と内部回転部材本体３ａとの境界部分にアールがつけられている。このような形状とすることによって外周凸部３ｆの回転方向側の面を広くしたことにより、外周凸部３ｆの高さを低くすることが可能となり、回転伝達機構１の小型化を図ることができる。また、外周側に向かうにつれて弾性変形部６の圧縮距離が大きくなるため、より多くの圧縮エネルギーを蓄えることができる。
また、円環部４ｂの厚みを調整することにより、回転伝達機構１の回転時における遠心力を調整することができるので、回転の慣性力を調整することができる。

内周凸部４ｄのうち、外周凸部３ｆの回転方向側の面と対向する面は、凹んだ状態に形成されている。このため、外周凸部３ｆと前進する際の当該外周凸部３ｆの回転方向側の内周凸部４ｄとの間に配設される弾性変形部６の量を増やすことができるので、推進力として利用するのに十分な量の圧縮（弾性）エネルギーを弾性変形部６に蓄えることができる。この凹みは、弾性変形部６の体積に対して２〜５％であることが好ましい。この凹みが大きすぎると、弾性変形部６の圧縮が不十分となるからである。

（回転伝達機構の使用例）
次に、本実施の形態における回転伝達機構１の使用例について、図７，図８をも参照しながら説明する。

図７は、本発明の実施の形態１における回転伝達機構を、自転車に使用した例を示す要部断面平面図、図８は、当該回転伝達機構の、カバー部４ｃを取り外した状態で、かつ、弾性変形部が弾性変形（圧縮変形）された状態を示す表面図である。

図７に示すように、回転軸としての自転車のクランク軸２は、自転車のフレームと一体のクランク軸保持部７に左右のボールベアリング８ａ，８ｂを介して回動自在に保持されている。クランク軸２の右側端部には、内部回転部材３のクランク軸挿通孔３ｅ（図３参照）を挿通して固定することにより、回転伝達機構１が装着されている。また、クランク軸２の左右両端には、クランクアーム９ａ，９ｂが互いに１８０度の位相差をもって固定されている。図７中、参照符号１０は、クランク軸２にクランクアーム９ａ，９ｂを固定するためのクランクアーム固定部材である。クランク軸２は、内部回転部材３のクランク軸挿通孔３ｅの四角筒と嵌合しており、両者は一体的に回転する。
クランクアーム９ａ，９ｂの端部には、回動自在なペダル（図示せず）が配設されている。

以上のようにして自転車のクランク軸２に装着された回転伝達機構１の動作について、図６〜８を参照しながら説明する。

図７において、運転者がクランクアーム９ａ，９ｂの端部に配設されたペダル（図示せず）を踏むと、クランク軸２と共に内部回転部材本体３ａの外周に突設された外周凸部３ｆが、図６，図８の矢印ａの方向に回転する。
そして、クランク軸２が回転して、外周凸部３ｆが内周凸部４ｄに近づくと、弾性変形部６が、外周凸部３ｆと内周凸部４ｄの間に挟まれることによって圧縮され、入力エネルギーの一部が弾性変形部６に蓄えられる。
クランク軸２の回転の初期（図６→図８）では弾性変形部６が弾性変形するが、変形後は、クランク軸２の回転力が外周凸部３ｆから内周凸部４ｄに伝達され、クランク軸２からチェーンリング５までが略一体となって回転し、チェーンリング５に張設されたチェーン（図示せず）によって後輪側のスプロケットへと確実に回転が伝達される。
弾性変形（圧縮変形）された弾性変形部６は、ペダルからの入力が途切れたり弱まったりした時に復元し、復元エネルギーとして内周凸部４ｄを押圧して、外部回転部材４及びチェーンリング５を進行方向に回転させる。すなわち、弾性変形部６の圧縮（弾性）エネルギーが、回転エネルギーに変換されて、自転車の推進力として利用される。

尚、本実施の形態においては、クランクアーム９ａ，９ｂがクランク軸２の左右両端のみに固定されている場合を例に挙げて説明したが、必ずしもこのような構成に限定されるものではない。例えば、図９に示すように、クランクアーム９ｂの回転伝達機構１と対向する面に圧入用凸部１１を設け、当該圧入用凸部１１を内部回転部材３の圧入用凹部３ｄに圧入すると共に、クランクアーム９ｂをクランク軸２の右端に固定するようにしてもよい。かかる構成によれば、クランクアーム９ｂと内部回転部材３を完全に一体化することができるので、ペダルの踏み動作を内部回転部材３の外周凸部３ｆの回転動作に確実に変換することが可能となる。

また、本実施の形態においては、外周凸部３ｆと内周凸部４ｄを５つずつ設けた場合を例に挙げて説明したが、必ずしもこのような構成に限定されるものではない。外周凸部３ｆと内周凸部４ｄの数は、それぞれ１つ又は複数であればよいが、弾性変形部６が蓄えた力を円周方向に伝えるためには、外周凸部３ｆと内周凸部４ｄの数は、４つ以上であることが好ましく、また、弾性変形部６の体積を十分に確保するためには、外周凸部３ｆと内周凸部４ｄの数は、８つ以下であることが好ましい。

また、本実施の形態においては、外周凸部３ｆが内部回転部材本体３ａに一体形成されている場合を例に挙げて説明したが、必ずしもこのような構成に限定されるものではない。外周凸部は、内部回転部材本体に固設されていてもよい。
また、本実施の形態においては、内周凸部４ｄが円環部４ｂに一体形成されている場合を例に挙げて説明したが、必ずしもこのような構成に限定されるものではない。内周凸部は、円環部に固設されていてもよい。

また、本実施の形態においては、弾性変形部が合成ゴム製の弾性変形部６である場合を例に挙げて説明したが、必ずしもこのような構成に限定されるものではない。
弾性変形部は、内部回転部材３と外部回転部材４が相対的に回転する際に弾性変形（圧縮変形）し、変形後は内部回転部材３と外部回転部材４の間で回転を伝達できるものであればよく、弾性変形部の形状、大きさ、変形量、弾性率などは、使用者の好みに応じて、適宜、選択することができる。弾性変形部としては、合成ゴムの他に、例えば、外周凸部３ｆと内周凸部４ｄの間に封入される気体などを用いることもできる。

また、弾性変形部は、部分的に空間を形成してもよい。
図１０は、本発明の実施の形態１の応用例における回転伝達機構の、カバー部を取り外した状態を示す表面図である。（ａ）は、弾性変形部が弾性変形（圧縮変形）されていない状態を示す表面図である。（ｂ）は、弾性変形部が弾性変形（圧縮変形）された状態を示す表面図である。

図１０に示す実施の形態１の応用例における回転伝達機構１Ａは、上記実施の形態１の回転伝達機構１（図６、８等参照）と比較すると、弾性変形部の構成のみが異なっている。このため、上記実施の形態１の回転伝達機構１の構成部材と同じ構成部材には同一の参照符号を付し、その説明は省略する。

回転伝達機構１Ａの弾性変形部６Ａは、部分的に空間６ａが形成されている。
図１０に示す例では、空間６ａは、弾性変形部６Ａの略中央において、クランク軸２と同一の方向に延びる貫通孔である。空間６ａの大きさは、所望する弾性変形部６Ａを弾性変形（圧縮変形）させる力（回転伝達機構１Ａを回転させるときの負荷）に応じて、調整してもよい。例えば、空間６ａの面積（クランク軸２が延びる方向から見て）は、弾性変形部６Ａの面積に対して、２０％以上かつ５平方ｃｍ以下にする。空間６ａが存在しない場合の弾性変形部６Ａは、圧縮時に全体が圧縮されるが、空間６ａが存在することで、圧縮時に弾性変形部６Ａが部分的に応力を受けることになる。従って弾性変形部６Ａの面積に占める空間の大きさが大きいと軽量化のメリットが増す反面、大きすぎると、上記応力による変形が大きくなりすぎ、弾性変形部６Ａの劣化の要因となりうる。また弾性変形部６Ａの断面積が大きすぎると、圧縮時に内部に空気を閉じ込めることができなくなる。この回転伝達機構１を自転車に適用した場合、こぐ際の通常の回転速度から、０．１秒程度空気を閉じ込めれば十分であり、そのために開口面積は５平方ｃｍ以下、望ましくは３平方ｃｍ以下とするとよい。さらに、空間６ａの内部に、弾性変形部６Ａとは弾性率が異なる部材を挿入してもよい。
なお、空間６ａは、貫通孔に限らず、弾性変形部６Ａが部分的に欠き込まれた穴等や凹部形状であってもよい。この場合は、圧縮されたときに内部に空気が閉じ込められやすく、空気自体を弾性変形する媒体として機能させやすい。

また、空間６ａは、クランク軸２が延びる方向から視て楕円形状、円形状、多角形状等の任意の形状で形成してもよい。すなわち、クランク軸２が延びる方向から視て真円であればどのような方向から弾性変形部６Ａが圧縮されても均等に変形するので最適であるが、楕円や多角形状等でもよい。その場合は外周凸部３ｆと内周凸部４ｄが弾性変形部と接する面と平行な部分があるとよい。この場合は、弾性変形部６Ａの全体形状に合わせた空間形状としつつ、圧縮力を弾性変形部６Ａに均等にかけることができる。また、空間６ａは、１つに限らず、複数形成してもよい。

空間６ａは、図１０（ａ）に示す状態から、クランク軸２が回転して、外周凸部３ｆが内周凸部４ｄに近づき、弾性変形部６が、外周凸部３ｆと内周凸部４ｄの間に挟まれることによって圧縮されると、つぶれ、図１０（ｂ）に示す状態となる。

このような実施の形態１の応用例における回転伝達機構１Ａによれば、外周凸部３ｆと前進する際の当該外周凸部３ｆの回転方向側の内周凸部４ｄとの間に配設された弾性変形部６Ａに部分的な空間６ａを形成した。弾性変形部６Ａを圧縮する力を加えることで、弾性変形部６Ａに蓄えられる圧縮（弾性）エネルギーは、回転エネルギーに変換されて、例えば、自転車等の推進力として利用される。この弾性変形部６Ａに部分的な空間６ａを形成することで、より小さい力で弾性変形部を圧縮できるとともに、弾性変形部６Ａの重量を軽減できる。また、例えば、弾性変形部６Ａの側方を側板部４ａ、カバー部４ｃ等で挟み込み、弾性変形部６Ａを密封又は密封に近い状態とすることで、弾性変形部６Ａが圧縮されても、部分的な空間６ａ内の空気が回転伝達機構１Ａ内から抜けず、この空気自体が圧縮して、弾性変形部６Ａの弾性力を保持できる。更に、例えば、部分的な空間６ａの形状や大きさを変えることで、弾性変形部６Ａを圧縮するための力を調整することができる。従って、当該回転伝達機構１Ａを、例えば自転車等に使用した場合に、人体への負荷を格段に低減することができる。その結果、従来よりも使用性に優れた自転車等を実現することが可能となる。

また、本実施の形態や応用例においては、自転車に使用される回転伝達機構１を例に挙げて説明したが、本発明の回転伝達機構は必ずしもかかる用途に限定されるものではない。本発明の回転伝達機構は、車輪を有する機構全般に利用することが可能であり、例えば土木用一輪車、車椅子、人力車、リヤカー等の車輪を有する機構のみならず、ロボット、発電機等にも用いることもでき、同様の作用効果を得ることができる。

［実施の形態２］
（回転伝達機構の構成）
次に、本発明の実施の形態２における回転伝達機構の構成について、図１１〜図１３を参照しながら説明する。

図１１は、本発明の実施の形態２における回転伝達機構を示す表面図、図１２は、当該回転伝達機構を示す裏面図、図１３は、図１１のXII−XII線矢視断面図である。

図１１〜図１３に示す本実施の形態の回転伝達機構１２は、上記実施の形態１の回転伝達機構１（図１〜図３等参照）と比較すると、内部回転部材の構成のみが異なっている。このため、上記実施の形態１の回転伝達機構１の構成部材と同じ構成部材には同一の参照符号を付し、その説明は省略する。

図１１〜図１３に示すように、本実施の形態の回転伝達機構１２の内部回転部材３’は、円盤状の内部回転部材本体３ａと、内部回転部材本体３ａの表面と裏面にそれぞれ一体形成された低背円柱状の凸部３ｂ，３ｃと、凸部３ｂと内部回転部材本体３ａと凸部３ｃを貫通して形成されたスプライン穴３’ｄと、を備えている。
また、内部回転部材３’は、内部回転部材本体３ａに一体形成され内部回転部材本体３ａの外周側に突出する５つの外周凸部３ｆを備えており、当該外周凸部３ｆの表面と裏面にはそれぞれベアリング用ボール３ｇ，３ｈが回転可能に保持されている（図４，図５参照）。

（回転伝達機構の使用例）
次に、本実施の形態における回転伝達機構１２の使用例について、図１４，図１５をも参照しながら説明する。

図１４は、本発明の実施の形態２における回転伝達機構を、電動アシスト自転車に使用した例を示す要部断面分解平面図、図１５は、当該回転伝達機構を、電動アシスト自転車に使用した例を示す要部断面平面図である。

本実施の形態の回転伝達機構１２は、電動アシスト自転車のクランク軸に装着して使用される。
図１４，図１５に示すように、電動アシスト自転車のモータ駆動ユニット１３には、左右に貫通した状態で回転軸としてのクランク軸１４が回動自在に保持されている。クランク軸１４の右側端部には、内部回転部材３’のスプライン穴３’ｄと嵌合するスプライン１４ａがクランク軸１４と同心状に固着されており、当該スプライン１４ａに内部回転部材３’のスプライン穴３’ｄを挿通することにより、クランク軸１４の右側端部に回転伝達機構１２が装着されている。また、クランク軸１４の左右両端には、クランクアーム１５ａ，１５ｂが互いに１８０度の位相差をもって固定されている。図１４，図１５中、参照符号１６は、クランク軸１４にクランクアーム１５ａ，１５ｂを固定するためのクランクアーム固定部材である。
クランクアーム１５ａ，１５ｂの端部には、回動自在なペダル（図示せず）が配設されている。

モータ駆動ユニット１３内には、クランク軸１４の近傍に位置してトルクセンサが配設されており、ペダルからの踏力による人力駆動力を当該トルクセンサによって検出することができるようにされている。そして、トルクセンサによる検出結果に応じてモータが駆動し、クランク軸１４の回転をアシストすることができるようにされている（補助駆動力）。

以上のようにして電動アシスト自転車のクランク軸１４に装着された回転伝達機構１２の動作は、上記実施の形態１の場合とほぼ同じである。但し、上記実施の形態１の場合と異なり、ペダルからの踏力による人力駆動力がトルクセンサによって検出され、人力駆動力に対応したモータの補助駆動力（アシスト力）が加えられる。これにより、急な坂道でも楽に走行することが可能となる。そして、このように本発明の回転伝達機構を電動アシスト自転車のクランク軸に装着して使用することにより、運転者の疲労を格段に軽減することが可能となる。

［実施の形態３］
（回転伝達機構の構成）
次に、本発明の実施の形態３における回転伝達機構の構成について、図１６〜図１９を参照しながら説明する。

図１６は、本発明の実施の形態３における回転伝達機構を示す表面図、図１７は、当該回転伝達機構を示す裏面図、図１８は、図１６のXVII−XVII線矢視断面図、図１９は、当該回転伝達機構の、カバー部を取り外した状態を示す表面図である。

図１６〜図１９に示すように、本実施の形態の回転伝達機構１７は、例えば電動アシスト自転車のクランク軸等の回転軸に挿通される内部回転部材１８と、内部回転部材１８に回動自在に配設される外部回転部材１９と、を備えている。

内部回転部材１８は、円盤状の内部回転部材本体１８ａと、内部回転部材本体１８ａの表面と裏面の外周にそれぞれ一体形成された低背円筒状の凸部１８ｂ，１８ｃと、内部回転部材本体１８ａを貫通して形成されたクランク軸挿通孔１８ｄと、を備えている。ここで、クランク軸挿通孔１８ｄの裏面側は、スプライン穴１８ｅとなっている。
また、内部回転部材１８は、内部回転部材本体１８ａに一体形成され内部回転部材本体１８ａの外周側に突出する６つの外周凸部１８ｆを備えており、当該外周凸部１８ｆの表面と裏面にはそれぞれベアリング用ボール１８ｇ，１８ｈが回転可能に保持されている。ボール１８ｇ，１８ｈは、外周凸部１８ｆの径方向突出高さに対して４５〜６５％、好ましくは５８〜６２％の位置にある。

外部回転部材１９は、内部回転部材１８の外周凸部１８ｆの側部位置で内部回転部材１８の凸部１８ｃに回動自在に挿設された側板部１９ａと、内部回転部材１８の外周凸部１８ｆの外側で側板部１９ａの外周にネジ留め固定された円環部１９ｂと、側板部１９ａに対向配置された状態で凸部１８ｂに回動自在に挿設されたカバー部１９ｃと、を備えている。尚、内部回転部材１８は、外周凸部１８ｆの表面と裏面に保持されたベアリング用ボール１８ｇ，１８ｈがそれぞれカバー部１９ｃ、側板部１９ａ上を転がりながら回転する。これにより、内部回転部材１８を滑らかに回転させることができる。
また、外部回転部材１９は、円環部１９ｂの内周側に突出するように円環部１９ｂに一体形成され内部回転部材１８の外周凸部１８ｆと交互に配置された６つの内周凸部１９ｄを備えている。側板部１９ａとカバー部１９ｃは、内周凸部１９ｄにネジ留め固定されている。
さらに、外部回転部材１９の円環部１９ｂの裏面側の外周部には、チェーンリング２０が固設されている。

図１９（ａ）に示すように、外周凸部１８ｆと前進する際の当該外周凸部１８ｆの回転方向側の内周凸部１９ｄとの間には、合成ゴム製の弾性変形部２１が配設されており、内部回転部材１８と外部回転部材１９が相対的に回転する際に、弾性変形部２１が、外周凸部１８ｆと内周凸部１９ｄの間に挟まれて弾性変形（圧縮変形）するようにされている。ここで、弾性変形部２１の側方への変形は、側板部１９ａとカバー部１９ｃとにより阻止され、これにより、入力されるエネルギーの一部を弾性変形部２１に効率的に蓄力することが可能となる。この弾性変形部２１に上述した空間６ａを設けてもよい。

図１９（ｂ）に示すように、本実施の形態の回転伝達機構１７において、外周凸部１８ｆは、回転方向側の面が回転方向と反対側の面よりも１０〜１５％程度、好ましくは１２〜１３％程度広くなっている。このため、外周凸部１８ｆと前進する際の当該外周凸部１８ｆの回転方向側の内周凸部１９ｄとの間に配設された弾性変形部２１を、従来よりも広い範囲で圧縮変形させて、圧縮（弾性）エネルギーを効率良く弾性変形部６に蓄えることができる。この圧縮（弾性）エネルギーは、回転エネルギーに変換されて、電動アシスト自転車等の推進力として利用される。
より具体的には、外周凸部１８ｆは、回転方向側の面が回転方向と反対側の面よりも緩やかな傾きをもって形成されており、かつ、回転方向側の面と内部回転部材本体１８ａとの境界部分にアールがつけられている。このような形状とすることによって外周凸部１８ｆの回転方向側の面を広くしたことにより、外周凸部１８ｆの高さを低くすることが可能となり、回転伝達機構１７の小型化を図ることができる。また、外周側に向かうにつれて弾性変形部２１の圧縮距離が大きくなるため、より多くの圧縮エネルギーを蓄えることができる。

内周凸部１９ｄのうち、外周凸部１８ｆの回転方向側の面と対向する面は、凹んだ状態に形成されている。このため、外周凸部１８ｆと前進する際の当該外周凸部１８ｆの回転方向側の内周凸部１９ｄとの間に配設される弾性変形部２１の量を増やすことができるので、推進力として利用するのに十分な量の圧縮（弾性）エネルギーを弾性変形部２１に蓄えることができる。この凹みは、弾性変形部２１の体積に対して２〜５％であることが好ましい。この凹みが大きすぎると、弾性変形部２１の圧縮が不十分となるからである。

（回転伝達機構の使用例）
次に、本実施の形態における回転伝達機構１７の使用例について、図２０〜図２２をも参照しながら説明する。

図２０は、本発明の実施の形態３における回転伝達機構を、電動アシスト自転車に使用した例を示す要部断面分解平面図、図２１は、当該回転伝達機構を、電動アシスト自転車に使用した例を示す要部断面平面図、図２２は、当該回転伝達機構の、カバー部１９ｃを取り外した状態で、かつ、弾性変形部が弾性変形（圧縮変形）された状態を示す表面図である。

本実施の形態の回転伝達機構１７は、電動アシスト自転車のクランク軸に装着して使用される。
図２０，図２１に示すように、電動アシスト自転車のモータ駆動ユニット１３には、左右に貫通した状態で回転軸としてのクランク軸１４が回動自在に保持されている。クランク軸１４の右側端部には、内部回転部材１８のスプライン穴１８ｅと嵌合するスプライン１４ａがクランク軸１４と同心状に固着されており、当該スプライン１４ａに内部回転部材１８のスプライン穴１８ｅを挿通することにより、クランク軸１４の右側端部に回転伝達機構１７が装着されている。また、クランク軸１４の左右両端には、クランクアーム１５ａ，１５ｂが互いに１８０度の位相差をもって固定されている。図２０，図２１中、参照符号１６は、クランク軸１４にクランクアーム１５ａ，１５ｂを固定するためのクランクアーム固定部材である。
クランクアーム１５ａ，１５ｂの端部には、回動自在なペダル（図示せず）が配設されている。

モータ駆動ユニット１３内には、クランク軸１４の近傍に位置してトルクセンサが配設されており、ペダルからの踏力による人力駆動力を当該トルクセンサによって検出することができるようにされている。そして、トルクセンサによる検出結果に応じてモータが駆動し、クランク軸１４の回転をアシストすることができるようにされている（補助駆動力）。

以上のようにして電動アシスト自転車のクランク軸１４に装着された回転伝達機構１７の動作について、図１９〜図２２を参照しながら説明する。

図２１において、運転者がクランクアーム１５ａ，１５ｂの端部に配設されたペダル（図示せず）を踏むと、クランク軸１４と共に内部回転部材本体１８ａの外周に突設された外周凸部１８ｆが、図１９，図２２の矢印ｂの方向に回転する。
そして、クランク軸１４が回転して、外周凸部１８ｆが内周凸部１９ｄに近づくと、弾性変形部２１が、外周凸部１８ｆと内周凸部１９ｄの間に挟まれることによって圧縮され、入力エネルギーの一部が弾性変形部２１に蓄えられる。
クランク軸１４の回転の初期（図１９→図２２）では弾性変形部２１が弾性変形するが、変形後は、クランク軸１４の回転力が外周凸部１８ｆから内周凸部１９ｄに伝達され、クランク軸１４からチェーンリング２０までが略一体となって回転し、チェーンリング２０に張設されたチェーン（図示せず）によって後輪側のスプロケットへと確実に回転が伝達される。
弾性変形（圧縮変形）された弾性変形部２１は、ペダルからの入力が途切れたり弱まったりした時に復元し、復元エネルギーとして内周凸部１９ｄを押圧して、外部回転部材１９及びチェーンリング２０を進行方向に回転させる。すなわち、弾性変形部２１の圧縮（弾性）エネルギーが、回転エネルギーに変換されて、電動アシスト自転車の推進力として利用される。

また、ペダルからの踏力による人力駆動力がトルクセンサによって検出され、人力駆動力に対応したモータの補助駆動力（アシスト力）が加えられる。これにより、急な坂道でも楽に走行することが可能となる。

以上のように本発明の回転伝達機構を電動アシスト自転車のクランク軸に装着して使用することにより、運転者の疲労を格段に軽減することが可能となる。

尚、本実施の形態においては、外周凸部１８ｆと内周凸部１９ｄを６つずつ設けた場合を例に挙げて説明したが、必ずしもこのような構成に限定されるものではない。外周凸部１８ｆと内周凸部１９ｄの数は、それぞれ１つ又は複数であればよいが、弾性変形部２１が蓄えた力を円周方向に伝えるためには、外周凸部１８ｆと内周凸部１９ｄの数は、４つ以上であることが好ましく、また、弾性変形部２１の体積を十分に確保するためには、外周凸部１８ｆと内周凸部１９ｄの数は、８つ以下であることが好ましい。

また、本実施の形態においては、外周凸部１８ｆが内部回転部材本体１８ａに一体形成されている場合を例に挙げて説明したが、必ずしもこのような構成に限定されるものではない。外周凸部は、内部回転部材本体に固設されていてもよい。
また、本実施の形態においては、内周凸部１９ｄが円環部１９ｂに一体形成されている場合を例に挙げて説明したが、必ずしもこのような構成に限定されるものではない。内周凸部は、円環部に固設されていてもよい。

また、本実施の形態においては、弾性変形部が合成ゴム製の弾性変形部２１である場合を例に挙げて説明したが、必ずしもこのような構成に限定されるものではない。
弾性変形部は、内部回転部材１８と外部回転部材１９が相対的に回転する際に弾性変形（圧縮変形）し、変形後は内部回転部材１８と外部回転部材１９の間で回転を伝達できるものであればよく、弾性変形部の変形量、弾性率などは、使用者の好みに応じて、適宜、選択することができる。弾性変形部としては、合成ゴムの他に、例えば、外周凸部１８ｆと内周凸部１９ｄの間に封入される気体などを用いることもできる。

また、本実施の形態においては、電動アシスト自転車に使用される回転伝達機構１７を例に挙げて説明したが、本発明の回転伝達機構は必ずしもかかる用途に限定されるものではない。本発明の回転伝達機構は、車輪を有する機構、例えば通常の自転車、土木用一輪車、車椅子、人力車、リヤカー等に用いることもでき、同様の作用効果を得ることができる。

［実施の形態４］
（回転伝達機構の構成）
次に、本発明の実施の形態４における回転伝達機構の構成について、図２３を参照しながら説明する。

図２３は、本発明の実施の形態４における回転伝達機構の、カバー部を取り外した状態を示す表面図である。

図２３に示すように、本実施の形態の回転伝達機構２２は、例えば自転車のクランク軸等の回転軸に挿通される内部回転部材２３と、内部回転部材２３に回動自在に配設される外部回転部材２４と、を備えている。本実施の形態の回転伝達機構２２は、自転車以外にも車輪を有する機構、及び、ロボット（関節部分等）に使用することが可能である。

内部回転部材２３は、円盤状の内部回転部材本体２３ａと、内部回転部材本体２３ａの表面と裏面の外周にそれぞれ一体形成された低背円柱状の凸部２３ｂ，２３ｃ（凸部２３ｃについては図示せず）と、内部回転部材本体２３ａを貫通して形成されたクランク軸挿通孔２３ｄと、を備えている。
また、内部回転部材２３は、内部回転部材本体２３ａに一体形成され内部回転部材本体２３ａの外周側に突出する５つの外周凸部２３ｆを備えており、当該外周凸部２３ｆの表面と裏面にはそれぞれベアリング用ボール（図示せず）回転可能に保持されている。
外周凸部２３ｆは、回転方向側の面が回転方向と反対側の面よりも緩やかな傾きをもって形成されており、かつ、回転方向側の面と内部回転部材本体２３ａとの境界部分にアールがつけられている。

外部回転部材２４は、内部回転部材２３の外周凸部２３ｆの側部位置で内部回転部材２３の凸部２３ｃに回動自在に挿設された側板部２４ａと、内部回転部材２３の外周凸部２３ｆの外側で側板部２４ａの外周にネジ留め固定された円環部２４ｂと、側板部２４ａに対向配置された状態で凸部２３ｂに回動自在に挿設されたカバー部（図示せず）と、を備えている。尚、内部回転部材２３は、外周凸部２３ｆの表面と裏面に保持されたベアリング用ボールがそれぞれカバー部、側板部２４ａ上を転がりながら回転する。これにより、内部回転部材２３を滑らかに回転させることができる。
また、外部回転部材２４は、円環部２４ｂの内周側に突出するように円環部２４ｂに一体形成され内部回転部材２３の外周凸部２３ｆと交互に配置された５つの内周凸部２４ｄを備えている。側板部２４ａとカバー部は、内周凸部２４ｄにネジ留め固定されている。
さらに、外部回転部材２４の円環部２４ｂの裏面側の外周部には、チェーンリング２５が固設されている。

外周凸部２３ｆには電磁石Ａが取り付けられており、前進する際の当該外周凸部２３ｆの回転方向側の内周凸部２４ｄには永久磁石Ｂが取り付けられている。
永久磁石Ｂは、電磁石Ａと対向する側の磁極がＳ極となるように内周凸部２４ｄに取り付けられている。
電磁石Ａは、永久磁石Ｂと対向する側の極性をＮ極とＳ極で切り替えることができるようにされている。磁極の切り替えは、例えば、流す電流の向きを変えることによって実現することができる。また、磁極の切り替えは、例えば、クランク軸が止まったタイミングで行われ、クランク軸が止まったかどうかの判断は、例えば、電動アシスト自転車のモータ駆動ユニットに内蔵されるトルクセンサを用いて行うことができる。

（回転伝達機構の動作）
次に、本実施の形態における回転伝達機構２２の動作について、図２４をも参照しながら説明する。ここでは、例えば、当該回転伝達機構２２を自転車のクランク軸に装着した場合を例に挙げて説明する。

図２４は、本発明の実施の形態４における回転伝達機構の動作説明図である。

図２３に示すように、最初、外周凸部２３ｆに取り付けられた電磁石Ａは、内周凸部２４ｄに取り付けられた永久磁石Ｂと対向する側の極性がＮ極となっている。この状態で、運転者がクランクアームの端部に配設されたペダルを踏むと、クランク軸と共に内部回転部材本体２３ａの外周に突設された外周凸部２３ｆが、図２３，図２４（１）の矢印ｃの方向に回転し、電磁石Ａが取り付けられた外周凸部２３ｆが永久磁石Ｂが取り付けられた内周凸部２４ｄに当接する（電磁石ＡのＮ極と永久磁石ＢのＳ極がくっつく）。外周凸部２３ｆが内周凸部２４ｄに当接した後は、クランク軸の回転力が外周凸部２３ｆから内周凸部２４ｄに伝達され、クランク軸からチェーンリング２５までが略一体となって回転し、チェーンリング２５に張設されたチェーン（図示せず）によって後輪側のスプロケットへと確実に回転が伝達される。

運転者がクランクアームの端部に配設されたペダルを踏むのを止めると、クランク軸の回転が止まり、トルクセンサがこれを検出する。そして、トルクセンサから電流制御部に信号が送られ、当該電流制御部により、電磁石Ａに流れる電流の向きが変えられて、電磁石Ａの、永久磁石Ｂと対向する側の極性がＮ極からＳ極に切り替えられる（図２４（２）参照）。その結果、図２４（２），（３）に示すように、永久磁石Ｂが取り付けられた内周凸部２４ｄが電磁石Ａが取り付けられた外周凸部２３ｆから離れていく（電磁石ＡのＳ極と永久磁石ＢのＳ極が反発し合う）（図２４（３）の矢印ｄ参照）。これにより、外部回転部材２４が回転し、当該外部回転部材２４は、内周凸部２４ｄが外周凸部２３ｆに当接した状態で内部回転部材２３（クランク軸）と共に更に回転した後、停止する。
クランク軸の回転が止まると、トルクセンサがこれを検出する。そして、トルクセンサから電流制御部に信号が送られ、当該電流制御部により、電磁石Ａに流れる電流の向きが変えられて、電磁石Ａの、永久磁石Ｂと対向する側の極性がＳ極からＮ極に切り替えられる（図２４（１）参照）。その結果、電磁石Ａが取り付けられた外周凸部２３ｆが永久磁石Ｂが取り付けられた内周凸部２４ｄに近づいていき、電磁石Ａが取り付けられた外周凸部２３ｆが永久磁石Ｂが取り付けられた内周凸部２４ｄに当接する（電磁石ＡのＮ極と永久磁石ＢのＳ極がくっつく）。このとき、クランク軸は、内部回転部材２３と共に一旦回転した後、停止する。
クランク軸の回転が止まると、トルクセンサがこれを検出する。そして、トルクセンサから電流制御部に信号が送られ、当該電流制御部により、電磁石Ａに流れる電流の向きが変えられて、電磁石Ａの、永久磁石Ｂと対向する側の極性がＮ極からＳ極に切り替えられる（図２４（２）参照）。その結果、図２４（３）に示すように、永久磁石Ｂが取り付けられた内周凸部２４ｄが電磁石Ａが取り付けられた外周凸部２３ｆから離れていく（電磁石ＡのＳ極と永久磁石ＢのＳ極が反発し合う）（図２４（３）の矢印ｄ参照）。これにより、外部回転部材２４が回転し、当該外部回転部材２４は、内周凸部２４ｄが外周凸部２３ｆに当接した状態で内部回転部材２３（クランク軸）と共に更に回転した後、停止する。
以上の動作が繰り返されて、外部回転部材２４からチェーンリング２５までが略一体となって回転し、チェーンリング２５に張設されたチェーン（図示せず）によって後輪側のスプロケットへと回転が伝達される。

尚、本実施の形態においては、外周凸部２３ｆに電磁石Ａが取り付けられ、前進する際の外周凸部２３ｆの回転方向側の内周凸部２４ｄに永久磁石Ｂが取り付けられている場合を例に挙げて説明したが、必ずしもこのような構成に限定されるものではない。外周凸部２３ｆに永久磁石を取り付け、前進する際の外周凸部２３ｆの回転方向側の内周凸部２４ｄに電磁石を取り付けるようにしてもよい。また、外周凸部２３ｆと前進する際の外周凸部２３ｆの回転方向側の内周凸部２４ｄの双方に電磁石を取り付けるようにしてもよい。

また、本実施の形態においては、外周凸部２３ｆと内周凸部２４ｄを５つずつ設けた場合を例に挙げて説明したが、必ずしもこのような構成に限定されるものではない。外周凸部２３ｆと内周凸部２４ｄの数は、それぞれ１つ又は複数であればよい。

また、本実施の形態においては、外周凸部２３ｆが内部回転部材本体２３ａに一体形成されている場合を例に挙げて説明したが、必ずしもこのような構成に限定されるものではない。外周凸部は、内部回転部材本体に固設されていてもよい。
また、本実施の形態においては、内周凸部２４ｄが円環部２４ｂに一体形成されている場合を例に挙げて説明したが、必ずしもこのような構成に限定されるものではない。内周凸部は、円環部に固設されていてもよい。

また、本実施の形態においても、図２５に示すように、上記実施の形態１〜４と同様に、外周凸部２３ｆと前進する際の当該外周凸部２３ｆの回転方向側の内周凸部２４ｄとの間に弾性変形部２６を配設するようにしてもよい。
さらに、外周凸部２３ｆの回転方向と反対側の面にエラストマ等からなる弾性部材２７を取り付けて、ダンパ効果を持たせるようにしてもよい。この弾性部材２７には、上述した空間６ａを設けてもよい。

１，１Ａ，１７，２２ 回転伝達機構
２，１４ クランク軸（回転軸）
３，１８，２３ 内部回転部材
３ａ，１８ａ，２３ａ 内部回転部材本体
３ｂ，３ｃ，１８ｂ，１８ｃ，２３ｂ，２３ｃ 凸部
３ｄ 圧入用凹部
３’ｄ，１８ｅ スプライン穴
３ｅ，１８ｄ，２３ｄ クランク軸挿通孔
３ｆ，１８ｆ，２３ｆ 外周凸部
３ｇ，３ｈ，１８ｇ，１８ｈ ベアリング用ボール
４，１９，２４ 外部回転部材
４ａ，１９ａ，２４ａ 側板部
４ｂ，１９ｂ，２４ｂ 円環部
４ｃ，１９ｃ，２４ｄ カバー部
４ｄ，１９ｄ 内周凸部
５，２０，２５ チェーンリング
６，６Ａ，２１ 弾性変形部
６ａ 空間
１４ａ スプライン
Ａ 電磁石
Ｂ 永久磁石

Claims (4)

1. 回転軸に挿通される内部回転部材と、前記内部回転部材に回動自在に配設される外部回転部材と、を備え、
   前記内部回転部材は、回転軸挿通孔を有する円盤状の内部回転部材本体と、前記内部回転部材本体に一体形成され又は前記内部回転部材本体に固設され前記内部回転部材本体の外周側に突出する１つ又は複数の外周凸部と、を備え、
   前記外部回転部材は、前記内部回転部材の前記外周凸部の外側で前記内部回転部材に回動自在に配設された円環部と、前記円環部の内周側に突出するように前記円環部に一体形成され又は前記円環部に固設され前記内部回転部材の前記外周凸部と交互に配置された１つ又は複数の内周凸部と、を備え、
   前記外周凸部と前進する際の前記外周凸部の回転方向側の前記内周凸部との間に合成ゴム製の弾性変形部が配設され、前記内部回転部材と前記外部回転部材が相対的に回転する際に、前記合成ゴム製の弾性変形部が、前記外周凸部と前記内周凸部の間に挟まれて弾性変形する回転伝達機構であって、
   前記合成ゴム製の弾性変形部は、部分的に空間が形成され、
   前記外周凸部は、回転方向側の面が回転方向と反対側の面よりも緩やかな傾きをもって形成されており、かつ、回転方向側の面と前記内部回転部材本体との境界部分にアールがつけられている、回転伝達機構。
2. 回転軸に挿通される内部回転部材と、前記内部回転部材に回動自在に配設される外部回転部材と、を備え、
   前記内部回転部材は、回転軸挿通孔を有する円盤状の内部回転部材本体と、前記内部回転部材本体に一体形成され又は前記内部回転部材本体に固設され前記内部回転部材本体の外周側に突出する１つ又は複数の外周凸部と、を備え、
   前記外部回転部材は、前記内部回転部材の前記外周凸部の外側で前記内部回転部材に回動自在に配設された円環部と、前記円環部の内周側に突出するように前記円環部に一体形成され又は前記円環部に固設され前記内部回転部材の前記外周凸部と交互に配置された１つ又は複数の内周凸部と、を備え、
   前記外周凸部と前進する際の前記外周凸部の回転方向側の前記内周凸部との間に合成ゴム製の弾性変形部が配設され、前記内部回転部材と前記外部回転部材が相対的に回転する際に、前記合成ゴム製の弾性変形部が、前記外周凸部と前記内周凸部の間に挟まれて弾性変形する回転伝達機構であって、
   前記合成ゴム製の弾性変形部は、部分的に空間が形成されている回転伝達機構。
3. 前記合成ゴム製の弾性変形部の側方への変形は、側板部とカバー部とにより挟み込むことで、前記空間が、略密封状態となる請求項１に記載の回転伝達機構。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の回転伝達機構を備えた自転車。

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