JP2005278245A

JP2005278245A - 駆動装置

Info

Publication number: JP2005278245A
Application number: JP2004084673A
Authority: JP
Inventors: Kazue Yoda; 和衛依田; Tomokazu Furuhata; 智和古畑
Original assignee: Maruyasu Kikai Co Ltd
Current assignee: Maruyasu Kikai Co Ltd
Priority date: 2004-03-23
Filing date: 2004-03-23
Publication date: 2005-10-06
Also published as: TW200531906A; CN1674419A; KR20050094743A

Abstract

【課題】駆動磁気車及び従動磁気車の径を大径化することなく高トルク、トルクアップが可能な磁気利用の駆動装置を提供すること。
【解決手段】ローラを取り付けた軸ｂを、磁力を利用した非接触の動力伝達機構で回転させる駆動装置であって、該ローラ軸ｂに取り付けた従動磁気車２に、駆動軸ａに取り付けた駆動磁気車１から複数の伝達系統により動力を伝達し、その動力を総和して前記ローラを取り付けた軸を回転する。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気車を利用して回転駆動力を非接触で伝達する駆動装置に関する。

工作機械や産業機械等において回転力を伝達する手段としては歯車を用いた伝達駆動装置が一般的に用いられている。しかし、歯車を用いた伝達駆動装置は、歯車同士を噛み合わせて回転力を伝達するため、歯面の摩耗や発塵、騒音を発生する他に、大トルクや衝撃などにより破損を生じる虞れがある。

そこで、上記歯車を用いた駆動装置が有する問題点を解決するものとして、非接触状態で回転力を伝達する磁気車を利用した駆動装置が提案されている。
その磁気車を利用した駆動装置は、Ｎ極とＳ極を螺旋状に着磁した駆動磁気車に対し、Ｎ極とＳ極を周方向に沿って交互に配置した従動磁気車を非接触状態で軸芯を直交させたものである（例えば、特許文献１参照）。

しかし、特許文献1に示される駆動装置は、駆動磁気車と従動磁気車が１対１で交差し、その交差する１箇所だけから動力伝達するため、最終的に回転する従動磁気車を取り付けた軸（例えば、ローラ軸）の回転トルクは小さいものである。従って、この駆動装置は比較的軽量な品物の搬送等に利用され、重量物を搬送する駆動装置には不向きであった。

そこで、上記した駆動装置で高トルク又はトルクアップする方法としては、駆動磁気車及び従動磁気車の外径を大きくすることが考えられるが、駆動磁気車及び従動磁気車の径を大きくすれば当然にコストアップにつながり、しかも駆動装置全体も大型化し、その結果、この駆動装置を利用した装置も大型化するという問題を有する。

特開平７−１７７７２４号公報

本発明は、上記した従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、駆動磁気車及び従動磁気車の径を大径化することなく高トルク、トルクアップが可能な磁気利用の駆動装置を提供することにある。
更に他の目的は、低コギングの駆動装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明が講じた技術的手段は、ローラを取り付けた軸を、磁力を利用した非接触の動力伝達機構で回転させる駆動装置であって、該ローラ軸に取り付けた従動磁気車に、駆動軸に取り付けた駆動磁気車から複数の伝達系統により動力を伝達し、その動力の総和により前記ローラを取り付けた軸を回転するように構成する（請求項１）。
上記駆動磁気車は、長尺（棒状）となして駆動軸と一体化しても、あるいは短尺（短筒状）に形成して駆動軸に所定の間隔をおいて嵌着固定するなど、何れでもよい。
又、上記駆動磁気車のＮ極及びＳ極の着磁は螺旋状に着磁し、磁極とピッチは対応する従動磁気車の磁極とピッチによって設定する。そして、１個の従動磁気車に動力を伝達する駆動磁気車は駆動軸に１個乃至複数個（２個叉は３個）取り付ける。
他方、従動磁気車は、短尺（短筒状）に形成し、その外周面にＮ極とＳ極が前記駆動磁気車同様、螺旋状に着磁されている。

上記手段によれば、駆動軸に取り付けられた駆動磁気車から複数の系統を介して回転力が１個の従動磁気車へ伝達される。それにより、複数の伝達系統からの回転力が総和されて従動磁気車は回転されるため、高トルク、高速回転が得られる。そして、伝達系統を増加することでトルクアップが可能となる。

上記複数の伝達系統の具体的構成としては、例えば、ローラ軸の従動磁気車に対し駆動磁気車を非接触状態で且つ軸芯を略直交させて配置した主伝達系統と、前記駆動磁気車叉は同軸上に配置した副駆動磁気車と対向させて副従動磁気車を非接触状態で交差配置し、その副従動磁気車の回転を前記ローラ軸の従動磁気車の軸方向端面と非接触状態で対向配置した副従動磁気車に伝達する副伝達系統とで構成されている（請求項２）。
上記副伝達系統は、駆動磁気車に副従動磁気車が対向配置された伝達系統と、副駆動磁気車に副従動磁気車が対向配置された伝達系統の両方又は何れか一方を組み合わせてもよい。叉、副伝達系統の副従動磁気車は従動磁気車の軸方向の前後端面の両方側に対向配置してもよい。

叉、他の具体的構成としては、ローラ軸の従動磁気車に対し駆動磁気車を非接触状態で且つ軸芯を略直交させて配置した主伝達系統と、前記駆動磁気車と同軸上に副駆動磁気車を固着し、その副駆動磁気車と前記ローラ軸の従動磁気車との間に、１個又は複数個の中間従動磁気車を螺旋ピッチを対応させて略平行に非接触で回転自在に配置した副伝達系統とで構成されている（請求項３）。
上記副伝達系統は主伝達系統に対して片側（駆動磁気車を挟む左・右何れか一方）叉は左右両側の何れに配置してもよい。
叉、副伝達系統を構成する副駆動磁気車と従動磁気車との間に配置する中間従動磁気車は、配置する個数により着磁の螺旋方向を逆方向とする。例えば、中間従動磁気車を２個配置する場合は、副駆動磁気車（右方向）→中間従動磁気車（Ａ）（右方向）→中間従動磁気車（Ｂ）（左方向）→従動磁気車（右方向）の如く配置する。

上記駆動装置を構成する磁気車は、各対向する磁気車との間隔、或いは適正な磁極対磁極の位置を個々に調整して取り付けてもよいが、ユニット化することで前記した調整を不要にし、簡便に且つその組合せの中で最大のトルク伝達ができる位置を決定することが出来る。
その具体的構成は、前記従動磁気車を装着したローラ軸をベアリングホルダに取り付け、副伝達系統を構成する副従動磁気車、中間従動磁気車を装着した支軸を専用のブラケットに取り付け、そのベアリングホルダとブラケットを、鉛直方向に所定の間隔をおいて取付溝（Ｔスロット）を平行に形成したフレームに、前記取付溝を利用して取り付ける構成とする（請求項４）。
副伝達系統の磁気車を装着した支軸が取り付けられるブラケットは、副伝達系統を駆動磁気車の左右両側に配置する場合は、左右の伝達系統の構成部材を一つのブラケットに配置すると好適である。
上記手段によれば、ローラ軸を取り付けたベアリングホルダと副従動磁気車が装着された支軸を取り付けたブラケットを、フレームにおけるそれぞれの取付溝に嵌合して取り付けることで、各対向する磁気車との間隔、或いは適正な磁極対磁極の位置を、フレームの溝方向に沿って移動させ左右方向を調整するだけで適正な位置を確立することができる。

本発明の駆動装置は請求項１〜３記載の構成により、ローラ軸に装着された従動磁気車に対し、複数箇所から動力伝達を行なうことができる。これにより、磁気車の径を大きくすることなく高トルク、高速回転が可能で、しかもコギングの発生を減少でき、低コギング（回転ムラが少なくノッキングのない滑らかな回転）が可能な駆動装置を提供できる。

叉、請求項４記載の構成により、駆動磁気車と従動磁気車の間を非接触状態で動力伝達する磁気車相互の間隔、或いは適正な磁極対磁極の位置の調整を、構成部材を取り付けたブラケットをフレームに取り付けるだけの簡単な操作で完了できる。従って、組立作業に優れた駆動装置を提供できる。

本発明に係る駆動装置は、ローラを取り付けた軸を、磁力を利用した非接触の動力伝達機構で回転させる駆動装置で、該ローラ軸に取り付けた従動磁気車に、駆動軸に取り付けた駆動磁気車から複数の伝達系統により動力を伝達し、その動力の総和で前記ローラ軸を回転するように構成されている。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２は、従動磁気車に対して２系統（主伝達系統＋第1副伝達系統）から動力伝達する駆動装置を示し、図中、１は駆動磁気車、２は従動磁気車、３は副駆動磁気車、４は第１副従動磁気車、５は第２副従動磁気車で、主伝達系統は駆動磁気車１と従動磁気車２で構成され、第１副伝達系統は副駆動磁気車３と第１副従動磁気車４、第２副従動磁気車５及び従動磁気車２で構成されている。

前記駆動磁気車１は、永久磁石で短筒状に形成され、その外周面にＮ極とＳ極が螺旋状に着磁されて構成されている。そして、この駆動磁気車１はモータ（図示省略）等で駆動される駆動軸ａに嵌合固着されている。尚、駆動磁気車１の磁極とピッチは、対向配置する従動磁気車２及び副従動磁気車３の磁極、ピッチに対応して設定する（図２参照）。

前記従動磁気車２は、前記駆動磁気車１と同様、永久磁石で短筒状に形成され、その外周面にＮ極とＳ極が螺旋状に着磁されて構成されている。そして、前記磁極は駆動磁気車１のＳ極に対してＮ極が、駆動磁気車１のＮ極に対してＳ極が対応するよう設定されている。又、螺旋の方向は駆動磁気車１の螺旋方向と同じ方向とする。
上記の如く構成した従動磁気車２は、搬送ローラ６を取り付けたローラ軸ｂの軸端に嵌合固着されている。そして、このローラ軸ｂはベアリングホルダ７にベアリング８を介して回転自在に支持され、ベアリングホルダ７はフレーム９に形成されている取付溝（Ｔスロット）１０によって定着固定されている。従って、この従動磁気車２を有したローラ軸ｂはベアリングホルダ７によってフレーム９の長さ方向に等間隔に配置され、従動磁気車２の下方に前記駆動軸ａの駆動磁気車１が非接触状態で軸芯を直交させて配置され、駆動磁気車１から従動磁気車２へ動力を伝達する主伝達系統が形成される。

上記駆動軸ａには前記駆動磁気車１の近傍に副駆動磁気車３が嵌合固定され、この副駆動磁気車３から前記従動磁気車２へ動力を伝達する副伝達系統を構成する第１副従動磁気車４と第２副従動磁気車５を取り付けた支軸１１がブラケット１２を用いて前記フレーム９に定着されている。

前記副駆動磁気車３は、前記した駆動磁気車１と同様、永久磁石で短筒状に形成され、その外周面にＮ極とＳ極が螺旋状に着磁されて構成されている。そして、磁気車の外径および磁極、ピッチは駆動磁気車１と同じに構成されている。

前記副駆動磁気車３と対向配置される第１副従動磁気車４は、副駆動磁気車３と同様、永久磁石で短筒状に形成され、その外周面にＮ極とＳ極が螺旋状に着磁されて構成されている。そして、第１副従動磁気車４の外径および磁極、ピッチは副駆動磁気車３と同じに構成されている。

前記第１副従動磁気車４の回転を前記従動磁気車２に伝達する第２副従動磁気車５は、第１副従動磁気車４と同様、永久磁石で短筒状に形成され、その外周面にＮ極とＳ極が螺旋状に着磁されて構成されている。そして、磁気車の外径および磁極、ピッチは副従動磁気車４と同じに構成されており、その外周面が前記従動磁気車２の軸方向端面と非接触状態で対向するよう配置されている。

上記第１副従動磁気車４及び第２副従動磁気車５を取り付けた支軸１１は、ベアリング１３を介してブラケット１２に片支持構造で回転自在に支持され、そのブラケット１２をフレーム９におけるローラ軸ｂを支持したベアリングホルダ７が取り付けられている取付溝（Ｔスロット）１０より下方に形成された取付溝（Ｔスロット）１０’を利用してボルト・ナット１４で定着されている。
このフレーム９に形成された取付溝（Ｔスロット）１０’にブラケット１２を固定することで、副駆動磁気車３に対する第１副従動磁気車４、従動磁気車２に対する第２副従動磁気車５の鉛直方向の位置関係を適正位置に保持でき、水平方向(左右方向)は前記ブラケット１２を取付溝（Ｔスロット）１０’に沿って左右方向に移動することで調整することができる。

図３は前記した実施例１の構成に、もう一つの第２副伝達系統を追加した駆動装置を示し、追加した第２副伝達系統は駆動磁気車１を利用して従動磁気車２の軸方向端面から動力を伝達するように構成されている。尚、実施例１と同じ構成については同一の符号を付し、説明は省略する。
追加した第２副伝達系統の構成は、実施例１の副伝達系統を構成する第１副従動磁気車４及び第２副従動磁気車５と同様に、駆動磁気車１と対応する第３副従動磁気車１５と、従動磁気車２の軸方向短面と対応する第４副従動磁気車１６、そしてこの第３副従動磁気車１５と第４副従動磁気車１６を同軸上に支持する支軸１７とで構成され、その支軸１７はブラケット１８に片支持構造で回転自在に支持されている。そのブラケット１８は前記フレーム９の取付溝（Ｔスロット）１０’に第１副伝達系統の支軸１１の向きと交差する方向に向けて取り付けられている。

前記第３副従動磁気車１５及び第４副従動磁気車１６は、実施例１の第１副従動磁気車４及び第２副従動磁気車５と同様、永久磁石で短筒状に形成され、その外周面にＮ極とＳ極が螺旋状に着磁されて構成されている。
上記駆動装置の主伝達系統及び第１副伝達系統、第２副伝達系統を構成する各磁気車は、図４に示すように磁極、ピッチが適正位置に対応している。

上記した実施例１及び実施例２は、副伝達系統による従動磁気車への動力伝達を該従動磁気車の軸方向端面を利用して構成したが、従動磁気車の外周面を利用して副伝達系統を構成することもできる。以下、その構成について説明する。尚、駆動磁気車から従動磁気車への主伝達系統、及び副駆動磁気車の構成は前示実施例１、２と同じであるため、同じ構成部材については同一符号を付し説明を省略する。
図５は従動磁気車への副伝達系統を片側に１個配置した駆動装置で、駆動軸ａに固着した副駆動磁気車３の回転をローラ軸ｂの従動磁気車２に２個の中間従動磁気車１９，２０
を介して伝達するように配置されている。

前記中間従動磁気車１９，２０は、前記した副駆動磁気車３と同様、永久磁石で短筒状に形成され、その外周面にＮ極とＳ極が螺旋状に着磁されて構成されている。更に、中間従動磁気車１９，２０の外径および磁極、ピッチは副駆動磁気車３と同じに構成され、中間従動磁気車１９の螺旋方向は副駆動磁気車３の螺旋方向と同じ方向に、中間従動磁気車２０の螺旋方向は前記中間従動磁気車１９と逆方向に形成されている。
そして、中間従動磁気車１９，２０は軸芯が前記副駆動磁気車３の軸芯と直交するようにブラケット２１に取り付けられ、そのブラケット２１は前示実施例と同様、フレーム９の取付溝（Ｔスロット）１０’に取り付けられている。
上記構成により、副駆動磁気車３の回転力は中間従動磁気車１９から中間従動磁気車２０へ伝達され、中間従動磁気車２０の回転は従動磁気車２に伝達される。

図６は前記実施例３で示した副伝達系統を従動磁気車２の左右両側に配置した駆動装置で、駆動軸ａには前記駆動磁気車１を挟んで副駆動磁気車３と対称の位置に副駆動磁気車３’が取り付けられ、その副駆動磁気車３’からの第２副伝達系統を構成する中間従動磁気車２２，２３が前示実施例３の副伝達系統と対称位置に配置されている。
そして、第１副伝達系統を構成する中間従動磁気車１９，２０と第２副伝達系統を構成する中間従動磁気車２２，２３は、専用のブラケット２４に取り付けられ、そのブラケット２４は前示実施例と同様、フレーム９の取付溝（Ｔスロット）１０’に取り付けられている。
上記構成により、図示の駆動装置では駆動磁気車１から従動磁気車２へ動力伝達する主伝達系統の他に、副駆動磁気車３→中間従動磁気車１９→中間従動磁気車２０→従動磁気車２への第１副伝達系統と、副駆動磁気車３’→中間従動磁気車２２→中間従動磁気車２３→従動磁気車２への第２副伝達系統の動力が総和される。

上記した実施例３、４は副駆動磁気車から従動磁気車へ動力を伝達する中間従動磁気車を２個配置したものであるが、中間従動磁気車を１個配置して副伝達系統を構成することができる。その実施例を図７に示す。
この駆動装置は、前記実施例４における第１副伝達系統及び第２副伝達系統の中間従動磁気車を１個（中間従動磁気車２０，２３）にし、且つ副駆動磁気車３，３’の螺旋方向を同じ方向とする。
そして、第１副伝達系統を構成する中間従動磁気車２０と第２副伝達系統を構成する中間従動磁気車２３は、専用のブラケット２５に取り付けられ、そのブラケット２５は前示実施例と同様、フレーム９の取付溝（Ｔスロット）１０’に取り付けられている。

上記構成により、図示の駆動装置では駆動磁気車１から従動磁気車２へ動力伝達する主伝達系統の他に、副駆動磁気車３→中間従動磁気車２０→従動磁気車２への第１副伝達系統と、副駆動磁気車３’→中間従動磁気車２３→従動磁気車２への第２副伝達系統の動力が総和される。

本発明は上記した実施の形態に限定されず、発明の要旨を変更しない範囲で変更し得るものである。
（１）駆動磁気車１、副駆動磁気車３，３’及び第１〜第４副従動磁気車４，５，１５，１６、中間従動磁気車１９，２０，２２，２３等、従動磁気車２以外の磁気車の磁極を６極、従動磁気車の磁極を１２極としたが、これに限定されず、適宜設定し得るものである。
（２）実施例１，２の伝達形態と実施例３，４，５の伝達形態を組み合わせることも可能である。
（３）中間磁気車は螺旋状に着磁したものを使用しているが、直線状に着磁したものでも使用可能である。

本発明の駆動装置は、磁力利用の駆動装置が有する効果に加えて、高トルク、高速回転、低コギングを達成できるため、クリーンルーム内での重量物を搬送する搬送装置等に有効である。

本発明に係る駆動装置の実施の一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）図の（１）−（１）線に沿える縦断側面図。図１の駆動装置を構成する磁気車の着磁状態を示し、（ａ）は駆動磁気車、従動磁気車、及び副駆動磁気車の着磁状態を示し、（ｂ）は副駆動磁気車と対応する第１副従動磁気車、従動磁気車と対応する第２副従動磁気車の磁極の対応関係を示す。図１にもう１個の副伝達系統を組み合わせた駆動装置を示す正面図。図３の駆動装置を構成する磁気車の着磁状態を示し、（ａ）は駆動磁気車、従動磁気車、及び副駆動磁気車の着磁状態を示し、（ｂ）は２つの副伝達系統を構成する第１〜第４副従動磁気車の磁極の対応関係を示す。従動磁気車への動力伝達を磁気車の外周面を利用して中間従動磁気車２個で構成した駆動装置を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は一部切欠側面図。中間従動磁気車２個で構成した副伝達系統を左右に配置した駆動装置を示す正面図。中間従動磁気車１個で構成した副伝達系統を左右に配置した駆動装置を示す正面図。

符号の説明

ａ…駆動軸ｂ…ローラ軸
１…駆動磁気車２…従動磁気車
３，３’…副駆動磁気車４，５…第１、第２副従動磁気車
１５，１６…第３、第４副従動磁気車
１９，２０，２２，２３…中間従動磁気車
７…ベアリングホルダ
１２，１８，２１，２４，２５…ブラケット
９…フレーム１０，１０’…取付溝（Ｔスロット）

Claims

ローラを取り付けた軸を、磁力を利用した非接触の動力伝達機構で回転させる駆動装置であって、該ローラ軸に取り付けた従動磁気車に、駆動軸に取り付けた駆動磁気車から複数の伝達系統により動力を伝達し、その動力を総和して前記ローラを取り付けた軸を回転するようにしたことを特徴とする駆動装置。
前記複数の伝達系統は、ローラ軸の従動磁気車に対し駆動磁気車を非接触状態で且つ軸芯を略直交させて配置した主伝達系統と、前記駆動磁気車叉は同軸上に配置した副駆動磁気車と対向させて副従動磁気車を非接触状態で交差配置し、その副従動磁気車の回転を前記ローラ軸の従動磁気車の軸方向端面と非接触状態で対向配置した副従動磁気車に伝達する副伝達系統とで構成されていることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
前記複数の伝達系統は、ローラ軸の従動磁気車に対し駆動磁気車を非接触状態で且つ軸芯を略直交させて配置した主伝達系統と、前記駆動磁気車と同軸上に副駆動磁気車を固着し、その副駆動磁気車と前記ローラ軸の従動磁気車との間に、１個又は複数個の中間従動磁気車を螺旋ピッチを対応させて略平行に非接触で回転自在に配置した副伝達系統とで構成されていることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
前記従動磁気車を装着したローラ軸をベアリングホルダに取り付け、副伝達系統を構成する副従動磁気車、中間従動磁気車等を装着した支軸をブラケットに取り付け、そのベアリングホルダとブラケットを、鉛直方向に所定の間隔をおいて取付溝を平行に形成したフレームに、前記取付溝を利用して取り付けたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の駆動装置。