JP2014155253A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型でありながらより大きな許容トルクおよび広範囲の増減速比を実現する。
【解決手段】着磁が径方向の磁石列１２を備える高速磁石ロータ１０と、着磁が周方向の磁石列２２を備える低速磁石ロータ２０と、高速磁石ロータ１０の磁石列１２からの磁束を通過させる誘導子ロータ３０と、を備え、高速磁石ロータ１０、低速磁石ロータ２０および誘導子ロータ３０は同心状に配置され、低速磁石ロータ２０の磁石列２２は、隣接する磁石の同極性面を周方向で向い合わせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気を用いた動力伝達装置に関する。

従来、一般的に用いられている動力伝達装置は、駆動軸と従動軸の歯車が互いにかみ合う機械式の歯車機構を用いている。歯車機構を用いた動力伝達装置は、歯車同士が直接接触しながら動力を伝達するため、騒音や振動が発生し長寿命化が難しい。また、歯車機構を用いた動力伝達装置は、経年変化による騒音や振動の増加を抑えるために、また、歯車の摩耗を最小限にするために、定期的なメンテナンスを必要とする。歯車機構を用いた動力伝達装置は、メンテナンス性を考慮しなければならないため、その設置場所が制限され、設計の自由度が奪われる。

近年、歯車機構を用いた動力伝達装置が宿命的に持つ、上記のような数々の欠点を解消できる、たとえば磁気を用いた非接触の動力伝達装置に関する技術が注目を浴びつつある。

下記の特許文献１は、非接触の動力伝達装置として磁気的なギアを備えた磁気増減速装置を開示している。特許文献１の磁気増減速装置は、内側に磁石列を備えた高速ロータを有し、その外側に磁極列を備えた誘導子を有し、さらにその外側に磁石列を備えた低速ロータを有する。この磁気増減速装置は、高速ロータおよび低速ロータにおいて、それらの回転軸方向に沿って分極された磁石により、高速ロータ、低速ロータおよび誘導子を通る閉磁界を形成している。閉磁界は、高速ロータの磁石、低速ロータの磁石、誘導子の磁性体の凸部、の３つが対向している部分を通る磁束によって、径方向および周方向に沿って形成される。この磁気増減速装置は、高速ロータ、低速ロータ、誘導子のいずれかの駆動軸の回転により閉磁界のバランスが崩れ、そのときに生じる磁界の復元力を利用して駆動軸以外の従動軸を回転させる。

磁界の復元力は、磁界強度（磁束密度、単位面積当たりの磁力線の数）によって異なる。磁界の復元力は磁界強度が大きいほど大きい。磁界の復元力が大きければ、駆動軸と従動軸との間で伝達できる軸動力の許容トルクは大きくなる。したがって、大きな許容トルクを生成するためには、閉磁界を形成する磁力線の単位面積当たりの数を多くする必要がある。

米国特許出願公開第２０１１／００５７４５６号明細書

上記特許文献１に記載されている磁気増減速装置は、表面磁石型の磁気増減速装置であるため、高速ロータの磁石と、低速ロータの磁石とが対向している部分を通る磁力線の数により、閉磁界の磁界強度が決まる。高速ロータの磁石において、低速ロータの磁石と対向していない部分を通る磁力線も存在するが、その磁力線は、上記閉磁界の磁界強度にはほとんど寄与していない。

したがって、特許文献１に記載されている磁気増減速装置において、許容トルクをより大きくするためには、高速ロータの磁石と低速ロータの磁石との対向面積を大きくしなければならないため、磁気増減速装置は必然的に大型化する。現状では、磁気増減速装置の小型化が求められているため、特許文献１に記載された発明を採用することはできない。

なお、小型のままで高速ロータの磁石と低速ロータの磁石との対向面積を大きくしようとすると、必然的に低速ロータの磁石のピッチは大きくなる。ピッチが大きくなると、同じ円周上で配置できる低速ロータの磁石の数が少なくなるため、磁気増減速装置の増減速比は大きくできない。したがって、より大きな増減速比を実現したい場合にも、特許文献１に記載された発明を採用することはできない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、小型でありながらより大きな許容トルクおよび広範囲の増減速比が実現できる動力伝達装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る動力伝達装置は、高速磁石ロータ、低速磁石ロータおよび誘導子ロータを有する。

高速磁石ロータは着磁が径方向の磁石列を備える。低速磁石ロータは着磁が周方向の磁石列を備える。誘導子ロータは、高速磁石ロータの磁石列の磁束を通過させる。高速磁石ロータ、低速磁石ロータおよび誘導子ロータは同心状に配置される。低速磁石ロータの磁石列は、隣接する磁石の同極性面を周方向で向い合わせて形成してある。

低速磁石ロータの磁石列は低速磁石ロータを通過しようとする磁束を整列させる。このため、低速磁石ロータを通過しようとする磁束のほとんどが整列された状態で通過でき、漏れ磁束が減少する。

本発明に係る動力伝達装置によれば、低速磁石ロータの磁石列は、隣接する磁石の同極性面を周方向で向い合わせてあるため、低速磁石ロータを通過しようとする磁束のほとんどが整列された状態で通過でき、漏れ磁束が減少する。

このため、小型でありながらより大きな許容トルクおよび広範囲の増減速比が実現できる動力伝達装置の提供が可能となる。

実施形態１に係る動力伝達装置の構成図である。 図１の動力伝達装置に形成される閉磁界の説明図である。 動力伝達装置の動力伝達の説明図である。 図１の動力伝達装置の動力伝達の仕組みの説明図である。 図１の動力伝達装置の動力伝達の仕組みの説明図である。 図１の動力伝達装置の動力伝達の仕組みの説明図である。 実施形態２に係る動力伝達装置の構成図である。 図７の動力伝達装置に形成される閉磁界の説明図である。 実施形態３に係る動力伝達装置の構成図である。 実施形態４に係る動力伝達装置の構成図である。 実施形態５に係る動力伝達装置の構成図である。 図１１の動力伝達装置に形成される閉磁界の説明図である。 実施形態６に係る動力伝達装置に形成される閉磁界の説明図である。 実施形態７に係る動力伝達装置に形成される閉磁界の説明図である。 実施形態８に係る動力伝達装置の構成図である。 図１５の動力伝達装置の２重誘導子ロータの構成図である。 図１５の動力伝達装置に形成される閉磁界の説明図である。 実施形態９に係る動力伝達装置の構成図である。 図１８の動力伝達装置の２重低速磁石ロータの構成図である。 実施形態１０に係る動力伝達装置の構成図である。 図２０の動力伝達装置の２重低速磁石ロータの構成図である。 実施形態１１に係る動力伝達装置の構成図である。 図２２の動力伝達装置の２重誘導子ロータの構成図である。 高速磁石ロータの変形例１に係る構成図である。 高速磁石ロータの変形例２に係る構成図である。 高速磁石ロータの変形例３に係る構成図である。 高速磁石ロータの変形例４に係る構成図である。 本発明に係る動力伝達装置の応用例１を示す図である。 本発明に係る動力伝達装置の応用例２を示す図である。 本発明に係る動力伝達装置の応用例３を示す図である。 本発明に係る動力伝達装置の応用例４を示す図である。 本発明に係る動力伝達装置の応用例５を示す図である。

以下、添付した図面を参照しながら、本発明に係る動力伝達装置の構成および動作を、〔実施形態１〕から〔実施形態１１〕に分けて説明する。なお、各図に示した部材の説明において同一の部材には同一の符号を付し、同一の部材の重複する説明は省略する。また、各図に示した部材間の寸法比率は、説明の都合上誇張してある場合があり、実際の寸法比率とは異なる場合がある。

〔実施形態１〕
図１は実施形態１に係る動力伝達装置の構成図である。図２は図１の動力伝達装置に形成される閉磁界の説明図である。図３は動力伝達装置の動力伝達の説明図である。図４から図６は図１の動力伝達装置の動力伝達の仕組みの説明図である。以下に、本実施形態に係る動力伝達装置の構成および動作について説明する。

＜動力伝達装置の構成＞
図１は本実施形態に係る動力伝達装置の構成図であり、動力伝達装置をその回転軸方向に対して直交する方向に切断したときの断面を示す。なお、図１に記載してある矢印の向きは永久磁石の着磁方向であり、矢印の矢方向がＮ極を、矢印の基方向がＳ極を示す。

動力伝達装置５０は、高速磁石ロータ１０、低速磁石ロータ２０、誘導子ロータ３０を有する。高速磁石ロータ１０、低速磁石ロータ２０および誘導子ロータ３０は同心状に配置する。本実施形態では、最も径の小さな高速磁石ロータ１０を最も内側に配置し、最も径の大きな誘導子ロータ３０を最も外側に配置する。低速磁石ロータ２０は、高速磁石ロータ１０とギャップ１５が形成されるように、また、誘導子ロータ３０とギャップ２５が形成されるように、高速磁石ロータ１０と誘導子３０との間に配置する。高速磁石ロータ１０、低速磁石ロータ２０および誘導子ロータ３０は、それぞれが独立して回転自在に支持してある。本実施形態では、誘導子ロータ３０は回転できないように固定してあり、高速磁石ロータ１０と低速磁石ロータ２０とは回転自在に支持してある。

高速磁石ロータ１０は、着磁が径方向の２つの半円状の永久磁石１４ａ、１４ｂから構成される磁石列１２を備える。永久磁石１４ａは、内周側がＳ極に外周側がＮ極に着磁してあり、永久磁石１４ｂは、内周側がＮ極に外周側がＳ極に着磁してある。このため、高速磁石ロータ１０は、図面の上側がＮ極で下側がＳ極となる１組のＮ極とＳ極とを有することになる。

なお、図１では、２つ割りの半円状の永久磁石１４ａおよび１４ｂを例示したが、半分の領域の外側がＮ極で残りの半分の領域の外側がＳ極となるように着磁した１つの環状の永久磁石を用いても良い。

また、図１では、高速磁石ロータ１０の極数が２である場合を例示したが、高速磁石ロータ１０は、実施形態２以降に示すように、極数２の場合以外に、極数が２ａ（ａは２以上の自然数）であっても良い。高速磁石ロータ１０に２ａの極数を設けると、高速磁石ロータ１０には、２ａ箇所の領域で後述する閉磁界が形成される。

高速磁石ロータ１０は、たとえば、電磁鋼板、ケイ素鉄、炭素鋼、電磁ステンレス、圧粉磁心、アモルファス磁心などの磁性体で形成する。

低速磁石ロータ２０には、周方向に一定間隔で５２個の凹部が形成してある。それぞれの凹部には、周方向に着磁された５２個の永久磁石２４ａ、２４ｂ、…が埋め込まれる。凹部に永久磁石２４ａ、２４ｂ、…を埋め込むと、低速磁石ロータ２０は、周方向に永久磁石２４ａ、２４ｂ、…と磁性体部２６ａ、２６ｂ、…が交互に配置される。

低速磁石ロータ２０は、着磁が周方向の磁石列２２を備える。磁石列２２は低速磁石ロータ２０を通過しようとする磁束を整列させる。磁石列２２によって、低速磁石ロータ２０を通過しようとする磁束のほとんどが整列された状態で通過するため、漏れ磁束が減少する。低速磁石ロータ２０の磁石列２２は、隣接する永久磁石２４ａ、２４ａの同極性面（Ｎ極側）を、磁性体部２６ａを介して周方向で向い合せてあり、また、隣接する永久磁石２４ｂ、２４ｂの同極性面（Ｓ極側）を、磁性体部２６ｂを介して周方向で向い合せてある。低速磁石ロータ２０の永久磁石の着磁方向は、矢印の矢方向がＮ極を、矢印の基方向がＳ極を示す。したがって、磁性体部２６ａにはＮ極を向い合せた２つの永久磁石２４ａが配置され、磁性体部２６ｂにはＳ極を向い合せた２つの永久磁石２４ｂが配置される。

低速磁石ロータ２０には、Ｎ極の永久磁石２４ａが向い合せに挟まれている磁性体部２６ａと、Ｓ極の永久磁石２４ｂが向い合せに挟まれている磁性体部２６ｂとが、低速磁石ロータ２０の周方向に向けて交互に配置される。低速磁石ロータ２０には５２個の永久磁石２４ａ、２４ｂ、…が埋め込んであるので、５６個の磁極が形成される。

図１では、低速磁石ロータ２０が５６個の磁極を有する場合を例示したが、低速磁石ロータ２０は、実施形態２以降に示すように、極数５６の場合以外に、２ｂ（ｂはａより大きい自然数：ａ＜ｂ）の磁極を有しても良い。低速磁石ロータ２０に２ｂの磁極を設けると、低速磁石ロータ２０は、ｂ箇所の領域で、高速磁石ロータ１０から低速磁石ロータ２０を通過しようとする磁束を整列させる。

低速磁石ロータ２０は、高速磁石ロータ１０と同様に、たとえば、電磁鋼板、ケイ素鉄、炭素鋼、電磁ステンレス、圧粉磁心、アモルファス磁心などの磁性体で形成する。

誘導子ロータ３０は、高速磁石ロータ１０の磁石列１２からの磁束を、低速磁石ロータ２０の磁性体部２６ａを介して通過させる。また、誘導子ロータ３０は、誘導子ロータ３０の磁束を、磁性体部２６ａ、２６ｂを介し高速磁石ロータ１０の磁石列１２に向けて通過させる。誘導子ロータ３０の内周部には、周方向に沿って一定間隔で内周側に向けて突出する２７個の磁気歯３２が形成してある。磁気歯３２は、低速磁石ロータ２０の磁性体部２６ａを通過してきた磁束のほとんどを取り入れる。

誘導子ロータ３０に設ける磁気歯３２の個数は、高速磁石ロータ１０または低速磁石ロータ２０の一方を回転させたときに、他方を回転させることができるように、高速磁石ロータ１０の磁極数２ａおよび低速磁石ロータ２０の磁極数２ｂを考慮して設定する。具体的には、下記の式１に示す関係を満たすようなｃ個の磁気歯１８を形成する。磁気歯１８と磁気歯１８との間は凹部となるが、このままでは低速磁石ロータ２０が回転するときに凹部内に渦流が生じ、空気抵抗が生じる。空気抵抗を低減させるためには、凹部に接着剤や樹脂充填剤などの非磁性体を充填することが望ましい。

ｃ＝ｂ＋ｄ＊ａ（ｄ＝±１） … （式１）
ここで、ａは高速磁石ロータ１０の磁極の組数
ｂは低速磁石ロータ２０の磁極の組数
図１では、上述したように高速磁石ロータ２０の磁極の組数ａは１で、低速磁石ロータ２０の磁極の組数ｂは２６である。したがって、ｄ＝−1とした場合、誘導子ロータ３０に設けるべき磁気歯１８の数は式１により２５となり、ｄ＝＋1とした場合、誘導子ロータ３０に設けるべき磁気歯１８の数は２７となる。図１の動力伝達装置５０では誘導子ロータ３０に２７個の磁気歯１８を形成してある。

誘導子ロータ３０は、高速磁石ロータ１０および低速磁石ロータ２０と同様に、たとえば、電磁鋼板、ケイ素鉄、炭素鋼、電磁ステンレス、圧粉磁心、アモルファス磁心などの磁性体で形成される。

＜動力伝達装置の動作＞
（閉磁界の形成）
まず、動力伝達装置５０で形成される閉磁界について説明する。図２は図１の動力伝達装置５０に形成される閉磁界の説明図である。なお、図２に示す矢線は磁力線を示し矢線の矢方向は磁力線の方向を示す。

図２に示すように、高速磁石ロータ１０内には、永久磁石１４ｂから永久磁石１４ａに向かう磁束φ１０が、高速磁石ロータ１０の円筒を左右に二分するように分布する。高速磁石ロータ１０の永久磁石１４ａから誘導子ロータ３０に向かう磁束は、２つの経路から低速磁石ロータ２０の磁性体部２６ａを通過する。

１つの経路は、永久磁石１４ａから一旦永久磁石２４ａに入り永久磁石２４ａに誘導されて磁性体部２６ａから誘導子ロータ３０の磁気歯３２に至る第１の経路であり、もう１つの経路は、永久磁石１４ａから直接磁性体部２６ａに入り磁性体部２６ａから誘導子ロータ３０の磁気歯３２に至る第２の経路である。磁束φ２２は第１の経路を経て誘導子ロータ３０の磁気歯３２に至る。磁束φ２４ａは第２の経路を経て誘導子ロータ３０の磁気歯３２に至る。

低速磁石ロータ２０の磁性体部２６ａには、周方向の両側から２つの永久磁石２４ａのＮ極側を向い合せに対峙させて配置してある。また、低速磁石ロータ２０の磁性体部２６ｂには、周方向の両側から２つの永久磁石２４ｂのＳ極側を向い合せに対峙させて配置してある。このため、永久磁石１４ａから磁性体部２６ａに磁束φ２２を導くことができ、また、永久磁石１４ａから磁性体部２６ｂに入って誘導子ロータ３０の磁気歯３２に至る、漏れ磁束となってしまいそうな磁束を、永久磁石２４ｂの磁力によって強制的に磁性体部２６ａに導くことができる。

このように、磁石列２２は、低速磁石ロータ２０を通過しようとする磁束φ２２、φ２４ａを磁性体部２６ａに向けて整列させる。磁石列２２は、低速磁石ロータ２０を通過しようとする磁束のほとんどを磁性体部２６ａに向けて整列して通過させるので、漏れ磁束をなくすことができ、磁束を有効にトルクに変換させることができる。

低速ロータ２０の磁性体部２６ａを通過して誘導子ロータ３０の磁気歯３２に導かれた磁束φ２２、φ２４ａは、誘導子ロータ３０の円筒内で収束して磁束φ３０となり、誘導子ロータ３０内で左右に二分されるように分布する。磁束φ３０は、高速磁石ロータ１０の永久磁石１４ｂに対峙する誘導子ロータ３０の磁気歯３２に向かう。誘導子ロータ３０の磁気歯３２から高速磁石ロータ１０の永久磁石１４ｂに向かう磁束は、２つの経路から低速磁石ロータ２０の磁性体部２６ａ、２６ｂを通過する。

１つの経路は、磁気歯３２から一旦永久磁石２４ａに入り永久磁石２４ａに誘導されて磁性体部２６ａから永久磁石１４ｂに至る第３の経路であり、もう１つの経路は、磁気歯３２から直接磁性体部２６ｂに入り永久磁石１４ｂに至る第４の経路である。磁束φ２２は第３の経路を経て高速磁石ロータ１０の永久磁石１４ｂに至る。磁束φ２４ａは第４の経路を経て高速磁石ロータ１０の永久磁石１４ｂに至る。なお、磁石列１２の永久磁石１４ａと１４ｂとの境目に位置する磁気歯３２には、第１および第２の経路を介して、永久磁石１４ａからループ磁束φＬが流出し、隣の磁気歯３２からは、第３および第４の経路を介して、ループ磁束φＬが永久磁石１４ｂに流入する。

このように、磁石列２２は、低速磁石ロータ２０を通過しようとする磁束φ２２、φ２４ａを磁性体部２６ａ、２６ｂに向けて整列させる。磁石列２２は、低速磁石ロータ２０を通過しようとする磁束のほとんどを磁性体部２６ａ、２６ｂに向けて整列して通過させるので、漏れ磁束をなくすことができ、磁束を有効にトルクに変換させることができる。

以上のように、実施形態１に係る動力伝達装置５０では、低速磁石ロータ２０の磁石列２２によって閉磁束が磁性体部２６ａ、２６ｂに効率的に誘導されるため、高速磁石ロータ１０、低速磁石ロータ２０および誘導子ロータ３０の漏れ磁束が減少できる。また、これらのロータの磁気結合力が高められ、誘導子ロータ３０のヨークとなる外周部側の厚みを薄くすることができる。また、閉磁束の有効利用が図られ、誘導子ロータ３０の外形が小さくできるので、小型でありながら大きな許容トルクが実現できる。

（増減速の原理）
次に、図２に示すように、高速磁石ロータ１０、低速磁石ロータ２０および誘導子ロータ３０に閉磁束が形成された状態で、それぞれのロータを回転させた場合、他のロータがどのような回転数で回転するのかを説明する。

図３は、動力伝達装置５０の動力伝達の説明図である。

ここで、
高速磁石ロータ１０の極数を２ａ（ａは自然数）、
低速磁石ロータ２０の極数を２ｂ（ｂはａより大きい自然数、ａ＜ｂ）、
誘導子ロータ３０の磁気歯数をｃ（ｃ＝ｂ＋ｄ・ａ）、
係数ｄ＝１または−１とおき、
さらに、
高速磁石ロータ１０の速度をα、
低速磁石ロータ２０の速度をβ、
誘導子ロータ３０の速度をγとする。

３つのそれぞれのロータの速度の関係は下式で表すことができる。

ａ（α−β）＝ｃ・ｄ（γ−β）
この式を展開して整理すると下式の通りとなる。

ａ・α＝（ａ−ｃ・ｄ）β＋ｃ・ｄ・γ … （式２）
３つのロータはすべてが回転自在に支持されているが、どれか１つのロータを固定することができる。この場合の各ロータの速度は下式で表すことができる。

高速磁石ロータ１０を固定した場合には、α＝０であるので、低速磁石ロータ２０と誘導子ロータ３０の速度は、（ｃ・ｄ−ａ）β＝ｃ・ｄ・γ
また、低速磁石ロータ２０を固定した場合には、β＝０であるので、高速磁石ロータ１０と誘導子ロータ３０の速度は、ａ・α＝ｃ・ｄ・γ
さらに、誘導子ロータ３０を固定した場合には、γ＝０であるので、ａ・α＝（ａ−ｃ・ｄ）β
これらの式を見ると、それぞれのロータ間の回転速度に違いがあり、ロータ間で増減速できることを示している。なお、符号が逆になる場合には、互いに反対方向に回転することを意味する。

実施形態１に係る動力伝達装置の場合、
高速磁石ロータ１０の極数が２ａ＝２、
低速磁石ロータ２０の極数が２ｂ＝５２、
誘導子ロータ３０の磁気歯数がｃ＝２７、
係数ｄ＝１であるので、
ａ＝１、ｂ＝２６、ｃ＝２７、ｄ＝１を式２に代入すると、
α＝−２６・β＋２７・γとなる。

３つのロータのうち、どれか１つのロータを固定した場合、残りの２つのロータの速度は下記のように表すことができる。

高速磁石ロータ１０を固定した場合、２６・β＝２７・γとなり、低速磁石ロータ２０を２７回転させると誘導子ロータ３０が２６回転することになり、逆に、誘導子ロータ３０を２６回転させると低速磁気ロータ２０が２７回転する。

低速磁石ロータ２０を固定した場合、α＝２７・γとなり、高速磁石ロータ１０を２７回転させると誘導子ロータ３０が１回転することになり、逆に、誘導子ロータ３０を１回転させると高速磁石ロータ１０が２７回転する。

誘導子ロータ３０を固定した場合、α＝−２６・βとなり、高速磁石ロータ１０を２６回転させると低速磁石ロータ２０が−１回転（高速磁石ロータ１０とは反対方向に１回転）することになり、逆に、低速磁石ロータ２０を１回転させると高速磁石ロータ１０が−２６回転（低速磁石ロータ２０とは反対方向に２６回転）する。

次に、高速磁石ロータ１０、低速磁石ロータ２０および誘導子ロータ３０間の増減速の原理をさらに詳細に説明する。

図４〜図６においては、ロータ間の相対位置関係を分かりやすく示すため、図１および図２に示した動力伝達装置の１部分のみを拡大して表示している。

図４（ａ）は、閉磁界のバランスが取れている場合のロータ間の相対位置関係を示し、図４（ｂ）は、閉磁界のバランスが崩れた場合のロータ間の相対位置関係を示す。図中のφ２０、φ２１は、磁性体部２６ａを通って一つの磁気歯３２に入る閉磁界の磁束密度（磁力線の数）を示す。また、Δｐｂは低速磁石ロータ２０の極性が同一である磁極間のピッチを示し、Δｐｃは誘導子ロータ３０の磁気歯３２間のピッチを示す。さらに、Δｄ０、Δｄ１は磁性体部２６ａの右側のエッジと磁気歯３２の右側のエッジとの相対位置を示す。

ΔｐｂとΔｐｃの重畳する部分の角度をｘとする場合、下記の式（３）、（４）の位置関係が成立する。

Δｐｂ＝Δｄ０＋ｘ … （式３）
Δｐｃ＝Δｄ１＋ｘ … （式４）
ロータ間の相対位置関係が図４（ａ）から同図（ｂ）のように変化する場合を考える。図４（ａ）に示すように、閉磁界のバランスが取れている場合、磁束φ２０が通る一つの磁気歯３２において、磁性体部２６ａと磁気歯３２はΔｄ０の相対位置関係を有する。

図４（ａ）において誘導子ロータ３０を固定し、高速磁石ロータ１０を矢印方向に磁気歯３２のピッチΔｐｃ分回転させると、ロータ間の相対位置関係は図４（ｂ）に示すように変化する。図４（ｂ）においては、磁束φ２１から磁束φ２０となるように磁界の復元力Ｔｂが働き、閉磁界のバランスを取ろうとする。復元力Ｔｂにより、上述の相対位置Δｄ１からΔｄ０となるように低速磁石ロータ２０が反時計回り方向へ回転される。

上記式（３）、（４）の関係から、低速磁石ロータ２０の回転角度Δｄは式（５）となる。

Δｄ＝Δｄ１−Δｄ０＝Δｐｃ−Δｐｂ … （式５）
ここで、磁気歯３２の歯数がｃ、低速磁石ロータ２０の磁極組がｂであるとすると、Δｐｃ＝３６０°／ｃ、Δｐｂ＝３６０°／ｂであるから、回転角度Δｄは式（６）に示すようになる。

Δｄ＝３６０°＊（ｂ−ｃ）／（ｂ＊ｃ） … （式６）
すなわち、高速磁石ロータ１０がΔｐｃ（３６０°／ｃ）分回転すると、低速磁石ロータ２０は３６０°＊（ｂ−ｃ）／（ｂ＊ｃ）分回転する。したがって、高速磁石ロータ１０の回転速度をα、低速磁石ロータ２０の回転速度をβとする場合、高速磁石ロータ１０と低速磁石ロータ２０とは、下記式（７）の速度関係を有する。

（ｂ−ｃ）＊α＝ｂ＊β … （式７）
したがって、減速比α／β＝ｂ／（ｂ−ｃ）となり、高速磁石ロータ１０の回転速度αが低速磁石ロータ２０にｂ／（ｂ−ｃ）倍に減速されて伝達されることになる。図１の動力伝達装置５０は、低速磁石ロータ２０の磁極の組数数ｂが２６、誘導子ロータ３０の磁極歯３２の数ｃが２７であるので、減速比は−２６となり、高速磁石ロータ１０が２６回転すると低速磁石ロータ２０が高速磁石ロータ１０とは反対方向に１回転する。

図５（ａ）は、閉磁界のバランスが取れている場合のロータ間の相対位置関係を示し、図５（ｂ）は、閉磁界のバランスが崩れた場合のロータ間の相対位置関係を示す。図５のφ２０、φ２１、Δｐｂ、Δｐｃ、Δｄ０、Δｄ１の符号の意味は図４と同一である。
図５（ａ）に示すように、閉磁界のバランスが取れている場合、磁束φ２０が通る磁気歯３２において、磁性体部２６ａと磁気歯３２はΔｄ０の相対位置関係を有する。

図５（ａ）において低速磁石ロータ２０を固定し、高速磁石ロータ１０を矢印方向に低速磁石ロータ２０の同一磁極のピッチΔｐｂ分回転させると、ロータ間の相対位置関係は図５（ｂ）に示すようになる。

図４の場合と同様に、磁束φ２１からφ２０となるように磁界の復元力Ｔｂが働き、新しいバランスを維持しようとする。図５の場合、磁界の復元力Ｔｂは誘導子ロータ３０に対して作用する。このため、上述の相対位置Δｄ１からΔｄ０となるように誘導子ロータ３０が高速磁石ロータ１０と同方向に回転する。回転角度Δｄは上記の式（５）、式（６）と同一の関係が成立する。

すなわち、高速磁石ロータ１０がΔｐｂ（３６０°／ｂ）分回転すると、誘導子ロータ３０は３６０°＊（ｂ−ｃ）／（ｂ＊ｃ）分回転する。したがって、高速磁石ロータ１０の回転速度をα、誘導子ロータ３０の回転速度をγとする場合、下記式（８）の速度関係を有する。

（ｂ−ｃ）＊α＝−ｃ＊γ … （式８）
したがって、減速比α／γ＝−ｃ／（ｂ−ｃ）となり、高速磁石ロータ１０の回転速度αが誘導子ロータ３０に−ｃ／（ｂ−ｃ）倍に減速されて伝達されることになる。図１の動力伝達装置５０は、低速磁石ロータ２０の磁極の組数数ｂが２６、誘導子ロータ３０の磁極歯の数ｃが２７であるので、減速比は２７となり、高速磁石ロータ１０が２７回転すると誘導子ロータ３０が高速磁石ロータ１０の回転方向と同方向に１回転する。

最後に、図６の場合を考える。閉磁界のバランスが取れている場合、磁束φ２０が通る一つの磁気歯３２において、磁性体部２６ａと磁気歯３２は一定の相対位置関係を有する。図６の場合は、図４、５とは異なり、閉磁界を形成する高速磁石ロータ１０自体が回転しないため、閉磁界も図４、５のように、所定間隔（低速磁石ロータ２０の同一磁極のピッチまたは磁気歯３２のピッチ）の範囲内で新しいバランスが取れる相対位置が存在せず、低速磁石ロータ２０と誘導子ロータ３０は常に現在の相対位置関係を維持しようとする。

したがって、低速磁石ロータ２０または誘導子ロータ３０のどちらか一方を回転した場合、図６（ｂ）に示すように現在位置の磁気歯３２に入る磁束φ２１が減少される。この場合、より磁束が流れやすいようにリラクタンストルクが発生し、これで他方のロータが回転され相対位置関係を維持する。この場合、低速磁石ロータ２０がΔｐｂ（＝３６０°／ｂ）分回転すると、誘導子ロータ３０はΔｐｃ（＝３６０°／ｃ）分回転する。
すなわち、減速比は式（９）のようになる。

β／γ＝Δｐｂ／Δｐｃ＝ｃ／ｂ … （式９）
図１の動力伝達装置５０は、低速磁石ロータ２０の磁極の組数数ｂが２６、誘導子ロータ３０の磁極歯の数ｃが２７であるので、減速比は２７／２６または２６／２７となる。すなわち、低速磁石ロータ２０を２６回転させると誘導子ロータ３０が低速磁石ロータ２０を追従するように同方向に２７回転し、誘導子ロータ３０を２７回転させると低速磁石ロータ２０が誘導子ロータ３０と同方向に２６回転する。

以上が、実施形態１に係る動力伝達装置５０の構成および動作である。図４から図６に示したように、いずれかのロータを回転させた場合には、ロータ間で形成されていた閉磁界のバランスが崩れ、そのバランスを保つように、それぞれのロータが回転する。ロータ間の閉磁界のバランスを取る作用によって、式２に示したような３つのそれぞれのロータの速度の関係が得られる。

以上のように、本実施形態に係る動力伝達装置５０では、低速磁石ロータ２０は着磁が周方向の磁石列２２を備え、磁石列２２は低速磁石ロータ２０を通過しようとする磁束を整列させるので、漏れ磁束を極小化することができ、大きな許容トルクおよび広範囲の増減速比が実現できる。

〔実施形態２〕
次に、実施形態２に係る動力伝達装置について説明する。図７は、実施形態２に係る動力伝達装置の構成図である。図８は、図７の動力伝達装置に形成される閉磁界の説明図である。

図７に示すように、実施形態２に係る動力伝達装置１５０は、実施形態１に係る動力伝達装置５０と比較して、低速磁石ロータと誘導子ロータの位置が入れ替わっていることで相違する。

＜動力伝達装置の構成＞
動力伝達装置１５０は、高速磁石ロータ１１０、低速磁石ロータ１２０、誘導子ロータ１３０を有する。高速磁石ロータ１１０、低速磁石ロータ１２０および誘導子ロータ１３０は同心状に配置する。本実施形態では、最も径の小さな高速磁石ロータ１１０を最も内側に配置し、最も径の大きな低速磁石ロータ１２０を最も外側に配置する。誘導子ロータ１３０は、高速磁石ロータ１１０とギャップ１１５が形成されるように、また、低速磁石ロータ１２０とギャップ１２５が形成されるように、高速磁石ロータ１１０と低速磁石ロータ１２０との間に配置する。３つのロータは、それぞれが独立して回転自在に支持してある。

高速磁石ロータ１１０は、着磁が径方向の２つの半円状の永久磁石１１４ａ、１１４ｂから構成される磁石列１１２を備える。高速磁石ロータ１１０のその他の構成は実施形態１と同一である。

低速磁石ロータ１２０は、その内周部に周方向に一定間隔で５２個の凹部が形成してある。それぞれの凹部には、周方向に着磁された５２個の永久磁石１２４ａ、１２４ｂ、…が埋め込まれる。低速磁石ロータ１２０の外周部は磁束を通過させるヨークとして働かせるので、凹部の深さは、低速磁石ロータ１２０の厚みの半分程度までの深さとしてある。

低速磁石ロータ１２０は、着磁が周方向の磁石列１２２を備える。磁石列１２２は低速磁石ロータ１２０を通過しようとする磁束を整列させる。磁石列１２２によって、低速磁石ロータ１２０を通過しようとする磁束のほとんどが整列された状態で通過でき、漏れ磁束が減少する。低速磁石ロータ１２０の磁石列１２２は、隣接する永久磁石１２４ａ、１２４ａの同極性面（Ｎ極側）を、磁性体部１２６ａを介して周方向で向い合せてあり、また、隣接する永久磁石１２４ｂ、１２４ｂの同極性面（Ｓ極側）を、磁性体部１２６ｂを介して周方向で向い合せてある。低速磁石ロータ１２０のその他の構成は実施形態１と同一である。

誘導子ロータ１３０は、高速磁石ロータ１１０の磁石列１１２からの磁束を、低速磁石ロータ１２０に向けて通過させる。誘導子ロータ１３０の外周部には、周方向に沿って一定間隔で外周側に向けて突出する２７個の磁気歯１３２が形成してある。誘導子ロータ１３０のその他の構成は実施形態１と同一である。

実施形態２に係る動力伝達装置１５０において、高速磁石ロータ１１０の磁極の組数、低速磁石ロータ１２０の磁極の組数、誘導子ロータ１３０の磁気歯の数は、実施形態１に係る動力伝達装置５０と同一である。

＜動力伝達装置の動作＞
動力伝達装置１５０で形成される閉磁界について説明する。図８は図７の動力伝達装置１５０に形成される閉磁界の説明図である。なお、図８に示す矢線は磁力線を示し矢線の矢方向は磁力線の方向を示す。

図８に示すように、高速磁石ロータ１１０内には、永久磁石１１４ｂから永久磁石１４ａに向かう磁束φ１１０が、高速磁石ロータ１１０の円筒を左右に二分するように分布する。高速磁石ロータ１１０の永久磁石１１４ａから低速磁石ロータ１２０に向かう磁束は、誘導子ロータ１３０の磁気歯１３２を通過する。磁気歯１３２を通過した磁束は、２つの経路から低速磁石ロータ１２０に流入する。

１つの経路は、永久磁石１１４ａから磁気歯３２を介して直接磁性体部１２６ｂに至る第１の経路であり、もう一つの経路は、永久磁石１１４ａから磁気歯３２に至り磁気歯３２から一旦永久磁石１２４ａ、１２４ｂに入り、磁性体部２６ａに至る第２の経路である。磁束φ１２２は第１の経路を経て低速磁石ロータ１２０に至る。磁束φ１２４ａは第２の経路を経て低速磁石ロータ１２０に至る。

低速磁石ロータ１２０の磁性体部１２６ａには、周方向の両側から２つの永久磁石１２４ａのＮ極側を向い合せに対峙させて配置してある。また、低速磁石ロータ１２０の磁性体部１２６ｂには、周方向の両側から２つの永久磁石１２４ｂのＳ極側を向い合せに対峙させて配置してある。このため、誘導子ロータ１３０の磁気歯１３２から漏れ磁束となってしまいそうな磁束を永久磁石１２４ａおよび１２４ｂの磁力によって磁性体部１２６ａおよび１２６ｂに導くことができる。

このように、磁石列１２２は、低速磁石ロータ１２０に至った磁束φ１２２、φ１２４ａを磁性体部１２６ａ、１２６ｂに向けて整列させる。磁石列１２２は、低速磁石ロータ１２０を通過しようとする磁束のほとんどを磁性体部１２６ａ、１２６ｂに向けて整列して通過させるので、漏れ磁束をなくすことができ、磁束を有効にトルクに変換させることができる。

低速磁石ロータ１２０に導かれた磁束φ１２２、φ１２４ａは、低速磁石ロータ１２０の円筒内で収束して磁束φ１２０となり、低速磁石ロータ１２０内で左右に二分されるように分布する。磁束φ１２０は、高速磁石ロータ１１０の永久磁石１１４ｂに対峙する誘導子ロータ１３０の磁気歯１３２に向かう。低速磁石ロータ１２０から高速磁石ロータ１１０の永久磁石１１４ｂに向かう磁束は、誘導子ロータ１３０の磁気歯１３２に至る。低速磁石ロータ１２０から磁気歯１３２に向かう磁束φ１２０は、２つの経路から誘導子ロータ１３０に流入する。

１つの経路は、磁性体部１２６ｂから一旦永久磁石１２４ａ、１２４ｂに入り、磁気歯１３２に至る第３の経路であり、磁性体部１２６ａから直接磁気歯１３２に至る第４の経路である。磁束φ１２４ａは第３の経路を経て高速磁石ロータ１１０の永久磁石１１４ｂに至る。磁束φ１２２は第４の経路を経て高速磁石ロータ１０の永久磁石１４ｂに至る。なお、磁石列１２２の永久磁石１１４ａと１１４ｂとの境目付近に位置する磁気歯１３２および低速磁石ロータ１２０には、磁気歯１３２、磁性体部１２６ａ、１２６ｂ、永久磁石１２４ａ、１２４ｂ間をループ状に伝うループ磁束φＬが生じる。

このように、磁石列１２２は、低速磁石ロータ１２０を通過しようとする磁束φ１２２、φ１２４ａを磁性体部１２６ａ、１２６ｂに向けて整列させる。磁石列１２２は、低速磁石ロータ１２０を通過しようとする磁束のほとんどを磁性体部１２６ａ、１２６ｂに向けて整列して通過させるので、漏れ磁束を極小化することができ、大きな許容トルクおよび広範囲の増減速比が実現できる。

以上のように、実施形態２に係る動力伝達装置１５０では、低速磁石ロータ１２０の磁石列１２２によって閉磁束が磁性体部１２６ａ、１２６ｂに効率的に誘導されるため、高速磁石ロータ１１０、低速磁石ロータ１２０および誘導子ロータ１３０の漏れ磁束が減少できる。また、これらのロータの磁気結合力が高められ、低速磁石ロータ１２０のヨークとなる外周部側の厚みを薄くすることができる。また、閉磁束の有効利用が図られ、低速磁石ロータ１２０の外形が小さくできるので、小型でありながら大きな許容トルクが実現できる。

実施形態２に係る動力伝達装置１５０の増減速の原理は、実施形態１に係る動力伝達装置５０の増減速の原理と同一である。

〔実施形態３〕
次に、実施形態３に係る動力伝達装置について説明する。図９は、実施形態３に係る動力伝達装置の構成図である。

図９に示すように、実施形態３に係る動力伝達装置２５０は、実施形態１に係る動力伝達装置５０と比較して、高速磁石ロータと誘導子ロータの位置が入れ替わっていることで相違する。

＜動力伝達装置の構成＞
動力伝達装置２５０は、高速磁石ロータ２１０、低速磁石ロータ２２０、誘導子ロータ２３０を有する。高速磁石ロータ２１０、低速磁石ロータ２２０および誘導子ロータ２３０は同心状に配置する。本実施形態では、最も径の小さな誘導子ロータ２３０を最も内側に配置し、最も径の大きな高速磁石ロータ２１０を最も外側に配置する。低速磁石ロータ２２０は、誘導子ロータ２３０とギャップ２１５が形成されるように、また、高速磁石ロータ２１０とギャップ２２５が形成されるように、高速磁石ロータ２１０と誘導子２３０との間に配置する。３つのロータは、それぞれが独立して回転自在に支持してある。

高速磁石ロータ２１０は、着磁が径方向の２つの半円状の永久磁石２１４ａ、２１４ｂから構成される磁石列２１２を備える。高速磁石ロータ２１０はその内周部に磁石列２１２を配置する。永久磁石２１４ａは、内周側がＳ極に外周側がＮ極に着磁してあり、永久磁石２１４ｂは、内周側がＮ極に外周側がＳ極に着磁してある。このため、高速磁石ロータ２１０は、図面の上側がＮ極で下側がＳ極となる１組のＮ極とＳ極とを有することになる。高速磁石ロータ２１０のその他の構成は実施形態１と同一である。

低速磁石ロータ２２０の磁性体部２２６ａには、周方向の両側から２つの永久磁石２２４ａのＮ極側を向い合せに対峙させて配置してある。また、低速磁石ロータ２２０の磁性体部２２６ｂには、周方向の両側から２つの永久磁石２２４ｂのＳ極側を向い合せに対峙させて配置してある。このため、誘導子ロータ２３０の磁気歯２３２から磁性体部２２６ａに磁束を導くことができ、また、磁気歯２３２から磁性体部２２６ｂに入って高速磁石ロータ２１０の永久磁石２１４ａに至る、漏れ磁束となってしまいそうな磁束を、永久磁石２２４ｂの磁力によって磁性体部２２６ａに導くことができる。

このように、磁石列２２２は、低速磁石ロータ２２０を通過しようとする磁束を磁性体部２２６ａに向けて整列させる。磁石列２２２は、低速磁石ロータ２２０を通過しようとする磁束のほとんどを磁性体部２２６ａに向けて整列して通過させるので、漏れ磁束をなくすことができ、磁束を有効にトルクに変換させることができる。

誘導子ロータ２３０は、高速磁石ロータ２１０の磁石列２１２からの磁束を、低速磁石ロータ２２０に向けて通過させる。誘導子ロータ２３０の外周部には、周方向に沿って一定間隔で外周側に向けて突出する２７個の磁気歯２３２が形成してある。誘導子ロータ２３０のその他の構成は実施形態１と同一である。

実施形態３に係る動力伝達装置２５０において、高速磁石ロータ２１０の磁極の組数、低速磁石ロータ２２０の磁極の組数、誘導子ロータ２３０の磁気歯の数は、実施形態１に係る動力伝達装置５０と同一である。

実施形態３に係る動力伝達装置２５０では、低速磁石ロータ２２０の磁石列２２２によって閉磁束が磁性体部２２６ａに効率的に誘導されるため、高速磁石ロータ２１０、低速磁石ロータ２２０および誘導子ロータ２３０の漏れ磁束が減少できる。また、これらのロータの磁気結合力が高められ、高速磁石ロータ２１０のヨークとなる外周部側の厚みを薄くすることができる。また、閉磁束の有効利用が図られ、高速磁石ロータ２１０の外形が小さくできるので、小型でありながら大きな許容トルクが実現できる。

＜動力伝達装置の動作＞
実施形態３に係る動力伝達装置２５０の増減速の原理は、実施形態１に係る動力伝達装置５０の増減速の原理と同一である。

〔実施形態４〕
次に、実施形態４に係る動力伝達装置について説明する。図１０は、実施形態４に係る動力伝達装置の構成図である。

図１０に示すように、実施形態４に係る動力伝達装置３５０は、実施形態３に係る動力伝達装置２５０と比較して、低速磁石ロータと誘導子ロータの位置が入れ替わっていることで相違する。

＜動力伝達装置の構成＞
動力伝達装置３５０は、高速磁石ロータ３１０、低速磁石ロータ３２０、誘導子ロータ３３０を有する。高速磁石ロータ３１０、低速磁石ロータ３２０および誘導子ロータ３３０は同心状に配置する。本実施形態では、最も径の小さな低速磁石ロータ３２０を最も内側に配置し、最も径の大きな高速磁石ロータ３１０を最も外側に配置する。誘導子ロータ３３０は、低速磁石ロータ３２０とギャップ３１５が形成されるように、また、高速磁石ロータ３１０とギャップ３２５が形成されるように、低速磁石ロータ３２０と高速磁石ロータ３１０との間に配置する。３つのロータは、それぞれが独立して回転自在に支持してある。

高速磁石ロータ３１０は実施形態３に係る動力電圧装置２５０と同一である。

低速磁石ロータ３２０は、周方向に一定間隔で５２個の凹部が形成してある。それぞれの凹部には、周方向に着磁された５２個の永久磁石３２４ａ、３２４ｂ、…が埋め込まれる。低速磁石ロータ３２０の内周部は磁束を通過させる必要があるので、凹部の深さは、低速磁石ロータ３２０の厚みの半分程度までの深さとしてある。

磁性体部３２６ａには、周方向の両側から２つの永久磁石３２４ａのＮ極側を向い合せに対峙させて配置してある。また、低速磁石ロータ３２０の磁性体部３２６ｂには、周方向の両側から２つの永久磁石３２４ｂのＳ極側を向い合せに対峙させて配置してある。このため、誘導子ロータ３３０の磁気歯３３２に磁性体部３２６ａの磁束を導くことができ、また、磁気歯３３２から磁性体部３２６ｂに入る、漏れ磁束となってしまいそうな磁束を、永久磁石３２４ａ、３２４ｂの磁力によって磁性体部３２６ａ、３２６ｂに導くことができる。

このように、磁石列３２２は、低速磁石ロータ３２０を通過しようとする磁束を磁性体部３２６ａに向けて整列させる。磁石列３２２は、低速磁石ロータ３２０を通過しようとする磁束のほとんどを磁性体部３２６ａに向けて整列して通過させるので、漏れ磁束をなくすことができ、磁束を有効にトルクに変換させることができる。

誘導子ロータ３３０は、低速磁石ロータ３２０からの磁束を、高速磁石ロータ３１０に向けて通過させる。誘導子ロータ３３０の内周部には、周方向に沿って一定間隔で内周側に向けて突出する２７個の磁気歯３３２が形成してある。誘導子ロータ３３０のその他の構成は実施形態１と同一である。

実施形態４に係る動力伝達装置３５０において、高速磁石ロータ３１０の磁極の組数、低速磁石ロータ３２０の磁極の組数、誘導子ロータ３３０の磁気歯の数は、実施形態１に係る動力伝達装置５０と同一である。

実施形態４に係る動力伝達装置３５０では、低速磁石ロータ３２０の磁石列３２２によって閉磁束が磁性体部３２６ａに効率的に誘導されるため、高速磁石ロータ３１０、低速磁石ロータ３２０および誘導子ロータ３３０間の漏れ磁束が減少できる。また、これらのロータ間の磁気結合力が高められ、高速磁石ロータ３１０のヨークとなる外周部側の厚みを薄くすることができる。また、閉磁束の有効利用が図られ、高速磁石ロータ３１０の外形が小さくできるので、小型でありながら大きな許容トルクが実現できる。

＜動力伝達装置の動作＞
実施形態４に係る動力伝達装置３５０の増減速の原理は、実施形態１に係る動力伝達装置５０の増減速の原理と同一である。

〔実施形態５〕
次に、実施形態５に係る動力伝達装置について説明する。図１１は、実施形態５に係る動力伝達装置の構成図である。

本実施形態に係る動力伝達装置４５０の構成および動作は、実施形態１に係る動力伝達装置５０の構成および動作とほぼ同じである。

＜動力伝達装置の構成＞
動力伝達装置４５０は、高速磁石ロータ４１０、低速磁石ロータ４２０、誘導子ロータ４３０を有する。高速磁石ロータ４１０、低速磁石ロータ４２０および誘導子ロータ４３０は同心状に配置する。低速磁石ロータ４２０は、高速磁石ロータ４１０とギャップ４１５が形成されるように、また、誘導子ロータ４３０とギャップ４２５が形成されるように、高速磁石ロータ４１０と誘導子４３０との間に配置する。

高速磁石ロータ４１０、低速磁石ロータ４２０の構成は実施形態１に係る動力伝達装置５０の高速磁石ロータ１０、低速磁石ロータ２０の構成と同一である。また、誘導子ロータ４３０の構成は、磁気歯４３２の歯数が２５であることが実施形態１に係る動力伝達装置５０の誘導子ロータ３０の構成（磁気歯の数が２７）と異なる。その他の構成は実施形態１に係る動力伝達装置５０の構成と同一である。

実施形態５に係る動力伝達装置４５０の場合、
高速磁石ロータ４１０の極数が２ａ＝２、
低速磁石ロータ４２０の極数が２ｂ＝５２、
誘導子ロータ４３０の磁気歯数がｃ＝２５、
係数ｄ＝−１であるので、
ａ＝１、ｂ＝２６、ｃ＝２５、ｄ＝−１を前述の式２に代入すると、
α＝−２６・β−２５・γとなる。

３つのロータのうち、どれか１つのロータを固定した場合、残りの２つのロータの速度は下記のように表すことができる。

高速磁石ロータ４１０を固定した場合、２６・β＝２５・γとなり、低速磁石ロータ４２０を２５回転させると誘導子ロータ４３０が２６回転することになり、逆に、誘導子ロータ４３０を２６回転させると低速磁気ロータ４２０が２５回転する。

低速磁石ロータ４２０を固定した場合、α＝−２５・γとなり、高速磁石ロータ４１０を２５回転させると誘導子ロータ４３０が高速磁石ロータ４１０とは逆方向に１回転することになり、逆に、誘導子ロータ４３０を１回転させると高速磁石ロータ４１０が誘導子ロータ４３０とは逆方向に２５回転する。

誘導子ロータ４３０を固定した場合、α＝２６・βとなり、高速磁石ロータ４１０を２６回転させると低速磁石ロータ４２０が１回転することになり、逆に、低速磁石ロータ４２０を１回転させると高速磁石ロータ４１０が２６回転する。

＜動力伝達装置の動作＞
次に、動力伝達装置４５０で形成される閉磁界について説明する。図１２は図１１の動力伝達装置４５０に形成される閉磁界の説明図である。

図１２に示すように、高速磁石ロータ４１０内には、永久磁石４１４ｂから永久磁石４１４ａに向かう磁束φ４１０が、高速磁石ロータ４１０の円筒を左右に二分するように分布する。高速磁石ロータ４１０の永久磁石４１４ａから誘導子ロータ４３０に向かう磁束は、２つの経路から低速磁石ロータ４２０の磁性体部４２６ａを通過する。

１つの経路は、永久磁石４１４ａから一旦永久磁石４２４ａに入り永久磁石４２４ａに誘導されて磁性体部４２６ａから誘導子ロータ４３０の磁気歯４３２に至る第１の経路であり、もう１つの経路は、永久磁石４１４ａから直接磁性体部４２６ａに入り磁性体部４２６ａから誘導子ロータ４３０の磁気歯４３２に至る第２の経路である。磁束φ４２４ａは第１の経路を経て誘導子ロータ４３０の磁気歯４３２に至る。磁束φ４２２は第２の経路を経て誘導子ロータ４３０の磁気歯４３２に至る。

低速磁石ロータ４２０の磁性体部４２６ａには、周方向の両側から２つの永久磁石４２４ａのＮ極側を向い合せに対峙させて配置してある。また、低速磁石ロータ４２０の磁性体部４２６ｂには、周方向の両側から２つの永久磁石４２４ｂのＳ極側を向い合せに対峙させて配置してある。このため、永久磁石４１４ａから磁性体部４２６ａに磁束φ４２２を導くことができ、また、永久磁石４１４ａから磁性体部４２６ｂに入って誘導子ロータ４３０の磁気歯４３２に至る、漏れ磁束となってしまいそうな磁束を、永久磁石４２４ｂの磁力によって強制的に磁性体部４２６ａに導くことができる。

このように、磁石列４２２は、低速磁石ロータ４２０を通過しようとする磁束φ４２２、φ４２４ａを磁性体部４２６ａに向けて整列させる。磁石列４２２は、低速磁石ロータ４２０を通過しようとする磁束のほとんどを磁性体部４２６ａに向けて整列して通過させるので、漏れ磁束をなくすことができ、磁束を有効にトルクに変換させることができる。

低速ロータ４２０の磁性体部４２６ａを通過して誘導子ロータ４３０の磁気歯４３２に導かれた磁束φ４２２、φ４２４ａは、誘導子ロータ４３０の円筒内で収束して磁束φ４３０となり、誘導子ロータ４３０内で左右に二分されるように分布する。磁束φ４３０は、高速磁石ロータ４１０の永久磁石４１４ｂに対峙する誘導子ロータ４３０の磁気歯４３２に向かう。誘導子ロータ４３０の磁気歯４３２から高速磁石ロータ４１０の永久磁石４１４ｂに向かう磁束は、２つの経路から低速磁石ロータ４２０の磁性体部４２６ａ、４２６ｂを通過する。

１つの経路は、磁気歯４３２から一旦永久磁石４２４ａに入り永久磁石４２４ａに誘導されて磁性体部４２６ａから永久磁石４１４ｂに至る第３の経路であり、もう１つの経路は、磁気歯４３２から直接磁性体部４２６ｂに入り永久磁石４１４ｂに至る第４の経路である。磁束φ４２４ａは第３の経路を経て高速磁石ロータ４１０の永久磁石４１４ｂに至る。磁束φ４２２は第４の経路を経て高速磁石ロータ４１０の永久磁石４１４ｂに至る。なお、磁石列４１２の永久磁石４１４ａと４１４ｂとの境目に位置する磁気歯４３２および低速磁石ロータ４２０には、磁気歯４３２、磁性体部４２６ａ、４２６ｂ、永久磁石４２４ａ、４２４ｂ間をループ状に伝うループ磁束φＬが生じる。

このように、磁石列４２２は、低速磁石ロータ４２０を通過しようとする磁束φ４２２、φ４２４ａを磁性体部４２６ａ、４２６ｂに向けて整列させる。磁石列４２２は、低速磁石ロータ４２０を通過しようとする磁束のほとんどを磁性体部４２６ａ、４２６ｂに向けて整列して通過させるので、漏れ磁束を極小化することができ、大きな許容トルクおよび広範囲の増減速比が実現できる。

実施形態５に係る動力伝達装置４５０では、高速磁石ロータ４１０、低速磁石ロータ４２０および誘導子ロータ４３０間の漏れ磁束が減少でき、これらのロータ間の磁気結合力が高められ、誘導子ロータ４３０のヨークとなる外周部側の厚みを薄くすることができる。また、閉磁束の有効利用が図られ、誘導子ロータ４３０の外形が小さくできるので、小型でありながら大きな許容トルクが実現できる。

〔実施形態６〕
次に、実施形態６に係る動力伝達装置について説明する。図１３は、実施形態６に係る動力伝達装置に形成される閉磁界の説明図である。

＜動力伝達装置の構成＞
動力伝達装置５５０は、高速磁石ロータ５１０、低速磁石ロータ５２０、誘導子ロータ５３０を有する。高速磁石ロータ５１０、低速磁石ロータ５２０および誘導子ロータ５３０は同心状に配置する。低速磁石ロータ５２０は、高速磁石ロータ５１０とギャップ５１５が形成されるように、また、誘導子ロータ５３０とギャップ５２５が形成されるように、高速磁石ロータ５１０と誘導子５３０との間に配置する。

本実施形態では、高速磁石ロータ５１０の極数は４極であり、低速磁石ロータ５２０の極数は５２極であり、誘導子ロータ５３０の磁気歯数は２８である。その他の構成は実施形態１に係る動力伝達装置５０の構成と同一である。

実施形態６に係る動力伝達装置５５０の場合、
高速磁石ロータ５１０の極数が２ａ＝４、
低速磁石ロータ５２０の極数が２ｂ＝５２、
誘導子ロータ５３０の磁気歯数がｃ＝２８、
係数ｄ＝１であるので、
ａ＝２、ｂ＝２６、ｃ＝２８、ｄ＝１を前述の式２に代入すると、
α＝−１３・β＋１４・γとなる。

３つのロータのうち、どれか１つのロータを固定した場合、残りの２つのロータの速度は下記のように表すことができる。

高速磁石ロータ５１０を固定した場合、１３・β＝１４・γとなり、低速磁石ロータ５２０を１４回転させると誘導子ロータ５３０が１３回転することになり、逆に、誘導子ロータ５３０を１３回転させると低速磁気ロータ５２０が１４回転する。

低速磁石ロータ５２０を固定した場合、α＝１４・γとなり、高速磁石ロータ５１０を１４回転させると誘導子ロータ５３０が１回転することになり、逆に、誘導子ロータ５３０を１回転させると高速磁石ロータ５１０が１４回転する。

誘導子ロータ５３０を固定した場合、α＝−１３・βとなり、高速磁石ロータ５１０を１３回転させると低速磁石ロータ５２０が高速磁石ロータ５１０とは反対方向に１回転することになり、逆に、低速磁石ロータ５２０を１回転させると高速磁石ロータ５１０が低速磁石ロータ５２０とは反対方向に１３回転する。

＜動力伝達装置の動作＞
次に、動力伝達装置５５０で形成される閉磁界について説明する。

図１３に示すように、高速磁石ロータ５１０内には、永久磁石５１４ｂ、５１４ｄから永久磁石５１４ａに向かう磁束と永久磁石５１４ｂ、５１４ｄから永久磁石５１４ｃに向かう磁束を有する磁束φ５１０が形成される。したがって、高速磁石ロータ５１０内には、４つの領域を等分するように磁束が分布する。高速磁石ロータ５１０の永久磁石５１４ａおよび５１４ｃから誘導子ロータ５３０に向かう磁束は、２つの経路から低速磁石ロータ５２０の磁性体部５２６ａを通過する。

１つの経路は、永久磁石５１４ａ、５１４ｃから一旦永久磁石５２４ａに入り永久磁石５２４ａに誘導されて磁性体部５２６ａから誘導子ロータ５３０の磁気歯５３２に至る第１の経路であり、もう１つの経路は、永久磁石５１４ａ、５１４ｃから直接磁性体部５２６ａに入り磁性体部５２６ａから誘導子ロータ５３０の磁気歯５３２に至る第２の経路である。磁束φ５２４ａは第１の経路を経て誘導子ロータ５３０の磁気歯５３２に至る。磁束φ５２２は第２の経路を経て誘導子ロータ５３０の磁気歯５３２に至る。

低速磁石ロータ５２０の磁性体部５２６ａには、周方向の両側から２つの永久磁石５２４ａのＮ極側を向い合せに対峙させて配置してある。また、低速磁石ロータ５２０の磁性体部５２６ｂには、周方向の両側から２つの永久磁石５２４ｂのＳ極側を向い合せに対峙させて配置してある。このため、永久磁石５１４ａ、５１４ｃから磁性体部５２６ａに磁束φ５２２を導くことができ、また、永久磁石５１４ａから磁性体部５２６ｂに入って誘導子ロータ５３０の磁気歯５３２に至る、漏れ磁束となってしまいそうな磁束を、永久磁石５２４ｂの磁力によって強制的に磁性体部５２６ａに導くことができる。

このように、磁石列５２２は、低速磁石ロータ５２０を通過しようとする磁束φ５２２、φ５２４ａを磁性体部５２６ａに向けて整列させる。磁石列５２２は、低速磁石ロータ５２０を通過しようとする磁束のほとんどを磁性体部５２６ａに向けて整列して通過させるので、漏れ磁束をなくすことができ、磁束を有効にトルクに変換させることができる。

低速ロータ５２０の磁性体部５２６ａを通過して誘導子ロータ５３０の磁気歯５３２に導かれた磁束φ５２２、φ５２４ａは、誘導子ロータ５３０の円筒内で収束して磁束φ５３０となり、誘導子ロータ５３０内で４つの領域に分布する。磁束φ５３０は、高速磁石ロータ５１０の永久磁石５１４ｂ、５１４ｄに対峙する誘導子ロータ５３０の磁気歯５３２に向かう。誘導子ロータ５３０の磁気歯５３２から高速磁石ロータ５１０の永久磁石５１４ｂ、５１４ｄに向かう磁束は、２つの経路から低速磁石ロータ５２０の磁性体部５２６ａ、５２６ｂを通過する。

１つの経路は、磁気歯５３２から一旦永久磁石５２４ａに入り永久磁石５２４ａに誘導されて磁性体部５２６ａから永久磁石５１４ｂ、５１４ｄに至る第３の経路であり、もう１つの経路は、磁気歯５３２から直接磁性体部５２６ｂに入り永久磁石５１４ｂ、５１４ｄに至る第４の経路である。磁束φ５２４ａは第３の経路を経て高速磁石ロータ５１０の永久磁石５１４ｂ、５１４ｄに至る。磁束φ５２２は第４の経路を経て高速磁石ロータ５１０の永久磁石５１４ｂ、５１４ｄに至る。なお、磁石列５１２の永久磁石５１４ａと５１４ｂとの境目、永久磁石５１４ａと５１４ｄとの境目、永久磁石５１４ｃと５１４ｂとの境目、永久磁石５１４ｃと５１４ｄとの境目に位置する磁気歯５３２および低速磁石ロータ５２０には、磁気歯５３２、磁性体部５２６ａ、５２６ｂ、永久磁石４２４ａ、４２４ｂ、４２４ｃ、４２４ｄ間をループ状に伝うループ磁束φＬが生じる。

このように、磁石列５２２は、低速磁石ロータ５２０を通過しようとする磁束φ５２２、φ５２４ａを磁性体部５２６ａ、５２６ｂに向けて整列させる。磁石列５２２は、低速磁石ロータ５２０を通過しようとする磁束のほとんどを磁性体部５２６ａ、５２６ｂに向けて整列して通過させるので、漏れ磁束を極小化することができ、大きな許容トルクおよび広範囲の増減速比が実現できる。

実施形態６に係る動力伝達装置５５０では、高速磁石ロータ５１０、低速磁石ロータ５２０および誘導子ロータ５３０間の漏れ磁束が減少でき、これらのロータ間の磁気結合力が高められる。誘導子ロータ５３０のヨークとなる外周部側の厚みを、適切な厚みとすることで、小型でありながら大きな許容トルクが実現できる。

〔実施形態７〕
次に、実施形態７に係る動力伝達装置について説明する。図１４は、実施形態７に係る動力伝達装置に形成される閉磁界の説明図である。

＜動力伝達装置の構成＞
動力伝達装置６５０の構成は、実施形態６に係る動力伝達装置５５０の構成とほぼ同一である。すなわち、本実施形態では、高速磁石ロータ６１０の極数は４極であり、低速磁石ロータ６２０の極数は５２極であり、誘導子ロータ６３０の磁気歯数は２５である。その他の構成は実施形態６に係る動力伝達装置５５０の構成と同一である。

実施形態７に係る動力伝達装置６５０の場合、
高速磁石ロータ５１０の極数が２ａ＝４、
低速磁石ロータ５２０の極数が２ｂ＝５２、
誘導子ロータ５３０の磁気歯数がｃ＝２４、
係数ｄ＝−１であるので、
ａ＝２、ｂ＝２６、ｃ＝２４、ｄ＝−１を前述の式２に代入すると、
α＝１３・β−１２・γとなる。

３つのロータのうち、どれか１つのロータを固定した場合、残りの２つのロータの速度は下記のように表すことができる。

高速磁石ロータ６１０を固定した場合、１３・β＝１２・γとなり、低速磁石ロータ６２０を１２回転させると誘導子ロータ６３０が１３回転することになり、逆に、誘導子ロータ６３０を１３回転させると低速磁気ロータ６２０が１２回転する。

低速磁石ロータ６２０を固定した場合、α＝−１２・γとなり、高速磁石ロータ６１０を１２回転させると誘導子ロータ６３０が高速磁石ロータ６１０とは逆方向に１回転することになり、逆に、誘導子ロータ６３０を１回転させると高速磁石ロータ６１０が誘導子ロータ６３０とは逆方向に１２回転する。

誘導子ロータ６３０を固定した場合、α＝１３・βとなり、高速磁石ロータ６１０を１３回転させると低速磁石ロータ６２０が１回転することになり、逆に、低速磁石ロータ６２０を１回転させると高速磁石ロータ６１０が１３回転する。

＜動力伝達装置の動作＞
次に、動力伝達装置６５０で形成される閉磁界について説明する。

図１４に示すように、高速磁石ロータ６１０内で形成される磁束φ６１０は、実施形態６で説明した、図１３の磁束φ５１０と同一である。また、低速磁石ロータ６２０と誘導子ロータ６３０との間に形成される磁束φ６２２、φ６２４ａは、実施形態６で説明した、図１３の磁束φ５２２、φ５２４ａとほぼ同一である。さらに、誘導子ロータ６３０で形成される磁束φ６３０も実施形態６で説明した、図１３の磁束φ５３０とほぼ同一である。

なお、磁石列６１２を構成する４つの永久磁石の各境目に位置する磁気歯６３２および低速磁石ロータ６２０には、図示するようなループ磁束φＬが生じるが、このループ磁束φＬも、実施形態６で説明した、図１３のループ磁束φＬとほぼ同一である。

実施形態７に係る動力伝達装置６５０では、高速磁石ロータ６１０、低速磁石ロータ６２０および誘導子ロータ６３０間の漏れ磁束が減少でき、これらのロータ間の磁気結合力が高められる。誘導子ロータ６３０のヨークとなる外周部側の厚みを、適切な厚みとすることで、小型でありながら大きな許容トルクが実現できる。

〔実施形態８〕
次に、実施形態８に係る動力伝達装置について説明する。実施形態８に係る動力伝達装置は、実施形態１〜７に係る動力伝達装置とは異なり、４つのロータで構成する。４つのロータで動力伝達装置を構成すると、トルクを作用させる面を２つのロータの表裏面とすることができるので、より大きな許容トルクを発生させることができ、より小型化が可能になる。

図１５は実施形態８に係る動力伝達装置の構成図である。図１６は図１５の動力伝達装置の２重誘導子ロータの構成図である。以下に、本実施形態に係る動力伝達装置の構成および動作について説明する。

＜動力伝達装置の構成＞
図１５は本実施形態に係る動力伝達装置の構成図であり、動力伝達装置をその回転軸方向に対して直交する方向に切断したときの断面を示す。なお、図１５に記載してある矢印の向きは永久磁石の着磁方向であり、矢印の矢方向がＮ極を、矢印の基方向がＳ極を示す。

動力伝達装置７５０は、高速磁石ロータ７１０、低速磁石ロータ７２０、２重誘導子ロータ７３０ａ、７３０ｂを有する。高速磁石ロータ７１０、低速磁石ロータ７２０および２重誘導子ロータ７３０ａ、７３０ｂは同心状に配置する。本実施形態では、最も径の小さな高速磁石ロータ７１０を最も内側に配置し、最も径の大きな２重誘導子ロータ７３０ａを最も外側に配置する。高速磁石ロータ７１０と２重誘導子ロータ７３０ａとの間に、高速磁石ロータ７１０より径の大きな２重誘導子ロータ７３０ｂと２重誘導子ロータ７３０ｂより径の大きな低速磁石ロータ７２０を配置する。２重誘導子ロータ７３０ｂは高速磁石ロータ７１０とギャップ７１５ａが形成されるように、低速磁石ロータ７２０は２重誘導子ロータ７３０ｂとギャップ７１５ｂが、また、２重誘導子ロータ７３０ａとギャップ７２５が、それぞれ形成されるように配置する。高速磁石ロータ７１０、低速磁石ロータ７２０および２重誘導子ロータ７３０ａ、７３０ｂは、それぞれが独立して回転自在に支持してある。なお、２重誘導子ロータ７３０ａ、７３０ｂは、機械的に接続されている２重構造としても良い。

高速磁石ロータ７１０は、着磁が径方向の２つの半円状の永久磁石７１４ａ、７１４ｂから構成される磁石列７１２を備える。永久磁石７１４ａは、内周側がＳ極に外周側がＮ極に着磁してあり、永久磁石７１４ｂは、内周側がＮ極に外周側がＳ極に着磁してある。このため、高速磁石ロータ７１０は、図面の上側がＮ極で下側がＳ極となる１組のＮ極とＳ極とを有することになる。

また、図１５では、高速磁石ロータ７１０の極数が２である場合を例示したが、高速磁石ロータ７１０は、実施形態６、７に示したように、極数２の場合以外に、極数が２ａ（ａは２以上の自然数）であっても良い。高速磁石ロータ７１０に２ａの極数を設けると、高速磁石ロータ７１０には、２ａ箇所の領域で後述する閉磁界が形成される。

高速磁石ロータ７１０は、たとえば、電磁鋼板、ケイ素鉄、炭素鋼、電磁ステンレス、圧粉磁心、アモルファス磁心などの磁性体で形成する。

低速磁石ロータ７２０には、周方向に一定間隔で５２個の凹部が形成してある。それぞれの凹部には、周方向に着磁された５２個の永久磁石７２４ａ、７２４ｂ、…が埋め込まれる。凹部に永久磁石７２４ａ、７２４ｂ、…を埋め込むと、低速磁石ロータ７２０は、周方向に永久磁石７２４ａ、７２４ｂ、…と磁性体部７２６ａ、７２６ｂ、…が交互に配置される。

低速磁石ロータ７２０は、着磁が周方向の磁石列７２２を備える。磁石列７２２は低速磁石ロータ７２０を通過しようとする磁束を整列させる。磁石列７２２によって、低速磁石ロータ７２０を通過しようとする磁束のほとんどが整列された状態で通過するため、漏れ磁束が減少する。低速磁石ロータ７２０の磁石列７２２は、隣接する永久磁石７２４ａ、７２４ａの同極性面（Ｎ極側）を、磁性体部７２６ａを介して周方向で向い合せてあり、また、隣接する永久磁石７２４ｂ、７２４ｂの同極性面（Ｓ極側）を、磁性体部７２６ｂを介して周方向で向い合せてある。低速磁石ロータ７２０の永久磁石の着磁方向は、矢印の矢方向がＮ極を、矢印の基方向がＳ極を示す。したがって、磁性体部７２６ａにはＮ極を向い合せた２つの永久磁石７２４ａが配置され、磁性体部７２６ｂにはＳ極を向い合せた２つの永久磁石７２４ｂが配置される。

低速磁石ロータ７２０には、Ｎ極の永久磁石７２４ａが向い合せに挟まれている磁性体部７２６ａと、Ｓ極の永久磁石７２４ｂが向い合せに挟まれている磁性体部７２６ｂとが、低速磁石ロータ７２０の周方向に向けて交互に配置される。低速磁石ロータ７２０には５２個の永久磁石７２４ａ、７２４ｂ、…が埋め込んであるので、５２個の磁極が形成される。

低速磁石ロータ７２０は、高速磁石ロータ７１０と同様に、たとえば、電磁鋼板、ケイ素鉄、炭素鋼、電磁ステンレス、圧粉磁心、アモルファス磁心などの磁性体で形成する。

２重誘導子ロータ７３０ｂは、高速磁石ロータ７１０の磁石列７１２からの磁束を、低速磁石ロータ７２０の磁性体部７２６ａに受け渡す。また、２重誘導子ロータ７３０ｂは、低速磁石ロータ７２０からの磁束を高速磁石ロータ７１０の磁石列７１２に受け渡す。２重誘導子ロータ７３０ｂの外周部には、周方向に沿って一定間隔で外周側に向けて突出する２７個の磁気歯７３２ｂが形成してある。磁気歯７３２ｂは、高速磁石ロータ７１０および低速磁石ロータ７２０からの磁束のほとんどを取り入れる。

また、２重誘導子ロータ７３０ａは、低速磁石ロータ７２０からの磁束を、低速磁石ロータ７２０の磁性体部７２６ａを介して取り込む。また、２重誘導子ロータ７３０ａは、誘導子ロータ７３０ａの磁束を、磁性体部７２６ａ、７２６ｂを介し低速磁石ロータ７２０の磁石列７２２に受け渡す。２重誘導子ロータ７３０ａの内周部には、周方向に沿って一定間隔で内周側に向けて突出する２７個の磁気歯７３２ａが形成してある。磁気歯７３２ａは、低速磁石ロータ７２０の磁性体部７２６ａを通過してきた磁束のほとんどを取り入れる。

図１６に示すように、２重誘導子ロータ７３０ａの磁気歯７３２ａと２重誘導子ロータ７３０ｂの磁気歯７３２ｂは相互に半ピッチずつずらしてある。このため、図１５に示すように、２重誘導子ロータ７３０ａの磁気歯７３２ａ間に２重誘導子ロータ７３０ｂの磁気歯７３２ｂが位置することになる。

２重誘導子ロータ７３０ａ、７３０ｂに設ける磁気歯３２の個数は、高速磁石ロータ７１０または低速磁石ロータ７２０の一方を回転させたときに、他方を回転させることができるように、高速磁石ロータ７１０の磁極数２ａおよび低速磁石ロータ７２０の磁極数２ｂを考慮して設定する。

２重誘導子ロータ７３０ａ、７３０ｂは、高速磁石ロータ７１０および低速磁石ロータ７２０と同様に、たとえば、電磁鋼板、ケイ素鉄、炭素鋼、電磁ステンレス、圧粉磁心、アモルファス磁心などの磁性体で形成される。

＜動力伝達装置の動作＞
（閉磁界の形成）
まず、動力伝達装置７５０で形成される閉磁界について説明する。図１７は図１５の動力伝達装置７５０に形成される閉磁界の説明図である。なお、図１７に示す矢線は磁力線を示し矢線の矢方向は磁力線の方向を示す。

高速磁石ロータ７１０内には、永久磁石７１４ｂから永久磁石７１４ａに向かう磁束が、高速磁石ロータ７１０の円筒を左右に二分するように分布する。

永久磁石７１４ａからの磁束は２重誘導子７３０ｂの磁気歯７３２ｂに誘導される。磁気歯７３２ｂからの磁束は、磁性体部７２６ｂから永久磁石７２４ａに誘導されて磁性体部７２６ａから２重誘導子ロータ７３０ａの磁気歯７３２ａに至る。

低速磁石ロータ７２０の磁性体部７２６ａには、周方向の両側から２つの永久磁石７２４ａのＮ極側を向い合せに対峙させて配置してある。また、低速磁石ロータ７２０の磁性体部７２６ｂには、周方向の両側から２つの永久磁石７２４ｂのＳ極側を向い合せに対峙させて配置してある。このため、永久磁石７１４ａから磁性体部７２６ａに磁束を導くことができ、また、永久磁石７１４ａから磁性体部７２６ｂに入って、漏れ磁束となってしまいそうな磁束を、永久磁石７２４ａの磁力によって強制的に磁性体部７２６ａに導くことができる。

このように、磁石列７２２は、低速磁石ロータ７２０を通過しようとする磁束を磁性体部７２６ａに向けて整列させる。磁石列７２２は、低速磁石ロータ７２０を通過しようとする磁束のほとんどを磁性体部７２６ａに向けて整列して通過させるので、漏れ磁束をなくすことができ、磁束を有効にトルクに変換させることができる。

低速ロータ７２０の磁性体部７２６ａを通過して２重誘導子ロータ７３０ａの磁気歯７３２ａに導かれた磁束は、２重誘導子ロータ７３０ａの円筒内で収束し、２重誘導子ロータ７３０ａ内で左右に二分されるように分布する。分布した磁束は、高速磁石ロータ７１０の永久磁石７１４ｂに対峙する側の２重誘導子ロータ７３０ａの磁気歯７３２ａに向かう。

このように、磁石列７２２は、低速磁石ロータ７２０を通過しようとする磁束を磁性体部７２６ａ、７２６ｂに向けて整列させる。磁石列７２２は、低速磁石ロータ７２０を通過しようとする磁束のほとんどを磁性体部７２６ａ、７２６ｂに向けて整列して通過させるので、漏れ磁束をなくすことができ、磁束を有効にトルクに変換させることができる。

（増減速の原理）
次に、図１７に示すように、高速磁石ロータ７１０、低速磁石ロータ７２０および２重誘導子ロータ７３０ａ、７３０ｂに閉磁束が形成された状態で、それぞれのロータを回転させた場合、他のロータがどのような回転数で回転するのかを説明する。

実施形態８に係る動力伝達装置の場合、
高速磁石ロータ７１０の極数が２ａ＝２、
低速磁石ロータ７２０の極数が２ｂ＝５２、
２重誘導子ロータ７３０ａ、７３０ｂの磁気歯数がｃ＝２７、
係数ｄ＝１であるので、
ａ＝１、ｂ＝２６、ｃ＝２７、ｄ＝１を式２に代入すると、
α＝−２６・β＋２７・γとなる。

３つのロータのうち、どれか１つのロータを固定した場合、残りの２つのロータの速度は下記のように表すことができる。

高速磁石ロータ７１０を固定した場合、２６・β＝２７・γとなり、低速磁石ロータ７２０を２７回転させると２重誘導子ロータ７３０ａ、７３０ｂが２６回転することになり、逆に、２重誘導子ロータ７３０ａ、７３０ｂを２６回転させると低速磁気ロータ７２０が２７回転する。

低速磁石ロータ７２０を固定した場合、α＝２７・γとなり、高速磁石ロータ７１０を２７回転させると２重誘導子ロータ７３０ａ、７３０ｂが１回転することになり、逆に、２重誘導子ロータ７３０ａ、７３０ｂを１回転させると高速磁石ロータ７１０が２７回転する。

２重誘導子ロータ７３０ａ、７３０ｂを固定した場合、α＝−２６・βとなり、高速磁石ロータ７１０を２６回転させると低速磁石ロータ７２０が−１回転（高速磁石ロータ７１０とは反対方向に１回転）することになり、逆に、低速磁石ロータ７２０を１回転させると高速磁石ロータ７１０が−２６回転（低速磁石ロータ７２０とは反対方向に２６回転）する。

実施形態８に係る動力伝達装置７５０では、２重誘導子ロータ７３０ａ、７３０ｂを用いている。このため、トルクの作用する面を、低速磁石ロータ７２０の表裏の２面とすることができ、より大きな許容トルクを発生させることができ、動力伝達装置７５０をより小型化することができる。
〔実施形態９〕
次に、実施形態９に係る動力伝達装置について説明する。図１８は、実施形態９に係る動力伝達装置の構成図である。図１９は図１８の動力伝達装置の２重低速磁石ロータの構成図である。以下に、本実施形態に係る動力伝達装置の構成および動作について説明する。

＜動力伝達装置の構成＞
動力伝達装置８５０は、高速磁石ロータ８１０、２重低速磁石ロータ８２０ａ、８２０ｂ、誘導子ロータ８３０を有する。高速磁石ロータ８１０、２重低速磁石ロータ８２０ａ、８２０ｂおよび誘導子ロータ８３０は同心状に配置する。本実施形態では、最も径の小さな高速磁石ロータ８１０を最も内側に配置し、最も径の大きな２重低速磁石ロータ８２０ａを最も外側に配置する。

高速磁石ロータ８１０と２重低速磁石ロータ８２０ａとの間に、高速磁石ロータ８１０より径の大きな２重低速磁石ロータ８２０ｂと２重低速磁石ロータ８２０ｂより径の大きな誘導子ロータ８３０を配置する。２重低速磁石ロータ８２０ｂは高速磁石ロータ８１０とギャップ８１５ａが形成されるように、誘導子ロータ８３０は２重低速磁石ロータ８２０ｂとギャップ８１５ｂが、また、２重低速磁石ロータ８２０ａとギャップ８２５が、それぞれ形成されるように配置する。高速磁石ロータ８１０、２重低速磁石ロータ８２０ａ、８２０ｂおよび誘導子ロータ８３０は、それぞれが独立して回転自在に支持してある。なお、２重低速磁石ロータ８２０ａ、８２０ｂは、機械的に接続されている２重構造としても良い。

高速磁石ロータ８１０の構成および２重低速磁石ロータ８２０ｂの構成は、実施形態８に係る動力伝達装置７５０の高速磁石ロータ７１０、低速磁石ロータ７２０の構成と同一である。

２重低速磁石ロータ８２０ａの構成は、実施形態２に係る動力伝達装置１５０の低速磁石ロータ１２０の構成と同一である。

低速磁石ロータ８２０ａの磁性体部８２６ａには、周方向の両側から２つの永久磁石８２４ａのＮ極側を向い合せに対峙させて配置してある。また、低速磁石ロータ８２０ａの磁性体部８２６ｂには、周方向の両側から２つの永久磁石８２４ｂのＳ極側を向い合せに対峙させて配置してある。

低速磁石ロータ８２０ｂの磁性体部８２６ｃには、周方向の両側から２つの永久磁石８２４ｃのＮ極側を向い合せに対峙させて配置してある。また、低速磁石ロータ８２０ｂの磁性体部８２６ｄには、周方向の両側から２つの永久磁石８２４ｄのＳ極側を向い合せに対峙させて配置してある。

このため、低速磁石ロータ８２０ａ、８２０ｂを通過しようとする磁束を、磁性体部８２６ａ、８２６ｃ、８２６ｂ、８２６ｄに導くことができる。また、漏れ磁束となってしまいそうな磁束を、永久磁石８２４ａ、８２４ｂの磁力によって強制的に磁性体部８２６ａ、８２６ｃに導くことができる。

図１９に示すように、２重低速磁石ロータ８２０ａの磁性体部８２６ａ、８２４ｂと２重低速磁石ロータ８２０ｂの磁性体部８２６ｃ、８２４ｄは相互に１ピッチずつずらしてある。

誘導子ロータ８３０は、２重低速磁石ロータ８２０ａ、８２０ｂ間で磁束を通過させるための磁気歯８３２を有する。誘導子ロータ８３０の作用は、実施形態１−７に記載した誘導子ロータの作用と同一である。

高速磁石ロータ８１０、２重低速磁石ロータ８２０ａ、８２０ｂ、誘導子ロータ８３０９は、たとえば、電磁鋼板、ケイ素鉄、炭素鋼、電磁ステンレス、圧粉磁心、アモルファス磁心などの磁性体で形成される。

＜動力伝達装置の動作＞
本実施形態に係る動力伝達装置８５０は、実施形態８に係る動力伝達装置７５０と同様に、高速磁石ロータ８１０の極数が２ａ＝２、２重低速磁石ロータ８２０ａ、８２０ｂの極数が２ｂ＝５２、誘導子ロータ８３０の磁気歯数がｃ＝２７、係数ｄ＝１である。

したがって、本実施形態に係る動力伝達装置８５０は、実施形態８に係る動力伝達装置７５０と同様に動作する。

実施形態９に係る動力伝達装置８５０では、２重低速磁石ロータ８２０ａ、８２０ｂを用いている。このため、トルクの作用する面を、２重低速磁石ロータ８２０ａ、８２０ｂの表裏の２面とすることができ、より大きな許容トルクを発生させることができ、動力伝達装置８５０をより小型化することができる。

〔実施形態１０〕
実施形態１０に係る動力伝達装置の構成は、実施形態９に係る動力伝達装置の構成において、最内周に位置するロータから最外周に位置するロータを、内周側から外周側に向けて入れ替えている。

実施形態１０に係る動力伝達装置について説明する。図２０は、実施形態１０に係る動力伝達装置の構成図である。図２１は図２０の動力伝達装置の２重低速磁石ロータの構成図である。以下に、本実施形態に係る動力伝達装置の構成および動作について説明する。

＜動力伝達装置の構成＞
動力伝達装置９５０は、高速磁石ロータ９１０、２重低速磁石ロータ９２０ａ、９２０ｂ、誘導子ロータ９３０を有する。高速磁石ロータ９１０、２重低速磁石ロータ９２０ａ、９２０ｂおよび誘導子ロータ９３０は同心状に配置する。本実施形態では、最も径の小さな低速磁石ロータ９２０ｂを最も内側に配置し、最も径の大きな高速磁石ロータ９１０を最も外側に配置する。

２重低速磁石ロータ９２０ｂと高速磁石ロータ９１０との間に、２重低速磁石ロータ９２０ｂより径の大きな誘導子ロータ９３０と誘導子ロータ９３０より径の大きな２重低速磁石ロータ９２０ａを配置する。２重低速磁石ロータ９２０ｂは誘導子ロータ９３０とギャップ９１５ａが形成されるように、２重低速磁石ロータ９２０ａは誘導子ロータ９３０とギャップ９１５ｂが、また、高速磁石ロータ９１０とギャップ９２５が、それぞれ形成されるように配置する。高速磁石ロータ９１０、２重低速磁石ロータ９２０ａ、９２０ｂおよび誘導子ロータ９３０は、それぞれが独立して回転自在に支持してある。なお、２重低速磁石ロータ９２０ａ、９２０ｂは、機械的に接続されている２重構造としても良い。

高速磁石ロータ９１０の構成および２重低速磁石ロータ９２０ｂの構成は、実施形態４に係る動力伝達装置３５０の高速磁石ロータ３１０、低速磁石ロータ３２０の構成と同一である。

２重低速磁石ロータ９２０ａの構成は、実施形態８に係る動力伝達装置７５０の低速磁石ロータ７２０の構成と同一である。

低速磁石ロータ９２０ａの磁性体部９２６ａには、周方向の両側から２つの永久磁石９２４ａのＮ極側を向い合せに対峙させて配置してある。また、低速磁石ロータ９２０ａの磁性体部９２６ｂには、周方向の両側から２つの永久磁石９２４ｂのＳ極側を向い合せに対峙させて配置してある。

低速磁石ロータ９２０ｂの磁性体部９２６ｃには、周方向の両側から２つの永久磁石９２４ｃのＮ極側を向い合せに対峙させて配置してある。また、低速磁石ロータ９２０ｂの磁性体部９２６ｄには、周方向の両側から２つの永久磁石９２４ｄのＳ極側を向い合せに対峙させて配置してある。

このため、低速磁石ロータ９２０ａ、９２０ｂを通過しようとする磁束を、磁性体部９２６ａ、９２６ｃ、９２６ｂ、９２６ｄに導くことができる。また、漏れ磁束となってしまいそうな磁束を、永久磁石９２４ａ、９２４ｂの磁力によって強制的に磁性体部９２６ａ、９２６ｃに導くことができる。

図２１に示すように、２重低速磁石ロータ９２０ａの磁性体部９２６ａ、９２４ｂと２重低速磁石ロータ９２０ｂの磁性体部９２６ｃ、９２４ｄは相互に１ピッチずつずらしてある。

誘導子ロータ９３０は、２重低速磁石ロータ９２０ａ、９２０ｂ間で磁束を通過させるための磁気歯９３２を有する。誘導子ロータ９３０の作用は、実施形態１−７に記載した誘導子ロータの作用と同一である。

高速磁石ロータ９１０、２重低速磁石ロータ９２０ａ、９２０ｂ、誘導子ロータ９３０は、たとえば、電磁鋼板、ケイ素鉄、炭素鋼、電磁ステンレス、圧粉磁心、アモルファス磁心などの磁性体で形成される。

＜動力伝達装置の動作＞
本実施形態に係る動力伝達装置９５０は、実施形態８に係る動力伝達装置７５０と同様に、高速磁石ロータ８１０の極数が２ａ＝２、２重低速磁石ロータ８２０ａ、８２０ｂの極数が２ｂ＝５２、誘導子ロータ８３０の磁気歯数がｃ＝２７、係数ｄ＝１である。

したがって、本実施形態に係る動力伝達装置８５０は、実施形態８に係る動力伝達装置７５０と同様に動作する。

実施形態１０に係る動力伝達装置９５０では、２重低速磁石ロータ９２０ａ、９２０ｂを用いている。このため、トルクの作用する面を、２重低速磁石ロータ９２０ａ、９２０ｂの表裏の２面とすることができ、より大きな許容トルクを発生させることができ、動力伝達装置９５０をより小型化することができる。

〔実施形態１１〕
実施形態１１に係る動力伝達装置の構成は、実施形態８に係る動力伝達装置の構成において、最内周に位置するロータから最外周に位置するロータを、内周側から外周側に向けて入れ替えている。

実施形態１１に係る動力伝達装置について説明する。図２２は、実施形態１１に係る動力伝達装置の構成図である。図２３は図２２の動力伝達装置の２重誘導子ロータの構成図である。以下に、本実施形態に係る動力伝達装置の構成および動作について説明する。

＜動力伝達装置の構成＞
動力伝達装置１０５０は、高速磁石ロータ１０１０、低速磁石ロータ１０２０、２重誘導子ロータ１０３０ａ、１０３０ｂを有する。高速磁石ロータ１０１０、低速磁石ロータ１０２０および２重誘導子ロータ１０３０ａ、１０３０ｂは同心状に配置する。本実施形態では、最も径の小さな２重誘導子ロータ１０３０ｂを最も内側に配置し、最も径の大きな高速磁石ロータ１０１０を最も外側に配置する。

２重誘導子ロータ１０３０ｂと高速磁石ロータ１０１０との間に、２重誘導子ロータ１０３０ｂより径の大きな低速磁石ロータ１０２０と低速磁石ロータ１０２０より径の大きな２重誘導子ロータ１０３０ａを配置する。低速磁石ロータ１０２０は２重誘導子ロータ１０３０ｂとギャップ１０１５ａが形成されるように、２重誘導子ロータ１０３０ａは低速磁石ロータ１０２０とギャップ１０１５ｂが、また、高速磁石ロータ１０１０とギャップ１０２５が、それぞれ形成されるように配置する。高速磁石ロータ１０１０、低速磁石ロータ１０２０および２重誘導子ロータ１０３０ａ、１０３０ｂは、それぞれが独立して回転自在に支持してある。なお、２重誘導子ロータ１０３０ａ、１０３０ｂは、機械的に接続されている２重構造としても良い。

高速磁石ロータ１０１０の構成は、実施形態４に係る動力伝達装置３５０の高速磁石ロータ２１０の構成と同一である。２重誘導子ロータ１０３０ａ、１０３０ｂの構成は、実施形態８に係る動力伝達装置７５０の２重誘導子７３０ａ、７３０ｂとほぼ同じである。

低速磁石ロータ１０２０の磁性体部１０２６ａには、周方向の両側から２つの永久磁石１０２４ａのＮ極側を向い合せに対峙させて配置してある。また、低速磁石ロータ１０２０の磁性体部１０２６ｂには、周方向の両側から２つの永久磁石１０２４ｂのＳ極側を向い合せに対峙させて配置してある。

このため、低速磁石ロータ１０２０を通過しようとする磁束を、磁性体部１０２６ａ、１０２６ｂに導くことができる。また、漏れ磁束となってしまいそうな磁束を、永久磁石１０２４ａの磁力によって強制的に磁性体部９２６ａに導くことができる。

図２３に示すように、２重誘導子ロータ１０３０ａの磁気歯１０３２ａと２重誘導子ロータ１０３２ｂの磁気歯１０３２ｂは相互に半ピッチずつずらしてある。このため、図２３に示すように、２重誘導子ロータ１０３０ａの磁気歯１０３２ａ間に２重誘導子ロータ１０３０ｂの磁気歯１０３２ｂが位置することになる。

高速磁石ロータ１０１０、低速磁石ロータ１０２０、２重誘導子ロータ１０３０ａ、１０３０ｂは、たとえば、電磁鋼板、ケイ素鉄、炭素鋼、電磁ステンレス、圧粉磁心、アモルファス磁心などの磁性体で形成される。

＜動力伝達装置の動作＞
本実施形態に係る動力伝達装置１０５０は、実施形態８に係る動力伝達装置７５０と同様に、高速磁石ロータ１０１０の極数が２ａ＝２、低速磁石ロータ１０２０の極数が２ｂ＝５２、２重誘導子ロータ１０３０ａ、１０３０ｂの磁気歯数がｃ＝２７、係数ｄ＝１である。

したがって、本実施形態に係る動力伝達装置１０５０は、実施形態８に係る動力伝達装置７５０と同様に動作する。

実施形態１１に係る動力伝達装置１０５０では、２重誘導子ロータ１０３０ａ、１０３０ｂを用いている。このため、トルクの作用する面を、低速磁石ロータ１０２０の表裏の２面とすることができ、より大きな許容トルクを発生させることができ、動力伝達装置１０５０をより小型化することができる。

以上の実施形態１−１１においては、様々な形態の動力伝達装置について説明したが、高速磁石ロータは、極数の異なるものを例示したのみで、その構成が異なるものは説明していない。次に、高速磁石ロータの４つの変形例について説明する。

＜高速磁石ロータの変形例＞
（変形例１）
図２４は、高速磁石ロータの変形例１に係る構成図である。図に示す高速磁石ロータ１１１０は、実施形態１−１１で例示した高速磁石ロータとは異なる内部磁石型構造を有する。

高速磁石ロータ１１１０は、２つの円弧状の永久磁石１１１４ａ、１１１４ｂを、円柱形上のロータ１１１２に形成した、永久磁石１１１４ａ、１１１４ｂと同様の形状の溝に収納したものである。

永久磁石１１１４ａは、内周側がＳ極に外周側がＮ極に着磁してあり、永久磁石１１１４ｂは、内周側がＮ極に外周側がＳ極に着磁してある。このため、高速磁石ロータ１１１０は、図面の上側がＮ極で下側がＳ極となる１組のＮ極とＳ極とを有することになる。

このような高速磁石ロータ１１１０を、上記の実施形態で例示した高速磁石ロータに換えて用いても良い。

（変形例２）
図２５は、高速磁石ロータの変形例２に係る構成図である。図に示す高速磁石ロータ１２１０は、変形例１と同様に内部磁石型構造を有する。

高速磁石ロータ１２１０は、２つの円弧状の永久磁石１２１４ａ、１２１４ｂを、円柱状の高速磁石ロータ１２１２に形成した、永久磁石１２１４ａ、１２１４ｂと同様の形状の溝に収納している。また、高速磁石ロータ１２１０は、２つの四角柱状の永久磁石１２１４ｃ、１２１４ｄを、高速磁石ロータ１２１２に形成した、永久磁石１２１４ｃ、１２１４ｄと同様の形状の溝に収納している。

永久磁石１２１４ａは、内周側がＳ極に外周側がＮ極に着磁してあり、永久磁石１２１４ｂは、内周側がＮ極に外周側がＳ極に着磁してある。また、永久磁石１２１４ｃ、１２１４ｄは、永久磁石１２１４ａ、１２１４ｂのＮ極側と同じ方向側がＮ極にその反対側がＳ極に着磁してある。このため、高速磁石ロータ１２１０は、図面の上側がＮ極で下側がＳ極となる１組のＮ極とＳ極とを有することになる。

変形例２の高速磁石ロータ１２１０は、変形例１の高速磁石ロータ１１１０と比較すると、２つの四角柱状の永久磁石１２１４ｃ、１２１４ｄが存在する分、磁力が強くなる。このような高速磁石ロータ１２１０を、上記の実施形態で例示した高速磁石ロータに換えて用いても良い。

（変形例３）
図２６は、高速磁石ロータの変形例３に係る構成図である。図に示す高速磁石ロータ１３１０は、変形例１、２と同様に内部磁石型構造を有する。

高速磁石ロータ１３１０は、３本の板状の永久磁石１３１４ａ、１３１４ｂを四角柱状のロータ１３１２に形成した、永久磁石１３１４ａ、１３１４ｂと同様の形状の溝に収納している。ロータ１３１２の永久磁石１３１４ａ、１３１４ｂ収納面は円弧状に形成してあるので、３本の板状の永久磁石１３１４ａ、１３１４ｂのそれぞれは収納面の形状に沿うように、配置角度を少しずつずらしてある。

永久磁石１３１４ａ、１３１４ｂのそれぞれは、永久磁石１３１４ａ、１３１４ｂの一方の面をＮ極に、他方の面をＳ極に着磁し、同じ着磁側を同じ方向に向けて溝に収納してある。このため、高速磁石ロータ１３１０は、図面の上側がＮ極で下側がＳ極となる１組のＮ極とＳ極とを有することになる。

このような高速磁石ロータ１３１０を、上記の実施形態で例示した高速磁石ロータに換えて用いても良い。

（変形例４）
図２７は、高速磁石ロータの変形例４に係る構成図である。図に示す高速磁石ロータ１４１０は、変形例１−３と同様に内部磁石型構造を有する。

高速磁石ロータ１４１０は、３枚１組の板状の永久磁石を３組まとめた永久磁石１４１４ａ、１４１４ｂを、変形例３と同様な、四角柱状のロータ１４１２に形成した、永久磁石１４１４ａ、１４１４ｂと同様の形状の溝に収納している。

永久磁石１４１４ａ、１４１４ｂのそれぞれは、永久磁石１４１４ａ、１４１４ｂの一方の面をＮ極に、他方の面をＳ極に着磁し、同じ着磁側を同じ方向に向けて溝に収納してある。このため、高速磁石ロータ１４１０は、図面の上側がＮ極で下側がＳ極となる１組のＮ極とＳ極とを有することになる。

変形例４の高速磁石ロータ１４１０は、変形例３の高速磁石ロータ１３１０と比較すると、板状の永久磁石の数が多い分、磁力が強くなる。このような高速磁石ロータ１４１０を、上記の実施形態で例示した高速磁石ロータに換えて用いても良い。

以上の変形例は、動力伝達装置において、その最内部に位置させるタイプの高速磁気ロータ（上記の実施形態では、実施形態１、２、５−９）について述べた。しかし、その最外部に位置させるタイプの高速磁気ロータ（上記の実施形態では、実施形態３、４、１０、１１）についても、上記の変形例と同様の思想の下、様々なタイプの高速磁気ロータを構成することができる。

＜本発明に係る動力伝達装置の応用例＞
次に、上述してきたような構成を有する動力伝達装置の応用例を簡単に説明する。

（応用例１）
図２８は、本発明に係る動力伝達装置の応用例１を示す図である。

図に示すように、動力伝達装置１５００（たとえば実施形態１の構成）は、図示されていないモータなどの動力発生機が接続される動力入力部１５５０と図示されていない負荷に動力を出力する動力出力部１５６０とを有する。なお、動力入力部１５５０と動力出力部１５６０とは入れ替えて使用することができ、動力発生機が接続される側が動力入力部となり負荷が接続される側が動力出力部となる。

動力伝達装置１５００の誘導子ロータ１５３０は、ブラケット１５７０に取り付けられ、ブラケット１５７０は動力伝達装置１５００を保持する基台１５８０に取り付けられる。したがって、動力伝達装置１５００の誘導子ロータ１５３０が固定子となる。

動力伝達装置１５００の高速磁石ロータ１５１０は、動力入力部１５５０に接続される。また、動力伝達装置１５００の低速磁石ロータ１５２０は、動力出力部１５６０に接続される。したがって、動力入力部１５５０は高速磁石ロータ１５１０が回転するとともに回転し、動力出力部１５６０は低速磁石ロータ１５２０が回転するとともに回転する。高速磁石ロータ１５１０と低速磁石ロータ１５２０とは個別に支持されているので、動力入力部１５５０の回転と動力出力部１５６０の回転とはそれぞれ独立である。

動力入力部１５５０にモータを取り付け、動力出力部１５６０に負荷を接続すると、モータの回転が所定の減速比で減速されて負荷に伝達される。実施形態１に係る動力伝達装置５０の場合、減速比が−１／２６であるので、モータのシャフトが２６回転すると、動力出力部１５６０の軸が動力入力部１５５０の軸の回転方向とは反対方向に１回転する。本発明に係る動力伝達装置１５００は、このようにブラケット１５７０と基台１５８０とに取り付けて使用する。

（応用例２）
図２９は、本発明に係る動力伝達装置の応用例２を示す図である。応用例２は、本発明に係る動力伝達装置を風力発電機に応用したものである。

図に示すように、動力伝達装置１６００（たとえば実施形態１の構成）は、２重反転プロペラＰ１、Ｐ２が接続される動力入力部１６５０と発電機Ｇｅに２重反転プロペラＰ１、Ｐ２からの動力を出力する動力出力部１６６０とを有する。

動力伝達装置１６００の誘導子ロータ１６３０は、ブラケット１６７０に回転自在に取り付けられる。ブラケット１６７０は動力伝達装置１６００を保持する基台１６８０に取り付けられる。誘導子ロータ１６３０には動力入力部１６５０（プロペラＰ２のシャフト）を介してプロペラＰ２が取り付けられる。したがって、プロペラＰ２が回転すると、誘導子ロータ１６３０が回転する。

動力伝達装置１６００の高速磁石ロータ１６１０は、動力入力部１６５０（プロペラＰ１のシャフト）を介してプロペラＰ１に接続される。プロペラＰ１のシャフトはプロパラＰ２のシャフトの内径を通って高速磁石ロータ１６１０に接続される。したがって、プロペラＰ１が回転すると、高速磁石ロータ１６１０が回転する。

２重反転プロペラＰ１、Ｐ２は、図に示す矢印方向から風が当たると、互いに反対方向に回転する。図示するように、プロペラ側から見て、プロペラＰ１は左方向に回転し、プロペラＰ２は右方向に回転する。したがって、図に示す矢印方向からの風が吹いていると、誘導子ロータ１６３０は右回転し、高速磁石ロータ１６１０は左回転する。

動力伝達装置１６００の低速磁石ロータ１６２０は、動力出力部１６６０を介して発電機Ｇｅに接続される。誘導子ロータ１６３０、高速磁石ロータ１６１０および低速磁石ロータ１６２０は、それぞれが回転自在に支持されているので、プロペラＰ１、Ｐ２の回転速度に応じた速度で発電機Ｇｅが回転する。

以上のように構成された風力発電機において、動力伝達装置１６００として実施形態１に係る動力伝達装置５０を用いたとすると、上述した（式２）ａ・α＝（ａ−ｃ・ｄ）β＋ｃ・ｄ・γを満足させるように、発電機Ｇｅが回転する。具体的には、動力伝達装置１６００は、プロペＰ１、Ｐ２の回転速度を増速させて、発電機Ｇｅを回転させる。すなわち、動力伝達装置１６００は磁気増速機構として機能する。

このように、本発明に係る動力伝達装置を風力発電機に応用した場合には、機械的な歯車機構を用いることなく、プロペＰ１、Ｐ２の回転速度を増速させて、発電機Ｇｅを回転させることができ、効率、耐久性、メンテナンス性を格段に向上させることができる。

（応用例３）
図３０は、本発明に係る動力伝達装置の応用例３を示す図である。応用例３は、本発明に係る動力伝達装置を送風機に応用したものである。

図に示すように、動力伝達装置１７００（たとえば実施形態１の構成）は、２重反転プロペラＰ１、Ｐ２が接続される動力出力部１７６０とモータＭから２重反転プロペラＰ１、Ｐ２に動力を提供する動力入力部１７５０とを有する。

動力伝達装置１７００の誘導子ロータ１７３０は、ブラケット１７７０に回転自在に取り付けられる。ブラケット１７７０は動力伝達装置１７００を保持する基台１７８０に取り付けられる。誘導子ロータ１７３０には動力出力部１７６０（プロペラＰ２のシャフト）を介してプロペラＰ２が取り付けられる。したがって、誘導子ロータ１７３０が回転すると、プロペラＰ２が回転する。

動力伝達装置１７００の高速磁石ロータ１７１０は、動力出力部１７６０（プロペラＰ１のシャフト）を介してプロペラＰ１に接続される。プロペラＰ１のシャフトはプロパラＰ２のシャフトの内径を通って高速磁石ロータ１７１０に接続される。したがって、誘導子ロータ１７３０が回転すると、プロペラＰ１が回転する。

２重反転プロペラＰ１、Ｐ２は、図に示す矢印方向（互いに反対方向）に回転すると、図示する矢印方向に風が出力される。したがって、プロペラ側から見て、誘導子ロータ１７３０が左回転し、高速磁石ロータ１７１０が右回転すると、プロペラＰ１は右方向に回転しプロペラＰ２は右方向に回転する。

動力伝達装置１７００の低速磁石ロータ１７２０は、動力入力部１７５０を介してモータＭに接続される。誘導子ロータ１７３０、高速磁石ロータ１７１０および低速磁石ロータ１７２０は、それぞれが回転自在に支持されているので、モータＭの回転速度に応じた速度でプロペラＰ１、Ｐ２が回転する。

以上のように構成された風力発電機において、動力伝達装置１７００として実施形態１に係る動力伝達装置５０を用いたとすると、上述した（式２）ａ・α＝（ａ−ｃ・ｄ）β＋ｃ・ｄ・γを満足させるように、プロペラＰ１、Ｐ２が回転する。具体的には、動力伝達装置１７００は、モータＭの回転速度を減速させて、プロペＰ１、Ｐ２を回転させる。すなわち、動力伝達装置１７００は磁気減速機構として機能する。

このように、本発明に係る動力伝達装置を送風機に応用した場合には、機械的な歯車機構を用いることなく、モータの回転速度を減速させて、高トルクでプロペラＰ１、Ｐ２を回転させることができ、効率、耐久性、メンテナンス性を格段に向上させることができる。

（応用例４）
図３１は、本発明に係る動力伝達装置の応用例４を示す図である。

図に示すように、動力伝達装置１８００（たとえば実施形態８の構成）は、図示されていないモータなどの動力発生機が接続される動力入力部１８５０と図示されていない負荷に動力を出力する動力出力部１８６０とを有する。なお、動力入力部１８５０と動力出力部１８６０とは入れ替えて使用することができ、動力発生機が接続される側が動力入力部となり負荷が接続される側が動力出力部となる。

動力伝達装置１８００の２重誘導子ロータ１８３０ａは、ブラケット１８７０に取り付けられ、ブラケット１８７０は動力伝達装置１８００を保持する基台１８８０に取り付けられる。２重誘導子ロータ１８３０ａと２重誘導子ロータ１８３０ｂとは機械的に接続してある。したがって、動力伝達装置１８００の誘導子ロータ１８３０ａ、１８３０ｂが固定子となる。

動力伝達装置１８００の高速磁石ロータ１８１０は、動力入力部１８５０に接続される。また、動力伝達装置１８００の低速磁石ロータ１８２０は、動力出力部１８６０に接続される。したがって、動力入力部１８５０は高速磁石ロータ１８１０が回転するとともに回転し、動力出力部１８６０は低速磁石ロータ１８２０が回転するとともに回転する。高速磁石ロータ１８１０と低速磁石ロータ１８２０とは個別に支持されているので、動力入力部１８５０の回転と動力出力部１８６０の回転とはそれぞれ独立である。

動力入力部１８５０にモータを取り付け、動力出力部１８６０に負荷を接続すると、モータの回転が所定の減速比で減速されて負荷に伝達される。実施形態８に係る動力伝達装置７５０の場合、減速比が−１／２６であるので、モータのシャフトが２６回転すると、動力出力部１８６０の軸が動力入力部１８５０の軸の回転方向とは反対方向に１回転する。本発明に係る動力伝達装置１８００は、このようにブラケット１８７０と基台１８８０とに取り付けて使用する。

（応用例５）
図３２は、本発明に係る動力伝達装置の応用例５を示す図である。応用例５は、本発明に係る動力伝達装置をインホイールモータに応用したものである。

インホイールモータはダイレクトドライブ型が多いが、図に示すものは、実施形態８に係る動力伝達装置７５０を応用してインホイールモータを構成したものである。タイヤＴにトルクを付加するシャフトＳには、その長手方向に沿ってコイルＣが形成してある。コイルＣには、アクセルの開度に応じた最適な大きさの電流が供給される。コイルＣに対向する位置には、永久磁石Ｍｇが取り付けられた高速磁石ロータ１９１０がシャフトＳに対して回転自在に配置される。

タイヤＴは、２重誘導子ロータ１９３０ａを固定するホイールＨに取り付けられている。低速磁石ロータ１９２０は、シャフトＳに取り付けられたブラケットＢに取り付けられている。したがって、シャフトＳ、ブラケットＢ、低速磁石ロータ１９２０は回転せず、低速磁石ロータ１９２０は固定子となる。つまり、このインホイールモータは、実施形態８に係る動力伝達装置７５０の内部にアウターロータ型モータを配置した構造を有する。

以上の構成のインホイールモータにおいて、タイヤＴは次のようにして回転する。

アクセルの開度に応じた電流がコイルＣに流れると、永久磁石Ｍｇとの間で電磁力が発生し、高速磁石ロータ１９１０を回転させる。高速磁石ロータ１９１０が回転すると、低速磁石ロータ１９２０はシャフトＳに取り付けられており回転しないので、２重誘導子ロータ１９３０ａ、１９３０ｂが回転する。
このように、本発明に係る動力伝達装置をインホイールモータに応用した場合には、２重誘導子ロータ１９３０ａ、１９３０ｂの作用で許容トルクを高トルク化できるので、車両の駆動に適した、効率、耐久性、メンテナンス性を格段に向上させたインホイールモータを提供できる。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態とは異なる種々の態様で実施することができる。

１０ 高速磁石ロータ、
１２ 磁石列、
１４ａ、１４ｂ 永久磁石、
１５ ギャップ、
２０ 低速磁石ロータ、
２２ 磁石列、
２４ａ、２４ｂ 永久磁石、
２５ ギャップ、
２６ａ、２６ｂ 磁性体部、
３０ 誘導子ロータ、
３２ 磁気歯、
５０ 動力伝達装置、
７１０ 高速磁石ロータ、
７１２ 磁石列、
７１４ａ、７１４ｂ 永久磁石、
７１５ａ、７１５ｂ、７２５ ギャップ、
７２０ 低速磁石ロータ、
７２２ 磁石列、
７２４ａ、７２４ｂ 永久磁石、
７２６ａ、７２６ｂ 磁性体部、
７３０ａ、７３０ｂ ２重誘導子ロータ、
７３２ａ、７３２ｂ 磁気歯、
７５０ 動力伝達装置。

Claims (25)

1. 着磁が径方向の磁石列を備える高速磁石ロータと、
   着磁が周方向の磁石列を備える低速磁石ロータと、
   前記高速磁石ロータの磁石列の磁束を通過させる誘導子ロータと、を備え、
   前記高速磁石ロータ、前記低速磁石ロータおよび前記誘導子ロータを同心状に配置し、
   前記低速磁石ロータの磁石列は、隣接する磁石の同極性面を周方向で向い合わせて形成したことを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記誘導子ロータは最外周部に配置し、前記高速磁石ロータは最内周部に配置し、前記低速磁石ロータは前記誘導子ロータと前記高速磁石ロータとの間に配置することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 前記低速磁石ロータは最外周部に配置し、前記高速磁石ロータは最内周部に配置し、前記誘導子ロータは前記低速磁石ロータと前記高速磁石ロータとの間に配置することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
4. 前記高速磁石ロータは最外周部に配置し、前記誘導子ロータは最内周部に配置し、前記低速磁石ロータは前記高速磁石ロータと前記誘導子ロータとの間に配置することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
5. 前記高速磁石ロータは最外周部に配置し、前記低速磁石ロータは最内周部に配置し、前記誘導子ロータは前記高速磁石ロータと前記低速磁石ロータとの間に配置することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
6. 前記高速磁石ロータ、前記低速磁石ロータ、誘導子ロータは、それぞれ相互に異なる外径を有する円筒形状であり、前記高速磁石ロータ、前記低速磁石ロータおよび前記誘導子ロータは、一定のギャップを介して、同心状に配置することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の動力伝達装置。
7. 前記高速磁石ロータ、前記低速磁石ロータ、誘導子ロータは、全てが独立して回転自在に支持してあるか、いずれか１つを固定し、他の２つを回転自在に支持してあることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の動力伝達装置。
8. 前記高速磁石ロータが備える磁石列は、複数の円弧形状の永久磁石を有することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の動力伝達装置。
9. 前記高速磁石ロータが備える磁石列は、複数の板状の永久磁石を有することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の動力伝達装置。
10. 前記複数の板状の永久磁石の着磁方向は同一方向であることを特徴とする請求項９に記載の動力伝達装置。
11. 前記高速磁石ロータが備える磁石列は、内部磁石型構造を有することを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載の動力伝達装置。
12. 前記低速磁石ロータが備える磁石列は、着磁方向を前記低速磁石ロータの周方向とする複数の板状の永久磁石が、前記低速磁石ロータが有する磁性体部を介して配置されることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の動力伝達装置。
13. 前記誘導子ロータの内周側または外周側のいずれかには、内周側または外周側に突出する複数の磁気歯を有することを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の動力伝達装置。
14. 前記高速磁石ロータの極数を２ａ（ａは自然数）
    前記低速磁石ロータの極数を２ｂ（ｂはａより大きい自然数）
    前記誘導子ロータの極数をｃ（ｃ＝ｂ＋ｄ＊ａ、ただしｄ＝±１）
    前記高速磁石ロータの回転速度をα
    前記低速磁石ロータの回転速度をβ
    前記誘導子ロータの回転速度をγ
    としたときに、３つのロータの回転速度の関係が下記の式を満たす
    ａ・α＝（ａ―ｃ・ｄ）・β＋ｃ・ｄ・γ
    ことを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の動力伝達装置。
15. 着磁が径方向の磁石列を備える高速磁石ロータと、
    着磁が周方向の磁石列を備える低速磁石ロータと、
    前記高速磁石ロータの磁石列の磁束を通過させる２重誘導子ロータと、を備え、
    前記高速磁石ロータ、前記低速磁石ロータおよび前記２重誘導子ロータを同心状に配置し、
    前記低速磁石ロータの磁石列は、隣接する磁石の同極性面を周方向で向い合わせて形成したことを特徴とする動力伝達装置。
16. 前記２重誘導子ロータの１つは最外周部に配置し、前記高速磁石ロータは最内周部に配置し、前記２重誘導子ロータの他の１つは前記高速磁石ロータの内側に配置し、前記低速磁石ロータは２つの前記２重誘導子ロータの間に配置することを特徴とする請求項１５に記載の動力伝達装置。
17. 前記２重誘導子ロータの１つは最内周部に配置し、前記高速磁石ロータは最外周部に配置し、前記２重誘導子ロータの他の１つは前記高速磁石ロータの内側に配置し、前記低速磁石ロータは２つの前記２重誘導子ロータの間に配置することを特徴とする請求項１５に記載の動力伝達装置。
18. 前記２重誘導子ロータの２つは機械的に接続されていることを特徴とする請求項１５から１７のいずれかに記載の動力伝達装置。
19. 着磁が径方向の磁石列を備える高速磁石ロータと、
    着磁が周方向の磁石列を備える２重低速磁石ロータと、
    前記高速磁石ロータの磁石列の磁束を通過させる誘導子ロータと、を備え、
    前記高速磁石ロータ、前記２重低速磁石ロータおよび前記誘導子ロータを同心状に配置し、
    前記低速磁石ロータの磁石列は、隣接する磁石の同極性面を周方向で向い合わせて形成したことを特徴とする動力伝達装置。
20. 前記高速磁石ロータは最外周部に配置し、前記２重低速磁石ロータの１つは最内周部に配置し、前記２重低速磁石ロータの他の１つは前記高速磁石ロータの内側に配置し、前記誘導子ロータは２つの前記２重低速磁石ロータの間に配置することを特徴とする請求項１９に記載の動力伝達装置。
21. 前記２重低速磁石ロータの１つは最外周部に配置し、前記高速磁石ロータは最内周部に配置し、前記２重低速磁石ロータの他の１つは前記高速磁石ロータの外側に配置し、前記誘導子ロータは２つの前記２重低速磁石ロータの間に配置することを特徴とする請求項１９に記載の動力伝達装置。
22. 前記２重低速磁石ロータの２つは機械的に接続されていることを特徴とする請求項１９から２１のいずれかに記載の動力伝達装置。
23. 請求項１から２２のいずれかに記載の動力伝達装置を用いたことを特徴とする風力発電装置。
24. 請求項１から２２のいずれかに記載の動力伝達装置を用いたことを特徴とする送風装置。
25. 請求項１から２２のいずれかに記載の動力伝達装置を用いたことを特徴とするインホイールモータ。