JP5271005B2 - 動力伝達装置 - Google Patents
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図1は、本発明の第1実施形態に係る動力伝達装置1を示す斜視図である。また、図2は動力伝達装置1を上から見た平面図であり、図3は動力伝達装置1の正面図である。図1乃至図3に示すように、動力伝達装置1は、駆動力を伝達する駆動側回転体11と、駆動力が伝達される従動側回転体13と、駆動側回転体11と従動側回転体13との間の駆動力伝達経路に配置される中間回転体12とを備えて構成されている。駆動側回転体11、中間回転体12、及び従動側回転体13は、後述するように、いずれも回転自在に支持され、それぞれの回転軸(14、17、19)の軸心(A1、A2、A3)が平行に配置されている。
次に、本発明の第2実施形態に係る動力伝達装置2について説明する。図5は、動力伝達装置2を示す平面図である。図5に示すように、動力伝達装置2は、駆動力を伝達する駆動側回転体11と、駆動力が伝達される従動側回転体13と、駆動側回転体11と従動側回転体13との間の駆動力伝達経路において駆動側回転体11及び従動側回転体13に対してそれぞれ隙間を介して配置される中間回転体24とを備えて構成されている。駆動側回転体11、中間回転体24、及び従動側回転体13は、いずれも回転自在に支持されている。尚、以下の説明においては、第1実施形態と同様の構成については図面において同一の符号を付して説明を省略し、第1実施形態と異なる構成について説明する。
次に、本発明の第3実施形態に係る動力伝達装置3について説明する。図6は動力伝達装置3の平面図であり、図7は動力伝達装置3の正面図である。図6及び図7に示すように、動力伝達装置3は、駆動力を伝達する駆動側回転体11と、駆動力が伝達される従動側回転体13と、駆動側回転体11と従動側回転体13との間の駆動力伝達経路において駆動側回転体11及び従動側回転体13に対してそれぞれ隙間を介して配置される中間回転体25とを備えて構成されている。駆動側回転体11、中間回転体25、及び従動側回転体13は、いずれも回転自在に支持されている。尚、以下の説明においては、第1実施形態と同様の構成については図面において同一の符号を付して説明を省略し、第1実施形態と異なる構成について説明する。
次に、本発明の第4実施形態に係る動力伝達装置4について説明する。図8は動力伝達装置4の正面図である。図8に示すように、動力伝達装置4は、駆動力を伝達する駆動側回転体28と、駆動力が伝達される従動側回転体30と、駆動側回転体28と従動側回転体30との間の駆動力伝達経路において駆動側回転体28及び従動側回転体30に対してそれぞれ隙間を介して配置される中間回転体29とを備えて構成されている。駆動側回転体28、中間回転体29、及び従動側回転体30は、いずれも回転自在に支持され、それぞれの回転軸(31、33、36)の軸心(G1、G2、G3)が平行に配置されている。
最後に、前述した第1乃至第4実施形態に対応する動力伝達装置を実際に製作し、効果の検証を行った結果について説明する。第1乃至第4実施形態にそれぞれ対応する実施例として、それぞれ下記に示す条件で製作した動力伝達装置についての実施例1乃至実施例4を実施した。また、比較のため、下記に示す比較条件で製作した動力伝達装置についての比較例1乃至比較例3を実施した。
第1実施形態に対応した実施例として製作した。そして、駆動側回転体11における6個の磁石16が構成するリング形状の外径を45.6mm、内径を38.5mm、厚みを10mmとなるように設定した。また、従動側回転体13における6個の磁石21が構成するリング形状の外径を31.5mm、内径を26.45mm、厚みを10mmとなるように設定した。尚、磁石16及び磁石21として、ネオジム系磁石を用いた。また、中間回転体12の本体部18として、外径が50mmで厚みが10mmのアルミニウム製の円板を用いた。尚、駆動側回転体11及び従動側回転体13と中間回転体12との隙間は、いずれも1mmに設定した。
第1実施形態に対応した実施例として製作した。そして、駆動側回転体11及び従動側回転体13の条件は、実施例1と同様に設定した。但し、実施例2においては、中間回転体12の本体部18に対応する部材として、外径が50mm、内径が48.8mm、厚みが10mmのアルミニウム製のリング部材を用いた。尚、駆動側回転体11及び従動側回転体13と中間回転体12との隙間は、いずれも1mmに設定した。
第2実施形態に対応した実施例として製作した。そして、駆動側回転体11及び従動側回転体13の条件は、実施例1と同様に設定した。また、中間回転体24として、外径が20mm、内径が18mm、長さが150mmのアルミニウム製のパイプ部材を用いた。尚、駆動側回転体11及び従動側回転体13と中間回転体24との隙間は、いずれも1mmに設定した。また、磁石16と磁石21との軸心方向における距離(ずれ量)を100mmに設定した。
第3実施形態に対応した実施例として製作した。そして、駆動側回転体11及び従動側回転体13の条件は、実施例1と同様に設定した。また、中間回転体25として、外径が55mm、厚みが0.5mmのアルミニウム製の円板を用いた。尚、駆動側回転体11及び従動側回転体13と中間回転体25との隙間は、いずれも1mmに設定した。
第1実施形態に対応した実施例として製作した。そして、駆動側回転体11及び従動側回転体13の条件は、実施例1と同様に設定した。また、中間回転体12の本体部18として、外径が50mmで厚みが10mmの銅製の円板を用いた。尚、駆動側回転体11及び従動側回転体13と中間回転体12との隙間は、いずれも1mmに設定した。
第4実施形態に対応した実施例として製作した。そして、駆動側回転体28の本体部32として、外径が50mmで厚みが10mmのアルミニウム製の円板を用いた。また、従動側回転体30の本体部37として、外径が30mmで厚みが10mmのアルミニウム製の円板を用いた。また、中間回転体29における6個の磁石35が構成するリング形状の外径を31.5mm、内径を26.45mm、厚みを10mmとなるように設定した。尚、磁石35として、ネオジム系磁石を用いた。また、駆動側回転体28及び従動側回転体30と中間回転体29との隙間は、いずれも1mmに設定した。
比較例1では、実施例1の条件において、アルミニウム製の中間回転体12をこれと同寸法で鉄製の円板に変更する条件に設定した。また、比較例2では、実施例1の条件において、アルミニウム製の中間回転体12をこれと同寸法でナイロン6製の円板に変更する条件に設定した。また、比較例3では、実施例1の条件において、従動側回転体13における6個の磁石21のかわりに、外径が32mm、内径が22mm、厚みが10mmのリング状に一体形成されて半径方向に着磁した(即ち、外周において周方向に亘って1つの極となるように着磁した)フェライト系磁石を用いる条件に変更した。尚、比較例1〜3では、駆動側回転体及び従動側回転体と中間回転体との隙間は、いずれも1mmに設定した。
上述した実施例1〜6及び比較例1〜3の動力伝達装置について、駆動側回転体を回転させることで、従動側回転体に動力を伝達できるかどうかを検証した。その結果、実施例1〜6の動力伝達装置については、中間回転体が回転し、従動側回転体も回転した。従って、中間回転体を介して離れた位置に配置された駆動側回転体と従動側回転体との間で非接触で動力を伝達することができることが確認できた。一方、比較例1〜3ではいずれも、駆動側回転体を回転させても従動側回転体が回転せず、駆動側回転体の駆動力を従動側回転体に伝達することができなかった。尚、比較例1では、中間回転体として鉄製の円板を用いているため、リラクタンストルクが大きすぎ、鉄製の円板が回転しなかった。また、比較例2では、中間回転体としてナイロン6製の円板を用いているため、渦電流が流れず、ナイロン6製の円板が回転しなかった。また、比較例3では、従動側回転体の外周において異極が交互に並んでおらず1つの極となるように構成されているため、磁界の時間変化が無く、従動側回転体が回転しなかった。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができる。例えば、中間回転体の周囲に従動側回転体を複数配置して動力を伝達してもよい。また、複数の駆動側回転体によって中間回転体を回転させてもよい。また、中間回転体及び従動側回転体と同様の構成を備えた回転要素を隙間を介して順番に複数配置して動力を伝達してもよい。この場合、中間回転体に対して動力伝達経路の上流側に配置された回転要素が駆動側回転体をそれぞれ構成し、下流側に配置された回転要素が従動側回転体をそれぞれ構成することになる。また、駆動側回転体の軸心及び従動側回転体の軸心については、第1乃至第4実施形態で例示した配置に限らず、種々変更して配置することができる。例えば、駆動側回転体の軸心と従動側回転体の軸心とは、直交して交差するように、又は斜めに交差するように配置することができる。また、駆動側回転体、中間回転体、及び従動側回転体の寸法構成や隙間構成については、適宜変更して実施することができる。また、異なる極が交互に並ぶように配置される複数の磁石の配置構成については、第1乃至第4実施形態で例示したものに限らず、種々変更して実施することができる。例えば、軸方向に着磁した棒状の磁石を複数平行に配置するとともに、これらの複数の磁石を異なる極が交互に並ぶように配置した場合であっても、効率よく動力を伝達することができる。
11 駆動側回転体
12 中間回転体
13 従動側回転体
16、16a、16b 磁石
18 本体部(非磁性伝導体)
21、21a、21b 磁石
Claims (7)
- 回転自在に支持されて、駆動力を伝達する駆動側回転体と、
回転自在に支持されて、駆動力が伝達される従動側回転体と、
回転自在に支持されるとともに、前記駆動側回転体及び前記従動側回転体に対してそれぞれ隙間を介して配置される中間回転体と、
を備え、
前記中間回転体は、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に配置され、
前記駆動側回転体及び前記従動側回転体には、異なる極が交互に並ぶように配置される複数の磁石が備えられ、前記中間回転体には、非磁性伝導体が備えられ、
前記駆動側回転体が回転することで、前記駆動側回転体の前記磁石に対向する前記中間回転体の前記非磁性伝導体に発生した渦電流の作用により、前記中間回転体が回転し、
前記中間回転体が回転することで、前記従動側回転体の前記磁石に対向する前記中間回転体の前記非磁性伝導体に発生した渦電流の作用により、前記従動側回転体が回転することを特徴とする、動力伝達装置。 - 請求項1に記載の動力伝達装置であって、
前記駆動側回転体及び前記従動側回転体には、半径方向にそれぞれ着磁した複数の前記磁石が、異なる極が周方向に沿って交互に並ぶように配置されていることを特徴とする、動力伝達装置。 - 回転自在に支持されて、駆動力を伝達する駆動側回転体と、
回転自在に支持されて、駆動力が伝達される従動側回転体と、
回転自在に支持されるとともに、前記駆動側回転体及び前記従動側回転体に対してそれぞれ隙間を介して配置される中間回転体と、
を備え、
前記中間回転体は、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に配置され、
前記駆動側回転体及び前記従動側回転体には、非磁性伝導体が備えられ、前記中間回転体には、異なる極が交互に並ぶように配置される複数の磁石が備えられ、
前記駆動側回転体が回転することで、前記中間回転体の前記磁石に対向する前記駆動側回転体の前記非磁性伝導体に発生した渦電流の作用により、前記中間回転体が回転し、
前記中間回転体が回転することで、前記中間回転体の前記磁石に対向する前記従動側回転体の前記非磁性伝導体に発生した渦電流の作用により、前記従動側回転体が回転することを特徴とする、動力伝達装置。 - 請求項3に記載の動力伝達装置であって、
前記中間回転体には、半径方向にそれぞれ着磁した複数の前記磁石が、異なる極が周方向に沿って交互に並ぶように配置されていることを特徴とする、動力伝達装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の動力伝達装置であって、
前記駆動側回転体の軸心と前記従動側回転体の軸心とが、交差するように又はねじれの位置にあるように配置されていることを特徴とする、動力伝達装置。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の動力伝達装置であって、
前記磁石が、永久磁石であることを特徴とする、動力伝達装置。 - 請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の動力伝達装置であって、
前記非磁性伝導体が、アルミニウム、銅、或いはこれらの金属のうちの少なくともいずれかを含む合金であることを特徴とする、動力伝達装置。
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