JP6713663B2

JP6713663B2 - 機械要素

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Publication number: JP6713663B2
Application number: JP2016107256A
Authority: JP
Inventors: 村井　啓一; 啓一村井; 慶昭福勢; 慶治福勢
Original assignee: ラピアス電機株式会社
Priority date: 2016-05-30
Filing date: 2016-05-30
Publication date: 2020-06-24
Anticipated expiration: 2036-05-30
Also published as: JP2017216277A

Description

本発明は、動力伝動機構等の動的な機構や、部材同士を接合したり連結する等の静的な機構等、種々のメカニズムを構成しうる機械要素に係り、特に、永久磁石を利用した動力伝動機構を構成する機械要素に関する。

従来、この種の機械要素として、例えば、特開平４−１３１５５５号公報（特許文献１）に掲載され、回転伝動機構を構成する機械要素が知られている。図２２に示すように、この機械要素は、Ｎ極面及びＳ極面を有した円盤状の永久磁石１００を、そのＮ極面及びＳ極面側に設けた一対の円盤状の磁性板１０１で挾持して結合された円柱状の主輪１０２及び従輪１０３を備えて構成されている。主輪１０２及び従輪１０３の軸心には、夫々、回転軸１０４，１０５が設けられている。そして、主輪１０２に対して、従輪１０３を、その軸方向の極性が主輪１０２の軸方向の極性とは逆になるようにして、主輪１０２の外側面と従輪１０３の外側面とを吸着させ、主輪１０２の回転を従輪１０３に伝達するようにしている。従輪１０３の磁性板１０１の外側には一般径よりより大径で従輪１０３をガイドするフランジ１０６が設けられている。これにより、永久磁石１００の磁力により、主輪１０２と従輪１０３を吸着させてバックラッシュを抑制した回転伝動機構を構成している。

特開平４−１３１５５５号公報

しかしながら、この従来の機械要素において、主輪１０２と従輪１０３とのバックラッシュは抑制できるが、主輪１０２の回転軸１０４及び従輪１０３の回転軸１０５の支持にあっては軸方向（極面に直交する方向Ｒ）の遊びにより僅かではあるが移動するので、この軸方向（極面に直交する方向Ｒ）においては主輪１０２と従輪１０３とがずれ易く、互いの位置決め精度が悪く、特に、高速回転するとぐらついて安定性に劣るという問題があった。そのため、従来においては、従輪１０３の磁性板１０１にフランジ１０６を設けて主輪１０２をガイドするようにはしているが、ずれようとした際には主輪１０２がフランジ１０６に当たるので、回転効率を損なうとともに、主輪１０２とフランジ１０６との間には、多少なりとも間隙があるので、その分、ずれが生じ、互いの位置決め精度に劣り、振動の原因にもなって、それだけ安定性に劣る。
また、主輪１０２の回転軸１０４と従輪１０３の回転軸１０５の軸のねじれが生じた場合にも多少なりとも駆動特性に影響が生じる。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、吸着し合う永久磁石同士の極面に直交する方向の互いのずれを防止して、互いの位置決め精度の向上を図った機械要素を提供することを目的とする。

このような目的を達成するため、本発明の機械要素は、図１に示す原理図に示すように、Ｎ極面及びＳ極面を有した一対の永久磁石１を、これらのＮ極面同士を対峙させて結合した第１永久磁石ユニットＵ１と、
Ｎ極面及びＳ極面を有した一対の永久磁石１を、これらのＳ極面同士を対峙させて結合した第２永久磁石ユニットＵ２とを備え、
上記第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２は、該各ユニットＵ１，Ｕ２における一対の永久磁石１の境界部２が現れる外側面同士を対面させて配置され、
上記第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２が配置された配置状態において、該各ユニットＵ１，Ｕ２の上記境界部２同士が接近吸着するようにした構成としている。

永久磁石１としては、フェライト系磁石、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石、Ｓｍ−Ｆｅ系磁石、アルニコ系磁石等、適宜の材質のものが選択される。更に、全体の形状を構成する材質として焼結タイプ、プラスチックマグネット（プラマグ）タイプ、ゴム磁石タイプ等があり、応用目的と磁力の吸着力によって使い分けることができる。
永久磁石１の極面に直交する方向から見た形状としては、例えば、円形，楕円形，四角形，六角系等の多角形等、適宜の形状を選択することができる。

各ユニットＵ１，Ｕ２において、永久磁石の結合は、接着剤等のバインダを用いた接着や溶着等の化学的手段、あるいは、ボルトナット等による締結等の機械的手段等、適宜の手段により行うことができる。

これにより、図１に示すように、第１永久磁石ユニットＵ１においては、一対の永久磁石１がこれらのＮ極面同士を対峙させて結合されているので、この一対の永久磁石１の境界部２に、Ｎ極の磁力が集中して分布するようになる。一方、第２永久磁石ユニットＵ２においては、一対の永久磁石１がこれらのＳ極面同士を対峙させて結合されているので、この一対の永久磁石１の境界部２に、Ｓ極の磁力が集中して分布するようになる。

そのため、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の外側面同士を対面させた配置状態においては、各ユニットＵ１，Ｕ２の一対の永久磁石１の境界部２に、磁力が集中して分布しているので、一対の永久磁石１の境界部２同士が強固に吸着する。この状態において、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２が、一対の永久磁石１の極面に直交する方向Ｒに相対的に動こうとしても、各ユニットＵ１，Ｕ２の一対の永久磁石１の境界部２同士の吸着が強固になっていることから、容易に動くことが抑止され、このため、吸着し合う第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２同士の極面に直交する方向Ｒの互いのずれを防止することができ、互いの位置決め精度の向上を図ることができる。また、機械的に位置を制御するフランジなどサポート部品を用いなくても、互いの位置決め精度の向上を図ることができる。

また、このような目的を達成するため、本発明の機械要素は、図２に示す原理図に示すように、動力伝動機構を構成する機械要素において、Ｎ極面及びＳ極面を有した一対の板状の永久磁石を、これらのＮ極面同士を磁性体からなる板状のヨークを介して対峙させた状態で、対向する当該Ｎ極面同士を上記ヨークに接触させて結合し該ヨークの外周面に磁力を集中させる第１永久磁石ユニットと、
Ｎ極面及びＳ極面を有した一対の板状の永久磁石を、これらのＳ極面同士を磁性体からなる板状のヨークを介して対峙させた状態で、対向する当該Ｓ極面同士を上記ヨークに接触させて結合し該ヨークの外周面に磁力を集中させる第２永久磁石ユニットとを備え、
上記第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットは、該各ユニットにおける一対の永久磁石の境界部を構成するヨークの外周面が現れる外側面同士を対面させて配置され、上記ヨークの外周面の一部同士が接触する配置状態において、該各ユニットの上記磁力が集中したヨークの外周面同士が接近吸着しており、
上記第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットの少なくとも何れかを、上記各ユニットのヨークの外周面の一部同士が接触しながら回転可能であるとともに、
上記第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットの何れか一方の駆動を、上記第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットの何れか他方に対して、伝達するようにした構成としている。

ヨーク３としては、飽和磁束密度が高い鉄系の材料、電磁軟鉄、低炭素鋼、珪素鋼板等、適宜の材質のものが選択される。必要に応じて、熱処理を行ない、あるいは、防錆のためのメッキや塗装処理を施すことができる。更には、ヨーク表面の樹脂塗布やゴム被覆によって、摩耗防止や摩擦係数の最適化を図ることができる。
ヨーク３の永久磁石の極面に直交する方向から見た形状としては、永久磁石と同様に、例えば、円形，楕円形，四角形，六角系等の多角形等、適宜の形状を選択することができる。ヨークの形状は、永久磁石と同じであっても良く、また異なっていても良い。

各ユニットＵ１，Ｕ２において、永久磁石とヨークの結合は、接着剤等のバインダを用いた接着や溶着等の化学的手段、あるいは、ボルトナット等による締結等の機械的手段等、適宜の手段により行うことができる。また、プラマグ、ゴム磁石使用の場合は、永久磁石とヨークの結合においてインサート成形などの同時成形を用いることも可能である。

これにより、図２に示すように、第１永久磁石ユニットＵ１においては、一対の永久磁石１がこれらのＮ極面同士をヨーク３を介して対峙させて結合されているので、この一対の永久磁石１の境界部２であるヨーク３の外周面に、Ｎ極の磁力が集中して分布するようになる。一方、第２永久磁石ユニットＵ２においては、一対の永久磁石１がこれらのＳ極面同士をヨーク３を介して対峙させて結合されているので、この一対の永久磁石１の境界部２であるヨーク３の外周面に、Ｓ極の磁力が集中して分布するようになる。特に、ヨーク３は、透磁率が極めて高く、しかも、永久磁石１間にあって比較的薄く形成することができるので、このヨーク３に磁力を大きく集中させてその吸引力を極めて大きくすることができる。

そのため、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の外側面同士を対面させた配置状態においては、各ユニットＵ１，Ｕ２の一対の永久磁石１の境界部２であるヨーク３に、磁力が集中して分布しているので、各ユニットＵ１，Ｕ２のヨーク３同士が強固に吸着する。この状態において、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２が、一対の永久磁石１の極面に直交する方向Ｒに相対的に動こうとしても、各ユニットＵ１，Ｕ２のヨーク３同士の吸着が強固になっていることから、容易に動くことが抑止され、このため、吸着し合う第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２同士の極面に直交する方向Ｒの互いのずれを防止することができ、互いの位置決め精度の向上を図ることができる。
また、図３に示すように、吸着し合う第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の軸同士のねじれに対しては、軸方向の相対的移動が規制された状態でも、これに対応することができる。例えば、ユニット同士が回転伝動機構を構成する場合、多少の軸のねじれが生じても、駆動特性に対する影響が極めて少なくなる。

また、必要に応じ、上記第１永久磁石ユニットＵ１の一対の永久磁石１の極面に直交する方向Ｒから見た形状及び大きさを同じにするとともに、該第１永久磁石ユニットＵ１の一対の永久磁石１の厚さを同じにし、
上記第２永久磁石ユニットＵ２の一対の永久磁石１の極面に直交する方向Ｒから見た形状及び大きさを同じにするとともに、該第２永久磁石ユニットＵ２の一対の永久磁石１の厚さを同じにした構成としている。
各ユニットにおいて、一対の永久磁石の磁力が同じ場合には、ヨークの中心に磁力線が集中し吸着点の精度が向上する。吸着点を敢えて中心に設定せずに制御したい場合は、一対の永久磁石の磁力の大きさを変えることを行うことができる。片側の磁石が無い場合は吸着点が定まらず、ヨーク側面に吸着することなど不安定問題を生じる。

この場合、必要に応じ、図４に示すように、上記第１永久磁石ユニットＵ１の永久磁石１の厚さをＴ１、上記第２永久磁石ユニットＵ２の永久磁石１の厚さをＴ２としたとき、Ｔ１：Ｔ２＝１：（１〜２）、若しくは、Ｔ１：Ｔ２＝（１〜２）：１にした構成としている。
また、上記のヨーク３を介した場合は、上記第１永久磁石ユニットＵ１のヨーク３の厚さをＫ１、上記第２永久磁石ユニットＵ２のヨーク３の厚さをＫ２としたとき、Ｋ１≦Ｔ１、Ｋ２≦Ｔ２にした構成としている。

図５に示すように、厚さの比が１：２より大きいと、例えば、Ｔ２＞２×Ｔ１になると、第１永久磁石ユニットＵ１の境界部２（ヨーク３）が、第２永久磁石ユニットＵ２の境界部２（ヨーク３）に吸引される磁力が有効に及ばないときがあり、その場合は、第１永久磁石ユニットＵ１のＳ極と第２永久磁石ユニットＵ２のＮ極が吸引することになり、第１永久磁石ユニットＵ１のＳ極と第２永久磁石ユニットＵ２のＳ極は反発し、第１永久磁石ユニットＵ１と第２永久磁石ユニットＵ２とが互いに遠ざかる方向に力（Ｆ１）が働き、境界部２（ヨーク３）同志が合体することが難しくなる。
ヨーク同士が当初から吸着している場合でも常に中心に整合させる磁力が働いている。用いる永久磁石の磁束密度と、ヨークの材質の透磁率及びその厚さとの関係を最適化し、磁束密度を最大限効果的に使用できるようにする。ヨークの厚さを最適化し、両側の永久磁石からの磁束を中心部で最大にすることが望ましい、基本的にはヨークは出来るだけ薄い方が良い。厚くなると、ヨーク中心部に磁束の集中が起きにくくなり位置合わせ精度の向上が困難になる。したがって、最大限の厚みとしては最大でもＫ１≦Ｔ１、Ｋ２≦Ｔ２である。

また、必要に応じ、図６に示すように、上記第１永久磁石ユニットＵ１のヨーク３の外周部を該第１永久磁石ユニットＵ１の一対の永久磁石１の外側面から外方に突出した凸部４に形成し、
上記第２永久磁石ユニットＵ２のヨーク３の外周部を該第２永久磁石ユニットＵ２の一対の永久磁石１の外側面から外方に突出した凸部４に形成した構成としている。
ヨーク３同士を吸着しやすくすることができる。また、ヨークを凸形状とすることで永久磁石同士の接触を防ぐことができて、精度と効率が良い駆動が可能となる。即ち、本発明により回転伝動機構を構成する場合、従来の駆動伝達方式との大きな違いとして、ヨークのセンターで軸の中心精度が確立していることに加えて、駆動軸のねじれや平行度がずれてもヨークのセンター同士が吸引することで、軸の中心精度が保証されることにある。軸のねじれや平行度のずれが大きいシステムの場合は、できるだけ、お互いが凸部と凸部の形状を持ったヨークが良いと想定される。

更に、必要に応じ、図７に示すように、上記第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の何れか一方のヨーク３の外周部を該何れか一方の一対の永久磁石１の外側面から外方に突出した凸部４に形成し、
上記第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の何れか他方のヨーク３の外周部を上記何れか一方のヨーク３の外周部である凸部４が係合するように該何れか他方の一対の永久磁石１の外側面から内方に凹んだ凹部５に形成した構成としている。
凸部４が凹部５に係合するのでヨーク３同士の吸着が確実になる。また、凹形状にすることで、接触面積を向上させることできて、大荷重を受ける場合に最適となる。特に、回転伝動機構を構成する場合、低速での駆動には有効となる。
図８に示すように、上述したように、吸着し合う第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の軸同士のねじれに対応する場合には、凹部５の曲率を大きく設定すると、許容度が大きくなる。凸凹形状は大荷重と大トルクの場合に有効となる。即ち、凹部５の曲率と凸部４の曲率を最適化すると更にその効果を向上させることができる。

この場合、図９に示すように、上記ヨーク３の外周部である凸部４を、該ヨーク３が設けられる永久磁石１の極面に直交する面での断面が頂部を有した左右対称形状になるように形成したことが有効である、例えば、対称に盛り上がった断面円弧形状あるいは台形形状に形成される。
これにより、例えば、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２が、回転伝動機構の場合、中心がずれて磁力により吸引し吸着しても、クラウン効果によってヨーク３の中心軸が同軸に整合するようになる。
尚、回転させない場合で、強い外力がある場合は、磁力が抗応できすに中心がずれて吸着することがあり得る。

この場合、上記ヨーク３の凸部４の突出幅を当該ヨーク３の厚さの１／２以下にしたことが有効である。ヨーク３の突出量を厚さの１／２にする効果は斜面の形状にあり、急こう配になるとクラウン効果の発生に対して、ずり滑りが勝ってヨーク中心に安定化することが困難になる。ヨークに掛かる荷重力との関係で最適化を図ることができる。

そして、必要に応じ、図４に示すように、上記第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２を、互いに離間した離間状態を取りうる構成とし、該離間状態から上記配置状態にしうる構成としている。
これにより、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２を、離間状態から各ユニットＵ１，Ｕ２の外側面同士を対面させる配置状態にすると、互いに多少の位置ずれがあっても、各ユニットＵ１，Ｕ２の一対の永久磁石１の境界部２に、磁力が集中して分布しているので、一対の永久磁石１の境界部２同士が接近吸着するように配置される。このため、吸着し合う第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２同士の互いの位置決め精度の向上を図ることができる。

この場合、図１０に示すように、上記の第１永久磁石ユニットＵ１の永久磁石１の厚さＴ１、第２永久磁石ユニットＵ２の永久磁石１の厚さＴ２を、Ｔ１：Ｔ２＝１：（１〜２）、若しくは、Ｔ１：Ｔ２＝（１〜２）：１にした条件においては、また、ヨーク３を介した場合は、第１永久磁石ユニットＵ１のヨーク３の厚さＫ１、第２永久磁石ユニットＵ２のヨーク３の厚さＫ２を、Ｋ１≦Ｔ１、Ｋ２≦Ｔ２にした条件においては、例えば、第１永久磁石ユニットＵ１を自由空間から第２永久磁石ユニットＵ２に接近させる時、第１永久磁石ユニットＵ１の境界部２（ヨーク３）の位置を、第２永久磁石ユニットＵ２の一対の永久磁石１の極面に直交する方向Ｒにおいて、（１／２）Ｔ２の距離から接近させることによって第２永久磁石ユニットＵ２の境界部２（ヨーク３）に吸引させることができる。この場合、第１永久磁石ユニットＵ１を自由空間から接近させる際、第１永久磁石ユニットＵ１の境界部２（ヨーク３）の位置を、第２永久磁石ユニットＵ２の一対の永久磁石１の極面に直交する方向Ｒにおいて、（１／２）Ｔ２を超える距離から接近させると、第１永久磁石ユニットＵ１のＳ極が、第２永久磁石ユニットＵ２のＳからの反発を受け、加えて、第１永久磁石ユニットＵ１のＳ極が、第２永久磁石ユニットＵ２のＮ極に吸引されて、第１永久磁石ユニットＵ１と第２永久磁石ユニットＵ２とが互いに遠ざかる方向の斥力（Ｆ２）を受け、境界部２（ヨーク３）同志が合体することが難しくなる。
即ち、このような関係で一番吸引力の強い関係は、ヨーク３のＮ極とＳ極であり、磁石ユニットＵ１のＳ極と磁石ユニットＵ２のＳ極の斥力より何倍も強いので、その斥力に打ち勝って、ヨーク３同士が吸引し合うことになる。

また、必要に応じ、図１１及び図１２に示すように、上記第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の組を複数組設けるとともに、一対の支持体６を設け。各組において第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２のうち何れか一方を所定間隔で上記一方の支持体６に設け、各組において第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２のうち何れか他方を所定間隔で上記他方の支持体６に設けた構成としている。これにより、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の組が複数組設けられるので、吸着をより確実にすることができる。

この際、図１１に示すように、一方の支持体６に第１永久磁石ユニットＵ１だけを設け、他方の支持体６に第２永久磁石ユニットＵ２だけを設けることができる。この場合、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の大きさが同じことを条件に、一方の支持体６と他方の支持体６とをその永久磁石ユニットの軸方向を反転させても、位置決めを行うことができる。
また、この際、図１２に示すように、一方の支持体６に第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２を混在させて設け、他方の支持体６に第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２を混在させて設けることもできる。この場合、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の大きさが同じことを条件に、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の組み合わせによっては、図１２（ａ）に示すように、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２が吸着する関係にあっても、図１２（ｂ）に示すように、一方の支持体６と他方の支持体６とを永久磁石ユニットの軸方向を反転させて離間状態から配置状態にした場合、第１永久磁石ユニットＵ１同士、または、第２永久磁石ユニットＵ２同士の組み合わせが生じると、互いに反発しあうので、位置決めを行うことができない。そのため、誤装着を防ぐことができる装置に利用することができる。

そしてまた、必要に応じ、上記第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の何れか一方において、何れか他方の外側面と接触する外側面を、その永久磁石１の極面に直交する中心軸を有した円周上に形成し、上記第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の何れか他方において、何れか一方の外側面と接触する外側面を、その永久磁石１の極面に直交する中心軸を有した円周上に形成し、上記第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２を、夫々、これらの中心軸を中心に回転可能にし、該第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の組により、回転伝動機構を構成することができる（後述する図１３乃至図１７参照）。

この場合、必要に応じ、上記第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の組を複数組設けるとともに、支持体６としての回転軸を一対設け、各組において第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２のうち何れか一方をその中心軸を軸心とし且つ所定間隔で上記一方の回転軸に設け、各組において第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２のうち何れか他方をその中心軸を軸心とし且つ所定間隔で上記他方の回転軸に設け、上記一対の回転軸が所定の回転比で回転するように該各組の第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の吸着する外側面の外径を定めた構成とすることができる（後述する図１６及び図１７参照）。

これにより、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の組が複数組設けられるので、吸着をより確実にすることができる。また、図１１及び図１２でも示したように（後述する図１６及び図１７も参照）、一方の回転軸に第１永久磁石ユニットＵ１だけを設け、他方の回転軸に第２永久磁石ユニットＵ２だけを設けると、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の大きさが同じことを条件に、上記の離間状態から配置状態にしうる構成とした場合、一方の回転軸と他方の回転軸とをその軸方向を反転させても、位置決めを行うことができる。

また、一方の回転軸に第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２を混在させて設け、他方の回転軸に第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２を混在させて設けると、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の大きさが同じことを条件に、上記の離間状態から配置状態にしうる構成とした場合、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の組み合わせによっては、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２が吸着する関係にあっても、一方の回転軸と他方の回転軸とを永久磁石ユニットの軸方向を反転させて離間状態から配置状態にした場合、第１永久磁石ユニットＵ１同士、または、第２永久磁石ユニットＵ２同士の組み合わせが生じると、互いに反発しあうので、位置決めを行うことができない。そのため、誤装着を防ぐことができる装置に利用することができる。
更に、図１８に示すように、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の組を２組設けた回転伝動機構を構成する場合、上述したように、回転軸１０にねじれが生じても、ヨーク３の中心同士が吸着するので、駆動を伝達することができる。回転軸１０のセンターＰは変化しない。

そしてまた、本発明においては、上記第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の何れか一方において、何れか他方の外側面と接触する外側面を、その永久磁石１の極面に直交する中心軸を有した円周上に形成するとともに、その中心軸を中心に回転可能にし、
上記第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の何れか他方を、その永久磁石１の極面に沿う方向に直状に形成するとともに、その直状方向に沿って直線運動可能に設け、該他方の上記一方に吸着する外側面を該直状方向に沿い上記一方のユニットが転動する平面状に形成し、該第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の組により、直線−回転伝動機構を構成することができる（後述する図１９参照）。

また、本発明においては、上記第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットの何れか一方を、カムとし、上記第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットの何れか他方を、上記ユニットの一方によって直線運動させられるカムフォロアとしたカム機構を構成することができる（後述する図２０及び図２１参照）。

本発明によれば、第１永久磁石ユニットにおいては、一対の永久磁石がこれらのＮ極面同士を対峙させて結合されているので、この一対の永久磁石の境界部に、Ｎ極の磁力が集中して分布するようになる。一方、第２永久磁石ユニットにおいては、一対の永久磁石がこれらのＳ極面同士を対峙させて結合されているので、この一対の永久磁石の境界部に、Ｓ極の磁力が集中して分布するようになる。そのため、第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットの外側面同士を対面させた配置状態においては、各ユニットの一対の永久磁石の境界部に、磁力が集中して分布しているので、一対の永久磁石の境界部同士が強固に吸着する。この状態において、第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットが、一対の永久磁石の極面に直交する方向に相対的に動こうとしても、各ユニットの一対の永久磁石の境界部同士の吸着が強固になっていることから、容易に動くことが抑止され、このため、吸着し合う第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニット同士の極面に直交する方向の互いのずれを防止することができ、互いの位置決め精度の向上を図ることができる。

本発明の基本的機械要素の原理を示す図である。本発明のヨークを用いた機械要素の原理を示す図である。本発明のヨークを用いた機械要素において、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の軸同士のねじれに対する作用を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。本発明の機械要素の原理を示し、（ａ）は第１永久磁石ユニットと第２永久磁石ユニットとが離間状態から配置状態に至る途中の状態で示す正面図、（ｂ）は第１永久磁石ユニットと第２永久磁石ユニットとの配置状態を示す正面図である。本発明の機械要素において、第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットの大きさの条件において、不具合のある条件について説明するための図である。本発明の機械要素において、ヨークの形状例を示す図である。本発明の機械要素において、ヨークの別の形状例を示す図である。本発明の機械要素において、図７に示すヨークの別の形状例の変形例を示す図である。本発明の機械要素において、ヨークの凸部の形状例（ａ）（ｂ）を示す図である。本発明の機械要素において、第１永久磁石ユニットと第２永久磁石ユニットとが離間状態から配置状態に至る際の経路を説明するための図である。本発明の機械要素の別の例を示す図である。本発明の機械要素のまた別の例を示す図である。本発明の実施の形態に係る回転伝動機構を構成する機械要素を、その第１永久磁石ユニットと第２永久磁石ユニットとが離間状態から配置状態に至る途中の状態で示す正面図である。本発明の実施の形態に係る回転伝動機構を構成する機械要素を、その第１永久磁石ユニットと第２永久磁石ユニットとの配置状態で示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。本発明の実施の形態に係る回転伝動機構を構成する別の機械要素を示す図である。本発明の実施の形態に係る回転伝動機構を構成する他の機械要素を示す図である。本発明の実施の形態に係る回転伝動機構を構成するまた他の機械要素を示す図であり、（ａ）は永久磁石ユニット同士が吸着する状態を示す図、（ｂ）は永久磁石ユニット同士が反転して互いに反発する状態を示す図である。本発明の実施の形態に係る回転伝動機構を構成する機械要素において、回転軸同士のねじれに対する作用を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。本発明の実施の形態に係る直線−回転伝動機構を構成する機械要素を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。本発明の実施の形態に係るカム機構を構成する機械要素を示す図である。本発明の実施の形態に係るカム機構を構成する別の機械要素を示す図である。従来の回転伝動機構を構成する機械要素を示す図である。

以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態に係る機械要素について詳細に説明する。
図１３及び図１４には、本発明の実施の形態に係る回転伝動機構を構成する機械要素を示している。この機械要素は、Ｎ極面及びＳ極面を有した一対の永久磁石１を、これらのＮ極面同士を磁性体からなるヨーク３を介して対峙させて結合した第１永久磁石ユニットＵ１と、Ｎ極面及びＳ極面を有した一対の永久磁石１を、これらのＳ極面同士を磁性体からなるヨーク３を介して対峙させて結合した第２永久磁石ユニットＵ２とを備えている。

永久磁石１としては、フェライト系磁石、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石、Ｓｍ−Ｆｅ系磁石、アルニコ系磁石等、適宜の材質のものが選択される。更に、全体の形状を構成する材質として焼結タイプ、プラスチックマグネット（プラマグ）タイプ、ゴム磁石タイプ等があり、応用目的と磁力の吸着力によって使い分けることができる。
ヨーク３としては、飽和磁束密度が高い鉄系の材料、電磁軟鉄、低炭素鋼、珪素鋼板等、適宜の材質のものが選択される。必要に応じて、熱処理を行ない、あるいは、防錆のためのメッキや塗装処理を施すことができる。更には、ヨーク表面の樹脂塗布やゴム被覆によって、摩耗防止や摩擦係数の最適化を図ることができる。
各ユニットＵ１，Ｕ２において、永久磁石１とヨーク３の結合は、接着剤等のバインダを用いた接着や溶着等の化学的手段、あるいは、ボルトナット等による締結等の機械的手段等、適宜の手段により行うことができる。また、プラマグ、ゴム磁石使用の場合は、永久磁石とヨークの結合においてインサート成形などの同時成形を用いることも可能である。

そして、図１４に示すように、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２は、各ユニットＵ１，Ｕ２における一対の永久磁石１の境界部２を構成するヨーク３の外周面が現れる外側面同士を対面させて配置され、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２が配置された配置状態において、各ユニットＵ１，Ｕ２のヨーク３の外周面同士が接近吸着するようにしている。

詳しくは、本機械要素においては、第１永久磁石ユニットＵ１の一対の永久磁石１の極面に直交する方向Ｒから見た形状及び大きさを同じにするとともに、第１永久磁石ユニットＵ１の一対の永久磁石１の厚さを同じにし、第２永久磁石ユニットＵ２の一対の永久磁石１の極面に直交する方向Ｒから見た形状及び大きさを同じにするとともに、第２永久磁石ユニットＵ２の一対の永久磁石１の厚さを同じにしている。

実施の形態では、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２は、円盤状に形成されており、互いに接触する外側面は、その永久磁石１の極面に直交する中心軸を有した円周上に形成されている。また、ヨーク３も円盤状に形成されている。図１３に示すように、第１永久磁石ユニットＵ１の一対の永久磁石１の直径とそのヨーク３の直径とは同じＤ１に設定され、第２永久磁石ユニットＵ２の一対の永久磁石１の直径とそのヨーク３の直径とは同じＤ２に設定されている。また、Ｄ１＝Ｄ２に設定されている。即ち、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２において、互いに接触する外側面は、その永久磁石１の極面に直交する中心軸を有した同径の円筒面に形成されている。

また、第１永久磁石ユニットＵ１の永久磁石１の厚さをＴ１、第２永久磁石ユニットＵ２の永久磁石１の厚さをＴ２とし、第１永久磁石ユニットＵ１のヨーク３の厚さをＫ１、第２永久磁石ユニットＵ２のヨーク３の厚さをＫ２としたとき、Ｔ１：Ｔ２＝１：（１〜２）、若しくは、Ｔ１：Ｔ２＝（１〜２）：１にし、Ｋ１≦Ｔ１、Ｋ２≦Ｔ２にしている。また、実施の形態では、Ｔ１＜Ｔ２、Ｋ１＝Ｋ２としている。

図５に示すように、厚さの比が１：２より大きいと、例えば、Ｔ２＞２×Ｔ１になると、第１永久磁石ユニットＵ１の境界部２（ヨーク３）が、第２永久磁石ユニットＵ２の境界部２（ヨーク３）に吸引される磁力が有効に及ばないときがあり、その場合は、第１永久磁石ユニットＵ１のＳ極と第２永久磁石ユニットＵ２のＮ極が吸引することになり、第１永久磁石ユニットＵ１のＳ極と第２永久磁石ユニットＵ２のＳ極は反発し、第１永久磁石ユニットＵ１と第２永久磁石ユニットＵ２とが互いに遠ざかる方向に力（Ｆ１）が働き、境界部２（ヨーク３）同志が合体することが難しくなる。

第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２は、夫々、これらの中心軸を中心に回転可能になっており、この第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の組により、回転伝動機構を構成している。実施の形態では、回転軸１０が一対設けられており、第１永久磁石ユニットＵ１は中心軸を軸心として一方の回転軸１０に設けられ、第２永久磁石ユニットＵ２はその中心軸を軸心として他方の回転軸１０に設けられている。これにより、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の配置状態においては、一対の回転軸１０は、所定の回転比（実施の形態では１：１）で回転する。

また、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の配置状態においては、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の少なくとも何れか一方は、一方のユニットにおける一対の永久磁石１の極面に直交する方向Ｒに移動可能に配置される。実施の形態では、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２両方が、各ユニットＵ１，Ｕ２における一対の永久磁石１の極面に直交する方向Ｒに移動可能に配置される。各永久磁石ユニットが一対の永久磁石１の極面に直交する方向Ｒに移動可能に配置される際の「移動」とは、軸方向の比較的大きな移動はもとより、回転軸１０の軸方向に生じる遊びによる僅かな移動を含む。本実施の形態においては、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２は、夫々、回転軸１０を介して一対の永久磁石１の極面に直交する方向Ｒ（中心軸方向）に、遊びの分の僅かな量、移動可能に配置されている。

更に、実施の形態では、図１３に示すように、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２を、互いに離間した離間状態を取りうる構成とし、離間状態から配置状態にしうるようにしている。詳しくは、第１永久磁石ユニットＵ１は、例えば、回転軸１０を介して一つの機台（図示せず）に回転可能に支持される一方、第２永久磁石ユニットＵ２は、例えば、回転軸１０を介して別の機台（図示せず）に回転可能に支持されており、第１永久磁石ユニットＵ１を支持した機台（図示せず）と、第２永久磁石ユニットＵ２を支持した機台（図示せず）とを、互いに分離可能にするとともに、連結可能にし、分離時に第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２を互いに離間した離間状態にし、連結時に第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２を、互いに配置状態にしている。

従って、本発明の実施の形態に係る機械要素を用いて構成される回転伝動機構によれば、図１３に示すように、第１永久磁石ユニットＵ１を支持した機台（図示せず）と、第２永久磁石ユニットＵ２を支持した機台（図示せず）とが分離し、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２が互いに離間した離間状態から、図１４に示すように、第１永久磁石ユニットＵ１を支持した機台（図示せず）と、第２永久磁石ユニットＵ２を支持した機台（図示せず）とを連結し、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２を互いに配置状態にする。

この場合、図１０に示すように、第１永久磁石ユニットＵ１を自由空間から第２永久磁石ユニットＵ２に接近させる時、第１永久磁石ユニットＵ１の境界部２（ヨーク３）の位置を、第２永久磁石ユニットＵ２の一対の永久磁石１の極面に直交する方向Ｒにおいて、（１／２）Ｔ２の距離から接近させることによって第２永久磁石ユニットＵ２の境界部２（ヨーク３）に吸引させることができる。もし、図１０に示すように、第１永久磁石ユニットＵ１を自由空間から接近させる際、第１永久磁石ユニットＵ１の境界部２（ヨーク３）の位置を、磁石ユニットＢの一対の永久磁石１の極面に直交する方向Ｒにおいて、（１／２）Ｔ２を超える距離から接近させると、第１永久磁石ユニットＵ１のＳ極が、第２永久磁石ユニットＵ２のＳからの反発を受け、加えて、第１永久磁石ユニットＵ１のＳ極が、第２永久磁石ユニットＵ２のＮ極に吸引されて、第１永久磁石ユニットＵ１と第２永久磁石ユニットＵ２とが互いに遠ざかる方向の斥力（Ｆ２）を受け、境界部２（ヨーク３）同志が合体することが難しくなる。

これにより、第１永久磁石ユニットＵ１においては、一対の永久磁石１がこれらのＮ極面同士をヨーク３を介して対峙させて結合されているので、この一対の永久磁石１の境界部２であるヨーク３の外周面に、Ｎ極の磁力が集中して分布するようになる。一方、第２永久磁石ユニットＵ２においては、一対の永久磁石１がこれらのＳ極面同士をヨーク３を介して対峙させて結合されているので、この一対の永久磁石１の境界部２であるヨーク３の外周面に、Ｓ極の磁力が集中して分布するようになる。特に、ヨーク３は、透磁率が極めて高く、しかも、永久磁石１間にあって比較的薄く形成することができるので、このヨーク３に磁力を大きく集中させてその吸引力を極めて大きくすることができる。

そのため、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の外側面同士を対面させた配置状態においては、各ユニットＵ１，Ｕ２の一対の永久磁石１の境界部２であるヨーク３に、磁力が集中して分布しているので、各ユニットＵ１，Ｕ２のヨーク３同士が強固に吸着する。この状態において、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２が、回転軸１０を介して一対の永久磁石１の極面に直交する方向Ｒに相対的に動こうとしても、各ユニットＵ１，Ｕ２のヨーク３同士の吸着が強固になっていることから、容易に動くことが抑止され、このため、吸着し合う第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２同士の極面に直交する方向Ｒの互いのずれを防止することができ、互いの位置決め精度の向上を図ることができる。その結果、回転伝動をロスなく確実に行うことができるようになる。

図１５には、実施の形態に係る回転伝動機構を構成する別の機械要素を示している。これは、上記の回転伝動機構の第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２において、Ｄ１＝Ｄ２、Ｔ１＝Ｔ２、Ｋ１≦Ｔ１、Ｋ２≦Ｔ２、Ｋ１＝Ｋ２としている。これによっても、上記と同様の作用，効果を奏する。

図１６には、回転伝動機構を構成する他の機械要素を示す。これは、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の組を複数組（実施の形態では２組）設けるとともに、回転軸１０を一対設け、各組において第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２のうち何れか一方（実施の形態では両組ともに第１永久磁石ユニットＵ１を選択）をその中心軸を軸心とし且つ所定間隔で一方の回転軸１０に設け、各組において第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２のうち何れか他方（実施の形態では両組ともに第２永久磁石ユニットＵ２を選択）をその中心軸を軸心とし且つ所定間隔で他方の回転軸１０に設け、一対の回転軸１０が所定の回転比（実施の形態では１：１）で回転するように各組の第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の吸着部の外径を定めた。即ち、この回転伝動機構の第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２において、Ｄ１＝Ｄ２、Ｔ１＝Ｔ２、Ｋ１≦Ｔ１、Ｋ２≦Ｔ２、Ｋ１＝Ｋ２としている。

これにより、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の組が複数組設けられるので、吸着をより確実にすることができる。また、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の大きさが同じことを条件に、離間状態から配置状態にする際、一方の回転軸１０と他方の回転軸１０とをその軸方向を反転させても、吸着を行うことができるので、位置決めを行うことができる。

図１７には、回転伝動機構を構成するまた他の機械要素を示す。これは、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の組を複数組（実施の形態では２組）設けるとともに、回転軸１０を一対設け、各組において第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２のうち何れか一方（実施の形態では一方の組は第１永久磁石ユニットＵ１を選択、他方の組は第２永久磁石ユニットＵ２を選択）をその中心軸を軸心とし且つ所定間隔で一方の回転軸１０に設け、各組において第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２のうち何れか他方（実施の形態では一方の組は第２永久磁石ユニットＵ２を選択、他方の組は第１永久磁石ユニットＵ１を選択）をその中心軸を軸心とし且つ所定間隔で他方の回転軸１０に設け、一対の回転軸１０が所定の回転比（実施の形態では１：１）で回転するように各組の第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の吸着部の外径を定めた。即ち、この回転伝動機構の第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２において、Ｄ１＝Ｄ２、Ｔ１＝Ｔ２、Ｋ１≦Ｔ１、Ｋ２≦Ｔ２、Ｋ１＝Ｋ２としている。

これにより、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の組が複数組設けられるので、吸着をより確実にすることができる。また、図１７（ａ）に示すように、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２が吸着する関係にあっても、図１７（ｂ）に示すように、一方の回転軸１０と他方の回転軸１０とを永久磁石ユニットの軸方向を反転させて離間状態から配置状態にした場合、第１永久磁石ユニットＵ１同士、または、第２永久磁石ユニットＵ２同士の組み合わせが生じると、互いに反発しあうので、位置決めを行うことができない。そのため、誤装着を防ぐことができる装置に利用することができる。
また、図１８に示すように、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の組を２組設けた回転伝動機構を構成する場合、回転軸１０にねじれが生じても、ヨーク３の中心同士が吸着するので、駆動を伝達することができる。回転軸１０のセンターＰは変化しない。

尚、上述した実施の形態に係る回転伝動機構を構成する機械要素においては、図６に示すように、第１永久磁石ユニットＵ１のヨーク３の外周部を第１永久磁石ユニットＵ１の一対の永久磁石１の外側面から外方に突出した凸部４に形成し、第２永久磁石ユニットＵ２のヨーク３の外周部を第２永久磁石ユニットＵ２の一対の永久磁石１の外側面から外方に突出した凸部４に形成して良く、適宜変更して差支えない。この場合、ヨーク３の外周部である凸部４を、ヨーク３が設けられる永久磁石１の極面に直交する面での断面が頂部を有した左右対称形状になるように形成し、例えば、図９に示すように、凸部４を、円弧形状に形成し、あるいは、台形状に形成する。また、ヨーク３の凸部４の突出幅をヨーク３の厚さの１／２以下にする。これにより、回転伝動機構の場合、図６に示すように、例えば、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の中心がずれて磁力により吸引し吸着しても、回転すると、クラウン効果によってヨーク３の中心軸が同軸に整合するようになる。

尚また、上述した実施の形態に係る回転伝動機構を構成する機械要素においては、図７に示すように、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の何れか一方のヨーク３の外周部を何れか一方（図７では第１永久磁石ユニットＵ１）の一対の永久磁石１の外側面から外方に突出した凸部４に形成し、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の何れか他方のヨーク３の外周部を何れか一方（第１永久磁石ユニットＵ１）のヨーク３の外周部である凸部４が係合するように何れか他方（図７では第２永久磁石ユニットＵ２）の一対の永久磁石１の外側面から内方に凹んだ凹部５に形成して良く、適宜変更して差支えない。ヨーク３の外周部である凸部４は、上記と同様に、ヨーク３が設けられる永久磁石１の極面に直交する面での断面が頂部を有した左右対称形状になるように形成する。また、ヨーク３の凸部４の突出幅をヨーク３の厚さの１／２以下にする。凹部５は凸部４に対応した形状に形成される。図７に示すように、凸部４が凹部５に係合するのでヨーク３同士の吸着が確実になる。また、図８に示すように、吸着し合う第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の軸同士のねじれに対応する場合には、凹部５の曲率を大きく設定し、許容度を大きくすることができる。

図１９には、本発明の実施の形態に係る直線−回転伝動機構を構成する機械要素を示している。これは、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の何れか一方（実施の形態では第１永久磁石ユニットＵ１）において、何れか他方の外側面と接触する外側面を、その永久磁石１の極面に直交する中心軸を有した円周上に形成し、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の何れか他方（実施の形態では第２永久磁石ユニットＵ２）を、その永久磁石１の極面に沿って延びる直状に形成したものである。そして、第１永久磁石ユニットＵ１を、永久磁石１の極面に直交する中心軸を有した円柱状に形成するとともに、中心軸を中心に回転軸１０を介して回転可能にしている。また、第２永久磁石ユニットＵ２を、その直状方向に沿って直線運動可能に設け、第２永久磁石ユニットＵ２の第１永久磁石ユニットＵ１に吸着する外側面を、直状方向に沿い第１永久磁石ユニットＵ１が転動する平面状に形成し、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の組により、直線−回転伝動機構を構成している。

図２０には、本発明の実施の形態に係るカム機構を構成する機械要素を示している。これは、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の何れか一方（実施の形態では第２永久磁石ユニットＵ２）を、カムとして構成し、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の何れか他方（実施の形態では第１永久磁石ユニットＵ１）を、その中心軸を中心に回転軸１０を介して回転可能にするとともに、第２永久磁石ユニットＵ２によって直線運動させられるカムフォロアとして構成している。第１永久磁石ユニットＵ１は、永久磁石１の極面に直交する中心軸を有した円柱状に形成され、第２永久磁石ユニットＵ２は、永久磁石１の極面に直交する回転軸１１を有し外側面をカム面とし回転軸１１を中心とした回転により第１永久磁石ユニットＵ１を上下動させる。

図２１には、本発明の実施の形態に係るカム機構を構成する別の機械要素を示している。これは、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の何れか一方（実施の形態では第２永久磁石ユニットＵ２）を、カムとして構成し、第１永久磁石ユニットＵ１及び第２永久磁石ユニットＵ２の何れか他方（実施の形態では第１永久磁石ユニットＵ１）を、その中心軸を中心に回転軸１０を介して回転可能にするとともに、第２永久磁石ユニットＵ２によって直線運動させられるカムフォロアとして構成している。第１永久磁石ユニットＵ１を永久磁石１の極面に直交する中心軸を有した円柱状に形成するとともに上下動可能にしてカムフォロアとして構成し、第２永久磁石ユニットＵ２を、その永久磁石１の極面に沿って延びる直状に形成するとともに第１永久磁石ユニットＵ１に対する吸着面を凹凸状のカム面に形成して一方向に直線運動するカムとして構成している。

尚、上記実施の形態の回転伝動機構を構成する機械要素において、Ｄ１＝Ｄ２としたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、Ｄ１≠Ｄ２にして、増速あるいは減速の回転伝動機構にして良い。また、直線―回転伝動機構やカム機構においても、各永久磁石ユニットＵ１，Ｕ２のヨーク３を夫々凸部として吸着させるようにし、あるいは、凸部と凹部にして吸着させるようにしても良く、適宜変更して差支えない。更に、永久磁石１の形状や大きさ、ヨーク３の形状や大きさは上述したものに限定されるものではなく、適宜変更して差支えない。要するに、本発明は、上述した本発明の実施の形態に限定されず、当業者は、本発明の新規な教示及び効果から実質的に離れることなく、これら例示である実施の形態に多くの変更を加えることが容易であり、これらの多くの変更は本発明の範囲に含まれる。

本発明によれば、動力伝動機構を構成しうる機械要素として、利用，活用を図ることができ、極めて有用である。

Ｕ１第１永久磁石ユニット
Ｕ２第２永久磁石ユニット
１永久磁石
２境界部
３ヨーク
４凸部
５凹部
６支持体
１０回転軸
１１回転軸

Claims

動力伝動機構を構成する機械要素において、
Ｎ極面及びＳ極面を有した一対の板状の永久磁石を、これらのＮ極面同士を磁性体からなる板状のヨークを介して対峙させた状態で、対向する当該Ｎ極面同士を上記ヨークに接触させて結合し該ヨークの外周面に磁力を集中させる第１永久磁石ユニットと、
Ｎ極面及びＳ極面を有した一対の板状の永久磁石を、これらのＳ極面同士を磁性体からなる板状のヨークを介して対峙させた状態で、対向する当該Ｓ極面同士を上記ヨークに接触させて結合し該ヨークの外周面に磁力を集中させる第２永久磁石ユニットとを備え、
上記第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットは、該各ユニットにおける一対の永久磁石の境界部を構成するヨークの外周面が現れる外側面同士を対面させて配置され、上記ヨークの外周面の一部同士が接触する配置状態において、該各ユニットの上記磁力が集中したヨークの外周面同士が接近吸着しており、
上記第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットの少なくとも何れかを、上記各ユニットのヨークの外周面の一部同士が接触しながら回転可能であるとともに、
上記第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットの何れか一方の駆動を、上記第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットの何れか他方に対して、伝達するようにしたことを特徴とする機械要素。
上記第１永久磁石ユニットの一対の永久磁石の極面方向に直交する方向から見た形状及び大きさを同じにするとともに、該第１永久磁石ユニットの一対の永久磁石の厚さを同じにし、
上記第２永久磁石ユニットの一対の永久磁石の極面方向に直交する方向から見た形状及び大きさを同じにするとともに、該第２永久磁石ユニットの一対の永久磁石の厚さを同じにしたことを特徴とする請求項１記載の機械要素。
上記第１永久磁石ユニットの永久磁石の厚さをＴ１、上記第２永久磁石ユニットの永久磁石の厚さをＴ２としたとき、Ｔ１：Ｔ２＝１：（１〜２）、若しくは、Ｔ１：Ｔ２＝（１〜２）：１にしたことを特徴とする請求項２記載の機械要素。
上記第１永久磁石ユニットのヨークの厚さをＫ１、上記第２永久磁石ユニットのヨークの厚さをＫ２としたとき、Ｋ１≦Ｔ１、Ｋ２≦Ｔ２にしたことを特徴とする請求項３記載の機械要素。
上記第１永久磁石ユニットのヨークの外周部を該第１永久磁石ユニットの一対の永久磁石の外側面から外方に突出した凸部に形成し、
上記第２永久磁石ユニットのヨークの外周部を該第２永久磁石ユニットの一対の永久磁石の外側面から外方に突出した凸部に形成したことを特徴とする請求項１乃至４何れかに記載の機械要素。
上記第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットの何れか一方のヨークの外周部を該何れか一方の一対の永久磁石の外側面から外方に突出した凸部に形成し、
上記第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットの何れか他方のヨークの外周部を上記何れか一方のヨークの外周部である凸部が係合するように該何れか他方の一対の永久磁石の外側面から内方に凹んだ凹部に形成したことを特徴とする請求項１乃至４何れかに記載の機械要素。
上記ヨークの外周部である凸部を、該ヨークが設けられる永久磁石の極面に直交する面での断面が頂部を有した左右対称形状になるように形成したことを特徴とする請求項５または６記載の機械要素。
上記ヨークの凸部の突出幅を当該ヨークの厚さの１／２以下にしたことを特徴とする請求項７記載の機械要素。
上記第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットを、互いに離間した離間状態を取りうる構成とし、該離間状態から上記配置状態にしうることを特徴とする請求項１乃至８何れかに記載の機械要素。
上記第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットの組を複数組設けるとともに、一対の支持体を設け、各組において第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットのうち何れか一方を所定間隔で上記一方の支持体に設け、各組において第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットのうち何れか他方を所定間隔で上記他方の支持体に設けたことを特徴とする請求項９記載の機械要素。
上記第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットの何れか一方において、何れか他方の外側面と接触する外側面を、その永久磁石の極面に直交する中心軸を有した円周上に形成し、
上記第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットの何れか他方において、何れか一方の外側面と接触する外側面を、その永久磁石の極面に直交する中心軸を有した円周上に形成し、
上記第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットを、夫々、これらの中心軸を中心に回転可能にし、該第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットの組により、回転伝動機構を構成したことを特徴とする請求項１乃至１０何れかに記載の機械要素。
上記第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットの組を複数組設けるとともに、支持体としての回転軸を一対設け、各組において第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットのうち何れか一方をその中心軸を軸心とし且つ所定間隔で上記一方の回転軸に設け、各組において第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットのうち何れか他方をその中心軸を軸心とし且つ所定間隔で上記他方の回転軸に設け、上記一対の回転軸が所定の回転比で回転するように該各組の第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットの吸着する外側面の外径を定めたことを特徴とする請求項１１記載の機械要素。
上記第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットの何れか一方において、何れか他方の外側面と接触する外側面を、その永久磁石の極面に直交する中心軸を有した円周上に形成するとともに、その中心軸を中心に回転可能にし、
上記第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットの何れか他方を、その永久磁石の極面に沿う方向に直状に形成するとともに、その直状方向に沿って直線運動可能に設け、該他方の上記一方に吸着する外側面を該直状方向に沿い上記一方のユニットが転動する平面状に形成し、該第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットの組により、直線−回転伝動機構を構成したことを特徴とする請求項１乃至１０何れかに記載の機械要素。
上記第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットの何れか一方を、カムとし、上記第１永久磁石ユニット及び第２永久磁石ユニットの何れか他方を、上記ユニットの一方によって直線運動させられるカムフォロアとしたカム機構を構成したことを特徴とする請求項１乃至１０何れかに記載の機械要素。