JPH06197520A - 動力伝達機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 二つの磁石の他に磁力伝達用のヨークを追加
することで磁気伝達機構における伝達トルクの向上、回
転むらの低減、効率の向上、省スペース化をはかる。 【構成】 駆動側磁石１１の回転による磁力の変化をヨ
ーク１２ａ，１２ｂを用いて従動側磁石１３に伝え、該
従動側磁石１３を回転させる動力伝達機構である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回転運動を伝達する機構
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の回転運動の伝達機構としては歯
車、ベルト、チェーン、プロペラシャフト等があり世の
中で広く用いられている。また回転運動の向きを変える
機構としてはかさ歯車、ウォーム歯車、ユニバーサルジ
ョイント等が利用されている。これらは機械的な接触に
よって動力伝達を行なうために信頼性の高い機構である
といえる。また、これらに変わる動力伝達機構として特
開昭５７−１３４０６６等によって図１１に示すような
磁気伝達機構というものが提案されている。これは、以
前のような機械的に接触して動力を伝達する機構とは異
なり、二つの磁石の間に働く磁力によって非接触で動力
を伝達するもので、理論上無音で動力を伝達することが
可能である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来から使用箇所を問
わずに広く用いられている歯車は、その構造上動力の伝
達の際には面同士の当たりや擦れによって生じる騒音を
消すことはできない。その回転が高速であればあるほど
そこから生じる音は高い音となり耳障りな音となる。最
近の自動化されたカメラは撮影に際してパワーズーム、
ＡＦ、シャッタ、フィルム給送等と何回もモータの高速
回転の出力を歯車で大きく減速して使用する。しかしそ
の度に“ジージー”と高い音を立てるので赤ちゃんの寝
顔を撮りたいような場面でもシャッタを切ることをため
らわせ、折角の撮影シーンを諦めざるを得ない場面が多
々あり改善が求められている。

【０００４】また、理論上無音で動力伝達を行なえる磁
気伝達機構にもまた問題がある。変速を行なわず、無理
な力が加わった時にスリップさせるだけの磁気継手であ
れば図１２に示すような構成のものとし、円柱形の磁石
の底面同士を全て対向させることで磁極同士の対向面積
を広く取れるため、大きな伝達トルクを伝えることがで
きる。しかしながら、図１１に示すように磁極の数の違
いによって減速を行なう磁気減速機構の場合には円柱形
の磁石の側面同士のみもしくは底面の一部同士しか対向
させることができないために、動力伝達に寄与しない磁
極が多数生じ磁力の無駄が非常に多くなってしまう。そ
のために伝達トルクを高めようとすると磁石を高さ方向
に大きくする必要があり、また用いる磁石も高価なもの
を用いる必要がある。

【０００５】さらに、磁気伝達機構に用いる磁石は磁力
や大きさ等の関係から歯車であれば十数歯で構成すると
ころを二極や四極の磁石によって構成する。そのため
に、側面接触による磁気伝達機構では激しい回転むらが
発生する。このために磁気伝達機構部のみではほぼ無音
の伝達機構を構成しても、その出力をさらに歯車によっ
て伝達しようとすると、そこから“ばたばた”という激
しい音を発生してしまう。

【０００６】このように、従来の磁気伝達機構はその伝
達トルクの低さと回転むらの大きさにおいて大きな問題
を抱えていた。

【０００７】また、動力伝達機構に求められるもう一つ
の役割は力を遠くに伝えたり、その方向を変えることで
ある。従来力を遠くに伝達するためには、アイドラギア
を多くつなげたり、ベルトによって伝えたりしていた。
しかし歯車を多くつなげたり、動力伝達機構に弾性部材
を用いることはトルクの伝達効率の低下を招いてしま
う。そのためにカメラでは、モータのそばのスプール軸
を回転させる場合とモータから離れたフィルム軸を回転
させる場合には後者の方が減速比を大きくとっており、
歯車の枚数増加や巻戻しスピードの低下を招くこととな
っている。だからといって大きな歯車二枚で遠くに動力
伝達を行なうことは、スペースの限られたカメラの内部
では不可能である。そこで、高効率、省スペースで遠方
にトルクを伝えたり、回転方向を変えることのできる機
構が求められている。

【０００８】以上述べてきたように、本発明は磁気伝達
機構における伝達トルクの向上、回転むらの低減、効率
の向上、省スペース化等を目的とした発明である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明においては、磁気
伝達機構を二つの磁石の他に磁力伝達用のヨークを追加
することで前記目的の達成を果たしている。

【００１０】前記した通り、円柱形の磁石の側面を対向
させた磁気伝達機構においては、磁石の磁極の中でも動
力伝達に寄与していない磁極が多数存在する。二つの磁
石のこのような磁極同士を磁力が有効に働くようにヨー
クで結ぶことによって動力伝達に有効に働く磁力が増え
伝達トルクの向上を図ることができる。

【００１１】また、伝達トルクは磁石の回転角に対して
定常的に変動している。そこで、磁石同士の対向した場
所やヨークによって結ばれた場所の伝達トルクの最大値
となる位相が等間隔に現れるようにずらしてやることで
回転むらを低減することができる。

【００１２】さらに、磁石同士を磁力が働かないくらい
に十分離してもこれらの間を複数のヨークでつなぐこと
で歯車を連ねるよりも高効率に回転運動を伝達すること
が可能となる。また、この際に用いるヨークは十分な断
面積さえ持っていれば形状には自由度が高いために、歯
車列に対してスペースを有効に利用することもできる。

【００１３】また、極数の少ない小さい磁石と多極の大
きい磁石を同軸におき、これらを複数のヨークで結んだ
構成とすると、同軸の減速機構となりこれはカメラのス
プール軸の中にモータを置くような構成に対してスペー
ス効率の高い減速機構となる。

【００１４】以上のようにして、本発明は磁気伝達機構
の課題である伝達トルクの向上、回転むらの低減、効率
の向上、省スペース化を達成している。

【００１５】

【実施例】本発明の実施例は大別して三つのグループに
分けることができる。

【００１６】第一のグループは第一から第四の実施例で
ありこれは二つの磁石同士が直接磁力を作用しあうよう
に配置し、さらに伝達トルクに影響を及ぼさない磁極面
同士をヨークで結んだものである。

【００１７】第二のグループは第五から第七の実施例
で、これらは二つの磁石があまり磁気的に影響を及ぼさ
ない位の距離を持って配置されておりこの二つの磁石を
ヨークで結ぶことで回転力を遠くに伝えたりその方向を
変えたものである。

【００１８】第三のグループは第八から第十の実施例
で、駆動側と従動側の磁石が同軸に配置されこれらをヨ
ークで結ぶことで同軸の減速系を構成している。

【００１９】以下に各実施例について個々に説明する。

【００２０】（第一の実施例）図１は第一の実施例を示
す図である。図１において１１は駆動側（原動側）の磁
石、１２ａ，１２ｂはヨーク、１３は従動側の磁石であ
る。これは外接型の磁気伝達機構において対向し動力伝
達に寄与する磁極間のエアギャップをヨークで埋めたも
のである。２つの円の側面を向い合わせるときに十分に
距離の短い部分はほんのわずかしか取れない。磁力は磁
石の距離の二乗に反比例するために、なるべくその距離
は離さない方が良い。そこで主対向部の間のエアギャッ
プを埋めるようにしてヨークを置き磁力を有効に使える
ようにしたものである。

【００２１】（第二の実施例）図２は第二の実施例を示
す図である。図２において２１は駆動側の磁石、２２
ａ，２２ｂはヨーク、２３は従動側の磁石である。これ
は本発明の第一の実施例を内接型の磁気伝達機構として
変形させたものである。

【００２２】（第三の実施例）図３は第三の実施例を示
す図である。図３において３１は駆動側の磁石、３２は
ヨーク、３３は従動側の磁石である。これは駆動側の小
磁石の動力伝達に関与していない磁極面とそれに対応し
た大磁石の動力伝達に関与していない磁極面とをヨーク
で結んだものである。

【００２３】（第四の実施例）図４は第四の実施例を示
す図である。図４において４１は駆動側の磁石、４２
ａ，４２ｂはヨーク、４３は従動側の磁石である。この
実施例はヨークで磁束を伝える部分（副対向部）を二箇
所設け、磁石同士が直接面して磁束を伝え、伝達トルク
を発生する主対向部を含めた三箇所の対向部を持つ。そ
してこれらにおいて最大伝達トルクを発生する位相を２
／３πずつずれるように磁石とヨークの関係を調整した
ものである。このような配置とすると回転角と伝達トル
クの変化の関係は図５のようになる。５１は主対向部に
よって発生する伝達トルク、５２，５３は副対向部によ
って発生する伝達トルクである。一つ一つの対向部が発
生する伝達トルクは正弦波のような波を持ったものであ
るが、この実施例では各対向部の伝達トルクがうまく重
なりあって合成されたトルク５４のような比較的波の小
さいトルクむらの少ないものとなっていることが分か
る。

【００２４】（第五の実施例）図６は第五の実施例を示
す図である。図６において６１は駆動側の磁石、６２
ａ，６２ｂはヨーク、６３は従動側の磁石である。磁気
回路的に十分離れた二つの磁石の磁気回路を二つのヨー
ク６２ａ，６２ｂで接続している。ヨーク形状はその断
面積を磁束に対して十分とればあとは自由である。ま
た、ヨークが二本しかないために与えられたスペースに
対して有効なレイアウトをとることが可能である。

【００２５】（第六の実施例）図７は第六の実施例を示
す図である。図７において７１は駆動側の磁石、７２
ａ，７２ｂ，７２ｃはヨーク、７３は従動側の磁石であ
る。図７は本発明の第五の実施例におけるヨークを三本
に増やしたものである。本発明の第四の実施例と同様な
理論によりこれらのヨークの最大トルクを発生する位相
を２／３πずつずらし回転むらを抑えている。このタイ
プも本発明の第五実施例と同じく歯車を何枚も並べたり
ベルトをかけたりするのに対して高い自由度で配置でき
また高い効率で動力を伝達することができる。また本実
施例によれば高い伝達トルクを回転むらを抑えながら得
ることができる。

【００２６】（第七の実施例）図８は第七の実施例を示
す図である。図８において８１は駆動側の磁石、８２
ａ，８２ｂはヨーク、８３は従動側の磁石である。本実
施例は回転運動の方向を変換するものである。ここでは
ヨーク二本で回転の軸を９０°変換しているが、ヨーク
を増やしたり回転軸の変換量を自在に変えることも可能
である。

【００２７】（第八の実施例）図９は第八の実施例を示
す図である。図９において９１は駆動側の二極の磁石、
９２ａから９２ｄはヨーク、９３は従動側の六極の磁石
である。駆動側磁石９１と従動側磁石９３は同軸に配置
してあり、これらの間に四本のヨークを９０°ごとに配
置してある。二極の磁石と六極の磁石の組み合せの時に
は四本のヨークを配した時が磁石の回転中に常に矛盾な
く磁極が向い合う。この他に不図示ではあるが９２ａか
ら９２ｄまでのヨークの中心にラジアル方向にスリット
を入れても磁界のバランスは保たれる。本実施例によっ
て同軸で静かな減速機構を構成できる。

【００２８】（第九の実施例）図１０は第九の実施例を
示す図である。図１０において１０１は駆動側の二極の
磁石、１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃはヨーク、１０３
は従動側の八極の磁石である。二極の磁石と八極の磁石
の組み合わせであれば三本のヨークを用いて磁気回路を
接続しないと磁石が回転した際に同極同士が対向し伝達
トルクをロスすることになる。

【００２９】（第十の実施例）図１１は第十の実施例を
示す図である。図１１において１１１は駆動側の二極の
磁石、１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃはヨーク、１１３
は従動側の十六極の磁石である。本実施例では磁石１１
１の磁極のピッチに対して磁石１１３の磁極のピッチを
短くし磁石１１３の径が大きくなることを防ぎつつ磁極
の数を増やし減速比を稼いでいる。また、磁石１１３の
磁極のピッチが狭くなり磁力が弱まったことに対してヨ
ーク１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃの磁石１１３側を三
つに分け磁石１１３から得られる磁束の本数を増やして
いる。本実施例によって小型、静か、滑らかで高減速比
を得られる減速機構を構成できる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によって高伝達トルク、低回転む
ら、高効率、そして省スペースな動力伝達機構を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を表す上視図

【図２】本発明の第２の実施例を表す上視図

【図３】本発明の第３の実施例を表す上視図

【図４】本発明の第４の実施例を表す上視図

【図５】本発明の第４の実施例の伝達トルクの変化を表
すグラフ

【図６】本発明の第５の実施例を表す上視図

【図７】本発明の第６の実施例を表す上視図

【図８】本発明の第７の実施例を表す斜視図

【図９】本発明の第８の実施例を表す上視図

【図１０】本発明の第９の実施例を表す上視図

【図１１】本発明の第１０の実施例を表す上視図

【図１２】従来例を表す上視図

【図１３】従来例を表す斜視図

【符号の説明】

１１，２１，３１，４１，６１，７１，８１，９１，１
０１，１１１ 駆動側磁石 １２，２２，３２，４２，６２，７２，８２，９２，１
０２，１１２ ヨーク １３，２３，３３，４３，６３，７３，８３，９３，１
０３，１１３ 従動側磁石

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 永久磁石の磁力を用いて動力を伝達する
   動力伝達機構において、駆動側磁石の回転による磁力の
   変化をヨークを用いて従動側磁石に伝え、該従動側磁石
   を回転させたことを特徴とする動力伝達機構。
2. 【請求項２】 上記駆動側磁石と上記従動側磁石もしく
   は一方の磁石と上記ヨークが対向し、動力伝達に寄与す
   る二つ以上の各部材の最大伝達トルク発生磁気位相が等
   間隔になるように構成したことを特徴とする請求項１記
   載の動力伝達機構。
3. 【請求項３】 上記二つの磁石を同心上に配置したこと
   を特徴とする請求項１又は２記載の動力伝達機構。
4. 【請求項４】 一方の磁石を二極、他方の磁石を六極、
   上記ヨークを四本又は八本としたことを特徴とする請求
   項１又は３記載の動力伝達機構。
5. 【請求項５】 一方の磁石を二極、他方の磁石を八極、
   上記ヨークを三本としたことを特徴とする請求項１又は
   ３記載の動力伝達機構。