JPH08317629A

JPH08317629A - 磁気動力伝達機構

Info

Publication number: JPH08317629A
Application number: JP12025095A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Sudo; 慎一須藤
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1995-05-18
Filing date: 1995-05-18
Publication date: 1996-11-29

Abstract

(57)【要約】【目的】簡易な構造で、且つ、相互に非接触で、一定
の動力を伝達することができる磁気動力伝達機構を提供
すること。【構成】扇形に形成した複数の扇形マグネット板を組
み合わせることにより構成される円板マグネット１，２
を少なくとも二つ備え、この円板マグネット１，２を円
周方向に沿って交互に極性が反転するように構成すると
ともに、これら各円板マグネット１，２を相互に近接さ
せ、前記各円板マグネット１，２を回転自在に支持す
る。また、各円板マグネット１，２は、円周方向に沿っ
て少なくとも２極以上の極数を備える。また、各円板マ
グネット１，２を、その回転面が相互に平行となるよう
に構成するとともに、その回転面を相互にずらして配置
する。更には、各円板マグネット１，２を、その回転面
が相互に平行とならないように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気力を用いた磁気動
力伝達機構に係り、特に、低負荷や低速回転下または粉
塵等を嫌う環境下で動力伝達を行う汎用の磁気動力伝達
機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、回転動力伝達機構において、
通常の歯車機構以外に、マグネットを利用した伝達機構
として、図４乃至図６に示すものがある。

【０００３】先ず、図４または図５に示す従来例（例え
ば特開平１−１８４２７７号公報）において、回転円板
８には、周端部に複数の凹凸の磁極歯９を有している。
この回転円板８の磁極歯９に対向して設置された固定円
板１０には、その周端部に沿って複数個の磁石１１が配
設されている。また、回転円板８は、軸１２により回転
自在となっている。この軸１２を取り付けた大型円板１
３は、固定円板１０と同一中心を持ち、大型円板１３の
中心軸１４は、モータ１５と連結されている。

【０００４】次に、この従来例の動作について説明する
と、モータ１５に電圧が印加されると、中心軸１４によ
って連結された大型円板１３が回転する。このとき、回
転円板８に配置された磁極歯９と、固定円板１０に配置
された磁石１１とは互いに引き合っている。このため、
大型円板１３の回転に合わせて回転円板８は、軸１２を
中心として回転を始め、固定円板１０と回転円板８の間
で動力が伝達されることになる。即ち、上記構成要素に
より、遊星歯車による動力伝達機構が構成されている。

【０００５】また、他の従来例としては、図６に示すも
の（例えば特開平１−１６４８６１号公報）がある。こ
の従来例は、非接触で動力を伝達する方法として、外部
から導入した磁場によって生じるマイスナー効果を利用
したものである。

【０００６】図６において、上側歯車１６と下側歯車１
７は超電導体歯車の動作をするよう構成されている。そ
して、これら各歯車１６，１７の近接領域に所定の磁場
Ｈを発生させるための磁石１８ａ，１８ｂが設けられて
いる。この磁石１８ａ，１８ｂにより、上側歯車１６と
下側歯車１７の間の所定の強さの磁場Ｈを発生させる
と、上側歯車１６と下側歯車１７は、マイスナー効果に
よって反発するため、両歯車１６，１７の間で機械的に
非接触で動力が伝達される。

【０００７】

【発明を解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、以下のような不都合を生じていた。即
ち、図４及び図５に示す従来例では、動力伝達機構を構
成するために、多数のマグネットを必要とするためコス
トが上昇する。また、構成要素が多数となるため、相互
に対向する磁極歯同志の距離が安定せず、各円板同士を
近接させることが困難であった。このため、動力の伝達
が適切に行われない、という不都合を生じていた。

【０００８】また、図６に示す他の従来例では、歯車の
歯方向と平行な磁場を必要とするため、各歯車の回転軸
方向両側に所定の磁石を設置する必要が生じ、動力伝達
装置を小型に構成することが物理的に困難である、とい
う不都合を生じていた。また、構成要素として歯車形状
の部材を利用しているために、回転動力の伝達方向に制
限ができてしまう。即ち、動力を適切に伝達するために
は、各歯車の相対的な角度が一定の値の範囲内でなけれ
ばならない、という不都合を生じていた。更には、歯車
形状に加工するために、複数の加工行程が必要となり、
製造コストが上昇する、という不都合も生じていた。

【０００９】

【発明の目的】本発明は、上記各従来例の有する不都合
を改善し、特に、簡易な構造で、且つ、相互に非接触
で、一定の動力を伝達することができる磁気動力伝達機
構を提供することを、その目的とする。

【００１０】

【発明を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１記載の発明では、扇形に形成した複数
の扇形マグネット板を組み合わせることにより構成され
る円板マグネットを少なくとも二つ備え、この円板マグ
ネットを円周方向に沿って交互に極性が反転するように
構成するとともに、これら各円板マグネットを相互に近
接させ、前記各円板マグネットを回転自在に支持すると
いう構成を採っている。

【００１１】また、請求項２記載の発明では、各円板マ
グネットに、円周方向に沿って少なくとも２極以上の極
数を備えるという構成を採り、その他の構成は請求項１
記載の発明と同様である。

【００１２】また、請求項３記載の発明では、各円板マ
グネットを、その回転面が相互に平行となるように構成
するとともに、その回転面を相互にずらして配置すると
いう構成を採り、その他の構成は請求項１または２記載
の発明と同様である。

【００１３】更に、請求項４記載の発明では、各円板マ
グネットを、その回転面が相互に平行とならないように
構成し、その他の構成は請求項１または２記載の発明と
同様である。

【００１４】

【作用】先ず、請求項１または２記載の発明では、扇形
に形成した複数の扇形マグネット板を組み合わせること
により構成される円板マグネットを少なくとも二つ備
え、この円板マグネットを円周方向に沿って交互に極性
が反転するように構成するとともに、これら各円板マグ
ネットを相互に近接させ、各円板マグネットを回転自在
に支持した。このとき、一方の円板マグネットが回転す
ると、各円板マグネットの円周部にあって相互に近接す
る部分の磁石の内、異なる極性を有する部分同士が引き
合い、他方の円板マグネットも従動する。これによっ
て、一方の円板マグネットの回転運動が、他方の円板マ
グネットに非接触で伝達され、結果として、動力が伝達
される。

【００１５】また、請求項３記載の発明では、各円板マ
グネットを、その回転面が相互に平行となるように構成
するとともに、その回転面を相互にずらして配置した。
このとき、一方の回転円板が回転すると、相互に異なる
極性を有する磁石同士が引き合い、他方の円板マグネッ
トも回転する。特に、各円板マグネットの回転面がずれ
ているので、各円板マグネットの回転軸の相互間距離の
自由度が大きい。このため、各円板マグネットを相互に
近接させることができ、対応する各扇形の磁石が大きな
面積で引き合うこととなる。この結果、磁気力によって
大きな動力が伝達される。

【００１６】さらに、請求項４記載の発明では、各円板
マグネットを、その回転面が相互に平行とならないよう
に構成した。このとき、一方の円板マグネットが回転す
ると、近接して配設されている他方の円板マグネットも
磁気力により回転する。特に、一方の円板マグネットと
他方の円板マグネットの回転面が平行でなくても、非接
触で動力を伝達するので、動力伝達機構を構成する場合
にも、その自由度が向上する。

【００１７】

【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明する
と、先ず、図１は、第１実施例を示す。本実施例におい
て、符号１は主動側円板マグネットを示し、符号２は、
従動側円板マグネットをそれぞれ示す。ここで、各円板
マグネット１及び２は、同一の大きさ及び形状を備えた
複数の扇形の永久磁石が組み合わされることによりより
構成されている。そして、各円板マグネット１，２は、
その円周方向に沿って極性が交互に反転するように構成
されている。

【００１８】これらをより詳細に説明すると、主動側の
円板マグネット１は、その磁気的極性が円周方向に沿っ
て交互に反転するように、四つの扇形形状の領域から構
成されている。即ち、Ｓ極が二領域とＮ極が同様に二領
域となっている。そして、これらの複数の扇形の領域が
組み合わされることにより、略円形の円板マグネットが
構成されている。

【００１９】円板マグネット１には、その下面の中心部
にモータシャフト３が接着されている。このモータシャ
フト３は、円板マグネット１に駆動力を伝達するための
ものであり、動力を発生させるための駆動モータ４に連
結されている。また、駆動モータ４には、外部から駆動
モータ４を駆動するための電流を供給する電源線（図示
略）が接続されている。更に、駆動モータ４は、シャー
シ５に固定されている。

【００２０】また、従動側円板マグネット２も、上記主
動側円板マグネット１と同様に構成されている。即ち、
従動側円板マグネット２は、その磁気的極性が円周方向
に沿って交互に反転するように、六つの扇形形状の領域
から構成されている。このため、Ｓ極が三領域とＮ極が
同様に三領域となっている。そして、これらの複数の扇
形の領域が組み合わされることにより、略円形の円板マ
グネット２が構成されている。

【００２１】従動側円板マグネット２の中心部には、所
定の大きさの貫通孔が形成され、この貫通孔にはメタル
軸受６が装着されている。また、このメタル軸受６に
は、僅かな間隙を有して回転軸７が貫通している。この
回転軸７は、モータシャフト３に対して、円板マグネッ
ト１の半径に微小距離を加えた距離だけ離間した位置で
シャーシ５に固定されている。

【００２２】以上のように構成された磁気動力伝達機構
の動作を図１に基づいて説明すると、駆動モータ４に電
圧が印加され円板マグネット１が回転すると、主動側円
板マグネット１の円周部が有する極性と、従動側円板マ
グネット２の円周部が有する極性により生じる磁気力に
基づいて、従動側円板マグネット２に動力が伝達され
る。これにより、従動側円板マグネット２が回転を始め
る。

【００２３】ここで、本実施例では、主動側円板マグネ
ット１と従動側円板マグネット２は、上述の如く、それ
ぞれ磁気極性が四領域及び六領域に分割されているの
で、主動側円板マグネット１と従動側円板マグネット２
との回転数比は、３：２となる。従って、この領域を適
切に分割することにより、任意の回転数比を簡易な構造
で実現することができる。

【００２４】次に、第２実施例を図２に基づいて説明す
ると、本実施例では、主動側円板マグネット１ａと従動
側円板マグネット２ａのそれぞれの回転面が段違いとな
るように構成されている。そして、それぞれの磁石部
が、僅かの間隙を有して上下方向に重なるように近接し
ている。従って、上述した第１実施例と比較して、モー
タシャフト３と回転軸７の相互間距離の設計の自由度が
向上する。

【００２５】また、主動側円板マグネット１ａと従動側
円板マグネット２ａとは、相互に広い面積で磁気力を発
生するので、大きな動力を伝達することができる。

【００２６】更に、第３実施例を図３に基づいて説明す
ると、本実施例では、回転軸７がモータシャフト３に対
して角度を持つように設置されている。このように構成
することにより、簡易な構造で、立体的な動力伝達を可
能にすることができる。即ち、従来の歯車機構によっ
て、図３のような動力伝達機構を実現しようとすると、
歯の形状を複雑に加工しなければならない。しかし、本
実施例では、簡易な形状の円板マグネット１ｂ，２ｂを
装備することにより、一定の動力を伝達できる磁気動力
伝達機構を提供することができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成され機能
し、特に、請求項１または２記載の発明によれば、扇形
に形成した複数の扇形マグネット板を組み合わせること
により構成される円板マグネットを少なくとも二つ備
え、この円板マグネットを円周方向に沿って交互に極性
が反転するように構成するとともに、これら各円板マグ
ネットを相互に近接させ、各円板マグネットを回転自在
に支持した。このため、動力を伝達する場合でも、各円
板マグネットが相互に離間しているので、構成部材が摩
耗することもなく、また、部材同士の接触による騒音も
発生せず、更には、部材の接触による粉塵も発生しな
い、という優れた効果を生じる。

【００２８】また、上記のように、磁気動力伝達機構の
構成要素である円板マグネットが、相互に離間している
ので、一方の円板マグネットに大きな回転力や負荷が加
わった場合でも、他方の円板マグネットには直接動力が
伝達されない。このため、各円板マグネットの相互間
で、回転力や負荷の大きな変動が適切に吸収される、と
いう優れた効果を生じる。

【００２９】更には、各円板マグネットを適切に等分割
された扇形マグネットにより構成することで、磁気動力
伝達機構の回転比を簡易な構造で自由に変更することが
できる、という優れた効果を生じる。しかも、歯車の形
状を必要としないため、従来の歯車のように、ギヤ間ピ
ッチやモジュールに拘束されることのない自由な設計が
可能となる。

【００３０】また、請求項３または４記載の発明によれ
ば、動力を伝達する構成要素の配置の自由度が飛躍的に
向上する。特に、円板マグネットの回転面を同一平面上
に配置する必要もなく、また、平行に配置する必要もな
い。このため、従来の歯車を用いた動力伝達機構と比較
して、立体的な動力伝達をより簡易な構造で提供するこ
とができる、という効果を生じる。

【００３１】また、歯車機構による動力伝達時に生じる
摩擦等も発生せず、更には、立体的な動力伝達機構を実
現する場合でも、構成要素を複雑な形状に加工する必要
もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。

【図２】本発明の第２実施例を示す斜視図である。

【図３】本発明の第３実施例を示す斜視図である。

【図４】従来例を示す正面図である。

【図５】図４に開示した従来例のＡ−Ａ線における断面
図断面図を示す。

【図６】他の従来例を示す正面図である。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ円板マグネット（主動側円板マグネッ
ト）２，２ａ，２ｂ円板マグネット（従動側円板マグネッ
ト）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】扇形に形成した複数の扇形マグネット板
を組み合わせることにより構成される円板マグネットを
少なくとも二つ備え、この円板マグネットを円周方向に
沿って交互に極性が反転するように構成するとともに、
これら各円板マグネットを相互に近接させ、前記各円板
マグネットを回転自在に支持したことを特徴とする磁気
動力伝達機構。
【請求項２】前記各円板マグネットは、円周方向に沿
って少なくとも２極以上の極数を有することを特徴とす
る請求項１記載の磁気動力伝達機構。
【請求項３】前記各円板マグネットを、その回転面が
相互に平行となるように構成するとともに、その回転面
を相互にずらして配置したことを特徴とする請求項１ま
たは２記載の磁気動力伝達機構。
【請求項４】前記各円板マグネットを、その回転面が
相互に平行とならないように構成したことを特徴とする
請求項１または２記載の磁気動力伝達機構。