回転力伝達装置
【課題】駆動側軸から被駆動側軸へと回転力を伝達する回転力伝達装置であって、従来の構成と異なる構成の回転力伝達装置を提供する。
【解決手段】回転力が付与される第１の軸（駆動軸）の側と、前記回転力が伝達される第２の軸（被駆動側軸）の側との各々に永久磁石が取り付けられ、両永久磁石間に形成される磁気回路により、前記第１及び第２の軸間で回転力を伝達する回転力伝達装置であって、前記駆動軸の側の永久磁石１４１ａのＮ極と前記被駆動軸の側の永久磁石１４３ａのＳ極とが対向しており、前記駆動軸の側の永久磁石１４１ａのＳ極と前記被駆動軸の側の永久磁石１４３ａのＮ極と対向している構成とする。
【解決手段】回転力が付与される第１の軸（駆動軸）の側と、前記回転力が伝達される第２の軸（被駆動側軸）の側との各々に永久磁石が取り付けられ、両永久磁石間に形成される磁気回路により、前記第１及び第２の軸間で回転力を伝達する回転力伝達装置であって、前記駆動軸の側の永久磁石１４１ａのＮ極と前記被駆動軸の側の永久磁石１４３ａのＳ極とが対向しており、前記駆動軸の側の永久磁石１４１ａのＳ極と前記被駆動軸の側の永久磁石１４３ａのＮ極と対向している構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転力伝達装置に関し、特に永久磁石同士の磁気結合により、磁石同士は非接触で回転力を伝達する回転力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁石磁力による動力伝達の非接触化技術は、食料品等の撹拌機やクリーンルームのホイールコンベア等など、比較的高トルクを必要としない産業機器の回転駆動部に積極的に導入が進んでいる。グリースなどの潤滑の必要がなく、磨耗による粉塵もない非接触化技術は、半導体産業やサニタリー産業に最も適する。
【０００３】
しかし、磁気引力、斥力等を利用した非接触トルクは、一般に同径の接触を有する伝達機構のトルクより劣る。また、高い非接触トルクを得るための高磁力の大型磁石を採用すると、機構の大型化は避けられず、動力伝達部の磁気が他の機械電子機器に与える悪影響が懸念される。
【０００４】
磁力による非接触動力伝達技術の一例として、駆動軸とスピンドルとの間を非接触状態で磁気結合させて前記駆動軸側の回転を前記スピンドルに伝達させるスピンドル駆動装置が特許文献１に開示されている。
【０００５】
特許文献２には、磁気力により、駆動軸側のトルクを非接触で被駆動軸側に伝達する装置において、被駆動側軸を径方向に位置ずれさせる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１５３４８９号公報
【０００７】
【特許文献２】特開２００１−１６５１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の第００１６段落及び図２には、Ｎ極とＳ極とを交互に設けて、ラジアル方向の追従性を良くしている旨の記載がある。しかしながら、特許文献１の図３を参照する限り、結局、対向する永久磁石の磁極の様子は、図１３に示す如くであり、図１３に示された駆動側磁石９０１のＮ極、及び被駆動側磁石９０２のＳ極の、各々の裏面、即ち、駆動側磁石９０１のＳ極、及び被駆動側磁石９０２のＮ極からの磁力が回転力伝達に充分に活用されていない、という問題点がある。この点は、特許文献２に記載の技術についても同様と理解される。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであって、上記図１３のような例と異なり、より磁石の磁力の有効活用を図り、効率的に回転力の伝達を図ることが可能となる回転力伝達装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の問題点を解決するために、本発明に係る回転力伝達装置は、回転力が付与される第１の駆動軸の側と、前記回転力が伝達される第２の被駆動軸の側との各々に磁石が取り付けられ、両磁石間に形成される磁気回路により、前記第１及び第２の軸間で回転力を伝達する回転力伝達装置であって、前記第１の軸の側の磁石のＮ極と前記第２の軸の側の磁石のＳ極とが対向し、前記第１の軸の側の磁石のＳ極と前記第２の軸の側の磁石のＮ極とが対向するように配されていることを特徴としている。
【００１１】
本発明の構成によって、より磁石の磁力の有効活用を図り、効率的に回転力の伝達を図ることが可能となる。
【００１２】
前記第１の軸の側、第２の軸の側に、それぞれ複数の磁石が取り付けられ、それぞれが対向するように配されている構成とすることができる。
【００１３】
前記第１の軸の側、第２の軸の側とも、複数の磁石の軸中心からの距離が略等しい構成とすることができる。
【００１４】
前記第１の軸の側の複数の磁石、前記第２の軸の側の複数の磁石のいずれも、Ｓ磁からＮ極への向きが円周方向で同じ向きとなるように配置されている構成とすることができる。このような配置とすることにより、後述する斥力が発生し、伝達可能トルクが大きくなっていると考えられる。もっとも、伝達可能トルクが大きくなる点については、斥力とは異なる要素によることも有り得る。
【００１５】
前記第１の軸の側の磁石と、前記第２の軸の側の磁石との間の磁気引力発生面が円弧状となっている構成とすれば、トルクを有効に伝達すること、相互磁石面積を大きくとることが可能になる。
【００１６】
前記第１の軸の側の磁石、前記第２の軸の側の磁石の少なくとも一方は着脱自在に構成されている構成とすることができる。具体的には、磁石ホルダを設けて当該ホルダを着脱自在とする構成が考えられるが、ホルダを設ける構成に限定されない。このようにすることで、伝達可能トルクの調整が容易となる。
【００１７】
前記第１の軸の側の磁石、前記第２の軸の側の磁石との間には、伝達可能トルクを超えた場合に両軸の間で空回りが生じるように隙間を空けて配されている構成とすれば、トルクリミッタとして使用した場合、オーバートルクで空転した場合に好ましい構成となる。
【００１８】
前記複数の磁石の数が、前記第１の軸の側、第２の軸の側のいずれも、４個以上である構成とすることができる。以下の実施の形態では、６ペア、１２ペアの場合について説明するが、４ペア以上とすれば、円周上略等間隔とすることが容易であり、また略等間隔とした場合に、磁石のサイズ等を調整することで、後述する斥力が発生する可能性が生じると予想される。
【００１９】
前記磁石は、ネオジム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）、ホウ素（Ｂ）、）Ｄｙ（ジスプロシウム）からなる永久磁石であって、残留磁束密度Ｂｒ＝１３００ｍＴ以上である構成とすることができる。ネオジム磁石を用いることで、伝達可能トルクを大きく保ちつつ、磁石を小型軽量とすることが可能となる。
【００２０】
前記第１の軸に取り付けられた磁石と、前記第２の軸に取り付けられた磁石のいずれかとの間で、隣接して配された磁石との間に斥力が働く構成により、駆動側及び被駆動側の間の磁力線Ｘが、駆動側及び被駆動側の両磁石間に集中されることになり、伝達可能トルクが大きくなっていると考えられている。もっとも、伝達可能トルクが大きくなっている理由は、斥力とは異なる可能性も有る。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る回転力伝達装置によると、磁気力により、駆動側磁石と被駆動側磁石との間は非接触として回転力を伝達する回転力伝達装置において、より、磁石の磁力の有効活用を図ることが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施の形態の回転力伝達装置の全体構成について説明するための斜視図である。
【図２】第１の実施の形態における回転力伝達装置１００の側面図である。
【図３】第１の実施の形態における回転力伝達装置１００を駆動側軸１１０の側から見た平面図である。
【図４】第１の本実施の形態における回転力伝達装置１００の断面（端面）を表す図であり、回転力伝達機構１２０の様子について、より詳細に説明するための図である。
【図５】第１の実施の形態における永久磁石配置について説明するための模式図である。
【図６】第１の実施の形態における永久磁石ペアのサイズ、位置関係等について説明するための模式図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の回転力伝達装置２００の斜視図である。
【図８】第２の実施の形態における回転力伝達装置２００の側面図である。
【図９】第２の実施の形態における回転力伝達装置２００を駆動側軸２１０の側から見た平面図である。
【図１０】第２の実施の形態における回転力伝達装置２００において、駆動側軸２１０及び被駆動側軸２３０の軸方向中央を含む断面（端面）を示す図である。
【図１１】第２の実施の形態における永久磁石ペアの一つ（例えば２１４ａ及２２７ａ）を例として、そのサイズ、形状、位置関係等について、より詳細に説明するための模式図である。
【図１２】第１の実施の形態、第２の実施の形態における永久磁石ペアの磁力線について説明するための模式図である。
【図１３】背景技術における、対向する永久磁石の磁極の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における回転力伝達装置１００の全体構成について説明するための斜視図である。また、図２は、本実施の形態における回転力伝達装置１００の側面図、図３は、回転力伝達装置１００を駆動側軸１１０の側から見た平面図である。回転力伝達装置１００は、駆動側軸１１０の回転力を被駆動側軸１３０に伝達する回転力伝達機構１２０を備えている。
【００２４】
回転力伝達機構１２０は、駆動側軸１１０とネジ１１１により固着した駆動側伝達板１２１、駆動側伝達板１２１に固着された駆動軸側磁石装着部１２２、本実施の形態では、円周上略等間隔に設けられる６箇所の磁石ホルダ１４２ａ〜１４２ｆが取り付けられた被駆動軸側伝達部１２３とを含んでいる。
【００２５】
駆動軸側磁石装着部１２２には、円周上、略等間隔に６個の永久磁石１４１ａ〜１４１ｆが装着されている。一方、磁石ホルダ１４２ａ〜１４２ｆには、前記した駆動軸側の永久磁石１４１ａ〜１４１ｆと対向するようにして、永久磁石１４３ａ〜１４３ｆが嵌着されている。駆動側の磁石１４１ａ〜１４１ｆ、被駆動側の磁石１４３ａ〜１４３ｆの形状等については後に詳細に説明する。駆動軸１１０側の磁石１４１ａ〜１４１ｆと、磁石ホルダ１４２ａ〜１４２ｆに嵌着された被駆動側磁石とは、各々が対向しており、磁石同士は非接触の状態で、磁石間に生じる磁気回路により、駆動側軸１１０に与えた回転力を被駆動側軸１３０へと伝達する。
【００２６】
図４は、本実施の形態における回転力伝達装置１００の断面を表す図である。具体的には、図３におけるＡ−Ａ線断面の端面を矢印Ａ方向から見た様子を示す図であり、回転力伝達機構１２０の様子について、より詳細に説明するための図である。図４には、図１〜図３では図示を省略したベアリング入りのリング１１２、１３２が、図示されている。駆動側軸１１０にはリング１１２が挿着されており、リング１１２内には、複数のベアリング１１２１が配されている。また、被駆動側軸１３０にはリング１３２が挿着されており、リング１３２内には、複数のベアリング１３２１が配されている。このように駆動側、被駆動側に両側にベアリング入りのリングを挿着することで、両リングを固定した状態で、駆動側軸１１０、被駆動側軸１３０の両者が回転自在となるように構成されている。もっとも、リング１１２、１３２は、必ずしも備えなくても良い。なお、図４は、端面の概略を示す図であるので、図４の奥側に存する磁石１４１ｂ、１４１ｃ等の詳細は図示を省略している。
【００２７】
本実施の形態では、ベアリング１１２１、１３２１、ネジ１１１、１３１についてはステンレス材（ＳＵＳ３０４）により成型されており、他の部分は軽量化、磁石への影響を少なくする等のため、アルミ材（例えば高強度アルミニウム合金Ａ７０７５）が用いられているが、材料がこれらに限定されないことは勿論である。
【００２８】
なお、図４に示されるように、本実施の形態では、駆動側軸１１０と被駆動側軸１３０との間（回転力伝達機構１２０内部）にベアリング１５１、１５２等が介挿されており、図示された如く駆動軸側磁石装着部１２２側に、例えばアルミ管１４１１ａを介して係着された永久磁石１４１ａ、アルミ管１４１１ｄを介して係着された永久磁石１４１ｄが、前記磁石ホルダ１４２ａ、１４２ｄに、それぞれ嵌着された磁石１４３ａ、１４３ｄ（他の被駆動軸側磁石は不図示）との間に生じる磁気回路により、磁石１４１ａと磁石１４３ａ、磁石１４１ｄと磁石１４３ｄ等との間は非接触で、駆動側軸１１０に与えた回転力が被駆動側軸１３０に伝達される構成である。駆動側の磁石１４１ａ〜１４１ｆもホルダに係着して着脱自在の構成とすれば、磁石ペア数を変化させて、容易に限界伝達トルクを調整できる。ベアリング１５１、１５２は、駆動側軸１１０側の磁石１４１ａ〜１４１ｆと、被駆動側軸１３０側の磁石１４３ａ〜１４３ｆとの間の磁力により伝達可能なトルクを超える負荷がかかった場合に、円滑に駆動側軸１１０と被駆動側軸１３０とを回転させる役割を果たす。
【００２９】
図５は、本実施の形態における永久磁石配置について説明するための模式図であり、図６は、本実施の形態における永久磁石ペアのサイズ、位置関係等について説明するための模式図である。
【００３０】
図５に示されるように、被駆動軸側伝達部１２３（図５には不図示）側の磁石ホルダ（例えば図４に示した磁石ホルダ１４２ａ等）に挿着される永久磁石１４３ａ〜１４３ｆは、後述する曲率半径（Ｒ）を有する板状磁石である。一方、駆動軸１１０側の永久磁石１４１ａ〜１４１ｆは、係着穴１４１２ａ〜１４１２ｆに、前記したように、例えばアルミ管（図４参照）を介して駆動軸側磁石装着部１２２に係着される。磁石１４１ａ〜１４１ｆ、磁石１４３ａ〜１４３ｆは、それぞれ、円周上略等間隔となるように、各々対向して配される。図６は、本実施の形態の永久磁石ペアの一つ（例えば１４１ａ及び１４３ａ）を例として、そのサイズ、形状、位置関係等について、より詳細に説明するための正面図（図６（ａ））及び側面図（図６（ｂ））である。
【００３１】
本実施の形態では、永久磁石１４１ａ、及び１４３ａは、いずれもＮｄ（ネオジム）、Ｆｅ（鉄）、Ｂ（ホウ素）、及びＤｙ（ジスプロシウム）からなる磁石であって、その化学成分（重量％）は、Ｎｄ２７〜３０％、Ｆｅ６０〜７０％、Ｂ１〜２％、Ｄｙ２〜８％である磁石を用いた。残留磁束密度Ｂｒ＝１３２０〜１３８０ｍＴ、磁石１４１ａ及び磁石１４３ａの両方を合わせた体積は４５２２ｍｍ３、磁石１４１ａと磁石１４３ａとの間の距離は、本実施の形態における有効面積４３３ｍｍ２の全域にわたって４ｍｍである。磁石１４３ａ外周面の曲率半径Ｒ＝２６（図６（ｂ）参照）、磁石１４３ａ内周面の曲率半径Ｒ＝２３（図６（ｂ）参照）としている。一方、磁石１４１ａにおいて、磁石１４３ａと対向する側の曲率半径Ｒ＝１９（図６（ｂ）参照）としており、両磁石の有効面積の全域にわたって両磁石間の距離を４ｍｍと一定にしている。両磁石間に所定の距離（例えば４ｍｍ）を置くことにより、伝達可能トルクを超えた場合に、トルクリミッタとして円滑に動作する。第２の実施の形態でも同様であるが、磁気引力発生面を円弧状とすることにより、トルクを有効に伝達すること、相互磁石面積を大きくすることが可能となる。残留磁束密度がＢｒ＝１３００ｍＴ以上のネオジム磁石を用いることで、伝達可能トルクを大きく保ちつつ、磁石を小型軽量とすることができる。
【００３２】
さらに、本実施の形態における永久磁石ペアの極性は、図６（ａ）に示される如く、ホルダ側の磁石１４３ａのＮ極が、駆動軸側の磁石１４１ａのＳ極と対向しており、磁石１４３ａのＳ極が、磁石１４１ａのＮ極と対向する構成としている。この点が本件発明の特徴であり、このような磁極の配置により、両磁石のＮ極、Ｓ極からの磁力を有効に活用することが可能となる。
【００３３】
図６（ｂ）に示されるように、磁石１４１ａには、前記したアルミ管が挿通する挿通孔１４１１ａが空けられており、挿通孔１４１１ａの下部、挿通孔１４１１ａの挿通方向に直交する方向の磁石１４１ａの幅は１７ｍｍである。図６（ａ）に示されるように、挿通孔１４１１ａ（図６（ａ）には不図示）の挿通方向に平行な方向の磁石１４１ａの幅は１２ｍｍであり、磁石１４１ａに対向する磁石１４３ａの幅は１８ｍｍとした。以上に詳細に説明した一具体的構成の永久磁石ペアを、図１等に示されるように６箇所設けた場合、伝達可能なトルクは４．５Ｎｍであった。
【００３４】
ちなみに、伝達可能なトルクは、駆動軸、被駆動軸の双方にサーボモータ（駆動軸側モータ及び被駆動軸側モータ）を取り付けて、測定した。当該サーボモータの回転速度及びトルクは、サーボアンプにより制御され、サーボアンプからＲＳ２３２Ｃを介して直接ＰＣに記録されたデータを利用して伝達可能なトルクを求めた。
【００３５】
（実施の形態２）
次に本発明の第２の実施の形態について説明する。図７は、本実施の形態の回転力伝達装置２００の斜視図、図８は側面から見た図であり、図９は、駆動軸２１０の側から見た平面図である。
【００３６】
本実施の形態の回転力伝達装置２００では、永久磁石のペアが１２ペアとなっており、また、永久磁石の形状に工夫を凝らした。それらにより、第１の実施の形態の回転力伝達装置１００と比較しても、より大きいトルク（例えば２５０ｃｃクラスのバイクを動かす際に必要とされるトルクである２０Ｎｍ超程度）を伝達することが可能となったものである。
【００３７】
おおまかな構成は第１の実施の形態とほぼ同様であり、駆動側軸２１０、被駆動側軸２３０の間に回転力伝達部２２０が設けられている。図７の斜視図、図９の平面図に示されるように、永久磁石取り付け用のネジ（２２４ａ〜２２４ｌの１２個）、及びナット（２２５ａ〜２２５ｌの１２個）が、円周上略等間隔に配されており、図７に示される２２２ａ等の部分に、１２箇所の永久磁石ペアが配されている。
【００３８】
図１０は、回転力伝達装置２００において、駆動側軸２１０及び被駆動側軸２３０の軸方向中央を含む一断面を示す模式図である。より具体的には、図９におけるＢ−Ｂ線断面を矢印Ｂ方向から見た端面を示す図である。端面であるから、図９におけるＢ−Ｂ線よりも奥側については、図示を省略している。
【００３９】
駆動側軸２１０には駆動側伝達板２２１、被駆動側軸２３０には被駆動側伝達板２２３が配され、両者の間に回転力伝達部２２０が設けられる。本実施の形態では、駆動側伝達板２２１、被駆動側伝達板２２３の直径は１２０ｍｍであるが、この大きさに限定されないことは明らかである。回転力伝達部２２０に、磁石同士は非接触である永久磁石ペア（本実施の形態では、円周上略等間隔に１２ペア）が配されている。本実施の形態では、被駆動側軸の磁石を嵌着する磁石ホルダが、ボルト２２４ａ〜２２４ｌ、ナット２２５ａ〜２２５ｌにより挟設される構成となっている。
【００４０】
前記したように、磁石ホルダ（例えば、図１０中の２２６ｄ、２２６ｊ）に挿着される永久磁石（例えば、図１０中２２７ｄ、２２７ｊ）と、駆動側軸２１０と直結した磁石取り付け用部材（図１０中での２１３ｄ、２１３ｊ）を介して駆動軸側に装着される永久磁石（例えば図１０中での２１４ｄ、２１４ｊ）とが、各々対向して配される。図１０には図示されていない他の磁石も同様である。図１１は、本実施の形態の永久磁石ペアの一つ（例えば２１４ａ及２２７ａ）を例として、そのサイズ、形状、位置関係等について、より詳細に説明するための正面図（図１１（ａ））及び側面図（図１１（ｂ））である。
【００４１】
永久磁石２１４ａ、及び２２７ａは、第１の実施の形態と同様、いずれもＮｄ、Ｆｅ、Ｂ、Ｄｙからなるネオジム磁石であって、残留磁束密度Ｂｒ＝１３２０〜１３８０ｍＴ、磁石２１４ａ及び磁石２２７ａ両方（一つのペア）を合わせた体積は４３７２ｍｍ３、磁石２１４ａと磁石２２７ａとの間の距離は、有効面積５７６ｍｍ２の全域にわたって２ｍｍである。即ち、磁石２２７ａ外周上下方向の曲率半径Ｒ＝１５（図１１（ｂ）参照）、磁石２１４ａ外周部上下方向の曲率半径Ｒ＝１０（図１１（ｂ）参照）とし、磁石２２７ａの厚さを３ｍｍとした。
【００４２】
さらに、本実施の形態における永久磁石ペアの極性は、図１１（ａ）に示される如く、ホルダ側の磁石２２７ａのＮ極が、駆動側軸２１０側の磁石２１４ａのＳ極と対向し、ホルダ側の磁石２２７ａのＳ極が、駆動側軸２１０側の磁石２１４ａのＮ極と対向する構成としている。このような磁極の配置により、第１の実施の形態と同様、両磁石のＮ極、Ｓ極からの磁力が、有効に活用される。ちなみに、以上に詳細に説明した一具体的構成（永久磁石ペア１２箇所）の場合、伝達可能なトルクは２２．０Ｎｍと測定された。
【００４３】
第２の実施の形態において、第１の実施の形態と比較し、約５倍のトルクが伝達可能となった理由として、永久磁石ペアの数が２倍となったこと、磁石形状の工夫により有効面積が増加したこと、磁石間の距離を２ｍｍと短くしたことに加え、以下のような理由が考えられた。
【００４４】
図１２は、上記第２の実施の形態の磁極を示す模式図である。上記に説明したように、駆動軸側のＮ極と被駆動側のＳ極、駆動軸側のＳ極と被駆動側のＮ極が、それぞれ対向する関係にある（図１２（ａ）参照）。ここで、第２の実施の形態のように、隣接する永久磁石ペアとの距離が近づくと（図９に示されるように、隣接する磁石ペアとの間の角度は３０°であり、図１１（ａ）に示されるように、円周方向の磁石の幅は１０ｍｍ、駆動側及び被駆動側円板の直径１２０ｍｍ、被駆動側のＮ極と、隣接する駆動側のＮ極との間に斥力が働き、駆動側及び被駆動側の間の磁力線Ｘが、駆動側及び被駆動側の両磁石間に集中されることになると考えられる（図１２（ｂ）参照）。
【００４５】
この斥力により、被駆動側のＮ極と、駆動側Ｓ極との間の磁束が有効領域範囲外に広がってしまうことが抑止され、有効領域範囲内の磁束密度が大きくなり、これによって、伝達可能なトルクを大きくする方向に働いていると考えられる。この点は、第１の実施の形態で図示したような６対の磁石ペアの場合も同様であり、例えば有限要素法を用いた三次元静電場解析によっても、磁束の状態の変化を検出することができた。
【００４６】
以上に説明したように、本実施の形態の回転力伝達装置により、例えば２０Ｎｍ超といった大きなトルクを伝達することができることが明らかとなった。なお、上記したように、特に特徴的な点は、駆動側と被駆動側との磁極の配置にあり、磁石のサイズ、形状、磁石間の距離などについては、上記実施の形態に説明した例以外に、適宜設計することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、例えば、駆動側軸から被駆動側軸へと回転力を伝達する回転力伝達装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１００、２００ 回転力伝達装置
１１０、２１０ 駆動側軸
１２０、２２０ 回転力伝達部
１３０、２３０ 被駆動側軸
１４１ａ〜１４１ｆ 永久磁石
１４２ａ〜１４２ｆ 磁石ホルダ
１４３ａ〜１４３ｆ 永久磁石
２１４ｄ、２１４ｊ 永久磁石
２２６ｄ、２２６ｊ 磁石ホルダ
２２７ｄ、２２７ｊ 永久磁石
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転力伝達装置に関し、特に永久磁石同士の磁気結合により、磁石同士は非接触で回転力を伝達する回転力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁石磁力による動力伝達の非接触化技術は、食料品等の撹拌機やクリーンルームのホイールコンベア等など、比較的高トルクを必要としない産業機器の回転駆動部に積極的に導入が進んでいる。グリースなどの潤滑の必要がなく、磨耗による粉塵もない非接触化技術は、半導体産業やサニタリー産業に最も適する。
【０００３】
しかし、磁気引力、斥力等を利用した非接触トルクは、一般に同径の接触を有する伝達機構のトルクより劣る。また、高い非接触トルクを得るための高磁力の大型磁石を採用すると、機構の大型化は避けられず、動力伝達部の磁気が他の機械電子機器に与える悪影響が懸念される。
【０００４】
磁力による非接触動力伝達技術の一例として、駆動軸とスピンドルとの間を非接触状態で磁気結合させて前記駆動軸側の回転を前記スピンドルに伝達させるスピンドル駆動装置が特許文献１に開示されている。
【０００５】
特許文献２には、磁気力により、駆動軸側のトルクを非接触で被駆動軸側に伝達する装置において、被駆動側軸を径方向に位置ずれさせる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１５３４８９号公報
【０００７】
【特許文献２】特開２００１−１６５１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の第００１６段落及び図２には、Ｎ極とＳ極とを交互に設けて、ラジアル方向の追従性を良くしている旨の記載がある。しかしながら、特許文献１の図３を参照する限り、結局、対向する永久磁石の磁極の様子は、図１３に示す如くであり、図１３に示された駆動側磁石９０１のＮ極、及び被駆動側磁石９０２のＳ極の、各々の裏面、即ち、駆動側磁石９０１のＳ極、及び被駆動側磁石９０２のＮ極からの磁力が回転力伝達に充分に活用されていない、という問題点がある。この点は、特許文献２に記載の技術についても同様と理解される。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであって、上記図１３のような例と異なり、より磁石の磁力の有効活用を図り、効率的に回転力の伝達を図ることが可能となる回転力伝達装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の問題点を解決するために、本発明に係る回転力伝達装置は、回転力が付与される第１の駆動軸の側と、前記回転力が伝達される第２の被駆動軸の側との各々に磁石が取り付けられ、両磁石間に形成される磁気回路により、前記第１及び第２の軸間で回転力を伝達する回転力伝達装置であって、前記第１の軸の側の磁石のＮ極と前記第２の軸の側の磁石のＳ極とが対向し、前記第１の軸の側の磁石のＳ極と前記第２の軸の側の磁石のＮ極とが対向するように配されていることを特徴としている。
【００１１】
本発明の構成によって、より磁石の磁力の有効活用を図り、効率的に回転力の伝達を図ることが可能となる。
【００１２】
前記第１の軸の側、第２の軸の側に、それぞれ複数の磁石が取り付けられ、それぞれが対向するように配されている構成とすることができる。
【００１３】
前記第１の軸の側、第２の軸の側とも、複数の磁石の軸中心からの距離が略等しい構成とすることができる。
【００１４】
前記第１の軸の側の複数の磁石、前記第２の軸の側の複数の磁石のいずれも、Ｓ磁からＮ極への向きが円周方向で同じ向きとなるように配置されている構成とすることができる。このような配置とすることにより、後述する斥力が発生し、伝達可能トルクが大きくなっていると考えられる。もっとも、伝達可能トルクが大きくなる点については、斥力とは異なる要素によることも有り得る。
【００１５】
前記第１の軸の側の磁石と、前記第２の軸の側の磁石との間の磁気引力発生面が円弧状となっている構成とすれば、トルクを有効に伝達すること、相互磁石面積を大きくとることが可能になる。
【００１６】
前記第１の軸の側の磁石、前記第２の軸の側の磁石の少なくとも一方は着脱自在に構成されている構成とすることができる。具体的には、磁石ホルダを設けて当該ホルダを着脱自在とする構成が考えられるが、ホルダを設ける構成に限定されない。このようにすることで、伝達可能トルクの調整が容易となる。
【００１７】
前記第１の軸の側の磁石、前記第２の軸の側の磁石との間には、伝達可能トルクを超えた場合に両軸の間で空回りが生じるように隙間を空けて配されている構成とすれば、トルクリミッタとして使用した場合、オーバートルクで空転した場合に好ましい構成となる。
【００１８】
前記複数の磁石の数が、前記第１の軸の側、第２の軸の側のいずれも、４個以上である構成とすることができる。以下の実施の形態では、６ペア、１２ペアの場合について説明するが、４ペア以上とすれば、円周上略等間隔とすることが容易であり、また略等間隔とした場合に、磁石のサイズ等を調整することで、後述する斥力が発生する可能性が生じると予想される。
【００１９】
前記磁石は、ネオジム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）、ホウ素（Ｂ）、）Ｄｙ（ジスプロシウム）からなる永久磁石であって、残留磁束密度Ｂｒ＝１３００ｍＴ以上である構成とすることができる。ネオジム磁石を用いることで、伝達可能トルクを大きく保ちつつ、磁石を小型軽量とすることが可能となる。
【００２０】
前記第１の軸に取り付けられた磁石と、前記第２の軸に取り付けられた磁石のいずれかとの間で、隣接して配された磁石との間に斥力が働く構成により、駆動側及び被駆動側の間の磁力線Ｘが、駆動側及び被駆動側の両磁石間に集中されることになり、伝達可能トルクが大きくなっていると考えられている。もっとも、伝達可能トルクが大きくなっている理由は、斥力とは異なる可能性も有る。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る回転力伝達装置によると、磁気力により、駆動側磁石と被駆動側磁石との間は非接触として回転力を伝達する回転力伝達装置において、より、磁石の磁力の有効活用を図ることが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施の形態の回転力伝達装置の全体構成について説明するための斜視図である。
【図２】第１の実施の形態における回転力伝達装置１００の側面図である。
【図３】第１の実施の形態における回転力伝達装置１００を駆動側軸１１０の側から見た平面図である。
【図４】第１の本実施の形態における回転力伝達装置１００の断面（端面）を表す図であり、回転力伝達機構１２０の様子について、より詳細に説明するための図である。
【図５】第１の実施の形態における永久磁石配置について説明するための模式図である。
【図６】第１の実施の形態における永久磁石ペアのサイズ、位置関係等について説明するための模式図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の回転力伝達装置２００の斜視図である。
【図８】第２の実施の形態における回転力伝達装置２００の側面図である。
【図９】第２の実施の形態における回転力伝達装置２００を駆動側軸２１０の側から見た平面図である。
【図１０】第２の実施の形態における回転力伝達装置２００において、駆動側軸２１０及び被駆動側軸２３０の軸方向中央を含む断面（端面）を示す図である。
【図１１】第２の実施の形態における永久磁石ペアの一つ（例えば２１４ａ及２２７ａ）を例として、そのサイズ、形状、位置関係等について、より詳細に説明するための模式図である。
【図１２】第１の実施の形態、第２の実施の形態における永久磁石ペアの磁力線について説明するための模式図である。
【図１３】背景技術における、対向する永久磁石の磁極の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における回転力伝達装置１００の全体構成について説明するための斜視図である。また、図２は、本実施の形態における回転力伝達装置１００の側面図、図３は、回転力伝達装置１００を駆動側軸１１０の側から見た平面図である。回転力伝達装置１００は、駆動側軸１１０の回転力を被駆動側軸１３０に伝達する回転力伝達機構１２０を備えている。
【００２４】
回転力伝達機構１２０は、駆動側軸１１０とネジ１１１により固着した駆動側伝達板１２１、駆動側伝達板１２１に固着された駆動軸側磁石装着部１２２、本実施の形態では、円周上略等間隔に設けられる６箇所の磁石ホルダ１４２ａ〜１４２ｆが取り付けられた被駆動軸側伝達部１２３とを含んでいる。
【００２５】
駆動軸側磁石装着部１２２には、円周上、略等間隔に６個の永久磁石１４１ａ〜１４１ｆが装着されている。一方、磁石ホルダ１４２ａ〜１４２ｆには、前記した駆動軸側の永久磁石１４１ａ〜１４１ｆと対向するようにして、永久磁石１４３ａ〜１４３ｆが嵌着されている。駆動側の磁石１４１ａ〜１４１ｆ、被駆動側の磁石１４３ａ〜１４３ｆの形状等については後に詳細に説明する。駆動軸１１０側の磁石１４１ａ〜１４１ｆと、磁石ホルダ１４２ａ〜１４２ｆに嵌着された被駆動側磁石とは、各々が対向しており、磁石同士は非接触の状態で、磁石間に生じる磁気回路により、駆動側軸１１０に与えた回転力を被駆動側軸１３０へと伝達する。
【００２６】
図４は、本実施の形態における回転力伝達装置１００の断面を表す図である。具体的には、図３におけるＡ−Ａ線断面の端面を矢印Ａ方向から見た様子を示す図であり、回転力伝達機構１２０の様子について、より詳細に説明するための図である。図４には、図１〜図３では図示を省略したベアリング入りのリング１１２、１３２が、図示されている。駆動側軸１１０にはリング１１２が挿着されており、リング１１２内には、複数のベアリング１１２１が配されている。また、被駆動側軸１３０にはリング１３２が挿着されており、リング１３２内には、複数のベアリング１３２１が配されている。このように駆動側、被駆動側に両側にベアリング入りのリングを挿着することで、両リングを固定した状態で、駆動側軸１１０、被駆動側軸１３０の両者が回転自在となるように構成されている。もっとも、リング１１２、１３２は、必ずしも備えなくても良い。なお、図４は、端面の概略を示す図であるので、図４の奥側に存する磁石１４１ｂ、１４１ｃ等の詳細は図示を省略している。
【００２７】
本実施の形態では、ベアリング１１２１、１３２１、ネジ１１１、１３１についてはステンレス材（ＳＵＳ３０４）により成型されており、他の部分は軽量化、磁石への影響を少なくする等のため、アルミ材（例えば高強度アルミニウム合金Ａ７０７５）が用いられているが、材料がこれらに限定されないことは勿論である。
【００２８】
なお、図４に示されるように、本実施の形態では、駆動側軸１１０と被駆動側軸１３０との間（回転力伝達機構１２０内部）にベアリング１５１、１５２等が介挿されており、図示された如く駆動軸側磁石装着部１２２側に、例えばアルミ管１４１１ａを介して係着された永久磁石１４１ａ、アルミ管１４１１ｄを介して係着された永久磁石１４１ｄが、前記磁石ホルダ１４２ａ、１４２ｄに、それぞれ嵌着された磁石１４３ａ、１４３ｄ（他の被駆動軸側磁石は不図示）との間に生じる磁気回路により、磁石１４１ａと磁石１４３ａ、磁石１４１ｄと磁石１４３ｄ等との間は非接触で、駆動側軸１１０に与えた回転力が被駆動側軸１３０に伝達される構成である。駆動側の磁石１４１ａ〜１４１ｆもホルダに係着して着脱自在の構成とすれば、磁石ペア数を変化させて、容易に限界伝達トルクを調整できる。ベアリング１５１、１５２は、駆動側軸１１０側の磁石１４１ａ〜１４１ｆと、被駆動側軸１３０側の磁石１４３ａ〜１４３ｆとの間の磁力により伝達可能なトルクを超える負荷がかかった場合に、円滑に駆動側軸１１０と被駆動側軸１３０とを回転させる役割を果たす。
【００２９】
図５は、本実施の形態における永久磁石配置について説明するための模式図であり、図６は、本実施の形態における永久磁石ペアのサイズ、位置関係等について説明するための模式図である。
【００３０】
図５に示されるように、被駆動軸側伝達部１２３（図５には不図示）側の磁石ホルダ（例えば図４に示した磁石ホルダ１４２ａ等）に挿着される永久磁石１４３ａ〜１４３ｆは、後述する曲率半径（Ｒ）を有する板状磁石である。一方、駆動軸１１０側の永久磁石１４１ａ〜１４１ｆは、係着穴１４１２ａ〜１４１２ｆに、前記したように、例えばアルミ管（図４参照）を介して駆動軸側磁石装着部１２２に係着される。磁石１４１ａ〜１４１ｆ、磁石１４３ａ〜１４３ｆは、それぞれ、円周上略等間隔となるように、各々対向して配される。図６は、本実施の形態の永久磁石ペアの一つ（例えば１４１ａ及び１４３ａ）を例として、そのサイズ、形状、位置関係等について、より詳細に説明するための正面図（図６（ａ））及び側面図（図６（ｂ））である。
【００３１】
本実施の形態では、永久磁石１４１ａ、及び１４３ａは、いずれもＮｄ（ネオジム）、Ｆｅ（鉄）、Ｂ（ホウ素）、及びＤｙ（ジスプロシウム）からなる磁石であって、その化学成分（重量％）は、Ｎｄ２７〜３０％、Ｆｅ６０〜７０％、Ｂ１〜２％、Ｄｙ２〜８％である磁石を用いた。残留磁束密度Ｂｒ＝１３２０〜１３８０ｍＴ、磁石１４１ａ及び磁石１４３ａの両方を合わせた体積は４５２２ｍｍ３、磁石１４１ａと磁石１４３ａとの間の距離は、本実施の形態における有効面積４３３ｍｍ２の全域にわたって４ｍｍである。磁石１４３ａ外周面の曲率半径Ｒ＝２６（図６（ｂ）参照）、磁石１４３ａ内周面の曲率半径Ｒ＝２３（図６（ｂ）参照）としている。一方、磁石１４１ａにおいて、磁石１４３ａと対向する側の曲率半径Ｒ＝１９（図６（ｂ）参照）としており、両磁石の有効面積の全域にわたって両磁石間の距離を４ｍｍと一定にしている。両磁石間に所定の距離（例えば４ｍｍ）を置くことにより、伝達可能トルクを超えた場合に、トルクリミッタとして円滑に動作する。第２の実施の形態でも同様であるが、磁気引力発生面を円弧状とすることにより、トルクを有効に伝達すること、相互磁石面積を大きくすることが可能となる。残留磁束密度がＢｒ＝１３００ｍＴ以上のネオジム磁石を用いることで、伝達可能トルクを大きく保ちつつ、磁石を小型軽量とすることができる。
【００３２】
さらに、本実施の形態における永久磁石ペアの極性は、図６（ａ）に示される如く、ホルダ側の磁石１４３ａのＮ極が、駆動軸側の磁石１４１ａのＳ極と対向しており、磁石１４３ａのＳ極が、磁石１４１ａのＮ極と対向する構成としている。この点が本件発明の特徴であり、このような磁極の配置により、両磁石のＮ極、Ｓ極からの磁力を有効に活用することが可能となる。
【００３３】
図６（ｂ）に示されるように、磁石１４１ａには、前記したアルミ管が挿通する挿通孔１４１１ａが空けられており、挿通孔１４１１ａの下部、挿通孔１４１１ａの挿通方向に直交する方向の磁石１４１ａの幅は１７ｍｍである。図６（ａ）に示されるように、挿通孔１４１１ａ（図６（ａ）には不図示）の挿通方向に平行な方向の磁石１４１ａの幅は１２ｍｍであり、磁石１４１ａに対向する磁石１４３ａの幅は１８ｍｍとした。以上に詳細に説明した一具体的構成の永久磁石ペアを、図１等に示されるように６箇所設けた場合、伝達可能なトルクは４．５Ｎｍであった。
【００３４】
ちなみに、伝達可能なトルクは、駆動軸、被駆動軸の双方にサーボモータ（駆動軸側モータ及び被駆動軸側モータ）を取り付けて、測定した。当該サーボモータの回転速度及びトルクは、サーボアンプにより制御され、サーボアンプからＲＳ２３２Ｃを介して直接ＰＣに記録されたデータを利用して伝達可能なトルクを求めた。
【００３５】
（実施の形態２）
次に本発明の第２の実施の形態について説明する。図７は、本実施の形態の回転力伝達装置２００の斜視図、図８は側面から見た図であり、図９は、駆動軸２１０の側から見た平面図である。
【００３６】
本実施の形態の回転力伝達装置２００では、永久磁石のペアが１２ペアとなっており、また、永久磁石の形状に工夫を凝らした。それらにより、第１の実施の形態の回転力伝達装置１００と比較しても、より大きいトルク（例えば２５０ｃｃクラスのバイクを動かす際に必要とされるトルクである２０Ｎｍ超程度）を伝達することが可能となったものである。
【００３７】
おおまかな構成は第１の実施の形態とほぼ同様であり、駆動側軸２１０、被駆動側軸２３０の間に回転力伝達部２２０が設けられている。図７の斜視図、図９の平面図に示されるように、永久磁石取り付け用のネジ（２２４ａ〜２２４ｌの１２個）、及びナット（２２５ａ〜２２５ｌの１２個）が、円周上略等間隔に配されており、図７に示される２２２ａ等の部分に、１２箇所の永久磁石ペアが配されている。
【００３８】
図１０は、回転力伝達装置２００において、駆動側軸２１０及び被駆動側軸２３０の軸方向中央を含む一断面を示す模式図である。より具体的には、図９におけるＢ−Ｂ線断面を矢印Ｂ方向から見た端面を示す図である。端面であるから、図９におけるＢ−Ｂ線よりも奥側については、図示を省略している。
【００３９】
駆動側軸２１０には駆動側伝達板２２１、被駆動側軸２３０には被駆動側伝達板２２３が配され、両者の間に回転力伝達部２２０が設けられる。本実施の形態では、駆動側伝達板２２１、被駆動側伝達板２２３の直径は１２０ｍｍであるが、この大きさに限定されないことは明らかである。回転力伝達部２２０に、磁石同士は非接触である永久磁石ペア（本実施の形態では、円周上略等間隔に１２ペア）が配されている。本実施の形態では、被駆動側軸の磁石を嵌着する磁石ホルダが、ボルト２２４ａ〜２２４ｌ、ナット２２５ａ〜２２５ｌにより挟設される構成となっている。
【００４０】
前記したように、磁石ホルダ（例えば、図１０中の２２６ｄ、２２６ｊ）に挿着される永久磁石（例えば、図１０中２２７ｄ、２２７ｊ）と、駆動側軸２１０と直結した磁石取り付け用部材（図１０中での２１３ｄ、２１３ｊ）を介して駆動軸側に装着される永久磁石（例えば図１０中での２１４ｄ、２１４ｊ）とが、各々対向して配される。図１０には図示されていない他の磁石も同様である。図１１は、本実施の形態の永久磁石ペアの一つ（例えば２１４ａ及２２７ａ）を例として、そのサイズ、形状、位置関係等について、より詳細に説明するための正面図（図１１（ａ））及び側面図（図１１（ｂ））である。
【００４１】
永久磁石２１４ａ、及び２２７ａは、第１の実施の形態と同様、いずれもＮｄ、Ｆｅ、Ｂ、Ｄｙからなるネオジム磁石であって、残留磁束密度Ｂｒ＝１３２０〜１３８０ｍＴ、磁石２１４ａ及び磁石２２７ａ両方（一つのペア）を合わせた体積は４３７２ｍｍ３、磁石２１４ａと磁石２２７ａとの間の距離は、有効面積５７６ｍｍ２の全域にわたって２ｍｍである。即ち、磁石２２７ａ外周上下方向の曲率半径Ｒ＝１５（図１１（ｂ）参照）、磁石２１４ａ外周部上下方向の曲率半径Ｒ＝１０（図１１（ｂ）参照）とし、磁石２２７ａの厚さを３ｍｍとした。
【００４２】
さらに、本実施の形態における永久磁石ペアの極性は、図１１（ａ）に示される如く、ホルダ側の磁石２２７ａのＮ極が、駆動側軸２１０側の磁石２１４ａのＳ極と対向し、ホルダ側の磁石２２７ａのＳ極が、駆動側軸２１０側の磁石２１４ａのＮ極と対向する構成としている。このような磁極の配置により、第１の実施の形態と同様、両磁石のＮ極、Ｓ極からの磁力が、有効に活用される。ちなみに、以上に詳細に説明した一具体的構成（永久磁石ペア１２箇所）の場合、伝達可能なトルクは２２．０Ｎｍと測定された。
【００４３】
第２の実施の形態において、第１の実施の形態と比較し、約５倍のトルクが伝達可能となった理由として、永久磁石ペアの数が２倍となったこと、磁石形状の工夫により有効面積が増加したこと、磁石間の距離を２ｍｍと短くしたことに加え、以下のような理由が考えられた。
【００４４】
図１２は、上記第２の実施の形態の磁極を示す模式図である。上記に説明したように、駆動軸側のＮ極と被駆動側のＳ極、駆動軸側のＳ極と被駆動側のＮ極が、それぞれ対向する関係にある（図１２（ａ）参照）。ここで、第２の実施の形態のように、隣接する永久磁石ペアとの距離が近づくと（図９に示されるように、隣接する磁石ペアとの間の角度は３０°であり、図１１（ａ）に示されるように、円周方向の磁石の幅は１０ｍｍ、駆動側及び被駆動側円板の直径１２０ｍｍ、被駆動側のＮ極と、隣接する駆動側のＮ極との間に斥力が働き、駆動側及び被駆動側の間の磁力線Ｘが、駆動側及び被駆動側の両磁石間に集中されることになると考えられる（図１２（ｂ）参照）。
【００４５】
この斥力により、被駆動側のＮ極と、駆動側Ｓ極との間の磁束が有効領域範囲外に広がってしまうことが抑止され、有効領域範囲内の磁束密度が大きくなり、これによって、伝達可能なトルクを大きくする方向に働いていると考えられる。この点は、第１の実施の形態で図示したような６対の磁石ペアの場合も同様であり、例えば有限要素法を用いた三次元静電場解析によっても、磁束の状態の変化を検出することができた。
【００４６】
以上に説明したように、本実施の形態の回転力伝達装置により、例えば２０Ｎｍ超といった大きなトルクを伝達することができることが明らかとなった。なお、上記したように、特に特徴的な点は、駆動側と被駆動側との磁極の配置にあり、磁石のサイズ、形状、磁石間の距離などについては、上記実施の形態に説明した例以外に、適宜設計することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、例えば、駆動側軸から被駆動側軸へと回転力を伝達する回転力伝達装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１００、２００ 回転力伝達装置
１１０、２１０ 駆動側軸
１２０、２２０ 回転力伝達部
１３０、２３０ 被駆動側軸
１４１ａ〜１４１ｆ 永久磁石
１４２ａ〜１４２ｆ 磁石ホルダ
１４３ａ〜１４３ｆ 永久磁石
２１４ｄ、２１４ｊ 永久磁石
２２６ｄ、２２６ｊ 磁石ホルダ
２２７ｄ、２２７ｊ 永久磁石
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転力が付与される第１の駆動軸の側と、前記回転力が伝達される第２の被駆動軸の側との各々に磁石が取り付けられ、両磁石間に形成される磁気回路により、前記第１及び第２の軸間で回転力を伝達する回転力伝達装置であって、
前記第１の軸の側の磁石のＮ極と前記第２の軸の側の磁石のＳ極とが対向し、前記第１の軸の側の磁石のＳ極と前記第２の軸の側の磁石のＮ極とが対向するように配されている
ことを特徴とする回転力伝達装置。
【請求項２】
前記第１の軸の側、第２の軸の側に、それぞれ複数の磁石が取り付けられ、それぞれが対向するように配されている
ことを特徴とする請求項１に記載の回転力伝達装置。
【請求項３】
前記第１の軸の側、第２の軸の側とも、複数の磁石の軸中心からの距離が略等しい
ことを特徴とする請求項２に記載の回転力伝達装置。
【請求項４】
前記第１の軸の側の複数の磁石、前記第２の軸の側の複数の磁石のいずれも、Ｓ磁からＮ極への向きが円周方向で同じ向きとなるように配置されている
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の回転力伝達装置。
【請求項５】
前記第１の軸の側の磁石と、前記第２の軸の側の磁石との間の磁気引力発生面が円弧状となっている
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の回転力伝達装置。
【請求項６】
前記第１の軸の側の磁石、前記第２の軸の側の磁石の少なくとも一方は着脱自在に構成されている
ことを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の回転力伝達装置。
【請求項７】
前記第１の軸の側の磁石、前記第２の軸の側の磁石との間には、伝達可能トルクを超えた場合に両軸の間で空回りが生じるように隙間を空けて配されている
ことを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載の回転力伝達装置。
【請求項８】
前記複数の磁石の数が、前記第１の軸の側、第２の軸の側のいずれも、４個以上である
ことを特徴とする請求項２から７のいずれかに記載の回転力伝達装置。
【請求項９】
前記磁石は、ネオジム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）、ホウ素（Ｂ）、）Ｄｙ（ジスプロシウム）からなる永久磁石であって、残留磁束密度Ｂｒ＝１３００ｍＴ以上である
ことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の回転力伝達装置。
【請求項１０】
前記第１の軸に取り付けられた磁石と、前記第２の軸に取り付けられた磁石のいずれかとの間で、隣接して配された磁石との間に斥力が働く
ことを特徴とする請求項２から９のいずれかに記載の回転力伝達装置。
【請求項１】
回転力が付与される第１の駆動軸の側と、前記回転力が伝達される第２の被駆動軸の側との各々に磁石が取り付けられ、両磁石間に形成される磁気回路により、前記第１及び第２の軸間で回転力を伝達する回転力伝達装置であって、
前記第１の軸の側の磁石のＮ極と前記第２の軸の側の磁石のＳ極とが対向し、前記第１の軸の側の磁石のＳ極と前記第２の軸の側の磁石のＮ極とが対向するように配されている
ことを特徴とする回転力伝達装置。
【請求項２】
前記第１の軸の側、第２の軸の側に、それぞれ複数の磁石が取り付けられ、それぞれが対向するように配されている
ことを特徴とする請求項１に記載の回転力伝達装置。
【請求項３】
前記第１の軸の側、第２の軸の側とも、複数の磁石の軸中心からの距離が略等しい
ことを特徴とする請求項２に記載の回転力伝達装置。
【請求項４】
前記第１の軸の側の複数の磁石、前記第２の軸の側の複数の磁石のいずれも、Ｓ磁からＮ極への向きが円周方向で同じ向きとなるように配置されている
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の回転力伝達装置。
【請求項５】
前記第１の軸の側の磁石と、前記第２の軸の側の磁石との間の磁気引力発生面が円弧状となっている
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の回転力伝達装置。
【請求項６】
前記第１の軸の側の磁石、前記第２の軸の側の磁石の少なくとも一方は着脱自在に構成されている
ことを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の回転力伝達装置。
【請求項７】
前記第１の軸の側の磁石、前記第２の軸の側の磁石との間には、伝達可能トルクを超えた場合に両軸の間で空回りが生じるように隙間を空けて配されている
ことを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載の回転力伝達装置。
【請求項８】
前記複数の磁石の数が、前記第１の軸の側、第２の軸の側のいずれも、４個以上である
ことを特徴とする請求項２から７のいずれかに記載の回転力伝達装置。
【請求項９】
前記磁石は、ネオジム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）、ホウ素（Ｂ）、）Ｄｙ（ジスプロシウム）からなる永久磁石であって、残留磁束密度Ｂｒ＝１３００ｍＴ以上である
ことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の回転力伝達装置。
【請求項１０】
前記第１の軸に取り付けられた磁石と、前記第２の軸に取り付けられた磁石のいずれかとの間で、隣接して配された磁石との間に斥力が働く
ことを特徴とする請求項２から９のいずれかに記載の回転力伝達装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−３１９１５（Ｐ２０１２−３１９１５Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７０９４０（Ｐ２０１０−１７０９４０）
【出願日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 「中国四国支部第４８期総会・講演会 講演論文集 Ｎｏ．１０５−１」、社団法人 日本機械学会中国四国支部、平成２２年２月２４日
【出願人】（５０４２３７０５０）独立行政法人国立高等専門学校機構 (656)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 「中国四国支部第４８期総会・講演会 講演論文集 Ｎｏ．１０５−１」、社団法人 日本機械学会中国四国支部、平成２２年２月２４日
【出願人】（５０４２３７０５０）独立行政法人国立高等専門学校機構 (656)
【Ｆターム（参考）】
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