(57)【要約】【課題】非接触で動力を伝達することができ、駆動側回転体及び従動側回転体の配置構成の自由度を向上させることができる動力伝達装置を提供する。【解決手段】中間回転体１２が、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。駆動側回転体１１及び従動側回転体１３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（１６、２１）が備えられる。中間回転体１２には、非磁性伝導体１８が備えられる。駆動側回転体１１が回転することで、非磁性伝導体１８に発生した渦電流の作用により、中間回転体１２の回転を介して、従動側回転体１３が駆動される。【選択図】        図１
2010053911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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と、非磁性伝導体とのうちの一方が備えられ、前記中間回転体には、複数の前記磁石と、前記非磁性伝導体とのうちの他方が備えられ、
前記駆動側回転体が回転することで、前記非磁性伝導体に発生した渦電流の作用により、前記中間回転体の回転を介して、前記従動側回転体が駆動されることを特徴とする、動力伝達装置。
【請求項２】
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複数の前記磁石が備えられ、前記中間回転体に前記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３】
請求項２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。
【請求項４】
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前記非磁性伝導体が備えられ、前記中間回転体に複数の前記磁石が備えられ、
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５】
請求項４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６】
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７】
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８】
請求項１乃至請求項７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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触で動力を伝達する動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動側回転体から従動側回転体に対して駆動力を伝達する動力伝達装置として、ベルト、又はチェーン、或いは歯車を介して動力を伝達する機構が一般的に用いられている。これらの動力伝達装置の場合、ベルトとプーリとの摩擦、又はチェーンとスプロケットとの噛み合い、或いは歯車同士の噛み合いを介して動力が伝達される。このため、摩擦や噛み合いといった機械要素の接触が介在するため、この接触に伴って、音の発生及び機械要素の磨耗や摩滅といった問題が生じることになる。また、チェーンや歯車を用いた機構の場合、機械要素同士の接触部分に潤滑油を供給するための給油機構又は給油作業も必要となる。そこで、機械要素の接触に伴う上述した問題を解消する観点から、非接触で動力を伝達する動力伝達装置が提案されている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
特許文献１においては、駆動側回転体及び従動側回転体の端面や外周面を磁化し、駆動側回転体と従動側回転体との間における磁力による反発力を利用して非接触で動力を伝達する動力伝達装置が開示されている。また、特許文献２においては、軸心同士がねじれの位置にある駆動側回転体及び従動側回転体の外周部に複数の磁石を配置し、駆動側回転体と従動側回転体との間における磁力を利用して非接触で動力を伝達する動力伝達装置が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６４−７４０７６号公報
【特許文献２】特開平１１−５５９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び特許文献２に開示された動力伝達装置は、いずれも駆動側回転体と従動側回転体とにおいて磁石が設けられ、駆動側回転体と従動側回転体との間における磁力を利用して非接触で動力を伝達するように構成されている。しかしながら、動力の伝達を可能にするためには、駆動側回転体と従動側回転体とが、それぞれに設けられた磁石による磁力が作用する領域において接近して配置される必要がある。このため、駆動側回転体に対する従動側回転体の距離や位置に関し、大幅に制約が生じることになる。また、駆動側回転体の駆動力を複数の従動側回転体を介して伝達する機構を構成する場合にも、設計において大きな制約が生じることになる。従って、特許文献１及び特許文献２に開示された動力伝達装置においては、駆動側回転体及び従動側回転体の配置構成の自由度が大幅に損なわれてしまうことになる。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みることにより、非接触で動力を伝達することができ、駆動側回転体及び従動側回転体の配置構成の自由度を向上させることができる動力伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための第１発明に係る動力伝達装置は、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と、非磁性伝導体とのうちの一方が備えられ、前記中間回転体には、複数の前記磁石と、前記非磁性伝導体とのうちの他方が備えられ、前記駆動側回転体が回転することで、前記非磁性伝導体に発生した渦電流の作用により、前記中間回転体の回転を介して、前記従動側回転体が駆動されることを特徴とする。
【０００８】
この発明によると、駆動側回転体と中間回転体と従動側回転体とが隙間を介して全て非接触の状態で配置され、駆動側回転体及び従動側回転体に異極が交互に並ぶ複数の磁石と非磁性伝導体（非磁性の電気伝導体）とのうちの一方が、中間回転体に前述の複数の磁石と非磁性伝導体とのうちの他方が備えられる。このため、駆動側回転体が回転すると、駆動側回転体及び中間回転体の一方に設けられた異極が交互に並ぶ複数の磁石と、駆動側回転体及び中間回転体の他方に設けられた非磁性伝導体との間で相対的な回転変位が生じることになる。これにより、磁界の時間変化を伴う回転磁界中に非磁性伝導体が存在することと実質的に同じ状態となり、非磁性伝導体に渦電流が発生することになる。そして、この渦電流により生じる磁界と上記の回転磁界との相互作用によって、いわゆるアラゴの円盤と同じ原理で中間回転体が回転することになる。さらに、中間回転体が回転することで、中間回転体及び従動側回転体の一方に設けられた異極が交互に並ぶ複数の磁石と、中間回転体及び従動側回転体の他方に設けられた非磁性伝導体との間でも相対的な回転変位が生じ、磁界の時間変化を伴う回転磁界中に非磁性伝導体が存在することになる。そして、非磁性伝導体に発生した渦電流による磁界と回転磁界との相互作用により、従動側回転体も回転することになる。このように、駆動側回転体が回転することで、非磁性伝導体に発生した渦電流の作用により、中間回転体の回転を介して、非接触で従動側回転体が駆動されることになる。
【０００９】
本発明では、上述のように、駆動側回転体の駆動力を中間回転体を介して非接触で従動側回転体に伝達することができる。このため、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。これにより、駆動側回転体に対する従動側回転体の距離や位置についての制約が大幅に緩和され、柔軟に設定することができる。また、駆動側回転体の駆動力を複数の従動側回転体を介して伝達する機構を構成する際における制約も大幅に緩和され、柔軟に設定することができる。よって、駆動側回転体及び従動側回転体の配置構成の自由度を向上させることができる。
【００１０】
従って、本発明によると、非接触で動力を伝達することができ、駆動側回転体及び従動側回転体の配置構成の自由度を向上させることができる動力伝達装置を提供することができる。
【００１１】
第２発明に係る動力伝達装置は、第１発明の動力伝達装置において、前記駆動側回転体及び前記従動側回転体に複数の前記磁石が備えられ、前記中間回転体に前記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。
【００１２】
この発明によると、駆動側回転体及び従動側回転体に磁石が備えられ、中間回転体に非磁性伝導体が備えられる。このため、駆動側回転体が回転すると、異極が交互に並ぶ複数の磁石がともに回転することで発生する回転磁界中に非磁性伝導体が配置されることになる。これにより、中間回転体の非磁性伝導体に発生した渦電流による磁界と回転磁界との相互作用により、中間回転体が回転する。そして、中間回転体が回転することで、その非磁性伝導体と従動側回転体の磁石との間で相対的な回転変位が生じることになり、回転磁界中に非磁性伝導体が配置されることと実質的に同じ状態となる。これにより、中間回転体の非磁性伝導体に発生した渦電流による磁界と回転磁界との相互作用により、従動側回転体が回転する。従って、駆動側回転体及び従動側回転体との間で中間回転体を介して非接触で動力を伝達することができる。そして、非磁性伝導体が設けられた中間回転体を介在させることができるため、磁石が設けられた駆動側回転体及び従動側回転体の配置構成の自由度を向上させることができる。
【００１３】
第３発明に係る動力伝達装置は、第２発明の動力伝達装置において、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。
【００１４】
この発明によると、駆動側回転体及び従動側回転体に備えられる複数の磁石が、半径方向にそれぞれ着磁するとともに異極が周方向に交互に並ぶように配置された複数の磁石として設けられている。このため、駆動側回転体の回転に伴って周方向に沿って異極が交互に配置された複数の磁石が連続的に回転し、中間回転体の非磁性伝導体に渦電流を発生させる回転磁界を効率良く形成することができる。また、中間回転体の回転に伴って、従動側回転体における半径方向にそれぞれ着磁するとともに異極が周方向に交互に並ぶように配置された複数の磁石と中間回転体の非磁性伝導体との間で相対的な回転変位が連続的に生じ、中間回転体の非磁性伝導体に渦電流を発生させる回転磁界を効率良く形成することができる。
【００１５】
第４発明に係る動力伝達装置は、第１発明の動力伝達装置において、前記駆動側回転体及び前記従動側回転体に前記非磁性伝導体が備えられ、前記中間回転体に複数の前記磁石が備えられ、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。
【００１６】
この発明によると、駆動側回転体及び従動側回転体に非磁性伝導体が備えられ、中間回転体に磁石が備えられる。このため、駆動側回転体が回転すると、その非磁性伝導体と中間回転体において異極が交互に並ぶ複数の磁石との間で相対的な回転変位が生じることになり、回転磁界中に非磁性伝導体が配置されることと実質的に同じ状態となる。これにより、駆動側回転体の非磁性伝導体に発生した渦電流による磁界と回転磁界との相互作用により、中間回転体が回転する。そして、中間回転体が回転すると、異極が交互に並ぶ複数の磁石がともに回転することで発生する回転磁界中に従動側回転体の非磁性伝導体が配置されることになる。これにより、従動側回転体の非磁性伝導体に発生した渦電流による磁界と回転磁界との相互作用により、従動側回転体が回転する。従って、駆動側回転体及び従動側回転体との間で中間回転体を介して非接触で動力を伝達することができる。そして、磁石が設けられた中間回転体を介在させることができるため、非磁性伝導体が設けられた駆動側回転体及び従動側回転体の配置構成の自由度を向上させることができる。
【００１７】
第５発明に係る動力伝達装置は、第４発明の動力伝達装置において、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。
【００１８】
この発明によると、中間回転体に備えられる複数の磁石が、半径方向にそれぞれ着磁するとともに異極が隣り合って並ぶように周方向に配置された複数の磁石として設けられている。このため、駆動側回転体の回転に伴って中間回転体における異極が周方向に交互に並ぶように配置された複数の磁石と駆動側回転体の非磁性伝導体との間で相対的な回転変位が連続的に生じ、駆動側回転体の非磁性伝導体に渦電流を発生させる回転磁界を効率良く形成することができる。また、中間回転体の回転に伴って、周方向に沿って異極が交互に配置された複数の磁石が連続的に回転し、従動側回転体の非磁性伝導体に渦電流を発生させる回転磁界を効率良く形成することができる。
【００１９】
第６発明に係る動力伝達装置は、第１発明乃至第５発明のいずれかの動力伝達装置において、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。
【００２０】
この発明によると、駆動側回転体の軸心と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ることになる。このように交差する位置又はねじれの位置に配置される場合であっても、駆動側回転体及び従動側回転体との間で中間回転体を介して非接触で動力を伝達することができる。ここで、「交差する」には、直交する場合及び斜めに交差する場合のいずれも含まれるものである。また、「ねじれの位置」とは、平行でなく且つ直接に交差しない位置であり、直交するように又は斜めに立体交差した状態にある位置を意味するものである。
【００２１】
第７発明に係る動力伝達装置は、第１発明乃至第６発明のいずれかの動力伝達装置において、前記磁石が、永久磁石であることを特徴とする。
【００２２】
この発明によると、駆動側回転体及び従動側回転体、又は、中間回転体に備えられる磁石が、永久磁石として構成される。このため、電磁石の場合のように電力供給や制御のための構成も必要もなく、複数の永久磁石を用いた簡易な機構で回転磁界を形成することができる。
【００２３】
第８発明に係る動力伝達装置は、第１発明乃至第７発明のいずれかの動力伝達装置において、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。
【００２４】
この発明によると、非磁性伝導体が、比抵抗が低く透磁率が低い材料である、アルミニウム、銅、或いはこれらの金属のいずれかを含む合金で形成されるため、回転磁界により生じる渦電流を非磁性伝導体において効率良く発生させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、非接触で動力を伝達することができ、駆動側回転体及び従動側回転体の配置構成の自由度を向上させることができる動力伝達装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。尚、本発明の実施形態に係る動力伝達装置は、非接触で動力を伝達する動力伝達装置として、広く適用することができる。
【００２７】
［第１実施形態］
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。
【００２８】
図１乃至図３に示すように、駆動側回転体１１は、回転軸１４と本体部１５と複数の磁石１６とを備えて構成されている。尚、回転軸１４については、図１では一部切欠き状態で、図３では断面で図示している。回転軸１４の回転中心線である軸心（即ち、駆動側回転体１１の軸心）Ａ１は、本実施形態では鉛直方向と垂直な水平方向に配置されている。尚、図２では軸心Ａ１を一点鎖線にて、図３では軸心Ａ１を点にて図示している。そして、図２に示すように、回転軸１４の一端側は、電動機１０１の出力軸１０１ａと連結され、図示しない軸受によって回転自在に支持されている。また、回転軸１４の他端側は、支持ハウジング１０２に対して転がり軸受を介して回転自在に支持されている。尚、図２では、支持ハウジング（１０２、１０３、１０４、１０６）については、切欠き状態での一部断面を図示している。また、本体部１５は、中心位置において回転軸１４が固定された円板部材として形成されている。
【００２９】
また、駆動側回転体１１には、前述のように、複数の磁石１６が備えられている。そして、複数の磁石１６はいずれも、永久磁石として設けられており、それぞれがリング形状（又は円筒形状）の一部を成す形状を構成し、本体部１５の外周に沿って配置されることにより、全体で１つのリング形状を構成している。また、複数の磁石１６は、それぞれ同数設けられた複数の磁石１６ａ及び磁石１６ｂで構成されている。尚、本実施形態では、磁石１６ａが３個、磁石１６ｂが３個備えられた複数の磁石１６を例示している。
【００３０】
図４は、磁石１６ａの斜視図であるが、この図４に示すように、磁石１６ａは、リング形状が周方向に分割された形状に構成されている。この磁石１６ａは、上記リング形状の半径方向における外側の外周面２２及び内側の内周面２３が、それぞれ円筒外周面及び円筒内周面の一部を成すように、円弧が連続して形成される円弧面として構成されている。そして、磁石１６ａは、半径方向（駆動側回転体１１に配置された状態における駆動側回転体１１の半径方向）に着磁しており、外周側がＮ極に、内周側がＳ極に着磁している。即ち、外周面２２はＮ極に、内周面２３はＳ極に着磁している。一方、磁石１６ｂも、磁石１６ａと同一の形状となるように形成されている。但し、磁石１６ｂは、磁石１６ａとは半径方向における着磁方向が逆となるように構成されており、外周側がＳ極に、内周側がＮ極に着磁している。
【００３１】
また、図１乃至図３に示すように、駆動側回転体１１においては、磁石１６ａと磁石１６ｂとが本体部１５の外周に沿って隣り合うように順番に取り付けられている。これにより、駆動側回転体１１においては、半径方向にそれぞれ着磁した複数の磁石１６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。このように複数の磁石１６が配置されていることで、Ｎ極からＳ極に向かって形成される磁力線は、駆動側回転体１１においては、磁石１６ａから両隣に位置する磁石１６ｂに対して延びるように形成されることになる。尚、図３では、一部の磁石１６についての磁力線のみを破線で模式的に示している。そして、駆動側回転体１１が回転することで、駆動側回転体１１の周囲には、回転磁界が形成されることになる。
【００３２】
図１乃至図３に示すように、中間回転体１２は、駆動側回転体１１と従動側回転体１３との間に配置されている。そして、中間回転体１２は駆動側回転体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、駆動側回転体１１、中間回転体１２、及び従動側回転体１３はいずれも非接触の状態で配置されている。
【００３３】
また、中間回転体１２は、回転軸１７と本体部１８とを備えて構成されている。回転軸１７の回転中心線である軸心（即ち、中間回転体１２の軸心）Ａ２は、本実施形態では水平方向で駆動側回転体１１の軸心Ａ１と平行に配置されている。尚、図２では軸心Ａ２を一点鎖線にて、図３では軸心Ａ２を点にて図示している。そして、図２に示すように、回転軸１７は、その一端側は支持ハウジング１０３に対して転がり軸受を介して回転自在に支持され、その他端側は支持ハウジング１０４に対して転がり軸受を介して回転自在に支持されている。
【００３４】
中間回転体１２の本体部１８は、中心位置において回転軸１７が固定された円板部材として形成されている。この本体部１８は、非磁性伝導体により形成されている。例えば、本体部１８を構成する非磁性伝導体としては、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を用いることができる。
【００３５】
図１乃至図３に示すように、従動側回転体１３は、回転軸１９と本体部２０と複数の磁石２１とを備えて構成されている。回転軸１９の回転中心線である軸心（即ち、従動側回転体１３の軸心）Ａ３は、本実施形態では水平方向で駆動側回転体１１の軸心Ａ１及び中間回転体１２の軸心Ａ２と平行に配置されている。尚、図２では軸心Ａ３を一点鎖線にて、図３では軸心Ａ３を点にて図示している。そして、図２に示すように、回転軸１９の一端側は、所定の出力装置１０５の入力軸と連結され、図示しない軸受によって回転自在に支持されている。また、回転軸１９の他端側は、支持ハウジング１０６に対して転がり軸受を介して回転自在に支持されている。また、本体部２０は、中心位置において回転軸１９が固定された円板部材として形成されている。
【００３６】
また、従動側回転体１３には、前述のように、複数の磁石２１が備えられている。そして、複数の磁石２１はいずれも、永久磁石として設けられており、複数の磁石１６と同様にそれぞれがリング状の一部を成す形状を構成し、本体部２０の外周に沿って配置されることにより、全体で１つのリング形状を構成している。また、複数の磁石２１は、それぞれ同数設けられた複数の磁石２１ａ及び磁石２１ｂで構成されている。尚、本実施形態では、磁石２１ａが３個、磁石２１ｂが３個備えられた複数の磁石２１を例示している。
【００３７】
磁石２１ａ及び磁石２１ｂは、磁石１６ａ及び磁石１６ｂと同様に、リング形状が周方向に分割された形状に構成されている。尚、本実施形態では、磁石２１ａ及び磁石２１ｂが、磁石１６ａ及び磁石１６ｂに対して相似形状となるように構成されている。そして、磁石２１ａは、磁石１６ａと同様に、半径方向（従動側回転体１３に配置された状態における従動側回転体１３の半径方向）に着磁しており、外周側がＮ極に、内周側がＳ極に着磁している。一方、磁石２１ｂは、磁石２１ａとは半径方向における着磁方向が逆となるように構成されており、外周側がＳ極に、内周側がＮ極に着磁している。
【００３８】
また、図１乃至図３に示すように、従動側回転体１３においては、磁石２１ａと磁石２１ｂとが本体部１９の外周に沿って隣り合うように順番に取り付けられている。これにより、従動側回転体１３においては、半径方向にそれぞれ着磁した複数の磁石２１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。このように複数の磁石２１が配置されていることで、Ｎ極からＳ極に向かって形成される磁力線は、従動側回転体１３においては、磁石２１ａから両隣に位置する磁石２１ｂに対して延びるように形成されることになる。尚、図３では、一部の磁石２１についての磁力線のみを破線で模式的に示している。そして、中間回転体１２が回転することで、従動側回転体１３の周囲の磁界により、中間回転体１２においては自身に対して相対的な磁界の回転が生じて回転磁界が形成されることと実質的に同じ状態となる。
【００３９】
尚、上述した動力伝達装置１においては、駆動側回転体１１における複数の磁石１６と、中間回転体１２における非磁性伝導体で形成された本体部１８と、従動側回転体１３における複数の磁石２１とが、軸心Ａ１、軸心Ａ２、及び軸心Ａ３に垂直な同一の面に沿って配置されている。そして、複数の磁石１６は、本体部１８に対向する側に位置している磁石１６が本体部１８に小さな隙間を介して近接するように配置されている。また、複数の磁石２１も、本体部１８に対向する側に位置している磁石２１が本体部１８に小さな隙間を介して近接するように配置されている。
【００４０】
次に、本実施形態に係る動力伝達装置１の作動について説明する。動力伝達装置１は、電動機１０１の運転が行われることにより作動する。電動機１０１の運転が開始されると、電動機１０１の出力軸１０１ａに連結された回転軸１４が回転し、駆動側回転体１１が回転する。尚、図３では、駆動側回転体１１の回転方向を矢印Ｂ１で示している。そして、駆動側回転体１１の回転により、複数の磁石１６もともに回転する。このため、駆動側回転体１１が回転することにより、異極が交互に並ぶ複数の磁石１６がともに回転することで発生する回転磁界が駆動側回転体１１の周囲に形成されることになる。そして、駆動側回転体１１の磁石１６と中間回転体１２の本体部１８とは近接して配置されているため、本体部１８を構成する非磁性伝導体が、磁界の時間変化を伴う上記の回転磁界中に配置されることになる。さらに、非磁性伝導体が磁界の時間変化を伴う回転磁界中に配置されると、その非磁性伝導体には渦電流が生じるため、本体部１８における磁石１６に対向する外周部分には、渦電流が発生することになる。
【００４１】
上述のように、駆動側回転体１１によって形成された回転磁界による渦電流が本体部１８に発生すると、この本体部１８に発生した渦電流による磁界と駆動側回転体１１による回転磁界との相互作用により、いわゆるアラゴの円盤と同じ原理で、回転自在に支持された中間回転体１２が回転軸１７を中心として回転することになる。尚、図３では、中間回転体１２の回転方向を矢印Ｂ２で示している。そして、中間回転体１２が回転すると、本体部１８とこの本体部１８に対向する従動側回転体１３の磁石２１との間で相対的な回転変位が生じることになる。従動側回転体１３における複数の磁石２１は異極が交互に並んで配置されており、従動側回転体１３の周囲には磁石２１ａから磁石２１ｂに磁力線が向かう磁界が形成されている。このため、回転する中間回転体１２においては、自身に対して相対的な磁界の回転が生じて磁界の時間変化を伴う回転磁界が形成されることと実質的に同じ状態となる。即ち、磁界の時間変化を伴う回転磁界中に本体部１８を構成する非磁性伝導体が配置されることと実質的に同じ状態となる。これにより、本体部１８における磁石２１に対向する外周部分には、渦電流が発生することになる。そして、この渦電流による磁界と従動側回転体１３の磁石２１による相対的な回転磁界との相互作用により、上述のアラゴの円盤と同じ原理で、回転自在に支持された従動側回転体１３が回転軸１９を中心として回転することになる。尚、図３では、従動側回転体１３の回転方向を矢印Ｂ３で示している。
【００４２】
このように、動力伝達装置１では、駆動側回転体１１が回転することで、駆動側回転体１１の磁石１６に対向する中間回転体１２の非磁性伝導体（本体部１８）に発生した渦電流の作用により、中間回転体１２が回転する。そして、中間回転体１２が回転することで、従動側回転体１３の磁石２１に対向する中間回転体１２の非磁性伝導体（本体部１８）に発生した渦電流の作用により、従動側回転体１３が回転する。従って、動力伝達装置１によると、駆動側回転体１１及び従動側回転体１３との間で中間回転体１２を介して非接触で動力を伝達することができる。このため、摩擦や噛み合いといった機械要素の接触に伴う音の発生や機械要素の磨耗や摩滅といった問題が生じることがない。また、機械要素同士の接触部分に潤滑油を供給するための給油機構又は給油作業も必要なく、メンテナンスフリーな動力伝達装置を実現することができる。
【００４３】
以上説明した動力伝達装置１によると、駆動側回転体１１が回転することで、中間回転体１２における非磁性伝導体である本体部１８に発生した渦電流の作用により、中間回転体１２の回転を介して、非接触で従動側回転体１３が駆動されることになる。即ち、動力伝達装置１では、駆動側回転体１１の駆動力を中間回転体１２を介して非接触で従動側回転体１３に伝達することができる。このため、中間回転体１２を介して離れた位置に配置された駆動側回転体１１と従動側回転体１３との間で非接触で動力を伝達することができる。これにより、駆動側回転体１１に対する従動側回転体１３の距離や位置についての制約が大幅に緩和され、柔軟に設定することができる。また、駆動側回転体１１の駆動力を複数の従動側回転体１３を介して伝達する機構を構成することもでき、その際における制約も大幅に緩和され、柔軟に設定することができる。よって、駆動側回転体１１及び従動側回転体１３の配置構成の自由度を向上させることができ、駆動側回転体１１の回転軸１４と従動側回転体１３の回転軸１９との軸間距離を長く設定することや軸間の角度を任意に設定することができる。
【００４４】
従って、本実施形態によると、非接触で動力を伝達することができ、駆動側回転体１１及び従動側回転体１３の配置構成の自由度を向上させることができる動力伝達装置１を提供することができる。
【００４５】
また、動力伝達装置１によると、駆動側回転体１１及び従動側回転体１３に備えられる複数の磁石（１６、２１）が、半径方向にそれぞれ着磁するとともに異極が周方向に交互に並ぶように配置された複数の磁石（１６、２１）として設けられている。このため、駆動側回転体１１の回転に伴って周方向に沿って異極が交互に配置された複数の磁石１６が連続的に回転し、中間回転体１２の非磁性伝導体（本体部１８）に渦電流を発生させる回転磁界を効率良く形成することができる。また、中間回転体１２の回転に伴って、従動側回転体１３における半径方向にそれぞれ着磁するとともに異極が周方向に交互に並ぶように配置された複数の磁石２１と中間回転体１２の非磁性伝導体（本体部１８）との間で相対的な回転変位が連続的に生じ、中間回転体１２の非磁性伝導体（本体部１８）に渦電流を発生させる回転磁界を効率良く形成することができる。
【００４６】
また、動力伝達装置１によると、駆動側回転体１１及び従動側回転体１２に備えられる磁石（１６、２１）が、永久磁石として構成される。このため、電磁石の場合のように電力供給や制御のための構成も必要もなく、複数の永久磁石を用いた簡易な機構で回転磁界を形成することができる。また、動力伝達装置１によると、非磁性伝導体である本体部１８が、比抵抗が低く透磁率が低い材料である、アルミニウム、銅、或いはこれらの金属のいずれかを含む合金で形成されるため、回転磁界により生じる渦電流を非磁性伝導体において効率良く発生させることができる。
【００４７】
［第２実施形態］
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。
【００４８】
動力伝達装置２の駆動側回転体１１は、第１実施形態の駆動側回転体１１と同様に構成されている。即ち、図５に示す駆動側回転体１１は、一端側が図示しない電動機に連結されるとともに他端側が図示しない支持ハウジングに回転自在に支持されている。そして、この駆動側回転体１１は、第１実施形態と同様に、回転軸１４と、本体部と、複数の磁石１６ａ及び磁石１６ｂが周方向に交互に並んで構成される複数の磁石１６と備えて構成されている。また、動力伝達装置２の従動側回転体１３も、第１実施形態の従動側回転体１３と同様に構成されている。即ち、図５に示す従動側回転体１３は、一端側が図示しない出力装置に連結されるとともに他端側が図示しない支持ハウジングに回転自在に支持されている。そして、この従動側回転体１３は、回転軸１９と、本体部と、複数の磁石２１ａ及び磁石２１ｂが周方向に交互に並んで構成される複数の磁石２１とを備えて構成されている。また、動力伝達装置２では、駆動側回転体１１の軸心Ｃ１（図中一点鎖線で示す）と従動側回転体１３の軸心Ｃ３（図中一点鎖線で示す）とが平行に配置されているが、複数の磁石１６及び複数の磁石２１の位置が軸心方向と垂直な方向において重ならないように軸心方向においてずれた位置に配置されている。
【００４９】
動力伝達装置２の中間回転体２４は、第１実施形態とは異なり、軸方向に長い中空のパイプ部材（円筒部材）として構成されている。そして、中間回転体２４の軸心Ｃ２（図中一点鎖線で示す）は、駆動側回転体１１の軸心Ｃ１及び従動側回転体１３の軸心Ｃ３と平行に配置されている。この中間回転体２４の外周は、一端側において駆動側回転体１１の磁石１６に小さな隙間を介して近接して配置されており、他端側において従動側回転体１３の磁石２１に小さな隙間を介して近接して配置されている。また、中間回転体２４は、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としての非磁性伝導体により形成されている。尚、中間回転体２４の両端は、それぞれ図示しない支持ハウジングに対して回転自在に支持されている。
【００５０】
上述した動力伝達装置２においても、第１実施形態の動力伝達装置１と同様に、駆動側回転体１１が回転することで、中間回転体２４を構成する非磁性伝導体に発生した渦電流の作用により、中間回転体２４の回転を介して、従動側回転体１３が駆動される。
【００５１】
まず、電動機の運転によって駆動側回転体１１が図中矢印Ｄ１で示す方向に回転すると、複数の磁石１６がともに回転するため、回転磁界が駆動側伝導体１１の周囲に形成される。そして、駆動側回転体１１の磁石１６と中間回転体２４の一端側とは近接して配置されているため、中間回転体２４を構成する非磁性伝導体が、磁界の時間変化を伴う上記の回転磁界中に配置されることになる。これにより、中間回転体２４の一端側の外周部分に渦電流が発生する。この渦電流による磁界と駆動側回転体１１による回転磁界との相互作用により、中間回転体２４が図中矢印Ｄ２で示す方向に回転する。
【００５２】
そして、中間回転体２４が回転すると、従動側回転体１３の磁石２１に対向する中間回転体２４の他端側においては、自身に対して相対的な磁界の回転が生じて磁界の時間変化を伴う回転磁界が形成されることと実質的に同じ状態となる。即ち、磁界の時間変化を伴う回転磁界中に非磁性伝導体が配置されることと実質的に同じ状態となる。これにより、中間回転体２４の他端側における磁石２１に対向する外周部分には、渦電流が発生することになる。そして、この渦電流による磁界と従動側回転体１３の磁石２１による相対的な回転磁界との相互作用により、従動側回転体１３が図中矢印Ｄ３で示す方向に回転することになる。
【００５３】
以上説明した第２実施形態によると、第１実施形態と同様に、非接触で動力を伝達することができ、駆動側回転体１１及び従動側回転体１３の配置構成の自由度を向上させることができる動力伝達装置２を提供することができる。また、動力伝達装置２によると、軸方向に長いパイプ部材によって中間回転体２４が構成されているため、駆動側回転体１１と従動側回転体１３との軸方向における距離を長く設定することを容易に実現することができる。尚、中間回転体としては、中空のパイプ部材でなく中実の円柱部材を用いることもできる。また、中間回転体としては、パイプ部材の全体が非磁性伝導体で形成されていなくてもよく、磁石と対向する部分が非磁性伝導体で形成され、磁石と対向する部分以外の部分（軸方向における中間の部分）が非磁性体伝導体以外の材料で形成されていてもよい。また、中間回転体における上記の磁石と対向する部分以外の部分についての形状としては、パイプ形状及び円柱形状以外の形状を適宜選択することができる。
【００５４】
［第３実施形態］
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。
【００５５】
動力伝達装置３の駆動側回転体１１は、第１実施形態の駆動側回転体１１と同様に構成されている。即ち、図６及び図７に示す駆動側回転体１１は、一端側が図示しない電動機に連結されるとともに他端側が図示しない支持ハウジングに回転自在に支持されている。そして、この駆動側回転体１１は、第１実施形態と同様に、回転軸１４と、本体部と、複数の磁石１６ａ及び磁石１６ｂが周方向に交互に並んで構成される複数の磁石１６と備えて構成されている。また、動力伝達装置３の従動側回転体１３も、第１実施形態の従動側回転体１３と同様に構成されている。即ち、図６及び図７に示す従動側回転体１３は、一端側が図示しない出力装置に連結され、他端側が図示しない支持ハウジングに回転自在に支持されている。そして、この従動側回転体１３は、回転軸１９と、本体部と、複数の磁石２１ａ及び磁石２１ｂが周方向に交互に並んで構成される複数の磁石２１とを備えて構成されている。
【００５６】
但し、動力伝達装置３では、駆動側回転体１１の軸心Ｅ１（図６及び図７で一点鎖線で示す）及び従動側回転体１３の軸心Ｅ３（図６では点で、図７では一点鎖線で示す）の配置が、第１実施形態とは異なっている。この動力伝達装置３では、駆動側回転体１１の軸心Ｅ１と従動側回転体１３の軸心Ｅ３とは、直交するように立体交差した状態で配置され、平行移動すると直交するようなねじれの位置に配置されている。このように、動力伝達装置３では、駆動側回転体１１の軸心Ｅ１と従動側回転体１３の軸心Ｅ３とが、立体交差の位置、即ち、平行でなく且つ直接に交差しないねじれの位置に配置されている。尚、軸心Ｅ１と軸心Ｅ３とは、直交でなく斜めに立体交差した状態で（即ち、平行移動すると斜めに交差するようなねじれの位置に）配置することもできる。
【００５７】
図６及び図７に示す中間回転体２５は、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ている。そして、中間回転体２５は駆動側回転体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、駆動側回転体１１、中間回転体２５、及び従動側回転体１３はいずれも非接触の状態で配置されている。
【００５８】
また、中間回転体２５は、回転軸２６と本体部２７とを備えて構成されている。回転軸２６の回転中心線である軸心（即ち、中間回転体２５の軸心）Ｅ２（図６では一点鎖線で、図７では点で示す）は、本実施形態では駆動側回転体１１の軸心Ｅ１及び従動側回転体１３の軸心Ｅ３と直交する位置に配置されている。また、回転軸２６の両端は、それぞれ図示しない支持ハウジングに対して回転自在に支持されている。尚、軸心Ｅ２は、軸心Ｅ１及び軸心Ｅ３に対して、平行でなく且つ直接に交差しないねじれの位置に配置することもできる。
【００５９】
中間回転体２５の本体部２７は、中心位置において回転軸２６が固定された肉厚の薄い円板部材として形成されている。この本体部２７は、非磁性伝導体により形成されている。例えば、本体部１８を構成する非磁性伝導体としては、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を用いることができる。また、本体部２７は、正面側の縁部分の一部において従動側回転体１３の磁石２１に小さな隙間を介して近接して対向しており、背面側の縁部分の一部において駆動側回転体１１の磁石１６に小さな隙間を介して近接して対向している。
【００６０】
上述した動力伝達装置３においても、第１実施形態の動力伝達装置１と同様に、駆動側回転体１１が回転することで、中間回転体２５を構成する非磁性伝導体に発生した渦電流の作用により、中間回転体２５の回転を介して、従動側回転体１３が駆動される。
【００６１】
まず、電動機の運転によって駆動側回転体１１が図中矢印Ｆ１で示す方向に回転すると、複数の磁石１６がともに回転するため、回転磁界が駆動側伝導体１１の周囲に形成される。そして、駆動側回転体１１の磁石１６と本体部２７の背面側の縁部分の一部とは近接して配置されているため、本体部２７を構成する非磁性伝導体が、磁界の時間変化を伴う上記の回転磁界中に配置されることになる。これにより、本体部２７の縁部分の一部に渦電流が発生する。この渦電流による磁界と駆動側回転体１１による回転磁界との相互作用により、中間回転体２５が図中矢印Ｆ２で示す方向に回転する。
【００６２】
そして、中間回転体２５が回転すると、従動側回転体１３の磁石２１に対向する本体部２７の正面側の縁部分の一部においては、自身に対して相対的な磁界の回転が生じて磁界の時間変化を伴う回転磁界が形成されることと実質的に同じ状態となる。即ち、磁界の時間変化を伴う回転磁界中に非磁性伝導体が配置されることと実質的に同じ状態となる。これにより、本体部２７の縁部分における磁石２１に対向する部分には、渦電流が発生することになる。そして、この渦電流による磁界と従動側回転体１３の磁石２１による相対的な回転磁界との相互作用により、従動側回転体１３が図中矢印Ｆ３で示す方向に回転することになる。
【００６３】
以上説明した第３実施形態によると、第１実施形態と同様に、非接触で動力を伝達することができ、駆動側回転体１１及び従動側回転体１３の配置構成の自由度を向上させることができる動力伝達装置３を提供することができる。また、動力伝達装置３によると、駆動側回転体１１の軸心Ｅ１と従動側回転体１３の軸心Ｅ３とが、ねじれの位置に配置されることになる。このようにねじれの位置に配置される場合であっても、駆動側回転体１１及び従動側回転体１３との間で中間回転体２５を介して非接触で動力を伝達することができる。
【００６４】
［第４実施形態］
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。
【００６５】
図８に示すように、駆動側回転体２８は、回転軸３１と本体部３２とを備えて構成されている。回転軸３１の回転中心線である軸心（即ち、駆動側回転体２８の軸心）Ｇ１（図８では点で示す）は、本実施形態では水平方向に配置されている。この回転軸３１は、一端側が図示しない電動機と連結されるとともに他端側が図示しない支持ハウジングに対して回転自在に支持されている。
【００６６】
また、図８に示す本体部３２は、中心位置において回転軸３１が固定された円板部材として形成されている。この本体部３２は、非磁性伝導体により形成されている。例えば、本体部３２を構成する非磁性伝導体としては、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を用いることができる。
【００６７】
図８に示すように、中間回転体２９は、駆動側回転体２８と従動側回転体３０との間に配置されている。そして、中間回転体２９は駆動側回転体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、駆動側回転体２８、中間回転体２９、及び従動側回転体３０はいずれも非接触の状態で配置されている。
【００６８】
また、中間回転体２９は、回転軸３３と本体部３４と複数の磁石３５とを備えて構成されている。回転軸３３の回転中心線である軸心（即ち、従動側回転体２９の軸心）Ｇ２（図８では点で示す）は、本実施形態では水平方向で駆動側回転体２８の軸心Ｇ１と平行に配置されている。この回転軸３３は、両端がそれぞれ図示しない支持ハウジングに対して回転自在に支持されている。また、本体部３４は、中心位置において回転軸３３が固定された円板部材として形成されている。
【００６９】
また、中間回転体２９には、前述のように、複数の磁石３５が備えられている。そして、複数の磁石３５はいずれも、永久磁石として設けられており、第１実施形態における複数の磁石１６と同様にそれぞれがリング形状の一部を成す形状を構成し、本体部３４の外周に沿って配置されることにより、全体で１つのリング形状を構成している。また、複数の磁石３５は、それぞれ同数設けられた複数の磁石３５ａ及び磁石３５ｂで構成されている。尚、本実施形態では、磁石３５ａが３個、磁石３５ｂが３個備えられた複数の磁石３５を例示している。
【００７０】
磁石３５ａ及び磁石３５ｂは、第１実施形態の磁石１６ａ及び磁石１６ｂと同様に、リング形状が周方向に分割された形状に構成されている。そして、磁石３５ａは、第１実施形態の磁石１６ａと同様に、半径方向（中間回転体２９に配置された状態における中間回転体２９の半径方向）に着磁しており、外周側がＮ極に、内周側がＳ極に着磁している。一方、磁石３５ｂは、磁石３５ａとは半径方向における着磁方向が逆となるように構成されており、外周側がＳ極に、内周側がＮ極に着磁している。
【００７１】
また、図８に示すように、中間回転体２９においては、磁石３５ａと磁石３５ｂとが本体部３４の外周に沿って隣り合うように順番に取り付けられている。これにより、中間回転体２９においては、半径方向にそれぞれ着磁した複数の磁石３５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。このように複数の磁石３５が配置されていることで、Ｎ極からＳ極に向かって形成される磁力線は、中間回転体２９においては、磁石３５ａから両隣に位置する磁石３５ｂに対して延びるように形成されることになる。尚、図８では、磁石３５についての磁力線を破線で模式的に示している。そして、駆動側回転体２８が回転することで、中間回転体２９の周囲の磁界により、駆動側回転体２８においては自身に対して相対的な磁界の回転が生じて回転磁界が形成されることと実質的に同じ状態となる。一方、中間回転体２９が回転することでも、中間回転体２９の周囲には回転磁界が形成されることになる。
【００７２】
図８に示すように、従動側回転体３０は、回転軸３６と本体部３７とを備えて構成されている。回転軸３６の回転中心線である軸心（即ち、従動側回転体３０の軸心）Ｇ３（図８では点で示す）は、本実施形態では水平方向で駆動側回転体２８の軸心Ｇ１及び中間回転体２９の軸心Ｇ２と平行に配置されている。そして、回転軸３６は、一端側が図示しない出力装置と連結されるとともに他端側が図示しない支持ハウジングに対して回転自在に支持されている。
【００７３】
また、図８に示す本体部３７は、中心位置において回転軸３６が固定された円板部材として形成されている。この本体部３７は、非磁性伝導体により形成されている。例えば、本体部３７を構成する非磁性伝導体としては、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を用いることができる。
【００７４】
尚、上述した動力伝達装置４においては、駆動側回転体２８における非磁性伝導体で形成された本体部３２と、中間回転体２９における複数の磁石３５と、従動側回転体３０における非磁性伝導体で形成された本体部３７とが、軸心Ｇ１、軸心Ｇ２、及び軸心Ｇ３に垂直な同一の面に沿って配置されている。そして、複数の磁石３５は、本体部３２及び本体部３７にそれぞれ対向する側に位置している磁石３５が本体部３２及び本体部３７に対してそれぞれ小さな隙間を介して近接するように配置されている。
【００７５】
次に、本実施形態に係る動力伝達装置４の作動について説明する。まず、電動機の運転によって回転軸３１が図中矢印Ｈ１で示す方向に回転するように駆動側回転体２８が回転する。そして、駆動側回転体２８が回転すると、本体部３２とこの本体部３２に対向する中間回転体２９の磁石３５との間で相対的な回転変位が生じることになる。中間回転体２９における複数の磁石３５は異極が交互に並んで配置されており、中間回転体２９の周囲には磁石３５ａから磁石３５ｂに磁力線が向かう磁界が形成されている。このため、回転する駆動側回転体２８においては、自身に対して相対的な磁界の回転が生じて磁界の時間変化を伴う回転磁界が形成されることと実質的に同じ状態となる。即ち、磁界の時間変化を伴う回転磁界中に本体部３２を構成する非磁性伝導体が配置されることと実質的に同じ状態となる。これにより、本体部３２における磁石３５に対向する外周部分には、渦電流が発生することになる。そして、この渦電流による磁界と中間回転体２９の磁石３５による相対的な回転磁界との相互作用により、アラゴの円盤と同じ原理で、回転自在に支持された中間回転体２９が図中矢印Ｈ２で示す方向に回転することになる。
【００７６】
そして、中間回転体２９が回転すると、複数の磁石３５もともに回転する。このため、中間回転体２９が回転することにより、異極が交互に並ぶ複数の磁石３５がともに回転することで発生する回転磁界が中間回転体２９の周囲に形成されることになる。そして、中間回転体２９の磁石３５と従動側回転体３０の本体部３７とは近接して配置されているため、本体部３７を構成する非磁性伝導体が、磁界の時間変化を伴う回転磁界中に配置されることになる。そして、この渦電流による磁界と中間回転体２９による回転磁界のとの相互作用により、上述のアラゴの円盤と同じ原理で、回転自在に支持された従動側回転体３０が図中矢印Ｈ３方向に回転することになる。
【００７７】
このように、動力伝達装置４では、駆動側回転体２８が回転することで、中間回転体２９の磁石３５に対向する駆動側回転体２８の非磁性伝導体（本体部３２）に発生した渦電流の作用により、中間回転体２９が回転する。そして、中間回転体２９が回転することで、中間回転体３０の磁石３５に対向する従動側回転体３０の非磁性伝導体（本体部３７）に発生した渦電流の作用により、従動側回転体３０が回転する。従って、動力伝達装置４によると、駆動側回転体２８及び従動側回転体３０との間で中間回転体２９を介して非接触で動力を伝達することができる。このため、摩擦や噛み合いといった機械要素の接触に伴う音の発生や機械要素の磨耗や摩滅といった問題が生じることがない。また、機械要素同士の接触部分に潤滑油を供給するための給油機構又は給油作業も必要なく、メンテナンスフリーな動力伝達装置を実現することができる。
【００７８】
以上説明した動力伝達装置４によると、駆動側回転体２８が回転することで、駆動側回転体２８における非磁性伝導体である本体部３２と従動側回転体３０における非磁性伝導体である本体部３７とに発生した渦電流の作用により、中間回転体２９の回転を介して、非接触で従動側回転体３０が駆動されることになる。即ち、動力伝達装置４では、駆動側回転体２８の駆動力を中間回転体２９を介して非接触で従動側回転体３０に伝達することができる。このため、中間回転体２９を介して離れた位置に配置された駆動側回転体２８と従動側回転体３０との間で非接触で動力を伝達することができる。これにより、駆動側回転体２８に対する従動側回転体３０の距離や位置についての制約が大幅に緩和され、柔軟に設定することができる。また、駆動側回転体２８の駆動力を複数の従動側回転体３０を介して伝達する機構を構成することもでき、その際における制約も大幅に緩和され、柔軟に設定することができる。よって、駆動側回転体２８及び従動側回転体３０の配置構成の自由度を向上させることができ、駆動側回転体２８の回転軸３１と従動側回転体３０の回転軸３６との軸間距離を長く設定することや軸間の角度を任意に設定することができる。
【００７９】
従って、本実施形態によると、非接触で動力を伝達することができ、駆動側回転体２８及び従動側回転体３０の配置構成の自由度を向上させることができる動力伝達装置４を提供することができる。
【００８０】
また、動力伝達装置４によると、中間回転体２９に備えられる複数の磁石３５が、半径方向にそれぞれ着磁するとともに異極が隣り合って並ぶように周方向に配置された複数の磁石３５として設けられている。このため、駆動側回転体２８の回転に伴って中間回転体２９における異極が周方向に交互に並ぶように配置された複数の磁石３５と駆動側回転体２８の非磁性伝導体（本体部３２）との間で相対的な回転変位が連続的に生じ、駆動側回転体２８の非磁性伝導体（本体部３２）に渦電流を発生させる回転磁界を効率良く形成することができる。また、中間回転体２９の回転に伴って、周方向に沿って異極が交互に配置された複数の磁石３５が連続的に回転し、従動側回転体３０の非磁性伝導体（本体部３７）に渦電流を発生させる回転磁界を効率良く形成することができる。
【００８１】
［実施例］
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。
【００８２】
（実施例１）
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。
【００８３】
（実施例２）
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。
【００８４】
（実施例３）
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。
【００８５】
（実施例４）
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。
【００８６】
（実施例５）
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。
【００８７】
（実施例６）
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。
【００８８】
（比較例）
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。
【００８９】
（実施結果）
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。
【００９０】
［変形例］
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。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明は、非接触で動力を伝達する動力伝達装置として、広く適用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る動力伝達装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す動力伝達装置の平面図である。
【図３】図１に示す動力伝達装置の正面図である。
【図４】図１に示す動力伝達装置における磁石の斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る動力伝達装置を示す平面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る動力伝達装置を示す平面図である。
【図７】図６に示す動力伝達装置の正面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る動力伝達装置を示す正面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１                          動力伝達装置
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
【図１】
2010053911.tif 000003
【図２】
2010053911.tif 000004
【図３】
2010053911.tif 000005
【図４】
2010053911.tif 000006
【図５】
2010053911.tif 000007
【図６】
2010053911.tif 000008
【図７】
2010053911.tif 000009
【図８】
2010053911.tif 000010