(57)【要約】【課題】動力伝達を絶つ際の操作力を低減すること。【解決手段】磁気結合制御体３０の移動により、永久磁石３１によって互いに対向する凸状部１２，２２の間を磁気的に結合する結合状態と、磁気的に非結合とする非結合状態とに切り替えるようにした動力伝達装置であって、磁気結合制御体３０に対してプーリ側回転体１０及び軸側回転体２０とは反対側となる部位に非結合用制御体１４０を配設し、磁気結合制御体３０を結合状態から回転軸心に沿って移動させた際にこれら磁気結合制御体３０及び非結合用制御体１４０の間を永久磁石３１によって磁気的に結合させるようにしている。【選択図】図２
2011196410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回転体に設けた凸状部と第２の回転体に設けた凸状部とを互いに対向させた状態でそれぞれの回転体を互いに共通となる回転軸心回りに回転可能に配設するとともに、永久磁石を備える磁気結合制御体を前記回転軸心に沿って移動可能に配設し、前記磁気結合制御体の移動により、前記永久磁石によって互いに対向する凸状部の間を磁気的に結合する結合状態と、磁気的に非結合とする非結合状態とに切り替えるようにした動力伝達装置であって、
前記磁気結合制御体に対して前記第１の回転体及び前記第２の回転体とは反対側となる部位に非結合用制御体を配設し、前記磁気結合制御体を結合状態から前記回転軸心に沿って移動させた際にこれら磁気結合制御体及び非結合用制御体の間を前記永久磁石によって磁気的に結合させることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記非結合用制御体は、前記磁気結合制御体を結合状態から前記回転軸心に沿って移動させた際に前記第１の回転体もしくは前記第２の回転体に先行して前記磁気結合制御体と磁気結合される位置に配置したことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記第１回転体及び前記第２回転体は、それぞれの外形を互いに同一の外径を有した円形状に構成し、前記磁気結合制御体は、前記第１回転体及び前記第２回転体の外周を覆う環状に構成し、前記非結合用制御体は、前記磁気結合制御体の外周を覆う大きさの環状に構成したことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項４】
前記磁気結合制御体は、円筒状に構成し、前記第１回転体及び前記第２回転体は、それぞれを前記磁気結合制御体の外周を覆う環状に構成し、前記非結合用制御体は、前記磁気結合制御体の内部に収容される外径に構成したことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の回転体と第２の回転体との間を磁気的に結合して動力を伝達するようにした動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来技術としては、例えば特許文献１に記載のものがある。この動力伝達装置は、互いに回転軸心を合致させた駆動軸と従動軸との間に動力を伝達するもので、駆動軸の端部及び従動軸の端部にそれぞれ円板状の回転体を備えている。２つの回転体は、互いに離隔して配設されており、互いに対向する端面に永久磁石を有している。
【０００３】
この動力伝達装置では、一方の回転体と他方の回転体とを接近させると、それぞれに配設した永久磁石の間に磁気吸引力が作用し、これらの回転体の間が磁気的に結合されて動力を伝達することが可能となる。一方、２つの回転体を離隔させると、永久磁石の間の磁気吸引力が作用しなくなり、これらの回転体の間が磁気的に非結合となり、動力伝達が絶たれることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−５１２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した動力伝達装置にあっては、動力伝達状態から動力伝達を絶つ場合、相互間に作用している磁気吸引力に抗して一方の回転体と他方の回転体とを離隔させる必要があるため、動力の伝達状態を切り替える際に大きな操作量が必要となる。特に、大きな回転トルクを伝達する動力伝達装置では、永久磁石による磁気吸引力も大きなものとなるため、上述した問題が一層顕著となる。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みて、動力伝達を絶つ際の操作力を低減することの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、本発明に係る動力伝達装置は、第１の回転体に設けた凸状部と第２の回転体に設けた凸状部とを互いに対向させた状態でそれぞれの回転体を互いに共通となる回転軸心回りに回転可能に配設するとともに、永久磁石を備える磁気結合制御体を前記回転軸心に沿って移動可能に配設し、前記磁気結合制御体の移動により、前記永久磁石によって互いに対向する凸状部の間を磁気的に結合する結合状態と、磁気的に非結合とする非結合状態とに切り替えるようにした動力伝達装置であって、前記磁気結合制御体に対して前記第１の回転体及び前記第２の回転体とは反対側となる部位に非結合用制御体を配設し、前記磁気結合制御体を結合状態から前記回転軸心に沿って移動させた際にこれら磁気結合制御体及び非結合用制御体の間を前記永久磁石によって磁気的に結合させることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、上述した動力伝達装置において、前記非結合用制御体は、前記磁気結合制御体を結合状態から前記回転軸心に沿って移動させた際に前記第１の回転体もしくは前記第２の回転体に先行して前記磁気結合制御体と磁気結合される位置に配置したことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、上述した動力伝達装置において、前記第１回転体及び前記第２回転体は、それぞれの外形を互いに同一の外径を有した円形状に構成し、前記磁気結合制御体は、前記第１回転体及び前記第２回転体の外周を覆う環状に構成し、前記非結合用制御体は、前記磁気結合制御体の外周を覆う大きさの環状に構成したことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、上述した動力伝達装置において、前記磁気結合制御体は、円筒状に構成し、前記第１回転体及び前記第２回転体は、それぞれを前記磁気結合制御体の外周を覆う環状に構成し、前記非結合用制御体は、前記磁気結合制御体の内部に収容される外径に構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、永久磁石を備えた磁気結合制御体を第１の回転体及び第２の回転体の回転軸心に沿って移動させることにより、磁気的な結合状態と非結合状態とを切り替えるようにしているため、つまり、磁気的な結合状態を切り替える際に第１の回転体及び第２の回転体に対して永久磁石を離隔する方向に移動させる必要がないため、大きな操作力を要しない。しかも、磁気結合制御体を結合状態から回転軸心に沿って移動させた際に磁気結合制御体及び非結合用制御体の間を磁気的に結合させるようにしているため、非結合状態において２つの回転体の凸状部間に作用する磁気結合力を低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１である動力伝達装置を示したもので、磁気的に結合した状態の断面図である。
【図２】図２は、図１に示した動力伝達装置において磁気的に非結合となった状態の断面図である。
【図３】図３は、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図４は、図１に示した動力伝達装置の要部を示す分解斜視図である。
【図５】図５は、図１に示した動力伝達装置の変形例を示したもので、（ａ）は磁気的に結合した状態の断面側面図、（ｂ）は磁気的に非結合となった状態の断面側面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２である動力伝達装置の要部斜視図である。
【図７】図７は、図６に示した動力伝達装置の要部分解斜視図である。
【図８】図８は、図６に示した動力伝達装置を示したもので、（ａ）は磁気的に結合した状態の断面側面図、（ｂ）は磁気的に非結合となった状態の断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら本発明に係る動力伝達装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１〜図３は、本発明の実施の形態１である動力伝達装置を示したものである。ここで例示する動力伝達装置は、フレームＦに対して回転可能に配設したプーリＰと、フレームＦに対して回転可能に支持させた軸部材ＳＨとの間に動力を伝達するものである。
【００１５】
プーリＰは、中心孔ＰＨを有した円環状を成すもので、この中心孔ＰＨの内周面とフレームＦに形成した円筒状部ＦＳの外周面との間にベアリングＢ１を介在させることにより、円筒状部ＦＳの軸心を回転軸心として回転することが可能である。このプーリＰには、その内部に収容部ＰＴが形成してある。収容部ＰＴは、プーリＰに沿って形成した環状を成すもので、プーリＰにおいて軸部材ＳＨの先端面側に位置する端面に開口している。
【００１６】
このプーリＰの収容部ＰＴには、プーリ側回転体（回転体）１０が配設してある。プーリ側回転体１０は、図３及び図４に示すように、円環の平板状を成すプーリ側基部１１と、プーリ側基部１１の一端面に設けた複数のプーリ側凸状部１２とを有したもので、磁性体によって一体に成形してある。プーリ側凸状部１２は、円環の径方向に沿って延在した直方体状を成すもので、プーリ側基部１１の周方向に沿って等間隔に配設してある。プーリ側基部１１の径方向に沿った板厚は、収容部ＰＴの径方向に沿った内部寸法のほぼ１／２であり、またプーリ側基部１１の内径は、収容部ＰＴの内部外径とほぼ同一である。このプーリ側回転体１０は、図１及び図２に示すように、プーリ側基部１１の軸心をプーリＰの軸心と合致させ、かつプーリ側凸状部１２を収容部ＰＴの開口側に向けた状態でプーリ側基部１１の端面を介してプーリＰの収容部ＰＴに固定してある。
【００１７】
軸部材ＳＨは、中実の円柱状を成すもので、その外周面とフレームＦの円筒状部ＦＳに形成した中空孔ＦＳＨの内周面との間にベアリングＢ２を介在させることにより、円筒状部ＦＳの回転軸心を中心に回転する態様で中空孔ＦＳＨの内部に配設してある。軸部材ＳＨの先端部には、互いに軸心を合致させた状態で支持プレートＲＰが取り付けてある。支持プレートＲＰは、その外周縁部がプーリＰに形成した収容部ＰＴの開口に対向する外径を有した円板状を成すもので、プーリ側回転体１０に対向する部位に軸側回転体（回転体）２０を備えている。軸側回転体２０は、図３及び図４に示すように、円筒状を成す軸側基部２１と、軸側基部２１の一端面に設けた複数の軸側凸状部２２とを有したもので、プーリ側回転体１０と同様、磁性体によって一体に成形してある。軸側基部２１は、その横断面がプーリ側基部１１とほぼ同一の円環状に形成してあり、軸側凸状部２２がプーリ側凸状部１２に対向する部位に形成してある。この軸側回転体２０は、図１及び図２に示すように、軸側基部２１の軸心を軸部材ＳＨの軸心と合致させ、かつ軸側凸状部２２をプーリ側凸状部１２に対向させた状態で軸側基部２１を介して支持プレートＲＰに固定してある。軸側基部２１の内周面とプーリＰに形成した収容部ＰＴの内部外周面との間には、互いに接触しないだけの隙間が確保してある。
【００１８】
これらプーリＰ及び軸部材ＳＨは、プーリ側凸状部１２と軸側凸状部２２との間をわずかに離隔させた状態でそれぞれ円筒状部ＦＳの回転軸心方向に沿った移動が阻止された状態にある。
【００１９】
また、動力伝達装置は、磁気結合制御体３０及び非結合用制御体４０を備えている。磁気結合制御体３０は、図３及び図４に示すように、円筒状に成形した永久磁石３１の両端面にそれぞれ磁性体から成る円環板状のヨーク板３２，３３を貼着して構成したものである。永久磁石３１は、円筒の軸心方向に沿って着磁したもので、収容部ＰＴの内部内周面よりもわずかに小さい外径、かつプーリ側回転体１０及び軸側回転体２０の外径よりもわずかに小さい内径を有するように構成してある。尚、図示の例では、図１及び図２中において白抜き矢印で示す方向に着磁してある。ヨーク板３２，３３の横断面形状は、永久磁石３１と同一に構成してある。この磁気結合制御体３０は、図１及び図２に示すように、軸心を円筒状部ＦＳの回転軸心に合致させた状態でスライド体ＳＰの端面に取り付けてある。スライド体ＳＰは、磁気結合制御体３０と同一の外径を有する円板状に形成したもので、その一端面に形成した円筒状突起ＣＢの突出端面に一方のヨーク板３３を介して磁気結合制御体３０を保持している。図には明示していないが、このスライド体ＳＰは、その軸心を円筒状部ＦＳの回転軸心に合致させた状態で軸心方向に沿って移動可能に配設したもので、磁気結合制御体３０をプーリＰの収容部ＰＴにおいてプーリ側回転体１０及び軸側回転体２０の外周側となる部位に配置した状態で磁気結合制御体３０を軸心方向に沿って移動させることが可能である。
【００２０】
非結合用制御体４０は、磁性体によって円筒状に形成したもので、プーリＰに形成した収容部ＰＴにおいて磁気結合制御体３０に対向する内周面に配設してある。非結合用制御体４０の内周面には、両端部に突起４０ａ，４０ｂが形成してある。突起４０ａ，４０ｂは、非結合用制御体４０の内周面から内方に向けて突出した環状の突出部であり、プーリＰの内周面よりもわずかに小さい内径を有して構成してある。非結合用制御体４０の軸方向に沿った長さは、磁気結合制御体３０とほぼ同一である。この非結合用制御体４０は、プーリＰの収容部ＰＴにおいて軸側回転体２０に対向する位置に配設してある。
【００２１】
上記のように構成した動力伝達装置では、図１に示すように、スライド体ＳＰを支持プレートＲＰに近接する方向に移動させ、磁気結合制御体３０の一方のヨーク板３２をプーリ側回転体１０の外周部に位置させるとともに、他方のヨーク板３３を軸側回転体２０の外周部に位置させると、図１中の破線矢印で示すように、互いに対向するプーリ側凸状部１２と軸側凸状部２２との間を経由して、磁気結合制御体３０の永久磁石３１による磁気回路が構成される。これにより、プーリ側凸状部１２と軸側凸状部２２とが磁気的に結合され、例えばプーリＰを回転させれば、その回転力がプーリ側回転体１０、磁気結合制御体３０、軸側回転体２０及び支持プレートＲＰを介して軸部材ＳＨに伝達され、軸部材ＳＨが軸心回りに回転することになる。尚、この場合、磁気結合制御体３０は、プーリ側回転体１０及び軸側回転体２０との対向面に凸状部を有していないため、またプーリ側回転体１０及び軸側回転体２０にも凸状部を設けていないため、これらプーリ側回転体１０及び軸側回転体２０の回転に関わらず回転することはない。
【００２２】
一方、上述した状態から図２に示すように、スライド体ＳＰを支持プレートＲＰから離隔する方向に移動させ、磁気結合制御体３０の２つヨーク板３２，３３をいずれも軸側回転体２０の外周部に位置させると、図２中の破線矢印で示すように、磁気結合制御体３０の永久磁石３１による磁気回路が非結合用制御体４０との間に構成される。これにより、プーリ側凸状部１２と軸側凸状部２２との間が磁気的に非結合となり、例えばプーリＰを回転させた場合にも、その回転力が軸部材ＳＨに伝達されることがない。
【００２３】
ここで、上述した動力伝達装置によれば、互いに対向したプーリ側凸状部１２と軸側凸状部２２との相互間隔を変更することなく、永久磁石３１を備えた磁気結合制御体３０を回転軸心に沿って移動させることにより、プーリ側凸状部１２と軸側凸状部２２との間を磁気的に非結合としている。つまり、永久磁石３１による磁気回路を引き離す方向に移動させることなく、磁気的な結合状態を切り替えるようにしているため、大きな操作力を要しない。
【００２４】
しかも、プーリ側凸状部１２と軸側凸状部２２との間が磁気的に非結合となっている状況下では、磁気結合制御体３０の永久磁石３１による磁気回路のほとんどが非結合用制御体４０との間に構成され、プーリ側凸状部１２及び軸側凸状部２２に漏れる磁束を大幅に減少させることができる。従って、プーリＰもしくは軸部材ＳＨのいずれか一方の回転が停止している場合の永久磁石３１による引き摺りトルクも大幅に減少させることができるようになる。
【００２５】
さらに、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、非結合用制御体４０′をプーリ側回転体１０に近接した位置に配置して動力伝達装置を構成すれば、磁気結合制御体３０を結合状態から回転軸心に沿って移動させた際に軸側回転体２０に先行して磁気結合制御体３０と非結合用制御体４０とが磁気結合され、プーリ側凸状部１２と軸側凸状部２２との間を磁気的に非結合状態とすることができ、磁気結合制御体３０の移動距離を短縮化することが可能となる。また、プーリ側凸状部１２と軸側凸状部２２との間が磁気的に非結合状態となった場合に、磁気結合制御体３０と軸側回転体２０との間に磁気回路を構成する必要がないため、軸側回転体２０としてはその軸方向に沿った長さＸが、図５（ａ）中の二点鎖線で示す位置まであれば十分となる。この結果、動力伝達装置の回転軸心に沿った寸法を短縮化することも可能となる。
【００２６】
（実施の形態２）
図６〜図８は、本発明の実施の形態２である動力伝達装置を示したものである。ここで例示する動力伝達装置は、実施の形態１で示した動力伝達装置の主要構成要素（プーリ側回転体、軸側回転体、磁気結合制御体、非結合用制御体）において、プーリ側回転体１０及び軸側回転体２０に対して磁気結合制御体１３０及び非結合用制御体１４０を内周側に配設したもので、実施の形態１とはプーリ側回転体１０及び軸側回転体２０に対する磁気結合制御体１３０及び非結合用制御体１４０の寸法のみが異なっている。すなわち、実施の形態２の磁気結合制御体１３０は、図６及び図７に示すように、円筒状に成形した永久磁石１３１の両端面にそれぞれ磁性体から成る円環板状のヨーク板１３２，１３３を貼着して構成したもので、プーリ側回転体１０及び軸側回転体２０の内径よりもわずかに小さい外径を有するように構成してある。磁気結合制御体１３０の永久磁石１３１が円筒の軸心方向に沿って着磁したものである点は、実施の形態１と同様である。非結合用制御体１４０は、磁性体によって円筒状に形成したもので、磁気結合制御体１３０の内周側に配設してある。非結合用制御体１４０の外周面には、両端部に突起１４０ａ，１４０ｂが形成してある。突起１４０ａ，１４０ｂは、非結合用制御体１４０の外周面から外方に向けて突出した環状の突出部であり、磁気結合制御体１３０の内周面よりもわずかに小さい内径を有して構成してある。非結合用制御体１４０の軸方向に沿った長さは、磁気結合制御体１３０とほぼ同一である。この非結合用制御体１４０は、軸側回転体２０に対向する位置に配設してある。尚、実施の形態２で適用するプーリ側回転体１０及び軸側回転体２０は、実施の形態１と同様の構成を有したものであり、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【００２７】
上記のように構成した動力伝達装置では、図８（ａ）に示すように、磁気結合制御体１３０の一方のヨーク板１３２をプーリ側回転体１０の内周部に位置させるとともに、他方のヨーク板１３３を軸側回転体２０の内周部に位置させると、図８（ａ）中の破線矢印で示すように、互いに対向するプーリ側凸状部１２と軸側凸状部２２との間を経由して、磁気結合制御体１３０の永久磁石１３１による磁気回路が構成される。これにより、プーリ側凸状部１２と軸側凸状部２２とが磁気的に結合され、例えばプーリ側回転体１０を回転させれば、その回転力が磁気結合制御体１３０を介して軸側回転体２０に伝達され、軸側回転体２０が軸心回りに回転することになる。
【００２８】
一方、上述した状態から図８（ｂ）に示すように、磁気結合制御体１３０の２つヨーク板１３２，１３３をいずれも軸側回転体２０の内周部に位置させると、図８（ｂ）中の破線矢印で示すように、磁気結合制御体１３０の永久磁石１３１による磁気回路が非結合用制御体１４０との間で構成される。これにより、プーリ側凸状部１２と軸側凸状部２２との間が磁気的に非結合となり、例えばプーリ側回転体１０を回転させた場合にも、その回転力が軸側回転体２０に伝達されることがない。
【００２９】
この実施の形態２の動力伝達装置においても、互いに対向したプーリ側凸状部１２と軸側凸状部２２との相互間隔を変更することなく、永久磁石１３１を備えた磁気結合制御体１３０を回転軸心に沿って移動させることにより、プーリ側凸状部１２と軸側凸状部２２との間を磁気的に非結合としているため、磁気的な結合状態を切り替える際に大きな操作力を要しない。
【００３０】
しかも、プーリ側凸状部１２と軸側凸状部２２との間が磁気的に非結合となっている状況下では、磁気結合制御体１３０の永久磁石１３１による磁気回路のほとんどが非結合用制御体１４０との間に構成され、プーリ側凸状部１２及び軸側凸状部２２に漏れる磁束を大幅に減少させることができる。従って、プーリ側回転体１０もしくは軸側回転体２０のいずれか一方の回転が停止している場合の永久磁石１３１による引き摺りトルクも大幅に減少させることができるようになる。
【符号の説明】
【００３１】
１０      プーリ側回転体
１２，２２      凸状部
２０      軸側回転体
３０      磁気結合制御体
３１      永久磁石
４０      非結合用制御体
１３０      磁気結合制御体
１３１      永久磁石
１４０      非結合用制御体
【図１】
2011196410.tif 000003
【図２】
2011196410.tif 000004
【図３】
2011196410.tif 000005
【図４】
2011196410.tif 000006
【図５】
2011196410.tif 000007
【図６】
2011196410.tif 000008
【図７】
2011196410.tif 000009
【図８】
2011196410.tif 000010