(57)【要約】【課題】２つの回転体を磁力によって連結するとともに、２つの回転体の回転速度差（位相差）が小さい場合に発生するトルクを抑制し、共振を防止することが可能なプーリ構造体を提供すること。【解決手段】ハブ３に設けられた複数の第１磁石１７は中心角が互いに等しく、これら複数の第１磁石１７は周方向に磁性体を挟んで配置されている。また、プーリ２に設けられた複数の第２磁石１８は、第１磁石１７と中心角の等しい磁石１８ａと、第１磁石１７よりも中心角の大きい磁石１８ｂの、２種類の磁石で構成されるとともに、これら２種類の磁石が周方向に交互に配置されている。さらに、周方向に隣り合う２つの第１磁石１７の間で、第２磁石１８との対向面における磁極が逆であり、周方向に隣り合う２つの第２磁石１８の間においても、第１磁石１７との対向面における磁極が逆になっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回転体と、
前記第１回転体に対して相対回転可能な第２回転体と、
前記第１回転体と前記第２回転体の一方に設けられ、周方向に沿って配置された複数の第１磁石と、
前記第１回転体と前記第２回転体の他方に前記第１磁石と対向可能に設けられ、周方向に沿って配置された複数の第２磁石を有し、
前記複数の第１磁石は中心角が互いに等しく、これら複数の前記第１磁石は周方向に磁性体を挟んで配置され、
前記複数の第２磁石は、前記第１磁石と中心角の等しい磁石と、前記第１磁石よりも中心角の大きい磁石の、２種類の磁石で構成されるとともに、前記２種類の磁石が周方向に交互に配置され、
さらに、周方向に隣り合う２つの前記第１磁石の間で、前記第２磁石との対向面における磁極が逆であり、周方向に隣り合う２つの前記第２磁石の間においても、前記第１磁石との対向面における磁極が逆であることを特徴とするプーリ構造体。
【請求項２】
前記複数の第１磁石と前記複数の第２磁石の少なくとも一方の、前記対向面と反対側の面には、磁性材料からなるヨークが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のプーリ構造体。
【請求項３】
前記複数の第１磁石と前記複数の第２磁石は、それぞれ、環状の磁石体を構成していることを特徴とする請求項１又は２に記載のプーリ構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相対回転可能な２つの回転体を有するプーリ構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、相対回転可能に連結された２つの回転体を有するプーリ構造体として、２つの回転体の一方に回転変動が生じたときに、その回転変動を減衰させるための構成を備えたものが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載のプーリ構造体は、ベルトが巻回されるプーリと、プーリの内側において、このプーリに対して相対回転可能に設けられ、且つ、エンジンの出力軸に連結されるハブと、プーリとハブとを連結するゴム弾性体（ゴムカップリング）とを有する。そして、エンジンのトルク変動に応じてハブに回転変動が生じたときには、ハブとプーリの間のゴム弾性体が弾性変形することによって、その回転変動を吸収するように構成されている。
【０００４】
また、ゴム弾性体を使用せず、磁力によって２つの回転体が連結されたプーリ構造体も提案されている。例えば、特許文献２に記載のプーリ構造体は、エンジンの出力軸によって駆動されるベルトが巻き掛けられたプーリと、このプーリの内側に配され、オルタネータに連結される筒軸とを有する。プーリの内面には、周方向に並ぶ複数の磁石が設けられるとともに、筒軸の外面にも周方向に並ぶ複数の磁石が設けられている。また、プーリ及び筒軸に設けられた複数の磁石は、共に、磁極が周方向に交互に変化するように配置されており、異極の磁石が対向したときに作用する引き合う方向の磁力によって、プーリと筒軸とが連結されている。このプーリ構造体においては、エンジンの出力軸からベルトを介してプーリに回転変動が伝わったときには、磁力で連結されたプーリと筒軸の回転位相がずれることによって回転変動が吸収される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６３−６８５４０号公報
【特許文献２】特開２００６−９８９８号公報（図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１のプーリ構造体のように、２つの回転体がゴム弾性体で連結されている場合には、ゴム弾性体の経年劣化や疲労破壊に起因する故障が発生する。また、一方の回転体に過大な回転変動が生じたときには、ゴム弾性体にその弾性変形の範囲を超える過大な力が作用し、ゴム弾性体が破損してしまう虞もある。さらに、ゴム弾性体の弾性変形時の発音が問題になる場合もある。
【０００７】
一方、特許文献２のプーリ構造体のように、磁力によって２つの回転体が連結された構成では、ゴム弾性体を用いないことから上述したような問題は生じない。しかし、特許文献２のプーリ構造体においては、小さな回転変動が生じて２つの回転体の位相がわずかにずれただけで、一方の回転体に設けられた複数の磁石と、他方の回転体に設けられた複数の磁石との間で、同極の磁石同士が対向して大きな反発力が生じ、位相差（回転速度差）を解消する方向に２つの回転体に作用するトルクが非常に大きなものとなる。このように、小さな位相差に対して、これを解消する方向に作用するトルクが大き過ぎると、２つの回転体の間で共振が発生する虞がある。
【０００８】
本発明の目的は、２つの回転体を磁力によって連結するとともに、２つの回転体の回転速度差（位相差）が小さい場合に発生するトルクを抑制し、共振を防止することが可能なプーリ構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００９】
第１の発明のプーリ構造体は、第１回転体と、前記第１回転体に対して相対回転可能な第２回転体と、前記第１回転体と前記第２回転体の一方に設けられ、周方向に沿って配置された複数の第１磁石と、前記第１回転体と前記第２回転体の他方に前記第１磁石と対向可能に設けられ、周方向に沿って配置された複数の第２磁石を有し、
前記複数の第１磁石は中心角が互いに等しく、これら複数の前記第１磁石は周方向に磁性体を挟んで配置され、前記複数の第２磁石は、前記第１磁石と中心角の等しい磁石と前記第１磁石よりも中心角の大きい磁石の、２種類の磁石で構成されるとともに、前記２種類の磁石が周方向に交互に配置され、
さらに、周方向に隣り合う２つの前記第１磁石の間で、前記第２磁石との対向面における磁極が逆であり、周方向に隣り合う２つの前記第２磁石の間においても、前記第１磁石との対向面における磁極が逆であることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の構成によれば、第１回転体と第２回転体の一方に設けられた第１磁石と、第１回転体と第２回転体の他方に設けられた第２磁石によって、第１回転体と第２回転体が相対回転可能な状態で連結されている。そして、一方の回転体に回転変動が発生して２つの回転体に回転速度差（位相のずれ、位相差）が生じたときには、第１磁石と第２磁石との間に働く磁力によって、第１回転体と第２回転体の間に、回転速度差を解消するようにトルクが作用する。これにより、一方の回転体に生じた回転変動が減衰される。
【００１１】
この構成によれば、回転変動を減衰するためにゴム弾性体を使用しないことから、ゴム弾性体の経年劣化や疲労破壊、あるいは、ゴム弾性体の弾性変形時の発音といった問題が生じない。
【００１２】
また、本発明においては、複数の第１磁石は中心角が互いに等しく、これら複数の前記第１磁石は、磁性体を挟んで周方向に配置されている。一方、複数の第２磁石は、第１磁石と中心角が等しい磁石と、第１磁石よりも中心角の大きい磁石の、２種類の磁石で構成されており、これら２種類の磁石が周方向に交互に配置されている。さらに、複数の第１磁石、複数の第２磁石ともに、隣り合う２つの磁石の間で対向面の磁極が逆になっている。従って、第１回転体と第２回転体との間に比較的小さな回転速度差（位相差）が生じて、複数の第１磁石と複数の第２磁石の位相が少しずれたときに、中心角の大きい第２磁石は、対向面の磁極が同極である第１磁石と一部対向するものの、中心角の小さい（第１磁石と中心角が等しい）第２磁石は、第１磁石の間に位置する磁性体と対向し、同極の第１磁石とは対向しない。そのため、複数の第１磁石と複数の第２磁石の間に作用する反発する方向の磁力は比較的小さくなる。つまり、２つの回転体の回転速度差（位相差）が小さい場合に、この回転速度差を解消するように作用するトルクが小さくなるため、第１回転体と第２回転体の間で共振が発生するのを防止できる。
【００１３】
また、複数の第１磁石、及び、複数の第２磁石の、対向面における磁極が、周方向に隣接する磁石間で同じ（即ち、磁化の方向が同じ）であると、隣接する磁石間に作用する反発力のために、第１磁石及び第２磁石を周方向に配置することが困難である。本発明では、周方向に隣接する磁石間で対向面の磁極が逆になっていることから、磁石の配置が容易になる。
【００１４】
第２の発明のプーリ構造体は、前記第１の発明において、前記複数の第１磁石と前記複数の第２磁石の少なくとも一方の、前記対向面と反対側の面には、磁性材料からなるヨークが設けられていることを特徴とするものである。
【００１５】
この構成によれば、第１磁石と第２磁石の対向面と反対側の面から磁束の漏洩を抑制し、第１磁石と第２磁石による磁気エネルギーを、第１磁石と第２磁石の間に効果的に作用させることができるため、第１回転体と第２回転体との間でトルクを効率よく伝達することが可能となる。
【００１６】
第３の発明のプーリ構造体は、前記第１又は第２の発明において、前記複数の第１磁石と前記複数の第２磁石は、それぞれ、環状の磁石体を構成していることを特徴とするものである。
【００１７】
この構成によれば、複数の第１磁石及び複数の第２磁石が、全周にわたって配置されることから、第１回転体と第２回転体との間で、周方向に関して均等にトルクを作用させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る補機駆動システムの概略構成図である。
【図２】プーリ構造体の回転軸を含む面に関する断面図である。
【図３】プーリとハブとの間に配置された環状磁石体の斜視図である。
【図４】（ａ）は第１環状磁石体を回転軸方向から見た図、（ｂ）は第２環状磁石体を回転軸方向から見た図である。
【図５】プーリとハブの間に回転速度差がないときの、第１磁石と第２磁石の位置関係を示す図である。
【図６】プーリとハブの間に小さな回転速度差があるときの、第１磁石と第２磁石の位置関係を示す図である。
【図７】プーリとハブの間に大きな回転速度差があるときの、第１磁石と第２磁石の位置関係を示す図である。
【図８】変更形態に係るプーリ構造体の、回転軸を含む面に関する断面図である。
【図９】別の変更形態のプーリ構造体の、回転軸を含む面に関する断面図である。
【図１０】図９のプーリ構造体の環状磁石体を、回転軸方向から見た図である。
【図１１】実施例１〜４と比較例１のプーリ構造体の、回転角とトルクの関係を示すグラフである。
【図１２】実施例５〜８と比較例２のプーリ構造体の、回転角とトルクの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明の実施形態について説明する。本実施形態は、自動車用エンジンの出力軸のトルクによって補機を駆動する、補機駆動システムに用いられるプーリ構造体に本発明を適用した一例である。
【００２０】
図１は本実施形態の補機駆動システムの概略構成図である。図１に示すように、補機駆動システム１００は、エンジンの出力軸１０１（レシプロエンジンのクランクシャフトや、ロータリーエンジンのエキセントリックシャフト等）に連結された駆動プーリ１０５と、ウォーターポンプやオルタネータ等の各種補機にそれぞれ連結された従動軸（補機軸）１０２，１０３と、従動軸１０２に取り付けられた従動プーリ１０４と、従動軸１０３に取り付けられた、本実施形態に係るプーリ構造体１のプーリ２と、駆動プーリ１０５、従動プーリ１０４、及び、プーリ構造体１のプーリ２にわたって架け渡された伝動ベルト１０６とを有する。尚、本実施形態では、伝動ベルト１０６として、ベルト長手方向に沿って互いに平行に延びる複数のＶリブ１０６ａを有するＶリブドベルトが用いられている（図２参照）。
【００２１】
出力軸１０１のトルクによって駆動プーリ１０５が回転駆動されると、その駆動プーリ１０５の回転により伝動ベルト１０６が駆動される。すると、この伝動ベルト１０６の走行に伴って、従動プーリ１０４やプーリ構造体１のプーリ２がそれぞれ回転駆動されることにより、従動軸１０２，１０３に連結されたウォーターポンプやオルタネータ等の補機がそれぞれ駆動される。
【００２２】
次に、出力軸１０１から伝動ベルト１０６を介して伝達されるトルクを従動軸（補機軸）１０３に伝える、本実施形態のプーリ構造体１について詳細に説明する。図２は本実施形態のプーリ構造体１の回転軸Ｃを含む面に関する断面図である。図２に示すように、プーリ構造体１は、伝動ベルト１０６が巻回される円筒形状のプーリ２と、従動軸（補機軸）１０３に連結されるとともにプーリ２の内側に設けられたハブ３を備えている。尚、プーリ２及びハブ３が、本発明における第１回転体及び第２回転体に相当する。また、プーリ２とハブ３は軸受５を介して相対回転可能に連結されている。尚、図２における右側をプーリ構造体１の先端側、図２における左側（従動軸（補機軸）１０３側）をプーリ構造体１の基端側と定義して以下説明する。
【００２３】
プーリ２の外周部には、その周方向に沿って延びる複数のＶ溝１１が形成されている。そして、伝動ベルト１０６は、その腹面側に形成された複数のＶリブ１０６ａが、複数のＶ溝１１にそれぞれ係合した状態で、プーリ２の外周に巻回される。
【００２４】
ハブ３は、回転軸方向に沿って同軸状に並ぶ２つの円筒部材３ａ，３ｂを有し、これら２つの円筒部材３ａ，３ｂは図示しない部分において連結され、一体化されている。このハブ３の２つの円筒部材３ａ，３ｂには従動軸１０３の先端部が嵌挿され、ボルト等の適宜の連結手段によって従動軸１０３とハブ３とが相対回転不能に連結される。尚、プーリ２、及び、ハブ３を構成する２つの円筒部材３ａ，３ｂは、それぞれ非磁性材料（常磁性体や反磁性体、あるいは、反強磁性体）で形成されている。尚、非磁性材料としては、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼、アルミニウム合金、チタン合金、あるいは、合成樹脂等を挙げられる。
【００２５】
２つの円筒部材３ａ，３ｂのうち、基端側に位置する円筒部材３ａに軸受５が設けられ、この軸受５を介してプーリ２が円筒部材３ａに回転自在に連結されている。一方、先端側に位置する円筒部材３ｂと、プーリ２との間には、環状の磁石収容室１６が形成され、この磁石収容室１６内に、ハブ３の円筒部材３ｂに固定された２つの第１環状磁石体２０と、プーリ２に固定された１つの第２環状磁石体２１が収容されている。
【００２６】
図３は、図２に示される環状磁石体２０，２１の斜視図、図４（ａ），（ｂ）は、環状磁石体２０，２１をプーリ２の回転軸Ｃ方向から見た図である。図２に示すように、第１環状磁石体２０はその内周面においてハブ３に固定されている。図３、図４（ａ）に示すように、この第１環状磁石体２０は、６つの第１磁石１７と６つの磁性材料（好ましくは軟磁性材料）からなる磁性体２５で構成され、これら６つの第１磁石１７と６つの磁性体２５は周方向に交互に配置されている。即ち、６つの第１磁石１７は磁性体２５を挟んで周方向に配置されている。また、図４（ａ）に示すように、第１磁石１７と磁性体２５は、共に略扇形形状を有するが、第１磁石１７の中心角αは磁性体２５の中心角βよりも大きくなっている。
【００２７】
図２に示すように、第２環状磁石体２１は、その外周面においてプーリ２に固定されている。図３、図４に示すように、この第２環状磁石体２１は、周方向に並べて配置された６つの第２磁石１８からなる。さらに、図４（ｂ）に示すように、６つの第２磁石１８はそれぞれ略扇形形状に形成されているが、これら６つの第２磁石１８の中心角は全て同じではなく、中心角の異なる２種類の磁石１８ａ，１８ｂが存在する。２種類の第２磁石１８ａ，１８ｂのうち、一方の磁石１８ａの中心角は第１磁石１７の中心角αと等しい。また、他方の磁石１８ｂの中心角は第１磁石１７の中心角αよりも大きく、この中心角αに２つの磁性体２５の中心角βを足した角度（α＋２β）に等しい。
【００２８】
尚、第１磁石１７と第２磁石１８は、それぞれ永久磁石で構成されている。永久磁石としては、ネオジム、サマリウムコバルト、フェライト、アルニコ、プラチナ、クロム、鉄、マンガン、アルミニウム、プラセオジムなどを成分とするものを使用できる。また、磁性体２５を構成する磁性材料としては、軟鉄やフェライト（Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト）等が挙げられる。他に、パーマロイ、センダスト、パーメンジュール、ケイ素鋼等が使用できる。
【００２９】
また、ハブ３に固定された２つの第１環状磁石体２０とプーリ２に固定された１つの第２環状磁石体２１は、プーリ２の回転軸Ｃの方向に隙間を空けて交互に配置されている。言い換えれば、第２磁石１８からなる第２環状磁石体２１が、回転軸方向に関して、第１磁石１７と磁性体２５からなる第１環状磁石体２１に挟まれている。そして、第２環状磁石体２１を構成する第２磁石１８は、両側に位置する第１環状磁石体２０の第１磁石１７とそれぞれ対向している。
【００３０】
また、第１磁石１７と第２磁石１８はそれぞれ回転軸方向に磁化されている。そして、図３、図４に示すように、周方向に（磁性体２５を挟んで）隣り合う２つの第１磁石１７の間で、第２磁石１８との対向面の磁極が逆になっている。さらに、周方向に隣り合う２つの第２磁石１８の間でも、第１磁石１７との対向面の磁極は逆になっている。
【００３１】
尚、本実施形態では、図２に示すように、回転軸Ｃの方向に関して交互に配置された３つの環状磁石体２０，２１のうち、中央に位置する第２環状磁石体２１はプーリ２の内面に直接取り付けられている。取付方法としては、接着や、圧入、あるいは、ネジやボルト等による固定等の方法を採用できる。一方、回転軸方向に関して外側に位置する２つの第１環状磁石体２０は、それぞれ２つの環状の支持部材２２，２３を介してハブ３（円筒部材３ｂ）の外周面に取り付けられている。尚、２つの支持部材２２，２３のハブ３への取付方法も、接着や、圧入、あるいは、ネジやボルト等による固定等の方法を採用できる。また、２つの第１環状磁石体２０の支持部材２２，２３への取付方法も、接着や、圧入、あるいは、ネジやボルト等による固定等の方法を採用できる。
【００３２】
支持部材２２，２３は、支持対象である２つの第１環状磁石体２０（第２磁石１７）の、第２環状磁石体２１（第１磁石１８）との対向面と反対側の面を覆うように設けられている。即ち、基端側（図２中左側）の支持部材２２は第１環状磁石体２０の基端側の面（図中左側の面）を覆うとともに、先端側の支持部材２３は第１環状磁石体２０の先端側の面（図中右側の面）を覆っている。また、２つの支持部材２２，２３は、それぞれ磁性材料（強磁性体）で形成されている。支持部材２２，２３を構成する磁性材料としては、軟鉄やフェライト（Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｂａ系フェライト、あるいは、フェロックスプレーナ系フェライト）等が挙げられる。これらの磁性材料からなる支持部材２２，２３はヨークの役割を果たし、第１磁石１７の、第２磁石１８との対向面と反対側の面からの磁束の漏洩が抑制される。
【００３３】
また、２つの支持部材２２，２３のうち、先端側（図２中右側）の第１環状磁石体２０（第１磁石１７）を支持する支持部材２３は、第１環状磁石体２０の外周面をも覆っている。その上で、プーリ２の内周面には環状の摺動部材２４が設けられており、支持部材２３の、第１環状磁石体２０を覆う外周部２３ａが摺動部材２４に対して摺動回転となっている。つまり、支持部材２３の外周部２３ａと摺動部剤２４とが軸受の役割を果たしている。尚、摺動部材２４としては、表面摩擦抵抗が小さく、且つ、耐摩耗性に優れた材料を使用することが好ましく、例えば、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、グラファイト、窒化ホウ素、真鍮、メッキ処理が施された真鍮、青銅、メッキ処理が施された青銅などを使用できる。あるいは、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン、高分子量ポリエチレンなどの合成樹脂材料を使用することもできる。
【００３４】
次に、本実施形態のプーリ構造体１の作用について説明する。まず、図５は、プーリ２とハブ３の間に回転速度差がないときの、第１磁石１７と第２磁石１８の位置関係を示す図である。尚、図５では、環状磁石体２０，２１，２０にそれぞれ含まれる、周方向に並ぶ３つの磁石を、環状磁石体の半径方向から見た図で示している。
【００３５】
図５に示すように、プーリ２とハブ３の間に回転速度差（位相差）がない状態では、ハブ３に固定された第１環状磁石体２０の第１磁石１７と、プーリ２に固定された第２環状磁石体２１の第２磁石１８との間に引き合う方向の磁力が作用し、第１環状磁石体２０の第１磁石１７と第２環状磁石体２１の第２磁石が、回転軸方向（図５の左右方向）に関してそれぞれ対向している。
【００３６】
このように、プーリ２とハブ３が一体的に回転している状態から、エンジンで発生したトルク変動がベルト１０６を介して伝達されて、プーリ２に回転変動が生じると、プーリ２とハブ３の間には回転速度差（位相差）が生じる。図６は、回転速度差が小さいときの、第１磁石１７と第２磁石１８の位置関係を示す図である。また、図７は、回転速度差が大きいときの、第１磁石１７と第２磁石１８の位置関係を示す図である。プーリ２とハブ３の間に回転速度差が生じると、その回転速度差に応じて、図６、図７に示すように、第１磁石１７と第２磁石１８の周方向位置（位相）がずれる。
【００３７】
図６に示すように、回転速度差（位相差）が小さい場合には、第２磁石１８のうちの中心角の小さな磁石１８ａは、第１磁石１７との位相が少しずれることによって、磁性体２５と一部対向する状態になるものの、対向面の磁極が同極である第１磁石１７と対向することはない。そして、第２磁石１８のうちの中心角の大きな磁石１８ｂのみが、対向面の磁極が同極である第１磁石１７と一部対向し、この磁石１８ｂと第１磁石１７の間で、図６に矢印で示されているように反発する方向の磁力が作用する。従って、第１環状磁石体２０が固定されたハブ３と、第２環状磁石体２１が固定されたプーリ２との間に、両者の回転速度差を小さくするようにトルクが発生するが、そのトルクは比較的弱いものとなる。つまり、回転変動が小さく、プーリ２とハブ３の回転速度差が小さい場合に、この回転速度差を解消するように作用するトルクが大きくなりすぎることがないことから、プーリ２とハブ３の間で共振が発生するのを防止できる。
【００３８】
一方、図７に示すように、回転速度差が大きい場合には、第１磁石１７と第２磁石１８の位相差が大きくなるため、第２磁石１８のうちの中心角の小さな磁石１８ａも、対向面の磁極が同極である第１磁石１７と一部対向することになる。従って、図７に矢印で示されているように、全ての第１磁石１７と第２磁石１８の間で、反発する方向の磁力が作用するため、プーリ２とハブ３の間に大きなトルクが発生する。従って、回転変動が大きく、プーリ２とハブ３の回転速度差が大きい場合には、両者に大きなトルクが作用して、大きな回転変動を速やかに減衰させることができる。
【００３９】
本実施形態のプーリ構造体１によれば、プーリ２とハブ３との間の回転速度差が小さい場合には、その回転速度差を小さくするように作用するトルクが小さくなるため、プーリ２とハブ３の間で共振が発生するのを防止できる。また、両者の回転速度差が大きい場合にはトルクも大きくなり、大きな回転変動を速やかに減衰させることができる。
【００４０】
また、環状磁石体２０，２１において、複数の第１磁石１７、及び、複数の第２磁石１８の、対向面における磁極が周方向に隣接する磁石間で同じ（即ち、磁化の方向が同じ）であると、これら隣接する磁石間に作用する反発力のために、複数の磁石１７，１８を周方向に配置して環状磁石体２０，２１を作製することが困難になる。本実施形態のプーリ構造体１においては、周方向に隣接する磁石間で対向面の磁極が逆になっていることから、環状磁石体２０，２１の組立が容易である。
【００４１】
また、本実施形態では、第１磁石１７（第２環状磁石体２０）の、第２磁石１８との対向面と反対側の面に、磁性材料からなる支持部材２２，２３が設けられており、これら支持部材２２，２３がヨークの役割を果たす。従って、第１磁石１７の第２磁石１８との対向面以外からの磁束の漏洩を極力抑制し、第１磁石１７と第２磁石１８による磁力のエネルギーを、第１磁石１７と第２磁石１８の間に効果的に作用させることができるため、プーリ２とハブ３との間でトルクを効率よく伝達することが可能となる。
【００４２】
また、本実施形態では、複数（６つ）の第１磁石１７と複数（６つ）の第２磁石１８が周方向に配置されて、それぞれ環状の磁石体（第１環状磁石体２０、第２環状磁石体２１）を構成している。これによれば、複数の第１磁石１７及び複数の第２磁石１８が、全周にわたって配置されることから、プーリ２とハブ３との間で、周方向に関して均等にトルクを作用させることができる。
【００４３】
また、図２に示すように、２つの第１環状磁石体２０（第１磁石１７）と１つの第２環状磁石体２１（第２磁石１８）が、回転軸Ｃの方向に関して交互に配置されているため、第１磁石１７と第２磁石１８が回転軸方向に１つずつ設けられている場合と比べて、プーリ２とハブ３との間に作用する磁力が大きくなり、両者の間でトルクを確実に伝達できるようになる。
【００４４】
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００４５】
１］第１磁石１７、第２磁石１８、及び、磁性体２５のサイズ、形状、数、材質、配置等は、プーリ２やハブ３の形状や発生しうる回転変動の程度等に応じて、適宜変更可能である。
【００４６】
例えば、プーリ２の回転軸方向に並ぶ環状磁石体２０，２１の数は、前記実施形態のような３つ（２つの第１環状磁石体２０と１つの第２環状磁石体２１）に限られるものではない。例えば、図８に示すプーリ構造体１Ａのように、回転軸Ｃの方向に関して配置される第１環状磁石体２０と第２環状磁石体２１の数がそれぞれ１つであってもよい。尚、図８の形態では、ヨークの役割を果たす支持部材２２Ａ，２３は、第１環状磁石体２０と第２環状磁石体２１の外側の面（互いの対向面と反対側の面）にそれぞれ設けられている。あるいは、４以上の第１環状磁石体２０，２１が回転軸方向に交互に並ぶように設けられてもよい。
【００４７】
また、１つの環状磁石体２０，２１を構成する磁石１７，１８や磁性体２５の数も６つである必要はなく、適宜変更できる。また、略扇状に形成された１つの磁石１７，１８、あるいは、磁性体２５の中心角は、適宜変更可能である。さらには、磁石１７，１８と磁性体２５，２６が周方向全周にわたって配置されて環状の磁石体を構成する必要はなく、周方向一部分にのみ磁石１７，１８や磁性体２５が配置された構成であってもよい。
【００４８】
また、前記実施形態では、ハブ３側に第１磁石１７と磁性体２５が設けられ、プーリ２側に第２磁石１８が設けられていたが、逆であってもよい。即ち、プーリ２側に、中心角の等しい複数の第１磁石１７が、磁性体２５を挟んで周方向に沿って設けられ、ハブ３側に、第２磁石１８（２種類の磁石１８ａ，１８ｂ）が周方向に沿って設けられてもよい。
【００４９】
２］前記実施形態では、第１磁石１７（第１環状磁石体２０）と第２磁石１８（第２環状磁石体２１）が回転軸方向に対向しているが、第１磁石１７と第２磁石１８がプーリ２の径方向に対向してもよい。例えば、図９に示すプーリ構造体１Ｂにおいては、プーリ２Ｂに、第１環状磁石体２０Ｂが、磁性材料からなる環状の支持部材２２Ｂを介して固定される一方で、ハブ３Ｂには、第２環状磁石体２１Ｂが、磁性材料からなる環状の支持部材２３Ｂを介して固定されている。また、プーリ２Ｂ側の第１環状磁石体２０Ｂが、ハブ３Ｂ側の第２環状磁石体２１Ｂの径よりも径が大きいものに形成された上で、第１環状磁石体２０Ｂの内側に径方向に隙間を空けて第２環状磁石体２１Ｂが配置されている。
【００５０】
図１０に示すように、外側に位置する第１環状磁石体２０Ｂは、周方向に交互に配置された６つの第１磁石１７Ｂと６つの磁性体２５Ｂで構成されている。６つの第１磁石１７Ｂは半径方向に磁化されており、周方向に隣り合う２つの第１磁石１７Ｂの間で、内周面（第２磁石１８Ｂとの対向面）の磁極が逆になっている。また、内側に位置する第２環状磁石体２１Ｂは、周方向に交互に配置された６つの第２磁石１８Ｂで構成されており、さらに、６つの第２磁石１８Ｂは、互いに中心角の異なる２種類の磁石１８Ｂａ，１８Ｂｂからなる。６つの第２磁石１８Ｂも半径方向に磁化されており、周方向に隣り合う２つの第２磁石１８Ｂの間で、外周面（第１磁石１７Ｂとの対向面）の磁極が逆になっている。
【００５１】
このプーリ構造体１Ｂの、プーリ２Ｂとハブ３Ｂとの間に回転速度差が生じたときの作用は、前記実施形態のプーリ構造体１と基本的には同じである。即ち、プーリ２Ｂとハブ３Ｂとの間に回転速度差が生じたときには、第１環状磁石体２０Ｂの第１磁石１７Ｂと第２環状磁石体２１Ｂの第２磁石１８Ｂの周方向位置がずれるが、その回転速度差（位相差）が小さいときには、中心角の大きい第２磁石１８Ｂｂのみが、対向面の磁極が同極である第１磁石１７Ｂと一部対向するため、回転速度差を解消する方向に過大なトルクが発生することはない。
【００５２】
５］前記実施形態では、第１磁石１７をハブ３に取り付ける支持部材２２，２３が、磁性材料で形成されていたが、本発明はこのような形態に限られるものではない。例えば、第１磁石１７や第２磁石１８が、対応するプーリ２やハブ３に直接固定された上で、第１磁石１７や第２磁石１８にヨークの役割を果たす磁性材料が取り付けられてもよい。さらには、このようなヨークの役割を果たす磁性材料が省略されてもよい。
【００５３】
以上、本発明の実施形態として、エンジンの補機駆動システムのプーリ構造体に本発明を適用した一例について説明したが、本発明の適用対象はこれに限られるものではない。例えば、建築建材、家具、機械装置などの分野において、窓、ドア、蓋等の開閉部材の開閉角度に応じてトルクを変化させるために使用されるプーリ構造体など、様々な用途に使用されるプーリ構造体にも適用することが可能である。
【実施例】
【００５４】
次に、本発明の具体的な実施例について比較例と共に説明する。
【００５５】
（実施例１）
ハブ３に設けられる第１磁石１７としては、外径５８ｍｍ、内径２８ｍｍ、厚み６ｍｍ、中心角（α）５０度の扇形で、回転軸方向に磁化されたネオジム磁石を使用した。また、この第１磁石１７と交互に組み合わされる磁性体２５は、外径５８ｍｍ、内径２８ｍｍ、厚み６ｍｍ、中心角（β）１０度の扇形に形成されたＳ２５Ｃ材を使用した。そして、第１磁石１７を磁極が逆になるように周方向に交互に配置するとともに、周方向に隣り合う第１磁石１７の間に磁性体２５を配置して、６つの第１磁石１７と６つの磁性体２５からなる第１環状磁石体２０を２つ作製した。
【００５６】
プーリ２に設けられる第２磁石１８の２種類の磁石１８ａ，１８ｂとしては、外径５６ｍｍ、内径２４ｍｍ、厚み６ｍｍ、中心角（α）５０度の扇形で、回転軸方向に磁化されたネオジム磁石と、外径５６ｍｍ、内径２４ｍｍ、厚み６ｍｍ、中心角（α＋２β）７０度の扇形で、回転軸方向に磁化されたネオジム磁石を使用した。そして、上記２種類の第２磁石１８を磁極が逆になるように周方向に交互に配置し、６つの第２磁石１８からなる第２環状磁石体２１を１つ作製した。
【００５７】
そして、２つの第１環状磁石体２０と１つの第２環状磁石体２１を０．５ｍｍ間隔で配置するとともに、２つの第１環状磁石体２０の外面に、外径５６ｍｍ、内径２８ｍｍ、厚み５ｍｍのＳ２５Ｃ材をバックヨークとして張り合わせた。これら３つの環状磁石体２０，２１，２０を、図１に示すハブ３及びプーリ２に取り付けて、プーリ構造体を作製した。
【００５８】
（実施例２）
第１磁石１７、第２磁石１８ａの中心角（α）を４５度、磁性体２５の中心角（β）を１５度とした以外は、実施例１と同じ仕様とした。
【００５９】
（実施例３）
第１磁石１７、第２磁石１８ａの中心角（α）を４２．５度、磁性体２５の中心角（β）を１７．５度とした以外は、実施例１と同じ仕様とした。
【００６０】
（実施例４）
第１磁石１７、第２磁石１８ａの中心角（α）を４０度、磁性体２５の中心角（β）を２０度とした以外は、実施例１と同じ仕様とした。
【００６１】
（比較例１）
第１磁石１７、第２磁石１８ａの中心角（α）を６０度、磁性体２５の中心角（β）を０度とした（即ち、磁性体２５を配置せずに６つの第１磁石１７のみで環状磁石体を構成した）以外は、実施例１と同じ仕様とした。
【００６２】
上述した実施例１〜４及び比較例１のプーリ構造体のそれぞれについて、プーリとハブの位相差とトルクとの関係を求めた。具体的には、ハブに装着された回転軸をトルクメータ（石戸電気製作所製：トルク測定機）の回転軸に挿入して、ハブをトルクメータと一体に回転可能とする一方で、プーリの表面を回転不能に機械的に固定した。この状態で、トルクメータを１．５ｒｐｍで反時計回り（正転）に回転させたときの、回転角とトルクの関係を求めた。その結果を図１１に示す。
【００６３】
図１１から、比較例１では、プーリとハブの位相差（回転角）が小さい範囲でのトルクの変化率が大きいのに対し、実施例１〜４では、位相差が小さい範囲でのトルクの変化率が小さくなることがわかる。
【００６４】
また、β＝１０度である実施例１では、比較例１と最大トルク値はほとんど変わらない一方で、位相差が小さい範囲でのトルク変化率（図１１のグラフにおける、回転角が小さい範囲での傾き）は、比較例１の１／３程度まで小さくなる。また、実施例２（β＝１５度）、実施例３（β＝１７．５度）では、比較例１に対して最大トルク値が約１０％低下し、実施例（β＝２０度）では、最大トルク値が約２０％低下するものの、位相差が小さい範囲でのトルク変化率は、それぞれ比較例１の１／４以下となる。
【００６５】
また、実施例１〜４及び比較例１とは、第１磁石及び第２磁石の形状を変えたプーリ構造体を作製した（実施例５〜８及び比較例２）。第１磁石１７は、外径５２ｍｍ、内径２６ｍｍ、厚み６ｍｍとし、第２磁石１８は、外径４８ｍｍ、内径２４ｍｍ、厚み６ｍｍとした。
【００６６】
磁石や磁性体の中心角については、実施例５はα＝５２．５度、β＝７．５度、実施例６はα＝５０度、β＝１０度、実施例７はα＝４５度、β＝１５度、実施例８はα＝４０度、β＝２０度、比較例２はα＝６０度、β＝０度である。その他の仕様は、上記実施例１〜４、及び、比較例１と同じである。これら実施例５〜８及び比較例２のプーリ構造体のそれぞれについて、プーリとハブの位相差とトルクとの関係を求めた結果を、図１２に示す。
【００６７】
図１２から分かるように、実施例５（β＝７．５度）では比較例２と最大トルク値はほとんど変わらない一方で、位相差が小さい範囲でのトルク変化率は、比較例２の１／３程度まで小さくなる。また、実施例７（β＝１５度）では、比較例２に対して最大トルク値が約１０％低下し、実施例８（β＝２０度）では、最大トルク値が約１５％低下しているが、位相差が小さい範囲でのトルク変化率は比較例１の１／４以下となる。
【００６８】
最大トルク値は、磁石の外径に大きく依存するために、どの程度のトルクが必要であるかによってβの最適値は異なるが、上記実施例１〜４、実施例５〜８からは、最大トルク値を、磁性体を用いないとき（比較例１，２）の１０％程度の低下まで許容するとともに、位相差が小さい範囲でのトルク変化率を１／３以下にするには、βは７．５〜２０度の範囲にすることが望ましいと言える。
【符号の説明】
【００６９】
１，１Ａ，１Ｂ  プーリ構造体
２，２Ａ，２Ｂ  プーリ
３，３Ａ，３Ｂ  ハブ
１７，１７Ｂ  第１磁石
１８，１８Ｂ  第２磁石
２２，２２Ａ，２２Ｂ  支持部材
２３，２３Ｂ  支持部材
２５，２５Ｂ  磁性体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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