(57)【要約】【課題】従動側円盤磁石と駆動側円筒磁石との間の空隙が安定しており、トルクリップルが少なく、装置レイアウトの自由度が高い磁気式動力伝達装置を提供する。【解決手段】駆動軸１４０に固着された駆動側円筒磁石１４２と、駆動軸１４０に直交する向きに配置された従動軸締結要素１３０と一体に形成された被軸受部１３１に固着された従動側円盤磁石とを所定の空隙を介して駆動側円筒磁石１４２の磁極と従動側円盤磁石との磁極同士が対向するように配置し、駆動軸１４０が、対向して離間配置された一対の筐体側板１１０に軸承されて貫通していると共に、駆動側円筒磁石１４２が、筐体側板１１０間で駆動軸１４０に固設されており、被軸受部１３１が、筐体側板１１０の端辺間に直交して連接されている筐体連結板１２０に軸承されている磁気式動力伝達装置によって、上記の課題を解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に固着されており、磁極を軸方向にＮ極、Ｓ極交互に配置した駆動側円筒磁石と、前記駆動軸に直交する向きに配置された従動軸締結要素と一体に形成された被軸受部に固着されており、磁極を円周方向にＮ極、Ｓ極交互に配置した従動側円盤磁石とを所定の空隙を介して前記駆動側円筒磁石の磁極と前記従動側円盤磁石との磁極同士が対向するように配置し、対向する前記磁極間に作用する磁気的吸引力及び磁気的反発力を利用して前記駆動軸の回転トルクを従動軸に伝達する磁気式動力伝達装置であって、
前記駆動軸が、対向して離間配置された一対の筐体側板に軸承されて貫通していると共に、前記駆動側円筒磁石が、前記筐体側板間で前記駆動軸に固設されており、
前記被軸受部が、前記離間配置された一対の筐体側板の端辺間に直交して連接されている筐体連結板に軸承されているとともに、内側に従動軸が挿入される従動側ガイド部を有していることを特徴とする磁気式動力伝達装置。
【請求項２】
前記駆動側円筒磁石が、該駆動側円筒磁石のヨーク部と駆動軸の軸芯とを一致させる駆動側ガイド部を兼ねる取付ベースと一体に構成されたクランプ機構により、前記駆動軸に固設されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気式動力伝達装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載された磁気式動力伝達装置の駆動軸同士をカップリング手段を介して複数連結したことを特徴とする磁気式動力伝達装置の使用方法。            
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動軸と従動軸の間で磁力により動力を伝達する磁気式動力伝達装置に関し、さらに詳しくは、磁気歯車を利用して回転動力を直交している駆動軸から従動軸へと伝達する磁気式動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、モータで昇降装置、搬送用コンベヤ、シュレッダー等を駆動する場合、歯車やウォームギヤ等を用いた動力伝達装置が広く用いられている。このような、従来の動力伝達装置は、歯車同士を噛み合わせて動力を伝達させるため、歯車が摩耗して摩耗粉が飛散したり、歯車の噛み合いによる騒音が発生するという課題があった。
【０００３】
このような問題を解決するものとして、円筒表面上に磁極を軸方向にＮ極、Ｓ極交互に固着した磁気歯車を駆動軸側に用い、円盤表面上に磁極を円周方向にＮ極、Ｓ極交互に固着した磁気歯車を従動軸側に用いて、非接触で動力の伝達を行う磁気式動力伝達装置が知られている。この磁気式動力伝達装置は、摩耗粉等の塵埃の発生がきわめて少ないため、半導体製造工場や食品製造工場など、クリーンな環境が要求される場所での使用が期待されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１３９２１３号公報（第１図）
【特許文献２】特許２６４８５６５号公報（第９図、第１１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１や特許文献２に開示された磁気式動力伝達装置では、従動側円盤磁石が直接従動軸によって軸支されているので、磁石の吸引力で従動側円盤磁石に偏荷重が掛かり、従動側円盤磁石が傾き、駆動側円筒磁石に接触する恐れがあった。
【０００５】
また、従動側円盤磁石と駆動側円筒磁石との間の空隙が安定せず、動力伝達効率の変動、すなわち、トルクリップルが大きいという問題があった。さらに一つの駆動源で複数の従動軸を回転させようとすると、駆動軸が長くなるため、真円度、真直度等の精度の高い軸が必要となり、製造コスト上昇の原因となっていた。
【０００６】
また、従動軸と被駆動装置とを連結するための締結手段を備えていないので、磁気式動力伝達装置と被駆動装置とを連結するカップリング等の締結手段が別途必要となり、磁気式動力伝達装置が従動軸方向に長くなり、装置レイアウトの自由度が低下するという課題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、従動側円盤磁石が偏荷重により傾くことがなく、従動側円盤磁石と駆動側円筒磁石との間の空隙が安定しており、トルクリップルが少なく、複数の従動軸の回転に対して、駆動軸を長くすることなく対応でき、装置レイアウトの自由度が高い磁気式動力伝達装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、請求項１に係る発明は、駆動軸に固着されており、磁極を軸方向にＮ極、Ｓ極交互に配置した駆動側円筒磁石と、前記駆動軸に直交する向きに配置された従動軸締結要素と一体に形成された被軸受部に固着されており、磁極を円周方向にＮ極、Ｓ極交互に配置した従動側円盤磁石とを所定の空隙を介して前記駆動側円筒磁石の磁極と前記従動側円盤磁石との磁極同士が対向するように配置し、対向する前記磁極間に作用する磁気的吸引
力及び磁気的反発力を利用して前記駆動軸の回転トルクを従動軸に伝達する磁気式動力伝達装置であって、前記駆動軸が、対向して離間配置された一対の筐体側板に軸承されて貫通していると共に、前記駆動側円筒磁石が、前記筐体側板間で前記駆動軸に固設されており、前記被軸受部が、前記離間配置された一対の筐体側板の端辺間に直交して連接されている筐体連結板に軸承されているとともに、内側に従動軸が挿入される従動側ガイド部を有している磁気式動力伝達装置により、前記の課題を解決するものである。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の構成に加えて、駆動側円筒磁石が、該駆動側円筒磁石のヨーク部と駆動軸の軸芯とを一致させる駆動側ガイド部を兼ねる取付ベースと一体に構成されたクランプ機構により、前記駆動軸に固設されていることにより、前記の課題をさらに解決するものである。
【００１０】
さらに、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に係る磁気式動力伝達装置の駆動軸同士をカップリング手段を介して複数連結することにより、前記の課題をさらに解決するものである。
【００１１】
なお、本発明において、「軸承」されるとは、物を内周側で軸受けすることを、すなわち、軸受（ベアリング）で支持することを意味しており、また、「ヨーク」とは、磁力線を通すための磁気構造であり、磁性材料で構成されたものを意味している。さらに、「従動側円盤磁石」は、円周方向にＮ極、Ｓ極交互に配置した磁極とそれを支持するヨークを兼ねる支持部材の両方を含んだ広義の意味で使用している。
【００１２】
また、「所定の空隙」の記載における「所定」とは、特定の値に限定されるわけではなく、例えば、最も結合力を強くするための狭い間隔を意味しており、例えば、０．５〜１．５ｍｍ程度である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、従動軸締結要素と被軸受部を一体化したことにより、磁気式動力伝達装置を機器に設置する際に、機器側の従動軸と本装置とを直接連結することができ、装置が小型化される。また、従動側円盤磁石が少なくとも従動軸の直径よりも大きい直径を有する被軸受部によって、筐体連結板に軸承されているので、大口径軸受となり、従動側円盤磁石が偏荷重によって傾くことが抑制され、駆動側円筒磁石に接触することが防止される。
さらに、被軸受部の内側に従動軸が挿入される従動側ガイド部を設けたことにより、被軸受部の従動側ガイド部で従動軸がガイドされるため、従動軸と従動側円盤磁石との軸芯のずれを抑制することができると共に、更なる装置の小型化を図ることができる。
【００１４】
また、駆動軸が、対向して配置された一対の筐体側板間に軸承され貫通していると共に、駆動側円筒磁石が、筐体側板間で駆動軸に固設されていることによって、従動側円盤磁石と駆動側円筒磁石との空隙を安定させることができるので、トルクリップルを小さくすることができる。
【００１５】
さらに、駆動側、従動側の磁気歯車が、一対の筐体側板とそれらの端辺間に直交して連接されている筐体連結板によって構成される一つの筐体内に軸支されモジュール化されているので、一つの駆動源で複数の従動軸に動力を伝達する際に、各モジュールの駆動軸をカップリング手段を用いて連結させるだけでよく、真円度、真直度など高い精度が要求される長い駆動軸を必要としない。
また、筐体を構成する筐体側板と筐体連結板の材質を、例えば、ステンレスやアルミニウム等の非磁性体を使用することによって、外部への磁束の漏れを小さくできる。
【００１６】
請求項２に係る発明によれば、請求項１に係る発明が奏する効果に相乗して、駆動側円筒磁石が、該駆動側円筒磁石のヨーク部と駆動軸の軸芯とを一致させる駆動側ガイド部を兼ねる取付ベースと一体に構成されたクランプ機構により、前記駆動軸に固設されているので、駆動側円筒磁石と駆動軸との軸芯が一致し、偏芯が小さく駆動側円筒磁石と従動側円盤磁石との空隙が安定すると共に、ヨークの作用により、駆動側円筒磁石の磁力を強めることができる。さらに、クランプ機構のねじを締めるという簡単な操作で駆動側円筒磁石を従動側円盤磁石に最も効率よく動力の伝達ができる位置に固定することができる。
【００１７】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に係る磁気式動力伝達装置の駆動軸同士をカップリングを介して複数連結することにより、真円度、真直度等の精度の高い長い駆動軸を必要とすることなく、ローラコンベヤやホイールコンベヤのような搬送装置等を簡単に構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の一実施の形態を実施例１に基づき、図１乃至図５を参照して説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、実施例１の磁気式動力伝達装置１００の一例を示す斜視図であり、磁気式動力伝達装置１００の内部の構造が分かるように、従動軸締結要素１３０の軸心を中心に、筐体連結板１２０及び筐体側板１１０Ｒの一部を切断して示している。図２は、図１に示した磁気式動力伝達装置１００を上部から見たときの上面図である。図３は、図１に示した磁気式動力伝達装置１００を従動軸締結要素１３０の側からみた正面図である。図4は、
図３のIV−IV線で切断した時の断面図を示している。図５は、駆動側円筒磁石１４２と従動側円盤磁石１５０の着磁パターンを示しており、（ａ）が、螺旋状パターンであり、（ｂ）が、扇状パターンである。
【００２０】
実施例１の磁気動力伝達装置１００は、図２に示すように軸方向に所定のピッチで螺旋状にＮ極とＳ極が交互に着磁された駆動側円筒磁石１４２が、図４に示すように駆動側円筒磁石１４２のヨーク部１４７と駆動軸の軸芯とを一致させる駆動側ガイド部１４５を兼ねる取付ベース１４４と一体に構成されたクランプ機構１４６により、駆動軸１４０に固設されている。この駆動軸１４０は、対向して離間配置された一対の筐体側板１１０Ｌ、１１０Ｒに埋設された軸受１４８、１４８によって軸承されている。ここで使用される軸受の種類は、特に限定されるわけではないが、低騒音で摩擦が少ないころがり軸受を用いることが好ましい。
また、駆動側円筒磁石１４２のヨーク部１４７を兼ねる取付ベース１４４と一体に構成されたクランプ機構１４６が従動側円盤磁石１５０の磁石が存在していない中央部に近接するため、従動側円盤磁石１５０からクランプ機構１４６に及ぼされる磁気的吸引力の影響が低減されている。ここで、クランプ機構１４６の形式は、特に限定されるわけではないが、本実施例１においては、後述する従動軸締結要素１３０と同様な、スリ割式クランプを用いている。
【００２１】
この駆動軸１４０は、筐体側板１１０からの抜けや軸方向のがたつきを防止するため、一対の筐体側板１１０Ｌ、１１０Ｒの間隔と略等しい距離を残し、両端に切削加工等を施し、細くしている。
【００２２】
一方、駆動軸１４０に直交する向きに従動側円盤磁石１５０が配置されている。この従動側円盤磁石１５０は、ヨークを兼ねる支持部材１５２上に駆動側円筒磁石１４２と同ピッチで円周方向にＮ極とＳ極の磁極が交互に配置されている。図５に従動側円盤磁石１５０と駆動側円筒磁石１４２の着磁パターンの例を示す。（ａ）が螺旋状パターンであり、（ｂ）が扇状パターンである。いずれも、円周方向にＮ極とＳ極が交互に８個の磁石が並
ぶ４５度ピッチを示しているが、着磁ピッチはこれに限られることなく、例えば、円周方向に１２個の磁石が並ぶ３０度ピッチとすることも可能である。
【００２３】
従動側円盤磁石１５０のヨークを兼ねる支持部材１５２は、従動軸締結要素１３０と一体に形成された被軸受部１３１に固着されており、この被軸受部１３１が、筐体連結板１２０に埋設された軸受１３４によって、軸承されている。被軸受部１３１は、従動軸が挿入される有底のホローシャフト形状の従動側ガイド部１３２をその内部に有しているとともに、従動軸締結要素１３０側に、鍔部位１３１ａを有している。
【００２４】
従動軸締結要素１３０は、図１に示したように環状部材の一部にスリットを入れて、螺子で締めることによって、スリットの幅を狭めることにより、従動軸を固定する、いわゆるスリ割式クランプを用いている。このような従動軸締結要素１３０では、軸芯がずれるため、本発明では、スリットがなく、従動軸が嵌合する従動側ガイド部１３２が内設された被軸受部１３１を従動軸締結要素１３０と一体に設けることによって、軸芯のずれを防止している。しかも、その被軸受部１３１を筐体連結板１２０に埋設された軸受１３４によって軸承させたことで、筐体連結板１２０から突出する従動軸締結要素１３０の長さを短くしている。
【００２５】
また、図４に示したように、被軸受部１３１は、従動軸の太さよりも大きな外径を有しているとともに、支持部材１５２の中央に切削加工等により設けた被軸受部固設用の凹部に嵌合させているので、被軸受部１３１と支持部材１５２の接合がきわめて安定する。しかも、鍔部１３１ａが、軸受１３４の外側面と摺接しているので、駆動側円筒磁石１４２と従動側円盤磁石１５０との磁気的吸引力により従動側円盤磁石１５０に偏荷重が掛かったとしても、従動側円盤磁石１５０が傾いて駆動側円筒磁石１４２と接触することが防止される。
【００２６】
さらに、軸受１３４を筐体連結板１２０に埋設し、固定するために筐体連結板１２０に設けられた肩止め部位１２０ａを薄くすることによって、支持部材１５２の背面から軸受１３４までの距離を短くすることができる。その結果、磁気的吸引力によって偏荷重が掛かったとしても従動側円盤磁石１５０と駆動側円筒磁石１４２との空隙がより安定に支持されている。
【実施例２】
【００２７】
上述した実施例１では、従動軸締結要素としてスリ割式クランプを用いているが、図６に示すように筐体連結板２２０より突出した従動軸締結要素２３０の円筒状部分の半分を切り欠いて、環状半円部材２３２と従動軸締結要素２３０の間に従動軸２６０を挟持して環状半円部材２３２をねじで締めていくことにより従動軸２６０を固定する、いわゆる２分割式クランプを用いている。２分割式クランプを用いることにより、従動側ガイド部を用いることなく、従動側円盤磁石２５０と従動軸２６０の軸芯を合わせることができる。その他の点については、実施例１と同じであるので、対応する部材の参照符号の３桁目を２として、下二桁を一致させて示すに留め、詳しい説明は、割愛する。
【実施例３】
【００２８】
次に、実施例１又は実施例２に示した磁気式動力伝達装置が奏する効果を活用した使用方法について図７に基づき説明する。図７は、上述した磁気式動力伝達装置３００の駆動軸３４０同士をカップリング３８０と継ぎ手３７０を介して複数連結するとともに、従動軸締結要素には、ホイール３６２が離間配置された従動軸３６０を連結したホイールコンベヤの一部を示している。参照符号Ｍは、搬送物を示している。このように本願発明の磁気式動力伝達装置３００は、駆動軸３４０と従動軸締結要素がモジュール化されているので、単に駆動軸３４０をカップリング３８０によって締結していくだけで各従動軸に等し
い回転動力を伝達する装置を構成することができる。そのため、真円度、真直度等の精度の高い長い駆動軸を必要とすることなく、ローラコンベヤやホイールコンベヤのような搬送装置等を簡単に構成することができる。さらに、従動軸と磁気式動力伝達装置３００とを連結するカップリング手段を別途設ける必要がないため、例えば、搬送装置のような被駆動装置と磁気式動力伝達装置３００との距離を短縮することができ、装置レイアウトの自由度が高くなる。
【００２９】
図７に示した例では、搬送物Ｍの大きさに合わせて、２つのカップリング３８０の間に継ぎ手３７０を介して隣接する磁気式動力伝達装置３００の間隔を大きくして連結しているが、各磁気式動力伝達装置３００の駆動軸同士を直接カップリング３８０で連結することによって、ホイール３６２間の距離を短縮することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施例１の磁気式動力伝達装置の一部を切り欠いた状態を示す斜視図。
【図２】図１に示した磁気式動力伝達装置の上面図。
【図３】図１に示した磁気式動力伝達装置の正面図。
【図４】図３のIV−IV線で切断したときの断面図。
【図５】図１に示した磁気式動力伝達装置の磁気歯車の着磁パターンを示した正面図。
【図６】実施例２の磁気式動力伝達装置を示す斜視図。
【図７】実施例３の磁気式動力伝達装置を用いたホイールコンベヤの一部を示した斜視図。
【符号の説明】
【００３１】
１００、２００、３００  ・・・  磁気式動力伝達装置
１１０（１１０Ｌ、１１０Ｒ）、２１０（２１０Ｌ、２１０Ｒ）  ・・・  筐体側板
１２０、２２０  ・・・  筐体連結板
１２０ａ  ・・・  肩止め部位
１３０、２３０  ・・・  従動軸連結要素
１３１  ・・・  被軸受部
１３１ａ  ・・・（被軸受部の）鍔部位
１３２  ・・・  従動側ガイド部
１３４  ・・・  （従動軸側の）軸受
１４０、２４０、３４０  ・・・  駆動軸
１４２、２４２  ・・・  駆動側円筒磁石
１４４  ・・・  取付ベース
１４５  ・・・  駆動側ガイド部
１４６、２４６  ・・・  クランプ機構
１４７  ・・・  ヨーク部
１４８  ・・・  （駆動軸側の）軸受
１５０、２５０  ・・・  従動側円盤磁石
１５２、２５２  ・・・  支持部材
２６０、３６０  ・・・  従動軸
３７０  ・・・  継ぎ手
３８０  ・・・  カップリング
【図１】
2008223926.tif 000003
【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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