(57)【要約】【課題】磁石を螺旋形状に形成できかつ表裏方向の磁力線を強大にできるようにする。【解決手段】表裏が異なる磁極の可撓性を有する磁石シート４Ａ，４Ｂが芯材６に螺旋状に装着された構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏が異なる磁極の可撓性を有する磁石シートが芯材に螺旋状に装着されていることを特徴とする螺旋磁石。
【請求項２】
表面がＮ極とＳ極の可撓性を有する２種の磁石シートが芯材に軸方向交互に螺旋状に装着されていることを特徴とする螺旋磁石。
【請求項３】
周方向に間隔をおいて磁石を有する第１回転体と、この第１回転体の磁石から磁力を受ける磁石を周方向に間隔をおいて有する第２回転体とを備えた動力伝達装置であって、
前記第１、第２回転体の少なくとも一方は、表面がＮ極とＳ極の可撓性を有する２種の磁石シートを回転体に軸方向交互に螺旋状に装着されて形成されていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項４】
前記第１回転体と第２回転体とは、直交、平行又はそれらの間の角度で交差して配置されていることを特徴とする請求項３記載の動力伝達装置。
【請求項５】
周方向に間隔をおいて磁石を有する回転体と、この回転体の磁石から磁力を受ける磁石を直線方向に間隔をおいて有する移動体とを備えた動力伝達装置であって、
前記回転体と移動体の少なくとも一方は、表面がＮ極とＳ極の可撓性を有する２種の磁石シートを芯材に軸方向交互に螺旋状に装着されて形成されてい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、螺旋磁石及び動力伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、永久磁石は矩形体、円弧体、円形体、筒体の形状で使用されている。このような磁石は磁性体との間の磁力（磁着・反発）作用を利用して種々の装置に組み込まれている。
非接触の動力伝動装置においては、出力側（駆動側）の回転体として磁石を螺旋配置したものがある（例えば、特許文献１等参照）。この種の螺旋配置の磁石は、円柱形をした基材の外周面に対し、その軸方向に沿って螺旋を描くように配置しつつ、Ｓ極又はＮ極に統一された螺旋状の磁石領域を着磁形成させたもので、この螺旋配置磁石を回転させることによって、この螺旋配置磁石の軸芯に並行して摺動自在に保持させた磁性体を直線的に移動させるようになっている。
【０００３】
前記螺旋配置磁石を製作するには、ウオーム歯車のように螺旋状の溝を形成させた円柱素材に対し、その溝を埋めるようにフェライト粉末などを付着させて固め、そのうえでフェライト付着部分を着磁させる方法や、円柱素材の外周面に対して小さな磁石を螺旋配置で並べて貼付する方法などが採られる。
なお、螺旋配置の磁石により着磁形成させる螺旋状の磁石領域は、Ｓ極のものとＮ極のものとを交互配置とさせる二重螺旋とするのが好ましいとされている。
【特許文献１】特開平８−２２６５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の螺旋配置磁石は、それぞれが小片の磁石であるので表裏方向の磁力線を強大にするのが困難であり、また製作が面倒であると共に製造コストが高騰化するという不具合があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、磁石を螺旋形状に形成できかつ表裏方向の磁力線を強大にすることのできる螺旋磁石を提供することを目的とする。
本発明は、螺旋磁石を利用して動力が伝達でき、しかも製作容易で安価に製作できる動力伝達装置と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】
【０００５】
前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
即ち、本発明に係る螺旋磁石１は、表裏が異なる磁極の可撓性を有する磁石シート４が芯材６に螺旋状に装着された構成である。
このように芯材６に対して可撓性磁石シート４を巻き付けて固着するだけで、表面がＮ極とした螺旋磁石、表面がＳ極とした螺旋磁石ができ、表裏方向の磁力線が強大でかつ螺旋方向に長尺のものを、極めて容易に製作できると共に低コストにできる。
表面がＮ極とＳ極の可撓性を有する２種の磁石シート４Ａ，４Ｂが芯材６に軸方向交互に螺旋状に装着されている。
【０００６】
このように、表面が異なる磁極となった２種の磁石シート４Ａ，４Ｂを交互配置にすることで、表面がＮ極とＳ極の両極を有する螺旋磁石ができ、表裏方向の磁力線が強大でかつ螺旋方向に長尺のものを、極めて容易に製作できると共に低コストにできる。
本発明に係る動力伝達装置２は、周方向に間隔をおいて磁石（磁石シート４Ａ，４Ｂ）を有する第１回転体１Ａと、この第１回転体１Ａの磁石（磁石シート４Ａ，４Ｂ）から磁力を受ける磁石（磁石シート４Ａ，４Ｂ）を周方向に間隔をおいて有する第２回転体１Ｂとを備えたものであって、第１、第２回転体１Ａ，１Ｂの少なくとも一方は、表面がＮ極とＳ極の可撓性を有する２種の磁石シート４Ａ，４Ｂを回転体に軸方向交互に螺旋状に装着されて形成されている。
【０００７】
表面がＮ極とＳ極の可撓性を有する２種の磁石シート４Ａ，４Ｂを交互配置にした回転体（第１、第２回転体１Ａ，１Ｂ）は、その製作が容易且つ低コストになるので、動力伝達装置２の全体としても、製作容易性及び低コストにできる利点がある。また表裏方向の磁力線が強大で強い吸引力とさせることができるので、伝達能力（動力）を高めることができる。
第１回転体１Ａと第２回転体１Ｂとは、直交、平行又はそれらの間の角度で交差して配置されたものとすることができる。また所望に応じて配置角度を変更できるようにしてもよい。
【０００８】
螺旋磁石は磁石シート４Ａ，４Ｂを螺旋形状に巻き付けるので、そのリード角を適宜設定することが可能になり、リード角が異なれば回転体の軸芯に対する磁石の傾斜方向が異なり、２つの回転体の交差角度を種々に設定できる。
本発明に係る動力伝達装置２は、周方向に間隔をおいて磁石（磁石シート４Ａ，４Ｂ）を有する回転体１Ｃと、この回転体１Ｃの磁石（磁石シート４Ａ，４Ｂ）から磁力を受ける磁石（磁石片１３Ａ，１３Ｂ）を直線方向に間隔をおいて有する移動体１４とを備えたものであって、回転体１Ｃと移動体１４の少なくとも一方は、表面がＮ極とＳ極の可撓性を有する２種の磁石シート４Ａ，４Ｂを芯材６に軸方向交互に螺旋状に装着されて形成されているものとすることもできる。
【０００９】
このように回転動力を移動体１４の直線摺動に変換させるためのもの、または、移動体１４の直線移動を回転体１Ｃの回転に変換させるためのものとして構成させることも可能である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る螺旋磁石は、磁石を螺旋形状に形成できかつ表裏方向の磁力線を強大にすることができる。
本発明に係る動力伝達装置は、螺旋磁石を利用して動力が伝達でき、しかも製作容易で安価に製作できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図３及び図４は本発明に係る螺旋磁石１の第１実施形態とこの螺旋磁石１を用いて構成した動力伝達装置２を示したものであり、図１及び図２はこの螺旋磁石１を製造する状況を示したものである。
図１及び図２から明かなように、本発明に係る螺旋磁石１は、表裏が異なる磁極の可撓性を有する磁石シート４が棒状の芯材６に対して螺旋状の巻回状態で装着されたものである。図例では２枚の磁石シート４（４Ａ，４Ｂ）を採用して２条の螺旋状に配置している。
【００１２】
各磁石シート４Ａ，４Ｂは、互いの隣接間で表裏の磁極が逆向きとなるように用いられており、図例では、磁石シート４Ａの方が表面側（螺旋の外向き面側）をＳ極で裏面側（螺旋の内向き面側）をＮ極としており、磁石シート４Ｂの方が表面側（螺旋の外向き面側）をＮ極で裏面側（螺旋の内向き面側）をＳ極としている。なお、磁石シート４Ａ，４Ｂの相互間は図示したように近接状態とさせてもよいし、所定隙間を保持させるようにしてもよい。
磁石シート４は、例えば、磁石粉末と高分子重合体とを加熱混練してコンパウンドＣを作成し、これをスクリュウ式押出成型機などでシート状に成形させ、得られたシート状素材を着磁装置で厚さ方向に着磁させることによって製造することができる。押出成型機に代えて、ロール式圧延機などでコンパウンドＣをシート状に成形させるようにしてもよい。
【００１３】
上記磁石粉末には、フェライト系磁性粉末、ネオジム−鉄−ホウ素系或いはサマリウム−鉄−窒素系などの希土類磁性粉末を採用することができる。また高分子重合体には、合成ゴムや熱可塑性樹脂などを採用することができる。
更に言えば、合成ゴムとしては、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、ブタジエンゴム、シリコンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等を挙げることができる。また熱可塑性樹脂には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブデン、塩素化ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル等のビニル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル、ポリエステルエラストマー、ポリアミド、ポリアミドエラストマー、ポリウレタン、ポリウレタンエラストマー、エチレン酢酸ビニル共重合体等の合成樹脂であって可撓性を有するものを採用することができ、場合によってはこれらのうちの複数種を混合したものを採用することも可能である。
【００１４】
磁石粉末と高分子重合体との配合比率は適宜変更可能であるが、全体量に対して磁石粉末を４０容量％〜７０容量％の範囲で設定することが好ましい。
着磁方法としては、コンパウンドＣのシート状素材を空芯コイル内に通し、空芯コイルの軸心方向とシート状素材の法線方向とを一致させた状態で空芯コイルにチャージ電流を印加させ、コイル内にシート状素材の表裏を貫通する磁界を発生させる、という空芯コイル式着磁方法を採用することができる。その他、所定間隔で対向させた一対の磁極帯を有する電磁石に電流を印加させ、Ｎ極となる磁極帯からＳ極となる磁極帯に向けて磁力線を発生させ、この磁力線によって形成される着磁ゾーンにシート状素材を通過させる、という電磁石式着磁方法を採用することもできる。
【００１５】
芯材６は丸棒状であって軸方向両端部に回転軸７が設けられたものとしてあり、鉄、コバルト、ニッケル又はそれらの合金などの磁性体により形成することができる。なお、これに限定されず、アルミや樹脂、ゴム等の非磁性体により形成することも可能である。
芯材６に対する磁石シート４の固着は、ホットメルトやゴム系接着剤など、適宜接着剤を用いて接着する。
このように螺旋磁石１は、可撓性を有した磁石シート４を芯材６に巻き付けて装着するだけで構成できるので、製作が極めて容易であると共に低コストにできる。なお、磁石シート４のシート幅、シート厚、芯材６の直径や芯材６に磁石シート４を巻き付けるリード角などは、実施の形態に応じて適宜変更可能なものである。
【００１６】
この螺旋磁石１では、磁石シート４Ａに関しては表面側（螺旋の外向き面側）にＳ極を有し裏面側（螺旋の内向き面側）にＮ極を有し、磁石シート４Ｂに関しては表面側（螺旋の外向き面側）にＮ極を有し裏面側（螺旋の内向き面側）にＳ極を有しているため、磁石シート４Ａの裏面→同表面→隣接する磁石シート４Ｂの表面→同裏面の方向に向かう磁力線が、芯材６の軸心を中心として径方向に発生することになる。
加えて、磁石シート４Ａに関しては裏面→表面→芯材６の端部方向→裏面の方向に向かう磁力線が芯材６の軸心を中心として径方向に発生し、磁石シート４Ｂに関しては表面→裏面→芯材６の端部方向→表面の方向に向かう磁力線が芯材６の軸心を中心として径方向に発生することになる。
【００１７】
前記螺旋磁石１は、表面がＮ極又はＳ極の１枚の磁石シート４だけを採用して、これを鉄棒等の磁性体の芯材６に所定間隔を保持しつつ螺旋を描くように巻き付けて構成してもよい。その場合、螺旋磁石１の全表面は１極となり、同極又は反対極を有する磁石と対峙させることにより、反発力又は磁着力を発生することができる。螺旋磁石１の全表面が１極であると、芯材６に対して軸心から両端部に向かう磁力線（磁気ベクトル）が発生し、殊に芯材６が磁性体であるとこれがヨークとなって磁力線が集中し、強力な磁気吸引力を生起するものとなる。
【００１８】
前記磁石シート４は、表裏を貫通する方向の磁力線が発生するので、螺旋磁石１には軸芯に対して径方向の強大な磁力線となり、しかも、螺旋に長い帯状に巻き付けるということは、小磁石を螺旋配置するのとは異なり、螺旋方向の磁力線が断続するのではなく連続することであり、形成するのも容易になる。
また、磁石シート４は可撓性のあるシートであるので、複数枚を重ねることが可能となり、径方向の磁力線をさらに強大にするとが可能になる。
図３及び図４に示す動力伝達装置２では、螺旋磁石１を搬送ローラと駆動ローラとの双方に使って駆動式ローラコンベアの駆動機構として構成させた実施形態である。すなわち、この動力伝達装置２は、搬送ローラとして用いられる第１回転体１Ａと、搬送ローラを回転駆動させるための駆動ローラとして用いられる第２回転体１Ｂとを有したもので、第１回転体１Ａ及び第２回転体１Ｂの双方に螺旋磁石１が採用されている。
【００１９】
前記第１回転体１Ａ及び第２回転体１ＢはＮ極とＳ極とが近接状態で対峙しているので、径方向に向いている磁力線は両者の螺旋磁石を貫通するような状態となっており、極めて強力な磁着力を発生する。この強力な磁着力が螺旋方向に連続しているので、回転には支障がなく、一方の回転力は他方へ強力に伝達される。
第１回転体１Ａは、搬送ローラとして用いられることから、コンベア上面（搬送床）を面一に揃えるようにして多数本のものが互いに並行した状態で、コンベアフレーム等に回転自在に架設保持されている。これに対して第２回転体１Ｂは、第１回転体１Ａの下部に近接した状態で、平面視して第１回転体１Ａと直交する状態で回転自在に保持されている。
【００２０】
第２回転体１Ｂは、複数本（図例では３本）の第１回転体１Ａに対してオーバーラップするような長さに形成されており、コンベア全体に必要とされる第１回転体１Ａの架設本数に対応して、所定本数の第２回転体１Ｂが巻掛け伝動手段１０等により連動可能な状態として連設されている。そしてそのうち１本の第２回転体１Ｂに対して、モータ駆動部等による回転駆動が与えられるようになっている。
なお、巻掛け伝動手段１０に代えて、歯車伝動手段を採用したり、各独自のモータ駆動部を設けたりしてもよい。また、全ての第１回転体１Ａに対して第２回転体１Ｂをオーバーラップさせなければならないものではなく、第２回転体１Ｂがオーバーラップしない第１回転体１Ａ（即ち、非駆動となる搬送ローラ）が、数本おきに介在するようなものとしてもよい。
【００２１】
第１回転体１Ａの外周面（表面）でその周方向に間隔をおいて設けられている磁石（磁石シート４Ａ同士、或いは磁石シート４Ｂ同士）と、第２回転体１Ｂの外周面（表面）でその周方向に間隔をおいて設けられている磁石（磁石シート４Ａ同士、或いは磁石シート４Ｂ同士）とは、周方向の配設ピッチが同じである。
そのため、第１回転体１ＡのＳ極の磁石（磁石シート４Ａ）は、第２回転体１ＢのＮ極の磁石（磁石シート４Ｂ）から吸引作用として磁力を受けると共に、第２回転体１ＢのＳ極の磁石（磁石シート４Ａ）からは反発作用として磁力を受けることになり、この状態が、第１回転体１Ａ及び第２回転体１Ｂの回転中、常に継続されることになる。
【００２２】
同様に、第１回転体１ＡのＮ極の磁石（磁石シート４Ｂ）は、第２回転体１ＢのＳ極の磁石（磁石シート４Ａ）から吸引作用として磁力を受けると共に、第２回転体１ＢのＮ極の磁石（磁石シート４Ｂ）からは反発作用として磁力を受けることになり、この状態が、第１回転体１Ａ及び第２回転体１Ｂの回転中、常に継続されることになる。
第１回転体１Ａと第２回転体１Ｂとの近接設置距離は、このような第１回転体１Ａと第２回転体１Ｂとの間での磁力作用が、所定の動力伝達に必要な範囲で影響し合う状態に設定する。なお、第１回転体１Ａは搬送ローラとして用いられることから、その表面にラバーなどの保護材を設けることも考えられるが、この場合における保護材の肉厚も磁力の作用を阻害しない範囲で設定する。
【００２３】
このような構成の動力伝達装置２では、第２回転体１Ｂに対してモータ駆動部等により回転を与えると、この第２回転体１Ｂの磁石（磁石シート４ＡによるＳ極及び磁石シート４ＢによるＮ極）の回転に伴い、第１回転体１Ａの磁石（磁石シート４ＢによるＮ極及び磁石シート４ＡによるＳ極）が磁力作用（吸引作用及び反発作用）を受けることになり、結果、当該第１回転体１Ａが一方向に回転されることになる。
このときの第１回転体１Ａの回転方向は、第２回転体１Ｂにおける磁石（磁石シート４Ａ，４Ｂ）が成す螺旋のリード角（回転方向に対する後退角）や、第１回転体１Ａにおける磁石（磁石シート４Ａ，４Ｂ）が成す螺旋のリード角（回転方向に対する後退角）によって支配される。そのため、必要に応じて、第１回転体１Ａや第２回転体１Ｂにおける磁石（磁石シート４Ａ，４Ｂ）の螺旋方向を逆向きに形成させるようにしてもよい。また、ローラコンベアとして要求される搬送能力に応じて、磁石シート４Ａ，４Ｂとしてのシート幅、シート厚、芯材６の直径や芯材６に磁石シート４を巻き付けるリード角などを適宜変更し、磁力作用（吸引や反発）の強弱を調節すればよい。
【００２４】
第１回転体１Ａと第２回転体１Ｂとは、図３、４及び図５（２点差線）に示すように、第１回転体１Ａと第２回転体１Ｂとを直交させてネジ歯車伝達構造にする他、図６に示すように、第１回転体１Ａと第２回転体１Ｂとを互いの回転軸が平行するように配置して、平歯車又はヘリカル歯車伝達構造にしたり、図５（実線）及び図７に示すように、直交と平行との間の角度で交差させて配置してハイポイド歯車伝達に類似の構造にしたりことも可能であり、伝達する回転の軸方向を種々設定できる。
前記各歯車伝達構造にする場合、第１回転体１Ａと第２回転体１Ｂとは対面する側の螺旋のリード方向が同一又は略同一であることが好ましいが、リード方向を逆方向にして、伝達する回転の方向を逆にしてもよく、また、リード角、ピッチを変更して伝達する回転数を変更するようにしてもよい。
【００２５】
図８及び図９に示すように、一方の回転体（図例では第１回転体１Ａとしている）をホイール型（ウオーム歯車伝達構造）にすることもできる。このホイール型の回転体において、外周面に対し小片状又はシート状に形成した磁石（Ｓ極磁石片１２Ａ及びＮ極磁石片１２Ｂ）を埋め込み又は貼り付けるようにするか、又は適宜着磁方法によって着磁させればよい。なお、埋め込み磁石を傘形状の回転体に設ければベベル歯車伝達構造を構成することも可能になる。
図１０に示すように、本発明に係る動力伝達装置２は、周方向に間隔をおいて磁石（磁石シート４Ａ，４Ｂ）を有する回転体１Ｃと、この回転体１Ｃの磁石（磁石シート４Ａ，４Ｂ）から磁力を受ける磁石（磁石片１３Ａ，１３Ｂ）を直線方向に間隔をおいて有する移動体１４とを備えたものとし、回転体１Ｃとして本発明に係る螺旋磁石１を採用して構成することもできる。
【００２６】
移動体１４は、回転体１Ｃと平行に架設されたガイドレール１５に沿って移動自在に保持されており、この移動体１４の磁石（Ｓ極磁石片１３Ａ及びＮ極磁石片１３Ｂ）は、移動体１４が移動する方向に沿って並設されている。移動体１４において、回転体１Ｃへ向く面に対し小片状又はシート状に形成した磁石（Ｓ極磁石片１３Ａ及びＮ極磁石片１３Ｂ）を埋め込み又は貼り付けるようにするか、又は適宜着磁方法によって着磁させればよい。なお、磁石においては、Ｓ極磁石片１３Ａ又はＮ極磁石片１３Ｂのいずれか一方のみを設けるようにしてもよい。
【００２７】
このような構成の動力伝達装置２では、回転体１Ｃをモータ駆動部等により回転させることで、この回転体１Ｃの磁石（磁石シート４ＡによるＳ極及び磁石シート４ＢによるＮ極）の回転に伴い、移動体１４の磁石（Ｓ極磁石片１３Ａ及びＮ極磁石片１３Ｂ）が磁力作用（吸引作用及び反発作用）を受けることになり、結果、当該移動体１４が一方向に摺動されることになる。移動体１４を逆方向へ摺動させるには、回転体１Ｃを逆回転させればよいことは言うまでもない。移動体１４の摺動を駆動により行わせ、これに伴わせて回転体１Ｃを回転させるようにすることも可能である。
【００２８】
なお、回転体１Ｃと移動体１４との間に隔壁１６を設け、回転体１Ｃ側と移動体１４側とを異なる環境下（例えば一方を真空中や水中とし他方を空気中とするなど）へ配備させるようなことも可能である。図３及び図４に示した実施形態や、図８及び図９に示した実施形態でも、このような隔壁１６を設けた使用は可能である。
ところで、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。例えば、前記移動体１４を本発明の螺旋磁石で形成してその一面だけを使用するようにしてもよく、このような螺旋磁石で形成した移動体１４を２つ対峙させて、一方の移動動力を他方に伝達したりしてもよく、そしてこれらの場合、螺旋磁石の芯材を角筒又は角体に形成しておいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】螺旋磁石の第１実施形態についてその製造状況を示した斜視図である。
【図２】螺旋磁石に用いられる磁石シートを示した斜視図である。
【図３】螺旋磁石を用いた動力伝達装置を示した平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線矢視図である。
【図５】本発明に係る動力伝達装置において第１回転体と第２回転体とを相対的に角度可変とする実施形態を示した平面図である。
【図６】図５の動力伝達装置において第１回転体と第２回転体とが平行している状況を示した斜視図である。
【図７】図５の動力伝達装置において第１回転体と第２回転体とが直交している状況を示した斜視図である。
【図８】本発明に係る動力伝達装置において一方の回転体をホイル型とした実施形態を示した平面図である。
【図９】図８に対応する側面図である。
【図１０】本発明に係る動力伝達装置として回転体と直線移動をする移動体とを備えたものを示した側面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１        螺旋磁石
１Ａ      第１回転体
１Ｂ      第２回転体
１Ｃ      回転体
２        動力伝達装置
４Ａ      磁石シート
４Ｂ      磁石シート
６        芯材
１３Ａ    磁石片
１３Ｂ    磁石片
１４      移動体
【図１】
2008235452.tif 000003
【図２】
2008235452.tif 000004
【図３】
2008235452.tif 000005
【図４】
2008235452.tif 000006
【図５】
2008235452.tif 000007
【図６】
2008235452.tif 000008
【図７】
2008235452.tif 000009
【図８】
2008235452.tif 000010
【図９】
2008235452.tif 000011
【図１０】
2008235452.tif 000012