(57)【要約】【課題】本発明は、磁石の磁極間に作用する力のうち、同極の反発作用の力を介して非接触で回転動力の伝達を行なう機構を実現する。【解決手段】正四角錐形回転体１ａ，１ｂは正四角錐の頂点を通る垂線に対応する位置に回転軸２ａ，２ｂを配設し、側稜に対応する位置には棒磁石３を磁極の極性を揃えて配設する。このように形成された２つの正四角錐形回転体１ａ，１ｂを底面４ａ，４ｂ側に位置する磁極のＮ極同士が回転軸２ａ，２ｂに垂直な面の同一面上に且つ、回転したときに夫々のＮ極の回転軌道が交差するように回転軸の間隔を設定して配置し、一方の正四角錐形回転体１ａを動力源として回転させると、他方の正四角錐形回転体１ｂは正四角錐形回転体１ｂに配設された棒磁石３のＮ極が動力源側の回転するＮ極との間の反発作用の力を介して動力源側の正四角錐形回転体１ａの回転方向とは反対の方向に回転運動を行なう。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正角錐の頂点を通る垂線に対応する位置に回転軸を配設すると共に、前記正角錐の側稜に対応する位置に棒磁石を磁極の極性を揃えて配設して正角錐形回転体を形成し、前記正角錐形回転体の前記回転軸が略平行に且つ、前記正角錐形回転体の底面側に位置する前記磁極の回転軌道が前記回転軸に垂直な面の略同一面上で交差するように複数の前記正角錐形回転体を配置し、前記棒磁石の磁極の同極性間における反発作用の力を介して前記正角錐形回転体間で回転動力の伝達が行なわれることを特徴とする非接触動力伝達機構。
【請求項２】
正角錐の頂点を通る垂線に対応する位置に回転軸を配設すると共に、前記正角錐の側稜に対応する位置に棒磁石を磁極の極性を揃えて配設して正角錐形回転体を形成し、前記正角錐形回転体の前記回転軸が略同一線上に且つ、前記正角錐形回転体の底面が対向して底面側に位置する前記磁極の回転軌道が前記回転軸に垂直な面の略同一面上で略重なるように複数の前記正角錐形回転体を配置し、前記棒磁石の磁極の同極性間における反発作用の力を介して前記正角錐形回転体間で回転動力の伝達が行なわれることを特徴とする非接触動力伝達機構。
【請求項３】
上記正角錐は正四角錐であることを特徴とする請求項１又は２の何れか１項に記載の非接触動力伝達機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁石の磁極の同極性間における反発作用の力を介して回転動力の伝達を行なう非接触動力伝達機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、回転動力を動力伝達側から動力被伝達側に伝達する機構には、歯車による直接接触動力伝達機構とチェーンやベルトを介する間接接触動力伝達機構と磁石の吸引力又は反発力の作用力を利用した非接触動力伝達機構とがある。直接接触動力伝達機構と間接接触動力伝達機構はいずれも機械的摩擦力による動力伝達であるため伝達損失を生じ易く、伝達効率を低下させる要因を含んだ動力伝達機構である。これに対して、非接触動力伝達機構では磁石の吸引力又は反発力の作用力を介して動力伝達が行なわれるため機械的摩擦がなく、直接接触動力伝達機構や間接接触動力伝達機構で生じるような伝達損失がないため伝達効率が極めて優れている。非接触動力伝達機構の一例としては図３に示すように、回転軸３１の回転体３２の周面に複数の棒磁石３３を磁極の極性を揃えて配設し、動力源となる動力源側面反発体３５を形成すると共に、動力を受ける受動側面反発体３６も動力源側面反発体３５と同様に形成する。そして互いの周面を一定の近接距離をおいて対面させると、棒磁石３３の磁極の同極が対向することになり、この状態で動力源側面反発体３５が回転運動を行なうと同極の反発作用の力を介して受動側面反発体３６も回転運動を行ない、これによって動力の伝達が非接触で行なわれるというものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６４−７４０７６号公報（第１−２頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した非接触動力伝達機構は、動力源となる動力源側面反発体３５と動力を受ける側の受動側面反発体３６とが共に回転軸３１の回転体３２の周面に複数の棒磁石３３を磁極の極性を揃えて配設された構成になっている。そして、このような構成の面反発体３５，３６に配設された棒磁石３３の外周面同士を一定の近接距離をおいて対面させることにより、動力源側面反発体３５の回転運動が棒磁石３３の同極同士の反発作用の力を介して受動側面反発体３６に伝達される。この場合、上述した外周面同士の最適距離は面反発体３５，３６の磁極の強さに関係し、それを確保するためには面反発体３５，３６の回転軸３１の間隔を最適距離に設定することが必要となり、そのため、回転軸３１の間隔設定の自由度は殆んどない。また、回転軸３１を挟んだ片側にのみ面反発体３５，３６が配置されている場合、面反発体３５，３６は一方向から回転軸３１方向への力を受けることになり、回転軸３１を軸受けで支持しているときには、この圧力によって軸受けに回転軸３１の偏った力が加わり、回転軸３１と軸受けとの間の接触抵抗が大きくなり、動力の伝達損失を増大させるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたものであり、磁石における磁極の同極による反発作用の力を介して動力伝達を行なう非接触動力伝達機構であって、回転軸の間隔を自由に設定でき且つ、動力伝達損失の少ない非接触動力伝達機構を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、正角錐の頂点を通る垂線に対応する位置に回転軸を配設すると共に、前記正角錐の側稜に対応する位置に棒磁石を磁極の極性を揃えて配設して正角錐形回転体を形成し、前記正角錐形回転体の前記回転軸が略平行に且つ、前記正角錐形回転体の底面側に位置する前記磁極の回転軌道が前記回転軸に垂直な面の略同一面上で交差するように複数の前記正角錐形回転体を配置し、前記棒磁石の磁極の同極性間における反発作用の力を介して前記正角錐形回転体間で回転動力の伝達が行なわれることを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、正角錐の頂点を通る垂線に対応する位置に回転軸を配設すると共に、前記正角錐の側稜に対応する位置に棒磁石を磁極の極性を揃えて配設して正角錐形回転体を形成し、前記正角錐形回転体の前記回転軸が略同一線上に且つ、前記正角錐形回転体の底面が対向して底面側に位置する前記磁極の回転軌道が前記回転軸に垂直な面の略同一面上で略重なるように複数の前記正角錐形回転体を配置し、前記棒磁石の磁極の同極性間における反発作用の力を介して前記正角錐形回転体間で回転動力の伝達が行なわれることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は２の何れか１項において、上記正角錐は正四角錐であることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態を図１及び図２を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１０】
図１は本発明に係る第１実施例の正四角錐形回転体が互いの回転軸が平行になるように配置された状態の（ａ）概略側面図、（ｂ）概略平面図である。正四角錐形回転体１ａ，１ｂは、（ａ）に示すように正四角錐の頂点を通る垂線に対応する位置に回転軸２ａ，２ｂが配設され、側稜に対応する位置には棒磁石３が磁極の極性を揃えて配設されている。そしてこのように形成された２つの正四角錐形回転体１ａ，１ｂが底面４ａ，４ｂ側に位置する磁極のＮ極同士が回転軸２ａ，２ｂに垂直な面の同一面上に且つ、（ｂ）に示すように回転したときに夫々のＮ極の回転軌道が交差するように回転軸の間隔を設定して配置されている。このとき、一方の正四角錐形回転体１ａを動力源として回転させると、他方の正四角錐形回転体１ｂは正四角錐形回転体１ｂに配設された棒磁石３のＮ極が動力源側の回転するＮ極との間の反発作用の力を介して動力源側の四角錐形回転体１ａの回転方向とは反対の方向に回転運動する。つまり、正四角錐形回転体１ａ，１ｂ間で直接的或いは間接的な接触がなくても磁極のＮ極同士の反発作用の力を介して回転動力の伝達が行なわれることになる。
【００１１】
いま、２つの四角錐形回転体１ａ，１ｂ間での動力伝達について説明したが、底面側に位置するＮ極同士の位置関係を上述した要領で設定すれば３つ以上の正四角錐形回転体であっても同時に動力伝達を行なうことが可能である。
【００１２】
また、（ａ）に示すように正四角錐形回転体１ａ，１ｂの回転軸２ａ，２ｂの間隔Ｌを変えても、回転軸２ａ，２ｂに対する棒磁石３の配設角度θを調整することによりＮ極間の位置関係が調整できるため、伝達効率を低下させることなく動力伝達を行なうことができる。
【００１３】
図２は本発明に係る第２実施例を示す（ａ）概略側面図、（ｂ）概略平面図である。なお、以下に述べる第２実施例の正四角錐形回転体の構成は上述した第１実施例と同様であるので説明は省略する。この場合、（ａ）に示すように２つの正四角錐形回転体１ｃ，１ｄは、回転軸２ｃ，２ｄが同一線上になるように且つ、互いの底面４ｃ，４ｄが対向して底面側に位置する磁極のＮ極同士が回転軸２ｃ，２ｄに垂直な面の同一面上に且つ、（ｂ）に示すように回転したときに夫々のＮ極の回転軌道が略重なるように配置されている。このとき、一方の正四角錐形回転体１ｃを動力源として回転させると、他方の正四角錐形回転体１ｄは正四角錐形回転体１ｄに配設された棒磁石３のＮ極が動力源側の回転するＮ極との間の反発作用の力を介して動力源側の正四角錐形回転体１ｃの回転方向と同一の方向に回転運動する。つまり、正四角錐形回転体１ｃ，１ｄ間で直接的或いは間接的な接触がなくても磁極のＮ極同士の反発作用の力を介して回転動力の伝達が行なわれることになる。
【００１４】
なお、動力源側の正四角錐形回転体１ｃと動力を受ける側の正四角錐形回転体１ｄの構成は同一であることが望ましい。つまり、夫々の回転体１ｃ，１ｄに設ける棒磁石３は本数を同一にし、回転軸を２ｃ，２ｄを中心として放射状に等角度で配設する。これにより、回転時には夫々の回転体１ｃ，１ｄの棒磁石３の磁極が歯車がかみ合うように交互に近接し、動力源側の回転が応答良く受動側に伝達される。
【００１５】
また、上述した実施例では側稜に対応する位置に４本の棒磁石３を配設した正四角錐形回転体の組み合わせの構成であったが、正四角錐形回転体に限られるものではなく、回転動力の伝達媒体となる磁極の数が多くなるほど回転ムラが少なくなることを考慮して、底面の角数が五つ以上の正角錐形回転体の構成にすると更に滑らかな回転動力の伝達が可能となる。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の角錐形非接触動力伝達機構は、歯車による直接接触機構やチェーンやベルトを介する間接接触機構等と異なり機械的摩擦力による伝達損失がなく、極めて効率が良い動力伝達機構である。また、動力源側と受動側の正四角錐形回転体を回転軸を平行にして配置した動力伝達機構においては、平行に設定された回転軸の間隔を可動しても回転軸に対する棒磁石の角度を調整することで相互に影響し合う磁極の位置関係が調整できるため、動力伝達効率が低下するようなことはない。つまり、回転体間の間隔設定の自由度がある機構となっている。さらに、回転動力の伝達時には夫々の回転体の棒磁石の磁極が歯車がかみ合うように交互に近接しており、各回転体の磁極が受ける反発作用の力の方向は磁極の回転軌道の略接線方向になり、直接回転軸方向に向く力は殆んどない。したがって、回転軸を支持する軸受けには偏った力が加わることがないため回転軸と軸受け間の余計な接触抵抗による伝達損失が生じない。などの優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施例の（ａ）概略側面図、（ｂ）概略平面図である。
【図２】本発明に係る第２実施例の（ａ）概略側面図、（ｂ）概略平面図である。
【図３】従来の非接触動力伝達機構を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ａ〜１ｄ      正四角錐形回転体
２ａ〜２ｄ      回転軸
３              棒磁石
４ａ〜４ｄ      底面
５ａ〜５ｄ      頂点
【図１】
2004347087.tif 000003
【図２】
2004347087.tif 000004
【図３】
2004347087.tif 000005