(57)【要約】【課題】制作の容易な円筒状磁石を複数使用することで設計上の自由度の高い磁気式動力伝達装置を提供すること。【解決手段】駆動軸１１１に磁極のＮ極とＳ極とを交互に螺旋状に配置した駆動側磁石を有する駆動側磁性部材１１０と、駆動側磁性部材１１０と対向する側に円筒状磁石１３０磁極と対応して磁極のＮ極とＳ極とを交互に傾斜状に配置した被動側磁石１２１を有する被動側磁性部材１２０とを備えて、駆動側磁性部材１１０の回転駆動力により被動側磁性部材１２０を直進運動させる磁気式動力伝達装置１００であって、駆動側磁性部材１１０が、駆動軸１１１に磁極のＮ極とＳ極とを周方向に螺旋状に交互に配置した所定寸法の円筒状磁石１３０を複数装着されている磁気式動力伝達装置１００。【選択図】図１
2012017777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸の周囲に磁極のＮ極とＳ極とを交互に螺旋状に設けた駆動側磁石を有する駆動側磁性部材と該駆動側磁性部材と対向する側に前記駆動側磁石に設けた磁極と対応して磁極のＮ極とＳ極とを交互に傾斜状に配置した被動側磁石を設けた被動側磁性部材とを備えるとともに、前記駆動側磁石と前記被動側磁石との間で作用する磁気的吸引力及び／又は磁気的反発力を利用して前記駆動軸の回転駆動力により前記被動側磁性部材を直進運動させる磁気式動力伝達装置であって、
前記駆動側磁性部材が、前記駆動軸に磁極のＮ極とＳ極とを周方向に螺旋状に交互に配置した所定寸法の円筒状磁石を複数装着されていることを特徴とする磁気式動力伝達装置。
【請求項２】
前記駆動側磁性部材が、前記駆動軸に装着される複数の円筒状磁石の間の所望箇所に配置された支持部材により支持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】
前記駆動側磁性部材に装着される円筒状磁石の駆動軸方向の密度が、前記被動側磁性部材の直線運動に必要とされる駆動力により決定されるものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の磁気式動力伝達装置。
【請求項４】
前記被動側磁性部材が、前記駆動側磁性部材の上方及び両側方に対向させて被動側磁石を設けていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の磁気式動力伝達装置。
【請求項５】
前記被動側磁性部材が、前記駆動側磁性部材の上半面に対向する断面円弧状の被動側磁石を設けていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の磁気式動力伝達装置。
【請求項６】
前記駆動側磁性部材が前記駆動軸の中途箇所に中継歯車を備えているとともに、該中継歯車と噛合して駆動源の回転を伝動する駆動歯車を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の磁気式動力伝達装置。
【請求項７】
前記駆動側磁性部材が駆動軸方向に複数並設されているとともに、前記駆動側磁性部材の各々が前記被動側磁性部材の移動軌跡を回避した位置に前記駆動源を配置して駆動源と駆動側磁性部材の駆動軸とが伝動機構を介して接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の磁気式動力伝達装置。
【請求項８】
前記駆動側磁性部材が、駆動軸方向に複数離間して並設されていることを特徴とする請求項７に記載の磁気式動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空雰囲気において基板と搬送する搬送装置などに使用される、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するもので、より詳しくは、磁気ねじ又は磁気歯車を利用して駆動軸から従動軸へ回転動力を伝達する磁気式動力伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、モータで昇降装置、搬送装置、ロボット等を駆動する場合、歯車やウォームギヤ、ラック及びピニオン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、歯車を噛み合わせて動力を伝達するため、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したりするという問題があった。
特に、真空雰囲気において使用する搬送装置に使用する場合には、歯車の噛み合い部等に潤滑油を使用することができないため、特に上述したような摩耗量、騒音が顕著であるという問題があった。
【０００３】
このような問題を解決するものとして、モータと連結されて駆動側磁石帯を一定のピッチで螺旋状に巻き付けた状態の直丸棒と、搬送台車と連結されて駆動側磁石帯と同じピッチで螺旋状に内面に貼り付けた被動側磁石帯の半円筒部を有する被動部とからなり、これらの磁石帯は互いに吸引若しくは反発するように磁気力が作用するものであって、モータにより直丸棒を回転させると、直丸棒に巻き付けられた駆動側磁石帯の上面を覆うように位置する被動部が、直丸棒の回転に従って回転することなく丸棒の長手方向に沿って直線運動するようにした、非接触式で動力の伝達を行う磁気式動力伝達装置が提案されている（特許文献１）。
このような磁気式動力伝達装置は、非接触であるゆえ摩耗粉等の塵埃の発生が極めて少なく、真空雰囲気下で基板等を搬送する半導体製造工場等で使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２７７７１３１号公報（第７図）
【特許文献２】特開２００８−２９７０９２号公報
【特許文献３】特開２００８−２１５４２８号公報
【特許文献４】特開２００８−２１５４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来技術のような磁気式動力伝達装置では、図１９乃至図２１に示されているように、駆動側磁石帯が直丸棒の全長にわたって巻き付けられていて被動部がこの直丸棒の長さ全体にわたって移動するものであるから、直丸棒の中途の位置に直丸棒を支持する軸受等の支持部材を設けることが困難であり、どうしても直丸棒の両端部のみで支持する構造となる。
しかし、このように直丸棒が長くなると、製造上の歪みや被動側磁石帯との磁気作用により直丸棒に振れ等が発生するため、この振れ分を考慮して、駆動側磁石帯と被動側磁石帯との間に設ける隙間を大きめにせざるを得ない。
そこで、駆動側磁石帯と被動側磁石帯との間の隙間を大きくとると、両者の間に作用する磁気力が減殺されるため、搬送力が小さくなってしまうという問題があった。
【０００６】
また、駆動側磁石帯が直丸棒に一定のピッチで螺旋状に巻き付けられている構造であるから、長手方向に配列される磁極の密度は一定とならざるを得ず、被動側に大推力を要する領域とそのような大推力を要しない領域がある場合でも、大推力を要する領域に応じた磁気力を備える磁石帯を設けざるを得ないため、装置全体としては高コストのものとなってしまうという問題があった。
さらに、駆動側磁石帯や被動側磁石帯を製造するには、いずれも対象とする装置に応じて曲率、長さ等を設定し、個々に生産していたので、効率的に製造することが難しいという問題があった。
【０００７】
また、磁気式動力伝達装置として、軸状部材の複数個所に等間隔に太径部を設け、それぞれの太径部に磁石を巻回させて駆動側磁性部材を形成したことが提案されている（特許文献３、４）が、このような従来技術では、駆動側磁性部材の軽量化を図ることについては開示されているものの、太径部に設ける螺旋状磁石の製造方法について特に考慮されたものではなく、さらに軸受は軸状部材の両端に設けられているものであり、また太径部の配列間隔により駆動力を調整することに関しては、何ら示唆するものではなかった。
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は、上述したような従来技術の問題点を解消するものであって、すなわち、本発明の目的は、制作の容易な円筒状磁石を複数個使用することにより設計上の自由度の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】
【０００９】
請求項１に係る発明は、駆動軸の周囲に磁極のＮ極とＳ極とを交互に螺旋状に設けた駆動側磁石を有する駆動側磁性部材と該駆動側磁性部材と対向する側に前記駆動側磁石に設けた磁極と対応して磁極のＮ極とＳ極とを交互に傾斜状に配置した被動側磁石を有する被動側磁性部材とを備えるとともに、前記駆動側磁石と前記被動側磁石との間で作用する磁気的吸引力及び／又は磁気的反発力を利用して前記駆動軸の回転駆動力により前記被動側磁性部材を直進運動させる磁気式動力伝達装置であって、前記駆動側磁性部材が、前記駆動軸に磁極のＮ極とＳ極とを周方向に螺旋状に交互に配置した所定寸法の円筒状磁石を複数装着されていることにより、前述した課題を解決したものである。
【００１０】
請求項２に係る発明の磁気式動力伝達装置は、請求項１に係る発明の構成に加えて、前記駆動側磁性部材が、前記駆動軸に装着される複数の円筒状磁石の間の所望箇所に配置された支持部材により支持されていることにより、前述した課題をさらに解決したものである。
【００１１】
請求項３に係る発明の磁気式動力伝達装置は、請求項１又は請求項２に係る発明の構成に加えて、前記駆動側磁性部材に装着される前記円筒状磁石の駆動軸方向の密度が、前記被動側磁性部材の直線運動に必要とされる駆動力により決定されるものであることにより、前述した課題をさらに解決したものである。
【００１２】
請求項４に係る発明の磁気式動力伝達装置は、請求項１乃至請求項３のいずれかに係る発明の構成に加えて、前記被動側磁性部材が、前記駆動側磁性部材の上方及び両側方に対向させて被動側磁石を有していることにより、前述した課題をさらに解決したものである。
【００１３】
請求項５に係る発明の磁気式動力伝達装置は、請求項１乃至請求項３のいずれかに係る発明の構成に加えて、前記被動側磁性部材が、前記駆動側磁性部材の上半面に対向する断面円弧状の被動側磁石を有していることにより、前述した課題をさらに解決するものである。
【００１４】
請求項６に係る発明の磁気式動力伝達装置は、請求項１乃至請求項５のいずれかに係る発明の構成に加えて、前記駆動側磁性部材が前記駆動軸の中途箇所に中継歯車を設けているとともに、該中継歯車と噛合して駆動源の回転を伝動する駆動歯車を備えていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。
【００１５】
請求項７に係る発明の磁気式動力伝達装置は、請求項１乃至請求項６のいずれかに係る発明の構成に加えて、前記駆動側磁性部材が駆動軸方向に複数並設されているとともに、前記駆動側磁性部材の各々が前記被動側磁性部材の移動軌跡を回避した位置に前記駆動源を配置して駆動源と前記駆動側磁性部材の駆動軸とが伝動機構を介して接続されていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。
【００１６】
請求項８に係る発明の磁気式動力伝達装置は、請求項７に係る発明の構成に加えて、前記駆動側磁性部材が、駆動軸方向に複数離間して並設されていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。
【発明の効果】
【００１７】
そこで、本発明によれば、駆動軸の周囲に磁極のＮ極とＳ極とを交互に螺旋状に設けた駆動側磁石を有する駆動側磁性部材とこの駆動側磁性部材と対向する側に駆動側磁石に設けた磁極と対応して磁極のＮ極とＳ極とを交互に傾斜状に配置した被動側磁石を有する被動側磁性部材とを備えるとともに、駆動側磁石と被動側磁石との間で作用する磁気的吸引力及び／又は磁気的反発力を利用して駆動軸の回転駆動力により被動側磁性部材を直進運動させる磁気式動力伝達装置であって、駆動側磁性部材が駆動軸に磁極のＮ極とＳ極とを周方向に螺旋状に交互に配置した所定寸法の円筒状磁石を複数装着されていることにより、所定寸法に標準化した円筒状磁石を使用してこれを適宜に装着して駆動側磁性部材を制作するため、簡便に制作できるとともに、円筒状磁石の数、配置間隔を自由に設定して、被動側磁性部材に及ぼす磁気力の強度や、駆動軸に結合される駆動源若しくは駆動軸を支持する支持部材の配設位置を適宜に調節可能であるため、設計上の自由度を大幅に向上して多種多様な装置に対し適用することができる。
【００１８】
また、請求項１に係る本発明の磁気式動力伝達装置によれば、駆動側磁性部材が所定寸法の円筒状磁石を駆動軸方向に複数装着されていることにより、駆動側磁性部材として制作が困難であった従来技術のような長尺で棒状の一体の駆動側磁石帯を使用することなく、所定寸法に標準化して大量生産可能とした円筒状磁石を使用し、これを装着して駆動側磁性部材を制作するため、簡便に制作できるとともに量産化できる。
【００１９】
請求項２に係る本発明の磁気式動力伝達装置によれば、請求項１に係る発明が奏する効果に加えて、駆動側磁性部材が駆動軸に装着される複数の円筒状磁石の間の所望箇所に配置された支持部材により支持されていることにより、駆動側磁性部材が長尺なものとなったとしても、支持部材を短い間隔で配置してこの間における駆動軸の撓みが小さくなるため、従来技術のような被動側磁石との磁気力の相互作用に起因する駆動軸の撓み等の影響を大幅に軽減し、駆動側磁性部材と被動側磁性部材との間隙を小として磁石相互の間で磁気力をより強力に作用させることができるとともに、駆動軸の撓みの影響が軽減した結果、駆動軸を高速で回転させることが可能となるため、装置全体のタクトタイムを短縮することができる。
【００２０】
請求項３に係る本発明の磁気式動力伝達装置によれば、請求項１又は請求項２に係る発明の奏する効果に加えて、駆動側磁性部材に装着される円筒状磁石の駆動軸方向の密度が被動側磁性部材の直線運動に必要とされる駆動力により決定されるものであることにより、例えば、一つの駆動側磁性部材の中で高い推力を必要とする領域と特に高い推力を要しない領域とがある場合でも、円筒状磁石の装着密度を変更するだけでそれぞれの領域に応じた磁気力を設定し得るため、不必要に多数の円筒状磁石を装着することのない効率的な磁気式動力伝達装置を提供することができる。
【００２１】
請求項４に係る本発明の磁気式動力伝達装置によれば、請求項１乃至請求項３のいずれかに係る発明の奏する効果に加えて、被動側磁性部材が駆動側磁性部材の上方及び両側方に対向させて被動側磁石を設けていることにより、駆動側磁石と相互作用する被動側磁石の面積が拡大し磁気力が増大するため、被動側磁性部材をより高い推力とすることができる。
【００２２】
請求項５に係る本発明の磁気式動力伝達装置によれば、請求項１乃至請求項３のいずれかに係る発明の奏する効果に加えて、被動側磁性部材が駆動側磁性部材の上半面に対向する半円筒状の被動側磁石を設けていることにより、駆動側磁性部材の円筒状磁石と円筒状の被動側磁石とを、板状の被動側磁石の場合と比べてより近接して配置して実際に相互作用する磁石の領域を拡張させるため、相互の間で一層強力に磁気力を作用させることができて被動側磁性部材をより高い推力とすることができる。
【００２３】
請求項６に係る本発明の磁気式動力伝達装置によれば、請求項１乃至請求項５のいずれかに係る発明の奏する効果に加えて、駆動側磁性部材が駆動軸の中途箇所に中継歯車を備えているとともに、中継歯車と噛合して駆動源の回転を伝動する駆動歯車を備えていることにより、駆動軸の端部に円筒状磁石を設置可能となるため、駆動側磁性部材の端部まで磁気力を作用させることができる。
【００２４】
請求項７に係る本発明の磁気式動力伝達装置によれば、請求項１乃至請求項６のいずれかに係る発明の奏する効果に加えて、駆動側磁性部材が軸方向に複数並設されているとともに、駆動側磁性部材の各々が被動側磁性部材の移動軌跡を回避した位置に駆動源を配置して駆動源と駆動側磁性部材の駆動軸とが伝動機構を介して接続されていることにより、複数の駆動側磁性部材が被動側磁性部材を引き継いで駆動するため、従来技術のような長尺の棒部材を使用することなく長経路の磁気式動力伝達装置を提供することができるとともに、磁気式動力伝達装置を長経路のものとしても駆動側磁性部材のそれぞれが被動側磁性部材の移動を妨げることのない位置に駆動源を備えているため、駆動源の位置を考慮することなく装置のレイアウトを自由度高く決定することができる。
【００２５】
請求項８に係る本発明の磁気式動力伝達装置によれば、請求項７に係る発明の奏する効果に加えて、駆動側磁性部材が、駆動軸方向に複数離間して並設されていることにより、装置の中で必要な箇所にのみ駆動側磁性部材を配置させて被動側磁性部材の駆動に最小限必要な箇所、大きさ及び数の駆動側磁性部材を設けたことにより、駆動側磁性部材を無駄のないものとできるとともに、各駆動側磁性部材の駆動軸を装置の寸法に比して短くなるため、従来技術のような被動側磁石との磁気力の相互作用に起因する駆動軸の撓み等の影響を大幅に軽減し、駆動側磁性部材と被動側磁性部材との間隙を小として磁石相互の間で磁気力をさらに強力に作用させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施例である磁気式動力伝達装置の斜視図。
【図２】図１に示した磁気式動力伝達装置の側面図。
【図３】図１に示した磁気式動力伝達装置に使用される円筒状磁石の概略図。
【図４】図１に示した磁気式動力伝達装置に使用される被動側磁性部材の（ａ）側面図、（ｂ）底面図。
【図５】図１に示した円筒状磁石に形成される磁極パターンの説明図。
【図６】本発明の第２の実施例である磁気式動力伝達装置の斜視図。
【図７】図６に示した磁気式動力伝達装置の側面図。
【図８】本発明の第３の実施例である磁気式動力伝達装置の斜視図。
【図９】図８に示した磁気式動力伝達装置に使用されるキャリアの説明図。
【図１０】本発明の第４の実施例である磁気式動力伝達装置の斜視図。
【図１１】図１０に示した磁気式動力伝達装置に使用されるキャリアの説明図。
【図１２】本発明の第５の実施例である磁気式動力伝達装置の斜視図。
【図１３】図１２に示した磁気式動力伝達装置の側面図。
【図１４】図１３に示した磁気式動力伝達装置のＩ−Ｉ断面矢視図。
【図１５】本発明の第６の実施例である磁気式動力伝達装置の斜視図。
【図１６】図１５に示した磁気式動力伝達装置の側面図。
【図１７】本発明の第７の実施例である磁気式動力伝達装置の側面図。
【図１８】図１７に示した磁気式動力伝達装置の所定時間経過後を示した側面図。
【図１９】従来技術である磁気式動力伝達装置の斜視図。
【図２０】従来技術である磁気式動力伝達装置に使用される駆動側磁性部材の（ａ）断面図、（ｂ）側面図。
【図２１】従来技術である磁気式動力伝達装置に使用される被動側磁性部材の（ａ）縦断面図、（ｂ）横側面図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明は、駆動軸の周囲に磁極のＮ極とＳ極とを交互に螺旋状に設けた駆動側磁石を有する駆動側磁性部材と駆動側磁性部材と対向する側に駆動側磁石に設けた磁極と対応して磁極のＮ極とＳ極とを交互に傾斜状に配置した被動側磁石を設けた被動側磁性部材とを備えるとともに、駆動側磁石と被動側磁石との間で作用する磁気的吸引力及び／又は磁気的反発力を利用して駆動軸の回転駆動力により被動側磁性部材を直進運動させる磁気式動力伝達装置であって、駆動側磁性部材が駆動軸に磁極のＮ極とＳ極とを周方向に螺旋状に交互に配置した所定寸法の円筒状磁石を複数装着されているもので、制作の容易な円筒状磁石を複数個使用することにより設計上の自由度の高いものであれば、その具体的態様は、いかなるものであっても構わない。
【００２８】
例えば、駆動側磁性部材として使用される円筒状磁石や、被動側磁性部材に使用される被動側磁石は、アルニコ磁石、フェライト磁石等を使用可能であるが、ネオジウム系、サマリウムコバルト系等の希土類磁石を使用するとより高い推力を得ることができるため望ましい。
【００２９】
また、円筒状磁石は、円筒状のベース部材の周囲に取り付けられているが、この円筒状のベース部材を磁性材料により形成すると、磁性材料の働きにより磁力線が集中して、磁気力をより強力に作用させることができるため、ベース部材を磁性材料、特に強磁性体で形成することが望ましい。
【００３０】
さらに、駆動側磁性部材の駆動軸と駆動源とを接続する伝動機構としては、駆動歯車、中継歯車というような歯車機構を使用するのみではなく、ベルト、チェーン等の伝動機構を使用しても構わない。
【実施例１】
【００３１】
以下、本発明の一実施例を図１乃至図５に基づいて以下に説明する。
図１は、本発明の第１の実施例（以下、「実施例１」と称する）である磁気式動力伝達装置の斜視図、図２は、図１に示した磁気式動力伝達装置の側面図であり、図３は、図１に示した磁気式動力伝達装置に使用される円筒状磁石の概略図、図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、図１に示した磁気式動力伝達装置に使用される被動側磁性部材の側面図、底面図、図５は、図１に示した円筒状磁石に形成される磁極パターンの説明図である。
【００３２】
図１及び図２に示されるように、駆動側磁性部材１１０は、棒状の駆動軸１１１に、例えば、１６個の円筒状磁石１３０をほぼ等しい間隔で装着して形成される。
駆動軸１１１の一端には中継歯車１１２が設けられており、中継歯車１１２対しモータ軸１４０の端部に設けた駆動歯車１４１が噛み合っている。
駆動歯車１４１と、駆動源である駆動モータ１４３との間には駆動モータ１４３の回転を断、接するクラッチ１４２が介在しており、これら中継歯車１１２、モータ軸１４０、駆動歯車１４１、クラッチ１４２等が、駆動軸１１１と駆動モータ１４３との間を接続する伝動機構を構成している。
駆動軸１１１は、支持部材である軸受１５０により支持されており、図１では、駆動軸１１１の一方の端部の１箇所と、円筒状磁石１３０の３個分隔てた毎に各１箇所で、計６箇所に軸受１５０が設けられている。
【００３３】
図３に示すように、円筒状磁石１３０は、円筒状の支持ベース１３１の表面に、円周方向に所定のピッチで螺旋状に、磁極のＮ極とＳ極とが交互に配置されており、支持ベース１３１と一体となった円筒所磁石１３０が、駆動軸１１１に２分割式クランプ等を用いて相互に回転しないように装着されている。
【００３４】
図４に示すように、被動側磁性部材であるキャリア１２０は、駆動軸１１１方向に長い長方形状で、駆動側磁性部材１１０と対向する側に、円筒状磁石１３０に配置した磁極のＮ極及びＳ極のピッチと対応したピッチで、磁極のＮ極とＳ極とを傾斜して交互に配置した被動側磁石１２１が設けられている。
キャリア１２０に設けた被動側磁石１２１と駆動軸１１１に複数装着された円筒状磁石１３０とを対向させ、各々の磁極の傾斜を合わせた状態で配置して、駆動伝達装置が構成されている。
【００３５】
円盤状磁石１３０の表面に設けられるＮ極及びＳ極の配列について、図５に基づいて以下に説明する。
図５においては、円筒状磁石１３０の円筒表面に形成された磁極パターンを説明する上で分かりやすいように、被動側磁性部材１２０と対向する磁極パターンについて、隣接する円筒状磁石の磁極パターンが相互にどのような位置関係にあるかを概略的に示したものである。
円筒状磁石１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃに形成されたＮ極及びＳ極は、破線で示されているような被動側磁石１２１に設けられたＮ極及びＳ極の磁極パターンと一致するようなピッチ及び傾斜で極性を逆にして配置されている。
したがって、破線で示される被動側磁石１２１の磁極と円筒状磁石１３０の磁極とは
相互に吸引力が作用するように配置される。
【００３６】
隣接する円筒状磁石１３０に設けられた磁極は、図５に示されるように、同極どうしが、Ｎ極及びＳ極の軸方向の幅の和、すなわち、磁極ピッチｐ、の整数倍の距離を離間して配置されている。
これにより、円筒状磁石１３０に形成された磁極のパターンは、連続して螺旋状磁石が設けられた場合と同様に被動側磁石１２１の磁極パターンと一致するので、被駆動磁石１２１が最初の円筒状磁石１３０ａと次の円筒状磁石１３０ｂとの双方と磁気力を及ぼす場合にも、問題なく被動側磁性部材１２０が円滑に駆動されるし、前段の円筒状磁石１３０ｂによる駆動から後段の円筒状磁石１３０ｃによる駆動へ移行する場合にも磁極パターンの位相変動を生ずることなく円滑に引き継ぎ駆動される。
このことは、隣接する円筒状磁石１３０の間隔が狭い場合（円筒状磁石１３０ａと円筒状磁石１３０ｂとの間隔）にも広い場合（円筒状磁石１３０Ｂと円筒状磁石１３０Ｃとの間隔）にも常に該当することである。
なお、このようなピッチ合わせは、円筒状磁石１３０の間隔を変更することのみならず駆動軸１１１に対する円筒状磁石１３０の取付角度を変更することでも調整することが可能であるから、円筒状磁石１３０の間隔と取付角度とを併せて調節することにより、円筒状磁石１３０の間隔を自由に設定することが可能である。
【００３７】
以上のように構成された駆動伝達装置において、駆動モータ１４３を回転すると、駆動歯車１４１及び中継歯車１１２を経由して駆動軸１１１を回転し、駆動軸１１１の回転により円筒状磁石１３０が回転すると、円筒状磁石１３０に設けられたＮ極及びＳ極とキャリア１２０に設けられた被動側磁石１２１のＮ極及びＳ極との間に磁気的吸引力及び／又は磁気的反発力が作用して、キャリア１２０が直線方向に運動する。
なお、図示上は省略されているが、キャリア１２０の駆動軸方向と直行する方向、すなわち左右又は上下方向、への移動は生じないように規制されていることは、従来技術と同様である。
【００３８】
本実施例において特徴とすることは、駆動側磁性部材１１０が、駆動軸１１１に対し軸方向に、一定寸法の円筒状磁石１３０を複数装着することにより形成されていることであり、これにより、一定寸法に標準化した円筒状磁石１３０を使用して駆動側磁性部材１１０を製造することにより駆動側磁性部材１１０の量産化を可能としている。
【００３９】
また、駆動側磁性部材１１０を複数の円筒状磁石１３０の結合として構成していて、円筒状磁石１３０相互の間隔を適宜に調節可能であるから、図１又は図２に示されるように、駆動軸１１１の端部のみではなく、円筒状磁石１３０の間であっても軸受１５０を配置することを可能としている。
したがって、たとえ駆動軸１１１が長尺となったとしても、比較的短い間隔で軸受１５０を設置して駆動軸１１１を支持するようにすると、被動側磁石１２１から作用する磁気力等に起因して発生する駆動軸１１１の撓みを微小な範囲に抑えられるので、駆動側磁性部材１１０に装着した円筒状磁石１３０とキャリア１２０に設けた被動側磁石１２１との間隙を小さくして、両磁性部材の間で磁気力を強力に作用させることが可能となる。
また、駆動軸１１１の撓みを抑えた結果として、駆動軸１１１を高速回転させることが可能となる。
【００４０】
以上のようにして得られた本発明の第１の実施例である磁気式動力伝達装置１００は、駆動軸１１１の周囲に磁極のＮ極とＳ極とを交互に螺旋状に配置した駆動側磁石１３０を有する駆動側磁性部材１１０と駆動側磁性部材１１０と対向する側に駆動側磁石１３０に設けた磁極と対応して磁極のＮ極とＳ極とを交互に傾斜状に配置した被動側磁石１２１を有するキャリア１２０とを備え、駆動側磁性部材１１０が、駆動軸１１１に磁極のＮ極とＳ極とを周方向に螺旋状に交互に配置した所定の寸法の円筒状磁石１３０を軸方向に複数装着して形成されているとともに、駆動側磁性部材１１０が駆動軸１１１に装着される複数の円筒状磁石１３０の間の所望箇所に配置された支持部材１５０により支持されていることにより、円筒状磁石１３０という所定寸法に標準化した部品を使用してこれを装着することで駆動側磁性部材１１０を製造するため、量産化を可能としかつ制作を容易化することができるとともに、駆動軸１１１の長さに比し短間隔で軸受１５０を配置して駆動軸１１１の撓みを抑えて円筒状磁石１３０と被動側磁石１２１とをより近接して配置し、両磁石の間でより強力に磁気力を作用させることができ、さらに、駆動軸の回転を高速化して装置のタクトタイムを短縮できるなど、その効果は甚大である。
【実施例２】
【００４１】
次に、第２の実施例である磁気式駆動伝達装置について図６及び図７に基づいて説明する。
図６は、本発明の第２の実施例である磁気式動力伝達装置の斜視図、図７は、図６に示した磁気式動力伝達装置の側面図である。
【００４２】
第２の実施例である磁気式動力伝達装置２００は、実施例１において円筒状磁石の装着態様を変更したものであり（以下、「実施例２」と称する）、実施例１と異なるのは、駆動側磁性部材の中央側の領域においては円筒状磁石を疎に装着していることである。
なお、その他の事項については実施例１と同様であるから、対応する事項については１００番台の符号を２００番台の符号に読替え、その詳細な説明を省略する。
図１と図６とを対比すると一層明りょうであるが、実施例１では、円筒状磁石２３０を駆動軸２１１にほぼ均等に装着しているのに対し、実施例２における駆動側磁性部材２１０は、実施例１において左端から５番目、７番目、９番目及び１１番目にあった円筒状磁石１３０を間引いたような構造となっている。
なお、円筒状磁石２３０に設けられた磁極の配列に関して、同極どうしが磁極ピッチｐの整数倍の距離を離間して配置されていることは、前述した実施例１の場合と同様である。
【００４３】
図示において両端側の領域では、キャリア２２０の減速又は加速を伴う直線運動を行うためにキャリア２２０に対し大きな推力を与える必要があるので、これらの領域では円筒状磁石２３０を密度高く装着している。
これに対し、中央寄りの領域では、キャリア２２０の減速又は加速する必要のない定速運動を行うのみであって、特に大きな推力を与える必要がないので、このような中央寄りの領域では、円筒状磁石２３０の密度を疎に配置している。
なお、円筒状磁石２３０の疎密配置は、加速度を伴う運動の有無により使い分けるのみならず、例えば、キャリア２２０に載置されるワーク等の負荷の有無、大小に応じて、円筒状磁石２３０の配置密度を調整するようにしてもよい。
【００４４】
以上のようにして得られた本発明の実施例２である磁気式動力伝達装置は、駆動軸２１１の周囲に磁極のＮ極とＳ極とを交互に螺旋状に配置した駆動側磁石２３０を有する駆動側磁性部材２１０と駆動側磁性部材２１０と対向する側に駆動側磁石２３０に設けた磁極と対応して磁極のＮ極とＳ極とを交互に傾斜状に配置した被動側磁石２２１を有するキャリア２２０とを備えるとともに、駆動側磁石２３０と被動側磁石２２１との間で作用する磁気的吸引力及び／又は磁気的反発力を利用して駆動軸２１１の回転駆動力によりキャリア２２０を直進運動させる磁気式動力伝達装置２００であって、駆動側磁性部材２１０が駆動軸２１１に磁極のＮ極とＳ極とを周方向に螺旋状に交互に配置した所定寸法の円筒状磁石２３０を複数装着されているとともに、駆動側磁性部材２１０に装着される円筒状磁石２３０の駆動軸方向の密度を被動側磁性部材２２０の直線運動に必要とされる駆動力により決定されるものとしたことにより、前述した実施例１の奏する効果に加えて、装置の各箇所において必要とされる駆動力に応じて円筒状磁石の密度、すなわち取付間隔を柔軟に変更することにより所望の装置を作成して不必要に多数の円筒状磁石２３０を装着することのない、効率的な磁気式動力伝達装置２００を提供することができる。
【実施例３】
【００４５】
さらに、第３の実施例である磁気式駆動伝達装置３００について図８及び図９に基づいて説明する。
図８は、本発明の第３の実施例（以下、「実施例３」と称する）である磁気式動力伝達装置の斜視図、図９は、図８に示した磁気式動力伝達装置に使用されるキャリアの説明図である。
【００４６】
本実施例３と前述した実施例２とで相違するのは、実施例２の磁気式動力伝達装置においては平板状のキャリア２２０を使用していたのに対し、実施例３においては概略直方体状のキャリア３２０を使用している点のみであり、その他の点に関しては前述した実施例２と同様であるので、対応する事項については２００番台の符号を３００番台の符号に読み替えるのみとして、詳しい説明は省略する。
【００４７】
本実施例３である磁気式動力伝達装置に使用されるキャリア３２０は、図８及び図９に示されるように、駆動側磁性部材３１０に設けた円筒状磁石３３０の上面側に対向した面、及び両側面に対向した左右の２面に、板状の被動側磁石３２１を形成したものであり、円筒状磁石３３０と相互作用する被動側磁石３２１の数が総計３面に増加し、被動側磁石３２１の総面積が増加して駆動側の円筒状磁石３３０からより強力に磁気力を受ける。
【実施例４】
【００４８】
第４の実施例である磁気式駆動伝達装置について図１０及び図１１に基づいて説明する。
図１０は、本発明の第４の実施例（以下、「実施例４」と称する）である磁気式動力伝達装置の斜視図、図１１は、図１０に示した磁気式動力伝達装置に使用されるキャリアの説明図である。
【００４９】
本実施例４と前述した実施例３とで相違するのは、前述した実施例３の磁気式動力伝達装置においては、平板状の被動側磁石３２１を使用していたのに対し、実施例４の磁気式動力伝達装置においては、駆動側磁性部材４１０に設けた円筒状磁石４３０と同心円状を呈する半円筒状の面を有する被動側磁石４２１を使用する点であり、その他の点に関しては前述した実施例３と同様であるので、対応する事項については３００番台の符号を４００番台の符号に読み替えるのみとして、詳しい説明は省略する。
【００５０】
本実施例４である磁気式動力伝達装置４００に使用されるキャリア４２０は、図１０及び図１１に示されるように、全体は直方体状の外径をしており、駆動側磁性部材４１０に設けた円筒状磁石４３０と対向する側に断面円弧状、より具体的には半円筒状の面を有する被動側磁石４２１を備えている。
被動側磁石４２１の円筒状面は、円筒状磁石４３０の表面と同心円状に配置され、平板状の磁石を使用する場合よりも両磁石の隙間が小さくなって有効に作用する磁極の領域を拡張させるので、駆動側の円筒状磁石４３０から一層強力に磁気力を受ける。
【００５１】
以上のようにして得られた本発明の実施例３又は実施例４である磁気式動力伝達装置３００、４００では、被動側磁性部材であるキャリア３２０、４２０側に設けた被動側磁石３２１又は４２１の形態を改良して、被動側磁石の面積を大きくしたり、駆動側の円筒状磁石との間隔を小さくしたりしたことにより、キャリア３２０、４２０に対して高い推力を作用させることができる。
【実施例５】
【００５２】
さらに、本発明の第５の実施例について、図１２乃至図１４に基づいて説明する。
図１２は、第５の実施例（以下、「実施例５」と称する）である磁気式動力伝達装置の斜視図、図１３は、図１２に示した磁気式動力伝達装置の側面図、図１４は、図１３におけるＩ−Ｉ矢視断面図である。
【００５３】
実施例５は、本発明の磁気式動力伝達装置を搬送台車Ｖの走行に適用したものであるが、図１２では、駆動側磁性部材及び被動側磁性部材の配置関係を明らかにするため、搬送台車Ｖの本体部を省略して記載されている。
なお、実施例５の磁気式動力伝達装置についても、前述した実施例１と対応する事項については１００番台の符号を５００番台の符号に読み替えるのみとして、詳しい説明は省略する。
【００５４】
図１２に示されるように、両側に一対の搬送レールＲが敷設され、その間に、駆動軸５１１に多数の円筒状磁石５３０が装着された駆動側磁性部材５１０が設けられている。
具体的には、搬送レールＲ全長にわたって延設された駆動軸５１１の両側に、各々１６個ずつ２組の円筒状磁石５３０が装着されており、中央部寄りの領域では円筒状磁石５３０を装着せず駆動軸５１１のみとし、その略中央部に中継歯車５１２が設けられている。
【００５５】
図１３に示されるように、駆動軸５１１の中央部寄りの領域では中継歯車の近傍両側に軸受５５０が設けられ、駆動軸５１１の端部寄りの円筒状磁石５３０が装着されている領域では、円筒状歯車５３０を３個隔てる毎にそれぞれ軸受５５０が配置されている。
このように、円筒状磁石５３０が密度高く配置されている領域では、軸受５５０も密度高く６箇所に配置して、磁気力が強力に作用する領域で発生しがちな駆動軸５１１の撓みを防止するようにしている。
他方、円筒状磁石５３０がなく磁気力が作用しない中央の領域では、駆動軸５１１の撓みを考慮する必要がないので、配置する軸受５５０の数を最小限の２箇所としている。
また、本実施例５では、モータ軸５４０を中央側に配置するとともに、駆動軸５１１の両端部に円筒状磁石５３０を配置しその内側に軸受５５０を設けている。
このように配置して、駆動軸５１１の最外端の位置でもキャリア５２０の被動側磁石５２１に対し両端の円筒状磁石５３０から磁気力を作用させている。
【００５６】
また、駆動軸５１１において円筒状磁石５３０を装着していない中央の領域を利用して中継歯車５１２を設けており、この中継歯車５１２に、これと直行する方向に延びるモータ軸５４０に設けられた駆動歯車５４１が噛み合い、駆動歯車５４１はクラッチ５４２を介し駆動モータ１４３と結合している。
この状態で駆動モータ５４３を駆動すると、クラッチ５４２、モータ軸５４０、駆動歯車５４１及び中継歯車５１２を経由して駆動軸５１１が回転し、駆動軸５１１に装着された各々の組の円筒状歯車５３０が回転する。
【００５７】
図１２では、キャリア５２０及び車輪Ｗのみが示されているが、図１２及び図１３に示されているように、これらのキャリア５２０及び車輪Ｗは、搬送台車Ｖの一部を構成するものであり、具体的には、キャリア５２０は搬送台車Ｖの下面に固定され、車輪Ｗはキャリアの５２０の両側の位置に４対、回動自在に設けられている。
搬送台車Ｖを搬送レールＲの上に載置すると、図１４に示されているように、搬送台車Ｖの底面に設けたキャリア５２０と、搬送レールＲの間に設けた駆動側磁性部材５１０の円筒状磁石５３０とが対向するように位置付けられる。
これにより、駆動モータ５４３により駆動軸５１１に設けられた各々の円筒状歯車５３０を回転させると、円筒状磁石５３０に対向した位置にある被動側磁石５２０との間に磁気力が作用して搬送台車Ｖを搬送レールに沿って走行させる。
【００５８】
以上のようにして得られた本発明の実施例５である磁気式動力伝達装置５００は、実施例１の構成に加えて、駆動側磁性部材５１０が駆動軸５１１の略中央部に中継歯車５１２を備えるとともに中継歯車５１２と噛合して駆動モータ５４３の回転を伝達する駆動歯車５４１を備えていることにより、従来技術においては駆動軸５１１の端部に存在していた駆動モータ及び軸受を別位置に移動して円筒状磁石５３０を端部に配置し、駆動側磁性部材５１０の端部においても磁気力を作用させて駆動軸５１１の端部分におけるキャリア５２０及び搬送台車Ｖの動作を安定化させることができる。
また、円筒状磁石５３０は設置の自由度が高く適宜に軸受５５０を配置し得るため、駆動軸５１１に撓みの虞がある箇所では多数の軸受により支持しそれ以外の箇所では軸受５５０を疎に配置するというように、自由度高く効率のよい装置を設計することができるなど、その効果は甚大である。
【実施例６】
【００５９】
さらに、本発明の第６の実施例である磁気式駆動伝達装置６００について、図１５及び図１６に基づいて説明する。
図１５は、本発明の第６の実施例（以下、「実施例６」と称す）である磁気式動力伝達装置６００の斜視図、図１６は、図１５に示した磁気式動力伝達装置６００の側面図である。
【００６０】
実施例６は、前述した実施例１において使用した駆動側磁性部材６１０を長手方向に２組並設して、その上方を、一枚の平板状のキャリア６２０を駆動軸６１１の軸方向に走行させるように構成している。
したがって、実施例１の磁気式動力伝達装置と対応する事項については１００番台の符号を６００番台の符号に読み替えるのみとして、詳しい説明は省略する。
なお、実施例６において使用されている平板状のキャリア６２０を、実施例５に示されるように搬送台車Ｖの底面に固定して搬送台車Ｖの走行に適用したものであっても何ら構わない。
【００６１】
本実施例６において、２組の駆動側磁性部材６１０ａ、６１０ｂは、それぞれ、前述した実施例１と同様に駆動モータ６４３、クラッチ６４２及び駆動歯車６４１等を備えて独自に作動するものであるが、それぞれ、キャリア６２０の走行位置に応じて順次作動するものである。
図１５及び図１６には、右方から左方へ走行してゆくキャリア６２０が示されており、いずれの図も、右方の駆動側磁性部材６１０ａにより駆動されていたキャリア６２０が、左方の駆動側磁性部材６１０ｂに引き継ぎ駆動され始める、ちょうど引き継ぎ時の状態を示すものである。
【００６２】
キャリア６２０が引き継ぎ駆動される時期においては、右方の駆動側磁性部材６１０ａの回転と左方の駆動側磁性部材６１０ｂの回転を同期させる必要がある。
本実施例６では、各々のモータ軸６４０に介挿されたクラッチ６４２の接続タイミングを調節することにより、各々の組の円筒状磁石６３０の回転位相を同期させている。
後続する駆動側磁性部材６１０ｂの回転を同期する際の動作について以下に説明する。
後続する左方の駆動側磁性部材６１０ｂに関して、キャリア６２０が到達する以前はクラッチ６４２をオフにしておき、駆動側磁性部材６１０ｂを自由に回転できる状態としておく。
走行してきたキャリア６２０が駆動側磁性部材６１０ｂに達すると、キャリア６２０に設けた被動側磁石６２１の磁気力が駆動側磁性部材６１０ｂの円筒状磁石６３０に作用して左方の駆動側磁性部材６１０ｂを同期回転させようとする。
この時点において、駆動側磁性部材６１０ｂのクラッチ６４２を接続すればキャリア６２０に同期して回転し始めた駆動側磁性部材６１０ｂの回転を駆動モータ６４３により継続して回転させることとなり、結果的に、キャリア６２０の備える被動側磁石６２１の磁気力を通じて、先行して回転していた右方の駆動側磁性部材６１０ａと後続して回転する左方の駆動側磁性部材６１０ｂとを同期して回転させることになる。
なお、左右の駆動側磁性部材６１０ａ、６１０ｂを同期させて回転する方法としては、前述したクラッチ５４２の接続タイミングを調整する方法のみではなく、駆動モータ６４３としてサーボモータを使用し、各サーボモータを同期作動させて、各々の組の円筒状磁石６３０の回転位相を同期させるようにしてもよい。
【実施例７】
【００６３】
さらに、本発明の第７の実施例である磁気式駆動伝達装置７００について、図１７及び図１８に基づいて説明する。
図１７及び図１８は、いずれも、第７の実施例（以下、「実施例７」と称する）である磁気式動力伝達装置７００の、側面図であり、図１７と図１８は、実施例７の装置の作動について異なる時点における状態を示すものである。
実施例７は、前述した実施例１において使用した駆動側磁性部材と同様のものを、実施例５と同様に搬送台車Ｖを走行させる機構に組み込んで構成しているので、実施例１と対応する事項については１００番台の符号を７００番台の符号に読み替えるのみとして詳しい説明は省略する。
【００６４】
図１７に示されるように、実施例７の磁気式動力伝達装置７００は、３組の搬送レールＲ１、Ｒ２、Ｒ３と２組の中継レールＲ４、Ｒ５を備えており、各搬送レールＲ１，Ｒ２，Ｒ３の間に、各々駆動側磁性部材７１０が配置されている。
実施例７で使用する駆動側磁性部材７１０は、いずれもその駆動軸７１１の長さが、搬送レールＲ1、Ｒ２，Ｒ３の長さに比して相当程度短く、基本的に、円筒状磁石７３０を装着するために最小限必要な程度の長さとされている。
また、駆動モータ７４３等の駆動側磁性部材７１０を駆動する機構は、実施例５と同様に駆動軸７１１に直行する方向に、それぞれ配置されている。
また、搬送台車Ｖは、実施例５において使用した搬送台車Ｖと同様の構造を有するものである。
【００６５】
図１７及び図１８に示されるように、搬送台車Ｖは右方から左方へ走行してゆき、その際、実施例６において説明したと同様に、キャリア７２０は、右方、中央、さらに左方の駆動側磁性部材７１０へと順次引き継ぎ駆動される。
本実施例７では、円筒状磁石７３０を特定領域に集中して配置するとともに不要な箇所の駆動軸７１１を省略して各々の駆動側磁性部材７１０の長さを短くしている。
また、各々の駆動側磁性部材７１０を、駆動側磁性部材７１０がキャリア７２０を順次受け渡して駆動してゆくのに支障がない程度の間隔で配置し、駆動側磁性部材７１０あるいは円筒状磁石７３０の配置、数に無駄が生じないようにしている。
【００６６】
以上のようにして得られた本発明の実施例６又は実施例７の磁気式動力伝達装置７００によれば、実施例１及び実施例５の磁気式駆動伝達装置のように構成したことに加えて、駆動側磁性部材７１０が駆動軸方向に複数離間して並設されるとともに駆動側磁性部材７１０の各々がキャリア７２０の移動軌跡を回避した位置に駆動モータ７４３を備えて、駆動モータ７４３と駆動側磁性部材７１０の駆動軸７１１とがクラッチ７４２、駆動歯車７４１及び中継歯車７１２を介して接続されていることにより、複数の駆動側磁性部材７１０を設けた長経路の磁気式駆動伝達装置７００を形成できるとともに、動力伝達装置７００を標準化した部品を使用した制作容易なものとしたにもかかわらず設計上の自由度が高く装置を全体として無駄のない効率的なものとすることができるなど、その効果は甚大である。
【符号の説明】
【００６７】
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００
・・・  磁気式駆動伝達機構
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０
・・・  駆動側磁性部材
１１１、２１１、３１１、４１１、５１１、６１１、７１１
・・・  駆動軸
１１２、２１２、３１２、４１２、５１２、６１２、７１２
・・・  中継歯車
１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０、７２０
・・・  被動側磁性部材
１２１、２２１、３２１、４２１、５２１、６２１、７２１
・・・  被動側磁石
１３０、２３０、３３０、４３０、５３０、６３０、７３０
・・・  円筒状磁石
１３１              ・・・  支持ベース
１４０、２４０、３４０、４４０、５４０、６４０、７４０
・・・  モータ軸
１４１、２４１、３４１、４４１、５４１、６４１、７４１
・・・  駆動歯車
１４２、２４２、３４２、４４２、５４２、６４２、７４２
・・・  クラッチ
１４３、２４３、３４３、４４３、５４３、６４３、７４３
・・・  駆動モータ
１５０、２５０、３５０、４５０、５５０、６５０、７５０
・・・  軸受
Ｒ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３  ・・・  搬送レール
ＳＲ１、ＳＲ２       ・・・  中継レール
Ｖ                  ・・・  搬送台車
Ｗ                  ・・・  車輪
８１０              ・・・  駆動側磁石部
８１１              ・・・  駆動側磁石帯    
８１２              ・・・  軸受
８２０              ・・・  被動側磁石部
８２１              ・・・  被動側磁石帯
【図１】
2012017777.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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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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