【解決手段】本発明の動力装置は、第一磁石と、第二磁石と、前記第一磁石及び前記第二磁石におけるそれぞれのN極及びS極の異極同士を対向させつつ、当該異極同士が対向する対向方向に、前記第二磁石に対して前記第一磁石が相対的に往復移動可能な往復移動機構と、前記第一磁石と前記第二磁石の間に発生する磁力を遮断可能な磁性体により構成される磁力遮断部と、前記磁力遮断部の一方側面に設けられる第三磁石と、前記磁力遮断部の他方側面に設けられる第四磁石と、前記第一磁石と前記第二磁石とが前記対向方向において相対的に接近して対向距離が所定の閾値に達した時に、前記第三磁石及び前記第四磁石と共に前記磁力遮断部を前記第一磁石と前記第二磁石の間の平衡位置に相対移動させる遮断側移動部と、を備える。
前記第三磁石は、N極及びS極のうち、一方側の極が前記磁力遮断部の前記一方側の面側を向き、他方側の極が前記磁力遮断部の前記一方側の面とは反対側を向くように配置されることを特徴とする、
請求項1に記載の動力装置。
前記平衡位置は、前記対向方向における前記第一磁石と前記第三磁石との間の対向距離が小さくなるに従って、前記第一領域が大きくなると共に、前記第二領域が小さくなることを特徴とする、
請求項3に記載の動力装置。
前記平衡位置は、前記対向方向における前記第二磁石と前記第四磁石との間の対向距離が小さくなるに従って、前記第三領域が大きくなると共に、前記第四領域が小さくなることを特徴とする、
請求項7に記載の動力装置。
前記第一磁石側往復移動部及び前記第二磁石側往復移動部は、前記第一磁石及び前記第二磁石が同位相で接近及び離反するように前記第一磁石及び前記第二磁石と共に往復移動することを特徴とする、
請求項10に記載の動力装置。
前記第一磁石側変換機構又は前記第二磁石側変換機構は、前記第一磁石側往復移動部又は前記第二磁石側往復移動部を前記対向方向に往復移動させると共に、前記第一磁石側回動軸又は前記第二磁石側回動軸と同軸となるクランクシャフトを有することを特徴とする、
請求項10又は11に記載の動力装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記磁力動力装置では、ピストンの往復移動動作がクランクシャフトの回動動作に連動するように構成されている。そして、クランクシャフトの回動動作は、磁石の引力と斥力とを切り替えたピストンの往復移動動作も関係する。上記磁力動力装置のように、クランクシャフトに連動する複数のピストンが並列に並ぶように構成される場合、各ピストンに作用する磁石の引力と斥力と、各ピストンの移動速度を調整することは難しい。このため、上記磁力動力装置では、クランクシャフトを効率良く回動させることは難しい。
【0006】
本発明は、斯かる実情に鑑み、磁石の磁力を利用して主動力源の負荷を軽減可能な補助動力源としての動力装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の動力装置は、第一磁石と、第二磁石と、前記第一磁石及び前記第二磁石におけるそれぞれのN極及びS極の異極同士を対向させつつ、当該異極同士が対向する対向方向に、前記第二磁石に対して前記第一磁石が相対的に往復移動可能に構成される往復移動機構と、前記第一磁石と前記第二磁石の間に発生する磁力を遮断可能な磁性体により構成される磁力遮断部と、前記磁力遮断部の一方側の面に設けられる第三磁石と、前記第一磁石と前記第二磁石とが前記対向方向において相対的に接近して対向距離が所定の閾値に達した時に、前記第三磁石と共に前記磁力遮断部を前記第一磁石と前記第二磁石の間の平衡位置に相対移動させる遮断側移動部と、を備え、前記平衡位置は、前記磁力遮断部の前記一方側の面及び前記第三磁石と、前記第一磁石とが対向すると共に、以下の式(1)を満たす位置であることを特徴とする。
F
1=f
1+f
2 (1)
但し、
F
1:前記第一磁石と前記第三磁石との間における同極間の斥力
f
1:前記第一磁石と前記第三磁石との間における異極間の引力
f
2:前記第一磁石と前記磁力遮断部と間の引力
【0008】
また、本発明の動力装置において、前記第三磁石は、N極及びS極のうち、一方側の極が前記磁力遮断部の前記一方側の面側を向き、他方側の極が前記磁力遮断部の前記一方側の面とは反対側を向くように配置されることを特徴とする。
【0009】
また、本発明の動力装置において、前記対向方向の前記第一磁石側から平面視した時、前記遮断側移動部により前記平衡位置に移動した前記第三磁石は、それぞれ前記平衡位置を境界線として第一領域及び第二領域に区画され、前記第一領域は、前記第二領域よりも面積が大きく、前記第一磁石は、自身のN極及びS極の境界が前記平衡位置と一致すると共に、前記第三磁石の他方側の極と同極が前記第一領域に位置し、且つ、前記第三磁石の他方側の極と異極が前記第二領域に位置することを特徴とする。
【0010】
また、本発明の動力装置において、前記平衡位置は、前記対向方向における前記第一磁石と前記第三磁石との間の対向距離が小さくなるに従って、前記第一領域が大きくなると共に、前記第二領域が小さくなることを特徴とする。
【0011】
また、本発明の動力装置において、前記磁力遮断部の一方側の面とは反対側の他方側の面に設けられる第四磁石を備え、前記遮断側移動部は、前記第三磁石及び前記磁力遮断部と共に、さらに、前記第四磁石をも前記平衡位置に相対移動させ、前記平衡位置では、さらに、前記磁力遮断部の前記他方側の面及び前記第四磁石と、前記第二磁石とが対向すると共に、以下の式(2)を満たすことを特徴とする。
F
2=f
3+f
4 (2)
但し、
F
2:前記第二磁石と前記第四磁石との間における同極間の斥力
f
3:前記第二磁石と前記第四磁石との間における異極間の引力
f
4:前記第二磁石と前記磁力遮断部と間の引力
【0012】
また、本発明の動力装置において、前記第四磁石は、N極及びS極のうち、一方側の極が前記他方側の面側を向き、他方側の極が前記他方側の面とは反対側を向くように配置されることを特徴とする。
【0013】
また、本発明の動力装置において、前記対向方向から平面視した時、前記遮断側移動部により前記平衡位置に移動した前記第四磁石は、それぞれ前記平衡位置を境界線として第三領域及び第四領域に区画され、前記第三領域は、前記第四領域よりも面積が大きく、前記第二磁石は、自身のN極及びS極の境界が前記平衡位置と一致すると共に、前記第四磁石の他方側の極と同極が前記第三領域に位置し、且つ、前記第四磁石の他方側の極と異極が前記第四領域に位置することを特徴とする。
【0014】
また、本発明の動力装置において、前記平衡位置は、前記対向方向における前記第二磁石と前記第四磁石との間の対向距離が小さくなるに従って、前記第三領域が大きくなると共に、前記第四領域が小さくなることを特徴とする。
【0015】
また、本発明の動力装置において、前記往復移動機構は、前記第一磁石又は前記第二磁石と共に前記対向方向に往復移動可能に構成される往復移動部と、軸方向が前記対向方向に直交する回動軸と、前記回動軸の回動動作と前記往復移動部の往復移動動作とを相互に変換する変換機構と、を有することを特徴とする。
【0016】
また、本発明の動力装置において、前記往復移動機構は、少なくとも1つの往復移動ユニットを有し、前記往復移動ユニットは、前記第一磁石と共に前記対向方向に往復移動可能に構成される第一磁石側往復移動部と、軸方向が前記対向方向に直交する第一磁石側回動軸と、前記第一磁石側回動軸の回動動作と前記第一磁石側往復移動部の往復移動動作とを相互に変換する第一磁石側変換機構と、前記第二磁石と共に前記対向方向に往復移動可能に構成される第二磁石側往復移動部と、軸方向が前記対向方向に直交する第二磁石側回動軸と、前記第二磁石側回動軸の回動動作と前記第二磁石側往復移動部の往復移動動作とを相互に変換する第二磁石側変換機構と、を有することを特徴とする。
【0017】
また、本発明の動力装置において、前記第一磁石側往復移動部及び前記第二磁石側往復移動部は、前記第一磁石及び前記第二磁石が同位相で接近及び離反するように前記第一磁石及び前記第二磁石と共に往復移動することを特徴とする。
【0018】
また、本発明の動力装置において、前記第一磁石側変換機構又は前記第二磁石側変換機構は、前記第一磁石側往復移動部又は前記第二磁石側往復移動部を前記対向方向に往復移動させると共に、前記第一磁石側回動軸又は前記第二磁石側回動軸と同軸となるクランクシャフトを有することを特徴とする。
【0019】
また、本発明の動力装置において、前記往復移動ユニットは、複数あり、隣り合う前記往復移動ユニットは、隣り合う前記第一磁石側回動軸間、及び、隣り合う前記第二磁石側回動軸間における回動力を相互に伝達可能な軸継手を通じて接続され、隣り合う前記第一磁石側往復移動部は、相互に位相差を設けて前記第一磁石と共に往復移動し、隣り合う前記第二磁石側往復移動部は、相互に位相差を設けて前記第二磁石と共に往復移動することを特徴とする。
【0020】
また、本発明の動力装置において、3つ以上の前記往復移動ユニットが環状に配置され、隣り合う前記往復移動ユニットにおける前記第一磁石側往復移動部及び前記第二磁石側往復移動部は、所定の位相差で接近及び離反することを特徴とする。
【0021】
また、本発明の動力装置において、前記遮断側移動部は、前記往復移動ユニットが配置される環状の中心において前記対向方向に延在する遮断側回動軸と、前記遮断側回動軸を中心に前記第三磁石及び前記第四磁石と共に前記磁力遮断部を回動させて、前記第三磁石及び前記第四磁石と共に前記磁力遮断部を前記平衡位置に移動させる遮断側回動部と、を有することを特徴とする。
【0022】
また、本発明の動力装置において、前記第一磁石と前記第二磁石とが前記対向方向において前記対向距離が所定の閾値に達したことを検出する位置検出部を備え、前記遮断側移動部は、前記位置検出部で前記対向距離が所定の閾値に達したことを検出されると、前記第三磁石と共に前記磁力遮断部を前記平衡位置に移動させることを特徴とする。
【0023】
また、本発明の動力装置において、前記第一磁石と前記第二磁石とが前記対向方向において前記対向距離が所定の閾値に達したことを検出する位置検出部を備え、前記遮断側移動部は、前記位置検出部で前記対向距離が所定の閾値に達したことを検出されると、前記第三磁石及び前記第四磁石と共に前記磁力遮断部を前記平衡位置に移動させることを特徴とする。
【0024】
また、本発明の動力装置において、前記往復移動機構は、前記対向方向に直交する第一揺動軸の周りを揺動すると共に、一端に前記第一磁石が設けられる第一揺動機構と、前記対向方向において前記第一揺動軸に並列に配置される第二揺動軸の周りを揺動すると共に、前記対向方向において前記第一磁石と対向するように一端に前記第二磁石が設けられる第二揺動機構と、を有することを特徴とする。
【0025】
また、本発明の動力装置は、第一磁石と、第二磁石と、前記第一磁石及び前記第二磁石におけるそれぞれのN極及びS極の異極同士を対向させつつ、当該異極同士が対向する対向方向に、前記第二磁石に対して前記第一磁石が相対的に往復移動可能に構成される往復移動機構と、前記第一磁石と前記第二磁石の間に発生する磁力を遮断可能な磁性体により構成される磁力遮断部と、前記磁力遮断部の一方側の面に設けられる第三磁石と、前記第一磁石と前記第二磁石とが前記対向方向において相対的に接近して対向距離が所定の閾値に達した時に、前記第三磁石と共に前記磁力遮断部を前記第一磁石と前記第二磁石の間の反発位置に相対移動させる遮断側移動部と、を備え、前記反発位置は、前記磁力遮断部の前記一方側の面及び前記第三磁石と、前記第一磁石とが対向すると共に、以下の式(1)を満たす位置であることを特徴とする。
F
1>f
1+f
2 (1)
但し、
F
1:前記第一磁石と前記第三磁石との間における同極間の斥力
f
1:前記第一磁石と前記第三磁石との間における異極間の引力
f
2:前記第一磁石と前記磁力遮断部と間の引力
【0026】
また、本発明の動力装置において、前記磁力遮断部の一方側の面とは反対側の他方側の面に設けられる第四磁石を備え、前記遮断側移動部は、前記第三磁石及び前記磁力遮断部と共に、さらに、前記第四磁石をも前記反発位置に相対移動させ、前記反発位置では、さらに、前記磁力遮断部の前記他方側の面及び前記第四磁石と、前記第二磁石とが対向すると共に、以下の式(2)を満たすことを特徴とする。
F
2>f
3+f
4 (2)
但し、F
2:前記第二磁石と前記第四磁石との間における同極間の斥力
f
3:前記第二磁石と前記第四磁石との間における異極間の引力
f
4:前記第二磁石と前記磁力遮断部と間の引力
【発明の効果】
【0027】
本発明の動力装置によれば、磁石の磁力を利用して主動力源の負荷を軽減することができるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための形態】
【0029】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【0030】
図1〜
図18は本発明を実施する形態の一例であって、図中、
図1と同一の符号を付した部分は同一物を表わす。また、図中の各部は、説明の便宜上、描かれているに過ぎず、各部の大きさの縮尺が異なるものも本発明の範囲に含まれる。
【0031】
<第一実施形態>
図1〜
図5を参照して、本発明の第一実施形態における動力伝達装置1を説明する。動力伝達装置1は、一対の磁石(例えば、後述する第一磁石2及び第二磁石3)が相対的に接近・離反する往復移動動作と、軸(例えば、後述する回動軸41)の回動動作とを相互に変換して伝達するものである。そして、軸は、主動力源(例えば、モーター)により回動させる。一対の磁石の往復移動動作は、補助動力源として主動力源と共に、軸の回動動作に寄与する。つまり、動力伝達装置1は、一対の磁石の往復移動動作により軸の回動を補助し、逆に、軸の回動により一対の磁石を相対的に往復移動させる。そして、動力伝達装置1のうち、一対の磁石とそれらを相対的に往復移動動作させる部分は、軸を回動させる補助動力源として利用することから、動力装置又は補助動力装置と見做すことができる。
【0032】
なお、動力伝達装置1は、一対の磁石が相対的に接近・離反する往復移動動作との間で相互に変換される対象は、軸の回動動作に限定されるものではなく、その他の部材の別の動作であってもよい。変換対象がその他の部材の別の動作となる場合、主動力源は、それに応じたものとなる。
【0033】
動力伝達装置1は、
図1(A),(B)に示すように、例えば、第一磁石2と、第二磁石3と、往復移動機構4と、磁力遮断部5と、第三磁石6と、第四磁石7と、遮断側移動部8と、筐体9と、を備える。
【0034】
<第一磁石及び第二磁石>
第一磁石2及び第二磁石3は、例えば、永久磁石により構成される。なお、第一磁石2及び第二磁石3は、電磁石であってもよい。
【0035】
<往復移動機構>
往復移動機構4は、第一磁石2又は第二磁石3の相対的な往復移動動作を実現するためのものである。そして、本実施形態において往復移動機構4は、第一磁石2及び第二磁石3の相対的な往復移動動作と、軸の回動動作とを相互変換して相互に伝達する。つまり、本実施形態において往復移動機構4では、軸を回動させると、第一磁石2及び第二磁石3の相対的な往復移動動作が行われ、逆に、第一磁石2及び第二磁石3の相対的な往復移動動作が行われると、軸が回動する。
【0036】
往復移動機構4は、
図2(A)に示すように、第一磁石2及び第二磁石3それぞれのN極及びS極における異極同士が対向するように、第一磁石2及び第二磁石3を保持する。そして、往復移動機構4は、第一磁石2及び第二磁石3それぞれのN極及びS極における異極同士が対向する対向方向Aに、第二磁石3に対して第一磁石2が相対的に往復移動可能に構成される。
【0037】
以上のような往復移動機構4は、相対往復移動部40と、回動軸41と、変換機構42と、を有する。相対往復移動部40は、第二磁石3に対して第一磁石2を対向方向Aに相対的に往復移動させるものである。相対往復移動部40は、第一磁石側往復移動部40Aと、第二磁石側保持部40Bと、を有する。なお、相対往復移動部40は、第一磁石2と、第二磁石3と、磁力遮断部5と、第三磁石6と、第四磁石7と、遮断側移動部8と、共に、動力装置を構成すると見做すことができる。
【0038】
第一磁石側往復移動部40Aは、
図2に示すように、対向方向Aにおいて、第一磁石2のN極が、第二磁石3のS極と対向し、かつ、第一磁石2のS極が、第二磁石3のN極と対向するように第一磁石2を保持しつつ、第一磁石2を対向方向Aに往復移動可能に構成される。このため、第一磁石2と第二磁石3との間には、相互に引き合う引力が働き、第一磁石2が第二磁石3に向かって移動する助けとなる。
【0039】
なお、第一磁石側往復移動部40Aは、第一磁石2と共にピストンを構成する。この場合、筐体9はシリンダーを構成する。
図1において筐体9は、内部に第一磁石側往復移動部40Aを対向方向Aに案内する案内部9Aを有する。
【0040】
第二磁石側保持部40Bは、対向方向Aにおいて、第二磁石3のN極が、第一磁石2のS極と対向し、かつ、第二磁石3のS極が、第一磁石2のN極と対向するように第二磁石3を保持する。第二磁石側保持部40Bは、筐体9に固定されている。このため、本実施形態において第二磁石3は、筐体9の内部において静止状態にあり、往復移動しない。
【0041】
回動軸41は、
図1(A)に示すように、軸方向が対向方向Aに直交する。変換機構42は、第一磁石側往復移動部40A(相対往復移動部40)の往復移動動作を回動軸41の回動動作に変換するものである。本実施形態において変換機構42は、
図1(A)に示すように、クランクシャフト43により構成される。回動軸41は、クランクシャフト43のクランクジャーナル43Aと同軸となってクランクシャフト43に接続される。そして、回動軸41又はクランクジャーナル43Aは、筐体9を貫通する。回動軸41又はクランクジャーナル43Aが筐体9を通過する部分には、(図示しない)軸受が取り付けられ、回動軸41又はクランクジャーナル43Aは、軸受を介して筐体9に支持される。
【0042】
そして、第一磁石側往復移動部40Aは、リンク45と、ジョイント軸46と、ナックルジョイント47と、を有する。リンク45は、自身の一端側において、クランクピン43Cを介してクランクシャフト43に対して相対的に回動自在に接続される。クランクピン43Cの軸は、回動軸41と平行となる。また、クランクピン43Cは、一対のクランクアーム43Bの間に架設される。ジョイント軸46は、クランクピン43Cの軸と平行となり、ナックルジョイント47に設けられる。なお、クランクアーム43Bは、バランスウエイトと一体化されたクランクウエブであってもよい。
【0043】
ナックルジョイント47は、基部47Aと、基部47Aの一端を起点として二股に分岐する分岐部47Bと、を有する。ジョイント軸46は、ナックルジョイント47の分岐部47B間に架設される。そして、リンク45は、自身の他端側において、ジョイント軸46を介してナックルジョイント47に対して相対的に回動自在に接続される。また、ナックルジョイント47の基部47Aの他端には、第一磁石2が取り付けられる。
【0044】
したがって、
図3(A),(B)に示すように、第一磁石2と第二磁石3との間に生じる磁力により、第一磁石側往復移動部40Aと共に、第一磁石2が第二磁石3に接近するように対向方向Aに移動すると、クランクシャフト43は回動して、回動軸41を回動させる。逆に、回動軸41が回動すると、第一磁石側往復移動部40Aは、対向方向Aに往復移動する。
【0045】
<磁力遮断部>
磁力遮断部5は、第一磁石2と第二磁石3との間に発生する磁力を遮断可能な磁性体により構成される。磁性体は、第一磁石2と第二磁石3とから発生する磁束を吸収する強磁性体、特に、軟磁性体(例えば、軟鉄)であることが好ましい。本実施形態において磁力遮断部5は、
図2に示すように、軟鉄により、板状に形成される軟鉄板50により構成される。軟鉄板50は、例えば、長方形又は正方形等の四角形のみならず、その他の多角形に形成されてもよい。
【0046】
<第三磁石及び第四磁石>
第三磁石6及び第四磁石7は、例えば、永久磁石により構成される。なお、第三磁石6及び第四磁石7は、電磁石であってもよい。第三磁石6は、
図2(A)に示すように、軟鉄板50の一方側の平面50Aに設けられる。そして、第三磁石6は、N極及びS極のうち、一方側の極が平面50A側を向き、他方側の極が平面50Aとは反対側を向くように配置される。また、第三磁石6は、一方側の極が平面50Aに接触するように配置される。本実施形態において第三磁石6のS極が平面50A側を向き、且つ接触し、第三磁石6のN極が平面50Aとは反対側を向く。なお、第三磁石6のN極とS極は、逆になってもよい。
【0047】
第四磁石7は、
図2(A)に示すように、軟鉄板50の他方側の平面50Bに設けられる。そして、第四磁石7は、N極及びS極のうち、一方側の極が平面50B側を向き、他方側の極が平面50Bとは反対側を向くように配置される。また、第四磁石7は、一方側の極が平面50Bに接触するように配置される。本実施形態において第四磁石7のN極が平面50B側を向き、且つ接触し、第四磁石7のS極が平面50Bとは反対側を向く。なお、第四磁石7のN極とS極は、逆になってもよい。
【0048】
また、本実施形態において第三磁石6及び第四磁石7は、
図2(B),(C)に示すように、軟鉄板50の平面50A、又は平面50Bを所定方向Cの一方側と他方側の二つの領域R1,R2に二分した時、一方側の領域R1全体と同じ形状及び大きさを有する。そして、本実施形態において第三磁石6及び第四磁石7は、一方側の領域R1全体に接触するように配置される。なお、第三磁石6及び第四磁石7は、一方側の領域R1の一部を占める形状及び大きさであってもよい。また、第三磁石6及び第四磁石7は、一方側の領域R1の一部に接触するように配置されてもよい。また、所定方向Cは、例えば、対向方向A及び移動方向Bの双方に直交する方向であり、以下、領域分割方向Cと呼ぶこととする。
【0049】
なお、第三磁石6及び第四磁石7は、同形状であることが好ましい。また、第三磁石6及び第四磁石7は、軟鉄板50の両面において、同位置に設けられることが好ましい。つまり、第四磁石7は、第三磁石6の真裏に相当する位置(軟鉄板50の他方側の平面50Bのうち、軟鉄板50の一方側の平面50Aの真裏に相当する位置)に設けられることが好ましい。
【0050】
<遮断側移動部>
遮断側移動部8は、第一磁石2と第二磁石3とが対向方向Aにおいて相対的に接近して対向距離が所定の閾値に達した時に、第三磁石6及び第四磁石7と共に磁力遮断部5を第一磁石2と第二磁石3との間の平衡位置に相対移動させるものである。
【0051】
遮断側移動部8は、
図1に示すように、例えば、位置検出部80と、ソレノイド81と、スライダー82と、レール83と、を有する。位置検出部80は、対向方向Aにおける第一磁石2と第二磁石3との対向距離が所定の閾値に達したことを検出するものである。位置検出部80は、例えば、第一磁石側往復移動部40A及び第一磁石2によるレバー80Bの押圧によりオン・オフされるスイッチ80Aにより構成されることが想定されるが、これに限定されるものではなく、光を用いたセンサにより構成されてもよい。
【0052】
レール83は、対向方向Aに直角なスライダー82の移動方向Bに延在する。レール83は、スライダー82に係合して、スライダー82を移動方向Bに案内する。スライダー82は、レール83に案内されて、移動方向Bに沿ってスライド移動可能に構成される。また、スライダー82には、軟鉄板50が取り付けられる。このため、スライダー82がレール83に案内されて移動すると、第三磁石6及び第四磁石7と共に軟鉄板50も同方向に移動する。なお、筐体9には、スライダー82の移動により第三磁石6、第四磁石7及び軟鉄板50を通すための貫通孔9Bが設けられる。
【0053】
ソレノイド81は、位置検出部80での検出結果に応じてスライダー82をレール83に沿って平衡位置までスライド移動させる。なお、スライダー82の移動させるアクチュエータは、ソレノイド81に限定されるものではなく、その他のアクチュエータ(例えば、モーター及びボールねじ機構等)であってもよい。
【0054】
<平衡位置について>
図4及び
図5を参照して、平衡位置について説明する。平衡位置とは、
図4に示すように、第一磁石2と第二磁石3との間において、第三磁石6と、第一磁石2とが対向方向Aにおいて対向し、且つ、第四磁石7と、第二磁石3とが対向方向Aにおいて対向すると共に、以下の式(1)及び(2)を満たす位置を指す。なお、F
1、f
1、f
2、F
2、f
3、f
4は、それぞれ
図5(A)に示すような斥力及び引力を指す。
F
1=f
1+f
2 (1)
F
2=f
3+f
4 (2)
但し、
F
1:第一磁石2と第三磁石6との間における同極間の斥力の対向方向成分
F
2:第二磁石3と第四磁石7との間における同極間の斥力の対向方向成分
f
1:第一磁石2と第三磁石6との間における異極間の引力の対向方向成分
f
2:第一磁石2と軟鉄板50(磁力遮断部5)と間の引力の対向方向成分
f
3:第二磁石3と第四磁石7との間における異極間の引力の対向方向成分
f
4:第二磁石3と軟鉄板50(磁力遮断部5)と間の引力の対向方向成分
【0055】
本実施形態において平衡位置では、
図5(B)に示すように、本実施形態における動力伝達装置1を対向方向Aの第一磁石2側から平面視した時、第三磁石6は、平衡位置に相当する平衡位置境界線Fを境界に、第一領域G1及び第二領域G2に区画される。第三磁石6が配置されていない軟鉄板50が外部に剥き出しになっている領域R2を基準とすると、第一領域G1は、領域R2から遠位となり、第二領域G2は、領域R2から近位となる。そして、平衡位置境界線Fは、第三磁石6を領域分割方向Cに二等分する境界線T1と比較して、領域R2に近位な側に位置する。このため、第一領域G1は、第二領域G2よりも面積が大きくなる。なお、本実施形態では、平衡位置境界線Fは、移動方向Bと略平行となる。
【0056】
ただし、本実施形態における動力伝達装置1を対向方向Aの第一磁石2側から平面視した時、平衡位置境界線Fが境界線T1と比較して、どれくらい領域R2に近位な側に位置するかは、第一磁石2と第三磁石6との対向方向Aにおける対向距離t(
図5(A)参照)の大きさに依存する。つまり、第一磁石2と第三磁石6との対向方向Aにおける対向距離tに応じて、F
1、f
1、f
2が変化するため、式(1)を満たす第一磁石2と第三磁石6との相対位置が変わってくる。対向距離tが大きくなるに従って、平衡位置境界線Fは、境界線T1に接近する。一方、対向距離tが小さくなるに従って、平衡位置境界線Fは、境界線T1から離れていく。
【0057】
また、第一磁石2のN極とS極は、領域分割方向Cに分かれる。そして、第一磁石2のN極とS極の境界線K1は、平衡位置境界線Fに一致する。本実施形態における動力伝達装置1を対向方向Aの第一磁石2側から平面視した時、第三磁石6のN極と同極である第一磁石2のN極側が第一領域G1と重なり合う第一重なり合い領域を有し、且つ、第三磁石6のN極と異極である第一磁石2のS極側が第二領域G2と重なり合う第二重なり合い領域を有する。当然ながら、平衡位置では、第一磁石2と第三磁石6との間では、異極との間の斥力が大きくなり、同極間の引力が小さくなる。その差は、第一磁石2と軟鉄板50との引力で補われる。
【0058】
また、第一磁石2は、
図5(B)に示すように、移動方向Bにおいて、第三磁石6の中央に位置する。つまり、第一磁石2は、移動方向Bにおいて第一磁石2を二等分する二等分線V1と、移動方向Bにおいて第三磁石6を二等分する二等分線U1とが一致する位置に位置する。
【0059】
平衡位置において第一磁石2は、磁力による影響を最小限にすることができる。つまり、平衡位置において第一磁石2は、第二磁石3に起因する引力を軟鉄板50(磁力遮断部5)により遮断することができる。また、平衡位置では、第一磁石2に対する第三磁石6及び軟鉄板50(磁力遮断部5)に起因する引力及び斥力が打ち消される。このため、平衡位置において第一磁石2は、第二磁石3、第三磁石6及び軟鉄板50(磁力遮断部5)に起因する引力及び斥力による拘束力を最小限にすることができる。したがって、本実施形態における動力伝達装置1において、第一磁石2は、対向方向Aの第二磁石3に接近する接近方向では、第一磁石側往復移動部40Aの移動を助け、対向方向Aの第二磁石3から離反する離反方向では、第一磁石側往復移動部40Aの移動を妨げない。
【0060】
なお、本実施形態において第二磁石3は、第二磁石側保持部40Bにより保持され、静止しているが、
図5(C)に示すように、第一磁石2と同様の位置関係に位置することが好ましい。つまり、本実施形態において平衡位置では、
図5(C)に示すように、本実施形態における動力伝達装置1を対向方向Aの第二磁石3側から平面視した時、第四磁石7は、平衡位置に相当する平衡位置境界線Fを境界に、第三領域G3及び第四領域G4に区画される。第三領域G3及び第四領域G4や、第二磁石3及び第四磁石7に関する位置関係・その他のことは、上記第一領域G1及び第二領域G2や、第一磁石2及び第三磁石6に関する位置関係・その他の説明を適用することができる。ただし、本実施形態において第二磁石3は、移動しないため、第四磁石7は、省略されてもよい。
【0061】
<動力伝達装置の動作>
図1、
図3及び
図6を参照して、本実施形態における動力伝達装置1の動作を説明する。
図1(A),(B)の状態は、動力伝達装置1における第一磁石2と第二磁石3が一番離れた状態にある。この状態において、例えば、回動軸41を(図示しない)主動力源としてのモーターで回動させると、
図6(A),(B)に示すように、クランクシャフト43が回動して、第一磁石側往復移動部40Aが第二磁石3に接近する方向に移動する。このとき、第一磁石2と第二磁石3の間には引力が働いて、回動軸41の回動を補助する。結果、主動力源としてのモーターにかかる負荷は低減される。
【0062】
第一磁石2が移動する過程で、
図6(A),(B)に示すように、第一磁石2がレバー80Bに接触してレバー80Bを押圧する。ここで、第一磁石2と第二磁石3との間に対向方向Aにおける対向距離が閾値t1になると、レバー80Bが所定の位置まで移動してスイッチ・オン状態になる。これにより、ソレノイド81が駆動し、第三磁石6、第四磁石7、及び軟鉄板50(磁力遮断部5)と共にスライダー82がレール83に沿って第一磁石2及び第二磁石3の間に向かって移動を開始する。
【0063】
そして、
図3(A),(B)に示すように、動力伝達装置1における第一磁石2と第二磁石3が最接近した状態になり、第三磁石6、第四磁石7、及び軟鉄板50(磁力遮断部5)が平衡位置に達して停止すると、第一磁石2と第二磁石3の間に働く磁力が遮断されると共に、第一磁石2と、第三磁石6及び軟鉄板50(磁力遮断部5)との間に働く引力及び斥力が相殺される。結果、主動力源としてのモーターに余計な負荷を掛けずに、第一磁石側往復移動部40Aは、第一磁石2と共に第二磁石3から離反する方向に移動する。そして、再度、動力伝達装置1は、
図1(A),(B)の状態になり、さらに
図6(A),(B)の状態を経て、
図3(A),(B)に示す状態になる。動力伝達装置1では、以上が繰り返し行われる。
【0064】
なお、第一磁石2、第二磁石3、第三磁石6、及び第四磁石7は、第一磁石2と第二磁石3との間において、第三磁石6と、第一磁石2とが対向方向Aにおいて対向し、且つ、第四磁石7と、第二磁石3とが対向方向Aにおいて対向すると共に、以下の式(3)及び(4)を満たすように位置してもよい。第一磁石2、及び第二磁石3に対する第三磁石6、第四磁石7及び軟鉄板50(磁力遮断部5)の上記位置を、反発位置と定義する。
F1>f1+f2 (3)
F2>f3+f4 (4)
【0065】
以上の場合、第一磁石2と第三磁石6との間における異極間の引力の対向方向成分と第一磁石2と軟鉄板50(磁力遮断部5)と間の引力の対向方向成分との和よりも、第一磁石2と第三磁石6との間における同極間の斥力の対向方向成分の方が大きいため、その差が、第一磁石2が第三磁石6から離反する方向に移動する際に、推進力となる。第二磁石3、第四磁石7、軟鉄板50(磁力遮断部5)の間においても同様となる。このため、結果、主動力源としてのモーターに余計な負荷を掛けずに、第一磁石側往復移動部40Aは、第一磁石2と共に第二磁石3から離反する方向に移動することができる。
【0066】
<第二実施形態>
図7を参照して、本発明の第二実施形態における動力伝達装置1について以下説明する。本実施形態における動力伝達装置1では、往復移動機構4は、1つの往復移動ユニットにより構成される。往復移動ユニットは、相対往復移動部40と、2つの回動軸41と、2つの変換機構42と、を有する。そして、相対往復移動部40は、第一磁石側往復移動部40Aと、第二磁石側往復移動部40Cとを有する。
【0067】
第二磁石側往復移動部40Cは、対向方向Aにおいて、第二磁石3のN極が、第一磁石2のS極と対向し、かつ、第二磁石3のS極が、第一磁石2のN極と対向するように第二磁石3を保持しつつ、第二磁石3を対向方向Aに往復移動可能に構成される。このため、第一磁石2と第二磁石3との間には、相互に吸引する磁力が働き、第二磁石3が第一磁石2に向かう助けとなる。第二磁石側往復移動部40Cは、第一磁石側往復移動部40Aと同様の構造をしており、第一実施形態における第一磁石側往復移動部40Aでの説明を適宜適用することができる。
【0068】
2つの回動軸41は、一方が第一磁石側往復移動部40Aの往復移動動作に連動して回動する第一磁石側回動軸であり、他方側が第二磁石側往復移動部40Cの往復移動動作に連動して回動する第二磁石側回動軸である。第一磁石側回動軸(
図7の上側の回動軸41)及び第二磁石側回動軸(
図7の下側の回動軸41)は、
図7に示すように、軸方向が対向方向Aに直交する。
図7において第一磁石側回動軸(
図7の上側の回動軸41)及び第二磁石側回動軸(
図7の下側の回動軸41)は、平行に配置されているが、これに限定されるものではなく、平行に配置されなくてもよい。
【0069】
2つの変換機構42は、一方が第一磁石側往復移動部40Aの往復移動動作と、対応する第一磁石側回動軸(
図7の上側の回動軸41)の回動動作とを相互に変換する第一磁石側変換機構であり、他方が第二磁石側往復移動部40Cの往復移動動作と、対応する第二磁石側回動軸(
図7の下側の回動軸41)の回動動作とを相互に変換する第二磁石側変換機構である。本実施形態において第一磁石側変換機構及び第二磁石側変換機構は、
図7に示すように、それぞれクランクシャフト43により構成される。それ以外は、第一実施形態における動力伝達装置1と同様なので、説明を省略する。
【0070】
<動力伝達装置の動作>
図7及び
図8を参照して、本実施形態における動力伝達装置1の動作を説明する。
図7に示す状態では、第一磁石2と第二磁石3が一番離れた状態にある。この状態において、例えば、2つの回動軸41それぞれを、対応する(図示しない)主動力源としてのモーターで同方向又は逆方向に同速度で回動させると、それぞれのクランクシャフト43が回動して、第一磁石側往復移動部40Aが第一磁石2と共に、対向方向Aにおいて第二磁石3に接近する方向に移動し、第二磁石側往復移動部40Cが第二磁石3と共に、対向方向Aにおいて第一磁石2に接近する方向に移動する。つまり、第一磁石2及び第二磁石3は、相互の接近・離反という観点からすると、相互に同位相で往復移動する。
【0071】
第一磁石2及び第二磁石3が移動する過程で、
図8に示すように、第一磁石2がレバー80Bに接触してレバー80Bを押圧する。ここで、第一磁石2と第二磁石3との間に対向方向Aにおける対向距離が閾値になると、レバー80Bが所定の位置まで移動してスイッチ・オン状態になる。これにより、ソレノイド81が駆動し、第三磁石6、第四磁石7、及び軟鉄板50(磁力遮断部5)と共にスライダー82がレール83に沿って第一磁石2及び第二磁石3の間に向かって移動を開始する。
【0072】
そして、
図8に示すように、第三磁石6、第四磁石7、及び軟鉄板50(磁力遮断部5)が平衡位置に達して停止すると、第一磁石2と第二磁石3の間に働く磁力が遮断されると共に、第一磁石2と、第三磁石6及び軟鉄板50(磁力遮断部5)との間に働く引力及び斥力が相殺される。結果、主動力源としてのモーターに余計な負荷を掛けずに、第一磁石2と共に第一磁石側往復移動部40Aは、第二磁石3から離反する方向に移動すると共に、第二磁石3と共に第二磁石側往復移動部40Cは、第一磁石2から離反する方向に移動する。そして、再度、動力伝達装置1は、
図7の状態になる。本実施形態における動力伝達装置1では、以上が繰り返し行われる。
【0073】
なお、本実施形態においても第一磁石2、第二磁石3、第三磁石6、及び第四磁石7は、第一磁石2と第二磁石3との間において、第三磁石6と、第一磁石2とが対向方向Aにおいて対向し、且つ、第四磁石7と、第二磁石3とが対向方向Aにおいて対向すると共に、上記式(3)及び(4)を満たすように位置してもよい。つまり、本実施形態においても第一磁石2、及び第二磁石3に対する第三磁石6、第四磁石7及び軟鉄板50(磁力遮断部5)位置は、反発位置とされてもよい。
【0074】
以上の場合、第一磁石2と第三磁石6との間における異極間の引力の対向方向成分と第一磁石2と軟鉄板50(磁力遮断部5)と間の引力の対向方向成分との和よりも、第一磁石2と第三磁石6との間における同極間の斥力の対向方向成分の方が大きいため、その差が、第一磁石2が第三磁石6から離反する方向に移動する際に、推進力となる。第二磁石3、第四磁石7、軟鉄板50(磁力遮断部5)の間においても同様となる。このため、結果、主動力源としてのモーターに余計な負荷を掛けずに、第一磁石側往復移動部40Aは、第一磁石2と共に第二磁石3から離反する方向に移動することができる。また、主動力源としてのモーターに余計な負荷を掛けずに、第二磁石側往復移動部40Cは、第二磁石3と共に第一磁石2から離反する方向に移動することができる。
【0075】
<第三実施形態>
図9〜
図12を参照して、本発明の第三実施形態における動力伝達装置1について以下説明する。本実施形態における動力伝達装置1は、第一実施形態における2つの動力伝達装置1を並列に接続した態様になっている。第一実施形態における2つの動力伝達装置1を並列に接続する際、隣接する2つの変換機構42の回動側を同軸にすると共に、それぞれの第一磁石側往復移動部40A(クランクアーム43B及びクランクピン43C)の位相差が180°となるように、2つの変換機構42を繋げる。なお、それぞれの第一磁石側往復移動部40A(クランクアーム43B及びクランクピン43C)の位相差は、180°に限定されるものではなく、その他の値であってもよい。
【0076】
具体的には、各変換機構42は、クランクシャフト43により構成される。本実施形態におけるクランクシャフト43は、一対のクランクアーム43Bがクランクジャーナル43Aを介して2つ設けられる。2つの一対のクランクアーム43Bは、それぞれ位相差が180°となるように設けられる。
【0077】
また、
図9〜
図11に示すように、本実施形態における動力伝達装置1では、遮断側移動部8が2つ設けられているが、これに限定するものではなく、
図12に示すように、遮断側移動部8が1つ設けられる態様であってもよい。遮断側移動部8が1つの場合、スライダー82に繋がる磁力遮断部5、第三磁石6及び第四磁石7の組から延長部87が移動方向Bに延在する。
【0078】
延長部87は、スライダー82の移動によりスライダー82と同方向に移動する。延長部87には、別の磁力遮断部5、第三磁石6及び第四磁石7の組が設けられる。したがって、スライダー82がレール83に沿って移動方向Bに移動すると、延長部87、磁力遮断部5、第三磁石6及び第四磁石7の2つの組もスライダー82と共に同方向に移動する。磁力遮断部5、第三磁石6及び第四磁石7の組は、所定間隔離して配置される。その所定間隔はとは、一方側の磁力遮断部5、第三磁石6及び第四磁石7の組が、一方側の第一磁石2と第二磁石3との間の平衡位置に位置する時に、他方側の磁力遮断部5、第三磁石6及び第四磁石7の組が、他方側の第一磁石2と第二磁石3との間の平衡位置に位置しないような間隔となる。
【0079】
また、位置検出部80は、2つ設けられる。右側の位置検出部80で右側の第一磁石2と第二磁石3との対向距離が所定の閾値に達したことが検出されると、
図12に示すように、右側の第一磁石2と第二磁石3との間で、他方側の磁力遮断部5、第三磁石6及び第四磁石7の組が平衡位置に位置するように、ソレノイド81によりスライダー82は移動する。また、左側の位置検出部80で左側の第一磁石2と第二磁石3との対向距離が所定の閾値に達したことが検出されると、左側の第一磁石2と第二磁石3との間で、一方側の磁力遮断部5、第三磁石6及び第四磁石7の組が平衡位置に位置するように、ソレノイド81によりスライダー82は移動する。また、右側の第一磁石2及び第二磁石3と左側の第一磁石2及び第二磁石3の双方の対向距離が所定の閾値に達したことが検出されない場合、一方側の磁力遮断部5、第三磁石6及び第四磁石7の組と他方側の磁力遮断部5、第三磁石6及び第四磁石7の組とは、それぞれ平衡位置に位置しないように、ソレノイド81によりスライダー82は移動する。つまり、一方側の磁力遮断部5、第三磁石6及び第四磁石7の組と他方側の磁力遮断部5、第三磁石6及び第四磁石7の組とは、2つの平衡位置のいずれかに位置する状態と、双方が平衡位置に位置しない状態のいずれかに位置するように制御される。
【0080】
<動力伝達装置の動作>
図9〜
図11を参照して、本実施形態における動力伝達装置1の動作を説明する。
図9に示す状態では、左側の第一磁石2と第二磁石3が一番離れた状態にあり、右側の第一磁石2と第二磁石3が最接近した状態にある。この状態において、例えば、回動軸41を(図示しない)主動力源としてのモーターで回動させると、
図10に示すように、クランクシャフト43が回動して、左側の第一磁石側往復移動部40Aが第一磁石2と共に、第二磁石3に接近する方向に移動する。同時に、右側の第一磁石側往復移動部40Aが第一磁石2と共に、第二磁石3から離反する方向に移動する。この時、左側の第一磁石2と第二磁石3の間には引力が働くため、回動軸41の回動を補助する。結果、主動力源としてのモーターにかかる負荷は低減される。そして、左側の第一磁石側往復移動部40A及び右側の第一磁石側往復移動部40Aがさらに移動すると、
図11に示すように、左側の第一磁石2と第二磁石3が最接近した状態になり、右側の第一磁石2と第二磁石3が最離反した状態になる。
【0081】
さらに、クランクシャフト43を回動させると、左側の第一磁石側往復移動部40Aが第一磁石2と共に、第二磁石3から離反する方向に移動する。同時に、右側の第一磁石側往復移動部40Aが第一磁石2と共に、第二磁石3に接近する方向に移動する。この時、右側の第一磁石2と第二磁石3の間には引力が働くため、回動軸41の回動を補助する。結果、主動力源としてのモーターにかかる負荷は低減される。
【0082】
したがって、右側の第一磁石2及び第二磁石3と左側の第一磁石2及び第二磁石3とは、接近・離反する位相差が180°となっているため、本実施形態における動力伝達装置1では、クランクシャフト43が一周回動する全過程で、第一磁石2と第二磁石3の間には引力が働いて、回動軸41の回動を補助する。結果、主動力源としてのモーターにかかる負荷は低減される。
【0083】
<第四実施形態>
図13及び
図14を参照して、本発明の第四実施形態における動力伝達装置1について以下説明する。本実施形態における動力伝達装置1は、第二実施形態における2つの動力伝達装置1を並列に接続した態様になっている。本実施形態における動力伝達装置1には、第二実施形態で説明した2つの往復移動ユニットが含まれる。なお、3つ以上の往復移動ユニットが含まれるものも本発明に含まれる。
【0084】
第二実施形態における2つの動力伝達装置1を並列に接続する際、対向方向Aの一方側において、隣接する2つの変換機構42の回動側を同軸にすると共に、それぞれの第一磁石側往復移動部40A(クランクアーム43B及びクランクピン43C)の位相差が180°となるように、隣接する2つの変換機構42を繋げる。同様に、対向方向Aの他方側において、隣接する2つの変換機構42の回動側を同軸にすると共に、それぞれの第二磁石側往復移動部40C(クランクアーム43B及びクランクピン43C)の位相差が180°となるように、隣接する2つの変換機構42を繋げる。なお、第一磁石側往復移動部40A及び第二磁石側往復移動部40Cの位相差は、180°に限定されるものではなく、その他の値であってもよい。
【0085】
また、例えば、
図13の状態において、第一磁石2側及び第二磁石3側の回動軸41それぞれを、対応する(図示しない)主動力源としてのモーターで同方向又は逆方向に同速度で回動させると、それぞれのクランクシャフト43が回動して、
図13の左側の第一磁石側往復移動部40A及び第一磁石2が、左側の第二磁石3に接近する方向に移動し、同時に、左側の第二磁石側往復移動部40C及び第二磁石3が、左側の第一磁石2に接近する方向に移動する。また、
図13の右側の第一磁石側往復移動部40A及び第一磁石2が、右側の第二磁石3から離反する方向に移動し、同時に、右側の第二磁石側往復移動部40C及び第二磁石3が、左側の第一磁石2から離反する方向に移動する。
【0086】
そして、
図14に示すように、左側の第一磁石2が第二磁石3に最接近する位置に達すると共に、右側の第一磁石2が第二磁石3から最離反する位置に達した後は、それぞれのクランクシャフト43の回動に従動して、左側の第一磁石側往復移動部40A及び第一磁石2が、左側の第二磁石3から離反する方向に移動し、同時に、左側の第二磁石側往復移動部40C及び第二磁石3が、左側の第一磁石2から離反する方向に移動する。また、右側の第一磁石側往復移動部40A及び第一磁石2が、右側の第二磁石3に接近する方向に移動し、同時に、右側の第二磁石側往復移動部40C及び第二磁石3が、右側の第一磁石2に接近する方向に移動する。つまり、第一磁石2及び第二磁石3は、相互の接近・離反という観点からすると、相互に同位相で往復移動する。
【0087】
したがって、右側の第一磁石2及び第二磁石3と、左側の第一磁石2及び第二磁石3とは、接近・離反する位相差が180°となっているため、本実施形態における動力伝達装置1では、クランクシャフト43が一周回動する全過程で、第一磁石2と第二磁石3の間には引力が働いて、回動軸41の回動を補助する。結果、主動力源としてのモーターにかかる負荷は低減される。
【0088】
<第五実施形態>
図15〜
図17を参照して、本発明の第五実施形態における動力伝達装置1について以下説明する。本実施形態における動力伝達装置1は、
図15に示すように、第二実施形態における動力伝達装置1を動力伝達ユニット10と見做した場合、動力伝達ユニット10を軸継手48により環状に並列に繋げたものである。そして、軸継手48は、隣接する一方側の動力伝達ユニット10の回動力を他方側の動力伝達ユニット10に伝達可能な構造を有する。
【0089】
具体的に動力伝達ユニット10を並列に接続する際、
図16に示すように、隣接する動力伝達ユニット10は、対向方向Aの一方側において、動力伝達ユニット10の配列方向において隣接する各変換機構42の回動力が相互に伝達されるように軸継手48により繋げられる。具体的に軸継手48は、動力伝達ユニット10の配列方向において隣接する2つの動力伝達ユニット10の回動軸41が同方向に回動するように回動軸41同士を接続する。そして、動力伝達ユニット10の配列方向において隣接する各第一磁石側往復移動部40Aの位相差が60°となるように、隣接する回動軸41同士を接続する。同様に、動力伝達ユニット10の配列方向において隣接する各第二磁石側往復移動部40Cの位相差が60°となるように、隣接する回動軸41同士を接続する。なお、第一磁石側往復移動部40A及び第二磁石側往復移動部40Cの位相差は、60°に限定されるものではなく、その他の値であってもよい。
【0090】
また、本実施形態における遮断側移動部8は、台座85と、遮断側回動部86と、を有する。台座85は、例えば、半円盤状に形成される。台座85には、軟鉄板50と、第三磁石6と、第四磁石7とが設けられる。具体的に軟鉄板50と、第三磁石6と、第四磁石7とは、台座85の外縁85Aに設けられてもよいし、台座85の一方側平面に軟鉄板50と、第三磁石6とが設けられ、台座85の一方側平面に軟鉄板50と、第四磁石7とが設けられてもよい。
【0091】
なお、
図15に示すように、軟鉄板50、第三磁石6及び第四磁石7は、台座85の中心周りの円弧領域Qに設けられる。そして、本実施形態において円弧領域Qは、例えば、中心角が180°となっているが、これに限定されるものではなく、その他の値であってもよい。なお、台座85の中心が本実施形態における動力伝達装置1の環状の中心軸1Aと一致するように台座85は、配置される。また、対向方向Aから動力伝達装置1を平面視した場合、軸継手48と第三磁石6及び第四磁石7は重なる。この重なる領域は、
図15では、クロスする斜線が描かれた領域に対応する。
【0092】
円弧領域Qにおいて、軟鉄板50の上に第三磁石6及び第四磁石7は設置される。そして、円弧領域Qは、領域R1と領域R2とに分かれる。第三磁石6及び第四磁石7が設置される領域R1が、軟鉄板50が外部に剥き出しになる領域R2よりも中心軸1Aを中心とする円の径方向の外側に位置するように、第三磁石6及び第四磁石7は設置される。なお、領域R1及び領域R2は、それぞれ上記径方向において隣接する円弧領域となる。
【0093】
遮断側回動部86は、本実施形態における動力伝達装置1の遮断側回動軸88の周りにおいて台座85を回動させる。なお、遮断側回動軸88は、中心軸1Aと同軸となることが好ましい。台座85が回動すると、円弧領域Qは、中心軸1Aの周りを旋回する。円弧領域Qの旋回軌道は、中心軸1Aを中心とした円軌道のうち、各動力伝達ユニット10の第一磁石2及び第二磁石3の間を通る円軌道になる。
【0094】
<動力伝達装置の動作>
図17を参照して、本実施形態における動力伝達装置1の動作を説明する。なお、
図17は、便宜上、環状に配置される動力伝達ユニット10を直線状に描いたものである。
図17では、本実施形態における動力伝達装置1のうち、回動軸41(クランクジャーナル43A)、軟鉄板50、第三磁石6、第四磁石7、第一磁石2及び第二磁石3のみが描かれ、その他の第一磁石側往復移動部40A、第二磁石側往復移動部40C、及び遮断側移動部8等は、省略されている。
【0095】
(図示しない)主動力源としてのモーターにより各回動軸41(クランクシャフト43)が回動すると、第一磁石2及び第二磁石3は、動力伝達ユニット10の配列方向において隣接する第一磁石2及び第二磁石3に対して、それぞれ位相差60°で、対向方向Aに往復移動する。
【0096】
そして、各回動軸41(クランクシャフト43)が回動すると、動力伝達ユニット10の配列方向において隣接する各第一磁石2及び第二磁石3の対向距離が順次小さくなっていき、その対向距離は、順次、閾値に達する。第一磁石2及び第二磁石3の対向距離が閾値に達すると、対応する第一磁石2及び第二磁石3の間に円弧領域Q(領域R1及び領域R2)が位置するように、遮断側回動部86は、台座85を回動させる。遮断側回動部86による台座85の回動は、連続的であってもよいし、間欠的であってもよい。
【0097】
本実施形態における動力伝達装置1では、常に、複数の第一磁石2と第二磁石3との間で引力が働き、より強く回動軸41の回動を補助する。結果、主動力源としてのモーターにかかる負荷はより低減される。
【0098】
<第六実施形態>
図18を参照して、本発明の第六実施形態における動力伝達装置1について以下説明する。本実施形態における往復移動機構4は、第一揺動機構400と、第二揺動機構410と、を有する。第一揺動機構400は、支持体401と、第一揺動軸402と、第一揺動体403と、第一ストッパ404と、を有する。
【0099】
支持体401は、第一揺動軸402と、第一揺動体403と、第一ストッパ404と、を支持する。支持体401には、第一揺動軸402を通す(図示しない)貫通孔が設けられる。第一揺動軸402は、対向方向Aに直角な方向に延在する軸である。第一揺動軸402は、第一揺動体403から延在する。
【0100】
第一揺動体403の先端には、第一磁石2が設けられる。第一磁石2のN極とS極とは、第一揺動体403の延在方向に分かれる。従って、(図示しない)主動力源としてのモーターにより第一揺動軸402が正逆に回動すると、第一揺動体403が揺動して、第一磁石2は、第二磁石3に接近・離反するように移動する。逆に、第一磁石2が第二磁石3に接近・離反するように移動すると、第一揺動体403は揺動する。
【0101】
第一ストッパ404は、第一磁石2と第二磁石3との間の最接近距離を所定の距離に制限するためのものであり、第一揺動体403を起点として、後述する第二揺動機構410の第二揺動体413に向かって延在する。第一ストッパ404は、後述する第二揺動機構410の第二ストッパ414と接触することにより、第一磁石2と第二磁石3との間の最接近距離を所定の距離に制限する。
【0102】
第二揺動機構410は、支持体401と、第二揺動軸412と、第二揺動体413と、第二ストッパ414と、を有する。本実施形態において支持体401は、第一揺動機構400のものと共用されているが、これに限定されるものではなく、別の支持体が用いられてもよい。本実施形態において支持体401は、第二揺動軸412と、第二揺動体413と、第二ストッパ414と、を支持する。支持体401には、第二揺動軸412を通す(図示しない)貫通孔が設けられる。第二揺動軸412は、対向方向Aに直角な方向に延在する軸であり、第一揺動軸402に並列、且つ、平行に設けられる。第二揺動軸412は、第二揺動体413から延在する。
【0103】
第二揺動体413の先端には、第二磁石3が設けられる。第二磁石3のN極とS極とは、第二揺動体413の延在方向に分かれる。従って、(図示しない)主動力源としてのモーターにより第二揺動軸412が正逆に回動すると、第二揺動体413が揺動して、第二磁石3は、第一磁石2に接近・離反するように移動する。逆に、第二磁石3が第一磁石2に接近・離反するように移動すると、第二揺動体413は揺動する。
【0104】
第一ストッパ404は、第一磁石2と第二磁石3との間の最接近距離を所定の距離に制限するためのものであり、第一揺動体403から対向方向Aに延在する。第二ストッパ414は、第一揺動機構400の第一ストッパ404と接触することにより、第一磁石2と第二磁石3との間の最接近距離を所定の距離に制限する。
【0105】
本実施形態における遮断側移動部8は、回動軸800と、軸保持部810と、回動部820と、回動体保持部830と、を有する。軸保持部810は、回動軸800を対向方向Aに平行な姿勢で保持する。回動部820は、軟鉄板50(磁力遮断部5)に繋がると共に、回動軸800を中心に回動する。従って、回動部820が回動軸800を中心に回動すると、第三磁石6及び第四磁石7と共に軟鉄板50(磁力遮断部5)は、回動軸800を中心に旋回する。
【0106】
回動体保持部830は、回動部820を回動軸800の所定の高さ(位置)で保持する。所定の高さ(位置)とは、回動部820が回動軸800を中心に回動する時、軟鉄板50(磁力遮断部5)に設けられる第三磁石6及び第四磁石7が旋回して、第一磁石2と第二磁石3との間で平衡位置に位置することが可能な高さ(位置)を指す。(図示しない)主動力源としてのモーターにより回動軸800を中心に回動部820を回動させることにより、第三磁石6及び第四磁石7と共に軟鉄板50(磁力遮断部5)を旋回させて、平衡位置に移動させることができる。
【0107】
第一磁石2及び第二磁石3の間で引力が働く場合、第一揺動体403及び第二揺動体413は、第一磁石2と第二磁石3が接近する方向への揺動を補助することができる。結果、第一揺動体403及び第二揺動体413を揺動させる動力源にかかる負荷を低減することができる。一方、第一揺動体403及び第二揺動体413が逆側へ揺動する場合、平衡位置に第三磁石6及び第四磁石7と共に軟鉄板50(磁力遮断部5)を位置させると、磁力により邪魔されずに、逆側へ揺動することができる。
【0108】
尚、本発明の動力伝達装置、動力装置は、上記において説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。