特開 2023-35902 磁気歯車を備える計時器機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023035902

(43)【公開日】2023-03-13

(54)【発明の名称】磁気歯車を備える計時器機構

(51)【国際特許分類】

   F16H 49/00 20060101AFI20230306BHJP

   F16H 35/00 20060101ALI20230306BHJP

   G04B 13/02 20060101ALI20230306BHJP

   G04B 19/02 20060101ALI20230306BHJP

   G04B 35/00 20060101ALI20230306BHJP

【ＦＩ】

F16H49/00 A

F16H35/00 C

G04B13/02 Z

G04B19/02 Z

G04B35/00 Z

【審査請求】有

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022129538

(22)【出願日】2022-08-16

(31)【優先権主張番号】21193818.8

(32)【優先日】2021-08-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(71)【出願人】

【識別番号】506425538

【氏名又は名称】ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】マティアス・インボーデン

(72)【発明者】

【氏名】ジャン－ピエール・ミニョー

(72)【発明者】

【氏名】ミラン・キャリッチ

(72)【発明者】

【氏名】セドリック・ニコラ

(72)【発明者】

【氏名】ジャン－ジャック・ボルン

(57)【要約】

【課題】磁気歯車を備える計時器機構を提供すること。
【解決手段】機構（１）は、磁気歯車（２）を備え、磁気歯車（２）は、第１の磁気歯部（１０）を備える第１の車（６Ｂ）と、第２の磁気歯部（１２）を備える第２の車（６Ｃ）とを含む。第１の磁気歯部及び第２の磁気歯部は、軟強磁性材料から作製される第１の歯及び第２の歯によってそれぞれ形成され、磁気歯車（２）は、第３の車（６Ａ）を更に備え、第３の車（６Ａ）は、第１の車（６Ｂ）と第２の車（６Ｃ）との間に配置され、永久磁極体、特に二極磁石によって形成される第３の磁気歯部（８）を備える。概して、機能を実行するか又はトルクを伝達するように、第１の車は駆動車である一方で、第２の車は駆動される。第３の中間車は、好ましくは、第３の中間車が自由に回転できるように組み付けられる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の車（６Ｂ）と第２の車（６Ｃ）とを含む磁気歯車（２）を備える機構（１）、特に計時器機構であって、前記第１の車（６Ｂ）は、第１の磁気歯部（１０）を備え、前記第２の車（６Ｃ）は、第２の磁気歯部（１２）を備え、前記第１の磁気歯部（１０）及び前記第２の磁気歯部（１２）は、軟強磁性材料から作製される第１の歯及び第２の歯によってそれぞれ形成し、前記磁気歯車（２）は、第３の車（６Ａ）を更に備え、前記第３の車（６Ａ）は、前記第１の車（６Ｂ）と前記第２の車（６Ｃ）との間に配置し、第３の磁気歯部（８）の磁化歯を形成する第１の永久磁極体（７、２９）を備え、前記第３の磁気歯部（８）は、前記第３の車（６Ａ）内に含まれ、交互の極性をもつ第１の磁束が前記磁化歯からそれぞれ発生するように構成し、前記第３の車（６Ａ）及び前記第１の車（６Ｂ）は、前記第３の磁気歯部（８）が、前記第１の磁束によって生成される、前記第１の磁気歯部（１０）との第１の磁気結合を有するように構成し、これにより、磁力のために、前記第３の磁気歯部（８）との第１の磁気結合区域内に瞬間的に位置する前記第１の磁気歯部（１０）の歯を瞬間的に分極し、したがって、前記第１の磁気歯部（１０）を通じて、前記第１の磁束からの第１の磁束がそれぞれ流れ、前記第３の車（６Ａ）及び前記第２の車（６Ｃ）は、前記第３の磁気歯部（８）、又は適用可能な場合、前記第３の車によって含まれ、第２の磁束が交互の極性で出現する第２の永久磁極体（３１）によって形成される第４の磁気歯部（２７）が、前記第１の磁束又は前記第２の磁束によって生成される、前記第２の磁気歯部（１２）との第２の磁気結合を有するように構成し、これにより、磁力のために、前記第３の磁気歯部（８）又は適用可能な場合、前記第４の磁気歯部（２７）との第２の磁気結合区域内に瞬間的に位置する前記第２の磁気歯部（１２）の歯を瞬間的に分極し、したがって、前記第２の磁気歯部（１２）を通じて、前記第１の磁束からの第１の磁束、又は前記第２の磁束からの第２の磁束がそれぞれ流れることを特徴とする、機構（１）。

【請求項2】

前記第３の車（６Ａ）は、前記第３の車（６Ａ）が自由に回転できるように組み付け、前記第３の車（６Ａ）は、前記磁気歯車（２）内の駆動車である前記第１の車（６Ｂ）から受け取ったトルクを、前記第３の車（６Ａ）を介して前記第１の車（６Ｂ）によって駆動される前記第２の車（６Ｃ）に伝達し、前記機構の機能を実行するか、又は前記機構（１）内で前記第１の車（６Ｂ）から受け取ったトルクを伝達するように構成することを特徴とする、請求項１に記載の機構（１）。

【請求項3】

前記第１の磁気歯部（１０）は、Ｎ１個の歯を備え、前記第２の磁気歯部（１２）は、Ｎ２個の歯を備え、前記第３の磁気歯部（８）は、Ｎ３個の歯を備え、前記数Ｎ３は、両端を含む４から１０の間の偶数であり、前記数Ｎ１と前記数Ｎ３との間の比率、及び前記数Ｎ２と前記数Ｎ３との間の比率は、それぞれ２以上、好ましくは３以上であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の機構（１）。

【請求項4】

前記第３の車（６Ａ）は、強磁性材料から作製される中心部（９、２８）を有し、前記中心部（９、２８）の外周部上に、前記永久磁極体（７）が対で同数の相補的な磁極体と共にそれぞれ配置され、したがって、二極磁石を形成し、前記二極磁石は、それぞれ、径方向の磁化を有し、前記第３の磁気歯部の磁化歯を規定することを特徴とする、請求項１又は２に記載の機構（１）。

【請求項5】

前記第１の車（６Ｂ）及び／又は前記第２の車（６Ｃ）は、それぞれの前記磁気歯部（１０、１２）のための連続円形基部を形成する縁を備え、前記縁は、前記磁束の磁気経路を閉鎖する閉鎖部を形成するように、軟強磁性材料から作製されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の機構（１）。

【請求項6】

前記機構（１）は、前記第２の車（６Ｃ）に機械的に結合される戻止めデバイス（２０）を更に含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の機構（１）。

【請求項7】

少なくとも前記第１の車（６Ｂ）及び前記第２の車（６Ｃ）は、同一平面上にあることを特徴とする、請求項１又は２に記載の機構（１）。

【請求項8】

前記第１の車（６Ｂ）、前記第２の車（６Ｃ）及び前記第３の車（６Ａ）は、同一平面上にあることを特徴とする、請求項７に記載の機構（１）。

【請求項9】

少なくとも前記第１の車（６Ｂ）及び前記第２の車（６Ｃ）は、個別の平面内に延在することを特徴とする、請求項１又は２に記載の機構（１）。

【請求項10】

前記第１の車（６Ｂ）、前記第２の車（６Ｃ）及び前記第３の車（６Ａ）のそれぞれは、個別の平面内に延在することを特徴とする、請求項９に記載の機構（１）。

【請求項11】

前記第３の車（８）は、前記第４の磁気歯部（２７）を含み、前記第１の車（６Ｂ）及び前記第２の車（６Ｃ）は、実質的に直交する平面内に延在し、前記第３の車（６Ａ）は、前記第１の車（６Ｂ）が延在する平面及び前記第２の車（６Ｃ）が延在する平面に対して実質的に４５度で配設された平面内に延在し、前記第１の永久磁極体（２９）のそれぞれは、前記第２の永久磁極体（３１）からの対応する第２の永久磁極体（３１）と共に、軸方向の磁化を有する二極磁石（２６）を形成し、前記第１の車（６Ｂ）、前記第２の車（６Ｃ）及び前記第３の車（６Ａ）は、前記第１の磁気歯部（１０）に結合される前記１つ又は複数の二極磁石（２６）が前記第２の磁気歯部（１２）に同時に結合されるように配置されることを特徴とする、請求項１０に記載の機構（１）。

【請求項12】

前記第１の車（６Ｂ）及び前記第２の車（６Ｃ）はそれぞれ、前記第１の磁気歯部（１０）及び前記第２の磁気歯部（１２）のためのそれぞれの連続円形基部を形成する縁を備え、前記縁は、前記第１の磁束及び前記第２の磁束の磁気経路のそれぞれを閉鎖する閉鎖部を形成するように、軟強磁性材料から作製されることを特徴とする、請求項１１に記載の機構（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、互いに磁気的に噛合する第１の車及び第２の車によって形成される磁気歯車の分野に関する。

【0002】

詳細には、本発明は、そのような磁気歯車を組み込む機構、特に計時器機構に関する。

【背景技術】

【0003】

磁気歯車は、２つの部品の間を直接接触させず、したがって、これらの間に摩耗又は摩擦をもたらさずに、２つの部品の間で機械的トルクを伝達するのに使用し得る公知のデバイスである。そのような歯車は、以下の利益をもたらす：
－部品の歯上に機械的な摩耗がないため、油又は潤滑剤を必要としない、
－歯付き部品は、これらの部品が密閉分離されている場合でさえ、相互作用し、トルク及び機械動力を伝達し得る、並びに
－歯付き部品は、最大トルクを制限するように使用でき、したがって、例えば機械的衝撃の際に損傷を回避するのに役立ち得る。

【0004】

そのような磁気歯車は、典型的には、互いに磁気的に噛合する２つの車を含む。第１の車は、第１の永久磁極体を備え、第１の永久磁極体は、典型的には、交互の極性であり、円状に配置され、第１の磁気歯部を規定する。これらの第１の磁極体は、例えば、径方向で交互に磁化される二極磁石によって規定される。第２の車は、強磁性材料から作製される歯又は第２の磁極体を備え、これらの歯又は第２の磁極体は、円状に配置され、第２の磁気歯部を規定する。第１の車及び第２の車は、典型的には、同じ全体平面内に位置する。第１の車の歯部と第２の車の歯部との間の磁気結合は、磁気噛合のために、第１の車及び第２の車の一方が回転するように駆動されると、もう一方の車も回転するように駆動されることを意味する。

【0005】

しかし、この種類の磁気歯車の１つの欠点は、（永久磁化によって）典型的には交互のパターンで、第１の車のそれぞれの歯を磁化させる必要があることである。このことは、２つの重要な結果を有する：まず、そのような磁気歯車は、製造が高額であること、次に、２つの車の間に必要な相互作用の量は比較的わずかであるにもかかわらず、回転する磁石は、磁気歯車を収容するシステム（典型的には計時器機構）を通じて著しい磁界線を生成することである。しかし、これらの磁界線によって誘起される影響からシステムの他の構成要素を保護するようにそのような磁界線を含めることはかなり困難である。そのような影響は、特にシステムが計時器機構のムーブメントである場合、システムの正確な動作にとって好ましくない場合がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

したがって、本発明は、磁気歯車を備える機構、特に計時器機構をもたらすことによって従来技術の欠点を克服することを目的とし、磁気歯車は、製造が簡単で安価であり、磁気歯車に必要な永久磁極体の数を低減可能にする一方で、機構を収容するシステムの様々な他の構成要素を保護するように磁界線を含めることを可能にする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この目的で、本発明は、第１の車と第２の車とを含む磁気歯車を備える機構、特に計時器機構に関し、第１の車及び第２の車は、第１の磁気歯部及び第２の磁気歯部をそれぞれ備える。本発明によれば、第１の磁気歯部及び第２の磁気歯部は、軟強磁性材料から作製される第１の歯及び第２の歯によってそれぞれ形成される。磁気歯車は、第３の車を更に備え、第３の車は、第１の車と第２の車との間に配置され、この第３の車内に含められる第３の磁気歯部の磁化歯を形成する第１の永久磁極体を備え、交互の極性をもつ第１の磁束がこれらの磁化歯からそれぞれ発生するように構成される。第３の車及び第１の車は、第３の磁気歯部が、前記第１の磁束によって生成される、第１の磁気歯部との第１の磁気結合を有するように配置され、これにより、磁力のために、第３の磁気歯部との第１の磁気結合区域内に瞬間的に位置する第１の磁気歯部の歯を瞬間的に分極し、したがって、第１の磁気歯部を通じて、前記第１の磁束からの第１の磁束がそれぞれ流れる。第３の車及び第２の車は、第３の磁気歯部、又は適用可能な場合、第３の車によって含まれ、第２の磁束が交互の極性で発生する第２の永久磁極体によって形成される第４の磁気歯部が、第２の磁気歯部との第２の磁気結合を有するように配置され、第２の磁気結合は、前記第１の磁束又は前記第２の磁束によってそれぞれ生成され、これにより、磁力のために、第３の磁気歯部（８）、又は適用可能な場合、第４の磁気歯部との第２の磁気結合区域内に瞬間的に位置する第２の磁気歯部の歯を瞬間的に分極し、したがって、第２の磁気歯部を通じて、第１の磁束からの第１の磁束、又は第２の磁束からの第２の磁束がそれぞれ流れる。軟強磁性材料は、好ましくは、高透磁率、したがって、低磁気抵抗を有する材料である。

【0008】

このように構成されるそのような磁気歯車機構は、それぞれの磁気結合区域に位置し所与の時間の瞬間で活性である第１の歯部及び第２の歯部の軟強磁性材料から作製された歯にのみ、局所的で一次的な磁化をもたらす。したがって、そのような局所的な磁化を生成するのに必要な第３の車の永久磁極体の数は、実質的に低減される。このことにより、費用を低減し、機構の製造を単純化することを可能にし、第１の車と第２の車との間でトルク伝達が生じる場所の近傍に磁界線を局所的に含めることを可能にする。第１の車及び第２の車上に軟強磁性材料から作製される歯が存在することも、第３の車の永久磁極体によって生成される磁界線の閉鎖を可能にする。したがって、例えば、計時器ムーブメント等の機構を収容するシステムの様々な構成要素は、有利には、生成される磁界から保護される。

【0009】

更に、本発明によるそのような機構は、第１の車と第２の車との間で伝達される最大トルクを本質的に制限し、したがって、歯車を機械的衝撃によって生じる損傷から保護する。

【0010】

好ましくは、第３の磁気歯部は、少なくとも４つの磁化歯、特に、両端を含む４から１０の磁化歯を含む。同様に、実施形態で規定される場合、第４の磁気歯部は、少なくとも４つの磁化歯、特に、両端を含む４から１０の磁化歯を含む。

【0011】

本発明の好ましい実施形態によれば、第３の車は、第３の車が自由に回転できるように組み付けられ、この第３の車は、磁気歯車内の駆動車である第１の車から受け取ったトルクを、第３の車を介して、第１の車によって駆動される第２の車に伝達し、機構の機能を実行するか又は第１の車から受け取ったトルクを機構内で伝達するように構成される。したがって、第１の車と第２の車との間の磁気結合は、一方で、第１の車と第３の車との間の第１の磁気結合を介し、もう一方で、第２の車と第３の車との間の第２の磁気結合を介する間接結合（中間結合）である。

【0012】

第１の磁気歯部は、Ｎ１個の歯を備え、第２の磁気歯部は、Ｎ２個の歯を備え、第３の磁気歯部は、Ｎ３個の歯を備える。有利には、数Ｎ３は、両端を含む４から１０の間の偶数であり、数Ｎ１と数Ｎ３との間の比率、及び数Ｎ２と数Ｎ３との間の比率はそれぞれ、２以上、好ましくは、３以上である。このことにより、限られた数の磁石で第１の車と第２の車と第３の車との間の磁気結合の効率を改善する。

【0013】

第４の磁気歯部がいくつかの実施形態で提供される場合、この第４の磁気歯部は、Ｎ４個の歯を備える。有利な代替実施形態では、数Ｎ４は、数Ｎ３に等しい。しかし、数Ｎ４は、数Ｎ３とは意図的に異なってよい。第４の歯部を備える有利な実施形態では、第３の磁気歯部の磁化歯は、複数の二極磁石である第１の磁極体によって形成される一方で、第４の磁気歯部の磁化歯は、複数の二極磁石である第２の磁極体によって形成され、これらの第２の磁極体は、第１の磁極体とは物理的に別個である。特に、第３の車は、Ｎ個の二極磁石を備え、数Ｎは、数Ｎ３及び数Ｎ４の両方に等しい（Ｎ＝Ｎ３＝Ｎ４）。Ｎ個の二極磁石は、定義上、２Ｎ個の磁極体を有することに留意されたい。

【0014】

本発明の特定の実施形態によれば、第３の車は、前記第４の磁気歯部を備え、第１の車及び第２の車は、実質的に直交する平面内に延在する。第３の車は、第１の車が延在する平面及び第２の車が延在する平面に対して実質的に４５度（４５°）で配設された平面内に延在する。前記第１の磁極体のそれぞれは、前記第２の永久磁極体からの１つの第２の永久磁極体と共に、軸方向の磁化を有する二極磁石を形成する。第１の車、第２の車及び第３の車は、第１の磁気歯部に結合される１つ又は複数の二極磁石が第２の磁気歯部に同時に結合されるように配置される。

【0015】

一般的な代替実施形態では、第１の車及び第２の車のそれぞれは、関係する車の回転軸に対して径方向に延在する少なくとも６個の歯を含む。各歯は、車の環状外周部から突出する突起の形態を取る。特に、第１の車及び第２の車のそれぞれは、車の軸に対して径方向に延在する少なくとも６から３０の間の歯を含む。

【0016】

複数の二極磁石がそれぞれ径方向の分極を有する場合、第３の車は、有利には、強磁性材料から作製される中心部を有し、中心部の外周部上に、複数の二極磁石が配置され、二極磁石の外側磁極体は、それぞれ、第３の磁気歯部の磁化歯を規定する。このことにより、第３の車の中心部を介して、複数の二極磁石の内側磁極体側で、特に、隣接する二極磁石の間の磁界線を効果的に閉鎖することを可能にする。

【0017】

有利には、第１の車及び／又は第２の車は、それぞれの磁気歯部のための連続円形基部を形成する縁を備え、この縁は、磁束の磁気経路を閉鎖する閉鎖部を形成するように、軟強磁性材料から作製される。

【0018】

特定の代替実施形態では、機構は、第２の車に機械的に結合される戻止めデバイスを更に含む。このことにより、車が逆方向に滑らないようにする。この逆方向への滑りは、特に高い復元トルクの場合、例えば、駆動ばねを巻き上げる際等に生じ得る。より詳細には、そのような滑りは、第２の車を所望のトルク伝達方向とは反対の方向で自由に回転させるという、機構にとって好ましくない、制御できない影響を生じさせることがある。そのような制御できない影響は、車が逆方向に滑ることにより、例えば、当該機構内の振動、衝撃、又はあらゆる他の機械的な乱れ（例えば、ばねの巻上げ）によって開始され得る。

【0019】

本発明の１つの例示的実施形態によれば、少なくとも第１の車及び第２の車は、同一平面上にある。特に、第１の車、第２の車及び第３の車は、同一平面上にある。後者の場合、第３の車は、特に、径方向の磁化／分極を有する複数の二極磁石によって形成される。本発明の別の例示的実施形態によれば、少なくとも第１の車及び第２の車は、個別の平面に延在する。特に、第１の車、第２の車及び第３の車は、それぞれ個別の平面に延在し得る。

【0020】

本発明による機構の目的、利点及び特徴は、図示される様々な非限定的実施形態の以下の説明においてより明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の機構の第１の実施形態の第１の例による、本発明による磁気歯車を組み込む機構の上面図である。

【図2】本発明の機構の第１の実施形態の第２の例による、図１と同様の図である。

【図3】本発明の機構の第２の実施形態の斜視側面図である。

【図4】図３の機構の視線Ａ１に沿って見た、斜視上面図である。

【図5】図３の機構の特徴を示す斜視拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

図１から図５に示すように、本発明は、磁気歯車２を備える機構１、特に計時器機構内に２つの車６Ｂ、６Ｃを設けることからなる一般的な発明概念から得られ、各車６Ｂ、６Ｃは、好ましくは比較的高い透磁率を有する軟強磁性材料から作製される歯を備え、これら２つの車６Ｂ、６Ｃは、特に小歯車のような、より小さな直径の寸法を有する第３の車６Ａに磁気的に結合され、第３の車６Ａは、車の回転軸回りに円状に配置された永久磁極体を備える。第１の車６Ｂと第２の車６Ｃとの間に配置されるこの第３の車６Ａは、第３の車６Ａとのそれぞれの磁気結合区域に位置するこれらの車６Ｂ、６Ｃの２つのそれぞれの部分に結合される磁界を生成する。したがって、第１の車６Ｂ及び第２の車６Ｃは、それぞれ、第１の車と第２の車との間の、より小さな直径の中間車である第３の車６Ａと磁気的に噛合し、この中間車は、磁束を生成し、第１の歯部及び第２の歯部を局所的に磁化／分極し、これら第１の車及び第２の車を間接的、磁気的に互いに結合することを可能にする。

【0023】

したがって、第３の車６Ａによって生成される磁界は、第１の車６Ｂ及び第２の車６Ｃのそれぞれに対して、より詳細には、これらの車６Ｂ、６Ｃの軟強磁性材料製の歯部に局所な磁化をもたらし、これらの歯部の歯は、特に所与の時間の瞬間、即ち、第３の車６Ａとの磁気噛合区域に瞬間的に位置する時間で活性である歯の群によって、連続的、一時的に磁化／分極される。したがって、第１の歯部及び第２の歯部に対するそのような一時的で局所的な磁化を生成するのに必要な第３の車６Ａの永久磁極体の数は、実質的に低減される。２つの車６Ｂ、６Ｃのうち一方又は第３の車６Ａが回転するように駆動されると、他の２つの車も、磁力のために、これらの３つの車６Ａ、６Ｂ、６Ｃのために設けられた２つの磁気噛合区域内のこれら３つの車６Ａ、６Ｂ、６Ｃの歯の間の磁気結合の結果として回転するように駆動される。したがって、３つの車６Ａ、６Ｂ、６Ｃの間の磁気結合によって生成される磁界線１１は、トルク伝達が生じる場所の近傍に局所的に含められる。

【0024】

機構１は、第２の車６Ｃに機械的に結合される戻止めデバイス（図示せず）を更に含み得る。戻止めデバイスは、例えば、爪車と爪とを含む。爪車は、第２の車６Ｃと共に回転するように第２の車６Ｃに固定され、爪車の回転軸に対して径方向に延在する歯を備える。爪は、第２の車６Ｃが、所望のトルク伝達に対応する方向と反対の方向で回転しないように、爪車の歯と協働する。このことにより、計時器の機械的完全性に悪影響を及ぼすおそれがある計時器機構内の振動、衝撃又はあらゆる他の機械的な乱れ（例えば、ばねの巻上げ）の際、第２の車６Ｃがこの回転方向で自由に回転しないようにする。

【0025】

以下の説明において、同じ参照番号によって示される要素は、同一である。

【0026】

以下、図１及び図２を参照しながら、本発明による磁気歯車２を備える機構１の第１の実施形態を説明する。機構１のこの第１の実施形態によれば、第１の車６Ｂ、第２の車６Ｃ及び第３の車６Ａは、同じ全体平面に延在する。この第３の車６Ａは、第３の車６Ａが自由に回転できるように組み付けられる。したがって、第３の車６Ａは、第１の車６Ｂから受け取ったトルクを第２の車６Ｃに伝達するように構成される。したがって、機構１の機能を実行するように、又は第１の車６Ｂから受け取ったトルクをこの機構１内で伝達するように、第１の車６Ｂは、磁気歯車２内の駆動車であり、第２の車６Ｃは、第３の車６Ａを介して第１の車６Ｂによって駆動される。第１の車６Ｂは、第１の磁気歯部１０を規定する、軟強磁性材料から作製されるＮ１個の歯を備える。第２の車６Ｃは、第２の磁気歯部１２を規定する、軟強磁性材料から作製されるＮ２個の歯を備える。第１の車６Ｂ及び第２の車６Ｃの歯は、例えばミューメタル等の、好ましくは高透磁率を有する軟強磁性材料から作製される。他の２つの車６Ｂ、６Ｃの直径よりも小さい第３の車６Ａは、径方向の分極を有する同数の二極磁石によって規定される、Ｎ３個の外側永久磁極体７を備え、二極磁石は、円状に配置され、第３の磁気歯部８の磁化歯を形成する。

【0027】

第１の磁気歯部１０は、第３の磁気歯部８と第１の直接磁気結合を有し、第１の歯部１０と第３の歯部８との間の第１の直接磁気結合によって、第１の歯部１０及び第３の歯部８によって規定される伝達比で、第１の車６Ｂ及び第３の車６Ａの一方が回転するように駆動されると、もう一方の車６Ｂ、６Ａも回転するように駆動される。この第１の直接磁気結合は、第３の歯部８の磁束によって生じ、これにより、磁力のために、第３の磁気歯部８との第１の磁気結合区域に瞬間的に位置する第１の磁気歯部１０の歯を瞬間的に分極し、したがって、第１の磁気歯部１０を通じて、これらの磁束がそれぞれ流れる。

【0028】

第２の磁気歯部１２は、第３の磁気歯部８と第２の直接磁気結合を有し、これら第２の歯部１２と第３の歯部８との間の第２の直接磁気結合によって、第２の歯部及び第３の歯部によって規定される伝達比で、第２の車６Ｃ及び第３の車６Ａの一方が回転するように駆動されると、もう一方の車６Ｃ、６Ａも回転するように駆動される。この第２の直接磁気結合は、第３の歯部８の磁束によって生じ、これにより、磁力のために、第３の磁気歯部８との第２の磁気結合区域に瞬間的に位置する第２の磁気歯部１２の歯を瞬間的に分極し、したがって、第２の磁気歯部１２を通じて、これらの磁束がそれぞれ流れる。したがって、第１の車６Ｂと第２の車６Ｃとの間の磁気結合は、一方で、第１の車６Ｂと第３の車６Ａとの間の第１の磁気結合を介し、もう一方で、第２の車６Ｃと第３の車６Ａとの間の第２の磁気結合を介する間接結合である。

【0029】

第３の車６ＡのＮ３個の永久磁極体７は、第３の磁気歯部８の磁化歯を形成し、第３の磁気歯部８から、交互の極性をもつ磁束が発生する。磁極体７が交互の極性で円形状に配置される場合、偶数の磁極体７がある。好ましくは、数Ｎ３は、両端を含む４から１０の間の偶数である。外側磁極体７は、典型的には、それぞれ、第３の車６Ａの軸を形成する中心部９の周り、又はそのような軸が通過する開口内に、同数の相補的な磁極体と対で配置され、したがって、複数の二極磁石を一緒に形成する。複数の二極磁石が径方向の分極を有する場合、中心部９は、有利には、強磁性材料又はミューメタル材料から作製される。そのような材料は、特に隣接する二極磁石の間で、第３の車６Ａの中心部を介する複数の二極磁石の内側磁極体から発生する磁界線を効果的に閉鎖する。

【0030】

第１の車６Ｂの歯数Ｎ１は、好ましくは、第３の車６Ａの磁極体７の数Ｎ３よりも多い。第１の車６Ｂの歯数Ｎ１と第３の車６Ａの磁極体７の数Ｎ３との間の比率は、有利には、２以上、好ましくは、３以上である。第２の車６Ｃの歯数Ｎ２は、好ましくは、第３の車６Ａの磁極体７の数Ｎ３よりも多い。第２の車６Ｃの歯数Ｎ２と第３の車６Ａの磁極体７の数Ｎ３との間の比率は、有利には、２以上、好ましくは、３以上である。好ましくは、第１の車６Ｂ、第２の車６Ｃ及び第３の車６Ａのそれぞれは、軸受け内の枢動ピン上に組み付けられる。

【0031】

図１に示す機構１の第１の実施形態の第１の例によれば、第１の車６Ｂ及び第２の車６Ｃはそれぞれ、軟強磁性材料から作製される１８個の歯を備える。第１の車６Ｂ及び第２の車６Ｃの各歯は、第１の歯部１０の歯の間及び第２の歯部１２の歯の間に非磁気区域を伴う、非磁気材料から作製されるそれぞれの縁１４上に組み付けられる。第３の車６Ａは、径方向の磁化を有する６個の二極磁石７を備え、それぞれ、第３の磁気歯部８の磁化歯を形成する。より詳細には、複数の二極磁石の外側磁極体は、第３の磁気歯部の磁化歯を規定する。

【0032】

図２に示す機構１の第１の実施形態の第２の例によれば、第１の車６Ｂ及び第２の車６Ｃのそれぞれは、磁気材料、典型的には軟強磁性材料から作製される環状縁を備え、環状縁の外周部で、同様に軟強磁性材料から作製される１８個の歯を規定し、それぞれ、第１の磁気歯部１０及び第２の磁気歯部１２を形成する。そのような環状縁は、第１の磁気歯部１０及び第２の磁気歯部１２のそれぞれのための連続円形基部を形成し、この連続円形基部を介して、相互作用する磁束の磁気経路が閉鎖される。第３の車６Ａは、径方向の分極／磁化を有する６個の二極磁石を備え、それぞれ、第３の磁気歯部８の６個の磁化歯を形成する。

【0033】

図１及び図２に示す第１の実施形態のこれらの最初の２つの例において、第１の車６Ｂ、第２の車６Ｃ及び第３の車６Ａは、同じ全体平面内で、共線上にある。代替的に、第１の車６Ｂ、第２の車６Ｃ及び第３の車６Ａは、共線上にないが同じ全体平面内に延在し得る。

【0034】

以下、図３から図５を参照して本発明による磁気歯車２を備える機構１の第２の実施形態を説明する。機構１の第２の実施形態によれば、第１の車６Ｂ、第２の車６Ｃ及び第３の車６Ａのそれぞれは、個別の平面内に延在する。図３から図５に示す特定の例示的な実施形態では、この第２の実施形態に限定するものではないが、第１の車６Ｂ及び第２の車６Ｃは、実質的に直交する平面内に延在する。第３の車６Ａは、第１の車６Ｂが延在する平面及び第２の車６Ｃが延在する平面に対して実質的に４５度で配設される平面内に延在する。第３の車６Ａは、第３の磁気歯部８及び第４の磁気歯部２７を規定する６個の二極磁石２６を備える。第３の磁気歯部８は、複数の二極磁石２６の中央平面に対して、第１の車６Ｂの第１の磁気歯部１０側に位置する複数の第１の永久磁極体２９によって形成される。第４の磁気歯部２７は、複数の二極磁石２６の中央平面に対して、第２の車６Ｃの第２の磁気歯部１２側に位置する複数の第２の永久磁極体３１によって規定される。各第１の永久磁極体２９及び対応する第２の永久磁極体３１は、二極磁石の１つを一緒に形成する。

【0035】

図５に示すように、第１の車６Ｂ及び第２の車６Ｃは、強磁性材料から作製される同数の歯を備える。これら２つの車６Ｂ及び６Ｃは、図２に示す種類のものである。第３の車６Ａの６個の二極磁石２６はそれぞれ、第３の車の回転軸２８に平行な軸に沿って磁化される。したがって、第３の歯部８の磁化歯２９及び第４の歯部２７の磁化歯３１は、磁束がこれらの磁化歯から、第３の車６Ａの回転軸２８に対して実質的に平行である主要方向で発生するように配置される。

【0036】

（図示しない）特定の実施形態では、３つの車は、平行な３つの個別の平面に位置し、第３の車は、有利には、中間平面に位置する。この有利な例では、第３の車は、軸方向の磁化／分極を有する複数の二極磁石を含み、第３の車の第３の磁気歯部は、複数の第１の永久磁極体によって規定され、それぞれ、複数の二極磁石を形成し、複数の二極磁石の中央平面に対して、第１の車の第１の磁気歯部側に位置し、第１の永久磁極体は、第１の磁気歯部に少なくとも部分的に重なる。第３の車は、複数の第２の永久磁極体によって規定される第４の磁気歯部を更に備え、それぞれ、複数の二極磁石を形成し、第２の車の第２の磁気歯部側に位置し、第２の永久磁極体は、この第２の磁気歯部に少なくとも部分的に重なる。したがって、第３の磁気歯部の磁化歯の数及び第４の磁気歯部の磁化歯の数は、互いに等しく、第３の車が保持する二極磁石の数に等しい。

【0037】

（図示しない）別の特定の代替実施形態によれば、第１の車６Ｂ及び第２の車６Ｃは、同じ第１の平面内に延在し、第３の車６Ａは、第１の平面とは別個の、第１の平面に平行な第２の平面内に延在する。そのようなケースでは、第３の車は、有利には、軸方向の分極を有する複数の二極磁石を保持し、複数の二極磁石は、第１の平面の反対側で、軟強磁性材料から作製される板によって覆われ、これにより、第１の平面の反対側で、これら複数の二極磁石の磁束の経路を閉鎖する。

【符号の説明】

【0038】

１ 機構
２ 磁気歯車
６Ａ 第３の車
６Ｂ 第１の車
６Ｃ 第２の車
７ 第１の永久磁極体
８ 第３の磁気歯部
１０ 第１の磁気歯部
１２ 第２の磁気歯部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【外国語明細書】