CN102575756B - 转矩传递装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种转矩传递装置，是解决上述课题的发明，其特征在于，具备：低转矩输入机构(8)；以感应到负荷而产生推力的方式与上述低转矩输入机构进行磁性结合的输出旋转机构(11)；在高负荷旋转时与上述输出旋转机构(11)卡合并传递转矩的高转矩输入机构(15)，上述低转矩输入机构(8)具有在低负荷旋转时与输出旋转机构的磁极(12)相向并进行磁性结合的极齿(9)和在高负荷旋转时与通过由上述磁极(12)和极齿(9)的相对旋转产生的推力滑动的磁极(12)相向并进行磁性结合的侧部磁性体(10)，上述输出旋转机构具有磁极(12)、由磁极(12)夹着的磁铁(13)、在高负荷旋转时与高转矩输入机构(15)卡合的咬合离合器部(14)。以往的转矩传递装置，在高负荷时不一定能够充分地实现动力传递，另外存在产生离合器能力不能充分地发挥的情况的课题。另外，用于使速度切换构件动作的旋转-推力变换机构，因为由设置了永久磁铁的中间圆板和具有中间圆板移动用磁铁、在中间圆板上设置了提供恢复力的磁性弹簧用磁力等的输出圆板的变换机构构成，此结构复杂，零件个数多的变换机构与变速机主体分开设置，所以变速机的结构复杂且大型化，另外因为零件个数增加，所以存在成本增加的课题。

Description

转矩传递装置
技术领域
本发明涉及在两个旋转体之间由磁性的吸引力传递旋转转矩的转矩传递装置。
背景技术
以往，已提出了通过磁性的结合传递旋转力的装置(专利文献1第2图(C))。
在上述专利文献中，已提出了由多个磁极的磁性的吸引力良好效率地传递旋转力的机构，但如果在这些转矩传递装置上作用超过磁性的结合力的负荷转矩，则进行空转。但是，为了检测空转的有无，需要检测两个旋转体的旋转差的复杂的检测机构。
另外，与负荷相应地以磁性的方式进行电磁离合器的切换动作的非接触式负荷感应型自动变速机也已被提出(专利文献2)。
上述非接触式负荷感应型自动变速机，具备：来自减速机的输入机构；与上述输入机构可旋转地连结的旋转体；相对于上述旋转体相互错开旋转轴的轴线方向位置地固定的磁性体；具备能够与各磁性体经间隙相向的电磁离合器用磁铁，在轴线方向可移动地设置的速度切换构件；上述速度切换构件与旋转方向的相对位置与作用在输出侧的负荷相应地改变，通过该旋转方向的相对位置的变化使上述速度切换构件在轴线方向移动的旋转-推力变换机构，上述旋转-推力变换机构，通过与上述负荷相应的旋转方向的相对位置的变化切换设置在上述速度切换构件上的磁铁和设置在输出侧构件上的磁铁之间的排斥和吸引作用，并通过由该切换使速度切换构件在轴线方向移动而使电磁离合器用磁铁与上述的旋转体的磁性体的任何一个相向，改变输出机构的速度，其结构复杂，切换动作不稳定，另外是小形化困难的旋转-推力变换机构。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭57-134066号公报
专利文献2：日本特开2004-347027号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于提出一种如下的简单的结构的转矩传递装置：其在两个旋转体之间由磁性的吸引力传递旋转转矩，在该转矩传递装置中，在作用了超过由磁性的吸引力可传递的旋转转矩的负荷转矩时，使旋转体在旋转轴方向由磁性的吸引力的作用自动地进行滑动移动。
另外，其目的在于提出一种具备如下的电磁离合器机构的转矩传递装置，该电磁离合器机构利用此旋转体进行滑动移动的作用，由负荷转矩的大小切换旋转转矩的传递路径。
为了解决课题的手段
本发明是解决上述课题的发明，其特征在于，
具有磁极旋转体和磁轭旋转体，该磁极旋转体在圆周上并列设置了磁极；该磁轭旋转体与上述磁极旋转体以相同旋转中心轴进行旋转，具有以与上述磁极相向的方式并列设置的齿形形状部；在上述磁轭旋转体的齿形形状部的侧方具备由磁性体构成的侧部磁性体；使上述磁极旋转体和上述磁轭旋转体绕上述旋转中心轴分别能够旋转，且在上述磁极和上述侧部磁性体沿上述旋转中心轴接近或离开的方向可相对移动地被支承，当在上述磁极旋转体和上述磁轭旋转体之间作用了超过由作用在两者之间的磁性吸引力产生的可传递的传递转矩的负荷转矩时，两旋转体进行相对旋转，作用在相向的磁极和齿形形状部之间的结合力变弱，由此，与作用在上述磁极旋转体和上述齿形形状部上的磁性吸引力的旋转轴方向分力相比，作用在上述磁极和上述侧部磁性体之间的磁性吸引力的旋转轴方向分力变大，上述磁极向与上述侧部磁性体接近的位置沿上述旋转中心轴进行相对移动。
另外，其特征在于，如果作用在上述磁极旋转体和上述磁轭旋转体上的负荷转矩不超过作用在上述磁极和上述磁轭旋转体之间的磁性吸引力，则上述磁极向与上述磁轭旋转体的齿形形状部相向的位置进行相对移动。
另外，其特征在于，上述侧部磁性体具有与由上述磁轭旋转体的齿形部前端形成的圆周面同心的圆周面，当在上述磁极旋转体和上述磁轭旋转体之间作用了超过由上述磁性吸引力可传递的旋转转矩的负荷转矩时，上述磁极向与上述侧部磁性体的上述圆周面相向的位置沿上述旋转中心轴进行相对移动。
另外，其特征在于，分别具有多个组，该多个组是上述磁极旋转体的磁极的列和上述磁轭旋转体的齿形形状部的列和侧部磁性体的列的组。
另外，其特征在于，与上述磁轭旋转体的齿形形状部的外周相向配置了上述磁极旋转体的磁极。
另外，其特征在于，上述磁极旋转体配置了在内周上具有呈等间隔地配置的齿部的一对空心圆板和固定在上述空心圆板之间的空心圆板状的永久磁铁，一对空心圆板的一方的齿部前端成为N极的列，另一方的齿部前端成为S极的列。
另外，其特征在于，与上述磁极旋转体的磁极的外周相向配置了上述磁轭旋转体的齿形形状部。
另外，其特征在于，
将上述磁极旋转体和上述磁轭旋转体之中的一方的旋转体作为在上述旋转中心轴方向可移动的输出旋转机构，将另一方的旋转体作为低转矩输入旋转机构，
具备高转矩输入机构，该高转矩输入机构当在上述输出旋转机构和上述低转矩输入旋转机构之间作用了超过由上述磁性吸引力可传递的传递转矩的负荷转矩时，通过上述输出旋转机构在上述旋转中心轴方向移动的动作，与上述输出旋转机构可传递转矩地进行卡合，传递超过由上述磁性吸引力可传递的传递转矩的转矩。
另外，其特征在于，将上述输出旋转机构和上述高转矩输入机构通过咬合离合器进行卡合。
另外，其特征在于，在上述高转矩输入机构上连结了行星齿轮机构的托架，在低转矩输入机构上连结了上述行星齿轮机构的中心齿轮轴。
另外，其特征在于，在上述磁轭旋转体的齿形形状部和侧部磁性体之间，设置了比上述侧部磁性体的直径小的小直径侧部磁性体。
另外，其特征在于，至少一个侧部磁性体是直径比磁轭旋转体的齿形形状部的直径大的大直径侧部磁性体。
发明的效果
本发明，由于做成了如下的结构：具有磁极旋转体和磁轭旋转体，该磁极旋转体在圆周上并列设置了磁极；该磁轭旋转体与上述磁极旋转体以相同旋转中心轴进行旋转，具有以与上述磁极相向的方式并列设置的齿形形状部；在上述磁轭旋转体的齿形形状部的侧方具备由磁性体构成的侧部磁性体；使上述磁极旋转体和上述磁轭旋转体绕上述旋转中心轴分别能够旋转，且在上述磁极和上述侧部磁性体沿上述旋转中心轴接近或离开的方向可相对移动地被支承，当在上述磁极旋转体和上述磁轭旋转体之间作用了超过由作用在两者之间的磁性吸引力产生的可传递的传递转矩的负荷转矩时，两旋转体进行相对旋转，作用在相向的磁极和齿形形状部之间的结合力变弱，由此，与作用在上述磁极旋转体和上述齿形形状部上的磁性吸引力的旋转轴方向分力相比，作用在上述磁极和上述侧部磁性体之间的磁性吸引力的旋转轴方向分力变大，上述磁极向与上述侧部磁性体接近的位置沿上述旋转中心轴进行相对移动，所以在超过预先设定的值的负荷转矩作用在磁极旋转体和磁轭旋转体之间的情况下，通过磁极旋转体进行滑动，能够自动地进行电磁离合器的切换，另外，因为不需要像以往装置的那样设置作为分体的推力变换机构，所以零件个数少，结构简单，能够进行小型化和轻量化，能够大幅度地减少产品成本。
另外，由于如果作用在磁极旋转体和磁轭旋转体上的负荷转矩不超过作用在磁极和上述磁轭旋转体之间的磁性吸引力，则磁极向与上述磁轭旋转体的齿形形状部相向的位置进行相对移动，能够切换成低负荷旋转，所以能够伴随负荷转矩的减小自动地进行电磁离合器的复位切换。
另外，由于侧部磁性体具有与由磁轭旋转体的齿形部前端形成的圆周面同心的圆周面，当在磁极旋转体和磁轭旋转体之间作用了超过由磁性吸引力可传递的旋转转矩的负荷转矩时，磁极向与侧部磁性体的圆周面相向的位置沿旋转中心轴进行相对移动，能够将电磁离合器切换成高负荷旋转，所以不需要设置限制磁极和侧部磁性体的紧贴的止动构件，零件个数少，结构简单，能够进行小型、轻量化。
另外，由于做成了如下的结构：分别具有多个组，该多个组是磁极旋转体的磁极的列和磁轭旋转体的齿形形状部的列和侧部磁性体的列的组，所以即使不增大旋转体的半径，也能够使由磁力产生的可传递转矩适当增加，能够进行装置整体的小形化。
另外，由于做成了如下的结构：与磁轭旋转体的齿形形状部的外周相向配置了磁极旋转体的磁极，所以构成磁极的永久磁铁与将磁极配置在内周相比能够配置大的永久磁铁，能够增大在磁极旋转体和磁轭旋转体之间可传递的转矩。
另外，由于做成了设置高转矩输入机构的结构，该高转矩输入机构当在上述输出旋转机构和上述低转矩输入旋转机构之间作用了超过由上述磁性吸引力可传递的传递转矩的负荷转矩的情况下，通过上述输出旋转机构与上述输出旋转机构可传递转矩地进行卡合，传递超过由上述磁性吸引力可传递的传递转矩的转矩，所以如果超过设定的旋转转矩的负荷转矩进行作用，则输出旋转机构在旋转中心线方向进行规定量滑动，能将旋转转矩的传递从输出旋转机构和低转矩旋转机构的路径由简单的结构切换到高转矩旋转机构的路径，能够实现装置的小形化，提高切换的可靠性，进行成本的降低。
另外，由于将上述输出旋转机构和上述高转矩输入机构通过咬合离合器进行卡合，所以能够简单可靠地进行向高转矩旋转机构的传递切换。
另外，由于在高转矩输入机构上连结了行星齿轮机构的托架，在低转矩输入机构上连结了上述行星齿轮机构的中心齿轮轴，所以不使用电气的控制机构就能够由负荷转矩的大小将转矩传递装置的输出旋转从低速(与高转矩输入机构同速)旋转自动地切换到高速旋转。
另外，因为至少一个侧部磁性体是直径比磁轭旋转体的齿形形状部的直径大的大直径侧部磁性体，所以例如能够相对于两个齿形磁性体由一个侧部磁性体进行电磁离合器的切换，能够减少侧部磁性体的零件数量。
附图说明
图1是使用本发明的转矩传递装置的电磁离合器装置的整体结构图。
图2是输入旋转机构和输出旋转机构的分解状态说明图。
图3是本发明的转矩传递装置的切换动作说明图。
图4是本发明的转矩传递装置的切换动作说明图。
图5是本发明的转矩传递装置的切换动作说明图。
图6是本发明的转矩传递装置的切换动作说明图。
图7(a)是低负荷高速旋转时的整体剖视图，(b)、(c)是表示低转矩输入机构和磁极的磁性结合状态的说明图。
图8(a)是高负荷旋转时的整体剖视图，(b)～(d)是表示低转矩输入机构和磁极的相对位置的说明图。
图9是作用在高负荷旋转时的磁极上的磁性吸引力和推力的关系说明图。
图10是高转矩输入机构和咬合离合器的结构说明图。
图11(a)是转矩传递装置的另一个方式的概要图，(b)是(a)的向视剖视图。
图12是转矩传递装置的不同的方式中的转矩传递动作说明图。
图13是转矩传递装置的不同的方式中的转矩传递动作说明图。
图14是转矩传递装置的不同的方式中的转矩传递动作说明图。
图15是将磁极、侧部磁性体及磁轭旋转体设置了三列的方式的剖视图。
图16(a)是使用本发明的转矩传递装置的电磁离合器装置的另一个方式的整体结构图，(b)是齿形形状部及侧部磁性体的位置说明图。
图17(a)是在齿形磁性体的侧方各设置了两个侧部磁性体的方式的整体结构图，(b)是齿形形状部及侧部磁性体的位置说明图。
图18(a)是在图17中将1方的侧部磁性体作为一个的方式的整体结构图，(b)是齿形形状部及侧部磁性体的位置说明图。
图19(a)是在齿形磁性体的侧方设置了大直径的侧部磁性体的方式的整体结构图，(b)是齿形形状部及侧部磁性体的位置说明图。
图20是在齿形磁性体的侧方设置了大直径的侧部磁性体的方式的整体结构图。
具体实施方式
为了实施发明的优选方式
〔实施方式1〕
下面使用图1～图10对适用了本发明的转矩传递装置的负荷感应型自动变速机的实施方式1进行说明。
在图1中，1是输入轴，2是固定设置在输入轴1上的托架，3是通过轴安装在设置于托架2上的齿轮轴4上的行星齿轮，5是行星齿轮3进行内接啮合的内齿轮，6是设置在中心齿轮轴7上的中心齿轮，行星齿轮3与中心齿轮6进行外接啮合，与上述的内齿轮5进行内接啮合，增速托架2的旋转，使中心齿轮轴7进行增速旋转。8是与中心齿轮轴7连结的低转矩输入机构，如图2所示，由磁轭旋转体9和侧部磁性体10构成，该磁轭旋转体9具有由软磁性体构成的齿形形状部9a，该侧部磁性体10隔开微小间隔地设置在上述磁轭旋转体9的侧面上，由直径比磁轭旋转体9小的圆形形状部10a构成。
11是输出旋转机构，具备在低负荷高速旋转体时与低转矩输入机构的磁轭旋转体9以磁性的方式结合的一对磁极旋转体12、12和设置在一对磁极旋转体12、12之间的永久磁铁13，在磁极旋转体12的端部设置了咬合离合器卡合突起14。16是固定设置在输出旋转机构11上的输出轴。磁极旋转体12具有与上述磁轭旋转体9的齿形形状部9a、侧部磁性体10的圆形形状部10a以磁性的方式结合的齿形形状部12a，咬合离合器卡合突起14具有在高负荷旋转时与高转矩输入机构15的动力传递槽15a卡合的卡合部14a。高转矩输入机构15，与固定设置在输入轴1上的行星齿轮机构的托架2连结，与输入轴1以同速进行低速旋转。
接着，对本发明的电磁离合器机构的切换动作进行说明。
图3～图6表示本发明的转矩传递装置的动力传递切换动作工序，图7表示低负荷高速旋转时的低转矩输入机构8和输出旋转机构11的结合状态，图8表示高负荷旋转时的低转矩输入机构8和输出旋转机构11的结合状态。
如图3及图7所示，在低负荷高速旋转时，低转矩输入机构8的磁轭旋转体9的齿形形状部9a和输出旋转机构11的磁极旋转体12的齿形形状部12a处于相向的状态，由永久磁铁13励磁的磁极旋转体12和磁轭旋转体9，经两者的齿形形状部12a、9a之间的间隙形成图3(b)所示的磁性回路，在两旋转机构之间产生强的磁性吸引力。
在此状态下，如图3(b)所示，由磁极旋转体12和磁轭旋转体9之间的磁力产生的吸引力的旋转中心线方向的分力F1r，与由磁极旋转体12和侧部磁性体10的磁力产生的吸引力的旋转中心线方向的分力F1s处于平衡的状态，磁轭旋转体9和磁极旋转体12维持图3(b)、图7(b)所示的状态，从磁轭旋转体9向磁极旋转体12传递转矩，使磁极旋转体12进行高速旋转。
接着，因为如果负荷转矩增大，负荷转矩超过磁轭旋转体9和磁极旋转体12的磁性吸引力，则低转矩输入机构8和输出旋转机构11相对旋转，如图4(b)所示，形成在磁极旋转体12和磁轭旋转体9的齿形形状部12a、9a之间的磁性回路向流过侧部磁性体10的圆形形状部10a的磁性回路位移，所以由磁极旋转体12和磁轭旋转体9之间的磁力产生的吸引力的旋转中心线方向的分力从F1r减小到F1r′。另一方面，由磁极旋转体12和侧部磁性体10的磁力产生的吸引力的旋转中心线方向的分力F1s，从F1s增加到F1s′。通过由此磁极旋转体12和侧部磁性体10的磁力产生的吸引力的旋转中心线方向的分力F1s′比由磁极旋转体12和磁轭旋转体9之间的磁力产生的吸引力的旋转中心线方向的分力F1r′增加，磁极旋转体12在旋转中心线方向滑动，磁极旋转体12和磁轭旋转体9的相对位置位移，如图5(c)所示，在磁极旋转体12的齿形形状部12a和侧部磁性体10的圆形形状部10a之间形成磁性回路，咬合离合器卡合突起14与以与输入轴1同速旋转的高转矩输入机构15卡合，被切换到高负荷旋转。
如果磁极旋转体12滑动，在与侧部磁性体10的圆形形状部10a相向的状态下旋转，则如图8及图10所示，咬合离合器14的卡合部14a与高转矩输入机构15的转矩传递槽15a卡合，经咬合离合器14向磁极旋转体12传递转矩，使输出旋转机构11旋转。
即使在此高负荷旋转时，磁极旋转体12和磁轭旋转体9也连续地相对地旋转，如图8(c)所示，在磁极旋转体12和磁轭旋转体9的齿形形状部12a、9a相向的状态时，在磁极旋转体12和磁轭旋转体9的齿形形状部12a、9a之间产生最大的推力，如图8(d)所示，在磁极旋转体12的顶部和磁轭旋转体9的槽相向时推力最小。
在此磁极旋转体12和磁轭旋转体9的齿形形状磁性体9a之间产生的推力的变动，如图9所示，在最大的分力F2r′max和最小的分力F2r′min之间交替地变动，该最大的分力F2r′max是由磁极旋转体12的齿形形状部12a与磁轭旋转体9的齿形形状磁性体9a相向时的磁力产生的吸引力的旋转中心线方向的分力，该最小的分力F2r′min是磁极旋转体12的齿形形状部12a和磁轭旋转体9的由齿形形状磁性体9a构成的槽部相向时由磁力产生的吸引力的旋转中心线方向的分力，但在负荷超过了规定量的期间，由于两者相对旋转，所以如果将此变动值的平均推力作为F2r′(图9参照)，则平均推力F2r′不会超过由磁极旋转体12和侧部磁性体10的磁力产生的旋转中心线方向的分力F2s′，在图5的状态下维持高负荷旋转。
接着，由于如果负荷减小，则如图6(a)所示，通过磁极旋转体12和磁轭旋转体9的齿形形状部12a和9a由磁力相互吸引，在圆周方向位置一致(接近)，如图6(b)所示，在磁极旋转体12和侧部磁性体10的齿形形状部12a和圆形形状部10a之间形成的磁性回路切换成流过磁轭旋转体9的齿形形状磁性体9a的磁性回路，所以由磁极旋转体12和磁轭旋转体9的磁力产生的吸引力的旋转中心线方向的分力F2r增加，由磁极旋转体12和侧部磁性体10的磁力产生的吸引力的旋转中心线方向的分力F2s减小，由磁极旋转体12和磁轭旋转体9的磁力产生的吸引力的旋转中心线方向的分力F2r超过上述分力F2s，因此产生恢复的推力，使磁极旋转体12向与磁轭旋转体9相向的位置滑动，成为图3(b)所示的低负荷高速状态。
如上述的那样，根据本发明，由于做成了如下的结构：通过利用由作用在磁极旋转体12上的负荷在磁极旋转体12和磁轭旋转体9的相对旋转中产生的推力使磁极旋转体12滑动，进行离合器的切换，所以不需要设置在以往装置中需要的作为分体的推力变换机构，所以零件个数少，结构简单，能够进行小型化和轻量化，能够大幅度地减少产品成本，另外，由于做成了如下的结构：在高负荷时，通过由磁极旋转体12和磁轭旋转体9的相对旋转产生的推力，将设置在磁极旋转体12上的咬合离合器卡合突起14卡合在高转矩输入机构15上，所以即使在高负荷时，也能够可靠地进行动力传递，而且能够提供能够高灵敏度地进行离合器的切换的转矩传递装置。
〔实施方式2〕
图11表示本发明的转矩传递装置的另一个方式。
在图11中，在内侧具有磁极的齿形形状部21的磁极旋转体20、在外侧具有齿形形状部23的磁轭旋转体22，例如，由如实施方式1所示的那样的旋转支承机构可旋转地支承，而且，任何一方在旋转中心线方向都可滑动地被支承。
在齿形形状部23的侧部固定了侧部磁性体24，该侧部磁性体24具有隔开比磁极的齿形形状部21和齿形形状部23的间隔宽的半径方向的间隔地配置的圆周面。在图11中，在齿形形状部23和侧部磁性体24的内周部设置了间隔，但也可以将侧部磁性体24直接固定在齿形形状部23的侧面上。
磁极旋转体20被支承成磁极的齿形形状部21从与磁轭旋转体22的齿形形状部23相向的位置(图示的位置)到与侧部磁性体24的圆周面相向的位置相对地在旋转中心轴方向可以滑动。
〔实施方式3〕
图12的本实施方式是在内侧设置了磁轭旋转体22、在外侧设置了磁极旋转体20的方式的转矩传递装置。
磁极旋转体20，在空心体的内周，如图12所示，形成了周期性地交替地磁化成N极和S极的磁极的齿形形状部21a、21b。
在磁轭旋转体22的外周，以与磁极的齿形形状部21a、21b相向的方式，与磁极旋转体20的磁极的齿形形状部21a、21b的内周隔开微小间隔地可旋转地配置了做成了齿形形状的齿形形状部23，而在其侧部，经磁性体固定了侧部磁性体24，该侧部磁性体24具有隔开比上述微小间隔宽的半径方向的间隔地可旋转地配置的外周面。在图12中，在齿形形状部23和侧部磁性体24的外周部设置了间隔，但也可以如上述的那样，直接将侧部磁性体24固定在齿形形状部23的侧面上。
接着使用图12对转矩传递装置的动作进行说明。
(a)表示外侧的磁极旋转体20的磁极的齿形形状部21和内侧的磁轭旋转体22的齿形形状部23相向的状态。成为由磁极的齿形形状部21和齿形形状部23的磁力产生的吸引力最强的位置。
(b)表示通过在磁极旋转体20和磁轭旋转体22之间作用了超过由磁力可传递的转矩的负荷转矩，磁极旋转体20和磁轭旋转体22进行相对旋转，磁极的齿形形状部21和齿形形状部23在圆周方向偏移的状态(实际上不会停留在此位置上，在进行相对旋转的同时进行滑动而过渡到图(c)的状态)。
通过磁极的齿形形状部21和齿形形状部23偏移，由磁力产生的吸引力减弱，与由磁极的齿形形状部21和齿形形状部23之间的磁力产生的吸引力的旋转中心线方向的分力相比，由磁极的齿形形状部21和侧部磁性体24之间的磁力产生的吸引力的旋转中心线方向的分力变大，两者相对地移动到磁极的齿形形状部21和侧部磁性体24的圆周(外周)面相向的位置。
上述的动作的结果，移动到图(c)所示的磁极的齿形形状部21和侧部磁性体24相向的位置。
在磁极旋转体20和磁轭旋转体22之间作用了超过由磁力可传递的转矩的负荷转矩的期间，在此位置继续空转(具有旋转差地旋转)。
由于如果上述负荷转矩减小，则由磁极的齿形形状部21和齿形形状部23之间的磁力产生的吸引力的圆周方向的分力比由磁极的齿形形状部21和侧部磁性体24之间的磁力产生的吸引力的圆周方向分力大，所以磁极的齿形形状部21和齿形形状部23在接近的方向进行相对旋转，两者朝向图(d)所示的状态进行相对旋转。其结果，由磁极的齿形形状部21和齿形形状部23之间的磁力产生的吸引力的旋转中心线方向分力比由磁极的齿形形状部21和侧部磁性体24之间的磁力产生的吸引力的旋转中心线方向分力大，向图(a)所示的位置进行相对移动。
〔实施方式4〕
图13是具备多个磁极的齿形形状部21的列和齿形形状部23的列和侧部磁性体24的列的组的实施方式。
将具备两列磁极的齿形形状部21的列的磁极旋转体20配置在内侧，在其外侧配置磁轭旋转体22，各个旋转体可旋转及在旋转中心线方向可相对移动地被支承。
磁轭旋转体22的两列齿形形状部23，以与两列磁极的齿形形状部21相向的方式配置在磁极的齿形形状部21的外侧，在磁轭旋转体22的两列齿形形状部23的侧部，分别配置了侧部磁性体24。
磁极旋转体20，由在两张环形圆盘的外侧分别做成了齿形形状的突起在圆周方向以等间隔形成为向外放射状的磁性体和固定在此两张环形圆盘之间的将轴方向的一端作为N极、将另一端作为S极的环状的永久磁铁构成。
磁轭旋转体22由齿形形状部23和侧部磁性体24构成，齿形形状部23由以将在环形圆盘的内侧做成了齿形形状的突起在圆周方向以等间隔和磁极的齿形形状部21相向的方式形成为向内放射状的磁性体(硅钢板)构成；侧部磁性体24由做成了具有直径比齿形形状部23的前端内周的大的内周的环形圆盘形状的磁性体构成，其隔开微小间隔地被固定在齿形形状部23的侧方，如图13所示，从右按照齿形形状部23、侧部磁性体24、齿形形状部23、侧部磁性体24顺序配置，齿形形状部23和齿形形状部23的列的间隔及侧部磁性体24和侧部磁性体24的间隔，分别做成与磁极旋转体20的两列磁极的齿形形状部21的间隔相同的间隔，磁极的齿形形状部21和磁轭旋转体22的齿形形状部23、磁极的齿形形状部21和侧部磁性体24的内周相向。
另外，齿形形状部23和侧部磁性体24经磁性体分别固定，以便相向的两列磁极的齿形形状部21和磁轭旋转体22的齿形形状部23或磁极的齿形形状部21和侧部磁性体24的内周隔开空气间隙地分别由磁极旋转体20和磁轭旋转体22形成磁性回路。
在图中，在齿形形状部23和侧部磁性体24之间设置了间隔，但也可以直接将侧部磁性体24固定在齿形形状部23的侧面上。
接着对动作进行说明。在图13中，(a)表示磁极的齿形形状部21和磁轭旋转体22的齿形形状部23相向的状态。由永久磁铁的磁力将旋转转矩在磁极旋转体20和磁轭旋转体22之间传递。由永久磁铁励磁的两组磁极的齿形形状部21和两组磁轭旋转体22的齿形形状部23，经相向的齿形形状前端的空气间隙形成了磁性回路，牢固地进行了磁性结合。
(b)表示在磁极旋转体20和磁轭旋转体22之间，磁极旋转体20和磁轭旋转体22由超过由(a)的结合力可传递的转矩的负荷转矩进行相对旋转，磁极的齿形形状部21和齿形形状部23的齿顶在圆周方向偏移的状态(实际上不会停留在此位置，在进行相对旋转的同时进行滑动而过渡到图(c)的状态)。通过磁极的齿形形状部21和齿形形状部23偏移，与由磁极的齿形形状部21和齿形形状部23之间的磁力产生的吸引力的旋转中心线方向的分力相比，由磁极的齿形形状部21和侧部磁性体24之间的磁力产生的吸引力的旋转中心线方向的分力变大，两者向磁极的齿形形状部21和侧部磁性体24的圆周(内周)面相向的位置相对地移动。
上述的动作的结果，移动到图(c)所示的两组磁极的齿形形状部21和两组侧部磁性体24相向的位置。
在磁极旋转体20和磁轭旋转体22之间作用了超过由磁力可传递的转矩的负荷转矩的期间，在此位置继续空转(具有旋转差地旋转)。
由于如果上述负荷转矩减小，则由磁极的齿形形状部21和齿形形状部23之间的磁力产生的吸引力的圆周方向的分力，与由磁极的齿形形状部21和侧部磁性体24之间的磁力产生的吸引力的圆周方向分力相比变大，所以磁极的齿形形状部21和齿形形状部23向接近的方向进行相对旋转，图(d)所示的磁极的齿形形状部21和齿形形状部23进行接近。
由磁极的齿形形状部21和齿形形状部23之间的磁力产生的吸引力的旋转中心线方向分力与由磁极的齿形形状部21和侧部磁性体24之间的磁力产生的吸引力的旋转中心线方向分力相比变大，向图(a)所示的位置进行相对移动。
〔实施方式5〕
接着，使用图14说明具备多个组的另一个实施方式，该多个组是磁极的齿形形状部21的列和磁轭旋转体22的齿形形状部23的列和侧部磁性体24的列的组。
将具备两列磁极的齿形形状部21的列的磁极旋转体20配置在外侧，在其内侧配置磁轭旋转体22，各个旋转体可旋转及在旋转中心线方向可相对移动地被支承。
图15表示将磁极的齿形形状部21、侧部磁性体22及磁轭旋转体22的齿形形状部23设置了三列的实施方式。
如图所示，在三列磁极的齿形形状部21之间使磁极的方向相反地配置了永久磁铁13。如果将中央的齿形形状部21a作为N极的列，则在两侧的齿形形状部21b上励磁成S极的列的磁极。
至于其它的结构及动作与实施方式1相同。
[实施方式6]
实施方式1记载的转矩传递装置，由将固定设置在输入轴1上的行星齿轮机构的托架2的旋转经行星齿轮3使中心齿轮轴7进行高速旋转的低转矩输入机构和与上述托架2连结并进行旋转的高转矩输入机构15构成，但在本实施方式中，以做成了如下的方式的结构为特征：在作为输入机构的空心旋转体的1侧设置高转矩输入机构，在另一侧设置托架2，并设置了将托架的旋转经行星齿轮使中心齿轮轴进行高速旋转的低转矩输入机构。
下面参照图16进行说明。
1是空心轴状的输入机构，1a是输入机构的旋转中心轴，上述输入机构1由未图示的带轮、齿轮等旋转。
2是一体地固定在上述空心轴状的输入机构1的1端，并构成增速齿轮机构的行星齿轮机构的托架；2a是与上述托架2连结的托架；3是通过轴安装在上述托架2、2a之间的行星齿轮机构的行星齿轮；4是通过轴安装在上述托架2、2a之间，可旋转地通过轴安装上述行星齿轮3的行星齿轮轴；5是行星齿轮3进行内接啮合的内齿轮；6是设置在中心齿轮轴7上的中心齿轮；7是中心齿轮轴。行星齿轮3与中心齿轮6进行外接啮合，使中心齿轮轴7增速旋转。中心齿轮轴7可旋转但在轴方向不能移动地由未图示的轴承机构轴承支承。8是固定在中心齿轮轴7上的低转矩输入机构，经上述行星齿轮机构与输入机构1连结，与输入机构1相比以高速旋转。9是具有以等间隔配置在低转矩输入机构8的外周部上的一对齿形形状部9a、9a的磁轭旋转体(磁轭)；10是由具有与由上述齿形形状部9a的齿形部前端形成的外径相比为小直径的外周面的一对侧部磁性体10a、10a构成的侧部磁性体；11是输出旋转机构，具有后述的一对磁极旋转体12、永久磁铁13、设置在磁极旋转体12的端部的离合器卡合突起14。
12是磁极旋转体，该磁极旋转体固定在永久磁铁13的两侧面上，在内周具有以等间隔配置的多列齿形形状部12a，该多列齿形形状部12a的前端可与上述磁轭旋转体9的齿形形状部9a相向。
13是永久磁铁，一方的侧面成为N极，另一方的侧面成为S极。永久磁铁13不需要是一体，也可以是在圆周方向或厚度方向适当分割的方式，是能够将磁极旋转体12的齿形形状部12a励磁并形成磁极的结构的磁铁。
14是固定在磁极旋转体12的侧面上的离合器卡合突起；15是固定在输入机构1的另一端，以与输入机构同速旋转的高转矩旋转机构；15a是在高负荷旋转时与离合器卡合突起14卡合的转矩传递槽。
由离合器卡合突起14和转矩传递槽15a形成咬合离合器机构。
16是固定设置在输出旋转机构11上的输出轴。上述磁极旋转体12的齿形形状部12a在低负荷高速旋转时与上述磁轭旋转体9的齿形形状部9a以磁性的方式结合，在高负荷低速旋转时与侧部磁性体10a以磁性的方式结合。在图中，齿形形状部9a和侧部磁性体10被设置间隙地配置，但也可以将侧部磁性体10紧贴配置在齿形形状部9a的侧面上。
另外，本实施方式中的电磁离合器机构的切换动作，与实施方式1的段落编号～记载的动作相同，省略说明。
图17做成了在磁轭旋转体9的齿形形状部9a和侧部磁性体10a之间设置了具有直径比上述侧部磁性体10a更小的外周面的小直径侧部磁性体10b的结构。
通过在侧部磁性体10上设置直径比侧部磁性体10a更小的侧部磁性体10b，在低负荷高速旋转时，磁极旋转体12和磁轭旋转体9之间的负荷转矩上升，在磁极旋转体12被吸引到侧部磁性体10侧并沿旋转轴1a移动的情况下，因为磁极旋转体12的吸引力被侧部磁性体10a和小直径的侧部磁性体10b分散地吸引，所以两者之间的吸引力变得缓和，侧部磁性体10的轴方向吸引力减弱，能够增大磁极旋转体12的旋转轴方向的偏移量。
在本方式中，仅设置了一个小直径侧部磁性体10b，但也可以设置两个以上呈阶段性地成为小直径的小直径侧部磁性体10b，另外也可以做成设置连续地形成的小直径部的结构。
图18是在磁轭旋转体9的齿形形状部9a之中的一方的齿形形状部9a上设置了小直径的侧部磁性体10b和更小直径的侧部磁性体10c，在另一方的齿形形状部9a上设置了小直径侧部磁性体10b和大直径侧部磁性体10a的方式。图18所示的侧部磁性体的方式，与图17所示的方式相比在将侧部磁性体之中的一方的侧部磁性体做成小直径的侧部磁性体10b和更小直径的侧部磁性体10c的结构上不同。这样，能够相对于多列齿形形状部9a，将侧部磁性体10做成各种各样的形态，例如，也可以将侧部磁性体10做成仅设置一列的结构，另外，也可以做成将不同的形状的侧部磁性体10进行了组合的结构。
图19、20表示侧部磁性体10的另一个方式。在图中，侧部磁性体10是直径比齿形形状部9a的直径大的大直径侧部磁性体10d，由大直径侧部磁性体10d的前端形成的外径部与磁极旋转体12的齿形形状部12a的前端部相比向磁极旋转体12的内径侧突出。图19表示磁极的齿形形状部12a和磁轭旋转体9的齿形形状部9a啮合的低负荷高速旋转时的状态，图20表示咬合离合器14与高转矩输入机构15的转矩传递槽15a卡合的高负荷低速旋转时的状态。17是在咬合离合器14与转矩传递槽15a卡合的动作时，防止磁极旋转体12的齿形形状部12a与上述大直径侧部磁性体10d接触的止动构件。
另外，也可以代替止动构件17，在磁极旋转体12的轴承部设置滑动止动构件(未图示)，防止磁极12和大直径侧部磁性体10d的接触。
图16～图20所示的侧部磁性体10与磁轭旋转体19形成为一体，但也可以将作为分体形成的侧部磁性体10固定设置在磁轭旋转体19上。
另外，侧部磁性体的形状最好是空心圆形形状，但也可以做成圆形形状以外的形状。
另外，磁极旋转体的磁极和磁轭旋转体的齿形形状部的结构，不被限定于以上的从实施方式1到实施方式6的结构，例如，两者的齿形形状部不仅可以是在半径方向相向的结构，也可以以在轴方向相向的方式配置。换言之，只要是通过设置具有与磁极旋转体的多个磁极以磁性的方式结合的齿形形状部的磁轭旋转体，当在作用了超过在两者之间起作用的磁力的负荷转矩时两者进行相对旋转，两者之间的强的磁性的结合力被消除，取而代之，磁极旋转体由磁力被配置于磁轭旋转体的齿形形状部的侧部的侧部磁性体吸引，在旋转中心轴方向可位移地配置的结构即可，特别是由磁极旋转体自身的磁力向侧部磁性体吸引的状态，其结构最好是简单的。
另外，磁轭旋转体和侧部磁性体，最好是软磁性体，以便磁性回路容易切换。
另外，也可以做成在磁轭旋转体侧也配置永久磁铁来强化由两者之间的磁力产生的可传递转矩的状态。
符号说明：
8：低转矩输入机构
9、9a、22：磁轭旋转体
9a、23：齿形形状部
10、10a、10b、10c、10d、24：侧部磁性体
10a：圆形形状部
11：输出旋转机构
12、20：磁极旋转体
12a、21、21a、21b：齿形形状部
13：永久磁铁
14：咬合离合器卡合突起
15：高转矩输入机构
15a：转矩传递槽

Claims (12)

1.一种转矩传递装置，其特征在于，具有磁极旋转体和磁轭旋转体，该磁极旋转体在圆周上并列设置了磁极；该磁轭旋转体与上述磁极旋转体以相同旋转中心轴进行旋转，具有以与上述磁极相向的方式并列设置的齿形形状部；在上述磁轭旋转体的齿形形状部的侧方具备由磁性体构成的侧部磁性体；使上述磁极旋转体和上述磁轭旋转体绕上述旋转中心轴分别能够旋转，且在上述磁极和上述侧部磁性体沿上述旋转中心轴接近或离开的方向可相对移动地被支承，当在上述磁极旋转体和上述磁轭旋转体之间作用了超过由作用在两者之间的磁性吸引力产生的可传递的传递转矩的负荷转矩时，两旋转体进行相对旋转，作用在相向的磁极和齿形形状部之间的结合力变弱，由此，与作用在上述磁极旋转体和上述齿形形状部上的磁性吸引力的旋转轴方向分力相比，作用在上述磁极和上述侧部磁性体之间的磁性吸引力的旋转轴方向分力变大，上述磁极向与上述侧部磁性体接近的位置沿上述旋转中心轴进行相对移动。
2.如权利要求1记载的转矩传递装置，其特征在于，如果作用在上述磁极旋转体和上述磁轭旋转体上的负荷转矩不超过作用在上述磁极和上述磁轭旋转体之间的磁性吸引力，则上述磁极向与上述磁轭旋转体的齿形形状部相向的位置进行相对移动。
3.如权利要求1或2记载的转矩传递装置，其特征在于，上述侧部磁性体具有与由上述磁轭旋转体的齿形部前端形成的圆周面同心的圆周面，当在上述磁极旋转体和上述磁轭旋转体之间作用了超过由上述磁性吸引力可传递的旋转转矩的负荷转矩时，上述磁极向与上述侧部磁性体的上述圆周面相向的位置沿上述旋转中心轴进行相对移动。
4.如权利要求1记载的转矩传递装置，其特征在于，分别具有多个组，该多个组是上述磁极旋转体的磁极的列和上述磁轭旋转体的齿形形状部的列和侧部磁性体的列的组。
5.如权利要求1记载的转矩传递装置，其特征在于，与上述磁轭旋转体的齿形形状部的外周相向配置了上述磁极旋转体的磁极。
6.如权利要求1记载的转矩传递装置，其特征在于，上述磁极旋转体配置了在内周上具有呈等间隔地配置的齿部的一对空心圆板和固定在上述空心圆板之间的空心圆板状的永久磁铁，一对空心圆板的一方的齿部前端成为N极的列，另一方的齿部前端成为S极的列。
7.如权利要求1记载的转矩传递装置，其特征在于，与上述磁极旋转体的磁极的外周相向配置了上述磁轭旋转体的齿形形状部。
8.如权利要求1记载的转矩传递装置，其特征在于，
将上述磁极旋转体和上述磁轭旋转体之中的一方的旋转体作为在上述旋转中心轴方向可移动的输出旋转机构，将另一方的旋转体作为低转矩输入旋转机构，
具备高转矩输入机构，该高转矩输入机构当在上述输出旋转机构和上述低转矩输入旋转机构之间作用了超过由上述磁性吸引力可传递的传递转矩的负荷转矩时，通过上述输出旋转机构在上述旋转中心轴方向移动的动作，与上述输出旋转机构可传递转矩地进行卡合，传递超过由上述磁性吸引力可传递的传递转矩的转矩。
9.如权利要求8记载的转矩传递装置，其特征在于，将上述输出旋转机构和上述高转矩输入机构通过咬合离合器进行卡合。
10.如权利要求8或9记载的转矩传递装置，其特征在于，在上述高转矩输入机构上连结了行星齿轮机构的托架，在低转矩输入机构上连结了上述行星齿轮机构的中心齿轮轴。
11.如权利要求5记载的转矩传递装置，其特征在于，在上述磁轭旋转体的齿形形状部和侧部磁性体之间，设置了比上述侧部磁性体的直径小的小直径侧部磁性体。
12.如权利要求5记载的转矩传递装置，其特征在于，至少一个侧部磁性体是直径比磁轭旋转体的齿形形状部的直径大的大直径侧部磁性体。
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