JP2011094742A - Magnetic multi-stage transmission mechanism and compound magnetic multi-stage transmission mechanism - Google Patents

Magnetic multi-stage transmission mechanism and compound magnetic multi-stage transmission mechanism Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a magnetic multi-stage transmission mechanism capable of simplifying a structure and carrying out loss reduction. <P>SOLUTION: The magnetic multi-stage transmission mechanism includes a plurality of inner side rotors 24, 26, 28 provided on an input side member 12 and including a plurality of inner side permanent magnets 58, 60, 62 provided such that N-poles and S-poles are alternately disposed in a circumferential direction, a plurality of outer side rotors 34, 36, 38 provided on an output side member 14 and including a plurality of outer side permanent magnets provided such that N-poles and S-poles are alternately disposed in a circumferential direction, and an unrotatable stator 16 including a magnetic characteristic change part 44 disposed with column parts 46 made of a magnetic material in plural circumferential portions. A transmission part of 1 is composed by a portion having the magnetic characteristic change part 44 face the inner side rotor of 1 and the outer side rotor of 1. By movement of the stator 16 in an axial direction, a change-over can be carried out to another transmission part having a gear ratio different from the transmission part of 1. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、回転可能に配置された第1回転要素及び第2回転要素と、第1回転要素に設けられ内側永久磁石を含む内側ロータと、第2回転要素に設けられ外側永久磁石を含む外側ロータと、内側、外側両ロータの間に径方向に離れて回転不能に配置される磁気特性変化部を含むステータと、を備える磁気的多段変速機構及び複合磁気的多段変速機構に関する。   The present invention includes a first rotating element and a second rotating element that are rotatably arranged, an inner rotor that is provided on the first rotating element and includes an inner permanent magnet, and an outer that is provided on the second rotating element and includes an outer permanent magnet. The present invention relates to a magnetic multi-stage transmission mechanism and a composite magnetic multi-stage transmission mechanism that include a rotor and a stator including a magnetic characteristic changing portion that is disposed between the inner and outer rotors so as not to rotate in the radial direction.

従来から、多段の変速機構として、歯数の異なる一対ずつの歯車同士を噛み合わせた歯車組を複数備える等の、機械式の多段変速機構が知られている。このような機械式の多段変速機構の場合、変速段を変える場合に、噛み合っている1つの歯車組で歯車同士の結合を切り離すとともに、別の歯車組を構成する歯車同士を噛み合わせる必要があり、このために同調機構が用いられている。例えば、自動車のマニュアルトランスミッション装置では、シンクロメッシュ機構を採用して、回転している軸に係合させたスリーブのスプライン部と歯車に設けたスプライン部とを速度を同期させつつ、厳密に整合させて、同調させることを可能としている。
なお、本発明に関連する先行技術文献として、非特許文献1がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a multi-stage transmission mechanism, a mechanical multi-stage transmission mechanism is known that includes a plurality of gear sets in which a pair of gears having different numbers of teeth are engaged with each other. In the case of such a mechanical multi-stage speed change mechanism, when changing the speed stage, it is necessary to disconnect the coupling between the gears with one meshing gear set and to mesh the gears constituting another gear set. A tuning mechanism is used for this purpose. For example, in a manual transmission device for an automobile, a synchromesh mechanism is employed to precisely align the spline portion of the sleeve engaged with the rotating shaft and the spline portion provided on the gear while synchronizing the speed. It is possible to synchronize.
In addition, there exists a nonpatent literature 1 as a prior art document relevant to this invention.

ケー・アタラー(K. Atallah)他2名、「Design, analysis and realisation of a high-performance magnetic gear」、IEEE Proc.-Electr. Power Appl., Vol.151, No.2、2004年3月、p.135-143K. Atallah and two others, “Design, analysis and realization of a high-performance magnetic gear”, IEEE Proc.-Electr. Power Appl., Vol.151, No.2, March 2004, p.135-143

上記のように従来から考えられている機械式の多段変速機構の場合、機械的に歯車を噛み合う歯車の位置を精度よく同調させるための同調機構を必要とするため、構造が複雑になるだけでなく、システム全体が大型化する。また、同調機構を必要とするため、機械的な損失が増大する可能性がある。   In the case of a mechanical multi-stage transmission mechanism that has been conventionally considered as described above, a tuning mechanism is required to accurately synchronize the position of the gear that mechanically meshes the gears. The entire system becomes larger. In addition, the need for a tuning mechanism can increase mechanical losses.

一方、非特許文献1に記載されているように、内側ロータと、内側ロータの径方向外側に対向する外側ロータと、内側、外側両ロータの間に配置されたステータとを備える磁気歯車が知られている。各ロータとステータとは同軸上に配置される。内側、外側各ロータは、複数の永久磁石を含み、ステータは、複数の強磁性体の柱部を含む。外側ロータとステータと内側ロータとは、同軸上に配置されている。この場合に内側、外側各ロータのうち、一方のロータの永久磁石の極対数をP1とし、他方のロータの永久磁石の極対数をP2とし、ステータの柱部の数をNsとした場合に、ステータの柱部の数Nsは、次式で表すように規定する。
Ns=P1±P2 ・・・(1)
On the other hand, as described in Non-Patent Document 1, there is known a magnetic gear including an inner rotor, an outer rotor opposed to the radially outer side of the inner rotor, and a stator disposed between the inner and outer rotors. It has been. Each rotor and the stator are arranged on the same axis. Each of the inner and outer rotors includes a plurality of permanent magnets, and the stator includes a plurality of ferromagnetic columns. The outer rotor, the stator, and the inner rotor are arranged coaxially. In this case, among the inner and outer rotors, when the number of pole pairs of the permanent magnet of one rotor is P1, the number of pole pairs of the permanent magnet of the other rotor is P2, and the number of stator pillars is Ns, The number Ns of stator pillars is defined as expressed by the following equation.
Ns = P1 ± P2 (1)

この場合、ステータが静止しているのであれば、例えば減速比Grは次式で表される。
Gr=P2/P1 ・・・(1)
In this case, if the stator is stationary, for example, the reduction ratio Gr is expressed by the following equation.
Gr = P2 / P1 (1)

この場合、例えば他方のロータの極対数P2を、P2=Ns−P1とし、外側ロータの極対数P1を22とし、ステータの柱部の数Nsを26とし、内側ロータの極対数P2を4とすると、Gr=1/5.5となり、内側ロータに入力された回転速度が1/5.5倍に減速される。   In this case, for example, the pole pair number P2 of the other rotor is set to P2 = Ns−P1, the pole pair number P1 of the outer rotor is set to 22, the number Ns of column portions of the stator is set to 26, and the pole pair number P2 of the inner rotor is set to 4. Then, Gr = 1 / 5.5, and the rotational speed input to the inner rotor is reduced to 1 / 5.5 times.

ただし、このような非特許文献1に記載された磁気歯車は、1段の減速比しか得られず、例えば、自動車や二輪車等に使用する変速装置の用途において、入力軸に入力された速度を複数段で変えて出力したい場合に使用できない。本発明者は、このような事情から、鋭利工夫により、機械式の多段変速機構で使用していた同調機構をなくすことにより、構造の単純化と損失低減とを図れる多段変速機構を発明するに至った。また、本発明者は、複数の多段変速機構を備える複合磁気的多段変速機構も発明するに至った。   However, such a magnetic gear described in Non-Patent Document 1 can only obtain a reduction ratio of one step. For example, in the application of a transmission used for an automobile, a two-wheeled vehicle, etc., the speed inputted to the input shaft Cannot be used when you want to output in multiple stages. In view of such circumstances, the present inventors invented a multi-stage transmission mechanism capable of simplifying the structure and reducing loss by eliminating the tuning mechanism used in the mechanical multi-stage transmission mechanism. It came. The inventors have also invented a composite magnetic multi-stage transmission mechanism including a plurality of multi-stage transmission mechanisms.

本発明は、構造の単純化と損失低減とを図れる多段変速機構及び複合磁気的多段変速機構を実現することを目的とする。   An object of the present invention is to realize a multi-stage transmission mechanism and a composite magnetic multi-stage transmission mechanism that can simplify the structure and reduce loss.

本発明に係る磁気的多段変速機構は、互いに同軸に回転可能に配置された第1回転要素及び第2回転要素と、第1回転要素に設けられた内側ロータであって、外周面にN極とS極とが周方向に交互に配置されるように設けられた複数の内側永久磁石を含む内側ロータと、第2回転要素に設けられた外側ロータであって、内周面にN極とS極とが周方向に交互に配置されるように設けられた複数の外側永久磁石を含む外側ロータと、内側、外側両ロータの間に径方向に離れて回転不能に配置され、周方向複数個所に磁性材製の柱部が配置される磁気特性変化部を含むステータと、を備え、内側ロータ及び外側ロータに磁気特性変化部を径方向に対向させた部分により、第1及び第2回転要素間で動力を変速しながら伝達可能とする変速部を構成し、変速部とは異なる変速比を有する別の変速部へ切り換え可能とすることを特徴とする磁気的多段変速機構である。   A magnetic multi-stage transmission mechanism according to the present invention includes a first rotating element and a second rotating element that are arranged so as to be rotatable coaxially with each other, and an inner rotor provided in the first rotating element, and has N poles on the outer circumferential surface. And an inner rotor including a plurality of inner permanent magnets provided so as to be alternately arranged in the circumferential direction, and an outer rotor provided in the second rotating element, and an N pole on the inner circumferential surface. Between the outer rotor including a plurality of outer permanent magnets provided so that the S poles are alternately arranged in the circumferential direction, and between the inner and outer rotors, they are arranged in a radially unrotatable manner. And a stator including a magnetic property changing portion in which a magnetic material column portion is disposed, and the first and second rotations are performed by a portion in which the magnetic property changing portion is radially opposed to the inner rotor and the outer rotor. Constructs a transmission that allows transmission of power while shifting between elements , The shifting portion is a magnetic multi-speed mechanism, characterized in that to enable switching to another transmission portion having a different gear ratio.

また、本発明に係る磁気的多段変速機構において、好ましくは、第1回転要素と第2回転要素とステータとのうち、1または2が、軸方向に離れた複数の内側ロータと外側ロータと磁気特性変化部とのいずれか1を含み、少なくとも1の磁気特性変化部に設けられた柱部の数をNsとし、少なくとも1の内側ロータに設けられた磁極の極対数をPiとし、少なくとも1の外側ロータに設けられた磁極の極対数をPoとした場合に、切り換え可能なそれぞれの変速部でNs=Po+PiまたはNs=Po−Piが成立し、第1回転要素と第2回転要素とステータとの少なくとも1を軸方向に移動させることにより、第1及び第2回転要素間での変速比を切り換え可能とする。   In the magnetic multi-stage speed change mechanism according to the present invention, preferably, one or two of the first rotating element, the second rotating element, and the stator are magnetically separated from each other by a plurality of inner rotors and outer rotors separated in the axial direction. Including at least one of the characteristic change portions, the number of pole portions provided in at least one magnetic characteristic change portion is Ns, the number of pole pairs of magnetic poles provided in at least one inner rotor is Pi, and at least one When the number of pole pairs of the magnetic poles provided on the outer rotor is Po, Ns = Po + Pi or Ns = Po−Pi is established in each switchable transmission, and the first rotating element, the second rotating element, the stator, By shifting at least one of these in the axial direction, the gear ratio between the first and second rotating elements can be switched.

また、本発明に係る磁気的多段変速機構において、好ましくは、第1回転要素は、軸方向に離れた複数の内側ロータを含み、各内側ロータは、互いに異なる数の内側永久磁石が周方向に並ぶように配置されており、第2回転要素は、軸方向に離れた複数の外側ロータを含み、各外側ロータは、互いに異なる数の外側永久磁石が周方向に並ぶように配置されており、ステータは、軸方向同位置の周方向複数個所に配置された磁性材製の柱部により構成する磁気特性変化部を含み、柱部の数をNsとし、少なくとも1の内側ロータに設けられた磁極の極対数をPiとし、少なくとも1の外側ロータに設けられた磁極の極対数をPoとした場合に、切り換え可能なそれぞれの変速部でNs=Po+PiまたはNs=Po−Piが成立し、ステータを軸方向に移動させ、1の内側ロータ及び外側ロータに磁気特性変化部を径方向に対向させた状態から、別の内側ロータ及び外側ロータに磁気特性変化部を径方向に対向させた状態に切り換えることにより、第1及び第2回転要素間での変速比を切り換え可能とする。   In the magnetic multi-stage transmission mechanism according to the present invention, preferably, the first rotating element includes a plurality of inner rotors separated in the axial direction, and each inner rotor has a different number of inner permanent magnets in the circumferential direction. The second rotating element includes a plurality of axially separated outer rotors, and each outer rotor is disposed such that a different number of outer permanent magnets are aligned in the circumferential direction. The stator includes magnetic property changing portions formed by magnetic material column portions arranged at a plurality of circumferential positions at the same axial position, the number of the column portions is Ns, and the magnetic poles provided on at least one inner rotor If the number of pole pairs is Pi and the number of pole pairs of the magnetic poles provided on at least one outer rotor is Po, Ns = Po + Pi or Ns = Po-Pi is established in each switchable transmission, and the stator is To a state where the magnetic characteristic changing part is opposed to one inner rotor and the outer rotor in the radial direction, and a state where the magnetic characteristic changing part is opposed to another inner rotor and the outer rotor in the radial direction. Thus, the speed ratio between the first and second rotating elements can be switched.

また、本発明に係る磁気的多段変速機構において、好ましくは、第1回転要素及び第2回転要素の一方の回転要素と、ステータとをそれぞれ軸方向に移動可能とし、ステータは、軸方向に離れた複数の磁気特性変化部を含み、各磁気特性変化部は、互いに異なる数の磁性材製の柱部が周方向に並ぶように配置されており、一方の回転要素は、軸方向に離れた複数の内側ロータまたは外側ロータを含み、各内側ロータまたは各外側ロータは、互いに異なる数の内側永久磁石または外側永久磁石が周方向に並ぶように配置されており、柱部の数をNsとし、少なくとも1の内側ロータに設けられた磁極の極対数をPiとし、少なくとも1の外側ロータに設けられた磁極の極対数をPoとした場合に、切り換え可能なそれぞれの変速部でNs=Po+PiまたはNs=Po−Piが成立する。   In the magnetic multi-stage transmission mechanism according to the present invention, preferably, one of the first rotating element and the second rotating element and the stator can be moved in the axial direction, and the stator is separated in the axial direction. In addition, each magnetic characteristic change part is arranged so that different numbers of magnetic material column parts are arranged in the circumferential direction, and one rotating element is separated in the axial direction. A plurality of inner rotors or outer rotors, each inner rotor or each outer rotor being arranged such that a different number of inner permanent magnets or outer permanent magnets are arranged in the circumferential direction, and the number of pillars is Ns, When the number of pole pairs of the magnetic poles provided in at least one inner rotor is Pi and the number of pole pairs of the magnetic poles provided in at least one outer rotor is Po, Ns = Po Pi or Ns = Po-Pi is established.

また、本発明に係る磁気的多段変速機構において、好ましくは、本発明に係る磁気的多段変速機構において、第1回転要素は、動力が入力される入力側部材であり、第2回転要素は、動力が出力される出力側部材である。   In the magnetic multi-stage transmission mechanism according to the present invention, preferably, in the magnetic multi-stage transmission mechanism according to the present invention, the first rotating element is an input side member to which power is input, and the second rotating element is It is an output side member from which power is output.

また、本発明に係る磁気的多段変速機構において、好ましくは、出力側部材に、入力側部材の内側ロータを設ける側と軸方向に関して同じ側に外側ロータを設けている。   In the magnetic multi-stage transmission mechanism according to the present invention, preferably, the output side member is provided with an outer rotor on the same side as the side where the inner side rotor of the input side member is provided.

また、本発明に係る磁気的多段変速機構において、好ましくは、出力側部材に、入力側部材の内側ロータを設ける側と軸方向に関して反対側に外側ロータを設けている。   In the magnetic multi-stage transmission mechanism according to the present invention, preferably, the output side member is provided with an outer rotor on the side opposite to the side where the input side member is provided with respect to the axial direction.

また、本発明に係る複合磁気的多段変速機構は、それぞれ本発明に係る磁気的多段変速機構である、複数の磁気的多段変速機構を作動的に連結することにより構成する複合磁気的多段変速機構であって、少なくとも1の磁気的多段変速機構を構成する出力側部材を、別の磁気的多段変速機構を構成する入力側部材に、動力伝達部を介して、または直接に作動的に連結し、それぞれの磁気的多段変速機構において、入力側部材と出力側部材との間での変速比を切り換え可能としていることを特徴とする複合磁気的多段変速機構である。   Further, the composite magnetic multi-stage transmission mechanism according to the present invention is a composite magnetic multi-stage transmission mechanism configured by operatively connecting a plurality of magnetic multi-stage transmission mechanisms, each of which is a magnetic multi-stage transmission mechanism according to the present invention. An output side member constituting at least one magnetic multi-stage transmission mechanism is operatively connected to an input side member constituting another magnetic multi-stage transmission mechanism via a power transmission unit or directly. In each of the magnetic multi-stage speed change mechanisms, the gear ratio between the input side member and the output side member can be switched.

本発明に係る磁気的多段変速機構によれば、多段変速機構を実現でき、しかも、機械式の多段変速機構で使用していた同調機構をなくすことができ、構造の単純化と小型化とを図れる。また、同調機構をなくすことができるとともに、変速部での機械的な噛み合いをなくすことができるため、機械的な損失の低減を図れる。また、本発明に係る複合磁気的多段変速機構によれば、機械的な損失の低減を図れるとともに、単純な構造でより多くの段数の変速機構を実現できる。   According to the magnetic multi-stage transmission mechanism according to the present invention, a multi-stage transmission mechanism can be realized, and the tuning mechanism used in the mechanical multi-stage transmission mechanism can be eliminated, thereby simplifying the structure and reducing the size. I can plan. In addition, the tuning mechanism can be eliminated, and mechanical engagement at the transmission unit can be eliminated, so that mechanical loss can be reduced. In addition, according to the composite magnetic multi-stage transmission mechanism according to the present invention, a mechanical loss can be reduced, and a transmission mechanism having a larger number of stages can be realized with a simple structure.

本発明に係る第1の実施の形態の磁気的多段変速機構の略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a magnetic multi-stage transmission mechanism according to a first embodiment of the present invention. 図1の拡大A−A略断面図である。It is expansion AA schematic sectional drawing of FIG. 図1の磁気的多段変速機構を構成するリニアアクチュエータの別の2例を示す略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows two other examples of the linear actuator which comprises the magnetic multistage transmission mechanism of FIG. 図1の磁気的多段変速機構において、第1、第2、第3各変速部を構成する外側ロータ及び内側ロータと、ステータの柱部とを、部分的に分離した状態で並べた略斜視図である。In the magnetic multi-stage transmission mechanism of FIG. 1, a schematic perspective view in which the outer rotor and the inner rotor constituting the first, second, and third transmission units and the stator column are arranged in a partially separated state. It is. 図1の磁気的多段変速機構において、変速段を3段階に変える様子を示す、磁気的多段変速機構の略断面と、α、β、γ部で中心軸に対し直交する方向に切断した略断面とを示す図である。In the magnetic multi-stage transmission mechanism of FIG. 1, a schematic cross section of the magnetic multi-stage transmission mechanism and a cross section cut in a direction orthogonal to the central axis at α, β, and γ portions, showing how the gear stage is changed to three stages. FIG. 本発明に係る第2の実施の形態の磁気的多段変速機構の、図4に対応する図である。It is a figure corresponding to FIG. 4 of the magnetic multi-stage transmission mechanism of 2nd Embodiment which concerns on this invention. 図1の磁気的多段変速機構により構成する複合磁気的多段変速機構の1例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the composite magnetic multistage transmission mechanism comprised by the magnetic multistage transmission mechanism of FIG. 本発明に係る第3の実施の形態の磁気的多段変速機構の略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the magnetic multistage transmission mechanism of 3rd Embodiment concerning this invention. 図8の磁気的多段変速機構により構成する複合磁気的多段変速機構の別例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another example of the composite magnetic multistage transmission mechanism comprised by the magnetic multistage transmission mechanism of FIG. 本発明に係る第4の実施の形態の磁気的多段変速機構の略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the magnetic multi-stage transmission mechanism of 4th Embodiment concerning this invention.

[第1の発明の実施の形態]
以下において、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図1から図5は、本発明の第1の実施の形態を示している。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 5 show a first embodiment of the present invention.

図1、図2に示すように、本実施の形態の磁気的多段変速機構10は、第1回転要素であり、動力が入力される入力側部材12と、第2回転要素であり、動力が出力される出力側部材14と、ステータ16と、アクチュエータ18とを備える。入力側部材12は、軸部20と、軸部20の一端部(図1の右端部)に設けたフランジ部22とを含み、固定部分である図示しないハウジングの内側に軸受等を介して回転可能に配置し、支持している。また、軸部20の他端部(図1の左端部)から中間部にわたる範囲の外周面に、それぞれ軸部20に対し同軸に第1内側ロータ24、第2内側ロータ26、及び第3内側ロータ28を嵌合固定している。各内側ロータ24,26,28同士の間に軸方向の空間が設けられている。すなわち、各内側ロータ24,26,28は軸方向に離れている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the magnetic multi-speed transmission mechanism 10 of the present embodiment is a first rotating element, which is an input side member 12 to which power is input, and a second rotating element, and the power is An output side member 14 that is output, a stator 16, and an actuator 18 are provided. The input side member 12 includes a shaft portion 20 and a flange portion 22 provided at one end portion (the right end portion in FIG. 1) of the shaft portion 20, and rotates via a bearing or the like inside a housing (not shown) which is a fixed portion. Place and support as possible. Further, the first inner rotor 24, the second inner rotor 26, and the third inner side are coaxially arranged with respect to the shaft portion 20 on the outer peripheral surface ranging from the other end portion (left end portion in FIG. 1) to the intermediate portion of the shaft portion 20. The rotor 28 is fitted and fixed. An axial space is provided between the inner rotors 24, 26, 28. That is, each inner rotor 24, 26, 28 is separated in the axial direction.

出力側部材14は、一端部(図1の右端部)に設けられた円筒状の小径筒部30と、他側(図1の左側)に設けられた略円筒状の大径筒部32と、小径筒部30及び大径筒部32を連結する円板状の連結部とを含む。出力側部材14は、ハウジングの内側に回転可能に配置し、支持している。入力側部材12と出力側部材14とは、同軸上に配置している。小径筒部30は、入力側部材12の軸部20の一端寄り部分外周面に直接または図示しない軸受を介して嵌合している。このため、出力側部材14は、入力側部材12に対し相対回転可能に配置される。また、出力側部材14の大径筒部32の軸方向3個所位置で各内側ロータ24,26,28とそれぞれ径方向外側に対向する位置に、出力側部材14に対し同軸に第1外側ロータ34、第2外側ロータ36、及び第3外側ロータ38を設けている。すなわち、各外側ロータ34,36,38は、軸方向に離れている。   The output side member 14 includes a cylindrical small-diameter cylindrical portion 30 provided at one end (right end in FIG. 1), and a substantially cylindrical large-diameter cylindrical portion 32 provided on the other side (left side in FIG. 1). And a disk-shaped connecting portion that connects the small-diameter cylindrical portion 30 and the large-diameter cylindrical portion 32. The output side member 14 is rotatably arranged and supported inside the housing. The input side member 12 and the output side member 14 are coaxially arranged. The small-diameter cylindrical portion 30 is fitted to the outer peripheral surface near the one end of the shaft portion 20 of the input side member 12 directly or via a bearing (not shown). For this reason, the output side member 14 is disposed so as to be rotatable relative to the input side member 12. In addition, the first outer rotor coaxially with respect to the output side member 14 is positioned at three positions in the axial direction of the large-diameter cylindrical portion 32 of the output side member 14 so as to face the inner rotors 24, 26, and 28, respectively. 34, a second outer rotor 36, and a third outer rotor 38 are provided. That is, each outer rotor 34, 36, 38 is separated in the axial direction.

ステータ16は、軸部40と、軸部40の一端部がその片面中心部に結合固定された略有底円筒状のステータ本体部42とを含む。ステータ本体部42の先端部に、磁気特性変化部44を設けている。磁気特性変化部44は、複数の柱部46を櫛歯状に設けている。複数の柱部46は、磁気特性変化部44の周方向複数個所に等間隔に設けている。   The stator 16 includes a shaft portion 40 and a substantially bottomed cylindrical stator main body portion 42 in which one end portion of the shaft portion 40 is coupled and fixed to the central portion of one surface thereof. A magnetic characteristic changing portion 44 is provided at the tip of the stator main body portion 42. The magnetic characteristic changing portion 44 is provided with a plurality of column portions 46 in a comb-teeth shape. The plurality of column portions 46 are provided at equal intervals at a plurality of locations in the circumferential direction of the magnetic property changing portion 44.

なお、図示の例では、ステータ本体部42の内径及び外径を、磁気特性変化部44で変化させているが、ステータ本体部42の磁気特性変化部44以外の内径及び外径を、それぞれ磁気特性変化部44の内径及び外径と同じとすることもできる。ステータ本体部42を構成する筒部は、出力側部材14の大径筒部32の内周面と、入力側部材12の各内側ロータ24,26,28の外周面との間に挿入配置している。ステータ16は、ハウジングの内側に支持し、入力側部材12及び出力側部材14に対し同軸上に配置している。ステータ16は、ハウジングに対する回転を不能とする一方、ハウジングに対する軸方向の移動を可能としている。例えば、ステータ16の軸部40は、ハウジングに設けた図示しない孔部に対し軸方向のみの変位を可能に支持する。なお、ハウジングに設けた孔部内周面と、ステータ16の小径筒部106の外周面との間に、ボールスプライン機構を設けることもできる。また、ステータ16の少なくとも磁気特性変化部44を含む部分は、磁性材製としている。すなわち磁気特性変化部44は、ステータ16の軸方向同位置の周方向複数個所に配置された磁性材製の柱部46により構成する。   In the illustrated example, the inner diameter and the outer diameter of the stator main body 42 are changed by the magnetic characteristic changing section 44. However, the inner diameter and the outer diameter of the stator main body 42 other than the magnetic characteristic changing section 44 are respectively changed to magnetic. The inner diameter and the outer diameter of the characteristic changing portion 44 may be the same. The cylindrical portion constituting the stator main body 42 is inserted between the inner peripheral surface of the large-diameter cylindrical portion 32 of the output side member 14 and the outer peripheral surface of each inner rotor 24, 26, 28 of the input side member 12. ing. The stator 16 is supported on the inner side of the housing and is arranged coaxially with the input side member 12 and the output side member 14. The stator 16 disables rotation with respect to the housing, while allowing movement in the axial direction with respect to the housing. For example, the shaft portion 40 of the stator 16 supports a hole portion (not shown) provided in the housing so as to be capable of displacement only in the axial direction. A ball spline mechanism may be provided between the inner peripheral surface of the hole provided in the housing and the outer peripheral surface of the small-diameter cylindrical portion 106 of the stator 16. Further, at least a portion including the magnetic characteristic changing portion 44 of the stator 16 is made of a magnetic material. That is, the magnetic characteristic changing portion 44 is constituted by magnetic material column portions 46 arranged at a plurality of circumferential positions at the same position in the axial direction of the stator 16.

アクチュエータ18は、リニアアクチュエータであり、ステータ16を構成する軸部40の外側に設けられている。この軸部40は、鉄等の磁性材製である。なお、ステータ16の全体を鉄等の磁性材製とすることもできる。アクチュエータ18は、コイル48を含み、コイル48に対しいずれかの方向へ通電することにより、その通電方向に応じて軸部40を軸方向のいずれかの側に変位させる。   The actuator 18 is a linear actuator and is provided outside the shaft portion 40 constituting the stator 16. The shaft portion 40 is made of a magnetic material such as iron. The entire stator 16 may be made of a magnetic material such as iron. The actuator 18 includes a coil 48 and energizes the coil 48 in either direction, thereby displacing the shaft portion 40 to either side in the axial direction according to the energization direction.

図3(a)(b)は、アクチュエータ18の別の2例を示している。図3(a)に示すアクチュエータ18の別例の第1例の場合、アクチュエータ18は、図示しないモータと、モータの回転軸に同軸に結合した、またはこの回転軸と一体の軸部52との間に設けたボールねじ54とにより構成している。ボールねじ54は、軸部52外周面に設けた雄ボールねじ溝と、軸部40の端部に結合した筒部56の先端部内周面に設けた雌ボールねじ溝と、雄、雌両ボールねじ溝の間に設けた複数のボールとにより構成している。軸部40と固定のハウジングとの間に、例えば軸部40の回転を防止しつつ、軸部40の軸方向の移動を案内する図示しないガイド部を設ける。モータがいずれかの方向に回転することにより軸部52が回転すると、筒部56を設けた軸部40がこの回転方向に対応した軸方向のいずれかの方向に移動する。   FIGS. 3A and 3B show another two examples of the actuator 18. In the case of a first example of another example of the actuator 18 shown in FIG. 3A, the actuator 18 includes a motor (not shown) and a shaft portion 52 that is coaxially coupled to the rotation shaft of the motor or is integral with the rotation shaft. The ball screw 54 is provided between them. The ball screw 54 includes a male ball screw groove provided on the outer peripheral surface of the shaft portion 52, a female ball screw groove provided on the inner peripheral surface of the tip portion of the cylindrical portion 56 coupled to the end portion of the shaft portion 40, and both male and female balls. A plurality of balls provided between the thread grooves. Between the shaft portion 40 and the fixed housing, for example, a guide portion (not shown) that guides the axial movement of the shaft portion 40 while preventing the rotation of the shaft portion 40 is provided. When the shaft portion 52 is rotated by rotating the motor in any direction, the shaft portion 40 provided with the cylindrical portion 56 moves in any one of the axial directions corresponding to the rotation direction.

また、図3(b)に示すアクチュエータ18の別例の第2例の場合、アクチュエータ18は、軸部40の外周面に結合固定し径方向に着磁した略円筒状の永久磁石58と、軸部40の外側の軸方向3個所位置に永久磁石57に径方向に対向するように設けたコイル48とにより構成している。永久磁石57の両端部は、軸方向の端に向かうに従って外径が小さくなる略円錐筒状に形成している。各コイル48の1または2に選択的にいずれかの方向へ通電し、また通電を停止することにより、軸部40を軸方向の3個所のいずれか1に選択的に円滑に移動させ、停止させることができる。なお、軸部40の外周面に、永久磁石57の代わりに、永久磁石57と同形状の磁性材製の筒部を結合固定して、同様の機能を得ることもできる。   In the case of the second example of another example of the actuator 18 shown in FIG. 3B, the actuator 18 includes a substantially cylindrical permanent magnet 58 coupled and fixed to the outer peripheral surface of the shaft portion 40 and magnetized in the radial direction. The coil 48 is provided at three positions in the axial direction outside the shaft portion 40 so as to face the permanent magnet 57 in the radial direction. Both end portions of the permanent magnet 57 are formed in a substantially conical cylinder shape whose outer diameter decreases toward the end in the axial direction. By selectively energizing 1 or 2 of each coil 48 in any direction and stopping energization, the shaft portion 40 can be selectively and smoothly moved to any one of the three axial directions, and stopped. Can be made. A similar function can be obtained by coupling and fixing a cylindrical portion made of a magnetic material having the same shape as the permanent magnet 57 instead of the permanent magnet 57 to the outer peripheral surface of the shaft portion 40.

図1に戻って、第1内側ロータ24、第2内側ロータ26及び第3内側ロータ28の外周面にそれぞれ複数ずつの内側永久磁石58,60,62を設けている。図4は、第1内側ロータ24及び第1外側ロータ34を対向させた部分と、第2内側ロータ26及び第2外側ロータ36を対向させた部分と、第3内側ロータ28及び第3外側ロータ38を対向させた部分とを、それぞれ切り離して磁気特性変化部44とともに示す斜視図である。各内側ロータ24,26,28に設けた内側永久磁石58,60,62は、各内側ロータ24,26,28の径方向に着磁しており、各内側永久磁石58,60,62の着磁方向は、周方向等間隔に交互に異ならせている。このため、各内側ロータ24,26,28は、外周面にN極とS極とが周方向に交互に配置されように設けられた複数の内側永久磁石58,60,62を含む。すなわち、各内側ロータ24,26,28は、複数の内側永久磁石58,60,62が周方向に並ぶように配置されている。   Returning to FIG. 1, a plurality of inner permanent magnets 58, 60 and 62 are provided on the outer peripheral surfaces of the first inner rotor 24, the second inner rotor 26 and the third inner rotor 28, respectively. FIG. 4 shows a portion where the first inner rotor 24 and the first outer rotor 34 are opposed, a portion where the second inner rotor 26 and the second outer rotor 36 are opposed, a third inner rotor 28 and a third outer rotor. FIG. 6 is a perspective view showing the magnetic characteristics changing unit 44 together with the portions facing each other 38 separated from each other. The inner permanent magnets 58, 60, 62 provided on the inner rotors 24, 26, 28 are magnetized in the radial direction of the inner rotors 24, 26, 28, and the inner permanent magnets 58, 60, 62 are magnetized. The magnetic directions are alternately varied at equal intervals in the circumferential direction. For this reason, each inner rotor 24, 26, 28 includes a plurality of inner permanent magnets 58, 60, 62 provided on the outer peripheral surface so that N poles and S poles are alternately arranged in the circumferential direction. That is, each inner rotor 24, 26, 28 is arranged such that a plurality of inner permanent magnets 58, 60, 62 are arranged in the circumferential direction.

また、各内側ロータ24,26,28の内側永久磁石58,60,62の数は、互いに異ならせている。例えば、図2では、第1内側ロータ24を図示しており、第1内側ロータ24に設けた複数の内側永久磁石58のうち、斜格子を付した部分が外周面にN極が配置されるものであり、白抜きの部分が外周面にS極が配置されるものである。図示の例では、第1内側ロータ24に設けた内側永久磁石58を5極対としている。   The number of inner permanent magnets 58, 60, 62 of each inner rotor 24, 26, 28 is different from each other. For example, in FIG. 2, the first inner rotor 24 is illustrated, and among the plurality of inner permanent magnets 58 provided on the first inner rotor 24, an N pole is disposed on the outer peripheral surface of a portion with a diagonal lattice. The white portion is an S-pole arranged on the outer peripheral surface. In the illustrated example, the inner permanent magnet 58 provided on the first inner rotor 24 is a 5-pole pair.

また、図5の(a)(b)(c)の左側の図は、第1内側ロータ24、第2内側ロータ26及び第3内側ロータ28の断面部分をそれぞれ示しており、それぞれの図で、内側永久磁石58,60,62の黒で塗りつぶした部分が外周面にN極が配置されることを、白抜きの部分が外周面にS極が配置されることを、それぞれ表している。図示の例では、第2内側ロータ26に設けた内側永久磁石60を9極対としており(図5(b))、第3内側ロータ28に設けた内側永久磁石62を15極対としている(図5(c))。   5A, 5B, and 5C show cross-sectional portions of the first inner rotor 24, the second inner rotor 26, and the third inner rotor 28, respectively. The black portions of the inner permanent magnets 58, 60, 62 indicate that the N pole is disposed on the outer peripheral surface, and the white portions indicate that the S pole is disposed on the outer peripheral surface. In the illustrated example, the inner permanent magnet 60 provided on the second inner rotor 26 is a nine-pole pair (FIG. 5B), and the inner permanent magnet 62 provided on the third inner rotor 28 is a 15-pole pair ( FIG. 5 (c)).

図2、図4に戻って、第1外側ロータ34、第2外側ロータ36及び第3外側ロータ38の内周面に、それぞれ複数ずつの外側永久磁石64,66,68を設けている。外側永久磁石64,66,68は、各外側ロータ34,36,38の径方向に着磁しており、各外側永久磁石64,66,68の着磁方向は、周方向等間隔に交互に異ならせている。このため、各外側ロータ34,36,38は、内周面にN極とS極とが周方向に交互に配置されように設けられた複数の外側永久磁石64,66,68を含む。すなわち、各外側ロータ34,36,38に、複数の外側永久磁石64,66,68が周方向に並ぶように配置されている。また、各外側ロータ34,36,38の外側永久磁石64,66,68の数は、互いに異ならせている。例えば、図2では、第1外側ロータ34を図示しており、第1外側ロータ34に設けた複数の外側永久磁石64のうち、斜格子を付した部分が内周面にN極が配置されるものであり、白抜きの部分が内周面にS極が配置されるものである。図示の例では、第1外側ロータ34に設けた外側永久磁石64を39極対としている。   2 and 4, a plurality of outer permanent magnets 64, 66, and 68 are provided on the inner peripheral surfaces of the first outer rotor 34, the second outer rotor 36, and the third outer rotor 38, respectively. The outer permanent magnets 64, 66, 68 are magnetized in the radial direction of the outer rotors 34, 36, 38, and the magnetization directions of the outer permanent magnets 64, 66, 68 are alternately spaced at equal intervals in the circumferential direction. It is different. Therefore, each outer rotor 34, 36, 38 includes a plurality of outer permanent magnets 64, 66, 68 provided on the inner peripheral surface so that N poles and S poles are alternately arranged in the circumferential direction. In other words, a plurality of outer permanent magnets 64, 66, 68 are arranged in each outer rotor 34, 36, 38 in the circumferential direction. The number of outer permanent magnets 64, 66, 68 of each outer rotor 34, 36, 38 is different from each other. For example, in FIG. 2, the first outer rotor 34 is illustrated, and among the plurality of outer permanent magnets 64 provided in the first outer rotor 34, a portion with a diagonal lattice is arranged with an N pole on the inner peripheral surface. The white part is an S pole disposed on the inner peripheral surface. In the illustrated example, the outer permanent magnet 64 provided on the first outer rotor 34 has 39 pole pairs.

また、図5の(a)(b)(c)の左側の図は、第1外側ロータ34、第2外側ロータ36及び第3外側ロータ38の断面部分をそれぞれ示しており、それぞれの図で、外側永久磁石64,66,68の黒で塗りつぶした部分が内周面にN極が配置されることを、白抜きの部分が内周面にS極が配置されることを、それぞれ表している。図示の例では、第2外側ロータ36に設けた外側永久磁石66を35極対としており(図5(b))、第3外側ロータ38に設けた外側永久磁石68を29極対としている(図5(c))。   5A, 5B, and 5C show cross-sectional portions of the first outer rotor 34, the second outer rotor 36, and the third outer rotor 38, respectively. The black portions of the outer permanent magnets 64, 66, and 68 indicate that the N pole is disposed on the inner peripheral surface, and the white portions indicate that the S pole is disposed on the inner peripheral surface, respectively. Yes. In the illustrated example, the outer permanent magnet 66 provided on the second outer rotor 36 is a 35-pole pair (FIG. 5B), and the outer permanent magnet 68 provided on the third outer rotor 38 is a 29-pole pair ( FIG. 5 (c)).

また、ステータ16を構成する磁気特性変化部44は、いずれかの内側、外側両ロータの間に同軸上に径方向に離れて回転不能に配置されている。図2に示す例では、ステータ16の磁気特性変化部44を構成する柱部46の数を、44本としている。また、互いに対向する内側ロータ及び外側ロータに磁気特性変化部44を径方向に対向させた部分により、入力側部材12及び出力側部材14間で動力を変速しながら伝達可能とする変速部を構成する。ステータ16は、軸方向に移動可能であるため、変速部は、図2、図5(a)に示すように、第1内側ロータ24及び第1外側ロータ34に磁気特性変化部44を対向させた第1変速部70と、図5(b)に示すように、第2内側ロータ26及び第2外側ロータ36に磁気特性変化部44を対向させた第2変速部72と、図5(c)に示すように、第3内側ロータ28及び第3外側ロータ38に磁気特性変化部44を対向させた第3変速部74との3状態が実現可能である。各変速部70,72,74の変速比は互いに異なる。すなわち、ステータ16の軸方向の移動により、1の変速部から、1の変速部とは異なる変速比を有する別の変速部へ切り換え可能としている。   In addition, the magnetic characteristic changing portion 44 constituting the stator 16 is coaxially spaced between any of the inner and outer rotors and is disposed so as not to rotate in the radial direction. In the example shown in FIG. 2, the number of column portions 46 constituting the magnetic characteristic changing portion 44 of the stator 16 is 44. In addition, a speed change portion that allows transmission of power between the input side member 12 and the output side member 14 while shifting the power is configured by a portion in which the magnetic characteristic change portion 44 is opposed to the inner rotor and the outer rotor facing each other in the radial direction. To do. Since the stator 16 is movable in the axial direction, the transmission unit causes the magnetic property changing unit 44 to face the first inner rotor 24 and the first outer rotor 34 as shown in FIGS. 2 and 5A. 5 (b), the second transmission unit 72 having the magnetic characteristic changing unit 44 opposed to the second inner rotor 26 and the second outer rotor 36, and FIG. 5 (c). As shown in FIG. 3, the three states of the third transmission unit 74 in which the magnetic characteristic changing unit 44 is opposed to the third inner rotor 28 and the third outer rotor 38 can be realized. The transmission ratios of the transmission units 70, 72, and 74 are different from each other. In other words, it is possible to switch from one transmission unit to another transmission unit having a transmission ratio different from that of the one transmission unit by moving the stator 16 in the axial direction.

また、第1変速部70、第2変速部72及び第3変速部74が実現される場合の、内側ロータ24,26,28及び外側ロータ34,36,38の永久磁石の極対数と、ステータ16の磁気特性変化部44の柱部46の本数とを整理すると、次の表1のようになる。   Further, when the first transmission unit 70, the second transmission unit 72, and the third transmission unit 74 are realized, the number of pole pairs of the permanent magnets of the inner rotors 24, 26, 28 and the outer rotors 34, 36, 38, and the stator When the number of the column portions 46 of the sixteen magnetic property changing portions 44 is arranged, the following Table 1 is obtained.

Figure 2011094742
Figure 2011094742

また、磁気特性変化部44に設けられた柱部46の数をNsとし、各内側ロータ24,26,28に設けられた磁極の極対数をPi1、Pi2、Pi3とし、各外側ロータ34,36,38に設けられた磁極の極対数をPo1、Po2、Po3とした場合に、切り換え可能なそれぞれの変速部70,72,74で、Ns=Po1+Pi1、Ns=Po2+Pi2、Ns=Po3+Pi3のいずれか1が成立するようにしている。ここで、Pi1、Pi2、Pi3は、それぞれ第1内側ロータ24、第2内側ロータ26、第3内側ロータ28の磁極の極対数であり、Po1、Po2、Po3は、それぞれ第1外側ロータ34、第2外側ロータ36、第3外側ロータ38の磁極の極対数である。   Further, the number of column portions 46 provided in the magnetic characteristic changing portion 44 is Ns, the number of pole pairs of the magnetic poles provided in the inner rotors 24, 26, 28 is Pi1, Pi2, Pi3, and the outer rotors 34, 36. , 38, the number of pole pairs of Po1, Po2, Po3 is one of Ns = Po1 + Pi1, Ns = Po2 + Pi2, and Ns = Po3 + Pi3 in each of the switchable shifters 70, 72, 74. Is established. Here, Pi1, Pi2, and Pi3 are the number of pole pairs of the magnetic poles of the first inner rotor 24, the second inner rotor 26, and the third inner rotor 28, respectively, and Po1, Po2, and Po3 are the first outer rotor 34, This is the number of pole pairs of the magnetic poles of the second outer rotor 36 and the third outer rotor 38.

また、図1に示すように、複数の外側ロータ34,36,38は、出力側部材14に、入力側部材12の内側ロータ24,26,28を設ける側と軸方向に関して同じ側である、図1の左側に設けている。   As shown in FIG. 1, the plurality of outer rotors 34, 36, and 38 are on the same side in the axial direction as the side on which the inner rotors 24, 26, and 28 of the input member 12 are provided on the output member 14. It is provided on the left side of FIG.

また、アクチュエータ18によりステータ16を軸方向に移動させ、1の内側ロータ及び外側ロータに磁気特性変化部44を径方向に対向させた、いずれかの変速部70,72,74を構成する状態から、別の内側ロータ及び外側ロータに磁気特性変化部44を径方向に対向させた、別の変速部70,72,74を構成する状態に切り換えることにより、入力側部材12及び出力側部材14間での変速比である減速比Grを切り換え可能としている。例えば、上記の表1に示すように、第1変速部70を構成した状態では、減速比Gr、すなわち入力側部材12にエンジン等の動力源から動力が入力される場合に出力側部材14から出力される動力の減速される度合は、Pi1/Po1=0.128となる。また、第2変速部72を構成した状態では、減速比Grは、Pi2/Po2=0.257となる。また、第3変速部74を構成した状態では、減速比Grは、Pi3/Po3=0.517となる。なお、各変速部70,72,74で実現される減速比Grは、第1変速部70、第2変速部72、第3変速部74の順に、徐々に大きくなるように変化させているが、徐々に小さくなるように変化させることもできる。   Further, from the state in which any one of the speed change portions 70, 72, 74 is configured in which the stator 16 is moved in the axial direction by the actuator 18 and the magnetic characteristic changing portion 44 is opposed to one inner rotor and the outer rotor in the radial direction. By switching to a state in which the different speed change portions 70, 72, 74 are configured in which the magnetic characteristic changing portion 44 is opposed to the other inner rotor and the outer rotor in the radial direction, between the input side member 12 and the output side member 14 The reduction ratio Gr, which is the speed ratio at, can be switched. For example, as shown in Table 1 above, in the state in which the first transmission unit 70 is configured, the reduction ratio Gr, that is, when power is input to the input side member 12 from a power source such as an engine, the output side member 14 The degree to which the output power is decelerated is Pi1 / Po1 = 0.128. Further, in the state where the second transmission unit 72 is configured, the reduction ratio Gr is Pi2 / Po2 = 0.257. In the state where the third transmission unit 74 is configured, the reduction ratio Gr is Pi3 / Po3 = 0.517. Note that the reduction ratio Gr realized by each of the transmission units 70, 72, and 74 is changed so as to gradually increase in the order of the first transmission unit 70, the second transmission unit 72, and the third transmission unit 74. It can also be changed so that it gradually decreases.

このように各変速部70,72,74を構成した状態で、入力側部材12から出力側部材14に変速されて動力が伝達される作用は、次の通りである。例えば、図2、図5(a)の左の図で示すように、第1変速部70を構成した状態では、第1内側ロータ24及び第1外側ロータ34にステータ16の磁気特性変化部44を対向させた状態で、例えばエンジン等の動力源から入力側部材12に動力が伝達され、第1内側ロータ24が図2、図5(a)の左の図の矢印方向に回転する場合を考える。この場合、磁気特性変化部44の柱部46が第1内側ロータ24の内側永久磁石58の磁場により磁化し、しかも内側永久磁石58が回転するため、柱部46の磁化方向も交互に変化し、磁気特性変化部44の外側に第1内側ロータ24と同方向に回転する回転磁界が生じる。これに伴って、第1外側ロータ34の外側永久磁石64に、柱部46に対し吸引または反発の方向の力が作用して、結果的に第1外側ロータ34も回転する。この場合、第1変速部70でNs=Po1+Pi1が実現されるように構成しているので、第1外側ロータ34は、第1内側ロータ24の回転方向に対し逆方向に回転し、出力側部材14は、入力側部材12の回転方向に対し逆方向に回転する。   In the state where the speed change portions 70, 72, 74 are configured as described above, the operation in which power is transmitted from the input side member 12 to the output side member 14 is as follows. For example, as shown in the left diagrams of FIGS. 2 and 5A, in the state in which the first transmission unit 70 is configured, the first inner rotor 24 and the first outer rotor 34 and the magnetic characteristic changing unit 44 of the stator 16 are provided. When the first inner rotor 24 rotates in the direction of the arrow in FIGS. 2 and 5 (a), the power is transmitted to the input side member 12 from a power source such as an engine, for example. Think. In this case, the column portion 46 of the magnetic property changing portion 44 is magnetized by the magnetic field of the inner permanent magnet 58 of the first inner rotor 24, and the inner permanent magnet 58 rotates, so the magnetization direction of the column portion 46 also changes alternately. A rotating magnetic field that rotates in the same direction as the first inner rotor 24 is generated outside the magnetic characteristic changing portion 44. Accordingly, a force in the direction of attraction or repulsion acts on the column portion 46 on the outer permanent magnet 64 of the first outer rotor 34, and as a result, the first outer rotor 34 also rotates. In this case, since the first transmission unit 70 is configured to realize Ns = Po1 + Pi1, the first outer rotor 34 rotates in the opposite direction to the rotation direction of the first inner rotor 24, and the output side member 14 rotates in the opposite direction to the rotation direction of the input side member 12.

また、第1変速部70が構成される場合に、Ns=Po1+Pi1が成立するようにしているので、入力側部材12の動力は、出力側部材14に、Pi1/Po1の減速比で減速されて伝達される。すなわち、出力側部材14の速度をVoとし、入力側部材12の速度をViとした場合に、Vo=(Pi1/Po1)×Viとなる。出力側部材14の動力は、図示しない適宜の動力伝達機構を介して取り出すことができる。   Further, when Ns = Po1 + Pi1 is established when the first transmission unit 70 is configured, the power of the input side member 12 is decelerated by the output side member 14 at a reduction ratio of Pi1 / Po1. Communicated. That is, when the speed of the output side member 14 is Vo and the speed of the input side member 12 is Vi, Vo = (Pi1 / Po1) × Vi. The power of the output side member 14 can be taken out via an appropriate power transmission mechanism (not shown).

これに対して、図1、図5(a)の右の図の状態から、アクチュエータ18のコイル48へのいずれかの方向への通電(またはアクチュエータ18をボールねじ54により構成する場合にはモータのいずれかの方向への回転)により、ステータ16を図の矢印P方向に移動させると、図5(b)の右の図で示すように、第2内側ロータ26及び第2外側ロータ36に磁気特性変化部44が径方向に対向した、第2変速部72が構成された状態となる。この状態では、第2内側ロータ26が例えば図5(b)の左の図の矢印方向に回転すると、上記と同様に磁気特性変化部44の柱部46に回転磁界が生じ、第2外側ロータ36は、第2内側ロータ26と逆方向に回転する。このように第2変速部72が構成される場合に、Ns=Po2+Pi2が成立するようにしているので、入力側部材12の動力は、出力側部材14に、Pi2/Po2の減速比で減速されて伝達される。   On the other hand, from the state of the right figure in FIG. 1 and FIG. 5A, energization in either direction to the coil 48 of the actuator 18 (or the motor when the actuator 18 is constituted by the ball screw 54). When the stator 16 is moved in the direction of the arrow P in the figure by rotation in one of the directions, the second inner rotor 26 and the second outer rotor 36 are moved as shown in the right figure of FIG. The second transmission unit 72 is configured in which the magnetic characteristic changing unit 44 is opposed in the radial direction. In this state, when the second inner rotor 26 rotates, for example, in the direction of the arrow in the left diagram of FIG. 5B, a rotating magnetic field is generated in the column portion 46 of the magnetic characteristic changing unit 44 as described above, and the second outer rotor 36 rotates in the opposite direction to the second inner rotor 26. When Ns = Po2 + Pi2 is established when the second transmission unit 72 is configured in this way, the power of the input side member 12 is decelerated by the output side member 14 at a reduction ratio of Pi2 / Po2. Is transmitted.

また、図5(b)の右の図の状態から、アクチュエータ18によりステータ16をさらに図の矢印P方向に移動させると、図5(c)の右の図で示すように、第3内側ロータ28及び第3外側ロータ38に磁気特性変化部44が径方向に対向した、第3変速部74が構成された状態となる。この状態では、第3内側ロータ28が例えば図5(c)の左の図の矢印方向に回転すると、上記と同様に磁気特性変化部44の柱部46に回転磁界が生じ、第3外側ロータ38は、第3内側ロータ28と逆方向に回転する。このように第3変速部74が構成される場合に、Ns=Po3+Pi3が成立するようにしているので、入力側部材12の動力は、出力側部材14に、Pi3/Po3の減速比で減速されて伝達される。また、図5(c)の状態から、アクチュエータ18によりステータ16を図の矢印Q方向に移動させると、図5(b)の第2変速部72が構成された状態に戻り、さらにステータ16を図の矢印Q方向に移動させると、図5(a)の第1変速部70が構成された状態に戻る。   5B, when the stator 16 is further moved in the direction of the arrow P by the actuator 18 from the state shown in the right figure of FIG. 5B, the third inner rotor is shown as shown in the right figure of FIG. Thus, the third speed change portion 74 is configured in which the magnetic characteristic change portion 44 is opposed to the 28 and the third outer rotor 38 in the radial direction. In this state, when the third inner rotor 28 rotates, for example, in the direction of the arrow in the left diagram of FIG. 5C, a rotating magnetic field is generated in the column 46 of the magnetic characteristic changing unit 44 in the same manner as described above, and the third outer rotor 38 rotates in the opposite direction to the third inner rotor 28. When Ns = Po3 + Pi3 is established when the third transmission unit 74 is configured in this way, the power of the input side member 12 is decelerated to the output side member 14 at a reduction ratio of Pi3 / Po3. Is transmitted. 5C, when the stator 16 is moved in the direction of the arrow Q in the figure by the actuator 18, the state returns to the state where the second transmission portion 72 in FIG. When moved in the direction of arrow Q in the figure, the state returns to the state in which the first transmission unit 70 in FIG. 5A is configured.

このように1の変速部から、異なる変速比を有する別の変速部に切り換え可能とすることにより、入力側部材12及び出力側部材14の間での変速比を切り換え可能としている。すなわち、ステータ16を軸方向に移動させ、磁気特性変化部44を、1の変速部を構成する内側ロータ及び外側ロータの間から、別の変速部を構成する内側ロータ及び外側ロータの間に移動させることにより、等価的に、互いに噛み合う一対の歯車の歯数比を変更したのと同様になる。   As described above, by enabling switching from one transmission unit to another transmission unit having a different transmission ratio, the transmission ratio between the input side member 12 and the output side member 14 can be switched. That is, the stator 16 is moved in the axial direction, and the magnetic characteristic changing unit 44 is moved from between the inner rotor and the outer rotor constituting one transmission unit to between the inner rotor and the outer rotor constituting another transmission unit. By doing so, it is equivalent to changing the gear ratio of a pair of gears meshing with each other.

なお、図1、図5に示すアクチュエータ18の場合、コイル48を1つのみ設けているが、コイル48への通電により、1の変速部を構成する内側ロータ及び外側ロータの間から抜け出した磁気特性変化部44が、隣り合う別の内側ロータ及び外側ロータの間に円滑に移動し停止しやすくなると考えられる。ただし、より精度よく内側ロータと外側ロータとの間に磁気特性変化部44を停止させる面からは、ステータ16の軸方向位置を検出する位置決め用センサを設け、位置決め用センサの検出信号を制御部に入力し、制御部により、コイル48への通電状態を制御することが好ましい。   In the case of the actuator 18 shown in FIGS. 1 and 5, only one coil 48 is provided. However, when the coil 48 is energized, the magnet that has escaped from between the inner rotor and the outer rotor constituting one transmission unit. It is considered that the characteristic changing unit 44 moves smoothly between the adjacent inner and outer rotors and becomes easy to stop. However, a positioning sensor for detecting the axial position of the stator 16 is provided from the surface that stops the magnetic characteristic changing unit 44 between the inner rotor and the outer rotor with higher accuracy, and the detection signal of the positioning sensor is transmitted to the control unit. It is preferable to control the energization state to the coil 48 by the control unit.

また、アクチュエータ18を省略して、ステータ16と、運転者が操作可能な操作部とを、機械式連結機構により連結することもできる。機械式連結機構は、操作部の押し引き等の操作に応じて、ステータ16を軸方向に変位させる。このようにステータ16を手動で軸方向に変位可能とすることもできる。   Further, the actuator 18 can be omitted, and the stator 16 and the operation unit that can be operated by the driver can be coupled by a mechanical coupling mechanism. The mechanical coupling mechanism displaces the stator 16 in the axial direction in accordance with operations such as pushing and pulling of the operation unit. In this way, the stator 16 can be manually displaceable in the axial direction.

上記の磁気的多段変速機構10によれば、変速比が複数段階で変化する多段変速機構を実現でき、しかも、機械式の多段変速機構で使用していた同調機構をなくすことができるため、構造の単純化と小型化とを図れる。すなわち、変速部70,72,74では、外側ロータと内側ロータとがステータを介して磁気的に結合するため、機械的な歯車機構により変速部を構成する場合と比べて入力側部材12と出力側部材14とのそれぞれでの回転速度のずれをある程度許容しやすくなる。このため、上記の同調機構を必要とする機械式の多段変速機構の場合と異なり、厳密な歯車位置やスプライン位置の調整を不要とすることができ、同調機構をなくすことができる。このため、構造の単純化と小型化とを図れる。また、同調機構をなくすことができるとともに、変速部70,72,74での機械的な噛み合いをなくすことができるため、機械的な損失の低減を図れる。   According to the magnetic multi-stage transmission mechanism 10 described above, a multi-stage transmission mechanism in which the gear ratio changes in a plurality of stages can be realized, and the tuning mechanism used in the mechanical multi-stage transmission mechanism can be eliminated. Can be simplified and miniaturized. That is, in the transmission units 70, 72, and 74, the outer rotor and the inner rotor are magnetically coupled via the stator, so that the input side member 12 and the output are compared with the case where the transmission unit is configured by a mechanical gear mechanism. It becomes easy to tolerate a deviation in rotational speed between each of the side members 14 to some extent. For this reason, unlike the case of the mechanical multi-speed transmission mechanism that requires the above-described tuning mechanism, it is possible to eliminate the need for strict adjustment of the gear position and the spline position and to eliminate the tuning mechanism. Therefore, the structure can be simplified and downsized. In addition, the synchronization mechanism can be eliminated, and mechanical engagement at the transmission units 70, 72, and 74 can be eliminated, so that mechanical loss can be reduced.

なお、本例では、磁気特性変化部44に設けられた柱部46の数をNsとし、各内側ロータ24,26,28に設けられた磁極の極対数をPi1、Pi2、Pi3とし、各外側ロータ34,36,38に設けられた磁極の極対数をPo1、Po2、Po3とした場合に、切り換え可能なそれぞれの変速部でNs=Po1+Pi、Ns=Po2+Pi2、N
s=Po3+Pi3のいずれか1が成立するようにしている。ただし、上記と同じ場合に、それぞれの変速部でNs=Po1−Pi1、Ns=Po2−Pi2、Ns=Po3−Pi3のいずれか1が成立するようにすることもできる。例えば、ステータ16の磁気特性変化部44を構成する柱部46の数を、34本とした場合に、第1内側ロータ24の永久磁石の極対数を5とし、第1外側ロータ34の永久磁石の極対数を39とすることもできる。このように構成した場合、入力側部材12の回転は、出力側部材14に、入力側部材12の回転方向と同方向に回転する動力として伝達される。また、この場合、出力側部材14の速度は、入力側部材12の速度に対して、Pi1/Po1の減速比で減速される。すなわち、出力側部材14の速度をVoとし、入力側部材12の速度をViとした場合に、Vo=(Pi1/Po1)×Viとなる。
In this example, the number of the column portions 46 provided in the magnetic characteristic changing portion 44 is Ns, the number of pole pairs of the magnetic poles provided in each of the inner rotors 24, 26, and 28 is Pi1, Pi2, and Pi3. When the number of pole pairs of the magnetic poles provided on the rotors 34, 36, and 38 is Po1, Po2, and Po3, Ns = Po1 + Pi, Ns = Po2 + Pi2, Ns
Any one of s = Po3 + Pi3 is established. However, in the same case as described above, any one of Ns = Po1-Pi1, Ns = Po2-Pi2, and Ns = Po3-Pi3 can be established in each transmission unit. For example, when the number of column portions 46 constituting the magnetic characteristic changing portion 44 of the stator 16 is 34, the number of pole pairs of the permanent magnets of the first inner rotor 24 is set to 5, and the permanent magnets of the first outer rotor 34 are set. The number of pole pairs can be 39. When configured in this manner, the rotation of the input side member 12 is transmitted to the output side member 14 as power that rotates in the same direction as the rotation direction of the input side member 12. Further, in this case, the speed of the output side member 14 is reduced with a reduction ratio of Pi1 / Po1 with respect to the speed of the input side member 12. That is, when the speed of the output side member 14 is Vo and the speed of the input side member 12 is Vi, Vo = (Pi1 / Po1) × Vi.

また、ステータ16を構成する磁気特性変化部44は、ステータ本体部42を構成する筒部の先端部に複数の柱部46を設けることにより櫛歯状に構成したものを説明した。ただし、磁気特性変化部44は、このような構成に限定するものではなく、ステータ16の周方向に関して磁気特性が等間隔に交互に変化するものであればよい。例えば、本例のステータ16で、複数の柱部46の間を樹脂等の非磁性材製部分で埋めることもできる。また、本例のステータ16で柱部46を省略する代わりに、ステータ16を構成する磁性材製の筒部の軸方向一部に周方向複数個所の等間隔位置に、軸方向に長いスリットを形成し、磁気特性変化部を構成することもできる。この場合、各スリットは、筒部の径方向に貫通させる。そして、このように構成した磁気特性変化部を、互いに径方向に対向する外側ロータと内側ロータとの間に移動可能とする。このような構成の場合も、上記の柱部46により構成した磁気特性変化部44の場合と同様の機能を得られる。   Further, the magnetic characteristic changing portion 44 constituting the stator 16 has been described as being configured in a comb shape by providing a plurality of column portions 46 at the distal end portion of the cylindrical portion constituting the stator main body portion 42. However, the magnetic characteristic changing unit 44 is not limited to such a configuration, and any magnetic characteristic may be used as long as the magnetic characteristics change alternately at equal intervals in the circumferential direction of the stator 16. For example, in the stator 16 of this example, the space between the plurality of column portions 46 can be filled with a non-magnetic material portion such as resin. In addition, instead of omitting the column portion 46 in the stator 16 of this example, slits that are long in the axial direction are provided at a plurality of circumferentially spaced equidistant positions in a part of the axial direction of the cylindrical portion made of magnetic material constituting the stator 16. It is also possible to form the magnetic characteristic changing portion. In this case, each slit is penetrated in the radial direction of the cylindrical portion. And the magnetic characteristic change part comprised in this way is enabled to move between the outer side rotor and inner side rotor which mutually oppose to radial direction. Even in such a configuration, the same function as in the case of the magnetic characteristic changing portion 44 configured by the column portion 46 can be obtained.

[第2の発明の実施の形態]
上記の第1の実施の形態では、変速部70,72,74の数を3として、3段の変速機構を実現できる場合を説明したが、本発明はこのような構成に限定するものではない。例えば、変速部の数を増やして変速機構を、より多段化することもできる。図6は、このように多段化した場合の1例である、本発明に係る第2の実施の形態の磁気的多段変速機構を示す、図4に対応する図である。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, the case where the number of transmission units 70, 72, 74 is three and a three-stage transmission mechanism can be realized has been described. However, the present invention is not limited to such a configuration. . For example, the number of transmission units can be increased to make the transmission mechanism more multistage. FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 4 and showing a magnetic multi-stage transmission mechanism according to the second embodiment of the present invention, which is an example of such multi-stage operation.

本例の場合、入力側部材12(図1等参照)に第1内側ロータ76、第2内側ロータ78、第3内側ロータ80、第4内側ロータ82及び第5内側ロータ84の、5つの内側ロータを設けている。また、出力側部材14(図1等参照)に、第1外側ロータ86、第2外側ロータ88、第3外側ロータ90、第4外側ロータ92及び第5外側ロータ94の、5つの外側ロータを、対応する内側ロータと径方向に対向するように設けている。各内側ロータ76,78,80,82,84及び対応する外側ロータ86,88,90,92,94の間に磁気特性変化部44を移動させることにより、異なる5段階の変速部である、第1変速部、第2変速部・・・第5変速部を実現可能としている。次の表2は、第1変速部、第2変速部・・・第5変速部を実現する場合の、内側ロータ及び外側ロータの永久磁石の極対数Pi、Poと、ステータ16(図1等参照)の柱部46の本数Nsと、それぞれの変速部での減速比の1例を示している。   In the case of this example, the input side member 12 (refer to FIG. 1 and the like) includes five inner sides including a first inner rotor 76, a second inner rotor 78, a third inner rotor 80, a fourth inner rotor 82, and a fifth inner rotor 84. A rotor is provided. Further, five outer rotors of the first outer rotor 86, the second outer rotor 88, the third outer rotor 90, the fourth outer rotor 92, and the fifth outer rotor 94 are provided on the output side member 14 (see FIG. 1 and the like). , And so as to face the corresponding inner rotor in the radial direction. By moving the magnetic characteristic changing portion 44 between each of the inner rotors 76, 78, 80, 82, 84 and the corresponding outer rotors 86, 88, 90, 92, 94, a different five-stage transmission portion is obtained. A first transmission unit, a second transmission unit,... A fifth transmission unit can be realized. The following Table 2 shows the number of pole pairs Pi and Po of the permanent magnets of the inner rotor and the outer rotor and the stator 16 (FIG. 1 etc.) when the first transmission unit, the second transmission unit,... The number Ns of the column parts 46 of reference) and an example of the reduction ratio in each transmission part are shown.

Figure 2011094742
Figure 2011094742

このように各変速部で実現される減速比は、第1変速部、第2変速部・・・第5変速部の順に、徐々に小さくなるように変化させているが、徐々に大きくなるように変化させることもできる。その他の構成及び作用は、上記の第1の実施の形態と同様である。また、変速部の数は、上記の3または5に限定するものではなく、2または4または6以上とすることもできる。   Thus, the reduction ratio realized by each transmission unit is changed so as to gradually decrease in the order of the first transmission unit, the second transmission unit, ... the fifth transmission unit, but gradually increases. It can also be changed. Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment. Moreover, the number of transmission parts is not limited to said 3 or 5, but can also be 2 or 4 or 6 or more.

[複合磁気的多段変速機構の1例]
上記の図6に示した第2の実施の形態では、1の磁気的多段変速機構を構成する外側ロータ及び内側ロータの数を増やすことで、変速機構を多段化している。ただし、それぞれが3段の変速機構である複数の磁気的多段変速機構を作動的に連結することにより、変速段を多段化することにより、複合磁気的多段変速機構を構成することもできる。図7は、本発明に係る複合磁気的多段変速機構の1例を示す模式図である。
[Example of compound magnetic multi-stage transmission mechanism]
In the second embodiment shown in FIG. 6, the speed change mechanism is multistaged by increasing the number of outer rotors and inner rotors constituting one magnetic multistage speed change mechanism. However, it is also possible to construct a composite magnetic multi-stage transmission mechanism by operatively connecting a plurality of magnetic multi-stage transmission mechanisms, each of which is a three-stage transmission mechanism, so that the transmission stages are multi-staged. FIG. 7 is a schematic view showing an example of a composite magnetic multi-stage transmission mechanism according to the present invention.

本例の複合磁気的多段変速機構96は、複数の磁気的多段変速機構10を備え、複数の磁気的多段変速機構10を、歯車機構等の動力伝達部98を介して作動的に連結することにより構成している。それぞれの磁気的多段変速機構10の基本構成は、上記の図1から図5に示した第1の実施の形態の磁気的多段変速機構10と同様である。複数の磁気的多段変速機構10のうち、最も出力側に配置される1の磁気的多段変速機構10(図7の右端の磁気的多段変速機構10)を除いた、それぞれの磁気的多段変速機構10を構成する出力側部材14を、別の磁気的多段変速機構10を構成する入力側部材12に、動力伝達部98を介して作動的に連結している。   The composite magnetic multi-stage transmission mechanism 96 of this example includes a plurality of magnetic multi-stage transmission mechanisms 10 and operatively connects the plurality of magnetic multi-stage transmission mechanisms 10 via a power transmission unit 98 such as a gear mechanism. It is constituted by. The basic configuration of each magnetic multi-stage transmission mechanism 10 is the same as that of the magnetic multi-stage transmission mechanism 10 of the first embodiment shown in FIGS. Each of the magnetic multi-stage transmission mechanisms 10 excluding one magnetic multi-stage transmission mechanism 10 (the magnetic multi-stage transmission mechanism 10 at the right end in FIG. 7) arranged on the most output side among the plurality of magnetic multi-stage transmission mechanisms 10. 10 is operatively connected to an input side member 12 constituting another magnetic multi-stage transmission mechanism 10 via a power transmission unit 98.

例えば、1の磁気的多段変速機構10を構成する出力側部材14の筒部外周面に歯車部を設けるとともに、別の磁気的多段変速機構10を構成する入力側部材12の一部外周面に歯車部を設け、互いの歯車部を噛合させることにより、動力伝達部98を構成する。このようにして複数の磁気的多段変速機構10を作動的に連結するとともに、それぞれの磁気的多段変速機構10において、入力側部材12と出力側部材14との間での変速比を切り換え可能としている。例えばそれぞれの磁気的多段変速機構10を構成するアクチュエータ18(図1等参照)の1または2以上を選択的に作動させることにより、それぞれの変速比を切り換え可能とする。そして、最も入力側に配置される磁気的多段変速機構10の入力側部材12に入力された回転を、所望の変速比で最も出力側に配置される別の磁気的多段変速機構10の出力側部材14から取り出し可能としている。それぞれの磁気的多段変速機構10を構成するアクチュエータ18の作動は、図示しない制御部で統合して制御する。すなわち、制御部に入力される等により取得される変速比の指令値に応じて、制御部は、選択した1または2以上の磁気的多段変速機構10のアクチュエータ18を作動させ、最も入力側に配置される磁気的多段変速機構10の入力側部材12に動力が入力された場合に、最も出力側に配置される別の磁気的多段変速機構10の出力側部材14から所望の速度で動力を取り出し可能とする。   For example, a gear portion is provided on the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the output side member 14 constituting one magnetic multi-stage transmission mechanism 10, and the outer peripheral surface of a part of the input side member 12 constituting another magnetic multi-stage transmission mechanism 10 is provided. The power transmission unit 98 is configured by providing a gear unit and meshing the gear units. In this way, a plurality of magnetic multi-stage transmission mechanisms 10 are operatively connected, and in each of the magnetic multi-stage transmission mechanisms 10, the gear ratio between the input side member 12 and the output side member 14 can be switched. Yes. For example, by selectively operating one or two or more of the actuators 18 (see FIG. 1 or the like) constituting each magnetic multi-stage transmission mechanism 10, the respective gear ratios can be switched. Then, the rotation input to the input side member 12 of the magnetic multi-stage transmission mechanism 10 arranged closest to the input side is output to the output side of another magnetic multi-stage transmission mechanism 10 arranged most on the output side at a desired speed ratio. It can be taken out from the member 14. The operations of the actuators 18 constituting the respective magnetic multi-stage transmission mechanisms 10 are integrated and controlled by a control unit (not shown). In other words, the control unit operates the actuator 18 of the selected one or more magnetic multi-stage transmission mechanisms 10 according to the command value of the gear ratio acquired by being input to the control unit, etc. When power is input to the input side member 12 of the magnetic multi-stage transmission mechanism 10 arranged, power is output at a desired speed from the output side member 14 of another magnetic multi-stage transmission mechanism 10 arranged on the most output side. It can be taken out.

このような構成によれば、機械的な損失の低減を図れるとともに、単純な構造でより多くの段数の変速機構を実現できる。その他の構成及び作用は、上記の図1から図5に示した第1の実施の形態と同様である。   According to such a configuration, a mechanical loss can be reduced, and a transmission mechanism with a larger number of stages can be realized with a simple structure. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment shown in FIGS.

[第3の発明の実施の形態]
図8は、本発明に係る第3の実施の形態の磁気的多段変速機構の略断面図である。本例の磁気的多段変速機構10aの場合、上記の図1に示した第1の実施の形態の磁気的多段変速機構10に対して、出力側部材14とステータ16との軸方向の向きをそれぞれ逆にしている。すなわち、出力側部材14は、有底筒状の筒部100と、筒部100の片面(図8の左面)に結合した軸部102とを備える。筒部100の軸方向3個所位置に、第1外側ロータ34、第2外側ロータ36及び第3外側ロータ38を設けている。また、軸部102の端部にフランジ部104を設けている。第1外側ロータ34、第2外側ロータ36及び第3外側ロータ38は、それぞれ入力側部材12に設けた第1内側ロータ24、第2内側ロータ26及び第3内側ロータ28に、径方向に対向している。出力側部材14は、回転のみ可能に図示しないハウジングの内側に支持している。
[Third Embodiment]
FIG. 8 is a schematic sectional view of a magnetic multi-stage transmission mechanism according to the third embodiment of the present invention. In the case of the magnetic multi-stage transmission mechanism 10a of this example, the axial direction of the output side member 14 and the stator 16 is different from that of the magnetic multi-stage transmission mechanism 10 of the first embodiment shown in FIG. Each is reversed. In other words, the output side member 14 includes a bottomed cylindrical tube portion 100 and a shaft portion 102 coupled to one surface of the tube portion 100 (the left surface in FIG. 8). A first outer rotor 34, a second outer rotor 36, and a third outer rotor 38 are provided at three positions in the axial direction of the cylindrical portion 100. A flange portion 104 is provided at the end of the shaft portion 102. The first outer rotor 34, the second outer rotor 36, and the third outer rotor 38 are opposed to the first inner rotor 24, the second inner rotor 26, and the third inner rotor 28 provided in the input side member 12 in the radial direction, respectively. is doing. The output side member 14 is supported inside a housing (not shown) so as to be rotatable only.

ステータ16は、小径筒部106と、大径筒部108とを円板状の連結部により連結している。小径筒部106は、入力側部材12の軸部20の外周面に、直接または軸受等を介して嵌合させており、ハウジングに対し軸方向のみの移動を可能に支持し、ハウジングに対する回転を不能としている。したがって、入力側部材12は、ステータ16及びハウジングに対し回転可能である。このために、ハウジングに設けた図示しない孔部に対し、ステータ16の小径筒部106を軸方向のみの変位を可能に支持する。なお、ハウジングの孔部内周面と、ステータ16の小径筒部106の外周面との間に、ボールスプライン機構を設けることもできる。   The stator 16 has a small-diameter cylindrical portion 106 and a large-diameter cylindrical portion 108 connected by a disk-shaped connecting portion. The small diameter cylindrical portion 106 is fitted to the outer peripheral surface of the shaft portion 20 of the input side member 12 directly or via a bearing or the like, supports the housing so as to be movable only in the axial direction, and rotates with respect to the housing. It is impossible. Therefore, the input side member 12 is rotatable with respect to the stator 16 and the housing. Therefore, the small-diameter cylindrical portion 106 of the stator 16 is supported so as to be displaceable only in the axial direction with respect to a hole portion (not shown) provided in the housing. A ball spline mechanism may be provided between the inner peripheral surface of the hole portion of the housing and the outer peripheral surface of the small diameter cylindrical portion 106 of the stator 16.

また、ステータ16の大径筒部108を鉄等の磁性材製とするとともに、大径筒部108の先端部に、複数の柱部46により構成する櫛歯状の磁気特性変化部44を設けている。さらに、大径筒部108の磁気特性変化部44から外れた部分の径方向外側にコイル48を対向配置することにより、アクチュエータ18を構成している。コイル48へのいずれかの方向への通電により、ステータ16は軸方向のいずれかの方向へ変位可能とする。なお、ステータ16全体を磁性材製としてもよく、櫛歯状の磁気特性変化部44の代わりに複数のスリットを形成することにより、磁気特性変化部44を構成することもできる。また、アクチュエータ18は、上記の図3(a)(b)に示したいずれかの構成により構成することもできる。このように構成するため、各外側ロータ34,36,38は、出力側部材14に、入力側部材12の各内側ロータ24,26,28を設ける側(図8の左側)と軸方向に関して反対側(図8の右側)に設けている。その他の構成及び作用は、上記の図1から図5の第1の実施の形態と同様である。   In addition, the large-diameter cylindrical portion 108 of the stator 16 is made of a magnetic material such as iron, and a comb-teeth-shaped magnetic characteristic changing portion 44 configured by a plurality of column portions 46 is provided at the tip of the large-diameter cylindrical portion 108. ing. Further, the actuator 18 is configured by disposing the coil 48 so as to be opposed to the outside in the radial direction of the portion of the large diameter cylindrical portion 108 that is away from the magnetic characteristic changing portion 44. By energizing the coil 48 in any direction, the stator 16 can be displaced in any axial direction. The entire stator 16 may be made of a magnetic material, and the magnetic characteristic changing portion 44 can be configured by forming a plurality of slits instead of the comb-like magnetic characteristic changing portion 44. Moreover, the actuator 18 can also be comprised by either structure shown to said FIG. 3 (a) (b). Because of this configuration, the outer rotors 34, 36, and 38 are opposite in the axial direction to the output side member 14 on the side where the inner rotors 24, 26, and 28 of the input side member 12 are provided (left side in FIG. 8). It is provided on the side (right side in FIG. 8). Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment shown in FIGS.

[複合磁気的多段変速機構の別例]
図9は、本発明に係る複合磁気的多段変速機構の別例を示す模式図である。本例の複合磁気的多段変速機構96aは、上記の図7に示した複合磁気的多段変速機構96と異なり、それぞれが上記の図8に示した第3の実施の形態の磁気的多段変速機構10aである、複数の磁気的多段変速機構10aを直線的に作動的に連結することにより構成している。すなわち、それぞれの磁気的多段変速機構10aの入力側部材12と出力側部材14とを、すべて同軸上に配置している。複数の磁気的多段変速機構10aのうち、最も出力側に配置される1の磁気的多段変速機構10a(図9の右端の磁気的多段変速機構10a)を除くそれぞれの磁気的多段変速機構10aを構成する出力側部材14を、別の磁気的多段変速機構10aを構成する入力側部材12にカップリング機構等の軸継手を介して、または直接に連結している。
[Another example of composite magnetic multi-speed transmission mechanism]
FIG. 9 is a schematic view showing another example of the composite magnetic multi-speed transmission mechanism according to the present invention. The composite magnetic multi-stage transmission mechanism 96a of this example is different from the composite magnetic multi-stage transmission mechanism 96 shown in FIG. 7, and each of them is the magnetic multi-stage transmission mechanism of the third embodiment shown in FIG. 10a, a plurality of magnetic multi-stage transmission mechanisms 10a are linearly and operatively connected. That is, the input side member 12 and the output side member 14 of each magnetic multi-stage transmission mechanism 10a are all arranged coaxially. Among the plurality of magnetic multi-stage transmission mechanisms 10a, each magnetic multi-stage transmission mechanism 10a except for one magnetic multi-stage transmission mechanism 10a (the rightmost magnetic multi-stage transmission mechanism 10a in FIG. 9) arranged on the most output side is provided. The constituting output side member 14 is connected to an input side member 12 constituting another magnetic multi-stage transmission mechanism 10a via a shaft coupling such as a coupling mechanism or directly.

また、それぞれの磁気的多段変速機構10aにおいて、入力側部材12と出力側部材14との間での変速比を切り換え可能としている。その他の構成及び作用は、上記の図7に示した複合磁気的多段変速機構の1例または図8に示した第3の実施の形態の磁気的多段変速機構10aと同様である。   Further, in each magnetic multi-stage transmission mechanism 10a, the gear ratio between the input side member 12 and the output side member 14 can be switched. Other configurations and operations are the same as those of the example of the composite magnetic multi-stage transmission mechanism shown in FIG. 7 or the magnetic multi-stage transmission mechanism 10a of the third embodiment shown in FIG.

[第4の発明の実施の形態]
図10は、本発明に係る第4の実施の形態の磁気的多段変速機構10bを示す略断面図である。本例の場合、上記の図8に示した第3の実施の形態の磁気的多段変速機構10aにおいて、ステータ16だけでなく、出力側部材14も図示しないハウジングに対し軸方向に移動可能としている。このため、出力側部材14を構成する軸部102を鉄等の磁性材製とするとともに、軸部102の径方向外側に第2コイル110を対向配置することにより、第2アクチュエータ112を構成している。第2コイル110へのいずれかの方向への通電により、出力側部材14は軸方向のいずれかの方向へ変位可能とする。また、入力側部材12に第1内側ロータ24及び第2内側ロータ26を設けるとともに、出力側部材14に第1内側ロータ24及び第2内側ロータ26のそれぞれに対向するように、第1外側ロータ34及び第2外側ロータ36を設けている。このような第2アクチュエータ18は、上記の図3(a)(b)に示したいずれかの構成と同様に構成することもできる。
[Fourth Embodiment]
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a magnetic multi-stage transmission mechanism 10b according to a fourth embodiment of the present invention. In the case of this example, in the magnetic multi-stage transmission mechanism 10a of the third embodiment shown in FIG. 8, not only the stator 16 but also the output side member 14 is movable in the axial direction with respect to the housing (not shown). . Therefore, the shaft portion 102 constituting the output side member 14 is made of a magnetic material such as iron, and the second actuator 112 is configured by disposing the second coil 110 oppositely on the radially outer side of the shaft portion 102. ing. By energizing the second coil 110 in any direction, the output-side member 14 can be displaced in any axial direction. In addition, the first inner rotor 24 and the second inner rotor 26 are provided on the input side member 12, and the first outer rotor is disposed so that the output side member 14 faces each of the first inner rotor 24 and the second inner rotor 26. 34 and a second outer rotor 36 are provided. Such a second actuator 18 can also be configured in the same manner as any of the configurations shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b).

また、ステータ16を構成する筒部114の先端部に磁気特性変化部44を設けるとともに、磁気特性変化部44から外れた軸方向中間部に、第2磁気特性変化部116を設けている。第2磁気特性変化部116は、周方向に関して磁気特性を交互に変化させる。例えば、第2磁気特性変化部116は、周方向複数個所等間隔位置に軸方向に長いスリット118を形成することにより構成する。また、磁気特性変化部44を構成する柱部46の数と、第2磁気特性変化部44を構成する、周方向に隣り合うスリット118の間に設けられる柱部120の数とを互いに異ならせている。   In addition, a magnetic characteristic changing portion 44 is provided at the tip of the cylindrical portion 114 constituting the stator 16, and a second magnetic characteristic changing portion 116 is provided in an intermediate portion in the axial direction away from the magnetic characteristic changing portion 44. The second magnetic characteristic changing unit 116 alternately changes the magnetic characteristics in the circumferential direction. For example, the second magnetic characteristic changing unit 116 is configured by forming slits 118 that are long in the axial direction at equal intervals in the circumferential direction. Further, the number of the pillar portions 46 constituting the magnetic characteristic changing portion 44 is different from the number of the pillar portions 120 constituting the second magnetic property changing portion 44 provided between the slits 118 adjacent in the circumferential direction. ing.

このように出力側部材14と、ステータ16とをそれぞれハウジングに対し軸方向に移動可能とし、さらに、ステータ16は、軸方向に離れた磁気特性変化部44及び第2磁気特性変化部116を含み、各磁気特性変化部44,116は、互いに異なる数の磁性材製の柱部46,120が周方向に並ぶように配置されている。また、出力側部材14は、軸方向に離れた第1外側ロータ34及び第2外側ロータ36を含み、各外側ロータ34,36,38は、互いに異なる数の外側永久磁石が周方向に並ぶように配置されている。また、出力側部材14とステータ16との1または2を軸方向に移動させることにより、異なる変速比を有する複数の変速部同士の間で切り換え可能としている。   Thus, the output side member 14 and the stator 16 can be moved in the axial direction with respect to the housing, respectively, and the stator 16 further includes a magnetic characteristic changing portion 44 and a second magnetic characteristic changing portion 116 that are separated in the axial direction. The magnetic characteristic changing portions 44 and 116 are arranged such that different numbers of magnetic material column portions 46 and 120 are arranged in the circumferential direction. The output side member 14 includes a first outer rotor 34 and a second outer rotor 36 that are separated in the axial direction, and each of the outer rotors 34, 36, and 38 has a different number of outer permanent magnets arranged in the circumferential direction. Is arranged. Further, by shifting one or two of the output side member 14 and the stator 16 in the axial direction, it is possible to switch between a plurality of transmission units having different transmission ratios.

例えば、第1外側ロータ34及び第1内側ロータ24の間に磁気特性変化部44を配置することにより1の変速部を実現した場合と、第1外側ロータ34及び第1内側ロータ24の間に第2磁気特性変化部116を配置することにより別の変速部を実現した場合とで、異なる変速比を実現可能としている。また、第1外側ロータ34を軸方向に移動させることにより、第1内側ロータ24の外側に第1外側ロータ34または第2外側ロータ36を選択的に対向させることを可能とし、第2内側ロータ26の外側に第1外側ロータ34または第2外側ロータ36を選択的に対向させることを可能としている。したがって、互いに異なる変速比を持つ最大で8の変速部が実現可能である。また、磁気特性変化部44、第2磁気特性変化部116を構成する柱部46,120の数をNsl(lは、1または2)とし、第1内側ロータ24、第2内側ロータ26に設けられた磁極の極対数をPim(mは、1または2)とし、第1外側ロータ34、第2外側ロータ36に設けられた磁極の極対数をPon(nは、1または2)とした場合に、切り換え可能なそれぞれの変速部でNsl=Pom+PinまたはNsl=Pom−Pinが成立するように構成している。   For example, between the first outer rotor 34 and the first inner rotor 24, when one speed change unit is realized by arranging the magnetic characteristic changing unit 44 between the first outer rotor 34 and the first inner rotor 24. By arranging the second magnetic characteristic changing unit 116, a different transmission ratio can be realized when another transmission unit is realized. Further, by moving the first outer rotor 34 in the axial direction, the first outer rotor 34 or the second outer rotor 36 can be selectively opposed to the outside of the first inner rotor 24, and the second inner rotor The first outer rotor 34 or the second outer rotor 36 can be selectively opposed to the outer side of the H.26. Therefore, it is possible to realize a maximum of 8 transmission units having different transmission ratios. Further, the number of the column parts 46 and 120 constituting the magnetic characteristic changing unit 44 and the second magnetic characteristic changing unit 116 is Nsl (1 is 1 or 2), and the first inner rotor 24 and the second inner rotor 26 are provided. When the number of pole pairs of the magnetic poles is Pim (m is 1 or 2) and the number of pole pairs of the magnetic poles provided in the first outer rotor 34 and the second outer rotor 36 is Pon (n is 1 or 2) Further, it is configured such that Nsl = Pom + Pin or Nsl = Pom−Pin is established in each switchable switching unit.

アクチュエータ18及び第2アクチュエータ112の作動は、図示しない制御部で統合して制御する。すなわち、制御部に入力される等により取得される変速比の指令値に応じて、制御部は、選択したアクチュエータ18及び第2アクチュエータ112の1または2を作動させ、入力側部材12に動力が入力された場合に出力側部材14から所望の速度で動力を取り出し可能とする。その他の構成及び作用は、上記の図8に示した第3の実施の形態と同様である。   The operations of the actuator 18 and the second actuator 112 are integrated and controlled by a control unit (not shown). That is, the control unit operates one or two of the selected actuator 18 and the second actuator 112 in accordance with the command value of the gear ratio acquired by being input to the control unit or the like, and power is supplied to the input side member 12. When input, power can be taken out from the output side member 14 at a desired speed. Other configurations and operations are the same as those of the third embodiment shown in FIG.

なお、本例の構成において、出力側部材14のハウジングに対する軸方向の移動を不能とするとともに、入力側部材12のハウジングに対する軸方向の移動を可能とし、入力側部材12をアクチュエータ18とは別のアクチュエータにより移動させるように構成することもできる。また、入力側部材12及び出力側部材14に設けるロータと、ステータ16に設ける磁気特性変化部とを、それぞれ1または3以上とすることもできる。   In the configuration of this example, the output-side member 14 cannot be moved in the axial direction relative to the housing, and the input-side member 12 can be moved in the axial direction relative to the housing. It can also be configured to be moved by the actuator. Moreover, the rotor provided in the input side member 12 and the output side member 14, and the magnetic characteristic change part provided in the stator 16 can each be 1 or 3 or more.

また、上記の各例の構成では、外側ロータを設ける部材を出力側部材14とし、内側ロータを設ける部材を入力側部材12としているが、本発明はこれに限らず、外側ロータを設ける部材を、動力が入力される入力側部材12とし、内側ロータを設ける部材を、動力が出力される出力側部材14とすることもできる。   Further, in the configuration of each of the above examples, the member that provides the outer rotor is the output side member 14, and the member that provides the inner rotor is the input side member 12, but the present invention is not limited thereto, and the member that provides the outer rotor is used. The input side member 12 to which power is input may be used, and the member provided with the inner rotor may be the output side member 14 to which power is output.

10,10a,10b 磁気的多段変速機構、12 入力側部材、14 出力側部材、16 ステータ、18 アクチュエータ、20 軸部、22 フランジ部、24 第1内側ロータ、26 第2内側ロータ、28 第3内側ロータ、30 小径筒部、32 大径筒部、34 第1外側ロータ、36 第2外側ロータ、38 第3外側ロータ、40 軸部、42 ステータ本体部、44 磁気特性変化部、46 柱部、48 コイル、50 回転軸、52 軸部、54 ボールねじ、56 筒部、57 永久磁石、58,60,62 内側永久磁石、64,66,68 外側永久磁石、70 第1変速部、72 第2変速部、74 第3変速部、76 第1内側ロータ、78 第2内側ロータ、80 第3内側ロータ、82 第4内側ロータ、84 第5内側ロータ、86 第1外側ロータ、88 第2外側ロータ、90 第3外側ロータ、92 第4外側ロータ、94 第5外側ロータ、96,96a 複合磁気的多段変速機構、98 動力伝達部、100 筒部、102 軸部、104 フランジ部、106 小径筒部、108 大径筒部、110 第2コイル、112 第2アクチュエータ、114 筒部、116 第2磁気特性変化部、118 スリット、120 柱部。 10, 10a, 10b Magnetic multi-stage transmission mechanism, 12 input side member, 14 output side member, 16 stator, 18 actuator, 20 shaft portion, 22 flange portion, 24 first inner rotor, 26 second inner rotor, 28 third Inner rotor, 30 Small-diameter cylindrical portion, 32 Large-diameter cylindrical portion, 34 First outer rotor, 36 Second outer rotor, 38 Third outer rotor, 40 Shaft portion, 42 Stator main body portion, 44 Magnetic property changing portion, 46 Column portion , 48 coils, 50 rotating shaft, 52 shaft portion, 54 ball screw, 56 tube portion, 57 permanent magnet, 58, 60, 62 inner permanent magnet, 64, 66, 68 outer permanent magnet, 70 first transmission portion, 72 first 2 speed change part, 74 3rd speed change part, 76 1st inner rotor, 78 2nd inner rotor, 80 3rd inner rotor, 82 4th inner rotor, 84 5th inner rotor , 86 First outer rotor, 88 Second outer rotor, 90 Third outer rotor, 92 Fourth outer rotor, 94 Fifth outer rotor, 96, 96a Compound magnetic multi-stage speed change mechanism, 98 power transmission unit, 100 cylinder portion, 102 shaft part, 104 flange part, 106 small diameter cylindrical part, 108 large diameter cylindrical part, 110 second coil, 112 second actuator, 114 cylindrical part, 116 second magnetic property changing part, 118 slit, 120 pillar part.

Claims (8)

互いに同軸に回転可能に配置された第1回転要素及び第2回転要素と、
第1回転要素に設けられた内側ロータであって、外周面にN極とS極とが周方向に交互に配置されるように設けられた複数の内側永久磁石を含む内側ロータと、
第2回転要素に設けられた外側ロータであって、内周面にN極とS極とが周方向に交互に配置されるように設けられた複数の外側永久磁石を含む外側ロータと、
内側、外側両ロータの間に径方向に離れて回転不能に配置され、周方向複数個所に磁性材製の柱部が配置される磁気特性変化部を含むステータと、を備え、
内側ロータ及び外側ロータに磁気特性変化部を径方向に対向させた部分により、第1及び第2回転要素間で動力を変速しながら伝達可能とする変速部を構成し、
変速部とは異なる変速比を有する別の変速部へ切り換え可能とすることを特徴とする磁気的多段変速機構。
A first rotating element and a second rotating element which are arranged coaxially with each other, and
An inner rotor provided in the first rotating element, the inner rotor including a plurality of inner permanent magnets provided so that N poles and S poles are alternately arranged in the circumferential direction on the outer circumferential surface;
An outer rotor provided in the second rotating element, the outer rotor including a plurality of outer permanent magnets provided so that N poles and S poles are alternately arranged in the circumferential direction on the inner peripheral surface;
A stator including a magnetic property changing portion disposed between the inner and outer rotors so as to be non-rotatable in the radial direction and having magnetic material column portions disposed at a plurality of locations in the circumferential direction;
A portion that makes the magnetic property changing portion radially opposed to the inner rotor and the outer rotor constitutes a transmission portion that can transmit power while shifting power between the first and second rotating elements,
A magnetic multi-stage transmission mechanism characterized in that it can be switched to another transmission unit having a transmission ratio different from that of the transmission unit.
請求項1に記載の磁気的多段変速機構において、
第1回転要素と第2回転要素とステータとのうち、1または2が、軸方向に離れた複数の内側ロータと外側ロータと磁気特性変化部とのいずれか1を含み、
少なくとも1の磁気特性変化部に設けられた柱部の数をNsとし、少なくとも1の内側ロータに設けられた磁極の極対数をPiとし、少なくとも1の外側ロータに設けられた磁極の極対数をPoとした場合に、切り換え可能なそれぞれの変速部でNs=Po+PiまたはNs=Po−Piが成立し、
第1回転要素と第2回転要素とステータとの少なくとも1を軸方向に移動させることにより、第1及び第2回転要素間での変速比を切り換え可能としたことを特徴とする磁気的多段変速機構。
The magnetic multi-stage transmission mechanism according to claim 1,
Of the first rotating element, the second rotating element, and the stator, 1 or 2 includes any one of a plurality of inner rotors, outer rotors, and magnetic property changing portions separated in the axial direction,
The number of column portions provided in at least one magnetic characteristic changing portion is Ns, the number of pole pairs of magnetic poles provided in at least one inner rotor is Pi, and the number of pole pairs of magnetic poles provided in at least one outer rotor is In the case of Po, Ns = Po + Pi or Ns = Po−Pi is established in each of the switchable shift units.
A magnetic multi-speed transmission characterized in that at least one of the first rotating element, the second rotating element, and the stator is moved in the axial direction so that the gear ratio between the first and second rotating elements can be switched. mechanism.
請求項2に記載の磁気的多段変速機構において、
第1回転要素は、軸方向に離れた複数の内側ロータを含み、各内側ロータは、互いに異なる数の内側永久磁石が周方向に並ぶように配置されており、
第2回転要素は、軸方向に離れた複数の外側ロータを含み、各外側ロータは、互いに異なる数の外側永久磁石が周方向に並ぶように配置されており、
ステータは、軸方向同位置の周方向複数個所に配置された磁性材製の柱部により構成する磁気特性変化部を含み、
柱部の数をNsとし、少なくとも1の内側ロータに設けられた磁極の極対数をPiとし、少なくとも1の外側ロータに設けられた磁極の極対数をPoとした場合に、切り換え可能なそれぞれの変速部でNs=Po+PiまたはNs=Po−Piが成立し、
ステータを軸方向に移動させ、1の内側ロータ及び外側ロータに磁気特性変化部を径方向に対向させた状態から、別の内側ロータ及び外側ロータに磁気特性変化部を径方向に対向させた状態に切り換えることにより、第1及び第2回転要素間での変速比を切り換え可能としたことを特徴とする磁気的多段変速機構。
The magnetic multi-stage transmission mechanism according to claim 2,
The first rotating element includes a plurality of axially separated inner rotors, and each inner rotor is arranged such that a different number of inner permanent magnets are arranged in the circumferential direction.
The second rotating element includes a plurality of axially separated outer rotors, and each outer rotor is arranged such that a different number of outer permanent magnets are arranged in the circumferential direction.
The stator includes a magnetic property changing portion configured by magnetic material column portions arranged at a plurality of locations in the circumferential direction at the same position in the axial direction,
When the number of pillars is Ns, the number of pole pairs of magnetic poles provided on at least one inner rotor is Pi, and the number of pole pairs of magnetic poles provided on at least one outer rotor is Po, each switchable Ns = Po + Pi or Ns = Po−Pi is established in the transmission unit,
A state in which the stator is moved in the axial direction, and the magnetic property changing portion is radially opposed to one inner rotor and the outer rotor, and the magnetic property changing portion is radially opposed to another inner rotor and outer rotor. A magnetic multi-stage transmission mechanism characterized in that the transmission gear ratio between the first and second rotating elements can be switched by switching to.
請求項3に記載の多段変速機において、
第1回転要素及び第2回転要素の一方の回転要素と、ステータとをそれぞれ軸方向に移動可能とし、
ステータは、軸方向に離れた複数の磁気特性変化部を含み、各磁気特性変化部は、互いに異なる数の磁性材製の柱部が周方向に並ぶように配置されており、
一方の回転要素は、軸方向に離れた複数の内側ロータまたは外側ロータを含み、各内側ロータまたは各外側ロータは、互いに異なる数の内側永久磁石または外側永久磁石が周方向に並ぶように配置されており、
柱部の数をNsとし、少なくとも1の内側ロータに設けられた磁極の極対数をPiとし、少なくとも1の外側ロータに設けられた磁極の極対数をPoとした場合に、切り換え可能なそれぞれの変速部でNs=Po+PiまたはNs=Po−Piが成立することを特徴とする磁気的多段変速機構。
The multi-stage transmission according to claim 3,
Each of the first rotating element and the second rotating element and the stator can be moved in the axial direction,
The stator includes a plurality of magnetic property change portions separated in the axial direction, and each magnetic property change portion is arranged so that different numbers of magnetic material column portions are arranged in the circumferential direction,
One rotating element includes a plurality of axially separated inner rotors or outer rotors, and each inner rotor or each outer rotor is arranged such that a different number of inner permanent magnets or outer permanent magnets are arranged in the circumferential direction. And
When the number of pillars is Ns, the number of pole pairs of magnetic poles provided on at least one inner rotor is Pi, and the number of pole pairs of magnetic poles provided on at least one outer rotor is Po, each switchable A magnetic multi-stage transmission mechanism characterized in that Ns = Po + Pi or Ns = Po−Pi is established in the transmission unit.
請求項1から請求項4のいずれか1に記載の磁気的多段変速機構において、
第1回転要素は、動力が入力される入力側部材であり、
第2回転要素は、動力が出力される出力側部材であることを特徴とする磁気的多段変速機構。
In the magnetic multi-stage transmission mechanism according to any one of claims 1 to 4,
The first rotating element is an input side member to which power is input,
The magnetic multi-stage transmission mechanism, wherein the second rotating element is an output side member that outputs power.
請求項5に記載の磁気的多段変速機構において、
出力側部材に、入力側部材の内側ロータを設ける側と軸方向に関して同じ側に外側ロータを設けていることを特徴とする磁気的多段変速機構。
The magnetic multi-stage transmission mechanism according to claim 5,
A magnetic multi-stage speed change mechanism, wherein an output side member is provided with an outer rotor on the same side in the axial direction as the side on which the inner side rotor of the input side member is provided.
請求項5に記載の磁気的多段変速機構において、
出力側部材に、入力側部材の内側ロータを設ける側と軸方向に関して反対側に外側ロータを設けていることを特徴とする磁気的多段変速機構。
The magnetic multi-stage transmission mechanism according to claim 5,
A magnetic multi-stage speed change mechanism, wherein an output side member is provided with an outer rotor on an opposite side with respect to an axial direction of the input side member.
それぞれ請求項5から請求項7のいずれか1に記載の磁気的多段変速機構である、複数の磁気的多段変速機構を作動的に連結することにより構成する複合磁気的多段変速機構であって、
少なくとも1の磁気的多段変速機構を構成する出力側部材を、別の磁気的多段変速機構を構成する入力側部材に、動力伝達部を介して、または直接に作動的に連結し、
それぞれの磁気的多段変速機構において、入力側部材と出力側部材との間での変速比を切り換え可能としていることを特徴とする複合磁気的多段変速機構。
Each of the magnetic multi-stage transmission mechanisms according to any one of claims 5 to 7 is a composite magnetic multi-stage transmission mechanism configured by operatively connecting a plurality of magnetic multi-stage transmission mechanisms.
An output side member constituting at least one magnetic multi-stage transmission mechanism is operatively connected to an input side member constituting another magnetic multi-stage transmission mechanism via a power transmission unit or directly;
In each of the magnetic multi-stage speed change mechanisms, the gear ratio between the input side member and the output side member can be switched.
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