JP2013127292A - Transmission - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車、エレベータ、ベルトコンベア等の動力変換に用いられる変速機に関する。 The present invention relates to a transmission used for power conversion of an automobile, an elevator, a belt conveyor and the like.
従来、この種の変速機としては、流体の力学作用を利用したトルクコンバータが知られている。トルクコンバータは、例えば特許文献1に示すように、流体要素としてポンプインぺラ、タービンランナ、ステータを有し、ステータを固定軸上に支持するワンウェイクラッチを備えている。エンジンによってポンプインぺラが駆動されると、内部の流体がポンプの回転によってポンプインぺラに沿って外方に押し出され、タービンランナに流入してタービンランナにトルクを与えて回転させ、ステータを通って再びポンプインぺラに流入する循環主流が形成される。しかし、このトルクコンバータは、流体の循環を利用するものであり、流体を密封する構造であるため、構造が複雑であり高価である。 Conventionally, as this type of transmission, a torque converter using a dynamic action of fluid is known. For example, as shown in Patent Document 1, the torque converter includes a pump impeller, a turbine runner, and a stator as fluid elements, and includes a one-way clutch that supports the stator on a fixed shaft. When the pump impeller is driven by the engine, the internal fluid is pushed outward along the pump impeller by the rotation of the pump, flows into the turbine runner, gives torque to the turbine runner, and rotates the stator. A circulating main flow is formed which again flows into the pump impeller through the air. However, this torque converter utilizes fluid circulation and has a structure for sealing the fluid, so that the structure is complicated and expensive.
本発明は、上記問題を解決しようとするもので、流体を利用しない簡易な構造で円滑な動力変換が可能な変速機を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a transmission capable of smoothly converting power with a simple structure that does not use a fluid.
上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、磁気非透過材料で形成された両端側が上面壁と底壁で封止された中空筒状のハウジングと、上面壁及び底壁のいずれか一方をその中心にて軸方向に貫通すると共に、壁部分において回転自在かつ軸方向に移動不能に支持された入力回転軸と、上面壁及び底壁の他方をその中心にて軸方向に貫通すると共に、壁部分において回転自在かつ軸方向に移動不能に支持され、該ハウジング内の端部が入力回転軸の端部に互いに回転自在に係合している出力回転軸と、ハウジング内における入力回転軸の軸方向に離間した複数個所にて該入力回転軸に同軸状に固定された円環状厚板であって、外周側に周方向全周に沿って極性を揃えて複数の入力側磁石が環状に配設された複数の入力円環盤部と、ハウジング内にて出力回転軸に同軸状に固定された第1外板部と、ハウジング内にて第1外板部に複数の入力円環盤部を隔てて対向して入力回転軸に同軸状にかつ回転自在に配設された第2外板部と、第1外板部と第2外板部の対向面にそれぞれ重ね合わせて配設され、さらに入力円環盤部の間に同軸状に配置された入力円環盤部より大径の複数の円環状厚板であってその内周側に周方向全周に沿って極性を揃えて複数の出力側磁石が入力側磁石に対向して配設された複数の出力円環盤部と、出力円環盤部間の外周縁全周に沿って挿嵌されて出力円環盤部間を連結する連結環部とを設け、第1外板部、第2外板部、出力円環盤部及び連結環部が互いに固定されて一体にされていると共に、入力円環盤部と出力円環盤部との間がわずかに離間した隙間になっている出力変換部材とを備えてなり、入力回転軸が外部回転装置の回転軸に連結されて該外部回転装置により回転駆動され、出力回転軸が外部駆動装置の回転駆動軸に連桔されて出力回転軸の回転により回転駆動軸を回転させることにある。 In order to achieve the above object, the structural features of the present invention include a hollow cylindrical housing formed of a magnetic non-permeable material and sealed at both ends with a top wall and a bottom wall, and a top wall and a bottom wall. Either one of them is penetrated in the axial direction at the center, and the input rotary shaft is supported in the wall portion so as to be rotatable and immovable in the axial direction, and the other of the top wall and the bottom wall is axially formed at the center An output rotary shaft that penetrates and is supported by the wall portion so as to be rotatable and non-movable in the axial direction, and whose end portions in the housing are rotatably engaged with the end portions of the input rotary shaft; An annular thick plate that is coaxially fixed to the input rotary shaft at a plurality of positions spaced apart in the axial direction of the input rotary shaft, and has a plurality of input sides with the same polarity along the entire circumference in the circumferential direction A plurality of input circular disk portions in which magnets are arranged in an annular shape; A first outer plate portion coaxially fixed to the output rotation shaft in the hood and a first outer plate portion in the housing facing the first outer plate portion with a plurality of input annular disk portions, and coaxial to the input rotation shaft And a second outer plate portion that is rotatably disposed, and is disposed so as to overlap each other on the opposing surfaces of the first outer plate portion and the second outer plate portion, and is coaxial between the input annular disk portions. A plurality of annular thick plates having a diameter larger than that of the input annular disk portion arranged on the inner circumferential side of the annular circular plate, the polarities are aligned along the entire circumference in the circumferential direction, and the plurality of output side magnets face the input side magnets. A plurality of output circular disk portions disposed in a row, and a connecting ring portion that is fitted along the entire outer peripheral edge between the output circular disk portions to connect the output circular disk portions; The outer plate portion, the second outer plate portion, the output ring disc portion and the connecting ring portion are fixed and integrated with each other, and the input ring disc portion and the output ring disc portion are slightly separated from each other. An output conversion member that is a gap, and the input rotation shaft is connected to the rotation shaft of the external rotation device and rotated by the external rotation device, and the output rotation shaft is connected to the rotation drive shaft of the external drive device. That is, the rotation drive shaft is rotated by the rotation of the output rotation shaft.
上記のように構成した本発明においては、エンジン等の外部回転装置の回転により外部回転装置の回転軸に連結された入力回転軸が回転し、入力回転軸に同軸状に固定された入力円環盤部が一体となって回転する。入力円環盤部に支持された入力側磁石と、これに対向して配置されて出力円環盤部に支持された出力側磁石とは、その極性を合わせて配列されているため、両者の間に互いに磁気反発力を生じるようになっている。そのため、入力円環盤部の回転に伴う入力側磁石の回転により、入力側磁石との磁気反発力によって出力側磁石も入力側磁石と同一方向に回転しようとする。ここで、入力側磁石を支持した複数の入力円環盤部と出力側磁石を支持した複数の出力円環盤部が隙間を隔てて交互に配置されているため、両者間に作用する磁気反発力が非常に高められる。この磁気反発力により、出力側磁石を固定した複数の出力円環盤部を含む出力変換部材が一体となって回転を開始する。 In the present invention configured as described above, the input rotating shaft connected to the rotating shaft of the external rotating device is rotated by the rotation of the external rotating device such as an engine, and the input ring is coaxially fixed to the input rotating shaft. The board rotates as a unit. Since the input side magnet supported by the input circular disk part and the output side magnet arranged opposite to and supported by the output circular disk part are arranged with their polarities aligned, Magnetic repulsive forces are generated between each other. Therefore, due to the rotation of the input side magnet accompanying the rotation of the input circular disk part, the output side magnet also tries to rotate in the same direction as the input side magnet due to the magnetic repulsive force with the input side magnet. Here, since the plurality of input annular disk parts supporting the input side magnets and the plurality of output circular disk parts supporting the output side magnets are alternately arranged with a gap therebetween, the magnetic repulsion acting between both of them is provided. The power is greatly increased. Due to this magnetic repulsive force, the output conversion member including a plurality of output circular disk portions to which the output side magnets are fixed integrally starts to rotate.
出力変換部材が第1及び第2外板部、複数の出力円環盤部、連結環部を含めた大きな重量のマスとして機能しており、出力変換部材が回転することにより大きな遠心力が発生するために、出力変換部材は外部回転装置の回転力を効率よく変換した回転力を発生できる。そのため、出力変換部材が固定された出力回転軸が、出力変換部材の大きな回転力を外部駆動装置の回転駆動軸に伝達することができる。その結果、本発明においては、変速機により、外部回転装置の回転力の外部駆動装置への円滑な動力変換が可能になる。 The output conversion member functions as a mass with a large weight including the first and second outer plate parts, the plurality of output circular disk parts, and the connecting ring part, and a large centrifugal force is generated when the output conversion member rotates. Therefore, the output conversion member can generate a rotational force that efficiently converts the rotational force of the external rotating device. Therefore, the output rotation shaft to which the output conversion member is fixed can transmit a large rotational force of the output conversion member to the rotation drive shaft of the external drive device. As a result, in the present invention, the transmission allows smooth power conversion of the rotational force of the external rotating device to the external driving device.
また、本発明によれば、ハウジングがステンレス、アルミニウム等の磁気非透過材料で形成されているため、入力側磁石と出力側磁石の大きな磁力は、ハウジングの外部に漏れないように遮断される。その結果、本発明においては、入力側磁石と出力側磁石の大きな磁力が、入力円環盤部による出力変換部材への回転力の変換に有効に活用されると共に、外部に漏れた磁力により外部の電気機器に悪影響を与えるおそれもない。また、本発明によれば、変速機は、ハウジング、入力回転軸、入力円環盤部、出力変換部材、出力回転軸等の簡易かつ安価な部材で構成されているため、安価に提供される。 Further, according to the present invention, since the housing is made of a magnetic non-permeable material such as stainless steel or aluminum, a large magnetic force between the input side magnet and the output side magnet is blocked so as not to leak to the outside of the housing. As a result, in the present invention, the large magnetic force of the input side magnet and the output side magnet is effectively utilized for conversion of the rotational force to the output conversion member by the input circular disk part, and the external magnetic force leaks to the outside. There is no risk of adversely affecting the electrical equipment. Further, according to the present invention, the transmission is provided at a low cost because it is composed of simple and inexpensive members such as a housing, an input rotary shaft, an input annular disk portion, an output conversion member, and an output rotary shaft. .
また、本発明において、入力側磁石が入力円環盤部の径方向の複数個所に分けて配設されており、出力側磁石が出力円環盤部において入力側磁石に対応して径方向の複数個所に分けて配設されていてもよい。これにより、変速機の出力を大きくするために入力円盤部と出力変換部材の外径を大きくするようなとき、入力側磁石及び出力側磁石を径方向の複数個所に分けて配設することができるため、磁石の形状を相対的に小さくすることができる。磁石については大きな形状のものを製造することが困難であり価格も高価になるが、実質的に小さい磁石を使用できることにより、磁石の製造が容易になり、磁石の価格を安価にできる。その結果、本発明によれば、大型の変速機の価格を相対的に安価にすることができる。 Further, in the present invention, the input side magnets are arranged in a plurality of locations in the radial direction of the input annular disk part, and the output side magnets correspond to the input side magnets in the radial direction of the output circular disk part. You may divide and arrange | position in several places. As a result, when the outer diameter of the input disk portion and the output conversion member is increased in order to increase the output of the transmission, the input side magnet and the output side magnet may be arranged separately in a plurality of locations in the radial direction. Therefore, the shape of the magnet can be made relatively small. Although it is difficult to manufacture a magnet having a large shape and the price is expensive, the use of a substantially small magnet facilitates the manufacture of the magnet and makes it possible to reduce the price of the magnet. As a result, according to the present invention, the price of the large transmission can be made relatively inexpensive.
本発明においては、変速機の入力円環盤部に設けた入力側磁石と出力円環盤部に設けた出力側磁石の磁気反発力の作用により、外部回転装置の回転力が入力円環盤部の回転を介して重量の大きい出力変換部材の回転に変換されて、出力回転軸を経て外部駆動装置に伝達されるため、簡易な構造で円滑な動力変換が可能になる。 In the present invention, the rotational force of the external rotating device is caused by the action of the magnetic repulsive force of the input side magnet provided in the input ring disc portion of the transmission and the output side magnet provided in the output ring disc portion. Since it is converted into the rotation of the heavy output conversion member through the rotation of the part and transmitted to the external drive device via the output rotation shaft, smooth power conversion with a simple structure becomes possible.
以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明する。図1は実施例1に係る変速機を含めた動力伝達機構の概略構成を正面図により示し、図2は変速機を縦断面図により示し、図3〜図5は変速機の各部分を一部破断平面図により示したものである。動力伝達機構に用いられる組立て台1は、床面Gに載置される長方形の底板2と、その四隅に立設された棒材とその上端間を連結する棒材により形成された立体状の枠組み部3と、枠組み部3内の高さ方向中間位置に水平に固定された内支持板4と、枠組み部3側面の内支持板4よりわずか上に外方に水平に固定された外支持板5と、底板2の外支持板5と反対側に連結された外側底板6とを備えている。内支持板4上には変速機10が載置され、外支持板5上には電動モータ7が載置され、外側底板6上には発電装置8が載置されている。底板2上には、歯車機構を含む変換装置9が軸心を上下方向に向けて載置されており、変速機10の鉛直に延びた出力回転軸の回転を、発電装置8の水平に延びた回転駆動軸の回転に変換するようになっている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of a power transmission mechanism including a transmission according to a first embodiment, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the transmission, and FIGS. It is shown by a partial cutaway plan view. The assembly base 1 used in the power transmission mechanism is a three-dimensional shape formed by a
変速機10は、中空円筒形のハウジング11を有している。ハウジング11は、磁気非透過材料であるステンレス製であり、円筒形の筒部12の上下端に円形厚板である上面壁13と底壁14がそれぞれ嵌め合わされており、筒部12外周側からボルト12aにより固定されて上下端面が封止されている。上面壁13及び底壁14は中心孔13a,14aを有しており、中心孔13a,14aには上及び下ラジアル軸受16,17が嵌め合わされ固定されている。上面壁13は、下面の中心孔13aの近傍に同軸状に浅い円環形の取付溝13bを設けている。底壁14は、上面の中心孔14aの近傍に同軸状に浅い円環形の取付溝14bを設けており、取付溝14bの径方向外方には取付溝14bを囲んで金属薄板製の円環状の油止部14cが立設されている。
The
上ラジアル軸受16の中心孔16aには入力回転軸19が挿嵌されて上面壁13を貫通して上下に伸びており、上ラジアル軸受16の上下両端側でcリング16bにより軸方向に移動不能に固定されている。入力回転軸19は、大径の基部19aと、基部19aのハウジング11から突出した上端側とハウジング11内の下端側にそれぞれ軸方向に同軸状に延びた小径部19b,19cとを有しており、基部19aの軸心位置にて軸方向の中央から下端の間に径方向に貫通する縦長の固定孔19dを有している。上端側の小径部19bには後述するプーリ51が嵌合固定されている。
The
下ラジアル軸受17の中心孔17aには出力回転軸21が挿嵌されて底壁14を貫通して上下に伸びており、下ラジアル軸受17の上下両端側でcリング17bにより軸方向に移動不能に固定されている。出力回転軸21は、入力回転軸19の基部19aと同一径の基部21aと、ハウジング11から下方に突出した基部21aの下端側から同軸状に延びた入力回転軸19の小径部19cと同一径の小径部21bを有している。基部21aは、上端から軸方向に同軸に延びた小径部21bと同一径の挿嵌孔21cを有しており、挿嵌孔21cには入力回転軸19の小径部19cが軸方向に摺動自在かつ回転自在に嵌め合わされている。また、基部21aの軸心位置にて軸方向の中央から上端の間に径方向に貫通する縦長の固定孔21dを有しており、小径部21bの軸方向中間に固定孔21eを有している。出力回転軸21は、小径部21bの固定孔21eにピン21fを差し込んで変換装置9の連結部9aに固定させることにより変換装置9に連結されるようになっている。
An
入力回転軸19の基部19aには、3個の同一構造の第1,第2,第3の入力円環盤部23A,23B,23Cが、ハウジング11内の軸方向中間から下端間において等間隔で離間した3個所に下から順に中心孔25cにて嵌め合わされて同軸状に固定されている。入力円環盤部23A〜23Cは、図6,図7に示す3枚の鉄製の同一厚さの円環状薄板24a,24b,24aを順に重ね合わせた基部24を有している。薄板24a,24bは、入力回転軸19と同一径の中心孔25cを有しており、径方向の中間と外周縁の近傍間において周方向全周に沿って等間隔で12個の扇形状の凹部25a,25bをそれぞれ有している。凹部25a,25bは、薄板24a,24bを厚さ方向に貫通しており、図6,図7に示すように、径方向の寸法は同一であるが、周方向の寸法は凹部25aの方が凹部25bより小さくなっている。薄板24a,24b,24aは、図4に示すように、両側の薄板24aの凹部25aを厚さ方向に揃えると共にその間の薄板24bの凹部25bの周方向両側を凹部25aの周方向両側から均等に離した状態で重ね合わされようになっており、この状態の凹部25a,25b,25aを合わせて収容凹部25が形成される。
The
収容凹部25には、入力側磁石26がN,Sの極性を揃えて挿嵌される。入力側磁石26は、ネオジュムを含む強力かつ長寿命の磁石であり、収容凹部25と同一の扇形状であり、図8(a)〜(c)に示すように、周方向の両側縁26aにおいて、厚さ方向中間で全体厚さの1/3の部分が周方向に所定寸法で突出した係合凸部26bになっている。入力側磁石26は、薄板24aの凹部25aに嵌め合わされ、両側縁の係合凸部26bが凹部25aの周方向両側上に載置され、これに厚板24bが被せられて凹部25bが係合凸部26bに嵌め合わされ、さらにその上に薄板24aが重ね合わされて係合凸部26bの上側に嵌め合わされる。これにより、入力側磁石26は、図8(d)に示すように、収容凹部25に嵌め合わされて保持され、その上下面が入力円環盤部23A〜23Cの基板24の上下面と面一となる。
An input-
入力円環盤部23A,23B,23Cは、中心孔25cにて入力回転軸19に挿嵌されて互いに所定間隔を隔てて配置され、cリング19eにより軸方向に移動不能に固定されている。さらに、入力円環盤部23A,23B,23Cは、入力回転軸19の固定孔19dに差し込まれたピン19fにより入力回転軸19に対して回転不能なように一体で固定される。入力円環盤部23A,23B,23C間の所定間隔は、その間に配置される後述する出力円環盤部37A〜37Dの厚さと、その両面側に設ける一定の隙間を合わせた寸法になる。
The input
また、ハウジング11内には、出力変換部材31が入力回転軸19と出力回転軸21に取り付けられて配設されている。出力回転軸21の底壁14のわずかに上側には小径の環状厚板を2個重ね合わせた後述する第1外板部である下側外板部32の一部をなす環状重り部33が中心孔にて嵌め合わされて、出力回転軸21の固定孔21dに差し込まれたピン21gにより出力回転軸21に対して軸方向に移動不能かつ回転不能なように一体で固定される。出力回転軸21には、下側外板部32が中心孔32aにて挿嵌されて環状重り部33上に重ね合わされ、ボルト部材32cにより環状重り部33に一体で固定されている。下側外板部32は、入力円環盤部23A〜23Cより大径であり、上面側の内周近傍に同軸状に円環形の浅い取付溝32bを設けている。取付溝32bは、底壁14上面の取付溝14bと対向して設けられており、両取付溝32b,14bには下スラスト軸受35が嵌め合わされて固定されている。これにより、下側外板部32は、下スラスト軸受35を介して底壁14に回転自在に支持されている。下スラスト軸受35は、油止部14cに囲まれて油分の底壁14周囲への広がりが防止されている。
In the
下側外板部32の上面には、下側外板部32と同一外径で同一厚さの第1の出力円環盤部37Aが載置されている。出力円環盤部37Aは、図9,図10に示す3枚の鉄製の同一厚さの円環状薄板38a,38b,38aを順に重ね合わせた基部38を有している。厚板38a,38bは、大径の中心孔38cを有しており、径方向の中間と外周縁の近傍間において周方向全周に沿って等間隔で12個の扇形状の凹部39a,39bをそれぞれ有している。凹部39a,39bは、薄板38a,38bを厚さ方向に貫通しており、図9,図10に示すように、径方向の寸法は同一であるが、周方向の寸法は凹部39aの方が凹部39bより小さくなっている。
On the upper surface of the lower
薄板38a,38b,38aは、図5に示すように、両側の薄板38aの凹部39aを厚さ方向に揃えると共にその間の薄板38bの凹部39bの周方向両側を凹部39aの周方向両側から均等に離した状態で重ね合わされようになっており、この状態の凹部39a,39b,39aを合わせて収容凹部39が形成される。収容凹部39は、上記入力円環盤部23A〜23Cの収容凹部25と同一構造であり、12個の収容凹部39が12個の収容凹部25と径方向の同一範囲内で互いに対向して配置されている。各収容凹部39にも上記入力側磁石26と同一形状の出力側磁石41がN,Sの極性を揃えて挿嵌されて上記入力側磁石26と対向して配置されている。出力側磁石41を含めた第1の出力円環盤部37Aの上面は、第1の入力円環盤部23Aとの間に短い隙間を隔てて配置されている。
As shown in FIG. 5, the
出力円環盤部37Aの上面には、出力円環盤部37Aと同一外径でかつ内径が入力円環盤部23A〜23Cの外径より大きく、出力円環盤部37Aより厚い円環状の連結環部43が同軸状に重ね合わされている。連結環部43は複数の薄板を重ね合わせたものであり、これにより全体の厚さの調節が可能になっている。連結環部43の上面には、第2の出力円環盤部37Bが重ね合わされると共に第1及び第2の入力円環盤部23A,23B間に挿入されて配置されている。第2の出力円環盤部37Bも第1の出力円環盤部37Aと同一構造であり、その下面と第1の入力円環盤部23A上面との間に上記第1の出力円環盤部37Aの上面と第1の入力円環盤部23A下面との間の隙間と同一の大きさの隙間が設けられる。第2の出力円環盤部37Bにも上記と同様に共通の連結環部43が重ね合わされ、連結環部43には同様に第3の出力円環盤部37Cが重ね合わされると共に第2及び第3の入力円環盤部23B,23C間に挿入されて配置されている。
On the upper surface of the
第3の出力円環盤部37Cも第1の出力円環盤部37Aと同一構造であり、その下面と第2の入力円環盤部23B上面との間に上記第1の出力円環盤部37A上面と第1の入力円環盤部23A下面との間の隙間と同一の大きさの隙間が設けられる。第3の出力円環盤部37C上にも連結環部43が重ね合わされ、連結環部43には第4の出力円環盤部37Dが重ね合わされる。第4の出力円環盤部37Dも第1の出力円環盤部37Aと同一構造であり、その下面と第3の入力円環盤部23C上面との間に上記第1の出力円環盤部37Aの上面と第1の入力円環盤部23A下面との間の隙間と同一の大きさの隙間が設けられる。これにより、互いに一定の隙間を隔てて交互に配置された第1から第3の入力円環盤部23A〜23Cと第1から第4の出力円環盤部37A〜37Dのそれぞれに設けた入力側磁石26と出力側磁石41とは、軸方向に一定の隙間を隔てて互いに対向して配置される。
The third output
第4の出力円環盤部37Dには第2外板部である上側外板部45が重ね合わされる。上側外板部45は、下側外板部32と同一厚さで同一内外径の円環板形状であり、上面壁13の中心孔13aと同一径の中心孔45aを有すると共に上面側の内周近傍に同軸状に円環状の取付溝45bを設けている。上側外板部45の中心孔45aには、中間ラジアル軸受47が固定されている。上側外板部45は、中間ラジアル軸受47の中心孔47aにより入力回転軸19に嵌め合わされ、入力回転軸19に対して回転自在に配設される。上側外板部45の取付溝45bは、上面壁13下面の取付溝13bと対向して設けられており、両取付溝45b,13bには上スラスト軸受49が嵌め合わされて固定されている。このように互いに同軸状に重ね側された下側外側板32、第1から第4の出力円環板部37A〜37D、第1から第3の連結環部43及び上側外側板45は、互いに重ね合わされた外周側において固定ボルト31aにより一体で締め付け固定されて、出力変換部材31が構成される。これにより、出力変換部材31は、出力回転軸21に固定されて、入力回転軸19に回転可能に支持され、下及び上スラスト軸受35,49によって支持されることにより、出力回転軸21と一体になって入力回転軸19の周りを自由に回転できるようにされる。
The upper
つぎに、変速機10の組み立てについて説明する。
底壁14の中心孔14aに固定された下ラジアル軸受17に出力回転軸21が挿入され、cリング17bにより下ラジアル軸受17に固定される。出力回転軸21の基部21aには環状重り部33が挿嵌され、固定孔21dにおいてピン21g止めすることにより出力回転軸21に軸方向に移動不能にかつ回転不能に固定される。底壁14の取付溝14bには下スラスト軸受35が嵌め合わされ、その外周側には油止部14cが固定される。下側外板部32が中心孔32aにて出力回転軸21に挿嵌され、環状重り部33に重ね合わされると共に、下スラスト軸受35の上面に被せられ、その取付溝32bが下スラスト軸受35に嵌め合わされる。下側外板部32と環状重り部33はボルト部材32cによって一体に固定される。
Next, assembly of the
The
つぎに、出力回転軸21の基部21aに設けた挿嵌孔21cに入力回転軸19の小径部19cが挿嵌され、上方から図示しない部材で支持されることにより規定の高さになるように配置される。下側外板部32上面に第1の出力円環盤部37Aが重ね合わされ、さらに出力円環盤部37A上に第1の連結環部43が重ね合わされる。さらに、入力回転軸19の基部19a下端に、出力円環盤部37Aと所定の隙間を隔てた状態で第1の入力円環盤部23Aがcリング19eによって軸方向に移動不能に固定され、またピン19fによって回転不能に固定される。
Next, the small-
つぎに、第1の連結環部43上に第2の出力円環盤部37Bが重ね合わされ、出力円環盤部37B上に第2の連結環部43が重ね合わされる。つぎに、入力回転軸19の基部19aの中間位置に出力円環盤部37Aと所定の隙間を隔てた状態で、入力円環盤部23Bが挿嵌されて、cリング19eによって軸方向に移動不能に固定され、またピン19fによって回転不能に固定される。さらに、第2の連結環部43上に第3の出力円環盤部37Cが重ね合わされ、出力円環盤部37C上に第3の連結環部43が重ね合わされる。つぎに、入力回転軸19の基部19aに出力円環盤部37Cと所定の隙間を隔てた状態で、第3の入力円環盤部23Cが挿嵌されて、cリング19eによって軸方向に移動不能に固定され、またピン19fによって回転不能に固定される。第3の連結環部43上に第4の出力円環盤部37Dが重ね合わされ、入力円環盤部23C上面との間に上記隙間を隔てて配設される。出力円環盤部37D上には、上側外板部45が中心孔45aに固定された中間ラジアル軸受47を入力回転軸19の基部19aに挿嵌させることにより重ね合わされる。
Next, the second output
入力回転軸19は、中間ラジアル軸受47にcリング47bを取り付けることによって軸方向に移動不能に支持される。上側外板部45上面の取付溝45bに上スラスト軸受49が嵌め合わされ、上スラスト軸受49を囲んで油止部45cが立設固定される。さらに、ハウジング11の上面壁13が、中心孔13aに固定された上ラジアル軸受16の中心孔16aにて入力回転軸19の基部19aに挿嵌され、基部19aにcリング16bを取り付けることによって入力回転軸19が軸方向に移動不能に支持される。上面壁13は、下面の取付溝13bが上スラスト軸受49上側に嵌め合わされて重ね合わされる。上面壁13はボルト12aによって筒部12に固定される。入力回転軸19の上側の小径部19bにはプーリ51が固定される。
The
このように組み立てられた変速機10は、図1に示すように、組立て台1の支持板4上に軸心を上下方向に向けて載置され、入力回転軸19の上側のプーリ51が電動モータ7の回転軸の取り付けられたプーリ7aとベルト53で連結され、出力回転軸21が連結部9aに連結され、変換部9を経て発電装置8に繋げられる。これにより、変速機10は、電動モータ7の回転を変速して、発電装置8に伝達させることができる。
As shown in FIG. 1, the
上記のように構成した実施例1においては、電動モータ7の回転開始により変速機10の入力回転軸19が回転し、入力回転軸19に同軸状に固定された3個の入力円環盤部23A〜23Cが回転する。各入力円環盤部23A〜23Cに支持された入力側磁石26と、これに対向して配置されて各出力円環盤部37A〜37Dに支持された出力側磁石41とは、その極性を合わせて配列されているため、両者の間に互いに磁気反発力を生じるようになっている。そのため、入力円環盤部23A〜23Cの回転に伴う入力側磁石26の回転により、入力側磁石26との磁気反発力によって出力側磁石41も入力側磁石26と同一方向に回転しようとする。ここで、入力側磁石26を支持した3個の入力円環盤部23A〜23Cと出力側磁石41を支持した4個の出力円環盤部37A〜37Dが隙間を隔てて交互に配置されているため、入力側磁石26と出力側磁石41間に作用する磁気反発力が非常に高められる。この磁気反発力により、出力側磁石41を固定した4個の出力円環盤部37A〜37Dを含む出力変換部材31が一体となって回転を開始する。
In the first embodiment configured as described above, the
出力変換部材31が、下側及び上側外板部32,45、4個の出力円環盤部37A〜37D、3個の連結環部43を含めた大きな重量のマスとして機能しており、出力変換部材31が回転することにより大きな遠心力が発生するために、出力変換部材31は電動モータ7の回転力を効率よく変換した回転力を発生できる。そのため、出力変換部材31に固定された出力回転軸21を通して、出力変換部材31の回転力を変換部9を経て発電機8の回転駆動軸に伝達することができる。その結果、本実施例1においては、変速機10により、電動モータ7の回転力の発電機8への円滑な動力変換が可能になる。
The
また、本実施例1によれば、ハウジング11がステンレス、アルミニウム等の磁気非透過材料で形成されているため、入力側磁石26と出力側磁石41の大きな磁力は、ハウジング11の外部に漏れないように遮断される。その結果、実施例1においては、入力側磁石26と出力側磁石41の大きな磁力が、入力円環盤部23A〜23Cによる出力変換部材31への回転力の変換に有効に活用されると共に、外部に漏れた磁力により外部の電気機器に悪影響を与えるおそれもない。また、実施例1によれば、変速機10は、ハウジング11、入力回転軸19、入力円環盤部23A〜23C、出力変換部材31、出力回転軸21等の簡易かつ安価な部材で構成されているため、安価に提供される。
Further, according to the first embodiment, since the
つぎに、実施例2について説明する。
実施例2の変速機60は、図11,図12に示すように、実施例1の変速機10に設けた3個の入力円環盤部23A〜23Cと4個の出力円環盤部37A〜37Dに代えて、2個の入力円環盤部61A,61Bと3個の出力円環盤部72A〜72Cを設けたものであり、他の構成については実施例1と同様である。入力円環盤部61A,61Bは、3枚の鉄製同一厚さの円環状薄板を重ね合わせた中心孔62aを有する基部62に、径方向に隣接した2か所に扇形状の内及び外収容凹部63、64を周方向に沿って設けており、内及び外収容凹部63,64には内及び外入力側磁石65,66がN,Sの極性を揃えて挿嵌されている。
Next, Example 2 will be described.
As shown in FIGS. 11 and 12, the
また、出力変換部材71は、下側外板部32とその上面に下側外板部32と同一外径で同一厚さの第1の出力円環盤部72Aが重ね合わされ、その上面に連結環部43が載置され、その上面に第2の出力円環盤部72Bが重ね合わされ、その上面に連結環部43が載置され、第3の出力円環盤部72Cが重ね合わされ、その上面に上側外板部45が重ね合わされる。各出力円環盤部72A〜72Cの基部73にも、入力円環盤部61の内外収容凹部63,64に対向して内外収容凹部74,75が設けられており、内外収容凹部74,75には内外入力側磁石76,77がN,Sの極性を揃えて挿嵌されている。その他の構成については、実施例1と略同様であり、同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
Further, the output conversion member 71 has a lower
実施例2においても実施例1と同様、入力回転軸19に同軸状に固定された2個の入力円環盤部61A,61Bに支持された入力側磁石65,66と、これに対向して配置されて3個の出力円環盤部72A〜72Cに支持された出力側磁石76,77との間に作用する磁気反発力により、出力円環盤部72A〜72Cを含む出力変換部材71が一体となって回転し、電動モータ7の回転力を効率よく変換した回転力を変換部9を経て発電機8の回転駆動軸に伝達することができる。その結果、本実施例2においても、変速機10により、電動モータ7の回転力の発電機8への円滑な動力変換が可能になる等、上記実施例1と同様の効果が得られる。
Also in the second embodiment, as in the first embodiment, the
さらに、実施例2においては、入力円環盤部61A,61Bの径方向の2個所に分けて入力側磁石65,66が配設されており、同様に各出力円環盤部72A〜72Cにおいても出力側磁石76,77が入力側磁石65,66に対応して径方向の2個所に分けて配設されたことにより、入力円環盤部61A,61Bと出力変換部材71の外径が大きくなる場合には、入力及び出力側磁石の形状を相対的に小さくすることができる。そのため、実施例2においては、磁石の製造が容易になることにより磁石の価格を安価にでき、その結果、大型の変速機の価格を相対的に安価にすることができる。
Furthermore, in the second embodiment, the
なお、上記各実施例に示した変速機の入力円環盤部、入力側磁石、出力円環盤部、出力側磁石、等の具体的な形状や数等については一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変更して実施することができる。 The specific shapes and numbers of the input ring disk portion, the input side magnet, the output ring plate portion, the output side magnet, etc. of the transmission shown in the above embodiments are examples, and the present invention Various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
10…変速機、11…ハウジング、19…入力回転軸、21…出力回転軸、23A〜23C…入力円環盤部、25…収容凹部、26…入力側磁石、31…出力変換部材、32…下側外板部、35…下スラスト軸受、37A〜37D…出力円環盤部、39…収容凹部、41…出力側磁石、43…連結環部、45…上側外板部、49…上スラスト軸受、60…変速機、61A,61B…入力円環盤部、63,64…内,外収容凹部、65,66…内,外入力側磁石、71…出力変換部材、72A〜72C…出力円環盤部、74,75…内,外収容凹部、76,77…内,外出力側磁石
DESCRIPTION OF
上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、磁気非透過材料で形成された両端側が上面壁と底壁で封止された中空筒状のハウジングと、上面壁及び底壁のいずれか一方をその中心にて軸方向に貫通すると共に、壁部分において回転自在かつ軸方向に移動不能に支持された入力回転軸と、上面壁及び底壁の他方をその中心にて軸方向に貫通すると共に、壁部分において回転自在かつ軸方向に移動不能に支持され、該ハウジング内の端部が入力回転軸の端部に互いに回転自在に係合している出力回転軸と、ハウジング内における入力回転軸の軸方向に離間した複数個所にて該入力回転軸に同軸状に固定された円環状厚板であって、外周側に周方向全周に沿って極性を揃えて複数の入力側磁石が環状に配設された複数の入力円環盤部と、ハウジング内にて出力回転軸に同軸状に固定された第1外板部と、ハウジング内にて第1外板部に複数の入力円環盤部を隔てて対向して入力回転軸に同軸状にかつ回転自在に配設された第2外板部と、第1外板部と第2外板部の対向面にそれぞれ重ね合わせて配設され、さらに入力円環盤部の間に同軸状に配置された入力円環盤部より大径の複数の円環状厚板であってその内周側に周方向全周に沿って極性を揃えて複数の出力側磁石が入力側磁石に対向して配設された複数の出力円環盤部と、出力円環盤部間の外周縁全周に沿って挿嵌されて出力円環盤部間を連結する連結環部とを設け、第1外板部、第2外板部、出力円環盤部及び連結環部が互いに固定されて一体にされていると共に、入力円環盤部と出力円環盤部との間がわずかに離間した隙間になっている出力変換部材とを備えてなり、上面壁及び底壁の他方とこれに対向する第1外板部との間に、出力回転軸を囲んで同軸状に第1スラスト軸受が挟持され、上面壁及び底壁の一方と第2外板部との間に、入力回転軸を囲んで同軸状に第2スラスト軸受が挟持されており、入力回転軸が外部回転装置の回転軸に連結されて外部回転装置により回転駆動され、出力回転軸が外部駆動装置の回転駆動軸に連結されて出力回転軸の回転により回転駆動軸を回転させることにある。 In order to achieve the above object, the structural features of the present invention include a hollow cylindrical housing formed of a magnetic non-permeable material and sealed at both ends with a top wall and a bottom wall, and a top wall and a bottom wall. Either one of them is penetrated in the axial direction at the center, and the input rotary shaft is supported in the wall portion so as to be rotatable and immovable in the axial direction, and the other of the top wall and the bottom wall is axially formed at the center. An output rotary shaft that penetrates and is supported by the wall portion so as to be rotatable and non-movable in the axial direction, and whose end portions in the housing are rotatably engaged with the end portions of the input rotary shaft; An annular thick plate that is coaxially fixed to the input rotary shaft at a plurality of positions spaced apart in the axial direction of the input rotary shaft, and has a plurality of input sides with the same polarity along the entire circumference in the circumferential direction A plurality of input circular disk portions in which magnets are arranged in an annular shape; A first outer plate portion coaxially fixed to the output rotation shaft in the hood and a first outer plate portion in the housing facing the first outer plate portion with a plurality of input annular disk portions, and coaxial to the input rotation shaft And a second outer plate portion that is rotatably disposed, and is disposed so as to overlap each other on the opposing surfaces of the first outer plate portion and the second outer plate portion, and is coaxial between the input annular disk portions. A plurality of annular thick plates having a diameter larger than that of the input annular disk portion arranged on the inner circumferential side of the annular circular plate, the polarities are aligned along the entire circumference in the circumferential direction, and the plurality of output side magnets face the input side magnets. A plurality of output circular disk portions disposed in a row, and a connecting ring portion that is fitted along the entire outer peripheral edge between the output circular disk portions to connect the output circular disk portions; The outer plate portion, the second outer plate portion, the output ring disc portion and the connecting ring portion are fixed and integrated with each other, and the input ring disc portion and the output ring disc portion are slightly separated from each other. It becomes an output converting member that is a gap, between the first outer plate portion opposed thereto and the other of the top and bottom walls, a first thrust bearing coaxially surrounds the output rotary shaft A second thrust bearing is sandwiched coaxially between one of the top wall and the bottom wall and the second outer plate portion so as to surround the input rotation shaft, and the input rotation shaft is the rotation shaft of the external rotation device. And the output rotation shaft is connected to the rotation drive shaft of the external drive device, and the rotation drive shaft is rotated by the rotation of the output rotation shaft.
収容凹部25には、入力側磁石26がN,Sの極性を揃えて挿嵌される。入力側磁石26は、ネオジュムを含む強力かつ長寿命の磁石であり、収容凹部25と同一の扇形状であり、図8(a)〜(c)に示すように、周方向の両側縁26aにおいて、厚さ方向中間で全体厚さの1/3の部分が周方向に所定寸法で突出した係合凸部26bになっている。入力側磁石26は、薄板24aの凹部25aに嵌め合わされ、両側縁の係合凸部26bが凹部25aの周方向両側上に載置され、これに厚板24bが被せられて凹部25bが係合凸部26bに嵌め合わされ、さらにその上に薄板24aが重ね合わされて係合凸部26bの上側に嵌め合わされる。これにより、入力側磁石26は、図8(d)に示すように、収容凹部25に嵌め合わされて保持され、その上下面が入力円環盤部23A〜23Cの基部24の上下面と面一となる。
An input-
また、ハウジング11内には、出力変換部材31が入力回転軸19と出力回転軸21に取り付けられて配設されている。出力回転軸21の底壁14のわずかに上側には小径の環状厚板を2個重ね合わせた後述する第1外板部である下側外板部32の一部をなす環状重り部33が中心孔にて嵌め合わされて、出力回転軸21の固定孔21dに差し込まれたピン21gにより出力回転軸21に対して軸方向に移動不能かつ回転不能なように一体で固定される。出力回転軸21には、下側外板部32が中心孔32aにて挿嵌されて環状重り部33上に重ね合わされ、ボルト部材32cにより環状重り部33に一体で固定されている。下側外板部32は、入力円環盤部23A〜23Cより大径であり、下面の内周近傍に同軸状に円環形の浅い取付溝32bを設けている。取付溝32bは、底壁14上面の取付溝14bと対向して設けられており、両取付溝32b,14bには下スラスト軸受35が嵌め合わされて固定されている。これにより、下側外板部32は、下スラスト軸受35を介して底壁14に回転自在に支持されている。下スラスト軸受35は、油止部14cに囲まれて油分の底壁14周囲への広がりが防止されている。
In the
このように組み立てられた変速機10は、図1に示すように、組立て台1の支持板4上に軸心を上下方向に向けて載置され、入力回転軸19の上側のプーリ51が電動モータ7の回転軸の取り付けられたプーリ7aとベルト53で連結され、出力回転軸21が連結部9aに連結され、変換装置9を経て発電装置8に繋げられる。これにより、変速機10は、電動モータ7の回転を変速して、発電装置8に伝達させることができる。
As shown in FIG. 1, the
出力変換部材31が、下側及び上側外板部32,45、4個の出力円環盤部37A〜37D、3個の連結環部43を含めた大きな重量のマスとして機能しており、出力変換部材31が回転することにより大きな遠心力が発生するために、出力変換部材31は電動モータ7の回転力を効率よく変換した回転力を発生できる。そのため、出力変換部材31に固定された出力回転軸21を通して、出力変換部材31の回転力を変換装置9を経て発電機8の回転駆動軸に伝達することができる。その結果、本実施例1においては、変速機10により、電動モータ7の回転力の発電機8への円滑な動力変換が可能になる。
The
また、出力変換部材71は、下側外板部32とその上面に下側外板部32と同一外径で同一厚さの第1の出力円環盤部72Aが重ね合わされ、その上面に連結環部43が載置され、その上面に第2の出力円環盤部72Bが重ね合わされ、その上面に連結環部43が載置され、第3の出力円環盤部72Cが重ね合わされ、その上面に上側外板部45が重ね合わされる。各出力円環盤部72A〜72Cの基部73にも、入力円環盤部61の内外収容凹部63,64に対向して内外収容凹部74,75が設けられており、内外収容凹部74,75には内外出力側磁石76,77がN,Sの極性を揃えて挿嵌されている。その他の構成については、実施例1と略同様であり、同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
Further, the output conversion member 71 has a lower
実施例2においても実施例1と同様、入力回転軸19に同軸状に固定された2個の入力円環盤部61A,61Bに支持された入力側磁石65,66と、これに対向して配置されて3個の出力円環盤部72A〜72Cに支持された出力側磁石76,77との間に作用する磁気反発力により、出力円環盤部72A〜72Cを含む出力変換部材71が一体となって回転し、電動モータ7の回転力を効率よく変換した回転力を変換装置9を経て発電機8の回転駆動軸に伝達することができる。その結果、本実施例2においても、変速機10により、電動モータ7の回転力の発電機8への円滑な動力変換が可能になる等、上記実施例1と同様の効果が得られる。
Also in the second embodiment, as in the first embodiment, the
Claims (2)
前記上面壁及び底壁のいずれか一方をその中心にて軸方向に貫通すると共に、壁部分において回転自在かつ軸方向に移動不能に支持された入力回転軸と、
前記上面壁及び底壁の他方をその中心にて軸方向に貫通すると共に、壁部分において回転自在かつ軸方向に移動不能に支持され、該ハウジング内の端部が前記入力回転軸の端部に互いに回転自在に係合している出力回転軸と、
前記ハウジング内における前記入力回転軸の軸方向に離間した複数個所にて該入力回転軸に同軸状に固定された円環状厚板であって、外周側に周方向全周に沿って極性を揃えて複数の入力側磁石が環状に配設された複数の入力円環盤部と、
前記ハウジング内にて前記出力回転軸に同軸状に固定された第1外板部と、前記ハウジング内にて前記第1外板部に複数の前記入力円環盤部を隔てて対向して前記入力回転軸に同軸状にかつ回転自在に配設された第2外板部と、該第1外板部と第2外板部の対向面にそれぞれ重ね合わせて配設され、さらに前記入力円環盤部の間に同軸状に配置された該入力円環盤部より大径の複数の円環状厚板であってその内周側に周方向全周に沿って極性を揃えて複数の出力側磁石が前記入力側磁石に対向して配設された複数の出力円環盤部と、該出力円環盤部間の外周縁全周に沿って挿嵌されて該出力円環盤部間を連結する連結環部とを設け、前記第1外板部、第2外板部、出力円環盤部及び連結環部が互いに固定されて一体にされていると共に、前記入力円環盤部と出力円環盤部との間がわずかに離間した隙間になっている出力変換部材とを備えてなり、
前記入力回転軸が外部回転装置の回転軸に連結されて該外部回転装置により回転駆動され、前記出力回転軸が外部駆動装置の回転駆動軸に連桔されて該出力回転軸の回転により該回転駆動軸を回転させることを特徴とする変速機。 A hollow cylindrical housing in which both end sides formed of a magnetic non-permeable material are sealed with a top wall and a bottom wall;
An input rotary shaft that passes through one of the top wall and the bottom wall in the axial direction at the center thereof, and is rotatably supported in the wall portion and immovable in the axial direction;
The other of the top wall and the bottom wall is penetrated in the axial direction at the center thereof, and supported by the wall portion so as to be rotatable and non-movable in the axial direction, and an end portion in the housing is connected to an end portion of the input rotation shaft. An output rotation shaft that is rotatably engaged with each other;
An annular thick plate coaxially fixed to the input rotary shaft at a plurality of locations spaced in the axial direction of the input rotary shaft in the housing, and the polarity is aligned along the entire circumferential direction on the outer peripheral side. A plurality of input ring disc portions each having a plurality of input side magnets arranged in an annular shape;
A first outer plate portion coaxially fixed to the output rotation shaft in the housing, and a plurality of the input annular disc portions facing the first outer plate portion in the housing with the input annular disk portion therebetween. A second outer plate portion that is coaxially and rotatably disposed on the input rotation shaft, and is disposed so as to overlap each other on the opposing surfaces of the first outer plate portion and the second outer plate portion. A plurality of annular thick plates having a diameter larger than that of the input annular disc portion disposed coaxially between the annular disc portions, and having a plurality of outputs with the same polarity along the entire circumferential direction on the inner circumferential side thereof A plurality of output annular disk parts arranged with the side magnets facing the input side magnets, and between the output circular disk parts inserted and fitted along the entire outer peripheral edge between the output circular disk parts And connecting the first outer plate portion, the second outer plate portion, the output annular disk portion and the connecting ring portion to each other, and Becomes an output conversion member between the force ring platen and the output annular plate portion is slightly spaced gaps,
The input rotation shaft is connected to the rotation shaft of the external rotation device and is driven to rotate by the external rotation device, and the output rotation shaft is connected to the rotation drive shaft of the external drive device and rotated by the rotation of the output rotation shaft. A transmission characterized by rotating a drive shaft.
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