JP4280817B2

JP4280817B2 - 非接触式負荷感応型自動変速機

Info

Publication number: JP4280817B2
Application number: JP2003144826A
Authority: JP
Inventors: 仁前川
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2003-05-22
Filing date: 2003-05-22
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2023-05-22
Also published as: JP2004347027A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、負荷に感応して自動的に変速を行う負荷感応型自動変速機に関し、特に、負荷の感応及び変速を磁石を用いて非接触で行うことができるようにした非接触式負荷感応型自動変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
機械システムの多くにおいては状況に応じて負荷の性質が変動するため、高速低トルク負荷及び低速高トルク負荷の双方を駆動する必要がある。これに対して一般にはアクチュエータと負荷の間に変速機を挿入し、負荷状態に応じて最適な減速比を選択して、負荷状態は変動してもモータ等のアクチュエータを常に高効率の条件で使用できるように駆動系を構成している。このことにより、変速機を用いない場合よりも必要最小限の出力パワーを備える低出力で小型軽量のアクチュエータを用いて、変動する負荷を高効率で安全に駆動することが可能となる。
【０００３】
しかしながら、自動車や産業機械のために開発された従来の変速機は、変速動作を行うために補助的なアクチュエータ、センサ、電子回路、電源等の外部付属機器を必要とする。このため変速機が大型化するとともに複雑な構成になり、現在の技術ではロボティクス・メカトロニクス機器のような中小規模の機械システムに変速機を簡単に実現することはできない。これを実現するための一つの方法は負荷に感応して減速比を変更する機能を変速機自体に付与し、外部機器を必要とせずに単体で変速動作が可能な負荷感応自動変速機を構成することである。
【０００４】
このような課題を解決するため、本発明者等は先に、永久磁石を利用した切換機構と機械的なクラッチを用いて、変速機自体が負荷トルクに感応して自動的に減速比を切換える機能を実現する負荷感応自動変速機を提案している（特許文献１）。この技術により次の特徴を有する負荷感応自動変速機を構成することができた。
１．外部付属機器が不要で小型軽量であって、構成簡素化が可能。
２．変速機内部の機械損失が少ない（効率９０％）。
３．遠心クラッチを用いた変速機と異なり、低速のアクチュエータ（人力など）にも適用が可能。
４．特殊な部品・加工が不要。
５．正転／逆転の両方向に対して同様に動作が可能。
６．必要ならば、正転／逆転時の切換負荷トルクをそれぞれ異なる値に設定が可能。
７．入力軸を同軸上に配置することが可能。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３１１６５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者等によって提案された上記のような技術においては、機械的なクラッチを使用している。そのため、下記のような課題を生じることとなる。
１．クラッチ板等が必要となり、その分だけ構造が複雑化し、大型化する。
２．クラッチ部分で摩耗を生じる。
３．クラッチ隙間に関する保守管理が必要となる。
４．クラッチの接離時に変速ショックや騒音を発生しやすい。
５．過負荷時にもクラッチが滑りにくいため、機構やアクチュエータに過大負荷がかかることもある。したがって、本発明は機械的なクラッチを用いることなく磁気クラッチを用い、更にこの磁気クラッチを負荷に応じて磁気的にその磁気クラッチの切換作動を行うことができるようにした、非接触型負荷感応自動変速機を提供することを主たる目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による非接触型負荷感応自動変速機は、上記課題を解決するため、減速機からの複数の入力段と、前記複数の入力段によって各々回転可能に各入力段に連結した複数の回転体（１３，１５）と、前記複数の回転体に対して、回転軸の軸線方向位置を互いにずらして固定した磁性体（１２、１４）と、各磁性体に間隙を介して対向可能な磁気クラッチ用磁石を備え、軸線方向に移動可能に設けた速度切換部材（１６）と、出力側に作用する負荷に応じて前記速度切換部材（１６）と回転方向の相対位置が変化し、該回転方向の相対位置の変化により前記速度切換部材を軸線方向に移動する回転−スラスト変換機構（５）とを備え、前記回転−スラスト変換機構（５）は、前記速度切換部材（１６）に設けた磁石（Ｍ_１）と出力側部材に設けた磁石（Ｍ_ＯＡ、Ｍ_ＯＡ’）との間の反発と吸引作用を、前記負荷に応じた回転方向の相対位置の変化によって切り換え、該切換により速度切換部材（１６）を軸線方向に移動して磁気クラッチ用磁石（１７）を前記複数の回転体の磁性体（１２，１４）のいずれかに対向させることにより、出力段の速度を変えるものであって、前記回転−スラスト変換機構（５）の出力段側部材に設ける複数の磁石（Ｍ_ＯＡ，Ｍ_ＯＡ’）は、出力側に作用する負荷が低いとき速度切換部材に設けた磁石（Ｍ_１）を回転方向において両側から挟むように、且つ該磁石（Ｍ_１）と軸線方向に間隙を介して互いに反発するように対向する位置に設け、出力段側の負荷の上昇により前記の互いに反発する位置から出力段側部材に設けた一つの磁石に吸引されるように設け、前記出力段側部材には、前記速度切換部材（１６）の磁石（Ｍ_１）を吸引する前記複数の磁石（Ｍ_ＯＡ，Ｍ_ＯＡ’）に近接して、前記吸引された速度切換部材（１６）の磁石（Ｍ_１）を該吸引位置から離す方向の磁力を作用させる他の磁石（Ｍ_ＯＢ，Ｍ_ＯＢ’）を備えるようにしたものである。
【０００８】
また、本発明の他の非接触型負荷感応自動変速機は、前記非接触型負荷感応自動変速機において、前記減速機からの複数の入力段を３段にしたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
非接触型負荷感応自動変速機の基本構成を図１（ｂ）に示す。本変速機はクラッチを用いた２段変速機であり、次の２モードで作動する。
１．低減速（高速低トルク）モード
入力軸を直接出力軸に接続（図中上側の径路）
２．高減速（低速高トルク）モード
入力軸を前段減速機を経由して出力軸に接続（下側の径路）
先に出願した負荷感応変速機では機械的なクラッチを介して動力を伝達するのに対して、この変速機では非接触磁気クラッチを使用し、動力伝達及び変速動作の双方を磁気的な非接触機構により実現している。
【００１２】
［磁気クラッチ機構について］
本発明による変速機の磁気クラッチ機構の基本原理を図３に示している。同図において、周囲に複数の突出部を備えた永久磁石からなる中間円板Ｉを備え、この中間円板Ｉは後述する回転−スラスト変換機構によって軸方向に移動し、内側に突起を備えた２列に並べられている磁性体からなるリング状の低減速及び高減速入力円板Ａ、Ｂのいずれかの内部に対向するように入り込み、いずれかの入力円板と磁気結合するようになっている。
【００１３】
それにより、図示されない入力側の減速機において、減速の少ない高速段と、減速の大きな低速段の各々を、いずれかの入力円板Ａ、Ｂに回転可能に連結することによって、中間円板側に連結される出力軸に対して、磁気的な結合によって減速機の高速段と低速段のいずれかに切り換えることができるようにしている。なお、変速段が３段の変速機を用いるときには、図３(ii)に２点鎖線で示すように、更に入力円板Ｃを隣接して配置することもできる。これらの入力円板は、本発明における、減速機からの複数の入力段によって各々回転可能に各入力段に連結した複数の回転体、ということができ、また、中間円板は各入力円板に対して選択的に対向して出力速度を切り換える、速度切換部材ということができる。
【００１４】
このような磁気的な結合手段を実際に使用する際には種々の手法によって実施することができるが、例えば図２に示すような磁気クラッチ機構を用いることもできる。図２に示す磁気クラッチ機構１１においては、内周方向に開口する断面コ字型の磁性体からなる外側ヨーク１２を外側リング１３に複数固定し、また、その外側リング１３の内周側には、前記外側ヨーク１２に対向して、且つ互いに回転軸の軸線方向に位置をずらして開口している、断面コ字型の磁性体からなる内側ヨーク１４を固定した内側円板１５を配置している。
【００１５】
各外側ヨーク１２と内側ヨーク１４の間には、中間円板１６に固定した永久磁石１７が各ヨークに対向可能に配置されており、永久磁石１７の磁性体からなる図中平行板状の中間ヨーク１８は、図２（ａ）に示す状態においては内側ヨーク１４に対向し、前記図３に示す基本原理と同様に中間円板１６が軸線方向に図中右側に移動するとき、図２（ｂ）に示すように外側ヨーク１２に対向するように構成している。
【００１６】
外側ヨーク１２を固定した外側リング１３と、内側ヨーク１４を固定した内側円板１５は各々、入力段に設けた減速機の低速側、或いはその減速機の高速側に接続する。その接続に際しては種々の手法で接続することができるが、例えば図１に示すように、減速機１において入力軸２とともに回転する中心歯車３に対して遊星歯車式に結合する減速歯車４を配置し、その減速歯車４に外側リング１３を連結し、中心歯車３の出力軸に直接内側円板１５を固定する。一方、中間円板１６はこの中間円板１６を軸線方向に移動する、後述するような回転−スラスト変換機構５に接続し、中間円板１６の回転はこの回転−スラスト変換機構５を介して出力軸から外部に対して出力するようにしている。
【００１７】
上記のような構成により、この磁気クラッチ機構１１においては、これらの永久磁石１７で励磁される平行板状の中間ヨーク１８と、その外周側或いは内周側のコ字状の各ヨークとが対向すると、ギャップを介して磁気回路を形成し、両者間に保持力が発生する。この保持力によりいずれかの入力円板から中間円板１６へトルクを伝達することができ、中間円板１６が軸方向にスライドすることによって、図２（ａ）に示した中間円板１６を低減速の入力円板である内側円板１５と接続し、或いは同図（ｂ）に示した中間円板１６を高減速の入力円板である外側リング１３のいずれに接続するかを各種手段により任意に切換えることができるようにしている。
【００１８】
［回転−スラスト変換機構について］
本発明による変速機は負荷トルクに応じて前記のような磁気クラッチ機構を切換えるために、図４に示す回転−スラスト変換機構５を内蔵する。この回転−スラスト変換機構５は前述の中間円板１６及び変速機の出力軸に接続した出力円板２０から構成される。両円板は軸回りに相対回転が可能であり、且つ両円板は磁気的なバネ要素等により結合し、あるは両者間に例えば引っ張りバネ等のスプリングを設け、両者間に所定トルク以上の力がかかると相対位置が移動し、そのトルクが低下すると元に戻すように両者を結合する。
【００１９】
中間円板１６には永久磁石Ｍ_１を、出力円板２０には中間円板移動用磁石Ｍ_ＯＡ、Ｍ_ＯＡ’と、この中間円板移動用磁石の両側において中間円板に戻し力を与える磁気バネ用磁石Ｍ_ＯＢ、Ｍ_ＯＢ’をそれぞれ配置する。最初に負荷トルクが小さい場合は、各磁石は図４（ａ）に示す位置関係にあり、中間円板１６に配置した磁石Ｍ_１及び出力円板２０に配置した磁石Ｍ_ＯＡ、Ｍ_ＯＡ’の同極同士が対向して反発する。このため中間円板１６を出力円板２０から引き離す方向にスラストが発生し、中間円板１６は軸方向にスライドして磁気クラッチ１１を図２（ａ）に示すように低減速入力円板１５側に接続する。その結果、変速機は低減速モードで動作する。
【００２０】
この時、図２に示す中間円板１６の永久磁石１７の磁力が作用する平行状のヨーク１８が内側ヨーク１４とそれぞれ対向し、最も相互に吸着力が大きい位置に保持され、したがって相互間に所定以上の軸線方向に移動する力が作用するまではこの位置を保持することにより、磁気的なバネ要素として作用する。またこのとき、中間円板の磁石Ｍ_１のＳ極は、磁気バネ用磁石Ｍ_ＯＢのＳ極に対向し、磁石Ｍ_１のＮ極は磁気バネ用磁石Ｍ_ＯＢ’のＮ極に対向するため、前記のような中間円板移動用磁石Ｍ_ＯＡ、Ｍ_ＯＡ’と反発している状態においては、磁石Ｍ_１が両側から受ける反発力による磁気的バネ作用によって所定位置が保持される。なお、前記のように、両者間を実際に引っ張りバネ等のスプリングによって連結し、所定位置に保持するように構成しても良い。
【００２１】
次に負荷トルクが増大すると、中間円板１６と出力円板２０を結合する前記のようなバネ要素において捩れ力が生じ、その力が前記磁気バネやスプリングの保持力を越えると、両円板が相対回転する。その結果磁石の位置関係が図４（ａ）に示す状態から図４（ｂ）に示す状態のように変化し、磁石Ｍ_１が図示の例においては中間円板移動用磁石Ｍ_ＯＡ側に移動し、両磁石の異極同士が対向するため、相互に吸引し、中間円板１６に作用するスラスト方向が反転する。その結果、図２に示す中間円板１６の永久磁石１７で励磁されている中間ヨーク１８は、図２（ｂ）に示すように高減速入力円板である外側リング１３の外側ヨーク１２と対向する位置にスライドし、両ヨークによって磁気結合するので変速機は高減速モードに遷移して、高負荷に対応した回転を行う。
【００２２】
またこの時、図４（ｂ）に示すように、磁石Ｍ_１、磁気バネ用磁石Ｍ_ＯＢの同極が接近して反発し、円板の前記のような相対回転に対して復元モーメントを発生する磁気的なバネ要素として働く。このため負荷トルクが減少すると回転−スラスト変換機構５は図４（ａ）の状態に復帰し、変速機は再び低減速モードに遷移する。この復元力は、このような磁気バネのほか、前記のようなスプリングによって与えることができる。
【００２３】
上記実施例においては入力側に設けた減速機が低減速段と高減速段の出力を備えているとき、そのいずれかに連結するようにし、２段階の変速を行わせるようにしたものであるが、減速機が３段階の変速を行う出力部分を備えているときには、磁気クラッチ機構を図３に示す原理図の２点鎖線で示すように入力円板を３列にし、また、図２に示す例においては外側ヨーク或いは内側ヨークを隣設することによって対応できる。
【００２４】
その際の回転−スラスト変換機構は、例えば図５の分解図に示すように、軸３４の外周に多数の永久磁石を固定したロータ３１と、前記中間円板としてのスライダ３２からなる変換機構３３によって作動させることができる。図５にはロータ３１とスライダ３２を分解した状態を示しており、図示実施例においてはロータ３１の軸３４における図中左右の端部側に永久磁石群が配置され、各永久磁石群は互いに周方向の位置を９０度ずらした状態で、ほぼ同様の構成により固定されている。
【００２５】
図５におけるロータ３１の図中左側の磁石群においては、図中左端側に磁石Ｍ１１とこれに隣接する磁石Ｍ１２からなる磁石対が固定され、同図（ｃ）に示すように、これと１８０度ずれて軸３４の反対側に同様の磁石Ｍ１３と磁石Ｍ１４からなる磁石対が固定されている。各磁石対間には、これらの磁石よりも図中軸線方向右側に位置するように、また互いに１８０度ずれて磁石Ｍ２１と磁石Ｍ２２が固定されている。
【００２６】
同様に、ロータ３１の図中右側の磁石群においては、図中右端側に磁石Ｍ４１とこれに隣接する磁石Ｍ４２からなる磁石対が固定され、ロータ３１の反対側に同様の磁石Ｍ４３と磁石Ｍ４４からなる磁石対が固定されている。また、各磁石間には、これらの磁石よりも図中左側に位置するように、また互いに１８０度ずれて磁石Ｍ３１と磁石Ｍ３２が固定されている。これらの図中右側の磁石群は、例えば磁石Ｍ３１が左側の磁石群における一対の磁石Ｍ１１と磁石Ｍ１２間に位置するように配置している。
【００２７】
前記のロータ３１に固定する各磁石はロータの軸線方向に全て平行で、且つＳ極とＮ極が軸線方向に対向する位置に形成されている。また、全ての磁石の極の方向は一致しており、図示の例においてはハッチング付与側がＮ極を示している。
【００２８】
一方、前記中間円板としてのスライダ３２は、図５（ｂ）に示すようにリング３５の内周に互いに１８０度離れた位置に磁石Ｍ５１とＭ５２を固定しており、図６（ａ）にその一部を切除した状態で示すように、その組立状態においてはロータ３１の左右の磁石群の間に配置される。各磁石Ｍ５１及びＭ５２は前記ロータ３１に固定される各磁石と同様に、ロータの軸線方向に平行に配置されるが、各磁石の極性はロータ上の磁石とは反対向きにしている。
【００２９】
上記のような構成からなる回転−スラスト変換機構の作動は図６（ａ）〜（ｃ）、図７（ａ）〜（ｃ）、図８（ａ）〜（ｃ）に順に示している。図６（ａ）は低減速時を示し、スライダ３２の磁石Ｍ５１はロータの磁石Ｍ１１とＭ１２との間に位置し、ここで中間円板としてのスライダ３２に連結された前記図４（ａ）(ii)の磁石Ｍ１と同様に同じ極性の磁石間に位置する。この時スライダ３２の他の磁石Ｍ５２も同様の配置となっている。そのため、前記のような磁気クラッチ機構の同一位置を保持する磁気バネ作用によってこの位置が保持されてる。スライダ３２と軸３４とはスプリングにより連結し、図４（ａ）に示す状態を最終安定状態とする。
【００３０】
この状態から出力軸が連結するロータ３１の負荷が増大し、その負荷によるトルクが前記スプリングの戻し力及び磁気バネの力よりも大きくなると、図６（ｂ）に示すようにロータ３１が回転し、磁石Ｍ１２の先端部分がスライダ３２の磁石Ｍ５１の先端部分に移動すると、両磁極は同極が間隙を介して対向するため、その反発力によってスライダ３２は図６（ｃ）に示すように図中右側に軸線方向に移動する。この作用はスライダ３２の他の磁石Ｍ５２においても同様に作用する。この移動の過程で磁気クラッチ機構の次の段の入力円板のヨークに中間円板としてのスライダと連結した中間磁石が対向し、前記と同様の磁気バネ力によってこの位置で安定して回転可能となる。この時の入力円板は先の入力円板よりも変速機によって減速され、中間負荷トルクに対応している。また、このスライダ３２の位置はロータ３１の左右の磁石群の間に位置している。
【００３１】
上記の状態から更に負荷が増大し、ロータ３１に作用する負荷トルクが前記スプリングの戻し力及び磁気バネの力よりも更に大きくなると、ロータ３１が更に回転し、図７（ａ）に示すようにロータ３１の磁石Ｍ２１の先端部分がスライダ３２の磁石Ｍ５１の部分に移動すると、両磁極は同極が間隙を介して対向するため、その反発力によってスライダ３２は図７（ｂ）に示すように図中右側に軸線方向に移動する。
【００３２】
この移動の過程で磁気クラッチ機構の次の段の入力円板のヨークにスライダ３２に連結した中間磁石が対向し、前記と同様の磁気バネ力によってこの位置で安定して回転可能となる。この時の入力円板は先の入力円板よりも変速機によって更に減速され、高負荷トルクに対応している。また、スライダ３２の磁石Ｍ５１の位置は、ロータ３１の図中右側の磁石群における磁石Ｍ４１と磁石Ｍ４２の各先端部の間に位置し、その時の作用は前記図６（ａ）とほぼ同様である。
【００３３】
ここで負荷トルクが減少すると、図７（ｃ）に示すようにロータがスプリングによって戻され、前記とは逆に回転する。そのためロータ３１の磁石Ｍ４１の先端がスライダ３２の磁石Ｍ５１の先端に移動する。両磁石は同極が対向するため互いに反発し、スライダ３２は図８（ａ）に示す位置、即ち前記図６（ｃ）に示す位置で前記と同様に安定して回転する。ここでは先より増速し、中間トルクに対応して回転する。
【００３４】
更に負荷トルクが減少するとロータ３１は更に戻され、図８（ｂ）に示すようにロータ３１の磁石Ｍ３１の先端がスライダ３２の磁石５１の先端に回転すると、両磁石は同極が対向するため互いに反発し、図８（ｃ）に示す位置に移動し、ここでは変速機の高速段に結合し、低負荷トルクに対応して回転する。この位置は前記図６（ａ）と同じ位置になり、初期位置に戻る。
【００３５】
このように、本発明においては、負荷トルクに合わせて２段の自動変速を行う以外に３段の自動変速を行うことができ、よりきめの細かな負荷トルクに適合した変速制御を行うことができる。更に必用に応じて上記と同様の手法により、より多段の自動変速を行わせることも可能となる。
【００３６】
本発明による上記のような機構は、負荷トルクが増減したときスライダを次の平衡位置まで押し出す働きのみをもち、一旦スライダが移動した後は、磁気クラッチ間の吸引力により、磁気回路はポテンシャルエネルギが極小となる準安定状態で平衡させることができる。また、正転と逆転の両方向に対して、同様の切換動作が可能となる。
【００３７】
また、必要ならば磁石の強度・配置を変更することにより、正転と逆転で異なる切換特性を設定することも可能となる。更に、負荷トルク増大時と減少時でスライダにスラストが作用し始めるトルクが異なるため、切換時のヒステリシス特性を確実に実現することができる。また、前記実施例においてはロータやスライダに永久磁石を取り付けた例を示したが、一体部材に着磁することにより、より簡略化、小型軽量化が可能となる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明による非接触型負荷感応自動変速機は上記のような変速機構による変速動力伝達、及び回転−スラスト変換機構による変速動作の双方を磁気を用いた非接触機構により実現することができる。その結果、変速機内部での機械的な接触は軸受部分のみに限定されるため、以下の特徴を有する非接触型負荷感応自動変速機を実現することができる。
１．クラッチ摩擦材は不要なため、その摩耗問題を解消することができる。
２．クラッチ隙間の保守管理が不要となる。
３．磁気的結合のバネ効果による変速ショック・騒音の低減が可能となる。
４．過負荷時は磁気クラッチが滑り、アクチュエータ・機構を保護することができる。
【００３９】
また、本発明による変速機においては、円周上に磁石とヨークを配置して対向する磁気クラッチを用いているので、ヒステリシス磁気カップリングを用いたものと比較し以下の利点がある。
１．一般的なヨーク材質を使用可能となる。
２．磁石のサイズ・配置数を増すことにより、容易に伝達トルクを増大することが可能となる。
３．３段以上の多段変速機に容易に拡張することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の作動原理を示す概要図である。
【図２】本発明で用いる磁気クラッチ機構の実施例を示す図であり、（ａ）は第１の負荷トルク状態、（ｂ）は第２の負荷トルクの状態を示し、各々(i)は断面を示す斜視図、(ii)は一部断面拡大図である。
【図３】本発明で用いる磁気クラッチ機構の基本原理を示す図であり、（ａ）は第１の負荷トルク状態、（ｂ）は第２の負荷トルクの状態を示す図であり、各々(i)は斜視図、(ii)はＸ−Ｘ部分の断面図である。
【図４】本発明で用いる回転−スラスト変換機構の実施例を示す図であり、（ａ）は第１の負荷トルク状態、（ｂ）は第２の負荷トルクの状態を示し、各々(i)は斜視図、(ii)は円周方向Ｙ−Ｙ部分の断面図である。
【図５】本発明で用いる回転−スラスト変換機構において３段の切換を行う実施例の分解状態を示す図であり、（ａ）はロータ（ｂ）はスライダを示し、（ｃ）は（ａ）のＺ−Ｚ部分の断面図である。
【図６】同実施例の作動を順に示す図であり、（ａ）は低減速中立位置、（ｂ）は負荷トルクの増大による低減速中立位置から２段目へ切り換える過程の位置、（ｃ）は負荷トルクの増大により２段目に切り換えた位置を示す。
【図７】同実施例の作動を順に示す図であり、（ａ）は更に負荷トルクの増大により２段目から３段目へ切り換える過程の位置、（ｂ）は３段目に切り換えた位置、（ｃ）は負荷トルクの減少による３段目から２段目へ切り換える過程の位置を示す。
【図８】同実施例の作動を順に示す図であり、（ａ）は負荷トルクの減少により２段目に切り換えた位置、（ｂ）は更に負荷トルクの減少により低減速中立位置へ切り換える過程の位置、（ｃ）は負荷トルクの減少により低減速中立位置に切り換えた位置を示す。
【符号の説明】
１減速機
２入力軸
３中心歯車
４減速歯車
５回転−スラスト変換機構
１１クラッチ機構
１２外側ヨーク
１３外側リング
１４内側ヨーク
１５内側円板
１６中間円板
１７永久磁石
１８中間ヨーク
２０出力円板

Claims

減速機からの複数の入力段と、
前記複数の入力段によって各々回転可能に各入力段に連結した複数の回転体（１３，１５）と、
前記複数の回転体に対して、回転軸の軸線方向位置を互いにずらして固定した磁性体（１２、１４）と、
各磁性体に間隙を介して対向可能な磁気クラッチ用磁石を備え、軸線方向に移動可能に設けた速度切換部材（１６）と、
出力側に作用する負荷に応じて前記速度切換部材（１６）と回転方向の相対位置が変化し、該回転方向の相対位置の変化により前記速度切換部材を軸線方向に移動する回転−スラスト変換機構（５）とを備え、
前記回転−スラスト変換機構（５）は、前記速度切換部材（１６）に設けた磁石（Ｍ_１）と出力側部材に設けた磁石（Ｍ_ＯＡ、Ｍ_ＯＡ’）との間の反発と吸引作用を、前記負荷に応じた回転方向の相対位置の変化によって切り換え、該切換により速度切換部材（１６）を軸線方向に移動して磁気クラッチ用磁石（１７）を前記複数の回転体の磁性体（１２，１４）のいずれかに対向させることにより、出力段の速度を変えるものであって、
前記回転−スラスト変換機構（５）の出力段側部材に設ける複数の磁石（Ｍ_ＯＡ，Ｍ_ＯＡ’）は、出力側に作用する負荷が低いとき速度切換部材に設けた磁石（Ｍ_１）を回転方向において両側から挟むように、且つ該磁石（Ｍ_１）と軸線方向に間隙を介して互いに反発するように対向する位置に設け、出力段側の負荷の上昇により前記の互いに反発する位置から出力段側部材に設けた一つの磁石に吸引されるように設け、
前記出力段側部材には、前記速度切換部材（１６）の磁石（Ｍ_１）を吸引する前記複数の磁石（Ｍ_ＯＡ，Ｍ_ＯＡ’）に近接して、前記吸引された速度切換部材（１６）の磁石（Ｍ_１）を該吸引位置から離す方向の磁力を作用させる他の磁石（Ｍ_ＯＢ，Ｍ_ＯＢ’）を備えたことを特徴とする非接触式負荷感応型自動変速機。