JP5231498B2 - トルク伝達装置 - Google Patents
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Description
置に関する。
上記非接触式負荷感応型自動変速機は、減速機からの入力手段と、前記入力手段と回転可能に連結した回転体と、前記回転体に対して、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と、出力側に作用する負荷に応じて前記速度切換部材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−スラスト変換機構とを備え、前記回転−スラスト変換機構は、前記速度切換部材に設けた磁石と出力側部材に設けた磁石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を軸線方向に移動して磁気クラッチ用磁石を前記の回転体の磁性体のいずれかに対向させることにより、出力手段の速度を変えるようにしたものであり、構造が複雑で切り換え動作が安定せず、また、小形化が困難なものだった。
置において、磁気の吸引力によって伝達可能な回転トルクを上回る負荷トルクが作用したときに、回転体を回転軸方向に磁気の吸引力の作用で自動的にスライド移動する簡単な構成のトルク伝達装置を提案することを目的としている。
円周上に磁極が列設された磁極回転体と、前記磁極回転体と同一回転中心軸で回転し、前記磁極と対向するように列設される歯形形状部を有する継鉄回転体とを有し、前記継鉄回転体の歯形形状部の側方に磁性体からなる側部磁性体を備え、前記磁極回転体と前記継鉄回転体とを、前記回転中心軸回りにそれぞれ回転可能で、かつ、前記磁極と前記側部磁性体とが前記回転中心軸に沿って接離する方向に相対移動可能に支持し、前記磁極回転体と前記継鉄回転体間に、両者間に作用する磁気吸引力による伝達可能な伝達トルクを上回る負荷トルクが作用した時、両回転体が相対回転して、対向する磁極と歯形形状部間に作用する結合力が弱まることで、前記磁極回転体と前記歯形形状部に作用する磁気吸引力の回転軸方向分力より、前記磁極と前記側部磁性体間に作用する磁気吸引力の回転軸方向分力が大きくなり、前記磁極が前記側部磁性体に接近する位置に前記回転中心軸に沿って相対移動することを特徴とする。
一方の回転体を同一回転中心軸方向に移動可能とした出力回転手段とし、
他方の回転体を低トルク入力回転手段とし、
前記出力回転手段と前記低トルク入力回転手段間に、前記磁気吸引力で伝達可能な伝達トルクを上回る負荷トルクが作用した時に、前記出力回転手段が前記回転中心軸方向に移動する動作によって、前記出力回転手段とトルク伝達可能に係合し、前記磁気吸引力で伝達可能な伝達トルクを上回るトルクを伝達する高トルク入力手段を備えたことを特徴とする。
以下、本発明のトルク伝達装置を適用した負荷感応型自動変速機の実施の形態1について図1〜図10を用いて説明する。
この磁極回転体12と継鉄回転体9の歯形形状磁性体9a間に発生するスラスト力の変動は、図9に示すように、磁極回転体12の歯形形状部12aが継鉄回転体9の歯形形状磁性体9aに対向した時の磁力による吸引力の回転中心線方向の最大の分力F2r′maxと、磁極回転体12の歯形形状部12aと継鉄回転体9の歯形形状磁性体9aからなる谷部が対向するとき磁力による吸引力の回転中心線方向の最小の分力F2r′min間を交互に変動するが、負荷が所定量を越えている間は、両者が相対回転しているのでこの変動値の平均スラスト力をF2r′とすると(図9参照)、平均スラスト力F2r′は磁極回転体12と側部磁性体10の磁力による回転中心線方向の分力F2s′を越えることが無く図5の状態で高負荷回転が維持される。
図11は本発明のトルク伝達装置の他の形態を示す。
図12の本実施の形態は、内側に継鉄回転体22を外側に磁極回転体20を設けた形態のトルク伝達装置である。
磁極の歯形形状部21と歯形形状部23がずれることで磁力による吸引力が弱まり、磁極の歯形形状部21と歯形形状部23間の磁力による吸引力の回転中心線方向の分力よりも、磁極の歯形形状部21と側部磁性体24間の磁力による吸引力の回転中心線方向の分力が大きくなり、磁極の歯形形状部21と側部磁性体24の円周(外周)面が対向する位置に両者が相対的に移動する。
図13は磁極の歯形形状部21の列と歯形形状部23の列と側部磁性体24の列の組を複数備えた実施の形態である。
等間隔で外向き放射状に形成された磁性体と、この2枚のドーナツ円盤の間に固着された
、軸方向の一端をN極、他端をS極とするリング状の永久磁石から構成されている。
(b)は、磁極回転体20と継鉄回転体22間に、(a)の結合力によって伝達可能なト
ルクを超える負荷トルクによって、磁極回転体20と継鉄回転体22が相対回転し、磁極の歯形形状部21と歯形形状部23の歯先が円周方向にずれた状態を示す。(実際にはこの位置に留まることはなく、相対回転しながらスライドして図(c)の状態に移行する)
磁極の歯形形状部21と歯形形状部23がずれることで、磁極の歯形形状部21と歯形形状部23間の磁力による吸引力の回転中心線方向の分力よりも、磁極の歯形形状部21と側部磁性体24間の磁力による吸引力の回転中心線方向の分力が大きくなり、磁極の歯形形状部21と側部磁性体24の円周(内周)面が対向する位置に両者が相対的に移動する。
〔実施の形態5〕
次に、磁極の歯形形状部21の列と継鉄回転体22の歯形形状部23の列と側部磁性体24の列の組を複数備えた他の実施の形態を図14を用いて説明する。
実施の形態1に記載したトルク伝達装置は、入力軸1に固設された遊星歯車機構のキャリア2の回転をプラネタリギヤ3を介して太陽ギヤ軸7を高速回転する低トルク入力手段と、前記キャリア2と連結され回転する高トルク入力手段15から構成されているが、本実施の形態では、入力手段である中空回転体の1側に高トルク入力手段を設け、他側にキャリア2を設け、キャリアの回転をプラネタリーギヤを介して太陽ギヤー軸を高速回転する低トルク入力手段を設けた形態とした構成を特徴とする。
9、9a、22 継鉄回転体
9a、23 歯形形状部
10、10a、10b、10c、10d、24 側部磁性体
10a 円形形状部
11 出力回転手段
12、20 磁極回転体
12a、21、21a、21b 歯形形状部
13 永久磁石
14 咬合クラッチ係合突起
15 高トルク入力手段
15a トルク伝達溝
Claims (12)
- 円周上に磁極が列設された磁極回転体と、前記磁極回転体と同一回転中心軸で回転し、前記磁極と対向するように列設される歯形形状部を有する継鉄回転体とを有し、前記継鉄回転体の歯形形状部の側方に磁性体からなる側部磁性体を備え、前記磁極回転体と前記継鉄回転体とを、前記回転中心軸回りにそれぞれ回転可能で、かつ、前記磁極と前記側部磁性体とが前記回転中心軸に沿って接離する方向に相対移動可能に支持し、前記磁極回転体と前記継鉄回転体間に、両者間に作用する磁気吸引力による伝達可能な伝達トルクを上回る負荷トルクが作用した時、両回転体が相対回転して、対向する磁極と歯形形状部間に作用する結合力が弱まることで、前記磁極回転体と前記歯形形状部に作用する磁気吸引力の回転軸方向分力より、前記磁極と前記側部磁性体間に作用する磁気吸引力の回転軸方向分力が大きくなり、前記磁極が前記側部磁性体に接近する位置に前記回転中心軸に沿って相対移動することを特徴とするトルク伝達装置。
- 前記磁極回転体と前記継鉄回転体に作用する負荷トルクが、前記磁極と前記継鉄回転体間に作用する磁気吸引力を下回ると、前記磁極が前記継鉄回転体の歯形形状部に対向する位置に相対移動することを特徴とする請求項1記載のトルク伝達装置。
- 前記側部磁性体は、前記継鉄回転体の歯形部先端で形成される円周面と同心の円周面を有し、前記磁極回転体と前記継鉄回転体間に、前記磁気吸引力により伝達可能な回転トルクを上回る負荷トルクが作用した時、前記磁極が前記側部磁性体の前記円周面と対向する位置に前記回転中心軸に沿って相対移動することを特徴とする請求項1または2記載のトルク伝達装置。
- 前記磁極回転体の磁極の列と前記継鉄回転体の歯形形状部の列と側部磁性体の列の組をそれぞれ複数組有することを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載のトルク伝達装置。
- 前記磁極回転体の磁極を前記継鉄回転体の歯形形状部の外周に対向配置したことを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載のトルク伝達装置。
- 前記磁極回転体は、内周上に等間隔に配置された歯部を有する1対の中空円板と前記中空円板間に中空円板状の永久磁石を固着し、1対の中空円板の一方の歯部先端がN極の列、他方の歯部先端がS極の列となるように配置したことを特徴とする請求項1〜5記載のトルク伝達装置。
- 前記継鉄回転体の歯形形状部を前記磁極回転体の磁極の外周に対向配置したことを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載のトルク伝達装置。
- 前記磁極回転体と前記継鉄回転体の内、
一方の回転体を前記回転中心軸方向に移動可能とした出力回転手段とし、
他方の回転体を低トルク入力回転手段とし、
前記出力回転手段と前記低トルク入力回転手段間に、前記磁気吸引力で伝達可能な伝達トルクを上回る負荷トルクが作用した時に、前記出力回転手段が前記回転中心軸方向に移動する動作によって、前記出力回転手段とトルク伝達可能に係合し、前記磁気吸引力で伝達可能な伝達トルクを上回るトルクを伝達する高トルク入力手段を備えたことを特徴とする請求項1〜7いずれかに記載のトルク伝達装置。 - 前記出力回転手段と前記高トルク入力手段を咬合クラッチによって係合するようになしたことを特徴とする請求項8記載のトルク伝達装置。
- 前記高トルク入力手段に遊星歯車機構のキャリアを連結し、低トルク入力手段に前記遊星歯車機構の太陽ギヤ軸を連結したことを特徴とする請求項8または9記載のトルク伝達装置。
- 前記継鉄回転体の歯形形状部と側部磁性体間に、前記側部磁性体より小径の小径側部磁性体を設けたことを特徴とする請求項1〜10いずれかに記載のトルク伝達装置。
- 少なくとも一つの側部磁性体は、継鉄回転体の歯形形状部の直径より大径の大径側部磁性体であることを特徴とする請求項5または6記載のトルク伝達装置。
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