JPH04217858A - 変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、入力軸から出力軸へ回
転力を伝達する過程で回転比を変更しうる変速装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車等の変速機として一般に
使用されている歯車式変速装置は、歯数の異なる複数の
歯車を選択して噛合させることにより、回転比を変更す
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような歯車式変
速装置では、離れていた歯車を噛合させる際に歯を欠損
させないために、一般には常に全ての対の歯車を噛合さ
せておき、これら各対のうちいずれか１組の歯車対のみ
を通じて動力伝達を行なわせる機構が採られている。こ
のため、構造が複雑でコストが高く、重量も大きい欠点
を有している。

【０００４】また、歯車式変速装置そのものはトルクリ
ミッタの作用を有さないため、負荷抵抗が急激に増大し
た際には駆動手段に過大負荷がかかり、駆動手段に損傷
させるおそれもあった。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、歯車式変速装置に比して構造が単純化でき、かつそ
れ自体にトルクリミッタの作用を有する変速装置を提供
することを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の変速装置は、互
いに平行かつ回転自在に配置された第１回転軸および第
２回転軸と、前記第１回転軸に回転不能かつ同軸に設け
られ、その外周部には多数の磁極が等ピッチで周方向に
配列された着磁部を有する第１回転体と、前記第２回転
軸に回転不能かつ同軸に設けられた第２回転体と、この
第２回転体の外周部に互いに軸方向へ離間して複数設け
られ、互いに異なる一定ピッチで周方向に配列された多
数の磁極をそれぞれ有する円環状の着磁部と、前記第１
回転体または第２回転体の少なくとも一方を、その軸線
方向に変位させることにより、前記第１回転体の着磁部
と、前記第２回転体のいずれか１つの着磁部とを対向さ
せる回転比切換機構とを具備したことを特徴とする。

【０００７】

【作用】この変速装置では、第１回転軸または第２回転
軸のいずれか一方を入力側として駆動手段に連結したう
え、回転比切換機構により第１回転体または第２回転体
のいずれかを軸方向に変位させ、第１回転体の着磁部と
第２回転体のいずれか１つの着磁部を互いに対向する位
置に変位させる。これにより、出力側の回転体は入力側
の回転体の回転に伴う移動磁極数と等しい磁極数だけ回
転するため、対向する着磁部の組み合わせを選択するこ
とにより、各回転軸の回転比を変更できる。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明に係わる変速装置の一実施例
を示す正面図である。図中符号１は入力側の第１回転軸
で、この第１回転軸１はモータ等の駆動手段２により回
転される。第１回転軸１の断面は図２に示すように矩形
状等の異形状をなし、その中央部には、同じ断面形状の
貫通孔を有する筒体４が軸方向摺動可能かつ相対回転不
能に通されている。

【０００９】筒体４には、円板状の第１回転体６が同軸
に固定されている。この第１回転体６の少なくとも外周
部は強磁性体で成形され、この外周部は、図２に示すよ
うに、外周面において交互にＳ極およびＮ極が配列され
るように半径方向に着磁されて着磁部６Ａとなっている
。

【００１０】着磁部６Ａの材質としては着磁および一体
成形のしやすさの点から樹脂磁性体が好ましいが、フェ
ライトまたは金属等に着磁したものでも使用可能である
し、着磁部６Ａを一体成形する代わりに、小さな磁石片
を多数並べて固定した構成も可能である。なお、着磁部
６Ａの各磁極の周方向の長さは全て等しく、この例では
磁極数が１０に設定されている。

【００１１】一方、筒体４の両端は、一対のスラスト軸
受８を介して回転可能な状態で移動アーム１０に固定さ
れており、この移動アーム１０は、回転比切換機構１２
によって回転軸１の軸線方向に移動可能とされている。 この回転比切換機構１２は、いかなる形式のアクチュエ
ータであってもよいし、単に手動で移動アーム１０を動
かす構成にしてもよい。

【００１２】一方、第１回転軸１と平行に第２回転軸１
８が配置されており、この第２回転軸１８は軸受部１６
を介して支持部１４に回転自在に取り付けられている。 第２回転軸１８には、円柱状の第２回転体１９が同軸に
固定され、この第２回転体１９の外周部には、第１回転
体６の着磁部６Ａと軸方向の幅が等しい円環状の着磁部
２０，２２，２４が、それぞれの間に非磁性部２６をは
さんで同軸に形成されている。なお、この例では着磁部
６Ａと着磁部２０，２２，２４の外径が等しいが、これ
らの外径は必要に応じて変更してよい。

【００１３】着磁部２０，２２，２４は互いに同寸法で
あるが、磁極数および磁極ピッチが異なる。すなわち、
図２ないし図４に示すように、この例では着磁部２２が
着磁部６Ａと等しい磁極数（１０極）で、着磁部２０は
着磁部２２より少なく（８極）、着磁部２４は着磁部２
２よりも多い（１２極）。

【００１４】勿論、上記磁極数は一例に過ぎず、必要に
応じて適宜変更してよい。ただし、着磁部６Ａの外周面
における磁極ピッチと、着磁部２０，２２，２４の外周
面における磁極ピッチの比は１／２〜２倍の範囲でなけ
ればならない。２倍以上または１／２未満になると、対
向する磁極間の磁気結合力が著しく減少し、回転伝達が
困難になる。

【００１５】このように構成された回転伝達装置におい
ては、入力側の第１回転軸１を駆動手段２により回転す
ると、第１回転体６の着磁部６Ａの回転につれて、対向
する着磁部（図示の例では２２）の磁極がそれぞれ引か
れ、第１回転体６の移動磁極数と等しい磁極数だけ回転
する。すなわち、図示の状態では、着磁部２２の磁極数
は着磁部６Ａと等しく外径も等しいため、第１回転軸１
と第２回転軸１８との回転比は１：　１になる。

【００１６】一方、回転比切換機構１２を作動して移動
アーム１０を移動させ、第１回転体６を磁極数が８であ
る着磁部２０と対向させると、前記回転比は１：　１．
２５となり、第１回転体６を磁極数が１２である着磁部
２４と対向させれば前記回転比は１：　０．８となる。

【００１７】この装置では、磁極数が異なる着磁部２０
，２２，２４も、磁極ピッチの設定により外径を統一す
ることができるうえ、回転体６，１９は常に非接触でよ
いから、回転比を変更する際に回転体６を単純に軸方向
へ移動させるだけでよく、回転比切換時に歯車損傷を防
ぐ機構が必要だった歯車式変速装置に比して、機構を簡
略化することができる。

【００１８】また、第２回転体１９の回転抵抗が着磁部
間の磁気結合力を越えると、第１回転体６が空転してト
ルクリミッタの作用を果たすため、負荷抵抗が急激に増
大した際にも駆動手段２に過大負荷がかかることを防止
できる。

【００１９】また、第１回転体６と第２回転体１９が離
間しているため、出力側と入力側との間を完全に分離す
ることが容易で、入力側と出力側との間で振動や電流を
伝達しない利点がある。

【００２０】また、各着磁部６Ａ，２０，２２，２４の
磁極ピッチを変更するだけで任意の回転速度比が得られ
るうえ、磁極の形成は周知の着磁装置によって容易に行
なえるため、設計上の制約が少ない。

【００２１】さらに、磁極の形成にはそれほど高い精度
が要求されず、各回転体６，１９の離間量や回転軸１，
１８の平行度等に多少の誤差があっても十分に作動する
ため、歯車を使用した装置に比して製造コストが安い。 しかも粉塵（非磁性粉）の多い環境下や液体中などでも
長期に亙って性能変化が少ないから、使用上の自由度が
高く、凡用性に優れているという利点を有する。

【００２２】なお、上記第１実施例では、個々の磁極が
半径方向に着磁されていたが、その代わりに着磁部６Ａ
，２０，２２，２４の厚さ方向に着磁してもよいし、あ
るいは周方向に着磁してもよい。また、上記実施例では
第２回転軸１８を出力側、第１回転軸１を入力側として
いたが、これらを逆にしてもよいし、第２回転体１９を
移動させて回転比の切換を行なう構成も可能である。

【００２３】なお、上記実施例では第１回転体６に１つ
の着磁部６Ａしか設けていなかったが、図５に示すよう
に、第１回転体６に複数の着磁部を設けることも可能で
ある。この例では、第１回転体６に互いに隣接した２つ
の着磁部３０，３２を形成する一方、第２回転体１９は
、着磁部３０，３２の軸方向幅と等しい間隔を空けて設
けられた２つの着磁部３４，３６で構成されている。

【００２４】この例によれば、第１回転軸１を軸方向へ
変位させることにより、使用している着磁部の個数が前
記実施例と同じでありながら、着磁部の組み合わせを４
通りに変化させることができるため、４通りの回転比を
選択することが可能である。さらに本発明では、上記２
例に限らず、着磁部の個数および寸法を任意に変更して
よい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる変
速装置では、第１回転軸または第２回転軸のいずれか一
方を入力側として駆動手段に連結したうえ、回転比切換
機構により第１回転体または第２回転体のいずれかを軸
方向に変位させ、第１回転体の着磁部と第２回転体のい
ずれか１つの着磁部を互いに対向する位置に変位させる
ことにより、出力側の回転体は入力側の回転体の回転に
伴う移動磁極数と等しい磁極数だけ回転する。したがっ
て、対向する着磁部の組み合わせを選択することにより
、各回転軸の回転比を変更できる。

【００２６】また、磁極数が異なる着磁部も磁極ピッチ
の設定により外径を統一することができるうえ、各回転
体は常に非接触でよいから、回転比を変更する際に各回
転体を干渉させてこれらを損傷させるおそれがない。し
たがって、回転比切換時に歯車損傷を防ぐ機構が必要だ
った歯車式変速装置に比して、機構を簡略化することが
できる。

【００２７】さらに、出力側の回転体の回転抵抗が着磁
部間の磁気結合力を越えると、入力側の回転体が空転し
てトルクリミッタの作用を果たすため、負荷抵抗が急激
に増大した際にも、駆動手段に過大負荷がかかるおそれ
がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる変速装置の一実施例を示す平面
図である。

【図２】着磁部の磁極配置を示す説明図である。

【図３】着磁部の磁極配置を示す説明図である。

【図４】着磁部の磁極配置を示す説明図である。

【図５】本発明の他の実施例の平面図である。

【符号の説明】

１　　第１回転軸 ２　　駆動装置 ６　　第１回転体 ６Ａ　　着磁部 １０　　移動アーム １２　　回転比切換機構 １８　　第２回転軸 １９　　第２回転体 ２０，２２，２４　　着磁部 ２６　　非磁性部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　互いに平行かつ回転自在に配置された
   第１回転軸および第２回転軸と、前記第１回転軸に回転
   不能かつ同軸に設けられ、その外周部には多数の磁極が
   等ピッチで周方向に配列された着磁部を有する第１回転
   体と、前記第２回転軸に回転不能かつ同軸に設けられた
   第２回転体と、この第２回転体の外周部に互いに軸方向
   へ離間して複数設けられ、互いに異なる一定ピッチで周
   方向に配列された多数の磁極をそれぞれ有する円環状の
   着磁部と、前記第１回転体または第２回転体の少なくと
   も一方を、その軸線方向に変位させることにより、前記
   第１回転体の着磁部と、前記第２回転体のいずれか１つ
   の着磁部とを対向させる回転比切換機構とを具備したこ
   とを特徴とする変速装置。