JPH0540708Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、永久磁石の磁力を利用して回転力を
伝達する構成の変速装置に関するものである。

〈従来の技術〉 一般に、歯車による回転伝達機構の技術分野に
おいては、車両用の歯車変速機で代表される変速
装置がよく知られている。なお、車両用の変速機
においては周知のようにクラツチハブ、ハブスリ
ーブ、シンクロナイザリング等からなるシンクロ
メツシユ機構によつて変速時に回転同期作用が果
たされるようになつている。

また、近年では例えば特開昭57−134066号公報
に開示されているように、永久磁石の磁力を利用
した回転伝達装置も提案されている。この回転力
伝達装置は、独立した軸上に設けられた一対の円
筒の外周面に対し、個々の周方向に沿つて複数個
の永久磁石が、それぞれの磁極が交互に異なるよ
うに等間隔で配列されている。そして、一方の円
筒を回転させると、前記永久磁石の磁力によつて
他方の円筒に回転力が伝達される。

〈考案が解決しようとする課題〉 前記車両用歯車変速機のシンクロメツシユ機構
は、その変速操作に際してエンジンからの回転伝
達を遮断するための摩擦クラツチの操作を必要と
し、かつその構造も複雑である。

また、前記公報に開示されている技術は、独立
した二軸間で回転力を伝達することに止どまり、
この二軸間で回転伝達比を換えて変速操作を行な
う機能は備えていない。

〈課題を解決するための手段〉 本考案の変速装置は、永久磁石の磁力によつて
回転伝達可能な二つの回転体のうち、円錐形の外
周面を有する回転体の径の変化を利用して両回転
体の間での回転伝達比を段階的に変化させて変速
することが可能で、しかも変速操作時の磁力作用
に伴う回転同期リングの機能により、両回転体の
回転同期作用を果す構成となつている。

詳しくは、円錐形の外周面を有する第一回転体
と、円形の外周面を有し、かつ第一回転体の外周
面の傾斜と平行な回転軸線に沿つて移動操作可能
な第二回転体とを備えている。そして、前記第一
回転体において直径の異なる少なくとも二箇所の
外周面と、第二回転体の外周面とのそれぞれに対
し、複数個の永久磁石が周方向に沿つて等間隔
で、かつ交互に磁極が異なるように配列されてい
る。

また、前記両回転体のいずれかの外周には、そ
の回転体とは独立して回転可能で、かつ軸線に沿
つた方向の力を受けたときに回転体との間で摩擦
力を生じる回転同期リングが組付けられている。
この回転同期リングの外周には、このリングが組
付けられている回転体の永久磁石に隣接し、かつ
これらに対応する配列で複数個の永久磁石が設け
られている。

〈作用〉 上記の構成によれば、第一回転体及び第二回転
体のいずれか一方を回転させると、それぞれの回
転体の外周面に設けられた永久磁石の磁力によ
り、両回転体の間で回転力が伝達される。そし
て、第二回転体をその回転軸線に沿つて移動操作
すれば、この第二回転体と対向する第一回転体の
直径が変化する。すなわち、第二回転体の永久磁
石に対する第一回転体の永久磁石の個数が変化す
る。これにより、両回転体の間での回転伝達比が
変わり、変速操作が行なわれる。

前記の変速操作時において、第二回転体の移動
操作に伴い、前記回転同期リングの永久磁石に作
用する磁力により、この回転同期リングとこれを
備えている回転体との間で摩擦力が生じ、両回転
体の間で回転同期作用が果される。

〈実施例〉 次に本考案の実施例を図面にしたがつて説明す
る。

第１実施例 第１図に変速装置の主要部が一部断面で示され
ており、第２図に第１図の−線断面図が示さ
れている。

これら第１図及び第２図において、円錐形の外
周面を有する第一回転体６は、ほぼ水平に設けら
れた軸２の軸上において、この軸２と共に回転す
るように支持されている。すなわち、第一回転体
６はその中心孔に形成されているキー溝８を、前
記軸２に固定されているキー４に係合させること
で、軸２に対して回り止めされている。

第１図から明らかなように前記第一回転体６
は、その軸線に沿つて五個のピース６Ａ〜６Ｅに
分割されている。これらの各ピース６Ａ〜６Ｂの
それぞれの中心孔に前記キー溝８が形成されてい
る。そして、各ピース６Ａ〜６Ｅは、軸２に対し
てその軸線に沿わせ、かつそれぞれのキー溝８を
軸２のキー４に合わせて後述する順序で組付けら
れる。そして、組付け後は第一回転体６の大径側
（第１図の左側）と小径側（第１図の右側）との
それぞれの位置おいて、サークリツプ１０が軸２
に固定される。

円形の外周面を有する第二回転体３２は、前記
第一回転体６の外周面の傾斜と平行に配置された
軸３０の軸上において、この軸３０と共に回転す
るように支持されている。すなわち、軸３０と第
二回転体３２とは、例えばスプラインによる相互
の結合と、軸３０に固定されたサークリツプ３６
とによつて一体化されている。

なお、第二回転体３２の外周面は、前記第一回
転体６の外周面に対して一定の間隔をもつて対向
している。また、この第二回転体３２はその軸３
０と共に軸線に沿つた方向、すなわち第一回転体
６の外周面の傾斜に沿つて移動操作可能となつて
いる。

さて、前記第一回転体６の円錐形状の外周面に
おいて、直径の異なる複数個所（図面では二箇
所）には永久磁石１２，１３が、それぞれの周方
向に沿つて等間隔でかつ交互にＮ極、Ｓ極となる
ように複数個配列されている。なお、大径部外周
に配列されている永久磁石１２と、小径部外周に
配列されている永久磁石１３とは、第一回転体６
の直径の差によつてその個数が異なるのは当然の
ことである。

前記第一回転体６の外周において、永久磁石１
２，１３が配列されているそれぞれの隣接箇所に
は溝１６，１７が形成されている。これら各溝１
６，１７の内部には、回転同期リング１８，１９
がそれぞれ第一回転体６とは独立して相対的に回
転できるように組込まれている。そして、各回転
同期リング１８，１９の外周面には、永久磁石２
０，２１が前記永久磁石１２，１３と同じ間隔
で、かつ交互にＮ極、Ｓ極となるようにそれぞれ
配列されている。

第１図の一部が拡大断面で表された第３図から
も明らかなように、前記溝１６，１７の底面１６
ａ，１７ａと、回転同期リング１８，１９の内周
面１８ａ，１９ａとは、相互に対応する円錐面
（テーパ面）となつている。ただし、その傾斜角
は第一回転体６の外周面の傾斜角と比較して小さ
く設定されている。

また、溝１６，１７の両側面と回転同期リング
１８，１９の両側面との間には、僅かな隙間が設
けられている。したがつて、回転同期リング１
８，１９は前記軸２の軸線に沿つた方向へ移動可
能であり、回転同期リング１８，１９が第１図及
び第３図の左方向へ移動したときに、円錐面であ
る前記溝１６，１７の底面１６ａ，１７ａと回転
同期リング１８，１９の内周面１８ａ，１９ａと
が接触することとなる。

第１図及び第３図から明らかなように、前記永
久磁石１２，１３及びこれらに隣接して形成され
た前記溝１６，１７は、第一回転体６を構成する
前記ピース６Ｂ，６Ｄの外周にそれぞれ配列もし
くは形成されている。しかも、溝１６，１７はこ
れらピース６Ｂ，６Ｄの一方の端面に開口させて
いる。

ここで、軸２に対する第一回転体６及び回転同
期リング１８，１９の組付け順序を説明すると、
第一回転体６を構成している各ピース６Ａ〜６Ｅ
のうち、まず中間のピース６Ｃを組付ける。この
のち、回転同期リング１８，１９が組付けられた
ピース６Ｂ，６Ｄを前記ピース６Ｃの両端にそれ
ぞれ組付ける。最後に、第一回転体６の両端部を
構成するピース６Ａ，６Ｅをそれぞれ組付け、前
記サークリツプ１０で軸方向の位置決めを行な
う。

一方、前記第二回転体３２の外周面には、第一
回転体６の永久磁石１２，１３及び回転同期リン
グ１８，１９の永久磁石２０，２１と同じ間隔
で、かつこれらと同様にＮ極、Ｓ極が交互に位置
するように複数個の永久磁石３４が配列されてい
る。これらの永久磁石３４は、前記第一回転体６
の永久磁石１２，１３あるいは回転同期リング１
８，１９の永久磁石２０，２１に対し、互いに微
小の間隔をもつて対向し、相互間の磁力作用によ
つて回転力の伝達が可能となつている。

なお、前記両回転体６，３２及び回転同期リン
グ１８，１９は、共に強磁性体を用いることが望
ましい。また、第一回転体６に対する永久磁石１
２，１３の固定、回転同期リング１８，１９に対
する永久磁石２０，２１の固定、及び第二回転体
３２に対する永久磁石３４の固定は、樹脂接着剤
等を用いて接着すれば十分であるが、その他の接
着手段を用いることも当然可能である。

前記構成の変速装置において、いま第二回転体
３２は第一回転体６に対し、その径がもつとも小
さい箇所（第１図の右端寄りの箇所）の外周面に
対向位置しており、かつ第一回転体６の軸２に回
転駆動が与えられているものとする。そこで、第
二回転体３２をその回転軸線に沿つて第一回転体
６の大径側に向けて移動操作する。これにより、
第二回転体３２の永久磁石３４と、第一回転体６
の小径側の回転同期リング１９の永久磁石２１と
の間で磁力作用が生じる。すなわち、このときの
回転同期リング１９は、いまだ回転していない第
二回転体３２と同期して制動力を受けることとな
る。

引き続いて第二回転体３２が移動操作される
と、前記の制動力を受けている回転同期リング１
９の内周面１９ａが、第一回転体６の溝１７の底
面１７ａに接触して相互間で摩擦力を生じる。こ
の結果、第二回転体３２が第一回転体６の回転に
連られて徐々に回転し始め、両回転体６，３２の
間で回転同期作用が果される。

前記第二回転体３２がさらに移動操作される
と、この第二回転体３２の永久磁石３４と第一回
転体６の小径側の永久磁石１３とが対向する。こ
れらの永久磁石１３，３４の磁力作用により、第
一回転体６の回転力が第二回転体３２に伝達され
る。

前記第二回転体３２をさらに第１図の左方向へ
移動操作すると、第一回転体６の大径側の回転同
期リング１８の永久磁石２０と第二回転体３２の
永久磁石３４との磁力作用により、前述した場合
と同様に回転同期リング１８の内周面１８ａと溝
１６の底面１６ａとの間で摩擦力が生じる。この
結果、両回転体６，３２の間で回転同期作用が果
される。こののち、第二回転体３２がさらに移動
操作されると、その永久磁石３４が第一回転体６
の大径側の永久磁石１２に対向し、この大径部に
おいて第一回転体６の回転力が第二回転体３２に
伝達される。

このように第二回転体３２の永久磁石３４を、
第一回転体６の大径側あるいは小径側の永久磁石
１２，１３に対して選択的に対向させることで、
両回転体６，３２の間の回転伝達比が変わり、変
速操作が行なわれたこととなる。

なお、第４図から明らかなように、前記第一回
転体６の永久磁石１２，１３及び回転同期リング
１８，１９の永久磁石２０，２１は、前記第二回
転体３２の移動操作方向に関するそれぞれの端部
が一定の角度をもつて尖つた形状に設定されてい
る。また、第二回転体３２の永久磁石３４につい
ては、同じくその両端部が一定の角度をもつて尖
つた形状に設定されている。これにより、第二回
転体３２がその軸線に沿つて移動操作されたとき
の各永久磁石の磁力による反発作用が減少し、第
二回転体３２の移動操作力が半分以下に減少す
る。

また、前記回転同期リング１８，１９の内周面
１８ａ，１９ａと溝１６，１７の底面１６ａ，１
７ａとは、前述したように相互に対応する円錐面
に設定されているが、回転同期リング１８，１９
はその同期作用時において基本的には第一回転体
６の軸線に沿つて変位する。このため、回転同期
リング１８，１９はその内周面１８ａ，１９ａと
溝１６，１７の底面１６ａ，１７ａとの傾斜に伴
う径の変化分だけ偏心することとなる。しかしな
がら、溝１６，１７の内側面と回転同期リング１
８，１９の両側面との間の前記隙間は0.2〜0.4mm
程度に設定されており、回転同期リング１８，１
９の偏心量は0.1〜0.2mm程度と小さい。したがつ
て回転同期リング１８，１９の永久磁石２０，２
１と、第二回転体３２の永久磁石３４との間の間
隔の変化は事実上問題とならない範囲に止どま
る。

第５図に本実施例の変速装置を利用した場合の
一例がスケルトン図によつて示されている。この
第５図において、ケース４０の内部には前記第一
回転体６、第二回転体３２及び第三回転体４４が
組込まれている。この第三回転体４４は第一回転
体６と同様に、その外周面に永久磁石４６，４７
が配列され、その他の構成も第一回転体６と全く
同じ構成となつている。また、第三回転体４４の
軸４２は第一回転体６の軸２と平行に配置されて
いる。ただし、第三回転体４４はその小径側と大
径側との向きが第一回転体６とは逆に配置されて
いる。

第二回転体３２は第一回転体６と第三回転体４
４との間に配置され、その軸３０はケース４０に
対して回転可能で、かつ軸方向へスライド可能に
支持されている。なお、第一回転体６の軸２及び
第三回転体４４の軸４２もそれぞれケース４０に
対して回転自在に支持されており、例えば第一回
転体６の軸２を入力軸としたとき、第三回転体４
４の軸４２が出力軸となる。

第５図において軸２の回転は第一回転体６、第
二回転体３２及び第三回転体４４を通じて軸４２
に伝達される。そして、軸２と軸４２との間の回
転力の伝達は、第二回転体３２がその軸線に沿つ
て移動操作されることで、既に説明した作用によ
つて変速される。この場合、第一回転体６と第二
回転体３２との変速倍率、及び第二回転体３２と
第三回転体４４との変速倍率が仮に３倍であつた
とき、入力側及び出力側の両軸２，４２の間の変
速倍率は９倍となる。なお、この第５図において
は入出力の両軸２，４２が平行に配置されるた
め、各種の変速装置に適用させ易い。

第２実施例 第６図に第２実施例の変速装置が第１図の一部
と対応させて示されている。この実施例において
は、第一回転体６の大径側と小径側との回転同期
機能をほぼ一定にするために、小径側の回転同期
リング１９と、これが組込まれる溝１７との接触
面積を大きく設定している。

また、この第２実施例においては第一回転体６
の各永久磁石１２，１３の図面左側にも回転同期
リング５０，５１が設けられている。そして、当
然のことながらこれらの回転同期リング５０，５
１の外周にも永久磁石５２，５３が配列されてい
る。これにより、変速操作に際して第二回転体３
２がその軸線に沿つて第６図の左右いずれの方向
へ移動操作された場合でも、すなわち増減速いず
れの場合でも前述した回転同期作用が果されるこ
ととなる。

なお、この第６図で示されている第２実施例に
おいて、前記第１実施例と同一もしくは均等構成
と考えられる箇所には図面に同一符号を記載して
重複する説明は省略する。

前記第１、第２実施例いずれにおいても、第一
回転体６の外周面に対する永久磁石の配列箇所は
二箇所の場合について説明したが、永久磁石の配
列箇所を増やすことで二段以上の多段変速が可能
となるのは言うまでもない。

さらに、前記回転同期リング１８，１９（５
０，５１も含む）は、第二回転体３２側に設けて
もよい。

〈考案の効果〉 本考案によれば、変速操作時における第二回転
体の移動操作に伴い、回転同期リングの永久磁石
に作用する磁力により、この回転同期リングとこ
れを備えている回転体との間で摩擦力が生じ、両
回転体の間で回転同期作用が果されるため、変速
操作時の衝撃が緩和される。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示し、第１図は第１
実施例の変速装置を一部断面で表した全体図、第
２図は第１図の−線断面図、第３図は第１図
の主要部を表した拡大断面図、第４図は永久磁石
の形状を表した外観斜視図、第５図は変速装置の
使用例を表したスケルトン図、第６図は第２実施
例の変速装置を第１図の一部と対応させて表した
断面図である。 ６……第一回転体、１２，１３……永久磁石、
１８，１９，５０，５１……回転同期リング、２
０，２１，５２，５３……永久磁石、３２……第
二回転体、３４……永久磁石。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 円錐形の外周面を有する第一回転体と、 円形の外周面を有し、かつ第一回転体の外周面
   の傾斜と平行な回転軸線に沿つて移動操作可能な
   第二回転体と、 前記第一回転体において直径の異なる少なくと
   も二箇所の外周面と第二回転体の外周面とに対
   し、それぞれの周方向に沿つて等間隔で、かつ交
   互に磁極が異なるように配列された複数個の永久
   磁石と、 前記両回転体のいずれかの外周においてその回
   転体とは独立して回転可能で、かつ軸線に沿つた
   方向の力を受けたときに回転体との間で摩擦力が
   生じるように組付けられた回転同期リングと、 この回転同期リングが組付けられている回転体
   の永久磁石に隣接し、かつこれに対応する配列で
   前記回転同期リングの外周に設けられた複数個の
   永久磁石とを備えた変速装置。