WO2011049035A1 - トルク伝達装置 - Google Patents

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WO2011049035A1
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magnetic pole
yoke
tooth profile
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PCT/JP2010/068255
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貴幸 河西
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株式会社キトー
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    • F16D43/02—Automatic clutches actuated entirely mechanically
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K49/106—Magnetic couplings consisting of only two coaxial rotary elements, i.e. the driving element and the driven element with a radial air gap
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    • F16H—GEARING
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    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
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    • F16H3/48—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears
    • F16H3/52—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears
    • F16H3/54—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears one of the central gears being internally toothed and the other externally toothed
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K49/00—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes
    • H02K49/10—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the permanent-magnet type

Definitions

  • the present invention relates to a torque transmission device that transmits rotational torque between two rotating bodies by magnetic attraction.
  • Patent Document 1 An apparatus for transmitting rotational force by magnetic coupling has been proposed (Patent Document 1, FIG. 2 (C)).
  • the non-contact type load sensitive automatic transmission includes an input unit from a speed reducer, a rotating body rotatably connected to the input unit, and an axial position of a rotating shaft relative to the rotating body.
  • a speed switching member provided with a fixed magnetic body, a magnetic clutch magnet that can be opposed to each magnetic body via a gap, and provided so as to be movable in the axial direction, and the speed switching member according to a load acting on the output side
  • a rotation-thrust conversion mechanism that moves the speed switching member in the axial direction in accordance with the change in the relative position in the rotation direction, and the rotation-thrust conversion mechanism includes the speed switching member.
  • the repulsion and the attraction action between the magnet provided on the output side and the magnet provided on the output side member are switched by a change in the relative position in the rotational direction according to the load, and the speed switching member is moved in the axial direction by the switching.
  • Magnetic The speed of the output means is changed by making the magnet for the switch face one of the magnetic bodies of the rotating body, the structure is complicated, the switching operation is not stable, and the size can be reduced. It was difficult.
  • the present invention relates to a torque transmission device that transmits rotational torque between two rotating bodies by a magnetic attraction force.
  • the object of the present invention is to propose a torque transmission device having a simple configuration that automatically slides in the direction by the action of a magnetic attractive force.
  • a magnetic pole rotator having magnetic poles arranged on the circumference, and a yoke rotator having a tooth-shaped portion that rotates around the same rotation center axis as the magnetic pole rotator and is arranged to face the magnetic poles.
  • a side magnetic body made of a magnetic material on the side of the tooth profile portion of the yoke rotor, the magnetic pole rotor and the yoke rotor can be rotated about the rotation center axis, respectively.
  • the magnetic pole and the side magnetic body are supported so as to be relatively movable in a direction in which the magnetic pole and the side magnetic body are contacted and separated along the rotation center axis, and act between the magnetic pole rotating body and the yoke rotating body.
  • both rotating bodies rotate relative to each other, and the coupling force acting between the opposing magnetic pole and the tooth profile portion is weakened.
  • the magnetic pole The component of the magnetic attraction force acting between the side magnetic bodies increases in the direction of the rotation axis, and the magnetic pole moves relative to the position close to the side magnetic body along the rotation center axis. .
  • the magnetic pole becomes a tooth profile portion of the yoke rotator. It moves relative to the position which opposes.
  • the side magnetic body has a circumferential surface concentric with a circumferential surface formed at the tip of the tooth profile portion of the yoke rotor, and the magnetic field is provided between the magnetic pole rotor and the yoke rotor.
  • the magnetic pole moves relative to the circumferential surface of the side magnetic body along the rotation center axis. .
  • the magnetic pole of the magnetic pole rotating body is disposed opposite to the outer periphery of the tooth profile portion of the yoke rotating body.
  • the magnetic pole rotating body has a hollow disk-shaped permanent magnet fixed between a pair of hollow disks and a pair of hollow disks having teeth arranged at equal intervals on the inner periphery.
  • One of the teeth of the disk is arranged so that the tip of one tooth is an N pole row and the other tooth tip is an S pole row.
  • tooth profile portion of the yoke rotor is disposed opposite to the outer periphery of the magnetic pole of the magnetic pole rotor.
  • the other rotating body is a low torque input rotating means
  • High torque input means is provided that engages with the output rotation means so as to be able to transmit torque, and transmits torque exceeding the transfer torque that can be transmitted by the magnetic attraction force.
  • the planetary gear mechanism carrier is connected to the high torque input means, and the sun gear shaft of the planetary gear mechanism is connected to the low torque input means.
  • a small-diameter side magnetic body having a smaller diameter than the side magnetic body is provided between the tooth profile portion and the side magnetic body of the yoke rotor.
  • the at least one side magnetic body is a large-diameter side magnetic body having a diameter larger than the diameter of the tooth profile portion of the yoke rotor.
  • the present invention relates to a magnetic pole rotating body in which magnetic poles are arranged on a circumference, and a yoke having a tooth profile portion that rotates around the same rotation center axis as the magnetic pole rotating body and is arranged to face the magnetic pole.
  • the magnetic poles and the side magnetic bodies are respectively rotatable and supported so as to be movable relative to each other along the rotation center axis, and between the magnetic pole rotator and the yoke rotator,
  • the coupling force acting between the opposing magnetic pole and the tooth profile portion is weakened.
  • Rotational axis direction component of magnetic attraction force acting on magnetic pole rotating body and tooth profile part The component of the magnetic attraction force acting between the magnetic pole and the side magnetic body increases in the rotational axis direction, and the magnetic pole moves relative to the side magnetic body along the rotation center axis.
  • the magnetic clutch can be automatically switched by sliding the magnetic pole rotating body. Since there is no need to provide a separate thrust conversion mechanism as in the conventional apparatus, the number of components is small, the structure is simple, and the size and weight can be reduced, and the product cost can be greatly reduced.
  • the load torque acting on the magnetic pole rotating body and the yoke rotating body is less than the magnetic attractive force acting between the magnetic pole and the yoke rotating body, the position where the magnetic pole faces the tooth profile portion of the yoke rotating body Therefore, the return of the magnetic clutch can be automatically performed as the load torque decreases.
  • the side magnetic body has a circumferential surface concentric with the circumferential surface formed at the tip of the tooth profile of the yoke rotor, and can be transmitted between the magnetic pole rotor and the yoke rotor by a magnetic attractive force.
  • a load torque exceeding the rotational torque is applied, the magnetic pole moves relative to the circumferential surface of the side magnetic body along the rotation center axis, and the magnetic clutch can be switched to a high load rotation. It is not necessary to provide a stopper for restricting the close contact between the magnetic pole and the side magnetic body, the number of parts is small, the structure is simple, and the size and weight can be reduced.
  • the magnetic pole row of the magnetic pole rotating body, the row of the tooth shape portion of the yoke rotating body, and the row of the side magnetic body are set in plural, the torque that can be transmitted by the magnetic force is set to the radius of the rotating body. Even if it is not increased, it can be increased as appropriate, and the entire apparatus can be miniaturized.
  • the permanent magnet that constitutes the magnetic pole can be arranged with a larger permanent magnet that arranges the magnetic pole on the inner circumference.
  • the torque that can be transmitted between the magnetic pole rotor and the yoke rotor can be increased.
  • the output rotating means when a load torque exceeding the torque that can be transmitted by the magnetic attraction force is applied between the output rotating means and the low torque input rotating means, the output rotating means is engaged with the output rotating means so as to be able to transmit torque, and the magnetic Since the high torque input means that transmits torque that exceeds the torque that can be transmitted by the suction force is provided, the output rotation means slides a predetermined amount in the direction of the rotation center line when a load torque exceeding the set rotation torque is applied.
  • the planetary gear mechanism carrier is connected to the high torque input means, and the sun gear shaft of the planetary gear mechanism is connected to the low torque input means, so that torque transmission can be performed by the magnitude of the load torque without using the electric control means. It is possible to automatically switch the output rotation of the apparatus from low speed (same speed as high torque input means) to high speed rotation.
  • At least one side magnetic body a large-diameter side magnetic body larger than the diameter of the tooth profile portion of the yoke rotor, for example, one side magnetic body for two tooth profile magnetic bodies
  • the magnetic clutch can be switched, and the number of parts of the side magnetic bodies can be reduced.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of the relationship between magnetic attraction force and thrust force acting on the magnetic pole during high load rotation.
  • (A) is a schematic diagram of the other form of a torque transmission device,
  • (b) is an arrow sectional view of (a).
  • (A) is a whole block diagram of the other form of the magnetic clutch apparatus using the torque transmission apparatus of this invention, (b) is a position explanatory drawing of a tooth profile shape part and a side part magnetic body.
  • (A) is a whole block diagram of the form which provided two side part magnetic bodies in the side of a tooth profile magnetic body, (b) is a position explanatory drawing of a tooth profile shape part and a side part magnetic body.
  • A) is a whole block diagram of the form which made one side magnetic body one in FIG. 17, (b) is a position explanatory drawing of a tooth profile shape part and a side magnetic body.
  • (A) is a whole block diagram of the form which provided the large-diameter side part magnetic body in the side of the tooth profile magnetic body
  • (b) is a position explanatory drawing of a tooth profile shape part and a side part magnetic body.
  • 1 is an input shaft
  • 2 is a carrier fixed to the input shaft
  • 3 is a planetary gear mounted on a gear shaft 4 provided on the carrier 2
  • 5 is an intermeshing planetary gear 3.
  • the ring gear 6 is provided on the sun gear shaft 7 and is a sun gear.
  • the planetary gear 3 is externally meshed with the sun gear 6 and internally meshed with the ring gear 5 to accelerate the rotation of the carrier 2. 7 is rotated at an increased speed.
  • 8 is a low torque input means connected to the sun gear shaft 7, as shown in FIG.
  • a yoke rotor 9 having a tooth-shaped portion 9a made of a soft magnetic material, and a side surface of the yoke rotor 9; It is provided with a minute interval, and is composed of a side magnetic body 10 composed of a circular shaped portion 10 a having a smaller diameter than the yoke rotor 9.
  • Reference numeral 11 denotes an output rotating means, which is a pair of magnetic pole rotating bodies 12 and 12 that are magnetically coupled to the yoke rotating body 9 of the low torque input means when the load is high-speed rotating, and between the pair of magnetic pole rotating bodies 12 and 12.
  • a permanent magnet 13 is provided, and an engagement clutch engaging protrusion 14 is provided at the end of the magnetic pole rotating body 12.
  • Reference numeral 16 denotes an output shaft fixed to the output rotating means 11.
  • the magnetic pole rotating body 12 has a tooth shape portion 9a of the yoke rotor 9 and a tooth shape portion 12a magnetically coupled to the circular shape portion 10a of the side magnetic body 10, and the occlusal clutch engaging protrusion 14 has a high load.
  • the high torque input means 15 is connected to the planetary gear mechanism carrier 2 fixed to the input shaft 1 and rotates at the same speed as the input shaft 1 at a low speed.
  • FIG. 3 to FIG. 6 show the power transmission switching operation process of the torque transmission device of the present invention
  • FIG. 7 shows the low torque and high speed rotation
  • the tooth profile portion 9 a of the yoke rotor 9 of the low torque input means 8 and the tooth profile shape portion 12 a of the magnetic pole rotor 12 of the output rotation means 11 face each other during low load and high speed rotation.
  • the magnetic pole rotating body 12 and the yoke rotating body 9 that are in a state and excited by the permanent magnet 13 form a magnetic circuit shown in FIG. 3B through the gap between the tooth profile portions 12a and 9a. A strong magnetic attractive force is generated between the two rotating means.
  • the component force F1s in the rotation center line direction of the attractive force generated by the magnetic force of the magnetic pole rotating body 12 and the side magnetic body 10 increases from F1s to F1s ′.
  • the component force F1s ′ in the rotation center line direction of the attractive force due to the magnetic force of the magnetic pole rotator 12 and the side magnetic body 10 is the component in the rotation center line direction of the attractive force due to the magnetic force between the magnetic pole rotator 12 and the yoke rotor 9.
  • a magnetic circuit is formed between the tooth shape portion 12a of the magnetic pole rotating body 12 and the circular shape portion 10a of the side magnetic body 10, and the occlusal clutch engaging protrusion 14 is connected to the high torque input means 15 that rotates at the same speed as the input shaft 1. Engage and switch to high load rotation.
  • the engaging portion 14a of the occlusion clutch 14 becomes high torque input means 15 as shown in FIGS.
  • the torque transmitting groove 15a is engaged, torque is transmitted to the magnetic pole rotating body 12 through the occlusion clutch 14, and the output rotating means 11 is rotated.
  • the fluctuation of the thrust force generated between the magnetic pole rotating body 12 and the tooth-shaped magnetic body 9 a of the yoke rotating body 9 causes the tooth-shaped portion 12 a of the magnetic pole rotating body 12 to The maximum component force F2r'max in the direction of the rotation center line of the attractive force due to the magnetic force when facing the tooth shape magnetic body 9a, the tooth shape shape portion 12a of the magnetic pole rotating body 12, and the tooth shape magnetic body 9a of the yoke rotating body 9
  • the minimum component force F2r'min in the direction of the rotation center line of the attractive force due to the magnetic force fluctuates alternately. However, as long as the load exceeds a predetermined amount, both of them rotate relative to each other.
  • the component force F2r in the rotation center line direction of the attractive force due to the magnetic force of the magnetic pole rotating body 12 and the yoke rotating body 9 increases, and the magnetic pole rotating body 12 and the side magnetic body 10
  • the component force F2s in the rotation center line direction of the attraction force due to the magnetic force of the magnetic force decreases, and the component force F2r in the rotation center line direction of the attraction force due to the magnetic force of the magnetic pole rotor 12 and the yoke rotor 9 exceeds the component force F2s.
  • a return thrust force is generated, and the magnetic pole rotating body 12 is yoked. Slide the rotary body 9 facing position, a low-load high-speed state shown in FIG. 3 (b).
  • the magnetic pole rotating body 12 is slid by using the thrust force generated by the relative rotation of the magnetic pole rotating body 12 and the yoke rotating body 9 due to the load acting on the magnetic pole rotating body 12. Because it is configured to switch the clutch, it is not necessary to provide a separate thrust conversion mechanism that was required in the conventional device, so the number of parts is small, the structure is simple, and the size and weight can be reduced. The cost can be greatly reduced, and at the time of high load, the occlusal clutch engaging protrusion 14 provided on the magnetic pole rotating body 12 can be moved by the thrust force generated by the relative rotation of the magnetic pole rotating body 12 and the yoke rotating body 9. Since it is configured to be engaged with the high torque input means 15, power transmission can be performed reliably even at high loads, and clutch switching can be performed at high response. It is possible to provide a torque transmission device can be performed.
  • FIG. 11 shows another embodiment of the torque transmission device of the present invention.
  • a magnetic pole rotating body 20 having a tooth profile portion 21 on the inner side and a yoke rotor 22 having a tooth profile portion 23 on the outside can be rotated by, for example, a rotation support means as shown in the first embodiment. One of them is supported so as to be slidable in the direction of the rotation center line.
  • a side magnetic body 24 having a circumferential surface arranged with a radial interval wider than the interval between the tooth profile portion 21 and the tooth profile portion 23 of the magnetic pole is fixed to the side portion of the tooth profile portion 23. Yes.
  • a space is provided between the tooth profile portion 23 and the inner peripheral portion of the side magnetic body 24, but the side magnetic body 24 may be directly fixed to the side surface of the tooth profile shape portion 23.
  • the magnetic pole rotating body 20 is relatively relative to the position where the tooth profile portion 21 of the magnetic pole faces the tooth profile portion 23 of the yoke rotor 22 (position shown in the figure) and the circumferential surface of the side magnetic body 24. Is supported so as to be slidable in the direction of the rotation center axis.
  • FIG. 12 is a torque transmission device in which a yoke rotor 22 is provided on the inner side and a magnetic pole rotor 20 is provided on the outer side.
  • the magnetic pole rotating body 20 is formed with magnetic tooth shape portions 21a and 21b in which N poles and S poles are alternately and periodically magnetized, as shown in FIG.
  • a tooth profile portion 23 having a tooth profile is formed so as to face the tooth profile portions 21 a and 21 b of the magnetic pole, and the inner periphery of the tooth profile portions 21 a and 21 b of the magnetic pole of the magnetic pole rotor 20.
  • a side magnetic body 24 having an outer peripheral surface that is arranged to be rotatable at a minute interval and arranged to be rotatable at a radial interval wider than the minute interval is disposed on the side portion thereof via the magnetic material. It is fixed. In FIG. 12, an interval is provided between the outer periphery of the tooth profile portion 23 and the side magnetic body 24, but as described above, the side magnetic body 24 may be directly fixed to the side surface of the tooth profile portion 23.
  • (A) shows a state in which the tooth profile portion 21 of the magnetic pole of the outer magnetic pole rotor 20 and the tooth profile portion 23 of the inner yoke rotor 22 are opposed to each other.
  • the attraction force due to the magnetic force of the tooth profile portion 21 and the tooth profile portion 23 of the magnetic pole is the strongest position.
  • FIG. 2 shows that when a load torque exceeding the torque that can be transmitted by magnetic force is applied between the magnetic pole rotating body 20 and the yoke rotating body 22, the magnetic pole rotating body 20 and the yoke rotating body 22 rotate relative to each other.
  • the state where the tooth profile portion 21 and the tooth profile portion 23 are displaced in the circumferential direction is shown. (In actuality, the robot does not stay in this position, and slides while relatively rotating to shift to the state shown in FIG.
  • the attraction force due to the magnetic force is weakened by shifting the tooth profile portion 21 and the tooth profile portion 23 of the magnetic pole, and than the component force in the rotation center line direction of the attraction force due to the magnetic force between the tooth profile shape portion 21 and the tooth profile shape portion 23 of the magnetic pole,
  • the component force in the rotation center line direction of the attraction force due to the magnetic force between the tooth profile portion 21 of the magnetic pole and the side magnetic body 24 is increased, and the circumferential (outer peripheral) surfaces of the tooth profile shape portion 21 of the magnetic pole and the side magnetic body 24 are Both move relatively to the opposing positions.
  • the circumferential component of the attraction force due to the magnetic force between the magnetic tooth shape portion 21 and the tooth shape portion 23 is attracted by the magnetic force between the magnetic tooth shape portion 21 and the side magnetic body 24. Since the force is greater than the circumferential force component, the magnetic teeth rotate in the direction in which the tooth profile portion 21 and the tooth profile portion 23 approach each other, and both rotate relative to the state shown in FIG. As a result, the rotational center line direction component of the attraction force due to the magnetic force between the tooth profile portion 21 and the tooth profile portion 23 of the magnetic pole is the rotation center line direction of the attraction force due to the magnetic force between the magnetic tooth shape portion 21 and the side magnetic body 24. It becomes larger than the component force and moves relative to the position shown in FIG.
  • FIG. 13 shows an embodiment in which a plurality of sets of rows of magnetic tooth shape portions 21, rows of tooth shape portions 23 and rows of side magnetic bodies 24 are provided.
  • a magnetic pole rotating body 20 having two rows of magnetic tooth profile portions 21 is disposed on the inner side, and a yoke rotating body rotating body 22 is disposed on the outer side thereof.
  • Each rotating body is rotatable and rotates in the direction of the rotation center line. Supported for relative movement.
  • Two rows of tooth profile portions 23 of the yoke rotor 22 are arranged outside the tooth profile portions 21 of the magnetic poles so as to oppose the tooth profile portions 21 of the magnetic poles of the two rows.
  • Side magnetic bodies 24 are respectively arranged on the side portions of the tooth-shaped portion 23.
  • the magnetic pole rotator 20 is fixed between the two donut disks and a magnetic body in which teeth-shaped projections are formed radially outward at equal intervals in the circumferential direction on the outside of the two donut disks. It is composed of a ring-shaped permanent magnet having one end in the axial direction as an N pole and the other end as an S pole.
  • the yoke rotator 22 is made of a magnetic body (silicon steel plate) formed radially inward so that the tooth-shaped protrusions on the inner side of the donut disk face the tooth-shaped portion 21 of the magnetic pole at equal intervals in the circumferential direction.
  • a side magnetic body 24 made of a doughnut-shaped magnetic body having an inner circumference larger than the diameter of the inner circumference of the tip of the tooth profile shape section 23 with a small gap to the side of the tooth profile shape section 23.
  • the tooth profile portion 23, the side magnetic body 24, the tooth profile portion 23, and the side magnetic body 24 are arranged in this order from the right, and the tooth profile portion 23 and the tooth profile portion are arranged.
  • the interval between the rows 23 and the interval between the side magnetic body 24 and the side magnetic body 24 are set to be the same as the interval between the tooth profile portions 21 of the magnetic poles of the two rows of the magnetic pole rotating body 20, respectively.
  • the tooth profile portion 23 of the yoke rotor 22, the teeth of the magnetic pole The shape-shaped portion 21 and the inner periphery of the side magnetic body 24 are configured to face each other.
  • the tooth profile portion 21 of the two magnetic poles facing each other and the tooth profile shape portion 23 of the yoke rotor 22, or the inner periphery of the tooth profile shape portion 21 of the magnetic pole and the side magnetic body 24 are separated from each other by an air gap.
  • the tooth profile portion 23 and the side magnetic body 24 are fixed to each other via the magnetic body so that the rotary body 20 and the yoke rotary body 22 form a magnetic circuit.
  • a space is provided between the tooth profile portion 23 and the side magnetic body 24, but the side magnetic body 24 may be directly fixed to the side surface of the tooth profile portion 23.
  • FIG. 13 shows a state where the tooth profile portion 21 of the magnetic pole and the tooth profile portion 23 of the yoke rotor 22 are opposed to each other.
  • the rotational torque is transmitted between the magnetic pole rotating body 20 and the yoke rotating body 22 by the magnetic force of the permanent magnet.
  • the tooth profile portion 21 of the two magnetic poles excited by the permanent magnet and the tooth profile portion 23 of the two yoke rotors 22 form a magnetic circuit through the air gap at the tip of the opposing tooth profile, Magnetically coupled.
  • (B) is the relative rotation of the magnetic pole rotating body 20 and the yoke rotating body 22 between the magnetic pole rotating body 20 and the yoke rotating body 22 by the load torque exceeding the torque that can be transmitted by the coupling force of (a).
  • the state where the tooth tips of the tooth profile portion 21 and the tooth profile portion 23 of the magnetic pole are displaced in the circumferential direction is shown. (In actuality, it does not remain at this position, but slides while relatively rotating and shifts to the state shown in FIG.
  • the tooth profile portion 21 of the magnetic pole and the tooth profile portion 23 are displaced, so that the tooth profile portion of the magnetic pole
  • the component force in the rotation center line direction of the attraction force due to the magnetic force between the tooth shape portion 21 and the side magnetic body 24 of the magnetic pole is larger than the component force in the rotation center line direction of the attraction force due to the magnetic force between the magnetic force 21 and the tooth shape portion 23. It becomes large and both move relatively to the position where the tooth profile portion 21 of the magnetic pole and the circumferential (inner circumferential) surface of the side magnetic body 24 face each other.
  • the circumferential component of the attraction force due to the magnetic force between the magnetic tooth shape portion 21 and the tooth shape portion 23 is attracted by the magnetic force between the magnetic tooth shape portion 21 and the side magnetic body 24. Since the force is greater than the circumferential force component, the magnetic tooth tooth profile 21 and the tooth tooth profile 23 are rotated relative to each other in the approaching direction, and the magnetic pole tooth profile 21 and the tooth profile 23 shown in FIG. Approaches.
  • the component force in the rotation center line direction of the attractive force due to the magnetic force between the tooth shape portion 21 and the tooth shape portion 23 of the magnetic pole is the force component in the rotation center line direction of the attractive force due to the magnetic force between the tooth shape portion 21 of the magnetic pole and the side magnetic body 24. It becomes larger and moves relative to the position shown in FIG. [Embodiment 5] Next, another embodiment provided with a plurality of sets of rows of magnetic pole tooth profile portions 21, rows of tooth profile portions 23 of yoke rotor 22, and side magnetic bodies 24 will be described with reference to FIG. To do.
  • a magnetic pole rotating body 20 having two rows of magnetic tooth profile portions 21 is arranged on the outer side, and a yoke rotating body 22 is arranged on the inner side, and each rotating body is rotatable and relatively moved in the direction of the rotation center line. Supported as possible.
  • FIG. 15 shows an embodiment in which three rows of tooth profile portions 21 of magnetic poles, side magnetic bodies 22 and yoke rotor 22 are provided.
  • the permanent magnets 13 are arranged between the tooth profile portions 21 of three rows of magnetic poles with the magnetic poles in the opposite directions.
  • the central tooth profile portion 21a is an N pole row
  • the S pole row magnetic poles are excited in the tooth profile portions 21b on both sides.
  • the torque transmission device described in the first embodiment includes a low torque input means for rotating the sun gear shaft 7 at high speed through the planetary gear 3 to rotate the carrier 2 of the planetary gear mechanism fixed to the input shaft 1, and the carrier.
  • the high torque input means is provided on one side of the hollow rotating body that is the input means, and the carrier 2 is provided on the other side. It is characterized by a configuration in which low torque input means for rotating the sun gear shaft at high speed via a planetary gear is provided for the rotation of the carrier.
  • 1 is a hollow shaft-shaped input means
  • 1a is a rotation center shaft of the input means
  • the input means 1 is rotated by a pulley, a gear or the like (not shown).
  • 2 is a carrier of a planetary gear mechanism that is integrally fixed to one end of the hollow shaft-like input means 1 and constitutes a speed increasing gear mechanism
  • 2a is a carrier connected to the carrier 2
  • 3 is the carrier 2
  • 4 is a planetary gear shaft that is pivotally mounted between the carriers 2 and 2a and rotatably mounts the planetary gear
  • 5 is a ring gear that is in mesh with the planetary gear 3.
  • 6 is a sun gear provided on the sun gear shaft 7, and 7 is a sun gear shaft.
  • the planetary gear 3 is externally meshed with the sun gear 6 and rotates the sun gear shaft 7 at an increased speed.
  • the sun gear shaft 7 is rotatably supported by bearing means (not shown) so as not to move in the axial direction.
  • 8 is a low torque input means fixed to the sun gear shaft 7, which is connected to the input means 1 via the planetary gear mechanism and rotates at a higher speed than the input means 1.
  • 9 is a yoke rotor having a pair of tooth profile portions 9a, 9a arranged at equal intervals on the outer periphery of the low torque input means 8, and 10 is formed at the tip of the tooth profile portion 9a.
  • a side magnetic body consisting of a pair of side magnetic bodies 10a, 10a having an outer peripheral surface smaller than the outer diameter, 11 is an output rotating means, and a pair of magnetic pole rotating bodies 12, permanent magnets 13, and magnetic pole rotation described later.
  • a clutch engagement protrusion 14 is provided at the end of the body 12.
  • Reference numeral 12 denotes a magnetic pole rotating body which is fixed to both side surfaces of the permanent magnet 13 and has tooth profile portions 12a arranged on the inner periphery at regular intervals in a plurality of rows so as to be opposed to the tooth profile portions 9a of the yoke rotor 9. It is.
  • Numeral 13 is a permanent magnet, with one side being an N pole and the other side being an S pole.
  • the permanent magnet 13 does not need to be integrated, and may be appropriately divided in the circumferential direction or the thickness direction, and can form a magnetic pole by exciting the tooth profile portion 12a of the magnetic pole rotating body 12. Is.
  • 14 is a clutch engaging protrusion fixed to the side of the magnetic pole rotating body 12
  • 15 is a high torque rotating means that is fixed to the other end of the input means 1 and rotates at the same speed as the input means
  • 15a is a clutch engaging at high load rotation.
  • a torque transmission groove that engages with the mating protrusion 14.
  • the clutch engagement protrusion 14 and the torque transmission groove 15a form an interlocking clutch mechanism.
  • the tooth profile portion 12a of the magnetic pole rotator 12 is magnetically coupled to the tooth profile portion 9a of the yoke rotor 9 during low load high speed rotation and to the side magnetic body 10a during high load low speed rotation.
  • the tooth profile portion 9a and the side magnetic body 10 are disposed with a gap therebetween, but the side magnetic body 10 may be disposed in close contact with the side surface of the tooth profile shape portion 9a.
  • the switching operation of the magnetic clutch mechanism in the present embodiment is the same as the operation described in the paragraph numbers [0021] to [0028] of the first embodiment, and the description thereof is omitted.
  • FIG. 17 shows a configuration in which a small-diameter side magnetic body 10b having an outer peripheral surface having a smaller diameter than the side magnetic body 10a is provided between the tooth profile portion 9a and the side magnetic body 10a of the yoke rotor 9.
  • the load torque between the magnetic pole rotating body 12 and the yoke rotating body 9 increases during low-load high-speed rotation.
  • the magnetic pole rotating body 12 is attracted to the side magnetic body 10 side and moves along the rotation axis 1a, the attractive force of the magnetic pole rotating body 12 is dispersed to the side magnetic body 10a and the small-diameter side magnetic body 10b. Since it is attracted, the attractive force between the two becomes gentle, the axial attractive force of the side magnetic body 10 is weakened, and the amount of deviation of the magnetic pole rotating body 12 in the rotational axis direction can be increased.
  • only one small-diameter side magnetic body 10b is provided.
  • two or more small-diameter side magnetic bodies 10b that gradually decrease in diameter can be provided, or a small-diameter portion formed continuously. It can also be set as the structure which provides.
  • FIG. 18 shows that one of the tooth profile portions 9a of the yoke rotor 9 is provided with a small-diameter side magnetic body 10b and a small-diameter side magnetic body 10c, and the other tooth profile-shaped portion 9a has a small diameter side.
  • This is a configuration in which a partial magnetic body 10b and a large-diameter side magnetic body 10a are provided.
  • the form of the side magnetic body shown in FIG. 18 is different in a configuration in which one side magnetic body of the side magnetic bodies shown in FIG. 17 is a small-diameter side magnetic body 10b and a smaller-diameter side magnetic body 10c.
  • the side magnetic bodies 10 can be formed in various forms with respect to the plurality of rows of tooth profile portions 9a.
  • the side magnetic bodies 10 can be provided in a single row.
  • the side magnetic bodies 10 having different shapes may be combined.
  • the side magnetic body 10 is a large-diameter side magnetic body 10d whose diameter is larger than the diameter of the tooth-shaped portion 9a, and the outer diameter portion formed at the tip of the large-diameter side magnetic body 10d is the magnetic pole rotating body 12. Projecting to the inner diameter side of the magnetic pole rotating body 12 from the tip of the tooth profile portion 12a.
  • 19 shows a state at the time of low-load high-speed rotation in which the tooth profile portion 12a of the magnetic pole meshes with the tooth profile shape portion 9a of the yoke rotor 9
  • FIG. 20 shows the torque transmission of the high torque input means 15 by the engagement clutch 14.
  • Reference numeral 17 denotes a stopper for preventing the tooth-shaped portion 12a of the magnetic pole rotating body 12 from coming into contact with the large-diameter side portion magnetic body 10d during the operation in which the bite clutch 14 is engaged with the torque transmission groove 15a.
  • a slide stopper (not shown) may be provided at the bearing portion of the magnetic pole rotating body 12 to prevent the magnetic pole 12 and the large-diameter side magnetic body 10d from contacting each other.
  • the side magnetic body 10 shown in FIGS. 16 to 20 is formed integrally with the yoke rotor 19, but the side magnetic body 10 formed as a separate body may be fixed to the yoke rotor 19. .
  • the shape of the side magnetic body is preferably a hollow circular shape, but may be a shape other than a circular shape.
  • the configuration of the magnetic pole of the magnetic pole rotating body and the tooth profile portion of the yoke rotating body is not limited to the configuration of the first to sixth embodiments described above. You may arrange
  • the magnetic pole rotating body is attracted by the magnetic force to the side magnetic body arranged on the side of the tooth profile portion of the yoke rotating body, and can be displaced in the direction of the rotation center axis.
  • Any arrangement may be used, and the aspect of attracting the side magnetic body by the magnetic force of the magnetic pole rotator itself is simple and preferable.
  • the yoke rotor and the side magnetic body are preferably soft magnetic bodies so that the magnetic circuit can be easily switched.
  • a permanent magnet may be disposed on the yoke rotor side to enhance the transmittable torque due to the magnetic force between them.

Abstract

　本発明は上記課題を解決するもので、低トルク入力手段８と、負荷に感応し てスラスト力を発生するように、前記低トルク入力手段と磁気結合する出力回転手段１１と、高負荷回転時に、前記出力回転手段１１と係合し、トルクを伝達する高トルク入力手段１５を備えたトルク伝達装置であって、前記低トルク入力手段８は、低負荷回転時に、出力回転手段の磁極１２と対向し、磁気結合する極歯９と、高負荷回転時に、前記磁極１２と極歯９の相対回転で発生するスラスト力によりスライドする磁極１２と対向し、磁気結合する側部磁性体１０を有し、前記出力回転手段は、磁極１２と、磁極１２に挾着された磁石１３と、高負荷回転時に高トルク入力手段１５と係合する咬合クラッチ部１４を有することを特徴とし、従来のトルク伝達装置は、高負荷時には、動力伝達が必ずしも十分に達成できず、また、クラッチ能力が十分に機能しない場合が生ずるという課題を有していた。また、速度切換部材を動作するための回転－スラスト変換機構は、永久磁石を設けた中間円板と、中間円板移動用磁石、中間円板に戻し力を与える磁気バネ用磁力等を設けた出力円板を有する変換機構からなり、この構成が複雑で部品点数が多い変換機構が変速機本体とは別に設けられているため、変速機の構成が複雑かつ大型化し、また、部品点数が増加するためコスト増となるという課題を有していた。

Description

トルク伝達装置
　本発明は、2つの回転体間で磁気の吸引力によって回転トルクを伝達するトルク伝達装置に関する。
　従来、磁気的結合により回転力を伝達する装置が提案されている（特許文献１　第２図（Ｃ））。
　上記特許文献には、多数の磁極の磁気的吸引力によって効率よく回転力を伝達する機構が提案されているが、これらトルク伝達装置に磁気的結合力を上回る負荷トルクが作用すると空転することになる。しかし、空転の有無を検出するには、２つの回転体の回転差を検出する複雑な検出機構を必要とする。
　また、負荷に応じて磁気的に磁気クラッチの切り替え作動を行なう非接触式負荷感応型自動変速機も提案されている。（特許文献２）
　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。
特開昭５７－１３４０６６号公報 特開２００４－３４７０２７号公報
　本発明は、2つの回転体間で磁気の吸引力によって回転トルクを伝達するトルク伝達装置において、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。
　また、この回転体がスライド移動する作用を利用して、負荷トルクの大小によって回転トルクの伝達経路を切り換える磁気クラッチ機構を備えたトルク伝達装置を提案することを目的としている。
本発明は、上記課題を解決するものであり、
　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。
　また、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。
　また、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。
　また、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。
　また、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。
　また、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前記中空円板と１対の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。
　また、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。
　また、前記磁極回転体と前記継鉄回転体の内、
　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。
　また、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。
　また、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。
　また、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。
　また、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。
　本発明は、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構成としたので、磁極回転体と継鉄回転体間に予め設定した値を超える負荷トルクが作用した場合に、磁極回転体がスライドすることで磁気クラッチの切換えを自動的に行うことができ、また、従来装置のように、別体としてのスラスト変換機構を設ける必要がないため、部品点数が少なく、構造が簡単で、小型・軽量化が可能となり、製品コストを大幅に削減することができる。
　また、磁極回転体と継鉄回転体に作用する負荷トルクが、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、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し、低負荷回転に切替えることができるので、負荷トルクの減少に伴い磁気クラッチの復帰切換を自動的に行うことができる。
　また、側部磁性体は、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、磁極回転体と継鉄回転体間に、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、磁極が前記側部磁性体の円周面と対向する位置に回転中心軸に沿って相対移動し、磁気クラッチを高負荷回転に切替えることができるので、磁極と側部磁性体の密着を規制するストッパーを設ける必要がなく、部品点数が少なく、構造が簡単で、小型、軽量化が可能となる。
　また、磁極回転体の磁極の列と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構成としたので、磁力による伝達可能トルクを、回転体の半径を大きくしなくても、適宜増加させることが出来、装置全体の小形化を可能とする。
　また、磁極回転体の磁極を継鉄回転体の歯形形状部の外周に対向配置した構成としたので、磁極を構成する永久磁石は磁極を内周に配置するより大きい永久磁石を配置できるので、磁極回転体と継鉄回転体間で伝達可能なトルクを大きくすることができる。
　また、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回転トルクを上回る負荷トルクが作用した場合に、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回転トルクを上回るトルクを伝達する高トルク入力手段を設けた構成としたので、設定した回転トルクを上回る負荷トルクが作用すると、出力回転手段が回転中心線方向に所定量スライドして、回転トルクの伝達を出力回転手段と低トルク回転手段の経路から、高トルク回転手段の経路に簡単な構成で切り換えることが可能で、装置の小形化、切り換えの確実性、コストの低減を可能にできる。
　また、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したので、高トルク回転手段への伝達切り換えを簡単確実に可能とすることができる。
　また、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ので、電気的制御手段を用いずに、負荷トルクの大小によってトルク伝達装置の出力回転を、低速（高トルク入力手段と同速）回転から高速回転に自動的に切り換えることを可能とすることが出来る。
　また、少なくとも一つの側部磁性体を継鉄回転体の歯形形状部の直径より大きい大径側部磁性体とすることで、例えば２個の歯形磁性体に対して１個の側部磁性体で磁気クラッチの切替えを行うことができ、側部磁性体の部品数を少なくすることができる。
本発明のトルク伝達装置を用いた磁気クラッチ装置の全体構成図。 入力回転手段と出力回転手段の分解状態説明図。 本発明のトルク伝達装置の切換動作説明図。 本発明のトルク伝達装置の切換動作説明図。 本発明のトルク伝達装置の切換動作説明図。 本発明のトルク伝達装置の切換動作説明図。 （ａ）は低負荷高速回転時の全体断面図、（ｂ）（ｃ）は低トルク入力手段　　と磁極の磁気結合状態を示す説明図。 （ａ）は高負荷回転時の全体断面図、（ｂ）～（ｄ）は低トルク入力手段と磁極の相対位置を示す説明図。 高負荷回転時における磁極に作用する磁気吸引力とスラスト力の関係説明図。 高トルク入力手段と咬合クラッチの構成説明図。 （ａ）はトルク伝達装置の他の形態の概要図、（ｂ）は（ａ）の矢視断面図。 トルク伝達装置の異なる形態におけるトルク伝達動作説明図。 トルク伝達装置の異なる形態におけるトルク伝達動作説明図。 トルク伝達装置の異なる形態におけるトルク伝達動作説明図。 磁極、側部磁性体及び継鉄回転体を３列設けた形態の断面図。 （ａ）は本発明のトルク伝達装置を用いた磁気クラッチ装置の他の形態の全体構成図、（ｂ）は歯形形状部及び側部磁性体の位置説明図。 （ａ）は歯形磁性体の側方に側部磁性体を２個ずつ設けた形態の全体構成図、（ｂ）は歯形形状部及び側部磁性体の位置説明図。 （ａ）は図１７において１方の側部磁性体を１個とした形態の全体構成図、（ｂ）は歯形形状部及び側部磁性体の位置説明図。 （ａ）は歯形磁性体の側方に大径の側部磁性体を設けた形態の全体構成図、（ｂ）は歯形形状部及び側部磁性体の位置説明図。 歯形磁性体の側方に大径の側部磁性体を設けた形態の全体構成図。
〔実施の形態１〕
　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。
　図１において、１は入力軸、２は入力軸１に固設されたキャリア、３はキャリア２に設けたギヤ軸４に軸着されたプラネタリーギヤ、５はプラネタリーギヤ３が内接噛合するリングギヤ、６は太陽ギヤ軸７に設け太陽ギヤで、プラネタリーギヤ３は太陽ギヤ６と外接噛合し、前記したリングギヤ５と内接噛合し、キャリア２の回転を増速し、太陽ギヤ軸７を増速回転する。８は太陽ギヤ軸７と連結された低トルク入力手段で、図２に示すように、軟磁性体からなる歯形形状部９ａを有する継鉄回転体９と、前記継鉄回転体９の側面に微小間隔を隔てて設けられ、継鉄回転体９より小径の円形形状部１０ａからなる側部磁性体１０から構成される。
　１１は出力回転手段で、低負荷高速回転体時に低トルク入力手段の継鉄回転体９と磁気的に結合する１対の磁極回転体１２、１２と、一対の磁極回転体１２、１２間に設けられた永久磁石１３を備え、磁極回転体１２の端部には咬合クラッチ係合突起１４が設けられている。１６は出力回転手段１１に固設された出力軸である。磁極回転体１２は前記継鉄回転体９の歯形形状部９ａ、側部磁性体１０の円形形状部１０ａと磁気的に結合する歯形形状部１２ａを有し、咬合クラッチ係合突起１４は高負荷回転時に高トルク入力手段１５の動力伝達溝１５ａに係合する係合部１４ａを有する。高トルク入力手段１５は、入力軸１に固設された遊星歯車機構のキャリア２と連結されており、入力軸１と同速で低速回転する。
　次に、本発明の磁気クラッチ機構の切換動作について説明する。
　図３～図６に本発明のトルク伝達装置の動力伝達切換動作工程を、図７に低負荷高速回転時、図８に高負荷回転時の低トルク入力手段８と出力回転手段１１の結合状態を示す。
　図３及び図７に示すように、低負荷高速回転時には、低トルク入力手段８の継鉄回転体９の歯形形状部９ａと出力回転手段１１の磁極回転体１２の歯形形状部１２ａが対向した状態にあり、永久磁石１３で励磁された磁極回転体１２と継鉄回転体９は両者の歯形形状部１２ａ、９ａ間のギャップを介して、図３（ｂ）に示す磁気回路を形成し、両回転手段間に強い磁気吸引力が発生する。
　この状態においては、図３（ｂ）に示すように、磁極回転体１２と継鉄回転体９間の磁力による吸引力の回転中心線方向の分力Ｆ１ｒは、磁極回転体１２と側部磁性体１０の磁力による吸引力の回転中心線方向の分力Ｆ１ｓと釣合い状態にあり、継鉄回転体９と磁極回転体１２は、図３（ｂ）、図７（ｂ）に示す状態を維持し、継鉄回転体９から磁極回転体１２にトルクを伝達し、磁極回転体１２を高速回転する。
　次に、負荷トルクが増大し、負荷トルクが継鉄回転体９と磁極回転体１２の磁気吸引力を越えると、低トルク入力手段８と出力回転手段１１は相対回転し、図４（ｂ）に示すように、磁極回転体１２と継鉄回転体９の歯形形状部１２ａ、９ａ間に形成されていた磁気回路が側部磁性体１０の円形形状部１０ａを流れる磁気回路に変位するため、磁極回転体１２と継鉄回転体９間の磁力による吸引力の回転中心線方向の分力はＦ１ｒからＦ１ｒ′に減少する。一方、磁極回転体１２と側部磁性体１０の磁力による吸引力の回転中心線方向の分力Ｆ１ｓは、Ｆ１ｓからＦ１ｓ′に増加する。この磁極回転体１２と側部磁性体１０の磁力による吸引力の回転中心線方向の分力Ｆ１ｓ′が磁極回転体１２と継鉄回転体９間の磁力による吸引力の回転中心線方向の分力Ｆ１ｒ′より増加することにより、磁極回転体１２は回転中心線方向にスライドし、磁極回転体１２と継鉄回転体９の相対位置が変位して、図５（ｃ）に示すように、磁極回転体１２の歯形形状部１２ａと側部磁性体１０の円形形状部１０ａ間で磁気回路を形成し、咬合クラッチ係合突起１４は入力軸１と同速で回転する高トルク入力手段１５に係合し、高負荷回転に切換えられる。
　磁極回転体１２がスライドし、側部磁性体１０の円形形状部１０ａと対向した状態で回転すると、図８及び図１０に示すように、咬合クラッチ１４の係合部１４ａは高トルク入力手段１５のトルク伝達溝１５ａと係合し、咬合クラッチ１４を介して磁極回転体１２にトルクを伝達し、出力回転手段１１を回転する。
　この高負荷回転時においても、磁極回転体１２と継鉄回転体９は連続して相対的に回転し、図８（ｃ）に示すように、磁極回転体１２と継鉄回転体９の歯形形状部１２ａ、９ａが対向した状態時に、磁極回転体１２と継鉄回転体９の歯形形状部１２ａ、９ａ間に最大のスラスト力が発生し、図８（ｄ）に示すように、磁極回転体１２の山と継鉄回転体９の谷が対向した時にスラスト力は最小となる。
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。
　次に、負荷が減少すると、図６（ａ）に示すように、磁極回転体１２と継鉄回転体９の歯形形状部１２ａと９ａが磁力により引き合い、円周方向で位置が一致（接近）することで、図６（ｂ）に示すように、磁極回転体１２と側部磁性体１０の歯形形状部１２ａと円形形状部１０ａ間に形成されていた磁気回路が継鉄回転体９の歯形形状磁性体９ａを流れる磁気回路に切り替わるので、磁極回転体１２と継鉄回転体９の磁力による吸引力の回転中心線方向の分力Ｆ２ｒが増加し、磁極回転体１２と側部磁性体１０の磁力による吸引力の回転中心線方向の分力Ｆ２ｓは減少し、磁極回転体１２と継鉄回転体９の磁力による吸引力の回転中心線方向の分力Ｆ２ｒが前記分力Ｆ２ｓを上回るため戻しのスラスト力が発生し、磁極回転体１２を継鉄回転体９と対向する位置にスライドさせ、図３（ｂ）に示す低負荷高速状態となる。
　以上の通り、本発明によると、磁極回転体１２に作用する負荷により、磁極回転体１２と継鉄回転体９の相対回転で発生するスラスト力を利用して、磁極回転体１２をスライドすることでクラッチの切換えを行う構成としているので、従来装置において必要としていた別体としてのスラスト変換機構を設ける必要がないため、部品点数が少なく、構造が簡単で、小型・軽量化が可能となり、製品コストを大幅に削減することができ、また、高負荷時には、磁極回転体１２と継鉄回転体９の相対回転により発生するスラスト力により、磁極回転体１２に設けた咬合クラッチ係合突起１４を高トルク入力手段１５に係合する構成としているので、高負荷時においても、動力伝達を確実に行うがことができ、かつクラッチの切換えをハイレスポンスに行うことができるトルク伝達装置を提供することができる。
　〔実施の形態２〕
　図１１は本発明のトルク伝達装置の他の形態を示す。
　図１１において、内側に磁極の歯形形状部２１を有する磁極回転体２０、外側に歯形形状部２３を有する継鉄回転体２２が、例えば実施の形態１に示すような回転支持手段によって回転可能に支持され、かつ、何れか一方が回転中心線方向にスライド可能に支持されている。
　歯形形状部２３の側部には磁極の歯形形状部２１と歯形形状部２３との間隔よりも広い半径方向の間隔を隔てて配置される円周面を有する側部磁性体２４が固着されている。図１１では、歯形形状部２３と側部磁性体２４の内周部に間隔が設けられているが、歯形形状部２３の側面に直接側部磁性体２４を固着してもよい。
　磁極回転体２０は磁極の歯形形状部２１が、継鉄回転体２２の歯形形状部２３と対向する位置（図に示す位置）から側部磁性体２４の円周面と対向する位置まで相対的に回転中心軸方向にスライド可能に支持される。
　〔実施の形態３〕
　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。
　磁極回転体２０は、中空体の内周に図１２に示すように、N極とS極を周期的に交互に着磁された磁極の歯形形状部２１ａ、２１ｂが形成されている。
　継鉄回転体２２の外周には、磁極の歯形形状部２１ａ、２１ｂに対向するように、歯形形状をした歯形形状部２３が磁極回転体２０の磁極の歯形形状部２１ａ、２１ｂの内周と微小間隔を隔てて回転可能に配置され、その側部に、前記微小間隔よりも広い半径方向の間隔を隔てて回転可能に配置された外周面を有する側部磁性体２４が、磁性体を介して固着されている。図１２では、歯形形状部２３と側部磁性体２４の外周部に間隔が設けられているが、前記した通り、歯形形状部２３の側面に直接側部磁性体２４を固着してもよい。
　次にトルク伝達装置の動作について図１２を用いて説明する。
　（ａ）は、外側の磁極回転体２０の磁極の歯形形状部２１と内側の継鉄回転体２２の歯形形状部２３が対向している状態を示す。磁極の歯形形状部２１と歯形形状部２３の磁力による吸引力が最も強い位置となっている。
　（ｂ）は、磁極回転体２０と継鉄回転体２２間に磁力によって伝達可能なトルクを上回る負荷トルクが作用したことによって、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が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。
　上記の動作の結果、図（ｃ）に示す磁極の歯形形状部２１と側部磁性体２４が対向する位置に移動する。
　磁極回転体２０と継鉄回転体２２間に、磁力によって伝達可能なトルクを上回る負荷トルクが作用している間は、この位置で空転（回転差を持って回転）を続ける。
　上記負荷トルクが減少すると、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円周方向の分力は、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円周方向分力よりも大きいので、磁極の歯形形状部２１と歯形形状部２３が接近する方向に相対回転し、図（ｄ）に示す状態に向って両者が相対回転する。その結果磁極の歯形形状部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分力が磁極の歯形形状部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分力より大きくなり、図（ａ）に示す位置に相対移動する。
　〔実施の形態４〕
　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。
　磁極の歯形形状部２１の列を２列備えた磁極回転体２０を内側に配置し、その外側に継鉄回転体回転体２２を配置し、それぞれの回転体は回転可能及び回転中心線方向に相対移動可能に支持されている。
　継鉄回転体２２の2列の歯形形状部２３は、２列の磁極の歯形形状部２１に対向するように磁極の歯形形状部２１の外側に配置され、継鉄回転体２２の２列の歯形形状部２３の側部には、それぞれ側部磁性体２４が配置されている。
　磁極回転体２０は、2枚のドーナツ円盤の外側にそれぞれ歯形形状した突起が周方向に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。
　継鉄回転体回転体２２は、ドーナツ円盤の内側に歯形形状した突起を周方向に等間隔で磁極の歯形形状部２１と対向するように内向き放射状に形成された磁性体（珪素鋼板）からなる歯形形状部２３と、歯形形状部２３の先端内周の直径よりも大きい内周を有するドーナツ円盤形状した磁性体からなる側部磁性体２４を歯形形状部２３の側方に微小間隔を隔てて固着して構成され、図１３に示すように、右から歯形形状部２３、側部磁性体２４、歯形形状部２３、側部磁性体２４の順に配置され、歯形形状部２３と歯形形状部２３の列の間隔、及び側部磁性体２４と側部磁性体２４の間隔が、それぞれ磁極回転体２０の2列の磁極の歯形形状部２１の間隔と同じ間隔とし、磁極の歯形形状部２１と継鉄回転体２２の歯形形状部２３、磁極の歯形形状部２１と側部磁性体２４の内周が対向するように構成されている。
　また、対向する2列の磁極の歯形形状部２１と継鉄回転体２２の歯形形状部２３、或いは、磁極の歯形形状部２１と側部磁性体２４の内周がエアギャップを隔ててそれぞれ磁極回転体２０と継鉄回転体２２とで磁気回路を形成するように、歯形形状部２３と側部磁性体２４は磁性体を介してそれぞれ固着されている。
　図では、歯形形状部２３と側部磁性体２４間に間隔が設けられているが、歯形形状部２３の側面に直接側部磁性体２４を固着してもよい。
　次に動作について説明する。図１３において、（ａ）は、磁極の歯形形状部２１と継鉄回転体２２の歯形形状部２３が対向している状態を示す。永久磁石の磁力で回転トルクを磁極回転体２０と継鉄回転体２２間で伝達する。永久磁石により励磁された２組の磁極の歯形形状部２１と２組の継鉄回転体２２の歯形形状部２３が、対向する歯形形状先端のエアギャップを介して磁気回路を形成し、強固に磁気結合している。
（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。
　上記の動作の結果、図（ｃ）に示す２組の磁極の歯形形状部２１と２組の側部磁性体２４が対向する位置に移動する。
　磁極回転体２０と継鉄回転体２２間に、磁力によって伝達可能なトルクを上回る負荷トルクが作用している間は、この位置で空転（回転差を持って回転）を続ける。
　上記負荷トルクが減少すると、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円周方向の分力は、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円周方向分力よりも大きくなるので、磁極の歯形形状部２１と歯形形状部２３が接近する方向に相対回転し、図（ｄ）に示す磁極の歯形形状部２１と歯形形状部２３が接近する。
　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分力が磁極の歯形形状部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分力より大きくなり、図（ａ）に示す位置に相対移動する。
〔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。
　磁極の歯形形状部２１の列を２列備えた磁極回転体２０を外側に配置し、その内側に継鉄回転体２２を配置し、それぞれの回転体は回転可能及び回転中心線方向に相対移動可能に支持されている。
　図１５は磁極の歯形形状部２１、側部磁性体２２及び継鉄回転体２２の歯形形状部２３を３列設けた実施の形態を示す。
　図に示すように、３列の磁極の歯形形状部２１の間に永久磁石１３を磁極の向きを逆にして配置されている。中央の歯形形状部２１ａをＮ極の列とすると両側の歯形形状部２１ｂにはＳ極の列の磁極が励磁される。
　他の構成及び動作については、実施の形態１と同一である。
　[実施の形態６]
　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。
　以下、図１６を参照して説明する。
　１は中空軸状の入力手段、１ａは入力手段の回転中心軸で、前記入力手段１は図示しないプーリーや歯車等で回転される。
　２は前記中空軸状の入力手段１の１端に一体的に固着され、増速歯車機構を構成する遊星歯車機構のキャリア、２ａは前記キャリア２に連結されたキャリア、３は前記キャリア２、２ａ間に軸着される遊星歯車機構のプラネタリギヤ、４は前記キャリア２、２ａ間に軸着され、前記プラネタリギヤ３を回転可能に軸着するプラネタリギヤ軸、５はプラネタリギヤ３が内接噛合するリングギヤ、６は太陽ギヤ軸７に設けた太陽ギヤ、７は太陽ギヤ軸である。プラネタリギヤ３は太陽ギヤ６と外接噛合し、太陽ギヤ軸７を増速回転する。太陽ギヤ軸７は回転可能で軸方向に移動不能に図示しない軸受け手段によって軸支されている。８は太陽ギヤ軸７に固着された低トルク入力手段で、入力手段１と前記遊星歯車機構を介して連結され、入力手段１より高速で回転する。９は低トルク入力手段８の外周部に等間隔で配置された一対の歯形形状部９ａ，９ａを有する継鉄回転体（ヨーク）、１０は前記歯形形状部９ａの歯形部先端で形成される外径より小径の外周面を有する一対の側部磁性体１０ａ，１０ａからなる側部磁性体、１１は出力回転手段で、後記する１対の磁極回転体１２と、永久磁石１３と、磁極回転体１２の端部に設けたクラッチ係合突起１４を有している。
　１２は永久磁石１３の両側面に固着され、内周にその先端が前記継鉄回転体９の歯形形状部９ａと対向可能に複数列等間隔で配置された歯形形状部１２ａを有する磁極回転体である。
　１３は永久磁石で、一方の側面がＮ極、他方の側面がＳ極となっている。永久磁石１３は一体である必要はなく、適宜、円周方向、又は厚さ方向に分割されている形態のものでもよく、磁極回転体１２の歯形形状部１２ａを励磁し磁極を形成できる構成のものである。
　１４は磁極回転体１２の側面に固着されたクラッチ係合突起、１５は入力手段１の他端に固着され、入力手段と同速で回転する高トルク回転手段、１５ａは高負荷回転時にクラッチ係合突起１４と係合するトルク伝達溝である。
　クラッチ係合突起１４とトルク伝達溝１５ａで咬み合いクラッチ機構を形成する。
　１６は出力回転手段１１に固設された出力軸である。前記磁極回転体１２の歯形形状部１２ａは低負荷高速回転時に、前記継鉄回転体９の歯形形状部９ａと、高負荷低速回転時に側部磁性体１０ａと磁気的に結合する。図では歯形形状部９ａと側部磁性体１０は隙間を設けて配置されているが、歯形形状部９ａの側面に側部磁性体１０を密着配置してもよい。
　また、本実施の形態における磁気クラッチ機構の切換動作は、実施の形態１の段落番号[００２１]～[００２８]に記載した動作と同じであり説明を省略する。
　図１７は継鉄回転体９の歯形形状部９ａと側部磁性体１０ａ間に、前記側部磁性体１０ａよりさらに小径の外周面を有する小径側部磁性体１０ｂを設けた構成としている。
　側部磁性体１０に側部磁性体１０ａよりさらに小径の側部磁性体１０ｂを設けることにより、低負荷高速回転時において、磁極回転体１２と継鉄回転体９間の負荷トルクが上昇し、磁極回転体１２が側部磁性体１０側に吸引され回転軸１ａに沿って移動する場合に、磁極回転体１２の吸引力は側部磁性体１０ａと小径の側部磁性体１０ｂに分散して吸引されるため、両者間の吸引力が緩やかになり、側部磁性体１０の軸方向吸引力が弱まり、磁極回転体１２の回転軸方向の偏移量を大きくすることができる。
　本形態では、小径側部磁性体１０ｂを１個だけ設けているが、段階的に小径となる小径側部磁性体１０ｂを２個以上設けることもできるし、また連続して形成される小径部を設ける構成とすることもできる。
　図１８は継鉄回転体９の歯形形状部９ａのうち一方の歯形形状部９ａに小径の側部磁性体１０ｂとさらに小径の側部磁性体１０ｃを設け、他方の歯形形状部９ａに小径側部磁性体１０ｂと大径側部磁性体１０ａを設けた形態である。図１８に示す側部磁性体の形態は、図１７に示す側部磁性体のうち一方の側部磁性体を小径の側部磁性体１０ｂとさらに小径の側部磁性体１０ｃとした構成で相違する。このように、複数列の歯形形状部９ａに対し、側部磁性体１０をさまざまの形態とすることができ、例えば、側部磁性体１０を一列だけ設ける構成とすることも可能であり、また、異なる形状の側部磁性体１０を組み合わせた構成とすることもできる。
　図１９、２０は側部磁性体１０の他の形態を示す。図において、側部磁性体１０は径が歯形形状部９ａの径より大きい大径側部磁性体１０ｄであり、大径側部磁性体１０ｄの先端で形成される外径部は磁極回転体１２の歯形形状部１２ａの先端部より磁極回転体１２の内径側に突出している。図１９は磁極の歯形形状部１２ａと継鉄回転体９の歯形形状部９ａが噛合している低負荷高速回転時の状態を示し、図２０は咬合クラッチ１４が高トルク入力手段１５のトルク伝達溝１５ａに係合している高負荷低速回転時の状態を示す。１７は咬合クラッチ１４がトルク伝達溝１５ａに係合する動作時に、磁極回転体１２の歯形形状部１２ａが前記大径側部磁性体１０ｄに接触するのを防止するストッパである。
　また、ストッパ１７に代えて、磁極回転体１２の軸受部にスライドストッパ（図示せず）を設けて磁極１２と大径側部磁性体１０ｄの接触を防止することもできる。
　図１６～図２０に示す側部磁性体１０は継鉄回転体１９と一体に形成しているが、別体として形成した側部磁性体１０を継鉄回転体１９に固設してもよい。
　また、側部磁性体の形状は中空円形形状が好ましいが、円形形状以外の形状とすることもできる。
　尚、磁極回転体の磁極と継鉄回転体の歯形形状部の構成は、以上の実施の形態１から６の構成に限定されることなく、例えば、両者の歯形形状部が半径方向に対向する構成だけでなく、軸方向に対向するように配置しても良い。換言すると、磁極回転体の複数の磁極と磁気的に結合する歯形形状部を有する継鉄回転体を設け、両者間に働く磁力を上回る負荷トルクが作用したときに両者が相対回転することで、両者間の強い磁気結合力が解消され、代わって、継鉄回転体の歯形形状部の側部に配置した側部磁性体に磁極回転体が磁力によって吸引され、回転中心軸方向に変位可能に配置される構成であればよく、特に磁極回転体自身の磁力によって側部磁性体に吸引する態様は、構成が単純で好ましい。
　また、継鉄回転体と側部磁性体は、磁気回路が切り替わり易いように軟磁性体であることが好ましい。
　また、継鉄回転体側にも永久磁石を配置して、両者間の磁力による伝達可能トルクを強化する態様としてもよい。
　８　　低トルク入力手段
　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)

  1. 　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。
  2. 　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。
  3. 　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。
  4. 　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。
  5. 　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。
  6. 　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。
  7. 　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。
  8. 　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。
  9. 　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。
  10. 　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。
  11. 　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。
  12. 　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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WO (1) WO2011049035A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114268211A (zh) * 2021-11-30 2022-04-01 安徽工程大学 一种可调传递效率的永磁涡流联轴器

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5231498B2 (ja) * 2009-10-19 2013-07-10 株式会社キトー トルク伝達装置
JP5342524B2 (ja) 2010-08-31 2013-11-13 株式会社キトー 負荷感応型磁気クラッチ装置
JP5529689B2 (ja) 2010-09-10 2014-06-25 株式会社キトー 負荷感応型自動変速装置を内蔵した巻上機
GB201101605D0 (en) * 2011-01-31 2011-03-16 Evolution Power Tools Ltd Power take off coupling etc
JP5419915B2 (ja) * 2011-03-30 2014-02-19 株式会社キトー 負荷感応型磁気クラッチ装置
JP5297497B2 (ja) 2011-05-11 2013-09-25 本田技研工業株式会社 ガスセンサ
KR101627479B1 (ko) * 2011-07-15 2016-06-03 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 자기 기어 장치
US9281231B2 (en) * 2011-10-12 2016-03-08 Ferrotec (Usa) Corporation Non-contact magnetic drive assembly with mechanical stop elements
CN103174775B (zh) * 2013-03-29 2015-04-08 沈阳万捷重工机械有限公司 离合式联轴器
DK178394B1 (da) * 2014-03-21 2016-02-01 Technoflex Aps Magnetkobling
WO2017104359A1 (ja) * 2015-12-17 2017-06-22 日立金属株式会社 磁気変速機
JP6760881B2 (ja) 2017-04-13 2020-09-23 株式会社キトー チェーンブロック
JP7160250B2 (ja) * 2018-09-25 2022-10-25 Smc株式会社 減速比自動切換装置
DE102020215259A1 (de) * 2020-12-03 2022-06-09 Mahle International Gmbh Spulenbaugruppe sowie deren Verwendung in einem Ventil
CN112943868B (zh) * 2021-01-28 2021-09-28 天津华建天恒传动有限责任公司 高功率复合行星风电齿轮箱

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57134066A (en) 1981-02-09 1982-08-19 Shintaro Oshima Transmission device
JP2004347027A (ja) 2003-05-22 2004-12-09 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 非接触式負荷感応型自動変速機
JP2008249006A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Kito Corp 負荷感応型自動変速機を内蔵したチェーンブロック
JP2008247548A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Kito Corp 負荷感応型自動変速機を内蔵したチェーンブロック
JP2008248903A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 負荷感応変速機
JP2009236209A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Kito Corp 負荷感応型自動変速装置を内蔵した巻上牽引機

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2876878A (en) * 1954-08-23 1959-03-10 Sss Gears Ltd Clutches for transmitting rotary motion
US3666064A (en) * 1971-02-25 1972-05-30 Avco Corp Permanent magnet speed responsive clutch
DE3942542A1 (de) * 1989-12-22 1991-06-27 Lungu Cornelius Bistabiler magnetantrieb mit permanentmagnetischem hubanker
US6043578A (en) * 1997-04-14 2000-03-28 Magna Force, Inc. Adjustable magnetic coupler
US6501357B2 (en) * 2000-03-16 2002-12-31 Quizix, Inc. Permanent magnet actuator mechanism
US6682430B2 (en) * 2001-03-15 2004-01-27 Magnadrive Corporation Adjustable magnetic coupler
US6762524B2 (en) * 2002-08-01 2004-07-13 Albert Six Magnetic drive system for a vehicle differential
US7954614B2 (en) * 2007-11-14 2011-06-07 Merlin Technology, Inc. Drive mechanism and method
JP5231498B2 (ja) * 2009-10-19 2013-07-10 株式会社キトー トルク伝達装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57134066A (en) 1981-02-09 1982-08-19 Shintaro Oshima Transmission device
JP2004347027A (ja) 2003-05-22 2004-12-09 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 非接触式負荷感応型自動変速機
JP2008248903A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 負荷感応変速機
JP2008249006A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Kito Corp 負荷感応型自動変速機を内蔵したチェーンブロック
JP2008247548A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Kito Corp 負荷感応型自動変速機を内蔵したチェーンブロック
JP2009236209A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Kito Corp 負荷感応型自動変速装置を内蔵した巻上牽引機

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2492548A4 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114268211A (zh) * 2021-11-30 2022-04-01 安徽工程大学 一种可调传递效率的永磁涡流联轴器
CN114268211B (zh) * 2021-11-30 2023-09-01 安徽工程大学 一种可调传递效率的永磁涡流联轴器

Also Published As

Publication number Publication date
EP2492548B1 (en) 2016-09-21
CN102575756B (zh) 2014-11-26
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JP5231498B2 (ja) 2013-07-10
CN102575756A (zh) 2012-07-11
JP2011106666A (ja) 2011-06-02
US9091311B2 (en) 2015-07-28
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EP2492548A4 (en) 2015-05-13

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