(57)【要約】【課題】出力先の切替時の摩耗を防止し、スムーズに切り替えることができる動力伝達装置を提供する。【解決手段】回転主軸１１が、中央部の側面に磁束発生部１２を有している。第１回転体４１および第２回転体５１が、筒状で内側に回転主軸１１が挿入され、回転主軸１１を中心として回転可能に設けられている。第１回転体４１は、磁束発生部１２を覆って磁束発生部１２の磁気作用により回転主軸１１との間で互いに回転動力を伝達可能な第１の回転位置と、磁束発生部１２から離れた第１の停止位置との間で、回転主軸１１の伸長方向に沿ってスライド可能に設けられている。第２回転体５１は、磁束発生部１２を覆って磁束発生部１２の磁気作用により回転主軸１１との間で互いに回転動力を伝達可能な第２の回転位置と、磁束発生部１２から離れた第２の停止位置との間で、回転主軸１１の伸長方向に沿ってスライド可能に設けられている。【選択図】図１
2019100452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細長く、周方向に回転可能に設けられた回転主軸と、
貫通孔を有し、その貫通孔の内側に前記回転主軸が挿入され、前記回転主軸を中心として回転可能に設けられた第１回転体および第２回転体とを有し、
前記回転主軸は、両端から離れた側面に設けられた磁束発生部を有し、
前記第１回転体は、前記磁束発生部を覆って前記磁束発生部の磁気作用により前記回転主軸との間で互いに回転動力を伝達可能な第１の回転位置と、前記磁束発生部から前記回転主軸の一方の端部側に離れた第１の停止位置との間で、前記回転主軸の伸長方向に沿ってスライド可能に設けられ、
前記第２回転体は、前記磁束発生部を覆って前記磁束発生部の磁気作用により前記回転主軸との間で互いに回転動力を伝達可能な第２の回転位置と、前記磁束発生部から前記回転主軸の他方の端部側に離れた第２の停止位置との間で、前記回転主軸の伸長方向に沿ってスライド可能に設けられ、
前記第１回転体および前記第２回転体をそれぞれ、前記第１の回転位置および前記第２の停止位置、前記第１の停止位置および前記第２の回転位置、または、前記第１の停止位置および前記第２の停止位置に、選択的に位置付け可能に構成されていることを
特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記磁束発生部は、前記回転主軸の側面から外側に向かって突出して設けられ、
前記第１回転体は、前記第１の回転位置のとき前記磁束発生部の外側面を覆うよう、前記回転主軸の他方の端部側に向かって突出した第１突出部を有し、
前記第２回転体は、前記第２の回転位置のとき前記磁束発生部の外側面を覆うよう、前記回転主軸の一方の端部側に向かって突出した第２突出部を有していることを
特徴とする請求項１記載の動力伝達装置。
【請求項３】
エアシリンダ、油圧ピストン、テレスコピック構造、またはリニアスライダを利用して、前記第１回転体および前記第２回転体を、前記回転主軸の伸長方向に沿ってスライドさせる移動手段を有していることを特徴とする請求項１または２記載の動力伝達装置。
【請求項４】
筒状を成し、内側に前記回転主軸が挿入され、前記回転主軸の一方の端部から前記磁束発生部の手前まで伸びて、前記回転主軸を中心として前記第１回転体と共に回転可能に設けられた第１出力体と、
筒状を成し、内側に前記回転主軸が挿入され、前記回転主軸の他方の端部から前記磁束発生部の手前まで伸びて、前記回転主軸を中心として前記第２回転体と共に回転可能に設けられた第２出力体とを有し、
前記第１回転体は、前記第１出力体の外側を、前記回転主軸の伸長方向に沿ってスライドするよう設けられ、
前記第２回転体は、前記第２出力体の外側を、前記回転主軸の伸長方向に沿ってスライドするよう設けられていることを
特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動源からの回転動力を、複数の出力先に切り替えて出力する装置として、駆動側の回転部と、出力先の回転部との間に設けられた歯車やスリーブを移動させることにより出力先を切り替えるもの（例えば、特許文献１または２参照）や、駆動側の回転歯車を回転軸に沿ってスライドさせて、噛み合う歯車を切り替えることにより、出力先を切り替えるもの（例えば、特許文献３参照）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０７０６４６号公報
【特許文献２】特開２０１７−０２６０５６号公報
【特許文献３】特開２０１２−１２７４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１乃至３に記載のような、歯車やスリーブを利用して出力先を切り替えるものでは、切替時に、切替元で歯車同士や歯車とスリーブとの接触を解除し、さらに切替先で歯車同士や歯車とスリーブとを接触させる必要があるため、切替に使用される歯車やスリーブが互いに擦れ合って摩耗しやすいという課題があった。また、切替時に、歯車同士や歯車とスリーブとがうまく噛み合わず、スムーズな切替ができないこともあるという課題があった。
【０００５】
本発明は、このような課題に着目してなされたもので、出力先の切替時の摩耗を防止し、スムーズに切り替えることができる動力伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る動力伝達装置は、細長く、周方向に回転可能に設けられた回転主軸と、貫通孔を有し、その貫通孔の内側に前記回転主軸が挿入され、前記回転主軸を中心として回転可能に設けられた第１回転体および第２回転体とを有し、前記回転主軸は、両端から離れた側面に設けられた磁束発生部を有し、前記第１回転体は、前記磁束発生部を覆って前記磁束発生部の磁気作用により前記回転主軸との間で互いに回転動力を伝達可能な第１の回転位置と、前記磁束発生部から前記回転主軸の一方の端部側に離れた第１の停止位置との間で、前記回転主軸の伸長方向に沿ってスライド可能に設けられ、前記第２回転体は、前記磁束発生部を覆って前記磁束発生部の磁気作用により前記回転主軸との間で互いに回転動力を伝達可能な第２の回転位置と、前記磁束発生部から前記回転主軸の他方の端部側に離れた第２の停止位置との間で、前記回転主軸の伸長方向に沿ってスライド可能に設けられ、前記第１回転体および前記第２回転体をそれぞれ、前記第１の回転位置および前記第２の停止位置、前記第１の停止位置および前記第２の回転位置、または、前記第１の停止位置および前記第２の停止位置に、選択的に位置付け可能に構成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る動力伝達装置は、以下のようにして、出力先を切り替えることができる。すなわち、第１回転体および第２回転体を回転主軸の伸長方向に沿ってスライドさせて、それぞれ第１の回転位置および第２の停止位置に位置付けることにより、第１回転体が磁束発生部を覆い、磁束発生部の磁気作用により第１回転体と回転主軸との間で互いに回転動力が伝達されるため、回転主軸の回転と共に第１回転体を回転させることができる。また、第１回転体および第２回転体を回転主軸の伸長方向に沿ってスライドさせて、それぞれ第１の停止位置および第２の回転位置に位置付けることにより、第２回転体が磁束発生部を覆い、磁束発生部の磁気作用により第２回転体と回転主軸との間で互いに回転動力が伝達されるため、回転主軸の回転と共に第２回転体を回転させることができる。
【０００８】
また、第１回転体および第２回転体を回転主軸の伸長方向に沿ってスライドさせて、それぞれ第１の停止位置および第２の停止位置に位置付けることにより、第１回転体も第２回転体も共に磁束発生部から離れるため、回転主軸が回転していても、第１回転体および第２回転体を回転させないようにすることができる。このように、本発明に係る動力伝達装置は、回転主軸の回転の出力先を、第１回転体と第２回転体との間で切り替えたり、回転主軸の回転を、第１回転体および第２回転体から出力しないようにしたりすることができる。
【０００９】
本発明に係る動力伝達装置は、磁束発生部の磁気作用により、回転主軸の回転を第１回転体または第２回転体に伝達することができるため、出力先の切替時に、磁束発生部と第１回転体または第２回転体とが接触しない。このため、磁束発生部と第１回転体または第２回転体との間に摩擦が発生せず、これらの摩耗を防止することができる。また、磁束発生部と第１回転体または第２回転体とが、歯車等のように噛み合って回転するものではないため、スムーズに出力先を切り替えることができる。
【００１０】
本発明に係る動力伝達装置で、前記磁束発生部は、前記回転主軸の側面から外側に向かって突出して設けられ、前記第１回転体は、前記第１の回転位置のとき前記磁束発生部の外側面を覆うよう、前記回転主軸の他方の端部側に向かって突出した第１突出部を有し、前記第２回転体は、前記第２の回転位置のとき前記磁束発生部の外側面を覆うよう、前記回転主軸の一方の端部側に向かって突出した第２突出部を有していてもよい。
【００１１】
本発明に係る動力伝達装置は、エアシリンダ、油圧ピストン、テレスコピック構造、またはリニアスライダを利用して、前記第１回転体および前記第２回転体を、前記回転主軸の伸長方向に沿ってスライドさせる移動手段を有していることが好ましい。この場合、移動手段により、第１回転体および第２回転体の移動を制御することができる。
【００１２】
本発明に係る動力伝達装置は、筒状を成し、内側に前記回転主軸が挿入され、前記回転主軸の一方の端部から前記磁束発生部の手前まで伸びて、前記回転主軸を中心として前記第１回転体と共に回転可能に設けられた第１出力体と、筒状を成し、内側に前記回転主軸が挿入され、前記回転主軸の他方の端部から前記磁束発生部の手前まで伸びて、前記回転主軸を中心として前記第２回転体と共に回転可能に設けられた第２出力体とを有し、前記第１回転体は、前記第１出力体の外側を、前記回転主軸の伸長方向に沿ってスライドするよう設けられ、前記第２回転体は、前記第２出力体の外側を、前記回転主軸の伸長方向に沿ってスライドするよう設けられていてもよい。この場合、第１回転体または第２回転体に伝達された回転主軸の回転動力を、それぞれ第１出力体または第２出力体の回転として取り出して利用することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、出力先の切替時の摩耗を防止し、スムーズに切り替えることができる動力伝達装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態の動力伝達装置の、第１回転体および第２回転体をそれぞれ第１の回転位置および第２の停止位置に位置付けた使用状態を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の動力伝達装置の主要部分の、第１回転体および第２回転体をそれぞれ第１の停止位置および第２の回転位置に位置付けた使用状態を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態の動力伝達装置の主要部分の、第１回転体および第２回転体をそれぞれ第１の停止位置および第２の停止位置に位置付けた使用状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図３は、本発明の実施の形態の動力伝達装置を示している。
図１に示すように、動力伝達装置１０は、回転主軸１１と第１出力体２１と第２出力体３１と第１回転体４１と第２回転体５１と移動手段６１とを有している。
【００１６】
回転主軸１１は、細長い円柱形状を成している。回転主軸１１は、両端部で、単列円すいころ軸受け７２を介して周方向に回転可能に、ケーシング７１に取り付けられている。回転主軸１１は、他方の端部１１ｂ側のケーシング７１の外側で、カップリング７３を介して駆動源に接続され、駆動源からの回転動力により回転可能になっている。回転主軸１１は、両端から離れた中央部の側面に、外側に向かって凸状に突出して設けられた磁束発生部１２を有している。磁束発生部１２は、所定の幅で、回転主軸１１の周方向に沿って１周形成されており、突出した先端の外側面１２ａが回転主軸１１の伸長方向に沿って平坦になっている。磁束発生部１２は、外部に向かって磁束を発生可能に、外側面１２ａの内側に永久磁石１３が埋め込まれている。
【００１７】
第１出力体２１は、円筒状を成し、内側に回転主軸１１が挿入されて、回転主軸１１の一方の端部１１ａから磁束発生部１２の手前まで伸びるよう設けられている。第１出力体２１は、両端部の回転主軸１１との間に設けられた複列円筒ころ軸受け７４を介して、回転主軸１１を中心として回転可能に設けられている。第１出力体２１は、回転主軸１１の一方の端部１１ａの側の端部に設けられた出力用フランジ２２と、磁束発生部１２の側の端部に設けられた停止用フランジ２３とを有している。また、第１出力体２１は、出力用フランジ２２と停止用フランジ２３との間の外側面がインボリュートスプライン加工されている。
【００１８】
第２出力体３１は、円筒状を成し、内側に回転主軸１１が挿入されて、回転主軸１１の他方の端部１１ｂから磁束発生部１２の手前まで伸びるよう設けられている。第２出力体３１は、両端部の回転主軸１１との間に設けられた複列円筒ころ軸受け７５を介して、回転主軸１１を中心として回転可能に設けられている。第２出力体３１は、回転主軸１１の他方の端部１１ｂの側の端部に設けられた出力用フランジ３２と、磁束発生部１２の側の端部に設けられた停止用フランジ３３とを有している。また、第２出力体３１は、出力用フランジ３２と停止用フランジ３３との間の外側面がインボリュートスプライン加工されている。
【００１９】
第１回転体４１は、中央に貫通孔４１ａを有する円筒状を成し、その貫通孔４１ａの内側に回転主軸１１および第１出力体２１が挿入されて、第１出力体２１の出力用フランジ２２と停止用フランジ２３との間に設けられている。第１回転体４１は、貫通孔４１ａの内側面がインボリュートスプライン加工されており、第１出力体２１の外側面と噛み合って、回転主軸１１の伸長方向に沿ってスライド可能かつ、回転主軸１１を中心として第１出力体２１と共に回転可能に設けられている。
【００２０】
第１回転体４１は、停止用フランジ２３まで移動した第１の回転位置と、出力用フランジ２２まで移動した第１の停止位置との間でスライド可能に設けられている。第１回転体４１は、第１の回転位置のとき、磁束発生部１２の外側面１２ａを覆うよう、回転主軸１１の他方の端部１１ｂの側に向かって突出した円筒状の第１突出部４２を有している。これにより、第１回転体４１は、第１の回転位置のとき、磁束発生部１２の外側面１２ａを覆って、磁束発生部１２の磁気作用により回転主軸１１との間で互いに回転動力を伝達可能になっている。また、第１の停止位置のとき、磁束発生部１２から回転主軸１１の一方の端部１１ａの側に離れており、磁束発生部１２の磁気作用では回転主軸１１との間で互いに回転動力が伝達されないようになっている。
【００２１】
第２回転体５１は、中央に貫通孔５１ａを有する円筒状を成し、その貫通孔５１ａの内側に回転主軸１１および第２出力体３１が挿入されて、第２出力体３１の出力用フランジ３２と停止用フランジ３３との間に設けられている。第２回転体５１は、貫通孔５１ａの内側面がインボリュートスプライン加工されており、第２出力体３１の外側面と噛み合って、回転主軸１１の伸長方向に沿ってスライド可能かつ、回転主軸１１を中心として第２出力体３１と共に回転可能に設けられている。
【００２２】
第２回転体５１は、停止用フランジ３３まで移動した第２の回転位置と、出力用フランジ３２まで移動した第２の停止位置との間でスライド可能に設けられている。第２回転体５１は、第２の回転位置のとき、磁束発生部１２の外側面１２ａを覆うよう、回転主軸１１の一方の端部１１ａの側に向かって突出した円筒状の第２突出部５２を有している。これにより、第２回転体５１は、第２の回転位置のとき、磁束発生部１２の外側面１２ａを覆って、磁束発生部１２の磁気作用により回転主軸１１との間で互いに回転動力を伝達可能になっている。また、第２の停止位置のとき、磁束発生部１２から回転主軸１１の他方の端部１１ｂの側に離れており、磁束発生部１２の磁気作用では回転主軸１１との間で互いに回転動力が伝達されないようになっている。
【００２３】
移動手段６１は、第１回転体４１および第２回転体５１から離れて設置されており、エアシリンダ６２を有している。移動手段６１は、アンギュラ玉軸受け７６を介して第１回転体４１および第２回転体５１に接続され、エアシリンダ６２の力により、第１回転体４１および第２回転体５１をスライドさせるよう設けられている。移動手段６１は、第１回転体４１および第２回転体５１をそれぞれ、第１の回転位置および第２の停止位置、第１の停止位置および第２の回転位置、または、第１の停止位置および第２の停止位置に、選択的に位置付け可能に構成されている。
【００２４】
次に、作用について説明する。
動力伝達装置１０は、以下のようにして、出力先を切り替えることができる。まず、図１に示すように、移動手段６１により第１回転体４１および第２回転体５１をスライドさせて、それぞれ第１の回転位置および第２の停止位置に位置付ける。これにより、第１回転体４１の第１突出部４２が磁束発生部１２の外側面１２ａを覆い、磁束発生部１２の永久磁石１３の磁気作用により第１回転体４１と回転主軸１１との間で互いに回転動力が伝達されるため、回転主軸１１の回転と共に第１回転体４１を回転させ、その第１回転体４１と共に第１出力体２１を回転させることができる。こうして、第１回転体４１に伝達された回転主軸１１の回転動力を、第１出力体２１の出力用フランジ２２の回転として取り出して利用することができる。
【００２５】
次に、図２に示すように、移動手段６１により第１回転体４１および第２回転体５１をスライドさせて、それぞれ第１の停止位置および第２の回転位置に位置付ける。これにより、第２回転体５１の第２突出部５２が磁束発生部１２の外側面１２ａを覆い、磁束発生部１２の永久磁石１３の磁気作用により第２回転体５１と回転主軸１１との間で互いに回転動力が伝達されるため、回転主軸１１の回転と共に第２回転体５１を回転させ、その第２回転体５１と共に第２出力体３１を回転させることができる。こうして、第２回転体５１に伝達された回転主軸１１の回転動力を、第２出力体３１の出力用フランジ３２の回転として取り出して利用することができる。
【００２６】
さらに、図３に示すように、移動手段６１により第１回転体４１および第２回転体５１をスライドさせて、それぞれ第１の停止位置および第２の停止位置に位置付ける。これにより、第１回転体４１も第２回転体５１も共に磁束発生部１２から離れるため、回転主軸１１が回転していても、第１回転体４１および第２回転体５１を回転させないようにすることができる。このように、動力伝達装置１０は、回転主軸１１の回転の出力先を、第１回転体４１と第２回転体５１との間で切り替えたり、回転主軸１１の回転を、第１回転体４１および第２回転体５１から出力しないようにしたりすることができる。
【００２７】
動力伝達装置１０は、磁束発生部１２の磁気作用により、回転主軸１１の回転を第１回転体４１または第２回転体５１に伝達することができるため、出力先の切替時に、磁束発生部１２と第１回転体４１または第２回転体５１とが接触しない。このため、磁束発生部１２と第１回転体４１または第２回転体５１との間に摩擦が発生せず、これらの摩耗を防止することができる。また、磁束発生部１２と第１回転体４１または第２回転体５１とが、歯車等のように噛み合って回転するものではないため、スムーズに出力先を切り替えることができる。
【００２８】
動力伝達装置１０は、磁束発生部１２の永久磁石１３の大きさや磁力の強さ、外側面１２ａの幅の大きさを変えることにより、回転主軸１１と第１回転体４１および第２回転体５１との間の磁気結合力を調整することができる。これにより、回転主軸１１と第１回転体４１および第２回転体５１との間で伝達される回転動力の伝達トルクを調整することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１０  動力伝達装置
１１  回転主軸
１１ａ  一方の端部
１１ｂ  他方の端部
１２  磁束発生部
１２ａ  外側面
１３  永久磁石
２１  第１出力体
２２  出力用フランジ
２３  停止用フランジ
３１  第２出力体
３２  出力用フランジ
３３  停止用フランジ
４１  第１回転体
４１ａ  貫通孔
４２  第１突出部
５１  第２回転体
５１ａ  貫通孔
５２  第２突出部
６１  移動手段
６２  エアシリンダ
７１  ケーシング
７２  単列円すいころ軸受け
７３  カップリング
７４、７５  複列円筒ころ軸受け
７６  アンギュラ玉軸受け
【図１】
2019100452.tif 000003
【図２】
2019100452.tif 000004
【図３】
2019100452.tif 000005