(57)【要約】【課題】流体を利用しない簡易な構造で動力変換が可能な変速機を提供する。【解決手段】変速機１０は、中空円筒形のハウジング１１と、その上面壁１３を垂直に貫通して回転自在に配置された入力回転軸１９と、底壁１４を垂直に貫通して回転自在に配置された出力回転軸２１とが上下端で回転自在に係合している。入力回転軸１９には、３個の入力円環盤部２３Ａ〜２３Ｃが同軸状に固定される。入，出力回転軸１９，２１には、出力変換部材３１が取り付けられている。出力変換部材３１は、下側外板部３２と上側外板部４５とその間に等間隔で配置された４個の出力円環盤部３７Ａ〜３７Ｃを一体で設けている。入力円環盤部２３Ａ〜２３Ｃには、周方向全周に沿って等間隔で１２個の入力側磁石２６がＮ，Ｓの極性を揃えて挿嵌されている。出力円環盤部３７Ａには、出力側磁石４３がＮ，Ｓの極性を揃えて挿嵌されて入力側磁石２６と対向して配置されている。【選択図】図２
2013127292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気非透過材料で形成された両端側が上面壁と底壁で封止された中空筒状のハウジングと、
前記上面壁及び底壁のいずれか一方をその中心にて軸方向に貫通すると共に、壁部分において回転自在かつ軸方向に移動不能に支持された入力回転軸と、
前記上面壁及び底壁の他方をその中心にて軸方向に貫通すると共に、壁部分において回転自在かつ軸方向に移動不能に支持され、該ハウジング内の端部が前記入力回転軸の端部に互いに回転自在に係合している出力回転軸と、
前記ハウジング内における前記入力回転軸の軸方向に離間した複数個所にて該入力回転軸に同軸状に固定された円環状厚板であって、外周側に周方向全周に沿って極性を揃えて複数の入力側磁石が環状に配設された複数の入力円環盤部と、
前記ハウジング内にて前記出力回転軸に同軸状に固定された第１外板部と、前記ハウジング内にて前記第１外板部に複数の前記入力円環盤部を隔てて対向して前記入力回転軸に同軸状にかつ回転自在に配設された第２外板部と、該第１外板部と第２外板部の対向面にそれぞれ重ね合わせて配設され、さらに前記入力円環盤部の間に同軸状に配置された該入力円環盤部より大径の複数の円環状厚板であってその内周側に周方向全周に沿って極性を揃えて複数の出力側磁石が前記入力側磁石に対向して配設された複数の出力円環盤部と、該出力円環盤部間の外周縁全周に沿って挿嵌されて該出力円環盤部間を連結する連結環部とを設け、前記第１外板部、第２外板部、出力円環盤部及び連結環部が互いに固定されて一体にされていると共に、前記入力円環盤部と出力円環盤部との間がわずかに離間した隙間になっている出力変換部材とを備えてなり、
前記入力回転軸が外部回転装置の回転軸に連結されて該外部回転装置により回転駆動され、前記出力回転軸が外部駆動装置の回転駆動軸に連桔されて該出力回転軸の回転により該回転駆動軸を回転させることを特徴とする変速機。
【請求項２】
前記入力側磁石が前記入力円環盤部の径方向の複数個所に分けて配設されており、前記出力側磁石が前記出力円環盤部において前記入力側磁石に対応して径方向の複数個所に分けて配設されていることを特徴とする請求項１に記載の変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、エレベータ、ベルトコンベア等の動力変換に用いられる変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の変速機としては、流体の力学作用を利用したトルクコンバータが知られている。トルクコンバータは、例えば特許文献１に示すように、流体要素としてポンプインぺラ、タービンランナ、ステータを有し、ステータを固定軸上に支持するワンウェイクラッチを備えている。エンジンによってポンプインぺラが駆動されると、内部の流体がポンプの回転によってポンプインぺラに沿って外方に押し出され、タービンランナに流入してタービンランナにトルクを与えて回転させ、ステータを通って再びポンプインぺラに流入する循環主流が形成される。しかし、このトルクコンバータは、流体の循環を利用するものであり、流体を密封する構造であるため、構造が複雑であり高価である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−７１６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記問題を解決しようとするもので、流体を利用しない簡易な構造で円滑な動力変換が可能な変速機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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、磁気非透過材料で形成された両端側が上面壁と底壁で封止された中空筒状のハウジングと、上面壁及び底壁のいずれか一方をその中心にて軸方向に貫通すると共に、壁部分において回転自在かつ軸方向に移動不能に支持された入力回転軸と、上面壁及び底壁の他方をその中心にて軸方向に貫通すると共に、壁部分において回転自在かつ軸方向に移動不能に支持され、該ハウジング内の端部が入力回転軸の端部に互いに回転自在に係合している出力回転軸と、ハウジング内における入力回転軸の軸方向に離間した複数個所にて該入力回転軸に同軸状に固定された円環状厚板であって、外周側に周方向全周に沿って極性を揃えて複数の入力側磁石が環状に配設された複数の入力円環盤部と、ハウジング内にて出力回転軸に同軸状に固定された第１外板部と、ハウジング内にて第１外板部に複数の入力円環盤部を隔てて対向して入力回転軸に同軸状にかつ回転自在に配設された第２外板部と、第１外板部と第２外板部の対向面にそれぞれ重ね合わせて配設され、さらに入力円環盤部の間に同軸状に配置された入力円環盤部より大径の複数の円環状厚板であってその内周側に周方向全周に沿って極性を揃えて複数の出力側磁石が入力側磁石に対向して配設された複数の出力円環盤部と、出力円環盤部間の外周縁全周に沿って挿嵌されて出力円環盤部間を連結する連結環部とを設け、第１外板部、第２外板部、出力円環盤部及び連結環部が互いに固定されて一体にされていると共に、入力円環盤部と出力円環盤部との間がわずかに離間した隙間になっている出力変換部材とを備えてなり、入力回転軸が外部回転装置の回転軸に連結されて該外部回転装置により回転駆動され、出力回転軸が外部駆動装置の回転駆動軸に連桔されて出力回転軸の回転により回転駆動軸を回転させることにある。
【０００６】
上記のように構成した本発明においては、エンジン等の外部回転装置の回転により外部回転装置の回転軸に連結された入力回転軸が回転し、入力回転軸に同軸状に固定された入力円環盤部が一体となって回転する。入力円環盤部に支持された入力側磁石と、これに対向して配置されて出力円環盤部に支持された出力側磁石とは、その極性を合わせて配列されているため、両者の間に互いに磁気反発力を生じるようになっている。そのため、入力円環盤部の回転に伴う入力側磁石の回転により、入力側磁石との磁気反発力によって出力側磁石も入力側磁石と同一方向に回転しようとする。ここで、入力側磁石を支持した複数の入力円環盤部と出力側磁石を支持した複数の出力円環盤部が隙間を隔てて交互に配置されているため、両者間に作用する磁気反発力が非常に高められる。この磁気反発力により、出力側磁石を固定した複数の出力円環盤部を含む出力変換部材が一体となって回転を開始する。
【０００７】
出力変換部材が第１及び第２外板部、複数の出力円環盤部、連結環部を含めた大きな重量のマスとして機能しており、出力変換部材が回転することにより大きな遠心力が発生するために、出力変換部材は外部回転装置の回転力を効率よく変換した回転力を発生できる。そのため、出力変換部材が固定された出力回転軸が、出力変換部材の大きな回転力を外部駆動装置の回転駆動軸に伝達することができる。その結果、本発明においては、変速機により、外部回転装置の回転力の外部駆動装置への円滑な動力変換が可能になる。
【０００８】
また、本発明によれば、ハウジングがステンレス、アルミニウム等の磁気非透過材料で形成されているため、入力側磁石と出力側磁石の大きな磁力は、ハウジングの外部に漏れないように遮断される。その結果、本発明においては、入力側磁石と出力側磁石の大きな磁力が、入力円環盤部による出力変換部材への回転力の変換に有効に活用されると共に、外部に漏れた磁力により外部の電気機器に悪影響を与えるおそれもない。また、本発明によれば、変速機は、ハウジング、入力回転軸、入力円環盤部、出力変換部材、出力回転軸等の簡易かつ安価な部材で構成されているため、安価に提供される。
【０００９】
また、本発明において、入力側磁石が入力円環盤部の径方向の複数個所に分けて配設されており、出力側磁石が出力円環盤部において入力側磁石に対応して径方向の複数個所に分けて配設されていてもよい。これにより、変速機の出力を大きくするために入力円盤部と出力変換部材の外径を大きくするようなとき、入力側磁石及び出力側磁石を径方向の複数個所に分けて配設することができるため、磁石の形状を相対的に小さくすることができる。磁石については大きな形状のものを製造することが困難であり価格も高価になるが、実質的に小さい磁石を使用できることにより、磁石の製造が容易になり、磁石の価格を安価にできる。その結果、本発明によれば、大型の変速機の価格を相対的に安価にすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明においては、変速機の入力円環盤部に設けた入力側磁石と出力円環盤部に設けた出力側磁石の磁気反発力の作用により、外部回転装置の回転力が入力円環盤部の回転を介して重量の大きい出力変換部材の回転に変換されて、出力回転軸を経て外部駆動装置に伝達されるため、簡易な構造で円滑な動力変換が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例である変速機を含めた動力伝達機構の概略構成を示す説明図である。
【図２】実施例１である変速機を詳細に示す軸線位置での断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線方向の一部破断平面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線方向の一部破断平面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線方向の一部破断平面図である。
【図６】入力円環盤部を構成する上下の円環状の薄板２４ａを概略的に示す平面図である。
【図７】入力円環盤部を構成する中間の円環状の薄板２４ｂを概略的に示す平面図である。
【図８】入力側磁石を示す平面図、周方向端部の端面図、矢印Ｃ方向の矢視図及び入力側磁石と入力円環盤部との周方向の連結部分を示す断面図である。
【図９】出力円環盤部を構成する上下の円環状の薄板３８ａを概略的に示す平面図である。
【図１０】出力円環盤部を構成する中間の円環状の薄板３８ｂを概略的に示す平面図である。
【図１１】実施例２である変速機を詳細に示す軸線位置での断面図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線方向の一部破断平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明する。図１は実施例１に係る変速機を含めた動力伝達機構の概略構成を正面図により示し、図２は変速機を縦断面図により示し、図３〜図５は変速機の各部分を一部破断平面図により示したものである。動力伝達機構に用いられる組立て台１は、床面Ｇに載置される長方形の底板２と、その四隅に立設された棒材とその上端間を連結する棒材により形成された立体状の枠組み部３と、枠組み部３内の高さ方向中間位置に水平に固定された内支持板４と、枠組み部３側面の内支持板４よりわずか上に外方に水平に固定された外支持板５と、底板２の外支持板５と反対側に連結された外側底板６とを備えている。内支持板４上には変速機１０が載置され、外支持板５上には電動モータ７が載置され、外側底板６上には発電装置８が載置されている。底板２上には、歯車機構を含む変換装置９が軸心を上下方向に向けて載置されており、変速機１０の鉛直に延びた出力回転軸の回転を、発電装置８の水平に延びた回転駆動軸の回転に変換するようになっている。
【００１３】
変速機１０は、中空円筒形のハウジング１１を有している。ハウジング１１は、磁気非透過材料であるステンレス製であり、円筒形の筒部１２の上下端に円形厚板である上面壁１３と底壁１４がそれぞれ嵌め合わされており、筒部１２外周側からボルト１２ａにより固定されて上下端面が封止されている。上面壁１３及び底壁１４は中心孔１３ａ，１４ａを有しており、中心孔１３ａ，１４ａには上及び下ラジアル軸受１６，１７が嵌め合わされ固定されている。上面壁１３は、下面の中心孔１３ａの近傍に同軸状に浅い円環形の取付溝１３ｂを設けている。底壁１４は、上面の中心孔１４ａの近傍に同軸状に浅い円環形の取付溝１４ｂを設けており、取付溝１４ｂの径方向外方には取付溝１４ｂを囲んで金属薄板製の円環状の油止部１４ｃが立設されている。
【００１４】
上ラジアル軸受１６の中心孔１６ａには入力回転軸１９が挿嵌されて上面壁１３を貫通して上下に伸びており、上ラジアル軸受１６の上下両端側でｃリング１６ｂにより軸方向に移動不能に固定されている。入力回転軸１９は、大径の基部１９ａと、基部１９ａのハウジング１１から突出した上端側とハウジング１１内の下端側にそれぞれ軸方向に同軸状に延びた小径部１９ｂ，１９ｃとを有しており、基部１９ａの軸心位置にて軸方向の中央から下端の間に径方向に貫通する縦長の固定孔１９ｄを有している。上端側の小径部１９ｂには後述するプーリ５１が嵌合固定されている。
【００１５】
下ラジアル軸受１７の中心孔１７ａには出力回転軸２１が挿嵌されて底壁１４を貫通して上下に伸びており、下ラジアル軸受１７の上下両端側でｃリング１７ｂにより軸方向に移動不能に固定されている。出力回転軸２１は、入力回転軸１９の基部１９ａと同一径の基部２１ａと、ハウジング１１から下方に突出した基部２１ａの下端側から同軸状に延びた入力回転軸１９の小径部１９ｃと同一径の小径部２１ｂを有している。基部２１ａは、上端から軸方向に同軸に延びた小径部２１ｂと同一径の挿嵌孔２１ｃを有しており、挿嵌孔２１ｃには入力回転軸１９の小径部１９ｃが軸方向に摺動自在かつ回転自在に嵌め合わされている。また、基部２１ａの軸心位置にて軸方向の中央から上端の間に径方向に貫通する縦長の固定孔２１ｄを有しており、小径部２１ｂの軸方向中間に固定孔２１ｅを有している。出力回転軸２１は、小径部２１ｂの固定孔２１ｅにピン２１ｆを差し込んで変換装置９の連結部９ａに固定させることにより変換装置９に連結されるようになっている。
【００１６】
入力回転軸１９の基部１９ａには、３個の同一構造の第１，第２，第３の入力円環盤部２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃが、ハウジング１１内の軸方向中間から下端間において等間隔で離間した３個所に下から順に中心孔２５ｃにて嵌め合わされて同軸状に固定されている。入力円環盤部２３Ａ〜２３Ｃは、図６，図７に示す３枚の鉄製の同一厚さの円環状薄板２４ａ，２４ｂ，２４ａを順に重ね合わせた基部２４を有している。薄板２４ａ，２４ｂは、入力回転軸１９と同一径の中心孔２５ｃを有しており、径方向の中間と外周縁の近傍間において周方向全周に沿って等間隔で１２個の扇形状の凹部２５ａ，２５ｂをそれぞれ有している。凹部２５ａ，２５ｂは、薄板２４ａ，２４ｂを厚さ方向に貫通しており、図６，図７に示すように、径方向の寸法は同一であるが、周方向の寸法は凹部２５ａの方が凹部２５ｂより小さくなっている。薄板２４ａ，２４ｂ，２４ａは、図４に示すように、両側の薄板２４ａの凹部２５ａを厚さ方向に揃えると共にその間の薄板２４ｂの凹部２５ｂの周方向両側を凹部２５ａの周方向両側から均等に離した状態で重ね合わされようになっており、この状態の凹部２５ａ，２５ｂ，２５ａを合わせて収容凹部２５が形成される。
【００１７】
収容凹部２５には、入力側磁石２６がＮ，Ｓの極性を揃えて挿嵌される。入力側磁石２６は、ネオジュムを含む強力かつ長寿命の磁石であり、収容凹部２５と同一の扇形状であり、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、周方向の両側縁２６ａにおいて、厚さ方向中間で全体厚さの１／３の部分が周方向に所定寸法で突出した係合凸部２６ｂになっている。入力側磁石２６は、薄板２４ａの凹部２５ａに嵌め合わされ、両側縁の係合凸部２６ｂが凹部２５ａの周方向両側上に載置され、これに厚板２４ｂが被せられて凹部２５ｂが係合凸部２６ｂに嵌め合わされ、さらにその上に薄板２４ａが重ね合わされて係合凸部２６ｂの上側に嵌め合わされる。これにより、入力側磁石２６は、図８（ｄ）に示すように、収容凹部２５に嵌め合わされて保持され、その上下面が入力円環盤部２３Ａ〜２３Ｃの基板２４の上下面と面一となる。
【００１８】
入力円環盤部２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃは、中心孔２５ｃにて入力回転軸１９に挿嵌されて互いに所定間隔を隔てて配置され、ｃリング１９ｅにより軸方向に移動不能に固定されている。さらに、入力円環盤部２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃは、入力回転軸１９の固定孔１９ｄに差し込まれたピン１９ｆにより入力回転軸１９に対して回転不能なように一体で固定される。入力円環盤部２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ間の所定間隔は、その間に配置される後述する出力円環盤部３７Ａ〜３７Ｄの厚さと、その両面側に設ける一定の隙間を合わせた寸法になる。
【００１９】
また、ハウジング１１内には、出力変換部材３１が入力回転軸１９と出力回転軸２１に取り付けられて配設されている。出力回転軸２１の底壁１４のわずかに上側には小径の環状厚板を２個重ね合わせた後述する第１外板部である下側外板部３２の一部をなす環状重り部３３が中心孔にて嵌め合わされて、出力回転軸２１の固定孔２１ｄに差し込まれたピン２１ｇにより出力回転軸２１に対して軸方向に移動不能かつ回転不能なように一体で固定される。出力回転軸２１には、下側外板部３２が中心孔３２ａにて挿嵌されて環状重り部３３上に重ね合わされ、ボルト部材３２ｃにより環状重り部３３に一体で固定されている。下側外板部３２は、入力円環盤部２３Ａ〜２３Ｃより大径であり、上面側の内周近傍に同軸状に円環形の浅い取付溝３２ｂを設けている。取付溝３２ｂは、底壁１４上面の取付溝１４ｂと対向して設けられており、両取付溝３２ｂ，１４ｂには下スラスト軸受３５が嵌め合わされて固定されている。これにより、下側外板部３２は、下スラスト軸受３５を介して底壁１４に回転自在に支持されている。下スラスト軸受３５は、油止部１４ｃに囲まれて油分の底壁１４周囲への広がりが防止されている。
【００２０】
下側外板部３２の上面には、下側外板部３２と同一外径で同一厚さの第１の出力円環盤部３７Ａが載置されている。出力円環盤部３７Ａは、図９，図１０に示す３枚の鉄製の同一厚さの円環状薄板３８ａ，３８ｂ，３８ａを順に重ね合わせた基部３８を有している。厚板３８ａ，３８ｂは、大径の中心孔３８ｃを有しており、径方向の中間と外周縁の近傍間において周方向全周に沿って等間隔で１２個の扇形状の凹部３９ａ，３９ｂをそれぞれ有している。凹部３９ａ，３９ｂは、薄板３８ａ，３８ｂを厚さ方向に貫通しており、図９，図１０に示すように、径方向の寸法は同一であるが、周方向の寸法は凹部３９ａの方が凹部３９ｂより小さくなっている。
【００２１】
薄板３８ａ，３８ｂ，３８ａは、図５に示すように、両側の薄板３８ａの凹部３９ａを厚さ方向に揃えると共にその間の薄板３８ｂの凹部３９ｂの周方向両側を凹部３９ａの周方向両側から均等に離した状態で重ね合わされようになっており、この状態の凹部３９ａ，３９ｂ，３９ａを合わせて収容凹部３９が形成される。収容凹部３９は、上記入力円環盤部２３Ａ〜２３Ｃの収容凹部２５と同一構造であり、１２個の収容凹部３９が１２個の収容凹部２５と径方向の同一範囲内で互いに対向して配置されている。各収容凹部３９にも上記入力側磁石２６と同一形状の出力側磁石４１がＮ，Ｓの極性を揃えて挿嵌されて上記入力側磁石２６と対向して配置されている。出力側磁石４１を含めた第１の出力円環盤部３７Ａの上面は、第１の入力円環盤部２３Ａとの間に短い隙間を隔てて配置されている。
【００２２】
出力円環盤部３７Ａの上面には、出力円環盤部３７Ａと同一外径でかつ内径が入力円環盤部２３Ａ〜２３Ｃの外径より大きく、出力円環盤部３７Ａより厚い円環状の連結環部４３が同軸状に重ね合わされている。連結環部４３は複数の薄板を重ね合わせたものであり、これにより全体の厚さの調節が可能になっている。連結環部４３の上面には、第２の出力円環盤部３７Ｂが重ね合わされると共に第１及び第２の入力円環盤部２３Ａ，２３Ｂ間に挿入されて配置されている。第２の出力円環盤部３７Ｂも第１の出力円環盤部３７Ａと同一構造であり、その下面と第１の入力円環盤部２３Ａ上面との間に上記第１の出力円環盤部３７Ａの上面と第１の入力円環盤部２３Ａ下面との間の隙間と同一の大きさの隙間が設けられる。第２の出力円環盤部３７Ｂにも上記と同様に共通の連結環部４３が重ね合わされ、連結環部４３には同様に第３の出力円環盤部３７Ｃが重ね合わされると共に第２及び第３の入力円環盤部２３Ｂ，２３Ｃ間に挿入されて配置されている。
【００２３】
第３の出力円環盤部３７Ｃも第１の出力円環盤部３７Ａと同一構造であり、その下面と第２の入力円環盤部２３Ｂ上面との間に上記第１の出力円環盤部３７Ａ上面と第１の入力円環盤部２３Ａ下面との間の隙間と同一の大きさの隙間が設けられる。第３の出力円環盤部３７Ｃ上にも連結環部４３が重ね合わされ、連結環部４３には第４の出力円環盤部３７Ｄが重ね合わされる。第４の出力円環盤部３７Ｄも第１の出力円環盤部３７Ａと同一構造であり、その下面と第３の入力円環盤部２３Ｃ上面との間に上記第１の出力円環盤部３７Ａの上面と第１の入力円環盤部２３Ａ下面との間の隙間と同一の大きさの隙間が設けられる。これにより、互いに一定の隙間を隔てて交互に配置された第１から第３の入力円環盤部２３Ａ〜２３Ｃと第１から第４の出力円環盤部３７Ａ〜３７Ｄのそれぞれに設けた入力側磁石２６と出力側磁石４１とは、軸方向に一定の隙間を隔てて互いに対向して配置される。
【００２４】
第４の出力円環盤部３７Ｄには第２外板部である上側外板部４５が重ね合わされる。上側外板部４５は、下側外板部３２と同一厚さで同一内外径の円環板形状であり、上面壁１３の中心孔１３ａと同一径の中心孔４５ａを有すると共に上面側の内周近傍に同軸状に円環状の取付溝４５ｂを設けている。上側外板部４５の中心孔４５ａには、中間ラジアル軸受４７が固定されている。上側外板部４５は、中間ラジアル軸受４７の中心孔４７ａにより入力回転軸１９に嵌め合わされ、入力回転軸１９に対して回転自在に配設される。上側外板部４５の取付溝４５ｂは、上面壁１３下面の取付溝１３ｂと対向して設けられており、両取付溝４５ｂ，１３ｂには上スラスト軸受４９が嵌め合わされて固定されている。このように互いに同軸状に重ね側された下側外側板３２、第１から第４の出力円環板部３７Ａ〜３７Ｄ、第１から第３の連結環部４３及び上側外側板４５は、互いに重ね合わされた外周側において固定ボルト３１ａにより一体で締め付け固定されて、出力変換部材３１が構成される。これにより、出力変換部材３１は、出力回転軸２１に固定されて、入力回転軸１９に回転可能に支持され、下及び上スラスト軸受３５，４９によって支持されることにより、出力回転軸２１と一体になって入力回転軸１９の周りを自由に回転できるようにされる。
【００２５】
つぎに、変速機１０の組み立てについて説明する。
底壁１４の中心孔１４ａに固定された下ラジアル軸受１７に出力回転軸２１が挿入され、ｃリング１７ｂにより下ラジアル軸受１７に固定される。出力回転軸２１の基部２１ａには環状重り部３３が挿嵌され、固定孔２１ｄにおいてピン２１ｇ止めすることにより出力回転軸２１に軸方向に移動不能にかつ回転不能に固定される。底壁１４の取付溝１４ｂには下スラスト軸受３５が嵌め合わされ、その外周側には油止部１４ｃが固定される。下側外板部３２が中心孔３２ａにて出力回転軸２１に挿嵌され、環状重り部３３に重ね合わされると共に、下スラスト軸受３５の上面に被せられ、その取付溝３２ｂが下スラスト軸受３５に嵌め合わされる。下側外板部３２と環状重り部３３はボルト部材３２ｃによって一体に固定される。
【００２６】
つぎに、出力回転軸２１の基部２１ａに設けた挿嵌孔２１ｃに入力回転軸１９の小径部１９ｃが挿嵌され、上方から図示しない部材で支持されることにより規定の高さになるように配置される。下側外板部３２上面に第１の出力円環盤部３７Ａが重ね合わされ、さらに出力円環盤部３７Ａ上に第１の連結環部４３が重ね合わされる。さらに、入力回転軸１９の基部１９ａ下端に、出力円環盤部３７Ａと所定の隙間を隔てた状態で第１の入力円環盤部２３Ａがｃリング１９ｅによって軸方向に移動不能に固定され、またピン１９ｆによって回転不能に固定される。
【００２７】
つぎに、第１の連結環部４３上に第２の出力円環盤部３７Ｂが重ね合わされ、出力円環盤部３７Ｂ上に第２の連結環部４３が重ね合わされる。つぎに、入力回転軸１９の基部１９ａの中間位置に出力円環盤部３７Ａと所定の隙間を隔てた状態で、入力円環盤部２３Ｂが挿嵌されて、ｃリング１９ｅによって軸方向に移動不能に固定され、またピン１９ｆによって回転不能に固定される。さらに、第２の連結環部４３上に第３の出力円環盤部３７Ｃが重ね合わされ、出力円環盤部３７Ｃ上に第３の連結環部４３が重ね合わされる。つぎに、入力回転軸１９の基部１９ａに出力円環盤部３７Ｃと所定の隙間を隔てた状態で、第３の入力円環盤部２３Ｃが挿嵌されて、ｃリング１９ｅによって軸方向に移動不能に固定され、またピン１９ｆによって回転不能に固定される。第３の連結環部４３上に第４の出力円環盤部３７Ｄが重ね合わされ、入力円環盤部２３Ｃ上面との間に上記隙間を隔てて配設される。出力円環盤部３７Ｄ上には、上側外板部４５が中心孔４５ａに固定された中間ラジアル軸受４７を入力回転軸１９の基部１９ａに挿嵌させることにより重ね合わされる。
【００２８】
入力回転軸１９は、中間ラジアル軸受４７にｃリング４７ｂを取り付けることによって軸方向に移動不能に支持される。上側外板部４５上面の取付溝４５ｂに上スラスト軸受４９が嵌め合わされ、上スラスト軸受４９を囲んで油止部４５ｃが立設固定される。さらに、ハウジング１１の上面壁１３が、中心孔１３ａに固定された上ラジアル軸受１６の中心孔１６ａにて入力回転軸１９の基部１９ａに挿嵌され、基部１９ａにｃリング１６ｂを取り付けることによって入力回転軸１９が軸方向に移動不能に支持される。上面壁１３は、下面の取付溝１３ｂが上スラスト軸受４９上側に嵌め合わされて重ね合わされる。上面壁１３はボルト１２ａによって筒部１２に固定される。入力回転軸１９の上側の小径部１９ｂにはプーリ５１が固定される。
【００２９】
このように組み立てられた変速機１０は、図１に示すように、組立て台１の支持板４上に軸心を上下方向に向けて載置され、入力回転軸１９の上側のプーリ５１が電動モータ７の回転軸の取り付けられたプーリ７ａとベルト５３で連結され、出力回転軸２１が連結部９ａに連結され、変換部９を経て発電装置８に繋げられる。これにより、変速機１０は、電動モータ７の回転を変速して、発電装置８に伝達させることができる。
【００３０】
上記のように構成した実施例１においては、電動モータ７の回転開始により変速機１０の入力回転軸１９が回転し、入力回転軸１９に同軸状に固定された３個の入力円環盤部２３Ａ〜２３Ｃが回転する。各入力円環盤部２３Ａ〜２３Ｃに支持された入力側磁石２６と、これに対向して配置されて各出力円環盤部３７Ａ〜３７Ｄに支持された出力側磁石４１とは、その極性を合わせて配列されているため、両者の間に互いに磁気反発力を生じるようになっている。そのため、入力円環盤部２３Ａ〜２３Ｃの回転に伴う入力側磁石２６の回転により、入力側磁石２６との磁気反発力によって出力側磁石４１も入力側磁石２６と同一方向に回転しようとする。ここで、入力側磁石２６を支持した３個の入力円環盤部２３Ａ〜２３Ｃと出力側磁石４１を支持した４個の出力円環盤部３７Ａ〜３７Ｄが隙間を隔てて交互に配置されているため、入力側磁石２６と出力側磁石４１間に作用する磁気反発力が非常に高められる。この磁気反発力により、出力側磁石４１を固定した４個の出力円環盤部３７Ａ〜３７Ｄを含む出力変換部材３１が一体となって回転を開始する。
【００３１】
出力変換部材３１が、下側及び上側外板部３２，４５、４個の出力円環盤部３７Ａ〜３７Ｄ、３個の連結環部４３を含めた大きな重量のマスとして機能しており、出力変換部材３１が回転することにより大きな遠心力が発生するために、出力変換部材３１は電動モータ７の回転力を効率よく変換した回転力を発生できる。そのため、出力変換部材３１に固定された出力回転軸２１を通して、出力変換部材３１の回転力を変換部９を経て発電機８の回転駆動軸に伝達することができる。その結果、本実施例１においては、変速機１０により、電動モータ７の回転力の発電機８への円滑な動力変換が可能になる。
【００３２】
また、本実施例１によれば、ハウジング１１がステンレス、アルミニウム等の磁気非透過材料で形成されているため、入力側磁石２６と出力側磁石４１の大きな磁力は、ハウジング１１の外部に漏れないように遮断される。その結果、実施例１においては、入力側磁石２６と出力側磁石４１の大きな磁力が、入力円環盤部２３Ａ〜２３Ｃによる出力変換部材３１への回転力の変換に有効に活用されると共に、外部に漏れた磁力により外部の電気機器に悪影響を与えるおそれもない。また、実施例１によれば、変速機１０は、ハウジング１１、入力回転軸１９、入力円環盤部２３Ａ〜２３Ｃ、出力変換部材３１、出力回転軸２１等の簡易かつ安価な部材で構成されているため、安価に提供される。
【００３３】
つぎに、実施例２について説明する。
実施例２の変速機６０は、図１１，図１２に示すように、実施例１の変速機１０に設けた３個の入力円環盤部２３Ａ〜２３Ｃと４個の出力円環盤部３７Ａ〜３７Ｄに代えて、２個の入力円環盤部６１Ａ，６１Ｂと３個の出力円環盤部７２Ａ〜７２Ｃを設けたものであり、他の構成については実施例１と同様である。入力円環盤部６１Ａ，６１Ｂは、３枚の鉄製同一厚さの円環状薄板を重ね合わせた中心孔６２ａを有する基部６２に、径方向に隣接した２か所に扇形状の内及び外収容凹部６３、６４を周方向に沿って設けており、内及び外収容凹部６３，６４には内及び外入力側磁石６５，６６がＮ，Ｓの極性を揃えて挿嵌されている。
【００３４】
また、出力変換部材７１は、下側外板部３２とその上面に下側外板部３２と同一外径で同一厚さの第１の出力円環盤部７２Ａが重ね合わされ、その上面に連結環部４３が載置され、その上面に第２の出力円環盤部７２Ｂが重ね合わされ、その上面に連結環部４３が載置され、第３の出力円環盤部７２Ｃが重ね合わされ、その上面に上側外板部４５が重ね合わされる。各出力円環盤部７２Ａ〜７２Ｃの基部７３にも、入力円環盤部６１の内外収容凹部６３，６４に対向して内外収容凹部７４，７５が設けられており、内外収容凹部７４，７５には内外入力側磁石７６，７７がＮ，Ｓの極性を揃えて挿嵌されている。その他の構成については、実施例１と略同様であり、同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００３５】
実施例２においても実施例１と同様、入力回転軸１９に同軸状に固定された２個の入力円環盤部６１Ａ，６１Ｂに支持された入力側磁石６５，６６と、これに対向して配置されて３個の出力円環盤部７２Ａ〜７２Ｃに支持された出力側磁石７６，７７との間に作用する磁気反発力により、出力円環盤部７２Ａ〜７２Ｃを含む出力変換部材７１が一体となって回転し、電動モータ７の回転力を効率よく変換した回転力を変換部９を経て発電機８の回転駆動軸に伝達することができる。その結果、本実施例２においても、変速機１０により、電動モータ７の回転力の発電機８への円滑な動力変換が可能になる等、上記実施例１と同様の効果が得られる。
【００３６】
さらに、実施例２においては、入力円環盤部６１Ａ，６１Ｂの径方向の２個所に分けて入力側磁石６５，６６が配設されており、同様に各出力円環盤部７２Ａ〜７２Ｃにおいても出力側磁石７６，７７が入力側磁石６５，６６に対応して径方向の２個所に分けて配設されたことにより、入力円環盤部６１Ａ，６１Ｂと出力変換部材７１の外径が大きくなる場合には、入力及び出力側磁石の形状を相対的に小さくすることができる。そのため、実施例２においては、磁石の製造が容易になることにより磁石の価格を安価にでき、その結果、大型の変速機の価格を相対的に安価にすることができる。
【００３７】
なお、上記各実施例に示した変速機の入力円環盤部、入力側磁石、出力円環盤部、出力側磁石、等の具体的な形状や数等については一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変更して実施することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１０…変速機、１１…ハウジング、１９…入力回転軸、２１…出力回転軸、２３Ａ〜２３Ｃ…入力円環盤部、２５…収容凹部、２６…入力側磁石、３１…出力変換部材、３２…下側外板部、３５…下スラスト軸受、３７Ａ〜３７Ｄ…出力円環盤部、３９…収容凹部、４１…出力側磁石、４３…連結環部、４５…上側外板部、４９…上スラスト軸受、６０…変速機、６１Ａ，６１Ｂ…入力円環盤部、６３，６４…内，外収容凹部、６５，６６…内，外入力側磁石、７１…出力変換部材、７２Ａ〜７２Ｃ…出力円環盤部、７４，７５…内，外収容凹部、７６，７７…内，外出力側磁石
【図１】
2013127292.tif 000003
【図２】
2013127292.tif 000004
【図３】
2013127292.tif 000005
【図４】
2013127292.tif 000006
【図５】
2013127292.tif 000007
【図６】
2013127292.tif 000008
【図７】
2013127292.tif 000009
【図８】
2013127292.tif 000010
【図９】
2013127292.tif 000011
【図１０】
2013127292.tif 000012
【図１１】
2013127292.tif 000013
【図１２】
2013127292.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成24年3月19日(2012.3.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
磁気非透過材料で形成された両端側が上面壁と底壁で封止された中空筒状のハウジングと、
前記上面壁及び底壁のいずれか一方をその中心にて軸方向に貫通すると共に、壁部分において回転自在かつ軸方向に移動不能に支持された入力回転軸と、
前記上面壁及び底壁の他方をその中心にて軸方向に貫通すると共に、壁部分において回転自在かつ軸方向に移動不能に支持され、該ハウジング内の端部が前記入力回転軸の端部に互いに回転自在に係合している出力回転軸と、
前記ハウジング内における前記入力回転軸の軸方向に離間した複数個所にて該入力回転軸に同軸状に固定された円環状厚板であって、外周側に周方向全周に沿って極性を揃えて複数の入力側磁石が環状に配設された複数の入力円環盤部と、
前記ハウジング内にて前記出力回転軸に同軸状に固定された第１外板部と、前記ハウジング内にて前記第１外板部に複数の前記入力円環盤部を隔てて対向して前記入力回転軸に同軸状にかつ回転自在に配設された第２外板部と、該第１外板部と第２外板部の対向面にそれぞれ重ね合わせて配設され、さらに前記入力円環盤部の間に同軸状に配置された該入力円環盤部より大径の複数の円環状厚板であってその内周側に周方向全周に沿って極性を揃えて複数の出力側磁石が前記入力側磁石に対向して配設された複数の出力円環盤部と、該出力円環盤部間の外周縁全周に沿って挿嵌されて該出力円環盤部間を連結する連結環部とを設け、前記第１外板部、第２外板部、出力円環盤部及び連結環部が互いに固定されて一体にされていると共に、前記入力円環盤部と出力円環盤部との間がわずかに離間した隙間になっている出力変換部材とを備えてなり、
前記上面壁及び底壁の他方とこれに対向する前記第１外板部との間に、前記出力回転軸を囲んで同軸状に第１スラスト軸受が挟持され、前記上面壁及び底壁の一方と前記第２外板部との間に、前記入力回転軸を囲んで同軸状に第２スラスト軸受が挟持されており、
前記入力回転軸が外部回転装置の回転軸に連結されて該外部回転装置により回転駆動され、前記出力回転軸が外部駆動装置の回転駆動軸に連結されて該出力回転軸の回転により該回転駆動軸を回転させることを特徴とする変速機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、磁気非透過材料で形成された両端側が上面壁と底壁で封止された中空筒状のハウジングと、上面壁及び底壁のいずれか一方をその中心にて軸方向に貫通すると共に、壁部分において回転自在かつ軸方向に移動不能に支持された入力回転軸と、上面壁及び底壁の他方をその中心にて軸方向に貫通すると共に、壁部分において回転自在かつ軸方向に移動不能に支持され、該ハウジング内の端部が入力回転軸の端部に互いに回転自在に係合している出力回転軸と、ハウジング内における入力回転軸の軸方向に離間した複数個所にて該入力回転軸に同軸状に固定された円環状厚板であって、外周側に周方向全周に沿って極性を揃えて複数の入力側磁石が環状に配設された複数の入力円環盤部と、ハウジング内にて出力回転軸に同軸状に固定された第１外板部と、ハウジング内にて第１外板部に複数の入力円環盤部を隔てて対向して入力回転軸に同軸状にかつ回転自在に配設された第２外板部と、第１外板部と第２外板部の対向面にそれぞれ重ね合わせて配設され、さらに入力円環盤部の間に同軸状に配置された入力円環盤部より大径の複数の円環状厚板であってその内周側に周方向全周に沿って極性を揃えて複数の出力側磁石が入力側磁石に対向して配設された複数の出力円環盤部と、出力円環盤部間の外周縁全周に沿って挿嵌されて出力円環盤部間を連結する連結環部とを設け、第１外板部、第２外板部、出力円環盤部及び連結環部が互いに固定されて一体にされていると共に、入力円環盤部と出力円環盤部との間がわずかに離間した隙間になっている出力変換部材とを備えてなり、上面壁及び底壁の他方とこれに対向する第１外板部との間に、出力回転軸を囲んで同軸状に第１スラスト軸受が挟持され、上面壁及び底壁の一方と第２外板部との間に、入力回転軸を囲んで同軸状に第２スラスト軸受が挟持されており、入力回転軸が外部回転装置の回転軸に連結されて外部回転装置により回転駆動され、出力回転軸が外部駆動装置の回転駆動軸に連結されて出力回転軸の回転により回転駆動軸を回転させることにある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
収容凹部２５には、入力側磁石２６がＮ，Ｓの極性を揃えて挿嵌される。入力側磁石２６は、ネオジュムを含む強力かつ長寿命の磁石であり、収容凹部２５と同一の扇形状であり、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、周方向の両側縁２６ａにおいて、厚さ方向中間で全体厚さの１／３の部分が周方向に所定寸法で突出した係合凸部２６ｂになっている。入力側磁石２６は、薄板２４ａの凹部２５ａに嵌め合わされ、両側縁の係合凸部２６ｂが凹部２５ａの周方向両側上に載置され、これに厚板２４ｂが被せられて凹部２５ｂが係合凸部２６ｂに嵌め合わされ、さらにその上に薄板２４ａが重ね合わされて係合凸部２６ｂの上側に嵌め合わされる。これにより、入力側磁石２６は、図８（ｄ）に示すように、収容凹部２５に嵌め合わされて保持され、その上下面が入力円環盤部２３Ａ〜２３Ｃの基部２４の上下面と面一となる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、ハウジング１１内には、出力変換部材３１が入力回転軸１９と出力回転軸２１に取り付けられて配設されている。出力回転軸２１の底壁１４のわずかに上側には小径の環状厚板を２個重ね合わせた後述する第１外板部である下側外板部３２の一部をなす環状重り部３３が中心孔にて嵌め合わされて、出力回転軸２１の固定孔２１ｄに差し込まれたピン２１ｇにより出力回転軸２１に対して軸方向に移動不能かつ回転不能なように一体で固定される。出力回転軸２１には、下側外板部３２が中心孔３２ａにて挿嵌されて環状重り部３３上に重ね合わされ、ボルト部材３２ｃにより環状重り部３３に一体で固定されている。下側外板部３２は、入力円環盤部２３Ａ〜２３Ｃより大径であり、下面の内周近傍に同軸状に円環形の浅い取付溝３２ｂを設けている。取付溝３２ｂは、底壁１４上面の取付溝１４ｂと対向して設けられており、両取付溝３２ｂ，１４ｂには下スラスト軸受３５が嵌め合わされて固定されている。これにより、下側外板部３２は、下スラスト軸受３５を介して底壁１４に回転自在に支持されている。下スラスト軸受３５は、油止部１４ｃに囲まれて油分の底壁１４周囲への広がりが防止されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
このように組み立てられた変速機１０は、図１に示すように、組立て台１の支持板４上に軸心を上下方向に向けて載置され、入力回転軸１９の上側のプーリ５１が電動モータ７の回転軸の取り付けられたプーリ７ａとベルト５３で連結され、出力回転軸２１が連結部９ａに連結され、変換装置９を経て発電装置８に繋げられる。これにより、変速機１０は、電動モータ７の回転を変速して、発電装置８に伝達させることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
出力変換部材３１が、下側及び上側外板部３２，４５、４個の出力円環盤部３７Ａ〜３７Ｄ、３個の連結環部４３を含めた大きな重量のマスとして機能しており、出力変換部材３１が回転することにより大きな遠心力が発生するために、出力変換部材３１は電動モータ７の回転力を効率よく変換した回転力を発生できる。そのため、出力変換部材３１に固定された出力回転軸２１を通して、出力変換部材３１の回転力を変換装置９を経て発電機８の回転駆動軸に伝達することができる。その結果、本実施例１においては、変速機１０により、電動モータ７の回転力の発電機８への円滑な動力変換が可能になる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
また、出力変換部材７１は、下側外板部３２とその上面に下側外板部３２と同一外径で同一厚さの第１の出力円環盤部７２Ａが重ね合わされ、その上面に連結環部４３が載置され、その上面に第２の出力円環盤部７２Ｂが重ね合わされ、その上面に連結環部４３が載置され、第３の出力円環盤部７２Ｃが重ね合わされ、その上面に上側外板部４５が重ね合わされる。各出力円環盤部７２Ａ〜７２Ｃの基部７３にも、入力円環盤部６１の内外収容凹部６３，６４に対向して内外収容凹部７４，７５が設けられており、内外収容凹部７４，７５には内外出力側磁石７６，７７がＮ，Ｓの極性を揃えて挿嵌されている。その他の構成については、実施例１と略同様であり、同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
実施例２においても実施例１と同様、入力回転軸１９に同軸状に固定された２個の入力円環盤部６１Ａ，６１Ｂに支持された入力側磁石６５，６６と、これに対向して配置されて３個の出力円環盤部７２Ａ〜７２Ｃに支持された出力側磁石７６，７７との間に作用する磁気反発力により、出力円環盤部７２Ａ〜７２Ｃを含む出力変換部材７１が一体となって回転し、電動モータ７の回転力を効率よく変換した回転力を変換装置９を経て発電機８の回転駆動軸に伝達することができる。その結果、本実施例２においても、変速機１０により、電動モータ７の回転力の発電機８への円滑な動力変換が可能になる等、上記実施例１と同様の効果が得られる。