WO2008016135A1

WO2008016135A1 - Magnetic power transmission device

Info

Publication number: WO2008016135A1
Application number: PCT/JP2007/065242
Authority: WO
Inventors: Noriyuki Abe; Shigemitsu Akutsu
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2006-08-04
Filing date: 2007-08-03
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2009-02-04
Also published as: EP2009325A1; EP2009325B1; CA2659837C; JP2008039045A; CN101495778A; KR20090007456A; EP2009325A4; KR101015183B1; DE602007007749D1; CN101495778B; CA2659837A1; ES2346590T3; US20080030090A1; JP4709711B2

Description

明細書

磁気式動力伝達装置

技術分野

[0001] 本発明は、磁力を介して複数の部材間で動力を伝達する磁気式動力伝達装置に関する。

背景技術

[0002] 従来、この種の磁気式動力伝達装置として、例えば特許文献 1に記載されたものが知られており、この磁気式動力伝達装置は、複数の磁気歯車および装置本体を備えている。各磁気歯車は、磁性体で構成された円盤状の磁性盤と、この磁性盤の表面に接着剤を介して取り付けられた円環状の磁気歯リングと、磁性盤の中央部に圧入された回転軸を有しており、この回転軸は、装置本体に回転自在に支持されている。磁気歯リングは、永久磁石で構成された多数の磁気歯を平面的に円環状に並べて組み合わせたものであり、これらの磁気歯は、隣り合う各 2つの磁気歯の極性が互いに異なるように配置されている。また、各磁気歯は、インポリュート曲線のような放射曲線状の形状を有している。

[0003] この磁気式動力伝達装置では、一対の磁気歯車が、磁気歯リング側の面で互いに対向し、磁気歯リング間に所定の間隙を有する状態で、両者の磁気歯リング表面の一部が互いにオーバーラップするように配置されており、このオーバーラップする部位間に磁力が作用することによって、トルクが一対の磁気歯車間で伝達される。このようにトルクが磁力を介して伝達されるので、機械的な接触によりトルクを伝達するものと比べると、潤滑構造が不要で、接触部分でのバックラッシュや粉塵が生じるおそれがなレ、などの利点を備えて!/、る。

[0004] 特許文献 1：特開 2005— 114162号公報

発明の開示

[0005] 上記従来の磁気式動力伝達装置によれば、磁気歯リング同士のオーバーラップする部位に作用する磁力によって、一対の磁気歯車間でトルクが伝達されるので、トノレク伝達に寄与する部分の、磁気歯リング表面の総面積に占める割合が小さぐ磁路面積を効率的に確保できないことで、トルクの伝達効率が低ぐ伝達トルク容量が小さいという問題がある。これに加えて、磁気歯が作製に手間暇の力、かる複雑な形状を有しているので、その分、製造コストが増大してしまう。

[0006] 本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、磁力を介して動力伝達を行う場合の利点を維持しながら、動力の伝達効率および伝達能力を向上させることができるとともに、製造コストも削減することができる磁気式動力伝達装置を提供することを目白勺とする。

[0007] 上記目的を達成するために、請求項 1に係る磁気式動力伝達装置 1 , 1B〜1Hは、互!/、にほぼ等間隔で所定方向に並んだ複数の第 1磁極 (例えば実施形態における（以下、この項 ίこおレヽて同じ）永久磁石 11c, 12c, 21c, 22c, 31c, 32c, 41c, 42c, 51c, 52c)で構成されかつ隣り合う各 2つの第 1磁極が異なる極性を示す第 1磁極列を有し、所定方向に沿って移動自在の第 1可動部材 (外側ロータ 11、内側ロータ 12 、左右の外側ロータ 21、左右の内側ロータ 22、小径ロータ 31、大径ロータ 32、左口ータ 41、右ロータ 42、外側スライダ 51、内側スライダ 52)と、互いにほぼ等間隔で所定方向に並んだ複数の第 2磁極（永久磁石 11c, 12c, 21c, 22c, 31c, 32c, 41c , 42c, 51c, 52c)で構成されかつ隣り合う各 2つの第 2磁極が異なる極性を示すとともに第 1磁極列に対向するように配置された第 2磁極列を有し、所定方向に沿って第 1可動部材に対して相対的に移動自在の第 2可動部材（外側ロータ 11、内側ロータ 1 2、左右の外側ロータ 21、左右の内側ロータ 22、小径ロータ 31、大径ロータ 32、左口ータ 41、右ロータ 42、外側スライダ 51、内側スライダ 52)と、互いにほぼ等間隔で所定方向に並んだ複数の第 3磁極で構成されかつ隣り合う各 2つの第 3磁極 (永久磁石 11c, 12c, 21c, 22c, 31c, 32c, 41c, 42c, 51c, 52c)力 S異なる極性を示す第 3磁極列を有し、第 1可動部材に対して相対的に連動することにより、所定方向に沿つて移動する第 3可動部材（外側ロータ 11、内側ロータ 12、左右の外側ロータ 21、左右の内側ロータ 22、小径ロータ 31、大径ロータ 32、左ロータ 41、右ロータ 42、外側スライダ 51、内側スライダ 52)と、互いにほぼ等間隔で所定方向に並んだ複数の第 4磁極（永久磁石 1 1c, 12c, 21c, 22c, 31c, 32c, 41c, 42c, 51c, 52c)で構成されかつ隣り合う各 2つの第 4磁極が異なる極性を示すとともに第 3磁極列に対向するように配置された第 4磁極列を有し、第 2可動部材に対して相対的に連動することにより所定方向に沿って移動する第 4可動部材 (外側ロータ 1 1、内側ロータ 12、左右の外側ロータ 21、左右の内側ロータ 22、小径ロータ 31、大径ロータ 32、左ロータ 41、右ロータ 42、外側スライダ 51、内側スライダ 52)と、互いにほぼ等間隔で所定方向に並んだ複数の第 1軟磁性体 (左軟磁性体 13d, 23d, 33d, 53dおよび外側軟磁性体 43d、または、右軟磁性体 13e, 23e, 33e, 53eおよび内側軟磁性体 43e)で構成されかつ第 1磁極列と第 2磁極列の間に配置された第 1軟磁性体列を有し、所定方向に沿って第 1可動部材および第 2可動部材に対して相対的に移動自在に設けられた第 5可動部材（中間ロータ 13、左右の中間ロータ 23、中径ロータ 33、中間口ータ 43、中間スライダ 53)と、互いにほぼ等間隔で所定方向に並んだ複数の第 2軟磁性体（右軟磁性体 13e, 23e, 33e, 53eおよび内側軟磁性体 43e、または、左軟磁性体 13d, 23d, 33d, 53dおよび外側軟磁性体 43d)で構成されかつ第 3磁極列と第 4磁極列の間に配置された第 2軟磁性体列を有し、第 5可動部材に対して相対的に連動することにより所定方向に沿って移動する第 6可動部材（中間ロータ 13、左右の中間ロータ 23、中径ロータ 33、中間ロータ 43、中間スライダ 53)と、を備え、各第 1磁極および各第 2磁極が互いに対向する第 1対向位置にあるときには、各第 3磁極および各第 4磁極が互いに対向する第 2対向位置に位置し、第 1対向位置に位置する各第 1磁極および各第 2磁極が互いに異なる極性のときには、第 2対向位置に位置する各第 3磁極および各第 4磁極が互いに同一極性を示し、第 1対向位置に位置する各第 1磁極および各第 2磁極が互いに同一極性のときには、第 2対向位置に位置する各第 3磁極および各第 4磁極が互いに異なる極性を示し、各第 1磁極および各第 2磁極が第 1対向位置にある場合において、各第 1軟磁性体が第 1磁極および第 2磁極の間に位置するときには、各第 2軟磁性体が所定方向に隣り合う 2組の第 3 磁極および第 4磁極の間に位置するとともに、各第 2軟磁性体が第 3磁極および第 4 磁極の間に位置するときには、各第 1軟磁性体が所定方向に隣り合う 2組の第 1磁極および第 2磁極の間に位置するように構成されていることを特徴とする。

この磁気式動力伝達装置によれば、第 2可動部材が第 1可動部材に対して、第 5可動部材が第 1および第 2可動部材に対して、所定方向に沿って相対的に移動可能にそれぞれ設けられ、第 4可動部材が第 3可動部材に対して、第 6可動部材が第 3および第 4可動部材に対して、所定方向に沿って相対的に移動可能にそれぞれ設けられている。これに加えて、第 3および第 4可動部材はそれぞれ、第 1および第 2可動部材に対して相対的に連動するとともに、第 6可動部材は第 5可動部材に対して相対的に連動するので、第 1〜第 6可動部材のいずれか 1つの可動部材が、第 1〜第 6 可動部材以外の移動不能の所定部に固定されると、この固定された可動部材と連動する 1つの可動部材も移動不能に固定された状態となる（なお、本明細書において、「所定方向に沿って移動する」とは、例えば「左右方向に沿って移動する」が左方および右方の双方向に移動することを意味するように、所定方向に沿い、その一方の方向とその逆方向の双方向に移動することを意味する。また、「第 3可動部材が第 1 可動部材に対して相対的に連動する」とは、第 1可動部材および第 3可動部材が相互に連動する関係にあることを意味する）。

[0009] まず、第 1可動部材を固定状態とし、動力を第 2可動部材に入力することで、これを例えば所定方向に沿ってその一方の方向に移動させる場合について説明する。この場合、第 1可動部材が固定状態となることで、これに連動する第 3可動部材も固定状態となるとともに、第 2可動部材に連動して第 4可動部材も移動することになる。それらの移動開始前、第 1対向位置にある各第 1磁極および各第 2磁極が互いに異なる極性を示している状態で、第 1軟磁性体が第 1磁極と第 2磁極の間に位置しているときには、これらの第 1磁極、第 1軟磁性体および第 2磁極の間に磁力線 (以下「第 1磁力線」という）が生じ、この第 1磁力線は、その長さが最短となり、その総磁束量が最多の状態となる。

[0010] 一方、第 1軟磁性体が第 1磁極と第 2磁極の間に位置している状態では、第 2対向位置に位置する各第 3磁極および各第 4磁極が互いに同一極性を示すとともに、各第 2軟磁性体力 S、所定方向に隣り合う 2組の第 3磁極および第 4磁極の間に位置するように構成されているので、第 3磁極、第 2軟磁性体および第 4磁極の間に生じる磁力線 (以下「第 2磁力線」という）は、その曲がり度合が大きいとともに、長さがほぼ最長となり、総磁束量がほぼ最少となる（なお、本明細書において、「第 1磁極と第 2磁極が対向する位置にある」とは、両磁極の中心が所定方向に同じ位置にあることに限らず、両者の中心が若干ずれた位置関係にあることも含む)。

[0011] 以上の状態から、動力によって第 2可動部材がー方の方向に移動を開始すると、第 1磁力線は、その曲がりが増大する状態となる。一般に、磁力線は、曲がった状態になると、その長さが短くなるように作用する磁力を発生させる特性を有しているので、上記のように第 1磁力線が曲がった状態の場合、第 1軟磁性体に作用する磁力は、第 1磁力線の曲がり度合が大きいほど、より大きくなるとともに、総磁束量が多いほど、より大きくなる。すなわち、第 1軟磁性体に作用する磁力は、第 1磁力線の曲がり度合と総磁束量の相乗的な作用によって決まるとレ、う特性を有して!/、る。

[0012] したがって、第 1軟磁性体が第 1磁極と第 2磁極の間から移動し始めると、第 1磁力線の長さが短ぐその総磁束量が多いとともに、第 1磁力線が曲がり始める状態となるので、第 1磁力線の曲がり度合と総磁束量の相乗的な作用によって、強い磁力が第 1 軟磁性体に作用する。それにより、第 5可動部材が第 2可動部材の移動方向と同じ方向に駆動される。一方、第 2可動部材が以上のように移動を開始すると、第 4可動部材が第 2可動部材に連動して移動することで、各第 4磁極は、同一極性の各第 3磁極と対向する第 2対向位置から離れ、この同一極性の各第 3磁極に隣接する異なる極性の各第 3磁極側に移動する。それに伴って、第 3磁極、第 2軟磁性体および第 4 磁極の間に、第 2磁力線が生じ、この第 2磁力線は、その曲がり度合が大きいものの、総磁束量が少ない状態となり、それらの相乗的な作用によって、比較的弱い磁力が第 2可動部材に作用する。それにより、第 6可動部材が第 4可動部材の移動方向と同じ方向に駆動される。

[0013] そして、第 2可動部材がさらに移動すると、第 1磁力線の曲がり度合が増大するものの、総磁束量が減少し、それらの相乗的な作用によって、第 1軟磁性体に作用する磁力が小さくなり、第 5可動部材の駆動力が小さくなる。そして、各第 1磁極が互いに同一極性の各第 2磁極に対向する第 1対向位置まで移動すると、第 1軟磁性体が、所定方向に隣り合う 2組の第 1磁極および第 2磁極の間に位置するようになることで、第 1磁力線は、その曲がり度合が大きいものの、総磁束量がほぼ最少となり、それらの相乗的な作用によって、第 1軟磁性体に作用する磁力がほぼ最弱状態となり、第 5 可動部材に作用する駆動力がほぼ最小状態となる。 [0014] 一方、第 2可動部材が以上のように移動すると、第 4可動部材が第 2可動部材に連動して移動することで、各第 4磁極は、異なる極性の各第 3磁極に近づくように移動する。それにより、第 2磁力線は、その曲がり度合が小さくなるものの、総磁束量が増加し、それらの相乗的な作用によって、第 2軟磁性体に作用する磁力が強くなり、第 6 可動部材の駆動力が増大する。そして、各第 3磁極がこれと異なる極性の各第 4磁極に対向する第 2対向位置付近まで移動すると、第 2磁力線の総磁束量が最も多くなるとともに、第 2軟磁性体は第 4磁極に対して若干移動遅れを伴う状態で追従することで、第 2磁力線に曲がりが生じる。その結果、それらの相乗的な作用によって、第 2軟磁性体に作用する磁力がほぼ最強状態となり、第 6可動部材に作用する駆動力がほぼ最大状態となる。

[0015] このように、第 5可動部材に作用する駆動力がほぼ最小状態でかつ第 6可動部材に作用する駆動力がほぼ最大状態にある状態から、第 2可動部材がー方の方向にさらに移動すると、以上とは逆に、第 1磁力線は、その曲がり度合が小さくなると同時に総磁束量が増加し、それらの相乗的な作用によって、第 1軟磁性体に作用する磁力が強くなり、第 5可動部材の駆動力が増大する。一方、第 2磁力線は、その曲がり度合が大きくなると同時に総磁束量が減少し、それらの相乗的な作用によって、第 2軟磁性体に作用する磁力が弱くなり、第 6可動部材の駆動力が低下する。

[0016] 以上のように、第 2可動部材の移動に伴い、第 5可動部材に作用する駆動力と第 6 可動部材に作用する駆動力が、交互に強くなつたり、弱くなつたりする状態を繰り返しながら、第 5および第 6可動部材が駆動されるので、第 2可動部材に入力された動力をこれらの第 5および第 6可動部材に伝達することができる。また、第 4可動部材は、第 2可動部材に対して相対的に連動するように設けられているので、動力を第 4可動部材に入力した場合でも、その動力を以上のように第 5および第 6可動部材に伝達すること力 Sでさる。

[0017] さらに、第 2可動部材の各第 2磁極が、これと異なる極性の各第 1磁極と対向する第 1対向位置から、同一極性の各第 1磁極と対向する第 1対向位置まで移動する間、第 1軟磁性体は、第 1対向位置から所定方向に隣り合う 2組の第 1磁極および第 2磁極の間の位置まで移動するように構成されているので、第 5可動部材は第 2可動部材ょりも減速された状態で移動する。これと同様に、第 4可動部材の各第 4磁極が、異なる極性の各第 3磁極と対向する第 2対向位置から、これと隣り合う同一極性の各第 3 磁極と対向する第 2対向位置まで移動する間、第 2軟磁性体は、第 2対向位置から所定方向に隣り合う 2組の第 3磁極および第 4磁極の間の位置まで移動するように構成されているので、第 6可動部材は第 4可動部材よりも減速された状態で移動する。すなわち、第 2可動部材または第 4可動部材に入力された動力を、第 5および第 6可動部材に減速した状態で伝達することができる。

[0018] 次に、以上とは逆に、第 2可動部材を固定状態とし、動力を第 1可動部材に入力する場合について説明する。この場合には、前述した理由により、第 4可動部材も固定状態となるとともに、動力によって第 1可動部材が駆動され、移動するのに連動して第 3可動部材も移動することになる。そして、第 1可動部材および第 3可動部材の移動に伴い、前述したように、第 5可動部材に作用する駆動力と第 6可動部材に作用する駆動力が、交互に強くなつたり、弱くなつたりする状態を繰り返しながら、第 5可動部材および第 6可動部材が駆動される。その結果、第 1可動部材に入力された動力を、第 5可動部材および第 6可動部材に伝達することができる。また、前述したように、第 5可動部材が第 1可動部材よりも減速されるとともに、第 6可動部材も第 3可動部材ょりも減速されるので、第 1可動部材または第 3可動部材に入力された動力を、第 5および第 6可動部材に減速した状態で伝達することができる。

[0019] 次いで、第 5可動部材を固定状態とし、動力を第 1可動部材に入力する場合について説明する。この場合には、前述した理由により、第 6可動部材も固定状態となるとともに、第 1可動部材の移動に連動して第 3可動部材も移動することになる。第 1可動部材の移動開始前、互いに同一極性の各第 1磁極および各第 2磁極が第 1対向位置にあって、第 1軟磁性体が隣り合う 2組の第 1磁極および第 2磁極の間に位置しているときには、前述したように、第 1磁力線は、その曲がり度合が大きいとともに、長さがほぼ最長となり、総磁束量がほぼ最少となる。

[0020] この状態から、第 1可動部材が所定方向に沿ってその一方の方向に移動を開始すると、第 1可動部材の第 1磁極は、第 1軟磁性体に近づくと同時に、第 2可動部材の同一極性の第 2磁極と隣り合う異なる極性の第 2磁極に近づくように移動を開始し、それに伴って、第 1磁力線は、その長さが短くなるように変化し、総磁束量が増加するとともに、その曲力 ^度合もかなり大きい状態となる。その結果、第 1磁力線の総磁束量および曲がり度合の相乗的な作用によって、比較的強い磁力が第 2磁極に作用し、それにより、第 2可動部材が第 1可動部材に近づくように駆動される。それに連動して第 4可動部材も第 3可動部材に近づくように駆動される。すなわち、第 2可動部材が第 1可動部材の移動方向と逆向きに駆動されると同時に、第 4可動部材も第 3可動部材の移動方向と逆向きに駆動される。

[0021] そして、第 1磁極が第 1軟磁性体にさらに近づくと、第 1磁力線に起因する磁力によつて、第 2磁極も第 1軟磁性体に近づくように移動し、第 1磁極が第 1軟磁性体に最も近づく位置まで移動すると、これを間にして異なる極性の第 2磁極と対向する第 1対向位置に位置する状態となる。この状態では、第 2軟磁性体が隣り合う 2組の第 3磁極および第 4磁極の間に位置することになる。

[0022] この状態から第 1可動部材がさらに移動すると、第 3可動部材の第 3磁極は、第 2軟磁性体に近づくと同時に、第 4可動部材の同一極性の第 4磁極と隣り合う異なる極性の第 4磁極に近づくように移動し、それに伴って、第 2磁力線は、その長さが短くなるように変化し、総磁束量が増加するとともに、その曲がり度合もかなり大きい状態となる。その結果、第 2磁力線の総磁束量および曲がり度合の相乗的な作用によって、比較的強い磁力が第 4磁極に作用し、それにより、第 4可動部材が第 3可動部材に近づくように駆動され、それに連動して第 2可動部材も第 1可動部材に近づくように駆動される。すなわち、第 4可動部材が第 3可動部材の移動方向と逆向きに駆動されると同時に、第 2可動部材も第 1可動部材の移動方向と逆向きに駆動される。

[0023] 以上のように、第 1可動部材および第 3可動部材の移動に伴い、駆動力が第 2可動部材および第 4可動部材に交互に作用する状態を繰り返しながら、第 2可動部材ぉよび第 4可動部材がそれぞれ第 1可動部材および第 3可動部材の移動方向と逆向きに駆動されるので、第 1可動部材に入力された動力をこれらの第 2可動部材および第 4可動部材に伝達することができる。また、第 3可動部材は、第 1可動部材に対して相対的に連動するように設けられているので、動力が第 3可動部材に入力された場合でも、その動力を第 2可動部材および第 4可動部材に伝達することができる。さらに、第 1可動部材の第 1磁極が、これと異なる極性の第 2磁極と対向する位置から、第 1 軟磁性体を間にして同一極性の第 2磁極と対向する位置まで移動すると、第 2可動部材の第 2磁極も第 1磁極と同じ距離を移動することになる。したがって、第 1可動部材と第 2可動部材は同じ速度で移動し、それに伴って、第 3可動部材と第 4可動部材も同じ速度で移動するので、第 1可動部材に入力された動力を、等速度で第 4可動部材に伝達することができる。

[0024] 以上のように、この磁気式動力伝達装置によれば、第 1〜第 6可動部材のいずれか 1つを固定し、これと連動しない他の 1つに動力を入力した場合、例えば、第 1可動部材を固定し、第 2可動部材に動力を入力した場合、その動力を、磁力を介して第 5可動部材および第 6可動部材に伝達することができる。その際、第 5可動部材の第 1軟磁性体の全てと、第 6可動部材の第 2軟磁性体の全てと、これらの軟磁性体との間で磁力線を生じる第 1〜第 4可動部材の第 1〜第 4磁極とを用いながら、磁路を構成すること力 Sできるので、磁力を介して動力伝達を行う場合の利点を維持しながら、一部の磁極のみを用いて磁路を構成する従来の磁気式動力伝達装置と比べて、動力の伝達効率および伝達能力を向上させることができる。

[0025] 一方、第 1〜第 6可動部材がいずれも固定されていない状態で、動力を第 5可動部材または第 6可動部材に入力した場合にも、前述した磁力線の作用によって、動力を、第 1軟磁性体を介して、第 1可動部材の第 1磁極および第 2可動部材の第 2磁極に伝達できるとともに、第 2軟磁性体を介して、第 3可動部材の第 3磁極および第 4可動部材の第 4磁極に伝達できる。すなわち、第 5可動部材または第 6可動部材に入力された動力を、第 1可動部材または第 3可動部材側と、第 2可動部材または第 4可動部材側に分割して伝達することができる。その際にも、上述したように、第 5可動部材の第 1軟磁性体の全てと、第 6可動部材の第 2軟磁性体の全てと、これらの軟磁性体との間で磁力線を生じる第 1〜第 4可動部材の第 1〜第 4磁極とを用いながら、磁路を構成することができるので、一部の磁極のみを用いて磁路を構成する従来の磁気式動力伝達装置と比べて、動力の伝達効率および伝達能力を向上させることができる。

[0026] これに加えて、第 1〜第 6可動部材がいずれも固定されていない状態で、動力を第 1可動部材および第 2可動部材に入力した場合にも、前述した磁力線の作用によつて、動力を、第 1可動部材の第 1磁極および第 2可動部材の第 2磁極を介して、第 1 軟磁性体に伝達できるとともに、第 3可動部材の第 3磁極および第 4可動部材の第 4 磁極を介して、第 2軟磁性体に伝達できる。すなわち、第 1可動部材および第 2可動部材にそれぞれ入力された動力の合力を、第 5可動部材または第 6可動部材に伝達すること力 Sできる。その際にも、前述した理由により、動力の伝達効率および伝達能力を向上させることができる。

[0027] 請求項 2に係る発明は、請求項 1に記載の磁気式動力伝達装置 1 , 1C〜； 1Hにお V、て、第 1可動部材および第 3可動部材は一体の第 7可動部材 (外側ロータ 11または内側ロータ 12、小径ロータ 31または大径ロータ 32、左ロータ 41または右ロータ 42 、外側スライダ 51または内側スライダ 52)として構成され、第 2可動部材および第 4可動部材は一体の第 8可動部材（内側ロータ 12または外側ロータ 11、大径ロータ 32または小径ロータ 31、右ロータ 42または左ロータ 41、内側スライダ 52または外側スライダ 51)として構成され、第 5可動部材および第 6可動部材は一体の第 9可動部材（中間ロータ 13、中径ロータ 33、中間ロータ 43、中間スライダ 53)として構成されていることを特徴とする。

[0028] この磁気式動力伝達装置によれば、 3つの可動部材により、前述した作用効果を備えた装置を実現することができる。それにより、 6つの可動部材を用いる場合と比べて、部品点数を削減でき、その分、製造コストを削減することができる。

[0029] 請求項 3に係る発明は、請求項 2に記載の磁気式動力伝達装置 1Hにおいて、第 7 〜第 9可動部材は、互いに相対的に摺動可能な 3つのスライダ (外側スライダ 51、内側スライダ 52、中間スライダ 53)でそれぞれ構成されて!/、ることを特徴とする。

[0030] この磁気式動力伝達装置によれば、 1つのスライダに入力された動力を、磁力を介して、残り 2つのスライダの一方または双方に伝達することができ、それにより、直線的な動力伝達を行う磁気式動力伝達装置を実現することができる。

[0031] 請求項 4に係る発明は、請求項 2に記載の磁気式動力伝達装置 1 , 1C〜； 1Gにおいて、第 7〜第 9可動部材は、互いに相対的に回転可能な同心の 3つのロータ（外側ロータ 11、内側ロータ 12、中間ロータ 13、小径ロータ 31、大径ロータ 32、中径ロータ 33、左ロータ 41、右ロータ 42、中間ロータ 43)でそれぞれ構成され、複数の第 1〜第 4磁極および複数の第 1〜第 2軟磁性体は互いに同数に設定されていることを特徴とする。

[0032] この磁気式動力伝達装置によれば、 1つのロータに入力されたトルクを、電磁力を介して、残り 2つのロータの一方または双方に伝達することができ、それにより、トルク伝達を行う磁気式動力伝達装置を実現することができる。また、複数の第 1〜第 4磁極および複数の第 1〜第 2軟磁性体が互いに同数に設定されているので、これらの磁極および軟磁性体の対向面の全てを効率的に利用して磁路を構成できることで、磁力線の磁路面積をさらに効率よく確保することができる。その結果、トルクの伝達効率および伝達容量をさらに向上させることができる。

[0033] 請求項 5に係る発明は、請求項 2ないし 4のいずれかに記載の磁気式動力伝達装置 1 , 1C〜； 1Hにおいて、第 7〜第 9可動部材（外側ロータ 11、内側ロータ 12、中間ロータ 13、小径ロータ 31、大径ロータ 32、中径ロータ 33、左ロータ 41、右ロータ 42、中間ロータ 43、外側スライダ 51、内側スライダ 52、中間スライダ 53)の 1つが移動不能に構成されていることを特徴とする。

[0034] この磁気式動力伝達装置によれば、第 7可動部材または第 8可動部材が移動不能に構成されている場合には、前述したように、第 8可動部材または第 7可動部材に入力された動力を、減速した状態で第 9可動部材に伝達することができるとともに、第 9 可動部材に入力された動力を、増速した状態で第 8可動部材または第 7可動部材に伝達すること力 Sできる。また、第 9可動部材が移動不能に構成されている場合には、前述したように、第 8可動部材または第 7可動部材に入力された動力を、これと逆向きの動力として第 7可動部材または第 8可動部材に伝達することができる。

[0035] 請求項 6に係る発明は、請求項 2ないし 5のいずれかに記載の磁気式動力伝達装置 1C〜； IEにおいて、第 7〜第 9可動部材（外側ロータ 1 1、内側ロータ 12、中間ロータ 13)間に作用する磁力を変更する磁力変更装置（ァクチユエータ 17、短絡部材 18 )をさらに備えることを特徴とする。

[0036] この磁気式動力伝達装置によれば、磁力変更装置によって第 7〜第 9可動部材間に作用する磁力が変更されるので、第 7〜第 9可動部材間での動力の伝達能力を変更すること力 Sでさる。

図面の簡単な説明

[図 1]本願発明の第 1実施形態に係る磁気式動力伝達装置およびこれを適用した車両の駆動系の概略構成を示すスケルトン図である。

[図 2]磁気式動力伝達装置の主要部の概略構成を示すスケルトン図である。

[図 3]図 2の A— A線の位置で周方向に沿って破断した断面の一部を示す展開図である。

[図 4]外側ロータを固定状態とし、トルクを内側ロータに入力したときの磁気式動力伝達装置の動作を説明するための図である。

[図 5]図 4の続きの動作を説明するための図である。

[図 6]磁気式動力伝達装置の動作中に構成される磁気回路を示す図である。

[図 7]磁気式動力伝達装置の動作中に中間ロータに伝達されるトルクを示す図である

[図 8] ω外側ロータを固定状態とし、トルクを内側ロータに入力した場合と、（b)内側ロータを固定状態とし、トルクを外側ロータに入力した場合と、（C)中間ロータを固定状態とし、トルクを内側ロータに入力した場合と、（d)全ロータが回転状態にある場合における 3つのロータの回転速度を表す速度線図である。

[図 9]中間ロータを固定状態とし、トルクを内側ロータに入力したときの磁気式動力伝達装置の動作を説明するための図である。

[図 10]図 9の続きの動作を説明するための図である。

[図 11]第 2実施形態に係る磁気式動力伝達装置の概略構成を示すスケルトン図であ

[図 12]図 11の B— B線および B '— B '線の位置で周方向に沿って破断した断面の一部を示す展開図である。

[図 13]第 3実施形態に係る磁気式動力伝達装置の概略構成を示すスケルトン図であ

[図 14]図 13の C C線の位置で周方向に沿って破断した断面の一部を示す展開図である。 [図 15]磁気式動力伝達装置の変形例の概略構成を示すスケルトン図である。

[図 16]磁気式動力伝達装置の他の変形例の概略構成を示す図である。

[図 17]第 4実施形態に係る磁気式動力伝達装置およびこれを適用した車両の駆動系の概略構成を示すスケルトン図である。

[図 18]第 4実施形態の磁気式動力伝達装置の主要部の概略構成を示すスケルトン図である。

[図 19]図 18の F— F線の位置で周方向に沿って破断した断面の一部を模式的に展開した図である。

[図 20]図 19の展開図の構成と機能的に同じ構成を示す図である。

[図 21]第 5実施形態に係る磁気式動力伝達装置およびこれを適用した車両の駆動系の概略構成を示すスケルトン図である。

[図 22]第 5実施形態の磁気式動力伝達装置の主要部の概略構成を示すスケルトン図である。

[図 23]図 21の G— G線および G '— G '線の位置で周方向に沿って破断した断面の一部を示す展開図である。

[図 24]図 23の展開図の構成と機能的に同じ構成を示す図である。

[図 25]第 6実施形態に係る磁気式動力伝達装置の概略構成を示すスケルトン図であ

[図 26]図 23の H— H線に沿う断面の一部を示す断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0038] 以下、図面を参照しながら、本発明の第 1実施形態に係る磁気式動力伝達装置について説明する。第 1実施形態は、本願発明の磁気式動力伝達装置を車両の駆動系の差動装置に適用した例であり、図 1は、本実施形態の磁気式動力伝達装置 1およびこれを備えた車両 2の駆動系の概略構成を示している。同図に示すように、この車両 2は、エンジン 3、自動変速機 4、磁気式動力伝達装置 1、左右の駆動軸 5, 5および左右の駆動輪 6, 6を備えている。

[0039] この車両 2では、エンジン 3のトルクは、自動変速機 4で変速された後、磁気式動力伝達装置 1および左右の駆動軸 5, 5を介して、左右の駆動輪 6, 6にそれぞれ伝達される。

[0040] 自動変速機 4は、エンジン 3のクランクシャフト 3aに連結されたトルクコンバータ 4aと、トルクコンバータ 4aの出力軸と一体の主軸 4bと、これに平行な畐 IJ軸 4cと、これらの軸 4b, 4c上に設けられた複数のギヤ対（1部のみ図示）からなる複数のギヤ段を有するギヤ機構 4dと、副軸 4c上に設けられた出力ギヤ 4eと、ギヤ機構 4dのギヤ段を選択的に切り換えるためのクラッチ機構（図示せず）などを備えてレ、る。

[0041] この自動変速機 4では、クラッチ機構により、ギヤ機構 4dのギヤ段が図示しない制御装置からの変速指令に応じて選択的に切り換えられるとともに、エンジン 3からトノレクコンバータ 4aを介して伝達されたトルクは、ギヤ機構 4dのギヤ段に応じた回転速度に変速され、出力ギヤ 4eを介して、磁気式動力伝達装置 1に伝達される。

[0042] 次に、磁気式動力伝達装置 1について説明する。図 2は、磁気式動力伝達装置 1 の主要部の概略構成を示しており、図 3は、図 2の A— A線の位置で周方向に沿って破断した断面の一部を平面的に展開した状態を示している。なお、この図 3では、理解の容易化のために断面部分のハッチングが省略されている。また、以下の説明では、図中の左側および右側をそれぞれ「左」および「右」という。

[0043] この磁気式動力伝達装置 1は、図 1および図 2に示すように、ケーシング 10、外側口ータ 11、内側ロータ 12および中間ロータ 13などを備えている。このケーシング 10は、円筒状の本体部 10aと、これに一体に形成されたギヤ 10bおよび軸部 10c, 10cなどを備えている。このギヤ 10bは、本体部 10aの外周面から外方に突出するように設けられており、自動変速機 4の出力ギヤ 4eと常時嚙み合っている。それにより、自動変速機 4の出力ギヤ 4eが回転するのに伴って、ケーシング 10も回転する。また、軸部 10c, 10cは、中空の円筒状で、本体部 10aの左右側面から突出しており、 2つの軸受 14, 14によって回転自在に支持されている。

[0044] 一方、外側ロータ 11は、回転軸 11aと、この回転軸 1 la上に同心に設けられた左右一対の円盤部 l ib, l ibなどを備えている。回転軸 11aは、ケーシング 10の軸部 10c と同心でその内孔を貫通しており、左端部が駆動軸 5に連結されている。また、右円盤部 l ibは回転軸 11aの右端部に固定されており、左円盤部 l ibは、右円盤部 l ib との間に所定の間隔を存する状態で、回転軸 11aの所定部位に固定されている。 [0045] 左右の円盤部 l ib, l ibはそれぞれ、軟磁性体で構成され、互いの対向面の外周端部寄りの部位には、左右の永久磁石列が面対称に設けられている。左右の永久磁石列はそれぞれ、 m個（mは整数）の永久磁石 11cで構成されており、これらの永久磁石 11cは、互いに対向する永久磁石 11c, 11c同士の磁極が同一極性を示すように配置された状態で、円盤部 l ibに取り付けられている。さらに、各永久磁石列では、 m個の永久磁石 11cは、隣り合う各 2つの永久磁石 11c, 11cの磁極が互いに異なる極性を示すように、所定の等間隔で配置されている。

[0046] また、内側ロータ 12は、外側ロータ 11の回転軸 11aと同心の回転軸 12aと、この回転軸 12aと同心かつ一体に形成された円筒状のケーシング部 12bなどを備えている。回転軸 12aの右端部は、駆動軸 5に連結されている。さらに、ケーシング部 12bの左端部には、外側ロータ 11の 2つの永久磁石列の中央に位置しかつこれらと対向するように、永久磁石列が設けられており、この永久磁石列は、 m個の永久磁石 12cで構成されている。

[0047] これらの永久磁石 12cは、隣り合う各 2つの永久磁石 12c, 12cの間で両者の左右両側の磁極が互いに異なる極性を示すように配置された状態で、ケーシング部 12b に取り付けられている。また、 m個の永久磁石 12cは、外側ロータ 11と内側ロータ 12 が所定の回転位置関係にあるときに、上記 m個の永久磁石 11cと面対称になるように設けられている。すなわち、永久磁石 12cは、永久磁石 11cと同数かつ同ピッチで、回転中心からのラジアル距離も同じになるように配置されている。これに加えて、各永久磁石 12cの両側面は、それらと対向する各永久磁石 11cの端面とほぼ同じ面積および形状を有している。

[0048] なお、本実施形態では、外側ロータ 11および内側ロータ 12の一方力第 1、第 3および第 7可動部材に相当し、他方が第 2、第 4および第 8可動部材に相当する。また、左右の永久磁石 1 lcおよび永久磁石 12cの一方が、第 1および第 3磁極に相当し、他方が第 2および第 4磁極に相当する。

[0049] さらに、中間ロータ 13は、ケーシング 10と一体に回転するものであり、回転軸 11a に回転自在に嵌合する中空の円筒部 13aと、円筒部 13aの左端から径方向に延び、ケーシング 10の内壁に連続する左壁部 13bと、円筒部 13aの右端部に一体に形成された右壁部 13cなどを備えている。

[0050] 左壁部 13bの所定部位には、外側ロータ 1 1の左永久磁石列と内側ロータ 12の永久磁石列との間の中央に位置しかつこれらと対向するように、左軟磁性体列が設けられている。この左軟磁性体列は、 m個の左軟磁性体 (例えば鋼板の積層体） 13dで構成されており、これらの左軟磁性体 13dは、中間ロータ 13が外側ロータ 1 1または内側ロータ 12に対して所定の回転位置関係にあるときに、前述した永久磁石 1 1 cまたは永久磁石 12cと面対称の関係になるように、左壁部 13bに取り付けられている。すなわち、左軟磁性体 13dは、永久磁石 1 1cおよび永久磁石 12cと同数かつ同ピッチで、回転中心からのラジアル距離も同じになるように配置されている。これに加えて、各左軟磁性体 13dの両側面は、各永久磁石 1 1cの端面および各永久磁石 12cの両側面とほぼ同じ面積および形状を有している。

[0051] 一方、右壁部 13cの先端部には、外側ロータ 1 1の右永久磁石列と内側ロータ 12の永久磁石列との間の中央に位置しかつこれらに対向するように、右軟磁性体列が設けられている。この右軟磁性体列は、 m個の右軟磁性体（例えば鋼板の積層体） 13e で構成されており、これらの右軟磁性体 13eは、左軟磁性体 13dと同ピッチかつ回転中心からのラジアル距離も同じになるように配置され、左軟磁性体 13dに対して周方向に半ピッチ分ずれた状態で右壁部 13bに取り付けられている（図 3参照）。これに加えて、各右軟磁性体 13eの両側面は、左軟磁性体 13dの両側面と同様に、各永久磁石 1 1 cの端面および各永久磁石 12cの両側面とほぼ同じ面積および形状を有している。

[0052] また、左軟磁性体 13dの両側面と、左永久磁石 1 1cの端面および永久磁石 12cの左側面との間隔、ならびに、右軟磁性体 13eの両側面と、右永久磁石 1 1cの端面および永久磁石 12cの右側面との間隔は、互いに同一に設定されている。

[0053] なお、本実施形態では、中間ロータ 13が第 5、第 6および第 9可動部材に相当し、左右の軟磁性体 13d, 13eの一方が第 1軟磁性体に相当し、他方が第 2軟磁性体に相当する。

[0054] さらに、以上のケーシング 10および 3つのロータ；！；!〜 13は、多数のラジアル軸受およびスラスト軸受（いずれも図示せず）によって、回転軸線方向および径方向の互いの位置関係がほとんど変化しないように支持されているとともに、同一の回転軸線の回りに互いに相対回転可能に構成されている。

[0055] 次に、以上のように構成された磁気式動力伝達装置 1の動作について説明する。なお、以下の説明では、 3つのロータ 11〜； 13の回転速度をそれぞれ V1〜V3と表記するとともに、 3つのロータ 11〜； 13におけるトルクをそれぞれ TRQ；!〜 TRQ3と表記する。最初に、図 4および図 5を参照しながら、外側ロータ 11が回転不能に固定された状態（V1 = 0, TRQ1 = 0)で、トルク TRQ2が内側ロータ 12に入力されることにより、内側ロータ 12が所定方向（図 4の下方に相当する方向）に回転する場合について説明する。

[0056] まず、内側ロータ 12の回転開始前、その永久磁石 12cの両側面が外側ロータ 11の永久磁石 11c, 11cの端面と対向する対向位置にある場合、前述した構成により、互いに対向する 2組の磁極は、 1組が互いに異なる極性で、残りの 1組が同一極性となる。例えば、図 4 (a)に示すように、左永久磁石 11cの磁極と永久磁石 12cの左側の磁極が互いに異なる極性の場合、これらの間に左軟磁性体 13dが位置しているときには、右軟磁性体 13eは、右側の対向位置にある 1組の永久磁石 11c, 12cと、これと隣り合う 1組の永久磁石 11c, 12cとの間の中央に位置している状態となる。

[0057] この状態では、左永久磁石 11cの磁極、左軟磁性体 13dおよび永久磁石 12cの左側の磁極の間に、第 1磁力線 G1が発生するとともに、右永久磁石 11cの磁極、右軟磁性体 13eおよび永久磁石 12cの右側の磁極の間には、第 2磁力線 G2が発生することによって、図 6 (a)に示すような磁気回路が構成される。

[0058] 前述したように、磁力線は、曲がった状態になると、その長さが短くなるように作用する磁力を発生させる特性を有しているので、第 1磁力線 G1が曲がった状態の場合、左軟磁性体 13dに作用する磁力は、第 1磁力線 G1の曲がり度合が大きいほど、より大きくなるとともに、総磁束量が多いほど、より大きくなる。すなわち、左軟磁性体 13 dに作用する磁力は、第 1磁力線 G1の曲がり度合と総磁束量の相乗的な作用によつて決まる。これと同様に、第 2磁力線 G2が曲がった状態の場合にも、右軟磁性体 13 eに作用する磁力は、第 2磁力線 G2の曲がり度合と総磁束量の相乗的な作用によつて決まる。そのため、図 4 (a)および図 6 (b)に示す状態では、第 2磁力線 G2の曲がり度合と総磁束量の相乗的な作用により、右軟磁性体 13eには、これを両図の上方または下方に回転させるような磁力が発生しない。

[0059] そして、トルク TRQ2により内側ロータ 12が図 4 (a)に示す位置から図 4 (b)に示す位置まで回転すると、内側ロータ 12の回転に伴って、右永久磁石 11cの N極、右軟磁性体 13eおよび永久磁石 12cの右側の S極の間、または、右永久磁石 11cの S極、右軟磁性体 13eおよび永久磁石 12cの右側の N極の間に生じる第 2磁力線 G2は、その総磁束量が増加するとともに、左軟磁性体 13dと永久磁石 12cの左側の磁極との間の第 1磁力線 G1は、曲がった状態となる。それに伴い、第 1磁力線 G1および第 2磁力線 G2によって、図 6 (b)に示すような磁気回路が構成される。

[0060] この状態では、第 1磁力線 G1の曲がり度合と総磁束量の相乗的な作用によって、力、なり強い磁力が左軟磁性体 13dに作用し、これを図 4の下方に駆動するとともに、第 2磁力線 G2の曲がり度合と総磁束量の相乗的な作用によって、比較的弱い磁力が右軟磁性体 13eに作用し、これを図 4の下方に駆動する。その結果、左軟磁性体 1 3dに作用する磁力と、右軟磁性体 13eに作用する磁力との合力によって、中間ロータ 13が内側ロータ 12と同じ方向に回転するように駆動される。

[0061] 次いで、内側ロータ 12が図 4 (b)に示す位置から図 4 (c) , (d)および図 5 (a) , (b) に示す位置に順に回転すると、左軟磁性体 13dおよび右軟磁性体 13eはそれぞれ、第 1磁力線 G1および第 2磁力線 G2に起因する磁力によって下方に駆動され、それにより、中間ロータ 13が内側ロータ 12と同じ方向に回転する。その間、左軟磁性体 1 3dに作用する磁力は、第 1磁力線 G1の曲がり度合と総磁束量の相乗的な作用によつて徐々に弱くなり、一方、右軟磁性体 13eに作用する磁力は、第 2磁力線 G2の曲力り度合と総磁束量の相乗的な作用により徐々に強くなる。

[0062] そして、内側ロータ 12が図 5 (b)に示す位置から図 5 (c)に示す位置に向かって回転する間、第 2磁力線 G2が曲がった状態となるとともに、その総磁束量が最多に近い状態になり、それらの相乗的な作用によって、最強の磁力が右軟磁性体 13eに作用する。その後、内側ロータ 12が図 5 (c)に示すように、内側ロータ 12が永久磁石 11 cの 1ピッチ P分回転することにより、永久磁石 12cが左右の永久磁石 11c, 11cと対向する位置まで移動すると、左永久磁石 11cの磁極と永久磁石 12cの左側の磁極が互いに同一極性となり、左軟磁性体 13dが 2組の永久磁石 11c, 12cの同一極性の磁極の間に位置するようになる。この状態では、第 1磁力線 G1の曲がり度合と総磁束量の相乗的な作用によって、左軟磁性体 13dには、これを図 5の下方に回転させるような磁力が発生しない。一方、右永久磁石 11cの磁極と永久磁石 12cの右側の磁極は互いに異なる極性となる。

[0063] この状態から、内側ロータ 12がさらに回転すると、第 1磁力線 G1の曲がり度合と総磁束量の相乗的な作用によって生じる磁力により、左軟磁性体 13dが下方に駆動されるとともに、第 2磁力線 G2の曲がり度合と総磁束量の相乗的な作用によって生じる磁力によって、右軟磁性体 13eが下方に駆動され、中間ロータ 13が内側ロータ 12と同じ方向に回転する。その際、内側ロータ 12が図 4 (a)に示す位置まで回転する間、以上とは逆に、左軟磁性体 13dに作用する磁力は、第 1磁力線 G1の曲がり度合と総磁束量の相乗的な作用によって強くなり、一方、右軟磁性体 13eに作用する磁力は、第 2磁力線 G2の曲がり度合と総磁束量の相乗的な作用によって弱くなる。

[0064] 以上のように、内側ロータ 12の回転に伴い、左軟磁性体 13dに作用する磁力と右軟磁性体 13eに作用する磁力が、交互に強くなつたり、弱くなつたりする状態を繰り返しな力、中間ロータ 13が駆動されるので、内側ロータ 12に入力されたトルク TRQ2 を中間ロータ 13に伝達することができる。この場合、左軟磁性体 13dおよび右軟磁性体 13eを介して伝達されるトルクを TRQ3d, TRQ3eとすると、中間ロータ 13に伝達されるトルク TRQ3と、これらのトルク TRQ3d, TRQ3eとの関係は、例えば概ね図 7に示すものとなる。同図に示すように、 2つのトルク TRQ3d, TRQ3eは、周期的な変化を繰り返すとともに、その和 TRQ3d + TRQ3eが中間ロータ 13に伝達されるトルク TRQ3と等しくなる。すなわち、 TRQ3=TRQ3d + TRQ3eが成立する。

[0065] また、図 4 (a)と図 5 (c)を比較すると明らかなように、内側ロータ 12が永久磁石 1 lc の 1ピッチ P分回転するのに伴って、中間ロータ 13はその半分 (P/2)しか回転しないので、中間ロータ 13は、内側ロータ 12の回転速度の半分の値で回転するように駆動される。この関係は図 8 (a)に示すように表され、 V3 = 0. 5 X (V2 + V1) =0. 5 X V2が成立する。このように、中間ロータ 13の回転速度 V3が、内側ロータ 12の回転速度 V2の半分に減速されるので、中間ロータ 13に伝達されるトルク TRQ3は、そのトルク容量内であれば、内側ロータ 12のトルク TRQ2の 2倍の値となる。すなわち、 T RQ3 = 2 XTRQ2が成立する。

[0066] なお、以上のような内側ロータ 12の回転中、中間ロータ 13は、第 1磁力線 G1および第 2磁力線 G2に起因する磁力によって、内側ロータ 12に牽引されながら回転するので、内側ロータ 12に対して若干位相遅れを伴う状態で回転する。したがって、内側ロータ 12の回転中、内側ロータ 12が図 5 (c)に示す位置にあるときには、左軟磁性体 13dおよび右軟磁性体 13eは、実際には図 5 (c)に示す位置よりもよりも若干、上方に位置する状態となる力 S、上記回転速度の理解の容易化のために、図 5 (c)では、右軟磁性体 13eおよび左軟磁性体 13dが図中の位置に示されている。

[0067] また、以上とは逆に、内側ロータ 12を固定状態とし (V2 = 0, TRQ2 = 0)、トルク T RQ1を外側ロータ 11に入力した場合には、外側ロータ 11の回転に伴い、前述したように、左軟磁性体 13dに作用する磁力と右軟磁性体 13eに作用する磁力が、交互に強くなつたり、弱くなつたりする状態を繰り返しながら、中間ロータ 13が駆動される。その結果、外側ロータ 11に入力されたトルク TRQ1を、中間ロータ 13に伝達することができる。

[0068] その際、上述した理由により、中間ロータ 13は、外側ロータ 11の回転速度の半分の値で回転するように駆動される。すなわち、 V3 = 0. 5 X (Vl +V2) =0. 5 XV1となる（図 8 (b)参照）。また、中間ロータ 13の回転速度 V3が、外側ロータ 11の回転速度 VIの半分に減速されるので、中間ロータ 13に伝達されるトルク TRQ3は、そのトルク容量内であれば、外側ロータ 11のトルク TRQ1の 2倍の値となる。すなわち、 TRQ 3 = 2 X TRQ 1が成立する。

[0069] 次に、図 9を参照しながら、中間ロータ 13を固定状態とし、トルク TRQ2を内側ロータ 12に入力する場合について説明する。まず、内側ロータ 12の回転開始前、 3つのロータ 11〜； 13が図 9 (a)に示す位置関係にあるものとする。この状態から、トルク TR Q2が入力され、内側ロータ 12が図 9 (b)に示す位置まで回転すると、左軟磁性体 13 dと永久磁石 12cの間の第 1磁力線 G1が曲がった状態になると同時に、永久磁石 12 cが右軟磁性体 13eに近づくことで、右軟磁性体 13eと永久磁石 12cの右側の磁極の間の第 2磁力線 G2の長さが短くなり、総磁束量が増加する。その結果、前述した図 6 (b)に示すような磁気回路が構成される。

[0070] この状態では、左右の軟磁性体 13d, 13eと永久磁石 12cの両側の磁極との間で、第 1磁力線 G1および第 2磁力線 G2の曲がり度合および総磁束量の相乗的な作用によって、磁力が発生するものの、内側ロータ 12がトルク TRQ2によって駆動され、かつ左右の軟磁性体 13d, 13eが固定されているため、これらの磁力は影響を及ぼすことがない。また、左永久磁石 11cの磁極と左軟磁性体 13dの間の第 1磁力線 G1 は、総磁束量が多いものの、真っ直ぐであることに起因して、左軟磁性体 13dを駆動するような磁力は発生しない。一方、右軟磁性体 13eと右永久磁石 11cの磁極との間の第 2磁力線 G2は、その曲がり度合および総磁束量の相乗的な作用によって、右永久磁石 11cを右軟磁性体 13e側に牽引するような磁力を発生させ、それにより、外側ロータ 11が内側ロータ 12と逆方向（図 9の上方）に駆動され、図 9 (c)に示す位置に向かって回転する。

[0071] そして、外側ロータ 11が図 9 (b)に示す位置から図 9 (c)に示す位置に向かって回転する間、内側ロータ 12は図 9 (d)に示す位置に向かって回転する。それに伴い、永久磁石 12cが右軟磁性体 13eにさらに近づき、永久磁石 12cと右永久磁石 11cとの間の第 2磁力線 G2は、その総磁束量が増加すると同時に曲がり度合が小さくなり、それらの相乗的な作用によって、右永久磁石 11cを右軟磁性体 13e側に牽引するような磁力が発生する。一方、左永久磁石 11cの磁極と左軟磁性体 13dとの間に曲がつた状態の第 1磁力線 G1が生じ、その曲がり度合および総磁束量の相乗的な作用によって、左永久磁石 11cを左軟磁性体 13d側に牽引するような磁力が発生するものの、この第 1磁力線 G1に起因する磁力は、上記第 2磁力線 G2に起因する磁力よりも力、なり弱い状態となる。その結果、両磁力の差分に相当する磁力により、外側ロータ 1 1が内側ロータ 12と逆方向に駆動される。

[0072] そして、内側ロータ 12および外側ロータ 11が図 9 (d)に示す位置関係になると、左軟磁性体 13dと左永久磁石 11 cの磁極の間の第 1磁力線 G 1に起因する磁力と、右軟磁性体 13eと右永久磁石 11cの磁極との間の第 2磁力線 G2に起因する磁力が釣り合うことで、外側ロータ 11が一時的に駆動されない状態となる。

[0073] この状態から、内側ロータ 12が図 10 (a)に示す位置まで回転すると、第 1磁力線 G 1の発生状態が変化し、図 10 (b)に示すような磁気回路が構成される。それにより、第 1磁力線 G1に起因する磁力力左永久磁石 11cを左軟磁性体 13d側に牽引するように作用しなくなるので、第 2磁力線 G2に起因する磁力によって、右永久磁石 11c が右軟磁性体 13e側に牽引され、それにより、図 10 (c)に示す位置まで、外側ロータ 11が内側ロータ 12と逆方向に駆動される。

[0074] そして、図 10 (c)に示す位置から内側ロータ 12が同図の下方に若干、回転すると、以上とは逆に、左軟磁性体 13dと左永久磁石 11cの磁極との間の第 1磁力線 G1は、その曲がり度合および総磁束量の相乗的な作用によって、左永久磁石 1 lcを左軟磁性体 13d側に牽引するような磁力を発生させ、それにより、外側ロータ 11が内側ロータ 12と逆方向に駆動される。さらに、内側ロータ 12が同図の下方に回転すると、第 1 磁力線 G1に起因する磁力と、第 2磁力線 G2に起因する磁力との差分に相当する磁力により、外側ロータ 11が内側ロータ 12と逆方向に駆動される。その後、第 2磁力線 G2に起因する磁力が作用しなくなると、第 1磁力線 G1に起因する磁力のみによって、外側ロータ 11が内側ロータ 12と逆方向に駆動される。

[0075] このように、内側ロータ 12の回転に伴い、左軟磁性体 13dと左永久磁石 11cの間の第 1磁力線 G1に起因する磁力と、右軟磁性体 13eと右永久磁石 11cの間の第 2磁力線 G2に起因する磁力と、これらの磁力の差分に相当する磁力とが、外側ロータ 11に対して交互に作用し、それにより、外側ロータ 11が内側ロータ 12と逆方向に駆動されるので、内側ロータ 12に入力されたトルク TRQ2を外側ロータ 11に伝達することができる。この場合、外側ロータ 11は、図 8 (c)に示すように、内側ロータ 12と同じ速度で逆回転し、 V1 =V2すなわち I VI I = I V2 Iとなる。このように内側ロータ 12 が外側ロータ 11と同じ回転速度で逆回転するので、内側ロータ 12に入力されたトノレク TRQ2が、磁気式動力伝達装置 1のトルク容量の範囲内の値であれば、これがそのまま外側ロータ 11に伝達されることになる。すなわち、 TRQ2=TRQ1力 S成立する

[0076] 一方、中間ロータ 13を固定状態とし、トルク TRQ1を外側ロータ 11に入力した場合にも、以上と同様に、内側ロータ 12は、外側ロータ 11と同じ速度で逆回転するように駆動される。この場合、回転速度に関しては、 Vl =— V2となり、 I VI I = I V2 I が成立するとともに、トルクに関しては、 TRQ1 =TRQ2が成立する。

[0077] 次に、 3つのロータ 11〜； 13がいずれも回転している場合について説明する。前述した図 8 (a)は、外側ロータ 11を固定した場合の 3つロータの回転速度 V1〜V3の関係を示したものである力 3つのロータ 11〜； 13がいずれも回転している場合には、同図 8 (a)において外側ロータ 11の回転速度 VI≠0と設定すればよぐそれらの回転速度 V1〜V3の関係は、図 8 (d)に示すものとなる。この場合、 V3 = 0. 5 X (VI +V 2)力 S成立する。

[0078] 本実施形態の磁気式動力伝達装置 1は、差動装置として用いられているので、車両 2の走行中は、 3つのロータ 11〜； 13がいずれも回転している状態となり、回転速度 V1〜V3の関係は、図 8 (d)に示すものとなる。以上の図 8 (a)〜（d)を参照すると明らかなように、 3つのロータ 11〜； 13の回転速度 V1〜V3は、遊星歯車装置における 3 つの部材の回転速度と同じような特性を示すので、この磁気式動力伝達装置 1は、遊星歯車装置と同じ機能を有し、同じ動作を行うものと見なすことができる。

[0079] また、 3つのロータ 11〜； 13間でのトルクの関係は、 TRQ1≠0, TRQ2≠0, TRQ3 ≠0のときには、 TRQ1 =TRQ2, TRQ3=TRQ1 +TRQ2となる。すなわち、中間ロータ 13に入力されたトルク TRQ3は、 2分割されて外側ロータ 11および内側ロータ 12に配分される。なお、本実施形態の磁気式動力伝達装置 1とは逆に、外側ロータ 11および内側ロータ 12の双方をトルクの入力側とし、中間ロータ 13を出力側とした場合にも、 TRQ3=TRQ1 +TRQ2の関係が成立する。

[0080] 以上のように、本実施形態の磁気式動力伝達装置 1によれば、 3つのロータ；！;!〜 1 3のいずれ力、 1つに入力されたトルク力 S、磁力を介して残り 2つのロータの双方または一方に伝達されるので、遊星歯車装置と同様のトルク伝達動作を磁力を介して実行すること力 Sできる。したがって、遊星歯車装置と同様のトルク伝達動作を実行する装置において、潤滑構造が不要で、接触部分でのバックラッシュや粉塵が生じるおそれがないなどの、磁気式動力伝達装置に固有の利点を確保することができる。また、トルク伝達の際、左右の永久磁石 11c, 11c,左軟磁性体 13d、永久磁石 21cおよび右軟磁性体 13eの全てを用いながら、磁路が構成されるので、磁路面積を効率的に確保できる。その結果、磁力を介して動力伝達を行う場合の利点を維持しながら、一部の磁極のみを用いて磁路を構成する従来の磁気式動力伝達装置と比べて、トルクの伝達効率および伝達トルク容量を向上させることができる。

[0081] これに加えて、左右の永久磁石列を備えた外側ロータ 11、永久磁石列を備えた内側ロータ 12、左右の軟磁性体列を備えた中間ロータ 13という比較的、シンプルな構成によって、磁気式動力伝達装置 1を実現することができるので、複雑な形状の磁気歯を備えた従来の磁気式動力伝達装置と比べて、製造コストを削減することができる

[0082] なお、第 1実施形態は、本願発明の磁気式動力伝達装置を車両の差動装置として適用した例であるが、本願発明の磁気式動力伝達装置はこれに限らず、様々な産業機器におけるトルク伝達系に適用可能であり、特に遊星歯車装置のような動作が要求されるトルク伝達系に適している。例えば、本願発明の磁気式動力伝達装置を、風力発電装置の動力伝達系に用いてもよ!/、。

[0083] また、第 1実施形態は、左右の永久磁石 11c, 11cと、永久磁石 12cと、左右の軟磁性体 13d, 13eとを、互いに同数かつ同一ピッチに配置した例である力 S、これらの部材の数および配置はこれに限らず、 3つのロータ 11〜； 13間でトルク伝達を適切に行うこと力 Sできるように、第 1磁力線 G1および第 2磁力線 G2が発生するものであればよい。

[0084] 例えば、永久磁石 12cが、左右の永久磁石 1 1c, 11cの中心を結ぶ線上から若干ずれた位置関係にあるときに、左右の軟磁性体 13d, 13eの一方が永久磁石 11c, 1 2cの間に位置するとともに、左右の軟磁性体 13d, 13eの他方が、周方向に隣り合う各 2つの永久磁石 11c, 12cの間に位置するように構成してもよい。また、永久磁石 1 lc, 11cと、永久磁石 12cと、左右の軟磁性体 13d, 13eとを、同数かつほぼ等間隔に配置してもよい。

[0085] さらに、左右の軟磁性体 13d, 13eを互いに同数かつ同一ピッチに配置し、左右の永久磁石 11c, 11cおよび永久磁石 12cの個数を同数かつ同一ピッチに配置するとともに、左右の軟磁性体 13d, 13eの個数を、左右の永久磁石 11c, 11cおよび永久磁石 12cの数よりも小さ!/、値に設定してもよ!/、。

[0086] 次に、図 11を参照しながら、第 2実施形態に係る磁気式動力伝達装置 1Bについて説明する。この磁気式動力伝達装置 IBは、同図に示すように、第 1実施形態の磁気式動力伝達装置 1の 3つのロータ 11〜； 13を、左右 2つに分割するとともに、それらをギヤ機構を介して連結した構成に相当するものであり、それ以外は第 1実施形態の磁気式動力伝達装置 1と同様に構成されているので、以下、磁気式動力伝達装置 1 と異なる点についてのみ説明する。

[0087] この磁気式動力伝達装置 1Bは、左右一対の外側ロータ 21 , 21と、左右一対の内側ロータ 22, 22と、左右一対の中間ロータ 23, 23と、左右一対を 1組として計 2組の軸受 24と、回転自在に設けられた 3つのギヤ軸 25〜27などを備えている。左右一対の外側ロータ 21 , 21は、互いに対称に構成されているので、以下、左外側ロータ 21 を ί列にとって説明する。

[0088] 左外側ロータ 21は、回転軸 21aと、この回転軸 21aと同心かつ一体に設けられた円盤部 21bおよびギヤ 21dなどを備えている。回転軸 21aは、一対の軸受 24, 24により回転自在に支持されている。円盤部 21bは、軟磁性体で構成され、その右側面の外周端部寄りの部位には、永久磁石列が設けられている。

[0089] この永久磁石列は、 m個の永久磁石 21cで構成されており、これらの永久磁石 21c は、図 12に示すように、前述した永久磁石 1 1cと同様に、所定の等間隔で配置され、隣り合う各 2つの永久磁石 21c, 21cの間で両者の先端側の磁極が互いに異なる極性を示すように、円盤部 21bに取り付けられている。また、ギヤ 21dは、ギヤ軸 25の後述する左ギヤ 25aと常に嚙み合っている。左外側ロータ 21は、以上のように構成されている。

[0090] 一方、右外側ロータ 21は、そのギヤ 21dがギヤ軸 25の後述する右ギヤ 25aと常に嚙み合っているとともに、その状態で、永久磁石 21cの磁極が、軸線方向に対応する左外側ロータ 21の永久磁石 21cの磁極と互いに同一極性を示すように配置されている。右外側ロータ 21は、この点以外は左外側ロータ 21と同様に構成されている。

[0091] さらに、ギヤ軸 25は、一体に形成された左右一対のギヤ 25a, 25aを備えている。これらの左右のギヤ 25a, 25aはそれぞれ、前述したように、左右の外側ロータ 21 , 21 のギヤ 21d, 21dと常に嚙み合っており、それにより、左右の外側ロータ 21 , 21は、図 12に示す位置関係を保持しながら、互いに同方向に同速度で回転するようになつている。

[0092] また、左右一対の内側ロータ 22 , 22は、一部を除いて互いに同様に構成されており、まず、左内側ロータ 22について説明する。この左内側ロータ 22は、後述する中間ロータ 23の回転軸 23aに同心に嵌合する円筒状の回転軸 22aと、この回転軸 22aと一体の円盤部 22bおよびギヤ 22dなどを備えている。この円盤部 22bは、軟磁性体で構成され、その左側面の外周端部寄りの部位には、左外側ロータ 21の永久磁石歹 IJと対向するように、永久磁石列が設けられている。

[0093] この永久磁石列は、 m個の永久磁石 22cで構成されており、これらの永久磁石 22c は、図 12に示すように、前述した永久磁石 1 2cと同様に、隣り合う各 2つの永久磁石 22c , 22cの間で両者の左右両端の磁極が互いに異なる極性を示すように、円盤部 22bに取り付けられている。また、永久磁石 22cは、永久磁石 21 cと同数かつ同ピッチで、回転中心からのラジアル距離も同じになるように配置されている。これに加えて、各永久磁石 22cの両側面は、それらと対向する各永久磁石 21 cの端面とほぼ同じ面積および形状を有している。また、ギヤ 22dは、ギヤ軸 26の後述する左ギヤ 26aと常に嚙み合っている。左内側ロータ 22は、以上のように構成されている。

[0094] 一方、右内側ロータ 22は、そのギヤ 22dがギヤ軸 26の後述する右ギヤ 26aと常に嚙み合っているとともに、その状態で、永久磁石 22cの磁極力 S、軸線方向に対応する左内側ロータ 22の永久磁石 22cの磁極と互いに異なる極性を示すように配置されている。右内側ロータ 22は、この点以外は左内側ロータ 22と同様に構成されている。

[0095] さらに、ギヤ軸 26は、一体に形成された左右一対のギヤ 26a, 26 aを備えている。これらのギヤ 26a, 26aはそれぞれ、前述したように、左右の内側ロータ 22 , 22のギヤ 22a, 22aと常に D歯み合っており、それにより、左右の内佃 Jロータ 22 , 22は、図 12に示す位置関係を保持しながら、互いに同方向に同速度で回転するようになっている。

[0096] なお、本実施形態では、左右の外側ロータ 21 , 21および左右の内側ロータ 22 , 22 の一方が第 1および第 3可動部材に相当し、他方が第 2および第 4可動部材に相当する。また、左右の永久磁石 21 c , 21 cおよび左右の永久磁石 22c , 22cの一方が第 1および第 3磁極に相当し、他方が第 2および第 4磁極に相当する。

[0097] さらに、左右の中間ロータ 23 , 23は、一部を除いて互いに同様に構成されており、まず、左中間ロータ 23について説明する。この左中間ロータ 23は、回転軸 21aと同心に回転自在に嵌合する中空の円筒部 23aと、円筒部 23aに一体に形成された左壁部 23bおよびギヤ 23cなどを備えている。左壁部 23bの先端部には、左外側ロータ 21の左永久磁石列と左内側ロータ 22の永久磁石列との間の中央に位置しかっこれらと対向するように、左軟磁性体列が設けられている。

[0098] この左軟磁性体列は、 m個の左軟磁性体 23dで構成されており、これらの左軟磁性体 23dは、永久磁石 21cおよび永久磁石 22cと同数かつ同ピッチで、回転中心からのラジアル距離も同じになるように配置されている。これに加えて、各左軟磁性体 2 3dの両側面は、各永久磁石 21cおよび各永久磁石 22cの端面とほぼ同じ面積および形状を有している。また、ギヤ 23cは、ギヤ軸 27の後述する左ギヤ 27aと常に嚙み合っている。

[0099] 一方、右中間ロータ 23は、 m個の右軟磁性体 23eで構成された右軟磁性体列を有しており、これらの右軟磁性体 23eは、永久磁石 21cおよび永久磁石 22cと同数かつ同ピッチで、回転中心からのラジアル距離も同じになるように配置されている。これに加えて、各右軟磁性体 23eの両側面は、対向する各永久磁石 21cおよび各永久磁石 22cの端面とほぼ同じ面積および形状を有している。

[0100] また、右中間ロータ 23では、そのギヤ 23cがギヤ軸 27の後述する右ギヤ 27aと常に嚙み合っているとともに、その状態において、右軟磁性体 23eが左軟磁性体 23dに対して半ピッチ分、右中間ロータ 23の回転方向にずれた状態となるように配置されている。右中間ロータ 23は、以上の点を除けば、左中間ロータ 23と同様に構成されている。

[0101] 一方、左軟磁性体 23dの左右両側面と、左外側ロータ 21の永久磁石 21cの端面および左内側ロータ 22の永久磁石 22cの端面との間隔、ならびに、右軟磁性体 23eの左右両側面と、右外側ロータ 21の永久磁石 21cの端面および右内側ロータ 22の永久磁石 22cの端面との間隔は、互いに同一に設定されている。

[0102] なお、本実施形態では、左右の中間ロータ 23の一方が第 5可動部材に相当し、他方が第 6可動部材に相当する。また、左右の軟磁性体 23d, 23eの一方が第 1軟磁性体に相当し、他方が第 2軟磁性体に相当する。 [0103] さらに、以上の 6つのロータ 2；!〜 23は、多数のラジアル軸受およびスラスト軸受（いずれも図示せず）によって、回転軸線方向および径方向の位置関係がほとんど変化しないように支持されているとともに、同一の回転軸線の回りに互いに相対回転可能に構成されている。

[0104] 以上のように構成された第 2実施形態の磁気式動力伝達装置 1Bによれば、第 1実施形態の磁気式動力伝達装置 1と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、遊星歯車装置と同様の動力伝達動作を、磁力を介して実行すること力できる。さらに、磁路面積を効率的に確保でき、それにより、磁力を介して動力伝達を行う場合の利点を維持しながら、一部の磁極のみを用いて磁路を構成する従来の磁気式動力伝達装置と比べて、トルクの伝達効率および伝達トルク容量を向上させることができる。

[0105] なお、第 2実施形態の磁気式動力伝達装置 1Bは、第 1〜第 6可動部材としての 6 つのロータ 2；!〜 23をギヤ機構を介して連結した例であるが、本願発明の磁気式動力伝達装置はこれに限らず、第 1可動部材と第 3可動部材、第 2可動部材と第 4可動部材、ならび第 5可動部材と第 6可動部材が相対的に連動するように構成されていればよい。例えば、 2つの可動部材を、プーリおよびベルトの組み合わせにより相対的に連動するように構成してもよ!/、。

[0106] また、第 2実施形態の磁気式動力伝達装置 1Bは、左右の内側ロータ 22における永久磁石 22cの磁極の極性と、左右の中間ロータ 23における左軟磁性体 23dおよび右軟磁性体 23eの配置以外は、左右対称に構成した例であるが、本願発明の磁気式動力伝達装置はこれに限らず、左右非対称に構成してもよい。例えば、外側口ータ 21 , 21、内側ロータ 22, 22および中間ロータ 23, 23において、左右のロータを互いに異径に構成し、永久磁石 21c、永久磁石 22cおよび軟磁性体 23d, 23eの数およびピッチを左右のロータ間で互いに異なるように配置してもよい。

[0107] 次に、本願発明の第 3実施形態に係る磁気式動力伝達装置 1Cについて説明する。図 13および図 14に示すように、この磁気式動力伝達装置 1Cは、前述した第 1実施形態の磁気式動力伝達装置 1と比較すると、外側ロータ 11の一部の構成と 2つのァクチユエータ 17, 17を備えている点が異なっており、それ以外は磁気式動力伝達装置 1と同様に構成されているので、以下、異なる構成を中心に説明するとともに、同じ構成に関しては同一の符号を付し、その説明を省略する。

[0108] 両図に示すように、この磁気式動力伝達装置 1Cは、外側ロータ 11および左右のァクチユエータ 17, 17を備えている。この外側ロータ 11は、回転軸 11aと、この回転軸 11 aと同心の左右の円盤部 l id, l idなどを備えている。左右の円盤部 l id, l idはそれぞれ、スプライン嵌め合いによって回転軸 11 aに取り付けられており、それにより、回転軸 11aに対して軸線方向に相対的に移動可能で、回転軸 11aと一体に回転するように構成されている。

[0109] また、左右のァクチユエータ 17, 17 (磁力変更装置）は互いに同様に構成されているので、以下、左ァクチユエータ 17を例にとって説明する。左ァクチユエータ 17は、本体部 17aと、これに対して出没自在のロッド 17bを備えており、ロッド 17bの先端部が左円盤部 l idに連結されている。このァクチユエータ 17は、図示しない制御装置に電気的に接続されており、制御装置からの指令信号により、左円盤部 l idを、図 1 3に 2点鎖線で示す伝達位置と同図に実線で示す遮断位置との間に駆動する。

[0110] 一方、右ァクチユエータ 17も、左ァクチユエータ 17と同様に、図示しない制御装置に電気的に接続されており、制御装置からの指令信号により、右円盤部 l idを、図 1 3に 2点鎖線で示す伝達位置と同図に実線で示す遮断位置との間に駆動する。

[0111] この磁気式動力伝達装置 1Cでは、左右の円盤部 l id, l idが伝達位置にある場合には、前述した第 1実施形態の磁気式動力伝達装置 1と同様に、 3つのロータ 11 〜； 13間でトルクが伝達される。例えば、トルク TRQ3が中間ロータ 13に入力された場合、そのトルク TRQ3が外側ロータ 11および内側ロータ 12にそれぞれ伝達される。

[0112] その状態から、左右のァクチユエータ 17, 17によって、左右の円盤部 l id, l id力 S 伝達位置から遮断位置側に駆動されると、永久磁石 12cと左右の円盤部 l i d, l id の永久磁石 11c, 11cとの間の磁気抵抗が増大し、総磁束量が減少する。それに伴い、 3つのロータ 11〜； 13間で伝達されるトルク容量が低下する。そして、左右の円盤部 l i d, l i dが遮断位置まで駆動されると、総磁束量が極端に減少することで、 3つのロータ 11〜； 13間でトルクが全く伝達されない状態となる。

[0113] 以上のように、第 3実施形態の磁気式動力伝達装置 1Cによれば、ァクチユエータ 1 7, 17によって、左右の円盤部 l id, l idを伝達位置と遮断位置の間で自在に駆動すること力 sできる。その場合、左右の円盤部 l id, l idが伝達位置に保持されているときには、第 1実施形態の磁気式動力伝達装置 1と同様の作用効果を得ることができる。また、左右の円盤部 l id, l idを伝達位置から遮断位置に向かって駆動することにより、 3つのロータ 11〜； 13間での伝達トルク容量を自在に変更することができる。特に、左右の円盤部 l id, l idを遮断位置に駆動した場合には、 3つのロータ;！;!〜 1 3間でのトルク伝達を遮断することができる。

[0114] なお、 3つのロータ 11〜； 13間での伝達トルク容量を変更したり、伝達トルクを遮断する手法は、上記第 3実施形態の手法に限らず、以下のような手法を用いてもよい。例えば、図 15に示すような磁気式動力伝達装置 1Dにおいて、ァクチユエータ 17 (磁力変更装置）により左円盤部 l idのみを伝達位置から遮断位置側に駆動するように構成してもよい。このようにすれば、 3つのロータ;！;!〜 13間での伝達トルク容量を変更すること力 Sでさる。

[0115] さらに、図 16に示すような磁気式動力伝達装置 1Eにおいて、同図にハッチングで示すような短絡部材 18と、これを駆動する図示しないァクチユエ一タとを設け、ァクチユエータにより短絡部材 18を、永久磁石 11c, 11c間と永久磁石 12c, 12c間に揷入することによって、磁気回路を短絡させるように構成してもよい。このようにすれば、 3 つのロータ 11〜； 13間でのトルク伝達を遮断することができる。なお、この例では、短絡部材 18およびァクチユエータが磁力変更装置に相当する。

[0116] 次に、図 17および図 18を参照しながら、本願発明の第 4実施形態に係る磁気式動力伝達装置 1Fについて説明する。この磁気式動力伝達装置 1Fは、両図に示すように、前述した第 1実施形態の磁気式動力伝達装置 1と同様に、車両 2の駆動系の差動装置として適用されたものであり、この車両 2は、第 1実施形態のものとほぼ同様に構成されているので、以下、第 1実施形態と異なる構成についてのみ説明するとともに、同じ構成に関しては同一の符号を付し、その説明を省略する。

[0117] この磁気式動力伝達装置 1Fは、小径ロータ 31、大径ロータ 32および中径ロータ 3 3を備えており、これらの 3つのロータ 3；!〜 33は、多数のラジアル軸受およびスラスト軸受（いずれも図示せず）によって、回転軸線方向および径方向の互いの位置関係がほとんど変化しないように支持されているとともに、同一の回転軸線の回りに互いに相対回転可能に構成されている。

[0118] 小径ロータ 31は、駆動軸 5に連結された回転軸 31aと、その右端部に一体に形成された回転盤部 31bなどを備えている。この回転盤部 31bは、軟磁性体で構成され、断面が横倒しの H字状に形成されており、その外周面上には永久磁石列が周方向に沿って設けられている。この永久磁石列は、 m個の永久磁石 31cで構成されており、これらの永久磁石 31cは、後述するように配置されている。

[0119] また、大径ロータ 32は、小径ロータ 31の回転軸 31aと同心で、駆動軸 5に連結された回転軸 32aと、この回転軸 32aと同心で一体の円筒状のケーシング部 32bなどを備えている。このケーシング部 32bの先端部には、軟磁性体のリング 32dが固定されており、このリング 32dには、大径ロータ 32の永久磁石列と対向するように、永久磁石列が設けられている。この永久磁石列は、 m個の永久磁石 32cで構成されており、これらの永久磁石 32cは、後述するように配置されている。

[0120] なお、本実施形態では、小径ロータ 31および大径ロータ 32の一方が第 1、第 3および第 7可動部材に相当し、他方が第 2、第 4および第 8可動部材に相当する。また、左右の永久磁石 31cおよび永久磁石 32cの一方が第 1および第 3磁極に相当し、他方が第 2および第 4磁極に相当する。

[0121] 一方、中径ロータ 33は、回転軸 31aに回転自在に嵌合する中空の円筒部 33aと、これと一体に形成され、自動変速機 4の出力ギヤ 4eと常時嚙み合うギヤ 33bと、ギヤ 33bの右側面から突出するリング状の突出部 33cと、この突出部 33cに設けられた左右の軟磁性体列などを備えている。左右の軟磁性体列はそれぞれ、 m個の左右の軟磁性体 33d, 33eで構成されており、これらの左右の軟磁性体 33d, 33eは、以下に述べるように配置されて!/、る。

[0122] なお、本実施形態では、中径ロータ 33が第 5、第 6および第 9可動部材に相当し、左右の軟磁性体 33d, 33eの一方が第 1軟磁性体に相当し、他方が第 2軟磁性体に相当する。

[0123] 図 19は、図 18の F— F線の位置で周方向に沿って破断した断面の一部を模式的に展開した図であり、同図 19では、理解の容易化のために断面部分のハッチングが省略されている。同図に示すように、永久磁石 31c、永久磁石 32c、左軟磁性体 33d および右軟磁性体 33eは、隣り合う各 2つが互いに同じ所定角度で配置されており、永久磁石 31cおよび永久磁石 32cは、回転中心から径方向に延びる同一の直線上に位置するように設けられている。

[0124] また、左右の軟磁性体 33d, 33eは、半ピッチ分互いに周方向にずれるように設けられている。さらに、永久磁石 31cは、隣り合う各 2つにおける磁極が互いに異なる極性を示すように設けられ、永久磁石 32cも、隣り合う各 2つにおける磁極が互いに異なる極性を示すように設けられている。これに加えて、永久磁石 31c、永久磁石 32c、左軟磁性体 33dおよび右軟磁性体 33eは、互いの対向面がほぼ同じ面積および形状を有するように構成されてレ、る。

[0125] ここで、図 19中の 2つの永久磁石 32c, 32cと、 2つのリング 32d, 32dは、実際には

1つの部材であるので、同図 19に示す構成は、図 20に示す構成に相当するものと見なすこと力 Sできる。この図 20と前述した図 3を比較すると明らかなように、永久磁石 31 c、左軟磁性体 33d、永久磁石 32c、右軟磁性体 33eおよび永久磁石 31cは、前述した左永久磁石 l lc、左軟磁性体 13d、永久磁石 12c、右軟磁性体 13eおよび右永久磁石 11cと同等の相対的な位置関係で配置されていることが判る。

[0126] したがって、この磁気式動力伝達装置 1Fでは、小径ロータ 31が前述した外側ロータ 11に、大径ロータ 32が内側ロータ 12に、中径ロータ 33が中間ロータ 13にそれぞれ相当するものとなり、それにより、これらの 3つのロータ 3；!〜 33によって、第 1実施形態の 3つのロータ 11〜； 13と同様のトルク伝達動作を実行することができる。

[0127] 以上のように、第 4実施形態の磁気式動力伝達装置 1Fによれば、前述した第 1実施形態の磁気式動力伝達装置 1と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、遊星歯車装置と同様の動力伝達動作を、磁力を介して実行すること力できる。さらに、磁力を介して動力伝達を行う場合の利点を維持しながら、一部の磁極のみを用いて磁路を構成する従来の磁気式動力伝達装置と比べて、トルクの伝達効率および伝達トルク容量を向上させることができる。これに加えて、 3つのロータ 3；!〜 33を径方向に並べて配置したことにより、 3つのロータ 11〜； 13を軸線方向に並べて配置した磁気式動力伝達装置 1と比べて、軸線方向のサイズをコンパクトに構成することができる。

[0128] 次に、図 21および図 22を参照しながら、本願発明の第 5実施形態に係る磁気式動力伝達装置 1Gについて説明する。この磁気式動力伝達装置 1Gは、両図に示すように、第 1実施形態の磁気式動力伝達装置 1と同様に、車両 2の駆動系の差動装置として適用されたものである。この磁気式動力伝達装置 1Gは、左ロータ 41、右ロータ 4 2および中間ロータ 43を備えており、これらの 3つのロータ 4；!〜 43は、多数のラジアル軸受およびスラスト軸受（いずれも図示せず）によって、回転軸線方向および径方向の互いの位置関係がほとんど変化しないように支持されているとともに、同一の回転軸線の回りに互いに相対回転可能に構成されている。

[0129] 左ロータ 41は、駆動軸 5に連結された回転軸 41aと、その右端部に一体に形成された回転盤部 41bなどを備えている。この回転盤部 41bは、軟磁性体で構成され、その右側面の外周部寄りの部位には、永久磁石列が周方向に沿って設けられている。この永久磁石列は、 m個の永久磁石 41cで構成されており、これらの永久磁石 41c は後述するように配置されて!/、る。

[0130] また、右ロータ 42は、左ロータ 41の回転軸 41aと同心で、駆動軸 5に連結された回転軸 42aと、その左端部に一体に形成された回転盤部 42bなどを備えている。この回転盤部 42bは、軟磁性体で構成され、その右側面の外周部寄りの部位には、永久磁石列が周方向に沿って設けられている。この永久磁石列は、 m個の永久磁石 42cで構成されており、これらの永久磁石 42cは後述するように配置されている。

[0131] なお、本実施形態では、左右のロータ 41 , 42の一方が第 1、第 3および第 7可動部材に相当し、他方が第 2、第 4および第 8可動部材に相当する。また、永久磁石 41c および永久磁石 42cの一方が第 1および第 3磁極に相当し、他方が第 2および第 4磁極に相当する。

[0132] 一方、中間ロータ 43は、円筒状のケーシング部 43aと、その左右両側に一体に形成され、回転軸 41a, 42aに回転自在に嵌合する中空の軸部 43b、 43bと、ケーシング部 43aと一体に形成され、自動変速機 4の出力ギヤ 4eと常時嚙み合うギヤ 43cと、ケーシング部 43aの内壁面から突出するリング状の突出部 43fと、この突出部 43fに設けられた外側および内側軟磁性体列などを備えている。外側および内側軟磁性体列はそれぞれ、周方向に並んだ m個の外側および内側軟磁性体 43d, 43eで構成されており、これらの外側および内側軟磁性体 43d, 43eは以下に述べるように配置されている。

[0133] なお、本実施形態では、中間ロータ 43が第 5、第 6および第 9可動部材に相当し、外側および内側軟磁性体 43d, 43eの一方が第 1軟磁性体に相当し、他方が第 2軟磁性体に相当する。

[0134] 図 23は、図 22の G— G線および G'—G'線の位置で周方向に沿って破断した断面の一部を平面的に展開した状態を示しており、同図では、理解の容易化のために断面部分のハッチングが省略されている。同図に示すように、永久磁石 41c、永久磁石 42c、外側軟磁性体 43dおよび内側軟磁性体 43eは、隣り合う各 2つが互いに同一ピッチで周方向に並ぶように配置されており、永久磁石 41cおよび永久磁石 42c は、互いに対向する位置に設けられている。

[0135] また、外側軟磁性体 43dと内側軟磁性体 43eは、互いに半ピッチずつ周方向にずれるように設けられている。さらに、永久磁石 42cは、隣り合う各 2つにおける磁極が互いに異なる極性を示すように設けられている。これに加えて、永久磁石 41c、永久磁石 42c、外側軟磁性体 43dおよび内側軟磁性体 43eは、互!/ヽの対向面がほぼ同じ面積および形状を有するように構成されてレ、る。

[0136] 一方、図 23中の 2つの永久磁石 41c, 41cと、 2つの回転盤部 42b, 42bは、実際には 1つの部材であるので、同図 23に示す構成は、図 24に示す構成に相当するものと見なすことができる。この図 24と前述した図 3を比較すると明らかなように、永久磁石 41c、外側軟磁性体 43d、永久磁石 42c、内側軟磁性体 43eおよび永久磁石 4 lcは、前述した左永久磁石 l lc、左軟磁性体 13d、永久磁石 12c、右軟磁性体 13e および右永久磁石 11cと同等の相対的な位置関係で配置されていることが判る。

[0137] したがって、この磁気式動力伝達装置 1Gでは、左ロータ 41が前述した外側ロータ

11に、右ロータ 42が内側ロータ 12に、中間ロータ 43が中間ロータ 13にそれぞれ相当するものとなり、それにより、これらの 3つのロータ 4；!〜 43によって、第 1実施形態の 3つのロータ 11〜； 13と同様のトルク伝達動作を実行することができる。

[0138] 以上のように、第 5実施形態の磁気式動力伝達装置 1Gによれば、前述した第 1実施形態の磁気式動力伝達装置 1と同様の作用効果を得ることができる。これに加えて、 3つのロータ 4；!〜 43の軸線方向のサイズを、第 1実施形態の 3つのロータ；！;!〜 13 よりもコンパクトにでき、それにより、装置全体の軸線方向のサイズをコンパクトに構成すること力 Sでさる。

[0139] 次に、図 25および図 26を参照しながら、本願発明の第 6実施形態に係る磁気式動力伝達装置 1Hについて説明する。図 26は、図 25の H— H線に沿って破断した断面を示しており、同図では、理解の容易化のために断面部分のハッチングが省略されている。この磁気式動力伝達装置 1Hは、図 25の手前または奥行き方向（以下「前後方向」という）に作用する動力を、同じ方向または逆方向に伝達するものであり、外側スライダ 51、内側スライダ 52および中間スライダ 53を備えている。

[0140] 外側スライダ 51は、軟磁性体で構成され、前後方向に延びる平らな天壁部 51aと、その両端から下方に延びる左右の側壁部 51b, 51bなどを備えている。側壁部 51b, 51bの内面には、左右の永久磁石列が前後方向に延びるように設けられている。左右の永久磁石列はそれぞれ、左右対称に配置された所定個数の左右の永久磁石 5 lcで構成されている。これらの永久磁石 51cは、図 26に示すように、前後方向に所定間隔で並べられ、隣り合う 2つの永久磁石 51c, 51cの両側の磁極が互いに異なる極性を示すように設けられている。

[0141] さらに、各側壁部 51bの下端部には、複数のローラ 51 d (lつのみ図示）が取り付けられている。これらのローラ 51dは、ガイドレール 55内に収容されており、ガイドレーノレ 55は、床 54上に載置され、前後方向に延びている。以上の構成により、動力が外側スライダ 51に対して前後方向に作用すると、複数のローラ 51dは、ガイドレール 55 に案内されながら転動し、それにより、外側スライダ 51が前後方向に移動する。

[0142] また、内側スライダ 52は、外側スライダの側壁部 51b, 51bに沿って前後方向に延びる本体部 52aと、この本体部 52aの下端部に取り付けられた複数のローラ 52b (1つのみ図示）と、本体部 52aの上端部に設けられた永久磁石列などを備えている。この永久磁石列は、所定個数の永久磁石 52cで構成されている。これらの永久磁石 52c は、永久磁石 51cと同じ間隔で前後方向に並べられ、隣り合う 2つの永久磁石 52cの磁極が互いに異なる極性を示すように設けられて!/、る。

[0143] —方、ローラ 52bは、ガイドレール 56内に収容されており、ガイドレール 56は、床 5 4上に載置され、前後方向に延びている。以上の構成により、動力が内側スライダ 52 に対して前後方向に作用すると、複数のローラ 52bは、ガイドレール 56に案内されな力 ¾転動し、それにより、内側スライダ 52が前後方向に移動する。

[0144] なお、本実施形態では、外側および内側スライダ 51 , 52の一方が第 1、第 3および第 7可動部材に相当し、他方が第 2、第 5および第 8可動部材に相当する。また、左右の永久磁石 51cおよび永久磁石 52cの一方が第 1および第 3磁極に相当し、他方が第 2および第 5磁極に相当する。

[0145] 一方、中間スライダ 53は、前後方向に延びる平らな天壁部 53aと、その両端から下方に延びる左右の側壁部 53b, 53bなどを備えている。各側壁部 53bの下端部には、複数のローラ 53c (1つのみ図示）が取り付けられており、これらのローラ 53cは、ガイドレール 57内に収容されている。このガイドレール 57は、床 54上に載置され、前後方向に延びている。以上の構成により、動力が中間スライダ 53に対して前後方向に作用すると、複数のローラ 53cは、ガイドレール 57に案内されながら転動し、それにより、中間スライダ 53が前後方向に移動する。

[0146] また、左側壁部の中央部には、左軟磁性体列が前後方向に延びるように設けられている。この左軟磁性体列は、所定個数の左軟磁性体 53dで構成されており、これらの左軟磁性体 53dは、図 26に示すように、永久磁石 51 , 52cと同じ間隔で前後方向に配置されている。さらに、右側壁部の中央部には、右軟磁性体列が前後方向に延びるように設けられている。この右軟磁性体列は、所定個数の右軟磁性体 53eで構成されており、これらの右軟磁性体 53eは、永久磁石 51 , 52cと同じ間隔に並べられ、左軟磁性体 53dに対して半ピッチ分、前後方向にずれた状態で配置されている。

[0147] なお、本実施形態では、中間スライダ 53が第 5、第 6および第 9可動部材に相当し、左右の軟磁性体 53d, 53eの一方が第 1軟磁性体に相当し、他方が第 2軟磁性体に相当する。

[0148] また、この磁気式動力伝達装置 1Hでは、外側スライダ 51、内側スライダ 52および中間スライダ 53のうちのいずれかに動力が伝達される場合、その動力が伝達される側のスライダにおける、左右の永久磁石 51c, 51c、左右の軟磁性体 53d, 53eまたは永久磁石 52cの!/、ずれかの個数は、それ以外のものよりも少な!/、値に設定されている。 [0149] 第 6実施形態の磁気式動力伝達装置 1Hは、以上のように構成されており、図 26と前述した図 3を比較すると明らかなように、永久磁石 51c、左軟磁性体 53d、永久磁石 52c、右軟磁性体 53eおよび永久磁石 51cは、前述した永久磁石 l lc、左軟磁性体 13d、永久磁石 12c、右軟磁性体 13eおよび永久磁石 11cと同等の相対的な位置関係で配置されて!/、ること力 S判る。

[0150] したがって、この磁気式動力伝達装置 1Hでは、永久磁石 51c、左軟磁性体 53d、永久磁石 52c、右軟磁性体 53eおよび永久磁石 51cの間に生じる磁力線によって、前後方向に作用する動力を 3つのスライダ 5；!〜 53の間で伝達することができる。例えば、外側スライダ 51を固定し、動力を内側スライダ 52に入力した場合には、中間スライダ 53を、内側スライダ 52の半分の速度で同じ方向に駆動することができるとともに、内側スライダ 52の入力値の 2倍の動力を、中間スライダ 53に伝達することができ

[0151] 以上のように、第 6実施形態の磁気式動力伝達装置 1Hによれば、 3つのスライダ 5 ；!〜 53のいずれか 1つに入力された動力を、磁力を介してそれ以外の 2つのスライダの双方または一方に直線的に作用する動力として伝達することができる。その際、動力が伝達される側のスライダにおける、左右の永久磁石 51c, 51c,左右の軟磁性体 53d, 53eまたは永久磁石 52cのいずれかをすベて用いながら、磁気回路が構成されるので、磁路面積を効率的に確保できる。それにより、磁力を介して動力伝達を行う場合の利点を維持しながら、一部の磁極のみを用いて磁路を構成する従来の磁気式動力伝達装置と比べて、動力の伝達効率および伝達能力を向上させることができ

[0152] これに加えて、左右の永久磁石列を備えた外側スライダ 51、永久磁石列を備えた内側スライダ 52、左右の軟磁性体列を備えた中間スライダ 53という比較的、シンプルな構成によって、磁気式動力伝達装置 1Hを実現することができる。

[0153] なお、以上の各実施形態の磁気式動力伝達装置はいずれも、磁極として永久磁石を用いた例である力本願発明の磁気式動力伝達装置はこれに限らず、磁極として電磁石を用いてもよい。

産業上の利用の可能性以上のように、本発明にかかる磁気式動力伝達装置は、磁力を介して動力伝達を行う場合の利点を維持しながら、動力の伝達効率および伝達能力を向上させる上で有用であるとともに、製造コストを削減する上でも有用である。

Claims

請求の範囲

互いにほぼ等間隔で所定方向に並んだ複数の第 1磁極で構成されかつ隣り合う各 2つの当該第 1磁極が異なる極性を示す第 1磁極列を有し、当該所定方向に沿って移動自在の第 1可動部材と、

互いにほぼ等間隔で前記所定方向に並んだ複数の第 2磁極で構成されかつ隣り合う各 2つの当該第 2磁極が異なる極性を示すとともに前記第 1磁極列に対向するように配置された第 2磁極列を有し、前記所定方向に沿って前記第 1可動部材に対して相対的に移動自在の第 2可動部材と、

互いにほぼ等間隔で前記所定方向に並んだ複数の第 3磁極で構成されかつ隣り合う各 2つの当該第 3磁極が異なる極性を示す第 3磁極列を有し、前記第 1可動部材に対して相対的に連動することにより、前記所定方向に沿って移動する第 3可動部材と、

互いにほぼ等間隔で前記所定方向に並んだ複数の第 4磁極で構成されかつ隣り合う各 2つの当該第 4磁極が異なる極性を示すとともに前記第 3磁極列に対向するように配置された第 4磁極列を有し、前記第 2可動部材に対して相対的に連動することにより前記所定方向に沿って移動する第 4可動部材と、

互いにほぼ等間隔で前記所定方向に並んだ複数の第 1軟磁性体で構成されかつ前記第 1磁極列と前記第 2磁極列の間に配置された第 1軟磁性体列を有し、前記所定方向に沿って前記第 1可動部材および前記第 2可動部材に対して相対的に移動自在に設けられた第 5可動部材と、

互いにほぼ等間隔で前記所定方向に並んだ複数の第 2軟磁性体で構成されかつ前記第 3磁極列と前記第 4磁極列の間に配置された第 2軟磁性体列を有し、前記第 5可動部材に対して相対的に連動することにより前記所定方向に沿って移動する第 6 可動部材と、

を備え、

前記各第 1磁極および前記各第 2磁極が互いに対向する第 1対向位置にあるときには、前記各第 3磁極および前記各第 4磁極が互いに対向する第 2対向位置に位置し、前記第 1対向位置に位置する前記各第 1磁極および前記各第 2磁極が互いに異なる極性のときには、前記第 2対向位置に位置する前記各第 3磁極および前記各第 4磁極が互いに同一極性を示し、前記第 1対向位置に位置する前記各第 1磁極および前記各第 2磁極が互いに同一極性のときには、前記第 2対向位置に位置する前記各第 3磁極および前記各第 4磁極が互いに異なる極性を示し、

前記各第 1磁極および前記各第 2磁極が前記第 1対向位置にある場合において、前記各第 1軟磁性体が前記第 1磁極および前記第 2磁極の間に位置するときには、前記各第 2軟磁性体が前記所定方向に隣り合う 2組の前記第 3磁極および前記第 4 磁極の間に位置するとともに、前記各第 2軟磁性体が前記第 3磁極および前記第 4 磁極の間に位置するときには、前記各第 1軟磁性体が前記所定方向に隣り合う 2組の前記第 1磁極および前記第 2磁極の間に位置するように構成されていることを特徴とする磁気式動力伝達装置。

[2] 前記第 1可動部材および前記第 3可動部材は一体の第 7可動部材として構成され、前記第 2可動部材および前記第 4可動部材は一体の第 8可動部材として構成され、前記第 5可動部材および前記第 6可動部材は一体の第 9可動部材として構成されて!/、ることを特徴とする請求項 1に記載の磁気式動力伝達装置。

[3] 前記第 7〜第 9可動部材は、互いに相対的に摺動可能な 3つのスライダでそれぞれ構成されていることを特徴とする請求項 2に記載の磁気式動力伝達装置。

[4] 前記第 7〜第 9可動部材は、互いに相対的に回転可能な同心の 3つのロータでそれぞれ構成され、前記複数の第 1〜第 4磁極および前記複数の第 1〜第 2軟磁性体は互いに同数に設定されていることを特徴とする請求項 2に記載の磁気式動力伝達装置。

[5] 前記第 7〜第 9可動部材の 1つが移動不能に構成されていることを特徴とする請求項 2な!/、し 4の!/、ずれかに記載の磁気式動力伝達装置。

[6] 前記第 7〜第 9可動部材間に作用する磁力を変更する磁力変更装置をさらに備えることを特徴とする請求項 2な!/、し 5の!/、ずれかに記載の磁気式動力伝達装置。