(57)【要約】【課題】ブッシュの押し込みによりシフターを歯車に係合する際に、その係合を維持してシフターが歯車から脱落することを防止するとともに、ブッシュとシフターとが面接触する際の発熱及び摩耗を抑制することができる速度切換減速機を提供する。【解決手段】本発明の速度切換減速機１は、２つ以上の歯車７，８を備えた出力軸６と、その歯車７，８の内一つの歯車を出力軸６に連結して入力軸３の回転駆動力を出力軸６に伝達可能とするシフター１５とを備え、シフター１５は、出力軸６に外嵌する円環状の部材であり、一つの歯車側へ押圧されて係合し、その歯車を出力軸６に連結する構成であり、シフター１５には径方向外側に開放状の環状溝１５ｆが外周面一周して形成され、環状溝１５ｆの内部にはシフター１５を一つの歯車側へ押圧して移動させるブッシュ１７が周方向に複数備えられ、複数のブッシュ１７は支持体１６に対して個別に揺動自在に支持されている。【選択図】図１
2018145995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力軸と、前記出力軸に対して回転自在に嵌り込んでいる２つ以上の歯車と、前記出力軸の軸心方向に移動して、前記２つ以上の歯車の内いずれか一つの歯車を出力軸に連結することで、入力軸の回転駆動力を前記出力軸に伝達可能とするシフターとを備える速度切換減速機において、
前記シフターは、前記出力軸に外嵌する円環状の部材であって、前記一つの歯車側へ押圧されることで前記一つの歯車側に係合して、前記一つの歯車を出力軸に連結するように構成されており、
前記シフターには、径方向外側に向かって開放状とされた環状溝が、外周面を周回するように形成されていて、前記環状溝の内部には、前記シフターを前記一つの歯車側へ押圧して移動させるブッシュが周方向に複数備えられていて、
前記複数のブッシュのそれぞれは、支持体に対して個別に揺動自在に支持されている
ことを特徴とする速度切換減速機。
【請求項２】
前記ブッシュのそれぞれは、球面滑り軸受又は自動調芯軸受を介して、前記支持体に支持されている
ことを特徴とする請求項１に記載の速度切換減速機。
【請求項３】
前記出力軸の周方向に沿った長尺の部材で形成されている第１の支持体を有し、前記第１の支持体の一方端と他方端のそれぞれに、前記ブッシュが支持されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の速度切換減速機。
【請求項４】
前記第１の支持体の長手方向中央部が、第２の支持体により揺動自在に支持されている
ことを特徴とする請求項３に記載の速度切換減速機。
【請求項５】
前記ブッシュのそれぞれに潤滑剤供給部が設けられていて、
前記潤滑剤供給部は、前記ブッシュの側壁面であって、前記シフターに対して押圧する押圧面と、前記環状溝内の側壁面であって、前記押圧面に対向する位置に設けられる対向面と、の間に潤滑剤を供給する構成とされている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の速度切換減速機。
【請求項６】
前記シフターの回転方向に沿う方向において、前記ブッシュの上流側に前記潤滑剤供給部が配備されていることを特徴とする請求項５に記載の速度切換減速機。
【請求項７】
前記押圧面の角部には、Ｒ加工が施されていることを特徴とする請求項５に記載の速度切換減速機。
【請求項８】
前記対向面と前記押圧面のうち、いずれか一方は鉄鋼材料で形成され、他方は非鉄金属で形成されていることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の速度切換減速機。
【請求項９】
前記潤滑剤供給部から潤滑剤が供給された潤滑状態において、前記押圧面と前記対向面との最小間隙をXとした際に、前記押圧面における面粗度と、前記対向面における面粗度のそれぞれが、算術平均粗さでX/8以下とする
ことを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の速度切換減速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動回転軸の回転駆動力を、二種類以上の回転数に切り換えて、従動回転軸へと伝達する速度切換減速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータなどの動力装置で駆動される駆動回転軸（入力軸）の回転動力を、従動回転軸（出力軸）に伝える手段としては、例えば、特許文献１に開示されているような歯車（ギア）機構を備え、回転速度を切り換えて出力軸に伝える二速切換減速機がある。
特許文献１に開示の技術は、混練押出機、連続混練機、圧延機などの減速機として用いられるものである。なお以下に示す、背景技術、発明が解決しようとする課題における符号、図の番号は、特許文献１における符号である。
【０００３】
具体的には、特許文献１の段落［０００２］〜［０００８］などによれば、混練押出機や連続混練機は、駆動用電動モータの回転を減速機によって減速してトルクを高め、そのロータ或いはスクリュ軸を回転させて樹脂やゴムなどを混練する装置である。この混練押出機や連続混練機は、混練物の処理量の調整が必要であり、その調整にはロータやスクリュ軸の回転速度を可変とすることで対応していた。また、圧延機においても、多品種の圧延製品を製造するためには、その圧延速度を切換えることで対応していた。
【０００４】
例えば、混練押出機や連続混練機において、ロータやスクリュ軸の回転速度を調整するためには、可変速の駆動装置が必要になるが、駆動装置を構成する電動モータの一次周波数制御による可変速運転を行うことはコスト面で不利になるため、大型機の場合には、入力軸の回転速度を一定とし、クラッチなどの回転速度切換装置により出力軸の回転速度を低速と高速の二通りの回転速度に切り換える二速切換減速装置が用いられることが多い。また、圧延機においても、同様に二速切換減速装置が用いられることが多い。
【０００５】
特許文献１の図１１には、従来から混練押出機、連続混練機、圧延機などの減速機として用いられている二速切換減速装置が示されている。この二速切換減速装置は、低速用小歯車２と高速用小歯車３が、所定の間隔を隔てて外周に固定された、駆動用電動モータ（図示せず）により回転駆動する入力軸１と、低速用小歯車２に噛み合う低速用大歯車５と、高速用小歯車３に噛み合う高速用大歯車６が、所定の間隔を隔てて外周に空転自在に装着された出力軸４と、低速用大歯車５と高速用大歯車６のうちの一方を、出力軸４の外周に固定させ、出力軸４を低速或いは高速の二通りの回転速度に切換えて回転させる回転速度切換装置７とを有して構成されている。
【０００６】
この回転速度切換装置７は、出力軸４の軸方向中央部に形成された所定長さの外歯スプライン４ａと、その外歯スプライン４ａに外嵌された、低速用大歯車５と高速用大歯車６の間に位置するシフター８と、そのシフター８の中間部外周に形成された環状の溝内に設けられ、シフター８を低速用大歯車５側或いは高速用大歯車６側に移動させることでシフター８を、低速用大歯車５或いは高速用大歯車６に連結させる、揺動自在なクラッチ１６に支持されたカムフォロア１８とで構成されている。
【０００７】
特許文献１の図１１、すなわち、特許文献１における従来技術は、シフター８を、低速用大歯車５、高速用大歯車６のいずれにも連結させていないニュートラルの状態を示すが、両方向矢印で示すいずれかの方向に、図示しない切換レバーを操作してクラッチ１６を手動で動かすことでシフター８を低速用大歯車５側或いは高速用大歯車６側に移動させる。この状態で、出力軸４の外歯スプライン４ａに外嵌されたシフター８と、低速用大歯車５或いは高速用大歯車６が連結される。
【０００８】
駆動用電動モータ（図示せず）により回転駆動する入力軸１の回転は、低速用小歯車２を介して低速用大歯車５に、高速用小歯車３を介して高速用大歯車６に夫々伝達されるが、低速用大歯車５と高速用大歯車６のうち一方がシフター８を介して出力軸４と連結されるので、出力軸４は、低速用大歯車５と連結されている場合は低速で、高速用大歯車６と連結されている場合は高速で回転する。すなわち、出力軸４の回転速度を低速と高速の二通りの回転速度に切換えることができる。
【０００９】
しかしながら、シフター８は、低速用大歯車５或いは高速用大歯車６と連結する際に、クラッチ１６で支持されたカムフォロア１８により点乃至線で押圧されるため、その押圧は十分ではなく、特に二速切換減速装置が大型の場合は切換操作がうまくできないおそれがあり、また、減速装置の大型化、伝達動力の増加に伴い、カムフォロア１８の許容回転数や負荷容量、寿命が課題となっている。
【００１０】
そこで、特許文献１においては、たとえ二速切換減速装置が大型であっても、出力軸４の回転速度を低速と高速の二通りの回転速度に切換えることが確実にでき、また、部品の許容回転数や負荷容量、寿命等の影響を殆ど受けることがない二速切換減速装置を提供することとしている（同文献の段落［００１１］参照）。
すなわち、特許文献１では、上記実情（特許文献１における従来技術の問題点）に鑑み、従来カムフォロア１８により点接触乃至は線接触で押圧されていたものを、面接触で押圧することで、確実にシフター８を移動させて、低速用大歯車５、或いは、高速用大歯車６と連結させる構成とされている。
【００１１】
このような構成とすることで、出力軸４の回転速度を、低速と高速の二通りの回転速度に確実に切り換えることができるようになる。更には、面対面（面接触）で押圧するため、許容負荷容量を大きくすることができる。また、各部品の許容回転数や寿命等の影響を受けるようなこともないため、寿命が長くなると考えられる。
従って、上記の課題を解決せんとして特許文献１が採用した手段は、特許文献１の図１１に示すカムフォロア１８（従来）を、特許文献１の図１に示すように、板状のブッシュ９に代替したものである。つまり、ブッシュ９の形状を、側面視で、単一の円弧形状(図２参照)、乃至は、上下に離れて設けられた複数の略半円弧形状(図１０参照)、乃至は、完全な円環形状(図９参照）とし、ブッシュ９のシフター８側両方向に押圧面９ａを設け、その押圧面９ａに対峙するシフター８の対向面８ａとし、押圧面９ａにより対向面８ａを押圧して、シフター８を低速用大歯車５又は高速用大歯車６のいずれかの方向へ確実に移動させて連結させることで、出力軸４の回転速度の切り換えを行う構成としている。なお、特許文献１の図２,図１０,図９は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１１−１３７４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
近年では、混練機などが大型化されてきており、それに備え付けられる二速切換減速機においてもさらなる大型化がなされていて、それにより伝達動力が増加するといった装置に対する負荷が大きくなってきている。
それに伴い、特許文献１においては、ブッシュ９の押圧面９ａとシフター８の対向面８ａとの面接触で、シフター８を押圧する際におけるブッシュ９の許容負荷容量を、増加させる必要がある。そのためには、対向面８ａに対して押圧力を負荷する、ブッシュ９の押圧面９ａの面積を広くすることが考えられる。
【００１４】
しかしながら、押圧面９ａの面積を広くするため、シフター８の半径方向にブッシュ９を大型化する、すなわち側面視でブッシュ９の径方向外側の厚みを厚くすると、二速切換減速機が大型化してしまい、省スペース化に反し且つ製造コストの増大を招いてしまう。
一方で、単一のブッシュ９をシフター８の周方向に大型化する（シフター８を周方向で囲うようにする）、例えばブッシュ９を側面視で略半円弧形状とする、又は、完全な円環形状とすると、ブッシュ９のシフター８の半径方向長さに対してシフター８の周方向長さが長いものとなり、対向面８ａと押圧面９ａを隔てる潤滑油膜が形成されにくく、シフター８の回転に伴い、ブッシュ９が異常に発熱、摩耗し、二速切換減速機の運転が非常に困難となる虞がある。
【００１５】
また、伝達動力が増加すると、連結されている低速用大歯車５又は高速用大歯車６からシフター８が離れようとする荷重が大きくなり、ブッシュ９の負荷容量を荷重が上回ると異常摩耗を引き起こして最悪の場合シフター８が連結されている低速用大歯車５又は高速用大歯車６から脱落する虞がある。
そこで、本発明は、上述した様々な問題を鑑みてなされたものであり、ブッシュがシフターを押し込んでシフターを歯車に係合する際に、その係合を維持してシフターが歯車から脱落することを防止するとともに、ブッシュとシフターとが面接触する際の発熱及び摩耗を抑制することができる速度切換減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】
【００１６】
上述の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明にかかる速度切換減速機は、出力軸と、前記出力軸に対して回転自在に嵌り込んでいる２つ以上の歯車と、前記出力軸の軸心方向に移動して、前記２つ以上の歯車の内いずれか一つの歯車を出力軸に連結することで、入力軸の回転駆動力を前記出力軸に伝達可能とするシフターとを備える速度切換減速機において、前記シフターは、前記出力軸に外嵌する円環状の部材であって、前記一つの歯車側へ押圧されることで前記一つの歯車側に係合して、前記一つの歯車を出力軸に連結するように構成されており、前記シフターには、径方向外側に向かって開放状とされた環状溝が、外周面を周回するように形成されていて、前記環状溝の内部には、前記シフターを前記一つの歯車側へ押圧して移動させるブッシュが周方向に複数備えられていて、前記複数のブッシュのそれぞれは、支持体に対して個別に揺動自在に支持されていることを特徴とする。
【００１７】
好ましくは、前記ブッシュのそれぞれは、球面滑り軸受又は自動調芯軸受を介して、前記支持体に支持されているとよい。
好ましくは、前記出力軸の周方向に沿った長尺の部材で形成されている第１の支持体を有し、前記第１の支持体の一方端と他方端のそれぞれに、前記ブッシュが支持されているとよい。
【００１８】
好ましくは、前記第１の支持体の長手方向中央部が、第２の支持体により揺動自在に支持されているとよい。
好ましくは、前記ブッシュのそれぞれに潤滑剤供給部が設けられていて、前記潤滑剤供給部は、前記ブッシュの側壁面であって、前記シフターに対して押圧する押圧面と、前記環状溝内の側壁面であって、前記押圧面に対向する位置に設けられる対向面と、の間に潤滑剤を供給する構成とされているとよい。
【００１９】
好ましくは、前記シフターの回転方向に沿う方向において、前記ブッシュの上流側に前記潤滑剤供給部が配備されているとよい。
好ましくは、前記押圧面の角部には、Ｒ加工が施されているとよい。
好ましくは、前記対向面と前記押圧面のうち、いずれか一方は鉄鋼材料で形成され、他方は非鉄金属で形成されているとよい。
【００２０】
好ましくは、前記潤滑剤供給部から潤滑剤が供給された潤滑状態において、前記押圧面と前記対向面との最小間隙をXとした際に、前記押圧面における面粗度と、前記対向面における面粗度のそれぞれが、算術平均粗さでX/8以下とするとよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ブッシュがシフターを押し込んでシフターを歯車に係合する際に、その係合を維持してシフターが歯車から脱落することを防止するとともに、ブッシュとシフターとが面接触する際の発熱及び摩耗を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の速度切換減速機の概略を模式的に示した、上方視の断面図である。
【図２】本発明の速度切換減速機を概略を模式的に示した図であり、図１のＡ−Ａ線を断面した図である。
【図３Ａ】本発明の速度切換減速機において、シフターを低速用大歯車側へ移動させて切り換えた場合の概略を模式的に示した図であり、図２のＢ−Ｂ線を断面した図である。
【図３Ｂ】本発明の速度切換減速機において、シフターを高速用大歯車側へ移動させて切り換えた場合の概略を模式的に示した図であり、図２のＢ−Ｂ線を断面した図である。
【図４】本発明の速度切換減速機に備えられたブッシュと潤滑剤供給部の部分を拡大した図である。
【図５Ａ】本発明の二速切換減速機に用いられるブッシュの一例を示した平面図である。
【図５Ｂ】本発明の二速切換減速機に用いられるブッシュの一例を示した正面図である。
【図５Ｃ】本発明の二速切換減速機に用いられるブッシュの一例を示した右側面図である。
【図６Ａ】本発明の二速切換減速機に用いられるブッシュの異なる例を示した平面図である。
【図６Ｂ】本発明の二速切換減速機に用いられるブッシュの異なる例を示した正面図である。
【図６Ｃ】本発明の二速切換減速機に用いられるブッシュの異なる例を示した右側面図である。
【図７】ブッシュの押圧面とシフターの対向面を拡大した図であり、図２のＣ-Ｃ線を断面した図である。
【図８Ａ】複数のブッシュを支持する支持体の変形例を模式的に示した図である。
【図８Ｂ】複数のブッシュを支持する支持体の変形例を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明にかかる速度切換減速機１の実施の形態を、図面に基づき説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明を具体化した一例であって、その具体例をもって本発明の構成を限定するものではない。
本発明は、出力軸６と、出力軸６に対して回転自在に嵌り込んでいる２つ以上の歯車７，８と、出力軸６の軸心方向に移動して、２つ以上の歯車７，８の内いずれか一つの歯車を出力軸６に連結することで、入力軸３の回転駆動力を出力軸６に伝達可能とするシフター１５とを備えている速度切換減速機１を対象としている。
【００２４】
本実施形態においては、二種類以上の回転数に切り換えて、入力軸３からの回転駆動力を出力軸６へと伝達する、上記したような速度切換減速機１のうち、二速切換減速機を例に挙げて説明する。
まず、二速切換減速機１の基本的な装置構成について、図面を参照しながら説明する。
以下の説明においては、図１の紙面上下方向を二速切換減速機１の右左方向（幅方向）とし、紙面左右方向を二速切換減速機１の前後方向とし、紙面貫通方向を二速切換減速機１の上下方向とする。また、図１の紙面上側を二速切換減速機１の入力軸３側とし、図１の紙面下側を二速切換減速機１の出力軸６側とする。
【００２５】
なお、本実施形態の二速切換減速機１においては、図１の紙面右上側から回転駆動力が入力され、図１の紙面左下側へ出力されるものをイメージしている。すなわち、図示はしないが、図１の紙面右側の上流に配備された駆動源（図示せず）から、回転駆動力が入力軸３を介して入力され、二速切換減速機１で所定の速度に減速された後、出力軸６から図１の紙面左側の下流に配備された駆動対象に出力されるものをイメージしている。また、図面については、本発明の装置構成を解りやすくするため、一部省略して描いている。
【００２６】
本発明の二速切換減速機１は、様々な動力装置に配備可能な機器である。
図１〜図３Ｂに示すように、二速切換減速機１は、入力軸３側に配備された低速用小歯車４と、出力軸６側に配備された低速用大歯車７とが常に噛み合い、且つ入力軸３側に配備された高速用小歯車５と、出力軸６側に配備された高速用大歯車８とが常に噛み合った常時噛み合い式の減速機である。その上で、二速切換減速機１は、出力軸６側であって、低速用大歯車７と高速用大歯車８との間に配備されたシフター１５によって、出力軸６の低速回転と高速回転とが切換可能となっている。
【００２７】
すなわち、二速切換減速機１は、動力源からの回転駆動力を、入力軸３を介してハウジング２内に入力し、二つの大歯車７，８のうち、いずれか一方の大歯車（低速回転用の大歯車７又は高速回転用の大歯車８）に、シフター１５を移動させて連結することで切り換えて、所定の速度に減速して出力軸６へと伝達し、出力軸６から外部へ出力する機器である。
【００２８】
この二速切換減速機１は、入力軸３と出力軸６が箱状のハウジング２を貫通し、且つ入力軸３に配備されている小歯車４，５や、出力軸６に配備されている大歯車７，８、シフター１５などがそのハウジング２内に格納された構成である。
入力軸３は、動力源からの回転駆動力（トルク）に対応できるように、所定の外径とされ、鋼材などで形成された長尺の棒材であり、軸心が水平方向で前後方向を向くように配備されている。この入力軸３は、ハウジング２に取り付けられている軸受２１により、回転自在に支持されている。
【００２９】
図１に示すように、本実施形態においては、入力軸３の一端側（図１の紙面右上側）が、ハウジング２から後方に突設しており、外部（上流）に配備されている駆動用電動モータなどの駆動源に接続されている。入力軸３は、駆動源により回転し、その回転駆動力をハウジング２内に入力する。また、入力軸３の外周面には、低速用小歯車４と高速用小歯車５とが所定の間隔を開けて取り付けられている。
【００３０】
低速用小歯車（後側小ギア）４は、円盤状の部材であって、外周面に所定の歯数とされた歯が形成されている。また、低速用小歯車４の軸心方向中央には、入力軸３が貫通する孔が形成されている。本実施形態においては、低速用小歯車４の前側に、高速用小歯車５（前側小ギア）配備されている。
高速用小歯車（前側小ギア）５は、円盤状の部材であって、外径が低速用小歯車４より大径のものであり、外周面に形成される歯の歯数が異なっている。また、高速用小歯車５の軸心方向中央には、入力軸３が貫通する孔が形成されている。これら低速用小歯車４及び高速用小歯車５の軸心と、入力軸３の軸心とは、一致している。
【００３１】
その低速用小歯車４と高速用小歯車５は、貫通孔により入力軸３に外嵌しているので、入力軸３と供回りするようになっている。
出力軸６は、入力軸３とほぼ同様な形状、材質とされた長尺の棒材であり、軸心が水平方向で前後方向を向くように配備されている。この出力軸６は、ハウジング２に取り付けられている軸受２１により、回転自在で且つ入力軸３と平行する状態で支持されている。すなわち、出力軸６は、軸心が入力軸３の軸心と平行となり、且つ入力軸３の左側に所定の間隔を空けて配備されている。
【００３２】
本実施形態においては、出力軸６の一端側（図１の紙面左下側）、つまり入力軸３とは反対側の端部が、ハウジング２から前方に突設しており、外部（下流）に配備された駆動対象に接続されている。出力軸６は、減速された回転駆動力を外部の駆動対象にへ出力する。
なお、出力軸６は、入力軸３が突設する方向と同じ方向に突設されていても構わない。例えば、入力軸３が前方に突設されているのであれば、同様に、出力軸６も前方に突設されていても構わない。
【００３３】
この出力軸６の外周面には、低速用大歯車７と高速用大歯車８とが所定の間隔を開けて配備されている。本実施形態においては、低速用大歯車７の前側に、高速用大歯車８が配備されている。
また、これら出力軸６側の低速用大歯車７と、高速用大歯車８の間であって、出力軸６の外周面には、外歯スプライン６ａが形成されている。
【００３４】
この外歯スプライン６ａが形成される位置（外歯の前後方向の長さ）は、出力軸６に取り付けられている低速用大歯車７と高速用大歯車８の間である。詳しくは、外歯スプライン６ａの前後方向の両端部は、低速用大歯車７に設けられている円環状の突設部材７ａの内部と、高速用大歯車８に設けられている円環状の突設部材８ａの内部との両方に達している。
【００３５】
このように、出力軸６に形成された外歯スプライン６ａは、その出力軸６の外周面側を囲うように配備されるシフター１５に形成されている内歯スプライン１５ａと歯合する。
出力軸６側の低速用大歯車７は、入力軸３側の低速用小歯車４の外周面に形成されている歯と互いに噛み合う状態となるように、低速用小歯車４と対面する配備位置とされている。また同様に、出力軸６側の高速用大歯車８は、入力軸３側の高速用小歯車５の外周面に形成されている歯と互いに噛み合う状態となるように、高速用小歯車５と対面する配備位置とされている。
【００３６】
すなわち、出力軸６側の低速用大歯車７と高速用大歯車８は、入力軸３側の低速用小歯車４と高速用小歯車５と、前後方向において同じ間隔で配備されている。
このように、出力軸６側の低速用大歯車７と高速用大歯車８は、出力軸６の外周面に、この出力軸６の軸心方向（図１中の一点鎖線）に列び且つ離れて、軸受９を介して回動自在に、それぞれ取り付けられている。
【００３７】
低速用大歯車（後側大ギア）７は、円盤状の部材であって、外周面に所定の歯数とされた歯が形成されている。この低速用大歯車７の幅は、入力軸３側の低速用小歯車４と同じ幅とされている。また、低速用大歯車７の軸心方向中央には、出力軸６が貫通する孔が形成されている。この貫通孔には、軸受９が嵌め込まれている。この軸受９は、アウターレースが低速用大歯車７の内孔（貫通孔）に内嵌し、インナーレースは出力軸６に外嵌している。すなわち、低速用大歯車７は、出力軸６に対して、軸受９を介して回動自在に取り付けられている。
【００３８】
低速用大歯車７の前方（高速用大歯車８側）を向く側壁面には、出力軸６の軸心回りを周回するような円環状の突設部材（後側突設部材７ａ）が設けられている。この後側突設部材７ａであって、出力軸６を囲む側壁面（内周面）には、内歯スプライン７ｂが周回するように形成されている。
一方で、高速用大歯車（前側大ギア）８は、円盤状の部材であって、外径が低速用大歯車７より小径のものであり、外周面に形成される歯の歯数が異なっている。この高速用大歯車８の幅は、入力軸３側の高速用小歯車５と同じ幅とされている。高速用大歯車８及び低速用大歯車７の軸心と、出力軸６の軸心は、一致している。また、高速用大歯車８の軸心方向中央には、出力軸６が貫通する孔が形成されている。この貫通孔には、軸受９が嵌め込まれている。
【００３９】
この軸受９は、アウターレースが高速用大歯車８の内孔に内嵌し、インナーレースは出力軸６に外嵌している。すなわち、高速用大歯車８は、出力軸６に対して、軸受９を介して回動自在に取り付けられている。
高速用大歯車８の後方（低速用大歯車７側）を向く側壁面には、出力軸６の軸心回りを周回するような円環状の突設部材（前側突設部材８ａ）が設けられている。
【００４０】
前側突設部材８ａであって、出力軸６を囲む側壁面（内周面）には、低速用大歯車７に形成されている内歯スプライン７ｂと同ピッチ径の内歯スプライン８ｂが、周回するように形成されている。つまり、後側突設部材７ａの内径と、前側突設部材８ａの内径は、同じ径である。
これら後側突設部材７ａと、前側突設部材８ａは、互いに対向するように設けられていて、略同一の円環形状である。
【００４１】
なお、入力軸３に取り付けられている低速用小歯車４と高速用小歯車５との間隔、及び、出力軸６に取り付けらている低速用大歯車７と高速用大歯車８との間隔については、略同一の間隔であることが望ましい。すなわち、少なくとも、低速用の小歯車４と大歯車７、及び、高速用の小歯車５と大歯車８のそれぞれが、噛み合いできるような間隔である必要がある。
【００４２】
また、入力軸３に取り付けられている歯車を小歯車４，５とし、出力軸６に取り付けられている歯車を大歯車７，８として装置構成を説明したが、この装置構成については、入力軸３から入力される回転速度を減速させて高いトルクに上げて、出力軸６より出力する必要があるためである。
すなわち、入力軸３側の歯車の外径が、その入力軸３の歯車と噛み合うように、出力軸６に取り付けられている歯車の外径より小さい。その二つの歯車を比較して、入力軸３側の歯車を小歯車４，５とし、出力軸６側の歯車を大歯車７，８として、本実施形態を説明している。
【００４３】
また、入力軸３の低速用小歯車４と高速用小歯車５とを比較すると、低速用小歯車４の外径の方が高速用小歯車５の外径より小さい。一方で、出力軸６の低速用大歯車７と高速用大歯車８とを比較すると、低速用大歯車７の外径の方が高速用大歯車８の外径より大きい。
さて、図１〜図３Ｂに示すように、出力軸６の回転速度を切り換える速度切換手段１０は、低速用大歯車７と高速用大歯車８の間を移動して、いずれか一方の大歯車７，８と出力軸６とを連結するシフター１５と、シフター１５を押圧していずれか一方の大歯車７，８へ移動させるブッシュ１７と、そのブッシュ１７を介して、出力軸６上のシフター１５を軸心方向に動かすクラッチ１１と、を有している。
【００４４】
すなわち、速度切換手段１０は、シフター１５が低速用大歯車７乃至は高速用大歯車８のいずれか一方に移動して連結されることにより、回転駆動力の伝達経路を、低速用大歯車７乃至は高速用大歯車８のいずれかに切り換えて、出力軸６の回転速度を変更する手段である。
図２に示すように、クラッチ１１は、出力軸６の側方に配備され、ブッシュ１７を支持する支持体１６（詳細は後述）を支持するアーム部材１２と、出力軸６の下方に配備され、アーム部材１２を支持する本体部１３と、本体部１３を出力軸６の軸心方向に移動させるレバー部材１４（クラッチレバー）と、を有している。
【００４５】
アーム部材１２は、上方へ突出するように配備されている棒状の部材であり、上端部に支持体１６が取り付けられている。このアーム部材１２は、出力軸６を挟んで対向する位置に、左右一対配備されている。
本体部１３は、左右方向を向くように、出力軸６の下方に配備され、アーム部材１２を下方から支持する棒状の部材である。本体部１３は、一方端がハウジング２から外部（図２においては右側）に突出していて、その先端にはクラッチレバー１４の基端が取り付けられている。
【００４６】
クラッチレバー１４は、棒材で形成されていて、本体部１３の先端側から上方に向かって立設されている。クラッチレバー１４の上端部には、球形状のグリップが形成されている。
クラッチレバー１４を後側に倒し込むと、アーム部材１２が後側に移動するようになり、ブッシュ１７がシフター１５を後側に押圧して、そのシフター１５が低速用大歯車７と係合するようになる。一方、クラッチレバー１４を前側に倒し込むと、アーム部材１２が前側に移動するようになり、ブッシュ１７がシフター１５を前側に押圧して、そのシフター１５が高速用大歯車８と係合するようになる。
【００４７】
シフター１５は、出力軸６の外周面を囲うように配備されている円環状（リング状）の部材であって、断面が径方向外側に向かって開放状とされた、略Ｕ字形状とされている。シフター１５の軸心と、出力軸６の軸心は、一致している。
このシフター１５の内周面側（出力軸６側）には、出力軸６の外周面に形成された外歯スプライン６ａに対応する、同ピッチ径の内歯スプライン１５ａが周回するように形成されている。この内歯スプライン１５ａと、出力軸６の外歯スプライン６ａが、常に噛み合っている。つまり、シフター１５の内径と出力軸６の外径とは、ほぼ同じ径である。
【００４８】
このように、シフター１５の内歯スプライン１５ａと出力軸６の外歯スプライン６ａが互いに噛み合って、シフター１５が出力軸６を外嵌しているので、シフター１５が出力軸６の外歯スプライン６ａ（軸心方向）に沿って移動可能となる。
シフター１５の軸心方向後端部には、出力軸６の径方向外側に向かって突出する後側突出部１５ｂが設けられている。また、シフター１５の軸心方向前端部には、出力軸６の径方向外側に向かって突出する前側突出部１５ｄが設けられている。つまり、後側突出部１５ｂと、前側突出部１５ｄが、シフター１５の前後方向に一対設けられている。
【００４９】
後側突出部１５ｂは、低速用大歯車７に移動したとき、後側突設部材７ａに外嵌される。前側突出部１５ｄは、高速用大歯車８に移動したとき、前側突設部材８ａに外嵌される。これら各突出部１５ｂ，１５ｄと、各突設部材７ａ，８ａにおいては、前後方向の厚みが略同じ厚みである。
後側突出部１５ｂの頂部（シフター１５の外周面側）には、後側突設部材７ａに形成された内歯スプライン７ｂに対応する、同ピッチ径の外歯スプライン１５ｃが周回するように形成されている。後側突出部１５ｂが低速用大歯車７に移動して、後側突設部材７ａに外嵌されると、外歯スプライン１５ｃと内歯スプライン７ｂが互いに噛み合うようになる。
【００５０】
前側突出部１５ｄの頂部には、前側突設部材８ａに形成された内歯スプライン８ｂに対応する、同ピッチ径の外歯スプライン１５ｅが周回するように形成されている。前側突出部１５ｄが高速用大歯車８に移動して、前側突設部材８ａに外嵌されると、外歯スプライン１５ｅと内歯スプライン８ｂが互いに噛み合うようになる。
つまり、シフター１５の外径は、後側突設部材７ａ、前側突設部材８ａの内径とほぼ同径である。また、後側突出部１５ｂの外歯スプライン１５ｃと、前側突出部１５ｄの外歯スプライン１５ｅは、同ピッチ径とされているとよい。
【００５１】
図１〜図３Ｂに示すように、シフター１５の前後方向中央には、径方向外側に向かって開放状とされた環状溝１５ｆが、外周面を周回するように形成されている。言い換えると、後側突出部１５ｂと、前側突出部１５ｄとの間の空間、断面視で略Ｕ字形状において窪んでいる部分が、環状溝１５ｆとされている。
すなわち、環状溝１５ｆは、円環状の前側壁面１５ｈ（前側突出部１５ｄでいう後側の壁面）と、円環状の後側壁面１５ｇ（後側突出部１５ｂでいう前側の壁面）と、出力軸６回りを一周回る底面１５ｉとで構成されている。なお、環状溝１５ｆの幅及び深さについては、ブッシュ１７（詳細は後述）を配備することができる大きさとされている。
【００５２】
環状溝１５ｆを構成する前側壁面１５ｈは、ブッシュ１７の押圧方向の前側面と対向する、シフター１５の前側の対向面とされている。また、環状溝１５ｆを構成する後側壁面１５ｇは、ブッシュ１７の押圧方向の後側面と対向する、シフター１５の後側の対向面とされている。
図１〜図４に示すように、ブッシュ１７は、シフター１５を押圧して出力軸６上をスライドさせて、いずれか一つの大歯車（低速用大歯車７乃至は高速用大歯車８）側へ移動させる部材である。このブッシュ１７は、環状溝１５ｆの内部に、シフター１５の周方向に列べるように複数備えられている。これら複数のブッシュ１７のそれぞれは、支持体１６に対して個別に揺動自在に支持されている。
【００５３】
図２に示すように、支持体１６は、出力軸６の周方向に沿った長尺の部材で形成されている。この支持体１６は、出力軸６を挟んで対向する位置に、左右一対配備されている。なお、本実施形態においては、支持体１６を第１の支持体とし、クラッチ１１のアーム部材１２を第２の支持体としている。
この第１の支持体１６は、長手方向中央部において、クラッチ１１のアーム部材１２により支持されている。また、第１の支持体１６の一方端（上端部）と他方端（下端部）のそれぞれには、ブッシュ１７を個別に揺動自在に支持する支持部１６ａが設けられている。
【００５４】
図４に示すように、支持部１６ａは、例えば、シフター１５の環状溝１５ｆの底面１５ｉ側に向かって突設された部材とし、その頂部にブッシュ１７を軸受１８を介して個別に揺動自在に取り付けるようにしてもよい。
支持部１６ａとブッシュ１７の連結方法としては、ブッシュ１７を、上下方向及び水平（左右）方向に様々な方向に自由で立体的な揺動をさせることができる、例えばボールジョイントなどの球体回りに回転するような連結が好ましい。
【００５５】
なお、本実施形態においては、第１の支持体１６の長手方向の形状については、円環状のシフター１５の周方向に沿うように、湾曲形状とされているが、ブッシュ１７を上下方向において、略等間隔に配備できるものであれば、形状においては特に限定はしない。また、第１の支持体１６の長手方向中央部が、アーム部材１２により揺動自在に支持されていてもよい。この場合もブッシュ１７の取付状態と同様な構成、例えば、アーム部材１２の上端部に球体を設け、第１の支持体１６の長手方向中央部を球体回りに連結することで、第１の支持体１６を上下方向及び水平方向に様々な方向に自由に揺動させるようにしてもよい。
【００５６】
ブッシュ１７は、環状溝１５ｆの内部に、シフター１５の周方向に列べるように複数備えられていて、シフター１５の前側対向面１５ｈと、後側対向面１５ｇ間において、出力軸６上を前後方向に移動するものである。
例えば、図２において右側（紙面左側）に配備されているブッシュ１７を参照すると、上下方向にほぼ均等な間隔となるように、一つずつ個別に支持されている。また、図２において左側（紙面右側）に配備されているブッシュ１７も同様に、第１の支持体１６において、上下にほぼ均等な間隔となるように、一つずつ個別に支持されている。
【００５７】
本実施形態においては、左右それぞれのブッシュ１７は、各第１の支持体１６において上下一対支持されているとともに、出力軸６を挟んで対向する位置に、個別に配備されている。つまり、複数のブッシュ１７のそれぞれは、各第１の支持体１６の支持部１６ａにおいて、独立した状態で支持されている。
このように、ブッシュ１７をシフター１５の周方向に個別に複数配備し、その複数のブッシュ１７でシフター１５を押し込むことで、押圧力を付加する面積が大きくなり、許容負荷容量を増大させることが可能となる。
【００５８】
また、単一のブッシュを大型化するよりも、本発明のように、複数のブッシュ１７を個別に配備する方が、ブッシュ１７、一つ当たりのシフター１５の周方向長さに対するシフター１５の半径方向長さの比を大きくすることができるので、許容負荷容量を増大させることが可能となる。
図５、図６に示すように、ブッシュ１７は、略矩形状の板片で形成されていて、複数の側壁面を有している。
【００５９】
本実施形態においては、ブッシュ１７の側壁面のうち、シフター１５の前側対向面１５ｈ（環状溝１５ｆの前側壁面）に向かい合い且つ面接触して押圧する面を、ブッシュ１７の前側の押圧面１７ａとしている（前側押圧面１７ａ−前側対向面１５ｈ）。
また、ブッシュ１７の側壁面のうち、シフター１５の後側対向面１５ｇ（環状溝１５ｆの後側壁面）に向かい合い且つ面接触して押圧する面を、ブッシュ１７の後側の押圧面１７ｂとしている（後側押圧面１７ｂ−後側対向面１５ｇ）。
【００６０】
このブッシュ１７の前側押圧面１７ａと、後側押圧面１７ｂは、前後方向で互いに対向する面である。なお、これら前側押圧面１７ａと、後側押圧面１７ｂは、所定の面積を有するものである。
このブッシュ１７の押圧面１７ａ,１７ｂと、シフター１５の対向面１５ｇ,１５ｈのうち、いずれか一方の面（押圧面乃至は対向面）は、鉄鋼材料で形成され、他方の面（対向面乃至は押圧面）は非鉄金属で形成されていると好ましい。例えば、ブッシュ１７の前側押圧面１７ａと、後側押圧面１７ｂを非鉄金属で形成した場合、シフター１５の後側対向面１５ｇと、前側対向面１５ｈは鉄鋼材料で形成することが望ましい。
【００６１】
このように、ブッシュ１７の押圧面１７ａ，１７ｂ及びシフター１５の対向面１５ｇ，１５ｈのうち、一方の面（押圧面乃至は対向面）を鉄鋼材料で形成し、他方の面（対向面乃至は押圧面）を非鉄金属で形成することで、対向面１５ｇ，１５ｈと押圧面１７ａ，１７ｂとが凝着力の小さい組み合わせとなり、それぞれの面の摩耗を抑制することができる。なお、非鉄金属としては、アルミ青銅を用いることが推奨される。
【００６２】
さて、ブッシュ１７の中心には、貫通した孔が形成されていて、その貫通孔には軸受１８が配備される。
複数のブッシュ１７のそれぞれは、軸受１８を介して、支持部１６ａに取り付けられ、第１の支持体１６に対して、個別に揺動自在に支持されている。
図２、図３Ａ，Ｂに示すように、ブッシュ１７は、出力軸６の軸心に沿う方向（前後方向）に揺動するとともに、出力軸６の軸心に対して、横方向から貫く方向に交差する軸心（シフター１５の前側対向面１５ｈと、後側対向面１５ｇに平行となる方向を向く軸心）回りに揺動する。つまり、ブッシュ１７は、支持部１６ａの回りを様々な方向に自由に立体的に揺動（球体の回りを回るような揺動）するものとなっている。
【００６３】
個別に揺動自在に支持されている複数のブッシュ１７は、出力軸６の軸心に沿う方向において、振り子のように動くようになっているとよい。つまり、第１の支持体１６は、長手方向中央部を中心として、前後方向に揺動するようになっているとよい。
例えば、シフター１５が低速用大歯車７に係合されている場合において、上側のブッシュ１７の押圧が強くなった場合、支持体１６が長手方向中央部を中心として揺動し、支持体１６に指示されている上側のブッシュ１７を前側に、下側のブッシュ１７を後側に移動させる構成となっている。
【００６４】
このように、上下のブッシュ１７のいずれかの押圧面１７ａ,１７ｂの押圧が強くなった場合、支持体１６が長手方向中央部を中心として揺動することで、押圧が強いほうのブッシュ１７が対向面１５ｇ,１５ｈから遠ざかる方向に、他方のブッシュ１７が対向面１５ｇ,１５ｈに近づく方向に移動し、上下のブッシュ１７の押圧面１７ａ,１７ｂの圧力を均一にする。
【００６５】
なお、ブッシュ１７のそれぞれを第１の支持体１６に揺動自在に支持する軸受１８としては、球面滑り軸受１８ａ又は自動調芯軸受１８ｂなどが好ましい。すなわち、ブッシュ１７と第１の支持体１６を介する部材としては、様々な方向に立体的に揺動させるものであることが好ましい。
図５Ａ〜Ｃは、ブッシュ１７の一例を示す図であり、貫通孔（被支持部１７ｃ）に球面滑り軸受１８ａが内挿されているブッシュ１７を示す図である。また、図６Ａ〜Ｃは、ブッシュ１７の一例を示す図であり、貫通孔に自動調芯軸受１８ｂが内挿されているブッシュ１７を示す図である。
【００６６】
図５Ａ〜Ｃ、図６Ａ〜Ｃに示すように、球面滑り軸受１８ａ乃至は自動調芯軸受１８ｂが被支持部１７ｃに内装されているブッシュ１７を、シフター１５の前側対向面１５ｈと、後側対向面１５ｇに平行となる方向を向く軸心（出力軸６の軸心に対して横方向から貫く方向に交差する軸心）回りに対して、揺動自在に支持することで、シフター１５の回転方向入口側の隙間を、シフター１５の回転方向出口側の隙間より、大きくすることができる（図７参照）。
【００６７】
例えば、低速用大歯車７と連結されたシフター１５が回転して、後側押圧面１７ｂと後側対向面１５ｇが面接触して摺動する場合、ブッシュ１７がシフター１５の後側対向面１５ｇに対して平行な軸心回りに揺動するので、シフター１５の回転方向入口側における、ブッシュ１７の後側の押圧面１７ｂと対向面１５ｇの隙間を、シフター１５の回転方向出口側における、後側の押圧面１７ｂと対向面１５ｇの隙間に比べて、広く設定することができる。
【００６８】
また、高速用大歯車８と連結されたシフター１５が回転して、前側押圧面１７ａと前側対向面１５ｈが面接触して摺動する場合、ブッシュ１７がシフター１５の前側対向面１５ｈに対して平行な軸心回りに揺動するので、シフター１５の回転方向入口側における、ブッシュ１７の前側の押圧面１７ａと対向面１５ｈの隙間を、シフター１５の回転方向出口側における、前側の押圧面１７ａと対向面１５ｈの隙間に比べて、広く設定することができる。すなわち、ブッシュ１７に対して所定の傾きを与えることができる。
【００６９】
これにより、シフター１５の回転時において、後側の押圧面１７ｂと対向面１５ｇ、乃至は、前側の押圧面１７ａと対向面１５ｈにおける楔効果を高めることができ、許容負荷容量を増大させることができる。
また、後側の押圧面１７ｂと対向面１５ｇ、乃至は、前側の押圧面１７ａと対向面１５ｈが所定の傾きをもって組み付けられた状況下であっても、後側の押圧面１７ｂと対向面１５ｇ、乃至は、前側の押圧面１７ａと対向面１５ｈが確実に当接するように調芯されるため、ブッシュ１７の前側押圧面１７ａ、後側押圧面１７ｂの面圧が略均一となり、許容負荷容量の低下を防ぐことができる。
【００７０】
さらに、上記のように、複数のブッシュ１７を個別に揺動自在に支持することで、低速用大歯車７又は高速用大歯車８のいずれかに連結されているシフター１５が、その大歯車７，８から離れようとしても、上下のいずれか一方のブッシュ１７が常にシフター１５を押圧しているので、大歯車７，８からの脱落を防止することができる。
例えば、シフター１５と低速用大歯車７とが連結されていて、シフター１５が低速用大歯車７の上側から徐々に離れようとしても、下側のブッシュ１７がシフター１５を押さえ込んでいるので、シフター１５が低速用大歯車７から脱落することはない。
【００７１】
すなわち、出力軸６の軸心に沿う方向において、上側のブッシュ１７乃至は下側のブッシュ１７のいずれか一方が、シフター１５を押圧する構成となっているので、シフター１５と大歯車７，８の係合を維持することができる。
ブッシュ１７の前側押圧面１７ａ、後側押圧面１７ｂの角部には、Ｒ加工１７ｄが施されていると好ましい。
【００７２】
図５Ａ〜Ｃ、図６Ａ〜Ｃに示すように、ブッシュ１７の前側押圧面１７ａ、後側押圧面１７ｂの角部にＲ加工１７ｄを施すことで、前側押圧面１７ａ、後側押圧面１７ｂの角部における片当たりが発生してしまうことを防ぐことができる。また、ブッシュ１７の前側押圧面１７ａ、後側押圧面１７ｂの面圧が略均一となるので、許容負荷容量の低下を防ぐことができる。
【００７３】
なお、本実施形態を示す図２においては、ブッシュ１７をシフター１５の周方向に円弧形状としたものを例示したが、その周方向の形状については、必ずしも円弧形状（湾曲形状）とされていなくてもよい。また、図５、図６は、ブッシュ１７の形状の一例を示したものであり、図１、図３Ａ，Ｂなどに描かれた形状と若干異なるが、本発明で規定したものであれば構わない。
【００７４】
図１、図３Ａに示すように、例えば、クラッチ１１を作動させて、ブッシュ１７の後側押圧面１７ｂと対向面１５ｇを面接触させてシフター１５を後方へ押圧すると、シフター１５が内歯スプライン１５ａと外歯スプライン６ａが噛み合っている出力軸６上を移動して低速用大歯車７に係合されて、後側突設部材７ａの内歯スプライン７ｂと、後側突出部１５ｂの外歯スプライン１５ｃが噛み合うことにより、低速用大歯車７とそれに噛み合う低速用小歯車４が繋がることとなり、入力軸３の回転駆動力が所定の速度に減速されて、出力軸６に伝達されるようになる。
【００７５】
つまり、入力軸３から入力された回転駆動力は、低速用小歯車４〜低速用大歯車７〜後側突設部材７ａの内歯スプライン７ｂ〜後側突出部１５ｂの外歯スプライン１５ｃ〜シフター１５の内歯スプライン１５ａ〜出力軸６の外歯スプライン６ａを経て所定の速度に減速されて、出力軸６に伝達される。このとき、高速用大歯車８は動力伝達を行わず、軸受９によって空転している。
【００７６】
一方で、図３Ｂに示すように、クラッチ１１を作動させて、ブッシュ１７の前側押圧面１７ａと対向面１５ｈを面接触させてシフター１５を前方へ押圧すると、シフター１５が出力軸６上を移動して高速用大歯車８に切り換えられ、前側突設部材８ａの内歯スプライン８ｂと、前側突出部１５ｄの外歯スプライン１５ｅが噛み合うことにより、高速用大歯車８とそれに噛み合う高速用小歯車５が繋がることとなり、入力軸３の回転駆動力が所定の速度に減速されて、出力軸６に伝達されるようになる。
【００７７】
つまり、入力軸３から入力された回転駆動力は、高速用小歯車５〜高速用大歯車８〜前側突設部材８ａの内歯スプライン８ｂ〜前側突出部１５ｄの外歯スプライン１５ｅ〜シフター１５の内歯スプライン１５ａ〜出力軸６の外歯スプライン６ａを経て所定の速度に減速されて、出力軸６に伝達される。このとき、低速用大歯車７は動力伝達を行わず、軸受９によって空転している。
【００７８】
ブッシュ１７のそれぞれには、潤滑剤供給部１９が設けられている。
潤滑剤供給部１９は、ブッシュ１７の前側押圧面１７ａと、それに対向する前側対向面１５ｈとの間、乃至は、ブッシュ１７の後側押圧面１７ｂと、それに対向する後側対向面１５ｇとの間に、潤滑剤を供給する構成とされている。
図２、図４に示すように、潤滑剤供給部１９は、シフター１５の回転方向に沿う方向において、ブッシュ１７の上流側に配備されている。例えば、図２における右側（紙面左側）に配備されている潤滑剤供給部１９は、各ブッシュ１７の上方に配備されていて、潤滑剤の供給口１９ａは下方を向いている。一方、図２における左側（紙面右側）に配備されている潤滑剤供給部１９は、各ブッシュ１７の下方に配備されていて、潤滑剤の供給口１９ａは上方を向いている。
【００７９】
潤滑剤供給部１９には、潤滑剤が流通する潤滑剤供給用配管２０が接続されていて、外部の潤滑剤貯留タンク（図示せず）からその配管を介して、潤滑剤が供給されるようになっている。
図２における右側に配備されている潤滑剤供給部１９の場合は、面接触し摺動している前側の押圧面１７ａと対向面１５ｈ、乃至は、後側の押圧面１７ｂと対向面１５ｇとの間に向けて、上方から潤滑剤を供給する。一方で、図２における左側に配備されている潤滑剤供給部１９の場合は、面接触し摺動している前側の押圧面１７ａと対向面１５ｈ、乃至は、後側の押圧面１７ｂと対向面１５ｇとの間に向けて、下方から潤滑剤を供給する。
【００８０】
ブッシュ１７のそれぞれに、シフター１５の回転方向に沿う方向におけるブッシュ１７の上流側の位置に潤滑剤供給部１９を設けることで、潤滑剤供給部１９をブッシュ１７に近づけて配置することができるので、前側の押圧面１７ａと対向面１５ｈ、後側の押圧面１７ｂと対向面１５ｇとの間に、確実に潤滑剤を供給することができる。
また、図２中に示す矢印の方向に、シフター１５が回転した際に、潤滑剤が前側の押圧面１７ａと対向面１５ｈ、後側の押圧面１７ｂと対向面１５ｇとの間に引き込まれるようになり、その前側の押圧面１７ａと対向面１５ｈ、乃至は、後側の押圧面１７ｂと対向面１５ｇとの間を確実に潤滑することができる。
【００８１】
これにより、面接触する前側の押圧面１７ａと対向面１５ｈ、乃至は、後側の押圧面１７ｂと対向面１５ｇとの間における摺動による発熱、ブッシュ１７及びシフター１５の摩耗を抑制することができる。
さて、図７に示すように、潤滑剤供給部１９から潤滑剤が供給された潤滑状態において、前側の押圧面１７ａと対向面１５ｈ、乃至は、後側の押圧面１７ｂと対向面１５ｇとの最小間隙、つまり、シフター１５の回転方向出口側における、前側の押圧面１７ａと対向面１５ｈ、乃至は、後側の押圧面１７ｂと対向面１５ｇの隙間をXμmとした際に、各押圧面１７ａ，１７ｂにおける面粗度と、各対向面１５ｇ，１５ｈにおける面粗度のそれぞれが、算術平均粗さRaでX/8μm以下とすることが好ましい。
【００８２】
なお、図７に示すように、シフター１５の対向面の粗さ曲線１５ｊ、及び、ブッシュの押圧面の粗さ曲線１７ｅを三角波としている。
シフター１５の対向面における最大高さ粗さ(Rz)１５ｋが、シフター１５の対向面における算術平均粗さ(Ra)１５ｌの４倍となる(Rz=4Ra)場合、及び、ブッシュの押圧面における最大高さ粗さ(Rz)１７ｆが、ブッシュの押圧面における算術平均粗さ(Ra)１７ｇの４倍となる(Rz=4Ra)場合において、シフター１５の対向面における最大高さ粗さ(Rz)１５ｌと、ブッシュの押圧面における最大高さ粗さ(Rz)１７ｆの和(8Ra)が、ブッシュ１７の押圧面１７ａ，１７ｂとシフター１５の対向面１５ｇ，１５ｈとの最小間隙Xより、小さくなるようにするとよい(X≧8Ra)。
【００８３】
すなわち、算術平均粗さRa≦X/8とすることが好ましい。これは、潤滑剤によって隔てられたシフター１５の対向面の粗さ曲線１５ｊ、及び、ブッシュの押圧面の粗さ曲線１７ｅが、直接接触しないようにするために設定したものである。
なお上で示した、算術平均粗さRa、最大高さ粗さRz、及び、粗さ曲線は、（ＪＩＳ Ｂ ０６０１）に規定されているものである。つまり、各押圧面１７ａ，１７ｂにおける面粗度と、各対向面１５ｇ，１５ｈにおける面粗度のそれぞれが、算術平均粗さでX/8μm以下とするという規定は、算術平均粗さRaの定義から導き出した閾値である。
【００８４】
このように、算術平均粗さRaをX/8μm以下、つまり最小間隙Xを8Raμm以上とすると、潤滑剤の膜厚（油膜厚さ）を十分に確保することができるので、潤滑剤によって隔てられた  前側の押圧面１７ａと対向面１５ｈ、後側の押圧面１７ｂと対向面１５ｇとの間における、押圧面の粗さ曲線１７ｅと、対向面の粗さ曲線１５ｊのピーク位置同士での接触が起きにくくなり、前側の押圧面１７ａと対向面１５ｈ、及び、後側の押圧面１７ｂと対向面１５ｇの摩耗を抑制することができる。
【００８５】
次に、上で詳説した本発明にかかる二速切換減速機１の動作の説明を行うこととする。
図１、図３Ａは、シフター１５が低速用大歯車７に連結されている状態を示す図である。一方、図３Ｂは、クラッチ１１によりシフター１５が切り換えられて、高速用大歯車８に連結されている状態を示す図である。
まず、出力軸６から出力される回転を、低速回転にする動作について説明する。
【００８６】
クラッチレバー１４を操作してクラッチ１１を作動させると、ブッシュ１７が後側押圧面１７ｂにおいて、対峙する後側対向面１５ｇを押圧して、シフター１５を後側の低速用大歯車７側へ移動させる。すると、シフター１５の後側突出部１５ｂが後側突設部材７ａに嵌合されて、シフター１５と低速用大歯車７とが連結されることとなる。すなわち、後側突出部１５ｂに形成されている外歯スプライン１５ｃが、後側突設部材７ａに形成されている内歯スプライン７ｂに噛み合うようになる。
【００８７】
なお、クラッチ１１の作動させた状態において、そのクラッチ１１がニュートラル状態に戻らないように、クラッチレバー１４の現在の位置をロック装置（図示せず）で固定する。すると、シフター１５の内歯スプライン１５ａが出力軸６の外歯スプライン６ａに噛み合った状態において、シフター１５の後側対向面１５ｇに対する、ブッシュ１７の後側押圧面１７ｂの押圧により、シフター１５の高速用大歯車８側（前側）への移動、つまりニュートラル状態への復帰が制限されることとなる。
【００８８】
上記のようにクラッチ１１を作動させることにより、シフター１５が出力軸６と固定された状態となるとともに、低速用大歯車７がシフター１５を介して出力軸６に連結される。これにより、出力軸６の回転速度を低速として回転させる準備が完了することとなる。
そして、外部であって、上流側に配備されている駆動用電動モータ（図示せず）を作動させて、それに接続されている入力軸３を回転駆動させる。回転駆動力は、入力軸３の外周面に固定されている低速用小歯車４を介して、低速用大歯車７に伝達される。上記したように、低速用大歯車７がシフター１５を介して出力軸６に固定されているので、出力軸６は低速回転することとなる。外部であって下流側に配備されていて、出力軸６に連結されている、例えばロータやスクリュ軸等は、低速で回転することとなる。
【００８９】
続いて、低速用大歯車７から高速用大歯車８へ切り換えて、出力軸６から出力される回転を、高速回転にする動作について説明する。
クラッチレバー１４を操作してクラッチ１１を作動させると、ブッシュ１７が前側押圧面１７ａにおいて、対峙する前側対向面１５ｈを押圧して、シフター１５を低速用大歯車７側から前側の高速用大歯車８側へ移動させて切り換える。すると、シフター１５の前側突出部１５ｄが前側突設部材８ａに嵌合されて、シフター１５と高速用大歯車８とが連結されることとなる。すなわち、前側突出部１５ｄに形成されている外歯スプライン１５ｅが、前側突設部材８ａに形成されている内歯スプライン８ｂに噛み合うようになる。
【００９０】
なお、クラッチ１１の作動させた状態において、そのクラッチ１１がニュートラル状態に戻らないように、クラッチレバー１４の現在の位置をロック装置で固定する。すると、シフター１５の内歯スプライン１５ａが出力軸６の外歯スプライン６ａに噛み合った状態において、シフター１５の前側対向面１５ｈに対する、ブッシュ１７の前側押圧面１７ａの押圧により、シフター１５の低速用大歯車７側（後側）への移動、つまりニュートラル状態への復帰が制限されることとなる。
【００９１】
上記のようにクラッチ１１を作動させることにより、シフター１５が出力軸６と固定された状態となるとともに、高速用大歯車８がシフター１５を介して出力軸６に連結される。これにより、出力軸６の回転速度を高速として回転させる準備が完了することとなる。
そして、外部であって、上流側に配備されている駆動用電動モータを作動させて、それに接続されている入力軸３を回転駆動させる。回転駆動力は、入力軸３の外周面に固定されている高速用小歯車５を介して、高速用大歯車８に伝達される。上記したように、高速用大歯車８がシフター１５を介して出力軸６に固定されているので、出力軸６は高速回転することとなる。外部であって下流側に配備されていて、出力軸６に連結されている、例えばロータやスクリュ軸等は、高速で回転することとなる。
【００９２】
以上、説明したように、本発明の速度切換減速機１によれば、クラッチ１１のクラッチレバー１４を操作するだけで、出力軸６の回転速度を複数（例えば、低速と高速の二通り）の回転速度に切り換えることが簡単且つ確実にできる。
なお、以上述べた本実施形態の説明において、出力軸６の回転速度を、低速と高速とに区別して説明したが、二つの回転速度を比較して遅い方を低速とし、速い方を高速として説明しただけである。その出力軸６の回転速度は、速度切換減速機１によって減速されるため、出力軸６は、入力軸３の回転速度より、遅い回転速度で回転する。
【００９３】
以上、本発明によれば、シフターとブッシュとが面接触する際に、その面接触による発熱を抑制してブッシュの摩耗を低減させるとともに、伝達する回転駆動力が増加した場合でも、シフターに対するブッシュの押圧力を維持して、連結されている歯車７，８からのシフターの脱落を防止することができる。
［変形例］
次に、本発明にかかる二速切換減速機１の変形例について、図を参照しながら説明する。
【００９４】
図８Ａは、シフター１５の対向面が平面状となっていて、そのシフター１５の周方向に、ブッシュ１７が三つ配備されている場合の事例を示す図である。
図８Ａに示すように、ブッシュ１７がシフター１５の周方向に沿って、上下方向に列ぶように三つ配備されていて、ブッシュ１７を支持する第１の支持体１６が二つ配備されていて、その二つの第１の支持体１６を支持する第２の支持体２２が一つ配備されている。
【００９５】
詳しくは、第１の支持体１６は、二本のリンク節からなり、その二本のリンク節が連結される連結部は、角度が拘束された状態で固定されている。つまり、第１の支持体１６は、略Ｌ字状の部材とされている。
第１の支持体１６は、シフター１５の周方向に沿って、上下方向に列ぶように、二つ配備されている。配備された三つのブッシュ１７を、上から順に、上位置ブッシュ、中位置ブッシュ、下位置ブッシュ呼ぶこととすると、上側の第１の支持体１６は、上位置ブッシュと、中位置ブッシュとを個別に揺動自在に支持し、下側の第１の支持体１６は、中位置ブッシュと、下位置ブッシュを個別に揺動自在に支持する構成である。
【００９６】
すなわち、上位置ブッシュと、中位置ブッシュは、上側の第１の支持体１６に対して、回り対偶で個別に揺動自在に支持されている。中位置ブッシュと、下位置ブッシュは、下側の第１の支持体１６に対して、回り対偶で個別に揺動自在に支持されている。
第２の支持体２２は、二つの第１の支持体１６を回り対偶で、それぞれを揺動自在に支持している。この第２の支持体２２は、回り対偶で揺動自在に、クラッチ１１の本体に支持されている。
【００９７】
このように、図８Ａに示す変形例は、上下方向に列ぶように三つ配備されているブッシュ１７が、第１の支持体１６と第２の支持体２２からなるリンク機構を介して、個別に揺動自在に支持されている構成である。
なお、図８Ａに示す構成とすると、図８Ｂに示すような対向面形状であっても、押圧が均一となる。
【００９８】
ブッシュ１７の押圧面１７ａ，１７ｂでシフター１５の対向面１５ｇ，１５ｈを押圧するに際して、シフター１５の対向面１５ｇ，１５ｈが平面であっても、凹凸面状であっても、上記のようなリンク機構を採用することで、ブッシュ１７のそれぞれが対向面１５ｇ，１５ｈに付加する許容押圧荷重が均一化されることとなるので、負荷容量の低下を防ぐことができる。
【００９９】
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
【０１００】
例えば、図２に示すように、本実施形態においては、円弧板状のブッシュ１７を、出力軸６を挟んで、左右にそれぞれ二つずつ設けた事例を挙げて説明したが、配備するブッシュ１７の個数は特に限定はしない。
本発明の技術は、速度切換手段１０によって、回転駆動力を所定の速度に減速する歯車７，８を切り換えることが可能な多段式の速度切換減速機１（例えば、三速切換減速機など）であれば、適用可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
１  速度切換減速機（二速切換減速機）
２  ハウジング
３  入力軸
４  低速用小歯車
５  高速用小歯車
６  出力軸
６ａ  外歯スプライン
７  低速用大歯車
７ａ  突設部材（後側突設部材）
７ｂ  内歯スプライン
８  高速用大歯車
８ａ  突設部材（前側突設部材）
８ｂ  内歯スプライン
９  軸受
１０  速度切換手段
１１  クラッチ
１２  アーム部材（第２の支持体）
１３  本体部
１４  レバー部材（クラッチレバー）
１５  シフター
１５ａ  内歯スプライン
１５ｂ  後側突出部
１５ｃ  外歯スプライン
１５ｄ  前側突出部
１５ｅ  外歯スプライン
１５ｆ  環状溝
１５ｇ  後側壁面（対向面）
１５ｈ  前側壁面（対向面）
１５ｉ  底面
１５ｊ  シフターの対向面の粗さ曲線
１５ｋ  シフターの対向面における最大高さ粗さ(Rz)
１５ｌ  シフターの対向面における算術平均粗さ(Ra)
１６  支持体（第１の支持体）
１６ａ  支持部
１７  ブッシュ
１７ａ  前側押圧面
１７ｂ  後側押圧面
１７ｃ  貫通孔（被支持部）
１７ｄ  Ｒ加工
１７ｅ  ブッシュの押圧面の粗さ曲線
１７ｆ  ブッシュの押圧面における最大高さ粗さ(Rz)
１７ｇ  ブッシュの押圧面における算術平均粗さ(Ra)
１８  軸受
１８ａ  球面滑り軸受
１８ｂ  自動調芯軸受
１９  潤滑剤供給部
１９ａ  供給口
２０  潤滑剤供給用配管
２１  軸受（入力軸、出力軸
２２  第２の支持体
【図１】
2018145995.tif 000003
【図２】
2018145995.tif 000004
【図３Ａ】
2018145995.tif 000005
【図３Ｂ】
2018145995.tif 000006
【図４】
2018145995.tif 000007
【図５Ａ】
2018145995.tif 000008
【図５Ｂ】
2018145995.tif 000009
【図５Ｃ】
2018145995.tif 000010
【図６Ａ】
2018145995.tif 000011
【図６Ｂ】
2018145995.tif 000012
【図６Ｃ】
2018145995.tif 000013
【図７】
2018145995.tif 000014
【図８Ａ】
2018145995.tif 000015
【図８Ｂ】
2018145995.tif 000016