(57)【要約】【課題】回転中において回転速度をトルク抜けや変速ショックや破損等が抑制されて円滑に切り替えることができる変速装置を提供する。【解決手段】変速装置１は、第１回転体１０と、第２回転体２０と、変速周期を形成する変速周期ギアを有する第３回転体３０と、出力機構４０と、係合機構５０とを備える。出力機構４０は、第１回転体１０と、第２回転体２０と、第３回転体３０とに係合可能であり、移動に基づいて係合対象を切り替える。係合機構５０は、第３回転体３０の第３回転速度期間において、出力機構４０と第１回転体１０との係合及び係合解除を許容し、第３回転体３０の第４回転速度期間において、出力機構４０と第２回転体２０との係合及び係合解除を許容する。第３回転速度Ｒ３は、第１回転体１０の第１回転速度Ｒ１に整合する回転速度であり、第４回転速度Ｒ４は、第２回転体２０の第２回転速度Ｒ２に整合する回転速度である。【選択図】図１
2018165556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回転速度で回転する第１回転体と、
第２回転速度で回転する第２回転体と、
第３回転速度の第３回転速度期間と第４回転速度の第４回転速度期間とを含む変速周期を形成する変速周期ギアを有する第３回転体と、
前記第１回転体と前記第２回転体と前記第３回転体とに回転動力を伝達する入力機構と、
前記第１回転体と、前記第２回転体と、前記第３回転体とに係合可能であり、移動に基づいて係合対象を切り替える出力機構と、
前記第３回転体の前記第３回転速度期間において、前記出力機構と前記第１回転体との係合及び係合解除を許容し、前記第３回転体の前記第４回転速度期間において、前記出力機構と前記第２回転体との係合及び係合解除を許容する係合機構とを備え、
前記第３回転速度は、前記第１回転体の第１回転速度に整合する回転速度であり、
前記第４回転速度は、前記第２回転体の第２回転速度に整合する回転速度である
変速装置。
【請求項２】
前記変速周期ギアは、フェースギアであって、前記第３回転速度期間を形成する第１ギア部と、前記第４回転速度期間を形成する第２ギア部とを含む
請求項１に記載の変速装置。
【請求項３】
前記変速周期ギアは、前記第１ギア部と前記第２ギア部との間に配置され、前記第１ギア部と前記第２ギア部との間で前記第３回転体の回転速度を前記第３回転速度から前記第４回転速度へ徐変する第３ギア部と、前記第１ギア部と前記第２ギア部との間で前記第３回転体の回転速度を前記第４回転速度から前記第３回転速度へ徐変する第４ギア部と、を含む
請求項２に記載の変速装置。
【請求項４】
前記入力機構は、前記第１回転体、前記第２回転体、及び前記第３回転体を回転させる入力軸を有する
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の変速装置。
【請求項５】
前記第１回転体は前記入力軸に噛合する第１フェースギアを有し、前記第２回転体は前記入力軸に噛合する第２フェースギアを有し、前記第１フェースギアと前記第２フェースギアとは、前記第１回転体及び前記第２回転体の回転中心線に沿う方向において同じ位置に配置される
請求項４に記載の変速装置。
【請求項６】
前記係合機構は、前記出力機構に係合する係合体と、前記第３回転体と連動しかつ前記係合体を案内する案内回転体とを有し、
前記案内回転体は、前記係合体を案内するガイド溝を有し、
前記ガイド溝は、
前記出力機構と前記第３回転体とが係合する係合状態において、
前記第３回転速度期間のとき前記出力機構が前記第１回転体に係合するように移動する第１移動を許容し、
前記第４回転速度期間のとき前記出力機構が前記第２回転体に係合するように移動する第２移動を許容し、
前記第３回転速度期間以外かつ前記第４回転速度期間以外のとき前記第１移動及び前記第２移動を禁止する
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
変速装置として、特許文献１に記載の技術が知られている。
特許文献１に記載の変速装置は、同心円の２つのフェースギアを有する出力シャフトと、２つのギアを有する入力シャフトとを備える。入力シャフトの２つのギアは、２つのフェースギアに別々に噛合する。そして、入力シャフトの移動により、入力シャフトのギアと、出力シャフトのフェースギアとの噛合の組が切り替えられる。このようにして、出力シャフトの回転速度が切り替えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−５０６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、２組のギア噛合構造を有する変速装置において、ギアの回転中において、出力軸の回転速度の切り替えができることが望ましい。この点、従来の変速機構では、ギアの回転中、トルク抜けや変速ショックや破損等の虞があり、円滑に変速できない虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）上記課題を解決する変速装置は、第１回転速度で回転する第１回転体と、第２回転速度で回転する第２回転体と、第３回転速度の第３回転速度期間と第４回転速度の第４回転速度期間とを含む変速周期を形成する変速周期ギアを有する第３回転体と、前記第１回転体と前記第２回転体と前記第３回転体とに回転動力を伝達する入力機構と、前記第１回転体と、前記第２回転体と、前記第３回転体とに係合可能であり、移動に基づいて係合対象を切り替える出力機構と、前記第３回転体の前記第３回転速度期間において、前記出力機構と前記第１回転体との係合及び係合解除を許容し、前記第３回転体の前記第４回転速度期間において、前記出力機構と前記第２回転体との係合及び係合解除を許容する係合機構とを備え、前記第３回転速度は、前記第１回転体の第１回転速度に整合する回転速度であり、前記第４回転速度は前記第２回転体の第２回転速度に整合する回転速度である。
【０００６】
上記構成によれば、変速装置は、変速周期を有する第３回転体を備える。そして、第３回転体は、第３回転速度と第４回転速度とで変速しつつ回転する。第３回転速度は、第１回転体の第１回転速度に整合する回転速度であり、第４回転速度は、第２回転体の第２回転速度に整合する回転速度である。このため、出力機構の係合対象が、第１回転体から第３回転体に切り替わるとき、回転中において、その切り替わりが円滑に進行する。また同様に、出力機構の係合対象が、第３回転体から第２回転体に切り替わるとき、回転中において、その切り替わりが円滑に進行する。以上の作用により、上記変速装置は、出力機構の回転速度を回転中においてトルク抜けや変速ショックや破損等が抑制されて円滑に切り替えることができる。
【０００７】
（２）上記変速装置において、前記変速周期ギアは、フェースギアであって、前記第３回転速度期間を形成する第１ギア部と、前記第４回転速度期間を形成する第２ギア部とを含む。この構成では、変速周期ギアの構成が簡潔である。
【０００８】
（３）上記変速装置において、前記変速周期ギアは、前記第１ギア部と前記第２ギア部との間に配置され、前記第１ギア部と前記第２ギア部との間で前記第３回転体の回転速度を前記第３回転速度から前記第４回転速度へ徐変する第３ギア部と、前記第１ギア部と前記第２ギア部との間で前記第３回転体の回転速度を前記第４回転速度から前記第３回転速度へ徐変する第４ギア部と、を含む。
【０００９】
この構成によれば、第３回転体が、出力機構の回転速度を、切り替え前の回転速度から目的の回転速度に徐々に変える。これにより、回転速度を急変させる場合に比べて、変速ショックが緩和される。
【００１０】
（４）上記変速装置において、前記入力機構は、前記第１回転体、前記第２回転体、及び前記第３回転体を回転させる入力軸を有する。この構成によれば、１つの入力軸により、第１回転体、第２回転体、及び第３回転体を回転させることができる。
【００１１】
（５）上記変速装置において、前記第１回転体は前記入力軸に噛合する第１フェースギアを有し、前記第２回転体は前記入力軸に噛合する第２フェースギアを有し、前記第１フェースギアと前記第２フェースギアとは、前記第１回転体及び前記第２回転体の回転中心線に沿う方向において同じ位置に配置される。
この構成によれば、第１フェースギアと第２フェースギアとが回転中心線に沿う方向において同じ位置にあるため、第１フェースギアと第２フェースギアとが回転中心線に沿う方向で離間するように配置される場合に比べて、変速装置をコンパクトにできる。
【００１２】
（６）上記変速装置において、前記係合機構は、前記出力機構に係合する係合体と、前記第３回転体と連動しかつ前記係合体を案内する案内回転体とを有し、前記案内回転体は、前記係合体を案内するガイド溝を有し、前記ガイド溝は、前記出力機構と前記第３回転体とが係合する係合状態において、前記第３回転速度期間のとき前記出力機構が前記第１回転体に係合するように移動する第１移動を許容し、前記第４回転速度期間のとき前記出力機構が前記第２回転体に係合するように移動する第２移動を許容し、前記第３回転速度期間以外かつ前記第４回転速度期間以外のとき前記第１移動及び前記第２移動を禁止する。この構成によれば、出力機構の移動のタイミングを機械的に制御できる。
【発明の効果】
【００１３】
上記変速装置によれば、回転中において、トルク抜けや変速ショックや破損等の虞が抑制されて回転速度を円滑に切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】変速装置の模式図。
【図２】変速装置のタイミングチャート。
【図３】変速装置の斜視図。
【図４】他の方向からみた変速装置の斜視図。
【図５】変速装置の分解斜視図。
【図６】変速装置の正面図。
【図７】図６の７−７線に沿う変速装置の断面図。
【図８】図７の８−８線に沿う変速装置の断面図。
【図９】ガイド溝の展開図。
【図１０】出力軸が第１位置にあるときの変速装置の側面図。
【図１１】出力軸が第２位置にあるときの変速装置の側面図。
【図１２】出力軸が第３位置にあるときの変速装置の側面図。
【図１３】他の実施形態に係る変速装置の側面図。
【図１４】他の実施形態に係る変速装置の模式図。
【図１５】他の実施形態に係る変速装置の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜図１２を参照して、変速装置を説明する。
図１及び図２を参照して、変速装置１の概略を説明する。
変速装置１は、２つの変速の回転動力を出力する。変速装置１は、第１回転体１０と、第２回転体２０と、第３回転体３０と、出力軸４１を有する出力機構４０と、係合機構５０とを備える。なお、出力軸４１は、変速に伴う移動を吸収するため、互いに係合する複数の軸で構成され得るが、ここでは、説明を簡略化するため、出力軸４１は、１つの軸で構成されているものとして説明する。
【００１６】
第１回転体１０は、第１回転速度Ｒ１で回転する。第１回転体１０は、出力軸４１に回転動力を伝達して、出力軸４１を第５回転速度Ｒ５で回転させる。
第２回転体２０は、第２回転速度Ｒ２で回転する。第２回転体２０は、出力軸４１に回転動力を伝達して、出力軸４１を第６回転速度Ｒ６で回転させる。
【００１７】
第３回転体３０は、変速周期を形成する。変速周期は、第３回転速度期間ＴＡと第４回転速度期間ＴＢとを含む。第３回転速度期間ＴＡは、一周期において、第３回転体３０が第３回転速度Ｒ３で回転する期間に相当する。第４回転速度期間ＴＢは、一周期において、第３回転体３０が第４回転速度Ｒ４で回転する期間に相当する。すなわち、第３回転体３０は、一周期において、回転速度を変える。第３回転体３０の回転速度は、第３回転速度期間ＴＡから第４回転速度期間ＴＢに移行する間、または、第４回転速度期間ＴＢから第３回転速度期間ＴＡに移行する間、徐々に変化する。
【００１８】
第３回転速度Ｒ３は、第１回転体１０の第１回転速度Ｒ１に整合する回転速度である。具体的には、第３回転速度Ｒ３は、第１回転体１０に回転動力に基づいて出力機構４０の出力軸４１が回転するときの、出力軸４１の第５回転速度Ｒ５に整合する回転速度である。
【００１９】
第４回転速度Ｒ４は、第２回転体２０の第２回転速度Ｒ２に整合する回転速度である。具体的には、第４回転速度Ｒ４は、第２回転体２０に回転動力に基づいて出力機構４０の出力軸４１が回転するときの、出力軸４１の第６回転速度Ｒ６に整合する回転速度である。
【００２０】
出力機構４０は、第１回転体１０と、第２回転体２０と、第３回転体３０とに係合可能であり、移動に基づいて係合対象を切り替える。出力機構４０の出力軸４１は、第１回転体１０及び第２回転体２０から回転動力を受けて回転する。また、出力機構４０の出力軸４１は、第３回転体３０から回転動力を受けて変速される。出力機構４０は、出力機構４０自身の移動に基づいて、係合対象が切り替えられる。具体的には、出力機構４０は、移動により、第１回転体１０に係合する第１位置と、第３回転体３０に係合する第２位置と、第２回転体２０に係合する第３位置とに位置し得る。
【００２１】
係合機構５０は、出力機構４０と第３回転体３０とが係合する係合状態において、次の第１移動、及び第２移動を許容する。
第１移動は、第３回転体３０が第３回転速度期間ＴＡにあるとき、出力機構４０が第１回転体１０に係合するように移動することである。
第２移動は、第３回転体３０が第４回転速度期間ＴＢにあるとき、出力機構４０が第２回転体２０に係合するように移動することである。
係合機構５０は、第３回転体３０が第３回転速度期間ＴＡ以外かつ第４回転速度期間ＴＢ以外の期間にあるとき、第１移動及び第２移動を禁止する。
【００２２】
図２は、変速装置１が出力機構４０の係合対象を第１回転体１０から第２回転体２０に切り替えるときの、変速装置１のタイミングチャートである。
図２に示されるように、出力機構４０と第１回転体１０とが係合するとき、出力機構４０の出力軸４１は、第１回転体１０の回転動力に基づいて第５回転速度Ｒ５で回転する。次に、出力機構４０と第３回転体３０との係合は、次のタイミングで行われる。すなわち、第３回転体３０の回転速度が第３回転速度Ｒ３になるとき、出力機構４０が第１位置から第２位置に移動することにより、出力機構４０と第１回転体１０とが係合解除するとともに出力機構４０と第３回転体３０とが係合する。第３回転体３０の第３回転速度Ｒ３は第５回転速度Ｒ５と整合する回転速度であるため、第５回転速度Ｒ５にある出力軸４１と第３回転速度Ｒ３にある第３回転体３０とは円滑に係合する。
【００２３】
出力機構４０と第３回転体３０とが係合すると、出力軸４１の回転速度が第４回転速度Ｒ４に向かって徐々に変速される。そして、出力機構４０と第２回転体との係合は、次のタイミングで行われる。すなわち、第３回転体３０の回転速度が第４回転速度Ｒ４になるとき、出力機構４０が第２位置から第３位置に移動することにより、出力機構４０と第３回転体３０とが係合解除するとともに出力機構４０と第２回転体２０とが係合する。第３回転体３０が第４回転速度Ｒ４で回転するとき、出力軸４１は第６回転速度Ｒ６で回転する。第６回転速度Ｒ６は、第２回転体２０の第２回転速度Ｒ２に対応する回転速度であるため、第６回転速度Ｒ６にある出力軸４１と第２回転速度Ｒ２にある第２回転体２０とは円滑に係合する。
【００２４】
なお、変速装置１が出力機構４０の係合対象を第２回転体２０から第１回転体１０に切り替えるとき、変速装置１は上述の逆方向に動作する。したがって、この場合においても、出力軸４１の回転速度は円滑に変速される。
【００２５】
以上のように、変速装置１は、出力軸４１の回転速度を第５回転速度Ｒ５から第６回転速度Ｒ６に切り替えるとき、出力機構４０の係合対象を第１回転体１０から第３回転体３０に切り替え次いで第２回転体２０に切り替える。また、この逆の切り替えも同じである。すなわち、変速装置１は、出力軸４１の回転速度を第６回転速度Ｒ６から第５回転速度Ｒ５に切り替えるとき、出力機構４０の係合対象を第２回転体２０から第３回転体３０に切り替え次いで第１回転体１０に切り替える。第３回転体３０は、第１回転体１０の回転に整合する第３回転速度Ｒ３及び第２回転体２０の回転に整合する第４回転速度Ｒ４を有する変速周期で回転するため、上記のように出力機構４０の係合対象が第３回転体３０に切り替えられることにより、出力機構４０の出力軸４１の回転速度が円滑に変速する。
【００２６】
図３〜図１２を参照して、変速装置１の一例を説明する。
図３及び図４に示されるように、変速装置１は、入力機構２と、第１回転体１０と、第２回転体２０と、第３回転体３０と、出力軸４１を有する出力機構４０と、係合機構５０とを備える。
【００２７】
入力機構２は、第１回転体１０と第２回転体２０と第３回転体３０とに回転動力を伝達する。
入力機構２は、入力軸３と、反転軸５とを有する。入力軸３には、回転動力が入力される。入力軸３は、後述の第１フェースギア１２と第２フェースギア２４とのいずれにも噛合する入力ギア４を有する。入力ギア４は、例えば斜歯歯車である。
反転軸５は、入力ギア４に噛合する反転ギア６を有する。反転軸５の反転ギア６は、入力ギア４に噛合する。これにより、反転軸５は、入力軸３と反対方向に、入力軸３の回転速度と等しい回転速度で回転する。また、反転軸５の反転ギア６は、後述の変速周期ギア３２に噛合する。
【００２８】
第１回転体１０は、側面１０ａに、第１フェースギア１２を有する。第１フェースギア１２は円形である。
第１フェースギア１２は、入力ギア４に噛合する。ギアの噛合に基づく入力軸３と第１回転体１０との係合により、入力軸３から第１回転体１０に回転動力が伝達される。これにより、第１回転体１０は、第１回転速度Ｒ１で回転する。
また、第１回転体１０は、第１周面ギア１１を有する。第１周面ギア１１は、第１回転体１０の円周面１０ｂに設けられるギアであり、平歯車または斜歯歯車である。第１回転体１０は、出力軸４１に回転動力を伝達して、出力軸４１を第５回転速度Ｒ５で回転させる。
【００２９】
また、第１回転体１０は、円形環状に構成される。第１回転体１０の貫通孔１０ｃには、支軸７及び第２回転体２０の挿通部２１（後述参照）が挿通される。第１回転体１０は、支軸７に対して回転可能であり、かつ第２回転体２０に対して回転可能である。
【００３０】
第２回転体２０は、第２フェースギア２４を有する。第２フェースギア２４は円形である。第２フェースギア２４の直径は、第１フェースギア１２の直径よりも小さい。第２フェースギア２４の歯のピッチは、第１フェースギア１２の歯のピッチと等しい。
第２フェースギア２４は、入力ギア４に噛合する。ギアの噛合に基づく入力軸３と第２回転体２０との係合により、入力軸３から第２回転体２０に回転動力が伝達される。これにより、第２回転体２０は、第２回転速度Ｒ２で回転する。なお、第２フェースギア２４の直径が第１フェースギア１２の直径よりも小さいことから、第２回転速度Ｒ２は、第１回転速度Ｒ１よりも大きい。
【００３１】
第２回転体２０は、第２周面ギア２３を有する。第２周面ギア２３は、後述のフランジ部２２の円周面２２ａに設けられるギアであり、平歯車または斜歯歯車である。第２回転体２０は、出力軸４１に回転動力を伝達して、出力軸４１を第６回転速度Ｒ６で回転させる。第６回転速度Ｒ６は、第５回転速度Ｒ５よりも大きい。
【００３２】
図５に示されるように、第２回転体２０は、第１回転体１０の貫通孔１０ｃに挿通する円柱状の挿通部２１と、フランジ部２２とを有する。挿通部２１には、支軸７が通る貫通孔２０ａが設けられている。第２回転体２０は、支軸７に対して回転する。上述の第２フェースギア２４は、挿通部２１の側面２１ａに設けられている。そして、第１フェースギア１２と第２フェースギア２４とは、支軸７の軸方向（すなわち、回転中心線ＣＡに沿う方向）において、同じ位置に配置される。すなわち、第１フェースギア１２と第２フェースギア２４とは、入力軸３に噛合するように配置されている。
【００３３】
また、第２回転体２０のフランジ部２２は、円形であり、フランジ部２２の直径は、第１回転体１０の直径に等しい。そして、上述のように、フランジ部２２の円周面２２ａに第２周面ギア２３が設けられている。すなわち、第２周面ギア２３の直径は第１周面ギア１１の直径に等しい。
【００３４】
図６及び図７に示されるように、第１周面ギア１１と第２中間ギア４３（後述参照）とが噛合する噛合箇所と、第２周面ギア２３と第２中間ギア４３とが噛合する噛合箇所とは、出力軸４１の中心軸ＣＢに平行な線上にある。
【００３５】
第３回転体３０は、側面３０ａに、上述の変速周期を形成する変速周期ギア３２を有する。変速周期ギア３２は、例えば、フェースギアにより構成される。
変速周期ギア３２は、反転ギア６に噛合する。ギアの噛合に基づく反転軸５と第３回転体３０との係合により、反転軸５から第３回転体３０に回転動力が伝達される。
【００３６】
図８に示されるように、変速周期ギア３２は、環状であり、第３回転速度期間ＴＡを構成する第１ギア部３２ａと、第４回転速度期間ＴＢを構成する第２ギア部３２ｂと、第１ギア部３２ａと第２ギア部３２ｂとの間を繋ぐ第３ギア部３２ｃ及び第４ギア部３２ｄとを有する。第１ギア部３２ａは、第１フェースギア１２と同一の直径を有し、第１フェースギア１２と同一の歯のピッチを有する。第２ギア部３２ｂは、第２フェースギア２４と同一の直径を有し、第２フェースギア２４と同一の歯のピッチを有する。
【００３７】
第３ギア部３２ｃは、第１ギア部３２ａと第２ギア部３２ｂとの間に配置され、第１ギア部３２ａと第２ギア部３２ｂとの間の区間で反転ギア６との噛合により、第３回転体３０の回転速度を第３回転速度Ｒ３から第４回転速度Ｒ４へ徐々に変化（徐変）させる。
第４ギア部３２ｄは、第１ギア部３２ａと第２ギア部３２ｂとの間に配置され、第１ギア部３２ａと第２ギア部３２ｂとの間の区間で反転ギア６との噛合により、第３回転体３０の回転速度を第４回転速度Ｒ４から第３回転速度Ｒ３へ徐々に変化（徐変）させる。
【００３８】
なお、このような軌道を有する変速周期ギア３２の歯構造は次のようにして簡単にシミュレートできる。すなわち、第３回転体３０と反転ギア６とがずれないように両者を回転させて、反転ギア６の歯形を第３回転体３０の変速周期ギア３２に沿う軌道に転写する。これのようにして、変速周期ギア３２の歯形がシミュレートできる。
【００３９】
第３回転体３０は、上述したように、一周期において、回転速度を変える。第３回転体３０は、第３回転速度期間ＴＡから第４回転速度期間ＴＢに移行する間、または、第４回転速度期間ＴＢから第３回転速度期間ＴＡに移行する間、回転速度を徐々に変えつつ回転する。
【００４０】
第３回転体３０は、第３周面ギア３１を有する。第３周面ギア３１は、第３回転体３０の円周面３０ｂに設けられるギアであり、平歯車または斜歯歯車である。第３回転体３０は、出力軸４１に回転動力を伝達して、出力軸４１を第５回転速度Ｒ５から第６回転速度Ｒ６の間の回転速度で回転させる。
【００４１】
第３回転体３０は、支軸７が通る貫通孔３０ｃを有する。第３回転体３０は支軸７に対して回転する。第３回転体３０の直径は、第１回転体１０の直径に等しい。すなわち、第１周面ギア１１、第２周面ギア２３、及び第３周面ギア３１のそれぞれの直径は、等しい。また、第１周面ギア１１、第２周面ギア２３、及び第３周面ギア３１のそれぞれの歯数は、等しい。
【００４２】
出力機構４０は、出力軸４１と、出力軸４１に固定される第１中間ギア４２及び第２中間ギア４３とを備える。
第１中間ギア４２は、第３回転体３０の第３周面ギア３１に噛合する。第２中間ギア４３は、第１回転体１０の第１周面ギア１１に噛合する。また、第２中間ギア４３は、第２回転体２０の第２周面ギア２３に噛合する。出力軸４１の移動により、第２中間ギア４３と噛合対象は切り替えられる。第１中間ギア４２の直径と第２中間ギア４３の直径とは等しい。また、第１中間ギア４２の歯数と第２中間ギア４３の歯数とは等しい。
【００４３】
出力軸４１は、外部に回転動力を出力する。出力軸４１の軸方向は、支軸７の軸方向と平行である。出力軸４１は、軸方向に移動可能である。
出力軸４１は、少なくとも３つの位置（以下、第１位置〜第３位置という。）間を移動する。第１位置は、第１中間ギア４２と第３周面ギア３１とが噛合せず、かつ第２中間ギア４３と第１周面ギア１１とが噛合する位置である。第２位置は、第１中間ギア４２と第３周面ギア３１とが噛合し、かつ第２中間ギア４３と第１周面ギア１１とが噛合せず、かつ第２中間ギア４３と第２周面ギア２３とが噛合しない位置である。第３位置は、第１中間ギア４２と第３周面ギア３１とが噛合せず、かつ第２中間ギア４３と第２周面ギア２３とが噛合する位置である。出力軸４１の移動は、係合機構５０によって機械的に制限される。
【００４４】
係合機構５０は、出力機構４０に係合する係合体５１と、第３回転体３０と連動しかつ係合体５１を案内する案内回転体６０とを有する。本実施形態では、案内回転体６０は、第３回転体３０と一体に構成されている。すなわち、第３回転体３０の一部に案内回転体６０が設けられている。
【００４５】
係合体５１は、支持部５２と、支持部５２から延びる被案内部５３とを有する。支持部５２は、出力軸４１に対して軸方向に移動しないように固定され、かつ出力軸４１の軸を中心とする円周方向には固定されず出力軸４１の回転に連動しない。被案内部５３は、案内回転体６０のガイド溝６１に案内される。被案内部５３がガイド溝６１に案内されることにより、出力軸４１の軸方向の移動が制限される。
【００４６】
案内回転体６０は、係合体５１を案内するガイド溝６１を有する。
ガイド溝６１は、出力機構４０と第３回転体３０とが係合する係合状態において、係合体５１との係合により、次のように出力機構４０の移動を規制する。
【００４７】
第１に、ガイド溝６１は、第３回転速度期間ＴＡのとき出力機構４０が第１回転体１０に係合するように移動する第１移動を許容する。
第２に、ガイド溝６１は、第４回転速度期間ＴＢのとき出力機構４０が第２回転体２０に係合するように移動する第２移動を許容する。
第３に、ガイド溝６１は、第３回転速度期間ＴＡ以外かつ第４回転速度期間ＴＢ以外のとき、第１移動及び第２移動を禁止する。
【００４８】
ガイド溝６１は、出力機構４０と第１回転体１０とが係合する係合状態において、係合体５１との係合により、次のように出力機構４０の移動を規制する。
第１に、ガイド溝６１は、第３回転速度期間ＴＡのとき、出力機構４０が第１回転体１０との係合を解除するように移動する第３移動を許容する。
第２に、ガイド溝６１は、第３回転速度期間ＴＡ以外のとき、出力機構４０の移動を禁止する。
【００４９】
ガイド溝６１は、出力機構４０と第２回転体２０とが係合する係合状態において、係合体５１との係合により、次のように出力機構４０の移動を規制する。
第１に、ガイド溝６１は、第４回転速度期間ＴＢのとき、出力機構４０が第２回転体２０との係合を解除するように移動する第４移動を許容する。
第２に、ガイド溝６１は、第４回転速度期間ＴＢ以外のとき、出力機構４０の移動を禁止する。
【００５０】
図９を参照して、ガイド溝６１の一例を説明する。
ガイド溝６１は、出力軸４１を第１位置に留まらせる第１ガイド溝６１ａと、出力軸４１を第２位置に留まらせる第２ガイド溝６１ｂと、出力軸４１を第３位置に留まらせる第３ガイド溝６１ｃとを有する。
【００５１】
第１ガイド溝６１ａと、第２ガイド溝６１ｂと、第３ガイド溝６１ｃとは、案内回転体６０の円周面６０ａに設けられる。第１ガイド溝６１ａと、第２ガイド溝６１ｂと、第３ガイド溝６１ｃとは、この順に、所定の並び方向に配置される。所定の並び方向とは、この例の場合、第１回転体１０から第２回転体２０に向かう並び方向を示す。また、第１ガイド溝６１ａと第２ガイド溝６１ｂとの間は第１隔壁６４に仕切られる。第２ガイド溝６１ｂと第３ガイド溝６１ｃとの間は第２隔壁６５に仕切られる。第１隔壁６４及び第２隔壁６５は、被案内部５３が溝間で自由に移動することを妨げる。
【００５２】
第１隔壁６４には、第１通路６４ａが設けられている。第１通路６４ａは、被案内部５３が第１ガイド溝６１ａと第２ガイド溝６１ｂとの間の通行を許容する。具体的には、第１通路６４ａは、第３回転速度期間ＴＡに対応する位相区間ＰＨＡ、すなわち、反転ギア６と変速周期ギア３２の第１ギア部３２ａとが噛合する位相区間ＰＨＡに設けられる。これにより、上述の第１移動及び第３移動が可能になる。
【００５３】
第２隔壁６５には、第２通路６５ａが設けられている。第２通路６５ａは、被案内部５３が第２ガイド溝６１ｂと第３ガイド溝６１ｃとの間の通行を許容する。具体的には、第２通路６５ａは、第４回転速度期間ＴＢに対応する位相区間ＰＨＢ、すなわち、反転ギア６と変速周期ギア３２の第２ギア部３２ｂとが噛合する位相区間ＰＨＢに設けられる。これにより、上述の第２移動及び第４移動が可能になる。
【００５４】
図１０〜図１２を参照して、変速装置１の動作を説明する。
ここでは、出力軸４１が第１位置から第３位置に移動することにより、出力軸４１の回転速度が第５回転速度Ｒ５から第６回転速度Ｒ６に切り替えられる例を説明する。
入力軸３の回転動力が入力されると、入力軸３の回転動力に基づいて、第１回転体１０、第２回転体２０、及び第３回転体３０が回転する。具体的には、入力軸３の回転動力は、第１回転体１０及び第２回転体２０に伝達される。このとき、第１回転体１０は、第１回転速度Ｒ１で回転し、第２回転体２０は第２回転速度Ｒ２で回転する。また、入力軸３の回転動力は、反転軸５を介して第３回転体３０に伝達される。このとき、第３回転体３０は、第３回転速度Ｒ３から第４回転速度Ｒ４までの変速周期で回転する。
【００５５】
図１０に示されるように、係合機構５０の被案内部５３が、案内回転体６０の第１ガイド溝６１ａに案内されているとき、出力軸４１が第１位置に配置される。このとき、第１回転体１０の第１周面ギア１１と出力軸４１の第２中間ギア４３とが噛合する。これにより、第１回転体１０の回転動力に基づいて出力軸４１が第５回転速度Ｒ５で回転する。
【００５６】
出力軸４１が第１位置に配置されているとき、出力軸４１が軸方向において第２位置に向かう方向に押されると、出力軸４１は、次のタイミングで、第２位置に移動する。すなわち、出力軸４１が押されると、被案内部５３が第１隔壁６４に阻害されるため、出力軸４１の移動が規制される。そして、案内回転体６０の回転により、第１隔壁６４の第１通路６４ａが被案内部５３の配置部分に至ると、被案内部５３が第１通路６４ａを通過可能になる（図９破線参照）。これにより、出力軸４１の移動規制が解除されて、第２位置に向かって移動し、被案内部５３が、第２ガイド溝６１ｂに位置する。出力軸４１が第１位置から第２位置に移動するタイミングでは、第３回転体３０は、第３回転速度期間ＴＡにある。第３回転速度Ｒ３は、第１回転体１０の回転動力で回転する出力軸４１の第５回転速度Ｒ５に整合する回転速度であるため、第３回転体３０の第３周面ギア３１と出力軸４１の第１中間ギア４２とが円滑に噛合する。
【００５７】
図１１に示されるように、係合機構５０の被案内部５３が、案内回転体６０の第２ガイド溝６１ｂに案内されているとき、出力軸４１が第２位置に配置される。このとき、第３回転体３０の第３周面ギア３１と出力軸４１の第１中間ギア４２とが噛合する。これにより、第３回転体３０の回転動力に基づいて出力軸４１の回転速度が変えられる。すなわち、出力軸４１の回転速度は、第５回転速度Ｒ５から徐々に増速され、第６回転速度Ｒ６になる。
【００５８】
出力軸４１が第２位置に配置されているとき、出力軸４１が軸方向において第３位置に向かう方向に押されると、出力軸４１は、次のタイミングで、第３位置に移動する。すなわち、出力軸４１が押されると、被案内部５３が第２隔壁６５に阻害されるため、出力軸４１の移動が規制される。そして、案内回転体６０の回転により、第２隔壁６５の第２通路６５ａが被案内部５３の配置部分に至ると、被案内部５３が第２通路６５ａを通過可能になる（図９破線参照）。これにより、出力軸４１の移動規制が解除されて、第３位置に向かって移動し、被案内部５３が、第３ガイド溝６１ｃに位置する。出力軸４１が第２位置から第３位置に移動するタイミングでは、第３回転体３０は、第４回転速度期間ＴＢにある。第４回転速度Ｒ４は、第２回転体２０の回転動力で回転する出力軸４１の第６回転速度Ｒ６に整合する回転速度であるため、第２回転体２０の第２周面ギア２３と出力軸４１の第２中間ギア４３とが円滑に噛合する。
【００５９】
図１２に示されるように、係合機構５０の被案内部５３が、案内回転体６０の第３ガイド溝６１ｃに案内されていると、出力軸４１が第３位置に配置される。このとき、第２回転体２０の第２周面ギア２３と出力軸４１の第２中間ギア４３とが噛合する。これにより、第２回転体２０の回転動力に基づいて出力軸４１が第６回転速度Ｒ６で回転する。
【００６０】
変速装置１の効果を説明する。
（１）変速装置１は、入力機構２と、第１回転体１０と、第２回転体２０と、第３回転体３０と、出力機構４０と、係合機構５０とを備える。第３回転体３０は、変速周期ギア３２を有する。係合機構５０は、第３回転体３０の第３回転速度期間ＴＡにおいて、出力機構４０と第１回転体１０との係合及び係合解除を許容する。また、係合機構５０は、第３回転体３０の第４回転速度期間ＴＢにおいて、出力機構４０と第２回転体２０との係合及び係合解除を許容する。そして、第３回転速度Ｒ３は、第１回転体１０の第１回転速度Ｒ１に整合する回転速度であり、第４回転速度Ｒ４は、第２回転体２０の第２回転速度Ｒ２に整合する回転速度である。
【００６１】
上記構成に示されるように、変速装置１は、変速周期を有する第３回転体３０を備える。そして、第３回転体３０は、第３回転速度Ｒ３と第４回転速度Ｒ４とで変速しつつ回転する。また、第３回転速度Ｒ３は、第１回転体１０の第１回転速度Ｒ１に整合する回転速度であり、第４回転速度Ｒ４は、第２回転体２０の第２回転速度Ｒ２に整合する回転速度である。このため、出力機構４０の係合対象が、第１回転体１０から第３回転体３０に切り替わるとき、回転中において、その切り替わりが円滑に進行する。また同様に、出力機構４０の係合対象が、第３回転体３０から第２回転体２０に切り替わるとき、回転中において、その切り替わりが円滑に進行する。以上の作用により、上記変速装置１は、出力機構４０の出力軸４１の回転速度を出力軸４１の回転中においてトルク抜けや変速ショックや破損等が抑制されて円滑に変化させることができる。
【００６２】
（２）変速周期ギア３２は、フェースギアであって、第３回転速度期間ＴＡを形成する第１ギア部３２ａと、第４回転速度期間ＴＢを形成する第２ギア部３２ｂとを含む。この構成では、変速周期ギア３２の構成が簡潔である。
（３）変速周期ギア３２の第３ギア部３２ｃは、第１ギア部３２ａと第２ギア部３２ｂとの間に配置され、第３回転体３０の回転速度を第３回転速度Ｒ３から第４回転速度Ｒ４へ徐変する。第４ギア部３２ｄは、第１ギア部３２ａと第２ギア部３２ｂとの間に配置され、第３回転体３０の回転速度を第４回転速度Ｒ４から第３回転速度Ｒ３へ徐変する。この構成によれば、第３回転体３０が、出力機構４０の出力軸４１の回転速度を、切り替え前の回転速度から目的の回転速度に徐々に変える。これにより、回転速度を急変させる場合に比べて、変速ショックが緩和される。
【００６３】
（４）入力機構２は、第１回転体１０及び第２回転体２０を回転させる入力軸３を有する。この構成によれば、１つの入力軸３により、第１回転体１０及び第２回転体２０を回転させることができる。これにより、変速装置１をコンパクトにできる。
【００６４】
（５）上記変速装置１において、第１回転体１０は入力軸３に噛合する第１フェースギア１２を有する。第２回転体２０は入力軸３に噛合する第２フェースギア２４を有する。第１フェースギア１２と第２フェースギア２４とは、回転中心線ＣＡに沿う方向において同じ位置に配置される。
【００６５】
この構成によれば、第１フェースギア１２と第２フェースギア２４とが回転中心線ＣＡに沿う方向において同じ位置にあるため、第１フェースギア１２と第２フェースギア２４とが回転中心線ＣＡに沿う方向に互いに離間するように配置される場合に比べて、変速装置１をコンパクトにできる。
【００６６】
（５）上記変速装置１において、係合機構５０は、係合体５１と、第３回転体３０と連動しかつ係合体５１を案内する案内回転体６０とを有する。案内回転体６０は、ガイド溝６１を有する。ガイド溝６１は、少なくとも次の３つの構成を有する。すなわち、第１は、出力機構４０と第３回転体３０とが係合する係合状態において、第３回転速度期間ＴＡのとき出力機構４０が第１回転体１０に係合するように移動する第１移動を許容する。第２は、出力機構４０と第３回転体３０とが係合する係合状態において、第４回転速度期間ＴＢのとき出力機構４０が第２回転体２０に係合するように移動する第２移動を許容する。第３は、出力機構４０と第３回転体３０とが係合する係合状態において、第３回転速度期間ＴＡ以外かつ前記第４回転速度期間ＴＢ以外のとき第１移動及び第２移動を禁止する。この構成によれば、出力機構４０の移動のタイミングを機械的に制御できる。
【００６７】
（６）上記変速装置１は、例えば、車両のウィンドウレギュレータにおいて、モータからウィンドウの移動体との間の動力伝達機構に組み込まれ得る。これにより、ウィンドウの移動速度を簡単に切り替えることができる。例えば、ウィンドウが閉まる直前において変速可能である。これにより、指が挟まる虞を低減できる。また、車両のサイドミラーを回転させるアクチュエータに組み込まれ得る。これにより、サイドミラーの回転速度を切り替え可能である。そして、遅い速度でミラーを回転させることにより、ミラーの微調整が可能になる。
【００６８】
＜その他の実施形態＞
・図１３を参照して、他の実施形態に係る変速装置１ｘを説明する。なお、上記実施形態に係る変速装置１の構成と同一の構成については同じ符号を付す。
本例では、入力機構２ｘは、１つの入力軸７１を備え、上記実施形態の反転軸５に対応する軸を備えない。出力機構７２は、２つの軸（以下、「第１軸７３」及び「第２軸７４」という。）を有する。第１軸７３は、上述の第１中間ギア４２と係合体５１を有する。第２軸７４は、上述の第２中間ギア４３を有する。第１軸７３及び第２軸７４は、連結ギア７５，７６を有する。第１軸７３及び第２軸７４は、連結ギア７５を介して回転方向に係合する。そして、第１軸７３及び第２軸７４は、軸方向に連動する。これら以外の構成は、上記実施形態の例を同じである。以上のような構成の変速装置１ｘは、上記実施形態に係る変速装置１との比較で、第３回転体３０の回転方向が反転するだけであるため、実質的に上記実施形態と同様の作用を有する。このため、本例の変速装置１ｘは、上記実施形態の変速装置１に準じた効果を奏する。
また、変速装置１ｘでは、入力機構２ｘの入力軸７１が、第１回転体１０、第２回転体２０、及び第３回転体３０を回転させるため、入力機構２ｘの構造が簡潔である。
【００６９】
・上記実施形態において、入力機構２の構造は限定されない。
図１４を参照して、入力機構２の構造が相違する変速装置１ｙの例を説明する。なお、上記実施形態に係る変速装置１の構成と同一の構成については同じ符号を付す。
この例では、入力機構２ｙは、第１回転体１０の回転中心線ＣＡに平行な入力軸８０と、入力軸８０に固定される第１入力ギア８１と、入力軸８０に固定される第２入力ギア８２と、第３入力ギア８３とを備える。第１入力ギア８１は、第１回転体１０に設けられる第１中間ギア１２ｙに噛合する。第２入力ギア８２は、第２回転体２０に設けられる第２中間ギア２４ｙに噛合する。第３入力ギア８３は、入力軸８０に固定される傘歯車８４と、傘歯車８４により回転する傘歯車８５とにより構成される。傘歯車８５は、上記実施形態における反転ギア６に相当する。以上のような構成の変速装置１ｙは、入力機構２ｙの構造が変更されているだけであり、実質的に上記実施形態と同様の作用を有する。このため、この例の変速装置１ｙは、上記実施形態の変速装置１に準じた効果を奏する。
【００７０】
・上記実施形態において、出力機構４０の構造は限定されない。
図１５を参照して、出力機構９０の構造が相違する変速装置１ｚの例を説明する。なお、上記実施形態に係る変速装置１の構成と同一の構成については同じ符号を付す。
上記実施形態では、出力軸４１と第１回転体１０との間の回転動力伝達と、出力軸４１と第２回転体２０との間の回転動力伝達とは、共通の部材すなわち第２中間ギア４３を介して行われているが（図７参照）、本例では、これが別々とされる。具体的には、第１回転体１０と出力軸９１との間の回転動力伝達は第３中間ギア９３を介して行われる。第２回転体２０と出力軸９１との間の回転動力伝達は第４中間ギア９４を介して行われる。このような構成によっても、上記実施形態の変速装置１に準じた効果が得られる。
【００７１】
・上記実施形態において、係合機構５０の構造は限定されない。上記実施形態では、係合機構５０は機械的構造を有するが、電気的制御によって、出力機構４０の移動を制御してもよい。例えば、第３回転体３０の位相を検出するセンサが設けられる。そして、センサの出力から第３回転体３０の位相の検出値に基づいて、アクチュエータにより出力軸４１の移動が制御される。このような構成によっても、上記実施形態の変速装置１に準じた効果が得られる。
【符号の説明】
【００７２】
ＣＡ…回転中心線、ＣＢ…中心軸、ＰＨＡ…位相区間、ＰＨＢ…位相区間、Ｒ１…第１回転速度、Ｒ２…第２回転速度、Ｒ３…第３回転速度、Ｒ４…第４回転速度、Ｒ５…第５回転速度、Ｒ６…第６回転速度、ＴＡ…第３回転速度期間、ＴＢ…第４回転速度期間、１…変速装置、１ｘ…変速装置、１ｙ…変速装置、１ｚ…変速装置、２…入力機構、２ｘ…入力機構、２ｙ…入力機構、３…入力軸、４…入力ギア、５…反転軸、６…反転ギア、７…支軸、１０…第１回転体、１０ａ…側面、１０ｂ…円周面、１０ｃ…貫通孔、１１…第１周面ギア、１２…第１フェースギア、１２ｙ…第１中間ギア、２０…第２回転体、２０ａ…貫通孔、２１…挿通部、２１ａ…側面、２２…フランジ部、２２ａ…円周面、２３…第２周面ギア、２４…第２フェースギア、２４ｙ…第２中間ギア、３０…第３回転体、３０ａ…側面、３０ｂ…円周面、３０ｃ…貫通孔、３１…第３周面ギア、３２…変速周期ギア、３２ａ…第１ギア部、３２ｂ…第２ギア部、３２ｃ…第３ギア部、３２ｄ…第４ギア部、４０…出力機構、４１…出力軸、４２…第１中間ギア、４３…第２中間ギア、５０…係合機構、５１…係合体、５２…支持部、５３…被案内部、６０…案内回転体、６０ａ…円周面、６１…ガイド溝、６１ａ…第１ガイド溝、６１ｂ…第２ガイド溝、６１ｃ…第３ガイド溝、６４…第１隔壁、６４ａ…第１通路、６５…第２隔壁、６５ａ…第２通路、７１…入力軸、７２…出力機構、７３…第１軸、７４…第２軸、７５…連結ギア、７６…連結ギア、８０…入力軸、８１…第１入力ギア、８２…第２入力ギア、８３…第３入力ギア、８４…傘歯車、８５…傘歯車、９０…出力機構、９１…出力軸、９３…第３中間ギア、９４…第４中間ギア。
【図１】
2018165556.tif 000003
【図２】
2018165556.tif 000004
【図３】
2018165556.tif 000005
【図４】
2018165556.tif 000006
【図５】
2018165556.tif 000007
【図６】
2018165556.tif 000008
【図７】
2018165556.tif 000009
【図８】
2018165556.tif 000010
【図９】
2018165556.tif 000011
【図１０】
2018165556.tif 000012
【図１１】
2018165556.tif 000013
【図１２】
2018165556.tif 000014
【図１３】
2018165556.tif 000015
【図１４】
2018165556.tif 000016
【図１５】
2018165556.tif 000017