(57)【要約】【課題】遊星歯車機構を構成する回転要素の一つに非接触で制動力を与えることができかつ駆動力の伝達性能を向上させること。【解決手段】入力軸２と出力軸３との間に配設された第１〜第３の遊星歯車機構４１〜４３を備えている変速装置。該装置は、各遊星歯車機構の回転要素の一つに連結された第１〜第３の制動ドラム４１Ｄ〜４３Ｄと、各制動ドラムの外周側に軸方向のみに移動可能に配設された磁石手段５００と、磁石手段５００を軸方向に移動させて、制動ドラムの外周面と対向する第１〜第４の制動位置と制動ドラムの外周面と対向しない制動解除位置に位置付ける磁石作動手段６とを備えている。磁石手段５００は複数個の永久磁石５５０を備え、永久磁石５５０の各々は第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂと、第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂを接続するよう配設された橋絡部５５０ｃとからなる。【選択図】        図１
2004360777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と出力軸との間に配設された第１、第２及び第３の遊星歯車機構を備えている変速装置において、
導電性材料からなる第１、第２及び第３の制動ドラムと、各制動ドラムの外周側に軸方向のみに移動可能に配設された磁石手段と、磁石手段を移動させて、制動ドラムの外周面と対向する第１、第２、第３及び第４の制動位置と制動ドラムの外周面と対向しない制動解除位置に位置付ける磁石作動手段とを備え、
入力軸には、各遊星歯車機構のサンギヤを備えたサンギヤユニットがワンウエイクラッチを介して連結されかつ第３の遊星歯車機構のプラネタリキャリアが連結され、第３の遊星歯車機構のリングギヤには第３の制動ドラムが、第２の遊星歯車機構のリングギヤには第２の制動ドラムが連結され、第１の遊星歯車機構のリングギヤには第１の制動ドラム及び第２の遊星歯車機構のプラネタリキャリアが連結され、第１の遊星歯車機構のプラネタリキャリアは出力軸に連結され、
磁石手段は、磁石支持手段と、相互に周方向に間隔をおいて磁石支持手段に配設された複数個の永久磁石とを備え、永久磁石の各々は、軸方向に間隔をおいて相互に対向するよう配置された第１及び第２の磁極部と、第１及び第２の磁極部を接続するよう配設された橋絡部とからなり、第１及び第２の磁極部は橋絡部の両端から半径方向内側に延び出すよう構成され、永久磁石の各々において、第１及び第２の磁極部は、半径方向内側に向けられた、相互に異極をなす磁極面を有し、周方向に相互に隣り合う永久磁石の各々における、第１の磁極部の磁極面同士及び第２の磁極部の磁極面同士は相互に異極をなし、
磁石手段が、第１の制動位置に位置付けられると永久磁石の各々の第１の磁極部の磁極面が第１の制動ドラムの外周面に対向し、第２の制動位置に位置付けられると第１の磁極部の磁極面が第２の制動ドラムの外周面に対向し、第３の制動位置に位置付けられると第１の磁極部の磁極面が第３の制動ドラムに対向しかつ第２の磁極部の磁極面が第１の制動ドラムの外周面に対向し、第４の制動位置に位置付けられると第１の磁極部の磁極面が第３の制動ドラムに対向しかつ第２の磁極部の磁極面が第２の制動ドラムの外周面に対向する、
ことを特徴とする変速装置。
【請求項２】
第１の制動ドラムに隣接して中立ドラムが配設され、磁石手段が制動解除位置に位置付けられると、永久磁石の各々の第１の磁極部の磁極面及び第２の磁極部の磁極面が中立ドラムの外周面に対向する、請求項１記載の変速装置。
【請求項３】
入力軸の回転を逆転して出力軸に伝達する第４の遊星歯車機構が備えられ、第４の遊星歯車機構は、リングギヤと、該リングギヤ及び第１の遊星歯車機構のプラネタリギヤに噛み合わされたプラネタリギヤと、第１の遊星歯車機構のプラネタリキャリアに連結されたプラネタリキャリアと、該リングギヤに連結された導電性材料からなる第４の制動ドラムとを備え、磁石作動手段は、磁石手段を移動させて、第４の制動ドラムの外周面と対向する第５の制動位置に位置付けるよう構成され、磁石手段が、第５の制動位置に位置付けられると永久磁石の各々の第２の磁極部の磁極面が第５の制動ドラムの外周面に対向する、請求項１記載の変速装置。
【請求項４】
第１の制動ドラムと第４の制動ドラムとの間には磁性材からなる中立ドラムが配設され、磁石手段が第５の制動位置に位置付けられると第２の磁極部の磁極面が第５の制動ドラムに対向しかつ第１の磁極部の磁極面が中立ドラムの外周面に対向する、請求項３記載の変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等に搭載する変速装置、更に詳しくは遊星歯車機構を備えた変速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
遊星歯車機構は、サンギヤと、サンギヤと同心に配設されたリングギヤと、リングギヤとサンギヤとに噛み合うプラネタリギヤ、及びプラネタリギヤを支持するプラネタリキャリア等の回転要素からなっている。このような遊星歯車機構は、サンギヤとリングギヤ及びプラネタリキャリアの何れか一つを固定し、残りの一方を入力側に他方を出力側にそれぞれ伝動連結することにより、入力側に伝達された動力を遊星歯車機構を介して出力側に伝達することができる。このような遊星歯車機構を備えた動力伝達装置、例えば変速装置において、遊星歯車機構を構成するサンギヤとリングギヤ及びプラネタリキャリアの何れか一つを固定する手段として、従来はブレーキバンドまたは多板ディスクブレーキが一般に用いられている。而して、ブレーキバンド及び多板ディスクブレーキは回転力を摩擦力によって制動するため、磨耗が発生し耐久性の面で問題がある。
【０００３】
上記事実に基づいて、遊星歯車機構を構成する回転要素の一つに非接触で制動力を与えることができる変速装置が、本出願人であるいすゞ自動車株式会社によって既に提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に開示された変速装置は、原動機の動力によって駆動させられる入力軸と、入力軸と同一軸上に配設された出力軸と、入力軸と出力軸との間に配設された第１、第２、第３及び第４の遊星歯車機構を備えている。この変速装置は更に、第１、第２、第３及び第４の遊星歯車機構をそれぞれ構成する回転要素の一つに連結された制動ドラムと、各制動ドラムの外周側に回転が規制され軸方向に移動可能に配設された磁石手段と、磁石手段を軸方向に移動させ、各制動ドラムの外周面とそれぞれ対向する制動位置と各制動ドラムの外周面と対向しない制動解除位置に位置付ける磁石作動手段とを備えている。以上の構成により、４段変速が可能な変速装置が得られる。
【０００４】
上記変速装置によれば、磁石手段を制動ドラムの外周面と対向する制動位置に位置付けることにより、磁石手段と制動ドラムとの相対速度差によって制動ドラムの外周面に渦電流を生じさせ、制動ドラムすなわち回転要素の一つに制動力を与えることができる。この結果、機械的な接触をすることなく遊星歯車機構を機能させ動力伝達を行うことができるので、磨耗が無く耐久性に優れた変速装置を得ることができる。また、上記変速装置を車両に搭載した場合には、入力軸を原動機に直接連結しても車両を発進駆動させることができ、車両を発進するために用いられている摩擦クラッチやトルクコンバータ等の流体継手を除去することが可能となる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１５３１９１号公報（第４−第５頁、図７）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記変速装置には次のような問題が存在することが判明した。
（１）第１、第２、第３及び第４の遊星歯車機構を配列することにより、４段変速が可能な変速装置を得るよう構成されているので、部品点数が多く、全体の構成が複雑となり、重量が重く、コストアップとなる。
（２）変速装置を高速段側で作動させる場合には、比較的多数のギヤを駆動しなければ出力軸に動力を伝達できないので、駆動効率が低下し、実用的には好ましくない。更に具体的には変速装置を３速で作動させる場合には、第１、第２及び第３の遊星歯車機構を駆動する必要があり、また変速装置を４速で作動させる場合には、第１、第２、第３及び第４の遊星歯車機構を駆動する必要がある。その結果、駆動効率が大きく低下するので、該装置を実用化するためには、駆動効率を改善する必要がある。
（３）他方、変速装置を低速段側で作動させる場合には、更に具体的には変速装置を１速又は２速で作動させる場合には、３速及び４速用の遊星歯車機構である第３及び第４の遊星歯車機構の回転要素の一つである制動ドラムが高速で空転させられる。その結果、駆動エネルギーのロスが増加し、駆動効率が大きく低下するので、該装置を実用化するためには、駆動エネルギーのロスを少なくする必要がある。
【０００７】
上記事実に基づいて本発明者は鋭意研究を行った結果、次に記載する変速装置によれば、上記技術的課題を解決することができると考えた。この変速装置は、入力軸と出力軸との間に配設された第１、第２及び第３の遊星歯車機構と、導電性材料からなる第１、第２及び第３の制動ドラムと、各制動ドラムの外周側に軸方向のみに移動可能に配設された磁石手段と、磁石手段を移動させて、制動ドラムの外周面と対向する第１、第２、第３及び第４の制動位置と制動ドラムの外周面と対向しない制動解除位置に位置付ける磁石作動手段とを備えている。入力軸には、各遊星歯車機構のサンギヤを備えたサンギヤユニットがワンウエイクラッチを介して連結されかつ第３の遊星歯車機構のプラネタリキャリアが連結され、第３の遊星歯車機構のリングギヤには第３の制動ドラムが、第２の遊星歯車機構のリングギヤには第２の制動ドラムが連結され、第１の遊星歯車機構のリングギヤには第１の制動ドラム及び第２の遊星歯車機構のプラネタリキャリアが連結され、第１の遊星歯車機構のプラネタリキャリアは出力軸に連結されている。磁石手段が、第１の制動位置に位置付けられると第１の制動ドラムの外周面に対向し、第２の制動位置に位置付けられると第２の制動ドラムの外周面に対向し、第３の制動位置に位置付けられると第３の制動ドラム及び第１の制動ドラムの外周面に対向し、第４の制動位置に位置付けられると第３の制動ドラム及び第２の制動ドラムの外周面に対向する。
【０００８】
第１、第２及び第３の遊星歯車機構を配列することにより、４段変速が可能な上記変速装置によれば、先に述べた（１）〜（３）の技術的課題を解決することが可能になった。しかしながら、上記変速装置には更に別の問題が存在することが判明した。すなわち、各変速段において、制動ドラムに作用する制動力を増大するほど入力軸から出力軸への駆動力の伝達性能が向上するが、制動ドラムに作用する制動力を増大するためには、磁石の磁力を強化する必要がある。磁石が永久磁石からなる場合には、永久磁石の各々における磁極面間の距離を増加させる必要がある。しかしながら、永久磁石の各々における磁極面は半径方向に向けられているため、磁極面間の距離を増加させた場合には、永久磁石の各々の半径方向寸法が増加するので変速装置全体の半径方向寸法が増加し、変速装置をコンパクト化できなくなると共に重量が増加し、車両への搭載上不利となる。
【０００９】
本発明の目的は、永久磁石の半径方向寸法を増加させることなく、永久磁石の磁力を強化することを可能にし、その結果、駆動力の伝達性能を向上させることを可能にする、新規な変速装置を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、永久磁石の半径方向寸法を増加させることなく、しかも半径方向内側に向けられた、永久磁石の磁極面の面積を増加させることなく、永久磁石の磁力を強化することを可能にし、その結果、駆動力の伝達性能を向上させることを可能にする、新規な変速装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、入力軸と出力軸との間に配設された第１、第２及び第３の遊星歯車機構を備えている変速装置において、
導電性材料からなる第１、第２及び第３の制動ドラムと、各制動ドラムの外周側に軸方向のみに移動可能に配設された磁石手段と、磁石手段を移動させて、制動ドラムの外周面と対向する第１、第２、第３及び第４の制動位置と制動ドラムの外周面と対向しない制動解除位置に位置付ける磁石作動手段とを備え、
入力軸には、各遊星歯車機構のサンギヤを備えたサンギヤユニットがワンウエイクラッチを介して連結されかつ第３の遊星歯車機構のプラネタリキャリアが連結され、第３の遊星歯車機構のリングギヤには第３の制動ドラムが、第２の遊星歯車機構のリングギヤには第２の制動ドラムが連結され、第１の遊星歯車機構のリングギヤには第１の制動ドラム及び第２の遊星歯車機構のプラネタリキャリアが連結され、第１の遊星歯車機構のプラネタリキャリアは出力軸に連結され、
磁石手段は、磁石支持手段と、相互に周方向に間隔をおいて磁石支持手段に配設された複数個の永久磁石とを備え、永久磁石の各々は、軸方向に延在する本体部と、本体部の軸方向両端からそれぞれ半径方向内側に延び出す第１及び第２の磁極部からなり、永久磁石の各々において、第１及び第２の磁極部は、半径方向内側に向けられた、相互に異極をなす異極面を有し、周方向に相互に隣り合う永久磁石の各々における、第１の磁極部の磁極面同士及び第２の磁極部の磁極面同士は相互に異極をなし、
磁石手段が、第１の制動位置に位置付けられると永久磁石の各々の第１の磁極部の磁極面が第１の制動ドラムの外周面に対向し、第２の制動位置に位置付けられると第１の磁極部の磁極面が第２の制動ドラムの外周面に対向し、第３の制動位置に位置付けられると第１の磁極部の磁極面が第３の制動ドラムに対向しかつ第２の磁極部の磁極面が第１の制動ドラムの外周面に対向し、第４の制動位置に位置付けられると第１の磁極部の磁極面が第３の制動ドラムに対向しかつ第２の磁極部の磁極面が第２の制動ドラムの外周面に対向する、
ことを特徴とする変速装置、が提供される。
【００１２】
第１の制動ドラムに隣接して中立ドラムが配設され、磁石手段が制動解除位置に位置付けられると、永久磁石の各々の第１の磁極部の磁極面及び第２の磁極部の磁極面が中立ドラムの外周面に対向する、ことが好ましい。
入力軸の回転を逆転して出力軸に伝達する第４の遊星歯車機構が備えられ、第４の遊星歯車機構は、リングギヤと、該リングギヤ及び第１の遊星歯車機構のプラネタリギヤに噛み合わされたプラネタリギヤと、第１の遊星歯車機構のプラネタリキャリアに連結されたプラネタリキャリアと、該リングギヤに連結された導電性材料からなる第４の制動ドラムとを備え、磁石作動手段は、磁石手段を移動させて、第４の制動ドラムの外周面と対向する第５の制動位置に位置付けるよう構成され、磁石手段が、第５の制動位置に位置付けられると永久磁石の各々の第２の磁極部の磁極面が第５の制動ドラムの外周面に対向する、ことが好ましい。
第１の制動ドラムと第４の制動ドラムとの間には磁性材からなる中立ドラムが配設され、磁石手段が第５の制動位置に位置付けられると第２の磁極部の磁極面が第５の制動ドラムに対向しかつ第１の磁極部の磁極面が中立ドラムの外周面に対向する、ことが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による変速装置の好適実施形態を図示している添付図面を参照して、更に詳細に説明する。図１には、本発明による変速装置の実施形態の概略構成図が示されている。図１に示す変速装置は、図示しない車両に搭載されており、原動機の動力によって駆動される入力軸２と、入力軸２と同一軸上に配設された出力軸３と、入力軸２と出力軸３との間に配設された第１の遊星歯車機構４１、第２の遊星歯車機構４２、第３の遊星歯車機構４３及び第４の遊星歯車機構４４とを備えている。第１、第２及び第３の遊星歯車機構４１、４２及び４３は、出力軸３側から入力軸２側に向かってこの順に配列され、第４の遊星歯車機構４４は、第１の遊星歯車機構４１の、出力軸３側に配置されている。入力軸２には、ワンウエイクラッチ２１を介してサンギヤユニット２２が連結されている。入力軸２には、入力軸２よりも大径のボス部２ａが設けられている。ボス部２ａには入力軸２と共通の軸線を有する嵌合孔が形成され、該嵌合孔にワンウエイクラッチ２１の外輪が嵌合されて一体に連結されている。ボス部２ａの一部は、第３の遊星歯車機構４３のプラネタリキャリア４３ｄを構成している。サンギヤユニット２２は、中心軸部２２Ａと、中心軸部２２Ａの外周部に軸方向に間隔をおいて一体に配設されたサンギヤ４１ａ、４２ａ及び４３ａとを備えている。サンギヤユニット２２の中心軸部２２Ａは、ワンウエイクラッチ２１の内輪又は中心軸に一体に連結されている。
【００１４】
第１の遊星歯車機構４１は、上記サンギヤ４１ａ、サンギヤ４１ａと同心に配設されたリングギヤ４１ｂ、サンギヤ４１ａとリングギヤ４１ｂとに噛み合わされたプラネタリギヤ４１ｃ、及びプラネタリキャリア４１ｄの各回転要素を備えている。プラネタリギヤ４１ｃはプラネタリキャリア４１ｄに回転自在に支持されている。第２の遊星歯車機構４２は、上記サンギヤ４２ａ、サンギヤ４２ａと同心に配設されたリングギヤ４２ｂ、サンギヤ４２ａとリングギヤ４２ｂとに噛み合わされたプラネタリギヤ４２ｃ、及びプラネタリキャリア４２ｄの各回転要素を備えている。プラネタリギヤ４２ｃはプラネタリキャリア４２ｄに回転自在に支持されている。第３の遊星歯車機構４３は、上記サンギヤ４３ａ、サンギヤ４３ａと同心に配設されたリングギヤ４３ｂ、サンギヤ４３ａとリングギヤ４３ｂとに噛み合わされたプラネタリギヤ４３ｃ、及びプラネタリキャリア４３ｄの各回転要素を備えている。プラネタリギヤ４３ｃはプラネタリキャリア４３ｄに回転自在に支持されている。第４の遊星歯車機構４４は、入力軸２及び出力軸３と共通の軸線上に配置されたリングギヤ４４ｂ、リングギヤ４４ｂと第１の遊星歯車機構４１のプラネタリギヤ４１ｃとに噛み合わされたプラネタリギヤ４４ｃ、及び第１の遊星歯車機構４１のプラネタリキャリア４１ｄに一体に連結されたプラネタリキャリア４４ｄの各回転要素を備えている。プラネタリギヤ４４ｃはプラネタリキャリア４４ｄに回転自在に支持されている。
【００１５】
第１の遊星歯車機構４１のプラネタリキャリア４１ｄは出力軸３に一体に連結され、プラネタリギヤ４１ｃは、図示の実施形態においては歯幅が比較的広く形成されている。第１の遊星歯車機構４１のリングギヤ４１ｂには第１の制動ドラム４１Ｄと第２の遊星歯車機構４２のプラネタリキャリア４２ｄとが一体に連結されている。第２の遊星歯車機構４２のリングギヤ４２ｂには第２の制動ドラム４２Ｄが一体に連結されている。第３の遊星歯車機構４３のリングギヤ４３ｂには第３の制動ドラム４３Ｄが一体に連結されている。第３の遊星歯車機構４３のプラネタリキャリア４３ｄは、先に述べたとおりにして入力軸２に一体に連結されている。第４の遊星歯車機構４４のリングギヤ４４ｂには第４の制動ドラム４４Ｄが一体に連結されている。入力軸２及び出力軸３と共通の軸線を有する第１、第２、第３及び第４の制動ドラム４１Ｄ、４２Ｄ、４３Ｄ及び４４Ｄは、それぞれ、リングギヤ４１ｂ、４２ｂ及び４３ｂの外周側、すなわち半径方向外側位置に配置されている。第１、第２及び第３の制動ドラム４１Ｄ、４２Ｄ及び４３Ｄは、出力軸３側から入力軸２側に向かってこの順に、軸方向に相互に比較的小さな一定の間隔をおいて配列され、第４の制動ドラム４４Ｄは、第１の制動ドラム４１Ｄの、出力軸３側に比較的大きな軸方向間隔をおいて配置されている。第１、第２、第３及び第４の制動ドラム４１Ｄ、４２Ｄ、４３Ｄ及び４４Ｄは、それぞれ導電性材料（例えば、銅、アルミニウム、鉄、鋼など）から形成され、それぞれ実質的に同じ外径寸法を有するよう形成されている。これらの制動ドラムを、磁性材である鉄や鋼よりも優れた導電性を有する銅、アルミニウムなどにより形成することは、後述する磁石手段５０００との間に相対回転が生じた場合、表面に発生する渦電流が鉄や鋼に較べて大きくなって上記ドラムの制動効率が向上するので好ましいといえる。
【００１６】
第１の制動ドラム４１Ｄに対し軸方向に隣接した位置（第１の制動ドラム４１Ｄの、第２の制動ドラム４２Ｄと軸方向反対側に隣接した位置）には、中立ドラム４５Ｄが配設されている。中立ドラム４５Ｄは磁性材から形成されている。図示の実施形態において、第４の遊星歯車機構４４のリングギヤ４４ｂは、比較的広い軸方向幅を有する円筒部を備えている。中立ドラム４５Ｄは、該円筒部の外周面の幅方向のほぼ全域を覆うよう、該円筒部の外周面に、相対回転を許容する周知の部材、例えば、コロあるいは軸受部材を介して相対回転可能に支持されている（実施形態においてはコロが図示されている）。リングギヤ４４ｂの軸方向幅が比較的広いことに起因して、第１の制動ドラム４１Ｄと第４の制動ドラム４４Ｄとの間には、所定の軸方向間隔（比較的大きな間隔）が設けられ、該間隔内に中立ドラム４５Ｄが配設されている。中立ドラム４５Ｄの外径寸法も他の制動ドラムと実質的に同じに規定されている。第４の制動ドラム４４Ｄ、中立ドラム４５Ｄ、第１、第２及び第３の制動ドラム４１Ｄ、４２Ｄ及び４３Ｄは、相互に軸方向に一定の間隔をおいて配置されている。第４の制動ドラム４４Ｄ、第１及び第２の制動ドラム４１Ｄ及び４２Ｄの軸方向幅は相互に実質的に同じに形成されているが、第３の制動ドラム４３Ｄは、第４の制動ドラム４４Ｄ、第１及び第２の制動ドラム４１Ｄ及び４２Ｄよりも軸方向幅が広く形成されている（第４の制動ドラム４４Ｄ、第１及び第２の制動ドラム４１Ｄ及び４２Ｄの軸方向幅の少なくとも２倍）。また、中立ドラム４５Ｄは、第３の制動ドラム４３Ｄよりも軸方向幅が広く形成されている（第４の制動ドラム４４Ｄ、第１及び第２の制動ドラム４１Ｄ及び４２Ｄの軸方向幅の少なくとも３倍）。なお、第３の制動ドラム４３Ｄは、図示の実施形態においては一体に形成されているが、相互にリンギギヤ４３ｂに一体に連結された二つの部材から構成してもよい。また、中立ドラム４５Ｄも、軸方向に間隔をおいて配列された三つの部材から構成してもよい。
【００１７】
図示の変速装置は、上記第１〜第４の制動ドラム４１Ｄ〜４４Ｄと中立ドラム４５Ｄ、の外周側に回転が規制されかつ軸方向に移動可能に配設された磁石手段５００（換言すれば、軸方向のみに移動可能に配設された磁石手段５００）と、磁石手段５００を軸方向に移動させて、制動ドラム４１Ｄ〜４４Ｄの外周面と対向する第１〜第５の制動位置と、制動ドラム４１Ｄ〜４４Ｄの外周面と対向しない制動解除位置に位置付ける磁石作動手段６とを備えている。これら第１〜第４の制動ドラム４１Ｄ〜４４Ｄと中立ドラム４５Ｄ、磁石手段５００及び磁石作動手段６は、各遊星歯車機構４１〜４４を構成する回転要素の一つに制動力を与える回転要素制動手段を構成する。
【００１８】
図７〜図１０を参照して、磁石手段５００は、磁石支持手段５００Ａと、磁石支持手段５００Ａに配設された複数個の永久磁石５５０とを備えている。永久磁石５５０の各々は相互に実質的に同じ形状及び大きさを有している。永久磁石５５０は、図９に明示されているように、軸方向に間隔をおいて相互に対向するよう配置された第１の磁極部５５０ａ及び第２の磁極部５５０ｂと、第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂを接続するよう配設された橋絡部５５０ｃとからなる。第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂは橋絡部５５０ｃの両端から相互に平行にかつ橋絡部５５０ｃに対して直角に同じ長さだけ延び出すよう構成されている。第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂと橋絡部５５０ｃは横断面がほぼ矩形状をなしている。したがって、第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂは、橋絡部５５０ｃの長手方向両端において、橋絡部５５０ｃの片面から相互に平行にかつ該片面に対して直角に同じ長さだけ延び出すよう構成されている。この実施形態において、第１の磁極部５５０ａ及び第２の磁極部５５０ｂと橋絡部５５０ｃとは一体に形成されている。図９から明らかなように、上記の如く構成された永久磁石５５０は、全体としてほぼチャンネル形状ないしＵ形状をなしている。第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂは、各々の先端に、相互に異極（Ｎ−Ｓ）をなす磁極面を有している。磁極面の各々は矩形状をなしている。後述するとおりにして磁石作動手段６のねじロッド部材６０に配設された状態、広義には変速装置に配設された状態において、永久磁石５５０の各々は、入力軸２及び出力軸３の軸方向に間隔をおいて相互に対向するよう配置された第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂと、第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂを接続するよう配設された橋絡部５５０ｃとからなり、第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂは橋絡部５５０ｃの両端から半径方向内側に延び出すよう構成され、永久磁石５５０の各々において、第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂは、半径方向内側に向けられた、相互に異極をなす磁極面（Ｎ又はＳ）を有している。
【００１９】
磁石支持手段５００Ａは、第１の磁石支持環５５１と、第２の磁石支持環５５２と、第１の磁石押さえ環５５３と、第２の磁石押さえ環５５４とを備えている。図１０にその一部が明示されているように、第１の磁石支持環５５１は、一定の軸方向幅及び半径方向厚さを有する円筒状の本体部５５１ａと、本体部５５１ａの外周面の全周にわたって相互に等間隔をおいて半径方向外方に延び出す複数個（偶数個）の突起部５５１ｂとを備えている。第１の磁石支持環５５１は、例えばアルミニウム合金などの非磁性材から形成されている。突起部５５１ｂの半径方向外側面は、本体部５５１ａと共通の軸心を有する共通の円周面上に位置付けられた円弧面からなる。
【００２０】
例えばアルミニウム合金などの非磁性材から形成することができる第２の磁石支持環５５２は、一定の軸方向幅及び半径方向厚さを有する円筒状の本体部５５５と、本体部５５５の外周面から半径方向外方に延び出すボス部５５６と、ボス部５５６に対し軸心を挟んだ反対側の位置における外周面から半径方向外方に延び出す他のボス部５５７（図１参照）とを備えている。本体部５５５には、周方向に間隔おいて複数個の取付孔５５５ａが軸方向に延在するよう形成されている。ボス部５５６には雌ねじ５５６ａが軸方向に延在するよう形成され、他のボス部５５７には被ガイド孔５５７ａが軸方向に延在するよう形成されている。雌ねじ５５６ａは、鋼材など耐久性に優れた他の円筒部材の内側に形成し、この円筒部材をボス部５５６に埋め込むことが好ましい。また、被ガイド孔５５７ａは、摩擦係数が低く耐久性に優れた他の円筒部材の内側に形成し、この円筒部材を他のボス部５５７に埋め込むことが好ましい。
【００２１】
第１の磁石支持環５５１の軸方向幅は、永久磁石５５０の第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂの、相互に対向する面間の間隔にほぼ等しく、第１の磁石支持環５５１の内径は、第１〜第４の制動ドラム４１Ｄ〜４４Ｄの外径よりも若干大きい。また、第１の磁石支持環５５１の本体部５５１ａの半径方向厚さは、永久磁石５５０の第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂの、橋絡部５５０ｃからの延び出し長さとほぼ等しい。更にはまた、第１の磁石支持環５５１の突起部５５１ｂ間の間隔は、永久磁石５５０の幅とほぼ等しい。第２の磁石支持環５５２の軸方向幅は、永久磁石５５０の長手方向両端面（第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂの、相互に対向する面と反対側の端面）間の距離にほぼ等しい。また、第２の磁石支持環５５２の本体部５５５ａの内周面は、第１の磁石支持環５５１の突起部５５１ｂにおける半径方向外側面の外径（該外側面と共通の円周面の外径）とほぼ同じ内径を有している。
【００２２】
相互に実質的に共通部品からなる第１及び第２の磁石押さえ環５５３及び５５４は、一定の軸方向厚さ及び半径方向幅を有する環状円板からなり、例えばアルミニウム合金などの非磁性材から形成されている。第１及び第２の磁石押さえ環５５３及び５５４には、それぞれ周方向に間隔おいて複数個の取付孔５５３ａ及び５４ａが軸方向に延在するよう形成されている。取付孔５５３ａ及び５５４ａの各々は、第２の磁石支持環５５２の本体部５５５に形成された上記取付孔５５５ａの各々と整合する。第１及び第２の磁石押さえ環５５３及び５５４の内径は、第１〜第４の制動ドラム４１Ｄ〜４４Ｄの外径よりも若干大きく、また第１及び第２の磁石押さえ環５３及び５４の外径は、第２の磁石支持環５５２の本体部５５５の外径とほぼ等しい。
【００２３】
永久磁石５５０は、第１の磁石支持環５５１の本体部５５１ａにおける半径方向外側面であって、突起部５５１ｂの各々の間に装着される。永久磁石５５０の各々の第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂの相互の対向面は、第１の磁石支持環５５１の本体部５５１ａの両側面にほぼ密着し、第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂの磁極面は、第１の磁石支持環５５１の本体部５５１ａの幅方向両側において、本体部５５１ａの内周面と一致する円周面に対し、半径方向外側からほぼ接するよう位置付けられる。また、永久磁石５５０の各々の橋絡部５５０ｃの両側面は、第１の磁石支持環５５１の突起部５５１ｂの各々の、相互に対向する周方向面にほぼ密着させられる（該周方向面の間隔は半径方向外方に向かってわずかずつ拡大するよう形成されている）。更にはまた、永久磁石５５０の各々の半径方向外側面であって、最大外径部は、第１の磁石支持環５５１の突起部５５１ｂの半径方向外側面と共通の円周面に対し、半径方向内側からほぼ接するよう位置付けられる。なお、第１の磁石支持環５５１に装着された状態において、永久磁石５５０の各々の半径方向外側面を、第１の磁石支持環５５１の突起部５５１ｂの半径方向外側面と共通の円周面にほぼ整合する円弧面に形成してもよい。
【００２４】
上記した如く、複数の永久磁石５５０が第１の磁石支持環５５１に装着された状態で、第１の磁石支持環５５１は第２の磁石支持環５５２の本体部５５５の内周面に嵌合される。第１の磁石支持環５５１の突起部５５１ｂの各々の半径方向外側面は、第２の磁石支持環５５２の本体部５５５の内周面にほぼ密着ないし圧接される。永久磁石５５０の各々の長手方向両端面は、それぞれ第２の磁石支持環５５２の幅方向両側面とほぼ共通の面上に位置付けられる。第１及び第２の磁石押さえ環５５３及び５５４は、それぞれ第２の磁石支持環５５２の本体部５５５の幅方向両側面に当接され、第１及び第２の磁石押さえ環５５３及び５５４の取付孔５５３ａ及び５５４ａと、第２の磁石支持環５５２の本体部５５５の取付孔５５５ａを整合した状態で複数のボルト５５８及び５５９により、軸方向に締結する。第１及び第２の磁石押さえ環５５３及び５５４の内周面は、第１の磁石支持環５５１の本体部５５１ａの内周面と共通の円周面にほぼ整合するよう位置付けられる。
【００２５】
磁石作動手段６は、図示の実施形態においては、外周面に雄ねじが形成された１本のねじロッド部材６０と、ねじロッド部材６０を回転駆動する駆動源であるステッピングモータＭとを備えている。ねじロッド部材６０の一端部はステッピングモータＭの図示しない駆動軸に駆動連結され、他端部は、変速装置のハウジング１に回転自在に支持されている。磁石作動手段６はまた、変速装置のハウジング１に配設された少なくとも１本（実施形態においては１本）のガイドロッド６１を備えている。ねじロッド部材６０及びガイドロッド６１は、入力軸２及び出力軸３と共通の軸線に平行に延在する。第２の磁石支持環５５２のボス部５５６に形成された雌ねじ５５６ａがねじロッド部材６０にねじ係合され、かつ、第２の磁石支持環５５２の他のボス部５５７に形成された被ガイド孔５５７ａがガイドロッド６１にスライド自在に嵌合されることにより、第２の磁石支持環５５２は、ねじロッド部材６０及びガイドロッド６１に沿って軸方向に往復移動自在に支持される。
【００２６】
上記したとおりにして、永久磁石５５０の各々が磁石支持手段５００Ａに支持された状態において、周方向に相互に隣り合う永久磁石５５０の各々における、第１の磁極部５５０ａは、第１の磁石支持環５５１の軸方向一側に周方向に等間隔をおいて配列され、周方向に相互に隣合う第１の磁極部５５０ａの各々の磁極面同士は相互に異極をなす。また、第２の磁極部５５０ｂは、第１の磁石支持環５５１の軸方向他側に周方向に等間隔をおいて配列され、周方向に相互に隣合う第２の磁極部５５０ｂの各々の磁極面同士は相互に異極をなす。図１１及び図１２を参照して、周方向に相互に隣り合う永久磁石５５０の各々における、第１の磁極部５５０ａの磁極面間には、それぞれＮからＳに向かう磁力線で示すことができる磁界が形成され、また、周方向に相互に隣り合う永久磁石５５０の各々における、第２の磁極部５５０ｂの磁極面間には、それぞれＮからＳに向かう磁力線で示すことができる磁界が形成される。更に、永久磁石５５０の各々における橋絡部５５０ｃには、第１の磁極部５５０ａの磁極面から第２の磁極部５５０ｂの磁極面に向かう磁力線で示すことができる磁路が形成される（第１の磁極部５５０ａの磁極面がＳ、第２の磁極部５５０ｂの磁極面がＮの場合）か、又は、第２の磁極部５５０ｂの磁極面から第１の磁極部５５０ａの磁極面に向かう磁力線で示すことができる磁路が形成される（第２の磁極部５５０ｂの磁極面がＳ、第１の磁極部５５０ａの磁極面がＮの場合）。このようにして、環状に配列された永久磁石５５０の各々間には、全周にわたって、周方向及び軸方向に連続した磁気回路が形成される。
【００２７】
図１を参照して、磁石作動手段６のステッピングモータＭを回転駆動制御することにより、磁石手段５００、更に具体的には、永久磁石５５０の各々における第１の磁極部５５０ａの磁極面及び／又は第２の磁極部５５０ｂの磁極面は、第１〜第４の制動ドラム４１Ｄ〜４４Ｄの少なくとも１個の制動ドラムの外周面と所定の隙間をおいて対向する第１、第２、第３、第４又は第５の制動位置と、第１〜第４の制動ドラム４１Ｄ〜４４Ｄのいずれの外周面とも対向しない制動解除位置に位置付けられる。
【００２８】
更に具体的に説明すると、磁石手段５００が、図１に示す制動解除位置〔中立位置（Ｎ）〕に位置付けられた状態においては、永久磁石５５０の各々の第１の磁極部５５０ａの磁極面及び第２の磁極部５５０ｂの磁極面が、それぞれ中立ドラム４５Ｄの外周面の軸方向両端部に所定の隙間をおいて対向する。磁石手段５００が、図２に示す第１の制動位置〔１速位置（Ｉ）〕に位置付けられると、永久磁石５５０の各々の第１の磁極部５５０ａの磁極面が第１の制動ドラム４１Ｄの外周面に対向し、かつ第２の磁極部５５０ｂの磁極面は中立ドラム４５Ｄの外周面の軸方向中央部に対向する。磁石手段５００が、図３に示す第２の制動位置〔２速位置（ＩＩ）〕に位置付けられると、永久磁石５５０の各々の第１の磁極部５５０ａの磁極面が第２の制動ドラム４２Ｄの外周面に対向し、かつ第２の磁極部５５０ｂの磁極面は中立ドラム４５Ｄの外周面の軸方向一端部（第１の制動ドラム４１Ｄ側の一端部）に対向する。磁石手段５００が、図４に示す第３の制動位置〔３速位置（ＩＩＩ）〕に位置付けられると、永久磁石５５０の各々の第１の磁極部５５０ａの磁極面が第３の制動ドラム４３Ｄの外周面の軸方向一端部（第２の制動ドラム４２Ｄ側の一端部）に対向し、かつ第２の磁極部５５０ｂの磁極面は第１の制動ドラム４１Ｄの外周面に対向する。磁石手段５００が、図５に示す第４の制動位置〔４速位置（ＩＶ）〕に位置付けられると、永久磁石５５０の各々の第１の磁極部５５０ａの磁極面が第３の制動ドラム４３Ｄの外周面の他端部に対向し、かつ第２の磁極部５５０ｂの磁極面は第２の制動ドラム４２Ｄの外周面に対向する。また、磁石手段５００が、図６に示す第５の制動位置〔後進位置（Ｒ）〕に位置付けられると、永久磁石５５０の各々の第２の磁極部５５０ｂの磁極面が第４の制動ドラム４４Ｄの外周面に対向し、かつ第１の磁極部５５０ａの磁極面は中立ドラム４５Ｄの外周面の中間部に対向する。
【００２９】
磁石作動手段６のステッピングモータＭの回転駆動制御は、例えば、次のとおりにして容易に行なうことができる。すなわち、磁石手段５００における第２の磁石支持環５５２の、図１に示す制動解除位置〔中立位置（Ｎ）〕を基準位置として予め定め、該基準位置である制動解除位置〔中立位置（Ｎ）〕から上記第１〜第５の制動位置までの移動ストロークに対応した回転数を予め算定して図示しないコントローラに記憶しておく。そして、運転者による変速指示信号に基づく制動位置と現在の制動位置との間の移動ストロークに対応した回転数をコントローラにより演算し、ステッピングモータＭを該回転数だけ正転又は逆転させることにより、第２の磁石支持環５５２を現在の制動位置から変速指示信号に基づく制動位置へ、ねじロッド部材６０及びガイドロッド６１に沿って、回転が規制された状態で軸方向に移動させることができる。
【００３０】
図１に示す変速装置は以上のように構成されており、以下その作動について説明する。磁石手段５００が図１、図７及び図８に示すように中立位置（Ｎ）に位置付けられている場合には、先に述べたように、永久磁石５５０の各々の第１の磁極部５５０ａの磁極面及び第２の磁極部５５０ｂの磁極面が中立ドラム４５Ｄの外周面と対向するので、第１の磁極部５５０ａの各々の磁極面と磁性材からなる中立ドラム４５Ｄとの間、第２の磁極部５５０ｂの各々の磁極面と中立ドラム４５Ｄとの間及び永久磁石５５０の各々における第１の磁極部５５０ａの磁極面と第２の磁極部５５０ｂの磁極面との間に磁気回路が形成される。このため、永久磁石５５０の各々の磁気が、第１〜第４の制動ドラム４１Ｄ〜４４Ｄに作用することはない。上記したように、中立ドラム４５Ｄは、リングギヤ４４ｂの円筒部の外周面を覆うよう該円筒部に相対回転自在に配置されているので、永久磁石５５０の各々が中立ドラム４５Ｄの外周面に対向しても、その磁気は実質的に中立ドラム４５Ｄに吸収され、その内側に位置するリングギヤ４４ｂに磁気が及ぶことはなく、したがってリングギヤ４４ｂに制動が作用することはないので動力は実質的に伝達されない。すなわち、磁石手段５００が中立位置（Ｎ）にある状態では、中立ドラム４５Ｄは、磁石手段５００が動力を伝達するための制動力を発揮しないよう機能する。出力軸３は、一般的には、車両の制動装置の作動などにより固定された状態にある。このため、第１の遊星歯車機構４１及び第４の遊星歯車機構４４のプラネタリキャリア４１ｄ及び４４ｄは固定される。他方、第１〜第４の制動ドラム４１Ｄ〜４４Ｄ、すなわち第１の遊星歯車機構４１のリングギヤ４１ｂ及び第２の遊星歯車機構４２のプラネタリキャリア４２ｄ、第２の遊星歯車機構４２及び第３の遊星歯車機構４３のリングギヤ４２ｂ及び４３ｂ、及び第４の遊星歯車機構４４のリングギヤ４４ｂはいずれも固定されない。その結果、入力軸２から出力軸３へ動力は実質的に伝達されない。なお、第１〜第４の制動ドラム４１Ｄ〜４４Ｄは空転させられる。
【００３１】
図２を参照して、変速装置を１速で作動させるため、磁石手段５００を１速位置（Ｉ）に位置付けると、先に述べたように、永久磁石５５０の各々の第１の磁極部５５０ａの磁極面が第１の制動ドラム４１Ｄの外周面に対向し、第２の磁極部５５０ｂの磁極面は中立ドラム４５Ｄの外周面に対向する。なお、図１１及び図１２には、永久磁石５５０の各々の第１の磁極部５５０ａの磁極面が第１の制動ドラム４１Ｄの外周面に対向した状態が示されている。永久磁石５５０の各々の第１の磁極部５５０ａの磁極面間に磁界が形成され、第２の磁極部５５０ｂの磁極面と中立ドラム４５Ｄとの間に磁気回路が形成される。第１の制動ドラム４１Ｄは、第１の磁極部５５０ａの各々の磁極面間に形成される磁界内に位置付けられるので、第１の磁極部５５０ａの各々の磁極面間の磁気作用を受ける。第１の制動ドラム４１Ｄは空転させられるので、第１の磁極部５５０ａの各々と第１の制動ドラム４１Ｄとの間に相対速度差が生ずる。この相対速度差によって第１の制動ドラム４１Ｄの外周面に渦電流が生ずるので、第１の制動ドラム４１Ｄ、すなわち第１の遊星歯車機構４１のリングギヤ４１ｂ及び第２の遊星歯車機構４２のプラネタリキャリア４２ｄが制動トルクを受ける。その結果、入力軸２に伝達された回転トルクは、ワンウエイクラッチ２１、サンギヤユニット２２に配設された、第１の遊星歯車機構４１のサンギヤ４１ａを介して第１の遊星歯車機構４１のプラネタリギヤ４１ｃに伝達される。プラネタリギヤ４１ｃはリングギヤ４１ｂに沿って自転しつつ公転し、この公転がプラネタリキャリア４１ｄを介して出力軸３に伝達される。この場合、入力軸２の回転速度は減速されて出力軸３に伝達される。なお、第１の制動ドラム４１Ｄ、すなわちリングギヤ４１ｂ及びプラネタリキャリア４２ｄは、渦電流に基づく制動トルクを受けて回転速度が低下するが、この回転速度が小さくなると上記渦電流に基づく制動トルクが発生しなくなるため停止することはない。このため、リングギヤ４１ｂ及びプラネタリキャリア４２ｄは、トルク伝達時においても低い所定の回転速度付近で回転している。なお上記したような第１の制動ドラム４１Ｄに作用する制動力発生の原理は、他の制動ドラムにおいても同じであるので、以降の説明においては説明を省略する。
【００３２】
図３を参照して、変速装置を２速で作動させるため、磁石手段５００を２速位置（ＩＩ）に位置付けると、先に述べたように、永久磁石５５０の各々の第１の磁極部５５０ａの磁極面が第２の制動ドラム４２Ｄの外周面に対向し、第２の磁極部５５０ｂの磁極面は中立ドラム４５Ｄの外周面に対向する。第２の制動ドラム４２Ｄは、第１の磁極部５５０ａの各々の磁極面間に形成される磁界内に位置付けられるので、第１の磁極部５５０ａの各々の磁極面間の磁気作用を受ける。第２の制動ドラム４２Ｄは空転させられるので、第２の制動ドラム４２Ｄ、すなわち第２の遊星歯車機構４２のリングギヤ４２ｂが制動トルクを受ける。その結果、入力軸２に伝達された回転トルクは、ワンウエイクラッチ２１、サンギヤユニット２２に配設された、第２の遊星歯車機構４２のサンギヤ４２ａを介して第２の遊星歯車機構４２のプラネタリギヤ４２ｃに伝達されると共に、第１の遊星歯車機構４１のサンギヤ４１ａを介して第１の遊星歯車機構４１のプラネタリギヤ４１ｃに伝達される。プラネタリギヤ４２ｃはリングギヤ４２ｂに沿って自転しつつ公転し、この公転は、プラネタリキャリア４２ｄ、第１の遊星歯車機構４１のリングギヤ４１ｂ、プラネタリギヤ４１ｃ、プラネタリキャリア４１ｄを介して出力軸３に伝達される。この２速の場合、入力軸２の回転速度は１速の場合よりも増速されて出力軸３に伝達される。
【００３３】
上記したように変速装置が低速段である１速又は２速で作動しているとき、高速段側の回転要素である第３の制動ドラム４３Ｄも空転させられるが、その回転数は入力軸２の回転数を越えることはない。その結果、変速装置の低速段での作動時に高速段側の回転要素、すなわち第３の制動ドラム４３Ｄが高速で空転することが防止され、駆動エネルギーのロスが少なくなるので、駆動効率が、先に述べた従来の変速装置よりも向上する。なお、変速装置が低速段である１速又は２速で作動しているとき、第４の制動ドラム４４Ｄも空転させられるが、その回転数は入力軸２の回転数を越えることはない。
【００３４】
図４を参照して、変速装置を３速で作動させるため、磁石手段５００を３速位置（ＩＩＩ）に位置付けると、先に述べたように、永久磁石５５０の各々の第１の磁極部５５０ａの磁極面が第３の制動ドラム４３Ｄの外周面に対向し、第２の磁極部５５０ｂの磁極面は第１の制動ドラム４１Ｄの外周面に対向する。第３の制動ドラム４３Ｄは、第１の磁極部５５０ａの各々の磁極面間に形成される磁界内に位置付けられるので、第１の磁極部５５０ａの各々の磁極面間の磁気作用を受ける。また、第１の制動ドラム４１Ｄは、第２の磁極部５５０ｂの各々の磁極面間に形成される磁界内に位置付けられるので、第２の磁極部５５０ｂの各々の磁極面間の磁気作用を受ける。第３の制動ドラム４３Ｄ及び第１の制動ドラム４１Ｄは空転させられるので、第３の制動ドラム４３Ｄ、すなわち第３の遊星歯車機構４３のリングギヤ４３ｂと、第１の制動ドラム４１Ｄ、すなわち第１の遊星歯車機構４１のリングギヤ４１ｂ及び第２の遊星歯車機構４２のプラネタリキャリア４２ｄが制動トルクを受ける。その結果、入力軸２に伝達された回転トルクは、第３の遊星歯車機構４３のプラネタリキャリア４３ｄを介してプラネタリギヤ４３ｃに伝達される。プラネタリギヤ４３ｃはリングギヤ４３ｂに沿って自転しつつ公転し、この自転及び公転は、サンギヤユニット２２に配設された、第３の遊星歯車機構４３のサンギヤ４３ａを介してサンギヤユニット２２に伝達される。サンギヤ４３ａ、したがってサンギヤユニット２２は、入力軸２よりも増速されるので、ワンウエイクラッチ２１の締結状態が解除される。以上のようにしてサンギヤユニット２２に伝達された回転トルクは、第１の遊星歯車機構４１のサンギヤ４１ａを介してプラネタリギヤ４１ｃに伝達される。プラネタリギヤ４１ｃはリングギヤ４１ｂに沿って自転しつつ公転し、この公転がプラネタリキャリア４１ｄを介して出力軸３に伝達される。この３速の場合、入力軸２の回転速度は２速の場合よりも増速されて出力軸３に伝達される。また、第３の遊星歯車機構４３と第１の遊星歯車機構４１のギヤ比を同一に設定した場合には、出力軸３の回転数は入力軸２の回転数と同じとなり、１：１の速度比を得ることができる。
【００３５】
図５を参照して、変速装置を４速で作動させるため、磁石手段５００を４速位置（ＩＶ）に位置付けると、先に述べたように、永久磁石５５０の各々の第１の磁極部５５０ａの磁極面が第３の制動ドラム４３Ｄの外周面の他端部に対向し、第２の磁極部５５０ｂの磁極面は第２の制動ドラム４２Ｄの外周面に対向する。第３の制動ドラム４３Ｄは、第１の磁極部５５０ａの各々の磁極面間に形成される磁界内に位置付けられるので、第１の磁極部５５０ａの各々の磁極面間の磁気作用を受ける。また、第２の制動ドラム４２Ｄは、第２の磁極部５５０ｂの各々の磁極面間に形成される磁界内に位置付けられるので、第２の磁極部５５０ｂの各々の磁極面間の磁気作用を受ける。第３の制動ドラム４３Ｄ及び第２の制動ドラム４２Ｄは空転させられるので、第３の制動ドラム４３Ｄ、すなわち第３の遊星歯車機構４３のリングギヤ４３ｂと、第２の制動ドラム４２Ｄ、すなわち第２の遊星歯車機構４２のリングギヤ４２ｂが制動トルクを受ける。その結果、上記した３速の場合と同じく、入力軸２に伝達された回転トルクは、第３の遊星歯車機構４３のプラネタリキャリア４３ｄを介してプラネタリギヤ４３ｃに伝達される。プラネタリギヤ４３ｃはリングギヤ４３ｂに沿って自転しつつ公転し、この自転及び公転は、サンギヤユニット２２の本体部２２ａに配設された、第３の遊星歯車機構４３のサンギヤ４３ａを介してサンギヤユニット２２に伝達される。サンギヤ４３ａ、したがってサンギヤユニット２２は、入力軸２よりも増速されるので、ワンウエイクラッチ２１は締結解除状態に維持される。以上のようにしてサンギヤユニット２２に伝達された回転トルクは、第２の遊星歯車機構４２のサンギヤ４２ａを介してプラネタリギヤ４２ｃに伝達されると共に、第１の遊星歯車機構４１のサンギヤ４１ａを介して第１の遊星歯車機構４１のプラネタリギヤ４１ｃに伝達される。プラネタリギヤ４２ｃはリングギヤ４２ｂに沿って自転しつつ公転し、この公転が第１の遊星歯車機構４１のリングギヤ４１ｂに伝達される。リングギヤ４１ｂに伝達された回転トルクは、プラネタリギヤ４１ｃ及びプラネタリキャリア４１ｄを介して出力軸３に伝達される。この４速の場合、入力軸２の回転速度は３速の場合よりも増速されて出力軸３に伝達される。
【００３６】
上記変速装置において、３速で作動させられる場合（図４参照）、上記したように、入力軸２に伝達された回転トルクは、第３の遊星歯車機構４３のプラネタリキャリア４３ｄ、プラネタリギヤ４３ｃ及びサンギヤユニット２２に配設されたサンギヤ４３ａ、及び第１の遊星歯車機構４１の、サンギヤユニット２２に配設されたサンギヤ４１ａ、プラネタリギヤ４１ｃ及びプラネタリキャリア４１ｄを介して出力軸３に伝達されるよう構成されているので、先に述べた従来の変速装置における如く、３個の遊星歯車機構を駆動する必要がなく、比較的少ないギヤを駆動することによって出力軸３に動力を伝達することができる。その結果、変速装置の駆動効率を向上させることができ、実用上有用である。
【００３７】
また、変速装置が４速で作動させられる場合（図５参照）、上記したように、入力軸２に伝達された回転トルクは、第３の遊星歯車機構４３のプラネタリキャリア４３ｄ、プラネタリギヤ４３ｃ及びサンギヤユニット２２に配設されたサンギヤ４３ａ、第２の遊星歯車機構４２の、サンギヤユニット２２に配設されたサンギヤ４２ａ、プラネタリギヤ４２ｃ及びプラネタリキャリア４２ｄ、第１の遊星歯車機構４１のリングギヤ４１ｂ（プラネタリキャリア４２ｄに連結されている）、プラネタリギヤ４１ｃ及びプラネタリキャリア４１ｄを介して出力軸３に伝達されるよう構成されている。この４速の場合においても、先に述べた従来の変速装置における如く、４個の遊星歯車機構を駆動する必要がなく、比較的少ないギヤを駆動することによって出力軸３に動力を伝達することができる。また先に述べた従来の変速装置においては、３個の制動ドラムを駆動する必要があるが、上記変速装置においては１個の制動ドラム（第１の制動ドラム４１Ｄのみ）を駆動すればよく、この点においても、有利である。以上の結果、変速装置の駆動効率を向上させることができ、実用上有用である。
【００３８】
次に、図６を参照して、変速装置を後進で作動させるため、磁石手段５００を後進位置（Ｒ）に位置付けると、先に述べたように、永久磁石５５０の各々の第２の磁極部５５０ｂの磁極面が第４の制動ドラム４４Ｄの外周面に対向し、かつ第１の磁極部５５０ａの磁極面は中立ドラム４５Ｄの外周面に対向する。第４の制動ドラム４４Ｄは、第２の磁極部５５０ｂの各々の磁極面間に形成される磁界内に位置付けられるので、第２の磁極部５５０ｂの各々の磁極面間の磁気作用を受ける。第４の制動ドラム４４Ｄは空転させられるので、第４の制動ドラム４４Ｄ、すなわち第４の遊星歯車機構４４のリングギヤ４４ｂが制動トルクを受ける。その結果、入力軸２に伝達された回転トルクは、ワンウエイクラッチ２１、サンギヤユニット２２に配設された、第１の遊星歯車機構４１のサンギヤ４１ａを介して第１の遊星歯車機構４１のプラネタリギヤ４１ｃに伝達される。プラネタリギヤ４１ｃが駆動されると、第４の遊星歯車機構４４のプラネタリギヤ４４ｃがリングギヤ４４ｂに沿って自転しつつ公転する。このプラネタリギヤ４４ｃは、第１の遊星歯車機構４１のサンギヤ４１ａにより、プラネタリギヤ４１ｃを介して駆動されるため、サンギヤ４１ａと回転方向が同じとなるので、公転方向が逆方向となる。つまりプラネタリキャリア４４ｄの回転方向はサンギヤ４１ａとは逆方向となる。その結果、プラネタリギヤ４４ｃに伝達された動力は、プラネタリキャリア４４ｄを介して出力軸３を入力軸２とは逆方向に回転させるように伝達される。出力軸３は車両を後進させる方向に回転駆動されることになる。上記した後進の作動において、中立ドラム４５Ｄが第１  の永久磁石５１による制動作用を受けても、変速の作動に影響することはない。
【００３９】
以上のように、上記変速装置においては、磁石手段５００を、１速位置（Ｉ）、２速位置（ＩＩ）、３速位置（ＩＩＩ）、４速位置（ＩＶ）及び後進位置（Ｒ）に選択的に位置付けることにより、それぞれ所定の変速比の出力を得ることができる。上記各リングギヤ、プラネタリキャリアなどに制動力を与える回転要素制動手段は渦電流による制動機構であるため、機械的な接触部がなく、非接触で制動力を与えることができる。その結果、制動における摩耗がなく、耐久性を向上することができる。また、渦電流による制動機構は制動ドラムと磁石手段との間に滑りが発生することで制動力が作用し、遊星歯車機構を機能させることができるので、入力軸２を車両の原動機である内燃機関に直接連結しても車両を停止状態から発進駆動することができる。すなわち、本発明に従って構成された変速装置を車両の変速装置に適用した場合には、車両を発進するために用いられている摩擦クラッチやトルクコンバータ等の流体継手を除去することが可能となる。
【００４０】
また上記変速装置においては、第１、第２及び第３の遊星歯車機構を配列することにより、４段変速が可能な変速装置を得ることができるので、先に述べた従来の変速装置に較べて、部品点数が少なく、全体の構成がコンパクトとなり、軽量化及びコストダウンを可能にした。
【００４１】
更にはまた、上記変速装置において、周方向に間隔をおいて配列された永久磁石５５０の各々は、軸方向に間隔をおいて相互に対向するよう配置された第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂと、第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂを接続するよう配設された橋絡部５５０ｃとからなる。第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂは橋絡部５５０ｃの両端から半径方向内側に延び出すよう構成されている。永久磁石５５０の各々において、第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂは、半径方向内側に向けられた、相互に異極をなす磁極面を有し、周方向に相互に隣り合う永久磁石５５０の各々における、第１の磁極部５５０ａの磁極面同士及び第２の磁極部５５０ｂの磁極面同士は相互に異極をなしている。つまり、本発明における永久磁石５５０の各々においては、周方向に配列された第１の磁極部５５０ａの磁極面間に磁界が連続して形成され、かつ、周方向に配列された第２の磁極部５５０ｂの磁極面間に磁界が連続して形成されると共に、第１の磁極部５５０ａと第２の磁極部５５０ｂとの間は、それぞれ、軸方向に延在する橋絡部５５０ｃにより形成される磁束流路を介して連通されているので、第１の磁極部５５０ａと第２の磁極部５５０ｂとが分離されている形態の従来の永久磁石の構成及び配列と比較して、永久磁石５５０の各々の半径方向寸法を増加させることなく、永久磁石５５０の各々の磁力を一層強化することができる。また、半径方向内側に向けられた、永久磁石５５０の各々の磁極面の面積を増加させることなく、永久磁石５５０の各々の磁力を強化することができる。その結果、駆動力の伝達性能を一層向上させることができる。先に述べたように、各変速段において、制動ドラムに作用する制動力を増大するほど入力軸２から出力軸３への駆動力の伝達性能が向上するが、本発明による変速装置においては、永久磁石５５０の各々の半径方向寸法を増加させることなく、また永久磁石５５０の各々の磁極面の面積を増加させることなく、制動ドラムに作用する制動力を増大させることが可能となるので、変速装置のコンパクト化及び軽量化を達成しながら、駆動性能を向上させることができる。したがって、本発明による変速装置は、車両への搭載上、きわめて有利となる。
【００４２】
なお、本発明における変速装置において、第４の遊星歯車機構４４のプラネタリギヤ４４ｃが、第１の遊星歯車機構４１のプラネタリギヤ４１ｃに対し、ほぼ周方向に隣接しかつ若干半径方向外側寄りの位置に配置されて噛み合わされるよう構成する他の実施形態もある。この変速装置によれば、第１の遊星歯車機構４１のプラネタリギヤ４１ｃの歯幅及び第４の遊星歯車機構４４のリングギヤ４４ｂの直径をそれぞれ短縮することができる。リングギヤ４４ｂの直径が短縮されると、第４の制動ドラム４４Ｄと共に、それぞれ外径が同じである中立ドラム４５Ｄ、及び第１〜第３の制動ドラム４１Ｄ〜４３Ｄの直径もそれに合わせて短縮される。その結果、変速装置全体の構成がコンパクト化され、軽量化及びコストダウンが可能となり、実用上有利である。また上記実施形態において、磁石作動手段６は、ねじロッド部材６０及びステッピングモータＭから構成されているが、これに代えて、他の磁石作動手段、例えば、流体圧シリンダ機構から構成する他の実施形態も可能である。
【００４３】
以上、本発明を車両に搭載された変速装置の実施形態により説明したが、本発明による変速装置の用途が車両に限定される理由はなく、産業上使用される変速装置として広く適用することが可能である。本発明による変速装置において、入力軸２の回転方向を出力軸３に逆転して伝達する必要がない場合には、逆転機構である第４の遊星歯車機構４４及び第４の制動ドラム４４Ｄが不要となることはいうまでもない。上記実施形態において、中立ドラム４５Ｄは鉄あるいは鋼などの磁性材から形成されているので、永久磁石５５０の各々の第１の磁極部５５０ａ及び及び／又は第２の磁極部５５０ｂが中立ドラム４５Ｄの外周面に対向させられたとき（中立位置、１速位置、２速位置及び後進位置のいずれか）、中立ドラム４５Ｄと、第１の磁極部５５０ａ及び／又は第２の磁極部５５０ｂとの間に磁気回路が形成されるので、第４の遊星歯車機構４４のリングギヤ４４ｂに磁気が及ぼされることが回避され、リングギヤ４４ｂが制動作用を受けることはない。なお、永久磁石５５０の各々の第１及び第２の磁極部部５０ａ及び第２の磁極部５５０ｂと、リングギヤ４４ｂの円筒部の外周面との間に、渦電流に起因する制動力が実質的に作用することのない十分なエアギャップを設定できるスペースを確保できる場合には、中立ドラム４５Ｄを省略する他の実施形態が可能となる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明による変速装置によれば、永久磁石の半径方向寸法を増加させることなく、永久磁石の磁力を強化することを可能にし、その結果、駆動力の伝達性能を向上させることを可能にする。また、永久磁石の半径方向寸法を増加させることなく、しかも半径方向内側に向けられた、永久磁石の磁極面の面積を増加させることなく、永久磁石の磁力を強化することを可能にし、その結果、駆動力の伝達性能を向上させることを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による変速装置の実施形態の概略構成図であって、中立状態を示す概略構成図。
【図２】図１に示す変速装置の、１速作動状態を示す概略構成図。
【図３】図１に示す変速装置の、２速作動状態を示す概略構成図。
【図４】図１に示す変速装置の、３速作動状態を示す概略構成図。
【図５】図１に示す変速装置の、４速作動状態を示す概略構成図。
【図６】図１に示す変速装置の、後進作動状態を示す概略構成図。
【図７】本発明による磁石手段の他の実施形態の要部を示す断面概略図であって、磁石手段が中立位置に位置付けられた状態を示す断面概略図。
【図８】図７のＡ−Ａ矢視断面図であって、一部を破断して示す断面図。
【図９】図７に示す磁石手段に備えられている永久磁石を拡大して示す斜視図。
【図１０】図７に示す磁石手段に備えられている第１の磁石支持環の一部を拡大して示す斜視図。
【図１１】図７に示す磁石手段に備えられている永久磁石間に形成される磁界の状態を磁力線で示す模式図。
【図１２】図１１に示す永久磁石列を軸方向から見た模式図。
【符号の説明】
２    入力軸
３    出力軸
６    磁石作動手段
２１    ワンウエイクラッチ
２２    サンギヤユニット
２２Ａ    中心軸部
４１    第１の遊星歯車機構
４１Ｄ    第１の制動ドラム
４２    第２の遊星歯車機構
４２Ｄ    第２の制動ドラム
４３    第３の遊星歯車機構
４３Ｄ    第３の制動ドラム
４４    第４の遊星歯車機構
４４Ｄ    第４の制動ドラム
４５Ｄ    中立ドラム
４１ａ、４２ａ、４３ａ    サンギヤ
４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ    ４４ｂ
リングギヤ
４１ｃ、４２ｃ、４３ｃ、４４ｃ    プラネタリギヤ
４１ｄ、４２ｄ、４３ｄ、４４ｄ    プラネタリキャリア
５００    磁石手段
５５０    永久磁石
５５０ａ    第１の磁極部
５５０ｂ  第２の磁極部
５５０ｃ  橋絡部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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