(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、かつ中立状態における駆動エネルギーのロスを低減すること。【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５０と、磁石手段５０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。第１の遊星歯車機構４１のリングギヤ４１ｂと、第１の制動ドラム４１Ｄ及び第２の遊星歯車機構４２のプラネタリキャリア４２ｄとの間には、クラッチ１００が配設されている。【選択図】        図１
2004176772.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の遊星歯車機構と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して位置付けられ、
第１の遊星歯車機構のリングギヤと、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との間には、磁石手段が制動解除位置に位置付けられると断とされ、制動位置に位置付けられると接とされるクラッチが配設されている、
ことを特徴とする変速装置。
【請求項２】
磁石手段は、磁石支持環と、磁石支持環の内周面に相互に軸方向に間隔をおいて環状に配設された第１及び第２の磁石を備え、
磁石手段が、第１の制動位置に位置付けられると第１の磁石が第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の磁石が第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の磁石が第３の制動ドラムの外周面にかつ第２の磁石が第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の磁石が第３の制動ドラムの外周面にかつ第２の磁石が第２の制動ドラムの外周面に対向して位置付けられる、請求項１記載の変速装置。
【請求項３】
第１の制動ドラムに隣接して配設された静止ドラムと、静止ドラムに隣接して配設された静止環状体とが備えられ、静止環状体は、非磁性材からなる本体部と、本体部に一体に配設された強磁性体とから構成され、強磁性体は、その一端面が本体部の外周面に露呈され、他端面が本体部の軸方向一側面に露呈され、その他の面が本体部の外部に露呈されないよう本体部に埋設され、磁石手段が、制動解除位置に位置付けられると、第１の磁石が静止ドラムの外周面にかつ第２の磁石が静止環状体の外周面に対向して位置付けられ、第１の制動位置に位置付けられると第１の磁石が第１の制動ドラムの外周面にかつ第２の磁石が静止ドラムの外周面に対向して位置付けられ、第２の制動位置に位置付けられると第１の磁石が第２の制動ドラムの外周面にかつ第２の磁石が静止ドラムの外周面に対向して位置付けられ、第３の制動位置に位置付けられると第１の磁石が第３の制動ドラムの外周面にかつ第２の磁石が第１の制動ドラムの外周面に対向して位置付けられ、第４の制動位置に位置付けられると第１の磁石が第３の制動ドラムの外周面にかつ第２の磁石が第２の制動ドラムの外周面に対向して位置付けられる、請求項２記載の変速装置。
【請求項４】
クラッチは、第１の遊星歯車機構のリングギヤに一体に配設されたクラッチディスクと、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に一体に配設されかつクラッチディスクの一側面に対向して配置された被押圧ディスク部及び被押圧ディスク部の外周縁から軸方向に延び出すよう形成されたドラム部とを備えたドラム体と、ドラム体のドラム部の内側に軸方向に移動可能にかつ相対回転可能に配設された環状のクラッチ断接体とを備え、クラッチ断接体は、軸方向一端に配設されてクラッチディスクの他側面に対向して配置され環状の押圧ディスク部と、軸方向他端に配設されて静止環状体の本体部の軸方向一側面に対向する磁性材からなる被吸着板部とを備え、クラッチ断接体は、ばね手段によって押圧ディスク部を介してクラッチディスクの他側面に向けて常時付勢され、かつ、押圧ディスク部を介してクラッチディスクを被押圧ディスク部に押圧しないクラッチ断位置と、押圧ディスク部を介してクラッチディスクを被押圧ディスク部に押圧するクラッチ接位置とに選択的に位置付けられるよう構成されている、請求項３記載の変速装置。
【請求項５】
クラッチ断接体は、磁石手段が制動解除位置に位置付けられると、第２の磁石の磁力により、被吸着板部が静止環状体の本体部の軸方向一側面に露呈された強磁性体の他端面に吸着されてクラッチ断位置に位置付けられ、磁石手段が制動解除位置から制動位置に移動させられると、被吸着板部が第２の磁石の磁力から開放され、ばね手段によって強磁性体の他端面から離隔する方向に移動させられてクラッチ接位置に位置付けられる、請求項４記載の変速装置。
【請求項６】
第１の遊星歯車機構のリングギヤ及びプラネタリギヤはヘリカルギヤにより形成され、クラッチは、第１の遊星歯車機構のリングギヤに一体に配設されかつ一側面に環状に配列された被係止爪を含む環状体部、環状体部の他側面から軸方向に延び出す円筒部、及び円筒部の先端部外周面に回転自在に支持された磁性材からなる環状の被吸着部材、を備えたクラッチ断接環状体と、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に一体に配設されかつ環状体部の被係止爪に対向して環状に配列された係止爪を含む環状体とを備え、クラッチ断接環状体は、被係止爪が係止爪に係止されないクラッチ断位置と、被係止爪が係止爪に係止されるクラッチ接位置とに選択的に位置付けられる、請求項３記載の変速装置。
【請求項７】
クラッチ断接環状体は、磁石手段が制動解除位置に位置付けられると、第２の磁石の磁力により、被吸着板部材が静止環状体の本体部の軸方向一側面に露呈された強磁性体の他端面に吸着されてクラッチ断位置に位置付けられ、磁石手段が制動解除位置から制動位置に移動させられると、被吸着板部材が第２の磁石の磁力から開放され、第１の遊星歯車機構のプラネタリギヤの駆動推力によって強磁性体の他端面から離隔する方向に移動させられてクラッチ接位置に位置付けられる、請求項６記載の変速装置。
【請求項８】
第１の制動ドラムに間隔をおいて配設された第１の静止ドラムと、第１の静止ドラムに所定の間隔をおいて配設された第２の静止ドラムとが備えられ、磁石手段が、制動解除位置に位置付けられると、第１の磁石が第１の静止ドラムの外周面にかつ第２の磁石が第２の静止ドラムの外周面に対向して位置付けられ、第１の制動位置に位置付けられると第１の磁石が第１の制動ドラムの外周面にかつ第２の磁石が第１の静止ドラムの外周面に対向して位置付けられ、第２の制動位置に位置付けられると第１の磁石が第２の制動ドラムの外周面にかつ第２の磁石が第１の静止ドラムの外周面に対向して位置付けられ、第３の制動位置に位置付けられると第１の磁石が第３の制動ドラムの外周面にかつ第２の磁石が第１の制動ドラムの外周面に対向して位置付けられ、第４の制動位置に位置付けられると第１の磁石が第３の制動ドラムの外周面にかつ第２の磁石が第２の制動ドラムの外周面に対向して位置付けられる、請求項２記載の変速装置。
【請求項９】
クラッチは、第１の遊星歯車機構のリングギヤに一体に配設されかつ外歯からなる第１のクラッチギヤと、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に一体に配設されかつ第１のクラッチギヤと軸方向に隣接して配設された外歯からなる第２のクラッチギヤと、第１のクラッチギヤに軸方向に移動自在に噛み合わされた内歯からなるクラッチ断接ギヤとを備え、クラッチ断接ギヤの少なくとも外周部は磁性材から形成され、クラッチ断接ギヤの外周部は、第１の静止ドラムと第２の静止ドラムとの間の該間隔内に配置され、クラッチ断接ギヤは、第２のクラッチギヤと噛み合わないクラッチ断位置と、第１のクラッチギヤと第２のクラッチギヤに跨がって噛み合わされたクラッチ接位置とに選択的に位置付けられるよう構成されている、請求項８記載の変速装置。
【請求項１０】
クラッチ断接ギヤは、磁石手段が制動解除位置に位置付けられているときには、クラッチ断位置に位置付けられ、磁石手段が制動解除位置から制動位置に移動させられると、第２の磁石の磁界の作用により、軸方向に移動させられてクラッチ接位置に位置付けられ、磁石手段が制動位置から制動解除位置に移動させられると、第２の磁石の磁界の作用により、軸方向に移動させられてクラッチ断位置に位置付けられる、請求項９記載の変速装置。
【請求項１１】
入力軸の回転を出力軸に逆転して伝達する第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、磁石手段は、磁石作動手段によって軸方向に移動させられて、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られるよう構成されている、請求項１記載の変速装置。
【請求項１２】
磁石手段は、磁石支持環と、磁石支持環の内周面に相互に軸方向に間隔をおいて環状に配設された第１及び第２の磁石を備え、磁石手段が第５の制動位置に位置付けられると第２の磁石が第４の制動ドラムの外周面に対向して位置付けられる、請求項１１記載の変速装置。
【請求項１３】
磁石手段が第５の制動位置に位置付けられた状態で、クラッチは断の状態にある、請求項１２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（特開２００１−１５３１９１号公報参照）。該公報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磁性材からなる制動ドラムと、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】
【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。
（４）また、上記した課題の他に、変速装置が中立状態にあるときにおいても、空転させられるギヤが可能な限り高速回転させられないような配慮が要求される。すなわち、変速装置が中立状態にあるとき、制動ドラムの一つが入力軸よりも高い回転数で駆動させられて空転させられる場合には、変速装置の中立状態における駆動エネルギーのロスが増加すると共に、原動機の始動時における駆動力が増加し、スタータモータへの負担が増加することになって、実用上好ましくない。
【０００６】
本発明の主目的は、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と共に、部品点数が少なく、全体の構成がコンパクトであり、軽量化及びコストダウンを可能にし、更に、中立状態における駆動エネルギーのロス及び原動機の始動時における駆動エネルギーのロスを低減す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。
【０００７】
本発明の他の目的は、上記主目的に加えて更に、比較的少ないギヤを駆動することにより出力軸に動力を伝達することができ、その結果、駆動効率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。
【０００８】
本発明の更に他の目的は、上記主目的に加えて更に、低速段での作動時に高速段側の回転要素が高速で空転するのを防止し、駆動エネルギーのロスを少なくす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。
【０００９】
【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の遊星歯車機構と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して位置付けられ、
第１の遊星歯車機構のリングギヤと、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との間には、磁石手段が制動解除位置に位置付けられると断とされ、制動位置に位置付けられると接とされるクラッチが配設されている、
ことを特徴とする変速装置、が提供される。
【００１０】
磁石手段は、磁石支持環と、磁石支持環の内周面に相互に軸方向に間隔をおいて環状に配設された第１及び第２の磁石を備え、
磁石手段が、第１の制動位置に位置付けられると第１の磁石が第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の磁石が第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の磁石が第３の制動ドラムの外周面にかつ第２の磁石が第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の磁石が第３の制動ドラムの外周面にかつ第２の磁石が第２の制動ドラムの外周面に対向して位置付けられる、ことが好ましい。
第１の制動ドラムに隣接して配設された静止ドラムと、静止ドラムに隣接して配設された静止環状体とが備えられ、静止環状体は、非磁性材からなる本体部と、本体部に一体に配設された強磁性体とから構成され、強磁性体は、その一端面が本体部の外周面に露呈され、他端面が本体部の軸方向一側面に露呈され、その他の面が本体部の外部に露呈されないよう本体部に埋設され、磁石手段が、制動解除位置に位置付けられると、第１の磁石が静止ドラムの外周面にかつ第２の磁石が静止環状体の外周面に対向して位置付けられ、第１の制動位置に位置付けられると第１の磁石が第１の制動ドラムの外周面にかつ第２の磁石が静止ドラムの外周面に対向して位置付けられ、第２の制動位置に位置付けられると第１の磁石が第２の制動ドラムの外周面にかつ第２の磁石が静止ドラムの外周面に対向して位置付けられ、第３の制動位置に位置付けられると第１の磁石が第３の制動ドラムの外周面にかつ第２の磁石が第１の制動ドラムの外周面に対向して位置付けられ、第４の制動位置に位置付けられると第１の磁石が第３の制動ドラムの外周面にかつ第２の磁石が第２の制動ドラムの外周面に対向して位置付けられる、ことが好ましい。
クラッチは、第１の遊星歯車機構のリングギヤに一体に配設されたクラッチディスクと、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に一体に配設されかつクラッチディスクの一側面に対向して配置された被押圧ディスク部及び被押圧ディスク部の外周縁から軸方向に延び出すよう形成されたドラム部とを備えたドラム体と、ドラム体のドラム部の内側に軸方向に移動可能にかつ相対回転可能に配設された環状のクラッチ断接体とを備え、クラッチ断接体は、軸方向一端に配設されてクラッチディスクの他側面に対向して配置され環状の押圧ディスク部と、軸方向他端に配設されて静止環状体の本体部の軸方向一側面に対向する磁性材からなる被吸着板部とを備え、クラッチ断接体は、ばね手段によって押圧ディスク部を介してクラッチディスクの他側面に向けて常時付勢され、かつ、押圧ディスク部を介してクラッチディスクを被押圧ディスク部に押圧しないクラッチ断位置と、押圧ディスク部を介してクラッチディスクを被押圧ディスク部に押圧するクラッチ接位置とに選択的に位置付けられるよう構成されている、ことが好ましい。
クラッチ断接体は、磁石手段が制動解除位置に位置付けられると、第２の磁石の磁力により、被吸着板部が静止環状体の本体部の軸方向一側面に露呈された強磁性体の他端面に吸着されてクラッチ断位置に位置付けられ、磁石手段が制動解除位置から制動位置に移動させられると、被吸着板部が第２の磁石の磁力から開放され、ばね手段によって強磁性体の他端面から離隔する方向に移動させられてクラッチ接位置に位置付けられる、ことが好ましい。
第１の遊星歯車機構のリングギヤ及びプラネタリギヤはヘリカルギヤにより形成され、クラッチは、第１の遊星歯車機構のリングギヤに一体に配設されかつ一側面に環状に配列された被係止爪を含む環状体部、環状体部の他側面から軸方向に延び出す円筒部、及び円筒部の先端部外周面に回転自在に支持された磁性材からなる環状の被吸着部材、を備えたクラッチ断接環状体と、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に一体に配設されかつ環状体部の被係止爪に対向して環状に配列された係止爪を含む環状体とを備え、クラッチ断接環状体は、被係止爪が係止爪に係止されないクラッチ断位置と、被係止爪が係止爪に係止されるクラッチ接位置とに選択的に位置付けられる、ことが好ましい。
クラッチ断接環状体は、磁石手段が制動解除位置に位置付けられると、第２の磁石の磁力により、被吸着板部材が静止環状体の本体部の軸方向一側面に露呈された強磁性体の他端面に吸着されてクラッチ断位置に位置付けられ、磁石手段が制動解除位置から制動位置に移動させられると、被吸着板部材が第２の磁石の磁力から開放され、第１の遊星歯車機構のプラネタリギヤの駆動推力によって強磁性体の他端面から離隔する方向に移動させられてクラッチ接位置に位置付けられる、ことが好ましい。
第１の制動ドラムに間隔をおいて配設された第１の静止ドラムと、第１の静止ドラムに所定の間隔をおいて配設された第２の静止ドラムとが備えられ、磁石手段が、制動解除位置に位置付けられると、第１の磁石が第１の静止ドラムの外周面にかつ第２の磁石が第２の静止ドラムの外周面に対向して位置付けられ、第１の制動位置に位置付けられると第１の磁石が第１の制動ドラムの外周面にかつ第２の磁石が第１の静止ドラムの外周面に対向して位置付けられ、第２の制動位置に位置付けられると第１の磁石が第２の制動ドラムの外周面にかつ第２の磁石が第１の静止ドラムの外周面に対向して位置付けられ、第３の制動位置に位置付けられると第１の磁石が第３の制動ドラムの外周面にかつ第２の磁石が第１の制動ドラムの外周面に対向して位置付けられ、第４の制動位置に位置付けられると第１の磁石が第３の制動ドラムの外周面にかつ第２の磁石が第２の制動ドラムの外周面に対向して位置付けられる、ことが好ましい。
クラッチは、第１の遊星歯車機構のリングギヤに一体に配設された第１のクラッチギヤと、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に一体に配設されかつ第１のクラッチギヤと軸方向に隣接して配設された第２のクラッチギヤと、第１のクラッチギヤに軸方向に移動自在に噛み合わされかつ磁性材からなるクラッチ断接ギヤとを備え、クラッチ断接ギヤの外周部は、第１の静止ドラムと第２の静止ドラムとの間の該間隔内に配置され、クラッチ断接ギヤは、第２のクラッチギヤと噛み合わないクラッチ断位置と、第１のクラッチギヤと第２のクラッチギヤに跨がって噛み合わされたクラッチ接位置とに選択的に位置付けられるよう構成されている、ことが好ましい。
クラッチ断接ギヤは、磁石手段が制動解除位置に位置付けられているときには、クラッチ断位置に位置付けられ、磁石手段が制動解除位置から制動位置に移動させられると、第２の磁石の磁界の作用により、軸方向に移動させられてクラッチ接位置に位置付けられ、磁石手段が制動位置から制動解除位置に移動させられると、第２の磁石の磁界の作用により、軸方向に移動させられてクラッチ断位置に位置付けられる、ことが好ましい。
入力軸の回転を出力軸に逆転して伝達する第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、磁石手段は、磁石作動手段によって軸方向に移動させられて、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られるよう構成されている、ことが好ましい。
磁石手段は、磁石支持環と、磁石支持環の内周面に相互に軸方向に間隔をおいて環状に配設された第１及び第２の磁石を備え、磁石手段が第５の制動位置に位置付けられると第２の磁石が第４の制動ドラムの外周面に対向して位置付けられる、ことが好ましい。
磁石手段が第５の制動位置に位置付けられた状態で、クラッチは断の状態にある、ことが好ましい。
【００１１】
【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及び出力軸３と共通の軸線上に配置されたサンギヤユニット２２は、円筒状の本体部２２ａと、本体部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。
【００１２】
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４１ｄに回転自在に支持されている。
【００１３】
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軸方向幅が比較的広いほぼ円筒状の本体部４１０（図７参照）の軸方向両端部に形成されている。そして、第１の遊星歯車機構４１のリングギヤ４１ｂは、軸方向の一端部に形成されたプラネタリギヤ４１ｃに噛み合わされ、第４の遊星歯車機構４４のリングギヤ４４ｂは、軸方向の他端部に形成されたプラネタリギヤ４１ｃに噛み合わされたプラネタリギヤ４４ｃに噛み合わされている。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、後述するクラッチ１００を介して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。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。特に、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５０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。
【００１４】
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、静止ドラム４５Ｄと、後述する静止環状体４６が相互に間隔をおいて配設されている。静止ドラム４５Ｄは鉄や鋼などの磁性材から形成されているが、銅やアルミニウムなど、特に導電性に優れた導電性材料から形成してもよい。図示の実施形態において、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、該間隔内には静止ドラム４５Ｄ及び静止環状体４６が配設されている。静止ドラム４５Ｄは、第１の制動ドラム４１Ｄ側に、また静止環状体４６は第４の制動ドラム４４Ｄ側に配置されている。静止ドラム４５Ｄ及び静止環状体４６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。静止ドラム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、静止環状体４６、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。第３の制動ドラム４３Ｄ及び静止ドラム４５Ｄの軸方向幅は、相互に実質的に同じに形成されると共に、第４の制動ドラム４４Ｄ、静止環状体４６、第１及び第２の制動ドラム４１Ｄ及び４２Ｄよりも広く形成されている。
【００１５】
図７を参照して、静止環状体４６は、矩形状の横断面及び円形の外周面を有するよう形成されると共に、アルミニウムなどの非磁性体からなる本体部４６ａと、本体部４６ａに一体に配設された、鉄などの強磁性材からなる複数の強磁性体４６ｂとから構成されている。強磁性体４６ｂは、図７において横断面がほぼ逆Ｌ形状をなすよう形成され、かつ、その一端面が本体部４６ａの外周面に露呈され、他端面が本体部４６ａの軸方向一側面に露呈され、その他の面が本体部４６ａの外部に実質的に露呈されないよう本体部４６ａに埋設されている。強磁性体４６ｂは、周方向に間隔をおいて複数個配設されているが、例えばダイキャストなどの鋳造により本体部４６ａと一体に形成されることが好ましい。この強磁性体４６ｂは、後述する第１及び第２の永久磁石５１及び５２に対応した周方向位置に配置されている。なお、強磁性体４６ｂの他端面は本体部４６ａの軸方向一側面から若干突出するように構成してもよい（図１２及び図１３参照）。
【００１６】
図７を参照して説明を続けると、クラッチ１００は、クラッチディスク１１０、ドラム体１２０、環状のばね保持体１３０、及び環状のクラッチ断接体１４０を備えている。クラッチディスク１１０は、第１の遊星歯車機構４１のリングギヤ４１ｂの外周面から半径方向外方に延び出すよう、リングギヤ４１ｂと一体に配設されている。ドラム体１２０は、第１の制動ドラム４１Ｄ及び第２の遊星歯車機構４２のプラネタリキャリア４２ｄに一体に配設されかつクラッチディスク１１０の一側面に対向して配置された被押圧ディスク部１２２及び被押圧ディスク部１２２の外周縁から軸方向に延び出すよう形成されたドラム部１２４とを備えている。ばね保持体１３０は、横断面がチャンネル形状をなし、かつチャンネル形状の開放端及び底壁が軸方向に向けられるよう形成されている。チャンネル形状の両側壁により円形の内周面及び外周面が形成されている。ばね保持体１３０内には、周方向に間隔をおいてばね手段である複数の圧縮コイルばね１３２が保持される。圧縮コイルばね１３２の一端は、ばね保持体１３０内の底壁に図示しないクリップなどの適宜の固定手段により保持される。ばね保持体１３０は、後述するクラッチ断接体１４０の円筒部１４２の外周面に嵌合された状態で、ドラム体１２０のドラム部１２４の内周面に支持される。ばね保持体１３０は、ドラム部１２４の内周面に配設された止めリング１２６により、静止環状体４６の本体部４６ａの軸方向一側面方向への移動が規制されている。ばね保持体１３０は、少なくとも該一側面方向への移動が規制される必要があるが、軸方向の両方向への移動が規制されるよう配設してもよい。
【００１７】
クラッチ断接体１４０は、ドラム体１２０のドラム部１２４の半径方向内側にばね保持体１３０を介して軸方向に移動可能に支持されている。クラッチ断接体１４０は、ばね保持体１３０の内周面に嵌合された円筒部１４２と、円筒部１４２の軸方向一端に配設されてクラッチディスク１１０の他側面に対向して配置された環状の押圧ディスク部１４４と、円筒部１４２の軸方向他端に配設されて静止環状体４６の本体部４６ａの軸方向一側面であって強磁性体４６ｂの他端面に対向する、磁性材、好ましくは鉄などの強磁性材からなる環状の被吸着板部１４６とを備えている。被吸着板部１４６は、環状の被吸着板部材を円筒部１４２の軸方向他端に形成した環状フランジに図示しないボルトにより離脱自在に取り付けることにより構成される。クラッチ断接体１４０は、ばね保持体１３０を介してドラム部１２４の内側に支持される。ばね保持体１３０は、止めリング１２６により、該一側面方向への移動が規制されるようドラム部１２４に支持されているので、圧縮コイルばね１３２によって押圧ディスク部１４４を介してクラッチディスク１１０の他側面に向けて常時付勢されている。なお、ばね保持体１３０と、ばね保持体１３０が嵌合支持されるクラッチ断接体１４０の円筒部１４２の外周面との間には、軸方向の相対移動は許容するが周方向の相対移動を規制する手段（例えば、周方向に間隔をおいて軸方向に延在する複数のガイド溝とガイド溝にスライド自在に嵌合する突条のレールの組合せ）を設けることが好ましい。
【００１８】
クラッチディスク１１０の一側面及び／又はクラッチディスク１１０の一側面に対向する被押圧ディスク部１２２の側面と、クラッチディスク１１０の他側面及び／又はクラッチディスク１１０の他側面に対向する押圧ディスク部１４４の側面には、環状の摩擦クラッチ板部材Ｆが配設されることがことが好ましい。図示の実施形態において、摩擦クラッチ板部材Ｆは、被押圧ディスク部１２２の該側面と、押圧ディスク部１４４の該側面に配設されている。クラッチディスク１１０を摩擦クラッチ板により形成する他の実施形態もある。上記のように構成されたクラッチ断接体１４０は、押圧ディスク部１４４を介してクラッチディスク１１０を被押圧ディスク部１２２に押圧しないクラッチ断位置（図７参照）と、押圧ディスク部１４４を介してクラッチディスク１１０を被押圧ディスク部１２２に押圧するクラッチ接位置（図８参照）とに選択的に位置付けられるよう構成されている。なお、クラッチディスク１１０が一体に配設された第１の遊星歯車機構４１のリングギヤ４１ｂは、プラネタリギヤ４１ｃに対し軸方向にスライド可能であることはいうまでもない。
【００１９】
図１、図７及び図８を参照して、図示の変速装置は、上記第１、第２、第３及び第４の制動ドラム４１Ｄ、４２Ｄ、４３Ｄ及び４４Ｄと、静止ドラム４５Ｄ及び静止環状体４６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５（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５）と、磁石手段５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２、第３、第４及び第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２、第３及び第４の制動ドラム４１Ｄ、４２Ｄ、４３Ｄ及び４４Ｄと静止制動ドラム４５Ｄ、磁石手段５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。
【００２０】
磁石手段５は、鉄などの磁性材から形成される磁石支持環５０と、磁石支持環５０の内周面に相互に軸方向に間隔をおいて環状に配設された第１の磁石及び第２の磁石を備えている。磁石支持環５０は入力軸２及び出力軸３と共通の軸線上に配置されている。第１の磁石及び第２の磁石は、この実施形態においては、それぞれ周方向に間隔をおいて配列された複数個の第１の永久磁石５１及び第２の永久磁石５２から構成されている。第１の永久磁石５１は磁極面が半径方向に向けられ、周方向に隣接する第１の永久磁石５１の半径方向内側面同士及び半径方向外側面同士は相互に異極となるよう配置されている。第２の永久磁石５２は磁極面が半径方向に向けられ、周方向に隣接する第２の永久磁石５２の半径方向内側面同士及び半径方向外側面同士は相互に異極となるよう配置されている。相互に実質的に同じ形状及び大きさを有する第１の永久磁石５１及び第２の永久磁石５２は、相互に同じピッチで周方向に配列され、軸方向には相互に間隔をおいてかつ並列して位置付けられている。軸方向に相互に間隔をおいてかつ並列して位置付けられた第１の永久磁石５１及び第２の永久磁石５２の磁極面は相互に同極となるよう配置されることが、磁気ショートを回避するためには好ましい。第１の永久磁石５１及び第２の永久磁石５２の半径方向内側面は、同じ外径を有する制動ドラム４１Ｄ〜４５Ｄの外周面よりも若干大径の円周面上に位置付けられるような円弧面に形成されている。なお、上記第１の永久磁石５１及び第２の永久磁石５２に代えて第１の電磁石及び第２の電磁石を使用する他の実施形態もある。
【００２１】
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。ねじロッド部材６０は磁石支持環５０の鉛直方向頂部における外周面の外側近傍を、磁石支持環５０の軸線に平行に延在するよう配置されている。磁石支持環５０の外周面には、該外周面から半径方向外方に突出するボス５３が形成されており、ボス５３には雌ねじ５３ａが形成されている。雌ねじ５３ａの軸線は磁石支持環５０の軸線に平行に延在するよう配置されている。ボス５３の雌ねじ５３ａがねじロッド部材６０にねじ係合されることにより、磁石支持環５０は、ねじロッド部材６０に沿って軸方向に往復移動自在に支持される。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。ガイドロッド６１は磁石支持環５０の鉛直方向最下部における外周面の外側近傍を、磁石支持環５０の軸線に平行に延在するよう配置されている。磁石支持環５０の外周面であってボス５０ａに対し軸心を挟んだ反対側の位置には、該外周面から半径方向外方に突出する他のボス５４が形成されており、ボス５４には被ガイド孔５４ａが形成されている。被ガイド孔５４ａの軸線は磁石支持環５０の軸線に平行に延在するよう配置されている。ボス５４の被ガイド孔５４ａ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、磁石支持環５０は、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。
【００２２】
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５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。
【００２３】
更に具体的に説明すると、磁石手段５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、磁石手段５の第１の永久磁石５１が静止ドラム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）に所定の隙間をおいて対向して位置付けられ、第２の永久磁石５２が静止環状体４６の外周面に所定の隙間をおいて対向して位置付けられる。磁石手段５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、第１の永久磁石５１が第１の制動ドラム４１Ｄの外周面に対向して位置付けられ、かつ第２の永久磁石５２は静止ドラム４５Ｄの外周面の軸方向他端部（静止環状体４６側の他端部）に対向して位置付けられる。磁石手段５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、第１の永久磁石５１が第２の制動ドラム４２Ｄの外周面に対向して位置付けられ、かつ第２の永久磁石５２は静止ドラム４５Ｄの外周面の軸方向一端部に対向して位置付けられる。磁石手段５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、第１の永久磁石５１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）に対向して位置付けられ、かつ第２の永久磁石５２が第１の制動ドラム４１Ｄの外周面に対向して位置付けられる。磁石手段５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、第１の永久磁石５１が第３の制動ドラム４３Ｄの外周面の他端部に対向して位置付けられ、かつ第２の永久磁石５２が第２の制動ドラム４２Ｄの外周面に対向して位置付けられる。また、磁石手段５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、第２の永久磁石５２が第４の制動ドラム４４Ｄの外周面に対向して位置付けられ、かつ第１の永久磁石５１が静止環状体４６の外周面に所定の隙間をおいて対向して位置付けられる。
【００２４】
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５、したがって磁石支持環５０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、磁石支持環５０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。
【００２５】
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図１、図７及び図８を参照して説明する。磁石手段５が図１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、磁石手段５の第１の永久磁石５１が静止ドラム４５Ｄの外周面に対向して位置付けられ、第２の永久磁石５２が静止環状体４６の外周面に対向して位置付けられる。周方向に相互に隣接する第１の永久磁石５１と、静止ドラム４５Ｄ及び磁石支持環５０の間には図示しない磁気回路が形成される。また、第２の磁石５２の磁力が静止環状体４６の強磁性体４６ｂに作用するので、クラッチ断接体１４０の被吸着板部１４６が、静止環状体４６の本体部４６ａの軸方向一側面に露呈された強磁性体４６ｂの他端面に吸着される。クラッチ断接体１４０はクラッチ断位置に位置付けられる（図７参照）。このため、第１及び第２の永久磁石５１及び５２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。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への動力の伝達は遮断される。なお、第１〜第４の制動ドラム４１Ｄ〜４４Ｄは空転させられる。
【００２６】
上記したようにクラッチ断接体１４０はクラッチ断位置に位置付けられる（すなわちクラッチ１００は断とされる）ので、第１の遊星歯車機構４１のリングギヤ４１ｂと、第１の制動ドラム４１Ｄ及び第２の遊星歯車機構４２のプラネタリキャリア４２ｄとの間の接続が遮断される。その結果、第２の遊星歯車機構４２のリングギヤ４２ｂ及び第２の制動ドラム４２Ｄが入力軸２の回転数以上の高速で回転させられることは防止される。また、第１及び第３の制動ドラム４１Ｄ及び４３Ｄも入力軸２の回転数以上の高速で回転させられることはない。その結果、変速装置の中立状態における駆動エネルギーのロスが低減され、実用上有利である。また、原動機の始動時における駆動力が低減されるので、原動機の始動時における駆動エネルギーのロスが低減され、図示しないスタータモータへの負担も低減されるので、実用上有利である。
【００２７】
図２、図７及び図８を参照して、変速装置を１速で作動させるため、磁石手段５を１速位置（Ｉ）に位置付けると、先に述べたように、第１の永久磁石５１が第１の制動ドラム４１Ｄの外周面と対向して位置付けられ、かつ第２の永久磁石５２は静止ドラム４５Ｄの外周面に対向して位置付けられる。磁石手段５が制動解除位置から制動位置に移動させられると、すなわち第２の永久磁石５２が静止環状体４６の外周面に対向する位置から静止ドラム４５Ｄの外周面と対向する位置まで移動させられると、クラッチ断接体１４０の被吸着板部１４６が第２の磁石５２の磁力から開放されるので、クラッチ断接体１４０は、圧縮コイルばね１３２によって静止環状体４６の強磁性体４６ｂの他端面から離隔する方向に移動させられて、図８に示すようなクラッチ接位置に位置付けられる（すなわちクラッチ１００は接とされる）。第１の遊星歯車機構４１のリングギヤ４１ｂと、第１の制動ドラム４１Ｄ及び第２の遊星歯車機構４２のプラネタリキャリア４２ｄは、クラッチ１００を介して一体に連結される。なお、上記説明及び後の説明から容易に理解されるように、磁石手段５が変速位置（Ｉ）〜（ＩＶ）のいずれかに位置付けられている状態においては、第２の永久磁石５２が静止環状体４６の外周面に対向して位置付けられることはないので、クラッチ１００は接の状態に維持される。
【００２８】
第１の永久磁石５１が第１の制動ドラム４１Ｄの外周面と対向して位置付けられることにより、周方向に相互に隣接する第１の永久磁石５１と、第１の制動ドラム４１Ｄ及び磁石支持環５０との間に図示しない磁気回路が形成される。第１の制動ドラム４１Ｄは空転させられるので、第１の永久磁石５１と第１の制動ドラム４１Ｄとの間に相対速度差が生じ、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。
【００２９】
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５を２速位置（ＩＩ）に位置付けると、先に述べたように、第１の永久磁石５１が第２の制動ドラム４２Ｄの外周面と対向して位置付けられ、かつ第２の永久磁石５２は静止ドラム４５Ｄの外周面に対向して位置付けられる。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。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。
【００３０】
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。
【００３１】
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５を３速位置（ＩＩＩ）に位置付けると、先に述べたように、第１の永久磁石５１が第３の制動ドラム４３Ｄの外周面に対向して位置付けられ、かつ第２の永久磁石５２が第１の制動ドラム４１Ｄの外周面に対向して位置付けられる。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。
【００３２】
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５を４速位置（ＩＶ）に位置付けると、先に述べたように、第１の永久磁石５１が第３の制動ドラム４３Ｄの外周面に対向して位置付けられ、かつ第２の永久磁石５２が第２の制動ドラム４２Ｄの外周面に対向して位置付けられる。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。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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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５を後進位置（Ｒ）に位置付けると、先に述べたように、第２の永久磁石５２が第４の制動ドラム４４Ｄの外周面に対向して位置付けられ、かつ第１の永久磁石５１が静止環状体４６の外周面に対向して位置付けられる。第１の永久磁石５１が静止環状体４６の外周面に対向して位置付けられることに起因して、クラッチ１００は断とされる。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。この間、クラッチ１００は断とされているので、駆動力のロスが低減される。
【００３６】
以上のように、上記変速装置においては、磁石手段５、したがって磁石支持環５０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。
【００３７】
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。
【００３８】
図９及び図１０には、クラッチ１００の他の実施形態が示されている。このクラッチ１００においては、圧縮コイルばね１３２に代えて、複数の皿ばね１３４が使用されており、その他の構成は、図７及び図８に示すクラッチ１００と実質的に同じであるので、同一部分には同一符号を付し、説明は省略する。なお、図９はクラッチ１００が断の状態を示し、また図１０はクラッチ１００が接の状態を示している。
【００３９】
図１１には、本発明による変速装置の他の実施形態が示されている。図１１に示す変速装置には、クラッチの他の実施形態であるクラッチ２００が備えられており、またそれに関連して、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及びサンギヤ４１ａは、それぞれヘリカルギヤにより形成されている。その他の構成は図１に示す変速装置と実質的に同じであるので、同一部分には同一符号を付し、説明は省略する。
【００４０】
図１１〜図１３を参照して、クラッチ２００は、クラッチ断接環状体２１０及び環状体２２０を備えている。クラッチ断接環状体２１０は、第１の遊星歯車機構４１のリングギヤ４１ｂに一体に配設されかつ一側面に環状に配列された被係止爪２１１を含む環状体部２１２、環状体部２１２の他側面から軸方向に延び出す円筒部２１４、及び円筒部２１４の先端部外周面に軸受手段であるラジアルボールベアリング２１５を介して回転自在に支持された磁性材からなる環状の被吸着部材２１６を備えている。被吸着部材２１６は、静止環状体４６の本体部４６ａの軸方向一側面、更に具体的には該一側面に露呈された強磁性体４６ｂの他端面に対向する環状の被吸着板部２１６ａを備えている。この被吸着部材２１６は、鉄などの強磁性材から形成されることが好ましい。環状体２２０は、第１の制動ドラム４１Ｄ及び第２の遊星歯車機構４２のプラネタリキャリア４２ｄに一体に配設されかつ上記環状体部２１２の被係止爪２１１に軸方向に対向して配列された環状の係止爪２２２を備えている。環状体部２１２、及び環状体２２０の係止爪２２２が形成された部分はディスク形状をなすよう形成されている。被係止爪２１１と係止爪２２２の歯形は、図１４に示すように、相互の噛み合い及び噛み合い解除が円滑に行なわれるように、かつ、噛み合わされた状態でいずれからも回転駆動力を伝達できるよう、軸線に平行な面と、周方向に傾斜した面とから構成されている。
【００４１】
クラッチ断接環状体２１０は、被係止爪２１１が係止爪２２２に係止されないクラッチ断位置（図１２参照）と、被係止爪２１１が係止爪２２２に係止されるクラッチ接位置（図１３参照）とに選択的に位置付けられる。クラッチ断接環状体２１０は、磁石手段５が制動解除位置に位置付けられると（図１１参照）、第２の磁石５２の磁力により、被吸着板部２１６ａが静止環状体４６の本体部４６ａの軸方向一側面に露呈された強磁性体４６ｂの他端面に吸着されてクラッチ断位置に位置付けられて、クラッチ２００は断とされる（図１２参照）。クラッチ断接環状体２１０の円筒部２１４は、被吸着板部材２１６に対しベアリング２１５を介して相対回転させられる。また、磁石手段５が制動解除位置から制動位置（図２〜図６参照）に移動させられると、被吸着板部２１６ａが第２の磁石５２の磁力から開放される。サンギヤ４１ａにより回転駆動させられる第１の遊星歯車機構４１のプラネタリギヤ４１ｃの駆動推力によって、クラッチ断接環状体２１０は、強磁性体４６ｂの他端面から離隔する方向に移動させられてクラッチ接位置に位置付けられてクラッチ２００は接とされる（図１３参照）。
【００４２】
クラッチ断接環状体２１０のクラッチ接位置を保持するためには、クラッチ断接環状体２１０と環状体２２０との間にディテント機構を配設することが好ましい。図１５にはディテント機構の実施形態が示されている。環状体２２０と一体の円筒部２２４は、クラッチ断接環状体２１０が一体に配設されているリングギヤ４１ｂの軸方向一端部の円形外周面に相対移動自在にかつ軸方向に相対移動自在に嵌合されている。リングギヤ４１ｂの該円形外周面には、環状の溝２１２ａが形成されている。他方、円筒部２２４には周方向に間隔をおいて複数の貫通孔２２４ａが形成されている。貫通孔２２４ａには、ロックボール２２５及び圧縮コイルばね２２６が挿入され、かつねじ部材２２７により閉塞されている。ロックボール２２５は、圧縮コイルばね２２６によりリングギヤ４１ｂの該円形外周面に向けて常時付勢されている。クラッチ断接環状体２１０が軸方向に移動させられてクラッチ接位置（図１３及び図１５参照）に位置付けられると、ロックボール２２５は、圧縮コイルばね２２６により押圧された状態で、リングギヤ４１ｂの該円形外周面に形成された溝２１２ａに嵌合させられる。これによりクラッチ断接環状体２１０の軸方向の移動が所要のとおりに規制され、クラッチ接位置が所要のとおりに保持される。クラッチ断接環状体２１０がクラッチ接位置からクラッチ断位置に移動させられると、ロックボール２２５と溝２１２ａとの嵌合が解除され、ロックボール２２５はリングギヤ４１ｂの該円形外周面に押圧される（図示せず）。
【００４３】
上記のように構成されたクラッチ２００によれば、クラッチ断接環状体２１０を断位置から接位置に付勢するための強制手段としてばね手段及び保持部材などを利用することなく、ヘリカルギヤの推力を利用するよう構成されているので、構成が簡単であり、より低コストで製造することが可能になる。
【００４４】
図１６には、本発明による変速装置の他の実施形態が示されている。図１６に示す変速装置には、クラッチの他の実施形態であるクラッチ３００が備えられている。図１６に示す変速装置において、第１の制動ドラム４１Ｄの、第２の制動ドラム４２Ｄと軸方向反対側には、第１の制動ドラム４１Ｄに間隔をおいて第１の静止ドラム４７が配設されている。また、第１の静止ドラム４７の、第１の制動ドラム４１Ｄと軸方向反対側には、第１の静止ドラム４７に所定の間隔をおいて第２の静止ドラム４８が配設されている。第２の静止ドラム４８は、第１の静止ドラム４７と第４の制動ドラム４４Ｄとの間に配置されている。第１及び第２の静止ドラム４７及び４８は、鉄や鋼などの磁性材から形成されているが、銅やアルミニウムなど、特に導電性に優れた導電性材料から形成してもよい。第１の制動ドラム４１Ｄ、第２の制動ドラム４２Ｄ、第２の静止ドラム４８及び第４の制動ドラム４４Ｄの軸方向幅は、比較的狭く形成されかつ相互に実質的に同じに形成されており、また、図１に示す変速装置において対応する部材と実質的に同じ長さに形成されている。第３の制動ドラム４３Ｄ及び第１の静止ドラム４７の軸方向幅は、比較的広く形成されかつ相互に実質的に同じに形成されているが、第１の制動ドラム４１Ｄ、第２の制動ドラム４２Ｄ、第２の静止ドラム４８及び第４の制動ドラム４４Ｄの軸方向幅よりも広く形成されている。第１の制動ドラム４１Ｄと第２の制動ドラム４２Ｄとの間隔は、比較的狭く形成され、図１に示す変速装置における該間隔と実質的に同じに規定されている。第２の静止ドラム４８と第４の制動ドラム４４Ｄとの間隔は、比較的狭く形成され、第１の制動ドラム４１Ｄと第２の制動ドラム４２Ｄとの間隔と実質的に同じに規定されている。第３の制動ドラム４３Ｄと第２の制動ドラム４２Ｄとの間隔、第１の制動ドラム４１Ｄと第１の静止ドラム４７との間隔、及び第１の静止ドラム４７と第２の静止ドラム４８との間隔は、比較的広く形成されかつ相互にほぼ同じに規定されている。また磁石支持環５０の軸方向幅及び第１の永久磁石５１と第２の永久磁石５２との間の軸方向間隔は、図１に示す変速装置における該軸方向幅及び該軸方向間隔よりも広く形成されている。
【００４５】
磁石手段５が図１６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、磁石手段５の第１の永久磁石５１が第１の静止ドラム４７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）に対向して位置付けられ、かつ第２の永久磁石５２が第２の静止ドラム４８の外周面に対向して位置付けられる。磁石手段５が第１の制動位置〔１速位置（Ｉ）〕に位置付けられると、第１の永久磁石５１が第１の制動ドラム４１Ｄの外周面に対向して位置付けられ、かつ第２の永久磁石５２は第１の静止ドラム４７の外周面の軸方向他端部（第２の静止ドラム４８側の他端部）に対向して位置付けられる。磁石手段５が第２の制動位置〔２速位置（ＩＩ）〕に位置付けられると、第１の永久磁石５１が第２の制動ドラム４２Ｄの外周面に対向して位置付けられ、かつ第２の永久磁石５２は第１の静止ドラム４７の外周面の軸方向一端部に対向して位置付けられる。磁石手段５が第３の制動位置〔３速位置（ＩＩＩ）〕に位置付けられると、第１の永久磁石５１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）に対向して位置付けられ、かつ第２の永久磁石５２が第１の制動ドラム４１Ｄの外周面に対向して位置付けられる。磁石手段５が第４の制動位置〔４速位置（ＩＶ）〕に位置付けられると、第１の永久磁石５１が第３の制動ドラム４３Ｄの外周面の他端部に対向して位置付けられ、かつ第２の永久磁石５２が第２の制動ドラム４２Ｄの外周面に対向して位置付けられる。また、磁石手段５が第５の制動位置〔後進位置（Ｒ）〕に位置付けられると、第２の永久磁石５２が第４の制動ドラム４４Ｄの外周面に対向して位置付けられ、かつ第１の永久磁石５１が第１の静止ドラム４７の外周面の軸方向他端部に対向して位置付けられる。図１６に示す変速装置におけるその他の構成（後述するクラッチ３００の構成を除く）は図１に示す変速装置と実質的に同じであるので、同一部分には同一符号を付し、説明は省略する。
【００４６】
図１６〜図１８を参照して、クラッチ３００は、第１のクラッチギヤ３１０と、第２のクラッチギヤ３２０と、クラッチ断接ギヤ３３０とを備えている。第１のクラッチギヤ３１０は、第１の遊星歯車機構４１のリングギヤ４１ｂの軸方向一端部に形成された大径部の外周部に外歯を形成することにより構成されている。第２のクラッチギヤ３２０は、第１の制動ドラム４１Ｄ及び第２の遊星歯車機構４２のプラネタリキャリア４２ｄに一体に配設された円筒部の軸方向一端部に形成された大径部の外周部に外歯を形成することにより構成されている。第２のクラッチギヤ３２０は第１のクラッチギヤ３１０と軸方向に隣接して同一軸線上に配設されている。第１のクラッチギヤ３１０は、その歯幅が第２のクラッチギヤ３２０よりも広く形成されているが、歯部の形状及び大きさ、外径などその他の構成は、第２のクラッチギヤ３２０と実質的に同じに形成されている。クラッチ断接ギヤ３３０は、環状体の内周面に内歯を形成することにより構成され、第１のクラッチギヤ３１０に軸方向に移動自在に噛み合わされている。クラッチ断接ギヤ３３０の外周部は、第１の静止ドラム４７と第２の静止ドラム４８との間の該間隔内に配置される。クラッチ断接ギヤ３３０の外周面の直径は、第１〜第４の制動ドラム４１Ｄ〜４４Ｄ、第１及び第２の静止ドラム４７及び４８の直径と実質的に同じに形成されている。クラッチ断接ギヤ３３０の、少なくとも外周部は、磁性材から構成されることが好ましい。クラッチ断接ギヤ３３０は、第２のクラッチギヤ３２０と噛み合わないクラッチ断位置（図１７参照）と、第１のクラッチギヤ３１０と第２のクラッチギヤ３２０に跨がって噛み合わされたクラッチ接位置（図１８参照）とに選択的に位置付けられるよう構成されている。
【００４７】
クラッチ断接ギヤ３３０は、先に述べたように、磁石手段５が制動解除位置に位置付けられているときには、クラッチ断位置に位置付けられ（図１６及び図１７参照）、クラッチ３００は断とされている。クラッチ断接ギヤ３３０の、第２の静止ドラム４８方向への移動の規制（オーバラン防止）は、例えば、第１のクラッチギヤ３１０の軸方向の一端（図１７において右端）に適宜のストッパ部材を配設することにより行なうことができる。また第１のクラッチギヤ３１０とクラッチ断接ギヤ３３０との間に適宜のディテント機構（例えば、図１５に示す形態のディテント機構）を配設することにより、クラッチ断接ギヤ３３０をクラッチ断位置に安定して保持することができる。
【００４８】
磁石手段５が、制動解除位置から第１の制動位置に移動させられると、第２の磁石５２は、第２の静止ドラム４８の外周面に対向する位置から、第１の静止ドラム４７の軸方向一端部の外周面に対向する位置に移動させられる（図１８参照）。該移動において、第２の磁石５２は、クラッチ断接ギヤ３３０の外周面に対向する位置を通過するので、該通過の間、クラッチ断接ギヤ３３０には第２の磁石５２の磁界が及ぶ。このような第２の磁石５２の磁界の作用により、クラッチ断接ギヤ３３０は、軸方向の一方（図１７において左方）に移動させられてクラッチ接位置に位置付けられ、クラッチ３００は接とされる（図１８参照）。クラッチ断接ギヤ３３０の、第２のクラッチギヤ３２０方向への移動の規制（オーバラン防止）は、例えば、第２のクラッチギヤ３２０の軸方向の一端（図１７において左端）に適宜のストッパ部材を配設することにより行なうことができる。また第１のクラッチギヤ３１０とクラッチ断接ギヤ３３０との間に適宜のディテント機構（例えば、図１５に示す形態のディテント機構）を配設することにより、クラッチ断接ギヤ３３０をクラッチ接位置に安定して保持することができる。図１８には点線で、上記形態のディテント機構が概略的に示されている。
【００４９】
磁石手段５が、上記とは逆に、第１の制動位置から制動解除位置に移動させられると、第２の磁石５２は、第１の静止ドラム４７の軸方向他端部の外周面に対向する位置から、第２の静止ドラム４８の外周面に対向する位置に移動させられる（図１７参照）。該移動において、第２の磁石５２は、クラッチ断接ギヤ３３０の外周面に対向する位置を通過するので、該通過の間、クラッチ断接ギヤ３３０には第２の磁石５２の磁界が及ぶ。このような第２の磁石５２の磁界の作用により、クラッチ断接ギヤ３３０は、軸方向の他方（図１８において右方）に移動させられてクラッチ断位置に位置付けられ、クラッチ３００は断とされる（図１７参照）。
【００５０】
磁石手段５が、制動解除位置から第５の制動位置に移動させられると、第２の磁石５２は、第２の静止ドラム４８の外周面に対向する位置から、第４の制動ドラム４４Ｄの外周面に対向する位置に移動させられる。第１の磁石５１は、第１の静止ドラム４７の軸方向一端部の外周面に対向する位置から第１の静止ドラム４７の軸方向他端部の外周面に対向する位置まで移動させられる。したがって、クラッチ断接ギヤ３３０の外周面に対向する位置を通過する永久磁石は存在しないので、クラッチ断接ギヤ３３０は、図１７に示すクラッチ断位置に位置付けられた状態に維持され、クラッチ３００は断の状態に維持される。これにより変速装置の後進作動時におけるギヤの駆動ロスを低減することができる。
【００５１】
上記のように構成されたクラッチ３００によれば、クラッチ断接のためにばね手段及び保持部材などを利用することなく、磁石手段５の移動による磁界の作用を利用してクラッチ断接ギヤ３３０を軸方向に往復移動させることによりクラッチの断接を行なうよう構成されているので、構成が比較的簡単であり、比較的低コストで製造することが可能になる。また、先の実施形態における静止環状体４６に代えて、第２の静止ドラム４８が使用されるので、この面においても、構成の簡略化及びコストダウンが可能になる。
【００５２】
なお、図１１及び図１８に示す変速装置の実施形態は、図１に示す変速装置の実施形態と比較して、クラッチの構成は相違するが、基本的なギヤの構成は実質的に同じであるので、図１に示す変速装置が有する作用効果と実質的に同じ作用効果を得ることができる。
【００５３】
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。
【００５４】
【発明の効果】
本発明による変速装置によれば、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と共に、部品点数が少なく、全体の構成がコンパクトであり、軽量化及びコストダウンを可能にし、更に、中立状態における駆動エネルギーのロス及び原動機の始動時における駆動エネルギーのロスを低減することを可能にする。また、比較的少ないギヤを駆動することにより出力軸に動力を伝達することができ、その結果、駆動効率を向上させることを可能にする。更にはまた、低速段での作動時に高速段側の回転要素が高速で空転するのを防止し、駆動エネルギーのロスを少なくす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】図１に示す変速装置に備えられているクラッチの断状態を示す拡大断面図。
【図８】図７に示すクラッチの接状態を示す断面図。
【図９】図１に示す変速装置に備えられるクラッチの他の実施形態の断状態を示す断面図。
【図１０】図９に示すクラッチの接状態を示す断面図。
【図１１】本発明による変速装置の他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１２】図１１に示す変速装置に備えられているクラッチの断状態を示す拡大断面図。
【図１３】図１２に示すクラッチの接状態を示す断面図。
【図１４】図１１及び図１２に示すクラッチの一部を示す平面図。
【図１５】図１１及び図１２に示すクラッチに適用されたディテント機構の実施形態を示す断面図。
【図１６】本発明による変速装置の更に他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１７】図１６に示す変速装置に備えられているクラッチの断状態を示す拡大断面図。
【図１８】図１７に示すクラッチの接状態を示す断面図。
【符号の説明】
２  入力軸
３  出力軸
５  磁石手段
５０  磁石支持環
５１  第１の永久磁石
５２  第２の永久磁石
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
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  静止ドラム
４６  静止環状体
４７  第１の静止ドラム
４８  第２の静止ドラム
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
１００、２００、３００  クラッチ
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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