(57)【要約】【課題】組立工数の低減、組立時間の短縮及びコストダウンを可能にすること。【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と、遊星歯車機構４１〜４３のリングギヤに連結された第１〜第３の制動ドラム４１Ｄ〜４３Ｄとを備えている変速装置。遊星歯車機構４１〜４３にはドラム支持体２００がリングギヤと一体的に回転しうるよう配設されている。制動ドラム４１Ｄ〜４３Ｄとドラム支持体２００との間には、両者を同軸上で軸方向に実質的に相対移動させることにより、両者を相対回転できないように離脱自在に連結する連結手段と、連結手段により連結された両者を軸方向に相対移動できないようにする移動規制手段とが配設されている。【選択図】        図１
2005076655.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、
各遊星歯車機構にはドラム支持体がリングギヤと一体的に回転しうるよう配設され、少なくとも１個の遊星歯車機構における制動ドラムとドラム支持体との間には、両者を同軸上で実質的に軸方向に相対移動させることにより、両者を相対回転できないように離脱自在に連結する連結手段と、連結手段により連結された両者を軸方向に相対移動できないようにする移動規制手段とが配設されている、
ことを特徴とする変速装置。
【請求項２】
ドラム支持体は、鋼板から一体に形成されると共に、実質的に円板形状をなす本体部と、本体部の円形周縁から軸方向の一方に延び出す支持円筒部とからなり、連結手段は、ドラム支持体の支持円筒部に周方向に間隔をおいて形成された複数個の係合切欠きと、制動ドラムの内周面に周方向に間隔をおいて形成された複数個の被係合突部とからなり、ドラム支持体の係合切欠きの各々は、所定の周方向幅をもって支持円筒部の先端から支持円筒部の基端に向かって所定の長さだけ軸方向に延在し、制動ドラムの被係合突部の各々は、制動ドラムの内周面から半径方向内側に突出すると共に、軸方向の一端と他端との間における他端側の領域を除く一端側の領域において、所定の周方向幅をもって軸方向に所定の長さ延在し、移動規制手段は、制動ドラムの内周面に形成された１個の環状溝と、環状溝に嵌合されるスナップリングと、被係合突部の各々の他端と、係合切欠きの各々の、支持円筒部の基端側の閉塞端とからなり、環状溝は、該内周面の、該他端側の領域において被係合突部の各々の他端に対し軸方向に所定の間隔をおいて位置付けられ、
制動ドラムとドラム支持体とを軸方向に実質的に相対移動させて制動ドラムの被係合突部をドラム支持体の係合切欠きに係合すると、係合切欠きの各々における、支持円筒部の基端側の閉塞端が、制動ドラムの被係合突部の各々の他端に当接させられて制動ドラムの、ドラム支持体に対する相対回転及び軸方向の一方への移動が阻止され、環状溝にスナップリングを係合すると、ドラム支持体の本体部の周縁面であって、支持円筒部とは軸方向に反対側の周縁面がスナップリングに当接させられて制動ドラムの、軸方向の他方への移動が阻止され、制動ドラムはドラム支持体に一体的に連結される、請求項１記載の変速装置。
【請求項３】
リングギヤには、鋼板から一体に形成された環状の支持部材が一体に連結され、支持部材は、リングギヤの外周面に対し一体に連結された円筒部と、円筒部の軸方向の一端から半径方向内側に延び出す環状フランジとからなり、ドラム支持体の本体部における、支持円筒部とは軸方向反対側の片面が、支持部材の環状フランジに重合されて連結される、請求項３記載の変速装置。
【請求項４】
ドラム支持体は、円筒状の本体部と、本体部の外周面から半径方向外方に延び出す環状突出部と、環状突出部の円形周縁から本体部の外周面に対し半径方向外方に隙間をおいて軸方向の一方に延び出す支持円筒部とからなり、連結手段は、ドラム支持体の支持円筒部に周方向に間隔をおいて形成された複数個の係合切欠きと、制動ドラムの内周面に周方向に間隔をおいて形成された複数個の被係合突部とからなり、ドラム支持体の係合切欠きの各々は、所定の周方向幅をもって支持円筒部の先端から支持円筒部の基端に向かって所定の長さだけ軸方向に延在し、制動ドラムの被係合突部の各々は、制動ドラムの内周面から半径方向内側に突出すると共に、軸方向の一端と他端との間における他端側の領域を除く一端側の領域において、所定の周方向幅をもって軸方向に所定の長さ延在し、移動規制手段は、制動ドラムの内周面に形成された１個の環状溝と、環状溝に嵌合されるスナップリングと、被係合突部の各々の他端と、係合切欠きの各々の、支持円筒部の基端側の閉塞端とからなり、環状溝は、該内周面の、該他端側の領域において被係合突部の各々の他端に対し軸方向に所定の間隔をおいて位置付けられ、
制動ドラムとドラム支持体とを軸方向に実質的に相対移動させて制動ドラムの被係合突部をドラム支持体の係合切欠きに係合すると、係合切欠きの各々における、支持円筒部の基端側の閉塞端が、制動ドラムの被係合突部の各々の他端に当接させられて制動ドラムの、ドラム支持体に対する相対回転及び軸方向の一方への移動が阻止され、環状溝にスナップリングを係合すると、ドラム支持体の本体部の周縁面であって、支持円筒部とは軸方向に反対側の周縁面がスナップリングに当接させられて制動ドラムの、軸方向の他方への移動が阻止され、制動ドラムはドラム支持体に一体的に連結される、請求項１記載の変速装置。
【請求項５】
ドラム支持体の本体部とリングギヤの外周部との間には、両者を実質的に同軸上で軸方向に相対移動させることにより、両者を相対回転できないように離脱自在に連結する連結手段と、連結手段により連結された両者を軸方向に相対移動できないようにする移動規制手段とが配設されている、請求項４記載の変速装置。
【請求項６】
ドラム支持体は、円筒状の本体部と、本体部の外周面から半径方向外方に延び出す環状突出部と、環状突出部の円形周縁から本体部の外周面に対し半径方向外方に隙間をおいて軸方向に延び出す支持円筒部とからなり、連結手段は、ドラム支持体の支持円筒部の外周面に周方向に間隔をおいて形成された複数個の歯と、制動ドラムの内周面に周方向に間隔をおいて形成された複数個の歯溝とからなり、ドラム支持体の歯の各々は支持円筒部の一端から他端まで軸方向に延在し、制動ドラムの歯溝の各々は制動ドラムの一端から他端まで軸方向に延在し、移動規制手段は、制動ドラムの軸方向両端部における内周面にそれぞれ形成された環状溝と、環状溝の各々に嵌合されるスナップリングとからなり、
制動ドラムとドラム支持体とを軸方向に実質的に相対移動させて制動ドラムの歯溝をドラム支持体の歯に係合すると、制動ドラムの、ドラム支持体に対する相対回転が阻止され、環状溝の各々にスナップリングを係合すると、制動ドラムの、ドラム支持体に対する軸方向の両方への移動が阻止され、制動ドラムはドラム支持体に一体的に連結される、請求項５記載の変速装置。
【請求項７】
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ている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の変速装置。
【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】
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。
【０００６】
上記事実に基づいて本発明者は鋭意研究を行った結果、新しい変速装置を開発した。この新しい変速装置は、本出願人であるいすゞ自動車株式会社によって既に出願されている（特願２００２−３４５３１８）。この新しい変速装置は、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。
【０００７】
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。そこで、この変速装置を実用化するに際しては、組立工数の低減、組立時間の短縮などの新たな要件を同時に満足することが好ましい。この要件を満足するためには、制動ドラムを、遊星歯車機構の回転要素の一つ、特にリングギヤと一体的に回転しうるよう離脱自在に、容易かつ迅速にしかも確実に組み付けうることが必要である。そこで、制動ドラムをリングギヤと一体的に回転しうるよう離脱自在に、容易かつ迅速にしかも確実に組み付けるための手段の開発が同時に望まれるわけである。
【０００８】
該手段の従来の典型例は図１５に示されている。図１５において、鋼製の入力軸１００にはサンギヤ１０２が一体に形成されている。サンギヤ１０２には鋼製プラネタリギヤ１０４が噛み合わされている。プラネタリギヤ１０４は、軸１０６を介して鋼製のプラネタリキャリア１０８に回転自在に支持されている。入力軸１００には、環状の支持部材１１０がサンギヤ１０２に隣接して回転自在に支持されている。支持部材１１０には鋼製のプラネタリキャリア１０８が回転自在に支持されている。プラネタリギヤ１０４には鋼製のリングギヤ１１２が噛み合わされ、リングギヤ１１２には、外周面から半径方向外方に延び出すフランジ部１１２ａが形成されている。リングギヤ１１２のフランジ部１１２ａには、銅製の制動ドラム１１４がボルト１１６により締結されている。制動ドラム１１４は、環状のドラム本体１１４ａと、環状の取付部１１４ｂと、環状の橋絡部１１４ｃとから構成されている。取付部１１４ｂはドラム本体１１４ａの半径方向内側に隙間をおいて配置され、取付部１１４ｂの外周面における軸方向の一端部と、ドラム本体１１４ａの内周面における軸方向の中間部が橋絡部１１４ｃにより一体に連結されている。制動ドラム１１４の取付部１１４ｂ及び橋絡部１１４ｃにおける軸方向の一端面がリングギヤ１１２のフランジ部１１２ａの軸方向の片面に重合され、ドラム本体１１４ａの、橋絡部１１４ｃの該一端面に連続する内周面が、リングギヤ１１２のフランジ部１１２ａの外周面に密着させられてボルト１１６により締結されている。制動ドラム１１４の取付部１１４ｂの内周面は、ベアリング１２０を介して支持部材１１０の外周面に回転自在に支持されている。
【０００９】
先に述べた形態の変速装置においては、遊星歯車機構のいずれかにおける制動ドラム１１４に永久磁石による磁界を作用させて渦電流を発生させることにより、該遊星歯車機構における回転要素、例えばリングギヤ１１２を制動させることにより、エンジンの駆動力を出力軸側に伝達するよう構成されている。遊星歯車機構の各ギヤは、強度上などの理由から浸炭処理を施した鋼から構成し、制動ドラム１１４は、渦電流の発生しやすい、したがって制動効率の高い銅から構成することが望ましい。そして銅製の制動ドラム１１４と鋼製のリングギヤ１１２とは、上記したようにボルト１１６により締結することにより一体化していた。
【００１０】
各遊星歯車機構において、図１５に示されているように、制動ドラム１１４とリングギヤ１１２とをいちいちボルト１１６により締結する作業は、トルク管理を伴う上、組付工数が多く、組付時間が長くなる。また、制動ドラム１１４は、ボルト１１６により締結するための取付部１１４ｂを備える必要があるため、銅製の丸棒材を切削加工することにより形成しなければならないことになり、コストアップとなる。
【００１１】
そこで、制動ドラムを銅製のパイプ材から構成し、これを鋼製のリングギヤの外周面に圧入する手段を試みたが、制動ドラムの、制動時の発熱による熱膨張によりリングギヤに対する嵌合にゆるみを生ずることが判明し、したがって実用化は不可能であることが判明した。また、別の手段として、溶接による接合も考えられるが、溶接による亀裂を防止するための、リングギヤ外周部分の浸炭層の除去が困難であること、異種材料の溶接が困難であること、などの解決課題が残されている。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００１−１５３１９１号公報（第４−第５頁、図７）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、組立工数の低減、組立時間の短縮及びコストダウンを可能にする、新規な変速装置を提供することである。
【００１４】
【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、
各遊星歯車機構にはドラム支持体がリングギヤと一体的に回転しうるよう配設され、少なくとも１個の遊星歯車機構における制動ドラムとドラム支持体との間には、両者を同軸上で実質的に軸方向に相対移動させることにより、両者を相対回転できないように離脱自在に連結する連結手段と、連結手段により連結された両者を軸方向に相対移動できないようにする移動規制手段とが配設されている、
ことを特徴とする変速装置、が提供される。
【００１５】
ドラム支持体は、鋼板から一体に形成されると共に、実質的に円板形状をなす本体部と、本体部の円形周縁から軸方向の一方に延び出す支持円筒部とからなり、連結手段は、ドラム支持体の支持円筒部に周方向に間隔をおいて形成された複数個の係合切欠きと、制動ドラムの内周面に周方向に間隔をおいて形成された複数個の被係合突部とからなり、ドラム支持体の係合切欠きの各々は、所定の周方向幅をもって支持円筒部の先端から支持円筒部の基端に向かって所定の長さだけ軸方向に延在し、制動ドラムの被係合突部の各々は、制動ドラムの内周面から半径方向内側に突出すると共に、軸方向の一端と他端との間における他端側の領域を除く一端側の領域において、所定の周方向幅をもって軸方向に所定の長さ延在し、移動規制手段は、制動ドラムの内周面に形成された１個の環状溝と、環状溝に嵌合されるスナップリングと、被係合突部の各々の他端と、係合切欠きの各々の、支持円筒部の基端側の閉塞端とからなり、環状溝は、該内周面の、該他端側の領域において被係合突部の各々の他端に対し軸方向に所定の間隔をおいて位置付けられ、制動ドラムとドラム支持体とを軸方向に実質的に相対移動させて制動ドラムの被係合突部をドラム支持体の係合切欠きに係合すると、係合切欠きの各々における、支持円筒部の基端側の閉塞端が、制動ドラムの被係合突部の各々の他端に当接させられて制動ドラムの、ドラム支持体に対する相対回転及び軸方向の一方への移動が阻止され、環状溝にスナップリングを係合すると、ドラム支持体の本体部の周縁面であって、支持円筒部とは軸方向に反対側の周縁面がスナップリングに当接させられて制動ドラムの、軸方向の他方への移動が阻止され、制動ドラムはドラム支持体に一体的に連結される、ことが好ましい。
リングギヤには、鋼板から一体に形成された環状の支持部材が一体に連結され、支持部材は、リングギヤの外周面に対し一体に連結された円筒部と、円筒部の軸方向の一端から半径方向内側に延び出す環状フランジとからなり、ドラム支持体の本体部における、支持円筒部とは軸方向反対側の片面が、支持部材の環状フランジに重合されて連結される、ことが好ましい。
ドラム支持体は、円筒状の本体部と、本体部の外周面から半径方向外方に延び出す環状突出部と、環状突出部の円形周縁から本体部の外周面に対し半径方向外方に隙間をおいて軸方向の一方に延び出す支持円筒部とからなり、連結手段は、ドラム支持体の支持円筒部に周方向に間隔をおいて形成された複数個の係合切欠きと、制動ドラムの内周面に周方向に間隔をおいて形成された複数個の被係合突部とからなり、ドラム支持体の係合切欠きの各々は、所定の周方向幅をもって支持円筒部の先端から支持円筒部の基端に向かって所定の長さだけ軸方向に延在し、制動ドラムの被係合突部の各々は、制動ドラムの内周面から半径方向内側に突出すると共に、軸方向の一端と他端との間における他端側の領域を除く一端側の領域において、所定の周方向幅をもって軸方向に所定の長さ延在し、移動規制手段は、制動ドラムの内周面に形成された１個の環状溝と、環状溝に嵌合されるスナップリングと、被係合突部の各々の他端と、係合切欠きの各々の、支持円筒部の基端側の閉塞端とからなり、環状溝は、該内周面の、該他端側の領域において被係合突部の各々の他端に対し軸方向に所定の間隔をおいて位置付けられ、制動ドラムとドラム支持体とを軸方向に実質的に相対移動させて制動ドラムの被係合突部をドラム支持体の係合切欠きに係合すると、係合切欠きの各々における、支持円筒部の基端側の閉塞端が、制動ドラムの被係合突部の各々の他端に当接させられて制動ドラムの、ドラム支持体に対する相対回転及び軸方向の一方への移動が阻止され、環状溝にスナップリングを係合すると、ドラム支持体の本体部の周縁面であって、支持円筒部とは軸方向に反対側の周縁面がスナップリングに当接させられて制動ドラムの、軸方向の他方への移動が阻止され、制動ドラムはドラム支持体に一体的に連結される、ことが好ましい。
ドラム支持体の本体部とリングギヤの外周部との間には、両者を実質的に同軸上で軸方向に相対移動させることにより、両者を相対回転できないように離脱自在に連結する連結手段と、連結手段により連結された両者を軸方向に相対移動できないようにする移動規制手段とが配設されている、ことが好ましい。
ドラム支持体は、円筒状の本体部と、本体部の外周面から半径方向外方に延び出す環状突出部と、環状突出部の円形周縁から本体部の外周面に対し半径方向外方に隙間をおいて軸方向に延び出す支持円筒部とからなり、連結手段は、ドラム支持体の支持円筒部の外周面に周方向に間隔をおいて形成された複数個の歯と、制動ドラムの内周面に周方向に間隔をおいて形成された複数個の歯溝とからなり、ドラム支持体の歯の各々は支持円筒部の一端から他端まで軸方向に延在し、制動ドラムの歯溝の各々は制動ドラムの一端から他端まで軸方向に延在し、移動規制手段は、制動ドラムの軸方向両端部における内周面にそれぞれ形成された環状溝と、環状溝の各々に嵌合されるスナップリングとからなり、制動ドラムとドラム支持体とを軸方向に実質的に相対移動させて制動ドラムの歯溝をドラム支持体の歯に係合すると、制動ドラムの、ドラム支持体に対する相対回転が阻止され、環状溝の各々にスナップリングを係合すると、制動ドラムの、ドラム支持体に対する軸方向の両方への移動が阻止され、制動ドラムはドラム支持体に一体的に連結される、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ている、ことが好ましい。
【００１６】
【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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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かつそれぞれ周方向に間隔をおいて複数個配設された第１の磁石（換言すれば第１の磁石列）及び第２の磁石（換言すれば第２の磁石列）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、それぞれ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、それぞれ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しかつほぼ直方体形状を有する第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間隔をおいて配列され、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、相互に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に接するよう位置付けられている。なお、上記第１の永久磁石５１の各々の磁石支持環５０への保持は、例えば、第１の永久磁石５１の各々間に楔部材を配置し、楔部材の各々を磁石支持環５０にボルトにより締結することにより容易に行うことができる。また、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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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及び第２の永久磁石５２が中立ドラム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、かつ第２の永久磁石５２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、かつ第２の永久磁石５２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、かつ第２の永久磁石５２が第１の制動ドラム４１Ｄの外周面に対向する。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、かつ第２の永久磁石５２が第２の制動ドラム４２Ｄの外周面に対向する。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、かつ第１の永久磁石５１が中立ドラム４５Ｄの外周面の中間部に対向する。
【００２５】
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。
【００２６】
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、第１の永久磁石５１及び第２の永久磁石５２が中立ドラム４５Ｄの外周面と対向するので、周方向に相互に隣接する第１の永久磁石５１と、磁性材からなる中立ドラム４５Ｄ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。また周方向に相互に隣接する第２の永久磁石５２と、中立ドラム４５Ｄ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。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。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、第１及び第２の永久磁石５１及び５２が中立ドラム４５Ｄの外周面に対向しても、第１及び第２の永久磁石５１及び５２の磁気は中立ドラム４５Ｄに実質的に吸収され、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５が中立位置（Ｎ）にある状態では、中立ドラム４５Ｄは、磁石手段５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。
【００２７】
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、かつ第２の永久磁石５２は中立ドラム４５Ｄの外周面に対向する。周方向に相互に隣接する第１の永久磁石５１の半径方向内側の磁極面間に磁界が形成され、周方向に相互に隣接する第１の永久磁石５１の半径方向内側の磁極面と磁石支持環５０との間に図示しない磁気回路が形成される。また、周方向に相互に隣接する第２の永久磁石５２の半径方向内側の磁極面の各々と中立ドラム４５Ｄとの間及び周方向に相互に隣接する第２の永久磁石５２の半径方向外側の磁極面の各々と磁石支持環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、周方向に相互に隣接する第１の永久磁石５１の半径方向内側の磁極面間に形成された磁界内に位置付けられるので、第１の永久磁石５１の磁気作用を受ける。このとき、第１の制動ドラム４１Ｄは回転させられているので、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。上記した１速の作動において、中立ドラム４５Ｄが第２の永久磁石５２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。
【００２８】
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、かつ第２の永久磁石５２は中立ドラム４５Ｄの外周面に対向する。第２の制動ドラム４１Ｄは、周方向に相互に隣接する第１の永久磁石５１の半径方向内側の磁極面間に形成された磁界内に位置付けられるので、第１の永久磁石５１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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、かつ第２の永久磁石５２が第１の制動ドラム４１Ｄの外周面に対向する。第３の制動ドラム４３Ｄは、周方向に相互に隣接する第１の永久磁石５１の半径方向内側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の永久磁石５１の磁気作用を受ける。また、第１の制動ドラム４１Ｄは、周方向に相互に隣接する第２の永久磁石５２の半径方向内側に形成される磁界内に位置付けられるので、第２の永久磁石５２の磁気作用を受ける。このとき、第３の制動ドラム４３Ｄ及び第１の制動ドラム４１Ｄは回転させられているので、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。
【００３１】
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、かつ第２の永久磁石５２が第２の制動ドラム４２Ｄの外周面に対向する。第３の制動ドラム４３Ｄは、周方向に相互に隣接する第１の永久磁石５１の半径方向内側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の永久磁石５１の磁気作用を受ける。また、第２の制動ドラム４２Ｄは、周方向に相互に隣接する第２の永久磁石５２の半径方向内側に形成される磁界内に位置付けられるので、第２の永久磁石５２の磁気作用を受ける。このとき、第３の制動ドラム４３Ｄは第３速で制動作用を受けた状態の回転を維持しているが、第２の制動ドラム４２Ｄはそれよりも高速で回転させられるので、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、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の締結解除状態が維持される。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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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、かつ第１の永久磁石５１が中立ドラム４５Ｄの外周面に対向する。第４の制動ドラム４４Ｄは、周方向に相互に隣接する第２の永久磁石５２の半径方向内側の磁極面間に形成された磁界内に位置付けられるので、第２の永久磁石５２の磁気作用を受ける。このとき、第４の制動ドラム４４Ｄは回転させられているので、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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
次に、上記変速装置に適用しうる、本願発明に係る制動ドラムの支持機構について説明する。なお、本願発明に係る制動ドラムの支持機構は、図１に示す変速装置における遊星歯車機構４１〜４４のいずれにも適用可能であるが、以下の説明においては、第２の遊星歯車機構４２に適用した実施形態として説明する。図７〜図９を参照して、先に述べたように、サンギヤユニット２２の中心軸部２２Ａにはサンギヤ４２ａが一体に配設され、サンギヤ４２ａにはプラネタリギヤ４２ｃが噛み合わされ、プラネタリギヤ４２ｃにはリングギヤ４２ｂが噛み合わされている。なお、サンギヤ４２ａと中心軸部２２Ａとをそれぞれ別物として形成し、サンギヤ４２ａを中心軸部２２Ａに一体的に取り付けるよう構成してもよい（このことは、後述する他の実施形態においても同じである）。中心軸部２２Ａには、サンギヤ４２ａに隣接してプラネタリキャリア４２ｄ（正確には、全体を図示しないプラネタリキャリア４２ｄの一部）が回転自在に支持されている。プラネタリキャリア４２ｄは、円筒部４２ｄ（Ａ）と、円筒部４２ｄ（Ａ）の軸方向の一端から半径方向外方に延び出す円板部４２ｄ（Ｂ）とを備え、円筒部４２ｄ（Ａ）が中心軸部２２Ａに回転自在に支持されている。プラネタリギヤ４２ｃは、軸４２ｄ（Ｃ）を介してプラネタリキャリア４２ｄの円板部４２ｄ（Ｂ）に回転自在に支持されている。上記構成部材はいずれも鋼材から形成されている。
【００３８】
プラネタリキャリア４２ｄの円筒部４２ｄ（Ａ）には、ドラム支持体２００がリングギヤ４２ｂと一体的に回転しうるよう支持されている。ドラム支持体２００は、実質的に円板形状をなす本体部２０２と、本体部２０２の円形周縁から軸方向の一方に延び出す支持円筒部２０４とからなり、鋼板から一体に形成されている。ドラム支持体２００の支持円筒部２０４には、複数個の係合切欠き２０６が周方向に間隔をおいて形成されている。係合切欠き２０６の各々は、所定の周方向幅をもって支持円筒部２０４の先端から支持円筒部２０４の基端に向かって所定の長さだけ軸方向に延在している。リングギヤ４２ｄには、鋼板から一体に形成された環状の支持部材２０８が一体に連結されている。支持部材２０８は、リングギヤ４２ｄの外周面に対し一体に、例えば溶接により連結された円筒部２１０と、円筒部２１０の軸方向の一端から半径方向内側に延び出す環状フランジ２１２とから構成されている。ドラム支持体２００の本体部２０２における、支持円筒部２０４とは軸方向に反対側の片面（図７において右側の面）が、支持部材２０８の環状フランジ２１２に重合されて、例えばスポット溶接により連結される。これにより、ドラム支持体２００はリングギヤ４２ｄに対しリングギヤ４２ｄと一体的に回転しうるよう連結される。
【００３９】
制動ドラム４２Ｄの内周面には、複数個の被係合突部２１４が周方向に間隔をおいて形成されている。被係合突部２１４の各々は、制動ドラム４５Ｄの内周面から半径方向内側に一定の厚さ、実施形態においては、ドラム支持体２００の支持円筒部２０４の厚さとほぼ同じ圧さで突出すると共に、制動ドラム４５Ｄの軸方向の一端（図７において左端）と他端（図７において右端）との間における他端側の領域を除く一端側の領域において、所定の周方向幅をもって軸方向に所定の長さ延在している。制動ドラム４５Ｄの内周面にはまた、１個の環状溝２１６が形成されている。環状溝２１６は、制動ドラム４５Ｄの内周面の、該他端側の領域において、被係合突部２１４の各々の他端２１４ａに対し軸方向に所定の間隔をおいて位置付けられている。
【００４０】
制動ドラム４５Ｄとドラム支持体２００とを中心軸部２２Ａと同軸上で組み付けるに際し、制動ドラム４５Ｄとドラム支持体２００をそれぞれ軸方向の一方に（制動ドラム４５Ｄは図７において右方に、また、ドラム支持体２００は図７において左方に）実質的に相対移動させて制動ドラム４５Ｄの被係合突部２１４をドラム支持体２００の係合切欠き２０６に係合すると、係合切欠き２０６の各々における、支持円筒部２０４の基端側の閉塞端２０６ａが、制動ドラム４５Ｄの被係合突部２１４の各々の他端２１４ａに当接させられて制動ドラム４５Ｄの、ドラム支持体２００に対する相対回転及び軸方向の一方（図７において右方）への移動が阻止される。続いて環状溝２１６にスナップリング２１８を嵌合して係止すると、ドラム支持体２００の本体部２０２の周縁面であって、支持円筒部２０４とは軸方向に反対側（図７において右側）の周縁面がスナップリング２１８に当接させられる。これにより、制動ドラム４５Ｄの、軸方向の他方（図７において左方）への移動が阻止されて、制動ドラム４５Ｄはドラム支持体２００に一体的に連結される。なお、図７において、番号２１９は、プラネタリキャリア４２ｄの円筒部４２ｄ（Ａ）における、円板部４２ｄ（Ｂ）とドラム支持体２００の本体部２０２との間に嵌合されたカラー部材、番号２２０は、円筒部４２ｄ（Ａ）に圧入されたベアリングであって、ドラム支持体２００の本体部２０２に隣接して配置されている。ベアリング２２０の外輪には他のカラー部材２２２が圧入されている。ベアリング２２０及びカラー部材２１９、２２２は、ドラム支持体２００の本体部２０２の軸方向移動を規制している。
【００４１】
上記説明から明らかなように、制動ドラムの支持機構において、制動ドラム４５Ｄとドラム支持体２００との間には、両者を同軸上で軸方向に実質的に相対移動させることにより、両者を相対回転できないように離脱自在に連結する連結手段と、連結手段により連結された両者を軸方向に相対移動できないようにする移動規制手段とが配設されている。この実施形態において、連結手段は、ドラム支持体２００の支持円筒部２０４に形成された上記係合切欠き２０６と、制動ドラム４５Ｄの内周面に形成された上記被係合突部２１４とからなる。また、移動規制手段は、制動ドラム４５Ｄの内周面に形成された上記環状溝２１６と、環状溝２１６に嵌合されるスナップリング２１８と、被係合突部２１４の他端２１４ａと、係合切欠き２０６の上記閉塞端２０６ａとからなる。
【００４２】
上記説明から容易に理解されるように、本願発明における制動ドラムの支持機構によれば、制動ドラム４５Ｄとドラム支持体２００とを軸方向に実質的に相対移動させるのみで相対回転できないように嵌合されると共に、制動ドラム４５Ｄの、ドラム支持体２００に対する軸方向の一方への移動が阻止され、更にスナップリング２１８を制動ドラム４５Ｄに係止することにより、軸方向の他方への移動も阻止されるので、従来における如くボルトの締結作業が廃止され、組立工数の低減、組立時間の短縮及びコストダウンを可能にするものである。また、上記構成によれば、制動ドラム４５Ｄが制動時の発熱により膨張しても、制動ドラム４５Ｄとドラム支持体２００の支持円筒部２０４との間の相対回転及び軸方向への相対移動は阻止された状態に維持されるので、トルク伝達機能は十分確実に発揮される。更にはまた、従来における如く、制動ドラム４５Ｄに、ボルト１１６により締結するための取付部１１４ｂを備える（図１５参照）必要がなくなるので、パイプ状の素材からの形成が可能であり、コスト上有利である。更にはまた、従来における如く、制動ドラム４５Ｄをリングギヤ４２ｂに直接ボルトにより締結するのではなく、少なくともドラム支持体２００（実施形態においては、ドラム支持体２００と支持部材２０８）を介して一体回転しうるよう連結しているので、ドラム支持体２００、あるいはドラム支持体２００と支持部材２０８、の材料を適宜に設定することが可能になり、軽量化が容易に可能となる。図７に示す実施形態においては、ドラム支持体２００と支持部材２０８とは鋼板により構成されているので、装置のコンパクト化及び軽量化の達成に大いに寄与している。なお、上記記載において、制動ドラム４５Ｄとドラム支持体２００とを同軸上で実質的に軸方向に相対移動させる、制動ドラム４５Ｄ及びドラム支持体２００の両者を軸方向に移動させる形態、制動ドラム４５Ｄ及びドラム支持体２００のうちの一方を固定した状態で他方を軸方向に移動させる形態、のいずれをも含むものである。このことは、後述する他の実施形態についても同じである。
【００４３】
上記実施形態において、制動ドラム４５Ｄは、ドラム支持体２００と支持部材２０８を介してリングギヤ４２ｄに連結されているが、中心軸部２２Ａ又はプラネタリキャリア４２ｄに対し回転自在に支持された共通の部材に、ドラム支持体２００とリングギヤ４２ｄとをそれぞれ独立して相対回転できないように支持した場合には（例えば、歯と、歯溝との嵌合による支持）、支持部材２０８を省略することもできる。また、上記実施形態において、ドラム支持体２００の支持部材２０８における円筒部２１０とリングギヤ４２ｄとの連結手段を、ドラム支持体２００の支持円筒部２０４と制動ドラム４５Ｄの被係合突部２１４との間の上記連結手段と実質的に同じ構成とした場合には（具体的には、円筒部２１０に係合切欠きを形成し、リングギヤ４２ｄの外周面に被係合突部を形成する実施形態）、制動ドラムの支持機構の組付性能は更に向上する。
【００４４】
次に、図１０〜図１２を参照して、本願発明に係る制動ドラムの支持機構の他の実施形態について説明する。サンギヤユニット２２の中心軸部２２Ａにはサンギヤ４２ａが一体に配設され、サンギヤ４２ａにはプラネタリギヤ４２ｃが噛み合わされ、プラネタリギヤ４２ｃにはリングギヤ４２ｂが噛み合わされている。プラネタリギヤ４２ｃは、軸４２ｄ（Ｃ）を介してプラネタリキャリア４２ｄ（正確には、全体を図示しないプラネタリキャリア４２ｄの一部）に回転自在に支持されている。サンギヤ４２ａには、環状の支持部材２３０がサンギヤ４２ａに隣接して回転自在に支持されている。支持部材２３０の、プラネタリギヤ４２ｃと対向する側面には、環状の支持フランジ２３２が軸方向に延び出しており、この支持フランジ２３２の外周面にプラネタリキャリア４２ｄが回転自在に支持されている。上記構成部材はいずれも鋼材から形成されている。支持部材２３０の外周面には、ベアリング２３４が圧入されている。
【００４５】
リングギヤ４２ｂの外周部には、ドラム支持体３００がリングギヤ４２ｂと一体的に回転しうるよう支持されている。ドラム支持体３００は、円筒状の本体部３０２と、本体部３０２の外周面から半径方向外方に延び出す環状突出部３０４と、環状突出部３０４の円形周縁から本体部３０２の外周面に対し半径方向外方に隙間をおいて軸方向の一方（図１０において左方）に延び出す支持円筒部３０６とから構成されている。ドラム支持体３００の支持円筒部３０６には複数個の係合切欠き３０８が周方向に間隔をおいて形成されている。係合切欠き３０８の各々は、所定の周方向幅をもって支持円筒部３０６の先端から支持円筒部３０６の基端に向かって所定の長さだけ軸方向に延在している。本体部３０２の内周面には、複数個の歯溝３０８と１個の環状溝３０９とが形成されている。歯溝３０８の各々は、周方向方向に間隔をおいて形成されると共に、本体部３０２の、軸方向の他方（図１０において右方）側の他端から一端に向かって軸方向に所定の長さだけ延在している。環状溝３０９は、本体部３０２の他端部に形成されている。リングギヤ４２ｂの外周面には複数個の歯３１０が周方向に間隔をおいて軸方向に延在するよう形成されている。
【００４６】
ドラム支持体３００は、リングギヤ４２ｂに嵌合して軸方向の他方（図１０において右方）に移動させることにより、本体部３０２の歯溝３０８の各々がリングギヤ４２ｂの歯３１０に係合されることにより、リングギヤ４２ｂに対し相対回転できないように連結される。また、本体部３０２の歯溝３０８の各々の一端（図１０において左端）がリングギヤ４２ｂの歯３１０の左端に当接されて、リングギヤ４２ｂに対し軸方向の他方への移動が阻止され、更にスナップリング３１２を本体部３０２の環状溝３０９に係止することにより軸方向の一方への移動も阻止される。ドラム支持体３００の本体部３０２の、歯溝３０８が形成されていない一端部は、上記ベアリング２３４の外輪に圧入されて支持部材２３０に回転自在に支持される。
【００４７】
制動ドラム４５Ｄの内周面には、複数個の被係合突部３１４が周方向に間隔をおいて形成されている。被係合突部３１４の各々は、制動ドラム４５Ｄの内周面から半径方向内側に一定の厚さ、実施形態においては、ドラム支持体３００の支持円筒部３０６の厚さとほぼ同じ厚さで突出すると共に、制動ドラム４５Ｄの軸方向の一端（図１０において左端）と他端（図１０において右端）との間における他端側の領域を除く一端側の領域において、所定の周方向幅をもって軸方向に所定の長さ延在している。制動ドラム４５Ｄの内周面には１個の環状溝３１６が形成されている。環状溝３１６は、制動ドラム４５Ｄの内周面の、該他端側の領域において被係合突部３１４の各々の他端３１４ａに対し軸方向に所定の間隔をおいて位置付けられている。
【００４８】
制動ドラム４５Ｄとドラム支持体３００とを中心軸部２２Ａと同軸上で組み付けるに際し、制動ドラム４５Ｄとドラム支持体３００をそれぞれ軸方向の一方に（制動ドラム４５Ｄは図１０において右方に、また、ドラム支持体３００は図１０において左方に）実質的に相対移動させて制動ドラム４５Ｄの被係合突部３１４をドラム支持体３００の係合切欠き３０８に係合すると、係合切欠き３０８の各々における、支持円筒部３０６の基端側の閉塞端３０８ａが、制動ドラム４５Ｄの被係合突部３１４の各々の他端３１４ａに当接させられて、制動ドラム４５Ｄの、ドラム支持体３００に対する相対回転及び軸方向の他方（図１０において右方）への移動が阻止される。続いて環状溝３１６にスナップリング３１８を嵌合して係合すると、ドラム支持体３００の環状突出部３０４の周縁面であって、支持円筒部３０６とは軸方向に反対側（図１０おいて右側）の周縁面がスナップリング３１８に当接させられる。これにより、制動ドラム４５Ｄの、軸方向の一方（図１０において左方）への移動が阻止されて、制動ドラム４５Ｄはドラム支持体３００に一体的に連結される。
【００４９】
上記説明から明らかなように、制動ドラムの支持機構において、制動ドラム４５Ｄとドラム支持体３００との間には、両者を同軸上で軸方向に実質的に相対移動させることにより、両者を相対回転できないように離脱自在に連結する連結手段と、連結手段により連結された両者を軸方向に相対移動できないようにする移動規制手段とが配設されている。この実施形態において、連結手段は、ドラム支持体３００の支持円筒部３０６に形成された上記係合切欠き３０８と、制動ドラム４５Ｄの内周面に形成された上記被係合突部３１４とからなる。また、移動規制手段は、制動ドラム４５Ｄの内周面に形成された上記環状溝３１６と、環状溝３１６に嵌合されるスナップリング３１８と、被係合突部３１４の他端３１４ａと、係合切欠き３０８の上記閉塞端３０８ａとからなる。
【００５０】
上記説明から容易に理解されるように、図１０〜図１２を参照して説明した本願発明における制動ドラムの支持機構の他の実施形態によれば、制動ドラム４５Ｄをドラム支持体３００に対し、軸方向に実質的に相対移動させるのみで相対回転できないように嵌合されると共に、軸方向の一方への移動が阻止され、更にスナップリング３１８を制動ドラム４５Ｄに係合することにより、軸方向の他方への移動も阻止されるので、先の実施形態におけるのと実質的に同じ作用効果を達成することができる。図１０に示す実施形態においては、ドラム支持体３００をアルミニウムなどの軽量材により形成することができるので、装置のコンパクト化及び軽量化の達成に寄与するものである。
【００５１】
次に、図１３及び図１４を参照して、本願発明に係る制動ドラムの支持機構の更に他の実施形態について説明する。図１３及び図１４に示す制動ドラムの支持機構が、図１０〜図１２に示す制動ドラムの支持機構と実質的に相違するところは、ドラム支持体４００の支持円筒部３０６と制動ドラム４５Ｄとの連結部の構成のみであり、その他の構成は実質的に同じである。したがって、実質的に同一部分は同一符号で示し、説明は省略する。
【００５２】
ドラム支持体４００の支持円筒部３０６の外周面には、複数個の歯４２０が周方向に間隔をおいて形成されている。歯４２０は、支持円筒部３０６の軸方向の一端（図１３において左端）から他端（図１３において右端）にわたって軸方向に延在する。制動ドラム４５Ｄの内周面には、複数個の歯溝４２２が周方向に間隔をおいて形成されている。歯溝４２２は、制動ドラム４５Ｄの一端から他端まで軸方向に延在する。制動ドラム４５Ｄの軸方向両端部における内周面にはそれぞれ環状溝４２４が形成されている。
【００５３】
制動ドラム４５Ｄとドラム支持体４００とを中心軸部２２Ａと同軸上で組み付けるに際し、制動ドラム４５Ｄとドラム支持体４００をそれぞれ軸方向の一方に（制動ドラム４５Ｄは図１０において右方に、また、ドラム支持体４００は図１０において左方に）実質的に相対移動させて制動ドラム４５Ｄの歯溝４２２をドラム支持体４００の歯４２０に係合すると、制動ドラム４５Ｄの、ドラム支持体４００に対する相対回転が阻止される。続いて環状溝４２４の各々にスナップリング４２６を嵌合して係合すると、ドラム支持体４００の支持円筒部３０６の一端（先端）がスナップリング４２６の一方に当接させられ、また、ドラム支持体４００の環状突出部３０４の周縁部における片面（支持円筒部３０６とは軸方向に反対側の片面）がスナップリング４２６の他方に当接させられる。これにより、制動ドラム４５Ｄの、軸方向の両方向への移動が阻止されて、制動ドラム４５Ｄはドラム支持体４００に一体的に連結される。
【００５４】
上記説明から明らかなように、制動ドラムの支持機構において、制動ドラム４５Ｄとドラム支持体３００との間には、両者を同軸上で軸方向に実質的に相対移動させることにより、両者を相対回転できないように離脱自在に連結する連結手段と、連結手段により連結された両者を軸方向に相対移動できないようにする移動規制手段とが配設されている。この実施形態において、連結手段は、ドラム支持体４００の支持円筒部３０６に形成された上記歯４２０と、制動ドラム４５Ｄの内周面に形成された上記歯溝４２２とからなる。また、移動規制手段は、制動ドラム４５Ｄの内周面に形成された上記環状溝４２４と、環状溝４２４の各々に嵌合されるスナップリング４２６と、支持円筒部３０６の上記一端と、環状突出部３０４の周縁部における上記片面とからなる。
【００５５】
上記説明から容易に理解されるように、図１３及び図１４を参照して説明した本願発明における制動ドラムの支持機構の他の実施形態によれば、制動ドラム４５Ｄをドラム支持体４００に対し、軸方向に実質的に相対移動させるのみで相対回転できないように嵌合されると共に、軸方向の一方への移動が阻止され、更にスナップリング４２６を制動ドラム４５Ｄに係止することにより、軸方向の他方への移動も阻止されるので、先の実施形態におけるのと実質的に同じ作用効果を達成することができる。図１３に示す実施形態においては、ドラム支持体４００をアルミニウムなどの軽量材により形成することができるので、装置のコンパクト化及び軽量化の達成に寄与するものである。
【００５６】
上記した制動ドラムの支持機構の三つの実施形態は、それぞれ、上記変速装置の各遊星歯車機構４１〜４４の少なくとも一つ、好ましくは全てに適用することができる。また、これらの実施形態を適宜に組み合わせて適用することもできる。
【００５７】
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。
【００５８】
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、第１の永久磁石５１及び／又は第２の永久磁石５２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の永久磁石５１及び／又は第２の永久磁石５２と、磁石支持環５０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。また、リングギヤ４４ｂの回転により中立ドラム４５Ｄが回転させられて中立ドラム４５Ｄの外周面に渦電流が生じた場合には、リングギヤ４４ｂの回転にもかかわらずリングギヤ４４ｂの円筒部の外周面に渦電流が発生することはないので、リングギヤ４４ｂが制動作用を受けることはない。なお、第１の永久磁石５１及び第２の永久磁石５２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。
【００６１】
【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。更にはまた、組立工数の低減、組立時間の短縮及びコストダウンを可能にする。
【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に示す変速装置に適用しうる制動ドラムの支持機構の実施形態を示す断面図。
【図８】図７に示す制動ドラムの支持機構を、図７において左方から見た部分図。
【図９】図７に示す制動ドラムの支持機構に備えられているドラム支持体の本体部の一部を示す斜視図。
【図１０】図１に示す変速装置に適用しうる制動ドラムの支持機構の他の実施形態を示す断面図。
【図１１】図１０に示す制動ドラムの支持機構に備えられているドラム支持体の一部を示す断面図。
【図１２】図１０に示す制動ドラムの支持機構に備えられている制動ドラムの一部を示す断面図。
【図１３】図１に示す変速装置に適用しうる制動ドラムの支持機構の更に他の実施形態を示す断面図。
【図１４】図１３のＡ−Ａ矢視断面図。
【図１５】従来の、制動ドラムの支持機構を示す断面図。
【符号の説明】
２    入力軸
３    出力軸
５  磁石手段
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
５０  磁石支持環
５１  第１の永久磁石
５２  第２の永久磁石
２００，３００，４００  ドラム支持体
２０４，３０６  支持円筒部
２０６，３０８  係合切欠き
２１４、３１４  被係合突部
２１８、３１８、４２６  スナップリング
４２０  歯
４２２  歯溝
【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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