(57)【要約】【課題】小型・軽量でも多くの変速段数で変速比幅が広く、かつ各変速段での速比設定の自由度が高い、車両への搭載に適した変速機を提供する。【解決手段】平行な複数軸に常時噛み合う複数列の歯車を備えた変速機において、軸または列を入力・中間・出力の３つに分類する。中間に属する歯車は軸に固定し、入力および出力に属する歯車は軸と回転自在に支持する。入力および出力に属する歯車のうちそれぞれ１つを選択して軸と締結することで、［入力の歯車選択肢数×出力の歯車選択肢数］速の変速段数を得る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行な複数の軸に常時噛み合う複数列の歯車を備えた変速機において、軸または列を入力・中間・出力の３つに分類し、中間に属する歯車は軸に固定し、入力および出力に属する歯車は軸と回転自在に支持し、入力に属する歯車のうち１つ、および出力に属する歯車のうち１つを選択してそれぞれ軸と締結することで、［入力の歯車選択肢数×出力の歯車選択肢数］速の変速段を得ることを特徴とする変速機。
【請求項２】
少なくとも１列は各軸間で噛み合う中央の歯車を共用していることを特徴とする請求項１に記載の変速機。
【請求項３】
３本の軸を備えそれぞれを入力軸・中間軸・出力軸とし、中間軸の歯車は軸に固定し、入力軸および出力軸の歯車は軸と回転自在に支持したことを特徴とする請求項１および請求項２に記載の変速機。
【請求項４】
軸上の歯車を入力列・中間列・出力列に分類し、中間列の歯車は軸に固定し、入力列および出力列の歯車は軸と回転自在に支持したことを特徴とする請求項１および請求項２に記載の変速機
【請求項５】
入力に属する歯車の選択により得られる速比群と出力に属する歯車の選択により得られる速比群において、一方の速比群の隣り合う速比間の比率を、他方の速比群の最大と最小との比率よりも大きく設定したことを特徴とする請求項１〜４に記載の変速機の変速比設定方法。
【請求項６】
構造上得られる変速段のうち、所望の特性から外れる変速段を間引くことで理想の変速比特性を得ることを特徴とする請求項５に記載の変速機の変速比設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転動力を複数の歯車対によって変速することで、有段の変速比を得る変速機に関する物である
【背景技術】
【０００２】
従来の歯車を使った有段変速機としては、平行な軸に変速段数分の複数の歯車対を設けた平行歯車式や、複数の遊星歯車機構を組み合わせた遊星歯車式などが知られている。
【０００３】
遊星歯車式は、１つの遊星歯車セットで得られる複数の速比を掛け合わせることで多くの変速段数と広い変速比幅（最高変速段と最低変速段との速比の比率のことを表す）を得やすいが、全体の歯車の数が多くなるため寸法および重量がかさみ、また入力から出力まで動力伝達を担う歯車の数が多くなるため、伝達効率が悪化してしまう。
【０００４】
平行歯車式は伝達効率は良いが、変速段数分の歯車対が必要なため、変速段数を増やそうとすると軸方向に長くなってしまう。このような軸方向の寸法を短縮する方法として、特許文献１が示されている。
【０００５】
また平行歯車式は、１対の歯車対で増減速するため、大きな速比を得るには一方の歯車を歯数の多い大きなものにする必要があり、限られた寸法の中では広い変速比幅を得にくい。速比の掛け合わせにより少ない歯車数で多くの変速段数を得る方法として特許文献２および特許文献３が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０６−０７４３０５号公報
【０００７】
【特許文献２】特開２００５−１６３９２７号公報
【０００８】
【特許文献３】特開２０１２−１６７７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に示される変速機は、入力軸から歯車対を通して増減速される被駆動軸を２本に分割し、更には１つの駆動歯車を２つの被駆動歯車で共用することによって、軸方向寸法の短縮を図ったものである。しかしこの方法では、１列につき３個の歯車で２速の変速段数、つまり全ての駆動歯車を共用したとしても全歯車数の３分の２の変速段数しか得ることが出来ない。また、入力軸と各被駆動軸との各軸間距離は一定なため、共用歯車が多いと速比の設定自由度が限定されることになる。
【００１０】
特許文献２に示される変速機は、入力軸と２本の被駆動軸を備え、各軸に設けられた回転自在の歯車を、クラッチによって選択的に軸と接続・遮断することによって、動力の伝達経路が２軸間および３軸間となるよう切り替えることにより、前進だけを見ると１１個の歯車で８速の変速段を得ている。しかしこの方法では、文献中に示される図１４「各変速段の変速比および公比の一例を示す表」からわかるように、第１速と第２速間の公比（ある変速段の速比と１段低い変速段の速比との比率を表す）は第５速と第６速間の公比と同じになり、以下同様に第２・３速間と第６・７速間、第３・４速間と第７・８速間の公比は同じになる。つまり４速に異なる２つの速比を掛け合わせて８速を得ていると見ることが出来る。全ての変速段間での公比がなるべく同じである特性が好ましい用途には好適であるが、通常乗用車用の変速機では、低速段では公比が大きく、高速段になるほど公比が小さくなる特性となっており、この方法では高速段にあわせて公比を小さくすると低速段でも公比が小さいため全体の変速比幅を広くすることが出来ず、また低速段の公比を大きくすると中間より高速段側でも大きな公比となり変速のつながりが悪くなってしまい理想的な変速比特性を得ることは難しい。
【００１１】
特許文献３に示される変速機は、平行な３本の軸の各軸に３列の歯車を持つため全体で９個の歯車を備えており、３重の軸同士の結合を選択的に行うことで動力伝達経路を変化させて９速の変速段を得ている。しかしこの方法では、動力伝達経路が複雑なため速比設定のための各歯車歯数の決定が非常に困難であり、また分析すると設定できる変速比特性は、特許文献２の場合と同じく３種類の公比つまり４速分に異なる２つの速比を掛け合わせた８速に、３種類のうち１つの公比を足し合わせた９速となることがわかる。よって乗用車に適した理想的な変速比特性を得ることは難しい。
【００１２】
このように、多軸上に設けた歯車対の速比を掛け合わせて多くの変速段を得るというアイデアは以前からあるものの、乗用車に適した変速比特性を得ることが難しいため、実用には至っていないのが現状である。
【００１３】
本発明はかかる事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、少ない歯車数でも多くの変速段数が得られることで、小型・軽量でも変速比幅が広く、かつ各変速段での速比設定の自由度が高い、車両への搭載に適した変速機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１の発明は、平行な複数の軸に常時噛み合う複数列の歯車を備えた変速機において、軸または列を入力・中間・出力の３つに分類し、中間に属する歯車は軸に固定し、入力および出力に属する歯車は軸と回転自在に支持する。入力に属する歯車のうち１つ、および出力に属する歯車のうち１つを選択してそれぞれ軸と締結することで、［入力の歯車選択肢数×出力の歯車選択肢数］速の変速段を得ることを特徴とする変速機である。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１の変速機において、少なくとも１列は各軸間で噛み合う中央の歯車を共用していることを特徴とする変速機である。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１および請求項２の変速機において、３本の軸を備え、それぞれを入力軸・中間軸・出力軸とし、中間軸の歯車は軸に固定し、入力軸および出力軸の歯車は軸と回転自在に支持したことを特徴とする変速機である。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項１および請求項２の変速機において、軸上の歯車を入力列・中間列・出力列に分類し、中間列の歯車は軸に固定し、入力列および出力列の歯車は軸と回転自在に支持したことを特徴とする変速機である。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１〜４の変速機における、入力に属する歯車の選択により得られる速比群と出力に属する歯車の選択により得られる速比群において、一方の速比群の隣り合う速比間の比率を、他方の速比群の最大と最小との比率よりも大きく設定したことを特徴とする変速機の速比設定方法である。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項５の速比設定方法において、構造上得られる変速段のうち、所望の特性から外れる変速段を間引くことで理想の変速比特性を得る変速機の速比設定方法である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、複数の歯車対の速比を掛け合わせて変速比を得ることで、少ない歯車の数で多くの変速段数が得られる。更に大きな変速比でも個々の歯車対の速比は小さくてよく、歯数の多い大きな歯車を使う必要が無くなるため、変速段数が多くても小型で軽量な変速機を得ることが出来る。
【００２１】
また全体の歯車数が少ない上に中間に属する歯車は軸に固定とするため、回転支持の構造が簡単で済み、空転による摺動部分が少なく摩擦損失を低減することが出来る。
【００２２】
本発明の変速機の速比設定方法によれば、変速比特性の法則が明確であり設定自由度が高いため、容易に車両に適した変速比特性に設定することが出来る。
【００２３】
また１段ずつ変速していく際、歯車選択の切り替えが、入力または出力の一方では同じパターンの繰り返しになり、他方では全変速段中に１回ずつとなるため、変速の制御が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例１を示す構成図
【図２】実施例１の変速機の動力伝達経路を示す模式図
【図３】実施例１の変速機の速比設定方法の一例を示す表
【図４】実施例１の変速機の変速比特性の一例を示すグラフ
【図５】本発明の実施例２を示す構成図
【図６】実施例２の変速機の変速比特性の一例を示すグラフ
【図７】本発明の実施例３を示す構成図
【図８】実施例３の変速機の動力伝達経路を示す模式図
【図９】実施例３の変速機の速比設定方法の一例を示す表
【図１０】実施例３の変速機の入出力位置の組み合わせを示す表
【図１１】実施例３の変速機の応用形態を示す図
【図１２】本発明の実施例４を示す構成図
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２５】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は実施例１の変速機の構成を示す構成図である。平行な３本の軸を備え、それぞれ入力軸１、中間軸２、出力軸３となっている。入力軸１には３列の歯車１１，１２，１３が軸とは回転自在に設けられており、締結要素Ｃ１，Ｃ２によって軸と締結・解放が出来るようになっている。出力軸３にも３列の歯車３１，３２，３３が軸とは回転自在に設けられ、締結要素Ｃ３，Ｃ４によって軸と締結・解放が出来るようになっている。中間軸２は５列の歯車２１、２２，２３，２４，２５を備え、全て軸と一体で回転する。歯車２１，２３，２４はそれぞれ入力軸１の歯車１１，１２，１３と噛み合い、歯車２２、２３、２５はそれぞれ出力軸３の歯車３１，３２，３３と噛み合っている。つまり歯車２３は入出力軸の歯車で共用されている。
【００２６】
このように、中間軸２の１列の歯車を入出力軸の間で共用することでまず各軸間距離を定め、他の列は入力軸間および出力軸間専用に設けることで、任意の速比を設定する自由度が大きくなる。同じ軸間距離にある歯車対では、それぞれの歯数の合計を等しくするのが基本であるが、歯形に転位を与えたり、ヘリカルギアではねじれ角を調整することで適正な軸間距離を変えることが出来るため、歯数を微調整して任意の速比を得ることは容易に出来る。
【００２７】
締結要素については、この例では一般的な手動変速機に用いられるシンクロメッシュタイプを想定して図示しているが、軸と歯車とを締結・解放するという機能を満たすものであればその種類は問わない。また歯車毎に設けてもよいし、一体の構造をとって選択的に締結する歯車を切り替えるものでもよい。
【００２８】
図２は、この変速機の各変速段ごとの動力伝達経路を示している。図２（ａ）は第１速の状態を示し、歯車１１が締結要素Ｃ１で入力軸１と、歯車３１が締結要素Ｃ３で出力軸３と締結されている。動力は入力軸１→歯車１１→歯車２１→中間軸２→歯車２２→歯車３１→出力軸３の経路を通って伝達される。この時、歯車１１から歯車２１への速比をａ、歯車２２から歯車３１への速比をｄとすると、第１速の速比はａ×ｄとなる。
【００２９】
図２（ｂ）は第２速の状態を示し、歯車１２が締結要素Ｃ１で入力軸１と、歯車３１が締結要素Ｃ３で出力軸３と締結されている。これは第１速に対して入力軸１に締結される歯車を歯車１１から歯車１２に切り替えたことになる。よって動力は入力軸１→歯車１２→歯車２３→中間軸２→歯車２２→歯車３１→出力軸３の経路を通って伝達される。この時、歯車１２から歯車２３への速比をｂとすると、第２速の速比はｂ×ｄとなる。
【００３０】
図２（ｃ）は第３速の状態を示し、入力軸１に締結される歯車を歯車１３に切り替える。よって同様に歯車１３から歯車２４への速比をｃとすると、第３速の速比はｃ×ｄとなる。
【００３１】
図２（ｄ）は第４速の状態を示し、入力軸１に締結される歯車を歯車１１に切り替えると同時に、出力軸３に締結される歯車を歯車３２に切り替える。歯車２３から歯車３２への速比をｅとすると、第４速の速比はａ×ｅとなる。
【００３２】
以下、経路は図示しないが同様に、第５速は入力軸１に締結される歯車を歯車１２に切り替え、速比はｂ×ｅとなり、第６速は入力軸１に締結される歯車を歯車１３に切り替え、速比はｃ×ｅとなる。
【００３３】
第７速は入力軸１に締結される歯車を歯車１１に切り替えると同時に、出力軸３に締結される歯車を歯車３３に切り替える。歯車２５から歯車３３への速比をｆとすると、第７速の速比はａ×ｆとなる。
【００３４】
第８速は入力軸１に締結される歯車を歯車１２に切り替え、速比はｂ×ｆとなり、第９速は入力軸１に締結される歯車を歯車１３に切り替え、速比はｃ×ｆとなる。
【００３５】
以上のように、入力軸１と出力軸３に締結される歯車をそれぞれ１つずつ選択することによって３×３の９速を得ている。
【００３６】
図３は具体的な速比設定方法の一例を示す表である。尚、速比を表す数値には減速比と増速比とがあるが、本説明では統一のため減速比を用いるものとする。図３（ａ）は、各歯車の歯数とそれぞれの噛み合い間の速比の一例を示している。
【００３７】
図３（ｂ）は、図３（ａ）に示した速比をいかに掛け合わせて変速段を得るかを示した表であり、縦に入力軸の歯車選択による速比を、横に出力軸の歯車選択による速比を並べて行列表にしたものである。それぞれの変速段の速比は各行と各列の歯車選択による速比を掛け合わせたものとなる。
【００３８】
入力軸の歯車選択による第１・２速間、第４・５速間、第７・８速間の公比はａ／ｂとなり、第２・３速間、第５・６速間、第８・９速間の公比はｂ／ｃとなる。これは、高速段の第７・８速間および第８・９速間における要求特性を優先して決定することになる。軸間距離の設定とともにまず歯車を共用している列であるｂの速比を決めれば、要求される公比の値からａおよびｃの値は容易に決定することが出来る。
【００３９】
また残る第３・４速間の公比は、（ｃ×ｄ）／（ａ×ｅ）となるが、書き換えると（ｄ／ｅ）／（ａ／ｃ）となり、これは出力軸の歯車選択による速比ｄとｅとの比をａとｃとの比で割った値である。よって、要求される公比の値にａ／ｃを掛けた値となるようｄ／ｅの値を決めればよい。同様に第６・７速間の公比は、（ｃ×ｅ）／（ａ×ｆ）となるが、書き換えると（ｅ／ｆ）／（ａ／ｃ）となり、同じく要求される公比の値にａ／ｃを掛けた値となるようｅ／ｆを決めればよい。ここでも軸間距離の設定とともにまず歯車を共用している列であるｅの速比を決めれば、ｄおよびｆの値は容易に決定することが出来る。
【００４０】
このように、出力軸の歯車選択による隣り合う速比の比率であるｄ／ｅおよびｅ／ｆを、入力軸の歯車選択による速比のうち最大と最小との比率であるａ／ｃに所望の公比を掛けた値とすることにより、入力軸の歯車の切り替えだけで連続する３速の変速段を得て、３段ごとに出力軸の歯車を切り替えたとき、前３速の速比範囲と重なることなく所望の公比をとって次の変速段の速比が得られ、漸減していく変速比特性をもった合計９速とすることが出来る。
【００４１】
この例では、入力軸の歯車選択によって縦に示す連続する３速の変速段の速比を得て、出力軸の歯車選択によって横に示す３つの副変速比を得ているが、入力軸と出力軸のどちらでそれぞれの速比を得るかは歯数の設定次第で入れ替えることができるため、切り替え頻度や回転速度、負荷トルクなどの諸条件を勘案して任意に決めればよい。
【００４２】
図４は、本例とその他の変速比特性をグラフに表したものである。横軸に変速段、縦軸に減速比を示しており、比較のため最高速段の速比を１としている。グラフ中「市販車８速」とあるものは、現在市販されている遊星歯車式の乗用車用８速変速機の一例である。また「公比一定８速」とあるものは、公比を１．２５の一定値とした場合を示しており、全体の変速比幅（ここでは第１速の減速比に等しい）が市販車の例に比べて小さいことがわかる。
【００４３】
グラフ中「実施例１  ９速」とあるものは、図３に示した変速比をそのままプロットしたものである。高速段側に合わせた公比を繰り返すため、低速段側で折れ曲がりが見られ、つながりが悪くなっている。
【００４４】
グラフ中「実施例１  ８速」とあるものは、図３に示した変速比から第２速を除いて全８速としたものである。このように１段飛ばしてシフトすることで、ほぼ市販車の例と一致した変速比特性を得ることが出来ている。
【００４５】
このように、連続した３速ずつの第１・２・３速と第４・５・６速および第７・８・９速は相似形の繰り返しであるが、第３速と第４速および第６速と第７速の間の公比を任意に設定できることから、変速比特性の設定自由度が高くなる。また得られる変速段数が多いため、所望の特性から外れる変速段を除いてもまだ多くの変速段を残すことができ、大きな変速比幅と滑らかな変速比特性を得ることが出来る。
【実施例２】
【００４６】
次に、本発明の実施例２について説明する。図５は実施例１の変速機に対して、入力軸１には歯車１１、１２、１３に加えて後退用歯車１４が回転自在に設けられており、締結要素Ｃ２を歯車１３と共用しつつ、軸と締結・解放出来るようになっている。出力軸３は歯車３４を加えて前進用を４列に増やしたうえに、入力軸１の後退用歯車１４と噛み合う後退用歯車３５が軸と一体で回転するように設けられている。中間軸２は出力軸３に増えた歯車３４と噛み合う歯車２６が増設されている。
【００４７】
このような構成とすることで、前進は３×４＝１２速の変速段が得られ、また入力軸１の後退用歯車１４を締結して、出力軸３の歯車を全て解放することで逆回転の出力が得られる。入力軸１と出力軸３との軸間距離は、中間軸中心からの相対角度によって自在に調整可能かつ大きく取れるため、後退の速比設定も自在かつ一段の減速で大きな速比が得られる。ここで、入力軸１と出力軸３の後退用歯車のどちらを回転自在にしどちらを一体にするかは任意に決めることが出来る。
【００４８】
図６は実施例２の変速機の前進の速比設定の一例を示す。図６（ａ）は各歯車の歯数設定であり、図６（ｂ）はその変速比特性をグラフに表したものである。得られた１２速のうち第２速と第５速とを間引くことで全１０速を得ている。グラフからわかるように、低速段では大きな公比、高速段では小さな公比で滑らかにつながっており、かつ大きな変速比幅が得られている。
【００４９】
このように実施例１に対して、前進では１対の歯車２個を増やすだけで、速比の掛け合わせによって３速分の変速段を得ており、得られた変速段を適宜間引くことで、変速比幅が大きくかつ滑らかな変速比特性を得ることが出来る。また、後退の段を新たな軸を増やすことなく設けることが出来る。
【実施例３】
【００５０】
次に、本発明の実施例３について説明する。図７に示す本実施例は、実施例１に対して、軸と列の概念を入れ替えた構成になっている。３本の軸６，７，８に３列の歯車が並び、中央の軸７の１つの歯車７２が共用される構成は実施例１と同じである。ここで歯車６１，７１ａ，７１ｂ、８１の１列を入力列、歯車６２，７２，８２の１列を中間列、歯車６３，７３ａ，７３ｂ、８３の１列を出力列とする。入力列の歯車７１ａと７１ｂは一体で回転する歯車セット７１を構成し、出力列の歯車７３ａと７３ｂも一体で回転する歯車セット７３を構成する。入力列の歯車６１、７１、８１と出力列の歯車６３，７３、８３は軸と回転自在に設けられ、締結要素Ｃ１１からＣ１６で軸と締結・解放される。中間列の歯車６２，７２，８２は軸と一体で回転する。
【００５１】
動力はまず、入力列のいずれかの歯車に入力される。この例では中央の歯車７１ｂに入力されるものとする。また、出力は出力列のいずれかの歯車から出力されるが、この例では中央の歯車７３ａから出力されるものとする。
【００５２】
図８は本実施例の変速機における動力の伝達経路を示す。図８（ａ）は第１速の状態を示し、歯車６１が締結要素Ｃ１１で軸６と、歯車６３が締結要素Ｃ１４で軸６と締結されている。よって動力は歯車７１ｂ→歯車７１ａ→歯車６１→軸６→歯車６３→歯車７３ａの経路を通って伝達される。
【００５３】
図８（ｂ）は第２速の状態を示し、歯車セット７１が締結要素Ｃ１２で軸７と、歯車６３が締結要素Ｃ１４で軸６と締結されている。これは第１速に対して入力列のうち締結される歯車を歯車６１から歯車セット７１に切り替えたことになる。よって動力は歯車７１ｂ→軸７→歯車７２→歯車６２→軸６→歯車６３→歯車７３ａの経路を通って伝達される。
【００５４】
図８（ｃ）は第３速の状態を示し、入力列のうち締結される歯車を歯車８１に切り替える。すると動力は歯車７１ｂ→歯車８１→軸８→歯車８２→歯車７２→歯車６２→軸６→歯車６３→歯車７３ａの経路を通って伝達される。
【００５５】
図８（ｄ）は第４速の状態を示し、入力列のうち締結される歯車を歯車６１に切り替えると同時に、出力列のうち締結される歯車を歯車セット７３に切り替える。すると動力は歯車７１ｂ→歯車７１ａ→歯車６１→軸６→歯車６２→歯車７２→軸７→歯車７３ａの経路を通って伝達される。
【００５６】
以下、経路は図示しないが同様に、第５速は入力列のうち締結される歯車を歯車セット７１に切り替える。すると動力は歯車７１ｂ→軸７→歯車７３ａの経路を通って伝達される。
【００５７】
第６速は入力列のうち締結される歯車を歯車８１に切り替える。すると動力は歯車７１ｂ→歯車８１→軸８→歯車８２→歯車７２→軸７→歯車７３ａの経路を通って伝達される。
【００５８】
第７速は入力列のうち締結される歯車を歯車６１に切り替えると同時に、出力列のうち締結される歯車を歯車８３に切り替える。すると動力は歯車７１ｂ→歯車７１ａ→歯車６１→軸６→歯車６２→歯車７２→歯車８２→軸８→歯車８３→歯車７３ｂ→歯車７３ａの経路を通って伝達される。
【００５９】
第８速は入力列のうち締結される歯車を歯車セット７１に切り替える。すると動力は歯車７１ｂ→軸７→歯車７２→歯車８２→軸８→歯車８３→歯車７３ｂ→歯車７３ａの経路を通って伝達される。
【００６０】
第９速は入力列のうち締結される歯車を歯車８１に切り替える。すると動力は歯車７１ｂ→歯車８１→軸８→歯車８３→歯車７３ｂ→歯車７３ａの経路を通って伝達される。
【００６１】
以上のように、入力列と出力列からそれぞれ１つの歯車を選択して軸と締結することにより、３×３の９速を得ることが出来る。
【００６２】
図９は具体的な速比設定方法の一例を示す表である。図９（ａ）は、各歯車の歯数とそれぞれの噛み合い間の速比の一例を示している。ここでは、歯車７１ａから歯車６１への速比をｇ、歯車７２から歯車６２への速比をｈ、歯車７３ａから歯車６３への速比をｊ、歯車７１ｂから歯車８１への速比をｋ、歯車７２から歯車８２への速比をｍ、歯車７３ｂから歯車８３への速比をｎとしている。
【００６３】
図９（ｂ）は、図９（ａ）に示した速比をいかに掛け合わせて変速段を得るかを示した表であり、縦に入力列の歯車選択による速比を、横に出力列の歯車選択による速比を並べて行列表にしたものである。
【００６４】
ここで、入力列の軸と締結する歯車を切り替えたときの、入力である歯車セット７１から中央軸、中間列の歯車７２までの動力伝達経路におけるその間の速比を考えてみると、歯車６１が締結した場合は、歯車７１ａ→歯車６１→軸６→歯車６２→歯車７２となるのでｇ／ｈ、歯車セット７１が締結した場合は直結なので１、歯車８１が締結した場合は、歯車７１ｂ→歯車８１→軸８→歯車８２→歯車７２となるのでｋ／ｍとなる。
【００６５】
同様に、出力列の軸と締結する歯車を切り替えたときの、中央軸、中間列の歯車７２から出力である歯車セット７３までの動力伝達経路におけるその間の速比を考えてみると、歯車６３が締結した場合は、歯車７２→歯車６２→軸６→歯車６３→歯車７３ａとなるのでｈ／ｊ、歯車セット７３が締結した場合は直結なので１、歯車８３が締結した場合は、歯車７２→歯車８２→軸８→歯車８３→歯車７３ｂとなるのでｍ／ｎとなる。
【００６６】
上記のことは、全動力伝達経路を２つに分けて考えているだけなので、最終的な速比は入力列を切り替えて得られた３つの速比と、出力列を切り替えて得られた３つの速比とを掛け合わせたものとなる。
【００６７】
第１・２速間、第４・５速間、第７・８速間の公比は、（ｇ／ｈ）／１となり、第２・３速間、第５・６速間、第８・９速間の公比は、１／（ｋ／ｍ）となるため、軸間距離の設定とともにまず歯車を共用している列であるｈとｍの速比を決めれば、要求される公比の値からｇとｋは容易に設定することが出来る。
【００６８】
また、第３・４速間の公比は、（（ｋ／ｍ）×（ｈ／ｊ））／（（ｇ／ｈ）×１）となり、第６・７速間の公比は、（（ｋ／ｍ）×１）／（（ｇ／ｈ）×（ｍ／ｎ））となるが、これは出力列を切り替えて得られた隣り合う速比の比率である（ｈ／ｊ）１および１／（ｍ／ｎ）を、入力列を切り替えて得られた３つの速比の最大と最小との比率である（ｇ／ｈ）／（ｋ／ｍ）で割った値となっている。ｇ、ｈ、ｋ、ｍを設定した後では要求される公比の値からｊ、ｎも容易に設定することが出来る。
【００６９】
この例では、入出力の速比が１となる直結状態が第５速となる設定であるが、入力列を切り替えて得られる３つの速比の大小関係、つまりｇ／ｈとｋ／ｍが１よりも大きいか小さいか、および出力列を切り替えて得られる３つの速比の大小関係、つまりｈ／ｊとｍ／ｎが１よりも大きいか小さいかによって、何速が直結になるかを任意に設定することができる。
【００７０】
またこの例では、入力歯車と出力歯車とが同じ軸上にある場合であったが、入力は入力列のいずれの歯車としてもよく、出力は出力列のいずれの歯車としてもよい。図１０は入出力をいずれの歯車にするかの組み合わせによって動力伝達経路および速比がどうなるかを示す表である。
【００７１】
同一の軸上に入出力を設定すると、歯車対を経由しない直結状態を得ることが出来るため、その変速段での伝達効率は良くなる。また図１０の表からは、入力も出力も、それぞれ中央の軸７上とした方が、動力が経由する歯車対数の合計は少なくなることがわかり、総合的な伝達効率の面では有利であると言える。
【００７２】
図１１は本実施例の構成の応用形態を示す図であり、図１１（ａ）と（ｂ）に示すように、入力列、中間列、出力列の配置順は入れ替えることが出来る。
【００７３】
また図１１（ｃ）に示すように、軸を中空として２重軸にすることで、入力または出力を列の反対側へ伝達することも出来る。
【００７４】
以上のように、本実施例では様々な構成・配置の自由度が高いため、条件に合わせて最適な設定を選び広く応用することが出来る。
【実施例４】
【００７５】
図１２は実施例４を示す構成図であり、実施例３に対して軸を４本に増やすことで、より多くの変速段数を得られるようにしたものである。図１２（ａ）に示す追加した軸９は、断面Ａ−Ａを表す図１２（ｂ）のように配置されており、軸９上の歯車９１，９２，９３は、軸７上の歯車７１ｃ、７２，７３ｃと噛み合う。４つの入力列歯車と４つの出力列歯車のうちそれぞれ１つずつを選択して軸と締結することにより４×４＝１６速の変速段が得られる。入力列または出力列いずれかの歯車を１つ無くして３つとすれば、３×４＝１２速とすることも出来る。
【００７６】
以上は本発明の実施例について説明したものであり、各部の構成および形状は、特許請求の範囲に記載された趣旨を満たす範囲において適宜に変更が可能である。
【００７７】
また本発明は、自動車用の変速機を想定して例示してきたが、回転動力を増減速するという変速機の機能を備えるものであれば、オートバイや自転車などの車両から、工作機械などの産業機械にも、広い分野に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１            入力軸
２            中間軸
３            出力軸
１１〜１３    入力軸歯車
２１〜２５    中間軸歯車
３１〜３３    出力軸歯車
Ｃ１〜Ｃ４    締結要素
【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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