JP2001521603A - 歯車装置における改善及び改善を内蔵する方法及び動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 改善された歯車装置において、少なくとも１つの歯車（４２ｃ）が、シャフト（３４）の周りに設けられ、該シャフト（３４）又は各該歯車（４２ｃ）の中には少なくとも１つのつめ部材（８６、８８）が設けられ、各該つめ部材（８６、８８）は、少なくとも部分的に、磁気的手段又は液圧的手段により、該歯車（４２ｃ）を通り抜ける該シャフト（３４）に対して通常は自由に回転する歯車と係合され及び係合解除され、又は、該歯車（４２ｃ）を通り抜ける該シャフト（３４）であって、該歯車（４２ｃ）が通常は自由に回りを回転する該シャフト（３４）と係合され及び係合解除され、該歯車（４２ｃ）又は該シャフト（３４）との各該つめ部材（８６、８８）の該係合により、該歯車（４２）は該シャフト（３４）と一緒に回転し、各該つめ部材（８６、８８）は、対向表面の中のほぼ相補的なリセス（９８）と係合するように配置され、各該つめ部材（８６、８８）は、ただ１つの方向のみに該つめ部材（８６、８８）に対する該対向表面の回転の間に該対向表面と確実に係合するように寸法調整され、この実施の形態では、各方向に前記対向表面を係合するように寸法調整された少なくとも１つのつめ部材が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】 歯車装置における改善及び改善を内蔵する方法及び動力伝達装置発明の分野 本発明は、歯車装置における改善に関する。より詳細には、本発明の改善され た歯車装置は、なかんずく、従来のクラッチを必要とせずに、そして、歯車装置 への入力動力のいかなる一時的な低減もなしに、負荷下での歯車の切り換えを可 能にする。従来の技術の説明 常時かみ合いギヤボックスは、駆動シャフトに対して個別の歯車をロック及び ロック解除する手段に依存する。歯車をロック解除すると、その歯車比を係合解 除し、シャフトの回りを歯車が自由に回転することを可能にする。 シャフトに対して歯車をロックすると、その歯車比は係合される。これにより 、その歯車が、動力伝達のためにロックされているシャフトから、動力が、相補 的歯車か固定されて取付けられている別のシャフトへ、その歯車比で伝達される 。このような歯車対は、一般的に、常時かみ合いで、２つの互いにほぼ平行なシ ャフトの長さに沿って位置合せされている。１つの歯車対すなわち歯車比は、任 意の一時に係合されており、これに対して、残りの歯車対すなわち歯車比は、シ ャフトの回りを自由に回転する。 従来の技術において、１つの歯車のロック解除を、次の歯車のロックと同時に 行うタイミングの同期化を行う試みがなされてきた。この配置は、有望な解決法 には見えない、何故ならば従来の方法は、遅く、複雑かつ高価な手段に依存する からである。 国際特許出願ＰＣＴ／ＡＵ９７／０００２４（国際公開ＷＯ９７／２６４６８ 号）に開示されている発明は、互いに平行なし２に関して、歯車を磁気的に駆動 されてロック及びロック解除することを利用する歯車装置を開示しているが、負 荷下で歯車を切り換える能力を開示していない。 従来の手動及びシーケンス形ギヤボックスにおける歯車の切り換えは、動力伝 達装置における中断を生じさせ、加速時間を喪失する、何故ならばそれは、次の 歯車対を係合する前に、歯車対すなわち歯車比を係合解除する必要があるからで ある。従来の自動動力伝達装置は、典型的には、非効率的であり、手動ギヤボッ クスは、歯車の間の切り換えが遅い。 本発明の歯車装置の改善の課題は、従来の技術に関する前述の問題を克服する ことにある。たとえば、負荷下で首尾良く歯車を切換えることは、次の歯車の係 合を必要とし、現在係合されている歯車も、係合されたままである。したがって 、新たに係合された歯車のロックは、大きい衝撃を受けない、何故ならば前の歯 車が、すでに、負荷を担っているからである。新たに係合された歯車は、次いで 、前の歯車から負荷を受け取り、これにより、前の歯車は、そのシャフトから自 由のロック解除することができる。 この明細書において、特に記載のないがきり、「から成る」との表現は、当該 の一体的対象物又は一体的対象物の群を含むことを意味するが、いかなる他の一 体的対象物又は一体的対象物の群を除外しない。発明の簡単な説明 本発明では、歯車装置に改善が提供され、改善された歯車装置において、少な くとも１つの歯車が、シャフトの周りに設けられ、該シャフト又は各該歯車の中 には少なくとも１つのつめ部材が設けられ、各該つめ部材は、少なくとも部分的 に、磁気的手段又は液圧的手段により、該歯車を通り抜ける該シャフトに対して 通常は自由に回転する歯車と係合され及び係合解除され、又は、該歯車を通り抜 ける該シャフトであって、該歯車が通常は自由に回りを回転する該シャフトと係 合され及び係合解除され、該歯車又は該シャフトとの各該つめ部材の該係合によ り、該歯車は該シャフトと一緒に回転し、各該つめ部材は、対向表面の中のほぼ 相補的なリセスと係合するように配置され、各該つめ部材は、ただ１つの方向の みに該つめ部材に対する該対向表面の回転の間に該対向表面と確実に係合するよ うに寸法調整されている。好ましくは、各方向で前記対向表面と係合するように 寸法調整された少なくとも１つの前記つめ部材が設けられている。 好ましくは、前記相補的リセスの前部表面と係合する少なくとも１つのつめ部 材が設けられ、前記前部表面は、前記シャフトの回転の方向に対して前部に位置 し、前記少なくとも１つのつめ部材は、前方つめ部材である。 好ましくは、前記相補的リセスの後部表面と係合する少なくとも１つのさらな るつめ部材が設けられ、該後部表面は、前記シフトの回転の方向に対して後部で あり、前記少なくとも１つのさらなるつめ部材は、逆つめ部材である。 前記磁気的手段が、１つ以上の永久磁石及び／又は電磁石（及び／又はソレノ イドアセンブリ）から成ることもある。 １つの配置では、遊動磁石が、前記シャフトの中に設けられ、各前記つめ部材 は、前記つめ部材に沿って調整に前記遊動磁石を位置決めすると、前記つめ部材 が、前記遊動磁石により反発又は吸引され、前記対向表面の中のほぼ相補的なリ セスの中に突出するように、磁化されている。 好ましくは、別の配置において、主電磁石及び／又はこれを位置決めする手段 が故障した場合のために、リザーブ又はバックアップ電磁石及びこれを位置決め する手段が設けられる。 代替的な配置では、遊動電磁石が、前記シャフトの中に設けられ、前記電磁石 を位置決め及び作動すると、機械的に、前記つめ部材が、前記対向表面のほぼ相 補的なリセスの中に突出する。 別の代替的な配置では、遊動し液圧的に制御されるアクチュエータが、シャフ トの中に設けられ、液圧的に制御されるアクチュエータを位置決め及び作動する と、機械的に、それらのつめ部材が、対向表面ノーなのほぼ相補的な凸部の中に 突出する。 本発明では、さらに、前述の歯車装置が設けられ、一対の互いにほぼ平行なシ ャフトを具備し、各前記シャフトの回りに、少なくとも２つの歯車が設けられ、 前記歯車は、前記互いに平行なシャフトの間の歯車対すなわち歯車比を形成する ことを特徴とする。好ましくは、歯車対すなわち歯車比の歯車のいずれも、すべ ての歯車対の回転により生じる摩擦損を最小化するために、そのシャフトに対し て恒久的に固定されていない。代替的な配置では、１つのシャフトの歯車は、発 生する摩擦損が重大でないばあいには、そのシャフトに対して固定される。 好ましくは、各シャフトの周りに設けられている前記シャフト及び／又はケー シング又はハウジングと、その回りに配置されている歯車との中に、電磁石配置 すなわち列が設けられ、前記電磁石列は、１つ以上の前記電磁石の選択的な作動 を可能にして、選択された歯車が、前記歯車を通り抜けるそれらのそれぞれのシ ャフトと選択的に係合するように、位置決めされている。前記電磁石列が、各シ ャフトの中に設けられていることも可能である。 さらに、好ましくは、プログラマブルロジックコントローラ(ＰＬＣ)、マイク ロプロセッサ、コンピュータ又はエンジンマネジメントシステムが、前記電磁石 列の作動を制御するために設けられている。 さらに、好ましくは、複数の回転ロックリングが、遊動作動アセンブリが通り 抜けることができる中空中央スタティックシャフトと、つめ部材が枢転可能に取 付けられている駆動／被駆動回転シャフトとの間に配置され、前記複数の回転ロ ックリングは、前記歯車と選択的に係合することができ、前記遊動作動アセンブ リは、複数のロックリングのうちの１つの回転を一時的に中断し、これにより、 前記ロックリングは、つめ部材に作用し、選択された歯車を係合又は係合解除す る。 本発明の改善された歯車装置は、最小の磨耗、損傷、遅延又は衝撃負荷で、負 荷下でロック及びロック解除する方法を提供する。これは、同一の歯車装置での 上方への切り換え及び下方への切り換えの両方において達成される。本発明の改 善された歯車装置の構造により、クラッチは、大部分の操作には不要となり、し たがって、本発明の改善された歯車装置を利用するギヤボックスは、自動車、自 転車、モータサイクルなどにとて理想的である。しかしながら、いくつかの用途 では、クラッチは、たとえば静止から始動する場合、依然として必要である。 自転車の場合、本発明の歯車が、クランクと後輪との間のチェーンレス駆動シ ャフトの中に内蔵されている。歯車装置は、バックペダリングの間に動力を提供 するために、デュアル傘歯車及びデュアル方向後輪ラチェット／ローラクラッチ を設けられている。こほ配置は、ステップペダリングを可能にし、運転者が、自 転車のペダル上の立ちながら、一方の足から他方の足へ彼の体重を交互に移すこ とにより、前方へ高い速度で進むことを可能にする。この配置により、動力を、 運転者が、険しい又は別の理由で困難な地形を切り抜けつつ、維持することが可 能になる。代替的に、歯車装置は、後部フットブレーキを設けられることもある 。 アクチュエータ、たとえば遊動磁石が、歯車をロック又はロック解除するため に、本発明の１つの形で利用され、たとえば、遊動磁石、及び、これに対応する ケーブルが、前記シャフトの中に複製される。この基本的配置は、国際特許出願 ＰＣＴ／ＡＵ９７／０００２４（国際公開ＷＯ９７／２６４６８号）に記載され ている。しかしながら、この配置では、前記歯車対の１つの歯車は、そのシャフ トに対して固定されている。本発明の改善された歯車装置では、アクチュエータ は、１つの歯車対すなわち歯車比の両方の歯車を、１つのかみ合い組の中に同時 にロックする。次のギヤが、ユーザにより選択されると、次のかみ合い歯車対す なわち歯車比は、これを通り抜けるシャフトに対してロックする。これにより、 次いで、４つの歯車（２つの歯車対）が同時にロックされる状態が生じる。互い にほぼ平行なシャフトの間の異なる歯車比は、回転の間に維持することはできな い、何故ならば各シャフト上のより遅い歯車は、そのシャフトに対して後方へ回 転するからである。新たにロックされた歯車対すなわち歯車比は、ロック解除せ ず、これにより、次いで、他方のシャフト上の、前にロックされより遅く回転す る歯車は、そのシャフトからロック解除する。 本発明では、さらに、本発明の改善された歯車装置の制御方法が提供され、前 記制御方法は、 ギヤを上方へ切り換える場合、制御方法が、 ギヤにおける切り換えを要求するステップと、 より低いギヤの逆つめ部材を係合解除するステップと、 より高いギヤの前方つめ部材を係合するステップと、 前記より低いギヤの前方つめ部材を係合解除するか、又は、少なくとも、前記よ り低いギヤの前方つめ部材が、独力で係合解除することを可能にするステップと 、前記より高いギヤの逆つめ部材を係合するステップとから成ることを特徴とす る。 本発明の方法は、さらに、たとえば、追い越し又は上り坂走行の場合など、加 速下にギヤを下方へ切り換える場合、 ギヤにおける切り換えを要求するステップと、 前記より高いギヤの逆つめ部材を係合解除し、他方、たとえばクラッチ又はエン ジン点火の制御により、歯車装置への動力をカットするステップと、 前記より高いギヤの前記前方つめ部材及び前記逆つめ部材を係合解除するステッ プと、 前記より低いギヤの前記前方つめ部材、次いで、前記逆つめ部材を、この順序で 、係合するステップとから成ることを特徴とする。 好ましくは、本発明の方法は、プログラマブルロジックコントローラ、マイク ロプロセッサ、コンピュータ、又はエンジンマネジメンシステムの形で実施され る。ギヤにおける切り換えを要求するステップは、自動的に、プログラマブルロ ジックコントローラ、マイクロプロセッサ、又は、エンジンマネジメントシステ ムによりトリガされるか、又は、手動でトリガされる。図面の説明 本発明の改善された歯車装置を、対該に、例としてのみ、その３つの実施の形 態及び添付図面を参照して説明する。 図１は、本発明の第１の実施の形態に係る改善された歯車装置の概念的に示す 横断面図であり、この歯車装置の互いにほぼ平行なシャフトを示し、シャフト上 には１５の歯車対すなわち歯車比が設けられ、シャフトの周りにケーシングすな わちハウジングが設けられ、部分的にのみ示されている。 図２は、図１の改善された歯車装置の単一シャフトの横断面図であり、そのつ め部材及び遊動磁石を示す。 図３は、図１の改善された歯車装置の単一のシャフト及び歯車の横断面端面図 である。 図４は、図２に係る横断面端面図であり、隣接する歯車から、隣接する別の歯 車への遊動磁石の運動を示す。 図５は、図２及び４に係る横断面図であり、隣接歯車の脇に位置決めされてい る遊動磁石と、まだつめ部材を係合している前の歯車のつめ部材とを示す。 図６は、図２、４及び５に係る横断面図であり、隣接歯車の脇に位置決めされ ている遊動磁石を示し、前の歯車のつめ部材は、シャフトの中に戻されている。 図７は、図３に係る横断面端面図であり、つめ部材に対応する歯車と係合する つめ部材を示す。 図８は、本発明の第２の実施の形態に係る改善された歯車装置の横断面端面図 であり、シャフトの表面の中の相補的リセスと係合する歯車の中に収容されてい るつめ部材を示す。電磁石の列の一部も、改善された歯車装置のハウジングすな わちケーシングの中に示されている。 図９は、本発明の第３の実施の形態に係る改善された歯車装置のシャフトの横 断面端面図であり、スタティックシャフトを示し、中空スタティックシャフトの 中に、遊動電磁石、シャフトの周りに位置決めされている複数の回転ロックリン グのうちの１つ、つめ部材が取付けられている駆動／被駆動回動シャフトの一部 、及び、歯車の一部が設けられ、つめ部材は、歯車から係合解除されている。 図１０は、図９の改善された歯車装置の別の横断面図を示し、中空スタティッ クシャフトを示し、中空スタティックシャフトの中に、遊動電磁石、シャフトの 周りに位置決めされている別の回転ロックリング、つめ部材が取付けられている 駆動／被駆動回転シャフトの一部、及び歯車の一部が設けられ、つめ部材は歯車 と係合されて、前記歯車が、駆動／被駆動回転シャフトの回転にしたがって回転 するようになっている。 図１１は、図９及び１０の改善された歯車装置のシャフトと、ただ１つの歯車 対との横断面側面図であり、特に、前記歯車に関連して、中空スタティックシャ フトと、このシャフトの周りに設けられている４つの回転ロックリングの配置と を示す。 図１２は、図９の改善された歯車装置のつめ部材の斜視図であり、つめ部材上 の第１及び第２の突出部の配置を示す。説明 図１には、本発明に係る、改善された歯車装置１０が示されている。歯車装置 １０は、１２として示されているペダルクランクと、１４として示されている後 輪とを有する自転車に取付けられているものとして示されている。 歯車装置１０は、部分的にかつ断面図で示されているケーシング１６を有する 。第１のシャフト１８は、支承手段、たとえば単一列ボールベアリング２０及び ２ ２により、ケーシング１６の中に取付けられている。ボールベアリング２０及び ２２は、ケーシング１６の端部部分２４の中に不動に配置されている。第１のシ ャフト１８は、ボールベアリング２２の中に収容され保持されている第１の端部 ２６を有する。シャフト１８の自由端すなわち第２の端部の周りに、傘歯車３０ が設けられ、傘歯車３０が回転すると、第１のシャフト１８も回転するようにな っている。 第１のシャフト１８は、中空孔３２を有し、中空孔３２は、第１の端部２６の 個所で閉じており、第２の端部２８の個所でも閉じている。遊動磁石３４は、孔 ３２の中に配置され、遊動磁石３４は、孔３２の長さにわたり走行できるように なっており、遊動磁石３４は、相応して、寸法を適合されている。遊動磁石３４ には、案内ケーブル３６が取付けられ、案内ケーブル３６は、案内ケーブル３６ から、孔３２を貫通しての延び、さらに、第１のシャフト１８の第２の端部２８ を貫通して延びている。案内ケーブル３６は、インデックス部材３８へ延び、イ ンデックス部材３８に、案内ケーブル３６は、不動に、しかし調整可能に接続さ れている。管状ブシュ４０には、孔３２が形成され、孔３２は、第２の端部２８ が隣接し、孔３２を貫通して案内ケーブル３６が延びている。ブシュ４０は、シ ールとして作用し、案内ケーブル３６の滑らかな走行を支援し、これにより、案 内ケーブル３６及び第１のシャフト１８の磨耗を阻止する。 一連のつめ歯車４２が、第１のシャフト１の周りに設けられ、これらの歯車４ ２は、シャフト１８を中心として自由にかつ独立的に回転できるようになってい る。必要な場合には、これらのつめ歯車４２は、いかに説明するように、第１の シャフト１８と係合できる。 第２のシャフト６０は、支承手段、たとえば単一列ボールベアリング６２及び ６４によりケーシング１６の中に取付けられている。ボールベアリング６２及び ６４は、ケーシング１６の端部部分２４の中に不動に配置され、シャフト１８と ６０とは、互いにほぼ平行であるように配置されている。第２のシャフト６０は 、第１の端部６６を有し、第１の端部６６は、ボールベアリング６４の中に収容 され、保持されている。シャフト６０の自由端すなわち第２の端部６８の周りに は、傘歯車７０が不動に設けられ、第２のシャフトが回転すると、傘歯車７０も 回転するようになっている。 第２のシャフト６０は、中空孔７２を有し、中空孔７２は、第２のシャフト６ ０の個所で閉じており、第１の端部６６の個所では開いている。遊動磁石７４は 、孔７２の中に配置され、遊動磁石７４は、孔７２の長さにわたり走行できるよ うになっており、遊動磁石７４は、相応して、寸法を適合されている。遊動磁石 ７４は、案内ケーブル７６を有し、案内ケーブル７６には、遊動磁石７４が取付 けられ、遊動磁石７４は、案内ケーブル７６から、孔７２を貫通して延び、第２ のシャフト６０の第１の端部６６を貫通して延びている。案内ケーブル７６は、 インデックス部材３８へ延び、インデックス部材３８に案内ケーブル７６は、不 動にしかし調整可能に接続されている。管状ブシュ７８が、孔７２の中に設けら れ、孔７２は、第２の端部６６に隣接し、管状ブシュ７８は、ケーシング１６の 端部部分２４の一部を貫通して突出している。ブシュ７８は、シールとして作用 し、案内ケーブル７６の滑らかな走行を支援し、これにより、案内ケーブル７６ 及び第２のシャフト６０の磨耗を阻止する。 遊動磁石３４及び７４は、ネオジム希土類磁石の形で設けることができるが、 しかし、これは、本発明の範囲を制限するものとは見做されない。 一連のつめ歯車８０が、第２のシャフト６０の周りに設けられ、これらの歯車 ８０は、シャフト１８を中心として、自由にかつ独立的に回転できるようになっ ている。しかしながら、必要な場合には、これらのつめ歯車８０は、以下に説明 するように、第２のシャフト６０と係合できる。 歯車４２及び８０は、チャンバ８４の中のケーシング１６の中に収容されてい る。チャンバには、大量の潤滑剤が収容されている。ケーシング１６は、自動車 上に取付けられ、第１のシャフト１８の傘歯車３０が、ペダルクランク１２上に 設けられている歯車と係合し、これは、図１に破線により示されている。したが って、運転者（図示せず）により、ペダルクランク１２を介して伝達される駆動 力は、第１のシャフト１８に伝達され、これにより、第１のシャフトは、回転す る。ケーシング１６は、好ましくは、傘歯車３０及び７０をカバー又は包囲する 。それ自体として、ケーシング１６の中に、適当な開口が形成され、これにより 、ケーシング１６の中に、ペダルクランク１２及び軸上に設けられている歯車が アクセスできる。 第１のシャフト１８上に設けられている歯車４２は、第２のシャフト６０上の 相補的な歯車８０と係合する。このようにして、歯車対が、設けられ、これによ り、一方のシャフトからの駆動力が、他方のシャフトへ伝達可能となる。歯車対 は、２つのつめ歯車から成る。一対の中の固定歯車とつめ歯車との間の相対的直 径は、その歯車対により提供される歯車比を決める。 第２のシャフト６０の第２の端部６８上に設けられている傘歯車７０は、図１ に破線により示されている後輪１４のハブの軸上に設けられている歯車と係合す る。このようにして、第１のシャフト１８から第２のシャフトへ伝達された駆動 力は、後輪１４に伝達される。 図２〜６には、多数のつめ歯車４２ａ、４２ｂ及び４２ｃが、第１のシャフト １８の周りに設けられているのが示されている。つめ歯車８０の動作は、ほぼ同 じである。各つめ歯車４２ａ、４２ｂ及び４２ｃは、つめ部材がそれらと結合し ない場合、第１のシャフト１８を中心として自由に回転できる。 各つめ歯車は、少なくとも２つの対のつめ部材８６及び８８を有し、つめ部材 ８６及び８８は、各つめ歯車に対応し、シャフト１８の中に係止される。つめ歯 車は、シート９０上に係止され、つめ歯車が、つめ歯車がシート９０の周りを回 転するのを邪魔しないように寸法決めされている。つめ部材８６及び８８は、図 ３から最も良く分かるように、シャフト１８の中のリセスの中に枢転可能に配置 されている。 つめ部材８６及び８８は、たとえば、付加的な強度のために、チタンベース又 はケーシングの中のネオジム希土類磁石組の形で設けることもでき、磁石の北極 及び南極は、第１のシャフト１８の断面端面図において、半径方向に配置される 。図２〜６から分かるように、遊動磁石３４は、円柱形で設けられ、内側北極及 び外側南極を有する。ベアリング９２は、案内部材３６と遊動磁石３４との間の 接続点に設けられ、これにより、遊動磁石３４は、シャフト１８と一緒に、回転 することができる。 つめ８６及び８８は、「逆に」配置され、一方のつめ部材は、シフトの回転方 向に対して前部の表面と係合し、他方のつめ部材は、後部の表面と係合し、これ により、双方向に又は反対方向回転的にロック可能であり、これは、図３及び７ から最も良く分かる。金属リング磁石９４は、つめ部材８６及び８８のシート９ ０の中に設けられ、これにより、つめ部材８６及び８８を、ロックされない位置 に保持し、これに関して、図３、及び、図２の歯車４２ａ及び４２ｃを参照され たい。磁石９６は、各つめ歯車４２ａ、４２ｂ及び４２ｃの中に設けられている リセス９８の半径方向での末端の中に設けられている。 図２には、つめ部材８８及び８６が、これらのつめ部材８８及び８６と係合し ているつめ歯車４２ｂのリセス９８に隣接しているのが示されている。同様に、 つめ歯車４２ｃのリセス９８に隣接しているつめ部材８６及び８８は、つめ歯車 ４２との係合を解除され、これに関連して、図３を参照されたい。この配置は、 つめ歯車４２ｂに隣接しているつめ部材８６及び８８に隣接している遊動磁石３ ４を位置決めすることにより達成される。遊動磁石３４と、つめ部材８６及び８ ８の磁石との間の反発力により、つめ部材８６及び８８は、外方へ回転し、歯車 ４２ｂのリセス９８と係合する。この係合の結果、歯車４２ｂは、第１のシャフ ト１８と一緒に回転する。第２のシャフト６０に対応する相補的な歯車８０は、 同時に、遊動磁石７４の作用により、シャフト６０と係合し、駆動力が、シャフ ト１８と６０との間で、つめ歯車４２ｂと、その対応する歯車８０との特定の歯 車比で、伝達される。 図４には、遊動磁石３４が、つめ歯車４２ｃへ向かって動かされるのが示され ている。要するに、遊動磁石３４は、つめ歯車４２ｂに対応するつめ部材８６及 び８８に隣接している点から、つめ歯車４２ｂとつめ歯車４２ｃとの間の中間の 点へ動く。つめ歯車４２ｂは、依然として、この時点で、シャフト１８に対して ロックされている。 図５には、遊動磁石３４が、つめ歯車４２ｃに対応するつめ部材８６及び８８ に直接に隣接して位置合せされているのが示され、つめ歯車４２ｃは、シャフト １８に対してロックされて示され、これに対して、すめは４２ｂは、依然として 、シャフト１８に対してロックされたままである。図５の配置は、一時的に保持 されるにすぎない。つめ歯車４２ｃがロックされているので、つめ歯車４２ｂに より部分的に形成されている歯車対のより大きい歯車は、シャフト１８又は６０ に対して後方へ回転し、これにより、このより大きいつめ歯車は、ロックを解除 する。これにより、磁石９６は、つめ部材８６及び８８のロックを解除し、つめ 部材８６及び８８は、遊動磁石３４が戻るまで、金属ストリップ９４に引き付け られる。 遊動磁石４８の間の反発力は、ストリップ９４とつめ部材８６及び８８との間 のいかなる吸引力も克服する。同様に、遊動磁石３４とつめ部材８６及び８８と の間の反発力は、つめ部材８６及び８８と磁石９６との間の反発力を克服する。 図６には、つめ部材４２ｂが、シャフト１８とのロックを解除されて示され、 これにより、つめ歯車４２ｃと、その対応するつめ歯車８０とは、シャフト１８ と６０との間の新駆動比を形成する。前述の動作は、遊動磁石３４と７０とが、 図１に示されているように、案内部材３６及び７６により駆動されて一緒に動く ので、両シャフト１８及び６０上に同時に起こる。 新歯車がロックすると(たとえば図６のつめ歯車４２ｃ参照)、係合された対（ 歯車４２及び８０の歯車対）の、初めにロックすべき方は、本質的にランダムで ある。歯車のロックが解除すると(図５及び６のつめ歯車４２ｂ参照)、係合され た歯車対のうちのより大きい歯車が、初めにロックを解除する。これは、より大 きい歯車が、この歯車の回転軸であるシャフトに対してより遅い速度で回転する ことに起因する。ロックを解除されるか、又は、負荷を担わないのは、より大き い歯車である。いったん、係合された対の１つの歯車が、ロックを解除すると、 その対応する歯車、又は、平行シャフト上の相手方は、負荷を解除され、同様に 、ロックを解除される。 図８には、本発明の第２の実施の形態に係る、改善された歯車装置１００が示 されている。改善された歯車装置１００は、、前述の改善された歯車装置１０と ほぼ同様であるが、改善された歯車装置１０の遊動磁石３４及び７０が、一列の 電磁石１０２により置換され、つめ部材が、歯車４２及び８０の中に設けられ、 つめ部材が、内方へ枢転して、シャフト１８及び６０と係合する点が重要である 。これに起因して、一列の電磁石１０２を収容するために、ケーシング１６の形 の変化が必要となるであろう。さらに、シャフト１８及び６０の中には、孔が形 成されず、したがって、シャフト１８及び６０の強度が高まる。 図８には、歯車４２が、シャフト１８に対してロックされている又は結合れて いる状態で示されている。この位置で、電磁石１０２は、磁気的に、つめ部材８ ６及び８８に作用し、これにより、つめ部材８６及び８８は、歯車４２の中のリ セス位置から内方へ枢転して、シャフト１８の中に形成されている相補的リセス １０４と係合する。同様の配置が、歯車８０及びその対応するシャフト６０に関 して、設けられている。 つめ部材８６及び８８は、改善された歯車装置１０の場合と同様に双方向に配 置されているが、つめ部材８６及び８８を、同様に対で設ける必要はなく、図８ に示されているように、個別に設けることができる点が重要である。歯車すなわ ち歯車比の変化に関しての操作方法は、改善された歯車装置１０に関して前に詳 細に説明したものとほぼ同じであるが、改善された歯車装置１００のためのケー シング１６の内面上、又は、ケーシング１６の内面に隣接して、一列の電磁石１ ０２が、歯車４２及び８０の各係合された対に対して設けられていることに注意 されたい。 電磁石１０２の列が、何らかの形のプログラマブルロジックコントローラ(Ｐ ＬＣ)、コンピュータ又はエンジンマネジメントシステムに接続され、これによ り、電磁石の列の動作の協調が実現され、これにより、ギヤ選択及び変化が制御 される。 両方の改善された歯車装置１０及び１００のにおけるつめ部材８６及び８８の 、双方向又は「逆方向」の特性により、一種のラチェット動作か実現され、つめ 部材は、自動的に、より高いギヤを係合すると、より低いギヤのロックを解除す る。第１の前述の組のつめ部材に対して反対方向回転的に配向されている第２の 組のつめ部材により、本発明の改善された歯車装置を使用しているギヤボックス は、ギヤボックスをブレーキとして使用しつつ、低速に切換えることができる。 このような例で、より低いギヤは、より高いギヤを過負荷し、これにより、よ り低い方への切り換えを、負荷の中断又はクラッチの使用なしに行うことができ る。 ギヤボックスか、ブレーキとして使用されない、より低いへの切り換えのため に、動力は、一時的に、クラッチにより、又は、ギヤボックスへの力の低減によ り、無負荷にするすることができる。ギヤボックスへの動力の低減により、ギヤ は、ロックを解除し、これにより、新ギヤを係合することができる。このような 、ギヤボックスへの動力を、一時的に無負荷にすることは、前述のＰＬＣ、コン ピュータ又はエンジンマネジメントシステムにより達成される。さらに、これは 、スイッチ又は減速により達成することもできる。工業用ギヤボックスにおける このような構成のための用途が、中間ソフトスタート又は可変速度運転を、クラ ッチを必要とせずに実現することが意図されている。さらに、自動車の、本発明 の改善された歯車装置を内蔵するギヤボックスは、ギヤを、動力中断なしになめ らかに変化させ、従来の自動車ギヤボックスの非効率性を明らかにする。 図９〜１１には、本発明の第３の実施の形態に係る、改善された歯車装置１０ ６が示されている。改善された歯車装置１０６は、前述の改善された歯車装置１ ０とほぼ同じであるか、第１及び第２のシャフト１８及び６０が、それぞれ、シ ャフトアセンブリ１０８により置換されている点が、重要である。シャフトアセ ンブリ１０８は、シャフトアセンブリ１０８上に取付けられている歯車４２又は ８０当り４つに対応する、多数の回転ロックリング１１０、１１２、１１４及び １１６を有し、これらの回転ロックリングは、中空中央スタティックシャフト１ １８及び駆動／被駆動シャフト１２０の間に配置されている。この実施の形態に おける駆動／被駆動シャフト１２０は、 本発明の第１の実施の形態における、第１及び第２のシャフト１８及び８０に対 応し、第１のシャフト１８は、第１の実施の形態における駆動シャフトであり、 第２のシャフト８０は、第１の実施の形態における被駆動シャフトである。次の 説明のために、駆動／被駆動シャフト１２０への動力のき供給により、このシャ フトは、時計の針の方向に回転するとする。 改善された歯車装置は、さらに、中央スタティックシャフト１１８の中に設け られている軸孔１２３の中に、軸線方向運動のために配置されている遊動ソレノ イドアセンブリ１２２の形の磁石手段を有する。遊動ソレノイドアセンブリ１２ ２は、作動ピン１２４を有し、作動ピン１２４は、磁気的に敏感な材料から成り 、巻かれた銅コイル及び巻型アセンブリ１２６を有する電磁石アセンブリの中に 収容されている。作動ピン１２４は、特に図９及び１０に示されているように、 戻しばね１２８により引込められた位置に保持されている。 中央スタティックシャフト１１８の長さに沿って、細長開口１３０が形成され 、細長開口１３０を貫通して、遊動ソレノイドアセンブリ１２２の作動ピン１２ ４が、突出している。回転ロックリング１１０、１１２、１１４及び１１６のそ れぞれにおける内面１２７の中には、いくつかの弧状リセスが１３２が設けられ 、各弧状リセスは、ストップ１３２ａを有する。各弧状リセス１３２は、遊動ソ レノイドアセンブリ１２２の作動ピン１２４を収容することができ、ストップ１ ３２ａは、作動ピン１２４と干渉するために設けられている。回転ロックリング １１０、１１２、１１４及び１１６のそれぞれにおける外面１２９上には、同様 に、いくつかのさらなるリセス１３３が形成され、これらのさらなるリセス１３ ３のそれそれは、ランプ部分１３５を含むように形成されている。 駆動／被駆動シャフト１２０の中に、このシャフト１２０の周りに等間隔でい くつかのつめ部材１３４が設けられている。つめ部材１３４が、改善された歯車 装置１０の場合と同様に双方向又は「逆に」配置されている点が重要であるが、 つめ部材１３４は、ぢよに対を成して設ける必要はなく、個別に設けることがで きる。好ましくは、前方配向部材１３４のつめ部材は、駆動／被駆動シャフト１ ２０の周縁の逆配向部材１３４ａのものと交互に配置されている。好ましくは、 回転シャフト１２０の周りに各配向の３つのつめ部材１３４が設けられている。 つめ部材１３４及び１３４ａは、回転シャフト１２０と一体的なヒンジバー配 置１３７により回転シャフト１２０に枢転可能に取付けられ、回転シャフト１２ ０の回りでの歯車４２及び８０の回転を規則的に妨害しないように、寸法決めれ ている。ヒンジバー配置１３７によるつめ部材１３４及び１３４ａの取付けは、 つめ部材１３４又は１３４ａのある程度の横方向（周方向）スライド運動が、ヒ ンジ配置１３７の回りでのつめ部材１３４及び１３４ａの枢転運動に加えて、可 能であるように行われる。 各つめ部材１３４及び１３４ａは、各つめ部材１３４及び１３４ａの第１及び 第２の端部１３９及び１４１の回りに配置されている第１及び第２の突出部１３ ８及び１４０を設けられている。突出部１３８も、１４０も、つめ部材１３４の 幅にわたり延びておらず、突出部は、第１の突出部１３８が、第２の突出部１４ ０に対して軸線方向に変位され、図１２に示されている、それらのアイデンティ ティーだの軸線方向での重なりが、存在しないように、オフセットに構成されて いる。さらに、前方配向部材１３４のつめ部材の第１及び第２の突出部１３８及 び１４０は、逆配向部材のつめ部材１３４ａの突出部に対して、異なる軸線方向 位置を有する。前方配向部材及び逆配向部材のつめ部材１３４ｎ第１及び第２の 突出部１３８及び１４０のそれぞれは、図１１から最も良く分かるように、各歯 車４２又は８０に対応する回転ロックリング１１０、１１２、１１４及び１１６ のうちの１つに対応するように、構成されている。 ロックリング１１０、１１２、１１４及び１１６のそれぞれにおける外面１２ ９の中のリセス１３３の数は、これらのリセスと係合することが可能な第１又は 第２の突出部１３８又は１４０を有するつめ部材１３４の数に対応し、つめ部材 １３４の同時の係合を可能にする。回転ロックリング１１０、１１２、１１４及 び１１６のそれぞれにおける外面１２９の中に３つのリセス１３３が存在する。 交番する回転ロックリング１１０及び１１２の各対には、前方配向部材の３つの つめ部材１３４が対応する。３つのつめ部材１３４は、駆動／被駆動シャフト１ ２０の周縁に等間隔に配置され、前述のように、ヒンジバー配置１３７により取 付けられている。 交番する回転ロックリング１１４及び１１６の各対には、逆配向部材の３つの つめ部材１３４ａが対応し、これらのつめ部材１３４ａは、前述のように、同様 に、等間隔で周縁に配置されて、駆動／被駆動シャフト１２０に取付けられてい る。つめ部材１３４ａ又は逆配向部材は、前方配向部材１３４のものとほぼ同じ であるが、つめ部材１３４ａを収容するバーヒンジ配置１３７の配向は、周縁で 逆である。同様に、逆配向部材１３４ａのつめ部材と係合するように配置されて いる、交番する回転ロックリング１１４及び１１６の対は、隣接する回転ロック リング１１０及び１１２の対と同一である。 駆動／被駆動シヤフト１２０とは独立して回転する、係合を解除された歯車４ ２又は８０において、前方配向部材及び逆配向部材１３４及び１３４ａのつめ部 材は、歯車４２又は８０の回転を邪魔しないように配置されている。前方配向部 材１３４のつめ部材の第１の突出部１３８は、対応する回転ロックリング１１０ の外面１２９の中のリセス１３３により収容され、これにより、回転ロックリン グは、駆動／被駆動シャフト１２０と連動して回転する。つめ部材は、図１０に 最も良く示されている。 遊動ソレノイドアセンブリ１２２の中の電磁石に電流を印加すると、作動ピン １２４は、中央スタティックシャフト１１８の中の開口１３０を通り抜けて変位 され、中央スタティックシャフト１１８の中のキャビティ１２３の中の遊動ソレ ノイドアセンブリ１２２の位置に依存して、回転ロックリング１１０の中の弧状 リセス１３２のいくつかのストップ１３２ａのうちの１つと係合する。 図１０において、作動ピン１２４は、回転ロックリング１１０の回転を一時的 に遅くし、これに対して、駆動／被駆動シャフトの回転運動は影響されない。こ のようにして、回転ロックリング１１０の外面１２９の中のさらなるリセス１３ ３のランプ部分１３５は、つめ部材１３４の第１の突出部に強制的に衝突するよ うに動かされ、これにより、前方配向部材１３４のつめ部材の第１の端部１３９ は、ヒンジバー１３７を中心として、外方へ向かって半径方向に枢転し、これに より、つめ部材１３４の第１の端部１３９のそれぞれは、各歯車４２又は８０の 内面１４３の中に設けられているいくつかの相補的な弧状リセス１４２のうちの １つを邪魔し、これと係合する。遊動ソレノイドアセンブリ１２２の中の電磁石 に電流を印加することは、同期手段（図示せず）により制御され、同期手段によ り、電流印加のタイミングは、作動ピン１２４が、回転ロックリング１１０、１ １２及び１１６の中の弧状リセス１３２のいくつかのストップ１３２ａのうちの １つと、絶対に強制的に接触しないように、行われる。 さらに、遊動ソレノイドアセンブリ１２２の電磁石に電流を印加することは、 前方配置１３４のつめ部材の第１の端部１３９と、逆配置１３４ａのつめ部材の 第２の端部１４１とが、各歯車４２又は８０の内面１４３の中に設けられている 相補的な弧状リセス１４２のアングル表面１４２ａと接触しないように時間調整 されている。 この条件において、つめ部材１３４の第１の突出部は、もはや、回転ロックリ ング１１０の外面１２９の中のさらなるリセス１３３と完全には係合せず、した がって、回転ロックリング１１０は、駆動／被駆動シャフト１２０とは独立して 、部分的に回転することができる。 前述のような、ヒンジバー１３７の回りでの前方配向部材１３４のつめ部材の 枢転運動に加えて、つめ部材１３４は、ヒンジバー１３７の回りを横方向に、第 １の端部１３９の方向に動き、これにより、第１の端部を、歯車４２又は８０の 内面１４３の中に設けられている相補的なリセス１４２と係合したままに維持す る遠心力を増強する。 前述のような、ヒンジバー１３７の回りでの前方配向部材１３４のつめ部材の 枢転運動及び横方向運動の結果、つめ部材１３４の第２の突出部１４０は、隣接 する回転ロックリング１１２の外面の中のさらなるリセス１３３と係合し、これ により、隣接する回転ロックリング１１２は、完全に駆動／被駆動シャフト１２ ０と連動して回転する。 駆動／被駆動シャフト１２０からの歯車４２又は８０の係合解除は、中央スタ ティックシャフト１１８のキャビティ１２３の中の遊動ソレノイドアセンブリ１ ２２の位置決めを、遊動ソレノイドアセンブリ１２２の作動ピン１２４を、前方 配向部材１３４のつめ部材の第２の突出部１４０に対応する回転ロックリング１ １２のうちの１つと位置合せされるように行うことにより、達成される。 遊動ソレノイドアセンブリ１２２に電流を印加することにより、作動ピン１２ ４は、中央スタティックシャフト１１８の中の開口１３０を通り抜けて、一時的 に変位され、いくつかのストップ１３２ａのうちの１つを、対応する回転ロック リング１１２の中の弧状リセス１３２と係合させ、これにより、回転ロックリン グ１１２の回転を、一時的に遅くさせ、これに対して、駆動／被駆動シャフトの 回転運動は、影響されない。 このようにして、前方配向部材１３４のつめ部材の第２の突出部１４０は、対 応する回転ロックリング１１２の外面１２９の中のさらなるリセス１３３と第２ の突出部１４０が係合していることに起因して、一時的に、回転が遅くされ、こ れに対して、つめ部材１４１のそれぞれにおける第２の端部１４１は、駆動／被 駆動シャフト１２０の中のアングル表面１４５に衝突するように強制的に動かさ れる。つめ部材１３４の第２の端部１４１上のアングル表面１４５の動作により 、前記つめ部材１３４の第１の端部１３９は、内方へ半径方向に動き、歯車４２ 又は８０の内面１４３の中に設けられている相補的なリセス１４２から係合解除 し、これに対して、つめ部材１３４の第１の突出部１３８は、対応する回転ロッ クリング１１０の外面１２９の中のリセス１３３と再び係合し、これにより、前 記回転ロックリング１１０は、前述のように、駆動／被駆動シャフト１２０と連 動して回転する。 前述のような、ヒンジバー１３７の回りでのつめ部材１３４の横方向運動は、 前述のような、駆動／被駆動シャフト１２０からの歯車４２及び８０の係合解除 のプロセスを大幅に容易にする。 逆つめ部材１３４ａの、それらのそれぞれの回転ロックリング１１４及び１１ ６に対する動作は、前述のように行われる。中央スタティックシャフト１１８に 軸方向に沿っての回転ロックリング１１０、１１２、１１４及び１１６の順次の 配置は、以下に説明される本発明の方法の迅速な実施を容易にする、すなわち、 かなりの程度で、隣接する回転ロックリンク１１０、１１２、１１４又は１１６ を順次に作動することが可能となる。たとえば、加速度の下でギヤを上方へ切り 換える場合、切り換えの速度は、最も重要であり、したがって、前方配向部材１ ３４のつめ部材、次いで、より高いギヤの逆配向部材１３４ａのつめ部材が、可 及的に迅速に結合されなければならない。このようにして、遊動ソレノイドアセ ンブリ１２２が、より高いギヤへ動く際に遭遇する第１の２つの回転ロックリン グ１１０及び１１６は、それぞれ、前方配向部材１３４のつめ部材の第１の突出 部１３８と、逆配向部材１３４ａのつめ部材の第２の突出部とに対応する。 つめ部材が、歯車と、つめ部材が回りに配置されているシャフトとの間の係合 を達成するメカニズムは、前述のように半径方向ではなく、むしろ、軸方向で達 成される。さらに、改善された歯車装置１００及び１０６と組み合せて使用され るエンジンマネジメントシステムは、エンジン動力を無負荷にし、これにより、 ロック及びロック解除が、低減された負荷又は無負荷で可能となる。さらに、エ ンジンマネジメントシステムは、電子的であり、電動機上の動力又は内燃機関上 のスパーク（点火）をカットするために使用される。さらに、自動モードを有す るエンジンマネジメントシステムに関連する利点があることが予測される。この ような自動モードは、少なくとも、回転センサと、アクセルペダル位置を検出す るセンサとを必要とすることが予測される。たとえば、１００％ピークｒｐｍで 、エンジンマネジメント自動ロードは、ギヤの上方への切り換えを必要とする。 ア クセルペダルが、完全にオフ位置にある場合、下方への切り換えが決定される。 エンジンマネジメントシステムは、衝撃と雑音とを低減するために、加速の間に わたり、本発明の歯車装置への動力を中断するであろう。つめ部材を作動するス タンバイ手段が、一次手段が故障した場合のために設けることもある。 第３の実施の形態の改善された歯車装置を制御するための方法を、次に説明す る。遊動ソレノイドアセンブリ１２２の位置決めは、ステッピングモータ（図示 せず）により制御され、ステッピングモータは、プログラマブルロジックコント ローラ（図示せず）の制御下にある。プログラマブルロジックコントローラは、 遊動ソレノイドアセンブリ１２２への電流を制御し、これにより、作動ピン１２ ４の作動を制御し、第３の実施の形態の改善された歯車装置への負荷を制御する 。 ギヤにおける上方への切り換えが必要とされる状況において、ユーザ又はエン ジンマネジメントシステムの指令により、プログラマブルロジックコントローラ は、遊動ソレノイドアセンブリ１２２が、ステッピングモータにより、中央スタ ティックシャフト１１８の中のキャビティ１２３を通り抜けて、作動ピン１２４ が、逆配向部材のつめ部材４２又は８０の回転ロックリングと位置合せされる位 置へ動く運動をトリガする。プログラマブルロジックコントローラは、次いで、 遊動ソレノイドアセンブリ１２２を流れる電流をトリガし、これにより、前述の メカニズムにより、逆配向部材のつめ部材１３４ａの係合解除が行われる。 プログラマブルロジックコントローラは、次いで、ステッピングモータにより 遊動ソレノイドアセンブリ１２２の運動をトリガして、作動ピン１２４が、前方 配向部材つめ部材１３４の第２の突出部に対応する、より低いギヤ４２又は８０ の回転ロックリングと位置合せされるような位置に、遊動ソレノイドアセンブリ １２２を動かし、前述のメカニズムより前方配向部材のつめ部材１３４を係合解 除するか、又は、代替的に、このような係合解除が、シャフト１２０に対する、 より低い歯車の相対速度を基礎として自発的に生じることを可能にする。 最後に、プログラマブルロジックコントローラは、ステッピングモータにより 遊動ソレノイドアセンブリ１２２の運動をトリガして、作動ピン１２よが、逆配 向部材のつめ部材１３４ａの第２の突出部１４０に対応する、より高いギヤ４２ の回転ロックリングと位置合せれるように位置に、遊動ソレノイドアセンブリ１ ２２を動かし、前述のメカニズムにより逆配向部材のつめ部材１３４ａを係合す る。 このようにして、歯車比の切り換えは、ソースから負荷への動力の伝達におけ る中断なしに行われる。 たとえば、エンジンブレーキ作動の場合など、ギヤにおける下方への切り換え が、逆つめが負荷下にある状態で要求される場合、ユーザにより、又は、エンジ ンマネジメントシステムの指令で、プログラマブルロジックコントローラは、ス テッピングモータにより中央スタティックシャフト１１８の中のキャビティ１２ ３を通り抜けての遊動ソレノイドアセンブリ１２２の運動をトリガし、作動ピン １２４が、前方配向部材のつめ部材１３４の第２の突出部１４０に対応する、よ り高いギヤ４２又は８０の回転ロックリングと位置合せされるような位置に、遊 動ソレノイドアセンブリ１２２を動かす。プログラマブルロジックコントローラ は、次いで、導電性材料１２６の長さを流れる電流をトリガし、これにより、前 述のメカニズムにより、前方配向部材のつめ部材１３４の係合解除が行われる。 プログラマブルロジックコントローラは、次いで、ステッピングモータにより 、遊動ソレノイドアセンブリ１２２の運動をトリガし、作動ピン１２４が、逆配 向部材のつめ部材１３４ａの第２の突出部に対応する、より低いギヤ４２又は８ ０の回転ロックリングと位置合せされるように位置に、遊動ソレノイドアセンブ リ１２２を動かし、前述のメカニズムにより、逆配向部材のつめ部材１３４ａを 係合する。 プログラマブルロジックコントローラは、次いで、ステッピングモータにより 、 遊動ソレノイドアセンブリ１２２の運動をトリガし、作動ピン１２４が、逆配向 部材のつめ部材１３４ａの第１の突出部１３８に対応する、より高いギヤ４２又 は８０の回転ロックリングと位置合せされるような位置に、遊動ソレノイドアセ ンブリ１２２を動かし、前述のメカニズムにより、逆配向部材のつめ部材１３４ ａを係合解除するか、又は、代替的に、このような係合解除が、シャフト１２０ に対する、より低い歯車の相対速度を基礎として、自発的に生じる。 最後に、プログラマブルロジックコントローラは、ステッピングモータにより 遊動ソレノイドアセンブリ１２２の運動をトリガし、作動ピン１２４が、前方配 向部材のつめ部材１３４の第１の突出部１４０に対応する、より低いギヤ４２又 は８０の回転ロックリングと位置合せされるような位置に、遊動ソレノイドアセ ンブリ１２２を動かし、前述のメカニズムにより、前方配向部材のつめ部材１３ ４を係合する。 このようにして、歯車比の切り換えは、この場合にも、ソースから負荷への動 力の伝達の中断なしに行われる。 たとえば、追い越し又は上り坂走行の場合など、ギヤにおける下方への切り換 えが、前方配向部材１３４の爪が負荷下にある状態で必要とされる状況では、プ ログラマブルロジックコントローラは、ステッピングモータにより、中央スタテ ィックシャフト１１８の中のキャビティ１２３を通り抜けての遊動ソレノイドア センブリ１２２の運動をトリガし、作動ピン１２４が、逆配向部材のつめ部材１ ３４ａの第１の突出部１３８に対応する、より高いギヤ４２又は８０の回転ロッ クリングと位置合せされるような位置に、遊動ソレノイドアセンブリ１２２を動 かす。プログラマブルロジックコントローラは、次いで、遊動ソレノイドアセン ブリ１２２を流れる電流をトリガし、これにより、前述のメカニズムにより、逆 配向部材のつめ部材１３４ａの係合解除が行われる。 同時に、プログラマブルロジックコントローラは、クラッチ機構により、又は 、 内燃機関へのスパークをカットすることにより、本発明の改善された歯車装置へ の負荷を除去し、次いで、ステッピングモータにより、中央スタティックシャフ ト１１８の中のキャビティ１２３を通り抜けての遊動ソレノイドアセンブリ１２ ２の運動をトリガし、作動ピン１２４が、前方配向部材のつめ部材１３４の第２ の突出部１３８に対応する、より高いギヤ４２又は８０の回転ロックリングと位 置合せされるような位置に、遊動ソレノイドアセンブリ１２２を動かす。プログ ラマブルロジックコントローラは、次いで、遊動ソレノイドアセンブリ１２２を 流れる電流をトリガし、これにより、前方配向部材のつめ部材１３４の係合解除 が行われる。 プログラマブルロジックコントローラは、次いで、ステッピングモータにより 、遊動ソレノイドアセンブリ１２２の運動をトリガし、作動ピン１２４が、前方 配向部材又は逆配向部材のつめ部材１３４又は１３４ａの突出部１４０に対応す る、より低いギヤ４２又は８０の回転ロックリングと位置合せされるような位置 に、遊動ソレノイドアセンブリ１２２を動かし、このようなつめ部材１３４又は １３４ａと係合し、次いで、前述のメカニズムにより、より低いギヤ４２又は８ ０の残りのつめ部材１３４又は１３４ａと係合する。 最後に、プログラマブルロジックコントローラは、本発明の改善された歯車装 置に負荷を回復し、ソースから負荷への動力の伝達における中断が最小で、ギヤ 切り換えを達成した。 当業者には自明の変更及び変形は、本発明の範囲内にあると見做される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ＰＰ０１９０ (32)優先日 平成９年11月５日(1997．11．5) (33)優先権主張国 オーストラリア（ＡＵ） (31)優先権主張番号 ＰＰ０７７９ (32)優先日 平成９年12月８日(1997．12．8) (33)優先権主張国 オーストラリア（ＡＵ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，Ｅ Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ，ＹＵ，ＺＷ 【要約の続き】 記対向表面を係合するように寸法調整された少なくとも １つのつめ部材が設けられている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 改善された歯車装置において、 少なくとも１つの歯車が、シャフトの周りに設けられ、該シャフト又は各該歯車 の中には少なくとも１つのつめ部材が設けられ、各該つめ部材は、少なくとも部 分的に、磁気的手段又は液圧的手段により、該歯車を通り抜ける該シャフトに対 して通常は自由に回転する歯車と係合され及び係合解除され、又は、該歯車を通 り抜ける該シャフトであって、該歯車が通常は自由に回りを回転する該シャフト と係合され及び係合解除され、該歯車又は該シャフトとの各該つめ部材の該係合 により、該歯車は該シャフトと一緒に回転し、各該つめ部材は、対向表面の中の ほぼ相補的なリセスと係合するように配置され、各該つめ部材は、ただ１つの方 向のみに該つめ部材に対する該対向表面の回転の間に該対向表面と確実に係合す るように寸法調整されていることを特徴とする改善された歯車装置。 ２． 各方向で前記対向表面と係合するように寸法調整された少なくとも１つ の前記つめ部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の改善された 歯車装置。 ３． 前記相補的リセスの前部表面と係合する少なくとも１つのつめ部材が設 けられ、前記前部表面は、前記シャフトの回転の方向に対して前部に位置し、前 記少なくとも１つのつめ部材は、前方つめ部材である、請求項２に記載の改善さ れた歯車装置。 ４． 前記相補的リセスの後部表面と係合する少なくとも１つのさらなるつめ 部材が設けられ、該後部表面は、前記シフトの回転の方向に対して後部であり、 前記少なくとも１つのさらなるつめ部材は、逆つめ部材である、請求項３に記載 の改善された歯車装置。 ５． 前記磁気的手段が、前記シャフトの中の遊動磁石を含み、各前記つめ部 材は、前記つめ部材に沿って調整に前記遊動磁石を位置決めすると、前記つめ部 材が、前記遊動磁石により反発又は吸引され、前記対向表面の中のほぼ相補的な リセスの中に突出するように、磁化されている、請求項１から請求項５のいずれ か一に記載の改善された歯車装置。 ６． 前記磁気的手段が、前記シャフトの中に設けられている遊動電磁石を有 し、前記つめ部材に直接沿わせて前記遊動電磁石を位置決めすると、前記つめ部 材が、作動されると前記遊動電磁石により反発又は吸引され、前記対向表面のほ ぼ相補的なリセスの中に突出する、請求項１から請求項４のいずれか一に記載の 改善された歯車装置。 ７． 前記遊動電磁石がソレノイドから成る、請求項６に記載の改善された歯 車装置。 ８． 一対の互いにほぼ平行なシャフトを具備し、各前記シャフトの回りに、 少なくとも２つの歯車が設けられ、前記歯車は、前記互いに平行なシャフトの間 の歯車対すなわち歯車比を形成する、請求項１から請求項７のいずれか一に記載 の改善された歯車装置。 ９． 歯車対すなわち歯車比の歯車のいずれも、すべての歯車対の回転により 生じる摩擦損を最小化するために、そのシャフトに対して恒久的に固定されてい ない、請求項８に記載の改善された歯車装置。 １０． 歯車対すなわち歯車比の歯車が、１つの前記シフトに対して恒久的に 固定されている、請求項９に記載の改善された歯車装置。 １１． 各シャフトの周りに設けられている前記シャフト及び／又はケーシン グ又はハウジングと、その回りに配置されている歯車との中に、電磁石配置すな わち列が設けられ、前記電磁石列は、１つ以上の前記電磁石の選択的な作動を可 能にして、選択された歯車が、前記歯車を通り抜けるそれらのそれそれのシャフ トと選択的に係合するように、位置決めされている、請求項１から請求項１１の いずれか一に記載の改善された歯車装置。 １２． 前記電磁石列が、各シャフトの中に設けられている、請求項１１に記 載の改善された歯車装置。 １３． プログラマブルロジックコントローラ(ＰＬＣ)、マイクロプロセッサ 、コンピュータ又はエンジンマネジメントシステムが、前記電磁石列の作動を制 御するために設けられている、請求項１１又は１２に記載の改善された歯車装置 。 １４． 各シャフトが、さらに、遊動ソレノイドアセンブリが通り抜けること ができる中空中央スタティックシャフトと、つめ部材が枢転可能に取付けられて いる駆動／被駆動回転シャフトとの間に配置され、前記歯車と選択的に係合する ことができる複数の回転ロックリングを有し、前記遊動ソレノイドアセンブリは 、複数のロックリングのうちの１つの回転を一時的に中断し、これにより、前記 ロックリングは、つめ部材に作用し、選択された歯車を係合又は係合解除する、 請求項１から請求項１０のいずれか一に記載の改善された歯車装置。 １５． 前記歯車に、前記回転ロックリング４つが対応する、請求項１４に記 載の改善された歯車装置。 １６． 前記４つを有する前記回転ロックリングの対に、前記つめ部材のうち の少なくとも１つが対応する、請求項１５に記載の改善された歯車装置。 １７． 前記回転ロックリングの前記互いに隣接する対に、前記つめ部材３つ に対応し、前記つめ部材は、前記駆動／被駆動シャフトの周りに等間隔で周縁に 配置されている、請求項１６に記載の改善された歯車装置。 １８． 各前記歯車が、少なくとも１つのリセスを有し、前記リセスの中に、 前記つめ部材の前部エンジンと係合して、前記駆動／被駆動シャフトに前記歯車 をロックするために、１つの段部が形成されている、請求項１４から請求項１７ のいずれか一に記載の改善された歯車装置。 １９． 前記回転ロックリングの前記対のうちの一方に、前方向に位置合せさ れているつめ部材が対応し、前記回転ロックリングの前記対の他方に、逆配向に 位置合せされているつめ部材が対応する、請求項１６から請求項１８のいずれか 一に記載の改善された歯車装置。 ２０． 前記歯車が、クランクと後輪との間のチェーンレス駆動シャフトの中 に内蔵されている、請求項１から請求項１９いずれか一に記載の改善された歯車 装置。 ２１． アクチュエータが、歯車対すなわち歯車比の両方の歯車を、１つのか み合い組の中にロックし、次のギヤがユーザにより選択されると、次のかみ合い 歯車対すなわち歯車比が、前記次のギヤを通り抜けるシャフトに対してロックす ることを特徴とする請求項１から請求項２０のいずれか一に記載の改善された歯 車装置。 ２２． 前記つめ部材が、新たにロックされた歯車対すなわち歯車比がロック 解除しないと、他方のシャフト上の、前にロックされ、より遅く回転する歯車が そのシャフトからロック解除するように形状化され、互いにほぼ平行なシャフト の間の、異なる歯車比が、前記シャフト上の前記より遅い歯車が、前記シャフト に対して後方に回転するにつれて、回転の間に維持されないことを特徴とする請 求項２１に記載の改善された歯車装置。 ２３． 請求項１から請求項２２のいずれか一に記載の歯車装置の制御方法に おいて、 ギヤを上方へ切り換える場合、制御方法が、 ギヤにおける切り換えを要求するステップと、 より低いギヤの逆つめ部材を係合解除するステップと、 より高いギヤの前方つめ部材を係合するステップと、 前記より低いギヤの前方つめ部材を係合解除するか、又は、少なくとも、前記よ り低いギヤの前方つめ部材が、独力で係合解除することを可能にするステップと 、 前記より高いギヤの逆つめ部材を係合するステップとから成ることを特徴とする 歯車装置の制御方法。 ２４． 減速又は追い越しの際にギヤを下方へ切り換える場合、制御方法が、 ギヤにおける切り換えを要求するステップと、 より高いギヤの前方つめ部材を係合解除するステップと、 前記より高いギヤの逆つめ部材を係合解除するか、又は、少なくとも、前記より 高いギヤの前方つめ部材が、独力で係合解除することを可能にするステップと、 前記より低いギヤの前方つめ部材を係合するステップとから成ることを特徴とす る請求項１から請求項２２のいずれか一に記載の歯車装置の制御方法。 ２５． たとえば、エンジンブレーキ作動の場合など、加速下にギヤを下方へ 切り換える場合、制御方法が、 ギヤにおける切り換えを要求するステップと、 前記より高いギヤの逆つめ部材を係合解除し、他方、たとえばクラッチ又はエン ジン点火の制御により、歯車装置への動力をカットするステップと、 前記より高いギヤの前記前方つめ部材及び前記逆つめ部材を係合解除するステッ プと、 前記より低いギヤの前記前方つめ部材と前記逆つめ部材とを係合するステップと から成ることを特徴とする請求項１から請求項２２のいずれか一に記載の歯車装 置の制御方法。 ２６． 実施の形態のうちの任意の１つを参照して本明細書に説明されたもの とほぼ同じの歯車装置。 ２７． 実施の形態のせめを参照して説明されたものとほぼ同じの歯車装置の 制御方法。