JP2005024004A - 変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１速で作動させる場合において、特に大きな駆動トルクを入力軸から出力軸へ迅速かつ確実に伝達することを可能にすること。
【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の制動ドラム対４１Ｄ、第２及び第３の制動ドラム４２Ｄ及び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。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等に搭載する変速装置、更に詳しくは遊星歯車機構を備えた変速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
遊星歯車機構は、サンギヤと、サンギヤと同心に配設されたリングギヤと、リングギヤとサンギヤとに噛み合うプラネタリギヤ、及びプラネタリギヤを支持するプラネタリキャリア等の回転要素からなっている。このような遊星歯車機構は、サンギヤとリングギヤ及びプラネタリキャリアの何れか一つを固定し、残りの一方を入力側に他方を出力側にそれぞれ伝動連結することにより、入力側に伝達された動力を遊星歯車機構を介して出力側に伝達することができる。このような遊星歯車機構を備えた動力伝達装置、例えば変速装置において、遊星歯車機構を構成するサンギヤとリングギヤ及びプラネタリキャリアの何れか一つを固定する手段として、従来はブレーキバンドまたは多板ディスクブレーキが一般に用いられている。而して、ブレーキバンド及び多板ディスクブレーキは回転力を摩擦力によって制動するため、磨耗が発生し耐久性の面で問題がある。
【０００３】
上記事実に基づいて、遊星歯車機構を構成する回転要素の一つに非接触で制動力を与えることができる変速装置が、本出願人であるいすゞ自動車株式会社によって既に提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に開示された変速装置は、原動機の動力によって駆動させられる入力軸と、入力軸と同一軸上に配設された出力軸と、入力軸と出力軸との間に配設された第１、第２、第３及び第４の遊星歯車機構を備えている。この変速装置は更に、第１、第２、第３及び第４の遊星歯車機構をそれぞれ構成する回転要素の一つに連結された制動ドラムと、各制動ドラムの外周側に回転が規制され軸方向に移動可能に配設された磁石手段と、磁石手段を軸方向に移動させ、各制動ドラムの外周面とそれぞれ対向する制動位置と各制動ドラムの外周面と対向しない制動解除位置に位置付ける磁石作動手段とを備えている。以上の構成により、４段変速が可能な変速装置が得られる。
【０００４】
上記変速装置によれば、磁石手段を制動ドラムの外周面と対向する制動位置に位置付けることにより、磁石手段と制動ドラムとの相対速度差によって制動ドラムの外周面に渦電流を生じさせ、制動ドラムすなわち回転要素の一つに制動力を与えることができる。この結果、機械的な接触をすることなく遊星歯車機構を機能させ動力伝達を行うことができるので、磨耗が無く耐久性に優れた変速装置を得ることができる。また、上記変速装置を車両に搭載した場合には、入力軸を原動機に直接連結しても車両を発進駆動させることができ、車両を発進するために用いられている摩擦クラッチやトルクコンバータ等の流体継手を除去することが可能となる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１５３１９１号公報（第４−第５頁、図７）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記変速装置には次のような問題が存在することが判明した。
（１）第１、第２、第３及び第４の遊星歯車機構を配列することにより、４段変速が可能な変速装置を得るよう構成されているので、部品点数が多く、全体の構成が複雑となり、重量が重く、コストアップとなる。
（２）変速装置を高速段側で作動させる場合には、比較的多数のギヤを駆動しなければ出力軸に動力を伝達できないので、駆動効率が低下し、実用的には好ましくない。更に具体的には変速装置を３速で作動させる場合には、第１、第２及び第３の遊星歯車機構を駆動する必要があり、また変速装置を４速で作動させる場合には、第１、第２、第３及び第４の遊星歯車機構を駆動する必要がある。その結果、駆動効率が大きく低下するので、該装置を実用化するためには、駆動効率を改善する必要がある。
（３）他方、変速装置を低速段側で作動させる場合には、更に具体的には変速装置を１速又は２速で作動させる場合には、３速及び４速用の遊星歯車機構である第３及び第４の遊星歯車機構の回転要素の一つである制動ドラムが高速で空転させられる。その結果、駆動エネルギーのロスが増加し、駆動効率が大きく低下するので、該装置を実用化するためには、駆動エネルギーのロスを少なくする必要がある。
【０００７】
上記事実に基づいて本発明者は鋭意研究を行った結果、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。
【０００８】
第１、第２及び第３の遊星歯車機構を配列することにより、４段変速が可能な上記変速装置によれば、先に述べた（１）〜（３）の技術的課題を解決することが可能になった。しかしながら、上記変速装置には更に別の問題が存在することが判明した。すなわち、変速装置を１速で作動させる場合には、特に大きな所要の駆動トルクを入力軸から出力軸へ迅速かつ確実に伝達する必要があるが、上記変速装置には、この要求を満足させるための対策が施されていない。
【０００９】
本発明の目的は、１速で作動させる場合において、特に大きな所要の駆動トルクを入力軸から出力軸へ迅速かつ確実に伝達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。
【００１０】
本発明の他の目的は、合理的なシフトパターンを確保しながら上記目的を達成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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、入力軸と出力軸との間に配設された第１、第２及び第３の遊星歯車機構を備えている変速装置において、
導電性材料からなる第１の制動ドラム対、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の制動ドラム対及び第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の制動ドラム対の外周面に対向し、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の制動ドラムの外周面に対向すると共に第１の制動ドラム対を構成する片方の第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、
ことを特徴とする変速装置、が提供される。
【００１２】
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の制動ドラム対を構成する片方の第１の制動ドラムの外周面に対向すると共に第２の磁石が第１の制動ドラム対を構成する他方の第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対向すると共に第２の磁石が第１の制動ドラム対を構成する片方の第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対向すると共に第２の磁石が第２の制動ドラムの外周面に対向する、ことが好ましい。
入力軸の回転を逆転して出力軸に伝達する第４の遊星歯車機構が備えられ、第４の遊星歯車機構は、リングギヤと、該リングギヤの外周側に該リングギヤと一体的に回転可能にかつ該リングギヤに対し軸方向に移動可能に配設された、導電性材料からなる第４の制動ドラムと、第４の制動ドラムを軸方向に移動させて第４の制動ドラムの外周面が磁石手段と対向する制動位置と磁石手段と対向しない非制動位置とに選択的に位置付けるドラム移動手段と、該リングギヤに噛み合わされた第１のプラネタリギヤと、第１のプラネタリギヤに噛み合わされた第２のプラネタリギヤとを備え、第２のプラネタリギヤと第１の遊星歯車機構のプラネタリギヤとは一体に回転しうるよう軸により連結され、該軸は、第１の遊星歯車機構のプラネタリキャリアに回転自在に支持され、磁石手段が制動解除位置に位置付けられた状態で、第４の制動ドラムは、ドラム移動手段によって、制動位置と非制動位置とに選択的に位置付けられる、 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、該リングギヤの外周側に該リングギヤと一体的に回転可能にかつ該リングギヤに対し軸方向に移動可能に配設された、導電性材料からなる第４の制動ドラムと、第４の制動ドラムを軸方向に移動させて第４の制動ドラムの外周面が磁石手段と対向する制動位置と磁石手段と対向しない非制動位置とに選択的に位置付けるドラム移動手段と、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、磁石手段が制動解除位置に位置付けられた状態で、第４の制動ドラムは、ドラム移動手段によって、制動位置と非制動位置とに選択的に位置付けられる、ことが好ましい。
該リングギヤの外周側には円筒状の支持部材が一体に配設され、第４の制動ドラムは、支持部材の外周面に対し、相対回転できないようにかつ軸方向に移動可能に嵌合されている、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及び第２の磁石を備え、磁石手段が制動解除位置に位置付けられた状態で、第４の制動ドラムが制動位置に位置付けられると、第４の制動ドラムの外周面は第２の磁石に対向する、ことが好ましい。
磁石手段は、磁石支持手段と、相互に周方向に間隔をおいて磁石支持手段に配設された複数個の永久磁石とを備え、永久磁石の各々は、軸方向に間隔をおいて相互に対向するよう配置された第１及び第２の磁極部と、第１及び第２の磁極部を接続するよう配設された橋絡部とからなり、第１及び第２の磁極部は橋絡部の両端から半径方向内側に延び出すよう構成され、永久磁石の各々において、第１及び第２の磁極部は、半径方向内側に向けられた、相互に異極をなす磁極面を有し、周方向に相互に隣り合う永久磁石の各々における、第１の磁極部の磁極面同士及び第２の磁極部の磁極面同士は相互に異極をなし、磁石手段が、第１の制動位置に位置付けられると永久磁石の各々の第１の磁極部の磁極面が第１の制動ドラムの外周面に対向し、第２の制動位置に位置付けられると第１の磁極部の磁極面が第２の制動ドラムの外周面に対向し、第３の制動位置に位置付けられると第１の磁極部の磁極面が第３の制動ドラムに対向しかつ第２の磁極部の磁極面が第１の制動ドラムの外周面に対向し、第４の制動位置に位置付けられると第１の磁極部の磁極面が第３の制動ドラムに対向しかつ第２の磁極部の磁極面が第２の制動ドラムの外周面に対向する、ことが好ましい。
磁石手段は、磁石支持手段と、相互に周方向に間隔をおいて磁石支持手段に配設された複数個の永久磁石とを備え、永久磁石の各々は、軸方向に間隔をおいて相互に対向するよう配置された第１及び第２の磁極部と、第１及び第２の磁極部を接続するよう配設された橋絡部とからなり、第１及び第２の磁極部は橋絡部の両端から半径方向内側に延び出すよう構成され、永久磁石の各々において、第１及び第２の磁極部は、半径方向内側に向けられた、相互に異極をなす磁極面を有し、周方向に相互に隣り合う永久磁石の各々における、第１の磁極部の磁極面同士及び第２の磁極部の磁極面同士は相互に異極をなし、磁石手段が制動解除位置に位置付けられた状態で、第４の制動ドラムが制動位置に位置付けられると、第４の制動ドラムの外周面は永久磁石の各々における第２の磁極部の磁極面に対向する、ことが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による変速装置の好適実施形態を図示している添付図面を参照して、更に詳細に説明する。図１には、本発明による変速装置の実施形態の概略構成図が示されている。図１に示す変速装置は、図示しない車両に搭載されており、原動機の動力によって駆動される入力軸２と、入力軸２と同一軸上に配設された出力軸３と、入力軸２と出力軸３との間に配設された第１の遊星歯車機構４１、第２の遊星歯車機構４２、第３の遊星歯車機構４３及び第４の遊星歯車機構４４とを備えている。第１、第２及び第３の遊星歯車機構４１、４２及び４３は、出力軸３側から入力軸２側に向かってこの順に配列され、第４の遊星歯車機構４４は、第１の遊星歯車機構４１の、出力軸３側に配置されている。入力軸２には、ワンウエイクラッチ２１を介してサンギヤユニット２２が連結されている。入力軸２には、入力軸２よりも大径のボス部２ａが設けられている。ボス部２ａには入力軸２と共通の軸線を有する嵌合孔が形成され、該嵌合孔にワンウエイクラッチ２１の外輪が嵌合されて一体に連結されている。ボス部２ａの一部は、第３の遊星歯車機構４３のプラネタリキャリア４３ｄを構成している。サンギヤユニット２２は、中心軸部２２Ａと、中心軸部２２Ａの外周部に軸方向に間隔をおいて一体に配設されたサンギヤ４１ａ、４２ａ及び４３ａとを備えている。サンギヤユニット２２の中心軸部２２Ａは、ワンウエイクラッチ２１の内輪又は中心軸に一体に連結されている。
【００１４】
第１の遊星歯車機構４１は、上記サンギヤ４１ａ、サンギヤ４１ａと同心に配設されたリングギヤ４１ｂ、サンギヤ４１ａとリングギヤ４１ｂとに噛み合わされたプラネタリギヤ４１ｃ、及びプラネタリキャリア４１ｄの各回転要素を備えている。プラネタリギヤ４１ｃは、軸４１ｓに一体に配設され、軸４１ｓは軸受Ｂｒを介してプラネタリキャリア４１ｄに回転自在に支持されている。更に具体的に説明すると、軸４１ｓの一端部（図１において右端部）には、後述する第４の遊星歯車機構４４の第２のプラネタリギヤ４４ｅが一体に配設され、上記プラネタリギヤ４１ｃは、軸４１ｓの他端部（図１において左端部）に一体に配設されている。そして軸４１ｓの中間部が軸受Ｂｒを介してプラネタリキャリア４１ｄに回転自在に支持されている。プラネタリキャリア４１ｄは出力軸３に一体に配設されている。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。
【００１５】
入力軸２の回転を逆転して出力軸３に伝達する第４の遊星歯車機構４４は、リングギヤ４４ｂと、リングギヤ４４ｂに噛み合わされた第１のプラネタリギヤ４４ｃと、プラネタリキャリア４４ｄと、第１のプラネタリギヤ４４ｃに噛み合わされた第２のプラネタリギヤ４４ｅとの、各回転要素を備えている。第１のプラネタリギヤ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。先にも述べたように、第２のプラネタリギヤ４４ｅと第１の遊星歯車機構４１のプラネタリギヤ４１ｃとは、相互に一体に回転しうるよう軸４１ｓにより連結されている。軸４１ｓの中間部は、第１の遊星歯車機構４１のプラネタリキャリア４１ｄに軸受Ｂｒを介して回転自在に支持されている。先にも述べたように、軸４１ｓが回転自在に支持されている第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に一体に連結されている。このような構成に起因して、第１の遊星歯車機構４１のプラネタリキャリア４１ｄは、第４の遊星歯車機構４４の第２のプラネタリギヤ４４ｅのプラネタリキャリアを兼用しているといえる。なお、いうまでもなく、第４の遊星歯車機構４４の第２のプラネタリギヤ４４ｅと第１の遊星歯車機構４１のプラネタリギヤ４１ｃは、それぞれ周方向に間隔をおいて複数個（同数）配設されているので、それらを相互に一体に連結する軸４１ｓ及び軸受Ｂｒも同じ複数個配設されることになる。
【００１６】
第１の遊星歯車機構４１のリングギヤ４１ｂには、第１の制動ドラム対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１の制動ドラム対４１Ｄは、片方の第１の制動ドラム４１Ｄａと、他方の第１の制動ドラム４１Ｄｂとから構成されている。第１の制動ドラム対４１Ｄは、リングギヤ４１ｂ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２の遊星歯車機構４２のリングギヤ４２ｂの外周側、すなわち半径方向外側位置には第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の外周側、すなわち半径方向外側位置には第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の外周側、すなわち半径方向外側位置には、第４の制動ドラム４４Ｄが、リングギヤ４４ｂと一体的に回転可能にかつリングギヤ４４ｂに対し軸方向に移動可能に配設されている。第４の制動ドラム４４Ｄの軸方向の一端（他方の第１の制動ドラム４１Ｄｂに対し軸方向反対側の一端であって図１において右端）には、第４の制動ドラム４４Ｄの外周面から半径方向外方に延び出す環状のリブ４４Ｄｒが形成されている。第４の制動ドラム４４Ｄは、ドラム移動手段７０により、制動位置Ｒ−ｏｎと非制動位置Ｒ−ｏｆｆとに選択的に位置付けられるよう構成されている。この構成については後に詳述する。上記片方の第１の制動ドラム４１Ｄａ、他方の第１の制動ドラム４１Ｄｂ、第２、第３及び第４の制動ドラム４２Ｄ、４３Ｄ及び４４Ｄは、入力軸２及び出力軸３と共通の軸線上に配列されている。
【００１７】
他方の第１の制動ドラム４１Ｄｂ、片方の第１の制動ドラム４１Ｄａ、第２の制動ドラム４２Ｄ及び第３の制動ドラム４３Ｄ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ている。第４の制動ドラム４４Ｄは、他方の第１の制動ドラム４１Ｄｂの、出力軸３側に配置されている。片方の第１の制動ドラム４１Ｄａ、第２の制動ドラム４２Ｄ及び第３の制動ドラム４３Ｄは、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ているが、片方の第１の制動ドラム４１Ｄａ、他方の第１の制動ドラム４１Ｄｂ及び、非制動位置Ｒ−ｏｆｆに位置付けられた状態における第４の制動ドラム４４Ｄは、軸方向に相互に比較的大きな一定の間隔をおいて配列されている。片方の第１の制動ドラム４１Ｄａ、他方の第１の制動ドラム４１Ｄｂ、第２の制動ドラム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４の制動ドラム４４Ｄの軸方向幅はそれらよりも若干大きく形成され、第３の制動ドラム４３Ｄの軸方向幅は、他の全ての制動ドラム（片方の第１の制動ドラム４１Ｄａ、他方の第１の制動ドラム４１Ｄｂ、第２及び第４の制動ドラム４２Ｄ及び４４Ｄ）よりも大きく形成されている（片方の第１の制動ドラム４１Ｄａ、他方の第１の制動ドラム４１Ｄｂ及び第２の制動ドラム４２Ｄの軸方向幅の少なくとも２倍以上）。
【００１８】
片方の第１の制動ドラム４１Ｄａ、他方の第１の制動ドラム４１Ｄｂ、第２、第３及び第４の制動ドラム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。これらの各制動ドラムを、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。
【００１９】
上記第４の遊星歯車機構４４において、リングギヤ４４ｂの外周側には円筒状の支持部材４５が一体に配設されている。第４の制動ドラム４４Ｄは、支持部材４５の外周面に対し、相対回転できないようにかつ軸方向に移動可能に嵌合されている。更に具体的に説明すると、入力軸２及び出力軸３と共通の軸線を有する支持部材４５の外周面には、周方向に間隔をおいて軸方向に平行に延在する図示しない複数の溝が形成され、第４の制動ドラム４４Ｄの内周面には、周方向に間隔をおいて軸方向に平行に延在する図示しない複数の突部が形成され、第４の制動ドラム４４Ｄの突部を支持部材４５の溝に摺動自在に嵌合することにより、第４の制動ドラム４４Ｄは、支持部材４５の外周面に対し、相対回転できないようにかつ軸方向に移動可能に嵌合される。支持部材４５の軸方向の一端（図１において左端であって、他方の第１の制動ドラム４１Ｄｂ側の一端）には、支持部材４５の外周面から半径方向外方に延び出す環状のストッパ４５ａが形成されている。また支持部材４５の軸方向の他端（図１において右端であって、他方の第１の制動ドラム４１Ｄｂに対し軸方向反対側の他端）の外周面には、環状の溝が形成され、該溝にストップリング４５ｂが嵌合されている。ストップリング４５ｂの周縁領域は支持部材４５の外周面から半径方向外方に突出している。これらストッパ４５ａ及びストップリング４５ｂにより、第４の制動ドラム４４Ｄの、支持部材４５に対する軸方向移動が規制される。
【００２０】
上記第４の遊星歯車機構４４は、第４の制動ドラム４４Ｄを軸方向に移動させて第４の制動ドラム４４Ｄの外周面が後述する磁石手段５と対向する制動位置Ｒ−ｏｎと、磁石手段５と対向しない非制動位置Ｒ−ｏｆｆとに選択的に位置付けるドラム移動手段７０を備えている。ドラム移動手段７０は、第４の制動ドラム４４Ｄの半径方向外側を入力軸２及び出力軸３と共通の軸線方向に該軸線に平行に延在する軸７１を備えている。軸７１は、変速装置のケース１の後壁１ａに軸方向に摺動自在にかつ回転できないように支持されている。後壁１ａは、支持部材４５における軸方向の上記他端に近接して配置されている。軸７１の一端側は後壁１ａから支持部材４５側に突出し、軸７１の他端側は後壁１ａから支持部材４５とは反対側に突出している。軸７１の一端部には、それぞれ軸７１の外周面から半径方向外方に延び出す一対のフォーク７２が軸方向に間隔をおいて配設されている。一対のフォーク７２は、支持部材４５のリブ４４Ｄｒに相対回転自在に嵌合されている。軸７１の、後壁１ａから支持部材４５とは反対側に突出した領域における他端部には、係止リング７３が軸方向に移動できないように配設され、軸７１の、係止リング７３と後壁１ａとの間には、ばね手段である圧縮コイルばね７４が配設されている。軸７１は、圧縮コイルばね７４のばね力によって、他方の第１の制動ドラム４１Ｄｂに対し軸方向に離隔する方向に常時付勢されている。その結果、第４の制動ドラム４４Ｄは、圧縮コイルばね７４のばね力によって、その上記他端がストップリング４５ｂに圧接された非制動位置に常時付勢され、位置付けられている。ドラム移動手段７０は、アクチュエータ、実施形態においてはロータリソレノイド７５と、アーム７６とを備えている。アーム７６の一端はロータリソレノイド７５の回転駆動軸に一体に連結され、他端は軸７１の他端に対向させられている。ロータリソレノイド７５が非作動の状態においては、第４の制動ドラム４４Ｄは非制動位置に位置付けられている。ロータリソレノイド７５が作動されると、ロータリソレノイド７５の回転駆動軸が所定の角度だけ回転駆動させられる。この回転は、アーム７６を介して軸７１に伝達され、軸７１を圧縮コイルばね７４のばね力に抗して他方の第１の制動ドラム４１Ｄｂが存在する軸方向に移動させる。その結果、第４の制動ドラム４４Ｄは、後述する第２の磁石５２に対向する制動位置に位置付けられる。
【００２１】
上記した第４の遊星歯車機構４４において、第１のプラネタリギヤ４４ｃを第２のプラネタリギヤ４４ｅ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して噛み合わすレイアウトに構成した場合には、第４の制動ドラム４４Ｄと共に第１〜第３の制動ドラム４１Ｄ〜４３Ｄの直径を短縮することができる。
【００２２】
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、第１〜第３の制動ドラム４１Ｄ〜４３Ｄの外周面と対向する第１〜第４の制動位置と、第１〜第４の制動ドラム４１Ｄ〜４４Ｄの外周面と対向しない制動解除位置と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、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。
【００２３】
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かつほぼ直方体形状を有する複数個の第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及び第２の永久磁石５１及び５２は磁極面がそれぞれ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と半径方向外側面同士及び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と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。
【００２４】
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。
【００２５】
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３の制動ドラム４１Ｄ〜４３Ｄ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及び第４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。
【００２６】
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は、第１の制動ドラム対４１Ｄの中間における空間に対向し、第２の永久磁石５２は、支持部材４５の外周面に対し、第４の制動ドラム対４４Ｄの半径方向の厚さ以上の隙間をおいて対向する。これは、少なくとも、第４の制動ドラム４４Ｄが、支持部材４５の、図１に示す非制動位置Ｒ−ｏｆｆから図６に示す制動位置Ｒ−ｏｎに移動させられるときの干渉を防ぐために設けられる。支持部材４５が鋼材などの磁性材からなる場合には、該隙間は、少なくとも支持部材４５に対する磁束の影響が無視できる程度に設定される。また、支持部材４５がアルミなどの非磁性材からなる場合には、該隙間は最小でよい。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は片方の第１の制動ドラム４１Ｄａの外周面に対向し、かつ第２の永久磁石５２は他方の第１の制動ドラム４１Ｄｂの外周面に対向する。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は第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は第１の制動ドラム対４１Ｄの中間における空間に対向する手段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は第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、かつ第２の永久磁石５２は片方の第１の制動ドラム４１Ｄａ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は第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は第２の制動ドラム４２Ｄの外周面に対向する。また、磁石手段５が上記制動解除位置に位置付けられた状態で、第４の制動ドラム４４Ｄは、ロータリソレノイド７５の作動によって、制動位置Ｒ−ｏｎと非制動位置Ｒ−ｏｆｆとに選択的に位置付けられる。
【００２７】
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４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。
【００２８】
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が第１の制動ドラム対４１Ｄの間の空間に対向しかつ第２の永久磁石５２が支持部材４５の外周面に対し上記隙間をおいて対向する。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は磁界が形成され、周方向に相互に隣接する第１の永久磁石５１の半径方向外側の磁極面と磁石支持環５０との間には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間にはそれぞれ磁界が形成され、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と磁石支持環５０との間には磁気回路が形成される。しかしながら第１及び第２の永久磁石５１及び５２の半径方向内側にはそれぞれ上記空間及び隙間が存在するので、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及び支持部材４５に作用することはない。すなわち、磁石手段５が中立位置（Ｎ）にある状態では、磁石手段５は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のプラネタリキャリア４１ｄ（第４の遊星歯車機構４４の第２のプラネタリギヤ４４ｅのプラネタリキャリアを兼用している）は固定される。他方、第１の制動ドラム対４１Ｄ及び第２〜第４の制動ドラム４２Ｄ〜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及び支持部材４５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。
【００２９】
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は片方の第１の制動ドラム４１Ｄａの外周面に対向し、かつ第２の永久磁石５２は他方の第１の制動ドラム４１Ｄｂの外周面に対向する。片方の第１の制動ドラム４１Ｄａ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、他方の第１の制動ドラム４１Ｄｂ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る磁界内に位置付けられるので、それぞれ、第１及び第２の永久磁石５１及び５２の磁気作用を受ける。このとき、片方の第１の制動ドラム４１Ｄａ及び他方の第１の制動ドラム４１Ｄｂからなる第１の制動ドラム対４１Ｄは回転させられているので、第１及び第２の永久磁石５１及び５２と第１の制動ドラム対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の制動ドラム対４１Ｄの外周面に渦電流が生ずるので、第１の制動ドラム対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、この公転が軸４１ｓ、軸受Ｂｒ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の制動ドラム対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の制動ドラム対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。
【００３０】
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は第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は第１の制動ドラム対４１Ｄの中間に存在する空間に対向する。第２の制動ドラム４２Ｄ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。このとき、第２の制動ドラム４２Ｄは回転させられているので、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、軸４１ｓ、軸受Ｂｒ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。
【００３１】
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。
【００３２】
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が片方の第１の制動ドラム４１Ｄａ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、また、片方の第１の制動ドラム４１Ｄａは、周方向に相互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る磁界内に位置付けられるので、第３の制動ドラム４３Ｄ及び片方の第１の制動ドラム４１Ｄａは、それぞれ第１及び第２の永久磁石５１及び５２の磁気作用を受ける。このとき、第３の制動ドラム４３Ｄ及び片方の第１の制動ドラム４１Ｄａ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、片方の第１の制動ドラム４１Ｄａ、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、この公転が軸４１ｓ、軸受Ｂｒ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。
【００３３】
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、また、第２の制動ドラム４２Ｄは、周方向に相互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る磁界内に位置付けられるので、第３の制動ドラム４３Ｄ及び第２の制動ドラム４２Ｄは、それぞれ第１及び第２の永久磁石５１及び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ているので、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、軸４１ｓ、軸受Ｂｒ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。
【００３４】
上記変速装置において、１速で作動させられる場合（図２参照）、上記したように、第１の永久磁石５１が片方の第１の制動ドラム４１Ｄａの外周面に対向し、かつ第２の永久磁石５２が他方の第１の制動ドラム４１Ｄｂの外周面に対向する。つまり、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は、相互に実質的に一体の第１の制動ドラム対４１Ｄを構成する片方の第１の制動ドラム４１Ｄａ及び他方の第１の制動ドラム４１Ｄｂの二つの制動ドラムが第１及び第２の永久磁石５１及び５２の両方の磁力の作用を受けることによって制動されるので、上記変速装置が第２速〜第４速で作動させられる場合に比べて、特に大きな制動トルクを受ける。その結果、特に大きな所要のトルクを入力軸２から出力軸３へ迅速かつ確実に伝達することが可能になるので、上記変速装置を車両に搭載して使用した場合には、車両の発進動作を先に述べた従来装置におけるよりも更に円滑かつ確実に遂行することを可能にするものである。また、上記した如く、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を制動するために、片方及び他方の第１の制動ドラム４１Ｄａ及び４１Ｄｂを配設するにもかかわらず、中立、１速、２速、３速及び４速間のシフトは所要のとおり円滑かつ確実に遂行されるので、所要のとおりの合理的なシフトパターンは確保される。
【００３５】
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、軸４１ｓ、軸受Ｂｒ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。
【００３６】
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、軸４１ｓ、軸受Ｂｒ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２個の制動ドラム（第１の制動ドラム対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。
【００３７】
次に、図６を参照して、変速装置を後進で作動させる場合には、磁石手段５が上記制動解除位置〔中立位置（Ｎ）〕に位置付けられた状態で、ロータリソレノイド７５を作動させる。第４の制動ドラム４４Ｄは、支持部材４５上を圧縮コイルばね７４のばね力に抗して非制動位置Ｒ−ｏｆｆから制動位置Ｒ−ｏｎに移動させられる。第４の制動ドラム４４Ｄは、第２の永久磁石５２の内側面に対向する（換言すれば、第２の永久磁石５２の内側面が第４の制動ドラム４４Ｄの外周面に相対的に対向する）。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る磁界内に位置付けられるので、第４の制動ドラム４４Ｄは、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。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、軸４１ｓを介して第４の遊星歯車機構４４の第２のプラネタリギヤ４４ｅがプラネタリギヤ４１ｃと一体に回転駆動される。第２のプラネタリギヤ４４ｅが回転駆動されると、第１のプラネタリギヤ４４ｃが第４の遊星歯車機構４４のリングギヤ４４ｂに沿って自転しつつ公転する。その結果、軸４１ｓが自転しながら公転させられるので、プラネタリキャリア４１ｄ及び出力軸３が回転駆動させられる。サンギヤ４１ａの回転方向は入力軸２と同じ方向であるが、これに噛み合うプラネタリギヤ４１ｃ及びこれと一体の軸４１ｓと第２のプラネタリギヤ４４ｅの回転方向は入力軸２と反対方向であり、第２のプラネタリギヤ４４ｅに噛み合う第１のプラネタリギヤ４４ｃは入力軸２と同じ方向に回転（自転）するが、リングギヤ４４ｂに沿って入力軸２と反対方向に公転させられる。その結果、第２のプラネタリギヤ４４ｅ、軸４１ｓ及びプラネタリギヤ４１ｃが入力軸２と反対方向に公転させられるので、プラネタリキャリア４１ｄ及び出力軸３は、入力軸２と反対方向、すなわち車両を後進させる方向に回転駆動されるのである。
【００３８】
上記した如く磁石手段５が上記制動解除位置〔中立位置（Ｎ）〕に位置付けられた状態において、かつ、第４の制動ドラム４４Ｄが制動位置Ｒ−ｏｎに位置付けられた状態において、ロータリソレノイド７５の作動を解除させると、第４の制動ドラム４４Ｄは、支持部材４５上を圧縮コイルばね７４のばね力によって、制動位置Ｒ−ｏｎから非制動位置Ｒ−ｏｆｆに移動させられる。これにより変速装置は中立状態となる。このように、上記変速装置によれば、磁石手段５が上記制動解除位置〔中立位置（Ｎ）〕に位置付けられた状態で、第４の制動ドラム４４Ｄが、ロータリソレノイド７５によって、非制動位置Ｒ−ｏｆｆと制動位置Ｒ−ｏｎとに選択的に位置付けられるよう構成されているので、上記した合理的なシフトパターンを確保しながら、車両の後進を可能にする。
【００３９】
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）及び４速位置（ＩＶ）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（出力軸３を入力軸２と同方向に回転駆動する出力）を得ることができる。また、磁石手段５が上記制動解除位置〔中立位置（Ｎ）〕に位置付けられた状態において、第４の制動ドラム４４Ｄを制動位置Ｒ−ｏｎに位置付けることにより、所定の変速比の出力（出力軸３を入力軸２と逆方向に回転駆動する出力）を得ることができる。上記各リングギヤ、プラネタリキャリアなどに制動力を与える回転要素制動手段は渦電流による制動機構であるため、機械的な接触部がなく、非接触で制動力を与えることができる。その結果、制動における摩耗がなく、耐久性を向上することができる。また、渦電流による制動機構は制動ドラムと磁石手段との間に滑りが発生することで制動力が作用し、遊星歯車機構を機能させることができるので、入力軸２を車両の原動機である内燃機関に直接連結しても車両を停止状態から発進駆動することができる。すなわち、本発明に従って構成された変速装置を車両の変速装置に適用した場合には、車両を発進するために用いられている摩擦クラッチやトルクコンバータ等の流体継手を除去することが可能となる。
【００４０】
また上記変速装置においては、第１、第２及び第３の遊星歯車機構を配列することにより、４段変速が可能な変速装置を得ることができるので、先に述べた従来の変速装置に較べて、部品点数が少なく、全体の構成がコンパクトとなり、軽量化及びコストダウンを可能にした。
【００４１】
本発明の上記実施形態において、第４の制動ドラム４５のドラム移動手段７０は上記した如く構成されているが、第４の制動ドラム４５を非制動位置Ｒ−ｏｆｆと制動位置Ｒ−ｏｎとの間を往復移動させるものであれば、どのような移動手段であってもよい。また、アクチュエータも、ロータリソレノイド７５に限定されるものではなく、他の形態のソレノイド、流体圧シリンダ機構、電動モータ、その他の駆動源を利用することができる。また、磁石作動手段６におけるねじロッド部材６０及びステッピングモータＭに代えて、流体圧シリンダ機構あるいは他の磁石作動手段を利用してもよい。
【００４２】
図７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。この変速装置において、第１の遊星歯車機構４１のプラネタリギヤ４１ｃは、プラネタリキャリア４１ｄに回転自在に支持されており、プラネタリキャリア４１ｄは出力軸３に一体に連結されている。また、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４４ｆ、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４４ｇの各回転要素を備えている。プラネタリギヤ４４ｆはプラネタリキャリア４４ｇに回転自在に支持されている。第１の遊星歯車機構４１のプラネタリギヤ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。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り、したがって同一部分は同一符号で示し、説明は省略する。
【００４３】
上記のように構成された図７に示す変速装置の作動において、磁石手段５を、中立位置（Ｎ）［図７に示す位置］、１速位置（Ｉ）、２速位置（ＩＩ）、３速位置（ＩＩＩ）及び４速位置（ＩＶ）にそれぞれ位置付けた場合の作動については、先の実施形態におけるのと実質的に同じであるので説明は省略する。以下、後進の場合についてのみ、その作動を説明する。
【００４４】
図７と共に図６を参照して、図７に示す変速装置を後進で作動させる場合には、磁石手段５が上記制動解除位置〔中立位置（Ｎ）〕に位置付けられた状態で、ロータリソレノイド７５を作動させる。第４の制動ドラム４４Ｄは、先に述べたと同様にして非制動位置Ｒ−ｏｆｆから制動位置Ｒ−ｏｎに移動させられる。第４の制動ドラム４４Ｄは、第２の永久磁石５２の内側面に対向するので、先に述べたと実質的に同様な、第２の永久磁石５２の磁気作用などによって、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。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４４ｆ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４４ｆ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、公転方向が逆となる。つまり、プラネタリキャリア４４ｇ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４１ｃに伝達された動力は、プラネタリキャリア４４ｇ及びこれと一体のプラネタリキャリア４１ｄ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、入力軸２と反対方向、すなわち車両を後進させる方向に回転駆動される。
【００４５】
上記した如く磁石手段５が上記制動解除位置〔中立位置（Ｎ）〕に位置付けられた状態において、かつ、第４の制動ドラム４４Ｄが制動位置Ｒ−ｏｎに位置付けられた状態において、ロータリソレノイド７５の作動を解除させると、第４の制動ドラム４４Ｄは、先の実施形態におけるのと実質的に同様にして、制動位置Ｒ−ｏｎから非制動位置Ｒ−ｏｆｆに移動させられる。これにより変速装置は中立状態となる。
【００４６】
上記説明から容易に理解されるように、図７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実質的に共通する基本的構成を有しているので、共通する基本的構成については、実質的に共通の作用効果を得ることができる。
【００４７】
図８〜図１３には、磁石手段の他の実施形態が示されている。図示の磁石手段５００は、磁石支持手段５００Ａと、磁石支持手段５００Ａに配設された複数個の永久磁石５５０とを備えている。永久磁石５５０の各々は相互に実質的に同じ形状及び大きさを有している。永久磁石５５０は、図１０に明示されているように、軸方向に間隔をおいて相互に対向するよう配置された第１の磁極部５５０ａ及び第２の磁極部５５０ｂと、第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂを接続するよう配設された橋絡部５５０ｃとからなる。第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂは橋絡部５５０ｃの両端から相互に平行にかつ橋絡部５５０ｃに対して直角に同じ長さだけ延び出すよう構成されている。第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂと橋絡部５５０ｃは横断面がほぼ矩形状をなしている。したがって、第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂは、橋絡部５５０ｃの長手方向両端において、橋絡部５５０ｃの片面から相互に平行にかつ該片面に対して直角に同じ長さだけ延び出すよう構成されている。この実施形態において、第１の磁極部５５０ａ及び第２の磁極部５５０ｂと橋絡部５５０ｃとは一体に形成されている。図１０から明らかなように、上記の如く構成された永久磁石５５０は、全体としてほぼチャンネル形状ないしＵ形状をなしている。第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂは、各々の先端に、相互に異極（Ｎ−Ｓ）をなす磁極面を有している。磁極面の各々は矩形状をなしている。後述するとおりにして磁石作動手段６のねじロッド部材６０に配設された状態、広義には変速装置に配設された状態において、永久磁石５５０の各々は、入力軸２及び出力軸３の軸方向に間隔をおいて相互に対向するよう配置された第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂと、第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂを接続するよう配設された橋絡部５５０ｃとからなり、第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂは橋絡部５５０ｃの両端から半径方向内側に延び出すよう構成され、永久磁石５５０の各々において、第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂは、半径方向内側に向けられた、相互に異極をなす磁極面（Ｎ又はＳ）を有している。
【００４８】
磁石支持手段５００Ａは、第１の磁石支持環５５１と、第２の磁石支持環５５２と、第１の磁石押さえ環５５３と、第２の磁石押さえ環５５４とを備えている。図１１にその一部が明示されているように、第１の磁石支持環５５１は、一定の軸方向幅及び半径方向厚さを有する円筒状の本体部５５１ａと、本体部５５１ａの外周面の全周にわたって相互に等間隔をおいて半径方向外方に延び出す複数個（偶数個）の突起部５５１ｂとを備えている。第１の磁石支持環５５１は、例えばアルミニウム合金などの非磁性材から形成されている。突起部５５１ｂの半径方向外側面は、本体部５５１ａと共通の軸心を有する共通の円周面上に位置付けられた円弧面からなる。
【００４９】
例えばアルミニウム合金などの非磁性材から形成することができる第２の磁石支持環５５２は、一定の軸方向幅及び半径方向厚さを有する円筒状の本体部５５５と、本体部５５５の外周面から半径方向外方に延び出すボス部５５６と、ボス部５５６に対し軸心を挟んだ反対側の位置における外周面から半径方向外方に延び出す図示しない他のボス部とを備えている。本体部５５５には、周方向に間隔おいて複数個の取付孔５５５ａが軸方向に延在するよう形成されている。ボス部５５６には雌ねじ５５６ａが軸方向に延在するよう形成され、他のボス部には図示しない被ガイド孔が軸方向に延在するよう形成されている。雌ねじ５５６ａは、鋼材など耐久性に優れた他の円筒部材の内側に形成し、この円筒部材をボス部５５６に埋め込むことが好ましい。また、上記被ガイド孔は、摩擦係数が低く耐久性に優れた他の円筒部材の内側に形成し、この円筒部材を他のボス部に埋め込むことが好ましい。
【００５０】
第１の磁石支持環５５１の軸方向幅は、永久磁石５５０の第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂの、相互に対向する面間の間隔にほぼ等しく、第１の磁石支持環５５１の内径は、第１〜第４の制動ドラム４１Ｄ〜４４Ｄの外径よりも若干大きい。また、第１の磁石支持環５５１の本体部５５１ａの半径方向厚さは、永久磁石５５０の第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂの、橋絡部５５０ｃからの延び出し長さとほぼ等しい。更にはまた、第１の磁石支持環５５１の突起部５５１ｂ間の間隔は、永久磁石５５０の幅とほぼ等しい。第２の磁石支持環５５２の軸方向幅は、永久磁石５５０の長手方向両端面（第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂの、相互に対向する面と反対側の端面）間の距離にほぼ等しい。また、第２の磁石支持環５５２の本体部５５５ａの内周面は、第１の磁石支持環５５１の突起部５５１ｂにおける半径方向外側面の外径（該外側面と共通の円周面の外径）とほぼ同じ内径を有している。
【００５１】
相互に実質的に共通部品からなる第１及び第２の磁石押さえ環５５３及び５５４は、一定の軸方向厚さ及び半径方向幅を有する環状円板からなり、例えばアルミニウム合金などの非磁性材から形成されている。第１及び第２の磁石押さえ環５５３及び５５４には、それぞれ周方向に間隔おいて複数個の取付孔５５３ａ及び５４ａが軸方向に延在するよう形成されている。取付孔５５３ａ及び５５４ａの各々は、第２の磁石支持環５５２の本体部５５５に形成された上記取付孔５５５ａの各々と整合する。第１及び第２の磁石押さえ環５５３及び５５４の内径は、第１〜第４の制動ドラム４１Ｄ〜４４Ｄの外径よりも若干大きく、また第１及び第２の磁石押さえ環５３及び５４の外径は、第２の磁石支持環５５２の本体部５５５の外径とほぼ等しい。
【００５２】
永久磁石５５０は、第１の磁石支持環５５１の本体部５５１ａにおける半径方向外側面であって、突起部５５１ｂの各々の間に装着される。永久磁石５５０の各々の第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂの相互の対向面は、第１の磁石支持環５５１の本体部５５１ａの両側面にほぼ密着し、第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂの磁極面は、第１の磁石支持環５５１の本体部５５１ａの幅方向両側において、本体部５５１ａの内周面と一致する円周面に対し、半径方向外側からほぼ接するよう位置付けられる。また、永久磁石５５０の各々の橋絡部５５０ｃの両側面は、第１の磁石支持環５５１の突起部５５１ｂの各々の、相互に対向する周方向面にほぼ密着させられる（該周方向面の間隔は半径方向外方に向かってわずかずつ拡大するよう形成されている）。更にはまた、永久磁石５５０の各々の半径方向外側面であって、最大外径部は、第１の磁石支持環５５１の突起部５５１ｂの半径方向外側面と共通の円周面に対し、半径方向内側からほぼ接するよう位置付けられる。なお、第１の磁石支持環５５１に装着された状態において、永久磁石５５０の各々の半径方向外側面を、第１の磁石支持環５５１の突起部５５１ｂの半径方向外側面と共通の円周面にほぼ整合する円弧面に形成してもよい。
【００５３】
上記した如く、複数の永久磁石５５０が第１の磁石支持環５５１に装着された状態で、第１の磁石支持環５５１は第２の磁石支持環５５２の本体部５５５の内周面に嵌合される。第１の磁石支持環５５１の突起部５５１ｂの各々の半径方向外側面は、第２の磁石支持環５５２の本体部５５５の内周面にほぼ密着ないし圧接される。永久磁石５５０の各々の長手方向両端面は、それぞれ第２の磁石支持環５５２の幅方向両側面とほぼ共通の面上に位置付けられる。第１及び第２の磁石押さえ環５５３及び５５４は、それぞれ第２の磁石支持環５５２の本体部５５５の幅方向両側面に当接され、第１及び第２の磁石押さえ環５５３及び５５４の取付孔５５３ａ及び５５４ａと、第２の磁石支持環５５２の本体部５５５の取付孔５５５ａを整合した状態で複数のボルト５５８及び５５９により、軸方向に締結する。第１及び第２の磁石押さえ環５５３及び５５４の内周面は、第１の磁石支持環５５１の本体部５５１ａの内周面と共通の円周面にほぼ整合するよう位置付けられる。
【００５４】
磁石作動手段６は、先の実施形態と実質的に同じであるので、同一部分を同一符号で示し、説明は省略する。第２の磁石支持環５５２のボス部５５６に形成された雌ねじ５５６ａがねじロッド部材６０にねじ係合され、かつ、第２の磁石支持環５５２の他のボス部に形成された被ガイド孔（いずれも図示せず）がガイドロッド６１にスライド自在に嵌合されることにより、第２の磁石支持環５５２は、ねじロッド部材６０及びガイドロッド６１に沿って軸方向に往復移動自在に支持される。
【００５５】
上記したとおりにして、永久磁石５５０の各々が磁石支持手段５００Ａに支持された状態において、周方向に相互に隣り合う永久磁石５５０の各々における、第１の磁極部５５０ａは、第１の磁石支持環５５１の軸方向一側に周方向に等間隔をおいて配列され、周方向に相互に隣合う第１の磁極部５５０ａの各々の磁極面同士は相互に異極をなす。また、第２の磁極部５５０ｂは、第１の磁石支持環５５１の軸方向他側に周方向に等間隔をおいて配列され、周方向に相互に隣合う第２の磁極部５５０ｂの各々の磁極面同士は相互に異極をなす。図１２及び図１３を参照して、周方向に相互に隣り合う永久磁石５５０の各々における、第１の磁極部５５０ａの磁極面間には、それぞれＮからＳに向かう磁力線で示すことができる磁界が形成され、また、周方向に相互に隣り合う永久磁石５５０の各々における、第２の磁極部５５０ｂの磁極面間には、それぞれＮからＳに向かう磁力線で示すことができる磁界が形成される。更に、永久磁石５５０の各々における橋絡部５５０ｃには、第１の磁極部５５０ａの磁極面から第２の磁極部５５０ｂの磁極面に向かう磁力線で示すことができる磁路が形成される（第１の磁極部５５０ａの磁極面がＳ、第２の磁極部５５０ｂの磁極面がＮの場合）か、又は、第２の磁極部５５０ｂの磁極面から第１の磁極部５５０ａの磁極面に向かう磁力線で示すことができる磁路が形成される（第２の磁極部５５０ｂの磁極面がＳ、第１の磁極部５５０ａの磁極面がＮの場合）。このようにして、環状に配列された永久磁石５５０の各々間には、全周にわたって、周方向及び軸方向に連続した磁気回路が形成される。
【００５６】
先の実施形態と同様に、磁石作動手段６のステッピングモータＭを回転駆動制御することにより、磁石手段５００、更に具体的には、永久磁石５５０の各々における第１の磁極部５５０ａの磁極面及び／又は第２の磁極部５５０ｂの磁極面は、第１〜第４の制動ドラム４１Ｄ〜４４Ｄの少なくとも１個の制動ドラムの外周面と所定の隙間をおいて対向する第１、第２、第３又は第４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。
【００５７】
更に具体的に説明すると、磁石手段５００が、図８、及び図１に示すのと同じ制動解除位置〔中立位置（Ｎ）〕に位置付けられた状態においては、永久磁石５５０の各々における第１の磁極部５５０ａの磁極面は第１の制動ドラム対４１Ｄの中間における空間に対向し、第２の磁極部５５０ｂの磁極面は支持部材４５の外周面に対向する。磁石手段５００が、図２に示すのと同じ第１の制動位置〔１速位置（Ｉ）〕に位置付けられると、永久磁石５５０の各々における第１の磁極部５５０ａの磁極面は片方の第１の制動ドラム４１Ｄａの外周面に対向し、かつ第２の磁極部５５０ｂの磁極面は他方の第１の制動ドラム４１Ｄｂの外周面に対向する。磁石手段５００が、図３に示すのと同じ第２の制動位置〔２速位置（ＩＩ）〕に位置付けられると、第２の磁極部５５０ｂの磁極面は第２の制動ドラム４２Ｄの外周面に対向し、かつ第２の磁極部５５０ｂの磁極面は第１の制動ドラム対４１Ｄの中間における空間に対向する。磁石手段５００が、図４に示すのと同じ第３の制動位置〔３速位置（ＩＩＩ）〕に位置付けられると、永久磁石５５０の各々における第１の磁極部５５０ａの磁極面は第３の制動ドラム４３Ｄの外周面対向し、かつ第２の磁極部５５０ｂの磁極面は片方の第１の制動ドラム４１Ｄａの外周面に対向する。磁石手段５００が、図５に示すのと同じ第４の制動位置〔４速位置（ＩＶ）〕に位置付けられると、永久磁石５５０の各々における第１の磁極部５５０ａの磁極面は第１の永久磁石５１は第３の制動ドラム４３Ｄの外周面に対向し、かつ第２の磁極部５５０ｂの磁極面は第２の制動ドラム４２Ｄの外周面に対向する。また、磁石手段５００が上記制動解除位置に位置付けられた状態で、第４の制動ドラム４４Ｄは、ロータリソレノイド７５の作動によって、制動位置Ｒ−ｏｎと非制動位置Ｒ−ｏｆｆとに選択的に位置付けられる。第４の制動ドラム４４Ｄが制動位置Ｒ−ｏｎに位置付けられると、第２の磁極部５５０ｂの磁極面は第４の制動ドラム４２Ｄの外周面に対向する。
【００５８】
上記説明から容易に理解されるように、永久磁石５５０の各々の第１の磁極部５５０ａの配列は、先の実施形態における第１の磁石５１の配列に相当し、また、永久磁石５５０の各々の第２の磁極部５５０ｂの配列は、先の実施形態における第２の磁石５２の配列に相当する。したがって、磁石手段５００の上記各制動位置における制動作用それ自体に関しては先の実施形態における磁石手段５００の上記各制動位置における制動作用と実質的に同じであるので、更なる説明は省略する。
【００５９】
上記磁石手段５００を備えた変速装置において、周方向に間隔をおいて配列された永久磁石５５０の各々は、軸方向に間隔をおいて相互に対向するよう配置された第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂと、第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂを接続するよう配設された橋絡部５５０ｃとからなる。第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂは橋絡部５５０ｃの両端から半径方向内側に延び出すよう構成されている。永久磁石５５０の各々において、第１及び第２の磁極部５５０ａ及び５５０ｂは、半径方向内側に向けられた、相互に異極をなす磁極面を有し、周方向に相互に隣り合う永久磁石５５０の各々における、第１の磁極部５５０ａの磁極面同士及び第２の磁極部５５０ｂの磁極面同士は相互に異極をなしている。つまり、本発明における永久磁石５５０の各々においては、周方向に配列された第１の磁極部５５０ａの磁極面間に磁界が連続して形成され、かつ、周方向に配列された第２の磁極部５５０ｂの磁極面間に磁界が連続して形成されると共に、第１の磁極部５５０ａと第２の磁極部５５０ｂとの間は、それぞれ、軸方向に延在する橋絡部５５０ｃにより形成される磁束流路を介して連通されているので、第１の磁極部５５０ａと第２の磁極部５５０ｂとが分離されている形態の従来の永久磁石の構成及び配列と比較して、永久磁石５５０の各々の半径方向寸法を増加させることなく、永久磁石５５０の各々の磁力を一層強化することができる。また、半径方向内側に向けられた、永久磁石５５０の各々の磁極面の面積を増加させることなく、永久磁石５５０の各々の磁力を強化することができる。その結果、駆動力の伝達性能を一層向上させることができる。先に述べたように、各変速段において、制動ドラムに作用する制動力を増大するほど入力軸２から出力軸３への駆動力の伝達性能が向上するが、本発明による変速装置においては、永久磁石５５０の各々の半径方向寸法を増加させることなく、また永久磁石５５０の各々の磁極面の面積を増加させることなく、制動ドラムに作用する制動力を増大させることが可能となるので、変速装置のコンパクト化及び軽量化を達成しながら、駆動性能を向上させることができる。したがって、本発明による変速装置は、車両への搭載上、きわめて有利となる。また特に、本発明における変速装置においては、１速段の制動ドラムが、第１の制動ドラム対４５Ｄから構成されているので、上記した如く、永久磁石５５０の各々の磁力を強化することにより、１速段の制動力が一層強化されるので、１速段における駆動力の伝達性能が一層向上する。
【００６０】
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、第４の制動ドラム４４Ｄ及び第４の制動ドラム４４Ｄに関連する機構が不要となることはいうまでもない。
【００６１】
【発明の効果】
本発明による変速装置によれば、１速で作動させる場合において、特に大きな所要の駆動トルクを入力軸から出力軸へ迅速かつ確実に伝達することを可能にする。また、合理的なシフトパターンを確保しながら上記効果を達成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】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８】本発明による磁石手段の他の実施形態の要部を示す断面概略図であって、磁石手段が中立位置に位置付けられた状態を示す断面概略図。
【図９】図８のＡ−Ａ矢視断面図であって、一部を破断して示す断面図。
【図１０】図７に示す磁石手段に備えられている永久磁石を拡大して示す斜視図。
【図１１】図７に示す磁石手段に備えられている第１の磁石支持環の一部を拡大して示す斜視図。
【図１２】図７に示す磁石手段に備えられている永久磁石間に形成される磁界の状態を磁力線で示す模式図。
【図１３】図１２に示す永久磁石列を軸方向から見た模式図。
【符号の説明】
２ 入力軸
３ 出力軸
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
２２ａ 本体部
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、４４ｆ プラネタリギヤ
４４ｃ 第１のプラネタリギヤ
４１ｄ、４２ｄ、４３ｄ、４４ｄ、４４ｇ プラネタリキャリア
４１ｅ、４１ｆ プラネタリキャリア
４１ｓ 軸
４４ｅ 第２のプラネタリギヤ
Ｂｒ 軸受
５００ 永久磁石
５５０ 永久磁石
５５０ａ 第１の磁極部
５５０ｂ 第２の磁極部
５５０ｃ 橋絡部

Claims (8)

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の制動ドラム対、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の制動ドラム対及び第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の制動ドラム対の外周面に対向し、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の制動ドラムの外周面に対向すると共に第１の制動ドラム対を構成する片方の第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、
   ことを特徴とする変速装置。
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の制動ドラム対を構成する片方の第１の制動ドラムの外周面に対向すると共に第２の磁石が第１の制動ドラム対を構成する他方の第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対向すると共に第２の磁石が第１の制動ドラム対を構成する片方の第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対向すると共に第２の磁石が第２の制動ドラムの外周面に対向する、請求項１記載の変速装置。
3. 入力軸の回転を逆転して出力軸に伝達する第４の遊星歯車機構が備えられ、第４の遊星歯車機構は、リングギヤと、該リングギヤの外周側に該リングギヤと一体的に回転可能にかつ該リングギヤに対し軸方向に移動可能に配設された、導電性材料からなる第４の制動ドラムと、第４の制動ドラムを軸方向に移動させて第４の制動ドラムの外周面が磁石手段と対向する制動位置と磁石手段と対向しない非制動位置とに選択的に位置付けるドラム移動手段と、該リングギヤに噛み合わされた第１のプラネタリギヤと、第１のプラネタリギヤに噛み合わされた第２のプラネタリギヤとを備え、第２のプラネタリギヤと第１の遊星歯車機構のプラネタリギヤとは一体に回転しうるよう軸により連結され、該軸は、第１の遊星歯車機構のプラネタリキャリアに回転自在に支持され、磁石手段が制動解除位置に位置付けられた状態で、第４の制動ドラムは、ドラム移動手段によって、制動位置と非制動位置とに選択的に位置付けられる、請求項１記載の変速装置。
4. 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、該リングギヤの外周側に該リングギヤと一体的に回転可能にかつ該リングギヤに対し軸方向に移動可能に配設された、導電性材料からなる第４の制動ドラムと、第４の制動ドラムを軸方向に移動させて第４の制動ドラムの外周面が磁石手段と対向する制動位置と磁石手段と対向しない非制動位置とに選択的に位置付けるドラム移動手段と、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、磁石手段が制動解除位置に位置付けられた状態で、第４の制動ドラムは、ドラム移動手段によって、制動位置と非制動位置とに選択的に位置付けられる、請求項１記載の変速装置。
5. 該リングギヤの外周側には円筒状の支持部材が一体に配設され、第４の制動ドラムは、支持部材の外周面に対し、相対回転できないようにかつ軸方向に移動可能に嵌合されている、請求項３又は請求項４記載の変速装置。
6. 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及び第２の磁石を備え、磁石手段が制動解除位置に位置付けられた状態で、第４の制動ドラムが制動位置に位置付けられると、第４の制動ドラムの外周面は第２の磁石に対向する、請求項３〜５のいずれか１項に記載の変速装置。
7. 磁石手段は、磁石支持手段と、相互に周方向に間隔をおいて磁石支持手段に配設された複数個の永久磁石とを備え、永久磁石の各々は、軸方向に間隔をおいて相互に対向するよう配置された第１及び第２の磁極部と、第１及び第２の磁極部を接続するよう配設された橋絡部とからなり、第１及び第２の磁極部は橋絡部の両端から半径方向内側に延び出すよう構成され、永久磁石の各々において、第１及び第２の磁極部は、半径方向内側に向けられた、相互に異極をなす磁極面を有し、周方向に相互に隣り合う永久磁石の各々における、第１の磁極部の磁極面同士及び第２の磁極部の磁極面同士は相互に異極をなし、
   磁石手段が、第１の制動位置に位置付けられると永久磁石の各々の第１の磁極部の磁極面が第１の制動ドラムの外周面に対向し、第２の制動位置に位置付けられると第１の磁極部の磁極面が第２の制動ドラムの外周面に対向し、第３の制動位置に位置付けられると第１の磁極部の磁極面が第３の制動ドラムに対向しかつ第２の磁極部の磁極面が第１の制動ドラムの外周面に対向し、第４の制動位置に位置付けられると第１の磁極部の磁極面が第３の制動ドラムに対向しかつ第２の磁極部の磁極面が第２の制動ドラムの外周面に対向する、請求項１記載の変速装置。
8. 磁石手段は、磁石支持手段と、相互に周方向に間隔をおいて磁石支持手段に配設された複数個の永久磁石とを備え、永久磁石の各々は、軸方向に間隔をおいて相互に対向するよう配置された第１及び第２の磁極部と、第１及び第２の磁極部を接続するよう配設された橋絡部とからなり、第１及び第２の磁極部は橋絡部の両端から半径方向内側に延び出すよう構成され、永久磁石の各々において、第１及び第２の磁極部は、半径方向内側に向けられた、相互に異極をなす磁極面を有し、周方向に相互に隣り合う永久磁石の各々における、第１の磁極部の磁極面同士及び第２の磁極部の磁極面同士は相互に異極をなし、
   磁石手段が制動解除位置に位置付けられた状態で、第４の制動ドラムが制動位置に位置付けられると、第４の制動ドラムの外周面は永久磁石の各々における第２の磁極部の磁極面に対向する、請求項３〜５のいずれか１項に記載の変速装置。

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