JP5894810B2 - 有段変速機 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源から伝達される動力を変速して被駆動装置に伝達する有段変速機に関する。

図８に示すように、特許文献１には、エンジンによって回転駆動されるクランクシャフト１０５の動力を、２段変速可能に出力軸１０６に伝達する変速機１００が記載されている。図８において、１０２（Ｃ−１）はクラッチ、１０３（Ｂ−１）はブレーキ、１０４はプラネタリギヤ機構をそれぞれ表している。

プラネタリギヤ機構１０４は、エンジンから延びるクランクシャフト１０５と噛合するサンギヤ１０８と、サンギヤ１０８と噛合するプラネタリギヤ１０９と、プラネタリギヤ１０９を公転可能に支持するプラネタリキャリア１１１と、プラネタリギヤ１０９と噛合し、回転動力を出力軸１０６に出力するリングギヤ１０７と、から構成される。

プラネタリギヤ１０９は、クラッチ１０２（Ｃ−１）によってクランクシャフト１０５の内プレート１２３と断接可能とされ、且つプラネタリキャリア１１１の回転をブレーキ１０３（Ｂ−１）によって規制することによって、その公転を規制可能とされている。

このように構成された変速機１００では、クラッチ１０２（Ｃ−１）及びブレーキ１０３（Ｂ−１）を解放した場合、ニュートラル状態となる。

また、クラッチ１０２（Ｃ−１）を締結しブレーキ１０３（Ｂ−１）を解放した場合、クランクシャフト１０５の回転はサンギヤ１０８及びプラネタリギヤ１０９に入力され、これらサンギヤ１０８及びプラネタリギヤ１０９は同一速度で回転する。その結果、プラネタリギヤ１０９と噛合するリングギヤ１０７も一体となって同一速度で同一方向に回転し、その回転動力が出力軸１０６に伝達される。

また、クラッチ１０２（Ｃ−１）を解放しブレーキ１０３（Ｂ−１）を締結した場合、クランクシャフト１０５の回転は、サンギヤ１０８に入力され、公転を規制されたプラネタリギヤ１０９を介して、リングギヤ１０７に減速されて伝達される。このとき、リングギヤ１０７は、サンギヤ１０８に対して逆方向に回転する。

特開２００９−６３１５９号公報

このように、特許文献１に記載の変速機１００では、プラネタリギヤ機構１０４にクラッチ１０２（Ｃ−１）及びブレーキ１０３（Ｂ−１）を設けることによって、２段変速を可能としている。しかしながら、幅広い回転域に対応させるために、更なる多段化、例えば３段変速を可能とするには、例えば、プラネタリギヤ機構１０４のプラネタリギヤ１０９を２連ピニオンとする構成や、複数のプラネタリギヤ機構１０４を連結する構成等が必要となり、変速機の大型化や複雑化を招く虞があった。

本発明は上述した課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、従来の遊星歯車機構と同様の構成要素を有し、３段変速以上の多段変速が可能な有段変速機を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
駆動源（例えば、後述の実施形態のモータＭＯＴ）と該駆動源によって駆動される被駆動装置（例えば、後述の実施形態の車輪ＬＷ，ＲＷ）との動力伝達経路上に配置され、前記駆動源の出力軸（例えば、後述の実施形態の出力軸Ｓ）から伝達される動力を変速して、前記被駆動装置の入力軸（例えば、後述の実施形態のドライブシャフトＬＤ，ＲＤ）に伝達する有段変速機（例えば、後述の実施形態の有段変速機３）であって、
互いに差動回転を行う第１回転要素（例えば、後述の実施形態の外ピン２０）と、第２回転要素（例えば、後述の実施形態の曲線板３０）と、第３回転要素（例えば、後述の実施形態の内ピン４０）と、第４回転要素（例えば、後述の実施形態の偏心体５０）と、を有する遊星歯車機構（例えば、後述の実施形態のサイクロイド減速機１０）を備え、
前記第３回転要素は、第２回転要素を公転可能に支持し、
前記第２回転要素は、前記第１回転要素及び前記第４回転要素と当接し、
前記入力軸は、前記第１回転要素と接続され、
前記出力軸は、前記第４回転要素及び前記第３回転要素と接続され、
前記出力軸と前記第４回転要素との動力伝達経路上に配置され、解放又は締結することにより、いずれも回転要素である前記出力軸と前記第４回転要素とを遮断状態又は接続状態にする第１断接手段（例えば、後述の実施形態のクラッチＣ１）と、
前記出力軸と前記第３回転要素との動力伝達経路上に配置され、解放又は締結することにより、いずれも回転要素である前記出力軸と前記第３回転要素とを遮断状態又は接続状態にする第２断接手段（例えば、後述の実施形態のクラッチＣ２）と、
解放又は締結可能とされ、締結することにより前記第４回転要素を固定要素に固定し前記第４回転要素の回転を制動する第１制動手段（例えば、後述の実施形態のブレーキＢ１）と、
解放又は締結可能とされ、締結することにより前記第３回転要素を前記固定要素に固定し前記第３回転要素の回転を制動する第２制動手段（例えば、後述の実施形態のブレーキＢ２）と、
を備え、
前記第１断接手段を締結し、前記第２断接手段を解放し、前記第１制動手段を解放し、前記第２制動手段を締結することで、第１変速段を形成可能であり、
前記第１断接手段を解放し、前記第２断接手段を締結し、前記第１制動手段を締結し、前記第２制動手段を解放することで、第２変速段を形成可能であり、
前記第１断接手段を締結し、前記第２断接手段を締結し、前記第１制動手段を解放し、前記第２制動手段を解放することで、第３変速段を形成可能であり、
前記第１〜第４回転要素は同一の平面（例えば、後述の実施形態の仮想平面Ｐ）を含むように配置され、
前記第１制動手段は、前記平面に対して回転軸線方向で一方側に配置され、
前記第２制動手段は、前記平面に対して前記回転軸線方向で一方側に、且つ、前記第１制動手段よりも前記平面に近い位置に前記第１制動手段と隣接して配置され、
前記第１断接手段は、前記平面に対して前記回転軸線方向で一方側に、且つ、前記第１制動手段よりも前記平面から遠い位置に配置され、
前記第２断接手段は、前記平面に対して前記回転軸線方向で他方側に配置されることを特徴とする有段変速機。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加えて
前記入力軸は、前記第１回転要素及び前記第３回転要素と接続され、
前記入力軸と前記第３回転要素との動力伝達経路上に配置され、解放又は締結することにより、いずれも回転要素である前記入力軸と第３回転要素とを遮断状態又は接続状態にする第３断接手段（例えば、後述の実施形態のクラッチＣ３）と、
前記入力軸と前記第１回転要素との動力伝達経路上に配置され、解放又は締結することにより、いずれも回転要素である前記入力軸と第１回転要素とを遮断状態又は接続状態にする第４断接手段（例えば、後述の実施形態のクラッチＣ４）と、
解放又は締結可能とされ、締結することにより前記第１回転要素を前記固定要素に固定し前記第１回転要素の回転を制動する第３制動手段（例えば、後述の実施形態のブレーキＢ３）と、
を備え、
前記第１変速段は、さらに、前記第３断接手段を解放し、前記第４断接手段を締結し、前記第３制動手段を解放することで形成可能であり、
前記第２変速段は、さらに、前記第３断接手段を解放し、前記第４断接手段を締結し、前記第３制動手段を解放することで形成可能であり、
前記第１断接手段を解放し、前記第２断接手段を締結し、前記第３断接手段を締結し、前記第４断接手段を解放し、前記第１制動手段を解放し、前記第２制動手段を解放し、前記第３制動手段を解放することで、第４変速段を形成可能であり、
前記第１断接手段を締結し、前記第２断接手段を解放し、前記第３断接手段を締結し、前記第４断接手段を解放し、前記第１制動手段を解放し、前記第２制動手段を解放し、前記第３制動手段を締結することで、第５変速段を形成可能であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加えて
前記第１回転要素は、前記第２回転要素の径方向外側に配置され、
前記第４回転要素は、前記第２回転要素の径方向内側に配置されることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の構成に加えて
前記第４回転要素及び前記出力軸の回転軸線は、同一線上に配置され、
前記第４回転要素は、軸心に中空部（例えば、後述の実施形態の中空部５６）を有する中空構造とされ、
前記中空部に、前記出力軸が挿通して配置されることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の構成に加えて
前記遊星歯車機構は、サイクロイド減速機構（例えば、後述の実施形態のサイクロイド減速機１０）であり、
前記第４回転要素は、偏心部（例えば、後述の実施形態の偏心部５２）を有する偏心体（例えば、後述の実施形態の偏心体５０）であり、
前記第２回転要素は、外周（例えば、後述の実施形態の外周３１）に波形を有し、前記偏心体が挿通されて当接する貫通孔（例えば、後述の実施形態の内側貫通孔３２）と、前記貫通孔の径方向外側に配置される他の貫通孔（例えば、後述の実施形態の外側貫通孔３４）と、が形成され、前記駆動源の回転に伴って前記回転軸線を中心とする自転運動を行う曲線板（例えば、後述の実施形態の曲線板３０）であり、
前記第１回転要素は、前記曲線板の前記外周に当接して係合し、前記曲線板に前記自転運動を生じさせる外ピン（例えば、後述の実施形態の外ピン２０）であり、
前記第３回転要素は、前記他の貫通孔に嵌挿される内ピン（例えば、後述の実施形態の内ピン４０）であることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、被駆動装置の入力軸は第１回転要素と接続され、駆動装置の出力軸は第４回転要素及び第３回転要素と接続され、出力軸と第４回転要素との動力伝達経路上に配置され、解放又は締結することにより、出力軸と第４回転要素とを遮断状態又は接続状態にする第１断接手段と、出力軸と第３回転要素との動力伝達経路上に配置され、解放又は締結することにより、出力軸と第３回転要素とを遮断状態又は接続状態にする第２断接手段と、解放又は締結可能とされ、締結することにより第４回転要素の回転を制動する第１制動手段と、解放又は締結可能とされ、締結することにより第３回転要素の回転を制動する第２制動手段と、を備える。
したがって、第４回転要素が入力要素となり、第１回転要素が出力要素となる第１変速段と、第３回転要素が入力要素となり、第１回転要素が出力要素となる第２変速段と、第３及び第４回転要素が入力要素となり、第１回転要素が出力要素となる第３変速段と、を形成可能である。すなわち、本発明の有段変速機は、遊星歯車機構が従来の遊星歯車機構と同様の構成要素（第１〜第４回転要素）を有するのみでありながら、３段変速が可能である。
また、第１〜第４回転要素は同一の平面上に配置され、第１断接手段は上記平面に対して回転軸線方向一方側に配置され、第２断接手段は上記平面に対して回転軸線方向他方側に配置される。このように、上記平面に対して回転軸線方向両側に第１及び第２断接手段が配置されるので、出力軸と、第４回転要素及び第３回転要素のどちらか一方若しくは両方と、を選択的に接続可能となる。
さらに、第１〜第４回転要素は同一の平面上に配置され、第１及び第２制動手段は上記平面に対して回転軸線方向で一方側に配置されるので、第１及び第２制動手段を駆動するための駆動源を集中的に配置可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、被駆動装置の入力軸は第１回転要素及び第３回転要素と接続されており、入力軸と第３回転要素との動力伝達経路上に配置され、解放又は締結することにより、入力軸と第３回転要素とを遮断状態又は接続状態にする第３断接手段と、入力軸と第１回転要素との動力伝達経路上に配置され、解放又は締結することにより、入力軸と第１回転要素とを遮断状態又は接続状態にする第４断接手段と、解放又は締結可能とされ、締結することにより第１回転要素の回転を制動する第３制動手段と、を備える。
したがって、第３回転要素が入力要素及び出力要素となる第４変速段と、第４回転要素が入力要素となり、第３回転要素が出力要素となる第５変速段と、がさらに形成可能である。ここで、第３及び第４変速段は、共に駆動源の出力軸の回転が減速されずに被駆動源の入力軸に伝達される同一減速比の変速段である。このように、本発明の有段変速機は、遊星歯車機構が従来の遊星歯車機構と同様の構成要素（第１〜第４回転要素）を有するのみでありながら、４段変速が可能である。

請求項３に記載の発明によれば、第１回転要素が第２回転要素の径方向外側に配置され、第４回転要素が第２回転要素の径方向内側に配置される。したがって、第１回転要素が出力要素で第４回転要素が入力要素となる第１変速段、及び第１回転要素が出力要素で第３回転要素が入力要素となる第２変速段において、駆動源の出力を減速し、トルクを増大させて被駆動源に出力可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、第４回転要素及び出力軸の回転軸線は同一線上に配置され、第４回転要素は軸心に中空部を有する中空構造であり、第４回転要素の中空部に出力軸が挿通される。したがって、回転軸線方向で第４回転要素の両側を使って、断接手段及び制動手段を配置することが可能となる。

請求項５に記載の発明によれば、遊星歯車機構はサイクロイド減速機で構成されるので、遊星歯車式減速機よりも変速比を大きく取ることが可能で、径方向への拡大を抑えることが可能である。

本発明の第１実施形態に係る動力伝達機構を示すスケルトン図であり、図２に示すサイクロイド減速機をＡ−Ａ´断面で示した図である。 第１実施形態のサイクロイド減速機の断面図である。 第１変速段における速度共線図である。 第２変速段における速度共線図である。 第３変速段における速度共線図である。 本発明の第２実施形態に係る動力伝達機構を示すスケルトン図であり、 第５変速段における速度共線図である。 （ａ）は従来の変速機を示すスケルトン図であり、（ｂ）は当該変速機の速度共線図である。

以下、本発明に係る有段変速機の各実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態の有段変速機３が適用される動力伝達機構１は、例えば自動車等の車両に設けられ、駆動源としてのモータＭＯＴと、被駆動装置としての左右の車輪ＬＷ，ＲＷと、モータＭＯＴによって駆動され、モータＭＯＴと車輪ＬＷ，ＲＷとの間で変速比の変更を伴って動力を伝達する有段変速機３と、を備える。

有段変速機３は、モータＭＯＴと該モータＭＯＴによって駆動される車輪ＬＷ，ＲＷとの動力伝達経路上に配置されており、モータＭＯＴの出力軸Ｓから伝達される動力を変速して、ディファレンシャルギヤＤＩＦＦを介して、車輪ＬＷ，ＲＷの入力軸としてのドライブシャフトＬＤ，ＲＤに伝達する。

また、有段変速機３は、遊星歯車機構としてのサイクロイド減速機１０を有している。図２も参照し、サイクロイド減速機１０は、第１回転要素としての外ピン２０と、外ピン２０の径方向内側に配置される第２回転要素としての曲線板３０と、第３回転要素としての内ピン４０と、曲線板３０の径方向内側に配置される第４回転要素としての偏心体５０と、を有する。内ピン４０は、外ピン２０の径方向内側且つ偏心体５０の径方向外側に配置され、曲線板３０を公転可能に支持する。また、曲線板３０は、外ピン２０及び偏心体５０と当接する。これら外ピン２０，曲線板３０，内ピン４０，及び偏心体５０は、サイクロイド減速機１０の回転軸線と直交する仮想平面Ｐ上に配置されており、回転軸線方向において互いにオーバーラップしている。

偏心体５０は、回転軸線方向に延在する回転軸部５１と、回転軸部５１の回転軸線方向中間部に一体に形成されて、回転軸部５１の軸心から偏心量ｅだけ偏心した偏心部５２と、を有すると共に、回転軸線が出力軸Ｓの回転軸線と同一線上になるように配置され、軸心にモータＭＯＴの出力軸Ｓを挿通可能な中空部５６を有する中空構造とされている。偏心部５２の外周部には、軸受５３が設けられており、当該軸受５３の複数のころ５４は、曲線板３０の内側貫通孔３２（後述）に当接し、曲線板３０を回転自在に支持する。したがって、曲線板３０は、サイクロイド減速機１０の回転軸線を中心として偏心回転運動（自転運動）することが可能である。

曲線板３０は、回転軸心で回転軸線方向一端側面から他端側面に貫通して、偏心体５０が挿通されて当接する内側貫通孔３２と、内側貫通孔３２の径方向外側において回転軸線方向一端側面から他端側面に貫通する外側貫通孔３４と、が形成され、外周３１にエピトロコイド等のトロコイド系曲線で構成される波形を有している。外側貫通孔３４は、曲線板３０の回転軸心を中心とする円周上に等間隔に複数個設けられており、その内部に内ピン４０が嵌通される。

内ピン４０は、サイクロイド減速機１０の回転軸線を中心とする円周上に等間隔に設けられ、複数の外側貫通孔３４を嵌通する複数のピン４２と、複数のピン４２の回転軸線方向両側から径方向内側に延びる略円環形状の一対のフランジ４４と、から構成される。一対のフランジ４４の径方向内側端部は、軸受５８を介して、偏心体５０の回転軸部５１に相対回転可能に支持される。

外ピン２０は、回転自在に配置された略円環状のピンホルダー２２と、ピンホルダー２２に周方向で等間隔に設けられた複数のピン２４と、を有している。ピンホルダー２２は、その内径が内ピン４０の外周面に沿って回転軸線方向他端側に向かうに従って縮径するように形成されており、回転軸線方向他端部に設けられたファイナルギヤ２６によって、外ピン２０の回転動力がディファレンシャルギヤＤＩＦＦを介してドライブシャフトＬＤ，ＲＤに伝達される。また、複数のピン２４は、曲線板３０の外周３１に当接して係合し、曲線板３０にサイクロイド減速機１０の回転軸線周りの自転運動を生じさせる。

モータＭＯＴの出力軸Ｓは、回転軸線方向他端側に延びて偏心体５０の中空部５６を挿通しており、回転軸線方向両端部において偏心体５０及び内ピン４０と接続可能とされている。

仮想平面Ｐに対して回転軸線方向で一方側（図１中、左側）に形成された出力軸Ｓと偏心体５０との動力伝達経路上には、解放又は締結することにより、出力軸Ｓと偏心体５０とを遮断状態又は接続状態にする第１断接手段としてのクラッチＣ１が設けられている。クラッチＣ１は、出力軸Ｓの回転軸線方向一端部から径方向外側に延在する一端側クラッチ部材ＳＣ１と、偏心体５０の回転軸線方向一端部から径方向外側に延在するクラッチ部材５０Ｃ１と、から構成されており、これらのクラッチ部材ＳＣ１，５０Ｃ１同士を解放又は締結することにより、出力軸Ｓと偏心体５０とを遮断状態又は接続状態にする。

仮想平面Ｐに対して回転軸線方向で他方側（図１中、右側）に形成された出力軸Ｓと内ピン４０との動力伝達経路上には、解放又は締結することにより、出力軸Ｓと内ピン４０とを遮断状態又は接続状態にする第２断接手段としてのクラッチＣ２が設けられている。クラッチＣ２は、出力軸Ｓの回転軸線方向他端部から径方向外側に延在する他端側クラッチ部材ＳＣ２と、内ピン４０のフランジ４４から回転軸線方他端側に延在するクラッチ部材４０Ｃ２と、を有しており、これらのクラッチ部材ＳＣ２，４０Ｃ２同士を解放又は締結することにより、出力軸Ｓと内ピン４０とを遮断状態又は接続状態にする。

さらに、有段変速機３は、仮想平面Ｐに対して回転軸線方向で一方側において、偏心体５０の回転を制動可能な第１制動手段としてのブレーキＢ１と、内ピン４０の回転を制動可能な第２制動手段としてのブレーキＢ２と、を備えている。ブレーキＢ１は、偏心体５０の回転軸線方向一端側から径方向外側に延在するブレーキ部材５０Ｂ１と、不図示のハウジングに設けられ、ブレーキ部材５０Ｂ１と解放又は締結可能であり、締結することにより偏心体５０の回転を制動する制動部材ＨＢ１と、を有しており、ブレーキＢ２は、内ピン４０の回転軸線方向一端側から径方向外側に延在するブレーキ部材４０Ｂ２と、不図示のハウジングに設けられ、ブレーキ部材４０Ｂ２と解放又は締結可能であり、締結することにより内ピン４０の回転を制動する制動部材ＨＢ２と、を有している。制動部材ＨＢ１，ＨＢ２は、不図示の駆動源によって駆動されることで、例えば油圧駆動の場合は油圧回路によって駆動されることで、ブレーキ部材５０Ｂ１，４０Ｂ２と解放又は締結可能とされている。

このように構成された本実施形態の有段変速機３は、クラッチＣ１，Ｃ２及びブレーキＢ１，Ｂ２を解放又は締結することにより、３段変速を可能とする。より具体的には、表１に示すように、クラッチＣ１を締結し、クラッチＣ２を解放し、ブレーキＢ１を解放し、ブレーキＢ２を締結することで第１変速段を形成可能であり、クラッチＣ１を解放し、クラッチＣ２を締結し、ブレーキＢ１を締結し、ブレーキＢ２を解放することで、第２変速段を形成可能であり、クラッチＣ１を締結し、クラッチＣ２を締結し、ブレーキＢ１を解放し、ブレーキＢ２を解放することで、第３変速段を形成可能である。なお、表１において、○は締結状態であることを、×は解放状態であることをそれぞれ示している。

ここで、本実施形態のサイクロイド減速機１０の呼び減速比をＮとすると、図３に示すように第１変速段においては、偏心体５０が入力要素、外ピン２０が出力要素、減速比がＮ＋１となる。また、図４に示すように第２変速段においては、内ピン４０が入力要素、外ピン２０が出力要素、減速比が（Ｎ＋１）／Ｎとなる。したがって、第２変速段は第１変速段に比べて高速用の変速段となる。また、図５に示すように第３変速段においては、偏心体５０及び内ピン４０が入力要素、外ピン２０が出力要素となり、すべての要素５０，４０，２０が同一速度で回転し、減速比が１となる。したがって、第３変速段は第１，第２変速段よりも高速用の変速段となる。

以上、説明したように、本実施形態の有段変速機３によれば、車輪ＬＷ，ＲＷのドライブシャフトＬＤ，ＲＤは外ピン２０と接続され、モータＭＯＴの出力軸は偏心体５０及び内ピン４０と接続され、出力軸Ｓと偏心体５０との動力伝達経路上に配置され、解放又は締結することにより、出力軸Ｓと偏心体５０とを遮断状態又は接続状態にするクラッチＣ１と、出力軸Ｓと内ピン４０との動力伝達経路上に配置され、解放又は締結することにより、出力軸Ｓと内ピン４０とを遮断状態又は接続状態にするクラッチＣ２と、解放又は締結可能とされ、締結することにより偏心体５０の回転を制動するブレーキＢ１と、解放又は締結可能とされ、締結することにより内ピン４０の回転を制動するブレーキＢ２と、を備える。
したがって、偏心体５０が入力要素となり、外ピン２０が出力要素となる第１変速段と、内ピン４０が入力要素となり、外ピン２０が出力要素となる第２変速段と、偏心体５０及び内ピン４０が入力要素となり、外ピン２０が出力要素となる第３変速段と、を形成可能である。すなわち、本発明の有段変速機３は、遊星歯車機構としてのサイクロイド減速機１０が従来の遊星歯車機構と同様の構成要素（外ピン２０，曲線板３０，内ピン４０，偏心体５０）を有するのみでありながら、３段変速が可能である。

また、外ピン２０が曲線板３０の径方向外側に配置され、偏心体５０が曲線板３０の径方向内側に配置される。したがって、外ピン２０が出力要素で偏心体５０が入力要素となる第１変速段、及び外ピン２０が出力要素で内ピン４０が入力要素となる第２変速段において、モータＭＯＴの出力を減速し、トルクを増大させて車輪ＬＷ，ＲＷに出力可能となる。

また、偏心体５０及び出力軸Ｓの回転軸線は同一線上に配置され、偏心体５０は軸心に中空部５６を有する中空構造であり、中空部５６には出力軸Ｓが挿通される。したがって、回転軸線方向で偏心体５０の両側を使って、クラッチＣ１，Ｃ２及びブレーキＢ１，Ｂ２を配置することが可能となる。

また、外ピン２０，曲線板３０，内ピン４０，及び偏心体５０は同一の仮想平面Ｐ上に配置され、クラッチＣ１は仮想平面Ｐに対して回転軸線方向一方側に配置され、クラッチＣ２は仮想平面Ｐに対して回転軸線方向他方側に配置される。このように、仮想平面Ｐに対して回転軸線方向両側にクラッチＣ１，Ｃ２が配置されるので、出力軸Ｓと、偏心体５０及び内ピン４０のどちらか一方若しくは両方と、を選択的に接続可能となる。

また、外ピン２０，曲線板３０，内ピン４０，及び偏心体５０は同一の仮想平面Ｐ上に配置され、ブレーキＢ１，Ｂ２は仮想平面Ｐに対して回転軸線方向で一方側に配置されるので、ブレーキＢ１，Ｂ２を駆動するための駆動源を集中的に配置可能となる。

また、遊星歯車機構としてサイクロイド減速機を適用したので、遊星歯車式減速機よりも変速比を大きく取ることが可能で、径方向への拡大を抑えることが可能である。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る有段変速機について説明する。なお、本実施形態の有段変速機は、第１実施形態の有段変速機と基本的構成を同一とするので、同一部分に同一符号を付すことにより説明を省略又は簡略化し、相違部分を中心に説明する。

図６に示すように、本実施形態の有段変速機３は、モータＭＯＴの出力軸Ｓの回転軸線方向他方側（図６中、右側）に、回転軸線が出力軸Ｓの回転軸線と同一線上となるように回転シャフト６０が配置されている。回転シャフト６０の回転軸線方向他端部には、径方向外側に延在するファイナルギヤ６６が設けられており、回転シャフト６０の回転動力は、ファイナルギヤ６６やディファレンシャルギヤＤＩＦＦを介してドライブシャフトＬＤ，ＲＤに伝達される。

また、回転シャフト６０は、内ピン４０及び外ピン２０と接続可能とされる。回転シャフト６０と内ピン４０との動力伝達経路上、すなわち、ドライブシャフトＬＤ，ＲＷと内ピン４０の動力伝達経路上には、解放又は締結することにより、ドライブシャフトＬＤ，ＲＤと内ピン４０とを遮断状態又は接続状態とする第３断接手段としてのクラッチＣ３が設けられている。クラッチＣ３は、回転シャフト６０の回転軸線方向一端部から径方向外側に延在するクラッチ部材６０Ｃ３と、内ピン４０のフランジ４４から回転軸線方他端側に延在し、クラッチ部材４０Ｃ２よりも回転軸線方向他端側に形成された他のクラッチ部材４０Ｃ３と、を有しており、これらのクラッチ部材６０Ｃ３，４０Ｃ３同士を解放又は締結することにより、回転シャフト６０（ドライブシャフトＬＤ，ＲＷ）と内ピン４０とを遮断状態又は接続状態にする。

また、回転シャフト６０と外ピン２０との動力伝達経路上、すなわち、ドライブシャフトＬＤ，ＲＷと外ピン２０の動力伝達経路上には、解放又は締結することにより、ドライブシャフトＬＤ，ＲＤと外ピン２０とを遮断状態又は接続状態とする第４断接手段としてのクラッチＣ４が設けられている。クラッチＣ４は、回転シャフト６０の回転軸線方向一端側から径方向外側に延在するクラッチ部材６０Ｃ４と、外ピン２０のピンホルダー２２の回転軸線方向他端部から径方向内側に延在するクラッチ部材２０Ｃ４と、を有しており、これらのクラッチ部材６０Ｃ４，２０Ｃ４同士を解放又は締結することにより、回転シャフト６０（ドライブシャフトＬＤ，ＲＷ）と外ピン２０とを遮断状態又は接続状態にする。

さらに、有段変速機３は、仮想平面Ｐ上において、外ピン２０の回転を制動可能な第３制動手段としてのブレーキＢ３を備えている。ブレーキＢ３は、外ピン２０のピンホルダー２２の回転軸線方向一端部から径方向外側に延在するブレーキ部材２０Ｂ３と、不図示のハウジングに設けられ、ブレーキ部材２０Ｂ３と解放又は締結可能であり、締結することにより外ピン２０の回転を制動する制動部材ＨＢ３と、を有している。制動部材ＨＢ３は、他の制動部材ＨＢ１，ＨＢ２と同様に、不図示の駆動源によって駆動されることで、ブレーキ部材２０Ｂ３と解放又は締結可能とされている。

このように構成された本実施形態の有段変速機３は、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４及びブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３を解放又は締結することにより、４段変速を可能とする。より具体的には、表２に示すように、クラッチＣ１を締結し、クラッチＣ２を解放し、クラッチＣ３を解放し、クラッチＣ４を締結し、ブレーキＢ１を解放し、ブレーキＢ２を締結し、ブレーキＢ３を解放することで第１実施形態と同様の第１変速段（図３参照。）を形成可能であり、クラッチＣ１を解放し、クラッチＣ２を締結し、クラッチＣ３を解放し、クラッチＣ４を締結し、ブレーキＢ１を締結し、ブレーキＢ２を解放し、ブレーキＢ３を解放することで第１実施形態と同様の第２変速段（図４参照。）を形成可能であり、クラッチＣ１を締結し、クラッチＣ２を締結し、クラッチＣ３を解放し、クラッチＣ４を締結し、ブレーキＢ１を解放し、ブレーキＢ２を解放し、ブレーキＢ３を解放することで第１実施形態と同様の第３変速段（図５参照。）を形成可能であり、クラッチＣ１を解放し、クラッチＣ２を締結し、クラッチＣ３を締結し、クラッチＣ４を解放し、ブレーキＢ１を解放し、ブレーキＢ２を解放し、ブレーキＢ３を解放することで第４変速段を形成可能であり、クラッチＣ１を締結し、クラッチＣ２を解放し、クラッチＣ３を締結し、クラッチＣ４を解放し、ブレーキＢ１を解放し、ブレーキＢ２を解放し、ブレーキＢ３を締結することで第５変速段を形成可能である。

第４変速段においては、内ピン４０は、出力軸Ｓ及び回転シャフト６０に接続するので、入力要素及び出力要素としてはたらく。したがって、出力軸Ｓ、内ピン４０、及び回転シャフト６０が同一速度で回転し、減速比が１となる。また、図７に示すように第５変速段においては、偏心体５０が入力要素、内ピン４０が出力要素となり、減速比が−Ｎとなるので、第５変速段は後退用の変速段となる。

ここで、第３及び第４変速段は、共に減速比が１であるが、第３変速段においては偏心体５０，内ピン４０，外ピン２０が同一速度で回転するのに対し、第４変速段においては内ピン４０が回転するのみで、偏心体５０及び外ピン２０は回転しないので、減速比を１とするときは、容易に実現可能な第４変速段を用いることが望ましい。また、第５変速段においては、モータＭＯＴの出力軸Ｓを逆方向に駆動することによって、減速比Ｎを設定可能である。

以上、説明したように本実施形態の有段変速機３によれば、ドライブシャフトＬＤ，ＲＤは外ピン２０及び内ピン４０と接続されており、ドライブシャフトＬＤ，ＲＤと内ピン４０との動力伝達経路上に配置され、解放又は締結することにより、ドライブシャフトＬＤ，ＲＤと内ピン４０とを遮断状態又は接続状態にするクラッチＣ３と、ドライブシャフトＬＤ，ＲＤと外ピン２０との動力伝達経路上に配置され、解放又は締結することにより、ドライブシャフトＬＤ，ＲＤと外ピン２０とを遮断状態又は接続状態にするクラッチＣ４と、解放又は締結可能とされ、締結することにより外ピン２０の回転を制動するブレーキＢ３と、を備える。
したがって、内ピン４０が入力要素及び出力要素となる第４変速段と、偏心体５０が入力要素となり、内ピン４０が出力要素となる第５変速段と、がさらに形成可能である。ここで、第３及び第４変速段は、共にモータＭＯＴの出力軸Ｓの回転が減速されずに車輪ＬＷ，ＲＷのドライブシャフトＬＤ，ＲＤに伝達される変速段である。このように、本発明の有段変速機３は、遊星歯車機構としてのサイクロイド減速機１０が従来の遊星歯車機構と同様の構成要素（外ピン２０、曲線板３０、内ピン４０、偏心体５０）を有するのみでありながら、４段変速が可能である。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、有段変速機３に適用される遊星歯車機構は、サイクロイド減速機に限定されず、遊星歯車式減速機であってもよい。この場合、遊星歯車式減速機は、第１回転要素としてのリングギヤと、リングギヤと噛合する第２回転要素としてのプラネタリギヤと、プラネタリギヤを公転可能の支持する第３回転要素としてのプラネタリキャリアと、プラネタリギヤと噛合する第４回転要素としてのサンギヤと、を備える。このように構成した場合であっても、上述の実施形態のように断接手段や制動手段等が設けられる限り、同様の効果を奏することが可能である。

また、偏心体５０には、偏心運動に起因する振動を打ち消すために、複数の偏心部５２が位相を変えて設けられる構成としてもよい。例えば、偏心体５０に、３つの偏心部５２を設ける場合には、それぞれ１２０°ずつ位相を変えて設けられる。

１ 動力伝達機構
３ 有段変速機
１０ サイクロイド減速機（遊星歯車機構）
２０ 外ピン（第１回転要素）
２０Ｂ３ ブレーキ部材
２０Ｃ４ クラッチ部材
２２ ピンホルダー
２４ ピン
２６ ファイナルギヤ
３０ 曲線板（第２回転要素）
３１ 外周（外周）
３２ 内側貫通孔（貫通孔）
３４ 外側貫通孔（貫通孔）
４０ 内ピン（第３回転要素）
４０Ｂ２ ブレーキ部材
４０Ｃ２，４０Ｃ３ クラッチ部材
４２ ピン
４４ フランジ
５０ 偏心体（第４回転要素）
５０Ｂ１ ブレーキ部材
５０Ｃ１ クラッチ部材
５１ 回転軸部
５２ 偏心部
５３ 軸受
５６ 中空部
５８ 軸受
６０ 回転シャフト
６０Ｃ３，６０Ｃ４ クラッチ部材
６６ ファイナルギヤ
Ｂ１ ブレーキ（第１制動手段）
Ｂ２ ブレーキ（第２制動手段）
Ｂ３ ブレーキ（第３制動手段）
Ｃ１ クラッチ（第１断接手段）
Ｃ２ クラッチ（第２断接手段）
Ｃ３ クラッチ（第３断接手段）
Ｃ４ クラッチ（第４断接手段）
ＨＢ１，ＨＢ２，ＨＢ３ 制動部材
ＭＯＴ モータ（駆動源）
ＬＷ，ＲＷ 車輪（被駆動装置）
ＬＤ，ＲＤ ドライブシャフト（入力軸）
Ｐ 仮想平面（平面）
Ｓ 出力軸（出力軸）
ＳＣ１，ＳＣ２ クラッチ部材

Claims (5)

1. 駆動源と該駆動源によって駆動される被駆動装置との動力伝達経路上に配置され、前記駆動源の出力軸から伝達される動力を変速して、前記被駆動装置の入力軸に伝達する有段変速機であって、
   互いに差動回転を行う第１回転要素と、第２回転要素と、第３回転要素と、第４回転要素と、を有する遊星歯車機構を備え、
   前記第３回転要素は、第２回転要素を公転可能に支持し、
   前記第２回転要素は、前記第１回転要素及び前記第４回転要素と当接し、
   前記入力軸は、前記第１回転要素と接続され、
   前記出力軸は、前記第４回転要素及び前記第３回転要素と接続され、
   前記出力軸と前記第４回転要素との動力伝達経路上に配置され、解放又は締結することにより、いずれも回転要素である前記出力軸と前記第４回転要素とを遮断状態又は接続状態にする第１断接手段と、
   前記出力軸と前記第３回転要素との動力伝達経路上に配置され、解放又は締結することにより、いずれも回転要素である前記出力軸と前記第３回転要素とを遮断状態又は接続状態にする第２断接手段と、
   解放又は締結可能とされ、締結することにより前記第４回転要素を固定要素に固定し前記第４回転要素の回転を制動する第１制動手段と、
   解放又は締結可能とされ、締結することにより前記第３回転要素を前記固定要素に固定し前記第３回転要素の回転を制動する第２制動手段と、
   を備え、
   前記第１断接手段を締結し、前記第２断接手段を解放し、前記第１制動手段を解放し、前記第２制動手段を締結することで、第１変速段を形成可能であり、
   前記第１断接手段を解放し、前記第２断接手段を締結し、前記第１制動手段を締結し、前記第２制動手段を解放することで、第２変速段を形成可能であり、
   前記第１断接手段を締結し、前記第２断接手段を締結し、前記第１制動手段を解放し、前記第２制動手段を解放することで、第３変速段を形成可能であり、
   前記第１〜第４回転要素は同一の平面を含むように配置され、
   前記第１制動手段は、前記平面に対して回転軸線方向で一方側に配置され、
   前記第２制動手段は、前記平面に対して前記回転軸線方向で一方側に、且つ、前記第１制動手段よりも前記平面に近い位置に前記第１制動手段と隣接して配置され、
   前記第１断接手段は、前記平面に対して前記回転軸線方向で一方側に、且つ、前記第１制動手段よりも前記平面から遠い位置に配置され、
   前記第２断接手段は、前記平面に対して前記回転軸線方向で他方側に配置されることを特徴とする有段変速機。
2. 前記入力軸は、前記第１回転要素及び前記第３回転要素と接続され、
   前記入力軸と前記第３回転要素との動力伝達経路上に配置され、解放又は締結することにより、いずれも回転要素である前記入力軸と第３回転要素とを遮断状態又は接続状態にする第３断接手段と、
   前記入力軸と前記第１回転要素との動力伝達経路上に配置され、解放又は締結することにより、いずれも回転要素である前記入力軸と第１回転要素とを遮断状態又は接続状態にする第４断接手段と、
   解放又は締結可能とされ、締結することにより前記第１回転要素を前記固定要素に固定し前記第１回転要素の回転を制動する第３制動手段と、
   を備え、
   前記第１変速段は、さらに、前記第３断接手段を解放し、前記第４断接手段を締結し、前記第３制動手段を解放することで形成可能であり、
   前記第２変速段は、さらに、前記第３断接手段を解放し、前記第４断接手段を締結し、前記第３制動手段を解放することで形成可能であり、
   前記第１断接手段を解放し、前記第２断接手段を締結し、前記第３断接手段を締結し、前記第４断接手段を解放し、前記第１制動手段を解放し、前記第２制動手段を解放し、前記第３制動手段を解放することで、第４変速段を形成可能であり、
   前記第１断接手段を締結し、前記第２断接手段を解放し、前記第３断接手段を締結し、前記第４断接手段を解放し、前記第１制動手段を解放し、前記第２制動手段を解放し、前記第３制動手段を締結することで、第５変速段を形成可能であることを特徴とする請求項１に記載の有段変速機。
3. 前記第１回転要素は、前記第２回転要素の径方向外側に配置され、
   前記第４回転要素は、前記第２回転要素の径方向内側に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の有段変速機。
4. 前記第４回転要素及び前記出力軸の回転軸線は、同一線上に配置され、
   前記第４回転要素は、軸心に中空部を有する中空構造とされ、
   前記中空部に、前記出力軸が挿通して配置されることを特徴とする請求項３に記載の有段変速機。
5. 前記遊星歯車機構は、サイクロイド減速機構であり、
   前記第４回転要素は、偏心部を有する偏心体であり、
   前記第２回転要素は、外周に波形を有し、前記偏心体が挿通されて当接する貫通孔と、前記貫通孔の径方向外側に配置される他の貫通孔と、が形成され、前記駆動源の回転に伴って前記回転軸線を中心とする自転運動を行う曲線板であり、
   前記第１回転要素は、前記曲線板の前記外周に当接して係合し、前記曲線板に前記自転運動を生じさせる外ピンであり、
   前記第３回転要素は、前記他の貫通孔に嵌挿される内ピンであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の有段変速機。

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