JP7243929B2

JP7243929B2 - ２段変速機

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Publication number: JP7243929B2
Application number: JP2022543728A
Authority: JP
Inventors: 明弘山本; 寛孝岸田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2020-10-09
Filing date: 2021-08-27
Publication date: 2023-03-22
Anticipated expiration: 2041-08-27
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Description

本発明は、入力部材と出力部材との間の減速比を２段階に切り換えることができる２段変速機に関する。

近年における化石燃料の消費量低減化の流れを受けて、電気自動車やハイブリッド自動車の研究が進み、一部で実施されている。電気自動車やハイブリッド自動車の動力源である電動モータは、化石燃料を直接燃焼させることにより動く内燃機関（エンジン）とは異なり、一般的に、起動時に最大トルクを発生し、出力軸のトルクおよび回転速度の特性が自動車用として好ましいので、必ずしも内燃機関を駆動源とする一般的な自動車のような変速機を設ける必要はない。ただし、電動モータを駆動源とする場合でも、変速機を設けることにより、加速性能および高速性能を改善できる。具体的には、変速機を設けることで、車両の走行速度と加速度との関係を、エンジンを搭載し、かつ、動力の伝達系統中に変速機を設けた自動車に近い、滑らかなものにできる。この点について、図２５を参照しつつ説明する。

たとえば、電動モータの出力軸と、駆動輪に繋がるデファレンシャルギヤの入力部との間に、減速比の大きな動力伝達装置を配置すると、電気自動車の加速度（Ｇ）と走行速度（ｋｍ／ｈ）との関係は、概念的に示すと、図２５の実線ａのようになる。すなわち、低速時の加速性能は優れているが、高速走行ができなくなる。これに対して、前記出力軸と前記入力部との間に減速比の小さな動力伝達装置を配置すると、前記関係は、図２５の鎖線ｂのようになる。すなわち、高速走行は可能になるが、低速時の加速性能が損なわれる。これに対して、前記出力軸と前記入力部との間に変速機を設け、車速に応じてこの変速機の減速比を変えれば、実線ａのうちで点Ｐよりも左側部分と、鎖線ｂのうちで点Ｐよりも右側部分とを連続させたような特性を得られる。この特性は、図２５に破線ｃで示した、同程度の出力を有するエンジン車とほぼ同等であり、加速性能および高速性能に関して、動力の伝達系統中に変速機を設けたエンジン車と同等の性能を得られることが分かる。

特表２０１８－５１５７２１号公報には、電動モータの出力トルクを、ダブルピニオン式の遊星歯車機構とクラッチ（第１シフト要素）とフリーホイール（第２シフト要素）とを備える２段変速機により増大して、出力シャフト（車軸）に伝達する電気自動車用駆動装置の構造が開示されている。この電気自動車用駆動装置は、クラッチの断接状態を切り換えることに基づいて、遊星歯車機構の内歯車とキャリアとが相対回転可能な状態と不能な状態とを切り換えることにより、電動モータと出力シャフトとの間の減速比を高低の２段階に切り換え可能に構成されている。

特表２０１８－５１５７２１号公報

特表２０１８－５１５７２１号公報に記載の装置には、トルクの伝達効率を向上させる面から改良の余地がある。該装置では、押圧装置により、内歯車に支持されたクラッチ部品と、キャリアに支持されたクラッチ部品とを互いに押し付け合ったり、押し付け合う力を解除したりすることで、クラッチの断接状態を切り換える。また、該装置では、内歯車とキャリアとの間にクラッチレリーズ軸受が設けられている。したがって、遊星歯車機構を、太陽歯車と内歯車とキャリアとが一体となって回転する、所謂のり付け状態とするため、押圧装置により、内歯車に支持されたクラッチ部品と、キャリアに支持されたクラッチ部品とを互いに押し付け合わせると、クラッチレリーズ軸受の転がり抵抗が増大して、該クラッチレリーズ軸受でのトルク損失が増大する可能性がある。

本発明は、上述のような事情に鑑みて、トルクの伝達効率を良好に確保することが可能な構造を備えた２段変速機を提供することを目的としている。

本発明の一態様の２段変速機は、入力部材と、出力部材と、回転部材と、第１係合装置と、第２係合装置と、弾性付勢手段と、押圧装置と、第１軸受と、第２軸受と、および、遊星減速機構と、を備える。

前記入力部材は、使用時にも回転しない固定部分に対して、回転自在に支持されている。なお、前記入力部材は、電動モータやエンジンなどの駆動源により回転駆動される。

前記出力部材は、前記入力部材と同軸に、かつ、該入力部材に対する相対回転を可能に支持されている。なお、前記出力部材は、差動装置（デファレンシャルギヤ）の入力部などにトルク伝達を可能に接続される。

前記回転部材は、前記入力部材および前記出力部材と同軸に、かつ、該入力部材および該出力部材に対する相対回転を可能に支持されている。

前記第１係合装置は、軸方向の相対変位を可能に支持された、第１摩擦板および第２摩擦板を有し、前記入力部材と前記回転部材との間に備えられている。前記第１係合装置は、前記第１摩擦板と前記第２摩擦板とを互いに押し付け合わせることで、前記入力部材と前記回転部材とが一体となって回転する状態に切り換え、かつ、前記第１摩擦板と前記第２摩擦板とを互いに押し付け合う力を解放することで、前記入力部材と前記回転部材とが相対回転する状態に切り換える。

前記第２係合装置は、前記固定部分と前記回転部材との間に備えられ、前記固定部分に対して前記回転部材が回転可能な状態と回転不能な状態とを切り換える。

前記弾性付勢手段は、前記回転部材と前記第１係合装置との間に備えられ、前記第１摩擦板と前記第２摩擦板とを互いに押し付け合う方向に弾性的に付勢する。

前記押圧装置は、前記固定部分と前記回転部材との間に備えられ、前記弾性付勢手段を、前記第１摩擦板と前記第２摩擦板とを互いに押し付け合う力を解除する方向に押圧する。

前記第１軸受は、前記弾性付勢手段と前記押圧装置との間に備えられている。

前記第２軸受は、前記回転部材と前記押圧装置または前記固定部分との間に備えられている。

前記遊星減速機構は、サン要素と、前記サン要素の周囲に配置されたリング要素と、径方向に関して前記サン要素と前記リング要素との間に配置されたキャリアと、前記サン要素と前記リング要素とにトルク伝達を可能に係合し、前記キャリアに回転自在に支持された複数個のプラネタリ要素とを有する。

本発明の一態様の２段変速機においては、前記サン要素が、前記入力部材または前記回転部材に、トルク伝達を可能に接続され、前記キャリアが、前記回転部材または前記入力部材と前記出力部材とのうちの一方の部材に、トルク伝達を可能に接続され、かつ、前記リング要素が、前記回転部材または前記入力部材と前記出力部材とのうちの他方の部材に、トルク伝達を可能に接続されている。

本発明の一態様の２段変速機では、前記押圧装置は、前記回転部材が前記固定部分に対して回転していない状態で、前記弾性付勢手段を、前記第１摩擦板と前記第２摩擦板とを互いに押し付け合う力を解除する方向に押圧する。

本発明の一態様の２段変速機では、前記弾性付勢手段は、前記回転部材に対する軸方向変位を可能に支持された押圧プレートと、前記回転部材と前記押圧プレートとの間に備えられた弾性部材とを有する。

本発明の一態様の２段変速機は、前記第１軸受と前記回転部材との間に備えられ、前記第１軸受に軸方向の予圧を付与する予圧付与手段を備える。

本発明の一態様の２段変速機では、前記サン要素が、前記回転部材にトルク伝達を可能に接続され、前記リング要素が、前記入力部材にトルク伝達を可能に接続され、かつ、前記キャリアが、前記出力部材にトルク伝達を可能に接続される。

本発明の一態様の２段変速機では、前記サン要素が、前記入力部材にトルク伝達を可能に接続され、前記リング要素が、前記回転部材にトルク伝達を可能に接続され、かつ、前記キャリアが、前記出力部材にトルク伝達を可能に接続される。

本発明の一態様の２段変速機では、前記プラネタリ要素は、前記サン要素にトルク伝達を可能に係合する第１プラネタリ要素と、前記リング要素にトルク伝達を可能に係合し、かつ、前記第１プラネタリ要素にトルク伝達を可能に係合する第２プラネタリ要素とを有する。

この場合、前記サン要素を、前記回転部材にトルク伝達を可能に接続し、前記リング要素を、前記出力部材にトルク伝達を可能に接続し、かつ、前記キャリアを、前記入力部材にトルク伝達を可能に接続することができる。

あるいは、前記サン要素を、前記入力部材にトルク伝達を可能に接続し、前記リング要素を、前記出力部材にトルク伝達を可能に接続し、かつ、前記キャリアを、前記回転部材にトルク伝達を可能に接続することができる。

本発明の一態様の２段変速機では、前記サン要素を、サンギヤにより構成し、前記リング要素を、リングギヤにより構成し、かつ、前記プラネタリ要素を、プラネタリギヤにより構成する。すなわち、前記遊星減速機構を、遊星歯車機構により構成する。

あるいは、前記サン要素を、サンローラにより構成し、前記リング要素を、リングローラにより構成し、かつ、前記プラネタリ要素を、プラネタリローラにより構成することもできる。すなわち、前記遊星減速機構を、摩擦ローラ機構により構成することもできる。

前記第２係合装置は、噛み合い式クラッチ、摩擦式クラッチ、フリーホイールを含むワンウェイクラッチなどにより構成することができる。

前記押圧装置は、カム装置、油圧式のシリンダ装置などを備えることができる。

前記第１軸受は、スラスト転がり軸受により構成することができる。より具体的には、該スラスト転がり軸受は、スラスト玉軸受、スラストニードル軸受、スラスト円筒ころ軸受、スラスト円すいころ軸受、スラストアンギュラ玉軸受などにより構成することができる。

前記第２軸受は、例えば、スラスト転がり軸受、または、スラスト荷重を支承可能なラジアル転がり軸受により構成することができる。より具体的には、前記スラスト転がり軸受は、スラスト玉軸受、スラストニードル軸受、スラスト円筒ころ軸受、スラスト円すいころ軸受、スラストアンギュラ玉軸受などにより構成することができる。前記ラジアル転がり軸受は、ラジアル玉軸受、ラジアル円すいころ軸受、ラジアルアンギュラ玉軸受などにより構成することができる。

本発明の一態様の２段変速機によれば、トルクの伝達効率を良好に確保することができる。

図１は、本発明の実施の形態の第１例の２段変速機を組み込んだ駆動系の模式的な断面図である。図２（ａ）は、第１例の２段変速機の低減速比モードにおけるトルクの伝達経路を示す模式的な断面図であり、図２（ｂ）は、第１例の２段変速機の高減速比モードにおけるトルクの伝達経路を示す模式的な断面図である。図３は、第１例の２段変速機の斜視図である。図４は、第１例の２段変速機の断面図である。図５は、第１例の２段変速機についての遊星歯車機構を取り外して示す斜視図である。図６は、図５に示す２段変速機の断面図である。図７は、図５に示す２段変速機の分解斜視図である。図８は、第１例の２段変速機のウォームと一対の支持軸受についての組み合わせる前の状態を示す斜視図である。図９は、第１例の２段変速機の第１係合装置の分解斜視図である。図１０は、図４のＸ部拡大図である。図１１は、第１例の２段変速機の駆動カムの斜視図である。図１２は、第１例の２段変速機の被駆動カムと転動体の分解斜視図である。図１３（ａ）は、第１例の２段変速機の回転部材を構成するフランジ部と押圧部材の斜視図であり、図１３（ｂ）は、該フランジ部と該押圧部材の分解斜視図である。図１４は、本発明の実施の形態の第２例の２段変速機を組み込んだ駆動系の模式的な断面図である。図１５は、本発明の実施の形態の第３例の２段変速機を組み込んだ駆動系の模式的な断面図である。図１６（ａ）は、第３例の２段変速機の低減速比モードにおけるトルクの伝達経路を示す模式的な断面図であり、図１６（ｂ）は、第３例の２段変速機の高減速比モードにおけるトルクの伝達経路を示す模式的な断面図である。図１７は、本発明の実施の形態の第４例の２段変速機を組み込んだ駆動系の模式的な断面図である。図１８（ａ）は、第４例の２段変速機の低減速比モードにおけるトルクの伝達経路を示す模式的な断面図であり、図１８（ｂ）は、第４例の２段変速機の高減速比モードにおけるトルクの伝達経路を示す模式的な断面図である。図１９は、第４例の２段変速機の断面図である。図２０は、本発明の実施の形態の第５例の２段変速機を組み込んだ駆動系の模式的な断面図である。図２１（ａ）は、第５例の２段変速機の低減速比モードにおけるトルクの伝達経路を示す模式的な断面図であり、図２１（ｂ）は、第５例の２段変速機の高減速比モードにおけるトルクの伝達経路を示す模式的な断面図である。図２２は、本発明の実施の形態の第６例の２段変速機を組み込んだ駆動系の模式的な断面図である。図２３は、本発明の実施の形態の第７例の２段変速機を組み込んだ駆動系の模式的な断面図である。図２４（ａ）は、第７例の２段変速機の低減速比モードにおけるトルクの伝達経路を示す模式的な断面図であり、図２４（ｂ）は、第７例の２段変速機の高減速比モードにおけるトルクの伝達経路を示す模式的な断面図である。図２５は、電動モータを駆動源とする駆動装置に変速機を組み込むことによる効果を説明するための線図である。

［第１例］
本発明の実施の形態の第１例について、図１～図１３（ｂ）を用いて説明する。本例の２段変速機１は、電動モータやエンジンなどの駆動源２と、差動装置３との間に配置されて、駆動源２の出力トルクを増大（減速）しつつ、または、増大せずにそのまま差動装置３に伝達する。２段変速機１は、入力部材４と、出力部材５と、回転部材６と、第１係合装置７と、第２係合装置８と、弾性付勢手段９と、押圧装置１０と、第１軸受１１と、第２軸受１２と、遊星減速機構１３と、を備える。

入力部材４は、２段変速機１を収容するハウジングなどにより構成され、かつ、使用時にも回転しない固定部分１４に対して、図示しない転がり軸受などによって回転自在に支持されている。本例では、入力部材４は、筒状（中空）に構成されている。また、入力部材４は、軸方向片側（図１の右側）の端部に、駆動源２の出力軸１５に備えられた駆動歯車１６と噛合する入力歯車１７を有する。すなわち、入力部材４は、駆動源２により回転駆動可能となっている。

出力部材５は、入力部材４と同軸に、かつ、入力部材４に対する相対回転を可能に支持されている。本例では、出力部材５は、筒状の入力部材４の径方向内側に、図示しない転がり軸受などを介して、入力部材４に対する相対回転を可能に支持されている。また、出力部材５は、軸方向片側の端部に出力歯車１８を有する。出力歯車１８は、差動装置３の入力部に備えられた歯車に噛合している。すなわち、出力部材５は、差動装置３の入力部にトルクの伝達を可能に接続されている。

回転部材６は、入力部材４および出力部材５と同軸に、かつ、入力部材４および出力部材５に対する相対回転を可能に支持されている。本例では、回転部材６は、後述する第２係合装置８と、押圧装置１０および第２軸受１２とを介して、固定部分１４に対して回転可能に支持されている。

本例では、回転部材６は、軸方向中間部に、径方向外側に向けて突出した小径フランジ部１９を有し、かつ、小径フランジ部１９よりも軸方向他側（図１の左側）に位置する部分に、径方向外側に向けて突出したフランジ部２０を有する。フランジ部２０は、中空円形板状で、径方向中間部複数箇所に、後述する押圧部材４１を挿通するための部分円弧形の通孔６４を有する第１円輪部２１と、第１円輪部２１の径方向外側の端部から軸方向他側に向けて折れ曲がった第１円筒部２２と、第１円筒部２２の軸方向他側の端部から径方向外側に向けて折れ曲がった中空円形板状の第２円輪部２３と、第２円輪部２３の径方向外側の端部から軸方向他側に向けて折れ曲がった第２円筒部２４とを有する。

本例では、フランジ部２０を有する回転部材６を、小径フランジ部１９を有する軸部材６９に、図１３（ｂ）の左側に示すような、段付円筒部材７０を外嵌固定することにより構成している。すなわち、段付円筒部材７０は、中空円形板状で、通孔６４を有する第１円輪部２１と、第１円筒部２２と、第２円輪部２３と、第２円筒部２４と、および、第１円輪部２１の径方向内側の端部から軸方向他側に向けて折れ曲がった小径円筒部７４とを有する。回転部材６の小径円筒部７４の内周面に備えられた雌スプライン部７１を、軸部材６９の外周面に備えられた雄スプライン部にスプライン係合させている。

第１係合装置７は、軸方向の相対変位を可能に支持された、複数枚の第１摩擦板２５と複数枚の第２摩擦板２６とを有し、入力部材４と回転部材６との間に備えられている。すなわち、第１係合装置７は、入力部材４に支持された第１摩擦板２５と、回転部材６に支持された第２摩擦板２６とを、交互に重ね合わせてなる多板クラッチにより構成されている。第１係合装置７は、第１摩擦板２５と第２摩擦板２６とを互いに押し付け合わせて接続されて、入力部材４と回転部材６とが一体となって回転する状態と、第１摩擦板２５と第２摩擦板２６とを互いに押し付け合う力を解放して切断されて、入力部材４と回転部材６とが相対回転する状態とに、切り換え可能となっている。

本例では、第１摩擦板２５は、入力部材４の軸方向他側の端部内周面に、軸方向変位を可能に支持されている。第２摩擦板２６のうち、最も軸方向他側に位置する第２摩擦板２６は、回転部材６の第１円筒部２２の外周面に、軸方向変位を不能に支持され、それ以外の第２摩擦板２６は、第１円筒部２２の外周面に、軸方向変位を可能に支持されている。

第２係合装置８は、固定部分１４と回転部材６との間に備えられ、固定部分１４に対して回転部材６が回転可能な状態と回転不能な状態とを切り換える。本例では、第２係合装置８は、固定部分１４の内周面と、回転部材６の第２円筒部２４との間に備えられている。

第２係合装置８は、たとえば、アクチュエータにより断接状態を切り換え可能な、噛み合い式または摩擦式のクラッチ（制動装置）により構成することができる。クラッチの断接状態を切り換えるためのアクチュエータは特に限定されず、油圧式のアクチュエータや電磁式のアクチュエータなどを使用することができる。第２係合装置８は、後述するように、第１係合装置７を接続した低減速比モードで切断され、かつ、第１係合装置７を切断した高減速比モードで接続される。

本例では、図４および図６に示すように、第２係合装置８は、外径側円筒部材７５と、内径側円筒部材７６と、少なくとも１個の係合ピン（図示省略）と、セレクトプレート７７とを備える。

外径側円筒部材７５は、図３および図５に示すように、外周面に、円周方向に関して凹部と凸部とを交互に配置した外周側凹凸部７８を有する。外径側円筒部材７５は固定部分１４に対して、外周側凹凸部７８を、固定部分１４の内周面に備えられた内周側凹凸部に係合させることにより相対回転不能に支持されている。

内径側円筒部材７６は回転部材６の第２円筒部２４に対して、相対回転不能に外嵌固定されている。

係合ピンは、外径側円筒部材７５と内径側円筒部材７６との間に、係脱可能にかけ渡されている。本例では、係合ピンは、外径側円筒部材７５に対して、外径側円筒部材７５の内周面から径方向内側に向けて突出し、かつ、径方向内側を向いた弾力を付与された状態で支持されている。また、内径側円筒部材７６は、外周面に、係合ピンの先端部を係合可能な係合凹部を有する。

セレクトプレート７７は、円周方向に関する凹凸部であるモードセレクト部を有し、後述する電動モータ３０により駆動カム３１を介して、回転駆動可能に備えられている。

第２係合装置８は、セレクトプレート７７の回転に基づいて、外径側円筒部材７５と内径側円筒部材７６とが相対回転可能な状態と相対回転不能な状態とが切り換えられる。すなわち、セレクトプレート７７の回転に基づいて、モードセレクト部を構成する凸部により、係合ピンを径方向外側に向けて押し上げることで、係合ピンと係合凹部との係合を外す。これにより、外径側円筒部材７５に対する内径側円筒部材７６の回転を許容して、固定部分１４に対する回転部材６の回転を許容する。これに対して、セレクトプレート７７の回転に基づいて、モードセレクト部を構成する凸部を、係合ピンの先端部から円周方向に外れた位置に移動させることで、係合ピンと係合凹部とを係合させる。これにより、外径側円筒部材７５に対する内径側円筒部材７６の回転を阻止して、固定部分１４に対する回転部材６の回転を阻止する。

弾性付勢手段９は、回転部材６と第１係合装置７との間に備えられ、第１摩擦板２５と第２摩擦板２６とを互いに押し付け合う方向に弾性的に付勢する。本例では、弾性付勢手段９は、押圧プレート２７と、弾性部材２８とを有する。

本例では、押圧プレート２７は、中空円形板状に構成され、かつ、回転部材６のうち、軸方向に関して小径フランジ部１９とフランジ部２０との間部分の周囲に、回転部材６に対する軸方向変位を可能に支持されている。また、押圧プレート２７は、径方向外側部分の軸方向他側の端面を、第２摩擦板２６のうちで最も軸方向片側に位置する第２摩擦板２６の軸方向片側面に対向させている。

本例では、弾性部材２８は、回転部材６の小径フランジ部１９の軸方向他側面と、押圧プレート２７の軸方向片側面との間に、弾性的に圧縮された状態で挟持されている。すなわち、弾性付勢手段９は、弾性部材２８が弾性的に復元しようとする力により、押圧プレート２７を介して、最も軸方向片側の第２摩擦板２６を軸方向他側に向けて押圧することで、第１摩擦板２５と第２摩擦板２６とを互いに押し付け合う方向に弾性的に付勢している。弾性部材２８は、皿ばねやねじりコイルばねなどにより構成することができる。

押圧装置１０は、固定部分１４と回転部材６との間に備えられ、弾性付勢手段９を、第１摩擦板２５と第２摩擦板２６とを互いに押し付け合う力を解除する方向に押圧する。本例では、押圧装置１０は、カム装置２９と、電動モータ３０とを有する。

カム装置２９は、駆動カム３１と、被駆動カム３２と、複数個の転動体３３とを有する。本例では、図１０に示すように、転動体３３として、ローラを使用し、かつ、転動体３３を被駆動カム３２に対して、被駆動カム３２の中心軸を中心とする放射方向を向いた自転軸Ｃを中心とする回転（自転）を自在に支持している。なお、図１～図２（ｂ）では、発明の理解を容易にするために、カム装置２９を模式的に表している。

駆動カム３１は、図１１に示すように、軸方向片側面の径方向内側部分に、凹部と凸部とを同数ずつ、円周方向に交互に配置した駆動カム面３４を有し、かつ、外周面に、はすば歯車であるホイール歯３５を有する。駆動カム３１は、後述するアンギュラ玉軸受９１と筒状部材８４と第２軸受１２とにより、回転部材６に対して回転部材６に対する相対回転を可能に支持されている。また、駆動カム３１は、軸方向片側面の径方向中間部の円周方向複数箇所（図示の例では３箇所）に、軸方向片側に向けて突出するピン部９０を有する。ピン部９０の先端部は、セレクトプレート７７に備えられた係合孔に係合（がたつき内嵌）される。これにより、駆動カム３１とセレクトプレート７７とは一体的（同じ方向に同じ速度で）回転する。

被駆動カム３２は、図１２に示すように、中空円形板状に構成され、径方向中間部の円周方向複数箇所（図示の例では３箇所）に、軸方向に貫通する矩形孔７９を有し、かつ、矩形孔７９のそれぞれの径方向両側部分から軸方向片側に向けて突出する略半円形板状の支持板部８０ａ、８０ｂを有する。径方向外側の支持板部８０ａのそれぞれは、径方向に貫通する円孔である支持孔８１を備え、かつ、径方向内側の支持板部８０ｂのそれぞれは、径方向外側面に、円形の開口を有する支持凹部８２を備える。被駆動カム３２は、回転部材６の周囲に、軸方向変位のみ可能に配置されている。具体的には、被駆動カム３２は、内周面に備えられた雌スプライン部８３を、固定部分１４に支持固定される筒状部材８４の外周面に備えられた雄スプライン部８５にスプライン係合させることにより、固定部分１４に対して軸方向変位を可能に支持されている。

複数個の転動体３３のそれぞれは、円筒形状を有し、円柱状の支持軸８６と複数個のころ８７とを介して、支持板部８０ａ、８０ｂに対して自転を自在に支持されている。すなわち、支持軸８６の軸方向片側の端部（被駆動カム３２の中心軸を中心とする径方向に関する外側の端部）を、径方向外側の支持板部８０ａの支持孔８１に内嵌固定し、かつ、支持軸８６の軸方向他側の端部（被駆動カム３２の中心軸を中心とする径方向に関する内側の端部）を、径方向内側の支持板部８０ｂの支持凹部８２に内嵌固定している。複数個のころ８７は、転動体３３の内周面と支持軸８６の軸方向中間部外周面との間に転動自在に挟持されている。これにより、転動体３３は、被駆動カム３２の中心軸を中心とする放射方向を向いた自転軸Ｃを中心とする回転（自転）を自在に、被駆動カム３２に支持されている。

図１０に示すように、転動体３３を被駆動カム３２に支持した状態で、転動体３３のそれぞれのうちの被駆動カム３２の軸方向他側にある部分以外は、矩形孔７９の内側に配置される。また、転動体３３のそれぞれの外周面を、被駆動カム３２の軸方向他側において、駆動カム３１の軸方向片側面に備えられた駆動カム面３４に転がり接触させている。

カム装置２９では、駆動カム３１の回転に伴い、駆動カム面３４を構成する凹部の底部からの転動体３３の乗り上げ量が増減することで、被駆動カム３２が軸方向に変位する。

代替的に、転動体３３を、玉により構成することもできる。この場合、駆動カム面３４に加えて、あるいは、駆動カム面３４に代えて、被駆動カム３２の軸方向他側面に、凹部と凸部とを同数ずつ、円周方向に交互に配置した被駆動カム面を形成する。

電動モータ３０の出力軸に接続したウォーム３８を、駆動カム３１の外周面に備えられたホイール歯３５に噛合させている。これにより、電動モータ３０により駆動カム３１を回転駆動可能としている。ウォーム３８は、一対の支持軸受８８ａ、８８ｂにより、固定部分１４に対して回転自在に支持されている。本例では、ねじ状のウォーム３８と、はすば歯車であるホイール歯３５とを噛合させているが、電動モータの出力軸に備えられた平歯車または傘歯車と、駆動カムに備えられた平歯車または傘歯車とを噛合させたり、電動モータの出力軸と駆動カムとの間にベルトまたはチェーンをかけ渡したりするなどによって、電動モータにより駆動カムを回転駆動可能とすることもできる。

第１軸受１１は、弾性付勢手段９と押圧装置１０との間に備えられている。第１軸受１１は、一対の軌道輪３９ａ、３９ｂと、これらの間に転動自在に配置された複数個の転動体４０とを有する。より具体的には、第１軸受１１は、弾性付勢手段９の押圧プレート２７に接続された筒状の押圧部材４１と押圧装置１０の被駆動カム３２との間に備えられている。図１３（ｂ）に示すように、押圧部材４１は、円筒状の基部７２と、基部７２の軸方向片側の端部の円周方向複数箇所（図示の例では３箇所）から、軸方向片側に向けて突出した部分円筒部７３を有する。本例では、基部７２の軸方向他側の端部に、軸方向片側の軌道輪３９ａを支持固定し、かつ、部分円筒部７３の先端部（軸方向片側の端部）を、押圧プレート２７の軸方向他側面の径方向中間部に対向させている。

図示の例では、第１軸受１１は、転動体４０として玉を使用した単式スラスト玉軸受により構成されている。ただし、本発明を実施する場合、第１軸受１１として、代替的に、スラストアンギュラ玉軸受、スラストニードル軸受、スラストころ軸受、スラスト円すいころ軸受などのスラスト転がり軸受により構成することもできる。また、第１軸受１１に適用されるスラスト軸受を、複数の軸受を組み合わせた軸受ユニットにより構成することもできる。

第２軸受１２は、回転部材６と押圧装置１０との間に備えられている。本例では、回転部材６と、押圧装置１０の駆動カム３１との間に、第２軸受１２と筒状部材８４とアンギュラ玉軸受９１とを備えている。第２軸受１２は、複列玉軸受により構成されており、回転部材６に外嵌固定された内輪４３と、筒状部材８４に内嵌固定された外輪４４と、内輪４３と外輪４４との間に転動自在に配置された複数個の転動体４５とを有する。アンギュラ玉軸受９１は、筒状部材８４に外嵌固定された内輪９２と、駆動カム３１に内嵌固定された外輪９３と、内輪９２と外輪９３との間に転動自在に配置された複数個の転動体９４とを有する。なお、図１では、筒状部材８４とアンギュラ玉軸受９１は省略されている。

図示の例では、第２軸受１２は、転動体４５として玉を使用した単列深溝玉軸受により構成されている。ただし、本発明を実施する場合、第２軸受１２の構成は、回転部材と押圧装置との相対回転を可能とし、かつ、弾性付勢手段による軸方向の付勢力を支承できる限り、特に限定されない。代替的に、第２軸受１２として、深溝玉軸受、ラジアルアンギュラ玉軸受、ラジアル円すいころ軸受などのスラスト荷重を支承可能なラジアル転がり軸受を用いることもできる。また、第２軸受１２として、スラスト玉軸受、スラストニードル軸受、スラストころ軸受、スラスト円すいころ軸受、スラストアンギュラ玉軸受などのスラスト転がり軸受を用いることもできる。さらに、第２軸受１２を、複数の軸受を組み合わせた軸受ユニットにより構成することもできる。

本発明を実施する場合、第２軸受を構成する一対の軌道輪のうちの一方の軌道輪（たとえば外輪）に対して、押圧装置を構成する部材（たとえば駆動カム）を支持固定し、かつ、他方の軌道輪（たとえば内輪）に対して、回転部材を支持固定することもできる。

遊星減速機構１３は、サン要素であるサンギヤ４６と、リング要素であるリングギヤ４７と、キャリア要素であるキャリア４８と、それぞれがプラネタリ要素である複数個のプラネタリギヤ４９とを有する。すなわち、本例では、遊星減速機構１３は、シングルピニオン式の遊星歯車機構により構成されている。

サンギヤ４６は、回転部材６にトルク伝達を可能に接続されている。本例では、サンギヤ４６は、回転部材６の軸方向片側の端部に備えられている。

リングギヤ４７は、サンギヤ４６の周囲に、サンギヤ４６と同軸に配置され、かつ、入力部材４にトルク伝達を可能に接続されている。本例では、リングギヤ４７は、入力部材４の軸方向中間部に備えられている。

キャリア４８は、径方向に関してサンギヤ４６とリングギヤ４７との間に、サンギヤ４６およびリングギヤ４７と同軸に配置され、かつ、出力部材５にトルク伝達を可能に接続されている。

複数個のプラネタリギヤ４９のそれぞれは、サンギヤ４６とリングギヤ４７とに噛合し、かつ、キャリア４８に、自身の中心軸を中心とする回転（自転）を可能に支持されている。

本例の２段変速機１は、第１軸受１１と回転部材６との間に備えられ、スラスト軸受である第１軸受１１に軸方向の予圧を付与する予圧付与手段８９をさらに備える。本例では、予圧付与手段８９は、第１軸受１１を構成する一対の軌道輪３９ａ、３９ｂのうち、軸方向片側の軌道輪３９ａの軸方向片側面と、回転部材６を構成するフランジ部２０の第１円輪部２１の軸方向他側面との間に弾性的に圧縮した状態で挟持されている。これにより、図２（ｂ）に示すように、押圧プレート２７を、弾性部材２８の弾力に抗して、軸方向片側に向けて押圧した状態においても、第１軸受１１に予圧を付与するとともに、第１軸受１１が弾性付勢手段９と押圧装置１０との間から脱落することを防止している。

本例の２段変速機１は、第１係合装置７の断接状態および第２係合装置８の断接状態を切り換えることにより、入力部材４と出力部材５との間の減速比が小さい（減速比が１である）低減速比モードと、低減速比モードに比べて減速比が大きい高減速比モードとを切り換えることができる。以下、それぞれの場合について説明する。

＜低減速比モード＞
２段変速機１を低減速比モードに切り換えるには、第１係合装置７を接続し、かつ、第２係合装置８を切断する。

具体的には、図２（ａ）に示すように、電動モータ３０により駆動カム３１を、駆動カム面３４を構成する凹部の底部からの転動体３３の乗り上げ量が減少する方向に回転駆動する。これにより、被駆動カム３２が、第１軸受１１と押圧部材４１とを介して、押圧プレート２７を軸方向片側に向けて押圧する力を解放する。押圧プレート２７を軸方向片側に向けて押圧する力が解放されると、弾性部材２８の弾性復元力により、押圧プレート２７と第１軸受１１と押圧部材４１とが、軸方向他側に向けて押圧され、かつ、押圧プレート２７により、最も軸方向片側の第２摩擦板２６が軸方向他側に向けて押圧される。この結果、第１摩擦板２５と第２摩擦板２６とが互いに押し付け合って、第１係合装置７が接続され、入力部材４と回転部材６とが一体的に回転するようになる。したがって、サンギヤ４６とリングギヤ４７とが一体的に回転するようになる。

また、アクチュエータを操作して、第２係合装置８を切断することで、固定部分１４に対する回転部材６の相対回転を許容する。この結果、固定部分１４に対するサンギヤ４６の回転が許容される。

このような低減速比モードでは、サンギヤ４６とリングギヤ４７とキャリア４８との回転方向および回転速度が同じとなり、遊星減速機構１３全体が一体となって回転する、所謂のり付け状態となる。したがって、入力部材４の回転トルクは、図２（ａ）に太線で示す経路を通って、増大（減速）されることなく、そのまま出力部材５に伝達される。換言すれば、低減速比モードでは、入力部材４と出力部材５との間の減速比は１である。

＜高減速比モード＞
２段変速機１を高減速比モードに切り換えるには、第１係合装置７を切断し、かつ、第２係合装置８を接続する。

具体的には、図２（ｂ）に示すように、電動モータ３０により駆動カム３１を、駆動カム面３４を構成する凹部の底部からの転動体３３の乗り上げ量が増大する方向に回転駆動する。これにより、被駆動カム３２により、第１軸受１１と押圧部材４１とを介して、押圧プレート２７を軸方向片側に向けて押圧し、弾性部材２８の軸方向寸法を弾性的に縮め、第１摩擦板２５と第２摩擦板２６とが互いに押し付け合う力を解除する。この結果、第１摩擦板２５と第２摩擦板２６との間隔が拡がることで、第１係合装置７が切断され、入力部材４と回転部材６とが相対回転可能になる。したがって、サンギヤ４６とリングギヤ４７とが相対回転可能になる。

また、アクチュエータを操作して、第２係合装置８を接続することで、固定部分１４に対する回転部材６の相対回転を阻止する。この結果、固定部分１４に対するサンギヤ４６の回転が阻止される。

このような高減速比モードでは、入力部材４の回転トルクは、図２（ｂ）に太線で示す経路、すなわち、入力部材４、リングギヤ４７、プラネタリギヤ４９の自転運動、サンギヤ４６との噛合に基づくプラネタリギヤ４９の公転運動、および、キャリア４８を通る経路で、出力部材５に伝達される。

高減速比モードでは、入力部材４の回転トルクは、遊星減速機構１３により増大されて、出力部材５に伝達される。なお、高減速比モードにおける、入力部材４と出力部材５との間の減速比は、リングギヤ４７とサンギヤ４６との歯車比（リングギヤ４７の歯数／サンギヤ４６の歯数）により決定される。

本例の２段変速機１は、第１係合装置７の断接状態および第２係合装置８の断接状態を切り換えることにより、入力部材４と出力部材５との間の減速比を高低の２段階に切り換えることができる。具体的には、入力部材４に入力される回転トルクが低速かつ高トルクの領域では、２段変速機１を高減速比モードに切り換え、入力部材４に入力される回転トルクが高速かつ低トルクの領域では、２段変速機１を低減速比モードに切り換える。このため、電気自動車やハイブリッド自動車が電動モータのみを駆動源として走行している際の加速性能および高速性能を、図２５の実線ａのうちで点Ｐよりも左側部分と、鎖線ｂのうちで点Ｐよりも右側部分とを連続させたような特性であって、図２５に破線ｃで示したガソリンエンジン車に近いものとすることができる。

２段変速機１のモードを切り換える際に、第１係合装置７の断接状態の切り換えと、第２係合装置８の断接状態の切り換えとを、時間的に完全に同時に行う必要はなく、これらの切換を多少前後させることもできる。すなわち、２段変速機１のモード切換に伴う変速ショックを低減できるように、第１係合装置７および第２係合装置８の締結力やタイミングを適切に調整することができる。

本例の２段変速機１によれば、トルクの伝達効率を良好に確保することができる。この理由について、次に説明する。

押圧装置１０が押圧力を発生した状態、すなわち被駆動カム３２により、第１軸受１１と押圧部材４１とを介して、押圧プレート２７を軸方向片側に向けて押圧した状態（図２（ｂ）に示す状態）では、第１軸受１１に軸方向片側を向いた力が加わる。また、被駆動カム３２により押圧プレート２７を軸方向片側に向けて押圧することに伴う反力が、転動体３３と駆動カム３１とを介して、第２軸受１２に軸方向他側に向けて加わる。

第１軸受１１を構成する軸方向片側の軌道輪３９ａは、押圧部材４１と押圧プレート２７とを介して回転部材６に支持され、かつ、軸方向他側の軌道輪３９ｂは、カム装置２９とアンギュラ玉軸受９１と筒状部材８４とを介して固定部分１４に支持されている。また、第２軸受１２を構成する内輪４３は、回転部材６に外嵌固定され、かつ、外輪４４は、筒状部材８４とアンギュラ玉軸受９１とを介して、カム装置２９の駆動カム３１に支持されている。

本例の２段変速機１では、押圧装置１０が押圧力を発生した状態、すなわち押圧プレート２７が軸方向片側に向けて押圧され、弾性部材２８の軸方向寸法が弾性的に縮まり、第１摩擦板２５と第２摩擦板２６とが互いに押し付け合う力を解除されて第１係合装置７が切断された状態においては、第２係合装置８が接続される。第１係合装置７が切断され、かつ、第２係合装置８が接続された高減速比モードでは、固定部分１４に対する回転部材６の相対回転が阻止される。この状態では、第１軸受１１を構成する軸方向片側の軌道輪３９ａと軸方向他側の軌道輪３９ｂとは相対回転せず、かつ、第２軸受１２を構成する内輪４３と外輪４４とは相対回転しない。要するに、第１軸受１１および第２軸受１２に軸方向（図２（ｂ）の左右方向）の力が加わり、転がり抵抗が大きくなった状態では、第１軸受１１を構成する軸方向片側の軌道輪３９ａと軸方向他側の軌道輪３９ｂとは相対回転せず、かつ、第２軸受１２を構成する内輪４３と外輪４４とは相対回転しない。このため、第１軸受１１および第２軸受１２でのトルク損失の発生を防止することができる。

なお、押圧装置１０が発生した押圧力は、被駆動カム３２から、押圧部材４１および第１軸受１１と押圧プレート２７と弾性部材２８とを介して、回転部材６に軸方向片側向きに加わる。これに対して、押圧装置１０が押圧力を発生することに伴う反力は、駆動カム３１から、第２軸受１２を介して、回転部材６に軸方向他側向きに加わる。このように、押圧装置１０が押圧力を発生することに伴う軸方向の力は、回転部材６内で打ち消し合う（相殺される）。

一方、第２係合装置８が切断され、固定部分１４に対する回転部材６の相対回転が許容された状態（図２（ａ）に示す状態）においては、第１係合装置７は接続されており、押圧装置１０は押圧力を発生していない。この状態では、第１軸受１１および第２軸受１２に、押圧装置１０が押圧力を発生することに伴う軸方向（図２（ａ）の左右方向）の力が加わっていないため、第１軸受１１および第２軸受１２の転がり抵抗が過大になることはなく、よって、トルク損失が過大になることもない。

要するに、本例の２段変速機１では、モード切換中の短い時間を除き、押圧装置１０が押圧力を発生することに伴う軸方向の力が加わり、転がり抵抗が大きくなった状態で、第１軸受１１および第２軸受１２が回転することはない。したがって、第１軸受１１および第２軸受１２での過大なトルク損失の発生を防止することができて、２段変速機１のトルクの伝達効率を良好に確保することができる。

本例では、転動体３３として、ローラを使用し、かつ、転動体３３を被駆動カム３２に対して、該被駆動カム３２の中心軸を中心とする放射方向を向いた自転軸Ｃを中心とする回転（自転）を自在に支持している。このため、駆動カム３１を回転させることに基づいて、被駆動カム３２を確実に軸方向に変位させることができる。すなわち、カム装置を構成する転動体として玉を使用した場合、駆動カムを回転させた場合に、転動体の表面と、駆動カム面および／または被駆動カム面との転がり接触部に滑りが生じる可能性がある。転動体の表面と、駆動カム面および／または被駆動カム面との転がり接触部に滑りが生じた場合、被駆動カムが軸方向に変位できなくなったり、駆動カムの回転量に対する被駆動カムの軸方向変位量を十分に確保できなくなったりする可能性がある。

本例の場合には、駆動カム３１を回転させた場合に、転動体３３の外周面と、駆動カム面３４との転がり接触部に滑りが生じることを防止でき、駆動カム３１を回転させることに基づいて、被駆動カム３２を確実に軸方向に変位させることができる。この結果、２段変速機１のモード切換を確実に行うことができる。ただし、前述したように、カム装置を構成する転動体として、玉を使用することは可能である。

本例では、第２係合装置８として、アクチュエータにより断接状態を切り換え可能なクラッチを採用したが、本発明を実施する場合、第２係合装置は、第１係合装置を接続した低減速比モードで切断され、かつ、第１係合装置を切断した高減速比モードで接続される限り、特に限定されず、従来から知られた各種構造のクラッチを採用することができる。たとえば、第２係合装置として、フリーホイールを含むワンウェイクラッチにより構成することもできる。第２係合装置として、アクチュエータを有さないワンウェイクラッチを使用する場合、第２係合装置は、回転部材が、車両前進時の入力部材の回転方向と同じ方向に回転することを許容し、かつ、回転部材が、車両前進時の入力部材の回転方向と反対方向に回転しようとすることを阻止するように構成される。

本例では、押圧装置１０は、駆動カム３１と被駆動カム３２との間に転動体３３を挟持したカム装置２９と、電動モータ３０とを備えるが、本発明を実施する場合、押圧装置は、弾性付勢手段を、第１摩擦板と第２摩擦板とを互いに押し付け合う力を解除する方向に押圧することができる限り、特に限定されず、各種構造の押圧装置を採用することができる。たとえば、押圧装置として、駆動カムに備えられた駆動カム面と、被駆動カムに備えられた被駆動カム面とを直接係合（摺動）させたカム装置、外周面に円周方向に伸長し、かつ、軸方向に変化するガイド溝を有する被駆動カムと、前記ガイド溝に沿った変位を可能に係合する係合凸部を有する駆動カムとを有するカム装置などを用いることもできる。あるいは、押圧装置として、油圧式のシリンダ装置を用いることもできる。

本例では、遊星減速機構１３として、シングルピニオン式の遊星歯車機構を採用しているが、本発明を実施する場合、遊星減速機構として、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を採用することもできる。あるいは、遊星減速機構を、サンローラと、該サンローラの周囲に配置されたリングローラと、径方向に関して前記サンローラと前記リングローラとの間に配置され、かつ、外周面である転動面を、前記サンローラの外周面と前記リングローラの内周面とに摩擦係合させたプラネタリローラとを有する摩擦ローラ機構により構成することもできる。

［第２例］
本発明の実施の形態の第２例について、図１４を用いて説明する。本例では、中空に構成された出力部材５ａを、中実に構成された入力部材４ａの周囲に、入力部材４ａに対する相対回転を可能に支持し、かつ、中空に構成された回転部材６ａを、出力部材５ａの周囲に、出力部材５ａに対する相対回転を可能に支持している。

入力部材４ａは、駆動源２の出力軸と一体に構成されている。

出力部材５ａは、中間伝達軸５０を介して、差動装置３の入力部にトルク伝達可能に接続されている。すなわち、出力部材５ａに備えられた出力歯車１８を、中間伝達軸５０に備えられた大径歯車５１に噛合させ、かつ、中間伝達軸５０に備えられた小径歯車５２を、差動装置３の入力部に備えられた歯車に噛合させている。

図示の例では、２段変速機１の軸方向の向きが、図１に示す第１例の２段変速機１の軸方向の向きとは逆向きになっている（左右反転させている）。本例においても、押圧装置１０が押圧力を発生することに伴う軸方向の力は、回転部材６ａおよび／または固定部分１４内で打ち消し合う（相殺される）。その他の部分の構成および作用効果は、第１例と同様である。

［第３例］
本発明の実施の形態の第３例について、図１５～図１６（ｂ）を用いて説明する。本例の２段変速機１ａでは、サンギヤ４６が、入力部材４ｂにトルク伝達を可能に接続され、リングギヤ４７が、回転部材６ｂにトルク伝達を可能に接続され、かつ、キャリア４８が、出力部材５ｂにトルク伝達を可能に接続されている。

回転部材６ｂは、軸方向中間部に、径方向内側に向けて突出した小径フランジ部１９ａを有し、かつ、軸方向他側（図１５の左側）の端部に、径方向内側に向けて突出したフランジ部２０ａを有する。フランジ部２０ａは、中空円形板状の第１円輪部２１ａと、第１円輪部２１ａの径方向内側の端部から軸方向他側に向けて折れ曲がった第１円筒部２２ａと、第１円筒部２２ａの軸方向他側の端部から径方向内側に向けて折れ曲がった中空円形板状の第２円輪部２３ａと、第２円輪部２３ａの径方向内側の端部から軸方向他側に向けて折れ曲がった第２円筒部２４ａとを有する。

本例では、第１係合装置７を構成する複数枚の第１摩擦板２５は、入力部材４ｂの軸方向他側の端部外周面に、軸方向変位を可能に支持されている。複数枚の第２摩擦板２６のうち、最も軸方向他側に位置する第２摩擦板２６は、回転部材６ｂの第１円筒部２２ａの内周面に、軸方向変位を不能に支持され、それ以外の第２摩擦板２６は、第１円筒部２２ａの内周面に、軸方向変位を可能に支持されている。

第２係合装置８は、固定部分１４の内周面と、回転部材６ｂの第２円筒部２４ａとの間に備えられている。

本例では、押圧装置１０ａは、シリンダ装置５３と、方向切換弁５４とを備える。

シリンダ装置５３は、シリンダ５５にピストン５６を嵌装することにより構成されており、シリンダ５５内のうち、ピストン５６を挟んで設けられた一対の油圧室５７ａ、５７ｂを有する。なお、ピストン５６と、弾性付勢手段９の押圧プレート２７との間には、第1軸受１１と押圧部材４１とが備えられている。

方向切換弁５４は、ソレノイド５８への通電に基づいて、一対の油圧室５７ａ、５７ｂのうちの一方の油圧室を油圧源５９に接続して油圧を上昇させ、かつ、他方の油圧室を油溜６０に接続して油圧を逃がす状態と、その逆の状態とを切り換える。

＜低減速比モード＞
本例の２段変速機１ａを低減速比モードに切り換えるには、図１６（ａ）に示すように、ソレノイド５８に通電することによって方向切換弁５４を操作して、軸方向片側の油圧室５７ａを油圧源５９に接続して油圧を上昇させ、かつ、軸方向他側の油圧室５７ｂを油溜６０に接続して油圧を逃がす。これにより、ピストン５６が、第１軸受１１と押圧部材４１とを介して、押圧プレート２７を軸方向片側に向けて押圧する力を解放する。押圧プレート２７を軸方向片側に向けて押圧する力が解放されると、弾性部材２８の弾性復元力により、押圧プレート２７と第１軸受１１と押圧部材４１とが、軸方向他側に向けて押圧され、かつ、押圧プレート２７により、最も軸方向片側の第２摩擦板２６が軸方向他側に向けて押圧される。この結果、第１摩擦板２５と第２摩擦板２６とが互いに押し付け合って、第１係合装置７が接続され、入力部材４ｂと回転部材６ｂとが一体的に回転するようになる。したがって、サンギヤ４６とリングギヤ４７とが一体的に回転するようになる。

また、アクチュエータを操作して、第２係合装置８を切断することで、固定部分１４に対する回転部材６ｂの相対回転を許容して、固定部分１４に対するサンギヤ４６の回転を許容する。

この結果、サンギヤ４６とリングギヤ４７とキャリア４８との回転方向および回転速度が同じとなり、遊星減速機構１３全体が一体となって回転する、所謂のり付け状態となり、入力部材４ｂの回転トルクは、図１６（ａ）に太線で示す経路を通って、増大（減速）されることなく、そのまま出力部材５ｂに伝達される。

＜高減速比モード＞
本例の２段変速機１ａを高減速比モードに切り換えるには、図１６（ｂ）に示すように、ソレノイド５８に通電することによって方向切換弁５４を操作して、軸方向片側の油圧室５７ａを油溜６０に接続して油圧を逃がし、かつ、軸方向他側の油圧室５７ｂを油圧源５９に接続して油圧を上昇させる。これにより、ピストン５６により、第１軸受１１と押圧部材４１とを介して、押圧プレート２７を軸方向片側に向けて押圧して、弾性部材２８の軸方向寸法を弾性的に縮め、第１摩擦板２５と第２摩擦板２６とが互いに押し付け合う力を解除する。この結果、リターンスプリングの作用により、第１摩擦板２５と第２摩擦板２６との間隔が拡がることで、第１係合装置７が切断され、入力部材４ｂと回転部材６ｂとが相対回転可能になる。したがって、サンギヤ４６とリングギヤ４７とが相対回転可能になる。

また、アクチュエータを操作して、第２係合装置８を接続することで、固定部分１４に対する回転部材６ｂの回転を阻止して、固定部分１４に対するリングギヤ４７の回転を阻止する。

このような高減速比モードでは、入力部材４ｂの回転トルクは、図１６（ｂ）に太線で示す経路、すなわち、入力部材４ｂ、サンギヤ４６、プラネタリギヤ４９の自転運動、リングギヤ４７との噛合に基づくプラネタリギヤ４９の公転運動、および、キャリア４８を通る経路で、出力部材５ｂに伝達される。すなわち、高減速比モードでは、入力部材４ｂの回転トルクは、遊星減速機構１３により増大されて、出力部材５ｂに伝達される。

本例の２段変速機１ａにおいても、モード切換中の短い時間を除き、押圧装置１０ａが押圧力を発生することに伴う軸方向の力が加わり、転がり抵抗が大きくなった状態で、第１軸受１１および第２軸受１２が回転することはない。したがって、第１軸受１１および第２軸受１２での過大なトルク損失の発生を防止することができて、２段変速機１ａのトルクの伝達効率を良好に確保することができる。その他の部分の構成および作用効果は、第１例と同様である。

［第４例］
本発明の実施の形態の第４例について、図１７～図１９を用いて説明する。本例の２段変速機１ｂでは、サンギヤ４６が、入力部材４ｃにトルク伝達を可能に接続され、リングギヤ４７が、回転部材６ｃにトルク伝達を可能に接続され、かつ、キャリア４８が、出力部材５ｃにトルク伝達を可能に接続されている。

入力部材４ｃは、軸方向片側（図１７の右側）の端部に、入力歯車１７を有する。サンギヤ４６は、入力部材４ｃの軸方向中間部に備えられている。また、入力部材４ｃは、サンギヤ４６が備えられた部分よりも軸方向他側部分（図１７の左側部分）から径方向外側に折れ曲がったフランジ部６１と、フランジ部６１の径方向外側の端部から軸方向他側に向けて折れ曲がった円筒部６２とを有する。第１係合装置７を構成する複数枚の第１摩擦板２５は、円筒部６２の軸方向他側の端部内周面に、軸方向変位を可能に支持されている。

回転部材６ｃは、軸方向片側の端部に、径方向外側に向けて突出した小径フランジ部１９ｂを有し、かつ、軸方向中間部に、径方向外側に向けて突出したフランジ部２０ｂを有する。フランジ部２０ｂは、中空円形板状の第１円輪部２１と、第１円輪部２１の径方向外側の端部から軸方向他側に向けて折れ曲がった第１円筒部２２と、第１円筒部２２の軸方向他側の端部から径方向外側に向けて折れ曲がった中空円形板状の第２円輪部２３と、第２円輪部２３の径方向中間部から軸方向他側に向けて折れ曲がった第２円筒部２４と、第２円輪部２３の径方向外側の端部から軸方向片側に向けて折れ曲がった第３円筒部６３とを有する。リングギヤ４７は、第３円筒部６３の軸方向片側の端部に備えられている。

＜低減速比モード＞
本例の２段変速機１ｂを低減速比モードに切り換えるには、図１８（ａ）に示すように、第１係合装置７を接続することで、入力部材４ｃと回転部材６ｃとが一体的に回転するようにして、サンギヤ４６とリングギヤ４７とが一体的に回転するようにする。また、第２係合装置８を切断することで、固定部分１４に対する回転部材６ｃの相対回転を許容して、固定部分１４に対するリングギヤ４７の回転を許容する。

この結果、サンギヤ４６とリングギヤ４７とキャリア４８との回転方向および回転速度が同じとなり、遊星減速機構１３全体が一体となって回転する、所謂のり付け状態となり、入力部材４ｃの回転トルクは、図１８（ａ）に太線で示す経路を通って、増大（減速）されることなく、そのまま出力部材５ｃに伝達される。

＜高減速比モード＞
本例の２段変速機１ｂを高減速比モードに切り換えるには、図１８（ｂ）に示すように、第１係合装置７を切断することで、入力部材４ｃと回転部材６ｃとの相対回転を許容して、サンギヤ４６とリングギヤ４７との相対回転を許容する。また、第２係合装置８を接続することで、固定部分１４に対する回転部材６ｃの回転を阻止して、固定部分１４に対するリングギヤ４７の回転を阻止する。

このような高減速比モードでは、入力部材４ｃの回転トルクは、図１８（ｂ）に太線で示す経路、すなわち、入力部材４ｃ、サンギヤ４６、プラネタリギヤ４９の自転運動、リングギヤ４７との噛合に基づくプラネタリギヤ４９の公転運動、および、キャリア４８を通る経路で、出力部材５ｃに伝達される。すなわち、高減速比モードでは、入力部材４ｃの回転トルクは、遊星減速機構１３により増大されて、出力部材５ｃに伝達される。

本例の２段変速機１ｂにおいても、モード切換中の短い時間を除き、押圧装置１０が押圧力を発生することに伴う軸方向の力が加わり、転がり抵抗が大きくなった状態で、第１軸受１１および第２軸受１２が回転することはない。したがって、第１軸受１１および第２軸受１２での過大なトルク損失の発生を防止することができて、２段変速機１ｂのトルクの伝達効率を良好に確保することができる。その他の部分の構成および作用効果は、第１例と同様である。

［第５例］
本発明の実施の形態の第５例について、図２０～図２１（ｂ）を用いて説明する。本例では、遊星減速機構１３ａは、サン要素であるサンギヤ４６と、リング要素であるリングギヤ４７と、キャリア要素であるキャリア４８と、それぞれが第１プラネタリ要素である複数個の第１プラネタリギヤ４９ａ、および、それぞれが第２プラネタリ要素である第２プラネタリギヤ４９ｂとを有する。すなわち、本例では、遊星減速機構１３ａは、ダブルピニオン式の遊星歯車機構により構成されている。

複数個ずつの第１プラネタリギヤ４９ａおよび第２プラネタリギヤ４９ｂは、１個ずつの第１プラネタリギヤ４９ａと第２プラネタリギヤ４９ｂとを１組として互いに噛合させ、かつ、キャリア４８に、自身の中心軸を中心とする回転を可能に支持している。また、径方向内側に位置する第１プラネタリギヤ４９ａをサンギヤ４６に噛合させ、かつ、径方向外側に位置する第２プラネタリギヤ４９ｂをリングギヤ４７に噛合させている。

本例の２段変速機１ｃでは、サンギヤ４６が、回転部材６ｄにトルク伝達を可能に接続され、リングギヤ４７が、出力部材５ｄにトルク伝達を可能に接続され、かつ、キャリア４８が、入力部材４ｄにトルク伝達を可能に接続されている。

＜低減速比モード＞
本例の２段変速機１ｃを低減速比モードに切り換えるには、図２１（ａ）に示すように、第１係合装置７を接続することで、出力部材５ｄと回転部材６ｄとが一体的に回転するようにして、サンギヤ４６とリングギヤ４７とが一体的に回転するようにする。また、第２係合装置８を切断することで、固定部分１４に対する回転部材６ｄの相対回転を許容して、固定部分１４に対するサンギヤ４６の回転を許容する。

この結果、サンギヤ４６とリングギヤ４７とキャリア４８との回転方向および回転速度が同じとなり、遊星減速機構１３ａ全体が一体となって回転する、所謂のり付け状態となり、入力部材４ｄの回転トルクは、図２１（ａ）に太線で示す経路を通って、増大（減速）されることなく、そのまま出力部材５ｄに伝達される。

＜高減速比モード＞
本例の２段変速機１ｃを高減速比モードに切り換えるには、図２１（ｂ）に示すように、第１係合装置７を切断することで、出力部材５ｄと回転部材６ｄとの相対回転を許容して、サンギヤ４６とリングギヤ４７との相対回転を許容する。また、第２係合装置８を接続することで、固定部分１４に対する回転部材６ｄの回転を阻止して、固定部分１４に対するサンギヤ４６の回転を阻止する。

このような高減速比モードでは、入力部材４ｄの回転トルクは、図２１（ｂ）に太線で示す経路、すなわち、入力部材４ｄ、キャリア４８、第１プラネタリギヤ４９ａおよび第２プラネタリギヤ４９ｂの公転運動、サンギヤ４６との噛合に基づく第１プラネタリギヤ４９ａの自転運動、第２プラネタリギヤ４９ｂの自転運動、および、リングギヤ４７を通る経路で、出力部材５ｄに伝達される。すなわち、高減速比モードでは、入力部材４ｄの回転トルクは、遊星減速機構１３により増大されて、出力部材５ｄに伝達される。

本例の２段変速機１ｃにおいても、モード切換中の短い時間を除き、押圧装置１０が押圧力を発生することに伴う軸方向の力が加わり、転がり抵抗が大きくなった状態で、第１軸受１１および第２軸受１２が回転することはない。したがって、第１軸受１１および第２軸受１２での過大なトルク損失の発生を防止することができて、２段変速機１ｃのトルクの伝達効率を良好に確保することができる。その他の部分の構成および作用効果は、第１例と同様である。

［第６例］
本発明の実施の形態の第６例について、図２２を用いて説明する。本例では、出力部材５ｄを、中間伝達軸５０を介して、差動装置３の入力部にトルク伝達可能に接続している。すなわち、出力部材５ｄに備えられた出力歯車１８を、中間伝達軸５０に備えられた大径歯車５１に噛合させ、かつ、中間伝達軸５０に備えられた小径歯車５２を、差動装置３の入力部に備えられた歯車に噛合させている。その他の部分の構成および作用効果は、第１例および第５例と同様である。

［第７例］
本発明の実施の形態の第７例について、図２３～図２４（ｂ）を用いて説明する。本例の２段変速機１ｄは、ダブルピニオン式の遊星減速機構１３ａを備える。本例では、サンギヤ４６が、入力部材４ｅにトルク伝達可能に接続され、リングギヤ４７が、出力部材５ｅにトルク伝達可能に接続され、かつ、キャリア４８が、回転部材６ｅにトルク伝達を可能に接続されている。また、出力部材５ｅは、中間伝達軸５０を介して、差動装置３の入力部にトルク伝達可能に接続されている。

＜低減速比モード＞
本例の２段変速機１ｄを低減速比モードに切り換えるには、図２４（ａ）に示すように、第１係合装置７を接続することで、入力部材４ｅと回転部材６ｅとが一体的に回転するようにして、サンギヤ４６とキャリア４８とが一体的に回転するようにする。また、第２係合装置８を切断することで、固定部分１４に対する回転部材６ｅの相対回転を許容して、固定部分１４に対するキャリア４８の回転を許容する。

この結果、サンギヤ４６とリングギヤ４７とキャリア４８との回転方向および回転速度が同じとなり、遊星減速機構１３ａ全体が一体となって回転する、所謂のり付け状態となり、入力部材４ｅの回転トルクは、図２４（ａ）に太線で示す経路を通って、増大（減速）されることなく、そのまま出力部材５ｅに伝達される。

＜高減速比モード＞
本例の２段変速機１ｄを高減速比モードに切り換えるには、図２４（ｂ）に示すように、第１係合装置７を切断することで、入力部材４ｅと回転部材６ｅとの相対回転を許容し、サンギヤ４６とキャリア４８との相対回転を許容する。また、第２係合装置８を接続することで、固定部分１４に対する回転部材６ｅの回転を阻止して、固定部分１４に対するキャリア４８の回転を阻止する。

このような高減速比モードでは、入力部材４ｅの回転トルクは、図２４（ｂ）に太線で示す経路、すなわち、入力部材４ｅ、サンギヤ４６、第１プラネタリギヤ４９ａの自転運動、第２プラネタリギヤ４９ｂの自転運動、および、リングギヤ４７を通る経路で、出力部材５ｅに伝達される。すなわち、高減速比モードでは、入力部材４ｅの回転トルクは、遊星減速機構１３ａにより増大されて、出力部材５ｅに伝達される。

本例の２段変速機１ｄにおいても、モード切換中の短い時間を除き、押圧装置１０が押圧力を発生することに伴う軸方向の力が加わり、転がり抵抗が大きくなった状態で、第１軸受１１および第２軸受１２が回転することはない。したがって、第１軸受１１および第２軸受１２での過大なトルク損失の発生を防止することができて、２段変速機１ｄのトルクの伝達効率を良好に確保することができる。その他の部分の構成および作用効果は、第１例、第３例、および第５例と同様である。

上述した実施の形態の各例は、矛盾を生じない限り、適宜組み合わせて実施することができる。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ２段変速機
２駆動源
３差動装置
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ入力部材
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ出力部材
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ回転部材
７第１係合装置
８第２係合装置
９弾性付勢手段
１０、１０ａ押圧装置
１１第１軸受
１２第２軸受
１３、１３ａ遊星減速機構
１４固定部分
１５出力軸
１６駆動歯車
１７入力歯車
１８出力歯車
１９、１９ａ、１９ｂ小径フランジ部
２０、２０ａ、２０ｂフランジ部
２１、２１ａ第１円輪部
２２、２２ａ第１円筒部
２３、２３ａ第２円輪部
２４、２４ａ第２円筒部
２５第１摩擦板
２６第２摩擦板
２７押圧プレート
２８弾性部材
２９カム装置
３０電動モータ
３１駆動カム
３２被駆動カム
３３転動体
３４駆動カム面
３５ホイール歯
３８ウォーム
３９ａ、３９ｂ軌道輪
４０転動体
４１押圧部材
４３内輪
４４外輪
４５転動体
４６サンギヤ
４７リングギヤ
４８キャリア
４９プラネタリギヤ
４９ａ第１プラネタリギヤ
４９ｂ第２プラネタリギヤ
５０中間伝達軸
５１大径歯車
５２小径歯車
５３シリンダ装置
５４方向切換弁
５５シリンダ
５６ピストン
５７ａ、５７ｂ油圧室
５８ソレノイド
５９油圧源
６０油溜
６１フランジ部
６２円筒部
６３第３円筒部
６４通孔
６９軸部材
７０段付円筒部材
７１雌スプライン部
７２基部
７３部分円筒部
７４小径円筒部
７５外径側円筒部材
７６内径側円筒部材
７７セレクトプレート
７８外周側凹凸部
７９矩形孔
８０ａ、８０ｂ支持板部
８１支持孔
８２支持凹部
８３雌スプライン部
８４筒状部材
８５雄スプライン部
８６支持軸
８７ころ
８８ａ、８８ｂ支持軸受
８９予圧付与手段
９０ピン部
９１アンギュラ玉軸受
９２内輪
９３外輪

Claims

使用時にも回転しない固定部分に対して、回転自在に支持された入力部材と、
前記入力部材と同軸に、かつ、該入力部材に対する相対回転を可能に支持された出力部材と、
前記入力部材および前記出力部材と同軸に、かつ、該入力部材および該出力部材に対する相対回転を可能に支持された回転部材と、
軸方向の相対変位を可能に支持された、第１摩擦板および第２摩擦板を有し、前記入力部材と前記回転部材との間に備えられ、前記第１摩擦板と前記第２摩擦板とを互いに押し付け合わせることで、前記入力部材と前記回転部材とが一体となって回転する状態に切り換え、かつ、前記第１摩擦板と前記第２摩擦板とを互いに押し付け合う力を解放することで、前記入力部材と前記回転部材とが相対回転する状態に切り換える第１係合装置と、
前記固定部分と前記回転部材との間に備えられ、前記固定部分に対して前記回転部材が回転可能な状態と回転不能な状態とを切り換える第２係合装置と、
前記回転部材と前記第１係合装置との間に備えられ、前記第１摩擦板と前記第２摩擦板とを互いに押し付け合う方向に弾性的に付勢する弾性付勢手段と、
前記固定部分と前記回転部材との間に備えられ、前記弾性付勢手段を、前記第１摩擦板と前記第２摩擦板とを互いに押し付け合う力を解除する方向に押圧する押圧装置と、
前記弾性付勢手段と前記押圧装置との間に備えられた第１軸受と、
前記回転部材と前記押圧装置または前記固定部分との間に備えられた第２軸受と、
サン要素と、前記サン要素の周囲に配置されたリング要素と、径方向に関して前記サン要素と前記リング要素との間に配置されたキャリアと、前記サン要素と前記リング要素とにトルク伝達を可能に係合し、前記キャリアに回転自在に支持された複数個のプラネタリ要素とを有する遊星減速機構と、
前記第１軸受と前記回転部材との間に備えられ、前記第１軸受に軸方向の予圧を付与する予圧付与手段と、
を備え、
前記サン要素が、前記入力部材または前記回転部材に、トルク伝達を可能に接続され、前記キャリアが、前記回転部材または前記入力部材と前記出力部材とのうちの一方の部材に、トルク伝達を可能に接続され、かつ、前記リング要素が、前記回転部材または前記入力部材と前記出力部材とのうちの他方の部材に、トルク伝達を可能に接続されている、
２段変速機。
使用時にも回転しない固定部分に対して、回転自在に支持された入力部材と、
前記入力部材と同軸に、かつ、該入力部材に対する相対回転を可能に支持された出力部材と、
前記入力部材および前記出力部材と同軸に、かつ、該入力部材および該出力部材に対する相対回転を可能に支持された回転部材と、
軸方向の相対変位を可能に支持された、第１摩擦板および第２摩擦板を有し、前記入力部材と前記回転部材との間に備えられ、前記第１摩擦板と前記第２摩擦板とを互いに押し付け合わせることで、前記入力部材と前記回転部材とが一体となって回転する状態に切り換え、かつ、前記第１摩擦板と前記第２摩擦板とを互いに押し付け合う力を解放することで、前記入力部材と前記回転部材とが相対回転する状態に切り換える第１係合装置と、
前記固定部分と前記回転部材との間に備えられ、前記固定部分に対して前記回転部材が回転可能な状態と回転不能な状態とを切り換える第２係合装置と、
前記回転部材と前記第１係合装置との間に備えられ、前記第１摩擦板と前記第２摩擦板とを互いに押し付け合う方向に弾性的に付勢する弾性付勢手段と、
前記固定部分と前記回転部材との間に備えられ、前記弾性付勢手段を、前記第１摩擦板と前記第２摩擦板とを互いに押し付け合う力を解除する方向に押圧する押圧装置と、
前記弾性付勢手段と前記押圧装置との間に備えられた第１軸受と、
前記回転部材と前記押圧装置または前記固定部分との間に備えられた第２軸受と、
サン要素と、前記サン要素の周囲に配置されたリング要素と、径方向に関して前記サン要素と前記リング要素との間に配置されたキャリアと、前記サン要素と前記リング要素とにトルク伝達を可能に係合し、前記キャリアに回転自在に支持された複数個のプラネタリ要素とを有する遊星減速機構と、
前記第１軸受と前記回転部材との間に備えられ、前記第１軸受に軸方向の予圧を付与する予圧付与手段と、
を備え、
前記第２係合装置は、前記固定部分に対して相対回転不能に支持された外径側円筒部材と、前記回転部材に対して相対回転不能に支持された内径側円筒部材と、前記外径側円筒部材と前記内径側円筒部材との間に係脱可能にかけ渡された少なくとも１個の係合ピンと、セレクトプレートとを有し、前記セレクトプレートの回転に基づいて、前記係合ピンを、前記外径側円筒部材と前記内径側円筒部材との間で係脱させることで、前記外径側円筒部材と前記内径側円筒部材とが相対回転可能な状態と相対回転不能な状態とを切り換えるものであり、
前記サン要素が、前記入力部材または前記回転部材に、トルク伝達を可能に接続され、前記キャリアが、前記回転部材または前記入力部材と前記出力部材とのうちの一方の部材に、トルク伝達を可能に接続され、かつ、前記リング要素が、前記回転部材または前記入力部材と前記出力部材とのうちの他方の部材に、トルク伝達を可能に接続されている、
２段変速機。
前記係合ピンは、前記外径側円筒部材に対して、前記外径側円筒部材の内周面から径方向内側に向けて突出し、かつ、径方向内側を向いた弾力を付与された状態で支持されており、
前記内径側円筒部材は、外周面に、前記係合ピンの先端部を係合可能な係合凹部を有しており、
前記セレクトプレートは、円周方向に関する凹凸部であるモードセレクト部を有しており、および、
前記第２係合装置は、前記セレクトプレートの回転に基づいて、前記モードセレクト部を構成する凸部により、前記係合ピンを径方向外側に向けて押し上げることで、前記係合ピンと前記係合凹部との係合を外すことにより、前記外径側円筒部材に対する前記内径側円筒部材の回転を許容するのに対し、前記セレクトプレートの回転に基づいて、前記モードセレクト部を構成する凸部を、前記係合ピンの先端部から円周方向に外れた位置に移動させることで、前記係合ピンと前記係合凹部とを係合させることにより、前記外径側円筒部材に対する前記内径側円筒部材の回転を阻止する、請求項２に記載の２段変速機。
前記押圧装置は、前記回転部材が前記固定部分に対して回転していない状態で、前記弾性付勢手段を、前記第１摩擦板と前記第２摩擦板とを互いに押し付け合う力を解除する方向に押圧する、請求項１～３のいずれかに記載の２段変速機。
前記弾性付勢手段が、前記回転部材に対する軸方向変位を可能に支持された押圧プレートと、前記回転部材と前記押圧プレートとの間に備えられた弾性部材とを有する、請求項１～４のいずれかに記載の２段変速機。
前記サン要素が、前記回転部材にトルク伝達を可能に接続され、前記リング要素が、前記入力部材にトルク伝達を可能に接続され、かつ、前記キャリアが、前記出力部材にトルク伝達を可能に接続されている、請求項１～５のいずれかに記載の２段変速機。
前記サン要素が、前記入力部材にトルク伝達を可能に接続され、前記リング要素が、前記回転部材にトルク伝達を可能に接続され、かつ、前記キャリアが、前記出力部材にトルク伝達を可能に接続されている、請求項１～５のいずれかに記載の２段変速機。
前記プラネタリ要素が、前記サン要素にトルク伝達を可能に係合する第１プラネタリ要素と、前記リング要素にトルク伝達を可能に係合し、かつ、前記第１プラネタリ要素にトルク伝達を可能に係合する第２プラネタリ要素とを有する、請求項１～５のいずれかに記載の２段変速機。
前記サン要素が、前記回転部材にトルク伝達を可能に接続され、前記リング要素が、前記出力部材にトルク伝達を可能に接続され、かつ、前記キャリアが、前記入力部材にトルク伝達を可能に接続されている、請求項８に記載の２段変速機。
前記サン要素が、前記入力部材にトルク伝達を可能に接続され、前記リング要素が、前記出力部材にトルク伝達を可能に接続され、かつ、前記キャリアが、前記回転部材にトルク伝達を可能に接続されている、請求項８に記載の２段変速機。
前記サン要素が、サンギヤにより構成され、前記リング要素が、リングギヤにより構成され、かつ、前記プラネタリ要素が、プラネタリギヤにより構成される、請求項１～１０のいずれかに記載の２段変速機。