WO2022113709A1

WO2022113709A1 - 噛み合いクラッチ機構及び２段変速装置

Info

Publication number: WO2022113709A1
Application number: PCT/JP2021/040922
Authority: WO
Inventors: 正夫寺岡; 信二池谷
Original assignee: 株式会社イケヤフォーミュラ
Priority date: 2020-11-26
Filing date: 2021-11-08
Publication date: 2022-06-02
Also published as: EP4253783A1; CN116583682A; JPWO2022113709A1; US20240003390A1

Abstract

噛み合いクラッチ機構及び変速時にトルク切れを抑制し低速段での逆方向のトルクを伝達可能とする電気自動車等の２段変速装置を提供する。　第一噛合いクラッチ１１７を備え回転自在に支持された回転体１０１と、第二噛み合いクラッチ１１９及び第一カムを備え噛合を解放するように付勢されクラッチハブ１３３に支持されたスリーブ１２１と、第一、第二カムの協働により回転方向の動きを軸方向の動きに変換して噛合をロックするカムリング１４８と、カムアクチュエーター１４７と、回転入力を受けるサンギヤー１０７と、サンギヤー１０７にプラネットピニオン１１１を介して噛合うインターナルギヤー１０１と、出力用のドライブピニオン１０２を備えたプラネットキャリア１１３と、締結によりインターナルギヤー１０１とプラネットキャリア１１３との間の結合を調節する摩擦クラッチ機構１００４と、摩擦クラッチ機構１００４を締結調節するクラッチアクチュエーター１５９とを備えたことを特徴とする。

Description

噛み合いクラッチ機構及び２段変速装置

　本発明は、駆動装置、特に噛み合いクラッチ機構及び２段変速装置に関するものである。

　従来の特許文献１に示されるような２段変速装置が提案されている。この２段変速装置は、構成部品の数及び重量を減らすために、遊星ギヤーユニットでモーターの回転速度を減速または等速で維持するようにしている。しかし、変速において一旦駆動力を抜く必要からトルク切れが発生するという問題があった。また、特許文献２に示されるような２段変速装置が提案されている。この２段変速装置は、電磁コイルの非通電及び通電で低速段と高速段とを割り当てることにより電力消費効率を高めている。しかも、ワンウエイクラッチの設置で変速時のトルク切れを防止し、運転者が知覚し得る変速ショックの軽減を図るようにしている。しかし、この２段変速装置では、ワンウエイクラッチを設置するため、低速段での逆方向のトルクが伝達できないという問題があった。

特開２０１６－０１７６３２号公報特許第６５４５９２１号公報

　解決しようとする問題点は、変速時にトルク切れが発生する一方、トルク切れ防止のために低速段にワンウエイクラッチを使用する２段変速装置においては、低速段での逆方向のトルク（以下コーストトルクと称する。）が伝達できない点である。

　本発明の噛み合いクラッチ機構は、第一、第二噛み合いクラッチのワンウエイクラッチ機能と２ウエイクラッチ機能とを簡単に切り替えることを可能とするため、正トルクを伝達する歯面及び負トルクを伝達する歯面を有し前記負トルクを伝達する歯面は前記負トルクにより噛合を外すための傾斜を有する第一噛合いクラッチを備え回転自在に支持された回転体と、前記第一噛み合いクラッチに噛合する第二噛み合いクラッチ及び前記噛合のための第一カムを備え前記噛合を解放するように付勢されケース側に固定されたクラッチハブに回転方向に係合し軸方向に移動可能に支持されたスリーブと、前記スリーブを付勢し前記第一、第二噛み合いクラッチの解放位置を保持する保持部材と、前記第一カムに係合する第二カムを備え前記第一、第二カムの協働により回転方向の動きを軸方向の動きに変換して前記スリーブに伝達し前記噛合を回転駆動で解除可能にロックするカムリングと、前記カムリングを回転駆動するカムアクチュエーターとを備えたことを特徴とする。

　本発明は、変速時にトルク切れを抑制し、低速段での逆方向のトルクを伝達可能とするため、前記噛合いクラッチ機構を用いた２段変速装置であって、回転入力を受けるサンギヤーと、前記サンギヤーにプラネットピニオンを介して噛合い前記回転体を構成するインターナルギヤーと、前記インターナルギヤーに相対回転自在に支持され前記プラネットピニオンを回転自在に支持すると共に出力用のドライブピニオンを備えたプラネットキャリアと、前記インターナルギヤーとプラネットキャリアとの間に介設され締結により前記インターナルギヤーと前記プラネットキャリアとの間の結合を調節する摩擦クラッチ機構と、前記摩擦クラッチ機構の締結調節により前記結合の摩擦トルクを調節するクラッチアクチュエーターとを備えたことを特徴とする。

　本発明の噛み合いクラッチ機構は、第一、第二噛み合いクラッチのワンウエイクラッチ機能と２ウエイクラッチ機能とを簡単に切り替えることができる。

　本発明の２段変速装置は、低速段の時、ドライブ、コーストの両方向のトルク伝達が可能である。電気自動車に使用した時、後進時及びエネルギー回生時の逆トルク伝達が可能となる。ワンウエイクラッチ機能で、上段への変速時にトルク切れがない。スムーズな変速が可能となる。上段での使用時は、低速段の噛み合いクラッチ機構において、摩擦クラッチのようなドラッグトルクによるロスが発生せず、効率が上昇する。

実施例１に係り、噛み合いクラッチ機構の一部省略のスケルトン概略断面図である。実施例１に係り、第一、第二噛み合いクラッチの円周方向の要部展開断面図である。実施例１に係り、第一、第二噛み合いクラッチが離れた状態での円周方向の要部展開断面図である。実施例１に係り、第一、第二カムの円周方向の要部展開断面図である。実施例１に係り、第一、第二カムの作用時における円周方向の要部展開断面図である。実施例１に係り、ボールカムで構成した第一、第二カムの円周方向の要部展開断面図である。実施例１に係り、ボールカムで構成した第一、第二カムの作用時における円周方向の要部展開断面図である。実施例２に係り、噛み合いクラッチ機構の一部省略のスケルトン概略断面図である。実施例３に係り、２段変速機の一部省略のスケルトン概略断面図である。実施例４に係り、２段変速装置の一部省略のスケルトン概略断面図である。実施例５に係り、２段変速装置の一部省略のスケルトン概略断面図である。実施例６に係り、２段変速装置の一部省略のスケルトン概略断面図である。実施例７に係り、２段変速装置の一部省略のスケルトン概略断面図である。実施例８に係り、２段変速機の一部省略のスケルトン概略断面図である。実施例９に係り、２段変速装置の一部省略のスケルトン概略断面図である。

　　本発明の噛み合いクラッチ機構は、第一、第二噛み合いクラッチのワンウエイクラッチ機能と２ウエイクラッチ機能とを簡単に切り替えることを可能にするため、以下のように実現した。

　正トルクを伝達する歯面及び負トルクを伝達する歯面を有し前記負トルクを伝達する歯面は前記負トルクにより噛合を外すための傾斜を有する第一噛合いクラッチを備え回転自在に支持された回転体と、前記第一噛み合いクラッチに噛合する第二噛み合いクラッチ及び前記噛合のための第一カムを備え前記噛合を解放するように付勢されケース側に固定されたクラッチハブに回転方向に係合し軸方向に移動可能に支持されたスリーブと、前記スリーブを付勢し前記第一、第二噛み合いクラッチの解放位置を保持する保持部材と、前記第一カムに係合する第二カムを備え前記第一、第二カムの協働により回転方向の動きを軸方向の動きに変換して前記スリーブに伝達し前記噛合を回転駆動で解除可能にロックするカムリングと、前記カムリングを回転駆動するカムアクチュエーターとを備えて実現した。

　正トルクを伝達する歯面及び負トルクを伝達する歯面を有し前記負トルクを伝達する歯面は前記負トルクにより噛合いを外す傾斜を有する第一噛合いクラッチを備えてクラッチハブを備えたトルク伝達軸に回転自在に嵌合支持された回転体と、前記第一噛み合いクラッチに噛合する第二噛み合いクラッチを備え前記噛合いを解放するように付勢され前記クラッチハブに回転方向に係合し軸方向に移動可能に支持されたスリーブと、前記スリーブを付勢し前記第一、第二噛み合いクラッチを噛合の解放位置を保持する保持部材と、前記クラッチハブに回転自在に嵌合し軸方向に移動可能に支持され前記噛合のための第一カムを備え前記スリーブに対して相対回転可能且つ軸力伝達可能に隣接配置されケース側に回転不能に係合するカム部材と、前記第一カムに係合する第二カムを備えて前記カム部材に対向配置され前記クラッチハブに相対回転可能に支持され且つ前記カム部材に対し軸方向離反移動が阻止され前記第一、第二カムの協働により回転方向の動きを軸方向の動きに変換して前記カム部材に伝達し前記噛合を回転駆動で解除可能にロックするカムリングと前記カムリングを回転駆動するカムアクチュエーターとを備えて実現することもできる。

　本発明の2段変速装置は、変速時にトルク切れを抑制し、低速段での逆方向のトルクを伝達可能とするため、前記噛合いクラッチ機構を用いた２段変速装置であって、回転入力を受けるサンギヤーと、前記サンギヤーにプラネットピニオンを介して噛合い前記回転体を構成するインターナルギヤーと、前記インターナルギヤーに相対回転自在に支持され前記プラネットピニオンを回転自在に支持すると共に出力用のドライブピニオンを備えたプラネットキャリアと、前記インターナルギヤーとプラネットキャリアとの間に介設され締結により前記インターナルギヤーと前記プラネットキャリアとの間の結合を調節する摩擦クラッチ機構と、前記摩擦クラッチ機構の締結調節により前記結合の摩擦トルクを調節するクラッチアクチュエーターとを備えて実現した。

　前記噛合いクラッチ機構を用いた２段変速装置は、サンギヤーシャフトにより回転入力を受けるサンギヤーと、前記サンギヤーシャフトに回転自在に支持され第三サンギヤーと出力用のドライブピニオンとを備えた第三サンギヤーシャフトと、前記サンギヤーに噛合う第一歯車及び前記第三サンギヤーに噛合う第二歯車を一体的に備えたプラネットピニオンと、前記プラネットピニオンを回転自在に支持して前記回転体を構成するプラネットキャリアと、前記プラネットキャリアと前記第三サンギヤーシャフトとの間に介設され締結により前記プラネットキャリアと前記第三サンギヤーシャフトとの間の結合を調節する摩擦クラッチ機構と、前記摩擦クラッチ機構の締結により前記結合の摩擦トルクを調節するクラッチアクチュエーターとを備えて実現することもできる。

　前記噛合いクラッチ機構を用いた２段変速装置は、前記サンギヤーへの回転入力を、モーターからドライブギヤー及びドリブンギヤーを介して行う形態で実現することもできる。

　前記噛合いクラッチ機構を用いた２段変速装置は、前記クラッチアクチュエーターと前記摩擦クラッチ機構との間に前記締結を行わせるための押圧力調整手段を備え、前記押圧力調整手段は、相対回転自在に支持され歯数が異なる第一差動ギヤー及び第二差動ギヤーと、前記第一差動ギヤー及び第二差動ギヤー間の相対回転を軸推力に変換するトルクカムと、前記第一差動ギヤー及び第二差動ギヤーに噛合い前記クラッチアクチュエーターから回転入力を受けるクラッチピニオンと、前記トルクカムが変換した軸推力を受けて前記締結を行わせる押圧部材とを備えて実現することもできる。

　前記噛合いクラッチ機構を用いた２段変速装置は、前記クラッチアクチュエーターと前記摩擦クラッチ機構との間に前記締結を行わせるための押圧力調整手段を備え、前記押圧力調整手段は、相対回転自在に支持され歯数が異なる第一差動ギヤー及び第二差動ギヤーと、前記第一差動ギヤー及び第二差動ギヤー間の相対回転を軸推力に変換するトルクカムと、前記第一差動ギヤー及び第二差動ギヤーに噛合い前記クラッチアクチュエーターから回転入力を受けるクラッチピニオンと、前記締結のための押圧力を発生する弾性体と、前記弾性体の押圧力を受けて前記締結を行わせ前記トルクカムが変換した軸推力を受けて前記弾性体の押圧力を減ずる押圧力調整部材とを備えて実現することもできる。

　前記噛合いクラッチ機構を用いた２段変速装置は、低速ドライブギヤー及び高速ドライブギヤーを備えて回転入力受けるインプットシャフトと、前記低速ドライブギヤーに噛合する低速ドリブンギヤー及び前記高速ドライブギヤーに噛合する高速ドリブンギヤーと出力用のドライブピニオンとを備えたアウトプットシャフトと、前記インプットシャフト又は前記アウトプットシャフトは、前記トルク伝達軸を構成し、前記インプットシャフトが前記トルク伝達軸を構成する場合は、前記低速ドライブギヤーが前記回転体を構成すると共に前記低速ドリブンギヤーが前記アウトプットシャフトに固定され、前記アウトプットシャフトが前記トルク伝達軸を構成する場合は、前記低速ドリブンギヤーが前記回転体を構成すると共に前記低速ドライブギヤーが前記インプットシャフトに固定され、前記インプットシャフト及び前記インプットシャフトに回転自在に備える前記高速ドライブギヤー間の結合を調節する摩擦クラッチ機構を備え又は前記アウトプットシャフト及び前記アウトプットシャフトに回転自在に備える前記高速ドリブンギヤー間の結合を調節する摩擦クラッチ機構を備え、前記摩擦クラッチ機構の締結調節により前記結合の摩擦トルクを調節するクラッチアクチュエーターとを備えた形態で実現することもできる。

　前記噛合いクラッチ機構を用いた２段変速装置は、前記クラッチアクチュエーターと前記摩擦クラッチ機構との間に前記締結を行わせるための押圧力調整手段を備え、前記押圧力調整手段は、前記締結のための押圧力を発生する弾性体と、前記弾性体の押圧力を受けて前記締結を行わせ前記クラッチアクチュエーターに結合された押圧力調整部材とを備え、前記クラッチアクチュエーターは、前記押圧力調整部材を駆動して前記弾性体の押圧力を調整する形態で実現することもできる。

　前記噛合いクラッチ機構を用いた２段変速装置は、回転入力を受けるサンギヤーと、前記サンギヤーにプラネットピニオンを介して噛合い前記回転体を構成するインターナルギヤーと、前記インターナルギヤーに相対回転自在に支持され前記プラネットピニオンを回転自在に支持するプラネットキャリアと、前記インターナルギヤーとプラネットキャリアとの間に介設され締結により前記インターナルギヤーと前記プラネットキャリアとの間の結合を調節する摩擦クラッチ機構と、前記摩擦クラッチ機構の締結調節により前記結合の摩擦トルクを調節するクラッチアクチュエーターと、前記プラネットキャリアに結合され外部に突出配置された出力軸とを備えた形態で実現することもできる。

　前記噛合いクラッチ機構を用いた２段変速装置は、回転入力を受けるサンギヤーと、外部に突出配置された出力軸を有する第三サンギヤーと、前記サンギヤーに噛合う第一歯車及び前記第三サンギヤーに噛合う第二歯車を一体的に備えたプラネットピニオンと、前記プラネットピニオンを回転自在に支持して前記回転体を構成するプラネットキャリアと、前記プラネットキャリアと前記サンギヤーとの間に介設され締結により前記プラネットキャリアと前記サンギヤーとの間の結合を調節する摩擦クラッチ機構と、前記摩擦クラッチ機構の締結により前記結合の摩擦トルクを調節するクラッチアクチュエーターとを備えた形態で実現することもできる。

　前記噛合いクラッチ機構を用いた２段変速装置は、前記摩擦クラッチ機構のスリップを検出するセンサーと、前記検出したスリップに応じて前記クラッチアクチュエーターを制御するコントローラーとを備えて実現することもできる。

　図１は、実施例１に係り、噛み合いクラッチ機構の一部省略のスケルトン概略断面図である。図２は、第一、第二噛み合いクラッチの円周方向の要部展開断面図である。図３は、第一、第二噛み合いクラッチが離れた状態での円周方向の要部展開断面図である。図４は、第一、第二カムの円周方向の要部展開断面図である。図５は、第一、第二カムの作用時における円周方向の要部展開断面図である。図６は、ボールカムで構成した第一、第二カムの円周方向の要部展開断面図である。図７は、ボールカムで構成した第一、第二カムの作用時における円周方向の要部展開断面図である。

　図１に示す噛み合いクラッチ機構である第一噛み合いクラッチ機構１００２は、回転体である第一回転体１０１と、スリーブである第一スリーブ１２１と、保持部材１３９と、カムリング１４８と、カムアクチュエーター１４７とを備えている。第一噛み合いクラッチ機構１００２は、クラッチホルダー１３７に設けられたクラッチハブとしての第一クラッチハブ１３３、第一噛み合いクラッチ１１７及び第二噛み合いクラッチ１１９を備えている。

　前記クラッチホルダー１３７は、ケース０２ａにボルト・ナットなどの締結部材１３６で固定されている。前記第一クラッチハブ１３３は、クラッチホルダー１３７の内周側に基部が一体的に結合されている。この第一クラッチハブ１３３は、第一回転体１０１側へ軸方向に延設されている。第一クラッチハブ１３３の外周面には、例えばスプラインが形成されている。

　前記第一噛み合いクラッチ１１７は、前記第一回転体１０１に締結または一体的に加工されている。第一回転体１０１の内周側には、前記第一クラッチハブ１３３の内径部に軸方向へ延設された第一ボス１４２が備えられている。第一ボス１４２は、ボールベアリングなどのベアリング１３１で第一クラッチハブ１３３の内径部に回転自在に支持されている。ベアリング１３１は、第一ボス１４２にインナーレースが、第一クラッチハブ１３３にアウターレースが、それぞれ軸方向に位置決め固定されている。この位置決め固定は、第一ボス１４２と第一クラッチハブ１３３とに取り付けたストッパーリングなどのボス締結部材１２７とハブ締結部材１２９とにより行っている。

　前記第一スリーブ１２１は、前記第一噛み合いクラッチ１１７に噛合する第二噛み合いクラッチ１１９及び前記噛合のための第一カム１４３を備えている。第一スリーブ１２１は、第二噛み合いクラッチ１１９の第一噛み合いクラッチ１１７に対する噛合を解放するように付勢されている。第一スリーブ１２１は、ケース０２ａ側に固定されたクラッチハブとしての第一クラッチハブ１３３に回転方向に係合し軸方向に移動可能に支持されている。

　さらに説明すると、前記第二噛み合いクラッチ１１９は、第一スリーブ１２１の一側面に備えられている。この第二噛み合いクラッチ１１９は、前記第一噛み合いクラッチ１１７に噛合可能に対向配置されている。第二噛み合いクラッチ１１９は、第一スリーブ１２１と共に前記第一クラッチハブ１３３の外周にスプライン嵌合している。第一スリーブ１２１には、他側面に第一カム１４３が備えられている。

　前記第一スリーブ１２１は、引張コイルスプリングなどの保持部材１３９によりケース０２ａ側に支持されている。保持部材１３９は、前記のように第一スリーブ１２１を付勢し第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９を解放する位置へ保持するように機能する。保持部材１３９は、チェックボール機構等を使用する構造にすることもできる。

　前記カムリング１４８は、前記第一カム１４３に係合する第二カム１４５を備えている。前記第一、第二カム１４３、１４５の協働により回転方向の動きを軸方向の動きに変換して前記第一スリーブ１２１に伝達し前記噛合を回転駆動で解除可能にロックする構成である。

　前記カムリング１４８は、前記クラッチホルダー１３７の基部外周に回転自在に支持されている。カムリング１４８一側面には、第二カム１４５が備えられている。第二カム１４５は、第一カム１４３に噛合い又は対向する。カムリング１４８の他側面には、クラッチホルダー１３７との間にベアリング１４１が介設されている。ベアリング１４１は、カムリング１４８で発生する軸力をクラッチホルダー１３７に対して受けるものである。

　前記カムリング１４８には、外周部に円形または扇形のギヤー等の被回転手段１４９が固定されている。被回転手段１４９には、被検出手段である凹凸の溝等を有している。溝等は側面センサー３０３により検出され、検出信号がコントローラー３０１に入力されるようになっている。

　前記カムリング１４８は、電動モーター等のカムアクチュエーター１４７により回転駆動される構成である。カムアクチュエーター１４７は、ケース０２ａにボルト・ナットなどにより締結固定されている。カムアクチュエーター１４７の出力軸には、ケース０２ａ内でドライブピニオン１５１が取り付けられている。ドライブピニオン１５１は、被回転手段１４９に噛合っている。

　ここで、図２、図３のように、前記第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９は、正トルクを伝達する歯面及び負トルクを伝達する歯面を有し前記負トルクを伝達する歯面は前記負トルクにより噛合を外すための傾斜を有している。

　前記第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９の歯面１２３，１２５は、正トルク、例えばドライブトルクを伝達するものであり、この歯面１２３，１２５は、回転軸線にほぼ平行または、僅かな傾斜角を有している。

　前記第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９の歯面１２０、１２２は、負トルク、例えばドライブトルクに対して逆方向のトルク（以下コーストトルクと称する。）を伝達するものである。この歯面１２０、１２２は、摩擦角より大きい圧力角（回転軸線に対する角度）を有している。

　図４は、第一、第二カムの円周方向の要部展開断面図である。図５は、第一、第二カムの作用時における円周方向の要部展開断面図である。図４は、第一カム１４３と第二カム１４５の凹凸が噛み合っている時、図５は、第一カム１４３の凸部１２６が第二カム１４５の凸部平面１２８に接触している時の図である。

　前記第一噛み合いクラッチ１１７と第二噛み合いクラッチ１１９とが噛合している状態を強制的に保持する時は、図５に示すように、カム作用が働く。つまり、第一カム１４３と第二カム１４５がカム斜面に沿って離れる。第一カム１４３の凸部１２６と第二カム１４５の凸部平面１２８とが接触する位置になる。このカム作用は、図1に示すコントローラー３０１でカムアクチェーター１４７を制御することにより働く。コントローラー３０１による制御でカムアクチェーター１４７がドライブピニオン１５１を駆動し、被回転手段１４９を回転させる。この被回転手段１４９の回転によりカムリング１４８が回転し、カム作用が働く。

　この場合、コントローラー３０１が変速指令を受けると、カムアクチェーター１４７が駆動制御される。この駆動制御により、ドライブピニオン１５１及び被回転手段１４９を介してカムリング１４８が回転駆動される。このとき、被回転手段１４９の位相をセンサー３０３が検出し、コントローラー３０１に送信する。この送信により、カムリング１４８は所定の位相を得ることができる。

　前記第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９間にコーストトルクが印加されると、コーストトルクを伝達する歯面１２０とコーストトルクを受ける歯面１２２とが接触する。第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９には、圧力角の作用で互いに離反する方向の推力が発生する。

　しかし、第二噛み合いクラッチ１１９を有する第一スリーブ１２１は、第一カム凸部１２６が第二カム凸部平面１２８に接触している。このため、第一スリーブ１２１は、離反方向へ移動はできない。また第一噛み合いクラッチ１１７を有する第一回転体１０１も、ベアリング１３１とボス締結部材１２７、ハブ締結部材１２９とで軸方向に固定され、軸方向移動は出来ない。

　このため、コーストトルク印加時も第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９の噛み合いは継続する。この時、第一噛み合いクラッチ機構１００２は前記のようにドライブ、コースト両方向のトルクを伝達できる。以下該機能を２ウエイクラッチ機能と称する。この２ウエイクラッチ機能を得ることで第一、第二カム１４３、１４５はロック手段を構成する。

　一方、カムリング１４８の回転位置をカムアクチェーター１４７の駆動により戻すなどして第一カム１４３の凸部１２６と第二カム１４５の凹部平面１３０との回転位相を図４のように合わせる。これにより、カム作用による第一スリーブ１２１の軸方向移動の拘束は解かれる。この状態においては第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９にドライブトルクが印加されていると、両者の噛み合いは保持される。

　他方、第二噛み合いクラッチ１１９にコーストトルクが印加されると、第一スリーブ１２１は、第一クラッチハブ１３３上を第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９が解放される軸方向に移動する。この移動により第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９は噛合が解かれる。保持部材１３９は、第一スリーブ１２１を第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９を解放位置に保持する。こうして、第一噛み合いクラッチ機構１００２は、ワンウエイクラッチ機能を有する。

　図６は、ボールカムで構成した第一、第二カムの円周方向の要部展開断面図である。図７は、ボールカムで構成した第一、第二カムの作用時における円周方向の要部展開断面図である。

　図６、図７のように、第一カム部材１２１ｂに、前記第一カムを構成する第一カム溝２１４３を形成し、カムリング１４８ｂに、前記第二カムを構成する第二カム溝２１４５を形成している。第一カム溝２１４３と第二カム溝２１４５との間には、転動体２１１２が係合配置されている。転動体２１１２は、リテーナー１３５で保持されている。転動体２１１２は、第一カム溝２１４３と共に第一カムを構成し、第二カム溝２１４５と共に第二カムを構成することになる。

　したがって、前記同様にカムアクチュエーター１４７の駆動によりカムリング１４８ｂが回転して転動体２１１２が第一、第二カム溝２１４３、２１４５を図６のように乗り上げ、前記同様のカム作用が働く。カムリング１４８ｂの回転位置をカムアクチェーター１４７の駆動により戻すなどして第一、第二カム溝２１４３、２１４５の回転位相を図５のように合わせると、カム作用による第一スリーブ１２１の軸方向移動の拘束は解かれる。

　この変形例では、カムリング１４８ｂを駆動するカムアクチェーター１４７の負荷を軽減することができる。

　前記第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９のドライブトルクを受ける歯面１２３、１２５は、その圧力角を、コーストトルクを受ける歯面１２０、１２２と同様にすることができる。つまり、歯面１２３、１２５の圧力角は、回転軸線に対し摩擦角以上にすることもできる。第一スリーブ１２１の軸方向の移動は、カムリング１４８の前記カム作用でブロック可能だからである。

　このように、本実施例では、噛み合いクラッチ機構１００２を、ワンウエイクラッチ機能と２ウエイクラッチ機能とに単純な機構で簡単に切り替えることができる。またトルク伝達に噛み合いクラッチを用いるため、トルク伝達が確実で、大トルク容量を有する。

　図８は、実施例２に係り、噛み合いクラッチ機構の一部省略のスケルトン概略断面図である。なお、実施例１と同一又は対応する構成部分には同符号を付し、重複した説明は省略する。

　図８のように、本実施例２に係る噛合いクラッチ機構である第二噛み合いクラッチ機構２００２は、回転体である第二回転体２１０１と、スリーブである第二スリーブ２１２１と、カム部材２１２６と、カムリングである第二カムリング２１４８と、カムアクチュエーター１４７とを備えている。また、第二噛み合いクラッチ機構２００２は、第二クラッチハブ２１３３、第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９を備えている。

　前記第二回転体２１０１は、第一噛合いクラッチ１１７を一体的に備えている。この第二回転体２１０１は、ベアリング２２５４を介してトルク伝達軸２１０２に回転自在に嵌合支持された構成である。トルク伝達軸２１０２は、クラッチハブである第二クラッチハブ２１３３を備えている。

　前記第二スリーブ２１２１は、前記第一噛み合いクラッチ１１７に噛合する第二噛み合いクラッチ１１９を備えている。この第二スリーブ２１２１は、実施例1と同様に、第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９の噛合いを解放するように保持部材２１５５により付勢されている。本実施例２の保持部材２１５５は、コイルスプリングで突出付勢されたボールと斜面とを備えた構成である。コイルスプリングで突出付勢されたボールは、第二クラッチハブ２１３３の径方向の孔に支持されている。斜面は、第二噛み合いクラッチ１１９の内周に形成されている。コイルスプリングで突出付勢されたボールが斜面に弾接する構成である。第二スリーブ２１２１は、前記第二クラッチハブ２１３３にスプライン嵌合等により回転方向に係合し軸方向に移動可能に支持されている。

　前記カム部材２１２６は、前記噛合をロックするための第一カム２１２３を備えている。このカム部材２１２６は、前記第二クラッチハブ２１３３に相対回転自在に嵌合し軸方向に移動可能に支持されている。カム部材２１２６は、前記第二スリーブ２１２１に対しベアリング２１４１を介して相対回転可能且つ軸力伝達可能に隣接配置されている。カム部材２１２６の外径部には、ケース０２ｂに係合するカム部材回転防止手段２１５１を有している。このカム部材回転防止手段２１５１によりカム部材２１２６は、ケース０２ｂ側に回転不能に係合し、軸方向のみ移動可能となる。

　前記第二カムリング２１４８は、前記第一カム２１２３に係合する第二カム１２４を備えている。第一カム２１２３及び第二カム１２４の構造は、実施例1の第一カム１４３及び第二カム１４５と同様であり、図４～図７のように構成されている。

　前記第二カムリング２１４８は、前記カム部材２１２６に対向配置され前記第二クラッチハブ２１３３に対し相対回転可能となっている。第二カムリング２１４８は、カム部材２１２６に対しベアリング１０６を介したストッパーリング１０８により軸方向離反移動が阻止されている。ストッパーリング１０８は、Ｃクリップなどの第二ハブ締結部材１１０により第二クラッチハブ２１３３に位置決められている。ストッパーリング１０８は、第二クラッチハブ２１３３に一体的に成形することもできる。第二カムリング２１４８は、前記第一、第二カム２１２３、１２４を協働させて回転方向の動きを軸方向の動きに変換する。この変換された軸方向の動きは、前記カム部材２１２６に伝達される。この伝達によりカム部材２１２６が移動して前記噛合を回転駆動で解除可能にロックする構成である。

　本実施例２においても、第二カムリング２１４８は、実施例１同様に被回転手段２１４９を備え、ドライブピニオン１５１を介してカムアクチュエーター１４７に連動構成されている。第二カムリング２１４８は、カムアクチュエーター１４７により回転駆動される構成である。

　前記トルク伝達軸２１０２は、ケース０２ｂにベアリング２２５２，２２５５により回転自在に支持されている。前記第二クラッチハブ２１３３は、トルク伝達軸２１０２に固定または一体的に作られている。前記第二回転体２１０１は、トルク伝達軸２１０２にベアリング２２５４を介して回転自在に支持されている。

　前記実施例１の第一クラッチハブ１３３は、ケース０２ａに固定され静止している。一方本実施例２の第二クラッチハブ２１３３は、トルク伝達軸２１０２に締結固定され一体的に回転する。

　実施例１で前述した図５のように、第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９が噛合した状態でカム作用が働くと第一噛み合いクラッチ１１７に対する第二噛み合いクラッチ１１９の噛合は解放されない。

　つまり、第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９間にコーストトルクが作用しても、第二スリーブ２１２１は、第一噛み合いクラッチ１１７から第二噛み合いクラッチ１１９が解放する方向への移動ができない。また第一噛み合いクラッチ１１７を有する第二回転体２１０１の端部１８３も、トルク伝達軸２１０１の伝達部材１８５に接しているため軸方向移動ができない。このため、第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９の結合は維持される。

　前記第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９間にコーストトルクが発生すると、第二スリーブ２１２１に軸推力が発生する。この軸推力は、ベアリング１０６、２１４１によりストッパーリング１０８、第二ハブ締結部材１１０を介し、第二クラッチハブ２１３３を経て、トルク伝達軸２１０２に伝達される。また第一噛み合いクラッチ１１７の軸力反力は、第二回転体２１０１、端部１８３、伝達部材１８５を経てトルク伝達軸２１０２に伝達され、トルク伝達軸２１０２の内力として吸収される。このため、トルク伝達軸２１０２をケース０２ｂに支持するベアリング２２５２、２２５５へ第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９の推力による負荷は印加されず、回転ロスや摩耗の促進はない。

　実施例１で前述したように、第二カムリング２１４８を回転させ、第一カム凸部１２６と第二カム凹部平面１３０を同一位相位置にした場合、第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９にコーストトルクが作用すると、第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９の結合は解放される。さらに保持部材２１５５で、第二スリーブ２１０２を付勢し第二噛み合いクラッチ１１９の解放位置が保持される。

　以上述べたように、本実施例２によれば、第二カムリング２１４８を回転することにより、第二噛み合いクラッチ機構２００２のワンウエイクラッチ機能と２ウエイクラッチ機能とを切り替えることが可能となる。

　尚、実施例1と同様に、コントローラー３０１が変速指令を受けると、カムアクチェーター１４７が駆動され、第二カムリング２１４８の位相をセンサー３０３が検出する。この検出信号がコントローラー３０１に送信されることで、第二カムリング２１４８は所定の位相を得ることができる。

　図９は、実施例３に係り、２段変速装置の一部省略のスケルトン概略断面図である。

　図９のように、本実施例３は、実施例１の第一噛み合いクラッチ機構１００２を用いて２段変速装置を構成した。したがって、実施例1と同一又は対応する構成部分には同符号を付して説明し、重複した説明は省略する。

　本実施例３の２段変速装置は、駆動源であるモーター００５の動力を第一サンギヤーシャフト１０５を介しサンギヤーである第一サンギヤー１０７に入力している。変速後の動力は、出力用のドライブピニオンとしての第一ドライブピニオン１０２により他の部材であるデファレンシャル００１に伝達する構成である。他の部材は、特に限定されず、デファレンシャル００１以外を適用することもできる。

　この２段変速装置は、ケース０２ｃに対して相対回転自在なインターナルギヤー１０１を備えている。インターナルギヤー１０１と第一プラネットキャリア１１３との間は、摩擦クラッチ機構により結合する摩擦トルクを調節する構成である。摩擦クラッチ機構としては、後述する第一摩擦クラッチ機構１００４または第二摩擦クラッチ機構２００４が用いられる。

　本実施例３の２段変速装置は、前記第一噛み合いクラッチ機構１００２、概ねサンギヤーとしての第一サンギヤー１０７、インターナルギヤー１０１の他7、プラネットキャリアとしての第一プラネットキャリア１１３と、摩擦クラッチ機構としての第一摩擦クラッチ機構１００４または第二摩擦クラッチ機構２００４と、クラッチアクチュエーター１５９と等を備えている。

　前記第一サンギヤー１０７は、前記のように回転入力を受ける構成である。

　前記インターナルギヤー１０１は、前記第一サンギヤー１０７にプラネットピニオンとしての第一プラネットピニオン１１１を介して噛合い、実施例１の第一回転体１０１に相当する。

　前記第一プラネットキャリア１１３は、前記インターナルギヤー１０１に相対回転自在に支持され、前記第一プラネットピニオン１１１を回転自在に支持している。第一プラネットキャリア１１３の一側部は、第１ボス部１４２にベアリング１４２ａを介して回転自在に支持されている。

　第一プラネットキャリア１１３の他側部には、ギヤーセット支持部１１３ａ及び中空の出力軸１１１２を備えている。出力軸１１１２は、第一サンギヤーシャフト１０５に嵌合して相対回転自在に支持されている。出力軸１１１２に、出力用のドライブピニオンである第一ドライブピニオン１０２を一体的に備えている。

　前記第一摩擦クラッチ機構１００４または第二摩擦クラッチ機構２００４は、前記インターナルギヤー１０１と第一プラネットキャリア１１３との間に介設され締結により前記インターナルギヤー１０１と前記第一プラネットキャリア１１３との間の結合を調節する構成である。

　前記クラッチアクチュエーター１５９は、第一摩擦クラッチ機構１００４または第二摩擦クラッチ機構２００４の締結調節により摩擦クラッチ機構の結合の摩擦トルクを調節する構成である。以下の説明では、第一摩擦クラッチ機構１００４により説明し、第二摩擦クラッチ機構２００４については、実施例４で説明する。

　図９に示す本実施例３の２段変速装置への入力は、第一サンギヤーシャフト１０５に対して行われる。第一サンギヤーシャフト１０５は、一端側がモーター００５のモーター軸００７に対しスプライン、キー等の締結部材１０３で結合されている。第一サンギヤーシャフト１０５の一端側は、ケース０２ｃ側の軸支持ハウジングにベアリング１１４で支持されている。第一サンギヤーシャフト１０５の一端側とケース０２ｃ側との間は、パッキン１１６でシールされている。前記第一サンギヤー１０７は、第一サンギヤーシャフト１０５の他端側にスプライン、キー等の締結手段１０９で結合され、または一体に加工されている。

　前記インターナルギヤー１０１は、第一プラネットピニオン１１１と噛合する内歯歯車１５６を有している。このインターナルギヤー１０１と前記第一サンギヤー１０７との間に、第一プラネットピニオン１１１が配置され、両者に噛合っている。したがって、第一サンギヤー１０７に伝達されたトルクは、第一プラネットピニオン１１１を介してインターナルギヤー１０１に伝達される。前記インターナルギヤー１０１の一側部には、前記第一ボス部１４２が備えられている。インターナルギヤー１０１の他側部には、第一摩擦クラッチ機構１００４のための第一クラッチハウジング１５５が備えられている。

　前記インターナルギヤー１０１に伝達されたトルクは、第一噛み合いクラッチ機構１００２の結合により第一サンギヤー１０７への入力トルクよりも増幅される。増幅されたトルクは、第一プラネットキャリア１１３に伝わり、第一ドライブピニオン１０２を駆動する。この時、第一ドライブピニオン１０２の回転は、入力回転である第一サンギヤー１０７に対して減速され、２段変速装置は低速段となる。

　前記第一噛み合いクラッチ機構１００２を解放し第一摩擦クラッチ機構１００４を結合すると、インターナルギヤー１０１に伝達されたトルクは、第一摩擦クラッチ機構１００４を介して第一プラネットキャリア１１３に伝達される。この伝達により第一ドライブピニオン１０２が駆動される。

　この時、第一サンギヤー１０７と第一ドライブピニオン１０２との回転は同一となり、２段変速装置は高速段となる。

　本実施例３の２段変速装置の変速機能を受け持つ部材は、主に第一噛み合いクラッチ機構１００２と第一摩擦クラッチ機構１００４とにより実現されている。　

　図９に示すように、第一摩擦クラッチ機構１００４は、前記第一クラッチハウジング１５５と、第一プラネットキャリア１１３に設けられた第一摩擦クラッチハブ１４０と、第一、第二摩擦部材１５３、１５４と、押圧力調整手段とから構成されている。

　前記第一摩擦部材１５３は、第二摩擦部材１５４に両面または片面が接触する構成である。この第一摩擦部材１５３は、内径部が一摩擦クラッチハブ１４０に回転方向に係合している。第二摩擦部材１５４は、外径部が第一クラッチハウジング１５５に回転方向に係合している。第一クラッチハウジング１５５は、第一、第二摩擦部材１５３、１５４に印加される押圧力を受圧する手段を有している。

　前記押圧力調整手段は、押圧部材１７５と、第一、第二差動ギヤー１７１、１６９と、トルクカム１６２とを含む一組の第一差動ギヤーセット０１７１を備えている。

　前記押圧部材１７５は、外径部が第一摩擦部材１５３、または第二摩擦部材１５４と接触し、第一、第二摩擦部材１５３、１５４への押圧力を印加する構成である。押圧部材１７５の内径部は、第一プラネットキャリア１１３が備えるギヤーセット支持部１１３ａに相対回転自在に配置されている。このギヤーセット支持部１１３ａには、ベアリング１７３、第一、第二差動ギヤー１７１、１６９、及びベアリング１６７が軸方向に配列されている。第一、第二差動ギヤー１７１、１６９の対向面双方に円周方向に深さが傾斜する複数の溝を有している。この各溝に転動体１６１が係合し、トルクカム１６２を構成している。トルクカム１６２は、第一、第二差動ギヤー１７１、１６９の相対回転トルクを軸推力に変換する機能を有する。

　前記ギヤーセット支持部１１３ａには、第一固定部材１６５が締結部材１６８により締結固定されている。第一固定部材１６５は、第二差動ギヤー１６９のトルクカム１６２の発生する推力反力を受けるベアリング１６７を支持する。

　前記第一差動ギヤーセット０１７１は、第一、第二差動ギヤー１７１、１６９に噛合うクラッチピニオン１５７で駆動される構成である。クラッチピニオン１５７は、クラッチアクチェーター１５９により回転駆動される構成である。クラッチピニオン１５７は、電動モーターなどによるクラッチアクチェーター１５９の出力軸に取り付けられている。クラッチアクチェーター１５９は、ケース０２ｃ側に締結固定されている。

　したがって、クラッチアクチェーター１５９により第一差動ギヤーセット０１７１を所定の方向に駆動すると、第一、第二差動ギヤー１７１、１６９が自転しながら相対回転する。この相対回転によりトルクカム１６２の斜面を転動体１６１が移動し、第一、第二差動ギヤー１７１、１６９間に互いに離反する方向の推力が生じる。この推力がベアリング１７３、押圧部材１７５を経て第一、第二摩擦部材１５３、１５４を押圧し摩擦トルクを発生させる。

　つまり、第一摩擦クラッチ機構１００４はインターナルギヤー１０１と第一プラネットキャリア１１３との間を締結する摩擦トルクを発生する。この摩擦トルクにより第一サンギヤー１０７、インターナルギヤー１０１、第一プラネットキャリア１１３が共に回転する。クラッチアクチェーター１５９でクラッチピニオン１５７を逆回転方向に駆動すると第一摩擦クラッチ機構１００４の摩擦トルクは消滅する。

　一方、前記第一摩擦クラッチ機構１００４を解放し、第一噛み合いクラッチ機構１００２でインターナルギヤー１０１をケース０２ｃに結合し、モーター００５により第一サンギヤー１０７を正方向に回転する。

　この状態では、インターナルギヤー１０１が停止しているため、第一プラネットピニオン１１１は、自転しながら第一プラネットキャリア１１３と共に第一サンギヤー１０７より遅い角速度で公転する。このため第一プラネットキャリア１１３及び第一ドライブピニオン１０２は、第一サンギヤー１０７より低速で、かつ高トルクで回転し、本実施例の２段変速装置は、低速段の状態となる。

　前記低速段において、インターナルギヤー１０１の第一噛み合いクラッチ１１７には、第一プラネットピニオン１１１から第一サンギヤー１０７のトルクとは逆方向のコーストトルクが印加される。したがって、本実施例３の場合、第一噛み合いクラッチ１１７の歯面１２３（図２、図３参照）は、第一サンギヤー１０７の正回転トルクに対し、逆回転方向のトルクを受ける歯面となるように設定されている。つまり逆回転方向のトルクに対し歯面１２３、１２５がドライブトルクを受けるドライブ歯面、歯面１２０、１２２がコーストトルクを受けるコースト歯面として設定されている。

　前記第一サンギヤー１０７に正回転トルクに対して逆方向のトルクが印加されると、第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９のコースト歯面１２０、１２２にトルクが印加される。このトルク印加により第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９間には、互いに離脱する方向の軸推力が発生する。

　このとき、図１～図５の実施例１と同様に、第一カム凸部１２６が第二カム凸部平面１２８に接しているカムリング１４８の回転位相であると、前記軸推力を受けるスリーブ１２１は、カムリング１４８により移動がブロックされる。したがって、実施例１同様に、第一噛み合いクラッチ機構１００２の２ウエイクラッチ機能が働く。このため、第一サンギヤー１０７にコーストトルクが印加されても第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９の噛み合いは保持される。

　低速段から高速段への変速は、第一噛み合いクラッチ機構１００２をワンウエイクラッチ機能の状態とする。つまり、実施例1同様に、カムリング１４８をカムアクチェーター１４７で回転駆動する。この回転駆動により実施例１の図４に示すように第一スリーブ１２１の第一カム凸部１２６とカムリング１４８の第二カム凹部平面１３０との位相を一致させる。この一致により、第一カム凸部１２６と第二カム凹部平面１３０とが噛合するまでスリーブ１２１が軸方向へ移動することを可能とする。これにより、第一噛み合いクラッチ機構１００２のワンウエイクラッチ機能を発揮させる。

　同時に、前記クラッチアクチェーター１５９で第一差動ギヤーセット０１７１を所定方向に駆動し、第一摩擦クラッチ機構１００４を締結させる。この締結により、インターナルギヤー１０１と第一プラネットキャリア１１３との間が第一摩擦クラッチ機構１００４により摩擦結合する。この摩擦係合により、第一噛み合いクラッチ１１７は、第一サンギヤー１０７と同方向に回転を開始する。この回転により、第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９のコースト歯面１２０、１２２にコーストトルクが印加される。このとき、第一噛み合いクラッチ機構１００２のワンウエイクラッチ機能により第二噛み合いクラッチ１１９が軸方向に後退し、第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９の結合は自動的に解放される。この結果、２段変速装置は、駆動力が途切れることなくスムーズに高速段へ変速される。

　高速段から低速段へのシフトダウンは、第一摩擦クラッチ機構１００４を解放させることによって行う。この解放と共にモーター００５の回転を、インターナルギヤー１０１の回転がほぼ停止するか僅かに逆転するまで上昇させる。この段階で、カムリング１４８をカムアクチェーター１４７で回転駆動する。この回転駆動により第一カム凸部１２６が第二カム凹部平面１３０から脱出する。同時に第一カム凸部１２６が第二カム凸部平面１２８に接する。これにより、２段変速装置は前記低速段にシフトダウンされる。

　本発明の２段変速装置を有する車両等において、登坂時等、第一ドライブピニオン１０２の駆動力を維持したまま、シフトダウンを行う必要がある場合、以下のように駆動トルクを維持したままのシームレスシフトダウンが可能となる。

　つまり、第一摩擦クラッチ機構１００４の摩擦トルクを、第一、第二摩擦部材１５３、１５４間が微小スリップを開始するまで減少させた時点で、クラッチアクチェーター１５９の駆動を止め、第一摩擦クラッチ機構１００４の摩擦トルクを固定する。またはこの摩擦トルクの固定に代えて後述のモーター００５の回転上昇を妨げない程度に、第一摩擦クラッチ機構１００４の摩擦力を高める方向に締結駆動する。モーター００５の回転は、インターナルギヤー１０１の回転が停止または微小逆転する回転まで上昇させる。第一噛み合いクラッチ機構１００２を締結させ、第一噛み合いクラッチ機構１００２の締結と同時または締結後可及的速やかに第一摩擦クラッチ機構１００４を解放する。

　前記第一摩擦クラッチ機構１００４の通常の制御は、次のとおりである。クラッチアクチェーター１５９により第一摩擦クラッチ機構１００４を解放位置から締結する方向に回転駆動する。この回転駆動によりクラッチアクチェーター１５９に負荷が生じた時点で第一、第二摩擦クラッチ１５３、１５４の押圧が開始されたとみなす。この押圧開始時点から△Ｘ回転で第一摩擦クラッチ機構１００４が締結したものとみなす。△Ｘ回転は事前に実験により確認して決定する。

　前記第一摩擦クラッチ機構１００４の解放はクラッチアクチェーター１５９を前記△Ｘ＋αだけ逆回転させて行う。

　前記シフトダウン実施のための第一噛み合いクラッチ機構１００４の結合は、第一噛み合いクラッチ１１７の回転が静止し、または微小な逆回転の時に行わせる必要がある。そのため、センサー３０２でインターナルギヤー１０１の回転を検出してコントローラー３０１に送信する。この送信を受けたコントローラー３０１は、第一噛み合いクラッチ１１７の前記回転条件を判断する。この判断によりカムアクチェーター１４７を第一噛み合いクラッチ機構１００２が結合する方向に駆動する。前記シームレスシフトダウンを実施する場合には、前記したように第一、第二摩擦クラッチ１５３、１５４の微小スリップを検出することが必須である。

　実施例３の効果は、次のとおりである。高速段への変速が、第一噛み合いクラッチ機構１００２をワンウエイクラッチ機能とし、第一摩擦クラッチ機構１００４を締結することにより、シームレスでスムーズな変速が可能となる。その上、第一噛み合いクラッチ機構１００２は、ワンウエイクラッチ機能をロックした２ウエイクラッチ機能を有するため、低速段での駆動モーター００５の回生モード、または車両が後退する時の通常駆動と逆方向のトルク伝達とが可能となる。

　尚、本実施例３は、図９に示す第一摩擦クラッチ機構１００４に変え、図１０、図１４に示す実施例４、実施例８で後述する第二、第三摩擦クラッチ機構２００４、３００４を採用してもよい。

　図１０は、実施例４に係り、２段変速装置の一部省略のスケルトン概略断面図である。

　図１０のように、本実施例４は、実施例１の第一噛み合いクラッチ機構１００２を用いて２段変速装置を構成した。本実施例４の２段変速装置は、実施例３の２段変速装置に近似している。したがって、実施例1、３と同一又は対応する構成部分には同符号を付して説明し、重複した説明は省略する。

　本実施例４の２段変速装置と実施例３の２段変速装置との主要相違点は、次のとおりである。本実施例4では、実施例３のインターナルギヤー１０１を用いていない。第二プラネットキャリア２１１３とケース０２ｄとの間を、第一噛み合いクラッチ機構１００２で結合解放する構成とした。第二摩擦クラッチ機構２００４は、第二プラネットキャリア２１１３と第三サンギヤーシャフト３１０５との間を結合解放する構成とした。

　本実施例４の２段変速装置は、前記第一噛み合いクラッチ機構１００２の他、概ねサンギヤーとしての第二サンギヤー２１９２と、第三サンギヤーシャフト３１０５と、プラネットピニオンとしての第二プラネットピニオン２２０１と、プラネットキャリアとしての第二プラネットキャリア２１１３と、摩擦クラッチ機構としての第二摩擦クラッチ機構２００４と、クラッチアクチュエーター１５９とを備えている。

　前記第二サンギヤー２１９２は、サンギヤーシャフトとして第三サンギヤーシャフト３１０５によりモーター００５からの回転入力を受ける構成である。

　前記第三サンギヤーシャフト３１０５は、サンギヤーシャフトとしての第二サンギヤーシャフト２１０５に嵌合して回転自在に支持されている。この第三サンギヤーシャフト３１０５は、第三サンギヤー２１１０と出力用のドライブピニオン２１６４とを備えている。なお、第二サンギヤーシャフト２１０５実施例３の第一サンギヤーシャフト１０５に対応する。

　前記第二プラネットピニオン２２０１は、第一、第二歯車２１１４、１２２６を一体的に備えている。第一歯車２１１４は、前記第二サンギヤー２１９２に噛合う。第二歯車２１１６は、前記第三サンギヤー３１０５に噛合う。第二歯車２１１６は、第一歯車２１１４よりも歯数が少なく設定されている。

　前記第二プラネットキャリア２１１３は、前記第二プラネットピニオン２２０１を回転自在に支持している。なお、第二プラネットキャリア２１１３は、実施例１の第一回転体１０１に相当する。

　前記第二摩擦クラッチ機構２００４は、前記第二プラネットキャリア２１１３と前記第三サンギヤーシャフト３１０５との間に介設され締結により前記第二プラネットキャリア２１１３と前記第三サンギヤーシャフト３１０５との間の結合を調節する構成である。

　前記クラッチアクチュエーター１５９は、第二摩擦クラッチ機構２００４の締結調節により結合の摩擦トルクを調節する構成である。

　図１０に示す本実施例４の２段変速装置への入力は、第二サンギヤーシャフト２１０５に対して行われる。第二サンギヤーシャフト２１０５は、一端側がモーター００５のモーター軸００７に対して実施例３と同様に結合されている。第二サンギヤーシャフト２１０５の他端側は、第二プラネットキャリア２１１３の第二ボス２２１４にベアリング１１５を介し回転自在に支持されている。

　前記第三サンギヤーシャフト３１０５は、第二摩擦クラッチハブ１４０ｂを一体的に備えている。第二摩擦クラッチハブ１４０ｂは、第一摩擦部材１５３の内径部を回転方向に係合する構成である。第三サンギヤーシャフト３１０５は、出力用のドライブピニオンとしての第一ドライブピニオン１０２を一体的に備えている。第一ドライブピニオン１０２は、デファレンシャル００１等の他の部材を駆動する構成である。この第三サンギヤーシャフト３１０５は、ベアリング２１６３、２１６４により第二サンギヤーシャフト２１０５の外周に支持されている。

　前記第二プラネットピニオン２２０１は、ベアリング１９１を介して第二プラネットキャリア２１１３に回転自在に支持されている。第二プラネットキャリア２１１３は、一側部に第二クラッチハウジング２１８７を備えている。第二クラッチハウジング２１８７は、第二摩擦部材１５４の外径部を回転方向に係合する構成である。第二クラッチハウジング２１８７は、第一、第二摩擦部材１５３、１５４に印加される押圧力を受圧する手段を有する。第二プラネットキャリア２１１３の他側部には、第二ボス２２１４が一体的に備えられている。第二ボス２２１４は、クラッチホルダー１３７の第一クラッチハブ１３３の内径部にベアリング１３１により回転自在に支持されている。

　ここで、前記第二摩擦クラッチ機構２００４と前記第一摩擦クラッチ機構１００４との相違点を説明する。

　図９で説明した第一摩擦クラッチ機構１００４は、前記のように押圧力調整手段が、押圧部材１７５と、第一、第二差動ギヤー１７１、１６９と、トルクカム１６２とを含む一組の第一差動ギヤーセット０１７１とを備えた構成である。クラッチアクチェーター１５９の駆動によりトルクカム１６２が推力を発生し、押圧部材１７５により第一、第二摩擦部材１５３、１５４を押圧する。

　これに対して第二摩擦クラッチ機構２００４は、押圧力調整手段が、弾性体１７７を備えている。この弾性体１７７が、第一、第二摩擦部材１５３、１５４への押圧力を印加する構成である。トルクカム２２７１で発生した軸推力は、弾性体１７７の押圧力を打ち消し、第二摩擦クラッチ機構２００４の摩擦トルクを減少または消滅させる構成である。

　前記第二摩擦クラッチ機構２００４は、前記第二クラッチハウジング２１８７に第二摩擦部材１５４の外周を回転方向に係合支持させている。この第二クラッチハウジング２１８７は、第一、第二摩擦部材１５３、１５４の押圧力を受圧する手段を有している。第二摩擦部材１５４は、第二クラッチハウジング２１８７に外周部が回転方向に係合している。第一摩擦部材１５３は、第二摩擦部材１５４に片面または両面が接し、内径部が第二摩擦クラッチハブ１４０ｂに回転方向に係合している。

　前記押圧力調整手段は、第一、第二摩擦部材１５３、１５４に押圧力を与えまたは調整する。この押圧力調整手段は、押圧力調整部材としての第一押圧力調整部材２１８９を備えている。第一押圧力調整部材２１８９は、第一、第二摩擦部材１５３、１５４のいずれかに接し両摩擦部材間の押圧力を調整する構成である。第一押圧力調整部材２１８９は、中空軸のギヤーセット支持部２１７６を一体的に備えている。ギヤーセット支持部２１７６には、第二差動ギヤーセット０２７１が配置されている。第二差動ギヤーセット０２７１は、実施例３の第一差動ギヤーセット０１７１に対応している。

　前記第二差動ギヤーセット０２７１は、弾性体１７７を備えている。弾性体１７７は、第一押圧力調整部材２１８９に接している。弾性体１７７が第一押圧力調整部材２１８９を付静し、第一、第二摩擦部材１５３、１５４に締結のための押圧力を発生する構成である。弾性体１７７の反力は、反力部材２１７３で受圧する構成である。反力部材２１７３は、締結部材２１７９により第二クラッチハウジング２１８７に固定されている。

　前記反力部材２１７３の内径部には、ベアリング２１６９が接し、第三、第四差動ギヤー２１７１、２１７２、及びベアリング２１７０が軸方向に配列されている。第三、第四差動ギヤー２１７１、２１７２間に、実施例3同様にトルクカム２２７１が構成されている。ベアリング２１７０は、第二固定部材２１６８で軸力が受圧される構成である。第二固定部材２１６８は、ギヤーセット支持部２１７６に締結部材２１６５により固定されている。

　前記クラッチアクチェーター１５９でクラッチピニオン１５７を介し第二差動ギヤーセット０２７１を駆動する。第二差動ギヤーセット０２７１をトルクカム２２７１の推力発生方向に駆動すると、発生した軸推力は第一押圧力調整部材２１８９のギヤーセット支持部２１７６に伝達される。この伝達によりギヤーセット支持部２１７６がベアリング２１７０、２１６９間を離反させるように移動する。この移動と共に第一押圧力調整部材２１８９が移動する。第一押圧力調整部材２１８９の移動により弾性体１７７の押圧力を低減させる。この低減により第二摩擦クラッチ機構２００４の摩擦トルクを低減或いは消滅させる。

　本実施例４の２段変速装置の作用は、基本的に前記実施例３の２段変速装置と同様である。低速段は、前述した第一噛み合いクラッチ機構１００２により第二プラネットキャリア２１１３の回転をケース０２ｄ側に固定する。この状態においては、第二プラネットピニオン２２０１は公転せず自転のみする。このため、第二サンギヤー２１９２の回転が、相対的に歯数の多い第三サンギヤー２１１０に伝達される。したがって、第三サンギヤー２１１０回転速度は、入力回転する第二サンギヤー２１９２の回転速度より低速となり、該速度で第一ドライブピニオン１０２が駆動される。この駆動状態は低速段となる。この低速段において、第二プラネットキャリア２１１３は第二サンギヤー２１９２に対して反対方向のトルクを受ける。したがって、実施例３で述べたように、第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９の噛み合いが実施例３と同様となる。

　低速段から高速段へのシフトは、実施例３と同様に、カムアクチェーター１４７でカムリング１４８を回転させる。この回転により第二プラネットキャリア２１１３の回転を固定している前記第一噛み合いクラッチ機構１００２をワンウエイクラッチ機能とする。クラッチアクチェーター１５９でクラッチピニオン１５７を介し第一、第二差動ギヤーセット０１７１、０２７１を駆動する。この駆動により第二摩擦クラッチ機構２００４が第二プラネットキャリア２１１３と第三サンギヤーシャフト３１０５間の回転を結合する。この結合により第二プラネットピニオン２２０１、入力回転速度を有する第二サンギヤー２１９２、第三サンギヤー２１１０の相対回転が固定される。この固定により第二サンギヤー２１９２の回転は減速されずに第三サンギヤーシャフト３１０５に伝達され高速段となる。

　高速段から低速段へのシフトダウンは、実施例３と同様である。第三サンギヤーシャフト３１０５と第二プラネットキャリア２１１３との間の結合を第二摩擦クラッチ機構２００４の操作で解く。または第二摩擦クラッチ機構２００４の結合力トルクを第一、第二摩擦部材１５３、１５４間が微小スリップを開始するまで弱める。その時点で第二プラネットキャリア２１１３の回転が停止するか、または僅かに逆転するまでモーター００５の回転を上昇させる。この段階でカムリング１４８を回転させ、第一カム凸部１２６及び第二カム凸部平面１２８を機能させる。この機能で第一噛み合いクラッチ機構１００２の第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９が噛合を維持する。

　尚、前記のように本実施例４の第二摩擦クラッチ機構２００４を実施例３の第一摩擦クラッチ機構１００４で構成することもできる。この場合、前記第二クラッチハウジング２１８７を図９に示す実施例３の第一クラッチハウジング１５５に置換する。置換した第一クラッチハウジング１５５に実施例３の押圧部材１７５を組み込む。押圧部材１７５は、第一押圧力調整部材２１８９、弾性体１７７、及び反力部材２１７３に代える構成である。かかる配置の第一摩擦クラッチ機構１００４により第二プラネットキャリア２１１３と第三サンギヤーシャフト３１０５との間を結合解放することもできる。

　本実施例４の実施例３に対する効果の相違は次のとおりである。実施例３のようにインターナルギヤー１０１とシングルプラネットピニオンである第一プラネットピニオン１１１とを使用する場合、低速段の減速比が２より大きくなり、２に近づけることは困難である。

　これに対し、本実施例４では、減速比は２を含め、自由に選定可能である。さらに、インターナルギヤーを用いず安価である。

　図１１は、実施例５に係り、２段変速装置の一部省略のスケルトン概略断面図である。

　図１１のように、本実施例５は、実施例１の第一噛み合いクラッチ機構１００２を用いて２段変速装置を構成した。実施例５の２段変速装置は、実施例３のモーター００５の動力を受ける手段を変更し、摩擦クラッチ機構として実施例４の第二摩擦クラッチ機構２００４を採用した。したがって、実施例1、３、４と同一又は対応する構成部分の主要部に同符号を付し、或は同符号を４０００番台として説明し、重複した説明は省略する。

　本実施例５の２段変速装置は、実施例３の２段変速装置に対し、次の点が異なる。実施例５の２段変速装置は、モーター軸００７のドライブギヤー２１０３と第四サンギヤーシャフト４１０５のドリブンギヤー２１０４とによりモーター００５からサンギヤーとしての第一サンギヤー１０７へ回転入力を行う。

　　図１１のように、ドライブギヤー２１０３は、モーター軸００７に固定されている。このドライブギヤー２１０３は、サンギヤーシャフトとしての第四サンギヤーシャフト４１０５に固定されたドリブンギヤー２１０４に噛合している。第四サンギヤーシャフト４１０５は、ケース０２ｅ側にベアリング１１４で回転自在に支持されている。第四サンギヤーシャフト４１０５には、第一サンギヤー１０７がスプライン等の締結手段４１０６で係合し、または一体的に成形されている。

　　実施例３と同様にインターナルギヤー１０１と第一プラネットキャリア１１３との間は、実施例４の第二摩擦クラッチ機構２００４で結合解放数する構成である。第二摩擦クラッチ機構２００４は、実施例３の第一摩擦クラッチ機構１００４に代えることもできる。

　変速に際しては、インターナルギヤー１０１とケース０２ｅとの間を第一噛み合いクラッチ機構１００２で結合解放する。変速の構造機能、制御は、前述した実施例３、４と同様である。

　　本実施例５の、実施例３、４に対する特徴は次のとおりである。実施例３、４に対し駆動力入力経路にドライブギヤー２１０３とドリブンギヤー２１０４とからなる歯車列を組み込んだことにある。これにより、前記歯車列の減速または増速比を変化させることで第一サンギヤー１０７への入力回転の変更が自由となる。このため、本実施例５の２段変速装置の減速比の選択種が増大する。更にモーター軸００７とデファレンシャル００１等との軸間距離が広がりレイアウトの自由度が増大する。

　図１２は、実施例６に係り、２段変速装置の一部省略のスケルトン概略断面図である。

　図１２のように、本実施例６の２段変速装置は、実施例４の構造に対し実施例５の入力構造を採用した。したがって、実施例４、５と同一又は対応する構成部分の主要部に同符号を付して説明し、重複した説明は省略する。

　つまり、実施例４では、モーター００５から第二サンギヤーシャフト２１０５への回転入力構造が同軸上での直接的構造であるのに対し、本実施例６では、実施例５と同様に構成した。モーター００５のモーター軸００７のドライブギヤー２１０３に第二サンギヤーシャフト２１０５のドリブンギヤー２１０４を噛合させた。このことにより本実施例６では、実施例４の構造に対し実施例５と同様の作用効果を得ることができる。

　図１３は、実施例７に係り、２段変速装置の一部省略のスケルトン概略断面図である。

　図１３のように、本実施例７は、実施例２の第二噛み合いクラッチ機構２００２を用いて２段変速装置を構成した。したがって、実施例２と同一又は対応する構成部分には同符号を付して説明し、重複した説明は省略する。

　本実施例７の２段変速装置は、前記第二噛み合いクラッチ機構２００２の他、概ねインプットシャフト３２０３及びアウトプットシャフト３２０５と、低速、高速ドライブギヤー１９９、１９７と、低速、高速ドリブンギヤー３２０１、２１１と、摩擦クラッチ機構としての第三摩擦クラッチ機構３００４と、クラッチアクチュエーター２１５９とを備えている。

　前記インプットシャフト３２０３は、前記低速ドライブギヤー１９９及び高速ドライブギヤー１９７を一体的に備えてモーター００５から回転入力受ける構成である。

　前記アウトプットシャフト３２０５は、前記低速ドライブギヤー１９９に噛合する低速ドリブンギヤー３２０１及び前記高速ドライブギヤー１９７に噛合する高速ドリブンギヤー２１１と出力用のドライブピニオンとしての第二ドライブピニオン２２１とを備えた構成である。

　前記アウトプットシャフト３２０５は、実施例２の前記トルク伝達軸２１０２を構成する。但し、前記インプットシャフト３２０３が前記トルク伝達軸２１０２に対応するトルク伝達軸を構成してもよい。この場合のトルク伝達軸は、第一噛合いクラッチ１１７を備える回転体を回転自在に嵌合支持すると共に第二クラッチハブ２１３３を備えることを意味し、出力を意図している訳ではない。

　本実施例７では、前記アウトプットシャフト３２０５が実施例２のトルク伝達軸２１０２を構成するので、前記低速ドリブンギヤー３２０１が実施例２の第二回転体２１０１を構成し、前記低速ドライブギヤー１９９が前記インプットシャフト３２０３に固定されている。

　但し、前記インプットシャフト３２０３が実施例２のトルク伝達軸２１０２を構成する場合は、前記低速ドライブギヤー１９９が実施例２の第二回転体２１０１を構成し、前記低速ドリブンギヤー３２０１が前記アウトプットシャフトに固定される構成となる。

　前記高速ドリブンギヤー２１１は、前記アウトプットシャフト３２０５に回転自在に備えられている。前記第三摩擦クラッチ機構３００４は、前記アウトプットシャフト３２０５及び前記高速ドリブンギヤー２１１間に備えられている。第三摩擦クラッチ機構３００４は、前記アウトプットシャフト３２０５及び前記高速ドリブンギヤー２１１間の結合を調節する構成である。

　但し、前記高速ドライブギヤー１９７が前記インプットシャフト３２０３に回転自在に支持され、高速ドライブギヤ―１９７及びインプットシャフト３２０３間に第三摩擦クラッチ機構３００４を備える構成でもよい。この場合第三摩擦クラッチ機構３００４は、前記インプットシャフト３２０３及び前記高速ドライブギヤー１９７間の結合を調節する構成である。

　前記クラッチアクチュエーター２１５９は、その駆動により前記第三摩擦クラッチ機構３００４を締結調節する。この締結調節により前記結合の摩擦トルクを調節する構成である。

　前記クラッチアクチュエーター２１５９と前記第三摩擦クラッチ機構３００４との間に前記締結を行わせるための押圧力調整手段を備えている。

　前記押圧力調整手段は、弾性体２２７と第二押圧力調整部材２３１とを備えている。弾性体２２７は、例えば皿ばねで構成されている。この弾性体２２７は、第三摩擦クラッチ機構３００４締結のための押圧力を発生する構成である。第二押圧力調整部材２３１は、弾性体２２７の押圧力を受けて前記締結を行わせる。第二押圧力調整部材２３１は、前記クラッチアクチュエーター２１５９側に結合された構成である。

　前記クラッチアクチュエーター２１５９は、前記第二押圧力調整部材２３１を駆動して前記弾性体２２７の押圧力を調整する構成である。クラッチアクチュエーター２１５９は、例えば油圧シリンダー、空気シリンダ―、ソレノイドなどによる構成である。クラッチアクチュエーター２１５９は、ピストンロッドなどの出力軸が軸方向に駆動される構成である。但し、電動モーターを用い、ボールねじを回転させボールナットを直線移動させる構成にすることもできる。

　図１３に示す本実施例７の２段変速装置への入力は、インプットシャフト３２０３に対して行われる。インプットシャフト３２０３は、ケース０２ｆ側に回転自在に支持されている。インプットシャフト３２０３は、モーター００５のモーター軸００７に同軸上に配置され一体的に結合されている。前記インプットシャフト３２０３には、前記のように低速ドライブギヤー１９９と高速ドライブギヤー１９７とが一体的に備えられている。

　前記アウトプットシャフト３２０５は、前記インプットシャフト３２０３に対して平行に配置されている。アウトプットシャフト３２０５には、前記第二ドライブピニオン２２１が一体的に備えられている。第二ドライブピニオン２２１は、変速後の動力をデファレンシャル００１等の他部材に伝達する構成である。

　前記アウトプットシャフト３２０５には、低速ドリブンギヤー３２０１及び高速ドリブンギヤー２１１が回転自在に支持されている。

　前記低速ドリブンギヤー３２０１は、前記インプットシャフト３２０３に回転自在に支持されている。低速ドリブンギヤー３２０１は、前記インプットシャフト３２０３の低速ドライブギヤー１９９と噛合して低速歯車列を構成している。低速ドリブンギヤー３２０１は、第二噛み合いクラッチ機構２００２の第一噛み合いクラッチ１１７を有している。

　前記高速ドリブンギヤー２１１は、前記インプットシャフト３２０３の高速ドライブギヤー１９７と噛合して高速歯車列を構成している。前記低速歯車列及び高速歯車列により二つの歯車列を構成する。

　前記高速ドリブンギヤー２１１は、前記アウトプットシャフト３２０５に回転自在に嵌合配置されている。高速ドリブンギヤー２１１は、第三ボス３２１６を有している。第三ボス３２１６は、ケ―ス０２ｆにベアリング２２５で回転自在支持され且つ軸方向には位置決め固定されている。

　図１３に示す本実施例７の２段変速装置は、他の実施例と同様に、低速段を実施例２の第二噛み合いクラッチ機構２００２、高速段は第三摩擦クラッチ機構３００４でトルク伝達を行い、変速は両者の協働で行う。

　前記第二噛み合いクラッチ機構２００２は、低速ドリブンギヤー３２０１とアウトプットシャフト３２０５との間を結合解放する構成である。

　前記第三摩擦クラッチ機構３００４は、高速ドリブンギヤー２１１とアウトプットシャフト３２０５との間を結合解放する構成である。

　なお、第三摩擦クラッチ機構３００４に代えて前記第一、第二摩擦クラッチ機構１００４、２００４を使用することもできる。

　図１３のように、前記第三摩擦クラッチ機構３００４は、第三クラッチハウジング２３７と、第三クラッチハブ２３３と、第一、第二摩擦部材１５３、１５４と、前記押圧力調整手段を備えている。

　前記第三クラッチハウジング２３７は、高速ドリブンギヤー２１１の第三ボス３２１６に対し一体的に結合されている。第三クラッチハウジング２３７は、第三ボス３２１６に対しベアリング２２５を挟んで回転自在に支持され軸方向に位置決められている。この第三クラッチハウジング２３７は、第一、第二摩擦部材１５３、１５４の押圧力を受圧する手段を有している。

　前記第三クラッチハブ２３３は、内周部に前記第三ボス３２１６の内径部を貫通する軸部を備え、この軸部が第三ボス３２１６にベアリング２１７により回転自在に支持されている。この第三クラッチハブ２３３は、軸部がアウトプットシャフト３２０５に一体的に結合されている。

　前記第一摩擦部材１５３は、前記第三クラッチハブ２３３の外周部に回転方向に係合している。前記第二摩擦部材１５４は、前記第三クラッチハウジング２３７の内周部に回転方向に係合している。第二摩擦部材１５４は、第一摩擦部材１５３に片面または両面で接する構成である。

　前記第二押圧力調整部材２３１は、第一または第二摩擦部材１５３、１５４に接し、第一、第二摩擦部材１５３、１５４に印加される押圧力を調整する構成である。

　前記弾性体２２７は、第二押圧力調整部材２３１を付勢して第一、第二摩擦部材１５３、１５４を押圧する軸力を印加する構成である。弾性体２２７の反力は、第三クラッチハウジング２３７に固定した締結部材２２９で受けられる構成である。

　前記第二押圧力調整部材２３１の内径部は、ベアリング２２３に回転自在に支持されている。ベアリング２２３は、減圧部材２３５を介してクラッチアクチェーター２１５９のピストンロッドに結合されている。減圧部材２３５は、ベアリング２２３のインナーレースと一体的な構成である。クラッチアクチェーター２１５９により減圧部材２３５及びベアリング２２３を介して第二押圧力調整部材２３１内径部を軸方向に駆動する。この駆動により弾性体２２７の押圧力を減ずる方向の軸力を復帰可能に印加する構成である。かかる印加により前記弾性体２２７の押圧力を調整する構成である。

　本実施例７の２段変速装置は、低速ドリブンギヤー３２０１とアウトプットシャフト３２０５とを第二噛み合いクラッチ機構２００２の２ウエイクラッチ機能により結合することで低速段となる。第二噛み合いクラッチ機構２００２の第二カムリング２１４８の回転位相をずらし第二噛み合いクラッチ機構２００２をワンウエイクラッチ機能とし、第三摩擦クラッチ機構３００４を結合することにより高速段にシフトされる。

　シフトダウンは前述した他の実施例で述べたように行われる。つまり、第三摩擦クラッチ機構３００４の締結を解放する。モーター００５の回転を、第一噛み合いクラッチ１１７が第二噛み合いクラッチ１１９の回転と同期または少し追い越すまで急上昇させる。その時点で、カムアクチェーター１４７によりカムリング２１４８を駆動し、第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９を噛合させる。

　シームレスシフトダウンは、前記したように行われる。つまり、第三摩擦クラッチ機構３００４の摩擦トルクを減少させる。この減少により第一、第二摩擦部材１５３、１５４間の微小スリップが検出される。この微小スリップは、例えば、第二ドライブピニオン２２１の回転速度をセンサーとしての回転検出手段２３０２で検出し、モーター００５の回転数と比較演算して検出される。微小スリップの発生した瞬間に、第三摩擦クラッチ機構３００４の締結力が固定される。具体的にはクラッチアクチェーター２１５９を停止し、モーター００５の回転数を第一噛み合いクラッチ１１７が第二噛み合いクラッチ１１９と同期するか、少し追い越す回転まで急上昇させる。該時点で第一、第二噛み合いクラッチ１１７、１１９を噛合させ、同時に第三摩擦クラッチ機構３００４を解放する。

　本実施例７は、第二噛み合いクラッチ機構２００２、第三摩擦クラッチ機構３００４をアウトプトシャフト３２０５上に配置した例であるが、第二噛み合いクラッチ機構２００２、第三摩擦クラッチ機構３００４を次の（１）のレイアウトに対し、（２）～（４）のように変更することができる。
（１）アウトプットシャフト３２０５上に第二噛み合いクラッチ機構２００２と第三摩擦クラッチ機構３００４を設ける本実施例７で説明した前記のレイアウト。
（２）アウトプットシャフト３２０５上に第二噛み合いクラッチ２００２を設けインプットシャフト３２０３上に第三摩擦クラッチ機構３００４を設けるレイアウト。
（３）アウトプットシャフト３２０５上に第三摩擦クラッチ機構３００４、インプットシャフト３２０３上に第二噛み合いクラッチ機構２００２を設けるレイアウト。
（４）インプットシャフト上３２０３上に第二噛み合いクラッチ機構２００２と第三摩擦クラッチ機構３００４を設ける。以上の４つの組み合わせが可能である。

　また前記第三摩擦クラッチ機構３００４は、油圧、空圧、電磁等の他クラッチで構成することもできる。

　本実施例７は変速ギヤーが２軸噛み合いのため、高速段、低速段ともに、ギヤー比の選択が自由である。また基本構造は、通常の２軸式電気自走車用減速機の単歯車列に対し、一つの歯車列を追加し２列の歯車に変更するのみである。このため、前記２軸式電気自走車用減速機に対し、基本構造、外観形状の変更が少なく、構造が簡単で、軽く、車載の利便性を有する。

　図１４は、実施例８に係り、２段変速機の一部省略のスケルトン概略断面図である。

　図１４のように、本実施例８の２段変速装置は、基本的には実施例３と同様に構成した。したがって、実施例３と同一又は対応する構成部分には主要な同符号を付して説明し、重複した説明は省略する。

　一方、本実施例８では、第一プラネットキャリア１１３に結合され外部に突出配置された出力軸としての第二出力軸３１１２を備える構成である。

　つまり、第一サンギヤー１０７をモーター軸００７に締結しまたは一体加工している。第一プラネットキャリア１１３の一側部に、第二出力軸３１１２を備えている。第二出力軸３１１２は、第一噛み合いクラッチ機構１００２の第一クラッチハブ１３３内径部及びケース０２ｇを貫通し、外部に突出配置されている。この第二出力軸３１１２に外部部材を結合可能とする構成である。

　前記第一プラネットキャリア１１３の他側部は、実施例３において中空の出力軸１１１２であった部分と切り離され、出力軸１１１２は、直接出力は行わない中空軸として構成されている。この中空軸１１１２に第一サンギヤー１０７が結合され、中空軸１１１２がモーター軸００７に結合固定されている。

　その他、基本構造機能は実施例３と同一である。

　本実施例８の２段変速装置を電気自動車に使用した時の実施例３との相違は以下の通りである。つまり、実施例３の２段変速装置では、モーター００５を車両に対し横置きに配置するレイアウトに適するのに対し、本実施例８のレイアウトは、モーター００５を縦置きするレイアウトに適する。

　図１５は、実施例９に係り、２段変速装置の一部省略のスケルトン概略断面図である。

　図１５のように、本実施例９の２段変速装置は、基本的には実施例４と同様に構成した。したがって、実施例４と同一又は対応する構成部分には主要な同符号を付して説明し、重複した説明は省略する。

　一方、本実施例９では、第三サンギヤー４１１０に結合され外部に突出配置された出力軸としての第三サンギヤー出力軸４２０５及び延長出力軸４１１４を備える構成とした。

　実施例９の２段変速装置では、実施例４の２段変速装置に対し、第一歯車２１１４及び第二サンギヤー４１０８と第二歯車２１１６第及び第三サンギヤー４１１０との位置が軸方向で逆に配置されている。

　前記第二サンギヤー４１０８をモーター軸００７に締結しまたは一体加工している。三サンギヤー４１１０に、出力軸としての第三サンギヤー出力軸４２０５及び延長出力軸４１１４を備えている。延長出力軸４１１４は、第三サンギヤー出力軸４２０５を延長形成した構成である。第三サンギヤー出力軸４２０５は、実施例４の第三サンギヤーシャフト３１０５に対応している。第三サンギヤー出力軸４２０５は、第二プラネットキャリア４１１３の第二ボス２２１４にベアリング１１５により回転自在に支持されている。延長出力軸４１１４は、ケース０２ｈを貫通し、外部に突出配置されている。この延長出力軸４１１４に外部部材を結合可能とする構成である。

　前記第二サンギヤー４１０８は、中空軸２１０５に結合され、中空軸２１０５がモーター軸００７に固定されている。中空軸２１０５は、実施例４の第二サンギヤーシャフト２１０５に対応する。実施例４の第二サンギヤーシャフト２１０５を中空軸２１０５とし、モーター軸００７に直接結合した。

　実施例４での第二摩擦クラッチハブ１４０ｂは、本実施例９において第二サンギヤー４１０８が一体的に備えている。本実施例９の第二摩擦クラッチ機構２００４は、第二プラネットピニオン２２０１と第二サンギヤー４１０８との間を締結調整する構成である。

　本実施例９の２段変速装置においても第二摩擦クラッチ機構２００４を第一摩擦クラッチ機構１００４に代えることができる。本実施例９は、実施例８と同様に縦置きモーターの電気自動車に有効である。

　本実施例３～９までの２段変速装置における高速段のトルク伝達は、第一、第二、第三摩擦クラッチ機構１００４、２００４、３００４により実施しているが、以下の変形も可能である。
（１）第一、第二差動ギヤーセット０１７１、０２７１に代え、ウオームホイールとトルクカムとで推力を発生させて第一、第二摩擦部材１５３、１５４を押圧する。
（２）油圧クラッチや電磁クラッチを用いる。

　００１　デファレンシャルギヤー
　１０１　第一回転体、インターナルギヤー（回転体）
　１０２、２２１　出力用のドライブピニオン
　１０７　第一サンギヤー（サンギヤ―）
　１１１　第一プラネットピニオン（プラネットピニオン）
　１１３　第一プラネットキャリア（プラネットキャリア）
　１１７　第一噛み合いクラッチ
　１１９　第二噛み合いクラッチ
　１２０、１２２　負トルクを伝達する歯面
　１２３、１２５　正トルクを伝達する歯面
　１２１　第一スリーブ（スリーブ）
　１２４　第二カム
　１３３　第一クラッチハブ（クラッチハブ）
　１３９、２１５５　保持部材
　１４３　第一カム
　１４５　第二カム
　１４７　カムアクチュエーター
　１４８　カムリング
　１５３　第一摩擦部材
　１５４　第二摩擦部材
　１５７　クラッチピニオン
　１５９　クラッチアクチュエーター
　１６２　トルクカム
　１６９　第二差動ギヤ―
　１７１　第一差動ギヤ―
　１７５　押圧部材
　１７７　弾性体
　１９７　高速ドライブギヤ―
　１９９　低速ドライブギヤ―
　２１１　高速ドリブンギヤ―
　２２７　弾性体
　２３１　第二押圧力調整部材（押圧力調整部材）
　３０１　コントローラー
　３０２、３０３　センサー
　１００２　第一噛み合いクラッチ機構
　１００４　第一摩擦クラッチ機構（摩擦クラッチ機構）
　２００２　第二噛み合いクラッチ機構
　２００４　第二摩擦クラッチ機構（摩擦クラッチ機構）
　２１０１　第二回転体（回転体）
　２１０２　トルク伝達軸
　２１０３　ドライブギヤ―
　２１０４　ドリブンギヤ―
　２１０５　第二サンギヤ―シャフト（サンギヤ―シャフト）
　２１１３　第二プラネットキャリア（プラネットキャリア）
　２１１４　第一歯車
　２１１６　第二歯車
　２１２１　第二スリーブ（スリーブ）
　２１２６　カム部材
　２１３３　第二クラッチハブ（クラッチハブ）
　２１２３　第一カム
　２１２６　カム部材
　２１３３　第二クラッチハブ（クラッチハブ）
　２１４８　第二カムリング（カムリング）
　２１５９　クラッチアクチェーター
　２１７１　第一差動ギヤ―
　２１７２　第二差動ギヤ―
　２１８９　第一押圧力調整部材（押圧力調整部材）
　２２０１　第二プラネットピニオン（プラネットピニオン）
　２３０２　回転検出手段（センサー）
　３００４　第三摩擦クラッチ機構（摩擦クラッチ機構）
　３１０５　第三サンギヤ―シャフト
　３１１２　第二出力軸（出力軸）
　３２０１　低速ドリブンギヤ―
　３２０３　インプットシャフト
　３２０５　アウトプットシャフト
　４１０８　第二サンギヤ―（サンギヤ―）
　４１１０　第三サンギヤ―
　４１１３　第二プラネットキャリア（プラネットキャリア）
　４１１４　延長出力軸（出力軸）
　４２０５　第三サンギヤー出力軸（出力軸）　

Claims

　正トルクを伝達する歯面及び負トルクを伝達する歯面を有し前記負トルクを伝達する歯面は前記負トルクにより噛合を外すための傾斜を有する第一噛合いクラッチを備え回転自在に支持された回転体と、
　前記第一噛み合いクラッチに噛合する第二噛み合いクラッチ及び前記噛合のための第一カムを備え前記噛合を解放するように付勢されケース側に固定されたクラッチハブに回転方向に係合し軸方向に移動可能に支持されたスリーブと、
　前記スリーブを付勢し前記第一、第二噛み合いクラッチの解放位置を保持する保持部材と、
　前記第一カムに係合する第二カムを備え前記第一、第二カムの協働により回転方向の動きを軸方向の動きに変換して前記スリーブに伝達し前記噛合を回転駆動で解除可能にロックするカムリングと、
　前記カムリングを回転駆動するカムアクチュエーターと、
　を備えた噛み合いクラッチ機構。
　正トルクを伝達する歯面及び負トルクを伝達する歯面を有し前記負トルクを伝達する歯面は前記負トルクにより噛合いを外す傾斜を有する第一噛合いクラッチを備えてクラッチハブを備えたトルク伝達軸に回転自在に嵌合支持された回転体と、
　前記第一噛み合いクラッチに噛合する第二噛み合いクラッチを備え前記噛合いを解放するように付勢され前記クラッチハブに回転方向に係合し軸方向に移動可能に支持されたスリーブと、
　前記スリーブを付勢し前記第一、第二噛み合いクラッチを噛合の解放位置を保持する保持部材と、
　前記クラッチハブに回転自在に嵌合し軸方向に移動可能に支持され前記噛合のための第一カムを備え前記スリーブに対して相対回転可能且つ軸力伝達可能に隣接配置されケース側に回転不能に係合するカム部材と、
　前記第一カムに係合する第二カムを備えて前記カム部材に対向配置され前記クラッチハブに相対回転可能に支持され且つ前記カム部材に対し軸方向離反移動が阻止され前記第一、第二カムの協働により回転方向の動きを軸方向の動きに変換して前記カム部材に伝達し前記噛合を回転駆動で解除可能にロックするカムリングと、
　前記カムリングを回転駆動するカムアクチュエーターと、
　を備えた噛み合いクラッチ機構。
　請求項1記載の噛合いクラッチ機構を用いた２段変速装置であって、
　回転入力を受けるサンギヤーと、
　前記サンギヤーにプラネットピニオンを介して噛合い前記回転体を構成するインターナルギヤーと、
　前記インターナルギヤーに相対回転自在に支持され前記プラネットピニオンを回転自在に支持すると共に出力用のドライブピニオンを備えたプラネットキャリアと、
　前記インターナルギヤーとプラネットキャリアとの間に介設され締結により前記インターナルギヤーと前記プラネットキャリアとの間の結合を調節する摩擦クラッチ機構と、
　前記摩擦クラッチ機構の締結調節により前記結合の摩擦トルクを調節するクラッチアクチュエーターと、
　を備えた２段変速装置。
　請求項1記載の噛合いクラッチ機構を用いた２段変速装置であって、
　サンギヤーシャフトにより回転入力を受けるサンギヤーと、
　前記サンギヤーシャフトに回転自在に支持され第三サンギヤーと出力用のドライブピニオンとを備えた第三サンギヤーシャフトと、
　前記サンギヤーに噛合う第一歯車及び前記第三サンギヤーに噛合う第二歯車を一体的に備えたプラネットピニオンと、
　前記プラネットピニオンを回転自在に支持して前記回転体を構成するプラネットキャリアと、
　前記プラネットキャリアと前記第三サンギヤーシャフトとの間に介設され締結により前記プラネットキャリアと前記第三サンギヤーシャフトとの間の結合を調節する摩擦クラッチ機構と、
　前記摩擦クラッチ機構の締結により前記結合の摩擦トルクを調節するクラッチアクチュエーターと、
　を備えた２段変速装置。
　請求項３又は４記載の２段変速装置であって、
前記サンギヤーへの回転入力は、モーターからドライブギヤー及びドリブンギヤーを介して行う、
　２段変速装置。
　請求項３～５の何れか1項に記載の２段変速装置であって、
　前記クラッチアクチュエーターと前記摩擦クラッチ機構との間に前記締結を行わせるための押圧力調整手段を備え、
　前記押圧力調整手段は、相対回転自在に支持され歯数が異なる第一差動ギヤー及び第二差動ギヤーと、前記第一差動ギヤー及び第二差動ギヤー間の相対回転を軸推力に変換するトルクカムと、前記第一差動ギヤー及び第二差動ギヤーに噛合い前記クラッチアクチュエーターから回転入力を受けるクラッチピニオンと、前記トルクカムが変換した軸推力を受けて前記締結を行わせる押圧部材とを備えた、
　２段変速装置。
　請求項３～５の何れか1項に記載の２段変速装置であって、
　前記クラッチアクチュエーターと前記摩擦クラッチ機構との間に前記締結を行わせるための押圧力調整手段を備え、
　前記押圧力調整手段は、相対回転自在に支持され歯数が異なる第一差動ギヤー及び第二差動ギヤーと、前記第一差動ギヤー及び第二差動ギヤー間の相対回転を軸推力に変換するトルクカムと、前記第一差動ギヤー及び第二差動ギヤーに噛合い前記クラッチアクチュエーターから回転入力を受けるクラッチピニオンと、前記締結のための押圧力を発生する弾性体と、前記弾性体の押圧力を受けて前記締結を行わせ前記トルクカムが変換した軸推力を受けて前記弾性体の押圧力を減ずる押圧力調整部材とを備えた、
　２段変速装置。
　請求項２記載の噛合いクラッチ機構を用いた２段変速装置であって、
　低速ドライブギヤー及び高速ドライブギヤーを備えて回転入力受けるインプットシャフトと、
　前記低速ドライブギヤーに噛合する低速ドリブンギヤー及び前記高速ドライブギヤーに噛合する高速ドリブンギヤーと出力用のドライブピニオンとを備えたアウトプットシャフトと、
　前記インプットシャフト又は前記アウトプットシャフトは、前記トルク伝達軸を構成し、
　前記インプットシャフトが前記トルク伝達軸を構成する場合は、前記低速ドライブギヤーが前記回転体を構成すると共に前記低速ドリブンギヤーが前記アウトプットシャフトに固定され、
　前記アウトプットシャフトが前記トルク伝達軸を構成する場合は、前記低速ドリブンギヤーが前記回転体を構成すると共に前記低速ドライブギヤーが前記インプットシャフトに固定され、
　前記インプットシャフト及び前記インプットシャフトに回転自在に備える前記高速ドライブギヤー間の結合を調節する摩擦クラッチ機構を備え又は前記アウトプットシャフト及び前記アウトプットシャフトに回転自在に備える前記高速ドリブンギヤー間の結合を調節する摩擦クラッチ機構を備え、
　前記摩擦クラッチ機構の締結調節により前記結合の摩擦トルクを調節するクラッチアクチュエーターと、
　を備えた２段変速装置。
　請求項８記載の２段変速装置であって、
　前記クラッチアクチュエーターと前記摩擦クラッチ機構との間に前記締結を行わせるための押圧力調整手段を備え、
　前記押圧力調整手段は、前記締結のための押圧力を発生する弾性体と、前記弾性体の押圧力を受けて前記締結を行わせ前記クラッチアクチュエーターに結合された押圧力調整部材とを備え、
　前記クラッチアクチュエーターは、前記押圧力調整部材を駆動して前記弾性体の押圧力を調整する、
　２段変速装置。
　請求項1記載の噛合いクラッチ機構を用いた２段変速装置であって、
　回転入力を受けるサンギヤーと、
　前記サンギヤーにプラネットピニオンを介して噛合い前記回転体を構成するインターナルギヤーと、
　前記インターナルギヤーに相対回転自在に支持され前記プラネットピニオンを回転自在に支持するプラネットキャリアと、
　前記インターナルギヤーとプラネットキャリアとの間に介設され締結により前記インターナルギヤーと前記プラネットキャリアとの間の結合を調節する摩擦クラッチ機構と、
　前記摩擦クラッチ機構の締結調節により前記結合の摩擦トルクを調節するクラッチアクチュエーターと、
　前記プラネットキャリアに結合され外部に突出配置された出力軸と、
　を備えた２段変速装置。
　請求項1記載の噛合いクラッチ機構を用いた２段変速装置であって、
　回転入力を受けるサンギヤーと、
　外部に突出配置された出力軸を有する第三サンギヤーと、
　前記サンギヤーに噛合う第一歯車及び前記第三サンギヤーに噛合う第二歯車を一体的に備えたプラネットピニオンと、
　前記プラネットピニオンを回転自在に支持して前記回転体を構成するプラネットキャリアと、
　前記プラネットキャリアと前記サンギヤーとの間に介設され締結により前記プラネットキャリアと前記サンギヤーとの間の結合を調節する摩擦クラッチ機構と、
　前記摩擦クラッチ機構の締結により前記結合の摩擦トルクを調節するクラッチアクチュエーターと、
　を備えた２段変速装置。
　請求項３～１１の何れか１項に記載の２段変速装置であって、
　前記摩擦クラッチ機構のスリップを検出するセンサーと、
　前記検出したスリップに応じて前記クラッチアクチュエーターを制御するコントローラーと、
　を備えた２段変速装置。