非円形歯車対を用いた変速機の変速方法
【課題】クラッチや歯車の設計の自由度を高くでき、最適な性能となるクラッチや歯車を備えた変速機を実現しやすい、非円形歯車対を用いた変速機の変速方法を提供する。
【解決手段】入力部材１２と出力部材１４との間に、クラッチ４０，４２を介して歯車対１６，１７が配置され、非円形歯車対用クラッチ４４を介して非円形歯車対１８が配置されている。非円形歯車対１８は、入力部材１２と出力部材１４との間に歯車対１６，１７が連結されたときの減速比と等しくなる定速噛み合い区間と、隣り合う定速噛み合い区間の間において減速比が変化する変速噛み合い区間とを含む。減速比を切り替える際に、クラッチ４０，４２と非円形歯車対用クラッチ４４のいずれか一方がＯＮであり、かつ、他方がＯＦＦである状態から、一方をＯＦＦにした後に他方をＯＮにする工程を含む。後からＯＮにする他方のクラッチは、噛み合いクラッチである。
【解決手段】入力部材１２と出力部材１４との間に、クラッチ４０，４２を介して歯車対１６，１７が配置され、非円形歯車対用クラッチ４４を介して非円形歯車対１８が配置されている。非円形歯車対１８は、入力部材１２と出力部材１４との間に歯車対１６，１７が連結されたときの減速比と等しくなる定速噛み合い区間と、隣り合う定速噛み合い区間の間において減速比が変化する変速噛み合い区間とを含む。減速比を切り替える際に、クラッチ４０，４２と非円形歯車対用クラッチ４４のいずれか一方がＯＮであり、かつ、他方がＯＦＦである状態から、一方をＯＦＦにした後に他方をＯＮにする工程を含む。後からＯＮにする他方のクラッチは、噛み合いクラッチである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は非円形歯車対を用いた変速機の変速方法に関し、詳しくは、減速比を切り替える際に非円形歯車対を用いた変速機の変速方法に関する。
【０００２】
なお、本明細書中において、「減速比」は、駆動側回転速度／被動側回転速度（あるいは、入力側回転速度／出力側回転速度）で表され、駆動側回転速度よりも被動側回転速度の方が小さくなる場合（いわゆる減速の場合）には１より大きい値となる。「減速比」は、駆動側回転速度よりも被動側回転速度の方が大きい場合（いわゆる増速の場合）についても同じ定義を用いて表し、この場合には、１より小さい値となる。
【背景技術】
【０００３】
従来、入力軸と出力軸との間に連結する歯車対を切り替えることにより減速比を変える一般の変速機では、減速比を切り替える際にいずれの歯車対も入力軸と出力軸との間に連結されていない状態があり、このときには動力が伝達されない。そこで、減速比を切り替える際に過渡的に非円形歯車対を入力軸と出力軸との間に連結することにより、減速比を切り替える際も連続して動力が伝達されるようにすることができる、非円形歯車対を備えた変速機が提案されている。
【０００４】
例えば、変速機は、減速比ＲＨの歯車対と、減速比ＲＬの歯車対と、減速比がＲＨとＲＬを含む範囲で変化する非円形歯車対とを、それぞれ、クラッチを用いて入力軸と出力軸との間に解除可能に連結できるように構成にする。この変速機を用いて、減速比をＲＨからＲＬに変える場合、図１０に示すようにクラッチを動作させる。
【０００５】
図１０（ａ）は、非円形歯車対の減速比を模式的に示すグラフである。横軸は入力軸の回転角度、縦軸は非円形歯車対の減速比である。図１０（ｂ）の表は、クラッチのＯＮの状態を○印で示し、ＯＦＦの状態は空欄としている。減速比ＲＨの歯車対のクラッチを「クラッチ（ＲＨ）」、減速比ＲＬの歯車対のクラッチを「クラッチ（ＲＬ）」、減速比が変化する非円形歯車対のクラッチを「クラッチ（変速）」と表している。
【０００６】
図１０に示すように、減速比ＲＨの歯車対のクラッチのみがＯＮであり、減速比がＲＨである状態で、非円形歯車対の減速比が一定の減速比ＲＨとなる区間３０２に入ったら、減速比が変化する非円形歯車対のクラッチをＯＮにする。非円形歯車対のクラッチをＯＮにするとき、減速比ＲＨの歯車対のクラッチは、ＯＮのままである。
【０００７】
次いで、区間３０２において非円形歯車対のクラッチがＯＮになった後、かつ、非円形歯車対の減速比がＲＨからＲＬに変化する区間３０３に入る前に、減速比ＲＨの歯車対のクラッチをＯＦＦにする。
【０００８】
次いで、非円形歯車対のクラッチのみがＯＮの状態で、非円形歯車対の減速比がＲＨからＲＬに変化する区間３０３を通過した後、一定の減速比ＲＬとなる区間３０４に入ったら、減速比ＲＬの歯車対のクラッチをＯＮにする。減速比ＲＬの歯車対のクラッチをＯＮにするとき、非円形歯車対のクラッチはＯＮのままである。
【０００９】
次いで、区間３０４において減速比ＲＬのクラッチがＯＮになった後、かつ、非円形歯車対の減速比がＲＬからＲＨに変化する区間３０５に入る前に、非円形歯車対のクラッチをＯＦＦにする。これにより、入力軸と出力軸との間に減速比ＲＬの歯車対のみが連結された状態になり、入力軸と出力軸との間の減速比は一定の減速比ＲＬとなる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２００８／０６２７１８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した非円形歯車対を備えた変速機において、歯車対及び非円形歯車対のクラッチには、効率よく動力を伝達できる噛み合いクラッチを用いることが好ましい。
【００１２】
しかし、図１０に示したように、区間３０２，３０４において、ＯＮ／ＯＦＦを切り替える歯車対のクラッチと非円形歯車対のクラッチとの２つのクラッチを同時にＯＮにする場合、２つのクラッチのうち、後でＯＮになるクラッチについては、駆動側と被動側のクラッチ歯の位相を一致させる必要がある。しかも、減速比の切り替えを繰り返しても位相を一致させる必要がある。このため、クラッチの設計や、歯車対及び非円形歯車対の歯車の設計において制約が生じ、設計の自由度が低下し、最適な性能となるクラッチや歯車を備えた変速機の実現が困難となる場合がある。
【００１３】
本発明は、かかる実情に鑑み、クラッチや歯車の設計の自由度を高くでき、最適な性能となるクラッチや歯車を備えた変速機を実現しやすい、非円形歯車対を用いた変速機の変速方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した、非円形歯車対を用いた変速機の変速方法を提供する。
【００１５】
非円形歯車対を用いた変速機の変速方法は、（ａ）回転可能に支持された入力部材と、（ｂ）回転可能に支持された出力部材と、（ｃ）前記入力部材と前記出力部材との間にそれぞれ配置され、前記入力部材と前記出力部材との間に連結されたときの減速比が一定である、少なくとも２つの歯車対と、（ｄ）前記入力部材と前記出力部材との間に、少なくとも２つの前記歯車対を、それぞれ、ＯＮのときに連結し、ＯＦＦのときに連結を解除する、少なくとも２つクラッチと、（ｅ）前記入力部材と前記出力部材との間に配置され、前記入力部材と前記出力部材との間に連結されたときの減速比が変動する、少なくとも１つの非円形歯車対と、（ｆ）前記入力部材と前記出力部材との間に前記非円形歯車対を、ＯＮのときに連結し、ＯＦＦのときに連結を解除する、少なくとも１つの非円形歯車対用クラッチとを備え、前記非円形歯車対は、前記入力部材と前記出力部材との間に前記非円形歯車対が連結され、前記非円形歯車対の一方が１回転し、前記非円形歯車対の他方が１回転以上回転して前記非円形歯車対の噛み合いが一巡するときに、（ｉ）前記非円形歯車対の噛み合いにより前記入力部材と前記出力部材との間の減速比が、前記入力部材と前記出力部材との間に少なくとも２つの前記歯車対がそれぞれ連結されたときの前記入力部材と前記出力部材との間の減速比と同じになる、少なくとも２つの定速噛み合い区間と、（ii）隣り合う前記定速噛み合い区間の間において、前記非円形歯車対の噛み合いにより前記入力部材と前記出力部材との間の減速比が、隣り合う前記定速噛み合い区間の一方の減速比から隣り合う前記定速噛み合い区間の他方の減速比まで変化する、少なくとも２つの変速噛み合い区間とを含む、変速機を用いる。前記入力部材と前記出力部材との間に１つの前記歯車対のみが連結された第１の状態から、前記入力部材と前記出力部材との間に前記非円形歯車対のみが連結され前記変速噛み合い区間で噛み合う中間状態を経て、前記入力部材と前記出力部材との間に他の一つの前記歯車対のみが連結された第２の状態に切り替えることにより、回転する前記入力部材と前記出力部材との間の減速比を切り替える際に、前記非円形歯車対が前記定速噛み合い区間で噛み合い、前記入力部材と前記出力部材の間に前記歯車対を連結する場合の前記入力部材と前記出力部材との間の減速比と前記入力部材と前記出力部材の間に前記非円形歯車対を連結する場合の前記入力部材と前記出力部材との間の減速比とが同一であり、当該歯車対用の前記クラッチと当該非円形歯車対用の前記非円形歯車対用クラッチのいずれか一方がＯＮであり、かつ、他方がＯＦＦである状態から、前記一方をＯＦＦにした後に前記他方をＯＮにする工程を含み、前記他方は、位相が合う方向に駆動側と被動側が相対移動可能であれば駆動側と被動側の位相がずれていてもＯＮにすることができる噛み合いクラッチである。
【００１６】
上記方法によれば、非円形歯車対が定速噛み合い区間で噛み合い、歯車対と非円形歯車対の減速比が同一である間に、歯車対用と非円形歯車対用の２つのクラッチを同時にＯＮにしないので、２つのクラッチのうち、後でＯＮとなる他方のクラッチは、駆動側と被動側の位相がずれていても噛み合わせことができ、駆動側と被動側の位相を一致させる必要がない。このため、クラッチや歯車の設計の自由度を高くでき、最適な性能となる噛み合いクラッチや歯車を実現しやすくなる。
【００１７】
好ましい一態様において、前記クラッチがＯＮであるときに、前記入力部材と前記出力部材との間に連結された前記歯車対と減速比が一致する前記定速噛み合い区間で前記非円形歯車対が噛み合っている間に前記クラッチをＯＦＦにした後、前記非円形歯車対用クラッチをＯＮにすることにより、前記第１の状態から前記中間状態に切り替える。
【００１８】
この場合、非円形歯車対用クラッチを、噛み合いクラッチにすることができる。
【００１９】
好ましい他の態様において、前記クラッチがＯＮであるならば前記入力部材と前記出力部材との間に連結される前記歯車対の減速比と一致する前記定速噛み合い区間で前記非円形歯車対が噛み合っている間に前記非円形歯車対用クラッチをＯＦＦにした後に、前記クラッチをＯＮにすることにより、前記中間状態から前記第２の状態に切り替える。
【００２０】
この場合、クラッチを、噛み合いクラッチにすることができる。
【００２１】
好ましくは、前記入力部材と前記出力部材とは、それぞれ、第１部分と第２部分とを含む。前記歯車対は、前記入力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第１部分との間に配置される。前記非円形歯車対は、前記入力部材の前記第２部分と前記出力部材の前記第２部分との間に配置される。前記変速機は、（ａ）前記入力部材の前記第１部分と前記入力部材の前記第２部分とを回転伝達可能に結合する第１の増減速装置と、（ｂ）前記出力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第２部分とを回転伝達可能に結合する第２の増減速装置とをさらに備える。前記非円形歯車対用クラッチは、前記第１の増減速装置と前記入力部材の前記第２部分と前記非円形歯車対と前記出力部材の前記第２部分と前記第２の増減速装置とを介して前記入力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第１部分との間を解除可能に連結する。前記非円形歯車対は、前記入力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第１部分との間に前記非円形歯車対が連結される。前記非円形歯車対の一方が１回転し、前記非円形歯車対の他方が１回転以上回転して前記非円形歯車対の噛み合いが一巡するときに、（ａ）前記定速噛み合い区間において、前記非円形歯車対の噛み合いにより前記入力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第１部分との間の減速比が、前記入力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第１部分との間に前記歯車対が連結されたときの前記入力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第１部分との間の減速比と同じになり、（ｂ）前記変速噛み合い区間において、前記非円形歯車対の噛み合いにより前記入力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第１部分との間の減速比が、隣り合う前記定速噛み合い区間の一方の減速比から隣り合う前記定速噛み合い区間の他方の減速比まで変化する。
【００２２】
この場合、増減速装置により、入力部材の第１部分と出力部材の第１部分との間に連結する歯車対を切り換える際に、非円形歯車対が入力部材の第２部分と出力部材の第２部分との間に連結されている時間を長く（又は、短く）することができ、それに伴って、クラッチを作動させる時間を長く（又は、減速比の切り替えに要する時間を短く）することができる。
【００２３】
入力が高速回転であっても、適宜な減速比の増減速装置により非円形歯車対の回転を遅くすることで、クラッチの切り換え動作をすべき時間を長くすることができるので、容易に減速比を変えることができる。入力が低速回転である場合には、適宜な減速比の増減速装置により非円形歯車対の回転を速くすることで、減速比の切り換えに要する時間を短縮することができる。
【００２４】
また、非円形歯車対の設計の自由度を高くできる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、クラッチや歯車の設計の自由度を高くでき、最適な性能となるクラッチや歯車を備えた変速機を実現しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】変速機の構成を模式的に示す機構図である。（実施例１）
【図２】変速機のクラッチの要部構成図である。（実施例１）
【図３】変速機の歯車のピッチ円あるいはピッチ曲線を模式的に示す図である。（実施例１）
【図４】（ａ）非円形歯車対の減速比を模式的に示すグラフ、（ｂ）クラッチのＯＮとＯＦＦを示す表である。（実施例１）
【図５】（ａ）非円形歯車対の減速比を模式的に示すグラフ、（ｂ）クラッチのＯＮとＯＦＦを示す表である。（実施例１）
【図６】変速機の構成を示す断面図である。（実施例１）
【図７】変速機の動作を示す断面図である。（実施例１）
【図８】変速機の動作を示す断面図である。（実施例１）
【図９】変速機の構成を模式的に示す機構図である。（実施例２）
【図１０】（ａ）非円形歯車対の減速比を模式的に示すグラフ、（ｂ）クラッチのＯＮとＯＦＦを示す表である。（従来例）
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図９を参照しながら説明する。
【００２８】
＜実施例１＞ 実施例１について、図１〜図８を参照しながら説明する。
【００２９】
まず、実施例１で用いる変速機１０の基本的な構成について、図１〜図３を参照しながら説明する。
【００３０】
図１は、変速機１０の構成を模式的に示す機構図である。図１に示すように、変速機１０は、回転可能に支持されている入力軸１２及び出力軸１４と、第１の歯車対１６と、第２の歯車対１７と、非円形歯車対１８と、クラッチ４０，４２，４４とを備えている。
【００３１】
歯車対１６，１７及び非円形歯車対１８は、それぞれ、一対の歯車２０，３０；２２，３２；２４，３４が噛み合い、回転角度の遅れがない。すなわち、回転角度を正確に伝達し、かつ動力を効率的に伝達する。
【００３２】
入力軸１２には、歯車対１６，１７及び非円形歯車対１８の一方の歯車（入力側歯車）２０，２２，２４が固定され、これらの歯車２０，２２，２４は入力軸１２と一体となって回転する。
【００３３】
出力軸１４には、歯車対１６，１７及び非円形歯車対１８の他方の歯車（出力側歯車）３０，３２，３４が、相対回転可能な状態に支持されている。出力側歯車３０，３２，３４は、クラッチ４０，４２，４４により、選択的に出力軸１４に結合される。すなわち、クラッチ４０，４２，４４がつながっているＯＮのときには、対応する出力側歯車３０，３２，３４は出力軸１４に対して結合され、結合された出力側歯車３０，３２，３４と出力軸１４とは一体となって回転する。クラッチ４０，４２，４４が切れているＯＦＦのときには、出力側歯車３０，３２，３４は、出力軸１４の軸方向の移動が拘束されながら、出力軸１４に対して相対回転可能となる。
【００３４】
クラッチ４０，４２，４４がＯＮのとき、クラッチ４０，４２，４４での滑り等がなければ、クラッチ４０，４２，４４がＯＮとなっている出力側歯車３０，３２，３４から出力軸１４に、回転角度を正確に伝達し、かつ動力を効率的に伝達することができる。
【００３５】
クラッチ４０，４２，４４には、ドグクラッチ、ジョークラッチ、歯形クラッチ等の噛み合いクラッチを用いる。円板クラッチ、ドラムクラッチなどの摩擦クラッチでは滑りが発生する可能性がある。これに対して、噛み合いクラッチは、駆動側と被動側とに形成された突起や穴等の機械的構造が噛み合い、摩擦クラッチのような滑りが発生しないので、回転角度を極めて正確に伝達し、かつ動力を極めて効率的に伝達することができるからである。
【００３６】
クラッチ４０，４２，４４には、例えば図２に示す噛み合いクラッチ４８を用いる。図２は噛み合いクラッチ４８の構成を模式的に示す要部構成図である。図２に示すように、噛み合いクラッチ４８は、駆動側４８ｓと被動側４８ｔとが軸方向に互いに対向するように配置され、互いに対向する側面に、突起形状のクラッチ歯４８ｐ，４８ｑが間欠的に設けられている。被動側４８ｔと駆動側４８ｓは、いずれか一方又は両方が軸方向に移動し、互いに接離する。
【００３７】
例えば、不図示のアクチュエータにより、矢印４８ｘで示すように被動側４８ｔが駆動側４８ｓの方向に付勢されて移動すると、図２（ａ）に示すように、駆動側４８ｓと被動側４８ｔのクラッチ歯４８ｐ，４８ｑが互いに間挿し合うように噛み合い、クラッチ４８はＯＮになる。
【００３８】
駆動側４８ｓと被動側４８ｔのクラッチ歯４８ｐ，４８ｑは、先端に斜面４８ｍ，４８ｎが形成されている。これにより、図２（ｂ）のように駆動側４８ｓと被動側４８ｔのクラッチ歯４８ｐ，４８ｑの位相がずれている状態であっても、駆動側４８ｓと被動側４８ｔとが位相が変わる方向に相対移動可能であれば、被動側４８ｔが駆動側４８ｓの方向に付勢されると位相が合い、クラッチ４８はＯＮになる。
【００３９】
すなわち、クラッチ４０，４２，４４には、位相が合う方向に駆動側４８ｓと被動側１８ｔが相対移動可能であれば、駆動側４８ｓと被動側４８ｔの位相がずれていてもＯＮにすることができる噛み合いクラッチ４８を用いる。
【００４０】
図示していないが、クラッチ４０，４２，４４はアクチュエータによって駆動され、アクチュエータの動作は、制御装置によって制御される。また、非円形歯車対１８の位相は不図示のセンサにより検出され、検出信号は制御装置に入力される。制御装置は、回転を止めることなく減速比を切り替え、回転角度を正確に伝達し、かつ動力を効率的に伝達することができるように、クラッチ４０，４２，４４のＯＮ／ＯＦＦを制御する。
【００４１】
歯車対１６，１７及び非円形歯車対１８は、クラッチ４０，４２，４４のＯＮによって、入力軸１２と出力軸１４との間に選択的に連結される。クラッチ４０のＯＮにより第１の歯車対１６が入力軸１２と出力軸１４との間に連結されたとき、入力軸１２と出力軸１４との間の減速比は、相対的に大きい一定の減速比ＲＨとなる。クラッチ４２のＯＮにより第２の歯車対１７が入力軸１２と出力軸１４との間に連結されたとき、入力軸１２と出力軸１４との間の減速比は、相対的に小さい一定の減速比ＲＬとなる。クラッチ４４のＯＮにより非円形歯車対１８が入力軸１２と出力軸１４との間に連結されたとき、入力軸１２と出力軸１４との間の減速比は、少なくとも減速比ＲＨとＲＬとを含む範囲内で変化する。
【００４２】
例えば図３に示すように、歯車対１６，１７及び非円形歯車対１８の歯車をかみ合いピッチ円（以下、単に「ピッチ円」という。）あるいはかみ合いピッチ曲線（以下、単に「ピッチ曲線」という。）で表し、歯面の図示を省略すると、第１及び第２の歯車対１６，１７は、対をなす歯車２０，３０；２２，３２のピッチ円２０ｐ，３０ｐ；２２ｐ，３２ｐが互いに接する円形歯車である。
【００４３】
非円形歯車対１８の対をなす歯車２４，３４は非円形歯車であり、非円形歯車対１８の対をなす歯車２４，３４のピッチ曲線２４ｐ，３４ｐは、減速比ＲＨの第１の歯車対１６のピッチ円２０ｐ，３０ｐの円弧と等しい第１の区間２５，３５と、減速比ＲＬの第２の歯車対のピッチ円２２ｐ，３２ｐの円弧と等しい第３の区間２７，３７と、減速比がＲＨとＲＬとの間で変化する第２及び第４の区間２６，３６；２８，３８とを有する。非円形歯車対１８の対をなす歯車２４，３４は、図３において矢印で示す方向に回転するとき、歯車２４，３４のピッチ曲線２４ｐ，３４ｐの各区間２５，３５；２６，３６；２７，３７；２８，３８同士が噛み合う。
【００４４】
非円形歯車対１８が入力軸１２と出力軸１４との間に連結されている状況において、非円形歯車対１８が、図３（ａ）に示すように、第３の区間２７，３７で噛み合う場合は、入力軸１２と出力軸１４との間の減速比はＲＬとなり、図３（ｂ）で示すように、第１の区間２５，３５で噛み合う場合は、入力軸１２と出力軸１４との間の減速比はＲＨとなる。第１の区間２５，３５と第３の区間２７，３７は、定速噛み合い区間である。
【００４５】
第２の区間２６，３６、第４の区間２８，３８で噛み合う場合は、入力軸１２と出力軸１４との間の減速比は、ＲＬとＲＨの間で変化する。第２の区間２６，３６と第４の区間２８，３８は、変速噛み合い区間である。
【００４６】
なお、非円形歯車対１８の一方の歯車が１回転すると他方の歯車が１回転して噛み合いが一巡する場合を例示したが、非円形歯車対は、一方の歯車が１回転すると他方の歯車が２回転以上回転して噛み合いが一巡する構成としてもよい。
【００４７】
次に、変速機１０の動作について、図４及び図５を参照しながら説明する。図４（ａ）及び図５（ａ）は、非円形歯車対１８の減速比を模式的に示すグラフである。横軸は入力軸１２の回転角度、縦軸は入力側歯車２４と出力側歯車３４との間の減速比である。図４（ｂ）及び図５（ｂ）の表では、クラッチ４０，４２，４４のＯＮの状態を○印で示し、クラッチ４０，４２，４４のＯＦＦの状態は空欄としている。図４（ｂ）及び図５（ｂ）において、減速比ＲＨの第１の歯車対１６のクラッチ４０を「クラッチ（ＲＨ）」、減速比ＲＬの第２の歯車対１７のクラッチ４２を「クラッチ（ＲＬ）」、減速比が変化する非円形歯車対１８のクラッチ４４を「クラッチ（変速）」と表している。
【００４８】
減速比ＲＨの第１の歯車対１６のクラッチ４０がＯＮ、クラッチ４２，４４がＯＦＦのときには、入力軸１２と出力軸１４との間は、一定の減速比ＲＨとなる。減速比ＲＬの第２の歯車対１７のクラッチ４２がＯＮ、クラッチ４０，４４がＯＦＦのときには、入力軸１２と出力軸１４との間は、一定の減速比ＲＬとなる。非円形歯車対１８の減速比は、図４（ａ）及び図５（ａ）に示すように、入力軸１２の回転に伴って減速比ＲＨとＲＬとを含む所定範囲内で変化する。なお、図４（ａ）及び図５（ａ）において、非円形歯車対１８の減速比が変化するときの曲線は模式的に図示されている。
【００４９】
入力軸１２と出力軸１４との間の減速比をＲＨからＲＬに変える場合には、図４に示すようにクラッチ４０，４２，４４を動作させる。
【００５０】
減速比ＲＨの第１の歯車対１６のクラッチ４０のみがＯＮであり、入力軸１２と出力軸１４との間の減速比がＲＨである状態で、非円形歯車対１８の減速比がＲＬからＲＨに変化する区間８１を通過した後、非円形歯車対１８の減速比が一定の減速比ＲＨとなる区間８２に入ったら、減速比ＲＨの第１の歯車対１６のクラッチ４０をＯＦＦにした後に、減速比が変化する非円形歯車対１８のクラッチ４４をＯＮにする。
【００５１】
すなわち、区間８２内において、最初の区間８２ａでは、減速比ＲＨの第１の歯車対１６のクラッチ４０はＯＮのままである。その次の区間８２ｘで、減速比ＲＨの第１の歯車対１６のクラッチ４０がＯＦＦになる。この区間８２ｘでは、すべてのクラッチ４０，４２，４４がＯＦＦである。さらに次の区間８２ｂで、減速比が変化する非円形歯車対１８のクラッチ４４がＯＮになる。
【００５２】
次いで、非円形歯車対１８のクラッチ４４のみがＯＮの状態で、非円形歯車対１８の減速比がＲＨからＲＬに変化する区間８３を通過した後、非円形歯車対１８の減速比が一定の減速比ＲＬとなる区間８４に入ったら、減速比が変化する非円形歯車対１８のクラッチ４４をＯＦＦにした後に、減速比ＲＬの第２の歯車対１７のクラッチ４２をＯＮにして、減速比ＲＬの状態とする。
【００５３】
すなわち、区間８４内において、最初の区間８４ａでは、減速比が変化する非円形歯車対１８のクラッチ４４はＯＮのままである。その次の区間８４ｘで、減速比が変化する非円形歯車対１８のクラッチ４４がＯＦＦになる。この区間８４ｘでは、すべてのクラッチ４０，４２，４４がＯＦＦである。さらに次の区間８４ｂで、減速比ＲＬの第２の歯車対１７のクラッチ４２がＯＮになり、入力軸１２と出力軸１４との間に第２の歯車対１７のみが連結され、入力軸１２と出力軸１４との間は一定の減速比ＲＬとなる。
【００５４】
入力軸１２と出力軸１４との間の減速比をＲＬからＲＨに変える場合には、図５に示すようにクラッチ４０，４２，４４を動作させる。
【００５５】
減速比ＲＬの第２の歯車対１７のクラッチ４２のみがＯＮであり、入力軸１２と出力軸１４との間の減速比がＲＬである状態で、非円形歯車対１８の減速比がＲＨからＲＬに変化する区間９１を通過した後、非円形歯車対１８の減速比が一定の減速比ＲＬとなる区間９２に入ったら、減速比ＲＬの第２の歯車対１７のクラッチ４２をＯＦＦにした後に、減速比が変化する非円形歯車対１８のクラッチ４４をＯＮにする。
【００５６】
すなわち、区間９２内において、最初の区間９２ａでは、減速比ＲＬの第２の歯車対１７のクラッチ４２はＯＮのままである。その次の区間９２ｘで、減速比ＲＬの第２の歯車対１７のクラッチ４２がＯＦＦになる。この区間９２ｘでは、すべてのクラッチ４０，４２，４４がＯＦＦである。さらに次の区間９２ｂで、減速比が変化する非円形歯車対１８のクラッチ４４がＯＮになる。
【００５７】
次いで、非円形歯車対１８のクラッチ４４のみがＯＮの状態で、非円形歯車対１８の減速比がＲＬからＲＨに変化する区間９３を通過した後、非円形歯車対１８の減速比が一定の減速比ＲＨとなる区間９４に入ったら、減速比が変化する非円形歯車対１８のクラッチ４４をＯＦＦにした後に、減速比ＲＨの第１の歯車対１６のクラッチ４０をＯＮにして、減速比ＲＨの状態とする。
【００５８】
すなわち、区間９４内において、最初の区間９４ａでは、減速比が変化する非円形歯車対１８のクラッチ４４はＯＮのままである。その次の区間９４ｘで、減速比が変化する非円形歯車対１８のクラッチ４４がＯＦＦになる。この区間９４ｘでは、すべてのクラッチ４０，４２，４４がＯＦＦである。さらに次の区間９４ｂで、減速比ＲＨの第１の歯車対１６のクラッチ４０がＯＮになり、入力軸１２と出力軸１４との間に第１の歯車対１６のみが連結され、入力軸１２と出力軸１４との間は一定の減速比ＲＨになる。
【００５９】
以上のように入力軸１２と出力軸１４との間の減速比をＲＨからＲＬに、あるいはＲＬからＲＨに変える場合、クラッチを切り替える区間８２，８４，９２，９４においてＯＮ／ＯＦＦを切り替える２つのクラッチのうち一方のクラッチ４０，４４，４２，４４をＯＮからＯＦＦにした後に、他方のクラッチ４４，４２，４４，４０をＯＮにしており、２つのクラッチは同時にＯＮにしない。区間８２，８４，９２，９４においてＯＮ／ＯＦＦを切り替える２つのクラッチのうち、後でＯＮとなる他方のクラッチ４４，４２，４４，４０は、位相が合う方向に駆動側と被動側が相対移動可能であれば駆動側と被動側の位相がずれていてもＯＮにすることができる噛み合いクラッチであるため、駆動側と被動側の位相を一致させる必要がない。このため、クラッチ４０，４２，４４や歯車２０，２２，２４，３０，３２，３４の設計の自由度を高くでき、最適な性能となるクラッチ４０，４２，４４や歯車２０，２２，２４，３０，３２，３４を備えた変速機１０を実現しやすい。
【００６０】
クラッチ４０，４２，４４は、区間８２，８４，９２，９４において駆動側と被動側とが同じ速度のときに、すなわち相対速度がゼロのときに、ＯＮ／ＯＦＦの切り替えを行う。このため、通常の歯車式変速機で用いられるシンクロコーン（相対速度をゼロにするための摩擦部材）は不要である。
【００６１】
なお、すべてのクラッチ４０，４２，４４がＯＦＦになる区間８２ｘ，８４ｘでは、駆動力が伝達されないので、この区間８２ｘ，８４ｘの時間は、できるだけ短くすることが好ましい。
【００６２】
次に、変速機１０の具体的な構成例について、図６〜図８を参照しながら説明する。
【００６３】
図６の断面図に示すように、入力軸１２に、歯車対１６，１７及び非円形歯車対１８の入力側歯車２０，２２，２４が順に固定されている。出力軸１４には、歯車対１６，１７及び非円形歯車対１８の出力側歯車３０，３２，３４が相対回転可能かつ、軸方向移動不可能な状態で順に支持されている。第１の歯車対１６の出力側歯車３０と第２の歯車対１７の出力側歯車３２との間には、クラッチ５００のシフター４１が配置されている。クラッチ５００は、シフター４１を兼用することで、第１の歯車対１６用のクラッチ４０と第２の歯車対１７用のクラッチ４２との両方の機能を実現している。第２の歯車対１７の出力側歯車３２と非円形歯車対１８の出力側歯車３４との間には、非円形歯車対用クラッチ５０２のシフター４５が配置されている。クラッチ５００，５０２のシフター４１，４５は、出力軸１４に形成されたスプライン溝に摺動自在に支持されており、出力軸１４に沿って軸方向には移動自在であるが、出力軸１４に対する相対回転はできない状態であり、出力軸１４と一体となって回転するようになっている。
【００６４】
クラッチ５００，５０２のシフター４１，４５の外周面には、不図示のアクチュエータが嵌合する溝４１ｘ、４５ｘが形成されている。クラッチ５００のシフター４１は、溝４１ｘに嵌合する不図示のアクチュエータの駆動によって、図６に示した中間位置から、矢印４１ｓ，４１ｔに示すように両側に移動する。非円形歯車対用クラッチ５０２のシフター４５は、溝４５ｘに嵌合する不図示のアクチュエータの駆動によって、図５に示した待機位置から、矢印４５ｔで示す片側だけに移動する。
【００６５】
クラッチ５００のシフター４１は、第１の歯車対１６の出力側歯車３０に対向する側面と、第２の歯車対１７の出力側歯車３２に対向する側面に、所定のピッチで突起（ドグ）４１ａ，４１ｂが形成されている。第１の歯車対１６の出力側歯車３０と第２の歯車対１７の出力側歯車３２には、クラッチ５００の構成要素として、クラッチ５００のシフター４１に対向する側面に、クラッチ５００のシフター４１の突起４１ａ，４１ｂに対応して、所定のピッチで凹部（ドグ穴）３１，３３が形成されている。矢印４１ｓ，４１ｔで示す方向にクラッチ５００のシフター４１が移動したとき、クラッチ５００のシフター４１の突起４１ａ，４１ｂが、出力側歯車３０，３２の凹部３１，３３に嵌合し、クラッチ５００のシフター４１を介して出力軸１４と出力側歯車３０，３２とが一体となって回転する。すなわち、入力軸１２と出力軸１４との間に第１又は第２の歯車対１６，１７が連結され、入力軸１２から、第１又は第２の歯車対１６，１７を介して出力軸１４に、回転角度を正確に伝達し、かつ動力を効率的に伝達することができる。
【００６６】
非円形歯車対用クラッチ５０２のシフター４５は、非円形歯車対１８の出力側歯車３４に対向する側面に、所定のピッチで突起（ドグ）４５ｂが形成されている。非円形歯車対１８の出力側歯車３４には、非円形歯車対用クラッチ５０２の構成要素として、非円形歯車対用クラッチ５０２のシフター４５に対向する側面に、非円形歯車対用クラッチ５０２のシフター４５の突起４５ｂに対応して、所定のピッチで凹部（ドグ穴）３５が形成されており、矢印４５ｔで示す方向に非円形歯車対用クラッチ５０２のシフター４５が移動したとき、非円形歯車対用クラッチ５０２のシフター４５の突起４５ｂが、非円形歯車対１８の出力側歯車３４の凹部３５に嵌合し、非円形歯車対用クラッチ５０２のシフター４５を介して出力軸１４と出力側歯車３４とが一体となって回転する。すなわち、入力軸１２と出力軸１４との間に非円形歯車対１８が連結され、入力軸１２から、非円形歯車対１８を介して出力軸１４に、回転角度を正確に伝達し、かつ動力を効率的に伝達することができる。
【００６７】
次に、この変速機１０の動作の一例について、図７及び図８を参照しながら説明する。
【００６８】
図７（ａ）に示すように、クラッチ５００のシフター４１が矢印４１ｓで示す方向に移動して第１の歯車対１６の出力側歯車３０に嵌合し、非円形歯車対用クラッチ５０２のシフター４５が待機位置にあるとき、入力軸１２と出力軸１４との間には、第１の歯車対１６のみが連結される。このとき、回転角度及び動力は、図７（ａ）において破線で示すように、入力軸１２から第１の歯車対１６の入力側歯車２０、出力側歯車３０、クラッチ５００のシフター４１を介して、出力軸１４に伝達され、減速比はＲＨとなる。
【００６９】
減速比をＲＨからＲＬに切り替える場合には、非円形歯車対１８の減速比がＲＨになる状態の間に、図７（ｂ）に示すように、クラッチ５００のシフター４１が中間位置に移動し、第１の歯車対１６の出力側歯車３０との嵌合が解除される。
【００７０】
次いで、非円形歯車対１８の減速比がＲＨになる状態の間に、図７（ｃ）に示すように、非円形歯車対用クラッチ５０２のシフター４５が矢印４５ｔで示す方向に移動して非円形歯車対１８の出力側歯車３４に嵌合し、入力軸１２と出力軸１４との間に、非円形歯車対１８が連結される。これにより、回転角度及び動力は、破線で示すように、入力軸１２から、非円形歯車対１８の入力側歯車２４、出力側歯車３４、非円形歯車対用クラッチ５０２のシフター４５を介して、出力軸１４に伝達される。
【００７１】
次いで、非円形歯車対１８のみが連結された状態で、非円形歯車対１８の減速比がＲＨからＲＬに変化する。
【００７２】
次いで、非円形歯車対１８の減速比がＲＬになると、図８（ｄ）に示すように、非円形歯車対用クラッチ５０２のシフター４５が待機位置に移動し、非円形歯車対１８の出力側歯車３４との嵌合が解除される。
【００７３】
次いで、図８（ｅ）に示すように、クラッチ５００のシフター４１が矢印４１ｔで示す方向に移動して第２の歯車対１７の出力側歯車３２に嵌合し、入力軸１２と出力軸１４との間に、第２の歯車対１７が連結される。これにより、回転角度及び動力は、破線で示すように、入力軸１２から、第２の歯車対１７の入力側歯車２２、出力側歯車３２、クラッチ５００のシフター４１を介して、出力軸１４に伝達され、一定の減速比ＲＬとなり、減速比の切り替えが完了する。
【００７４】
＜実施例２＞ 実施例２で用いる変速機１０ａについて、図９を参照しながら説明する。
【００７５】
実施例２の変速機１０ａは、実施例１の変速機１０と略同様に構成されている。以下では、実施例１との相違点を中心に説明し、同じ構成部分には同じ符号を用いる。
【００７６】
図９は、実施例２の変速機１０ａの構成を模式的に示す機構図である。図９に示すように、実施例２の変速機１０ａは、実施例１と異なり、増減速装置２９，３９を備える。入力軸１２ａ及び出力軸１４ａは、第１及び第２の歯車対１６，１７が配置される第１部分１２ｓ，１４ｓと、非円形歯車対１８が配置される第２部分１２ｔ，１４ｔとに分割されている。入力軸１２ａの第１部分１２ｓと入力軸１２ａの第２部分１２ｔとは、第１の増減速装置２９を介して回転伝達可能に結合されている。出力軸１４ａの第１部分１４ｓと出力軸１４ａの第２部分１４ｔとは、第２の増減速装置３９を介して回転伝達可能に結合されている。
【００７７】
ここで、第１の増減速装置２９の減速比を、入力軸１２ａの第１部分１２ｓの回転速度Ｎｉ１と入力軸１２ａの第２部分１２ｔの回転速度Ｎｉ２とを用いて、Ｎｉ１／Ｎｉ２と定義する。第２の増減速装置３９の減速比を、出力軸１４ａの第２部分１４ｔの回転速度Ｎｏ２と出力軸１４ａの第１部分１４ｓの回転速度Ｎｏ１を用いて、Ｎｏ２／Ｎｏ１と定義する。第２の増減速装置３９の減速比の定義は、Ｎｏ１／Ｎｏ２ではないことに留意する必要がある。
【００７８】
例えば、増減速装置２９，３９により、非円形歯車対１８側の回転速度を遅くすることができる。すなわち、入力軸１２ａの第１部分１２ｓと第２部分１２ｔの間に設けられた第１の増減速装置２９の減速比をＲ０とし、入力軸１２ａの第１部分１２ｓの回転速度に対して、入力軸１２ａの第２部分１２ｔの回転速度を遅くするとともに、出力軸１４ａの第２部分１４ｔと第１部分１４ｓとの間に設けられた第２の増減速装置３９の減速比を１／Ｒ０とし、出力軸１４ａの第１部分１４ｓの回転速度に対して、出力軸１４ａの第２部分１４ｔの回転速度を遅くすることで、非円形歯車対１８側の回転速度を遅くする。これによって、入力軸１２ａの第１部分１２ｓの回転が高速であっても、実施例１と同様に、非円形歯車対１８側の噛み合いによって減速比を変化させながら回転を伝達することができる。
【００７９】
なお、増減速装置２９，３９に同じ構成の増減速装置を用い、入力側と出力側を入れ替えて、一方で減速し、他方で増速してもよい。
【００８０】
増減速装置２９，３９により、非円形歯車対１８側の回転速度を速くすることも可能である。
【００８１】
変速機１０ａの減速比は、増減速装置２９，３９と非円形歯車対１８とによって全体として切り換えればよいので、入力軸１２ａ側に設ける第１の増減速装置２９の減速比Ｒｉｎと、出力軸１４ａ側に設ける第２の増減速装置３９の減速比Ｒｏｕｔとが、Ｒｉｎ×Ｒｏｕｔ＝１とならなくても構わない。
【００８２】
例えば、第１の歯車対１６の減速比がＲ１、第２の歯車対１７の減速比がＲ２、非円形歯車対１８のある区間の減速比がＲ１'、非円形歯車対１８の他の区間の減速比がＲ２'とすると、次の２つの式、
Ｒ１＝Ｒｉｎ×Ｒ１'×Ｒｏｕｔ （１）
Ｒ２＝Ｒｉｎ×Ｒ２'×Ｒｏｕｔ （２）
を満たせば、変速機１０ａの減速比を、Ｒ１からＲ２、又はＲ２からＲ１に切り換えることができる。
【００８３】
実施例１の変速機１０では、入力が高速回転であると、クラッチの切り換え動作をすべき時間が短くなり、減速比の切り換えが困難になる場合がある。
【００８４】
これに対し、実施例２の変速機１０ａは、入力が高速回転であっても、適宜な減速比の増減速装置２９，３９により非円形歯車対１８の回転を遅くすることで、クラッチの切り換え動作をすべき時間を長くすることができるので、容易に減速比を変えることができる。
【００８５】
逆に、入力が低速回転である場合には、適宜な減速比の増減速装置２９，３９により非円形歯車対１８の回転を速くすることで、減速比の切り換えに要する時間を短縮することができる。
【００８６】
また、非円形歯車対１８の設計の自由度を高くすることも可能である。
【００８７】
非円形歯車対用クラッチは、第１の増減速装置２９と入力軸１２ａの第２部分１２ｔと非円形歯車対１８と出力軸１４ａの第２部分１４ｔと第２の増減速装置３９とを介して入力軸１２ａの第１部分１２ｓと出力軸１４ａの第１部分１４ｓとの間を解除可能に連結すればよい。そのため、例えば、非円形歯車対用クラッチは、入力軸１２ａの第１部分１２ｓと第１の増減速装置２９との間、第１の増減速装置２９と入力軸１２ａの第２部分１２ｔとの間、出力軸１４ａの第２部分１４ｔと第２の増減速装置３９との間、又は第２の増減速装置３９と出力軸１４ａの第１部分１４ｓとの間に設けることもできる。この場合、非円形歯車対１８が常に入力軸１２ａの第２部分１２ｔと出力軸１４ａの第２部分１４ｔとの間に連結された構成にすることができる。
【００８８】
実施例２の変速機１０ａは、実施例１と同じ変速方法で、減速比をＲＨからＲＬに変えたり、ＲＬからＲＨに変えたりすることができる。実施例１と同じく、クラッチ４０，４２，４４は、位相が合う方向に駆動側と被動側が相対移動可能であれば駆動側と被動側の位相がずれていてもＯＮにすることができる噛み合いクラッチであるため、駆動側と被動側の位相を一致させる必要がない。このため、クラッチ４０，４２，４４や歯車２０，２２，２４，３０，３２，３４の設計の自由度を高くでき、最適な性能となるクラッチ４０，４２，４４や歯車２０，２２，２４，３０，３２，３４を備えた変速機１０ａを実現しやすい。
【００８９】
＜まとめ＞ 以上に説明した非円形歯車対を用いた変速機の変速方法は、クラッチや歯車の設計の自由度を高くでき、最適な性能となるクラッチや歯車を備えた変速機を実現しやすい。
【００９０】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。
【００９１】
例えば、本発明は、変速機のクラッチ及び非円形歯車対用クラッチの少なくとも一つが噛み合いクラッチであればよく、噛み合いクラッチ以外の滑りクラッチなどのクラッチを含んでいても構わない。
【００９２】
また、３つ以上の歯車対を備えたり、２つ以上の非円形歯車対を備えたりしてもよい。歯車対及び非円形歯車対の軸方向の配置順序は任意に選択できる。クラッチ及び非円形歯車対用クラッチは、入力軸側に設けてもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１０，１０ａ 変速機
１２，１２ａ 入力軸（入力部材）
１２ｓ 第１部分（入力部材の第１部分）
１２ｔ 第２部分（入力部材の第２部分）
１４，１４ａ 出力軸（出力部材）
１４ｓ 第１部分（出力部材の第１部分）
１４ｔ 第２部分（出力部材の第２部分）
１６，１７ 歯車対
１８ 非円形歯車対
２０，２２，２４ 歯車（入力側歯車）
２５ 第１の区間（定速噛み合い区間）
２６ 第２の区間（変速噛み合い区間）
２７ 第３の区間（定速噛み合い区間）
２８ 第４の区間（変速噛み合い区間）
２９ 増減速装置（第１の増減速装置）
３０，３２，３４ 歯車（出力側歯車）
３５ 第１の区間（定速噛み合い区間）
３６ 第２の区間（変速噛み合い区間）
３７ 第３の区間（定速噛み合い区間）
３８ 第４の区間（変速噛み合い区間）
３９ 増減速装置（第２の増減速装置）
４０，４２ クラッチ
４４ 非円形歯車対用クラッチ
４８ 噛み合いクラッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は非円形歯車対を用いた変速機の変速方法に関し、詳しくは、減速比を切り替える際に非円形歯車対を用いた変速機の変速方法に関する。
【０００２】
なお、本明細書中において、「減速比」は、駆動側回転速度／被動側回転速度（あるいは、入力側回転速度／出力側回転速度）で表され、駆動側回転速度よりも被動側回転速度の方が小さくなる場合（いわゆる減速の場合）には１より大きい値となる。「減速比」は、駆動側回転速度よりも被動側回転速度の方が大きい場合（いわゆる増速の場合）についても同じ定義を用いて表し、この場合には、１より小さい値となる。
【背景技術】
【０００３】
従来、入力軸と出力軸との間に連結する歯車対を切り替えることにより減速比を変える一般の変速機では、減速比を切り替える際にいずれの歯車対も入力軸と出力軸との間に連結されていない状態があり、このときには動力が伝達されない。そこで、減速比を切り替える際に過渡的に非円形歯車対を入力軸と出力軸との間に連結することにより、減速比を切り替える際も連続して動力が伝達されるようにすることができる、非円形歯車対を備えた変速機が提案されている。
【０００４】
例えば、変速機は、減速比ＲＨの歯車対と、減速比ＲＬの歯車対と、減速比がＲＨとＲＬを含む範囲で変化する非円形歯車対とを、それぞれ、クラッチを用いて入力軸と出力軸との間に解除可能に連結できるように構成にする。この変速機を用いて、減速比をＲＨからＲＬに変える場合、図１０に示すようにクラッチを動作させる。
【０００５】
図１０（ａ）は、非円形歯車対の減速比を模式的に示すグラフである。横軸は入力軸の回転角度、縦軸は非円形歯車対の減速比である。図１０（ｂ）の表は、クラッチのＯＮの状態を○印で示し、ＯＦＦの状態は空欄としている。減速比ＲＨの歯車対のクラッチを「クラッチ（ＲＨ）」、減速比ＲＬの歯車対のクラッチを「クラッチ（ＲＬ）」、減速比が変化する非円形歯車対のクラッチを「クラッチ（変速）」と表している。
【０００６】
図１０に示すように、減速比ＲＨの歯車対のクラッチのみがＯＮであり、減速比がＲＨである状態で、非円形歯車対の減速比が一定の減速比ＲＨとなる区間３０２に入ったら、減速比が変化する非円形歯車対のクラッチをＯＮにする。非円形歯車対のクラッチをＯＮにするとき、減速比ＲＨの歯車対のクラッチは、ＯＮのままである。
【０００７】
次いで、区間３０２において非円形歯車対のクラッチがＯＮになった後、かつ、非円形歯車対の減速比がＲＨからＲＬに変化する区間３０３に入る前に、減速比ＲＨの歯車対のクラッチをＯＦＦにする。
【０００８】
次いで、非円形歯車対のクラッチのみがＯＮの状態で、非円形歯車対の減速比がＲＨからＲＬに変化する区間３０３を通過した後、一定の減速比ＲＬとなる区間３０４に入ったら、減速比ＲＬの歯車対のクラッチをＯＮにする。減速比ＲＬの歯車対のクラッチをＯＮにするとき、非円形歯車対のクラッチはＯＮのままである。
【０００９】
次いで、区間３０４において減速比ＲＬのクラッチがＯＮになった後、かつ、非円形歯車対の減速比がＲＬからＲＨに変化する区間３０５に入る前に、非円形歯車対のクラッチをＯＦＦにする。これにより、入力軸と出力軸との間に減速比ＲＬの歯車対のみが連結された状態になり、入力軸と出力軸との間の減速比は一定の減速比ＲＬとなる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２００８／０６２７１８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した非円形歯車対を備えた変速機において、歯車対及び非円形歯車対のクラッチには、効率よく動力を伝達できる噛み合いクラッチを用いることが好ましい。
【００１２】
しかし、図１０に示したように、区間３０２，３０４において、ＯＮ／ＯＦＦを切り替える歯車対のクラッチと非円形歯車対のクラッチとの２つのクラッチを同時にＯＮにする場合、２つのクラッチのうち、後でＯＮになるクラッチについては、駆動側と被動側のクラッチ歯の位相を一致させる必要がある。しかも、減速比の切り替えを繰り返しても位相を一致させる必要がある。このため、クラッチの設計や、歯車対及び非円形歯車対の歯車の設計において制約が生じ、設計の自由度が低下し、最適な性能となるクラッチや歯車を備えた変速機の実現が困難となる場合がある。
【００１３】
本発明は、かかる実情に鑑み、クラッチや歯車の設計の自由度を高くでき、最適な性能となるクラッチや歯車を備えた変速機を実現しやすい、非円形歯車対を用いた変速機の変速方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した、非円形歯車対を用いた変速機の変速方法を提供する。
【００１５】
非円形歯車対を用いた変速機の変速方法は、（ａ）回転可能に支持された入力部材と、（ｂ）回転可能に支持された出力部材と、（ｃ）前記入力部材と前記出力部材との間にそれぞれ配置され、前記入力部材と前記出力部材との間に連結されたときの減速比が一定である、少なくとも２つの歯車対と、（ｄ）前記入力部材と前記出力部材との間に、少なくとも２つの前記歯車対を、それぞれ、ＯＮのときに連結し、ＯＦＦのときに連結を解除する、少なくとも２つクラッチと、（ｅ）前記入力部材と前記出力部材との間に配置され、前記入力部材と前記出力部材との間に連結されたときの減速比が変動する、少なくとも１つの非円形歯車対と、（ｆ）前記入力部材と前記出力部材との間に前記非円形歯車対を、ＯＮのときに連結し、ＯＦＦのときに連結を解除する、少なくとも１つの非円形歯車対用クラッチとを備え、前記非円形歯車対は、前記入力部材と前記出力部材との間に前記非円形歯車対が連結され、前記非円形歯車対の一方が１回転し、前記非円形歯車対の他方が１回転以上回転して前記非円形歯車対の噛み合いが一巡するときに、（ｉ）前記非円形歯車対の噛み合いにより前記入力部材と前記出力部材との間の減速比が、前記入力部材と前記出力部材との間に少なくとも２つの前記歯車対がそれぞれ連結されたときの前記入力部材と前記出力部材との間の減速比と同じになる、少なくとも２つの定速噛み合い区間と、（ii）隣り合う前記定速噛み合い区間の間において、前記非円形歯車対の噛み合いにより前記入力部材と前記出力部材との間の減速比が、隣り合う前記定速噛み合い区間の一方の減速比から隣り合う前記定速噛み合い区間の他方の減速比まで変化する、少なくとも２つの変速噛み合い区間とを含む、変速機を用いる。前記入力部材と前記出力部材との間に１つの前記歯車対のみが連結された第１の状態から、前記入力部材と前記出力部材との間に前記非円形歯車対のみが連結され前記変速噛み合い区間で噛み合う中間状態を経て、前記入力部材と前記出力部材との間に他の一つの前記歯車対のみが連結された第２の状態に切り替えることにより、回転する前記入力部材と前記出力部材との間の減速比を切り替える際に、前記非円形歯車対が前記定速噛み合い区間で噛み合い、前記入力部材と前記出力部材の間に前記歯車対を連結する場合の前記入力部材と前記出力部材との間の減速比と前記入力部材と前記出力部材の間に前記非円形歯車対を連結する場合の前記入力部材と前記出力部材との間の減速比とが同一であり、当該歯車対用の前記クラッチと当該非円形歯車対用の前記非円形歯車対用クラッチのいずれか一方がＯＮであり、かつ、他方がＯＦＦである状態から、前記一方をＯＦＦにした後に前記他方をＯＮにする工程を含み、前記他方は、位相が合う方向に駆動側と被動側が相対移動可能であれば駆動側と被動側の位相がずれていてもＯＮにすることができる噛み合いクラッチである。
【００１６】
上記方法によれば、非円形歯車対が定速噛み合い区間で噛み合い、歯車対と非円形歯車対の減速比が同一である間に、歯車対用と非円形歯車対用の２つのクラッチを同時にＯＮにしないので、２つのクラッチのうち、後でＯＮとなる他方のクラッチは、駆動側と被動側の位相がずれていても噛み合わせことができ、駆動側と被動側の位相を一致させる必要がない。このため、クラッチや歯車の設計の自由度を高くでき、最適な性能となる噛み合いクラッチや歯車を実現しやすくなる。
【００１７】
好ましい一態様において、前記クラッチがＯＮであるときに、前記入力部材と前記出力部材との間に連結された前記歯車対と減速比が一致する前記定速噛み合い区間で前記非円形歯車対が噛み合っている間に前記クラッチをＯＦＦにした後、前記非円形歯車対用クラッチをＯＮにすることにより、前記第１の状態から前記中間状態に切り替える。
【００１８】
この場合、非円形歯車対用クラッチを、噛み合いクラッチにすることができる。
【００１９】
好ましい他の態様において、前記クラッチがＯＮであるならば前記入力部材と前記出力部材との間に連結される前記歯車対の減速比と一致する前記定速噛み合い区間で前記非円形歯車対が噛み合っている間に前記非円形歯車対用クラッチをＯＦＦにした後に、前記クラッチをＯＮにすることにより、前記中間状態から前記第２の状態に切り替える。
【００２０】
この場合、クラッチを、噛み合いクラッチにすることができる。
【００２１】
好ましくは、前記入力部材と前記出力部材とは、それぞれ、第１部分と第２部分とを含む。前記歯車対は、前記入力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第１部分との間に配置される。前記非円形歯車対は、前記入力部材の前記第２部分と前記出力部材の前記第２部分との間に配置される。前記変速機は、（ａ）前記入力部材の前記第１部分と前記入力部材の前記第２部分とを回転伝達可能に結合する第１の増減速装置と、（ｂ）前記出力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第２部分とを回転伝達可能に結合する第２の増減速装置とをさらに備える。前記非円形歯車対用クラッチは、前記第１の増減速装置と前記入力部材の前記第２部分と前記非円形歯車対と前記出力部材の前記第２部分と前記第２の増減速装置とを介して前記入力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第１部分との間を解除可能に連結する。前記非円形歯車対は、前記入力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第１部分との間に前記非円形歯車対が連結される。前記非円形歯車対の一方が１回転し、前記非円形歯車対の他方が１回転以上回転して前記非円形歯車対の噛み合いが一巡するときに、（ａ）前記定速噛み合い区間において、前記非円形歯車対の噛み合いにより前記入力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第１部分との間の減速比が、前記入力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第１部分との間に前記歯車対が連結されたときの前記入力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第１部分との間の減速比と同じになり、（ｂ）前記変速噛み合い区間において、前記非円形歯車対の噛み合いにより前記入力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第１部分との間の減速比が、隣り合う前記定速噛み合い区間の一方の減速比から隣り合う前記定速噛み合い区間の他方の減速比まで変化する。
【００２２】
この場合、増減速装置により、入力部材の第１部分と出力部材の第１部分との間に連結する歯車対を切り換える際に、非円形歯車対が入力部材の第２部分と出力部材の第２部分との間に連結されている時間を長く（又は、短く）することができ、それに伴って、クラッチを作動させる時間を長く（又は、減速比の切り替えに要する時間を短く）することができる。
【００２３】
入力が高速回転であっても、適宜な減速比の増減速装置により非円形歯車対の回転を遅くすることで、クラッチの切り換え動作をすべき時間を長くすることができるので、容易に減速比を変えることができる。入力が低速回転である場合には、適宜な減速比の増減速装置により非円形歯車対の回転を速くすることで、減速比の切り換えに要する時間を短縮することができる。
【００２４】
また、非円形歯車対の設計の自由度を高くできる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、クラッチや歯車の設計の自由度を高くでき、最適な性能となるクラッチや歯車を備えた変速機を実現しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】変速機の構成を模式的に示す機構図である。（実施例１）
【図２】変速機のクラッチの要部構成図である。（実施例１）
【図３】変速機の歯車のピッチ円あるいはピッチ曲線を模式的に示す図である。（実施例１）
【図４】（ａ）非円形歯車対の減速比を模式的に示すグラフ、（ｂ）クラッチのＯＮとＯＦＦを示す表である。（実施例１）
【図５】（ａ）非円形歯車対の減速比を模式的に示すグラフ、（ｂ）クラッチのＯＮとＯＦＦを示す表である。（実施例１）
【図６】変速機の構成を示す断面図である。（実施例１）
【図７】変速機の動作を示す断面図である。（実施例１）
【図８】変速機の動作を示す断面図である。（実施例１）
【図９】変速機の構成を模式的に示す機構図である。（実施例２）
【図１０】（ａ）非円形歯車対の減速比を模式的に示すグラフ、（ｂ）クラッチのＯＮとＯＦＦを示す表である。（従来例）
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図９を参照しながら説明する。
【００２８】
＜実施例１＞ 実施例１について、図１〜図８を参照しながら説明する。
【００２９】
まず、実施例１で用いる変速機１０の基本的な構成について、図１〜図３を参照しながら説明する。
【００３０】
図１は、変速機１０の構成を模式的に示す機構図である。図１に示すように、変速機１０は、回転可能に支持されている入力軸１２及び出力軸１４と、第１の歯車対１６と、第２の歯車対１７と、非円形歯車対１８と、クラッチ４０，４２，４４とを備えている。
【００３１】
歯車対１６，１７及び非円形歯車対１８は、それぞれ、一対の歯車２０，３０；２２，３２；２４，３４が噛み合い、回転角度の遅れがない。すなわち、回転角度を正確に伝達し、かつ動力を効率的に伝達する。
【００３２】
入力軸１２には、歯車対１６，１７及び非円形歯車対１８の一方の歯車（入力側歯車）２０，２２，２４が固定され、これらの歯車２０，２２，２４は入力軸１２と一体となって回転する。
【００３３】
出力軸１４には、歯車対１６，１７及び非円形歯車対１８の他方の歯車（出力側歯車）３０，３２，３４が、相対回転可能な状態に支持されている。出力側歯車３０，３２，３４は、クラッチ４０，４２，４４により、選択的に出力軸１４に結合される。すなわち、クラッチ４０，４２，４４がつながっているＯＮのときには、対応する出力側歯車３０，３２，３４は出力軸１４に対して結合され、結合された出力側歯車３０，３２，３４と出力軸１４とは一体となって回転する。クラッチ４０，４２，４４が切れているＯＦＦのときには、出力側歯車３０，３２，３４は、出力軸１４の軸方向の移動が拘束されながら、出力軸１４に対して相対回転可能となる。
【００３４】
クラッチ４０，４２，４４がＯＮのとき、クラッチ４０，４２，４４での滑り等がなければ、クラッチ４０，４２，４４がＯＮとなっている出力側歯車３０，３２，３４から出力軸１４に、回転角度を正確に伝達し、かつ動力を効率的に伝達することができる。
【００３５】
クラッチ４０，４２，４４には、ドグクラッチ、ジョークラッチ、歯形クラッチ等の噛み合いクラッチを用いる。円板クラッチ、ドラムクラッチなどの摩擦クラッチでは滑りが発生する可能性がある。これに対して、噛み合いクラッチは、駆動側と被動側とに形成された突起や穴等の機械的構造が噛み合い、摩擦クラッチのような滑りが発生しないので、回転角度を極めて正確に伝達し、かつ動力を極めて効率的に伝達することができるからである。
【００３６】
クラッチ４０，４２，４４には、例えば図２に示す噛み合いクラッチ４８を用いる。図２は噛み合いクラッチ４８の構成を模式的に示す要部構成図である。図２に示すように、噛み合いクラッチ４８は、駆動側４８ｓと被動側４８ｔとが軸方向に互いに対向するように配置され、互いに対向する側面に、突起形状のクラッチ歯４８ｐ，４８ｑが間欠的に設けられている。被動側４８ｔと駆動側４８ｓは、いずれか一方又は両方が軸方向に移動し、互いに接離する。
【００３７】
例えば、不図示のアクチュエータにより、矢印４８ｘで示すように被動側４８ｔが駆動側４８ｓの方向に付勢されて移動すると、図２（ａ）に示すように、駆動側４８ｓと被動側４８ｔのクラッチ歯４８ｐ，４８ｑが互いに間挿し合うように噛み合い、クラッチ４８はＯＮになる。
【００３８】
駆動側４８ｓと被動側４８ｔのクラッチ歯４８ｐ，４８ｑは、先端に斜面４８ｍ，４８ｎが形成されている。これにより、図２（ｂ）のように駆動側４８ｓと被動側４８ｔのクラッチ歯４８ｐ，４８ｑの位相がずれている状態であっても、駆動側４８ｓと被動側４８ｔとが位相が変わる方向に相対移動可能であれば、被動側４８ｔが駆動側４８ｓの方向に付勢されると位相が合い、クラッチ４８はＯＮになる。
【００３９】
すなわち、クラッチ４０，４２，４４には、位相が合う方向に駆動側４８ｓと被動側１８ｔが相対移動可能であれば、駆動側４８ｓと被動側４８ｔの位相がずれていてもＯＮにすることができる噛み合いクラッチ４８を用いる。
【００４０】
図示していないが、クラッチ４０，４２，４４はアクチュエータによって駆動され、アクチュエータの動作は、制御装置によって制御される。また、非円形歯車対１８の位相は不図示のセンサにより検出され、検出信号は制御装置に入力される。制御装置は、回転を止めることなく減速比を切り替え、回転角度を正確に伝達し、かつ動力を効率的に伝達することができるように、クラッチ４０，４２，４４のＯＮ／ＯＦＦを制御する。
【００４１】
歯車対１６，１７及び非円形歯車対１８は、クラッチ４０，４２，４４のＯＮによって、入力軸１２と出力軸１４との間に選択的に連結される。クラッチ４０のＯＮにより第１の歯車対１６が入力軸１２と出力軸１４との間に連結されたとき、入力軸１２と出力軸１４との間の減速比は、相対的に大きい一定の減速比ＲＨとなる。クラッチ４２のＯＮにより第２の歯車対１７が入力軸１２と出力軸１４との間に連結されたとき、入力軸１２と出力軸１４との間の減速比は、相対的に小さい一定の減速比ＲＬとなる。クラッチ４４のＯＮにより非円形歯車対１８が入力軸１２と出力軸１４との間に連結されたとき、入力軸１２と出力軸１４との間の減速比は、少なくとも減速比ＲＨとＲＬとを含む範囲内で変化する。
【００４２】
例えば図３に示すように、歯車対１６，１７及び非円形歯車対１８の歯車をかみ合いピッチ円（以下、単に「ピッチ円」という。）あるいはかみ合いピッチ曲線（以下、単に「ピッチ曲線」という。）で表し、歯面の図示を省略すると、第１及び第２の歯車対１６，１７は、対をなす歯車２０，３０；２２，３２のピッチ円２０ｐ，３０ｐ；２２ｐ，３２ｐが互いに接する円形歯車である。
【００４３】
非円形歯車対１８の対をなす歯車２４，３４は非円形歯車であり、非円形歯車対１８の対をなす歯車２４，３４のピッチ曲線２４ｐ，３４ｐは、減速比ＲＨの第１の歯車対１６のピッチ円２０ｐ，３０ｐの円弧と等しい第１の区間２５，３５と、減速比ＲＬの第２の歯車対のピッチ円２２ｐ，３２ｐの円弧と等しい第３の区間２７，３７と、減速比がＲＨとＲＬとの間で変化する第２及び第４の区間２６，３６；２８，３８とを有する。非円形歯車対１８の対をなす歯車２４，３４は、図３において矢印で示す方向に回転するとき、歯車２４，３４のピッチ曲線２４ｐ，３４ｐの各区間２５，３５；２６，３６；２７，３７；２８，３８同士が噛み合う。
【００４４】
非円形歯車対１８が入力軸１２と出力軸１４との間に連結されている状況において、非円形歯車対１８が、図３（ａ）に示すように、第３の区間２７，３７で噛み合う場合は、入力軸１２と出力軸１４との間の減速比はＲＬとなり、図３（ｂ）で示すように、第１の区間２５，３５で噛み合う場合は、入力軸１２と出力軸１４との間の減速比はＲＨとなる。第１の区間２５，３５と第３の区間２７，３７は、定速噛み合い区間である。
【００４５】
第２の区間２６，３６、第４の区間２８，３８で噛み合う場合は、入力軸１２と出力軸１４との間の減速比は、ＲＬとＲＨの間で変化する。第２の区間２６，３６と第４の区間２８，３８は、変速噛み合い区間である。
【００４６】
なお、非円形歯車対１８の一方の歯車が１回転すると他方の歯車が１回転して噛み合いが一巡する場合を例示したが、非円形歯車対は、一方の歯車が１回転すると他方の歯車が２回転以上回転して噛み合いが一巡する構成としてもよい。
【００４７】
次に、変速機１０の動作について、図４及び図５を参照しながら説明する。図４（ａ）及び図５（ａ）は、非円形歯車対１８の減速比を模式的に示すグラフである。横軸は入力軸１２の回転角度、縦軸は入力側歯車２４と出力側歯車３４との間の減速比である。図４（ｂ）及び図５（ｂ）の表では、クラッチ４０，４２，４４のＯＮの状態を○印で示し、クラッチ４０，４２，４４のＯＦＦの状態は空欄としている。図４（ｂ）及び図５（ｂ）において、減速比ＲＨの第１の歯車対１６のクラッチ４０を「クラッチ（ＲＨ）」、減速比ＲＬの第２の歯車対１７のクラッチ４２を「クラッチ（ＲＬ）」、減速比が変化する非円形歯車対１８のクラッチ４４を「クラッチ（変速）」と表している。
【００４８】
減速比ＲＨの第１の歯車対１６のクラッチ４０がＯＮ、クラッチ４２，４４がＯＦＦのときには、入力軸１２と出力軸１４との間は、一定の減速比ＲＨとなる。減速比ＲＬの第２の歯車対１７のクラッチ４２がＯＮ、クラッチ４０，４４がＯＦＦのときには、入力軸１２と出力軸１４との間は、一定の減速比ＲＬとなる。非円形歯車対１８の減速比は、図４（ａ）及び図５（ａ）に示すように、入力軸１２の回転に伴って減速比ＲＨとＲＬとを含む所定範囲内で変化する。なお、図４（ａ）及び図５（ａ）において、非円形歯車対１８の減速比が変化するときの曲線は模式的に図示されている。
【００４９】
入力軸１２と出力軸１４との間の減速比をＲＨからＲＬに変える場合には、図４に示すようにクラッチ４０，４２，４４を動作させる。
【００５０】
減速比ＲＨの第１の歯車対１６のクラッチ４０のみがＯＮであり、入力軸１２と出力軸１４との間の減速比がＲＨである状態で、非円形歯車対１８の減速比がＲＬからＲＨに変化する区間８１を通過した後、非円形歯車対１８の減速比が一定の減速比ＲＨとなる区間８２に入ったら、減速比ＲＨの第１の歯車対１６のクラッチ４０をＯＦＦにした後に、減速比が変化する非円形歯車対１８のクラッチ４４をＯＮにする。
【００５１】
すなわち、区間８２内において、最初の区間８２ａでは、減速比ＲＨの第１の歯車対１６のクラッチ４０はＯＮのままである。その次の区間８２ｘで、減速比ＲＨの第１の歯車対１６のクラッチ４０がＯＦＦになる。この区間８２ｘでは、すべてのクラッチ４０，４２，４４がＯＦＦである。さらに次の区間８２ｂで、減速比が変化する非円形歯車対１８のクラッチ４４がＯＮになる。
【００５２】
次いで、非円形歯車対１８のクラッチ４４のみがＯＮの状態で、非円形歯車対１８の減速比がＲＨからＲＬに変化する区間８３を通過した後、非円形歯車対１８の減速比が一定の減速比ＲＬとなる区間８４に入ったら、減速比が変化する非円形歯車対１８のクラッチ４４をＯＦＦにした後に、減速比ＲＬの第２の歯車対１７のクラッチ４２をＯＮにして、減速比ＲＬの状態とする。
【００５３】
すなわち、区間８４内において、最初の区間８４ａでは、減速比が変化する非円形歯車対１８のクラッチ４４はＯＮのままである。その次の区間８４ｘで、減速比が変化する非円形歯車対１８のクラッチ４４がＯＦＦになる。この区間８４ｘでは、すべてのクラッチ４０，４２，４４がＯＦＦである。さらに次の区間８４ｂで、減速比ＲＬの第２の歯車対１７のクラッチ４２がＯＮになり、入力軸１２と出力軸１４との間に第２の歯車対１７のみが連結され、入力軸１２と出力軸１４との間は一定の減速比ＲＬとなる。
【００５４】
入力軸１２と出力軸１４との間の減速比をＲＬからＲＨに変える場合には、図５に示すようにクラッチ４０，４２，４４を動作させる。
【００５５】
減速比ＲＬの第２の歯車対１７のクラッチ４２のみがＯＮであり、入力軸１２と出力軸１４との間の減速比がＲＬである状態で、非円形歯車対１８の減速比がＲＨからＲＬに変化する区間９１を通過した後、非円形歯車対１８の減速比が一定の減速比ＲＬとなる区間９２に入ったら、減速比ＲＬの第２の歯車対１７のクラッチ４２をＯＦＦにした後に、減速比が変化する非円形歯車対１８のクラッチ４４をＯＮにする。
【００５６】
すなわち、区間９２内において、最初の区間９２ａでは、減速比ＲＬの第２の歯車対１７のクラッチ４２はＯＮのままである。その次の区間９２ｘで、減速比ＲＬの第２の歯車対１７のクラッチ４２がＯＦＦになる。この区間９２ｘでは、すべてのクラッチ４０，４２，４４がＯＦＦである。さらに次の区間９２ｂで、減速比が変化する非円形歯車対１８のクラッチ４４がＯＮになる。
【００５７】
次いで、非円形歯車対１８のクラッチ４４のみがＯＮの状態で、非円形歯車対１８の減速比がＲＬからＲＨに変化する区間９３を通過した後、非円形歯車対１８の減速比が一定の減速比ＲＨとなる区間９４に入ったら、減速比が変化する非円形歯車対１８のクラッチ４４をＯＦＦにした後に、減速比ＲＨの第１の歯車対１６のクラッチ４０をＯＮにして、減速比ＲＨの状態とする。
【００５８】
すなわち、区間９４内において、最初の区間９４ａでは、減速比が変化する非円形歯車対１８のクラッチ４４はＯＮのままである。その次の区間９４ｘで、減速比が変化する非円形歯車対１８のクラッチ４４がＯＦＦになる。この区間９４ｘでは、すべてのクラッチ４０，４２，４４がＯＦＦである。さらに次の区間９４ｂで、減速比ＲＨの第１の歯車対１６のクラッチ４０がＯＮになり、入力軸１２と出力軸１４との間に第１の歯車対１６のみが連結され、入力軸１２と出力軸１４との間は一定の減速比ＲＨになる。
【００５９】
以上のように入力軸１２と出力軸１４との間の減速比をＲＨからＲＬに、あるいはＲＬからＲＨに変える場合、クラッチを切り替える区間８２，８４，９２，９４においてＯＮ／ＯＦＦを切り替える２つのクラッチのうち一方のクラッチ４０，４４，４２，４４をＯＮからＯＦＦにした後に、他方のクラッチ４４，４２，４４，４０をＯＮにしており、２つのクラッチは同時にＯＮにしない。区間８２，８４，９２，９４においてＯＮ／ＯＦＦを切り替える２つのクラッチのうち、後でＯＮとなる他方のクラッチ４４，４２，４４，４０は、位相が合う方向に駆動側と被動側が相対移動可能であれば駆動側と被動側の位相がずれていてもＯＮにすることができる噛み合いクラッチであるため、駆動側と被動側の位相を一致させる必要がない。このため、クラッチ４０，４２，４４や歯車２０，２２，２４，３０，３２，３４の設計の自由度を高くでき、最適な性能となるクラッチ４０，４２，４４や歯車２０，２２，２４，３０，３２，３４を備えた変速機１０を実現しやすい。
【００６０】
クラッチ４０，４２，４４は、区間８２，８４，９２，９４において駆動側と被動側とが同じ速度のときに、すなわち相対速度がゼロのときに、ＯＮ／ＯＦＦの切り替えを行う。このため、通常の歯車式変速機で用いられるシンクロコーン（相対速度をゼロにするための摩擦部材）は不要である。
【００６１】
なお、すべてのクラッチ４０，４２，４４がＯＦＦになる区間８２ｘ，８４ｘでは、駆動力が伝達されないので、この区間８２ｘ，８４ｘの時間は、できるだけ短くすることが好ましい。
【００６２】
次に、変速機１０の具体的な構成例について、図６〜図８を参照しながら説明する。
【００６３】
図６の断面図に示すように、入力軸１２に、歯車対１６，１７及び非円形歯車対１８の入力側歯車２０，２２，２４が順に固定されている。出力軸１４には、歯車対１６，１７及び非円形歯車対１８の出力側歯車３０，３２，３４が相対回転可能かつ、軸方向移動不可能な状態で順に支持されている。第１の歯車対１６の出力側歯車３０と第２の歯車対１７の出力側歯車３２との間には、クラッチ５００のシフター４１が配置されている。クラッチ５００は、シフター４１を兼用することで、第１の歯車対１６用のクラッチ４０と第２の歯車対１７用のクラッチ４２との両方の機能を実現している。第２の歯車対１７の出力側歯車３２と非円形歯車対１８の出力側歯車３４との間には、非円形歯車対用クラッチ５０２のシフター４５が配置されている。クラッチ５００，５０２のシフター４１，４５は、出力軸１４に形成されたスプライン溝に摺動自在に支持されており、出力軸１４に沿って軸方向には移動自在であるが、出力軸１４に対する相対回転はできない状態であり、出力軸１４と一体となって回転するようになっている。
【００６４】
クラッチ５００，５０２のシフター４１，４５の外周面には、不図示のアクチュエータが嵌合する溝４１ｘ、４５ｘが形成されている。クラッチ５００のシフター４１は、溝４１ｘに嵌合する不図示のアクチュエータの駆動によって、図６に示した中間位置から、矢印４１ｓ，４１ｔに示すように両側に移動する。非円形歯車対用クラッチ５０２のシフター４５は、溝４５ｘに嵌合する不図示のアクチュエータの駆動によって、図５に示した待機位置から、矢印４５ｔで示す片側だけに移動する。
【００６５】
クラッチ５００のシフター４１は、第１の歯車対１６の出力側歯車３０に対向する側面と、第２の歯車対１７の出力側歯車３２に対向する側面に、所定のピッチで突起（ドグ）４１ａ，４１ｂが形成されている。第１の歯車対１６の出力側歯車３０と第２の歯車対１７の出力側歯車３２には、クラッチ５００の構成要素として、クラッチ５００のシフター４１に対向する側面に、クラッチ５００のシフター４１の突起４１ａ，４１ｂに対応して、所定のピッチで凹部（ドグ穴）３１，３３が形成されている。矢印４１ｓ，４１ｔで示す方向にクラッチ５００のシフター４１が移動したとき、クラッチ５００のシフター４１の突起４１ａ，４１ｂが、出力側歯車３０，３２の凹部３１，３３に嵌合し、クラッチ５００のシフター４１を介して出力軸１４と出力側歯車３０，３２とが一体となって回転する。すなわち、入力軸１２と出力軸１４との間に第１又は第２の歯車対１６，１７が連結され、入力軸１２から、第１又は第２の歯車対１６，１７を介して出力軸１４に、回転角度を正確に伝達し、かつ動力を効率的に伝達することができる。
【００６６】
非円形歯車対用クラッチ５０２のシフター４５は、非円形歯車対１８の出力側歯車３４に対向する側面に、所定のピッチで突起（ドグ）４５ｂが形成されている。非円形歯車対１８の出力側歯車３４には、非円形歯車対用クラッチ５０２の構成要素として、非円形歯車対用クラッチ５０２のシフター４５に対向する側面に、非円形歯車対用クラッチ５０２のシフター４５の突起４５ｂに対応して、所定のピッチで凹部（ドグ穴）３５が形成されており、矢印４５ｔで示す方向に非円形歯車対用クラッチ５０２のシフター４５が移動したとき、非円形歯車対用クラッチ５０２のシフター４５の突起４５ｂが、非円形歯車対１８の出力側歯車３４の凹部３５に嵌合し、非円形歯車対用クラッチ５０２のシフター４５を介して出力軸１４と出力側歯車３４とが一体となって回転する。すなわち、入力軸１２と出力軸１４との間に非円形歯車対１８が連結され、入力軸１２から、非円形歯車対１８を介して出力軸１４に、回転角度を正確に伝達し、かつ動力を効率的に伝達することができる。
【００６７】
次に、この変速機１０の動作の一例について、図７及び図８を参照しながら説明する。
【００６８】
図７（ａ）に示すように、クラッチ５００のシフター４１が矢印４１ｓで示す方向に移動して第１の歯車対１６の出力側歯車３０に嵌合し、非円形歯車対用クラッチ５０２のシフター４５が待機位置にあるとき、入力軸１２と出力軸１４との間には、第１の歯車対１６のみが連結される。このとき、回転角度及び動力は、図７（ａ）において破線で示すように、入力軸１２から第１の歯車対１６の入力側歯車２０、出力側歯車３０、クラッチ５００のシフター４１を介して、出力軸１４に伝達され、減速比はＲＨとなる。
【００６９】
減速比をＲＨからＲＬに切り替える場合には、非円形歯車対１８の減速比がＲＨになる状態の間に、図７（ｂ）に示すように、クラッチ５００のシフター４１が中間位置に移動し、第１の歯車対１６の出力側歯車３０との嵌合が解除される。
【００７０】
次いで、非円形歯車対１８の減速比がＲＨになる状態の間に、図７（ｃ）に示すように、非円形歯車対用クラッチ５０２のシフター４５が矢印４５ｔで示す方向に移動して非円形歯車対１８の出力側歯車３４に嵌合し、入力軸１２と出力軸１４との間に、非円形歯車対１８が連結される。これにより、回転角度及び動力は、破線で示すように、入力軸１２から、非円形歯車対１８の入力側歯車２４、出力側歯車３４、非円形歯車対用クラッチ５０２のシフター４５を介して、出力軸１４に伝達される。
【００７１】
次いで、非円形歯車対１８のみが連結された状態で、非円形歯車対１８の減速比がＲＨからＲＬに変化する。
【００７２】
次いで、非円形歯車対１８の減速比がＲＬになると、図８（ｄ）に示すように、非円形歯車対用クラッチ５０２のシフター４５が待機位置に移動し、非円形歯車対１８の出力側歯車３４との嵌合が解除される。
【００７３】
次いで、図８（ｅ）に示すように、クラッチ５００のシフター４１が矢印４１ｔで示す方向に移動して第２の歯車対１７の出力側歯車３２に嵌合し、入力軸１２と出力軸１４との間に、第２の歯車対１７が連結される。これにより、回転角度及び動力は、破線で示すように、入力軸１２から、第２の歯車対１７の入力側歯車２２、出力側歯車３２、クラッチ５００のシフター４１を介して、出力軸１４に伝達され、一定の減速比ＲＬとなり、減速比の切り替えが完了する。
【００７４】
＜実施例２＞ 実施例２で用いる変速機１０ａについて、図９を参照しながら説明する。
【００７５】
実施例２の変速機１０ａは、実施例１の変速機１０と略同様に構成されている。以下では、実施例１との相違点を中心に説明し、同じ構成部分には同じ符号を用いる。
【００７６】
図９は、実施例２の変速機１０ａの構成を模式的に示す機構図である。図９に示すように、実施例２の変速機１０ａは、実施例１と異なり、増減速装置２９，３９を備える。入力軸１２ａ及び出力軸１４ａは、第１及び第２の歯車対１６，１７が配置される第１部分１２ｓ，１４ｓと、非円形歯車対１８が配置される第２部分１２ｔ，１４ｔとに分割されている。入力軸１２ａの第１部分１２ｓと入力軸１２ａの第２部分１２ｔとは、第１の増減速装置２９を介して回転伝達可能に結合されている。出力軸１４ａの第１部分１４ｓと出力軸１４ａの第２部分１４ｔとは、第２の増減速装置３９を介して回転伝達可能に結合されている。
【００７７】
ここで、第１の増減速装置２９の減速比を、入力軸１２ａの第１部分１２ｓの回転速度Ｎｉ１と入力軸１２ａの第２部分１２ｔの回転速度Ｎｉ２とを用いて、Ｎｉ１／Ｎｉ２と定義する。第２の増減速装置３９の減速比を、出力軸１４ａの第２部分１４ｔの回転速度Ｎｏ２と出力軸１４ａの第１部分１４ｓの回転速度Ｎｏ１を用いて、Ｎｏ２／Ｎｏ１と定義する。第２の増減速装置３９の減速比の定義は、Ｎｏ１／Ｎｏ２ではないことに留意する必要がある。
【００７８】
例えば、増減速装置２９，３９により、非円形歯車対１８側の回転速度を遅くすることができる。すなわち、入力軸１２ａの第１部分１２ｓと第２部分１２ｔの間に設けられた第１の増減速装置２９の減速比をＲ０とし、入力軸１２ａの第１部分１２ｓの回転速度に対して、入力軸１２ａの第２部分１２ｔの回転速度を遅くするとともに、出力軸１４ａの第２部分１４ｔと第１部分１４ｓとの間に設けられた第２の増減速装置３９の減速比を１／Ｒ０とし、出力軸１４ａの第１部分１４ｓの回転速度に対して、出力軸１４ａの第２部分１４ｔの回転速度を遅くすることで、非円形歯車対１８側の回転速度を遅くする。これによって、入力軸１２ａの第１部分１２ｓの回転が高速であっても、実施例１と同様に、非円形歯車対１８側の噛み合いによって減速比を変化させながら回転を伝達することができる。
【００７９】
なお、増減速装置２９，３９に同じ構成の増減速装置を用い、入力側と出力側を入れ替えて、一方で減速し、他方で増速してもよい。
【００８０】
増減速装置２９，３９により、非円形歯車対１８側の回転速度を速くすることも可能である。
【００８１】
変速機１０ａの減速比は、増減速装置２９，３９と非円形歯車対１８とによって全体として切り換えればよいので、入力軸１２ａ側に設ける第１の増減速装置２９の減速比Ｒｉｎと、出力軸１４ａ側に設ける第２の増減速装置３９の減速比Ｒｏｕｔとが、Ｒｉｎ×Ｒｏｕｔ＝１とならなくても構わない。
【００８２】
例えば、第１の歯車対１６の減速比がＲ１、第２の歯車対１７の減速比がＲ２、非円形歯車対１８のある区間の減速比がＲ１'、非円形歯車対１８の他の区間の減速比がＲ２'とすると、次の２つの式、
Ｒ１＝Ｒｉｎ×Ｒ１'×Ｒｏｕｔ （１）
Ｒ２＝Ｒｉｎ×Ｒ２'×Ｒｏｕｔ （２）
を満たせば、変速機１０ａの減速比を、Ｒ１からＲ２、又はＲ２からＲ１に切り換えることができる。
【００８３】
実施例１の変速機１０では、入力が高速回転であると、クラッチの切り換え動作をすべき時間が短くなり、減速比の切り換えが困難になる場合がある。
【００８４】
これに対し、実施例２の変速機１０ａは、入力が高速回転であっても、適宜な減速比の増減速装置２９，３９により非円形歯車対１８の回転を遅くすることで、クラッチの切り換え動作をすべき時間を長くすることができるので、容易に減速比を変えることができる。
【００８５】
逆に、入力が低速回転である場合には、適宜な減速比の増減速装置２９，３９により非円形歯車対１８の回転を速くすることで、減速比の切り換えに要する時間を短縮することができる。
【００８６】
また、非円形歯車対１８の設計の自由度を高くすることも可能である。
【００８７】
非円形歯車対用クラッチは、第１の増減速装置２９と入力軸１２ａの第２部分１２ｔと非円形歯車対１８と出力軸１４ａの第２部分１４ｔと第２の増減速装置３９とを介して入力軸１２ａの第１部分１２ｓと出力軸１４ａの第１部分１４ｓとの間を解除可能に連結すればよい。そのため、例えば、非円形歯車対用クラッチは、入力軸１２ａの第１部分１２ｓと第１の増減速装置２９との間、第１の増減速装置２９と入力軸１２ａの第２部分１２ｔとの間、出力軸１４ａの第２部分１４ｔと第２の増減速装置３９との間、又は第２の増減速装置３９と出力軸１４ａの第１部分１４ｓとの間に設けることもできる。この場合、非円形歯車対１８が常に入力軸１２ａの第２部分１２ｔと出力軸１４ａの第２部分１４ｔとの間に連結された構成にすることができる。
【００８８】
実施例２の変速機１０ａは、実施例１と同じ変速方法で、減速比をＲＨからＲＬに変えたり、ＲＬからＲＨに変えたりすることができる。実施例１と同じく、クラッチ４０，４２，４４は、位相が合う方向に駆動側と被動側が相対移動可能であれば駆動側と被動側の位相がずれていてもＯＮにすることができる噛み合いクラッチであるため、駆動側と被動側の位相を一致させる必要がない。このため、クラッチ４０，４２，４４や歯車２０，２２，２４，３０，３２，３４の設計の自由度を高くでき、最適な性能となるクラッチ４０，４２，４４や歯車２０，２２，２４，３０，３２，３４を備えた変速機１０ａを実現しやすい。
【００８９】
＜まとめ＞ 以上に説明した非円形歯車対を用いた変速機の変速方法は、クラッチや歯車の設計の自由度を高くでき、最適な性能となるクラッチや歯車を備えた変速機を実現しやすい。
【００９０】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。
【００９１】
例えば、本発明は、変速機のクラッチ及び非円形歯車対用クラッチの少なくとも一つが噛み合いクラッチであればよく、噛み合いクラッチ以外の滑りクラッチなどのクラッチを含んでいても構わない。
【００９２】
また、３つ以上の歯車対を備えたり、２つ以上の非円形歯車対を備えたりしてもよい。歯車対及び非円形歯車対の軸方向の配置順序は任意に選択できる。クラッチ及び非円形歯車対用クラッチは、入力軸側に設けてもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１０，１０ａ 変速機
１２，１２ａ 入力軸（入力部材）
１２ｓ 第１部分（入力部材の第１部分）
１２ｔ 第２部分（入力部材の第２部分）
１４，１４ａ 出力軸（出力部材）
１４ｓ 第１部分（出力部材の第１部分）
１４ｔ 第２部分（出力部材の第２部分）
１６，１７ 歯車対
１８ 非円形歯車対
２０，２２，２４ 歯車（入力側歯車）
２５ 第１の区間（定速噛み合い区間）
２６ 第２の区間（変速噛み合い区間）
２７ 第３の区間（定速噛み合い区間）
２８ 第４の区間（変速噛み合い区間）
２９ 増減速装置（第１の増減速装置）
３０，３２，３４ 歯車（出力側歯車）
３５ 第１の区間（定速噛み合い区間）
３６ 第２の区間（変速噛み合い区間）
３７ 第３の区間（定速噛み合い区間）
３８ 第４の区間（変速噛み合い区間）
３９ 増減速装置（第２の増減速装置）
４０，４２ クラッチ
４４ 非円形歯車対用クラッチ
４８ 噛み合いクラッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に支持された入力部材と、
回転可能に支持された出力部材と、
前記入力部材と前記出力部材との間にそれぞれ配置され、前記入力部材と前記出力部材との間に連結されたときの減速比が一定である、少なくとも２つの歯車対と、
前記入力部材と前記出力部材との間に、少なくとも２つの前記歯車対を、それぞれ、ＯＮのときに連結し、ＯＦＦのときに連結を解除する、少なくとも２つクラッチと、
前記入力部材と前記出力部材との間に配置され、前記入力部材と前記出力部材との間に連結されたときの減速比が変動する、少なくとも１つの非円形歯車対と、
前記入力部材と前記出力部材との間に前記非円形歯車対を、ＯＮのときに連結し、ＯＦＦのときに連結を解除する、少なくとも１つの非円形歯車対用クラッチと、
を備え、
前記非円形歯車対は、
前記入力部材と前記出力部材との間に前記非円形歯車対が連結され、前記非円形歯車対の一方が１回転し、前記非円形歯車対の他方が１回転以上回転して前記非円形歯車対の噛み合いが一巡するときに、
前記非円形歯車対の噛み合いにより前記入力部材と前記出力部材との間の減速比が、前記入力部材と前記出力部材との間に少なくとも２つの前記歯車対がそれぞれ連結されたときの前記入力部材と前記出力部材との間の減速比と同じになる、少なくとも２つの定速噛み合い区間と、
隣り合う前記定速噛み合い区間の間において、前記非円形歯車対の噛み合いにより前記入力部材と前記出力部材との間の減速比が、隣り合う前記定速噛み合い区間の一方の減速比から隣り合う前記定速噛み合い区間の他方の減速比まで変化する、少なくとも２つの変速噛み合い区間と、
を含む、変速機を用いて、
前記入力部材と前記出力部材との間に１つの前記歯車対のみが連結された第１の状態から、前記入力部材と前記出力部材との間に前記非円形歯車対のみが連結され前記変速噛み合い区間で噛み合う中間状態を経て、前記入力部材と前記出力部材との間に他の一つの前記歯車対のみが連結された第２の状態に切り替えることにより、回転する前記入力部材と前記出力部材との間の減速比を切り替える際に、
前記非円形歯車対が前記定速噛み合い区間で噛み合い、前記入力部材と前記出力部材の間に前記歯車対を連結する場合の前記入力部材と前記出力部材との間の減速比と前記入力部材と前記出力部材の間に前記非円形歯車対を連結する場合の前記入力部材と前記出力部材との間の減速比とが同一であり、当該歯車対用の前記クラッチと当該非円形歯車対用の前記非円形歯車対用クラッチのいずれか一方がＯＮであり、かつ、他方がＯＦＦである状態から、前記一方をＯＦＦにした後に前記他方をＯＮにする工程を含み、
前記他方は、位相が合う方向に駆動側と被動側が相対移動可能であれば駆動側と被動側の位相がずれていてもＯＮにすることができる噛み合いクラッチであることを特徴とする、非円形歯車対を用いた変速機の変速方法。
【請求項２】
前記クラッチがＯＮであるときに、前記入力部材と前記出力部材との間に連結された前記歯車対と減速比が一致する前記定速噛み合い区間で前記非円形歯車対が噛み合っている間に前記クラッチをＯＦＦにした後、前記非円形歯車対用クラッチをＯＮにすることにより、前記第１の状態から前記中間状態に切り替えることを特徴とする、請求項１に記載の非円形歯車対を用いた変速機の変速方法。
【請求項３】
前記クラッチがＯＮであるならば前記入力部材と前記出力部材との間に連結される前記歯車対の減速比と一致する前記定速噛み合い区間で前記非円形歯車対が噛み合っている間に前記非円形歯車対用クラッチをＯＦＦにした後に、前記クラッチをＯＮにすることにより、前記中間状態から前記第２の状態に切り替えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の非円形歯車対を用いた変速機の変速方法。
【請求項４】
前記入力部材と前記出力部材とは、それぞれ、第１部分と第２部分とを含み、
前記歯車対は、前記入力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第１部分との間に配置され、
前記非円形歯車対は、前記入力部材の前記第２部分と前記出力部材の前記第２部分との間に配置され、
前記変速機は、
前記入力部材の前記第１部分と前記入力部材の前記第２部分とを回転伝達可能に結合する第１の増減速装置と、
前記出力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第２部分とを回転伝達可能に結合する第２の増減速装置と、
をさらに備え、
前記非円形歯車対用クラッチは、前記第１の増減速装置と前記入力部材の前記第２部分と前記非円形歯車対と前記出力部材の前記第２部分と前記第２の増減速装置とを介して前記入力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第１部分との間を解除可能に連結し、
前記非円形歯車対は、前記入力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第１部分との間に前記非円形歯車対が連結され、
前記非円形歯車対の一方が１回転し、前記非円形歯車対の他方が１回転以上回転して前記非円形歯車対の噛み合いが一巡するときに、
前記定速噛み合い区間において、前記非円形歯車対の噛み合いにより前記入力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第１部分との間の減速比が、前記入力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第１部分との間に前記歯車対が連結されたときの前記入力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第１部分との間の減速比と同じになり、
前記変速噛み合い区間において、前記非円形歯車対の噛み合いにより前記入力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第１部分との間の減速比が、隣り合う前記定速噛み合い区間の一方の減速比から隣り合う前記定速噛み合い区間の他方の減速比まで変化することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の非円形歯車対を用いた変速機の変速方法。
【請求項１】
回転可能に支持された入力部材と、
回転可能に支持された出力部材と、
前記入力部材と前記出力部材との間にそれぞれ配置され、前記入力部材と前記出力部材との間に連結されたときの減速比が一定である、少なくとも２つの歯車対と、
前記入力部材と前記出力部材との間に、少なくとも２つの前記歯車対を、それぞれ、ＯＮのときに連結し、ＯＦＦのときに連結を解除する、少なくとも２つクラッチと、
前記入力部材と前記出力部材との間に配置され、前記入力部材と前記出力部材との間に連結されたときの減速比が変動する、少なくとも１つの非円形歯車対と、
前記入力部材と前記出力部材との間に前記非円形歯車対を、ＯＮのときに連結し、ＯＦＦのときに連結を解除する、少なくとも１つの非円形歯車対用クラッチと、
を備え、
前記非円形歯車対は、
前記入力部材と前記出力部材との間に前記非円形歯車対が連結され、前記非円形歯車対の一方が１回転し、前記非円形歯車対の他方が１回転以上回転して前記非円形歯車対の噛み合いが一巡するときに、
前記非円形歯車対の噛み合いにより前記入力部材と前記出力部材との間の減速比が、前記入力部材と前記出力部材との間に少なくとも２つの前記歯車対がそれぞれ連結されたときの前記入力部材と前記出力部材との間の減速比と同じになる、少なくとも２つの定速噛み合い区間と、
隣り合う前記定速噛み合い区間の間において、前記非円形歯車対の噛み合いにより前記入力部材と前記出力部材との間の減速比が、隣り合う前記定速噛み合い区間の一方の減速比から隣り合う前記定速噛み合い区間の他方の減速比まで変化する、少なくとも２つの変速噛み合い区間と、
を含む、変速機を用いて、
前記入力部材と前記出力部材との間に１つの前記歯車対のみが連結された第１の状態から、前記入力部材と前記出力部材との間に前記非円形歯車対のみが連結され前記変速噛み合い区間で噛み合う中間状態を経て、前記入力部材と前記出力部材との間に他の一つの前記歯車対のみが連結された第２の状態に切り替えることにより、回転する前記入力部材と前記出力部材との間の減速比を切り替える際に、
前記非円形歯車対が前記定速噛み合い区間で噛み合い、前記入力部材と前記出力部材の間に前記歯車対を連結する場合の前記入力部材と前記出力部材との間の減速比と前記入力部材と前記出力部材の間に前記非円形歯車対を連結する場合の前記入力部材と前記出力部材との間の減速比とが同一であり、当該歯車対用の前記クラッチと当該非円形歯車対用の前記非円形歯車対用クラッチのいずれか一方がＯＮであり、かつ、他方がＯＦＦである状態から、前記一方をＯＦＦにした後に前記他方をＯＮにする工程を含み、
前記他方は、位相が合う方向に駆動側と被動側が相対移動可能であれば駆動側と被動側の位相がずれていてもＯＮにすることができる噛み合いクラッチであることを特徴とする、非円形歯車対を用いた変速機の変速方法。
【請求項２】
前記クラッチがＯＮであるときに、前記入力部材と前記出力部材との間に連結された前記歯車対と減速比が一致する前記定速噛み合い区間で前記非円形歯車対が噛み合っている間に前記クラッチをＯＦＦにした後、前記非円形歯車対用クラッチをＯＮにすることにより、前記第１の状態から前記中間状態に切り替えることを特徴とする、請求項１に記載の非円形歯車対を用いた変速機の変速方法。
【請求項３】
前記クラッチがＯＮであるならば前記入力部材と前記出力部材との間に連結される前記歯車対の減速比と一致する前記定速噛み合い区間で前記非円形歯車対が噛み合っている間に前記非円形歯車対用クラッチをＯＦＦにした後に、前記クラッチをＯＮにすることにより、前記中間状態から前記第２の状態に切り替えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の非円形歯車対を用いた変速機の変速方法。
【請求項４】
前記入力部材と前記出力部材とは、それぞれ、第１部分と第２部分とを含み、
前記歯車対は、前記入力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第１部分との間に配置され、
前記非円形歯車対は、前記入力部材の前記第２部分と前記出力部材の前記第２部分との間に配置され、
前記変速機は、
前記入力部材の前記第１部分と前記入力部材の前記第２部分とを回転伝達可能に結合する第１の増減速装置と、
前記出力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第２部分とを回転伝達可能に結合する第２の増減速装置と、
をさらに備え、
前記非円形歯車対用クラッチは、前記第１の増減速装置と前記入力部材の前記第２部分と前記非円形歯車対と前記出力部材の前記第２部分と前記第２の増減速装置とを介して前記入力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第１部分との間を解除可能に連結し、
前記非円形歯車対は、前記入力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第１部分との間に前記非円形歯車対が連結され、
前記非円形歯車対の一方が１回転し、前記非円形歯車対の他方が１回転以上回転して前記非円形歯車対の噛み合いが一巡するときに、
前記定速噛み合い区間において、前記非円形歯車対の噛み合いにより前記入力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第１部分との間の減速比が、前記入力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第１部分との間に前記歯車対が連結されたときの前記入力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第１部分との間の減速比と同じになり、
前記変速噛み合い区間において、前記非円形歯車対の噛み合いにより前記入力部材の前記第１部分と前記出力部材の前記第１部分との間の減速比が、隣り合う前記定速噛み合い区間の一方の減速比から隣り合う前記定速噛み合い区間の他方の減速比まで変化することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の非円形歯車対を用いた変速機の変速方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１２７４８３（Ｐ２０１２−１２７４８３Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８２０４０（Ｐ２０１０−２８２０４０）
【出願日】平成２２年１２月１７日（２０１０．１２．１７）
【出願人】（５０４１３２２７２）国立大学法人京都大学 (1,269)
【出願人】（００００００１７０）いすゞ自動車株式会社 (1,721)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１７日（２０１０．１２．１７）
【出願人】（５０４１３２２７２）国立大学法人京都大学 (1,269)
【出願人】（００００００１７０）いすゞ自動車株式会社 (1,721)
【Ｆターム（参考）】
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