特許 7317316 モータの多段変速機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-21

(45)【発行日】2023-07-31

(54)【発明の名称】モータの多段変速機

(51)【国際特許分類】

   F16H 3/089 20060101AFI20230724BHJP

   H02K 7/116 20060101ALI20230724BHJP

【ＦＩ】

F16H3/089

H02K7/116

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2019561167

(86)(22)【出願日】2018-05-16

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-07-16

(86)【国際出願番号】 KR2018005619

(87)【国際公開番号】W WO2018212595

(87)【国際公開日】2018-11-22

【審査請求日】2021-04-26

(31)【優先権主張番号】10-2017-0062295

(32)【優先日】2017-05-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】319004870

【氏名又は名称】キム，ボク ソン

(73)【特許権者】

【識別番号】519389926

【氏名又は名称】バイゼン コーポレーション リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＢＹＧＥＮ ＣＯ．，ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】１ｓｔ Ｆｌ．（Ｙｏｎｇｊｅｏｎｇ－ｒｉ），４－２６，Ｄｏｋｊｅｏｎｇ－ｒｏ ｓｅｏｎｇｊｉ １－ｇｉｌ，Ｊｉｎｇｅｏｎ－ｅｕｐ，Ｎａｍｙａｎｇｊｕ－ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ １２１２８，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(73)【特許権者】

【識別番号】518398051

【氏名又は名称】キム，ド ファン

(74)【代理人】

【識別番号】100130111

【弁理士】

【氏名又は名称】新保 斉

(72)【発明者】

【氏名】キム、ボク ソン

(72)【発明者】

【氏名】キム、ド ファン

(72)【発明者】

【氏名】パク、ヒョン ベ

(72)【発明者】

【氏名】キム、ジュン ソ

(72)【発明者】

【氏名】ソク、ウン シク

(72)【発明者】

【氏名】ジョン、ヨン シク

(72)【発明者】

【氏名】キム、ユ ギュン

(72)【発明者】

【氏名】ファン、ジェ ホ

(72)【発明者】

【氏名】パク、ヒョン グン

(72)【発明者】

【氏名】ソ、ドン ウク

(72)【発明者】

【氏名】キム、ジョン フン

(72)【発明者】

【氏名】チュ、ヨン ヒ

【審査官】長清 吉範

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－３２０４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１０／１３７６６８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１３／１５４１５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】韓国登録特許第１０－１２６００５０（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】特開２０１０－２７６１３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－７４６４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ ３／０８９

Ｈ０２Ｋ ７／１１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータの駆動力が伝達されて回転し、外周面に複数のポール（ｐａｗｌ）が配備される入力軸と、
前記ポールの出没を制御するコントローラと、
前記入力軸が中心を貫通し、内周面に前記ポールが噛み合うラチェット（ｒａｔｃｈｅｔ）が形成され、互いに異なるギヤ歯数を有する複数の駆動ギヤと、
前記駆動ギヤと外接して噛み合い、互いに異なるギヤ歯数を有する複数の被動ギヤと、
前記駆動ギヤ及び被動ギヤによって変速された 回転速度を出力する出力部とを備えたモータ用変速機において、
前記コントローラは、
一方の端は前記ポールと結合し、他方の端には前記入力軸の外周面から出没する突出部が配備される複数の変速バーと、
前記ポールまたは突出部の下部に配備されて弾性支持する弾性部材と、
前記入力軸が中心を貫通し、前記入力軸の軸方向に沿って往復移動して前記突出部を前記入力軸の外周面から出没させるインナーリングと、
前記インナーリングを前記入力軸の軸方向に沿って移動させる移動部と、
を備えることを特徴とするモータ用変速機。

【請求項2】

前記移動部は、前記インナーリングの外側を包み、回転により前記インナーリングを前記入力軸の軸方向に沿って移動させるアウターリングであることを特徴とする請求項１に記載のモータ用変速機。

【請求項3】

前記インナーリング及びアウターリングのいずれか一方には、ガイドピンが突設され、前記インナーリング及びアウターリングのいずれか他方には、前記ガイドピンを案内するガイド孔が円周方向に対して斜め方向に形成されることを特徴とする請求項２に記載のモータ用変速機。

【請求項4】

前記インナーリングの内周面には、前記突出部が突出して逃避するように円周方向にリング溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載のモータ用変速機。

【請求項5】

前記突出部には、回転する球状の突起が突出するように配備され、前記リング溝は、前記球状の突起が逃避するように半円状の断面形状を有することを特徴とする請求項４に記載のモータ用変速機。

【請求項6】

前記被動ギヤは、同じ速度で回転することを特徴とする請求項１に記載のモータ用変速機。

【請求項7】

前記出力部は、前記駆動ギヤのうちのいずれかに結合して、変速された回転速度を伝達されて出力することを特徴とする請求項６に記載のモータ用変速機。

【請求項8】

前記出力部は、前記被動ギヤのうちのいずれかから変速された回転速度を伝達されて出力することを特徴とする請求項６に記載のモータ用変速機。

【請求項9】

モータの駆動力が伝達されて回転する入力軸と、
中心に前記入力軸が配備され、互いに異なるギヤ歯数を有する複数の駆動ギヤと、
前記駆動ギヤと外接して噛み合い、互いに異なるギヤ歯数を有する複数の被動ギヤと、
前記入力軸と平行し、前記被動ギヤの中心軸となり、前記駆動ギヤ及び被動ギヤによって変速された回転速度を出力する出力軸と、
前記入力軸または出力軸に配備されて外周面から出没する複数のポール（ｐａｗｌ）と、
前記ポールの出没を制御するコントローラとを備えたモータ用変速機において、
前記コントローラは、
一方の端は前記ポールと結合し、他方の端には前記入力軸または出力軸の外周面から出没する突出部が配備される複数の変速バーと、
前記ポールまたは突出部の下部 に配備されて弾性支持する弾性部材と、
前記入力軸または出力軸が中心を貫通し、前記入力軸または出力軸の軸方向に沿って往復移動して前記突出部を前記入力軸または出力軸の外周面から出没させるインナーリングと、
前記インナーリングを前記入力軸または出力軸の軸方向に沿って移動させる移動部と
を備えることを特徴とするモータ用変速機。

【請求項10】

前記移動部は、前記インナーリングの外側を包み、回転により前記インナーリングを前記入力軸または出力軸の軸方向に沿って移動させるアウターリングであることを特徴とする請求項９に記載のモータ用変速機。

【請求項11】

前記インナーリング及びアウターリングのいずれか一方には、ガイドピンが突設され、前記インナーリング及びアウターリングのいずれか他方には、前記ガイドピンを案内するガイド孔が円周方向に対して斜め方向に形成されることを特徴とする請求項１０に記載のモータ用変速機。

【請求項12】

前記インナーリングの内周面には、前記突出部が逃避するリング溝が円周方向に形成されることを特徴とする請求項９に記載のモータ用変速機。

【請求項13】

前記突出部には、回転する球状の突起が突出するように配備され、前記リング溝は、前記球状の突起が逃避するように半円状の断面形状を有することを特徴とする請求項１２に記載のモータ用変速機。

【請求項14】

外接する駆動ギヤ及び被動ギヤのいずれか一方には、内周面に、前記ポールが噛み合うラチェットが形成され、
外接する駆動ギヤ及び被動ギヤのいずれか他方は、前記入力軸または出力軸に固定されることを特徴とする請求項９に記載のモータ用変速機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータ用の３段以上の多段変速機に係り、さらに詳しくは、複雑な油圧装置などがないため構造が簡単で、変速にエネルギー消費がないし、変速ショックがなく、所望の変速段数と変速比で自由に設計と製作が可能なモータ用変速機に関する。

【背景技術】

【0002】

最近、電気自動車が普及しているが、交通手段用モータの多段変速機にはまだ商用化されていない。

【0003】

エンジンは初期起動時にトルクを得ることができないが、モータは初期起動時に最大トルクを発生させるため、出発加速力が優れている。このように、モータは、エンジンよりもトルク－速度特性が交通手段に使用されるのに適している。

【0004】

しかし、多段変速機がないため燃料（電気）の無駄が多く、急な坂道走行に問題がある。電気自動車は、初期起動時に最大トルクを発生させ、速度が増加するにつれて、トルクはますます減る。加速後に低下するトルクを補償するために、アクセルを踏み、最大限に電気エネルギーを投入してＲＰＭを高めなければならない。そうするとエネルギー消費が多くなり、モータの負荷がかかって熱がひどく発生して電気エネルギーが熱エネルギーとして無駄に消費されてしまう。

【0005】

モータ用多段変速機がある場合は、強いトルクを複数の速度区間で効率的に使用して、エネルギーの無駄を防ぐことができる。また、より低出力のモータでも、効率的な走行が可能となる。したがって、多段変速機をモータに適用すると、エネルギー消費を大幅に削減することができる。
しかし、従来のエンジン用変速機は、変速にエネルギー消費があまりにも激しく構造が複雑でモータには適用するのが困難である。

【0006】

モータ用変速機の条件は、１）エネルギーを消費する変速エネルギーがあってはならず、２）油圧クラッチ、シンクロナイザー、トルクコンバータなどがないシンプルな構造である必要があり、３）変速ショックのないスムーズな変速が可能でなければならず、４）３段以上の多段ギヤと適切な変速比で変速できなければならない。

【0007】

現在でもモータ用２段変速機は、多数の開始されている。これらの２段変速機は、電動工具などで広く使われている減速装置を用いた方式であるが、これは変速区間の変速比があまりにも大きく、変速ショックがひどいため耐久性に問題があるゆえに適用が困難である。

【0008】

一方、モータは電気自動車などの交通手段だけでなく、電動工具や発電機などの産業全般にわたって駆動源として広く使用されており、それに応じてモータの関連技術を革新的に発展しているが、変速機関連技術は、それ及ばないのが実情である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、上述した問題点を解決するために案出されたものであり、その目的は、複雑な油圧装置などがなく、構造が簡単で、変速にエネルギー消費がないモータ用多段変速機を提供することである。
本発明の他の目的は、変速ショックのないスムーズな変速が可能なモータ用多段変速機を提供することである。
本発明のまた他の目的は、所望の変速段数と変速比で自由に設計と製作が可能なモータ用変速機を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記のような技術的課題を解決するために、本発明による変速機は、モータの駆動力が伝達されて回転し、外周面に複数のポール（ｐａｗｌ）が配備される入力軸と、前記ポールの出没を個別に制御するコントローラと、前記入力軸が中心を貫通し、内周面に前記ポールが噛み合うラチェット（ｒａｔｃｈｅｔ）が形成され、互いに異なるギヤ歯数を有する複数の駆動ギヤと、前記駆動ギヤと外接して噛み合い、互いに異なるギヤ歯数を有する複数の被動ギヤと、前記駆動ギヤ及び被動ギヤによって変速された 回転速度を出力する出力部と、を備える。

【0011】

また、前記コントローラは、一方の端は前記ポールと結合し、他方の端には前記入力軸の外周面から出没する突出部が配備される複数の変速バーと、前記ポールまたは突出部の下部に配備されて弾性支持する弾性部材と、前記入力軸が中心を貫通し、前記入力軸の軸方向に沿って往復移動して前記突出部を前記入力軸の外周面から出没させるインナーリングと、前記インナーリングを前記入力軸の軸方向に沿って移動させる移動部と、を備えることが好ましい。

【0012】

さらに、前記移動部は、前記インナーリングの外側を包み、回転により前記インナーリングを前記入力軸の軸方向に沿って移動させるアウターリングであることが好ましい。

【0013】

さらにまた、前記インナーリング及びアウターリングのいずれか一方には、ガイドピンが突設され、前記インナーリング及びアウターリングのいずれか他方には、前記ガイドピンを案内するガイド孔が円周方向に対して斜め方向に形成されることが好ましい。
さらにまた、前記インナーリングの内周面には、前記突出部が突出して逃避するように円周方向にリング溝が形成されることが好ましい。

【0014】

さらにまた、前記突起部には、回転する球状の突起が突出するように配備され、前記リング溝は、前記球状の突起が逃避するように半円状の断面形状を有することが好ましい。
さらにまた、前記被動ギヤは、互いに結合されるか一体に形成されていて、同じ速度で回転することが好ましい。
さらにまた、前記出力部は、前記駆動ギヤのうちのいずれかに結合して、変速された 回転速度を伝達されて出力することが好ましい。
さらにまた、前記出力部は、前記被動ギヤのうちのいずれかから変速された 回転速度 を伝達されて出力することが好ましい。

【0015】

さらにまた、前記入力軸の一方の端には係止突起形成され、前記入力軸が中心を貫通し、内周面に、前記係止突起が係止される係止溝が形成され、前記モータの駆動力が入力されるシフトクラッチをさらに備えることが好ましい。
さらにまた、一方の端は前記シフトクラッチに連結され、他方の端は前記入力軸に連結されるスプリングをさらに備えることが好ましい。
さらにまた、前記係止突起は、前記係止溝の内部で移動が可能なように、前記係止溝の幅は、前記係止突起の幅よりも大きく形成されることが好ましい。

【0016】

本発明による変速機は、モータの駆動力が伝達されて回転する入力軸と、中心に前記入力軸が配備され、互いに異なるギヤ歯数を有する複数の駆動ギヤと、前記駆動ギヤと外接して噛み合い、互いに異なるギヤ歯数を有する複数の被動ギヤと、前記入力軸と平行し、前記被動ギヤの中心軸となり、前記駆動ギヤ及び被動ギヤによって変速された 回転速度 を出力する出力軸と、前記入力軸または出力軸に配備されて外周面から出没する複数のポール（ｐａｗｌ）と、前記ポールの出没を個別に制御するコントローラと、を備える。

【0017】

また、前記コントローラは、一方の端は前記ポールと結合し、他方の端には前記入力軸または出力軸の外周面から出没する突出部が配備される複数の変速バーと、前記ポールまたは突出部の下部で弾性支持する弾性部材と、前記入力軸または出力軸が中心を貫通し、前記入力軸または出力軸の軸方向に沿って往復移動して前記突出部を前記入力軸または出力軸の外周面から出没させるインナーリングと、前記インナーリングを前記入力軸または出力軸の軸方向に沿って移動させる移動部と、を備えることが好ましい。

【0018】

さらに、前記移動部は、前記インナーリングの外側を包み、回転により前記インナーリングを前記入力軸または出力軸の軸方向に沿って移動させるアウターリングであることが好ましい。

【0019】

さらにまた、前記インナーリング及びアウターリングのいずれか一方には、ガイドピンが突設され、前記インナーリング及びアウターリングのいずれか他方には、前記ガイドピンを案内するガイド孔が円周方向に対して斜め方向に形成されることが好ましい。
さらにまた、前記インナーリングの内周面には、前記突出部が逃避するリング溝が円周方向に形成されることが好ましい。

【0020】

さらにまた、前記突起部には、回転する球状の突起が突出するように配備され、前記リング溝は、前記球状の突起が逃避するように半円状の断面形状を有することが好ましい。

【0021】

さらにまた、外接する駆動ギヤ及び被動ギヤのいずれか一方には、内周面に、前記ポールが噛み合うラチェットが形成され、外接する駆動ギヤ及び被動ギヤのいずれか他方は、前記入力軸または出力軸に固定されることが好ましい。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、回転する軸（入力軸または出力軸）にポールを配備することにより、入力軸と同じ速度で回転しながら変速が行われるため、複雑な油圧装置などがないため構造が簡単で、変速にエネルギー消費がないという利点がある。
また、所望の変速段数と変速比で自由に設計と製作が可能である。

【0023】

本発明によるモータ用変速機を電気自動車や電動バイクなどの交通手段に適用すると、トーク（力）とスピードの両方を満足させ、急な坂道走行に問題がなく、燃費効率を極大化させることができる。
また、変速ショックなくスムーズ変速することができるという効果がある。
本発明によるモータ用変速機は、交通手段だけでなく、産業全般に利用されるモータを変速するために使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明による第１の実施形態の分解斜視図である。

【図2】本発明による実施形態の平断面図である。

【図3】本発明による実施形態の一部切欠斜視図である。

【図4】本発明による被動ギヤセットを示すものである。

【図5】本発明によるコントローラ及び駆動ギヤを示すものである。

【図6】本発明によるコントローラ及び駆動ギヤを示すものである。

【図7】本発明によるコントローラ及び駆動ギヤを示すものである。

【図8】本発明によるシフトクラッチ及び入力軸を示す。

【図9】ポールがスイングするときのシフトクラッチ及び入力軸の作動状態を示すものである。

【図10】本発明による第２の実施形態を示すものである。

【図11】本発明による第３の実施形態の分解斜視図である。

【図12】本発明による第３の実施形態の平断面図である。

【図13】本発明による第３の実施形態の一部切欠斜視図である。

【図14】本発明による第３の実施形態の入力軸及び駆動ギヤを示すものである。

【図15】本発明による第３の実施形態のコントローラを示すものである。

【図16】本発明による第３の実施形態のコントローラを示すものである。

【図17】本発明による第４の実施形態を示すものである。

【図18】本発明による第５の実施形態を示すものである。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明による一実施形態の構成及び作用を具体的に説明する。

【0026】

図１～図３を参照すると、本発明による実施形態１００は、ハウジングＨと、モータ（図示せず）の駆動力が伝達されて回転する入力軸１２０と、前記入力軸１２０が中心を貫通する駆動ギヤと１４０と、前記駆動ギヤ１４０と外接して噛合する被動ギヤ１５０と、を備える。また、本実施形態では、前記モータの駆動力がシフトクラッチ（ｓｈｉｆｔ ｃｌｕｔｃｈ）１１０を介して入力軸１２０に伝達される。

【0027】

前記入力軸１２０には、複数の載置溝１２１が形成され、前記載置溝１２１に載置されるポール（図５の「１７１」参照）が複数配備されるが、特に載置溝１２１には弾性部材１２２が取り付けられて、外力が作用していない状態で前記ポール１７１が前記入力軸１２０の外側に突出するように弾性支持される。

【0028】

また、前記入力軸１２０が軸方向に貫通する複数の駆動ギヤ１４０が配備されるが、駆動ギヤ１４０には、内周面に、前記ポール１７１がかかって入力軸の回転力が伝達されるようにラチェット（図５の「１４０ａ」参照）が形成されている。

【0029】

また、前記駆動ギヤ１４０とそれぞれ外接して噛合する複数の被動ギヤ１５０が配備される。本実施形態１００では、互いに異なるギヤ歯数を有する３つの駆動ギヤ１４０が配備され、同様に、互いに異なるギヤ歯数を有する３つの被動ギヤ１５０が配備され、ポール１７１も駆動ギヤ１４０とそれぞれ対応するように３つ配備される。
このような構成により、本実施形態は３段変速が可能なように構成されたものである。

【0030】

したがって、本発明による変速機は、他の構造を変更することなく単に駆動ギヤと被動ギヤの数をそれぞれ４つ以上に構成するだけで、４段以上の変速も可能なシンプルな構造である。

【0031】

また、前記駆動ギヤ１４０及び被動ギヤ１５０によって変速された回転速度を出力する出力部１３０が配備されるが、本実施形態では、出力部１３０が前記駆動ギヤ１４０の最も外側にある第１の駆動ギヤ１４１と結合して形成される。

【0032】

図４は、本実施形態の被動ギヤセットを示すものである。同図に示すように、本実施形態では、それぞれ駆動ギヤと外接して噛合し、ギヤ歯数が異なる３つの被動ギヤ１５１～１５３が配備されるが、特に、本実施形態では、３つの被動ギヤ１５０は互いに結合している。たとえば、第２の被動ギヤ１５２が、これと噛み合っている第２の駆動ギヤ（図５の「１４２」）の回転力を伝達されて回転すると、他の２つの被動ギヤ１５１，１５３も第２の被動ギヤ１５２と同じ回転速度で回転するようになる。

【0033】

また、本実施形態では、３つの被動ギヤ１５１～１５３が１２０°をなす３セットが配備され、これらはそれぞれギヤボックス１６０に軸結合されて被動ギヤセットを形成する。

【0034】

図５を参照すると、入力軸１２０の外周面に３つの駆動ギヤ１４０が配備されていることがわかる。また、前記駆動ギヤ１４０の内周面にラチェット１４０ａが形成され、入力軸１２０の外周面には載置溝１２１が形成され、前記載置溝１２１にはポール１７１が配備されていることも確認される。

【0035】

一方、コントローラ１７０の作動により複数のポール１７１のいずれか一つを突出させると、突出したポール１７１がラチェット１４０ａにかかっていずれか一つの駆動ギヤ１４１～１４３に入力軸１２０の回転力が伝達されて回転する。

【0036】

本実施形態において、前記コントローラ１７０は、ポール１７１と、変速バー（図６（ｂ）の「１７２」）と、アウターリング１７４と、インナーリング１７３と、変速スプロケット１７５と、ワイヤ（図３の「１７６」）と、を備える。

【0037】

図６を参照すると、（ａ）では、前記入力軸１２０の外周面には載置溝（図８の「１２１ａ」が形成され、前記載置溝１２１にはポール１７１が載置されている。また、本実施形態では、前記変速バー１７２をも載置するために、入力軸１２０の外周面に載置溝１２１ａが形成される。特に、前記ポール１７１が載置される載置溝１２１には弾性部材（図５の「１２２」参照）が配備されて、外力が作用していないときには、前記ポール１７１は、入力軸１２０の外周面から突出するように弾性支持される。前記弾性部材は、変速バーの突出部１７２ａの下部に配備されてもよい。

【0038】

（ｂ）は、ポール１７１と、前記ポール１７１に一体化された変速バー１７２を示すものである。同図に示すように、前記変速バー１７２は、一方の端には突出部１７２ａが形成され、前記突出部１７２ａの上面には球状の突起１７２ｂが回転可能に配備される。前記突起１７２ｂは、玉軸受などの金属球で形成され、前記突出部１７２ａの上面には、半球状の取付溝が形成されていて、球状の突起１７２ｂが回転可能に載置される（図２の部分拡大図参照）。

【0039】

突起１７２ｂを付勢すると、変速バー１７２と結合した前記ポール１７１が載置溝１２１の内部でスイングして入力軸１２０の外周面の下に没する。したがって、弾性部材１２２により入力軸１２０の外周面上に突出していたポール１７１は、スイングして載置溝１２１に逃避して、もはや入力軸１２０の外周面上に突出しない。この場合、ポール１７１は、ラチェット（図５の「１４０ａ」参照）と噛み合わないため、入力軸１２０が回転しても駆動ギヤ１４０は回転しない。

【0040】

また、前記突出部１７２ａに作用する外力が除去されると、前記ポール１７１の下部で弾性的に圧縮されている弾性部材１２２の弾性復元力により、前記ポール１７１はスイングしながら前記入力軸１２０の外周面上に突出することになる。前述したように、ポール１７１が入力軸１２０の外周面上に突出すると、前記ポール１７１は、ラチェット１４０ａと噛み合って駆動ギヤ１４０を回転させるようになる。

【0041】

（ｃ）は、入力軸１２０の外周面にインナーリング１７３を嵌合した状態を示すものである。同図に示すように、前記インナーリング１７３には、ガイドピン１７３ａが突設される。

【0042】

（ｄ）は、アウターリング１７４が前記インナーリング１７３を包み込んで結合した状態を示すものである。同図に示すように、前記アウターリング１７４には、ガイド孔１７４ａが形成されており、前記ガイド孔１７４ａは、円周方向に対して斜め方向に形成されている。また、前記ガイドピン１７３ａは、前記ガイド孔１７４ａに拘束されるように組み立てられるが、このため、前記アウターリング１７４が回転すると、前記ガイドピン１７３ａがガイド孔１７４ａに沿って移動するので、インナーリング１７３は、アウターリング１７４の内部で前記入力軸の軸方向に沿って左方又は右方に移動することになる。

【0043】

このようにインナーリング１７３が左右に移動すると、リング溝（図７の「１７３ｂ」参照）が左右に移動するようになり、それに対応する位置にあるいずれか一つの変速バーの突起１７２ｂがリング溝１７３ｂに逃避し、これによりポール１７１が入力軸１２０の外周面上に突出する。

【0044】

前記インナーリング１７３を左右に移動させるためには、前記アウターリング１７４が回転しなければならず、そのために前記アウターリング１７４の一方の側には、変速スプロケット１７５が結合されている。前記変速スプロケット１７５にはワイヤ１７６（本実施形態ではチェーン）が配備されていて、ワイヤ１７６を引いてアウターリング１７４を回転させることができ、それによりインナーリング１７３が前進又は後進し、インナーリング１７３の前後進により、ポール１７１の突出または載置溝１２１への載置が制御される。

【0045】

図７は、ポール１７１が載置溝１２１に載置されず突出した状態、すなわち、入力軸１４０の外周面から突出した状態を示すものである。
前記インナーリング１７３の内周面には、円周方向に沿って帯状のリング溝１７３ｂが形成されている。

【0046】

前記インナーリング１７３が入力軸１２０の軸方向に沿って移動して、前記リング溝１７３ｂが前記変速バーの突起１７２ｂの上に位置すると、前記弾性部材１２２により前記突起１７２ｂがリング溝１７３ｂに逃避してスイングすることができるようになる。変速バー１７２の突起１７２ｂがリング溝１７３ｂに逃避すると、ポール１７１は、入力軸１２０の外周面上に突出する。

【0047】

本実施形態において、前記リング溝１７３ｂは、前記突起１７２ｂを逃避させるための構成であるが、これとは異なり突出部１７２ａ自体を逃避させるように構成されてもよい。
作動状態を説明すると、まず、前記アウターリング１７４が回転すると、前記インナーリング１７３が入力軸上で軸方向（左右）に移動する。

【0048】

前記インナーリング１７３の移動により、その内周面に形成されている前記リング溝１７３ｂが前記突起１７２ｂの上部に位置すると、弾性部材１２２の弾性力によって突起１７２ｂがリング溝１７３ｂに逃避する。

【0049】

これと共にポール１７１がスイングして入力軸１２０の外周面上に突出し、突出したポール１７１がラチェット１４０ａと噛み合って、入力軸１２０の回転力が当該駆動ギヤ１４０に伝達されて駆動ギヤ１４０が回転することになる。

【0050】

本実施形態では、前記アウターリング１７４を回転させるために、アウターリング１７４の一方の側に変速スプロケット１７５を一体に形成し、ワイヤ１７６を引いて前記変速スプロケット１７５を順方向又は逆方向に回転させる方式を採用する。しかし、これとは異なり、前記アウターリング１７４を超小型モータ（図示せず）に順方向又は逆方向に回転させる変速方式を採用してもよい。

【0051】

さらに、本実施形態において、前記コントローラ１７０は、インナーリング１７３を入力軸１２０上で左右に移動させるためにアウターリング１７４を配備するが、アウターリング１７４と、前記アウターリングを回転させる回転手段との代わりに、インナーリング１７３を入力軸上で左右に移動させる移動部（図示せず）を配備してもよい。
前記移動部は、小型モータまたはシリンダーなど公知の駆動源であってもよい。

【0052】

図８を参照すると、前記シフトクラッチ１１０は、変速ショックを吸収しながらモータの駆動力を前記入力軸１２０に伝達する構成要素であり、前記シフトクラッチ１１０は、入力軸１２０の一方の端が貫通する円筒形で形成され、その内周面には係止溝１１１が形成され、一側には外周面に沿って延長部１１３が形成されてスプリング１２４，１２５が取り付けられる内側溝１１２が形成される。

【0053】

前記入力軸１２０には、前記シフトクラッチ１１０の係止溝１１１に係止される係止突起１２３が形成される。前記シフトクラッチ１１０が回転すると、一定角度回転した後、係止溝１１１に係止突起１２３が係止されてシフトクラッチ１１０と共に入力軸３１２０も回転することになる。

【0054】

特に、前記入力軸１２０の回転に伴い、前記係止突起１２３が前記係止溝１１１内で移動（時計回り又は反時計回り）できるように、前記係止溝１１１の幅を係止突起１２３の幅よりも大きくする。

【0055】

また、変速ショックを吸収するために、前記シフトクラッチ１１０の内側溝１１２には、前記内側溝１１２よりも直径が大きいスプリング１２４を圧縮して取り付ける。

【0056】

具体的に説明すると、本実施形態では、スプリング１２４の一方の端はシフトクラッチ１１０に連結され、他方の端は係止突起１２３に連結され、圧縮して直径を小さくした前記スプリング１２４は、直径が大きくなる方向（スプリング両端部が離れる）方向に弾性復元力が作用する。

【0057】

図８の（ｂ）は、スプリング１２５が３回巻き取られたものであり、（ａ）に示したスプリング１２４に比べて弾性力が強いので、変速ショックをより効果的に吸収することができる。
本発明で変速するときに発生する変速ショックは２段階に分けて吸収、緩和される。

【0058】

変速ショックを吸収する第１の段階では、変速のために入力軸１２０から突出させた特定のポール１７１が、前記駆動ギヤの内周面に形成されたラチェット１４０ａと共に回転しながら噛み合うので、ポール１７１とラチェット１４０ａが強く衝突することを防止して変速ショックを一次的に吸収する。
変速ショックを吸収する第２の段階は、シフトクラッチ１１０とスプリング１２４，１２５の作用によるものであり、図９を参照して具体的に説明する。

【0059】

まず、変速のためにポール１７１を入力軸１２０から突出させた状態でモータを作動させると、駆動力はシフトクラッチ１１０を回転させる。シフトクラッチ１１０の回転力は、前記スプリング１２４を介して入力軸１２０に伝達されて回転させる。この場合は、シフトクラッチの係止溝（図面上の左側壁１１１）が入力軸の係止突起１２３を直接プッシュできないため、スプリング１２４を介して回転力が入力軸１２０に伝達される（図９の（ａ）参照）。また、スプリング１２４の弾性力（直径が拡大する方向、両端部間の距離が遠ざかる方向に作用）によって係止突起１２３が係止溝１１１の右側壁に接しながら、左側にスペースＳ１が形成される。

【0060】

前記シフトクラッチ１１０と共に入力軸１２０が回転することによりポール１７１がラチェット１４０ａと噛み合う瞬間が来る。この瞬間まではスプリング１２４に外力が作用せず、シフトクラッチ１１０の回転力がスプリング１２４を介して入力軸１２０に伝達される（図９の（ｂ）参照）。

【0061】

前記ポール１７１とラチェット１４０ａが噛み合った後、シフトクラッチ１１０の回転により、バネ１２４がさらに圧縮され、初めてシフトクラッチ１１０の係止溝１１１（図面上の左側壁）がネック期１２３に接してプッシュすることになる。したがって、モータの駆動力が、スプリング１２４を介せずシフトクラッチ１１０から入力軸１２０に伝達され、入力軸１２０の回転により駆動ギヤ１４０が回転することになる（図９の（ｃ）参照）。この場合は、係止突起１２３の右側にスペースＳ２が形成される。

【0062】

言い換えれば、図９の（ｂ）では、モータの駆動力は、シフトクラッチ１１０からスプリング１２４を介して入力軸１２０に伝達されるが、図９の（ｃ）では、モータの駆動力は、シフトクラッチの係止溝１１１が係止突起１２３をプッシュしてスプリング１２４を介せず直接に入力軸１２０に伝達される。

【0063】

このように、本発明によれば、ポール１６１がラチェット１４０ａに噛み合う段階（図９の（ｂ））と、係止溝１１１が係止突起１２３をプッシュする段階（図９の（ｃ）参照）との間に時差があり、特に、その間にスプリング１２４が圧縮されながら変速ショックが吸収される。

【0064】

万が一、スプリング１２４がない場合は、変速のためにポール１７１を突出させた後、モータの回転によりシフトクラッチ１１０が回転するので、係止溝１１１が係止突起１２３にすぐにぶつかって変速ショックが発生する。

【0065】

また、変速のためにポール１７１を入力軸１２０の外周面の下方にスイングさせる動作の前に、変速を円滑にするために、変速の瞬間（１秒未満）にモータの作動を一時的に遅らせるかオフ（ｏｆｆ）する。こうすると、前記ポール１７１と前記ラチェット１４０ａとの噛み合いが解けて変速が可能となる。モータが動作を停止するとシフトクラッチ１１０も回転を停止し、このとき、スプリング１２４の弾性復元力により係止突起１２３が係止溝１１１内で時計回りに回転しながら移動して、図９の（ａ）、（ｂ）の状態に戻る。このような状態は、継続して変速ショックの吸収を可能にする。

【0066】

以下、本発明による実施形態の作動状態について説明する。
図２及び図３を参照すると、モータの駆動力が伝達されてシフトクラッチ１１０を介して入力軸１２０が回転すると、搭乗者は、コントローラ１７０のワイヤ１７６を引いていずれか一つのポール１７１を載置溝１２０から突出させることにより、それに対応する駆動ギヤ１４０を駆動させる。たとえば、搭乗者が２段への変速のためにワイヤ１７６を引っ張ると、アウターリング１７４が回転しながらインナーリング１７３が入力軸上で左方又は右方に移動する。このような作動により２段に相当する突出部の突起１７２ｂがインナーリングのリング溝１７３ｂに逃避して、２段に相当する第２の駆動ギヤ１４２のラチェット（図５の「１４０ａ」）にはポール１７１が噛み合うようになる。

【0067】

したがって、入力軸１４０の回転力は、第２の駆動ギヤ１４２を回転させ、これと噛合している第２の被動ギヤ１５２を回転させる。たとえ第２の被動ギヤ１５２にのみ駆動力が伝達されるが、各被動ギヤ１５０はすべて結合されているので、第１および第３の被動ギヤ１５１，１５３も第２の被動ギヤ１５２と同じ回転速度で回転するようになり、第１の被動ギヤ１５１と噛合している第１の駆動ギヤ１４１も第２の被動ギヤ１５２の回転速度に変速されて回転するようになる。

【0068】

また、第１の駆動ギヤ１４１と直接結合している出力部１３０を介して変速された回転速度が出力される。このように変速されて出力された回転力は、出力部１３０を回転させる。

【0069】

前記出力部１３０を、例えば、電気自動車の前輪軸または後輪軸と連結して変速された回転速度を伝達するか、電動バイクや電動自転車の駆動スプロケットと連結してチェーンを介して後輪に変速された回転速度を伝達する。
図１０は、本発明による第２の実施形態を示すものである。

【0070】

本発明による第２の実施形態２００では、車やバイクや自転車等の前輪または後輪の中心に配備されるハブシェル２１０の内部にモータ部２２０と減速部２２１が内蔵され、前記モータ部２２０と減速部２２１の中心には入力軸２４０が設けられる。前記ハブシェル２１０の両側にはフレームＦが結合され、スポーク（図示せず）が結合される。
また、前記入力軸２４０が中心を貫通する駆動ギヤ２５０と、前記駆動ギヤ２５０と外接して噛み合う被動ギヤ２６０と、を備える。
前記モータ部２２０は、バッテリ（図示せず）の電源の供給を受けて駆動する公知の駆動源である。バッテリと連結されたケーブル（図示せず）が配備される。

【0071】

本実施形態では、モータ部２２０は、固定子であるコイル２２０ａと、回転子である磁石２２０ｂとがリング状に配備される。したがって、リング状の磁石２２０ｂの中心に入力軸２４０が貫通される。また、バッテリから電源が供給されると、磁石２２０ｂが回転しながらモータ回転軸２２０ｃが回転するようになるが、本実施形態においてモータ回転軸２２０ｃは、減速部２２１と連結される。

【0072】

したがって、モータ部２２０の駆動力は、減速部２２１を介して減速された後、減速軸２２１ａを介して出力される。前記減速軸２２１ａの回転力は、前記シフトクラッチ２７０を介して前記入力軸２４０に伝達される。
より具体的に説明すると、シフトクラッチ２７０には係止溝２７１が形成され、入力軸２４０には、前記係止溝２７１と係合する係止突起２４１が形成される。

【0073】

したがって、前記減速軸２２１ａの回転力はシフトクラッチ２７０に伝達され、前記シフトクラッチ２７０が回転すると、時差をおいて係止溝２７１が係止突起２４１に係止されて入力軸２４０を回転させる。

【0074】

前記減速部２２１もまた公知の手段であって、さまざまな方法で必要に応じて減速比を選択することができる。また、場合によっては減速部２２１を排除する構成も可能である。

【0075】

前記入力軸２４０には、載置溝（図５の「１２１」参照）が形成され、前記載置溝に載置されるポール（図５の「１７１」参照）が複数配備されるが、特に載置溝には、弾性部材（図５の「１２２」参照）が取り付けられて、外力が作用していない状態で前記ポールが前記入力軸２４０の外側に突出するように弾性支持される。

【0076】

また、前記入力軸２４０が軸方向に貫通する４つの駆動ギヤ２５１～２５４が配備されるが、駆動ギヤ２５０には、内周面に、前記ポールがかかって回転力が伝達されるようにラチェット（図５の「１４０ａ」参照）が形成されている。
また、前記駆動ギヤ２５１～２５４とそれぞれ外接して噛み合う複数の被動ギヤ２６１～２６４が配備される。

【0077】

本実施形態２００では、互いに異なるギヤ歯数を有する４つの駆動ギヤ２５０が配備され、同様に、互いに異なるギヤ歯数を有する４つの被動ギヤ２６０が配備される。
また、ポールも駆動ギヤと２５０とそれぞれ対応するように４つ配備される。

【0078】

また、前記被動ギヤ２６０のうちの半径が最も大きい第１の被動ギヤ２６１とハブシェル２１０との間に動力伝達ギヤ２１１が配備される。すなわち、モータ２２０の回転力が減速機２２１を経てシフトクラッチ２７０を介して入力軸２４０に入力され、駆動ギヤ２５０と被動ギヤ２６０を経て変速された回転速度がハブシェル２１０に出力される。すなわち、本実施形態２００では、ハブシェル２１０が出力部となる。ハブシェル２１０に出力される回転力は、ハブシェル２１０に連結されたスポークを介して車やバイクや自転車等の前輪または後輪に伝達されて駆動させる。
前記被動ギヤ２６０は、互いに結合されていて、同じ速度で回転する。

【0079】

本実施形態において、コントローラは、図５～図７に示されたものと同様であるため、具体的な説明は省略する。
本実施形態とは異なり、モータ及び減速機をハブシェル外側に配備してもよい。

【0080】

図１１～図１３を参照すると、本発明による第３の実施形態３００は、ハウジングＨ、Ｈ１～Ｈ３と、モータ（図示せず）の駆動力が伝達されて回転する入力軸３２０と、中心に前記入力軸３２０が配備される４つの駆動ギヤ３４０と、前記駆動ギヤ３４０と外接して噛み合う４つの被動ギヤ３５０と、前記被動ギヤ３５０の中心軸となり、前記入力軸３２０と平行な出力軸３３０と、を備える。

【0081】

また、本実施形態では、前記モータの駆動力が入力軸３２０に直接伝達されるのではなく、シフトクラッチ（ｓｈｉｆｔ ｃｌｕｔｃｈ）３１０を介して入力軸３２０に伝達される。

【0082】

前記入力軸３２０には、載置溝（図１４の「３２１」）が２つ形成され、前記載置溝３２１に載置されるポール３６１ａ、３６１ｂが２つ配備されるが、特に載置溝３２１には弾性部材（図１４の「３２２」）が取り付けられて、外力が作用していない状態で前記ポール３６１が前記入力軸３２０の外側に突出するように弾性支持される。

【0083】

また、前記入力軸３２０を中心軸とする複数の駆動ギヤ３４０が配備されるが、駆動ギヤ３４０のうちの第２のおよび第４駆動ギヤ３４２，３４４には、内周面に、前記ポール３６１ｂ、３６１ａがかかって入力軸３２０の回転力が伝達されるようにラチェット（図１４の「３４０ａ」参照）が形成されていて、入力軸３２０と選択的に結合または解除可能である。また、第１及び第３の駆動ギヤ３４１，３４３は、中心が入力軸３２０に固定されていて、常に入力軸３２０と共に回転する。

【0084】

また、入力軸３２０の外周面からの前記ポール３６１ａ、３６１ｂの出没を個別に制御するコントローラ３６０が配備される。
前記４つの駆動ギヤ３４０は、ギヤ歯数がそれぞれ異なっている。

【0085】

また、前記４つの駆動ギヤ３４０とそれぞれ外接して噛合する４つの被動ギヤ３５０が配備される。前記４つの被動ギヤ３５０もギヤ歯数がそれぞれ異なっている。

【0086】

前記出力軸３３０は、前記被動ギヤ３５０の中心を貫通し、入力軸３２０と平行に配備されて変速された回転速度を出力する構成要素である。前記出力軸３３０にも、載置溝が２つ形成され、前記載置溝に載置されるポール３７１ａ、３７１ｂが２つ配備されるが、特に載置溝にはスプリングが取り付けられて、外力が作用していない状態で前記ポール ３７１ａ、３７１ｂが前記出力軸３３０の外側に突出するように弾性支持される。

【0087】

また、前記被動ギヤ３５０のうちの第１のおよび第３の被動ギヤ３５１，３５３には、内周面に、前記ポール３７１ｂ、３７１ａがかかって出力軸３３０に回転力が伝達されるようにラチェットが形成されていて、出力軸３３０と選択的に結合または解除可能である。また、第２のおよび第４の被動ギヤ３５２，３５４は、中心が出力軸３３０に固定されている。

【0088】

また、出力軸３３０の外周面から前記ポール３７１ａ、３７１ｂの出没を個別に制御するコントローラ３７０が配備される。
このような構成により、本実施形態は４段変速が可能なように構成されたものである。

【0089】

したがって、本発明による変速機は、他の構造を変更することなく単に駆動ギヤと被動ギヤの数をそれぞれ５つ以上に構成するだけで、５段以上の変速も可能なシンプルな構造である。

【0090】

図１４を参照すると、入力軸３２０の外周面に４つの駆動ギヤ３４０が配備されていることがわかる。また、入力軸３２０の外周面には２つの載置溝３２１が形成されているのは、先に説明した通りであり、前記載置溝３２１にはポール３６１ａと弾性部材３２２が配備されていることも確認される。

【0091】

本実施形態では、第２の駆動ギヤ３４２及び第４の駆動ギヤ３４４の内周面にラチェット３４０ａが形成されており、第２の駆動ギヤ３４２及び第４の駆動ギヤ３４４が位置する入力軸３２０の外周面には、第１のポール３６１ｂと第２のポール３６１ａが出没するように構成されている。

【0092】

上述したように、第２の駆動ギヤ３４２及び第４の駆動ギヤ３４４は、コントローラ３６０の操作によりポール３６１ｂ、３６１ａを制御して入力軸３２０と選択的に結合または解除される。

【0093】

これとは異なり、第１の駆動ギヤ３４１及び第３の駆動ギヤ３４３は、入力軸３２０と結合されるか一体に形成されて固定される。
同様に、出力軸３３０の外周面にも２つの載置溝が形成され、前記載置溝にはポール３７１ａ、３７１ｂが配備される（図１２参照）。

【0094】

本実施形態では、第１の被動ギヤ３５１及び第３の被動ギヤ３５３の内周面にラチェットが形成されており、第１の被動ギヤ３５１及び第３の被動ギヤ３５３が位置する出力軸３３０の外周面には、第３のポール３７１ｂと第４のポール３７１ａが出没するように構成されている。
また、第２の被動ギヤ３５２と第４の被動ギヤ３５４は、出力軸３３０と結合されるか一体に形成されて固定される。

【0095】

また、互いに外接する、第１の駆動ギヤ３４１は、入力軸３２０に固定され、第１の被動ギヤ３５１は、ポール３７１ｂと噛み合うように内周面にラチェットが形成される。同様に、第２の駆動ギヤ３４２は、ポール３６１ｂと噛み合うように内周面にラチェットが形成され、第２の駆動ギヤ３４２と外接する第２の被動ギヤ３５２は、出力軸３３０に固定される（図１２参照）。言い換えれば、互いに外接する駆動ギヤ３４０及び被動ギヤ３５０のいずれか一方には、内周面に、ポールが噛み合うラチェットが形成され、いずれか他方は、入力軸３２０または出力軸３３０に固定される。

【0096】

また、入力軸３２０に配備されたコントローラ３６０の作動により複数のポール３６１ａ、３６１ｂのうちのいずれか一つを突出させると、突出したポール３６１ａ、３６１ｂがラチェット３４０ａにかかって入力軸３２０の回転力がいずれか一つの駆動ギヤ３４２，３４４に伝達される。

【0097】

または、出力軸３３０に配備されたコントローラ３７０の作動により複数のポール３７１ａ、３７１ｂのうちのいずれか一つを突出させると、突出したポール３３７１ａ、３７１ｂがラチェット３４０ａにかかっていずれか一つの被動ギヤ３５１，３５３の回転力が出力軸３３０に伝達されて出力する。

【0098】

本実施形態において、前記コントローラ３６０，３７０は、変速バー（図１５ｂの「３６２」）と、アウターリング３７４と、インナーリング３７３と、回転部３７５と、を備える。

【0099】

図１５は、入力軸３２０に配備されたコントローラ３６０を示すものであり、これを参照すると、（ａ）では、前記入力軸３２０の外周面には載置溝（図１４の「３２１」）が形成され、前記載置溝３２１にはポール３６１が載置されている。また、本実施形態では、前記変速バー３６２をも載置するために、入力軸３２０の外周面に載置溝（図８の「１２１ａ」）が形成される。特に、前記ポール３６１が載置される載置溝３２１には弾性部材（図１４の「３２２」参照）が配備されて、外力が作用していないときには、前記ポール３６１は、入力軸３２０の外周面から突出するように弾性支持される。前記弾性部材は、変速バーの突起３６２ａの下部に配備されてもよい。

【0100】

（ｂ）は、ポール３６１と、前記ポール３６１に一体化された変速バー３６２を示すものである。同図に示すように、前記変速バー３６２の一方の端には突出部３６２ａが形成され、前記突出部３６２ａの上面には球状の突起３６２ｂが回転可能に配備される。前記突起３６２ｂは、玉軸受に配備される金属球で形成され、前記突出部３６２ａの上面には、半球状の取付溝が形成されていて、球状の突起３６２ｂが回転可能に載置される（図１２の部分拡大図参照）。

【0101】

突起３６２ｂを付勢すると、変速バー３６２と結合した前記ポール３６１が、載置溝３２１の内部でスイングして入力軸３２０の外周面の下に逃避する。したがって弾性部材３２２により入力軸３２０の外周面上に突出していたポール３６１は、載置溝３２１に逃避して、もはや入力軸３２０の外周面上に突出しない。この場合、ポール３６１は、ラチェット（図１４の「３４０ａ」参照）と噛み合わないため、入力軸３２０が回転しても駆動ギヤ３４０は回転しない。

【0102】

また、前記突出部３６２ａに作用する外力が除去されると、前記ポール３６１の下部で弾性的に圧縮されている弾性部材３２２の弾性復元力により、前記ポール３６１はスイングしながら前記入力軸３２０の外周面上に突出することになる。前述したように、ポール３６１が入力軸３２０の外周面上に突出すると、前記ポール３６１は、ラチェット３４０ａと噛み合って駆動ギヤ３４０を回転させるようになる。

【0103】

（ｃ）は、入力軸３２０の外周面にインナーリング３６３を嵌合した状態を示すものである。同図に示すように、前記インナーリング３６３には、ガイドピン３６３ａが突設される。

【0104】

（ｄ）は、アウターリング３６４が前記インナーリング３６３を包み込んで結合した状態を示すものである。アウターリング３６４は、前記インナーリング３６３を入力軸または出力軸の軸方向に沿って移動させる移動部の一例である。

【0105】

同図に示すように、前記アウターリング３６４には、ガイド孔３６４ａが形成されており、前記ガイド孔３６4ａは、円周方向に対して斜め方向に形成されている。また、前記ガイドピン３６３ａは、前記ガイド孔３６４ａに拘束されるように組み立てられるが、このため、前記アウターリング３６４が回転すると、前記ガイドピン３６３ａがガイド孔３６４ａに沿って斜線方向に移動するので、インナーリング３６３は、アウターリング３６４の内部で前記入力軸３２０の軸方向に沿って左方又は右方に移動することになる。

【0106】

このようにインナーリング３６３が左右に移動すると、リング溝（図１６の「３７３ｂ」参照）が左右に移動するようになり、それに対応する位置にあるいずれか一つの変速バーの突起３６２ｂがリング溝３７３ｂに逃避し、これによりポール３６１が入力軸３２０の外周面上に突出する。インナーリング３６３を左右に移動させるためには、前記アウターリング３６４が回転しなければならず、そのために前記アウターリング３６４の一方の側には、回転部３６５が一体に形成されるか結合されている。前記回転部３６５を回転させてアウターリング３６４を回転させることができ、それによりインナーリング３６が軸方向に前進又は後進し、インナーリング３６３の前後進により、ポール３６１の突出または載置溝３２１への逃避が制御される。

【0107】

図１６は、ポール３６１が載置溝３２１に載置されず突出した状態、すなわち、入力軸３４０の外周面から突出した状態を示すものである。
前記インナーリング３６３の内周面には、円周方向に沿って帯状のリング溝３７３ｂが形成されている。

【0108】

前記インナーリング３６３が入力軸３２０の軸方向に沿って移動して、前記リング溝３７３ｂが前記変速バーの突起３６２ｂの上に位置すると、前記弾性部材３２２により前記突起３６２ｂがリング溝３７３ｂに逃避して変速バー３６２がスイングすることができるようになる。変速バー３６２の突起３６２ｂがリング溝３７３ｂに逃避すると、ポール３６１は、入力軸３２０の外周面上に突出する。

【0109】

本実施形態において、前記リング溝３７３ｂは、前記突起３６２ｂを逃避させるための構成であるが、これとは異なり突出部３６２ａ自体を逃避させるように構成されてもよい。
作動状態を説明すると、まず、前記アウターリング３６４が回転をすると、前記インナーリング３６３が入力軸上で軸方向（左右）に移動することになる。

【0110】

前記インナーリング３６３の移動により、その内周面に形成されている前記リング溝３７３ｂが前記突起３６２ｂの上部に位置すると、弾性部材３２２の弾性力によって突起３６２ｂがリング溝３７３ｂに逃避する。

【0111】

これと共にポール３６１がスイングして入力軸３２０の外周面上に突出し、突出したポール３６１がラチェット３４０ａと噛み合って、入力軸３２０の回転力が当該駆動ギヤ３４０に伝達されて駆動ギヤ３４０が回転することになる。

【0112】

本実施形態では、前記アウターリング３６４を回転させるために、アウターリング３６４の一方の側に回転部３６５を一体に形成し、回転部３６５を順方向又は逆方向に回転させる方式を採用する。しかし、これとは異なり、前記アウターリング３６４を超小型モータ（図示せず）に順方向又は逆方向に回転させる変速方式を採用してもよい。

【0113】

さらに、本実施形態において、前記コントローラ３６０は、インナーリング３６３を入力軸３２０上で左右に移動させるためにアウターリング３６４を配備するが、アウターリング３６４の代わりにインナーリング３６３を入力軸上で左右に移動させる移動部を配備してもよい。
前記移動部は、小型モータまたはシリンダーなど公知の駆動源であってもよい。

【0114】

図１５及び図１６は、入力軸３２０に配備されたコントローラ３６０を示すが、出力軸３３０に配備されたコントローラ３７０も同じ構造及び作用をするため、繰り返し説明は省略する。

【0115】

本実施形態において、クラッチの構造及び作動は、図８及び図９におけるそれについての説明と同様である。
以下、本発明による実施形態の作動状態について説明する。
図１２及び図１３を参照すると、モータの駆動力が伝達されてシフトクラッチ３１０を介して入力軸３２０が回転すると、搭乗者は、コントローラ３６０，３７０を操作していずれか一つのポール３６１ａ、３６１ｂ、３７１ａ、３７１ｂを突出させることにより、駆動ギヤ３４２，３４４または被動ギヤ３５１，３５３を入力軸３２０または出力軸３３０に結合させて、変速された回転速度を出力軸３３０に出力する。

【0116】

たとえば、搭乗者が２段への変速を行うためには、回転部３６５を介してアウターリング３６４を回転させて、インナーリング３６３を入力軸上で左右に移動させる。このような作動により２段に相当する突出部の突起３６２ｂがインナーリングのリング溝３７３ｂに逃避して、２段に相当する第２の駆動ギヤ３４２のラチェットにはポール（図１２の「３６１ｂ」）が噛み合うようになる。

【0117】

したがって、入力軸３４０の回転力は、第２の駆動ギヤ３４２を回転させ、これと噛合している第２の被動ギヤ３５２を回転させる。第２の被動ギヤ３５２は、中心に出力軸３３０が固定されているので、出力軸３３０は変速された回転速度を出力することになる。

【0118】

前記出力軸３３０を、例えば、電気自動車の前輪軸または後輪軸と連結して変速された回転速度を伝達するか、電動バイクや電動自転車の駆動スプロケットと連結してチェーンを介して後輪に変速された回転速度を伝達する。

【0119】

また、搭乗者が３段への変速を行うためには、コントローラ３７０を操作してポール（図１２の「３７１ａ」）を出力軸３３０の外周面に突出させて、３段に相当する第３の被動ギヤ３５３のラチェットに噛み合わせる。

【0120】

したがって、入力軸３２０の回転力は、入力軸に固定された第３の駆動ギヤ３４３を回転させ、これに噛合している第３の被動ギヤ３５３を回転させる。第３の被動ギヤ３５３は、中心にポール３７１ａによって出力軸３３０が結合されているので、出力軸３３０は、第３の被動ギヤ３５３と連動して変速された回転速度を出力する。
図１７は、本発明による第４の実施形態を示すものである。

【0121】

同図に示すように、入力軸４２０の一方の端にはシフトクラッチ４１０が配備され、入力軸４２０には係止突起が形成され、シフトクラッチ４１０には係止溝が形成されるのは、図１２に示す実施形態と同様である。また、コントローラ４６０の構造は、図１５に示すものと同様である。

【0122】

ただし、前記入力軸４２０は、４つの駆動ギヤ４３０を貫通し、駆動ギヤ４４０と噛み合う４つのポールＰ１～Ｐ４が出没可能に配備されていて、コントローラ４６０の制御により結合または解除可能である。

【0123】

これとは異なり、出力軸４３０には、被動ギヤ４５０が結合されており、ポールが配備されていない。
したがって、アウターリング４６４及びインナーリング４６３を備えるコントローラ４６０も、出力軸４３０には配備されず、入力軸４２０にのみ配備される。
図１８は、本発明による第５の実施形態５００を示すものである。

【0124】

図１７に示す実施形態と対比すると、前記出力軸５３０は、４つの被動ギヤ５５０を貫通し、被動ギヤ５５０と噛み合う４つのポールＰ１～Ｐ４が出没可能に配備されていて、コントローラ５７０の制御により結合またはり解除可能である。

【0125】

これとは異なり、入力軸５２０には、駆動ギヤ５４０が結合されており、ポールが配備されていない。
したがって、アウターリング５７４及びインナーリング５７３を備えるコントローラ５７０も、入力軸５２０には配備されず、出力軸５３０にのみ配備される。
但し、シフトクラッチ５１０が入力軸５２０の一方の端に配備されるのは同様である。

【産業上の利用可能性】

【0126】

本発明によれば、自動車やバイクや電動自転車などの交通手段にモータ用変速機を適用した場合、トルク（力）とスピードの両方を満足させ、急な坂道走行に問題がなく、燃費効率を極大化させることができる。
また、発電機や工作機械や電動工具などにも本発明を適用して、モータ及びバッテリの効率を極大化させることができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】