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技術 変速機構

出願人 ジヤトコ株式会社
発明者 丹下宏司
出願日 2015年12月4日 (4年3ヶ月経過) 出願番号 2015-237782
公開日 2017年6月8日 (2年9ヶ月経過) 公開番号 2017-101803
状態 特許登録済
技術分野 歯車・カム 巻き掛け変速機
主要キーワード シャフト用穴 本体溝 回転軸用穴 突出溝 径方向他方 初期付勢力 可動スプロケット 固定スプロケット
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (12)

課題

変速機構において、レシカバを確保しつつピニオンスプロケット自転を確実に抑える。

解決手段

変速機構において動力が入力される回転軸を有する一方の複合スプロケットでは、スプロケット支持部350が、径方向に延びる本体部351と、本体部351の径方向内側端部から軸心C1へ向けて突設された突出部356とを有し、スプロケット用可動放射状溝21が、径方向に延びるとともに本体部351が摺動する本体溝211と、本体溝211の径方向内側端部から軸心C1へ向けて突設され、周方向の寸法が突出部356の周方向の寸法とほぼ同一の突出溝212とを有する。

概要

背景

従来、プライマリプーリセカンダリプーリとに駆動ベルトが巻き掛けられた変速機が開発されている。この変速機では、動力の入力される回転軸と動力の出力される回転軸とのそれぞれに設けられたプーリにおいて可動シーブ推力が付与されることで、各プーリと駆動ベルトとの間に摩擦力が発生する。この摩擦力によって、プーリと駆動ベルトとの間で動力が伝達される。

そのため、変速機において大きな動力が伝達される際には、推力を増大させて摩擦力を確保することが必要となる。その際、推力を発生させるポンプモータといった動力源負荷が上昇することでエネルギー消費の増加を招くおそれがあり、また、構造的滑りが発生する箇所では摩擦損失が増大するおそれがある。
そこで、上記の推力や摩擦力を用いずに、スプロケットチェーンとの噛み合いによって動力を伝達する変速機構が開発されている。

このような変速機構の一つとして、入力側および出力側のそれぞれに、同一半径位置を保ちながら径方向へ移動可能な複数の小さなスプロケット(以下、「ピニオンスプロケット」という)を配設し、これらの複数のピニオンスプロケットで見かけ上の大きなスプロケット(以下、「複合スプロケット」という)を形成し、これらの複合スプロケットに跨って巻き掛けられたチェーンによって動力を伝達するとともに入出力間速度比変速比)を変更する機構が提案されている。この変速機構では、それぞれの複合スプロケットを形成する複数のピニオンスプロケットが、動力の入力される回転軸または動力の出力される回転軸の軸心に対して等距離を維持しながら径方向に可動であって、回転軸と一体に回転するように支持され、回転軸の軸心を中心に回転(公転)する。

詳細には、チェーンの側方に二種のディスクが並設され、これらのディスクのそれぞれに各ピニオンスプロケットに対応した放射状溝が設けられる。二種のディスクとして、回転軸と一体に回転する固定ディスクと回転軸に対して相対回転可能な可動ディスクとが設けられる。また、固定ディスクの放射状溝(以下、「固定放射状溝」という)と可動ディスクの放射状溝(以下、「可動放射状溝」という)とが軸方向視で互いに交差するように配置され、これらの交差箇所それぞれに各ピニオンスプロケットの支持部が挿入される。動力伝達時には、チェーンと噛合するピニオンスプロケットを自転させる入力が働くため、支持部において放射状溝に内挿される部位には、ピニオンスプロケットの自転を防止する回り止めが必要となる。
変速時には、固定ディスクと可動ディスクとの相対角度位相)が変更される。これにより、固定放射状溝と可動放射状溝との交差箇所がそれぞれ径方向に移動し、各交差箇所に挿入された支持部が径方向に移動する。このようにして、ピニオンスプロケットによって形成される複合スプロケットを相似形拡縮させることで、変速比が変更される。(特許文献1参照)。

概要

変速機構において、レシカバを確保しつつピニオンスプロケットの自転を確実に抑える。 変速機構において動力が入力される回転軸を有する一方の複合スプロケットでは、スプロケット支持部350が、径方向に延びる本体部351と、本体部351の径方向内側端部から軸心C1へ向けて突設された突出部356とを有し、スプロケット用可動放射状溝21が、径方向に延びるとともに本体部351が摺動する本体溝211と、本体溝211の径方向内側端部から軸心C1へ向けて突設され、周方向の寸法が突出部356の周方向の寸法とほぼ同一の突出溝212とを有する。

目的

本発明は、上記のような課題に鑑み創案されたものであり、変速機構に関し、レシカバを確保しつつピニオンスプロケットの自転を確実に抑えることを目的の一つとする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

動力が入力または出力される回転軸と、前記回転軸の径方向可動に支持される複数のピニオンスプロケットと、前記回転軸の軸心から等距離を維持させながら前記複数のピニオンスプロケットを前記径方向に同期させて移動させる同期移動機構とを有する複合スプロケットを二組と、前記二組の複合スプロケットに巻き掛けられたチェーンとを備え、前記複数のピニオンスプロケットの何れをも囲み且つ前記複数のピニオンスプロケットの何れにも接する接円半径を変更することによって変速比を変更する変速機構であって、前記同期移動機構は、前記ピニオンスプロケットを支持するスプロケット支持部が挿入されるとともに前記径方向に延びる複数のスプロケット用固定放射状溝が形成され、前記回転軸と一体に回転する固定ディスクと、前記回転軸の軸方向から視て前記スプロケット用固定放射状溝のそれぞれと交差する交差箇所に前記スプロケット支持部が挿入されるとともに前記径方向に延びる複数のスプロケット用可動放射状溝が形成され、前記固定ディスクに対して同心に配置され且つ相対回転可能な可動ディスクとを有し、動力が入力される前記回転軸を有する一方の前記複合スプロケットでは、前記スプロケット支持部が、前記径方向に延びる本体部と、前記本体部の径方向内側端部から前記軸心へ向けて突設された突出部とを有し、前記スプロケット用固定放射状溝および前記スプロケット用可動放射状溝の少なくとも一方が、前記径方向に延びるとともに前記本体部が摺動する本体溝と、前記本体溝の径方向内側端部から前記軸心へ向けて突設され、前記回転軸の周方向の寸法が前記突出部の前記周方向の寸法とほぼ同一の突出溝とを有することを特徴とする変速機構。

請求項2

前記突出部および前記突出溝のそれぞれは、前記周方向の寸法が一定のまま所定の長さに亘って前記径方向に延びていることを特徴とする請求項1に記載の変速機構。

請求項3

前記突出部および前記突出溝のそれぞれは、前記径方向の寸法がほぼ同一であることを特徴とする請求項1または2に記載の変速機構。

請求項4

前記ピニオンスプロケットは、前記チェーンとの噛み合いに必要な複数のギヤ歯を有するセクターギヤ形状のギヤ部を備え、前記スプロケット支持部は、前記スプロケット用固定放射状溝および前記スプロケット用可動放射状溝の何れか一方に挿入される前記本体部と、前記スプロケット用固定放射状溝および前記スプロケット用可動放射状溝の何れか他方に挿入されて前記本体部に突設される軸部とを有し、前記軸部の径方向位置が前記ギヤ歯の径方向位置に対して重複することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の変速機構。

請求項5

前記本体部は、前記ギヤ部が前記スプロケット支持部に対して前記周方向に沿う所定の範囲内で遊動することを許容する遊動許容機構と、前記ギヤ部を前記スプロケット支持部に対して所定の基準位相に向けて位相するギヤ付勢部材を有するギヤ付勢機構とを備えたことを特徴とする請求項4に記載の変速機構。

請求項6

前記複合スプロケットは、前記回転軸に対して前記径方向に可動なロッド支持部に支持され、前記チェーンを案内する複数のガイドロッドを有し、前記固定ディスクには、前記ロッド支持部が内挿されるとともに前記径方向に延びる複数のロッド用固定放射状溝が形成され、前記可動ディスクには、前記ロッド支持部が内挿されるとともに前記径方向に延びる複数のロッド用可動放射状溝が複数形成されたことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の変速機構。

技術分野

0001

本発明は、入力側および出力側のそれぞれで回転軸軸心に対して等距離を維持しながら径方向可動に支持されて公転(回転軸と一体に回転)する複数のスプロケットによって形成される見かけ上の大きなスプロケットをなす複合スプロケットと、これらの複合スプロケットに巻き掛けられたチェーンとによって動力を伝達する変速機構に関する。

背景技術

0002

従来、プライマリプーリセカンダリプーリとに駆動ベルトが巻き掛けられた変速機が開発されている。この変速機では、動力の入力される回転軸と動力の出力される回転軸とのそれぞれに設けられたプーリにおいて可動シーブ推力が付与されることで、各プーリと駆動ベルトとの間に摩擦力が発生する。この摩擦力によって、プーリと駆動ベルトとの間で動力が伝達される。

0003

そのため、変速機において大きな動力が伝達される際には、推力を増大させて摩擦力を確保することが必要となる。その際、推力を発生させるポンプモータといった動力源負荷が上昇することでエネルギー消費の増加を招くおそれがあり、また、構造的滑りが発生する箇所では摩擦損失が増大するおそれがある。
そこで、上記の推力や摩擦力を用いずに、スプロケットとチェーンとの噛み合いによって動力を伝達する変速機構が開発されている。

0004

このような変速機構の一つとして、入力側および出力側のそれぞれに、同一半径位置を保ちながら径方向へ移動可能な複数の小さなスプロケット(以下、「ピニオンスプロケット」という)を配設し、これらの複数のピニオンスプロケットで見かけ上の大きなスプロケット(以下、「複合スプロケット」という)を形成し、これらの複合スプロケットに跨って巻き掛けられたチェーンによって動力を伝達するとともに入出力間速度比変速比)を変更する機構が提案されている。この変速機構では、それぞれの複合スプロケットを形成する複数のピニオンスプロケットが、動力の入力される回転軸または動力の出力される回転軸の軸心に対して等距離を維持しながら径方向に可動であって、回転軸と一体に回転するように支持され、回転軸の軸心を中心に回転(公転)する。

0005

詳細には、チェーンの側方に二種のディスクが並設され、これらのディスクのそれぞれに各ピニオンスプロケットに対応した放射状溝が設けられる。二種のディスクとして、回転軸と一体に回転する固定ディスクと回転軸に対して相対回転可能な可動ディスクとが設けられる。また、固定ディスクの放射状溝(以下、「固定放射状溝」という)と可動ディスクの放射状溝(以下、「可動放射状溝」という)とが軸方向視で互いに交差するように配置され、これらの交差箇所それぞれに各ピニオンスプロケットの支持部が挿入される。動力伝達時には、チェーンと噛合するピニオンスプロケットを自転させる入力が働くため、支持部において放射状溝に内挿される部位には、ピニオンスプロケットの自転を防止する回り止めが必要となる。
変速時には、固定ディスクと可動ディスクとの相対角度位相)が変更される。これにより、固定放射状溝と可動放射状溝との交差箇所がそれぞれ径方向に移動し、各交差箇所に挿入された支持部が径方向に移動する。このようにして、ピニオンスプロケットによって形成される複合スプロケットを相似形拡縮させることで、変速比が変更される。(特許文献1参照)。

先行技術

0006

特開2015−175386号公報

発明が解決しようとする課題

0007

上記のような構成の変速機構において、ピニオンスプロケットの移動長さを伸長してレシオカバレッジ(以下、「レシカバ」と略称する)の拡大を図る場合には、複合スプロケットの外径は他の構造物等の制約から拡大することが困難である。そのため、ピニオンスプロケットが径方向で最も内周側となる状態において、各ピニオンスプロケットどうしをより近接させる(即ち、各ピニオンスプロケットを複合スプロケットの回転中心へより近接させる)構成とすることが考えられる。そこで、チェーンと噛合っていない歯を省略したセクターギヤ扇形歯車)形状のピニオンスプロケットを用いることが検討されている。
このようなセクターギヤ形状のピニオンスプロケットを用いた場合、スプロケットの回り止め機構としては、ピニオンスプロケットの支持部を特許文献1の図4案内部材59として開示された矩形状とし、それに対応したほぼ長方形の放射状溝を用いることが考えられる。

0008

ところで、変速機では変速比が最Lowである場合には、動力伝達経路において下流側よりも上流側のギヤ機構で大きなトルクが伝達される。そのため、上述した変速機構では、動力の入力される回転軸を有する複合スプロケットのピニオンスプロケットが最も内径側に位置するときに、そのピニオンスプロケットにおける支持部に対して最も大きな回転モーメントが働く。
そこで、ディスクの放射状溝を径方向内側に延長するとともに支持部を径方向に延長することで、変速比が最Lowのときにピニオンスプロケットの自転を確実に抑えることが考えられる。

0009

しかしながら、ディスクでは、周方向に隣接する放射状溝どうしの間隔が径方向内側にいくほど狭まる、即ち、径方向内側では放射状溝が密集することから、放射状溝どうしの間隔の確保あるいは放射状溝どうしの干渉を避けるためには、放射状溝を径方向内側に延長することが困難である。翻って、支持部を径方向に延長するだけでは、ピニオンスプロケットの回り止め機能は向上するものの、延長された本体部の径方向移動領域が狭まり、レシカバが制限されてしまう。したがって、レシカバを確保しつつピニオンスプロケットの自転を確実に抑えることは困難である。

0010

本発明は、上記のような課題に鑑み創案されたものであり、変速機構に関し、レシカバを確保しつつピニオンスプロケットの自転を確実に抑えることを目的の一つとする。
なお、ここでいう目的に限らず、後述する〔発明を実施するための形態〕に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的として位置づけることができる。

課題を解決するための手段

0011

(1)本発明の変速機構は、動力が入力または出力される回転軸と、前記回転軸の径方向に可動に支持される複数のピニオンスプロケットと、前記回転軸の軸心から等距離を維持させながら前記複数のピニオンスプロケットを前記径方向に同期させて移動させる同期移動機構とを有する複合スプロケットを二組と、前記二組の複合スプロケットに巻き掛けられたチェーンとを備え、前記複数のピニオンスプロケットの何れをも囲み且つ前記複数のピニオンスプロケットの何れにも接する接円半径を変更することによって変速比を変更する。
前記同期移動機構は、前記ピニオンスプロケットを支持するスプロケット支持部が挿入されるとともに前記径方向に延びる複数のスプロケット用固定放射状溝が形成されて前記回転軸と一体に回転する固定ディスクと、前記回転軸の軸方向から視て前記スプロケット用固定放射状溝のそれぞれと交差する交差箇所に前記スプロケット支持部が挿入されるとともに前記径方向に延びる複数のスプロケット用可動放射状溝が形成されて前記固定ディスクに対して同心に配置され且つ相対回転可能な可動ディスクとを有する。
さらに、動力が入力される前記回転軸を有する一方の前記複合スプロケットでは、前記スプロケット支持部が、前記径方向に延びる本体部と、前記本体部の径方向内側端部から前記軸心へ向けて突設された突出部とを有する。そのうえ、前記スプロケット用固定放射状溝および前記スプロケット用可動放射状溝の少なくとも一方が、前記径方向に延びるとともに前記本体部が摺動する本体溝と、前記本体溝の径方向内側端部から前記軸心へ向けて突設され、前記回転軸の周方向の寸法が前記突出部の前記周方向の寸法とほぼ同一の突出溝とを有することを特徴としている。

0012

(2)前記突出部および前記突出溝のそれぞれは、前記周方向の寸法が一定のまま所定の長さに亘って前記径方向に延びていることが好ましい。
(3)前記突出部および前記突出溝のそれぞれは、前記径方向の寸法がほぼ同一であることが好ましい。
(4)前記ピニオンスプロケットは、前記チェーンとの噛み合いに必要な複数のギヤ歯を有するセクターギヤ形状のギヤ部を備え、前記スプロケット支持部は、前記スプロケット用固定放射状溝および前記スプロケット用可動放射状溝の何れか一方に挿入される前記本体部と、前記スプロケット用固定放射状溝および前記スプロケット用可動放射状溝の何れか他方に挿入されて前記本体部に突設される軸部とを有し、前記軸部の径方向位置が前記ギヤ歯の径方向位置に対して重複することが好ましい。
(5)前記本体部は、前記ギヤ部が前記スプロケット支持部に対して前記周方向に沿う所定の範囲内で遊動することを許容する遊動許容機構と、前記ギヤ部を前記スプロケット支持部に対して所定の基準位相に向けて位相するギヤ付勢部材を有するギヤ付勢機構とを備えることが好ましい。
(6)前記複合スプロケットは、前記回転軸に対して前記径方向に可動なロッド支持部に支持され、前記チェーンを案内する複数のガイドロッドを有することが好ましい。この場合、前記固定ディスクには、前記ロッド支持部が挿入されるとともに前記径方向に延びる複数のロッド用固定放射状溝が形成され、前記可動ディスクには、前記ロッド支持部が挿入されるとともに前記径方向に延びる複数のロッド用可動放射状溝が複数形成される。

発明の効果

0013

本発明の変速機構によれば、本体部および本体溝の径方向内側端部から突出部および突出溝が軸心へ向けて突出するため、放射状溝どうしの間隔が確保される。そのうえ、変速比が最Lowのときに、スプロケット支持部と放射状溝とが周方向に力を授受する径方向寸法が確保(増大)される。したがって、レシカバを確保しつつピニオンスプロケットの自転を確実に抑えることができる。

図面の簡単な説明

0014

図1は、本発明の一実施形態にかかる変速機構を示す径方向断面図である。この図1には、白抜きの矢印で公転方向を示す。
図2は、本発明の一実施形態にかかる変速機構を模式的に示す軸方向断面図である。
図3は、図2の一部(領域A)を拡大して示す断面図である。
図4は、本発明の一実施形態にかかる変速機構のピニオンスプロケットの一つを取り出して示す分解斜視図である。
図5は、本発明の一実施形態にかかる変速機構の要部を示す分解斜視図である。この図5は、図3に対応する要部を分解して示す。
図6は、本発明の一実施形態にかかる変速機構のピニオンスプロケットの一つを取り出してギヤ歯および支持部に着目して示す要部側面図である。
図7は、本発明の一実施形態にかかる変速機構の可動ディスクに着目して示す側面図である。
図8は、本発明の一実施形態にかかる変速機構の固定ディスクに着目して示す側面図である。
図9は、本発明の一実施形態にかかる変速機構において固定ディスクおよび可動ディスクによって径方向に同期して移動されるピニオンスプロケットおよびガイドロッドを説明する図である。この図9では、(a),(b),(c)の順に接円が大きくなっている。なお、図9には、(a)に接円が最も小さいときのものを示し、(c)に接円が最も大きいときのものを示す。
図10は、図3の矢視B−Bを示す径方向断面図である。
図11は、本発明の一実施形態にかかる変速機構の回転部およびカム溝を示す要部拡大図である。この図11は、図3の矢視C−Cを拡大して示す要部拡大図である。

実施例

0015

図面を参照して、本発明の変速機構に関する実施の形態を説明する。たとえば、本変速機構は車両用変速機に適用される。
この変速機構は、動力の入力される回転軸(入力軸)を有する一方の複合スプロケットと、動力の出力される回転軸(出力軸)を有する他方の複合スプロケットと、これらの複合スプロケットに巻き掛けられて一方から他方の複合スプロケットに動力を伝達するチェーンとを備えている。各複合スプロケットは、チェーンと噛み合う複数のピニオンスプロケットを有する。これらのピニオンスプロケットは、回転軸の軸心から等距離を維持しながら径方向に同期して移動し、また、回転軸の軸心まわりに公転する。

0016

以下の実施形態では、回転軸の軸心あるいはこの軸心に平行な方向を軸方向とし、軸方向に直交するとともにチェーンの幅方向中心を通って動力伝達方向に延びる仮想的な線として動力伝達線を定め、回転軸の軸心を基準に径方向および周方向のそれぞれを定める。
軸方向については、チェーンに対して近接する側を軸方向内側と呼び、チェーンに対して離隔する側を軸方向外側と呼ぶ。さらに、動力伝達線を基準として、軸方向の一方(以下、「軸方向一方」という)および他方(以下、「軸方向他方」という)を定める。すなわち、軸方向一方と軸方向他方とがチェーンを挟んで互いに反対側にある。

0017

径方向については、回転軸の軸心に対して近接する側を径方向内側(あるいは「内周側」)と呼び、回転軸の軸心に対して離隔する側を径方向外側(あるいは「外周側」)と呼ぶ。さらに、回転軸の軸心を基準として、径方向の一方(以下、「径方向一方」という)および他方(以下、「径方向他方」という)を定める。すなわち、径方向一方と径方向他方とが回転軸の軸心を挟んで互いに反対側にある。

0018

周方向については、変速機構において回転軸が回転する方向あるいはピニオンスプロケットが回転軸の軸心まわりに公転する方向を基準に進角側および遅角側を定める。ここでいう進角側とは、回転駆動源回転位相が早い側であること(たとえば内燃機関における点火時期)に由来することから、公転する方向とは逆側を意味する。なお、遅角側は、進角側とは反対側(公転する方向)を意味する。
図面では、軸方向一方を「X1」と示し、軸方向他方を「X2」と示し、径方向内側を「Y1」と示し、径方向外側を「Y2」と示し、遅角側を「Z1」と示し、進角側を「Z2」と示す。

0019

〔I.一実施形態〕
以下、一実施形態にかかる変速機構について説明する。
[1.構成]
まず、変速機構の構成を説明する。
図1に示すように、変速機構では、二組の複合スプロケット3,3にチェーン4が巻き掛けられている。このチェーン4としては、図1に例示するサイレントチェーンに限らず、ローラチェーンリーフチェーンといった公知のものを用いることができる。

0020

この変速機構では、入力側の複合スプロケット3(図1では右方に示す)から出力側の複合スプロケット3(図1では左方に示す)にチェーン4を介して回転動力が伝達される。
入力側の複合スプロケット3には、動力の入力される回転軸1が設けられている。また、出力側の複合スプロケット3には、動力の出力される回転軸1が設けられている。これらの複合スプロケット3,3は、動力の伝達方向の違い(即ち、動力の伝達方向が入力側か出力側かの違い)を除いてそれぞれ同様に構成されている。そこで、主に入力側の複合スプロケット3の構成を説明する。

0021

複合スプロケット3には、回転軸1のほか、チェーン4と噛み合って動力を伝達する複数のピニオンスプロケット30と、チェーン4を案内(ガイド)する複数のガイドロッド40とが設けられる。ピニオンスプロケット30およびガイドロッド40は、回転軸1と一体に回転するように支持され、回転軸1の軸心C1を中心に公転する。また、ピニオンスプロケット30およびガイドロッド40は、軸方向から視て多角形頂点をなすようにして、見かけ上の大きなスプロケットを形成する。ここでは、周方向に沿って等間隔に六つのピニオンスプロケット30が配置され、周方向に隣接するピニオンスプロケット30の間のそれぞれに二本のガイドロッド40が配置されて、十八角形の仮想的なスプロケットが形成される。

0022

さらに、複合スプロケット3には、回転軸1の軸心C1から等距離を維持させながらピニオンスプロケット30およびガイドロッド40を径方向に同期させて移動させる同期移動機構50(図2参照)が設けられている。この同期移動機構50によって、ピニオンスプロケット30およびガイドロッド40が径方向に同期して移動することで、複合スプロケット3の外径が変動し、変速機構の変速比が変更される。

0023

複合スプロケット3の外径とは、ピニオンスプロケット30の何れにも外周から接する円(以下、「接円」という)Aの直径を意味する。そのため、複合スプロケット3の外径は、接円Aの半径に対応するのはもちろん、回転軸1の軸心C1に対する多角形の頂点の距離に対応しており、また、チェーン4の巻き掛け半径に対応している。
図1のピニオンスプロケット30およびガイドロッド40ならびにチェーン4は、入力側の接円Aが最小であって出力側の接円Aが最大、即ち、変速比が最Lowの状態のものを実線で示し、反対に、入力側の接円Aが最大であって出力側の接円Aが最小、即ち、変速比が最Highの状態のものを二点鎖線で示す。

0024

図2および図5に示すように、同期移動機構50には、回転軸1と一体に回転する固定ディスク10と、回転軸1に対して相対回転可能な可動ディスク20と、固定ディスク10に対して可動ディスク20を相対回転駆動する相対回転駆動機構60とが設けられる。
相対回転駆動機構60には、軸心C1まわりに回転する回転系の構成として二種の回転部19,29が設けられている。回転部19,29のうち一方は、固定ディスク10と一体に回転する固定回転部19であり、他方は、可動ディスク20と一体に回転する可動回転部29である。そのほか、相対回転駆動機構60には、軸方向に力を授受する軸方向力授受系の構成が設けられている。

0025

変速機構における回転系の構成は、回転軸1と一体に回転するように固定される固定系の構成と、回転軸1に対して相対回転可能な可動系の構成と、回転軸1の軸心C1まわりに公転する公転系の構成とに大別される。固定系の構成として、固定ディスク10および固定回転部19が設けられ、可動系の構成として、可動ディスク20および可動回転部29が設けられ、公転系の構成として、ピニオンスプロケット30およびガイドロッド40が設けられる。

0026

固定系の各構成である固定ディスク10および固定回転部19ならびに可動系の各構成である可動ディスク20および可動回転部29は、回転軸1の軸心C1と同心であって、動力伝達線C2(図2参照)を基準として対称に軸方向一方および軸方向他方のそれぞれに対向して配置される。
また、軸方向内側から可動ディスク20,固定ディスク10の順に並設されている。すなわち、軸方向一方および軸方向他方の可動ディスク20が向かい合って設けられている。可動ディスク20の軸方向内側では、チェーン4がピニオンスプロケット30およびガイドロッド40に巻き掛けられている。

0027

さらに、ディスク10,20の軸方向外側に二種の回転部19,29が設けられる。これらの回転部19,29は、回転軸1の軸心C1と同心に設けられ、固定回転部19の外周に可動回転部29が配置される。
以下の説明では、回転系の構成を公転系の構成,可動系の構成,固定系の構成の順に説明した後に、軸方向力授受系の構成を述べる。

0028

〔1−1.公転系の構成〕
上述したように、回転軸1の軸心C1まわりに公転する公転系の構成として、ピニオンスプロケット30およびガイドロッド40が設けられる。なお、説明の便宜ために図2および図3では、ピニオンスプロケット30やガイドロッド40を同断面に示している。
〔1−1−1.ピニオンスプロケット〕
図1に示すように、ここでは六つのピニオンスプロケット30が設けられている。具体的には、第一ピニオンスプロケット301,第二ピニオンスプロケット302,第三ピニオンスプロケット303,第四ピニオンスプロケット304,第五ピニオンスプロケット305,第六ピニオンスプロケット306の順に、ピニオンスプロケット30が間隔をおいて配置される。なお、図1では、チェーン4と噛み合うピニオンスプロケット30のうち最も遅角側に第1ピニオンスプロケット301を示している。

0029

これらのピニオンスプロケット301,302,303,304,305,306は、配置箇所が異なる点を除いて、同様に構成されている。そこで、第一ピニオンスプロケット301に着目して説明する。
図4に示すように第一ピニオンスプロケット301は、チェーン4と噛み合うギヤ歯311を有するギヤ部310と、ギヤ部310を支持するスプロケット支持部330との二つに大別される。これらのギヤ部310とスプロケット支持部330とは別体に設けられている。なお、図4では、軸方向一方の部材や部位に符号を付し、軸方向他方の部材や部位の符号は省略する。

0030

〈ギヤ部〉
ギヤ部310は、セクターギヤ(扇形歯車)形状に形成されている。このギヤ部310には、チェーン4との噛み合いに必要な複数のギヤ歯311とその基部312とが設けられている。また、ギヤ部310には、これらのギヤ歯311および基部312に対して軸方向外側のそれぞれ(軸方向一方および軸方向他方)に、スプロケット支持部330と周方向に摺接する摺接部320が設けられる。ギヤ歯311および基部312は、可動ディスク20よりも軸方向内側に配置され、摺接部320は、可動ディスク20(図2参照)の位置する軸方向領域のうち軸方向内側に配置される。これらのギヤ歯311,基部312,摺接部320は一体に設けられる。

0031

ギヤ歯311は、径方向外側に突出して設けられる。ここでは、3丁のギヤ歯311が設けられる。これらのギヤ歯311は、周方向に沿って並んで配置される。
基部312は、ギヤ歯311に対して径方向内側に設けられる。この基部312は、ギヤ歯311よりも軸方向寸法が長く形成され、軸方向端部のそれぞれがギヤ歯311から突出する。基部312の軸方向端部のそれぞれには、摺接部320が結合されている。

0032

摺接部320は、軸方向から視て扇形をなす。ここでいう扇形とは、二本の半径とこれらの間の二つの円弧とで囲まれる形状を意味する。一方の円弧は径方向内側に配置され、他方の円弧は径方向外側に配置される。これらの円弧は、周方向に沿って設定されている。そのため、摺接部320には、周方向に延びる一対の摺接面(外表面)321が形成される。具体的には、摺接部320において、径方向外側に外側摺接面322が形成され、径方向内側に内側摺接面323が形成される。

0033

さらに、摺接部320には、リターンスプリング(ギヤ付勢部材)390の一部を収容する収容部324が周方向に沿って設けられている。ここでは、リターンスプリング390として圧縮スプリングが用いられている。
具体的には、遅角側に設けられた遅角側収容部325と進角側に設けられた進角側収容部326との二種の収容部324が凹設されている。図4では、一つの遅角側収容部325と二つの進角側収容部326とが軸方向一方に設けられるものを例示する。ただし、軸方向他方に示すように、二つの遅角側収容部と一つの進角側収容部とが設けられてもよい。

0034

遅角側収容部325には、ギヤ部310を進角側に付勢する進角付勢用スプリング(第一スプリング)391が収容される。また、進角側収容部326には、ギヤ部310を遅角側に付勢する遅角付勢用スプリング(第二スプリング)392が収容される。
ここでは、後述する溝穴部352の周方向中央に摺接部320が位置した状態において、進角付勢用スプリング391の付勢力と遅角付勢用スプリング392の付勢力とが等しくなるように設定される。そのため、周方向の力(外力)がギヤ部310に働いていなければ、スプリング391,392の付勢力(内力)が打ち消しあって、溝穴部352の周方向中央に摺接部320が位置する。あるいは、ギヤ部310が進角側または遅角側に変位するほど、溝穴部352の周方向中央へ向けて摺接部320を付勢する力が大きくなる。つまり、外力の解放時に、溝穴部352の周方向中央に摺接部320の位置が収束するように、リターンスプリング390が摺接部320を付勢する。

0035

〈スプロケット支持部〉
スプロケット支持部330は、軸方向外側から順に、固定スプロケット支持部340,可動スプロケット支持部350,連結部材360の三つに大別される。固定スプロケット支持部340は、固定ディスク10と軸方向位置が重複して配置され、可動スプロケット支持部350は、可動ディスク20と軸方向位置が重複して配置され、連結部材360は、可動ディスク20よりも軸方向内側に配置される。すなわち、固定スプロケット支持部340および可動スプロケット支持部350が軸方向一方および軸方向他方のそれぞれに設けられ、一つの連結部材360が軸方向一方および軸方向他方に跨って設けられる。これらの固定スプロケット支持部340,可動スプロケット支持部350は、連結部材360によって一体に結合される。

0036

固定スプロケット支持部340は、軸部341および軸受け342で構成され、両者が軸心C3と同心に設けられている。軸部341は、可動スプロケット支持部350から軸方向外側に突出して円柱状に設けられ、軸受け342は、軸部341の外周で円筒状に設けられる。図4では、多数のニードルベアリングが内周に配置された軸受け342を例示している。
この固定スプロケット支持部340では、ギヤ歯311の径方向位置に対して軸部341の径方向位置が重複するように設けられる。更に言えば、図6に例示するように、チェーン4に対してギヤ歯311が噛合する径方向位置と軸部341および軸受け342の軸心C3の径方向位置とが一致していることが好ましい。

0037

図4に示すように、可動スプロケット支持部350では、本体部351の径方向内側端部から径方向内側へ向けて突出部356が設けられている。また、本体部351の幅(周方向寸法)W1よりも突出部356の幅(周方向寸法)W2のほうが狭い。この突出部356は、所定の長さ(径方向の寸法)Lに亘って幅W2が一定のまま径方向に延びている。同様に、本体部351も幅W1が一定のまま径方向に延びている。なお、突出部356における径方向外側の部位が、径方向内側に向かうにつれて幅を連続的に狭める形状としてもよい。

0038

本体部351には、スプロケット支持部330の摺接部320を収容する溝穴部352が軸方向内側に凹設されている。
この溝穴部352は、軸方向から視て扇形をなす。溝穴部352がなす扇形は、摺接部320がなす扇形に対応する形状に形成され、一方の円弧は径方向内側に配置され、他方の円弧は径方向外側に配置されている。そのため、溝穴部352には、接円Aの周方向に延びる一対の摺接面(内表面)353が形成される。具体的には、溝穴部352において、径方向外側に外側摺接面354が形成され、径方向内側に内側摺接面355が形成される。更に言えば、外側摺接面354の径方向内側に摺接部320の外側摺接面322が摺接し、内側摺接面355の径方向外側に摺接部320の内側摺接面323が摺接することで、溝穴部352において摺接部320が摺動することができるようになっている。

0039

このように摺接部320の摺接面322,323が摺動することから、溝穴部352がなす扇形は、摺接部320がなす扇形よりも周方向寸法(円弧長)が長い。すなわち、扇形の中心角が摺接部320よりも溝穴部352のほうが大きいので、溝穴部352に収容された摺接部320の進角側および遅角側(周方向の一方および他方)のそれぞれには空間が形成される。換言すれば、摺接部320は、進角側および遅角側に形成される空間の周方向寸法分だけしか摺動することができず、それ以上の摺動は制限される。

0040

突出部356には、連結部材360の軸方向端部が嵌め込まれる嵌装穴357が設けられている。そのため、軸方向一方および軸方向他方の可動スプロケット支持部350の突出部356どうしが、連結部材360によって連結される。

0041

〈各種機構〉
さらに、第一ピニオンスプロケット301には、スプロケット支持部330に対してギヤ部310が遊動することを許容する遊動許容機構370と、スプロケット支持部330に対する所定の基準位相に向けてギヤ部310を付勢するギヤ付勢機構380とが設けられる。
遊動許容機構370は、可動スプロケット支持部350の溝穴部352と、ギヤ部310の摺接部320とから構成される。この遊動許容機構370は、所定の基準位相に対してギヤ部310の遊動を所定の範囲内で許容する。

0042

ここでいう所定の基準位相とは、溝穴部352の周方向中央に摺接部320が配置された状態におけるギヤ部310の位相である。すなわち、ギヤ部310が進角側へも遅角側へも等しく遊動することのできる位相として、所定の基準位相が設定される。
また、所定の範囲とは、所定の基準位相に対して、進角側および遅角側のそれぞれにギヤ歯311の半歯分の範囲である。そのため、最も遅角側または最も進角側にギヤ部310が位置していれば、進角側または遅角側へのギヤ部310の遊動がギヤ歯311の一歯分まで許容される。この所定の範囲は、溝穴部352に配置された摺接部320に対して進角側および遅角側に形成される空間の周方向寸法、即ち、摺接部320の摺接が許容される寸法に対応している。そのため、溝穴部352の周方向中央に配置された摺接部320を基準とすれば、この摺接部320に対して進角側の空間および遅角側の空間のそれぞれが、ギヤ歯311の半歯分に対応する周方向寸法に設定される。

0043

ギヤ付勢機構380には、可動スプロケット支持部350の溝穴部352とギヤ部310の摺接部320とに加えて、リターンスプリング390が設けられる。このギヤ付勢機構380は、上述した所定の基準位相に向けて、リターンスプリング390の付勢力でギヤ部310を付勢する。
上述したように、リターンスプリング390は、進角付勢用スプリング391で摺接部320を進角側に付勢するとともに遅角付勢用スプリング392で摺接部320を遅角側に付勢することで、所定の基準位相に向けて進角側および遅角側の双方からギヤ部310を付勢する。

0044

〔1−1−2.ガイドロッド〕
図1に示すように、複数のガイドロッド40は、巻き掛けられるチェーン4の軌道円軌道に近づけて、チェーン4を案内するものである。なお、ガイドロッド40は、チェーン4と噛み合わず、動力を伝達しない。
図3および図5に示すように、ガイドロッド40のそれぞれには、ロッド支持部41の外周に円筒状のガイド部材42が設けられている。このガイドロッド40の軸方向端部40aには、ガイド部材42からロッド支持部41が突出している。この突出したロッド支持部41がディスク10,20に支持される。一方、ガイド部材42の軸方向外側にチェーン4が接触する。

0045

図1に示すように、ガイドロッド40は、第一ガイドロッド401および第二ガイドロッド402の二つに大別される。
第一ガイドロッド401は、径方向位置によらずチェーン4を常に案内するのに対して、第二ガイドロッド402は、接円Aが最も大きいときにチェーン4を案内するものの、接円Aが最も小さいときにチェーン4を案内しない。

0046

ガイドロッド401,402の相対的な径方向位置に着目して言えば、接円Aが最も大きいときには、回転軸1の軸心C1に対する距離が等しく、接円Aが最も小さいときには、第一ガイドロッド401よりも第二ガイドロッド402のほうが径方向内側に位置する。
なお、ガイドロッド40やピニオンスプロケット30の数は、多くするほどチェーン4の軌道を真円に近づけて巻き掛け半径の変動が抑えられるものの、製造コストや重量の増加を招くおそれがあるため、これらを考慮して設定することが好ましい。

0047

〔1−2.可動系の構成〕
次に、回転軸1に対して相対回転可能な可動系の構成を説明する。この可動系の構成として、可動ディスク20および可動回転部29が設けられる。さらに、軸方向一方および軸方向他方の可動ディスク20および可動回転部29どうしを連結する軸状の連結シャフト27が可動系の構成として設けられる。

0048

〔1−2−1.可動ディスク〕
図7に示すように、可動ディスク20には、径方向に延びる二種の放射状溝21,22と、これらの放射状溝よりも径方向内側の二種の穴25,26とが設けられる。これらの放射状溝21,22および穴25,26は、可動ディスク20を軸方向に貫通して形成されている。
放射状溝21,22のうち一方は、ピニオンスプロケット30のそれぞれに対応して設けられたスプロケット用可動放射状溝21(一箇所のみに符号を付す)であり、他方は、ガイドロッド40のそれぞれに対応して設けられたロッド用可動放射状溝22(一箇所のみに符号を付す)である。

0049

これらの可動放射状溝21,22は、対応するピニオンスプロケット30,ガイドロッド40を案内するための溝である。したがって、ピニオンスプロケット30,ガイドロッド40の径方向移動経路に沿って可動放射状溝21,22のそれぞれが設けられる。
また、穴25,26のうち一方は、連結シャフト27が挿通される貫通穴25(一箇所のみに符号を付す)であり、他方は、回転軸1の挿通される軸穴26である。回転軸1の軸心C1と同心に軸穴26が設けられ、この軸穴26の径方向外側に貫通穴25が設けられる。

0050

〈可動放射状溝〉
まず、可動放射状溝21,22について説明する。
スプロケット用可動放射状溝21には、ピニオンスプロケット30の可動スプロケット支持部350が挿入される。同様に、ロッド用固定放射状溝12には、ガイドロッド40のロッド支持部41が挿入される。

0051

可動スプロケット支持部350の幅W1およびロッド支持部41の直径に応じて、可動放射状溝21,22の各溝幅が設定されている。詳細には、可動放射状溝21,22の溝幅は、対応する支持部350,41の外径よりもやや大きい。そのため、支持部350,41が可動放射状溝21,22に沿って円滑に移動することができる。
これらの可動放射状溝21,22は、軸方向から視て直線状に設けられている。とりわけ、直線状のスプロケット用可動放射状溝21に幅W1,W2が一定のまま径方向に延びる可動スプロケット支持部350(図4参照)が挿入されることで、ピニオンスプロケット30の回り止め(自転防止)が図られる。

0052

スプロケット用可動放射状溝21は、径方向に沿って設けられている。このスプロケット用可動放射状溝21では、本体溝211の径方向内側端部から軸心C1へ向けてから径方向内側へ向けて突出溝212が突出して設けられている。すなわち、スプロケット用可動放射状溝21の内周端部21aに突出溝212が設けられている。突出溝212の溝幅W2′は、本体溝211の溝幅W1′よりも狭く設定されている。

0053

本体溝211の溝幅W1′は、本体部351の幅W1とほぼ同一であり、突出溝212の溝幅W2′は、突出部の幅W2とほぼ同一である。厳密に言えば、本体溝211の溝幅W1′よりも本体部351の幅W1のほうが僅かに狭く、同様に、突出溝212の溝幅W2′よりも突出部の幅W2のほうが僅かに狭い。そのため、本体溝211の内部を本体部351が円滑に移動(摺動)することができ、突出溝212に対して突出部356が径方向に出入りすることができる。
また、突出溝212は、所定の長さ(径方向の寸法)Lに亘って溝幅W2′が一定のまま径方向に延びている。この所定の長さLは、可動スプロケット支持部350における突出部356の所定の長さL(図4参照)とほぼ同一に設定される。突出溝212の形状は、可動スプロケット支持部350の突出部356に対応した形状に形成される。

0054

変速比が最Lowのときには、入力側の複合スプロケット3において接円Aが最も小さくなることから、そのスプロケット用可動放射状溝21の内周端部21aに可動ピニオンスプロケット支持部350が位置する。このとき、可動ピニオンスプロケット支持部350の突出部356は、突出溝212の内部に位置する。そのため、突出溝212および突出部356どうしは、径方向に沿う所定の長さLに亘って面状(軸方向から視れば線状)に接触する。したがって、突出溝212と突出部356との間で周方向の力を授受する。同様に、本体溝211と本体部351とが面状に接触して周方向の力を授受する。

0055

さらに、ロッド用可動放射状溝22は、第一ガイドロッド401が支持される第一ロッド用可動放射状溝23と、第二ガイドロッド402が支持される第二ロッド用可動放射状溝24との二つに大別される。
第一ロッド用可動放射状溝23の内周端部23aは、第二ロッド用可動放射状溝24の内周端部24aよりも、回転軸1の軸心C1に対する距離が遠く、径方向外側に位置する。これに対して、第一ロッド用可動放射状溝23の外周端部23bから回転軸1の軸心C1に対する距離と第二ロッド用可動放射状溝24の外周端部24bから回転軸1の軸心C1に対する距離とは等しい。

0056

〈可動ディスクの穴〉
次に、可動ディスク20の穴25,26について説明する。
貫通穴25には、連結シャフト27が挿通される。そのため、連結シャフト27の本数に合わせた数(ここでは三つ)の貫通穴25(一箇所のみに符号を付す)が設けられる。これらの貫通穴25は、周方向に沿って等間隔に配置されている。
貫通穴25の内径は、連結シャフト27の外径に見合った大きさに設定される。

0057

軸穴26は、回転軸1が挿通される軸穴である。この軸穴26の内径は、回転軸1の外径よりもやや大きく設定される。軸穴26に挿通された状態の回転軸1は、可動ディスク20に対して結合されておらず、独立して回転することができる。逆に言えば、可動ディスク20は、回転軸1に対して相対回転可能である。

0058

〔1−2−2.可動回転部〕
図3図5および図10に示すように、可動回転部29は、固定回転部19の外周に配置される円筒状の部材である。この可動回転部29には、軸方向に延びる可動カム溝29aが設けられている。この可動カム溝29aは、図11に示すように、径方向から視て回転軸1の軸心C1と交差するように形成されるとともに円筒壁内外を連通するように穿設されている。
可動カム溝29aは、周方向に沿って等間隔に複数配置されることが好ましい。たとえば、図10に例示するように三箇所に設けられてもよいし、図3に例示するように回転軸1の軸心C1を挟んで向かい合って二箇所あるいは四箇所に設けられてもよい。

0059

〔1−2−3.連結シャフト〕
連結シャフト27は、軸方向に延びて設けられる。この連結シャフト27は、図3に示すように、軸方向外側の第一連結部27aと軸方向内側の第二連結部27bとに大別される。
第一連結部27aは、軸方向一方および軸方向他方のそれぞれにおいて、可動ディスク20と可動回転部29とを結ぶ軸方向領域に位置する。そのため、第一連結部27aによって可動ディスク20と可動回転部29とが一体に回転するように連結される。また、第二連結部27bは、軸方向一方および軸方向他方の可動ディスク20を結ぶ軸方向領域に位置する。そのため、第二連結部27bによって一対の可動ディスク20が一体に回転するように連結される。

0060

このように連結部27a,27bが設けられることから、連結シャフト27は、第二連結部27bを軸方向一方および軸方向他方のそれぞれに延長した領域に第一連結部27aが配置され、第一連結部27aと第二連結部27bとが一体に結合されたものといえる。
ここでは、連結シャフト27の軸方向端部のそれぞれがボルト28によって可動回転部29に固定されている。

0061

連結シャフト27は、周方向に沿って等間隔に複数配置されることが好ましい。たとえば、図1図5図10に例示するように三箇所に設けられてもよいし、図2図3に例示するように回転軸1の軸心C1を挟んで向かい合って二箇所あるいは四箇所に設けられてもよい。
なお、連結シャフト27は、可動カム溝29aと干渉しない位相に配置されるが(図5および図10参照)、説明の便宜のために図2および図3では、可動カム溝29aならびに連結シャフト27およびボルト28を同断面に示す。

0062

〔1−3.固定系の構成〕
続いて、回転軸1と一体に回転する固定系の構成を説明する。この固定系の構成として、固定ディスク10および固定回転部19が設けられる。
〔1−3−1.固定ディスク〕
図8に示すように、固定ディスク10には、径方向に延びる二種の放射状溝11,12と、これらの放射状溝11,12よりも径方向内側の二種の穴15,16とが設けられる。これらの放射状溝11,12および穴15,16は、固定ディスク10を軸方向に貫通して形成されている。

0063

放射状溝11,12のうち一方は、ピニオンスプロケット30のそれぞれに対応して設けられたスプロケット用固定放射状溝11(一箇所のみに符号を付す)であり、他方は、ガイドロッド40のそれぞれに対応して設けられたロッド用固定放射状溝12(一箇所のみに符号を付す)である。
これらの固定放射状溝11,12は、可動放射状溝21,22と同様に、対応するピニオンスプロケット30,ガイドロッド40を案内するための溝である。したがって、ピニオンスプロケット30,ガイドロッド40の径方向移動経路に沿って固定放射状溝11,12のそれぞれが設けられる。

0064

また、穴15,16のうち一方は、連結シャフト27が挿通される貫通穴15(一箇所のみに符号を付す)であり、他方は、回転軸1が挿入される軸穴16である。回転軸1の軸心C1と同心に軸穴16が設けられ、この軸穴16の径方向外側に貫通穴15が設けられる。

0065

〈固定放射状溝〉
まず、固定放射状溝11,12について説明する。
図9に示すように、固定放射状溝11,12のそれぞれは、軸方向から視て可動放射状溝21,22のそれぞれと交差するように形成される。たとえば、入力側の複合スプロケット3では、変速比が最Lowのときに、固定放射状溝11,12と可動放射状溝21,22との交差箇所(以下、「ディスク交差箇所」という)CP1が最も径方向内側に位置する。なお、固定ディスク10の外径と可動ディスク20の外径とは軸方向から視て重複するが、説明の便宜のために図9には、固定ディスク10の外径よりも可動ディスク20の外径をやや小さく示す。

0066

図8に示すように、スプロケット用固定放射状溝11には、ピニオンスプロケット30の固定スプロケット支持部340が挿入される。同様に、ロッド用固定放射状溝12には、ガイドロッド40のロッド支持部41が挿入される。
支持部340,41の直径に応じて、固定放射状溝11,12の各溝幅が設定されている。詳細には、固定放射状溝11,12の溝幅は、対応する支持部340,41の外径よりもやや大きい。そのため、支持部340,41が固定放射状溝11,12に沿って円滑に移動(摺動)することができる。
これらの固定放射状溝11,12は、固定ディスク10と可動ディスク20の相対回転に応じて交差箇所CP1が径方向へ移動するように、径方向に対して傾斜しており、軸方向から視て曲線状に形成されている。

0067

さらに、ロッド用固定放射状溝12は、ロッド用可動放射状溝23,24と同様に、第一ガイドロッド401が支持される第一ロッド用固定放射状溝13と、第二ガイドロッド402が支持される第二ロッド用固定放射状溝14との二つに大別される。
第一ロッド用固定放射状溝13の内周端部13aは、第二ロッド用固定放射状溝14の内周端部14aよりも、回転軸1の軸心C1に対する距離が遠く、径方向外側に位置する。これに対して、第一ロッド用固定放射状溝13の外周端部13bから回転軸1の軸心C1に対する距離と、第二ロッド用固定放射状溝14の内周端部14bから回転軸1の軸心C1に対する距離とは等しい。ここでは、回転軸1の軸心C1に対する距離が等しい箇所で比較したときに、第一ロッド用固定放射状溝13よりも第二ロッド用固定放射状溝14のほうが径方向に対して傾斜して設けられている。

0068

このようにロッド用固定放射状溝13,14およびロッド用可動放射状溝23,24ならびにガイドロッド401,402が設けられるため、接円Aが最大(変速比が最High)のときに、チェーン4を案内するガイド40の本数が確保されることで、チェーン4の巻き掛け半径の変動が抑えられる。よって、安定して動力を伝達することができ、また、騒音の発生を抑制することができる。反対に、接円Aが最小(変速比が最Low)のときに、ガイドロッド40どうしの干渉が確実に回避される。延いては、特にLow側へ変速比を拡げることができ、レシカバを確保することができる。

0069

〈固定ディスクの穴〉
次に、固定ディスク10の穴15,16について説明する。
貫通穴15には、連結シャフト27が挿通される。具体的には、連結シャフト27の第一連結部27aが貫通穴15に挿通される。そのため、連結シャフト27の本数に合わせた数の貫通穴15(ここでは三つ)が設けられる。これらの貫通穴15は、周方向に沿って等間隔に配置されている。

0070

貫通穴15は、固定ディスク10に対して可動ディスク20が相対回転しうる位相分だけ周方向に延びて設けられている。すなわち、貫通穴15は、周方向に沿う長穴である。
図9の(a)に示すように、接円Aが最小(変速比が最Low)のときには、貫通穴15において周方向の一端部15aに連結シャフト27が位置し、反対に、図9の(c)に示すように、接円Aが最大(変速比が最High)のときには、貫通穴15において周方向の他端部15bに連結シャフト27が位置する。このように貫通穴15の内部で連結シャフト27が移動するために、貫通穴15の溝幅(径方向寸法)は、連結シャフト27の第一連結部27aの外径よりも大きく設定される。

0071

図8に示すように、軸穴16は、回転軸1が挿入される軸穴である。この軸穴16の内径は、回転軸1の外径に見合った大きさに設定される。軸穴16に挿入された状態の回転軸1は、固定ディスク10に対して一体に固定される。ここでは、軸方向から視て真円形の軸穴16を例示するが、軸固定穴および回転軸のそれぞれに対応する凹凸形状が周方向に設けられることで、固定ディスク10と回転軸1とが一体に回転されるように構成してもよい。

0072

〔1−3−2.固定回転部〕
図3図5および図10に示すように、固定回転部19は、回転軸1の一部に設けられている。言い換えれば、回転軸1のうちディスク10,20よりも軸方向外側の一部位が、固定回転部19として機能する。この固定回転部19には、軸方向に延びる固定カム溝19aが設けられている。この固定カム溝19aは、回転軸1の軸心C1と平行に凹設されている。
また、固定カム溝19aは、図11に示すように、径方向から視て可動カム溝29aのそれぞれと交差するように形成される。

0073

具体的なカム溝19a,29aの形状は、入力側の複合スプロケット3では、固定カム溝19aと可動カム溝29aとの交差箇所(以下、「カム交差箇所」という)CP2が軸方向内側へ向かうにつれて変速比がLow側(軸方向外側へ向かうに連れて変速比がHigh側)となり、同様に、出力側の複合スプロケット3では、カム交差箇所CP2が軸方向内側へ向かうにつれて変速比がLow側となるように設定されている。
なお、固定カム溝29aの形成箇所形成個数は、可動カム溝29aと同様に、周囲の構成や要求仕様などに応じて設定すればよく、種々の形状や個数のものを採用することができる。

0074

〔1−4.軸方向力授受系の構成〕
最後に、軸方向に力を授受する軸方向力授受系の構成を説明する。ここでは、二組の複合スプロケット3,3のそれぞれに、軸方向力授受系の構成が独立して設けられる。
図2および図5に示すように、軸方向力授受系の構成として、カム交差箇所CP2に挿入されるカムローラ70(図2参照)と、カムローラ70に対して軸方向の力を伝達する変速用フォーク軸方向力伝達部材)80と、変速用フォーク80に対して拡縮バイアス方向後段にて詳述)とは反対方向に初期付勢力を付与するカウンタスプリングカウンタ付勢部材)99と、変速用フォーク80を軸方向に移動させる軸方向移動機構90とが設けられる。この軸方向移動機構90は、変速用フォーク80を軸方向に移動させることでカムローラ70を軸方向に移動させるカムローラ移動機構ともいえる。

0075

さらに、軸方向移動機構90には、送りネジ機構91と、この送りネジ機構91に連動する連動ギヤ機構95と、連動ギヤ機構95を支持するサポート98とが設けられる。そのうえ、送りネジ機構91には、電動モータ92によって回転するネジ軸93に螺合するナット94が設けられる。
回転部19,29と軸方向位置が重複してカムローラ70,変速用フォーク80およびナット94が設けられる。これらのカムローラ70,変速用フォーク80およびナット94から軸方向外側に向けて、サポート98,連動ギヤ機構95、電動モータ92の順に設けられる。カムローラ70,変速用フォーク80,サポート98,連動ギヤ機構95は、動力伝達線C2(図2参照)を基準として対称に軸方向一方および軸方向他方のそれぞれに対向して配置される。ただし、電動モータ92は軸方向一方にだけ配置される。

0076

ネジ軸93は、連動ギヤ機構95,サポート98および変速用フォーク80を貫通して設けられている。
また、カウンタスプリング99の軸心C4と同心のガイドシャフト993(図5参照)が付設されている。ここでは、カウンタスプリング99が径方向一方および径方向他方のそれぞれに配置される。具体的には、軸方向から視て変速用フォーク80の四隅それぞれにカウンタスプリング99およびガイドシャフト993が配置される。なお、図2および図3に示すように、ネジ軸93がカウンタスプリング99のガイドシャフトとして利用(兼用)されてもよい。

0077

上記の軸方向力授受系の各構成に加えて回転系の各構成の配置を列挙すれば、最も軸方向内側に配置されたチェーン4から軸方向外側に向けて、「可動ディスク20」,「固定ディスク10」,「回転部19,29ならびにカムローラ70,変速用フォーク80およびナット94」,「サポート98」,「連動ギヤ機構95」が軸方向一方および軸方向他方のそれぞれに設けられ、さらに軸方向一方において連動ギヤ機構95の軸方向外側に「電動モータ92」が設けられる。

0078

軸方向一方および軸方向他方に跨る構成を軸方向寸法の短い順に挙げれば、「ピニオンスプロケット30およびガイドロッド40」,「連結シャフト27」,「カウンタスプリング99」,「ガイドシャフト993」,「ネジ軸93」である。
具体的には、ピニオンスプロケット30およびガイドロッド40が、軸方向一方および軸方向他方の固定ディスク10を含んでこれらを結ぶ軸方向領域に配置される。また、連結シャフト27が、軸方向一方および軸方向他方の可動回転部29を含んでこれらを結ぶ軸方向領域に配置される。さらに、カウンタスプリング99が、軸方向一方および軸方向他方の変速用フォーク80どうしの軸方向内側に配置され、そのガイドシャフト993が、軸方向一方および軸方向他方の変速用フォーク80を含んでこれらを結ぶ軸方向領域に配置される。そして、ネジ軸93が、軸方向一方および軸方向他方の連動ギヤ機構95を含んでこれらを結ぶ軸方向領域に配置される。
以下の説明では、まずカムローラ70および変速用フォーク80について述べ、続いて軸方向移動機構90,カウンタスプリング99の順に述べる。

0079

〔1−4−1.カムローラおよび変速用フォーク〕
カムローラ70および変速用フォーク80は、固定系の構成に対して可動系の構成を相対回転させるために、軸方向に変位する。具体的には、軸方向に移動させられる変速用フォーク80によってカムローラ70が押圧され、押圧されたカムローラ70が軸方向に変位する。

0080

〈カムローラ〉
図3図10図11に示すように、カムローラ70(一箇所のみに符号を付す)は、径方向に延びる軸状部材で構成されている。このカムローラ70は、カム交差箇所CP2において固定カム溝19aおよび可動カム溝29aのそれぞれに挿入される。さらに、カムローラ70の一端部70aは、可動回転部29から径方向外側に突出して配置される。

0081

回転部19,29は軸心C1まわりに回転するため、カム溝19a,29aに挿入されるカムローラ70も軸心C1まわりに回転(公転)する。ここでは、カムローラ70においてカム溝19a,29aのそれぞれと径方向領域が重複する箇所に、ベアリング外装されている。

0082

〈変速用フォーク〉
図3図5図10に示すように、変速用フォーク80は、ディスク10,20に対して平行なプレート状の部材である。図5および図10では、軸方向から視て四隅の角が落とされた形状の変速用フォーク80を例示する。

0083

この変速用フォーク80には、カムローラ70の径方向外側部を支持するカムローラ支持部81が設けられている。このカムローラ支持部81には、径方向内側に回転部19,29を収容する回転部収容穴811と、この回転部収容穴811に対して径方向外側の全周に凹設された溝部81aとが設けられる。
回転部収容穴811の内径は、可動回転部29の外径よりもやや大きく設定されている。そのため、回転部収容穴811の径方向内側で回転部19,29が回転可能である。

0084

溝部81aの深さ(径方向寸法)は、カムローラ70の一端部70aの突出寸法(径方向寸法)に応じて設定されている。すなわち、カムローラ70の突出寸法よりも径方向寸法がやや長い円環状の空間が溝部81aとして形成される。
この溝部81aには、図3図10に示すように、カムローラ70と転がり接触する転動体81b(一箇所のみに符号を付す)が設けられている。ここでは、複数の転動体81bが溝部81aの全周に並んで配置されている。これらの転動体81bとしては、図3図10に例示するニードルベアリングのほか、ボールベアリングを用いることができる。

0085

さらに、変速用フォーク80には、送りネジ機構91のネジ軸93およびナット94が貫通して配置されるネジ機構用穴801と、ガイドシャフト993の軸方向端部が挿入されるシャフト用穴802(図10参照)とが軸方向に貫通して設けられている。
ネジ機構用穴801は、径方向一方(図5および図10では右上)および径方向他方(図5および図10では左下)のそれぞれに設けられている。また、シャフト用穴802は、カウンタスプリング99の配置に対応しており、ここでは変速用フォーク80の四隅に設けられている。

0086

〔1−4−2.軸方向移動機構〕
図3図5に示すように、軸方向移動機構90には、サポート98によって支持される連動ギヤ機構95を作動させる送りネジ機構91が設けられる。

0087

〈送りネジ機構〉
送りネジ機構91は、電動モータ92によってネジ軸93を回転駆動することで、このネジ軸93に螺合するナット94を軸方向に移動させる。
ネジ軸93は、軸方向一方の部位と軸方向他方の部位とで雄ネジの向きが互いに反対向きに設定されている。このように雄ネジの向きが設定されるのに合わせて、軸方向一方のナット94と軸方向他方のナット94とで雌ネジの向きが反対向きに設定される。たとえば、ネジ軸93における軸方向一方の部位と軸方向一方のナット94とのそれぞれには右ネジが形成され、逆に、ネジ軸93における軸方向他方の部位と軸方向他方のナット94とのそれぞれには左ネジが形成される。

0088

このように雄ネジおよび雌ネジの向きが設定されることで、ネジ軸93を回転駆動させると、軸方向一方および軸方向他方のナット94の何れもが軸方向内側または軸方向外側に移動する。
これらのナット94は、上記のネジ機構用穴801内に配置され、変速用フォーク80に結合(固定)される。すなわち、軸方向一方および軸方向他方のそれぞれに対向して配置された変速用フォーク80は、軸方向移動機構90のネジ軸93およびナット84によって連結されている。

0089

また、ネジ軸93は、径方向一方および径方向他方のそれぞれに設けられる。具体的には、径方向一方の第一ネジ軸931と径方向他方の第二ネジ軸932とが設けられる。これらのネジ軸931,932の回転は、連動ギヤ機構95によって連動する。同様に、ナット94も径方向一方および径方向他方のそれぞれに設けられる。

0090

〈連動ギヤ機構〉
連動ギヤ機構95には、二種のギヤ950,959が設けられている。
二種のギヤ950,959の一方は、ネジ軸93の軸心C5と同心に設けられ、ネジ軸93と一体に回転するように結合されたピニオンギヤ950である。具体的には、第一ピニオンギヤ951が、第一ネジ軸931の軸方向端部に結合され、径方向一方に配置される。また、第二ピニオンギヤ952が、第二ネジ軸932の軸方向端部に結合され、径方向他方に配置される。

0091

二種のギヤ950,959の他方は、回転軸1の軸心C1と同心に設けられ、ピニオンギヤ951,952のそれぞれと噛み合うアイドラギヤ959である。このアイドラギヤ959は、回転軸1との間に軸受けが介装され、回転軸1とは独立して回転する。

0092

〈サポート〉
サポート98は、図示省略する変速機ケースに固定されたプレート状の支持部材である。
このサポート98には、挿通されるネジ軸93のそれぞれを支持する二つのネジ軸用穴980と、挿通される回転軸1を支持する回転軸用穴989とが設けられる。ネジ軸用穴980に対してネジ軸93が回転可能に支持され、同様に、回転軸用穴989に対して回転軸1が回転可能に支持される。

0093

ここでは、図5に例示すように、サポート98は、軸方向から視てZ字状に形成されている。なお、説明の便宜ために図2および図3では、二つのネジ軸用穴980,ネジ軸931,932,ピニオンギヤ951,952といった径方向一方および径方向他方の各要素を同断面に示している。

0094

〔1−4−3.カウンタスプリング〕
カウンタスプリング99は、上述したように、変速用フォーク80に対して拡縮バイアス方向とは反対方向に初期付勢力を付与する付勢部材である。拡縮バイアス方向とは、動力伝達時に接円Aが自ずから拡縮径する方向を意味する。この拡縮バイアス方向は、入力側の複合スプロケット3では接円Aが縮径する方向であり、反対に、出力側の複合スプロケット3では接円Aが拡径する方向である。その理由は、次の通りである。

0095

本変速機構では、最も遅角側でチェーン4に噛み合うピニオンスプロケット30が動力伝達をおもに担う。よって、動力伝達時に、入力側の複合スプロケット3に巻き掛けられたチェーン4には出力側の複合スプロケット3に巻き掛けられたチェーン4よりも広い範囲(巻き掛け領域)に張力が働く。このように張力の働く範囲が異なるため、入力側の複合スプロケット3を縮径させる力(以下、「縮径力」という)が働き、反対に、出力側の複合スプロケット3を拡径させる力(以下、「拡径力」という)が発生する。更に言えば、出力側の複合スプロケット3では、遅角側、即ちチェーン4から外れ直前のピニオンスプロケット3に張力が作用するのみなので、張力による縮径力は微小であるが、遠心力による拡径力が強く働く。遠心力は回転数二乗に比例するので、特に出力側が高速回転するときに大きな拡径力が働くことになる。ただし、遠心力による拡径力は、入力側の複合スプロケットに生じる縮径力よりは小さい。
したがって、入力側の複合スプロケット3では、縮径力によって接円Aが自ずから縮径しようとし、反対に、出力側の複合スプロケット3では、拡径力によって接円Aが自ずから拡径しようとする。

0096

ここでは、入力側の複合スプロケット3において、カム交差箇所CP2が軸方向内側へ向かうにつれて変速比がLow側となるように設定されているため、カム交差箇所CP2に設けられるカムローラ70および変速用フォーク80を軸方向内側へ移動させる力として縮径力が働く。同様に、出力側の複合スプロケット3において、カム交差箇所CP2が軸方向内側へ向かうにつれて変速比がLow側となるように設定されているため、カム交差箇所CP2に設けられるカムローラ70および変速用フォーク80を軸方向内側へ移動させる力として拡径力が働く。したがって、拡縮バイアス方向は、入力側の複合スプロケット3では軸方向内側へ向かう方向であり、同様に、出力側の複合スプロケット3では軸方向内側へ向かう方向である。そのため、入力側の複合スプロケット3におけるカウンタスプリング99として、軸方向外側へ向けて付勢する圧縮スプリングが用いられ、同様に、出力側の複合スプロケット3におけるカウンタスプリング99として、軸方向外側へ向けて付勢する圧縮スプリングが用いられる。

0097

さらに、カウンタスプリング99には、ガイドシャフト993が付設されている。このガイドシャフト993に対して、変速用フォーク80が軸方向に移動可能に設けられる。なお、ガイドシャフト993の軸方向寸法は、最も軸方向外側に位置する変速用フォーク80どうしの軸方向寸法よりも長く、サポート98のそれぞれに干渉(接触)する寸法よりも短く設定される。

0098

[2.作用および効果]
本実施形態の変速機構は、上述のように構成されるため、以下のような作用および効果を得ることができる。
〔2−1.基本的な作用および効果〕
まず、変速機構における基本的な作用および効果について、変速比を変更する場合,ピニオンスプロケット30およびチェーン4が噛み合って動力伝達する場合の順に説明する。

0099

〈変速比を変更する場合〉
変速機構において変速比を変更する場合には、はじめに、電動モータ92を回転駆動することで、第一ネジ軸931を回転させる。このとき、第一ネジ軸931の回転に連動して第一ピニオンギヤ951が回転し、アイドラギヤ959を介して、第二ピニオンギヤ952も回転する。この第二ピニオンギヤ952の回転に連動する第二ネジ軸932も回転する。そして、ネジ軸931,932のそれぞれに螺合する径方向一方および径方向他方のそれぞれに設けられた一対のナット94が軸方向に移動する。具体的には、軸方向一方ならびに軸方向他方のそれぞれにおいて、径方向一方および径方向他方における一対のナット94が軸方向内側または軸方向外側に移動する。

0100

ナット94の移動に伴って、ナット94のそれぞれに結合された変速用フォーク80が、軸方向内側または軸方向外側に移動する。すなわち、軸方向一方および軸方向他方の変速用フォーク80は、径方向一方および径方向他方のそれぞれに設けられたナット94に両持ちされながら、互いに近接または離隔するように変位する。
このとき、軸方向一方で変速用フォーク80を移動させる駆動反力と軸方向他方で変速用フォーク80を移動させる駆動反力とは、ネジ軸931,932を介して互いに反対向きに作用することで相殺される。

0101

さらに、変速用フォーク80には、カウンタスプリング99によって、拡縮バイアス方向とは反対方向に初期付勢力が付勢される。たとえば、入力側の複合スプロケット3における変速用フォーク80には、拡縮バイアス方向が軸方向内側に向かう方向の縮径力が働くのに対して、カウンタスプリング99によって軸方向外側へ向かう初期付勢力が付与される。また、出力側の複合スプロケット3における変速用フォーク80には、拡縮バイアス方向が軸方向内側に向かう方向の拡径力が働くのに対して、カウンタスプリング99によって軸方向外側へ向かう初期付勢力が付与される。よって、拡縮バイアス方向の縮径力および拡径力それぞれの少なくとも一部は、カウンタスプリング99によって相殺される。

0102

続いて、軸方向に移動する変速用フォーク80によって押圧されるカムローラ70が軸方向内側または軸方向外側に移動する。このカムローラ70の軸方向移動に伴って、カム交差箇所CP2が軸方向内側または軸方向外側に移動する。よって、可動回転部29が固定回転部19に対して相対的に回転させられる。
可動回転部29の回転は、連結シャフト27を介して可動ディスク20に伝達され、固定回転部19の回転は、回転軸1を介して固定ディスク10に伝達される。したがって、回転部19,29が相対回転することで、固定ディスク10に対して可動ディスク20が相対的に回転する。これらのディスク10,20の相対回転により、ディスク交差箇所CP1が径方向に移動する。そして、ディスク交差箇所CP1に支持されるピニオンスプロケット30およびガイドロッド40も径方向に移動する。

0103

たとえば、変速比を最Lowの状態から最Highの状態に移行させるときには、入力側の複合スプロケット3において、図9の(a),(b),(c)の順に示すように、ディスク交差箇所CP1に支持されるピニオンスプロケット30およびガイドロッド40が拡径方向に移動する。
このようにピニオンスプロケット30およびガイドロッド40を径方向に移動させることで、複合スプロケット3の外径、即ち、接円Aが拡縮され、変速比が変更される。

0104

〈ピニオンスプロケットおよびチェーンが噛み合って動力伝達する場合〉
つぎに、変速機構において、ピニオンスプロケット30およびチェーン4が噛み合って動力伝達する場合に着目して作用を説明する。
上述のように変速する場合には、周方向に隣接するピニオンスプロケット30間におけるチェーン4の巻掛長が連続的に変動し、複合スプロケット3がなす見かけ上の歯数も連続的に変動する。そのため、ギヤ部310におけるギヤ歯311の位相とチェーン4の位相とが合わないおそれがある。

0105

ここでは、上記のように、互いに位相がズレているギヤ歯311およびチェーン4が噛み合うときの作用を説明する。
チェーン4に噛み合う前のギヤ歯311は、ギヤ付勢機構380のリターンスプリング390に付勢されることで、スプロケット支持部330に対して所定の基準位相をなしている。

0106

続いて、ギヤ歯311は、位相のズレているチェーン4に噛み合うときに、遊動許容機構370によって位相ズレの分だけ周方向に遊動することが許容される。
具体的には、位相のズレているチェーン4によって、進角側または遅角側にギヤ歯311が押圧される。そのため、押圧されるギヤ歯311と一体に設けられる摺接部320も進角側または遅角側に押圧される。押圧された摺接部320は、リターンスプリング390を伸縮させつつ溝穴部352の内部を摺動する。たとえば、ギヤ歯311が進角側に押圧されれば、溝穴部352の内部を摺接部320が進角側に摺動する。このとき、遅角付勢用スプリング392が縮むことで、摺接部320に対する遅角側への付勢力が強まり、進角付勢用スプリング391が伸びることで、摺接部に対する進角側への付勢力が弱まる。つまり、摺接部320に対する所定の基準位相への付勢力が強まる。

0107

このようにギヤ歯311の遊動が許容されることで、チェーン4とギヤ歯311間の位相ズレが吸収され、両者がスムーズに噛み合う。
このギヤ歯311を有するピニオンスプロケット30が公転して、チェーン4に噛み合うピニオンスプロケット30のうち最も遅角側の公転位相となると、動力伝達をおもに担う。

0108

このように動力伝達するときのピニオンスプロケット30では、ピニオンスプロケット30とギヤ歯311間の動力伝達によって、固定スプロケット支持部340の軸心C3まわりにピニオンスプロケット30を自転させる回転モーメントが発生する。この回転モーメントの周方向成分である第一の入力が、チェーン4に対するギヤ歯311の噛合箇所から進角側へ向けて働く。
この第一の入力は、基部312および摺接部320ならびに可動スプロケット支持部330を介して、固定スプロケット支持部340に伝達される。すなわち、第一の入力は、チェーン4およびギヤ歯311の噛合箇所から径方向内側を経たのちに径方向外側に伝達される。このように伝達された第一の入力に対しては、固定スプロケット支持部340を支持するスプロケット用固定放射状溝11の壁面から遅角側へ向かう抗力が働く。

0109

これに対して、固定スプロケット支持部340における軸部341の径方向位置がギヤ歯311の径方向位置に対して重複するように設けられるため、第一の入力の少なくとも一部が抗力によって相殺される。
ただし、変速比が最Lowのときに、入力側の複合スプロケット3では、ピニオンスプロケット30の伝達トルクがとりわけ大きくなることから、固定スプロケット支持部340の軸心C3まわりの回転モーメントも大きくなるおそれがある。

0110

この回転モーメントは、ピニオンスプロケット30を自転させるように働く。具体的には、可動ピニオンスプロケット支持部350の本体部351および突出部356を、径方向に対して傾斜させるように作用する。このとき、本体部351と可動ディスク20の本体溝211とが面状に接触して周方向の力を授受するだけでなく、突出部356と突出溝212とが面状に接触して周方向の力を授受することで、本体溝211の壁面からの回転モーメントに対する抗力が本体部351に作用するのに加えて、突出溝212の壁面からの回転モーメントに対する抗力が突出部356に作用する。

0111

よって、可動ピニオンスプロケット支持部350がスプロケット用可動放射状溝21の壁面にしっかりと受け止められ、ピニオンスプロケット30の自転が確実に抑えられる。
このピニオンスプロケット30が更に公転すると、チェーン4からギヤ歯311が外れて噛み合いが解かれる。そして、ギヤ付勢機構380によって付勢されるギヤ歯311は、所定の基準位相をなす。

0112

〔2−2.詳細な作用および効果〕
続いて、入力側の複合スプロケット3において動力伝達をおもに担うピニオンスプロケット30に着目して、本実施形態にかかる変速機構の作用および効果を詳細に説明する。
(1)本実施形態の変速機構によれば、変速比を変更する場合には、ディスク交差箇所CP1の径方向移動にともなって、スプロケット用可動放射状溝21の本体溝211に対して可動スプロケット支持部350の本体部351が径方向に摺動する。そのため、ピニオンスプロケット30を安定して径方向に移動させることができ、変速性能を向上させることができる。

0113

また、変速比によらず、本体部351と本体溝211との間では、周方向の力が授受される。具体的には、動力伝達時にピニオンスプロケット30を自転させるように働く回転モーメントによって、本体部351が本体溝211の壁面を周方向に押圧するのに対して、本体溝211の壁面が本体部351を周方向に押し返す抗力(以下、「本体抗力」という)が作用する。この本体抗力によって回転モーメントが相殺され、ピニオンスプロケット30の自転を抑えることができる。

0114

さらに、変速比が最Lowであれば、突出部356と突出溝212との間においても周方向の力が授受され、突出部356が突出溝212の壁面を周方向に押圧するのに対して、突出溝212の壁面が突出部356を周方向に押し返す抗力(以下、「突出抗力」という)が作用する。すなわち、周方向に力を授受する径方向寸法が確保(増大)される。したがって、変速比が最Lowのときに大きくなる回転モーメントに対して、本体抗力のみならず突出抗力によっても対抗することができる。よって、これらの本体抗力および突出抗力によって回転モーメントが確実に相殺され、ピニオンスプロケット30の自転を確実に抑えることができる。

0115

仮に、突出溝212が設けられる径方向領域に溝幅W1′のまま本体溝211を延長し、同様に、突出部356が設けられる径方向領域に幅W1のまま本体部351を延長すれば、変速比が最Lowのときの抗力の大きさは確保される。
ところが、径方向内側にいくほど周方向の間隔が狭まって可動放射状溝が密集することから、可動放射状溝どうしの干渉を招くおそれがある。また、本体部351を径方向に延長するだけでは、延長された本体部351の径方向移動領域が狭まり、レシカバが制限されてしまう。

0116

これに対して、本変速機構では、可動スプロケット支持部350において本体部351の幅W1よりも突出部356の幅W2のほうが狭く、同様に、スプロケット用可動放射状溝21において本体溝211の溝幅W1′よりも突出溝212の溝幅W2′のほうが狭い。よって、スプロケット用可動放射状溝21の内周端部21aに設けられた突出溝212は、他の可動放射状溝21,22に対する周方向の間隔が確保される。そのうえ、本体溝211における本体部351の径方向移動領域が確保される。したがって、可動放射状溝21,22どうしの干渉を避けて間隔を確保したうえで、レシカバを確保することができる。

0117

(2)突出部356は、所定の長さLに亘って幅W2が一定のまま径方向に延びており、同様に、突出溝212は、所定の長さLに亘って溝幅W2′が一定のまま径方向に延びている。そのため、変速比が最Lowのときだけでなく、最Lowから所定の長さLに対応する分だけHigh側までは、突出抗力が働く。なお、変速比がHigh側に向かうにつれて、突出抗力が作用する径方向領域は小さくなる。
上記より、変速比が最LowのときだけでなくそのHigh側近傍の変速比においても、本体抗力および突出抗力によって回転モーメントが相殺され、ピニオンスプロケット30の自転をより確実に抑えることができる。

0118

(3)突出部356および突出溝212は何れも所定の長さLに亘って径方向に延びているため、たとえば変速比が最Lowあるいはその周辺のときなどの突出溝212に突出部356が位置する場合に、突出溝212と突出部356とを密着させることができる。よって、ピニオンスプロケット30の自転をより確実に抑えることができる。
(4)動力伝達時における固定スプロケット支持部340の軸部341は、チェーン4に対するギヤ歯311の噛合箇所と同じ径方向位置(以下、「噛合径方向位置」という)から進角側へ向けて、駆動力に対応する第一の入力が働くことで、スプロケット用固定放射状溝11の進角側の壁面へ押圧されることとなる。
この第一の入力は、上記壁面へ押圧された位置において、スプロケット用固定放射状溝11の壁面から遅角側へ向かう抗力あるいは反力によって相殺される。

0119

本変速機構では、ギヤ歯311の径方向位置と軸部341の径方向位置とが重複するため、第一の入力の噛合径方向位置(力点)と軸心C3の径方向位置(支点)とを近接させることで、第一の入力によってピニオンスプロケット30を自転させる回転モーメントを打ち消す反力として働く第二の入力(作用点)の大きさが抑えられ、チェーン4とギヤ歯311との間の動力伝達によって軸部341に発生する抗力の増大を低減させることができる。よって、軸部341延いてはピニオンスプロケット30の耐久性を向上させることができる。

0120

(5)本体部351の幅W1は突出部356の幅W2よりも広いため、遊動許容機構370およびギヤ付勢機構380を設けるスペースを確保することができる。逆に言えば、遊動許容機構370およびギヤ付勢機構380が設けられる本体部351は、幅W1を狭めることが困難である。このように幅W1の広い本体部351が設けられる前提で、幅W2の狭い突出部356を本体部351の径方向内側に増設することにより、本体部351の径方向寸法を増大させることがなく、レシカバを確保しつつピニオンスプロケット30の自転を確実に抑えることができる。

0121

(6)可動ディスク20には、スプロケット用可動放射状溝21のほか、ロッド用可動放射状溝22が設けられるため、可動ディスク20の径方向内側では可動放射状溝21,22がとりわけ密集している。このように径方向内側で可動放射状溝21,22どうしの周方向の間隔がひときわ狭い場合であっても、本体部351および本体溝211よりも突出部356および突出溝212のほうが幅狭に設けられているため、可動放射状溝21,22どうしの干渉を避けて間隔の確保することができる。

0122

〔II.変形例〕
以上、一実施形態について説明したが、本発明は上述の一実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。上述した一実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、適宜組み合わせてもよい。
たとえば、突出部356および突出溝212の形状は、所定の長さLに亘って幅W2が一定のまま径方向に延びるものに限らず、突出溝212に対して突出部356が径方向に出入りすることのできる形状であれば、種々の形状を採ることができる。このような形状の突出部356および突出溝212によれば、少なくとも変速比が最Lowのときに、本体抗力および突出抗力によって回転モーメントが相殺され、ピニオンスプロケット30の自転を確実に抑えることができる。

0123

また、ガイドロッド40およびこれに対応する放射状溝12,22を省略してもよいし、遊動許容機構370およびギヤ付勢機構380を省略してもよい。ガイドロッド40およびこれに対応する放射状溝12,22が省略された場合には、チェーン4の巻き掛け半径の変動がやや大きくなり、あるいは、遊動許容機構370およびギヤ付勢機構380が省略された場合には、ピニオンスプロケット30とチェーン4との噛合性や変速性の低下を招くおそれがあるものの、構成部品数や製造工程が低減し、簡素な構成とすることができる。さらに、放射状溝どうしの間隔を確実に確保することで、耐久性を向上させることができる。

0124

そのほか、可動放射状溝21,22と同様の固定放射状溝を固定ディスク10に設け、固定放射状溝11,12と同様の可動放射状溝を可動ディスク20に設けてもよい(即ち、両ディスクに設けられる放射状溝を上記実施形態と逆関係にしてもよい)。この場合、ピニオンスプロケット30の可動スプロケット支持部350が固定スプロケット支持部340のように軸状に設けられ、固定スプロケット支持部340が可動スプロケット支持部350のように本体部から径方向内側へ向けて突出部が突出して設けられる。さらに、軸方向内側から固定ディスク,可動ディスクの順に並設されてもよい。
このような構成によれば、ピニオンスプロケット30では、変速比が最Lowのときに、固定放射状溝の壁面からの本体抗力および突出抗力によって回転モーメントが相殺され、自転が確実に抑えられる。

0125

また、本変速機構は、変速比が連続的(無段階)に変更される無段変速機構として構成されてもよいし、ピニオンスプロケットの径方向位置を段階的に変位させることにより変速比が段階的に変速される有段変速機として構成されてもよい。

0126

1回転軸(入力軸,出力軸)
3複合スプロケット
4チェーン
10固定ディスク
11スプロケット用固定放射状溝
15貫通穴
19 固定回転部
19a固定カム溝
20可動ディスク
21 スプロケット用可動放射状溝
21a内周端部
211本体溝
212突出溝
22ロッド用可動放射状溝
25 貫通穴
27連結シャフト
27a 連結部
29 可動回転部
29a可動カム溝
30ピニオンスプロケット
310ギヤ部
311ギヤ歯
312 基部
320摺接部
321 摺接面(周方向に延びる外表面)
324 収容部
330 スプロケット支持部
340固定スプロケット支持部
341 軸部
350可動スプロケット支持部
351 本体部
352溝穴部
353 摺接面(周方向内面
356 突出部
360連結部材
370遊動許容機構
380 ギヤ付勢機構
390リターンスプリング(ギヤ付勢部材)
391 遅角付勢用スプリング(第一ギヤ付勢部材)
392進角付勢用スプリング(第二ギヤ付勢部材)
40ガイドロッド
50 同期移動機構
60相対回転駆動機構
70カムローラ
80変速用フォーク(軸方向力伝達部材)
81 カムローラ支持部
90軸方向移動機構(カムローラ移動機構)
91送りネジ機構
92電動モータ
93ネジ軸
94ナット
95連動ギヤ機構
950ピニオンギヤ(第一のギヤ)
959アイドラギヤ(第二のギヤ)
99カウンタスプリング(カウンタ付勢部材)
993ガイドシャフト
A接円
C1 回転軸1の軸心
C2動力伝達軸
C3 固定スプロケット支持部340の軸心
C4 カウンタスプリング99の軸心
C5 ネジ軸93の軸心
CP1ディスク交差箇所
CP2カム交差箇所
L 所定の長さ
W1 本体部351の幅
W1′ 本体溝211の溝幅
W2 突出部356の幅
W2′ 突出溝212の溝幅

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