特許 6883831 変速機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6883831

(24)【登録日】2021年5月13日

(45)【発行日】2021年6月9日

(54)【発明の名称】変速機構

(51)【国際特許分類】

   F16H 9/10 20060101AFI20210531BHJP

   F16H 9/24 20060101ALI20210531BHJP

【ＦＩ】

   F16H9/10

   F16H9/24

【請求項の数】12

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2021-515059(P2021-515059)

(86)(22)【出願日】2021年3月11日

(86)【国際出願番号】JP2021009874

【審査請求日】2021年3月17日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】509315191

【氏名又は名称】株式会社アイトロニクス

(74)【代理人】

【識別番号】100089004

【弁理士】

【氏名又は名称】岡村 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】藤本 一郎

【審査官】 前田 浩

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１７８８７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２５０４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００４−５２３７０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主軸と、この主軸と直交状に近接状に配置された第１，第２ディスクを夫々有し且つ主軸に間隔を空けて且つ対向状に装着された第１，第２のディスクセットと、前記第１，第２ディスクに夫々形成された複数の第１，第２放射状スリットと、第１，第２のディスクセットにおける第１，第２放射状スリットの交差部に支持された複数のスプロケット又はピニオンからなる伝動輪及び複数のガイドロッドを有し、
前記複数の伝動輪と複数のガイドロッドを含む且つ動力伝達用チェーン又は歯付きベルトを掛ける為の複合伝動輪を構成し、第１ディスクに対する第２ディスクの回転位相を変えることで、前記複合伝動輪の半径を変えて変速可能に構成した変速機構において、
前記各伝動輪を自転禁止状態と自転許可状態とに切換え可能な少なくとも１つのクラッチ機構を設け、
前記クラッチ機構を介して、変速操作時に各伝動輪を自転許可状態にすると共に、変速操作以外の時に各伝動輪を自転禁止状態にすることを特徴とする変速機構。

【請求項2】

変速操作時に前記第１，第２のディスクセットにおける第１ディスクに対する第２ディスクの回転位相を変更可能な位相変更機構を有す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】

変速操作時に第１，第２のディスクセットの第１ディスクのうち前記クラッチ機構側の少なくとも１つの第１ディスクを、前記伝動輪を自転許可状態とする方向へ所定距離移動可能なディスク移動機構を有することを特徴とする請求項２に記載の変速機構。

【請求項4】

前記少なくとも１つのクラッチ機構は、前記伝動輪の両側に設けられた第１，第２のドッグクラッチ機構を含むことを特徴とする請求項３に記載の変速機構。

【請求項5】

前記第１，第２のドッグクラッチ機構のうち何れか１つは変速操作時に半クラッチ状態になり、変速操作以外のときに前記伝動輪を自転禁止状態にすることを特徴とする請求項４に記載の変速機構。

【請求項6】

前記第１，第２ディスクセットの１対の第１ディスクにおいて前記伝動輪を支持する支持軸が挿入される第１放射状スリットの近傍部に第１ラック歯が形成され、
変速操作以外の時に前記伝動輪が第１ディスクの径方向へ移動不能となるように前記第１ラック歯と協働してロックすると共に変速操作時に前記伝動輪が第１ディスクの径方向へ移動可能とする第１ロック機構を設けたことを特徴とする請求項３に記載の変速機構。

【請求項7】

前記第１，第２ディスクセットの１対の第１ディスクにおいて前記ガイドロッドが挿入される第１放射状スリットの近傍部に第２ラック歯が形成され、
変速操作以外の時に前記ガイドロッドが径方向へ移動不能となるように前記第２ラック歯と協働してロックすると共に変速操作時に前記ガイドロッドが径方向へ移動可能とする第２ロック機構を設けたことを特徴とする請求項３に記載の変速機構。

【請求項8】

第１，第２ディスクセットのうちの少なくとも一方のディスクセットの第１ディスクの外周部にギヤ歯を形成し、このギヤ歯に噛み合う駆動力入力用又は駆動力出力用のギヤ部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の変速機構。

【請求項9】

前記少なくとも１つのクラッチ機構は、前記伝動輪の両側に設けられた第１，第２のスプライン結合式クラッチ機構を含むことを特徴とする請求項３に記載の変速機構。

【請求項10】

前記伝動輪がスプロケットであり、変速操作時に前記位相変更機構を介して前記複合伝動輪の半径を変更する際に、前記複合伝動輪の外周長が前記動力伝達用チェーンのリンクピッチの整数倍となるように前記半径を設定することを特徴とする請求項２に記載の変速機構。

【請求項11】

前記伝動輪がスプロケットであり、変速操作時に前記複合伝動輪の半径を設定する際に、前記複合伝動輪の外周長が前記動力伝達用チェーンのリンクピッチの整数倍となるようなスプロケットの位相にした状態でスプロケットを自転禁止状態にすることを特徴とする請求項１に記載の変速機構。

【請求項12】

前記伝動輪がスプロケットであり、変速操作時に前記複合伝動輪の半径を設定する際に、前記半クラッチ状態になるクラッチ機構により、前記複合伝動輪の外周長が前記動力伝達用チェーンのリンクピッチの整数倍となるような位相に前記スプロケットを引き込むことを特徴とする請求項５に記載の変速機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の小径のスプロケットを円周上に配置し、スプロケット軸の両端を夫々近接状の第１，第２ディスクに形成した複数の放射状スリットの交差部で支持し、第１ディスクに対する第２ディスクの回転位相を変えることで、複合スプロケットの半径を変えるようにした変速機構に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、主軸と、この主軸と直交状に近接状に配置された第１，第２ディスクを夫々有する第１，第２のディスクセットと、第１，第２ディスクに夫々形成された複数の第１，第２放射状スリットと、第１，第２のディスクセットにおける第１，第２放射状スリットの交差部に支持された３つのスプロケット及び６つのガイドロッドとを有し、第１ディスクに対する第２ディスクの回転位相を変えることで、３つのスプロケットと６つのガイドロッドを含む複合スプロケットの半径を変えて変速可能に構成した無段変速機構が開示されている。

【0003】

変速操作時にもスプロケットは自転禁止状態とされているため、変速時にスプロケットの位相がチェーンに合わなくなる。そこで、変速操作時のスプロケットの自転位相を設定する機械式自転駆動機構を設けている。この自転駆動機構においては、３つのスプロケットのうちの２つのスプロケットの軸端部にピニオンを夫々固定し、ピニオンの径方向移動の移動路に沿うラック部材を設け、変速時にスプロケットが径方向移動する際に、ラックピニオン機構を介してスプロケットの自転位相を設定する。但し、２つのピニオンは互いに逆方向へ回転するように設定されている。

【0004】

特許文献２には、特許文献１の無段変速機構と同様の変速機構であって、スプロケットの代わりにセクターギヤ部材とそれを支持する支持部を採用した無段変速機構が開示されている。この無段変速機構では、支持部に対してセクターギヤ部材を所定範囲で遊動可能とする遊動許容機構を設け、ギヤ付勢部材によりセクターギヤ部材を基準位相に向けて付勢している。

【0005】

特許文献３に記載された無段変速装置においては、１対のディスクに形成した複数の放射状溝に沿って径方向へ移動可能な複数のスライド部材を設ける共にスライド部材にスプロケットを付設し、このスライド部材の雌ネジ孔にネジ棒を螺合させ、複数のスライド部材を径方向へ移動させるために、複数のネジ棒を同時に回転駆動する動力分配機構を設け、各スプロケットには、一方向の回転のみを許すワンウェイクラッチのような逆転防止機構を設けている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１５−１７８８７４号公報

【特許文献2】ＷＯ２０１７／０９４４０４号公報

【特許文献3】特開２００２−２５０４２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１の変速機構では、変速操作時にもスプロケットが自転禁止状態であるため、変速操作時のスプロケットの自転位相を設定する機械式自転駆動機構を設けている。
しかし、この自転駆動機構では、２つのスプロケットを相反対方向へ回転させる構造であるから、チェーンに張力又は圧縮力を作用させるだけでなく、何れか１つのスプロケットはチェーンの移動方向と反対方向へ自転するため、大きな変速操作力が必要となり変速操作機構が大型化する。

【0008】

特許文献２の遊動許容機構では、セクターギヤ部材の位相差の許容範囲を大きくできず、必要最低限になるため、回転が停止した状態では大きく変速できない。そのため、動力源側又は出力側に異常が発生した場合に対応が困難になる。

【0009】

また、負荷トルクがかかっている場合、変速操作するために大きな力が必要で、効率が悪くなるうえ、変速比を保持するにも力が必要である。
そして、チェーンとセクターギヤ部材が噛み合う瞬間にセクターギヤ部材の位相が合っていないため、常に多くの衝突音が発生する。

【0010】

特許文献３の無段変速装置では、ワンウェイクラッチにより変速可能にし、固定クラッチで逆転やエンジンブレーキ時に対処しているが、逆転やエンジンブレーキ時にはスプロケットの回転をクラッチにより禁止しているため、逆転やエンジンブレーキ時には変速操作をすることができない。しかも、特許文献３にはクラッチの具体的な構造が全く開示されていない。

【0011】

本発明の目的は、変速操作時には伝動輪を自転許可状態としてチェーン又は歯付きベルトに対する伝動輪の位相を適合可能にした変速機構を提供すること、変速操作以外のときには伝動輪が径方向へ移動しないように強固にロックするロック機構を設けた変速機構を提供すること等である。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明に係る変速機構は、主軸と、この主軸と直交状に近接状に配置された第１，第２ディスクを夫々有し且つ主軸に間隔を空けて且つ対向状に装着された第１，第２のディスクセットと、前記第１，第２ディスクに夫々形成された複数の第１，第２放射状スリットと、第１，第２のディスクセットにおける第１，第２放射状スリットの交差部に支持された複数のスプロケット又はピニオンからなる伝動輪及び複数のガイドロッドを有し、前記複数の伝動輪と複数のガイドロッドを含む且つ動力伝達用チェーン又は歯付きベルトを掛ける為の複合伝動輪を構成し、第１ディスクに対する第２ディスクの回転位相を変えることで、前記複合伝動輪の半径を変えて変速可能に構成した変速機構において、
前記各伝動輪を自転禁止状態と自転許可状態とに切換え可能な少なくとも１つのクラッチ機構を設け、前記クラッチ機構を介して、変速操作時に各伝動輪を自転許可状態にすると共に、変速操作以外の時に各スプロケットを自転禁止状態にすることを特徴としている。

【0013】

上記の構成によれば、変速操作時に各伝動輪を自転許可状態にするため、伝動輪としてスプロケットを採用する場合には、チェーンに対してスプロケットの位相が適合し、位相の許容範囲は変速の範囲内では無限となるため、回転停止状態でも種々の所定の変速比に変更可能である。変速操作の瞬間にはスプロケットの位相は合っていないが、種々の所定の変速比になった場合には位相が合った状態になるためスプロケットのチェーンとの衝突音は少なくなる。

【0014】

しかも、変速操作時には負荷トルクを遮断するため小さな力で変速可能であり、変速機構の正転時だけでなく、逆転時や逆負荷状態のときにも変速操作可能になる。
しかも、変速操作以外の時に各伝動輪を自転禁止状態にするため、複合伝動輪を介してトルク伝達が可能になる。

【0015】

本発明は、以下に示す種々の好ましい形態を採用することもできる。
第１の形態では、変速操作時に前記第１，第２のディスクセットにおける第１ディスクに対する第２ディスクの回転位相を変更可能な位相変更機構を有する。

【0016】

第２の形態では、変速操作時に第１，第２のディスクセットの第１ディスクのうち前記クラッチ機構側の少なくとも１つの第１ディスクを、前記伝動輪を自転許可状態とする方向へ所定距離移動可能なディスク移動機構を有する。

【0017】

第３の形態では、前記少なくとも１つのクラッチ機構は、前記伝動輪の両側に設けられた第１，第２のドッグクラッチ機構を含む。
第４の形態では、前記第１，第２のドッグクラッチ機構のうち何れか１つは変速操作時に半クラッチ状態になり、変速操作以外のときに前記伝動輪を自転禁止状態にする。

【0018】

第５の形態では、前記第１，第２ディスクセットの１対の第１ディスクにおいて前記伝動輪を支持する支持軸が挿入される第１放射状スリットの近傍部に第１ラック歯が形成され、変速操作以外の時に前記伝動輪が第１ディスクの径方向へ移動不能となるように前記第１ラック歯と協働してロックすると共に変速操作時に前記スプロケットが第１ディスクの径方向へ移動可能とする第１ロック機構を設けた。

【0019】

第６の形態では、前記第１，第２ディスクセットの１対の第１ディスクにおいて前記ガイドロッドが挿入される第１放射状スリットの近傍部に第２ラック歯が形成され、変速操作以外の時に前記ガイドロッドが径方向へ移動不能となるように前記第２ラック歯と協働してロックすると共に変速操作時に前記ガイドロッドが径方向へ移動可能とする第２ロック機構を設けた。

【0020】

第７の形態では、第１，第２ディスクセットのうちの少なくとも一方のディスクセットの第１ディスクの外周部にギヤ歯を形成し、このギヤ歯に噛み合う駆動力入力用又は駆動力出力用のギヤ部材を設けた。

【0021】

第８の形態では、前記少なくとも１つのクラッチ機構は、前記伝動輪の両側に設けられた第１，第２のスプライン結合式クラッチ機構を含む。

【0022】

第９の形態では、前記伝動輪がスプロケットであり、変速操作時に前記位相変更機構を介して前記複合伝動輪の半径を変更する際に、前記複合伝動輪の外周長が前記動力伝達用チェーンのリンクピッチの整数倍となるように前記半径を設定する。

【0023】

第１０の形態では、前記伝動輪がスプロケットであり、変速操作時に前記複合スプロケットの半径を設定する際に、前記複合スプロケットの外周長が前記動力伝達用チェーンのリンクピッチの整数倍となるようなスプロケットの位相にした状態でスプロケットを自転禁止状態にする。

【0024】

第１１の形態では、前記伝動輪がスプロケットであり、変速操作時に前記複合伝動輪の半径を設定する際に、前記半クラッチ状態になるクラッチ機構により、前記複合伝動輪の外周長が前記動力伝達用チェーンのリンクピッチの整数倍となるような位相に前記スプロケットを引き込む。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、前記のような種々の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の実施例１に係る変速装置の斜視図である。

【図2】図１の変速装置の斜視図である。

【図3】テンショナー機構の要部の斜視図である。

【図4】変速機構の斜視図である。

【図5】変速機構の正面図である。

【図6】変速機構の平面図である。

【図7】変速機構の側面図である。

【図8】図６のVIII−VIII線断面図である。

【図9】図６のIX−IX線断面図である。

【図10】変速機構の要部の分解斜視図である。

【図11】変速機構のディスク移動機構と位相変更機構の構成図である。

【図12】スプロケットユニットの斜視図である。

【図13】スプロケットユニットの正面図である。

【図14】スプロケットユニットの斜視図である。

【図15】図１４のXV矢視図である。

【図16】図１５のXVI−XVI線断面図である。

【図17】ガイドロッドの斜視図である。

【図18】図１７のXVIII−XVIII線断面図である。

【図19】実施例２に係る変速機構の要部の斜視図である。

【図20】スプロケットユニットの斜視図である。

【図21】スプロケットユニットの平面図である。

【図22】図２１のXXII矢視図である。

【図23】スプロケットユニットの半分の分解斜視図である。

【図24】ガイドロッドの斜視図である。

【図25】第１ディスクの分解斜視図である。

【図26】スプロケットユニットが接続状態のとき変速機構の要部断面図である。

【図27】スプロケットユニットが分断状態のときの変速機構の要部断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。

【実施例1】

【0028】

以下、本発明の実施例１について図面に基づいて説明する。
図１〜図２に示すように、この変速装置Ｔは、２組の同構造の変速機構１Ａ，１Ｂ を併設し、それら変速機構１Ａ，１Ｂに駆動力伝達用チェーン２（図８参照）を掛け渡し、一方の変速機構１Ａに駆動力を入力し、他方の変速機構１Ｂから駆動力を出力するようにしたものである。尚、上記の駆動力伝達用チェーン２として、ローラーチェーン、サイレントチェーンの何れかを採用することができる。

【0029】

次に、変速機構１Ａについて説明する。
図４〜図１０に示すように、変速機構１Ａは、基台３と、基台３に立設された１対の支持コラム４と、これら支持コラム４に軸受５（図１１参照）を介して両端部が支持された主軸６と、主軸６に間隔を空けて且つ対向状に装着された第１，第２のディスクセット７Ａ，７Ｂと、４つのスプロケットユニット８と、４つのガイドロッド９とを有する。尚、３つ又は５つ以上の複数のスプロケットユニット８を採用してもよい。３つ又は５つ以上の複数のガイドロッド９を採用してもよい。尚、変速機構１Ａの正転方向は、図１０に示す矢印Ａの方向である。尚、主軸６の軸心を軸心Ｘとして図示した。尚、本実施例におけるスプロケットが伝動輪に相当し、複合スプロケットが複合伝動輪に相当する。

【0030】

第１，第２のディスクセット７Ａ，７Ｂは、夫々、主軸６と直交状に近接状に配置された円形の第１ディスク１０Ａ，１０Ｂと円形の第２ディスク１１Ａ，１１Ｂとを備えている。第１ディスク１０Ａの軸心Ｘ方向幅は、第１ディスク１０Ｂの軸心方向幅よりも僅かに大きいけれども、これら第１ディスク１０Ａ，１０Ｂは同様のものである。
１対の第１ディスク１０Ａ，１０Ｂは相対向状にスプロケットユニット８側に配設され、１対の第２ディスク１１Ａ，１１Ｂは第１ディスク１０に対してスプロケットユニット８と反対側に配設されている。主軸６の軸心Ｘと、第１ディスク１０Ａ，１０Ｂの軸心と、第２ディスク１１Ａ，１１Ｂの軸心は同心状である。第１ディスク１０Ａ，１０Ｂは、主軸６に対して回転不能に且つ軸心Ｘ方向へ移動可能に装着され、第２ディスク１１Ａ，１１Ｂは主軸６に対して回転可能に且つ軸心Ｘ方向へ移動不能に装着されている。

【0031】

変速機構１Ａにおいて、第１ディスク１０Ａ，１０Ｂは第２ディスク１１Ａ，１１Ｂよりも僅かに大径に形成され、１対の第１ディスク１０Ａ，１０Ｂの外周部にはギヤ歯１０ａ，１０ｂが形成され、これらギヤ歯１０ａ，１０ｂに噛み合う駆動力入力ギヤ１９ａが設けられ、この駆動力入力ギヤ１９ａにはクラッチ機構１９ｍを介して外部から駆動力が入力される。尚、駆動力入力ギヤ１９ａの直径は適宜設定される。また、１つの第１ディスク１０Ａ又は１０Ｂにのみギヤ歯を形成して、１つの第１ディスク１０Ａ又は１０Ｂにのみ駆動力を入力するようにしてもよい。

【0032】

変速機構１Ｂにおいて、１対の第１ディスク１０Ａ，１０Ｂの外周部にはギヤ歯１０ａ，１０ｂが形成され、これらギヤ歯１０ａ，１０ｂに噛み合う駆動力出力ギヤ１９ｂが設けられ、この駆動力出力ギヤ１９ｂからクラッチ機構１９ｎを介して駆動力が外部へ出力される。尚、駆動力出力ギヤ１９ｂの直径は適宜設定される。また、第１ディスク１０Ａ又は１０Ｂにのみギヤ歯を形成して、１つの第１ディスク１０Ａ又は１０Ｂから駆動力を出力するようにしてもよい。

【0033】

次に、駆動力伝達用チェーン２の弛みを吸収するテンショナー機構７０について説明する。図１〜図３に示すように、変速機構１Ａ，１Ｂの第２ディスクセット７Ｂ側の支持コラム４の間において、基台３上にパイプ材７１が立設され、このパイプ材７１は１対の支持コラム４に架設された水平な補強部材７２により補強されている。パイプ材７１の上部と下部の側部には長穴７１ａ，７１ｂが形成され、上下１対のテンショナースプロケット７３を支持する水平な１対の軸部材７４は長穴７１ａ，７１ｂから内部に導入されて内部の可動部材に連結され、１対の軸部材７４は上記の可動部材を介してパイプ材７１の内部に設けた引っ張りスプリング又は油圧シリンダにより相接近側へ付勢されている。

【0034】

尚、テンショナー機構７０を省略し、その代わりに、変速機構１Ｂの基台３に対する図１の左右方向の位置を変更可能に構成し、変速機構１Ａ，１Ｂの主軸６間の左右方向間隔
を自動的に又は手動により微調整可能に構成してもよい。

【0035】

図８〜図１０に示すように、第１ディスク１０Ａには、軸挿通穴１２と、４つのスプロケットユニット８に対応する４つの第１放射状スリット１３と４つのガイドロッド９に対応する４つの第１放射状スリット１４が形成されている。第２ディスク１１Ａには、軸挿通穴１５と、４つのスプロケットユニット８に対応する４つの第２放射状スリット１６と４つのガイドロッド９に対応する４つの第２放射状スリット１７が形成されている。

【0036】

第１放射状スリット１３，１４は４５°方向の異なる直線状放射状スリットに形成されている。第１ディスク１０Ａのスプロケットユニット８側の面において、直線状放射状スリット１３，１４の両側近傍にはラック歯１３ａ，１４ａが形成されている。ラック歯１３ａの幅はラック歯１４ａの幅よりも大きい。尚、ラック歯１３ａ，１４ａは側面視にて先端面が尖った矩形歯である。このラック歯１３ａ，１４ａの機能については後述する。

【0037】

第２ディスク１１Ａの第２放射状スリット１６，１７は、軸心方向から視た場合に上記の直線状放射状スリットと交差する曲線状放射状スリットであって、軸心Ｘ側から外周側へ移行する程、周方向との交差角が小さくなるような曲線状放射状スリットに形成されている。尚、曲線状放射状スリットの代わりに直線状放射状スリットを採用してもよい。

【0038】

図８〜図１０に示すように、４つのスプロケットユニット８の各々において、スプロケットユニット８の支持軸２０の第１ディスクセット７Ａ側の一端部分２０ａは、第１のディスクセット７Ａにおける直線状放射状スリット１３と曲線状放射状スリット１６の交差部に支持され、支持軸２０の他端部分２０ｂは、第２のディスクセット７Ｂにおける直線状放射状スリット１３と曲線状放射状スリット１６の交差部に支持されている。

【0039】

４つのガイドロッド９の各々において、ガイドロッド９の支持軸６０の一端部分６０aは、第１のディスクセット７Ａの第１放射状スリット１４と第２放射状スリット１７の交差部に支持され、支持軸６０の他端部分６０ｂは、第２のディスクセット７Ｂの第１放射状スリット１４と第２放射状スリット１７の交差部に支持されている（図１８参照）。

【0040】

上記の４つのスプロケットユニット８と４つのガイドロッド９とを含む複合スプロケットＳであって、動力伝達用チェーン２（図８参照）を掛ける為の複合スプロケットＳが構成され、第１，第２ディスクセット７Ａ，７Ｂにおいて、夫々、第１ディスク１０Ａ，１０Ｂに対する第２ディスク１１Ａ，１１Ｂの回転位相を変えることで、第１放射状スリット１３，１４と第２放射状スリット１６，１７の交差部の径方向の位置を変え、複合スプロケットＳの半径を変えて変速可能に構成されている。
尚、主軸６の長さ方向中央部には、複合スプロケットＳの半径を最小化した際に、スプロケット１８の歯との干渉を避けるための小径部６ａが形成されている。

【0041】

変速操作時に、４つのスプロケットユニット８の作動状態を切換える４つの第１，第２クラッチ機構２１，２２（図１２〜図１６参照）を接続、分離するために、図１１に示すように、第１，第２のディスクセット７Ａ，７Ｂの１対の第１ディスク１０Ａ，１０Ｂを接近、離隔する方向へ移動可能なディスク移動機構４０Ａ，４０Ｂが設けられている。また、変速操作時に、複合スプロケットＳの半径を変更する為に、第１，第２のディスクセット７Ａ，７Ｂにおける第１ディスク１０Ａ，１０Ｂに対する第２ディスク１１Ａ，１１Ｂの回転位相を等しく変更可能な位相変更機構５０が設けられている。

【0042】

ディスク移動機構４０Ａ，４０Ｂは同様の構造であるので、ディスク移動機構４０Ａについて説明する。図１０、図１１に示すように、ディスク移動機構４０Ａは、主軸６に貫通状に且つ軸心方向に所定長さに形成された偏平スリット４１と、この偏平スリット４１に軸心直交状に挿通されて両端が主軸６の表面外へ突出した直交ピン４２であって両端部が第１ディスク１０Ａの軸挿通孔１２の内周壁部に夫々連結された直交ピン４２と、主軸６の端部側から主軸６の軸心側部分に形成されて偏平スリット４１に達するピン導入穴４３（図１０参照）と、このピン導入穴４３に摺動自在に導入された操作用ピン４４ａであってその先端部の貫通孔４５に直交ピン４２が挿通された操作用ピン４４ａと、操作用ピン４４ａを軸心方向へ移動駆動する開閉アクチュエータ４６Ａを有する。尚、ディスク移動機構４０Ｂは開閉アクチュエータ４６Ｂを有する。

【0043】

変速操作する際に開閉アクチュエータ４６Ａ，４６Ｂにより１対の第１ディスク１０Ａ，１０Ｂを離隔させる場合には、開閉アクチュエータ４６Ａにより操作用ピン４４ａを矢印Ｄ方向へ例えば約５ｍｍだけ移動させ、開閉アクチュエータ４６Ｂにより操作用ピン４４ｂを矢印Ｆ方向へ例えば約２ｍｍだけ移動させると、第１ディスク１０Ａ，１０Ｂが離隔した開位置になる。

【0044】

開閉アクチュエータ４６Ａは、複数型の油圧シリンダで構成されている。この油圧シリンダは、ピストン部４７を有するピストンロッド４８と、シリンダ本体４９を有し、ピストンロッド４８の先端の連結部材４８ａが、操作用ピン４４ａの端部の環状溝に回転可能に連結されている。

【0045】

シリンダ本体４９内には第１，第２油室４９ａ，４９ｂが形成され、第１油室４９ａ に油圧を供給しつつ第２油室４９ｂから油圧を排出すると、ピストンロッド４８が図１１ において左方へ移動し、第２油室４９ｂに油圧を供給しつつ第１油室４９ａから油圧を排出すると、ピストンロッド４８が図１１において右方へ移動する。上記の油圧シリンダ４６Ａに油圧を供給する油圧供給源（図示略）は、油圧シリンダ４６Ａに供給する油圧の流量を精密に制御可能な流量制御手段を有し、上記の油圧供給源と流量制御手段は、制御ユニットＣＵにより制御される。尚、本明細書において「油圧」は圧縮油を意味する。

【0046】

尚、ディスク移動機構４０Ｂの油圧シリンダ４６Ｂのピストンロッド４８ａの先端の連結部材４８ａが操作用ピン４４ｂに連結されている。上記の油圧シリンダ４６Ａ，４６Ｂは一例を示すもので、油圧シリンダ４６Ａ，４６Ｂに代えて電動モータとギヤ機構等により主軸を左右方向へ精密に移動駆動するディスク移動機構を採用することもできる。

【0047】

図１０、図１１に示すように、位相変更機構５０は、主軸６をその軸心Ｘの方向へ移動駆動する位相変更アクチュエータ５２と、主軸６の一端側部位と他端側部位において、夫々、主軸６に対称に形成された１対の螺旋溝５３と、１対の第２ディスク１１Ａ，１１Ｂの軸挿通穴１５の内周壁部に基端部が固定されて先端部が主軸６側へ突出し、１対の螺旋溝５３に係合された１対の連結ピン５４とを有する。螺旋溝５３は、例えば連結ピン５４が９ｍｍだけ軸心Ｘ方向へ移動するとき、ディスク１１が例えば約９０°回転するような形状に形成されている。

【0048】

図９に示すように、１対の連結ピン５４は、第２ディスク１１の径方向に延びる凹溝に装着され、１対の螺旋溝５３に係合させた状態で１対のビス５４ａにより固定されている。

【0049】

位相変更アクチュエータ５２は複動型の油圧シリンダで構成されている。この油圧シリンダは、環状ピストン部５５を有するスリーブ状のピストンロッド５６と、シリンダ本体５７を有する。ピストンロッド５６の基端部には環状の係合部５６ａを有し、その係合部５６ａが主軸６の環状溝５８に回転可能に係合されている。

【0050】

シリンダ本体５７の内部には、環状ピストン部５５の両側に第１，第２油室５７ａ，５７ｂが形成され、第１油室５７ａに油圧を供給しつつ第２油室５７ｂの油圧を排出すると、ピストンロッド５６及び主軸６が図１０、図１１において左方（矢印Ｃの方向）へ移動し、１対の螺旋溝５３が左方へ移動するため、第１ディスク１０Ａ，１０Ｂに対して第２ディスク１１Ａ，１１Ｂが逆転方向へ回転し、４つのスプロケットユニット８とガイドロッド９が半径縮小側へ移動する。

【0051】

上記とは反対に、第２油室３７ｂに油圧を供給しつつ第１油室５７ａの油圧を排出すると、ピストンロッド５６及び主軸６が右方（矢印Ｂの方向）へ移動し、１対の螺旋溝５３が右方（矢印Ｂの方向）へ移動するため、第１ディスク１０Ａ，１０Ｂに対して第２ディスク１１Ａ，１１Ｂが正転方向Ａへ回転し、４つのスプロケットユニット８とガイドロッド９が半径拡大側へ移動する。

【0052】

上記の油圧シリンダ５２に油圧を供給する油圧供給源（図示略）は、油圧シリンダ５２ に供給する油圧の流量を精密に制御可能な流量制御手段を有し、上記の油圧供給源と流量制御手段は、制御ユニットＣＵにより制御される。
尚、上記の油圧シリンダ５２は一例を示すもので、油圧シリンダ５２に代えて電動モータとギヤ機構等により主軸６を左右方向へ精密に移動駆動する位相変更機構を採用することもできる。

【0053】

スプロケットユニット８のスプロケット１８は変速操作以外のときは、自転禁止状態となり、変速操作時には自転許可状態となる。そのため、変速操作時に４つのスプロケット１８の作動状態を切換えるために、４つのスプロケットユニット８の各々において、スプロケット１８の両端部に係脱可能な第１，第２のクラッチ機構２１，２２が設けられ、第１，第２のクラッチ機構２１，２２を介して変速操作時に４つのスプロケット１８を自転許可状態にすると共に、変速操作完了時に４つのスプロケット１８を自転禁止状態にする。

【0054】

次に、図１２〜図１６に基づいてスプロケットユニット８について説明する。
第１，第２のクラッチ機構２１，２２は夫々ドッグクラッチ機構である。第１のクラッチ機構２１は、スプロケット１８の一端部に一体形成された第１環状部２３と、この第１環状部２３に対向状に支持軸２０に装着された第１クラッチ部材２５と、第１環状部２３と第１クラッチ部材２５の相対向する環状面に形成された１対の第１クラッチ歯２１ａ，２１ｂと、第１環状部２３と第１クラッチ部材２５の内側凹部に装着されてスプロケット１８に対して第１クラッチ部材２５を離隔側へ付勢する第１スプリング２６（圧縮スプリング）とを有する。

【0055】

第１クラッチ部材２５は、スプロケット１８と反対側へ突出する係合凸部２５ｂを第１ディスク１０Ａの直線状放射状スリット１３に径方向移動可能で且つ自転不能に係合させることで常時自転不能になっている。図１５に示すように、スプロケット１８は例えば１０個のスプロケット歯１８ａを有し、スプロケット歯１８ａの先端は放射方向に尖った形状に形成されている。これは、駆動力伝達用チェーン２と噛み合う噛み合い性能を高めるためである。尚、第１クラッチ歯２１ａ，２１ｂは側面視で先端が尖った矩形歯である。

【0056】

第１クラッチ部材２５の内径側部分には面取り部２５ｆが形成されている。これは、複合スプロケットＳの半径を最小化した際に、主軸６との干渉を避けるためである。スプロケット１８及び第１クラッチ部材２５は、変速操作以外の時には径方向へ移動しないように強固にロックされ且つ変速操作時には複合スプロケットＳの径を変更するため径方向へ移動可能に切換えられる。これを達成するためのロック機構２９Ａが設けられている。

【0057】

次に、上記のロック機構２９Ａについて説明する。
第１クラッチ部材２５は、円板部２５ａと、この円板部２５ａからスプロケット１８と反対側へ突出する断面矩形の係合凸部２５ｂであって直線状放射状スリット１３に常時係合して第１クラッチ部材２５の自転を禁止する係合凸部２５ｂと、円板部２５ａのうちの係合凸部２５ｂが突出する端面において係合凸部２５ｂの両側に形成された係合歯２５ｃであって、直線状放射状スリット１３の両側のラック歯１３ａに係脱自在の係合歯２５ｃを有する。尚、係合歯２５ｃは、側面視で先端が尖った矩形歯である。

【0058】

ディスク移動機構４０Ａにより第１クラッチ部材２５に対応する第１ディスク１０Ａがスプロケット１８側へ移動した状態では、第１クラッチ機構２１が接続状態となってスプロケット１８が自転禁止状態になり、ロック機構２９Ａにおいて第１クラッチ部材２５の係合歯２５ｃが第１ディスク１０Ａのラック歯１３ａに噛み合って、スプロケットユニット８の径方向への移動を禁止するロック状態となる。変速操作時には、ロック機構２９Ａが解除状態となってスプロケットユニット８が径方向へ移動可能になる。
尚、前記の第１クラッチ機構２１は、一例を示すもので、正転、逆転の両方向に駆動力伝達可能な、ドッグクラッチ機構以外のクラッチ機構を採用することができる。

【0059】

第２のクラッチ機構２２は、スプロケット１８の他端部に一体形成された第２環状部２４と、この第２環状部２４に対向状に支持軸２０に装着された第２クラッチ部材２７と、第２環状部２４と第２クラッチ部材２７の相対向する環状面に形成された１対の第２クラッチ歯２２ａ，２２ｂと、第２クラッチ部材２７の内側凹部に装着されて支持軸２０に対して第２クラッチ部材２７をスプロケット１８側へ付勢する第２スプリング２８（圧縮スプリング）とを有する。

【0060】

第２クラッチ部材２７は、スプロケット１８と反対側へ突出する係合凸部２７ｂを第１ディスク１０Ｂの直線状放射状スリット１３に径方向移動可能で且つ自転不能に係合させることで常時回転不能になっている。尚、第２クラッチ歯２２ａ，２２ｂは側面視で波形の波形歯である。

【0061】

第２環状部２４と第２クラッチ部材２７の間において、支持軸２０には径を拡大した環状部２０ｃが形成され、第２ドッグクラッチ２２を接続状態に維持したまま、スプロケット１８の第２環状部２４は環状部２０ｃで受け止められ、第２クラッチ歯２２ａ，２２ｂ ａを噛み合わせたまま、第２クラッチ部材２７も環状部２０ｃで受け止められている。尚、環状部２０ｃの代わりに止め輪を採用してもよい。

【0062】

第２クラッチ部材２７の内径側には面取り部２７ｆが形成されている。これは、複合スプロケットＳの半径を最小化した際に、主軸６との干渉を避けるためである。
スプロケット１８及び第２クラッチ部材２７は、変速操作以外の時には径方向へ移動しないように強固にロックされ且つ変速操作時には複合スプロケットＳの径を変更するため径方向へ移動可能に切換えられる。これを達成するためのロック機構２９Ｂが設けられている。

【0063】

次に、上記のロック機構２９Ｂについて説明する。
第２クラッチ部材２７は、円板部２７ａと、この円板部２７ａからスプロケット１８と反対側へ突出する断面矩形の係合凸部２７ｂであって直線状放射状スリット１３に常時係合して第２クラッチ部材２７の自転を禁止する係合凸部２７ｂと、円板部２７ａのうちの係合凸部２７ｂが突出する端面において係合凸部２７ｂの両側に形成された係合歯２７ｃであって、直線状放射スリット１３の両側のラック歯１３ａに係脱自在の係合歯２７ｃを有する。尚、係合歯２７ｃは側面視で先端が尖った矩形歯である。

【0064】

ディスク移動機構４０Ｂにより、第２クラッチ部材２７に対応する第１ディスク１０Ｂがスプロケット１８側へ移動した状態では、第２クラッチ機構２２が接続状態を維持し、ロック機構２９Ｂにおいて第２クラッチ部材２７の係合歯２７ｃが第１ディスク１０Ｂのラック歯１３ａに噛み合って、第２クラッチ部材２７の径方向への移動を禁止するロック状態となる。変速操作時にはロック機構２９Ｂが解除状態になって、スプロケットユニット８が径方向へ移動可能になる。

【0065】

支持軸２０の両端部分には小径部２０ａ，２０ｂが形成され、小径部２０ａ，２０ｂは対応する側の第２ディスク１１Ａ，１１Ｂの曲線状放射状スリット１６に挿入されている。
これら小径部２０ａ，２０ｂのスプロケット側端部にはワッシャ２０ｍ，２０ｎが装着されている。尚、スプロケット１８と第１，第２環状部２３，２４、第１，第２クラッチ部材２５，２７は、支持軸２０に自転可能に装着されている。
尚、前記の第２クラッチ機構２２の代わりに、１又は複数の摩擦板を含む摩擦クラッチ機構を採用してもよい。

【0066】

次に、ガイドロッド９について説明する。
図１７、図１８に示すように、ガイドロッド９は、支持軸６０と、第１，第２係合部材
６１，６２を有し、第１，第２係合部材６１，６２は止め輪６３により支持軸６０に対して位置決めされている。支持軸６０における第１，第２係合部材６１，６２の間にはチェーン２が噛み合うガイド部６４が形成されている。第１係合部材６１は、第１ディスク１０Ａの周方向に広幅の本体部６１ａと、この本体部６１ａから第１ディスク１０Ａ側へ延びる係合部６１ｂであって、第１ディスク１０Ａの直線状放射状スリット１４に径方向へ移動自在に且つ自転不能に係合された係合部６１ｂを有する。

【0067】

本体部６１ａの係合部６１ｂ側の端面には、直線状放射状スリット１４の両側のラック歯１４ａに係脱自在の係合歯６１ｃが形成されている。第２係合部材６２は、第１ディスク１０Ｂの周方向に広幅の本体部６２ａと、この本体部６２ａから第１ディスク１０Ｂ側へ延びる係合部６２ｂであって、第１ディスク１０Ｂの直線状放射状スリット１４に径方向へ移動自在に且つ自転不能に係合された係合部６２ｂを有する。

【0068】

支持軸６０の両端部には、僅かに小径の小径部６０ａ，６０ｂが形成され、小径部６０ａはワッシャ６５ａを介して第２ディスク１１Ａの曲線状放射状スリット１７に挿入されている。小径部６０ｂはワッシャ６５ｂを介して第２ディスク１１Ｂの曲線状放射状スリット１７に挿入されている。尚、図１８は、１対の第１ディスク１０Ａ，１０Ｂが離隔した状態を示す。図１６に示すように、第１クラッチ部材２５の端部はワッシャ２０ｍと第２ディスク１１Ａで一定位置に受け止められている。第２クラッチ部材２７の端部はワッシャ２０ｎと第２ディスク１１Ｂで一定位置に受け止められている。

【0069】

図１１に示すように、主軸６の端部は軸受５を介して支持コラム４に支持され、第２ディスク１１Ａ，１１Ｂと軸受５の間において主軸６にはワッシャ３６ａが装着され、第２ディスク１１Ａ，１１Ｂの軸心方向位置は固定されている。

【0070】

変速操作時にディスク移動機構４０Ａにより第１ディスク１０Ａを外側（離隔方向）へ移動させたとき、第１のクラッチ機構２１は第１スプリング２６の付勢力により分離状態にされる。また、ディスク移動機構４０Ｂにより第１ディスク１０Ｂを外側（離隔方向）へ移動させたとき、第２のクラッチ機構２２は第２スプリング２８の比較的弱い付勢力により弱い接続状態を維持するけれども、波形歯を介して滑り可能な半クラッチ状態になる。
そのため、スプロケット１８は自転許可状態となるものの、第２スプリング２８と、第２クラッチ機構２２により自転抵抗が作用し、スプロケット１８に自転トルクが作用するとそのトルクに応じて自転する。

【0071】

次に、以上説明した変速機構１Ａの作用、効果について説明する。
変速操作以外のとき（通常運転時）には、第１ディスク１０Ａ，１０Ｂが離隔側へ操作されていない通常位置にあり、スプロケットユニット８の第１，第２クラッチ機構２１，２２が接続状態となっているため、スプロケット１８が自転禁止状態になっている。この状態では、駆動力伝達用チェーン２から伝達される回転駆動力が４つのスプロケット１８及び４つのガイドロッド９を介して第１，第２ディスクセット７Ａ，７Ｂに伝達されて第１，第２ディスク１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂが確実に回転駆動される。

【0072】

この通常運転時には、スプロケット１８の両側のロック機構２９Ａ，２９Ｂの係合歯２５ｃ，２７ｃが直線状放射状スリット１３の両側のラック歯１３ａに係合状態を保持するため、スプロケット１８の径方向位置は固定されており、スプロケット１８が径方向に移動しないから、安定した作動状態となる。これは、４つのガイドロッド９についても同様であり、係合歯６１ｃ，６２ｃがラック歯１４ａに噛み合って径方向位置が固定される。

【0073】

変速操作時に、クラッチ機構１９ｍ，１９ｎの両方又は何れか１つを遮断し、変速操作終了時に接続する。
変速操作時には、ディスク移動機構４０Ａ，４０Ｂを操作して第１ディスク１０Ａ，１０Ｂを外側（離隔位置）に切換えると、スプロケットユニット８の第１クラッチ機構２１が遮断状態に切換えられ、第２クラッチ機構２２が半クラッチ状態を維持し、スプロケット１８が自転可能になる。これと並行して、ロック機構２９Ａ，２９Ｂの係合歯２５ｃ，２７ｃが直線状放射状スリット１３の両側のラック歯１３ａから離脱し、ガイドロッド９の係合歯６１ｃ，６２ｃが直線状放射状スリット１４の両側のラック歯１４ａから離脱するから、複数のスプロケットユニット８及び複数のガイドロッド９が径方向へ移動可能になる。

【0074】

この状態で、位相変更機構５０によって、主軸６を図１１において左方へ移動させると、ディスク１０Ａ，１０Ｂに対して相対的に第２ディスク１１Ａ，１１Ｂが逆転方向へ回動し、複合スプロケットＳの半径が縮小側へ切換えられ、主軸６を図１１において右方へ移動させると、第２ディスク１１Ａ，１１Ｂが正転方向へ回動し、複合スプロケットＳの半径が拡大側へ切換えられる。

【0075】

変速装置Ｔは、無段変速装置ではなく、以下に説明するように多段階（例えば、約６０段）に切換え可能な有段変速装置である。
ここで、この変速機構１Ａの設計に際して考慮すべき事項について説明する。
位相変更機構５０により複合スプロケットＳの半径を切換える際に、チェーン２を巻き掛けた状態で主軸６が１回転した時に、スプロケット１８の位相が同じ位相になるように半径を設定する必要がある。つまり、複合スプロケットＳの１周の外周長をチェーン２のリンクピッチの整数倍にする必要がある。これは、隣接するスプロケット間（ガイドロッドを含む）の隣接外周長が下記の式を充足する場合である。

【0076】

Ｌ：隣接外周長、Ｐ：チェーンリンクのピッチ、Ｎ：スプロケット１８の数、ｍ：整数 とすると、下記のＬを満たす場合に、複合スプロケットＳが１回転したときにスプロケット１８の位相が同じ位相になる。
Ｌ＝Ｐ×ｍ＋（Ｐ／Ｎ）×０ （１）
Ｌ＝Ｐ×ｍ＋（Ｐ／Ｎ）×１ （２）
： ：
Ｌ＝Ｐ×ｍ＋（Ｐ／Ｎ）×（Ｎ−１） （ｎ）

【0077】

本実施形態のように、スプロケット１８の数が４個の場合は次のようになる。
Ｌ＝Ｐ×ｍ＋０×Ｐ （1a）
Ｌ＝Ｐ×ｍ＋０．２５×Ｐ （2a）
Ｌ＝Ｐ×ｍ＋０．５×Ｐ （3a）
Ｌ＝Ｐ×ｍ＋０．７５×Ｐ （4a）

【0078】

上記の（1a）式のみを満たすように複合スプロケットＳの半径を設定する場合には、変速段数が最小になる。上記の(2a)式を満たすように複合スプロケットＳの半径を設定する場合には変速段数が最大になる。尚、変速操作時にはスプロケット１８が回転可能であるため、上記(1a)〜(4a)式は全て採用可能である。
そして、ラック歯１３ａ，１４ａのピッチは、上記の(1a)〜(4a)を満たす場合の変速段に適合するように設定することが必要である。

【0079】

ところで、上記（１）式の場合には、隣接するスプロケッ１８に位相差が発生しないが、
（１）式以外の場合には、隣接するスプロケッ１８に位相差が発生する。
上記（１）〜（ｎ）式と関連付けて隣接するスプロケッ１８の位相差を次のように求めることができる。
θ：隣接するスプロケット１８の位相差、Ａ：スプロケット１８の歯数、Ｎ：スプロケット１８の数、とすると、
上記式（１）の場合、θ＝（３６０°／Ａ）×０／Ｎ
上記式（２）の場合、θ＝（３６０°／Ａ）×１／Ｎ
：
上記式（ｎ）の場合、θ＝（３６０°／Ａ）×（Ｎ−１）／Ｎ

【0080】

本実施形態のように、スプロケット１８の数Ｎが４、歯数Ａが１０の場合は次のようになる。
上記(1a)式の場合は、θ＝０° (1b)
上記(2a)式の場合は、θ＝９° (2b)
上記(3a)式の場合は、θ＝１８° (3b)
上記(4a)式の場合は、θ＝２７° (4b)

【0081】

ここで、隣接するスプロケット１８の位相差は、ドッククラッチ機構２１，２２を介して吸収する必要があり、ドッグクラッチ機構２１，２２のクラッチ歯のピッチ角を上記(1b)の場合はスプロケット１８と同角、上記(2b)式の場合は９°、上記(3b)式の場合は１８°、上記(4b)式の場合は２７°に設定する必要がある。

【0082】

変速操作を行う際に複合スプロケットＳの半径を設定する場合に、制御ユニットＣＵは、変速指令と予め設定された変速マップであって上記のように半径が設定された変速マップに基づいて、複合スプロケットＳの半径を設定する。
上記のように、チェーン２を巻き掛けた状態で主軸６が１回転した時に、スプロケット１８の位相が同じ位相になるため、スプロケット１８の歯とチェーン２との干渉が生じることがなく、円滑に静粛に作動することになる。尚、変速操作終了に際して、変速動作完了後、複合スプロケットＳが少なくとも約１８０°回転してから変速操作を終了することが望ましい。

【0083】

複合スプロケットＳの半径を設定する際に、スプロケット１８は前記のように半クラッチ状態の第２のクラッチ機構２２により、複合スプロケットＳの外周長がチェーン２のリンクピッチの整数倍となるような位相にスプロケット１８を引き込むことができる。
しかも、スプロケット１８の歯１８ａの先端が尖っているため、スプロケット１８の歯１８ａと、チェーン２との干渉は発生しない。

【0084】

第１，第２ディスクセット７Ａ，７Ｂの第１ディスク１０Ａ，１０Ｂの少なくとも１つの外周面に、駆動力入力用または駆動力出力用のギヤ歯１０ａ，１０ｂを形成したため、主軸６に捩じり荷重が作用しないため、主軸６の直径を細く形成することができ、
複合スプロケットＳを最小径にした場合の複合スプロケットＳの半径を小さくして変速機構１Ａの小型化を図ることができる。

【実施例2】

【0085】

本発明の実施例２について図１９〜図２７に基づいて説明する。
前記変速機構１Ａ，１Ｂに代えて以下に説明する変速機構１Ｃを採用することができる。
変速機構１Ｃの要部は図１９に示すとおりであり、この変速機構１Ｃではスプロケットユニット７０のクラッチ機構にスプライン結合式クラッチ機構を採用している。
スプロケットユニット７０は、図２０〜図２３に示すようにスプロケット７１を挟んで軸方向に対称の構造であるので、片側の構造について説明する。尚、実施例１と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。尚、スプロケットが伝動輪に相当し、複合スプロケットが複合伝動輪に相当する。

【0086】

スプロケットユニット７０は、スプライン軸部７２が形成された支持軸７３と、スプライン軸部７２にスプライン結合させたスプロケット７１と、スプロケット７１の位置を規制する止め輪７４と、スプライン部材７５と、圧縮スプリング７６と、クラッチ本体７７ と、クラッチ部材７８と、ワッシャ７９等を有する。クラッチ部材７８はワッシャ７９を介して第２ディスク１１Ａの内面に当接している。支持軸７３は、スプライン部材７５と圧縮スプリング７６とクラッチ本体７７とクラッチ部材７８を挿通している。

【0087】

スプライン部材７５は、その凹部の内面にスプライン歯７５ｂを形成したカップ状の係合部７５ａと、断面矩形の案内部７５ｃと、矩形状のフランジ７５ｄとを有する。スプライン部材７５はスプライン軸部７２にスプライン結合可能であり、係合部７５ａとスプライン軸部７２により第１クラッチ機構８０が構成されている。尚、第１クラッチ機構８０ を接続する際にスプライン軸部７２のスプライン歯７２ａとスプライン歯７５ｂの干渉を避けるため、スプライン歯７２ａ，７５ｂの先端部に尖鋭部を形成してもよい。

【0088】

クラッチ本体７７は、円板部７７ａと、この円板部７７ａからスプライン部材７５側へ突出する断面矩形の案内部７７ｂと、円板部７７ａの外側先端面に形成されたクラッチ歯７７ｃとを有する。クラッチ部材７８は内側先端面にクラッチ歯７７ｃに噛み合うクラッチ歯７８ａを有し、クラッチ本体７７とクラッチ部材７８と圧縮スプリング７６で第２クラッチ機構８１が構成されている。尚、クラッチ歯７７ｃ，７８ａは側面視にて波形の波形歯に形成されている。

【0089】

第１ディスク１０Ａは、図２５に示すように、ディスク本体１０ｍと、このディスク本体１０ｍのスプロケット７１側の内面に固定される分割ディスク１０ｎとで構成されている。第１ディスク１０には、スプロケットユニット７０を径方向に移動可能に案内する４つの第１放射状スリット８２ (第１直線状放射状スリット)と、４つのガイドロッド９０を径方向に移動可能に案内する４つの第１放射状スリット８３ (第１直線状放射状スリット)が４５°おきに形成されている。

【0090】

第１放射状スリット８２は、分割ディスク１０ｎに形成した狭幅スリット部８２ａと、ディスク本体１０ｍに形成した広幅スリット部８２ｂとで段付きスリットに形成され、狭幅スリット部８２ａは広幅スリット部８２ｂよりも狭幅に形成されている。分割ディスク １０ｎのスプライン７１側の内面のうち狭幅スリット部８２ａの両側近傍部にはラック歯 １３ａが形成されている。尚、ラック歯１３ａは側面視で先端が尖った矩形歯である。

【0091】

スプライン部材７５の案内部７５ｃは、分割ディスク１０ｎに形成した狭幅スリット部 ８２ａに径方向移動可能で且つ自転不能に装着されている。第１ディスク１０Ａを組み立てる際に、スプライン部材７５の案内部７５ｃを狭幅スリット部８２ａに貫通させてから、分割ディスク１０ｎをディスク本体１０ｍに複合のボルトで結合する。

【0092】

スプライン部材７５の係合部７５ａの端面のうち案内部７５ｃの両側の部分には、狭幅スリット部８２ａの両側近傍部のラック歯１３ａに噛み合う係合歯７５ｅが形成されている。スプライン部材７５のフランジ７５ｄは広幅スリット部８２ｂに径方向移動可能で且つ自転不能に装着されている。尚、フランジ７５ｄは狭幅スリット部８２ａを通過不能である。

【0093】

第１ディスク１０Ａは、実施例１のディスク移動機構４０Ａと同様の機構により、図２６に示す接近位置と、図２７示す離隔位置に切換え可能である。第１ディスク１０Ａは、変速操作以外の時（通常運転時）には接近位置を保持し、変速操作時には離隔位置に切換えられる。

【0094】

通常運転時には第１ディスク１０Ａによりスプライン部材７５の位置をスプロケット７１側の位置に規制することで第１クラッチ機構８０が接続状態に維持され、係合歯７５ｅがラック歯１３ａに噛み合った状態が維持される。そのためスプロケット７１が径方向へ移動することはなく、スプライン部材７５は常時自転不能に保持されている。

【0095】

変速操作時には、第１ディスク１０Ａを第２ディスク１１Ａ側へ移動させた離隔位置へ切換え、フランジ７５ｄによりスプライン部材７５をスプロケット７１と反対側へ押すことで第１クラッチ機構８０が遮断状態に切換えられる。この状態で、係合歯７５ｅがラック歯１３ａから離隔するため、スプロケットユニット７０は、第１放射状スリット８２に沿って径方向へ移動可能になる。

【0096】

クラッチ本体７７の案内部７７ｂは、ディスク本体１０ｍに形成した広幅スリット部８２ｂに径方向移動可能で且つ自転不能に装着されている。支持軸７３の先端側部分には、Ｄカット部７３ａが形成され、このＤカット部７３ａがクラッチ部材７８に挿通されるため、支持軸７３とクラッチ部材７８は一体的に回転する。尚、スプライン部材７５とクラッチ本体７７は支持軸７３に対して相対回転可能である。

【0097】

圧縮スプリング７６は、スプライン部材７５をスプロケット７１の方へ押しながら、クラッチ本体７７を常時クラッチ部材７８の方へ付勢し、第２クラッチ機構８１を接続状態にしている。但し、第２クラッチ機構８１のクラッチ歯７７ｃ，７８ａは波形歯であるため、第２クラッチ機構８１は常時半クラッチ状態である。第１クラッチ機構８０が遮断状態のとき、スプロケット７１に大きなトルクが作用した場合には、クラッチ部材７８が支持軸７３と共に自転するのに対して、クラッチ本体７７が自転しないため、第２クラッチ機構８１に滑りが発生する。

【0098】

次に、ガイドロッド９０について図２４、図２７に基づいて説明する。
ガイドロッド９０は、大径軸部９１ａと小径軸部９１ｂを含む支持軸９１と、この支持軸９１の大径軸部９１ａに外嵌され且つ止め輪９４で位置決めされた１対の規制部材９２と、それら規制部材９２を内方（第１ディスク１０Ａから離隔する方向）へ付勢する圧縮スプリング９３とを有する。

【0099】

規制部材９２は、チェーンの係合側が傾斜面で外径側へ突出する規制部９２ａと、この規制部９２ａから軸方向外側へ延びる案内部９２ｂとを有する。規制部９２ａの端面のうち案内部９２ｂの両側部分には、第１放射状スリット８３の両側のラック歯１４ａに噛み合う係合歯９２ｃが形成されている。尚、ラック歯１４ａ、係合歯９２ｃは側面視で先端が尖った矩形歯車である。

【0100】

１対の規制部材９２の間には、チェーン２が係合する係合部９１ａが形成され、１対の規制部９２ａは外径側へ突出してチェーン２を係合部９１ａの方へ案内する。案内部９２ｂは第１放射状スリット８３に径方向移動可能に且つ自転不能に挿入されている。
図２５、図２７に示すように、第１放射状スリット８３は、広幅スリット部８３ａ，８３ｂと狭幅スリット部８３ｃを有する段付きスリットに形成され、狭幅スリット部８３ｃ は第１ディスク１０Ａのうちの分割ディスク１０ｎと反対側部分に形成されている。

【0101】

図２７に示すように、第１ディスク１０Ａが接近位置にあるとき、係合歯９２ｃが第１放射状スリット１４の両側のラック歯１４ａに噛み合っている。変速操作時には、第１ディスク１０Ａが離隔位置に切換えられるため、係合歯９２ｃはラック歯１４ａから離隔する。

【0102】

ガイドロッド９０は、１対の圧縮スプリング９３の付勢力で止め輪９４側へ付勢され、係合部９１ａがチェーン２の幅によりも少し狭くなっており、チェーン２が係合部９１ａに係合する時、まず１対の規制部材９２ａの斜面にチェーン２の側面部が接触し、係合部９１ａの幅を押し拡げながらチェーン２が係合部９１ａに係合する。それ故、チェーン２が衝突する際の衝突音が軽減される。

【0103】

次に、以上の変速機構１Ｃの作用、効果について説明する。
この変速機構１Ｃも前記変速機構１Ａと同様に作用するため、簡単に説明する。
変速操作時には、第１クラッチ機構８０が遮断状態とされ、第２クラッチ機構８１が半クラッチ状態を維持し、スプロケットユニット７１は、第２クラッチ機構８１が半クラッチ状態を介して自転許可状態になり、径方向へ移動可能になる。その状態で、複合スプロケットＳの半径を変えて変速比を変えることができる。スプロケット７１が自転許可状態になるため、スプロケット７１の位相が確実にチェーンに適合する。

【0104】

変速操作以外の時には、スプロケット７１は自転禁止状態となるうえ、径方向へ強固に移動不能状態となる。そのため、チェーン２から伝達される負荷トルクを確実に伝達可能になり、伝達効率に優れる。

【0105】

次に、前記実施例を変更する種々の変更例について説明する。
（１）前記変速機構１Ａ，１Ｃにおいて、スプロケット１８，７１の代わりにピニオンを採用し、動力伝達用チェーン２の代わりに歯付きベルトを採用してもよい。
（２）第２クラッチ機構２２の第２クラッチ歯２２ａ，２２ｂを省略し、その代わりに摩擦接触する１又は複合の摩擦面を形成してもよい。この場合、ディスク移動機構４０Ｂとその付随機構を省略することができる。

【0106】

（３）変速機構１Ａ，１Ｂを含む変速装置Ｔを２組連結して設ける場合には、個々の変速機構１Ａ，１Ｂを小型化することでき、コンパクトな変速装置になる。
（４）スプロケットユニット７０では、第２クラッチ機構８１の波形のクラッチ歯の代わりに、１又は複合の摩擦面を設けてもよい。

【0107】

また、スプロケットユニット７０における１対の第１クラッチ機構８０の１つを省略してもよい。また、１対の第２クラッチ機構８１の１つを省略してもよい。

【0108】

（５）スプロケットユニット８，７０のスプロケット１８，７１は伝達トルクに応じて複合個並列に設けてもよい。
（６）第１ディスク１０Ａ，１０Ｂのぎヤ歯１０ａ，１０ｂを省略し、主軸６にクラッチ機構を介して駆動力の入出力を行ってもよい。
（７）クラッチ機構１９ｍ，１９ｎの何れか１つを省略してもよい。
（８）第１，第２ロック機構２９Ａ，２９Ｂ、クラッチ機構２１，２２，８０，８１にはシンクロメッシュ機構を採用してもよい。

【0109】

（５）その他、当業者ならば、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。

【符号の説明】

【0110】

Ｔ 変速装置
Ｓ 複合スプロケット
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 変速機構
２ 駆動力伝達用チェーン
６ 主軸
７Ａ，７Ｂ 第１，第２ディスクセット
８ スプロケットユニット
９ ガイドロッド
１０Ａ，１１Ａ 第１，第２ディスク
１０Ｂ，１１Ｂ 第１，第２ディスク
１０ａ，１０ｂ ギヤ歯
１３，１４ 第１放射状スリット
１３ａ，１４ａ 第１，第２ラック歯
１６，１７ 第２放射状スリット
１８，７１ スプロケット
１９ａ，１９ｂ ギヤ部材
２９Ａ，２９Ｂ 第１，第２ロック機構
２１，２２，８０，８１ クラッチ機構
４０Ａ，４０Ｂ ディスク移動機構
５０ 位相変更機構
８０ スプライン結合式クラッチ機構

【要約】

【課題】変速操作時には伝動輪を自転許可状態としてチェーン又は歯付きベルトに対する伝動輪の位相を適合可能にした変速機構を提供することである。
【解決手段】
主軸と、主軸と直交状に近接状に配置された第１，第２ディスク(10A,11A,10B,11B)を夫々有する第１，第２のディスクセット(7A,7B)と、複数のスプロケット又はピニオンからなる伝動輪(18)と複数のガイドロッド(9)とを含む複合伝動輪(S)を有し、複合伝動輪(S)の半径を変えて変速可能に構成した変速機構(1A)において、各伝動輪(18)を自転禁止状態と自転許可状態とに切換え可能な少なくとも１つのクラッチ機構(21,22)を設け、クラッチ機構(21,22)を介して、変速操作時に各伝動輪(18)を自転許可状態にすると共に、変速操作以外の時に各伝動輪(18)を自転禁止状態にする。

【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】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】