JP4115167B2 - Continuously variable transmission - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、それぞれが複数の枢軸で相互に回動可能に支持された複数の変速リンクから構成されて、入力軸の回転運動を揺動運動に変換するリンクユニットと、該揺動運動を出力軸の回転運動に変換する一方向クラッチと、出力軸の回転速度を無段階に変速するための変速操作機構とを備える無段変速装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、無段変速装置として、特開昭54−120146号公報に開示されたものが知られている。この無段変速装置では、チェーンと噛合するスプロケットを介して入力されるトルクにより回転駆動されるクランクシャフトの回転運動が、該クランクシャフトに偏心して枢着された複数のクランクロッドと、各クランクロッドおよび各変速用のリンクに連結ピンで枢着された送りロッドとにより、送りロッドにピンで枢着されたワンウエイクラッチ駆動部材の揺動運動に変換されて、該揺動運動がワンウェイクラッチを介して出力軸の回転運動を生じさせる。出力軸の回転速度は、出力軸の回転速度に応じて回動する回動片が前記リンクを枢支する枢軸を移動させることにより無段階に変速される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来技術では、クランクシャフトの回転運動を揺動運動に変換するためのリンクに相当するクランクロッドおよび送りロッド、そして変速リンクは、連結ピンにより摺動可能に支持されているのみである。そのため、3つのリンクは、連結ピン上で、クランクシャフトの回転軸線方向に近接して並べられることから、クランクシャフトに配列された複数のクランクロッドが占める前記回転軸線方向での幅、ひいては変速装置の前記回転軸線方向での幅は小さくなる。しかしながら、それらリンクが、連結ピン上に並んでいることから、それらリンクに作用する力により、連結ピンをクランクシャフトの回転軸線に対して平行な位置に保つことは困難であり、連結ピンが傾斜するような場合には、摺動部での摩耗が生じ易く、かつリンクが円滑に回動しない虞がある。
【0004】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項1〜請求項3記載の発明は、リンクユニットから構成される変速機構の、ニードル軸受のニードルの軸線方向での幅の増加を抑制しつつ、枢軸で相互に回動可能に支持された2つリンクの回動を円滑にする無段変速装置を提供すること、および3つのリンクが相互に回動可能に支持された枢軸でのニードルの軸線方向での幅を抑制することを目的とする。そして、請求項2記載の発明は、さらに、部品点数を増加させることなくリテーナレスニードル軸受のニードルの抜け出しを防止することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項1記載の発明は、複数の枢軸で相互に回動可能に支持された複数の変速リンクにより構成されると共に入力軸の回転運動を揺動運動に変換する1つのリンクユニットを有する変速機構と、前記リンクユニットに連結されて該リンクユニットの揺動運動を出力軸の回転運動に変換する一方向クラッチと、前記リンクユニットに枢着された1つの変速操作リンクを移動させることにより前記出力軸の回転速度を無段階に変速するための変速操作機構と、を備える無段変速装置において、前記複数の枢軸のうちの1つの枢軸には、リテーナを持たないリテーナレスニードル軸受が設けられ、2つの記変速リンクおよび前記変速操作リンクのうちの2つのリンクである第1リンクおよび第2リンクが前記リテーナレスニードル軸受により相対回動可能に支持され、前記2つの変速リンクおよび前記変速操作リンクのうちの前記第1リンクおよび前記第2リンク以外の1つのリンクである第3リンクが、前記リテーナレスニードル軸受に径方向に積層されて同軸に設けられた別のリテーナレスニードル軸受により前記第1リンクおよび前記第2リンクに対して回動可能に支持される無段変速装置である。
【0006】
これにより、第1,第2リンクは、リテーナレスニードル軸受により円滑に回動するように支持され、しかもリテーナレスニードル軸受が設けられた枢軸では、リテーナがない分、ニードルの軸線方向での幅を小さくすることができる。
さらに、枢軸では、2つのリテーナレスニードル軸受がリテーナを持たないこと、および両軸受が径方向に積層されることで、第1〜第3リンクの3つのリンクが支持される枢軸での、ニードルの軸線方向での幅を小さくすることができる。
この結果、請求項1記載の発明によれば、次の効果が奏される。すなわち、リンクユニットの1つの枢軸には、リテーナを持たないリテーナレスニードル軸受が設けられ、変速リンクおよび変速操作リンクのうちの2つのリンクである第1,第2リンクがリテーナレスニードル軸受により相対回動可能に支持されたことにより、第1,第2リンクの回動が円滑になるので、変速動作が円滑になり、しかも枢軸でのニードルの軸線方向での幅を小さくできるので、変速装置を小型化できる。
さらに、前記1つの枢軸では、2つのリテーナレスニードル軸受が径方向に積層されて同軸に設けられ、そして第3リンクが前記別のリテーナレスニードル軸受により第1,第2リンクに対して回動可能に支持されることにより、第1〜第3リンクが相互に回動可能に支持される1つの枢軸に、2つの軸受が設けられて、3つのリンクが支持されるにも拘わらず、変速動作が円滑になり、しかも枢軸でのニードルの軸線方向での幅を小さくできる。
【0007】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の無段変速装置において、前記リテーナレスニードル軸受を構成するニードルの軸線方向での移動が、前記第1リンクにより阻止され、前記別のリテーナレスニードル軸受を構成するニードルの軸線方向での移動が前記第2リンクにより阻止されるものである。
【0008】
これにより、ニードルの抜け出しが、リテーナレスニードル軸受が設けられた枢軸に支持された第1,第2リンクを利用することで阻止される。
この結果、請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、リテーナレスニードル軸受を構成するニードルの軸線方向での移動が、リテーナレスニードル軸受が設けられた枢軸に支持された第1,第2リンクを利用して阻止されることにより、部品点数を増加させることなく、確実にニードルの抜け出しを防止することができる。
【0009】
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の無段変速装置において、前記変速機構は、複数の前記リンクユニットを有し、前記第1リンクは、前記入力軸に偏心して枢着された駆動リンクであり、前記第2リンクは、前記出力軸に前記一方向クラッチを介して駆動連結された出力リンクに枢着されて相互に回動可能に支持される伝達リンクであり、前記第3リンクは前記変速操作リンクであり、前記複数のリンクユニットは、前記入力軸にその回転軸線方向に並んで配列され、前記複数の枢軸は、前記入力軸に平行であるものである。
【0010】
これにより、枢軸では、リテーナがない分、入力軸の回転軸線方向での幅を小さくすることができる。請求項3記載の発明によれば、請求項1または2記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、複数のリンクユニットが入力軸の回転軸線方向で占める幅が小さくなり、変速装置を小型化できる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図1〜図15を参照して説明する。
本発明の無段変速装置が装備された自転車の左側面図である図1を参照すると、自転車Bは、ダウンヒル用の自転車であり、起伏が著しい箇所がある林道などに高速コーナやジャンプセクションを設けた未舗装のコースを下ることによりタイムを競う競技に使用される。
【0012】
自転車Bの車体フレームRは、下端部で前輪Wを軸支する左右1対のフロントフォーク5を操舵可能に支持するヘッドパイプ1と、ヘッドパイプ1から後方斜め下方に延びる左右1対のメインフレーム2と、両メインフレーム2の前端部からその下方において後方斜め下方に延びるダウンチューブ3と、各メインフレーム2の中央部から延びてサドル6を支持するサドルフレーム4とを備える。
【0013】
両メインフレーム2の後部に取り付けられたピボット軸7には、後端部で後輪Wを回転可能に支持する車軸9を支持する左右1対のスイングアーム8の前端部が回動可能に支持される。スイングアーム8は、サスペンション10を介してメインフレーム2の中央部に連結されることで、ピボット軸7を中心に上下方向に揺動可能である。また、前後方向で前輪Wと後輪Wとの間で、かつ両メインフレーム2の後部およびダウンチューブ3の後部の間には、それらに支持される無段変速装置Tが配置される。そして、無段変速装置Tは、前輪Wの回転軸線および後輪Wの回転軸線を含む仮想平面H2または該仮想平面H2の下方近傍よりも上方に配置されると共に、車体フレームRの最下端であるダウンチューブ3の最下端3a1よりも上方に配置される。しかも、無段変速装置Tの下端は、車幅方向(左右方向)でその近傍に位置するダウンチューブ3の、最下端3a1を含む下端部3aにより覆われる。なお、前輪Wおよび後輪Wの回転軸線の位置は、運転者が乗車していない状態でのものである。
【0014】
図2を併せて参照すると、無段変速装置Tの下部に配置されて、そのケース11内に収納された主軸12aと、該主軸12aの、ケース11外に突出した左右の端部にそれぞれ結合された1対のクランクアーム12bとを有するクランク軸12は、各クランクアーム12bにそれぞれ回転可能にペダル13が支持されることで、ペダル式クランク軸を構成する。
【0015】
無段変速装置Tの上部に配置されて、ケース11内に収納された出力軸16は、ケース11外に突出した一端部である右端部を有し、ケース11の外側にある該右端部に、駆動側回転体である駆動スプロケット17が結合される。駆動スプロケット17と後輪Wのリヤハブ80に一方向クラッチ82(図10参照)を介して駆動連結された被動側回転体である被動スプロケット18との間には無端伝動帯であるチェーン19が掛け渡される。出力軸16は、ピボット軸7および車軸9の各中心軸線を含む仮想平面H1の近傍に位置するように、車体フレームRに対して配置される。また、駆動スプロケット17は、仮想平面H2または該仮想平面H2の下方近傍よりも上方に配置されると共に、ダウンチューブ3の最下端3a1よりも上方に配置される。ここで、仮想平面H2の下方近傍よりも上方とは、例えば上下方向で、被動スプロケット18の下端の位置より上方である。
【0016】
それゆえ、運転者により回転駆動されるクランク軸12のトルクは、無段変速装置Tの出力軸16を経て、駆動スプロケット17と被動スプロケット18とチェーン19とを備える伝動機構を介して出力軸16と駆動連結された駆動輪である後輪Wに伝達されて、後輪Wが回転駆動される。
【0017】
図2,図3を参照して、無段変速装置Tについて説明する。ボルトにより結合される左右1対のケース部分11a,11bから構成されるケース11に、該ケース11に収納された主軸12aの両端部寄りの部分およびアイドル軸14の両端部および出力軸16の左端部と右端部寄りの部分が、両ケース部分11a,11bにそれぞれ保持される左右1対の軸受20a,20b;20c,20d;20e,20fを介して回転可能に支持される。ケース11内で、主軸12aには、一方の軸受である右軸受20b側から、第1駆動ギヤ22および第2被動ギヤ24が順次設けられる。第1駆動ギヤ22は、クランク軸12の正転方向A0(自転車Bを前進させる方向である。以下、クランク軸12が正転方向するときの各種の軸およびスプロケットの正転方向を符号A0で示す。)のトルクのみを第1駆動ギヤ22に伝達する一方向クラッチ28を介して主軸12aに駆動連結され、第2被動ギヤ24は軸受29を介して回転可能に主軸12aに支持される。
【0018】
ケース11内で主軸12aに平行に配置されたアイドル軸14には、第1駆動ギヤ22と噛合する第1被動ギヤ23と、第2被動ギヤ24と噛合する第2駆動ギヤ25とが設けられる。第2被動ギヤ24には、第3駆動ギヤ26が第2被動ギヤ24に隣接して一体に固定されて設けられ、該第3駆動ギヤ26は、両ケース部分11a,11bに両端で軸受30a,30bを介して回転可能に支持される入力軸15にスプライン結合されて該入力軸15と一体に回転する第3被動ギヤ27と噛合する。
【0019】
各駆動ギヤ22,25,26は、それに噛合する被動ギヤ23,24,27よりも大径のギヤとされて、これら相互に噛合する駆動ギヤ22,25,26および被動ギヤ23,24,27により、3つの増速段を持つと共にクランク軸12の回転速度を増速して入力軸15に伝達する増速ギヤ列が構成される。それゆえ、ケース11内に配置されたこの増速ギヤ列からなる増速機構M1を介してクランク軸12により回転駆動される入力軸15は、クランク軸12の回転速度よりも増速された回転速度、この実施例では約11倍に増速された回転速度で回転する。
【0020】
第3駆動ギヤ26および第3被動ギヤ27は、図4に示されるように、非円形ギヤから構成されて、出力軸16の回転速度の脈動を低減するタイミングで噛合し、入力軸15に不等速回転運動を行わせるための不等速回転伝達機構M2を構成する。具体的には、第3被動ギヤ27は、この実施例において無段変速装置Tに設けられる後述するリンクユニットU1〜U4の数と等しい数の山部27aおよび谷部27b、この実施例ではそれぞれ4つの山部27aおよび谷部27bを有するギヤとされ、第3駆動ギヤ26は、第3被動ギヤ27の山部27aおよび谷部27bのそれぞれの数の整数倍、この実施例では4倍の16の山部26aおよび谷部26bを有するギヤとされる。そして、第3駆動ギヤ26の谷部26bと第3被動ギヤ27の山部27aとが噛合するタイミングおよび第3駆動ギヤ26の山部26aと第3被動ギヤ27の谷部27bとが噛合するタイミングは、後述するように、脈動する出力軸16の回転速度が最大となるタイミングおよび最小となるタイミングにそれぞれ合うように設定される。それゆえ、クランク軸12と入力軸15とは、増速機構M1に組み込まれて出力軸16の回転速度の脈動を低減するための不等速回転伝達機構M2を介して駆動連結される。
【0021】
図2,図3を参照すると、入力軸15は、該入力軸15の回転運動を揺動運動に変換する、複数の、この実施例では4つのリンクユニットU1〜U4を有する変速機構M3と、各リンクユニットU1〜U4に連結されて該リンクユニットU1〜U4の揺動運動を出力軸16の正転方向A0での回転運動に変換する一方向クラッチ36とを介して出力軸16に駆動連結される。変速機構M3は、運転者が変速操作部材としての変速レバー(図示されず)を操作することにより動作する変速操作機構M4により操作され、この変速操作機構M4により、クランク軸12の回転速度に対する出力軸16の回転速度の比である変速比が無段階に変更される。
【0022】
さらに図5,図6を併せて参照すると、各リンクユニットU1〜U4は、複数の、この実施例では3つの変速リンクから構成される。具体的には、入力軸15に偏心して枢着された駆動リンク31と、出力軸16に一方向クラッチ36を介して駆動連結された出力リンク33と、第1枢支部を構成する第1枢軸34で駆動リンク31に対して回動可能に支持、すなわち枢着されると共に第2枢支部を構成する第2枢軸35で出力リンク33に対して回動可能に支持、すなわち枢着された伝達リンク32とを備える。
【0023】
駆動リンク31は、円環状の第1結合部31aと、第1結合部31aに連なると共に1対のプレート部31b1を有する二股状の第2結合部31bとから構成され、伝達リンク32は、一端部32aでリベット37により所定の間隔をおいて連結された1対のプレート32cから構成され、出力リンク33は、伝達リンク32の両プレート32cの間に挟まれて配置される第1結合部33aと、第1結合部33aに連なる円環状の第2結合部33bとから構成される。
【0024】
第1結合部31aが、入力軸15とスプライン結合により一体に回転する偏心リング38の外周にすべり軸受39からなる軸受を介して枢支されることにより、駆動リンク31は入力軸15に対して偏心して枢着される。偏心リング38の中心軸線、すなわち駆動リンク31の回動軸線は、入力軸15の回転軸線に対して所定偏心量だけ偏心している。さらに、第1結合部31aには、図5,図6に示されるように、周方向に等間隔に複数の、例えば4つの油溝31cが径方向に延びて形成されて、ケース11内の潤滑油が油溝31cを通じてすべり軸受39に供給される。
【0025】
第2結合部31bの両プレート部31b1に固定されて支持される第1枢軸34に、両プレート部31b1の間に配置されたニードル軸受40からなる軸受を介して、伝達リンク32が回動可能に支持される。ニードル軸受40は、第1枢軸34の外周に嵌合されて両プレート部31b1に挟圧されて固定される内輪40aと、内輪40aの径方向外方に配置されて両プレート32cの一端部32aに形成された孔に嵌合される外輪40bと、内輪40aと外輪40bとの間に配置される多数のニードル40cとから構成される。ニードル40cの軸線方向での移動は、ニードル軸受40の両端側に配置された1対のスラストワッシャ43を介して駆動リンク31の両プレート部31b1により阻止される。また、多数のニードル40cは周方向に隙間なく配置されているので、ニードル40cを保持するためのリテーナは不要である。それゆえ、ニードル軸受40は、リテーナを持たないリテーナレスニードル軸受である。さらに、外輪40bには、周方向に間隔をおいて複数、この実施例では周方向に等間隔に8つの油孔40dが形成される。
【0026】
また、出力リンク33の第1結合部33aが両プレート32cの他端部32bに固定されて支持される第2枢軸35にニードル軸受41からなる軸受を介して回動可能に支持されることで、伝達リンク32は出力リンク33に相対回動可能に支持される。ニードル軸受41は、第2枢軸35の外周に配置されて出力リンク33の第1結合部33aに囲まれて保持される多数のニードル41aから構成される。ここでも、ニードル41aの軸線方向での移動は、ニードル41aの両端側に配置された1対のスラストワッシャ44を介して伝達リンク32の両プレート32cにより阻止され、多数のニードル41aは周方向に隙間なく配置される。それゆえ、ニードル軸受41は、ニードル軸受40と同様に、リテーナレスニードル軸受である。また、第1結合部33aの両側面には、図6に示されるように、周方向に間隔をおいて複数の、例えば3つの油溝33cが径方向に延びて形成されて、ケース11内の潤滑油が油溝33cを通じてニードル軸受41に供給される。
【0027】
出力リンク33は、第2結合部33bにて、出力軸16の回転軸線を揺動軸線として揺動運動する出力リンク33から出力軸16を正転方向A0に回転させるトルクのみを伝達する一方向クラッチ36を介して、出力軸16に駆動連結される。それゆえ、一方向クラッチ36は、各出力リンク33が出力軸16の正転方向A0での角速度ω(図13参照)、すなわち回転速度よりも大きな角速度で正転方向A0に揺動するときにのみ、出力リンク33から出力軸16にトルクを伝達する。ここで、一方向クラッチ36のアウタは、第2結合部33bにより構成され、そのインナは、出力軸16により構成されることで、一方向クラッチ36が、出力リンク33および出力軸16に駆動連結される。
【0028】
そして、図2に示されるように、4つのリンクユニットU1〜U4は、互いに平行な入力軸15および出力軸16に対してそれらの回転軸線方向(車幅方向でもある。)で等間隔に並んで配列される。具体的には、入力軸15には、隣接するリンクユニットU2,U3;U3,U4の、前記回転軸線方向での間隔を保持する部材であるスペーサとしての2つの円環状のカラー46が駆動リンク31の第1結合部31aの側方で嵌合される。カラー46は、隣接するリンクユニットU2,U3および隣接するリンクユニットU3,U4の間に配置される一方で、入力軸15の一端部である右端部寄りの隣接するリンクユニットU1,U2の間隔を保持するために、両リンクユニットU1,U2の間に配置された第3被動ギヤ27が利用される。
【0029】
すなわち、この無段変速装置Tにおいて、クランク軸12の回転軸線方向でもある車幅方向(左右方向と一致する。)での一方側である右側寄りに配置されるアイドル軸14に対応して、増速機構M1を構成する第1被動ギヤ23および第2駆動ギヤ25が装着されるアイドル軸14の車幅方向での長さを極力短くすると共に、主軸12aに装着される第2被動ギヤ24および第3駆動ギヤ26の軽量小型化のために、第3駆動ギヤ26と噛合する第3被動ギヤ27が、入力軸15を回転可能に支持する軸受30bに最も近い特定リンクユニットである右端のリンクユニットU1およびそれに隣接するリンクユニットU2の間で入力軸15に結合される。
【0030】
さらに、図2,図3を参照すると、右端のリンクユニットU1の駆動リンク31が、車幅方向で第1駆動ギヤ22と第3駆動ギヤ26との間に配置され、しかもその往復運動により、主軸12aの径方向で第1駆動ギヤ22および第3駆動ギヤ26と重なり得る位置に配置される。
【0031】
一方、出力軸16には、隣接するリンクユニットU1,U2;U2,U3;U3,U4の間隔を保持する部材であるスペーサとしての3つの円環状のカラー47が、出力リンク33の第2結合部33bの側方で嵌合される。
【0032】
そして、図7に示されるように、4つのリンクユニットU1〜U4の駆動リンク31は、異なる位相で入力軸15に枢着されており、この実施例では、全ての駆動リンク31の回動軸線が入力軸15の周方向に90°の等角度で分布するように入力軸15に枢着される。なお、図7には、後述する変速操作リンク54が最小変速比位置を占めているときの第3枢軸53、支持軸59、第4枢軸61および第2中間リンク62が示されている。
【0033】
なお、図2に示されるように、各リンクユニットU1〜U4において、偏心リング38およびすべり軸受39の軸線方向での両端部側は、入力軸15にスプライン結合される1対の円板状の被覆プレート49により覆われる。そして、被覆プレート49は、カラー46,48および第3被動ギヤ27により、入力軸15上での軸線方向の移動が阻止される。
【0034】
図2,図3,図8を参照すると、変速操作機構M4は、第1枢軸34寄りの位置で(図3には、後述する中心軸52が二点鎖線で示されている。)、両ケース部分11a,11bに軸受50を介して回動可能に支持される支持部材51と、第1枢軸34で各リンクユニットU1〜U4に枢着されると共に第3枢支部を構成する第3枢軸53で支持部材51に枢着される変速操作リンク54と、前記変速レバー(図示されず)に接続される操作ワイヤ55の端部が係止されたドラム56と一体に回動する操作軸57と、操作軸57に後述する突部58e3を介して駆動連結される支持軸59と、支持軸59と一体に回動する第1中間リンク60と、第3枢軸53で支持部材51に枢着されると共に第4枢支部を構成する第4枢軸61で第1中間リンク60に枢着される第2中間リンク62とを備える。ここで、第1中間リンク60および第2中間リンク62はリンク機構を構成する。
【0035】
図2,図3,図5,図6を参照すると、変速操作リンク列を構成する4つの変速操作リンク54は、それぞれ、その一端部である円環状の先端部54aにて、ニードル軸受40の外周において伝達リンク32の両プレート32cの間で挟まれて配置されたニードル軸受63からなる軸受を介して回動可能に支持されることにより、各リンクユニットU1〜U4の第1枢軸34で、駆動リンク31および伝達リンク32に対して枢着される。ニードル軸受63は、外輪40bの外周に配置されて先端部54aにより囲まれて保持される多数のニードル63aから構成される。それゆえ、駆動リンク31の両プレート部31b1の、車幅方向での間には、第1枢軸34に対して径方向に積層されて同軸に設けられた二段のニードル軸受40,63が配置される。また、ニードル63aの軸線方向での移動は、ニードル63aの両端側に配置された1対のスラストワッシャ64を介して伝達リンク32の両プレート32cにより阻止され、多数のニードル40cは周方向に隙間なく配置される。それゆえ、ニードル軸受63は、ニードル軸受40と同様に、リテーナレスニードル軸受である。
【0036】
図5,図6に示されるように、先端部54aの両側面には、それぞれ、周方向に間隔をおいて複数、この実施例では周方向に等間隔に4つの油溝54cが設けられる。そして、ケース11内に充填された潤滑油が、油溝54cを通ってニードル軸受63に供給され、さらに外輪40bの油孔40dを通ってニードル軸受40に供給される。なお、図3に示されるように、右ケース部分11bには、ブリーザ管65およびケース11内の潤滑油を排出するためのドレンボルト66が設けられる。
【0037】
図2,図3,図8を参照すると、支持部材51は、U字形状に屈曲されて形成された板材からなる支持リンク51aと、支持リンク51aの両端部に嵌合されて車幅方向での間隔を保持するための部材であるスペーサとしての連結軸51bとを備える。支持リンク51aは、車幅方向で対面する互いに平行な1対の側部51a1と、両側部51a1に連なる連結部51a2とから構成される。各側部51a1には各ケース部分11a,11bに保持された軸受50に支持された中心軸52が固着されることで、支持部材51は、全てのリンクユニットU1〜U4を車幅方向で挟むように配置された1対の中心軸52と共にケース11に回動自在に支持される。それゆえ、支持部材51は、中心軸52を中心に揺動可能である。さらに、支持リンク51aの一方の側部である右側の側部51a1には、右ケース部分11bの内面に突出して形成された第1,第2ストッパ67,68(図3参照)にそれぞれ当接する1対の当接面51a3,51a4がそれぞれ形成される。第1,第2ストッパ67,68は、変速操作リンク54の最小変速比位置および最大変速比位置をそれぞれ規定する。
【0038】
図8を参照すると、支持部材51の両側部51a1には、その連結部51a2付近に両側部51a1に渡って第3枢軸53が固定されて一体に支持される。その先端部54aにて4つのリンクユニットU1〜U4にそれぞれ枢着される4つの変速操作リンク54は、その他端部である円環状の基端部54bにて、多数のニードル69aを有する軸受69からなる軸受を介して第3枢軸53で枢着されることにより、支持部材51に枢着される。基端部54bの両側面には、それぞれ、周方向に間隔をおいて複数、この実施例では周方向に等間隔に4つの油溝54cが設けられる。そして、ケース11内に充填された潤滑油が、油溝54cを通ってニードル軸受69に供給される。
【0039】
また、それら変速操作リンク54は、第3枢軸53に軸線方向(車幅方向)に等間隔に配列され、そのためにカラー70および第2中間リンク62が使用される。すなわち、中央で互いに隣接する変速操作リンク54(これら変速操作リンク54はリンクユニットU2,U3に枢着される。)の間にはスペーサとしてのカラー70が配置される。そして、両端部の変速操作リンク54(この変速操作リンク54はリンクユニットU1,U4にそれぞれ枢着される。)とそれに隣接する変速操作リンク54との間には、二股に分岐した第2中間リンク62の両先端部62aがそれぞれすべり軸受71からなる軸受を介して第3枢軸53に枢着される。それゆえ、支持部材51の両側部51a1の間に配置される両先端部62aが、カラー70と同様の機能を有するスペーサとして利用される。
【0040】
図8,図9を参照すると、左ケース部分11aに軸受72を介して回動可能に支持される支持軸59は、各リンクユニットU1〜U4の駆動リンク31に作用する入力軸15からの駆動力の分力(図14参照)が、第1枢軸34、変速操作リンク54、支持部材51、第3枢軸53、第2中間リンク62、第1中間リンク60および支持軸59を通じてドラム56を回動させることを阻止するための2つの一方向クラッチの機能を持つ二方向クラッチ58を介して右ケース部分11bに保持される。
【0041】
二方向クラッチ58は、右ケース部分11bに固定されたアウタレース58aと、支持軸59と一体に回転する部材から構成されて、この実施例では支持軸59の一部から構成されるインナレース58bと、両レース58a,58bの径方向での間の収容空間に配置された偶数、この実施例では8つのローラ58cと、1対のローラ58cの周方向での間で前記収容空間に配置された圧縮スプリングからなるクラッチスプリング58dと、クラッチスプリング58dとは反対側で2つのローラ58cの周方向での間に配置されたリテーナ58eとから構成される。
【0042】
操作軸57に一体形成されたリテーナ58eは、操作軸57がシフトアップをするための回動方向A2(以下、アップ方向A2という。)およびシフトダウンをするための回動方向A3(以下、ダウン方向A3という)へ回動したときにローラ58cと当接する。具体的には、リテーナ58eは、操作軸57の直径方向で対向してインナレース58bに形成された凹部58b1からなる係合部と係合可能な突部58e3からなる係合部を有する1対の第1保持部58e1と、周方向で両第1保持部58e1の間に位置する第2保持部58e2とを有する。
【0043】
凹部58b1と突部58e3との間には、リテーナ58eとインナレース58bとの相対回動を可能とするための間隙58fが形成される。そして、凹部58b1と突部58e3とが係合するまでのこの相対回動により、第1,第2保持部58e1,58e2が、クラッチスプリング58dの弾発力に抗してローラ58cを押圧して、ローラ58cが、アウタレース58aとインナレース58bとの間に食い込むこと(すなわちロックすること)がない状態、すなわちロック解除状態になる。
【0044】
また、インナレース58bの外周には、クラッチスプリング58dを介して互いに対向する1対のローラ58cのうち、アップ方向A2側のローラ58c1が、アップ方向A2への支持軸59の回動を許容する一方で、ダウン方向A3への支持軸59の回動を阻止し、ダウン方向A3側のローラ58c2が、ダウン方向A3への支持軸59の回動を許容する一方で、アップ方向A2への支持軸59の回動を阻止するように、前記収容空間の径方向での幅を周方向で異ならせるカム面58b2が形成される。
【0045】
それゆえ、前記変速レバーに加えられた操作力が操作ワイヤ55を介してドラム56をアップ方向A2に回動させると、図9に二点鎖線で示されるように、第1,第2保持部58e1,58e2がアップ方向A2に相対回動してローラ58c2に当接して該ローラ58c2をロック解除状態にした後、突部58e3と凹部58b1とが係合することで第1保持部58e1が、インナレース58bに係合して、支持軸59と一緒にアップ方向A2に回動する。逆に、操作力が操作ワイヤ55を介してドラム56をダウン方向A3に回動させると、第1,第2保持部58e1,58e2がダウン方向A3に相対回動してローラ58c1に当接して該ローラ58c1をロック解除状態にした後、突部58e3と凹部58b1とが係合することで第1保持部58e1が、インナレース58bに係合して、支持軸59と一緒にダウン方向A3に回動する。
【0046】
ところで、図12を参照すると、クランク軸12の回転中、出力リンク33および一方向クラッチ36を介して出力軸16にトルクを伝達して、出力軸16を回転駆動しているリンクユニットU1〜U4についてみると、該リンクユニットU1〜U4の駆動リンク31を往復運動させる入力軸15からの駆動力は、その一方の分力が第1枢軸34から伝達リンク32を介して出力リンク33に作用する一方、その他方の分力Fが第1枢軸34から変速操作リンク54に作用する。分力Fは、入力軸15の回転軸線方向から見たとき、入力軸15の回転により往復運動する第1枢軸34の運動経路のほぼ中央に位置する中心軸52を中心としたモーメントを発生させる。(ここで、中心軸52、第1〜第3枢軸34,35,53および入力軸15は互いに平行に配置されている。)このモーメントは、第1枢軸34の位置に応じて、中心軸52を境に反転するモーメント、すなわち第3枢軸を時計方向に揺動させようとするモーメントmと、第3枢軸を反時計方向に揺動させようとするモーメントmである。そして、このモーメントは、第2中間リンク62および第1中間リンク60を介して支持軸59を、アップ方向A2またはダウン方向A3に回動させようとするトルクTa(図3参照)を発生する。このトルクTaは、図14に示されるように、出力軸16を回転駆動しているリンクユニットU1〜U4の駆動リンク31に作用する駆動力の変化に対応する大きさおよび向きを有しいる。なお、図14において、符号U1〜U4は出力軸16を回転駆動しているリンクユニットを示し、符号Tは、トルクTaの大きさ目安を示すための値を示している。このとき、操作ワイヤ55を通じて操作力がリテーナ58eに作用していなければ、トルクTaがアップ方向A2およびダウン方向A3のいずれの方向に支持軸59を回動させようとしても、ローラ58cがロック状態になって、支持軸59は回動しない。また、シフトアップ(シフトダウン。以下、括弧内には、シフトダウンに対応する説明を記す。)をさせる操作力がリテーナ58eに作用しているときに、トルクTaが支持軸59をアップ方向A2(ダウン方向A3)に回動させるように作用すると、トルクTaがアシスト力となって、操作力が軽減される一方、トルクTaが支持軸59をダウン方向A3(アップ方向A2)に回動させるように作用するときには、ローラ58cがロック状態になって、支持軸59がダウン方向A3(アップ方向A2)に回動することが阻止される。
【0047】
それゆえ、操作軸57、二方向クラッチ58、支持軸59、第1中間リンク60、第4枢軸61および第2中間リンク62は、前記変速レバーによる操作力を第3枢軸53に伝達する伝達機構M5を構成する。
【0048】
図10,図11を参照して、リヤハブ80および被動スプロケット18に関連して説明する。車軸9に軸受81を介して回転可能に支持されるリヤハブ80の一端部である右端部には、その径方向外方に一方向クラッチ82を介して被動スプロケット18が設けられる。そして、一方向クラッチ82の一端部である右端部は、被動スプロケット18と車軸9との間に設けられたカバー83により覆われる。
【0049】
後輪Wを正転方向A0に回転駆動するトルクをチェーン19から後輪Wに伝達する一方向クラッチ82は、チェーン19に駆動連結された被動スプロケット18により構成されるアウタレース82aと、リヤハブ80にネジ結合されて後輪Wと一体に回転するインナレース82bと、両レース82a,82bの径方向での間の収容空間Sに周方向に間隔をおいて配置された複数の、この実施例では10個のローラ82cと、周方向で隣接するローラ82cの周方向での間隔を保持するリテーナ82dと、アウタレース82aとリテーナ82dとの間に配置された圧縮スプリングからなるクラッチスプリング82eとから構成される。
【0050】
リテーナ82dは、車幅方向に離隔した円環状の大径リング82d1および小径リング82d2と、両リング82d1,82d2に連結されて車幅方向に延びて周方向で隣接するローラ82cの間に位置する複数、この実施例では10個の保持部82d3と、直径方向で対向する位置にある1対の保持部82d3に一体形成されて被動スプロケット18に形成された長孔18aを右方に貫通して突出する突起82d4からなる位置決め部とを有する。突起82d4がカバー83に形成された凹部83aからなる係合部と係合することで、カバー83とリテーナ82dとは一体に回転可能である。
【0051】
ここで、各ローラ82cは、アウタレース82aの内周面に形成されたカム面82a1とインナレース82bとの間に食い込んで(すなわちロックして)、アウタレース82aとインナレース82bとを一体に回転させる状態(すなわち、ロック状態。図11に二点鎖線で示される。)と、カム面82a1とインナレース82bとの間に食い込むことがなく、アウタレース82aとインナレース82bとを独立に回転可能に維持する状態(すなわち、ロック状態解除状態。)とをとり得る。また、長孔18aは、アウタレース82aがリテーナ82に対して後述する所定角度θ3だけ相対回転できるように、突起82d4との間に周方向の隙間を形成する形状を有する。
【0052】
クラッチスプリング82eは、直径方向で対向する位置にある1対の保持部82d3とアウタレース82aとの間に配置されて、該1対の保持部82d3を、その弾発力によりアウタレース82aに当接するように正転方向A0に付勢している。具体的には、1対の保持部82d3に径方向で対向する位置でアウタレース82aの内周面に1対の凹部82fが形成され、保持部82d3の外周面には凹部82f内にそれぞれ進入する突出部nが形成される。そして、クラッチスプリング82eは、凹部82f内に配置されて、正転方向A0とは反対側の端部でアウタレース82aに当接し、正転方向A0側の端部で突出部nと当接し、その弾発力により突出部nを正転方向A0に付勢してアウタレース82aに当接させている。
【0053】
アウタレース82aと保持部82d3との間で弾発力を作用させるクラッチスプリング82eにより、アウタレース82aとリテーナ82dとは、アウタレース82aの正転方向A0への回転時を除いて、突出部nが正転方向A0側でアウタレース82aに当接すると共に、ローラ82cがロック解除状態になる第1回転位置を占める(図11に実線で示される。)。
【0054】
一方向クラッチ82の開口部を覆って、収容空間S内の潤滑剤の漏出を防止すると共に、該収容空間Sへの水や塵埃等の異物の侵入を防止するカバー83は、カバー83の内側で、車軸9に嵌合されて固定された軸筒84に固定されることで車軸9に対して固定された線材からなる円環状のフリクションスプリング85の弾発力により径方向外方に付勢された状態で、摺動可能に接触している。また、一方向クラッチ82において、カバー83の外周とアウタレース82aとの間は、シール86により、カバー83の内周と軸筒84との間は、シール87により、カバー83とは反対側でインナレース82bとアウタレース82aとの間は、シール88により、それぞれ密封される。
【0055】
フリクションスプリング85のセット荷重は、正転方向A0への回転開始直後のアウタレース82aによりクラッチスプリング82eに弾性変形を生じさせてリテーナ82dに対するアウタレース82aの正転方向A0への所定角度θ3の回転を許容する大きさであって、しかも、ローラ82cがロック状態になって一方向クラッチ82が接続状態になったとき、カバー83が、リテーナ82d、アウタレース82a(被動スプロケット18)およびインナレース82bと共に一体に回転することができるような大きさに設定される。
【0056】
このカバー83とフリクションスプリング85との間の摩擦力により、アウタレース82aが正転方向A0への回転を開始した直後に、ローラ82cがロック解除状態にあって遮断状態にある一方向クラッチ82が接続状態に移行するとき、車軸9とリテーナ82dとの間では相対回転が生じないので、クラッチスプリング82eが、その弾発力に抗して正転する被動スプロケット18(アウタレース82a)により圧縮されて、アウタレース82aとリテーナ82dとが、アウタレース82aがリテーナ82dに対して所定角度θ3だけ回転した第2回転位置を占めて、ローラ82cがロック状態になるようにリテーナ82dが保持される。そして、一方向クラッチ82が接続状態になったとき、リテーナ82dとアウタレース82a(被動スプロケット18)とは、前記第2回転位置を維持して、カバー83およびインナレース82bと共に一体に回転する。それゆえ、フリクションスプリング85とカバー83とは、被動スプロケット18の正転方向A0への回転開始直後に、リテーナ82dに対するアウタレース82aの正転方向への所定角度θ3の回転を許容するようにリテーナ82dを保持する保持手段を構成する。
【0057】
このような一方向クラッチ82により、被動スプロケット18が正転方向A0に回転するとき、ローラ82cがロック状態になって、被動スプロケット18とリヤハブ80とが一体に回転する。また、自転車Bの走行中に運転者がペダル13を漕ぐことを止めたとき、もしくは運転者が降車した状態で、自転車Bを前進させるときは、クラッチスプリング82eの弾発力により、チェーン19の弛み分だけ被動スプロケット18が正転方向A0とは逆方向に回転させられると同時に、リヤハブ 80 のみの正転方向 A0 への回転により、ローラ82cがロック解除状態になって、一方向クラッチ82が遮断状態になり、被動スプロケット18が停止した状態で、後輪Wのみ、すなわちリヤハブ80のみが正転方向A0に回転する。さらに、例えば運転者が降車した状態で、自転車Bを後進させるときは、被動スプロケット 18 が、チェーン 19 の弛み分だけ、クラッチスプリング85の弾発力により正転方向 A0 とは逆方向に回転させられているため、ローラ82cは図11に示されるロック解除状態になっていて、一方向クラッチ82が遮断状態になるため、被動スプロケット18が停止した状態で、後輪W、すなわちリヤハブ80のみが逆転方向に回転する。
【0058】
つぎに、この無段変速装置Tの動作について説明する。図3に示されるように、無段変速装置Tが最小変速比にある状態で自転車Bが走行しているとき、支持部材51が第1ストッパ67に当接した状態で第3枢軸53の位置が固定されている。このとき、入力軸15が1回転する間に、図12(A)で示されるように、入力軸15からの駆動力により、入力軸15の1回転あたり各駆動リンク31は図示される両位置P1,P2の間で往復運動し、各リンクユニットU1〜U4は、順次、揺動角度範囲θ1で出力リンク33を揺動させる。そして、各リンクユニットU1〜U4が一方向クラッチ36を介して出力軸16に駆動連結されていることから、4つのリンクユニットU1〜U4を有する無段変速装置Tにおいて、入力軸15の1回転の間に、出力軸16は、図13(A)に示されるように、4つのリンクユニットU1〜U4のうち、正転方向A0での最大角速度(回転速度)で出力軸16を回転駆動するリンクユニットU1〜U4により順次回転駆動される。
【0059】
このとき、出力軸16の回転速度が最大となるタイミングでは、第3駆動ギヤ26および第3被動ギヤ27からなる非円形ギヤを使用した不等速回転伝達機構M2により入力軸15の回転速度が最小となり、例えばリンクユニットU1が出力軸16を駆動している状態から、リンクユニットU1に対して90°の位相を有するリンクユニットU2が出力軸16を駆動する状態に移行するタイミング、すなわち出力軸16の回転速度が最小となるタイミングでは、不等速回転伝達機構M2により、入力軸15の回転速度が最大となって、出力軸16の回転速度の変動幅が減少して、その脈動が低減される。なお、図13において、符号U1〜U4は出力軸16を回転駆動しているリンクユニットを示し、符号ωは、出力軸16の角速度ωの大きさ目安を示すための値を示している。
【0060】
この最小変速比での運転状態から、シフトアップするために運転者が前記変速レバーを操作すると、操作力が操作ワイヤ55、ドラム56および操作軸57を介して二方向クラッチ58(図9参照)のリテーナ58eをアップ方向A2に回動させる。このとき、図14(A)に示されるように、各リンクユニットU1〜U4に対する入力軸15からの駆動力により出力軸16が加速される方向の該駆動力の分力Fに基づいて発生するトルクTa(図14においてプラス側のトルク)が、アシスト力として変速操作リンク54、第2中間リンク62および第1中間リンク60を介して支持軸59に作用する。そして、支持軸59の回動により、第3枢軸53および変速操作リンク54の基端部54bが、支持部材51を支持する中心軸52を中心とする円弧状の変速軌道上を、図15に示される最大変速比での位置に向けて移動して、より大きな変速比で後輪Wが回転駆動される。
【0061】
図12(B)を参照すると、変速操作リンク54および第3枢軸53が最大変速比にある状態(図15参照)で、入力軸15が1回転する間に、入力軸15の1回転あたり各駆動リンク31は図示される両位置P3,P4の間で往復運動し、各リンクユニットU1〜U4は、最小変速比での揺動角度範囲θ1よりも大きい揺動角度範囲θ2で出力リンク33を揺動させる。そして、4つのリンクユニットU1〜U4により、入力軸15の1回転の間に、出力軸16は、図13(B)に示されるように、正転方向A0での最大角速度(回転速度)で出力軸16を回転駆動するリンクユニットU1〜U4により順次回転駆動される。このときも、前述の最小変速比のときと同様に、不等速回転伝達機構M2により、出力軸16の回転速度の変動幅が減少して、その脈動が低減される。
【0062】
この最大変速比での運転状態から、シフトダウンするために運転者が前記変速レバーを操作することにより、操作力が操作ワイヤ55、ドラム56および操作軸57を介して二方向クラッチ58(図9参照)のリテーナ58eをダウン方向A3に回動させる。このとき、図14(B)に示されるように、各リンクユニットU1〜U4に対する入力軸15からの駆動力により出力軸16が減速される方向の該駆動力の分力Fに基づいて発生するトルクTa(図14においてマイナス側のトルク)が、アシスト力として支持軸59に作用する。そして、支持軸59の回動により、第3枢軸53および基端部54bが、最大変速比での位置からから最小変速比での位置に向けて前記変速軌道上を移動して、より小さい変速比で後輪Wが回転駆動される。
【0063】
このようにして、変速操作機構M4による変速操作により、中心軸52を中心に揺動可能である第3枢軸53が、最小変速比での位置と最大変速比での位置との間の任意の位置を無段階に占めることができるので、クランク軸12の回転速度が無段階に変速されて後輪Wに伝達される。
【0064】
次に、前述のように構成された実施例の作用および効果について説明する。
無段変速装置Tは、前輪Wと後輪Wとの間で、前輪Wおよび後輪Wのそれぞれの回転軸線を含む仮想平面H2または該仮想平面H2の下方近傍よりも上方に配置されることにより、前記従来技術に比べて、車体の重心近い位置に配置されると共に、地面から離れた位置に配置されるので、自転車Bの操縦性が良好になると共に、無段変速装置Tは、地面と接触することが殆どない。さらに、各リンクユニットU1〜U4の駆動リンク31が、入力軸15と結合された偏心リング38に枢支されることにより、機種に対応してまたは仕様の変更により、駆動リンク31の揺動範囲を変更して変速比の範囲を変更する場合にも、偏心リング38を交換することで、駆動リンク31の揺動範囲を変更して、変速比の範囲を容易に変更することができるうえ、入力軸15は共通の部品として使用できるので、無段変速装置Tのコストを削減することができる。
【0065】
出力軸16の端部に無段変速装置Tのケース11の外側で結合された駆動スプロケット17および無段変速装置Tは、ダウンチューブ3の最下端3a1よりも上方に配置されることにより、無段変速装置Tの外側に位置する駆動スプロケット17および無段変速装置Tが地面と接触することを、より下方に位置するダウンチューブ3の最下端3a1により防止することができるので、無段変速装置Tおよび駆動スプロケット17の地面との接触を、一層回避することができる。
【0066】
クランク軸12およびアイドル軸14に設けられてクランク軸12の回転速度を増速して入力軸15に伝達する前記増速ギヤ列が、無段変速装置Tのケース11内に配置されたことにより、クランク軸12の回転速度を増速して入力軸15に伝達する増速機構M1が、無段変速装置Tのケース11内で、クランク軸12とアイドル軸14とを利用して設けられた前記増速ギヤ列から構成されるので、増速機構M1をコンパクトにすることができると共に、車体フレームRに対する配置の自由度、ひいては車体フレームRに対する無段変速装置Tの配置の自由度が大きくなる。
【0067】
また、入力軸15と出力軸16とが複数のリンクから構成されるリンクユニットU1〜U4を介して駆動連結されるので、クランク軸12、ひいては車体フレームRに対する出力軸16の配置の自由度が大きくなる。そのため、後輪Wが上下方向に揺動可能なスイングアーム8により支持される場合にも、車体フレームRに対してピボット軸7を含む仮想平面H1の近傍に出力軸16を配置することができる。
【0068】
入力軸15にその回転軸線方向に並んで配列された複数のリンクユニットU1〜U4の第1,第2枢軸34,35は、入力軸14に平行に配置され、該第1,第2枢軸34,35にはリテーナを持たないニードル軸受40,41,63が設けられ、駆動リンク31、伝達リンク32、出力リンク33および変速操作リンク54のうちの2つのリンクがニードル軸受40,41,63により相対回動可能に支持されたことにより、ニードル軸受40,41,63により支持されたそれらリンク31,32,33,54の回動が円滑になるので、変速動作が円滑になり、しかもニードル軸受40,41,63が設けられた第1,第2枢軸34,35では、リテーナがない分、ニードル40c,41a,63aの軸線方向、すなわち入力軸15の回転軸線方向(車幅方向)での幅を小さくすることができるので、複数のリンクユニットU1〜U4が前記回転軸線方向で占める幅も小さくなり、無段変速装置Tを小型化できる。
【0069】
第1枢軸34では、リテーナを持たない2つのニードル軸受40,63が径方向に積層されて同軸に設けられ、駆動リンク31、伝達リンク32および変速操作リンク54が相互に回動可能に支持されることにより、1つの枢支部に、2つの軸受が設けられて、3つのリンクが支持されるにも拘わらず、第1枢軸34では、2つのニードル軸受40,63がリテーナを持たないこと、および両軸受40,63が径方向に積層されることで、駆動リンク31、伝達リンク32および変速操作リンク54が支持される第1枢軸34での、前記回転軸線方向での幅を小さくすることができる。
【0070】
ニードル軸受40,41,63を構成するニードル40c,41a,63aの軸線方向での移動が、ニードル軸受40,41,63が設けられた第1,第2枢軸34,35に支持された駆動リンク31または伝達リンク32を利用して阻止されるので、部品点数を増加させることなく、確実にニードル40c,41a,63aの抜け出しを防止することができる。
【0071】
クランク軸12と入力軸15との間に設けられた増速機構M1が不等速回転伝達機構M2を含むことにより、出力軸16の回転速度の脈動が低減されて、快適な走行性を得ることができる。しかも、脈動を低減するために、増速機構M1を利用しているので、無段変速装置Tの重量増が防止され、脈動低減のために入力軸15がその回転軸線方向で長くなることがなく、該回転軸線方向での無段変速装置Tの大型化が防止される。
【0072】
不等速回転伝達機構M2が、1対の非円形ギヤからなる駆動ギヤ26および被動ギヤ27を有する増速ギヤ列からなることにより、簡単な構成で出力軸16の回転速度の脈動が低減される。また、被動ギヤ27は、入力軸15を回転可能に支持する軸受30bに最も近いリンクユニットU1と該リンクユニットU1に隣接するリンクユニットU2との間で入力軸15に結合されて、それらリンクユニットU1,U2の前記回転軸線方向での間隔を保持することにより、被動ギヤ27が、リンクユニットU1,U2を入力軸15に配列するためのスペーサを兼ねるので、スペーサを削減できて、無段変速装置Tの重量増が防止され、しかも増速機構M1の最終ギヤが1つの被動ギヤ27であるにも拘わらず被動ギヤ27に加わる荷重による入力軸15の撓みが小さくなるので、各リンクユニットU1〜U4の動作が円滑になると共に、入力軸15の剛性を高めるために入力軸15が大径化することが回避されて無段変速装置Tの重量増が防止される。
【0073】
変速操作のための操作力を第3枢軸53に伝達する伝達機構M5により、変速操作リンク54を介して伝達されるリンクユニットU1〜U4を駆動する駆動力の分力Fに基づいて発生するトルクTaが操作力のアシスト力とされるので、クランク軸12により入力軸15が回転駆動されて、その駆動力により駆動される駆動リンク31の往復運動を利用することにより、運転者がペダル13を漕いでクランク軸12を回転させているときの変速操作の操作力が軽減されて、軽快な変速操作が可能になる。
【0074】
しかも、伝達機構M5には、変速機構M3側から作用する力による支持軸59の回動を阻止し、前記変速レバーから作用する操作力による支持軸59の回動を許容する二方向クラッチ58が設けられるので、自転車Bの停止時はもちろん、走行中であっても確実に変速操作ができる。
【0075】
入力軸15に枢着される駆動リンク31のうちの一つである、右端のリンクユニットU1の駆動リンク31が、車幅方向で、増速機構M1の1対の増速段をそれぞれ構成するギヤである第1駆動ギヤ22と第3駆動ギヤ26との間に配置され、しかも第1駆動ギヤ22および第3駆動ギヤ26とクランク軸12の主軸12aの径方向で重なり得る位置に配置されることにより、車幅方向で無段変速装置Tを小型化でき、さらにクランク軸12と入力軸15との軸間距離を小さくすることができて、この点でも無段変速装置Tの小型化に寄与できる。
【0076】
出力軸16の回転速度を無段階に変速するための操作力は、支持部材51に設けられて変速操作リンク54が枢着される枢軸53に、該枢軸53に枢着された前記リンク機構の第2中間リンク62を介して伝達されることにより、変速操作リンク54を枢着するための枢軸53を利用して、枢軸53を揺動させる操作力が枢軸53に直接加えられて、中心軸52を中心に支持部材51と共に枢軸53を揺動させるので、支持部材51自体には操作力を受ける部分を形成する必要がない分、支持部材51を小型軽量化でき、ひいては無段変速装置Tを小型軽量化できる。しかも、前記リンク機構を構成する第1,第2中間リンク60,62の長さを適宜設定することにより、変速比が広い範囲に渡って変更される場合にも、支持部材51の大型化および重量増を招来することがないうえに、枢軸53の揺動範囲を容易に大きく設定でき、しかも揺動速度を大きくすることができて、変速比を迅速に変更することができる。
【0077】
第3枢軸53に支持される全ての変速操作リンク54を車幅方向に等間隔に配列するために、カラー70のほかに第3枢軸53に支持される第2中間リンク62を利用して隣接する変速操作リンク54の間隔を保持していることにより、スペーサとしてのカラーの個数を削減できると共に、第3枢軸53を支持する支持部材51および入力軸15の車幅方向での幅を減少させて、支持部材51および入力軸15ひいては無段変速装置Tを車幅方向で小型化できる。
【0078】
一方向クラッチ82が、アウタレース82aの正転方向A0への回転時を除いてローラ82cがロック解除状態になるようにアウタレース82aとリテーナ82dとの間で弾発力を作用させるクラッチスプリング82eと、正転方向A0への回転開始直後のアウタレース82aによりクラッチスプリング82eに弾性変形を生じさせてリテーナ82dに対するアウタレース82aの正転方向A0への所定角度θ3の回転を許容し、ローラ82cがロック状態になるようにリテーナ82dを保持する前記保持手段とを備えることにより、チェーン19により駆動されるアウタレース82aの停止時から正転方向A0への所定角度θ3の回転直後に一方向クラッチ82が接続状態になり、インナレース82b、さらにはリテーナ82dがアウタレース82aと共に正転方向A0に回転する。そして、アウタレース 82a の正転方向 A0 への回転が止まると、クラッチスプリング 82e の弾発力により、チェーン 19 の弛み分だけ被動スプロケット 18 が正転方向 A0 とは逆方向に回転させられると同時に、リヤハブ 80 のみの正転方向への回転により、ローラ 82c がロック解除状態になる。また、運転者が降車した状態で自転車Bを後進させたとき、後輪Wは逆転方向へ回転するが、クラッチスプリング82eの弾発力によりローラ82cはロック解除状態になっているため、一方向クラッチ82は遮断状態になるので、後輪Wの回転がアウタレース82aに伝達されて、無段変速装置Tさらにはクランク軸12に伝達されることがなく、無段変速装置Tが保護される。
【0079】
後輪Wの逆転方向への回転を無段変速装置Tおよびクランク軸12に伝達することがなく、しかも被動スプロケット 18の正転方向A0の回転により直ちに一方向クラッチ82が接続状態になるようにするためのリテーナ82dの保持手段が、一方向クラッチ82の開口を覆うカバー83とフリクションスプリング85とを用いて、両者の間の摩擦力を利用することにより、簡単な構造で構成することができる。
【0080】
一方向クラッチ82のアウタレース82aの内周面に形成された凹部82fに、リテーナ82dの突出部nおよびクラッチスプリング82eが収容されるので、クラッチスプリング82eを設けたことによる一方向クラッチ82の大型化が回避される。
【0081】
以下、前述した実施例の一部の構成を変更した実施例について、変更した構成に関して説明する。
前記実施例では、不等速回転伝達機構M2は非円形ギヤから構成されたが、不等速回転伝達機構M2は、偏心ギヤ等の他の不等速回転を生じさせる部材で構成されてもよい。増速機構M1は、3を除く複数の増速段または1つの増速段を有するものであってもよい。さらに、自転車は、ダウンヒル用以外の自転車であってもよく、また3輪車であってもよい。また、前記伝動機構を構成する無端伝動帯および駆動側・被動側回転体は、それぞれベルトおよびプーリであってもよい。
【0082】
支持リンク51aは、前記実施例では1対の側部51a1および連結部51a2を構成する単一の部材から構成されたが、1対の側部および連結部を別個の3つの部材として、それら部材を結合することにより構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示し、本発明の無段変速装置が装備された自転車の左側面図である。
【図2】図1の無段変速装置の変速機構を構成するリンクユニット毎の展開断面図であり、例えば図3のIIA−IIA線で示されるように、各リンクユニットについての回転軸の回転軸線および枢軸の中心軸線を通る断面での断面図、および一部分、図3のIIB−IIB線での断面図である。
【図3】最小変速比の状態にあるときの図1の無段変速装置について、右ケース部分を外し、各種の軸を断面としたときの右側面図である。
【図4】図1の無段変速装置の不等速回転伝達機構を構成するギヤの正面図である。
【図5】図6のV−V線での断面図である。
【図6】図1の無段変速装置の変速機構を構成するリンクユニットの右側面図である。
【図7】図1の無段変速装置の変速機構を構成する4つのリンクユニットの入力軸への枢着の形態を説明する模式図である。
【図8】図3のVIIIA−VIIIA線およびVIIIB−VIIIB線での断面図である。
【図9】図8のIX−IX線での断面図である。
【図10】図1の自転車のリヤハブおよび被動スプロケットについて、図11のX−X線での断面図である。
【図11】図10のXI−XI線での断面図である。
【図12】図1の無段変速装置の出力リンクの揺動角度範囲を説明する模式図であり、(A)は最小変速比でのものであり、(B)は最大変速比でのものである。
【図13】図1の無段変速装置の出力軸の角速度を説明する図であり、(A)は最小変速比でのものであり、(B)は最大変速比でのものである。
【図14】図1の無段変速装置の入力軸の1回転における駆動力の分力に基づいて発生するトルクを説明する図であり、(A)は最小変速比でのものであり、(B)は最大変速比でのものである。
【図15】図3と同様の右側面図であり、無段変速装置が最小変速比の状態にあるときものである。
【符号の説明】
1…ヘッドパイプ、2…メインフレーム、3…ダウンチューブ、4…サドルフレーム、5…フロントフォーク、6…サドル、7…ピボット軸、8…スイングアーム、9…車軸、10…サスペンション、11…ケース、12…クランク軸、13…ペダル、14…アイドル軸、15…入力軸、16…出力軸、17…駆動スプロケット、18…被動スプロケット、19…チェーン、20a〜20f…軸受、
22〜27…ギヤ、28…一方向クラッチ、29,30a,30b…軸受、31…駆動リンク、32…伝達リンク、33…出力リンク、34,35…枢軸、36…一方向クラッチ、37…リベット、38…偏心リング、39〜41…軸受、43,44…スラストワッシャ、46〜48…カラー、49…被覆プレート、50…軸受、51…支持部材、52…中心軸、53…枢軸、54…変速操作リンク、55…操作ワイヤ、56…ドラム、57…操作軸、58…二方向クラッチ、59…支持軸、60…中間リンク、61…枢軸、62…中間リンク、63…軸受、64…ラストワッシャ、65…ブリーザ管、66…ドレンボルト、67,68…ストッパ、69…軸受、70…カラー、71,72…軸受、
80…リヤハブ、81…軸受、82…一方向クラッチ、83…カバー、84…軸筒、85…フリクションスプリング、86,87,88…シール、
B…自転車、R…車体フレーム、W…前輪、W…後輪、T…無段変速装置、H1,H2…仮想平面、M1…増速機構、M2…不等速回転伝達機構、M3…変速機構、M4…変速操作機構、M5…伝達機構、U1〜U4…リンクユニット、A2,A3…回動方向、P1〜P4…位置、F…分力、Ta…トルク、n…突出部、ω…角速度。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention comprises a plurality of speed change links, each of which is supported by a plurality of pivots so as to be rotatable with respect to each other, and converts the rotational motion of the input shaft into a swing motion.RuThe present invention relates to a continuously variable transmission apparatus including a link unit, a one-way clutch that converts the swinging motion into a rotational motion of an output shaft, and a speed change operation mechanism that continuously changes the rotational speed of the output shaft.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a continuously variable transmission, one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-120146 has been known. In this continuously variable transmission, a plurality of crank rods that are rotationally driven by torque input through a sprocket that meshes with a chain are eccentrically pivoted to the crank shaft, and each crank rod And a feed rod pivotally attached to each speed change link by a connecting pin, the swing motion of the one-way clutch drive member pivotally attached to the feed rod by the pin is converted into the swing motion via the one-way clutch. This causes rotational movement of the output shaft. The rotation speed of the output shaft is steplessly changed by moving the pivot that pivots in accordance with the rotation speed of the output shaft to move the pivot that pivotally supports the link.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the prior art, the crank rod and feed rod corresponding to the link for converting the rotational motion of the crankshaft to the swing motion, and the speed change link are only slidably supported by the connecting pins. . Therefore, since the three links are arranged close to each other in the rotation axis direction of the crankshaft on the connecting pin, the width in the rotation axis direction occupied by the plurality of crank rods arranged on the crankshaft, and hence the transmission. The width in the direction of the rotation axis becomes smaller. However, since the links are arranged on the connecting pins, it is difficult to keep the connecting pins in a position parallel to the rotation axis of the crankshaft by the force acting on the links, and the connecting pins are inclined. In such a case, there is a possibility that wear at the sliding portion is likely to occur and the link does not rotate smoothly.
[0004]
  The present invention has been made in view of such circumstances, and the inventions described in claims 1 to 3 are as follows.,Transmission mechanism consisting of a link unit, Needle bearing needle axial directionTo provide a continuously variable transmission that smoothly rotates two links supported to be pivotable with respect to each other while suppressing an increase in width at the shaft.And the axial width of the needle at the pivot on which the three links are rotatably supported relative to each other.With the goal. The invention according to claim 2 further includes, DepartmentThe object is to prevent the needle of the retainerless needle bearing from coming out without increasing the number of parts.
[0005]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
  The invention of claim 1, DoubleIt is composed of a plurality of speed change links that are pivotally supported by a number of pivots.AsConverts rotary motion of input shaft to rocking motionOneA transmission mechanism having a link unit and a frontWritingA one-way clutch connected to the link unit to convert the swinging motion of the link unit into the rotational motion of the output shaft;, The abovePivotally attached to the unitOneShifting operation phosphorusTheA shifting operation mechanism for shifting the rotation speed of the output shaft steplessly by moving the output shaft;RuIn step transmission,in frontMultiple axesOurOne pivot shaft is provided with a retainerless needle bearing without a retainer.Twoin frontChangeOf the speed link and the speed change operation linkTwo linksFirstLinkAnd the second link is supported by the retainerless needle bearing so as to be relatively rotatable.A third link that is one of the two speed change links and the speed change operation link other than the first link and the second link is radially stacked on the retainerless needle bearing and provided coaxially. The other retainerless needle bearing is rotatably supported with respect to the first link and the second link.It is a continuously variable transmission.
[0006]
  As a result, the first and second links are supported by the retainerless needle bearing so as to rotate smoothly, and in the pivot shaft provided with the retainerless needle bearing, there is no retainer, so the axial direction of the needleIn the directionThe width of can be reduced.
  Further, in the pivot, the two retainerless needle bearings do not have a retainer, and both the bearings are laminated in the radial direction, so that the needle in the pivot that supports the three links of the first to third links is provided. The width in the axial direction can be reduced.
  As a result, according to the first aspect of the present invention, the following effects can be obtained. Ie,Unit1 ofOne pivot shaft is provided with a retainerless needle bearing having no retainer, and the shift link and the shift operation link areTwo linksSince the first and second links are supported by the retainerless needle bearing so as to be capable of relative rotation, the first and second links can be rotated smoothly.Axis direction of needleBecause the width at can be reduced, StrangeThe speed device can be downsized.
  Further, in the one pivot, two retainerless needle bearings are radially stacked and provided coaxially, and the third link is rotated with respect to the first and second links by the other retainerless needle bearing. By being supported in such a manner, two bearings are provided on one pivot on which the first to third links are rotatably supported with respect to each other, and the three links are supported. The operation becomes smooth and the width of the needle in the axial direction at the pivot can be reduced.
[0007]
  The invention described in claim 2 is the continuously variable transmission according to claim 1,Movement of the needle constituting the retainerless needle bearing in the axial direction is blocked by the first link, and movement of the needle constituting the other retainerless needle bearing in the axial direction is blocked by the second link. RuIs.
[0008]
  ThisThe withdrawal of the needle is prevented by using the first and second links supported on the pivot provided with the retainerless needle bearing.
  As a result, according to the invention of claim 2,In addition to the effect of the first aspect of the invention, the following effect is produced. That is, the movement of the needle constituting the retainerless needle bearing in the axial direction is prevented using the first and second links supported by the pivot provided with the retainerless needle bearing, thereby reducing the number of parts. Without increasing, it is possible to reliably prevent the needle from coming out.
[0009]
  The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1.Or 2In the continuously variable transmission described,The speed change mechanism includes a plurality of the link units, the first link is a drive link that is eccentrically attached to the input shaft, and the second link has the one-way clutch on the output shaft. The third link is the speed change operation link, and the plurality of link units are connected to the input shaft. Arranged side by side in the rotational axis direction, the plurality of pivots are parallel to the input shaftIs.
[0010]
  ThisIn the pivot, since there is no retainer, the width of the input shaft in the rotation axis direction can be reduced.According to the invention of claim 3, claim 1Or 2In addition to the effects of the described invention, the following effects are exhibited. That is,The width occupied by the plurality of link units in the rotational axis direction of the input shaft is reduced, and the transmission can be reduced in size.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
Referring to FIG. 1, which is a left side view of a bicycle equipped with a continuously variable transmission according to the present invention, bicycle B is a downhill bicycle and has a high-speed corner or jump section on a forest road or the like where there are significant undulations. It is used for competitions that compete for time by going down an unpaved course.
[0012]
The body frame R of the bicycle B has a front wheel W at the lower end.FA head pipe 1 that supports a pair of left and right front forks 5 that pivotally support the vehicle, a pair of left and right main frames 2 that extend obliquely rearward and downward from the head pipe 1, and lower portions from the front end portions of both main frames 2. , And a saddle frame 4 that extends from the center of each main frame 2 and supports the saddle 6.
[0013]
The pivot shaft 7 attached to the rear part of both main frames 2 has a rear wheel W at the rear end part.RThe front end portions of the pair of left and right swing arms 8 that support the axle 9 that supports the shaft 9 are rotatably supported. The swing arm 8 is swingable in the vertical direction about the pivot shaft 7 by being connected to the central portion of the main frame 2 via the suspension 10. Also, front wheel W in the front-rear directionFAnd rear wheel WRAnd between the rear part of both main frames 2 and the rear part of the down tube 3, a continuously variable transmission T supported by them is disposed. The continuously variable transmission T is a front wheel WFRotation axis and rear wheel WRIs disposed above the virtual plane H2 including the rotation axis of the vertical plane H2 or near the lower portion of the virtual plane H2 and above the lowermost end 3a1 of the down tube 3 which is the lowermost end of the vehicle body frame R. Moreover, the lower end of the continuously variable transmission T is covered with a lower end portion 3a including the lowermost end 3a1 of the down tube 3 positioned in the vicinity in the vehicle width direction (left-right direction). Front wheel WFAnd rear wheel WRThe position of the rotation axis is in a state where the driver is not in the vehicle.
[0014]
Referring also to FIG. 2, the main shaft 12a is disposed in the lower portion of the continuously variable transmission T, and is coupled to the left and right ends of the main shaft 12a protruding from the case 11 respectively. The crankshaft 12 having the paired crank arms 12b constitutes a pedal-type crankshaft by the pedals 13 being rotatably supported by the respective crank arms 12b.
[0015]
The output shaft 16 disposed in the upper portion of the continuously variable transmission T and housed in the case 11 has a right end portion which is one end portion protruding outside the case 11, and the right end portion outside the case 11 The drive sprocket 17 that is the drive side rotating body is coupled. Drive sprocket 17 and rear wheel WRA chain 19 as an endless transmission band is stretched between a driven sprocket 18 that is a driven side rotating body that is drivingly connected to the rear hub 80 via a one-way clutch 82 (see FIG. 10). The output shaft 16 is disposed with respect to the vehicle body frame R so as to be positioned in the vicinity of the virtual plane H1 including the central axes of the pivot shaft 7 and the axle 9. Further, the drive sprocket 17 is disposed above the virtual plane H2 or near the lower portion of the virtual plane H2, and is disposed above the lowermost end 3a1 of the down tube 3. Here, “above and below the virtual plane H2” means, for example, in the vertical direction above the position of the lower end of the driven sprocket 18.
[0016]
Therefore, the torque of the crankshaft 12 that is rotationally driven by the driver passes through the output shaft 16 of the continuously variable transmission T and passes through the transmission mechanism including the drive sprocket 17, the driven sprocket 18, and the chain 19. Rear wheel WRTransmitted to the rear wheel WRIs driven to rotate.
[0017]
The continuously variable transmission T will be described with reference to FIGS. A case 11 composed of a pair of left and right case portions 11a and 11b coupled by bolts is provided with a portion near both ends of the main shaft 12a housed in the case 11, both ends of the idle shaft 14, and the left end of the output shaft 16. And the portion near the right end are rotatably supported via a pair of left and right bearings 20a, 20b; 20c, 20d; 20e, 20f held by the case portions 11a, 11b, respectively. In the case 11, a first drive gear 22 and a second driven gear 24 are sequentially provided on the main shaft 12a from the right bearing 20b side which is one of the bearings. The first drive gear 22 is the forward rotation direction A0 of the crankshaft 12 (the direction in which the bicycle B is moved forward. Hereinafter, the forward rotation directions of various shafts and sprockets when the crankshaft 12 is forwardly rotated are denoted by reference sign A0. 2), the second driven gear 24 is rotatably supported by the main shaft 12a via a bearing 29. The second driven gear 24 is rotatably supported by a bearing 29.
[0018]
A first driven gear 23 that meshes with the first drive gear 22 and a second drive gear 25 that meshes with the second driven gear 24 are provided on the idle shaft 14 disposed parallel to the main shaft 12 a in the case 11. . The second driven gear 24 is provided with a third drive gear 26 that is integrally fixed adjacent to the second driven gear 24. The third drive gear 26 is provided with bearings 30a at both ends of the case portions 11a and 11b. , 30b is spline-coupled to an input shaft 15 rotatably supported, and meshes with a third driven gear 27 that rotates integrally with the input shaft 15.
[0019]
The drive gears 22, 25, and 26 have a larger diameter than the driven gears 23, 24, and 27 that mesh with the drive gears 22, 25, and 26, and the drive gears 22, 25, and 26 and the driven gears 23, 24, and 27 that mesh with each other. Thus, a speed increasing gear train that has three speed increasing stages and increases the rotational speed of the crankshaft 12 and transmits it to the input shaft 15 is configured. Therefore, the input shaft 15 that is rotationally driven by the crankshaft 12 through the speed increasing mechanism M1 including the speed increasing gear train disposed in the case 11 is rotated at a speed higher than the rotational speed of the crankshaft 12. The speed, in this embodiment, rotates at a rotational speed increased about 11 times.
[0020]
As shown in FIG. 4, the third drive gear 26 and the third driven gear 27 are composed of non-circular gears, which mesh with each other at a timing that reduces the pulsation of the rotational speed of the output shaft 16, and are not connected to the input shaft 15. An inconstant speed rotation transmission mechanism M2 for performing constant speed rotation motion is configured. Specifically, the third driven gear 27 has a number of peak portions 27a and trough portions 27b equal to the number of link units U1 to U4 described later provided in the continuously variable transmission T in this embodiment. The third drive gear 26 is an integral multiple of the number of the crests 27a and troughs 27b of the third driven gear 27, four times in this embodiment, the gear having four crests 27a and troughs 27b. The gear has 16 peaks 26a and valleys 26b. The timing at which the valley portion 26b of the third drive gear 26 and the peak portion 27a of the third driven gear 27 mesh with each other, and the peak portion 26a of the third drive gear 26 and the valley portion 27b of the third driven gear 27 mesh with each other. As will be described later, the timing is set to match the timing at which the rotational speed of the pulsating output shaft 16 is maximized and the timing at which it is minimized. Therefore, the crankshaft 12 and the input shaft 15 are drive-coupled via an inconstant speed rotation transmission mechanism M2 that is incorporated in the speed increasing mechanism M1 and reduces pulsation of the rotational speed of the output shaft 16.
[0021]
2 and 3, the input shaft 15 includes a plurality of transmission mechanisms M3 having four link units U1 to U4 in this embodiment, which convert the rotational motion of the input shaft 15 into a swing motion, Drive-coupled to the output shaft 16 via a one-way clutch 36 connected to each link unit U1-U4 and converting the swinging motion of the link units U1-U4 into a rotational motion in the forward rotation direction A0 of the output shaft 16. Is done. The speed change mechanism M3 is operated by a speed change operation mechanism M4 that operates when a driver operates a speed change lever (not shown) as a speed change operation member, and the speed change operation mechanism M4 outputs an output with respect to the rotational speed of the crankshaft 12. The gear ratio, which is the ratio of the rotational speeds of the shaft 16, is changed steplessly.
[0022]
5 and 6 together, each link unit U1 to U4 includes a plurality of, in this embodiment, three shift links. Specifically, a drive link 31 that is eccentrically attached to the input shaft 15, an output link 33 that is drive-connected to the output shaft 16 via a one-way clutch 36, and a first pivot that constitutes a first pivot portion. 34 is pivotally supported, i.e. pivotally attached to the drive link 31, and is pivotally supported, i.e. pivoted, to the output link 33 by a second pivot 35 which forms the second pivot. Link 32.
[0023]
The drive link 31 includes an annular first coupling portion 31a and a bifurcated second coupling portion 31b that is connected to the first coupling portion 31a and has a pair of plate portions 31b1, and the transmission link 32 has one end. The first link portion 33a is composed of a pair of plates 32c connected at a predetermined interval by a rivet 37 at the portion 32a, and the output link 33 is sandwiched between the plates 32c of the transmission link 32. And an annular second coupling portion 33b connected to the first coupling portion 33a.
[0024]
The first link 31a is pivotally supported on the outer periphery of the eccentric ring 38 that rotates integrally with the input shaft 15 by spline coupling, via a bearing comprising a slide bearing 39, so that the drive link 31 is connected to the input shaft 15. Eccentric and pivotally attached. The central axis of the eccentric ring 38, that is, the rotational axis of the drive link 31, is eccentric with respect to the rotational axis of the input shaft 15 by a predetermined amount of eccentricity. Further, as shown in FIGS. 5 and 6, a plurality of, for example, four oil grooves 31 c are formed in the first coupling portion 31 a at equal intervals in the circumferential direction so as to extend in the radial direction. Lubricating oil is supplied to the sliding bearing 39 through the oil groove 31c.
[0025]
The transmission link 32 is rotatable on a first pivot 34 that is fixedly supported on both plate portions 31b1 of the second coupling portion 31b via a bearing comprising a needle bearing 40 disposed between both plate portions 31b1. Supported by The needle bearing 40 is fitted to the outer periphery of the first pivot 34 and is clamped and fixed between both plate portions 31b1, and is disposed radially outward of the inner ring 40a and is disposed at one end portion 32a of both plates 32c. The outer ring 40b is fitted into a hole formed in the inner ring 40, and the needle 40c is disposed between the inner ring 40a and the outer ring 40b. The movement of the needle 40c in the axial direction is prevented by both plate portions 31b1 of the drive link 31 via a pair of thrust washers 43 disposed on both ends of the needle bearing 40. In addition, since a large number of needles 40c are arranged in the circumferential direction without gaps, a retainer for holding the needles 40c is not necessary. Therefore, the needle bearing 40 is a retainerless needle bearing having no retainer. Further, a plurality of oil holes 40d are formed in the outer ring 40b at intervals in the circumferential direction, and in this embodiment, eight oil holes 40d are formed at equal intervals in the circumferential direction.
[0026]
In addition, the first coupling portion 33a of the output link 33 is rotatably supported by a second pivot 35 supported by being fixed to the other end portion 32b of both plates 32c via a bearing including a needle bearing 41. The transmission link 32 is supported by the output link 33 so as to be relatively rotatable. The needle bearing 41 is composed of a large number of needles 41 a disposed on the outer periphery of the second pivot 35 and surrounded and held by the first coupling portion 33 a of the output link 33. Here again, the movement of the needle 41a in the axial direction is prevented by the two plates 32c of the transmission link 32 via a pair of thrust washers 44 arranged at both ends of the needle 41a, and the numerous needles 41a are moved in the circumferential direction. Arranged without gaps. Therefore, like the needle bearing 40, the needle bearing 41 is a retainerless needle bearing. Further, as shown in FIG. 6, a plurality of, for example, three oil grooves 33c are formed on both side surfaces of the first coupling portion 33a so as to extend in the radial direction at intervals in the circumferential direction. The lubricating oil is supplied to the needle bearing 41 through the oil groove 33c.
[0027]
The output link 33 is a one-way transmission that transmits only the torque that rotates the output shaft 16 in the forward rotation direction A0 from the output link 33 that swings about the rotation axis of the output shaft 16 at the second coupling portion 33b. It is drivingly connected to the output shaft 16 via the clutch 36. Therefore, the one-way clutch 36 is used when each output link 33 swings in the forward rotation direction A0 at an angular velocity ω (see FIG. 13) in the forward rotation direction A0 of the output shaft 16, that is, an angular velocity larger than the rotation speed. Only the torque is transmitted from the output link 33 to the output shaft 16. Here, the outer of the one-way clutch 36 is constituted by the second coupling portion 33b, and its inner is constituted by the output shaft 16, so that the one-way clutch 36 is drivingly connected to the output link 33 and the output shaft 16. Is done.
[0028]
As shown in FIG. 2, the four link units U1 to U4 are arranged at equal intervals in the rotation axis direction (also in the vehicle width direction) with respect to the input shaft 15 and the output shaft 16 that are parallel to each other. Arranged in Specifically, on the input shaft 15, two annular collars 46 serving as spacers, which are members that maintain the spacing between adjacent link units U2, U3; U3, U4 in the rotational axis direction, are drive links. It is fitted on the side of the first coupling portion 31a of 31. The collar 46 is arranged between the adjacent link units U2 and U3 and the adjacent link units U3 and U4, while the interval between the adjacent link units U1 and U2 near the right end that is one end of the input shaft 15 is set. In order to hold, the 3rd driven gear 27 arrange | positioned between both link units U1 and U2 is utilized.
[0029]
That is, in this continuously variable transmission T, in correspondence with the idle shaft 14 disposed on the right side that is one side in the vehicle width direction (which coincides with the left-right direction) that is also the rotational axis direction of the crankshaft 12, The length in the vehicle width direction of the idle shaft 14 to which the first driven gear 23 and the second drive gear 25 constituting the speed increasing mechanism M1 are mounted is shortened as much as possible, and the second driven gear 24 mounted to the main shaft 12a. In order to reduce the weight and size of the third drive gear 26, the third driven gear 27 that meshes with the third drive gear 26 is a specific link unit closest to the bearing 30b that rotatably supports the input shaft 15 at the right end. The input shaft 15 is coupled between the link unit U1 and the link unit U2 adjacent thereto.
[0030]
2 and 3, the drive link 31 of the rightmost link unit U1 is disposed between the first drive gear 22 and the third drive gear 26 in the vehicle width direction, and by reciprocal movement thereof, The first drive gear 22 and the third drive gear 26 are arranged at positions that can overlap with the radial direction of the main shaft 12a.
[0031]
  On the other hand, the output shaft 16 has three annular collars as spacers that are members for maintaining the distance between adjacent link units U1, U2; U2, U3; U3, U4.47Is fitted to the side of the second coupling portion 33b of the output link 33.
[0032]
As shown in FIG. 7, the drive links 31 of the four link units U1 to U4 are pivotally attached to the input shaft 15 with different phases. In this embodiment, the rotation axes of all the drive links 31 Are pivotally attached to the input shaft 15 so as to be distributed at an equal angle of 90 ° in the circumferential direction of the input shaft 15. 7 shows the third pivot 53, the support shaft 59, the fourth pivot 61, and the second intermediate link 62 when a shift operation link 54 described later occupies the minimum speed ratio position.
[0033]
As shown in FIG. 2, in each link unit U1 to U4, both ends of the eccentric ring 38 and the plain bearing 39 in the axial direction are formed as a pair of disk-shaped splines that are splined to the input shaft 15. Covered by a covering plate 49. The covering plate 49 is prevented from moving in the axial direction on the input shaft 15 by the collars 46 and 48 and the third driven gear 27.
[0034]
Referring to FIGS. 2, 3, and 8, the speed change operation mechanism M <b> 4 is at a position near the first pivot 34 (FIG. 3 shows a center shaft 52 described later by a two-dot chain line). A support member 51 that is rotatably supported by the case portions 11a and 11b via a bearing 50, and a third pivot that is pivotally attached to the link units U1 to U4 by the first pivot 34 and constitutes a third pivot. An operation shaft 57 that rotates integrally with a drum 56 in which an end of an operation wire 55 connected to the speed change lever (not shown) is locked, and a speed change operation link 54 pivotally attached to the support member 51 at 53. A support shaft 59 that is drivingly connected to the operation shaft 57 via a protrusion 58e3, which will be described later, a first intermediate link 60 that rotates together with the support shaft 59, and a third pivot 53 that is pivotally attached to the support member 51. And a second intermediate link 62 pivotally attached to the first intermediate link 60 by a fourth pivot 61 that constitutes a fourth pivotal support. Here, the first intermediate link 60 and the second intermediate link 62 constitute a link mechanism.
[0035]
Referring to FIGS. 2, 3, 5, and 6, the four speed change operation links 54 constituting the speed change operation link row are respectively connected to the needle bearing 40 at the annular tip 54 a that is one end thereof. At the outer periphery, the first pivot shaft 34 of each of the link units U1 to U4 is supported by being pivotally supported via a bearing made up of a needle bearing 63 disposed between the plates 32c of the transmission link 32. It is pivotally attached to the drive link 31 and the transmission link 32. The needle bearing 63 is composed of a large number of needles 63a that are disposed on the outer periphery of the outer ring 40b and are surrounded and held by the tip portion 54a. Therefore, between the two plate portions 31b1 of the drive link 31 in the vehicle width direction, the two-stage needle bearings 40 and 63 are disposed so as to be coaxially stacked in the radial direction with respect to the first pivot 34. Is done. Further, the movement of the needle 63a in the axial direction is prevented by the two plates 32c of the transmission link 32 via a pair of thrust washers 64 arranged at both ends of the needle 63a, and the numerous needles 40c are spaced in the circumferential direction. Arranged without. Therefore, like the needle bearing 40, the needle bearing 63 is a retainerless needle bearing.
[0036]
As shown in FIGS. 5 and 6, a plurality of oil grooves 54c are provided on both side surfaces of the distal end portion 54a at intervals in the circumferential direction, and in this embodiment, four oil grooves 54c are equally spaced in the circumferential direction. The lubricating oil filled in the case 11 is supplied to the needle bearing 63 through the oil groove 54c, and further supplied to the needle bearing 40 through the oil hole 40d of the outer ring 40b. As shown in FIG. 3, the right case portion 11b is provided with a breather pipe 65 and a drain bolt 66 for discharging the lubricating oil in the case 11.
[0037]
Referring to FIG. 2, FIG. 3, and FIG. 8, the support member 51 includes a support link 51a made of a plate formed by being bent in a U shape, and fitted to both ends of the support link 51a in the vehicle width direction. And a connecting shaft 51b as a spacer, which is a member for maintaining the interval. The support link 51a is composed of a pair of parallel side portions 51a1 facing each other in the vehicle width direction and a connecting portion 51a2 connected to both side portions 51a1. A center shaft 52 supported by a bearing 50 held by each case portion 11a, 11b is fixed to each side portion 51a1, so that the support member 51 sandwiches all the link units U1 to U4 in the vehicle width direction. A pair of central shafts 52 arranged in this manner are rotatably supported by the case 11. Therefore, the support member 51 can swing around the central shaft 52. Further, the right side portion 51a1 which is one side portion of the support link 51a abuts on first and second stoppers 67 and 68 (see FIG. 3) formed to protrude from the inner surface of the right case portion 11b. A pair of contact surfaces 51a3 and 51a4 are formed. The first and second stoppers 67 and 68 define the minimum speed ratio position and the maximum speed ratio position of the speed change operation link 54, respectively.
[0038]
Referring to FIG. 8, the third pivot 53 is fixed to and supported by both side portions 51a1 of the support member 51 in the vicinity of the connecting portion 51a2 over the both side portions 51a1. The four speed change operation links 54 pivotally attached to the four link units U1 to U4 at the distal end portion 54a thereof are bearings 69 having a large number of needles 69a at the annular base end portion 54b which is the other end portion. It is pivotally attached to the support member 51 by being pivotally attached to the third pivot 53 through a bearing made of A plurality of oil grooves 54c are provided on both side surfaces of the base end portion 54b at intervals in the circumferential direction. In this embodiment, four oil grooves 54c are provided at equal intervals in the circumferential direction. Then, the lubricating oil filled in the case 11 is supplied to the needle bearing 69 through the oil groove 54c.
[0039]
The speed change operation links 54 are arranged on the third pivot 53 at equal intervals in the axial direction (vehicle width direction), and for this purpose, the collar 70 and the second intermediate link 62 are used. That is, a collar 70 as a spacer is disposed between the shift operation links 54 adjacent to each other at the center (the shift operation links 54 are pivotally attached to the link units U2 and U3). A second intermediate branching bifurcated between the shift operation link 54 at both ends (the shift operation link 54 is pivotally attached to each of the link units U1 and U4) and the shift operation link 54 adjacent thereto. Both end portions 62a of the link 62 are pivotally attached to the third pivot 53 via bearings each including a slide bearing 71. Therefore, both end portions 62a disposed between both side portions 51a1 of the support member 51 are used as spacers having the same function as the collar 70.
[0040]
Referring to FIGS. 8 and 9, the support shaft 59 rotatably supported by the left case portion 11a via the bearing 72 is driven from the input shaft 15 acting on the drive link 31 of each link unit U1 to U4. A force component (see FIG. 14) rotates the drum 56 through the first pivot 34, the speed change operation link 54, the support member 51, the third pivot 53, the second intermediate link 62, the first intermediate link 60 and the support shaft 59. It is held by the right case portion 11b via a two-way clutch 58 having a function of two one-way clutches for preventing the movement.
[0041]
The two-way clutch 58 includes an outer race 58a fixed to the right case portion 11b and a member that rotates integrally with the support shaft 59. In this embodiment, the inner race 58b includes a part of the support shaft 59. An even number arranged in the accommodating space between the races 58a and 58b in the radial direction, in this embodiment, the eight rollers 58c and the pair of rollers 58c are arranged in the accommodating space between the circumferential directions. A clutch spring 58d formed of a compression spring and a retainer 58e disposed on the opposite side of the clutch spring 58d between the two rollers 58c in the circumferential direction.
[0042]
The retainer 58e integrally formed with the operation shaft 57 includes a rotation direction A2 for shifting up the operation shaft 57 (hereinafter referred to as an up direction A2) and a rotation direction A3 for shifting down (hereinafter referred to as a down). It contacts the roller 58c when rotated in the direction A3). Specifically, the retainer 58e has a pair of engaging portions formed of projecting portions 58e3 and engaging portions formed of recessed portions 58b1 formed in the inner race 58b so as to face each other in the diameter direction of the operation shaft 57. The first holding portion 58e1 and the second holding portion 58e2 located between the first holding portions 58e1 in the circumferential direction.
[0043]
A gap 58f is formed between the recess 58b1 and the protrusion 58e3 for enabling relative rotation between the retainer 58e and the inner race 58b. Then, by this relative rotation until the concave portion 58b1 and the protrusion 58e3 are engaged, the first and second holding portions 58e1 and 58e2 press the roller 58c against the elastic force of the clutch spring 58d. The roller 58c does not bite (that is, does not lock) between the outer race 58a and the inner race 58b, that is, enters the unlocked state.
[0044]
On the outer periphery of the inner race 58b, the roller 58c1 on the up direction A2 side of the pair of rollers 58c facing each other via the clutch spring 58d allows the support shaft 59 to rotate in the up direction A2. On the other hand, the support shaft 59 is prevented from rotating in the down direction A3, and the roller 58c2 on the down direction A3 side allows the support shaft 59 to rotate in the down direction A3, while the support shaft 59 is supported in the up direction A2. A cam surface 58b2 is formed to vary the radial width of the housing space in the circumferential direction so as to prevent the rotation of the shaft 59.
[0045]
Therefore, when the operation force applied to the speed change lever rotates the drum 56 in the up direction A2 via the operation wire 55, the first and second holding portions as shown by a two-dot chain line in FIG. 58e1 and 58e2 rotate relative to each other in the up direction A2 to abut the roller 58c2 to bring the roller 58c2 into an unlocked state, and then the protrusion 58e3 and the recess 58b1 are engaged with each other so that the first holding portion 58e1 Engage with the inner race 58b and rotate together with the support shaft 59 in the up direction A2. Conversely, when the operating force rotates the drum 56 in the down direction A3 via the operation wire 55, the first and second holding portions 58e1 and 58e2 rotate relative to the down direction A3 and come into contact with the roller 58c1. After the roller 58c1 is unlocked, the protrusion 58e3 and the recess 58b1 engage with each other, whereby the first holding part 58e1 engages with the inner race 58b and moves together with the support shaft 59 in the down direction A3. Rotate.
[0046]
By the way, referring to FIG. 12, during rotation of the crankshaft 12, the link units U1 to U4 that transmit torque to the output shaft 16 via the output link 33 and the one-way clutch 36 to drive the output shaft 16 to rotate. As for the driving force from the input shaft 15 that reciprocates the driving link 31 of the link units U1 to U4, one component of the driving force acts on the output link 33 from the first pivot 34 via the transmission link 32. On the other hand, the other component force F acts on the speed change operation link 54 from the first pivot 34. The component force F, when viewed from the direction of the rotation axis of the input shaft 15, generates a moment centering on the central axis 52 located substantially at the center of the movement path of the first pivot 34 that reciprocates due to the rotation of the input shaft 15. . (Here, the central shaft 52, the first to third pivot shafts 34, 35, 53 and the input shaft 15 are arranged in parallel to each other.) This moment depends on the position of the first pivot shaft 34. , A moment m that attempts to swing the third pivot in the clockwise direction, and a moment m that tries to swing the third pivot in the counterclockwise direction. This moment generates a torque Ta (see FIG. 3) that attempts to rotate the support shaft 59 in the up direction A2 or the down direction A3 via the second intermediate link 62 and the first intermediate link 60. As shown in FIG. 14, the torque Ta has a magnitude and direction corresponding to a change in driving force acting on the drive link 31 of the link units U1 to U4 that rotationally drive the output shaft 16.TheYes. In FIG. 14, reference symbols U1 to U4 denote link units that drive the output shaft 16 to rotate, and reference symbol T0Indicates a value for indicating an approximate size of the torque Ta. At this time, if the operating force does not act on the retainer 58e through the operation wire 55, the roller 58c is in the locked state regardless of whether the torque Ta rotates the support shaft 59 in the up direction A2 or the down direction A3. Thus, the support shaft 59 does not rotate. In addition, when an operating force for shifting up (shifting down, the description corresponding to the shifting down is described in parentheses) is acting on the retainer 58e, the torque Ta moves the support shaft 59 in the up direction A2. When acting so as to rotate in the (down direction A3), the torque Ta becomes an assisting force and the operating force is reduced, while the torque Ta rotates the support shaft 59 in the down direction A3 (up direction A2). When acting in this manner, the roller 58c is locked, and the support shaft 59 is prevented from rotating in the down direction A3 (up direction A2).
[0047]
  Therefore, the operation shaft 57, the two-way clutch 58, the support shaft 59, the first intermediate link 60, the fourth pivot 61 and the second intermediate link 62 areSpeed changeA transmission mechanism M5 for transmitting the operation force by the lever to the third pivot 53 is configured.
[0048]
The rear hub 80 and the driven sprocket 18 will be described with reference to FIGS. A driven sprocket 18 is provided on the right end portion, which is one end portion of a rear hub 80 rotatably supported on the axle 9 via a bearing 81, via a one-way clutch 82 on the radially outer side. The right end portion, which is one end portion of the one-way clutch 82, is covered with a cover 83 provided between the driven sprocket 18 and the axle 9.
[0049]
Rear wheel WRTorque from the chain 19 to the rear wheel WRThe one-way clutch 82 is transmitted to the outer race 82a composed of the driven sprocket 18 that is drivingly connected to the chain 19, and the rear hub 80 is screwed to the rear wheel W.RAn inner race 82b that rotates integrally with the inner race 82b, and a plurality of circumferentially spaced accommodation rollers S in the radial space of the races 82a and 82b, in this embodiment, ten rollers 82c, The retainer 82d maintains a circumferential interval between the rollers 82c adjacent in the circumferential direction, and a clutch spring 82e formed of a compression spring disposed between the outer race 82a and the retainer 82d.
[0050]
The retainer 82d is located between the annular large-diameter ring 82d1 and the small-diameter ring 82d2 that are separated in the vehicle width direction, and the rollers 82c that are connected to both the rings 82d1 and 82d2 and extend in the vehicle width direction and adjacent in the circumferential direction. A plurality of, in this embodiment, ten holding portions 82d3, and a pair of holding portions 82d3 that are opposed to each other in the diameter direction.1And a positioning portion formed of a protrusion 82d4 protruding rightwardly through a long hole 18a formed in the driven sprocket 18. By engaging the protrusion 82d4 with the engaging portion formed of the recess 83a formed in the cover 83, the cover 83 and the retainer 82d can be rotated together.
[0051]
Here, each roller 82c bites (i.e., locks) between the cam surface 82a1 formed on the inner peripheral surface of the outer race 82a and the inner race 82b, and rotates the outer race 82a and the inner race 82b integrally. The outer race 82a and the inner race 82b can be independently rotated without biting between the cam surface 82a1 and the inner race 82b (ie, the locked state, which is indicated by a two-dot chain line in FIG. 11). (Ie, a locked state released state). Further, the long hole 18a has a shape that forms a circumferential clearance with the protrusion 82d4 so that the outer race 82a can rotate relative to the retainer 82 by a predetermined angle θ3 described later.
[0052]
The clutch spring 82e is disposed between the pair of holding portions 82d3 and the outer race 82a that are opposed to each other in the diametrical direction, and the pair of holding portions 82d3.2Is urged in the forward rotation direction A0 so as to abut against the outer race 82a by the elastic force. Specifically, a pair of holding portions 82d32A pair of recesses 82f is formed on the inner peripheral surface of the outer race 82a at a position opposed to the radial direction of the outer race 82a.2Protrusions n that respectively enter the recesses 82f are formed on the outer peripheral surface. The clutch spring 82e is disposed in the recess 82f, contacts the outer race 82a at the end opposite to the forward rotation direction A0, contacts the protrusion n at the end on the forward rotation direction A0 side, The projecting portion n is urged in the forward rotation direction A0 by the elastic force to contact the outer race 82a.
[0053]
Outer race 82a and holding part 82d32The outer race 82a and the retainer 82d are separated from each other by the clutch spring 82e that exerts a resilient force between the outer race 82a and the outer race 82a on the side of the forward rotation direction A0 except when the outer race 82a rotates in the forward rotation direction A0. And the roller 82c occupies a first rotational position where the lock is released (indicated by a solid line in FIG. 11).
[0054]
A cover 83 that covers the opening of the one-way clutch 82 to prevent leakage of the lubricant in the storage space S and prevent foreign matter such as water and dust from entering the storage space S is provided inside the cover 83. Thus, by being fixed to the shaft cylinder 84 fitted and fixed to the axle 9, it is urged radially outward by the elastic force of the annular friction spring 85 made of a wire fixed to the axle 9. In such a state, they are in slidable contact. Further, in the one-way clutch 82, a seal 86 is provided between the outer periphery of the cover 83 and the outer race 82a, and a seal 87 is provided between the inner periphery of the cover 83 and the shaft tube 84 on the side opposite to the cover 83. A seal 88 seals between the race 82b and the outer race 82a.
[0055]
The set load of the friction spring 85 allows the clutch spring 82e to be elastically deformed by the outer race 82a immediately after the start of rotation in the forward rotation direction A0 to allow the retainer 82d to rotate at a predetermined angle θ3 in the forward rotation direction A0 of the outer race 82a. When the roller 82c is locked and the one-way clutch 82 is connected, the cover 83 is integrated with the retainer 82d, the outer race 82a (the driven sprocket 18), and the inner race 82b. The size is set so that it can be rotated.
[0056]
  Immediately after the outer race 82a starts rotating in the forward rotation direction A0 due to the frictional force between the cover 83 and the friction spring 85, the one-way clutch 82 in which the roller 82c is in the unlocked state and in the disconnected state is connected. When shifting to the state, since relative rotation does not occur between the axle 9 and the retainer 82d, the clutch spring 82e is compressed by the driven sprocket 18 (outer race 82a) that rotates forward against its elastic force, The outer race 82a and the retainer 82d hold the retainer 82d so that the outer race 82a occupies a second rotational position in which the outer race 82a rotates by a predetermined angle θ3 with respect to the retainer 82d, and the roller 82c is locked.. SoWhen the one-way clutch 82 is in the connected state, the retainer 82d and the outer race 82a (the driven sprocket 18) maintain the second rotational position and rotate together with the cover 83 and the inner race 82b. Therefore, the friction spring 85 and the cover 83 immediately after the driven sprocket 18 starts to rotate in the normal rotation direction A0, so that the retainer 82d allows rotation of the outer race 82a with respect to the retainer 82d by the predetermined angle θ3 in the normal rotation direction. The holding means for holding is configured.
[0057]
By such a one-way clutch 82, when the driven sprocket 18 rotates in the forward rotation direction A0, the roller 82c is locked, and the driven sprocket 18 and the rear hub 80 rotate integrally. Also, when the driver stops pedaling while the bicycle B is running, or when the bicycle B is moved forward with the driver getting off, the chain 19 The driven sprocket 18 is rotated in the direction opposite to the forward rotation direction A0 by the amount of slack.At the same time, the rear hub 80 Only forward direction A0 By turning toThe roller 82c is unlocked, the one-way clutch 82 is disengaged, and the driven sprocket 18 is stopped.ROnly, that is, only the rear hub 80 rotates in the forward rotation direction A0. Furthermore, for example, when moving the bicycle B backward with the driver getting off,Driven sprocket 18 But the chain 19 Only for the slack ofDue to the elasticity of the clutch spring 85Forward direction A0 Is rotated in the opposite direction,The roller 82c is in the unlocked state shown in FIG.Has becomeSince the one-way clutch 82 is disengaged, the rear wheel WRThat is, only the rear hub 80 rotates in the reverse direction.
[0058]
Next, the operation of the continuously variable transmission T will be described. As shown in FIG. 3, when the bicycle B is running with the continuously variable transmission T at the minimum gear ratio, the position of the third pivot 53 with the support member 51 in contact with the first stopper 67. Is fixed. At this time, as shown in FIG. 12 (A), while the input shaft 15 makes one rotation, the drive links 31 are rotated at both positions shown in the figure by the driving force from the input shaft 15. By reciprocating between P1 and P2, each link unit U1 to U4 sequentially swings the output link 33 within the swing angle range θ1. Since each link unit U1 to U4 is drivingly connected to the output shaft 16 via the one-way clutch 36, in the continuously variable transmission T having the four link units U1 to U4, one rotation of the input shaft 15 is performed. In the meantime, as shown in FIG. 13A, the output shaft 16 rotationally drives the output shaft 16 at the maximum angular velocity (rotational speed) in the normal rotation direction A0 among the four link units U1 to U4. The link units U1 to U4 are sequentially driven to rotate.
[0059]
At this time, at the timing when the rotational speed of the output shaft 16 becomes maximum, the rotational speed of the input shaft 15 is controlled by the inconstant speed rotational transmission mechanism M2 using the non-circular gear composed of the third drive gear 26 and the third driven gear 27. For example, when the link unit U1 drives the output shaft 16 from the state where the link unit U1 drives the output shaft 16, the timing when the link unit U2 having a phase of 90 ° with respect to the link unit U1 moves to the state where the output shaft 16 is driven, At the timing at which the rotation speed of 16 is minimum, the rotation speed of the input shaft 15 is maximized by the non-uniform rotation transmission mechanism M2, and the fluctuation range of the rotation speed of the output shaft 16 is reduced, thereby reducing the pulsation. Is done. In FIG. 13, reference numerals U1 to U4 denote link units that drive the output shaft 16 to rotate, and reference numeral ω0Indicates a value for indicating a measure of the angular velocity ω of the output shaft 16.
[0060]
When the driver operates the shift lever to shift up from the driving state at the minimum gear ratio, the operating force is transmitted to the two-way clutch 58 (see FIG. 9) via the operating wire 55, the drum 56 and the operating shaft 57. The retainer 58e is rotated in the up direction A2. At this time, as shown in FIG. 14A, it is generated based on the component force F of the driving force in the direction in which the output shaft 16 is accelerated by the driving force from the input shaft 15 with respect to each of the link units U1 to U4. Torque Ta (plus-side torque in FIG. 14) acts on the support shaft 59 via the shift operation link 54, the second intermediate link 62, and the first intermediate link 60 as an assist force. Then, the rotation of the support shaft 59 causes the third pivot 53 and the base end portion 54b of the speed change operation link 54 to move along an arc-shaped speed change track centering on the central shaft 52 that supports the support member 51 in FIG. Move towards the position at the maximum gear ratio shown and rear wheel W with a larger gear ratioRIs driven to rotate.
[0061]
Referring to FIG. 12B, in the state where the speed change operation link 54 and the third pivot 53 are at the maximum speed ratio (see FIG. 15), each time the input shaft 15 makes one rotation, The drive link 31 reciprocates between the illustrated positions P3 and P4, and each link unit U1 to U4 moves the output link 33 in a swing angle range θ2 larger than the swing angle range θ1 at the minimum speed ratio. Rock. Then, by the four link units U1 to U4, during one rotation of the input shaft 15, the output shaft 16 has a maximum angular velocity (rotational speed) in the forward rotation direction A0 as shown in FIG. The output shaft 16 is rotationally driven sequentially by link units U1 to U4 that rotationally drive the output shaft 16. Also at this time, similarly to the above-described minimum speed ratio, the fluctuation range of the rotational speed of the output shaft 16 is reduced by the inconstant speed rotation transmission mechanism M2, and the pulsation is reduced.
[0062]
  In order to shift down from the driving state at this maximum gear ratio, the driverSpeed changeBy operating the lever, the operating force rotates the retainer 58e of the two-way clutch 58 (see FIG. 9) in the down direction A3 via the operation wire 55, the drum 56 and the operation shaft 57. At this time, as shown in FIG. 14 (B), it is generated based on the component force F of the driving force in the direction in which the output shaft 16 is decelerated by the driving force from the input shaft 15 to the link units U1 to U4. Torque Ta (minus torque in FIG. 14) acts on the support shaft 59 as an assist force. Then, as the support shaft 59 rotates, the third pivot 53 and the base end portion 54b move on the speed change track from the position at the maximum speed ratio to the position at the minimum speed ratio, thereby reducing the speed change. Rear wheel W in ratioRIs driven to rotate.
[0063]
In this way, the third pivot 53 that can swing around the central shaft 52 by the speed change operation by the speed change operation mechanism M4 is an arbitrary position between the position at the minimum speed ratio and the position at the maximum speed ratio. Since the position can be occupied steplessly, the rotation speed of the crankshaft 12 is changed steplessly and the rear wheel WRIs transmitted to.
[0064]
Next, operations and effects of the embodiment configured as described above will be described.
The continuously variable transmission T is a front wheel WFAnd rear wheel WRBetween the front wheels WFAnd rear wheel WRBy arranging the virtual plane H2 including the respective rotation axes of the two or higher than the vicinity below the virtual plane H2, it is arranged at a position closer to the center of gravity of the vehicle body and away from the ground as compared with the prior art. Since it is arranged at the position, the maneuverability of the bicycle B is improved, and the continuously variable transmission T hardly contacts the ground. Further, the drive link 31 of each link unit U1 to U4 is pivotally supported by an eccentric ring 38 coupled to the input shaft 15, so that the swing range of the drive link 31 can be changed according to the model or by changing the specification. Even if the range of the gear ratio is changed by changing, the range of the gear ratio can be easily changed by changing the swing range of the drive link 31 by exchanging the eccentric ring 38. Since the input shaft 15 can be used as a common part, the cost of the continuously variable transmission T can be reduced.
[0065]
The drive sprocket 17 and the continuously variable transmission T coupled to the end of the output shaft 16 outside the case 11 of the continuously variable transmission T are disposed above the lowermost end 3a1 of the down tube 3, thereby Since the drive sprocket 17 and the continuously variable transmission T located outside the step transmission T can be prevented from coming into contact with the ground by the lowermost end 3a1 of the down tube 3 positioned further downward, the continuously variable transmission Contact between the T and the drive sprocket 17 with the ground can be further avoided.
[0066]
The speed-up gear train provided on the crankshaft 12 and the idle shaft 14 to increase the rotational speed of the crankshaft 12 and transmit it to the input shaft 15 is disposed in the case 11 of the continuously variable transmission T. A speed increasing mechanism M1 for increasing the rotational speed of the crankshaft 12 and transmitting it to the input shaft 15 is provided in the case 11 of the continuously variable transmission T using the crankshaft 12 and the idle shaft 14. Since the speed increasing gear train is used, the speed increasing mechanism M1 can be made compact, and the degree of freedom of arrangement with respect to the vehicle body frame R, and thus the degree of freedom of arrangement of the continuously variable transmission T with respect to the body frame R is large. Become.
[0067]
In addition, since the input shaft 15 and the output shaft 16 are drivingly connected via link units U1 to U4 composed of a plurality of links, the degree of freedom of arrangement of the output shaft 16 with respect to the crankshaft 12 and thus the vehicle body frame R is increased. growing. Therefore, rear wheel WRIs supported by the swing arm 8 that can swing in the vertical direction, the output shaft 16 can be disposed in the vicinity of the virtual plane H1 including the pivot shaft 7 with respect to the vehicle body frame R.
[0068]
The first and second pivots 34 and 35 of the plurality of link units U1 to U4 arranged side by side on the input shaft 15 in the rotational axis direction are arranged in parallel to the input shaft 14, and the first and second pivots 34 are arranged. , 35 are provided with needle bearings 40, 41, 63 having no retainer, and two of the drive link 31, the transmission link 32, the output link 33 and the speed change operation link 54 are connected by the needle bearings 40, 41, 63. Since the links 31, 32, 33, and 54 supported by the needle bearings 40, 41, and 63 are smoothly supported by being supported so as to be relatively rotatable, the speed change operation is smooth and the needle bearings are also provided. In the first and second pivot shafts 34 and 35 provided with 40, 41 and 63, since there is no retainer, in the axial direction of the needles 40c, 41a and 63a, that is, in the rotational axis direction (vehicle width direction) of the input shaft 15. Since the width can be reduced, a plurality of link units U1 to U4 are connected to the rotating shaft. Width occupied by the direction is also reduced, thereby downsizing the continuously variable transmission T.
[0069]
In the first pivot 34, two needle bearings 40, 63 having no retainer are radially stacked and provided coaxially, and the drive link 31, the transmission link 32, and the speed change operation link 54 are supported so as to be rotatable relative to each other. Thus, in the first pivot 34, the two needle bearings 40, 63 have no retainer even though the two pivot bearings are provided with two bearings and the three links are supported. And the bearings 40 and 63 are laminated in the radial direction, thereby reducing the width in the rotational axis direction of the first pivot 34 on which the drive link 31, the transmission link 32, and the speed change operation link 54 are supported. Can do.
[0070]
The drive links supported by the first and second pivot shafts 34, 35 provided with the needle bearings 40, 41, 63 are the movements of the needles 40c, 41a, 63a constituting the needle bearings 40, 41, 63 in the axial direction. 31 or the transmission link 32 is used to prevent the needles 40c, 41a, and 63a from slipping out without increasing the number of parts.
[0071]
Since the speed increasing mechanism M1 provided between the crankshaft 12 and the input shaft 15 includes the inconstant speed rotation transmission mechanism M2, the pulsation of the rotational speed of the output shaft 16 is reduced and comfortable running performance is obtained. be able to. In addition, since the speed increasing mechanism M1 is used to reduce pulsation, an increase in the weight of the continuously variable transmission T is prevented, and the input shaft 15 may be elongated in the direction of the rotation axis to reduce pulsation. In addition, an increase in the size of the continuously variable transmission T in the direction of the rotation axis is prevented.
[0072]
Since the unequal speed rotation transmission mechanism M2 is composed of a speed increasing gear train having a drive gear 26 and a driven gear 27 which are a pair of non-circular gears, the pulsation of the rotational speed of the output shaft 16 can be reduced with a simple configuration. The The driven gear 27 is coupled to the input shaft 15 between the link unit U1 that is closest to the bearing 30b that rotatably supports the input shaft 15 and the link unit U2 that is adjacent to the link unit U1. By maintaining the distance between U1 and U2 in the direction of the rotation axis, the driven gear 27 also serves as a spacer for arranging the link units U1 and U2 on the input shaft 15, so that the number of spacers can be reduced and continuously variable. Since the weight of the device T is prevented and the deflection of the input shaft 15 due to the load applied to the driven gear 27 is reduced even though the final gear of the speed increasing mechanism M1 is one driven gear 27, each link unit U1 The operation of .about.U4 becomes smooth, and the input shaft 15 is prevented from increasing in diameter in order to increase the rigidity of the input shaft 15, thereby preventing an increase in the weight of the continuously variable transmission T.
[0073]
Torque generated based on the component force F of the driving force that drives the link units U1 to U4 transmitted via the shift operation link 54 by the transmission mechanism M5 that transmits the operation force for the shift operation to the third pivot 53. Since Ta is the assist force of the operating force, the input shaft 15 is rotationally driven by the crankshaft 12, and the driver uses the reciprocating motion of the drive link 31 driven by the driving force, so that the driver presses the pedal 13. As a result, the operating force of the shifting operation when the crankshaft 12 is rotated is reduced, and a light shifting operation becomes possible.
[0074]
  Moreover, the transmission mechanism M5 prevents the support shaft 59 from rotating due to the force acting from the speed change mechanism M3 side, andSpeed changeSince the two-way clutch 58 that allows the support shaft 59 to rotate by the operating force acting from the lever is provided, the speed change operation can be surely performed not only when the bicycle B is stopped but also during traveling.
[0075]
The drive link 31 of the rightmost link unit U1 which is one of the drive links 31 pivotally attached to the input shaft 15 constitutes a pair of speed increasing stages of the speed increasing mechanism M1 in the vehicle width direction. The first drive gear 22 and the third drive gear 26, which are gears, are arranged at positions where they can overlap in the radial direction of the main shaft 12a of the crankshaft 12 with the first drive gear 22 and the third drive gear 26. As a result, the continuously variable transmission T can be reduced in size in the vehicle width direction, and the distance between the crankshaft 12 and the input shaft 15 can be reduced. Can contribute.
[0076]
The operating force for steplessly changing the rotation speed of the output shaft 16 is provided on the pivot 53 provided on the support member 51 and pivotally mounted on the shift operation link 54. By being transmitted through the second intermediate link 62, an operating force for swinging the pivot 53 is directly applied to the pivot 53 using the pivot 53 for pivotally attaching the speed change operation link 54, and the central axis Since the pivot 53 is swung together with the support member 51 around the center 52, the support member 51 itself can be reduced in size and weight because it is not necessary to form a portion for receiving an operating force, and thus the continuously variable transmission T Can be reduced in size and weight. In addition, by appropriately setting the lengths of the first and second intermediate links 60 and 62 constituting the link mechanism, the support member 51 can be increased in size even when the gear ratio is changed over a wide range. In addition to causing no increase in weight, the swing range of the pivot 53 can be easily set large, and the swing speed can be increased, so that the gear ratio can be changed quickly.
[0077]
In order to arrange all the speed change operation links 54 supported by the third pivot 53 at equal intervals in the vehicle width direction, adjacent to each other by using the second intermediate link 62 supported by the third pivot 53 in addition to the collar 70. By maintaining the interval between the speed change operation links 54, the number of collars as spacers can be reduced and the width of the support member 51 supporting the third pivot 53 and the input shaft 15 in the vehicle width direction can be reduced. Thus, the support member 51 and the input shaft 15 and thus the continuously variable transmission T can be downsized in the vehicle width direction.
[0078]
A clutch spring 82e for applying a resilient force between the outer race 82a and the retainer 82d so that the one-way clutch 82 is unlocked except when the outer race 82a rotates in the forward rotation direction A0; The outer race 82a immediately after the start of rotation in the forward rotation direction A0 causes the clutch spring 82e to be elastically deformed, allowing the retainer 82d to rotate at the predetermined angle θ3 in the forward rotation direction A0 of the outer race 82a, and the roller 82c is locked. And the holding means for holding the retainer 82d so that the one-way clutch 82 is brought into a connected state immediately after the outer race 82a driven by the chain 19 is rotated at a predetermined angle θ3 in the forward rotation direction A0. Thus, the inner race 82b and the retainer 82d rotate in the forward rotation direction A0 together with the outer race 82a.And outer race 82a Forward rotation direction A0 When the rotation stops, the clutch spring 82e The elasticity of the chain 19 Only the slack of the driven sprocket 18 Is forward direction A0 At the same time as the rear hub 80 Only in the forward rotation direction, the roller 82c Is unlocked.In addition, when the bicycle B is moved backward with the driver getting off, the rear wheel WRRotates in the reverse direction, but the elastic force of the clutch spring 82e causes the roller 82c to be unlocked.BecomeSince the one-way clutch 82 is in the disconnected state, the rear wheel WRIs transmitted to the outer race 82a and is not transmitted to the continuously variable transmission T and further to the crankshaft 12, so that the continuously variable transmission T is protected.
[0079]
Rear wheel WRRotation in the reverse direction is not transmitted to the continuously variable transmission T and the crankshaft 12, andDriven sprocket 18The holding means of the retainer 82d for immediately bringing the one-way clutch 82 into the connected state by the rotation in the forward rotation direction A0 uses the cover 83 that covers the opening of the one-way clutch 82 and the friction spring 85, By using the frictional force between the two, it can be configured with a simple structure.
[0080]
Since the protrusion n of the retainer 82d and the clutch spring 82e are accommodated in the recess 82f formed in the inner peripheral surface of the outer race 82a of the one-way clutch 82, the one-way clutch 82 is enlarged by providing the clutch spring 82e. Is avoided.
[0081]
Hereinafter, an example in which a part of the configuration of the above-described embodiment is changed will be described with respect to the changed configuration.
In the above embodiment, the inconstant speed rotation transmission mechanism M2 is composed of a non-circular gear, but the inconstant speed rotation transmission mechanism M2 may be composed of other inconstant speed rotation members such as an eccentric gear. Good. The speed increasing mechanism M1 may have a plurality of speed increasing stages except three or one speed increasing stage. Furthermore, the bicycle may be a bicycle other than for downhill, or may be a tricycle. Further, the endless transmission band and the driving side / driven side rotating body constituting the transmission mechanism may be a belt and a pulley, respectively.
[0082]
Although the support link 51a is composed of a single member constituting the pair of side portions 51a1 and the connecting portion 51a2 in the above-described embodiment, the pair of side portions and the connecting portion are separated into three members. Can also be configured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a left side view of a bicycle showing an embodiment of the present invention and equipped with a continuously variable transmission according to the present invention.
2 is a developed cross-sectional view of each link unit constituting the speed change mechanism of the continuously variable transmission of FIG. 1, for example, as indicated by the line IIA-IIA in FIG. It is sectional drawing in the cross section which passes along the axial line and the central axis of a pivot, and a part, sectional drawing in the IIB-IIB line | wire of FIG.
3 is a right side view of the continuously variable transmission of FIG. 1 in a state of a minimum gear ratio, with the right case portion removed and various shafts taken as cross sections.
4 is a front view of gears constituting an inconstant speed rotation transmission mechanism of the continuously variable transmission of FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
6 is a right side view of a link unit constituting a speed change mechanism of the continuously variable transmission of FIG. 1. FIG.
7 is a schematic diagram illustrating a form of pivotal attachment of four link units constituting the speed change mechanism of the continuously variable transmission apparatus of FIG. 1 to the input shaft.
8 is a cross-sectional view taken along line VIIIA-VIIIA and line VIIIB-VIIIB in FIG. 3;
9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG.
10 is a cross-sectional view taken along the line XX of FIG. 11 with respect to the rear hub and the driven sprocket of the bicycle of FIG.
11 is a cross-sectional view taken along line XI-XI in FIG.
FIGS. 12A and 12B are schematic diagrams for explaining the swing angle range of the output link of the continuously variable transmission shown in FIG. 1, wherein FIG. 12A shows the minimum speed ratio, and FIG. 12B shows the maximum speed ratio. It is.
FIGS. 13A and 13B are diagrams for explaining the angular speed of the output shaft of the continuously variable transmission shown in FIG. 1, in which FIG. 13A shows the minimum speed ratio, and FIG. 13B shows the maximum speed ratio.
14 is a diagram for explaining torque generated based on a component of driving force in one rotation of an input shaft of the continuously variable transmission of FIG. 1. FIG. 14 (A) is a diagram with a minimum gear ratio; B) is at the maximum gear ratio.
15 is a right side view similar to FIG. 3, and is when the continuously variable transmission is in a state of a minimum gear ratio. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Head pipe, 2 ... Main frame, 3 ... Down tube, 4 ... Saddle frame, 5 ... Front fork, 6 ... Saddle, 7 ... Pivot shaft, 8 ... Swing arm, 9 ... Axle, 10 ... Suspension, 11 ... Case , 12 ... Crankshaft, 13 ... Pedal, 14 ... Idle shaft, 15 ... Input shaft, 16 ... Output shaft, 17 ... Drive sprocket, 18 ... Driven sprocket, 19 ... Chain, 20a-20f ... Bearing
22-27 ... Gear, 28 ... One-way clutch, 29, 30a, 30b ... Bearing, 31 ... Drive link, 32 ... Transmission link, 33 ... Output link, 34, 35 ... Axis, 36 ... One-way clutch, 37 ... Rivet , 38 ... eccentric ring, 39 to 41 ... bearing, 43 and 44 ... thrust washer, 46 to 48 ... collar, 49 ... covering plate, 50 ... bearing, 51 ... support member, 52 ... central axis, 53 ... pivot axis, 54 ... Shift operation link, 55 ... operation wire, 56 ... drum, 57 ... operation shaft, 58 ... two-way clutch, 59 ... support shaft, 60 ... intermediate link, 61 ... pivot, 62 ... intermediate link, 63 ... bearing, 64 ... last Washer, 65 ... Breather tube, 66 ... Drain bolt, 67, 68 ... Stopper, 69 ... Bearing, 70 ... Collar, 71, 72 ... Bearing,
80 ... Rear hub, 81 ... Bearing, 82 ... One-way clutch, 83 ... Cover, 84 ... Shaft cylinder, 85 ... Friction spring, 86, 87, 88 ... Seal,
B ... Bicycle, R ... Body frame, WF... front wheel, WR... rear wheels, T ... continuously variable transmission, H1, H2 ... virtual plane, M1 ... speed increasing mechanism, M2 ... inconstant speed rotation transmission mechanism, M3 ... speed change mechanism, M4 ... speed change operation mechanism, M5 ... transmission mechanism, U1 ~ U4 ... link unit, A2, A3 ... rotation direction, P1-P4 ... position, F ... component force, Ta ... torque, n ... projection, ω ... angular velocity.

Claims (3)

数の枢軸で相互に回動可能に支持された複数の変速リンクにより構成されると共に入力軸の回転運動を揺動運動に変換する1つのリンクユニットを有する変速機構と、
記リンクユニットに連結されて該リンクユニットの揺動運動を出力軸の回転運動に変換する一方向クラッチと、
前記リンクユニットに枢着された1つの変速操作リンクを移動させることにより前記出力軸の回転速度を無段階に変速するための変速操作機構と、
を備える無段変速装置において
記複数の枢軸のうちの1つの枢軸には、リテーナを持たないリテーナレスニードル軸受が設けられ、
2つの記変速リンクおよび前記変速操作リンクのうちの2つのリンクである第1リンクおよび第2リンクが前記リテーナレスニードル軸受により相対回動可能に支持され
前記2つの変速リンクおよび前記変速操作リンクのうちの前記第1リンクおよび前記第2リンク以外の1つのリンクである第3リンクが、前記リテーナレスニードル軸受に径方向に積層されて同軸に設けられた別のリテーナレスニードル軸受により前記第1リンクおよび前記第2リンクに対して回動可能に支持されることを特徴とする無段変速装置。
A transmission mechanism having one link unit which converts a rotational motion of the cross constituted by rotatably supported a plurality of transmission links Rutotomoni input shaft to the swing motion axis of multiple,
And a one-way clutch for converting the rotational motion of the output shaft to oscillating motion of the link units are connected to the front cut tank unit,
A shift operating mechanism for shifting a rotational speed of the output shaft steplessly by moving the one gearshift operating link which is pivotally connected to the link unit,
In the continuously variable transmission that includes a
A single pivot of the previous SL plurality of pivot, retainer-less needle bearing without a retainer is provided,
Two first and second links are two link of the previous SL speed change link and the speed-change operating link is supported relatively rotatably by said retainer-less needle bearing,
A third link that is one of the two speed change links and the speed change operation link other than the first link and the second link is radially stacked on the retainerless needle bearing and provided coaxially. A continuously variable transmission, characterized in that it is rotatably supported with respect to the first link and the second link by another retainerless needle bearing .
前記リテーナレスニードル軸受を構成するニードルの軸線方向での移動が、前記第1リンクにより阻止され、
前記別のリテーナレスニードル軸受を構成するニードルの軸線方向での移動が前記第2リンクにより阻止されることを特徴とする請求項1記載の無段変速装置。
Movement of the needle constituting the retainerless needle bearing in the axial direction is prevented by the first link;
2. The continuously variable transmission according to claim 1, wherein movement of the needle constituting the other retainerless needle bearing in the axial direction is blocked by the second link .
前記変速機構は、複数の前記リンクユニットを有し、
前記第1リンクは、前記入力軸に偏心して枢着された駆動リンクであり、
前記第2リンクは、前記出力軸に前記一方向クラッチを介して駆動連結された出力リンクに枢着されて相互に回動可能に支持される伝達リンクであり、
前記第3リンクは前記変速操作リンクであり、
前記複数のリンクユニットは、前記入力軸にその回転軸線方向に並んで配列され、
前記複数の枢軸は、前記入力軸に平行であることを特徴とする請求項1または2記載の無段変速装置。
The speed change mechanism has a plurality of the link units,
The first link is a drive link pivoted eccentrically to the input shaft,
The second link is a transmission link that is pivotally attached to an output link that is drivingly connected to the output shaft via the one-way clutch, and is rotatably supported.
The third link is the shift operation link;
The plurality of link units are arranged side by side in the rotational axis direction on the input shaft,
The continuously variable transmission according to claim 1 or 2 , wherein the plurality of pivots are parallel to the input shaft .
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