JP6067666B2 - 変速機構 - Google Patents
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Description
本発明は、回転軸に対して等距離を維持しながら径方向に可動に支持されて回転軸の軸心に対して公転（回転軸と一体回転）する複数のピニオンスプロケットとこれらに巻き掛けられたチェーンとにより動力伝達する変速機構に関するものである。
従来、プライマリプーリとセカンダリプーリとに駆動ベルトが巻き掛けられた変速機が実用化されている。この変速機では、各プーリの可動シーブに加える推力により各プーリと駆動ベルトとの間に発生した摩擦力が用いられる。
このような変速機では、大きな動力を伝達する際に、推力を増大させて摩擦力を確保することが必要である。その際、推力用の油圧を発生させるためのオイルポンプを駆動する駆動源（エンジンまたは電動モータ）の負担が増大し、これにかかるエネルギー消費量の増加を招いてしまうおそれがあり、また、構造的に滑りが発生する部分では摩擦損失が発生してしまう。
そこで、上記の推力や摩擦力を用いずに、複数のピニオンスプロケットとこれらに巻き掛けられたチェーンとにより動力伝達する変速機構が開発されている。
そこで、上記の推力や摩擦力を用いずに、複数のピニオンスプロケットとこれらに巻き掛けられたチェーンとにより動力伝達する変速機構が開発されている。
このような変速機構としては、回転軸の軸心に対して等距離を維持しながら径方向に可動に且つ回転軸と一体回転するように支持されて回転軸の軸心に対して公転する複数のピニオンスプロケットのそれぞれによって多角形の頂点をなすようにして形成された見かけ上の大スプロケット（以下、「複合スプロケット」という）が、入力側および出力側のそれぞれに設けられ、これらの複合スプロケットに巻き掛けられたチェーンによって動力伝達するものが挙げられる。
例えば特許文献１には、周方向に複数設けられたピニオンスプロケットの軸方向端部側のそれぞれに二種のディスク（スピンドル）が並設され、それぞれのディスクに放射状溝が設けられ、回転軸と一体に回転する固定ディスクの放射状溝（以下、「固定放射状溝」という）と回転軸に対して相対回転可能な可動ディスクの放射状溝（以下、「可動放射状溝」という）とが互いに軸方向視で交差するように配置され、固定放射状溝と可動放射状溝とが交差する箇所にピニオンスプロケットが支持された変速機構が提案されている。
この特許文献１には、固定ディスクおよび可動ディスクの互いに対応するそれぞれの箇所に周方向に沿う溝が形成され、これらの溝に固定ディスクおよび可動ディスクの回転位相を一致させるように付勢するスプリングが設けられ、入力の大きさと出力側にかかる負荷の大きさとに応じてスプリングが伸縮し、固定ディスクに対して可動ディスクが相対的に回転されることが示されている。
固定ディスクと可動ディスクとの相対角度（位相）が変更されると、固定放射状溝と可動放射状溝との交差箇所が径方向に移動する。そのため、かかる交差箇所に支持されたピニオンスプロケットのそれぞれは、両ディスクの相対回転により径方向に移動される。
このように、ピニオンスプロケットのそれぞれが回転軸の軸心に対して等距離を維持しながら同期して径方向に移動することで、多角形の大きさが相似的に変化し、ピニオンスプロケットの何れをも囲んで接する円の半径が変更されることにより、変速比を変更することができる。
固定ディスクと可動ディスクとの相対角度（位相）が変更されると、固定放射状溝と可動放射状溝との交差箇所が径方向に移動する。そのため、かかる交差箇所に支持されたピニオンスプロケットのそれぞれは、両ディスクの相対回転により径方向に移動される。
このように、ピニオンスプロケットのそれぞれが回転軸の軸心に対して等距離を維持しながら同期して径方向に移動することで、多角形の大きさが相似的に変化し、ピニオンスプロケットの何れをも囲んで接する円の半径が変更されることにより、変速比を変更することができる。
特許文献１に示される変速機構では、入力および負荷の大きさに独立して自在に変速比を変更することができない。そこで、入力や負荷の大きさによらず自在に変速比を変更する変速機構が考えられる。このような変速機構において、入力側および出力側それぞれの可動ディスクを同時に相対回転駆動することができれば、変速制御性を向上させることができる。
このように入出力側の各可動ディスクを回転駆動させる構造として、入力側および出力側の両複合スプロケットに跨る変速用フォークを用いることが考えられる。具体的には、変速用フォークを軸方向に移動させることで、両可動ディスクを両固定ディスクに対して相対回転駆動させる構造が考えられる。
しかしながら、上記したような変速用フォークを用いる変速機構では、変速用フォークのスパンが長くなって、変速用フォークが撓んだり捩れたりして変形することにより、変速時の軸方向移動が不安定になるおそれがある。特に、変速用フォークを軽量化やその他の理由から板材で構成すると、変形が発生しやすくなり、軸方向移動がより不安定になるおそれがある。このような点で変速性能に関して改善の余地がある。
このように入出力側の各可動ディスクを回転駆動させる構造として、入力側および出力側の両複合スプロケットに跨る変速用フォークを用いることが考えられる。具体的には、変速用フォークを軸方向に移動させることで、両可動ディスクを両固定ディスクに対して相対回転駆動させる構造が考えられる。
しかしながら、上記したような変速用フォークを用いる変速機構では、変速用フォークのスパンが長くなって、変速用フォークが撓んだり捩れたりして変形することにより、変速時の軸方向移動が不安定になるおそれがある。特に、変速用フォークを軽量化やその他の理由から板材で構成すると、変形が発生しやすくなり、軸方向移動がより不安定になるおそれがある。このような点で変速性能に関して改善の余地がある。
本発明は、上記のような課題に鑑み創案されたもので、安定した変速性能を確保することができるようにした変速機構を提供することを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する〔発明を実施するための形態〕に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的として位置づけることができる。
（１）上記の目的を達成するために、本発明の変速機構は、動力が入力または出力される回転軸と、前記回転軸に対して径方向に可動に支持された複数のピニオンスプロケットと、前記複数のピニオンスプロケットを前記回転軸の軸心から等距離を維持させながら径方向に同期させて移動させる移動機構とを有する複合スプロケットを二組と、前記二組の複合スプロケットに巻き掛けられたチェーンとを備え、前記複数のピニオンスプロケットの何れをも囲み且つ前記複数のピニオンスプロケットの何れにも接する円の半径である接円の半径の変更によって変速比を変更する変速機構であって、前記移動機構は、前記複数のピニオンスプロケットの各支持軸が内挿されるスプロケット用固定放射状溝が形成され、前記回転軸と一体回転する固定ディスクと、前記スプロケット用固定放射状溝と軸方向視で交差する第一交差箇所に前記支持軸が位置するスプロケット用可動放射状溝が形成され、前記固定ディスクに対して同心に配置され且つ相対回転可能な可動ディスクと、一方の前記複合スプロケットと他方の前記複合スプロケットとに跨って設けられるとともに前記固定ディスクおよび前記可動ディスクに対して並設されたプレート状の変速用フォークを軸方向に移動させることで前記可動ディスクを前記固定ディスクに対して相対回転駆動して前記第一交差箇所を径方向に移動させる相対回転駆動機構と、前記変速用フォークに連結されるとともに軸方向に沿って配置され、前記変速用フォークの軸方向移動を案内するガイド機構と、を備えたことを特徴としている。
（２）前記ガイド機構は、前記二組の複合スプロケットの中間となる位置に設けられることが好ましい。
（３）前記ガイド機構は、変速にともなって変動する前記チェーンの軌道に干渉せず、且つ同チェーン軌道に近接した位置に配置されることが好ましい。例えば、前記ガイド機構は、前記一方の複合スプロケットの前記接円が最も大きく且つ前記他方の複合スプロケットの前記接円が最も大きいと仮定した場合に仮想的に巻き掛けられる仮想チェーンと干渉する位置に配置されることが好ましい。
（４）前記ガイド機構は、前記二組の複合スプロケットの前記回転軸の軸心を結ぶ仮想線に対して一側の領域に設けられた第一ガイド機構と、前記仮想線に対して他側の領域に設けられた第二ガイド機構とを有することが好ましい。
（３）前記ガイド機構は、変速にともなって変動する前記チェーンの軌道に干渉せず、且つ同チェーン軌道に近接した位置に配置されることが好ましい。例えば、前記ガイド機構は、前記一方の複合スプロケットの前記接円が最も大きく且つ前記他方の複合スプロケットの前記接円が最も大きいと仮定した場合に仮想的に巻き掛けられる仮想チェーンと干渉する位置に配置されることが好ましい。
（４）前記ガイド機構は、前記二組の複合スプロケットの前記回転軸の軸心を結ぶ仮想線に対して一側の領域に設けられた第一ガイド機構と、前記仮想線に対して他側の領域に設けられた第二ガイド機構とを有することが好ましい。
（５）前記変速用フォークおよび前記ガイド機構のそれぞれに結合され、前記変速用フォークを補強するプレート状の補強部材を備えたことが好ましい。
（６）前記補強部材は、軸方向に沿って延在することが好ましい。
（７）前記補強部材の軸方向長さは、前記二組の複合スプロケットの中間となる中間部において最も長く、前記中間部から前記二組の複合スプロケットの前記回転軸の軸心を結ぶ仮想線と平行な方向の両端部へ向かうに連れて短くなることが好ましい。
（８）前記補強部材は、前記仮想線に対して一側の領域に設けられた第一補強部材と、前記仮想線に対して他側の領域に設けられた第二補強部材とを有することが好ましい。
（９）前記第一補強部材は、前記第一ガイド機構に結合され、前記第二補強部材は、前記第二ガイド機構に結合され、前記第一補強部材と前記第二補強部材との間に前記第一ガイド機構および前記第二ガイド機構が配置されたことが好ましい。
（１０）前記変速用フォークを軸方向に移動させる駆動軸が前記チェーンの軌道の内周側に配置されたことが好ましい。
（１１）前記相対回転駆動機構は、前記回転軸の軸方向に沿って設けられ、前記固定ディスクと一体回転する第一回転部に設けられた第一カム溝と、前記第一カム溝と径方向視で交差するとともに軸方向に沿って設けられ、前記可動ディスクと一体回転する第二回転部に設けられた第二カム溝と、前記第一カム溝と前記第二カム溝とが交差する第二交差箇所に配設され、一端部が径方向に突出されたカムローラと、前記カムローラの前記一端部を収容する溝部が設けられ、前記カムローラに対して前記軸方向の力を伝達する前記変速用フォークとを有することが好ましい。
（６）前記補強部材は、軸方向に沿って延在することが好ましい。
（７）前記補強部材の軸方向長さは、前記二組の複合スプロケットの中間となる中間部において最も長く、前記中間部から前記二組の複合スプロケットの前記回転軸の軸心を結ぶ仮想線と平行な方向の両端部へ向かうに連れて短くなることが好ましい。
（８）前記補強部材は、前記仮想線に対して一側の領域に設けられた第一補強部材と、前記仮想線に対して他側の領域に設けられた第二補強部材とを有することが好ましい。
（９）前記第一補強部材は、前記第一ガイド機構に結合され、前記第二補強部材は、前記第二ガイド機構に結合され、前記第一補強部材と前記第二補強部材との間に前記第一ガイド機構および前記第二ガイド機構が配置されたことが好ましい。
（１０）前記変速用フォークを軸方向に移動させる駆動軸が前記チェーンの軌道の内周側に配置されたことが好ましい。
（１１）前記相対回転駆動機構は、前記回転軸の軸方向に沿って設けられ、前記固定ディスクと一体回転する第一回転部に設けられた第一カム溝と、前記第一カム溝と径方向視で交差するとともに軸方向に沿って設けられ、前記可動ディスクと一体回転する第二回転部に設けられた第二カム溝と、前記第一カム溝と前記第二カム溝とが交差する第二交差箇所に配設され、一端部が径方向に突出されたカムローラと、前記カムローラの前記一端部を収容する溝部が設けられ、前記カムローラに対して前記軸方向の力を伝達する前記変速用フォークとを有することが好ましい。
本発明の変速機構によれば、ガイド機構によってプレート状の変速用フォークの軸方向移動が案内されるため、変速用フォークの軸方向移動を安定させることができる。よって、安定した変速性能を確保することができる。
以下、図面を参照して、本発明の変速機構にかかる実施の形態を説明する。本実施形態の変速機構は、車両用変速機に用いることができる。
なお、本実施形態では、変速機構における回転軸の軸心あるいはこの軸心に平行な方向を軸方向とし、回転軸の軸心を基準に径方向および周方向のそれぞれを定める。また、変速機構における公転方向を基準に進角側および遅角側を定める。
なお、本実施形態では、変速機構における回転軸の軸心あるいはこの軸心に平行な方向を軸方向とし、回転軸の軸心を基準に径方向および周方向のそれぞれを定める。また、変速機構における公転方向を基準に進角側および遅角側を定める。
〔一実施形態〕
以下、一実施形態にかかる変速機構について説明する。
〔１．構成〕
変速機構は、図１に示すように、二組の複合スプロケット５，５と、これらの複合スプロケット５，５に巻き掛けられたチェーン６とを備えている。ここでは、チェーン６としてサイレントチェーンを例示するが、チェーン６としてローラチェーンを用いてもよい。
以下、一実施形態にかかる変速機構について説明する。
〔１．構成〕
変速機構は、図１に示すように、二組の複合スプロケット５，５と、これらの複合スプロケット５，５に巻き掛けられたチェーン６とを備えている。ここでは、チェーン６としてサイレントチェーンを例示するが、チェーン６としてローラチェーンを用いてもよい。
二組の複合スプロケット５，５のうち、一方は、入力側の回転軸１（入力軸）と同心に一体回転する一組の複合スプロケット５（図１では左方に示す）であり、他方は、出力側の回転軸１（出力軸）と同心に一体回転する複合スプロケット５（図１では右方に示す）である。これらの複合スプロケット５，５はそれぞれ同様に構成されているため、下記の説明では、主に入力側の複合スプロケット５に着目し、その構成を説明する。
複合スプロケット５とは、複数のピニオンスプロケット２０および複数のガイドロッド２９が多角形（ここでは十八角形）の頂点をなすようにして形成された見かけ上の大スプロケットを意味する。この複合スプロケット５は、回転軸１と、この回転軸１に対して径方向に可動に支持されたピニオンスプロケット２０およびガイドロッド２９とを有している。詳細には、回転軸１の軸心Ｃ1を中心にした円周の周方向に沿って等間隔に、三個のピニオンスプロケット２０が配置され、また、ピニオンスプロケット２０の相互間には、それぞれ五本のガイドロッド２９が配置されている。
ピニオンスプロケット２０およびガイドロッド２９が多角形の頂点をなすようにして形成された見かけ上の大スプロケットの外径、即ち、複合スプロケット５の外径を変更（拡縮径）することによって、変速機構の変速比が変更される。この変速機構は、変速比を連続的に変更することができるため、無段変速機構として構成することもできるが、変速比を段階的に変更して多段の有段変速機構として構成することもできる。
複合スプロケット５の外径は、複数のピニオンスプロケット２０の何れをも囲み、且つ、複数のピニオンスプロケット２０の何れにも接する円（以下、「ピニオン接円Ａ」という）の半径に対応する。つまり、ピニオン接円Ａの直径が複合スプロケットの外径である。
上記したピニオン接円Ａの半径は、複数のピニオンスプロケット２０とチェーン６との接触半径、即ち、複合スプロケット５のピッチ円の半径にも対応している。したがって、変速機構では、ピニオン接円Ａの半径が変更されることで、チェーン６の巻き掛け半径が変更され、変速比が変更される。
上記したピニオン接円Ａの半径は、複数のピニオンスプロケット２０とチェーン６との接触半径、即ち、複合スプロケット５のピッチ円の半径にも対応している。したがって、変速機構では、ピニオン接円Ａの半径が変更されることで、チェーン６の巻き掛け半径が変更され、変速比が変更される。
図１には、ピニオン接円Ａが入力側で最小であり出力側で最大のものを例示している。以下の説明では、ピニオン接円Ａについて、最小のものを最小ピニオン接円Ａ1と呼び、最大のものを最大ピニオン接円Ａ2と呼ぶ。また、大きさまたは長さに着目しない場合には単にピニオン接円Ａと呼ぶ。
複合スプロケット５にかかる構成の説明では、基本的な構成要素として、チェーン６に噛み合うピニオンスプロケット２０，チェーン６を案内（ガイド）するガイドロッド２９，回転軸１と一体に回転する固定ディスク１０，固定ディスク１０に対して相対回転可能に設けられた可動ディスク１９，固定ディスク１０と一体に回転する第一回転部１５，可動ディスク１９と一体に回転する第二回転部１６の順に説明する。その次に、基本的な構成要素を作動させる機構類として、相対回転駆動機構３０，スプロケット移動機構４０Ａ，ロッド移動機構４０Ｂ，機械式自転駆動機構５０の順に説明する。
複合スプロケット５にかかる構成の説明では、基本的な構成要素として、チェーン６に噛み合うピニオンスプロケット２０，チェーン６を案内（ガイド）するガイドロッド２９，回転軸１と一体に回転する固定ディスク１０，固定ディスク１０に対して相対回転可能に設けられた可動ディスク１９，固定ディスク１０と一体に回転する第一回転部１５，可動ディスク１９と一体に回転する第二回転部１６の順に説明する。その次に、基本的な構成要素を作動させる機構類として、相対回転駆動機構３０，スプロケット移動機構４０Ａ，ロッド移動機構４０Ｂ，機械式自転駆動機構５０の順に説明する。
固定ディスク１０，可動ディスク１９，第一回転部１５，第二回転部１６は、回転軸１の軸心Ｃ1と同心に配設されており、ディスク１０，１９における径方向は回転軸１の径方向と一致する。
本実施形態では、図２に示すように、回転軸１の軸方向両端側（図２における上端側および下端側）のそれぞれに、固定ディスク１０と可動ディスク１９とが互いに隣接して装備され、回転軸１の軸方向中間部にピニオンスプロケット２０およびガイドロッド２９ならびにこれらに巻き掛けられたチェーン６が配置される。また、固定ディスク１０および可動ディスク１９のうち可動ディスク１９の方が、軸方向内側、即ち、ピニオンスプロケット２０，ガイドロッド２９，チェーン６に近い側に配置されている。
本実施形態では、図２に示すように、回転軸１の軸方向両端側（図２における上端側および下端側）のそれぞれに、固定ディスク１０と可動ディスク１９とが互いに隣接して装備され、回転軸１の軸方向中間部にピニオンスプロケット２０およびガイドロッド２９ならびにこれらに巻き掛けられたチェーン６が配置される。また、固定ディスク１０および可動ディスク１９のうち可動ディスク１９の方が、軸方向内側、即ち、ピニオンスプロケット２０，ガイドロッド２９，チェーン６に近い側に配置されている。
なお、図２は、理解を容易にすべく模式的に示したものであり、同断面にピニオンスプロケット２０およびガイドロッド２９ならびに相対回転駆動機構３０を示し、入力側の複合スプロケット５と出力側の複合スプロケット５との間に間隔を設けて示している。
〔１−１．ピニオンスプロケットおよびガイドロッド〕
ピニオンスプロケット２０およびガイドロッド２９は、回転軸１の軸心Ｃ1周りに公転する。ここでいう「公転」とは、ピニオンスプロケット２０およびガイドロッド２９のそれぞれが、回転軸１の軸心Ｃ1を中心に回転することを意味する。回転軸１が回転すると、この回転に連動してピニオンスプロケット２０およびガイドロッド２９のそれぞれが公転する。つまり、回転軸１の回転数とピニオンスプロケット２０およびガイドロッド２９のそれぞれが公転する回転数とは等しい。
ピニオンスプロケット２０およびガイドロッド２９は、回転軸１の軸心Ｃ1周りに公転する。ここでいう「公転」とは、ピニオンスプロケット２０およびガイドロッド２９のそれぞれが、回転軸１の軸心Ｃ1を中心に回転することを意味する。回転軸１が回転すると、この回転に連動してピニオンスプロケット２０およびガイドロッド２９のそれぞれが公転する。つまり、回転軸１の回転数とピニオンスプロケット２０およびガイドロッド２９のそれぞれが公転する回転数とは等しい。
〔１−１−１．ピニオンスプロケット〕
図１に示すように、ピニオンスプロケット２０は、自転しない一つのピニオンスプロケット（以下、「固定ピニオンスプロケット」という）２１と、この固定ピニオンスプロケット２１を基準に公転の回転位相が進角側および遅角側のそれぞれに配置され自転可能な二つの自転ピニオンスプロケット２２，２３とから構成されている。なお、以下の説明では、固定ピニオンスプロケット２１を基準に進角側に設けられたピニオンスプロケット（進角側自転ピニオンスプロケット）を第一自転ピニオンスプロケット２２と呼び、遅角側に設けられたピニオンスプロケット（遅角側自転ピニオンスプロケット）を第二自転ピニオンスプロケット２３と呼ぶ。
図１に示すように、ピニオンスプロケット２０は、自転しない一つのピニオンスプロケット（以下、「固定ピニオンスプロケット」という）２１と、この固定ピニオンスプロケット２１を基準に公転の回転位相が進角側および遅角側のそれぞれに配置され自転可能な二つの自転ピニオンスプロケット２２，２３とから構成されている。なお、以下の説明では、固定ピニオンスプロケット２１を基準に進角側に設けられたピニオンスプロケット（進角側自転ピニオンスプロケット）を第一自転ピニオンスプロケット２２と呼び、遅角側に設けられたピニオンスプロケット（遅角側自転ピニオンスプロケット）を第二自転ピニオンスプロケット２３と呼ぶ。
各ピニオンスプロケット２１，２２，２３は、何れもその中心に設けられた支持軸（ピニオンスプロケット軸）２１ａ，２２ａ，２３ａに対して結合されている。ここでいう「自転」とは、各自転ピニオンスプロケット２２，２３がその支持軸２２ａ，２３ａの軸心Ｃ3，Ｃ4周りに回転することを意味する。なお、各支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａの軸心Ｃ2，Ｃ3，Ｃ4および回転軸１の軸心Ｃ1は、何れも相互に平行である。
図２に示すように、第一自転ピニオンスプロケット２２の支持軸２２ａは、軸方向両端部２２Ａ（一方の軸方向端部のみに符号を付す）が固定ディスク１０および可動ディスク１９に支持されている。同様に、固定ピニオンスプロケット２１および第二自転ピニオンスプロケット２３の各支持軸２１ａ，２３ａは、軸方向両端部が固定ディスク１０および可動ディスク１９に支持されている。
図１に示すように、固定ピニオンスプロケット２１は、本体部２１ｂとこの本体部２１ｂの外周部全周に形成された歯２１ｃとを有する。同様に、自転ピニオンスプロケット２２，２３は、何れも本体部２２ｂ，２３ｂとこの本体部２２ｂ，２３ｂの外周部全周に突出形成された歯２２ｃ，２３ｃとを有する。
当然ながら、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３に形成される歯の形状寸法およびピッチは同一規格のものとなっている。
当然ながら、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３に形成される歯の形状寸法およびピッチは同一規格のものとなっている。
図示省略するが、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３において、各支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａに対して自転を規制しつつ微小回転（一定範囲内での回転）を許容して動力伝達を実現する位相ズレ許容動力伝達機構が装備されていてもよい。かかる位相ズレ許容動力伝達機構としては、ピニオンスプロケット２１，２２，２３の内周側に一体回転するように装備されたキー部材と、ピニオンスプロケット２１，２２，２３の支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａの外周側に形成されてキー部材が回転方向に遊びをもって係合するキー溝と、キー部材がキー溝の回転方向の中立位置に位置するように、キー部材を回転方向の正転と逆転方向との双方から付勢する付勢部材とを備え、回転方向の中立位置に付勢し回転を弾性的に規制するものを用いることができる。
この場合、ピニオンスプロケット２１，２２，２３の本体部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂは、支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａに対して微小な回転が許容されつつ動力伝達することができる。この構成を設けることによって、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３とチェーン６との噛み合い開始位置における両者の微小な位相ズレを吸収して、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３とチェーン６とを円滑に噛み合わせることが可能となる。
なお、第一自転ピニオンスプロケット２２と第二ピニオンスプロケット２３とは、配設箇所および自転方向が異なるのを除いて同様に構成されるため、ここでは第一自転ピニオンスプロケット２２に着目して説明する。また、以下の説明で、固定ピニオンスプロケット２１，第一自転ピニオンスプロケット２２および第二自転ピニオンスプロケット２３を区別なく用いるときには単にピニオンスプロケット２０と呼び、同様に、支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａについても区別なく用いるときには支持軸２０ａと呼ぶ。
本実施形態では、図２に示すように、ピニオンスプロケット２０は、軸方向に三列の歯車２０ｇ（一箇所のみに符号を付す）を備え、これらの各列の歯車２０ｇに対応してチェーン６も三本巻き掛けられている。ここでは、ピニオンスプロケット２０の三列の歯車２０ｇは、スペーサ２０ｓ（一箇所のみに符号を付す）を介して互いに間隔をあけて設けられている。
三本のチェーン６は、動力伝達方向に位相をずらすように互いにピッチをずらしてピニオンオンスプロケット２０に巻き掛けられている。ここでは、１／３ピッチだけ互いのピッチをずらしている。これに対応して、各チェーン６に噛合するピニオンスプロケット２０の各歯の位相もずらして配置されている。
三本のチェーン６は、動力伝達方向に位相をずらすように互いにピッチをずらしてピニオンオンスプロケット２０に巻き掛けられている。ここでは、１／３ピッチだけ互いのピッチをずらしている。これに対応して、各チェーン６に噛合するピニオンスプロケット２０の各歯の位相もずらして配置されている。
なお、ピニオンスプロケット２０の歯車２０ｇの列数は、変速機構の伝達トルクの大きさによるが、二列または四列以上であってもよいし一列であってもよい。このようにピニオンスプロケット２０において複数列の歯車２０ｇが設けられる場合には、「１／チェーンの本数」ピッチだけチェーン６それぞれのピッチをずらして設けられるのが好ましい。
〔１−１−２．ガイドロッド〕
図１に示すように、複数のガイドロッド２９は、チェーン６と回転軸１の軸心Ｃ1との距離の変動（チェーン６の巻き掛け半径の変動）を小さくするように、即ち、回転軸１周りのチェーン６の軌道を可能な限り円軌道に近づけるように、チェーン６をガイドするものである。これらのガイドロッド２９は、その径方向外側の周面に当接するチェーン６の軌道をガイドする。ピニオンスプロケット２１，２２，２３およびガイドロッド２９は多角形（略正多角形）の形状をなすので、チェーン６は、その径方向内側のピニオンスプロケット２１，２２，２３およびガイドロッド２９に当接しガイドされながら多角形の形状に沿って転動する。
なお、ガイドロッド２９はそれぞれ同様に構成されるため、ここでは一つのガイドロッド２９に着目して説明する。
図１に示すように、複数のガイドロッド２９は、チェーン６と回転軸１の軸心Ｃ1との距離の変動（チェーン６の巻き掛け半径の変動）を小さくするように、即ち、回転軸１周りのチェーン６の軌道を可能な限り円軌道に近づけるように、チェーン６をガイドするものである。これらのガイドロッド２９は、その径方向外側の周面に当接するチェーン６の軌道をガイドする。ピニオンスプロケット２１，２２，２３およびガイドロッド２９は多角形（略正多角形）の形状をなすので、チェーン６は、その径方向内側のピニオンスプロケット２１，２２，２３およびガイドロッド２９に当接しガイドされながら多角形の形状に沿って転動する。
なお、ガイドロッド２９はそれぞれ同様に構成されるため、ここでは一つのガイドロッド２９に着目して説明する。
図１および図２に示すように、ガイドロッド２９は、ロッド支持軸２９ａ（図１では破線で示す）の外周に円筒状のガイド部材２９ｂが外挿されたものであり、ロッド支持軸２９ａによって支持され、ガイド部材２９ｂの外周面でチェーン６をガイドする。
図２に示すように、ガイドロッド２９の軸方向両端部２９Ａ（一方の軸方向端部のみに符号を付す）は、ガイド部材２９ｂからロッド支持軸２９ａが軸方向に突出している。詳細は後述するが、この突出したロッド支持軸２９ａが固定ディスク１０および可動ディスク１９に支持される。
つまり、ガイドロッド２９は、ロッド支持軸２９ａと、ロッド支持軸２９ａにおけるチェーン６と接触する軸方向位置に部分的に外装された円筒状のガイド部材２９ｂとを有する。
図２に示すように、ガイドロッド２９の軸方向両端部２９Ａ（一方の軸方向端部のみに符号を付す）は、ガイド部材２９ｂからロッド支持軸２９ａが軸方向に突出している。詳細は後述するが、この突出したロッド支持軸２９ａが固定ディスク１０および可動ディスク１９に支持される。
つまり、ガイドロッド２９は、ロッド支持軸２９ａと、ロッド支持軸２９ａにおけるチェーン６と接触する軸方向位置に部分的に外装された円筒状のガイド部材２９ｂとを有する。
なお、ガイドロッド２９の本数は、十五本に限らず、これよりも多くてもよいし少なくてもよい。この場合、ガイドロッド２９は、ピニオンスプロケット２０の相互間（ここでは三箇所）に同数設けられることが好ましい。また、ガイドロッド２９を多く設けるほど複合スプロケット５を真円に近づけ、チェーン６と回転軸１の軸心Ｃ1との距離の変動を小さくすることができる。
ただし、ガイドロッド２９の本数を多くするほど、パーツの増加による製造コストや重量の増加を招くおそれがあるため、これらを考慮してガイドロッド２９の本数を設定することが好ましい。
ただし、ガイドロッド２９の本数を多くするほど、パーツの増加による製造コストや重量の増加を招くおそれがあるため、これらを考慮してガイドロッド２９の本数を設定することが好ましい。
〔１−２．固定ディスクおよび可動ディスク〕
固定ディスク１０および可動ディスク１９は、ピニオンスプロケット２０およびガイドロッド２９の軸方向両端部にそれぞれ対を成して設けられているが、ここでは一側に設けられた固定ディスク１０，可動ディスク１９に着目し、その構成を説明する。
固定ディスク１０および可動ディスク１９は、ピニオンスプロケット２０およびガイドロッド２９の軸方向両端部にそれぞれ対を成して設けられているが、ここでは一側に設けられた固定ディスク１０，可動ディスク１９に着目し、その構成を説明する。
〔１−２−１．固定ディスク〕
固定ディスク１０は、回転軸１と一体に形成されるか、或いは、何れも回転軸１と一体回転するように結合されている。
図３および図５に示すように、固定ディスク１０には、複数のピニオンスプロケット２０それぞれに対応して設けられた複数のスプロケット用固定放射状溝１１（一箇所のみに符号を付す）と複数のガイドロッド２９それぞれに対応して設けられた複数のロッド用固定放射状溝１２（一箇所のみに符号を付す）との二種の固定放射状溝が形成されている。配置箇所が異なる点を除いて、スプロケット用固定放射状溝１１のそれぞれは同様に構成され、また、ロッド用固定放射状溝１２のそれぞれは同様に構成されている。
固定ディスク１０は、回転軸１と一体に形成されるか、或いは、何れも回転軸１と一体回転するように結合されている。
図３および図５に示すように、固定ディスク１０には、複数のピニオンスプロケット２０それぞれに対応して設けられた複数のスプロケット用固定放射状溝１１（一箇所のみに符号を付す）と複数のガイドロッド２９それぞれに対応して設けられた複数のロッド用固定放射状溝１２（一箇所のみに符号を付す）との二種の固定放射状溝が形成されている。配置箇所が異なる点を除いて、スプロケット用固定放射状溝１１のそれぞれは同様に構成され、また、ロッド用固定放射状溝１２のそれぞれは同様に構成されている。
スプロケット用固定放射状溝１１は、対応するピニオンスプロケット２０を案内するための溝である。すなわち、対応するピニオンスプロケット２０の径方向移動経路に沿ってスプロケット用固定放射状溝１１が形成されている。このスプロケット用固定放射状溝１１には、対応するピニオンスプロケット２０の支持軸２０ａ（一箇所のみに符号を付す）が内挿される。
ロッド用固定放射状溝１２は、対応するガイドロッド２９を案内するための溝である。すなわち、対応するガイドロッド２９の径方向移動経路に沿ってロッド用固定放射状溝１２が形成されている。このロッド用固定放射状溝１２には、対応するガイドロッド２９のロッド支持軸２９ａ（一箇所のみに符号を付す）が内挿されている。
ここでは、固定用放射状溝１１，１２のそれぞれが直線状に形成されている。
これら固定用放射状溝１１，１２の各溝幅は、内挿される支持軸２０ａ，２９ａの各外径に対応する溝幅を有する。具体的には、溝幅が対応する支持軸２０ａ，２９ａの外径よりも微小に大きく設定されている。そのため、内挿される支持軸２０ａ，２９ａは、滑らかに固定放射状溝１１，１２に沿って移動可能である。
これら固定用放射状溝１１，１２の各溝幅は、内挿される支持軸２０ａ，２９ａの各外径に対応する溝幅を有する。具体的には、溝幅が対応する支持軸２０ａ，２９ａの外径よりも微小に大きく設定されている。そのため、内挿される支持軸２０ａ，２９ａは、滑らかに固定放射状溝１１，１２に沿って移動可能である。
〔１−２−２．可動ディスク〕
図２に示すように、可動ディスク１９は、ピニオンスプロケット２０およびガイドロッド２９を挟んで一側および他側のそれぞれに設けられる。これらの可動ディスク１９は、連結シャフト１９Ａで互いに連結されている。ここでは、図１に示すように、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３の相互間にそれぞれ連結シャフト１９Ａ（一箇所にのみ符号を付す）が設けられている。これにより、一側の可動ディスク１９と他側の可動ディスク１９とが一体に回転する。
図２に示すように、可動ディスク１９は、ピニオンスプロケット２０およびガイドロッド２９を挟んで一側および他側のそれぞれに設けられる。これらの可動ディスク１９は、連結シャフト１９Ａで互いに連結されている。ここでは、図１に示すように、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３の相互間にそれぞれ連結シャフト１９Ａ（一箇所にのみ符号を付す）が設けられている。これにより、一側の可動ディスク１９と他側の可動ディスク１９とが一体に回転する。
図４および図５に示すように、可動ディスク１９（図５には破線で示す）には、上記の固定放射状溝１１，１２のそれぞれと軸方向から視たときに第一交差箇所ＣＰ1で交差する複数の可動放射状溝１９ａ，１９ｂ（何れも一箇所のみに符号を付し、図５には破線で示す）が形成されている。なお、可動ディスク１９の外形は円形であり、軸方向視で固定ディスク１０の外形（円形）と一致して重合するが、便宜上、図５では可動ディスク１９の外形円を縮小して示している。
スプロケット用可動放射状溝１９ａのそれぞれは、対応するスプロケット用固定放射状溝１１と軸方向視で交差する。スプロケット用可動放射状溝１９ａには、ピニオンスプロケット２０の支持軸２０ａが内挿される。
ロッド用可動放射状溝１９ｂのそれぞれは、対応するロッド用固定放射状溝１２と軸方向視で交差する。ロッド用可動放射状溝１９ｂには、対応するガイドロッド２９のロッド支持軸２９ａが内挿される。
ロッド用可動放射状溝１９ｂのそれぞれは、対応するロッド用固定放射状溝１２と軸方向視で交差する。ロッド用可動放射状溝１９ｂには、対応するガイドロッド２９のロッド支持軸２９ａが内挿される。
ここでは、可動用放射状溝１９ａ，１９ｂのそれぞれが曲線状に形成されている。
可動用放射状溝１９ａ，１９ｂの各溝幅は、内挿される支持軸２０ａ，２９ａの各外径よりも微小に大きく設定されている。そのため、内挿される２０ａ，２９ａは、滑らかに可動用放射状溝１９ａ，１９ｂに沿って移動可能である。
可動用放射状溝１９ａ，１９ｂの各溝幅は、内挿される支持軸２０ａ，２９ａの各外径よりも微小に大きく設定されている。そのため、内挿される２０ａ，２９ａは、滑らかに可動用放射状溝１９ａ，１９ｂに沿って移動可能である。
〔１−３．第一回転部〕
図２に示すように、第一回転部１５は、固定ディスク１０と一体回転する部分、即ち、回転軸１と一体回転する部分である。ここでは、第一回転部１５が回転軸１の一部に設けられている。この第一回転部１５は、固定ディスク１０および可動ディスク１９よりも軸方向外側に配設されている。
図２に示すように、第一回転部１５は、固定ディスク１０と一体回転する部分、即ち、回転軸１と一体回転する部分である。ここでは、第一回転部１５が回転軸１の一部に設けられている。この第一回転部１５は、固定ディスク１０および可動ディスク１９よりも軸方向外側に配設されている。
図２，図７および図８に示すように、第一回転部１５には、第一カム溝１５ａが設けられている。この第一カム溝１５ａは、回転軸１の軸方向に沿って凹設して設けられている。ここでは、第一カム溝１５ａが回転軸１の軸心Ｃ1と平行に形成されている。図７には、第一カム溝１５ａ（一箇所のみに符号を付す）が周方向に間隔をおいて三箇所に設けられたものを例示するが、第一カム溝１５ａの形成箇所や形成個数は、周囲の構成や要求仕様等に応じて設定すればよく、種々の形状や個数のものを採用することができる。
〔１−４．第二回転部〕
図２，図６および図７に示すように、第二回転部１６は、可動ディスク１９と接続部１７を介して接続されている。
図２，図６および図７に示すように、第二回転部１６は、可動ディスク１９と接続部１７を介して接続されている。
まず、接続部１７について説明する。
接続部１７は、可動ディスク１９および第二回転部１６と一体に回転し、固定ディスク１０を覆うように配設されている。この接続部１７は、固定ディスク１０の外周（径方向外側）を覆う軸方向接続部１７ａと、固定ディスク１０の軸方向外側を覆う径方向接続部１７ｂとを有する。
接続部１７は、可動ディスク１９および第二回転部１６と一体に回転し、固定ディスク１０を覆うように配設されている。この接続部１７は、固定ディスク１０の外周（径方向外側）を覆う軸方向接続部１７ａと、固定ディスク１０の軸方向外側を覆う径方向接続部１７ｂとを有する。
接続部１７においては、可動ディスク１９と第二回転部１６との接続のうち、軸方向成分の離隔分を接続しているのが軸方向接続部１７ａであり、径方向の離隔分を接続しているのが径方向接続部１７ｂである。
軸方向接続部１７ａは、回転軸１の軸心Ｃ1と同心に設けられるとともに軸方向に延びる円筒形状をなしている。この軸方向接続部１７ａは、図２に示すように、軸方向内側が可動ディスク１９の外周端部（外周部）１９ｔに結合され、軸方向外側が次に説明する径方向接続部１７ｂに接続されている。
軸方向接続部１７ａは、回転軸１の軸心Ｃ1と同心に設けられるとともに軸方向に延びる円筒形状をなしている。この軸方向接続部１７ａは、図２に示すように、軸方向内側が可動ディスク１９の外周端部（外周部）１９ｔに結合され、軸方向外側が次に説明する径方向接続部１７ｂに接続されている。
径方向接続部１７ｂは、径方向外側が軸方向接続部１７ａに接続され、径方向内側が第二回転部１６に接続されている。この径方向接続部１７ｂは、回転軸１の軸心Ｃ1と同心に設けられるとともに径方向に延在する円盤から次に説明する肉抜き部１７ｃによって肉抜きされた形状をなしている。
図６に示すように、径方向接続部１７ｂには、肉抜き部１７ｃが設けられている。ここでは、三箇所に設けられた扇形の肉抜き部１７ｃが、相互間に径方向接続部１７ｂを挟んで等間隔に設けられたものを例示している。なお、肉抜き部１７ｃの形状や形成個数は、周囲の構成や要求仕様等に応じて設定すればよく、種々の形状や個数のものを採用することができる。ただし、肉抜き部１７ｃが省略され、円盤状に径方向接続部１７ｂが形成されていてもよい。
図６に示すように、径方向接続部１７ｂには、肉抜き部１７ｃが設けられている。ここでは、三箇所に設けられた扇形の肉抜き部１７ｃが、相互間に径方向接続部１７ｂを挟んで等間隔に設けられたものを例示している。なお、肉抜き部１７ｃの形状や形成個数は、周囲の構成や要求仕様等に応じて設定すればよく、種々の形状や個数のものを採用することができる。ただし、肉抜き部１７ｃが省略され、円盤状に径方向接続部１７ｂが形成されていてもよい。
次に、図２，図６〜図８を参照して、第二回転部１６について説明する。
第二回転部１６は、可動ディスク１９の外周端部１９ｔに上記の接続部１７ａ，１７ｂを介して連結されるとともに第一回転部１５近傍の外周を覆うように設けられ、回転軸１の軸心Ｃ1と同心の円筒形状に形成されている。
第二回転部１６は、可動ディスク１９の外周端部１９ｔに上記の接続部１７ａ，１７ｂを介して連結されるとともに第一回転部１５近傍の外周を覆うように設けられ、回転軸１の軸心Ｃ1と同心の円筒形状に形成されている。
第二回転部１６には、第二カム溝１６ａが設けられている。この第二カム溝１６ａは、第一カム溝１５ａの外周に隣接するとともに回転軸１に沿って設けられ、径方向視で第一カム溝１５ａと交差する。また、第二カム溝１６ａは、軸方向に交差するように設けられている。
なお、図７には第二カム溝１６ａ（一箇所にのみ符号を付す）が三箇所に設けられたものを例示するが、第二カム溝１６ａの形成箇所や形成個数は、第一カム溝１５ａの形成箇所や形成個数に応じて設定される。
なお、図７には第二カム溝１６ａ（一箇所にのみ符号を付す）が三箇所に設けられたものを例示するが、第二カム溝１６ａの形成箇所や形成個数は、第一カム溝１５ａの形成箇所や形成個数に応じて設定される。
〔１−５．相対回転駆動機構〕
相対回転駆動機構３０は、複合スプロケット５，５を機械的に連動させる機構である。この相対回転駆動機構３０は、上述した第一回転部１５に設けられた第一カム溝１５ａと第二回転部１６に設けられた第二カム溝１６ａとに加えて、第一カム溝１５ａと第二カム溝１６ａとが交差する第二交差箇所ＣＰ2に配設されたカムローラ９０と、このカムローラ９０を軸方向に移動させる変速用フォーク３５と、この変速用フォーク３５を軸方向に移動させる軸方向移動機構３１とを備えている。
以下、カムローラ９０，変速用フォーク３５，軸方向移動機構３１の順に説明する。
相対回転駆動機構３０は、複合スプロケット５，５を機械的に連動させる機構である。この相対回転駆動機構３０は、上述した第一回転部１５に設けられた第一カム溝１５ａと第二回転部１６に設けられた第二カム溝１６ａとに加えて、第一カム溝１５ａと第二カム溝１６ａとが交差する第二交差箇所ＣＰ2に配設されたカムローラ９０と、このカムローラ９０を軸方向に移動させる変速用フォーク３５と、この変速用フォーク３５を軸方向に移動させる軸方向移動機構３１とを備えている。
以下、カムローラ９０，変速用フォーク３５，軸方向移動機構３１の順に説明する。
〔１−５−１．カムローラ〕
図２および図７に示すように、カムローラ９０は、円柱状に形成されている。このカムローラ９０は、回転軸１の軸心Ｃ1に直交する方向に沿った軸心を有し、第一カム溝１５ａと第二カム溝１６ａとが交差する第二交差箇所ＣＰ2（何れも一箇所にのみ符号を付す）に挿通されている。このため、カムローラ９０は、回転軸１の回転に連動して回転軸１の軸心Ｃ1を中心に回転する。なお、カムローラ９０の外周には、第一カム溝１５ａに対応する箇所にベアリング９１ａが外装され、同様に、第二カム溝１６ａに対応する箇所にベアリング９１ｂが外嵌されている。
カムローラ９０の一端部９０ａは、第二交差箇所ＣＰ2から径方向外側に突出されて設けられている。
図２および図７に示すように、カムローラ９０は、円柱状に形成されている。このカムローラ９０は、回転軸１の軸心Ｃ1に直交する方向に沿った軸心を有し、第一カム溝１５ａと第二カム溝１６ａとが交差する第二交差箇所ＣＰ2（何れも一箇所にのみ符号を付す）に挿通されている。このため、カムローラ９０は、回転軸１の回転に連動して回転軸１の軸心Ｃ1を中心に回転する。なお、カムローラ９０の外周には、第一カム溝１５ａに対応する箇所にベアリング９１ａが外装され、同様に、第二カム溝１６ａに対応する箇所にベアリング９１ｂが外嵌されている。
カムローラ９０の一端部９０ａは、第二交差箇所ＣＰ2から径方向外側に突出されて設けられている。
なお、図示省略するが、カムローラ９０は、カム溝１５ａ，１６ａから脱落しないように、適宜の抜け止め加工が施されている。かかる抜け止め加工としては、例えばカムローラ９０の他端部に頭部を設けることや抜け止めピンを追加し、カムローラ９０が軸方向に移動可能であって径方向に移動しないようにすることが挙げられる。
〔１−５−２．変速用フォーク〕
変速用フォーク３５は、二組の複合スプロケット５，５に跨って設けられるとともに、ディスク１０，１９に対して並設されたプレート状の部材である。この変速用フォーク３５は、チェーン６を基準としたときにディスク１０，１９に対して軸方向外側に並設されている。言い換えれば、変速用フォーク３５は、軸方向に対して直交して延在している。ここでは、矩形のプレートに複数の肉抜き穴が形成された変速用フォーク３５を例示する。
また、変速用フォーク３５は、複合スプロケット５，５のそれぞれに対応して設けられたカムローラ支持部３５ａ，３５（一側にのみ符号を付す）と、カムローラ支持部３５ａ，３５ａを接続するブリッジ部３５ｂとを有する。各カムローラ支持部３５ａの径方向内側には、上記の第一回転部１５および第二回転部１６が配設されている。
変速用フォーク３５は、二組の複合スプロケット５，５に跨って設けられるとともに、ディスク１０，１９に対して並設されたプレート状の部材である。この変速用フォーク３５は、チェーン６を基準としたときにディスク１０，１９に対して軸方向外側に並設されている。言い換えれば、変速用フォーク３５は、軸方向に対して直交して延在している。ここでは、矩形のプレートに複数の肉抜き穴が形成された変速用フォーク３５を例示する。
また、変速用フォーク３５は、複合スプロケット５，５のそれぞれに対応して設けられたカムローラ支持部３５ａ，３５（一側にのみ符号を付す）と、カムローラ支持部３５ａ，３５ａを接続するブリッジ部３５ｂとを有する。各カムローラ支持部３５ａの径方向内側には、上記の第一回転部１５および第二回転部１６が配設されている。
カムローラ支持部３５ａには、径方向内側の全周にわたって溝部３５ｃが凹設されている。溝部３５ｃは、カムローラ９０の突出長さに対応する深さを有し、カムローラ９０の一端部９０ａを収容している。すなわち、溝部３５ｃは、径方向長さがカムローラ９０の突出長さの円環状空間を有する。
この溝部３５ｃには、カムローラ９０と転がり接触しうる転動体３５ｄ（一箇所にのみ符号を付す）が設けられている。この転動体３５ｄは、回転軸１の軸心Ｃ1を中心に回転するカムローラ９０が溝部３５ｃの側壁に接触したときにカムローラ９０が軸心周りに回転することを抑制するために設けられている。すなわち、溝部３５ｃの側壁を形成するカムローラ支持部３５ａに、転動体３５ｄが配設されている。ここでは、複数の転動体３５ｄが溝部３５ｃの全周にわたって配設されている。なお、転動体３５ｄとしてニードルベアリングを例示するが、これに替えて、ボールベアリングを用いてもよい。
次に、図１，図６，図７および図９を参照して、変速用フォーク３５の周辺に設けられたガイド機構６０および補強部材７０について説明する。これらのガイド機構６０および補強部材７０はそれぞれ変速用フォーク３５に結合されている。
〈ガイド機構〉
ガイド機構６０は、変速用フォーク３５の軸方向移動を案内する部材である。このガイド機構６０は、軸方向に沿って配置されている。そのため、変速用フォーク３５に対してガイド機構６０が直交するように設けられている。
かかるガイド機構６０は、第一ガイド機構６１と第二ガイド機構６２とを有する、
図１，図６および図７に示すように、第一ガイド機構６１は、二組の複合スプロケット５，５の中間位置（即ち、二組の複合スプロケット５の間となる位置）で、複合スプロケット５，５それぞれの回転軸１の軸心Ｃ1を通る仮想線Ｌに対して、一側（図中上側）の領域に設けられている。一方、第二ガイド機構６２は、仮想線Ｌに対して他側の領域（図中下側）に設けられている。ここでは、第二ガイド機構６２が仮想線Ｌを基準に第一ガイド機構６１と対称となる位置に設けられている。
ガイド機構６０は、変速用フォーク３５の軸方向移動を案内する部材である。このガイド機構６０は、軸方向に沿って配置されている。そのため、変速用フォーク３５に対してガイド機構６０が直交するように設けられている。
かかるガイド機構６０は、第一ガイド機構６１と第二ガイド機構６２とを有する、
図１，図６および図７に示すように、第一ガイド機構６１は、二組の複合スプロケット５，５の中間位置（即ち、二組の複合スプロケット５の間となる位置）で、複合スプロケット５，５それぞれの回転軸１の軸心Ｃ1を通る仮想線Ｌに対して、一側（図中上側）の領域に設けられている。一方、第二ガイド機構６２は、仮想線Ｌに対して他側の領域（図中下側）に設けられている。ここでは、第二ガイド機構６２が仮想線Ｌを基準に第一ガイド機構６１と対称となる位置に設けられている。
ガイド機構６１，６２は、図１に示すように、二組の複合スプロケット５，５の間において、変速にともなって径方向位置（即ち、実際の軌道）が変動するチェーン６に干渉せず、且つチェーン６の軌道の外周側であってこの軌道に極力接近させた位置に配置されている。更に言えば、二組の複合スプロケット５が最大ピニオン接円Ａ2をなす状態であると仮定した場合に、仮想的に巻き掛けられる仮想チェーン７と干渉する位置に、ガイド機構６１，６２を配設することが好適である。すなわち、トルク変動をともなう動力伝達状態や変速に伴うチェーン軌道の変動時には、チェーン６自体がその表裏方向(図１における上下方向)に振動することが考えられ、この振動を考慮した場合、実際のチェーン軌道に干渉せず且つチェーン軌道に極力近接した位置として、仮想チェーン７との干渉位置が好適と考えられる。
第一ガイド機構６１と第二ガイド機構６２とは、配設箇所が異なるのを除いて同様に構成されるため、おもに第一ガイド機構６１に着目して説明する。
図１，図６，図７および図９に示すように、第一ガイド機構６１は、ガイド軸６１ａと軸受け６１ｂとを有する。この第一ガイド機構６１では、ガイド軸６１ａに沿って軸受け６１ｂの往復動が案内される。
ガイド軸６１ａは、軸方向に沿って配置されている。このガイド軸６１ａは、軸受け６１ｂに挿通されている。すなわち、軸受け６１ｂは、ガイド軸６１ａに対応する空間が形成された筒状部材である。ここでは、ガイド軸６１ａに対応する円柱状の空間が形成された半円柱状の軸受け６１ｂを例示する。
図１，図６，図７および図９に示すように、第一ガイド機構６１は、ガイド軸６１ａと軸受け６１ｂとを有する。この第一ガイド機構６１では、ガイド軸６１ａに沿って軸受け６１ｂの往復動が案内される。
ガイド軸６１ａは、軸方向に沿って配置されている。このガイド軸６１ａは、軸受け６１ｂに挿通されている。すなわち、軸受け６１ｂは、ガイド軸６１ａに対応する空間が形成された筒状部材である。ここでは、ガイド軸６１ａに対応する円柱状の空間が形成された半円柱状の軸受け６１ｂを例示する。
図９に示すように、ガイド軸６１ａの軸方向長さは、軸受け６１ｂの軸方向長さよりも長く設定されている。そのため、ガイド軸６１ａの両端部は軸受け６１ｂから突出する。軸受け６１ｂに対するガイド軸６１ａの突出長さは、上述した第一カム溝１５ａ（図８等参照）の軸方向長さよりも所定のマージン分だけ長く設定されている。なお、ガイド軸６１ａの両端部は、図示省略するケーシング等などに支持される。
軸受け６１ｂには、変速用フォーク３５のブリッジ部３５ｂと後述する補強部材７０とが結合されている。軸受け６１ｂの軸方向長さは、変速用フォーク３５の厚みと補強部材７０の軸方向距離（長さ）とを加えた長さに略等しい。
軸受け６１ｂには、変速用フォーク３５のブリッジ部３５ｂと後述する補強部材７０とが結合されている。軸受け６１ｂの軸方向長さは、変速用フォーク３５の厚みと補強部材７０の軸方向距離（長さ）とを加えた長さに略等しい。
〈補強部材〉
補強部材７０は、変速用フォーク３５を補強するプレート状の部材である。この補強部材７０は、軸方向に沿って延在する。そのため、変速用フォーク３５に対して補強部材７０が直交するように、例えば、変速用フォーク３５と同一板金を屈曲形成して設けられている。
かかる補強部材７０は、第一補強部材７１と第二補強部材７２とを有する。
図１，図６および図７に示すように、第一補強部材７１は、仮想線Ｌに対して一側（図中上側）の領域に設けられている。一方、第二補強部材７２は、仮想線Ｌに対して他側の領域（図中下側）に設けられている。
補強部材７０は、変速用フォーク３５を補強するプレート状の部材である。この補強部材７０は、軸方向に沿って延在する。そのため、変速用フォーク３５に対して補強部材７０が直交するように、例えば、変速用フォーク３５と同一板金を屈曲形成して設けられている。
かかる補強部材７０は、第一補強部材７１と第二補強部材７２とを有する。
図１，図６および図７に示すように、第一補強部材７１は、仮想線Ｌに対して一側（図中上側）の領域に設けられている。一方、第二補強部材７２は、仮想線Ｌに対して他側の領域（図中下側）に設けられている。
第一補強部材７１は第一ガイド機構６１に結合され、また、第二補強部材７２は第二ガイド機構６２に結合されている。これらの補強部材７１，７２の間には、各補強部材７１，７２に対して仮想線Ｌ側にガイド機構６１，６２が結合されている。
第一補強部材７１と第二補強部材７２とは、配設箇所が異なるのを除いて同様に構成されるため、第一補強部材７１に着目して説明する。
第一補強部材７１と第二補強部材７２とは、配設箇所が異なるのを除いて同様に構成されるため、第一補強部材７１に着目して説明する。
図９に示すように、第一補強部材７１は、中間部７１ａを基準に対称形に形成されている。この中間部７１ａには、上記した第一ガイド機構６１の軸受け６１ｂが結合されている。
この第一補強部材７１は、中間部７１ａから仮想線Ｌと平行な方向の端部７１ｂに向かうに連れて軸方向長さが短くなるように形成されている。すなわち、第一補強部材７１は、変速用フォーク３５を補強するための「リブ」や「ガセット」といえる。なお、ここでは第一補強部材７１に三角形状の肉抜きが施されたものを例示している。
ただし、第一補強部材７１の軸方向長さは、周囲の構成や要求仕様等に応じて種々設定しる。
この第一補強部材７１は、中間部７１ａから仮想線Ｌと平行な方向の端部７１ｂに向かうに連れて軸方向長さが短くなるように形成されている。すなわち、第一補強部材７１は、変速用フォーク３５を補強するための「リブ」や「ガセット」といえる。なお、ここでは第一補強部材７１に三角形状の肉抜きが施されたものを例示している。
ただし、第一補強部材７１の軸方向長さは、周囲の構成や要求仕様等に応じて種々設定しる。
〔１−５−３．軸方向移動機構〕
図２および図７に示すように、軸方向移動機構３１は、変速用フォーク３５を軸方向に移動するために、モータ３２と、モータ３２の出力軸（駆動軸）３２ａの回転運動を直線運動に切り替える運動変換機構３３と、変速用フォーク３５を支持するとともに運動変換機構３３によって直線運動されるフォーク支持部３４とを備えている。なお、モータ３２としては、ステッピングモータを用いることができる。ここでは、モータ３２，運動変換機構３３およびフォーク支持部３４がそれぞれ一つずつ設けられる構成を例示して説明する。
以下、軸方向移動機構３１について、フォーク支持部３４，運動変換機構３３の順に説明する。
図２および図７に示すように、軸方向移動機構３１は、変速用フォーク３５を軸方向に移動するために、モータ３２と、モータ３２の出力軸（駆動軸）３２ａの回転運動を直線運動に切り替える運動変換機構３３と、変速用フォーク３５を支持するとともに運動変換機構３３によって直線運動されるフォーク支持部３４とを備えている。なお、モータ３２としては、ステッピングモータを用いることができる。ここでは、モータ３２，運動変換機構３３およびフォーク支持部３４がそれぞれ一つずつ設けられる構成を例示して説明する。
以下、軸方向移動機構３１について、フォーク支持部３４，運動変換機構３３の順に説明する。
フォーク支持部３４は、モータ３２の出力軸３２ａと同心の筒軸を有する円筒状に形成されている。このフォーク支持部３４には、モータ３２の出力軸３２ａが内挿されている。この出力軸３２ａは、図１に示すようにチェーン６の軌道の内側に配置されている。
また、フォーク支持部３４は、内周にモータ３２の出力軸３２ａに形成された雄ネジ部３２ｂに螺合する雌ネジ部３４ａが螺設され、外周に変速用フォーク３５のブリッジ部３５ｂと係合するフォーク溝３４ｂが凹設されている。
また、フォーク支持部３４は、内周にモータ３２の出力軸３２ａに形成された雄ネジ部３２ｂに螺合する雌ネジ部３４ａが螺設され、外周に変速用フォーク３５のブリッジ部３５ｂと係合するフォーク溝３４ｂが凹設されている。
フォーク溝３４ｂは、変速用フォーク３５のブリッジ部３５ｂの厚み（軸方向長さ）に対応する幅（軸方向長さ）に形成されている。このフォーク溝３４ｂにはブリッジ部３５ｂの中間部（二つの複合スプロケット５，５の間）が嵌入され、フォーク支持部３４と変速用フォーク３５のブリッジ部３５ｂとが一体に結合される。
運動変換機構３３は、出力軸３２ａの雄ネジ部３２ｂと、フォーク支持部３４の雌ネジ部３４ａとを有する。出力軸３２ａが回転すると、雄ネジ部３２ｂと雌ネジ部３４ａとの螺合によって、雌ネジ部３４ａが形成されたフォーク支持部３４が軸方向に移動される。すなわち、軸方向移動機構３１は、モータ３２の回転運動を運動変換機構３３によって直線運動に変換し、この直線運動でフォーク支持部３４を軸方向に直線運動させる。
上記の変速用フォーク３５，軸方向移動機構３１を含む相対回転駆動機構３０は、ピニオンスプロケット２１，２２，２３から軸方向にシフトして設けられている。
上記の変速用フォーク３５，軸方向移動機構３１を含む相対回転駆動機構３０は、ピニオンスプロケット２１，２２，２３から軸方向にシフトして設けられている。
〔１−５−４．相対回転駆動〕
以下、相対回転駆動機構３０による可動ディスク１９の固定ディスク１０に対する相対回転駆動について説明する。
軸方向移動機構３１によってフォーク支持部３４が軸方向に直線運動されると、フォーク支持部３４に結合された変速用フォーク３５がガイド機構６０によって案内されながら補強部材７０と一体に軸方向に移動し、この移動にともなってカムローラ９０も軸方向に移動される。
以下、相対回転駆動機構３０による可動ディスク１９の固定ディスク１０に対する相対回転駆動について説明する。
軸方向移動機構３１によってフォーク支持部３４が軸方向に直線運動されると、フォーク支持部３４に結合された変速用フォーク３５がガイド機構６０によって案内されながら補強部材７０と一体に軸方向に移動し、この移動にともなってカムローラ９０も軸方向に移動される。
第一カム溝１５ａと第二カム溝１６ａとが交差する第二交差箇所ＣＰ2に配設されるカムローラ９０が軸方向に移動されると、第二交差箇所ＣＰ2も軸方向に移動する。第一カム溝１５ａが設けられた第一回転部１５は回転軸１および固定ディスク１０と一体回転するため、第二交差箇所ＣＰ2が軸方向に移動すると、第一回転部１５に対して第二カム溝１６ａが設けられた第二回転部１６が相対的に回転される。
第二回転部１６は可動ディスク１９と一体回転し、第一回転部１０は固定ディスク１０と一体回転するので、第一回転部１５に対して第二回転部１６が相対回転されると、固定ディスク１０に対して可動ディスク１９が相対的に回転される。
第二回転部１６は可動ディスク１９と一体回転し、第一回転部１０は固定ディスク１０と一体回転するので、第一回転部１５に対して第二回転部１６が相対回転されると、固定ディスク１０に対して可動ディスク１９が相対的に回転される。
〔１−６．スプロケット移動機構およびロッド移動機構〕
次に、図２および図５を参照して、スプロケット移動機構４０Ａおよびロッド移動機構４０Ｂを説明する。
スプロケット移動機構４０Ａは、複数のピニオンスプロケット２０を移動対象とし、また、ロッド移動機構４０Ｂは、複数のガイドロッド２９を移動対象としている。
これらの移動機構４０Ａ，４０Ｂは、各移動対象（複数のピニオンスプロケット２０，複数のガイドロッド２９）を回転軸１の軸心Ｃ1から等距離を維持させながら径方向に同期して移動させるものである。
次に、図２および図５を参照して、スプロケット移動機構４０Ａおよびロッド移動機構４０Ｂを説明する。
スプロケット移動機構４０Ａは、複数のピニオンスプロケット２０を移動対象とし、また、ロッド移動機構４０Ｂは、複数のガイドロッド２９を移動対象としている。
これらの移動機構４０Ａ，４０Ｂは、各移動対象（複数のピニオンスプロケット２０，複数のガイドロッド２９）を回転軸１の軸心Ｃ1から等距離を維持させながら径方向に同期して移動させるものである。
スプロケット移動機構４０Ａは、固定ディスク１０と可動ディスク１９と相対回転駆動機構３０（図２および図７参照）とから構成されている。同様に、ロッド移動機構４０Ｂは、固定ディスク１０と可動ディスク１９と相対回転駆動機構３０とから構成されている。
このように、それぞれの移動機構４０Ａ，４０Ｂの構成は、各移動対象が異なるだけで、その他の構成は同様である。
このように、それぞれの移動機構４０Ａ，４０Ｂの構成は、各移動対象が異なるだけで、その他の構成は同様である。
次に、図５（ａ）〜図５（ｃ）を参照して、移動機構４０Ａおよび４０Ｂによる移動を説明する。
図５（ａ）は、最小ピニオン接円Ａ1となった状態における可動ディスク１９の固定ディスク１０に対する位相を示している。このとき、固定放射状溝１１，１２と可動放射状溝１９ａ，１９ｂとが交差する第一交差箇所ＣＰ1は、回転軸１の軸心Ｃ1に対して最も近接している。
図５（ａ）は、最小ピニオン接円Ａ1となった状態における可動ディスク１９の固定ディスク１０に対する位相を示している。このとき、固定放射状溝１１，１２と可動放射状溝１９ａ，１９ｂとが交差する第一交差箇所ＣＰ1は、回転軸１の軸心Ｃ1に対して最も近接している。
そして、相対回転駆動機構３０によって可動ディスク１９の回転位相を固定ディスク１０に対して変更すると、図５（ｂ），図５（ｃ）の順に、第一交差箇所ＣＰ1がそれぞれ同期しながら回転軸１の軸心Ｃ1から遠ざかる。
このようにして、スプロケット移動機構４０Ａは、ピニオンスプロケット２０のそれぞれを、回転軸１の軸心Ｃ1から等距離を維持させながら径方向に同期して移動させる。同様に、ロッド移動機構４０Ｂは、ガイドロッド２９のそれぞれを、回転軸１の軸心Ｃ1から等距離を維持させながら径方向に同期して移動させる。
一方、相対回転駆動機構３０によって可動ディスク１９の回転位相の変更方向を上記の方向と反対にすれば、ピニオンスプロケット２０およびガイドロッド２９の移動方向が反転し、ピニオンスプロケット２０およびガイドロッド２９は回転軸１の軸心Ｃ1に近づく。
一方、相対回転駆動機構３０によって可動ディスク１９の回転位相の変更方向を上記の方向と反対にすれば、ピニオンスプロケット２０およびガイドロッド２９の移動方向が反転し、ピニオンスプロケット２０およびガイドロッド２９は回転軸１の軸心Ｃ1に近づく。
スプロケット移動機構４０Ａによりピニオンスプロケット２０が移動されると、ピニオンスプロケット２０の相互間の距離が変わることにより、チェーン６に対してピニオンスプロケット２０の位相ズレが発生してしまう。そこで、かかる位相ズレを解消するために、機械式自転駆動機構５０が装備されている。
〔１−７．機械式自転駆動機構〕
次に、図２および図６を参照して、機械式自転駆動機構５０を説明する。ここでは、機械式自転駆動機構５０がピニオンスプロケット２０を挟んで対称に構成されるため、一側の構成に着目して説明する。
機械式自転駆動機構５０は、上記したように、自転ピニオンスプロケット２２，２３を回転させ、チェーン６に対するピニオンスプロケット２０間の位相ズレを解消するように自転ピニオンスプロケット２２，２３をスプロケット移動機構４０Ａと連動して機械的に自転駆動するものである。言い換えれば、機械式自転駆動機構５０は、スプロケット移動機構４０Ａによる複数のピニオンスプロケット２０の径方向移動に伴って、チェーン６に対する複数のピニオンスプロケット２０の位相ズレを解消するように自転ピニオンスプロケット２２，２３をスプロケット移動機構４０Ａと連動して自転駆動するものである。
ただし、機械式自転駆動機構５０は、径方向移動時の固定ピニオンスプロケット２１を自転させない構成も有している。
次に、図２および図６を参照して、機械式自転駆動機構５０を説明する。ここでは、機械式自転駆動機構５０がピニオンスプロケット２０を挟んで対称に構成されるため、一側の構成に着目して説明する。
機械式自転駆動機構５０は、上記したように、自転ピニオンスプロケット２２，２３を回転させ、チェーン６に対するピニオンスプロケット２０間の位相ズレを解消するように自転ピニオンスプロケット２２，２３をスプロケット移動機構４０Ａと連動して機械的に自転駆動するものである。言い換えれば、機械式自転駆動機構５０は、スプロケット移動機構４０Ａによる複数のピニオンスプロケット２０の径方向移動に伴って、チェーン６に対する複数のピニオンスプロケット２０の位相ズレを解消するように自転ピニオンスプロケット２２，２３をスプロケット移動機構４０Ａと連動して自転駆動するものである。
ただし、機械式自転駆動機構５０は、径方向移動時の固定ピニオンスプロケット２１を自転させない構成も有している。
まず、機械式自転駆動機構５０について、固定ピニオンスプロケット２１（図１参照）を自転させないための構成を説明する。
図６に示すように、固定ピニオンスプロケット２１の支持軸２１ａは、固定ディスク１０のスプロケット用固定放射状溝１１に挿通されている。この支持軸２１ａには、案内部材５９が一体的に結合されている。
図６に示すように、固定ピニオンスプロケット２１の支持軸２１ａは、固定ディスク１０のスプロケット用固定放射状溝１１に挿通されている。この支持軸２１ａには、案内部材５９が一体的に結合されている。
案内部材５９は、スプロケット用固定放射状溝１１に内挿されて径方向に案内される。この案内部材５９は、径方向の所定長さにわたってスプロケット用固定放射状溝１１に接触するように対応する形状に形成されている。このため、固定ピニオンスプロケット２１を自転させるような回転力が作用したときには、案内部材５９は、スプロケット用固定放射状溝１１に対して回転力を伝達するとともに、この回転力の反作用（抗力）で固定ピニオンスプロケット２１を固定するものといえる。すなわち、案内部材５９は、スプロケット用固定放射状溝１１において径方向に摺動可能であって回り止め機能を有する形状に形成されている。なお、ここでいう所定長さとは、固定ピニオンスプロケット２１を自転させるような回転力の抗力が確保可能な長さである。
図６では、スプロケット用固定放射状溝１１が径方向に長手方向を有する矩形状に形成されており、この矩形状よりも小さい矩形状に形成された案内部材５９を例示している。
また、スプロケット用固定放射状溝１１の内壁に接する案内部材５９の側壁、特に案内部材５９の四隅に、ベアリングを装着すれば、案内部材５９のよりスムーズな摺動を確保することができる。
また、スプロケット用固定放射状溝１１の内壁に接する案内部材５９の側壁、特に案内部材５９の四隅に、ベアリングを装着すれば、案内部材５９のよりスムーズな摺動を確保することができる。
次に、機械式自転駆動機構５０について、自転ピニオンスプロケット２２，２３を自転駆動するための構成について説明する。
機械式自転駆動機構５０は、自転ピニオンスプロケット２２，２３の支持軸２２ａ，２３ａのそれぞれと一体回転するように固設されたピニオン５１，５２と、ピニオン５１，５２のそれぞれに対応して噛合するように設けられたラック５３，５４と、を有する。
機械式自転駆動機構５０は、自転ピニオンスプロケット２２，２３の支持軸２２ａ，２３ａのそれぞれと一体回転するように固設されたピニオン５１，５２と、ピニオン５１，５２のそれぞれに対応して噛合するように設けられたラック５３，５４と、を有する。
ピニオン５１，５２は、自転ピニオンスプロケット２２，２３の各支持軸２２ａ，２３ａにおける軸方向両端部にそれぞれ設けられている。かかるピニオン５１，５２にそれぞれ対応するラック５３，５４は、スプロケット用固定放射状溝１１，１１の延在方向に沿って固設されている。
なお、以下の説明では、第一自転ピニオンスプロケット２２のピニオン（進角側ピニオン）５１を第一ピニオン５１と呼び、この第一ピニオン５１と噛合するラック（進角側ラック）５３を第一ラック５３と呼んで区別する。同様に、第二ピニオンスプロケット２３のピニオン（遅角側ピニオン）５２を第二ピニオン５２と呼び、この第二ピニオン５２と噛合するラック（遅角側ラック）５４を第二ラック５４と呼ぶ。
図６に示すように、第一ラック５３は、第一ピニオン５１に対して公転方向基準で遅角側に配置される。逆に、第二ラック５４は、第二ピニオン５２に対して公転方向基準で進角側に配置される。このため、ピニオン５１，５２およびラック５３，５４は、ピニオン５１，５２が拡径方向または縮径方向に移動されると、ピニオン５１，５２はこれに噛合するラック５３，５４によって互いに逆方向に回転されるように配設されている。
すなわち、機械式自転駆動機構５０は、スプロケット移動機構４０Ａにより移動されたピニオンスプロケット２０の径方向位置に応じて、自転ピニオンスプロケット２２，２３の自転にかかる回転位相を設定するものである。つまり、機械式自転駆動機構５０によって、ピニオンスプロケット２０の径方向位置と自転ピニオンスプロケット２２，２３の自転にかかる回転位相とは一対一の対応関係となる。
このように、機械式自転駆動機構５０は、固定ピニオンスプロケット２１が自転しないように案内し、自転ピニオンスプロケット２２，２３が自転するように案内する。
このように、機械式自転駆動機構５０は、固定ピニオンスプロケット２１が自転しないように案内し、自転ピニオンスプロケット２２，２３が自転するように案内する。
なお、ピニオン５１，５２に対するラック５３，５４の位置関係が異なる点を除いては、第一ピニオン５１と第二ピニオン５２とは同様に構成され、また、第一ラック５３と第二ラック５４とは同様に構成されている。
〔２．作用および効果〕
本発明の一実施形態にかかる変速機構は、上述のように構成されるため、以下のような作用および効果を得ることができる。
（１）軸方向に沿って配置されたガイド機構６０によって変速用フォーク３５の軸方向移動が案内されるため、変速用フォーク３５を安定して軸方向に移動させることができる。本変速機構は、変速用フォーク３５を軸方向に移動させることで変速することから、安定した変速性能を確保することができる。
変速用フォーク３５はプレート状であるため、軽量化することができるものの、剛性の確保が困難であり、撓んだり捩れたりして変形しやすい。また、変速用フォーク３５は、二組の複合スプロケット５，５に跨って設けられているため、スパンが長くなって、更に変形しやすい。しかしながら、軸方向に沿って配置されたガイド機構６０によって変速用フォーク３５の変形を抑えることができる。具体的には、ガイド機構６０の連結が変速用フォーク３５の剛性向上に寄与することとなり、且つ変速用フォーク３５がガイド機構６０によって安定的に案内されるので、変速用フォーク３５の変形の抑制に寄与する。変速用フォーク３５は、変形が抑えられることで、軸方向に安定して移動することができる。よって、安定した変速性能を確保することができる。
さらに、変速用フォーク３５が二組の複合スプロケット５，５に跨って設けられるため、複合スプロケット５，５を機械的に連動させることができる。したがって、変速制御性を向上させることができる。
本発明の一実施形態にかかる変速機構は、上述のように構成されるため、以下のような作用および効果を得ることができる。
（１）軸方向に沿って配置されたガイド機構６０によって変速用フォーク３５の軸方向移動が案内されるため、変速用フォーク３５を安定して軸方向に移動させることができる。本変速機構は、変速用フォーク３５を軸方向に移動させることで変速することから、安定した変速性能を確保することができる。
変速用フォーク３５はプレート状であるため、軽量化することができるものの、剛性の確保が困難であり、撓んだり捩れたりして変形しやすい。また、変速用フォーク３５は、二組の複合スプロケット５，５に跨って設けられているため、スパンが長くなって、更に変形しやすい。しかしながら、軸方向に沿って配置されたガイド機構６０によって変速用フォーク３５の変形を抑えることができる。具体的には、ガイド機構６０の連結が変速用フォーク３５の剛性向上に寄与することとなり、且つ変速用フォーク３５がガイド機構６０によって安定的に案内されるので、変速用フォーク３５の変形の抑制に寄与する。変速用フォーク３５は、変形が抑えられることで、軸方向に安定して移動することができる。よって、安定した変速性能を確保することができる。
さらに、変速用フォーク３５が二組の複合スプロケット５，５に跨って設けられるため、複合スプロケット５，５を機械的に連動させることができる。したがって、変速制御性を向上させることができる。
（２）ガイド機構６０は、二組の複合スプロケット５，５の中間となる位置に設けられているため、ガイド機構６０が変速用フォーク３５のブリッジ部３５ｂ（中間部）を案内することができ、変速用フォーク３５の軸方向移動を確実に安定させることができる。よって、安定した変速性能を確実に確保することができる。延いては、変速レスポンスを確保することができる。
（３）ガイド機構６０は、変速にともなって変動するチェーン６の軌道に干渉せず、且つチェーン軌道に近接した位置に配置されるため、本変速機構において空間を有効利用してガイド機構６０を配置することができる。すなわち、ガイド機構６０が仮想チェーン７と干渉する位置は、本変速機構においてはデッドスペースとなりかねないが、このような位置にガイド機構６１，６２が配置されれば、空間を有効に利用することができる。延いては、本変速機構の小型化に寄与する。
（４）第一ガイド機構６１が仮想線Ｌに対して一側の領域に設けられ、第二ガイド機構６２が仮想線Ｌに対して他側の領域に設けられるため、例えば一側または他側に設けられたガイド機構（片持ちの軸）に比較して、変速用フォーク３５を確実に案内することができる。
（５）変速用フォーク３５およびガイド機構６１，６２のそれぞれに結合されたプレート状の補強部材７１，７２により、変速用フォーク３５を補強することができる。
（６）プレート状の変速用フォーク３５が軸方向に対して直交して延在するのに対し、補強部材７０が軸方向に沿って延在するため、変速用フォーク３５の変形しやすい方向、即ち、軸方向への変形を確実に抑えることができる。また、本変速機構の大型化を抑えることができる。言い換えれば、プレート状の補強部材７０が配設された場合に、その厚み分および所定のマージン分の空間が占有されるだけなので、ダウンサイジングに寄与しつつ安定した変速性能を確保することができる。
（６）プレート状の変速用フォーク３５が軸方向に対して直交して延在するのに対し、補強部材７０が軸方向に沿って延在するため、変速用フォーク３５の変形しやすい方向、即ち、軸方向への変形を確実に抑えることができる。また、本変速機構の大型化を抑えることができる。言い換えれば、プレート状の補強部材７０が配設された場合に、その厚み分および所定のマージン分の空間が占有されるだけなので、ダウンサイジングに寄与しつつ安定した変速性能を確保することができる。
（７）例えば第一補強部材７１は、中間部７１ａから仮想線Ｌと平行な方向の端部７１ｂに向かうに連れて軸方向長さが短くなるように形成されている。そのため、補強部材７０により、変速用フォーク３５の変形を抑えつつ重量の増加を抑えることができる。すなわち、変速用フォーク３５の変形を効率よく抑えることができる。
（８）第一補強部材７１が仮想線Ｌに対して一側の領域に設けられ、第二補強部材７２が仮想線Ｌに対して他側の領域に設けられるため、例えば一側または他側に設けられた補強部材（片持ちの補強部材）に比較して、変速用フォーク３５の変形を確実に抑制することができる。
（８）第一補強部材７１が仮想線Ｌに対して一側の領域に設けられ、第二補強部材７２が仮想線Ｌに対して他側の領域に設けられるため、例えば一側または他側に設けられた補強部材（片持ちの補強部材）に比較して、変速用フォーク３５の変形を確実に抑制することができる。
（９）補強部材７１，７２に対して仮想線Ｌ側にガイド機構６１，６２が結合されているため、変速機構における空間を有効利用しながら、変速用フォーク３５の軸方向移動を安定して案内しつつ変形を抑えることができる。
（１０）チェーン６の軌道に対して内周側の空間はデッドスペースになりかねないが、このチェーン軌道の内周側には、変速用フォーク３５を軸方向に移動させるモータ３２の出力軸３２ａが配置されている。よって、変速機構の大型化を抑えることができる。
（１０）チェーン６の軌道に対して内周側の空間はデッドスペースになりかねないが、このチェーン軌道の内周側には、変速用フォーク３５を軸方向に移動させるモータ３２の出力軸３２ａが配置されている。よって、変速機構の大型化を抑えることができる。
（１１）相対回転駆動機構３０は、カム溝１５ａ，１６ａと、これらのカム溝１５ａ，１６ａが交差する第二交差箇所ＣＰ2に配設されたカムローラ９０と、このカムローラ９０を軸方向に移動させる変速用フォーク３５と、この変速用フォーク３５を軸方向に移動させる軸方向移動機構３１とを有する。したがって、軸方向移動機構３１により変速用フォーク３５を軸方向に移動させることで、カムローラ９０を軸方向に移動させてカム溝１５ａ，１６ａが設けられた回転部１５，１６を相対回転させ、固定ディスク１０に対して可動ディスク１９を相対回転させることができる。
このように、カムローラ９０の軸方向への移動によって可動ディスク１９を固定ディスク１０に対して相対回転駆動することで、自在に変速比を変更することができる。
このように、カムローラ９０の軸方向への移動によって可動ディスク１９を固定ディスク１０に対して相対回転駆動することで、自在に変速比を変更することができる。
補強部材７０は、中間部７１ａを基準に対称形に形成されている。そのため、補強部材７０は、変速用フォーク３５の入力側および出力側（一方および他方）の変形をバランスよく抑えることができる。また、形状がシンプルであることから、補強部材７０の製造コストの低減にも寄与しうる。
また、補強部材７０は肉抜きされている。そのため、変速用フォーク３５を補強しつつ軽量化を図ることができる。また、補強部材７０の材料コストを低減させることができる。
また、補強部材７０は肉抜きされている。そのため、変速用フォーク３５を補強しつつ軽量化を図ることができる。また、補強部材７０の材料コストを低減させることができる。
〔その他〕
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。上述した一実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、適宜組み合わせてもよい。
上述の一実施形態では、モータ３２，運動変換機構３３およびフォーク支持部３４がそれぞれ一つずつ設けられた軸方向移動機構３１を例示して説明したが、図１０に示すように、軸方向移動機構３１は、軸方向視で仮想線Ｌを基準で対称に設けられてもよい。例えば、モータ３２，運動変換機構３３およびフォーク支持部３４が上下にそれぞれ設けられていてもよい。この場合、変速用フォーク３５が二つの軸方向移動機構３１，３１により軸方向に移動させるため、一実施形態で上述したような片持ちの軸方向移動機構３１よりも、変速用フォーク３５を軸方向へより確実に移動させることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。上述した一実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、適宜組み合わせてもよい。
上述の一実施形態では、モータ３２，運動変換機構３３およびフォーク支持部３４がそれぞれ一つずつ設けられた軸方向移動機構３１を例示して説明したが、図１０に示すように、軸方向移動機構３１は、軸方向視で仮想線Ｌを基準で対称に設けられてもよい。例えば、モータ３２，運動変換機構３３およびフォーク支持部３４が上下にそれぞれ設けられていてもよい。この場合、変速用フォーク３５が二つの軸方向移動機構３１，３１により軸方向に移動させるため、一実施形態で上述したような片持ちの軸方向移動機構３１よりも、変速用フォーク３５を軸方向へより確実に移動させることができる。
また、例えばガイド機構６０がガイド軸６１ａおよび軸受け６１ｂを有するものを示したが、これに替えて、対応する凹凸形状を有する凹部側部材および凸部側部材とを有していてもよい。例えば、凹部側部材が軸方向に沿った溝（凹部）を有し、凸部側部材が溝（凹部）に対応する形状の凸部（凸条）を有する。この場合、凹部側部材および凸部側部材の一方が変速用フォーク３５に結合され、凹部側部材および凸部側部材の他方が変速機構のケーシング等に結合され、変速用フォーク３５の軸方向移動にともなって凹部側部材および凸部側部材の一方が軸方向に移動する際に、凹部側部材および凸部側部材の他方に摺動する。
また、モータ３２の出力軸３２ａがチェーン軌道の内周側に配置されたものや、ガイド機構６０が仮想チェーン７に干渉する位置に配置されたものを示したが、チェーン軌道の外周側にモータ３２の出力軸３２ａが配置されてもよいし、実際のチェーン軌道に干渉しない位置であればガイド機構６０は何れの箇所に配置されてもよい。すなわち、モータ３２の出力軸３２ａやガイド機構６１，６２は、周囲の構成や要求仕様等に応じて種々の位置に配置されうる。
また、各補強部材７１，７２に対して仮想線Ｌ側にガイド機構６１，６２が結合されたものを示したが、逆に、各補強部材７１，７２に対して仮想線Ｌとは反対側にガイド機構６１，６２が結合されてもよい。
また、第一補強部材７１および第二補強部材７２は、少なくとも何れかが設けられていればよい。更に言えば、補強部材７１，７２は省略してもよい。これらの場合、変速用フォーク３５の補強効果が小さくなるものの、部品点数を低減させて簡素な構成とすることができ、コストの低減や軽量化，小型化などに寄与する。
また、第一補強部材７１および第二補強部材７２は、少なくとも何れかが設けられていればよい。更に言えば、補強部材７１，７２は省略してもよい。これらの場合、変速用フォーク３５の補強効果が小さくなるものの、部品点数を低減させて簡素な構成とすることができ、コストの低減や軽量化，小型化などに寄与する。
また、第一ガイド機構６１および第二ガイド機構６２は、少なくとも何れかが設けられていればよい。この場合、変速用フォーク３５の軸方向移動が上述の構成に比較すれば不安定になるものの、部品点数を低減させて簡素な構成とすることができ、コストの低減や軽量化，小型化などに寄与する。
また、ガイド機構６０は、周囲の構成や要求仕様等に応じて種々の位置に配置されうる。そのため、二組の複合スプロケット５，５の中間となる位置にガイド機構６０が設けられるものに限られない。
また、ガイド機構６０は、周囲の構成や要求仕様等に応じて種々の位置に配置されうる。そのため、二組の複合スプロケット５，５の中間となる位置にガイド機構６０が設けられるものに限られない。
また、ピニオンスプロケット２０のうち、自転ピニオンスプロケット２１，２２が自転するものを示したが、ピニオンスプロケット２０の何れもが自転しなくてもよい。この場合、ピニオン接円Ａの拡縮経時に、ピニオンスプロケット２０のチェーン６に対する位相がズレるおそれがあるため、上記の位相ズレ許容動力伝達機構が装備されるのが好ましい。
また、ガイドロッド２９のガイド部材２９ｂは省略してもよい。つまり、ガイドロッド２９がロッド支持軸２９ａから構成されてもよい。この場合、最小ピニオン接円Ａ1を更に小さくすることが可能となり、レシオカバレッジの拡大に寄与する。
また、ガイドロッド２９のガイド部材２９ｂは省略してもよい。つまり、ガイドロッド２９がロッド支持軸２９ａから構成されてもよい。この場合、最小ピニオン接円Ａ1を更に小さくすることが可能となり、レシオカバレッジの拡大に寄与する。
１ 回転軸
５ 複合スプロケット
６ チェーン
７ 仮想チェーン
１０ 固定ディスク
１１ スプロケット用固定放射状溝
１２ ロッド用固定放射状溝
１５ 第一回転部
１５ａ 第一カム溝
１６ 第二回転部
１６ａ 第二カム溝
１７ 接続部
１７ａ 軸方向接続部
１７ｂ 径方向接続部
１７ｃ 肉抜き部
１９ 可動ディスク
１９ａ スプロケット用可動放射状溝
１９ｂ ロッド用可動放射状溝
１９Ａ 連結シャフト
２０ ピニオンスプロケット
２１ 固定ピニオンスプロケット
２２ 第一自転ピニオンスプロケット（進角側自転ピニオンスプロケット）
２３ 第二自転ピニオンスプロケット（遅角側自転ピニオンスプロケット）
２０ａ，２１ａ，２２ａ，２３ａ 支持軸
２０ｇ 歯車
２０ｓ スペーサ
２２Ａ（２０Ａ） 軸方向端部
２９ ガイドロッド
２９Ａ 軸方向端部
２９Ｂ 軸方向中間部
２９ａ ロッド支持軸
２９ｂ ガイド部材
３０ 相対回転駆動機構
３１ 軸方向移動機構
３２ モータ
３２ａ 出力軸（駆動軸）
３３ 運動変換機構
３４ フォーク支持部
３５ 変速用フォーク（スプロケット移動用軸方向移動部材）
３５ａ カムローラ支持部
４０Ａ スプロケット移動機構
４０Ｂ ロッド移動機構
５０ 機械式自転駆動機構
５１ 第一ピニオン（進角側ピニオン）
５２ 第二ピニオン（遅角側ピニオン）
５３ 第一ラック（進角側ラック）
５４ 第二ラック（遅角側ラック）
５９ 案内部材
６０ ガイド機構
６１ 第一ガイド機構
６１ａ ガイド軸
６１ｂ 軸受け
６２ 第二ガイド機構
７０ 補強部材
７１ 第一補強部材
７１ａ 中間部
７０ｂ 端部
７２ 第二補強部材
９０ カムローラ
９０ａ 一端部
Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3，Ｃ4 軸心
ＣＰ1 第一交差箇所
ＣＰ2 第二交差箇所
Ｌ 仮想線
５ 複合スプロケット
６ チェーン
７ 仮想チェーン
１０ 固定ディスク
１１ スプロケット用固定放射状溝
１２ ロッド用固定放射状溝
１５ 第一回転部
１５ａ 第一カム溝
１６ 第二回転部
１６ａ 第二カム溝
１７ 接続部
１７ａ 軸方向接続部
１７ｂ 径方向接続部
１７ｃ 肉抜き部
１９ 可動ディスク
１９ａ スプロケット用可動放射状溝
１９ｂ ロッド用可動放射状溝
１９Ａ 連結シャフト
２０ ピニオンスプロケット
２１ 固定ピニオンスプロケット
２２ 第一自転ピニオンスプロケット（進角側自転ピニオンスプロケット）
２３ 第二自転ピニオンスプロケット（遅角側自転ピニオンスプロケット）
２０ａ，２１ａ，２２ａ，２３ａ 支持軸
２０ｇ 歯車
２０ｓ スペーサ
２２Ａ（２０Ａ） 軸方向端部
２９ ガイドロッド
２９Ａ 軸方向端部
２９Ｂ 軸方向中間部
２９ａ ロッド支持軸
２９ｂ ガイド部材
３０ 相対回転駆動機構
３１ 軸方向移動機構
３２ モータ
３２ａ 出力軸（駆動軸）
３３ 運動変換機構
３４ フォーク支持部
３５ 変速用フォーク（スプロケット移動用軸方向移動部材）
３５ａ カムローラ支持部
４０Ａ スプロケット移動機構
４０Ｂ ロッド移動機構
５０ 機械式自転駆動機構
５１ 第一ピニオン（進角側ピニオン）
５２ 第二ピニオン（遅角側ピニオン）
５３ 第一ラック（進角側ラック）
５４ 第二ラック（遅角側ラック）
５９ 案内部材
６０ ガイド機構
６１ 第一ガイド機構
６１ａ ガイド軸
６１ｂ 軸受け
６２ 第二ガイド機構
７０ 補強部材
７１ 第一補強部材
７１ａ 中間部
７０ｂ 端部
７２ 第二補強部材
９０ カムローラ
９０ａ 一端部
Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3，Ｃ4 軸心
ＣＰ1 第一交差箇所
ＣＰ2 第二交差箇所
Ｌ 仮想線
Claims (11)
- 動力が入力または出力される回転軸と、前記回転軸に対して径方向に可動に支持された複数のピニオンスプロケットと、前記複数のピニオンスプロケットを前記回転軸の軸心から等距離を維持させながら径方向に同期させて移動させる移動機構とを有する複合スプロケットを二組と、前記二組の複合スプロケットに巻き掛けられたチェーンとを備え、前記複数のピニオンスプロケットの何れをも囲み且つ前記複数のピニオンスプロケットの何れにも接する円の半径である接円の半径の変更によって変速比を変更する変速機構であって、
前記移動機構は、
前記複数のピニオンスプロケットの各支持軸が内挿されるスプロケット用固定放射状溝が形成され、前記回転軸と一体回転する固定ディスクと、
前記スプロケット用固定放射状溝と軸方向視で交差する第一交差箇所に前記支持軸が位置するスプロケット用可動放射状溝が形成され、前記固定ディスクに対して同心に配置され且つ相対回転可能な可動ディスクと、
一方の前記複合スプロケットと他方の前記複合スプロケットとに跨って設けられるとともに前記固定ディスクおよび前記可動ディスクに対して並設されたプレート状の変速用フォークを軸方向に移動させることで前記可動ディスクを前記固定ディスクに対して相対回転駆動して前記第一交差箇所を径方向に移動させる相対回転駆動機構と、
前記変速用フォークに連結されるとともに軸方向に沿って配置され、前記変速用フォークの軸方向移動を案内するガイド機構と、を備えた
ことを特徴とする、変速機構。 - 前記ガイド機構は、前記二組の複合スプロケットの中間となる位置に設けられた
ことを特徴とする、請求項１に記載の変速機構。 - 前記ガイド機構は、変速にともなって変動する前記チェーンの軌道に干渉せず、且つ同チェーン軌道に近接した位置に配置された
ことを特徴とする、請求項２に記載の変速機構。 - 前記ガイド機構は、
前記二組の複合スプロケットの前記回転軸の軸心を結ぶ仮想線に対して一側の領域に設けられた第一ガイド機構と、
前記仮想線に対して他側の領域に設けられた第二ガイド機構とを有する
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の変速機構。 - 前記変速用フォークおよび前記ガイド機構のそれぞれに結合され、前記変速用フォークを補強するプレート状の補強部材を備えた
ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の変速機構。 - 前記補強部材は、軸方向に沿って延在する
ことを特徴とする、請求項５に記載の変速機構。 - 前記補強部材の軸方向長さは、前記二組の複合スプロケットの中間となる中間部において最も長く、前記中間部から前記二組の複合スプロケットの前記回転軸の軸心を結ぶ仮想線と平行な方向の両端部へ向かうに連れて短くなる
ことを特徴とする、請求項５または６に記載の変速機構。 - 前記補強部材は、
前記仮想線に対して一側の領域に設けられた第一補強部材と、
前記仮想線に対して他側の領域に設けられた第二補強部材とを有する
ことを特徴とする、請求項７に記載の変速機構。 - 前記第一補強部材は、前記第一ガイド機構に結合され、
前記第二補強部材は、前記第二ガイド機構に結合され、
前記第一補強部材と前記第二補強部材との間に前記第一ガイド機構および前記第二ガイド機構が配置された
ことを特徴とする、請求項４に従属する請求項８に記載の変速機構。 - 前記変速用フォークを軸方向に移動させる駆動軸が前記チェーンの軌道の内周側に配置された
ことを特徴とする、請求項１〜９の何れか１項に記載の変速機構。 - 前記相対回転駆動機構は、
前記回転軸の軸方向に沿って設けられ、前記固定ディスクと一体回転する第一回転部に設けられた第一カム溝と、
前記第一カム溝と径方向視で交差するとともに軸方向に沿って設けられ、前記可動ディスクと一体回転する第二回転部に設けられた第二カム溝と、
前記第一カム溝と前記第二カム溝とが交差する第二交差箇所に配設され、一端部が径方向に突出されたカムローラと、
前記カムローラの前記一端部を収容する溝部が設けられ、前記カムローラに対して前記軸方向の力を伝達する前記変速用フォークとを有する
ことを特徴とする、請求項１〜１０の何れか１項に記載の変速機構。
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|---|---|---|---|
| JP2014249398A JP6067666B2 (ja) | 2014-12-09 | 2014-12-09 | 変速機構 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016109263A JP2016109263A (ja) | 2016-06-20 |
| JP6067666B2 true JP6067666B2 (ja) | 2017-01-25 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014249398A Expired - Fee Related JP6067666B2 (ja) | 2014-12-09 | 2014-12-09 | 変速機構 |
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| FR2616870A1 (fr) * | 1987-06-02 | 1988-12-23 | Godderidge Stephane | Transmission a variation continue sans solution de continuite |
| JPH0243549U (ja) * | 1988-09-19 | 1990-03-26 | ||
| JP2009092232A (ja) * | 2007-10-11 | 2009-04-30 | Toshimasa Matsumoto | ボルト歯車 |
-
2014
- 2014-12-09 JP JP2014249398A patent/JP6067666B2/ja not_active Expired - Fee Related
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