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JP4115168B2 - Continuously variable transmission for bicycle - Google Patents

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JP4115168B2
JP4115168B2 JP2002160862A JP2002160862A JP4115168B2 JP 4115168 B2 JP4115168 B2 JP 4115168B2 JP 2002160862 A JP2002160862 A JP 2002160862A JP 2002160862 A JP2002160862 A JP 2002160862A JP 4115168 B2 JP4115168 B2 JP 4115168B2
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真也 松本
直樹 井上
善昭 塚田
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力軸の回転運動を揺動運動に変換する複数のリンクユニットと、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自転車用無段変速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の自転車用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。この無段変速装置は、ペダルの駆動スプロケットからチェーンを介して被動スプロケットに伝達されるトルクで回転駆動されるクランクシャフトと、クランクシャフトの偏心ピンに枢支されたクランクロッドと、中間軸に設けられたワンウェイクラッチと、一端がワンウェイクラッチの駆動側部材に枢着されて他端がクランクロッドに枢着された送りロッドと、中間軸の回転が伝達される出力軸と、クランクロッドと送りロッドとを連結する連結ピンと、枢軸が一体に設けられた回動片と、一端部で連結ピンに枢着され他端部で枢軸に枢着されたリンクとを備える。そして、回動片を揺動させて枢軸の位置を変更することにより変速比が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、この種の無段変速装置では、出力軸の回転速度に脈動が生じることが知られており、走行の快適性を得るためには、その脈動を低減することが好ましい。そこで、脈動を低減するために、前記従来技術において、クランクロッドおよび送りロッドの数を増やすことが考えられるが、このようにすると、変速装置の重量が増加し、しかもクランクシャフトや中間軸が長くなって、変速装置がクランクシャフトの回転軸線方向で大型化する難点がある。また、前記従来技術では、クランクシャフトに取り付けられて、入力軸に取り付けられた歯車と噛合する歯車は、クランクシャフトのクランクロッドよりも外側に位置しているため、この点でも変速装置の前記回転軸線方向で大型化する。
【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および２記載の発明は、出力軸の回転速度の脈動を低減すると共に、無段変速装置の重量増および大型化を防止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、複数のリンクユニットを入力軸に配列するための部品点数を削減すること、および入力軸に結合される増速用ギヤによる入力軸の撓みを小さくすることにより、変速装置の軽量化を図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、ペダル式クランク軸の回転速度を増速して入力軸に伝達する増速機構と、それぞれが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複数のリンクユニットを有する変速機構と、前記各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、一端部で前記各リンクユニットに枢着された変速操作リンクの他端部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、を備える自転車用無段変速装置において、前記増速機構は前記出力軸の回転速度の脈動を低減するタイミングで前記入力軸に不等速回転運動を行わせる不等速回転伝達機構を含む自転車用無段変速装置である。
【０００６】
これにより、出力軸の回転速度の脈動が、増速機構を利用して設けられた不等速回転伝達機構により低減される。
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、クランク軸と入力軸との間に設けられた増速機構が不等速回転伝達機構を含むことにより、出力軸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、増速機構を利用しているので、無段変速装置の重量増が防止され、脈動低減のために入力軸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の大型化が防止される。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の自転車用無段変速装置において、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で間隔をおいて配列され、前記不等速回転伝達機構は、相互に噛合する１対の非円形ギヤからなる駆動ギヤおよび被動ギヤを有する増速ギヤ列であり、前記被動ギヤは、前記複数のリンクユニットのうちの前記入力軸を回転可能に支持する軸受に最も近い特定リンクユニットと該特定リンクユニットに隣接する前記リンクユニットとの間で前記入力軸に結合されて、前記回転軸線方向での前記特定リンクユニットと前記隣接するリンクユニットとの間隔を保持するものである。
【０００８】
これにより、１対の非円形ギヤからなる増速ギヤ列を構成する被動ギヤが隣接するリンクユニットのスペーサを兼ねる。また、該被動ギヤが入力軸を支持する軸受に近接した位置で入力軸に結合されるので、被動ギヤから作用する荷重による入力軸の撓みが小さくなる。
【０００９】
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、不等速回転伝達機構が、１対の非円形ギヤからなる駆動ギヤおよび被動ギヤ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の回転速度の脈動が低減される。また、被動ギヤは、入力軸を回転可能に支持する軸受に最も近い特定リンクユニットと該特定リンクユニットに隣接するリンクユニットとの間で入力軸に結合されて、それらリンクユニットの回転軸線方向での間隔を保持することにより、被動ギヤが、複数のリンクユニットを入力軸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、無段変速装置の重量増が防止され、しかも増速機構の最終ギヤが１つの被動ギヤであるにも拘わらず被動ギヤに加わる荷重による入力軸の撓みが小さくなるので、各リンクユニットの動作が円滑になると共に、入力軸の剛性を高めるために該入力軸が大径化することが回避されて無段変速装置の重量増が防止される。
【００１０】
【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。
【００１１】
自転車Ｂの車体フレームＲは、下端部で前輪WＦ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。
【００１２】
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WＲ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WＦと後輪WＲ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WＦの回転軸線および後輪WＲ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WＦおよび後輪WＲ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。
【００１３】
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。
【００１４】
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WＲ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。
【００１５】
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WＲに伝達されて、後輪WＲが回転駆動される。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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ている。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T０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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
後輪WＲ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WＲ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WＲ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。
【００４９】
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82d3１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。
【００５０】
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。
【００５１】
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82d3２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82d3２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82d3２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。
【００５２】
アウタレース82aと保持部82d3２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。）。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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WＲ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WＲ、すなわちリヤハブ80のみが逆転方向に回転する。
【００５７】
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。
【００５８】
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ω０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。
【００５９】
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WＲが回転駆動される。
【００６０】
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。
【００６１】
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WＲが回転駆動される。
【００６２】
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WＲに伝達される。
【００６３】
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。
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。
【００６４】
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。
【００６５】
無段変速装置Ｔは、前輪WＦと後輪WＲとの間で、前輪WＦおよび後輪WＲ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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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WＲ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。
【００６９】
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15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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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WＲ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WＲ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。
【００７８】
後輪WＲ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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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、WＦ…前輪、WＲ…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 includes a plurality of link units that convert rotational motion of an input shaft into swing motion, a one-way clutch that converts the swing motion into rotational motion of an output shaft, and a stepless change in the rotational speed of the output shaft. The present invention relates to a continuously variable transmission for a bicycle including a speed change operation mechanism.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of continuously variable transmission for a bicycle, one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-120146 has been known. This continuously variable transmission is provided on a crankshaft that is rotationally driven by torque transmitted from a drive sprocket of a pedal to a driven sprocket via a chain, a crank rod that is pivotally supported by an eccentric pin of the crankshaft, and an intermediate shaft. A one-way clutch, a feed rod having one end pivotally attached to the drive-side member of the one-way clutch and the other end pivotally attached to the crank rod, an output shaft to which the rotation of the intermediate shaft is transmitted, the crank rod and the feed rod And a pivot piece integrally provided with the pivot, and a link pivotally attached to the linkage pin at one end and pivotally attached to the pivot at the other end. Then, the gear ratio is continuously shifted by changing the position of the pivot by swinging the rotating piece.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in this type of continuously variable transmission, it is known that pulsation occurs in the rotational speed of the output shaft, and it is preferable to reduce the pulsation in order to obtain driving comfort. Therefore, in order to reduce pulsation, it is conceivable to increase the number of crank rods and feed rods in the above-described conventional technique. However, if this is done, the weight of the transmission increases and the crankshaft and intermediate shaft become longer. Thus, there is a difficulty in increasing the size of the transmission in the direction of the rotation axis of the crankshaft. In the prior art, the gear that is attached to the crankshaft and meshes with the gear that is attached to the input shaft is located outside the crankrod of the crankshaft. Larger in the axial direction.
[0004]
The present invention has been made in view of such circumstances, and the inventions according to claims 1 and 2 reduce the pulsation of the rotational speed of the output shaft and increase the weight and size of the continuously variable transmission. The purpose is to prevent. The invention according to claim 2 further reduces the number of parts for arranging a plurality of link units on the input shaft, and reduces the deflection of the input shaft due to the speed increasing gear coupled to the input shaft. Accordingly, an object is to reduce the weight of the transmission.
[0005]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
  The invention according to claim 1 is composed of a speed increasing mechanism for increasing the rotational speed of the pedal type crankshaft and transmitting it to the input shaft, and each of the speed increasing mechanisms comprises a plurality of speed change links, and the rotational motion of the input shaft is oscillated. A speed change mechanism having a plurality of link units for conversion into the link unit, and a swinging motion of the link unit connected to each link unitOutIn order to continuously change the rotational speed of the output shaft by moving the one-way clutch for converting the rotational motion of the force shaft and the other end of the speed change operation link pivotally attached to each link unit at one end. In the continuously variable transmission for a bicycle comprising the speed change operation mechanism, the speed increasing mechanism causes the input shaft to perform inconstant speed rotation at a timing to reduce pulsation of the output speed of the output shaft. A continuously variable transmission for a bicycle including a transmission mechanism.
[0006]
Thereby, the pulsation of the rotational speed of an output shaft is reduced by the inconstant speed rotation transmission mechanism provided using the speed increasing mechanism.
As a result, according to the first aspect of the present invention, the following effects can be obtained. That is, since the speed increasing mechanism provided between the crankshaft and the input shaft includes an inconstant speed rotation transmission mechanism, the pulsation of the rotational speed of the output shaft is reduced, and comfortable running performance can be obtained. . In addition, since a speed increasing mechanism is used to reduce pulsation, an increase in the weight of the continuously variable transmission is prevented, and the input shaft does not become longer in the direction of the rotation axis in order to reduce pulsation. An increase in the size of the continuously variable transmission in the direction of the rotation axis is prevented.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the continuously variable transmission for a bicycle according to the first aspect, the plurality of link units are arranged on the input shaft at intervals in the direction of the rotation axis thereof, and the inconstant speed rotation transmission mechanism. Is a speed increasing gear train having a driving gear and a driven gear that are a pair of non-circular gears meshing with each other, and the driven gear rotatably supports the input shaft of the plurality of link units. It is coupled to the input shaft between the specific link unit closest to the bearing and the link unit adjacent to the specific link unit, and the interval between the specific link unit and the adjacent link unit in the rotational axis direction is set. It is to hold.
[0008]
  As a result, the driven gear constituting the speed increasing gear train composed of a pair of non-circular gears also serves as a spacer of the adjacent link unit. Further, since the driven gear is coupled to the input shaft at a position close to the bearing that supports the input shaft, the deflection of the input shaft due to a load acting from the driven gear.Is smallBecome.
[0009]
As a result, according to the invention described in claim 2, in addition to the effect of the invention described in claim 1, the following effect is exhibited. That is, the unequal speed rotation transmission mechanism is composed of a speed increasing gear train having a driving gear and a driven gear made of a pair of non-circular gears, thereby reducing pulsation of the rotational speed of the output shaft with a simple configuration. The driven gear is coupled to the input shaft between the specific link unit closest to the bearing that rotatably supports the input shaft and the link unit adjacent to the specific link unit, and is driven in the direction of the rotation axis of the link units. Since the driven gear also serves as a spacer for arranging a plurality of link units on the input shaft, the number of spacers can be reduced, the weight of the continuously variable transmission can be prevented, and the speed increasing mechanism Even though the final gear is a single driven gear, the deflection of the input shaft due to the load applied to the driven gear is reduced, so that the operation of each link unit becomes smooth and the input shaft is increased in order to increase the rigidity of the input shaft. An increase in the weight of the continuously variable transmission can be prevented by avoiding an increase in the diameter of the shaft.
[0010]
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.
[0011]
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.
[0012]
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.
[0013]
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.
[0014]
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.
[0015]
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.
[0016]
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.
[0017]
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.
[0018]
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.
[0019]
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.
[0020]
Referring to FIGS. 2 and 3, the input shaft 15 includes a transmission mechanism M3 having a plurality of link units U1 to U4 in this embodiment, which converts the rotational motion of the input shaft 15 into a swinging motion. Connected to the output shaft 16 via a one-way clutch 36 connected to each link unit U1 to U4 to convert the swinging motion of the link units U1 to 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.
[0021]
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.
[0022]
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.
[0023]
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.
[0024]
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 including a needle bearing 40 disposed between the two 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 by the two plate portions 31b1, and is disposed radially outward of the inner ring 40a and one end portion 32a of both plates 32c. The outer ring 40b is fitted into the hole formed in the inner ring 40a, 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 blocked 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. Furthermore, a plurality of oil holes 40d are formed in the outer ring 40b at intervals in the circumferential direction. In this embodiment, eight oil holes 40d are formed at equal intervals in the circumferential direction.
[0025]
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.
[0026]
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.
[0027]
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.
[0028]
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.
[0029]
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.
[0030]
  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.
[0031]
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.
[0032]
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.
[0033]
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.
[0034]
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.
[0035]
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.
[0036]
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.
[0037]
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.
[0038]
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.
[0039]
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.
[0040]
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.
[0041]
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.
[0042]
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.
[0043]
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.
[0044]
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.
[0045]
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).
[0046]
  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.
[0047]
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.
[0048]
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.
[0049]
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.
[0050]
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.
[0051]
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.
[0052]
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).
[0053]
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.
[0054]
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.
[0055]
  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.
[0056]
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 toWhen the roller 82c is unlocked, the one-way clutch 82 is disengaged, and the driven sprocket 18 is stopped, the rear wheel WROnly, 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.
[0057]
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.
[0058]
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.
[0059]
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.
[0060]
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.
[0061]
  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.
[0062]
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.
[0063]
Next, operations and effects of the embodiment configured as described above will be described.
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.
[0064]
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.
[0065]
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.
[0066]
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.
[0067]
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.
[0068]
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.
[0069]
The first and second pivots 34 and 35 of the plurality of link units U1 to U4 arranged side by side in the rotational axis direction on the input shaft 15 are arranged in parallel to the input shaft 15, 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, 54 supported by the needle bearings 40, 41, 63 are smoothly supported by being supported so as to be capable of relative rotation, the speed change operation becomes smooth, and the needle bearings In the first and second pivot shafts 34, 35 provided with 40, 41, 63, there is no retainer, so that in the axial direction of the needles 40c, 41a, 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.
[0070]
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.
[0071]
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.
[0072]
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.
[0073]
  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.
[0074]
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.
[0075]
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.
[0076]
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.
[0077]
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.
[0078]
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.
[0079]
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.
[0080]
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.
[0081]
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 (2)

ペダル式クランク軸の回転速度を増速して入力軸に伝達する増速機構と、
それぞれが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複数のリンクユニットを有する変速機構と、
前記各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、
一端部で前記各リンクユニットに枢着された変速操作リンクの他端部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、
を備える自転車用無段変速装置において、
前記増速機構は前記出力軸の回転速度の脈動を低減するタイミングで前記入力軸に不等速回転運動を行わせる不等速回転伝達機構を含むことを特徴とする自転車用無段変速装置。A speed increasing mechanism that increases the rotational speed of the pedal crankshaft and transmits it to the input shaft;
A speed change mechanism, each comprising a plurality of speed change links, having a plurality of link units for converting the rotational motion of the input shaft into a swing motion;
And a one-way clutch for converting the rotary motion of the output shaft of the swing motion of the link units are connected to each link unit,
A speed change operation mechanism for steplessly changing the rotational speed of the output shaft by moving the other end of the speed change operation link pivotally attached to each link unit at one end;
In a continuously variable transmission for a bicycle comprising:
The continuously variable transmission for a bicycle, wherein the speed increasing mechanism includes an inconstant speed rotation transmission mechanism for causing the input shaft to perform inconstant speed rotational motion at a timing to reduce pulsation of the rotational speed of the output shaft. 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で間隔をおいて配列され、前記不等速回転伝達機構は、相互に噛合する１対の非円形ギヤからなる駆動ギヤおよび被動ギヤを有する増速ギヤ列であり、前記被動ギヤは、前記複数のリンクユニットのうちの前記入力軸を回転可能に支持する軸受に最も近い特定リンクユニットと該特定リンクユニットに隣接する前記リンクユニットとの間で前記入力軸に結合されて、前記回転軸線方向での前記特定リンクユニットと前記隣接するリンクユニットとの間隔を保持することを特徴とする請求項１記載の自転車用無段変速装置。The plurality of link units are arranged on the input shaft at intervals in the direction of the rotation axis thereof, and the inconstant speed rotation transmission mechanism has a drive gear and a driven gear including a pair of non-circular gears meshing with each other. The speed increasing gear train, wherein the driven gear is between a specific link unit closest to a bearing that rotatably supports the input shaft of the plurality of link units and the link unit adjacent to the specific link unit. 2. The continuously variable transmission for a bicycle according to claim 1, wherein the distance between the specific link unit and the adjacent link unit in the direction of the rotation axis is maintained by being coupled to the input shaft.
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