(57)【要約】      （修正有）【課題】重量の増加、変速時におけるチェーンのスプロケットからの外れ、装置の寿命及び伝達効率の低下を抑制する。また変速時に動力の伝達が一時的に中断することのない無段階の変速装置を提供する。【解決手段】任意の数の分割体４を複数用い、伝動部材２７に係合していない分割体４の半径方向の位置を変えて変速を行う変速装置とする。特に平ベルトと液圧を用いた分割体４の固定、解放を行う変速装置は、無段階の変速装置とする事ができる。【選択図】図２
2014016024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸又は、出力軸が回転し分割体Ａが伝動部材と係合していない軸の回転位相角に来た時  順次分割体Ａの半径方向の位置を変え  この位置伝動部材と分割体Ａが係合し  動力を伝える前に固定して  入出力軸の回転比を変える変速装置。
【請求項２】
平ベルトを使用し  油圧機構を用いて  分割体Ａの半径方向の位置を固定、開放を行い、軸の回転でカムと移動ピンを係合し半径方向の移動を無段階で行う変速装置。移動量と方向はカムの位置で定められる構造の変速装置。
【請求項３】
分割体Ａの固定を鋸歯状のラッチで行い  ラッチとの係合、乖離と半径方向の移動を  軸の回転で移動ピンと立体カムの係合で行う変速装置。移動方向と量はカム位置で定められる構造の変速装置。
【請求項４】
分割体Ａの固定、移動を電動の直動機構や電動機の回転を直動に変換して行う変速装置。分割体Ａが伝動部材と係合していない軸の回転位相角に来た時に、給電するためこの回転位相に対応するように電極を配置した変速装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端チェーン、無端歯付きベルト、無端ベルト等の伝動部材を用いて  伝動部材に係合する  スプロケット、歯付きプーリ、平プーリ等を半径方向に分割し  その半径位置を変えて  入力軸と出力軸間の回転比を  任意に変える変速装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来  無端チェーン  以下チェーンと呼称する  を使用して  入力軸と出力軸間の回転比を任意に変える装置は  入力軸と出力軸夫々に  に軸に直交する平面に平行な歯数の異なるスプロケットを互いに平行に複数枚用意して、入力軸と出力軸の各スプロケットのうちの任意のスプロケットにチェーンを選択して掛け  入力軸と出軸間の回転比を変更する物が実用化されている。
【０００３】
しかし、多くの歯数の異なるスプロケットを予め用意する必要が有り  構造が複雑で重量が重くなる傾向があった。又、チェーンの掛け外し機構が複雑であり  故障や調整不良が起こりやすく  チェーンが変速時にスプロケットから外れる、変速に要する軸の回転角が大きく  変速に必要な時間が大きい、回転方向に制約が有る等の  不具合が有った。
【０００４】
複数の歯数の異なるスプロケットを選択して用いるために  必ずしもチェーンが  入出力軸の軸に直交する平面上に無く  チェーンを曲げて使用する事となるために  チェーンやスプロケットの寿命を短くし  又、不要な摩擦を生み  伝達効率が低下している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３４３５４０８
【特許文献２】ＰＣＴ／ＤＥ０２／００１０６７
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ロードバイク＆パーツカタログ２０１２（エイムック２３３７）  エイ出版  発売日２０１２年２月１７日  ＩＳＢＮ−１０：４７７７９２２５４５  ＩＳＢＮ−１３：４７７７９２２５４３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来  チェーンを使用して  入力と出力間の回転比を変化する装置には  入力軸と出力軸夫々に  に軸に直交する平面に平行な歯数の異なるスプロケットを互いに平行に複数枚用意して、入力軸と出力軸の各スプロケットのうちの任意のスプロケットを選択してチェーンを掛け  入力軸と出軸間の回転比を変更する機構が実用化されている。
【０００８】
しかし、多くの歯数の異なるスプロケットを予め用意する必要が有り  重量が重くなる。又、回転方向に制約が有り、定められた回転方向でしか変速ができない問題点がある。
【０００９】
チェーンをスプロケットから外して選択したスプロケットに掛け直すために、チェーン外れが起き易く確実に入力と出力間の回転比を変化する事が出来ない問題点がある。
【００１０】
変速に要する軸の回転角が大きく、変速に必要な時間が長く掛かる問題点がある。
【００１１】
変速比が固定されており、任意の変速比が得られない問題点がある。
【００１２】
複数の歯数の異なるスプロケットを選択して用いるために  必ずしもチェーンが  入出力軸の軸に直交する平面上に無いため、チェーンを曲げて使用する事となり、チェーンやスプロケットの寿命を短くし  又、不要な摩擦を生み  伝達効率が低下する問題点がある。
【００１３】
チェーンに駆動力が加えられている  状態での回転比の変更即ち、変速は  チェーンをスプロケットから外して  掛け替えるため変速時には一旦  駆動力を加えないか  又は、駆動力を弱めチェーンの掛け替を確実にする必要が有る。このために動力の伝達が一時的に中断するか  伝達する動力を弱めなければならない問題点がある。
【００１４】
特許３４３５４０８に開示されている機構では、小型の円形スプロケットを複数同一半径上に配置し、複数のスプロケットの半径を同時に変えて変速する。このため、チェーンとスプロケットの噛合い位置が変わるため  それぞれのスプロケットを回転中心に対して弾性的に支持し回転を許して噛合い位置の変化に対応している。
【００１５】
スプロケットが弾性的に支持されているため  この弾性範囲を超える力を与える事ができない問題点がある。又、特許３４３５４０８にはスプロケットとチェーンの噛合っていない時に  スプロケットの半径を変える事は示されていない。
【００１６】
ＰＣＴ／ＤＥ０２／００１０６７に開示されている機構では、分割した歯付きプーリ又は、スプロケットの半径方向の位置を夫々半径方向に移動する事が示されている。  歯付きベルト又は、チェーン分割した歯付きプーリ又は、スプロケットに接触していない  回転角度にあるときに変える事は開示されていない。分割した歯付きプーリ又は、スプロケットは半径方向にカムの作用で移動し  ピンにより固定されることが開示されている。このため分割した歯付きプーリ又は、スプロケットの位置を無段階で任意に変更することが出来ない。このため  変速比が段階的に固定されており  任意の変速比を無段階に得る事が出来ない問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、入力軸あるいは出力軸それぞれ単独に  又は両方に  任意の数に半径方向に分割された  スプロケットや歯付きプーリ、平プーリあるいは溝付きプーリ  以下分割体と呼称する  を用いる。
【００１８】
これらの個々の分割体の半径方向の位置を任意に変える機構を設けて、分割体の半径を変え  この位置を保持する機構で位置を保持し  入力軸、出力軸間の回転比を変更する変速機構である。
【００１９】
分割体を半径方向に移動するには  分割体に無端チェーン、歯付きベルト、無端平ベルト、たて溝付き無端平ベルト等  以下伝動部材と呼称する  が掛かっていない  軸の回転角度範囲にある時に  分割体を任意の半径位置に移動する。これにより、分割体が伝動部材からの駆動力を受けずに移動出来る構造とする。そして、分割体と伝動部材が再度係合する位置に軸が回転する  前に分割体の移動した位置で固定する。これで、分割体の半径が変化し、これに係合して動力を伝達する伝動部材により構成される変速機構は変速操作がなされる。
【００２０】
分割体を半径方向に移動し固定するには液圧機構を用いて任意の位置に無段階に固定するか  又は、ラッチを用いて分割体を簡単な機構で細かく段階的に固定する。入力軸、出力軸の少なくともどちらかには液圧機構を用いて変速を無段階に行える変速装置にする。
【００２１】
分割体を半径方向に移動するには、カムを用意しカムに係合して  分割体を  半径方向に移動する機構を用いる。リニアモータ等の直動機構や、ステッピングモータ、サーボモータ等の電磁回転装置の動きを  直動するように公知の機構で変換して分割体を半径方向に移動する機構等を用いても良い。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は変速機構の入力軸と出力軸の夫々又は、片方の軸に分割体を用いており、伝道部材が入出力軸の軸に直交する平面上に常に有るため、伝動部材を曲げて使用する事が無い。このため伝動部材や分割体の寿命を永く出来る。
【００２３】
伝道部材が入出力軸の軸に直交する平面上に常に有るため伝達効率を高く出来る。
【００２４】
伝道部材が入出力軸の軸に直交する平面上に常に有るため、分割体や伝道部材に無理な力が生じない。このため大きな駆動力を扱うことが出来る。
【００２５】
多くの歯数の異なるスプロケットを予め用意する必要が無いため重量が軽く出来る。
【００２６】
チェーンをスプロケットから外して選択したスプロケットに掛け直す事が無いために、チェーン外れが起こらない。又、変速操作時の回転方向が自在である。
【００２７】
分割体を半径方向に移動するには  伝動部材と接触していない  入出力軸の回転角度範囲にある時に  分割体を任意の半径位置に移動する事で  変速が行われる。このため、変速に要する軸の回転角が小さく、変速に必要な時間が短くなる。
【００２８】
液圧機構を用いて分割体を任意の無段階の位置に固定する事で  変速を無段階に行える。このため任意の変速比が得られる。
【００２９】
チェーンをスプロケットから外して  掛け替える必要が無いため変速時には一旦  駆動力を加えないか  又は、駆動力を弱めチェーンの掛け替を確実にする必要が無い。このために変速時に動力の伝達を一時的に中断するか  伝達する動力を弱める必要が無い。
【００３０】
複数の歯数の異なるスプロケットを用意する必要が無い為  構造の簡素化が図られる。このため製造コストの低減に寄与する。
【００３１】
構造の簡素化が図られるため故障が少なく  信頼性の高い変速機構を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は単動液圧シリンダを用いた変速装置の図２に示す断面ＸＹＺを表した説明図である。（実施例１）
【図２】図２は図１の左側面図を示した説明図である。（実施例１）
【図３】図３は図１の右側面図を示した説明図である。（実施例１）
【図４】図４は分割体Ａ、スライド板とカムの部品形状を示した説明図である。（実施例１）
【図５】図５はスリーブと内スリーブの部品形状を示した説明図である。（実施例１）
【図６】図６は複動液圧シリンダを用いた変速装置の出力軸Ｂに平行で軸芯を通る断面を示した説明図である。（実施例２）
【図７】図７は分割体Ｃの固定を鋸歯状ノッチ部の係合で固定する変速装置の図８に示す断面ＸＹＺを表した説明図である。（実施例３）
【図８】図８は図７の左側面図を示した説明図である。（実施例３）
【図９】図９は図７の右側面図を示した説明図である。（実施例３）
【図１０】図１０は分割体Ｃ、スライド板Ｃと立体カムの部品形状を示した説明図である。（実施例３）
【図１１】図１１は実施例３と実施例１を入出力軸に夫々用いる時の構造を示した説明図である。（実施例１と３）
【図１２】図１２は電動アクチエータを用いた変速装置の軸Ｄに平行で軸芯を通る断面を示した説明図である。（実施例４）
【発明を実施するための形態】
【００３３】
夫々の分割体の半径方向の位置を個々に任意に変える機構を設けて  分割体の半径を変え  この位置を保持する機構で位置を保持し  入力軸、出力軸間の回転比を変更する。
【００３４】
分割体を半径方向に移動するには  分割体に伝動部材が係合していない  入出力軸の回転角度範囲にある時に  分割体を任意の半径位置に移動する。これにより、分割体が伝動部材からの駆動力を受けずに移動出来る構造とする。そして、分割体と伝動部材が再度係合する位置に入出力軸が回転する  前に分割体を移動した位置に固定する。これで、分割体の半径が変化し  これに係合して動力を伝達する伝動部材により構成される変速機構は変速操作がなされる。
【００３５】
伝動部材がピッチを有する場合、分割体の伝動部材に係合する部分を支持する支点を分割体に設け  これを中心に分割体が入出力軸芯に垂直な面内で回動することを許し  分割体の位置が変化する時に  伝動部材のピッチと分割体のピッチが合わず  分割体と伝動部材の噛合いが円滑に行かない事を防止する。回動を許す範囲はピッチが合う最小値とする。
【００３６】
分割体を半径方向に移動し  固定するには  液圧機構を用いて任意の位置に無段階に固定するか  又は、ラッチを用いて分割体を簡単な機構で段階的に固定する。入力軸、出力軸の少なくとも  どちらかには  液圧機構を用いて  変速を無段階に行える変速装置にする。
【００３７】
分割体を半径方向に移動するには、カムを用意しカムに係合して  分割体を  半径方向に移動する機構を用いる。公知のリニアモータ等の直動機構や、ステッピングモータ、サーボモータ等の電磁回転装置の回転を  往復動作の直動するように公知の機構で変換して分割体を半径方向に移動する機構等を用いる。
【００３８】
平ベルトと平プーリを用いる場合、平プーリの平ベルトと係合する表面を砥粒等の粒子を含んだ面とし摩擦係数を増大する事が望ましい。砥粒を含む素材を係合面に塗布、焼付け等の方法で堅固に固着する、又は、砥粒の入った滑り止めテープ等を貼り付けても良い。分割体を砥粒の含まれる素材で製作しても良い。
【実施例１】
【００３９】
図１は図２の符号７２、符号７３、符号７４の断面、即ちＸＹＺ断面を示す。実施例１は単動液圧シリンダを用いて  分割体Ａの固定、開放を行う機構を出力軸Ａに設ける例について記述する。出力軸Ａを水平面内に置き、出力軸の左側から出力軸Ａを見るとき  出力ハブＡの回転方向は時計方向とする。分割体Ａと伝動部材を用い変速機構を構成する。分割体Ａの固定は液圧機構として液圧プランジャとシリンダＡを用いる。液圧プランジャ  以下プランジャと呼称する  は分割体Ａとスライド板を介して一体に結合されているので  プランジャの動きを固定すると、分割体Ａも  その位置を固定される。
【００４０】
出力ハブＡには分割体Ａを半径方向  摺動自在に支持するための  スリットＡが設けられ  分割体Ａのガイド部Ａが嵌合している。このため分割体Ａが伝動部材から受ける力の  半径方向に加えられる力以外を保持し  半径方向に摺動する。ガイド部Ａの側面にはスライド板が出力ハブＡを介して取り付けられ  出力ハブＡのスリットＡから分割体Ａが外れない構造としている。
【００４１】
図示しないが、スリットＡを設ける事で出力ハブＡの強度が減じられ  強度に不足が生じる時は、スライド板の付く側に  スライド板を迂回して干渉しないような形状の橋渡し部を設けると良い。橋渡し部は別部品で製作し堅固に固定してもよいし、出力ハブＡと一体製作しても良い。橋渡し部の幅を半径方向に長い形状として  スリットＡを全長に渡り覆う様にしても良い。
【００４２】
分割体Ａが取り付けられた出力ハブＡと  図示しないスポークやリム、タイヤが取り付けられている車輪ハブとは  一般的にはフリーハブ構造をとり、公知のラチェット機構等で  出力ハブＡが回転駆動する時計方向の回転では、その回転力を車輪ハブに伝達し駆動するが、車輪ハブが時計方向に回転し、出力ハブＡが駆動されていない時は  車輪ハブは拘束されずに自由に回転できる構造としている。又、出力ハブＡ、車輪ハブは出力軸に玉軸受等の軸受で直接、或いは間接的に軸支され  回転自在な構造としている。
【００４３】
分割体Ａの伝動部材と係合する部分を  出力軸Ａと平行な方向から見るときに  その形状は  単一の円弧の一部でも良いし  半径の異なる円弧を複合した曲線状でも又、インボリュート、サイクロイド、楕円等の関数曲線でも良い。分割体Ａの半径位置が変わり  有効半径が変化する時に  出来るだけ有効半径の変化が少なくなる形状の分割体Ａを複数用いる。分割体Ａの半径が小さい位置では  隣り合う分割体Ａがお互いに重なり合う様に  重なる部分の分割体Ａの厚さを伝動部材幅の概ね半分の厚さとする事もできる。
【００４４】
シリンダＡとプランジャで出来る  空間には  動作流体が満たされている。プランジャにはシリンダＡとの隙間から  動作流体が漏れることを防止する為に  オーリング又は、オイルシールを必要箇所に設ける。
【００４５】
プランジャと一体に組まれた分割体Ａの動作を許すには  シリンダＡとプランジャで出来る空間を満たす  動作流体の移動が自由に流動し  空間体積の変化を許さなければならない。このためシリンダＡ底部には孔が設けられ  出力ハブＡの基準円筒内面に開口している。
【００４６】
分割体Ａの数と同じ数のシリンダＡは  出力ハブＡと一体に構成されている。シリンダＡ底部の孔が開口する  出力ハブＡの基準円筒内面には  スリーブが嵌合しており  このスリーブには切欠部が設けられている。スリーブを出力ハブＡの基準円筒内面に  挿入していない自由状態では  出力ハブＡの基準円筒内面の直径より  若干大きい円筒形状とする。スリ−ブは基準円筒内面に嵌合する状態では  車輪ハブの基準円筒内面の直径より  若干大きいために  常に孔の内面に密着している。
【００４７】
スリーブの内側に設けられた  内スリーブは出力ハブＡの回転に伴い共に回転しないように  出力軸Ａに断面がダブルＤ形の切欠きを設け  これに嵌合するように  内周の形状をダブルＤ形としている。スリーブも回転しないように  スリーブの嵌り込む内スリーブの溝に突出部を設け  ここにスリ−ブの切欠部を嵌合して  出力ハブＡが回転しても  共に回転しないようにしている。
【００４８】
内スリーブの突出部の幅は  スリーブの幅より  小さくして  動作流体の流路を十分に確保する構造とする。回転を止める構造は両側をＤ形に切欠いたダブルＤ形の切欠だけでなく  スプラインや片側を切り欠いたＤ形や方形，或いはピン等公知の構造を用いても良い。この様にして、内スリーブは回転方向には拘束されているが  出力軸Ａの軸方向と平行な方向には若干動く事ができる。
【００４９】
内スリーブは出力ハブＡの基準円筒内面との間で  動作流体が漏出しない構造とすべく  オーリング又は、オイルシールを用いて  嵌合部の隙間を閉塞している。スリーブは出力ハブＡが回転すると  出力ハブＡの基準円筒内面に密着して摺動するため自己潤滑性が有り、弾性のある素材で製作するのが好ましい。
【００５０】
スリーブの切欠部は動作流体で満たされ  リザーブタンクに流路が連成されている。スリーブの切欠部は  分割体Ａが伝動部材と係合していない  回転位相角にある  分割体Ａと一体のプランジャが嵌合している  シリンダの底部の孔と  連通する  位相角に配置するように  出力軸Ａを図示していないフレーム等の固定部材に取り付ける時に  出力軸Ａの回転位相を調整する。スリーブの切欠部の円周方向幅は分割体Ａが伝動部材と係合していない回転位相角内にあるシリンダＡ底部の孔と  少しでも重なる範囲の幅とする。
【００５１】
分割体Ａが伝動部材と係合していない  回転位相角にあるシリンダＡの動作流体はリザーブタンクに連成しているため  動作流体の増減が出来る、このためプランジャの動作を阻害しない。この様にして、分割体Ａは分割体Ａが伝動部材と係合していない回転位相角にあるときのみ半径方向に移動する事ができる。
【００５２】
スリーブの切欠部に連成していない  回転位相角にあるシリンダの底部の孔が開口するシリンダＡに嵌合するプランジャ  即ち、分割体Ａが伝動部材と係合している回転位相角あるプランジャでは  シリンダＡとの間に満たされている  動作流体が底部の孔がスリーブにより閉塞しているため  動作流体は流動できず  体積を変えることが出来ない。このプランジャに一体固定さている分割体Ａは半径方向の移動が制限され固定する事になる。
【００５３】
分割体Ａを半径方向に移動するには  分割体Ａに一体に製作又は、固定されている移動ピンＡを  分割体Ａが移動出来る位相角に有るとき、即ち、分割体Ａと伝動部材が係合していないときにカムを半径方向に移動する。
【００５４】
分割体Ａの半径を小さくするには、カムを半径方向に沿い、内側に移動する。移動ピンＡが第２カム面に係合し  出力ハブＡが回転すると  移動ピンＡが分割体Ａと一体に回転するため  半径の小さくなる方向に第２カム面に沿って移動ピンが動かされる。このため、移動ピンＡと一体の分割体Ａが中心方向に移動し  分割体Ａの半径位置が小さくなる。出力ハブＡが１回転すると、全ての分割体Ａの半径が小さくなる。
【００５５】
分割体Ａの半径を大きくするには、カムを半径方向に沿い、外側に移動する。移動ピンＡが第３カム面に係合し  出力ハブＡが回転すると  移動ピンＡが分割体Ａと一体に回転するため  半径の大きくなる方向に第３カム面に沿って移動ピンが動かされる。このため、移動ピンＡと一体の分割体Ａが中心方向に移動し  分割体Ａの半径位置が大きくなる。出力ハブＡが１回転すると、全ての分割体Ａの半径が大きくなる。
【００５６】
カムには第２カム面と  第３カム面の間に  移動ピンの直径より  若干大きい幅の溝部が設けてある。カムの位置を変更しないときは  移動ピンはこの溝部を通過するために  カム面に接する事は無い。カムの位置を  半径方向に移動すると  カムの働きで分割体Ａの位置が変わり  変速が行われる。移動距離はカムの移動量で決定され  その移動した任意の位置に分割体Ａは固定される。このため、変速比を自在に設定できる。
【００５７】
移動ピンＡのカム面に接する部分に  図示しないローラや玉軸受を設け  これを介してカム面に係合してカム面との摩擦を減少することも重要である。カム形状により、変速操作時に回転方向が自在である。
【００５８】
図示しないが、カムは半径方向に添って平行に移動出来るように  直動案内機構を介して保持するか  概略半径方向に移動出来るように  支点を設け回動できるように設置する。カムはバネで軸の中心方向に付勢され  反中心方向にワイヤで引張られている。ワイヤを延長して操作し易い位置に  レバーを設けて  ワイヤの張力を加減することにより  カムの位置を任意に設定できる。レバーには摩擦保持機構や割出クリック機構を設け  バネ力に対抗するようにする。カムの付勢方向とワイヤで引張る方向は前述の逆の構成でも良い。
【００５９】
歯付きベルトやチェーンを用いる時  分割体Ａの半径方向の移動距離ピッチＬは  次の式で求められる。チェーンピッチ又は、歯付きベルトのピッチをＰ  スプロケットの分割数をＮ  とする時  Ｌ＝Ｐ／２ＳＩＮ（３６０／２Ｎ）  角度の単位は度とする。平ベルトを伝動部材として用いる時には  ピッチが零であるため  移動距離ピッチは自在に設定できる。この様に移動距離ピッチが自在に設定できる構造では  特に液圧機構を用いた  分割体Ａの固定機構は任意に移動距離ピッチが固定できる為  変速比を自在に設定できる無段変速装置として推奨される。
【００６０】
変速装置の入力軸又は出力軸の両方  又は、片方に液圧機構を用いて  分割体Ａの固定を行うと  変速装置の変速は無段階で変速比を変えることができ  理想的な変速装置を構成できる。
【００６１】
図示しないが、シリンダＡの底部の孔を  スリーブで直接開閉しているが  この孔にポペット弁を設け  シリンダ底部の孔を弁座とし  弁のステム部を  車輪ハブの基準円筒内面に出しておく。この弁のステム部を  スリーブの替わりに弁カムを設け  スリ−ブと同様に回転しない構造としておく。弁カムは分割体Ａが伝動部材に接触してない位相角にある  弁のステム部を押し上げて  ポペット弁を弁座から離し動作流体の流路をリザーブタンクと練成し  プランジャの動作を許す構造を採ることもできる。
【００６２】
弁カムは分割体Ａが伝動部材に接触している位相角にある  弁のステム部は押し上ない構造として  ポペット弁を弁座に着座して  リザーブタンクと動作流体の流路を  遮断して  プランジャの動作を固定する構造とする。
【００６３】
図示しないが、変速装置として  入力軸と出力軸の分割体Ａに伝動部材を掛けて用いる時  伝動部材の緩みを取り  適切な張力を伝動部材に与えるため  伝動部材の緩み側にはバネ等で付勢して  伝動部材に張力を発生させる  テンショナを設けることが好ましい。又、伝達力を大きくするために  分割体Ａに巻きつく伝動部材の掛け巻き角度を大きくするため  アイドラを設けることが好ましい。又、テンショナにアイドラの機能を同時に持たせることも出来る。
【実施例２】
【００６４】
図６出力軸Ｂの軸芯に沿った断面図である。実施例２は複動液圧シリンダを用いて  分割体Ａの固定、解放を行う機構について出力軸Ｂに設ける例を記述する。実施例１と異なる構造の出力ハブＢ、ピストン、ピストン軸、Ａ室、Ｂ室、Ａ室孔、Ｂ室孔、Ａ室開口孔、Ｂ室開口孔について図示し説明する。出力軸Ｂを水平面内に置き、出力軸Ｂの左側から出力軸Ｂを見るとき  出力ハブＢの回転方向は時計方向とする。分割体Ａと伝動部材を用い変速機構を構成する。分割体Ａの半径方向の作動の固定は液圧機構として複動シリンダを用いる。複動シリンダのピストンにはピストン軸が取り付けられている。分割体Ａはピストン軸に固定され一体の構造とする。
【００６５】
分割体Ａが取り付けられた出力ハブＢと  図示しないスポークやリム、タイヤが取り付けられている車輪ハブには  一般的にはフリーハブ構造をとり  ラチェット機構等で  出力ハブＢが回転駆動する時計方向の回転ではその  回転力を車輪ハブＢに伝達し駆動するが、車輪ハブＢが時計方向に回転し  出力ハブＢが駆動されていない時は  車輪ハブＢは  拘束されずに自由に回転できる構造としている。又、出力ハブＢ、車輪ハブＢは出力軸Ｂに直接、或いは間接的に玉軸受等の軸受で軸支されている。
【００６６】
分割体Ａの伝動部材と係合する部分を  出力軸Ｂと平行な方向から見るときに  その形状は実施例１で記述した任意の形状とし  隣り合う分割体Ａがお互いに重なり合う様に  重なる部分の分割体Ａの厚さを伝動部材幅の概ね半分の厚さとする事もできる。
【００６７】
分割体Ａはピストン軸に一体に結合し  更にピストンがピストン軸に固定されている。ピストンはシリンダＢに嵌合している。シリンダＢとピストンで出来る  空間には  動作流体が満たされている。ピストンやシリンダエンドには  動作流体が漏れることを防止する為に  オーリング又は、オイルシールを必要箇所に設ける。
【００６８】
出力ハブＢには分割体Ａを半径方向に、摺動自在に支持するための  スリットＢが設けられ  分割体Ａのガイド部Ａが嵌合している。このため分割体Ａが伝動部材から受ける力の  半径方向に加えられる力以外を保持し  半径方向に摺動する。ガイド部Ａにはスライド板が出力ハブＢを介して取り付けられ  出力ハブＢのスリットＢから分割体Ａが外れない構造としている。
【００６９】
ピストンと一体の分割体Ａの動作を許すには  シリンダＢのピストンで隔てられているＡ室とＢ室の空間を満たす  動作流体の移動が自由に流動し  空間体積の変化を許さなければならない。このためシリンダＢには  Ａ室に開口するＡ室孔とＢ室に開口するＢ室孔が設けられ  出力ハブＢの基準円筒内面Ｂに開口するＡ開口孔とＢ開口孔に  それぞれ連通し開口している。
【００７０】
分割体Ａの数と同じ数のシリンダＢは  出力ハブＢと一体に構成されている。出力ハブＢの基準円筒内面Ｂに開口している  Ａ開口孔とＢ開口孔が開口している。出力ハブＢの基準円筒内面Ｂの内面には  スリーブが嵌合しており  このスリーブには切欠が設けられている。スリーブを出力ハブＢの基準円筒内面Ｂに  挿入していない自由状態では  出力ハブＢの基準円筒内面Ｂの直径より  若干大きい円形状とする。スリ−ブは基準円筒内面Ｂに嵌合する状態では  出力ハブＢの基準円筒内面Ｂの直径より  若干大きいために  常に孔の内周に密着している。
【００７１】
スリーブの内側に設けられた  内スリーブは出力ハブＢの回転に伴い共に回転しないように出力軸Ｂに断面がダブルＤ形の切欠きを設け  これに嵌合するように  内周の形状をダブルＤ形としている。スリーブも回転しないように  内スリーブの外側に  突出部を設け  ここにスリ−ブの切欠部を嵌合して  出力ハブＢが回転しても  共に回転しないようにしている。
【００７２】
内スリーブの突出部の高さは  スリーブの厚さより  低くして  動作流体の流路を十分に確保する構造とする。回転を止める構造はダブルＤ形の切欠だけでなく  スプラインや片側側をＤ形に切欠いたＤ形や方形，或いはピン等公知の構造を用いても良い。この様にして、内スリーブは回転方向には拘束されているが  軸Ｂの軸方向と平行な方向には若干動く事ができる。
【００７３】
内スリーブは出力ハブＢの基準円筒内面Ｂ内周との間で  動作流体が漏出しない構造とすべく  オーリング又は、オイルシールを用いて  嵌合部の隙間を閉塞している。スリーブは出力ハブＢが回転すると  出力ハブＢの基準円筒内面Ｂ内周と  摺動するため自己潤滑性のある弾性素材で製作するのが好ましい。
【００７４】
スリーブの切欠部は動作流体で満たされ  リザーブタンクに流路が連成されている。出力軸Ｂを図示していないフレーム等の固定部材に取り付ける時に  出力軸Ｂの回転位相を調整する。スリーブの切欠部の円周方向の幅は  分割体Ａが伝動部材と係合していない  回転位相角にある  分割体Ａと一体のピストンが嵌合しシリンダＢに連通している  Ａ開口孔とＢ開口孔の位相角を十分に覆う幅とする。分割体Ａが伝動部材と係合していない  回転位相角にあるシリンダＢの動作流体はリザーブタンクに連成しているため  動作流体の増減が出来る、このためピストンの動作を阻害しない。この様にして、分割体Ａは分割体Ａが伝動部材と係合していない回転位相角にあるときのみ半径方向に移動する事ができる。
【００７５】
スリーブの切欠部に連成していない  回転位相角にあるＡ開口孔とＢ開口孔に連通するシリンダＢに嵌合するピストン即ち、分割体Ａが伝動部材と係合している回転位相角あるピストンは  シリンダＢとの間に満たされている  動作流体はＡ開口孔とＢ開口孔がスリーブにより閉塞しているため  動作流体は流動できず  体積を変えることが出来ないため移動できない。このピストンは固定されるため  分割体Ａは半径方向の移動が制限され固定する事になる。
【００７６】
分割体Ａを半径方向に移動するには  分割体Ａに一体固定されている移動ピンＡを  分割体Ａが移動出来る位相角にあるときに  カムと移動ピンＡの係合により半径方向に移動する。以下の動作は実施例１と同じなので省略する。シリンダＡはシリンダＢにプランジャはピストンに読み替える。
【００７７】
分割体Ａを半径方向に移動出来する方法や構造は  実施例１と同じにすれば良いので以下説明を省略する。
【００７８】
動作流体流体の流動を制御して  積極的にピストンを動かして  分割体Ａを半径方向に移動する構造を採ることもできる。Ａ室とＢ室に繋がる流路は軸に対し  別々の公知のルイベルジョイントを用いて  連成し  ポンプ、制御弁に結合する構造としてピストン位置を制御することも出来る。
【００７９】
ポンプを用い、動作流体の制御をし、分割体Ａの位置を変更する機構は、原動機を有する装置において有効である。
【実施例３】
【００８０】
図７は図８の符号７２、符号７３、符号７４の断面、即ちＸＹＺ断面を示す。分割体Ｃの固定を鋸歯状凸ノッチ部で固定し  細かいピッチでの固定が出来る構造の実施例を説明する。この例では入力軸側の軸Ｃに発明の機構を設ける事として説明を行う。この軸Ｃを水平面内に置き  左側即ち、分割体Ｃ側から見て右回転する。軸Ｃにはクランク基板が固定され、図示していないクランクが一体に設けられている。図示しないクランクには図示しないペダルが装着されており、これに力を加えることで  軸Ｃを回転する。鋸歯状凸ノッチ部及び、鋸歯状凹ノッチ部のノッチピッチは概ね０．５ミリメートルから３ミリメートルとするのが好ましい。
【００８１】
軸Ｃは図示しないフレーム等の構造物に軸支されている。クランク基板には  分割体Ｃを半径方向に案内するスリットＣが半径方向に長く設けられている。分割体ＣはこのスリットＣに勘合し半径方向に  摺動自在に取り付けられている。軸Ｃが回転すると  分割体Ｃも一体に回転する。スリットＢＣは分割体Ｃと同じ数が  クランク基板に設けられている。
【００８２】
分割体ＣにはスリットＣと係合するための  ガイド部Ｃが設けられ  スリットＣに  摺動自在に嵌合している。又、分割体Ｃには半径方向の移動を固定するための  鋸歯状凸ノッチ部が設けられ  クランク基板のスリットＣの左右に配置された鋸歯状凹ノッチ部に係合している。分割体Ｃが受ける  伝動部材による力を鋸歯状凸ノッチ部で受け、半径方向の移動を固定する。分割体Ｃは伝動部材の力で生じるモーメントで  クランク基板に  鋸歯状凸ノッチ部を押し付けているため  伝動部材が分割体Ｃに係合しているときには  クランク基板の鋸歯状凹ノッチ部に嵌り  固定されている。
【００８３】
分割体Ｃが半径方向に移動する為に  クランク基板のスリットＣに分割体Ｃのガイド部Ｃが嵌合し  摺動出来きる様にガイド部Ｃの幅はスリットＣの幅より  若干狭くする。スリットＣから脱落しないように  スリットＣの幅より十分に広い幅のスライド板Ｃが２個のネジで分割体Ｃのガイド部Ｃに固定されている。分割体Ｃの円弧状凹部にスライド板Ｃの円弧状凸部を合わせてあり、スライド板Ｃの円弧状凸部の頂点と分割体Ｃのガイド部Ｃの板厚方向の高さは  クランク基板のスリットＣの有る面の厚さより若干広くして有る。スライド板Ｃの円弧状凸部以外の部分はクランク基板に対し  鋸歯状ノッチ部の係合を解く程度に動ける隙間を持って  固定されている。
【００８４】
段付きネジの頭部が立体カムの第１カム面に係合すると  スライド板Ｃの円弧状凸部を中心に回動できる構造としている。カムは半径方向に対して、概ね対称の形状として変速時の回転方向が自在にできる形状とする。
【００８５】
分割体Ａのガイド部Ｃには  角形切欠孔部があり、ここのガイド部Ｃの高さはスリットＣの設けられているクランク基板の面の厚さより低くして有る。角座金は軸Ｃの軸方向に自由に摺動できる様に、スライド板Ｃの角形切欠孔部より若干小さい外形形状としている。又、座金の外形形状はスリットＣの幅より大きな形状とする。角座金はスライド板Ｃの角形切欠孔部に嵌合し脱落しないように、段付きネジで固定され  段付きネジに挿入された圧縮コイルバネでスライド板Ｃに付勢されている。分割体Ｃは伝動部材の力で生じるモーメントが無くクランク基板に押下されていない時でも  圧縮コイルバネの力で  クランク基板の鋸歯状凹ノッチ部に  分割体Ｃの鋸歯状凸ノッチ部を押し付けているため  分割体Ｃは固定され移動することは無い。
【００８６】
立体カムが軸Ｃの半径方向内側に移動すると  カムの第１カム面に段付きネジの頭部が係合しする。段付きネジの頭部は分割体Ｃを段付きネジのバネに抗してクランク基板から離れる方向に移動する。このため、分割体Ｃはスライド板Ｃの円弧状凸部の頂点を中心に回動しクランク基板の鋸歯状凹ノッチ部と分割体Ｃの鋸歯状凸ノッチ部は  互いに乖離して係合を解かれる。
【００８７】
更に軸Ｃが回転すると、段付きネジの頭部が第１カム面に係合したまま  第４カム面に係合する。分割体ＣはスリットＣに沿い半径内側方向に移動する。図６の中央に描かれた軸Ｃの中心の下方の断面図に分割体Ａが半径方向の内側に移動して、クランク基板の鋸歯状凹ノッチ部と分割体Ｃの鋸歯状凸ノッチ部は  互いに乖離して係合を解れた状態を表す。
【００８８】
更に軸Ｃが回転すると  段付きネジ頭部は立体カムの第カム１面と第４カム面から乖離し溝部Ｃに移行する。このため、分割体Ｃは半径の内側に移動したまま、段付きネジのバネにより付勢され  分割体Ｃの鋸歯状凸ノッチ部はクランク基板鋸歯状凹ノッチ部に押し付けられ  半径方向の移動は固定される。
【００８９】
軸Ｃが更に回転して  クランク基板が１回転すると  全ての分割体Ｃの位置が内側に移動し変速装置の変速比が変えられる。
【００９０】
立体カムが軸Ｃの半径方向外側に移動すると  カムの第１カム面に段付きネジの頭部が係合しする。段付きネジの頭部は分割体Ｃを段付きネジのバネに抗してクランク基板から離れる方向に移動する。このため、分割体Ｃはスライド板Ｃの円弧状凸部の頂点を中心に回動しクランク基板の鋸歯状凹ノッチ部と分割体Ｃの鋸歯状凸ノッチ部は  互いに乖離して係合を解かれる。
【００９１】
更に軸Ｃが回転すると、段付きネジの頭部が第１カム面に係合したまま  第５カム面に係合する。分割体ＣはスリットＣに沿い半径外側方向に移動する。
【００９２】
更に軸Ｃが回転すると  段付きネジ頭部は立体カムの第カム１面と第５カム面から乖離し溝部Ｃに移行する。このため、分割体Ｃは半径の内側に移動したまま、段付きネジのバネにより付勢され  分割体Ｃの鋸歯状凸ノッチ部はクランク基板鋸歯状凹ノッチ部に押し付けられ  半径方向の移動は固定される。
【００９３】
軸Ｃが更に回転して  クランク基板が１回転すると  全ての分割体Ｃの位置が外側に移動し変速装置の変速比が変えられる。
【００９４】
分割体Ｃの固定に鋸歯状ノッチ部を使うと  半径方向の移動ピッチが細かく設定でき、複数の鋸歯状ノッチ部で力を受けるので  大きな力を受ける事ができる。しかし、鋸歯状ノッチ部でなく  方形の凹凸をかみ合わせて固定しても良いし、円形状等他の形状でも良い。
【実施例４】
【００９５】
図１２は軸Ｄの軸芯に沿った断面図である。入力軸又は出力軸  以下軸Ｄと呼称する  に出力ハブＤを設けこれに、半径方向に移動するための複数の電磁アクチエータを取り付ける。個々の電磁アクチエータは永久磁石コアの動作方向が出力ハブＤの半径方向になるように取り付けられている。
【００９６】
電磁アクチエータを通電駆動すると、永久磁石コアは半径方向の任意の位置に移動できる。
【００９７】
電磁アクチエータは公知の構造とし、ステータコアＡ，それに回巻きされたコイルＡ、ステータコアＡと電極の取り付け位相が異なるステータコアＢ、これに回巻されたコイルＢで構成され中央に永久磁石コアを設けている。個々のコイルＡ及びコイルＢは夫々直列に結線されて、駆動ハブの円筒内面に給電電極を設けて接続されている。ステータコアＡ，Ｂの中央の永久磁石コアは、円筒形の永久磁石Ａと永久磁石Ｂが互いに反発するよう同極同士を隣合わせて中央のネジでスライド板Ｄに締結されている。
【００９８】
分割体Ｄにはスライド板Ｄが取り付けられている、永久磁石コアがコイルＡ，コイルＢへの通電により半径方向に移動すると、分割体Ｄも半径方向に移動する。夫々のコイルに通電するには、円筒内面電極分に接触するスリーブＤのスリーブ電極に通電する。分割体Ｄが係合していない軸の回転位置位相位置に来た時に  スリーブ電極と円筒内面電極が接触するように、円筒内面電極の配置位相角度を決めている。
【００９９】
スリーブ電極には図示しない配線がなされ、これを通じて永久磁石コアが半径方向に移動するような電圧波形の電流を通じ駆動する。電極部は適当な方法で付勢し互いに接触している。
【０１００】
電磁アクチエータに通電するには  図示しない接点が接触し回動給電するロータリ給電機構を用いても良い。通電は電磁的に誘導トランスを用いて無接点で通電しても良い。給電器の接続が  伝動部材と分割体Ｄが係合していない軸Ｄの回転位相角位置範囲でのみ通電可能なように、センサを用いて駆動ハブの回転位相角を検知して通電を制御するように構成する。
【０１０１】
電磁アクチエータは公知のリニア式の物でも  回転式のモータやサーボモータを用い  往復運動に公知の機構を用いて変換しても良い。
【０１０２】
伝動部材の張力や軸Ｄの歪で伝達トルクを公知の方法で検知し  電磁アクチエータを動作してトルクの増大する時は  減速比を大きく  トルクの減少する時は  減速比を小さくして  入力軸Ｄのトルク変動を出来るだけ抑える  自動変速装置とすることも有効である。
【０１０３】
電磁アクチエータを用いて変速装置を構成すると、原動機を有する装置において有効である。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明の変速装置は  自転車や自動車等の運搬機以外に変速機を必要とする産業機械等  あらゆる機械の変速装置として利用できる。
【符号の説明】
【０１０５】
１    出力軸Ａ
２    プランジャ
３    スライド板
４    分割体Ａ
５    出力ハブＡ
６    スリットＡ
７    ガイド部Ａ
８    車輪ハブ
９    ラチェット機構
１０    玉軸受
１１    シリンダＡ
１２    オーリング
１３    動作流体
１４    シリンダＡ底部の孔
１５    基準円筒内面
１６    スリーブ
１７    切欠部
１８    内スリーブ
１９    ダブルＤ形
２０    突出部
２１    リザーブタンク
２２    移動ピンＡ
２３    カム
２４    第２カム面
２５    第３カム面
２６    溝部
２７    伝動部材
２８    出力軸Ｂ
２９    出力ハブＢ
３０    基準円筒内面Ｂ
３１    シリンダＢ
３２    Ａ室
３３    Ｂ室
３４    Ａ室孔
３５    Ｂ室孔
３６    Ａ開口孔
３７    Ｂ開口孔
３８    ピストン
３９    ピストン軸
４０    スリットＢ
４１    分割体Ｃ
４２    鋸歯状凸ノッチ部
４３    鋸歯状凹ノッチ部
４４    軸Ｃ
４５    スリットＣ
４６    クランク基板
４７    ガイド部Ｃ
４８    スライド板Ｃ
４９    円弧状凸部
５０    段付きネジ
５１    立体カム
５２    第カム１面
５３    第４カム面
５４    第５カム面
５５    角形切欠孔部
５６    角座金
５７    圧縮コイルバネ
５８    溝部Ｃ
５９    軸Ｄ
６０    出力ハブＤ
６１    ステータコアＡ
６２    ステータコアＢ
６３    コイルＡ
６４    コイルＢ
６５    永久磁石Ａ
６６    永久磁石Ｂ
６７    スライド板Ｄ
６８    円筒内面電極
６９    スリーブ電極
７０    分割体Ｄ
７１    シリンダエンド
７２    Ｘ
７３    Ｙ
７４    Ｚ
【図１】
2014016024.tif 000003
【図２】
2014016024.tif 000004
【図３】
2014016024.tif 000005
【図４】
2014016024.tif 000006
【図５】
2014016024.tif 000007
【図６】
2014016024.tif 000008
【図７】
2014016024.tif 000009
【図８】
2014016024.tif 000010
【図９】
2014016024.tif 000011
【図１０】
2014016024.tif 000012
【図１１】
2014016024.tif 000013
【図１２】
2014016024.tif 000014