6190800 変速機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6190800

(24)【登録日】2017年8月10日

(45)【発行日】2017年8月30日

(54)【発明の名称】変速機構

(51)【国際特許分類】

   F16H 9/24 20060101AFI20170821BHJP

   F16H 9/10 20060101ALI20170821BHJP

【ＦＩ】

   F16H9/24

   F16H9/10

【請求項の数】7

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2014-249394(P2014-249394)

(22)【出願日】2014年12月9日

(65)【公開番号】特開2016-109259(P2016-109259A)

(43)【公開日】2016年6月20日

【審査請求日】2016年3月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000231350

【氏名又は名称】ジヤトコ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092978

【弁理士】

【氏名又は名称】真田 有

(72)【発明者】

【氏名】丹下 宏司

【審査官】 塚本 英隆

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２１４３４５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開昭５６−０７６７５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ ９／２４

Ｆ１６Ｈ ９／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

動力が入力又は出力される回転軸と、前記回転軸に対して径方向に可動に支持された複数のピニオンスプロケット及び複数のガイドロッドと、前記複数のピニオンスプロケット及び前記複数のガイドロッドを前記回転軸の軸心から等距離を維持させながら前記径方向に同期させて移動させる移動機構とを有する複合スプロケットを二組と、前記二組の複合スプロケットに巻き掛けられたチェーンとを備え、前記複数のピニオンスプロケット及び前記複数のガイドロッドの何れをも囲み且つ前記複数のピニオンスプロケット及び前記複数のガイドロッドの何れにも接する円の半径である接円半径の変更によって変速比を変更する変速機構であって、
前記移動機構による前記ピニオンスプロケットの前記径方向への移動に伴って前記ピニオンスプロケットを自転させるラック＆ピニオンが備えられているとともに、
前記ラック＆ピニオンとは別個のものであって、前記ピニオンスプロケットが最小径に位置すると、前記ピニオンスプロケット又は前記ピニオンスプロケットと一体の部材に係合し、前記ピニオンスプロケットに加わる自転方向の力に対抗するストッパ部材が１種類又は複数種類備えられている
ことを特徴とする、変速機構。

【請求項2】

前記ストッパ部材は、前記回転軸の外周に装備され、前記ピニオンスプロケットの歯が係合する係合溝部を有している第１のストッパ部材として備えられている
ことを特徴とする、請求項１記載の変速機構。

【請求項3】

前記移動機構には、前記ピニオンスプロケットの前記径方向への移動時に、前記ピニオンスプロケットの自転方向への回転を規制しながら前記径方向への移動を案内する案内溝を備え、
前記ストッパ部材は、前記案内溝又は前記案内溝に沿って装備された部材に形成された第２のストッパ部材として備えられ、
前記ピニオンスプロケットを支持する支持軸に、前記ストッパ部材と係合する係合面部が固設されている
ことを特徴とする、請求項１記載の変速機構。

【請求項4】

前記移動機構には、前記ピニオンスプロケットの前記径方向への移動時に、前記ピニオンスプロケットの自転方向への回転を規制しながら前記径方向への移動を案内する案内溝を備え、
前記ストッパ部材は、
前記回転軸の外周に装備され、前記ピニオンスプロケットの歯が係合する係合溝部を有している第１のストッパ部材と、
前記案内溝又は前記案内溝に沿って装備された部材に形成された第２のストッパ部材と、の複数種類備えられ、
前記ピニオンスプロケットを支持する支持軸に、前記第２のストッパ部材と係合する係合面部が固設されている
ことを特徴とする、請求項１記載の変速機構。

【請求項5】

前記ピニオンスプロケットは、径方向位置に応じた回転位相となるように自転する自転ピニオンスプロケットを含み、
前記第１のストッパ部材の前記係合溝部のうち、前記自転ピニオンスプロケットの歯が係合する係合溝部には、自転しながら前記係合溝部に係合していく前記自転ピニオンスプロケットの歯との干渉を回避する干渉回避部が形成されている
ことを特徴とする、請求項２又は４記載の変速機構。

【請求項6】

前記ピニオンスプロケットと前記ピニオンスプロケットを支持する支持軸との間に、前記支持軸に対する前記ピニオンスプロケットの回転位相のズレを許容しながら動力を伝達する位相ズレ許容動力伝達機構を備えている
ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の変速機構。

【請求項7】

前記ストッパ部材は、前記二組の複合スプロケットのうち動力が入力される側の複合スプロケットにのみ備えられている
ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載の変速機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転軸に対して等距離を維持しながら径方向に可動に支持されて且つ一体回転するように回転軸に対して公転する複数のピニオンスプロケットとこれらに巻き掛けられたチェーンとにより動力伝達する変速機構に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、プライマリプーリとセカンダリプーリとに駆動ベルトが巻き掛けられ、各プーリの可動シーブに加える推力により各プーリと駆動ベルトとの間に発生した摩擦力を用いて動力伝達するベルト式無段変速機が、例えば車両用変速機として実用化されている。

【0003】

かかる無段変速機では、大きな動力を伝達する際に、推力を増大させて摩擦力を確保することが必要である。この際、推力発生用のオイルポンプを駆動する駆動源（エンジン又は電動モータ）の負担が増大し、これにかかる燃料消費量又は電力消費量の増加を招いてしまうおそれがあり、また、各プーリや駆動ベルトなどの耐久性を損ねるおそれがある。
そこで、上記の推力や摩擦力を用いずに、複数のピニオンスプロケットとこれらに巻き掛けられたチェーンとにより動力伝達する無段変速機構が開発されている。

【0004】

このような無段変速機構としては、回転軸に対して等距離を維持しながら径方向に可動に支持されて且つ一体回転するように回転軸に対して公転する複数のピニオンスプロケットがそれぞれ多角形の頂点をなすようにして形成された見かけ上の大スプロケット（ここでは、「複合スプロケット」と呼ぶことにする）が、入力側及び出力側のそれぞれに設けられ、これらの複合スプロケットに巻き掛けられたチェーンによって動力伝達するものが、例えば特許文献１及び特許文献２に開示されている。かかる構成のもとでは、各ピニオンスプロケットが回転軸に対して等距離を維持しながら同期して径方向に移動することで、多角形の大きさが相似的に変化することにより、変速比が変化する。

【0005】

特許文献１には、複数のピニオンスプロケットの一側に二つディスク（スピンドル）が並設され、それぞれのディスクに放射状溝が設けられ、回転軸と一体に回転する固定ディスクの放射状溝（以下、「第一放射状溝」という）と回転軸に対して回転可能な可動ディスクの放射状溝（以下、「第二放射状溝」という）とが互いに交差するように配置され、第一放射状溝と第二放射状溝とが交差する箇所に各スプロケットの軸が支持されたものが示されている。固定ディスクと可動ディスクとの相対角度（位相）が変更されると、第一放射状溝と第二放射状溝との交差箇所が径方向に移動するため、かかる交差箇所に軸支された各ピニオンスプロケットは、両ディスクの相対回転により径方向に移動される。

【0006】

さらに、特許文献１には、固定ディスク及び可動ディスクの互いに対応するそれぞれの箇所に周方向に沿う溝が形成され、これらの溝に固定ディスク及び可動ディスクの回転位相を一致させるように付勢するスプリングが設けられ、入力の大きさと出力側にかかる負荷の大きさとに応じてスプリングが伸縮し、固定ディスクに対して可動ディスクが相対的に回転されることが示されている。

【0007】

特許文献２には、各ピニオンスプロケットが取り付けられたスライドフレームに雌ネジが設けられ、この雌ネジに取り付けられる各雄ネジを回転させる動力分配装置が複数のピニオンスプロケットにより形成される多角形の中心に設けられたものが示されている。この動力分配装置により各雄ネジを同時に同数回転させることで、各スプロケットを径方向に移動させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】米国特許第７７１３１５４号

【特許文献2】特開２００２−２５０４２０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ところで、上記のように「複合スプロケット」で無段変速機を構成する場合も、一般的なベルト式無段変速機と同様に、変速比が最ＬＯＷであるとき、即ち、入力側（プライマリ側）の「複合スプロケット」が最小駆動半径で出力側（セカンダリ側）の「複合スプロケット」が最大駆動半径であるときに、入力側の「複合スプロケット」に最大トルクが加えられると、最大駆動力が発生する。

【0010】

この最大駆動力は、各ピニオンスプロケット等の動力伝達部分で受けて反力を発生しながら動力伝達を行なうことになるが、最大駆動力に耐えるようにするには、各ピニオンスプロケット等を高強度化するか、或いは、軸方向に長くして軸方向に荷重分担させることが必要になる。高強度化は大幅なコスト増を招き、しかも高強度化にも限度があり、一方、軸方向に長くすると装置の大型化を招くので、好ましくない。

【0011】

本発明は、上記のような課題に鑑み創案されたもので、複合スプロケットで変速機構を構成するものにおいて、コスト増や装置の大型化を抑制しながら、大きな駆動力を確実に伝達することができるようにした、変速機構を提供することを第１の目的とする。
なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的として位置づけることができる。

【課題を解決するための手段】

【0012】

（１）上記の目的を達成するために、本発明の変速機構は、動力が入力又は出力される回転軸と、前記回転軸に対して径方向に可動に支持された複数のピニオンスプロケット及び複数のガイドロッドと、前記複数のピニオンスプロケット及び前記複数のガイドロッドを前記回転軸の軸心から等距離を維持させながら前記径方向に同期させて移動させる移動機構とを有する複合スプロケットを二組と、前記二組の複合スプロケットに巻き掛けられたチェーンとを備え、前記複数のピニオンスプロケット及び前記複数のガイドロッドの何れもを囲み且つ前記複数のピニオンスプロケット及び前記複数のガイドロッドの何れにも接する円の半径である接円半径の変更によって変速比を変更する変速機構であって、前記移動機構による前記ピニオンスプロケットの前記径方向への移動に伴って前記ピニオンスプロケットを自転させるラック＆ピニオンが備えられているとともに、前記ラック＆ピニオンとは別個のものであって、前記ピニオンスプロケットが最小径に位置すると、前記ピニオンスプロケット又は前記ピニオンスプロケットと一体の部材に係合し、前記ピニオンスプロケットに加わる自転方向の力に対抗するストッパ部材が１種類又は複数種類備えられていることを特徴としている。

【0013】

（２）前記ストッパ部材は、前記回転軸の外周に装備され、前記ピニオンスプロケットの歯が係合する係合溝部を有している第１のストッパ部材として備えられていることが好ましい。

【0014】

（３）前記移動機構には、前記ピニオンスプロケットの前記径方向への移動時に、前記ピニオンスプロケットの自転方向への回転を規制しながら前記径方向への移動を案内する案内溝を備え、前記ストッパ部材は、前記案内溝又は前記案内溝に沿って装備された部材に形成された第２のストッパ部材として備えられ、前記ピニオンスプロケットを支持する支持軸に、前記ストッパ部材と係合する係合面部が固設されていることが好ましい。
（４）前記移動機構には、前記ピニオンスプロケットの前記径方向への移動時に、前記ピニオンスプロケットの自転方向への回転を規制しながら前記径方向への移動を案内する案内溝を備え、前記ストッパ部材は、前記回転軸の外周に装備され、前記ピニオンスプロケットの歯が係合する係合溝部を有している第１のストッパ部材と、前記案内溝又は前記案内溝に沿って装備された部材に形成された第２のストッパ部材と、の複数種類備えられ、前記ピニオンスプロケットを支持する支持軸に、前記第２のストッパ部材と係合する係合面部が固設されていることも好ましい。

【0015】

（５）前記ピニオンスプロケットは、径方向位置に応じた回転位相となるように自転する自転ピニオンスプロケットを含み、前記第１のストッパ部材の前記係合溝部のうち、前記自転ピニオンスプロケットの歯が係合する係合溝部には、自転しながら前記係合溝部に係合していく前記自転ピニオンスプロケットの歯との干渉を回避する干渉回避部が形成されていることが好ましい。

【0016】

（６）前記ピニオンスプロケットと前記ピニオンスプロケットを支持する支持軸との間に、前記支持軸に対する前記ピニオンスプロケットの回転位相のズレを許容しながら動力を伝達する位相ズレ許容動力伝達機構を備えていることが好ましい。

【0017】

（７）前記ストッパ部材は、前記二組の複合スプロケットのうち動力が入力される側の複合スプロケットにのみ備えられていることが好ましい。

【発明の効果】

【0018】

本発明の変速機構によれば、変速機構が回転トルクを伝達する時に、ピニオンスプロケットとチェーンとの間で動力伝達が行なわれ、ピニオンスプロケットには自身が自転する方向に動力伝達負荷が加わり、ピニオンスプロケットが最小径に位置した時に、ピニオンスプロケットに最も大きな動力伝達負荷が加わる。このときには、ストッパ部材がピニオンスプロケットに加わる自転方向の力に対抗するので、大きな回転トルクに対しても支障なく確実に伝達することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態にかかる変速機構の複合スプロケット及びチェーンに着目した要部を模式的に示す径方向断面図（横断面図）である。

【図2】本発明の一実施形態にかかる変速機構の複合スプロケット及びチェーンに着目した要部を模式的に示す軸方向断面図（縦断面図）である。

【図3】本発明の一実施形態にかかる変速機構の固定ディスクに着目して示す側面図である。この図３は、図２の矢視Ａ−Ａに対応している。

【図4】本発明の一実施形態にかかる変速機構の可動ディスク，支持ディスクに着目して示す側面図である。この図４は、図２の矢視Ｂ₁−Ｂ₁（実線で示す），矢視Ｂ₂−Ｂ₂（一部を二点鎖線で示す）に対応している。

【図5】本発明の一実施形態にかかる変速機構においてピニオンスプロケット等の径方向移動用の固定ディスク及び可動ディスクとこれらによって移動されるピニオンスプロケット及びガイドロッドの各支持軸とを示し、スプロケット移動機構及びロッド移動機構を説明する図であり、（ａ），（ｂ），（ｃ）の順に接円半径が大きくなっている。なお、接円半径が、最小径のものを（ａ）に示し、最大径のものを（ｃ）に示す。

【図6】本発明の一実施形態にかかる変速機構の径方向断面図である。この図６は、図２のＣ−Ｃ矢視断面図である。

【図7】本発明の一実施形態にかかる変速機構の径方向断面図である。この図７は、図２のＤ−Ｄ矢視断面図である。

【図8】本発明の一実施形態にかかる変速機構の第一カム溝及び第二カム溝を拡大して示す要部拡大図である。この図８は、図２のＥ−Ｅ矢視図である。

【図9】本発明の一実施形態にかかる変速機構のチェーン及びこれをガイドするガイドロッドの一部を取り出して模式的に示す斜視図である。

【図10】本発明の一実施形態にかかる変速機構のストッパ部材を説明する要部断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照して、本発明の変速機構にかかる実施の形態を説明する。本実施形態の変速機構は、車両用変速機に用いて好適である。なお、本実施形態では、変速機構における回転軸の軸心あるいはこの軸心に平行な方向を軸方向とし、回転軸の軸心を基準に径方向及び周方向のそれぞれを定める。

【0021】

〔一実施形態〕
以下、一実施形態にかかる変速機構について説明する。
〔１．構成〕
変速機構は、図１に示すように、二組の複合スプロケット５，５と、これらの複合スプロケット５，５に巻き掛けられたチェーン６とを備えている。なお、複合スプロケット５とは、詳細を後述する複数のピニオンスプロケット２０及び複数のガイドロッド２９が多角形（ここでは二十一角形）の頂点をなすようにして形成された見かけ上の大スプロケットを意味する。

【0022】

二組の複合スプロケット５，５のうち、一方は、入力側の回転軸１（入力軸）と同心に一体回転する一組の複合スプロケット５（図１では左方に示す）であり、他方は、出力側の回転軸１（出力軸）と同心に一体回転する複合スプロケット５（図１では右方に示す）である。これらの複合スプロケット５，５はそれぞれ同様に構成されているため、下記の説明では、主に入力側の複合スプロケット５に着目し、その構成を説明する。

【0023】

複合スプロケット５は、回転軸１と、この回転軸１に対して径方向に可動に支持された複数（ここでは三個）のピニオンスプロケット２０及び複数（ここでは十八本）のガイドロッド２９とを有している。三個のピニオンスプロケット２０は、回転軸１の軸心Ｃ₁を中心にした円周上において周方向に沿って等間隔に配置され、ピニオンスプロケット２０の相互間にはそれぞれ六本のガイドロッド２９が配置されている。

【0024】

この変速機構は、ピニオンスプロケット２０及びガイドロッド２９が多角形の頂点をなすようにして形成された見かけ上の大スプロケットの外径、即ち、複合スプロケット５の外径を変更（拡縮径）することによって変速比を変更するものである。変速比は連続的に変更することができるため、無段変速機構として構成することもできるが、段階的に変更して多段の有段変速機構として構成することもできる。

【0025】

複合スプロケット５の外径とは、複数のピニオンスプロケット２０の何れをも囲み、且つ、複数のピニオンスプロケット２０の何れにも接する円（接円）の半径（以下、「接円半径」という）に対応するものである。また、複合スプロケット５にはチェーン６が巻き掛けられるため、複合スプロケット５の外径は、複数のピニオンスプロケット２０とチェーン６との接触半径、即ち、複合スプロケット５のピッチ円の半径に対応するものともいえる。
このため、変速機構は、接円半径の変更によって変速比を変更するものといえる。
なお、図１には、入力側の接円半径が最小径であり、出力側の接円半径が最大径のものを示している。

【0026】

図１には図示省略するが、複合スプロケット５は、複数のピニオンスプロケット２０を移動させるスプロケット移動機構４０Ａと、スプロケット移動機構４０Ａに連動してピニオンスプロケット２０に含まれる自転ピニオンスプロケット２２，２３を自転駆動する機械式自転駆動機構５０と、複数のガイドロッド２９を移動させるロッド移動機構４０Ｂとを備えている（図２，図５〜図７参照）。これらについては、詳細を後述する。
以下、変速機構の構成を、複合スプロケット５及びこれに巻き掛けられるチェーン６の順に説明する。

【0027】

〔１−１．複合スプロケット〕
以下の複合スプロケット５にかかる構成の説明では、基本的な構成要素である、チェーン６に噛合うピニオンスプロケット２０，チェーン６を案内（ガイド）するガイドロッド２９，回転軸１と一体に回転する固定ディスク（第一支持部材，径方向移動用固定ディスク，自転用固定ディスク）１０，固定ディスク１０に対して相対回転可能に設けられた可動ディスク（第一支持部材）１９，固定ディスク１０と一体に回転する第一回転部１５，可動ディスク１９と一体に回転する第二回転部１６について、順に説明する。
その次に、これらの構成要素を作動させる機構類として、相対回転駆動機構３０，スプロケット移動機構４０Ａ，ロッド移動機構４０Ｂ，機械式自転駆動機構５０及びピニオンスプロケット２０に加わる自転方向の力に対抗するストッパ部材１００について、順に説明する。

【0028】

なお、固定ディスク１０，可動ディスク１９，第一回転部１５，第二回転部１６は、回転軸１の軸心Ｃ₁と同心に配設されており、ディスク１０，１９における径方向は回転軸１の径方向と一致する。

【0029】

〔１−１−１．ピニオンスプロケット〕
三個のピニオンスプロケット２０は、それぞれチェーン６と噛合って動力伝達し、回転軸１の軸心Ｃ₁周りに公転する。ここでいう「公転」とは、各ピニオンスプロケット２０が、回転軸１の軸心Ｃ₁を中心に回転することを意味する。回転軸１が回転すると、この回転に連動して各ピニオンスプロケット２０が公転する。つまり、回転軸１の回転数とピニオンスプロケット２０が公転する回転数とは等しい。なお、図１には、白抜きの矢印で反時計回りの公転方向を示している。

【0030】

これらのピニオンスプロケット２０は、自転しない一つのピニオンスプロケット（以下、「固定ピニオンスプロケット」という）２１と、この固定ピニオンスプロケット２１を基準に公転の回転位相が進角側及び遅角側のそれぞれに配置され自転可能な二つの自転ピニオンスプロケット２２，２３とから構成されている。なお、以下の説明では、固定ピニオンスプロケット２１を基準に進角側に設けられたピニオンスプロケット（進角側自転ピニオンスプロケット）を第一自転ピニオンスプロケット２２と呼び、遅角側に設けられたピニオンスプロケット（遅角側自転ピニオンスプロケット）を第二自転ピニオンスプロケット２３と呼ぶ。

【0031】

各ピニオンスプロケット２１，２２，２３は、何れも、その中心に設けられた支持軸（ピニオンスプロケット軸）２１ａ，２２ａ，２３ａに対して結合されている。ここでいう「自転」とは、各自転ピニオンスプロケット２２，２３がその支持軸２２ａ，２３ａの軸心Ｃ₃，Ｃ₄周りに回転することを意味する。なお、各支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａの軸心Ｃ₂，Ｃ₃，Ｃ₄及び回転軸１の軸心Ｃ₁は、何れも相互に平行である。

【0032】

詳細は後述するが、図２に示すように、第一自転ピニオンスプロケット２２の支持軸２２ａは、軸方向両端部２２Ａ（一方の軸方向端部のみに符号を付す）が固定ディスク１０及び可動ディスク１９に支持されている。同様に、固定ピニオンスプロケット２１及び第二自転ピニオンスプロケット２３の各支持軸２１ａ，２３ａは、軸方向両端部が固定ディスク１０及び可動ディスク１９に支持されている。

【0033】

図１に示すように、固定ピニオンスプロケット２１は、本体部２１ｂとこの本体部２１ｂの外周部全周に形成された歯２１ｃとを有する。同様に、自転ピニオンスプロケット２２，２３は、何れも本体部２２ｂ，２３ｂとこの本体部２２ｂ，２３ｂの外周部全周に突出形成された歯２２ｃ，２３ｃとを有する。
当然ながら、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３に形成される歯の形状寸法及びピッチは同一規格のものとなっている。

【0034】

詳細は図示省略するが、図１，図１０に示すように、各自転ピニオンスプロケット２２，２３において、各支持軸２２ａ，２３ａに対して自転を規制しつつ微小回転（一定範囲内での回転、ここでは±０．５歯分だけの回転）を許容して動力伝達を実現する位相ズレ許容動力伝達機構１９０が装備されている。この位相ズレ許容動力伝達機構１９０は、ピニオンスプロケット２２，２３の内周側に一体回転するように装備されたキー部材１９１と、ピニオンスプロケット２２，２３の支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａの外周側に形成されてキー部材１９１が回転方向に遊びをもって係合するキー溝１９２と、キー部材１９１がキー溝１９２の回転方向の中立位置に位置するように、キー部材１９１を回転方向の正転と逆転方向との双方から付勢する付勢部材（図示略）とを備え、回転方向の中立位置に付勢し回転を弾性的に規制する。

【0035】

この場合、自転ピニオンスプロケット２２，２３の本体部２２ｂ，２３ｂは、２２ａ，２３ａに対して微小な回転が許容されつつ動力伝達することができる。この構成を設けることによって、各自転ピニオンスプロケット２２，２３とチェーン６との噛み合い開始位置における両者の微小な位相ズレを吸収して、各ピニオンスプロケット２２，２３とチェーン６とを円滑に噛み合わせることが可能となる。なお、ここでは、固定ピニオンスプロケット２１については、ピニオンスプロケット２１の内周側に一体回転するように装備されたキー部材９１と、ピニオンスプロケット２１の支持軸２１ａの外周側に形成されてキー部材９１が回転方向にタイトに係合するキー溝９２とを備え、固定ピニオンスプロケット２１は支持軸２１ａと位相ズレすることなく回転する。この固定ピニオンスプロケット２１においても、位相ズレ許容動力伝達機構１９０を装備しても良い。

【0036】

詳細は後述するが、第一自転ピニオンスプロケット２２は、図１において、接円半径の拡径時に時計回りに自転し、接円半径の縮径時に反時計回りに自転する。一方、第二自転ピニオンスプロケット２３は、図１において、接円半径の拡径時に反時計回りに自転し、接円半径の縮径時に時計回りに自転する。
なお、第一自転ピニオンスプロケット２２と第二ピニオンスプロケット２３とは、配設箇所及び自転方向が異なるのを除いて同様に構成されるため、ここでは、第一自転ピニオンスプロケット２２に着目して説明する。

【0037】

なおまた、以下の説明で、固定ピニオンスプロケット２１，第一自転ピニオンスプロケット２２及び第二自転ピニオンスプロケット２３を区別なく用いるときには単にピニオンスプロケット２０と呼び、同様に、支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａについても区別なく用いるときには支持軸２０ａと呼ぶ。この支持軸２０ａにおいて、軸方向両端部を総括して２０Ａと呼ぶ。

【0038】

本実施形態では、図２に示すように、ピニオンスプロケット２０は、軸方向に三列の歯車２０ｇ（一箇所のみに符号を付す）を備え、これらの各列の歯車に対応してチェーン６も三本巻き掛けられている。ここでは、ピニオンスプロケット２０の三列の歯車は、スペーサ２０ｓ（一箇所のみに符号を付す）を介して互いに間隔をあけて設けられている。

【0039】

ピニオンスプロケット２０の歯車の列数は、変速機構の伝達トルクの大きさによるが、二列又は四列以上であってもよいし一列であってもよい。なお、図２は、理解容易のため模式的に示したものであり、同断面に第一自転ピニオンスプロケット２２及び後述する相対回転駆動機構３０を示し、入力側の複合スプロケット５と出力側の複合スプロケット５との間に間隔を設けて示している。

【0040】

〔１−１−２．ガイドロッド〕
図１に示すように、複数のガイドロッド２９は、チェーン６と回転軸１の軸心Ｃ₁との距離の変動（チェーン６の巻き掛け半径の変動）を小さくするように、つまり、回転軸１周りのチェーン６の軌道を可能な限り円軌道に近づけるように、チェーン６をガイドするものである。これらのガイドロッド２９は、その径方向外側の周面に当接するチェーン６の軌道をガイドする。ピニオンスプロケット２１，２２，２３及び各ガイドロッド２９は多角形（略正多角形）の形状をなすので、チェーン６は、その径方向内側のピニオンスプロケット２１，２２，２３及び各ガイドロッド２９に当接しガイドされながら多角形の形状に沿って転動する。
なお、ガイドロッド２９はそれぞれ同様に構成されるため、ここでは一つのガイドロッド２９に着目して説明する。

【0041】

図１及び図２に示すように、ガイドロッド２９は、ロッド支持軸２９ａ（図１では破線で示す）の外周に円筒状のガイド部材２９ｂが外挿されたものであり、ロッド支持軸２９ａによって支持され、ガイド部材２９ｂの外周面でチェーン６をガイドする。
このガイドロッド２９の軸方向両端部２９Ａ（一方の軸方向端部のみに符号を付す）は、ガイド部材２９ｂからロッド支持軸２９ａが軸方向に突出しており、この突出したロッド支持軸２９ａが固定ディスク１０及び可動ディスク１９に支持される。

【0042】

なお、ガイドロッド２９の本数は、十八本に限らず、これよりも多くてもよいし少なくてもよい。この場合、ガイドロッド２９は、ピニオンスプロケット２０の相互間（ここでは三箇所）に同数設けられることが好ましい。また、ガイドロッド２９を多く設けるほど複合スプロケット５を真円に近づけ、チェーン６と回転軸１の軸心Ｃ₁との距離の変動を小さくすることができる。

【0043】

しかし、この場合、パーツの増加による製造コストや重量の増加を招くおそれや後述のロッド移動機構４０Ｂの構成に起因してガイドロッド２９自体やガイドロッド２９を支持する部材の剛性や強度の低下を招くおそれがあるため、これらを考慮してガイドロッド２９の本数を設定することが好ましい。

【0044】

〔１−１−３．固定ディスク及び可動ディスク〕
固定ディスク１０及び可動ディスク１９は、複数のピニオンスプロケット２０及び複数のガイドロッド２９の軸方向両端部にそれぞれ対を成して設けられているが、ここでは一側に設けられた固定ディスク１０，可動ディスク１９に着目し、その構成を説明する。
なお、図２では、複数のピニオンスプロケット２０及び複数のピニオンスプロケット２９側から軸方向外側に向けて可動ディスク１９，固定ディスク１０の順に配置されたもの例示する。すなわち、ピニオンスプロケット２０及びピニオンスプロケット２９の軸方向外側に可動ディスク１９が隣接するものを例に挙げて説明する。

【0045】

〔１−１−３−１．固定ディスク〕
固定ディスク１０は、回転軸１と一体に形成されるか、或いは、何れも回転軸１と一体回転するように結合されている。
図３及び図５に示すように、固定ディスク１０には、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３に対応して設けられたスプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃと各ガイドロッド２９に対応して設けられたロッド用固定放射状溝１２（一箇所のみに符号を付す）との二種の固定放射状溝が形成されている。なお、図３には、白抜きの矢印で時計回りの公転方向を示している。

【0046】

スプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃには、ピニオンスプロケット２１，２２，２３の支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａが内挿されている。固定ピニオンスプロケット２１に対応するスプロケット用固定放射状溝１１ａは、固定ピニオンスプロケット２１の径方向移動を案内する溝（固定ピニオンスプロケット案内溝）といえ、同様に、第一自転ピニオンスプロケット２２に対応するスプロケット用固定放射状溝１１ｂは、第一自転ピニオンスプロケット２２の径方向移動を案内する溝といえ、第二自転ピニオンスプロケット２３に対応するスプロケット用固定放射状溝１１ｃは、第二自転ピニオンスプロケット２３の径方向移動を案内する溝といえる。このため、これらのスプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、対応するピニオンスプロケット２１，２２，２３の径方向移動経路に沿っている。

【0047】

スプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、配設箇所を除いてそれぞれ同様に構成されている。このため、スプロケット用固定放射状溝１１ａに着目して説明する。
ここでは、スプロケット用固定放射状溝１１ａが固定ディスク１０の径方向θ_sに沿う直線状に形成されている。
このスプロケット用固定放射状溝１１ａは、固定ピニオンスプロケット２１の支持軸２１ａの外径に対応する溝幅を有する。この溝幅は、支持軸２１ａの外径よりも微小に大きく設定されている。このため、スプロケット用固定放射状溝１１ａに内挿される支持軸２１ａは、干渉することなくスプロケット用固定放射状溝１１ａに沿って移動可能に構成されている。

【0048】

また、ロッド用固定放射状溝１２（一箇所のみに符号を付す）には、対応するガイドロッド２９のロッド支持軸２９ａ（一箇所のみに符号を付す）が内挿されている。ロッド用固定放射状溝１２は、それぞれ配設箇所が異なる点を除いては同様に構成されている。
ここでは、上記のスプロケット用固定放射状溝１１ａと同様に、ロッド用固定放射状溝１２が固定ディスク１０の径方向に沿う直線状に形成されている。また、ロッド用固定放射状溝１９ａは、ガイドロッド２９のロッド支持軸２９ａの外径よりも微小に大きく設定されている。このため、ロッド用固定放射状溝１９ａに内挿される支持軸２９ａは、干渉することなくロッド用固定放射状溝１９ａに沿って移動可能に構成されている。
なお、ロッド用固定放射状溝１２は、ピニオンスプロケット２０（図１参照）が何れの径方向位置にあるときでもピニオンスプロケット２０間にガイドロッド２９が等間隔に位置するように、スプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃに合わせて配設される。

【0049】

〔１−１−３−２．可動ディスク〕
図２に示すように、可動ディスク１９は、ピニオンスプロケット２０を挟んで一側及び他側のそれぞれに設けられる。これらの可動ディスク１９は、連結シャフト１９Ａで互いに連結されている。ここでは、図１に示すように、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３の相互間にそれぞれ連結シャフト１９Ａ（一箇所にのみ符号を付す）が設けられている。これにより、一側の可動ディスク１９と他側の可動ディスク１９とが一体に回転する。

【0050】

図４及び図５に示すように、可動ディスク１９（図５には破線で示す）には、スプロケット用可動放射状溝１９ａとロッド用可動放射状溝１９ｂ（何れも一箇所のみに符号を付し、図５には破線で示す）との二種の可動放射状溝が形成されている。なお、可動ディスク１９の外形は円形であり、軸方向視で固定ディスク１０の外形（円形）と一致して重合するが、便宜上、図５では固定ディスク１０の外形円よりも可動ディスク１９の外形円を縮小して二点鎖線で示している。なおまた、図４には、白抜きの矢印で時計回りの公転方向を示している。

【0051】

スプロケット用可動放射状溝１９ａのそれぞれは、上記のスプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃのそれぞれに交差して設けられる。スプロケット用可動放射状溝１９ａとスプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃとが交差する第一交差箇所ＣＰ₁（図５のそれぞれに一箇所のみ符号を付す）には、ピニオンスプロケット２１，２２，２３の各支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａが内挿される。

【0052】

スプロケット用可動放射状溝１９ａは、配設箇所を除いてそれぞれ同様に構成されている。以下の説明では、固定ピニオンスプロケット２１に対応するスプロケット用可動放射状溝１９ａに着目して説明する。
ここでは、スプロケット用可動放射状溝１９ａが外周に向かうに連れて径方向に対して周方向（ここでは公転方向に対して反対方向）に向けて傾斜して設けられている。このスプロケット用可動放射状溝１９ａは、滑らかな曲線状に形成されている。図４に示すように、スプロケット用可動放射状溝１９ａの内周側端部１９ｅは、この位相に対応する径方向θ_cに対して傾斜している。
このスプロケット用可動放射状溝１９ａは、スプロケット用固定放射状溝１１ａと同様に、支持軸２１ａの外径よりも微小に大きく設定されている。このため、スプロケット用可動放射状溝１９ａに内挿される支持軸２１ａは、干渉することなくスプロケット用可動放射状溝１９ａに沿って移動可能に構成されている。

【0053】

ロッド用可動放射状溝１９ｂは、上述したロッド用固定放射状溝１２と交差して設けられ、これらの交差箇所に各ガイドロッド２９のロッド支持軸２９ａが内挿される。なお、各ロッド用可動放射状溝１９ｂは、配設箇所が異なる点を除いては互いに同様に構成されている。
ここでは、ロッド用可動放射状溝１９ｂがスプロケット用可動放射状溝１９ａと同様に、外周に向かうに連れて径方向に対して周方向（ここでは公転方向に対して反対方向）に向けて傾斜して設けられ、滑らかな曲線状に形成されている。
このロッド用可動放射状溝１９ｂは、ロッド用固定放射状溝１２と同様に、ロッド支持軸２９ａの外径よりも微小に大きく設定されている。このため、ロッド用可動放射状溝１９ｂに内挿される支持軸１９ｂは、干渉することなくロッド用可動放射状溝１９ｂに沿って移動可能に構成されている。

【0054】

なお、図４及び図５では、スプロケット用可動放射状溝１９ａの相互間に六本のロッド用可動放射状溝１９ｂが設けられ、同径方向位置で比較したときに、各ロッド用可動放射状溝１９ｂの径方向に対する傾斜角度が公転方向に向かうに連れて大きくなるものを例示している。ここでは、ロッド用可動放射状溝１９ｂは、ピニオンスプロケット２０（図１参照）が何れの径方向位置にあるときでもピニオンスプロケット２０間にガイドロッド２９が等間隔に位置するように、スプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃに合わせて配設されている。
ただし、各ロッド用可動放射状溝１９ｂは、同径方向位置における径方向に対する傾斜角度が互いに等しく設定されていてもよい。

【0055】

〔１−１−４．第一回転部〕
図２に示すように、第一回転部１５は、固定ディスク１０と一体回転する部分、即ち、回転軸１と一体回転する部分である。ここでは、第一回転部１５が回転軸１の一部に設けられている。この第一回転部１５は、固定ディスク１０及び可動ディスク１９よりも軸方向外側に配設されている。

【0056】

図２，図７及び図８に示すように、第一回転部１５には、第一カム溝１５ａが設けられている。この第一カム溝１５ａは、回転軸１の軸方向に沿って凹設して設けられている。ここでは、第一カム溝１５ａが回転軸１の軸心Ｃ₁と平行に形成されている。図７には、第一カム溝１５ａ（一箇所のみに符号を付す）が周方向に間隔をおいて三箇所に設けられたものを例示するが、第一カム溝１５ａの形成箇所や形成個数は、周囲の構成や要求仕様等に応じて設定すればよく、種々の形状や個数のものを採用することができる。

【0057】

〔１−１−５．第二回転部〕
図２，図６及び図７に示すように、第二回転部１６は、可動ディスク１９と接続部１７を介して接続されている。なお、図６及び図７には、白抜きの矢印で反時計回りの公転方向を示している。

【0058】

まず、接続部１７について説明する。
接続部１７は、可動ディスク１９及び第二回転部１６と一体に回転し、固定ディスク１０を覆うように配設されている。この接続部１７は、固定ディスク１０の外周（径方向外側）を覆う軸方向接続部１７ａと、固定ディスク１０の軸方向外側を覆う径方向接続部１７ｂとを有する。

【0059】

接続部１７においては、可動ディスク１９と第二回転部１６との接続のうち、軸方向成分の離隔分を接続しているのが軸方向接続部１７ａであり、径方向の離隔分を接続しているのが径方向接続部１７ｂである。
軸方向接続部１７ａは、回転軸１の軸心Ｃ₁と同心に設けられるとともに軸方向に延びる円筒形状をなしている。この軸方向接続部１７ａは、図２に示すように、軸方向内側が可動ディスク１９の外周端部（外周部）１９ｔに結合され、軸方向外側が次に説明する径方向接続部１７ｂに接続されている。

【0060】

図２，図６及び図７に示すように、径方向接続部１７ｂは、径方向外側が軸方向接続部１７ａに接続され、径方向内側が第二回転部１６に接続されている。この径方向接続部１７ｂは、回転軸１の軸心Ｃ₁と同心に設けられるとともに径方向に延在する円盤から次に説明する肉抜き部１７ｃによって肉抜きされた形状をなしている。

【0061】

図６及び図７に示すように、径方向接続部１７ｂには、肉抜き部１７ｃが設けられている。この肉抜き部１７ｃは、詳細を後述する機械式自転駆動機構５０のラック５３，５４及びピニオン５１，５２に対応する箇所に形成されている。図６には、三箇所に設けられた扇形の肉抜き部１７ｃが、相互間に径方向接続部１７ｂを挟んで等間隔に設けられたものを例示している。ただし、肉抜き部１７ｃの形状や形成個数は、周囲の構成や要求仕様等に応じて設定すればよく、種々の形状や個数のものを採用することができる。

【0062】

次に、第二回転部１６について説明する。
図２，図６及び図７に示すように、第二回転部１６は、第一回転部１５の外周（径方向外側）を覆うように設けられ、回転軸１の軸心Ｃ₁と同心の円筒形状に形成されている。ここでは、図２に示すように、第二回転部１６が、可動ディスク１９の外周端部１９ｔから内周側にシフトされて軸方向に沿って設けられている。

【0063】

図２及び図８に示すように、第二回転部１６には、第二カム溝１６ａが設けられている。この第二カム溝１６ａは、第一カム溝１５ａの外周に隣接して設けられ、また、第一カム溝１５ａと交差するとともに回転軸１に沿って設けられている。なお、第二カム溝１６ａは、回転軸１の軸方向に交差するように設けられている。
なお、図７には、第二カム溝１６ａ（一箇所にのみ符号を付す）が周方向に間隔をおいて三箇所に設けられたものを例示するが、第二カム溝１６ａの形成箇所や形成個数は、第一カム溝１５ａの形成箇所や形成個数に応じて設定される。

【0064】

〔１−１−６．相対回転駆動機構〕
相対回転駆動機構３０は、上述した第一回転部１５に設けられた第一カム溝１５ａと第二回転部１６に設けられた第二カム溝１６ａとに加えて、第一カム溝１５ａと第二カム溝１６ａとが交差する第二交差箇所ＣＰ₂に配設されたカムローラ９０と、このカムローラ９０を軸方向に移動させる変速用変速用フォーク（スプロケット移動用軸方向移動部材）３５と、この変速用変速用フォーク３５を軸方向に移動させる軸方向移動機構３１とを備えている。

【0065】

以下、カムローラ９０，変速用変速用フォーク３５，軸方向移動機構３１の順に説明する。
図２及び図７に示すように、カムローラ９０は、円柱状に形成されている。このカムローラ９０は、回転軸１の軸心Ｃ₁に直交する方向に沿った軸心を有し、第一カム溝１５ａと第二カム溝１６ａとが交差する第二交差箇所ＣＰ₂（何れも一箇所にのみ符号を付す）に挿通されている。このため、カムローラ９０は、回転軸１の回転に連動して回転軸１の軸心Ｃ₁を中心に回転する。なお、カムローラ９０の外周には、第一カム溝１５ａに対応する箇所にベアリング９１ａが外嵌され、第二カム溝１６ａに対応する箇所にベアリング９１ｂが外嵌されている。

【0066】

カムローラ９０の一端部９０ａは、第二交差箇所ＣＰ₂から径方向外側に突出されて設けられている。
なお、図示省略するが、カムローラ９０は、カム溝１５ａ，１６ａから脱落しないように、適宜の抜け止め加工が施されている。かかる抜け止め加工としては、例えばカムローラ９０の他端部に頭部を設けることや抜け止めピンを追加し、カムローラ９０が軸方向に移動可能であって径方向に移動しないようにすることが挙げられる。

【0067】

変速用変速用フォーク３５は、二組の複合スプロケット５，５に跨って設けられている。この変速用変速用フォーク３５は、各複合スプロケット５，５に対応して設けられた円環状のカムローラ支持部３５ａ（一側にのみ符号を付す）と、各カムローラ支持部３５ａを連結するブリッジ部３５ｂとを有する。カムローラ支持部３５ａの内周側には、上記の第一回転部１５及び第二回転部１６が配設されている。
なお、変速用変速用フォーク３５は、ディスク１０，１９に対して平行なプレート状の部材であって、チェーン６を基準としたときのディスク１０，１９に対して軸方向外側に並設されている。

【0068】

カムローラ支持部３５ａには、内周側の全周にわたって溝部３５ｃが凹設されている。
溝部３５ｃは、カムローラ９０の突出長さに対応する深さを有し、カムローラ９０の一端部９０ａを収容している。すなわち、溝部３５ｃは、径方向長さがカムローラ９０の突出長さの円環状空間を有するものといえる。

【0069】

この溝部３５ｃには、カムローラ９０と転がり接触しうる転動体３５ｄ（一箇所にのみ符号を付す）が設けられている。この転動体３５ｄは、回転軸１の軸心Ｃ₁を中心に回転するカムローラ９０が溝部３５ｃの側壁に接触したときにカムローラ９０が軸心周りに回転することを抑制するために設けられている。すなわち、溝部３５ｃの側壁を形成するカムローラ支持部３５ａに、転動体３５ｄが配設されている。ここでは、複数の転動体３５ｄが溝部３５ｃの全周にわたって配設されている。なお、図２及び図７には、転動体３５ｄとしてニードルベアリングを例示するが、これに替えて、ボールベアリングを用いてもよい。

【0070】

軸方向移動機構３１は、変速用変速用フォーク３５を軸方向に移動するために、モータ３２と、モータ３２の出力軸３２ａの回転運動を直線運動に切り替える運動変換機構３３と、変速用変速用フォーク３５を支持するとともに運動変換機構３３によって直線運動されるフォーク支持部３４とを備えている。なお、モータ３２としては、ステッピングモータを用いることができる。

【0071】

以下、図２及び図７を参照して、軸方向移動機構３１について、フォーク支持部３４，運動変換機構３３の順に説明する。
フォーク支持部３４は、モータ３２の出力軸３２ａと同心の筒軸を有する円筒状に形成されている。このフォーク支持部３４には、モータ３２の出力軸３２ａが内挿されている。
また、フォーク支持部３４は、内周にモータ３２の出力軸３２ａに形成された雄ネジ部３２ｂに螺合する雌ネジ部３４ａが螺設され、外周に変速用変速用フォーク３５のブリッジ部３５ｂと係合するフォーク溝３４ｂが凹設されている。

【0072】

フォーク溝３４ｂは、変速用変速用フォーク３５のブリッジ部３５ｂの厚み（軸方向長さ）に対応する幅（軸方向長さ）に形成されている。このフォーク溝３４ｂにはブリッジ部３５ｂの中間部（二つの複合スプロケット５，５の間）が嵌入され、フォーク支持部３４と変速用変速用フォーク３５のブリッジ部３５ｂとが一体に結合される。

【0073】

運動変換機構３３は、出力軸３２ａの雄ネジ部３２ｂと、フォーク支持部３４の雌ネジ部３４ａとを有する。出力軸３２ａが回転すると、雄ネジ部３２ｂと雌ネジ部３４ａとの螺合によって、雌ネジ部３４ａが形成されたフォーク支持部３４が軸方向に移動される。すなわち、軸方向移動機構３１は、モータ３２の回転運動を運動変換機構３３によって直線運動に変換し、この直線運動でフォーク支持部３４を軸方向に直線運動させる。
上記の変速用フォーク３５，軸方向移動機構３１を含む相対回転駆動機構３０は、ピニオンスプロケット２１，２２，２３から軸方向にシフトして設けられている。

【0074】

以下、相対回転駆動機構３０による可動ディスク１９の固定ディスク１０に対する相対回転駆動について説明する。
軸方向移動機構３１によってフォーク支持部３４が軸方向に直線運動されると、フォーク支持部３４に結合された変速用フォーク３５が一体に軸方向に移動し、この移動にともなってカムローラ９０も軸方向に移動される。

【0075】

第一カム溝１５ａと第二カム溝１６ａとが交差する第二交差箇所ＣＰ₂に配設されるカムローラ９０が軸方向に移動されると、第二交差箇所ＣＰ₂も軸方向に移動する。第一カム溝１５ａが設けられた第一回転部１５は回転軸１及び固定ディスク１０と一体回転するため、第二交差箇所ＣＰ₂が軸方向に移動すると、第一回転部１５に対して第二カム溝１６ａが設けられた第二回転部１６が相対的に回転される。

【0076】

第二回転部１６は可動ディスク１９と一体回転し、第一回転部１０は固定ディスク１０と一体回転するので、第一回転部１５に対して第二回転部１６が相対回転されると、固定ディスク１０に対して可動ディスク１９が相対的に回転される。

【0077】

固定ディスク１０に対して可動ディスク１９が相対回転駆動されると、移動機構４０Ａ及び４０Ｂにかかる説明で後述するように、固定ディスク１０に設けられたスプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃと可動ディスク１９に設けられたスプロケット用可動放射状溝１９ａとが交差する第一交差箇所ＣＰ₁が径方向に移動される。
このように、相対回転駆動機構３０は、軸方向移動機構３１によって可動ディスク１９を固定ディスク１０に対して相対回転駆動して、第一交差箇所ＣＰ₁を径方向に移動させる。

【0078】

〔１−１−７．スプロケット移動機構及びロッド移動機構〕
次に、図２及び図５を参照して、スプロケット移動機構４０Ａ及びロッド移動機構４０Ｂを説明する。
スプロケット移動機構４０Ａは、複数のピニオンスプロケット２０を移動対象とし、また、ロッド移動機構４０Ｂは、複数のガイドロッド２９を移動対象としている。
これらの移動機構４０Ａ，４０Ｂは、各移動対象（複数のピニオンスプロケット２０，複数のガイドロッド２９）を回転軸１の軸心Ｃ₁から等距離を維持させながら径方向に同期して移動させるものである。

【0079】

スプロケット移動機構４０Ａは、ピニオンスプロケット２１，２２，２３のそれぞれに設けられた支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａが内挿されるスプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃが形成された固定ディスク１０と、スプロケット用可動放射状溝１９ａが形成された可動ディスク１９と、相対回転駆動機構３０（図２及び図７参照）とから構成されている。

【0080】

また、ロッド移動機構４０Ｂは、ロッド支持軸２９ａが内挿されるロッド用固定放射状溝１２が形成された固定ディスク１０と、ロッド用可動放射状溝１９ｂが形成された可動ディスク１９と、相対回転駆動機構３０とから構成されている。
このように、それぞれの移動機構４０Ａ，４０Ｂの構成は、各移動対象の支持軸が異なるだけで、その他の構成は同様である。

【0081】

次に、図５（ａ）〜図５（ｃ）を参照して、移動機構４０Ａ及び４０Ｂによる移動を説明する。
図５（ａ）は、放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１９ａにおけるピニオンスプロケット２１，２２，２３（図１及び図２等参照）の支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａと放射状溝１２，１９ｂにおけるロッド支持軸２９ａとが回転軸１の軸心Ｃ₁から最も近い位置に位置するものを示す。この場合、相対回転駆動機構３０（図２参照）により可動ディスク１９の回転位相を固定ディスク１０に対して変更すると、図５（ｂ），図５（ｃ）の順に、スプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃとスプロケット用可動放射状溝１９ａとが交差する第一交差箇所ＣＰ₁と、ロッド用固定放射状溝１２とロッド用可動放射状溝１９ｂとの交差箇所とが、回転軸１の軸心Ｃ₁から遠ざかる。すなわち、これらの交差箇所に支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａ，２９ａを支持されたピニオンスプロケット２０及びガイドロッド２９は、回転軸１の軸心Ｃ₁から等距離を維持しながら径方向に同期して移動される。

【0082】

一方、相対回転駆動機構３０によって可動ディスク１９の回転位相の変更方向を上記の方向と反対にすれば、ピニオンスプロケット２０及びガイドロッド２９は回転軸１の軸心Ｃ₁に近づく。
スプロケット移動機構４０Ａによりピニオンスプロケット２０が移動されると、ピニオンスプロケット２０の相互間の距離が変わることにより、チェーン６に対してピニオンスプロケット２０の位相ズレが発生してしまう。そこで、かかる位相ズレを解消するために、機械式自転駆動機構５０が装備されている。

【0083】

〔１−１−８．機械式自転駆動機構〕
次に、図２及び図６を参照して、機械式自転駆動機構５０を説明する。ここでは、機械式自転駆動機構５０がピニオンスプロケット２０を挟んで対称に構成されるため、一側（図２の上方側）の構成に着目して説明する。
機械式自転駆動機構５０は、上記したように、自転ピニオンスプロケット２２，２３を回転させ、チェーン６に対するピニオンスプロケット２０間の位相ズレを解消するように自転ピニオンスプロケット２２，２３をスプロケット移動機構４０Ａと連動して機械的に自転駆動するものである。言い換えれば、機械式自転駆動機構５０は、スプロケット移動機構４０Ａによる複数のピニオンスプロケット２０の径方向移動に伴って、チェーン６に対する複数のピニオンスプロケット２０の位相ズレを解消するように自転ピニオンスプロケット２２，２３をスプロケット移動機構４０Ａと連動して自転駆動するものである。
ただし、機械式自転駆動機構５０は、径方向移動時の固定ピニオンスプロケット２１を自転させない構成も有している。

【0084】

まず、機械式自転駆動機構５０について、固定ピニオンスプロケット２１（図１参照）を自転させないための構成を説明する。
図６に示すように、固定ピニオンスプロケット２１の支持軸２１ａは、固定ディスク１０のスプロケット用固定放射状溝１１ａに挿通されている。この支持軸２１ａには、案内部材５９が一体的に結合されている。

【0085】

案内部材５９は、スプロケット用固定放射状溝１１ａに内挿されて径方向に案内される。この案内部材５９は、径方向の所定長さにわたってスプロケット用固定放射状溝１１ａに接触するように対応する形状に形成されている。このため、固定ピニオンスプロケット２１を自転させるような回転力が作用したときには、案内部材５９は、スプロケット用固定放射状溝１１ａに対して回転力を伝達するとともに、この回転力の反作用（抗力）で固定ピニオンスプロケット２１を固定するものといえる。すなわち、案内部材５９は、スプロケット用固定放射状溝１１ａにおいて径方向に摺動可能であって回り止め機能を有する形状に形成されている。なお、ここでいう所定長さとは、固定ピニオンスプロケット２１を自転させるような回転力の抗力が確保可能な長さである。

【0086】

図６では、スプロケット用固定放射状溝１１ａが径方向に長手方向を有する矩形状に形成されており、この矩形状よりも小さい矩形状に形成された案内部材５９を例示している。
また、スプロケット用固定放射状溝１１ａの内壁に接する案内部材５９の側壁、特に案内部材５９の四隅に、ベアリングを装着すれば、案内部材５９のよりスムーズな摺動を確保することができる。

【0087】

次に、機械式自転駆動機構５０について、自転ピニオンスプロケット２２，２３を自転駆動するための構成について説明する。
機械式自転駆動機構５０は、自転ピニオンスプロケット２２，２３の支持軸２２ａ，２３ａのそれぞれと一体回転するように固設されたピニオン５１，５２と、ピニオン５１，５２のそれぞれに対応して噛合するように設けられたラック５３，５４と、を有する。

【0088】

ピニオン５１，５２は、自転ピニオンスプロケット２２，２３の各支持軸２２ａ，２３ａにおける軸方向両端部にそれぞれ設けられている。かかるピニオン５１，５２にそれぞれ対応するラック５３，５４は、スプロケット用固定放射状溝１１ｂ，１１ｃの延在方向に沿って固設されている。

【0089】

なお、以下の説明では、第一自転ピニオンスプロケット２２のピニオン（進角側ピニオン）５１を第一ピニオン５１と呼び、この第一ピニオン５１と噛合するラック（進角側ラック）５３を第一ラック５３と呼んで区別する。同様に、第二ピニオンスプロケット２３のピニオン（遅角側ピニオン）５２を第二ピニオン５２と呼び、この第二ピニオン５２と噛合するラック（遅角側ラック）５４を第二ラック５４と呼ぶ。

【0090】

図６に示すように、第一ラック５３は、第一ピニオン５１に対して公転方向基準で遅角側に配置される。逆に、第二ラック５４は、第二ピニオン５２に対して公転方向基準で進角側に配置される。このため、ピニオン５１，５２及びラック５３，５４は、ピニオン５１，５２が拡径方向又は縮径方向に移動されると、ピニオン５１，５２はこれに噛合するラック５３，５４によって互いに逆方向に回転されるように配設されている。

【0091】

すなわち、機械式自転駆動機構５０は、スプロケット移動機構４０Ａにより移動されたピニオンスプロケット２０の径方向位置に応じて、自転ピニオンスプロケット２２，２３の自転にかかる回転位相を設定するものである。つまり、機械式自転駆動機構５０によって、ピニオンスプロケット２０の径方向位置と自転ピニオンスプロケット２２，２３の自転にかかる回転位相とは一対一の対応関係となる。
このように、機械式自転駆動機構５０は、固定ピニオンスプロケット２１が自転しないように案内し、自転ピニオンスプロケット２２，２３が自転するように案内する。

【0092】

なお、ピニオン５１，５２に対するラック５３，５４の位置関係が異なる点を除いては、第一ピニオン５１と第二ピニオン５２とは同様に構成され、また、第一ラック５３と第二ラック５４とは同様に構成されている。
なおまた、第一自転ピニオンスプロケット２２には、前述の位相ズレ許容動力伝達機構に代えて、その支持軸２２ａと第一ピニオン５１との間に皿ばねが介装されていてもよい。この皿ばねによれば、支持軸２２ａと第一ピニオン５１との微小な回転を許容しつつ相対回転を規制することで、変速比の変更中に発生しうる第一自転ピニオンスプロケット２２とチェーン６との噛合時のショック（衝撃）を吸収する。この皿ばねは、固定ピニオンスプロケット２１及び第二自転ピニオンスプロケット２３のそれぞれにも同様に備えられていてもよい。

【0093】

〔１−１−９．ストッパ部材〕
図１，図１０に示すように、回転軸１の外周には、ピニオンスプロケット２１，２２，２３に加わる自転方向の力に対抗するメカニカルストッパ（ストッパ部材）１００が固設されている。このメカニカルストッパ１００は、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３が最も回転軸１に接近した最小径位置に来ると、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３の歯２１ｃ，２２ｃ，２３ｃのうち、回転軸１の方向に突出した歯群１２１，１２２，１２３が係合する係合溝部１０１，１０２，１０３を有している。

【0094】

なお、図１０に拡大して示す係合溝部１０２を例に説明すると、係合溝部１０２は、中央の溝部１１１と、その両外側の山部１１２と、山部１１２の両外側に形成される半溝部１１３とをそなえている。歯群１２２は、中央の溝部１１１に嵌入する歯１３１と、半溝部１１３に片半部のみ嵌入する歯１３２とを合わせた３個からなる。以下、歯群１２１，１２２，１２３については、単に、歯１２１，１２２，１２３とも呼ぶ。図１０においては、係合溝部１０１，１０２，１０３と歯群１２１，１２２，１２３とが隙間を空けて記述されているが、これは、両者を個々に把握しやすいようにしたもので、実際上は、両者の主要な面同士は隙間なく接触する。

【0095】

固定ピニオンスプロケット２１は自転しないため、固定ピニオンスプロケット２１の径方向位置によらず歯１２１の回転方向位相は常時一定であり、この固定ピニオンスプロケット２１の歯１２１が係合する係合溝部１０１は、歯１２１の凸形状及び凹形状に合わせた凹形状及び凸形状に形成される。ただし、係合溝部１０１は、製造誤差や動力伝達時の各部の微小な弾性変形等に由来した歯１２１の位相ズレ等を考慮して、山部１１２の頭部両側を僅かに且つ滑らかに除去し、係合溝部１０１に歯１２１が円滑に進入できるようにすることが好ましい。

【0096】

一方、自転ピニオンスプロケット２２，２３は自転しながら最小径位置に来るため、自転ピニオンスプロケット２２，２３の径方向位置に応じて歯１２２，１２３の回転方向位相は変化する。したがって、歯１２２，１２３は回転方向位相を変えながら係合溝部１０２，１０３へ進入する。したがって、係合溝部１０２，１０３は、その形状を歯１２２，１２３の凸形状に相似するように形成したら、歯１２２，１２３の進入時に歯１２２，１２３と干渉してしまう。

【0097】

自転ピニオンスプロケット２２，２３が最小径位置に移動する際の歯１２２，１２３は、図１０に二点鎖線で示す状態から破線で示す状態を経て実線で示す係合状態となる。この時の歯１２２，１２３の動き（位相変化）常に一定であり、係合溝部１０２，１０３の一側（図１０に拡大して示す係合溝部１０２の場合上方側）から係合溝部１０２，１０３内に進入する。
そこで、係合溝部１０２，１０３の各一側には、最小径位置に移動する際の歯１２２，１２３の軌跡に合わせ、その入口部の一側の山部１１２の一部を除去した干渉回避部１０４が形成され、歯１２２，１２３が進入する際に係合溝部１０２，１０３と干渉しないようになっている。なお、固定ピニオンスプロケット２１の歯１２１が係合する係合溝部１０１の場合、干渉回避部１０４は不要であり、拡大図においては一側を除去しない二点鎖線で示す山部１１２の形状に形成される。

【0098】

なお、これらの係合溝部１０２，１０３についても、製造誤差や動力伝達時の各部の微小な弾性変形等に由来した歯１２２，１２３の位相ズレ等を考慮して、これらの干渉回避部１０４も含めて、山部１１２の頭部両側を僅かに且つ滑らかに除去し、係合溝部１０２，１０３に歯１２２，１２３が円滑に進入できるようにすることが好ましい。

【0099】

また、位相ずれ許容動力伝達機構１９０が装備されている自転ピニオンスプロケット２２，２３については、メカニカルストッパ１００の係合溝部１０２，１０３を、自転ピニオンスプロケット２２，２３の支持軸２０ａに対する中立位置の位相に合わせて配置する。自転ピニオンスプロケット２２，２３は、最小径位置に移動する途中では、位相ずれ許容動力伝達機構１９０の機能を適宜利用するが、最小径位置では、中立位置の位相となって係合溝部１０２，１０３と係合する。

【0100】

〔１−２．チェーン〕
次に、チェーン６について説明する。
図９に示すように、ガイドロッド２９にガイドされるチェーン６は、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３の歯車の列数（ここでは三列）に対応する本数が設けられている。ここでは、第一チェーン６Ａ，第二チェーン６Ｂ及び第三チェーン６Ｃの三本が設けられている。

【0101】

これらのチェーン６Ａ，６Ｂ，６Ｃは、動力伝達方向に位相をずらすように互いにピッチをずらしてピニオンオンスプロケット２０に巻き掛けられている。ここでは、１／３ピッチだけ互いのピッチをずらしている。これに対応して、各チェーン６Ａ，６Ｂ，６Ｃに噛合するピニオンスプロケット２０の各歯２１ｃ，２２ｃ，２３ｃ（以下、これらを区別せずに示すときには「歯２０ｃ」という）の位相もずらして配置されている。
なお、チェーン６Ａ，６Ｂ，６Ｃは、配設ピッチ以外は同様に構成される。

【0102】

また、変速機構の伝達トルクによっては二本又は四本以上のチェーン６が用いられるが、この場合には「１／チェーンの本数」ピッチだけ各チェーンのピッチをずらして設けられるのが好ましい。

【0103】

〔２．作用及び効果〕
本発明の一実施形態にかかる変速機構は、上述のように構成されるため、以下のような作用及び効果を得ることができる。

【0104】

各ピニオンスプロケット２１，２２，２３が回転軸１の軸心Ｃ₁に最も接近する最小径位置に来ると、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３の歯２１ｃ，２２ｃ，２３ｃや支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａ等が伝達する駆動力は最大になる。そこで、大きなトルクを伝達するには、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３の歯２１ｃ，２２ｃ，２３ｃや支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａ等を伝達する駆動力に耐えうるように、各ピニオンスプロケット等を高強度化するか、或いは、軸方向に長くして軸方向に荷重分担させる等により、剛性や強度を向上させることが必要になる。

【0105】

これに対し、本変速機構では、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３が最小径位置に来ると、メカニカルストッパ１００の係合溝部１０１，１０２，１０３に、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３の歯１２１ｃ，１２２ｃ，１２３ｃが係合して、伝達するトルクの一部が各歯１２１ｃ，１２２ｃ，１２３ｃ及びメカニカルストッパ１００を通じて、回転軸１に直接伝達されるので、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３のチェーン６と係合する歯２１ｃ，２２ｃ，２３ｃや支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａ等の駆動力伝達負担が軽減され、これらの剛性や強度を向上させることなく、或いは剛性や強度を僅かに向上させるだけで、したがってコスト増や装置の大型化を抑えながら、大きな駆動力を支障なく伝達することができるようになる。

【0106】

特に、本変速機構を車両に適用すると、最大変速比で最大トルクが加えられて発進することになるが、この場合、入力側の複合スプロケット５では最大駆動力を伝達することになる。。一方、出力側の複合スプロケット５が最小駆動径となる場合は、変速比が最小となり、同出力側スプロケット５にはさほど大きなトルクは加わらない。そこで、入力側の複合スプロケット５にのみ、メカニカルストッパ１００を装備するようにしても良い。

【0107】

なお、本変速機構を車両に適用した場合、車両の後退駆動時には、変速比を最ローに固定すれば、メカニカルストッパ１００を有効に使用できる。
また、車両の前進駆動時に、駆動力を抜かずに最ローに変速する場合、メカニカルストッパ１００の係合溝部１０１，１０２，１０３に、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３の歯１２１ｃ，１２２ｃ，１２３ｃを格納する際は、チェーン６と噛んでいない自転ピニオンスプロケット２２，２３は位相ズレ許容動力伝達機構１９０の±０．５歯分の位相ズレ許容機能を適宜活かし、チェーン６と噛んでトルクを伝達している自転ピニオンスプロケット２２，２３は、+０．５歯のキー部材１９１の固定端で、ピニオンスプロケット２２，２３の歯２２ｃ，２３ｃをメカニカルストッパ１００に噛ませて、機械式自転駆動機構５０のラック&ピニオンとメカニカルストッパ１００の両方で駆動力を受けるようにすることができる。

【0108】

一方、車両の前進駆動時に、一旦、駆動力を抜いて最ローに変速する場合、チェーン６と噛んでいてもいなくても、位相ズレ許容動力伝達機構１９０の±０．５歯分の位相ズレ許容機能を活かして、最ローでピニオンスプロケット２２，２３の歯２２ｃ，２３ｃをメカニカルストッパ１００に噛ませてメカニカルストッパ１００のみで駆動力を受けるようにすることもできる。なお、最ロー以外は、入力側と出力側の機械式自転駆動機構５０のラック&ピニオンにて、ピニオンスプロケット２２，２３の反力を分担することができる。

【0109】

〔その他〕
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。上述した一実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、適宜組み合わせてもよい。

【0110】

例えば、ピニオンスプロケット２０の径方向への移動時にピニオンスプロケット２０の自転方向への回転を規制しながら径方向への移動を案内するスプロケット移動機構４０Ａのスプロケット用固定放射状溝（案内溝）１１ａ〜１１ｃや、機械式自転駆動機構５０のラック５３，５４のように、スプロケット用固定放射状溝に沿って装備された部材に、メカニカルストッパを装備し、この一方で、ピニオンスプロケット２０の支持軸２０ａの側にメカニカルストッパに係合する係合面部を固設し、これらのメカニカルストッパと係合面部との係合によって、トルク伝達時に、ピニオンスプロケット２０の支持軸２０ａをサポートしても良い。

【0111】

例えば、図６に二点鎖線で示すように、ラック５３，５４の一端又は両端を延長し、ピニオンスプロケット２０の最小径の位置や最大径の位置に応じた、ピニオン５１，５２の最小径位置や最大径位置で、ピニオン５１，５２の何れかの歯（係合面部）が当接する当接面を有するメカニカルストッパ１００ａ〜１００ｄを形成し、ピニオン５１，５２の歯がメカニカルストッパ１００ａ〜１００ｄの当接面に当接することで、トルク伝達時に、ピニオンスプロケット２０の支持軸２０ａをサポートしても良い。

【0112】

同様に、図６に二点鎖線で示すように、案内部材５９の最小径位置や最大径位置で、案内部材５９の側壁が当接する当接面を有するメカニカルストッパ１００ｅ，１００ｆを固定ディスク１０に形成し、案内部材５９の側壁（係合面部）がメカニカルストッパ１００ｅ，１００ｆの当接面に当接することで、トルク伝達時に、ピニオンスプロケット２０の支持軸２０ａをサポートしても良い。この場合当然ながら、案内部材５９はメカニカルストッパ１００ｅ，１００ｆと当接しうるように軸方向に延設される。

【0113】

なお、ピニオンスプロケット２０の最大径位置にメカニカルストッパを装備する場合も効果はある。例えば、変速比が最ローで最大トルクが入力されたときに、入力側の複合スプロケット５の最大の駆動力が加わり、この最大の駆動力がチェーン６を介して出力側の複合スプロケット５の各ピニオンスプロケット２０に加わるため、これらのピニオンスプロケット２０やその支持軸２０ａにも大きな負荷が加わる。メカニカルストッパを通じてこの負荷を軽減できるので、特に出力側の複合スプロケット５に適用すると有効である。

【0114】

これらのメカニカルストッパ１００ａ〜１００ｆ等の全て又は一部を選択し、上記実施形態のメカニカルストッパ１００に加えて装備しても良く、或いはメカニカルストッパ１００に替えて装備しても良い。

【符号の説明】

【0115】

１ 回転軸
５ 複合スプロケット
６ チェーン
１０ 固定ディスク（第一支持部材，径方向移動用固定ディスク，自転用固定ディスク）
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ スプロケット用固定放射状溝（固定ピニオンスプロケット案内溝）
１２ ロッド用固定放射状溝
１５ 第一回転部
１５ａ 第一カム溝
１６ 第二回転部
１６ａ 第二カム溝
１７ 接続部
１９ 可動ディスク（第一支持部材，径方向移動用可動ディスク）
１９ａ スプロケット用可動放射状溝
２０ ピニオンスプロケット
２１ 固定ピニオンスプロケット
２２ 第一自転ピニオンスプロケット（進角側自転ピニオンスプロケット）
２３ 第二自転ピニオンスプロケット（遅角側自転ピニオンスプロケット）
２０ａ，２１ａ，２２ａ，２３ａ 支持軸
２１ｃ，２２ｃ，２３ｃ ピニオンスプロケット２１，２２，２３の歯
２９ ガイドロッド
３０ 相対回転駆動機構
３１ 軸方向移動機構
３２ モータ
３３ 運動変換機構
３４ フォーク支持部
３５ 変速用フォーク（スプロケット移動用軸方向移動部材）
４０Ａ スプロケット移動機構
４０Ｂ ロッド移動機構
５０ 機械式自転駆動機構
５１ 第一ピニオン（進角側ピニオン）
５２ 第二ピニオン（遅角側ピニオン）
５３ 第一ラック（進角側ラック）
５４ 第二ラック（遅角側ラック）
９０ カムローラ
１００，１００ａ〜１００ｆ メカニカルストッパ（ストッパ部材）
１０１，１０２，１０３ 係合溝部
１０４ 干渉回避部
１１１ 溝部
１１２ 山部
１１３ 半溝部
１２１，１２２，１２３ 係合溝部１０１，１０２，１０３と係合する歯群
１９０ 位相ずれ許容動力伝達機構
Ｃ₁，Ｃ₂，Ｃ₃，Ｃ₄ 軸心
ＣＰ₁ 第一交差箇所
ＣＰ₂ 第二交差箇所
θ_S，θ_C 径方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】