JP5960733B2 - 無段変速機構 - Google Patents
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Description
本発明は、回転軸に対して等距離を維持しながら径方向に可動に且つ一体回転（回転軸周りの公転）するように支持されて回転軸の軸心に対して公転する複数のピニオンスプロケット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に関するものである。
従来、プライマリプーリとセカンダリプーリとに駆動ベルトが巻き掛けられ、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。
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。
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、上記の推力や推力による摩擦力を用いずに、複数のピニオンスプロケットとこれ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。
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且つ一体回転するように支持されて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挙げられる。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。
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且つ一体回転するように支持されて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挙げられる。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。
このような無段変速機構における変速時には、ピニオンスプロケット間の距離が変化することにより、ピニオンスプロケット間でチェーン長の過不足が発生し、チェーンの弛み又は突張りが発生してしまう。このようなチェーン長の過不足を回避しなくては、各ピニオンスプロケットを径方向に移動させることができず、変速比を変更することができない。
これに関し、以下の特許文献１及び特許文献２に例示される技術が開発されている。
これに関し、以下の特許文献１及び特許文献２に例示される技術が開発されている。
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、一方のディスクの放射状溝（以下、「第一放射状溝」という）と他方の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。一方のディスクと他方の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する。
この特許文献１には、チェーンのトルク伝達による力が作用すると係合してピニオンスプロケットをその軸と一体に回転可能にし、チェーンのトルク伝達がなされずかかる力が解除されると係合を遮断してピニオンスプロケットをその軸に対して自由回転可能にする所定の機構（ここでは「所定機構」という）がピニオンスプロケットに内蔵されていることが示されている。所定機構が係合状態であれば動力伝達が可能となり、また、所定機構が遮断状態であれば各ピニオンスプロケットの径方向移動が可能となる。さらに、所定機構を作動させるためのチェーンの張力を与えるチェーンテンショナーが設けられている。
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機構が設けられたものが示されている。この動力分配機構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。
この特許文献２には、一方向の回転を許容し他方向の回転を禁止する所謂ワンウェイクラッチのような逆転防止装置が各ピニオンスプロケットに設けられることが示されている。この逆転防止装置により、各ピニオンスプロケットの径方向の位置が変更されるときのチェーン長の過不足分を調整することができるとしている。
この特許文献２には、一方向の回転を許容し他方向の回転を禁止する所謂ワンウェイクラッチのような逆転防止装置が各ピニオンスプロケットに設けられることが示されている。この逆転防止装置により、各ピニオンスプロケットの径方向の位置が変更されるときのチェーン長の過不足分を調整することができるとしている。
ところで、上記のような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無段変速機構の場合、ピニオンスプロケットは、回転軸に対して公転するので、チェーンと噛み合う状態とチェーンから離隔する状態とを繰り返す。しかも、変速比を変更する際には、ピニオンスプロケットの歯とチェーンのリンク溝との位相がずれてしまう。この位相ずれが大きくなると、ピニオンスプロケットがチェーンとの噛み合いを開始する際に、ピニオンスプロケットの歯がチェーンのリンクに当たって歯飛びするおそれがある。
つまり、上述の特許文献１，２の技術のように、変速比を変更する際にチェーン長の過不足を回避しようとするには、チェーンの過不足に追従するようにピニオンスプロケットを自転させることが必要になるが、ピニオンスプロケットがチェーンから離隔すると、ピニオンスプロケットをチェーンの過不足に追従させることができない。このため、ピニオンスプロケットの歯とチェーンのリンク溝との位相ずれが生じて、噛み合い開始時に、歯飛びするおそれがある。
本発明は、上記の課題に鑑み創案されたもので、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無段変速機構において、ピニオンスプロケットがチェーンとの噛み合いを開始する際に、ピニオンスプロケットの歯とチェーンのリンク溝との位相ずれによる歯飛びが発生しないようした、無段変速機構を提供することを目的とする。
（１）本発明の無段変速機構は、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且つ一体に公転するように支持された複数のピニオンスプロケットと、前記複数のピニオンスプロケットを前記回転軸の軸心から等距離を維持させながら径方向に同期させて移動させるスプロケット移動機構とを有する複合スプロケットを二組と、前記二組の複合スプロケットに巻き掛けられたチェーンとを備え、前記複数のピニオンスプロケットの何れも囲み且つ前記複数のピニオンスプロケットの何れにも接する円の半径である接円半径の変更によって変速比を変更する無段変速機構であって、前記ピニオンスプロケットが前記公転によって前記チェーンとの噛み合いを開始する噛合点に達する直前で、前記ピニオンスプロケットの歯を前記チェーンの内周のリンク溝と位相合わせする事前歯合わせ機構を備え、前記事前歯合わせ機構は、前記チェーンと係合して位相同期して回転する第１同期回転部材と、前記第１同期回転部材と位相同期して回転すると共に前記噛合点に達する直前で前記ピニオンスプロケットと係合して同ピニオンスプロケットの位相を調整する第２同期回転部材と、を備えていることを特徴としている。
（２）前記第１同期回転部材は、前記チェーンの前記リンク溝に歯が常時噛み合う入力側同期用スプロケットと、前記入力側同期用スプロケットと一体回転する補助スプロケットとを備え、前記第２同期回転部材は、前記ピニオンスプロケットと一体回転する出力側同期用スプロケットと、前記チェーンの前記リンク溝を模した疑似リンク溝を外周に有し、前記疑似リンク溝が前記補助スプロケットの歯と常時噛み合うと共に前記ピニオンスプロケットが前記噛合点の直前に到達したときに、前記疑似リンク溝が前記出力側同期用スプロケットの歯と噛み合う同期用チェーンとを備えていることが好ましい。
（３）前記第１同期回転部材は、前記チェーンの前記リンク溝に歯が常時噛み合う入力側同期用スプロケットを備え、前記第２同期回転部材は、前記ピニオンスプロケットと一体回転する出力側同期用スプロケットと、前記入力側同期用スプロケットの軸に一体回転するように装備され、前記チェーンの前記リンク溝を模した疑似リンク溝を外周に有し、前記ピニオンスプロケットが前記噛合点の直前に到達したときに、前記疑似リンク溝が前記出力側同期用スプロケットの歯と噛み合う同期用チェーンとを備えていることが好ましい。
（４）前記同期用チェーンは、外周に駆動ギヤ部分を有するサイレントチェーンであることが好ましい。
（５）前記疑似リンク溝の溝長は前記チェーンの前記リンク溝の溝長よりも大きく形成されていることが好ましい。
（５）前記疑似リンク溝の溝長は前記チェーンの前記リンク溝の溝長よりも大きく形成されていることが好ましい。
（６）前記ピニオンスプロケットの径方向への移動に伴う前記チェーンの走行軌道の変
化に追従して前記第１同期回転部材及び前記第２同期回転部材の軸を移動させるチェーン追従移動機構を装備していることが好ましい。
（７）前記チェーン追従移動機構は、前記チェーンの走行軌道の変化に追従して移動するように可動に支持された追従ガイド部材と、前記追従ガイド部材を前記チェーンの外周面に圧接させる弾性部材と、前記追従ガイド部材と一体に移動し前記第１同期回転部材及び前記第２同期回転部材の軸を回転自在に支持する支持部材とを有していることが好ましい。
化に追従して前記第１同期回転部材及び前記第２同期回転部材の軸を移動させるチェーン追従移動機構を装備していることが好ましい。
（７）前記チェーン追従移動機構は、前記チェーンの走行軌道の変化に追従して移動するように可動に支持された追従ガイド部材と、前記追従ガイド部材を前記チェーンの外周面に圧接させる弾性部材と、前記追従ガイド部材と一体に移動し前記第１同期回転部材及び前記第２同期回転部材の軸を回転自在に支持する支持部材とを有していることが好ましい。
（８）前記ピニオンスプロケットを支持するピニオンスプロケット軸に対する前記ピニオンスプロケットの微小回転を許容すると共に、前記ピニオンスプロケットを前記ピニオンスプロケット軸に対して回転方向の中立位置に付勢し前記微小回転を弾性的に規制する微小回転許容機構が装備されていることが好ましい。
（９）前記ピニオンスプロケットに許容される微小回転量は、前記ピニオンスプロケットの半歯分であることが好ましい。
（９）前記ピニオンスプロケットに許容される微小回転量は、前記ピニオンスプロケットの半歯分であることが好ましい。
（１０）前記微小回転許容機構は、前記ピニオンスプロケットの内周側及び前記出力側同期用スプロケットの内周側に一体回転するように装備されたキー部材と、前記ピニオンスプロケット軸の外周側に形成され前記キー部材が前記回転方向に遊びをもって係合するキー溝と、前記キー部材が前記キー溝の前記回転方向の中立位置に位置するように、前記キー部材を前記回転方向の正転方向と逆転方向との双方から付勢する付勢部材と、を備えていることが好ましい。
（１１）前記複数のピニオンスプロケットの少なくとも何れかのピニオンスプロケットを自転駆動する機械式自転駆動機構を備え、前記機械式自転駆動機構は、前記スプロケット移動機構による前記複数のピニオンスプロケットの径方向移動に伴って、前記チェーンに対する前記複数のピニオンスプロケットの位相ズレを解消するように前記何れかのピニオンスプロケットを前記スプロケット移動機構と連動して機械的に自転駆動することが好ましい。
（１２）前記複数のピニオンスプロケットは、自転しない一つの固定ピニオンスプロケットと自転可能なその他の自転ピニオンスプロケットとを有し、前記機械式自転駆動機構は、前記固定ピニオンスプロケットが自転しないように案内し、前記自転ピニオンスプロケットが自転するように案内することが好ましい。
（１３）前記複数のピニオンスプロケットは、等間隔に少なくとも三個設けられていることが好ましい。
（１３）前記複数のピニオンスプロケットは、等間隔に少なくとも三個設けられていることが好ましい。
本発明の無段変速機構によれば、第１同期回転部材はチェーンと係合して位相同期して回転し、第１同期回転部材と位相同期して回転する第２同期回転部材はピニオンスプロケットと係合して位相同期して回転するので、ピニオンスプロケットはチェーンと位相同期して回転する。これによって、ピニオンスプロケットがチェーンとの噛み合いを開始する噛合点の直前でピニオンスプロケットの歯がチェーンのリンク溝の位相と合って歯合わせされた状態となり、ピニオンスプロケットが歯飛びすることなくチェーンとの噛み合いを開始する。これにより、無段変速機構が円滑に動作する。
以下、図面を参照して、本発明の無段変速機構にかかる実施の形態を説明する。本実施形態の無段変速機構は、車両用変速機に用いて好適である。なお、本実施形態では、無段変速機構における回転軸の軸心に近い側（公転軸側）を内側とし、その反対側を外側として説明する。
〔１．第１実施形態〕
以下、第１実施形態にかかる無段変速機構について説明する。
〔１−１．無段変速機構の構成〕
無段変速機構は、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（ここでは十八角形）の頂点をなすようにして形成された見かけ上の大スプロケットを意味する。
以下、第１実施形態にかかる無段変速機構について説明する。
〔１−１．無段変速機構の構成〕
無段変速機構は、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（ここでは十八角形）の頂点をなすようにして形成された見かけ上の大スプロケットを意味する。
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では右方に示す）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では左方に示す）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、出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。なお、入力軸１は複数の軸１ａ〜１ｄが組み合わされて構成されるがこの点は後述する。
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（ここでは十五本）のガイドロッド（第一ガイドロッド）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五本のガイドロッド２９が配置されている。
図１には示さないが、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５参照）。これらについては、詳細を後述する。
この無段変速機構は、ピニオンスプロケット２０及びガイドロッド２９が多角形（ここでは十八角形）の頂点をなすようにして形成された見かけ上の大スプロケットの外径、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。
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との接触半径に対応するものともいえる。よって、接円半径或いは接触半径が最小径であるときには、複合スプロケット５の外径が最小径であり、また、接円半径或いは接触半径が最大径であるときには、複合スプロケット５の外径が最大径である。
このため、無段変速機構は、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、出力側の接円半径が最大径であり、入力側の接円半径が最小径のものを示している。
以下、無段変速機構の構成を、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。
なお、図１には、出力側の接円半径が最大径であり、入力側の接円半径が最小径のものを示している。
以下、無段変速機構の構成を、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。
〔１−１−１．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、ピニオンスプロケット２０，ガイドロッド２９，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，回転軸１の順に説明する。
以下の複合スプロケット５にかかる構成の説明では、ピニオンスプロケット２０，ガイドロッド２９，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，回転軸１の順に説明する。
〔１−１−１−１．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する歯車として構成され、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の回転数とは等しい。なお、図１には、白抜きの矢印で時計回りの公転方向を示している。
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する歯車として構成され、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の回転数とは等しい。なお、図１には、白抜きの矢印で時計回りの公転方向を示している。
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遅角側及び進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）を第一自転ピニオンスプロケット２２と呼び、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）を第二自転ピニオンスプロケット２３と呼んで区別する。
各ピニオンスプロケット２１，２２，２３は、いずれも、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おり、ここでいう「自転」とは、各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（即ち、支持軸自体が回転する）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。
固定ピニオンスプロケット２１及び自転ピニオンスプロケット２２，２３は、何れも支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａに結合された本体部２１ｂ，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２１ｃ，２２ｃ，２３ｃとを有している。
当然ながら、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３に形成される歯の形状寸法及びピッチは同一規格のものとなっている。
当然ながら、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３に形成される歯の形状寸法及びピッチは同一規格のものとなっている。
詳細は後述するが、第一自転ピニオンスプロケット２２は、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、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、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３を区別しない場合には、ピニオンスプロケットは符号２０で示し、ピニオンスプロケット２０の支持軸は符号２０ａで示し、ピニオンスプロケット２０の本体部は符号２０ｂで示し、ピニオンスプロケット２０の歯は符号２０ｃで示す。
また、各ピニオンスプロケット２０とその支持軸２０ａとの間には、いずれも、各ピニオンスプロケット２０の支持軸２０ａに対する微小回転を許容すると共に、各ピニオンスプロケット２０を、この許容される微小回転範囲の中立位置に弾性的に付勢する微小回転許容機構９０が介装されている。これについても、後述する。
本実施形態では、図２に示すように、各自転ピニオンスプロケット２２，２３は、それぞれ軸方向に三列の歯車を備え、図示省略するが、固定ピニオンスプロケット２１も軸方向に三列の歯車を備え、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。このように、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３は、軸方向に三列の歯車を有する。ここでは、各ピニオンスプロケット２０の三列の歯車は、スペーサを介し互いに間隔をあけて設けられている。
なお、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３の歯車の列数は、無段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。また、図２には、理解容易のため模式的に示しており、同断面に第一自転ピニオンスプロケット２２，第二自転ピニオンスプロケット２３及び後述する相対回転駆動機構３０を示している。
〔１−１−１−２．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。このガイドロッド２９は、その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。
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。このガイドロッド２９は、その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。
各ガイドロッド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が嵌着されたものであり、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。
なお、ガイドロッド２９の本数は、十五本に限らず、これよりも多くてもよいし少なくてもよい。この場合、ガイドロッド２９の本数は、ピニオンスプロケット２０の相互間の数（ここでは三つ）の倍数であることが好ましい。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が、パーツの増加による製造コストや重量の増加を招くため、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。更に言えば、簡素な構成とするために、ガイドロッド２９を省略してもよい。
なお、ガイドロッド２９の本数は、十五本に限らず、これよりも多くてもよいし少なくてもよい。この場合、ガイドロッド２９の本数は、ピニオンスプロケット２０の相互間の数（ここでは三つ）の倍数であることが好ましい。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が、パーツの増加による製造コストや重量の増加を招くため、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。更に言えば、簡素な構成とするために、ガイドロッド２９を省略してもよい。
〔１−１−１−３．スプロケット移動機構，ロッド移動機構及び機械式自転駆動機構〕
次に、スプロケット移動機構４０Ａ，ロッド移動機構４０Ｂ及び機械式自転駆動機構５０をそれぞれ説明する。
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。
次に、スプロケット移動機構４０Ａ，ロッド移動機構４０Ｂ及び機械式自転駆動機構５０をそれぞれ説明する。
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。
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。
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。
〔１−１−１−３−１．前提構成〕
まず、図２を参照して、上記の機構４０Ａ，４０Ｂ，５０の前提構成を説明する。ここでは、かかる前提構成として、回転軸１と一体に回転する固定ディスク群１０と、この固定ディスク群１０に対して同心に配置され且つ相対回転可能な可動ディスク１９と、可動ディスク１９を固定ディスク群１０に対して相対回転駆動する相対回転駆動機構３０とのそれぞれを説明する。
まず、図２を参照して、上記の機構４０Ａ，４０Ｂ，５０の前提構成を説明する。ここでは、かかる前提構成として、回転軸１と一体に回転する固定ディスク群１０と、この固定ディスク群１０に対して同心に配置され且つ相対回転可能な可動ディスク１９と、可動ディスク１９を固定ディスク群１０に対して相対回転駆動する相対回転駆動機構３０とのそれぞれを説明する。
なお、固定ディスク群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の両側（回転軸１の軸心Ｃ1に沿う方向の一側及び他側）にそれぞれ設けられている。このため、ここでは一側（図２の紙面上方側）に設けられた固定ディスク群１０，可動ディスク１９に着目し、その構成を説明する。
〔１−１−１−３−１−１．固定ディスク〕
固定ディスク群１０は、複数のピニオンスプロケット２０側から順に、第一固定ディスク（径方向移動用固定ディスク）１１及び第二固定ディスク（自転用固定ディスク）１２を有する。これらの固定ディスク１１，１２は何れも回転軸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。なお、図２では、複数のピニオンスプロケット２０側から第一固定ディスク１１，後述する可動ディスク１９，第二固定ディスク１２の順に配置されたもの例示する。
固定ディスク群１０は、複数のピニオンスプロケット２０側から順に、第一固定ディスク（径方向移動用固定ディスク）１１及び第二固定ディスク（自転用固定ディスク）１２を有する。これらの固定ディスク１１，１２は何れも回転軸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。なお、図２では、複数のピニオンスプロケット２０側から第一固定ディスク１１，後述する可動ディスク１９，第二固定ディスク１２の順に配置されたもの例示する。
図３に示すように、第一固定ディスク１１には、スプロケット用固定放射状溝１１ａとロッド用固定放射状溝１１ｂ（何れも一箇所のみに符号を付す）との二種の放射状溝が形成されている。
スプロケット用固定放射状溝１１ａは、ピニオンスプロケット２０の個数（ここでは三個）に対応した溝数が設けられ、また、ロッド用固定放射状溝１１ｂは、ガイドロッド２９の本数（ここでは十五本）に対応した溝数が設けられている。
スプロケット用固定放射状溝１１ａは、ピニオンスプロケット２０の個数（ここでは三個）に対応した溝数が設けられ、また、ロッド用固定放射状溝１１ｂは、ガイドロッド２９の本数（ここでは十五本）に対応した溝数が設けられている。
スプロケット用固定放射状溝１１ａ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、また、ロッド用固定放射状溝１１ｂには、各ガイドロッド２９のロッド支持軸２９ａ（一箇所のみに符号を付す）が内挿される。
図２及び図４に示すように、第二固定ディスク１２には、ピニオンスプロケット２１，２２，２３のそれぞれに対応して案内溝１２ａ，１２ｂ，１２ｃが形成されている。具体的には、固定ピニオンスプロケット２１の径方向移動を案内する第一案内溝（固定ピニオンスプロケット案内溝）１２ａと、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第二案内溝１２ｂと、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第三案内溝１２ｃとが形成されている。これら案内溝１２ａ，１２ｂ，１２ｃのそれぞれは、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形成されている。
また、第二固定ディスク１２の外周部には、ヘリカルギヤ１２Ａが設けられている。このヘリカルギヤ１２Ａが設けられた第二固定ディスク１２の外周部は、軸心Ｃ1に沿った方向に所定長さを有するように突設され、ヘリカルギヤ１２Ａは所定長さに亘って設けられている。
なお、ここでいう「所定長さ」とは、後述する第二固定ディスク１２と可動ディスク１９との位相差に対応する相対回転駆動機構３０における入力部材３３の進退量に対応する長さをいう。
なお、ここでいう「所定長さ」とは、後述する第二固定ディスク１２と可動ディスク１９との位相差に対応する相対回転駆動機構３０における入力部材３３の進退量に対応する長さをいう。
〔１−１−１−３−１−２．可動ディスク〕
図３に示すように、可動ディスク１９（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、円形である第一固定ディスク１１の外形と一致して重合するが、図３では便宜上の可動ディスク１９の外形円を縮小して示している。
図３に示すように、可動ディスク１９（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、円形である第一固定ディスク１１の外形と一致して重合するが、図３では便宜上の可動ディスク１９の外形円を縮小して示している。
スプロケット用可動放射状溝１９ａは、上記のスプロケット用固定放射状溝１１ａに交差し、その交差箇所にピニオンスプロケット２１，２２，２３の各支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａが位置する。同様に、ロッド用可動放射状溝１９ｂは、上記のロッド用固定放射状溝１１ｂに交差し、その交差箇所の各ロッド支持軸２９ａが位置する。
また、図２及び図４に示すように、可動ディスク１９には、その外周部全周に歯（以下、「外周歯」という）１９Ａが形成されている。
また、図２及び図４に示すように、可動ディスク１９には、その外周部全周に歯（以下、「外周歯」という）１９Ａが形成されている。
〔１−１−１−３−１−３．相対回転駆動機構〕
相対回転駆動機構３０は、可動ディスク１９を固定ディスク群１０に対して相対回転駆動するもので、ここでは、図２に示すように、可動ディスク１９の外周に形成された外周歯１９Ａと噛合する回転駆動歯３４ａを有する出力部材３４を回転させて、固定ディスク群１０に対して可動ディスク１９を相対回転駆動する。
相対回転駆動機構３０は、可動ディスク１９を固定ディスク群１０に対して相対回転駆動するもので、ここでは、図２に示すように、可動ディスク１９の外周に形成された外周歯１９Ａと噛合する回転駆動歯３４ａを有する出力部材３４を回転させて、固定ディスク群１０に対して可動ディスク１９を相対回転駆動する。
この相対回転駆動機構３０は、モータ３１と、モータ３１の出力軸３１ａの回転運動を直線運動に切り替える運動変換機構３２Ａと、運動変換機構３２Ａで切り替えられた直線運動により軸方向に進退駆動（往復駆動）されるフォーク３２と、フォーク３２によって軸方向に進退駆動される入力部材３３と、入力部材３３の軸方向への進退に伴って入力部材３３を連動回転させる連動回転機構３４Ａと、入力部材３３と一体回転する出力部材３４とを有している。
なお、モータ３１としては、例えばステッピングモータを用いることができる。
また、入力部材３３は、出力部材３４に対して軸方向に可動であって且つ一体に回転するように取り付けられている。例えば、入力部材３３と出力部材３４とはスプライン嵌合により取り付けられている。
また、入力部材３３は、出力部材３４に対して軸方向に可動であって且つ一体に回転するように取り付けられている。例えば、入力部材３３と出力部材３４とはスプライン嵌合により取り付けられている。
入力部材３３は、第二固定ディスク１２の外周部に設けられたヘリカルギヤ１２Ａと常時噛合するヘリカルギヤ３３ａと、フォーク３２を挟み込んで摺動するフォーク溝３３ｂとを有する。また、出力部材３４は、可動ディスク１９の外周歯１９Ａと常時噛合する出力歯３４ａを有する。
運動変換機構３２Ａは、出力軸３１ａに形成された雄ネジ部３１ｂと、雄ネジ部３１ｂに螺合する雌ネジ部３２ａを有しフォーク３２が結合された支持体３２ｂと、入力部材３３の外周に形成されたフォーク溝３３ｂ内に係合してフォーク３２の回転を規制するフォーク外周部３２ｃとから構成される。出力軸３１ａが回転すると、雄ネジ部３１ｂと雌ネジ部３２ａとの螺合によって、自身の回転を規制されたフォーク３２が出力軸３１ａに対して軸方向に移動して、入力部材３３を軸方向に駆動する。
連動回転機構３４Ａは、第二固定ディスク１２の外周部に設けられたヘリカルギヤ１２Ａと、入力部材３３の外周に形成されヘリカルギヤ１２Ａと噛合するヘリカルギヤ３３ａと、出力部材３４の軸方向への移動を阻止する図示しない軸方向移動規制部材とを備え、入力部材３３の軸方向移動に伴って、ヘリカルギヤ１２Ａ，３３ａの噛合を通じて第二固定ディスク１２が入力部材３３を回転駆動する。
この相対回転駆動機構３０によれば、モータ３１によりフォーク３２が進退駆動されると、各固定ディスク群１０に対して可動ディスク１９の回転位相が変更される。このように、フォーク３２の進退量に対応して、固定ディスク群１０と可動ディスク１９との回転位相差が調整される。
〔１−１−１−３−２．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３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、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が形成された第一固定ディスク１１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とから構成される。
次に、図２及び図３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、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が形成された第一固定ディスク１１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とから構成される。
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１１ｂが形成された第一固定ディスク１１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。
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。
次に、図３（ａ）〜図３（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３（ａ）は、放射状溝１１ａ，１９ａにおけるピニオンスプロケット２１，２２，２３（図２等参照）の支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａと放射状溝１１ｂ，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の回転位相を第一固定ディスク１１に対して変更すると、図３（ｂ），図３（ｃ）の順に、スプロケット用固定放射状溝１１ａとスプロケット用可動放射状溝１９ａの交差箇所と、ロッド用固定放射状溝１１ｂとロッド用可動放射状溝１９ｂとの交差位置とが、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する。
図３（ａ）は、放射状溝１１ａ，１９ａにおけるピニオンスプロケット２１，２２，２３（図２等参照）の支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａと放射状溝１１ｂ，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の回転位相を第一固定ディスク１１に対して変更すると、図３（ｂ），図３（ｃ）の順に、スプロケット用固定放射状溝１１ａとスプロケット用可動放射状溝１９ａの交差箇所と、ロッド用固定放射状溝１１ｂとロッド用可動放射状溝１９ｂとの交差位置とが、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する。
一方、相対回転駆動機構３０によって可動ディスク１９の回転位相の変更方向を上記の方向と反対にすれば、ピニオンスプロケット２０及びガイドロッド２９は回転軸１の軸心Ｃ1に近づく。
なお、入力側の移動機構４０Ａ，４０Ｂが接円半径を拡径させるときには、チェーン６の弛緩や緊張が生じないように出力側の移動機構４０Ａ，４０Ｂが接円半径を縮径させる。
なお、入力側の移動機構４０Ａ，４０Ｂが接円半径を拡径させるときには、チェーン６の弛緩や緊張が生じないように出力側の移動機構４０Ａ，４０Ｂが接円半径を縮径させる。
スプロケット移動機構４０Ａにより駆動されてピニオンスプロケット２０が移動すると、ピニオンスプロケット２０の相互間の距離が変わることにより、チェーン６に対してピニオンスプロケット２０の位相ズレが発生してしまう。そこで、かかる位相ズレを解消するために、機械式自転駆動機構５０が装備されている。
〔１−１−１−３−３．機械式自転駆動機構〕
次に、図２及び図４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、ここでは一側（図２の紙面上方側）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。
次に、図２及び図４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、ここでは一側（図２の紙面上方側）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。
一方、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を自転させないためのものでもある。
まず、機械式自転駆動機構５０について、固定ピニオンスプロケット２１を自転させないための構成を説明する。
まず、機械式自転駆動機構５０について、固定ピニオンスプロケット２１を自転させないための構成を説明する。
図４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、第二固定ディスク１２の第一案内溝１２ａに挿通されている。この固定ピニオンスプロケット２１の支持軸２１ａには、案内部材５９が一体的に結合されている。
案内部材５９は、第一案内溝１２ａ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第一案内溝１２ａ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、第一案内溝１２ａ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。
案内部材５９は、第一案内溝１２ａ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第一案内溝１２ａ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、第一案内溝１２ａ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、第一案内溝１２ａにおいて径方向に摺動可能であって回り止め機能を有する形状に形成されている。なお、ここでいう所定長さとは、固定ピニオンスプロケット２１を自転させるような回転力の抗力が確保可能な長さである。
図４では、第一案内溝１２ａ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、第一案内溝１２ａ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が確保できる。
図４では、第一案内溝１２ａ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、第一案内溝１２ａ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が確保できる。
次に、機械式自転駆動機構５０について、自転ピニオンスプロケット２２，２３を自転駆動するための構成について説明する。
機械式自転駆動機構５０は、自転ピニオンスプロケット２２，２３の支持軸２２ａ，２３ａのそれぞれと一体回転するように固設されたピニオン５１，５２と、ピニオン５１，５２のそれぞれに対応して噛合するように設けられたラック５３，５４と、を有する。
機械式自転駆動機構５０は、自転ピニオンスプロケット２２，２３の支持軸２２ａ，２３ａのそれぞれと一体回転するように固設されたピニオン５１，５２と、ピニオン５１，５２のそれぞれに対応して噛合するように設けられたラック５３，５４と、を有する。
ピニオン５１，５２は、自転ピニオンスプロケット２２，２３の各支持軸２２ａ，２３ａにおける軸方向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、第二固定ディスク１２に径方向へ向けて固設されている。
なお、以下の説明では、第一自転ピニオンスプロケット２２のピニオン（遅角側ピニオン）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（遅角側ラック）５３を第一ラックと呼んで区別する。同様に、第二ピニオンスプロケット２３のピニオン（進角側ピニオン）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（進角側ラック）５４を第二ラックと呼ぶ。
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（遅角側ピニオン）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（遅角側ラック）５３を第一ラックと呼んで区別する。同様に、第二ピニオンスプロケット２３のピニオン（進角側ピニオン）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（進角側ラック）５４を第二ラックと呼ぶ。
図４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進角側に配置される。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遅角側に配置される。このため、ピニオン５１，５２が拡径方向又は縮径方向に移動すると、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するように配設されている。
すなわち、機械式自転駆動機構５０は、スプロケット移動機構４０Ａにより移動する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。
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。このため、以下の説明では、第一ピニオン５１及び第一ラック５３に着目して説明する。
なお、ピニオン５１，５２に対するラック５３，５４の位置関係が異なる点を除いては、第一ピニオン５１と第二ピニオン５２とは同様に構成され、また、第一ラック５３と第二ラック５４とは同様に構成されている。このため、以下の説明では、第一ピニオン５１及び第一ラック５３に着目して説明する。
第一ピニオン５１の外径（ピッチ円直径）は、第一自転ピニオンスプロケット２２の外径（ピッチ円直径）の略半分に形成されている。逆に言えば、第一自転ピニオンスプロケット２２の外径は、第一ピニオン５１の外径の略二倍に形成されている。その理由を以下に示す。
三個のピニオンスプロケット２０が周方向に等間隔に配置されているため、第一ピニオンスプロケット２２と固定ピニオンスプロケット２０との間のチェーン長は、第一自転ピニオンスプロケット２２が径方向に距離ｘだけ移動したときには「２πｘ/３」だけ変化する。
このため、第一自転ピニオンスプロケット２２が、長さが「２πｘ/３」のチェーン６を第一自転ピニオンスプロケット２２と固定ピニオンスプロケット２１との間に送り込むか引き出すように回転（自転）すれば、チェーン長が適切に調整される。
このため、第一自転ピニオンスプロケット２２が、長さが「２πｘ/３」のチェーン６を第一自転ピニオンスプロケット２２と固定ピニオンスプロケット２１との間に送り込むか引き出すように回転（自転）すれば、チェーン長が適切に調整される。
したがって、チェーン長を適切に調整するには、第一ピニオン５１が距離ｘだけ回転するときに、第一自転ピニオンスプロケット２２は、その周長において２πｘ/３だけ回転することが必要になる。すなわち、第一自転ピニオンスプロケット２２は第一ピニオン７１に対して２π/３倍だけ回転することが必要となる。言い換えれば、第一自転ピニオンスプロケット２２の外径と第一ピニオン７１の外径との比が「２π/３：１」であることが必要となる。
したがって、第一自転ピニオンスプロケット２２の外径は、第一ピニオン５１の外径の「２π/３」倍（略二倍）に形成されている。
なお、図示省略するが、第一自転ピニオンスプロケット２２には、その支持軸２２ａと自転用ピン２２ｂ，２２ｃとの間に皿ばねが介装されている。これは、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）を吸収するためである。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にもそれぞれ備えられている。
なお、図示省略するが、第一自転ピニオンスプロケット２２には、その支持軸２２ａと自転用ピン２２ｂ，２２ｃとの間に皿ばねが介装されている。これは、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）を吸収するためである。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にもそれぞれ備えられている。
〔１−１−１−４．回転軸〕
次に、回転軸１について、図１を参照して説明する。なお、回転軸１の説明では、図中左側の出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。図１には、駆動機構３０の駆動により拡縮される接円半径が、最大径のものを実線で示し、最小径のものを一点鎖線で示す。
次に、回転軸１について、図１を参照して説明する。なお、回転軸１の説明では、図中左側の出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。図１には、駆動機構３０の駆動により拡縮される接円半径が、最大径のものを実線で示し、最小径のものを一点鎖線で示す。
回転軸１は、は中心部の軸１ａとその外周の３本の軸１ｂ〜１ｄが組み合わされて構成され、軸１ａ〜１ｄの隙間には、複数のピニオンスプロケット２０を収容しうる収容空間２が形成されている。収容空間２には、接円半径が最小径となった際に複数のピニオンスプロケット２０が最も深く収容される。この状態から複数のピニオンスプロケット２０の径位置が外側（拡径側）に移動するに連れて、複数のピニオンスプロケット２０の収容空間２への収容度合（収容深さ）が小さくなり、更に径位置が外側に移動すると複数のピニオンスプロケット２０は収容空間２に収容されなくなる。
〔１−１−２．チェーン〕
次に、チェーン６について、図５を参照して説明する。
図５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。
次に、チェーン６について、図５を参照して説明する。
図５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。
これらのチェーン６Ａ，６Ｂ，６Ｃは、互いにピッチをずらして設けられている。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２０ｃ車の位相もずらして配置さ設けられている。
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。
また、無段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。
また、無段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。
ここで、サイレントチェーンを用いた各チェーン６Ａ，６Ｂ，６Ｃについてさらに説明する。
各チェーン６Ａ，６Ｂ，６Ｃは、それぞれ多数のリンクプレート（駆動リンク）６１が動力伝達方向に直列に配列されたリンクプレート列６１Ｓをが、リンクプレート６１の厚み方向に複数並列されて、連結ピン６２により連結されて構成される。
各チェーン６Ａ，６Ｂ，６Ｃは、それぞれ多数のリンクプレート（駆動リンク）６１が動力伝達方向に直列に配列されたリンクプレート列６１Ｓをが、リンクプレート６１の厚み方向に複数並列されて、連結ピン６２により連結されて構成される。
図７に示すように、リンクプレート６１は、チェーン６Ａ，６Ｂ，６Ｃの内周側に突出した歯部６１ａを動力伝達方向に離隔して一対形成され、一対の歯部６１ａ，６１ａの形成個所に対応して一対のピン孔６１ｂ，６１ｂが所定間隔で形成されている。また、一対の歯部６１ａ，６１ａの相互間には、ピニオンスプロケット２０の歯２０ｃが係合する溝（リンク溝）６１ｃが形成されている。
図５に示すように、このようなリンクプレート６１は、互いに動力伝達方向に隣接しながら、これらの隣接するリンクプレート６１，６１の隣接したピン孔６１ｂ，６１ｂが所定間隔となるように配置されて、リンクプレート列６１Ｓが形成される。そして、厚み方向に隣接したリンクプレート列６１Ｓは互いに歯部６１ａの位相を１歯分だけずらせて配置され、厚み方向に整列した各ピン孔６１ｂを同時に貫通する連結ピン６２により環状に連結される。
本実施形態では、各チェーン６Ａ，６Ｂ，６Ｃの厚み方向の両端部のそれぞれに、多数の補助リンクプレート６３が動力伝達方向に直列に配列された補助リンクプレート列６３Ｓが装備されている。この補助リンクプレート列６３Ｓは、補助リンクプレート６３の内周側に形成されたガイド面６３ａによってガイドロッド２９により案内されるものである。また、補助リンクプレート列６３Ｓは、動力伝達方向に沿って一列に配設された補助リンクプレート６３から構成される。
なお、補助リンクプレート６３には、樹脂製のものを用いることができる。この場合、ポリアミドやポリエステルといった所謂エンジニアリングプラスチックなどのガイドロッド２９との当接に耐えうる強度や剛性を有する樹脂を用いることが好ましい。
つまり、多数のガイドロッド２９は、変速比を変更する際に、基本的にはピニオンスプロケット２１，２２，２３と共に多角形をなすように、ピニオンスプロケット２１，２２，２３と同様に径方向に移動して、複合スプロケット５の外径を変更する。各チェーン６Ａ，６Ｂ，６Ｃは、この複合スプロケット５の外径の変更に追従して回動転動経路が変更され、ピニオンスプロケット２１，２２，２３と噛み合う箇所の間では、ガイドロッド２９に当接して回動転動経路を案内される。
このため、各チェーン６Ａ，６Ｂ，６Ｃには、ガイドロッド２９に当接する補助リンクプレート列６３Ｓが装備されている。すなわち、補助リンクプレート列６３Ｓを構成する各補助リンクプレート６３の内周側に直線状又は円弧状に形成されたガイド面６３ａがガイドロッド２９に当接される。
なお、補助リンクプレート６３は、図６（ａ）に示すような一対のピン孔６３ｂ，６３ｂのそれぞれに上記の連結ピン６２が貫通されて、リンクプレート６１と連結されている。
ここでは、ガイド面６３ａが円弧状に形成されたものに着目して説明する。このガイド面６３ａは、チェーン６Ａ，６Ｂ，６Ｃの最大の巻き掛け半径（最大の接円半径に対応）に合わせて形成されている。
ここでは、ガイド面６３ａが円弧状に形成されたものに着目して説明する。このガイド面６３ａは、チェーン６Ａ，６Ｂ，６Ｃの最大の巻き掛け半径（最大の接円半径に対応）に合わせて形成されている。
それぞれの補助リンクプレート６３の内周側には、動力伝達方向に隣接する補助リンクプレート６３の内周側と厚み方向に重合してガイド面６３ａを動力伝達方向に連続させる重合部６４Ａ，６４Ｂが形成されている。これらの重合部６４Ａ，６４Ｂは、補助リンクプレート６３において隣接する他の補助リンクプレート６３側（即ち、動力伝達方向の上流側及び下流側のそれぞれ）に形成される。
以下の説明では、補助リンクプレート６３において、動力伝達方向の一方側に設けられた重合部を第一重合部６４Ａとし、動力伝達方向の他方側に設けられた重合部を第二重合部６４Ｂとする。
第一重合部６４Ａは、隣接する他の補助リンクプレート６３の第二重合部６４Ｂと隣接しており、これらの第一重合部６４Ａと第二重合部６４Ｂとが重合する。
第一重合部６４Ａは、隣接する他の補助リンクプレート６３の第二重合部６４Ｂと隣接しており、これらの第一重合部６４Ａと第二重合部６４Ｂとが重合する。
図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、重合部６４Ａ，６４Ｂのそれぞれは、対応する凹凸形状に形成されている。具体的には、重合部６４Ａ，６４Ｂのそれぞれが、補助リンクプレート６３が厚み方向に切り欠かれた切欠部（凹部）６５ｂによって薄肉化された肉薄部（凸部）６５ａで形成されている。第一重合部６４Ａの切欠部６５ｂが第二重合部６４Ｂの肉薄部６５ａに対応するとともに、第二重合部６４Ｂの切欠部６５ｂが第一重合部６４Ａの肉薄部６５ａに対応して、対応する凹凸形状が構成されている。
ここでは、図６（ｂ）に示すように、重合部６４Ａ，６４Ｂそれぞれの肉薄部６５ａの厚みと切欠部６５ｂの厚みとが等しい又は略等しく設けられている。ただし、肉薄部６５及び切欠部６５ｂそれぞれの厚みは、任意に設定することができる。
なお、重合部６４Ａ，６４Ｂにかかる凹凸形状は、種々の対応した形状を採用することができる。例えば、図６（ｂ）に二点鎖線で示すように、各重合部６４Ａ，６４Ｂが動力伝達方向端部に向かうに連れて切欠部６５ｂの厚み方向長さが大きくなるような凹凸形状を採用してもよい。
なお、重合部６４Ａ，６４Ｂにかかる凹凸形状は、種々の対応した形状を採用することができる。例えば、図６（ｂ）に二点鎖線で示すように、各重合部６４Ａ，６４Ｂが動力伝達方向端部に向かうに連れて切欠部６５ｂの厚み方向長さが大きくなるような凹凸形状を採用してもよい。
チェーン６Ａ，６Ｂ，６Ｃの巻き掛け半径（接円半径）が小さくなるに連れて、これらの重合部６５Ａ，６５Ｂの重合領域が大きくなる。なお、重合領域とは、動力伝達方向に直交する方向（ピン軸方向）から視たときの重合面積に対応する。
詳細には、チェーン６Ａ，６Ｂ，６Ｃの巻き掛け半径（接円半径）が小さくなるに連れて、第一重合部６５Ａの切欠部６５ｂに第二重合部６５Ｂの肉薄部６５ａが進入するとともに、第二重合部６５Ｂの切欠部６５ｂに第一重合部６５Ａの肉薄部６５ａが進入して、両肉薄部６５ａの重合する領域が大きくなる。
詳細には、チェーン６Ａ，６Ｂ，６Ｃの巻き掛け半径（接円半径）が小さくなるに連れて、第一重合部６５Ａの切欠部６５ｂに第二重合部６５Ｂの肉薄部６５ａが進入するとともに、第二重合部６５Ｂの切欠部６５ｂに第一重合部６５Ａの肉薄部６５ａが進入して、両肉薄部６５ａの重合する領域が大きくなる。
〔１−１−３．事前歯合わせ機構〕
次に、本無段変速機構において特徴的な事前歯合わせ機構を説明する。
ピニオンスプロケット２０は、回転軸１に対して公転するので、チェーン６と噛み合う状態とチェーン６から離隔する状態とを繰り返し、しかも、変速比を変更する際には、ピニオンスプロケット２０の歯２０ｃとチェーン６のリンク溝６１ｃとの位相がずれるため、ピニオンスプロケット２０がチェーン６との噛み合いを開始する際に、ピニオンスプロケット２０の歯２０ｃがチェーン６のリンク溝６１ｃに対し位相ずれして歯飛びするおそれがある。
次に、本無段変速機構において特徴的な事前歯合わせ機構を説明する。
ピニオンスプロケット２０は、回転軸１に対して公転するので、チェーン６と噛み合う状態とチェーン６から離隔する状態とを繰り返し、しかも、変速比を変更する際には、ピニオンスプロケット２０の歯２０ｃとチェーン６のリンク溝６１ｃとの位相がずれるため、ピニオンスプロケット２０がチェーン６との噛み合いを開始する際に、ピニオンスプロケット２０の歯２０ｃがチェーン６のリンク溝６１ｃに対し位相ずれして歯飛びするおそれがある。
そこで、各複合スプロケット５には、ピニオンスプロケット２０の歯２０ｃとチェーン６のリンク溝６１ｃとの噛み合いを開始する噛合点の付近に、噛合点の直前でピニオンスプロケット２０の歯２０ｃの位相合わせをする事前歯合わせ機構７０が装備されている。
この事前歯合わせ機構７０は、図１に示すように、回転軸１と一体回転（公転）するピニオンスプロケット２０がチェーン６との噛み合いを開始する噛合点の直前で、ピニオンスプロケット２０の歯をチェーンのリンク溝と位相合わせする。かかる事前歯合わせ機構は、チェーンと係合して位相同期して回転する第１同期回転部材７１と、この第１同期回転部材７１と位相同期して回転すると共に噛合点の直前でピニオンスプロケット２０と係合して同ピニオンスプロケット２０の位相を調整する第２同期回転部材７２と、を備えている。
本実施形態の場合、図８に示すように、第１同期回転部材７１は、チェーン６のリンク溝６１ｃに常時噛み合う入力側同期用スプロケット７３と、入力側同期用スプロケット７３と一体回転する補助スプロケット７４とを備えている。なお、ここでは、補助スプロケット７４はチェーン６Ａ〜６Ｃのうち一端側のチェーン６Ａの外側に配置されており、入力側同期用スプロケット７３は、このチェーン６Ａのリンク溝６１ｃに常時噛み合っている。
また、第２同期回転部材７２は、ピニオンスプロケット２０と一体回転する出力側同期用スプロケット７６と、チェーン６のリンク溝６１ｃを模した疑似リンク溝７５ｃを外周に有し、疑似リンク溝７５ｃが補助スプロケット７４のいずれかの歯７４ａと常時噛み合うと共に、ピニオンスプロケット２０が噛合点の直前に到達したときに、疑似リンク溝７５ｃが出力側同期用スプロケット７６のいずれかの歯７６ａと噛み合う同期用チェーン７５とを備えている。同期用チェーン７５及び出力側同期用スプロケット７６は、補助スプロケット７４と同様に一端側のチェーン６Ａの外側に配置され、同期用チェーン７５がチェーン６Ａ〜６Ｃの何れにも干渉しないようになっている。
入力側同期用スプロケット７３は、ピニオンスプロケット２０とほぼ同様な歯７３ａを有し、スペース上の制約からピニオンスプロケット２０よりも小径のものが用いられるが、滑らかな作動性を確保するには可能な限り径の大きいものが好ましい。
補助スプロケット７４は、入力側同期用スプロケット７３と同径のものが適用される。また、出力側同期用スプロケット７６は、ピニオンスプロケット２０と同径のものが適用される。これらの補助スプロケット７４の歯７４ａ及び出力側同期用スプロケット７６の歯７６ａは互いに同規格の歯が適用される。
補助スプロケット７４は、入力側同期用スプロケット７３と同径のものが適用される。また、出力側同期用スプロケット７６は、ピニオンスプロケット２０と同径のものが適用される。これらの補助スプロケット７４の歯７４ａ及び出力側同期用スプロケット７６の歯７６ａは互いに同規格の歯が適用される。
同期用チェーン７５は、リンクプレート６１を模した疑似リンク７５ａが連結ピン７５ｂで連結されてなるチェーンであり、チェーン６のリンク溝６１ｃを模した疑似リンク溝７５ｃが外周に形成されている。補助スプロケット７４及び出力側同期用スプロケット７６の歯７４ａ，７６ａの噛み込みを容易にするように、チェーン６のリンク溝６１ｃに比べて疑似リンク溝７５ｃは比較的大きく設定されている。
また、出力側同期用スプロケット７６が同期用チェーン７５と噛み合う状態では、ピニオンスプロケット２０の歯２０ａがチェーン６のリンク溝６１ｃに位相同期するように設定されている。なお、出力側同期用スプロケット７６の歯７６ａはピニオンスプロケット２０の歯２０ａよりも刃先が先鋭に形成され、半歯分の位相ずれがあっても疑似リンク溝７５ｃ内に出力側同期用スプロケット７６の歯７６ａが容易に噛み込むようになっている。
これによって、入力側同期用スプロケット７３は常時チェーン６Ａと噛み合いながらチェーン６Ａ〜６Ｃと同期して回転する。また、同期用チェーン７５は補助スプロケット７４を介して入力側同期用スプロケット７３と同期して回転するため、チェーン６から離隔したピニオンスプロケット２０が公転によりチェーン６との噛み合いを開始する噛合点の直前に来ると、出力側同期用スプロケット７６が同期用チェーン７５と噛み合い回転するようになって、ピニオンスプロケット２０の歯２０ａがチェーン６のリンク溝６１ｃに位相同期し、その直後に噛合点に達すると、ピニオンスプロケット２０の歯２０ａがチェーン６のリンク溝６１ｃ内に円滑に噛み合うようになる。
〔１−１−４．チェーン追従移動機構〕
変速比の切替時にピニオンスプロケット２０が径方向に移動して複合スプロケット５の径が変更されると、チェーン６の走行軌道が変化して上記の噛合点の位置も変化するため、図１に示すように、事前歯合わせ機構７０の第１同期回転部材７１及び第２同期回転部材７２も、チェーン６の走行軌道の変化に追従するように移動させる必要がある。そこで、事前歯合わせ機構７０には、チェーン追従移動機構８０が付設されている。
変速比の切替時にピニオンスプロケット２０が径方向に移動して複合スプロケット５の径が変更されると、チェーン６の走行軌道が変化して上記の噛合点の位置も変化するため、図１に示すように、事前歯合わせ機構７０の第１同期回転部材７１及び第２同期回転部材７２も、チェーン６の走行軌道の変化に追従するように移動させる必要がある。そこで、事前歯合わせ機構７０には、チェーン追従移動機構８０が付設されている。
本実施形態のチェーン追従移動機構８０は、チェーン６の走行軌道の変化に追従して移動するように可動に支持された追従ガイド部材８１と、この追従ガイド部材８１をチェーン６の外周面に圧接させる弾性部材８２と、追従ガイド部材８１と一体に移動し第１同期回転部材７１及び前記第２同期回転部材７２の軸７１ａ，７２ａを回転自在に支持する支持部材８３とを有している。なお、支持部材８３については、一方の事前歯合わせ機構７０のもののみ示すが、他方の事前歯合わせ機構７０にも同様に装備される。
追従ガイド部材８１は、チェーン６の外周に摺接する摺接面８１ａを備え、背面を弾性部材８２によってチェーン６の外周に向けて押圧され、摺接面８１ａは常にチェーン６の外周に圧接している。なお、弾性部材８２には、コイルバネや板バネ等を適用でき、弾性部材８２により追従ガイド部材８１に加えられる弾性力は、チェーン６の軌道に悪影響を及ぼさないように且つ追従ガイド部材８１がチェーン６の外周から離隔しないように設定されている。このため、追従ガイド部材８１はチェーン６が外振れしてピニオンスプロケット２０から離脱するのを抑える作用も加えている。
支持部材８３は、追従ガイド部材８１と結合され、第１同期回転部材７１及び前記第２同期回転部材７２の軸７１ａ，７２ａを回転自在に支持する。この支持部材８３は、ピニオンスプロケット２０及びガイドロッド２９の回転軌跡に沿って移動する追従プレート１００に連結されており、図示しないガイドレールに沿って追従プレート１００と共にチェーン６の走行軌道の変化に追従して移動するようになっている。上記の噛合点の位置は、チェーン６の走行軌道に対応して変化するので、図示しないガイドレールは、この噛合点位置の変化に沿って第１同期回転部材７１及び前記第２同期回転部材７２が移動するように配置及び形状が設定されている。
〔１−１−５．微小回転許容機構〕
ところで、事前歯合わせ機構７０によって、ピニオンスプロケット２０の歯２０ｃの位相合わせをするのは、ピニオンスプロケット２０の歯２０ｃが位相合わせ方向即ち回転方向に可動でなくては実現させることができない。しかし、ピニオンスプロケット２０の歯２０ｃを回転方向に単に可動にしたのでは、ピニオンスプロケット２０とチェーン６との間での動力伝達に支障を来す。
ところで、事前歯合わせ機構７０によって、ピニオンスプロケット２０の歯２０ｃの位相合わせをするのは、ピニオンスプロケット２０の歯２０ｃが位相合わせ方向即ち回転方向に可動でなくては実現させることができない。しかし、ピニオンスプロケット２０の歯２０ｃを回転方向に単に可動にしたのでは、ピニオンスプロケット２０とチェーン６との間での動力伝達に支障を来す。
つまり、入力側の複合スプロケット５では、回転軸１の回転によりピニオンスプロケット２０が回転軸１の軸心Ｃ1周りを公転し、この公転と共にチェーン６を回動させる。このとき、ピニオンスプロケット２０からチェーン６に動力が伝達されるためには、ピニオンスプロケット２０の自転が規制されていることが条件になる。公転時にピニオンスプロケット２０が自由に自転してしまうと、ピニオンスプロケット２０からチェーン６に動力は伝達されない。
そこで、ピニオンスプロケット２０と、ピニオンスプロケット２０を支持する軸２０ａとが別体に形成され、軸２０ａに対するピニオンスプロケット２０の微小回転を許容すると共に、ピニオンスプロケット２０を軸２０ａに対して回転方向の中立位置に付勢し微小回転を弾性的に規制する微小回転許容機構９０が装備されている。
この微小回転許容機構９０は、図８，図９に示すように、ピニオンスプロケット２０の内周側及び出力側同期用スプロケット７６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２０の軸２０ａの外周側に形成されてキー部材９１が回転方向に遊びをもって係合するキー溝９２と、キー部材９１がキー溝９２の回転方向の中立位置に位置するように、キー部材９１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９３とを備えている。
前述のように、各チェーン６Ａ，６Ｂ，６Ｃと対応して３つのピニオンスプロケット２０が直列に配置され、各チェーン６Ａ，６Ｂ，６Ｃのピッチが互いに１／３ピッチだけずらされているので、直列に配置された各ピニオンスプロケット２０の歯２０ｃも、これに対応して１／３ピッチずつずらした状態で配置されている。また、出力側同期用スプロケット７６も、これらの各ピニオンスプロケット２０に対して所定の位相に合わせて、直列のピニオンスプロケット２０の一端に配置される。
各ピニオンスプロケット２０及び出力側同期用スプロケット７６において軸２０ａが貫通する穴の周面には、キー部材９１が隙間なく嵌合するキー溝２０ｄが形成され、上記のように各ピニオンスプロケット２０が１／３ピッチずつ位相をずらした状態で且つ出力側同期用スプロケット７６も所定の位相状態で、各ピニオンスプロケット２０及び出力側同期用スプロケット７６のキー溝２０ｄにキー部材９１が同時に貫通している。これにより、出力側同期用スプロケット７６及び各ピニオンスプロケット２０は常に同様な位相関係で軸２０ａの軸心Ｃ2，Ｃ3，Ｃ4の周りに回転する。
軸２０ａの外周には、キー溝９２が形成されるが、このキー溝９２は周方向へのスパンがキー部材９１の幅よりも大きく形成されるので、キー部材９１がキー溝９２内に装入されると、このキー部材９１とキー溝９２の内壁面との隙間ｄ分だけ、キー部材９１はキー溝９２内で移動可能になっている。この隙間ｄは、ピニオンスプロケット２０の歯２０ｃの半歯分に対応して設定されている。したがって、キー部材９１及びキー部材９１を通じて一体回転する出力側同期用スプロケット７６及び各ピニオンスプロケット２０は、軸２０ａに対して歯２０ｃの半歯分だけ回転可能になっている。
ただし、ピニオンスプロケット２０の穴の周面と、軸２０ａの外周面との間には、キー部材９１をキー溝９２に対して周方向中立位置に付勢する付勢部材９３が設けられ、外力が加わらない限りキー部材９１はキー溝９２内の周方向中立位置に保持される。この付勢部材９３は、環状の一部が破断されたＣ型プレートを厚み方向に複数重ねたもので、破断部分の合口９３ａは互いに平行な平面状に形成される。この対向する合口９３ａ，９３の相互間にキー部材９１が隙間なく嵌合する。
付勢部材９３は、その合口９３ａのある破断箇所の逆側（１８０度反対側）に、半円筒状の凹所９４ｂが形成され、ピニオンスプロケット２０及び出力側同期用スプロケット７６の穴の周面のキー溝２０ｄの逆側（１８０度反対側）にも、半円筒状の凹所９４ａが形成されている。付勢部材９３は、ピニオンスプロケット２０及び出力側同期用スプロケット７６の穴の周面と軸２０ａの外周面との間に形成される隙間に介装され、凹所９４ａ，９４ｂによって形成された円筒状空間内にはピン９４が介装される。
付勢部材９３は、ピン９４と軸２０ａの外周面との間に挟着されて、外力が加わらなければ図９（ａ）に実線で示すようにキー部材９１がキー溝９２内の周方向中立位置に位置する状態を保持する。ピニオンスプロケット２０を自転させるような外力が加われば、付勢部材９３が弾性変形しながら、図９（ａ）に破線で示すようにピニオンスプロケット２０の自転を許容し、この自転を許容と共に、キー部材９１がキー溝９２内の周方向中立位置となるような弾性力をピニオンスプロケット２０に加える。もちろん、キー部材９１がキー溝９２内壁面の何れかに当接したらピニオンスプロケット２０の更なる自転は完全に規制される。
〔１−２．作用及び効果〕
本発明の第１実施形態にかかる無段変速機構は、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。
本発明の第１実施形態にかかる無段変速機構は、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。
〔１−２−１．事前歯合わせ機構による作用及び効果〕
ピニオンスプロケット２０が回転軸１に対して公転してチェーン６との噛み合いを開始する際に、事前歯合わせ機構７０が噛合点の直前でピニオンスプロケット２０の歯２０ｃの位相合わせをする。つまり、ピニオンスプロケット２０が噛合点の直前に達すると、出力側同期用スプロケット７６が同期用チェーン７５の疑似リンク溝７５ｃと噛み合う。なお、出力側同期用スプロケット７６の歯７６ａはピニオンスプロケット２０の歯２０ａよりも刃先が先鋭に形成され、半歯分の位相ずれがあっても疑似リンク溝７５ｃ内に出力側同期用スプロケット７６の歯７６ａが容易に噛みこむ。
ピニオンスプロケット２０が回転軸１に対して公転してチェーン６との噛み合いを開始する際に、事前歯合わせ機構７０が噛合点の直前でピニオンスプロケット２０の歯２０ｃの位相合わせをする。つまり、ピニオンスプロケット２０が噛合点の直前に達すると、出力側同期用スプロケット７６が同期用チェーン７５の疑似リンク溝７５ｃと噛み合う。なお、出力側同期用スプロケット７６の歯７６ａはピニオンスプロケット２０の歯２０ａよりも刃先が先鋭に形成され、半歯分の位相ずれがあっても疑似リンク溝７５ｃ内に出力側同期用スプロケット７６の歯７６ａが容易に噛みこむ。
同期用チェーン７５は、第１同期回転部材７１と常時噛み合って、チェーン６と位相が合致した状態で回転しているので、出力側同期用スプロケット７６も同期用チェーン７５と噛み合うとチェーン６と位相が同期する。ただし、この出力側同期用スプロケット７６も同期用チェーン７５と微小の位相差を含んで噛み合うので、その分だけ出力側同期用スプロケット７６とチェーン６との間に位相差が生じるが、この位相差は僅かである。
したがって、出力側同期用スプロケット７６と常に対応した位相関係（一定の位相差）を有するピニオンスプロケット２０の歯２０ａも、チェーン６のリンク溝６１ｃと僅かな位相差内に位相調整され、噛合点では、ピニオンスプロケット２０の歯２０ａはチェーン６のリンク溝６１ｃに確実に噛み合う。これにより、ピニオンスプロケット２０の歯２０ａがチェーン６のリンクプレート６１に当たって歯飛びするおそれが解消され、無段変速機構が円滑に作動する。
〔１−２−２．チェーン追従移動機構による作用及び効果〕
また、変速比の切替時にピニオンスプロケット２０が径方向に移動して複合スプロケット５の径が変更されると、チェーン６の走行軌道が変化して上記の噛合点の位置も変化するが、チェーン追従移動機構８０によって、事前歯合わせ機構７０の第１同期回転部材７１及び第２同期回転部材７２も、チェーン６の走行軌道の変化に追従するように移動するので、変速比の切替時や切替後にも事前歯合わせを支障なく実施することができる。また、追従ガイド部材８１はチェーン６が外振れしてピニオンスプロケット２０から離脱するのを抑える作用もある。
また、変速比の切替時にピニオンスプロケット２０が径方向に移動して複合スプロケット５の径が変更されると、チェーン６の走行軌道が変化して上記の噛合点の位置も変化するが、チェーン追従移動機構８０によって、事前歯合わせ機構７０の第１同期回転部材７１及び第２同期回転部材７２も、チェーン６の走行軌道の変化に追従するように移動するので、変速比の切替時や切替後にも事前歯合わせを支障なく実施することができる。また、追従ガイド部材８１はチェーン６が外振れしてピニオンスプロケット２０から離脱するのを抑える作用もある。
〔１−２−３．微小回転許容機構による作用及び効果〕
また、事前歯合わせ機構７０によってピニオンスプロケット２０の歯２０ｃの位相合わせをするには、ピニオンスプロケット２０の歯２０ｃが回転方向に可動でなくてはならないが、単に可動にしたのでは、ピニオンスプロケット２０とチェーン６との間での動力伝達に支障を来すが、ピニオンスプロケット２０の軸２０ａに対する微小回転を許容すると共に、ピニオンスプロケット２０を軸２０ａに対して回転方向の中立位置に付勢し微小回転を弾性的に規制する微小回転許容機構９０が装備されているので、ピニオンスプロケット２０とチェーン６との間での動力伝達を実現しながら、ピニオンスプロケット２０を回転方向に可動とし、歯合わせを実現することができる。
また、事前歯合わせ機構７０によってピニオンスプロケット２０の歯２０ｃの位相合わせをするには、ピニオンスプロケット２０の歯２０ｃが回転方向に可動でなくてはならないが、単に可動にしたのでは、ピニオンスプロケット２０とチェーン６との間での動力伝達に支障を来すが、ピニオンスプロケット２０の軸２０ａに対する微小回転を許容すると共に、ピニオンスプロケット２０を軸２０ａに対して回転方向の中立位置に付勢し微小回転を弾性的に規制する微小回転許容機構９０が装備されているので、ピニオンスプロケット２０とチェーン６との間での動力伝達を実現しながら、ピニオンスプロケット２０を回転方向に可動とし、歯合わせを実現することができる。
〔１−２−４．相対回転駆動機構，機械式自転駆動機構による作用及び効果〕
相対回転駆動機構３０により固定ディスク群１０に対する可動ディスク１９の回転位相を変化させると、スプロケット移動機構４０Ａ及びロッド移動機構４０Ｂが稼働して、回転軸１の軸心Ｃ1に対するピニオンスプロケット２０及びガイドロッド２９の径方向位置が等距離を維持されながら同期して変更される。これにより、接円半径が変更される。この場合、ピニオンスプロケットが自転しなければ、チェーンに対するピニオンスプロケットの位相ズレが発生してしまうが、かかる位相ズレは、機械式自転駆動機構５０による自転ピニオンスプロケット２２，２３の自転により解消される。
相対回転駆動機構３０により固定ディスク群１０に対する可動ディスク１９の回転位相を変化させると、スプロケット移動機構４０Ａ及びロッド移動機構４０Ｂが稼働して、回転軸１の軸心Ｃ1に対するピニオンスプロケット２０及びガイドロッド２９の径方向位置が等距離を維持されながら同期して変更される。これにより、接円半径が変更される。この場合、ピニオンスプロケットが自転しなければ、チェーンに対するピニオンスプロケットの位相ズレが発生してしまうが、かかる位相ズレは、機械式自転駆動機構５０による自転ピニオンスプロケット２２，２３の自転により解消される。
固定ピニオンスプロケット２１と第一自転ピニオンスプロケット２２又は第二自転ピニオンスプロケット２３にチェーン６が巻き掛けられている場合に、接円半径が拡径する際には、固定ピニオンスプロケット２１と第一自転ピニオンスプロケット２２又は第二自転ピニオンスプロケット２３との間の最適なチェーン長が長くなり、機械式自転駆動機構５０が設けられていなければチェーン長不足を招いてしまう。このとき、第一自転ピニオンスプロケット２２又は第二自転ピニオンスプロケット２３が機械式自転駆動機構５０により自転されることにより、固定ピニオンスプロケット２１と第一自転ピニオンスプロケット２２又は第二自転ピニオンスプロケット２３との間にはチェーン長の不足分だけが送り込まれる。
一方、固定ピニオンスプロケット２１と第一自転ピニオンスプロケット２２又は第二自転ピニオンスプロケット２３にチェーン６が巻き掛けられている場合に、接円半径が縮径する際には、固定ピニオンスプロケット２１と第一自転ピニオンスプロケット２２又は第二自転ピニオンスプロケット２３との間の最適なチェーン長が短くなり、機械式自転駆動機構５０が設けられていなければチェーンの弛みを招いてしまう。このとき、第一自転ピニオンスプロケット２２又は第二自転ピニオンスプロケット２３が機械式自転駆動機構５０により自転されることにより、固定ピニオンスプロケット２１と第一自転ピニオンスプロケット２２又は第二自転ピニオンスプロケット２３との間からチェーン長の余り分（弛み分）だけが引き出される。
接円半径が拡縮径する際に自転する自転ピニオンスプロケット２２，２３は、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は一対一の対応関係となっている。つまり、自転ピニオンスプロケット２２，２３は、接円半径の拡縮径による変速比の変更時に、チェーン６の過不足分を調整しながら動力伝達することができる。
このように、機械式自転駆動機構５０が、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４０と連動して自転駆動するため、複数のピニオンスプロケット２０の径方向移動時、即ち、変速比の変更時に、ピニオンスプロケット間のチェーン長が適切に調整されることにより、動力伝達しながら変速比を変更することができる。
詳細には、複数のピニオンスプロケット２０が径方向に移動するとき、即ち、変速比を変更するときには、ピニオン５１，５２がラック５３，５４と噛合しながら回転する。この回転によって自転ピニオンスプロケット２２，２３が自転駆動される。この自転駆動は、チェーン６に対する複数の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スプロケット移動機構４０Ａと連動してされるため、複数のピニオンスプロケット２０間のチェーン長が適切に調整される。このとき、ラック５３，５４に対してピニオン５１，５２が噛合しているため、ピニオン５１，５２及びこれと一体に回転する自転ピニオンスプロケット２２，２３が空転しない。したがって、動力伝達しながら変速比を変更することができる。さらに、本無段変速機構が、エンジンを搭載した車両用の変速機に用いられる場合には、エンジンブレーキをきかせることもできる。
具体的な構造で言えば、第一自転ピニオンスプロケット２２の第一ピニオン５１に対して第一ラック５３が進角側に配置され、また、第二自転ピニオンスプロケット２３の第二ピニオン５２に対して第二ラック５４が遅角側に配置されるため、固定ピニオンスプロケット２１と第一自転ピニオンスプロケット２２又は第二自転ピニオンスプロケット２３との間において、接円半径が拡径する際にチェーン長の不足分が送り込まれ、また、接円半径が縮径する際にチェーン長の余り分（弛み分）が引き出される。つまり、弛もうとするチェーン６は引き出され、チェーン６が突っ張ろうとするとチェーン６が送り込まれるため、チェーン長を適切に調整することができる。
複数のピニオンスプロケット２０が等間隔に三個設けられているため、複数のピニオンスプロケット２０が何れの回転位相に位置していても、チェーン６とピニオンスプロケット２０の何れかとの動力伝達が途切れない。したがって、確実な動力伝達に寄与する。
さらに、自転ピニオンスプロケット２２，２３の外周がピニオン５１，５２の外周の略二倍に形成されているため、ピニオンスプロケット２０間にチェーン６を過不足なく送り込み又は引き込んで、チェーン長を適切に調整することができる。
さらに、自転ピニオンスプロケット２２，２３の外周がピニオン５１，５２の外周の略二倍に形成されているため、ピニオンスプロケット２０間にチェーン６を過不足なく送り込み又は引き込んで、チェーン長を適切に調整することができる。
固定ピニオンスプロケット２１の支持軸２１ａに一体的に結合された案内部材５９は、径方向の所定長さにわたって第一案内溝１２ａに接触するように対応した形状に形成されているため、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しても、回転力により案内部材５９が第一案内溝１２ａに接触して回転（自転）することがない。よって、固定ピニオンスプロケット２１を自転しないようにすることができる。
固定ピニオンスプロケット２１の自転が阻止されることにより、変速比が変更される際に、固定ピニオンスプロケット２１と各自転ピニオンスプロケット２２，２３との間で過不足するチェーン長が各ピニオンスプロケット２１，２２，２３の径方向移動距離に応じて一定となることにより、安定したチェーン長の調整に寄与する。
また、スプロケット移動機構４０Ａにおいて、相対回転駆動機構３０により可動ディスク１９が第一固定ディスク１１に対して相対回転駆動されると、第一固定ディスク１１のスプロケット用固定放射状溝１１ａと可動ディスク１９のスプロケット用可動放射状溝１９ａとの交差箇所が径方向に移動し、この交差箇所の支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａとこれに支持されるピニオンスプロケット２１，２２，２３が径方向に移動する。このようにして、三つのピニオンスプロケット２０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させて移動させることができ、変速比を変更することができる。
〔１−３．事前歯合わせ機構の変形例〕
第１実施形態にかかる事前歯合わせ機構７０は、同期用チェーン７５がチェーン６の最大回転軌道の外に突出する配置としているが、図１０に示すように、事前歯合わせ機構７０の各部が何れも、チェーン６の最大回転軌道の外に突出しないように配置しても良い。つまり、同期用チェーン７５を入力側同期用スプロケット７３よりも各複合スプロケット５の軸心寄りに配置し、噛合点でのピニオンスプロケット２０と入力側同期用スプロケット７３との間に同期用チェーン７５が位置するように配置する。これにより、無段変速機構をコンパクトに構成することができる。なお、この変形例では、事前歯合わせ機構７０の各部の配置以外は第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
第１実施形態にかかる事前歯合わせ機構７０は、同期用チェーン７５がチェーン６の最大回転軌道の外に突出する配置としているが、図１０に示すように、事前歯合わせ機構７０の各部が何れも、チェーン６の最大回転軌道の外に突出しないように配置しても良い。つまり、同期用チェーン７５を入力側同期用スプロケット７３よりも各複合スプロケット５の軸心寄りに配置し、噛合点でのピニオンスプロケット２０と入力側同期用スプロケット７３との間に同期用チェーン７５が位置するように配置する。これにより、無段変速機構をコンパクトに構成することができる。なお、この変形例では、事前歯合わせ機構７０の各部の配置以外は第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
〔２．第２実施形態〕
以下、図１１〜図１４を参照して、第２実施形態にかかる無段変速機構について説明する。第２実施形態は、事前歯合わせ機構１７０が第１実施形態の事前歯合わせ機構７０と異なっているが、他の構成は第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
以下、図１１〜図１４を参照して、第２実施形態にかかる無段変速機構について説明する。第２実施形態は、事前歯合わせ機構１７０が第１実施形態の事前歯合わせ機構７０と異なっているが、他の構成は第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
〔２−１．事前歯合わせ機構〕
図１１に示すように、本実施形態の事前歯合わせ機構１７０は、第１実施形態の事前歯合わせ機構７０と同様に、チェーン６と係合して位相同期して回転する第１同期回転部材１７１と、第１同期回転部材１７１と位相同期して回転すると共に噛合点直前でピニオンスプロケット２０と係合して同ピニオンスプロケット２０の位相を調整する第２同期回転部材１７２とを備えている。
図１１に示すように、本実施形態の事前歯合わせ機構１７０は、第１実施形態の事前歯合わせ機構７０と同様に、チェーン６と係合して位相同期して回転する第１同期回転部材１７１と、第１同期回転部材１７１と位相同期して回転すると共に噛合点直前でピニオンスプロケット２０と係合して同ピニオンスプロケット２０の位相を調整する第２同期回転部材１７２とを備えている。
第１同期回転部材１７１は、チェーン１０６の外側リンク溝１６１ｅに歯１７３ａが常時噛み合う入力側同期用スプロケット１７３を備えている。
また、第２同期回転部材１７２は、ピニオンスプロケット２０と一体回転する出力側同期用スプロケット１７６と、出力側同期用スプロケット１７６と噛み合う同期用チェーン１７５とを備えている。
また、第２同期回転部材１７２は、ピニオンスプロケット２０と一体回転する出力側同期用スプロケット１７６と、出力側同期用スプロケット１７６と噛み合う同期用チェーン１７５とを備えている。
同期用チェーン１７５は、入力側同期用スプロケット１７３の軸１７３ｂに一体回転するように装備され、チェーン６のリンクプレート６１を模した疑似リンク１７５ａが連結ピン１７５ｂで連結されてなるチェーンである。同期用チェーン１７５の外周には、リンク溝６１ｃを模した疑似リンク溝１７５ｃが形成される。この疑似リンク溝１７５ｃは、ピニオンスプロケット２０が噛合点の直前に到達したときに、この疑似リンク溝１７５ｃが出力側同期用スプロケット１７６の歯１７６ａと噛み合う。
これらの同期用チェーン１７５及び出力側同期用スプロケット１７６は、一端側のチェーン６Ａよりも軸方向外側に配置され、同期用チェーン１７５がチェーン１０６Ａ〜１０６Ｃの何れにも干渉しないようになっている。
入力側同期用スプロケット１７３の歯１７３ａを、チェーン１０６の外側に噛み合わせるため、図１４（ａ）に示すように、チェーン１０６には、リンクプレート１６１の内周側に相互間にリンク溝１６１ｃを形成する一対の歯１６１ａに加えて、リンクプレート１６１の外周側にも一対の歯１６１ｅが形成され、一対の歯１６１ｅの相互間が外側リンク溝１６１ｅになっている。このチェーン１０６も、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、サイレントチェーンが適用され、第１実施形態のものと同様に、補助リンクプレート１６３が連結ピン１６２で連結されて装備される。
なお、外側リンク溝１６１ｅが形成されたリンクプレート１６１は、入力側同期用スプロケット１７３が係合するチェーン１０６の同スプロケット１７３の厚みに相当する部分にのみ配設すれば良く、その他のリンクプレートは内側のリンク溝のみを備えたもので良い。また、場合によっては、入力側同期用スプロケット１７３が係合するリンクプレートを外側リンク溝のみが形成されたものを用いても良い。
この実施形態では、図１３に示すように、同期用チェーン１７５にサイレントチェーンが適用され同期用チェーン１７５は、比較的小径であるため、疑似リンク１７５ａの数が少なくなり、疑似リンク１７５ａ同士の連結角度も大きくなる。このため、疑似リンク１７５ａの疑似リンク溝１７５ｃを比較的広角に形成しても、疑似リンク溝１７５ｃの角度は十分に大きくなる。そこで、隣接する疑似リンク１７５ａは疑似リンク溝１７５ｃを形成する歯を完全に重合させずにややずらせた角度にして、実質的な疑似リンク溝１７５ｃの開口角度を抑えている。ただし、これでも、実質的な疑似リンク溝１７５ｃの角度は十分に大きく、出力側同期用スプロケット１７６は疑似リンク溝１７５ｃに容易に噛み合うようになっている。
また、事前歯合わせ機構１７０は、各複合スプロケット５に設けられるが、入力側同期用スプロケット１７３及び同期用チェーン１７５の軸１７３ｂは、図示しない支持部材に支持され、この支持部材は、図示しない弾性力付与機構によって、図１１に矢印で示すように、一点鎖線上を互いに接近する方向に付勢されている。この弾性力付与機構は、第１実施形態のチェーン追従移動機構と同様な作用をし、入力側同期用スプロケット１７３をチェーン１０６の外周に押し付けて、ピニオンスプロケット２０の径方向への移動に伴うチェーン１０６の走行軌道の変化に追従して入力側同期用スプロケット１７３及び同期用チェーン１７５の軸１７３ｂを移動させる。
また、図１２に示すように、本実施形態でも、第１実施形態と同様の微小回転許容機構９０（図９参照）が装備され、ピニオンスプロケット２０の軸２０ａに対する微小回転を許容すると共に、ピニオンスプロケット２０を軸２０ａに対して回転方向の中立位置に付勢している。
〔２−２．事前歯合わせ機構による作用及び効果〕
本実施形態の事前歯合わせ機構１７０によっても、ピニオンスプロケット２０の歯２０ａが、チェーン１０６のリンク溝１６１ｃと僅かな位相差内に位相調整され、噛合点では、ピニオンスプロケット２０の歯２０ａはチェーン１０６のリンク溝１６１ｃに確実に噛み合う。これにより、ピニオンスプロケット２０の歯２０ａがチェーン１０６のリンク１６１に当たって歯飛びするおそれが解消され、無段変速機構が円滑に作動する。
本実施形態の事前歯合わせ機構１７０によっても、ピニオンスプロケット２０の歯２０ａが、チェーン１０６のリンク溝１６１ｃと僅かな位相差内に位相調整され、噛合点では、ピニオンスプロケット２０の歯２０ａはチェーン１０６のリンク溝１６１ｃに確実に噛み合う。これにより、ピニオンスプロケット２０の歯２０ａがチェーン１０６のリンク１６１に当たって歯飛びするおそれが解消され、無段変速機構が円滑に作動する。
また、チェーン追従移動機構に相当する弾性力付与機構が、事前歯合わせ機構１７０の第１同期回転部材１７１及び第２同期回転部材１７２を、チェーン１０６の走行軌道の変化に追従するように移動するので、変速比の切替時や切替後にも事前歯合わせを支障なく実施することができる。また、弾性力付与機構はチェーン１０６が外振れしてピニオンスプロケット２０から離脱するのを抑える作用もある。
〔３．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。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。上述した一実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、適宜組み合わせてもよい。
上述の各実施形態では、複数のピニオンスプロケット２０側から第一固定ディスク１１，可動ディスク１９，第二固定ディスク１２の順に配置されたもの例示したが、ディスクの配置はこれに限られず、複数のピニオンスプロケット２０側から可動ディスク１９，第一固定ディスク１１，第二固定ディスク１２としてもよい。さらには、第一固定ディスク１１と第二固定ディスク１２とを一体に構成してもよい。すなわち、第一固定ディスク１１が第二固定ディスク１２と兼用されてもよい。
この場合、兼用される固定ディスクには、スプロケット用固定放射状溝１１ａ及びロッド用固定放射状溝１１ｂが形成されるとともに、ラック８１，８２が固設される。このとき、スプロケット用固定放射状溝１１ａは、スプロケットピニオン２１，２２，２３の支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａを案内する案内溝としても機能する。かかる構成によれば、第一固定ディスク１１と第二固定ディスク１２とをそれぞれ設けるのに比較して、簡素な構成とすることができる。延いては、コストを抑制することができ、重量の軽減を図ることができる。
また、自転しない固定ピニオンスプロケット２１と自転する自転ピニオンスプロケット２２，２３を示したが、ピニオンスプロケット２１，２２，２３の何れもが自転可能に構成されていてもよい。この場合、少なくとも何れか隣接するピニオンスプロケット対の自転方向が互いに逆方向に設定される。
また、三個のピニオンスプロケット２０を示したが、ピニオンスプロケット２０の個数はこれに限らず、四つ以上であってもよいし、常時、何れかのピニオンスプロケット２０がチェーン６に噛合うのであれば、その個数は二つでもよい。何れの場合も、隣り合うピニオンスプロケット２０の少なくとも何れかは自転するピニオンスプロケット２０として構成され、また、ピニオンスプロケット２０の個数に応じた放射状溝１１ａ，１９ａが設けられる。
また、ヘリカルギヤ１２Ａは、第二固定ディスク１２の外周部に限らず、少なくとも固定ディスク群１０の何れかに設けられていればよい。この場合、ヘリカルギヤ１２Ａと噛合する駆動機構３０のヘリカルギヤ３３ａの箇所が変更される。
なお、上記の各実施形態では、チェーン６Ａ，６Ｂ，６Ｃに所謂サイレントチェーンを用いたものを示したが、これに替えて、ローラチェーンやブッシュチェーンなどその他の形式のチェーンを用いながら、同様の機能を有するように構成しても良い。
また、事前歯合わせ機構は、チェーンと係合して位相同期して回転する第１同期回転部材と、第１同期回転部材と位相同期して回転すると共に噛合点の直前でピニオンスプロケットと係合してピニオンスプロケットの位相を調整する第２同期回転部材と、を備えていればよく、上記の各実施形態のものに限定されない。
チェーン追従移動機構について、ピニオンスプロケットの径方向への移動に伴うチェーンの走行軌道の変化に追従して第１同期回転部材及び第２同期回転部材の軸を移動させるものであれば、その構成は上記の各実施形態のものに限定されない。
さらに、微小回転許容機構も、ピニオンスプロケットを支持する軸に対するピニオンスプロケットの微小回転を許容し、且つ、ピニオンスプロケットをピニオンスプロケット軸に対して回転方向の中立位置に付勢し微小回転を弾性的に規制するものであればよく、その構成は上記の各実施形態のものに限定されない。
１ 回転軸
２ 収容空間
５ 複合スプロケット
６，６Ａ〜６Ｃ，１０６，１０６Ａ〜１０６Ｃ チェーン
１０ 固定ディスク群
１１ 第一固定ディスク（径方向移動用固定ディスク）
１１ａ スプロケット用固定放射状溝
１１ｂ ロッド用固定放射状溝
１２ 第二固定ディスク（自転用固定ディスク）
１２ａ 第一案内溝（固定ピニオンスプロケット案内溝）
１２ｂ 第二案内溝
１２ｃ 第三案内溝
１２Ａ ヘリカルギヤ
１９ 可動ディスク（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
１９ｂ ロッド用可動放射状溝
１９Ａ 外周歯
２０ ピニオンスプロケット
２１ 固定ピニオンスプロケット
２１ａ 支持軸
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）
２２ａ 支持軸
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）
２３ａ 支持軸
２９ ガイドロッド
２９ａ ロッド支持軸
２９ｂ ガイド部材
３０ 相対回転駆動機構
３１ モータ
３１ａ 出力軸
３１ｂ 雄ネジ部
３２ フォーク
３２ａ 雌ネジ部
３２ｂ 支持体
３２ｃ フォーク外周部
３２Ａ 運動変換機構
３３ 入力部材
３３ａ ヘリカルギヤ
３３ｂ フォーク溝
３４Ａ 連動回転機構
３４ 出力部材
３４ａ 回転駆動歯
４０Ａ スプロケット移動機構
４０Ｂ ロッド移動機構
５０ 機械式自転駆動機構
５１ 第一ピニオン（進角側ピニオン）
５２ 第二ピニオン（遅角側ピニオン）
５３ 第一ラック（進角側ラック）
５４ 第二ラック（遅角側ラック）
５９ 案内部材
６１ リンクプレート（駆動リンク）
６１Ｓ リンクプレート列
６１ａ リンクプレート６１の歯部
６１ｂ ピン穴
６１ｃ リンク溝
６２ 連結ピン
６３ 補助リンク
６３Ｓ 補助リンク列
６３ａ ガイド面
６３ｂ ピン穴
６４Ａ，６４Ｂ 重合部
６５ａ 肉薄部
６５ｂ 切欠部
７０，１７０ 事前歯合わせ機構
７１，１７１ 第１同期回転部材
７１ａ，１７１ａ 第１同期回転部材７１，１７１の軸
７２，１７２ 第２同期回転部材
７２ａ，１７２ａ 第２同期回転部材７２，１７２の軸
７３，１７３ 入力側同期用スプロケット
７３ａ，１７３ａ 前記入力側同期用スプロケット７３，１７３の歯
１７３ｂ 入力側同期用スプロケット１７３の軸
７４ 補助スプロケット
７４ａ 補助スプロケット７４の歯
７５ 同期用チェーン
７５ａ，１７５ａ 疑似リンク
７５ｂ，１７５ａ 連結ピン
７５ｃ，１７５ｃ 疑似リンク溝
７６，１７６ 出力側同期用スプロケット
７６ａ，１７６ａ 出力側同期用スプロケット７６，１７６の歯
８０ チェーン追従移動機構
８１ 追従ガイド部材
８２ 弾性部材
８３ 支持部材
９０ 微小回転許容機構
９１ キー部材
９２ キー溝
９３ 付勢部材
Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3，Ｃ4 軸心
２ 収容空間
５ 複合スプロケット
６，６Ａ〜６Ｃ，１０６，１０６Ａ〜１０６Ｃ チェーン
１０ 固定ディスク群
１１ 第一固定ディスク（径方向移動用固定ディスク）
１１ａ スプロケット用固定放射状溝
１１ｂ ロッド用固定放射状溝
１２ 第二固定ディスク（自転用固定ディスク）
１２ａ 第一案内溝（固定ピニオンスプロケット案内溝）
１２ｂ 第二案内溝
１２ｃ 第三案内溝
１２Ａ ヘリカルギヤ
１９ 可動ディスク（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
１９ｂ ロッド用可動放射状溝
１９Ａ 外周歯
２０ ピニオンスプロケット
２１ 固定ピニオンスプロケット
２１ａ 支持軸
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）
２２ａ 支持軸
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）
２３ａ 支持軸
２９ ガイドロッド
２９ａ ロッド支持軸
２９ｂ ガイド部材
３０ 相対回転駆動機構
３１ モータ
３１ａ 出力軸
３１ｂ 雄ネジ部
３２ フォーク
３２ａ 雌ネジ部
３２ｂ 支持体
３２ｃ フォーク外周部
３２Ａ 運動変換機構
３３ 入力部材
３３ａ ヘリカルギヤ
３３ｂ フォーク溝
３４Ａ 連動回転機構
３４ 出力部材
３４ａ 回転駆動歯
４０Ａ スプロケット移動機構
４０Ｂ ロッド移動機構
５０ 機械式自転駆動機構
５１ 第一ピニオン（進角側ピニオン）
５２ 第二ピニオン（遅角側ピニオン）
５３ 第一ラック（進角側ラック）
５４ 第二ラック（遅角側ラック）
５９ 案内部材
６１ リンクプレート（駆動リンク）
６１Ｓ リンクプレート列
６１ａ リンクプレート６１の歯部
６１ｂ ピン穴
６１ｃ リンク溝
６２ 連結ピン
６３ 補助リンク
６３Ｓ 補助リンク列
６３ａ ガイド面
６３ｂ ピン穴
６４Ａ，６４Ｂ 重合部
６５ａ 肉薄部
６５ｂ 切欠部
７０，１７０ 事前歯合わせ機構
７１，１７１ 第１同期回転部材
７１ａ，１７１ａ 第１同期回転部材７１，１７１の軸
７２，１７２ 第２同期回転部材
７２ａ，１７２ａ 第２同期回転部材７２，１７２の軸
７３，１７３ 入力側同期用スプロケット
７３ａ，１７３ａ 前記入力側同期用スプロケット７３，１７３の歯
１７３ｂ 入力側同期用スプロケット１７３の軸
７４ 補助スプロケット
７４ａ 補助スプロケット７４の歯
７５ 同期用チェーン
７５ａ，１７５ａ 疑似リンク
７５ｂ，１７５ａ 連結ピン
７５ｃ，１７５ｃ 疑似リンク溝
７６，１７６ 出力側同期用スプロケット
７６ａ，１７６ａ 出力側同期用スプロケット７６，１７６の歯
８０ チェーン追従移動機構
８１ 追従ガイド部材
８２ 弾性部材
８３ 支持部材
９０ 微小回転許容機構
９１ キー部材
９２ キー溝
９３ 付勢部材
Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3，Ｃ4 軸心
Claims (13)
- 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且つ一体に公転するように支持された複数のピニオンスプロケットと、前記複数のピニオンスプロケットを前記回転軸の軸心から等距離を維持させながら径方向に同期させて移動させるスプロケット移動機構とを有する複合スプロケットを二組と、前記二組の複合スプロケットに巻き掛けられたチェーンとを備え、前記複数のピニオンスプロケットの何れも囲み且つ前記複数のピニオンスプロケットの何れにも接する円の半径である接円半径の変更によって変速比を変更する無段変速機構であって、
前記ピニオンスプロケットが前記公転によって前記チェーンとの噛み合いを開始する噛合点に達する直前で、前記ピニオンスプロケットの歯を前記チェーンの内周のリンク溝と位相合わせする事前歯合わせ機構を備え、
前記事前歯合わせ機構は、前記チェーンと係合して位相同期して回転する第１同期回転部材と、前記第１同期回転部材と位相同期して回転すると共に前記噛合点に達する直前で前記ピニオンスプロケットと係合して同ピニオンスプロケットの位相を調整する第２同期回転部材と、を備えている
ことを特徴とする、無段変速機構。 - 前記第１同期回転部材は、前記チェーンの前記リンク溝に歯が常時噛み合う入力側同期用スプロケットと、前記入力側同期用スプロケットと一体回転する補助スプロケットとを備え、
前記第２同期回転部材は、前記ピニオンスプロケットと一体回転する出力側同期用スプロケットと、前記チェーンの前記リンク溝を模した疑似リンク溝を外周に有し、前記疑似リンク溝が前記補助スプロケットの歯と常時噛み合うと共に前記ピニオンスプロケットが前記噛合点の直前に到達したときに、前記疑似リンク溝が前記出力側同期用スプロケットの歯と噛み合う同期用チェーンとを備えている
ことを特徴とする、請求項１記載の無段変速機構。 - 前記第１同期回転部材は、前記チェーンの前記リンク溝に歯が常時噛み合う入力側同期用スプロケットを備え
前記第２同期回転部材は、前記ピニオンスプロケットと一体回転する出力側同期用スプロケットと、前記入力側同期用スプロケットの軸に一体回転するように装備され、前記チェーンの前記リンク溝を模した疑似リンク溝を外周に有し、前記ピニオンスプロケットが前記噛合点の直前に到達したときに、前記疑似リンク溝が前記出力側同期用スプロケットの歯と噛み合う同期用チェーンとを備えている
ことを特徴とする、請求項１記載の無段変速機構。 - 前記同期用チェーンは、外周に駆動ギヤ部分を有するサイレントチェーンである
ことを特徴とする、請求項２又は３記載の無段変速機構。 - 前記疑似リンク溝の溝長は前記チェーンの前記リンク溝の溝長よりも大きく形成されている
ことを特徴とする、請求項２〜４の何れか１項に記載の無段変速機構。 - 前記ピニオンスプロケットの径方向への移動に伴う前記チェーンの走行軌道の変化に追従して前記第１同期回転部材及び前記第２同期回転部材の軸を移動させるチェーン追従移動機構を装備している
ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の無段変速機構。 - 前記チェーン追従移動機構は、
前記チェーンの走行軌道の変化に追従して移動するように可動に支持された追従ガイド部材と、
前記追従ガイド部材を前記チェーンの外周面に圧接させる弾性部材と、
前記追従ガイド部材と一体に移動し前記第１同期回転部材及び前記第２同期回転部材の軸を回転自在に支持する支持部材とを有している
ことを特徴とする、請求項６記載の無段変速機構。 - 前記ピニオンスプロケットを支持するピニオンスプロケット軸に対する前記ピニオンスプロケットの微小回転を許容すると共に、前記ピニオンスプロケットを前記ピニオンスプロケット軸に対して回転方向の中立位置に付勢し前記微小回転を弾性的に規制する微小回転許容機構が装備されている
ことを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載の無段変速機構。 - 前記ピニオンスプロケットに許容される微小回転量は、前記ピニオンスプロケットの半歯分である
ことを特徴とする、請求項８記載の無段変速機構。 - 前記微小回転許容機構は、
前記ピニオンスプロケットの内周側及び前記出力側同期用スプロケットの内周側に一体回転するように装備されたキー部材と、
前記ピニオンスプロケット軸の外周側に形成され前記キー部材が前記回転方向に遊びをもって係合するキー溝と、
前記キー部材が前記キー溝の前記回転方向の中立位置に位置するように、前記キー部材を前記回転方向の正転と逆転方向との双方から付勢する付勢部材と、を備えている
ことを特徴とする、請求項２又は３を引用する請求項８又は９記載の無段変速機構。 - 前記複数のピニオンスプロケットの少なくとも何れかのピニオンスプロケットを自転駆動する機械式自転駆動機構を備え、
前記機械式自転駆動機構は、前記スプロケット移動機構による前記複数のピニオンスプロケットの径方向移動に伴って、前記チェーンに対する前記複数のピニオンスプロケットの位相ズレを解消するように前記何れかのピニオンスプロケットを前記スプロケット移動機構と連動して機械的に自転駆動する
ことを特徴とする、請求項１〜１０の何れか１項に記載の無段変速機構。 - 前記複数のピニオンスプロケットは、自転しない一つの固定ピニオンスプロケットと自転可能なその他の自転ピニオンスプロケットとを有し、
前記機械式自転駆動機構は、前記固定ピニオンスプロケットが自転しないように案内し、前記自転ピニオンスプロケットが自転するように案内する
ことを特徴とする、請求項１１記載の無段変速機構。 - 前記複数のピニオンスプロケットは、等間隔に少なくとも三個設けられていることを特徴とする、請求項１〜１２の何れか１項に記載の無段変速機構。
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