KR101745813B1 - 무단 변속 기구 - Google Patents

Abstract

복수의 피니언 스프로킷(20) 중 적어도 1개의 자전 피니언 스프로킷(22, 23)을 자전 구동하는 기계식 자전 구동 기구(50)를 구비하고, 해당 기계식 자전 구동 기구(50)는, 스프로킷 이동 기구(40A)에 의한 복수의 피니언 스프로킷(20)의 직경 방향 이동에 수반하여, 체인(60)에 대한 복수의 피니언 스프로킷(20)의 위상 어긋남을 해소하도록 상기 자전 피니언 스프로킷(22, 23)을 스프로킷 이동 기구(40A)와 연동해서 자전 구동한다.

Description

무단 변속 기구{CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION MECHANISM}

본 발명은, 회전축에 대해 등거리를 유지하면서 직경 방향으로 가동으로 지지되고 또한 일체 회전하도록 회전축에 대해 공전하는 복수의 피니언 스프로킷과 이들에 권취된 체인에 의해 동력 전달하는 무단 변속 기구에 관한 것이다.

종래, 프라이머리 풀리와 세컨더리 풀리에 구동 벨트가 권취되고, 각 풀리의 가동 시브에 가해지는 추력에 의해 각 풀리와 구동 벨트 사이에 발생한 마찰력을 사용해서 동력 전달하는 벨트식 무단 변속기가, 예를 들어, 차량용 변속기로서 실용화되고 있다.

이러한 무단 변속기에서는, 큰 동력을 전달할 때에, 추력을 증대시켜 마찰력을 확보하는 것이 필요하다. 이때, 추력 발생용의 오일 펌프를 구동하는 구동원(엔진 또는 전동 모터)의 부담이 증대하고, 이에 관한 연료 소비량 또는 전력 소비량의 증가를 초래하게 될 우려가 있고, 또한, 각 풀리나 구동 벨트 등의 내구성을 손상시킬 우려가 있다.

따라서, 상기의 추력이나 마찰력을 사용하지 않고, 복수의 피니언 스프로킷과 이에 권취된 체인에 의해 동력 전달하는 무단 변속 기구가 개발되어 있다.

이와 같은 무단 변속 기구로서는, 회전축에 대해 등거리를 유지하면서 직경 방향으로 가동으로 또한 일체 회전하도록 지지되어 회전축에 대해 공전하는 복수의 피니언 스프로킷이 각각 다각형의 정점을 이루도록 하여 형성된 외관상의 대 스프로킷(여기서는, 「복합 스프로킷」이라고 칭하기로 함)이, 입력측 및 출력측의 각각에 설치되고, 이들 복합 스프로킷에 권취된 체인에 의해 동력 전달하는 것을 들 수 있다. 이러한 구성의 기초로는, 각 피니언 스프로킷이 회전축에 대해 등거리를 유지하면서 동기하여 직경 방향으로 이동함으로써, 다각형의 크기가 상사적으로 변화함으로써, 변속비가 변화한다.

이와 같은 무단 변속 기구에 있어서의 변속 시에는, 피니언 스프로킷간의 거리가 변화함으로써, 피니언 스프로킷간에서 체인 길이의 과부족이 발생하고, 체인의 느슨해짐 또는 팽팽해짐이 발생하게 된다. 이와 같은 체인 길이의 과부족을 피하지 않으면, 각 피니언 스프로킷을 직경 방향으로 이동시킬 수 없어, 변속비를 변경할 수 없다.

이에 관해, 이하의 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 예시되는 기술이 개발되어 있다.

특허문헌 1에는, 복수의 피니언 스프로킷의 일측에 2개 디스크(스핀들)이 병설되고, 각각의 디스크에 방사상 홈이 형성되고, 한쪽의 디스크의 방사상 홈(이하, 「제1 방사상 홈」이라고 함)과 다른 쪽의 디스크 방사상 홈(이하, 「제2 방사상 홈」이라고 함)이 서로 교차하도록 배치되고, 제1 방사상 홈과 제2 방사상 홈이 교차하는 개소에 각 스프로킷의 축이 지지된 것이 개시되어 있다. 한쪽의 디스크와 다른 쪽의 디스크의 상대 각도(위상)가 변경되면, 제1 방사상 홈과 제2 방사상 홈의 교차 개소가 직경 방향으로 이동하므로, 이러한 교차 개소에 축 지지된 각 피니언 스프로킷은, 양쪽 디스크의 상대 회전에 의해 직경 방향으로 이동된다.

이 특허문헌 1에는, 체인의 토크 전달에 의한 힘이 작용하면 걸림 결합해서 피니언 스프로킷을 그 축과 일체로 회전 가능하게 하고, 체인의 토크 전달이 이루어지지 않고 가해지는 힘이 해제되면 걸림 결합을 차단해서 피니언 스프로킷을 그 축에 대해 자유 회전 가능하게 하는 소정의 기구(여기서는 「소정 기구」라고 함)가 피니언 스프로킷에 내장되어 있는 것이 나타나 있다. 소정 기구가 걸림 결합 상태이면 동력 전달이 가능하게 되고, 또한, 소정 기구가 차단 상태이면 각 피니언 스프로킷의 직경 방향 이동이 가능하게 된다. 또한, 소정 기구를 작동시키기 위한 체인 장력을 부여하는 체인 텐셔너가 설치되어 있다.

특허문헌 2에는, 각 피니언 스프로킷이 설치된 슬라이드 프레임에 암나사가 설치되고, 이 암나사에 설치되는 각 수나사를 회전시키는 동력 분배 기구가 설치된 것이 나타나 있다. 이 동력 분배 기구에 의해 각 수나사를 동시에 동일수 회전시킴으로써, 각 스프로킷을 직경 방향으로 이동시키고 있다.

이 특허문헌 2에는, 일방향의 회전을 허용하고 타방향의 회전을 금지하는 역전 방지 장치와 회전의 고정 및 해제를 전환하는 클러치가 각 피니언 스프로킷에 설치되는 것이 나타나 있다. 역전 방지 장치에 의해, 각 피니언 스프로킷의 직경 방향의 위치가 변경될 때의 체인 길이의 과부족분을 조정할 수 있어, 클러치에 의해 각 피니언 스프로킷의 회전을 고정함으로써, 엔진 브레이크를 발휘할 수 있다고 한다.

특허문헌 1의 소정 기구에 의하면, 동력 전달과 변속비의 변경(변속)이 배타적으로 실시되므로, 동력 전달 시에는 변속비의 변경이 곤란하고, 또한, 변속비의 변경 시에는 동력 전달이 곤란하다. 또한, 일정한 변속비이어도, 엔진 브레이크를 발휘할 수 없다고 하는 등의 문제를 초래할 우려가 있고, 또한, 체인 텐셔너가 설치되어 있으므로, 체인과 체인 텐셔너 사이에 발생하는 마찰에 의해, 동력 전달 효율의 저하를 초래할 우려도 있다.

또한, 특허문헌 2의 역전 방지 장치에 의하면, 클러치에 의해 각 피니언 스프로킷의 회전이 고정되어 있을 때에는 변속비를 변경할 수 없다. 또한, 클러치가 각 피니언 스프로킷의 회전을 고정하고 있지 않을 때에는, 변속비를 변경할 수는 있지만, 각 피니언 스프로킷이 공전함으로써 동력 전달할 수 없을 우려가 있다. 또한, 엔진 브레이크를 발휘할 수 없다고 하는 문제도 초래하게 될 우려가 있다.

미국 특허 제7713154호 일본 특허 공개 제2002-250420호

본 발명의 목적의 하나는, 상기와 같은 과제를 감안하여 창안된 것으로, 동력 전달하면서 변속비를 변경할 수 있도록 한, 무단 변속 기구를 제공하는 것이다.

또한, 이 목적에 한정되지 않고, 후술하는 발명을 실시하기 위한 형태에 나타내는 각 구성에 의해 유도되는 작용 효과이며, 종래의 기술에 따라서는 얻어지지 않는 작용 효과를 발휘하는 것도 본 발명의 다른 목적으로서 위치를 부여할 수 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 무단 변속 기구는, 동력이 입력 또는 출력되는 회전축과, 상기 회전축에 대해 직경 방향으로 가동으로 지지된 복수의 피니언 스프로킷과, 상기 복수의 피니언 스프로킷을 상기 회전축의 축심으로부터 등거리를 유지시키면서 직경 방향으로 이동시키는 스프로킷 이동 기구를 각각이 갖는 2조의 복합 스프로킷과, 상기 2조의 복합 스프로킷에 권취된 체인을 구비하고, 상기 복수의 피니언 스프로킷의 전부를 둘러싸고 또한 상기 복수의 피니언 스프로킷의 전부에 접하는 원의 반경인 접원 반경의 변경에 의해 변속비를 변경하는 무단 변속 기구이며, 상기 복수의 피니언 스프로킷 중 적어도 1개의 피니언 스프로킷을 자전 구동하는 기계식 자전 구동 기구를 구비하고, 상기 기계식 자전 구동 기구는, 상기 스프로킷 이동 기구에 의한 상기 복수의 피니언 스프로킷의 직경 방향 이동에 수반하여, 상기 체인에 대한 상기 복수의 피니언 스프로킷의 위상 어긋남을 해소하도록 상기 적어도 하나의 피니언 스프로킷을 상기 스프로킷 이동 기구와 연동해서 기계적으로 자전 구동한다.

하나의 구성으로서는, 상기 기계식 자전 구동 기구는, 상기 회전축과 일체 회전하는 자전용 고정 디스크의 직경 방향을 따라서 배치된 랙과, 상기 자전 피니언 스프로킷의 지지축에 일체적으로 고정되고 상기 랙과 교합하는 피니언을 구비하고, 상기 자전 피니언 스프로킷의 직경 방향 이동에 의해 상기 랙에 교합하는 상기 피니언이 회전함으로써, 상기 자전 피니언 스프로킷을 자전시키는 것이 바람직하다.

또한, 다른 하나의 구성으로서는, 상기 스프로킷 이동 기구는, 상기 피니언 스프로킷을 지지하는 스프로킷 지지축과, 상기 스프로킷 지지축이 삽입 관통되는 스프로킷용 고정 방사상 홈이 형성되고, 상기 회전축과 일체 회전하는 고정 디스크와, 상기 고정 디스크에 대해 동심 또한 상대 회전 가능하게 배치되고, 또한 상기 스프로킷용 고정 방사상 홈과 교차하고 그 교차 개소에 상기 스프로킷 지지축이 위치하는 스프로킷용 가동 방사상 홈이 형성된 가동 디스크와, 상기 가동 디스크를 상기 고정 디스크에 대해 상대 회전 구동하여, 상기 교차 개소를 직경 방향으로 이동시키는 구동 장치를 구비하고, 상기 기계식 자전 구동 기구는, 상기 스프로킷 지지축에 대해 편심하여 설치된 제1 자전용 핀과, 상기 고정 디스크에 대해 동심으로 배치되고 상기 회전축과 일체 회전함과 함께, 상기 제1 자전용 핀이 삽입 관통되는 제1 자전용 방사상 홈이 형성된 제1 자전용 디스크를 구비하고, 상기 제1 자전용 방사상 홈은, 상기 스프로킷 지지축의 직경 방향 이동에 연동해서 상기 제1 자전용 핀을 안내하고, 상기 자전 피니언 스프로킷을 자전시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 무단 변속 기구에 의하면, 기계식 자전 구동 기구가, 스프로킷 이동 기구에 의한 복수의 피니언 스프로킷의 직경 방향 이동에 수반하여, 체인에 대한 복수의 피니언 스프로킷의 위상 어긋남을 해소하도록 어느 하나의 피니언 스프로킷을 스프로킷 이동 기구와 연동해서 기계적으로 자전 구동하므로, 복수의 피니언 스프로킷의 직경 방향 이동 시, 즉, 변속비의 변경 시에, 피니언 스프로킷간의 체인 길이가 적절하게 조정된다. 게다가, 피니언 스프로킷의 자전 구동에는 동력 전달의 해제는 불필요하므로, 동력 전달하면서 변속비를 변경할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 무단 변속 기구의 주요부를 모식적으로 도시하는 정면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 무단 변속 기구의 주요부를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 무단 변속 기구의 제1 고정 디스크(고정 디스크) 및 가동 디스크와 이들에 의해 이동되는 피니언 스프로킷 및 가이드 로드의 각 지지축을 나타내고, 스프로킷 이동 기구 및 로드 이동 기구를 설명하는 도면이며, (a), (b), (c)의 순서대로 접원 반경이 커지고 있다. 또한, 접원 반경이, 최소 직경의 것을 (a)로 나타내고, 최대 직경의 것을 (c)로 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 무단 변속 기구의 주요부를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 5는 체인 및 이를 가이드하는 가이드 로드의 일부를 취출해서 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 무단 변속 기구의 주요부를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 무단 변속 기구의 피니언 스프로킷을 취출해서 도시하는 사시도이다. 이 도 7에서는, 동일한 피니언 스프로킷을 시계열을 따라서 3개 도시하고 있다. 또한, 피니언 스프로킷은 좌측 하방으로부터 우측 상방을 향하여 시계열을 따라서 변화한다.
도 8은 도 7의 상면도이며, 시계열을 따라서 (a), (b), (c)의 순서대로 나타내는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 무단 변속 기구에 관한 실시 형태를 설명한다. 본 실시 형태의 무단 변속 기구는, 차량용 변속기에 사용해서 적합하다. 또한, 본 실시 형태에서는, 무단 변속 기구에 있어서의 회전축의 축심에 가까운 측(공전축측)을 내측으로 하고, 그 반대측을 외측으로 하여 설명한다.

〔1. 제1 실시 형태〕

이하, 제1 실시 형태에 관한 무단 변속 기구에 대해서 설명한다.

〔1-1. 무단 변속 기구의 구성〕

무단 변속 기구는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 2조의 복합 스프로킷(5, 5)과, 이들 복합 스프로킷(5, 5)에 권취된 체인(6)을 구비하고 있다. 또한, 복합 스프로킷(5)이란, 상세를 후술하는 복수의 피니언 스프로킷(20) 및 가이드 로드(29)가 다각형(여기서는 18각형)의 정점을 이루도록 하여 형성된 외관상의 대 스프로킷을 의미한다.

2조의 복합 스프로킷(5, 5) 중, 한쪽은, 입력측의 회전축(1)(입력축)과 동심의 1조의 복합 스프로킷(5)(도 1에서는 좌측 방향으로 나타냄)이며, 다른 쪽은, 출력측의 회전축(1)(출력축)과 동심의 복합 스프로킷(5)(도 1에서는 우측 방향으로 나타냄)이다. 이들 복합 스프로킷(5, 5)은 각각 마찬가지로 구성되어 있으므로, 하기의 설명에서는, 입력측의 복합 스프로킷(5)에 착안하여, 그 구성을 설명한다.

복합 스프로킷(5)은 회전축(1)과, 이 회전축(1)에 대해 직경 방향으로 가동으로 지지된 복수(여기서는 3개)의 피니언 스프로킷(20) 및 복수(여기서는 15개)의 가이드 로드(제1 가이드 로드)(29)를 갖고 있다. 3개의 피니언 스프로킷(20)은, 회전축(1)의 축심(C1)을 중심으로 한 원주 상에서 주위 방향을 따라서 등간격으로 배치되고, 피니언 스프로킷(20)의 상호간에는 각각 5개의 가이드 로드(29)가 배치되어 있다.

도 1에는 도시하지 않지만, 복합 스프로킷(5)은, 복수의 피니언 스프로킷(20)을 이동시키는 스프로킷 이동 기구(40A)와, 스프로킷 이동 기구(40A)에 연동해서 피니언 스프로킷(20)에 포함되는 자전 피니언 스프로킷(22, 23)을 자전 구동하는 기계식 자전 구동 기구(50)와, 복수의 가이드 로드(29)를 이동시키는 로드 이동 기구(40B)를 구비하고 있다(도 2 내지 도 5 참조). 이들에 대해서는, 상세를 후술한다.

이 무단 변속 기구는, 피니언 스프로킷(20) 및 가이드 로드(29)가 다각형(여기서는 18각형)의 정점을 이루도록 하여 형성된 외관상의 대 스프로킷의 외경, 즉, 복합 스프로킷(5)의 외경을 변경(직경 확대 축소)함으로써 변속비를 변경하는 것이다.

복합 스프로킷(5)의 외경이란, 복수의 피니언 스프로킷(20)의 전부를 포위하고, 또한, 복수의 피니언 스프로킷(20)의 전부에 접하는 원(접원)의 반경(이하, 「접원 반경」이라고 말함)에 대응하는 것이다. 또한, 복합 스프로킷(5)에는 체인(6)이 권취되므로, 복합 스프로킷(5)의 외경은, 복수의 피니언 스프로킷(20)과 체인(6)의 접촉 반경에 대응하는 것이라고도 말할 수 있다. 따라서, 접원 반경 혹은 접촉 반경이 최소 직경일 때에는, 복합 스프로킷(5)의 외경이 최소 직경이며, 또한, 접원 반경 혹은 접촉 반경이 최대 직경일 때에는, 복합 스프로킷(5)의 외경이 최대 직경이다.

이로 인해, 무단 변속 기구는 접원 반경의 변경에 의해 변속비를 변경하는 것이라고 말할 수 있다.

또한, 도 1에는, 입력측의 접원 반경이 최소 직경이며, 출력측의 접원 반경이 최대 직경의 것을 나타내고 있다.

이하, 무단 변속 기구의 구성을, 복합 스프로킷(5) 및 이에 권취되는 체인(6)의 순서대로 설명한다.

〔1-1-1. 복합 스프로킷〕

이하의 복합 스프로킷(5)에 관한 구성의 설명에서는, 피니언 스프로킷(20), 가이드 로드(29), 스프로킷 이동 기구(40A), 로드 이동 기구(40B), 기계식 자전 구동 기구(50), 회전축(1)의 순서대로 설명한다.

〔1-1-1-1. 피니언 스프로킷〕

3개의 피니언 스프로킷(20)은, 각각 체인(6)과 교합해서 동력 전달하는 기어로서 구성되고, 회전축(1)의 축심(C1) 주위로 공전한다. 여기서 말하는 「공전」이란, 각 피니언 스프로킷(20)이, 회전축(1)의 축심(C1)을 중심으로 회전하는 것을 의미한다. 회전축(1)이 회전하면, 이 회전에 연동해서 각 피니언 스프로킷(20)이 공전한다. 즉, 회전축(1)의 회전수와 피니언 스프로킷(20)의 공전수는 동등하다. 또한, 도 1에는, 흰색 화살표로 반시계 방향의 공전 방향을 나타내고 있다.

이들 피니언 스프로킷(20)은, 자전하지 않는 하나의 피니언 스프로킷(이하, 「고정 피니언 스프로킷」이라고 함)(21)과, 이 고정 피니언 스프로킷(21)을 기준으로 공전의 회전 위상이 진각측 및 지각측의 각각에 배치되어 자전 가능한 2개의 자전 피니언 스프로킷(22, 23)으로 구성되어 있다. 또한, 이하의 설명에서는, 고정 피니언 스프로킷(21)을 기준으로 진각측에 설치된 피니언 스프로킷(진각측 자전 피니언 스프로킷)을 제1 자전 피니언 스프로킷(22)이라고 칭하고, 지각측에 설치된 피니언 스프로킷(지각측 자전 피니언 스프로킷)을 제2 자전 피니언 스프로킷(23)이라고 칭하여 구별한다.

각 피니언 스프로킷(21, 22, 23)은, 모두, 그 중심에 설치된 지지축(21a, 22a, 23a)에 대해 고정되어 있다. 여기서 말하는 「자전」이란, 각 자전 피니언 스프로킷(22, 23)이 그 지지축(22a, 23a)의 축심(C3, C4) 주위로 회전하는 것을 의미한다. 또한, 각 지지축(21a, 22a, 23a)의 축심(C2, C3, C4) 및 회전축(1)의 축심(C1)은, 모두 서로 평행하다.

고정 피니언 스프로킷(21)은, 본체부(21b)와 이 본체부(21b)의 외주부에 부분적으로 형성된 톱니(21c)를 갖는다. 즉, 고정 피니언 스프로킷(21)에는, 체인(6)에 교합 가능한 외주부 영역에 부분적으로 톱니(21c)가 돌출 형성되어 있다. 바꾸어 말하면, 고정 피니언 스프로킷(21)은, 체인(6)과 맞물리지 않는 외주부 영역에는 톱니가 형성되어 있지 않다.

또한, 도 1에는 고정 피니언 스프로킷(21)의 톱니가 형성되어 있지 않은 부분의 정면에서 본 형상이 원호 형상의 것을 예시하지만, 이러한 형상은 원호 형상으로 한정되지 않고, 직사각 형상이나 삼각 형상 등의 다양한 형상을 채용할 수 있다.

또한, 자전 피니언 스프로킷(22, 23)은, 모두 외주부 전체 주위로 톱니가 돌출 형성되어 있다. 당연히, 각 피니언 스프로킷(21, 22, 23)에 형성되는 톱니의 형상 치수는 동일 규격의 것으로 되어 있다.

상세는 후술하지만, 제1 자전 피니언 스프로킷(22)은 접원 반경의 직경 확장 시에 시계 방향으로 자전하고, 접원 반경의 직경 축소 시에 반시계 방향으로 자전한다. 한편, 제2 자전 피니언 스프로킷(23)은 접원 반경의 직경 확장 시에 반시계 방향으로 자전하고, 접원 반경의 직경 축소 시에 시계 방향으로 자전한다.

또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 각 자전 피니언 스프로킷(22, 23)은, 각각 축 방향으로 3열의 기어를 구비하고, 도시 생략하지만, 고정 피니언 스프로킷(21)도 축 방향으로 3열의 기어를 구비하고, 이들 각 열의 기어에 대응하여 체인(6)도 3개 권취되어 있다. 이와 같이, 각 피니언 스프로킷(21, 22, 23)은, 축 방향으로 3열의 기어를 갖고, 각 피니언 스프로킷(20)에 3열의 기어는, 각각 스페이서를 개재하여 서로 간격을 두고 설치되어 있다.

또한, 각 피니언 스프로킷(21, 22, 23)의 기어의 열수는, 무단 변속 기구의 전달 토크의 크기에 의하지만, 2열 또는 4열 이상이어도 좋고 일렬이어도 좋다.

또한, 도 2에는, 이해를 용이하게 하기 위해 모식적으로 도시하고 있고, 동일 단면에 제1 자전 피니언 스프로킷(22), 제2 자전 피니언 스프로킷(23) 및 후술하는 상대 회전 구동 기구(30)를 도시하고 있다.

〔1-1-1-2. 가이드 로드〕

도 1에 도시하는 바와 같이, 복수의 가이드 로드(29)는 체인(6)과 회전축(1)의 축심(C1)과의 거리의 변동을 작게 하도록, 즉, 회전축(1) 주위의 체인(6)의 궤도를 가능한 한 원 궤도에 근접하도록, 체인(6)을 가이드하는 것이다. 이 가이드 로드(29)는, 그 외측의 주위면에 접촉하는 체인(6)의 궤도를 가이드한다. 피니언 스프로킷(21, 22, 23) 및 각 가이드 로드(29)는 다각형(대략 정다각형)의 형상을 이루므로, 체인(6)은, 그 내측의 피니언 스프로킷(21, 22, 23) 및 각 가이드 로드(29)에 접촉하고 가이드되면서 다각형의 형상을 따라서 전동한다.

각 가이드 로드(29)는, 로드 지지축(29a)(도 1에서는 1개소만 파선으로 나타냄)의 외주에 원통 형상의 가이드 부재(29b)가 외부 삽입된 것이며, 로드 지지축(29a)에 의해 지지되고, 가이드 부재(29b)의 외주면에서 체인(6)을 가이드한다.

또한, 가이드 로드(29)의 개수는, 15개로 한정되지 않고, 이것보다도 많아도 좋고 적어도 좋다. 이 경우, 가이드 로드(29)의 개수는, 피니언 스프로킷(20)의 상호간의 수(여기서는 3개)의 배수인 것이 바람직하다. 또한, 가이드 로드(29)를 많이 설치할수록 복합 스프로킷(5)을 진원에 근접시키고, 체인(6)과 회전축(1)의 축심(C1)과의 거리의 변동을 작게 할 수 있지만, 구조의 복잡화, 부품의 증가 등에 의한 제조 비용이나 중량의 증가를 초래하므로, 이들을 고려해서 가이드 로드(29)의 개수를 설정하는 것이 바람직하다. 더욱 상세히 설명하면, 간소한 구성으로 하기 위해, 가이드 로드(29)를 생략해도 좋다.

〔1-1-1-3. 스프로킷 이동 기구, 로드 이동 기구 및 기계식 자전 구동 기구〕

다음에, 스프로킷 이동 기구(40A), 로드 이동 기구(40B) 및 기계식 자전 구동 기구(50)를 각각 설명한다.

스프로킷 이동 기구(40A)는, 복수의 피니언 스프로킷(20)을 이동 대상으로 하고, 또한, 로드 이동 기구(40B)는, 복수의 가이드 로드(29)를 이동 대상으로 하고 있다.

이들 이동 기구(40A, 40B)는, 각 이동 대상[복수의 피니언 스프로킷(20), 복수의 가이드 로드(29)]을 회전축(1)의 축심(C1)으로부터 등거리를 유지시키면서 직경 방향으로 동기하여 이동시키는 것이다.

기계식 자전 구동 기구(50)는 스프로킷 이동 기구(40A)에 의한 복수의 피니언 스프로킷(20)의 직경 방향 이동에 수반하여, 체인(6)에 대한 복수의 피니언 스프로킷(20)의 위상 어긋남을 해소하도록 자전 피니언 스프로킷(22, 23)을 스프로킷 이동 기구(40A)와 연동해서 자전 구동하는 것이다.

〔1-1-1-3-1. 전제 구성〕

우선, 도 2를 참조하여, 상기의 기구(40A, 40B, 50)의 전제 구성을 설명한다. 여기서는, 이러한 전제 구성으로 하여, 회전축(1)과 일체로 회전하는 고정 디스크군(10)과, 이 고정 디스크군(10)에 대해 동심으로 배치되고 또한 상대 회전 가능한 가동 디스크(19)와, 가동 디스크(19)를 고정 디스크군(10)에 대해 상대 회전 구동하는 상대 회전 구동 기구(30)의 각각을 설명한다.

또한, 고정 디스크군(10) 및 가동 디스크(19)는, 복수의 피니언 스프로킷(20)의 양측[회전축(1)의 축심(C1)을 따르는 방향의 일측 및 타측]에 각각 설치되어 있다. 이로 인해, 여기서는 일측[도 2의 지면(紙面) 상방측]에 설치된 고정 디스크군(10), 가동 디스크(19)에 착안하여, 그 구성을 설명한다.

〔1-1-1-3-1-1. 고정 디스크〕

고정 디스크군(10)은, 복수의 피니언 스프로킷(20)측으로부터 순서대로, 제1 고정 디스크(직경 방향 이동용 고정 디스크)(11) 및 제2 고정 디스크(자전용 고정 디스크)(12)를 갖는다. 이 고정 디스크(11, 12)는 모두 회전축(1)과 일체로 형성되거나, 혹은, 모두 회전축(1)과 일체 회전하도록 결합되어 있다. 또한, 도 2에서는, 복수의 피니언 스프로킷(20)측으로부터 제1 고정 디스크(11), 후술하는 가동 디스크(19), 제2 고정 디스크(12)의 순서대로 배치된 것을 예시한다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 제1 고정 디스크(11)에는 스프로킷용 고정 방사상 홈(11a)과 로드용 고정 방사상 홈(11b)(모두 1개소에만 부호를 부여함)의 2종의 방사상 홈이 형성되어 있다.

스프로킷용 고정 방사상 홈(11a)은 피니언 스프로킷(20)의 개수(여기서는 3개)에 대응한 홈수가 형성되고, 또한, 로드용 고정 방사상 홈(11b)은 가이드 로드(29)의 개수(여기서는 15개)에 대응한 홈수가 형성되어 있다.

스프로킷용 고정 방사상 홈(11a)에는, 피니언 스프로킷(21, 22, 23)의 각 지지축(21a, 22a, 23a)이 내부 삽입되고, 또한, 로드용 고정 방사상 홈(11b)에는, 각 가이드 로드(29)의 로드 지지축(29a)(1개소에만 부호를 부여함)이 내부 삽입된다.

도 2 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 제2 고정 디스크(12)에는, 피니언 스프로킷(21, 22, 23)의 각각에 대응하여 안내 홈(12a, 12b, 12c)이 형성되어 있다. 구체적으로는, 고정 피니언 스프로킷(21)의 직경 방향 이동을 안내하는 제1 안내 홈(고정 피니언 스프로킷 안내 홈)(12a)과, 제1 자전 피니언 스프로킷(22)의 직경 방향 이동을 안내하는 제2 안내 홈(12b)과, 제2 자전 피니언 스프로킷(23)의 직경 방향 이동을 안내하는 제3 안내 홈(12c)이 형성되어 있다. 이들 안내 홈(12a, 12b, 12c)의 각각은, 대응하는 피니언 스프로킷(21, 22, 23)의 직경 방향 이동 경로를 따라서 형성되어 있다.

또한, 도 4에는 흰색 화살표로 반시계 방향의 공전 방향을 나타내고 있다.

또한, 제2 고정 디스크(12)의 외주부에는 헬리컬 기어(12A)가 설치되어 있다. 이 헬리컬 기어(12A)가 설치된 제2 고정 디스크(12)의 외주부는, 축심(C1)을 따른 방향으로 소정 길이를 갖도록 돌출 설치되고, 헬리컬 기어(12A)는 소정 길이에 걸쳐서 설치되어 있다.

또한, 여기서 말하는 「소정 길이」란, 후술하는 제2 고정 디스크(12)와 가동 디스크(19)의 위상차에 대응하는 상대 회전 구동 기구(30)에 있어서의 입력 부재(33)의 이동 거리에 대응하는 길이를 말한다.

〔1-1-1-3-1-2. 가동 디스크〕

도 3에 도시하는 바와 같이, 가동 디스크(19)(파선으로 나타냄)에는, 스프로킷용 가동 방사상 홈(19a)과 로드용 가동 방사상 홈(19b)(모두 1개소에만 부호를 부여하여 파선으로 나타냄)의 2종의 가동 방사상 홈이 형성되어 있다. 또한, 가동 디스크(19)의 외형은 원형이며, 원형인 제1 고정 디스크(11)의 외형과 일치해서 중합되지만, 도 3에서는 편의상의 가동 디스크(19)의 외형 원을 축소시켜 나타내고 있다.

스프로킷용 가동 방사상 홈(19a)은, 상기의 스프로킷용 고정 방사상 홈(11a)과 교차하고, 그 교차 개소에 각각 지지축(21a, 22a, 23a)이 위치한다. 마찬가지로, 로드용 가동 방사상 홈(19b)은, 상기의 로드용 고정 방사상 홈(11b)과 교차하고, 그 교차 개소의 각각에 로드 지지축(29a)이 위치한다.

또한, 도 2 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 가동 디스크(19)에는, 그 외주부 전체 주위로 톱니(이하, 「외주 톱니」라고 함)(19A)가 형성되어 있다.

〔1-1-1-3-1-3. 상대 회전 구동 기구〕

상대 회전 구동 기구(30)는, 가동 디스크(19)를 고정 디스크군(10)에 대해 상대 회전 구동하는 것으로, 여기서는, 가동 디스크(19)의 외주에 형성된 외주 톱니(19A)와 교합하는 회전 구동 톱니(34a)를 갖는 출력 부재(34)를 회전시켜, 고정 디스크군(10)에 대해 가동 디스크(19)를 상대 회전 구동한다.

이 상대 회전 구동 기구(30)는, 모터(31)와, 모터(31)의 출력축(31a)의 회전 운동을 직선 운동로 전환하는 운동 변환 기구(32A)와, 운동 변환 기구(32A)로 전환된 직선 운동에 의해 축 방향으로 왕복 구동되는 포크(32)와, 포크(32)에 의해 축 방향으로 미끄럼 이동 구동되는 입력 부재(33)와, 입력 부재(33)의 축 방향으로의 미끄럼 이동에 수반하여 입력 부재(33)를 연동 회전시키는 연동 회전 기구(34A)와, 입력 부재(33)와 일체 회전하는 출력 부재(34)를 갖고 있다.

또한, 모터(31)로서는, 예를 들어 스텝핑 모터를 사용할 수 있다.

또한, 입력 부재(33)는 출력 부재(34)에 대해 축 방향으로 가동이며 또한 일체로 회전하도록, 예를 들어, 스플라인 걸림 결합 등에 의해 설치되어 있다.

입력 부재(33)는, 제2 고정 디스크(12)의 외주부에 설치된 헬리컬 기어(12A)와 항상 교합하는 헬리컬 기어(33a)와, 포크(32)를 끼워 넣어서 미끄럼 이동하는 포크 홈(33b)을 갖는다. 또한, 출력 부재(34)는 가동 디스크(19)의 외주 톱니(19A)와 항상 교합하는 출력 톱니(34a)를 갖는다.

운동 변환 기구(32A)는 모터(31)의 출력축(31a)에 형성된 수나사부(31b)와, 수나사부(31b)에 나사 결합하는 암나사부(32a)를 갖고 포크(32)가 결합된 지지체(32b)와, 입력 부재(33)의 외주에 형성된 포크 홈(33b) 내에 걸림 결합해서 포크(32)의 회전을 규제하는 포크 외주부(32c)로부터 구성된다. 출력축(31a)이 회전하면, 수나사부(31b)와 암나사부(32a)의 나사 결합에 의해, 자신의 회전이 규제된 포크(32)가 출력축(31a)에 대해 축 방향으로 이동하여, 입력 부재(33)를 축 방향으로 구동한다.

연동 회전 기구(34A)는, 제2 고정 디스크(12)의 외주부에 설치된 헬리컬 기어(12A)와, 입력 부재(33)의 외주에 형성되어 헬리컬 기어(12A)와 교합하는 헬리컬 기어(33a)와, 출력 부재(34)의 축 방향으로의 이동을 저지하는 도시하지 않은 축 방향 이동 규제 부재를 구비하고, 입력 부재(33)의 축 방향 이동에 수반하여, 헬리컬 기어(12A, 33a)의 교합을 통해서 제2 고정 디스크(12)가 입력 부재(33)를 회전 구동한다.

이 상대 회전 구동 기구(30)에 의하면, 모터(31)에 의해 포크(32)가 미끄럼 이동 구동되면, 각 고정 디스크군(10)에 대해 가동 디스크(19)의 회전 위상이 변경된다. 이와 같이, 포크(32)의 미끄럼 이동 거리에 대응하여, 고정 디스크군(10)과 가동 디스크(19)의 회전 위상차가 조정된다.

〔1-1-1-3-2. 스프로킷 이동 기구 및 로드 이동 기구〕

다음에, 도 2 및 도 3을 참조하여, 스프로킷 이동 기구(40A) 및 로드 이동 기구(40B)를 설명한다.

스프로킷 이동 기구(40A)는 피니언 스프로킷(21, 22, 23)의 각 지지축(21a, 22a, 23a)과, 스프로킷용 고정 방사상 홈(11a)이 형성된 제1 고정 디스크(11)와, 스프로킷용 가동 방사상 홈(19a)이 형성된 가동 디스크(19)와, 상대 회전 구동 기구(30)로부터 구성되어 있다.

또한, 로드 이동 기구(40B)는 로드 지지축(29a)과, 로드용 고정 방사상 홈(11b)이 형성된 제1 고정 디스크(11)와, 로드용 가동 방사상 홈(19b)이 형성된 가동 디스크(19)와, 상대 회전 구동 기구(30)로부터 구성되어 있다.

이와 같이, 각 이동 기구(40A, 40B)의 구성은, 각 이동 대상의 지지축이 다른 것만으로, 그 밖의 구성은 마찬가지이다.

다음에, 도 3의 (a) 내지 (c)를 참조하여, 이동 기구(40A 및 40B)에 의한 이동을 설명한다.

도 3의 (a)는 방사상 홈(11a, 19a)에 있어서의 지지축(21a, 22a, 23a)과 방사상 홈(11b, 19b)에 있어서의 로드 지지축(29a)이 회전축(1)의 축심(C1)으로부터 가장 가까운 위치에 위치하는 것을 나타낸다. 이 도 3의 (a)의 상태로부터, 상대 회전 구동 기구(30)(도 2 참조)에 의해 가동 디스크(19)의 회전 위상을 제1 고정 디스크(11)에 대해 변경하면, 도 3의 (b), (c)의 순서대로, 스프로킷용 고정 방사상 홈(11a)과 스프로킷용 가동 방사상 홈(19a)의 교차 개소와, 로드용 고정 방사상 홈(11b)과 로드용 가동 방사상 홈(19b)의 교차 위치가, 회전축(1)의 축심(C1)으로부터 멀어진다. 즉, 이들 교차 개소에 지지축(21a, 22a, 23a, 29a)이 지지된 피니언 스프로킷(20) 및 가이드 로드(29)는, 회전축(1)의 축심(C1)으로부터 등거리를 유지하면서 직경 방향으로 동기하여 이동된다.

한편, 상대 회전 구동 기구(30)에 의해 가동 디스크(19)의 회전 위상의 변경 방향을 상기의 방향과 반대로 하면, 피니언 스프로킷(20) 및 가이드 로드(29)는 회전축(1)의 축심(C1)에 근접한다.

또한, 입력측의 이동 기구(40A, 40B)가 접원 반경을 직경 확장시킬 때에는, 체인(6)의 이완이나 긴장이 발생하지 않도록 출력측의 이동 기구(40A, 40B)가 접원 반경을 직경 축소시킨다.

스프로킷 이동 기구(40A)에 의해 피니언 스프로킷(20)이 이동되면, 피니언 스프로킷(20)의 상호간 거리가 변경됨으로써, 체인(6)에 대해 피니언 스프로킷(20)의 위상 어긋남이 발생해 버린다. 따라서, 이러한 위상 어긋남을 해소하기 위해, 기계식 자전 구동 기구(50)가 장비되어 있다.

〔1-1-1-3-3. 기계식 자전 구동 기구〕

다음에, 도 2 및 도 4를 참조하여, 기계식 자전 구동 기구(50)를 설명한다. 기계식 자전 구동 기구(50)는 피니언 스프로킷(20)을 사이에 두고 대칭으로 구성되므로, 여기서는 일측(도 2의 지면 상방측)의 구성에 착안해서 설명한다.

기계식 자전 구동 기구(50)는, 상기한 바와 같이, 자전 피니언 스프로킷(22, 23)을 회전시키고, 체인(6)에 대한 피니언 스프로킷(20) 사이의 위상 어긋남을 해소하도록 자전 피니언 스프로킷(22, 23)을 스프로킷 이동 기구(40A)와 연동해서 기계적으로 자전 구동하는 것이다.

한편, 기계식 자전 구동 기구(50)는 직경 방향 이동 시의 고정 피니언 스프로킷(21)을 자전시키지 않기 위한 것이기도 하다.

우선, 기계식 자전 구동 기구(50)에 대해, 고정 피니언 스프로킷(21)을 자전시키지 않기 위한 구성을 설명한다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 고정 피니언 스프로킷(21)의 지지축(21a)은, 제2 고정 디스크(12)의 제1 안내 홈(12a)에 삽입 관통되어 있다. 이 고정 피니언 스프로킷(21)의 지지축(21a)에는 안내 부재(59)가 일체적으로 결합되어 있다.

안내 부재(59)는, 제1 안내 홈(12a)에 내부 삽입되어 직경 방향으로 안내된다. 이 안내 부재(59)는 직경 방향의 소정 길이에 걸쳐서 제1 안내 홈(12a)에 접촉하도록 대응하는 형상으로 형성되어 있다. 이로 인해, 고정 피니언 스프로킷(21)을 자전시키는 회전력이 작용했을 때에는, 안내 부재(59)는, 제1 안내 홈(12a)에 대해 회전력을 전달함과 함께, 이 회전력의 반작용(항력)으로 고정 피니언 스프로킷(21)을 고정하는 것으로 할 수 있다. 즉, 안내 부재(59)는, 제1 안내 홈(12a)에 있어서 직경 방향으로 미끄럼 이동 가능하며 회전 방지 기능을 갖는 형상으로 형성되어 있다. 또한, 여기서 말하는 소정 길이란, 고정 피니언 스프로킷(21)을 자전시키는 회전력의 항력이 확보 가능한 길이이다.

도 4에서는, 제1 안내 홈(12a)이 직경 방향으로 길이 방향을 갖는 직사각 형상으로 형성되어 있고, 이 직사각 형상보다도 작은 직사각 형상으로 형성된 안내 부재(59)를 예시하고 있다.

또한, 제1 안내 홈(12a)의 내벽에 접하는 안내 부재(59)의 측벽, 특히 안내 부재(59)의 네 코너에, 베어링을 장착하면, 안내 부재(59)의 보다 원활한 미끄럼 이동을 확보할 수 있다.

다음에, 기계식 자전 구동 기구(50)에 대해, 자전 피니언 스프로킷(22, 23)을 자전 구동하기 위한 구성에 대해서 설명한다.

기계식 자전 구동 기구(50)는, 자전 피니언 스프로킷(22, 23)의 지지축(22a, 23a)의 각각과 일체 회전하도록 고정 설치된 피니언(51, 52)과, 피니언(51, 52)의 각각에 대응하여 교합하도록 설치된 랙(53, 54)을 갖는다.

피니언(51, 52)은, 자전 피니언 스프로킷(22, 23)의 각 지지축(22a, 23a)에 있어서의 축 방향 단부에 각각 설치되어 있다. 이러한 피니언(51, 52)에 각각 대응하는 랙(53, 54)은, 제2 고정 디스크(12)에 직경 방향을 따라서 고정 설치되어 있다.

또한, 이하의 설명에서는, 제1 자전 피니언 스프로킷(22)의 피니언(진각측 피니언)(51)을 제1 피니언(51)이라고 칭하고, 이 제1 피니언(51)과 교합하는 랙(진각측 랙)(53)을 제1 랙(53)이라고 칭하여 구별한다. 마찬가지로, 제2 자전 피니언 스프로킷(23)의 피니언(지각측 피니언)(52)을 제2 피니언(52)이라고 칭하고, 이 제2 피니언(52)과 교합하는 랙(지각측 랙)(54)을 제2 랙(54)이라고 칭한다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 제1 랙(53)은, 제1 피니언(51)에 대해 공전 방향 기준으로 지각측에 배치된다. 반대로, 제2 랙(54)은, 제2 피니언(52)에 대해 공전 방향 기준으로 진각측에 배치된다. 이로 인해, 피니언(51, 52) 및 랙(53, 54)은 피니언(51, 52)이 직경 확장 방향 또는 직경 축소 방향으로 이동되면, 피니언(51, 52)은 이에 교합하는 랙(53, 54)에 의해 서로 역방향으로 회전되도록 배치되어 있다.

즉, 기계식 자전 구동 기구(50)는 스프로킷 이동 기구(40A)에 의해 이동된 피니언 스프로킷(20)의 직경 방향 위치에 따라서, 자전 피니언 스프로킷(22, 23)의 자전에 걸리는 회전 위상을 설정하는 것이다. 즉, 기계식 자전 구동 기구(50)에 의해, 피니언 스프로킷(20)의 직경 방향 위치와 자전 피니언 스프로킷(22, 23)의 자전에 걸리는 회전 위상은 일대일의 대응 관계가 된다.

이와 같이, 기계식 자전 구동 기구(50)는 고정 피니언 스프로킷(21)이 자전되지 않도록 안내하고, 자전 피니언 스프로킷(22, 23)이 자전되도록 안내한다.

또한, 피니언(51, 52)에 대한 랙(53, 54)의 위치 관계가 다른 점을 제외하고서는, 제1 피니언(51)과 제2 피니언(52)은 마찬가지로 구성되고, 또한, 제1 랙(53)과 제2 랙(54)은 마찬가지로 구성되어 있다. 이로 인해, 이하의 설명에서는, 제1 피니언(51) 및 제1 랙(53)에 착안해서 설명한다.

제1 피니언(51)의 외경(피치 원직경)은, 제1 자전 피니언 스프로킷(22)의 외경(피치 원직경)의 대략 절반으로 형성되어 있다. 반대로 말하면, 제1 자전 피니언 스프로킷(22)의 외경은, 제1 피니언(51)의 외경의 대략 2배로 형성되어 있다. 그 이유를 이하에 나타낸다.

3개의 피니언 스프로킷(20)이 주위 방향으로 등간격으로 배치되어 있으므로, 제1 피니언 스프로킷(22)과 고정 피니언 스프로킷(20) 사이의 체인 길이는, 제1 자전 피니언 스프로킷(22)이 직경 방향으로 거리 x만큼 이동했을 때에는 「2πx/3」만큼 변화한다.

이로 인해, 제1 자전 피니언 스프로킷(22)이, 길이가 「2πx/3」의 체인(6)을 제1 자전 피니언 스프로킷(22)과 고정 피니언 스프로킷(21) 사이에 보내지거나 인출하도록 회전(자전)하면, 체인 길이가 적절하게 조정된다.

따라서, 체인 길이를 적절하게 조정하기 위해서는, 제1 피니언(51)이 거리 x만큼 회전할 때에, 제1 자전 피니언 스프로킷(22)은 2πx/3만큼 회전하는 것이 필요하게 된다. 즉, 제1 자전 피니언 스프로킷(22)은 제1 피니언(51)에 대해 주위 방향 길이에 있어서 2π/3배만큼 회전하는 것이 필요해진다. 바꿔 말하면, 제1 자전 피니언 스프로킷(22)의 외경과 제1 피니언(51)의 외경의 비가 「2π/3:1」인 것이 필요해진다.

따라서, 제1 자전 피니언 스프로킷(22)의 외경은, 제1 피니언(51)의 외경 「2π/3」배(대략 2배)로 형성되어 있다.

또한, 도시 생략하지만, 제1 자전 피니언 스프로킷(22)에는, 그 지지축(22a)과 자전용 핀(22b, 22c) 사이에 디스크 스프링이 개재 장착되어 있다. 이것은, 변속비의 변경 중에 발생할 수 있는 제1 자전 피니언 스프로킷(22)과 체인(6)의 교합 시의 쇼크(충격)를 흡수하기 때문이다. 이 디스크 스프링은 고정 피니언 스프로킷(21) 및 제2 자전 피니언 스프로킷(23)에도 각각 구비되어 있다.

〔1-1-1-4. 회전축〕

다음에, 회전축(1)에 대해, 도 1을 참조하여 설명한다. 또한, 회전축(1)의 설명에서는, 출력측의 복합 스프로킷(5)에 착안하여, 그 구성을 설명한다. 도 1에는 상대 회전 구동 기구(30)의 구동에 의해 확장 수축되는 출력측의 접원 반경이, 최대 직경의 것을 실선으로 나타내고, 최소 직경의 것을 일점 쇄선으로 나타낸다.

회전축(1)에는, 복수의 피니언 스프로킷(20)을 수용할 수 있는 오목부(2)가 형성되어 있다. 오목부(2)에는 접원 반경이 최소 직경으로 된 때에 복수의 피니언 스프로킷(20)이 가장 깊게 수용된다. 이 상태로부터 복수의 피니언 스프로킷(20)의 직경 위치가 외측(직경 확장측)으로 이동함에 따라, 복수의 피니언 스프로킷(20)의 오목부(2)에의 수용 정도(수용 깊이)가 작아지고, 또한 직경 위치가 외측으로 이동하면 복수의 피니언 스프로킷(20)은 오목부(2)로부터 이탈하게 된다.

오목부(2)는, 고정 피니언 스프로킷(21)에 대응하는 제1 오목부(2a)와, 각 자전 피니언 스프로킷(22, 23)에 대응하는 2개의 제2 오목부(2b, 2b)를 갖고 있다. 또한, 한쪽의 제2 오목부(2b)와 다른 쪽의 제2 오목부(2b)는, 마찬가지로 구성되어 있다.

제1 오목부(2a)는 고정 피니언 스프로킷(21)의 외주 형상에 따른 형상으로 형성되어 있다. 구체적으로 말하면, 제1 오목부(2a)는 원기둥 형상의 회전축의 외주면측으로부터 고정 피니언 스프로킷(21)의 본체부(21b)의 외주 형상에 따른 단면 형상으로 형성되어 있다. 여기서는, 본체부(21b)의 외주 형상이 원호 형상으로 형성되어 있으므로, 제1 오목부(2a)는 원기둥 형상의 회전축으로부터 이것보다도 가는 원기둥의 일부를 제거한 형상으로 되어 있다. 이 제1 오목부(2a)에는 접원 반경이 최소 직경으로 된 때에, 고정 피니언 스프로킷(21)의 본체부(21b)가 접촉된다. 이때, 고정 피니언 스프로킷(21)의 본체부(21b)는 회전축(1)에 물려 들어가도록 수용된다.

제2 오목부(2b)는 자전 피니언 스프로킷(22, 23)의 외주 형상에 따른 단면 형상으로 형성되어 있다. 구체적으로 말하면, 제2 오목부(2b)는 원기둥 형상의 회전축의 외주면측으로부터 자전 피니언 스프로킷(22, 23)의 각 톱니의 선단을 연결해서 형성되는 원을 저면 또는 상면으로 하는 원기둥의 일부를 제거한 형상으로 형성되어 있다. 이 제2 오목부(2b)에는 접원 반경이 최소 직경으로 된 때에, 자전 피니언 스프로킷(22, 23)의 선단이 각각 접촉된다. 이때, 자전 피니언 스프로킷(22, 23)은 회전축(1)에 물려 들어가도록 수용된다.

또한, 각 오목부(2a, 2b)와의 상호간에 위치하는 회전축(1)의 외주면(1a)에는, 접원 반경이 최소 직경으로 된 때에, 가이드 로드(29)가 접촉된다.

〔1-1-2. 체인〕

다음에, 체인(6)에 대해, 도 5를 참조하여 설명한다.

가이드 로드(29)에 가이드되는 체인(6)은, 각 피니언 스프로킷(21, 22, 23)의 기어의 열수(여기서는 3열)에 대응하는 개수가 설치되어 있다. 여기서는, 제1 체인(6A), 제2 체인(6B) 및 제3 체인(6C)의 3개가 설치되어 있다.

또한, 도 5에는, 체인(6A, 6B, 6C)에 소위 사일런트 체인을 사용한 것을 나타내지만, 이 대신에, 롤러 체인이나 부시 체인 등 그 밖의 형식의 체인을 사용해도 좋다.

이들 체인(6A, 6B, 6C)은, 서로 피치를 어긋나게 하여 설치되어 있다. 여기서는, 1/3 피치만큼 서로의 피치를 어긋나게 하고 있다. 이에 대응하여, 각 체인(6A, 6B, 6C)에 교합하는 피니언 스프로킷(20)의 각 톱니(20c)의 위상도 어긋나게 배치되어 있다.

또한, 체인(6A, 6B, 6C)은 배치 피치 이외는 마찬가지로 구성된다.

또한, 무단 변속 기구의 전달 토크에 따라서는 2개 또는 4개 이상의 체인(6)이 사용되지만, 이 경우에는 「1/체인의 개수」 피치만큼 각 체인의 피치를 어긋나게 하여 설치할 수 있는 것이 바람직하다.

〔1-2. 작용 및 효과〕

본 발명의 제1 실시 형태에 관한 무단 변속 기구는, 상술한 바와 같이 구성되므로, 이하와 같은 작용 및 효과를 얻을 수 있다.

상대 회전 구동 기구(30)에 의해 고정 디스크군(10)에 대한 가동 디스크(19)의 회전 위상을 변화시키면, 스프로킷 이동 기구(40A) 및 로드 이동 기구(40B)가 가동하여, 회전축(1)의 축심(C1)에 대한 피니언 스프로킷(20) 및 가이드 로드(29)의 직경 방향 위치가 등거리를 유지하면서 동기하여 변경된다. 이에 의해, 접원 반경이 변경된다. 이 경우, 피니언 스프로킷이 자전되지 않으면, 체인에 대한 피니언 스프로킷의 위상 어긋남이 발생하게 되지만, 이러한 위상 어긋남은, 기계식 자전 구동 기구(50)에 의한 자전 피니언 스프로킷(22, 23)의 자전에 의해 해소된다.

고정 피니언 스프로킷(21)과 제1 자전 피니언 스프로킷(22) 또는 제2 자전 피니언 스프로킷(23)에 체인(6)이 권취되어 있는 경우에, 접원 반경이 직경 확장될 때에는, 고정 피니언 스프로킷(21)과 제1 자전 피니언 스프로킷(22) 또는 제2 자전 피니언 스프로킷(23) 사이의 최적인 체인 길이가 길어지고, 기계식 자전 구동 기구(50)가 설치되어 있지 않으면 체인 길이 부족을 초래해 버린다. 이때, 제1 자전 피니언 스프로킷(22) 또는 제2 자전 피니언 스프로킷(23)이 기계식 자전 구동 기구(50)에 의해 자전됨으로써, 고정 피니언 스프로킷(21)과 제1 자전 피니언 스프로킷(22) 또는 제2 자전 피니언 스프로킷(23) 사이에는 체인 길이의 부족분만이 보내진다.

한편, 고정 피니언 스프로킷(21)과 제1 자전 피니언 스프로킷(22) 또는 제2 자전 피니언 스프로킷(23)에 체인(6)이 권취되어 있는 경우에, 접원 반경이 직경 축소될 때에는, 고정 피니언 스프로킷(21)과 제1 자전 피니언 스프로킷(22) 또는 제2 자전 피니언 스프로킷(23) 사이의 최적인 체인 길이가 짧아지고, 기계식 자전 구동 기구(50)가 설치되어 있지 않으면 체인의 이완을 초래해 버린다. 이때, 제1 자전 피니언 스프로킷(22) 또는 제2 자전 피니언 스프로킷(23)이 기계식 자전 구동 기구(50)에 의해 자전됨으로써, 고정 피니언 스프로킷(21)과 제1 자전 피니언 스프로킷(22) 또는 제2 자전 피니언 스프로킷(23) 사이에서 체인 길이의 나머지분(이완분)만이 인출된다.

접원 반경이 직경 확대 축소될 때에, 자전하는 자전 피니언 스프로킷(22, 23)은 기계식 자전 구동 기구(50)에 의해, 피니언 스프로킷(20)의 직경 방향 위치와 자전 피니언 스프로킷(22, 23)의 자전에 걸리는 회전 위상은 일대일의 대응 관계로 되어 있다. 즉, 자전 피니언 스프로킷(22, 23)은 접원 반경의 직경 확대 축소에 의한 변속비의 변경 시에, 체인(6)의 과부족분을 조정하면서 동력 전달할 수 있다.

이와 같이, 기계식 자전 구동 기구(50)가, 스프로킷 이동 기구(40A)에 의한 복수의 피니언 스프로킷(20)의 직경 방향 이동에 수반하여, 체인(6)에 대한 복수의 피니언 스프로킷(20)의 위상 어긋남을 해소하도록 자전 피니언 스프로킷(22, 23)을 스프로킷 이동 기구(40)와 연동해서 자전 구동하므로, 복수의 피니언 스프로킷(20)의 직경 방향 이동 시, 즉, 변속비의 변경 시에, 피니언 스프로킷간의 체인 길이가 적절하게 조정됨으로써, 동력 전달하면서 변속비를 변경할 수 있다.

상세하게는, 복수의 피니언 스프로킷(20)이 직경 방향으로 이동할 때, 즉, 변속비를 변경할 때에는, 피니언(51, 52)이 랙(53, 54)과 교합하면서 회전한다. 이 회전에 의해 자전 피니언 스프로킷(22, 23)이 자전 구동된다. 이 자전 구동은, 체인(6)에 대한 복수의 피니언 스프로킷(20)간의 위상 어긋남을 해소하도록 스프로킷 이동 기구(40A)와 연동되므로, 복수의 피니언 스프로킷(20)간의 체인 길이가 적절하게 조정된다. 이때, 랙(53, 54)에 대해 피니언(51, 52)이 교합하고 있으므로, 피니언(51, 52) 및 이와 일체로 회전하는 자전 피니언 스프로킷(22, 23)이 공전하지 않는다. 따라서, 동력 전달하면서 변속비를 변경할 수 있다. 또한, 본 무단 변속 기구가, 엔진을 탑재한 차량용의 변속기에 사용되는 경우에는, 엔진 브레이크를 발휘할 수도 있다.

구체적인 구조로 말하면, 제1 자전 피니언 스프로킷(22)의 제1 피니언(51)에 대해 제1 랙(53)이 지각측에 배치되고, 또한, 제2 자전 피니언 스프로킷(23)의 제2 피니언(52)에 대해 제2 랙(54)이 진각측에 배치되므로, 고정 피니언 스프로킷(21)과 제1 자전 피니언 스프로킷(22) 또는 제2 자전 피니언 스프로킷(23) 사이에서, 접원 반경이 직경 확장될 때에 체인 길이의 부족분이 송입되고, 또한, 접원 반경이 직경 축소될 때에 체인 길이의 나머지분(이완분)이 인출된다. 즉, 느슨해지고자 하는 체인(6)은 인출되고, 체인(6)이 팽팽해지고자 하면 체인(6)이 송입되므로, 체인 길이를 적절하게 조정할 수 있다.

또한, 복수의 피니언 스프로킷(20)이 등간격으로 3개 설치되어 있으므로, 복수의 피니언 스프로킷(20)이 어느 회전 위상에 위치하고 있어도, 체인(6)과 피니언 스프로킷(20) 중 어느 1개의 동력 전달이 도중에 끊어지지 않는다. 따라서, 확실한 동력 전달에 기여한다.

또한, 자전 피니언 스프로킷(22, 23)의 외주가 피니언(51, 52)의 외주의 대략 2배로 형성되어 있으므로, 피니언 스프로킷(20)간에 체인(6)을 과부족 없이 송입 또는 인입되어, 체인 길이를 적절하게 조정할 수 있다.

고정 피니언 스프로킷(21)의 지지축(21a)에 일체적으로 결합된 안내 부재(59)는, 직경 방향의 소정 길이에 걸쳐서 제1 안내 홈(12a)에 접촉하도록 대응한 형상으로 형성되어 있으므로, 고정 피니언 스프로킷(21)을 자전시키는 회전력이 작용했다고 해도, 회전력에 의해 안내 부재(59)가 제1 안내 홈(12a)에 접촉해서 회전(자전)하는 일은 없다. 따라서, 고정 피니언 스프로킷(21)을 자전하지 않도록 할 수 있다.

고정 피니언 스프로킷(21)의 자전이 저지됨으로써, 변속비가 변경될 때에, 고정 피니언 스프로킷(21)과 각 자전 피니언 스프로킷(22, 23)간에서 과부족되는 체인 길이가 각 피니언 스프로킷(21, 22, 23)의 직경 방향 이동 거리에 따라서 일정해짐으로써, 안정된 체인 길이의 조정에 기여한다.

또한, 스프로킷 이동 기구(40A)에 있어서, 상대 회전 구동 기구(30)에 의해 가동 디스크(19)가 제1 고정 디스크(11)에 대해 상대 회전 구동되면, 제1 고정 디스크(11)의 스프로킷용 고정 방사상 홈(11a)과 가동 디스크(19)의 스프로킷용 가동 방사상 홈(19a)의 교차 개소가 직경 방향으로 이동되고, 이 교차 개소의 지지축(21a, 22a, 23a)과 이에 지지되는 피니언 스프로킷(21, 22, 23)이 직경 방향으로 이동된다. 이와 같이 하여, 3개의 피니언 스프로킷(20)을 회전축(1)의 축심(C1)으로부터 등거리를 유지시키면서 직경 방향으로 동기시켜 이동시킬 수 있어, 변속비를 변경할 수 있다.

회전축(1)의 외주에, 복수의 피니언 스프로킷(20)을 수용할 수 있는 오목부(2)가 형성되어 있으므로, 오목부(2)에 복수의 피니언 스프로킷(2)이 물려 들어가도록 수용됨으로써, 복수의 피니언 스프로킷(20)의 위치를 더욱 회전축(1)의 축심(C1)에 근접시킬 수 있다. 이에 의해, 복수의 피니언 스프로킷(20)에 의해 구성되는 접원 반경의 최소 직경을 작게 할 수 있다. 따라서, 레시오 커버리지의 확대를 도모할 수 있다.

접원 반경이 최소 직경으로 된 때에, 복수의 피니언 스프로킷(20)이 회전축(1)에 접촉되므로, 회전축(1)의 단면적이 확보됨으로써, 회전축(1)의 강성이나 강도를 확보할 수 있다. 또한, 접원 반경이 최소 직경으로 된 때에는, 회전축(1)에 큰 부담이 될 우려가 있지만, 회전축(1)의 강성이나 강도가 확보됨으로써, 무단 변속 기구의 내구성 확보나 신뢰성의 향상에 기여한다.

또한, 접원 반경이 최소 직경으로 된 때에, 복수의 가이드 로드(29)가 회전축(1)의 외주면(1a)에 접촉되므로, 가이드 로드(29)의 휨이나 비틀림 등의 변형을 억제할 수 있다. 이에 의해, 체인(6)과 회전축(1)의 축심(C1)과의 거리의 변동이 억제되어, 진동이나 소음의 저감에 기여한다. 또한, 회전축(1)의 단면적이 확보되는 것에 의한 회전축(1)의 강도 등을 확보하는 것에도 기여할 수 있다.

회전축(1)의 외주에는, 외주부에 부분적으로 톱니(21c)가 돌출 형성된 고정 피니언 스프로킷(21)의 외주 형상에 따른 제1 오목부(2a)와, 외주부 전체 주위로 톱니가 형성된 자전 피니언 스프로킷(22, 23)의 외주 형상에 따른 각 제2 오목부(2b)가 형성되어 있으므로, 제1 오목부(2a)는 제2 오목부(2b)보다도 작은 오목부라고 말할 수 있다. 이로 인해, 제1 오목부(2a) 대신에 제2 오목부(2b)가 형성된 것에 비교하여, 회전축(1)의 단면적을 확보할 수 있다.

또한, 제1 오목부(2a) 대신에 제2 오목부(2b)가 형성된 것과 동등한 단면적을 확보하면서 접원 반경의 최소 직경을 더욱 작게 할 수 있다. 이에 의해, 가일층의 레시오 커버리지의 확대를 도모할 수 있다.

체인(6A, 6B, 6C)은, 서로 피치를 어긋나게 하여 설치되어 있으므로, 체인(6A, 6B, 6C)과 가이드 로드(29)의 접촉에 의한 소음을 분산시킴으로써, 소음을 저감시킬 수 있다.

〔2. 제2 실시 형태〕

이하, 제2 실시 형태에 관한 무단 변속 기구에 대해서 설명한다.

〔2-1. 구성〕

상기 제1 실시 형태와의 차이는 기계식 자전 구동 기구의 구성이므로, 여기서는 동 차이에 의해 발생하는 구조상의 변경점에 대해 설명한다.

또한, 제1 실시 형태와 동일한 부재에는 동일 부호를 부여하여 설명을 생략한다.

〔2-1-1. 고정 디스크〕

본 실시 형태에서는, 고정 디스크군(10)은, 복수의 피니언 스프로킷(20)측으로부터 순서대로, 제1 고정 디스크(고정 디스크)(11), 제2 고정 디스크(제1 자전용 디스크)(112) 및 제3 고정 디스크(제2 자전용 디스크)(13)를 갖는다. 이들 고정 디스크(11, 112, 13)는 모두 회전축(1)과 일체로 형성되거나, 혹은, 모두 회전축(1)과 일체 회전하도록 결합되어 있다.

제2 고정 디스크(112)에는 제1 자전용 방사상 홈(112a)이 형성되고, 제3 고정 디스크(13)에는 제2 자전용 방사상 홈(13a)이 형성되어 있고, 각 자전용 방사상 홈(112a, 13a)은 자전용 핀(22b, 22c, 23b, 23c)의 각각의 안내 홈으로서 기능한다.

또한, 도시 생략하지만, 제2 고정 디스크(12) 및 제3 고정 디스크(13) 중 적어도 어느 하나에는, 고정 피니언 스프로킷(21)에 설치된 핀을 안내하는 핀 홈이 형성되어 있다. 이 핀 홈은, 고정 피니언 스프로킷(21)의 직경 방향의 이동 루트를 따라서 연장되도록 형성되고, 고정 피니언 스프로킷(21)의 직경 방향 이동을 저해하지 않고 자전을 저지하도록 안내한다.

또한, 고정 디스크(11) 및 가동 디스크(19)의 구성 및 기능은 제1 실시 형태의 것과 동일하다.

〔2-1-2. 피니언 스프로킷〕

제1 실시 형태와 마찬가지로, 제1 자전 피니언 스프로킷(22)은 접원 반경의 직경 확장 시에 시계 방향으로 자전하고, 접원 반경의 직경 축소 시에 반시계 방향으로 자전한다. 한편, 제2 자전 피니언 스프로킷(23)은 접원 반경의 직경 확장 시에 반시계 방향으로 자전하고, 접원 반경의 직경 축소 시에 시계 방향으로 자전한다.

제1 자전 피니언 스프로킷(22)에는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 기계식 자전 구동 기구(150)에 의한 자전 구동을 위한 제1 자전용 핀(22b) 및 제2 자전용 핀(22c)이 돌출 설치되어 있다. 이들 자전용 핀(22b, 22c)은 지지축(22a)의 축심(C3)에 대해 편심하여 설치되어 있다. 또한, 도 6은 도 2와 마찬가지로, 이해를 용이하게 하기 위해 모식적으로 도시하고 있고, 동일 단면에 제1 자전 피니언 스프로킷(22) 및 제2 자전 피니언 스프로킷(23)을 나타내고 있다.

마찬가지로, 제2 자전 피니언 스프로킷(23)에는, 기계식 자전 구동 기구(150)에 의한 자전을 위한 제1 자전용 핀(23b) 및 제2 자전용 핀(23c)이 돌출 설치되어 있다. 이 자전용 핀(23b, 23c)은 지지축(23a)의 축심(C4)에 대해 편심하여 설치되어 있다.

또한, 제2 자전용 핀(22c, 23c)은, 제1 자전용 핀(22b, 22c)보다도 축심(C3, C4)을 따른 길이가 제2 고정 디스크(112)의 두께분보다도 길게 형성되고, 제3 고정 디스크(13)의 제2 자전용 방사상 홈(13a)에 삽입되어 동일 홈(13a)에 의해 안내된다.

또한, 도시 생략하지만, 고정 피니언 스프로킷(21)에도 핀이 돌출 설치되어 있다. 이 핀은, 축심(C2)에 대해 편심하여 설치되고, 제2 및 제3 고정 디스크(112, 13) 중 적어도 어느 하나에 형성된 핀 홈에 안내됨으로써, 고정 피니언 스프로킷(21)의 자전을 방지하는 회전 방지로서 기능한다.

〔2-1-3. 기계식 자전 구동 기구〕

기계식 자전 구동 기구(150)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 각 자전 피니언 스프로킷(22, 23)의 지지축(22a, 23a)에 설치된 자전용 핀(22b, 22c, 23b, 23c)과, 제2 고정 디스크(112)에 형성된 제1 자전용 방사상 홈(112a)과, 제3 고정 디스크(13)에 형성된 제2 자전용 방사상 홈(13a)으로부터 구성되어 있다. 또한, 기계식 자전 구동 기구(150)는, 도시하지 않은 고정 피니언 스프로킷(21)의 지지축(21a)에 설치된 핀과, 이 핀을 고정 피니언 스프로킷(21)의 자전을 저지하도록 안내하는 핀 홈이 형성된 제2 고정 디스크(112) 및 제3 고정 디스크(13) 중 적어도 어느 하나를 구비하고 있다.

또한, 제1 자전 피니언 스프로킷(22) 및 제2 자전 피니언 스프로킷(23)은, 기계식 자전 구동 기구(50)에 의한 자전 방향이 다른 것만으로 마찬가지로 자전되므로, 여기서는, 제1 자전 피니언 스프로킷(22)에 착안하여, 기계식 자전 구동 기구(150)의 구성을 설명한다.

기계식 자전 구동 기구(150)는, 도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 축심(C3)에 대해 편심하여 설치된 자전용 핀(22b, 22c)을, 이들 각각에 대응하는 자전용 방사상 홈(112a, 13a)에 의해 안내함으로써, 제1 자전 피니언 스프로킷(22)을 자전시킨다. 또한, 도 7 및 도 8에서는, 백색 화살표로 나타내는 순서대로 시계열을 나타낸다.

자전용 방사상 홈(112a, 13a)의 각각은, 직경 방향 이동에 수반하는 피니언 스프로킷(20)의 체인(60)에의 위상 어긋남을 해소하도록, 자전 피니언 스프로킷(22, 23)을 자전시키는 형상으로 형성되어 있다.

또한, 도시 생략하지만, 기계식 자전 구동 기구(150)는 고정 피니언 스프로킷(21)의 핀을 고정 피니언 스프로킷(21)의 이동 루트를 따라서 연장되는 핀 홈에 의해 안내함으로써, 고정 피니언 스프로킷(21)의 핀이 이 핀 홈 내에 미끄럼 접촉되어 있고, 고정 피니언 스프로킷(21)의 직경 방향 이동을 저해하지 않고 자전을 저지한다.

〔2-2. 작용 및 효과〕

상기 제2 실시 형태의 구성에 의하면, 기계식 자전 구동 기구(150)가, 스프로킷 이동 기구(40)에 의한 복수의 피니언 스프로킷(20)의 직경 방향 이동에 수반하여, 체인(6)에 대한 복수의 피니언 스프로킷(20)의 위상 어긋남을 해소하도록 자전 피니언 스프로킷(22, 23)을 스프로킷 이동 기구(40)와 연동해서 자전 구동하므로, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 복수의 피니언 스프로킷(20)의 직경 방향 이동 시, 즉, 변속비의 변경 시에, 피니언 스프로킷간의 체인 길이가 적절하게 조정됨으로써, 동력 전달하면서 변속비를 변경할 수 있다.

상세하게는, 복수의 피니언 스프로킷(20)이 직경 방향으로 이동할 때, 즉, 변속비를 변경할 때에는, 자전용 방사상 홈(112a, 13a)이 자전용 핀(22b, 22c)을 안내하고, 자전 피니언 스프로킷(22, 23)을 자전시키므로, 복수의 피니언 스프로킷(20)간의 체인 길이가 적정하게 조정된다. 이에 의해, 확실하게 동력 전달하면서 원활하게 변속비를 변경할 수 있다. 또한, 본 무단 변속 기구가 엔진을 탑재한 차량용의 변속기에 사용되는 경우에는, 엔진 브레이크를 발휘할 수 있다.

특히, 기계식 자전 구동 기구(150)는 자전 피니언 스프로킷(22, 23)의 축심(C3, C4)에 대해 편심된 2종의 자전용 핀으로서 제1 자전용 핀(22b, 23b)과 제2 자전용 핀(22c, 23c)을 갖고, 이들 자전용 핀(22b, 22c, 23b, 23c)에 대응하는 2종의 자전용 방사상 홈으로서 제1 자전용 방사상 홈(12a)과 제2 자전용 방사상 홈(13a)을 가지므로, 자전 피니언 스프로킷(22, 23)을 확실하게 자전시킬 수 있다. 이에 의해, 변속비의 변경을 확실하게 할 수 있어, 동력 전달 효율의 향상에 기여한다.

또한, 기계식 자전 구동 기구(150)는 고정 피니언 스프로킷(21)이 자전되지 않도록 안내하고, 자전 피니언 스프로킷(22, 23)이 자전되도록 안내하므로, 고정 피니언 스프로킷(21)과 이에 인접되는 다른 피니언 스프로킷인 자전 피니언 스프로킷(22, 23) 사이의 체인 길이의 과부족을 조정할 수 있다. 이에 의해, 확실하게 동력 전달하면서 변속비를 변경시킬 수 있다.

그 밖의 작용, 효과에 대해서도, 제1 실시 형태와 마찬가지로 발휘하는 것이다.

〔3. 기타〕

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형되어 실시할 수 있다. 상술한 실시 형태의 각 구성은, 필요에 따라서 취사 선택할 수 있어, 적절히 조합해도 좋다.

상술한 각 실시 형태에서는, 자전하지 않는 고정 피니언 스프로킷(21)과 자전하는 자전 피니언 스프로킷(22, 23)을 나타냈지만, 피니언 스프로킷(21, 22, 23)의 모두가 자전 가능하게 구성되어 있어도 좋다. 이 경우, 적어도 어느 하나 인접하는 피니언 스프로킷 쌍의 자전 방향이 서로 역방향으로 설정된다.

또한, 3개의 피니언 스프로킷(20)을 나타냈지만, 피니언 스프로킷(20)의 개수는 이에 한정되지 않고, 4개 이상이어도 좋고, 상시, 어느 하나의 피니언 스프로킷(20)이 체인(60)에 교합하는 것이면, 그 개수는 2개이어도 좋다. 어떠한 경우도, 인접하는 피니언 스프로킷(20) 중 적어도 어느 하나는 자전하는 피니언 스프로킷(20)로서 구성되고, 또한, 피니언 스프로킷(20)의 개수에 따른 방사상 홈(11a, 19a)이 형성된다.

또한, 헬리컬 기어(12A)는, 제2 고정 디스크(12)의 외주부에 한정되지 않고, 적어도 고정 디스크군(10) 중 어느 1개에 설치되어 있으면 좋다. 이 경우, 헬리컬 기어(12A)와 교합하는 상대 회전 구동 기구(30)의 헬리컬 기어(33a)의 개소가 변경된다.

또한, 회전축(1)에, 가이드 로드(29)를 수용할 수 있는 오목부가 추가 형성되어 있어도 좋다. 이 경우, 접원 반경이 최소 직경으로 된 때에, 가이드 로드(29)가 회전축(1)에 접촉되는 것이 바람직하다. 이 경우, 회전축(1)의 단면적이 더욱 확보됨으로써, 회전축(1)의 강성이나 강도를 향상시킬 수 있다.

한편, 오목부(2)는, 복수의 피니언 스프로킷(20) 중 적어도 하나에 대응하여 적어도 1개소에 형성되어 있으면 된다. 또한, 접원 반경이 최소 직경으로 된 때에, 피니언 스프로킷(20)의 전부 혹은 일부 또는 가이드 로드(29)의 전부 혹은 일부가 회전축(1)에 접촉되지 않아도 된다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 복수의 피니언 스프로킷(20)측으로부터 제1 고정 디스크(11), 가동 디스크(19), 제2 고정 디스크(12)의 순서대로 배치된 것을 예시했지만, 디스크의 배치는 이에 한정되지 않고, 복수의 피니언 스프로킷(20)측으로부터 가동 디스크(19), 제1 고정 디스크(11), 제2 고정 디스크(12)로 해도 된다. 나아가서는, 제1 고정 디스크(11)와 제2 고정 디스크(12)를 일체로 구성해도 된다. 즉, 제1 고정 디스크(11)가 제2 고정 디스크(12)와 겸용되어도 된다. 이 경우, 겸용되는 고정 디스크에는 스프로킷용 고정 방사상 홈(11a) 및 로드용 고정 방사상 홈(11b)이 형성됨과 함께, 랙(53, 54)이 고정 설치된다. 이때, 스프로킷용 고정 방사상 홈(11a)은 스프로킷 피니언(21, 22, 23)의 지지축(21a, 22a, 23a)을 안내하는 안내 홈으로서도 기능한다. 이러한 구성에 의하면, 제1 고정 디스크(11)와 제2 고정 디스크(12)를 각각 설치하는 것에 비교하여, 간소한 구성으로 할 수 있다. 나아가서는, 비용을 억제할 수 있어, 중량의 경감을 도모할 수 있다.

또한, 제2 실시 형태에서는, 자전 피니언 스프로킷(21, 22)의 지지축(21a, 22a)의 양단부에 각각 2개의 자전용 핀(21a, 21b, 22a, 22b)이 설치된 것을 나타냈지만, 자전용 핀(21a, 21b, 22a, 22b)이 일단부 또는 타단부에만 설치되어 있어도 되고, 또한, 제1 자전용 핀(21a, 22a) 또는 제2 자전용 핀(21b, 22b)만이 설치되어 있어도 된다. 이 경우, 자전용 핀(21a, 21b, 22a, 22b) 중 설치된 것에 대응하여 자전용 방사상 홈이 형성된다. 이에 의하면, 간소한 구성으로 할 수 있다.

Claims (11)

1. 동력이 입력 또는 출력되는 회전축과, 상기 회전축에 대해 직경 방향으로 가동으로 지지된 복수의 피니언 스프로킷과, 상기 복수의 피니언 스프로킷을 상기 회전축의 축심으로부터 등거리로 유지시키면서 직경 방향으로 이동시키는 스프로킷 이동 기구를 각각이 갖는 2조의 복합 스프로킷과, 상기 2조의 복합 스프로킷에 권취된 체인을 구비하고, 상기 복수의 피니언 스프로킷의 전부를 둘러싸고 또한 상기 복수의 피니언 스프로킷의 전부에 접하는 원의 반경인 접원 반경의 변경에 의해 변속비를 변경하는 무단 변속 기구이며,
   상기 복수의 피니언 스프로킷 중 적어도 1개의 자전 피니언 스프로킷을 자전 구동하는 기계식 자전 구동 기구를 구비하고,
   상기 기계식 자전 구동 기구는, 상기 스프로킷 이동 기구에 의한 상기 복수의 피니언 스프로킷의 직경 방향 이동에 수반하여, 상기 체인에 대한 상기 복수의 피니언 스프로킷의 위상 어긋남을 해소하도록 상기 자전 피니언 스프로킷을 상기 스프로킷 이동 기구에 연동해서 기계적으로 자전 구동하며,
   상기 기계식 자전 구동 기구는,
   상기 회전축과 일체 회전하는 자전용 고정 디스크의 직경 방향을 따라서 배치된 랙과,
   상기 자전 피니언 스프로킷의 지지축에 일체적으로 고정되고 상기 랙과 교합하는 피니언
   을 구비하고,
   상기 자전 피니언 스프로킷의 직경 방향 이동에 의해 상기 랙에 교합하는 상기 피니언이 회전함으로써, 상기 자전 피니언 스프로킷을 자전시키는 무단 변속 기구.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 피니언 스프로킷은, 자전하지 않는 적어도 하나의 고정 피니언 스프로킷을 포함하고,
   상기 자전 피니언 스프로킷은,
   상기 복수의 피니언 스프로킷의 공전 방향을 기준으로 상기 고정 피니언 스프로킷에 대해 진각측에 설치된 진각측 자전 피니언 스프로킷과,
   상기 공전 방향을 기준으로 상기 고정 피니언 스프로킷에 대해 지각측에 설치된 지각측 자전 피니언 스프로킷
   을 구비하고,
   상기 랙은,
   상기 진각측 자전 피니언 스프로킷의 상기 피니언과 교합하는 진각측 랙과,
   상기 지각측 자전 피니언 스프로킷의 상기 피니언과 교합하는 지각측 랙
   을 구비하고,
   상기 진각측 랙은, 상기 진각측 자전 피니언 스프로킷의 상기 피니언에 대해 지각측에 배치되고,
   상기 지각측 랙은, 상기 지각측 자전 피니언 스프로킷의 상기 피니언에 대해 진각측에 배치된 무단 변속 기구.
4. 제3항에 있어서,
   상기 복수의 피니언 스프로킷은, 상기 고정 피니언 스프로킷과 상기 진각측 자전 피니언 스프로킷과 상기 지각측 자전 피니언 스프로킷의 3개가 주위 방향을 따라서 등간격으로 배치되어 구성되고,
   상기 자전 피니언 스프로킷의 외주 길이가, 상기 피니언의 외주 길이의 2배로 형성되어 있는 무단 변속 기구.
5. 제4항에 있어서,
   상기 자전용 고정 디스크는, 상기 고정 피니언 스프로킷을 안내하는 고정 피니언 스프로킷 안내 홈을 갖고,
   상기 고정 피니언 스프로킷의 지지축에는, 상기 고정 피니언 스프로킷 안내 홈에 내부 삽입되어 안내되는 안내 부재가 일체적으로 결합되고,
   상기 안내 부재는, 상기 자전용 고정 디스크의 직경 방향의 소정 길이에 걸쳐서 상기 고정 피니언 스프로킷 안내 홈에 접촉하도록 대응하는 형상으로 형성된 무단 변속 기구.
6. 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 스프로킷 이동 기구는,
   상기 피니언 스프로킷을 지지하는 스프로킷 지지축과,
   상기 스프로킷 지지축이 삽입 관통되는 스프로킷용 고정 방사상 홈이 형성되고, 상기 회전축과 일체 회전하는 고정 디스크와,
   상기 고정 디스크에 대해 동심 또한 상대 회전 가능하게 배치되고, 또한 상기 스프로킷용 고정 방사상 홈과 교차하고 그 교차 개소에 상기 스프로킷 지지축이 위치하는 스프로킷용 가동 방사상 홈이 형성된 가동 디스크와,
   상기 가동 디스크를 상기 고정 디스크에 대해 상대 회전 구동하여, 상기 교차 개소를 직경 방향으로 이동시키는 구동 장치
   를 구비한 무단 변속 기구.
7. 제6항에 있어서,
   상기 고정 디스크는, 상기 자전용 고정 디스크와 겸용되는 무단 변속 기구.
8. 동력이 입력 또는 출력되는 회전축과, 상기 회전축에 대해 직경 방향으로 가동으로 지지된 복수의 피니언 스프로킷과, 상기 복수의 피니언 스프로킷을 상기 회전축의 축심으로부터 등거리로 유지시키면서 직경 방향으로 이동시키는 스프로킷 이동 기구를 각각이 갖는 2조의 복합 스프로킷과, 상기 2조의 복합 스프로킷에 권취된 체인을 구비하고, 상기 복수의 피니언 스프로킷의 전부를 둘러싸고 또한 상기 복수의 피니언 스프로킷의 전부에 접하는 원의 반경인 접원 반경의 변경에 의해 변속비를 변경하는 무단 변속 기구이며,
   상기 복수의 피니언 스프로킷 중 적어도 1개의 자전 피니언 스프로킷을 자전 구동하는 기계식 자전 구동 기구를 구비하고,
   상기 기계식 자전 구동 기구는, 상기 스프로킷 이동 기구에 의한 상기 복수의 피니언 스프로킷의 직경 방향 이동에 수반하여, 상기 체인에 대한 상기 복수의 피니언 스프로킷의 위상 어긋남을 해소하도록 상기 자전 피니언 스프로킷을 상기 스프로킷 이동 기구에 연동해서 기계적으로 자전 구동하며,
   상기 스프로킷 이동 기구는,
   상기 피니언 스프로킷을 지지하는 스프로킷 지지축과,
   상기 스프로킷 지지축이 삽입 관통되는 스프로킷용 고정 방사상 홈이 형성되고, 상기 회전축과 일체 회전하는 고정 디스크와,
   상기 고정 디스크에 대해 동심 또한 상대 회전 가능하게 배치되고, 또한 상기 스프로킷용 고정 방사상 홈과 교차하고 그 교차 개소에 상기 스프로킷 지지축이 위치하는 스프로킷용 가동 방사상 홈이 형성된 가동 디스크와,
   상기 가동 디스크를 상기 고정 디스크에 대해 상대 회전 구동하여, 상기 교차 개소를 직경 방향으로 이동시키는 구동 장치
   를 구비하고,
   상기 기계식 자전 구동 기구는,
   상기 스프로킷 지지축에 대해 편심하여 설치된 제1 자전용 핀과,
   상기 고정 디스크에 대해 동심으로 배치되고 상기 회전축과 일체 회전함과 함께, 상기 제1 자전용 핀이 삽입 관통되는 제1 자전용 방사상 홈이 형성된 제1 자전용 디스크
   를 구비하고,
   상기 제1 자전용 방사상 홈은, 상기 스프로킷 지지축의 직경 방향 이동에 연동해서 상기 제1 자전용 핀을 안내하고, 상기 자전 피니언 스프로킷을 자전시키는 무단 변속 기구.
9. 제8항에 있어서,
   상기 기계식 자전 구동 기구는,
   상기 스프로킷 지지축에 대해 편심하여 설치된 제2 자전용 핀과,
   상기 고정 디스크에 대해 동심으로 배치되고 상기 회전축과 일체 회전함과 함께, 상기 제2 자전용 핀이 삽입 관통되는 제2 자전용 방사상 홈이 형성된 제2 자전용 디스크
   를 구비하고,
   상기 제2 자전용 방사상 홈은, 상기 스프로킷 지지축의 직경 방향 이동에 연동해서 상기 제2 자전용 핀을 안내하고, 상기 자전 피니언 스프로킷을 자전시키는 무단 변속 기구.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 복수의 피니언 스프로킷은, 자전하지 않는 하나의 고정 피니언 스프로킷과 자전 가능한 그 밖의 자전 피니언 스프로킷을 갖고,
    상기 기계식 자전 구동 기구는, 상기 고정 피니언 스프로킷이 자전되지 않도록 안내하고, 상기 자전 피니언 스프로킷이 자전되도록 안내하는 무단 변속 기구.
11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 피니언 스프로킷은, 공전 방향을 따라서 등간격으로 적어도 3개 설치되어 있는 무단 변속 기구.

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