(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に維持させながら径方向に移動させるスプロケット移動機構とをそれぞれが有する二組の複合スプロケットと、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全てを囲み且つ前記複数のピニオンスプロケットの全てに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、
前記複数のピニオンスプロケットのうちの少なくとも一つの自転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自転ピニオンスプロケットを前記スプロケット移動機構に連動して機械的に自転駆動する無段変速機構。
【請求項２】
請求項１に記載の無段変速機構において、
前記機械式自転駆動機構は、
前記回転軸と一体回転する自転用固定ディスクの径方向に沿って配設されたラックと、
前記自転ピニオンスプロケットの支持軸に一体的に固定され前記ラックと噛合するピニオンと、
を備え、
前記自転ピニオンスプロケットの径方向移動により前記ラックに噛合する前記ピニオンが回転することで、前記自転ピニオンスプロケットを自転させる無段変速機構。
【請求項３】
請求項２に記載の無段変速機構において、
前記複数のピニオンスプロケットは、自転しない少なくとも一つの固定ピニオンスプロケットを含み、
前記自転ピニオンスプロケットは、
前記複数のピニオンスプロケットの公転方向を基準に前記固定ピニオンスプロケットに対して進角側に設けられた進角側自転ピニオンスプロケットと、
前記公転方向を基準に前記固定ピニオンスプロケットに対して遅角側に設けられた遅角側自転ピニオンスプロケットと、
を備え、
前記ラックは、
前記進角側自転ピニオンスプロケットの前記ピニオンと噛合する進角側ラックと、
前記遅角側自転ピニオンスプロケットの前記ピニオンと噛合する遅角側ラックと、
を備え、
前記進角側ラックは、前記進角側自転ピニオンスプロケットの前記ピニオンに対して遅角側に配置され、
前記遅角側ラックは、前記遅角側自転ピニオンスプロケットの前記ピニオンに対して進角側に配置された無段変速機構。
【請求項４】
請求項３に記載の無段変速機構において、
前記複数のピニオンスプロケットは、前記固定ピニオンスプロケットと前記進角側自転ピニオンスプロケットと前記遅角側自転ピニオンスプロケットとの三つが周方向に沿って等間隔に配置されて構成され、
前記自転ピニオンスプロケットの外周長が、前記ピニオンの外周長の略二倍に形成されている無段変速機構。
【請求項５】
請求項４に記載の無段変速機構において、
前記自転用固定ディスクは、前記固定ピニオンスプロケットを案内する固定ピニオンスプロケット案内溝を有し、
前記固定ピニオンスプロケットの支持軸には、前記固定ピニオンスプロケット案内溝に内挿されて案内される案内部材が一体的に結合され、
前記案内部材は、前記自転用固定ディスクの径方向の所定長さにわたって前記固定ピニオンスプロケット案内溝に接触するように対応する形状に形成された無段変速機構。
【請求項６】
請求項２〜５の何れか一つに記載の無段変速機構において、
前記スプロケット移動機構は、
前記ピニオンスプロケットを支持するスプロケット支持軸と、
前記スプロケット支持軸が挿通されるスプロケット用固定放射状溝が形成され、前記回転軸と一体回転する固定ディスクと、
前記固定ディスクに対して同心且つ相対回転可能に配設され、さらに前記スプロケット用固定放射状溝と交差しその交差箇所に前記スプロケット支持軸が位置するスプロケット用可動放射状溝が形成された可動ディスクと、
前記可動ディスクを前記固定ディスクに対して相対回転駆動して、前記交差箇所を径方向に移動させる駆動装置と、
を備えた無段変速機構。
【請求項７】
請求項６に記載の無段変速機構において、
前記固定ディスクは、前記自転用固定ディスクと兼用される無段変速機構。
【請求項８】
請求項１に記載の無段変速機構において、
前記スプロケット移動機構は、
前記ピニオンスプロケットを支持するスプロケット支持軸と、
前記スプロケット支持軸が挿通されるスプロケット用固定放射状溝が形成され、前記回転軸と一体回転する固定ディスクと、
前記固定ディスクに対して同心且つ相対回転可能に配設され、さらに前記スプロケット用固定放射状溝と交差しその交差箇所に前記スプロケット支持軸が位置するスプロケット用可動放射状溝が形成された可動ディスクと、
前記可動ディスクを前記固定ディスクに対して相対回転駆動して、前記交差箇所を径方向に移動させる駆動装置と、
を備え、
前記機械式自転駆動機構は、
前記スプロケット支持軸に対して偏心して設けられた第一自転用ピンと、
前記固定ディスクに対して同心に配設され前記回転軸と一体回転すると共に、前記第一自転用ピンが挿通される第一自転用放射状溝が形成された第一自転用ディスクと、
を備え、
前記第一自転用放射状溝は、前記スプロケット支持軸の径方向移動に連動して前記第一自転用ピンを案内し、前記自転ピニオンスプロケットを自転させる無段変速機構。
【請求項９】
請求項８に記載の無段変速機構において、
前記機械式自転駆動機構は、
前記スプロケット支持軸に対して偏心して設けられた第二自転用ピンと、
前記固定ディスクに対して同心に配設され前記回転軸と一体回転すると共に、前記第二自転用ピンが挿通される第二自転用放射状溝が形成された第二自転用ディスクと、
を備え、
前記第二自転用放射状溝は、前記スプロケット支持軸の径方向移動に連動して前記第二自転用ピンを案内し、前記自転ピニオンスプロケットを自転させる無段変速機構。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の無段変速機構において、
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無段変速機構。
【請求項１１】
請求項１０に記載の無段変速機構において、
前記複数のピニオンスプロケットは、公転方向に沿って等間隔に少なくとも三個設けられている無段変速機構。
【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無段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。
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。【０００３】
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。【０００４】
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。【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、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される。【０００６】
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。【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逆転防止装置と回転の固定及び解除を切り替えるクラッチと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。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、クラッチにより各ピニオンスプロケットの回転を固定することにより、エンジンブレーキを利かせることができるとしている。【０００８】
特許文献１の所定機構によれば、動力伝達と変速比の変更（変速）とが排他的に実施されるため、動力伝達時には変速比の変更が困難であり、また、変速比の変更時には動力伝達が困難である。さらに、一定の変速比であっても、エンジンブレーキが効かないといった不具合を招くおそれがあり、また、チェーンテンショナーが設けられているため、チェーンとチェーンテンショナーとの間に発生する摩擦により、動力伝達効率の低下を招くおそれもある。
また、特許文献２の逆転防止装置によれば、クラッチにより各ピニオンスプロケットの回転が固定されているときには変速比を変更することができない。また、クラッチが各ピニオンスプロケットの回転を固定していないときには、変速比を変更することはできるものの、各ピニオンスプロケットが空転することにより動力伝達することができないおそれがある。さらに、エンジンブレーキが利かないという不具合も招いてしまうおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【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】
【００１０】
本発明の目的の一つは、上記のような課題に鑑み創案されたもので、動力伝達しながら変速比を変更することができるようにした、無段変速機構を提供することである。
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。
【００１１】
上記の目的を達成するために、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移動させるスプロケット移動機構とをそれぞれが有する二組の複合スプロケットと、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全てを囲み且つ前記複数のピニオンスプロケットの全てに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、前記複数のピニオンスプロケットの少なくとも一つ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少なくとも一つ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。
【００１２】
一つの構成としては、前記機械式自転駆動機構は、前記回転軸と一体回転する自転用固定ディスクの径方向に沿って配設されたラックと、前記自転ピニオンスプロケットの支持軸に一体的に固定され前記ラックと噛合するピニオンと、を備え、前記自転ピニオンスプロケットの径方向移動により前記ラックに噛合する前記ピニオンが回転することで、前記自転ピニオンスプロケットを自転させることが好ましい。
【００１３】
また、他の一つの構成としては、前記スプロケット移動機構は、前記ピニオンスプロケットを支持するスプロケット支持軸と、前記スプロケット支持軸が挿通されるスプロケット用固定放射状溝が形成され、前記回転軸と一体回転する固定ディスクと、前記固定ディスクに対して同心且つ相対回転可能に配設され、さらに前記スプロケット用固定放射状溝と交差しその交差箇所に前記スプロケット支持軸が位置するスプロケット用可動放射状溝が形成された可動ディスクと、前記可動ディスクを前記固定ディスクに対して相対回転駆動して、前記交差箇所を径方向に移動させる駆動装置と、を備え、前記機械式自転駆動機構は、前記スプロケット支持軸に対して偏心して設けられた第一自転用ピンと、前記固定ディスクに対して同心に配設され前記回転軸と一体回転すると共に、前記第一自転用ピンが挿通される第一自転用放射状溝が形成された第一自転用ディスクと、を備え、前記第一自転用放射状溝は、前記スプロケット支持軸の径方向移動に連動して前記第一自転用ピンを案内し、前記自転ピニオンスプロケットを自転させることが好ましい。
【００１４】
本発明の無段変速機構によれば、機械式自転駆動機構が、スプロケット移動機構による複数のピニオンスプロケットの径方向移動に伴って、チェーンに対する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何れかのピニオンスプロケットを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ため、複数のピニオンスプロケットの径方向移動時、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。しかも、ピニオンスプロケットの自転駆動には、動力伝達の解除は不要であるため、動力伝達しながら変速比を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第一実施形態にかかる無段変速機構の要部を模式的に示す正面図である。
【図２】本発明の第一実施形態にかかる無段変速機構の要部を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態にかかる無段変速機構の第一固定ディスク（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４】本発明の一実施形態にかかる無段変速機構の要部を模式的に示す斜視図である。
【図５】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６】本発明の第二実施形態にかかる無段変速機構の要部を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の第二実施形態にかかる無段変速機構のピニオンスプロケットを取り出して示す斜視図である。この図７では、同一のピニオンスプロケットを時系列に沿って三つ示している。なお、ピニオンスプロケットは、左下から右上に向けて時系列に沿って変化する。
【図８】図７の上面図であり、時系列に沿って（ａ），（ｂ），（ｃ）の順に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
〔１．第一実施形態〕
以下、第一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）と同心の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）と同心の複合スプロケット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、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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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の全てを囲み、且つ、複数のピニオンスプロケット２０の全てに接する円（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、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。
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。
【００２１】
〔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。
〔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の公転数とは等しい。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。
【００２２】
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と呼んで区別する。
【００２３】
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２１ａ，２２ａ，２３ａに対して固定されている。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。
【００２４】
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の外周部に部分的に形成された歯２１ｃとを有する。すなわち、固定ピニオンスプロケット２１には、チェーン６に噛合い可能な外周部領域に部分的に歯２１ｃが突出形成されている。換言すれば、固定ピニオンスプロケット２１は、チェーン６と噛まない外周部領域には歯が形成されていない。
なお、図１には、固定ピニオンスプロケット２１の歯が形成されていない部分の正面視形状が円弧状のものを例示するが、かかる形状は円弧状に限らず、矩形状や三角形状などの種々の形状を採用することができる。
また、自転ピニオンスプロケット２２，２３は、何れも外周部全周に歯が突出形成されている。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は同一規格のものとなっている。
【００２５】
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。
また、図２に示すとおり、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し、各ピニオンスプロケット２０の三列の歯車は、各々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。
【００２６】
〔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。
各ガイドロッド２９は、ロッド支持軸２９ａ（図１では一箇所のみ破線で示す）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。
【００２７】
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、構造の複雑化、パーツの増加等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。
【００２８】
〔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。
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。
【００２９】
〔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。
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。
【００３０】
〔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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
なお、図４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。
【００３３】
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の移動距離に対応する長さをいう。
【００３４】
〔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して破線で示す）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、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と交差し、その交差箇所にそれぞれ支持軸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と交差し、その交差箇所のそれぞれにロッド支持軸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。
【００３５】
〔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、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によって軸方向に摺動駆動される入力部材３３と、入力部材３３の軸方向への摺動に伴って入力部材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。
【００３６】
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、例えばスプライン係合等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。
【００３７】
運動変換機構３２Ａは、モータ３１の出力軸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。
【００３８】
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が摺動駆動されると、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の摺動距離に対応して、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。
【００３９】
〔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の各支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａと、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とから構成されている。
また、ロッド移動機構４０Ｂは、ロッド支持軸２９ａと、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とから構成されている。
このように、各移動機構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。
【００４０】
次に、図３（ａ）〜（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。この図３（ａ）の状態から、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），（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される。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
〔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。機械式自転駆動機構５０は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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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を確保することができる。
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。
【００４８】
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に径方向に沿って固設されている。
【００４９】
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、第二自転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。
【００５０】
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。
【００５１】
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は一対一の対応関係となる。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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５１に対して周方向長さにおいて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５１の外径との比が「２π/３：１」であることが必要となる。
【００５５】
よって、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。
【００５６】
〔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、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、相対回転駆動機構３０の駆動により拡縮される出力側の接円半径が、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には、複数のピニオンスプロケット２０を収容しうる凹所２が形成されている。凹所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の凹所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は凹所２から離脱することになる。
【００５７】
凹所２は、固定ピニオンスプロケット２１に対応する第一凹所２ａと、各自転ピニオンスプロケット２２，２３に対応する二つの第二凹所２ｂ，２ｂとを有している。なお、一方の第二凹所２ｂと他方の第二凹所２ｂとは、同様に構成されている。
第一凹所２ａは、固定ピニオンスプロケット２１の外周形状に応じた形状に形成されている。具体的に言えば、第一凹所２ａは、円柱状の回転軸の外周面側から固定ピニオンスプロケット２１の本体部２１ｂの外周形状に応じた断面形状に形成されている。ここでは、本体部２１ｂの外周形状が円弧状に形成されているため、第一凹所２ａは、円柱状の回転軸からこれよりも細い円柱の一部を取り除いた形状となっている。この第一凹所２ａには、接円半径が最小径となった際に、固定ピニオンスプロケット２１の本体部２１ｂが当接する。このとき、固定ピニオンスプロケット２１の本体部２１ｂは、回転軸１に食い込むように収容される。
【００５８】
第二凹所２ｂは、自転ピニオンスプロケット２２，２３の外周形状に応じた断面形状に形成されている。具体的に言えば、第二凹所２ｂは、円柱状の回転軸の外周面側から自転ピニオンスプロケット２２，２３の各歯の先端をつないで形成される円を底面又は上面とする円柱の一部を取り除いた形状に形成されている。この第二凹所２ｂには、接円半径が最小径となった際に、自転ピニオンスプロケット２２，２３の先端がそれぞれ当接する。このとき、自転ピニオンスプロケット２２，２３は、回転軸１に食い込むように収容される。
なお、各凹所２ａ，２ｂとの相互間に位置する回転軸１の外周面１ａには、接円半径が最小径となった際に、ガイドロッド２９が当接する。
【００５９】
〔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。
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。
なお、図５には、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すが、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てもよい。
【００６０】
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。
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。
【００６１】
〔１−２．作用及び効果〕
本発明の第一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。
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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が遅角側に配置され、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が進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。
【００６８】
また、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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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され、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が径方向に移動される。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。
【００７２】
回転軸１の外周に、複数のピニオンスプロケット２０を収容しうる凹所２が形成されているため、凹所２に複数のピニオンスプロケット２が食い込むように収容されることにより、複数のピニオンスプロケット２０の位置を更に回転軸１の軸心Ｃ1 に近づけることができる。これにより、複数のピニオンスプロケット２０により構成される接円半径の最小径を小さくすることができる。したがって、レシオカバレッジの拡大を図ることができる。
【００７３】
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が回転軸１に当接するため、回転軸１の断面積が確保されることにより、回転軸１の剛性や強度を確保することができる。また、接円半径が最小径となった際には、回転軸１に大きな負担がかかるおそれがあるが、回転軸１の剛性や強度が確保されることで、無段変速機構の耐久性の確保や信頼性の向上に寄与する。
【００７４】
また、接円半径が最小径となった際に、複数のガイドロッド２９が回転軸１の外周面１ａに当接するため、ガイドロッド２９の撓みやねじれなどの変形を抑制することができる。これにより、チェーン６と回転軸１の軸心Ｃ1 との距離の変動が抑制されて、振動や騒音の低減に寄与する。また、回転軸１の断面積が確保されることよる回転軸１の強度等を確保することにも寄与しうる。
【００７５】
回転軸１の外周には、外周部に部分的に歯２１ｃが突出形成された固定ピニオンスプロケット２１の外周形状に応じた第一凹所２ａと、外周部全周に歯が形成された自転ピニオンスプロケット２２，２３の外周形状に応じた各第二凹所２ｂとが形成されているため、第一凹所２ａは第二凹所２ｂよりも小さい凹所といえる。このため、第一凹所２ａに替えて第二凹所２ｂが形成されたものに比較して、回転軸１の断面積を確保することができる。
【００７６】
また、第一凹所２ａに替えて第二凹所２ｂが形成されたものと同等の断面積を確保しながら接円半径の最小径を更に小さくすることができる。これにより、更なるレシオカバレッジの拡大を図ることができる。
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ため、チェーン６Ａ，６Ｂ，６Ｃとガイドロッド２９との接触による騒音を分散させることにより、騒音を低減させることができる。
【００７７】
〔２．第二実施形態〕
以下、第二実施形態にかかる無段変速機構について説明する。
〔２−１．構成〕
上記第一実施形態との違いは機械式自転駆動機構の構成であるので、ここでは同違いによって生じる構造上の変更点ついて説明する。
なお、第一実施形態と同一の部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００７８】
〔２−１−１．固定ディスク〕
本実施形態では、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（固定ディスク）１１，第二固定ディスク（第一自転用ディスク）１１２及び第三固定ディスク（第二自転用ディスク）１３を有する。これらの固定ディスク１１，１１２，１３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。
第二固定ディスク１１２には第一自転用放射状溝１１２ａが形成され、第三固定ディスク１３には第二自転用放射状溝１３ａが形成されており、各自転用放射状溝１１２ａ，１３ａは、自転用ピン２２ｂ，２２ｃ，２３ｂ，２３ｃのそれぞれの案内溝として機能する。
また、図示省略するが、第二固定ディスク１２及び第三固定ディスク１３の少なくとも何れかには、固定ピニオンスプロケット２１に設けられたピンを案内するピン溝が形成されている。このピン溝は、固定ピニオンスプロケット２１の径方向の移動ルートに沿って延びるように形成され、固定ピニオンスプロケット２１の径方向移動を阻害せずに自転を阻止するように案内する。
なお、固定ディスク１１及び可動ディスク１９の構成及び機能は第一実施形態のものと同一である。
【００７９】
〔２−１−２．ピニオンスプロケット〕
第一実施形態と同様に、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。
第一自転ピニオンスプロケット２２には、図６に示すように、機械式自転駆動機構１５０による自転駆動のための第一自転用ピン２２ｂ及び第二自転用ピン２２ｃが突設されている。これらの自転用ピン２２ｂ，２２ｃは、支持軸２２ａの軸心Ｃ3 に対して偏心して設けられている。なお、図６は図２と同様に、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及び第二自転ピニオンスプロケット２３を示している。
【００８０】
同様に、第二自転ピニオンスプロケット２３には、機械式自転駆動機構１５０による自転のための第一自転用ピン２３ｂ及び第二自転用ピン２３ｃが突設されている。これらの自転用ピン２３ｂ，２３ｃは、支持軸２３ａの軸心Ｃ4 に対して偏心して設けられている。
なお、第二自転用ピン２２ｃ，２３ｃは、第一自転用ピン２２ｂ，２２ｃよりも軸心Ｃ3 ，Ｃ4 に沿った長さが第二固定ディスク１１２の厚み分よりも長く形成され、第三固定ディスク１３の第二自転用放射状溝１３ａに挿入されて同溝１３ａによって案内される。
【００８１】
また、図示省略するが、固定ピニオンスプロケット２１にもピンが突設されている。このピンは、軸心Ｃ2 に対して偏心して設けられ、第二及び第三固定ディスク１１２，１３の少なくとも何れかに形成されたピン溝に案内されることにより、固定ピニオンスプロケット２１の自転を防止する回り止めとして機能する。
【００８２】
〔２−１−３．機械式自転駆動機構〕
機械式自転駆動機構１５０は、図６に示すように、各自転ピニオンスプロケット２２，２３の支持軸２２ａ，２３ａに設けられた自転用ピン２２ｂ，２２ｃ，２３ｂ，２３ｃと、第二固定ディスク１１２に形成された第一自転用放射状溝１１２ａと、第三固定ディスク１３に形成された第二自転用放射状溝１３ａとから構成されている。さらに、同機構１５０は、図示しない固定ピニオンスプロケット２１の支持軸２１ａに設けられたピンと、このピンを固定ピニオンスプロケット２１の自転を阻止するように案内するピン溝が形成された第二固定ディスク１１２及び第三固定ディスク１３の少なくとも何れかを備えている。
なお、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は、機械式自転駆動機構５０による自転方向が異なるだけで同様に自転されるため、ここでは、第一自転ピニオンスプロケット２２に着目し、機械式自転駆動機構１５０の構成を説明する。
【００８３】
機械式自転駆動機構１５０は、図７及び図８に示すように、軸心Ｃ3 に対して偏心して設けられた自転用ピン２２ｂ，２２ｃを、これらのそれぞれに対応する自転用放射状溝１１２ａ，１３ａで案内することにより、第一自転ピニオンスプロケット２２を自転させる。なお、図７及び図８では、白抜きの矢印で示す順に時系列を示す。
自転用放射状溝１１２ａ，１３ａのそれぞれは、径方向移動に伴うピニオンスプロケット２０のチェーン６０へ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を自転させる形状に形成されている。
【００８４】
また、図示省略するが、機械式自転駆動機構１５０は、固定ピニオンスプロケット２１のピンを固定ピニオンスプロケット２１の移動ルートに沿って延びるピン溝で案内することにより、固定ピニオンスプロケット２１のピンがこのピン溝内に摺接していて、固定ピニオンスプロケット２１の径方向移動を阻害することなく自転を阻止する。
【００８５】
〔２−２．作用及び効果〕
上記第二実施形態の構成によれば、機械式自転駆動機構１５０が、スプロケット移動機構４０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、第一実施形態と同様に、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。
【００８６】
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、自転用放射状溝１１２ａ，１３ａが自転用ピン２２ｂ，２２ｃを案内して、自転ピニオンスプロケット２２，２３を自転させるため、複数のピニオンスプロケット２０間のチェーン長が適正に調整される。これにより、確実に動力伝達しながら円滑に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効かせることができる。
【００８７】
特に、機械式自転駆動機構１５０は、自転ピニオンスプロケット２２，２３の軸心Ｃ3 ，Ｃ4 に対して偏心した二種の自転用ピンとして第一自転用ピン２２ｂ，２３ｂと第二自転用ピン２２ｃ，２３ｃとを有し、これらの自転用ピン２２ｂ，２２ｃ，２３ｂ，２３ｃに対応する二種の自転用放射状溝として第一自転用放射状溝１２ａと第二自転用放射状溝１３ａとを有するため、自転ピニオンスプロケット２２，２３を確実に自転させることができる。これにより、変速比の変更を確実にすることができ、動力伝達効率の向上に寄与する。
【００８８】
また、機械式自転駆動機構１５０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ため、固定ピニオンスプロケット２１とこれに隣接される他のピニオンスプロケットである自転ピニオンスプロケット２２，２３との間のチェーン長の過不足を調整することができる。これにより、確実に動力伝達しながら変速比を変更させることができる。
その他の作用、効果についても、第一実施形態と同様に奏するものである。
【００８９】
〔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。
【００９０】
上述の各実施形態では、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６０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。
【００９１】
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と噛合する相対回転駆動機構３０のヘリカルギヤ３３ａの箇所が変更される。
【００９２】
また、回転軸１に、ガイドロッド２９を収容しうる凹所が追加形成されていてもよい。この場合、接円半径が最小径となった際に、ガイドロッド２９が回転軸１に当接することが好ましい。この場合、回転軸１の断面積が更に確保されることにより、回転軸１の剛性や強度を向上させることができる。
【００９３】
一方、凹所２は、複数のピニオンスプロケット２０のうち少なくとも一つに対応して少なくとも一箇所に形成されていればよい。また、接円半径が最小径となった際に、ピニオンスプロケット２０の全部若しくは一部又はガイドロッド２９の全部若しくは一部が回転軸１に当接しなくてもよい。
【００９４】
また、第一実施形態では、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５３，５４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。
【００９５】
さらに、第二実施形態では、自転ピニオンスプロケット２１，２２の支持軸２１ａ，２２ａの両端部にそれぞれに二本の自転用ピン２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂが設けられたものを示したが、自転用ピン２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂが一端又は他端にだけ設けられていてもよく、さらにまた、第一自転用ピン２１ａ，２２ａ又は第二自転用ピン２１ｂ，２２ｂだけが設けられていてもよい。この場合、自転用ピン２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂのうち設けられたものに対応して自転用放射状溝が設けられる。これによれば、簡素な構成とすることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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