(57)【要約】【課題】複合スプロケットの歯数が整数となるように固定ディスクに対する可動ディスクの位相を精確に保持することができるようにした、多段変速機構を提供する。【解決手段】  複数のピニオンスプロケットによって形成される見かけ上の複合スプロケットの歯数が整数となるときの固定ディスク１０に対する可動ディスク１９の位相を保持する位相保持機構６０は、固定ディスク１０及び可動ディスク１９の何れか一方と一体に回転するとともに複合スプロケット５の歯数が整数となるときの固定ディスク１０に対する可動ディスク１９の位相のそれぞれに対応して設けられた凹部７０と、固定ディスク１０及び可動ディスク１９の何れか他方と一体に回転するとともに凹部７０に突起部８０ａが係脱可能に設けられた係脱部８０とを有する。【選択図】図７
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【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を維持させながら前記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を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多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各支持軸が内挿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、
前記スプロケット用固定放射状溝と交差する第一交差箇所に前記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、前記固定ディスク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と、
前記複数のピニオンスプロケットによって形成される見かけ上の前記複合スプロケットの歯数が整数となるときの前記固定ディスクに対する前記可動ディスクの位相を保持する位相保持機構と、を備え、
前記位相保持機構は、
前記固定ディスク及び前記可動ディスクの何れか一方と一体に回転し、前記複合スプロケットの歯数が整数となるときの前記固定ディスクに対する前記可動ディスクの位相のそれぞれに対応して設けられた凹部と、
前記固定ディスク及び前記可動ディスクの何れか他方と一体に回転し、前記凹部に突起部が係脱可能に設けられた係脱部と、を有する
ことを特徴とする、多段変速機構。
【請求項２】
前記スプロケット移動機構は、
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、前記第一交差箇所を前記径方向に移動させる相対回転駆動機構を備えた
ことを特徴とする、請求項１に記載の多段変速機構。
【請求項３】
前記係脱部は、
前記突起部を前記凹部に向けて付勢する付勢部材を更に有する
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の多段変速機構。
【請求項４】
前記凹部は、前記回転軸の軸心を基準として周方向に列をなして設けられ、
前記列は、前記回転軸の軸心を基準として径方向に並んで複数設けられた
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の多段変速機構。
【請求項５】
前記係脱部は、
前記凹部の設けられた前記列がなす径方向位置のそれぞれに対応して、前記回転軸の軸心を基準とした複数の径方向位置のそれぞれに設けられた
ことを特徴とする、請求項４に記載の多段変速機構。
【請求項６】
前記複合スプロケットの歯数がとりうる整数のうちの一つの整数である基準整数に対応する前記凹部と、前記基準整数を１だけ変化させた整数である隣接整数に対応する前記凹部とは、前記回転軸の軸心を基準とした径方向位置が異なって設けられている
ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の多段変速機構。
【請求項７】
前記凹部は、皿モミ穴である
ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載の多段変速機構。
【請求項８】
前記係脱部は、ボールプランジャである
ことを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載の多段変速機構。
【請求項９】
前記凹部及び前記係脱部は、周方向に等間隔で複数設けられた
ことを特徴とする、請求項１〜８の何れか１項に記載の多段変速機構。
【請求項１０】
前記固定ディスク及び前記可動ディスクの何れか一方と一体に回転するプレートを備え、
前記プレートに前記凹部が設けられた
ことを特徴とする、請求項１〜９の何れか１項に記載の多段変速機構。
【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且つ一体回転（回転軸まわりの公転）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多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して複合スプロケットが拡縮径することにより、変速比が変化する。
【０００４】
例えば、特許文献１には、複数のピニオンスプロケットの一側に二つディスク（スピンドル）が並設され、それぞれのディスクに放射状溝が設けられ、回転軸と一体に回転する固定ディスクの放射状溝（以下、「第一放射状溝」という）と回転軸に対して回転可能な可動ディスクの放射状溝（以下、「第二放射状溝」という）とが互いに交差するように配置され、第一放射状溝と第二放射状溝とが交差する箇所に各スプロケットの軸が支持されたものが示されている。固定ディスクと可動ディスクとの相対角度（位相）が変更されると、第一放射状溝と第二放射状溝との交差箇所が径方向に移動するため、かかる交差箇所に軸支された各ピニオンスプロケットは、両ディスクの相対回転により径方向に移動される。このように複合スプロケットが拡縮径されて、変速比が変更される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７７１３１５４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に示された無段変速機構にあっては、ピニオンスプロケットの半径方向位置（変速比）に応じて、複合スプロケットの見かけ上の歯数（ここでは単に「複合スプロケットの歯数」という）が変化する。同歯数が整数であれば、複合スプロケットの歯とチェーンの溝との位相は合致するが、複合スプロケットの歯数が整数でなければ、複合スプロケットの歯とチェーンの溝とで位相ズレが生じてしまう。
そこで、変速比を一定に維持するときには、複合スプロケットの歯数が整数となる状態を保持し、また、変速比を変更するときには、複合スプロケットの歯数を整数から他の整数へと順次遷移させることが考えられる。すなわち、複合スプロケットの歯数がとりうる整数の数だけ多段に変速する多段変速機構が考えられる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に示されるような無段変速機構では、変速比を連続的に変化させることが示されるだけで、複合スプロケットの歯数を整数に保持することへの対策は何ら講じられていない。かかる無段変速機構では、変速比が無段階に変更され、複合スプロケットの歯数が整数でない状態となってしまい、チェーンの位相ズレやこれによる動力伝達の不具合を招いてしまうおそれがある。
【０００８】
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、複合スプロケットの歯数が整数となるように固定ディスクに対する可動ディスクの位相を精確に保持することができるようにした、多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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記の目的を達成するために、本発明の多段変速機構は、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前記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を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多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各支持軸が内挿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、前記スプロケット用固定放射状溝と交差する第一交差箇所に前記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、前記固定ディスク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と、前記複数のピニオンスプロケットによって形成される見かけ上の前記複合スプロケットの歯数（以下、単に「複合スプロケットの歯数」と称す）が整数となるときの前記固定ディスクに対する前記可動ディスクの位相を保持する位相保持機構と、を備え、前記位相保持機構は、前記固定ディスク及び前記可動ディスクの何れか一方と一体に回転し前記複合スプロケットの歯数が整数となるときの前記固定ディスクに対する前記可動ディスクの位相のそれぞれに対応して設けられた凹部と、前記固定ディスク及び前記可動ディスクの何れか他方と一体に回転し前記凹部に突起部が係脱可能に設けられた係脱部と、を有することを特徴としている。
【００１０】
（２）前記スプロケット移動機構は、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、前記第一交差箇所を前記径方向に移動させる相対回転駆動機構を備えることが好ましい。
（３）前記係脱部は、前記突起部を前記凹部に向けて付勢する付勢部材を更に有することが好ましい。
【００１１】
（４）前記凹部は、前記回転軸の軸心を基準として周方向に列をなして設けられ、前記列は、前記回転軸の軸心を基準として径方向に並んで複数設けられることが好ましい。
（５）さらに、前記係脱部は、前記凹部の設けられた前記列がなす径方向位置のそれぞれに対応して、前記回転軸の軸心を基準とした複数の径方向位置のそれぞれに設けられることが好ましい。
【００１２】
（６）前記複合スプロケットの歯数がとりうる整数のうちの一つの整数である基準整数に対応する前記凹部と、前記基準整数を１だけ変化させた整数である隣接整数に対応する前記凹部とは、前記回転軸の軸心を基準とした径方向位置が異なって設けられていることが好ましい。
（７）前記凹部は、皿モミ穴であることが好ましい。
（８）前記係脱部は、ボールプランジャであることが好ましい。
（９）前記凹部及び前記係脱部は、周方向に等間隔で複数設けられることが好ましい。
（１０）前記固定ディスク及び前記可動ディスクの何れか一方と一体に回転するプレートを備え、前記プレートに前記凹部が設けられることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の多段変速機構によれば、位相保持機構により、複合スプロケットの歯数が整数となるときの可動ディスクの位相を保持することができる。
具体的には、複合スプロケットの歯数が整数となるときの固定ディスクに対する可動ディスクの位相のそれぞれに対応して設けられた凹部が、固定ディスク及び可動ディスクの何れか一方に設けられ、これらの凹部に係脱可能な突起部を有する係脱部が固定ディスク及び可動ディスクの何れか他方に設けられているため、固定ディスクに対する可動ディスクの位相が、歯数が整数をなすのに対応する位相となると、係脱部の突起部を凹部に係合させることができる。これにより、固定ディスクに対する可動ディスクの位相が機械的（メカニカル）に保持され、複合スプロケットの歯数が整数となる状態を精確に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる多段変速機構の複合スプロケット及びチェーンに着目した要部を模式的に示す径方向断面図（横断面図）である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる多段変速機構のピニオンスプロケット等の径方向移動用の相対回転駆動機構に着目した要部を模式的に示す軸方向断面図（縦断面図）である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる多段変速機構においてピニオンスプロケット等の径方向移動用の固定ディスク及び可動ディスクとこれらによって移動されるピニオンスプロケット及びガイドロッドの各支持軸とを示し、スプロケット移動機構及びロッド移動機構を説明する図であり、（ａ），（ｂ），（ｃ）の順に接円半径が大きくなっている。なお、接円半径が、最小径のものを（ａ）に示し、最大径のものを（ｃ）に示す。
【図４】本発明の一実施形態にかかる多段変速機構の径方向断面図である。この図４は、図２のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる多段変速機構の径方向断面図である。この図５は、図２のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかる多段変速機構の第一カム溝及び第二カム溝を拡大して示す要部拡大図である。この図６は、図２のＣ−Ｃ矢視図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかる多段変速機構の位相保持機構を説明する拡大断面図である。この図７は、図２の領域Ｄの拡大図である。
【図８】本発明の一実施形態にかかる多段変速機構の位相保持機構における凹部の配設態様を説明する図であり、固定ディスクに着目して示す側面図である。この図８は、図２の矢視Ｅに対応している。
【図９】本発明の一実施形態にかかる多段変速機構の位相保持機構における凹部の配設態様を説明する要部拡大図である。この図９は、図８の領域Ｆに対応している。
【図１０】本発明の一実施形態にかかる多段変速機構のチェーン及びこれをガイドするガイドロッドの一部を取り出して模式的に示す斜視図である。
【図１１】本発明の一実施形態にかかる多段変速機構のチェーンのうち補助リンクプレートを単体で示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は底面図である。
【図１２】本発明の一実施形態にかかる多段変速機構のチェーンのうちリンクプレート（駆動リンク）を単体で示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の多段変速機構にかかる実施の形態を説明する。本実施形態の多段変速機構は、車両用変速機に用いて好適である。なお、本実施形態では、多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。
本発明の多段変速機構は、変速比を一定に維持するときには複合スプロケットの歯数が整数となる状態を保持し、また、変速比を変更するときには複合スプロケットの歯数を整数から他の整数へと順次遷移させるものである。このため、本多段変速機構は、複合スプロケットの歯数がとりうる整数の数だけ多段に変速することが可能となる。
【００１６】
この多段変速機構では、複合スプロケットの歯数がとりうる整数Ｚのうち最小のものを最小整数Ｚminとし、このときの固定ディスクに対する可動ディスクの相対回転角度（回転位相）θを最小相対回転角度θminとする。また、複合スプロケットの歯数がとりうる整数Ｚのうち最大のものを最大整数Ｚmaxとし、このときの固定ディスクに対する可動ディスクの相対回転角度θを最大相対回転角度θmaxとしている。
なお、複合スプロケットの歯数とは、複合スプロケットのピッチ円の円周をチェーンの単位リンク長（ピニオンスプロケットの単位ピッチ長）で除算して導出することができ、複合スプロケットの見かけ上の（複数のピニオンスプロケットによって形成される見かけ上の大スプロケットの全周に亘って歯が存在すると見なした場合の）歯数を意味する。以下、複合スプロケットの歯数というときは、同様の意味で用いる。
【００１７】
〔１．一実施形態〕
以下、一実施形態にかかる多段変速機構について説明する。
〔１−１．多段変速機構の構成〕
多段変速機構は、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。
【００１８】
二組の複合スプロケット５，５のうち、一方は、入力側の回転軸１（入力軸）と同心に一体回転する一組の複合スプロケット５（図１では左方に示す）であり、他方は、出力側の回転軸１（出力軸）と同心に一体回転する複合スプロケット５（図１では右方に示す）である。これらの複合スプロケット５，５はそれぞれ同様に構成されているため、下記の説明では、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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、複合スプロケットの歯数が整数となる状態を保持する位相保持機構６０とを備えている（図２〜図５，図７参照）。これらについては、詳細を後述する。
【００２１】
この多段変速機構は、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の何れもを囲み、且つ、複数のピニオンスプロケット２０の何れにも接する円（接円）の半径（以下、「接円半径」という）に対応するものである。また、複合スプロケット５にはチェーン６が巻き掛けられるため、複合スプロケット５の外径は、複数のピニオンスプロケット２０とチェーン６との接触半径、即ち、複合スプロケット５のピッチ円の半径に対応するものともいえる。
【００２２】
接円半径或いはピッチ円の半径が最小径であるときには、複合スプロケット５の歯数が最小整数Ｚminであり、複合スプロケット５の外径が最小径となる。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の歯数が最大整数Ｚmaxであり、複合スプロケット５の外径が最大径となる。
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。
このように、多段変速機構は、接円半径の変更によって変速比を変更するものである。
以下、多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。
【００２３】
〔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，位相保持機構６０の順に説明する。
【００２４】
〔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が公転する回転数とは等しい。なお、図１には、白抜きの矢印で反時計回りの公転方向を示している。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
固定ピニオンスプロケット２１は、本体部２１ｂとこの本体部２１ｂの外周部全周に形成された歯２１ｃとを有する。同様に、自転ピニオンスプロケット２２，２３は、何れも本体部２２ｂ，２３ｂとこの本体部２２ｂ，２３ｂの外周部全周に突出形成された歯２２ｃ，２３ｃとを有する。
当然ながら、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３に形成される歯の形状寸法及びピッチは同一規格のものとなっている。
【００２８】
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、第一自転ピニオンスプロケット２２と第二ピニオンスプロケット２３とは、配設箇所と自転方向が異なるのを除いて同様に構成されるため、ここでは、第一自転ピニオンスプロケット２２に着目して説明する。
【００２９】
本実施形態では、図２に示すように、第一自転ピニオンスプロケット２２は、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，第二自転ピニオンスプロケット２３もそれぞれ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。
【００３０】
各ピニオンスプロケット２１，２２，２３の歯車の列数は、多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並びに何れも後述する相対回転駆動機構３０及び位相保持機構６０を示している。
なお、図示省略するが、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３において、各支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａに対して自転を規制しつつ微小回転（一定範囲内での回転）を許容して動力伝達を実現する位相ズレ許容動力伝達機構が装備されていてもよい。かかる位相ズレ許容動力伝達機構としては、ピニオンスプロケット２１，２２，２３の内周側に一体回転するように装備されたキー部材と、ピニオンスプロケット２１，２２，２３の支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａの外周側に形成されてキー部材が回転方向に遊びをもって係合するキー溝と、キー部材がキー溝の回転方向の中立位置に位置するように、キー部材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とを備え、回転方向の中立位置に付勢し回転を弾性的に規制するものを用いることができる。この場合、ピニオンスプロケット２１，２２，２３の本体部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂは、支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａに対して回転自在に設けられる。
【００３１】
〔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、その径方向外側の周面に当接するチェーン６の軌道をガイドする。ピニオンスプロケット２１，２２，２３及び各ガイドロッド２９は多角形（略正多角形）の形状をなすので、チェーン６は、その径方向内側のピニオンスプロケット２１，２２，２３及び各ガイドロッド２９に当接しガイドされながら多角形の形状に沿って転動する。
【００３２】
図１，図２及び図７に示すように、ガイドロッド２９は、ロッド支持軸２９ａ（図１では破線で示す）の外周に円筒状のガイド部材２９ｂが外挿されたものであり、ロッド支持軸２９ａによって支持され、ガイド部材２９ｂの外周面でチェーン６（図１及び図２参照）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。
【００３３】
〔１−１−１−３．スプロケット移動機構，ロッド移動機構，機械式自転駆動機構及び位相保持機構〕
次に、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，位相保持機構６０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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
位相保持機構６０は、固定ディスク１０に対する可動ディスク１９の位相を複合スプロケット５の歯数が整数となるように保持するものである。
【００３６】
〔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，５０，６０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１０（径方向移動用固定ディスク，自転用固定ディスク）と、この固定ディスク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、固定ディスク１０と一体に回転する第一回転部１５と、可動ディスク１９と一体に回転する第二回転部１６と、可動ディスク１９を固定ディスク１０に対して相対回転駆動する相対回転駆動機構３０との順にそれぞれを説明する。
【００３７】
なお、固定ディスク１０及び可動ディスク１９は、複数のピニオンスプロケット２０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が、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１０，可動ディスク１９に着目し、その構成を説明する。
【００３８】
〔１−１−１−３−１−１．固定ディスク〕
固定ディスク１０は、回転軸１と一体に形成されるか、或いは、何れも回転軸１と一体回転するように結合されている。なお、図２では、複数のピニオンスプロケット２０側から軸方向外側に向けて可動ディスク１９，固定ディスク１０の順に配置されたもの例示する。
【００３９】
図３に示すように、固定ディスク１０には、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３（図１参照）に対応して設けられたスプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃとロッド用固定放射状溝１２（一箇所のみに符号を付す）との二種の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，１１ｂ，１１ｃは、ピニオンスプロケット２０のそれぞれに対応して設けられ、また、ロッド用固定放射状溝１２は、ガイドロッド２９のそれぞれに対応して設けられている。
【００４０】
スプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃには、ピニオンスプロケット２１，２２，２３の各支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａが内挿されている。固定ピニオンスプロケット２１に対応するスプロケット用固定放射状溝１１ａは、固定ピニオンスプロケット２１の径方向移動を案内する溝（固定ピニオンスプロケット案内溝）といえ、同様に、第一自転ピニオンスプロケット２２に対応するスプロケット用固定放射状溝１１ｂは、第一自転ピニオンスプロケット２２の径方向移動を案内する溝といえ、第二自転ピニオンスプロケット２３に対応するスプロケット用固定放射状溝１１ｃは、第二自転ピニオンスプロケット２３の径方向移動を案内する溝といえる。このため、これらのスプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、対応するピニオンスプロケット２１，２２，２３の径方向移動経路に沿っている。
また、ロッド用固定放射状溝１２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）が内挿されている。
【００４１】
〔１−１−１−３−１−２．可動ディスク〕
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、円形である固定ディスク１０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。
【００４２】
スプロケット用可動放射状溝１９ａのそれぞれは、上記のスプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃのそれぞれに交差して設けられる。スプロケット用可動放射状溝１９ａとスプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃとが交差する第一交差箇所ＣＰ1（何れも一箇所にのみ符号を付す）には、ピニオンスプロケット２１，２２，２３の各支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａが位置する。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１２と交差して設けられ、これらの交差箇所に各ロッド支持軸２９ａが配設される。
【００４３】
図２に示すように、可動ディスク１９は、ピニオンスプロケット２０を挟んで一側及び他側のそれぞれに設けられる。これらの可動ディスク１９は、連結シャフト１９Ａで互いに連結されている。ここでは、図１に示すように、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３の相互間にそれぞれ連結シャフト１９Ａ（一箇所にのみ符号を付す）が設けられている。これにより、一側の可動ディスク１９と他側の可動ディスク１９とが一体に回転する。
【００４４】
〔１−１−１−３−１−３．第一回転部〕
第一回転部１５は、固定ディスク１０と一体回転する部分、即ち、回転軸１と一体回転する部分である。ここでは、図２に示すように、第一回転部１５が回転軸１の一部に設けられている。この第一回転部１５は、固定ディスク１０及び可動ディスク１９よりも軸方向外側に配設されている。
【００４５】
図２，図５及び図６に示すように、第一回転部１５には、第一カム溝１５ａが設けられている。この第一カム溝１５ａは、回転軸１の軸方向に沿って凹設して設けられている。ここでは、第一カム溝１５ａが回転軸１の軸心Ｃ1と平行に形成されている。図５には、第一カム溝１５ａ（一箇所のみに符号を付す）が周方向に間隔をおいて三箇所に設けられたものを例示するが、第一カム溝１５ａの形成箇所や形成個数は、周囲の構成や要求仕様等に応じて設定すればよく、種々の形状や個数のものを採用することができる。
【００４６】
〔１−１−１−３−１−４．第二回転部〕
図２，図４及び図５に示すように、第二回転部１６は、可動ディスク１９と接続部１７を介して接続されている。なお、図４及び図５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。
まず、接続部１７について説明する。
【００４７】
接続部１７は、可動ディスク１９及び第二回転部１６と一体に回転し、固定ディスク１０を覆うように配設されている。この接続部１７は、固定ディスク１０の外周（径方向外側）を覆う軸方向接続部１７ａと、固定ディスク１０の軸方向外側を覆う径方向接続部１７ｂとを有する。
接続部１７においては、可動ディスク１９と第二回転部１６との接続のうち、軸方向成分の離隔分を接続しているのが軸方向接続部１７ａであり、径方向の離隔分を接続しているのが径方向接続部１７ｂである。
【００４８】
軸方向接続部１７ａは、回転軸１の軸心Ｃ1と同心に設けられるとともに軸方向に延びる円筒形状をなしている。この軸方向接続部１７ａは、図２に示すように、軸方向内側が可動ディスク１９の外周端部（外周部）１９ｔに結合され、軸方向外側が次に説明する径方向接続部１７ｂに接続されている。
【００４９】
図２，図４及び図５に示すように、径方向接続部１７ｂは、径方向外側が軸方向接続部１７ａに接続され、径方向内側が第二回転部１６に接続されている。この径方向接続部１７ｂは、回転軸１の軸心Ｃ1と同心に設けられるとともに径方向に延在する円盤から次に説明する肉抜き部１７ｃによって肉抜きされた形状をなしている。
図４及び図５に示すように、径方向接続部１７ｂには、肉抜き部１７ｃが設けられている。この肉抜き部１７ｃは、詳細を後述する機械式自転駆動機構５０のラック５３，５４及びピニオン５１，５２に対応する箇所に形成されている。図４には、三箇所に設けられた扇形の肉抜き部１７ｃが、相互間に径方向接続部１７ｂを挟んで等間隔に設けられたものを例示している。ただし、肉抜き部１７ｃの形状や形成個数は、周囲の構成や要求仕様等に応じて設定すればよく、種々の形状や個数のものを採用することができる。
【００５０】
次に、第二回転部１６について説明する。
図２，図４及び図５に示すように、第二回転部１６は、第一回転部１５の外周（径方向外側）を覆うように設けられ、回転軸１の軸心Ｃ1と同心の円筒形状に形成されている。ここでは、図２に示すように、第二回転部１６が、可動ディスク１９の外周端部１９ｔから内周側にシフトされて軸方向に沿って設けられている。
【００５１】
図２及び図６に示すように、第二回転部１６には、第二カム溝１６ａが設けられている。この第二カム溝１６ａは、第一カム溝１５ａの外周に隣接して設けられ、また、第一カム溝１５ａと交差するとともに回転軸１の軸方向に沿って設けられている。
なお、図５には、第二カム溝１６ａ（一箇所にのみ符号を付す）が周方向に間隔をおいて三箇所に設けられたものを例示するが、第二カム溝１５ａの形成箇所や形成個数は、第一カム溝１５ａの形成箇所や形成個数に応じて設定される。
【００５２】
〔１−１−１−３−１−５．相対回転駆動機構〕
相対回転駆動機構３０は、上述した第一回転部１５に設けられた第一カム溝１５ａと第二回転部１６に設けられた第二カム溝１６ａとに加えて、第一カム溝１５ａと第二カム溝１６ａとが交差する第二交差箇所ＣＰ2に配設されたカムローラ９０と、このカムローラ９０に対して軸方向の力を伝達するメガネフォーク（軸方向力伝達部材）３５と、このメガネフォーク３５を軸方向に移動させる軸方向移動機構３１とを備えている。
以下、カムローラ９０，メガネフォーク３５，軸方向移動機構３１の順に説明する。
【００５３】
図２及び図５に示すように、カムローラ９０は、円柱状に形成されている。このカムローラ９０は、回転軸１の軸心Ｃ1に直交する方向に沿った軸心を有し、第一カム溝１５ａと第二カム溝１６ａとが交差する第二交差箇所ＣＰ2（何れも一箇所にのみ符号を付す）に挿通されている。このため、カムローラ９０は、回転軸１の回転に連動して回転軸１の軸心Ｃ1を中心に回転する。なお、カムローラ９０の外周には、第一カム溝１５ａ及び第二カム溝１６ａのそれぞれに対応する箇所にベアリングが外嵌されている。
【００５４】
カムローラ９０の一端部９０ａは、第二交差箇所ＣＰ2から径方向外側に突出されて設けられている。
なお、図示省略するが、カムローラ９０は、カム溝１５ａ，１６ａから脱落しないように、適宜の抜け止め加工が施されている。かかる抜け止め加工としては、例えばカムローラ９０の他端部に頭部を設けることや抜け止めピンを追加し、カムローラ９０が軸方向に移動可能であって径方向に移動しないようにすることが挙げられる。
【００５５】
メガネフォーク３５は、二つの複合スプロケット５，５に跨って設けられている。このメガネフォーク３５は、各複合スプロケット５，５に対応して設けられた円環状のカムローラ支持部３５ａ（一側にのみ符号を付す）と、各カムローラ支持部３５ａを連結するブリッジ部３５ｂとを有する。カムローラ支持部３５ａの内周側には、上記の第一回転部１５及び第二回転部１６が配設されている。
なお、メガネフォーク３５は、ディスク１０，１９に対して平行であって、チェーン６を基準としたときのディスク１０，１９に対して軸方向外側にプレート状に並設されている。
【００５６】
カムローラ支持部３５ａには、内周側の全周にわたって溝部３５ｃが凹設されている。
溝部３５ｃは、カムローラ９０の突出長さに対応する深さを有し、カムローラ９０の一端部９０ａを収容している。すなわち、溝部３５ｃは、径方向長さがカムローラ９０の突出長さの円環状空間を有するものといえる。
この溝部３５ｃには、カムローラ９０と転がり接触しうる転動体３５ｄ（一箇所にのみ符号を付す）が設けられている。この転動体３５ｄは、回転軸１の軸心Ｃ1を中心に回転するカムローラ９０が溝部３５ｃの側壁に接触したときにカムローラ９０が軸心周りに回転することを抑制するために設けられている。すなわち、溝部３５ｃの側壁を形成するカムローラ支持部３５ａに、転動体３５ｄが配設されている。ここでは、複数の転動体３５ｄが溝部３５ｃの全周にわたって配設されている。なお、図２及び図５には、転動体３５ｄとしてニードルベアリングを例示するが、これに替えて、ボールベアリングを用いてもよい。
【００５７】
軸方向移動機構３１は、メガネフォーク３５を軸方向に移動するために、モータ３２と、モータ３２の出力軸３２ａの回転運動を直線運動に切り替える運動変換機構３３と、メガネフォーク３５を支持するとともに運動変換機構３３によって直線運動されるフォーク支持部３４とを備えている。なお、モータ３２としては、ステッピングモータを用いることができる。
【００５８】
以下、図２及び図５を参照して、軸方向移動機構３１について、フォーク支持部３４，運動変換機構３３の順に説明する。
フォーク支持部３４は、モータ３２の出力軸３２ａと同心の筒軸を有する円筒状に形成されている。このフォーク支持部３４には、モータ３２の出力軸３２ａが内挿されている。
【００５９】
また、フォーク支持部３４は、内周にモータ３２の出力軸３２ａに形成された雄ネジ部３２ｂに螺合する雌ネジ部３４ａが螺設され、外周にメガネフォーク３５のブリッジ部３５ｂと係合するフォーク溝３４ｂが凹設されている。
フォーク溝３４ｂは、メガネフォーク３５のブリッジ部３５ｂの厚み（軸方向長さ）に対応する幅（軸方向長さ）に形成されている。このフォーク溝３４ｂには、ブリッジ部３５ｂの中間部（二つの複合スプロケット５，５の間）が係合される。
【００６０】
運動変換機構３３は、出力軸３２ａの雄ネジ部３２ｂと、フォーク支持部３４の雌ネジ部３４ａとを有する。出力軸３２ａが回転すると、雄ネジ部３２ｂと雌ネジ部３４ａとの螺合によって、雌ネジ部３４ａが形成されたフォーク支持部３４が軸方向に移動される。すなわち、軸方向移動機構３１は、モータ３１の回転運動を運動変換機構３３によって直線運動に変換し、この直線運動でフォーク支持部３４を軸方向に直線運動させる。
上記のメガネフォーク３５，軸方向移動機構３１を含む相対回転駆動機構３０は、ピニオンスプロケット２１，２２，２３から軸方向にシフトして設けられている。
【００６１】
以下、相対回転駆動機構３０による可動ディスク１９の固定ディスク１０に対する相対回転駆動について説明する。
軸方向移動機構３１によってフォーク支持部３４が軸方向に直線運動されると、フォーク支持部３４に係合するメガネフォーク３５を介して軸方向の力がカムローラ９０に伝達され、カムローラ９０も軸方向に移動される。
【００６２】
第一カム溝１５ａと第二カム溝１６ａとが交差する第二交差箇所ＣＰ2に配設されるカムローラ９０が軸方向に移動されると、第二交差箇所ＣＰ2も軸方向に移動する。第一カム溝１５ａが設けられた第一回転部１５は回転軸１及び固定ディスク１０と一体回転するため、第二交差箇所ＣＰ2が軸方向に移動すると、第一回転部１５に対して第二カム溝１６ａが設けられた第二回転部１６が相対的に回転させられる。
【００６３】
第二回転部１６は可動ディスク１９と一体回転し、第一回転部１０は固定ディスク１０と一体回転するので、第一回転部１５に対して第二回転部１６が相対回転されると、固定ディスク１０に対して可動ディスク１９が相対的に回転される。
【００６４】
固定ディスク１０に対して可動ディスク１９が相対回転駆動されると、移動機構４０Ａ及び４０Ｂにかかる説明で後述するように、固定ディスク１０に設けられたスプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃと可動ディスク１９に設けられたスプロケット用可動放射状溝１９ａとが交差する第一交差箇所ＣＰ1が径方向に移動される。
このように、相対回転駆動機構３０は、軸方向移動機構３１によって可動ディスク１９を固定ディスク１０に対して相対回転駆動して、第一交差箇所ＣＰ1を径方向に移動させる。
【００６５】
〔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，１１ｂ，１１ｃが形成された固定ディスク１０と、スプロケット用可動放射状溝１９ａが形成された可動ディスク１９と、相対回転駆動機構３０（図２及び図５参照）とから構成されている。
【００６６】
また、ロッド移動機構４０Ｂは、ロッド支持軸２９ａが内挿されるロッド用固定放射状溝１２が形成された固定ディスク１０と、ロッド用可動放射状溝１９ｂが形成された可動ディスク１９と、相対回転駆動機構３０とから構成されている。
このように、それぞれの移動機構４０Ａ，４０Ｂの構成は、各移動対象の支持軸が異なるだけで、その他の構成は同様である。
【００６７】
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，１１ｂ，１１ｃ，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１２，１９ｂにおけるロッド支持軸２９ａとが回転軸１の軸心Ｃ1から最も近い位置に位置するものを示す。この場合、相対回転駆動機構３０（図２参照）により可動ディスク１９の回転位相を固定ディスク１０に対して変更すると、図３（ｂ），（ｃ）の順に、スプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃとスプロケット用可動放射状溝１９ａとが交差する第一交差箇所ＣＰ1と、ロッド用固定放射状溝１２とロッド用可動放射状溝１９ｂとの交差箇所とが、回転軸１の軸心Ｃ1から遠ざかる。すなわち、これらの交差箇所に支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａ，２９ａを支持されたピニオンスプロケット２０及びガイドロッド２９は、回転軸１の軸心Ｃ1から等距離を維持しながら径方向に同期して移動される。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
〔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、一側（図２の紙面上方側）の構成に着目して説明する。
【００７１】
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。
ただし、機械式自転駆動機構５０は、径方向移動時の固定ピニオンスプロケット２１を自転させない構成も有している。
【００７２】
まず、機械式自転駆動機構５０について、固定ピニオンスプロケット２１（図１参照）を自転させないための構成を説明する。
図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、固定ディスク１０のスプロケット用固定放射状溝１１ａに挿通されている。この支持軸２１ａには、案内部材５９が一体的に結合されている。
【００７３】
案内部材５９は、スプロケット用固定放射状溝１１ａに内挿されて径方向に案内される。この案内部材５９は、径方向の所定長さにわたってスプロケット用固定放射状溝１１ａに接触するように対応する形状に形成されている。このため、固定ピニオンスプロケット２１を自転させるような回転力が作用したときには、案内部材５９は、スプロケット用固定放射状溝１１ａに対して回転力を伝達するとともに、この回転力の反作用（抗力）で固定ピニオンスプロケット２１を固定するものといえる。すなわち、案内部材５９は、スプロケット用固定放射状溝１１ａにおいて径方向に摺動可能であって回り止め機能を有する形状に形成されている。なお、ここでいう所定長さとは、固定ピニオンスプロケット２１を自転させるような回転力の抗力が確保可能な長さである。
【００７４】
図４では、スプロケット用固定放射状溝１１ａが径方向に長手方向を有する矩形状に形成されており、この矩形状よりも小さい矩形状に形成された案内部材５９を例示している。
また、スプロケット用固定放射状溝１１ａの内壁に接する案内部材５９の側壁、特に案内部材５９の四隅に、ベアリングを装着すれば、案内部材５９のよりスムーズな摺動を確保することができる。
【００７５】
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。
【００７６】
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、固定ディスク１０に径方向に沿って固設されている。
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（進角側ピニオン）５１を第一ピニオン５１と呼び、この第一ピニオン５１と噛合するラック（進角側ラック）５３を第一ラック５３と呼んで区別する。同様に、第二ピニオンスプロケット２３のピニオン（遅角側ピニオン）５２を第二ピニオン５２と呼び、この第二ピニオン５２と噛合するラック（遅角側ラック）５４を第二ラック５４と呼ぶ。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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は周方向長さにおいて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５１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５１の外径との比が「２π/３：１」であることが必要となる。
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。
【００８３】
なお、第一自転ピニオンスプロケット２２には、前述の位相ズレ許容動力伝達機構に代えて、その支持軸２２ａと第一ピニオン５１との間に皿ばねが介装されていてもよい。この皿ばねによれば、支持軸２２ａと第一ピニオン５１との微小な回転を許容しつつ相対回転を規制することで、変速比の変更中に発生しうる第一自転ピニオンスプロケット２２とチェーン６との噛合時のショック（衝撃）を吸収する。この皿ばねは、固定ピニオンスプロケット２１及び第二自転ピニオンスプロケット２３のそれぞれにも同様に適用可能である。
【００８４】
〔１−１−１−３−４．位相保持機構〕
次に、図２，図７〜図９を参照して、位相保持機構６０について説明する。
ここでは、位相保持機構６０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、位相保持機構６０の一側（図２の紙面上方側）の構成に着目して説明する。
位相保持機構６０は、上記したように、複合スプロケット５の歯数が整数となるときの固定ディスク１０に対する可動ディスク１９の位相（以下、「整数対応位相」という）を保持するものである。
【００８５】
図７に示すように、位相保持機構６０は、固定ディスク１０と一体に回転する部位（ここでは後述するプレート１０ｐ）に設けられた凹部７０と、可動ディスク１９と一体に回転する部位（ここでは、径方向接続部１７ｂ）に設けられたボールプランジャ（係脱部）８０（一箇所にのみ符号を付す）とを有する。
【００８６】
なお、凹部７０及び凹部７０に対応するボールプランジャ８０は、ピニオンスプロケット２１，２２，２３の間にそれぞれ設けられ、周方向に等間隔（図４，図５及び図８参照）に設けられている。ここでは、三組の凹部７０及びボールプランジャ８０を例示して説明するが、一組若しくは二組又は四組以上の凹部７０及びボールプランジャ８０が設けられていてもよい。各組の凹部７０及びボールプランジャ８０は同様に構成されているため、以下の説明では、一組の凹部７０及びボールプランジャ８０に着目し、凹部７０，係脱部８０の順に説明する。
【００８７】
〔１−１−１−３−４−１．凹部〕
凹部７０は、整数対応位相のそれぞれに対応して設けられている。すなわち、複合スプロケット５の歯数がとりうる整数（Ｚmin〜Ｚmax）の数（Ｚmax−Ｚmin +１）だけ複数の凹部７０が設けられている。
【００８８】
ここでは、凹部７０が皿モミ穴として形成されている。皿モミ穴とは、円錐台状に凹設された空間を意味する。なお、凹部７０は、後述するボール８０ａの形状に対応して形成され、皿モミ穴に限らず、半球形状に凹設されたものや円柱形状に凹設されたものであってもよい。
これらの凹部７０は、固定ディスク１０に接合されたプレート１０ｐに設けられている。
【００８９】
プレート１０ｐは、固定ディスク１０において可動ディスク１９とは反対側の盤面（径方向接続部１７ｂ側の盤面）１０ａと同一平面をなすように接合されている。このプレート１０ｐは、固定ディスク１０と一体に回転する。
なお、ガイドロッド２９の支持軸２９ａは、固定ディスク１０においてプレート１０ｐと干渉しないように、固定ディスク１０においてプレート１０ｐの厚み領域に侵入しないようにロッド用固定放射状溝１２に配設されている。同様に、支持軸２９ａの軸受けもプレート１０ｐに干渉しないように設けられている。
【００９０】
図８に示すように、凹部７０は、回転軸１の軸心Ｃ1を基準として周方向に列をなして設けられている。かかる列は、回転軸１の軸心Ｃ1を基準として径方向に並んで複数設けられている。いわば、凹部７０は、周方向及び径方向に行列をなすように秩序だって形成される。ここでは、三列の凹部７０（ここでは全部で２５個）を例示して具体的に説明する。
【００９１】
以下、三列の凹部７０について、回転軸１の軸心Ｃ1からの距離が遠い列から順に、第一凹部７１，第二凹部７２，第三凹部７３とする。第一凹部７１のそれぞれは、回転軸１の軸心Ｃ1に対する距離（以下、「第一径」という）ｒ1が等しく配設され、同様に、第二凹部７２のそれぞれは、回転軸１の軸心Ｃ1に対する距離（以下、「第二径」という）ｒ2が等しく配設され、第三凹部７３のそれぞれは、回転軸１の軸心Ｃ1に対する距離（以下、「第三径」という）ｒ3が等しく配設されている。したがって、凹部７１，７２，７３にかかる回転軸１の軸心Ｃ1に対する距離は、「ｒ1＞ｒ2＞ｒ3」の大小関係を有する。
【００９２】
複合スプロケット５の歯数が最小整数Ｚminのときには、固定ディスク１０に対する可動ディスク１９の相対回転角度θが最小相対回転角度θminとなる。このため、複合スプロケット５の歯数が最小整数Ｚminのときに対応する凹部（以下、「第一最小凹部」という）７１ａ（図９参照）は、複合スプロケット５を拡径させるときの固定ディスク１０に対する可動ディスク１９の相対回転方向（図８及び図９に二点鎖線の矢印で示す，以下、単に「相対回転方向」ともいう）側とは反対側の端部に、最小相対回転角度θmin（ここでは相対回転角度θ1と等しい）に対応して設けられている。
【００９３】
ここでは、第一最小凹部７１ａが第一凹部７１に含まれるものを例示して説明するが、第一最小凹部は、固定ディスク１０に対する可動ディスク１９の相対回転方向とは反対側の端部、即ち、径方向位置にかかわらず周方向位置が相対回転方向側の基端部に位置する凹部であればよく、凹部７０の配設によっては第二凹部７２や第三凹部７３に第一最小凹部が含まれうる。
【００９４】
複合スプロケット５の歯数を１ずつ増加させると、各歯数に対応する固定ディスク１０に対する可動ディスク１９の相対回転角度θが順次増加する。具体的には、図９に示すように、複合スプロケット５の歯数を「最小整数Ｚmin+１」，「最小整数Ｚmin+２」，「最小整数Ｚmin+３」，「最小整数Ｚmin+４」，「最小整数Ｚmin+５」，「最小整数Ｚmin+６」と増加させると、それぞれに対応して固定ディスク１０に対する可動ディスク１９の相対回転角度θがθ2，θ3，θ4，θ5，θ6と増加する。
【００９５】
ここでは、整数Ｚが、「最小整数Ｚmin+１」のとき（相対回転角度θ2のとき）に対応する凹部（以下、「第二最小凹部」という）７２ａが第二凹部７２に形成され、「最小整数Ｚmin+２」のとき（相対回転角度θ3のとき）に対応する凹部（以下、「第三最小凹部」という）７３ａは第三凹部７３に形成され、「最小整数Ｚmin+３」のとき（相対回転角度θ4のとき）に対応する凹部（以下、「第四最小凹部」という）７１ｂは第一凹部７１に形成され、「最小整数Ｚmin+４」のとき（相対回転角度θ5のとき）に対応する凹部（以下、「第五最小凹部」という）７２ｂは第二凹部７２に形成され、「最小整数Ｚmin+５」のとき（相対回転角度θ6のとき）に対応する凹部（以下、「第六最小凹部」という）７３ｂは第三凹部７３に形成されている。
【００９６】
第二最小凹部７２ａは、第二凹部７２において相対回転方向側の端部に設けられ、同様に、第三最小凹部７３ａは、第三凹部７３において相対回転方向側の端部に設けられる。
第一凹部７１，第二凹部７２，第三凹部７３の相対回転方向側の端部に設けられる第一最小凹部７１ａ，第二最小凹部７２ａ，第三最小凹部７３のそれぞれには、同列内において相対回転方向側に第四最小凹部７１ｂ，第五最小凹部７２ｂ，第六最小凹部７３ｂが隣接して設けられている。
【００９７】
このように、第一凹部７１，第二凹部７２，第三凹部７３は、径方向位置が異なるのに加えて、互いに周方向位置も異なるように設けられている。言い換えれば、凹部７１，７２，７３のそれぞれは、回転軸１の軸心１を基準としたときの位相が重複しないように設けられている。
敷衍していえば、複合スプロケット５の歯数がとりうる整数Ｚのうちの一つの整数である基準整数ＺSに対応する凹部と、基準整数ＺSを１だけ変化させた整数である隣接整数ＺA（＝基準整数ＺS±１）に対応する凹部とは、回転軸１の軸心Ｃ1を基準として径方向位置が異なって設けられている。このため、凹部７０はいわゆる千鳥状に設けられたものといえる。
この構成により、隣接整数への移動に要する相対回転角度θが小さくなっても、各凹部を互いに干渉することなく形成することができる。
【００９８】
なお、凹部７０の列数が三列のものを例示したが、凹部７０の列数は、複合スプロケット５の歯数がとりうる整数の数（Ｚmax−Ｚmin +１）や周囲に構成、要求仕様等に応じて増減して設けることができ、一列若しくは二列又は四列以上であってもよい。
【００９９】
〔１−１−１−３−４−２．ボールプランジャ〕
図７に示すように、ボールプランジャ８０は、凹部７０に係脱可能に設けられたボール８０ａと、ボール８０ａを凹部７０に向けて付勢するスプリング（付勢部材）８０ｂと、ボール８０ａ及びスプリング８０ｂを支持する支持体８０ｃとを有する。
ボール８０ａは、球状のものを用いることができる。ただし、ボール８０ａに替えて、円柱状（ニードル状）などの他の形状のものを用いてもよい。
【０１００】
スプリング８０ｂは、相対回転駆動機構３０（図２等参照）による可動ディスク１９の相対回転駆動力が作用したときには、ボール８０ａが凹部７０から脱出可能な大きさの付勢力を作用させるものである。なお、スプリング８０ｂに替えて又は加えて、ボール８０ａを付勢するゴムを用いてもよく、ガス圧やエア圧によってボール８０ａを付勢してもよい。
【０１０１】
また、ボールプランジャ８０は、第一凹部７１，第二凹部７２，第三凹部７３がなす径方向位置のそれぞれに対応して、回転軸１の軸心Ｃ1を基準とした複数の径方向位置に径方向直線に沿って設けられている。具体的には、三つのボールプランジャ８０が、回転軸１の軸心Ｃ1からの距離ｒ1，ｒ2，ｒ3の各箇所に設けられている。なお、ボールプランジャ８０は、それぞれ同様に構成されている。
【０１０２】
さらに、ボールプランジャ８０と各凹部７１，７２，７３（図８及び図９参照）との位置関係は、図７，図８及び図９から明らかな通り、固定ディスク１０に対する可動ディスク１９の相対回転角度θが最小相対回転角度θmin（＝θ1）をなすときに、第一径ｒ1に対応するボール８０ａが第一最小凹部７１ａに係合するように設定されており、相対回転角度θ2のときには第二径ｒ2に対応するボール８０ａが第二最小凹部７２ａに係合し、また、相対回転角度θ3のときには第三径ｒ3に対応するボール８０ａが第三最小凹部７３ａに係合するように設定されている。
【０１０３】
ここでは、図４及び図５に示すように、ボールプランジャ８０が径方向接続部１７ｂにおいて可動ディスク１９の相対回転方向（二点鎖線の矢印で示す）とは反対側の端部に設けられている。
なお、ボールプランジャ８０の取付手法の一例としては、ボールプランジャ８０の外周に螺刻された雄ネジを径方向接続部１７ｂの取付穴に設けられた雌ネジに螺合させ、更にボールプランジャ８０の基端側（ボール８０ａとは反対側）からナットを螺合する手法を採用することができる。もちろん、溶接や嵌合といった他の公知手法を用いてもよい。
【０１０４】
〔１−１−２．チェーン〕
次に、チェーン６について説明する。
図１０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。
【０１０５】
これらのチェーン６Ａ，６Ｂ，６Ｃは、動力伝達方向に位相をずらすように互いにピッチをずらしてピニオンスプロケット２０に巻き掛けられている。ここでは、１／３ピッチだけ互いのピッチをずらしている。これに対応して、各チェーン６Ａ，６Ｂ，６Ｃに噛合するピニオンスプロケット２０の各歯２１ｃ，２２ｃ，２３ｃ（以下、これらを区別せずに示すときには「歯２０ｃ」という）の位相もずらして配置されている。
なお、チェーン６Ａ，６Ｂ，６Ｃは、配設ピッチ以外は同様に構成される。
【０１０６】
また、多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。
【０１０７】
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。言い換えれば、リンクプレート６１は厚み方向に複数枚並列に配列されている。
【０１０８】
図１２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が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（動力伝達方向への対応）して一対のピン孔６１ｂ，６１ｂが所定間隔で穿設されている。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。
【０１０９】
図１０に示すように、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、これらのリンクプレート６１，６１における隣接したピン孔６１ｂ，６１ｂが所定間隔（ピン孔６１ｂ，６１ｂ間の長さ）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。
【０１１０】
本実施形態では、各チェーン６Ａ，６Ｂ，６Ｃの厚み方向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。言い換えれば、補助リンクプレート６３は、複数枚並列されたリンクプレート６１の厚み方向最も外側で且つ動力伝達方向に多数配列されている。
【０１１１】
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がガイドロッド２９の外周面に当接して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。
【０１１２】
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に当接して転動経路を案内される。
【０１１３】
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１１（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。
【０１１４】
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）の円弧に応じて形成されている。
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。
【０１１５】
以下の説明では、補助リンクプレート６３にいて、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と隣接している。これらの第一重合部６４Ａと第二重合部６４Ｂとが重合する。
【０１１６】
図１１（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６５ｂによって薄肉化された肉薄部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に対応する形状が構成されている。
【０１１７】
ここでは、図１１（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の形状としては、種々の形状を採用することができる。例えば、図１１（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形状を採用してもよい。
【０１１８】
また、重合部６４Ａ，６４ｂは、チェーン６Ａ，６Ｂ，６Ｃが最小の巻き掛け半径（接円半径）をなすときに、互いに干渉することなく重合するように設定されている。
一方、重合部６４Ａ，６４ｂは、最大の巻き掛け半径をなすときであっても重合し、ガイド面６３ａが動力伝達方向に連続するように重合領域が設定されている。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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
〔１−２．作用及び効果〕
本発明の一実施形態にかかる多段変速機構は、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．作用〕
まず、固定ディスク１０に対する可動ディスクの相対回転駆動に着目して作用を説明する。ここでは、最小整数Ｚminの複合スプロケット５の歯数が変更（増加）されるときの作用を例示して説明する。
【０１２１】
複合スプロケット５の歯数が最小整数Ｚminのときには、固定ディスク１０に対する可動ディスク１９の相対回転角度θが最小相対回転角度θminとなり、これに対応して設けられた第一最小凹部７１ａに向けてプランジャ８０のボール８０ａが付勢され係合する。
また、変速比が変更されるときには、相対回転駆動機構３０により可動ディスク１９が固定ディスク１０に対して段階的に相対回転され、複合スプロケット５の歯数を最小整数Ｚminから他の整数Ｚへと順次遷移される。このとき、複合スプロケット５とチェーン６との位相ズレは、上述の位相ズレ許容動力伝達機構や皿ばねによって積極的に吸収することが可能であるが、これらの機構を装備せずとも、ピニオンスプロケット２０の周辺構造に生じるガタ、あそびや、チェーン６のリンクプレート６１の連結部に生じるガタ等によっても吸収可能である。
【０１２２】
例えば、複合スプロケット５の歯数を「最小整数Ｚmin+１」に遷移させるには、固定ディスク１０に対する可動ディスク１９の相対回転角度θがθ1からθ2に変更される。このとき、相対回転角度θがθ1からθ2へ変化する中間の角度付近で、瞬時的に第一最小凹部７１ａに係合していた第一列ｒ1のプランジャ８０のボール８０ａはスプリング８０ｂを圧縮して脱出し、また、第二列ｒ2においてスプリング８０ｂを圧縮して脱出状態であったボール８０ａは第二最小凹部７２ａに進入する。そして、相対回転角度θがθ2にされると、第二列ｒ2におけるボールプランジャ８０のボール８０ａは第二最小凹部７２ａに係合する。なお、第三列ｒ3のボール８０ａはスプリング８０ｂを圧縮し続け脱出状態のまま周方向に変位する。
【０１２３】
同様に、複合スプロケット５の歯数を「最小整数Ｚmin+２」に遷移させるには、相対回転角度θがθ2からθ3に変更される。このとき、第二最小凹部７２ａに係合していたボール８０ａは脱出し、第三最小凹部７３ａにプランジャ８０のボール８０ａが係合する。また、第二列ｒ2のボール８０ａが係合状態から脱出状態となって周方向に変位するとともに、第三列ｒ3のボール８０ａが脱出状態から周方向に変位して係合状態となる。なお、第一列ｒ1のボール８０ａは脱出状態のまま周方向に変位する。
【０１２４】
また、複合スプロケット５の歯数を「最小整数Ｚmin+３」に遷移させるには、相対回転角度θがθ3からθ4に変更され、第三最小凹部７３ａに係合していたボール８０ａは脱出し、第四最小凹部７１ｂにプランジャ８０のボール８０ａが係合する。また、第三ｒ3のボール８０ａが係合状態から脱出状態となって周方向に変位するとともに、第一列ｒ1のボール８０ａが脱出状態から周方向に変位して係合状態となる。なお、第二列ｒ2のボール８０ａは脱出状態のまま周方向に変位する。
【０１２５】
このように、各列のボール８０ａは、複合スプロケット５の歯数にかかる整数Ｚが列数（ここでは３列）の数だけ変化するごとに凹部７０に係合し、その他のときには凹部７０から脱出している。
【０１２６】
〔１−２−２．効果〕
したがって、本実施形態の多段変速機構によれば、位相保持機構６０により整数対応位相を保持することができる。複合スプロケット５の歯数が整数Ｚとなるときの可動ディスク１９の相対回転角度（位相）θを保持することができる。
具体的には、複合スプロケット５の歯数が整数Ｚとなるときの固定ディスク１０に対する可動ディスク１９の相対回転角度（位相）θのそれぞれに対応して設けられた凹部７０が、固定ディスク１０と一体に回転するプレート１０ｐに設けられ、これらの凹部７０に係脱可能なボール８０ａが設けられたボールプランジャ８０が可動ディスク１９と一体に回転する径方向接続部１７ｂに設けられているため、固定ディスク１０に対する可動ディスク１９の位相が整数対応位相となると、ボールプランジャ８０のボール８０ａを凹部７０に係合させることができる。これにより、整数対応位相を機械的（メカニカル）に保持して、複合スプロケット５の歯数が整数Ｚとなる状態を保持することができる。延いては、複合スプロケット５にチェーン６を良好に掛着させることができ、円滑に動力伝達することができる。
【０１２７】
一方、複合スプロケット５が拡縮径されてその歯数が変更されるときには、凹部７０からボール８０ａが脱出するため、相対回転駆動機構３０により固定ディスク１０に対して可動ディスク１９を相対回転させることができる。このようにして変速比を変更することができる。
このように、変速比を変更することができるとともに、複合スプロケット５の歯数を整数に保持することができる。
【０１２８】
具体的には、ボールプランジャ８０が凹部７０とボール８０ａとボール８０ａを凹部７０に向けて付勢するスプリング８０ｂとを有するため、整数対応位相になると、スプリング８０ｂにより付勢されたボール８０ａが凹部７０に係合することにより、複合スプロケット５の歯数を整数Ｚに保持することができる。一方、相対回転駆動機構３０により可動ディスク１９が固定ディスク１０に対して相対回転され、複合スプロケット５が拡縮径されてその歯数がなす整数Ｚが変更されるときには、凹部７０からボール８０ａが脱出して固定ディスク１０に対する可動ディスク１９の相対回転を妨げることがない。このように、固定ディスク１０に対する可動ディスク１９の位相の保持とその解除とを機械的に切り替えることができる。更に言えば、固定ディスク１０に対する可動ディスク１９の位相が整数対応位相となるように自己保持（チェック）することができる。
【０１２９】
複数の凹部７０によって周方向に形成される列が径方向に並んで複数設けられるため、凹部７０を効率よく、即ち、凹部７０を限られたスペースに多数設けることができる。
このように、凹部７０が周方向及び径方向に行列をなすように秩序だって形成されるため、効率よく凹部７０を形成することができ、製造コストの低減に寄与しうる。
さらに、ボールプランジャ８０を第一凹部７１，第二凹部７２，第三凹部７３の各列に対応する数だけ設ければよいため、径方向位置がばらついて形成された凹部に比較して、ボールプランジャ８０の数を抑制することができる。これにより、材料コスト及び製造コストの抑制に寄与しうる。
【０１３０】
複合スプロケット５の歯数がとりうる整数Ｚのうちの一つの整数である基準整数ＺSに対応する凹部７０と、基準整数ＺSを１だけ変化させた整数である隣接整数ＺA（＝基準整数ＺS±１）に対応する凹部７０とは、回転軸１の軸心Ｃ1を基準として径方向位置が異なって設けられているため、基準整数ＺS及び隣接整数ＺAのそれぞれに対応する相対回転角度の差が小さい場合であっても、凹部７０をそれぞれ形成することができる。言い換えれば、微小な相対回転角度で遷移する場合であっても、対応する凹部７０を互いに干渉することなく形成することができ、各整数対応位相を保持することができる。また、径方向位置（回転軸１の軸心Ｃ1までの距離）が等しい凹部７０どうしの間隔を確保することができる。
【０１３１】
相対回転駆動機構３０において、動力伝達方向の上流側では、複合スプロケット５の歯数が整数となるようにモータ３０の出力軸３２ａが回転されていたとしても、この回転に対応する変位量は、動力伝達経路におけるガタやあそびによって動力伝達方向下流側では微小に小さくなり、固定ディスク１０に対する可動ディスク１９の位相が所望の位相（整数対応位相）から微小にズレてしまうおそれがある。これに対し、凹部７０が皿モミ穴であるため、固定ディスク１０に対する可動ディスク１９の位相が整数対応位相から微小にズレでしまったとしても、凹部７０の縁部に付勢されたボール８０ａが凹部７０の中心（最深部）に案内され、固定ディスク１０に対する可動ディスク１９の位相を整数対応位相に微修正することができる。これにより、複合スプロケット５にチェーン６を良好に掛着させることができ、円滑に動力伝達することができる。
【０１３２】
位相保持機構６０にはボールプランジャ８０を用いるため、汎用部品を用いることができ、生産性の向上やコストの低減に寄与しうる。
凹部７０及びボールプランジャ８０が周方向に等間隔で複数設けられているため、凹部７０に対するボールプランジャ８０の付勢力を周方向に分散させることができ、バランスよく付勢力を作用させることができる。延いては、耐久性の向上に寄与しうる。
【０１３３】
凹部７０は、固定ディスク１０に接合されたプレート１０ｐに設けられているため、メンテナンス性（保守性）を向上させることができる。さらに、ロッド用固定放射状溝１２との干渉を回避しつつ凹部７０を設けることができる。
【０１３４】
〔２．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。
上述の一実施形態では、凹部７０が固定ディスク１０に接合されたプレート１０ｐに設けられたものを説明したが、凹部７０が固定ディスク１０の盤面１０ａに直接形成されていてもよい。この場合、構成部品や生産工程を低減させることができ、加工コストや製造コストを抑制することができる。
【０１３５】
また、凹部７０及びボールプランジャ８０は、周方向に等間隔で複数組が設けられるものに限らず、互いに間隔が異なって複数組が設けられてもよいし、一組だけ設けられてもよい。
また、凹部７０は、径方向位置が同一の列をなしていなくてもよい。この場合、各凹部の径方向位置に対応したボールプランジャ８０を設ける必要がある。
【０１３６】
上述の第一実施形態では、接続部１７に肉抜き部１７ｃが設けられたものを説明したが、肉抜き部１７ｃは省略してもよい。この場合、機械式自転駆動機構５０のラック５１，５２及びピニオン５３，５４の軸方向長さ（厚み）分よりも軸方向接続部１７ａを延長すれば、機械式自転駆動機構５０を収容することができる。
【０１３７】
また、複数のピニオンスプロケット２０側から可動ディスク１９，固定ディスク１０の順に配置されたもの例示したが、ディスクの配置や枚数はこれに限られず、種々の配置や枚数を採用することができる。例えば、固定ディスク１０に対応するディスクとして、可動ディスク１９の軸方向内側及び外側に第一固定ディスク及び第二固定ディスクを配設してもよい。この場合、第一固定ディスクにスプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃ及びロッド用固定放射状溝１２を形成することができ、第二固定ディスクにスプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃに対応する溝を形成するとともにラック５３，５４を固設することができる。このように、ピニオンスプロケットを径方向に移動させる第一固定ディスク（径方向移動用固定ディスク）とピニオンスプロケットを自転させる第二固定ディスク（自転用固定ディスク）とをそれぞれ備えてもよい。なお、上述の一実施形態では、固定ディスク１０が、前述した第一固定ディスクと第二固定ディスクとを兼用するものといえる。
【０１３８】
可動ディスク１９と一体に回転するボールプランジャ８０と、固定ディスク１０と一体に回転する凹部７０を示したが、逆に、ボールプランジャ８０が固定ディスク１０と一体に回転し、凹部が可動ディスク１９と一体に回転するように設けられていてもよい。
【０１３９】
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。何れにしても、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，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１９ａが設けられる。この場合、凹部７０及びボールプランジャ８０は、複数のピニオンスプロケット２０の間に設けられるため、ピニオンスプロケット２０の数が多くなるにつれて、凹部７０の形成領域が小さくなるが、凹部７０の列数及びこれに対応するボールプランジャ８０を増やすことで対応することができる。
【０１４０】
また、ボールプランジャ８０に替えて、例えば突起部（ボール８０ａに対応）の凹部７０への係合及び脱出を切り替え可能なアクチュエータを有するものを用いてもよく、少なくとも凹部７０に係脱可能な突起部を有するものを用いることができる。
【符号の説明】
【０１４１】
１    回転軸
５    複合スプロケット
６    チェーン
１０    固定ディスク（径方向移動用固定ディスク，自転用固定ディスク）
１０ｐ    プレート
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ    スプロケット用固定放射状溝（固定ピニオンスプロケット案内溝）
１２    ロッド用固定放射状溝
１５    第一回転部
１５ａ    第一カム溝
１６    第二回転部
１６ａ    第二カム溝
１７    接続部
１７ａ    軸方向接続部
１７ｂ    径方向接続部
１７ｃ    肉抜き部
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    連結シャフト
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    スプロケット支持軸
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    軸方向移動機構
３２    モータ
３２ａ    出力軸
３２ｂ    雄ネジ部
３３    運動変換機構
３４    フォーク支持部
３４ａ    雌ネジ部
３４ｂ    フォーク溝
３５    メガネフォーク（軸方向力伝達部材）
３５ａ    カムローラ支持部
３５ｂ    ブリッジ部
３５ｃ    溝部
３５ｄ    転動体
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
６０    位相保持機構
７０    凹部
７１    第一凹部
７１ａ    第一最小凹部
７１ｂ    第四最小凹部
７２    第二凹部
７２ａ    第二最小凹部
７２ｂ    第五最小凹部
７３    第三凹部
７３ａ    第三最小凹部
７３ｂ    第六最小凹部
８０    ボールプランジャ（係脱部）
８０ａ    ボール（突起部）
８０ｂ    スプリング（付勢部材）
８０ｃ    支持体
９０    カムローラ
９０ａ    一端部
Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3，Ｃ4  軸心
ＣＰ1    第一交差箇所
ＣＰ2    第二交差箇所
ｒ1，ｒ2，ｒ3  回転軸１の軸心Ｃ1からの距離
θ1，θ2，θ3，θ4，θ5，θ6    相対回転角度
Ｚ    整数
Ｚmin    最小整数
Ｚmax    最大整数
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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