(57)【要約】【課題】複数のピニオンスプロケットで形成された複合スプロケットにより変速機構を構成するものにおいて、ピニオンスプロケットの径方向移動を滑らかに許容しつつ自転規制する拘束力を与える。【解決手段】複数のピニオンスプロケットとこれらを径方向へ移動する移動機構を有する複合スプロケットを二組とこれらに巻き掛けられたチェーンとを備え、ピニオンスプロケットの径方向移動を案内する互いに対向する一対の案内壁部５６と、ピニオンスプロケットに設けられ各案内壁５６と平行に対向配置された対向壁部５９ａを有するスライド部材５９と、案内壁部５６とこれと対向する対向壁部５９ａとの間に、保持部材５５ａに保持されて案内壁部５６及び対向壁部５９ａと転がり接触するベアリング５５ｂを有し、ピニオンスプロケットの径方向移動に伴ってベアリング５５ｂを転動させながら対向壁部５９ａの平行移動を案内する転動支持部材５５が介装される。【選択図】図１
2016109262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力が入力又は出力される回転軸と、前記回転軸に対して径方向に可動に支持された複数のピニオンスプロケット及び複数のガイドロッドと、前記複数のピニオンスプロケット及び前記複数のガイドロッドを前記回転軸の軸心から等距離を維持させながら前記径方向に同期させて移動させる移動機構とを有する複合スプロケットを二組と、前記二組の複合スプロケットに巻き掛けられたチェーンとを備え、前記複数のピニオンスプロケット及び前記複数のガイドロッドの何れもを囲み且つ前記複数のピニオンスプロケット及び前記複数のガイドロッドの何れにも接する円の半径である接円半径の変更によって変速比を変更する変速機構であって、
前記ピニオンスプロケットの径方向移動を案内する互いに対向する一対の案内壁部と、
前記ピニオンスプロケットに設けられ前記各案内壁部と平行に対向配置された対向壁部を有するスライド部材と、
前記案内壁部とこれと対向する前記対向壁部との間に、保持部材に保持されて前記案内壁部及び前記対向壁部と転がり接触するベアリングを有し、前記ピニオンスプロケットの径方向移動に伴って前記ベアリングを転動させながら前記対向壁部の平行移動を案内する転動支持部材が介装されている
ことを特徴とする、変速機構。
【請求項２】
前記複数のピニオンスプロケットは、径方向位置に応じた位相に自転する自転ピニオンスプロケットと、径方向位置によらず常に一定の位相状態になるように自転を規制される固定ピニオンスプロケットと、を有し、
前記自転ピニオンスプロケットを径方向位置に応じて自転駆動する機械式自転駆動機構を備え、
前記固定ピニオンスプロケットが、前記転動支持部材によって径方向移動を案内される
ことを特徴とする、請求項１記載の変速機構。
【請求項３】
前記移動機構は、
前記複数のピニオンスプロケットのそれぞれに設けられた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径方向移動用固定ディスクと、
前記スプロケット用固定放射状溝と交差しその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、前記径方向移動用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径方向移動用可動ディスクと、
前記径方向移動用可動ディスクを前記径方向移動用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相対回転駆動機構と、を備え、
前記一対の案内壁部は、前記径方向移動用固定ディスクに設けられ、
前記機械式自転駆動機構は、前記回転軸と一体回転する径方向移動用用固定ディスクに径方向に沿って固設されたラックと、前記自転ピニオンスプロケットの支持軸に一体回転するように固設され前記ラックと噛合するピニオンと、を有している
ことを特徴とする、請求項２記載の変速機構。
【請求項４】
前記ピニオンスプロケットの前記支持軸と、前記スプロケット用固定放射状溝及びスプロケット用可動放射状溝の少なくとも何れかの放射状溝との間にベアリングが介装されている
ことを特徴とする、請求項３記載の変速機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸に対して等距離を維持しながら径方向に可動に支持されて且つ一体回転するように回転軸に対して公転する複数のピニオンスプロケットとこれらに巻き掛けられたチェーンとにより動力伝達する変速機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プライマリプーリとセカンダリプーリとに駆動ベルトが巻き掛けられ、各プーリの可動シーブに加える推力により各プーリと駆動ベルトとの間に発生した摩擦力を用いて動力伝達するベルト式無段変速機が、例えば車両用変速機として実用化されている。
【０００３】
かかる無段変速機では、大きな動力を伝達する際に、推力を増大させて摩擦力を確保することが必要である。この際、推力発生用のオイルポンプを駆動する駆動源（エンジン又は電動モータ）の負担が増大し、これにかかる燃料消費量又は電力消費量の増加を招いてしまうおそれがあり、また、各プーリや駆動ベルトなどの耐久性を損ねるおそれがある。
そこで、上記の推力や摩擦力を用いずに、複数のピニオンスプロケットとこれらに巻き掛けられたチェーンとにより動力伝達する無段変速機構が開発されている。
【０００４】
このような無段変速機構としては、回転軸に対して等距離を維持しながら径方向に可動に支持されて且つ一体回転するように回転軸に対して公転する複数のピニオンスプロケットがそれぞれ多角形の頂点をなすようにして複合して形成された見かけ上の大スプロケット（ここでは、「複合スプロケット」と呼ぶことにする）が、入力側及び出力側のそれぞれに設けられ、これらの複合スプロケットに巻き掛けられたチェーンによって動力伝達するものが、例えば特許文献１及び特許文献２に開示されている。かかる構成のもとでは、各ピニオンスプロケットが回転軸に対して等距離を維持しながら同期して径方向に移動することで、多角形の大きさが相似的に変化することにより、変速比が変化する。
【０００５】
特許文献１には、複数のピニオンスプロケットの一側に二つディスク（スピンドル）が並設され、それぞれのディスクに放射状溝が設けられ、回転軸と一体に回転する固定ディスクの放射状溝（以下、「第一放射状溝」という）と回転軸に対して回転可能な可動ディスクの放射状溝（以下、「第二放射状溝」という）とが互いに交差するように配置され、第一放射状溝と第二放射状溝とが交差する箇所に各スプロケットの軸が支持されたものが示されている。固定ディスクと可動ディスクとの相対角度（位相）が変更されると、第一放射状溝と第二放射状溝との交差箇所が径方向に移動するため、かかる交差箇所に軸支された各ピニオンスプロケットは、両ディスクの相対回転により径方向に移動される。
【０００６】
さらに、特許文献１には、固定ディスク及び可動ディスクの互いに対応するそれぞれの箇所に周方向に沿う溝が形成され、これらの溝に固定ディスク及び可動ディスクの回転位相を一致させるように付勢するスプリングが設けられ、入力の大きさと出力側にかかる負荷の大きさとに応じてスプリングが伸縮し、固定ディスクに対して可動ディスクが相対的に回転されることが示されている。
【０００７】
特許文献２には、各ピニオンスプロケットが取り付けられたスライドフレームに雌ネジが設けられ、この雌ネジに取り付けられる各雄ネジを回転させる動力分配装置が複数のピニオンスプロケットにより形成される多角形の中心に設けられたものが示されている。この動力分配装置により各雄ネジを同時に同数回転させることで、各スプロケットを径方向に移動させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第７７１３１５４号
【特許文献２】特開２００２−２５０４２０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、「複合スプロケット」で変速機構を構成する場合、ピニオンスプロケットが勝手に自転しまうと動力を伝達することができないので、ピニオンスプロケットの自転を拘束することが必要になる。この拘束とは、ピニオンスプロケットの自転を径方向位置によらず完全に規制する（以下、自転規制すると言う）場合だけでなく、ピニオンスプロケットの径方向位置に応じた位相となるように拘束して自転をさせる場合も含む。
【００１０】
ピニオンスプロケットは変速比を変更する際に径方向に移動するので、ピニオンスプロケットを自転規制する場合、ピニオンスプロケットの径方向移動を滑らかに許容しつつ自転規制する必要がある。しかし、ピニオンスプロケットは小径であり、当然ながらピニオンスプロケットの軸はさらに小径であるため、ピニオンスプロケットの径方向移動を滑らかに許容しつつ自転規制する拘束力を与えることは容易ではない。
【００１１】
本発明は、上記のような課題に鑑み創案されたもので、複数のピニオンスプロケットを複合して形成された複合スプロケットにより変速機構を構成するものにおいて、自転規制するピニオンスプロケットに対して、その径方向移動を滑らかに許容しつつ自転規制する拘束力を与えることができるようにした、変速機構を提供することを第１の目的とする。
なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的として位置づけることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）上記の目的を達成するために、本発明の変速機構は、動力が入力又は出力される回転軸と、前記回転軸に対して径方向に可動に支持された複数のピニオンスプロケット及び複数のガイドロッドと、前記複数のピニオンスプロケット及び前記複数のガイドロッドを前記回転軸の軸心から等距離を維持させながら前記径方向に同期させて移動させる移動機構とを有する複合スプロケットを二組と、前記二組の複合スプロケットに巻き掛けられたチェーンとを備え、前記複数のピニオンスプロケット及び前記複数のガイドロッドの何れもを囲み且つ前記複数のピニオンスプロケット及び前記複数のガイドロッドの何れにも接する円の半径である接円半径の変更によって変速比を変更する変速機構であって、前記ピニオンスプロケットの径方向移動を案内する互いに対向する一対の案内壁部と、前記ピニオンスプロケットに設けられ前記各案内壁部と平行に対向配置された対向壁部を有するスライド部材と、前記案内壁部とこれと対向する前記対向壁部との間に、保持部材に保持されて前記案内壁部及び前記対向壁部と転がり接触するベアリングを有し、前記ピニオンスプロケットの径方向移動に伴って前記ベアリングを転動させながら前記対向壁部の平行移動を案内する転動支持部材が介装されていることを特徴としている。
なお、前記ベアリングは、前記ピニオンスプロケットの移動する径方向と直交する回転軸心を有するニードルベアリングであり、前記対向壁部はいずれも、常に少なくとも２つの前記ニードルベアリングと線接触することが好ましい。
【００１３】
（２）前記複数のピニオンスプロケットは、径方向位置に応じた位相に自転する自転ピニオンスプロケットと、径方向位置によらず常に一定の位相状態になるように自転を規制される固定ピニオンスプロケットと、を有し、前記自転ピニオンスプロケットを径方向位置に応じて自転駆動する機械式自転駆動機構を備え、前記固定ピニオンスプロケットが、前記転動支持部材によって径方向移動を案内されることが好ましい。
【００１４】
（３）前記移動機構は、前記複数のピニオンスプロケットのそれぞれに設けられた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径方向移動用固定ディスクと、前記スプロケット用固定放射状溝と交差しその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、前記径方向移動用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径方向移動用可動ディスクと、前記径方向移動用可動ディスクを前記径方向移動用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相対回転駆動機構と、を備え、前記一対の案内壁部は、前記径方向移動用固定ディスクに設けられ、前記機械式自転駆動機構は、前記回転軸と一体回転する径方向移動用固定ディスクに径方向に沿って固設されたラックと、前記自転ピニオンスプロケットの支持軸に一体回転するように固設され前記ラックと噛合するピニオンと、を有していることが好ましい。
【００１５】
（４）前記ピニオンスプロケットの前記支持軸と、前記スプロケット用固定放射状溝及びスプロケット用可動放射状溝の少なくとも何れかの放射状溝との間にベアリングが介装されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の変速機構によれば、ピニオンスプロケットの径方向移動を案内する案内壁部と、これと平行に対向配置された対向壁部との間に、これらの壁部と転がり接触するベアリングを有する転動支持部材が介装されているので、ピニオンスプロケットの径方向移動に伴ってベアリングが転動しながら、その径方向移動を滑らかに許容しつつ確実に自転を規制する拘束力を与えることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態にかかる変速機構の複合スプロケット及びチェーンに着目した要部を模式的に示す径方向断面図（横断面図）である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる変速機構の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８】本発明の一実施形態にかかる変速機構の固定ディスクに装備された転動支持部材を示す図であり、（ａ），（ｂ）は固定ディスクの半部の正面図であり、（ｃ）は図８（ａ）のＥ−Ｅ矢視断面の拡大図である。
【図９】本発明の一実施形態にかかる変速機構の支持軸周りの構造を示す図であり、図２のＤ部拡大図に相当する。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の変速機構にかかる実施の形態を説明する。本実施形態の変速機構は、車両用変速機に用いて好適である。なお、本実施形態では、変速機構における回転軸の軸心に近い側（公転軸側）を径方向内側とし、その反対側を径方向外側として説明する。また、複数のピニオンスプロケットから回転軸の軸心に沿って離隔する側を軸方向外側とし、その反対側を軸方向内側として説明する。
【００１９】
以下、一実施形態にかかる変速機構について説明する。
〔１−１．変速機構の構成〕
変速機構は、図１に示すように、二組の複合スプロケット５，５と、これらの複合スプロケット５，５に巻き掛けられたチェーン６とを備えている。なお、複合スプロケット５とは、詳細を後述する複数のピニオンスプロケット２０及び複数のガイドロッド２９が多角形（ここでは十八角形）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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
この変速機構は、ピニオンスプロケット２０及びガイドロッド２９が多角形の頂点をなすようにして形成された見かけ上の大スプロケットの外径、即ち、複合スプロケット５の外径を変更（拡縮径）することによって変速比を変更するものである。変速比は連続的に変更することができるため、無段変速機構として構成することもできるが、段階的に変更して多段の有段変速機構として構成することもできる。
【００２４】
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。
【００２５】
このため、変速機構は、接円半径の変更によって変速比を変更するものといえる。
なお、図１には、入力側の接円半径が最小径であり、出力側の接円半径が最大径のものを示している。
以下、変速機構の構成を、複合スプロケット５及びこれに巻き掛けられるチェーン６の順に説明する。
【００２６】
〔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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
本実施形態では、図２に示すように、各自転ピニオンスプロケット２２，２３は、それぞれ軸方向に三列の歯車を備え、図示省略するが、固定ピニオンスプロケット２１も軸方向に三列の歯車を備え、これらの各列の歯車に対応してチェーン６も三本巻き掛けられている。このように、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３は、軸方向に三列の歯車を有する。ここでは、各ピニオンスプロケット２０の三列の歯車は、スペーサを介し互いに間隔をあけて設けられている。
【００３３】
なお、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３の歯車の列数は、変速機構の伝達トルクの大きさによるが、二列又は四列以上であってもよいし一列であってもよい。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。
【００３４】
〔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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
〔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。
【００３８】
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。
【００３９】
〔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１０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と一体回転する第一回転部１５と、可動ディスク１９と一体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。
【００４０】
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。
【００４１】
〔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。
【００４２】
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。
【００４３】
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）であり、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であり、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である。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。
【００４４】
〔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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
〔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。
【００４８】
図２，図４及び図５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。
【００４９】
〔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。
【００５０】
接続部１７は、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。
この接続部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。
【００５１】
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。
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
〔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変速用変速用フォーク（軸方向力伝達部材）３５と、この変速用フォーク３５を軸方向に移動させる軸方向移動機構３１とを備えている。
【００５６】
以下、カムローラ９０，変速用フォーク３５，軸方向移動機構３１の順に説明する。
図２及び図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に対応する箇所にベアリング９１ａが外嵌され、第二カム溝１６ａに対応する箇所にベアリング９１ｂが外嵌されている。
【００５７】
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。
【００５８】
変速用フォーク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。この変速用フォーク３５は、各複合スプロケット５，５に対応して設けられた円環状のカムローラ支持部３５ａ（一側にのみ符号を付す）と、各カムローラ支持部３５ａを連結するブリッジ部３５ｂとを有する。カムローラ支持部３５ａの内周側には、上記の第一回転部１５及び第二回転部１６が配設されている。
なお、変速用フォーク３５は、ディスク１０，１９に対して平行であって軸方向外側にプレート状に並設されている。
【００５９】
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なすものといえる。
【００６０】
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。即ち、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。
【００６１】
軸方向移動機構３１は、変速用フォーク３５を軸方向に移動するために、モータ３２と、モータ３２の出力軸３２ａの回転運動を直線運動に切り替える運動変換機構３３と、変速用フォーク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。
【００６２】
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。
【００６３】
フォーク支持部３４は、内周にモータ３２の出力軸３２ａに形成された雄ネジ部３２ｂに螺合する雌ネジ部３４ａが螺設され、外周に変速用フォーク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、変速用フォーク３５のブリッジ部３５ｂの厚み（軸方向長さ）に対応する幅（軸方向長さ）に形成されている。このフォーク溝３４ｂには、ブリッジ部３５ｂの中間部（二つの複合スプロケット５，５の間）が係合される。
【００６４】
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。
上記の変速用フォーク３５，軸方向移動機構３１を含む相対回転駆動機構３０は、ピニオンスプロケット２１，２２，２３から軸方向にシフトして設けられている。
【００６５】
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に係合する変速用フォーク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。
【００６６】
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。
【００６７】
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１５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。
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。
【００６８】
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。
【００６９】
〔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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
〔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。
【００７５】
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。
【００７６】
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、スライド部材５９が一体的に結合されている。
【００７７】
図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、固定ピニオンスプロケット２１の支持軸２１ａの一端は、固定ディスク１０の一面（径方向接続部１７ｂに対向する外向き面）側に突出しており、スライド部材５９は、支持軸２１ａのこの突出した端部に固設される。固定ディスク１０の前記一面には、ピニオンスプロケット２１の径方向移動を案内する互いに対向する一対の案内壁部５６がスプロケット用固定放射状溝１１ａに沿うように互いに平行に配置され、ボルト５８によって固定されている。
【００７８】
スライド部材５９は、一対の案内壁部５６の間に位置し、各案内壁部５６と平行に対向配置された対向壁部５９ａを有している。そして、各案内壁部５６とこれと対向する対向壁部５９ａとの間に、転動支持部材５５が介装されている。転動支持部材５５は、保持部材５５ａと、保持部材５５ａに回転自在に保持されて案内壁部５６及び対向壁部５９ａと転がり接触する複数のベアリング５５ｂとを有している。
【００７９】
この転動支持部材５５は、リニアフラットローラ（登録商標）として知られており、各案内壁部５６の内側（スライド部材５９側）に、案内壁部５６のフランジ部５６ａで係止され、スプロケット用固定放射状溝１１ａに沿って移動する。複数のベアリング５５ｂは、スライド方向に等間隔に且つ回転軸をスライド方向と直交する向きに配置されて保持部材５５ａに保持されたニードルベアリングであり、対向壁部５９ａが常時２つ以上のベアリング５５ｂと線接触するように、ベアリング５５ｂのサイズ及び配置が設定されている。
スライド部材５９は、両対向壁部５９ａをこれらの転動支持部材５５のベアリング５５ｂに接触されており、スライド部材５９がスプロケット用固定放射状溝１１ａに沿って移動するときには、両転動支持部材５５がベアリング５５ｂを転動させながらスライドする。このとき、転動支持部材５５は、スライド部材５９の二分の一の速度でスライド部材５９と同方向に移動し、各転動支持部材５５は、それぞれが少なくとも２つのベアリング５５ｂでスライド部材５９をその両側から支持する。したがって、スライド部材５９の自転も完全に規制される。
【００８０】
なお、図８（ｃ）に示すように、固定ピニオンスプロケット２１の支持軸２１ａにおいて、固定ディスク１０のスプロケット用固定放射状溝１１ａ及び可動ディスク１９のスプロケット用可動放射状溝１９ａと接触する部分には、ニードルベアリン５７が周囲に介装されている。このニードルベアリン５７は、支持軸２１ａと平行に配置され、支持軸２１ａの周囲に環状に複数並べられている。また、図９に自転ピニオンスプロケット２２について例示するが、自転ピニオンスプロケット２２，２３の支持軸２２ａ，２３ａにおいても、固定ディスク１０のスプロケット用固定放射状溝１１ｂ，１１ｃ及び可動ディスク１９のスプロケット用可動放射状溝１９ａと接触する部分には、同様にニードルベアリン５７が周囲に介装されている。
【００８１】
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。
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
〔１−１−２．チェーン〕
次に、チェーン６について、図７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７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。
【００９０】
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の各歯車の位相もずらして設けられている。
なお、チェーン６Ａ，６Ｂ，６Ｃは、配設ピッチ以外は同様に構成される。
また、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。
【００９１】
〔１−２．作用及び効果〕
本発明の一実施形態にかかる変速機構は、上述のように構成されるため、以下の作用及び効果を得ることができる。
はじめに、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、その作用及び効果について説明する。
【００９２】
軸方向移動機構３１が変速用フォーク３５を軸方向に移動させると、変速用フォーク３５の溝部３５ｃに一端部９０ａが収容されたカムローラ９０が軸方向に移動される。このカムローラ９０は、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に配設されるため、カムローラ９０が軸方向に移動されると、この移動に伴って第二交差箇所ＣＰ2も軸方向に移動する。第二交差箇所ＣＰ2が軸方向に移動されると、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とを介して、第二回転部１６が第一回転部１５に対して相対回転駆動される。第一回転部１５は固定ディスク１０と一体回転し、第二回転部１６は可動ディスク１９と一体回転するため、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。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、第一交差箇所ＣＰ1及びこの箇所に配置されるスプロケット２１，２２，２３の支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａが径方向に移動される。
【００９３】
このように、カムローラ９０の軸方向への移動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することで、自在に変速比を変更することができる。
また、変速用フォーク３５，軸方向移動機構３１などを備えた相対回転駆動機構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ため、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３の最縮径位置を内側にさせる（回転軸１に接近させる）ことができ、レシオカバレッジを確保することができる。
【００９４】
第一カム溝１５ａが回転軸１の軸方向に沿って凹設して設けられているため、第一カム溝１５ａを設けるために他の部材を追加することを要せず、簡素な構成とすることができる。
第二カム溝１６ａは、回転軸１に凹設された第一カム溝１５ａの外周に隣接して設けられるため、これらのカム溝１５ａ，１６ａ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、自身の軸心周りに回転する回転数を抑制することができる。よって、耐久性の向上に寄与しうる。さらに、溝部３５ｃにはカムローラ９０と転がり接触しうる転動体３５ｄが設けられているため、カムローラ９０が自身の軸心周りに回転することを更に抑制することができる。
【００９５】
第二回転部１６と可動ディスク１９の外周端部１９ｔとを接続する接続部１７には、肉抜き部１７ｃが設けられているため、軽量化を図ることができる。さらに、この肉抜き部１７ｃは、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ため、接続部１７における軸方向接続部１７ａの軸方向長さが延びるのを抑制することができ、より軽量化を図ることができる。
【００９６】
次に、ピニオンスプロケット２１，２２，２３の自転に着目して、その作用及び効果を説明する。
相対回転駆動機構３０により固定ディスク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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
そして、固定ピニオンスプロケット２１の支持軸２１ａに固定されたスライド部材５９は、その両対向壁部５９ａを転動支持部材５５によって、図８（ａ）に示す縮径位置と図８（ｂ）に示す拡径位置との間で、円滑に軸方向移動可能に支持されており、しかも、両対向壁部５９ａを、常に２つ以上のベアリング５５ｂに線接触されているので、この両側からの拘束力によってスライド部材５９の自転も完全に規制される。ピニオンスプロケット２１は、径方向移動を滑らかに行ないながら、確実に自転を規制され、円滑かつ適切に固定ピニオンスプロケット２１が作動して、複合スプロケット５の拡径、縮径を円滑に行なえトルクロスも抑制される。転動支持部材５５は比較的小型に構成できるので、コンパクトで小柄の装置であっても設置可能である。
【０１０２】
また、固定ピニオンスプロケット２１の支持軸２１ａ，自転ピニオンスプロケット２２，２３の支持軸２２ａ，２３ａが、固定ディスク１０のスプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃ及び可動ディスク１９のスプロケット用可動放射状溝１９ａと接触する部分には、ニードルベアリン５７が介装されているので、支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａは各放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１９ａ内を円滑に移動する。
【０１０３】
〔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。上述した実施形態及び第二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。
上述の実施形態では、溝部３５ｃに転動体３５ｄが設けられたものを説明したが、この転動体３５ｄは省略してもよい。この場合、簡素な構成とすることができる。
【０１０４】
また、上述の実施形態では、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。
【０１０５】
上述の実施形態では、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に対応するでディスクとして、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。
【０１０６】
また、三個のピニオンスプロケット２０を示したが、ピニオンスプロケット２０の個数はこれに限らず、四つ以上であってもよいし、常時、何れかのピニオンスプロケット２０がチェーン６に噛合うのであれば、その個数は二つでもよい。何れの場合も、隣り合うピニオンスプロケット２０の少なくとも何れかは自転するピニオンスプロケット２０として構成され、また、ピニオンスプロケット２０の個数に応じた放射状溝１１ａ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１９ａが設けられる。
【０１０７】
また、上記の実施形態では、ベアリング５５ｂをスライド方向に等間隔に且つ回転軸をスライド方向と直交する向きに配置されて保持部材５５ａに保持されたニードルベアリングとしており、さらに、対向壁部５９ａが常時２つ以上のベアリング５５ｂと線接触するように設定し、スライド部材５９の自転を完全に規制するようにしているが、ベアリング５５ｂはニードルベアリングに限定されるものではない。ただし、スライド部材５９の自転を規制する観点から、各対向壁部５９ａがスライド方向に異なる少なくとも２か所以上で接触することが好ましい。
【０１０８】
例えば、ベアリング５５ｂにボールベアリングを用いる場合、ボールベアリングをスライド方向に等間隔に並べて配置し、対向壁部５９ａが、常時、スライド方向に隣接する２つ以上のボールベアリングと接触するように設定してもスライド部材５９の自転を規制できる。この場合、接触が点接触になるので、各対向壁部５９ａに対して、スライド方向に等間隔に並べて配置するボールベアリング列を２列並列に配置し、スライド方向にもまたスライド方向と直交する方向にも常に２つ以上のボールベアリングと接触するように構成すれば、スライド部材５９の自転を安定して規制することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
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）
１０ｔ    外周端部（外周部）
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
１５，１５′    第一回転部
１５ａ，１５ａ′    第一カム溝
１６，１６′    第二回転部
１６ａ，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
１９ｔ    外周端部（外周部）
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
３０，３０′    相対回転駆動機構
３１，３１′    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
３５，３５′    変速用フォーク（軸方向力伝達部材）
３５ａ，３５ａ′    カムローラ支持部
３５ｂ，３５ｂ′    ブリッジ部
３５ｃ，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）
５５  転動支持部材
５５ａ  保持部材
５５ｂ  ベアリング
５６  案内壁部
５６ａ  フランジ部
５７  ニードルベアリン
５８  ボルト
５９  スライド部材
５９ａ  対向壁部
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
【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】
2016109262.tif 000009
【図８】
2016109262.tif 000010
【図９】
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