JP6182094B2

JP6182094B2 - 無段変速機構

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Publication number: JP6182094B2
Application number: JP2014056909A
Authority: JP
Inventors: 丹下　宏司; 宏司丹下
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 2014-03-19
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2017-08-16
Anticipated expiration: 2034-03-19
Also published as: JP2015178873A

Description

本発明は、回転軸に対して等距離を維持しながら径方向に可動に且つ一体回転（回転軸まわりの公転）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及びガイドロッドとこれらに巻き掛けられたチェーンとにより動力伝達する無段変速機構に関するものである。

従来、プライマリプーリとセカンダリプーリとに駆動ベルトが巻き掛けられ、各プーリの可動シーブに加える推力により各プーリと駆動ベルトとの間に発生した摩擦力を用いて動力伝達するベルト式無段変速機が、例えば車両用変速機として実用化されている。
かかる無段変速機では、大きな動力を伝達する際に、推力を増大させて摩擦力を確保することが必要である。この際、推力発生用のオイルポンプを駆動する駆動源（エンジン又は電動モータ）の負担が増大し、これにかかる燃料消費量又は電力消費量の増加を招いてしまうおそれがあり、また、各プーリや駆動ベルトには過大な推力が加わるので、構造的に滑りが発生する部分では大きな摩擦損失が発生する。

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、回転軸の軸心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の軸心に対して公転する複数のピニオンスプロケット及びガイドロッド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。

例えば、複数のピニオンスプロケット及びガイドロッド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、「固定放射状溝」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、「可動放射状溝」という）とが互いに交差するように配置され、固定放射状溝と可動放射状溝とが交差する箇所にピニオンスプロケット及びガイドロッドの各軸が支持されたものが提案されている。固定放射状溝は、固定ディスクの径方向に沿う直線状に形成され、可動放射状溝は、可動ディスクの径方向に対して傾斜する曲線状に形成されている。

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、固定放射状溝と可動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ピニオンスプロケット及びガイドロッドのそれぞれは、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、ピニオンスプロケット及びガイドロッドのそれぞれ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。
このような無段変速機構が例えば特許文献１に示されている。

米国特許第７７１３１５４号

ところで、複合スプロケットにかかる多角形が円形に近いほど、チェーンの巻き掛け半径の変動が小さくなり、騒音の低減や動力伝達効率の向上といった効果を得ることができる。かかる観点から、複合スプロケットにかかる多角形の頂点の数、即ち、ピニオンスプロケット及びガイドロッドの数を増やすことが有効である。
また、固定放射状溝と可動放射状溝との交差角度が大きいほど、固定ディスクに対する可動ディスクの回転トルクを低減させることができ、両放射状溝におけるピニオンスプロケット及びガイドロッドの各軸のひっかかり（スティック）を抑制することができる。かかる観点からは、固定放射状溝と可動放射状溝との交差角度を確保することが有効である。

しかしながら、前者の観点から、ピニオンスプロケット及びガイドロッドの数を増やすと、これらを案内する放射状溝どうしの間隔が小さくなってしまう。
これに加えて、後者の観点から、固定放射状溝に対して可動放射状溝の交差角度を大きくするとなると、可動放射状溝が径方向に対して更に傾斜した曲線状をなし、特に可動放射状溝の内周部（内周側の部分）における間隔を確保することができないおそれがある。延いては、可動放射状溝どうしが干渉してしまうおそれがある。これにより、可動ディスクの耐久性の低下を招き、延いては、可動ディスクの破損を招いてしまうおそれがある。
このように、ピニオンスプロケット及びガイドロッドの数の確保と固定放射状溝に対する可動放射状溝の交差角度の確保とを両立するのが困難という課題がある。

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、ピニオンスプロケット及びガイドロッドの数を確保するとともに固定放射状溝に対する可動放射状溝の交差角度を確保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。

（１）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無段変速機構であって、前記移動機構は、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各支持軸が内挿される固定放射状溝が複数形成され、前記回転軸と一体回転する固定ディスクと、前記固定放射状溝のそれぞれと交差する交差箇所に前記支持軸が位置する可動放射状溝が複数形成され、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、を備え、前記固定放射状溝の内周部と前記可動放射状溝の内周部とは、前記径方向に対して互いに反対方向に傾斜して設けられることを特徴としている。

（２）前記径方向に対して、前記固定放射状溝の前記内周部が傾斜する第一角度よりも
前記可動放射状溝の前記内周部が傾斜する第二角度の方が大きく設定されることが好まし
い。
（３）前記固定放射状溝は直線状に形成されることが好ましい。
（４）前記移動機構は、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。

本発明の無段変速機構によれば、固定放射状溝の内周部と可動放射状溝の内周部とが径方向に対して互いに反対方向に傾斜して設けられているため、固定放射状溝の内周部と可動放射状溝の内周部との交差角度を確保することができる。これにより、複数のピニオンスプロケット及びガイドロッドの径方向移動にかかる固定ディスクに対する可動ディスクの回転トルクを低減させることができ、固定放射状溝及び可動放射状溝におけるピニオンスプロケット及びガイドロッドの各支持軸のひっかかり（スティック）を抑制することができる。
また、従来構造のように、固定放射状溝が径方向に沿う直線状のものに比較して、固定放射状溝と可動放射状溝との交差角度を確保しながら径方向に対する可動放射状溝の傾きを小さくすることができ、従来の可動放射状溝では確保が困難であった可動放射状溝の内周部どうしの間隔を確保することができる。このため、可動放射状溝の溝数を確保し、ピニオンスプロケット及びガイドロッドの数を確保することができる。これにより、チェーンの巻き掛け半径の変動を抑制することができ、静音性の向上や動力伝達性の向上に寄与する。
これらより、ピニオンスプロケット及びガイドロッドの数を確保するとともに固定放射状溝に対する可動放射状溝の交差角度を確保することができる。

本発明の一実施形態にかかる無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。本発明の一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。本発明の一実施形態にかかる無段変速機構の固定ディスクに着目して示す側面図である。この図３は、図２の矢視Ａ−Ａに対応している。本発明の一実施形態にかかる無段変速機構の可動ディスクに着目して示す側面図である。この図４は、図２の矢視Ｂ−Ｂに対応している。本発明の一実施形態にかかる無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。本発明の一実施形態にかかる無段変速機構の径方向断面図である。この図６は、図２のＣ−Ｃ矢視断面図である。本発明の一実施形態にかかる無段変速機構の径方向断面図である。この図７は、図２のＤ−Ｄ矢視断面図である。本発明の一実施形態にかかる無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８は、図２のＥ−Ｅ矢視図である。本発明の一実施形態にかかる無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。

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。

〔一実施形態〕
以下、一実施形態にかかる無段変速機構について説明する。
〔１．構成〕
無段変速機構は、図１に示すように、二組の複合スプロケット５，５と、これらの複合スプロケット５，５に巻き掛けられたチェーン６とを備えている。なお、複合スプロケット５とは、詳細を後述する複数のピニオンスプロケット２０及び複数のガイドロッド２９が多角形（ここでは十八角形）の頂点をなすようにして形成された見かけ上の大スプロケットを意味する。

二組の複合スプロケット５，５のうち、一方は、入力側の回転軸１（入力軸）と同心に一体回転する一組の複合スプロケット５（図１では左方に示す）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。

複合スプロケット５は、回転軸１と、この回転軸１に対して径方向に可動に支持された複数（ここでは三個）のピニオンスプロケット２０及び複数（ここでは十五本）のガイドロッド（第一ガイドロッド）２９とを有している。三個のピニオンスプロケット２０は、回転軸１の軸心Ｃ₁を中心にした円周上において周方向に沿って等間隔に配置され、ピニオンスプロケット２０の相互間にはそれぞれ五本のガイドロッド２９が配置されている。

図１には示さないが、複合スプロケット５は、複数のピニオンスプロケット２０を移動させるスプロケット移動機構４０Ａと、スプロケット移動機構４０Ａに連動してピニオンスプロケット２０に含まれる自転ピニオンスプロケット２２，２３を自転駆動する機械式自転駆動機構５０と、複数のガイドロッド２９を移動させるロッド移動機構４０Ｂとを備えている（図２，図５〜図７参照）。これらについては、詳細を後述する。

この無段変速機構は、ピニオンスプロケット２０及びガイドロッド２９が多角形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。
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、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である。例えば、複合スプロケット５，５の接円半径が等しければ、無段変速機構は変速比が１（一方の複合スプロケット５と他方の複合スプロケット５との動力伝達比が１：１）をなす。
以下、無段変速機構の構成を、複合スプロケット５及びこれに巻き掛けられるチェーン６の順に説明する。

〔１−１．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．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。

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。

各ピニオンスプロケット２１，２２，２３は、何れも、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。

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。

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、配設箇所及び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。

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。

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及び後述する相対回転駆動機構３０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に対して微小な回転が許容されつつ動力伝達することができる。

〔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。これらのガイドロッド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。

図１及び図２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。

〔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，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。

〔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（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。

固定ディスク１０，可動ディスク１９，第一回転部１５，第二回転部１６は、回転軸１の軸心Ｃ₁と同心に配設されており、ディスク１０，１９における径方向は回転軸１の径方向と一致する。
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。

〔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。

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と各ガイドロッド２９に対応して設けられた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。なお、図３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。
以下、スプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，ロッド用固定放射状溝１２の順に説明する。

〔１−１−３−１−１−１．スプロケット用固定放射状溝〕
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。

ここで、スプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃの配設箇所を説明するために、ピニオンスプロケット２１，２２，２３の支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａの径方向位置について述べる。
ピニオンスプロケット２１，２２，２３における支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａの軸心Ｃ₂，Ｃ₃，Ｃ₄と回転軸１の軸心Ｃ₁との距離は、接円半径が最小径であるときに最小距離（以下、「最小径」という）ｒ₁となり、接円半径が最大径であるときに最大距離（以下、「最大径」という）ｒ₃となり、各複合スプロケット５（図１及び図２参照）の接円半径が互いに等しくなるときに最小径ｒ₁と最大径ｒ₃との中間距離（以下、「中間径」という）ｒ₂となる。

固定ディスク１０におけるスプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃの径方向位置は、ピニオンスプロケット２１，２２，２３の支持軸２１ａ，２２ａ，２３ａの移動範囲に応じて、最小径ｒ₁，中間径ｒ₂及び最大径ｒ₃に跨って配設されている。
これらのスプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、配設箇所を除いて同様に構成されているため、以下の説明では、スプロケット用固定放射状溝１１ａに着目して説明する。また、スプロケット用固定放射状溝１１ａにかかる説明では、固定ピニオンスプロケット２１を単にピニオンスプロケット２１と呼ぶ。

まず、スプロケット用固定放射状溝１１ａにおける接円半径に対応するピニオンスプロケット２１の支持軸２１ａの位置を説明する。
スプロケット用固定放射状溝１１ａにおいて、内周側端部１１１には、接円半径が最小径であるときピニオンスプロケット２１の支持軸２１ａが位置し、外周側端部１１３には、接円半径が最大径であるときにピニオンスプロケット２１の支持軸２１ａ（二点鎖線で示す）が位置し、径方向中間部１１２には、各複合スプロケット５の接円半径が互いに等しくなるときにピニオンスプロケット２１の支持軸２１ａ（二点鎖線で示す）が位置する。

このスプロケット用固定放射状溝１１ａは、径方向中間部１１２よりも内周側端部１１１側の内周部１１ｉと、径方向中間部１１２よりも外周側端部１１３側の外周部１１ｏとに大別することができる。

次に、スプロケット用固定放射状溝１１ａの形態について説明する。
スプロケット用固定放射状溝１１ａは、径方向に対して傾斜して設けられている。ここでは、スプロケット用固定放射状溝１１ａのうち内周側端部１１１に着目して説明する。
具体的には、スプロケット用固定放射状溝１１ａが径方向θ_sに対して直交する第一の周方向（ここでは公転方向）に向けて第一角度αだけ傾斜して配設されている。このため、スプロケット用固定放射状溝１１ａは、外周に向かうに連れて径方向θ_sに対して第一の周方向に向けて離隔することとなる。ここでいう径方向θ_sは、内周側端部１１１の位相における軸中心を通過する径方向線の方向である。
ここでは、スプロケット用固定放射状溝１１ａが直線状に形成されている。このため、スプロケット用固定放射状溝１１ａは、径方向位置が外周に向かうに連れて径方向に対する傾斜角度が小さくなる。

〔１−１−３−１−１−２．ロッド用固定放射状溝〕
ロッド用固定放射状溝１２（一箇所のみに符号を付す）には、対応するガイドロッド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。なお、ロッド用固定放射状溝１２は、それぞれ配設箇所が異なる点を除いては同様に構成されている。
ロッド用固定放射状溝１２は、上記のスプロケット用固定放射状溝１１ａと同様に、径方向に対して第一の周方向（公転方向）に向けて傾斜して設けられている。また、ロッド用固定放射状溝１２は、直線状に形成されている。

図３では、スプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１の相互間のそれぞれに五本のロッド用固定放射状溝１２（ここでは、公転方向とは反対方向へ向かう順に、スプロケット用固定放射状溝１１ｃに近い方から順に、第一ロッド用固定放射状溝１２１，第二ロッド用固定放射状溝１２２，第三ロッド用固定放射状溝１２３，第四ロッド用固定放射状溝１２４，第五ロッド用固定放射状溝１２５と呼んで区別する）が設けられたものを例示する。
具体的には、五本のロッド用固定放射状溝１２１，１２２，１２３，１２４，１２５のうち、径方向に対して第一の周方向へ向けた傾斜角度が、第一ロッド用固定放射状溝１２１，第一ロッド用固定放射状溝１２２，第一ロッド用固定放射状溝１２３の順に小さくなる。なお、第四ロッド用固定放射状溝１２４は、径方向に沿って配設され、第五ロッド用固定放射状溝１２５は、径方向に対して第一の周方向とは反対方向に向けて傾斜して配設されている。

これらのロッド用固定放射状溝１２１，１２２，１２３，１２４，１２５は、ピニオンスプロケット２０（図１参照）が何れの径方向位置にあるときでもピニオンスプロケット２０間にガイドロッド２９が等間隔に位置するように、スプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃに合わせて配設されている。
なお、複数のロッド用固定放射状溝１２が、何れも径方向に対して第一の周方向に傾斜して設けられていてもよい。この場合、各ロッド用固定放射状溝１２の傾斜角度を等しく設定することもできる。

〔１−１−３−１−２．可動ディスク〕
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。

図４及び図５に示すように、可動ディスク１９（図５には破線で示す）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、図５には破線で示す）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５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。

〔１−１−３−１−２−１．スプロケット用可動放射状溝〕
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（図５のそれぞれに一箇所のみ符号を付す）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。
各スプロケット用可動放射状溝１９ａは、スプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃのそれぞれに対応する形状に設けられている。

スプロケット用可動放射状溝１９ａは、配設箇所を除いてそれぞれ同様に構成されているため、以下の説明では、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可動放射状溝１９ａに着目して説明する。また、スプロケット用可動放射状溝１９ａ及びロッド用可動放射状溝１９ｂにかかる説明では、固定ピニオンスプロケット２１を単にピニオンスプロケット２１と呼ぶ。
図４に示すように、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と同様に、最小径ｒ₁，中間径ｒ₂及び最大径ｒ₃に跨って配設されている。

まず、スプロケット用可動放射状溝１９ａにおける接円半径に対応するピニオンスプロケット２１の支持軸２１ａの位置を説明する。
スプロケット用可動放射状溝１９ａにおいて、内周側端部１９１には、接円半径が最小径であるときにピニオンスプロケット２１の支持軸２１ａが位置し、外周側端部１９３には、接円半径が最大径であるときにピニオンスプロケット２１の支持軸２１ａ（二点鎖線で示す）が位置し、径方向中間部１９２には、各複合スプロケット５の接円半径が互いに等しくなるときにピニオンスプロケット２１の支持軸２１ａ（二点鎖線で示す）が位置する。

このスプロケット用可動放射状溝１９ａは、径方向中間部１９２よりも内周側端部１９１側の内周部１９ｉと、径方向中間部１９２よりも外周側端部１９３側の外周部１９ｏとに大別することができる。

次に、スプロケット用可動放射状溝１９ａの形態について説明する。
スプロケット用可動放射状溝１９ａは、径方向に対して第一の周方向とは反対方向の第二の周方向（ここでは公転方向に対して反対方向）に向けて傾斜して設けられている。ここでは、スプロケット用可動放射状溝１９ａのうち内周側端部１９１に着目して説明する。

具体的には、スプロケット用可動放射状溝１９ａが径方向θ_cに対して第二の周方向に第二角度βだけ傾斜して配設されている。なお、ここでいう径方向θ_cは、内周側端部１９１の位相における軸中心を通過する径方向線に対応している。このため、スプロケット用可動放射状溝１９ａの内周側端部１９１とスプロケット用固定放射状溝１１ａの内周側端部１１１との交差角度は、第一角度αと第二角度βとを加算した角度となる。
このように、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とは、径方向に対して互いに反対方向に傾斜して設けられている。

この第二角度βは、上記の第一角度αよりも大きく設定されている。
このスプロケット用可動放射状溝１９ａは曲線状に形成されている。この曲線は、内周から外周に向かうに連れて、径方向に対する傾斜角度が大きくなるように設定される。このため、スプロケット用可動放射状溝１９ａが径方向に対して傾斜する角度のうち最小の角度（即ち、内周側端部１９１の第二角度β）が、スプロケット用固定放射状溝１１ａが径方向に対して傾斜する角度のうち最大の角度（内周側端部１１１の第一角度α）よりも大きく設定されている。

ここでは、スプロケット用可動放射状溝１９ａの形状は、スプロケット用固定放射状溝１１ａに対応して設定され、固定ディスク１０に対する可動ディスク１９の相対回転角度と支持軸２１ａの径方向位置の変位量とが比例関係を有するように設定される。言い換えれば、単位あたりの相対回転角度に対応する支持軸２１ａの径方向位置の変位量が一定となる曲線状に、スプロケット用可動放射状溝１９ａの形状が設定される。なお、単位あたりの相対回転角度に対応する支持軸２１ａの径方向位置の変位量は一定でなくてもよく、これに対応する形状のスプロケット用可動放射状溝１９ａを用いてもよい。

〔１−１−３−１−２−２．ロッド用可動放射状溝〕
図５に示すように、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。なお、ロッド用可動放射状溝１９ｂは、それぞれ配設箇所が異なる点を除いては同様に構成されている。

各ロッド用可動放射状溝１９ｂは、スプロケット用固体放射状溝１１ａに対してスプロケット用可動放射状溝１９ａの形状が設定されるのと同様に、ロッド用固定放射状溝１２のそれぞれに対応する形状に設けられている。
このロッド用可動放射状溝１９ｂとロッド用固定放射状溝１２とは、径方向に対して反対方向に傾斜して設けられている。すなわち、ロッド用可動放射状溝１９ｂは、上記のスプロケット用可動放射状溝１９ａと同様に、径方向に対して第二の周方向（公転方向に対して反対方向）に向けて傾斜して設けられている。

また、同径方向位置において比較したときに、ロッド用可動放射状溝１９ｂにかかる第二の周方向への傾斜角度よりもロッド用固定放射状溝１２における第一の周方向へ向けた傾斜角度の方が小さく設定されている。ここでは、ロッド用可動放射状溝１９ｂが径方向に対して傾斜する角度のうち最小の角度が、ロッド用固定放射状溝１２が径方向に対して第一の周方向に傾斜する角度のうちの最大の角度よりも大きく設定されている。
図４では、スプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃの相互間に五本のロッド用可動放射状溝１９ｂ（ここでは、公転方向とは反対方向へ向かう順に、スプロケット用可動放射状溝１９ａに近い方から順に、第一ロッド用可動放射状溝１９ｂ１，第二ロッド用可動放射状溝１９ｂ２，第三ロッド用可動放射状溝１９ｂ３，第四ロッド用可動放射状溝１９ｂ４，第五ロッド用可動放射状溝１９ｂ５と呼んで区別する）が設けられたものを例示する。

ここでは、同径方向位置で比較したときに、径方向に対する傾斜角度は、第一ロッド用可動放射状溝１９ｂ１，第二ロッド用可動放射状溝１９ｂ２，第三ロッド用可動放射状溝１９ｂ３，第四ロッド用可動放射状溝１９ｂ４，第五ロッド用可動放射状溝１９ｂ５の順に大きくなっている。
第一ロッド用可動放射状溝１９ｂ１は第一ロッド用固定放射状溝１２１に対応し、同様に、ロッド用可動放射状溝１９ｂ２，１９ｂ３，１９ｂ４，１９ｂ５はロッド用固定放射状溝１２２，１２３，１２４，１２５にそれぞれ対応している。各ロッド用可動放射状溝１９ｂ１，１９ｂ２，１９ｂ３，１９ｂ４，１９ｂ５と対応するロッド用固定放射状溝１２１，１２２，１２３，１２４，１２５との交差角度は等しく設定されており、各ロッド用可動放射状溝１９ｂ１，１９ｂ２，１９ｂ３，１９ｂ４，１９ｂ５と対応するロッド用固定放射状溝１２１，１２２，１２３，１２４，１２５とが対応する形状（径方向に対する傾斜角度）に設定されている。

このように、第一の周方向に傾斜していないロッド用固定放射状溝１２４，１２５に対応するロッド用可動放射状溝１９ｂ４，１９ｂ５は、径方向に対する傾斜角度が大きいため、ロッド用固定放射状溝１２４，１２５とロッド用可動放射状溝１９ｂ４，１９ｂ５との交差角度が確保されている。
なお、複数のロッド用固定放射状溝１２が、何れも径方向に対して第一の周方向に向けて等しく傾斜して設けられていれば、各ロッド用可動放射状溝１９ｂにかかる第二の周方向へ向かう傾斜角度も等しく設定することができる。

また、径方向に対する傾斜角度が、ロッド用可動放射状溝１９ｂにおいては内周から外周に向かうに連れて大きくなる。
なお、ロッド用可動放射状溝１９ｂは、ピニオンスプロケット２０（図１参照）が何れの径方向位置にあるときでもピニオンスプロケット２０間にガイドロッド２９が等間隔に位置するように、スプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃに合わせて配設されている。

〔１−１−３−１−３．第一回転部〕
図２に示すように、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、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。

図２，図７及び図８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７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。

〔１−１−３−１−４．第二回転部〕
図２，図６及び図７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６及び図７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。
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。
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６及び図７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６及び図７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６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。

次に、第二回転部１６について説明する。
図２，図６及び図７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。

図２及び図８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に沿って設けられている。なお、第二カム溝１６ａは、回転軸１の軸方向に交差するように設けられている。
図７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。

〔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。
図２及び図７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。

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。

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。

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７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。

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。

以下、図２及び図７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。
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。

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。

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。

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。

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。
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。

〔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５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７参照）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。

次に、図５（ａ）〜図５（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５（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１及び図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５（ｂ），図５（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。

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。

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。

〔１−１−３−３．機械式自転駆動機構〕
次に、図２及び図６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の上方側）の構成に着目して説明する。
機械式自転駆動機構５０は、上記したように、自転ピニオンスプロケット２２，２３を回転させ、チェーン６に対するピニオンスプロケット２０間の位相ズレを解消するように自転ピニオンスプロケット２２，２３をスプロケット移動機構４０Ａと連動して機械的に自転駆動するものである。
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。

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６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。

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。

図６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。

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、スプロケット用固定放射状溝１１ｂ，１１ｃの延在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。

図６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。

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。
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。

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備えられていてもよい。

〔１−２．チェーン〕
次に、チェーン６について説明する。
図９に示すように、ガイドロッド２９にガイドされるチェーン６は、各ピニオンスプロケット２１，２２，２３の歯車の列数（ここでは三列）に対応する本数が設けられている。ここでは、第一チェーン６Ａ，第二チェーン６Ｂ及び第三チェーン６Ｃの三本が設けられている。

これらのチェーン６Ａ，６Ｂ，６Ｃは、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。

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。

〔２．作用及び効果〕
本発明の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。
固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１２と可動放射状溝１９ａ，１９ｂとが径方向に対して互いに反対方向に傾斜して設けられているため、固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１２と可動放射状溝１９ａ，１９ｂとの交差角度を確保することができる。これにより、相対回転駆動機構３０による固定ディスク１０に対する可動ディスク１９の回転トルクを低減させることができる。また、固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１２及び可動放射状溝１９ａ，１９ｂにおけるピニオンスプロケット２１，２２，２３の支持軸２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及びガイドロッド２９の支持軸２９ｂのひっかかり（スティック）を抑制することができる。

以下、従来の無段変速機構と本実施形態にかかる無段変速機構とを対比する。
従来の無段変速機構では、径方向に沿う直線状の固定放射状溝と、かかる固定放射状溝に合わせて形成された曲線状の可動放射状溝とを有する。
従来の固定放射状溝が径方向に沿う直線状に形成されているのは、複合スプロケットによってトルク伝達されるときに、回転軸と回転動力を入出力する固定ディスクにおいて各ピニオンスプロケットの支持軸を通して作用する反力（ここでは「トルク反力」という）を、周方向に沿って固定放射状溝の壁部に作用させるためである。これにより、トルク反力によるピニオンスプロケットの径方向への移動が抑制される。

また、従来の可動放射状溝が固定放射状溝に合わせた曲線状に形成されているのは、可動放射状溝１９ａ，１９ｂと同様に、単位あたりの相対回転角度に対応する支持軸２１ａの径方向位置の変位量が一定となる曲線状に形成されている。このため、本無段変速機における固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１２と可動放射状溝１９ａ，１９ｂとの交差角度と同交差角度を確保するには、本可動放射状溝１９ａ，１９ｂよりも第一角度αに対応する角度分だけ従来の可動放射状溝が径方向に対して大きな傾斜角度（α+βに対応）を有することになる。

このような従来の構成では、周長が短い内周部において、可動放射状溝どうしの間隔が確保することができないおそれがあり、延いては、可動放射状溝どうしが干渉し（重なるように配設され）てしまうおそれがある。

これに対して、本実施形態の無段変速機にかかる固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１２と可動放射状溝１９ａ，１９ｂは、従来の固定放射状溝及び可動放射状溝に比較して、可動放射状溝１９ａ，１９ｂどうしの間隔を確保することができる。
このため、可動放射状溝１９ａ，１９ｂの溝数を確保し、ピニオンスプロケット２１，２２，２３及びガイドロッド２９の数を確保することができる。これにより、チェーン６の巻き掛け半径の変動を抑制することができ、静音性の向上や動力伝達性の向上に寄与する。

また、可動放射状溝１９ａ，１９ｂどうしの間隔が確保されることで、溝幅を拡大してガイドロッド２９を太くすることができる。これにより、無段変速機構の耐久性や強度を向上させることができる。
例えば、従来の構成では間隔の確保が困難なガイドロッド用可動放射状溝１９ｂどうしの間隔が確保されることで、ガイドロッド用可動放射状溝１９ｂを区画する壁部に軸受けを配設することができ、ガイドロッド２９と可動ディスク１９との接触抵抗を低減させることもできる。

このように、ピニオンスプロケット及びガイドロッドの数を確保するとともに固定放射状溝に対する可動放射状溝の交差角度を確保することができる。

固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１２が直線状に形成されているため、形成が容易であり、製造コストの上昇を抑制することができる。
径方向に対して、スプロケット用固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃが傾斜する第一角度αよりもスプロケット用可動放射状溝１９ａが傾斜する第二角度βの方が大きく設定されるため、固定ディスク１０に作用するトルク反力の径方向成分を抑制することができる。これにより、トルク反力によるピニオンスプロケット２１，２２，２３の径方向への移動を抑制することができる。

〔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、固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１２は、少なくとも内周部が外周に向かうに連れて径方向に対して第一の周方向に向けて傾斜するように設けられていればよく、外周部が径方向に対して第二の周方向に向けて傾斜するように設けられていてもよい。また、互いに反対方向に傾斜する内周部は、径方向中間部１１２，１９２よりも内周側端部１１１側の全領域に限定されず、内周側端部１１１やその周辺といった一領域であってもよく、更には、径方向中間部１１２，１９２を含む領域として扱うこともできる。かかる領域の内周部で、固定放射状溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１２と可動放射状溝１９ａ，１９ｂとが径方向に対して互いに反対方向に傾斜して設けられていればよい。

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。

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）
１１１，内周側端部
１１２，径方向中間部
１１３，外周側端部
１１ｉ，内周部
１１ｏ，外周部
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
１９ｉ内周部
１９ｏ外周部
１９１内周側端部
１９２径方向中間部
１９３外周側端部
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
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）
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）
２０ａ，２１ａ，２２ａ，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
３３運動変換機構
３４フォーク支持部
３５メガネフォーク（軸方向力伝達部材）
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
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 最小径
ｒ₂ 中間径
ｒ₃ 最大径
θ_S，θ_C 径方向
α 第一角度
β 第二角度

Claims

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無段変速機構であって、
前記移動機構は、
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各支持軸が内挿される固定放射状溝が複数形成され、前記回転軸と一体回転する固定ディスクと、
前記固定放射状溝のそれぞれと交差する交差箇所に前記支持軸が位置する可動放射状溝が複数形成され、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、を備え、
前記固定放射状溝の内周部と前記可動放射状溝の内周部とは、前記径方向に対して互いに反対方向に傾斜して設けられた
ことを特徴とする、無段変速機構。
前記径方向に対して、前記固定放射状溝の前記内周部が傾斜する第一角度よりも前記可動放射状溝の前記内周部が傾斜する第二角度の方が大きく設定された
ことを特徴とする、請求項１に記載に無段変速機構。
前記固定放射状溝は直線状に形成された
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の無段変速機構。
前記移動機構は、
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１〜３の何れか１項に記載の無段変速機構。