(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動ベルトであって、前記駆動ベルトは長手方向に間隔をあけて配置された複数の内側ラグを備え、各ラグが前記ラグを第１および第２のラグ片に分割する整列溝を有し、前記整列溝が整列溝深さを有する駆動ベルトと、
前記駆動ベルトの内面に係合するように構成された少なくとも１つのプーリとを備え、前記少なくとも１つのプーリは、
回転軸の周りに回転するように構成されたフレームであって、反対側の側面を有する円形外側リムを有するフレームと、
前記リムの径方向および軸方向に延びる複数の周囲歯であって、各歯が歯幅を有し、各歯が前記駆動ベルトの隣接する内側ラグの間で受容されるように構成された複数の周囲歯と、
隣接する周囲歯の間において径方向に延びる整列フランジであって、前記整列溝内に受容されるように構成され、かつ前記周囲歯よりも前記回転軸から径方向に延びない整列フランジとを備え、
前記周囲歯と前記整列フランジと前記整列溝は、前記整列溝内に受容された前記整列フランジにより、前記駆動ベルトが前記周囲歯の頂面の上に乗るように構成される
自己整列型プーリ・駆動ベルトシステム。
【請求項２】
前記周囲歯と前記整列フランジと前記整列溝が、前記整列溝内に受容された前記整列フランジにより、前記駆動ベルトも前記整列フランジの上に乗るように構成される請求項１に記載の自己整列型プーリ・駆動ベルトシステム。
【請求項３】
前記外側リムの少なくとも１つの反対側の側面と前記整列フランジとの間を延び、外部から侵入した泥と破片を除去するための破片排出路をさらに備え、前記破片排出路が前記外側リムの少なくとも１つの反対側の側面と前記整列フランジとの間において障害物がない請求項１に記載の自己整列型プーリ・駆動ベルトシステム。
【請求項４】
前記破片排出路が前記外側リムの少なくとも１つの反対側の側面と前記整列フランジとの間において傾斜する請求項３に記載の自己整列型プーリ・駆動ベルトシステム。
【請求項５】
前記整列溝が前記駆動ベルトの長手方向に延び、前記整列フランジが前記歯の幅に本質的に垂直な方向に延びる請求項１に記載の自己整列型プーリ・駆動ベルトシステム。
【請求項６】
前記整列溝が前記ラグの中央にあり、各歯が各リムの側面から等距離だけ幅方向に延びる請求項１に記載の自己整列型プーリ・駆動ベルトシステム。
【請求項７】
各歯が前記回転軸から前記整列フランジを越えて径方向に延びる請求項１に記載の自己整列型プーリ・駆動ベルトシステム。
【請求項８】
各歯が隣接するラグの間の空間を本質的に埋めるように構成される請求項１に記載の自己整列型プーリ・駆動ベルトシステム。
【請求項９】
前記少なくとも１つのプーリの前記プーリのフレームが前記リムと連結リングの間に複数のスポークをさらに備え、前記連結リングと前記リムの間に選択距離の軸方向オフセットがあり、これにより前記連結リングの回転部材への取付け作業において、前記リムの前記回転軸に沿う位置が反対側のリム側面のいずれが先にくるかによって変化しうる請求項１に記載の自己整列型プーリ・駆動ベルトシステム。
【請求項１０】
少なくとも２つのプーリを備える請求項１に記載の自己整列型プーリ・駆動ベルトシステム。
【請求項１１】
各プーリが異なる直径を有する請求項１０に記載の自己整列型プーリ・駆動ベルトシステム。
【請求項１２】
整列フランジが、径方向に延びて丸みをつけられた末端部まで、実質的に一定である幅を有する請求項１に記載の自己整列型プーリ・駆動ベルトシステム。
【請求項１３】
前記駆動ベルトが駆動ベルト幅を有し、前記整列溝が前記駆動ベルト幅の１／３よりも小さい整列溝幅を有する請求項１に記載の自己整列型プーリ・駆動ベルトシステム。
【請求項１４】
前記駆動ベルトが駆動ベルト幅を有し、前記整列溝が前記駆動ベルト幅の１／４よりも小さい整列溝幅を有する請求項１に記載の自己整列型プーリ・駆動ベルトシステム。
【請求項１５】
前記駆動ベルトが駆動ベルト幅を有し、前記整列溝が前記駆動ベルト幅の１／８よりも小さい整列溝幅を有する請求項１に記載の自己整列型プーリ・駆動ベルトシステム。
【請求項１６】
前記駆動ベルトが駆動ベルト幅を有し、前記整列溝が前記駆動ベルト幅の１／１０よりも小さい整列溝幅を有する請求項１に記載の自己整列型プーリ・駆動ベルトシステム。
【請求項１７】
前記整列溝の幅と前記整列フランジの幅との間に隙間を備える請求項１に記載の自己整列型プーリ・駆動ベルトシステム。
【請求項１８】
前記整列フランジが整列フランジ距離だけ径方向に延び、前記整列フランジは、前記整列フランジの末端部を前記整列溝の中に、前記整列溝の深さよりも大きくない距離だけ延ばす請求項１に記載の自己整列型プーリ・駆動ベルトシステム。
【請求項１９】
前記整列フランジが整列フランジ距離だけ径方向に延び、前記整列フランジは、前記整列フランジの末端部を前記整列溝の中に、前記整列溝の深さよりも短い距離だけ延びる請求項１８に記載の自己整列型プーリ・駆動ベルトシステム。
【請求項２０】
前記ベルトが１１mmの幅を有する請求項１に記載の自己整列型プーリ・駆動ベルトシステム。
【請求項２１】
駆動ベルトであって、前記駆動ベルトは長手方向に間隔をあけて配置された複数の内側ラグを備え、各ラグが前記ラグを第１および第２のラグ片に分割する整列溝を有し、前記整列溝が整列溝深さを有する駆動ベルトと、
前記駆動ベルトの内面に係合するように構成された少なくとも１つのプーリとを備え、前記少なくとも１つのプーリは、
回転軸の周りに回転するように構成されたフレームであって、反対側の側面を有する円形外側リムを有するフレームと、
前記リムの径方向および軸方向に延びる複数の周囲歯であって、各歯が前記回転軸に平行な歯幅を有し、各歯が前記駆動ベルトの隣接する内側ラグの間で受容されるように構成された複数の周囲歯と、
隣接する周囲歯の間において径方向に延びる整列フランジとを備え、前記整列フランジは、前記整列溝内に受容されるように構成され、かつ整列フランジ距離だけ径方向に延び、前記整列フランジの末端部を前記整列溝の中に、前記整列溝の深さよりも大きくない距離だけ延ばし、
前記駆動ベルトが前記周囲歯の頂面に乗る
自己整列型プーリ・駆動ベルトシステム。
【請求項２２】
自転車のためのプーリ・駆動ベルトシステムであって、前記自転車は第１のプーリに取付けられるように構成されたクランクセットと、第２のプーリに連結されるように構成された後輪ハブとを備え、前記プーリ・駆動ベルトシステムは、
駆動ベルトであって、前記駆動ベルトは長手方向に間隔をあけて配置された複数の内側ラグを備え、各ラグが各ラグを第１および第２のラグ片に分割する整列溝を有する駆動ベルトと、
前記駆動ベルトの内面に係合するように構成された第１のプーリと、
前記駆動ベルトの内面に係合するように構成された第２のプーリとを備え、
前記第１のプーリは、
回転軸の周りに回転するために自転車クランクセットに連結するように構成されたフレームであって、反対側の側面を備えた円形外側リムを有するフレームと、
前記リムの径方向および軸方向に延びる複数の周囲歯であって、前記駆動ベルトの幅に少なくとも等しい歯幅だけ軸方向に延び、各歯が前記駆動ベルトの隣接する内側ラグの間に受容されるように構成された複数の周囲歯とを備え、
前記第２のプーリは、
回転軸の周りの回転のために前記自転車の車輪のハブに連結するように構成されたフレームであって、反対側の側面を備えた円形外側リムを有するフレームと、
前記リムの径方向および軸方向に延びる複数の周囲歯であって、前記駆動ベルトの幅に少なくとも等しい歯幅だけ軸方向に延び、各歯が前記駆動ベルトの隣接する内側ラグの間で受容されるように構成された複数の周囲歯とを備え、
前記第１および第２のプーリの少なくとも１つは、隣接する周囲歯の間に延びる整列フランジをさらに備え、前記整列フランジは前記整列溝内に受容されるように構成され、
前記駆動ベルトが前記周囲歯の頂面に乗る
自転車のためのプーリ・駆動ベルトシステム。
【請求項２３】
駆動ベルトが駆動ベルト幅を有し、前記整列溝が前記駆動ベルト幅の１／３よりも小さい整列溝幅を有する請求項２２に記載の自転車のためのプーリ・駆動ベルトシステム。
【請求項２４】
前記整列フランジが前記周囲歯よりも前記回転軸から径方向に延びず、前記整列フランジと前記整列溝と前記周囲歯は、前記整列溝内に受容された前記整列フランジにより、前記駆動ベルトが前記周囲歯の上に乗るように構成される請求項２２に記載の自転車のためのプーリ・駆動ベルトシステム。
【請求項２５】
前記整列フランジの末端部が前記整列溝の底に到達しない請求項２４に記載の自転車のためのプーリ・駆動ベルトシステム。
【請求項２６】
前記第２のプーリのフレームがさらに、前記リムとハブ連結リングの間に複数のスポークを備え、前記連結リングと前記リムの間に選択距離の軸方向オフセットがあり、これにより前記連結リングの前記ハブへの取付け作業において、前記リムの前記回転軸に沿う位置が反対側のリム側面のいずれが先にくるかによって変化しうる請求項２２に記載の自転車のためのプーリ・駆動ベルトシステム。
【請求項２７】
前記第１のプーリのフレームがさらに、前記クランクセットと作用的に結合する手段を備え、前記クランクセットと作用的に結合する手段は選択距離の軸方向オフセットを有し、これにより前記第１のプーリのフレームのクランクセットとの作用的関連において、前記リムの前記回転軸に沿う位置が前記反対側のリム側面のいずれが先にくるかによって変化しうる請求項２２に記載の自転車のためのプーリ・駆動ベルトシステム。
【請求項２８】
クランクセットと、
後輪ハブと、
前記クランクセットおよび前記後輪ハブに作用的に結合するプーリ・駆動ベルトシステムとを備え、前記プーリ・駆動ベルトシステムは、
駆動ベルトであって、前記駆動ベルトは長手方向に間隔をあけて配置された複数の内側ラグを備え、各ラグが各ラグを第１および第２のラグ片に分割する整列溝を有する駆動ベルトと、
前記駆動ベルトの内面に係合するように構成された第１のプーリと、
前記駆動ベルトの内面に係合するように構成された第２のプーリとを備え、
前記第１のプーリは、
回転軸の周りに回転するために自転車クランクセットに連結するように構成されたフレームであって、反対側の側面を備えた円形外側リムを有するフレームと、
前記リムの径方向および軸方向に延びる複数の周囲歯であって、前記駆動ベルトの幅に少なくとも等しい歯幅だけ軸方向に延び、各歯が前記駆動ベルトの隣接する内側ラグの間に受容されるように構成された複数の周囲歯とを備え、
前記第２のプーリは、
回転軸の周りの回転のために前記自転車の車輪のハブに連結するように構成されたフレームであって、反対側の側面を備えた円形外側リムを有するフレームと、
前記リムの径方向および軸方向に延びる複数の周囲歯であって、前記駆動ベルトの幅に少なくとも等しい歯幅だけ軸方向に延び、各歯が前記駆動ベルトの隣接する内側ラグの間で受容されるように構成された複数の周囲歯とを備え、
前記第１および第２のプーリの少なくとも１つは、隣接する周囲歯の間に延びる整列フランジをさらに備え、前記整列フランジは前記整列溝内に受容されるように構成され、
前記駆動ベルトが前記周囲歯の頂面に乗る
自転車。
【請求項２９】
駆動ベルトとともに用いられるプーリであって、前記駆動ベルトが長手方向に間隔をあけて配置された複数の内側ラグを備え、各内側ラグが各内側ラグを第１および第２ラグ片に分割し、前記プーリは、
回転軸の周りに回転するように構成されたフレームであって、反対側の側面を有する円形外側リムを有するフレームと、
前記リムの径方向および軸方向に延びる複数の周囲歯であって、各歯が前記駆動ベルトの幅に少なくとも等しい歯幅を有し、各歯が前記駆動ベルトの隣接する内側ラグの間で受容されるように構成された複数の周囲歯と、
隣接する周囲歯の間に延びる整列フランジであって、前記整列溝内に受容されるように構成され、かつ前記周囲歯よりも前記回転軸から径方向に延びない整列フランジとを備え、
前記駆動ベルトが前記周囲歯の頂面に乗る
駆動ベルトとともに用いられるプーリ。
【請求項３０】
前記外側リムの少なくとも１つの反対側の側面と前記整列フランジとの間を延び、外部から侵入した泥と破片を除去するための破片排出路をさらに備え、前記破片排出路が前記外側リムの少なくとも１つの反対側の側面と前記整列フランジとの間において障害物がない請求項２９に記載の駆動ベルトとともに用いられるプーリ。
【請求項３１】
整列フランジが、丸みをつけられた末端部まで径方向に延びるにしたがって実質的に一定である幅を有する請求項２９に記載の駆動ベルトとともに用いられるプーリ。
【請求項３２】
前記整列フランジが前記歯の幅の１／３よりも小さい幅を有する請求項２９に記載の駆動ベルトとともに用いられるプーリ。
【請求項３３】
前記整列フランジが前記歯の幅の１／４よりも小さい幅を有する請求項２９に記載の駆動ベルトとともに用いられるプーリ。
【請求項３４】
前記整列フランジが前記歯の幅の１／８よりも小さい幅を有する請求項２９に記載の駆動ベルトとともに用いられるプーリ。
【請求項３５】
前記整列フランジが前記歯の幅の１／１０よりも小さい幅を有する請求項２９に記載の駆動ベルトとともに用いられるプーリ。
【請求項３６】
下記のベルトと第１および第２のプーリのうちの少なくとも２つを備える自転車用キットであって、
駆動ベルトであって、前記駆動ベルトは長手方向に間隔をあけて配置された複数の内側ラグを備え、各ラグが各ラグを第１および第２のラグ片に分割する整列溝を有し、整列溝が整列溝深さを有する駆動ベルトと、
第１および第２のプーリであって、前記第１および第２のプーリの各々は前記駆動ベルトの内面に係合するように構成され、前記第１および第２のプーリの少なくとも１つは、
回転軸の周りに回転するように構成されたフレームであって、反対側の側面を有する円形外側リムを有するフレームと、
前記リムの径方向および軸方向に延びる複数の周囲歯であって、各歯が前記回転軸に平行な幅を有し、各歯が前記駆動ベルトの隣接する内側ラグの間で受容されるように構成された複数の周囲歯と、
隣接する周囲歯の間において径方向に延びる整列フランジであって、前記整列溝内に受容されるように構成され、かつ前記周囲歯よりも前記回転軸から径方向に延びない整列フランジとを備え、
前記周囲歯と前記整列フランジと前記整列溝は、前記整列溝内に受容された前記整列フランジにより、前記駆動ベルトが前記周囲歯の頂面の上に乗るように構成される
自転車用キット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、「自転車用ベルト駆動システム」という発明の名称で、2009年9月1日に出願された米国特許仮出願第61/238,944号の優先権を主張し、これは参照することによってこの明細書に組み込まれる。
【０００２】
ベルト駆動システム、より詳しくは二輪車用ベルト駆動システム。
【背景技術】
【０００３】
世界中で製造、販売および使用されているオートバイと自転車を含む二輪車の圧倒的大多数は、駆動軸に作用的に結合する第１のプーリと後輪のハブに作用的に結合する第２のプーリとの間に駆動力を供給する、従来型チェーンを有する駆動トレインを用いている。自転車の応用において、第１のプーリはクランクセットに作用的に連結する。これらのチェーンは第１および第２のプーリの間の動力伝達には比較的効果的であるが、欠点がないわけではない。欠点は、定期的に潤滑する必要性と、摩耗によってチェーンが動力を伝達する効率が低下し、破片がチェーンのリンクの間に入って効率を減少させ、チェーンが長期の使用によって延びて定期的に交換する必要があり、第１および第２のプーリの歯をさらに磨耗させて交換を余儀なくし、またチェーンは騒音を発生するという事実とを含み、これらに限定されるものではない。
【０００４】
チェーンを基本とした駆動トレインシステムに替わる公知技術の１つは、ベルト駆動トレインシステムである。ベルト駆動システムは上述した多くの問題を克服するが、これら自体の問題がないわけではない。例えば、ベルト駆動システムは一般に、ベルト駆動システムの第１および第２のプーリの間に比較的精密なアライメントを必要とする。このようなアライメントを実行することは特に自転車では困難であり、自転車では、多くの製造者のクランクセットとハブが自転車の組立体に混在して組み付けられ、精密なアライメントではなくなることとなる。加えて、アライメントが悪い自転車を使用すると、トラブルが発生するかもしれない。線密なアライメントの欠如の結果として、公知のベルト駆動システムのベルトはプーリに対して経路がそれてプーリから外れる可能性がある。この問題はベルトとプーリがベルト長さに対して比較的狭いので悪くなる。このミスアライメントに対処する１つの方法は、ベルトがプーリから外れることを防止するために、プーリの周辺の周りに径方向に延びる１つ以上の側部フランジを設けることである。しかし、このような側部フランジは、特に２つの側部フランジが設けられた部分においてプーリの製造を複雑にし、重量を増加させ、プーリの幅を大きくし、プーリのコストを上昇させる。公知のベルト駆動システムが有する他の問題は、プーリの歯の間に破片がたまることであり、これは効率的な動力伝達に障害となり、ひどい場合には、ベルトがプーリから滑り落ちる。これらの欠点の各々は、二輪車の分野、特に自転車の分野において重要である。
【０００５】
ここに記載された種々の実施形態は上述した問題の１つ以上を解決する。
【発明の概要】
【０００６】
第１の特徴は、複数の長手方向に間隔をあけて配置された内側ロブを有する駆動ベルトを備え、各ロブが整列溝を有する自己整列型ベルト駆動システムである。システムは、回転軸の周りに回転するように構成されたフレームと円形外側リムとを備えた少なくとも１つのプーリをさらに備える。複数の周囲歯は、リムの径方向および軸方向に延び、各歯は駆動ベルトの隣接する内側ラグの間に受容されるように構成される。整列フランジは、周囲歯の間において径方向に延びる。整列フランジは整列溝の中に受容されるように構成され、整列フランジは周囲歯よりも回転軸から径方向に延びない。周囲歯、整列フランジ、および整列溝は、整列溝内に受容された整列フランジによって、駆動ベルトが周囲歯に乗るように構成される。
【０００７】
第２の特徴は、複数の長手方向に間隔をあけて配置されたラグを備え、各ラグが整列溝を有する駆動ベルトを備えた自転車用プーリ・駆動ベルトシステムである。第１のプーリは駆動ベルトの内面に係合するように構成され、回転軸の周りに回転するために自転車のクランクに連結されるように構成されたフレームを備える。フレームはさらに、リムの径方向および軸方向に延びる複数の周囲歯を有する円形外側リムを含む。歯は駆動ベルトの幅に少なくとも等しい歯幅だけ軸方向に延びる。各歯は駆動ベルトの隣接する内側ラグの間に受容されるように構成される。第２のプーリは駆動ベルトの内面に係合するように構成され、回転軸の周りに回転するために自転車の車輪のハブに連結するように構成されたフレームを備える。フレームは、リムの径方向および軸方向に延びる複数の周囲歯を有する円形外側リムを有する。歯は駆動ベルトの幅と少なくとも同じ幅の歯幅だけ軸方向に延び、各歯は駆動ベルトの隣接する内側ラグの間に受容されるように構成される。第１および第２のプーリの少なくとも一方は、隣接する周囲歯の間に延びる整列フランジを備え、整列フランジは整列溝内に受容されるように構成される。
【０００８】
さらに他の特徴は前の段落のプーリ・駆動ベルトシステムを備えた自転車である。
【０００９】
さらなる特徴は、駆動ベルトとともに用いられるプーリであり、駆動ベルトは長手方向に間隔をあけて配置された複数のラグを備え、各ラグはラグを第１および第２のラグ片に分割する整列溝を有する。プーリは回転軸の周りに回転するように構成されたフレームを備え、フレームは反対側の側面を有する円形外側リムを有する。複数の周囲歯はリムの径方向および軸方向に延び、各歯は駆動ベルトの幅に少なくとも等しい歯幅を有する。各歯は駆動ベルトの隣接する内側ラグの間に受容されるように構成される。整列フランジは隣接する周囲歯の間に延び、整列フランジは整列溝内に受容されるように構成される。整列フランジは周囲歯よりも回転軸から延びない。
【００１０】
さらに他の特徴は、駆動ベルトと第１および第２のプーリとの少なくとも２つを備えた自転車のためのキットである。駆動ベルトは長手方向に間隔をあけて配置された複数のラグを備え、各ラグがラグを第１および第２のラグ片に分割する整列溝を有する。整列溝は整列溝深さを有する。第１および第２のプーリはそれぞれ、駆動ベルトの表面に係合するように構成され、第１および第２のプーリの少なくとも１つは回転軸の周りに回転するように構成されたフレームを備える。フレームは円形外側リムを有する。複数の周囲歯はリムの径方向および軸方向に延び、各歯は回転軸に平行な歯幅を有し、各歯は駆動ベルトの隣接するラグの間に受容されるように構成される。整列フランジは隣接する周囲歯の間に径方向に延びる。整列フランジは整列溝内に受容されるように構成され、整列フランジは周囲歯よりも回転軸から径方向に延びない。周囲歯と整列フランジと整列溝は、整列溝内に受容される整列フランジにより、駆動ベルトが周囲歯の上に乗るように構成される。
【００１１】
さらなる特徴は、前述の段落のいずれかにおいて記載されたように構成された自転車用駆動システムのためのベルトの使用である。ベルトは、ベルトの幅だけ延び、長手方向に間隔をあけて配置された複数の内側ラグを備え、各ラグはラグを第１および第２のラグ片に分割する整列溝を有し、整列溝はベルトの幅の１／３よりも小さい幅を有する。１つの実施形態において、ベルトは約１１mmの幅を有し、整列溝は約１−２mmの間の幅を有する。
【００１２】
さらに他の特徴は、前述の段落のいずれかにおいて記載されたように構成された自転車用駆動システムのためのプーリの使用であり、プーリは回転軸の周りに回転するように構成されたフレームを備え、フレームは反対側の側面を有する円形外側リムを有する。プーリはさらに、プーリピッチで均等に間隔をあけて配置され、リムの径方向および軸方向に延びる複数の周囲歯を含み、各歯は回転軸に平行な幅を有し、幅は駆動ベルトの幅に少なくとも等しく、各歯は隣接する内側ラグと駆動ベルトの間に受容されるように構成される。整列フランジは隣接する周囲歯の間に延び、隣接フランジはベルトの整列溝内に受容されるように構成され、整列フランジは周囲歯よりも回転軸から径方向に延びない。駆動ベルトとともに用いるプーリはさらに、丸みをつけられた末端部まで径方向に延びるにしたがって実質的に一定である幅を有する整列フランジを備える。プーリは歯の幅の１／３よりも小さい幅を有する整列フランジをさらに備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】二輪車、特にプーリ・駆動ベルトシステムを含む自転車の概略平面図である。
【００１４】
【図２】図１の第２のプーリの斜視図である。
【００１５】
【図３】図２の第２のプーリの３−３線に沿う断面図である。
【００１６】
【図４】図３の断面の斜視図である。
【００１７】
【図５】駆動ベルトに係合する図１の第１および第２のプーリの斜視図である。
【００１８】
【図６】図５のプーリ・駆動ベルトシステムの側面図である。
【００１９】
【図７】図６の７−７線に沿う図６の第２のプーリの断面図である。
【００２０】
【図８】軸方向オフセットを示すプーリの部分の断面図である。
【００２１】
【図９】ベルトのラグとプーリ歯の係合の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
他の表示がない限り、この明細書および特許請求の範囲において用いられる成分の量、寸法、反応条件等を表す全ての数字は、全ての例において「約」の用語によって修正されると理解されるべきである。
【００２３】
この明細書および特許請求の範囲において、単数の使用は特に他の記載がない限り複数を含む。加えて、「または」は他の記載がない限り「および／または」を意味する。さらに、「含んでいる」の用語の使用は「含む」および「含まれる」等の他の形式と同様に、制限的なものではない。また、「要素」あるいは「構成部分」等の用語は、特に他の記載がない限り、１つのユニットおよび１つよりも多い構成部分を有する要素および構成部分を包含する。
【００２４】
ここに開示されたベルト駆動システムは、オートバイおよび自転車等の二輪車に限定されないが、これらを含むベルト駆動を用いた広い種々の分野に応用できる。自転車に用いるためのベルト駆動システムの特別な利点のため、ベルト駆動システムは自転車に用いた形態で示される。この特別な実施形態は、添付された特許請求の範囲によって明確に限定されない限り、非限定的であることを意図する。
【００２５】
ベルト駆動システム１２を有する自転車１０が図１に概略的に示される。自転車１０は、後部ドロップアウト（図示せず）によってフレームに取付けられたハブ１８を有する後輪１６を備えたフレーム１４を含む。自転車１０はさらにクランクセット２０を含む。ベルト駆動システム１２は第１のプーリ２２を含み、これはクランクセット２０と作用的に結合して、クランクセット２０とともに共通の回転軸の周りに回転する。第２のプーリ２４は後輪ハブ１８と作用的に結合して共通の回転軸の周りに回転する。同期駆動ベルト２６は第１のプーリ２２と第２のプーリ２４の間に延びる。図１に示されるように、第１のプーリ２２は第２のプーリよりも大きい直径を有してもよい。他の実施形態において、プーリは同じ大きさでもよく、あるいは第２のプーリは第１のプーリよりも大きい直径を有してもよい。さらに、１以上の付加的な同軸プーリがギア比を変更させるために、第１および第２のプーリに近接して設けられてもよい。このような実施形態はさらに、近接するプーリの間を変位することができる、前輪あるいは後輪の多段変速装置を含んでもよい。あるいはギアは、従来公知のタイプのギア付き後輪ハブの手段によって構成されてもよい。
【００２６】
図２は、ハブ１８およびベルト駆動システム１２から取り外した第２のプーリ２４の斜視図である。第２のプーリ２４は後輪１６のハブ１８に連結するように構成されたフレーム２８を備え、反対側の側面３２、３４と、ハブ連結リング３６と、ハブ連結リング３６および円形外側リム３０の間に延びる複数のスポーク３７とを有する円形外側リム３０を含む。第２のプーリ２４はさらに、複数の周囲歯３８を備える。図示されるように、周囲歯はプーリピッチＰＰで等間隔に離間し、リムの径方向および軸方向に延びる。他の実施形態において、歯は、間隔が変化するラグを有する駆動ベルトに噛合するために、変化する間隔を有してもよい。
【００２７】
各歯はさらに、回転軸に平行な幅Ｗを有する。幅Ｗは、いくつかの実施形態では駆動ベルトの幅に等しいか、大きいか小さいが、駆動ベルト２６の幅に少なくとも等しい。歯の幅とベルトの幅が実質的に等しいことは、ベルトと歯の各幅を最小にしつつ、ベルトと歯の間において伝達される力の大きさを最大にするためには有利である。各歯３８は、図５、６に図示されるように、駆動ベルト２６の隣接する内側ラグ４２の間の空間内に受容されるように構成される。いくつかの実施形態では、図５、６に図示されるように、歯は隣接するラグの間の空間を実質的に埋める。この特徴は、プーリの回転方向が逆転するとしたら、ベルトとプーリの間のスリップを最小にするために有用である。これらの内側ラグはベルトピッチＢＰだけ間隔をあけている。第２のプーリ２４は隣接する周囲歯の間に延びる整列フランジ４４を含む。整列フランジ４４は駆動ベルト２６の整列溝４６の中に受容されるように構成され、整列溝は各ラグを第１および第２のラグ片に分割する。図５〜７を参照。図７を参照すると、整列溝４６は平行な側壁を有する。他の実施形態では、側壁は整列フランジ４４を中に受容することを容易にするために先細りにされている。さらに、整列フランジ４４は中央にある溝に噛合することを容易にするために先細りにされてもよい。先細りにされるか否かにかかわらず、整列フランジ４４はさらに、丸みをつけられるか、あるいはそのような噛合を促進するように構成された末端部を含む。図示された実施形態において、また図７に示されるように、整列溝４６はラグ４２を等しく第１および第２のラグ片に分割する。しかし、第１および第２のラグ片は他の実施形態では異なる幅であってもよい。図示された実施形態では、第２のプーリ２４の各歯はリムの各側面から等しい長さで延びる。第１および第２のラグ片が異なる幅である実施形態では、歯の幅は、対応した異なる幅を有する。図示された実施形態では、第２のプーリ２４の各歯は回転軸から整列フランジ４４を越えて径方向に延びるが（図６参照）、他の実施形態では同じ長さだけ延びるか、あるいは整列フランジ４４がさらに延びてもよい。いくつかの実施形態では、周囲歯、整列フランジ、および整列溝は、整列フランジが整列溝の中に受容された状態で駆動ベルトが周囲歯の上に乗るように、構成される。代替的に、周囲歯、整列フランジ、および整列溝は整列フランジの上に乗るように構成されてもよい。
【００２８】
図９は、整列フランジが平行な側壁と丸く成形された末端部を有する実施形態を示す。この実施形態において、プーリは約１１mmの幅Ｈを有し、歯は約１１mmの幅を有する。ほとんどの実施形態において、歯の幅は少なくともベルトの幅に等しい。図９では、整列溝は約１．５mmの幅Ｉを有し、整列フランジは約１．０mmの幅Ｊを有する。一般的に、整列溝の幅は整列フランジの幅よりも少し大きく、いくらかの係合クリアランスを形成するが、ベルトが歯の幅に沿って望ましくない量だけそれることを許容するほど広くあってはならない。一般的に整列溝の幅は、歯に係合するのに有効なベルト表面の大きさを最大化し、かつそれらの間の力の伝達のための表面を最大化するために、最小にされる。整列溝の幅を最小にすることはまた、整列溝に破片が侵入する可能性を最小にする。約１１mmのベルト幅を仮定すると、いくつかの実施形態では、整列溝の幅は約１−３mmの間であるかもしれず、他の実施形態では約１−２mm、また他の実施形態では約１−１．５mmであるかもしれない。整列フランジは一般に、整列溝よりも小さく、約０．５mmの幅を有する。
【００２９】
いくつかの実施形態において、整列溝の幅のベルトの幅に対する比は１：３の大きさである。他の実施形態では１：４であり、さらに他の実施形態では１：８、１：１０あるいはさらに小さい。整列フランジの幅の歯の幅に対する比もまた、１：３、１：４、１：１０あるいはさらに小さい。
【００３０】
図９に示されるように、整列フランジは、整列溝の底まで到達しないように構成される。図９の実施形態において、フランジの末端部と整列溝の底との間には約０．７５mmの距離がある。この構成は、マウンテンバイクのように、ベルトとプーリの駆動システムが破片が存在する環境において用いられる場合に有用である。この空間は破片が堆積することとなり、破片が整列溝を埋めたり、また破片によってプーリからベルトを引き離すことはない。破片の堆積が懸念されない他の応用では、整列フランジは整列溝の全深さに延びるように構成することができる。ほとんどの実施形態では、整列フランジが、ベルトがプーリ歯の表面を除いて整列フランジの上に乗るほど、整列溝の中に深く入り込まないことが好ましい。
【００３１】
図８を参照すると、選択距離（例えば２mm）の軸方向オフセット４８が連結リング３６とリム３０の間に形成される。１つの実施形態では、オフセット４８は、図８に示されるように段差によって連結リング３６と複数のスポーク３７の間に形成される。代替的に、オフセットは角度方向のオフセットあるいは如何なる他の態様によって形成されてもよい。このオフセットの目的は、連結リングのハブへの取付け作業においてリムの回転軸に沿う位置が、反対側のリム側面のいずれが取付け作業の間に先にくるかによって変化するようにすることである。
【００３２】
第１のプーリ２２は円形外側リム３０、歯３８および整列フランジ４４の同じ構成を有するが、図６に示されるように、異なる直径であるかもしれず、さらに異なるフレーム構造を含むかもしれない。図５、６を参照すると、第１のプーリ２２のフレーム５０は、クランクセットに協働する手段をさらに構成する径方向内側に延びる多数のブラケット５２から成る。これらのブラケットは、第２のプーリ２４に関して図８に示される、軸方向オフセット４８のようなオフセットを有する。穴５４はクランクセット２０への取付けのために設けられる。
【００３３】
ここに開示された駆動システムのいくつかの実施形態において、第１のプーリ２２または第２のプーリ２４のみが整列フランジを含んでもよい。いくつかの実施形態では、整列フランジを全ての隣接する歯の間に延在させないことが望ましいかもしれない。いくつかの実施形態において、整列フランジは単純に、フランジがリムから径方向に延びるのとは反対に、リムの径方向の延長であってもよい。いくつかの実施形態では、単一のプーリが駆動ベルトとともに用いられるかもしれない。
【００３４】
自転車の特殊な応用における使用では、同期駆動ベルト２６のラグ４６が第１および第２のプーリ２２、２４の各々の隣接する歯の間の間隙に受容され、これにより後輪はクランクセットに対して力を付与することによって駆動される。整列は、ベルトの整列溝４６に噛合する整列フランジ４４によって第１および第２のプーリ２２、２４に維持される。この態様において、自転車に用いられる従来のベルトプーリに要求される側面フランジは省略されうる。これは、プーリの幅を減少させる利点があり、これは小さな空間が有用である自転車の組立体にとって重大である。側面フランジの省略はさらに、プーリの重量と自転車の設計における他の重大な要素を減少させる。整列の特徴は、第１及び第２のプーリの間の軸方向の相対的変位を許容し、これはフレームが過酷な仕様に組み立てられない、あるいは損傷がフレームやプーリに発生し、プーリを整列させなくする自転車に共通である。さらに、自転車の製造者は、いろいろな製造者のクランクセットと車輪のセットを使用することを選択するかもしれず、また各寸法はいくらか変化するかもしれない。これはプーリの不整列を引き起こしうる。この潜在的な不整列は上述したように第１および第２のプーリにおける軸方向のオフセットを与えることによって、さらに整列溝と整列フランジの相互作用によって補償される。これらの利点はオートバイあるいはベルト駆動システムを用いた他の装置のような他の応用において享受される。
【００３５】
この設計のさらなる利点は、泥と破片が歯の領域内にはじかれる機能である。この特徴は、図３、４によく示されるように、円形外側リム３０の反対側の側面３２、３４と整列フランジ４４の間に延びる破片排出路５６によって、さらに促進される。破片排出路は、破片がプーリから離脱することに対する障害物を除去することを意図している。これらの図面に示されるように、破片排出路５６は、破片の除去を促進してプーリのリムの肩部により阻止するようにして、反対側の側面から整列フランジ４４に向かって傾斜する。湾曲した表面あるいは他の構成がまた、この排出作用を果たすことができる。さらに、整列フランジ４４は破片が隣接する歯の間の間隙に入り始めることを阻止する。
【００３６】
開示された種々の実施形態はまた、各従属形式の請求項が独立形式の請求項と同様に先行する従属形式の請求項の限定を組み込んだ多重従属の請求項であるかのように、特許請求の範囲に記載された種々の要素の置換を含む。このような置換はこの開示の範囲内に明確に含まれる。
【００３７】
多くの実施形態を参照して本発明が詳細に説明されたが、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、形態と詳細の変更がここに開示された種々の実施形態に加えられ、またここに開示された種々の実施形態が特許請求の範囲を制限するものとして作用しないことが当業者によって理解されるであろう。ここに引用された全ての出典は参照することによってここに組み込まれる。
【図１】
0005470459.tif 000002
【図２】
0005470459.tif 000003
【図３】
0005470459.tif 000004
【図４】
0005470459.tif 000005
【図５】
0005470459.tif 000006
【図６】
0005470459.tif 000007
【図７】
0005470459.tif 000008
【図８】
0005470459.tif 000009
【図９】
0005470459.tif 000010