(57)【要約】無端ベルトを備えた連続駆動装置用の駆動部。本発明は、機械的出力を無端ベルトを用いて駆動プーリーから被駆動プーリーに伝達し、駆動力がベルトとプーリーとの間の摩擦によって伝達される装置に関する。駆動ベルトはプーリーの回りに数回巻き付けられており、接触角は、通常最大でも約１８０度から３６０度の接触角と比べて大幅に大きくなる。その結果、ベルトの低張力部における必要張力はきわめて低いが、それにもかかわらず、極めて大きな円周方向の力を伝達することができる。本発明によるこの駆動部には、ベルトがほとんど摩擦を受けずにプーリー上を軸方向に移動することができる手段が設けられているため、ベルトの巻き付けられた部分は絶対的な意味においてその場所に留まる。ベルトの予張力が低く、かつ伝達されるベルト力が大きいため、本駆動部はさまざまな用途向きの連続可変伝達装置に非常に適している。
2007529698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断続的または連続的な出力が、無端ベルトと少なくとも１つのプーリーとによって、駆動軸から被駆動軸に機械的に伝達され、
機械的出力が摩擦によって前記ベルトと前記プーリーの間で伝達され、
前記ベルトの進入部と退出部とが前記プーリー上で軸方向に離れて配置されている、駆動部。
【請求項２】
前記ベルトの前記プーリー上での接触角が３６０度を超えている、請求項１に記載の駆動部。
【請求項３】
前記ベルトと前記プーリーの間の摩擦係数を軸方向よりも接線方向において大きくする手段を有している、請求項１または２に記載の駆動部。
【請求項４】
前記プーリーは、該プーリーの軸方向成分を含む方向に可動の、前記ベルトとの１つ以上の接触面または係合面を有している、請求項１から３のいずれか１項に記載の駆動部。
【請求項５】
前記接触面または前記係合面は前記プーリーの軸方向に動くことができる、請求項４に記載の駆動部。
【請求項６】
前記接触面または係合面は、前記プーリー軸に対して小さな角度αだけ、好ましくは最大で約２０度、傾いた方向に動くことができる、請求項４に記載の駆動部。
【請求項７】
前記ベルトの前記進入部は前記接触面または係合面の移動方向に対して（９０−α）度の角度をなしている、請求項６に記載の駆動部。
【請求項８】
前記プーリーの前記係合面は、円周方向に分断され、または分断されない回転円筒体に沿って位置している、請求項１から７のいずれか１項に記載の駆動部。
【請求項９】
前記プーリーの前記係合面は、前記プーリーの長手方向の断面において、軸に対して、好ましくは一定の鋭角の、所定の角度をなす経路に沿って位置している、請求項１から７のいずれか１項に記載の駆動部。
【請求項１０】
前記プーリーは前記駆動軸に取り付けられている、請求項１から９のいずれか１項に記載の駆動部。
【請求項１１】
前記プーリーは前記被駆動軸に取り付けられている、請求項１から１０のいずれか１項に記載の駆動部。
【請求項１２】
前記接触面または係合面は、小型のホイールまたはローラーの円周面の一部からなっていることを特徴とする、請求項４から１１のいずれか１項に記載の駆動部。
【請求項１３】
前記小型のホイールまたはローラーは、前記プーリーの回転軸の中心線に垂直な軸の回りを回転することができることを特徴とする、請求項１２に記載の駆動部。
【請求項１４】
前記ホイールまたはローラーは、軸方向の面上を転がり、かつ無限経路を移動するボールまたはローラーの１つ以上の列からなることを特徴とする、請求項１２に記載の駆動部。
【請求項１５】
２つまたは３つ以上のボールの軌道が隣接して設けられ、該軌道の少なくとも一部で、互いに隣接する該軌道の前記ボールが、それらが軸方向に互いに変位することができなくなるように互いに係合することを特徴とする、請求項１４に記載の駆動部。
【請求項１６】
前記ローラーは、該ローラーの外面に設けられ、前記軸方向の面上の隆起部に対応した、少なくとも１つの溝を備えていることを特徴とする、請求項１４に記載の駆動部。
【請求項１７】
前記溝は、循環する前記ローラーを有すると共に該ローラーを経路内に保持する、柔軟なまたは剛な、循環するワイヤーまたはバンドと対応していることを特徴とする、請求項１６に記載の駆動部。
【請求項１８】
前記ローラーはその両端に、直線状のまたは周回するガイド内を移動する軸端部を備えていることを特徴とする、請求項１６または１７に記載の駆動部。
【請求項１９】
前記ローラーは互いに回転可能に連結され、たとえば該連結のためにボアホールを備え、該ローラーは該ボアホールを通る軸によって互いに連結され、該軸は互いに連結可能であることを特徴とする、請求項１６から１８のいずれか１項に記載の駆動部。
【請求項２０】
前記接触面または係合面は、前記プーリー上を軸方向に移動可能な、とりわけ滑動可能な、可動セグメントの表面からなることを特徴とする、請求項４から１１のいずれか１項に記載の駆動部。
【請求項２１】
前記セグメントは互いに相対移動可能である、請求項２０に記載の駆動部。
【請求項２２】
前記セグメントは互いに回転可能に連結されている、請求項２１に記載の駆動部。
【請求項２３】
前記セグメントは、弾性バンドなどの手段によって互いに弾性的に連結されている、請求項２１または２２に記載の駆動部。
【請求項２４】
前記セグメントは、該セグメントとその支持体とに設けられた互いに係合するリブと溝とを用いて軸方向に案内されている、請求項２１から２３のいずれか１項に記載の駆動部。
【請求項２５】
前記接触面または係合面は前記プーリーの径方向断面で凸部となっている、請求項４から２４のいずれか１項に記載の駆動部。
【請求項２６】
前記凸部の半径は、前記プーリーの円周方向に互いに隣接する係合面の接線が、前記プーリーの径方向の平面において、該係合面の互いに相対する端部において、該端部を互いに連結する弦の上またはそれを越えて位置するように選定されている、請求項２５記載の駆動部。
【請求項２７】
前記ベルトを前記プーリーの一回転当たり少なくとも該ベルトの幅の距離だけ該プーリー上を軸方向に移動させることができる案内手段または制御手段が設けられていることを特徴とする、請求項１から２６の１つ以上に記載の駆動部。
【請求項２８】
前記ベルトは、前記プーリーと共に回転する制御ディスクまたは制御リングによって軸方向に移動し、該制御ディスクまたは制御リングは、一つの実施形態では、外周部で、前記プーリーに対して軸方向に、とりわけ該プーリーに対して傾斜して、動くことができることを特徴とする、請求項２７に記載の駆動部。
【請求項２９】
前記ベルトは、固定配置された制御部材であって、互いに隣接するベルト部分間を径方向外側から延び、たとえば、前記プーリーに対して軸方向に移動せず回転軸が前記軸方向ガイドの外側にある制御ディスクの形態をした制御部材によって軸方向に移動することを特徴とする、請求項２７または２８に記載の駆動部。
【請求項３０】
使用されるベルトの一方の面に少なくとも１つの歯付きプーリーの歯と噛み合う歯を備え、該歯の設けられていない該ベルトの面は、少なくとも１つのプーリーに摩擦によって駆動力を伝達することを特徴とする、請求項１から２９のいずれか１項に記載の駆動部。
【請求項３１】
前記ベルトが接触する表面部分は、前記プーリーの円周上に配置され、かつ該プーリーに対して径方向に移動できる軸方向ガイドの一部を形成することを特徴とする、請求項４から３０のいずれか１項に記載の駆動部。
【請求項３２】
前記軸方向ガイドは、２つのラジアルディスクの径方向スリットまたは径方向溝の中を移動するとともに、２つの螺旋ディスクの螺旋スリットまたは螺旋溝の中を移動し、該ラジアルディスクおよび該螺旋ディスクはともに該軸方向ガイドの両側に設けられ、該２つのラジアルディスクは一緒に回転するように互いに連結され、または機械的に結合され、該軸方向ガイドは該ラジアルディスクと該螺旋ディスクとの相対回転によって径方向に移動することを特徴とする、請求項３１に記載の駆動部。
【請求項３３】
前記軸方向ガイドは、２つのラジアルディスクの径方向スリットまたは径方向溝の中を移動するとともに、２つの螺旋ディスクの螺旋スリットまたは螺旋溝の中を移動し、該ラジアルディスクおよび該螺旋ディスクはともに該軸方向ガイドの両側に設けられ、該２つの螺旋ディスクは一緒に回転するように互いに連結され、または機械的に結合され、該軸方向ガイドは該ラジアルディスクと該螺旋ディスクとの相対回転によって径方向に移動することを特徴とする、請求項３１に記載の駆動部。
【請求項３４】
前記軸方向ガイドは、径方向を向いて配置されかつ中央の歯付きホイールの回転によって前記プーリーに対して径方向に移動するスピンドル上に配置され、該中央の歯付きホイールは、該軸方向ガイドを径方向に動かすために、前記プーリー内に径方向に配置されている該スピンドルを回転させる、請求項３１に記載の駆動部。
【請求項３５】
前記ラジアルディスク、前記螺旋ディスク、または前記スピンドルを備えた前記プーリーは、前記プーリーの前記被駆動軸または前記駆動軸に連結され、前記軸方向ガイドは、前記プーリーの軸が回転している間に、前記螺旋ディスク、前記ラジアルディスク、または前記中央の歯付きホイールを減速させることによって移動することを特徴とする、請求項３２から３４のいずれか１項に記載の駆動部。
【請求項３６】
前記２種類のディスク同士、または前記中央の歯付きホイールと前記スピンドルを備えた前記プーリーとは、前記軸方向ガイドが最大直径または最小直径の方向に移動するように、バネ力によって相対回転することを特徴とする、請求項３２から３４のいずれか１項に記載の駆動部。
【請求項３７】
前記螺旋ディスクと前記ラジアルディスク同士、または前記中央の歯付きホイールとスピンドル付きのプーリーとは、制御可能な継手によって互いに機械的に連結可能であることを特徴とする、請求項３２から３４のいずれか１項に記載の駆動部。
【請求項３８】
径方向平面における前記セグメントの凸部は、前記プーリー上の前記ベルトとの全ての係合面の設定可能な最小半径の約半分に相当する、請求項３１から３７のいずれか１項、または請求項２５に記載の駆動部。
【請求項３９】
速度伝達比の調整中にベルトの予張力を変更する手段を備えている、請求項３２から３８のいずれか１項に記載の駆動部。
【請求項４０】
前記ベルトは、張力コードなどの張力補強材と、前記張力コードの径方向内側にあるトレッド面であって、該張力コードの径方向外側にあるカバー層と同等または同等以下の厚さを有するトレッド面と、を備えていることを特徴とする、請求項１から３９のいずれか１項に記載の駆動部。
【請求項４１】
前記ベルトは、好ましくは該ベルトの径方向外側に位置する、傾斜した両側縁部を備えている、請求項１から４０のいずれか１項に記載の駆動部。
【請求項４２】
駆動ベルトを備えた駆動部に用いられるプーリーであって、駆動軸または被駆動軸上に配置され、前記駆動ベルトの支持面を備え、該支持面は前記プーリーの中心線との径方向距離が調整可能であるプーリー。
【請求項４３】
前記支持面は第１の支持体を介して支持され、該第１の支持体は、前記プーリーの他の部分に設けられ有効支持面の位置が径方向に調整可能な第２の支持体の支持面上にある、請求項４２に記載のプーリー。
【請求項４４】
前記プーリーと共に循環運動をおこない、前記支持面の径方向位置を調整するため一時的に該プーリーと異なる速度にされることができる調整部分を備えた、請求項４３に記載のプーリー。
【請求項４５】
駆動軸から被駆動軸に出力を伝達する無端ベルトであって、張力コードなどの張力補強材を備え、断面においてベルトの径方向内側に位置しているベルト部分の径方向寸法が、最大でも、該張力補強材の他の側にあるベルト部分の径方向寸法に等しい無端ベルト。
【請求項４６】
一定の断面を有している請求項４５に記載の無端ベルト。
【請求項４７】
請求項１から４６のいずれか１項以上に記載の駆動部を備えた、自転車などの乗物。
【請求項４８】
２本のベルトが前記駆動軸の前記プーリー上を互いに隣接して走っており、各ベルトはさらに、前記被駆動軸に取り付けられた各プーリー上を走っており、該２本のベルトは互いに逆方向に巻き付けられている、請求項１から４７のいずれか１項に記載の駆動部。
【請求項４９】
添付の明細書に述べられ、および／または添付の図面に示された特徴的な手段を１つ以上備えている乗物。
【請求項５０】
添付の明細書に述べられ、および／または添付の図面に示された特徴的な工程を１つ以上有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端ベルト、コード、バンド等、ならびにこれらに伴うプーリーを用いた、駆動軸から被駆動軸への機械的出力の伝達装置に関する。本発明は、少なくとも２つのプーリーを有する駆動装置であって、少なくとも１つのプーリーはそれに伴うベルトの歯と噛み合う歯が備えられておらず、少なくとも１つのプーリーは摩擦によって駆動力が伝達されるベルト駆動部が備えられた駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
後者については、フラットベルトやいわゆるＶベルトを備えた駆動装置が知られている。これらの駆動装置では、円周方向の力は駆動プーリーの材料とベルト材料との間の摩擦によってベルトに伝達される。被駆動プーリーの場合も、円周方向の力は同様にしてベルトから被駆動プーリーに伝達される。円周方向の力は、ベルトがプーリーの接触面と接触する接触面の位置で伝達される。
【０００３】
円周方向の力は、ベルト材料と駆動プーリーの材料との間の摩擦係数と、これらの材料が互いに押し付けられあう法線方向の力と、いわゆる接触角、すなわちベルトがプーリーの円周に接触する角度と、に依存する。この場合、他の類似の条件において、伝達し得る円周方向の最大の力は接触角が大きくなるほど大きくなる。無端ベルトと２つ以上のプーリーとを備えた既知の駆動装置における接触角は３６０度未満である。
【０００４】
円周方向の力を摩擦によって伝達する駆動装置は、ベルトとプーリーの歯を正確に噛み合わせることによって円周方向の力を伝達する駆動装置と比較して、プーリーの円周を連続的に変化させ、それによって駆動部の速度伝達比を連続的に変化させることができるという利点を有している。しかし他方、大きな円周方向の力をこのように摩擦によって伝達することは、実際にはより困難であるという欠点がある。
【発明の開示】
【０００５】
本発明の目的は、特に出力を半連続的または連続的に伝達するのに適し、少なくともこの点において改良された、無端ベルトを備えた駆動部を提供することにある。
【０００６】
第１の態様として、本発明は、断続的または連続的な出力が、無端ベルトと少なくとも１つのプーリーとによって、駆動軸から被駆動軸に機械的に伝達され、機械的出力が摩擦によってベルトとプーリーの間で伝達され、ベルトの進入部と退出部とがプーリー上で軸方向に離れて配置されている駆動部を提供する。これによって、ベルトのプーリーとの接触角を大きくする余地が生じる。こうしてベルトは、プーリー上で３６０度より大きい接触角を取ることができる。
【０００７】
本発明の駆動部のさらなる展開において、プーリーは、プーリーの軸方向成分を含む方向に可動の、ベルトとの１つ以上の接触面または係合面を有している。ベルトが接触するプーリー面はプーリーに対して軸方向に動くことのできる１つ以上の面を有しているため、プーリーに巻き付けられた駆動ベルトは、プーリー上をほとんど摩擦を受けずに軸方向に動くことができる。その結果、エネルギー損失は少なくなり、摩耗もほとんど生じない。
【０００８】
駆動部は、ベルトとプーリーの間の摩擦係数が、軸方向よりも接線方向において大きくなる手段を有していることが有利である。
【０００９】
１つの実施態様によると、接触面または係合面はプーリーの軸方向に動くことができる。
【００１０】
他の実施態様によると、接触面または係合面は、プーリー軸に対して小さな角度αだけ、好ましくは最大で約２０度、傾いた方向に動くことができる。この場合、ベルトの進入部は接触面または係合面の移動線に対して（９０−α）度の角度をなしていることが有利である。移動方向は、（図示する）関連する接線平面において、プーリーの中心線と平行する線に対して小さな角度αを取ることができる。
【００１１】
プーリーの係合面は多くの方法で配置することができる。１つの実施態様における係合面は、円周方向に分断され、または分断されない回転円筒体に沿って位置している。
【００１２】
また別の実施態様におけるプーリーの係合面は、プーリーの長手方向の断面において、軸に対して、好ましくは一定の鋭角の、所定の角度をなす経路に沿って位置している。
【００１３】
軸方向に可動な表面（部分）は、軸方向ガイドビームまたは軸方向ガイドに一体化することができる。表面（部分）は、プーリー軸と平行に（あるいは前記の小さな角度αの場合は、それに対応した傾斜した方向に）移動することができる。軸方向ガイドビームは円周上の各位置に設けられている。軸方向ガイドは径方向に移動可能であり、それによってプーリーの直径を変えることができる。
【００１４】
本発明によるプーリーは、駆動軸および被駆動軸に、あるいはこれら双方に取り付けることができる。
【００１５】
本発明の駆動部の他の実施態様において、接触面または係合面は、小型のホイールまたはローラーの円周面の一部からなっている。小型のホイールまたはローラーは、プーリーの回転軸の中心線に垂直な軸の回りを、あるいは上記の小さな角度αの場合は、それに対応した傾いた軸に垂直な軸の周りを回転することができる。
【００１６】
他の実施態様において、接触面または係合面は、プーリー上を軸方向に滑動可能な可動セグメントの表面からなる。
【００１７】
案内手段または制御手段を設け、それによって、一回転当たりの軸方向変位が少なくともベルト幅に対応するように、プーリーに巻き付けられたベルト部分を軸方向に動かすようにしてもよい。このことは、回転プーリーの場合、プーリーに巻き付けられたベルト部分が外観上側方には移動しないことを意味する。それは、各回転で加えられる巻き付け部分が、当該回転の間に、先に巻き付けられた位置に滑り込むためである。こうして、ベルトのプーリー上の軸方向移動が、エネルギーや摩耗をほとんど伴わずに可能となる。その結果、本発明によるベルト駆動部は、連続式駆動装置、さらには大出力の連続式駆動装置に極めて適したものとなり、また、高効率で相対的に小型で相対的に安価な可変変速装置を実現する可能性を提供する。
【００１８】
駆動部には、高品質のＶベルトや高強度かつ長寿命の歯付きベルトを製造するための既存の技術に基づいて製造可能なベルトおよびバンドを使用することができる。ベルトの張力コードとプーリーとの間の出力の伝達は合成歯または比較的厚いゴム層によっては行われず、ほとんど変形しない薄いトレッド面でより直接的に行われるため、原則的には、同一のベルトサイズ（幅および／または高さ）のベルト当たり、より大きな力と出力を伝達することができる。したがって、たとえば長方形の断面を有するたとえば歯無しベルトのような、ベルトの単純な実施形態を採用することができる。
【００１９】
本発明はさらに本発明による駆動部を備えた乗物を提供する。
【００２０】
本発明はさらに駆動軸から被駆動軸に出力を伝達する無端ベルトを提供する。無端ベルトは張力コードなどの張力補強材を備え、断面においてベルトの径方向内側に位置しているベルト部分の径方向寸法が、最大でも、張力補強材の他の側にあるベルト部分の径方向寸法に等しい。なお、ベルトは一定の断面を有していてもよい。
【００２１】
本発明はさらに、駆動ベルトを備えた駆動部に用いられるプーリーを提供する。プーリーは駆動軸または被駆動軸上に配置され、駆動ベルトの支持面を備え、支持面はプーリーの中心線との径方向距離が調整可能である。１つの実施態様によれば、支持面は第１の支持体を介して支持され、第１の支持体は、プーリーの他の部分に設けられ有効支持面の位置が径方向に調整可能な第２の支持体の支持面上にある。これは、たとえば、プーリーと共に循環運動をおこない、支持面の径方向位置を調整するため一時的にプーリーと異なる速度にされることができる調整部分によって実現することができる。
【００２２】
接触面または係合面は、ベルトの径方向面における断面において、凸面を備えていてもよい。凸面はさらに、ベルトが少なくとも凸面の全面にわたって接するように形成し配置される。この目的のため、プーリーの円周方向に隣接する係合面の接線は、プーリーの径方向の平面において、係合面の互いに相対する端部において、端部を互いに連結する弦の上またはそれを越えて位置していてもよい。換言すれば、接触面または係合面は、凸面に従いかつ弦を有する円周方向の線が、径方向内側に延びるくぼみを持たないように形成される。接触面または係合面は、こうしてプーリー上のベルトの最小曲げ半径を確定する。曲げ半径は、一般的にはプーリー上のベルトの平均半径よりも小さいが、実際には、円周上のこれらの面の表面占有度に従い、ほぼ平均半径に近くなる。
【００２３】
径方向に調整可能な係合面の部分を有している１つの実施態様において、径方向平面における前記セグメントの凸部は、前記プーリー上の前記ベルトとの全ての係合面の設定可能な最小半径の約半分に相当していてもよい。
【００２４】
さらなる実施形態は添付の請求の範囲で述べるが、その内容は本明細書に挿入されているとみなされるべきである。
【００２５】
本出願に記載されおよび／または示された態様および手段は、可能であれば個別に使用することもできる。プーリー、ベルト、およびその他の態様など、個々の態様は、それらに関する分割出願の主題となることがあろう。
【００２６】
米国特許第６，２８０，３５８号より、ゲートを往復移動させる移動機構が公知であることが注目される。ゲートは台車によって移動可能である。ベルトは同一の軸に設けられた２つの駆動プーリーの周りに巻き付けられ、張力プーリーを介してプーリー間を案内される。出力を連続的または半連続的に被駆動軸に伝達するため、ベルトにはブロックが取り付けられている。
【００２７】
英国特許明細書第４１３，４５０号はロープ用駆動部に関する。駆動されるロープはプーリーの回りに１８０度を超える角度で巻き付けられている。
【００２８】
英国特許明細書第３６１，９４０号は３つのプーリーを備えたベルト駆動部を開示している。進入部と退出部との間の各プーリーにかかるベルトは、１８０度前後の角度を含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明を、添付の図面に示される例示的な実施形態をもとに説明し、明確化する。
【００３０】
図１に２つのプーリーを有する実施形態を示す。プーリー１は駆動プーリー、プーリー２は被駆動プーリーである。ベルト４の部分３は牽引部、部分５は低張力部である。図示した回転方向において、部分４ａは牽引部の進入部で、部分４ｂは退出部である。さらに、部分５ａは低張力部５の進入部、部分５ｂは低張力部５の退出部である。一つのプーリー当たり４つの軸方向ガイド６が設けられている。実際使用する場合は、多角形効果を低減させるため個数は増えるが、多角形効果は、とりわけ、プーリーの円周方向に沿った軸方向ガイド間の距離を互いに異なった長さとすることにより、さらに低減することができる。
【００３１】
ベルトのトレッド面には局所的な不連続部（オプションによる歯は除く）はなく、そのため連続して循環することができる。
【００３２】
ベルトは、ほとんど摩擦を受けずに軸方向ガイド６上を軸方向に動くことができるが、接線方向には大きな摩擦力を受ける。分かりやすくするため軸方向ガイド自体の構造は図示していないが、以下に説明する。ベルトはプーリーの回りに３．５回巻き付けられている。この場合、接触角は約３．５×３６０度＝１２６０度となる。その結果、低張力部における張力と牽引部における張力との最大比率は、接線方向の摩擦係数を０．３としたときに、適切な計算に従うと約５４５に等しい。このことは、低張力部における予張力が極めて低い場合にも、滑りを生じることなくベルトの牽引部によって大きい力を伝達できることを意味する。
【００３３】
低張力部における張力は、バネ張力がかけられた不図示の緊張ホイールを用いて一定に維持される。
【００３４】
ベルトは、ベルト側方にある傾斜部９を用い、また軸方向ガイドの両側側方にある傾斜ベルトガイド１０（図２を参照）によって、ベルト張力を受けた状態でプーリー上を軸方向に動くことができる。この単純なガイドは特定の環境下においては不十分なことがある。特に、低張力進入部における低いベルト張力が巻き付けられたベルト部分をプーリー上で軸方向に動かすのに必要な軸方向の残留力と組み合わされる場合はそうである。ベルトの軸方向移動における軸方向の制御を保障するため、制御ディスクまたは制御リング７ａ〜７ｄが配置してある。これらのディスクまたはリングは、ベルトとの摩擦またはプーリーとの結合によってプーリーと共に回転するが、外側がプーリーに対して軸方向に部分的に動いても（特に、プーリーの回転軸を通る径方向の平面に対して傾斜しても）よく、固定配置されたローラー８ａ〜８ｄによって軸方向に支持されていてもよい。
【００３５】
図１における制御ディスクまたは制御リングは、駆動軸によって径方向に同心に支持されている。しかし、これらのディスクまたはリングは、リングの内側面がプーリーの外側面を含む固定位置を、偏心して回転することができる。たとえば図１２Ａを参照されたい。これらのディスクまたはリングは、固定配置され、その目的に合わせて修正されたガイドまたはローラーによって支持されなければならない。調整可能なプーリーの場合、ガイドまたはローラーの位置も調整可能でなければならない。
【００３６】
図示の実施形態では、制御ディスク一つ当たりに一つの支持ローラーが設けられているが、この個数は必要に応じて増やしてもよい。ベルトの牽引部の進入部４ａは、制御ディスク７ａによって右側に押される。その結果、進入部４ａは、プーリーの一回転で少なくともベルト幅に相当する距離だけ軸方向に沿って右側に滑る。したがって、進入部の軸方向位置は常に同じ場所に留まる。このことは、制御ディスク７ｃの影響下にある低張力部５の進入部５ａにも該当する。これらの制御ディスクは巻き付けられたベルト部分の全てを移動させるため、退出部もまたそれぞれの場所に留まる。制御ディスク７ｂ，７ｄはこのためには不要であるが、回転方向を逆にする時は作動状態となり、制御ディスク７ａ，７ｃと同様に作動する。
【００３７】
図１２には、ベルトを軸方向に移動させる別の方法が示されている。本実施形態では、ベルトは、プーリーに対して偏心した位置に設けられた制御ディスク１５を用いて、軸方向に動かされる。制御ディスク１５は、プーリーの軸方向に平行か、あるいは、ベルトがその場所において径方向の平面に対して概略なす角度、たとえば最大でも２０度ずれた軸の回りを回転する。制御ディスクは軸方向では常に固定位置にある。直径が可変のプーリーの場合、制御ディスク１５はベルトと共に軸方向に動き、ベルトと接触状態を維持するようにしてもよい。
【００３８】
制御ディスク１５は、ベルトの進入部がプーリーの外周部に達する場所に位置している。このことは、プーリーに達するベルト部分は約一回転するまでは軸方向に移動しないということを意味する。進入部１８が牽引部でもある状況では、ベルトのこの部分のおける引張応力はその時点ではかなり低減しているため、ベルトを軸方向に変位させるために必要な力は比較的小さい。しかし、制御ディスク１５をより「上流に」に位置させることもできる。その結果、軸方向の移動はより早く行われ、その状況では力はより大きくなる。さらに、回転ガイド１５の代わりに単純な固定ガイドを使用することもできるが、この場合、移動に必要な軸方向の力は比較的大きくなる。
【００３９】
他の考えられる構成を図１２Ａに示す。この例では、固定位置で自由に回転する複数のローラー１５の内側に、回転可能に軸受支持された制御リング１６が用いられている。図には２つのローラーが示されている。制御リング１６の回転中心線Ｔは、プーリーの回転中心線Ｓに対して偏心している。ローラー１５の間隔と制御リング１６の径方向寸法は、ローラー１５および制御リング１６が、隣接するベルト部分間の円周方向経路の一部では、ベルト部分の間まで延びているが（下部を参照）、円周方向経路の別の部分においては、上部に示すように、ベルト部分から径方向に離れており、ベルト部分が制御リングの下を通過できるようになっている。
【００４０】
図２に、底辺５’と、１列以上のホイールの軸が配置された直立した側壁５”（１つのみ示す）と、を有するＵ字形のキャリア５からなる軸方向ガイドの実施形態を示す。ここで１は、軸３の周りを自由に回転するホイール２の列の上を転がることができるベルトの断面である。軸３はプーリー軸の中心線に対して直角で、かつ直立する側壁５”に軸受支持してある。この結果、ベルトはほとんど摩擦を受けずに軸方向に動くことができるが、一方、接線方向（図面直交方向）の動きに対しては、ホイールの外周に用いられる材料とベルトの材料とに適用される摩擦係数が働く。
【００４１】
ベルトの捩れを防止するため、ベルトは少なくとも２つのホイールで支持されている。このことは、ホイールの直径ｄは最大でもベルト幅ｂの半分であることを意味する。このことはまた、実際の実施状況でのホイールの直径はきわめて小さく、一方発生する力はかなり大きいことを意味する。そのため、十分長い寿命と許容可能な価格レベルとを有するホイールおよび軸受の構造設計を行なうことは困難となる。
【００４２】
第１の列２に近接し、かつ第１の列に対して長さｃだけ軸方向にずれたホイールの第２の列４を軸方向ガイドに用いると、ホイールの直径を比較的大きくすることができる。図面より、ｃはホイールの直径の半分に軸の直径ｄ１の半分を加えたものに等しいことが分かるであろう。この場合の条件は、ｃは最大でｂの半分、すなわちｃ＝１／２ｂ＝１／２ｄ＋１／２ｄ１、あるいはｄ＝ｂ−ｄ１となる。
【００４３】
端部に軸受ではｄ１はゼロとなるため、ホイールの最大直径は最大でベルト幅ｂに等しくすることができる。
【００４４】
図３は、たとえばテフロン（登録商標）のような摩擦係数の小さい材料２の上をスライドする滑りセグメント１を有する、軸方向ガイドの実施形態を示す。材料２は、Ｕ字形のキャリア４の中央部にピン３で取り付けられている。セグメントの摩擦をさらに低減するため、材料２にピン３の周りを回転するホイール８が収納される空間を残してもよい。本図ではホイール８は点線で示している。セグメントの突起部５が、循環するように配置されたガイド６の中を動くため、セグメント１は軌道に保持される。また、セグメントを移動可能に互いに連結し、循環するセグメントチェーンにすることもできる。
【００４５】
セグメント１に脚部７を設け、その中にたとえば円形の断面を有するベルトを収納してもよい。これは本図では点線で示してある。
【００４６】
図４には、ホイールの代わりにボール軌道２の中を転がるボール１を用いた軸方向ガイドが示されている。１つまたはいくつかのボール軌道を用いることができる。図示の実施形態では、２つの近接したボール軌道２，３が設けられている。ボールは無限軌道の中を走行するが、その無限軌道では、ボール軌道の最下部２ａ，３ａがボールの列が互いに横方向に係合するような幅を有する１つの軌道に一体化されており、その結果２つのボール列は互いに軸方向に移動できないようになる。こうすることによって、軌道の上部にあるボールが、ｄの半分という望ましい距離だけ軸方向に互いにずれるという状態を作り出すことができ、その結果、図２のホイールのようにボールの直径ｄを最大でもベルト幅ｂに等しくすることができる。
【００４７】
上部ボール軌道において、ボールは、（プーリーの）径方向平面における回転に対抗する大きな摩擦力を受ける。ボール軌道は、軸方向ガイドを形成するＵ字形の金属キャリア６によって支持されている。本実施形態では、ボール軌道は、合成材料または金属からなり、さらに好ましくは、ベルト５とボールとの間の摩擦係数に対応した、ボール材料に対する摩擦係数を有する材料４で形成されている。
【００４８】
後者の摩擦係数が大きい場合、ボールは、ベルトの引張応力がボールの表面と材料４との間で滑りが生じる応力に近づくと回転を始める。合成材料を４に用いた場合、ボール軌道の、ベルト張力によってボールに大きな力がかかるベルトとの接触部に金属部を組み込んでもよい。
【００４９】
図５ａにおいて、セグメント１には、ベルト２（図５ａ）の最小曲がり半径である値Ｒを有する半径Ｒが与えられている。調整可能なプーリーの場合、この半径はプーリーの最大直径に関連した半径に対してかなり小さくなる。しかし、調整不可能なプーリーの場合、この半径は大きくなり、プーリーの最大半径とほとんど変わらないこともあろう。
【００５０】
これらのセグメントは、支持体５の突部４に対応したセグメント内のスリット３を通して軸方向に案内されている。スリットや端部は複数個あってもよい。これらのセグメントは、Ｕ字形の接続片６を介して互いにヒンジ接続されている。接続片６は、ガイドエッジ７を用いてセグメントを軌道に保持するためにも用いられる。ガイドエッジは本実施形態では上側にのみ設けられているが、セグメントの周囲全体を延びていてもよい。
【００５１】
一般的にセグメントは、ベルトの材料と比べて大きな摩擦係数を有する金属で作られている。支持体の材料はセグメントの材料と比べて小さい摩擦係数を有している。
【００５２】
図５ｂでは、セグメントは曲げ板材８で作られている。軸方向の案内は、引込み部９と支持体のスリット１０とによって行われる。一方、この実施形態では、ガイドエッジ１１は内側に配置されている。本実施形態では、セグメントは、固定されあるいは変型可能な弾性バンド１２によって循環軌道に保持される。
【００５３】
また、図５ｃにおいても、セグメントは曲げ板材で作られている。この実施形態では、図５ａと同様に溝１３と突部１４が用いられている。セグメントは、セグメントの内部に収納された１つ以上のＯリング１５によって互いに結束されている。
【００５４】
ここで述べた実施形態を組み合わせることもできる。たとえば、図５ｂおよび５ｃのセグメントを互いに連結することができる。またＯリング１６付きの溝を配置すれば、図５ａの連結構造および／またはガイドエッジを用いないことができる。たとえば軸方向ガイドが短い場合、回転数が低い場合、あるいは出力が小さい場合など要求の程度が低い場合には、単純化された実施形態を採用することができる。この場合、金属製の腕時計用チェーンを、横方向に延びる環部が凸面を有し、環部が互いに可動にまたはオプションとして弾性的に結合するように改変した実施形態を用いることもできる。このとき、「時計用バンド」は静止体の周りを循環する。大型プーリーの場合は転がりセグメントを使用できるため、実際には、本特許明細書に述べた軸方向ガイドを組み合わせることができる。上述の凸形状は、本明細書で説明される軸方向ガイドの全ての構成に用いることができる。
【００５５】
図６は、無限軌道２の上を転がるローラー１を備えた軸方向ガイドを示す。ローラーには軌道２から突き出した突部４に対応した溝３が設けられているため、接線方向の移動は防止される。溝を長方形の形状５とし、突部に斜面６を設けることによって、接線方向に生じる力によって生じる横方向の抵抗を最小化することができる。
【００５６】
ローラーに設けた接線方向のガイド溝３はまた、ローラーを軌道に保持する１つ以上の柔軟な、または弾性体の、あるいは剛なガイドバンドまたはワイヤー１１を収納するのに役立つ。これは、図６では上側部分のみに設けられている。上側部分では、たとえばバネ鋼からなる２本の直線ワイヤーが、軸方向ガイドの側壁に、１２の位置で取り付けられている
ワイヤーその他による案内は、ローラー外周に沿って溝３を完全に循環し、それによってローラーを所定の位置に維持するようにしてもよい。この場合、外部ガイド１３は省略することができる。
【００５７】
さらに、この周回する外部ガイドを、溝内のローラー径縮小部に適合した半円状凹部の中に設けてもよい。これによって、ローラーは互いに離れた状態に維持され、半円状の陥凹部の中で回転することができる。ここでは、外部ガイドはボール軸受のケージに類似した働きをしている。
【００５８】
これらの周回する外部ガイドを収納するため、ローラー内部に別の溝を設けることができるのも当然である。
【００５９】
図６において、ローラーは外周部で周回軌道２と接触している。また、ローラーが溝３の内部１４で突部４の外側端部１５の上を転がるようにすることもできる。このとき、斜面１６は溝３の両側に配置される必要がある。このことは、図６ＢＢ’の右側の拡大詳細図に示されており、一方前述の点については左側に拡大表示してある。
【００６０】
図７には、ローラーの両側にシャフトスタブ１７を設けた実施形態を示す。シャフトスタブ１７は、プレート１９の湾曲した端部１８の周回する内面を通って案内される。これによって、ローラーは定位置に保持される。
【００６１】
本実施形態ではシャフトスタブ１７はローラーと一体化されているが、シャフトスタブは、ローラーにボアホールを設け、その中に軸を設置することによっても形成することができる。図７に示す二つ目の実施形態において、軸は各々が２本のローラーを連結するＵ字形に湾曲した軸のように設計されている。このように各々が２本のローラーを互いに連結することによって、ローラーが傾斜して、ローラーの中心線が軸方向ガイド上のベルトの移動方向に対して直角でなくなることが防止される。
【００６２】
ローラーの連結は、各々がＵ字形の湾曲した軸と連結される２つの穴を備えた別の連結プレートを追加することによってさらに改善することができる。明示のため、こうしたプレート２１を一番下の図ｃｃ’に示す。
【００６３】
図８は、直径が可変な２つのプーリーを備えた駆動部の概略の実施形態を示している。軸方向ガイド１は、最小直径２の位置から最大直径３の位置まで径方向に移動することができる。本実施形態では、プーリー５が駆動プーリーである。ここで、一方のプーリーの直径の増大によって吸収されるベルトの長さは、他方のプーリーの直径の減少によって放出されるベルトの長さに等しい。低張力部は、既知の方法でスプリングマウント式の補助プーリー４を用いて得られる張力に維持される。
【００６４】
図９は、直径が可変の被駆動プーリー１と固定直径の駆動プーリー２とを備えた駆動部の概略の実施形態を示す。本実施形態では、プーリー１の直径の減少によって放出されるベルト長を吸収するため、２つの補助プーリー３，４が必要となる。補助プーリー３は、ベルト長を吸収または放出し低張力部を予張力に維持するために移動可能となっている。
【００６５】
図１０は、図９における駆動プーリー２を固定直径の歯付きプーリー２に取り替えた図９の実施形態の変形実施形態である。本実施形態では、ベルトの一方の面には固定プーリー２の歯と噛み合う歯が設けられており、ベルトの他方の面は調整可能なプーリー１の軸方向ガイド３と接触している。本実施形態では、ベルト部分４，５、およびベルト部分６，７は、１８０度の角度で捩れている。図９の実施形態と比較すると、図９におけるプーリー２は本実施形態では狭幅の歯付きプーリーに取り替えられている。
【００６６】
もちろん、駆動部は図８〜１０に示した構成以外の構成も可能である。とりわけ興味深い駆動部の構成は、駆動軸にプーリーを取り付け、その上を２本のベルトが隣接して走る構成である。第１のベルトは、図８〜１０に示すような方法で、被駆動軸に取り付けられたプーリーを駆動し、その結果、被駆動軸はたとえば時計方向に回転する。第２のベルトも被駆動軸のプーリーに巻き付けてあるが、第１のベルトと比べて巻き付け方向が逆になっている。このことは、第２のベルトによる被駆動軸が反時計方向に回転しようとすることを意味する。一定状態で回転している駆動軸の場合、被駆動軸は、第１のベルトの低張力部に張力が与えられると時計方向に回転し、第２のベルトの低張力部に張力が与えられると反時計方向に回転する。したがって、このような実施形態は逆転継手または逆転歯車のように作動し、船舶のプロペラ軸駆動においていわゆるＶ駆動に対する代替案を提供する。
【００６７】
同様にして、２つの軸の間に互いに異なる固定された速度伝達比を有するいくつかのベルト駆動部を平行に配置し、所定の低張力部に張力をかけて所望の速度伝達比を選択することもできる。
【００６８】
図１１は、特に図８の構成および、たとえば自動車の駆動に用いられるような大容量の構成に用いられる調整可能なプーリーの、考えられる具体的な実施形態をより詳細に示している。ベルトはホイール２によって軸方向ガイド１に支持されている。滑りセグメント、ローラーまたはボールによる支持も可能である。
【００６９】
制御ディスク２４，２５は、図１に示したような方法で機能する。固定配置された支持ローラー２６，２７は点線で示している。軸１３は矢印で示した回転方向を有する駆動軸である。ベルト２８の進入部は、プーリーの図面の左上部に達し、制御ディスク２４に接触するまで、矢印の方向に従ってプーリーの回転と共に下降する。次いで制御ディスクは、最下部に到達するまでベルトを右側に押し付ける。続いてベルトは真直ぐに上昇し、そして両方の巻き付け部分が制御ディスクによって右側に押し付けられる位置に到達するまで再度下降する。最後にベルトは最下部の最終位置に到達し、その後プーリーから離れる。制御ディスク２５は逆方向回転のために設けられている。軸方向の制御も逆に行われる。
【００７０】
軸方向ガイド１は、左側ラジアルディスク４および右側ラジアルディスク５の径方向スリット３の中を径方向に案内されている。軸方向ガイドには、左側および右側の螺旋ディスク１０，１１の螺旋スリット８，９に係合する、左側および右側のガイドカム６，７が設けられている。螺旋ディスクは、軸方向ガイドの径方向位置の調整部として機能する。軸方向ガイドは、ラジアルディスク４，５を螺旋ディスク１０，１１に対して同時に回転させることによって、別の直径となるように動かすことができる。この場合好ましくは、各螺旋ディスクはピッチの小さい螺旋状の溝を有しており、それによって、軸方向ガイドの径方向支持体は自己減速する。ラジアルディスクが同時に動くことを保障するため、ラジアルディスクはチューブ１２および連続する軸１３に固定的に連結されている。一方、螺旋ディスクは、螺旋ディスク１０，１１に取り付けられた内部クラウンギア１７，１８に歯付きホイール１５，１６を介して連結された連結ロッド１４によって、相対回転する。
【００７１】
連結ロッド１４の歯付きホイール１６は、軸１３に支持されると共に大径の薄型調整ディスク２０に取り付けられた歯付きホイール１９とも係合している。調整ディスクは、不図示の制動装置によって外側で減速されることができる。同じ調整ディスク２２が左側の螺旋ディスク１０に取り付けており、調整ディスク２２は不図示の制動装置によって減速されることができる。制動装置は適切な方法で、たとえばディスクブレーキの形態で構成することができる。
【００７２】
軸１３が矢印に従って一定の状態で回転する駆動軸である場合、プーリーの直径は、ディスクブレーキまたは調整ディスク２２を減速させることにより減少させることができる。駆動軸の回転方向を逆転させると、２２が減速すると直径は大きくなる。
【００７３】
回転方向をそのままで直径を大きくするためには、調整ディスク２０を減速させなければならない。調整ディスク２０の減速は、つまり歯付きホイール１９が軸１３より遅く回転することを意味する。しかしその結果、歯付きホイール１６によって駆動されるクラウンギア１８は軸１３より高速で回転を開始するため、このクラウンギア１８に取り付けられている螺旋ディスク１１も同様に高速な回転を開始する。こうして、連結された螺旋ディスク１０，１１は、プーリーの直径が大きくなるように回転する。これによって、プーリーの直径は、電気、機械あるいは油圧によって作動する制動装置によって調整することができる。
【００７４】
このようにして直径を調整するため、速度伝達比を電子的に設定することが実現される。まず回転駆動軸の場合、対象ディスクブレーキの減速（付属ブレーキの作動による）によって、一つのプーリーの最小限の直径減少が始まる。その結果、ベルトがわずかに長くなり過ぎるため、低張力部の張力の減少が生じる。この張力は（たとえばテンションローラーの動きを測定することにより）測定され、ブレーキを作動させることも可能な制御部（中央制御ユニット）に伝達される。制御部は、この効果を、ディスクブレーキを介して他のプーリーの直径を増加させることによって修正する。これによって、負荷をかけた状態で速度伝達比を調整することができる。このサイクルは所定の速度伝達比が達成されるまで継続反復される。
【００７５】
回転中の駆動軸の場合、駆動プーリーの直径はディスクブレーキを用いて減少させることができる。停止中の被駆動プーリーが拡張によってベルト長さの放出を吸収するためには、たとえばバネ張力を受けているプーリー（図１２に関する以下の説明を参照のこと。）が、ベルト張力がある値以下に下がると直ちに大きな直径に拡がることが必要である。
【００７６】
静止しているプーリーの場合、ベルトの直径を変えるためには、螺旋ディスクをラジアルディスクに対して回転させる小型の補助モーターが必要となる。
【００７７】
ベルトの直径を大きくするためには、テンションローラーにかかる力を電気的または機械的に減少させて、最初にベルト張力を減少させなければならない。
【００７８】
図１１では１本のベルトのみが設けられている。しかしいくつかのベルトを隣接して配置することもできるため、より大きな容量およびトルクを駆動部によって伝達することができる。
【００７９】
図１１では、２つの螺旋ディスクと２つのラジアルディスクを用いて、軸方向ガイドを両側で支持し案内している。しかし、軸方向ガイドを支持する一つのラジアルディスクと、軸方向ガイド移動用の１つ以上の追加の螺旋ディスクと、を用いることもできる。螺旋ディスクが２つ以上設けられる場合、各螺旋ディスクは、設けられた軸方向ガイドの一部を作動させることができ、最大調整時に螺旋ディスクの大きな角変位が利用可能となる。
【００８０】
軸方向ガイドは、スピンドルとナットを用いて径方向に変位させることもできる。各軸方向ガイドはプーリー内のガイドを経由して径方向に移動可能であり、付属ナットの回転によって径方向に移動可能な、径方向に設けられたスピンドルによって移動する。径方向に支持された対応するナットは、ナットと共に回転する小型の歯付きホイールを用いて回転する。小型の歯付きホイールの該当するリングは、直角方向に力を伝達して中央の歯付きホイールと係合する。中央の歯付きホイールは調整部を形成すると共に、摩擦によってプーリーの中心線の回りを共に回転する。中央の歯付きホイールがプーリーに対して回転すると、小型の歯付きホイールおよびナットが回転し、その結果、軸方向ガイドを伴うスピンドルは同時に径方向に移動する。
【００８１】
プーリーに対する中央の歯付きホイールの回転は、上述したラジアルディスクに対する螺旋ディスクの回転と同一の機能および効果を有しているため、上述の記載で代替できる。
【００８２】
軸方向ガイドが傾斜（角度α）して設けられる場合については以下でも述べるが、径方向の調整における角度の変更は設計時に考慮に入れられることがわかるであろう。
【００８３】
図１２に、たとえば図９および１０における構成に従った、自転車駆動用に用いることのできる調整可能なプーリーを示す。
【００８４】
本実施形態のプーリーは、螺旋ディスクおよびラジアルディスクを用いる点については図１１の実施形態と同等であるが、螺旋ディスクが後部被駆動ホイールに取り付けられている点が異なる。これが必要とされるのは、被駆動ホイールの停止時に、ラジアルディスクがベルトによって回転しなければならないためでもある。
【００８５】
螺旋ディスクには、比較的大きいピッチでいくつかの螺旋形状の溝が配置されている。本実施形態でピッチが大きいのは、小さな角変位でも直径のかなりの変更が要求されるためである。ここでは原則として、各軸方向ガイド２１はそれ自体にカム２２が移動する溝を有している。
【００８６】
軸方向ガイド２１は矢印２０に従って径方向に移動することができる。本実施形態では、たとえば上述したようなローラー、または軸方向に滑ることができるセグメントを有している。
【００８７】
本実施形態では、２つの螺旋ディスク１，２は、自転車の後部ハブ５のフリーホイールハウジング４の外側３の周りを滑る。外側には、螺旋ディスクの溝と噛み合う軸方向リブまたは隆起部が設けてある。こうして螺旋ディスクのフリーホイールハウジング４に対する回転がロックされる。２つのラジアルディスク６，７はチューブ部材８を介して互いに固定されている。チューブ部材はフリーホイールハウジング４の回りを回転できると共に、螺旋ディスク１の円周にそった長い張力バネ９によって、螺旋ディスクに対して軸方向ガイドがプーリーの最大直径に向かって移動する方向に回転する。
【００８８】
バネ９は支持体２４によって螺旋ディスク１の円周に沿って支持されており、一端は部品２３を経由してラジアルディスクに連結され、他端は螺旋ディスク１の円周に連結されている。
【００８９】
螺旋ディスクおよびラジアルディスクの望ましくない相対回転を防止するため、これらのディスクはラチェット機構１１によって連結されており、ディスク２の外側に取り付けられた回転可能なラチェット１２は、ラジアルディスク７の対応するクラウンギア１３と係合している。係合しないようにラチェットを持ち上げることによって、ディスク２，７の連結は解除される。
【００９０】
連結の解除は、周回ケーブル１４を用いると、バネ圧力に抗して遠隔で操作することができる。ケーブル１４に張力を与えることにより、円周方向にそったラチェットは持ち上げられてディスクの連結が解除され、また、図示の実施形態における螺旋ディスクは、回転に抗してケーブルによって減速する。
【００９１】
後部ホイールにおけるプーリーの図示断面は、自転車のクランク軸の方向に沿ったものである。ベルト部分１８は低張力の進入部である。次いでこの部分は真直ぐに上昇し、その後、矢印方向１９に従って対角線状に下降する。ベルトを軸方向に向かって左に寄せるため、本実施形態では制御ホイール１５が設けられている。この制御ホイールには、プーリーに着座しているベルト部分１７の面の左側に力を及ぼすフランジ１６が設けてあるため、ベルトのこの部分は右側に巻き付けられることはなく、プーリー上には進入部１８のための場所が常に確保される。制御ホイール１５は、たとえば図示してはいないが、制御ホイール１５をベルトの外側に向かって径方向に押し付けているバネによって軸方向ガイド２１の径方向の移動に追従する。制御ホイールは軸方向には常に同じ位置に保持されている。軸方向の制御は同時回転しない単純なガイドによって行なうこともできるが、この場合発生する摩擦損失は大きくなる。
【００９２】
自転車操縦者による速度伝達比の変更は以下のようにおこなわれる。
【００９３】
まず、自転車操縦者がケーブル１４を介して螺旋ディスクおよびラジアルディスクの連結を解除すると、螺旋ディスクはケーブルによって減速する。ここでペダルを前方に踏むことによって、螺旋ディスクとラジアルディスクとが互いに相対回転し、軸方向ガイドは直径の小さい方向に移動する。その結果、速度伝達比が増加する。ペダルを後方に踏むことによって逆方向の動きが行われ、さらにバネ９の働きによって、軸方向ガイドは直径の大きい方向に移動する。この動きはベルトの低張力部１８における予張力によって抵抗を受けるが、ベルト駆動の場合、この予張力はきわめて小さい。しかし、適切な手段を用いるか、あるいはベルト部分１８（図１０を参照）を固定することによって、速度伝達比を変更する間は予張力を除去することが必要となろう。ケーブル１４を進ませることによって、ラジアルディスクおよび軸方向ディスクはスプリングロード式ラチェット１２によって再度連結され、こうして速度伝達比は固定される。
【００９４】
図１２による被駆動プーリーの実施形態は、２つの可変プーリーを用い、図８の構成に従った自転車駆動部の代わりに用いることもできる。この変速機は比較的小さい寸法で大きな速度伝達比を達成することができる上、軽量車両や産業上の用途向けの単純な可変変速装置として適しているように思われる。単純化のため、速度伝達比は、図８における駆動プーリー５の直径を増加あるいは減少させると同時に被駆動プーリーの直径を減少あるいは増加させることによって、無負荷状態で変更することが好ましい。
【００９５】
駆動部の速度伝達比の変更については以下のように説明することができる。本実施形態では、駆動プーリーは、ラジアルディスクが駆動軸に連結され、軸方向ガイドの径方向の移動が自己減速するように製作される。
【００９６】
軸方向ガイドは、クランク軸を前方または後方へ回転し、螺旋ディスクを減速させることによって移動することができる。産業向けの実施形態においては、これは図１１で述べたように行われる。自転車に適用される場合、軸方向ガイドは、上述したように中央の歯付きホイールによって回転する、径方向に設けられたスピンドルと共に移動できることが好ましい。中央の歯付きホイールを減速させ、クランク軸を前方または後方に回転させることによって、軸方向ガイドは直径の大きいほう、または小さいほうに移動する。
【００９７】
速度伝達比を変更するためには、まず、図１２に対して上述したような方法で被駆動プーリーの連結を解除し、次いでテンションローラーの押し付け力を除去する。自転車の場合、この２つの動作は、操作用ケーブルへの張力付与を介して行われる螺旋ディスクまたはクランク軸の中央の歯付きホイールの減速動作と組み合わされる。
【００９８】
続いて駆動プーリーの軸方向ガイドは、クランク軸によって直径の大きいほう、または小さいほうに移動する。駆動プーリーの軸方向ガイドを直径の小さいほうに移動する時はベルト長が放出され、放出されたベルト長は設けられた拡張バネ９（図１２を参照）の影響下にある被駆動プーリーの径方向の拡張によって吸収される。自転車における実施形態の場合、この拡張は、被駆動プーリーのラジアルディスクを後方に回転することによって増加する。
【００９９】
駆動プーリーの軸方向ガイドを直径の大いほうに移動する時は、被駆動プーリーの直径は減少しなければならない。この減少は拡張バネ９の作用に抗して生じる。その主な原因は、被駆動軸の（連結を解除された）ラジアルディスクが（張力を受けている）ベルトによって前方に回転し、これによって被駆動軸の（減速した）螺旋ディスクに対して回転するためである。
【０１００】
角変位が同じ場合、被駆動プーリーの直径の変化は駆動プーリーの直径の変化より大きい。所定の速度伝達比が得られると、被駆動プーリーのラジアルディスクおよび螺旋ディスクは再度連結し、テンションローラーの押し付け力は元に戻る。操作ケーブルを解除することによって、螺旋ディスクまたはクランク軸にある中央の歯付きホイールの減速は終了する。
【０１０１】
自転車に対する別の実施形態として、クランク軸のプーリーは調整可能であるが、被駆動プーリーは調整不可能なものがある。調整可能なプーリーは、バネ力／バネ張力を受けた軸方向ガイドが最大直径のほうに移動するようにされている。しかし自転車操縦者がクランク軸にトルクを与えると、これらの軸方向ガイドは最小直径のほうに移動しようとする。
【０１０２】
この実施形態は、ペダル力が大きい場合、駆動プーリーは自動的に速度伝達比の高いほうに移動するように促され、またペダル力を減少すると速度伝達比の低いほうに変わるため、自動加速のように機能する。速度伝達比は、たとえばケーブル作動のラチェット機構によって上述したような方法で固定することができる。
【０１０３】
図１３は、軸方向ガイドが、プーリー中心線と正確に平行ではないが、付随する接線平面（図示）においてプーリーの中心線と平行な線に対して小さな角度αだけ傾いている時に発生する力の分布を示す。本図において、角度βは９０度よりわずかに小さい（９０−α）。この例では軸方向ガイドは真直ぐである。図示した軸方向ガイドは、プーリー中心線を含み図面と垂直に延びる投影面で考えたときに、プーリー中心線に対して平行である。他の軸方向ガイドも同じような方向を向いている。
【０１０４】
ここで、軸方向ガイドのホイールまたはローラーは、軸方向ガイドの長手方向に垂直な軸の回りを回転するものと想定している。しかし、軸方向ガイドをプーリー中心線に対して平行な長手方向に配置する一方、軸方向ガイドのホイールまたはローラーの回転軸を軸方向ガイドに対して斜めに配置することも可能である。
【０１０５】
本図において、１は駆動軸で、またＶｒはベルト２の速度方向である。摩擦力Ｋｒはベルト２から軸方向ガイドに伝達される。
【０１０６】
この力は、軸方向ガイド３に垂直な力Ｋｎと、軸方向ガイドの長手方向に平行な力Ｋａに分解することができる。軸方向の力Ｋａのため、ベルトは右側に動こうとする。この軸方向の力Ｋａのため、軸方向ガイドにそって変位する間にベルトが受ける軸方向の摩擦力より力Ｋａが大きくなると、ベルトは直ちに軸方向に変位する。このように軸方向ガイドを小さな角度（９０−α）度だけ傾斜させて配置すると、ベルトは軸方向の制御ディスクによってより容易に軸方向に変位することができる。あるいは、ベルトがベルト張力の影響下で自然に軸方向に変位するために、場合によっては制御ディスクが不要となる。
【０１０７】
もちろん、プーリーの直径を片側または両側に向かって大きくして、それによりベルトがより容易にあるいは自然に変位するように、軸方向ガイドを構成あるいは配置することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】駆動軸と被駆動軸の回転数の間に一定の速度伝達比を有している一般的な実施形態、ならびにＡ−Ａ’およびＢ−Ｂ’から見た図である。
【図２】本発明による駆動部に対する軸方向ベルトガイドの第一の考えられる実施形態を示す図である。
【図３】本発明による駆動部における軸方向ベルトガイドの第２の考えられる実施形態を、それぞれ断面Ｂ−Ｂ’およびＡ−Ａ’において示す図である。
【図４】本発明による駆動部における軸方向ベルトガイドの第３の考えられる実施形態を、それぞれ断面Ａ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’およびＣ−Ｃ’において示す図である。
【図５Ａ】本発明による駆動部における滑りセグメントを備えた軸方向ベルトガイドの考えられる実施形態を、それぞれ断面Ａ−Ａ’およびＢ−Ｂ’において示す図である。
【図５Ｂ】本発明による駆動部における滑りセグメントを備えた軸方向ベルトガイドの考えられる実施形態を示す図である。
【図５Ｃ】本発明による駆動部における滑りセグメントを備えた軸方向ベルトガイドの考えられる実施形態を示す図である。
【図６】本発明による駆動部に対する軸方向ベルトガイドの第４の考えられる実施形態を、それぞれ断面Ａ−Ａ’およびＢ−Ｂ’において示したもので、さらに２つの詳細部を示している。
【図７】本発明による駆動部における軸方向ベルトガイドの第５および第６の考えられる実施形態を、それぞれ断面Ａ−Ａ’およびＢ−Ｂ’、ならびに断面Ａ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’およびＣ−Ｃ’において示す図である。
【図８】本発明によるベルト駆動部の一例の概略図である。
【図９】本発明によるベルト駆動部の一例の概略図である。
【図１０】本発明によるベルト駆動部の一例の概略図である。
【図１１】図８から１０の駆動部に対するプーリー構造のより詳細な実施形態を示す図である。
【図１２】図８から１０の駆動部に対するプーリー構造のより詳細な実施形態を示す図である。
【図１２Ａ】制御リングを備えた代替構成の概略例を示す図である。
【図１３】プーリーの中心軸に対して小さな角度だけ回転された軸方向ガイドにおける力の伝達を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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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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【図１２Ａ】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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