(57)【要約】      （修正有）【課題】牽引ローラ変速機の実用的商業化に際して、変速機の信頼性、変速の容易性、機能、および単純性を改良する。【解決手段】駆動部材１２０から被駆動部材１７０へ動力を伝達するための複数の回転可能動力調整装置１２２を有する無段変速機１００、動力調整装置がそれぞれ駆動部材、被駆動部材、および支持部材１５４に対して３点摩擦接触するように、各動力調整装置は、駆動部材、被駆動部材、および回転可能な支持部材の間に摩擦を伴ってて挿入されている。変速比は、各動力調整装置が回転する軸を変えるピボツト支持物１３４によって決定される。【選択図】図４
2008069979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心を貫通する円筒状の孔を有する３以上の球状動力調整装置と、
前記各球状動力調整装置の孔に挿通される３以上のスピンドルと、
中心に孔を有する少なくとも一つの固定支持物と、
第１及び第２の端部を有し、前記３以上の動力調整装置の間に配置され、これらと摩擦接触する回転可能な支持部材であって、実質的に均一の外径を有し、軸方向に移動可能であり、当該軸方向の移動を制御するための少なくとも２つの軸受領域を有する支持部材と、
前記支持部材の第１の端部側に配置され、軸方向に移動可能な第１の環状のベアリングと、
前記支持部材の第２の端部側に配置され、軸方向に移動可能な第２の環状のベアリングと、
前記支持部材との間に前記第１のベアリングを挟むように配置され、軸方向に移動可能な第１の平面プラットフォームと、
前記支持部材との間に前記第２のベアリングを挟むように配置され、軸方向に移動可能な第２の平面プラットフォームと、
前記スピンドルの回転軸を変化させるように調整可能であり、当該スピンドルに接続される比率変換器と
を備えている無段変速機。
【請求項２】
回転可能な駆動部材と、
中心を貫通する円筒状の孔を有する３以上の球状動力調整装置と、
前記各球状動力調整装置の孔に挿通される３以上のスピンドルと、
駆動スリーブと、
前記駆動部材と対向する駆動スリーブ上に設けられた３以上の傾斜面と、
前記駆動スリーブの３以上の傾斜面上及び前記駆動部材上を転動する３以上のローラと、
前記３以上のローラを保持するローラ・ケージと、
前記駆動スリーブの３以上の傾斜面は、前記３以上のローラが回転するときに、トルクの増大に応じて前記３以上の動力調整装置に対して前記駆動部材を押圧するとともに、トルクの減少に応じて前記駆動部材から押圧されるように構成され、
第１及び第２の端部を有し、前記３以上の動力調整装置の間に配置され、これらと摩擦接触する回転可能な支持部材であって、実質的に均一な外径を有し、軸方向に移動可能であり、当該軸方向の移動を制御するための少なくとも２つのベアリング領域を有する支持部材と、
前記支持部材の第１の端部側に配置され、軸方向に移動可能な第１の環状のベアリングと、
前記支持部材の第２の端部側に配置され、軸方向に移動可能な第２の環状のベアリングと、
前記支持部材との間に前記第１のベアリングを挟むように配置され、軸方向に移動可能な第１の平面プラットフォームと、
前記支持部材との間に前記第２のベアリングを挟むように配置され、軸方向に移動可能な第２の平面プラットフォームと、
中心に孔を有する少なくとも一つの固定支持物と、
前記スピンドルの回転軸を変化させるように調整可能であり、当該スピンドルに接続される比率変換器と、を備え、
前記支持部材、第１の環状ベアリング、第２の環状ベアリング、第１の平面プラットフォーム、及び第２の平面プラットフォームは、軸方向に同時に移動可能となっている、変速機。
【請求項３】
前記駆動スリーブの傾斜面は、直線状に延びている、請求項２に記載の無段変速機。
【請求項４】
前記ローラは、円筒状である、請求項２に記載の無段変速機。
【請求項５】
中空の主軸と、
前記主軸内に配置された変速部材と、をさらに備え、
前記変速部材は、前記各動力調整装置の回転軸の調整を行うように構成されている、請求項２に記載の変速機。
【請求項６】
主軸と、
前記主軸に取り付けられる回転可能な駆動部材と、
前記主軸に取り付けられる回転可能な被駆動部材と、
前記駆動部材及び被駆動部材との間に摩擦接触するように配置され、前記駆動部材からの力を前記被駆動部材に伝達するように構成され、中心を通るように延びる円筒状の孔を有する複数の球状の動力調整装置と、
前記各球状動力調整装置の孔に挿通される３以上のスピンドルと、
前記複数の動力調整装置の間に配置され、これらと摩擦接触する回転可能な支持部材であって、前記各動力調整装置が、前記駆動部材、被駆動部材及び支持部材と摩擦接触するように構成される支持部材と、
前記支持部材の第１の端部側に配置される第１の環状のベアリングと、
前記支持部材の第２の端部側に配置される第２の環状のベアリングと、
中心に孔が形成されている少なくとも一つの固定支持物と、
前記少なくとも一つの支持物に取り付けられる複数の脚と
を備えている、無段変速機。
【請求項７】
前記脚は前記支持物に強固に固定されるとともに、
前記動力調整装置の支持を補助することで、前記支持部材の回転軸周りに移動するのを防止する、請求項６に記載の変速機。
【請求項８】
前記複数の脚は、前記固定支持物から略垂直に延びている、請求項７に記載の変速機。
【請求項９】
前記主軸が中空であり、当該主軸内に前記変速部材が設けられ、当該変速部材は前記複数の動力調整装置の回転軸の調整を行うように構成されている、請求項６に記載の変速機。
【請求項１０】
回転可能な駆動部材と、
中心を通るように延びる円筒状の孔を有する複数の球状の動力調整装置と、
前記各球状動力調整装置の孔に挿通される３以上のスピンドルと、
中心に孔が形成された少なくとも一つの固定支持物と、
前記主軸に取り付けられる回転可能な被駆動部材と、
前記複数の動力調整装置の間に配置され、これらと摩擦接触する回転可能な支持部材であって、実質的に均一の外径を有し、軸方向に移動可能であり、当該軸方向の移動を制御するための少なくとも２つの軸受領域を有する支持部材と、
前記支持部材の第１の端部側に配置され、軸方向に移動可能な第１の環状のベアリングと、
前記支持部材の第２の端部側に配置され、軸方向に移動可能な第２の環状のベアリングと、
前記支持部材との間に前記第１のベアリングを挟むように配置され、軸方向に移動可能な第１の平面プラットフォームと、
前記支持部材との間に前記第２のベアリングを挟むように配置され、軸方向に移動可能な第２の平面プラットフォームと、
外部に延びる端部を有し、前記支持部材の軸方向に沿って配置され、当該支持部材と係合する変速部材と、を備え、
前記変速部材の位置の調整により、前記支持部材、第１の環状ベアリング、第２の環状ベアリング、第１のプラットフォーム、及び第２のプラットフォームが、同時に且つ略同一の距離だけ移動する、無段変速機。
【請求項１１】
前記変速部材に取り付けられる第１の端部と、変速アクチュエータに接続される第２の端部を有する接続部をさらに備えている、請求項１０に記載の変速機。
【請求項１２】
前記変速部材を第１の位置に付勢する引っ張り部材をさらに備えている、請求項１０に記載の変速機。
【請求項１３】
前記スピンドルに接続される比率変換器をさらに備えている、請求項１０に記載の変速機。
【請求項１４】
前記各動力調整装置の表面の少なくとも一点における、前記スピンドルの回転軸方向の移動が、変速が行われたときに、前記支持部材の軸方向の移動よりも長い、請求項１０に記載の変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は変速機に関する。特に本発明は無段変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無限可変の変速機を提供するために、動力がハウジング内に支持された牽引ローラを通じてトルク入力ディスクとトルク出力ディスクとの間で伝達される、さまざまな牽引ローラ変速機が開発されている。このような変速機では、牽引ローラは支持構造物の上に取り付けられており、牽引ローラが回転すると、支持構造物は、所望の変速比に応じて変化する直径の円内で牽引ローラとトルク・ディスクとがかみ合うことになる。
【０００３】
しかし、これらの従来の解決手法の成功は制限されている。たとえば、シーベルバック（Ｓｃｈｉｅｖｅｌｂｕｓｃｈ）による米国特許第５２３６４０３号では、可変調節可能変速比を有する車両用駆動ハブが開示されている。シーベルバックは、牽引・ローラの各側に１つずつあって各ローラの回転軸を傾斜させる２つのアイリス・プレートの使用を教示している。しかしアイリス・プレートの使用は、変速機を入れ換えるときにアイリス・プレートを調節するのに必要な多数の部品のために、非常に複雑になる可能性がある。この設計の別の制限は、ローラの各側に１つずつある２つのハーフ・アクスルを使用して、２つのハーフ・アクスルの中間にギャップを設ける必要があることである。このギャップは、ローラが滑動直線運動の代わりに回転運動によって入れ換えられるので必要である。２つのアクスルの使用は望ましくなく、また変速機が車両に採用される場合にしばしばあるように、変速機が不意に衝突したときにアクスルが曲がらないようにするために複雑な締付けシステムを必要とする。この設計のさらに別の制限は、これが自動変速機を提供しないことである。
【０００４】
したがって、もっと簡単な変速方法と単一のアクスルとを有する無段変速機が必要となる。さらに、自動的に変速するために構成される自動牽引ローラ変速機が必要となる。さらにまた牽引ローラ変速機の実用的商業化には、変速機の信頼性、変速の容易性、機能、および単純性の改良が必要である。
【特許文献１】米国特許明細書第５２３６４０３号
【発明の開示】
【０００５】
本発明は、回転駆動式または直線駆動式の機械および車両において使用するための変速機を包含するものである。たとえば、この変速機は自動車、オートバイ、および自転車などの車両に使用することができる。変速機はたとえば、主軸の一端に取り付けられた一方向クラッチを随意に駆動するスプロケット、ギア、プーリ、またはレバーなどの動力伝達機構によって駆動することができる。
【０００６】
本発明の一バージョンは、主軸と、主軸に回転可能に取り付けられた回転可能な駆動部材と、主軸に取り付けられた回転可能な被駆動部材と、回転可能駆動部材と回転可能被駆動部材との間に摩擦を伴って挿入されて、駆動部材から被駆動部材へ動力を伝達するようにした複数の動力調整装置と、主軸を被って同心状にかつ主軸と動力調整装置との間にある回転可能支持部材であって、動力調整装置がそれぞれ駆動部材、被駆動部材、および支持部材に対して３点摩擦接触するように複数の動力調整装置と摩擦嵌合する回転可能支持部材とを具備する変速機を含む。
【０００７】
本発明のさらに別のバージョンは、主軸と、主軸に回転可能に取り付けられた回転可能な駆動部材と、主軸に回転可能に取り付けられた回転可能な被駆動部材と、回転可能駆動部材と回転可能被駆動部材との間に摩擦を伴って挿入されて、駆動部材から被駆動部材へ動力を伝達するようにした複数の動力調整装置と、主軸を被って同心状にかつ主軸と動力調整装置との間にある回転可能支持部材であって、動力調整装置がそれぞれ駆動部材、被駆動部材、および支持部材に対して３点摩擦接触するように複数の動力調整装置と摩擦嵌合する回転可能支持部材と、複数の動力調整装置に結合されて、主軸に回転可能に取り付けられ、複数の動力調整装置の回転軸を変化させるようになっている少なくとも１つの外側に延長可能な錘とを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
下記の詳細な説明は、本発明によるいくつかの特定の実施形態に関するものである。しかし本発明は、特許請求の範囲に定義され包含されるように多数の異なる方法で実施することができる。この説明で参照される図面では、全体にわたって同様な部分には同様な番号を付した。
【０００９】
本発明は、変速機を必要とするどのタイプの機械にも採用され得る無段変速機を包含する。たとえば変速機は、（ｉ）自動車、オートバイ、または船舶などの原動機付車両、（ｉｉ）自転車、三輪車、片足スケート、運動装置などの原動機のない車両、または（ｉｉｉ）せん孔盤などの工業用動力式装置、または風車などの動力発生装置に使用することができる。
【００１０】
図１〜図４に本発明の一実施形態を開示する。図１は変速機１００の部分斜視図である。図２は図１の変速機１００の分解図である。図３は変速機１００の部分端断面図である。図４は変速機１００の切欠側面図である。
【００１１】
図１〜図４を全体的に参照すると、中空の主軸１０２が機械（図示せず）のフレームに付加されている。主軸１０２の各端部はねじ切りされて、締め金具（図示せず）を使用して変速機１００を主軸１０２に固定すること、および／または主軸１０２を機械に取り付けることを可能にする。スプロケットまたはプーリを具備する回転可能な駆動装置４０１（図４）が、変速機１００に入力トルクを供給するように主軸１０２に回転可能に付加されている。駆動スリーブ１０４が回転可能な駆動装置４０１（図４）に同軸に結合され、また主軸１０２を被って回転可能に配設されている。駆動スリーブ１０４の回転可能な駆動装置４０１（図４）とは反対側の表面１０６（図２）は、複数の浅い溝１０８を含むことができる。
【００１２】
第１ローラ・ケージ・アセンブリ１１０が、駆動スリーブ１０６に回転可能な駆動装置４０１とは反対側で同軸に結合され、また主軸１０２を被って回転可能に配設されている。第１ローラ・ケージ・アセンブリ１１０は、この中間点の周りに放射状に配設された複数の円筒状ローラ１１２を有する。円筒状ローラ１１２はそれぞれ第１ローラ・ケージ・アセンブリ１１０の上に回転可能に取り付けられているので、各ローラはその長手方向軸を中心として回転することができる。浅い溝１０８の各々と各円筒状ローラ１１２との間に１対１の相関関係が存在することは好ましい。随意に、円筒状ローラ１１２を球状ローラなどの別の幾何学的形状を持つローラと取り替えることもできる。
【００１３】
ばねなどのテンション・インデューサ１１８（図２）が主軸１０２を被って回転可能に配設され、また第１ローラ・ケージ・アセンブリ１１０に駆動スリーブ１０４とは反対側で摩擦を伴って同軸に結合されている。さらに、回転可能な駆動部材１２０が主軸１０２に回転可能に付加され、また第１ローラ・ケージ・アセンブリ１１０の駆動スリーブ１０４とは反対の側に同軸に結合されている。回転可能な駆動部材１２０の駆動スリーブ１０４とは反対側の表面１０７（図４）は、複数の浅い溝１０９（図４）を含む。駆動スリーブ１０４に対するローラ・ケージ１１０の相対的回転によって、円筒状ローラ１１２は浅い溝１０８、１０９の上を転がり、浅い溝１０８、１０９を主軸１０２の軸に沿って互いに向い合ったりまたは離れたりするように動かす。
【００１４】
複数の球状動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃが、回転可能な駆動部材１２０のローラ・ケージ・アセンブリ１１０とは反対の側と摩擦接触している。本発明の一実施形態では、動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃは焼き入れ鋼で作られた球であるが、代替案として動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃは別の形状を含むこともでき、別の材料で製造することもできる。複数のスピンドル１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ（図２）がそれぞれ、複数の通路１２８Ａ、１２８Ｂ、１２８Ｃ（図２）を通って動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの中で延びている。ラジアル・ベアリング（図示せず）がスピンドル１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ（図２）の各々を被って配設され、動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの回転を容易にしている。
【００１５】
複数のピボット支持物１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃがそれぞれスピンドル１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ（図２）を保持している。支持物１３４Ａは、後でさらに詳細に検討する比率変換器１６６に連結するための２本の脚１３５Ａ、１３７Ａを有する。同様に、支持物１３４Ｂは２本の脚１３５Ｂ、１３７Ｂを有し、ピボット支持物１３４Ｃは２本の脚１３５Ｃ、１３７Ｃを有する。
【００１６】
ピボット支持物１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃはそれぞれピボット・リング１３６Ａ、１３６Ｂ、１３６Ｃを有する。ピボット・リング１３６Ａは４つの開口１３８Ａ、１４０Ａ、１４２Ａ、１４４Ａ（図２）を有する。同様に、ピボット支持物１３４Ｂは４つの開口１３８Ｂ、１４０Ｂ、１４２Ｂ、１４４Ｂを有しており、ピボット支持物１３４Ｃは４つの開口１３８Ｃ、１４０Ｃ、１４２Ｃ、１４４Ｃ（図２）を有する。開口１３８Ａ、１３８Ｂ、１３８Ｃはそれぞれ、開口１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃに対向してピボット・リング１３６Ａ、１３６Ｂ、１３６Ｃの上に位置する。また、開口１３８Ａ、１３８Ｂ、１３８Ｃおよび開口１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃはそれぞれ、スピンドル１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ（図２）を受け取るように構成されている。
【００１７】
開口１４２Ａ、１４２Ｂ、１４２Ｃ（図２）はそれぞれ、開口１４４Ａ、１４４Ｂ、１４４Ｃ（図２）に対向してピボット・リング１３６Ａ、１３６Ｂ、１３６Ｃの上に位置する。また、開口１４２Ａ、１４２Ｂ、１４２Ｃおよび開口１４４Ａ、１４４Ｂ、１４４Ｃは、複数の固定装置１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃ（図２）を受け取るように構成されている。本発明の一実施形態では、固定装置１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃはそれぞれ、各端部でわずかな角度に曲げられた円筒状中実ロッドである。固定装置１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃの各々の中央部分は、固定支持物１５２（図２）の複数の脚１５３（図２）の１つに付加されている。固定支持物１５２は主軸１０２に取り付けられて固定されている。
【００１８】
支持部材１５４が、固定支持物１５２（図２）の回転可能な駆動部材１２０とは反対側の近くで、主軸１０２を被って滑動可能かつ回転可能に配設されている。支持部材１５４は動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの各々と摩擦接触している。本発明の一実施形態では、支持部材１５４は、端断面図から見ればほぼ均一な外周を有する円筒状リングである。本発明の別の実施形態では、支持部材１５４は、動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃが支持部材１５４から外れないように支持部材１５４の第１および第２端から外側に放射状にそれぞれ延びた第１および第２フランジ（図示せず）を有する円筒状リングである。本発明のさらに別の実施形態では、支持部材１５４は、わずかに凹状になった外表面を有する円筒状リング（図１７）である。
【００１９】
支持部材１５４は主軸１０２に接触してこの上で回転することもでき、または、動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃによって加えられる心合わせ圧力のせいで主軸１０２に実質的に接触することなく、主軸１０２を被って懸架されることもできる。
【００２０】
特に図２を参照すると、非可撓性ロッドなどの変速部材１６０が主軸１０２の内部通路に滑動可能に嵌合している。２つの延長部１６２、１６４が変速部材１６０から直角方向に主軸１０２の開口部１６５を通って延びている。変速機１００の駆動側に近い変速部材１６０の第１端部１６１は、ケーブルなどの連係部１６３に連結されている。連係部１６３は、主軸１０２とは反対の端部で変速アクチュエータ（図示せず）に連結されている。ばねなどの引張部材２０２が、留め具２０４によって変速部材１６０の第２端に連結されている。
【００２１】
特にさらに図２を参照すると、延長部１６２、１６４は比率変換器１６６に繋がっている。比率変換器１６６は、１つの平面プラットフォーム１６８と、支持部材１５４に近いプラットフォーム１６８の表面から直角方向に延びる複数の脚１７１Ａ、１７１Ｂ、１７１Ｃを含む。脚１７１Ａは２つの連係ピン１７２Ａ、１７３Ａを含む。同様に脚１７１Ｂは２つの連係ピン１７２Ｂ、１７３Ｂを含み、脚１７１Ｃは２つの連係ピン１７２Ｃ、１７３Ｃを含む。連係ピン１７２Ａ、１７２Ｂ、１７２Ｃおよび連係ピン１７３Ａ、１７３Ｂ、１７３Ｃは、ピボット支持物１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃの各々に比率変換器１６６を結合するために使用される。
【００２２】
支持物１３４Ａと比率変換器１６６との結合に関して、連係ピン１７２Ａはピボット・リング１３６Ａの反対側になる支持物１３４Ａの脚１３７Ａの一端と嵌合し、連係ピン１７２Ｂはピボット・リング１３６Ａの反対側になる脚１３５Ａの一端に嵌合する。さらに、ピボット支持物１３４Ｂと比率変換器１６６との結合に関して、連係ピン１７３Ｂはピボット・リング１３６Ｂの反対側になる脚１３７Ｂの一端と嵌合し、連係ピン１７２Ｃはピボット・リング１３６Ｂの反対側になる脚１３５Ｂの一端に嵌合する。最後に、ピボット支持物１３４Ｃと比率変換器１６６との結合に関して、連係ピン１７３Ｃはピボット・リング１３６Ｃの反対側になる脚１３７Ｃの一端と嵌合し、連係ピン１７３Ａはピボット・リング１３６Ｃの反対側になる脚１３７Ｂの一端に嵌合する。
【００２３】
３個の動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃのみを開示したが、本発明の変速機１００はより少ない（たとえば２個）またはより多い（たとえば４、５、６個またはそれ以上）の動力調整装置を伴って構成することもできる。さらに、比率変換器１６６における脚の数、固定支持物１５２における脚の数、固定装置の数、変速機の中におけるピボット支持物の数はすべて、使用される動力調整装置の数にしたがって相応じて調整することができる。
【００２４】
再び図１〜図４を全体的に参照すると、回転可能な被駆動部材１７０が主軸１０２に比率変換器１６６（図２）の近くで回転可能に嵌合している。回転可能な被駆動部材１７０は、動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの各々と摩擦接触している。回転可能な被駆動部材１７０の動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃとは反対側になる表面１７４は、複数の浅い溝１７６を含む。回転可能な被駆動部材１７０は、ばねなどの第２引張インデューサ１７８（図２）、およびローラ・ケージ・アセンブリ１１０と設計が類似の第２ローラ・ケージ・アセンブリ１８０と同軸で摩擦接触している。第２引張インデューサ１７８（図２）と第２ローラ・ケージ・アセンブリ１８０とは主軸１０２を被って回転可能に配設されている。ハブ駆動装置１８６（図４）が主軸１０２を被って回転可能に配設されており、第２ローラ・ケージ・アセンブリ１８０の回転可能な被駆動部材１７０とは反対の側に同軸に嵌合されている。ハブ駆動装置１８６（図４）は、従来の歯車機構を使用してハブ・シェル３０２（図３、図４）に付加することもできる。本発明の一実施形態では、ハブ駆動装置１８６はハブ・シェル３０２の近くに延びており、一方向ローラ・クラッチなどの一方向回転可能駆動装置３００に連結されている。一方向回転可能駆動装置３００（図３、図４）はハブ・シェル３０２（図３、図４）に回転可能に結合されている。
【００２５】
動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃは、駆動部材１２０、支持部材１５４、および被駆動部材１７０と堅い３点摩擦接触して懸架されていることに注目されたい。
【００２６】
ハブ・シェル３０２（図３、図４）は、ハブ・シェル３０２を車輪、推進器、または他の推進手段に取り付けるための手段を備えた複数の孔３０４（図３）を有する。ハブ・シェル３０２は、ハブ駆動装置１８６におけるスロットの中に適合するハブ・ベアリング４１０（図４）によって支持され、主軸１０２の上で自由に回転することができる。主軸１０２には、ハブ駆動装置１８６の第２ローラ・ケージ・アセンブリ１８０とは反対の側の近くにワッシャ４１２（図４）が付加されて、ハブ・ベアリング４１０（図４）の回転を容易にする。
【００２７】
図５と図６は、２つの異なった変速位置にある図１の変速機を示す、図１の変速機の切欠側面図である。図５と図６について、変速機１００の変速方法を下に開示する。
【００２８】
力の入力によって、駆動スリーブ１０４は時計方向に回転し始める。（変速機１００もまた反時計方向に駆動されるように設計されていることに注目されたい。）駆動スリーブ１０４の回転開始時には、公称軸方向圧が引張インデューサ１１８、１７８（図２）によって供給され、回転可能駆動部材１２０、回転可能被駆動部材１７０、および支持部材１５４が動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃと牽引接触することを保証する。
【００２９】
駆動スリーブ１０４の時計方向の回転は、第１ローラ・ケージ・アセンブリ１１０と嵌合してこれを同様の方向に回転させる。低いトルクでは、ローラ１１２は回転可能駆動部材１２０の浅い溝１０８、１０９と駆動スリーブ１０４との間の中央に残る。追加トルクが加えられると、ローラ１１２は溝１０８の傾斜側を昇り、駆動スリーブ１０４と回転可能な駆動部材１２０を強制的にさらに引き離す。同じ作用は変速機１００の反対端でも起こり、この場合、回転可能駆動部材１７０は第２ローラ・ケージ・アセンブリ１８０を通じてハブ駆動装置１８６と嵌合する。こうして、第１ローラ・ケージ・アセンブリ１１０と第２ローラ・ケージ・アセンブリ１８０は、回転可能駆動部材１２０と回転可能被駆動部材１７０とをともに動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃに対して圧縮し、支持部材１５４、駆動部材１２０、および被駆動部材１７０に対する動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの摩擦接触が増加する。
【００３０】
第１回転可能駆動部材１２０がローラ・ケージ・アセンブリ１１０によって時計方向に回転されると、第１回転可能駆動部材１２０は動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃを摩擦によって回転させる。動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの時計方向の回転は、回転可能被駆動部材１７０を時計方向に回転させる。回転可能被駆動部材１７０の時計方向の回転は、第２ローラ・ケージ・アセンブリ１８０と嵌合してこれを時計方向に回転させる。次いで、第２ローラ・ケージ・アセンブリ１８０の時計方向の回転は、ハブ駆動装置１８６（図４）と嵌合してこれを時計方向に駆動させる。ハブ駆動装置１８６の時計方向の回転は、一方向回転可能駆動装置３００を時計方向に回転させる。次に一方向駆動装置３００はハブ・シェル３０２（図３、図４）を駆動させて時計方向に回転させる。
【００３１】
変速部材１６０は、動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの回転軸を変更するために使用される。変速機において変速するために、変速アクチュエータ（図示せず）は変速部材１６０を第１方向５００（図５）に滑動させる。変速アクチュエータ（図示せず）によって連係部１６３の張力を開放すると、変速部材１６０は引張り部材２０２によって第２の反対方向６００（図６）に滑動させる。本変速機１００の特定の構造は、従来技術の牽引ローラ設計よりもはるかに容易な変速を提供する。
【００３２】
変速部材１６０がユーザによっていずれかの方向に移動されると、延長部１６２、１６４は比率変換器１６６と嵌合して、軸方向に主軸１０２を横切って移動させる。図５を参照すると、変速部材１６０が移動すると、比率変換器１６６は支持物１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃを旋回させる。支持物１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃの旋回はボール・スピンドル１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃを傾斜させ、動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの各々の回転軸を変える。変速部材１６０が方向５００に移動すると、動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの各々の回転軸は、回転可能駆動部材１２０が動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの回転軸に近い動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの表面に接触するように変更される。さらに、回転可能被駆動部材１７０は、動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの回転軸からさらに離れた動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの各々の表面における１点で動力調整装置に接触する。動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの回転軸を調節すると、回転可能駆動部材１２０が１回転する毎に回転可能被駆動部材１７０が１回を超えて回転するので、変速機１００の出力角速度を増加させる。
【００３３】
図６では、本発明の変速機１００は、変速機１００の出力角速度を低下させる位置で示されている。変速部材１６０が第１方向５００とは反対の方向６００に向けられると、動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの各々の回転軸は、回転可能被駆動部材１７０が動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの各々の回転軸に近い動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの各々の表面に接触するように変更される。さらに、回転可能駆動部材１２０は、動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの各々の回転軸からさらに離れた動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの各々の表面における１点で動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの各々に接触する。動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの回転軸を調節すると、回転可能駆動部材１２０が１回転する毎に回転可能被駆動部材１７０が１回未満回転するので、変速機１００の出力角速度を低下させる。
【００３４】
図７と図８に本発明の自動変速機７００を図示する。説明を簡単にするために、図１〜図６の変速機１００と自動変速機７００との相違のみを説明する。図７は自動変速機７００の部分端面図であり、図８は変速機７００の部分側面図である。
【００３５】
各々ばねにすることもできる複数の引張り部材７０２Ａ、７０２Ｂ、７０２Ｃが、ピボット・リング１３６Ａ、１３６Ｂ、１３６Ｃの各々を相互連結している。引張り部材７０２Ａは、第１端においてピボット・リング１３６Ａに連結され、第１端とは反対側の第２端においてピボット・リング１３６Ｂに連結されている。さらに、引張り部材７０２Ｂは、第１端において開口１３８Ｂの近くでピボット・リング１３６Ｂに連結され、第１端とは反対側の第２端において開口１３８Ｃの近くでピボット・リング１３６Ｃに連結されている。さらに、引張り部材７０２Ｃは、第１端において開口１３８Ｃの近くでピボット・リング１３６Ｃに連結され、第１端とは反対側の第２端において開口１３８Ａの近くでピボット・リング１３６Ａに連結されている。
【００３６】
変速機７００はまた、第１端においてピボット・リング１３６Ａ、１３６Ｂ、１３６Ｃにそれぞれ連結された可撓性延長部材７０８Ａ、７０８Ｂ、７０８Ｃを含む。変速機７００はまた、第１環状ベアリング８０６と第２環状ベアリング８１６を含み変速機７００の変速を助ける。第１環状ベアリング８０６は、第１環状ベアリング８０６をさらに回転可能駆動部材１２０または回転可能被駆動部材１７０の方に向けることができるように、滑動可能にハブ・シェル３０２に取り付けられている。第２環状ベアリング８１６もまた回転可能駆動部材１２０または回転可能被駆動部材１７０のいずれかに向かって滑動するように構成されているが、第２環状ベアリング８１６は第１環状ベアリング８０６とは異なって主軸１０２を中心として回転することはできない。第１環状ベアリング８０６と第２環状ベアリング８１６は多数のベアリング・ボール８０８を支えている。延長部材７０８Ａ、７０８Ｂ、７０８Ｃの各々の第２端は第２環状ベアリング８１６（図８）に連結されている。
【００３７】
複数の延長部材７１８Ａ、７１８Ｂ、７１８Ｃがそれぞれ第１環状ベアリング８０６を複数の錘７２０Ａ、７２０Ｂ、７２０Ｃに連結している。任意選択として、複数のプーリ８２２を使用して、延長部材７１８Ａ、７１８Ｂ、７１８Ｃを第１環状ベアリング８０６から錘７２０Ａ、７２０Ｂ、７２０Ｃに経路設定し、延長部材７０８Ａ、７０８Ｂ、７０８Ｃを第２環状ベアリング８１６に経路設定することもできる。
【００３８】
さらに図７と図８を参照して、変速機７００の操作方法を開示する。図１に開示した本発明の実施形態と同様に、時計方向の入力トルクは、駆動スリーブ１０４、第１ローラ・ケージ・アセンブリ１１０、および回転可能駆動部材１２０を時計方向に回転させる。回転可能駆動部材１２０は動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃに嵌合して回転させ、これによって回転可能被駆動部材１７０を駆動する。回転可能被駆動部材１７０の回転は、第２ローラ・ケージ・アセンブリ１８０を駆動して出力トルクを発生させる。
【００３９】
しかし図１に示す変速機１００とは区別されるように、回転可能駆動部材１２０と回転可能被駆動部材１７０との間の回転比は、錘７２０Ａ、７２０Ｂ、７２０Ｃの遠心外向き移動によって自動的に調整される。錘７２０Ａ、７２０Ｂ、７２０Ｃが外向きの延びると、延長部７１８Ａ、７１８Ｂ、７１８Ｃは第１環状ベアリング８０６を回転可能駆動部材１２０の方へ引っ張る。第１環状ベアリング８０６の回転可能駆動部材１２０の方に向う移動は同様に、ベアリング８０８と第２環状ベアリング８１６との回転可能駆動部材１２０の方に向う移動を起こさせる。
【００４０】
第１環状ベアリング８０６の回転可能駆動部材１２０の方に向う移動によって、延長部材７０８Ａ、７０８Ｂ、７０８Ｃはそれぞれピボット・リング３０６Ａ、３０６Ｂ、３０６Ｃを旋回させ、動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの各々の回転軸が調整される。調整後に、回転可能被駆動部材１７０は、動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの各々の回転軸に近い動力調整装置１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃの表面に接触する。逆に回転可能駆動部材１２０は、動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの回転軸からさらに離れた動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの各々の表面における１点で、動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃに接触する。動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの回転軸を調整すると、回転可能駆動部材１２０が１回転する毎に回転可能被駆動部材１７０は１回未満回転するので、変速機１００の出力角速度を低下させる。ハブ・シェル３０２がさらに低速で回転すると、圧縮部材７０２Ａ、７０２Ｂ、７０２Ｃは動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの回転軸を調整して、入力角速度よりも低い出力角速度を供給する。
【００４１】
図９と図１０に本発明の代替実施形態を示す。説明を簡単にするために、図１の変速機１００と図９および図１０の変速機９００との相違のみを説明する。図９は変速機９００の部分端面図であり、図１０は変速機９００の部分側面図である。
【００４２】
変速機９００は、ピボット・リング１３６Ａ、１３６Ｂ、１３６Ｃの第１端にそれぞれ連結された可撓性延長部材９０８Ａ、９０８Ｂ、９０８Ｃを含む。延長部材９０８Ａ、９０８Ｂ、９０８Ｃの第２端は同期部材９１２に連結されている。さらに延長部材９０８Ａ、９０８Ｂ、９０８Ｃの各々は、ハブ・シェル３０２に付加された複数のプーリ９１６（図９）に滑動可能に嵌合されている。プーリ９１６（図９）の数と各々の位置は変更可能であることが注目される。たとえば、変速機９００を使用する機械または車両の選択されたフレームに応じて、異なるプーリ構成を使用して延長部材９０８Ａ、９０８Ｂ、９０８Ｃを経路設定することもできる。さらに、プーリ９１６と延長部材９０８Ａ、９０８Ｂ、９０８Ｃとをハブ・シェル３０２の内部に置くこともできる。
【００４３】
変速機９００のハブ・シェル３０２は非回転式である。さらにハブ・シェル３０２は、延長部材９０８Ａ、９０８Ｂ、９０８Ｃを同期部材９１２に導くために使用される複数の開口（図示せず）を含む。
【００４４】
図９と図１０に示す本発明の実施形態によれば、主軸１０２（図２）、引張り部材２０２（図２）、延長部１６２、１６４（図２）、および変速アクチュエータ（図示せず）を含む図２の変速機１００の変速アセンブリを省いてもよいことに注目すべきである。
【００４５】
さらに図９と図１０を参照して、変速機９００の操作方法を開示する。図１に開示した本発明の実施形態と同様に、入力トルクは、駆動スリーブ１０４、第１ローラ・ケージ・アセンブリ１１０、および回転可能駆動部材１２０を時計方向に回転させる。回転可能駆動部材１２０は動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃに嵌合して回転させ、これによって回転可能被駆動部材１７０を駆動する。回転可能被駆動部材１７０の回転は、第２ローラ・ケージ・アセンブリ１８０を駆動して出力トルクを発生させる。
【００４６】
変速機９００では、回転可能駆動部材１２０と回転可能被駆動部材１７０との間の回転比は同期部材９１２の操作によって調整される。同期部材９１２をハブ・シェル３０２から外側に向けると、延長部材９０８Ａ、９０８Ｂ、９０８Ｃはそれぞれ、動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの各々の回転軸が同様に旋回するように、ピボット・リング１３６Ａ、１３６Ｂ、１３６Ｃを旋回させる。動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの各々の回転軸は、回転可能駆動部材１２０が、動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの各々の回転軸からさらに離れた動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの表面に接触するように変更される。逆に、回転可能被駆動部材１７０は、動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの各々の回転軸に近い動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの各々の表面における１点で動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃに接触する。動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの回転軸を調節すると、回転可能駆動部材１２０が１回転する毎に回転可能被駆動部材１７０が１回未満回転するので、変速機１００の出力角速度を低下させる。
【００４７】
同期部材９１２がハブ・シェル３０２の方に向けられると、引張り部材７０２Ａ、７０２Ｂ、７０２Ｃは縮む。この圧縮によって、回転可能被駆動部材１７０の近くのピボット・リング１３６Ａ、１３６Ｂ、１３６Ｃの一端は主軸１０２に向かって旋回する。ピボット・リング１３６Ａ、１３６Ｂ、１３６Ｃの旋回は、回転可能被駆動部材１７０が回転可能駆動部材１２０よりも低い速度で回転するように、動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの各々の回転軸を変更させる。
【００４８】
図１１に、第１スラスト・ベアリング１１０６と第２スラスト・ベアリング１１０８を有する変速機１１００を含む本発明の別の代替実施形態を示す。第１スラスト・ベアリング１１０６は主軸１０２を被って回転可能に配設されており、支持部材１５４と延長部１６２、１６４との間に位置する。第２スラスト・ベアリング１１０８は主軸１０２を被って、支持部材１５４の第１スラスト・ベアリング１１０６とは反対の側に配設されている。変速機１１００は随意に、主軸１０２を被って配設されて軸方向に滑動可能な比率変換器１１１０などの、第２比率変換器を含んでもよい。
【００４９】
比率変換器１６６、１１１０が軸方向に滑動して変速機１１００の変速を起こさせると、比率変換器１６６、１１１０もまたスラスト・ベアリング１１０６、１１０８を滑動させる。スラスト・ベアリング１１０６、１１０８の滑動は、支持部材１５４を比率変換器１６６、１１１０と一致して強制的に滑動させる。変速機１１００が変速過程中であるときを除いてスラスト・ベアリング１１０６、１１０８が支持部材１５４に接触しないように、支持部材１５４とスラスト・ベアリング１１０６、１１０８との間に小さな遊びが設けられている。
【００５０】
図１２に本発明の代替実施形態を示す。図１２は、図１０に開示した本発明の実施形態と同様に作動する変速機１２００を示すが、図１２の変速機１２００は２つの回転可能駆動装置１２０４、１２０６と１つの回転可能駆動軸１２１２とを含む。回転可能駆動軸１２１２は駆動スリーブ１０４に取付け固定されている。
【００５１】
さらに図１２を参照すると、第１回転可能駆動装置１２０４は、回転可能駆動装置の第１方向への回転に応じて回転可能駆動軸１２１２を回転させるように構成された一方向クラッチ１２０８を含む。第２回転可能駆動装置１２０６は一方向クラッチ１２１０を含む。第２回転可能駆動装置１２０６は、第１回転可能駆動装置１２０４の作動方向とは逆である第２方向への第２回転可能駆動装置１２０６の回転に応じて駆動スリーブ１０４に嵌合するように構成されている。第２回転可能駆動装置１２０６は駆動スリーブ１０４に取付け固定されている。
【００５２】
図１３に、自動的に変速を行うように構成された変速機１３００を有する本発明の別の代替実施形態を概略的に示す。３つのプーリ１３０６、１３０８、１３１０がそれぞれピボット・リング１３６Ａ、１３６Ｂ、１３６Ｃに連結されている。ケーブル１３１２がプーリ１３０６の周りに通されて、第１端で主軸１０２に繋がり、第２端では、図８の環状リング８１６に類似の環状リング（図示せず）に繋がっている。同様に、ケーブル１３１４がプーリ１３０８の周りに通されて、第１端で主軸１０２に繋がり、第２端で環状リング（図示せず）に繋がっている。最後に、ケーブル１３１６がプーリ１３１０の周りに通されて、第１端で主軸１０２に繋がり、第２端で環状リング（図示せず）に繋がっている。
【００５３】
図１４は前端から見た図１３の変速機１３００を概略的に示す。複数の引張り部材１４０４、１４０６、１４０８が、ピボット・リング１３６Ａ、１３６Ｂ、１３６Ｃの各々を相互連結する。引張り部材１４０４は、第１端においてピボット・リング１３６Ａに連結し、第１端とは反対側の第２端においてピボット・リング１３６Ｂに連結する。引張り部材１４０６は、第１端においてピボット・リング１３６Ｂに連結し、第１端とは反対側の第２端においてピボット・リング１３６Ｃに連結する。引張り部材１４０８は、第１端においてピボット・リング１３６Ａに連結し、第１端とは反対側の第２端においてピボット・リング１３６Ｃに連結する。
【００５４】
図１５は、図１３と図１４に示した変速機１３００のハウジング１５００を概略的に示す。ハウジング１５００は３つの中空案内管１５０４、１５０６、１５０８を含む。中空案内管１５０４、１５０６、１５０８の各々は、第１端では変速機１３００を保持するハブ・シェル１５１２に連結し、第１端とは反対側の第２端では変速機ホイール１５１４に連結する。３つの引張り部材１５１６、１５１８、１５２０はそれぞれ中空案内管１５０４、１５０６、１５０８の内部に配設され、第１端で変速機ホイール１５１４に連結されている。変速機ホイール１５１４とは反対側の引張り部材１５１６、１５１８、１５２０の第２端は、それぞれ球状錘１５２６、１５２８、１５３０に連結されている。本発明の代替実施形態では、錘１５２６、１５２８、１５３０を別の幾何学的形状にすることもできる。
【００５５】
複数の連係部材１５３２、１５３４、１５３６がそれぞれ、錘１５２６、１５２８、１５３０から、図８の環状部材８０６などの環状部材（図示せず）に延びている。
【００５６】
図１５のハウジング１５００の作動方法に目を向けると、ハブ・シェル１５１２の回転は中空案内管１５０４、１５０６、１５０８の回転を起こさせる。案内管１５０４、１５０６、１５０８が回転すると、錘１５２６、１５２８、１５３０は外側へ変速機ホイール１５１４に向って延びる。錘１５２６、１５２８、１５３０の外方向移動によって、図１３と図１４の動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの回転軸の傾斜角度が変化する。
【００５７】
図１６に本発明の別の代替実施形態を示す。図１６は、図１３と図１４に示す変速機１３００の手動バージョンの概略図である。説明を簡単にするために、図１６の変速機１６００と図１３と図１４の変速機１３００との間の相違のみを説明する。変速機１６００は、第１端で変速アクチュエータ（図示せず）に繋がる可撓性ケーブル１６０２を含む。ケーブル１６０２は、変速アクチュエータ（図示せず）から主軸１０２の中央通路を通って延び、それから主軸１０２の上の開口（図示せず）を通って延びている。開口（図示せず）から、ケーブル１６０２はプーリ１３０８の周りに延びている。プーリ１３０８から、ケーブルはプーリ１３０６の周りに導かれる。プーリ１３０６から、ケーブルはプーリ１３０８に延びている。最後に、プーリ１３０８からケーブル１６０２は主軸１０２に繋がっている。
【００５８】
図１６をさらに参照すると、ケーブル１６０２が変速アクチュエータ（図示せず）の方に向けられた場合、ケーブル１６０２はプーリ１３０４、１３０６、１３０８を引張り、これによって動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの各々の回転軸の傾斜角度の変化を起こさせる。逆に、変速アクチュエータ（図示せず）がケーブル１６０２を弛めると、引張り部材１４０４、１４０６、１４０８は、動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの回転軸の各々の傾斜角度を第２の反対の方向に変化させる。図１７〜図１９を参照すると、支持部材１５４の３つの代替実施形態が開示されている。図１７では、支持部材１５４はわずかに凹状をなす外表面を有する円筒状リングである。
【００５９】
図１８では、支持部材１８００の外周は支持部材の中央点１８０２の近くで最も狭い。この中央点から、支持部材１５４の外周は支持部材１５４の各端部まで増大する。支持部材１５４の外表面によって作られる傾斜部は、中央点１８０２における長手方向軸に対する水平状態から支持部材１５４の各端部における約３０度の角度まで、次第に増加することが注目される。支持部材１８００の形状は支持部材１８００の軸方向移動を可能にし、これによって変速機の容易な変速を助け、また支持部材１５４が変速中にその端部のいずれかにおいて転位することを防止する。
【００６０】
図１９に凹状外表面を有する支持部材１９００を図示する。支持部材１９００の形状は、変速機１００の使用中に支持部材１９００が主軸１０２を横切って遊動することを防止する。
【００６１】
図２０に本発明の代替実施形態を示す。第１スラスト・ベアリング１１０６は主軸１０２を被って回転可能に配設され、支持部材１５４と第１スラスト・ワッシャ２００６との間に位置する。第２スラスト・ベアリング１１０８は主軸１０２を被って、支持部材１５４の第１スラスト・ベアリング１１０６とは反対の側に配設されている。第２スラスト・ベアリング１１０８は、支持部材１５４と第２スラスト・ワッシャ２００８との間に位置する。第２スラスト・ワッシャ２００８は引張りインデューサ２０１８に機能的に連結されている。引張りインデューサ２０１８は、変速機２０００が変速中ではないときに支持部材１５４をその中立位置に戻す力を提供する。第２スラスト・ワッシャ２００８に対向して、引張りインデューサ２０１８を主軸１０２、固定支持物１５２（図示せず）、または変速機２０００の他の構成部分に確保することもできる。
【００６２】
引張りインデューサ２０１６の第１端は第１スラスト・ワッシャ２００６に接触している。引張りインデューサ２０１６の他端は、主軸１０２、固定支持物１５２（図２）、または変速機２０００の他の構成部分に確保することもできる。摩擦を最小限に抑えるために、第１スラスト・ベアリング１１０６、第２スラスト・ベアリング１１０８、および支持部材１５４の間に小さな遊びを準備することは好ましい。
【００６３】
図２１は、第１スラスト・ベアリング１１０６（図１１にも示す）と第２スラスト・ベアリング１１０８（図１１にも示す）とを使用する本発明の代替実施形態を示す。第１スラスト・ベアリング１１０６は主軸１０２を被って回転可能に配設され、支持部材１５４と第１スラスト・ワッシャ２１０６との間に位置する。第２スラスト・ベアリング１１０８は主軸１０２を被って配設され、支持部材１５４と第２スラスト・ワッシャ２１０８との間に位置する。ピボット支持物１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃの各々は、支持リング１５４とインタフェースするようになっている４つの延長部２１１０、２１１２（図２４）、２１１４、２１１６（図２４）を有する。ピボット支持物１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃの延長部２１１０、２１１２、２１１４、２１１６は、変速機の作動中に支持部材１５４が常に動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの下に位置するように支持部材１５４を導くようになっている。第１スラスト・ワッシャ２１０６は、第１スラスト・ベアリング１１０６とピボット支持物１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃの延長部２１１０、２１１２、２１１４、２１１６との間に位置する。摩擦を最小限に抑えるために、第１スラスト・ベアリング１１０６、第２スラスト・ベアリング１１０８、および支持部材１５４の間に小さな遊びを準備することは好ましい。
【００６４】
図２２は、図２１に示す変速機２１００のスラスト・ワッシャ２１０８の正面図である。スラスト・ワッシャ２１０８は外縁に複数の溝を有し、変速中に第２スラスト・ワッシャ２１０８が動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃに接触しないようにする。
【００６５】
図２３と図２４は、二部構造として作られた図２１に示すような例示的ピボット支持物を示す。図２３はピボット支持物の側面図であり、図２４はピボット支持物の底面図である。
【００６６】
図２３と図２４のピボット支持物を形成するには、第１ピボット支持物部分２１２０Ａと第２ピボット支持物部分２１１８Ａとを共に加圧する。第１ピボット支持物部分２１２０Ａと第２ピボット支持物部分２１１８Ａはそれぞれ、平面図から見て概して半円筒形状を呈する。第１ピボット支持物部分２１２０Ａは延長部２１１２、２１１０（図２４）を含む。さらに、第２ピボット支持物部分２１１８Ａは延長部２１１６、２１１４（図２４）を含む。
【００６７】
第１ピボット支持物部分２１１８Ａと第２ピボット支持物部分２１２０Ａは、従来型の締め付け技法のいずれか一つによって共に締め付けることができる。たとえば、第２ピボット支持物部分２１２０Ａの上にくぼみ２１３０Ａを形成し、第２ピボット支持物部分２１１８Ａの上にくぼみ２１３４Ａを形成して、ピボット支持物部分２１２０Ａとピボット支持物部分２１１８Ａをともにスナップフィットすることもできる。インタコネクタ２７２０（図２７）によるなど、変速機におけるピボット支持物の各々を相互連結するように、第１ピボット支持物部分２１２０Ａ上に溝２１２２Ａが設計されている。
【００６８】
図２５と図２６に固定支持物１５２の代替実施形態を示す。固定支持物１５２は複数の固定装置２５１０、２５１２、２５１４、２５１６、２５１８、２５２０を有する。固定装置２５１０、２５１２、２５１４、２５１６、２５１８、２５２０は、固定支持物１５２の脚１５３の一体構造部分として随意に形成することもできる。固定支持物１５２はさらに、固定支持物１５２の中央点の周りに放射状に配設されたピボット・ストップ２５３０、２５３２、２５３４を含む。ピボット・ストップ２５３０、２５３２、２５３４は、ピボット支持物１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃが極端に回り過ぎて、回転可能被駆動部材１７０および／または回転可能駆動部材１２０を打つことを防止する。
【００６９】
図２７、図２８、図２９に固定支持物１５２のさらに別の実施形態を示す。固定支持物１５２の各脚１５３は、３つの固定装置２７０２Ａ、２７０２Ｂ、２７０２Ｃの１つを受け入れるように構成された溝２７６０を有する。各固定装置２７０２Ａ、２７０２Ｂ、２７０２Ｃは、溝２７６０の中にぴったり合致するスイベル２７３０を含む。溝２７６０の半径はスイベル２７３０の半径に等しいか、またはこれよりわずかに大きい。スイベル２７３０は円筒状または球状に設計されて、これが溝２７６０の中で回転できるようになっている。スイベル２７３０の両端はそれぞれ角状支持物２７１０Ａと角状支持物２７１０Ｂとに連結されている。角状支持物２７１０Ａと角状支持物２７１０Ｂはそれぞれ、溝２７６０とは反対側でインタコネクタ２７２０Ａ、２７２０Ｂに連結されている。インタコネクタ２７２０Ａ、２７２０Ｂはピボット支持物１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃに繋がり、これによってピボット支持物１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃを固定支持物１５２に固着し、またピボット支持物１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃがすべて一致して回転することを保証する。インタコネクタ２７２０Ａ、２７２０Ｂは、第１ピボット支持物部分２１２０の溝２１２２Ａ（図２３）またはピボット支持物１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃの開口１４２、１４４（図２１）の中にぴったり合う。
【００７０】
インタコネクタ２７２０Ａ、２７２０Ｂはそれぞれ、角状支持物２７１０Ａ、２７１０Ｂとは反対の端でピボット部材２７４０Ａ、２７４０Ｂに取り付けられている。ピボット部材２７４０Ａ、２７４０Ｂはそれぞれ、ピボット支持物１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃの各々の開口１４２、１４４に挿入され、これによってピボット支持物１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃの各々にピボットを提供する。
【００７１】
本発明の一実施形態では、主軸１０２は、固定支持物１５２が主軸１０２の周りを回転しないように、固定支持物１５２とかみ合うようにすることもできる。たとえば、図２７に開示した本発明の実施形態では、固定支持物１５２の中央にある平縁開口２７８０が固定支持物１５２の回転を防止する。図３２と図３３に、適合した外径を有する例示的な主軸１０２を示す。さらに、平縁開口２７８０は固定支持物１５２の主軸１０２への急速組立てを可能にする。代替案として、従来の手段によって固定支持物１５２を主軸１０２に付加することができる。
【００７２】
図３０と図３１に、図２７〜図２９の固定支持物１５２の代替実施形態を示す。固定支持物１５２は１つの脚１５３を有する。この実施形態では、固定装置２７０２Ｂ（図２７）と、固定装置２７０２Ｃ（図２７）は変速機における他のピボット支持物１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃに直接連結されるようになっている。固定装置２７０２Ａは主軸１０２に固着されているので、動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの各々もまた、この固定装置２７０２Ａの連結部を通じて主軸１０２に固着される。ただ１つの脚１５３を使用することが本発明の複数の脚を有する実施形態よりも製造コストを低くすることは有利である。
【００７３】
図３２と図３３に主軸１０２の代替実施形態を示す。図３２と図３３の主軸１０２は、（図１６に示す）変速機１６００を含む本発明のさまざまな実施形態について使用することができる。主軸１０２の内部に位置する少なくとも１つの可撓性ケーブル１６０２が、プーリ３２１２を回って孔３２１０を通過し、一端で主軸１０２を出る。ボルトまたはピンなどの締め金具３２１４がプーリ３２１２を適所に確保する。主軸１０２は、製造中にプーリ３２１２を主軸１０２の中に容易に挿入できるようにするスロット３２１６を有する。任意選択として、主軸１０２のシェルの寸法を大きくすることによって、主軸１０２をプーリ３２１２の区域において強化することもできる。さらに、主軸１０２をピボット支持物１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃのピボット・ストップ３２１８を画定するようにすることもできる。ピボット・ストップ３２１８は、ピボット支持物１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃが入換え中に極端に回り過ぎて、回転可能駆動部材１２０および／または回転可能被駆動部材１７０を打つことを防止するように作用する。また、ピボット・ストップ３２１８のフランジ３２２０を使用して、支持部材１５４（図２）が軸方向に移動し過ぎることを防止することができる。さらにまた、ばねなどの引張りインデューサ２０１６（図２０）をフランジ３２２０に対抗して位置づけ、支持部材１５４を動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの下の中心位置に保持することを助けることもできる。
【００７４】
図３３に、平坦な区域を有する主軸１０２の断面を示すが、この平坦区域は主軸１０２の上に形成されて、図２７〜図３１に示す固定支持物１５２の平縁孔２７８０を主軸１０２に急速に組み立てることを可能にする。しかし、主軸１０２と固定支持物１５４との形状を別の結合構成にすることもできる。
【００７５】
図３４に本発明の別の代替実施形態を示す。図３４は、図１３と図１４に示す変速機１３００の手動バージョンを概略図示したものである。説明を簡単にするために、図３４の変速機３４００と図１３の変速機１３００との間の相違のみを説明する。変速機３４００は変速機１３００とは異なり、３つの可撓性ケーブル１３１２、１３１４、１３１６を含み、ケーブルの第２端は主軸１０２の３つの開口（図示せず）を通って延び、主軸１０２の中央通路に入る。それから３つの可撓性ケーブル１３１２、１３１４、１３１６は主軸１０２の一端を通って延び、従来型の入換えアクチュエータで終わっている。
【００７６】
図３５に本発明のさらに別の代替実施形態を示す。図３５は、自動的に入換えを行う変速機３５００の略切欠側面図である。図３６は、図３５の変速機３５００の環状ベアリングを示す略切欠端面図である。図３５と図３６に示す変速機３５００の機能は、図１３〜図１５に図示する機能と共に使用することができる。
【００７７】
変速機３５００は、動力調整装置１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの各々に１つずつ、複数の同じ構成のケーブル組立品を含む。しかし、説明を簡単にするためにケーブル組立品の１つだけを説明する。可撓性ケーブル１３１６は第１端で主軸１０２（図示せず）に取り付けられている。主軸１０２から、可撓性ケーブル１３１６はプーリ１３１０の周りを通り、固定支持物１５２の脚１５３の１つに取り付けられたプーリ３５２０Ａに続く。プーリ３５２０Ａの周りを回った後に、可撓性ケーブル１３１６は開口３６１４（図３６）を通過して、第２環状ベアリング８１６に取り付けることによって終わる。第２環状ベアリング８１６は固定式であって回転しない。
【００７８】
第１環状ベアリング８０６に取り付けられた第１端から、可撓性ケーブル１５３２は開口３６２４を通過して、プーリ３５２２Ａに移る。プーリ３５２２Ａから、ケーブル１５３２はハブ・シェル３０２の中の開口（図示せず）を通過して、プーリ３５２４Ａに至る。
【００７９】
図３５に示す本発明の実施形態では、第１環状ベアリング８０６はハブ・シェル３０２と共に回転する。第１環状ベアリング８０６の回転は、第１環状ベアリング８０６と第２環状ベアリング８１６との間にあるボール・ベアリング８０８によって容易になっている。プーリ３５２４Ａから、可撓性ケーブル１５３２は１つまたは複数の別のプーリ（図示せず）の周りを通って、（図１５に示す）錘１５２６に直接続いて取り付けられている。
【００８０】
図３７と図３８は、惰行機構３７１０を含む変速機３７００の代替実施形態を示す。惰行機構３７１０は、自転車、オートバイ、自動車、および変速機を切ることが望まれる機械類と共に使用することができる。惰行機構３７１０はハブ駆動装置１８６と第２ローラ・ケージ・アセンブリ１８０との間に位置する。回転可能被駆動部材１７０にトルクが加えられると、第２ローラ・ケージ・アセンブリ１８０は回転可能被駆動部材１７０と同じ方向に回転することによって応答する。ローラ１１２は回転可能被駆動部材１７０の浅い溝を転がって昇る。ローラ１１２の作用によって、惰行機構３７１０はハブ駆動装置１８６の方へ向けられる。惰行機構３７１０は、惰行機構３７１０における２つのスロット３７１６Ａ、３７１６Ｂがクラッチ・リング３７１４に嵌合するので、回転可能被駆動部材１７０と共に回転しない。クラッチ・リング３７１４は主軸１０２に摩擦によって取り付けられ、惰行機構３７１０の２つのスロット３７１６Ａ、３７１６Ｂの中に延びる２つのプロングを有する。惰行機構３７１０はハブ駆動装置１８６に接触して、惰行機構３７１０とハブ駆動装置１８６との間に摩擦を作り出す。惰行機構３７１０の勾配区域には刻み目３７１１が切られ、摩擦を増加する。摩擦によって、ローラ１１２は、ハブ駆動装置１８６に対して十分な力が加えられてハブ駆動装置１８６を束縛して惰行機構と共に回転させるまで、回転可能被駆動部材１７０と惰行機構３７１０の浅い溝の側部を転がって昇り続ける。
【００８１】
次にクラッチ・リング３７１４は惰行機構３７１０と共に回転する。トルクが開放されると、クラッチ引張りインデューサ３７１２は惰行機構３７１０を押してハブ駆動装置１８６から離し、惰行機構３７１０をハブ駆動装置１８６から離脱させ、ハブ駆動装置１８６とハブ・シェル３０２とが回転し続けることを可能にする。
【００８２】
さらに図３７を参照して、変速機３７００のための代替入換え方法を説明する。説明を簡単にするために、変速機３７００と前述の他の実施形態との間の相違のみに注目する。ピボット支持物１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃが、高い方へ入れ換えられると、これによって、ピボット支持物１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃに取り付けられたピボット支持物の脚３７３０は第１スラスト・ワッシャ２００６に接触して、これを変速機３７００の駆動側に向けて押すことになる。第１スラスト・ワッシャ２００６の移動によって、第１スラスト・ベアリング１１０６と支持部材１５４は両方とも固定支持物１５２の方へ押されることになる。引張りインデューサ２０１８は、支持部材１５４が移動し過ぎることを防止し、変速機３７００が低い方へ入れ換えられると、この結果、支持部材１５４はピボット支持物の脚３７３０の方へ押されることになる。
【００８３】
本発明は、９００％範囲の入出力角速度までを提供する無段入出力角速度比をもたらす新しい変速機を提供する。さらに、この変速機は手動でも自動的にも作動させることができる。
【００８４】
さらに、本発明の変速機では、実施するには最少の部品しか必要としない簡単な設計となり、したがって製造が簡単で、コンパクトで軽量であり、ごくわずかな摩擦しか発生しない。この変速機は、歯車式変速機に見られる重複ギア、オーバーラップ・ギア、または使用不能のギアを不要にする。この変速機は、従来ギア入換えのために使用されているクラッチの必要性をなくする。最後に、この変速機は、入力から出力までの理想的な角速度比を提供することによってエネルギーまたはガソリンを節約することができる。
【００８５】
上記の詳細な説明は、本発明の新規な特徴をさまざまな実施形態に適用して示し、記載し、指摘したが、本発明の意図から逸脱することなく、当業者が図解された装置または方法の形態と詳細におけるさまざまな省略、代用、変更を行ってもよいことは理解されよう。本発明の範囲は、上記の説明ではなく添付の特許請求の範囲によって示されている。特許請求の範囲の趣旨と等価範囲の中にあるすべての変更も、特許請求の範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明による変速機の部分斜視図である。
【図２】図１の変速機の部分分解図である。
【図３】図１の変速機の切欠端面正面図である。
【図４】図１の変速機の切欠側面図である。
【図５】異なった位置に入れ換えられた図１の変速機を示す、図１の変速機の切欠側面図である。
【図６】異なった位置に入れ換えられた図１の変速機を示す、図１の変速機の切欠側面図である。
【図７】変速機が自動的に入れ換わる本発明による変速機の代替実施形態の切欠端面図である。
【図８】図７の変速機の側面図である。
【図９】固定ハブ・シェルを含む本発明による変速機の代替実施形態の切欠端面図である。
【図１０】図９の変速機の切欠側面図である。
【図１１】２つのスラスト・ベアリングを有する図１に示す変速機の代替実施形態の切欠側面図である。
【図１２】第１および第２一方向回転可能駆動装置が入力トルクを変速機に提供する、本発明の代替実施形態の切欠側面図である。
【図１３】本発明による変速機の別の代替実施形態を示す略切欠端面正面図である。
【図１４】図１３の変速機の略切欠正面図である。
【図１５】図１３および図１４の変速機用のハウジングを示す略端面図である。
【図１６】本発明による変速機の別の代替実施形態を示す略切欠正面図である。
【図１７】支持部材の代替実施形態の側面図である。
【図１８】支持部材の代替実施形態の側面図である。
【図１９】支持部材の代替実施形態の側面図である。
【図２０】スラスト・ベアリング、ワッシャ、および引張り部材を含む、本発明の代替実施形態の略切欠側面図である。
【図２１】支持部材が各端部にスラスト・ベアリングとワッシャとを有し、ピボット支持物が脚を有する、本発明の代替実施形態の略切欠側面図である。
【図２２】図２１の変速機のワッシャを示す正面図である。
【図２３】図２１の変速機のピボット支持物を示す側面図である。
【図２４】図２１の変速機のピボット支持物を示す底面図である。
【図２５】固定支持物の代替実施形態の正面図である。
【図２６】図２５の固定支持物の切欠側面図である。
【図２７】固定支持物の代替実施形態の正面図である。
【図２８】図２７の固定支持物の切欠側面図である。
【図２９】図２７の固定支持物の部分平面図である。
【図３０】固定支持物の代替実施形態の正面図である。
【図３１】図３０の固定支持物の切欠側面図である。
【図３２】図２の主軸の代替実施形態を示す切欠側面図である。
【図３３】図３２の軸の切欠端面正面図である。
【図３４】本発明による変速機の代替実施形態を示す略切欠正面図である。
【図３５】自動的に切り換わる変速機の代替実施形態を示す略切欠側面図である。
【図３６】図３５に示す環状ベアリングの略切欠端面正面図である。
【図３７】惰行機構を有する本発明の代替実施形態の略切欠側面図である。
【図３８】図３７の代替惰行機構の正面図である。
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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