JP2022532193A - アクチュエータシステムおよびこれを備えた分節型プーリトランスミッション - Google Patents

Abstract

係合領域と係合解除領域との間で分節型プーリの複数のプーリセグメントを移動させるためのアクチュエータシステムが提供される。アクチュエータシステムは、第１の位置と第２の位置との間で少なくとも回転するように構成された偏向板と、係合領域と係合解除領域との間でプーリセグメントのそれぞれ１つを移動させるように偏向板と係合するように構成された突起をそれぞれ備えた複数のフォロワと、を備え、偏向板は第１の位置と第２の位置との間で移動して複数のフォロワと選択的に係合し、係合位置と係合解除位置との間で各フォロワを案内して、係合領域と係合解除領域との間で複数のプーリセグメントを移動させるように構成されている。アクチュエータシステムを備える分節型プーリトランスミッションが、さらに提供される。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、参照により全体が本明細書に組み込まれている、ＡＣＴＵＡＴＯＲ ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＳＥＧＭＥＮＴＥＤ ＰＵＬＬＥＹ ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ ＴＨＥ ＳＡＭＥという名称の、２０１９年５月９日に出願した米国仮特許出願第６２／８４５，３８９号の利益を主張するものである。

本開示は概して、トランスミッションに関し、より詳細には、分節型プーリ用のアクチュエータシステム、およびこれを備えた分節型プーリトランスミッションに関する。

トランスミッションは、良く知られており、パワートレイン内の回転要素の間の比率を変更するために使用することができる。トランスミッションに対する潜在的なアプリケーションは数多く、ポンプ、タービン、混合器、ウィンチ、遠心分離機およびシュレッダなどのモータ車両、人力車両、海上船舶および重機械がある。

クラッチレスマルチ比率トランスミッションは、回転要素間の比率をトランスミッションが負荷を受けている間に変更することを可能にする。特定の機械的問題は、その広範囲の利用、特に、実用的な応用例で効果的および効率的に高速で、またはかなりの負荷で機能するためのこのようなトランスミッションの能力を制限するクラッチレスマルチ比率トランスミッションに影響を与える可能性がある。加えて、ラチェット、摺動、および引張問題は、信頼性を下げる、効率を下げる、および摩耗を多くすることによって、このようなトランスミッションの商業的実現可能性を制限する可能性がある。したがって、分節型プーリトランスミッションは、これらの機械的問題の少なくともいくつかを減少または緩和するために開発された。

例えば、Ｗｏｎｇ他の特許文献１は、分節型プーリトランスミッションであって、プーリアセンブリが軸に取り付けられたプーリトランスミッションを開示している。プーリアセンブリは、その周表面上の第１のセットの噛合機構を有するコアプーリと、プーリアセンブリ内に摺動可能に取り付けられ、コアプーリと同心であるリング内に配置されたいくつかのプーリセグメントを備えたプーリセグメントセットと、を備えている。プーリセグメントは、プーリアセンブリ内に、およびそこから個別に作動可能である。プーリセグメントは、第１のセットの噛合機構と適合する周表面上の第２のセットの噛合機構を有する。無端駆動部材は、係合位置でコアプーリおよびプーリセグメントの第１および第２のセットの噛合機構と係合するために、内側表面上に対応する噛合機構を有する。無端駆動部材とコアプーリとの間の接触は、接触区間を画定する。アクチュエータは、プーリセグメントが接触区間の外側にある場合に、係合および非係合位置の間でプーリセグメントを作動させる。

Ｗｏｎｇの特許文献２は、無端部材と係合するために、プーリセグメントセット内の最初または最後のいずれかである分節型プーリトランスミッション用キープーリセグメントを開示している。無端部材と係合または係合解除するための最初または最後のキーセグメント歯は、それぞれ、短くされるまたは完全にトリミングされ、キーセグメントに隣接するプーリセグメントは、歯プロファイルの部分がキーセグメントに向けて延びるように細長い。１つまたは複数の短くされた歯、および細長い隣接セグメントは共に、多くのプーリセグメントをキーセグメントとして設計することを可能にする。完全にトリミングされた歯は、キーセグメント上に無端部材に対する支持表面を作り出すように設計することができる。細長い隣接するセグメントは、キーセグメントの支持表面と摺動可能に噛合機構、それによってそこからの径方向支持を受ける延長部分を有することができる。異なるプーリセグメントセットからの多数のプーリセグメントは、一体化されたスタック内で一緒に移動するように接続または構成することができる。一体化されたスタックは、カムまたはローラカムシステムにより移動させることができる。シャーシ取付カムは、接触区間の外側でローラと係合し、ローラアームを介して、一体化されたスタックの個別のセグメントは係合または係合解除して移動される。ローラは、アレイ内に固定可能に取り付けられた電磁石によってカムと係合および係合解除して作動させることができる。

知られている分節型プーリトランスミッションの貢献は称賛に値するが、改良および／または代替形態が概して望ましい。したがって、分節型プーリの複数のプーリセグメントを移動させるための新規のアクチュエータシステム、およびパワートレイン内で第１の回転部材および第２の回転部材を回転可能に結合させるための新規の分節型プーリトランスミッションを提供することが目的である。

米国特許第８，７５３，２３６号明細書 米国特許第９，８１６，５９８号明細書

本要約は、実施形態の詳細な説明において以下にさらに記載される単純化された形の概念の選択を案内するために提供されていることを理解されたい。本要約は、請求する主題の範囲を制限するために使用することを意図したものではない。

したがって、一態様では、係合領域と係合解除領域との間で分節型プーリの複数のプーリセグメントを移動させるためのアクチュエータシステムが提供され、アクチュエータシステムは、第１の位置と第２の位置との間で少なくとも回転するように構成された偏向板と、係合領域と係合解除領域との間でプーリセグメントのそれぞれ１つを移動させるように偏向板と係合するように構成された突起をそれぞれ備えた複数のフォロワと、を備え、偏向板は第１の位置と第２の位置との間で移動して複数のフォロワと選択的に係合し、係合位置と係合解除位置との間で各フォロワを案内して、係合領域と係合解除領域との間で複数のプーリセグメントを移動させるように構成されている。

１つまたは複数の実施形態では、各フォロワは、プーリセグメントのそれぞれ１つにフォロワを固定するための本体をさらに備え、突起は本体から延びている。１つまたは複数の他の実施形態では、各フォロワは、プーリセグメントのそれぞれ１つと一体形成され、突起はプーリセグメントのそれぞれ１つから直接延びている。

１つまたは複数の実施形態では、偏向板は、分節型プーリのほぼ放射軸周りに回転するように構成することができる。

１つまたは複数の実施形態では、偏向板は、突起と係合するための少なくとも１つのカム表面を画定することができる。少なくとも１つのカム表面は、係合カム表面および係合解除カム表面を備えることができ、係合カム表面は、複数のフォロワの突起に接触し、係合解除位置および係合位置から各フォロワを案内するように構成され、係合解除カム表面は、複数のフォロワの突起に接触し、係合位置から係合解除位置に各フォロワを案内するように構成されている。

１つまたは複数の実施形態では、偏向板は、偏向板が分節型プーリの回転中に複数のフォロワと係合しない中立位置まで回転するようにさらに構成することができる。中立位置は、第１の位置と第２の位置との間に配置することができる。

１つまたは複数の実施形態では、偏向板は、根元と遠位先端との間に延びる細長い本体を備えることができ、偏向板は、遠位先端が分節型プーリのほぼ軸方向に移動するように、根元で回転するように構成することができる。

１つまたは複数の実施形態では、突起は分節型プーリのほぼ径方向に延びることができ、分節型プーリの外周表面から軸方向にオフセットさせることができる。突起は、偏向板に沿って転動することによって、偏向板と係合するように構成されたローラであってもよい。

１つまたは複数の実施形態では、アクチュエータシステムは、少なくとも第１の位置と第２の位置との間で偏向板を回転するための電磁アクチュエータをさらに備えることができる。電磁アクチュエータは、少なくとも１つのソレノイドを備えることができる。

別の態様によると、第１の回転部材と第２の回転部材とを回転結合するための分節型プーリトランスミッションが提供され、分節型プーリトランスミッションは、第１の回転部材に結合するための第１のプーリアセンブリであって、第１のプーリアセンブリは、第１のプーリと、第１のプーリと同心の第２のプーリと、を備え、第２のプーリは、係合領域と係合解除領域との間で個別に移動可能である複数のプーリセグメントを有する分節型プーリである第１のプーリアセンブリと、第２の回転部材に結合するための、第１のプーリアセンブリから間隔を置いて配置された第２のプーリアセンブリと、第１のプーリアセンブリおよび第２のプーリアセンブリと係合し、その間に延びて、第１のプーリアセンブリと第２のプーリアセンブリとを回転結合する無端部材と、本要約の上記パラグラフのいずれかで定義され、係合領域と係合解除領域との間で複数のプーリセグメントを選択的に移動させるための第２のプーリの複数のプーリセグメントに結合されたアクチュエータシステムと、を備えている。

１つまたは複数の実施形態では、アクチュエータシステムは、無端部材と係合し、無端部材内の緩みを調節するように構成されたアイドラプーリをさらに備えることができる。

次に、添付の図面を参照して、実施形態をより完全に説明する。

第１の位置に偏向板を有するアクチュエータシステムを備えた分節型プーリトランスミッションの単純化した側面図である。 第１の位置に偏向板を有するアクチュエータシステムを備えた分節型プーリトランスミッションの単純化した不等角投影図である。 中立位置に偏向板を備えた、図１ａおよび図１ｂの分節型プーリトランスミッションの単純化した側面図である。 中立位置に偏向板を備えた、図１ａおよび図１ｂの分節型プーリトランスミッションの単純化した不等角投影図である。 第２の位置に偏向板を備えた、図１ａおよび図１ｂの分節型プーリトランスミッションの単純化した側面図である。 第２の位置に偏向板を備えた、図１ａおよび図１ｂの分節型プーリトランスミッションの単純化した不等角投影図である。 係合領域から係合解除領域にプーリセグメントを移行するアクチュエータシステムを示す、図１ａおよび図１ｂの分節型プーリトランスミッションの単純化した側面図である。 係合領域から係合解除領域にプーリセグメントを移行するアクチュエータシステムを示す、図１ａおよび図１ｂの分節型プーリトランスミッションの単純化した不等角投影図である。 係合解除領域内の図４ａおよび図４ｂの移行されたプーリセグメントを示す、図１ａおよび図１ｂの分節型プーリトランスミッションの単純化した側面図である。 係合解除領域内の図４ａおよび図４ｂの移行されたプーリセグメントを示す、図１ａおよび図１ｂの分節型プーリトランスミッションの単純化した不等角投影図である。 外部ハウジングの部分を省略した、図１ａおよび図１ｂの分節型プーリトランスミッションの不等角投影図である。

前述の要約と特定の実施形態の以下の詳細な説明とは、添付の図面と併せて読むとより良く理解される。本明細書に使用されるように、単数で引用され、「ａ」または「ａｎ」の語が前に付く要素または機構は、必ずしも複数の要素または機構を除くものと理解すべきではない。さらに、「一実施例」または「一実施形態」への言及は、一実施例または一実施形態の言及した要素または機構も組み込む追加の実施例または実施形態の存在を除くものと解釈することを意図したものではない。さらに、そうでないと明確に記されていない限り、特定の性状を有する１つまたは複数の要素または機構を「備える」、「有する」または「含む」実施例または実施形態はさらに、その特定の性状を有していない追加の要素または機構を含むことがある。また、「備える」、「有する」および「含む」という用語は、「含むが、これに限らない」という意味であり、「備えた」、「有する」および「含む」という用語は等価の意味を有することが分かる。

本明細書で使用するように、「および／または」という用語は、関連した挙げた要素または機構の１つまたは複数のいずれかまたは全ての組合せを含むことができる。

要素または機構が別の要素または機構の「上にある」、「取り付けられている」、「接続されている」、「結合されている」、「係合している」、「接触している」などと言及されている場合、その要素または機構は、他の要素または機構の直接上にある、取り付けられている、接続されている、結合されている、または接触している可能性がある、または介在要素も存在する可能性があることが理解される。これに対して、要素または機構が、例えば、別の要素または機構の「直接上にある」、「直接取り付けられている」、「直接接続されている」、「直接結合されている」、「直接係合している」、または「直接接触している」と言及されている場合、介在する要素または機構は存在しない。加えて、要素または機構が、別の要素または機構に「取り付けられている」、「接続されている」、「結合されている」、「係合している」、「接触している」などと言及されている場合、これらの同じ要素または機構に取り付けられている、接続されている、結合されている、係合している、接触しているなどの別の要素または機構を必ずしも排除するものと理解すべきではない。例えば、いくつかの例では、要素を１対１の関係で結合することができ、他の例では、単一の要素を複数の他の要素に結合することができ、逆も同様である。

「下に」、「下」、「下側」、「上に」、「上」、「上側」、「前部」、「後部」などの空間的な相対的用語は本明細書では、図に示すような一方の要素または機構の別の要素または機構に対する関係を説明するのを容易にするために使用される場合があることを理解されたい。しかし、空間的な相対的用語は、図に示した配向に加えて、使用または動作の際に異なる配向を含むことができる。

本明細書における「実施例」の言及は、実施例に関連して記載された１つまたは複数の機構、構造、要素、構成部品、特徴および／または動作ステップが、本開示による主題の少なくとも１つの実施形態および／または実施に含まれていることを意味する。したがって、本開示全体を通して「実施例」、「別の実施例」、および同様な用語は、必ずしもではないが、同じ実施例のことに言及していることがある。さらに、いずれか１つの実施例を特徴とする主題は、必ずしもではないが、あらゆる他の実施例を特徴とする主題を含むことがある。

本明細書において「構成された」への言及は、「ように構成された」という表現の前の要素または機構の物理的特徴に要素または機構を基本的に結びつける構成の実際の状態を示している。

そうでないと示されていない限り、「第１の」、「第２の」などの用語は本明細書では、単なるラベルとして使用され、これらの用語が言及するアイテムに順番、位置、または階層要件を課すことを意図したものではない。さらに、「第２の」アイテムへの言及は、低い番号のアイテム（例えば、「第１の」アイテム）、および／または高い番号のアイテム（例えば、「第３の」アイテム）の存在を必要とする、または除外するものではない。

本明細書で使用されるように、「ほぼ」および「約」という用語は、まだ所望の機能を行うまたは所望の結果を達成する記した量に近い量を示す。例えば、「ほぼ」および「約」という用語は、当業者によってすぐに理解される技術許容範囲内にある量のことを言う場合がある。

図６は、参照番号１２０によって概して識別される、分節型プーリトランスミッションを示している。分かるように、分節型プーリトランスミッション１２０の外部ハウジングの部分が、内部を見えるようにするために、図６では省略されている。図１ａおよび図１ｂはまた、分節型プーリトランスミッション１２０を示し、本記載の理解を容易にするために単純化され、外部ハウジングなどの分節型プーリトランスミッション１２０の特定の要素が省略されている。いくつかの実施形態では、分節型プーリトランスミッション１２０は、関連する部分が参照として本明細書に組み込まれている、ＰＵＬＬＥＹ ＡＳＳＥＭＢＬＹ ＦＯＲ Ａ ＳＥＧＭＥＮＴＥＤ ＰＵＬＬＥＹ ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ ＡＮＤ ＡＣＴＵＡＴＯＲ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＴＨＥ ＳＡＭＥという名称の、２０１８年１１月２０日出願の国際公開２０１９／１７３８９６号に図示および記載されたような要素を含むことができる。

分節型プーリトランスミッション１２０は、パワートレイン（図示せず）内で第１の回転要素と第２の回転要素とを回転結合するように構成され、第１および第２の回転要素間の比率を変更するように構成されている。いくつかの実施形態では、第１の回転要素はパワートレイン内の従動軸であり、第２の回転要素はパワートレイン内の駆動軸である、またはその逆である。分節型プーリトランスミッション１２０は、第１のプーリアセンブリ１２２、第２のプーリアセンブリ１２４、アイドラプーリ１２６、無端部材１２８、およびアクチュエータシステム１３０を備えている。分かるように、無端部材１２８は、噛合機構が省略された略図として示されている。第１のプーリアセンブリ１２２、第２のプーリアセンブリ１２４、およびアイドラプーリ１２６は全て、互いに間隔を置いて配置されている。無端部材１２８は、第１のプーリアセンブリ１２２、第２のプーリアセンブリ１２４、およびアイドラプーリ１２６の間に延び、これらを回転結合する。アクチュエータシステム１３０は、第１のプーリアセンブリ１２２に結合され、さらに、分節型プーリトランスミッション１２０の外部ハウジングに結合させることができる。分節型プーリトランスミッション１２０の設置中、第１のプーリアセンブリ１２２はパワートレイン内の第１の回転要素に結合され、第２のプーリアセンブリ１２４はパワートレイン内の第２の回転要素に結合されている。

第１のプーリアセンブリ１２２は、パワートレイン内の第１の回転要素に結合するように構成されている。いくつかの実施形態では、第１のプーリアセンブリ１２２、またはその部分は、パワートレイン内の第１の回転要素と一体形成されている。第１のプーリアセンブリ１２２は、無端部材１２８と回転動作中に係合するように構成されている。第１のプーリアセンブリ１２２は、第１の回転軸周りおよび同心に回転可能である。第１のプーリアセンブリ１２２は、第１のプーリ１４０および第２のプーリ１４２を備えている。第１のプーリ１４０および第２のプーリ１４２は、無端部材１２８と連続回転動作するように構成されている。第１の回転軸周りの第１のプーリアセンブリ１２２の完全回転中に、第１のプーリ１４０および第２のプーリ１４２のいずれかが、無端部材１２８と連続して係合することができる。第２のプーリ１４２は、以下に記載するように、第１のプーリ１４０と同心であり、係合領域と係合解除領域との間で移動可能である。第２のプーリ１４２は、係合領域内に配置される場合に、第１のプーリ１４０を囲むように構成されている。

本開示の内容において、「係合領域」は、第１のプーリアセンブリ１２２の要素が、第１のプーリアセンブリ１２２の他の要素によって隠されないまたは遮られない場合に、第１のプーリアセンブリ１２２の回転動作中に無端部材１２８と係合する領域である。これに対して、「係合解除領域」は、第１のプーリアセンブリ１２２の要素の露出または第１のプーリアセンブリ１２２の他の要素の位置に関わらず、第１のプーリアセンブリ１２２の要素が第１のプーリアセンブリ１２２の回転動作中に無端部材１２８と係合しない領域である。本実施形態では、第１のプーリ１４０は、第１のプーリアセンブリ１２２の回転動作中に他の要素によって遮られない場合に、常に無端部材１２８と係合するので、第１のプーリ１４０は係合領域内に永久的に配置されていることが分かる。これに対して、第２のプーリ１４２は、無端部材１２８によって画定された平面内に移動される場合に、係合領域に配置されるだけである。

第１のプーリ１４０は、パワートレイン内の第１の回転要素に結合するように構成されている。いくつかの実施形態では、第１のプーリ１４０は、パワートレイン内の第１の回転要素と一体形成される。第１のプーリ１４０が係合領域に配置されている場合に、第１のプーリ１４０は無端部材１２８と係合するように構成されている。第１のプーリ１４０は、第１のプーリアセンブリ１２２の第１の回転軸周りおよび同心に回転可能である。第１のプーリ１４０は、無端部材１２８と係合するための外周表面１４４を含んでいる。外周表面１４４は概して円形であり、無端部材１２８上の対応する噛合機構と係合するための複数の外側噛合機構を備えることができる。いくつかの実施形態では、外側噛合機構は歯である。第１のプーリ１４０はさらに、パワートレインの第１の回転要素に結合されるように構成された内周表面１４６を備えている。内周表面１４６は概して円形であり、パワートレイン内の第１の回転要素に結合するための複数の内側噛合機構を備えることができる。いくつかの実施形態では、内側噛合機構は、キー、歯などの少なくとも１つである。本実施形態では、第１のプーリ１４０は一体型構成を備えている。本実施形態では、第１のプーリ１４０は、第１のプーリアセンブリ１２２のコアプーリである。すなわち、第１のプーリ１４０は、第１のプーリアセンブリ１２２内の最も中心にあるまたは最小直径のプーリである。他の実施形態では、第１のプーリ１４０は、第１のプーリアセンブリ１２２内の２つの同心プーリ間に配置された中間プーリなどの、第１のプーリアセンブリ１２２内の別のプーリであってもよい。いくつかの実施形態では、第１のプーリ１４０は分節型プーリであってもよい。

第２のプーリ１４２は、パワートレイン内の第１の回転要素に結合するように構成されている。分節型プーリトランスミッション１２０は、パワートレイン内で第１の回転要素に第２のプーリ１４２を結合するための複数の接続ロッド１４８を備えることができる。いくつかの実施形態では、第２のプーリ１４２は、接続ロッド１４８、および国際公開２０１９／１７３８９６号に図示および記載されたようなハブを介して第１の回転要素に結合されている。第２のプーリ１４２は、第２のプーリ１４２が係合領域内に配置されている場合に、無端部材１２８と係合するように構成されている。第２のプーリ１４２は、第１のプーリアセンブリ１２２の第１の回転軸周りおよび同心に回転可能である。第２のプーリ１４２は、無端部材１２８と係合するための外周表面１５０を備えている。外周表面１５０は概して円形であり、無端部材１２８上の対応する噛合機構と係合するための複数の外側噛合機構を備えることができる。いくつかの実施形態では、外側噛合機構は歯である。第２のプーリ１４２は、分節型プーリであり、複数のプーリセグメント１５２を備えている。プーリセグメント１５２は、第２のプーリ１４２を形成するように円形に配置されている。

複数のプーリセグメント１５２は、無端部材１２８と係合するように構成されている。したがって、各プーリセグメント１５２は、第２のプーリ１４２の外周表面１５０の部分を画定する本体を備えている。プーリセグメント１５２は、第１のプーリ１４０と第２のプーリ１４２との間で無端部材を移行するために、係合領域と係合解除領域との間で順に移動可能であるように構成されている。本実施形態では、プーリセグメント１５２は、係合領域と係合解除領域との間で個別に移動可能であるように構成されている。他の実施形態では、プーリセグメント１５２の１つまたは複数のサブセットは、係合領域と係合解除領域との間で集合的に移動されるように構成されている。例えば、いくつかの実施形態では、プーリセグメント１５２の２つ以上は、係合領域と係合解除領域との間で一緒に移動可能であるように構成されている。

第２のプーリアセンブリ１２４は、パワートレイン内の第２の回転要素と結合するように構成されている。いくつかの実施形態では、第２のプーリアセンブリ１２４、またはその部分は、パワートレイン内の第２の回転要素と一体形成されている。第２のプーリアセンブリ１２４は、無端部材１２８と係合するように構成されている。第２のプーリアセンブリ１２４は、第２の回転軸周りおよび同心に回転可能である。本実施形態では、第２のプーリアセンブリ１２４は単一の固定プーリ１６０を備えている。他の実施形態では、第２のプーリアセンブリ１２４は調節可能であり、上に記載した第１のプーリ１４０および／または第２のプーリ１４２などの複数のプーリを備える。固定プーリ１６０は、第２の回転軸周りおよび同心に回転可能である。固定プーリ１６０は、無端部材１２８と係合するための外周表面１６２を備えている。外周表面１６２は概して円形であり、無端部材１２８上の対応する噛合機構と係合するための、複数の外側噛合機構を備えることができる。いくつかの実施形態では、外側噛合機構は歯である。固定プーリ１６０はさらに、パワートレインの第２の回転要素に結合されるように構成された内周表面１６４を備えている。内周表面１６４は概して円形であり、いくつかの実施形態では、複数の内側噛合機構を備えている。いくつかの実施形態では、内側噛合機構は、キー、歯などの少なくとも１つである。

アイドラプーリ１２６は、第１のプーリアセンブリ１２２と第２のプーリアセンブリ１２４との間の無端部材１２８内の緩みを制御するように構成されている。アイドラプーリ１２６は、無端部材１２８内の緩みを制御するために、分節型プーリトランスミッション１２０内で移動可能な、第３の回転軸周りおよび同心に回転可能である。分かるように、無端部材１２８内の緩みを制御することは、無端部材１２８内の張力を制御することを助ける、および／または第１のプーリアセンブリ１２２および第２のプーリアセンブリ１２４の外側噛合機構と無端部材１２８とを位置合わせするのを助けることができる。アイドラプーリ１２６は、無端部材１２８内の緩みを低減するために、第１のプーリアセンブリ１２２および／または第２のプーリアセンブリ１２４から離れて移動させることができる。別の方法では、アイドラプーリ１２６は、無端部材１２８内の緩みを提供するように、第１のプーリアセンブリ１２２および／または第２のプーリアセンブリ１２４に向かって移動させることができる。アイドラプーリ１２６は、無端部材１２８と係合するように構成されている。アイドラプーリ１２６は、無端部材１２８と係合するための外周表面１６６を備えている。外周表面１６６は概して円形であり、無端部材１２８上の対応する噛合機構と係合するための、複数の外側噛合機構を備えることができる。いくつかの実施形態では、外側噛合機構は歯である。

無端部材１２８は、第１のプーリアセンブリ１２２、第２のプーリアセンブリ１２４とアイドラプーリ１２６とを回転結合するように構成されている。無端部材１２８は、第１のプーリアセンブリ１２２、第２のプーリアセンブリ１２４およびアイドラプーリ１２６の間に延びている。無端部材１２８は、それぞれ第１のプーリ１４０、第２のプーリ１４２、固定プーリ１６０、およびアイドラプーリ１２６の外周表面と係合するように構成された内周表面１６８を備えている。無端部材１２８はいかなる噛合機構も備えていない略図として図面では示されているが、歯および／または穴などの噛合機構を、無端部材１２８の少なくとも内周表面１６８上に含めることができることを理解されたい。いくつかの実施形態では、内周表面１６８は、第１のプーリ１４０、第２のプーリ１４２、固定プーリ１６０、および／またはアイドラプーリ１２６の外周表面上で外側噛合機構と係合するための複数の相補的噛合機構を備えている。他の実施形態では、内周表面１６８は、いかなる噛合機構も備えていなく、概して円滑であることがあり、このような実施形態では、内周表面１６８は、第１のプーリ１４０、第２のプーリ１４２、固定プーリ１６０、および／またはアイドラプーリ１２６と係合することができる。分かるように、無端部材１２８は、チェーン、ベルト、または他の適切なタイプの無端部材を備えることができる。

アクチュエータシステム１３０は、係合領域と係合解除領域との間で第２のプーリ１４２の複数のプーリセグメント１５２を移動させるように構成されている。アクチュエータシステム１３０は、偏向板１７０および複数のフォロワ１７２を備えている。各フォロワ１７２は、プーリセグメント１５２のそれぞれ１つに結合されている。偏向板１７０は、分節型プーリトランスミッション１２０の外部ハウジングに回転可能に結合されている。

偏向板１７０は、第１の位置（図１ａおよび図１ｂに示す）と第２の位置（図３ａおよび図３ｂに示す）との間で回転するように構成されている。偏向板１７０は、第２のプーリ１４２のほぼ放射軸周りに回転するように構成されている。第１の位置では、偏向板１７０は、係合解除領域から係合領域まで複数のプーリセグメント１５２を移動させるために、第２のプーリ１４２の回転動作中に複数のフォロワ１７２と係合するように位置合わせされている。第２の位置では、偏向板１７０は、係合領域から係合解除領域まで複数のプーリセグメント１５２を移動させるために、第２のプーリ１４２の回転動作中に複数のフォロワ１７２と係合するように位置合わせされている。いくつかの実施形態では、偏向板１７０はさらに、中立位置（図２ａおよび図２ｂに示す）に回転するように構成することができる。中立位置では、偏向板１７０は、複数のプーリセグメント１５２を移動するのを防ぐために、第２のプーリ１４２の回転動作中に複数のフォロワ１７２と係合するのを防ぐように位置合わせされている。中立位置は、第１の位置と第２の位置との間に配置することができる。いくつかの実施形態では、アクチュエータシステム１３０はさらに、少なくとも第１の位置と第２の位置との間で偏向板１７０を回転させるための、１つまたは複数のソレノイド、ボイスコイル、および／または電磁モータ（図示せず）などの電磁アクチュエータを備えることができる。偏向板１７０は、根元１７６と遠位先端１７８との間に延びる細長い本体１７４を備えている。偏向板１７０は、遠位先端１７８が第２のプーリ１４２のほぼ軸方向に移動するように、根元１７６で回転するように構成されている。偏向板１７０は、少なくとも１つのカム表面を画定する。本実施形態では、偏向板本体１７４は、係合カム表面１８０および係合解除カム表面１８２を画定する。

係合カム表面１８０および係合解除カム表面１８２は、細長い本体１７４の両側に配置されている。係合カム表面１８０は、係合解除領域から係合領域まで複数のプーリセグメント１５２を移動するために、複数のフォロワ１７２と係合するように構成されている。これに対して、係合解除カム表面１８２は、係合領域から係合解除領域まで複数のプーリセグメント１５２を移動するために、複数のフォロワ１７２と係合するように構成されている。以下に記載するように、係合カム表面１８０は、第２のプーリ１４２の回転動作中に係合位置（図３ａおよび図３ｂにフォロワ１７２ａについて示す）から係合解除位置（図５ａおよび図５ｂにフォロワ１７２ａについて示す）まで各フォロワ１７２を案内する。これに対して、係合解除カム表面１８２は、第２のプーリ１４２の回転動作中に係合位置から係合解除位置まで各フォロワ１７２を案内する。

複数のフォロワ１７２は、係合領域と係合解除領域との間で複数のプーリセグメント１５２を移動させるように構成されている。したがって、各フォロワ１７２は、プーリセグメント１５２のそれぞれ１つに結合されている。本実施形態では、各フォロワ１７２は、本体１８４および本体１８４から延びる突起１８６を備えている。本体１８４は、プーリセグメント１５２のそれぞれ１つにフォロワ１７２を結合するように構成されている。いくつかの実施形態では、本体１８４は、ファスナによってプーリセグメント１５２に結合されている。他の実施形態では、本体１８４は、連結機構、溶接または他の適切な機構によってプーリセグメント１５２に結合されている。突起１８６は、第２のプーリ１４２のほぼ径方向に本体１８４から延びている。突起１８６は、第２のプーリ１４２の外周表面１５０から軸方向にオフセットされる。すなわち、突起１８６は、第２のプーリ１４２の回転軸と位置合わせされた方向に外周表面１５０からオフセットされる。突起１８６は、係合領域と係合解除領域との間で結合されたプーリセグメント１５２を移動させるために、第２のプーリ１４２の回転動作中に偏向板１７０と係合するように構成されている。本実施形態では、突起１８６は、係合領域と係合解除領域との間で結合されたプーリセグメント１５２を押すために、偏向板１７０のカム表面１８０、１８２と接触し、これに沿って転動するように構成されたローラである。

分節型プーリトランスミッション１２０の回転動作中に、無端部材１２８は、接触区間として画定された角度領域内で第１のプーリアセンブリ１２２と接触し、第１のプーリアセンブリ１２２と係合する。逆に、無端部材１２８は、非接触区間として画定された角度領域内で第１のプーリアセンブリ１２２と接触、または第１のプーリアセンブリ１２２と係合しない。図１ｂから図５ｂでは、非接触区間は偏向板１７０に隣接して配置され、概して第２のプーリアセンブリ１２４からアイドラプーリ１２６まで延びている。第２のプーリ１４２のプーリセグメント１５２は、無端部材１２８と干渉することなく非接触区間内に位置決めされる間に、および分節型プーリトランスミッション１２０に負荷が加えられている間に、係合領域内にまたはそこから移動させることができる。分かるように、非接触区間は、第１のプーリ１４０が無端部材１２８と係合しているかどうかによって、およびある場合は、第２のプーリ１４２のプーリセグメント１５２のうちのどれが無端部材１２８と係合しているかによって変化する。

非接触区間内に位置決めされている間に係合領域内にまたはそこからプーリセグメント１５２を順に移動させることによって、無端部材１２８は、分節型プーリトランスミッション１２０の回転動作を妨げることなく、および分節型プーリトランスミッション１２０を通して伝達された負荷を妨げることなく、「出発プーリ」として定義された第１のプーリ１４０および第２のプーリ１４２の一方と係合している状態から、「目標プーリ」として定義された第１のプーリ１４０および第２のプーリ１４２のもう一方と係合している状態まで移行することができる。出発プーリと目標プーリとの間で無端部材１２８を移行することは、「シフトイベント」と呼ばれる。

図１ａ、図１ｂから図５ａ、図５ｂは、係合解除シフトイベント中に、係合領域から係合解除領域までプーリセグメント１５２ａの１つを移行するための順序を示している。係合解除シフトイベントは、第２のプーリ１４２から第１のプーリ１４０に無端部材１２８を移行し、それによって、第２のプーリ１４２から無端部材１２８を係合解除する。分かるように、図１ａ、図１ｂから図５ａ、図５ｂで係合領域から係合解除領域に移動しているプーリセグメント１５２ａは、移行プーリセグメントとして記載することができ、第２のプーリ１４２の複数のプーリセグメント１５２の１つである。同様に、移行プーリセグメント１５２ａに結合されたフォロワ１７２ａは、移行フォロワとして記載することができ、複数のフォロワ１７２の１つである。係合解除シフトイベントの前に、無端部材１２８は第２のプーリ１４２と係合し、プーリセグメント１５２は全て係合領域内にある。本実施形態では、係合解除シフトイベントの前に、偏向板１７０は、（図１ａおよび図１ｂに示すように）第１の位置に配置されている。他の実施形態では、偏向板１７０は、シフトイベントの前に中立位置に配置されている。

係合解除シフトイベントを開始するために、偏向板１７０は、第１のプーリアセンブリ１２２が回転すると、第２の位置に移動する。本実施形態では、偏向板１７０は、第１の位置（図１ａおよび図１ｂに示す）で開始し、偏向板１７０が第２の位置（図３ａおよび図３ｂに示す）に移動するときに、中立位置（図２ａおよび図２ｂに示す）を通過する。偏向板１７０は、根元１７６で回転することによって、第１の位置から第２の位置まで移動する。偏向板１７０の回転は、偏向板１７０の遠位先端１７８が複数のフォロワ１７２内の連続したフォロワの間を通過するように継続される。本実施形態では、偏向板１７０の遠位先端１７８は、移行フォロワ１７２ａとフォロワ１７２の直ぐ前の１つとの間を通過する。

図３ａおよび図３ｂから図５ａおよび図５ｂに示すステップでは、偏向板１７０は第１の位置に維持される。第１のプーリアセンブリ１２２が回転し続けると、移行プーリセグメント１５２ａは非接触区間に入り、移行フォロワ１７２ａは、係合領域から係合解除領域に移行プーリセグメント１５２ａを移動させるように、偏向板１７０と係合する。分かるように、本実施形態では、移行プーリセグメント１５２ａは、 から移行プーリセグメント１５２ａを引っ込めることによって係合領域から移動される。 フォロワ１７２ａは、第１のプーリアセンブリ１２２が回転すると、係合位置から係合解除位置に案内される。分かるように、フォロワ１７２のいずれか１つが係合位置にある場合、フォロワ１７２に結合されたプーリセグメント１５２は係合領域にある。これに対して、フォロワ１７２のいずれか１つが係合解除位置にある場合、フォロワに結合されたプーリセグメント１５２は係合解除領域にある。したがって、本実施形態では、移行フォロワ１７２ａが係合位置から係合解除位置に案内されると、移行プーリセグメント１５２ａは係合領域から係合解除領域に移動する。移行プーリセグメント１５２ａが係合解除領域にあり、移行フォロワ１７２ａが係合解除位置にある場合、移行フォロワ１７２ａは偏向板１７０を係合解除し、第１のプーリアセンブリ１２２が回転し続けるときに偏向板１７０に接触しない。本実施形態では、移行フォロワ１７２ａは、係合解除シフトイベント中に、（図５ａに示すように）偏向板１７０の回転軸を通過する際、またはその前に偏向板１７０を係合解除する。分かるように、その回転軸を通過する際、またはその前に偏向板１７０を係合解除することによって、移行フォロワ１７２ａは、係合解除シフトイベントに干渉する可能性がある、そうでなければ偏向板１７０を第２の位置から押す、および第１の位置に戻すトルクを偏向板１７０に加えるのを防ぐことができる。

分かるように、図３ａ、図３ｂから図５ａ、図５ｂに示したステップは、係合領域から係合解除領域に残りのプーリセグメント１５２を移動させるために、第１のプーリアセンブリ１２２が回転し続けると、残りのフォロワ１７２で繰り返される。プーリセグメント１５２の全てが係合解除領域に移動されると、係合解除シフトイベントが完了し、無端部材１２８は連続回転動作のために第１のプーリ１４０と係合される。いくつかの実施形態では、偏向板１７０は、係合解除シフトイベントが完了すると中立位置に移動されて、次のシフトイベントに備える。他の実施形態では、偏向板１７０は、係合解除シフトイベントが完了すると、第２の位置に留まる。

第１のプーリ１４０から第２のプーリ１４２に無端部材１２８を移行するために、係合シフトイベントが行われる。係合シフトイベントの初めに、偏向板１７０は、根元１７６で回転することによって、第１の位置（図１ａおよび図１ｂに示す）に移動する。また、偏向板１７０の回転は、偏向板の遠位先端１７８が複数のフォロワ内の連続したフォロワの間を通過するように継続される。

第１のプーリアセンブリ１２２が回転し続けると、各プーリセグメント１５２は順に非接触区間に入り、係合解除領域から係合領域に移動される。分かるように、本実施形態では、各プーリセグメント１５２は、無端部材１２８によって画定される平面内にプーリセグメント１５２を延ばすことによって、係合領域内に移動される。プーリセグメント１５２が係合解除領域から係合領域に移動している場合、そのプーリセグメント１５２は移行プーリセグメント１５２ａとして画定され、移行プーリセグメント１５２ａに結合されたフォロワ１７２は移行フォロワ１７２ａとして画定される。第１のプーリアセンブリ１２２が回転すると、移行フォロワ１７２ａは偏向板１７０の係合カム表面１８０に接触し、移行フォロワ１７２ａは係合解除位置から係合位置に案内される。移行フォロワ１７２ａが係合解除位置から係合位置に案内されると、移行プーリセグメント１５２ａは、係合解除領域から係合領域に移動する。移行プーリセグメント１５２が係合領域にあり、移行フォロワ１７２ａが係合位置にあると、移行フォロワ１７２ａは偏向板１７０を係合解除し、第１のプーリアセンブリ１２２が回転し続けるときに、偏向板１７０に接触しない。いくつかの実施形態では、移行フォロワ１７２ａは、係合シフトイベント中に偏向板１７０の回転軸を通過する際に、またはその前に偏向板１７０を係合解除する。分かるように、その回転軸を通過する際、またはその前に偏向板１７０を係合解除することによって、移行フォロワ１７２ａは、係合シフトイベントに干渉する可能性がある、そうでなければ偏向板１７０を第１の位置から押す、および第２の位置に戻すトルクを偏向板１７０に加えるのを防ぐことができる。

分かるように、上に記載したステップは、係合解除領域から係合領域に残りの各プーリセグメント１５２を移動させるために、第１のプーリアセンブリ１２２が回転し続けると、残りの各フォロワ１７２で繰り返される。プーリセグメント１５２の全てが係合領域に移動されると、係合シフトイベントが完了し、無端部材１２８は連続回転動作のために第２のプーリ１４２と係合される。いくつかの実施形態では、偏向板１７０は、係合シフトイベントが完了すると中立位置に移動されて、次のシフトイベントに備える。他の実施形態では、偏向板１７０は、係合シフトイベントが完了すると、第１の位置に留まる。

第１のプーリシステム１２２は、２つの同心プーリ、すなわち、第１のプーリ１４０および第２のプーリ１４２を備えているものとして本明細書に図示および記載したが、他の実施形態では、第１のプーリシステムは、分節型プーリトランスミッション１２０に対する別の比率が望ましい場合に、より多数の同心プーリを備えることができることを理解されたい。

各フォロワ１７２はプーリセグメント１５２のそれぞれ１つに結合された本体１８４、および本体１８４から延びる突起１８６を備えているものとして図示および記載されているが、他の実施形態では、各フォロワはプーリセグメントのそれぞれ１つと一体形成することができることを理解されたい。分かるように、フォロワがプーリセグメントと一体形成される実施形態では、各フォロワの本体を省略することができ、突起はプーリセグメントのそれぞれ１つから直接延びることができる。

突起１８６は、カム表面１８０、１８２と接触し、それに沿って転動するように構成されたローラとして本明細書では図示および記載されているが、他の実施形態では、突起は、カム表面に接触し、それに沿って摺動するように構成されたスライダであってもよいことを理解されたい。いくつかの実施形態では、スライダはプラスチックでできている。いくつかの実施形態では、スライダはナイロンでできている。

実施形態を上に記載し、添付の図面に示しているが、当業者は、添付の特許請求の範囲によって定義されるような範囲から逸脱することなく変更および変形を加えることができ、請求の範囲は明細書全体と一貫して最も広い範囲で解釈が与えられるべきであることを理解されたい。

１２０ 分節型プーリトランスミッション
１２２ 第１のプーリアセンブリ
１２４ 第２のプーリアセンブリ
１２６ アイドラプーリ
１２８ 無端部材
１３０ アクチュエータシステム
１４０ 第１のプーリ
１４２ 第２のプーリ
１４４ 外周表面
１４６ 内周表面
１４８ 接続ロッド
１５０ 外周表面
１５２ プーリセグメント
１５２ａ プーリセグメント
１６０ 固定プーリ
１６２ 外周表面
１６４ 内周表面
１６６ 外周表面
１６８ 内周表面
１７０ 偏向板
１７２ フォロワ
１７２ａ フォロワ、移行フォロワ
１７４ 細長い本体
１７６ 根元
１７８ 遠位先端
１８０ 係合カム表面
１８２ 係合解除カム表面
１８４ 本体
１８６ 突起

Claims (15)

1. 係合領域と係合解除領域との間で分節型プーリの複数のプーリセグメントを移動させるためのアクチュエータシステムであって、
   第１の位置と第２の位置との間で少なくとも回転するように構成された偏向板と、
   複数のフォロワであって、各前記フォロワが、前記係合領域と前記係合解除領域との間で前記プーリセグメントのうちの対応する１つを移動させるように前記偏向板と係合するように構成された突起を備える、複数のフォロワと、
   を備え、
   前記偏向板は前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動して複数の前記フォロワと選択的に係合し、係合位置と係合解除位置との間で各前記フォロワを案内して、前記係合領域と前記係合解除領域との間で複数の前記プーリセグメントを移動させるように構成されている、アクチュエータシステム。
2. 各前記フォロワは、前記プーリセグメントのうちの対応する１つに前記フォロワを固定するための本体をさらに備え、前記突起は前記本体から延びている、請求項１に記載のアクチュエータシステム。
3. 各前記フォロワは、前記プーリセグメントのうちの対応する１つと一体形成され、前記突起は前記プーリセグメントのうちの対応する１つから直接延びている、請求項１に記載のアクチュエータシステム。
4. 前記偏向板は、前記分節型プーリのほぼ放射軸周りに回転するように構成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のアクチュエータシステム。
5. 前記偏向板は、前記突起と係合するための少なくとも１つのカム表面を画定する、請求項１から４のいずれか一項に記載のアクチュエータシステム。
6. 少なくとも１つの前記カム表面は、係合カム表面および係合解除カム表面を備え、前記係合カム表面は、複数の前記フォロワの前記突起に接触し、前記係合解除位置および前記係合位置から各前記フォロワを案内するように構成され、前記係合解除カム表面は、複数の前記フォロワの前記突起に接触し、前記係合位置から前記係合解除位置に各前記フォロワを案内するように構成されている、請求項５に記載のアクチュエータシステム。
7. 前記偏向板は、前記偏向板が前記分節型プーリの回転中に複数の前記フォロワと係合しない中立位置まで回転するようにさらに構成されている、請求項１から６のいずれか一項に記載のアクチュエータシステム。
8. 前記中立位置は、前記第１の位置と前記第２の位置との間に配置されている、請求項７に記載のアクチュエータシステム。
9. 前記偏向板は、根元と遠位先端との間に延びる細長い本体を備え、前記偏向板は、前記遠位先端が前記分節型プーリのほぼ軸方向に移動するように、前記根元で回転するように構成されている、請求項１から８のいずれか一項に記載のアクチュエータシステム。
10. 前記突起は前記分節型プーリのほぼ径方向に延び、前記分節型プーリの外周表面から軸方向にオフセットされる、請求項１から９のいずれか一項に記載のアクチュエータシステム。
11. 前記突起は、前記偏向板に沿って転動することによって、前記偏向板と係合するように構成されたローラである、請求項１から１０のいずれか一項に記載のアクチュエータシステム。
12. 少なくとも前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記偏向板を回転するための電磁アクチュエータをさらに備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載のアクチュエータシステム。
13. 前記電磁アクチュエータは、少なくとも１つのソレノイドを備える、請求項１０に記載のアクチュエータシステム。
14. 第１の回転部材と第２の回転部材とを回転結合するための分節型プーリトランスミッションであって、
    前記第１の回転部材に結合するための第１のプーリアセンブリであって、前記第１のプーリアセンブリは、第１のプーリと、前記第１のプーリと同心の第２のプーリと、を備え、前記第２のプーリは、係合領域と係合解除領域の間で個別に移動可能である複数のプーリセグメントを有する分節型プーリである、第１のプーリアセンブリと、
    前記第２の回転部材に結合するための、前記第１のプーリアセンブリから間隔を置いて配置された第２のプーリアセンブリと、
    前記第１のプーリアセンブリおよび前記第２のプーリアセンブリと係合し、その間に延びて、前記第１のプーリアセンブリと前記第２のプーリアセンブリとを回転結合する無端部材と、
    請求項１から１３のいずれか一項に記載のアクチュエータシステムであって、前記係合領域と前記係合解除領域との間で複数の前記プーリセグメントを選択的に移動させるための前記第２のプーリの複数の前記プーリセグメントに結合されたアクチュエータシステムと、
    を備える、分節型プーリトランスミッション。
15. 前記無端部材と係合するための、前記無端部材内の緩みを制御するように構成されたアイドラプーリをさらに備える、請求項１４に記載の分節型プーリトランスミッション。

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