(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-26
(45)【発行日】2024-08-05
(54)【発明の名称】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
(51)【国際特許分類】
F16H 25/14 20060101AFI20240729BHJP
F16H 9/06 20060101ALI20240729BHJP
【FI】
F16H25/14
F16H9/06 Z
(21)【出願番号】P 2021566934
(86)(22)【出願日】2019-11-29
(86)【国際出願番号】 CA2019051713
(87)【国際公開番号】W WO2020223787
(87)【国際公開日】2020-11-12
【審査請求日】2022-11-25
(32)【優先日】2019-05-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】521489218
【氏名又は名称】1783590・オンタリオ・インコーポレーテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】アンソニー・ウォン
(72)【発明者】
【氏名】ヤロスワフ・ルトスワフスキ
(72)【発明者】
【氏名】サラ・ジーン・フォンディガ
【審査官】小川 克久
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第2014/0248982(US,A1)
【文献】米国特許第08257209(US,B1)
【文献】特表2014-513254(JP,A)
【文献】米国特許第06431573(US,B1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F16H 25/14
F16H 9/06
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
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
概ね半径方向の回転軸周りに回転可能な本体を有する偏向板と、
複数のフォロワであって、
複数の前記フォロワは、各前記フォロワが前記プーリセグメントのうちの対応する1つに結合されて前記プーリセグメントのうちの前記対応する1つを前記分節型プーリの回転動作中に係合領域と係合解除領域との間で移動させるように、複数の前記プーリセグメントに結合される、複数のフォロワと、
を備え、
前記第1の位置では、前記偏向板は、前記係合解除領域から前記係合領域まで前記複数のプーリセグメントを移動させるために、複数の前記フォロワと係合して前記分節型プーリの回転動作中に係合解除位置から係合位置まで各前記フォロワを案内するように位置合わせされており、
前記第2の位置では、前記偏向板は、前記係合領域から前記係合解除領域まで前記複数のプーリセグメントを移動させるために、複数の前記フォロワと係合して前記分節型プーリの回転動作中に係合位置から係合解除位置まで各前記フォロワを案内するように位置合わせされており、
各前記フォロワは、前記分節型プーリの回転動作中に前記プーリセグメントの前記対応する1つを前記係合領域と前記係合解除領域との間で移動させるときに、前記偏向板の回転軸を通過する際、または通過する前に、前記偏向板と係合解除する、アクチュエータシステム。
【請求項2】
前記偏向板は、前記分節型プーリの回転動作中に前記係合解除位置から前記係合位置まで各前記フォロワを案内するために複数の前記フォロワに接触する係合カム表面を備える、請求項1に記載のアクチュエータシステム。
【請求項3】
前記偏向板は、前記分節型プーリの回転動作中に前記係合位置から前記係合解除位置まで各前記フォロワを案内するために複数の前記フォロワに接触する係合解除カム表面をさらに備え、前記係合カム表面と前記係合解除カム表面とは、前記本体の両側に配置されている、請求項2に記載のアクチュエータシステム。
【請求項4】
各前記フォロワは、
前記偏向板と接触するための突起と、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
と、を備え、前記突起は前記本体から延びている、
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。
【請求項5】
各前記フォロワの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4に記載のアクチュエータシステム。
【請求項6】
各前記フォロワの前記突起は、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ローラである、請求項4または5に記載のアクチュエータシステム。
【請求項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
可能である、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。
【請求項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。
【請求項9】
前記偏向板
の前記本体は、根元と遠位先端との間に延
び、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
可能である、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。
【請求項10】
前記偏向板が前記第1の位置と前記第2の位置との間で移動するとき、前記偏向板の前記遠位先端は、移行フォロワと前記フォロワのうちの直ぐ前の1つとの間を通過する、請求項9に記載のアクチュエータシステム。
【請求項11】
前記偏向板が前記第1の位置と前記第2の位置との間で移動すると、前記偏向板の前記遠位先端は、前記フォロワの一側から前記フォロワの反対側の一側まで移動する、請求項9または10に記載のアクチュエータシステム。
【請求項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。
【請求項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12に記載のアクチュエータシステム。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項16】
各前記フォロワは、前記プーリセグメントのうちの前記対応する1つと一体形成される、請求項14または15に記載の分節型プーリトランスミッション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【0002】
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。
【背景技術】
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
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。
【0006】
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。
【0007】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】米国特許第8,753,236号明細書
【文献】米国特許第9,816,598号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
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。
【課題を解決するための手段】
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【
図1a】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。
【
図1b】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。
【
図2a】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。
【
図2b】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。
【
図3a】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。
【
図3b】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。
【
図4a】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。
【
図4b】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。
【
図5a】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。
【
図5b】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。
【
図6】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。
【発明を実施するための形態】
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
「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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【符号の説明】
【0057】
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