JP6120827B2 - プーリアセンブリおよび同期式のセグメント交換型プーリ伝動システム - Google Patents
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Description
プーリセグメントをキープーリセグメントとして設計する1つの方法は、第2のプーリ(またはプーリセグメントセット)に対して円周方向に位置合わせするまで、プーリセグメントセット全体(プーリとしてともに作用するプーリセグメントの輪)を回転軸の周りで回転させて、その結果、無端部材がキープーリセグメントの歯および第2のプーリの歯と同時に係合できるような第2のプーリの歯との遠位関係をキープーリセグメントが有するようにすることである。遠位関係は、無端部材の歯のピッチと、キープーリセグメントの歯に対してほぼ接線方向にある第2のプーリの歯の位置とに大いに関係する。
プーリセグメント積層体内の複数のプーリセグメントは、ともに動くように設計してもよい。この場合、異なるプーリセグメントセットからの互いに近いプーリセグメントは、1つの物体として作動できる1つの積層体(「一体型の積層体」)として融合、接合、接続、または構築されてもよい。図3〜図7は、一体型の積層体の構成および動作の様々な図を示す。
個々のプーリセグメントから構成される一体型のプーリセグメント積層体は、積層体内に収容されている任意のプーリセグメントを係合位置の内外へ動かすように、カムまたはローラカムシステムを用いて動かしてもよい(「積層体の軸方向運動」)。この構成では、それぞれの一体型のプーリセグメント積層体は、ローラアームまたは他の支持部材を用いて積層体に摺動可能または回転可能に取り付けられたローラを有する。ローラはまた、固定部材または他のそのようなカム従動子としてもよく、潤滑処理され、または強度、摩耗、および摩擦特性に関して当業者によって選択された材料から作られるが、以下「ローラ」と呼ぶ。
ローラ活動位置(「カム係合位置」)でローラと係合するカムの表面は、積層体の軸方向運動に伴う全体的な力および応力を最小にし、一体型のプーリセグメント積層体の運動および位置決めの安定性および信頼性を改善するように、当業者によって最適化された曲面としてもよい。各カムは、積層体の軸方向運動で動かされるプーリセグメントに固有である、全体的なプーリ速度ならびに他の物理的特性および動作特性に対して最適化された特有の曲面を有してもよい。
ローラおよびそのローラアームは、シーケンサによって電気的または機械的に制御される機構によって作動させてもよい。ローラは、ソレノイドによって、または油圧、空気圧、磁気、もしくは他のそのような機械的手段によって、機械的に作動させてもよい。軸を介して電気的または機械的な力を回転しているプーリアセンブリに伝導する必要なく、活動位置へ動くようにローラを作動させる1つの方法として、電磁石を使用してもよい。電磁石は、ローラの経路付近で筐体にアレイとして固定可能に取り付けてもよく(「電磁石アレイ」)、その結果、所望のローラを活性位置または非活動位置に作動させてもよい。そのような場合、ローラ、ローラアーム、またはこれらの1つもしくは複数の部品は、それぞれ鉄、磁石、もしくはワイアコイルに見られるような強磁性、磁性、もしくは誘導磁性の特性、またはこれらの組合せの特性を有してもよい。電磁石アレイは、いくつかの電磁石を備えてもよく、各電磁石は、シーケンサによって個々に制御可能であり、カムに近接して、またはカムの一部として、ローラの経路付近で円形に配列され、その結果、ローラは、各電磁石の下を通ってもよく、それによって各電磁石は、必要に応じてローラに力を作用させてもよい。
ローラは、いくつかの積層体の軸方向運動を完了させるために利用可能になるように、複数のカムと個別に係合することが可能であり(ローラは一度に1つのカムとしか係合しないにもかかわらず)、それによって積層体は、積層体内に収容されているプーリセグメントのいくつかの係合位置に対応する複数の位置内へ動くことが可能になる。図9を次に参照すると、一連のカム156、一連のローラ157、および一連のローラアーム158を有する一連の一体型のプーリセグメント積層体150が示されている。ローラ157a(一体型の積層体150aに対応する)はローラ活動位置にあり、ローラはカム156aとの係合をほぼ完了させている。ローラ157bおよびローラ157c(対応する一体型の積層体150bおよび150cを有する)はローラ活動位置にあり、カム156aに係合している状態が示されている。ローラ157dはローラ活動位置に示されており、カム156aに係合するところである。この図では、いくつかのローラがカム156aに係合しているところを見ることができ、カム156aによって、一体型の積層体150を、2番目に小さいプーリセグメントが係合位置にある位置から、一体型の積層体の最も小さいプーリセグメントが係合位置にある位置へ動かす。その際、SSIPTSは、2番目に小さいプーリセグメントセット(「第2の歯車」)から最も小さいプーリセグメントセット(「第1の歯車」)への遷移を実現する。ローラ157がカム156との係合を完了させた後(図示の例では、たとえばローラ157aがカム156cとの係合を完了させた後)、ローラ157は、別のカム156(図示の例では、カム156bなど、取り付けられているカムの範囲の終端まで)に係合するように利用可能としてもよい。処理は、取り付けられているカムの範囲内で、複数の遷移を通じて、より小さいプーリセグメントセットからより大きいプーリセグメントセットへも、より大きいプーリセグメントセットからより小さいプーリセグメントセットへも継続してもよい。
電磁石アレイ内の各電磁石は、選択された個々のローラをローラ活動位置へ動かし始めるために、正確な時点で通電してもよい。この作動は、選択された個々のローラが電磁石に近いときに、隣接する積層体の先行するローラの位置に著しい影響を与えることなく行うことができる。ローラおよび積層体は、現在係合しているプーリセグメントセット内のキープーリセグメントが積層体内に位置するため、SSIPTSシステムのシーケンサによってそのように選択してもよい。ローラは、電磁石アレイ内の各電磁石の下を通るため、電磁石アレイ内の各電磁石による影響を最初に受けるローラとしてもよい。その後、電磁石は通電されたままにしてもよく、その結果、電磁石の近くを通る次のローラもそれぞれ、そのような影響を受けることとなり、それに続いて、次の積層体は第1の積層体の軸方向運動をたどり、したがってプーリセグメントセット内のキープーリセグメントの後の各プーリセグメントは、キープーリセグメントのように係合位置へまたは係合位置から順次動かされる。
Claims (5)
- 同期式のセグメント交換型プーリ伝動システム内で使用するための、歯付きで同心円状かつ同軸に配置された複数のプーリを有するプーリアセンブリであって、
前記プーリアセンブリの前記複数のプーリのうち少なくとも1つのプーリが、複数のプーリセグメントを有するプーリセグメントセットを有し、前記複数のプーリセグメントが、前記プーリアセンブリの前記複数のプーリ間で無端部材の係合を変化させるように前記無端部材の経路の内外へ移動可能であり、
前記プーリセグメントセットの前記複数のプーリセグメントのうちの1つが、キープーリセグメントとして作用するとともに、前記少なくとも1つのプーリと前記プーリアセンブリの第2のプーリとの前記無端部材の同時係合が可能になるような前記第2のプーリの歯との遠位関係を有し、
前記キープーリセグメントが、短くされたまたは完全に切り取られた1つ以上のキープーリセグメントの歯であって、前記少なくとも1つのプーリの前記プーリセグメントセット内で最初または最後に前記無端部材に係合するキープーリセグメントの歯を含む、
プーリアセンブリ。 - 前記プーリアセンブリの複数のプーリが、複数のプーリセグメントを有するプーリセグメントセットを有する、請求項1に記載のプーリアセンブリ。
- 前記プーリセグメントセット内で最初または最後に前記無端部材に係合する前記キープーリセグメントの前記歯が、支持表面を形成するように完全に切り取られている、請求項1に記載のプーリアセンブリ。
- 前記プーリセグメントセットの、前記キープーリセグメントの前記支持表面に隣接するプーリセグメントが、前記支持表面の上に載るように、延ばされたまたは張り出している歯機構を有する、請求項3に記載のプーリアセンブリ。
- 請求項1から4のいずれか1項に記載のプーリアセンブリを有する、同期式のセグメント交換型プーリ伝動システム。
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