CN102112778B - 无限式无级变速器，无级变速器，用于其的方法、组件、子组件及部件 - Google Patents
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Abstract
创造性实施方案是针对用于无级变速器和无限式无级变速器(IVT)的部件、子组件、系统和/或方法。在一个实施方案中，一种变换器适配为用于接收控制系统，该控制系统与换档螺母协同操作以致动IVT中的速比变化。在另一个实施方案中，空档锁定机构适配为与该变换器协同操作以便尤其使输出轴从变换器上分离。在此提供了不同的创造性机械联轴器，如输出接合机构，以协助IVT速比的变化，用于维持有动力的零运作状态。在一个实施方案中，该输出接合机构选择性地将变换器的输出构件连接到变换器的速比调节器上。速比调节器的多个实施方案与IVT的其它部件协同操作以支持该无限式无级变速器的操作和/或功能性。此外，披露了用于IVT的多种用户控制接口。
Description
发明背景
发明领域
本发明的领域总体上涉及变速器，并且更具体地，所述创造性实施方案涉及无级变速器(CVT)和无限式无级变速器(IVT)。
背景技术说明
在某些系统中，功率是以转矩和转速为特征的。更确切地讲，在所述系统中，功率一般被定义为转矩和转速的乘积。典型地，变速器连接到动力输入上，该动力输入以输入速度来提供输入转矩。这种变速器还连接到负载上，该负载要求输出转矩和输出速度，它们可能不同于输入转矩和输入速度。典型地，并且概括地说，一台原动机向变速器提供动力输入，而一台从动装置或负载接收从变速器输出的动力。变速器的首要功能是对动力输入进行调制，其方式为以希望的输入速度与输出速度之比(“速比”)将动力输出传递到从动装置上。
一些机械驱动装置包括已知为分级的、不连续的或固定比类型的多种变速器。所述变速器配置成在给定的速比范围内提供不连续的或分级的速比。例如，此类变速器可以提供的速比为1∶2、1∶1或2∶1，但此类变速器不能提供中间的速比，例如1∶1.5、1∶1.75、1.5∶1或1.75∶1。其它驱动装置包括一种通常被称为为无级变速器(“CVT”)的变速器，这种变速器包括无级变换器。与分级变速器相比，CVT配置成提供在给定的速比范围内的每一分数的速比。例如，在上述的给定速比范围内，CVT通常能够提供1∶2和2∶1之间的任何希望的速比，这将包括例如1∶1.9、1∶1.1、1.3∶1、1.7∶1、等等。还有其它驱动装置使用一种无限式无级变速器(“IVT”)。与CVT类似，IVT能够产生在给定速比范围内的每一速比。然而，与CVT相比，IVT配置成在稳定输入速度下提供零输出速度(“有动力的零速”状态)。因此，在将速比定义为输入速度与输出速度之比的条件下，IVT能够提供速比的无限集合，并且因此IVT不限于给定的速比范围。应当指出，一些变速器使用了一种无级变换器，它在一种分配动力布置中连接到其它齿轮和/或离合器上来产生IVT功能性。然而，如在此使用的，术语IVT主要应理解为涵盖一种无限式无级变换器，该变换器无需连接到额外的齿轮和/或离合器上即能产生IVT功能性。
机械式动力传输领域已知有多种类型的无级或无限式无级变换器。例如，众所周知的类别的无级变换器是带-可变半径带轮变换器。其它已知的变换器包括液静力变换器、环形变换器和锥环变换器。在某些情况下，所述变换器连接到其它齿轮上以便提供IVT功能性。一些液体力学变换器可以在没有额外齿轮的情况下提供无限的速比可变性。某些无级和/或无限式无级变换器被归为摩擦式或牵引式变换器，因为它们对应地依靠干摩擦或弹性流体动力学牵引来经过变换器传送转矩。牵引式变换器的实例是球式变换器，其中多个球状元件夹在转矩传输元件之间，并且一薄层弹性流体动力学流体作为球体和转矩传输元件之间的转矩传输通道。在此披露的所述创造性实施方案是与后一种类型的变换器最为相关的。
在CVT/IVT行业中，对于变速器和变换器的改进，尤其在提高效率及包装灵活性，简化操作，并降低成本、尺寸和复杂性方面存在着一种持续性需求。以下披露的CVT和/或IVT的方法、系统、子组件、部件等的创造性实施方案着手解决了这种需求的一些或所有的方面。
发明概述
此处说明的系统和方法具有多种特征，其中任何单一的特征都不能独自实现所希望的属性。无意限制所附权利要求表述的保护范围，现在将简要讨论它的更加突出的特征。在考虑了这种讨论之后，并且特别是在阅读了名为“特定创造性实施方案的详细说明详述”的章节之后，读者便能够理解该系统和方法的所述特征如何提供了超过传统的系统和方法的多种优点。
本发明的一个方面涉及一种球式行星无限式无级变速器(IVT)，它具有换档杆驱动器和输出反馈杆。该输出反馈杆连接到换档杆驱动器上。在一个实施方案中，该无限式无级变速器包括一组接合销，所述接合销配置成选择性地连接到输出反馈杆上。
本发明的另一个方面涉及一种球式行星无限式无级变速器(IVT)，它具有分离轴承壳体，该壳体连接到该IVT的输出构件上。该IVT可以包括空档叉臂，该空档叉臂具有第一端和第二端。该空档叉臂的第一端连接到该分离轴承壳体上。在一个实施方案中，该IVT具有U形构件，该U形构件连接到该空档叉臂的第二端上。该IVT还可以包括连接到该U形构件上的旋钮。该旋钮可以配置成从该IVT的外部是可触及的。
本发明的又一个方面包含用于无限式无级变速器(IVT)的一种变换器。该变换器可以包括一组动力辊组件，所述组件布置为成角度地围绕该变速器的一条纵向轴线。动力辊组件配置成在操作时倾斜。该变换器可以具有与动力辊接触的第一牵引环。该第一牵引环是基本上不可转动的。在一个实施方案中，该变换器具有与动力辊接触的第二牵引环。该变换器还可以包括承载件，该承载件适配为向动力辊组件传递输入动力。在一个实施方案中，该变换器具有可操作地连接到第二牵引环上的输出构件。该输出构件适配为沿该纵向轴线方向平移。该输出构件还配置成选择性地接合第二牵引环或从第二牵引环分离。
本发明的一个方面考虑了一种具有一组动力辊组件的变速器。动力辊组件布置为成角度地围绕该变速器的纵向轴线。动力辊组件配置成在操作时倾斜。在一个实施方案中，该变速器可以具有与动力辊接触的第一牵引环。该变速器可以包括与动力辊接触的第二牵引环。在一个实施方案中，该变速器具有与动力辊接触的惰轮。该惰轮适配为相对于该纵向轴线平移。该变速器还具有可操作地连接到该惰轮上的换档杆套。该换档杆套配置成随该惰轮转动。在一些实施方案中，该变速器具有沿该纵向轴线布置的换档杆驱动器。该换档杆驱动器可操作地连接到该换档杆套上。该变速器可以包括连接到该换档杆驱动器上的输出反馈杆。该变速器还可以包括可操作地连接到该输出反馈杆上的输出接合机构。该输出接合机构配置成随第二牵引环转动。
本发明的另一方面涉及一种用于变速器的空档锁定机构。该空档锁定机构具有可操作地连接到该变速器的输出构件上的分离轴承壳体。在一个实施方案中，该空档锁定机构具有空档叉臂，该空档叉臂具有第一端和第二端。该第一端连接到该分离轴承壳体上。该空档锁定机构可以具有连接到该第二端上的U形构件。该空档锁定机构还可以具有连接到该U形构件上的旋钮。该旋钮可以配置成从该变速器的外部是可触及的。
本发明的再一个方面着手解决用于变速器的输出轴组件。该输出轴组件具有输出轴，该输出轴具有凸缘端和花键端。该输出轴适配为沿轴向平移。在一个实施方案中，该输出轴具有可操作地连接到该输出轴上的分离轴承壳体。在一些实施方案中，该分离轴承的轴向平移对应于该输出轴的轴向平移。
在另一个方面，本发明涉及一种用于无限式无级变速器(IVT)的控制系统。该控制系统具有换档杆驱动器和连接到该换档杆驱动器上的输出反馈杆。在一个实施方案中，该控制系统具有可操作地连接到该换档杆驱动器上的控制接口壳体。该控制接口壳体配置成沿轴向平移。该控制系统还可以具有输出构件，该输出构件配置成选择性地连接到该输出反馈杆上。
本发明的另一个方面涉及一种控制无限式无级变速器(IVT)的方法。在一个实施方案中，该方法包括提供连接到该IVT上的速比调节器。该速比调节器配置成致动IVT传动比的变化。该速比调节器具有换档杆驱动器和连接到该换档杆驱动器上的输出反馈杆。该速比调节器还具有可操作地连接到该输出反馈杆上的换档杆套。在一个实施方案中，该方法包括检测该IVT的速比调节器的位置。该位置对应于所希望的变速器零输出速度。该方法可以包括将该IVT的输出构件可操作地连接到该速比调节器上。该方法还可以包括致动该速比调节器以维持该IVT的零输出速度。
本发明的一个方面涉及一种控制无限式无级变速器(IVT)的方法，该IVT具有速比调节器和球式行星变换器。该方法包括命令IVT零输出速度。在一个实施方案中，该方法包括通过机械联轴器检测IVT输出速度。该机械联轴器可以配置成连接到该速比调节器和变换器二者上。该方法还可以包括调节该机械联轴器以维持该IVT的零输出速度。
本发明的另一个方面涉及一种速比调节器，该速比调节器用于具有变换器的无限式无级变速器(IVT)。该速比调节器具有换档杆驱动器和连接到该换档杆驱动器上的输出反馈杆。在一个实施方案中，该速比调节器具有可操作地连接到该输出反馈杆上的换档杆套。该换档杆套布置在该输出反馈杆的径向外侧，并与该输出反馈杆同轴。该换档杆套连接到该变换器上。
本发明的又一个方面涉及一种控制接口装置，该控制接口装置用于具有换档杆驱动器和用户界面的一种控制系统。该控制接口装置包括壳体，该壳体具有中心孔和连接到该中心孔上的调节构件。在一个实施方案中，该控制接口装置包括位于中心孔上的第一有螺纹的部分。该第一有螺纹的部分适配为接收该换档杆驱动器的有螺纹的部分。该控制接口装置还包括在该中心孔上的第二有螺纹的部分。该第二有螺纹的部分适配为接收该调节构件。
本发明的另一个方面包含用于无限式无级变速器(IVT)的输出接合机构。该输出接合机构具有壳体和可操作地连接到该IVT上的输出构件。该输出构件可操作地连接到该壳体上。该输出接合机构可以包括选择性地连接到该壳体上的输出反馈杆。该输出反馈杆以基本上等于零的IVT输出速度可操作地连接到该壳体上。在一个实施方案中，该输出接合机构包括可操作地连接到该壳体上的一组接合销。接合销布置为成角度地围绕该输出反馈杆的纵向轴线，并且沿径向从该纵向轴线延伸。该输出接合机构还包括可操作地连接到所述接合销上的一组弹簧。
本发明的另一方面涉及一种壳体组件，该壳体组件用于具有第一总体上圆柱形壳体的输出接合机构。该第一总体上圆柱形壳体具有第一中心孔、第一端以及第二端。该壳体组件包括在该圆柱形壳体外周上形成的一组平坦表面。该壳体组件还包括在该第一端上形成的第一组通道。通道从该中心孔沿径向朝外延伸。在一个实施方案中，该壳体组件包括连接到该圆柱形壳体的第一端上的保持盖。该保持盖具有配置成与第一组通道基本上对齐的第二组通道。
本发明的又一个方面涉及一种换档杆驱动器，该换档杆驱动器具有基本上是圆柱形的杆，该杆具有第一端和第二端。该换档杆驱动器具有在该第一端上所配置的反作用凸缘和在该第二端上形成的第一有螺纹的部分。该换档杆驱动器还具有在该第一端上形成的第二有螺纹的部分。
本发明的另一个方面涉及一种换档杆构件，该换档杆构件具有基本上是圆柱形的本体，该本体具有第一端和第二端。该第一端具有螺纹孔。该换档杆构件具有在该圆柱形本体的外周上形成的一组接合表面。接合面可以邻近该第二端定位。该换档杆构件还具有在该圆柱形本体的外周上形成的支承凸缘。该支承凸缘可以位于该螺纹孔与接合表面之间。
本发明的又一个方面包含一种换档杆套，该换档杆套用于无限式无级变速器(IVT)的一种控制系统。该换档杆套具有基本上是圆柱形的本体，该本体具有第一中心孔和第二中心孔。该第一中心孔布置在该圆柱形本体的第一端上，并且该第二中心孔布置在该圆柱形本体的第二端上。第一中心孔具有与第二中心孔不同的直径。该换档杆套还具有从该圆柱形本体的第二端延伸的端盖。该端盖可以配置成连接到该控制系统的输出接合杆上。该端盖具有杯形有螺纹的部分。该换档杆套还具有在该端盖的内表面上形成的反作用面。
在另一个方面，本发明涉及用于无限式无级变速器(IVT)的一种承载件螺母。该承载件螺母具有基本上是圆柱形的本体，该本体具有中心孔，该中心孔形成有有螺纹的部分。该有螺纹的部分配置成连接到该IVT的主轴上。该承载件螺母具有在该圆柱形本体一端的面上形成的第一反作用表面。该承载件螺母可以具有在该圆柱形本体的外周上形成的第二反作用表面。该承载件螺母还可以具有配置在该圆柱形本体的外圆周上的肩台。该肩台适配为支撑该IVT的轴承。
本发明的另一个方面涉及用于变速器的一种壳体。该壳体可以具有带凸缘表面的上壳体构件，该凸缘表面具有第一组的紧固孔。该壳体包括第一组的冷却肋片，该组冷却肋片从该上壳体构件的主腔向外并向内延伸。在一个实施方案中，该壳体包括导向肩台，该导向肩台适配为与变速器的控制机构对齐并对其进行支撑。该壳体还包括连接到该上壳体构件上的一块中间板。在一个实施方案中，该壳体包括具有凸缘表面的下壳体构件，该凸缘表面带有第二组的紧固孔。该凸缘表面配置成连接到该中间板上。该下壳体构件还可以包括第二组的冷却肋片，该组冷却肋片从该下壳体构件的主腔向外并向内延伸。该下壳体构件还可以包括支撑毂，该支撑毂位于该下壳体构件的主腔的内部上。该支撑毂具有多个槽和肩台。
附图简要说明
图1是一台变速器的透视图，该变速器使用了根据在此披露的创造性实施方案的一种无限式无级变换器(IVT)。
图2是图1的变速器的截面视图。
图3是图1的变速器的第二截面视图。
图4是图1的变速器的局部分解的组件视图。
图5是能够用于图1的变速器的一种IVT的截面视图。
图6是图5的IVT的某些部件的分解的组件图。
图7A是能够用于图1的变速器的空档锁定装置的某些部件的透视图。
图7B是能够用于图7A的空档锁定装置的示例性手动空档旋钮的透视图。
图7C是能够用于图7A的空档锁定装置的示例性切换凸轮的透视图。
图7D是能够用于图7A的空档锁定装置的示例性开关的透视图。
图8A是能够用于图1的变速器的输出轴组件的某些部件的透视图。
图8B是图8A的输出轴组件的截面视图。
图9A是能够用于图5的IVT的输出联轴器的透视图。
图9B是图9A的输出联轴器的透视图。
图9C是图9A的输出联轴器的截面视图。
图10A是能够用于图5的IVT的控制系统的某些部件的截面视图。
图10B是图10A的控制系统的细节A的视图。
图10C是图10A的控制系统的细节B的视图。
图10D是图10A的控制系统的某些部件的截面视图。
图11A是能够用于图10A的控制系统的示例性控制接口机构壳体的透视图。
图11B是图11A的控制接口机构壳体的截面视图。
图12A是能够用于图10A的控制系统的输出接合机构的某些部件的分解的组件图。
图12B是图12A的输出接合机构的部件的截面视图。
图13A是能够用于图12A的输出接合机构的输出接合机构壳体的透视图。
图13B是图13A的输出接合机构壳体的截面视图。
图13C是图13A的输出接合机构壳体的另一个透视图。
图13D是能够用于图12A的输出接合机构的输出接合机构封盖的透视图。
图13E是能够用于图12A的输出接合机构的接合销的透视图。
图13F是图13E的接合销的截面视图。
图14是能够用于图10A的控制系统的换档杆驱动器的透视图。
图15A是能够用于图10A的控制系统的输出反馈杆的透视图。
图15B是图15A的输出反馈杆的截面视图。
图15C是图15A的换档杆构件的细节C的视图。
图15D是图15A的输出反馈杆的另一个实施方案的截面视图。
图16A是能够用于图10A的控制系统的换档杆套的透视图。
图16B是图16A的换档杆套的截面视图。
图17A是能够用于图10A的控制系统的封盖的透视图。
图17B是图17A的封盖的截面视图。
图18是能够用于图10A的控制系统的换档杆螺母的透视图。
图19A是能够用于图5的IVT的承载件螺母的透视图。
图19B是图19A的承载件螺母的截面视图。
图20A是能够用于图5的IVT的主轴的俯视图。
图20B是图20A的主轴的侧视图。
图20C是图20A的主轴的截面视图。
图20D是图20A的主轴的细节D的视图。
图20E是图20A的主轴的细节E的视图。
图21是能够用于图1的变速器的壳体的分解的组件图。
图22A是图21的壳体组件的下壳体构件的透视图。
图22B是图22A的下壳体构件的截面透视图。
图22C是图22B的下壳体构件的细节F的视图。
图23A是图21的壳体组件的上壳体构件的透视图。
图23B是图23A的上壳体构件的截面透视图。
特定创造性实施方案的详细说明
现在将参见附图对优选的实施方案进行说明，其中在全文中相同的数字代表相似的元件。此处提出的说明中所使用的术语不会仅因为它是与本发明的特定具体实施方案的详细说明结合使用而意图以任何限制性的或约束性的方式来解读。此外，本发明的多个实施方案可以包括多种新颖性特征，其中任何单独的新颖性特征都不能独自实现其所希望的属性，或者说，在实施在此所说明的发明时任何单独的新颖性特征都不是必不可少的。此处所说明的CVT/IVT实施方案总体上涉及美国专利6,241,636、6,419,608、6,689,012、7,011,600和美国专利申请11/243,484、11/543,311所披露的变速器和变换器。专利和专利申请各自的完整披露内容通过引用结合在此。
如在此所使用的，以下术语“操作性地连接”、“操作性地偶连”、“操作性地联接”、“可操作地连接”、“可操作地偶连”、“可操作地联接”及类似的术语是指在元件之间的一种关系(机械的、联动、偶连等)，由此使一个元件的操作造成第二元件的对应的、随后的或同时的操作或致动。应当指出，在使用所述术语来说明创造性实施方案时，典型地说明了联接或连接元件的具体结构或机构。然而，除非另外明确声明，当使用所述术语之一时，该术语表示实际的联接或连接可以采取多种形式，这在某些情况下对于相关技术领域中的普通技术人员将是显而易见的。
为了说明的目的，术语“径向”在此用于表明相对于变速器或变换器的纵向轴线垂直的方向或位置。术语“轴向”在此用于表明沿平行于变速器或变换器主轴线或纵向轴线的轴向的方向或位置。为清晰和简明起见，有时标号类似的类似部件(例如控制活塞582A和控制活塞582B)将由单个的标号共同指代(例如控制活塞582)。
参见图1至图4，在一个实施方案中，一种无限式无级变速器(IVT)100包括壳体组件102，它被适配为与控制组件104协同操作。例如，IVT 100可以连接到带有输入带轮106的动力输入上。此外，壳体组件102包围了IVT 100的多数部件，并提供了用于将IVT 100安装到例如车架或传动系内其它部件(例如齿轮箱、差速器或车轴)上的结构支撑。在一些实施方案中，IVT 100包括手动空档旋钮组件108，该组件可以连接到壳体组件102内部的某些部件上。手动空档旋钮组件108可以提供界面以允许在输入带轮106与从动装置(例如草坪拖拉机的从动轴)之间手动断开连接。在一个实施方案中，在壳体组件102上形成了多个冷却肋片110。冷却肋片110可以辅助IVT 100的热管理。
现在更确切地参见图2，在IVT 100的一个实施方案中，壳体组件102包围了变换器200，该变换器能够可操作地连接到输入带轮106和输出轴210上。在一些实施方案中，壳体组件102支撑了可以连接到手动空档旋钮组件108上的空档叉臂220。例如，手动空档旋钮组件108可以连接到U形构件222上。保持弹簧224可以连接到U形构件222上。在一个实施方案中，手动空档旋钮组件108的调节(典型地是通过转动到预设的角位置)使U形构件222平移并为保持弹簧224提供能量，由此使手动空档旋钮组件108的调节造成空档叉臂220围绕枢轴223的运动。在一些实施方案中，空档叉臂220连接到分离轴承壳体226上，该分离轴承壳体226构造成接合和分离输出轴210。此外，还可以提供轴向止推轴承211和滚针轴承212来支撑变换器200的某些部件。
在一个实施方案中，IVT 100包括控制接口机构230，用来协助调节IVT 100的速比。在一些实施方案中，控制接口机构230可以连接到速比调节器240上，该速比调节器连接到变换器200的某些部件上。如图3所示，在一个实施方案中，控制接口机构230可以连接到控制连杆机构310上，该控制连杆机构310可以在枢轴312处被支撑在壳体102上，并且在一个实施方案中，该控制连杆机构310额外地连接到联接构件314上。联接构件314优选地适配为与用户控制接口(如脚踏板或手动杆杠(未示出))相互作用，用于将变速比的调节从用户(或者，可替代地或额外地，自动或半自动命令系统)传递到IVT 100上。在控制连杆机构310的一个实施方案中，联接构件314连接到布置在枢转杆316一端的枢轴315上。中间连杆318在枢轴317处连接到枢转杆316上。联接构件314的平移趋于使枢转杆316围绕枢轴312转动，并且由此趋于使控制连杆318平移。在一些实施方案中，控制连杆318在枢轴319处连接到换档叉320上。换档叉320连接到控制接口机构230上。换档叉320可以连接到枢轴321上，在一个实施方案中，该枢轴受接地构件330的支撑。例如，接地构件330可以附接到车辆底盘上。
现在参见图4，在IVT 100的一个实施方案中，壳体组件102可以包括上壳体构件102A、中间板102C以及下壳体构件102B。壳体构件102A、102B以及102C以一种适合的方式进行连接，如使用螺栓、螺钉或夹具连接。变换器200可以位于壳体组件102内部并朝向一侧，由此产生内部容积来提供例如用于润滑剂的储液器。在一些实施方案中，壳体封盖410、凸缘密封件412以及轴密封件414连接到上壳体构件102A上。壳体封盖410可以密封IVT 100。变换器200可以配备有多个弹簧，例如螺旋弹簧202，弹簧可以将该变换器连接到上壳体构件102A上。螺旋弹簧202可以协助在变换器202的部件上提供预设负载。
现在参见图5，在一个实施方案中，变换器200配置成从主轴510上的带轮106上接收输入动力。主轴510可以附接到带有承载件夹具514的承载件512上。动力被传递到承载件512上，该承载件协助实现无限可变的速比范围。IVT的功能性允许在动力传递装置的输入速度不为零时提供零输出速度(一种“有动力的零速”状态)。此外，承载件512为多个动力辊组件502提供支撑。承载件夹具514配置成接收支撑轴承515A。在一些实施方案中，轴承515A能够将变换器200与壳体组件102可操作地连接。美国专利申请11/543,311中说明了示例性动力辊组件502，该申请的完整披露通过引用结合在此。在一个实施方案中，牵引环516连接到夹紧力发生器组件518上。该夹紧力发生器组件518可以包括反作用构件520和多个负载凸轮滚柱522。在一些实施方案中，反作用构件520通过例如定位销和螺旋弹簧202连接到上壳体构件102A上。变换器200可以配置成具有与动力辊组件502接触的输出牵引环524。输出牵引环524可以连接到第二轴向力发生器机构上，该机构包括多个承载凸轮辊522，并且该输出牵引环可以连接到反作用构件526上。反作用构件526可以通过例如多个定位销附接到输出构件528上，以便防止两个构件之间的相对运动。在其它实施方案中，反作用构件526和输出构件528之间的连接可以是摩擦连接。
现在参见图5和图6，在变换器200的一个实施方案中，速比调节器240可以布置成与主轴510同轴并相对于该主轴沿径向朝内。速比调节器240可以连接到惰轮组件504上。速比调节器240的调节趋于使惰轮组件504沿轴向平移，由此调节IVT 100的速比。在一些实施方案中，速比调节器240可以连接到输出接合机构530上。在特定操作状态下，如在有动力的零速的操作状态下，输出构件528可以可操作地连接到速比调节器240上。在一个实施方案中，速比调节器240沿变换器200的中央轴线被轴承540和542径向地支撑，轴承可以连接到主轴510上。速比调节器240可以额外地由轴承544支撑，该轴承由输出构件528接收并支撑在孔545中。
参见图2和图6，在变换器200的一个实施方案中，输出轴210通过例如多个定位销611连接到输出构件528上。定位销611可以围绕IVT 100的主轴成角度地布置并基本上与该主轴同轴。在操作过程中，输出轴210和输出构件528可以刚性地联接。分离轴承壳体226可以通过例如径向球轴承227连接到输出轴210上。分离轴承壳体226可以径向地被支撑在壳体组件102内，并且通过至少两个定位销612阻止其转动。定位销612还可以连接到空档叉臂220上。空档叉臂220可以用于轴向地平移分离轴承壳体226，由此选择性地使输出轴210与输出构件528接合或从该输出构件528分离。
现在见图7A，在IVT 100的一个实施方案中，空档锁定机构700可以连接到变换器200上。空档锁定机构700可以包括连接到空档叉臂220一端上的分离轴承壳体226。空档叉臂220可以通过支架730支撑在枢轴223上。U形构件222可以在枢轴722处连接到空档叉臂220上。在一个实施方案中，空档旋钮组件108可以包括旋钮710和切换凸轮712。空档旋钮组件108可以连接到U形构件222的一端上。在一些实施方案中，弹簧224可以与U形构件222协同操作。弹簧224的一端连接到U形构件222上，而弹簧224的另一端连接到壳体102上。在一些实施方案中，急停开关(kill switch)720连接到切换凸轮712上，由此允许空档锁定机构700的致动被传递到例如车辆的电气系统上。在IVT 100的操作过程中，空档锁定机构700不启动，因此分离轴承壳体226定位成允许输出轴210与输出构件528的接合。在特定操作状态下，所希望的是将变换器200从输出轴210上脱离。为此目的可以使用空档锁定机构700。通过将旋钮710拉离壳体102并将旋钮710转动例如约90°的弧度，可以将空档旋钮组件108调整到预定位置。这种动作平移了U形构件222，压缩了在壳体102与U形构件222之间的弹簧224，并且枢转了空档叉臂220，由此沿轴向平移了分离轴承壳体226。
参见图7B到图7D，在一个实施方案中，空档旋钮710可以是形成有中心孔711的基本上圆柱形的本体。中心孔711可以适配为接收U形构件222的一端。空档旋钮710可以具有从该本体延伸的肩台713。肩台713可以适配为与切换凸轮712匹配。在一个实施方案中，切换凸轮712包括主孔716和多个导向孔717。导向孔717可以通过多个定位销(未示出)协助切换凸轮712选择性地连接到壳体构件上，例如壳体构件102A上。切换凸轮712的本体可以具有适配为连接到急停开关720上的切换凸轮延伸部715。在一个实施方案中，急停开关720包括支撑在壳体722内的切换按钮721。可以在壳体722内提供多个紧固孔723，以协助例如将急停开关720附接到车辆的底盘上。
现在参见图8A和图8B，在一个实施方案中，输出轴210适配为与空档分离轴承壳体226协同操作。球轴承227可以支撑在空档分离轴承壳体226内。球轴承227可以由输出轴210支撑在轴承座818上。卡环811A可以插入卡环槽820内；卡环811A适当地适配为用于紧固轴承座圈810。类似地，可以提供卡环811B来紧固在空档分离轴承壳体226内的轴承227的轴承座圈。在一个实施方案中，输出轴210具有花键端824和凸缘端816。凸缘端816可以包括多个孔610，所述孔适配为用于接收例如定位销611。输出轴210可以配备有密封表面822，该密封表面适配为用于接收例如轴密封件。端部816可以包括沉孔812，以便为速比调节器240的某些部件提供间隙。
参见图9A至9C，在一个实施方案中，输出构件528可以是总体上中空的圆柱形本体，并带有输出构件端911A和输出构件端911B。输出构件端911A适配为连接到轴向力反作用构件526上。输出构件端911B适配为连接到输出轴210上。在一些实施方案中，多个定位销孔910形成在输出构件端911A上。定位销孔910适配为约束多个定位销611。定位销611可以将输出构件528连接到轴向力反作用构件526上。在一些实施方案中，多个排液孔912可以沿径向布置在输出构件528的外圆周上。排液孔912协助从变换器200内部排出润滑剂。现在来关注输出构件端911B，可以提供肩台914以便与轴向止推轴承211匹配(例如参见图2)。在一些实施方案中，凸缘表面916具有多个孔915，以便接收定位销611。凸缘表面916可以与输出轴210匹配。圆柱形肩台917可以从凸缘表面916延伸，以便为滚针轴承212提供支撑(例如参见图2)。此外，肩台914和肩台917在壳体组件102内支撑变换器200。输出构件528的内孔是基本上圆柱形的，并且可以具有例如多个平坦的弹簧反作用表面920，所述表面可以配置成与输出接合机构530匹配(例如参见图5)。
现在参见图10A、10B、10C以及10D，将说明能够适配为与变换器200协同操作的控制系统1000。在一个实施方案中，控制系统1000包括控制接口机构230、速比调节器240和输出接合机构530。在一些实施方案中，速比调节器240包括换档杆子组件1001和轴子组件1002。在一个实施方案中，换档杆子组件1001包括换档杆驱动器1001A和输出反馈杆1001B。换档杆驱动器1001A和输出反馈杆1001B可以通过例如螺纹1003进行连接。一旦组装完毕，换档杆驱动器1001A和输出反馈杆1001B形成基本上刚性的换档杆子组件1001。轴子组件1002可以布置为沿着换档杆子组件1001的径向朝外，并与该换档杆子组件同轴。在一些实施方案中，轴子组件1002包括连接到封盖1002B上的换档杆套1002A。换档杆套1002A可以配置成与换档螺母1006相适配。换档螺母1006可以利用例如卡环1007保持在换档杆套1002A上或被该换档杆套保持住。换档螺母1006可以进一步连接到惰轮组件504上(例如参见图5)。轴子组件1002通过例如轴承1004和1005支撑在换档杆子组件1001上。轴承1004和1005可以是例如滚针轴承，并且可以约束在换档杆子组件1001和轴子组件1002之间。
现在参见图10A、11A和11B，在一个实施方案中，控制接口机构壳体1100是基本上圆柱形的本体，该本体带有中心孔1102，该中心孔具有直径不同的两部分。中心孔1102的一部分攻有例如直螺纹1106。有螺纹的部分1106可以适配为用于接收调节构件1020和1021。调节构件1020和1021在操作时约束该速比调节器240的某些部分。中心孔1102可以包括第二有螺纹的部分，该第二有螺纹的部分具有例如爱克姆螺纹(acme thread)1108。爱克姆螺纹1108可以配置成与换档杆驱动器1001A的有螺纹的部分相匹配。控制接口机构壳体1100可以包括螺纹孔1104A和1104B，以便通过诸如螺栓或螺钉(未示出)的紧固件连接到例如换档叉320上。
现在参见图12A和图12B，在一个实施方案中，输出接合机构530可以是机械联轴器，该机械联轴器配置成协助在例如输出构件528与速比调节器240之间的选择性连接。在一些实施方案中，输出接合机构530(例如)随输出构件528一起转动。在一个实施方案中，输出接合机构530包括连接到保持盖1202上的总体上圆柱形的壳体1200。接合机构壳体1200和保持盖1202包围了多个弹簧1008和销1010。在所展示的实施方案中，四个销1010和四个弹簧1008布置为成角度地围绕壳体1200的中央轴线。输出接合机构530配置成与变换器200协同操作。在一个实施方案中，输出接合机构530环绕速比调节器240的某些部件。在特定操作状态下，例如有动力的零速操作状态下，输出接合机构530可以连接到速比调节器240的某些部件上，例如连接到输出反馈杆1001B上。在一些实施应用中，输出接合机构530转动输出反馈杆1001B，由此对变换器200进行换档。
参见图13A到图13F，在一个实施方案中，壳体1200包括带有中心孔1302的总体上圆柱形的本体。壳体1200的一端可以包括肩台1310。肩台1310可以协助轴承515B的径向和轴向对齐(参见图5)。在一些实施方案中，多个平坦表面1312可以布置在壳体1200的外圆上。平坦表面1312总体上与在输出构件528内孔上形成的多个弹簧反作用表面920协同操作(例如参见图9A)。多个孔1314为紧固件提供了间隙，紧固件利用例如螺栓将壳体1200紧固到保持盖1202和输出构件528二者上。多个沉孔1316可以形成在壳体1200内，以便为例如螺栓头(未示出)提供间隙。中心孔1302的大小总体上确定成为速比调节器240的某些部件提供间隙。壳体1200可以额外地包括形成在壳体1200端部上的多个通道1318和多个反作用表面1320，该端部与壳体1200的具有肩台1310的端部相对。通道1318可以布置成对销1010进行支撑。类似地，保持盖1202是带有中心孔1303的总体上圆柱形的盘，其中该中心孔能够为速比调节器240的某些部件提供间隙。多个孔1315可以提供在保持盖1202上并适配为与孔1314协同操作。多个通道1319配置在保持盖1202的一个面上。通道1319与通道1318基本上类似，并且适配为用于接收销1010。该保持盖包括多个反作用表面1321，反作用表面适配为与销1010匹配。销1010可以是带有内部沉孔1334的总体上中空圆柱形的本体。销1010包括多个外部反作用表面1330，所述表面适配为与例如反作用表面1320和1321匹配。每个内孔1334适配为用于接收弹簧1008(例如参见图12B)。弹簧1008配置成将销1010压在反作用表面1320和1321上。销1010可以通过接合肩台1332连接到速比调节器240的某些部件上，该接合肩台从销1010的反作用表面1330延伸。在一个实施方案中，反作用表面1320和1321配置成在特定操作状态(例如所谓的非零输出速度操作状态)下防止接合肩台1332接触速比调节器240。
现在见图14至图18，在一个实施方案中，换档杆驱动器1001A包括总体上圆柱形的杆1410，该杆的一端形成有反作用凸缘1412并且另一端形成有紧固螺纹1003。螺纹导程1414可以是例如爱克姆螺纹，该螺纹适配为与在控制接口壳体1100内所提供的爱克姆螺纹1108协同操作(例如参见图11A)。反作用凸缘1412可以配置成与控制接口壳体1100和调节构件1020、1021协同操作(例如参见图10A)。紧固螺纹1003将换档杆驱动器1001A连接到输出反馈杆1001B上。在一个实施方案中，输出反馈杆1001B可以是基本上圆柱形的本体，该本体配备有在一端的螺纹孔1510、支承凸缘1514以及多个接合表面1512。支承凸缘1514包括反作用表面1516和1518。反作用表面1516和1518适配为对应地与例如滚针轴承1004和1005协同操作。接合表面1512可以适配为与输出接合机构530和销1010上的接合肩台1332协同操作。多个异形斜坡1520A和1520B可以形成在输出反馈杆1001B上。优选地，异形斜坡1520适配为引导并捕获接合肩台1332。在一些实施方案中，多个接合表面1530可以形成在输出反馈杆1001B上。接合表面1530可以在功能上基本上类似于接合表面1512。多个异形斜坡1532A和1532B可以布置成与接合肩台1332协同操作，以便引导和捕获销1010。
参见图16A至图17B，在一个实施方案中，换档杆套1002A可以是总体上中空圆柱形的本体，该本体具有第一孔1730和第二孔1732。换档杆套1002A可以操作性地连接到变换器200上，更具体地连接到惰轮组件504上。两个孔1730和1732配置成为换档杆驱动器1001A和输出反馈杆1001B提供间隙。换档杆套1002A可以形成有封盖端1702，该封盖端适配为封住多个滚针轴承1004和1005。封盖端1702包括螺纹1710，该螺纹配置成与保持盖1002B的螺纹1610匹配。例如，反作用面1712可以支撑轴承1004。在保持盖1002B的一端上可以提供反作用面1620。反作用面1620可以支撑轴承1005(例如参见图10B)。在一些实施方案中，换档杆套1002A可以包括表面1720和适配为用于接收例如换档螺母1006的内孔1830的肩台1721。换档螺母1006可以由接收在槽1722中的卡环1007(例如参见图10A)固定到换档杆套1002A上。在一个实施方案中，保持盖1002B可以是具有中心孔1614的总体上圆柱形的盘。螺纹1610可以布置在该圆柱形盘的外周上以便与封盖端1702匹配。保持盖1002B可以进一步包括多个沉孔1612，沉孔适配为用于接收工具，例如钳子，用于将该盖紧固到换档杆套1002A上。
现在参见图18，在一个实施方案中，换档螺母1006可以是总体上矩形的本体，带有中心孔1830，该中心孔适配为与例如换档杆套1002A的表面1720和肩台1721匹配。肩台1832和1833配置成适合惰轮组件504；因此，在操作时，在一个实施方案中，换档螺母1006与惰轮组件504一起转动和平移。换档螺母1006连接到换档杆套1002A上。
在IVT 100操作过程中，可能希望零输出速度操作状态或有动力的零速操作状态。对于零输出速度的命令可以由控制连杆机构310(例如参见图3)传递到IVT 100。在变换器200的一个实施方案中，零输出速度操作状态总体上对应于这样一种布置，其中动力辊组件502的动力辊的旋转轴线相对于变换器200的纵向轴线具有基本上等于零的倾角。动力辊组件502的倾角总体上对应于惰轮组件504的轴向平移。因此，零输出速度操作状态对应于惰轮组件504的特定轴向位置。典型地，在零输出速度操作状态下，输出反馈杆1001B的接合表面1512与接合销1010对齐。接合销1010将换档杆组件1001连接到输出构件528上，结果是输出速度的变化可以传递到速比调节器240上。螺纹1108与螺纹1414的连接使得来自输出构件528的旋转输入转换成换档杆组件1001的轴向平移。换档杆组件1001可以相对于控制接口机构壳体1100具有最小程度的容许旋转行程和轴向行程。容许的旋转行程和轴向行程量可以通过调节构件1020和1021来调节。调节构件1020和1021限定了换档杆组件1001相对于控制接口机构壳体1100的容许的轴向行程。换档杆组件1001的轴向平移使惰轮组件504沿轴向平移，由此使动力辊组件502倾斜以实现变换器200速比的调节，从而例如使输出速度降到零。优选地，在零输出速度操作状态下，控制接口机构壳体1100是基本上静止的，IVT 100的用户基本上无法检测换档杆组件1001的轴向运动。例如，用户不会注意到IVT 100换档以维持零输出速度状态。接合表面1512的长度限定了零速度附近的速比范围，在该速比范围内接合销1010影响了变换器200的速比。当用户将换档杆组件1001转换到实质性地离开零速比从而使接合表面1512不再与接合销1010对齐时，接合销不再与输出反馈杆1001B接触。
现在参见图19A至图19B并再次参见图5，在一个实施方案中，承载件夹具514包括带有中心孔的总体上圆柱形的本体。此外，可以提供多个孔1912以协助将润滑剂(例如变速器流体)传送到变换器200的中央轴线处。承载件夹具514包括形成在该中心孔上以便将承载件夹具514连接到主轴510上的有螺纹的部分1910。此外，承载件夹具514操作性地将主轴510连接到承载件512上。该中心孔可以进一步配备有槽1915，这个槽可以适配为容纳例如O圈。在一个实施方案中，承载件夹具514在一端包括反作用表面1916。反作用表面1916配置成连接到承载件512上。可以提供肩台1932和反作用表面1930来支撑轴承515A，该轴承沿轴向地支撑承载件512。承载件夹具514可以包括用来接收卡环的槽1934，该卡环协助保持住轴承515A。在承载件夹具514的外圆周上可以形成多个平面1920。平面1920可以协助将承载件夹具514安装到主轴510上。
现在参见图20A至图20E并仍参见图5，在一个实施方案中，主轴510可以是总体上圆柱形的本体，该本体具有第一中心孔2010和第二中心孔2012。在一些实施方案中，中央孔2010和2012适配为用于接收多个支撑轴承，例如轴承540和542，轴承配置成支撑速比调节器240的某些部件。主轴510可以包括多个槽缝2014，槽缝适配为用于接收换档螺母1006(例如参见图3)。在一个实施方案中，槽缝2014为换档螺母1006提供了轴向间隙。主轴510可以包括槽缝2016，该槽缝具有新月的形状，以便接收例如键，该键可以将输入带轮106连接到主轴510上。多个润滑孔2020可以形成在主轴510的一端。在这个实施方案中，两个润滑孔2020布置在主轴510上并配置成与承载件夹具514上的润滑孔1912对齐。在主轴510的一端可以提供密封槽2030。在一个实施方案中，主轴510包括轴承支撑肩台2032，该肩台可以位于第一中心孔2010内。例如，轴承支撑肩台2032可以配置成连接到轴承542上。在操作时，可以沿主轴510的内孔引导润滑剂。密封槽2030可以保持轴密封件，以便例如防止润滑剂从主轴510的内孔泄漏。
特别地参见图20D和图20E，在一个实施方案中，主轴510包括多个滚花轮2040A和2040B。滚花轮2040A和2040B可以配置成协助主轴510到承载件512的刚性连接。主轴510的一端可以包括一组螺纹2042，以便接合承载件夹具514。卡环槽2041可以形成在主轴510的另一端上。槽2041配置成接收卡环，用于沿轴向固定承载件512。在主轴510上可以提供轴承表面2044用来支撑轴承515B。卡环槽2043和2046接收例如卡环，卡环可以沿轴向保持支撑轴承515B。
现在参见图21，在一个实施方案中，壳体组件102包括上壳体构件102A、中间板102C和下壳体构件102B。上壳体构件102A可以包括多个孔2132用来接收紧固件，例如螺栓。类似地，可以对应地在中间板102C和下壳体构件102B上提供多个孔2122和2112。孔2132、2122和2112可以对应地布置在凸缘表面2130、2120和2110上。凸缘表面2130、2120和2110可以总体上围绕对应的壳体组件构件102B、102C和102A的外周延伸，并且提供基底，尤其用于密封IVT 100。在中间板102C上可以提供槽2124以容纳O圈(未示出)。进一步地，可以在中间板102C上提供支架2126。支架2126配置成支撑枢转杆316。冷却肋片110A可以形成在壳体构件102A的外表面上。类似地，冷却肋片110B可以形成在壳体构件102B的外表面上。在下壳体构件102B的内表面上可以进一步地提供多个内部冷却肋片110C。
现在参见图22A至图22C，在一个实施方案中，下壳体构件102B可以包括支撑毂2210。支撑毂2210可以形成在下壳体构件102B的内表面上。支撑毂2210适配为与输出轴210和空档分离轴承壳体226协同操作。可以提供密封表面2220来接收例如轴密封件。可以提供对轴承211进行支撑的肩台2222。类似地，可以提供对轴承212进行支撑的肩台2224。多个槽2226可以形成在支撑毂2210上，以便保持住分离轴承壳体226的销612。间隙孔2202可以布置在下壳体构件102B上。输出轴210在间隙孔2202处从IVT 100延伸。排液孔2204允许从壳体组件102排出润滑剂。多个通孔2206可以布置在下壳体构件102B上，并可以适配为将IVT 100安装到车辆结构上。
现在参见图23A和图23B，在一个实施方案中，上壳体构件102A可以包括多个销孔2302，销孔布置在壳体构件102A的内腔上。销孔2302可以配置成连接到变换器200的某些部件上。具体地讲，销孔2302可以接收连接到轴向力发生器组件518上的销。肩台2304可以支撑卡环，该卡环例如保持住轴承515A。冷却肋片110A可以形成在壳体构件102A的外部，而冷却肋片110D可以形成在壳体构件102A的内部。可以提供通孔2306和多个导向孔2308来与手动空档旋钮组件108协同操作和/或接收该手动空档旋钮组件。润滑剂口2310可以形成在上壳体构件102A的外部，并且配置成接收液压配合件，以便为IVT 100供应润滑剂。可以提供导向肩台2312和多个螺纹孔2314，以便接收壳体端盖410(例如参见图4)。
以上的说明详述了本发明的多个特定实施方案。然而应理解，无论以上的内容在文字上如何详尽，本发明仍可以通过多种方式来实施。如以上已经陈述的，应该指出，当对本发明某些特征或方面进行说明时所使用的具体术语不应被认为是暗示了该术语在此被重新定义以被局限于包括与该术语相关联的本发明的特征或方面的任何特定特征。
Claims (11)
1.一种变速器，包括：
多个动力辊组件，所述动力辊组件围绕所述变速器的纵向轴线成角度地布置，所述动力辊组件配置为在操作时倾斜；
与所述动力辊接触的第一牵引环；
与所述动力辊接触的第二牵引环；
与所述动力辊接触的惰轮，所述惰轮适配为相对于所述纵向轴线平移；
可操作地连接到所述惰轮上的换档杆套，所述换档杆套配置成与所述惰轮一起转动；
沿所述纵向轴线布置的换档杆驱动器，所述换档杆驱动器可操作地连接到所述换档杆套上；
输出反馈杆，所述输出反馈杆连接到所述换档杆驱动器上；
输出接合机构，所述输出接合机构可操作地连接到所述输出反馈杆上，其中，所述输出接合机构配置成与所述第二牵引环一起转动；和
可操作地连接到所述换档杆驱动器上的控制接口壳体，所述控制接口壳体配置成沿轴向平移，其中所述控制接口壳体的轴向位置指示希望的变速器零输出速度。
2.如权利要求1所述的变速器，其中，所述输出接合机构配置成在所述变速器操作过程中选择性地连接到所述输出反馈杆上。
3.如权利要求1所述的变速器，其中，所述输出接合机构的转动速度协助所述换档杆套的轴向平移。
4.一种用于无限式无级变速器(IVT)的控制系统，所述控制系统包括：
换档杆驱动器；
输出反馈杆，所述输出反馈杆连接到所述换档杆驱动器上；
可操作地连接到所述换档杆驱动器上的控制接口壳体，所述控制接口壳体配置成沿轴向平移，其中所述控制接口壳体的轴向位置指示希望的变速器零输出速度；以及
输出构件，所述输出构件配置成选择性地连接到所述输出反馈杆上。
5.如权利要求4所述的控制系统，进一步包括连接到所述控制接口壳体上的调节构件，所述调节构件配置成与所述换档杆驱动器协同操作。
6.如权利要求4所述的控制系统，进一步包括具有多个销的输出接合机构，所述输出接合机构连接到所述输出构件上，所述输出接合机构选择性地连接到所述输出反馈杆上。
7.如权利要求6所述的控制系统，其中，所述输出接合机构包括连接到所述销中的每个上的弹簧。
8.一种控制无限式无级变速器(IVT)的方法，包括：
提供连接到所述无限式无级变速器上的速比调节器，所述速比调节器配置成致动所述无限式无级变速器的传动比的变化，其中，所述速比调节器包括：
换档杆驱动器；
输出反馈杆，所述输出反馈杆连接到所述换档杆驱动器上；以及
换档杆套，所述换档杆套可操作地连接到所述输出反馈杆上；
检测所述无限式无级变速器的速比调节器的位置，所述位置对应于希望的变速器零输出速度；
将所述无限式无级变速器的输出构件可操作地连接到所述速比调节器上；并且
致动所述速比调节器以维持所述无限式无级变速器的零输出速度。
9.如权利要求8所述的方法，其中，可操作地连接输出构件包括提供连接到所述无限式无级变速器的输出构件上的输出接合机构。
10.如权利要求8所述的方法，其中，致动所述速比调节器包括转动所述输出反馈杆。
11.如权利要求9所述的方法，其中，致动所述速比调节器包括沿轴向平移所述换档杆套。
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