TW201305465A - 偏心凸輪式變速機構 - Google Patents

Abstract

一種偏心凸輪式變速機構，其包含一第一傳動軸、一偏心輪、一第一滾子輪組、一第一凸輪、一第二凸輪、一第二滾子輪組、一第二傳動軸及一軸承，上述元件可相互搭配構成多種輸入/輸出傳動方式，以增加該變速機構之應用多樣性、簡化變速機構及降低製造成本。同時，由於上述元件之間的組裝沒有傳統齒輪與齒輪之間因相互嚙合而產生的背隙及磨損問題，因而有利於應用在高精度動力機械的動力傳動上。

Description

偏心凸輪式變速機構

本發明係關於一種偏心凸輪式變速機構，特別是關於一種在二傳動軸之間設置偏心輪、二凸輪與二滾子輪組來進行減速或增速之偏心凸輪式變速機構。

傳動機構(transmission mechanism)是用來改變或者調節各種機器設備或動力機器設備之輸出轉速的一種媒介機構，其也是構成變速箱不可或缺的機構，在許多生產、加工、製造及運輸用的動力機械內都具有不同之傳動機構與變速箱的設計。例如，在汽車或機車內，通常會在引擎及車輪之間設置具有傳動機構之變速箱，以進行減速或增速，使引擎能藉由傳動機構的調速來輸出具適當轉速之動力驅動車輪轉動。現有的傳動機構大多使用普通齒輪相互傳動調速，另也有使用行星齒輪或凸輪來相互傳動調速的設計。

舉例來說，美國公告第5,247,847號發明專利揭示一種凸輪齒輪組合構造(Cam Gear Assembly)，其使用一凸輪齒輪(cam gear)與一滾子齒輪(roller gear)相互搭配，因此屬於一種行星齒輪式之傳動機構。

再者，美國公告第6,902,507號發明專利揭示一種滾子凸輪組合構造(Roller Cam Assembly)，其使用一滾子轉環(roller ring)與一個凸輪齒輪相互搭配，因此屬於另一種行星齒輪式之傳動機構。

另外，美國公告第2,986,949號發明專利揭示一種分度凸輪構造(Indexing Cam Structure)，其使用一組共軛凸輪與一組具數個從動件(follower)之轉輪相互搭配，因此屬於一種凸輪式之傳動機構。

此外，美國公告第6,382,038號發明專利揭示一種傳動裝置(Transmission Device)，其使用一組共軛齒輪與一個具二凸輪板之轉軸相互搭配，因此屬於一種齒輪與凸輪複合式之傳動機構。

再者，中華民國公告第M313737號新型專利揭示一種減速機構，其包含一座體、一齒環、一偏轉齒輪組、一輸入動力組件及一輸出動力組件，藉此利用齒環之內齒段與偏轉齒輪組之至少二齒輪的外齒段之間的不同齒數之差分原理達成減速作用，因此屬於一種偏轉齒輪與圜齒輪式之傳動機構。

另外，中華民國公開第200634253號發明專利申請案揭示一種圓弧齒輪減速裝置，其包含一機體、一激波器、一行星圓弧齒輪、一固定圜齒輪嚙合、一低速出力軸及數個輸出軸梢所構成，因此屬於另一種偏轉齒輪與圜齒輪式之傳動機構。

此外，中華民國公開第201111666號發明專利申請案揭示一種擺線型減速機構，其包含包括一具內齒部之殼體、至少一具外齒部之擺線齒輪及至少一具偏心部之曲軸，因此屬於又一種偏轉齒輪與圜齒輪式之傳動機構。

上述各種現有傳動機構皆具有減速或增速的作用，但對該些美國專利來說，若要達成較高之減速或增速比，則其機構尺寸將會過於龐大；而對該些中華民國專利來說，雖可達成較高之減速或增速比，但其機構仍有零件數量過多及組裝過於複雜等問題。再者，若使用齒輪與齒輪相互嚙合之作動方式則必然在二齒輪的凸齒之間易產生背隙誤差及容易磨損等問題，因而不利於應用在高精密動力機械中進行高精度之傳動。另外，上述各種現有傳動機構僅具有單一種或二種動力輸入端及動力輸出端之設計，並無法在相同構造下提供更多不同動力輸入端及動力輸出端的設計選擇，因而相對限縮其可應用的範圍。

故，仍有必要提供一種改良式變速傳動機構，以解決習用技術所存在的問題。

本發明之主要目的在於提供一種偏心凸輪式變速機構，其係在二傳動軸之間設置偏心輪、二凸輪與二滾子輪組來進行減速(或增速)，以利用偏心輪的偏轉運動來推動二凸輪緩速轉動(或利用二凸輪的緩速轉動來帶動偏心輪偏轉運動)，其不但可提供多種輸入/輸出傳動方式以供選擇使用，且其整體機構亦較為簡單，因而有利於增加變速機構之應用多樣性、簡化變速機構及降低製造成本。

本發明之次要目的在於提供一種偏心凸輪式變速機構，其中上述二凸輪及二滾子輪組的滾子之間的組裝沒有傳統齒輪與齒輪之間因相互嚙合而產生的背隙及磨損問題，因而有利於應用在高精度動力機械的動力傳動，以提升變速機構之耐磨損強度與傳動精度。

本發明之另一目的在於提供一種偏心凸輪式變速機構，其中可依傳動需求選擇調整二凸輪的鈍凸齒數比例及二滾子輪組的滾子數量比例，以設計出適當的減速或增速比例，因而有利於應用在高負載、高扭力輸出之動力機械內，以增加變速機構之負載承受強度及扭力輸出值。

本發明之又一目的在於提供一種偏心凸輪式變速機構，其中偏心輪的兩側另共軛結合二個對稱設置之平衡偏心輪，且每一凸輪之一側亦另共軛結合一個對稱設置之平衡凸輪，上述平衡偏心輪及平衡凸輪能減少或消除構件之間因轉動扭力所造成的失衡抖動問題，因而有利於提高變速機構之運轉穩定性及可靠度。

為達上述之目的，本發明提供一種偏心凸輪式變速機構，其包含：一第一傳動軸，具有一第一端及一第二端；一偏心輪，偏心的固設在該第一傳動軸之第二端；一第一滾子輪組，具有一輪盤及數個第一滾子，該輪盤具有一中心孔，該第一傳動軸穿過該中心孔，及該些第一滾子係可轉動的設於該輪盤上；一第一凸輪，具有一第一軸孔及一第一凸輪面，該第一凸輪面係與該數個第一滾子相接觸；一第二凸輪，固接於該第一凸輪，且該第二凸輪具有一第二軸孔及一第二凸輪面，其中該第二軸孔對位於該第一軸孔，該偏心輪係可轉動的設於該第一及第二軸孔內；一第二滾子輪組，具有一轉盤及數個第二滾子，該些第二滾子係可轉動的設於該轉盤上，並分別可轉動的接觸該第二凸輪面；以及一第二傳動軸，具有一第一端及一第二端，該轉盤固設於該第二傳動軸之第一端上。

在本發明之一實施例中，該第一及第二軸孔內設有一軸承，以結合該偏心輪。

在本發明之一實施例中，該第一凸輪面具有之鈍凸齒數不同於該第二凸輪面具有之鈍凸齒數；及該第一滾子之數量不同於該第二滾子之數量。

在本發明之一實施例中，該第一滾子之數量較該第一凸輪面之鈍凸齒數多一個，例如該第一滾子之數量為9個，及該第一凸輪面之鈍凸齒數為8個。

在本發明之一實施例中，該第二滾子之數量較該第二凸輪面之鈍凸齒數多一個，例如該第二滾子之數量為8個，及該第二凸輪面之鈍凸齒數為7個。

在本發明之一實施例中，該第一傳動軸用以做為一動力輸入端，該第二傳動軸用以做為一動力輸出端，及該第一滾子輪組之輪盤用以做為一固定端，此時該偏心凸輪式變速機構係一減速機構，其輸出扭力較大，但輸出速度較慢，該動力輸出端與該動力輸入端之一傳動速度比等於1：(該第一凸輪面之鈍凸齒數×該第二滾子之數量)，例如等於1：(8×8)=1：64，即該第一傳動軸轉動64圈可帶動該第二傳動軸轉動1圈。

在本發明之一實施例中，該第二傳動軸用以做為一動力輸入端，該第一傳動軸用以做為一動力輸出端，及該第一滾子輪組之輪盤用以做為一固定端，此時該偏心凸輪式變速機構係一增速機構，其輸出速度較快，但輸出扭力較小，該動力輸出端與該動力輸入端之一傳動速度比等於(該第一凸輪面之鈍凸齒數×該第二滾子之數量)：1，例如等於(8×8)：1=64：1，即該第二傳動軸轉動1圈可帶動該第一傳動軸轉動64圈。

在本發明之一實施例中，該第一傳動軸用以做為一動力輸入端，該第一滾子輪組之輪盤用以做為一動力輸出端，及該第二傳動軸用以做為一固定端，此時該偏心凸輪式變速機構係一減速機構，其輸出扭力較大，但輸出速度較慢，該動力輸出端與該動力輸入端之一傳動速度比等於1：(該第二凸輪面之鈍凸齒數×該第一滾子之數量)，例如等於1：(7×9)=1：63，即該第一傳動軸轉動63圈可帶動該第一滾子輪組之輪盤轉動1圈。

在本發明之一實施例中，該第一滾子輪組之輪盤用以做為一動力輸入端，該第一傳動軸用以做為一動力輸出端，及該第二傳動軸用以做為一固定端，此時該偏心凸輪式變速機構係一增速機構，其輸出速度較快，但輸出扭力較小，該動力輸出端與該動力輸入端之一傳動速度比等於(該第二凸輪面之鈍凸齒數×該第一滾子之數量)：1，例如等於(7×9)：1=63：1，即該第一滾子輪組之輪盤轉動1圈可帶動該第一傳動軸轉動63圈。

在本發明之一實施例中，該第二傳動軸用以做為一動力輸入端，該第一滾子輪組之輪盤用以做為一動力輸出端，及該第一傳動軸用以做為一固定端，此時該偏心凸輪式變速機構係一減速機構，其輸出扭力稍大，但輸出速度稍慢，該動力輸出端與該動力輸入端之一傳動速度比等於[1-1/(該第一凸輪面之鈍凸齒數×該第一滾子之數量)]：1，例如等於[1-1/(8×8)]：1=63/64：1，即該第二傳動軸轉動1圈可帶動該第一滾子輪組之輪盤轉動63/64圈。

在本發明之一實施例中，該第一滾子輪組之輪盤用以做為一動力輸入端，該第二傳動軸用以做為一動力輸出端，及該第一傳動軸用以做為一固定端，此時該偏心凸輪式變速機構係一增速機構，其輸出速度稍快，但輸出扭力稍小，該動力輸出端與該動力輸入端之一傳動速度比等於1：[1-1/(該第一凸輪面之鈍凸齒數×該第一滾子之數量)]，例如等於1：[1-1/(8×8)]=1：63/64，即該第一滾子輪組之輪盤轉動63/64圈可帶動該第二傳動軸轉動1圈。

在本發明之一實施例中，該第一凸輪在靠近該第一傳動軸之一側另共軛結合一第一平衡凸輪，該第一平衡凸輪係與該第一凸輪實質相同，且兩者相對於該第一傳動軸之一軸心係呈對稱設置。

在本發明之一實施例中，該第一平衡凸輪具有一第一平衡軸孔，該第一平衡軸孔與該第一軸孔相對於該第一傳動軸之軸心係呈對稱設置。

在本發明之一實施例中，該偏心輪在靠近該第一傳動軸之一側另共軛結合一第一平衡偏心輪，該第一平衡偏心輪與該偏心輪相對於該第一傳動軸之軸心係呈對稱設置，且該第一平衡偏心輪可轉動的設於該第一平衡軸孔內。

在本發明之一實施例中，該第二凸輪在靠近該第二傳動軸之一側另共軛結合一第二平衡凸輪，該第二平衡凸輪係與該第二凸輪實質相同，且兩者相對於該第一傳動軸之一軸心係呈對稱設置。

在本發明之一實施例中，該第二平衡凸輪具有一第二平衡軸孔，該第二平衡軸孔與該第二軸孔相對於該第一傳動軸之軸心係呈對稱設置。

在本發明之一實施例中，該偏心輪在靠近該第二傳動軸之一側另共軛結合一第二平衡偏心輪，該第二平衡偏心輪與該偏心輪相對於該第一傳動軸之軸心係呈對稱設置，且該第二平衡偏心輪可轉動的設於該第二平衡軸孔內。

為了讓本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本發明較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。再者，本發明所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「內」、「外」或「側面」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。

請參照第1圖所示，本發明第一實施例之偏心凸輪式變速機構係可應用在各種馬達、工具機、機械手臂、汽車、機車或其他動力機械內做為變速箱或其他減速/增速用之傳動機構，以便在一動力輸入端及一動力輪出端之間提供適當的減速/增速功能。本發明第一實施例之偏心凸輪式變速機構主要包含：一第一傳動軸1、一偏心輪2、一第一滾子輪組3、一第一凸輪4、一第二凸輪5、一第二滾子輪組6、一第二傳動軸7及一軸承8。本發明將於下文利用第1至6圖逐一詳細說明第一實施例之上述各元件的細部構造、組裝關係及其運作原理。

請參照第1及2圖所示，本發明第一實施例之第一傳動軸1係由金屬或合金製成之軸桿，其中該第一傳動軸1具有一第一端11及一第二端12，其中該第一端11即為一外端，其係依產品設計需求可選擇做為一動力輸入端或一動力輸出端；該第二端12即為一內端，其用以固定結合該偏心輪2。該偏心輪2係由金屬或合金製成之圓形盤狀元件，其中該偏心輪2具有一偏心孔21，該偏心孔21之幾何中心係偏離該偏心輪2之幾何中心，當該偏心輪2由該偏心孔21偏心的固設在該第一傳動軸1之第二端12時，該第一傳動軸1之轉動作用力可帶動該偏心輪2相對該第一傳動軸1之一軸心進行偏轉。

請參照第1及3圖所示，本發明第一實施例之第一滾子輪組3具有一輪盤31及數個第一滾子32，該輪盤31係由金屬或合金製成之圓形盤狀元件或中空圓柱罩狀元件，該輪盤31於其幾何中心形成有一中心孔33，該中心孔33通常設有一軸承(未標示)，例如為滾珠軸承、滾針軸承或含油軸承等，其中該第一傳動軸1係穿過該中心孔33內之軸承，使該第一傳動軸1之第一端11及第二端12分別位於該輪盤31之外側及內側。再者，該些第一滾子32分別係為由金屬或合金製成之短圓柱狀體，其係可轉動的等距環設排列於該輪盤31靠近該第一凸輪4之一側。在本實施例中，該第一滾子32之數量例如為9個，但並不限於此，其數量係可依產品變速需求來進行設定。

請參照第1及4圖所示，本發明第一實施例之第一凸輪4及第二凸輪5分別係由金屬或合金製成之星狀凸輪板，該第一凸輪4及第二凸輪5其彼此固定連結成一體且能同步轉動。該第一凸輪4具有一第一軸孔41及一第一凸輪面42，同時該第二凸輪5具有一第二軸孔51及一第二凸輪面52。在本實施例中，該第一軸孔41及第二軸孔51相互對位連通，且該軸承8即設於該第一及第二軸孔41、51內，其中該軸承8可為滾珠軸承、滾針軸承或含油軸承等，及該偏心輪2係經由該軸承8之媒介而可轉動的設於該第一及第二軸孔41、52內。

再者，該第一及第二凸輪面42、52分別是該第一及第二凸輪4、5相似於鈍凸齒狀、波浪狀或花瓣狀的一外周面，其中該第一及第二凸輪面42、52分別具有數個鈍凸齒，且兩者之鈍凸齒係具不同數量，因此該第一及第二凸輪面42、52之鈍凸齒實質上係大多數相互交錯排列並結合成一體的。如第1圖所示，該第一凸輪面42之鈍凸齒或鈍凹槽係用以與該數個第一滾子32相接觸，且該第一凸輪面42之鈍凸齒數係設計成較該第一滾子32之數量少一個，例如該第一滾子32之數量為9個，則該第一凸輪面42之鈍凸齒數為8個，但並不限於此，其數量係可依產品變速需求來進行設定。另外，該第二凸輪面52之鈍凸齒數係不同於該第一凸輪面42之鈍凸齒數。在本實施例中，該第二凸輪面52之鈍凸齒數例如為7個，但並不限於此，其數量係可依產品變速需求來進行設定。

請再參照第1及5圖所示，本發明第一實施例之第二滾子輪組6具有一轉盤61及數個第二滾子62，該轉盤61係由金屬或合金製成之圓形盤狀元件，且該轉盤61之幾何中心位置具有一固定孔63。該些第二滾子62分別係為由金屬或合金製成之短圓柱狀體，其係可轉動的等距環設排列於該轉盤61靠近該第二凸輪5之一側。該第二滾子62分別用以可轉動的接觸該第二凸輪面42之鈍凸齒或鈍凹槽。在本實施例中，該第二滾子62之數量係設計成較該第二凸輪面52之鈍凸齒數多一個，同時該第二滾子62之數量不同於該第一滾子52之數量，例如該第二凸輪面52之鈍凸齒數為7個，則該第二滾子62之數量為8個。

再者，該第二傳動軸7係由金屬或合金製成之軸桿，其中該第一傳動軸7具有一第一端71及一第二端72，其中該第一端71即為一內端，其用以固定結合該第二滾子輪組6之轉盤61；該第二端72即為一外端，其係依產品設計需求可選擇做為一動力輸出端或一動力輸入端。

請參照第1至6圖所示，當使用本發明第一實施例之偏心凸輪式變速機構時，本發明在第一種動力輸入/輸出模式中係定義該第一傳動軸1做為一動力輸入端，定義該第二傳動軸7做為一動力輸出端，及定義該第一滾子輪組3之輪盤31做為一固定端，如此該偏心凸輪式變速機構係一減速機構。首先，假設該第一傳動軸1接受一外部機構(例如馬達之軸桿)的帶動而順時針轉動，則該第一傳動軸1接著帶動該偏心輪2同步進行順時針偏轉，該第一傳動軸1每轉動一圈，該偏心輪2則偏轉一圈。由於該偏心輪2是在該第一及第二軸孔41、51內的軸承8中轉動，因此該偏心輪2的偏轉運動會成為一推動作用力來推動該第一凸輪4及第二凸輪5順時針緩速轉動。再者，由於該第一滾子輪組3之輪盤31固定不動使得該第一滾子32僅能在定點轉動，因此該第一凸輪4及第二凸輪5之共軛組合體實際上僅能抵推該第二滾子輪組6之第二滾子62同時進行逆時針的自行轉動及順時針的環狀運動(即行星運動)。如此，該第二滾子62的環狀運動即帶動了該轉盤61順時針轉動，該轉盤61最終也帶動了該第二傳動軸7同步順時針轉動，以經由該第二傳動軸7驅動另一外部機構(例如皮帶輪或齒輪)以調整減速後的轉速進行轉動。

值得注意的是，該動力輸出端(該第二傳動軸7)與該動力輸入端(該第一傳動軸1)之一傳動速度比等於1：(該第一凸輪面42之鈍凸齒數×該第二滾子62之數量)，例如在本實施例中，該第一滾子32之數量為9個，該第一凸輪面42之鈍凸齒數為8個，該第二凸輪面52之鈍凸齒數例如為7個，及該第二滾子62之數量為8個，則該傳動速度比係等於1：(8×8)=1：64，亦即該第一傳動軸1每轉動64圈將可帶動該第二傳動軸7轉動1圈，此時該偏心凸輪式變速機構係一減速機構，其輸出扭力較大，但輸出速度較慢。

另外，在第7圖之第二實施例偏心凸輪式變速機構的簡要示意圖中，該第一滾子32之數量為8個，該第一凸輪面42之鈍凸齒數為7個，該第二凸輪面52之鈍凸齒數例如為6個，及該第二滾子62之數量為7個，若在相同於上述第一種動力輸入/輸出模式下，則該第二實施例偏心凸輪式變速機構的傳動速度比係等於1：(7×7)=1：49，亦即該第一傳動軸1每轉動49圈將可帶動該第二傳動軸7轉動1圈，此時該偏心凸輪式變速機構係另一種減速機構，其輸出扭力較大，但輸出速度仍較慢。

另一方面，在第二種動力輸入/輸出模式中，本發明亦可能定義該第二傳動軸7做為一動力輸入端，定義該第一傳動軸1用以做為一動力輸出端，及定義該第一滾子輪組3之輪盤31做為一固定端。此時，該動力輸出端(該第一傳動軸1)與該動力輸入端(該第二傳動軸7)之一傳動速度比將變成相反，也就是(該第一凸輪面之鈍凸齒數×該第二滾子之數量)：1，例如在第6圖之第一實施例中，其傳動速度比等於(8×8)：1=64：1，即該第二傳動軸7轉動1圈可帶動該第一傳動軸1轉動64圈，此時該偏心凸輪式變速機構係一增速機構，其輸出速度較快，但輸出扭力相對較小。

或者，在第三種動力輸入/輸出模式中，該第一傳動軸1用以做為一動力輸入端，該第一滾子輪組3之輪盤31用以做為一動力輸出端，及該第二傳動軸7用以做為一固定端，此時該偏心凸輪式變速機構係一減速機構，其輸出扭力較大，但輸出速度較慢，該動力輸出端與該動力輸入端之一傳動速度比等於1：(該第二凸輪面52之鈍凸齒數×該第一滾子32之數量)，例如等於1：(7×9)=1：63，即該第一傳動軸1轉動63圈可帶動該第一滾子輪組3之輪盤31轉動1圈。

或者，在第四種動力輸入/輸出模式中，該第一滾子輪組3之輪盤31用以做為一動力輸入端，該第一傳動軸1用以做為一動力輸出端，及該第二傳動軸7用以做為一固定端，此時該偏心凸輪式變速機構係一增速機構，其輸出速度較快，但輸出扭力較小，該動力輸出端與該動力輸入端之一傳動速度比等於(該第二凸輪面52之鈍凸齒數×該第一滾子32之數量)：1，例如等於(7×9)：1=63：1，即該第一滾子輪組3之輪盤31轉動1圈可帶動該第一傳動軸1轉動63圈。

或者，在第五種動力輸入/輸出模式中，該第二傳動軸7用以做為一動力輸入端，該第一滾子輪組3之輪盤31用以做為一動力輸出端，及該第一傳動軸1用以做為一固定端，此時該偏心凸輪式變速機構係一減速機構，其輸出扭力稍大，但輸出速度稍慢，該動力輸出端與該動力輸入端之一傳動速度比等於[1-1/(該第一凸輪面42之鈍凸齒數×該第一滾子32之數量)]：1，例如等於[1-1/(8×8)]：1=63/64：1，即該第二傳動軸7轉動1圈可帶動該第一滾子輪組3之輪盤31轉動63/64圈。

或者，在第六種動力輸入/輸出模式中，該第一滾子輪組3之輪盤31用以做為一動力輸入端，該第二傳動軸7用以做為一動力輸出端，及該第一傳動軸1用以做為一固定端，此時該偏心凸輪式變速機構係一增速機構，其輸出速度稍快，但輸出扭力稍小，該動力輸出端與該動力輸入端之一傳動速度比等於1：[1-1/(該第一凸輪面42之鈍凸齒數×該第一滾子32之數量)]，例如等於1：[1-1/(8×8)]=1：63/64，即該第一滾子輪組3之輪盤31轉動63/64圈可帶動該第二傳動軸7轉動1圈。

上述各種動力輸入/輸出模式之作法也可適用於不同鈍凸齒數及滾子數量之第7圖第二實施例或其他實施例中。

請參照第8、9及10圖所示，其揭示本發明第三實施例之偏心凸輪式變速機構，其中該第三實施例相似於本發明第一實施例，並大致沿用相同元件名稱及圖號，但第三實施例之差異特徵在於：第三實施例之偏心凸輪式變速機構增設了一第一平衡偏心輪2’及一第二平衡偏心輪2”、一第一平衡凸輪4’及一第二平衡凸輪5’，其中該第一平衡凸輪4’係與該第一凸輪4實質相同，且共軛結合在該第一凸輪4靠近該第一傳動軸1之一側，特別是該第一平衡凸輪4’係與該第一凸輪4相對於該第一傳動軸1之一軸心呈180度對稱設置。該第一平衡凸輪4’具有一第一平衡軸孔41’及一第一平衡凸輪面42’，該第一平衡軸孔41’與該第一軸孔41相對於該第一傳動軸1之軸心係呈180度對稱設置；該第一平衡凸輪面42’係與該第一凸輪面42實質相同。再者，該偏心輪2在靠近該第一傳動軸1之一側另共軛結合一第一平衡偏心輪2’，該第一平衡偏心輪2’與該偏心輪2相對於該第一傳動軸1之軸心係呈180度對稱設置，且該第一平衡偏心輪2’藉由一軸承(未繪示)可轉動的設於該第一平衡軸孔41’內。該第一平衡偏心輪2’的縱向厚度僅為該偏心輪2的縱向厚度之一半。

相似的，該第二平衡凸輪5’係與該第二凸輪5實質相同，且共軛結合在該第二凸輪5靠近該第二傳動軸7之一側，特別是該第二平衡凸輪5’係與該第二凸輪5相對於該第一傳動軸1之一軸心呈180度對稱設置。該第二平衡凸輪5’具有一第二平衡軸孔51’及一第二平衡凸輪面52’，該第二平衡軸孔51’與該第二軸孔51相對於該第一傳動軸1之軸心係呈180度對稱設置；該第二平衡凸輪面52’係與該第二凸輪面52實質相同。再者，該偏心輪2在靠近該第二傳動軸7之一側另共軛結合一第二平衡偏心輪2”，該第二平衡偏心輪2”與該偏心輪2相對於該第一傳動軸1之軸心係呈180度對稱設置，且該第二平衡偏心輪2”藉由一軸承(未繪示)可轉動的設於該第二平衡軸孔51’內。該第二平衡偏心輪2”與該第一平衡偏心輪2’在縱向上實質位於相同的投影位置上，而該第二平衡偏心輪2”的縱向厚度亦僅為該偏心輪2的縱向厚度之一半。

請參照第8、9及10圖所示，當使用第三實施例之偏心凸輪式變速機構時，在該第一傳動軸1帶動該偏心輪2偏轉時，由於該偏心輪2的兩側另共軛結合了對稱設置之第一及第二平衡偏心輪2’及2”，且該第一及第二凸輪4、5之一側亦另分別共軛結合一個對稱設置之第一及第二平衡凸輪4、5’，上述第一平衡偏心輪2’與該第一平衡凸輪4’能減少或消除該偏心輪2及第一凸輪4因轉動扭力所造成的失衡抖動問題，同時上述第二平衡偏心輪2”與該第二平衡凸輪5’能減少或消除該偏心輪2及第二凸輪5因轉動扭力所造成的失衡抖動問題，因而有利於提高該偏心凸輪式變速機構在進行減速或增速等傳動期間之傳動穩定性與可靠度。

如上所述，相較於各種現有變速機構具有背隙誤差及容易磨損的問題且其通常僅具單一種或二種動力輸入/輸出設計等缺點，第1至10圖之本發明藉由在該第一及第二傳動軸1、7之間設置該偏心輪2、第一及第二凸輪4、5與第一及第二滾子輪組3、6來進行減速或增速，不但可提供多種輸入/輸出傳動方式以供選擇使用，且其整體機構亦較為簡單，因而有利於增加變速機構之應用多樣性、簡化變速機構及降低製造成本。再者，本發明之第一及第二凸輪4、5與該第一及第二滾子輪組3、6的第一及第二滾子32、62之間的組裝沒有傳統齒輪與齒輪之間因相互嚙合而產生的背隙及磨損問題，因而有利於應用在高精度動力機械的動力傳動，以提升變速機構之耐磨損強度與傳動精度。

另外，本發明可依傳動需求選擇調整第一及第二凸輪4、5的鈍凸齒數比例及該第一及第二滾子輪組3、6的第一及第二滾子32、62數量比例，以設計出適當的減速或增速比例，因而有利於應用在高負載、高扭力輸出之動力機械內，以增加變速機構之負載承受強度及扭力輸出值。此外，本發明之偏心輪2的兩側可另共軛結合二個對稱設置之第一及第二平衡偏心輪2’、2”，且該第一及第二凸輪4、5之一側亦另可分別共軛結合一個對稱設置之第一及第二平衡凸輪4’、5’，上述第一及第二平衡偏心輪2’、2”與該第一及第二平衡凸輪4’、5’能減少或消除構件之間因轉動扭力所造成的失衡抖動問題，因而有利於提高變速機構之運轉穩定性及可靠度。

雖然本發明已以較佳實施例揭露，然其並非用以限制本發明，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1．．．第一傳動軸

11．．．第一端

12．．．第二端

2．．．偏心輪

2’．．．第一平衡偏心輪

2”．．．第二平衡偏心輪

21．．．偏心孔

3．．．第一滾子輪組

31．．．輪盤

32．．．第一滾子

33．．．中心孔

4．．．第一凸輪

41．．．第一軸孔

42．．．第一凸輪面

4’．．．第一平衡凸輪

41’．．．第一平衡軸孔

42’．．．第一平衡凸輪面

5．．．第二凸輪

51．．．第二軸孔

52．．．第二凸輪面

5’．．．第二平衡凸輪

51’．．．第二平衡軸孔

52’．．．第二平衡凸輪面

6．．．第二滾子輪組

61．．．轉盤

62．．．第二滾子

63．．．固定孔

7．．．第二傳動軸

71．．．第一端

72．．．第二端

8．．．軸承

第1圖：本發明第一實施例之偏心凸輪式變速機構之分解立體圖。

第2圖：本發明第一實施例之第一傳動軸及偏心輪之立體圖。

第3圖：本發明第一實施例之第一滾子輪組之立體圖。

第4圖：本發明第一實施例之第一凸輪及第二凸輪之立體圖。

第5圖：本發明第一實施例之第二滾子輪組及第二傳動軸之立體圖。

第6圖：本發明第一實施例之偏心凸輪式變速機構之組合剖視圖。

第7圖：本發明第二實施例之偏心凸輪式變速機構之簡要操作示意圖。

第8圖：本發明第二實施例之偏心凸輪式變速機構之分解立體圖。

第9圖：本發明第二實施例之第一傳動軸、偏心輪及二平衡偏心輪之立體圖。

第10圖：本發明第二實施例之第一及第二凸輪與第一及第二平衡凸輪之立體圖。

1．．．第一傳動軸

2．．．偏心輪

3．．．第一滾子輪組

4．．．第一凸輪

5．．．第二凸輪

6．．．第二滾子輪組

7．．．第二傳動軸

8．．．軸承

Claims (12)

1. 一種偏心凸輪式變速機構，其包含：一第一傳動軸，具有一第一端及一第二端；一偏心輪，偏心的固設在該第一傳動軸之第二端；一第一滾子輪組，具有一輪盤及數個第一滾子，該輪盤具有一中心孔，該第一傳動軸穿過該中心孔，及該些第一滾子係可轉動的設於該輪盤上；一第一凸輪，具有一第一軸孔及一第一凸輪面，該第一凸輪面係與該數個第一滾子相接觸；一第二凸輪，固接於該第一凸輪，且該第二凸輪具有一第二軸孔及一第二凸輪面，其中該第二軸孔對位於該第一軸孔，該偏心輪係可轉動的設於該第一及第二軸孔內；一第二滾子輪組，具有一轉盤及數個第二滾子，該些第二滾子係可轉動的設於該轉盤上，並分別可轉動的接觸該第二凸輪面；以及一第二傳動軸，具有一第一端及一第二端，該轉盤固設於該第二傳動軸之第一端上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之偏心凸輪式變速機構，其中該第一及第二軸孔內設有一軸承，以結合該偏心輪。
3. 如申請專利範圍第1項所述之偏心凸輪式變速機構，其中該第一凸輪面具有之鈍凸齒數不同於該第二凸輪面具有之鈍凸齒數；及該第一滾子之數量不同於該第二滾子之數量。
4. 如申請專利範圍第3項所述之偏心凸輪式變速機構，其中該第一滾子之數量較該第一凸輪面之鈍凸齒數多一個；及該第二滾子之數量較該第二凸輪面之鈍凸齒數多一個。
5. 如申請專利範圍第1項所述之偏心凸輪式變速機構，其中該第一傳動軸用以做為一動力輸入端，該第二傳動軸用以做為一動力輸出端，及該第一滾子輪組之輪盤用以做為一固定端，以構成一減速機構，其中該動力輸出端與該動力輸入端之一傳動速度比等於1：(該第一凸輪面具有之鈍凸齒數×該第二滾子之數量)。
6. 如申請專利範圍第1項所述之偏心凸輪式變速機構，其中該第二傳動軸用以做為一動力輸入端，該第一傳動軸用以做為一動力輸出端，及該第一滾子輪組之輪盤用以做為一固定端，以構成一增速機構，其中該動力輸出端與該動力輸入端之一傳動速度比等於(該第一凸輪面具有之鈍凸齒數×該第二滾子之數量)：1。
7. 如申請專利範圍第1項所述之偏心凸輪式變速機構，其中該第一傳動軸用以做為一動力輸入端，該第一滾子輪組之輪盤用以做為一動力輸出端，及該第二傳動軸用以做為一固定端，以構成一減速機構，其中該動力輸出端與該動力輸入端之一傳動速度比等於1：(該第二凸輪面之鈍凸齒數×該第一滾子之數量)。
8. 如申請專利範圍第1項所述之偏心凸輪式變速機構，其中該第一滾子輪組之輪盤用以做為一動力輸入端，該第一傳動軸用以做為一動力輸出端，及該第二傳動軸用以做為一固定端，以構成一增速機構，其中該動力輸出端與該動力輸入端之一傳動速度比等於(該第二凸輪面之鈍凸齒數×該第一滾子之數量)：1。
9. 如申請專利範圍第1項所述之偏心凸輪式變速機構，其中該第二傳動軸用以做為一動力輸入端，該第一滾子輪組之輪盤用以做為一動力輸出端，及該第一傳動軸用以做為一固定端，以構成一減速機構，其中該動力輸出端與該動力輸入端之一傳動速度比等於[1-1/(該第一凸輪面之鈍凸齒數×該第一滾子之數量)]：1。
10. 如申請專利範圍第1項所述之偏心凸輪式變速機構，其中該第一滾子輪組之輪盤用以做為一動力輸入端，該第二傳動軸用以做為一動力輸出端，及該第一傳動軸用以做為一固定端，以構成一增速機構，其中該動力輸出端與該動力輸入端之一傳動速度比等於1：[1-1/(該第一凸輪面之鈍凸齒數×該第一滾子之數量)]。
11. 如申請專利範圍第1項所述之偏心凸輪式變速機構，其中該第一凸輪在靠近該第一傳動軸之一側另共軛結合一第一平衡凸輪，該第一平衡凸輪係與該第一凸輪實質相同，且兩者相對於該第一傳動軸之一軸心係呈對稱設置；該偏心輪在靠近該第一傳動軸之一側另共軛結合一第一平衡偏心輪，該第一平衡偏心輪與該偏心輪相對於該第一傳動軸之軸心係呈對稱設置，且該第一平衡偏心輪係可轉動的設於該第一平衡凸輪之一第一平衡軸孔內。
12. 如申請專利範圍第11項所述之偏心凸輪式變速機構，其中該第二凸輪在靠近該第二傳動軸之一側另共軛結合一第二平衡凸輪，該第二平衡凸輪係與該第二凸輪實質相同，且兩者相對於該第一傳動軸之一軸心係呈對稱設置；該偏心輪在靠近該第二傳動軸之一側另共軛結合一第二平衡偏心輪，該第二平衡偏心輪與該偏心輪相對於該第一傳動軸之軸心係呈對稱設置，且該第二平衡偏心輪係可轉動的設於該第二平衡凸輪之一第二平衡軸孔內。