TW201506281A - 電動系統及電子牽引系統 - Google Patents

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TW201506281A
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布萊德Ｐ 波爾
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福柏克智慧財產有限責任公司
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Abstract

一種用於使用連續變速傳動裝置(CVT)之電子牽引驅動機構之組件、子總成、系統及/或方法，連續變速傳動裝置具有變速器，變速器具備多個傾斜牽引行星以及相對的牽引環。電子牽引驅動機構可具備用以將動力傳送至CVT之牽引太陽或自CVT之牽引太陽傳送動力的電動器件。電子牽引驅動機構可具備耦接至諸如牽引環、托架總成以及主軸的CVT之某些組件的電動器件。具有換檔凸輪以及換檔凸輪籠之各種換檔總成可用於調整CVT之傳動速率比。各種相關器件包括動力輸入裝置、速率比變換器、換檔凸輪致動器、換檔螺帽以及經組態以支撐多個傾斜的牽引行星之托架總成。

Description

電子牽引驅動機構、用於將動力傳遞至牽引驅動機構之裝 置、換檔螺帽、電動器件、用於牽引驅動機構之托架總成、速率比變換器、主軸及外殼
本發明是關於機電或電動驅動機構之系統以及方法，且更明確地說，本發明是關於使用方法以及總成的驅動機構，所述的方法以及總成包括電子器件的組件以及連續或無級變速傳動組件(continuously or infinitely variable transmission component)。
為了提供連續變速傳動裝置(continuously variable transmission,CVT)或無級變速傳動裝置(infinitely variable transmission,IVT)，已開發出各種牽引滾子傳動裝置，在這些傳動裝置中，動力流經扭矩輸入環與扭矩輸出環之間的多個牽引滾子(traction roller)。在這些傳動裝置中，這些牽引滾子安裝於一結構上，所述的結構在樞設時使這些牽引滾子成圓圈地嚙合這些扭矩環，所述圓圈的直徑視所要的傳動比而改變。
已知CVT包括輸入環以及輸出環旋轉所圍繞之軸。輸入環以 及輸出環安裝於軸上且接觸多個牽引滾子，這些牽引滾子配置成相對於所述軸為等距且成角度。這些牽引滾子與兩個環摩擦式接觸或牽引式接觸，且將動力自輸入環傳輸至輸出環。同心地位於軸上方且在多個滾珠之間的惰輪施加力量以保持這些牽引滾子與輸入環以及輸出環接觸。
在一些車輛以及工業的用途中非常需要產生可變速率以及恆定動力之電動馬達。在此等恆定動力應用中，扭矩與速率相反地變化。舉例而言，扭矩隨速率減小而增加，或扭矩隨速率增加而減小。一些電動馬達可提供高於其額定動力之恆定動力。例如：1750rpm AC馬達在速率超過1750rpm時可提供恆定動力，因為扭矩可設計成與速率增加成比例地減小。然而，當馬達在低於其額定動力之速率下操作時，馬達本身不能產生恆定動力。隨著馬達速率減小，扭矩經常保持恆定或甚至減小。可使用控制器將電流以及扭矩增加至低速下之電動馬達，但需要增加繞組之線直徑以容納額外電流以避免過熱。此為不良的，因為馬達變得比典型操作條件所需的更大且更昂貴。電子控制器亦增加了費用以及複雜性。達成足夠低速扭矩之另一方法為使用較大之馬達。然而，此增加成本、大小、重量，且使馬達較難以由其所驅動之機器封裝。因此，需要一種改良方法以用電動馬達提供可變速率以及恆定動力。對於一些應用而言，連續變速傳動裝置可與電動馬達成一整體。
本文所描述之系統以及方法具有若干特徵，其單一者並不獨自地負責其所要屬性。在不限制由以下申請專利範圍所表示之範疇的情況下，現將簡短地論述其較顯著之特徵。在考慮此論述後，且尤其在閱讀題為「實施方式」的段落後，將理解系統以及方法之特徵如何提供優於傳統系統以及方法的若干優點。
本發明之一個態樣是關於具有縱軸線以及相對於縱軸線呈輻射狀分佈之一群牽引行星的電子牽引驅動機構。每一牽引行星可經組態以圍繞可傾斜軸線旋轉。電子牽引驅動機構包括與這些牽引行星中之每一者接觸的第一牽引環，且包括可圍繞縱軸線旋轉之牽引太陽。在一個實施例中，牽引太陽位於這些牽引行星的徑向內側且與這些牽引行星中之每一者接觸，且牽引太陽能夠傳送動力。電子牽引驅動機構亦包括與這些牽引行星中之每一者接觸的第二牽引環。在一個實施例中，電子牽引驅動機構包括發電產生器，其具有耦接至驅動機構之非旋轉組件的一組非旋轉場繞組。發電產生器亦可具有耦接至驅動機構之旋轉組件的一群旋轉永久磁鐵。電子牽引驅動機構亦包括可操作地耦接至牽引太陽之比率控制器件。
本發明之另一態樣是關於用於對牽引驅動機構進行換檔之裝置。裝置包括牽引太陽以及第一換檔凸輪。第一換檔凸輪可操作地耦接至牽引太陽之第一末端。裝置亦包括可操作地耦接至牽引太陽之第二末端的第二換檔凸輪，且包括耦接至第一換檔凸輪以及第二換檔凸輪的至少一換檔凸輪夾。
本發明之又一態樣涉及用於將動力傳遞至牽引驅動機構的裝置。在一個實施例中，裝置具有沿著牽引驅動機構之縱軸線而定位之驅動 軸。驅動軸可具有經組態以耦接至動力源之拴槽部分。驅動軸可圍繞縱軸線旋轉且可相對於縱軸線而軸向平移。在一個實施例中，裝置可包括耦接至驅動軸之牽引太陽。自驅動軸徑向向外地配置牽引太陽。裝置亦可包括可操作地耦接至惰輪的第一換檔凸輪。換檔凸輪實質上不可旋轉。
本發明之一個態樣是關於換檔凸輪，其具有實質上圓盤形之主體，實質上圓盤形之主體具有中心孔以及形成於圓盤形主體之第一面上的換檔凸輪輪廓。在一個實施例中，換檔凸輪包括自圓盤形主體徑向向外延伸之一組抗旋轉延伸部分。換檔凸輪亦可包括形成於所述一組抗旋轉延伸部分中之一者的末端上的夾持部分。
本發明之另一態樣是關於具有螺紋中心孔之換檔螺帽。在一個實施例中，換檔螺帽具有平行於螺紋中心孔之縱軸線而配置的第一平坦側。換檔螺帽亦可具有平行於第一平坦側而配置之第二平坦側。在一個實施例中，換檔螺帽具有自螺紋中心孔徑向向外延伸之換檔螺帽凸緣。換檔螺帽亦可包括位於自中心孔徑向向外處之螺紋部分。
本發明之又一態樣提出具有許多定子疊片之電動器件。在一個實施例中，電動器件包括耦接至定子疊片之一組電導體繞組。電動器件包括耦接至定子疊片之支撐框架。支撐框架可具有具中心通路的大體圓形之主體。在一個實施例中，支撐框架具有位於圓形主體上之感測器板凹座。支撐框架亦可包括位於圓形主體上之電導體通路。
在另一態樣中，本發明是關於用於牽引驅動機構之換檔凸輪籠。換檔凸輪籠包括第一換檔凸輪以及耦接至第一換檔凸輪的第二換檔凸輪。在一個實施例中，換檔凸輪籠包括用以耦接至至少第一換檔凸輪之同步板。
本發明之另一態樣是關於牽引驅動機構之托架總成(carrier assembly)。在一個實施例中，托架總成包括第一定子板以及耦接至第一定子板之第二定子板。第一定子板以及第二定子板中之每一者包括具有中心孔的大體圓形之主體。第一定子板以及第二定子板可包括自中心孔徑向延伸之許多定子延伸部分。第一定子板以及第二定子板亦可包括形成於圓形主體上之許多定子樞軸表面。
本發明之一個態樣是關於牽引驅動機構之速率比變換器(speed ratio shifter)。在一個實施例中，速率比變換器包括沿著牽引驅動機構之縱軸線配置的主軸。主軸可具有中空孔以及溝槽。速率比變換器包括經組態以收納於主軸中之電動馬達。速率比變換器亦包括可操作地耦接至電動馬達之換檔棒。在一個實施例中，換檔棒配置於主軸之中空孔中。速率比變換器亦包括耦接至換檔棒之換檔螺帽。換檔螺帽可位於主軸之溝槽中。
本發明之另一態樣提出牽引驅動機構之主軸。主軸具有狹長主體，狹長主體具有在一個末端上之管狀部分以及在第二末端上之螺紋部分。主軸可具有形成於狹長主體中在管狀部分與螺紋部分之間的貫通溝槽。在一個實施例中，管狀部分經組態以包圍牽引驅動機構之電動馬達。管狀部分亦具備至貫通溝槽之通路。
本發明之另一態樣是關於具有縱軸線之電子牽引驅動機構。在一個實施例中，電子牽引驅動機構包括相對於縱軸線呈輻射狀分佈之一群牽引行星。每一牽引行星經組態以圍繞可傾斜軸線旋轉。電子牽引驅動機構具有與這些牽引行星接觸之第一牽引環。電子牽引驅動機構亦具有關於縱軸線同軸之可旋轉牽引太陽。牽引太陽位於這些牽引行星的徑向內側且與 牽引行星中之每一者接觸。電子牽引驅動機構包括與這些牽引行星接觸之第二牽引環。在一個實施例中，電子牽引驅動機構具有可操作地耦接至第二牽引環的電動器件。電動器件包括電動馬達繞組以及電轉子。電動馬達繞組以及電轉子經組態以在與縱軸線重合之軸上在相反方向上旋轉。
本發明之又一態樣涉及具有縱軸線之電子牽引驅動機構。在一個實施例中，電子牽引驅動機構包括相對於縱軸線呈輻射狀分佈之一群牽引行星。每一牽引行星經組態以圍繞可傾斜軸線旋轉。電子牽引驅動機構包括與這些牽引行星接觸之第一牽引環。電子牽引驅動機構具有用於將輸入動力傳遞至第一牽引環的構件。在一個實施例中，電子牽引驅動機構包括與這些牽引行星接觸之第二牽引環。電子牽引驅動機構亦可包括可操作地耦接至第二牽引環之交流發電機/產生器。
本發明之另一態樣是關於用於有助於具有多個傾斜牽引行星之牽引驅動機構的換檔的裝置。裝置包括用以支撐傾斜牽引行星之托架總成。在一個實施例中，裝置具有位於托架總成的徑向內側且實質上由托架總成包圍之換檔凸輪籠。換檔凸輪籠可操作地耦接至這些牽引行星中之每一者。裝置亦包括圍繞托架總成徑向分佈之一組換檔凸輪致動器。這些換檔凸輪致動器中之每一者具有第一末端、第二末端以及中間部分。
本發明之又一態樣提出具有縱軸線之電子牽引驅動機構。在一個實施例中，電子牽引驅動機構具有相對於縱軸線呈輻射狀分佈之一群牽引行星。每一牽引行星經組態以圍繞可傾斜軸線旋轉。電子牽引驅動機構包括與這些牽引行星接觸之第一牽引環。在一個實施例中，電子牽引驅動機構具有可操作地耦接至第一牽引環之驅動軸。驅動軸可用以將動力傳送至 外部動力源及/或自外部動力源傳送至第一牽引環。電子牽引驅動機構可包括關於縱軸線同軸之可旋轉牽引太陽。牽引太陽位於這些牽引行星的徑向內側且與這些牽引行星中之每一者接觸。電子牽引驅動機構可具有耦接至牽引太陽之牽引太陽驅動軸。電子牽引驅動機構亦可具有耦接至牽引太陽驅動軸之電轉子總成。在一個實施例中，電子牽引驅動機構包括與這些牽引行星接觸之第二牽引環。電子牽引驅動機構亦可包括沿著縱軸線配置且在牽引太陽驅動軸的徑向內側之主軸。主軸經組態以將動力傳送至第二牽引環及/或自第二牽引環傳送動力。
在另一態樣中，本發明是關於具有縱軸線之電子牽引驅動機構。電子牽引驅動機構包括相對於縱軸線呈輻射狀分佈之一群牽引行星。每一牽引行星經組態以圍繞可傾斜軸線旋轉。電子牽引驅動機構具有與這些牽引行星接觸之第一牽引環。電子牽引驅動機構包括可操作地耦接至第一牽引環之驅動軸。驅動軸可用以將動力傳送至外部動力源及/或自外部動力源傳送至第一牽引環。電子牽引驅動機構具有關於縱軸線同軸之可旋轉牽引太陽。牽引太陽位於這些牽引行星的徑向內側且與這些牽引行星中之每一者接觸。在一個實施例中，電子牽引驅動機構具有與這些牽引行星中之每一者接觸的第二牽引環。電子牽引驅動機構亦可包括可操作地耦接至這些牽引行星中之每一者的托架總成，且電子牽引驅動機構可具有可操作地耦接至托架總成且耦接至第二牽引環的電子器件。
本發明之另一態樣是關於具有縱軸線之電子牽引驅動機構。在一個實施例中，電子牽引驅動機構可包括相對於縱軸線呈輻射狀分佈之一群牽引行星。每一牽引行星可經組態以圍繞可傾斜軸線旋轉。電子牽引驅動 機構具有與這些牽引行星接觸之牽引環。電子牽引驅動機構包括可操作地耦接至牽引環之負載凸輪驅動器，且驅動機構包括耦接至負載凸輪驅動器之電轉子。在一個實施例中，電子牽引驅動機構包括關於縱軸線同軸以及位於這些牽引行星的徑向內側且與這些牽引行星中之每一者接觸的可旋轉牽引太陽。電子牽引驅動機構具有關於縱軸線同軸地配置之固定部件。在一個實施例中，電子牽引驅動機構包括耦接至固定部件之一組場繞組。場繞組經組態以與電轉子電磁地相互作用。
本發明之一個態樣是關於具有縱軸線之電子牽引驅動機構。電子驅動機構具有相對於縱軸線呈輻射狀分佈之一群牽引行星，且每一牽引行星經組態以圍繞可傾斜軸線旋轉。在一個實施例中，電子牽引驅動機構具有與這些牽引行星接觸之第一牽引環，且驅動機構具有與這些牽引行星接觸之第二牽引環。電子牽引驅動機構亦包括經組態以將動力傳送至第一牽引環以及自第一牽引環傳送動力的電磁器件。
本發明之另一態樣提出具有縱軸線之電子牽引驅動機構。電子牽引驅動機構具有相對於縱軸線呈輻射狀分佈之一群牽引行星。每一牽引行星經組態以圍繞可傾斜軸線旋轉。電子牽引驅動機構包括與這些牽引行星接觸之第一牽引環，以及與這些牽引行星接觸之第二牽引環。在一個實施例中，電子牽引驅動機構包括關於縱軸線同軸之托架總成。托架總成經組態以可操作地耦接至這些牽引行星中之每一者。電子牽引驅動機構具有關於縱軸線同軸以及位於這些牽引行星的徑向內側且與這些牽引行星中之每一者接觸的可旋轉牽引太陽。電子牽引驅動機構包括耦接至牽引太陽之牽引太陽軸。電子牽引驅動機構亦包括可操作地耦接至牽引太陽以及托架總 成之電磁器件。
本發明之另一態樣是關於牽引驅動機構之外殼。外殼具有外殼蓋以及主殼體。外殼蓋具有大體碗狀之主體、自碗狀主體之周邊延伸的凸緣以及用以支撐軸承的中心孔。主殼體包括具有開著的末端以及實質上密封末端之大體圓柱形之主體。實質上密封之末端具有中心孔。主殼體具有自密封末端之中心孔軸向延伸之螺紋輸入表面。主殼體亦具有自圓柱形主體之外周邊徑向延伸之第一凸緣。第一凸緣接近於實質上密封之末端。
本發明之又一態樣涉及具有縱軸線之電子牽引驅動機構。電子牽引驅動機構具有相對於縱軸線呈輻射狀分佈之一群牽引行星。每一牽引行星經組態以圍繞可傾斜軸線旋轉。電子牽引驅動機構包括與牽引行星接觸之第一牽引環，且包括與這些牽引行星接觸之第二牽引環。在一個實施例中，電子牽引驅動機構具有關於縱軸線同軸之托架總成。電子牽引驅動機構可具有關於縱軸線同軸以及位於這些牽引行星的徑向內側且與這些牽引行星中之每一者接觸的可旋轉牽引太陽。電子牽引驅動機構具有可操作地耦接至牽引太陽之換檔器軸。在一個實施例中，電子牽引驅動機構包括耦接至托架總成之第一電子器件。第一電子器件可操作地耦接至第二牽引環。電子牽引驅動機構亦包括耦接至換檔器軸且耦接至第二牽引環的第二電子器件。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
5‧‧‧軸承元件
10‧‧‧複式可變行星變速器
12‧‧‧牽引行星
14‧‧‧第一牽引環
16‧‧‧第二牽引環
18‧‧‧牽引太陽
20‧‧‧行星軸
22‧‧‧托架
24‧‧‧縱軸線
50‧‧‧電子牽引驅動機構
52‧‧‧電動器件
54‧‧‧複式可變行星變速器
56‧‧‧場
58‧‧‧電樞
60‧‧‧牽引太陽
62‧‧‧牽引行星
64‧‧‧第一牽引環
66‧‧‧第二牽引環
68‧‧‧動力輸出介面、托架
70‧‧‧比率控制器件
72‧‧‧動力輸入
100‧‧‧電子牽引驅動機構
102‧‧‧主殼體
104‧‧‧外殼蓋
106‧‧‧輔助軸
108‧‧‧主軸
110‧‧‧縱軸線
112‧‧‧牽引行星與換檔桿子總成
114‧‧‧牽引太陽與換檔棒子總成
116‧‧‧動力輸出與夾緊力產生子總成
118‧‧‧行星反作用與夾緊力產生子總成
120‧‧‧輸入介面子總成
122‧‧‧電動器件子總成
124‧‧‧外殼蓋末端介面子總成
126‧‧‧牽引行星
128‧‧‧行星軸
130‧‧‧第一牽引環
132‧‧‧第二牽引環
134‧‧‧牽引太陽
136‧‧‧傾斜桿
138‧‧‧換檔凸輪滾子
140‧‧‧軸承
142‧‧‧間隔件
144‧‧‧偏斜反作用滾子
146‧‧‧托架
148A‧‧‧定子板
148B‧‧‧定子板
150‧‧‧定子間隔件
152‧‧‧中心孔
154‧‧‧換檔反作用表面
156‧‧‧偏斜反作用表面
158‧‧‧換檔凸輪
160‧‧‧角推力軸承
162‧‧‧軸承滾珠
164‧‧‧軸承籠
166‧‧‧軸承總成
168‧‧‧軸承滾圈
172‧‧‧滾珠軸承
174‧‧‧換檔棒螺帽
175‧‧‧軸承表面
176‧‧‧軸承滾圈
177‧‧‧中心孔
178‧‧‧軸承滾圈
179‧‧‧第一表面
180‧‧‧軸承滾圈
181‧‧‧第二表面
182‧‧‧軸承保持器螺帽
184‧‧‧換檔凸輪夾
186‧‧‧外表面
188‧‧‧中心通路
190‧‧‧凹座
192‧‧‧驅動軸
194‧‧‧中心通路
196‧‧‧換檔凸輪夾凹槽
198‧‧‧換檔凸輪輪廓
200‧‧‧指狀物
202‧‧‧夾持部分
204‧‧‧替代換檔凸輪
206‧‧‧整體式抗旋轉延伸部分
208‧‧‧夾持部分
210‧‧‧換檔凸輪輪廓
212‧‧‧螺紋中心孔
214‧‧‧配合螺紋換檔棒
216‧‧‧換檔螺帽凸緣
218‧‧‧外表面
220‧‧‧螺紋部分
221‧‧‧平坦側
222‧‧‧驅動環
224‧‧‧負載凸輪滾子
226‧‧‧負載凸輪滾子籠
228‧‧‧扭轉彈簧
230‧‧‧滾珠軸承
232‧‧‧墊圈
234‧‧‧負載凸輪總成
236‧‧‧凹口
238‧‧‧負載凸輪斜面
240‧‧‧環形凹座
242‧‧‧接觸表面
244‧‧‧橫向邊緣面
246‧‧‧環形凹入面
248‧‧‧驅動環拴槽
250‧‧‧驅動表面
252‧‧‧軸承滾圈
254‧‧‧軸承滾圈
256‧‧‧環形肩狀物
258‧‧‧負載凸輪總成
260‧‧‧反作用凸緣
262‧‧‧負載凸輪滾子
264‧‧‧中心通路
265‧‧‧洞
266‧‧‧平坦凸緣孔側
267‧‧‧軸承移除洞
268‧‧‧凸緣反作用表面
270‧‧‧凹座
272‧‧‧軸承
274‧‧‧肩狀物
276‧‧‧螺紋輸入介面
278‧‧‧軸承
280‧‧‧夾子
282‧‧‧夾子
284‧‧‧軸保持器螺帽
286‧‧‧密封件
288‧‧‧定子疊片
290‧‧‧電導體繞組
292‧‧‧支撐框架
294‧‧‧永久磁鐵轉子總成
296‧‧‧驅動軸配接器
298‧‧‧轉子背鐵
300‧‧‧軸承
302‧‧‧軸承
304‧‧‧抗旋轉定位銷
306‧‧‧霍耳效應感測器電路板
308‧‧‧霍耳效應感測器
310‧‧‧凹座
312‧‧‧凹座
314‧‧‧肩狀物
316‧‧‧肩狀物
318‧‧‧內徑聯軸器
320‧‧‧肩狀物
322‧‧‧永久磁鐵
324‧‧‧拴槽中心孔
326‧‧‧外徑
328‧‧‧肩狀物
330‧‧‧外周邊
332‧‧‧中心通路
334‧‧‧框架主體部分
336‧‧‧切口
338‧‧‧感測器板凹座
340‧‧‧通路
342‧‧‧內徑
344‧‧‧定位銷洞
346‧‧‧支撐頸狀物
348‧‧‧支撐肩狀物
350‧‧‧第一導體通路
352‧‧‧電導體
354‧‧‧螺栓洞
356‧‧‧軸承
358‧‧‧保持螺帽
360‧‧‧密封件
362‧‧‧凸緣
364‧‧‧底座
366‧‧‧肩狀物
368‧‧‧螺紋部分
370‧‧‧平坦側
372‧‧‧中心通路
374‧‧‧電導體
376‧‧‧主體
378‧‧‧凸緣
380‧‧‧中心孔
382‧‧‧主體
384‧‧‧開口末端
386‧‧‧第二末端
388‧‧‧底座
390‧‧‧肩狀物
392‧‧‧環形凹槽
393‧‧‧底座
394‧‧‧凸緣
396‧‧‧輪緣
398‧‧‧主體
400‧‧‧外徑
402‧‧‧驅動軸凸緣
404‧‧‧螺紋部分
406‧‧‧平坦側
408‧‧‧額外平坦側
410‧‧‧凹槽
412‧‧‧反作用凸緣保持夾
414‧‧‧環形凹槽
416‧‧‧貫通溝槽
418‧‧‧孔
420‧‧‧管狀部分
421‧‧‧空腔
422‧‧‧凸緣
424‧‧‧平面
426‧‧‧平面
448‧‧‧電動馬達繞組總成
450‧‧‧牽引太陽軸
452‧‧‧牽引太陽
454‧‧‧永久磁鐵
456‧‧‧框架
458‧‧‧負載凸輪總成
460‧‧‧推力支撐結構
462‧‧‧推力軸承
464‧‧‧第一牽引環
466‧‧‧線束
468‧‧‧滑環或換向條總成
470‧‧‧霍耳效應感測器陣列
472‧‧‧行星
474‧‧‧托架
476‧‧‧托架框架
478‧‧‧主軸
480‧‧‧第二牽引環
482‧‧‧負載凸輪總成
484‧‧‧驅動板
485‧‧‧鏈輪盒
486‧‧‧外輪轂
487‧‧‧軸承
488‧‧‧推力軸承
489‧‧‧軸承
490‧‧‧保持螺帽
492‧‧‧換檔棒總成
494‧‧‧換檔棒銷
496‧‧‧換檔棒
498‧‧‧換檔凸輪總成
500‧‧‧換檔桿
502‧‧‧交流發電機/產生器
504‧‧‧虛線
506‧‧‧爪極轉子
508‧‧‧三相繞組定子疊片總成
510‧‧‧激勵繞組
512‧‧‧刷總成
514‧‧‧旋轉式唇形密封件
516‧‧‧複式可變行星變速器
518‧‧‧虛線
519‧‧‧第一凸輪驅動器
520‧‧‧主軸
521‧‧‧第二凸輪驅動器
522‧‧‧滑輪
524‧‧‧驅動軸
526‧‧‧螺帽
528‧‧‧比率變換器
530‧‧‧旋轉凸輪
532‧‧‧平移凸輪
533‧‧‧中心
534‧‧‧保持套管
536‧‧‧換檔凸輪致動器
538‧‧‧換檔凸輪籠
539‧‧‧換檔凸輪手柄
540‧‧‧托架總成
542‧‧‧行星總成
544‧‧‧外殼
546‧‧‧縱軸線
548‧‧‧永久磁鐵轉子總成
550‧‧‧場繞組
552‧‧‧繞組框架
554‧‧‧主軸
556‧‧‧外殼
557‧‧‧整流子總成
558‧‧‧變速器
560‧‧‧驅動軸
562‧‧‧牽引太陽驅動軸
564‧‧‧牽引太陽
566‧‧‧換檔凸輪籠
568‧‧‧托架
800‧‧‧電子牽引驅動機構
805‧‧‧軸
900‧‧‧電子牽引驅動機構
1000‧‧‧電子牽引驅動機構
1100‧‧‧電子牽引驅動機構
1102‧‧‧外殼
1104‧‧‧縱軸線
1106‧‧‧托架
1108‧‧‧永久磁鐵轉子總成
1110‧‧‧場繞組
1112‧‧‧繞組框架
1114‧‧‧主軸
1116‧‧‧複式可變行星變速器
1118‧‧‧驅動軸
1120‧‧‧換檔凸輪籠
1200‧‧‧電子牽引驅動機構
1202‧‧‧外殼
1204‧‧‧縱軸線
1206‧‧‧場繞組
1208‧‧‧永久磁鐵轉子總成
1210‧‧‧主軸
1212‧‧‧負載凸輪驅動器
1214‧‧‧複式連續可變變速器
1216‧‧‧驅動軸
1218‧‧‧換檔棒
1220‧‧‧換檔棒銷
1221‧‧‧角接觸軸承總成
1222‧‧‧托架
1223‧‧‧角接觸軸承總成
1224‧‧‧換檔凸輪籠
1300‧‧‧電子牽引驅動機構
1400‧‧‧電子牽引驅動機構
1402‧‧‧外殼
1404‧‧‧縱軸線
1406‧‧‧場繞組
1408‧‧‧永久磁鐵
1410‧‧‧支撐框架
1412‧‧‧複式連續可變變速器
1413‧‧‧驅動軸
1414‧‧‧主軸
1416‧‧‧托架
1418‧‧‧換檔凸輪籠總成
1500‧‧‧電子牽引驅動機構
1502‧‧‧外殼
1504‧‧‧縱軸線
1506‧‧‧複式連續可變變速器
1508‧‧‧第一負載凸輪驅動板
1510‧‧‧負載凸輪總成
1512‧‧‧第一牽引環
1514‧‧‧動力輸入介面
1516‧‧‧輸入驅動器
1518‧‧‧行星陣列
1520‧‧‧第二牽引環
1522‧‧‧負載凸輪總成
1524‧‧‧負載凸輪驅動器
1526‧‧‧驅動凸緣
1528‧‧‧電纜
1529‧‧‧軸承
1530‧‧‧主軸
1532‧‧‧托架
1534‧‧‧場繞組
1536‧‧‧磁鐵
1538‧‧‧換檔棒
1540‧‧‧換檔棒螺帽
1542‧‧‧換檔凸輪籠
1544‧‧‧路徑
1600‧‧‧電子牽引驅動機構
1602‧‧‧複式連續可變行星變速器
1604‧‧‧輪轂殼體
1606‧‧‧輸入介面
1608‧‧‧縱軸線
1610‧‧‧場繞組框架
1612‧‧‧場繞組
1614‧‧‧主軸
1616‧‧‧托架
1618‧‧‧電纜
1620‧‧‧永久磁鐵轉子總成
1622‧‧‧牽引太陽軸
1624‧‧‧牽引太陽
1626‧‧‧換檔凸輪籠
1628‧‧‧換檔棒螺帽
1630‧‧‧換檔棒
1700‧‧‧電子牽引驅動機構
1702‧‧‧場繞組
1704‧‧‧永久磁鐵轉子總成
1706‧‧‧支撐框架
1800‧‧‧電子牽引驅動機構
1802‧‧‧場繞組
1804‧‧‧磁鐵
1806‧‧‧繞組支撐框架
1808‧‧‧磁鐵支撐框架
1810‧‧‧換檔致動器
1812‧‧‧換檔凸輪籠
1900‧‧‧電子牽引驅動機構
1902‧‧‧永久磁鐵轉子總成
1904‧‧‧場繞組
1906‧‧‧磁鐵支撐框架
1908‧‧‧繞組框架
1910‧‧‧電動器件
1950‧‧‧電子牽引驅動機構
1952‧‧‧軸向間隙馬達器件
1954‧‧‧場繞組
1956‧‧‧永久磁鐵
1958‧‧‧場繞組框架
1960‧‧‧磁鐵支撐框架
2000‧‧‧電子牽引驅動機構
2002‧‧‧速率比變換器
2004‧‧‧電動馬達
2006‧‧‧轉子
2008‧‧‧減速器總成
2010‧‧‧換檔棒
2012‧‧‧軸承總成
2014‧‧‧推力滾圈
3000‧‧‧電子牽引驅動機構
3005‧‧‧外殼
3010‧‧‧縱軸線
3015‧‧‧動力輸入/輸出介面
3020‧‧‧外殼蓋
3025‧‧‧主軸
3030‧‧‧換檔致動器框架
3035‧‧‧推力反作用軸承
3040‧‧‧換檔器致動器馬達
3045‧‧‧場繞組總成
3050‧‧‧磁鐵總成
3055‧‧‧換檔器軸
3060‧‧‧換檔螺桿
3065‧‧‧角推力軸承
3070‧‧‧換檔器套筒
3075‧‧‧換檔凸輪
3080‧‧‧牽引太陽
3085‧‧‧馬達支撐框架
3090‧‧‧驅動繞組總成
3095‧‧‧驅動磁鐵總成
3100‧‧‧托架
3105‧‧‧牽引行星總成
3110‧‧‧牽引環
3115‧‧‧負載凸輪總成
3120‧‧‧牽引環
3125‧‧‧負載凸輪總成
3130‧‧‧驅動板
3135‧‧‧軸承
3140‧‧‧電導體
3145‧‧‧外殼凸緣/輪輻
3150‧‧‧換檔棒
3155‧‧‧換檔棒螺帽
8402A‧‧‧換檔凸輪
8402B‧‧‧換檔凸輪
8404‧‧‧同步板
8502‧‧‧定子板
8502A‧‧‧定子板
8502B‧‧‧定子板
8504‧‧‧定子延伸部分
8506‧‧‧致動器穩定化表面
8508‧‧‧定子樞轉表面
圖1為滾珠式行星型之已知複式可變行星變速器(compound variable planetary variator)的示意性表示。
圖2為根據本文所揭露的本發明之實施例的電子牽引驅動機構(electric traction drive,ETD)之示意圖。
圖3為ETD之一個實施例之透視圖；主要展示其外殼。
圖4為圖3之ETD之某些組件的橫截面透視圖。
圖5為圖4之ETD之正面橫截面圖。
圖6為圖5之ETD之某些組件的分解透視圖。
圖7為圖5之ETD之細節A圖。
圖8為可與圖5之ETD一起使用的行星與換檔桿總成(planet and shift lever assembly)的透視圖。
圖9為圖8之行星與換檔桿總成的橫截面圖。
圖10為可與圖5之ETD一起使用的托架之部分透視圖。
圖11為可與圖10之托架一起使用的定子板之透視圖。
圖12為大體上展示牽引太陽與換檔棒子總成的圖5之ETD的細節B圖。
圖13為可與圖5之ETD一起使用的牽引太陽與換檔棒子總成之某些組件的分解圖。
圖14為圖13所示之某些組件之總成的透視圖。
圖15為圖14之總成的橫截面圖。
圖16為可與圖5之ETD一起使用的牽引太陽之透視圖。
圖17為圖16之牽引太陽的橫截面圖。
圖18為可與圖13之牽引太陽與換檔棒子總成一起使用之軸承總成的透視圖。
圖19為圖18之軸承總成的橫截面圖。
圖20為可與圖18之軸承總成一起使用的軸承籠之透視圖。
圖21為可與圖12之牽引太陽與換檔棒子總成一起使用之換檔凸輪的透視圖。
圖22為圖21之換檔凸輪的橫截面圖。
圖23為可與圖12之子總成一起使用之換檔凸輪夾的透視圖。
圖24為可與圖12之子總成一起使用之替代換檔凸輪夾的透視圖。
圖25為圖24之替代換檔凸輪的第二透視圖。
圖26為圖24之替代換檔凸輪的橫截面圖。
圖27為可與圖12之子總成一起使用的定製軸承滾圈之透視圖。
圖28為圖27之定製軸承滾圈的第二透視圖。
圖29為圖27之定製軸承滾圈的橫截面圖。
圖30為可與圖12之子總成一起使用之換檔棒螺帽的透視圖。
圖31為圖30之換檔棒螺帽的橫截面圖。
圖31A為可與圖12之子總成一起使用之保持器螺帽的透視圖。
圖32為大體上展示動力輸出與夾緊力產生子總成的圖5之ETD的細節C圖。
圖33為負載凸輪總成之某些組件的透視圖。
圖34為圖33之組件的橫截面圖。
圖35為可與圖5之ETD一起使用的牽引環之透視圖。
圖36為圖35之牽引環的第二透視圖。
圖37為圖35之牽引環的橫截面圖。
圖38為圖37之牽引環的細節J圖。
圖39為可與圖32之子總成一起使用的驅動環之透視圖。
圖40為圖39之驅動環的第二透視圖。
圖41為圖39之驅動環的橫截面圖。
圖42為可與圖32之子總成一起使用的軸承滾圈之透視圖。
圖43為圖42之軸承滾圈的第二透視圖。
圖44為圖43之軸承滾圈的部分橫截面圖。
圖45為可與圖32之子總成一起使用的有籠之滾珠軸承總成之透視圖。
圖46為圖45之軸承總成的橫截面圖。
圖47為圖46之軸承總成的細節K圖。
圖48為可與圖45之軸承總成一起使用的軸承保持籠之透視圖。
圖49為可與圖5之ETD一起使用的行星反作用與夾緊力產生子總成的細節D圖。
圖50為可與圖49之子總成一起使用的反作用凸緣之透視圖。
圖51為圖50之反作用凸緣的透視圖。
圖52為圖50之反作用凸緣的橫截面圖。
圖53為可與圖49之子總成一起使用之保持夾的透視圖。
圖54為大體上展示輸入介面子總成的圖5之ETD的細節E圖。
圖55為大體上展示電動器件子總成的圖5之ETD的細節F圖。
圖56為圖55之電動器件子總成之某些組件的部分分解圖。
圖57為圖55之電動器件子總成之某些組件的橫截面圖。
圖58為圖57之組件的分解圖。
圖59為可與圖55之電動子總成一起使用的磁鐵轉子總成之透視圖。
圖60為圖59之磁鐵轉子子總成的橫截面圖。
圖61為可與圖59之磁鐵轉子子總成一起使用的驅動軸配接器之透視圖。
圖62為圖61之驅動軸配接器的第二透視圖。
圖63為圖62之驅動軸配接器的橫截面圖。
圖64為可與圖55之子總成一起使用的支撐框架之透視圖。
圖65為圖64之支撐框架的第二透視圖。
圖66為圖65之支撐框架的橫截面圖。
圖67為大體上展示外殼蓋末端介面子總成的圖5之ETD的細節G圖。
圖68為可與圖67之子總成一起使用的輔助軸之透視圖。
圖69為圖68之輔助軸的橫截面圖。
圖70為可與圖3之ETD一起使用的外殼蓋之透視圖。
圖71為圖70之外殼蓋的第二透視圖。
圖72為圖71之外殼蓋的橫截面圖。
圖73為可與圖5之ETD一起使用的主外殼殼體之透視圖。
圖74為圖73之主外殼殼體的第二透視圖。
圖75為圖74之主外殼殼體的橫截面圖。
圖75A為圖75之主外殼殼體的細節L圖。
圖76為可與圖5之ETD一起使用的驅動軸之透視圖。
圖77為圖76之驅動軸的橫截面圖。
圖78為可與圖5之ETD一起使用的主軸之透視圖。
圖79為圖78之主軸的橫截面圖。
圖80為電子牽引驅動機構之另一實施例的橫截面圖。
圖81為電子牽引驅動機構之又一實施例的橫截面圖。
圖82為圖81之電子牽引驅動機構之某些組件的部分分解圖。
圖83為可與圖82之電子牽引驅動機構一起使用的某些組件之部分分解圖。
圖84A為可與電子牽引驅動機構之各種實施例一起使用的換檔凸輪籠總成之分解透視圖。
圖84B為圖84A之組裝換檔凸輪籠總成的透視圖。
圖85A為可與電子牽引驅動機構之各種實施例一起使用的托架總 成之透視圖。
圖85B為可與圖85A之托架總成一起使用的定子板之透視圖。
圖86為電子牽引驅動機構之另一實施例的橫截面圖。
圖87為圖86之電子牽引驅動機構之某些組件的部分分解圖。
圖88為電子牽引驅動機構之又一實施例的橫截面圖。
圖89為圖88之電子牽引驅動機構的部分分解圖。
圖90為電子牽引驅動機構之不同實施例的橫截面圖。
圖91為圖90之電子牽引驅動機構的部分分解圖。
圖92為電子牽引驅動機構之另一實施例的橫截面圖。
圖93為圖92之電子牽引驅動機構的部分分解圖。
圖94為圖92之電子牽引驅動機構之某些組件的部分分解圖。
圖95為電子牽引驅動機構之另一實施例的橫截面圖。
圖96為圖95之電子牽引驅動機構的部分分解圖。
圖97為電子牽引驅動機構之又一實施例的橫截面圖。
圖98為電子牽引驅動機構之另一實施例的橫截面圖。
圖99為電子牽引驅動機構之又一實施例的橫截面圖。
圖100為電子牽引驅動機構之另一實施例的橫截面圖。
圖101為電子牽引驅動機構之另一實施例的橫截面圖。
圖102為電子牽引驅動機構之又一實施例的橫截面圖。
圖103為電子牽引驅動機構之另一實施例的橫截面圖。
圖104為大體上展示速率比換檔致動器的圖103之電子牽引驅動機構的細節H圖。
圖105為圖104之速率比換檔致動器之某些組件的部分分解圖。
圖106為電子牽引驅動機構之又一實施例的橫截面圖。
現將參看附圖來描述本發明之實施例，其中相同數字始終指代相同元件。並不意欲簡單地以任何限制性或約束性方式來解釋本文所呈現之描述中所使用的術語，因為其是結合與對本發明之某些特定實施例之詳細描述而使用的。此外，本發明之實施例可包括若干新穎特徵，單一特徵不獨自地負責其所要屬性或單一特徵並非實踐所描述之本發明所必需的。
本文所揭露的本發明之實施例大體上是關於有時被稱作滾珠式行星連續或無級變速傳動裝置(CVT/IVT)之類型的變速器以及傳動裝置。所述類型之變速器或傳動裝置之某些實施例描述於美國專利第6,241,636號、第6,419,608號、第6,689,012號、第7,011,600號、第7,166,052號以及美國專利申請案第11/585,677號以及第11/543,311號中。此等專利以及專利申請案中之每一者的整個揭露內容以引用之方式併入本文中。
為達成描述之目的，如本文所使用，術語「徑向」指示大體上垂直於傳動裝置或變速器之縱軸線的方向或位置。如本文所使用，術語「軸向」指代沿著大體上平行於傳動裝置或變速器之主軸或縱軸線之軸的方向或位置。為清楚以及簡明起見，有時經類似地標記之類似組件(例如，定子板148A以及定子板148B)將共同地由單一標記(例如，定子板148A)指代。
請注意，本文中對「牽引」之提及並不排除動力傳送之支配或獨佔模式是經由「摩擦」的應用。在不試圖在本文中建立牽引驅動機構與摩擦驅動機構之間的類別差異之情況下，通常可將此等驅動機 構理解成動力傳送之不同方式。牽引驅動機構通常涉及藉由截留於元件之間的薄流體層中之剪力在元件之間傳送動力。通常，摩擦驅動機構大體上與藉由元件之間的摩擦(或庫侖)力在元件之間傳送動力有關。為達成本揭露案之目的，應理解，本文所揭露之器件的實施例可在牽引、摩擦，或牽引及/或摩擦應用中操作，此視實施例而定。舉例而言，在一個實施例中，電子牽引驅動機構用於自行車應用中，所述電子牽引驅動機構有時可如摩擦驅動機構般操作且其他時候可如牽引驅動機構般操作，此視操作期間所呈現之扭矩以及速率條件而定。
現參看圖1，複式可變行星變速器10包括與第一牽引環14、第二牽引環16以及牽引太陽18接觸的牽引行星12之陣列。牽引行星12通常支撐於可傾斜以便改變牽引行星12之旋轉軸的行星軸20上。托架22(通常由一或多個板組成)在操作上提供對行星軸20之徑向及/或軸向支撐、反作用、定位及/或導引。視實施例而定，牽引行星12陣列、第一牽引環14、第二牽引環16以及托架22中之一或若干者可經組態以圍繞縱軸線24自由地或固定地旋轉。滾珠式行星變速器(ball planetary variator)10的圖1所示之組態為吾人所熟知的，且此等變速器之詳情可在上文所提及之專利以及專利申請案中找到。
轉至圖2，現將描述電子牽引驅動機構50之一個實施例。電子牽引驅動機構50使電動器件52與複式可變行星變速器54成一整體。在一個實施例中，電動器件52包括旋轉地固定之場56；場56可為(例如)電動馬達之定子。場56操作地耦接至經組態以提供旋轉機械動力之電樞58；電樞58可為(例如)電動馬達之轉子。在一些實 施例中，電樞58操作地耦接至牽引太陽60，牽引太陽60經組態以圍繞軸旋轉。多個牽引行星62接觸牽引太陽60、第一牽引環64以及第二牽引環66。在圖2所說明之實施例中，這些牽引行星62將動力自牽引太陽60傳送至牽引環64，而牽引環66經旋轉地固定且因此不傳送動力而是用以反作用於這些牽引行星62。動力經由第一牽引環64與動力輸出介面68之間的操作鏈接或耦接而自變速器54流動至動力輸出介面68。變速器54可包括托架68以經由各別行星軸(未展示於圖2中)為這些牽引行星62提供徑向及/或軸向支撐、反作用、導引等。在一些實施例中，比率控制器件70可操作地耦接至牽引太陽60，以使這些牽引行星62之旋轉軸在牽引太陽60改變軸向位置時改變。在一個實施例中，電子牽引驅動機構50可經組態以使得動力輸入72可耦接至動力輸出介面。
請注意，雖然在圖2中電動器件52以及變速器54已由虛線勾勒出，但此等虛線僅表示概念上之邊界。換言之，在電子牽引驅動機構50之一些實施例中，不存在硬體、或電子邏輯等、電動器件52與變速器54之間的邊界。舉例而言，在一些實施例中，場56可與第二牽引環66成一整體，或電樞可耦接至變速器54之外殼(未圖示)或與外殼成一整體。進一步說明，在一些實施例中，比率控制器70及/或動力輸出介面68可與變速器54之其他組件成一整體或緊密地或直接地耦接。舉例而言，在一個實施例中，比率控制器件可由電子、機電或液壓組件組成，所述組件主要在變速器54外部，但其然而與變速器54內部之機構相互作用或耦接至變速器54內部之機構。以另一實 例說明之，在一個實施例中，動力輸出介面68與變速器54之外殼成一整體。
現將參看圖3-79來描述電子牽引驅動機構100之一個實施例。如圖3所說明，電子牽引驅動機構100可包括具有耦接至外殼蓋104之主殼體102的外殼。在一個實施例中，主殼體102以及外殼蓋104操作地支撐於輔助軸106以及主軸108上，主軸108界定電子牽引驅動機構100之縱軸線110。在下文中分別參看圖70-72以及圖73-75來提供對外殼蓋104以及主殼體102的進一步描述。
現特定地參看圖4-6，可將電子牽引驅動機構100描述成大體上具有許多子總成。請注意，僅為便利起見而按照子總成來描述電子牽引驅動機構100，且不意欲建立子總成(或組件)之任何必需組態或集合來界定電子牽引驅動機構100之各種實施例。在一個實施例中，電子牽引驅動機構100可包括：牽引行星與換檔桿子總成112，其展示為細節A且在下文中參看圖7-11來進一步描述；牽引太陽與換檔棒子總成114，其展示為細節B且在下文中參看圖12-31來進一步描述；動力輸出與夾緊力產生子總成116，其展示為細節C且在下文中參看圖32-48來進一步描述；行星反作用與夾緊力產生子總成118，其展示為細節D且在下文中參看圖49-53來進一步描述；輸入介面子總成120，其展示為細節E且在下文中參看圖54來進一步描述；電動器件子總成122，其展示為細節F且在下文中參看圖55-66來進一步描述；以及外殼蓋末端介面子總成124，其展示為細節G且在下文中參看圖67-72來進一步描述。將在下文中進一步描述此等子總成。
藉由簡短且概括性之描述，參看圖5、圖7、圖12、圖32、圖49以及圖55，在對電動器件子總成122供給能量時，機械動力自電動器件子總成122流動至牽引太陽與換檔棒子總成114。牽引行星與換檔桿子總成112接著將動力自牽引太陽與換檔棒子總成114傳送至動力輸出與夾緊力產生子總成116，動力輸出與夾緊力產生子總成116接著將動力傳遞出電子牽引驅動機構100以驅動負載。行星反作用與夾緊力產生子總成118經組態以為牽引行星126提供反作用或滾動表面。行星反作用與夾緊力產生子總成118與動力輸出與夾緊力產生子總成116合作以有助於夾緊力之產生，以確保牽引太陽134、牽引行星126與牽引環130、132之間的適當牽引接觸。在所說明之實施例中，牽引太陽與換檔棒子總成114經組態以有助於對牽引行星126圍繞其各別行星軸128旋轉之軸的調整。
現特定地參看圖7-11，在一個實施例中，牽引行星與換檔桿子總成112包括經置放而與第一牽引環130、第二牽引環132以及牽引太陽134接觸的許多牽引行星126。如圖8以及圖9所示，牽引行星126支撐於行星軸128上，行星軸128為牽引行星126提供旋轉軸。行星軸128耦接至傾斜桿136，傾斜桿136經組態以有助於牽引行星126圍繞垂直於圖9之平面延伸且穿過牽引行星126之中心的軸的旋轉。傾斜桿136耦接至換檔凸輪(shift cam)滾子138，如下文中參看圖12-31進一步描述，換檔凸輪滾子138經組態以有助於傾斜桿136之致動。在一些實施例中，軸承140(諸如，滾針軸承)在行星軸128與牽引行星126之孔之間提供滾動介面。可使用間隔件142來將軸承 140彼此隔開以及與傾斜桿136隔開。在一個實施例中，偏斜反作用滾子144耦接至行星軸128之末端以有助於易於使行星軸128關於垂直於行星軸128之縱軸線的軸不對準的反作用力。
現轉向圖10以及圖11，用於電子牽引驅動機構100之托架146可包括耦接兩個定子板148A、148B之一群定子間隔件150。定子板148B未展示於圖10中；然而，如電子牽引驅動機構100中所組態之定子板148展示於圖6中。定子間隔件150大體上為定位且防止一個定子板相對於另一定子板旋轉的結構部件。可經由任何適合緊固方法(包括擰合、焊接、干涉配合等)將定子間隔件150緊固至定子板148。定子板148具有中心孔152、一群換檔反作用表面154以及一群偏斜反作用表面156。中心孔152允許在主軸108上安裝定子板148。換檔反作用表面154為換檔凸輪滾子138提供反作用支撐，換檔凸輪滾子138在調整行星軸128之傾斜位置期間(亦即，在調整速率比(speed ratio)期間)在換檔反作用表面154上滾動。偏斜反作用表面156為偏斜反作用滾子144提供反作用支撐。已在上文提及之專利以及專利申請案中充分地描述適於與電子牽引驅動機構100一起使用的定子板148以及托架146的實施例。
現轉至圖12-31，將描述牽引太陽與換檔棒子總成114。牽引太陽134置放於換檔凸輪158之間(最佳展示於圖7、圖13以及圖15中)。在所示之實施例中，角推力軸承(angle thrust bearing)160在牽引太陽134與換檔凸輪158之間提供滾動介面。在一些實施例中，角推力軸承160可包括支撐於軸承籠164上之軸承滾珠162。圖18-20說 明經特定組態以與電子牽引驅動機構100一起使用的軸承總成166。如在圖17以及圖22中最佳可見，用於角推力軸承160之軸承滾圈168以及軸承滾圈170可分別與牽引太陽134以及換檔凸輪158成一整體。在一個實施例中，牽引太陽134用以收納有籠之滾珠軸承172且擱置於滾珠軸承172上，滾珠軸承172在牽引太陽134與換檔棒螺帽174之間提供滾動介面。在所示之實施例中，軸承滾圈176以及178壓配合於換檔棒螺帽上且與有籠之滾珠軸承172合作。在一個實施例中，牽引太陽134具有與之形成一整體之軸承滾圈180，軸承滾圈180與有籠之滾珠軸承172合作。軸承滾圈180可為(例如)三點或四點軸承滾圈。在組裝在一起時，軸承滾圈176以及178可提供(例如)三點或四點軸承滾圈。軸承滾圈180可包括一或多個半徑以有助於供應三點或四點軸承總成。在組裝在一起時，軸承滾圈176、178以及180較佳為軸承滾珠172提供三點或四點接觸。在一些實施例中，可提供軸承保持器螺帽182以將軸承滾圈176以及178緊固於適當位置。軸承保持器螺帽182可另外有助於對軸承總成之間隙及/或預負載的調整。較佳地，選擇有籠之滾珠軸承172、換檔棒螺帽174以及軸承滾圈176、178以及180之尺寸，使得可在不經由將軸承滾圈夾緊至軸承滾珠觸點的情況下使保持器螺帽182拉緊。在一個實施例中，提供一或多個換檔凸輪夾184以與換檔凸輪158合作以防止換檔凸輪158之間的相對旋轉。另外，換檔凸輪夾184以及換檔凸輪158可經組態以防止換檔凸輪158與定子板148之間的相對旋轉。換檔凸輪夾184可經組態以在角接觸軸承160上產生指定預負載。
特定地參看圖16以及圖17，牽引太陽134可具有較佳用以與牽引行星126建立介面的大體圓柱形外表面186。在一個實施例中，牽引太陽134包括與之成一整體的軸承滾圈168以及170，軸承滾圈168以及170與換檔凸輪158之軸承滾珠162以及軸承滾圈170合作以在牽引太陽134與換檔凸輪158之間提供角推力軸承160介面。牽引太陽134可具有中心通路188，中心通路188允許圍繞主軸108安裝牽引太陽134。牽引太陽134亦可具有用以收納電子牽引驅動機構100之驅動軸192且耦接至驅動軸192的凹座190。在一些實施例中，牽引太陽134藉由壓配合、干涉配合等而耦接至驅動軸192。在其他實施例中，牽引太陽134可經由(例如)楔、拴槽或夾而耦接至驅動軸192。
圖21以及圖22說明換檔凸輪158之一個實施例。換檔凸輪158可包括中心通路194，中心通路194允許與主軸108同軸地安裝換檔凸輪158。換檔凸輪158之一側包括軸承滾圈170以提供如上文已解釋之角推力軸承功能性。在一個實施例中，換檔凸輪158的與具有軸承滾圈170之側相對的側具備用以收納換檔凸輪夾184的許多換檔凸輪夾凹槽196。在圖21所示之實施例中，換檔凸輪158具有三個換檔凸輪夾凹槽196；然而，在其他實施例中，換檔凸輪158可具有一或多個換檔凸輪夾凹槽196。在一個實施例中，換檔凸輪158具有與電子牽引驅動機構100中之定子板間隔件150一樣多的換檔凸輪夾凹槽。換檔凸輪158具備換檔凸輪輪廓198，換檔凸輪輪廓198用以與換檔凸輪滾子138建立介面以有助於行星軸128之傾斜角度的變換。 在上文提及之專利以及專利申請案中詳細地描述適合之換檔凸輪輪廓198以及與換檔凸輪158之組態以及構造有關的其他一般態樣。
現轉至圖23，將描述適合之換檔凸輪夾184。換檔凸輪夾184包括用以與換檔凸輪夾凹槽196合作以防止換檔凸輪158之間的相對旋轉的指狀物200。在一些實施例中，換檔凸輪夾184可包括操作地耦接至指狀物200且自其徑向地延伸的夾持部分202。夾持部分202用以夾持定子板間隔件150，藉以換檔凸輪夾184防止換檔凸輪158相對於定子板148旋轉。在一個實施例中，夾持部分202經組態以沿著定子板間隔件150之表面滑動。在其他實施例中，指狀物200可經由楔入、擰合、壓配合、滑動配合等至定子板間隔件的延伸部分而操作地耦接至定子板間隔件150。在其他實施例中，換檔凸輪夾184不包括夾持部分202；在其他實施例中，指狀物200不為一個整片之部分，而是為可經由適合緊固方法(諸如，藉由焊接、擰合、壓配合等)而剛性地耦接的獨立組件。
現轉向圖24-26，替代換檔凸輪204可具有整體式抗旋轉延伸部分206。在所說明之實施例中，換檔凸輪204包括等於一個實施例之電子牽引驅動機構100中的定子板間隔件之數目的許多抗旋轉延伸部分206。如圖所示，抗旋轉延伸部分206具有用以嚙合定子板間隔件150以藉此防止換檔凸輪204相對於定子板148旋轉的夾持部分208。在組裝時，一個換檔凸輪204之抗旋轉延伸部分206經組態以朝著另一換檔凸輪204之抗旋轉延伸部分軸向地延伸，所述抗旋轉延伸部分206可經由擰合、焊接、夾住等而彼此緊固。換檔凸輪204可具 有相關技術中已知之任何適合換檔凸輪輪廓210。
圖27-29說明可與牽引太陽與換檔棒子總成114一起使用的軸承滾圈176、178之一個實施例。在一個實施例中，軸承滾圈176包括在外徑上之軸承表面175以及中心孔177。中心孔177可與用以耦接至換檔棒螺帽174之第一表面179一起組態。中心孔177之第二表面181可經組態以清除換檔棒螺帽174之螺紋部分220。
參看圖12、圖30以及圖31，可用於牽引太陽與換檔棒子總成114中之換檔棒螺帽174之一個實施例包括用以嚙合配合螺紋換檔棒214的螺紋中心孔212。換檔棒螺帽174可具備軸向地嚙合軸承滾圈176之換檔螺帽凸緣216；在換檔棒螺帽174朝著右邊(在圖12之方位上)軸向地平移時，換檔棒螺帽174使角推力軸承172同時軸向地平移牽引太陽134。換檔棒螺帽174之外表面218用以收納軸承滾圈176以及178，軸承滾圈176以及178可經由壓配合、干涉配合或任何其他適合耦接而安裝於換檔棒螺帽174上。在一個實施例中，換檔棒螺帽174可具有用以嚙合軸承保持器螺帽182之配合螺紋的螺紋部分220。在一些實施例中，換檔棒螺帽174包括用以反作用於主軸108之溝槽之側以阻止換檔棒螺帽174旋轉的兩個平坦側221。在先前提及之專利以及專利申請案中描述用於與牽引太陽與換檔棒子總成114一起使用的適合換檔棒214之實施例。
轉向圖32-48，動力輸出與夾緊力產生子總成116包括經由支撐於負載凸輪滾子籠226中之一組負載凸輪滾子224而耦接至驅動環222的第一牽引環130。在一個實施例中，扭轉彈簧228將負載凸 輪滾子籠226耦接至第一牽引環130以便提供預負載夾緊力(亦即，部分地藉由扭轉彈簧228產生某一量之夾緊力以在系統中之扭矩顯著地低時使牽引環130與牽引行星126保持接觸)。在所說明之實施例中，有罩之滾珠軸承230在驅動環222與電動器件子總成122之間提供軸向推力反作用。驅動環222用以耦接至主殼體102，且藉此將扭矩傳送至主殼體102。在一個實施例中，墊圈232置放於主殼體102與外殼蓋104之間。
如圖33-38所示，負載凸輪總成234可包括牽引環130、負載凸輪滾子籠226、負載凸輪滾子224以及扭轉彈簧228。扭轉彈簧之第一末端耦接至負載凸輪滾子籠226之凹口236，且扭轉彈簧之第二末端耦接至牽引環130。已在上文提及之專利申請案中揭露負載凸輪總成234之操作的細節。
在一個實施例中，參看圖35-38，牽引環130可包括許多負載凸輪斜面238以有助於產生夾緊力。在一些實施例中，牽引環130可包括收納扭轉彈簧228之環形凹座240。如在圖38中最佳可見，牽引環130包括用以經由摩擦及/或牽引模態而與牽引行星126建立介面的接觸表面242。在一些實施例中，牽引環接觸表面242不均一地延伸至牽引環130之橫向邊緣面244；相反，牽引環接觸表面242轉變成不接觸牽引行星126且延伸至橫向邊緣面244的環形凹入面246。
在一個實施例中，如圖39-41所示，驅動環222包括用以嚙合主殼體102之配合拴槽(mating spline)的許多驅動環拴槽248。驅動環222可包括驅動表面250，驅動表面250經組態以嚙合負載凸輪滾 子224且藉此有助於扭矩自負載凸輪滾子224至主殼體102之傳送。在一些實施例中，驅動表面250為平坦的；然而，在其他實施例中，驅動表面250可具有與負載凸輪滾子224以及負載凸輪斜面238合作以有助於夾緊力之產生以及扭矩之傳動的許多斜面。在一個實施例中，驅動環222可包括與之成一整體之軸承滾圈252以與電動器件子總成122的有罩之滾珠軸承230以及軸承滾圈254結合來提供角推力軸承功能性。
圖42-44展示可用於與軸承滾圈252合作的適合軸承滾圈254之一個實施例。如下文中參看圖55-66進一步描述，軸承滾圈254包括用以抵著電動器件子總成122之某些組件軸向地推進之環形肩狀物256。圖45-48描繪用於與動力輸出與夾緊力產生子總成116一起使用的適合之有罩之滾珠軸承230的一個實施例。
參看圖49-53，行星反作用與夾緊力產生子總成118包括實質上類似於上文參看圖33以及圖34描述之負載凸輪總成234的負載凸輪總成258。牽引環132經由負載凸輪滾子262而耦接至反作用凸緣260。在一個實施例中，經由至主軸108之剛性耦接來防止反作用凸緣260圍繞縱軸線110旋轉。因此，防止牽引環132顯著地旋轉。亦即，牽引環132僅旋轉足以使牽引環132之負載斜面對負載凸輪滾子262供給能量以抵靠反作用凸緣260的旋轉量。
在一個實施例中，如圖50-52所示，反作用凸緣260包括中心通路264，其具有嚙合主軸108上之配合特徵以防止反作用凸緣260相對於主軸108旋轉的平坦凸緣孔側266。反作用凸緣260可包括用 以嚙合負載凸輪滾子238的凸緣反作用表面268。在一些實施例中，反作用凸緣260包括經組態以收納軸承272的凹座270，軸承272在定子板148A與反作用凸緣260(見圖5)之間提供介面。定子板148A可包括用於收納軸承272之肩狀物274(見圖11)。請注意，在電子牽引驅動機構100之一些實施例中，定子板148可圍繞縱軸線110旋轉。反作用凸緣260之主體的徑向延伸部分可包括一或多個切口以減輕反作用凸緣260。如圖53所示，保持夾412可用於有助於對反作用凸緣260之軸向約束。在反作用凸緣260上之洞265可用於將保持夾412緊固至反作用凸緣260。在實施例中，可在反作用凸緣260上提供軸承移除洞267以有助於移除插入於反作用凸緣260與定子板148A之間的軸承。
現轉向圖54，輸入介面子總成120可包括螺紋輸入介面276，在所說明之實施例中，其與主殼體102成一整體。螺紋輸入介面276可用以(例如)收納螺紋自由輪配接器(未圖示)以耦接至自由輪或鑲齒(未圖示)以將扭矩傳輸至主殼體102。在其他實施例中，主殼體102可替代具備楔、拴槽等，其耦接至外部動力源或原動機以自外部動力源或原動機接收扭矩。軸承278在主殼體102與主軸108之間提供滾動介面。在一個實施例中，軸承278之外滾圈由輸入介面276之肩狀物以及夾子280在軸向上固持於適當位置。軸承278之內滾圈可由夾子282以及軸保持器螺帽284在軸向上固持於適當位置，所述軸保持器螺帽284包括用於嚙合主軸108之配合螺紋部分的螺紋內徑。密封件286可提供於螺紋輸入介面276與軸保持器螺帽284之 間。
參看圖55-66，如電動馬達以及類似器件之相關技術中已知的，電動器件子總成122可包括用以與許多電導體繞組290合作的許多定子疊片288。在一個實施例中，定子疊片288在徑向上由支撐框架292之表面定位或引導，在下文參看圖64-66來描述支撐框架292。永久磁鐵轉子總成294圍繞主軸108同軸地置放且關於定子疊片288徑向向內置放。永久磁鐵轉子總成294在徑向上位於電動器件子總成122內，使得在永久磁鐵轉子總成294與定子疊片288之間存在適合之氣隙。驅動軸配接器296將驅動軸192耦接至永久磁鐵轉子總成294之轉子背鐵(rotor backiron)298。軸承300在轉子背鐵298與定子板148B之肩狀物之間提供滾動介面以及軸向推力反作用。軸承302在轉子背鐵298與支撐框架292之肩狀物之間提供滾動介面以及軸向推力反作用。在一個實施例中，定子疊片288由將支撐框架292耦接至定子疊片288之抗旋轉定位銷(anti-rotation dowel pin)304保持旋轉地固定。在一些實施例中，電動器件子總成122包括連接至一或多個霍耳效應感測器(Hall effect sensor)308之霍耳效應感測器電路板306。霍耳效應感測器電路板306可由支撐框架292支撐。軸承滾圈254可經提供以有助於電動器件子總成122相對於動力輸出與夾緊力產生子總成116的軸向以及徑向反作用及/或定位。亦即，軸承滾圈254與有罩之滾珠軸承230以及軸承滾圈252合作以有助於藉由提供軸向力反作用而產生夾緊力。
現轉至圖59以及圖60，轉子背鐵298可具備用於收納軸承 302之凹座310以及用於收納軸承304之凹座312。肩狀物314以及316可形成於轉子背鐵298中以分別為軸承302以及304提供軸向反作用支撐。在一個實施例中，轉子背鐵298包括用以耦接至驅動軸配接器296之內徑聯軸器318。轉子背鐵298可經由壓配合、干涉配合、楔入、焊接、固定螺釘等而耦接至驅動軸配接器296。在一些實施例中，轉子背鐵包括向驅動軸配接器296提供軸向推力反作用的肩狀物320。轉子背鐵298之外表面(未標記)經組態以收納且支撐一群永久磁鐵322。永久磁鐵轉子總成294之一般構造在電子器件以及機器(諸如，電動馬達)之相關技術中為已知的。
如圖61-62所說明，驅動軸配接器296可包括耦接至驅動軸192之相應拴槽部分的拴槽中心孔324。如上所述，驅動軸配接器296之外徑326可經組態以耦接至轉子背鐵298。肩狀物328可形成於驅動軸配接器296上以與肩狀物320配合以提供軸向推力反作用支撐。驅動軸配接器296與驅動軸192之間的拴槽耦接允許驅動軸192之軸向平移以及自轉子背鐵298經由驅動軸配接器296至驅動軸192的扭矩傳送。
轉向圖64-66，支撐框架292大體上為圓形，具有外周邊330以及中心通路332。支撐框架292之框架主體部分334自中心通路332大體上成圓錐形地且徑向地延伸至外周邊330。在一些實施例中，框架主體部分334可包括許多切口336以減輕支撐框架292。在一個實施例中，支撐框架292包括用以收納且支撐霍耳效應感測器板306之感測器板凹座338。通路340允許對電導體之導引以將霍耳效應感測 器板306連接至霍耳效應感測器308。支撐框架292之內徑342可經組態以為定子疊片288提供位置配合(locational fit)。支撐框架292可包括用於收納定位銷304之許多定位銷洞344。在一些實施例中，支撐框架292具有收納且支撐軸承302之支撐頸狀物346。支撐框架292之支撐肩狀物348用以向軸承302提供軸向推力反作用。支撐框架292可具有允許用於霍耳效應感測器電路板306之電導體352的通過的第一導體通路350。在一些實施例中，支撐框架292可具備許多螺栓洞354以有助於支撐框架292至輔助軸106之緊固，輔助軸106用以使支撐框架292保持圍繞縱軸線110旋轉地固定。
現將參看圖67-72來描述外殼蓋末端介面子總成124。在一個實施例中，外殼蓋104用以收納允許外殼蓋104支撐於輔助軸106上且圍繞縱軸線110旋轉的軸承356。軸承356在軸向上由保持螺帽358以及輔助軸106約束。密封件360置放於保持螺帽358與外殼蓋104之間。如圖68以及圖69所示，在一個實施例中，輔助軸106可包括經組態以將輔助軸106耦接至支撐框架292的凸緣362。輔助軸106之底座364用以收納軸承356，且輔助軸106之肩狀物366可經組態以在軸向上約束軸承356。輔助軸106可包括用於配合至保持螺帽358之螺紋的螺紋部分368。在一些實施例中，輔助軸106可具有平坦側370以有助於輔助軸106且藉此電子牽引驅動機構100至車輛或設備之框架的安裝。輔助軸106可具有允許用於電導體繞組290之電導體374以及用於霍耳效應感測器電路板306之電導體352的導引的中心通路372。
參看圖70-72，外殼蓋104具有用以與主殼體308合作以為電子牽引驅動機構100提供外殼的大體上碗狀之主體376。在外殼蓋104之周邊附近，提供凸緣378用於將外殼蓋104緊固至主殼體102。外殼蓋之中心孔380可經組態以收納軸承356以及密封件360。主殼體102之一個實施例說明於圖73-75中。主殼體102可為具有大開口末端384以及開口相對較小之第二末端386的大體上圓柱形主體382，其可包括上文參看圖54描述之螺紋輸入介面276。末端386可包括用於收納軸承278之底座388以及用於有助於對軸承278軸向約束之肩狀物390。在一個實施例中，末端386包括用於收納保持夾280之環形凹槽392。在一些實施例中，末端386可具有用於收納密封件286之凹槽以及底座393。在某些實施例中，主殼體102包括用於有助於將扭矩傳送出電子牽引驅動機構100外而至負載的一或多個凸緣394。圖73-75之主殼體102可用於(例如)藉由將輪(未圖示)之輪輻附著至凸緣394而驅動輪。主殼體102之開口末端384較佳包括(例如)有助於將外殼蓋104緊固至主殼體102之輪緣396。
如圖76以及圖77所說明，驅動軸192之一個實施例包括大體上圓柱形且中空之主體398。外徑400可具有經組態以與驅動軸配接器296之拴槽配合的一組拴槽。在一些實施例中，驅動軸192包括用以嚙合牽引太陽134以將扭矩傳送至其的驅動軸凸緣402。
參看圖78以及圖79，主軸108之一個實施例包括具有用於嚙合軸向保持器螺帽284(見圖54)之螺紋部分404的第一末端。主軸108可具備用於有助於將主軸108安裝及/或緊固至(例如)設備或 車輛之平坦側406。在一個實施例中，主軸108包括用於為反作用凸緣260(見圖5，例如，展示安裝於主軸108上的反作用凸緣260)提供剛性耦接的額外平坦側408。在一些實施例中，主軸108展示用以收納反作用凸緣保持夾412(見圖53)之凹槽410。反作用凸緣保持夾412經組態以有助於對反作用凸緣260之軸向約束。在一些實施例中，藉由(例如)螺釘來將反作用凸緣保持夾412緊固至反作用凸緣260。主軸108可具有用於收納夾282之環形凹槽414，夾282有助於對軸承278(見圖54)之軸向約束。
在一個實施例中，主軸108包括經組態以收納換檔棒螺帽174(例如，見圖6以及圖12)之貫通溝槽416。貫通溝槽416用以允許換檔棒螺帽174軸向地平移，但貫通溝槽416亦可防止換檔棒螺帽174圍繞縱軸線110旋轉。在一些實施例中，主軸108可具有用於收納換檔棒214(例如，見圖5)以及有助於對換檔棒214之軸向約束的孔418。主軸108之第二末端可具備大體管狀部分420，其具有可經組態以收納換檔棒之致動器的空腔421；在下文參看圖103-105來描述具有此致動器以及換檔棒組態的電子牽引驅動機構之一個實施例。在一個實施例中，管狀部分420包括凸緣422，凸緣422具有用以與支撐框架292(見圖5以及圖66)之中心通路中之相應平面426配合的一或多個平面424。
本文所描述之電子牽引驅動機構100以及其等效變體可用於許多應用中，包括(但不限於)自行車、其他人力車輛、光電車輛、混合式人力、電力或內燃供能車輛、工業設備、工具(諸如，鑽床)、 風力機、發電機(electricity generator)等。需要對在輸入源與輸出負載之間的機械動力傳送進行調變的任何技術應用可在其動力系中建構電子牽引驅動機構100之實施例。
現參看圖80，將描述電子牽引驅動機構800。電動馬達繞組總成448具有圍繞電子牽引驅動機構800之軸805的旋轉自由度。繞組總成448藉由(例如)滑動拴槽而耦接至牽引太陽軸450。繞組總成448將扭矩傳輸至牽引太陽軸450，但允許牽引太陽軸450軸向地平移。牽引太陽軸450耦接至牽引太陽452且允許在繞組448與牽引太陽452之間進行機械動力傳送。電子牽引驅動機構800可包括永久磁鐵454之陣列。磁鐵454具有圍繞軸805之旋轉自由度。磁鐵454耦接至操作地耦接至負載凸輪總成458之框架456。框架456操作地耦接至經組態以為軸向力推力軸承462提供推力支撐之推力支撐結構460。負載凸輪總成458驅動第一牽引環464。因此，磁鐵454經由框架456以及負載凸輪總成458而操作地耦接至第一牽引環464。因此，在此組態下，在磁鐵454與第一牽引環464之間傳送動力。
線束(wire harness)466將電力提供至電子牽引驅動機構800。線束466可為具有反饋感測器線之兩線或多相線束。在一個實施例中，可經由滑環或換向條總成468來在線束466與馬達繞組448之間傳達電力以及感測器資訊。對於直流操作而言，如徑向或軸向間隙有刷馬達之相關技術中已知的，換向條總成468可用於動力傳送以及用於機械換向/切換。對於無刷操作實施例而言，可使用霍耳效應感測器陣列470。藉由經由(例如)滑環總成468進行傳輸之電線來將霍 耳效應感測器陣列470連接至線束466。
第一牽引環464以及牽引太陽452經由牽引或摩擦將動力傳輸至行星472陣列以及自行星472陣列傳輸動力。托架474經組態以支撐反作用負載以及有助於行星472之對準以及導引。托架474剛性地耦接至托架框架476，托架框架476剛性地耦接至主軸478。主軸478經旋轉地固定且因此旋轉地約束托架474。第二牽引環480經由牽引或摩擦而將動力傳輸至行星472或自行星472傳輸動力。第二牽引環480操作地耦接至負載凸輪總成482，負載凸輪總成482耦接至驅動板484。驅動板484嚙合外輪轂486以在驅動板與外輪轂486之間傳送扭矩。驅動板484靠在推力軸承488上。在一個實施例中，電子牽引驅動機構800可具有外部動力傳送源，諸如鏈輪盒(sprocket cassette)485。軸承485可用於在推力支撐結構460之間提供滾動介面。托架474與繞組448之間的滾動介面可由軸承487提供。在一個實施例中，軸承489在托架474與驅動板484之間提供滾動介面。軸承485以及487分別提供在推力支撐結構460與托架474之間對馬達繞組總成448的導引。軸承489較佳在托架474與驅動板484之間提供滾動介面及/或導引。
負載凸輪總成458、482對所施加之扭矩敏感且在施加扭矩時易於使某些組件舒展開。閉合之結構迴路抵制展開效應。在一個實施例中，閉合之結構迴路始於行星472，經過第二牽引環480、負載凸輪總成482、驅動板484、推力軸承488、保持螺帽490、主軸478、推力軸承462、推力支撐結構460、框架456、負載凸輪總成458、第 一牽引環464，且在行星472處閉合。在結構迴路抵制由負載凸輪總成458、482產生之展開效應時，在第一牽引環464、行星472、第二牽引環480以及牽引太陽452之間產生接觸力或夾緊力。此等接觸力有助於經由牽引或摩擦在接觸點處進行之有效動力傳送。
在一個實施例中，換檔棒總成492可用於調整電子牽引驅動機構800之速率比。換檔棒總成492可操作地耦接至牽引太陽452以允許牽引太陽452之軸向以及旋轉運動。圖80所說明之實施例包括角接觸滾動元件軸承，其經組態以有助於在牽引太陽452旋轉而換檔棒496不旋轉時在換檔棒銷494與牽引太陽452之間的推或拉。換檔凸輪總成498經組態以將自換檔棒總成492賦予牽引太陽452之軸向運動轉換成換檔桿500之軸向以及徑向運動。在一個實施例中，換檔凸輪總成498經由滑動拴槽而耦接至托架474。
現轉至圖81-85B，電子牽引驅動機構900可經組態以用作(例如)汽車交流發電機。交流發電機/產生器502(大體上由虛線504包圍)可為具有爪極轉子(claw-pole rotor)506之三相同步交流發電機/產生器。交流發電機/產生器502可包括三相繞組定子疊片總成508以及DC激勵繞組510。在一個實施例中，激勵繞組510由刷總成512供能。為清楚起見，在圖81中不說明常見於交流發電機中之其他部分(如電壓調節器(voltage regulator)以及整流器電橋(rectifier bridge))。交流發電機/產生器502之一般組態以及構造在電子機器之相關技術中為吾人所熟知。在一個實施例中，旋轉式唇形密封件514可用於維持交流發電機總成之某些區域無油且其他區域浸入於油中。
在一些實施例中，複式可變行星變速器516(大體上由虛線518包圍)可操作地連接至交流發電機/產生器502。在一個實施例中，變速器516與交流發電機/產生器502共用共同主軸520。主軸520徑向地支撐爪極總成506以在定子508處維持適當氣隙。主軸520支撐變速器516，且在產生牽引/摩擦夾緊負載之軸向力迴路中提供連結。主軸520可經組態以為施加至滑輪522之帶式負載提供支撐。
在操作中，滑輪522自帶子(未圖示)接收動力。滑輪522經由螺帽526將扭矩傳送至驅動軸524。驅動軸524經由耦接至變速器516之第一凸輪驅動器519而將扭矩傳輸至變速器516中。交流發電機/產生器502經由於(例如)爪極總成506處耦接至第二凸輪驅動器521而自變速器516接收扭矩。
在一個實施例中，電子牽引驅動機構900之速率比的調整可由比率變換器528完成。比率變換器528可包括旋轉凸輪530、平移凸輪532、保持套管534、換檔凸輪致動器536以及換檔凸輪籠538。為了調整速率比，將旋轉輸入賦予旋轉凸輪530。保持套管534允許旋轉凸輪530圍繞軸546旋轉但不相對於軸546軸向地平移。因此，因為旋轉凸輪530與平移凸輪532之間的螺紋特徵，所以旋轉凸輪530之旋轉引起平移凸輪532之軸向平移。在平移凸輪532軸向地平移時，平移凸輪532將運動賦予換檔凸輪致動器536。托架總成540可經組態以防止換檔凸輪致動器536軸向平移。由於凸輪致動器536在軸向上受到約束，所以自平移凸輪532賦予之運動使換檔凸輪致動器536大體上圍繞位於換檔凸輪致動器536之區域內之中心533旋轉。換檔 凸輪致動器536之此旋轉經由換檔凸輪手柄539將軸向平移賦予換檔凸輪籠538，換檔凸輪手柄539經組態以耦接至換檔凸輪致動器536。換檔凸輪籠538之軸向運動使行星總成542傾斜，且因此改變電子牽引驅動機構900之速率比。請注意，雖然已參考電子牽引驅動機構900來描述比率變換器528，但比率變換器528可與滾珠式行星變速器之各種實施例一起使用。托架總成540可經組態以固持且導引行星總成542之陣列。在一個實施例中，托架總成540為換檔凸輪致動器536提供定位支撐。在一些實施例中，托架總成540操作地耦接至外殼544，其可相對於電子牽引驅動機構900之縱軸線546旋轉地且軸向地固定。因此，來自行星總成542之扭矩反作用經由托架總成540而傳送至外殼544。
圖84A-84B說明包括換檔凸輪8402A、8402B之換檔凸輪籠總成538之一個實施例。在一個實施例中，同步板8404用以耦接換檔凸輪8402且藉此確保換檔凸輪8402不相對於彼此旋轉。在一些實施例中，同步板8404剛性地耦接至換檔凸輪8402中之一者，諸如，如圖84A所示之換檔凸輪8402A。同步板8404可壓配合、擰合、焊接等至換檔凸輪8402B。為了有助於調整電子牽引驅動機構900之速率比，在一個實施例中，同步板8404可具備用以與換檔凸輪致動器536合作之換檔凸輪手柄539。
參看圖85A以及圖85B，托架總成540可包括一或多個定子板8502A、8502B。定子板8502可大體上類似於上文參看圖10以及圖11描述之定子板148。然而，在一些實施例中，定子板8502可包括大 體上朝著外殼544徑向向外延伸且朝著互補定子板之定子延伸部分軸向向內延伸的定子延伸部分8504。在一些應用中，定子板8502A之定子延伸部分8504藉由(例如)螺栓而耦接至定子板8502B之定子延伸部分。定子延伸部分8504之功能中之一者為收納且導引換檔凸輪致動器536。定子延伸部分8504可包括經組態以為換檔凸輪致動器536提供橫向支撐的致動器穩定化表面8506；亦即，致動器穩定化表面8506大體上使換檔凸輪致動器536維持平行於圖81之平面。在一個實施例中，定子延伸部分8504具備用以有助於換檔凸輪致動器536圍繞中心533(見圖81)樞轉的定子樞轉表面8508。在平移凸輪532軸向地推或拉換檔凸輪致動器536的徑向向外末端時，定子樞轉表面8505大體上反作用於換檔凸輪致動器536。在一個實施例中，可藉由(例如)拴槽來另外調適定子延伸部分8504以嚙合外殼544之配合拴槽(未圖示)；此嚙合有助於對托架540之軸向、徑向及/或旋轉約束。
現轉向圖86-87，電子牽引驅動機構1000包括經組態以與場繞組550相互作用之永久磁鐵轉子總成548，場繞組550支撐於繞組框架552上。在一個實施例中，永久磁鐵轉子總成548置放於場繞組550的徑向內側。場繞組550操作地耦接至主軸554。外殼556經旋轉地且軸向地固定。繞組框架552可操作地耦接至複式可變行星變速器558，其可耦接至驅動軸560以將動力傳遞至變速器558或自變速器558傳遞動力。在一個實施例中，永久磁鐵轉子總成548藉由(例如)滑動拴槽而耦接至牽引太陽驅動軸562，其經組態以經由(例如)剛性耦接而驅動牽引太陽564。在一個實施例中，使用電力之外部源(未 圖示)來經由電導體(未圖示)將電力提供至場繞組總成550，電導體經由繞組框架552以及主軸554而得以旋轉。所述導體可操作地連接至滑環、刷子或整流子總成557，其允許將電力傳送至外部電源或傳送至儲電槽(electrical sink)。在一個實施例中，整流子總成557為感應馬達提供三相連接。在一些實施例中，整流子總成557為有刷永久磁鐵馬達提供機械換向切換。在應用中，整流子總成557為切換式磁阻馬達(switched reluctance motor)提供滑環。
如圖86所說明，換檔凸輪籠566可藉由(例如)滑動拴槽耦接而耦接至托架568。在一些實施例中，托架568剛性地耦接至外殼556。為了調整電子牽引驅動機構1000之速率比，可使用類似於上述比率變換器528之比率變換器570。可將電子牽引驅動機構1000用作馬達或藉由使自驅動軸560流動至變速器558中之動力反向而用作發電機。
參看圖88-89，電子牽引驅動機構1100包括外殼1102，外殼1102相對於電子牽引驅動機構1100之縱軸線1104而軸向地且旋轉地固定。托架1106剛性地耦接至外殼1102。在一個實施例中，永久磁鐵轉子總成1108剛性地耦接至托架1106。經組態以與轉子總成1108相互作用的場繞組1110支撐於繞組框架1112上。主軸1114可剛性地耦接至繞組框架1112。繞組框架1112經組態以將扭矩傳送至複式可變行星變速器1116。驅動軸1118可耦接至變速器1116以將扭矩傳遞至電子牽引驅動機構1100或自電子牽引驅動機構1100傳遞扭矩。在一個實施例中，換檔凸輪籠1120可藉由(例如)滑動拴槽而耦接至托架 1106。為了變換電子牽引驅動機構1100之速率比，可使用類似於比率變換器528之比率變換器。在一些實施例中，可經由(至或自)主軸1114傳送動力。
現轉至圖90-91，電子牽引驅動機構1200包括外殼1202，外殼1202相對於電子牽引驅動機構1200之縱軸線1204而旋轉地且軸向地固定。(例如)電動馬達之場繞組1206剛性地耦接至外殼1202。永久磁鐵轉子總成1208置放於場繞組1206的徑向內側，且剛性地耦接至主軸1210。永久磁鐵轉子總成1208剛性地耦接至負載凸輪驅動器1212，負載凸輪驅動器1212經組態以將扭矩傳送至複式連續可變變速器1214中。在一個實施例中，永久磁鐵轉子總成1208經由負載凸輪驅動器1212而操作地耦接至主軸1210。驅動軸1216耦接至變速器1214以有助於扭矩至或自變速器1214之傳送。在一個實施例中，用於電子牽引驅動機構1200之比率變換器包括耦接至換檔棒銷1220之換檔棒1218。針對軸向平移而組態換檔棒1218。在一些實施例中，主軸1210包括收納換檔銷1220之溝槽，換檔銷1220耦接至角接觸軸承總成1221。在太陽564以及換檔棒銷1220相對於彼此旋轉時，經由角接觸軸承總成1221將換檔棒銷1220之軸向運動賦予牽引太陽564。換檔棒銷1220較佳剛性地固定至換檔棒1218。然而，由於換檔棒銷1220通過主軸1210中之溝槽，所以換檔棒1218、換檔棒銷1220以及主軸1210皆以相同速率圍繞縱軸線1204旋轉。角接觸軸承總成1223允許將非旋轉線性運動賦予旋轉換檔棒1218。在一個實施例中，托架1222可剛性地耦接至外殼1202。在一些實施例中，換檔凸輪籠1224 可藉由滑動拴槽而耦接至托架1222。圖92-94說明實質上類似於電子牽引驅動機構1200之電子牽引驅動機構1300的一個實施例。然而，電子牽引驅動機構1300併有類似於上述比率變換器528之比率變換器。
如圖95-96所說明，電子牽引驅動機構1400之另一實施例包括外殼1402，外殼1402相對於電子牽引驅動機構1400之縱軸線1404而軸向地且徑向地固定。在一個實施例中，電子牽引驅動機構1400包括位於永久磁鐵1408之陣列徑向內側的場繞組1406；場繞組1406經組態以與永久磁鐵1408電磁地相互作用。如本文所使用，對場繞組操作地耦接至磁鐵陣列(例如，永久磁鐵轉子總成)的提及指示一組態，藉由所述組態將場繞組以及磁鐵陣列置於電磁相互作用中以能夠自電力產生機械動力或自機械動力產生電力。在一些實施例中，永久磁鐵1408剛性地耦接至支撐框架1410，支撐框架1410耦接至複式連續可變變速器1412。驅動軸1413可耦接至變速器1412以有助於將扭矩傳送出變速器1412外。支撐框架1410可另外耦接至主軸1414。在圖95所說明之實施例中，場繞組1406剛性地耦接至托架1416，托架1416可剛性地耦接至外殼1402。在一個實施例中，支撐框架1410剛性地耦接至主軸1414。換檔凸輪籠總成1418可藉由(例如)滑動拴槽而耦接至托架1416。為了調整電子牽引驅動機構1400之速率比，可使用如先前所論述之比率變換器528。
現將參看圖97來描述電子牽引驅動機構1500之又一實施例。電子牽引驅動機構1500可包括可圍繞變速器1500之縱軸線1504 旋轉的外殼1502。在一個實施例中，外殼1502經由(例如)第一負載凸輪驅動板1508、負載凸輪總成1510以及第一牽引環1512而操作地耦接至複式連續可變變速器1506。在一些實施例中，動力輸入介面1514(諸如，自由輪、鑲齒等)操作地耦接至輸入驅動器1516。行星陣列1518可經由第二牽引環1520、負載凸輪總成1522、負載凸輪驅動器1524以及驅動凸緣1526而操作地耦接至輸入驅動器1516。因此，經由電子牽引驅動機構1500之動力路徑可始於動力輸入介面1514，經由輸入驅動器1516、驅動凸緣1526、負載凸輪驅動器1524、負載凸輪總成1522、第二牽引環1520、行星陣列1518、第一牽引環1512、負載凸輪總成1510、第一負載凸輪驅動板1508且至外殼1502外。在一些實施例中，經由電子牽引驅動機構1500之第二動力路徑涉及將電纜1528導引穿過主軸1530之中空區段，主軸1530相對於縱軸線1504軸向地且旋轉地固定。托架1532可剛性地耦接至主軸1530。在一些實施例中，將電纜1528導引穿過托架1532之通道(未圖示)。電纜1528將電力傳遞至場繞組1534，場繞組1534位於磁鐵1536之陣列徑向內側。在一些實施例中，磁鐵1536之陣列可耦接至負載凸輪驅動器1524；然而，在其他實施例中，磁鐵陣列可以適合方式(考慮合理之氣隙)而耦接至電子牽引驅動機構1500的位於場繞組1534徑向向外處之任何可旋轉組件。在一個實施例中，場繞組1534剛性地耦接至托架1532，或耦接至剛性地耦接至托架1532或主軸1530之另一結構。在圖97之實施例中，電子牽引驅動機構1500經組態，使得對速率比之調整經由部分地使用耦接至換檔棒螺帽1540之換檔棒1538而完 成。換檔凸輪籠1542可操作地耦接至換檔棒螺帽1540以有助於對速率比之調整。在一些實施例中，換檔凸輪籠1542藉由(例如)滑動拴槽而耦接至托架1532。在一個實施例中，外殼1502用以收納電纜1528，而非將電纜1528導引穿過主軸1530。在此種組態下，接著在軸承1529下將電纜導引穿過不與電子牽引驅動機構1500之旋轉組件相交的路徑1544而至托架1532。
現參看圖98，電子牽引驅動機構1600包括複式連續可變行星變速器1602，其在一個實施例中操作地耦接至輪轂殼體1604且耦接至輸入介面1606。輪轂殼體1604可圍繞電子牽引驅動機構1600之縱軸線1608旋轉。場繞組框架1610經組態以支撐場繞組1612。場繞組框架1610可剛性地耦接至主軸1614及/或耦接至托架1616。在一個實施例中，托架1616剛性地耦接至主軸1614。在一些實施例中，將電纜1618導引經過主軸1614之孔且經過托架1616之通道(未圖示)而至場繞組1612。永久磁鐵轉子總成1620可用以與場繞組1612合作以提供產生器/馬達功能性。在一個實施例中，永久磁鐵轉子總成1620位於場繞組1612的徑向內側。永久磁鐵轉子總成1620可藉由(例如)滑動拴槽而耦接至牽引太陽軸1622，牽引太陽軸1622耦接至變速器1602之牽引太陽1624。在一些實施例中，換檔凸輪籠1626用以經由(例如)滑動拴槽而耦接至托架1616，滑動拴槽允許換檔凸輪籠1626軸向地平移但不圍繞縱軸線1608旋轉。為了調整電子牽引驅動機構1600之速率比，可將換檔棒螺帽1628耦接至換檔棒1630且耦接至換檔凸輪籠1626。在一個實施例中，換檔棒1628用以圍繞其縱軸線旋 轉以藉此使換檔棒螺帽1628軸向地平移，此引起換檔凸輪籠1626之軸向平移。
現轉向圖99，說明電子牽引驅動機構1700之另一實施例。電子牽引驅動機構1700類似於電子牽引驅動機構1600；因此，將僅描述不同之處。在一個實施例中，電子牽引驅動機構1700包括剛性地耦接至托架1616的場繞組1702。永久磁鐵轉子總成1704經組態以可圍繞縱軸線1608旋轉。在一些實施例中，永久磁鐵轉子總成1704位於場繞組1702徑向向外處。支撐框架1706可用以支撐永久磁鐵轉子總成1704且耦接至牽引太陽軸1622，牽引太陽軸1622用以耦接至牽引太陽1624且將扭矩傳送至牽引太陽1624。在一個實施例中，支撐框架1706藉由(例如)滑動拴槽而耦接至牽引太陽軸1622。
參看圖100，現將描述又一電子牽引驅動機構1800。電子牽引驅動機構1800類似於先前所論述之電子牽引驅動機構1600、1700。在一個實施例中，電子牽引驅動機構1800包括位於磁鐵1804之陣列徑向內側的場繞組1802。場繞組1802可剛性地耦接至繞組支撐框架1806，繞組支撐框架1806可剛性地耦接至主軸1604。在一些實施例中，繞組支撐框架1806剛性地耦接至托架1616，托架1616可剛性地耦接至主軸1604。在圖100所說明之實施例中，主軸1604相對於縱軸線1608旋轉地且軸向地固定。磁鐵1804之陣列可支撐於經組態以可圍繞縱軸線1608旋轉的磁鐵支撐框架1808上。牽引太陽軸1622可藉由(例如)滑動拴槽而耦接至磁鐵支撐框架1808，以將扭矩自磁鐵支撐框架1808傳送至牽引太陽1624。牽引太陽軸1622可軸向地平移 但不旋轉。請注意，在電子牽引驅動機構1800中，如與(例如)電子牽引驅動機構1700相比，不需將電纜1618導引穿過托架1616而至場繞組1802。在一些實施例中，為了調整電子牽引驅動機構1800之速率比，可藉由(例如)螺紋聯軸器將換檔致動器1810耦接至換檔凸輪籠1812。在一個實施例中，換檔致動器1810經組態以圍繞其自身縱軸線旋轉以藉此致動換檔凸輪籠1812之軸向平移。為了防止換檔凸輪籠1812圍繞縱軸線1608旋轉，可藉由滑動拴槽將換檔凸輪籠1812耦接至主軸1614或耦接至托架1616。
如圖101所示，電子牽引驅動機構1900在某些方面類似於電子牽引驅動機構1800。電子牽引驅動機構1900包括位於軸向上與場繞組1904相鄰處之永久磁鐵轉子總成1902。永久磁鐵轉子總成1902可剛性地耦接至磁鐵支撐框架1906，磁鐵支撐框架1906藉由(例如)滑動拴槽而剛性地旋轉地耦接至牽引太陽軸1622；牽引太陽軸1622在軸向上自由地平移。變速器1602之牽引太陽1624剛性地耦接至牽引太陽軸1622。在一個實施例中，場繞組1904剛性地耦接至繞組框架1908，繞組框架1908可剛性地耦接至主軸1614及/或耦接至托架1616。請注意，與所描述之其他實施例相反，電子牽引驅動機構1900在電動器件1910之電磁組件(亦即，場繞組1904以及磁鐵1902)之間展示軸向氣隙。
在圖102中展示電子牽引驅動機構1950之又一實施例。電子牽引驅動機構1950在各個方面類似於電子牽引驅動機構1900。在一個實施例中，電子牽引驅動機構1950包括無心、軸向間隙馬達器件 1952，馬達器件1952包括場繞組1954以及永久磁鐵1956。在一些實施例中，場繞組1954嵌入於樹脂中且剛性地耦接至場繞組框架1958。永久磁鐵1956可剛性地耦接至磁鐵支撐框架1960，磁鐵支撐框架1960藉由(例如)允許牽引太陽軸1622之軸向平移的滑動拴槽而耦接至牽引太陽軸1622。永久磁鐵1956經置放使得在永久磁鐵1956與場繞組1954之間存在軸向氣隙。場繞組框架1958可剛性地耦接至主軸1604及/或耦接至托架1616。遍及本文所描述之組件以及總成的各種實施例，使用參考標記「5」來識別為彼此相鄰之組件或在彼此相鄰之組件之間提供滾動介面、推力及/或徑向支撐的軸承元件。
現轉至圖103-105，電子牽引驅動機構2000在各個方面類似於電子牽引驅動機構100。在一個實施例中，電子牽引驅動機構2000包括大體上展示於圖103之細節H中的速率比變換器2002。在一些實施例中，變換器2002大體上收納或容納於主軸108之空腔421(見圖79)中。電動馬達2004可旋轉地固定至主軸108。馬達2004之轉子2006可操作地耦接至減速器總成2008。換檔棒2010可操作地耦接至減速器總成2008。在一個實施例中，換檔棒2010藉由(例如)愛克米螺紋(acme thread)而耦接至換檔棒螺帽174。可經由軸承總成2012以及推力滾圈2014藉由主軸108在軸向上約束換檔棒2010。如先前所解釋，在一個實施例中，主軸108經組態以旋轉地約束換檔棒螺帽174。在轉子2006使換檔棒2010旋轉時，使換檔棒螺帽174藉由其與換檔棒2010之相互作用而軸向地平移。因此，電動馬達2004之啟動導致換檔棒螺帽174之軸向平移。如圖103所示，在一個實施例中， 換檔棒螺帽174操作地耦接至牽引太陽與換檔棒子總成112。因為換檔棒螺帽174操作地耦接至行星軸128，所以換檔棒螺帽174之軸向平移最終引起行星軸128之位置的傾斜，且藉此引起電子牽引驅動機構2000之速率比的變換。在一些實施例中，可以提供各種速率比控制方案之方式來控制電動馬達2004。
現參看圖106，電子牽引驅動機構3000包括用以可圍繞電子牽引驅動機構3000之縱軸線3010旋轉的外殼3005。在一個實施例中，外殼3005具備動力輸入/輸出介面3015，其可為(例如)收納自由輪、自由輪配接器、鏈輪等的螺紋聯軸器。在一些實施例中，外殼3005可用以耦接至外殼蓋3020，外殼蓋3020與外殼3005合作以包圍電子牽引驅動機構300的實質上所有或大多數組件。對於一些應用而言，提供主軸3025以支撐換檔致動器框架3030以及推力反作用軸承3035。在一個實施例中，換檔器致動器馬達3040剛性地耦接至換檔器致動器框架3030，藉由主軸3025防止換檔器致動器框架3030圍繞軸3010旋轉或軸向地平移。在一些實施例中，場繞組總成3045剛性地耦接至換檔器致動器框架3030。在一個應用中，將磁鐵總成3050置放於場繞組總成3045的徑向內側，以藉此形成用於有助於調整電子牽引驅動機構300之速率比的電動化換檔器致動器。磁鐵總成3050用以圍繞軸3010旋轉。
在一個實施例中，磁鐵總成3050剛性地耦接至換檔器軸3055，換檔器軸3055剛性地耦接至換檔螺桿3060。在一些情況下，換檔器軸3055以及換檔器螺釘3060形成為單件結構。換檔器軸3055 可藉由(例如)角推力軸承3065支撐及/或定位。在一些實施例中，換檔器螺釘3060耦接至包括用於嚙合換檔器螺釘3060之配合螺紋的換檔器套筒3070。換檔器套筒3070可耦接至換檔凸輪3075以藉此產生牽引太陽3080之軸向平移。在一些情況下，換檔器套筒3070以及換檔凸輪3075中之一者或兩者至少部分地形成為單件結構。換檔器致動器馬達3040之致動產生牽引太陽3080之軸向平移。
在一個實施例中，驅動馬達支撐件3080剛性地耦接至馬達支撐框架3085，馬達支撐框架3085較佳用以為驅動繞組總成3090提供軸向、徑向以及抗旋轉支撐。在一些實施例中，驅動繞組總成3090位於驅動磁鐵總成3095徑向向外處，驅動磁鐵總成3095耦接至托架3100。如圖106所說明，在一些情況下，驅動繞組3090以及驅動磁鐵總成3095經置放而與牽引行星總成3105實質上同軸、在牽引行星總成3105徑向向外處、與牽引行星總成3105軸向地對準。在一些實施例中，牽引環3110以及負載凸輪總成3115以使得牽引環3110實質上不可圍繞軸3010旋轉之方式而操作地耦接至換檔器致動器框架3030及/或耦接至馬達支撐框架3085。牽引環3120以及負載凸輪總成3125可操作地耦接至行星總成3105。驅動板3130可用以在負載凸輪總成3125與外殼3005之間傳送扭矩。在一個應用中，軸承3135在驅動板3130與托架3100之間提供滾動介面。在一些實施例中，可將電導體3140導引穿過主軸3025之部分及/或換檔器致動器框架3030且連接至驅動場繞組3090。
在操作期間，可經由電導體3140將電力提供至場繞組3090。 此對場繞組3090供給能量且導致圍繞軸3010對驅動磁鐵總成3095進行驅動。由於托架3100耦接至驅動磁鐵總成3095，且牽引行星總成3105耦接至托架3100，所以機械動力自驅動磁鐵總成3095流動至牽引行星總成3105。牽引環3110經旋轉地固定；因此，牽引環3110不傳送動力且僅反作用於牽引行星總成3105之行星的滾動。機械動力自牽引行星總成3105流動至牽引環3120、負載凸輪總成3125、驅動板3130以及外殼3005。接著可經由動力輸入/輸出介面3015及/或外殼凸緣或輪輻3145自外殼3005傳送動力。請注意，在一些應用中，可使剛才所描述之動力流動之方向反向，使得可將機械動力施加至外殼3005，且可藉此在驅動場繞組3090處產生電能；接著可經由電導體3140將電能傳遞出電子牽引驅動機構3000外。因此，電子牽引驅動機構3000可如接收電力且將其轉換成機械動力的器件般操作，或如接收機械動力且將彼機械動力中之至少一些轉換成電力的器件般操作。當然，在一些實施例中，電子牽引驅動機構3000可在馬達功能與發電功能之間交替地操作(來回地切換)。
電子牽引驅動機構3000可用於建構動力輸入與動力輸出之間的調變的任何機械環境中。電子牽引驅動機構3000之較佳用途為電動自行車，其中騎車人(或車輛自動控制)可致動驅動繞組3090以向騎車人提供輔助性機械動力。或者，或另外，可經由電子牽引驅動機構將來自騎車人之動力用於產生電力以致動換檔器致動器馬達3040及/或其他自行車組件。在一種情況下，電子牽引驅動機構3000經便利地定尺寸以配合於某些自行車後叉端(dropout)之標準寬度內(例 如，後叉端寬度較佳為130-170mm、更佳為140-165mm，且最佳為150-160mm)。請注意，在一些實施例中，電子牽引驅動機構3000不需包括換檔器致動器馬達3040，而是，可經由先前所論述之速率比調整機構(包括但不限於換檔棒3150以及換檔棒螺帽3155)中之任一者來致動電子牽引驅動機構3000之速率比。在此等實施例中，電子牽引驅動機構3000可經定尺寸以配合在低範圍之寬度(例如，較佳80mm-135mm、更佳90-120mm，且最佳100-110mm)下的自行車後叉端之寬度。
前文之描述詳細描述了本發明之某些實施例。然而，應瞭解，不論前文在本文中呈現得如何詳細，可以許多方式來實踐本文所揭露之本發明。請注意，在描述本發明之實施例之某些特徵或態樣時，特定術語之使用不應被視為暗示在本文中將術語重新定義為限於包括與彼術語相關聯的本發明之特徵或態樣的任何特定特性。
50‧‧‧電子牽引驅動機構
52‧‧‧電動器件
54‧‧‧複式可變行星變速器
56‧‧‧場
58‧‧‧電樞
60‧‧‧牽引太陽
62‧‧‧多個牽引行星
64‧‧‧第一牽引環
66‧‧‧第二牽引環
68‧‧‧動力輸出介面、托架
69‧‧‧托架
70‧‧‧比率控制器件
72‧‧‧動力輸入

Claims (42)

  1. 一種電子牽引驅動機構，其包括：縱軸線；多個牽引行星，相對於所述縱軸線呈輻射狀分佈，每一牽引行星經組態以圍繞可傾斜軸線旋轉；第一牽引環，與所述些牽引行星中之每一者接觸；牽引太陽，可圍繞所述縱軸線旋轉且位於所述些牽引行星的徑向內側且與所述些牽引行星中之每一者接觸，所述牽引太陽能夠傳送動力；第二牽引環，與所述些牽引行星中之每一者接觸；以及發電產生器，包括：多個非旋轉場繞組，耦接至所述驅動機構之非旋轉組件；多個旋轉永久磁鐵，耦接至所述驅動機構之旋轉組件；以及比率控制器件，可操作地耦接至所述牽引太陽。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電子牽引驅動機構，更包括可操作地耦接至所述些牽引行星中之每一者的托架。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電子牽引驅動機構，其更包括可操作地耦接至所述第一牽引環之動力輸出介面。
  4. 一種用於將動力傳遞至牽引驅動機構之裝置，所述裝置包括：驅動軸，沿著所述牽引驅動機構之縱軸線而定位，所述驅動軸具有經組態以耦接至動力源之拴槽部分，所述驅動軸可圍繞所述縱軸線旋轉且可相對於所述縱軸線軸向地平移；牽引太陽，耦接至所述驅動軸，所述牽引太陽配置於自所述驅動軸徑向向外處；以及第一換檔凸輪，可操作地耦接至惰輪，其中所述第一換檔凸 輪實質上為不可旋轉的。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之用於將動力傳遞至牽引驅動機構之裝置，更包括可操作地耦接至所述惰輪之第二換檔凸輪。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之用於將動力傳遞至牽引驅動機構之裝置，更包括耦接至所述第一換檔凸輪以及所述第二換檔凸輪之多個換檔凸輪夾，其中所述些換檔凸輪夾位於自所述牽引太陽徑向向外處。
  7. 一種換檔螺帽，包括：螺紋中心孔；第一平坦側，平行於所述螺紋中心孔之縱軸線而配置；第二平坦側，平行於所述第一平坦側而配置；換檔螺帽凸緣，自所述螺紋中心孔徑向向外延伸；以及螺紋部分，位於所述中心孔徑向向外處。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之換檔螺帽，更包括凹座，所述凹座形成於所述中心孔中接近於所述螺紋部分處。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之換檔螺帽，其中所述換檔螺帽凸緣位於距所述螺紋部分之遠端位置處。
  10. 一種電動器件，包括：多個定子疊片；多個電導體繞組，耦接至所述多個定子疊片；以及支撐框架，耦接至所述定子疊片，所述支撐框架包括：大體圓形之主體，具有中心通路；感測器板凹座，位於所述圓形主體上；以及電導體通路，位於所述圓形主體上。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之電動器件，更包括耦接至所述支撐框架之霍耳效應感測器。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之電動器件，更包括耦接至所述支撐框架的軸。
  13. 一種用於牽引驅動機構之托架總成，所述托架總成包括：第一定子板；第二定子板，耦接至所述第一定子板；其中所述第一定子板以及所述第二定子板中之每一者包括：大體圓形之主體，具有中心孔；多個定子延伸部分，自所述中心孔徑向地延伸；以及多個定子樞轉表面，形成於所述圓形主體上。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之用於牽引驅動機構之托架總成，其中所述些定子樞轉表面中之每一者形成於所述定子延伸部分中之每一者上。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之用於牽引驅動機構之托架總成，其中所述些定子樞轉表面中之每一者實質上將所述些定子延伸部分中之每一者分為兩等分。
  16. 一種用於牽引驅動機構之速率比變換器，所述速率比變換器包括：主軸，沿著所述牽引驅動機構之縱軸線而配置，所述主軸具有中空孔以及溝槽；電動馬達，經組態以收納於所述主軸中；換檔棒，可操作地耦接至所述電動馬達，所述換檔棒配置於所述主軸之所述中空孔中；以及換檔螺帽，耦接至所述換檔棒，所述換檔螺帽位於所述主軸之所述溝槽中。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之用於牽引驅動機構之速率比變換器，更包括耦接至所述換檔棒之減速器總成。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之用於牽引驅動機構之速率比變換器，其中所述減速器總成耦接至所述電動馬達。
  19. 如申請專利範圍第16項所述之用於牽引驅動機構之速率比變換器，其中所述換檔棒包括螺紋末端。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之用於牽引驅動機構之速率比變換器，更包括耦接至所述換檔棒之換檔螺帽。
  21. 一種用於牽引驅動機構之主軸，所述主軸包括：狹長主體，具有在一個末端上之管狀部分以及在第二末端上之螺紋部分；以及貫通溝槽，形成於所述狹長主體中在所述管狀部分與所述螺紋部分之間；其中所述管狀部分經組態以包圍所述牽引驅動機構之電動馬達；且其中所述管狀部分具備至所述貫通溝槽之通路。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之用於牽引驅動機構之主軸，更包括自所述管狀部分徑向向外延伸之凸緣。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之用於牽引驅動機構之主軸，更包括形成於所述凸緣上之一組平面。
  24. 一種電子牽引驅動機構，包括：縱軸線；多個牽引行星，相對於所述縱軸線呈輻射狀分佈，每一牽引行星經組態以圍繞可傾斜軸線旋轉；第一牽引環，與所述些牽引行星接觸；可旋轉之牽引太陽，關於所述縱軸線同軸且位於所述些牽引行星的徑向內側且與所述些牽引行星中之每一者接觸；第二牽引環，與所述些牽引行星接觸；以及 電動器件，可操作地耦接至所述第二牽引環，所述電動器件包括電動馬達繞組以及電轉子，其中所述電動馬達繞組以及所述電轉子經組態以在與所述縱軸線重合之多個軸線上在相反方向上旋轉。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之電子牽引驅動機構，更包括耦接至所述牽引太陽之牽引太陽軸，所述牽引太陽軸耦接至所述電動器件。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之電子牽引驅動機構，其中所述牽引太陽軸耦接至所述電動馬達繞組。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之電子牽引驅動機構，更包括耦接至所述電轉子之負載凸輪總成。
  28. 一種電子牽引驅動機構，包括：縱軸線；多個牽引行星，相對於所述縱軸線呈輻射狀分佈，每一牽引行星經組態以圍繞可傾斜軸線旋轉；第一牽引環，與所述些牽引行星接觸；驅動軸，可操作地耦接至所述第一牽引環，所述驅動軸用以將動力傳送至外部動力源及/或自所述外部動力源傳送至所述第一牽引環；可旋轉之牽引太陽，關於所述縱軸線同軸且位於所述些牽引行星的徑向內側且與所述些牽引行星中之每一者接觸；牽引太陽驅動軸，耦接至所述牽引太陽；電轉子總成，耦接至所述牽引太陽驅動軸；第二牽引環，與所述些牽引行星接觸；以及主軸，沿著所述縱軸線且自所述牽引太陽驅動軸徑向向內地配置，所述主軸經組態以將動力傳送至所述第二牽引環及/或自所 述第二牽引環傳送動力。
  29. 如申請專利範圍第28項所述之電子牽引驅動機構，更包括耦接至所述主軸之電繞組支撐框架，所述電繞組支撐框架可操作地耦接至所述第二牽引環。
  30. 如申請專利範圍第28項所述之電子牽引驅動機構，更包括耦接至所述主軸之電整流子總成。
  31. 如申請專利範圍第28項所述之電子牽引驅動機構，更包括具有換檔凸輪籠以及換檔凸輪致動器之比率變換器。
  32. 一種電子牽引驅動機構，包括：縱軸線；多個牽引行星，相對於所述縱軸線呈輻射狀分佈，每一牽引行星經組態以圍繞可傾斜軸線旋轉；第一牽引環，與所述些牽引行星接觸；第二牽引環，與所述些牽引行星接觸；托架總成，關於所述縱軸線同軸，所述托架總成經組態以可操作地耦接至所述些牽引行星中之每一者；可旋轉之牽引太陽，關於所述縱軸線同軸且位於所述些牽引行星的徑向內側且與所述些牽引行星中之每一者接觸；牽引太陽軸，耦接至所述牽引太陽；以及電磁器件，可操作地耦接至所述牽引太陽以及所述托架總成。
  33. 如申請專利範圍第32項所述之電子牽引驅動機構，其中所述電磁器件包括耦接至所述牽引太陽軸之永久磁鐵轉子。
  34. 如申請專利範圍第32項所述之電子牽引驅動機構，其中所述電磁器件包括耦接至所述托架總成之多個場繞組。
  35. 如申請專利範圍第32項所述之電子牽引驅動機構，其中所述電磁器件包括耦接至所述托架總成之永久磁鐵轉子。
  36. 如申請專利範圍第32項所述之電子牽引驅動機構，其中所述電磁器件包括耦接至所述牽引太陽軸之多個場繞組。
  37. 如申請專利範圍第32項所述之電子牽引驅動機構，其中所述電磁器件包括永久磁鐵轉子總成以及多個場繞組。
  38. 如申請專利範圍第37項所述之電子牽引驅動機構，其中所述永久磁鐵轉子總成在所述些場繞組徑向向外處。
  39. 如申請專利範圍第37項所述之電子牽引驅動機構，其中所述永久磁鐵轉子總成與所述場繞組徑向地對準。
  40. 一種用於牽引驅動機構之外殼，所述外殼包括：外殼蓋，具有大體碗狀之主體、自所述碗狀主體之周邊延伸的凸緣以及用以支撐軸承的中心孔；以及主殼體，包括：大體圓柱形之主體，具有開著的末端以及實質上密封之末端，其中所述實質上密封之末端具有中心孔；螺紋輸入表面，自所述密封末端之所述中心孔軸向地延伸；以及第一凸緣，自所述圓柱形主體之外周邊徑向地延伸，所述第一凸緣接近於所述實質上密封之末端。
  41. 如申請專利範圍第40項所述之用於牽引驅動機構之外殼，更包括自所述圓柱形主體之外周邊徑向延伸之第二凸緣，所述第二凸緣接近於所述開著的末端。
  42. 如申請專利範圍第40項所述之用於牽引驅動機構之外殼，其中所述外殼蓋耦接至所述主殼體之所述開著的末端。
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