TW201809506A

TW201809506A - 用於基於速度產生軸向力之系統和方法

Info

Publication number: TW201809506A
Application number: TW106116542A
Authority: TW
Inventors: 約翰漢林
Original assignee: 美商福柏克智慧財產有限責任公司
Priority date: 2016-05-20
Filing date: 2017-05-19
Publication date: 2018-03-16
Also published as: EP3458745A1; JP2019516922A; US20170335961A1; CN109154384A; WO2017201078A1; US10253881B2

Abstract

一種基於速度的軸向力產生機構可以與基於速度的軸向力產生系統相對於中央軸線的旋轉速度相對應地產生軸向力。當該基於速度的軸向力產生系統以遞增的速度旋轉時，慣性致使第一剛性構件和第二剛性構件的構型改變，從而導致該機構產生的軸向力改變。

Description

軸向力生成的系統和方法

在此揭露的實施方式總體上涉及包括無限可變變速器（IVT）在內的無級變速器（CVT）。更具體地，實施方式涉及CVT及其部件、以及可以獨立於CVT可能的特徵、可用動力路徑以及構型來產生軸向力的子元件和系統。

無級變速器（CVT）越來越多地用於已知會發生換檔衝擊、齒輪碰撞以及其他機械事件的系統中。例如在美國專利案號7,011,600、7,238,136、7,198,585、7,250,018, 7,166,056、7,235,031、7,169,076、7,288,042、7,396,209、8,066,614、7,731,615、7,651,437、7,727,108、7,686,729、8,267,829、7,238,137、7,036,620、7,238,138、7,232,395、7,125,297、8,469,853、8,628,443、及7,322,901中所描述的CVT藉由消除之前與有級變速器相關聯的機械事件來提供順暢的加速度和減速度。因此，在許多動力應用中，對於作為獨立系統以及與先前技術相結合的子元件兩者的CVT存在持續需求。

在行星球式CVT中，動力可以經由牽引流體在多個部件之間傳遞。使用牽引流體避免了齒輪變速器的問題。然而，運行速度、動力源或動力負載可能導致打滑或以其他方式使得CVT偏置到可能發生打滑和其他負面影響的不期望狀態中。

在此所展示和描述的實施方式具有若干個特徵，其中任何單一的特徵都不能獨自實現所希望的屬性。不限制由所跟隨的描述表達的範圍，現將簡要討論所揭露實施方式的更多顯著特徵。在考慮了這個討論之後，熟習該項技術者可以瞭解本系統和方法的該等特徵如何提供了超越已知系統和方法的多種優點，以及該等特徵可以如何擴展至未揭露但仍在所傳授範圍內的多種不同質性和系統。

在一個寬廣的方面，實施方式可以總體上指向一種力產生機構，其包括：鉸接地連接至第二剛性構件上的第一剛性構件，其中當該軸向力產生系統沒有暴露於向心力時，該第一剛性構件和該第二剛性構件形成第一角度。該軸向力產生機構在較高的旋轉速度下施加增大的向心力，從而致使該第一剛性構件和該第二剛性構件形成第二角度。實施方式可以包括支撐結構，其被配置成用於將該第一剛性構件的第一端定位成與第一環相接觸、並且將該第二剛性構件的第一端定位成同與該第一環相反的第二環相接觸。在一些實施方式中，該支撐結構包括第三剛性構件，其中當向心力小於預定值時，該第三剛性構件提供第一軸向力，並且其中當向心力大於預定值時，該第一和第二剛性構件施加第二軸向力。在一些實施方式中，將該第一剛性構件的長度、該第二剛性構件的長度、該第一剛性構件的質量、該第二剛性構件的質量、該第一剛性構件的輪廓、以及第二剛性構件的輪廓中的一項或多項選擇成根據預定速率來施加該第二軸向力。在一些實施方式中，該第二軸向力的產生速率隨著向心力的增大而線性地增大。在一些實施方式中，該第二軸向力的產生速率以非線性速率增大（例如，以遞增的速率增大、以遞減的速率增大、逐步地增大等）。

在一個寬廣的方面，實施方式可以總體上涉及一種基於速度的軸向力產生系統，其包括：第一環形環；第二環形環；以及介於該第一環形環與該第二環形環之間的基於速度的軸向力產生機構。該軸向力產生系統係由第一剛性構件鉸接地連接至第二剛性構件上所形成，該第一剛性構件具有被成形為用於與該第一環形環相接觸的第一端，並且該第二剛性構件具有被成形為用於與該第二環形環相接觸的第二端，其中當該軸向力產生機構沒有暴露於向心力中時，該第一剛性構件和該第二剛性構件形成第一角度。該基於速度的軸向力產生機構在較高旋轉速度下經受的向心力增大，從而致使該第一剛性構件和該第二剛性構件平移或旋轉成形成第二角度，其中軸向力在該第一環形環和該第二環形環上基於該第二角度產生。在一些實施方式中，該第二角度不超過180度。在一些實施方式中，該軸向力產生系統包括支撐結構，該支撐結構具有第三剛性構件，其中當向心力小於第一值時，該第三剛性構件施加第一軸向力，並且當向心力超過第二值時，該基於速度的軸向力產生機構施加第二軸向力。在一些實施方式中，該第一值等於該第二值。在一些實施方式中，該第一值大於該第二值，並且該支撐結構提供與該第二軸向力並行地第一軸向力。在一些實施方式中，該第一環形環係與牽引環一體的。在一些實施方式中，該第一環形環係與夾緊機構一體的。在一些實施方式中，該軸向力產生系統包括第三環形環以及介於該第二環形環與該第三環形環之間的第二基於速度的軸向力產生機構，其中該第一基於速度的軸向力產生機構和該第二基於速度的軸向力產生機構係為串聯，其中該第一基於速度的軸向力產生機構在第一旋轉速度範圍上施加第一軸向力，並且該第二基於速度的軸向力產生機構在第二旋轉速度範圍上施加第二軸向力。在一些實施方式中，將該第一剛性構件的長度、該第二剛性構件的長度、該第一剛性構件的質量、該第二剛性構件的質量、該第一剛性構件的輪廓、以及第二剛性構件的輪廓中的一項或多項選擇成根據預定速率來施加軸向力。在一些實施方式中，該第二軸向力的產生速率隨著向心力的增大而線性地增大。在一些實施方式中，該第二軸向力的產生速率以非線性速率增大（例如，以遞增的速率增大、以遞減的速率增大、逐步地增大等）。

現在將參見附圖對較佳的實施方式進行說明，其中在全文中相同的數字代表相似的元件。此處提出的說明中所使用的術語並非旨在僅因為它係與本發明的特定具體實施方式的詳細說明結合使用而以任何限制性的或約束性的方式來解讀。此外，本發明的多個實施方式可以包括多種新特徵，其中任何單獨的一個都不能獨自實現其所希望的屬性，或者說，它在實施在此所說明的發明時是必不可少的。

如在此使用時，術語“操作性地連接”、“操作性地耦接”、“操作性地連結”、“可操作地連接”、“可操作地耦接”、“可操作地連結”、以及類似的術語係指元件之間的關係（機械的、連結的、耦接的、等等），由此一個元件的運作導致了第二元件的對應的、隨後的、或同時的運作或致動。應該指出，在使用的所述術語來說明創造性實施方式時，典型地對於連結或連接該等元件的特定結構或機構進行了說明。然而，除非另外明確聲明，當使用所述術語之一時，該術語表示實際的連結或耦接可以採取多種形式，這在某些情況下對於熟習該項技術者將是顯而易見的。出於說明的目的，術語“徑向”在此用來表示相對於變速器或連續變換器的縱向軸線係垂直的方向或位置。術語“軸向”在此用來表示沿平行於變速器或連續變換器的主要的或縱向軸線的一條軸線的方向或位置。

除非另有明確說明，如在此所使用的，術語“或”係指包含性的陳述。換言之，如果滿足以下任一條件，則陳述“A或B”為真：A為真，B為假；A為假，B為真；或A為真，B為真。

以下描述的某些發明性實施方式結合了使用多個行星件的行星球式變換器，該等行星件各自典型地具有可傾斜的旋轉軸線。該等行星件也稱為速度調節器、動力調節器、球、行星件、球體、球狀機件或滾動體。通常，該等行星件環圓周地排列在垂直於CVT的縱向軸線的平面中。在該行星件陣列各側上定位了多個牽引環，每個牽引環都與該等行星件相接觸。第一牽引環將以輸入旋轉速度向該等行星件施加具有第一扭矩的輸入動力。由於該等行星件圍繞其自身的軸線旋轉，所以該等行星件將動力以第二扭矩並且以輸出旋轉速度形式傳遞給第二牽引環。輸入旋轉速度與輸出旋轉速度之比（“速度比”）隨第一和第二牽引環的接觸點對應地到該等行星件的旋轉軸線的半徑之比而變化。將該等行星件的軸線相對於CVT的軸線加以傾斜來調節變換器的速度比。

圖1描繪了無級變速器的局部截面視圖。無級變速器100包括多個行星件102，其共同地圍繞限定了中央軸線105的軸101旋轉並且獨立地圍繞限定了行星件的旋轉軸線113的軸111旋轉。太陽輪115被定位成在行星件102徑向內側並與之相接觸、並且可以圍繞中央軸線105旋轉。該等行星件102介於牽引環110、112之間並且與之相接觸。在一些實施方式中，動力可以傳遞經過太陽輪115。當行星件102圍繞中央軸線105旋轉時，傳遞經過太陽輪115的動力被傳遞至行星件102、再至牽引環110和112。在其他實施方式中，太陽輪115不傳遞動力（並且可以稱為空轉）。當動力經由牽引環110或112傳遞時，動力穿過行星件102到達另一牽引環112或110。在該等實施方式的任一實施方式中，藉由改變軸111（並且因此旋轉軸線113）的角度（伽馬）就改變了牽引環110相對於牽引環112的速度比。

實施方式在具有旋轉或非旋轉載體的系統中可以是有用的。運行CVT的一個顧慮係行星件102的旋轉產生離心力（FC）。這個虛構的力係作用在行星件102上的慣性的結果。離心力取決於行星件102的質量、從行星件102的質心到中央軸線105的距離（D）、以及CVT 100的旋轉速度ω（歐米茄）。離心力被反作用力（即，向心力FP）抵消。向心力係由與行星件102相接觸的牽引環110、112施加的。然而，牽引環110、112不與該向心力對齊、而是替代地偏離了空隙（G），並且接觸也是呈某些角度（A）的。由此，行星件102與牽引環110、112之間的接觸可以提供足夠的向心力來抵消該離心力，但是使牽引環110、112背離彼此偏置的效果產生了軸向力。

所產生的軸向分離力取決於該向心力和角度A。所產生的軸向分離力還可以取決於使得牽引環110、112與行星件102之間能夠產生接觸的牽引流體的存在和特性，牽引環110、112的材料或特性，或者CVT 100的其他特徵或特性。例如，取決於牽引環110、112的材料，溫度或振動可能會影響可能變形多少。其他特徵或特性可以包括硬度、耐久性、延展性、任何內部應力的存在、或系統中的順應性（包括牽引環110、112與CVT 100的其他元件（包括軸承或密封件等）之間的相互作用。

在此揭露的無級變速器可以用於藉由多個不同元件來抵償軸向分離力或消除軸向分離。實施方式可產生恒定的軸向力、可以產生可變的軸向力、或者可以產生恒定或線性和可變的軸向力的某種組合。可以串聯或並聯地產生軸向力。

用於在無級變速器中產生軸向力的機構可以將旋轉速度轉換成軸向力。圖2A-2B、3A-3B、4A-4D以及5描繪了具有基於速度的軸向力產生機構實施方式的CVT的截面視圖。

如在圖2A和2B中所描繪的，基於速度的AFG機構220包括可移動地耦接的兩個剛性構件222、223。第一和第二剛性構件222、223的可移動耦接可以包括例如藉由鉸鏈221的可旋轉耦接或可滑動耦接（未示出）。基於速度的AFG 220可以介於牽引環210與凸輪205之間，使得第一剛性構件222的第一端222a接觸牽引環210並且第二剛性構件223的第一端223a接觸凸輪205。如在圖2A中所描繪的，當旋轉速度低於預定閾值時，慣性小並且基於速度的AFG機構220可以被配置成形成第一角度（θ）來提供第一軸向力（包括提供零軸向力）。當旋轉速度增大時，第一和第二剛性構件222、223的第一端222a、223a保持與牽引環210和凸輪205相接觸，而第一和第二剛性構件222、223的第二端222b、223b可以徑向地向外平移或旋轉，直至基於速度的AFG機構220以如圖2B中所描繪的具有第二角度（θ）的第二構型來提供大於零的第二軸向力。基於速度的AFG機構220的淨效果可以是使環210移動更靠近環212，如圖2A、2B所示的，或者基於速度的AFG機構220可以增大所施加的軸向力以便將環210、212維持成在旋轉速度範圍上具有對於CVT較佳的性能所希望的分離距離。

如在圖2A和2B中所描繪的，第一和第二剛性構件222、223可以具有彎曲形狀。然而，可以利用其他彎曲的、成角度的、或筆直的設計來實現所希望的質量、慣性、運行範圍、軸向力產生率等。

如在圖3A和3B中所描繪的，基於速度的AFG機構320包括可移動地耦接並且被定位在第三剛性構件330內的兩個剛性構件322、323。第一和第二剛性構件322、323的可移動耦接可以包括例如藉由鉸鏈321的可旋轉耦接或可滑動耦接（未示出）。基於速度的AFG機構320可以介於牽引環310與凸輪305之間，使得第一剛性構件322的第一端接觸牽引環310並且第二剛性構件323的第一端接觸凸輪305。如在圖3A中所描繪的，當旋轉速度低於預定閾值速度時，慣性小，基於速度的AFG機構320可以被配置成具有第一角度（θ），並且任何軸向力都是由第三剛性構件330來施加。當旋轉速度增大時，第一和第二剛性構件322、223的第一端322a、323a保持與牽引環310和凸輪305相接觸，並且第一和第二剛性構件322、323的第二端322b、323b可以徑向地向外平移或旋轉直至基於速度的AFG機構320處於如圖3B中所描繪的具有第二角度（θ）的構型。處於該第二構型的AFG機構320的淨效果可以是使環310移動更靠近環312，如圖3A、3B所示，或者基於速度的AFG機構320可以增大所施加的軸向力以便將環310、312維持成在旋轉速度範圍上具有對於CVT較佳的性能所希望的分離距離。

圖4A-4D描繪了CVT的局部截面視圖，展示了基於速度的AFG系統和機構的實施方式。具有基於速度的AFG機構420的CVT 400可以包括經由鉸鏈421可移動地耦接的第一和第二剛性構件422、423。如在圖4A-4D中所描繪的，軸向力產生機構420可以進一步包括能夠在外殼440內軸向平移的中間構件435。有利的是，該等實施方式可以允許基於速度的AFG機構420的總軸向長度適應CVT內的其他幾何形狀以及約束、在CVT的環410、412上提供希望的預載入、或一些其他益處。如在圖4C中所描繪的，CVT 400可以進一步包括介於環410與中間構件435之間的軸承428，其可用於減小中間構件435或環410上的應力或磨損。如在圖4D中所描繪的，CVT 400可以進一步包括介於環410與中間構件435之間的圓盤429，其可用於使得由中間構件435施加的力分佈在環410上。

在一些實施方式中，中間構件435或外殼440可以由與AFG機構420的其他元件不同的材料形成。中間構件435或外殼440的選擇或製造方法可以基於運行速度、運行溫度、較佳的是慣性或慣性範圍、最大軸向負載、最小軸向負載等中的一項或多項。其他考慮因素可以包括材料成本、加工成本、製造方法、組裝方法等。

圖5描繪了CVT的局部截面視圖，展示了基於幾何形狀的基於速度的AFG的替代實施方式。如在圖5的CVT 500的左側所描繪的，凸輪505可以是以基底部分505a以及橫向部分505b來形成。滾動元件519介於基底部分505a與橫向部分505b之間。此外，軸承529可以被固位在圓盤531中。如在圖5的CVT 500的右側所描繪的，環512可以被形成為具有第一部分512a和第二部分512b。滾動元件519介於第一部分512a與第二部分512b之間。

當旋轉速度低時，滾動元件519可以徑向在內地定位。當旋轉速度增大時，滾動元件519可以徑向地向外移動，從而向環512的第一部分512a的表面517和第二部分512b的表面518或者凸輪505的基底部分505a的表面527和橫向部分505b的表面528施加力。具體而言，滾動元件519與環512的表面517、518或凸輪505的表面527、528之間的接觸可以決定所產生的軸向力。相應地，滾動元件519的尺寸大小、重量和其他特徵與表面517、518、527、和528的形狀、長度、或其他特徵一起決定所產生的軸向力。

在一些實施方式中，凸輪505或環512除了形成基於速度的軸向力產生系統的一部分之外還可以進一步形成基於扭矩的AFG系統的一部分。在該等實施方式中，表面517、518、52可以被配置成以扭矩或速度方案來運行。例如，具有表面517、518的凸輪505可以被配置成使得第一部分505a相對於第二部分505b的旋轉（即，當向基底部分505a或橫向部分505b施加扭矩時）產生軸向力，並且可以進一步被配置成用於在凸輪505的旋轉速度增大時產生軸向力。類似地，具有表面517、518的環512可以被配置成使得第一部分512a相對於第二部分512b的旋轉（即，當向第一部分512a或第二部分512b施加扭矩時）產生軸向力，並且可以進一步被配置成用於在旋轉速度增大時產生軸向力。

在此所揭露的實施方式可以將軸向力產生系統結合在環中。圖6A描繪了與環630一起形成的軸向力產生系統600之頂視圖，該環整合有在其上成角度地間隔開的多個基於速度的軸向力產生機構620，每個基於速度的軸向力產生機構620具有與環、凸輪或其他元件相接觸的表面623。在一些實施方式中，基於速度的軸向力產生機構620可以徑向地定位在環630的中線608附近、或者可以徑向地定位於中線608以內或以外。

基於速度的軸向力產生機構620的徑向定位或成角度放置的確定可以基於若干個因素。例如，將基於速度的軸向力產生機構620徑向地定位在外將趨於增大慣性，而將它們徑向地定位在內將趨於減小慣性。影響基於速度的軸向力產生機構620的徑向放置或成角度定位的其他因素包括環630的材料、總重量、成本、與環630在變速器或傳動系內的定位相關的公差或空間限制因素、CVT或傳動系的總大小限制因素等。

其他考慮因素可以包括在CVT中使用的牽引流體的特性或特徵。例如，如果牽引流體在較低速度下表現出打滑狀態，則基於速度的軸向力產生系統600可能需要在較低的速度下產生較大的軸向力。類似地，如果CVT以較高的速度運行並且在可能導致打滑或負面地影響動力容量的一些其他狀況的較高溫度條件下運行，則基於速度的軸向力產生系統600可以基於預期的運行條件進行配置以抵消該等損失並且改善動力容量。

圖6B描繪了曲線圖，展示了對於上至最大旋轉速度669的運行範圍的由基於速度的軸向力產生機構產生的軸向力（N）對比旋轉速度（ω）之關係。基於速度的軸向力產生系統600的選擇可以基於提供經由軸向力產生機構620的表面623施加的所希望軸向力的能力，並且所希望軸向力不超過軸向力上限668、不超過根據單位旋轉速度上限的所希望軸向力660（也被稱為最大軸向力產生速率660）、或者至少維持根據單位旋轉速度閾值的所希望最小軸向力662（也被稱為最小軸向力產生速率662）。在一些實施方式中，軸向力產生機構620在基於速度的軸向力產生系統600中的大小、數量、或幾何形狀決定了可以產生的最小軸向力和最大軸向力並且也可以決定軸向力產生速率。例如，在一些實施方式中，基於速度的軸向力產生系統600可以被配置成用於提供線性遞增的軸向力產生速率664，但是在其他應用中，基於速度的軸向力產生系統600可以被配置成以非線性軸向力產生速率、例如根據旋轉速度產生的軸向力的速率663增大（即，遞增的軸向力產生速率）或根據旋轉速度產生的軸向力的速率661減小（即，遞減的軸向力產生速率）來產生軸向力。在其他實施方式中，基於速度的軸向力產生系統600可以被配置成用於產生階梯式或其他離散式軸向力產生速率。例如，基於速度的軸向力產生系統600可以在CVT的運行範圍的第一部分內根據第一軸向力產生速率產生軸向力並且在該運行範圍的第二部分內根據第二軸向力產生速率運行。該第二軸向力產生速率的第一輪廓線可以是線性的、恒定的、遞增的、遞減的、或階梯式的。

實施方式可以集成有其他軸向力產生系統。圖7A描繪包括環730的軸向力產生系統700的頂視圖，該環具有多個基於速度的軸向力產生機構720以及多個基於扭矩的軸向力產生機構722。

圖7B描繪了曲線圖，展示了利用基於速度的軸向力產生機構以及基於扭矩的軸向力產生機構的組合的軸向力產生系統之運行。

基於速度的軸向力產生機構720的徑向定位或成角度放置的確定可以基於若干個因素。例如，將基於速度的軸向力產生機構720徑向地定位在外將趨於增大慣性，而將它們徑向地定位在內將趨於減小慣性。影響基於速度的軸向力產生機構720的徑向放置或成角度定位的其他因素包括環730的材料、總重量、成本、與環730在變速器或傳動系內的定位相關的公差或空間限制因素、CVT或傳動系的總大小限制因素等。

類似地，基於扭矩的軸向力產生機構722的徑向定位或成角度放置的確定可以基於若干個因素。例如，與將其徑向在內地定位相比，將基於扭矩的軸向力產生機構722徑向定位在外將產生較小的軸向力。影響基於扭矩的軸向力產生機構722的徑向放置或成角度定位的其他因素包括環730的材料、總重量、成本、與環730在變速器或傳動系內的定位相關的公差或空間限制因素、CVT或傳動系的總大小限制因素等。

其他考慮因素可以包括在CVT中使用的牽引流體的特性或特徵。例如，如果牽引流體在較低速度下表現出打滑狀態，則軸向力產生系統700可能需要在較低的速度下產生較大的軸向力。類似地，如果CVT以較高的速度運行並且在導致打滑或負面地影響動力容量的一些其他狀況的較高溫度條件下運行，則軸向力產生系統700可以基於預期的運行條件進行配置以抵消該等損失並且改善動力容量。

如在圖7B中所描繪的，由基於速度的軸向力產生機構720所產生的軸向力在幅度和產生速率方面可以與由基於扭矩的軸向力產生機構722所產生的軸向力不同。具體而言，圖7B展示了基於扭矩的AFG系統軸向力產生速率770以及基於速度的AFG系統軸向力產生速率764。關於基於扭矩的AFG系統軸向力產生速率770，所產生的軸向力在低速下最高並且在較高速度下減小。關於基於速度的AFG系統軸向力產生速率764，所產生的軸向力在低速下最低並且在較高速度下增大。

相應地，具有機構720、722的軸向力產生系統的構型可以被選擇成用於確保在一定範圍的運行條件上產生所希望的總軸向力。換言之，軸向力產生系統700可以被配置成使得基於扭矩的軸向力產生機構722主要負責在較低速度下產生軸向力，基於速度的軸向力產生機構720主要負載在較高速度下產生軸向力，並且這兩個軸向力產生機構720、722係互補的並且聯合負責在中間旋轉速度下產生軸向力。以此設置，基於扭矩的軸向力產生機構722上的預載入可以較小，從而避免超過AFG系統700的限制條件並且允許CVT以較高的效率、較低的運行溫度、或增大的動力容量運行，使部件壽命延長，或實現一些其他益處。基於速度的軸向力產生機構720可以被配置成用於產生超過最小軸向力產生速率762、但不超過最大軸向力產生速率761的軸向力。類似地，基於扭矩的軸向力產生機構722可以被配置成用於產生大於最小軸向力產生速率765、上至最大旋轉速度769的軸向力。

圖8描繪了曲線圖，展示了使用基於速度的軸向力產生系統與基於扭矩產生軸向力的系統相組合的一個實施方式。如在圖8中所描繪的，當旋轉速度低時，基於速度的軸向力產生系統（例如，上文所描述的基於速度的軸向力產生系統600）可以根據第一軸向力產生速率803來提供第一軸向力，並且基於扭矩產生軸向力的系統（例如，基於扭矩產生軸向力的系統700）可以根據第二軸向力產生速率802提供第二軸向力。該軸向力產生系統600、700可以並行運行或者可以組合來產生上至最大軸向力產生速率805的組合軸向力產生速率804。

上述揭露詳細闡述了某些實施方式。然而應理解，無論以上內容在文字上如何詳盡，本揭露的該等特徵和概念仍可以藉由多種方式來實施。如同樣在以上陳述的，應該指出，在對本發明某些特徵或方面進行說明時所使用的具體術語不應被認為係暗示了該術語在此被重新定義為應局限於包括與該術語相關聯的本發明的該等特徵或方面中的任何特定的特徵。此外，本揭露包括整個驅動器旋轉的實施方式以及用於控制行星件的傾斜角的載體可以相對於彼此旋轉（例如，上至幾度的貝塔角）、但基本上是靜態的實施方式。

在此所描述的實施方式並不旨在限制本揭露的範圍，而是代替地被提供作為熟習該項技術者的示例以更容易地確定在此所揭露的發明性特徵和元件。

本發明主張美國專利案No. 15/161,033（於2016/5/20提申）之優先權，應此藉由引用其整體而合併。

100、200、300、400、500‧‧‧無級變速器（CVT）

101、111‧‧‧軸

102‧‧‧行星件

105‧‧‧中央軸線

110、112、210、212、310、312、410、412、512、630、730‧‧‧環（牽引環）

113‧‧‧旋轉軸線

115‧‧‧太陽輪

205、305、405、505、506‧‧‧凸輪

220、320、420、620、720、722‧‧‧軸向力產生機構（AFG機構）

221、321、421‧‧‧鉸鏈

222、223、322、323、330、422、423‧‧‧剛性構件

222a、223a、322a、323a‧‧‧第一端

222b、223b、322b、323b‧‧‧第二端

424‧‧‧腔室

430‧‧‧壁

428、529‧‧‧軸承

429、531‧‧‧圓盤

435‧‧‧中間構件

440‧‧‧外殼

505a‧‧‧基底部分

505b‧‧‧橫向部分

512a‧‧‧第一部分

512b‧‧‧第二部分

516‧‧‧間距

517、518、527、528、623‧‧‧表面

519‧‧‧滾動元件

600、700‧‧‧軸向力產生系統（AFG系統）

608‧‧‧中線

660、661、662、663、664、761、762、764、765、770、802、803、804、805‧‧‧速率

669、769‧‧‧旋轉速度

668、768‧‧‧軸向力上限

800‧‧‧圖形

結合在本說明書中並且形成其一部分的附圖展示了發明性實施方式的某些特徵。圖1描繪了無級變速器之局部截面視圖；圖2A-2B、3A-3B、4A-4D以及5描繪了具有基於速度的軸向力產生系統的實施方式的CVT之截面視圖；圖6A描繪了基於速度的AFG系統的一個實施方式之上視圖；圖6B描繪了曲線圖，展示了由基於速度的軸向力產生機構產生的軸向力（N）與旋轉速度（ω）之關係；圖7A描繪了具有基於速度的軸向力產生機構以及基於扭矩的軸向力產生機構的軸向力產生系統的一個實施方式之視圖；圖7B描繪了曲線圖，展示了利用基於速度的軸向力產生機構以及基於扭矩的軸向力產生機構的組合的軸向力產生系統的運行；並且圖8描繪了曲線圖，展示了隨基於速度和基於扭矩產生軸向力的方案而變的軸向力產生。

Claims

一種基於速度的軸向力產生機構，其在環中形成，包括：具有可移動耦接件的第一剛性構件和第二剛性構件，其中當該軸向力產生系統以第一旋轉速度圍繞中央軸線旋轉時，該第一剛性構件和該第二剛性構件呈第一構型；並且其中在大於該第一旋轉速度的第二旋轉速度下該第一剛性構件和該第二剛性構件變成第二構型，其中該第一剛性構件包括與第一環和第一凸輪中的一者相接觸的第一端，並且該第二環包括與第二環和第二凸輪中的一者相接觸的第一端。
如申請專利範圍第1項所述之基於速度的軸向力產生機構，進一步包括第三剛性構件，其中當該旋轉速度小於預定旋轉速度時，該第三剛性構件施加第一軸向力，並且其中當該旋轉速度大於一旋轉速度時，該第一剛性構件和該第二剛性構件施加第二軸向力。
如申請專利範圍第2項所述之基於速度的軸向力產生機構，其中將該第一剛性構件的長度、該第二剛性構件的長度、該第一剛性構件的質量、該第二剛性構件的質量、該第一剛性構件的輪廓、以及第二剛性構件的輪廓中的一項或多項選擇成根據預定軸向力產生速率來施加該第二軸向力。
如申請專利範圍第3項所述之基於速度的軸向力產生機構，其中該第二軸向力產生速率隨著向心力的增大而增大。
如申請專利範圍第3項所述之基於速度的軸向力產生機構，其中該第二軸向力產生速率係線性的。
如申請專利範圍第1項所述之基於速度的軸向力產生機構，其中該第二構型包括該第一剛性構件和該第二剛性構件形成小於或等於180度的角度。
一種系統，包括：第一環形環；第二環形環；以及介於該第一環形環與該第二環形環之間的基於速度的軸向力產生機構，其中該基於速度的軸向力產生機構係由具有可移動耦接件的第一剛性構件和第二剛性構件所形成，該第一剛性構件具有被成形為用於與該第一環形環相接觸的第一端，並且該第二剛性構件具有被成形為用於與該第二環形環相接觸的第一端，其中當該基於速度的軸向力產生機構以第一旋轉速度圍繞中央軸線旋轉時，該第一剛性構件和該第二剛性構件呈第一構型，其中當該基於速度的軸向力產生機構以大於該第一旋轉速度的第二旋轉速度圍繞該中央軸線旋轉時，該基於速度的軸向力產生機構呈第二構型，其中軸向力在該第二構型中產生於該第一環形環和該第二環形環上。
如申請專利範圍第7項所述之系統，其中該第二構型包括該第一剛性構件和第二剛性構件形成小於或等於180度的角度。
如申請專利範圍第7項所述之系統，進一步包括第三剛性構件，其中當旋轉速度小於該第一旋轉速度時，該第三剛性構件施加第一軸向力，並且當該基於速度的軸向力產生機構以該第一旋轉速度旋轉時，該基於速度的軸向力產生機構施加第二軸向力。
如申請專利範圍第7項所述之系統，其中該第一環形環係與牽引環一體的。
如申請專利範圍第7項所述之系統，其中該第一環形環係與夾緊機構一體的。
如申請專利範圍第7項所述之系統，進一步包括第三環形環以及介於該第二環形環與該第三環形環之間的第二基於速度的軸向力產生機構，其中該第一基於速度的軸向力產生機構和該第二基於速度的軸向力產生機構係為串聯，其中該第一基於速度的軸向力產生機構在第一旋轉速度範圍上施加第一軸向力，並且該第二基於速度的軸向力產生機構在第二旋轉速度範圍上施加第二軸向力。
如申請專利範圍第7項所述之系統，其中將該第一剛性構件的長度、該第二剛性構件的長度、該第一剛性構件的質量、該第二剛性構件的質量、該第一剛性構件的輪廓、以及第二剛性構件的輪廓中的一項或多項選擇成根據預定速率來施加軸向力。
如申請專利範圍第7項所述之系統，其中該軸向力產生速率隨著旋轉速度的增大而增大。
如申請專利範圍第7項所述之系統，其中該軸向力產生速率係線性的。
如申請專利範圍第7項所述之系統，其中該第二構型包括該第一剛性構件和第二剛性構件形成小於或等於180度的角度。
一種從縱向軸線徑向地移位並且被配置成圍繞該縱向軸線旋轉的軸向力產生設備，該設備包括：可徑向移位部件，其中該可徑向移位部件的一部分與該縱向軸線之間的徑向距離至少部分地取決於該軸向力產生設備圍繞該縱向軸線旋轉的速度；可縱向移位構件，其中該可徑向移位部件被配置成用於在該可縱向移位構件上施加力，並且其中施加在該可縱向移位構件上的力的縱向分量至少部分地基於該軸向力產生設備圍繞該縱向軸線旋轉的速度而變化。
如申請專利範圍第17項所述之設備，其中該可徑向移位部件包括被佈置在該可縱向移位構件與縱向固定構件之間的軸承，其中該可縱向移位構件與該縱向固定構件的相向表面包括隨著離該縱向軸線的距離增大而朝向彼此縱向地漸縮的區段。
如申請專利範圍第17項所述之設備，其中該可徑向移位部件包括彼此鉸接地耦接的兩個構件，其中該可徑向移位部件被佈置在該可縱向移位構件與縱向固定構件之間，其中這兩個鉸接地耦接的構件中的一者與該可縱向移位構件鄰接，並且這兩個鉸接地耦接的構件中的另一者與該縱向固定構件鄰接。
如申請專利範圍第19項所述之設備，其中該可縱向移位構件被佈置在該縱向固定構件內的縱向延伸通道內。