TWI378192B - Speed adjusting mechanism for roller traction toroidal continuously variable transmission - Google Patents

Description

13.78192 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 a 本發明係為-種無段變速器之調速機構’尤其是有關 於一種摩擦球圓盤式無段變速器之調速機構。 【先前技術】 無段變速器（CVT，Continuously Variable Transmission) 在現代及未來的各種車輛中越來越被重視，因此業界係發 明出各種各樣的無段變速器。在各種無段變速器中，主要 分為鋼帶式與圓盤式一(Toroidal)兩大類無段變速器；鋼帶 式無段變速器需使用一條鋼帶連接兩組平行配置的普利 盤，兩普利盤分別聯結輸出軸與輪人轴，也就是說其輸出 韩與輸入軸為平行配置，所佔用的”較大，而且需以大 油壓糸統控_力傳動及調㈣速比；圓盤式無段變速器 其輸”軸各帶動一個磨檫圓盤，兩個磨擦圓盤相 對配置’其相對面的中間有一細麻 虿，、且磨擦球直接與兩個磨擦圓 盤的内面相磨擦以傳遞動力，妨甘 、―w… 故其輪出軸與輸人軸為同軸 心配置’所需空間較小，日.甘，鮮、本^ ... ,s ，、芰逮系統調整時不需太大力 里。；= 員之無段變迷器各有其優缺點且皆有其市場。 於0盤式無段變速器中， 為其圓盤之間的磨擦滾子形狀八：又可'刀為二種類型’以

I诂·甘刀為：磨擦圓片、磨擦球， 以及磨ir、+球，其中磨檫球滾子(R〇H 無段變速器因為具有較穩定動 式 u , „ β飛出圓盤與輸入圓盤之間的轉速 比，相對而“匕較容易控制轉速的調整值以獲得改變變速 8 1378192 比之優點’因此被評估具有很大之發展性，這種類型之圓 盤式無段變速咨現已有相關專利，例如Fallbr〇〇k公司之美 國專利第2469653號及美國專利第52364〇3號，FaUbr〇〇k 公司的專利特徵係為：在輪出或輸入轉轴上，以轴向平行 移動磨擦球之安置平台的方式，讓磨擦球改變傾斜角度， 從而達到調速之效果。 雖然上述機構具有零件較少及調速時磨擦阻抗小之優 點’但是在實際使用時卻不易以電動方式達成自動調速控 •制之功能，所以目前還是只能提供給腳踏車作為人工無段 變速之傳動箱便用；又由於人工智慧的進步，各種車況之 車輛變速比都要求以人工智慧驅動電動機再進而調整益段 變速器之調速機構，以獲得最佳化之轉速輸出。 【發明内容】

本發明係提供-種摩擦球圓盤式之無段變速器調速機 構，包含：一輪入圓盤；一輸出圓盤，係與該輸入圓盤呈 同軸對稱配置；一旋轉軸，係通過該輸入圓盤及 軸心·，一滿桿，係與該旋轉軸同軸連接且被該旋轉轴^動 旋轉；以及複數個磨擦球，係分別接觸該輸入圓盤及輸出 圓盤並分別帶動該輸入圓盤及輸出圓盤旋轉；各磨換球係 分別繞著一通過其球心之心軸自轉，且各心輛又分別與一 支撐架連接’各支撐架再分別與弧狀之一渦齒輪=接了其 中’該滿桿係與涡齒輪唾合，以使洞桿轉動時能帶動渴I 輪轉動而使各心軸以相同程度傾斜，藉以使得輸入圓盤= 輸出圓盤產生不同轉速。 9 13.781.92 為使貴審查委員對於本發明之結構和功效有更進一 步之了解與認同，茲配合圖示詳細說明如後。 【實施方式】 本發明之圓盤式無段變速器之轉速比控制機構係以旋 轉軸旋轉方式，帶動磨擦球心軸傾斜角度變化，進而使圓 盤式無段變速器内的輸出圓盤與輸入圓盤之轉速比產生變 化。 首先請參見圖一及圖二。圖一所示係為本發明摩擦球 圓盤式之無段變速器調速機構的剖面圖；圖二所示則為本 發明摩擦球圓盤式之無段變速器調速機構的側視圖。 圖一之渦齒輪組調速磨擦球圓盤式無段變速器a包含 一輸人轴1，該輸入軸1係藉由油封30、軸承31及軸承 32安置於軸承座2上，輸入軸1之上再裝設有輸入盤3。 傳輸動力經由輸入軸1傳遞至輸入盤3，輸入盤3旋轉時 會拖曳牽動滾珠盤6輕微轉動，由於輸入磨擦盤7與滾珠 盤6之間有凸輪面60,當滾珠盤6被輸入盤3拖曳旋轉時， 其旋轉方向與凸輪面60的斜坡方向正好將滾珠盤6帶往間 隙更小的方向，致使滾珠盤6與輸入磨擦盤7之間產生很 大的軸向推力，此軸向推力一方面將輸入磨擦盤7往磨擦 球10方向推擠，另一方面將輸入盤3往軸承座2方向推 擠，使得輸入盤3、滾珠盤6及輸入磨擦盤7三者成為一 體而同步旋轉，其間充填有保護用之潤滑油（圖中未示出） 以避免金屬與金屬直接接觸。 由於設置在輸入盤3上之滾珠承靠面52被滾珠軸承盤 13.781.92 4的堅硬滾珠頂住加上潤滑油的作用，故能自由旋轉而不 會產生大的磨擦力損耗；滾珠軸承盤4將軸向推力傳至軸 承座2，軸承座2也設有經過硬度處理之滾珠承靠面51來 承受滾珠軸承盤4的滾珠壓力，軸承座2以螺栓25鎖固於 箱體5上；由於輸入磨擦盤7與複數個磨擦球10在各自的 磨擦區段62處相互抵緊，因此傳輸動力會經輸入磨擦盤7 同時同步傳遞給各個磨擦球10。 各磨擦球10係平均分布於輸入轴1之外周，並分別在 徑向之外側上被一磨擦球外圈座8内圈中的各球面承接部 57限制於一定位置上，各球面承接部57與其磨擦球10具 相同之圓心並以定位滑配之間隙相容，使得各磨擦球10皆 被限制在其圓心所在位置；磨擦球外圈座8與箱體5之間 有溝槽9相嵌合以限制磨擦球10之轉動，因此使得各磨擦 球10無法相對於輸入軸1之軸心旋轉，但是能夠相對於各 自之心軸11的轴心自轉，各心軸11之兩端有軸承47用來 支撐各該磨擦球10使能自由的繞著心軸11之軸心自轉； 各磨擦球10在徑向之内側被磨擦球内圈座46限制，磨擦 球内圈座46緊配在軸承44之外圈能自由旋轉，軸承44之 旋轉轴心與輸入轴1之軸心相同，因此磨擦球内圈座46能 承受輸入磨擦盤7抵緊壓迫各磨擦球10的壓力，同時又會 隨著各磨擦球10的自轉而繞著軸承44之旋轉軸心轉動， 彼此之間不會產生太大的磨擦力造成功率損耗。複數個磨 擦球10同時與同一個輸入磨擦盤7的内側在同一旋轉半徑 的各對應位置相接觸，亦即在各個磨擦區段62a相接觸， 因此每一個磨擦球10之自轉速度會相同。 13781.92 雇味輸出磨擦盤12 一端之凸輪面61會 上的滾珠盤6a，滾珠盤6a再壓緊輸出盤13 輸出盤13再將軸向推力經由滾珠軸 承i面ϋίΐ座14 ’抽承座14有經過硬度處理之滾珠 件以蟫μ珠轴承盤4a_珠壓力^該軸承座14 鎖】:箱體5上;輸出磨擦盤12、滾珠盤- :=Γ: 輪面61產生的軸向力抵緊成-體同 2轉，並使得輸出磨擦盤12與所有磨擦球1G在各磨擦 2 6=M目抵緊’其間有潤滑油保護避免金屬與金屬直‘ 接觸’因此傳輸動力會經磨擦球lG傳遞給 =、經輸出盤！3傳遞至輸出軸15，並由動力輸出齒輪㈣ 遞出去’輸出軸15藉由軸承34與轴承35安置於軸承座 上其軸〜與輸入軸1為同一軸心線；當滾珠盤6、滾 珠盤6a與凸輪面60、凸輪面61完全抵緊時傳輸動力會 全部由輸入磨擦盤7同時同步經所有磨擦球1〇傳遞給輸出 磨裇I 12，其中之間隙只有被高壓播迫的一層油膜厚度之 距離此時所產生的會降低傳動效率的打滑現象非常微 小，因此傳動效率非常高，由於各磨擦球1〇是繞著各自之 心軸11的軸心自轉，各輸入側的磨擦區段62的線速度為 磨擦球輸入半徑A乘以磨擦球10自轉轉速，且各輸出側 的磨擦區段62a的線速度為磨擦球輸出半徑B乘以磨擦球 10自轉轉速；各輸入側的磨擦區段62的線速度決定了輸 入磨擦盤7的轉速，而各輸出側的磨擦區段62a的線速度 則決疋了輸出磨擦盤12之轉速：因此造成輸入磨擦盤7與 13.781.92 輸出磨擦盤12之轉速比相等於磨擦球輸入半徑A與磨擦 球輸出半徑B之比，也是說輸入軸1與輸出軸15的轉速比 相等於磨擦球輸入半徑A與磨擦球輸出半徑B之比；然而 磨擦球輸入半徑A與磨擦球輸出半徑B皆由磨擦球心軸傾 斜角Θ決定，因此只要改變磨擦球心軸傾斜角Θ就能改變 磨擦球輸入半徑A與磨擦球輸出半徑B的數值，也就同時 改變了輸入軸1與輸出轴15的轉速比，其中各磨擦球10 各自之磨擦球心軸傾斜角Θ必須完全相同且同步變化，才 能獲得正確的轉速比變化值。 為了要達到能同步改變磨擦球心軸傾斜角Θ以獲得精 確地轉速比調整的功能，本實施例係利用渦齒輪與渦桿的 機構作為轉速比調整機構的關鍵組件，在各磨擦球10外側 的心軸11之兩端各固定有一支撐架40與支撐架48，支撐 架40與支撐架48係以插銷43 (或螺絲29及墊圈29a，如 圖六所示）固定於心軸11上，兩側之支撐架40、支撐架 48以一渦齒輪41相連接並以銷42固定，各渦齒輪41為 環弧形，其渦齒49分佈在弧形外側並朝向輸入軸1之轴 心，而且各弧形之中心皆與其對應之各磨擦球10為相同圓 心；每一渦齒輪41之中間部位皆穿過同一限制器45，該 限制器45係為圓筒形且與輸入軸1同轴心，限制器45之 外圈係緊配於軸承44之内面，對應於各渦齒輪41位置各 有一溝槽58 (如圖四所示），用以限制各渦齒輪41之運動 方式，只能在經過輸入轴1軸心之一平面上環繞其弧形之 圓心而成弧線運動；限制器45兩側面上有多個螺孔59， 以讓多個連接月55及螺絲56將限制器45與磨擦球外圈座 13781.92 8連接鎖定位，使得限制器45不會隨著磨擦球内圈座46 而轉動（如圖三所示）；每一渦齒輪41皆與同一渦桿18相 嚙合，由於每一渦齒輪41是配合各磨擦球10等角度分佈 於輸入軸1徑向外周圍，因此每一渦齒49與渦桿齒50嚙 合時會有角度相位差，每一相鄰序號的渦齒輪41其角度相 位差之差異值為渦桿齒50之節距除以磨擦球10之數目， 因此每一組渦齒輪41需依序移動其渦齒49之角度位置， 才能使全部複數個渦齒輪41能一起裝配在渦桿18上且又 能保持每一磨擦球10之心軸11在相同的角度位置，意即 裝配時能使每一磨擦球心軸傾斜角Θ皆為相同。 此所以使用銷42來固定聯結支撐架40、48與渦齒輪 41的原因，如圖七所示，只要鑽不同位置的銷孔66來配 合安裝同一種銷42,就能獲得不同序號所需的渦齒輪41， 而且使用完全相同的支撐架40、48、磨擦球10及心軸11 等零件。在裝配上，本發明所使用之所有磨擦球10、心轴 11、支撐架40、支撐架48、渦齒輪41、磨擦球外圈座8、 磨擦球内圈座46、軸承44及限制器45等零件能另行先組 裝成一組合件，再與轉軸19及渦桿18組合後之另一組合 件作整體之裝配組合，如圖五及圖六所示，此特點在量產 時非常有利。 但是如果使用的磨擦球10數量較少時，一般若少於等 於四個時，可以使用多溝型的渦桿18,也就是說渦桿18 上相對每一個磨擦球10的渦齒輪41設置一條相匹配的螺 旋形的满桿齒5 0，每條渦桿齒5 0的節距有相位差，相差 之相位角數值為360度除以磨擦球10的個數；相位差轉移 14 13.78192 • 到渦桿18上，如此每個渦齒輪41的節距就能為一樣，也 就是說其形狀為完全一樣，此時不必再編號區別，而且各 渦齒輪41與其支撐架40或支撐架48能一體成形，不必再 以銷42連接。多溝型的渦桿18其溝數超過4條就較難製 造，因此如果磨擦球10數量較多時，其節距之相位差仍然 以均分於每個渦齒輪41上為適宜，本說明書也依此種實施 例作說明。 上述兩組合件之零件展開圖則如圖八與圖九所示。復 φ 參考圖一，其中之渦桿18係藉由鍵38及扣環65定位安裝 於轉轴19上，轉軸19穿過輸出軸15並以軸承34、軸承 36與油封37固定於輸出軸15之軸心上，且轉轴19前端 再以一軸承33扶住。轉轴19後端設有鍵槽63，當轉軸19 穿過輸出軸15的傳動箱軸承座17後，以鍵39及連接螺栓 28定位固接一齒輪20'並經齒輪21與馬達22連接，齒輪 21以鍵27及螺帽67定位固接於馬達22的輸出軸上，使 得轉軸19能直接被馬達22驅動旋轉；轉軸19之最後端以 φ 連接螺栓28和一角度位置感測器23連接，用以量測轉軸 19之旋轉角度值，角度位置感測器23與馬達22皆定位安 裝於箱蓋24上；箱蓋24與軸承座17等外殼件皆以螺栓 ‘ 26及墊片64等聯結成一體；各齒輪16、輸入盤3、輸出 • 盤13與輸出軸15輸入軸1等動力傳輸件之間以栓槽齒 • 70、栓槽齒71及栓槽齒72聯結（當然，亦可使用其它方 式聯結）。 當動力輸出有變轉速比之需求時，經微電腦（圖中未 示出）計算出最佳的磨擦球心軸傾斜角Θ並換算出轉軸19 15 13.781.92 需要轉動的角度值，馬達22接受外加的控制信號驅動，旋 轉帶動齒輪20、21，將轉軸19轉動，渦桿18也隨著轉動， 同時帶動各渦齒輪41移動，各渦齒輪41同時帶動各支撐 架40、支撐架48與心轴11移動；由於所有磨擦球10皆 被限制在其圓心所在位置，各渦齒輪41之移動方式也被限 制住以一個弧線位置繞磨擦球10之圓心轉動，因此當各渦 齒輪41同時被渦桿18帶動而移動同一位移量時，各心轴 11之傾斜角（即磨擦球心軸傾斜角Θ)也同時變化一定角 度，因此達到變化輸出軸轉速比的效果；而微電腦可以由 量測輸入軸1與輸出軸15的轉速值而確定是否到達所要的 轉速比（亦可由角度位置感測器23量測出轉軸19已轉動 的角度值，然後與計算值作比較，以決定馬達22是否繼續 轉動）；於此實施例中，調整轉速比用之馬達22的扭力經 減速齒輪組20、21放大之後，能經轉軸19與渦桿18直接 帶動渦齒輪41並支撐架40與支撐架48移動，故能很精密 地進行轉速比調整動作且反應快速。又由於渦齒輪41與渦 桿18之接觸齒面能以多數齒同時接觸，因此能避免因齒間 間隙所造成各個磨擦球心軸傾斜角Θ差異的不準度，故於 本實施例中，其變換轉速比之過程係相當連續且平順，不 會產生急遽震動現象。 圖十及圖十一所示係為本發明之一變化例，其所使用 之轉速比控制機構的轉動件結構係改為單一凸輪鼓與滑桿 之結構。圖十_之機構的主要動力傳遞方式與圖一所示之 渦齒輪組調速磨擦球圓盤式無段變速器的機構係為完全相 同，故於此不再贅述。於圖十中，轉軸19所帶動之調速機 16 13.78192 構轉動件係改為一凸輪鼓73，其上設有與磨擦球10相同 數目之凸輪溝槽74，各凸輪溝槽74係與輸入軸1之軸心 平行分佈；該凸輪溝槽74各與一具有滾輪的滾輪滑桿77 相嵌合，每一滾輪滑桿77是固定在一個支撐架40的相同 位置上，每一個支撐架40又與每一磨擦球10的心軸11相 連接，如圖十五所示。當轉軸19受到馬達22驅動而旋轉 時，凸輪鼓73上的各凸輪溝槽74會逼迫其中的滚輪滑桿 77同步運動（如圖十二及圖十三所示），各滾輪滑桿77再 帶動支撐架40移動，造成磨擦球10的心轴11到達預計的 磨擦球心軸傾斜角Θ以獲得所需之變速比（輸出軸15對輸 入軸1);由於每一支撐架40均被限制器45的溝槽58限 制住而只能繞著磨擦球10的圓心運動，因此滾輪滑桿77 的運動軌跡必成為弧形；為了獲得最佳的接觸點，凸輪鼓 73之鼓身也成弧形，以配合支撐架40之運動執跡，讓滾 輪滑桿77 —直嵌合於凸輪溝槽74的同一深度位置。 為了裝配時之需求，凸輪鼓73可分解為兩半（如圖十 六所示），分別為凸輪鼓左側73a及凸輪鼓右側73b並以螺 栓75固定於轉軸19上以成為一體的旋轉機構（如圖十四 所示），其接合處以定位銷76及定位面78與定位銷79作 精密的結合，避免凸輪溝槽74之執道面產生斷線；由於此 種調速機構之各個磨擦球10所對應之心軸11、支撐架40 及滾輪滑桿77皆為相同，並不會像渦齒輪組的調速機構會 有相位差的問題，因此製造成本比較低；且凸輪溝槽與滾 輪滑桿之相配機構是一種常用的機構，借著潤滑油及滚輪 的反磨擦力作用，本機構在變速調整時亦能非常滑順地操 13.781.92 作。 再請參照圖十七，其亦為本發明之一變化例，其中使 用之轉速比控制機構的轉動件係改為雙凸輪盤與滾輪之結 構。圖十七中之機構的主要動力傳遞方式與圖一所示之渦 齒輪組調速磨擦球圓盤式無段變速器的機構係為完全相 同，故於此不再贅述。於圖十七中，轉軸19所帶動之調速 機構的轉動件是一個與輸入轴1之轴心垂直並呈片狀之轉 動凸輪盤81，以螺帽80鎖緊固定在轉轴19之末端，其上 有與磨擦球10相同數目之凸輪溝槽84，各凸輪溝槽84係 與輸入軸1之軸心垂直輻射分佈，其執跡配合變速快慢步 調之函數成一定之曲線形狀（如圖二十二A所示）；在轉 動凸輪盤81隔著磨擦球10之對面有另一呈片狀並與輸入 軸1之軸心垂直之固定凸輪盤82，其上對應各磨擦球10 位置也有與輸入軸1之軸心垂直分佈之凸輪逢槽85，其軌 跡皆為朝向輸入軸1軸心成輻射分佈之直線形狀（如圖二 十二B所示）；轉動凸輪盤81與固定凸輪盤82係互相平 行，其中轉動凸輪盤81會被轉軸19驅動而旋轉，其上之 凸輪溝槽84也隨著轉動，然而固定凸輪盤82以螺絲56鎖 定於限制器45上，不能旋轉移動；轉動凸輪盤81與固定 凸輪盤82之上分別設有成對之凸輪溝槽84與凸輪溝槽 85，且凸輪溝槽84與凸輪溝槽85係各自與磨擦球10之心 軸11相嵌合，一個凸輪溝槽84會轉動，另一個凸輪溝槽 85不能動；各磨擦球10之心軸11兩側沒有支撐架的構件， 但是各心軸11往其兩端延申進入兩側之轉動凸輪盤81與 固定凸輪盤82，且各在端部安裝一滾輪83 ;在輸出軸15 13.781.92 4 ' 一端的各滾輪83各與轉動凸輪盤81之凸輪溝槽84相嵌合 (如圖十八所示）；在輸入軸1 一端的滾輪83各與固定凸 輪盤82之凸輪溝槽85相嵌合（如圖二十所示）；當轉軸 19驅動轉動凸輪盤81旋轉時，其上之各凸輪溝槽84會同 步推擠各該心軸11之滾輪83，逼使各磨擦球10之心軸11 有隨著凸輪溝槽84轉動之傾向，但是另一嵌合於固定凸輪 盤82之凸輪溝槽85的滾輪83無法轉動，因此逼使此心轴 11 一端只能夠上下移動，再加上各磨擦球10在外側上被 φ 一磨擦球外圈座8内圈中的各球面承接部57限制於一定位 置上，只能以其圓心自轉，各磨擦球10在徑向之内側則被 磨擦球内圈座46限制住（如圖十九所示），如此各心轴11 將以磨擦球10之圓心為支點同步作上下搖擺的運動；因此 當馬達22受到控制信號而驅動齒輪組20與齒輪組21帶動 轉軸19及轉動凸輪盤81旋轉時，凸輪溝槽84將同步推動 各磨擦球10之心軸11的一端上下擺動，使得各磨擦球10 之心軸11各在一個通過輸入軸1與該一凸輪溝槽85之平 φ 面上同步擺動，因此達到能同步改變磨擦球心軸傾斜角Θ 以獲得精確地轉速比調整的功能，如圖二十一所示。同樣 的，本實施例中的磨擦球内圈座46係緊配在軸承44之外 圈且能自由旋轉，轴承44與輸入軸1則為同軸，因此磨擦 • 球内圈座46能承受輸入磨擦盤7抵緊壓迫各磨擦球10的 ' 壓力，同時又會隨著各磨擦球10的自轉而繞著軸承44之 旋轉軸心轉動，不會產生大的磨擦力損耗。此調速機構的 磨擦球10之心軸11沒有支撐架，其限制器45不再用來限 制支撐架，而是用來限制固定凸輪盤82，進而限制心軸11 19 13781.92 之運動方式。 综上所述，本發明之磨擦球圓盤式無段變速器以電腦 控制轉動之電動馬達，電動馬達之扭力經過齒輪組放大後 帶動旋轉軸，旋轉軸經由中空的動力輸出軸（或動力輸入 軸）之中心穿過而進入圓盤式無段變速器之内部再與一個 轉動件連接，該轉動件可為凸輪盤、凸輪鼓或渦齒輪，該 轉動件係直接與圓盤式無段變速器内之磨擦球的軸心（或 轴心支撐架）連接並帶動磨擦球的軸心改變傾斜角，因而 達到動力輸出軸與輸入軸兩者間轉速比變化之目的。 故，本發明能以電動方式控制調速機構以輕易達到自 動控制變速比且能平順變化之功效，合應獲得專利以使相 關產業之從業人員能據以利用來促進產業發展。 唯以上所述者，僅為本發明之最佳實施態樣爾，當不 能以之限定本發明所實施之範圍。即大凡依本發明申請專 利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬於本發明專利涵 蓋之範圍内，謹請貴審查委員明鑑，並祈惠准，是所至 禱。 20 13.78192 【圖式簡單說明】 圖一係為本發明之渦齒輪組調速無段變速機構之剖面圖， 其係顯示第一實施例；. 圖二係為圖一之端面視圖； 圖三係為本發明第一實施例使用之磨擦球内外圈限制座之 端面視圖； 圖四係為本發明第一實施例使用之磨擦球内外圈支撐架限 制座之端面視圖； 圖五係為本發明第一實施例使用之轉動軸與渦齒桿組合時 之側視圖； 圖六係為本發明第一實施例使用之渦齒輪组與磨擦球之局 部組合側視圖， 圖七係為本發明第一實施例使用之渦齒輪與磨擦球支撐架 之分解圖； 圖八係為本發明第一實施例使用之渦齒輪組調速無段變速 機構之爆炸圖； 圖九係為本發明第一實施例使用之轉動軸、渦齒輪組與磨 擦球之爆炸圖； 圖十係為本發明之凸輪鼓調速無段變速機構之剖面圖，其 係顯示第二實施例； 圖十一係為圖十之端面視圖； 圖十二係為本發明第二實施例使用之轉動軸、凸輪鼓與磨 擦球之局部組合侧視圖； 圖十三係為本發明第二實施例使用之凸輪鼓與磨擦球之局 部組合側視圖； 21 13.78192 圖十四A係為本發明第二實施例使用之轉動軸與凸輪鼓局 部組合側視圖； 圖十四B係為本發明第二實施例使用之轉動轴與凸輪鼓局 部組合端面投影圖； 圖十五A係為本發明第二實施例使用之磨擦球與支撐架組 合側視圖； 圖十五B係為本發明第二實施例使用之磨擦球與支撐架組 合端面視圖， 圖十六係為本發明第二實施例使用之轉動轴與凸輪鼓之爆 炸圖； 圖十七係為本發明之凸輪盤調速無段變速機構之剖面圖， 其係顯示第三實施例； 圖十八係為本發明第三實施例的輸出端之端面視圖； 圖十九係為本發明第三實施例的磨擦球端之端面視圖； 圖二十係為本發明第三實施例的輸入端之端面視圖； 圖二十一係為本發明第三實施例使用之馬達轉動軸與凸輪 盤調速機構之側面剖視圖； 圖二十二A係為本發明第三實施例使用之轉動凸輪盤之端 面視圖；_以及 圖二十二B係為本發明第三實施例使用之固定凸輪盤之端 面視圖。 【主要元件符號說明】 1- 輸入軸 2- 轴承座 22 13781.92 3- 輸入盤 4- 滚珠轴承盤 4a-滾珠軸承盤 5- 箱體 6- 滾珠盤 6a-滾珠盤 7_輸入磨擦盤 8-磨擦球外圈座 9_溝槽 10-磨擦球 11 -心轴 12- 輸出磨擦盤 13- 輸出盤 14- 轴承座 15- 輸出車由 16- 動力輸出齒輪 17- 軸承座 18- 渦桿 19- 轉軸 20- 齒輪 21- 齒輪 22- 馬達 23- 角度位置感測器 24- 箱蓋 25- 螺栓 13781.92 26- 螺栓 27- 鍵 28- 連接螺栓 29- 螺絲 29a-墊圈 30- 油封 31 -轴承 32- 軸承 33- 轴承 34- 轴承 35- 軸承 36- 轴承 37- 油封 38- 鍵 39- 鍵 40- 支撐架 4卜渦齒輪 42- 銷 43- 銷 44- 軸承 45- 限制器 46- 磨擦球内圈座 47- 轴承 48- 支撐架 49- 渦齒 24 1378192 50- 渦桿齒 51- 滚珠承靠面 52- 滾珠承靠面 53- 滾珠承靠面 54- 滾珠承靠面 55- 連接片 56- 螺絲 57- 球面承接 58- 溝槽 59- 螺孔 60_凸輪面 61- 凸輪面 62- 磨擦區段 62a-磨擦區段 63- 鍵槽 64- 墊片 65- 扣環 66- 銷孔 67- 螺帽 70- 栓槽齒 71- 栓槽齒 72- 栓槽齒 73- 凸輪鼓 73a-凸輪鼓左侧 73b-凸輪鼓右侧 13781.92 74- 凸輪溝槽 75- 螺栓 76- 定位銷 77- 滾輪滑桿 78- 定位面 79- 定位面 80- 螺帽 81- 轉動凸輪盤 82 -固定凸輪盤 83- 滾輪 84- 凸輪溝槽 85- 凸輪溝槽 A-磨擦球輸入半徑 B-磨擦球輸出半徑 Θ-磨擦球心軸傾斜角

Claims (1)

1378192 _ 年(〇月厶曰條正替換頁 十、申請專利範圍： 1. 一種摩擦球圓盤式之無段變速器調速機構，包含： 一輸入圓盤； 一輸出圓盤，係與該輸入圓盤呈同軸對稱配置； ' 一旋轉軸，係藉由一電動馬達驅動，且通過該輸入圓盤 - 及輸出圓盤軸心； 一渦桿，係與該旋轉軸同轴連接且被該旋轉軸帶動旋 轉； 一轴承； 一輸入摩擦盤； 一磨擦球内圈座； 一磨擦球外圈座；以及 複數個磨擦球，其係分別為一圓球，各磨擦球係分別接 觸該輸入圓盤及輸出圓盤並分別帶動該輸入圓盤及 輸出圓盤旋轉，各磨擦球分別與該磨擦球内圈座以及 該磨擦球外圈座接觸；各磨擦球係分別繞著一通過其 球心之心軸自轉，且各心軸又分別與一支撐架連接， 各支撐架再分別與弧狀之一渦齒輪連接； 其中，各磨擦球在徑向之内側被該磨擦球内圈座限制， 該磨擦球内圈座緊配在該軸承之外圈，因此該磨擦球 - 内圈座能承受該輸入磨擦盤抵緊壓迫各磨擦球的壓 力，同時又會隨著各磨擦球的自轉而轉動，各磨擦球 在徑向之外侧上被該磨擦球外圈座限制於一定位置 上，各磨擦球被限制在該磨擦球内圈座以及該磨擦球 外圈座之間的空間； 27 1378192 _ • f〇l年(〇月1日修正替換頁 其中，該渦桿為多齒溝者，各齒溝各對應一渦齒輪嚙 合，以使渦桿轉動時能帶動渦齒輪轉動而使各心轴以 相同程度傾斜，藉以使得輸入圓盤及輸出圓盤產生不 同轉速； 其中各齒溝之渦桿齒位置係根據磨擦球之排列次序而 依次具有一固定相位差，其中該相位差之值係為渦桿 之渦桿齒的節距除以磨擦球之數目。 2. 如申請專利範圍第1項之摩擦球圓盤式之無段變速器調 速機構，其中各渦齒輪之齒位置係根據磨擦球之排列次 序而依次具有一固定相位差。 3. 如申請專利範圍第1項之摩擦球圓盤式之無段變速器調 速機構，更包含與該旋轉軸同軸之一圓筒狀限制器，該 限制器於對應各渦齒輪之位置各設有一溝槽以供容置 對應之渦齒輪，以限制各渦齒輪只能在經過旋轉軸軸心 之平面上環繞其狐狀之圓心進行狐線運動。 4. 一種摩擦球圓盤式之無段變速器調速機構，包含： 一輸入圓盤； 一輸出圓盤，係與該輸入圓盤呈同軸對稱配置； 一旋轉軸，係由一電動馬達驅動，該旋轉軸係通過該輸 入圓盤及輸出圓盤轴心； 一凸輪鼓，係與該旋轉軸同軸連接且被該旋轉軸帶動旋 轉； 一車由承； 一輸入摩擦盤； 一磨擦球内圈座； 28 1378192 (Μ年f〇月t日修正替換頁 一磨擦球外圈座；以及 複數個磨擦球’其係分別為一圓球，各磨擦球係分別接 觸該輸入圓盤及輸出圓盤並分別帶動該輸入圓盤及 • 輸出圓盤紅轉’各磨擦球分別與該磨擦球内圈座以及 該磨擦球外圈座接觸；各磨擦球係分別繞著一通過其 球心之心軸自轉，且各心軸又分別與一弧狀支撐架連 接； 其中，各磨擦球在徑向之内側被該磨擦球内圈座限制， 該磨擦球内圈座緊配在該軸承之外圈，因此該磨擦球 内圈座能承受該輸入磨擦盤抵緊壓迫各磨擦球的壓 力，同時又會隨著各磨擦球的自轉而轉動，各磨擦球 在徑向之外側上被該磨擦球外圈座限制於一定位置 上，各磨擦球被限制在該磨擦球内圈座以及該磨擦球 外圈座之間的空間； 其:’該凸輪鼓係與支撑架嗔合，以使凸輪鼓轉動時能 帶動支撐架轉動而使各心軸以相同程度傾斜，藉以使 得輸入圓盤及輸出圓盤產生不同轉速。 如申。月專利圍第4項之摩擦球圓盤式之無段變速器調 .. 速機構’其中該凸輪鼓係為弧形凹面之圓柱。 如u利&圍第4項之摩擦球圓盤式之無段變速器調 速機構其中該凸輪鼓之表面係設有對應各架之凸 輪溝槽。 ^申#專利Inn第6項之摩擦球圓盤式之無段變速器調 炉機構’=中料支撐架上各設有—具有滾輪之滚輪滑 干’且該等滾輪滑桿之滾輪係置於凸輪溝槽中並沿凸輪 29 1378192 _ • 丨〇1年丨a月I日條正替換頁 溝槽轉動。 8. 如申請專利範圍第4項之摩擦球圓盤式之無段變速器調 速機構，更包含與該旋轉轴同轴之一圓筒狀限制器，該 限制器於對應各支撐架之位置各設有一溝槽以供容置 對應之支撐架，以限制各支撐架只能在經過旋轉軸軸心 之平面上環繞其弧狀之圓心進行弧線運動。 9. 一種摩擦球圓盤式之無段變速器調速機構，包含： 一轴承； 一輸入摩擦盤； 一磨擦球内圈座； 一磨擦球外圈座； 一輸入圓盤； 一輸出圓盤，係與該輸入圓盤呈同軸對稱配置； 一旋轉軸，係由一電動馬達驅動，該旋轉轴係通過該輸 入圓盤及輸出圓盤軸心； 複數個磨擦球，其係分別為一圓球，各磨擦球係分別接 觸該輸入圓盤及輸出圓盤並分別帶動該輸入圓盤及 輸出圓盤旋轉，各磨擦球分別與該磨擦球内圈座以及 該磨擦球外圈座接觸；各磨擦球係分別繞著一通過其 球心之心軸自轉，且各心軸兩端係分別延伸以形成兩 軸端，其中，各磨擦球在徑向之内側被該磨擦球内圈 座限制，該磨擦球内圈座緊配在該軸承之外圈，因此 該磨擦球内圈座能承受該輸入磨擦盤抵緊壓迫各磨 擦球的壓力，同時又會隨著各磨擦球的自轉而轉動， 各磨擦球在徑向之外側上被該磨擦球外圈座限制於 30 13781.92 _ • (Μ年U月2·日修正替換頁 一定位置上，各磨擦球被限制在該磨擦球内圈座以及 該磨擦球外圈座之間的空間； 一轉動凸輪盤，係與該旋轉轴連接且被帶動旋轉，該轉 動凸輪盤係設置於該等磨擦球之一側，該轉動凸輪盤 上設有複數個凸輪槽，該等凸輪槽係與各心軸之一軸 端嵌合；以及 一固定凸輪盤，係設置於該等磨擦球之另一側且平行該 轉動凸輪盤，該固定凸輪盤上設有複數個凸輪槽，該 等凸輪槽係與各心轴之另一轴端鼓合。 10. 如申請專利範圍第9項之摩擦球圓盤式之無段變速器調 速機構，更包含與該旋轉軸同軸之一圓筒狀限制器，該 限制器係固定該固定凸輪盤使其無法產生運動。 11. 如申請專利範圍第9項之摩擦球圓盤式之無段變速器調 速機構，其中各心軸之軸端上係設有滚輪，且該等滾輪 係置於凸輪槽中並沿凸輪槽轉動。 31