TWI766615B - 搖桿塊總成、凸輪致動之變速箱機構及操作變速箱機構的方法 - Google Patents

Abstract

變速箱機構包括複數凸輪致動之搖桿塊總成，用於將動力傳送至輸出齒輪。每一搖桿塊總成包括具有與輸出齒輪週期性界接的表面之齒輪墊片。界接表面包含複數個突起部分，此複數個突起部分對應於輸出齒輪上的互補突起部分。每一搖桿塊總成更包括齒輪墊、搖桿臂、凸輪從動件及/或路徑從動件，它們將搖桿塊連接或鏈接至凸輪總成，此凸輪總成又連接至電源。凸輪總成繞著其圓周包括用於每一凸輪從動件之專有路徑或溝槽、及/或在凸輪的平坦表面中用於路徑從動件之第二專有路徑或溝槽，以致可在二或三維度中按照一定的設計參數控制齒輪塊之運動。

Description

搖桿塊總成、凸輪致動之變速箱機構及操作變速箱機構的方法 [交叉引用之相關申請案]

本申請案是2020年3月13日申請的美國專利申請案序號第16/818,738號之部分延續案，其係2019年8月9日申請的美國專利申請案序號第16/537,218號(現在是美國專利第10,526,964號)之延續案，其係2018年11月16日申請的美國專利申請案序號第16/194,053號(現在是美國專利第10,428,916號)之部分延續申請案，其係2016年1月13日申請的美國專利申請案序號第14/995,094號(現在是美國專利第10,260,606號)之部分延續申請案，其係2013年3月12日申請的美國專利申請案序號第13/795,488號(現在是美國專利號第9,261,176號)之延續申請案，此等申請案的技術揭示內容係在此以引用的方式併入本文中。

本申請案係2020年3月13日申請之美國專利申請案序號第16/818,738號的部分延續案，其係亦有關2019年2月4日申請之美國專利申請案序號第16/266,629號的部分延續申請案，其係2018年8日24日申請之美國專利申請案序號第16/111,344號(現在是美國專利第10,240,666號)的部分延續申請案，其係2016年1日13日申請之美國專利申請案序號第14/995,094號(現在是美國專利第10,260,606號)的部分延續申請案，其係2013年3日12日申請之美國專利申請案序號第13/795,488號(現在是美國專利第9,261,176號)的延續申請案，其技術揭示內容係以引用之方式併入本文中。

本發明有關通用的齒輪箱機構，其特徵在於週期性嚙合輸出齒輪之凸輪致動的齒輪塊總成，而造成動力傳送。其具有特殊、但不是專用在供使用於伺服馬達總成中之應用。

傳統機器典型地由動力源及動力傳輸系統所組成，此系統提供動力的受控應用。先前已在動力傳輸系統之技術領域中提出多種建議。最簡單的傳動裝置通常稱為變速箱，以反映其簡單性(儘管複雜之系統在當地方言亦稱為變速箱)，而可有時候連同動力式軸桿的方向中之變化來提供齒輪減速(或更罕見的是速率中之升高)。傳動系統可界定為包括變速齒輪機構及輸出軸桿的零件之總成，動力係藉由此零件總成將動力源(例如，電動馬達)傳輸至輸出軸桿。通常傳動裝置僅意指使用齒輪及齒輪系的變速箱，以提供從動力源至另一裝置之速率及扭矩轉換。

變速箱已使用很多年，且它們具有許多不同的應用。大致上，傳統之變速箱包含四個主要元件：動力源；驅動系；外殼；及輸出機件。動力源將力量及動作放置進入驅動系。動力源可為經過合適的齒輪裝置(例如正齒輪、錐齒輪、螺旋齒輪或蝸齒輪之類)連接至驅動系的馬達。

驅動系能夠相對於藉由動力源所提供之輸入動作及力量來操縱輸出動作及力量。驅動系典型包含複數參數可變的齒輪，例如不同尺寸、齒數、齒類型及用途之類，例如正齒輪、螺旋齒輪、蝸齒輪及/或內齒輪或外齒輪。

變速箱外殼係以正確的方式保留變速箱之內部工作的機件。例如，用於變速箱之所期望操作，其允許動力源、驅動系及輸出機件固持於正確的關係中。輸出機件係與驅動系相關聯，並允許將來自驅動系之力量及動作施加至應用。通常，輸出機件離開變速箱外殼。

輸出機件典型可連接至本體，由此來自驅動系的合成輸出動作及力量經由輸出機件(例如，輸出軸桿)傳輸至本體，以將輸出機件之動作及力量給予至本體上。可替代地，輸出機件可將來自驅動系的動作及力量輸出給予至變速箱外殼，由此輸出機件充分地固持為允許變速箱外殼旋轉。

旋轉動力電源典型比將使用該動力源之裝置以更高轉速操作。因此，變速箱不僅傳輸動力，而且亦將速率轉換成扭矩。齒輪系的扭矩比(亦已知為其機械優點)係藉由齒輪比所決定。由任何動力源所產生之能量必需以齒輪元件上的應力或機械壓力之形式通過齒輪箱的內部部件。因此，在任何變速箱設計中之關鍵態樣包含設計相互嚙合的齒輪元件之間的適當接觸。這些接觸典型係於力量集中之處的齒輪齒部上之點或線。因為傳統齒輪系中的接觸點或線之面積典型非常低，且所傳輸的動力數量相當大，所以沿著接觸點或線之合成應力在所有案例中都非常高。用於此理由，變速箱裝置的設計人員典型將大量之工程工作集中在創建盡可能大的接觸線或於二個相互咬合的齒輪之間創建盡可能多的同時接觸點，以便減少藉由每一齒輪之各自齒部所經歷的合成應力。

變速箱設計中之另一重要考量係最小化相互咬合的齒輪之間的齒隙量。齒隙係當施加壓力時於一件機構中之相連輪件的向後撞擊處。在齒輪之情況下，齒隙(有時候稱為空隙或游隙)係咬合部件之間的間隙，或當反向移動並重新創建接觸時由於間隙或鬆弛度所造成之空動量。例如，在一對齒輪中，齒隙係咬合齒輪齒部之間的間隙量。

理論上，齒隙應為零，但實際上，典型地允許一些齒隙，以防止卡塞。幾乎所有反向機械耦接件係不可避免的，雖然其影響可被否定。取決於應用，其可為想要的，或可為不想要的。需要齒隙之典型理由包括允許潤滑、製造誤差、負載之下的撓曲及熱膨脹。儘管如此，在許多應用中需要低齒隙或甚至零齒隙，以增加精度並避免衝擊或振動。因此，零齒隙齒輪系裝置於許多案例中為昂貴的、壽命短且相當重的。

重量及尺寸係變速箱設計中之又另一考量。前述應力集中在相互咬合的齒輪系中之接觸點或接觸線上，必需選擇能夠抵抗那些力量及應力的材料。然而，那些材料通常係相當重、堅硬且難以製造。

因此，存在用於改進且重量更輕之齒輪箱機構的需要，其能夠處理在其相互咬合的齒輪之間的接觸點或接觸線中之高應力負載。再者，存在用於改進且重量更輕的齒輪箱機構之需要，其具有低或零齒隙，而其製造成本更便宜且更可靠及耐用。

本發明藉由利用複數凸輪致動的齒輪塊總成將動力從動力軸桿傳送至二級或輸出齒輪元件而克服現有技術領域之齒輪箱機構的許多缺點。在一實施例中，每一齒輪塊總成包括具有與二級或輸出齒輪元件週期性界接之表面的齒輪塊。於較佳實施例中，界接表面包含複數個突起部分或齒部，其對應於輸出齒輪元件上之互補突起部分或齒輪齒部。每一齒輪塊總成更包括複數連桿總成，其將齒輪塊連接或鏈接至凸輪總成，此凸輪總成又連接至動力源。凸輪總成繞著其圓周包括用於特定齒輪塊總成的每一連桿總成之獨特路徑或溝槽，以致可根據一定的設計參數在二維中控制齒輪塊之移動。

齒輪塊總成設計成回應於凸輪總成的旋轉而經過二維路線驅動其各自齒輪塊。廣義上來說，二維路線包括促進齒輪塊，以嚙合二級或輸出齒輪元件，並於由輸出齒輪元件脫離之前移動或旋轉一指定的量子距離，及返回指定之量子距離以再次重新嚙合輸出齒輪元件及重複此過程。藉由調整各種連桿總成的長度及構造並變更凸輪總成中所形成之路徑或溝槽，控制每一齒輪塊的行進路徑或路線。

當適於齒輪箱機構時，複數齒輪塊總成構造成繞著凸輪總成之中心軸線。凸輪總成係與動力源可旋轉地耦接。當凸輪總成旋轉時，每一齒輪塊總成的各自連桿總成之凸輪從動元件維持與凸輪總成的圓周表面中所形成之特定路徑或溝槽接觸。距凸輪總成的不同路徑或溝槽之旋轉中心的距離之變動造成各自連桿總成協同工作，以使其各自的齒輪塊移動經過預定之移動路線。齒輪塊的此預定移動路線可精確地校準，以滿足特定之工程要求。例如，可藉由調整每一齒輪塊總成的移動路線來調節及控制扭矩比及減速。

本發明之齒輪箱機構的另一實施例可包括主體、輸出元件、及複數簡化之齒輪塊總成。另外，齒輪箱機構可具有與主體及輸出元件界接的保持器。每一簡化之齒輪塊總成包括齒輪塊、扭矩槓桿、凸輪從動件、及/或承窩(或承窩的一部分)。凸輪致動之齒輪塊總成構造成繞著中心軸線。凸輪元件上的旋轉力量允許在凸輪致動之齒輪塊總成上的驅動或旋轉力量。

於較佳實施例中，扭矩槓桿亦具有一組凸輪從動件，其允許遵循沿著凸輪元件之平坦表面所形成的指定路徑。凸輪元件包括與齒輪塊之凸輪從動件或扭矩槓桿界接的至少一個獨特之路徑或溝槽，以致當凸輪元件旋轉時，根據至少一個一定設計參數在二維中控制齒輪塊或扭矩槓桿的移動。

藉由變動凸輪元件上之路徑或溝槽的半徑，回應於凸輪元件之旋轉，凸輪致動的齒輪塊總成驅動各自之齒輪塊經過二維路線。廣義上來說，二維路線包括推動齒輪塊以嚙合輸出元件，並在輸出元件脫離之前使輸出元件移動及/或旋轉一指定距離，且返回此指定距離以再次重新嚙合此輸出元件，並重複此過程。每一齒輪塊之行進路徑或路線係藉由調整各自齒輪塊及/或扭矩槓桿的長度、寬度、高度及/或尺寸及/或變更凸輪元件中所形成之路徑或溝槽來控制。於較佳實施例中，有用於齒輪塊及扭矩槓桿的至少一樞轉點，其允許齒輪塊及扭矩槓桿彼此分開地樞轉。

本發明之齒輪箱機構的另一實施例可包括凸輪元件、主體、及輸出元件與複數簡化之齒輪塊總成。在至少一範例中，輸出元件藉由保持器保持於主體內。齒輪塊總成放置在主體內，並與輸出元件及凸輪元件界接。齒輪塊總成可包括搖桿臂、齒輪塊、凸輪從動件、及路徑跟蹤器。凸輪從動件及/或路徑跟蹤器順著凸輪元件及/或軸向凸輪中的路徑，以在搖桿臂及/或齒輪塊上產生力量，而為搖桿臂及齒輪塊兩者產生樞轉動作。於至少一種版本中，樞轉動作可為用在齒輪塊之大致正方形的樞轉路徑。而於其他版本中，齒輪塊之樞轉路徑大致上將為橢圓形或圓形。

在至少一種變型實施例中，與中心軸線對齊的中心孔口可為齒輪箱機構之一部分。每一齒輪塊總成包括齒輪塊、搖桿臂、及至少一凸輪從動件，它們將齒輪塊連接至凸輪元件的平坦表面。搖桿臂及/或齒輪塊可相互作用為樞轉地附接，且對應於凸輪從動件與凸輪元件之相互作用及/或嚙合。輸出元件的旋轉亦可經過未處於驅動或正偏壓旋轉嚙合中之齒輪塊的反向或張力嚙合(亦即，負偏壓)來控制，以便減小及/或元件齒隙。

在至少一種版本中，主體提供用於齒輪總成之外殼。齒輪塊總成靜置及/或藉由主體保持表面所支撐。齒輪塊亦可藉由主體齒輪塊界接表面所保持及/或支撐。搖桿臂亦可藉由主體界接表面、及/或如藉由主體所界定的主體搖桿臂空隙所支撐及/或保持。搖桿臂之樞轉動作亦可與齒輪塊的樞轉動作一致，此樞轉動作允許輸出元件之界接、嚙合、及/或旋轉。

在至少一種變型實施例中，齒輪箱機構可包括搖桿塊總成，其具有搖桿臂、凸輪從動件、及耦接至搖桿塊的路徑從動件。凸輪從動件及路徑從動件可跟蹤凸輪中所形成之路徑，且其中路徑形成於彼此垂直的平面中。搖桿塊總成亦可包括順從性機構，其將順從性力量施加至齒輪墊，此齒輪墊係耦接至搖桿塊。

使用本發明之齒輪塊總成，齒輪箱機構的許多實施例是可能的。構造成繞著凸輪總成之中心軸線的複數齒輪塊總成可包含奇數或偶數齒輪塊總成。對於本發明之變速箱機構而言，需要至少二個、且較佳是三個齒輪塊總成。齒輪塊總成的移動典型以旋轉順序彼此移動。在任何特定情況下，至少一齒輪塊總成始終及時與輸出齒輪元件嚙合。較佳地，於任何特定情況下，僅一齒輪塊總成係及時與輸出齒輪元件脫離。然而，在另一較佳實施例中，其中複數齒輪塊總成包含四個以上之偶數齒輪塊總成，構成在凸輪總成的相反側上之齒輪塊總成與二級或輸出齒輪元件共同嚙合及脫離。

本發明的齒輪塊總成之設計使得於任何給定時間有更多數目之齒輪齒部嚙合輸出齒輪，藉此橫越較大面積分散與在其中相關聯的應力。藉由在任何給定時間明顯地增加齒輪塊與輸出齒輪之間的接觸面積，顯著地降低機械應力位準。另外，本發明之齒輪塊總成將齒隙減小至零及甚至預加載條件，以於動力源與動力裝置之間創建緊密的連接。這是非常期望之特徵，尤其是對於高振動應用。藉由將齒隙減小至零或預加載條件，亦可在寬廣範圍的高振動頻率下減小機械阻抗。再者，因為與抵靠著輸出齒輪之齒輪塊嚙合相關聯的應力分佈橫越較大面積，齒輪塊機構可由重量更輕、更可撓之材料所製成，它們是更便宜及更易於製造，且於可靠性上不會降級。實際上，使用可撓材料進一步減少在低頻下的機械阻抗。因為重量和空間之限制，藉由減少其重量及尺寸，本發明的變速箱機構係適於先前不實用之寬廣的應用範圍。

參考諸多圖面，且尤其是圖1A、1B及2，如先前在共同待決的申請案序號第16/194,053號中所揭示地描述利用齒輪箱機構20之機器10的實施例，其揭示內容完全以引用之方式併入本文中。機器10包括動力源或致動器2，其包括傳輸藉由動力源2所產生的動力之輸出裝置(未例示)。儘管於圖面中所顯示的實施例大致上將動力源2描述為電動馬達，並將輸出裝置描述為電動馬達之輸出軸桿，應當理解存在許多可能的實施例。例如，輸出裝置不需要直接連接至動力源2，而是可藉著齒輪、鏈條、皮帶或磁場旋轉地耦接。同樣，動力源2可包含電動馬達、內燃機、或可為適於在輸出裝置中產生旋轉動力之任何傳統動力源。再者，動力源2亦可包含先前齒輪系機構的輸出齒輪。

如於圖1A、1B及2所描述之實施例中所顯示，複數凸輪致動的齒輪塊總成60將動力從動力軸桿4傳送至環形之二級或輸出齒輪元件50。在較佳實施例中，每一齒輪塊總成60包括具有界接表面63(例如，複數個突起部或齒部66)的齒輪塊62，界接表面63對應於構成在環形二級或輸出齒輪元件50之內圓周表面53上的互補界接表面54(例如，突起部或齒輪齒部)。應當理解齒輪塊62與本發明之輸出齒輪元件50的內圓周表面53之間的界面不僅包含所描述之較佳齒輪齒部，而且包含任何互補配置、例如栓銷及孔洞或甚至摩擦配合表面之類。

雖然將環形輸出或動力齒輪元件50描述為藉由間隔元件55固持隔開的二圓形環件，但是應理解，輸出或動力齒輪元件50可包含單一圓形環件。輸出或動力齒輪元件50包括用於附接至輸出軸桿或動力輸出機構(未示出)之孔口或孔洞58。另外，應當理解，輸出或動力齒輪元件50的外圓周51亦可包含與某些其他齒輪系機構界接之表面。

本發明的齒輪塊62專門設計成能夠在任何給定時間使較大表面積(例如，較大數目之齒輪齒部)嚙合輸出齒輪50，藉此將於其中相關聯的應力分散橫越較大面積。藉由在任何給定時間明顯地增加齒輪塊62與輸出齒輪50之間的接觸面積，顯著地降低機械應力位準。另外，本發明之齒輪塊62總成將齒隙減小至零，且甚至減小至預加載條件，以在動力源2與動力裝置之間創建緊密的連接。這是非常期望之特徵，尤其是對於高振動應用。再者，因為與抵靠著輸出齒輪50的齒輪塊62嚙合相關聯之應力分佈橫越較大面積，齒輪塊62可由重量更輕的材料所製成，它們典型是更便宜及更易於製造，且於可靠性上不會降級。例如，根據赫茲接觸理論，用於正齒輪之典型應力結果係在450MPa至600MPa的範圍中。高級鋼係用於處理此等高應力位準之最佳配合材料。其他材料(像低級鋼或鋁)將在類似條件之下變形。然而，藉由按照本發明的齒輪箱機構將應力分佈橫越大接觸面積，於類似條件之下的應力位準可減小至約20MPa。用於相同之應用，這些低應力位準允許本發明的齒輪箱機構使用低級鋼、鋁或甚至塑膠來製造。因為重量和空間之限制，藉由減小其重量及尺寸，本發明的變速箱機構可為適於先前不實用之寬廣的應用範圍。

凸輪總成30係藉著輸出裝置或動力軸桿(未例示)耦接至動力源2。因此，藉由動力源2所產生之動力係傳送至動力軸桿，其造成凸輪總成30繞著中心軸線6旋轉。凸輪總成30繞著其圓周表面34包括複數獨特的路徑或溝槽，每一路徑或溝槽與每一齒輪塊總成60之單一連桿總成的凸輪從動件界接，以致當凸輪總成30旋轉時，齒輪塊62之移動係按照某一設計參數在二維中控制。藉由變動凸輪總成30上的路徑或溝槽之半徑，齒輪塊總成60的連桿總成回應於凸輪總成30之旋轉而經過二維路線驅動各自的齒輪塊62。廣義上來說，二維路線包括推動齒輪塊，以嚙合輸出齒輪元件50，並於由輸出齒輪元件50脫離之前將此輸出齒輪元件50移動或旋轉指定的量子距離，及返回指定之量子距離以再次重新嚙合輸出齒輪元件50及重複此過程。藉由調整諸多連桿總成的長度及構造並變更凸輪總成30中所形成之路徑或溝槽，控制每一齒輪塊62的行進路徑或路線。

於較佳實施例中，每一連桿機構包括二個樞轉地耦接之連接器支臂。上連接器支臂包括可樞轉地耦接至其各自齒輪塊62的第一樞軸點及可樞轉地耦接至下連接器支臂之第二樞軸點。下連接器支臂在其遠側端處包括凸輪從動件，此凸輪從動件與凸輪總成30中所形成的各自路徑或溝槽維持接觸。下連接器支臂更包括相對凸輪總成30之旋轉的中心軸線6具有固定之旋轉軸的樞轉點。

現在參考圖3，如先前於共同待決之申請案序號第16/266,629號中所揭示的齒輪箱機構之第二實施例的例示圖，其揭示內容係完全以引用之方式併入本文中。圖3描述與齒輪箱機構的輸出元件250界接之齒輪塊總成260的立體圖。齒輪塊總成260可包括齒輪塊262、扭矩槓桿299、第一凸輪從動件294A、及/或第二凸輪從動件294B。在至少一版本中，第一凸輪從動件294A係耦接至齒輪塊262，且第二凸輪從動件294B係耦接至扭矩槓桿299。當凸輪從動件294A/294B橫越第一路徑236及第二路徑237時，它們產生扭矩槓桿299及/或齒輪塊262之徑向及成角度的移動。扭矩槓桿299及/或齒輪塊262之這些縱向及緯向移動允許及/或產生扭矩槓桿299、及/或齒輪塊262的樞轉移動。於至少一範例中，間隔件246可利用於支撐及/或嚙合扭矩槓桿299。

扭矩槓桿樞軸支柱288及齒輪塊樞軸空隙297相互作用，以產生造成齒輪塊262嚙合輸出元件250及/或由輸出元件250脫離之力量。在至少一範例中，齒輪塊262的移動係循環、環形或閉環移動，其可具有移動之大致上矩形、橢圓形、圓形、正方形、圓錐形、扁圓形、卵形、截短的圓形圖案或其任何組合之特定的設計圖案。

例如，齒輪塊界接表面263可嚙合輸出元件界接表面及/或由輸出元件界接表面脫離。齒輪塊262將由於扭矩槓桿299及凸輪從動件294A/294B之樞轉移動而以循環方式移動。在至少一種版本中，齒輪塊可具有四個位置。第一位置228(或過渡位置)允許齒輪塊橫過或移動至新的位置，以開始輸出元件250之新的旋轉。第二位置226(或嚙合位置或正偏壓移動位置)允許齒輪塊於輸出元件250上產生旋轉力量或拉力228。第三位置225(或中立或平衡位置)可允許齒輪塊262處於與輸出元件界接表面嚙合、旋轉或脫離之位置中，而在輸出元件上不會產生力量。第四位置227(亦即，反向張力或負偏壓構造)允許將張力放置於輸出元件250上，以輔助防止及/或消除輸出元件250的齒隙。

凸輪元件導引件216可經過旋轉支撐件、滾珠軸承總成、及/或一組滾珠軸承(未例示)與輸出元件250界接，所述軸承可放置在凸輪元件導引件圓周表面217與輸出元件圓周表面251之間。

如圖面中所描述的實施例中所顯示，複數凸輪致動之齒輪塊總成260將動力由輸入或旋轉裝置(未例示)傳送至輸出元件250。於較佳實施例中，每一齒輪塊總成260包括具有界接表面263的齒輪塊262(例如，複數個突起部或齒部266)，其對應於構成在輸出元件250之外周表面251上的互補輸出元件界接表面254(例如，突起部或齒輪齒部)。本發明不僅包含如所描述之較佳齒輪齒部，而且包含任何互補配置、例如栓銷及孔洞或甚至摩擦配合表面。

儘管輸出元件250係描述為單一圓形環件，但是應當理解，輸出元件250可包含藉由間隔元件(未例示)固持隔開的二圓形環件。輸出元件250包括用於附接至輸出軸桿或動力輸出裝置(未例示)之孔口或孔洞258。另外，應當理解，輸出元件250的內圓周251亦可包含與某些其他齒輪系機構界接之表面。

另外，應當理解，齒輪塊262可包括將界接表面263分成二分開區段的分隔部/對齊塊(未例示)。以對齊塊(未例示)為特徵之齒輪塊262的變型尤其適用於以由圓形環件所組成之輸出元件250為特徵的實施例。齒輪塊262可具有能與扭矩槓桿孔口297相互作用之齒輪塊支柱264，以為齒輪塊262及/或扭矩槓桿299提供樞轉點。

本發明的齒輪塊262係專門地設計，以使較大表面積(例如，較大數目之齒輪齒部)在任何給定時間能夠嚙合輸出元件250，藉此將與於其中相關聯的應力分散橫越較大面積。藉由在任何給定時間明顯地增加齒輪塊262與輸出元件250之間的接觸面積，可顯著地降低機械應力位準。另外，本發明之齒輪塊262總成260將齒隙減小至零，且甚至減小預加載條件，以於動力源及/或動力裝置(未例示)之間創建緊密的連接。這是非常期望之特徵，尤其是用於高振動應用。再者，因為與抵靠著輸出元件250的齒輪塊262之嚙合相關聯的應力分佈橫越較大面積，齒輪塊262可由重量更輕之材料所製成，它們典型是更便宜及更易於製造，且於可靠性上不會降級。

凸輪元件230可藉著軸桿、齒輪、皮帶、磁場、摩擦配合、或另一耦接手段耦接至輸入裝置、動力源、或另一旋轉裝置(未例示)。藉由輸入裝置、動力源、或他另一旋轉裝置(未例示)產生的動力可被傳送至軸桿、齒輪、皮帶、磁場、摩擦配合、或另一耦接手段，其造成凸輪元件230繞著中心軸線206旋轉。凸輪總成230沿著其平坦表面包括複數獨特之路徑或溝槽，每一路徑或溝槽均與齒輪塊總成260的凸輪從動件294界接，以致當凸輪元件230旋轉時，根據某一設計參數在二維中控制齒輪塊262的移動。藉由變動凸輪元件230上之路徑或溝槽的半徑，齒輪塊總成260回應於凸輪元件230之旋轉而驅動各自的齒輪塊262經過二維路線。廣義上來說，二維路線包括推動齒輪塊262以嚙合輸出元件250，並在輸出元件250脫離之前使輸出元件250移動或旋轉一指定距離，且返回此指定距離以再次重新嚙合此輸出元件250，並重複此過程。每一齒輪塊262之行進路徑或路線係藉由調整扭矩槓桿299、齒輪塊262及/或凸輪從動件294的尺寸、高度、長度及構造，且變更凸輪元件230中所形成之路徑或溝槽來控制。

例如，樞軸連接可更包括使扭矩槓桿299及/或齒輪塊262偏壓的扭轉彈簧元件(未示出)，以致於凸輪元件230之整個旋轉週期中，凸輪從動件294維持與凸輪元件230的平坦表面235中所形成之其各自路徑或溝槽236、237的表面接觸。在一實施例中，凸輪總成230之平坦表面實質上垂直於凸輪總成230的旋轉軸線。可替代地、或另外，根據本發明，連接齒輪系中之所有齒輪塊262的環形彈簧可用作偏壓機構。

齒輪塊總成260被偏壓及/或鎖固，以致於凸輪元件230之整個旋轉週期中，每一凸輪從動件294維持與凸輪元件230中所形成的其各自路徑或溝槽之表面接觸。例如，凸輪從動件294A維持與第一路徑236的表面接觸，且凸輪從動件294B維持與第二路徑237之表面接觸。每一路徑具有獨特的圓周，其半徑在路徑之行程上變動。

藉由變動凸輪元件230上的每一路徑或溝槽236、237之半徑，扭矩槓桿299回應於凸輪元件230的旋轉而驅動它們各自之齒輪塊262經過二維路線。大致上，二維路線239包括推動齒輪塊262以嚙合輸出元件250，並在由輸出元件250脫離之前使輸出元件250移動或旋轉一指定距離，且返回相同的指定距離以再次重新嚙合輸出元件250，及重複此過程。應當理解，附圖中所描述之二維路線239不是按比例繪製，且多少誇大以例示本發明的總體主構。例如，距離A-B典型將比所描述者遠較小。每一齒輪塊262之行進路徑或路線239係藉由調整扭矩槓桿299、齒輪塊262的尺寸及構造、及/或變更凸輪元件230中所形成之路徑或溝槽236、237來控制。

當適於齒輪箱機構220時，複數齒輪塊總成260構造成繞著凸輪元件230的中心軸線206。在至少一種版本中，凸輪元件230可藉由輸出裝置(未例示)耦接至動力源(未例示)。當凸輪元件230旋轉時，各自扭矩槓桿299之的凸輪從動件294及/或每一齒輪塊總成260之齒輪塊262維持與凸輪元件230之平坦表面235中所形成的特定路徑或溝槽236、237接觸。距凸輪元件230之不同路徑或溝槽236、237的旋轉中心之距離的變動造成扭矩槓桿299樞轉地附接至凸輪從動件194，以協同工作，以移動其各自之齒輪塊262經過預定的移動路線239。可精確地校準齒輪塊260之此預定的移動路線239，以滿足特定之工程要求。例如，可藉由調整每一齒輪塊總成260的移動路線239來調節及控制扭矩比及減速。

參考諸多圖面，尤其是參考圖4，描述本發明之變速箱機構320的第三實施例。齒輪箱機構320可藉由動力源或致動器(如圖1A及1B中所示)提供動力及/或旋轉，此動力及/或旋轉係藉由齒輪箱機構320傳輸至輸出裝置(未例示)。動力源可為電動馬達、內燃機、水啟動源、風力渦輪機、或其他可能之實施例。另外，動力源或致動器、以及輸出裝置(未例示)可藉著齒輪、鏈條、皮帶、或磁場旋轉地耦接。

變速箱機構320可構造成繞著中心軸線306。中心軸線306可穿過主體340、輸出元件350、凸輪元件330、軸向凸輪331、及轂部314的中心孔口。主體340及轂部314可經過緊固件347耦接在一起。緊固件347可為螺釘、螺栓、所有螺紋、壓配合裝置、或其他用於將二部件以固定或鎖固方式緊固在一起的手段。可有軸承、或滾動軸承307，其可將輸出元件350、軸向凸輪331、及凸輪元件330之每一者與主體340及/或轂部314分開。於至少一範例中，亦可有將輸出元件與軸向凸輪331分開的軸承、或滾動軸承307。

在一些實施例中，藉由使用緊固件例如緊固件302將軸向凸輪331及凸輪元件330耦接在一起而創建凸輪總成，其中軸向凸輪331及凸輪元件330與齒輪塊總成相互作用。緊固件302可為螺釘、螺栓、所有螺紋、壓配合裝置、或其他用於將軸向凸輪331及凸輪元件330以固定或鎖固方式緊固在一起的手段。齒輪箱機構320更包括複數齒輪塊總成360。每一齒輪塊總成360可包括搖桿臂399(搖桿臂399A、399B、399C、399D、399E、399F、及399G統稱為搖桿臂399)，其係與齒輪塊362(齒輪塊362A、362B、362C、362D、362E、362F、及362G可統稱為齒輪塊362)耦接。具體地設計本發明之齒輪塊362，以使得較大表面積(例如，較大數目之齒輪齒部)能夠在任何給定時間嚙合輸出元件350，藉此將與於其中相關聯的應力分散橫越較大面積。藉由在任何給定時間明顯地增加齒輪塊362與輸出元件350之間的接觸面積，可顯著地降低機械應力位準。於一些實施例中，一個以上之齒輪塊362可具有路徑跟蹤器，此路徑跟蹤器可單獨地或與路徑從動件元件組合地跟蹤及/或順著形成進入軸向凸輪331的路徑。路徑從動件元件可包括滾珠軸承、滾動軸承、或其他用於減少摩擦之機構或手段。另外，本發明的齒輪塊總成360將齒隙減小至零，甚至減小至預加載條件，以在動力源及/或動力裝置(未例示)之間創建緊密的連接。這是非常期望之特徵，尤其是對於高振動應用。再者，因為與抵靠著輸出元件350之齒輪塊362嚙合相關聯的應力分佈橫越較大面積，齒輪塊362可由重量更輕之材料所製成，它們典型是更便宜及更易於製造，且於可靠性上不會降級。

例如，根據赫茲接觸理論，用於正齒輪之典型應力結果係在450MPa至600MPa的範圍中。高級鋼係用於處理此等高應力位準之最佳配合材料。其他材料(像低級鋼或鋁)將在類似條件之下變形。然而，藉由按照本發明的齒輪箱機構將應力分佈橫越大接觸面積，於類似條件之下的應力位準可減小至約20MPa。用於相同之應用，這些低應力位準允許本發明的齒輪箱機構使用低級鋼、鋁或甚至塑膠來製造。因為重量和空間限制，藉由減小其重量及尺寸，本發明的變速箱機構320可為適於先前不實用之寬廣的應用範圍。

在一些實施例中，搖桿臂399亦可具有凸輪從動件394，允許順著凸輪元件330之平坦表面334中所形成或沿著此平坦表面334的指定路徑。儘管於凸輪元件330的面向軸向凸輪331之一側上描述圖4中的平坦表面334，但是應當理解，路徑336可以進入其中之平坦表面的方式形成，該路徑336可面向軸向凸輪331或背向軸向凸輪331。齒輪箱機構320亦可包括轂部314及/或滾珠軸承總成307，其允許凸輪元件330基於輸入裝置(例如軸桿之類)或可旋轉元件(例如一組其他齒輪裝置、皮帶、槓桿、磁場或電場等)自由地旋轉。在至少一範例中，可存在多數滾珠軸承總成307A、307B、307C、307D、307E、及/或307F(統稱307)，允許用於任何旋轉部件的減少摩擦及移動自由度。每一齒輪塊362之界接表面363可與輸出元件350的輸出元件界接表面353嚙合。在一些實施例中，齒輪塊362係藉由搖桿臂399之相關聯移動而鉸接。

凸輪元件330包括與每一搖桿臂399的凸輪從動件394界接之至少一獨特的路徑或溝槽336，以致當凸輪元件330旋轉時，齒輪塊362及/或搖桿臂399之移動係按照至少一特定設計參數於二維中受控制。藉由變動凸輪元件330上的路徑或溝槽336之半徑，齒輪塊總成360回應於凸輪元件330的旋轉而驅動它們各自之齒輪塊362經過二維路線。廣義上來說，二維路線包括推動齒輪塊362，以嚙合輸出齒輪元件350的界接表面353，並於由輸出元件350脫離之前將此輸出元件350移動及/或旋轉一指定距離，及返回此指定距離以再次重新嚙合輸出元件350及重複此過程。藉由調整各自齒輪塊及/或搖桿臂的長度、寬度、高度、及/或尺寸、及/或藉由變更凸輪元件330中所形成之路徑或溝槽336，控制每一齒輪塊362的行進路徑或路線。

搖桿臂399藉由凸輪從動件394繞著特定之樞轉點樞轉，此凸輪從動件394橫過凸輪元件330中所形成的路徑336。此外，齒輪塊362亦可具有順著沿著軸向凸輪331之分開路徑的路徑跟蹤器及/或路徑凸輪從動件，其亦觸發用於齒輪塊362之致動點。在至少一實施例中，用於齒輪塊362及搖桿臂399兩者都有至少一樞軸或致動點，其允許每一者彼此分開地致動或樞轉，且同時亦結合地移動以創建用於齒輪塊362的特定移動圖案。在至少一範例中，齒輪塊362之移動係循環、環形或閉環移動，其可具有移動之大致上矩形、橢圓形、圓形、正方形、圓錐形、扁圓形、卵形、截短的圓形圖案或其任何組合之特定的設計圖案。

現在參考圖4，描繪凸輪元件330、輸出元件350、以及搖桿臂399、凸輪從動件394、及齒輪塊362之立體圖。亦描繪軸向凸輪331；然而，於此視圖中，其係不輕易地看到。中心軸線306可在凸輪元件330、軸向凸輪331、及/或輸出元件350的中心處通過中心孔口332。於本揭示內容之至少一實施例中，凸輪元件330隨同齒輪塊362一起與搖桿臂399相互作用，以旋轉並造成齒輪塊362的移動，以具有循環、環形或閉環移動，基於凸輪元件330中之路徑具有移動的大致上矩形、橢圓形、圓形、正方形、圓錐形、扁圓形、卵形、截短之圓形圖案、或其任何組合的特定之設計圖案，其可允許附接至搖桿臂399的凸輪從動件394沿著路徑336橫過並產生齒輪塊362之移動。

每一凸輪從動件394可各自具有分開的路徑，或在一些實施例中，可具有每一者同時在不同位置處順著行進之單一路徑。齒輪塊362可樞轉地連接至搖桿臂399。可替代地或額外地，連接齒輪系中的所有齒輪塊362之環形彈簧可被使用作為根據本發明的偏壓機構。於本揭示內容之至少一實施例中，凸輪元件將具有單一路徑，然而可有形成在凸輪元件330中多數路徑(此多數路徑可在它們是平行路徑的同一平面中)、或離中心軸線306具有不同距離之路徑，或者此等路徑可為位於在中心軸線306的方向中堆疊之分開平面中。

於至少一實施例中，在凸輪元件330中所形成的路徑336允許齒輪塊362之移動及旋轉，造成齒輪塊362的界接表面與輸出元件350嚙合、界接及/或相互作用。凸輪從動件394維持與凸輪元件330中所形成之它們各自的路徑或溝槽之表面接觸。雖然在諸多圖面中描述的凸輪元件330看起來像是單一盤片或單元，其具有形成於凸輪元件330之平坦表面334中的至少一路徑或溝槽336，但應當理解，凸輪元件330亦可包含複數分開之盤片，每一盤片具有在其平坦表面(例如334)中形成的獨特路徑，這些路徑機械地耦接至彼此，以組裝單一凸輪總成330。於較佳實施例中，凸輪總成330之平坦表面334實質上垂直於凸輪總成330的旋轉軸線。儘管圖4中所描繪之平坦表面334顯示為在凸輪元件330面向軸向凸輪331的一側上，但應當理解的是，形成進入平坦表面而形成之路徑336可面向軸向凸輪331或面向遠離軸向凸輪331。

例如，藉由變動凸輪元件330上的路徑或溝槽336之半徑，搖桿臂399繞著其樞軸點樞轉，以補償並維持搖桿臂399與主體(未例示)之間的接觸。搖桿臂399繞著其樞轉點之此樞轉或移動引起與齒輪塊362的樞轉連接中之移動。由於每一搖桿臂399的凸輪從動件394在其各自不同點處順著及/或橫過凸輪元件330之平坦表面334中所形成的路徑336，每一搖桿臂399獨立於另一搖桿臂399作用。

當用於搖桿臂399之凸輪從動件394順著它們各自的路徑336時，搖桿臂399可在特定點樞轉，造成齒輪塊繞著特定點樞轉及/或旋轉。例如，搖桿臂399之樞軸點將觸發齒輪塊362的向左、向右、向內或向外、或旋轉動作。大致上，三維路線可具有第一部分339A，包括推動齒輪塊362，以在釋放輸出元件350的偏壓之前偏壓輸出元件350並移動或旋轉輸出元件350達指定距離。另外，可能存在嚙合及/或脫離致動，這導致三維路線的第二部分339B(亦即，第一部分339A及第二部分339B共同創建將稱為339之三維路線)。它們結合在一起允許齒輪塊及界接表面的循環、環形或閉環移動或路線339，其具有移動之大致上矩形、橢圓形、圓形、正方形、圓錐形、扁圓形、卵形、截短之圓形圖案、或其任何組合的特定之設計圖案。齒輪塊362的循環、環形或閉環移動或路線339可允許藉由齒輪塊界接表面正偏壓此輸出界接表面，此正偏壓轉換成輸出元件350之前向旋轉。另外，齒輪塊362能以減小輸出元件及/或齒輪塊的齒隙或可能之齒隙的方式用齒輪塊界接表面負向地偏壓輸出元件界接表面。於至少一實施例中，亦可存在允許齒輪塊362不以正向及/或負向方式偏壓輸出元件350之中立偏壓或位置，於某些範例中亦可允許齒輪塊362由中心軸線向外釋放。

現在參考圖4及圖5，描繪本發明的變速箱機構320之第三實施例的額外說明圖。藉由變動凸輪元件330上之路徑或溝槽336的半徑，搖桿臂399回應於凸輪元件330之旋轉而將它們各自的齒輪塊362驅動經過二維路線。大致上，二維路線339A包括在釋放輸出元件350的偏壓之前，推動齒輪塊362偏壓此輸出元件350並使輸出元件350移動或旋轉一指定距離。另外，可存在嚙合及/或脫離致動，其允許第二部分339B添加至二維路線。當齒輪塊係由輸出元件350脫離時，齒輪塊362能以允許其在輸出元件350的旋轉移動之相反方向中移動界接表面的方式旋轉及樞轉，而允許齒輪塊362返回相同之指定距離，以再次重新嚙合輸出元件350，並重複此過程。應當理解，附圖中所描述的二維路線339不是按比例繪製，且被放大以說明本發明之一般原理。例如，距離A-B典型而言將比所描述者遠較小。藉由調整搖桿臂399、齒輪塊362的尺寸及構造、及/或變更凸輪元件330中所形成之路徑或溝槽336，控制每一齒輪塊362的行進路徑或路線339A。

當適於齒輪箱機構320時，複數齒輪塊總成360構造成繞著通過凸輪元件330之中心軸線306。在至少一種版本中，凸輪元件330可藉由輸出裝置(未例示)耦接至動力源(未例示)。當凸輪元件330旋轉時，每一齒輪塊總成的各自搖桿臂399之凸輪從動件394維持與凸輪元件330的平坦表面334中所形成之特定路徑或溝槽336接觸。於較佳實施例中，凸輪總成330的平坦表面334實質上垂直於凸輪總成330之旋轉軸線。由旋轉中心至沿著凸輪元件330的路徑或溝槽336之不同點的距離之變動造成搖桿臂399樞轉地附接至齒輪362以協同工作，以移動它們各自的齒輪塊362經過預定之移動路線339。可精確地校準齒輪塊362的此預定之移動路線339，以滿足特定的工程要求。例如，可藉由調整每一齒輪塊362之移動路線339來調節及控制扭矩比及減速。軸向凸輪331與凸輪元件330協同旋轉，且隨著它們旋轉，齒輪塊362的路徑跟蹤器364(尤其是看圖7、13及14)沿著軸向路徑或溝槽337跟蹤。軸向路徑或溝槽337形成於軸向凸輪331之圓周表面335中。朝向或遠離軸向凸輪331的下區段333A之路徑的高度之變動造成齒輪塊362以線性移動與輸出元件350的界接表面353嚙合或脫離(亦可稱為用於齒輪塊362之三維路線的第二部分339B)。齒輪塊362的移動可為經過二分開部分(339A/339B)創建，此二部分協同作用以產生旋轉(在一平面(水平)中之二維移動、左右/前後軸向動作的組合)移動及於垂直平面中之線性移動(上下動作)，其創建三維路線。

使用本發明的齒輪塊總成，齒輪箱機構之許多實施例係可能的。根據本發明所建構之齒輪箱機構的所有實施例均以繞著凸輪元件330之中心軸線306構造的複數齒輪塊總成為特徵，並可包含奇數或偶數齒輪塊總成之任一者。對於本發明的變速箱機構，需要至少二個、且較佳是三個以上之齒輪塊總成。齒輪塊總成的移動典型而言以旋轉順序彼此移動。

然而，在本發明之較佳實施例中，其中複數齒輪塊總成包含四個以上的偶數齒輪塊總成，構造於凸輪元件330之相反側上的齒輪塊總成與二級或輸出元件350一致地嚙合及脫離。例如，齒輪箱機構320之實施例能以四個齒輪塊總成360為特徵。類似地，齒輪箱機構320的另一實施例能以六個齒輪塊總成360為特徵。這是藉由確保凸輪元件之平坦表面中所形成的個別路徑或溝槽係沿著凸輪元件330之平坦表面彼此同相來完成。

再次參考圖面，且尤其是圖6，描繪本發明的變速箱機構420之第四實施例。齒輪箱機構420可藉由移位至輸出裝置的動力源或致動器(如圖1A及1B中所示)供給動力及/或旋轉。動力源可為電動馬達、內燃機、水啟動源、風力渦輪機、或其他可能之實施例。另外，動力源或致動器、以及輸出裝置可藉著齒輪、鏈條、皮帶、或磁場旋轉地耦接。

齒輪箱機構420可繞著中心軸線406構成。中心軸線406可通過主體440、輸出元件450、凸輪元件430、及轂部414的中心孔口。轂部414可包括滾珠軸承總成(未例示)，其基於輸入裝置(例如軸桿之類)或可旋轉元件(例如一組其他齒輪裝置、皮帶、槓桿、磁場或電場等之類)，允許凸輪元件430在轂部414內自由地旋轉。主體440及轂部414可與緊固件(未例示)耦接在一起。緊固件可為螺釘、螺栓、所有螺紋、壓配合裝置、或其他用於將二部件以固定或鎖固方式緊固在一起的手段。變速箱機構420可更包括軸承，例如滾動軸承407之類，其可將輸出元件450及凸輪元件430的每一者與主體440及/或轂部414分開。變速箱機構420亦可包括複數齒輪塊總成460。每一齒輪塊總成可包括與齒輪塊462(齒輪塊462A、462B、462C、462D、462E、及462F可統稱為齒輪塊462)耦接之搖桿臂499(搖桿臂499A、499B、499C、499D、499E、499F、及499G，統稱為搖桿臂499)。於一些實施例中，齒輪塊462可具有路徑跟蹤器，此路徑跟蹤器可個別地或與路徑從動件元件組合地跟蹤及/或順著進入凸輪元件430而形成的路徑。

具體地設計本發明之齒輪塊462，以使得較大表面積(例如，較大數目之齒輪齒部)能夠在任何給定時間嚙合輸出元件450，藉此橫越較大面積分散與在其中相關聯的應力。藉由在任何給定時間明顯地增加齒輪塊462與輸出元件450之間的接觸面積，顯著地降低機械應力位準。另外，本發明之齒輪塊462將齒隙減小至零及甚至預加載條件，以於動力源及/或動力裝置(未例示)之間創建緊密的連接。這是非常期望之特徵，尤其是用於高振動應用。再者，因為與抵靠著輸出元件450的齒輪塊462之嚙合相關聯的應力分佈橫越較大面積，齒輪塊462可由重量更輕之材料所製成，它們典型而言是更便宜及更易於製造，且於可靠性上不會降級。

例如，根據赫茲接觸理論，用於正齒輪之典型應力結果係在450MPa至600MPa的範圍中。高級鋼係用於處理此種高應力位準之最佳配合材料。其他材料(像低級鋼或鋁)將在類似條件之下變形。然而，藉由按照本發明的齒輪箱機構將應力分佈橫越大接觸面積，於類似條件之下的應力位準可減小至約20MPa。用於相同之應用，這些低應力位準允許本發明的齒輪箱機構使用低級鋼、鋁或甚至塑膠來製造。因為重量和空間限制，藉由減小其重量及尺寸，本發明的變速箱機構420可為適於先前不實用之寬廣的應用範圍。

在一些實施例中，搖桿臂499亦可具有凸輪從動件494，允許順著沿著凸輪元件430之圓周表面所形成的指定路徑。齒輪塊462之界接表面可與輸出元件450的界接表面452嚙合。於一些實施例中，齒輪塊係藉由搖桿臂499之相關聯移動而旋轉。

凸輪元件430包括與搖桿臂499的凸輪從動件494界接之至少一獨特的路徑或溝槽，以致當凸輪元件430旋轉時，根據至少一特定設計參數於二維中控制齒輪塊462及/或搖桿臂499之移動。藉由變動凸輪元件430上的路徑或溝槽之半徑，齒輪塊總成回應於凸輪元件430的旋轉而驅動各自之齒輪塊462經過二維路線。廣義上來說，二維路線包括推動齒輪塊462，以嚙合輸出元件450，並於由輸出元件450脫離之前將此輸出元件450移動及/或旋轉一指定距離，及返回此指定距離以再次重新嚙合輸出元件450及重複此過程。藉由調整各自齒輪塊及/或搖桿臂499的長度、寬度、高度、及/或尺寸、及/或藉由變更凸輪元件430中所形成之路徑或溝槽，控制每一齒輪塊462的行進路徑或路線。

搖桿臂499藉由凸輪從動件494繞著特定之樞轉點樞轉，當凸輪元件430旋轉時，凸輪從動件494橫過凸輪元件430中的路徑。另外，齒輪塊462亦可具有順著沿著凸輪元件430之分開路徑的路徑跟蹤器及/或路徑凸輪從動件，其亦觸發用於齒輪塊462之致動點。在至少一實施例中，用於齒輪塊462及搖桿臂499兩者都有至少一樞軸或致動點，其允許每一者彼此分開地致動或樞轉，且同時亦結合地移動以創建用於齒輪塊462的特定移動圖案。在至少一範例中，齒輪塊462之移動係循環、環形或閉環移動，其可具有移動之大致上矩形、橢圓形、圓形、正方形、圓錐形、扁圓形、卵形、截短的圓形圖案、或其任何組合之特定的設計圖案。於一些實施例中，主體440可為與至少一轂部412A及/或412B耦接。在一些範例中，可協調轂部412A及412B。

現在參考圖6，描繪凸輪元件430以及搖桿臂499、凸輪從動件494、及齒輪塊462的立體圖。中心軸線406於凸輪元件430之中心通過中心孔口432。在本揭示內容的至少一實施例中，隨著凸輪元件430之旋轉，凸輪元件430與搖桿臂499以及齒輪塊462相互作用，以造成齒輪塊462具有循環、環形或閉環移動，基於凸輪元件330中之路徑具有移動的大致上矩形、橢圓形、圓形、正方形、圓錐形、扁圓形、卵形、截短之圓形圖案、或其任何組合的特定之設計圖案，其可允許附接至搖桿臂499的凸輪從動件494沿著路徑橫過並產生齒輪塊462之移動。在至少一實施例中，凸輪從動件494可經過搖桿塊耦接及/或附接至搖桿臂499。

凸輪從動件494的每一者可各自具有分開之路徑，或於一些實施例中，可具有單一路徑，每一凸輪從動件同時在不同位置處跟隨。齒輪塊462可樞轉地連接至搖桿臂499。可替代地、或另外，連接齒輪系中的所有齒輪塊462之環形彈簧可根據本發明被使用作為偏壓機構。於本揭示內容的至少一實施例中，凸輪元件將具有單一路徑，然而，在凸輪元件430中可形成有多數路徑，這些路徑可於它們是平行路徑之相同平面中，或離中心軸線406具有不同距離的路徑，或諸多路徑可為在中心軸線406之方向中堆疊的分開平面中。

於至少一實施例中，沿著凸輪元件430之路徑436、437允許齒輪塊462的移動及旋轉，造成齒輪塊462之界接表面與輸出元件450嚙合、界接及/或相互作用(圖17)。當凸輪元件430旋轉時，凸輪從動件494維持與凸輪元件430中所形成的它們之各自路徑或溝槽的表面接觸。雖然在圖面中描述之凸輪元件430看起來是具有於凸輪元件430的圓周表面434中所形成之至少一個路徑或溝槽的單一單元，但應理解的是，凸輪元件430亦可包含複數分開之盤片或管件，每一盤片或管件具有在其圓周表面434中形成的獨特路徑，這些盤片或管件係機械式彼此耦接以組裝單一凸輪總成430。

例如，藉由變動凸輪元件430上之路徑或溝槽436、437的半徑，搖桿臂499繞著其樞軸點樞轉，以補償並維持搖桿臂499/凸輪從動件494與路徑436、437之間的接觸。搖桿臂499繞著其樞轉點之此樞轉或移動引起與齒輪塊462的樞轉連接之移動。由於每一搖桿臂499的凸輪從動件494在其各自之不同點處順著及/或橫過凸輪元件430的圓周表面中所形成之路徑436、437，每一搖桿臂499獨立於另一搖桿臂499起作用。

當用於搖桿臂499的凸輪從動件494順著它們各自之路徑436、437時，搖桿臂499可在特定點樞轉，造成齒輪塊環繞特定點樞轉及/或旋轉。例如，搖桿的樞軸點將觸發至齒輪塊462之向左、向右、向內或向外、或旋轉動作。它們結合在一起允許齒輪塊及界接表面的循環、環形或閉環移動，其具有移動之大致上矩形、橢圓形、圓形、正方形、圓錐形、扁圓形、卵形、截短之圓形圖案、或其任何組合的特定之設計圖案。例如，搖桿臂499的樞軸點將觸發至齒輪塊462之向左、向右、向內或向外、或旋轉動作。大致上，二維路線可具有第一部分439A，包括推動齒輪塊462，以在釋放輸出元件的偏壓之前偏壓輸出元件(未例示)並移動或旋轉輸出元件(未例示)達指定距離。另外，可存在允許二維路線439的第二部分439B之嚙合及/或脫離致動。它們結合在一起允許齒輪塊及界接表面的循環、環形或閉環移動或路線439，其具有移動之大致上矩形、橢圓形、圓形、正方形、圓錐形、扁圓形、卵形、截短之圓形圖案、或其任何組合的特定之設計圖案。齒輪塊462的循環、環形或閉環移動或路線439可允許藉由齒輪塊界接表面正偏壓此輸出界接表面，此正偏壓轉換成輸出元件350之前向旋轉(forward rotation)。另外，齒輪塊462能以減小輸出元件及/或齒輪塊的齒隙或可能之齒隙的方式用齒輪塊界接表面負向地偏壓此輸出元件界接表面。於至少一實施例中，亦可存在允許齒輪塊462不以正向及/或負向方式偏壓此輸出元件350之中立偏壓或位置，於某些範例中亦可允許齒輪塊462由中心軸線向外釋放。

參考圖面，且尤其是參考圖7-22，描繪本發明的變速箱機構520之第五實施例。齒輪箱機構520可藉由動力源或致動器(如圖1A及1B中所示)供給動力及/或旋轉，此動力及/或旋轉係藉由齒輪箱機構520傳輸至輸出裝置(未例示)。動力源可為電動馬達、內燃機、水啟動源、風力渦輪機、或其他可能的實施例。另外，動力源或致動器、以及輸出裝置(未例示)可藉著齒輪裝置、鏈條、皮帶、或磁場旋轉地耦接至齒輪箱機構520。齒輪箱機構520允許搖桿塊總成與凸輪530之嚙合，具有形成在多數平面中的路徑，並創建多平面凸輪致動之齒輪箱機構520。

齒輪箱機構520可構造成繞著中心軸線506。中心軸線506可通過主體540、輸出裝置550、凸輪530、輸出齒輪552、及蓋部514的中心孔口。主體540及蓋部514可經過緊固件547(顯示為緊固件547A、547B及547C)耦接在一起。緊固件547可為螺釘、螺栓、所有螺紋、壓配合裝置、或其他用於將二部件以固定或鎖固方式緊固在一起的手段。可存在摩擦減小機構507、例如但不限於可密封或未密封之軸承、滾動軸承，其可將輸出齒輪552及凸輪530的每一者與主體540及/或蓋部514分開。在至少一範例中，亦可存在將輸出裝置與主體540及/或蓋部514分開之摩擦減小機構507。於一些範例中，摩擦減小機構507可包括油封，例如，這可為507F及507G，在此507F係軸承或滾動軸承，且507G係油封，以提供密封並允許利用摩擦減小的流體。其他範例可具有自密封(self-sealing)或密封軸承或滾動軸承。於至少一實施例中，507A及507G表示摩擦減小機構，其充當密封件或油封，以允許摩擦減小之流體或材料，例如但不限在齒輪箱機構520內被利用之油脂。

齒輪箱機構520更包括一組搖桿塊總成560。每一搖桿塊總成560允許耦接至搖桿塊總成560的一組路徑跟蹤裝置沿著形成進入凸輪530之路徑跟蹤。搖桿塊總成560的齒輪墊具體地設計成使得較大表面積(例如，較大數目之齒輪齒部)能夠在任何給定時間嚙合輸出齒輪552，藉此將與於其中相關聯的應力分散橫越較大面積。藉由在任何給定時間明顯地增加齒輪墊562與輸出齒輪552之間的接觸面積，顯著地降低機械應力位準。於一些實施例中，搖桿塊總成560可具有路徑跟蹤器，此路徑跟蹤器可單獨地或與路徑從動件元件組合地跟蹤及/或順著形成進入軸向凸輪530的路徑。路徑從動件元件可包括滾珠軸承、滾動軸承、或其他用於減少摩擦之機構或手段。另外，本發明的齒輪塊總成560將齒隙減小至零，且甚至減小至預加載條件，以在動力源及/或動力裝置(未例示)之間創建緊密的連接。這是非常期望之特徵，尤其是對於高振動應用。再者，因為與抵靠著輸出齒輪552之齒輪墊562嚙合相關聯的應力分佈橫越較大面積，齒輪墊562可由重量更輕之材料所製成，它們典型而言是更便宜及更易於製造，且於可靠性上不會降級。另外，因為齒輪箱機構520的模組化本質，可互換輸出齒輪552、齒輪墊562、及凸輪530，以創建能夠支撐任何數目之負載、齒輪比、摩擦、或速率、設計要求的諸多組合。與凸輪530結合之搖桿塊總成560可造成輸出齒輪552移動或旋轉一指定距離。從廣義上來說，藉由變動凸輪530的內部路徑536及外部路徑537，驅動搖桿塊總成560經過包括推動輸出齒輪552之三維路線。在至少一範例中，搖桿塊總成560的移動係循環、環形或閉環移動，其可具有移動之大致上矩形、橢圓形、圓形、正方形、圓錐形、扁圓形、卵形、截短的圓形圖案、或其任何組合之特定的設計圖案。

例如，根據赫茲接觸理論，用於正齒輪之典型應力結果係在450MPa至600MPa的範圍中。高級鋼係用於處理此等高應力位準之最佳配合材料。其他材料(像低級鋼或鋁)將在類似條件之下變形。然而，藉由按照本發明的齒輪箱機構將應力分佈橫越大接觸面積，於類似條件之下的應力位準可減小至約20MPa。用於相同之應用，這些低應力位準允許本發明的齒輪箱機構使用低級鋼、鋁或甚至塑膠來製造。因為重量和空間限制，藉由減小其重量及尺寸，本發明的變速箱機構520可為適於先前不實用之寬廣的應用範圍。

如圖面中所描繪之實施例中所示，複數凸輪致動的搖桿塊總成560將動力由輸入或旋轉裝置522傳送至輸出裝置550。在較佳實施例中，每一搖桿塊總成560包括具有界接表面之齒輪墊562(例如，圖18中所顯示的複數突起部或齒部)，此界接表面對應於構成在輸出齒輪552之外圓周表面551上的互補輸出齒輪界接表面553(例如，突起部或齒輪齒部)。於至少一實施例中，輸出齒輪552係經由緊固件耦接至輸出裝置550。本發明不僅包含如所描繪之較佳齒輪齒部，而且包含任何互補配置，例如栓銷及孔洞或甚至摩擦配合表面之類。

儘管輸出裝置550描述為單一圓柱體，但是應當理解，輸出裝置550可包含藉由間隔元件(未例示)所固持隔開的二個以上之圓形環件。輸出裝置550包括用於附接至輸出軸桿或動力輸出裝置(未例示)的孔口或孔洞(在圖10中顯示為孔口或孔洞559)。另外，應當理解，輸出裝置550之內圓周亦可包含與某些其他齒輪系機構界接的表面。

另外，應當理解，齒輪墊562可包括將界接表面(圖18中所示)分成二分開區段之分隔部/對齊塊(未例示)。以對齊塊(未例示)為特徵的齒輪墊562之變型尤其適用於以由圓形環件所構成的輸出裝置550為特徵之實施例。

凸輪530可為藉著軸桿、齒輪、皮帶、磁場、摩擦配合、或其他耦接手段耦接至輸入裝置522、動力源、或其他旋轉裝置(未例示)。藉由輸入裝置522、動力源、或他其他旋轉裝置所產生的動力可傳送至軸桿、齒輪、皮帶、磁場、摩擦配合、或其他耦接手段，其造成凸輪元件530繞著中心軸線506旋轉。在一些實施例中，藉由將輸入裝置522、凸輪530、及凸輪螺帽524耦接在一起來創建凸輪總成。凸輪530及輸入裝置522可為與凸輪螺帽524軸向地嚙合並鎖固在一起。凸輪530可與一組搖桿塊總成560相互作用，以促進旋轉能之有組織的轉換。凸輪530可具有沿著其圓周表面及平坦表面形成之複數個獨特的路徑或溝槽，其每一者與搖桿塊總成560之凸輪從動件(於圖18中顯示為凸輪從動件594及/或路徑從動件574)界接，以致當凸輪530旋轉時，根據一組特定的設計參數於三維中控制搖桿塊總成560之移動。在至少一範例中，可於凸輪總成、搖桿塊總成560、或輸出總成549之間利用一個以上的摩擦減小機構507(顯示為507A、507B、507C、507D、507E、507F、及507G)。在至少一範例中，摩擦減小機構507可包括一個以上之軸承或滾動軸承507B、507C、507E、及507F、以及一個以上的油封507A、507D、及507G。油封允許軸承或滾動軸承被填充或與減少摩擦流體相互作用。其他範例可包括一個以上的自密封或密封式軸承或滾動軸承。一些範例可包括藉由能測量之距離分開的密封件及軸承，以允許軸承與機構或裝置相互作用，且允許摩擦減小流體於軸承、密封件、與機構或裝置之間自由地移動。主體540可具有搖桿塊凹進部577，其根據輸入裝置522或凸輪530的移動或作用，允許搖桿塊總成560搖動、樞轉、或其他的移動。主體540亦可包括允許用於承納搖桿塊總成560之樞軸栓銷的樞軸栓銷孔口543。

藉由變動凸輪530上之每一路徑或溝槽536、537的半徑，搖桿塊總成560回應於凸輪530之旋轉而驅動它們各自的齒輪墊562經過三維路線。大致上，三維路線(圖20-22中所示)包括在由輸出裝置550或輸出齒輪552脫離之前，促進搖桿塊總成560嚙合輸出裝置550或輸出齒輪552，並使輸出裝置550或輸出齒輪552移動或旋轉一指定距離，並返回相同的指定距離以再次重新嚙合此輸出元件550或輸出齒輪552，並重複此過程。

當設計成適於齒輪箱機構520時，複數搖桿塊總成560構造成繞著凸輪530之中心軸線506。於至少一種版本中，凸輪530可藉由輸入裝置522耦接至動力源(未例示)。距凸輪元件530的不同路徑或溝槽536、537之旋轉中心(中心軸線506)的距離之變動造成搖桿塊總成560協同工作，以移動其各自的齒輪墊562經過預定之移動路線。齒輪墊562的預定移動路線可被精確地校準，以滿足特定之工程要求。例如，可藉由調整每一搖桿塊總成560的移動路線來調節及控制扭矩比及減速。

例如，樞軸連接可更包括使搖桿塊總成560偏壓之扭力彈簧元件(未示出)，以致凸輪從動件(在圖18中顯示為凸輪從動件594、或路徑從動件574)遍及凸輪元件530的旋轉週期維持與凸輪530之圓周或平坦表面中所形成的其各自路徑或溝槽536、537之表面接觸。在一實施例中，凸輪530的平坦表面實質上垂直於凸輪530之旋轉軸線。替代地或額外地，連接齒輪系中的所有搖桿塊總成560之環形彈簧可被使用作為根據本發明的偏壓機構。

將搖桿塊總成560偏壓及/或鎖固，使得每一凸輪從動件594(在圖18中顯示為凸輪從動件594、或路徑從動件574)遍及凸輪530之旋轉週期維持與凸輪530中所形成的其各自路徑或溝槽之表面接觸。例如，凸輪從動件594維持與第一或內部路徑536的表面接觸，且路徑從動件(於圖18中所顯示)維持與第二或外部路徑537之表面接觸。每一路徑具有獨特路線，其半徑或高度會隨著路徑的進程而變動。

在至少一實施例中，輸出齒輪552經過一組緊固件547耦接至輸出裝置550。緊固件547允許改變輸出齒輪552以考量諸多設計特性或負載修改。主體540亦可經由一組緊固件547耦接至蓋部514，所述緊固件547可承納於一組鎖固孔口544處。在至少一範例中，主體540、蓋部514、摩擦減小機構507、輸入裝置522、凸輪530、凸輪螺帽524、輸出齒輪552、及輸出裝置550之每一者具有中心孔口，其允許中心軸線506通過該等部件的每一者。這些元件之每一者可沿著中心軸線同軸對齊，其方式為允許這些元件沿著中心軸線506的長度形成線性總成。

現在參考圖9，顯示主體540、蓋部514、及輸出總成549之分解圖。於至少一種版本中，主體540可提供用於搖桿塊總成的外殼(在圖18中所顯示)。搖桿塊總成(於圖18中所顯示)可靜置及/或藉由主體保持表面587所支撐。搖桿臂(在圖18中所顯示)可藉由如由主體540所界定之搖桿塊凹進部577所支撐及/或保持。例如，搖桿塊凹進部577的尺寸可設計成保持及防止搖桿塊總成(未例示)被移除，除了在垂直於該搖桿塊之樞轉動作的單一方向中以外，而該搖桿塊之樞轉動作(在圖18中所顯示)亦可與搖桿塊支臂的樞轉動作(於圖18中所顯示)一致，其允許輸出齒輪或輸出裝置之界接、嚙合、及/或旋轉(在圖7中所顯示)。主體540可經由緊固件547耦接至蓋部514、輸入轂部、保持器、或其他鎖固裝置，緊固件547的尺寸設計成裝入藉由主體540所界定之鎖固孔口544。於至少一範例中，可利用蓋部514、輸入轂部、保持器、或其他鎖固裝置，以用防止振動但允許凸輪自由移動的方式鎖固及/或支撐凸輪(在圖14中所顯示)。

於圖10中，以分解立體圖例示輸出總成549。輸出裝置550可耦接至輸出齒輪552。在一些範例中，可於各種耦接點處包括摩擦減小機構507(顯示為507G、507F、及507E)。輸出填隙片557亦可被利用於確保輸出齒輪552與輸出裝置550之適當對齊、適當配合、及/或預加載。藉由適當對齊輸出齒輪552與輸出裝置550，輸出填隙片557可防止由輸出齒輪552經過輸出裝置550施加至旋轉輸出的阻滯(binding)或另一不適當之摩擦。輸出裝置550、摩擦減小機構507、輸出填隙片557、及輸出齒輪552的每一者可具有中心孔口532。中心孔口532可允許輸入裝置(未示出)或其他元件通過或繞著中心軸線旋轉(未示出)。

輸出齒輪552具有輸出齒輪圓周表面551，此輸出齒輪圓周表面551可具有輸出齒輪界接表面553。輸出齒輪界接表面553可具有一組齒輪齒部，其對應於搖桿塊總成之齒輪墊上的一組齒輪齒部。在至少一實施例中，齒輪齒部可具有大致上三角形或大致上三角形之多邊形狀，其具有齒輪齒部突出部及大致上等於此突出部的對應齒輪齒部空隙。在一些範例中，輸出齒輪552可具有界定可具有對應輸出耦接孔口561B之輸出耦接孔口561A的內耦接表面。輸出耦接孔口561A/561A可允許輸出齒輪552、及輸出裝置550用緊固件547耦接在一起。類似地，輸出裝置550可經過耦接至一組輸出裝置緊固件孔口559之緊固件547耦接至旋轉輸出。

於至少一實施例中，輸出裝置550係與第一輸出摩擦減小機構507F及第二輸出摩擦減小機構507G可旋轉地嚙合。第一輸出摩擦減小機構507F及第二輸出摩擦減小機構507G能以允許輸出摩擦減小機構507F/507G的其中一者或兩者繞著中心軸線(未示出)自由旋轉之方式相互作用。

例如，第一輸出摩擦減小機構507F(軸承或滾動軸承)可為摩擦配合至輸出裝置550，且第二輸出摩擦減小機構507G(油封)係與第一輸出摩擦減小機構507F嚙合，以允許接觸第二輸出摩擦減小機構507G或第一摩擦減小機構507F的旋轉輸出裝置550自由地移動。可替代地，第一輸出摩擦減小機構507F可為摩擦配合至輸出裝置550，且第二輸出摩擦減小機構507G係與第一輸出摩擦減小機構507F嚙合，以允許輸出裝置550根據非移動式蓋部(未示出)自由地旋轉，第二輸出摩擦減小機構507G係摩擦配合至非移動式蓋部。在這些範例中，第二輸出摩擦減小機構507G可為摩擦配合至裝置或蓋部，以防止摩擦減小流體離開裝置或蓋部，並允許於齒輪箱機構內利用摩擦減小流體。

輸出裝置550可繞著其圓周表面承納第三輸出摩擦減小機構507E。在至少一範例中，第三輸出摩擦減小機構507E經由輸出填隙片557與輸出齒輪552嚙合。第三輸出摩擦減小機構507E可允許用於輸出齒輪552的移動之自由度，而相對於輸出裝置550具有振動或其他移動。在至少一範例中，第三輸出摩擦減小機構507E可為軸承或滾動軸承，其可承接摩擦減小流體，或可被密封且於摩擦減小機構內包括摩擦減小流體。

參考圖11及12，顯示輸入總成519的立體圖及分解圖。輸入總成519可包括輸入裝置522、凸輪530、凸輪螺帽524、及一個以上之輸入摩擦減小機構507(顯示為507D、507C及507B)。在至少一實施例中，輸入裝置522可為藉由來自外部裝置的旋轉輸入而旋轉，此旋轉輸入迫使凸輪530旋轉。隨著凸輪530旋轉，搖桿塊總成(未示出)係與凸輪530之表面內所形成的內部路徑、及外部路徑之其中一者或兩者嚙合。凸輪530係用凸輪螺帽524鎖固抵靠著輸入裝置522。於至少一範例中，凸輪螺帽524創建至用於凸輪530的輸入裝置522之摩擦配合或帶螺紋的連接。輸入裝置522亦可經由一個以上之輸入摩擦減小機構507來與其他齒輪箱機構元件(未示出)可旋轉地耦接或嚙合。

例如，在至少一實施例中，輸入裝置522沿著中心軸線506放置，於此輸入裝置522可經由摩擦減小機構507來與輸出齒輪(未示出)接觸。在一些範例中，輸入摩擦減小機構507D可與第二輸入摩擦減小機構507C嚙合，其中第二機構507C摩擦配合至輸入裝置522，且具有與第一機構507D嚙合的內部旋轉結構，以允許至第二輸入摩擦減小機構507C之移動自由度。於至少一範例中，第一輸入摩擦減小機構507D係為可與第二輸入摩擦減小機構507C嚙合的油封，此第二輸入摩擦減小機構507C係為與第一輸入摩擦減小機構507D流體嚙合之軸承或滾動軸承。第二輸入摩擦減小機構507C可與第三輸入摩擦減小機構507B嚙合。第二與第三輸入摩擦減小機構的此嚙合可為經過摩擦減小流體之機械或流體嚙合。第三輸入摩擦減小機構507B可與輸入填隙片527嚙合。在至少一實施例中，第三輸入摩擦減小機構507B係密封或自密封的軸承或滾動軸承。於至少一範例中，輸入填隙片允許凸輪530相對於中心軸線506對齊。

圖13例示輸入裝置522之立體圖。輸入裝置522可具有與中心軸線506對齊的中心孔口532。在至少一實施例中，沿著中心孔口532之內部，輸入裝置522可具有嚙合點525。嚙合點525可允許輸入裝置522與齒輪箱機構外部的旋轉裝置嚙合(於圖7中所顯示)。沿著輸入裝置522之外部，圓周表面的多級或深度組允許輸入裝置522與凸輪530之耦接。例如，第一輸入圓周表面523A允許凸輪530及凸輪螺帽524的通過至第二輸入圓周表面523B。在至少一範例中，第二輸入圓周表面523B係帶螺紋之表面，此帶螺紋的表面允許輸入裝置522分別透過凸輪帶螺紋之表面528及凸輪螺帽帶螺紋的表面521用螺紋耦接凸輪530及凸輪螺帽524。另外，第二輸入圓周表面523B亦可具有比第一輸入圓周表面523A較大之半徑。第一輸入圓周表面523A及第二輸入圓周表面523B兩者均可具有比第三圓周表面523C更小的半徑。於至少一實施例中，圓周表面523A/523B/523C創建具有階梯金字塔形狀之圓柱體。

在圖14中，顯示凸輪530的例示圖。凸輪530可具有內部路徑536及外部路徑537。內部路徑536可由初始內部半徑r₀ 改變至第二內部半徑r₁ 。於一範例中，由r₀ 至r₁ 之半徑變化可為不小於輸入裝置或凸輪上的螺紋圖案之直徑。凸輪530的半徑變化將僅藉由凸輪530之直徑所限制，因為在路徑與凸輪的邊緣之間有需要至少進入凸輪530的壁面之輸入螺紋深度，以提供足夠的壁面厚度，以防止凸輪530故障。於至少一範例中，除了內部路徑536之半徑、外部路徑537的深度、及由中心軸線506至凸輪帶螺紋之表面528的半徑以外，凸輪530、凸輪帶螺紋之表面528將創建凸輪530的總半徑、和凸輪之對應直徑。凸輪帶螺紋的表面528可在輸入裝置上具有對應之帶螺紋的表面(如圖13中所顯示)。凸輪帶螺紋之表面528的帶螺紋圖案可具有足以與對應之帶螺紋圖案牢固地嚙合的深度。因為凸輪之帶螺紋的表面528，且需要足夠厚度之外壁面以允許凸輪從動件(於圖18中所顯示)通過，而不會使外壁面故障，而凸輪530的半徑(及對應直徑)可包括輸入裝置之半徑、螺紋的厚度(深度)、半徑r₀ 至r₁ 之變化、及外部路徑或溝槽的深度。應當理解，可得到諸多值之組合，但是在最小的情況下，凸輪530可具有不小於r₀ 之內半徑-離中心軸線506的螺紋厚度，及不大於r₁ 之外半徑加上離中心軸線506的外部路徑537之深度。

在至少一實施例中，外部路徑537係藉由凸輪530的圓周表面所界定。外部路徑537之深度可具有足夠的深度，其允許路徑從動件沿著壁面行進而不會破壞所界定之壁面。關於內部路徑536所形成的與平坦表面相反之底部或側面，外部路徑537的高度可在h₀ 至h₁ 之範圍。於至少一範例中，由高度h₀ 至h₁ 的變化係藉由凸輪530之高度(厚度或深度，取決於參考系)所控制。凸輪530的高度將包括一組至少與高度h₀ 至h₁ 中之變化成比例的厚度之界定壁面，以為凸輪或路徑從動件當其橫過外部路徑537時提供足夠的支撐。在至少一範例中，此比例可為等於溝槽或外部路徑537之深度或高度、或其一些變動。應當理解，內部路徑536可形成為垂直於圖7中所例示的中心軸線之平坦表面。凸輪530可具有前後平坦的表面。

於至少一實施例中，內部路徑536及外部路徑537分別形成在凸輪530之平坦表面及圓周表面中。路徑536及537藉由允許齒輪墊界接表面與具有輸出界接表面的輸出裝置嚙合、界接、及/或相互作用，而允許搖桿塊總成之移動及旋轉(於圖17-19中所顯示)。搖桿塊總成可具有維持與各自路徑接觸的凸輪或路徑從動件。路徑亦可例示為各自表面內之溝槽或通道。雖然例示為單一凸輪530，但是應當理解，凸輪530亦可包含複數分開的盤片，每一盤片在其平坦表面或圓周表面中均具有獨特之路徑，並允許機械地耦接至一個以上的盤片以組裝單一凸輪總成530。

於圖15及16中，分別顯示半徑及高度中之變動的例示圖。為了進一步例示圖15之半徑中的變化，縱軸指示半徑中之變化，而橫軸例示凸輪的角度(360度)中之變化(如圖14中所顯示)。半徑中的變化在拐點529處具有尖峰。拐點529係用於由凸輪之中心所測量的內部路徑536之最大半徑r₁ 。在拐點529處，半徑變化由向上或增大半徑(拐點529的左側)轉換為大致上向下或減小半徑(拐點529之右側)。儘管被例示為單一拐點，但是沿著內部路徑536亦可包括其他拐點，以允許搖桿塊總成的額外樞轉、旋轉、或移動(於圖18中例示)。在至少一實施例中，半徑中之改變造成搖桿塊總成根據形成於凸輪的平坦表面內之預定圖案來樞轉、旋轉、搖動及/或以另一方式移動。

類似於內部路徑536，外部路徑537具有上升點531，此上升點531允許齒輪墊(在圖18中所顯示)與輸出齒輪(於圖10中所顯示)的嚙合及脫離。上升點531係由嚙合之齒輪墊至脫離的齒輪墊之過渡。在至少一實施例中，上升點531指示齒輪墊由輸出齒輪完全脫離並開始過渡至重新嚙合的點。例如，藉由變動內部路徑536之半徑，搖桿塊總成(於圖17-19中所顯示)可繞著其樞軸點樞轉，以補償位置變化並維持輸出裝置與搖桿塊總成之間的接觸。搖桿塊總成(在一些範例中為搖桿塊及搖桿臂)繞著其樞轉點之此樞轉或移動引起搖桿塊總成於可測量的角度尺寸之旋轉移動(在笛卡爾坐標系上的二維)之移動。每一搖桿塊總成彼此獨立地操作，且每一者將被映射至指定的旋轉移動及個別之可測量角度尺寸。雖然例示為具有相等長度的齒輪墊(於圖18中所顯示)，但是在一些範例中，每一齒輪墊可具有其自身之個別長度，且因此將具有不同的旋轉移動及可測量之角度尺寸。於至少一範例中，當由凸輪530的中心參考時，旋轉移動及可測量之角度尺寸允許向左、向右、向內或向外動作。

另外，例如，藉由變動外部路徑537的高度，可升高及降低搖桿塊總成，以補償位置變化並維持輸出裝置與搖桿塊總成之間的接觸。升高及降低引起輸出總成及齒輪墊之界接表面的嚙合。升高及降低移動大致上係垂直於藉由內部路徑536所引起之旋轉移動，因此在笛卡爾坐標系中創建三維移動。旋轉移動及垂直於旋轉移動的線性移動之組合為搖桿塊總成創建多數偏壓位置。例如，在拐點529處，旋轉偏壓可隨同線性嚙合偏壓一起發生，而於上升點531處，線性中立或無偏壓位置可隨同旋轉式中立或無偏壓位置一起發生。這些偏壓位置將在圖20-22中更詳細地討論。

凸輪530包括具有形成於其中的至少一平坦或內部路徑536之平坦表面534A。在至少一範例中，路徑536將具有沿著整個路徑536的均勻之單一深度。於較佳實施例中，凸輪530的平坦表面534A實質上垂直於凸輪530之旋轉軸線。儘管在凸輪530的面朝凸輪螺帽524之一側上描述於圖14中的平坦表面534A，但應當理解的是，內部路徑536形成在其中之平坦表面可構成於凸輪元件530的任一面朝側上(亦即，面向凸輪螺帽524之平坦表面或背向凸輪螺帽524的平坦表面之任一者)。在其他範例中，內部路徑536的深度可沿著路徑536之長度變動。內部路徑536可允許凸輪從動件(看圖18)以於搖桿臂及/或齒輪墊上產生樞轉或樞轉力量(看圖18)。當凸輪從動件橫過內部路徑536時，路徑可在方向(半徑)中改變，以移動耦接至凸輪從動件的搖桿臂塊及/或齒輪墊。類似地，外部(圓周)路徑537係形成於凸輪530之圓周表面534B中。路徑從動件(看圖18)可跟蹤或順著外部路徑並基於此路徑改變方向(高度)，造成搖桿臂及/或齒輪墊移動、旋轉、或樞轉。外部及內部路徑536/537兩者可具有單一深度，或可在深度中變動以允許搖桿塊總成的附加移動、旋轉、或樞轉(於圖18中所顯示)。在本揭示內容之至少一實施例中，凸輪530將於其平坦表面的其中一者上具有單一路徑，且在其圓周表面上具有單一路徑，然而可有於凸輪530中形成之多數路徑，這些路徑可在同一平面中，於此它們是平行的路徑，或是距中心軸線506之距離不同的路徑，或該等路徑可為在平行於及垂直於中心軸線506之方向上堆疊的分開平面中。

在圖17、18及19中，顯示搖桿塊總成560之例示圖。搖桿塊總成560可包括搖桿塊570、齒輪墊562、樞軸栓銷580、及凸輪從動件594。搖桿塊570可繞著與樞軸栓銷580相關聯的樞轉點旋轉或樞轉。儘管所說明者具有橫越橫截面之大致上三角形的形狀，但是應該理解，搖桿臂塊570可具有任意數目之橫截面形狀、例如正方形、矩形、圓形、或其他形狀之類。於至少一實施例中，搖桿塊570可具有耦接至搖桿塊570、由搖桿塊570所形成、或鎖固至搖桿塊570的搖桿臂598。例如，搖桿塊570及搖桿臂塊598可為單件式或可為經過耦接或緊固裝置接合在一起之分開件。

樞軸栓銷580可允許基於凸輪的移動而移動搖桿塊570(在圖20-22中所顯示)。當凸輪旋轉時，凸輪從動件跟蹤形成在凸輪中之路徑，這造成搖桿塊總成560(且更具體地是搖桿塊570)的移動、旋轉、或樞轉。為了抵消或偏壓抵抗藉由凸輪從動件順著凸輪路徑所引起之移動、旋轉、或樞轉，樞軸栓銷可用作樞轉點，搖桿塊總成560可繞著此樞轉點移動、旋轉、或樞轉。

如於圖18中更詳細地看出，但是仍然參考圖17-19，搖桿塊570亦可包括除了凸輪從動件594以外的路徑從動件574。路徑從動件574可透過路徑從動件栓銷564耦接、附接、或緊固至搖桿塊570。在一些範例中，路徑從動件栓銷564可用作路徑從動件，於此路徑從動件574係摩擦減小機構，例如但不限於一組軸承、滾子、或滾珠軸承。路徑從動件574允許搖桿塊總成順著或跟蹤形成為凸輪之多數表面的多數路徑。例如，凸輪可具有在與中心軸線垂直或平行之方向上形成進入平坦表面的路徑，而另一路徑可在平行或垂直於(朝向或遠離)中心軸線之方向中沿著凸輪的圓周表面形成。

大致上為橢圓形或圓形且在至少一實施例中之齒輪墊562包括界接表面563。應當理解，齒輪墊562可具有任何數目之橫截面形狀或結構。界接表面563可包括一組齒輪齒部空隙563A、齒輪齒部突起部563B，於此空隙及突起部的每一者具有第一端部563C、及第二端部563D。作為範例，當看著齒輪齒部突起部563B時，第一端部563C係比第二端部563D更窄或較小，此第二端部563D係大於第一端部563C。齒輪齒部空隙563A可對應於齒輪齒部突起部563B，在此每一齒輪齒部突起部563B係關於彼此直立地翻轉。例如，當相對於水平基準觀看時，突起部之第一端部係鄰近空隙的對應第二端部。可發現對應之界接表面，其構造有輸出總成。在其他範例中，界接表面563可包括支柱及孔洞、榫舌、溝槽、摩擦配合表面、或其他界接手段。

於至少一實施例中，搖桿塊總成560基於順著或跟蹤形成在凸輪中的路徑而整體地移動。例如，整個搖桿塊總成可基於順著形成在凸輪之圓周表面中的路徑而上下移動，另外，亦可基於順著或跟蹤形成在凸輪之平坦表面中的路徑而發生旋轉或樞轉移動。

於圖19之分解圖中可看到搖桿塊總成560，使齒輪墊562具有一組順從性裝置565。搖桿塊570或搖桿臂598的每一者可具有用於承納搖桿塊總成560之諸多部分或零件的一個以上之孔口或空隙。例如，搖桿塊可具有(一個以上的)順從性孔口566A及/或566B、以及墊栓銷孔口567B。在至少一範例中，順從性孔口566A及566B可構造成用於承納順從性裝置565，且墊栓銷孔口567B可構造成承納墊栓銷561。墊栓銷孔口567B可具有藉由齒輪墊562所界定之對應的墊栓銷孔口567A。墊栓銷561可經由墊栓銷孔口567A通過齒輪墊562及經由搖桿塊間隙件570A與墊栓銷孔口567B通過搖桿塊570，並藉由齒輪墊空隙511來與主搖桿塊570部分地分開，並鎖固在藉由主搖桿塊570所界定之墊栓銷孔口567C中。齒輪墊空隙511可為於其內沒有物理結構的空間，且係藉由主搖桿塊570所界定。類似地，順從性裝置孔口566A及566B可為藉由搖桿塊間隙件570A及主搖桿塊570所界定。應該理解，搖桿塊間隙件570A可為主搖桿塊570的一部分、耦接、或緊固至主搖桿塊570。在至少一實施例中，搖桿塊間隙件570A係鄰接齒輪墊空隙511之搖桿塊570的一部分，此齒輪墊空隙511亦鄰接搖桿塊570，且其中齒輪墊空隙511形成於具有一深度之搖桿塊570中，此深度不通過搖桿塊570的整個橫截面。搖桿塊570或搖桿塊間隙件570A亦可界定樞軸栓銷孔口578。樞軸栓銷孔口可構造成允許樞軸栓銷580通過搖桿臂570之長度。在至少一範例中，樞軸栓銷580及/或樞軸栓銷孔口578亦可通過搖桿塊間隙件570A。搖桿塊570亦可界定路徑栓銷孔口597，此路徑栓銷孔口597允許路徑栓銷564或路徑從動件574耦接至搖桿塊570。

順從性機構或順從性機制允許力量或能量透過變形或彈性體傳送至另一物體或物件。容納於搖桿塊570內的一個以上之順從性裝置565可包括彈簧565A及插塞565B。彈簧565A可被放置在順從性孔口566A/566B內，且靜置於藉由搖桿塊570內的順從性孔口566A/566B所界定之間隔內。在至少一實施例中，彈簧565A係軸向彈簧。於至少一範例中，插塞565B可為與彈簧565B耦接及/或固定，以提供均勻、一致、或平坦的表面，而用此表面施加順從性力量。而在另一範例中，僅彈簧就可提供順從性力量。將理解的是，除了彈簧或插塞以外，可利用其他順從性機構或材料。這些其他順從性機構或材料之一些範例可具有記憶體或合金效應，其允許能量由搖桿塊570傳送至齒輪墊562，或於整個齒輪箱機構的其他位置中。

在至少一實施例中，此組順從性裝置565將順從性力量施加抵靠著齒輪墊562，此順從性力量造成齒輪墊界接表面563與輸出齒輪界接表面(於圖10中所顯示)嚙合，其嚙合量足以允許界接表面在正向(向前)及負向(向後)方向兩者中按設計地偏壓。一些範例亦可允許順從性裝置565創建順從性力量，此順從性力量將齒輪墊562保持於齒輪墊空隙511內及/或抵靠著搖桿塊間隙件570A。搖桿塊間隙件570A可與順從性孔口566B相對並界定其自身之順從性孔口566A。

搖桿塊570亦可具有搖桿臂598，其可耦接或緊固至搖桿塊570或可形成為搖桿塊570的一零件。在至少一實施例中，搖桿臂598形成有偏置角596，其允許基於凸輪之移動將凸輪從動件594定位於觸發、引起、及/或造成搖桿塊總成560的移動、旋轉、或樞轉之位置(在圖20-22中所顯示)。可將偏置角596計算為用於凸輪路徑的計算之一部分，以便使輸出裝置的旋轉移動相對於凸輪之旋轉移動最小化或最大化。凸輪從動件594可為藉由界定凸輪從動件孔口571的搖桿臂598所承納。凸輪從動件594被例示為單件式，但是應當理解，凸輪從動件594能以凸輪從動件支柱及凸輪從動件之摩擦減小機構來創建，此摩擦減小機構與路徑從動件栓銷564及路徑從動件574相似。

圖20、21及22顯示搖桿塊總成560、凸輪530、及輸出齒輪552之移動、旋轉、或樞轉。當搖桿塊總成560與輸出齒輪552嚙合時，嚙合可透過齒輪墊562及輸出齒輪552發生。齒輪墊562及輸出齒輪552兩者具有各自的界接表面563及553。當搖桿塊總成560相對於形成在凸輪530之圓周表面中的外部路徑537移動時，齒輪墊界接表面563可與輸出齒輪界接表面553嚙合。當搖桿塊總成560隨同外部路徑537一起移動時，搖桿塊570及齒輪墊562可沿著樞軸栓銷580移位。樞軸栓銷580可允許藉由搖桿塊570滑行移動，其係藉由外部路徑537之高度差所限制。搖桿塊總成560的移動可表徵為移動之第一部分539A。移動的第一部分539A可具有圖21及22中所例示之對應旋轉(二維)移動部分。

移動的第二部分539B係旋轉移動(笛卡爾坐標中之二維移動)，此旋轉移動將輸出裝置或輸出齒輪移動指定距離，此指定距離經過程式設計或計算，以當搖桿塊總成係與凸輪530的內部路徑536相關聯地移動時產生結果。

當凸輪從動件594行進、跟蹤、或順著形成於凸輪530之平坦表面529中的內部路徑536時，搖桿臂598及/或搖桿塊570繞著樞軸栓銷580樞轉、旋轉、或移動。移動之第二部分539B可具有二極端，即向前偏壓位置及向後偏壓位置。在至少一範例中，向前偏壓位置允許搖桿塊總成且因此允許輸出裝置或輸出齒輪的向前移動。繼續此範例，向後偏壓位置允許搖桿塊總成減慢及/或防止搖桿塊總成560、輸出裝置或輸出齒輪之阻滯。此防阻滯、向後偏壓位置防止輸出裝置或輸出齒輪滑移、滑動、或以另一方式移動通過所期望的定位，此期望之定位可防止齒輪墊與輸出裝置或輸出齒輪嚙合。搖桿塊總成560亦可具有中立或無偏壓位置、及沿著移動的第二部分539B之過渡位置。

例如，齒輪墊界接表面563可與輸出元件界接表面553嚙合及/或由輸出元件界接表面553脫離。由於搖桿塊570、搖桿臂598、及凸輪從動件594的樞轉移動，齒輪墊562將以循環之方式移動。在至少一種版本中，搖桿臂可具有四個位置。第一位置(或過渡位置)允許齒輪墊橫過或移動至新位置，以開始輸出裝置550的新旋轉。第二位置(或嚙合位置或正偏壓移動位置)允許齒輪墊在輸出裝置550上產生旋轉力量或拉力。第三位置(或中立或平衡位置)可允許齒輪墊562處於一位置中，以在輸出裝置上未產生力量之情況下嚙合、旋轉輸出元件界接表面或由輸出元件界接表面脫離。第四位置(亦即，反向張力或負偏壓構造)允許將張力放置於輸出裝置550上，以輔助防止及/或消除輸出裝置550的齒隙。另外，本發明之搖桿塊總成560將齒隙減小至零、甚至減小至預加載條件，以在動力源及/或動力裝置(未例示)之間創建緊密的連接。這是非常期望之特徵，尤其是對於高振動應用。再者，因為與抵靠著輸出裝置550的齒輪墊562嚙合相關聯之應力分佈橫越較大面積，齒輪墊562可由重量更輕的材料所製成，它們典型是更便宜及更易於製造，且於可靠性上不會降級。

如圖20及21中所示，且進一步顯示於圖22中，搖桿塊總成560可根據凸輪530之旋轉、及在凸輪530內形成的路徑嚙合及/或移動輸出齒輪552一指定距離。搖桿塊總成560可具有移動之第一部分(線性、垂直、或一維)539A，其與移動的第二部分(旋轉、水平或二維)539B連起來或組合地工作，而允許用於搖桿塊總成560之移動的三維循環圖案。移動之第一部分539A對應於形成在凸輪530的圓周表面534B中之外部路徑537。移動的第二部分539B對應於圖14中所顯示之內部路徑，並跟蹤或順著耦接至搖桿臂598的凸輪從動件(在圖18中所顯示)。移動之這些部分539A/539B引起搖桿塊570或搖桿塊總成560繞著指定樞轉點、包括但不限於繞著樞軸栓銷580的移動、旋轉、或樞轉。

在移動期間，一個以上之搖桿塊總成560(經由齒輪墊或齒輪墊界接表面)與輸出齒輪552或輸出齒輪界接表面553嚙合。此嚙合的範例例示為嚙合501，且已脫離或脫離之範例例示為脫離503。應當理解，圖面中所描述的三維路線不是按比例繪製，且於某種程度上誇大以說明本發明之一般原理。例如，距離A-B典型將比所描述者遠較小。每一搖桿塊總成560的行進路徑或路線539A/539B係藉由調整搖桿塊總成560、齒輪墊562之尺寸及構造、及/或變更凸輪530中所形成的路徑或溝槽536,537來控制。例如，藉由調整各自齒輪墊562及/或搖桿臂599之長度、寬度、高度、及/或尺寸及/或變更凸輪530中所形成的路徑或溝槽，來控制每一齒輪墊562之行進路徑或路線。

使用本發明的搖桿塊總成，變速箱機構之許多實施例都是可能的。根據本發明建構之齒輪箱機構的所有實施例均具有繞著凸輪530之中心軸線506構成 的複數搖桿塊總成之特徵，並可包含奇數或偶數的搖桿塊總成。對於本發明之變速箱機構，需要至少兩個、且較佳三個以上的搖桿塊總成。搖桿塊總成之移動典型以旋轉順序彼此移動。

然而，在本發明的較佳實施例中，其中複數搖桿塊總成包含四個以上之偶數搖桿塊總成，構造於凸輪530的相對側上之搖桿塊總成與二級或輸出裝置550一致地嚙合及由其脫離。例如，齒輪箱機構520的實施例可具有四個搖桿塊總成560。類似地，齒輪箱機構520之另一實施例能以六個搖桿塊總成560為特徵。這是藉由確保凸輪530的平坦表面中所形成之個別路徑或溝槽沿著凸輪530的平坦表面彼此同相來實現。

現在對於熟諳此技術領域者而言將顯而易見的是，本文已敘述改進之齒輪箱機構。儘管已經由較佳實施例敘述本發明，但是將顯而易見的是在不脫離本發明之精神及範圍的情況下，可採用其他修改及變型。本文所採用之名詞及表達方式已用作敘述性名詞，而非限制性名詞；且因此，無意排除同等項，相反，其意欲涵蓋可在不脫離本發明的精神及範圍之情況下採用的任何及所有同等項。

2:動力源 4:動力軸桿 6:中心軸線 10:機器 20:齒輪箱機構 30:凸輪總成 34:圓周表面 50:輸出齒輪元件 51:外圓周 53:內圓周表面 54:界接表面 55:間隔元件 58:孔口 60:齒輪塊總成 62:齒輪塊 63:界接表面 66:突起部 194:凸輪從動件 206:中心軸線 216:凸輪元件導引件 217:圓周表面 220:齒輪箱機構 225:第三位置 226:第二位置 227:第四位置 228:第一位置 230:凸輪元件 235:平坦表面 236:第一路徑 237:第二路徑 239:二維路線 246:間隔件 250:輸出元件 251:圓周表面 254:界接表面 260:齒輪塊總成 262:齒輪塊 263:齒輪塊界接表面 264:齒輪塊支柱 266:突起部 288:樞軸支柱 294:凸輪從動件 294A:第一凸輪從動件 294B:第二凸輪從動件 297:樞軸空隙 299:扭矩槓桿 302:緊固件 306:中心軸線 307:滾動軸承 307A:滾動軸承總成 307B:滾動軸承總成 307C:滾動軸承總成 307D:滾動軸承總成 307E:滾動軸承總成 307F:滾動軸承總成 314:轂部 320:齒輪箱機構 330:凸輪元件 331:軸向凸輪 332:中心孔口 333A:下區段 334:平坦表面 335:軸向凸輪 336:路徑 337:路徑 339:三維路線 339A:第一部分 339B:第二部分 340:主體 347:緊固件 350:輸出元件 353:界接表面 360:齒輪塊總成 362:齒輪塊 362A:齒輪塊 362B:齒輪塊 362C:齒輪塊 362D:齒輪塊 362E:齒輪塊 362F:齒輪塊 362G:齒輪塊 363:界接表面 364:路徑跟蹤器 394:凸輪從動件 399:搖桿臂 399A:搖桿臂 399B:搖桿臂 399C:搖桿臂 399D:搖桿臂 399E:搖桿臂 399F:搖桿臂 399G:搖桿臂 406:中心軸線 407:滾動軸承 412A:轂部 412B:轂部 414:轂部 420:齒輪箱機構 430:凸輪元件 432:中心孔口 434:圓周表面 436:路徑 437:路徑 439A:第一部分 439B:第二部分 440:主體 450:輸出元件 452:界接表面 460:齒輪塊總成 462:齒輪塊 462A:齒輪塊 462B:齒輪塊 462C:齒輪塊 462D:齒輪塊 462E:齒輪塊 462F:齒輪塊 494:凸輪從動件 499:搖桿臂 499A:搖桿臂 499B:搖桿臂 499C:搖桿臂 499D:搖桿臂 499E:搖桿臂 499F:搖桿臂 499G:搖桿臂 501:嚙合 503:脫離 506:中心軸線 507:摩擦減小機構 507A:油封 507B:軸承 507C:軸承 507D:油封 507E:軸承 507F:軸承 507G:油封 511:齒輪墊空隙 514:蓋部 519:輸入總成 520:齒輪箱機構 521:凸輪螺帽帶螺紋的表面 522:旋轉裝置 523A:圓周表面 523B:圓周表面 523C:圓周表面 524:凸輪螺帽 525:嚙合點 527:輸入填隙片 528:凸輪帶螺紋之表面 529:拐點 530:凸輪 531:上升點 532:中心孔口 534A:平坦表面 534B:圓周表面 536:內部路徑 537:外部路徑 539A:移動的第一部分 539B:移動的第二部分 540:主體 543:樞軸栓銷孔口 544:鎖固孔口 547:緊固件 547A:緊固件 547B:緊固件 547C:緊固件 549:輸出總成 550:輸出裝置 551:圓周表面 552:輸出齒輪 553:界接表面 557:輸出填隙片 559:孔口 560:搖桿塊總成 561:墊栓銷 561A:耦接孔口 561B:耦接孔口 562:齒輪墊 563:界接表面 563A:齒輪齒部空隙 563B:齒輪齒部突起部 563C:第一端部 563D:第二端部 564:路徑從動件栓銷 565:順從性裝置 565A:彈簧 565B:插塞 566A:順從性孔口 566B:順從性孔口 567A:墊栓銷孔口 567B:墊栓銷孔口 567C:墊栓銷孔口 570:搖桿塊 570A:搖桿塊間隙件

571:凸輪從動件孔口

574:路徑從動件

577:搖桿塊凹進部

578:樞軸栓銷孔口

580:樞軸栓銷

587:保持表面

594:凸輪從動件

596:偏置角

597:路徑栓銷孔口

598:搖桿臂

599:搖桿臂

當結合附圖時，藉由參考以下詳細敘述，可對本發明之方法及設備有更完整的理解，其中： 圖1A係附接至如先前在共同待決之申請案序號第16/194,053號中所揭示的動力源之齒輪箱機構的第一實施例之立體圖，其揭示內容係完全以引用的方式併入本文中； 圖1B係其側視圖； 圖2係已移除的外固定板之其端部視圖； 圖3係如先前在共同待決的申請案序號第16/266,629號中所揭示之齒輪箱機構的第二實施例之立體圖，其揭示內容係完全以引用的方式併入本文中； 圖4係輸出元件、凸輪元件、及其齒輪塊總成之立體圖的例示； 圖5係轂部、齒輪塊總成、及其輸出元件之側視圖的例示； 圖6係齒輪箱機構之凸輪元件及齒輪塊總成的立體圖例示； 圖7係齒輪箱機構之第五實施例的分解立體圖之例示； 圖8係圖7中所示的變速箱機構之主體及蓋部的立體圖例示； 圖9係圖7中所示之變速箱機構的主體、輸出總成、及蓋部之分解立體圖例示； 圖10係圖7中所示的變速箱機構之輸出總成的分解立體圖例示； 圖11係圖7中所示之變速箱機構的輸入總成之側視圖例示； 圖12係圖7中所示的變速箱機構之輸入總成的分解立體圖例示； 圖13係圖7中所示之變速箱機構的輸入裝置之立體圖例示； 圖14係圖7中所示的變速箱機構之凸輪的立體圖例示； 圖15係圖14中所示之凸輪的內部路徑之圖形代表圖； 圖16係圖14中所示的凸輪之內部路徑的圖形代表圖； 圖17係圖7中所示之齒輪箱機構的搖桿塊總成之立體圖例示； 圖18係圖7中所示的變速箱機構之搖桿塊總成的替代立體圖例示； 圖19係圖7中所示之變速箱機構的搖桿塊總成之分解立體圖例示； 圖20係與圖7中所示的變速箱機構之輸出總成相互作用的搖桿塊總成之立體圖例示； 圖21係與圖7中所示的變速箱機構之輸出總成相互作用的搖桿塊總成之後視圖例示； 圖22係與圖7中所示的變速箱機構之輸出總成相互作用的搖桿塊總成之側視圖例示。 在使用於附圖的諸多圖面中之處，相同的數字指定相同或相似之零件。再者，當於此中使用“頂部”、“底部”、“第一”、“第二”、“上部”、“下部”、“高度”、“寬度”、“長度”、“端部”、“側面”、“水平”、“垂直”及類似術語時，應當理解，這些術語僅參考附圖中所顯示的結構，且僅利用於方便敘述本發明。 繪製所有圖面僅是為了易於解釋本發明之基本原理；在已閱讀並理解本發明的以下教導之後，將解釋圖面相對於零件的數目、位置、關係、及尺寸之擴展，以形成較佳實施例，或將為在本技術領域範圍內。再者，於已閱讀並理解本發明的以下教導之後，符合特定力量、重量、強度、及類似要求的精確尺寸及尺寸比例將同樣在本技術領域之範圍內。

無。

Claims (30)

1. 一種搖桿塊總成，包含：搖桿塊，具有構造成容納齒輪墊之齒輪墊空隙；樞軸栓銷孔口，其藉由該搖桿塊所界定並構造成容納樞軸栓銷；墊栓銷孔口，其藉由該搖桿塊所界定並構造成容納墊栓銷；一組順從性孔口，藉由該搖桿塊所界定，且每一順從性孔口構造成容納順從性機構；路徑栓銷孔口，其藉由該搖桿塊所界定及構造成容納路徑從動件；搖桿臂，附接至該搖桿塊；及凸輪從動件孔口，其藉由該搖桿臂所界定及構造成容納凸輪從動件。
2. 如請求項1之搖桿塊總成，其中該搖桿塊及該搖桿臂係形成為單件式。
3. 如請求項2之搖桿塊總成，其中該搖桿塊更包含鄰接該齒輪墊空隙的搖桿塊間隙件。
4. 如請求項3之搖桿塊總成，其中該搖桿塊間隙件包含樞軸栓銷孔口、一組順從性孔口、及墊栓銷孔口。
5. 如請求項1之搖桿塊總成，其中該齒輪墊更包含構造成容納該墊栓銷的墊栓銷孔口。
6. 如請求項1之搖桿塊總成，其中該順從性機構更包含插塞、及彈簧。
7. 如請求項1之搖桿塊總成，其中該順從性機構構造成將力量施加至該齒輪墊。
8. 如請求項1之搖桿塊總成，其中該路徑從動件更包含路徑從動件栓銷、及摩擦減小機構。
9. 如請求項1之搖桿塊總成，其中該凸輪從動件更包含凸輪從動件支柱及凸輪從動件之摩擦減小機構。
10. 如請求項1之搖桿塊總成，其中該路徑從動件及該凸輪從動件的每一者包括摩擦減小機構。
11. 一種凸輪致動之變速箱機構，包含：一組搖桿塊總成；凸輪總成，構造成用於與該組搖桿塊總成及該凸輪總成的一凸輪機械式嚙合；其中該凸輪具有內部路徑及外部路徑，且該凸輪總成構造成容納來自旋轉裝置之旋轉輸入；輸出總成，具有與該組搖桿塊總成機械地嚙合的輸出齒輪；及外殼，構造成用於裝有該等總成。
12. 如請求項11之凸輪致動的變速箱機構，其中該等搖桿塊總成之每一者更包含：搖桿塊，構造成容納齒輪墊；搖桿臂，附接至該搖桿塊並構造成容納凸輪從動件；及路徑從動件，構造成經過路徑栓銷孔口與該搖桿塊耦接；及一組順從性機構，容置在該搖桿塊內，用於將順從性力量施加至該齒輪墊。
13. 如請求項12之凸輪致動的變速箱機構，其中該凸輪從動件構造成嚙合該凸輪之內部路徑，其中該內部路徑在由中心軸線沿著徑向的方向中變動。
14. 如請求項12之凸輪致動的變速箱機構，其中該路徑從動件構造成嚙合該凸輪之外部路徑，其中該凸輪的外部路徑在與中心軸線平行之方向中於高度中變動。
15. 如請求項11之凸輪致動的變速箱機構，其中該凸輪總成更包含構造成容納該旋轉輸入之輸入裝置。
16. 如請求項15之凸輪致動的變速箱機構，其中該輸入裝置係部分帶螺紋的，且構造成容納凸輪螺帽。
17. 如請求項16之凸輪致動的變速箱機構，其中該凸輪係與該輸入裝置軸向地嚙合，並藉由該凸輪螺帽鎖固。
18. 如請求項11之凸輪致動的變速箱機構，其中輸出總成更包含輸出裝置。
19. 如請求項18之凸輪致動的變速箱機構，其中該輸出裝置緊固至該輸出齒輪。
20. 如請求項19之凸輪致動的變速箱機構，其中該輸出齒輪與每一搖桿塊總成之齒輪墊嚙合。
21. 如請求項11之凸輪致動的變速箱機構，其中該外殼包括主體及蓋部。
22. 如請求項21之凸輪致動的變速箱機構，其中該主體更包含搖桿塊凹進部。
23. 如請求項22之凸輪致動的變速箱機構，其中該主體更包含一組樞軸栓銷孔口，構造成容納該搖桿塊總成之樞軸栓銷。
24. 如請求項23之凸輪致動的變速箱機構，其中該搖桿塊總成在該等搖桿塊凹進部中繞著樞軸栓銷樞轉。
25. 一種操作變速箱機構的方法，包含：旋轉具有內部路徑及外部路徑之凸輪；基於該凸輪的旋轉引起搖桿塊總成之運動；及使該搖桿塊總成的搖桿塊界接表面與輸出裝置之輸出齒輪界接表面嚙合；其中該嚙合將該搖桿塊總成的運動傳送至該輸出裝置。
26. 如請求項25的方法，其中該內部路徑由第一半徑變動至第二半徑。
27. 如請求項26的方法，更包含基於由該第一半徑至該第二半徑之該半徑變動來樞轉該搖桿塊總成。
28. 如請求項25的方法，其中該外部路徑由第一高度變動至第二高度。
29. 如請求項28的方法，更包含基於由該第一高度至該第二高度之該高度變動來平移該搖桿塊總成。
30. 如請求項25的方法，其中該搖桿塊總成之凸輪從動件沿著該內部路徑行進，且該搖桿塊總成的路徑從動件沿著該外部路徑行進。

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