專利名稱：無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無級變速器，更具體而言，涉及以具有鈍角的圓錐形動(dòng)力傳遞面的傘齒輪為動(dòng)力傳遞介質(zhì)的內(nèi)球面-外球面摩擦驅(qū)動(dòng)方式(traction drive type)的無級變速器。
背景技術(shù)：
利用摩擦的無級變速器不局限于檔數(shù)可連續(xù)變速，因此不但容易調(diào)整速度，而且由于具有較簡單的結(jié)構(gòu)，因此有利于輕量化設(shè)計(jì)。同時(shí)具有各種各樣的理論上的潛在性。 即，盡量利用發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，能夠獲得出色的動(dòng)力性能，提高燃料效率，開車容易，幾乎沒有因變速而引起的沖擊。并且，由于被變速為符合車輛的行駛條件，因此可以期待動(dòng)力性能的提高，而且能夠減低燃料消耗率的可以自由地設(shè)定變速模式。無級變速器雖然具有所述理論上的潛在性，但是實(shí)際上動(dòng)力密度及動(dòng)力傳遞效率低而熱發(fā)生量多，而且壽命短且速度范圍窄，加大動(dòng)力傳遞容量受限大，因此存在難以實(shí)用化的問題。利用所述摩擦的無級變速器提出過很多種類，尤其有改變滑輪的可變帶式 (various pulley-belt type)和利用滾輪(摩擦輪)的摩擦振動(dòng)式(traction drive type)等。現(xiàn)在已被商用化的可變滑輪-帶式無級變速器是被構(gòu)成為只分離滑輪的一面平移行移動(dòng)，通過可變滑輪改變帶的旋轉(zhuǎn)半徑，隨此速度連續(xù)變化的方式。如所述的可變滑輪-帶方式，其結(jié)構(gòu)簡單，并容易調(diào)整滑輪的位置。因此，與現(xiàn)有手動(dòng)變速器或自動(dòng)變速器不同，具有沒有沖擊、開車方法與自動(dòng)變速器相同、燃料效率與手動(dòng)變速器相同或稍微出色的特點(diǎn)。但是，這種可變滑輪-帶式變速裝置，具有用金屬特別制作帶的缺點(diǎn)，并且，變速范圍小且動(dòng)力傳遞范圍受限制的問題。摩擦振動(dòng)式無級變速器可以舉環(huán)形無級變速器(toroidal CVT)和內(nèi)球面-外球面摩擦驅(qū)動(dòng)式無級變速器。環(huán)形無級變速器是用于無級變速的變速機(jī)構(gòu)(Variator)的結(jié)構(gòu)，使在環(huán)形面上形成凹槽的2個(gè)旋轉(zhuǎn)圓盤和配置在中間的多個(gè)滾輪相接觸，通過摩擦力傳遞力，并通過改變滾輪和圓盤相接觸的有效半徑，連續(xù)改變變速比并實(shí)現(xiàn)無級變速。與所述可變滑輪-帶式無級變速器相比，變速范圍相對寬，動(dòng)力傳遞功能也相當(dāng)大，因此試圖使用于中型車。但是，由于外球面和外球面接觸而傳遞動(dòng)力，因此為了傳遞大的動(dòng)力，對接觸部應(yīng)施加大的剪切壓力，所以無級變速器的尺寸變大并變重。內(nèi)球面-外球面摩擦驅(qū)動(dòng)式無級變速器傾斜地支撐算珠石或圓錐形滾輪并使之接觸在摩擦環(huán)的內(nèi)周面，通過摩擦力傳遞力，并且，通過摩擦環(huán)移動(dòng)而改變滾輪的接觸有效半徑，連續(xù)改變變速比而實(shí)現(xiàn)無級變速。這種形態(tài)的無級變速器由于與環(huán)形變速器相比動(dòng)力傳遞性能大，因此有很多工業(yè)上的適用例，不需要復(fù)雜的另外的液壓裝置，而通過利用被傳到驅(qū)動(dòng)軸及從動(dòng)軸的動(dòng)力的簡單的機(jī)械式按壓單元，可以僅由滾輪之間的摩擦機(jī)構(gòu)執(zhí)行動(dòng)力傳遞，并沒有滑動(dòng)現(xiàn)象。
作為摩擦振動(dòng)式無級變速器的另一種可以舉國際公開號W01999/20918。該發(fā)明， 在軸承的兩側(cè)具備接受動(dòng)力的輸入盤和傳遞動(dòng)力的輸出盤，通過使軸承的軸傾斜的方式進(jìn)行變速，由于尺寸比較小因此多用于自行車。但是，與現(xiàn)有用于自行車的鏈條式變速器或行星齒輪輪轂式變速器相比其重量重。若要將所述可變滑輪-帶式或現(xiàn)有摩擦振動(dòng)式無級變速器適用在車輛，為了與車輛性能有關(guān)的突然啟動(dòng)、突然加速等功能，或者為了在突然停車后再啟動(dòng)而變速為低變速比，由于此時(shí)需要另外的裝置，因此，理論上結(jié)構(gòu)非常簡單，但實(shí)際上無級變速器的結(jié)構(gòu)變得非常復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決所述問題點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于，提供一種無需另外復(fù)雜的液壓裝置，通過利用被傳遞到驅(qū)動(dòng)軸及從動(dòng)軸的動(dòng)力的簡單的機(jī)械式按壓單元，沒有摩擦接觸部的滑動(dòng)現(xiàn)象可執(zhí)行動(dòng)力傳遞的無級變速器。本發(fā)明的另一目的在于，提供一種在突然停止后為了再啟動(dòng)或突然啟動(dòng)、突然加速等功能，無需增加另外裝置可通過簡單地操作即可，并且由于結(jié)構(gòu)簡單，因此可以減低部件數(shù)，小型且輕量，并可以廉價(jià)制造的無級變速器。本發(fā)明的另一目的在于，提供一種輸出入角速比的范圍沒有限制的無級變速器。為了達(dá)成所述目的，本發(fā)明的無級變速器，包括齒輪，其可旋轉(zhuǎn)地安裝于設(shè)置無級變速器的框架；摩擦部件，其以同軸可旋轉(zhuǎn)地安裝于所述齒輪；動(dòng)力傳遞組件，包括動(dòng)力輥，所述動(dòng)力輥包括一側(cè)的凹凸的動(dòng)力傳遞部和另一側(cè)的動(dòng)力傳遞面，所述凹凸的動(dòng)力傳遞部嚙合在所述齒輪，所述動(dòng)力傳遞面摩擦結(jié)合在所述摩擦部件，所述動(dòng)力輥與所述齒輪嚙合的同時(shí)與所述摩擦部件摩擦結(jié)合并互相傳遞旋轉(zhuǎn)力；支撐部件，以放射形配置所述多個(gè)動(dòng)力傳遞組件并與所述摩擦部件結(jié)合地支撐所述動(dòng)力傳遞組件；變速單元，其控制所述摩擦部件和所述動(dòng)力傳遞組件之間的軸向位置，所述無級變速器通過所述變速單元連續(xù)改變所述齒輪和所述摩擦部件之間的速比。進(jìn)一步具備支撐無級變速器的中心軸以及圍繞無級變速器的輪轂殼。所述齒輪優(yōu)選為具有凹凸的動(dòng)力傳遞部的正齒輪或傘齒輪或同類齒輪，所述齒輪結(jié)合在所述動(dòng)力輥的凹凸的動(dòng)力傳遞部并互相傳遞動(dòng)力。優(yōu)選齒輪齒數(shù)與動(dòng)力輥的倍數(shù)成比列，齒寬稍微大于反比列值。所述摩擦部件優(yōu)選為環(huán)形或圓盤形，并為了與所述動(dòng)力輥摩擦結(jié)合而具有凸起的動(dòng)力傳遞面。當(dāng)摩擦部件為環(huán)形時(shí)，成為動(dòng)力輥配置于環(huán)內(nèi)側(cè)的內(nèi)球面-外球面接觸方式， 當(dāng)摩擦部件為圓盤形時(shí)，成為動(dòng)力輥配置于圓盤的外部的外球面-外球面接觸方式的環(huán)形無級變速器形式。所述動(dòng)力輥具有圓錐形動(dòng)力傳遞面，所述動(dòng)力傳遞面和摩擦部件相接觸的摩擦接觸點(diǎn)優(yōu)選與所述摩擦部件的軸向平行配置。圓錐形動(dòng)力傳遞面可以形成在傘齒輪的朝向頂點(diǎn)的前面或后面的任意地方，圓錐角也可以為銳角或直角或鈍角中的任一個(gè)。當(dāng)內(nèi)球面-外球面接觸方式時(shí)，將動(dòng)力傳遞面形成在后面比較有效，此時(shí)，動(dòng)力輥優(yōu)選為具有鈍角圓錐形動(dòng)力傳遞面的傘齒輪或同類齒輪，圓錐角的鈍角越大變速比也越變大。所述動(dòng)力傳遞組件由動(dòng)力輥和輥架構(gòu)成，所述輥架可旋轉(zhuǎn)地支撐所述動(dòng)力輥，所述輥架優(yōu)選構(gòu)成為與所述支撐部件結(jié)合僅向半徑方向滑動(dòng)，并相對于支撐部件旋轉(zhuǎn)或不能向軸向移動(dòng)。所述輥架和動(dòng)力輥優(yōu)選分別形成滾動(dòng)軸承的導(dǎo)軌槽，并相配合構(gòu)成滾動(dòng)軸承。所述滾動(dòng)軸承與動(dòng)力傳遞組件的尺寸相比能耐于較大的軸承的負(fù)重。所述支撐部件不能旋轉(zhuǎn)地結(jié)合在所述框架，將所述每個(gè)動(dòng)力傳遞組件向軸向及旋轉(zhuǎn)方向固定在支撐部件，并優(yōu)選支撐為可向放射形平移。因此，支撐部件固定在中心軸和輪轂殼中固定于框架而不能旋轉(zhuǎn)的一個(gè)。優(yōu)選進(jìn)一步包括按壓部件，所述按壓部件向半徑方向按壓所述動(dòng)力傳遞組件以便所述每個(gè)動(dòng)力傳遞組件朝向所述摩擦部件向半徑方向摩擦結(jié)合。其中，所述按壓部件優(yōu)選進(jìn)一步包括控制半徑方向的接觸壓力的單元以便所述動(dòng)力傳遞組件和所述摩擦部件摩擦結(jié)合而傳遞旋轉(zhuǎn)力或分離切斷傳遞旋轉(zhuǎn)力。若增大半徑方向的接觸壓力，則在大轉(zhuǎn)矩下不滑動(dòng)可以傳遞動(dòng)力，當(dāng)減低半徑方向的接觸壓力或調(diào)整為不接觸，則接觸部被滑移無法傳遞動(dòng)力。所述控制半徑方向的接觸壓力的單元優(yōu)選為在所述動(dòng)力傳遞組件和所述支撐部件之間向軸向滑動(dòng)的楔子，所述每個(gè)楔子優(yōu)選與按壓控制軸結(jié)合，并隨著所述按壓控制軸沿軸向平移，所述按壓控制軸從圍繞所述無級變速器的輪轂殼外部穿通至內(nèi)部而被延伸。 按壓控制軸可通過螺栓或同類機(jī)械式連桿進(jìn)行軸向控制，由此，將動(dòng)力輥控制為放射形，并控制與摩擦環(huán)或摩擦圓盤的接觸壓力。所述每個(gè)楔子支撐在所述支撐部件，與軸向動(dòng)作的液壓缸結(jié)合沿軸向平移。在已設(shè)有液壓裝置的變速器適用液壓缸時(shí)，通過適當(dāng)?shù)嘏渲靡簤号涔埽兯倨鞯慕Y(jié)構(gòu)會更加變簡單。所述變速單元被構(gòu)成為包括所述動(dòng)力傳遞組件的支撐部件的一部分沿軸向滑動(dòng)， 所述變速單元優(yōu)選為在圍繞所述無級變速器的輪轂殼的內(nèi)部引導(dǎo)所述支撐部件的軸向位置的變速軸和，在圍繞所述無級變速器的輪轂殼的內(nèi)部可旋轉(zhuǎn)地圍繞所述摩擦部件并引導(dǎo)軸向位置的變速軸中的一個(gè)。支撐部件沿軸向移動(dòng)時(shí)，摩擦環(huán)或摩擦圓盤以軸向固定的方式被設(shè)置。此時(shí)，很難適當(dāng)?shù)乜刂齐S著支撐部件移動(dòng)的楔子。相反，摩擦環(huán)或摩擦圓盤軸向移動(dòng)進(jìn)行變速時(shí)，摩擦環(huán)或摩擦圓盤旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行軸向移動(dòng)的方式操作的諸多例是公知的。所述變速軸與機(jī)械連桿結(jié)合，所述機(jī)械連桿從圍繞所述無級變速器的輪轂殼的外部穿通至內(nèi)部而延伸，并在所述輪轂殼的外部被控制，或者可以與液壓缸結(jié)合而控制軸向位置。所述變速器的齒輪和摩擦部件可通過所述無級變速器的輸入軸或輸出軸中的一個(gè)進(jìn)行動(dòng)作或結(jié)合。根據(jù)本發(fā)明的無級變速器，在突然停止后為了再啟動(dòng)或突然啟動(dòng)、或突然加速無需增加另外裝置可通過簡單地操作即可，并且由于結(jié)構(gòu)簡單，因此可以減低部件數(shù)，小型且輕量，并可以廉價(jià)制造。并且，本發(fā)明的無級變速器提供輸出入角速比的范圍沒有限制的無級變速器。而且，本發(fā)明的無級變速器提供理想的輸入對輸出角速比，因此可以節(jié)能。而且，本發(fā)明的無級變速器包括無級變速動(dòng)力傳遞裝置，所述無級變速動(dòng)力傳遞裝置可適用于要求變速的所有形態(tài)的機(jī)械。作為一例，本發(fā)明的無級變速器可以使用于汽車、摩托車或船舶等動(dòng)力車，以及雙輪車、三輪車、小型摩托車、運(yùn)動(dòng)器件等無動(dòng)力車，或鉆頭、壓力機(jī)、輸送帶等工業(yè)動(dòng)力設(shè)備，或者風(fēng)力發(fā)電機(jī)等動(dòng)力發(fā)生設(shè)備。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的無級變速器的實(shí)施例，是中心軸旋轉(zhuǎn)的無級變速器的截面圖。圖2是圖1的透視圖。圖3是圖1的截面圖。
具體實(shí)施例方式本說明書以及權(quán)利要求范圍中所使用的術(shù)語或單詞不能解釋為通常的詞典上的含義，發(fā)明人基于為了以最佳的方法說明自己的發(fā)明而可適當(dāng)?shù)囟x術(shù)語的概念的原則， 應(yīng)解釋為符合本發(fā)明的技術(shù)思想的含義或概念。因此，本說明書中所記載的實(shí)施例和圖中所示的構(gòu)成只不過是本發(fā)明的最佳實(shí)施例而已，不能代替本發(fā)明的技術(shù)思想，所以可以理解為在本發(fā)明的申請時(shí)點(diǎn)存在代替本發(fā)明的各種均等物以及變形例。此處，所謂“軸向”是用來表示沿平行于變速器的中心軸或支撐部件的中心軸的軸的方向或位置的術(shù)語?！皬较颉奔啊胺派湫巍笔怯脕肀硎鞠鄬τ谧兯倨鞯闹行妮S以直角延長的方向或位置的術(shù)語。以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。雖然在本發(fā)明中說明了用于自行車的無級變速器0，但是無級變速器0可適用于利用變速器的任何裝置。圖1是根據(jù)本發(fā)明的無級變速器的一實(shí)施例，是能設(shè)在自行車后輪的無級變速器的截面圖。圖2是圖1的分解透視圖，圖3是圖1的AA截面圖。能設(shè)于自行車后輪的無級變速器具有中心軸1，所述中心軸1通過變速器的中心延長，并經(jīng)過自行車車身的兩個(gè)后輪安裝部(后叉端(省略圖示))。在所述中心軸1的兩側(cè)端部形成有螺栓，一部分是扁平的面la、lb。由此，中心軸10不能旋轉(zhuǎn)地固定于后輪安裝部。中心軸1容納變速軸22和按壓軸21，穿通輪轂殼6、7可旋轉(zhuǎn)地支撐所述變速軸 22、按壓軸21，并不能旋轉(zhuǎn)支撐支撐部件2，而且軸向固定支撐所述變速軸22、按壓軸21、輪轂殼6、7以及支撐部件。并且，在中心軸的中心部形成有與按壓軸21結(jié)合的按壓螺栓lc。 而且，形成有以不旋轉(zhuǎn)地支撐支撐部件2的花鍵Id和，以防止向軸向移動(dòng)的突起Id和螺栓 25。輪轂殼6、7可旋轉(zhuǎn)地支撐在中心軸1并圍繞1至10或其以上的動(dòng)力傳遞組件3、 支撐部件2、輸入齒輪5以及摩擦環(huán)4。在輪轂殼6、7的外周面形成有多個(gè)穿通孔，所述穿通孔容納與所述自行車車輪連接的輪輻。在輪轂殼6的內(nèi)側(cè)壁形成有多個(gè)軸向槽，所述軸向槽容納摩擦環(huán)導(dǎo)向銷12。摩擦環(huán)4為了與動(dòng)力輥3結(jié)合而在內(nèi)周面具備突起，并在外周面形成有用于容納摩擦環(huán)導(dǎo)向銷12的軸向凹槽以便與輪轂殼6結(jié)合軸向滑動(dòng)的同時(shí)一起旋轉(zhuǎn)。將摩擦環(huán)4軸向引導(dǎo)的變速導(dǎo)向環(huán)18通過軸承17可旋轉(zhuǎn)地結(jié)合。變速導(dǎo)向環(huán)18與動(dòng)力傳遞組件3的動(dòng)力滾軸33結(jié)合以不旋轉(zhuǎn)地受支撐，通過變速螺絲10和螺栓結(jié)合，隨著變速螺絲19的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行軸向移動(dòng)。變速軸22與變速螺絲19 一同旋轉(zhuǎn)地被結(jié)合，通過導(dǎo)線蓋23a、2 和中心軸的花鍵突部Id被軸向固定，并通過導(dǎo)線蓋23a隨著卷繞在變速軸22或從變速軸22解開的導(dǎo)線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。支撐部件2將動(dòng)力傳遞組件3向軸向及旋轉(zhuǎn)方向固定并向半徑方向引導(dǎo)，在支撐部件2形成有在中心具有花鍵配合孔的突起以便與形成在中心軸1的花鍵Id銜接，在外周面具有多角翼，在所述多角翼形成有放射形導(dǎo)向槽，所述導(dǎo)向槽容納將動(dòng)力傳遞組件3向半徑方向引導(dǎo)的楔子8和輥架32。并且，有些實(shí)施例中，導(dǎo)向槽可以為1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、 5個(gè)、6個(gè)、7個(gè)、8個(gè)、9個(gè)、10個(gè)或其以上。在各導(dǎo)向槽朝向軸的中心形成有將楔子8軸向引導(dǎo)的穿通槽。并且，在導(dǎo)向槽的側(cè)壁形成有將輥架32軸向固定的側(cè)面凹槽。支撐部件2 通過花鍵上的突起Id和螺栓25沿軸向被固定。動(dòng)力輥組件3將輸入齒輪5的轉(zhuǎn)矩傳遞至摩擦環(huán)4。在本實(shí)施例中說明了結(jié)合6 個(gè)動(dòng)力輥組件3的形態(tài)，但是，無級變速器的各種實(shí)施例根據(jù)各別的特殊應(yīng)用例的轉(zhuǎn)矩、重量、尺寸的要求使用約2 16個(gè)或其以上的動(dòng)力輥組件3。動(dòng)力輥組件3由動(dòng)力輥31、動(dòng)力輥軸33以及輥架32構(gòu)成，所述動(dòng)力輥軸33可旋轉(zhuǎn)地支撐動(dòng)力輥31 ；所述輥架32結(jié)合在動(dòng)力輥軸，并將動(dòng)力輥軸向半徑方向引導(dǎo)。動(dòng)力輥31是具有圓錐形動(dòng)力傳遞面的傘齒輪。輸入齒輪5和凹凸部接觸并嚙合， 摩擦環(huán)4和動(dòng)力傳遞面接觸，此時(shí)為了傳遞轉(zhuǎn)矩在動(dòng)力傳遞面施加非常大的接觸力。輸入齒輪5將輸入旋轉(zhuǎn)速度的輸入轉(zhuǎn)矩傳遞至動(dòng)力輥31。通過動(dòng)力輥31相對于各自的動(dòng)力輥軸33進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，動(dòng)力輥31將轉(zhuǎn)矩傳遞至摩擦環(huán)4。因此，輸入速度對輸出速度之比是輸入齒輪5及摩擦環(huán)2相對于動(dòng)力輥軸33的接觸點(diǎn)的半徑的函數(shù)。在此，由于輸入齒輪的距離被固定，因此通過調(diào)整摩擦環(huán)4相對于變速器中心軸1的軸向位置，從而可以連續(xù)調(diào)整速比，并且，進(jìn)行輸入齒輪5的旋轉(zhuǎn)方向和摩擦環(huán)4的旋轉(zhuǎn)方向相同的正轉(zhuǎn)變速。在構(gòu)成動(dòng)力傳遞面的圓錐形截面上所形成的圓錐角可以為直角或鈍角，在本實(shí)施例中呈120°。此時(shí)，動(dòng)力輥軸33配置為與中心軸呈60度的角度。從動(dòng)力輥軸33延伸的突起被插入于變速導(dǎo)向環(huán)18的軸向?qū)虿鄄⒅巫兯賹?dǎo)向環(huán)18不能旋轉(zhuǎn)。輥架32被插入于支撐部件2的突起槽并被支撐為不能旋轉(zhuǎn)，并形成固定銷凹槽以便通過固定銷13阻止軸向移動(dòng)。并且，為了能夠支撐動(dòng)力輥31所受的高負(fù)重，將較大的軸承；34與動(dòng)力輥31配合形成。同時(shí)，為了使動(dòng)力輥31不從輥架32脫離，通過動(dòng)力輥軸33 用小軸承35支撐動(dòng)力輥31并使之旋轉(zhuǎn)。并且，使得能與按壓楔子8結(jié)合而向半徑方向移動(dòng)，與按壓楔子8接觸的面成為傾斜面。固定銷13是穿通輥架32的凹槽和支撐部件2的側(cè)壁槽的四角銷，以便使輥架32 固定在軸方向并能夠向半徑方向移動(dòng)地進(jìn)行動(dòng)作。在該銷動(dòng)作期間，為了防止脫落并容易進(jìn)行組裝及分解工作而配置有固定凸緣36、37、38。按壓軸21與按壓導(dǎo)向板9 一同旋轉(zhuǎn)地被結(jié)合，通過導(dǎo)線蓋23b、24b和中心軸的螺絲突部Ic被固定在軸方向，并通過導(dǎo)線蓋2 隨著卷繞在按壓軸21或從按壓軸21解開的導(dǎo)線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。按壓楔子8沿著按壓導(dǎo)向板9軸向移動(dòng)，在支撐部件2和輥架32之間做楔子作用。在與輥架32接觸的面形成傾斜面，在與按壓楔子8的傾斜面的相反側(cè)形成有突起，該突起為了與按壓導(dǎo)向板9結(jié)合，穿通支撐部件而到達(dá)按壓導(dǎo)向板9。按壓導(dǎo)向板9通過螺絲Ic與中心軸結(jié)合，并具有結(jié)合槽，該結(jié)合槽使每個(gè)按壓楔子8結(jié)合為能夠同時(shí)向旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，并軸向固定結(jié)合，通過由按壓彈簧14施加的旋轉(zhuǎn)力軸向旋轉(zhuǎn)。按壓彈簧14在按壓導(dǎo)向板9和支撐部件2之間向按壓導(dǎo)向板9提供旋轉(zhuǎn)力。該旋轉(zhuǎn)力被調(diào)整為動(dòng)力輥31和摩擦環(huán)4接觸而傳遞動(dòng)力時(shí)提供適當(dāng)?shù)慕佑|壓力。輪轂殼蓋7與輪轂殼6螺絲結(jié)合，在輪轂殼蓋和輪轂殼之間配置油封39而形成內(nèi)部和外部被切斷的氣密的輪轂，通過蓋固定螺栓27保持結(jié)合狀態(tài)。與花鍵11結(jié)合將驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)力傳遞給變速器的輸入軸10可旋轉(zhuǎn)地支撐在中心軸1， 并將旋轉(zhuǎn)力傳遞至輸入齒輪5，可旋轉(zhuǎn)地支撐輪轂殼蓋7。在輸入軸10的內(nèi)周面和輸入齒輪5之間設(shè)有單向離合器(省略圖示)，因此能夠構(gòu)成為只傳遞自行車的前進(jìn)方向的驅(qū)動(dòng)。輸入齒輪5可以為傘齒輪，所述傘齒輪能夠相對于中心軸1旋轉(zhuǎn)并與中心軸同軸配置。在輸入齒輪5的軸向端部沿軸向形成有與動(dòng)力輥31嚙合的齒。并且，通過花鍵或螺栓結(jié)合在輸入軸，并通過輸入軸接收來自鏈輪11的旋轉(zhuǎn)力，然后傳遞給動(dòng)力輥31。本發(fā)明參照

無級變速器的動(dòng)作過程。按壓彈簧14被設(shè)置為可施加適當(dāng)?shù)膲毫Σ⑾蝽槙r(shí)針方向按壓從而使按壓導(dǎo)向板 9向順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，由此通過右側(cè)螺絲結(jié)合在中心軸1的按壓導(dǎo)向板9旋轉(zhuǎn)的同時(shí)將要前進(jìn)。結(jié)合在按壓導(dǎo)向板9的按壓楔子8前進(jìn)的同時(shí)做楔子作用，從而將輥架32向半徑方向按壓。各動(dòng)力輥31與摩擦環(huán)4接觸無法進(jìn)一步向半徑方向移動(dòng)而保持按壓接觸在摩擦環(huán) 4的狀態(tài)。此時(shí)，若將自行車的曲柄(省略圖示)向前進(jìn)方向驅(qū)動(dòng)，則與鏈條結(jié)合的鏈輪11 向順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，輸入軸10也旋轉(zhuǎn)，輸入齒輪5也向順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，并且結(jié)合在輸入齒輪的動(dòng)力輥31也一同旋轉(zhuǎn)。已與動(dòng)力輥31成為按壓接觸狀態(tài)的摩擦環(huán)4受旋轉(zhuǎn)力進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，通過摩擦環(huán)導(dǎo)向銷12結(jié)合的輪轂殼6、7也一同旋轉(zhuǎn)，從而自行車的車輪旋轉(zhuǎn)的同時(shí)使自行車前進(jìn)。在驅(qū)動(dòng)中，若將變速線向一側(cè)拉調(diào)整速度，則變速軸22通過被拉的變速線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，通過此旋轉(zhuǎn)變速螺絲19也一同旋轉(zhuǎn)，并且變速導(dǎo)向環(huán)9沿軸向移動(dòng)。同時(shí)，通過軸承結(jié)合的摩擦環(huán)4也沿軸向移動(dòng)。此時(shí)，由于動(dòng)力輥31的接觸點(diǎn)半徑變化，因此可以變速。若移動(dòng)到接觸點(diǎn)半徑變小的方向則被減速，輪轂殼6、7比以前更緩慢地旋轉(zhuǎn)。而且，若將變速線向反方向拉，則摩擦環(huán)4也向反方向移動(dòng)以更快地旋轉(zhuǎn)并變速。行駛中，需要更大的轉(zhuǎn)矩時(shí)(突然出發(fā)或突然加速，行駛在陡坡或泥土地時(shí))，拉按壓線使按壓軸21向順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，則結(jié)合在按壓軸21的按壓導(dǎo)向板9向順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)并使楔子8前進(jìn)，從而動(dòng)力輥31以與摩擦環(huán)4更大的接觸壓力接觸的方式動(dòng)作而可以施加所需的轉(zhuǎn)矩。并且，在停止中需要變速時(shí)(以高速行駛中突然停車，在停止?fàn)顟B(tài)下轉(zhuǎn)換為低速時(shí))，由于已施加的接觸壓力，不能將摩擦環(huán)4軸向移動(dòng)。此時(shí)，為了使按壓軸21向逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)拉按壓線，則結(jié)合在按壓軸21的按壓導(dǎo)向板9向逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)使楔子8 后退，從而減輕或解除楔子按壓動(dòng)力輥31與摩擦環(huán)4接觸的按壓力。在此狀態(tài)下，通過變速線操作變速軸22則可以轉(zhuǎn)換為低速位置。 轉(zhuǎn)換為低速位置之后放開變速線則通過按壓彈簧14的復(fù)原力動(dòng)力輥31和摩擦環(huán) 4回到按壓接觸狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種無級變速器，其特征在于，包括齒輪，其可旋轉(zhuǎn)地安裝于設(shè)置無級變速器的框架；摩擦部件，其以同軸可旋轉(zhuǎn)地安裝于所述齒輪；動(dòng)力傳遞組件，其包括動(dòng)力輥；所述動(dòng)力輥包括在其一側(cè)的凹凸的動(dòng)力傳遞部和在其另一側(cè)的動(dòng)力傳遞面，所述凹凸的動(dòng)力傳遞部嚙合在所述齒輪，所述動(dòng)力傳遞面摩擦結(jié)合在所述摩擦部件；所述動(dòng)力輥與所述齒輪嚙合的同時(shí)與所述摩擦部件摩擦結(jié)合并互相傳遞旋轉(zhuǎn)力；支撐部件，其以放射形配置所述多個(gè)動(dòng)力傳遞組件，并且所述支撐部件支撐所述動(dòng)力傳遞組件使之與所述摩擦部件結(jié)合；變速單元，其控制所述摩擦部件和所述動(dòng)力傳遞組件之間的軸向位置，所述無級變速器通過所述變速單元連續(xù)改變所述齒輪和所述摩擦部件之間的速比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級變速器，其特征在于所述齒輪是具有凹凸的動(dòng)力傳遞部的正齒輪或傘齒輪或同類齒輪，所述齒輪結(jié)合在所述動(dòng)力輥的凹凸動(dòng)力傳遞部并以在所述齒輪與所述動(dòng)力輥之間傳遞動(dòng)力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級變速器，其特征在于所述摩擦部件為環(huán)形或圓盤形，且具有凸起的動(dòng)力傳遞面以與所述動(dòng)力輥摩擦結(jié)合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級變速器，其特征在于所述動(dòng)力輥具有圓錐形動(dòng)力傳遞面，所述動(dòng)力傳遞面和摩擦部件相接觸的摩擦接觸點(diǎn)與所述摩擦部件的軸方向平行配置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無級變速器，其特征在于所述動(dòng)力輥是具有鈍角的圓錐形動(dòng)力傳遞面的傘齒輪或同類齒輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級變速器，其特征在于所述動(dòng)力傳遞組件由輥架和所述動(dòng)力輥構(gòu)成，所述輥架可旋轉(zhuǎn)地支撐所述動(dòng)力輥，所述輥架與所述支撐部件結(jié)合使得所述輥架僅在半徑方向滑動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無級變速器，其特征在于所述輥架和動(dòng)力輥分別形成滾動(dòng)軸承的導(dǎo)軌槽，并配合地形成滾動(dòng)軸承。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級變速器，其特征在于所述支撐部件不能旋轉(zhuǎn)地結(jié)合在所述框架，將所述每個(gè)動(dòng)力傳遞組件在軸方向及旋轉(zhuǎn)方向固定在支撐部件，并支撐所述動(dòng)力傳遞組件使之可沿徑向平移。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無級變速器，其特征在于，進(jìn)一步包括按壓部件，所述按壓部件向半徑方向按壓所述動(dòng)力傳遞組件以便所述每個(gè)動(dòng)力傳遞組件朝向所述摩擦部件在半徑方向摩擦結(jié)合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無級變速器，其特征在于所述按壓部件進(jìn)一步包括控制半徑方向接觸壓力的單元，以便所述動(dòng)力傳遞組件和所述摩擦部件摩擦結(jié)合以傳遞旋轉(zhuǎn)力，或彼此分離以切斷旋轉(zhuǎn)力傳遞。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的無級變速器，其特征在于所述控制半徑方向接觸壓力的單元是在所述動(dòng)力傳遞組件和所述支撐部件之間沿軸向滑動(dòng)的楔子。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無級變速器，其特征在于每個(gè)所述楔子與按壓控制軸結(jié)合，并隨著所述按壓控制軸沿軸向平移，所述按壓控制軸從圍繞所述無級變速器的輪轂殼外部穿通向內(nèi)部延伸。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無級變速器，其特征在于每個(gè)所述楔子支撐于所述支撐部件，并與軸向動(dòng)作的液壓缸結(jié)合沿軸向平移。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級變速器，其特征在于所述變速單元這樣構(gòu)造使得包括所述動(dòng)力傳遞組件的支撐部件的一部分沿軸向滑動(dòng)， 所述變速單元是在圍繞所述無級變速器的輪轂殼的內(nèi)部引導(dǎo)所述支撐部件的軸向位置的變速軸。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級變速器，其特征在于所述變速單元是在圍繞所述無級變速器的輪轂殼的內(nèi)部可旋轉(zhuǎn)地圍繞所述摩擦部件并引導(dǎo)所述摩擦部件的軸向位置的變速軸。
16.根據(jù)權(quán)利要求14、15所述的無級變速器，其特征在于所述變速軸與從圍繞所述無級變速器的輪轂殼的外部穿通至內(nèi)部而延伸的機(jī)械連桿結(jié)合，并在所述輪轂殼的外部被控制。
17.根據(jù)權(quán)利要求14、15所述的無級變速器，其特征在于 所述變速軸與液壓缸結(jié)合而控制軸向位置。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級變速器，其特征在于所述齒輪和摩擦部件分開所述無級變速器的輸入軸和輸出軸而配置。
19.一種無級變速器，其特征在于以具有鈍角圓錐形動(dòng)力傳遞面的傘齒輪或同類齒輪作為動(dòng)力傳遞介質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以具有鈍角的圓錐形動(dòng)力傳遞面的傘齒輪為動(dòng)力傳遞介質(zhì)的內(nèi)球面-外球面摩擦驅(qū)動(dòng)式(traction drive type)無級變速器。所述無級變速器，包括齒輪，其可旋轉(zhuǎn)地安裝于設(shè)置無級變速器的框架；摩擦部件，其以同軸可旋轉(zhuǎn)地安裝于所述齒輪；動(dòng)力傳遞組件，包括動(dòng)力輥，所述動(dòng)力輥包括一側(cè)的凹凸的動(dòng)力傳遞部和另一側(cè)的動(dòng)力傳遞面，所述凹凸的動(dòng)力傳遞部嚙合在所述齒輪，所述動(dòng)力傳遞面摩擦結(jié)合在所述摩擦部件，所述動(dòng)力輥與所述齒輪嚙合的同時(shí)與所述摩擦部件摩擦結(jié)合并互相傳遞旋轉(zhuǎn)力；支撐部件，以放射形配置所述多個(gè)動(dòng)力傳遞組件并與所述摩擦部件結(jié)合地支撐所述動(dòng)力傳遞組件；變速單元，其控制所述摩擦部件和所述動(dòng)力傳遞組件之間的軸向位置，所述無級變速器通過所述變速單元連續(xù)改變所述齒輪和所述摩擦部件之間的速比。
文檔編號F16H15/16GK102317649SQ201080007882
公開日2012年1月11日 申請日期2010年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月16日
發(fā)明者卞東奐 申請人:卞東奐