專利名稱：無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及一種無級變速器，更加具體涉及這樣一種無級變速 器，其包括具有第一和第二驅(qū)動齒輪的驅(qū)動軸、連接到該驅(qū)動軸的行星 齒輪單元、具有變速桿的變速器等等，從而在變速時防止動力傳輸?shù)闹?斷，該無級變速器結(jié)構(gòu)簡單以使由于變速操作而產(chǎn)生的載荷最小化，從 而減小由變速導致的功率損耗，降低了制造成本，而且該無級變速器可 廣泛應(yīng)用于從小功率裝置到諸如用于工業(yè)機器的大功率變速器設(shè)備。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中公知，無級變速器包括行星齒輪單元和變速器，行星 齒輪單元由具有預(yù)定自由度的環(huán)形齒輪、行星齒輪、齒輪架和恒星齒輪 構(gòu)成，行星齒輪單元和變速器彼此組合以構(gòu)成帶式無級變速器，從而可 通過無級變速來進行速度微調(diào)，并且能獲得范圍較寬的變速比。
與行星齒輪單元組合的帶式無級變速器構(gòu)造成通過摩檫傳遞動力。 因此，為了獲得所需的摩擦水平，由于部件的工作載荷和滑動而引起大 量的功率損耗。而且，因為帶式無級變速器具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和較低的效 率，所以不能用于自行車或小功率裝置，而只能局限于在重型設(shè)備或施 加重載荷的工業(yè)機器中使用。
在帶式無級變速器中，將驅(qū)動帶巻繞在一對變速皮帶輪上從而可通 過改變皮帶輪的直徑而進行變速。為了獲得高水平的減速，皮帶輪的尺 寸必須相對增大，因此整個變速器的尺寸變大。而且因為皮帶和皮帶輪 之間的接觸面積增大，所以工作載荷增大，從而難以將帶式無級變速器 應(yīng)用于中小功率裝置。
同時，在自行車的情況中，采用手動變速器，其中在踏板(pedal) 上安裝兩個或三個鏈輪，在后輪上安裝七個或八個鏈輪，從而可通過對
操作桿的操縱來移動鏈條以實現(xiàn)變速。然而在這種變速器中，在通過對 操作桿的操縱來移動鏈條的時候動力傳輸中斷，并且變速器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 而且，因為使用兩個操作桿來變速，所以使用不便，并且需要預(yù)定的熟 練程度。
另外，在摩托車的情況中，采用的帶式無級變速器利用由發(fā)動機
RPM產(chǎn)生的離心力。然而，在該帶式無級變速器中，因為部件的工作載
荷和由于皮帶輪的滑動引起的動力損失增大，所以不必要地提高了發(fā)動
機RPM，從而降低了燃料經(jīng)濟性并降低了變速效率，而且對無級變速器 的使用限于具有低排量的發(fā)動機。
為了解決上述問題，本申請人在韓國專利No.436744中公開了一種
功率分級式無級變速器。
韓國專利No.436744中公開的功率分級式無級變速器包括行星齒輪 單元和第二變速器的簡單組合，行星齒輪單元由齒輪架、具有預(yù)定自由 度的環(huán)形齒輪和恒星齒輪構(gòu)成，第二變速器由擺動式致動器，即凸輪機 構(gòu)和連桿構(gòu)成，從而可方便地實現(xiàn)高減速比，并且可根據(jù)需要調(diào)節(jié)輸出 和輸入水平。
然而，因為功率分級式無級變速器具有相對復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，所以當其 應(yīng)用于簡單裝置和機器時，由于在驅(qū)動力從輸入部傳遞到輸出部時產(chǎn)生 的噪音或振動導致功率損失。而且，功率分級式無級變速器難以使要求 輕便的裝置的重量最小化
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題
因此，本發(fā)明致力于解決在現(xiàn)有技術(shù)中產(chǎn)生的問題，本發(fā)明的目的 在于提供一種無級變速器，其中將與具有輸出軸的行星齒輪單元嚙合的 第一驅(qū)動齒輪以及與連接到該輸出軸的變速器嚙合并能夠?qū)嵤┳兯俨僮?的第二驅(qū)動齒輪固定至提供有動力的驅(qū)動軸，以使在變速操作中產(chǎn)生的 載荷最小化并且簡化所述無級變速器的結(jié)構(gòu)，從而降低由變速引起的功 率損耗，所述無級變速器可形成為具有各種尺寸，從而該無級變速器不
僅可應(yīng)用于小功率裝置，而且可應(yīng)用于大功率變速器設(shè)備。
技術(shù)方案
為了實現(xiàn)以上目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種使用行星 齒輪單元的無級變速器，該無級變速器包括驅(qū)動軸，該驅(qū)動軸被提供 有驅(qū)動力，并具有安裝在該驅(qū)動軸上彼此隔開的第一驅(qū)動齒輪和第二驅(qū) 動齒輪；行星齒輪單元.，該行星齒輪單元包括與所述驅(qū)動軸的所述第一 驅(qū)動齒輪嚙合的環(huán)形齒輪、具有輸出軸的恒星齒輪以及將所述環(huán)形齒輪 和所述恒星齒輪彼此連接的多個行星齒輪；以及變速器，該變速器包括 具有與所述驅(qū)動軸的所述第二驅(qū)動齒輪嚙合的輸入齒輪的輸入軸、偏心 地固定至所述輸入軸的多個凸輪機構(gòu)、在其中可旋轉(zhuǎn)地接收相應(yīng)的凸輪 機構(gòu)的多個第一連桿、與安裝在用于將輸出功率傳遞至所述行星齒輪的 軸上的單向離合器接合的多個轉(zhuǎn)子、以及第一端部通過銷接合到所述第 一連桿的相應(yīng)延伸部并且第二端部通過銷接合到相應(yīng)轉(zhuǎn)子的多個第二連 桿，其中在通過所述第一驅(qū)動齒輪無損耗地傳遞提供給所述驅(qū)動軸的驅(qū) 動力時，通過所述變速器能夠進行附加變速。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述變速器還包括多個變速連桿，所述變 速連桿的第一端部連接到相應(yīng)的第一連桿的延伸部的銷，并且第二端部 連接到具有變速桿的傳動軸，從而可調(diào)節(jié)相應(yīng)的第一連桿和第二連桿的 運動范圍。
有利效果
由于本發(fā)明的特征，根據(jù)本發(fā)明的無級變速器提供了優(yōu)于本申請人 的先前申請的優(yōu)點，即，因為簡化了所述無級變速器的結(jié)構(gòu)從而使在變 速操作中產(chǎn)生的載荷最小化，從而可降低由變速引起的功率損耗，并且 可降低制造成本。
而且，在根據(jù)本發(fā)明的無級變速器中，因為降低了變速時產(chǎn)生的振 動和噪音，所以該無級變速器可以多種方式廣泛應(yīng)用于從諸如自行車或 摩托車的小功率裝置到諸如工業(yè)機器的大功率變速器設(shè)備。


在結(jié)合附圖閱讀以下詳細說明之后，將更加清楚本發(fā)明的上述目的、 其它特征和優(yōu)點，附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的無級變速器的結(jié)構(gòu)圖2是應(yīng)用于本發(fā)明的變速器的結(jié)構(gòu)圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的無級變速器的一個實施方式的剖視圖；并
且
圖4是圖3所示的無級變速器的組裝圖。
<附圖主要部件的附圖標記的說明>
100:驅(qū)動軸200:行星齒輪單元
300:變速器400:輸出軸
110:第一驅(qū)動齒輪120:第二驅(qū)動齒輪
210:環(huán)形齒輪220:恒星齒輪
230:行星齒輪310:輸入齒輪
320:輸入軸330:凸輪機構(gòu)
340:第一連桿350:第二連桿
360:變速桿370:變速軸
410:單向離合器420:轉(zhuǎn)子
具體實施例方式
下面將更加詳細地參照本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，其實施例在附圖中 示出。在全部附圖和說明書中將盡可能地使用相同的附圖標記來指代相 同或相似的部件。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的無級變速器的結(jié)構(gòu)圖，
圖2是應(yīng)用于本發(fā)明的 變速器的結(jié)構(gòu)圖，
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的無級變速器的一個實施方式 的剖視圖，并且圖4是圖3所示的無級變速器的組裝圖。
根據(jù)本發(fā)明一實施方式的無級變速器主要包括驅(qū)動軸100，其具 有第一驅(qū)動齒輪110和第二驅(qū)動齒輪120并提供有旋轉(zhuǎn)動力；行星齒輪 單元200，其與驅(qū)動軸100的第一驅(qū)動齒輪110嚙合并具有固定至輸出軸 400的恒星齒輪220;以及變速器300，其能夠進行附加的變速以允許適
當調(diào)節(jié)通過輸出軸400提供的輸出力。
驅(qū)動軸100被提供有通過發(fā)動機或人的腳踏力產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)動力，其 設(shè)有彼此隔開預(yù)定距離的第一驅(qū)動齒輪110和第二驅(qū)動齒輪120。優(yōu)選的 是，驅(qū)動軸100的第一驅(qū)動齒輪110與行星齒輪單元200的環(huán)形齒輪210 嚙合以接收提供給驅(qū)動軸100的旋轉(zhuǎn)動力，并且輸出軸400連接到行星 齒輪單元200的恒星齒輪220，從而可通過恒星齒輪220輸出所提供的驅(qū) 動力。
特別優(yōu)選的是，如圖3和圖4所示，應(yīng)用于本發(fā)明的行星齒輪單元 200構(gòu)造成具有星形構(gòu)造，使得環(huán)形齒輪210具有內(nèi)齒，多個行星齒輪 230定位成與環(huán)形齒輪210的內(nèi)齒嚙合，恒星齒輪220定位在環(huán)形齒輪 210的中央部分并與行星齒輪230嚙合。而且優(yōu)選的是，驅(qū)動軸100的第 二驅(qū)動齒輪120與變速器300的輸入齒輪310嚙合，使得通過變速器300 將提供給驅(qū)動軸100的驅(qū)動力傳遞至通過第一驅(qū)動齒輪100驅(qū)動的輸出 軸400和行星齒輪單元200而不進行變速，從而實施輸出功率的變速。
參照圖2,變速器300通過與驅(qū)動軸100的第二驅(qū)動齒輪120嚙合 的輸入齒輪310接收驅(qū)動力，并且最終對接合到單向離合器410的轉(zhuǎn)子 420實施選擇性變速以傳遞驅(qū)動力，單向離合器410安裝在輸出軸恥0上。 下面具體描述變速器300的結(jié)構(gòu)，優(yōu)選的是，變速器300包括輸 入軸320，其具有與驅(qū)動軸100的第二驅(qū)動齒輪120嚙合的輸入齒輪310; 多個凸輪機構(gòu)330，它們偏心地固定至輸入軸320;多個第一連桿340， 它們在其中可旋轉(zhuǎn)地接收相應(yīng)的凸輪機構(gòu)330;以及多個第二連桿350， 它們的第一端部通過銷接合到第一連桿340的相應(yīng)延伸部并且第二端部 通過銷接合到與單向離合器410接合的多個轉(zhuǎn)子420的第一端部，單向 離合器4 10固定至行星齒輪單元200的輸出軸400。
而且更優(yōu)選的是，變速器300還包括多個變速連桿380，它們的第 一端部連接到相應(yīng)的第一連桿340的延伸部的銷，并且第二端部連接到 具有變速桿360的傳動軸370，從而可通過操作變速桿360以根據(jù)需要設(shè) 置輸出軸400的旋轉(zhuǎn)比來適當?shù)卣{(diào)節(jié)相應(yīng)的第一連桿340和第二連桿"0 的運動范圍。
下面將參照圖2描述如上所述構(gòu)成的變速器300的操作，如果通過 第二驅(qū)動齒輪120使輸入齒輪310旋轉(zhuǎn)，那么偏心固定到輸入齒輪310 的軸320上的多個凸輪機構(gòu)330旋轉(zhuǎn)。借此，在其中可旋轉(zhuǎn)地接收相應(yīng) 的凸輪機構(gòu)330的第一連桿340由于凸輪機構(gòu)330的旋轉(zhuǎn)而線性往復(fù)運 動，并且通過銷接合到第一連桿340的一端上的第二連桿350也線性往 復(fù)運動。
第二連桿350的線性往復(fù)運動使連接到第二連桿350的轉(zhuǎn)子420沿 向前和向后方向重復(fù)旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度。因為轉(zhuǎn)子420接合到單向離合器410， 所以在轉(zhuǎn)子420旋轉(zhuǎn)時，輸出僅僅在轉(zhuǎn)子420沿向前方向旋轉(zhuǎn)時才增加 旋轉(zhuǎn)角的量，轉(zhuǎn)子420的該附加輸出表現(xiàn)為恒星齒輪220的附加輸出。 同時，如果適當調(diào)節(jié)變速桿360，那么就可以調(diào)節(jié)在第一連桿340和第二 連桿350線性往復(fù)運動時的運動范圍。該運動范圍與轉(zhuǎn)子420的向前旋 轉(zhuǎn)和向后旋轉(zhuǎn)之間的旋轉(zhuǎn)范圍對應(yīng)，因此可調(diào)節(jié)輸出軸400的旋轉(zhuǎn)比。 在以下具體實施方式
中將詳細描述本發(fā)明的通過轉(zhuǎn)子420的旋轉(zhuǎn)而增加 輸出的具體操作結(jié)構(gòu)。
下面將參照圖3和圖4描述其中將根據(jù)本發(fā)明的無級變速器應(yīng)用于 自行車的實施方式。圖3是表示其中根據(jù)本發(fā)明的無級變速器安裝到自 行車的狀態(tài)的剖視圖，圖4表示在圖3所示的主要部件之間的組裝和關(guān) 系。
優(yōu)選的是，在本發(fā)明的無級變速器應(yīng)用于自行車的情況下，人的腳
踏力通過連接到自行車的踏板v的驅(qū)動軸IOO被傳遞，并且連接有用于
將驅(qū)動力傳遞至自行車后輪的鏈的鏈輪'b'固定至輸出軸400。
當踏板，a，由于騎車人的腳踏力而旋轉(zhuǎn)時，接合到踏板'a'的驅(qū)動軸 100旋轉(zhuǎn)，并且固定至驅(qū)動軸100的第一驅(qū)動齒輪110和第二驅(qū)動齒輪 120旋轉(zhuǎn)。而且，如果第一驅(qū)動齒輪110旋轉(zhuǎn)，那么行星齒輪單元200的 環(huán)形齒輪210旋轉(zhuǎn)。如果環(huán)形齒輪210旋轉(zhuǎn)，那么由于行星齒輪單元200 的特性，與環(huán)形齒輪210嚙合的行星齒輪230和與行星齒輪230嚙合的 恒星齒輪220旋轉(zhuǎn)，從而通過輸出軸400提供基本輸出。
同時，參照圖4，在第二驅(qū)動齒輪120旋轉(zhuǎn)時，變速器300的輸入
齒輪310也旋轉(zhuǎn)，并且固定至輸入軸320的多個凸輪機構(gòu)330旋轉(zhuǎn)。凸 輪機構(gòu)330的旋轉(zhuǎn)使可旋轉(zhuǎn)地接收凸輪機構(gòu)330的第一連桿340以及通 過銷接合到第一連桿340的一端的第二連桿350線性往復(fù)運動。第二連 桿350的線性往復(fù)運動使連接到第二連桿350的端部的轉(zhuǎn)子420沿向前 和向后方向重復(fù)地旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度。
因為轉(zhuǎn)子420接合到單向離合器410，所以轉(zhuǎn)子420的旋轉(zhuǎn)力僅僅 在轉(zhuǎn)子420沿向前方向旋轉(zhuǎn)時才通過行星齒輪緊固部件232傳遞到行星 齒輪230。該向前方向的旋轉(zhuǎn)使得行星齒輪230在環(huán)形齒輪210的內(nèi)周表 面上旋轉(zhuǎn)，因此向與行星齒輪230嚙合的恒星齒輪220的輸出軸400提 供附加輸出?？商峁┰摳郊觿恿Φ脑蛟谟?，在恒星齒輪單元中，恒星 齒輪可在環(huán)形齒輪的內(nèi)周表面上運動，而與環(huán)形齒輪的旋轉(zhuǎn)無關(guān)。因此， 輸出軸400的最終輸出以這種方式提供，即，可歸因于第一驅(qū)動齒輪IIO
的旋轉(zhuǎn)的基本輸出以及可歸因于轉(zhuǎn)子420的旋轉(zhuǎn)的附加輸出被組合。
具體地說，如上所述，可通過使用變速桿360操縱連接到多個第一 連桿340的一端上的多個變速連桿380而設(shè)定輸出軸400的旋轉(zhuǎn)比。而
且，變速器300的變速桿360 (圖3未示出)可通過線等連接到自行車的
把手以允許方便地操縱變速桿360。
雖然已經(jīng)對其中將根據(jù)本發(fā)明的如上所述構(gòu)成的無級變速器應(yīng)用于
自行車的情況進行了描述，但容易理解本發(fā)明不限于該特定情況，本發(fā)
明即使在應(yīng)用于諸如車輛的各種設(shè)備時也可以執(zhí)行相同功能。
在附圖和說明書中，已經(jīng)公開了本發(fā)明的典型的優(yōu)選實施方式，盡
管采用了具體術(shù)語，但它們僅僅在一般和描述性的意義上使用而不用于
限制，本發(fā)明的范圍在以下權(quán)利要求中闡明。
權(quán)利要求
1.一種使用行星齒輪單元的無級變速器，該無級變速器包括驅(qū)動軸，該驅(qū)動軸被提供有驅(qū)動力，并具有安裝在該驅(qū)動軸上彼此隔開的第一驅(qū)動齒輪和第二驅(qū)動齒輪；行星齒輪單元，該行星齒輪單元包括與所述驅(qū)動軸的所述第一驅(qū)動齒輪嚙合的環(huán)形齒輪、具有輸出軸的恒星齒輪以及將所述環(huán)形齒輪和所述恒星齒輪彼此連接的多個行星齒輪；以及變速器，該變速器包括具有與所述驅(qū)動軸的所述第二驅(qū)動齒輪嚙合的輸入齒輪的輸入軸、偏心地固定至所述輸入軸的多個凸輪機構(gòu)、在其中可旋轉(zhuǎn)地接收相應(yīng)的凸輪機構(gòu)的多個第一連桿、與安裝在用于將輸出功率傳遞至所述行星齒輪的軸上的單向離合器接合的多個轉(zhuǎn)子、以及第一端部通過銷接合到所述第一連桿的相應(yīng)延伸部并且第二端部通過銷接合到相應(yīng)的轉(zhuǎn)子的多個第二連桿，其中在通過所述第一驅(qū)動齒輪無損耗地傳遞提供給所述驅(qū)動軸的驅(qū)動力時，通過所述變速器能夠進行附加變速。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級變速器，其中，所述變速器還包括多 個變速連桿，所述變速連桿的第一端部連接到相應(yīng)的第一連桿的延伸部 的銷，并且第二端部連接到具有變速桿的傳動軸，從而可調(diào)節(jié)相應(yīng)的第 一連桿和第二連桿的運動范圍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無級變速器。該無級變速器包括驅(qū)動軸，該驅(qū)動軸具有第一驅(qū)動齒輪和第二驅(qū)動齒輪，并被提供有旋轉(zhuǎn)動力；行星齒輪單元，該行星齒輪單元與所述驅(qū)動軸的所述第一驅(qū)動齒輪嚙合并具有固定至輸出軸的恒星齒輪；以及變速器，該變速器接收驅(qū)動力的一部分以提供附加輸出。防止了變速時的動力傳輸中斷。而且，由于所述無級變速器的結(jié)構(gòu)簡化以使在變速操作中產(chǎn)生的載荷最小化，從而可降低由變速引起的功率損耗，并且可降低制造成本。特別的是，因為降低了在變速時產(chǎn)生的振動和噪音，所以該無級變速器可以廣泛應(yīng)用于從諸如自行車或摩托車的小功率裝置到諸如工業(yè)機器的大功率變速器設(shè)備。
文檔編號B62M11/00GK101198515SQ200680021297
公開日2008年6月11日 申請日期2006年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月14日
發(fā)明者金鉉秀 申請人:金鉉秀