CN101865265B - 无段变速机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无段变速机构，其中：包含一循环式传动带，该传动带的前循环端及后循环端分别套连于一前开闭盘组及一后开闭盘组的沟槽中；该前开闭盘组耦合于该无段变速机构的入力轴；一开闭盘轴套，耦合于该无段变速机构的出力轴，并以一栓齿构造与该出力轴构成旋向同心同动的关系；该后开闭盘组耦合于该开闭盘轴套外部；一开闭盘弹簧，穿套于该开闭盘轴套外部，其两端分别顶持于一固定于该开闭盘轴套的弹簧固定压板以及该后开闭盘组的滑动盘。本发明主要以开闭盘轴套取代传统无段变速机构的离心式离合器，从而提升无段变速机构的使用效率。

Description

无段变速机构

技术领域

本发明涉及电动车的传动系统，更详而言之，本发明针对该传动系统的无段变速机构(CVT)提出了新的结构及安装配置方案。可应用的电动车领域包含但不限于行驶于交通运输场域的电动交通工具(电动机车、电动自行车)、行驶于非交通运输场域的电动代步工具(高尔夫球场代步车、老人及低速代步车)。

背景技术

图1及图2描述了传统的无段变速机构，此机构目前仍应用于以汽油为燃料的鞍座式两轮车。图式揭露一循环式传动带10，该传动带10的前循环端套连于一前开闭盘组11的V形沟槽中，该传动带10的后循环端套连于一后开闭盘组12的V型沟槽中。

前述的前开闭盘组11连接于一入力轴111，该入力轴111耦合于车辆引擎的旋转动力装置(图未示)。前开闭盘组11大致包括了枢设于该入力轴111上的一止动盘112及一滑动盘113，两者的正面相对形成上述的V形沟槽。实际上，该滑动盘113的背部另有复数个滚珠离心滑动的相关设计，该设计为已知技术，主要利用滚珠受到前开闭盘组11旋转速度及离心力的大小而放射状的在滑动盘113的背部移动，滚珠的离心滑动促使该滑动盘113相对于止动盘112滑移，从而改变了V形沟槽的槽口宽度，以及二者与传动带前循环端的接触半径。基本上，前开闭盘组11的转速愈快，滚珠受相对增加的离心力作用而愈往滑动盘113的圆周移动，滑动盘113向止动盘112滑移，缩小V形沟槽的槽口宽度，增加传动带10的前循环端与前开闭盘组11的接触半径。

前述的后开闭盘组12枢套于一出力轴13，该出力轴13的一端耦合于一减速齿轮箱的入力齿轮(图未示)，另一端枢套一离合器总成14，离合器总成14包括一离心式离合器140，该离心式离合器140与该后开闭盘组12具有旋向同动的连接关系。后开闭盘组12大致包括了枢设于该出力轴13的一止动盘122及一滑动盘123，两者的正面相对形成上述的V形沟槽。滑动盘123与离合器总成14之间的出力轴13上穿套一压缩弹簧15，该压缩弹簧15常态的提供一推顶力量作用于该滑动盘123，使该滑动盘123与止动盘122得以夹住该传动带的后循环端，同时，该压缩弹簧15保持该滑动盘123具有相对该止动盘122往复的移动性。该前开闭盘组11与传动带10前循环端的接触半径不同，将导致传动带10后循环端与后开闭盘组12的接触半径相对改变，前者接触半径愈大、后者接触半径就愈小(如图2)，反之亦然(如图1)，从而得到不同的传动比。

前述的离合器总成14另包括一外碗141和来令片142，该外碗141被轴向定位于该出力轴13的端部，且该出力轴13以栓齿构造131与该外碗141构成旋向同动的连接关系。前述后开闭盘组12旋转，使该离心式离合器140同步转动，促使其内部的离心作动组件(图未示)将离合器圆周上的来令片142向外推，使其迫紧于外碗141，从而使外碗141以及该出力轴13同步旋转。

离合器总成14的配置使得前述出力轴13发生旋转运动不稳定的问题。主要原因为：离合器总成14及外碗141的重量施加于该出力轴13的轴末端，远离开闭盘组V形沟槽的动力传动中心，使出力轴13两端负载不平衡，因力矩与力臂的关系，长久下来，出力轴13的垂直精度即产生偏差。另一问题，后开闭盘组12的动力系藉由离心式离合器140经由外碗141而间接的传递给出力轴13，已知前述前开闭盘组11、后开闭盘组12系以摩擦力带动传动带10，已存在着传动力耗损的问题，而前述离心式离合器更透过来令片与外碗的摩擦力带动外碗，形成再一次的传动力耗损。

如前所述，上述离合式无段变速机构目前仍应用于以汽油为燃料的鞍座式两轮车，但已更进一步的转用于电动机车领域。然而上述问题仍然存在，且因离合器总成的重量，使电动机车的传动负载增加，更增加了电能及动力耗损的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种无段变速机构，该无段变速机构不采用离合器，故可改善传统无段变速机构因采用离合器而产生的种种问题，这些问题包括出力轴旋转运动不稳定、转用于电动车形成传动负载及电力耗损。

本发明的另一目的在于提供一种无段变速机构，其具有使无段变速机构的组成、安装、配置精简化，重量轻量化的功效。

本发明的另一目的在于提供一种无段变速机构，其通过使无段变速机构的动能直接输出至车辆的减速齿轮箱的出力轴，从而提高动能的利用率。

本发明的另一目的在于提供一种无段变速机构，该无段变速机构具有校正出力轴中心、与出力轴旋向同心同动、维持出力轴旋转运动稳定性及平衡性、以及减少出力轴负载的功效。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种无段变速机构，其中：包含

一循环式传动带，该传动带的前循环端及后循环端分别套连于一前开闭盘组及一后开闭盘组的沟槽中；该前开闭盘组耦合于该无段变速机构的入力轴；

一开闭盘轴套，耦合于该无段变速机构的出力轴，并以一栓齿构造与该出力轴构成旋向同心同动的关系；该后开闭盘组耦合于该开闭盘轴套外部；

一开闭盘弹簧，穿套于该开闭盘轴套外部，其两端分别顶持于一固定于该开闭盘轴套的弹簧固定压板以及该后开闭盘组的滑动盘。

其中，包含一同心轴套，该同心轴套具有同心的一第一接收部和一第二接收部，该第一接收部对应该开闭盘轴套的末端，该出力轴的末端穿入该第二接收部。

其中，该第一接收部于该同心轴套形成一第一校正侧壁，该第二接收部于该同心轴套形成一第二校正侧壁，该第一校正侧壁触抵该开闭盘轴套末端与之相对的壁面，该第二校正侧壁触抵该出力轴末端与之相对的壁面。

其中，该第一校正侧壁及该第二校正侧壁至少其中之一为垂直侧壁，该开闭盘轴套末端及该出力轴末端具有形状与该第一校正侧壁及该第二校正侧壁相对契合的壁面。

其中，该第一校正侧壁及该第二校正侧壁至少其中之一为倾斜侧壁，该开闭盘轴套末端及该出力轴末端具有形状与该第一校正侧壁及该第二校正侧壁相对契合的壁面。

其中，该后开闭盘组的止动盘固定于该开闭盘轴套的外部，该后开闭盘组的滑动盘与该开闭盘轴套之间系以一连接件构成旋向同动的连接关系，且保持该滑动盘沿着该开闭盘轴套滑移的自由性。

其中，该连接件系一枢套于该开闭盘轴套外壁的筒套。

其中，该后开闭盘组系耦合于该出力轴包含传动带受力中心部位的区段范围中。

其中，该栓齿构造系设置于该出力轴包含传动带受力中心部位的区段范围中，该范围包含对应该后开闭盘组的区段。

其中，该栓齿构造的轴向长度系大于该后开闭盘组开闭行程的长度。

本发明的有益效果是：本发明不采用传统的离合器，故可改善传统无段变速机构因采用离合器而产生的种种问题。

本发明的组成、安装、配置相对于先前技术所揭露的离合式无段变速装置而言是较为精简的，因此本发明的重量也相对较轻，可减少出力轴的负载，故可应用于电动交通工具或电动代步工具，并表现减少传动负载及电力耗损的功能。

本发明通过使无段变速机构的动能透过开闭盘轴套直接输出至出力轴，从而提高了动能的利用率。

本发明利用经校正中心的同心轴套调整校正开闭盘轴套及出力轴的中心，达到无段变速机构与出力轴旋向同心同动以及维持出力轴旋转运动稳定的目的。

本发明将栓齿构造的位置对应于后开闭盘组，将出力轴的受力位置接近或对应在传动带受力中心位置，基于此一位置关系，可保持该出力轴的力矩平衡，从而维持该出力轴的垂直精度，维持出力轴旋转运动稳定性及平衡性，以及减少出力轴负载的功效。

本发明所述的无段变速机构可适用于电动交通工具、以及代步工具。所述的电动交通工具主要为行驶于交通运输场域的具有鞍座的电动机车、电动自行车，但不以此为限。所述代步工具主要为行驶于非交通运输场域，例如用于高尔夫球场、公园或老人骑乘等电动代步车，但不以此为限。

附图说明

图1为习知无段变速机构的剖面图，描述车辆于低速状态的传动比。

图2为习知无段变速机构的剖面图，描述车辆于高速状态的传动比。

图3为本发明无段变速机构的剖面图，描述车辆于低速状态的传动比。

图4为本发明无段变速机构的剖面图，描述车辆于高速状态的传动比。

图5为本发明同心轴套与开闭盘轴套及出力轴组配的剖面图。

图6为图5的变化例剖面图。

主要组件符号说明

20-循环式传动带；30-前开闭盘组；301-入力轴；302-滑动盘；

303-止动盘；40-后开闭盘组；41-止动盘；42-滑动盘；43-出力轴；

431-栓齿构造；45-定位元件；50-开闭盘轴套组；51-开闭盘轴套；

52-弹簧固定压板；53-锁紧螺帽；54-开闭盘弹簧；55-弹簧固定环；

56-末端；57-连接件；571-筒套；572-油封；60-同心轴套；

61-第一接收部；611、612-第一校正侧壁；62-第二接收部；

621-第二校正侧壁。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图3以及图4，本发明公开了一种无段变速机构，其包括一循环式传动带20，该传动带20的前循环端套连于一前开闭盘组30的V形沟槽中，该传动带20的后循环端套连于一后开闭盘组40的V型沟槽中。

上述前开闭盘组30连接于一入力轴301，该入力轴301耦合于车辆电动机的旋转动力装置(图未示)。前开闭盘组30大致包括了枢设于该入力轴301上的一止动盘及一滑动盘，图示例以滑动盘302、止动盘303为例，两者之间为上述的V形沟槽。采用先前技术所述的滚珠离心滑动设计，可控制止动盘303相对于滑动盘302滑移，从而改变V形沟槽的槽口宽度，以及二者与传动带前循环端的接触半径。

上述后开闭盘组40包括一止动盘41及一滑动盘42，两者的正面相对形成上述的V形沟槽，供该传动带20的后循环端枢套。该后开闭盘组40系藉由一开闭盘轴套组50而与一出力轴43构成旋向同动的连接关系。该出力轴43的一端为作动端，该作动端或可耦合于一减速齿轮箱或可直接驱动的动力作动目的。

所述的开闭盘轴套组50包括一开闭盘轴套51、一弹簧固定压板52及一锁紧螺帽53。该止动盘41及该滑动盘42枢套于该开闭盘轴套51的外部，该止动盘41与该开闭盘轴套51为直接固定，该滑动盘42与该开闭盘轴套51则藉由一连接件57构成旋向同动的连接关系，且保持该滑动盘42沿着该开闭盘轴套51滑移的自由性。

该开闭盘轴套51枢套于该出力轴43的外部，并以栓齿构造431与该出力轴43构成旋向同心同动的连接关系，该滑动盘42受传动带20传递的旋转动力可直接透过该开闭盘轴套51输出至该出力轴43。

栓齿构造431的位置对应于该后开闭盘组40，将出力轴43的受力位置接近或对应在循环式传动带20受力中心位置的区段范围中，基于此一位置关系，可保持该出力轴43的力矩平衡，从而维持该出力轴43的垂直精度。在图例中，表现该栓齿构造431的轴向长度系大于该后开闭盘组40开闭行程的长度，据此增加该开闭盘轴套51与出力轴43的耦合面积，增加耦合稳定性。

所述的连接件57在本案实施例中系一枢套于该开闭盘轴套51外壁的筒套571，该筒套571内壁与该开闭盘轴套51外壁相对接触位置组配有多个油封572。该弹簧固定压板52组配于该开闭盘轴套51外部的一个段差位，与该滑动盘42相隔一预定距离，该锁紧螺帽53锁配于该开闭盘轴套51的外部，从而定位该弹簧固定压板52无脱离松动之虞。一开闭盘弹簧54藉由一定位于该连接件57外部的弹簧固定环55而组配于该连接件57外部，其两端分别顶持于该滑动盘42以及该弹簧固定压板52，常态的提供一推顶力量作用于该滑动盘42，使该滑动盘42与止动盘41得以夹住该传动带20的后循环端，并保持该滑动盘42相对该止动盘41往复的移动性，从而改变V形沟槽的槽口宽度，以及二者与传动带20后循环端的接触半径。

该前开闭盘组30与传动带20前循环端的接触半径不同，导致传动带20后循环端与后开闭盘组40的接触半径相对改变，前者接触半径愈大，后者接触半径就愈小(如图4)，反之亦然(如图3)，从而得到不同的传动比。

如图3至图5所示，本发明无段变速机构更包括一同心轴套60，该同心轴套60具有经校正中心且同心贯连的一第一接收部61和一第二接收部62，图示例揭露该第一接收部61和第二接收部62于同心轴套60的内壁形成垂直的一第一校正侧壁611及一第二校正侧壁621。该开闭盘轴套51的末端56对应第一接收部61，该第一校正侧壁611恰触抵该末端56对应的壁面。该出力轴43的末端穿入该第二接收部62，该第二校正侧壁621触抵该轴端的外壁。该出力轴43穿出该同心轴套60的轴孔以组配一定位元件45，据以将该同心轴套60轴向的定位在上述位置。该同心轴套60组配于该开闭盘轴套51与出力轴43时，以其经校正中心而形成的第一校正侧壁611及一第二校正侧壁621校正该开闭盘轴套51及出力轴43的中心，使其达到同心组配的目的。

如图6，为图5的变化例图示，用以说明校正侧壁612得形成具有同心组配等效作用的斜壁形态；图例显示同心轴套60的第一校正侧壁612与开闭盘轴套51末端56形成斜壁状的对应触抵，此斜壁同具中心校正功能而达成同心组配作用。图6虽仅以第一校正侧壁612为代表作说明，然而，第二校正侧壁621同理亦得以斜壁形态达到等效的实施效果。

本发明不采用传统的离合器，故可改善传统无段变速机构因采用离合器而产生的种种问题。

本发明的组成、安装、配置相对于先前技术所揭露的离合式无段变速装置而言是较为精简的，因此本发明的重量也相对较轻，可减少出力轴的负载，故可应用于电动交通工具或电动代步工具，并表现减少传动负载及电力耗损的功能。

本发明通过使无段变速机构的动能透过开闭盘轴套直接输出至出力轴，从而提高了动能的利用率。

本发明利用经校正中心的同心轴套调整校正开闭盘轴套及出力轴的中心，达到无段变速机构与出力轴旋向同心同动以及维持出力轴旋转运动稳定的目的。

本发明将栓齿构造的位置对应于后开闭盘组，将出力轴的受力位置接近或对应在传动带20受力中心位置，基于此一位置关系，可保持该出力轴的力矩平衡，从而维持该出力轴的垂直精度，维持出力轴旋转运动稳定性及平衡性，以及减少出力轴负载的功效。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种无段变速机构，其特征在于：包含

一循环式传动带，该传动带的前循环端及后循环端分别套连于一前开闭盘组及一后开闭盘组的沟槽中；该前开闭盘组耦合于该无段变速机构的入力轴；

一开闭盘轴套，耦合于该无段变速机构的出力轴，并以一栓齿构造与该出力轴构成旋向同心同动的关系；该后开闭盘组耦合于该开闭盘轴套外部；

一开闭盘弹簧，穿套于该开闭盘轴套外部，其两端分别顶持于一固定于该开闭盘轴套的弹簧固定压板以及该后开闭盘组的滑动盘；

一同心轴套，该同心轴套具有同心的一第一接收部和一第二接收部，该第一接收部对应该开闭盘轴套的末端，该出力轴的末端穿入该第二接收部。

2.根据权利要求1所述的无段变速机构，其特征在于：该第一接收部于该同心轴套形成一第一校正侧壁，该第二接收部于该同心轴套形成一第二校正侧壁，该第一校正侧壁触抵该开闭盘轴套末端与之相对的壁面，该第二校正侧壁触抵该出力轴末端与之相对的壁面。

3.根据权利要求2所述的无段变速机构，其特征在于：该第一校正侧壁及该第二校正侧壁至少其中之一为垂直侧壁，该开闭盘轴套末端及该出力轴末端具有形状与该第一校正侧壁及该第二校正侧壁相对契合的壁面。

4.根据权利要求2所述的无段变速机构，其特征在于：该第一校正侧壁及该第二校正侧壁至少其中之一为倾斜侧壁，该开闭盘轴套末端及该出力轴末端具有形状与该第一校正侧壁及该第二校正侧壁相对契合的壁面。

5.根据权利要求1所述的无段变速机构，其特征在于：该后开闭盘组的止动盘固定于该开闭盘轴套的外部，该后开闭盘组的滑动盘与该开闭盘轴套之间系以一连接件构成旋向同动的连接关系，且保持该滑动盘沿着该开闭盘轴套滑移的自由性。

6.根据权利要求5所述的无段变速机构，其特征在于：该连接件系一枢套于该开闭盘轴套外壁的筒套。

7.根据权利要求1所述的无段变速机构，其特征在于：该后开闭盘组系耦合于该出力轴包含传动带受力中心部位的区段范围中。

8.根据权利要求1所述的无段变速机构，其特征在于：该栓齿构造系设置于该出力轴包含传动带受力中心部位的区段范围中，该范围包含对应该后开闭盘组的区段。

9.根据权利要求8所述的无段变速机构，其特征在于：该栓齿构造的轴向长度系大于该后开闭盘组开闭行程的长度。

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