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CN114110106A - 周转式变速机构 - Google Patents

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CN114110106A
CN114110106A CN202110977721.8A CN202110977721A CN114110106A CN 114110106 A CN114110106 A CN 114110106A CN 202110977721 A CN202110977721 A CN 202110977721A CN 114110106 A CN114110106 A CN 114110106A
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CN
China
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gear
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epicyclic
wheel
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CN202110977721.8A
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姚立和
连哲文
田骐祯
谢培升
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Abstract

本发明指一种周转式变速机构，其由输出轴及依序设于输出轴的传动模块及至少一个升速模块所组成，而该传动模块具有可单向驱动该输出轴的驱动轮，又各该升速模块包含有枢设于输出轴的连接齿轮、固设于输出轴的升速齿轮及设于连接齿轮与升速齿轮间的周转变速轮组，且升速模块并具有可选择性停止周转变速轮组的嵌掣组，藉此，低速时可使升速模块的周转变速轮组处于公转下形成空转，而输入动力经驱动轮单向带动输出轴，而高速时，利用该嵌掣组停止相对周转变速轮组的公转，使得相对周转变速轮组的变速齿轮可由对应该升速齿轮的公转变自转，而形成升速者。

Description

周转式变速机构
技术领域
本发明属于一种变速的技术领域，具体而言指一种结构简单的周转式变速机 构，藉以能快速建立动力传输，以提升传动效率，使其变速更确实与可靠。
背景技术
一般机动设备的动力传动是将驱动源输出传输至输出轴，以提供被动件驱动 力，如常见机动车辆的马达〔驱动源〕及车轮〔被动件〕，而变速器主要利用驱 动源与被动件间不同直径的齿轮组合，来形成不同的齿轮比，以达到变速的目的。 以现有电动机车而言，其动力来源主要来自电动马达，一般来说当在低速行驶时， 马达转速维持在1000～2000rpm的效能较佳，但当电动机车有高速行驶需求时， 马达转速将提升至高于2000rpm，如此将会使马达的效能下降，因此最佳的处理 方式是利用变速器使马达维持在1000～2000rpm，而令输出轴带动的被动件转速 提高至2000rpm以上。
而现有的变速器主要为两种型态，其一是齿轮式变速器，其在动力衔接的效 率较佳，但其结构复杂，不仅成本高、且维修不易，同时在切换变速时，容易因 在短时间内升速或降速而产生顿挫感。其二是无段自排变速器〔Continuously Variable Transmission，CVT〕，其虽然可以简化结构，而降低成本及便于维修， 但其动力衔接的效率不佳。
近来另外开发有离合式变速器，其主要于输出轴上设置至少两个离合器，来 供分别作动不同齿数比的传动轮来带动被动件。前述各该离合器由离合件及可作 动离合件的制动件所构成，其中离合件由复数连结输出轴及复数连结传动轮的夹 片相间隔迭合而成，并通过制动件作动该等夹片的紧密结合或分开，而达成上述 连动的动作，如中国台湾专利申请第105129500号的「变速机构」、第106114229 号的「无段变速器的离合装置」及第107104155号的「一种内三速双离合变速器」 等；
上述现有使用离合方式来进行变速的变速器，其离合器需于内部设置电性组 件及电线，因此不仅结构复杂，其整体宽度材积变大，再者离合器的力量主要来 自电磁磁力，其令静止件与转动件结合时，利用摩擦力来达成，因此动损极大造 成动力传输建立不易的问题，另外在变速时会有衔接不连续的空窗期产生，且进 一步容易在变速过程中产生钝挫感，而降低变速器的实用性。
换言之，现有变速器分别存在有结构过于复杂、增加维修或更换的难度、动 力传输建立不易以及变速效率不佳等问题存在，造成现有变速器在实际使用上存 在可靠性不足的现象，故如何解决前述问题，为业界及使用者所期待，也是本发 明所欲探讨的。
本发明人针对前述问题深入探讨，并藉由多年从事相关产业的研发经验，积 极寻求解决之道，经不断努力的研究与试作，终于成功的开发出一种周转式变速 机构，藉以克服现有者因前述问题所衍生的困扰与不便。
发明内容
因此，本发明的主要目的是在提供一种周转式变速机构，藉以能有效简化结 构，可以有效降低成本及故障率，并可方便进行维修及更换。
又，本发明的次一主要目的是在提供一种周转式变速机构，其能使变速时动 力直接衔接，以加快变速切换速度，而不致产生动损，故能提高其变速效率及可 靠性。
再者，本发明的另一主要目的是在提供一种周转式变速机构，其能直接变速， 而不致产生变速切换的顿挫感，从而提升变速切换的顺畅性。
基于此，本发明主要通过下列的技术手段，来实现前述的目的及其功效，其 包含有：
输出轴；
传动模块，其设于该输出轴上，该传动模块具有可单向驱动该输出轴的驱动 轮；
至少一个升速模块，其设于该输出轴上，该升速模块包含有连接齿轮、周转 变速轮组、升速齿轮及嵌掣组，其中该连接齿轮枢设于该输出轴上、且可与该驱 动轮连动，而该升速齿轮可固设于输出轴一端，而该周转变速轮组具有至少一个 变速齿轮，各该变速齿轮具有与连接齿轮啮合的小径齿部及与升速齿轮啮合的大 径齿部；
藉此，低速时可使升速模块的周转变速轮组处于公转下形成空转，而输入动 力经驱动轮单向带动输出轴，而高速时，利用该嵌掣组停止相对周转变速轮组的 公转，使得相对周转变速轮组的变速齿轮可由对应该升速齿轮的公转变自转，而 形成升速者。
综上，本发明通过前述技术手段的实现，使本发明能产生前述的功效，大幅 提高其实用性，进一步可实现其经济效益。
为使能进一步了解本发明的构成、特征及其他目的，以下列举本发明的较佳 实施例，并配合附图详细说明如后，同时让熟悉该项技术领域者能够具体实施。
附图说明
图1是本发明周转式变速机构的立体外观示意图。
图2是本发明周转式变速机构的立体分解示意图，供说明其各组件的态样及 其相对关系。
图3是本发明周转式变速机构组成后的侧视剖面示意图。
图4是本发明周转式变速机构于初始档动作的侧视剖面示意图。
图5是本发明周转式变速机构于变换为升速档动作的侧视剖面示意图。
具体实施方式
本发明是一种周转式变速机构，随附图例示的本发明的具体实施例及其构件 中，所有关于前与后、左与右、顶部与底部、上部与下部、以及水平与垂直的参 考，仅用于方便进行描述，并非限制本发明，亦非将其构件限制于任何位置或空 间方向。附图与说明书中所指定的尺寸，当可在不离开本发明的申请专利范围内， 根据本发明的设计与需求而进行变化。
而本发明的周转式变速机构的构成，如图1和图2所示，其由输出轴(10)、 传动模块(20)及至少一个升速模块(30)所组成，供利用动力源作动传动模块 (20)驱动该输出轴(10)产生输出，并可通过各该升速模块(30)对输入传动 模块(20)的速度进行升速。
至于本发明周转式变速机构较佳实施例的详细构成，则仍请参看图2和图3 所示，所述的输出轴(10)可供传动模块(20)及各该升速模块(30)逐一穿设， 且该输出轴(10)上具有凸轴部(15)供设置该传动模块(20)。
而所述的传动模块(20)具有可单向驱动该输出轴(10)的驱动轮(21)， 该驱动轮(21)可以是皮带轮，供动力源通过皮带带动，又其中该驱动轮(21) 通过单向轴组(22)设于该输出轴(10)的凸轴部(15)上，该单向轴组(22) 包含单向轴承(221)及两个位于该单向轴承(221)两侧的轴承(222)，且该驱 动轮(21)中心具有轴槽(25)，供前述单向轴组(22)容设，使得该驱动轮(21) 可单向驱动该输出轴(10)、且反向时呈空转状。
又所述穿设于输出轴(10)上的升速模块(30)可与传动模块(20)连动、 且可选择性作动该输出轴(10)，而各该升速模块(30)包含有连接齿轮(31)、 周转变速轮组(32)、升速齿轮(38)及嵌掣组(40)，其中该连接齿轮(31)枢 设于前述输出轴(10)上，且该连接齿轮(31)具有啮合部(311)，而前述传动 模块(20)的驱动轮(21)轴心形成有可相对咬合的啮合部(28)，使得该连接 齿轮(31)可与该驱动轮(21)同步连动，且该连接齿轮(31)外周缘具有可带 动周转变速轮组(32)的大径齿部(312)，又该周转变速轮组(32)具有至少一 个环绕连接齿轮(31)同步公转的变速齿轮(33)，其中各该变速齿轮(33)具 有与连接齿轮(31)大径齿部(312)啮合的小径齿部(331)及直径大于小径齿 部(331)的大径齿部(332)，另该升速齿轮(38)固设于前述输出轴(10)上， 且该升速齿轮(38)的直径小于该变速齿轮(33)的大径齿部(332)，而变速齿 轮(33)的大径齿部(332)并与升速齿轮(38)相对啮合，以达到驱动输出轴 (10)升速的作用。且根据某些实施例该周转变速轮组(32)可以具有两个或两 个以上依序啮合的变速齿轮(33)，且最末端的变速齿轮(33)并与该升速齿轮 (38)啮合，而具有大幅升速的效。又该周转变速轮组(32)的变速齿轮(33) 可枢设于轮架(35)上，该轮架(35)于各该至少两个固定柱(352)的两端分 设有供输出轴(10)穿经中心的框板(351、353)，且各该变速齿轮(33)分别 以轮轴(36)枢设于两个框板(351、353)间，使得各该变速齿轮(33)可带动 轮架(35)相对输出轴(10)公、自转，又该嵌掣组(40)设于该周转变速轮组(32)上，可选择性停止该周转变速轮组(32)的变速齿轮(33)相对输出轴(10) 公转，而本发明的嵌掣组(40)于该周转变速轮组(32)的轮架(35)一侧固设 有碟盘(41)，且于该碟盘(41)周缘设有停止件(45)，供选择性制止该碟盘(41) 转动，以同步停止该周转变速轮组(32)的变速齿轮(33)相对该输出轴(10) 的公转，其中该停止件(45)可以是夹钳、电磁体、来令片等。
藉此，可通过作动该传动模块(20)来驱动该输出轴(10)产生初始档的输 出，并通过该嵌掣组(40)的掣动来使该升速模块(30)可以选择性提升该输出 轴(10)的输出速度，而组构成周转式变速机构者。
至于本发明周转式变速机构的实际作动，首先当需要该输出轴(10)为初始 档的转动时，则如图1和图4所示，不作动该升速模块(30)的嵌掣组(40)， 此时当动力源作动传动模块(20)的驱动轮(21)时，该驱动轮(21)可以通过 单向轴组(22)直接驱动该输出轴(10)同步转动，且该驱动轮(21)可同步带 动该升速模块(30)的连接齿轮(31)转动，使得该连接齿轮(31)可作动相啮 合的周转变速轮组(32)的变速齿轮(33)相对公转，令该周转变速轮组(32) 的变速齿轮(33)不致与输出轴(10)上的升速齿轮(38)产生干涉，而使该输 出轴(10)形成初始文件的速度输出。
而当有升速需求时，则请配合参看图1和图5所示，作动该升速模块(30) 的嵌掣组(40)停止该周转变速轮组(32)上变速齿轮(33)的公转，如通过该 嵌掣组(40)的停止件(45)夹掣该碟盘(41)，使得与碟盘(41)固接的相对 升速模块(30)的轮架(35)固定，供同步停止变速齿轮(33)相对升速齿轮(38) 的公转，而由于该升速模块(30)的连接齿轮(31)与传动模块(20)的驱动轮 (21)连接，使得该连接齿轮(31)能同步带动相对啮合的变速齿轮(33)自转， 且各该变速齿轮(33)并同步驱动相对啮合的升速齿轮(38)，而由于该连接齿轮(31)以大径齿部(312)与变速齿轮(33)的小径齿部(331)啮合、且该变 速齿轮(33)的大径齿部(332)与较小径的升速齿轮(38)啮合，使得该升速 齿轮(38)带动输出轴(10)的输出速度能较驱动轮(21)的输入速度提升，而 由于该输出轴(10)与传动模块(20)的驱动轮(21)间设有具单向轴承(221) 的单向轴组(22)，如此当输出轴(10)的转速高于驱动轮(21)时，可利用该 单向轴组(22)产生反向空转作用，而不致使高转速的输出轴(10)与初始转速的驱动轮(21)产生相互干涉，使得该输出轴(10)形成相对应升速文件的速度 输出。
通过前述的设计与说明，本发明的周转式变速机构利用输出轴(10)上通过 单向轴组(22)设置传动模块(20)驱动轮(21)，且该输出轴(10)另外设置 有可与驱动轮(21)同步转动的升速模块(30)，该升速模块(30)并具有可利 用嵌掣组(40)选择性停止的周转变速轮组(32)，而在低速需求时，让该升速 模块(30)的周转变速轮组(32)可相对输出轴(10)处于公转状的空转，而动 力源可经该驱动轮(21)单向带动输出轴(10)产生初始速度，而有升速需求时， 则藉由该嵌掣组(40)停止周转变速轮组(32)的公转，使该周转变速轮组(32)能通过变速齿轮(33)自转带动输出轴(10)产生升速，且藉由单向轴组(22) 与驱动轮(21)形成空转，以避免初始速度的驱动轮(21)与升速的输出轴(10) 产生干涉，本发明同时具有下列的功效，诸如：
1、本发明的传动模块(20)通过单向轴组(22)设于输出轴(10)上，而 与传动模块(20)连动的升速模块(30)则通过周转变速轮组(32)来驱动设于 输出轴(10)上的升速齿轮(38)，以通过选择性停止该周转变速轮组(32)公 转来进行升速，相较于现有者齿轮式变速器而言，其不仅结构简单，且故障率低， 并可有效缩小材积与降低制造成本。
2、本发明在变换升速时，通过升速模块(30)的周转变速轮组(32)中的 变速齿轮(33)自转来带动输出轴(10)上的升速齿轮(38)，相较于无段自动 变速器而言，不致因利用摩擦力来提速而产生动损，故本发明同时能兼具提高效 率及可靠性。
3、本发明在初始速度时，其升速模块(30)中的升速齿轮(38)与输出轴 (10)同步处于转动中，因此在利用升速模块(30)的变速齿轮(33)由相对升 速齿轮(38)公转转换成定位自转而升速时，可以由初始速度直接往上升速，而 非传统由静止状升速，故其变速快、且无空窗期，同时在变速时不致产生顿挫感， 从而提升变速的顺畅性。
附图标记说明
10:输出轴
15:凸轴部
20:传动模块
21:驱动轮
22:单向轴组
221:单向轴承
222:轴承
25:轴槽
28:啮合部
30:升速模块
31:连接齿轮
311:啮合部
312:大径齿部
32:周转变速轮组
33:变速齿轮
331:小径齿部
332:大径齿部
35:轮架
351:框板
352:固定柱
353:框板
36:轮轴
38:升速齿轮
40:嵌掣组
41:碟盘
45:停止件。

Claims (9)

1.一种周转式变速机构，其特征在于，其包含有：
输出轴；
传动模块，其设于该输出轴上，该传动模块具有可单向驱动该输出轴的驱动轮；
至少一个升速模块，其设于该输出轴上，该升速模块包含有连接齿轮、周转变速轮组、升速齿轮及嵌掣组，其中该连接齿轮枢设于该输出轴上、且可与该驱动轮连动，而该升速齿轮可固设于输出轴一端，而该周转变速轮组具有至少一个变速齿轮，各该变速齿轮具有与连接齿轮啮合的小径齿部及与升速齿轮啮合的大径齿部；
藉此，低速时可使升速模块的周转变速轮组处于公转下形成空转，而输入动力经驱动轮单向带动输出轴，而高速时，利用该嵌掣组停止相对周转变速轮组的公转，使得相对周转变速轮组的变速齿轮可由对应该升速齿轮的公转变自转，而形成升速者。
2.根据权利要求1所述的周转式变速机构，其特征在于，该输出轴上具有凸轴部，该凸轴部并通过单向轴组供设置该传动模块的驱动轮，而该驱动轮轴心具有供单向轴组设置的轴槽，使得该驱动轮可单向作动该输出轴、且反向时呈空转状。
3.根据权利要求1所述的周转式变速机构，其特征在于，该传动模块的驱动轮可以是皮带轮，供动力源通过皮带带动。
4.根据权利要求1或3所述的周转式变速机构，其特征在于，该传动模块的驱动轮轴心具有啮合部，而该升速模块的连接齿轮具有可对应咬合的啮合部，使得该升速模块的连接齿轮可与该驱动轮同步连动。
5.根据权利要求1所述的周转式变速机构，其特征在于，该连接齿轮外周缘具有大径齿部，供该周转变速轮组的变速齿轮的小径齿部相对啮合，且该升速齿轮的直径小于该变速齿轮的大径齿部，以达到驱动输出轴升速的作用。
6.根据权利要求1所述的周转式变速机构，其特征在于，该周转变速轮组可以具有二个或二个以上依序啮合的变速齿轮，且最末端的变速齿轮并与该升速齿轮啮合，而具有大幅升速之效。
7.根据权利要求1或5或6所述的周转式变速机构，其特征在于，该周转变速轮组的变速齿轮可枢设于轮架上，该轮架于各该至少两个固定柱的两端分设有供输出轴穿经中心的框板，且各该变速齿轮分别以轮轴枢设于两框板间。
8.根据权利要求7所述的周转式变速机构，其特征在于，该嵌掣组于该周转变速轮组的轮架一侧固设有碟盘，且于该碟盘周缘设有停止件，供选择性制止该碟盘转动，以同步停止该周转变速轮组相对该输出轴的公转。
9.根据权利要求8所述的周转式变速机构，其特征在于，该嵌掣组的停止件是夹钳。
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