TWI568951B - 多模式無段變速機構 - Google Patents

Description

多模式無段變速機構

本發明係關於一種多模式無段變速機構，尤指一種適用於機車之多模式無段變速機構。

對於一般車輛而言，若該車輛採用無段變速方式驅動，則於該車輛內必會組設有一無段變速機構。

請參閱圖1係習知無段變速機構之剖視圖，於圖式中之無段變速機構9包括有一入力軸91、一驅動盤組92、一出力軸93、一傳動盤組94、及一傳動皮帶95。其中，傳動皮帶95係環繞於驅動盤組92與傳動盤組94之間，驅動盤組92包括有一驅動盤921、一滑動驅動盤922、一擋止盤923、及複數滾珠924，傳動盤組94包括有一傳動盤941、一滑動傳動盤942、及一傳動盤彈簧943。傳動盤941是同軸固設於出力軸93上，而滑動傳動盤942則是同軸滑設於出力軸93上，另入力軸91是耦合至一車輛引擎96。

因此，入力軸91可將車輛引擎96的旋轉動力經由傳動皮帶95以無段變速方式傳遞至出力軸93，出力軸 93之旋轉動力再去驅動車輛之前輪或後輪(圖未示)。且入力軸91之旋轉可促使複數滾珠924以其離心力而頂推滑動驅動盤922沿入力軸91作軸向滑動，至於傳動盤彈簧943則是以其彈力頂推滑動傳動盤942，使滑動傳動盤942可沿出力軸93作軸向滑動。

上述習知機械式V型皮帶無段變速結構，多是利用調整如滾珠配重、傳動盤彈簧之彈簧力量等參數，來達到所需的特定變速模式，因此，僅能設定單一變速模式。隨著電控系統之發展，業者有開發出電控式V型皮帶無段變速結構，其是直接將各個不同的變速模式設定於電腦中，以電腦直接控制，但由於此類系統需要藉由複雜的電腦硬體及軟體設定，才能夠達到所需機能，成本自然相對提高許多。

針對上述僅能設定單一變速模式缺失，申請人先前提出之台灣第102120920「多模式無段變速機構」專利申請案，請參閱圖2、圖3A及圖3B，其分別為該專利案之不動壓板平面圖、可動壓板之凸出部未插入不動壓板之開槽之示意圖以及可動壓板之凸出部插入不動壓板之開槽之示意圖。其中，專利案將之複數滾珠84係設置於滑動驅動盤82與不動壓板83之間，不動壓板83設有複數開槽831，此處不動壓板83之功能如同圖1之無段變速機構之擋止盤923，可動壓板85設置於不動壓板83之外側，其具有複數凸出部851，每一凸出部851係可對應伸入每一開槽831，可動壓板85係由切換模組控制而可軸向移動，進而可改變 可動壓板85之軸向位置。此外，可動壓板85之另一側套設有一滾珠軸承86。

當可動壓板85之複數凸出部851對應插入不動壓板83之複數開槽831時，可動壓板85之複數凸出部851軌道面凸出於不動壓板83之軌道面，因不動壓板83與可動壓板85之凸出部851軌道面形狀不相同，複數滾珠84此時係沿可動壓板85之凸出部851軌道面作軸向相對運動，且不同軸向位置具有不同變速模式。如圖3A與圖3B所示，可動壓板85設定有兩軸向位置，故具有二段變速模式。

前述台灣第102120920號專利案之二段變速模式切換機制是採取於不動壓板83的滾珠84之軌道面上開設長型之開槽831，並透過開槽831插入可動壓板85之凸出部851，作為滾珠84之軌道面，以此來達成兩種變速模式。由於在原有滾珠84之軌道面切出開槽831，及以凸出部851作為滾珠84之新的軌道面，皆會使滾珠84作動接觸面積比原來小，直接影響滾珠84的摩耗耐久性，另可動壓板85之凸出部851插入不動壓板83之開槽831處，也容易因引擎振動兩者產生敲擊聲音，並非十分理想，尚有改善之空間。

發明人緣因於此，本於積極發明創作之精神，亟思一種可以解決上述問題之「多模式無段變速機構」，幾經研究實驗終至完成本發明。

本發明之主要目的係在提供一種多模式無段變速機構，藉由改採四連桿機構達成多段變速模式，可增加驅動元件與擋止塊之接觸面積，提高驅動元件之耐久性，亦可大幅改善習知多段變速模式利用不動壓板開設長型開槽配合可動壓板之凸出部，於引擎運轉時，可動壓板與不動壓板二者所產生相互敲擊聲音。

為達成上述目的，本發明之多模式無段變速機構包括有：一入力軸及一驅動盤組，驅動盤組包括有一驅動盤、一滑動驅動盤、一不動壓板以及複數驅動元件，驅動盤以及不動壓板係同軸固設於入力軸上，滑動驅動盤位於驅動盤與不動壓板之間，並同軸滑設於入力軸上，當入力軸旋轉時，可促使複數驅動元件以其離心力而頂推滑動驅動盤沿該入力軸作軸向滑動。

本發明之主要技術特徵在於：不動壓板設有複數開孔，驅動盤組更包括有一具有複數凸出銷之可動壓板、複數擋止塊及連桿，可動壓板設置於不動壓板之外側，並同軸滑設於入力軸上，可動壓板之每一凸出銷係對應伸入不動壓板之每一開孔，且每一凸出銷之前端連接一擋止塊，複數驅動元件係設置於滑動驅動盤與複數擋止塊之間，每一擋止塊再藉由一連桿與不動壓板相連。此外，可動壓板則與一切換模組相連接，以控制可動壓板之軸向移動，進而改變可動壓板之軸向位置。

藉此，本發明可增加驅動元件與擋止塊之接觸 面積，提高驅動元件之耐久性，亦可大幅改善可動壓板與不動壓板二者所產生相互敲擊聲音。

上述擋止塊之二端可分別與可動壓板之凸出銷及連桿樞設連接，另連桿之二端則可分別與擋止塊及不動壓板樞設連接。藉此，擋止塊、連桿、不動壓板與可動壓板四個構件可相互樞設連接，因而形成一四連桿機構，其中，僅可動壓板藉由切換模組而可軸向移動，亦即可動壓板之之凸出銷可軸向移動，進而可改變擋止塊與驅動元件之接觸位置及角度，達到具有不同變速模式之功能。

上述切換模組可包括一具有內螺牙之被驅動齒輪、一與被驅動齒輪相嚙合之驅動齒輪、一與驅動齒輪相連接之馬達以及一具有一外螺牙之套筒。其中，套筒係與可動壓板連結，二者可一起軸向滑動，且藉由外螺牙使套筒螺合於被驅動齒輪之內螺牙。藉此，藉由馬達帶動驅動齒輪旋轉進而帶動被驅動齒輪旋轉，被驅動齒輪藉由內螺牙螺合於套筒之外螺牙，且被驅動齒輪於軸向上為固定不動，當被驅動齒輪旋轉時可藉由內、外螺牙之作用以驅動套筒做軸向位移，故藉由套筒之移動即可帶動可動壓板於軸向上產生位移。

上述切換模組可採用馬達、齒輪組及螺桿，將馬達的旋轉運動轉換為軸向位移。除此之外，亦可採用槓桿，電磁閥，線性滑軌等機構達成。

此外，本發明可更包括一滾珠軸承套設於可動壓板之一套設部，並可鄰接於套筒之內環面，以使套筒不 與可動壓板一起旋轉。

另外，前述入力軸上可更套設一滾珠軸承鄰接於被驅動齒輪之內環面，以使被驅動齒輪不與入力軸一起旋轉。又，上述之複數驅動元件可為滾珠或滾柱之其一。

1‧‧‧入力軸

2‧‧‧驅動盤組

21‧‧‧驅動盤

22‧‧‧滑動驅動盤

23‧‧‧不動壓板

231‧‧‧開孔

232‧‧‧不動壓板本體

233‧‧‧不動壓板肋塊

24‧‧‧驅動元件

25‧‧‧可動壓板

251‧‧‧凸出銷

252‧‧‧套設部

26‧‧‧擋止塊

27‧‧‧連桿

5‧‧‧切換模組

51‧‧‧被驅動齒輪

511‧‧‧內螺牙

52‧‧‧驅動齒輪

53‧‧‧馬達

54‧‧‧套筒

541‧‧‧外螺牙

6‧‧‧滾珠軸承

7‧‧‧滾珠軸承

82‧‧‧滑動驅動盤

83‧‧‧不動壓板

831‧‧‧開槽

84‧‧‧滾珠

85‧‧‧可動壓板

851‧‧‧凸出部

86‧‧‧滾珠軸承

9‧‧‧無段變速機構

91‧‧‧入力軸

92‧‧‧驅動盤組

921‧‧‧驅動盤

922‧‧‧滑動驅動盤

923‧‧‧擋止盤

924‧‧‧滾珠

93‧‧‧出力軸

94‧‧‧傳動盤組

941‧‧‧傳動盤

942‧‧‧滑動傳動盤

943‧‧‧傳動盤彈簧

95‧‧‧傳動皮帶

96‧‧‧車輛引擎

圖1係習知無段變速機構之剖視圖。

圖2係習知多模式無段變速機構之不動壓板平面圖。

圖3A係習知多模式無段變速機構之可動壓板之凸出部未插入不動壓板之開槽之示意圖。

圖3B係習知多模式無段變速機構之可動壓板之凸出部插入不動壓板之開槽之示意圖。

圖4係本發明多模式無段變速機構一較佳實施例之剖視圖。

圖5係圖4之局部放大圖。

圖6A係本發明四連桿機構一較佳實施例之立體圖。

圖6B係本發明四連桿機構一較佳實施例之不同視角立體圖。

圖6C係本發明四連桿機構一較佳實施例之分解圖。

圖7A係本發明四連桿機構於模式一之驅動元件未頂推滑動驅動盤之示意圖。

圖7B係本發明四連桿機構於模式一之驅動元件頂推滑動驅動盤之示意圖。

圖8A係本發明四連桿機構於模式二之驅動元件未頂推滑動驅動盤之示意圖。

圖8B係係本發明四連桿機構於模式二之驅動元件頂推滑動驅動盤之示意圖。

請參閱圖4、圖5及圖6A、6B與6C，其分別為本發明多模式無段變速機構一較佳實施例之剖視圖、局部放大剖視圖及四連桿機構一較佳實施例之不同視角立體圖與分解圖。本實施例之多模式無段變速機構，係組裝於一機車上，包括有：一入力軸1、一驅動盤組2、一切換模組5以及二滾珠軸承6,7。驅動盤組2包括有：一驅動盤21、一滑動驅動盤22、一不動壓板23、一可動壓板25、以及複數擋止塊26、複數連桿27及複數驅動元件24。

本實施例之驅動盤21以及不動壓板23係同軸固設於入力軸1上，滑動驅動盤22係位於驅動盤21與不動壓板23之間，並同軸滑設於入力軸1上，複數驅動元件24係設置於滑動驅動盤22與不動壓板23之間，本實施例之驅動元件24係為滾珠。當入力軸1旋轉時，可促使複數驅動元件24以其離心力而頂推滑動驅動盤22沿入力軸1作軸向滑動。

如圖5所示，不動壓板23設有複數開孔231，可動壓板25具有複數凸出銷251，可動壓板25設置於不動壓板23之外側，並同軸滑設於入力軸1上，可動壓板25 之每一凸出銷251分別對應伸入不動壓板23之每一開孔231，且每一凸出銷251之前端連接一擋止塊26，複數驅動元件24係設置於滑動驅動盤22與複數擋止塊26之間，每一擋止塊26再藉由一連桿27與不動壓板23相連，且可動壓板25與切換模組5相連接，故切換模組5可控制可動壓板25之軸向移動，進而改變可動壓板25之軸向位置。

在本實施例中，如圖6C所示，不動壓板23是由一不動壓板本體232及三個不動壓板肋塊233所構成。另，不動壓板23係具有六個開孔231，相對應地，可動壓板25具有六個凸出銷251，連桿27、擋止塊26及驅動元件24之數量皆為六個。此外，本實施例之四連桿機構之動作原理為：擋止塊26之二端分別與可動壓板25之凸出銷251及連桿27樞設連接。另，連桿27之二端則分別與擋止塊26及不動壓板23樞設連接。因此，擋止塊26、連桿27、不動壓板23與可動壓板25相互樞設連接形成一四連桿機構，僅有可動壓板25可藉由切換模組5之控制而軸向滑動，進而可使擋止塊26與驅動元件24之接觸位置及角度可變的。

此外，本實施例之切換模組5包括有：一具有內螺牙511之被驅動齒輪51、一與被驅動齒輪51相嚙合之驅動齒輪52、一與驅動齒輪52相連接之馬達53，以及一具有一外螺牙541之套筒54，套筒54係與可動壓板25連結，二者可一起軸向滑動，且藉由外螺牙541使套筒54螺合於被驅動齒輪51之內螺牙511。

在本實施例中，有一滾珠軸承6套設於可動壓板25之套設部252，並鄰接於套筒54之內環面，以使套筒54不與可動壓板25一起旋轉。另外，本實施例之入力軸1上套設一滾珠軸承7鄰接於被驅動齒輪51之內環面，可使被驅動齒輪51不與入力軸1一起旋轉。

本實施例之切換模組5之作動原理為：藉由馬達53帶動驅動齒輪52旋轉進而帶動被驅動齒輪51旋轉，被驅動齒輪51藉由內螺牙511螺合於套筒54之外螺牙541，且被驅動齒輪52於軸向上為固定不動，當被驅動齒輪51旋轉時可藉由內、外螺牙511,541之作用以驅動套筒54做軸向位移，故藉由套筒54之移動即可帶動可動壓板25於軸向上產生位移。

請參閱圖7A與圖7B，其分別為本發明四連桿機構於模式一之驅動元件未頂推與頂推滑動驅動盤之示意圖。其作用方式為：切換模組5之馬達53控制套筒54滑移，進而帶動可動壓板25於軸向上產生位移，當可動壓板25滑移至此一位置，使擋止塊26呈垂直頂推驅動元件24時，此時表示複數驅動元件24可以較小之離心力，即可頂推滑動驅動盤22沿入力軸1作軸向滑動。

請參閱圖8A與圖8B，其分別為本發明四連桿機構於模式二之驅動元件未頂推與頂推滑動驅動盤之示意圖。當可動壓板25滑移至此一位置，使擋止塊26呈傾斜推驅動元件24時，此時表示複數驅動元件24需用較大之離心力，方可頂推滑動驅動盤22沿入力軸1作軸向滑動。模式 二與模式一相較，可知僅需改變可動壓板25之軸向位置，即可達成多段變速模式。

本實施例藉由四連桿機構達成多段變速模式，可增加驅動元件24與擋止塊26之接觸面積，提高驅動元件24之耐久性，亦可大幅改善習知多段變速模式利用不動壓板開設長型開槽配合可動壓板之凸出部，於引擎運轉時，可動壓板與不動壓板二者所產生相互敲擊聲音。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

1‧‧‧入力軸

2‧‧‧驅動盤組

21‧‧‧驅動盤

22‧‧‧滑動驅動盤

23‧‧‧不動壓板

24‧‧‧驅動元件

25‧‧‧可動壓板

252‧‧‧套設部

26‧‧‧擋止塊

27‧‧‧連桿

5‧‧‧切換模組

51‧‧‧被驅動齒輪

511‧‧‧內螺牙

52‧‧‧驅動齒輪

53‧‧‧馬達

54‧‧‧套筒

541‧‧‧外螺牙

6‧‧‧滾珠軸承

7‧‧‧滾珠軸承

Claims (9)

1. 一種多模式無段變速機構，包括：一入力軸及一驅動盤組，該驅動盤組包括有一驅動盤、一滑動驅動盤、一不動壓板以及複數驅動元件，該驅動盤以及該不動壓板係同軸固設於該入力軸上，該滑動驅動盤係位於該驅動盤與該不動壓板之間，並同軸滑設於該入力軸上，當該入力軸旋轉時，可促使該複數驅動元件以其離心力而頂推該滑動驅動盤沿該入力軸1作軸向滑動；其特徵在於：該不動壓板設有複數開孔，該驅動盤組更包括有一具有複數凸出銷之可動壓板，其設置於該不動壓板之外側，並同軸滑設於該入力軸上，該每一凸出銷係對應伸入該每一開孔，且該每一凸出銷之前端連接一擋止塊，該複數驅動元件係設置於該滑動驅動盤與複數擋止塊之間，該每一擋止塊再藉由一連桿與該不動壓板相連，該可動壓板係與一切換模組相連接，以控制該可動壓板之軸向移動，進而改變該可動壓板之軸向位置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之多模式無段變速機構，其中，該擋止塊之二端係分別與該凸出銷及該連桿樞設連接。
3. 如申請專利範圍第1項所述之多模式無段變速機構，其中，該連桿之二端係分別與該擋止塊及該不動壓板樞設連接。
4. 如申請專利範圍第1項所述之多模式無段變速機構，其中，該擋止塊、該連桿、該不動壓板與該可動壓板相互樞設連接形成一四連桿機構。
5. 如申請專利範圍第4項所述之多模式無段變速機構，其中，該擋止塊與該驅動元件之接觸位置及角度係可變的。
6. 如申請專利範圍第1項所述之多模式無段變速機構，其中，該切換模組包括一具有內螺牙之被驅動齒輪、一與該被驅動齒輪相嚙合之驅動齒輪、一與該驅動齒輪相連接之馬達、以及一具有一外螺牙之套筒，該套筒係與該可動壓板連結，二者可一起軸向滑動，且藉由該外螺牙使該套筒螺合於該被驅動齒輪之該內螺牙。
7. 如申請專利範圍第1項所述之多模式無段變速機構，其更包括一滾珠軸承套設於該可動壓板之一套設部，並鄰接於該套筒之內環面，以使該套筒不與該可動壓板一起旋轉。
8. 如申請專利範圍第1項所述之多模式無段變速機構，其更包括一滾珠軸承套設於該入力軸，並鄰接於該被驅動齒輪之內環面，以使該被驅動齒輪不與該入力軸一起旋轉。
9. 如申請專利範圍第1項所述之多模式無段變速機構，其中，該驅動元件係為滾珠或滾柱。