TWI718839B - 變速裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種變速裝置，其包含一輪轂、一調速軸組件、一第一磁性齒輪機構、一第二磁性齒輪機構及一輸入傳動機構，調速軸組件位於輪轂內，第一磁性齒輪機構位於輪轂內，第二磁性齒輪機構位於輪轂內且與第一磁性齒輪機構同軸設置。輸入傳動機構可選擇地耦合於第一調磁環，以帶動第一調磁環旋轉，其中，第一內極對的數量相異於第二內極對的數量，或第一外極對之數量相異於第二外極對之數量，且調速軸組件作動以選擇性阻止第一內環磁圈或第二內環磁圈相對調速軸組件轉動。藉此，可組成具有不同檔位的非接觸式變速裝置。

Description

變速裝置

本發明是有關於一種變速裝置，且尤其是有關一種應用磁性齒輪機構的變速裝置。

機械齒輪是機械設備的關鍵傳動零件之一，其利用齒形之囓合來傳遞動力、改變運動方向、及改變旋轉速度，而被廣泛運用於日常生活及傳動系統中，如腳踏車的變速裝置等。

隨著科技持續地進步與創新，傳統機械齒輪雖然具有傳動效率高、傳動比準確等優點，但實際上齒輪傳動為滾動及滑動兩種摩擦接觸，長期下來會產生損耗，並造成材料變質、振動，使傳動效率降低等問題，且機械齒輪需要定期添加潤滑劑保養，而會增加使用上的成本。

此外，為了因應需求，變速裝置亦需具有多個檔位的切換功能，故如何改善變速裝置之結構以解決上述問題並達多檔位切換之目的，遂成相關業者努力的目標。

為了改善上述問題，本發明提供一種變速裝置，透過結構配置可以組成非接觸式之變速裝置，並具有多檔位變速功能。

依據本發明之一態樣之一實施方式提供一種變速裝置，其包含一輪轂、一調速軸組件、一第一磁性齒輪機構、一第二磁性齒輪機構及一輸入傳動機構，調速軸組件位於輪轂內，第一磁性齒輪機構位於輪轂內且包含一第一內環磁圈、一第一調磁環及一第一外環磁圈。第一內環磁圈可轉動地套設於調速軸組件且包含複數第一內極對，第一調磁環可轉動地位於第一內環磁圈與輪轂之間，第一外環磁圈可轉動地位於第一調磁環與輪轂之間且包含複數第一外極對，第一外環磁圈選擇性耦合於輪轂。第二磁性齒輪機構位於輪轂內且與第一磁性齒輪機構同軸設置，第二磁性齒輪機構包含一第二內環磁圈、一第二調磁環及一第二外環磁圈，第二內環磁圈可轉動地套設於調速軸組件且包含複數第二內極對，第二調磁環可轉動地位於第二內環磁圈與輪轂之間，第二調磁環可轉動地耦合於第一調磁環，第二外環磁圈可轉動地位於第二調磁環與輪轂之間且包含複數第二外極對，第二外環磁圈可轉動地耦合於第一外環磁圈。輸入傳動機構可選擇地耦合於第一調磁環，以帶動第一調磁環旋轉，其中，第一內極對的數量相異於第二內極對的數量，或第一外極對之數量相異於第二外極對之數量，且調速軸組件作動以選擇性阻止第一內環磁圈或第二內環磁圈相對調速軸組件轉動。

藉此，透過第一磁性齒輪機構及第二磁性齒輪機構，可組成非接觸式之變速裝置，且第一內極對的數量相異於第二內極對的數量，或第一外極對之數量相異於第二外極對之數量，可使第一磁性齒輪機構的轉速比異於第二磁性齒輪機構的轉速比，而有助於形成不同的檔位。

依據前述之變速裝置的複數實施例，其中，調速軸組件可包含一固定軸套、一調速軸、一第一控制棘爪及一第二控制棘爪，固定軸套包含二開孔彼此間隔，調速軸位於固定軸套內且包含二凹槽。第一控制棘爪樞設於一開孔以選擇性耦合於第一內環磁圈，第二控制棘爪樞設於另一開孔以選擇性耦合於第二內環磁圈。其中，當調速軸於固定軸套內被轉動，使第一控制棘爪與一凹槽對位且第二控制棘爪不與另一凹槽對位時，第一控制棘爪耦合於第一內環磁圈以阻止第一內環磁圈相對固定軸套轉動；且當調速軸於固定軸套內被轉動，使第一控制棘爪不與一凹槽對位且第二控制棘爪與另一凹槽對位時，第二控制棘爪耦合於第二內環磁圈以阻止第二內環磁圈相對固定軸套轉動。

依據前述之變速裝置的複數實施例，其中，輸入傳動機構可包含一傳動輪及一囓合輪，傳動輪受一動力驅動旋轉，囓合輪受傳動輪連動且包含一囓合面，第一調磁環包含一咬合面，其朝向囓合面。調速軸組件更包含一囓合控制滑塊，其與囓合輪連動且包含一第一結合銷，固定軸套更包含一軸向軌道，調速軸更包含一第一螺旋導槽。其中，第一結合銷凸入軸向軌道及第一螺旋導槽，第一結合銷受第一 螺旋導槽導引以於軸向軌道中位移，帶動囓合面與咬合面囓合或分離。

依據前述之變速裝置的複數實施例，其中，第一磁性齒輪機構可更包含一第一輸出離合器，其設置於第一外環磁圈，第一輸出離合器受囓合輪選擇性抵頂，以選擇性解除輪轂與第一外環磁圈的連動。

依據前述之變速裝置的複數實施例，其中，傳動輪可與第一外環磁圈選擇性連動。

依據前述之變速裝置的複數實施例，其中，輸入傳動機構可更包含一輸入離合器，其設置於傳動輪，調速軸組件更包含一輸入控制滑塊，其套設於固定軸套且選擇性推抵輸入離合器，其中，輸入控制滑塊推抵輸入離合器時，傳動輪與第一外環磁圈的耦合被解除。

依據前述之變速裝置的複數實施例，其中，調速軸可更包含一第二螺旋導槽，且輸入控制滑塊更包含一第二結合銷凸入軸向軌道及第二螺旋導槽，第二結合銷受第二螺旋導槽導引以於軸向軌道中位移，以驅動輸入控制滑塊推抵輸入離合器。

依據前述之變速裝置的複數實施例，其中，輪轂可與第二調磁環選擇性連動。

依據前述之變速裝置的複數實施例，其中，第二磁性齒輪機構可更包含一第二輸出離合器，其設置於第二調磁環，調速軸組件更包含一輸出控制滑塊，其套設於固定 軸套且選擇性推抵第二輸出離合器。其中，輸出控制滑塊推抵第二輸出離合器時，第二調磁環與輪轂的耦合被解除。

依據前述之變速裝置的複數實施例，其中，調速軸可更包含一第三螺旋導槽；輸出控制滑塊更包含一第三結合銷凸入軸向軌道及第三螺旋導槽，第三結合銷受第三螺旋導槽導引以於軸向軌道中位移，以驅動輸出控制滑塊推抵第二輸出離合器。

10‧‧‧變速裝置

100‧‧‧輪轂

110‧‧‧第一蓋件

120‧‧‧第二蓋件

130‧‧‧環罩

200‧‧‧調速軸組件

210‧‧‧調速軸

211、212‧‧‧凹槽

213‧‧‧第一螺旋導槽

214‧‧‧第二螺旋導槽

331‧‧‧內滑槽

340‧‧‧輸入齒輪

400‧‧‧第一磁性齒輪機構

410‧‧‧第一內環磁圈

411‧‧‧第一內極對

412‧‧‧第一內環軛鐵

420‧‧‧第一調磁環

421‧‧‧第一調磁芯塊

422‧‧‧第一調磁芯座

423‧‧‧第一調磁芯蓋

215‧‧‧第三螺旋導槽

220‧‧‧固定軸套

221、222‧‧‧開孔

223‧‧‧軸向軌道

230‧‧‧第一控制棘爪

240‧‧‧第二控制棘爪

250‧‧‧輸入控制滑塊

251‧‧‧第二結合銷

260‧‧‧輸出控制滑塊

261‧‧‧第三結合銷

270‧‧‧囓合控制滑塊

271‧‧‧第一結合銷

300‧‧‧輸入傳動機構

310‧‧‧傳動輪

320‧‧‧囓合輪

321‧‧‧囓合面

322‧‧‧凸肋

323‧‧‧凸緣

330‧‧‧輸入離合器

4231‧‧‧咬合面

430‧‧‧第一外環磁圈

431‧‧‧第一外極對

432‧‧‧第一外環軛鐵

440‧‧‧第一輸出離合器

500‧‧‧第二磁性齒輪機構

510‧‧‧第二內環磁圈

511‧‧‧第二內極對

512‧‧‧第二內環軛鐵

520‧‧‧第二調磁環

521‧‧‧第二調磁芯塊

522‧‧‧第二調磁芯座

523‧‧‧第二調磁芯蓋

530‧‧‧第二外環磁圈

531‧‧‧第二外極對

532‧‧‧第二外環軛鐵

540‧‧‧第二輸出離合器

P11、P12、P21、P22‧‧‧位置

P23、P31、P32‧‧‧位置

第1圖繪示依照本發明一實施例之一種變速裝置的立體示意圖；

第2圖繪示第1圖實施例之變速裝置的爆炸示意圖；

第3圖繪示第1圖實施例之變速裝置的第一磁性齒輪機構及第二磁性齒輪機構的爆炸示意圖；

第4圖繪示第1圖實施例之變速裝置的檔位調整示意圖；

第5圖繪示第1圖實施例之變速裝置的第一檔位傳遞示意圖；

第6圖繪示第5圖實施例之變速裝置的簡化示意圖；

第7圖繪示第1圖實施例之變速裝置的第二檔位傳遞示意圖；

第8圖繪示第7圖實施例之變速裝置的簡化示意圖；

第9圖繪示第1圖實施例之變速裝置的第三檔位傳遞示意圖；

第10圖繪示第9圖實施例之變速裝置的簡化示意圖；

第11圖繪示第1圖實施例之變速裝置的第四檔位傳遞示意圖；

第12圖繪示第11圖實施例之變速裝置的簡化示意圖；

第13圖繪示第1圖實施例之變速裝置的第五檔位傳遞示意圖；以及

第14圖繪示第13圖實施例之變速裝置的簡化示意圖。

以下將參照圖式說明本發明之實施例。為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，閱讀者應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示；並且重複之元件將可能使用相同的編號或類似的編號表示。

此外，本文中當某一元件(或機構或模組等)「連接」、「設置」或「耦合」於另一元件，可指所述元件是直接連接、直接設置或直接耦合於另一元件，亦可指某一元件是間接連接、間接設置或間接耦合於另一元件，意即，有其他元件介於所述元件及另一元件之間。而當有明示某一元件是「直接連接」、「直接設置」或「直接耦合」於另一元件時，才表示沒有其他元件介於所述元件及另一元件之間。而第一、第二、第三等用語只是用來描述不同元件或成分，而 對元件/成分本身並無限制，因此，第一元件/成分亦可改稱為第二元件/成分。且本文中之元件/成分/機構/模組之組合非此領域中之一般周知、常規或習知之組合，不能以元件/成分/機構/模組本身是否為習知，來判定其組合關係是否容易被技術領域中之通常知識者輕易完成。

請參閱第1圖、第2圖及第3圖，其中第1圖繪示依照本發明一實施例之一種變速裝置10的立體示意圖，第2圖繪示第1圖實施例之變速裝置10的爆炸示意圖，第3圖繪示第1圖實施例之變速裝置10的第一磁性齒輪機構400及第二磁性齒輪機構500的爆炸示意圖，而在第2圖中，為了圖面簡潔，省略了習用之培林、螺絲、C型扣及卡銷等，然不以此限定本發明之範圍。變速裝置10包含一輪轂100、一調速軸組件200、一第一磁性齒輪機構400、一第二磁性齒輪機構500及一輸入傳動機構300。

調速軸組件200位於輪轂100內，第一磁性齒輪機構400位於輪轂100內且包含一第一內環磁圈410、一第一調磁環420及一第一外環磁圈430。第一內環磁圈410可轉動地套設於調速軸組件200且包含複數第一內極對411，第一調磁環420可轉動地位於第一內環磁圈410與輪轂100之間，第一外環磁圈430可轉動地位於第一調磁環420與輪轂100之間且包含複數第一外極對431，第一外環磁圈430選擇性耦合於輪轂100。第二磁性齒輪機構500位於輪轂100內且與第一磁性齒輪機構400同軸設置，第二磁性齒輪機構500包含一第二內環磁圈510、一第二調磁環520及一 第二外環磁圈530，第二內環磁圈510可轉動地套設於調速軸組件200且包含複數第二內極對511，第二調磁環520可轉動地位於第二內環磁圈510與輪轂100之間，第二調磁環520可轉動地耦合於第一調磁環420，第二外環磁圈530可轉動地位於第二調磁環520與輪轂100之間且包含複數第二外極對531，第二外環磁圈530可轉動地耦合於第一外環磁圈430。輸入傳動機構300可選擇地耦合於第一調磁環420，以帶動第一調磁環420旋轉。其中，第一內極對411的數量相異於第二內極對511的數量，或第一外極對431之數量相異於第二外極對531之數量，且調速軸組件200作動以選擇性阻止第一內環磁圈410或第二內環磁圈510相對調速軸組件200轉動。

藉此，透過第一磁性齒輪機構400及第二磁性齒輪機構500，可組成非接觸式之變速裝置10，且由於第一內極對411的數量相異於第二內極對511的數量，或第一外極對431之數量相異於第二外極對531之數量，可使第一磁性齒輪機構400的轉速比異於第二磁性齒輪機構500的轉速比，而有助於形成不同的檔位。後面將更仔細地描述變速裝置10的結構細節與作動方式。

第一內環磁圈410、第一調磁環420以及第一外環磁圈430三者由內而外同軸套設，第一內環磁圈410可更包含一第一內環軛鐵412，複數第一內極對411則是環設於第一內環軛鐵412的外表面。第一調磁環420可包含一第一調磁芯座422、一第一調磁芯蓋423及複數第一調磁芯塊 421，第一調磁芯座422包含複數肋條(未標示)彼此間隔，複數第一調磁芯塊421設置於第一調磁芯座422上，且二肋條之間設置一個第一調磁芯塊421，第一調磁芯蓋423則固設於第一調磁芯座422遠離第二磁性齒輪機構500的一側。第一外環磁圈430可更包含一第一外環軛鐵432，複數第一外極對431則是環設於第一外環軛鐵432的內表面以與複數第一調磁芯塊421相對。

於第1-3圖的實施例中，第一內極對411共有6對、第一外極對431共有11對，第一調磁芯塊421則為17對。當第一調磁芯塊421之數量恰為第一內極對411與第一外極對431的總和時，第一外環磁圈430和第一調磁環420相互帶動的磁阻較小，然不以此為限。

在作動時，第一內環磁圈410被固定而做為定子，第一調磁環420可被輸入傳動機構300帶動，而使第一外環磁圈430受磁力作用轉動，故兩者可做為轉子。

更仔細地說，每一組第一外極對431與第一調磁芯塊421將互相吸引，故兩者可視為齒輪的咬合齒，由於第一外極對431與第一調磁芯塊421的數量相異，是以兩者以磁力相互帶動時會產生不同角速度。因為第一內極對411以及第一外極對431自帶磁性，故第一調磁芯塊421僅需對磁力有所反應即可，本身可不需帶有磁性，例如鐵，而肋條可以使用鋁材等非磁性材料。

第二內環磁圈510、第二調磁環520以及第二外環磁圈530三者由內而外同軸套設，第二內環磁圈510可更 包含一第二內環軛鐵512，第二調磁環520可包含一第二調磁芯座522、一第二調磁芯蓋523及複數第二調磁芯塊521，第二外環磁圈530可更包含一第二外環軛鐵532，且第二內極對511共有4對、第二外極對531共有13對，第二調磁芯塊521則為17對。第二內環磁圈510、第二調磁環520以及第二外環磁圈530的元件關係與第一內環磁圈410、第一調磁環420以及第一外環磁圈430類似，不再贅述，且第二外環軛鐵532可固接於第一外環軛鐵432而與第一外環軛鐵432連動。

輪轂100可包含一第一蓋件110、一環罩130及一第二蓋件120，第一蓋件110及第二蓋件120分別固接於環罩130的兩端以形成容置空間(未標示)，第一磁性齒輪機構400及第二磁性齒輪機構500即是位於此容置空間內。

第一蓋件110及第二蓋件120均具有中心孔以供調速軸組件200穿過，而調速軸組件200可包含一固定軸套220、一調速軸210、一第一控制棘爪230及一第二控制棘爪240，固定軸套220包含二開孔221、222彼此間隔，調速軸210位於固定軸套220內且包含二凹槽211、212。第一控制棘爪230樞設於開孔221以選擇性耦合於第一內環磁圈410，第二控制棘爪240樞設於開孔222以選擇性耦合於第二內環磁圈510。其中，當調速軸210於固定軸套220內被轉動，使第一控制棘爪230與凹槽211對位且第二控制棘爪240不與凹槽212對位時，第一控制棘爪230耦合於第一內環磁圈410以阻止第一內環磁圈410相對固定軸套220轉 動；且當調速軸210於固定軸套220內被轉動，使第一控制棘爪230不與凹槽211對位且第二控制棘爪240與凹槽212對位時，第二控制棘爪240耦合於第二內環磁圈510以阻止第二內環磁圈510相對固定軸套220轉動。藉此，可依檔位需求，來選擇固定第一內環磁圈410或第二內環磁圈510。

仔細而言，固定軸套220包含一中空管體(未標示)，開孔221及開孔222間隔設置位於中空管體上且與中空管體的內部連通，且開孔221中心與開孔222中心的連線平行於固定軸套220的中心軸線。調速軸210包含一桿本體(未標示)，凹槽211及凹槽212是間隔設置於桿本體上，且凹槽211中心與凹槽212中心的連線不平行調速軸210的中心軸線(調速軸210的中心軸線與固定軸套220的中心軸線重疊)。

當第一控制棘爪230與凹槽211對位時，第一控制棘爪230的一端會落入凹槽211內，使另一端凸起與第一內環磁圈410耦合，進而阻止第一內環磁圈410轉動；反之，當第一控制棘爪230未與凹槽211對位時，第一控制棘爪230的一端被調速軸210表面頂起(調速軸210表面高於凹槽211的槽面)，另一端相對樞擺以與第一內環磁圈410分離。類似地，第二控制棘爪240與凹槽212之關係與第一控制棘爪230與凹槽211相同，不再贅述。

是以，透過調速軸210的轉動，可固定第一內環磁圈410或第二內環磁圈510，且受限於凹槽211中心與凹槽212中心的連線不平行調速軸210中心軸線的配置關 係，第一控制棘爪230與第一內環磁圈410的耦合與第二控制棘爪240與第二內環磁圈510的耦合不會同時發生，即，第一內環磁圈410及第二內環磁圈510不會同時被固定。此外，第一內環軛鐵412的內壁可設環設複數齒槽(未標示)以供第一控制棘爪230耦合，且第二內環軛鐵512的內壁亦可設環設複數齒槽(未標示)以供第二控制棘爪240耦合。

輸入傳動機構300可包含一傳動輪310及一囓合輪320，傳動輪310受一動力(未繪示)驅動旋轉，囓合輪320受傳動輪310連動且包含一囓合面321，第一調磁環420包含一咬合面4231(示於第4圖)，其朝向囓合面321。調速軸組件200更包含一囓合控制滑塊270，其與囓合輪320連動且包含一第一結合銷271，固定軸套220可更包含一軸向軌道223，調速軸210可更包含一第一螺旋導槽213。其中，第一結合銷271凸入軸向軌道223及第一螺旋導槽213，第一結合銷271受第一螺旋導槽213導引以於軸向軌道223中位移，帶動囓合面321與咬合面4231囓合或分離。

輸入傳動機構300可更包含一輸入齒輪340套於傳動輪310(可見於第1圖，然第2圖為了圖式簡潔而省略傳動輪310)，動力可帶動輸入齒輪340，進而連動傳動輪310旋轉。傳動輪310可包含複數內滑槽331，囓合輪320可更包含複數凸肋322分別對應內滑槽331，故囓合輪320可相對傳動輪310進行軸向位移，但無法與傳動輪310相對旋轉。

第一結合銷271凸出於囓合控制滑塊270的內壁，固定軸套220的軸向軌道223與中空管體的內部連通，而第一螺旋導槽213是位於於調速軸210的桿本體上。是以，當囓合控制滑塊270套設於固定軸套220時，第一結合銷271可以同時凸入軸向軌道223及第一螺旋導槽213內。而當調速軸210被旋轉時，第一結合銷271會受第一螺旋導槽213帶動，因第一結合銷271受軸向軌道223限制無法旋轉，故其僅能沿軸向軌道223位移，而改變囓合控制滑塊270的位置。

咬合面4231是位於第一調磁芯蓋423上，故當囓合面321與咬合面4231囓合時，輸入傳動機構300會帶動第一調磁環420轉動。

為了提供更多檔位的變化，第一磁性齒輪機構400可更包含一第一輸出離合器440，其設置於第一外環磁圈430，第一輸出離合器440受囓合輪320選擇性抵頂，以選擇性解除輪轂100與第一外環磁圈430的連動。

第一輸出離合器440可設置於第一外環軛鐵432的一樞孔(未標示)，且第一輸出離合器440具有一單向棘爪結構而能朝第一外環軛鐵432外側樞擺以耦合於輪轂100。第一輸出離合器440的位置與囓合輪320對應，且囓合輪320可包含凸緣323對應第一輸出離合器440，故當調速軸210被轉動時，囓合輪320沿軸向位移，而能推頂第一輸出離合器440使其與輪轂100分離，此時輪轂100與第一外環磁圈430解除連動。

於第1-3圖的實施例中，傳動輪310更可與第一外環磁圈430選擇性連動。輸入傳動機構300可更包含一輸入離合器330，其設置於傳動輪310，調速軸組件200更包含一輸入控制滑塊250，其套設於固定軸套220且選擇性推抵輸入離合器330，其中，輸入控制滑塊250推抵輸入離合器330時，傳動輪310與第一外環磁圈430的耦合被解除。

調速軸210可更包含一第二螺旋導槽214，且輸入控制滑塊250更包含一第二結合銷251凸入軸向軌道223及第二螺旋導槽214，第二結合銷251受第二螺旋導槽214導引以於軸向軌道223中位移，以驅動輸入控制滑塊250推抵輸入離合器330。

第二螺旋導槽214亦位於調速軸210的桿本體上且與第一螺旋導槽213間隔設置，第二螺旋導槽214、第二結合銷251及輸入控制滑塊250的結構關係與第一螺旋導槽213、第一結合銷271及囓合控制滑塊270類似，不再贅述。透過輸入控制滑塊250可動地位於傳動輪310的內部，而能改變輸入離合器330與傳動輪310的耦合狀態。

此外，輪轂100亦可與第二調磁環520選擇性連動。第二磁性齒輪機構500可更包含一第二輸出離合器540，其設置於第二調磁環520，調速軸組件200更包含一輸出控制滑塊260，其套設於固定軸套220且選擇性推抵輸出第二輸出離合器540。其中，輸出控制滑塊260推抵第二輸出離合器540時，第二調磁環520與輪轂100的耦合被解除。

調速軸210可更包含一第三螺旋導槽215；輸出控制滑塊260更包含一第三結合銷261凸入軸向軌道223及第三螺旋導槽215，第三結合銷261受第三螺旋導槽215導引以於軸向軌道223中位移，以驅動輸出控制滑塊260推抵第二輸出離合器540。

第三螺旋導槽215亦位於調速軸210的桿本體上且與第二螺旋導槽214間隔設置，第三螺旋導槽215、第三結合銷261及輸出控制滑塊260的結構關係與第一螺旋導槽213、第一結合銷271及囓合控制滑塊270類似，不再贅述。

第二輸出離合器540可設置於第二調磁芯蓋523上，輪轂100的第二蓋件120可包含複數齒槽(未標示)對應第二輸出離合器540，透過輸出控制滑塊260可動地位於第二調磁芯蓋523的內部，而能改變第二輸出離合器540與第二蓋件120的耦合狀態。

請參閱第4圖、第5圖及第6圖，其中，第4圖繪示第1圖實施例之變速裝置10的檔位調整示意圖，第5圖繪示第1圖實施例之變速裝置10的第一檔位傳遞示意圖，第6圖繪示第5圖實施例之變速裝置10的簡化示意圖。如第4圖所示，轉動調速軸210可使輸入控制滑塊250、囓合控制滑塊270及輸出控制滑塊260於軸向的位置改變，並改變凹槽211、212與第一控制棘爪230及第二控制棘爪240的關係。

仔細而言，當調速軸210被轉至對應第一檔位的輸出時，輸入控制滑塊250位於位置P11使傳動輪310不 與第一外環磁圈430連動，囓合控制滑塊270位於位置P21，使囓合輪320與第一調磁環420囓合且使第一外環磁圈430與輪轂100連動，第一控制棘爪230對應凹槽211以耦合固定第一內環磁圈410，輸出控制滑塊260位於位置P31使第二調磁環520不與輪轂100連動，而能如第5圖及第6圖所示，動力傳遞路徑依序為：傳動輪310、囓合輪320、第一調磁環420、第一外環磁圈430及輪轂100，此時為最低速的輸出。

請參閱第7圖及第8圖，並一併參閱第4圖，其中第7圖繪示第1圖實施例之變速裝置10的第二檔位傳遞示意圖，第8圖繪示第7圖實施例之變速裝置10的簡化示意圖。此時調速軸210被轉至對應第二檔位的輸出，其與第一檔位不同處在於，第二控制棘爪240對應凹槽212以耦合固定第二內環磁圈510，故能如第7圖及第8圖所示，動力傳遞路徑依序為：傳動輪310、囓合輪320、第二調磁環520、第二外環磁圈530及輪轂100，此時為次低速的輸出。

請參閱第9圖及第10圖，並一併參閱第4圖，其中第9圖繪示第1圖實施例之變速裝置10的第三檔位傳遞示意圖，第10圖繪示第9圖實施例之變速裝置10的簡化示意圖。此時調速軸210被轉至對應第三檔位的輸出，輸入控制滑塊250位於位置P12使傳動輪310與第一外環磁圈430連動，囓合控制滑塊270位於位置P22，使囓合輪320不與第一調磁環420囓合且使第一外環磁圈430與輪轂100連動，第一控制棘爪230及第二控制棘爪240均未對應凹槽211、 212，而未耦合固定第一內環磁圈410、第二內環磁圈510，輸出控制滑塊260仍位於位置P31使第二調磁環520不與輪轂100連動。故能如第9圖及第10圖所示，動力傳遞路徑依序為：傳動輪310、第一外環磁圈430及輪轂100，此時為直接驅動的輸出。

請參閱第11圖及第12圖，並一併參閱第4圖，其中第11圖繪示第1圖實施例之變速裝置10的第四檔位傳遞示意圖，第12圖繪示第11圖實施例之變速裝置10的簡化示意圖。此時調速軸210被轉至對應第四檔位的輸出，輸入控制滑塊250位於位置P12使傳動輪310與第一外環磁圈430連動，囓合控制滑塊270位於位置P23，使囓合輪320不與第一調磁環420囓合且使第一外環磁圈430不與輪轂100連動，第二控制棘爪240對應凹槽212以耦合固定第二內環磁圈510，輸出控制滑塊260改位於位置P32使第二調磁環520與輪轂100連動。故能如第11圖及第12圖所示，動力傳遞路徑依序為：傳動輪310、第二外環磁圈530、第二調磁環520及輪轂100，此時為第二高速的輸出。

請參閱第13圖及第14圖，並一併參閱第4圖，其中第13圖繪示第1圖實施例之變速裝置10的第五檔位傳遞示意圖，第14圖繪示第13圖實施例之變速裝置10的簡化示意圖。此時調速軸210被轉至對應第五檔位的輸出，其與第四檔位不同處在於，第一控制棘爪230對應凹槽211以耦合固定第一內環磁圈410，故能如第13圖及第14圖所示，動 力傳遞路徑依序為：傳動輪310、第一外環磁圈430、第一調磁環420及輪轂100，此時為最高速的輸出。

透過上述的實施例可知，第一磁性齒輪機構400及第二磁性齒輪機構500可改善傳統機械齒輪之摩擦、噪音、及加工等問題，且透過多檔位之結構配置，可依需求選擇所需之檔位，並能適合用於機車、自行車、高爾夫球車、及卡丁車等輕型移動載具之傳動變速系統。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧變速裝置

110‧‧‧第一蓋件

120‧‧‧第二蓋件

130‧‧‧環罩

210‧‧‧調速軸

211、212‧‧‧凹槽

213‧‧‧第一螺旋導槽

251‧‧‧第二結合銷

260‧‧‧輸出控制滑塊

261‧‧‧第三結合銷

270‧‧‧囓合控制滑塊

271‧‧‧第一結合銷

310‧‧‧傳動輪

320‧‧‧囓合輪

214‧‧‧第二螺旋導槽

215‧‧‧第三螺旋導槽

220‧‧‧固定軸套

221、222‧‧‧開孔

223‧‧‧軸向軌道

230‧‧‧第一控制棘爪

240‧‧‧第二控制棘爪

250‧‧‧輸入控制滑塊

321‧‧‧囓合面

322‧‧‧凸肋

323‧‧‧凸緣

330‧‧‧輸入離合器

331‧‧‧內滑槽

400‧‧‧第一磁性齒輪機構

500‧‧‧第二磁性齒輪機構

Claims (10)

1. 一種變速裝置，包含：

   一輪轂；

   一調速軸組件，位於該輪轂內；

   一第一磁性齒輪機構，位於該輪轂內且包含：

   一第一內環磁圈，可轉動地套設於該調速軸組件且包含複數第一內極對；

   一第一調磁環，可轉動地位於該第一內環磁圈與該輪轂之間；及

   一第一外環磁圈，可轉動地位於該第一調磁環與該輪轂之間且包含複數第一外極對，該第一外環磁圈選擇性耦合於該輪轂；

   一第二磁性齒輪機構，位於該輪轂內且與該第一磁性齒輪機構同軸設置，該第二磁性齒輪機構包含：

   一第二內環磁圈，可轉動地套設於該調速軸組件且包含複數第二內極對；

   一第二調磁環，可轉動地位於該第二內環磁圈與該輪轂之間，該第二調磁環可轉動地耦合於該第一調磁環；及

   一第二外環磁圈，可轉動地位於該第二調磁環與該輪轂之間且包含複數第二外極對，該第二外環磁圈可轉動地耦合於該第一外環磁圈；以及

   一輸入傳動機構，可選擇地耦合於該第一調磁環，以帶動該第一調磁環旋轉；

   其中，該第一內極對的數量相異於該第二內極對的數量，或該第一外極對之數量相異於該第二外極對之數量，且該調速軸組件作動以選擇性阻止該第一內環磁圈或該第二內環磁圈相對該調速軸組件轉動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之變速裝置，其中，該調速軸組件包含：

   一固定軸套，包含二開孔彼此間隔；

   一調速軸，位於該固定軸套內且包含二凹槽；

   一第一控制棘爪，樞設於一該開孔以選擇性耦合於該第一內環磁圈；以及

   一第二控制棘爪，樞設於另一該開孔以選擇性耦合於該第二內環磁圈；

   其中，當該調速軸於該固定軸套內被轉動，使該第一控制棘爪與一該凹槽對位且該第二控制棘爪不與另一該凹槽對位時，該第一控制棘爪耦合於該第一內環磁圈以阻止該第一內環磁圈相對該固定軸套轉動；且

   當該調速軸於該固定軸套內被轉動，使該第一控制棘爪不與該一凹槽對位且該第二控制棘爪與該另一凹槽對位 時，該第二控制棘爪耦合於該第二內環磁圈以阻止該第二內環磁圈相對該固定軸套轉動。
3. 如申請專利範圍第2項所述之變速裝置，其中：

   該輸入傳動機構包含：

   一傳動輪，受一動力驅動旋轉；及

   一囓合輪，受該傳動輪連動且包含一囓合面；

   該第一調磁環包含：

   一咬合面，朝向該囓合面；

   該調速軸組件更包含：

   一囓合控制滑塊，與該囓合輪連動且包含一第一結合銷；

   該固定軸套更包含一軸向軌道；且

   該調速軸更包含一第一螺旋導槽；

   其中，該第一結合銷凸入該軸向軌道及該第一螺旋導槽，該第一結合銷受該第一螺旋導槽導引以於該軸向軌道中位移，帶動該囓合面與該咬合面囓合或分離。
4. 如申請專利範圍第3項所述之變速裝置，其中，該第一磁性齒輪機構更包含：

   一第一輸出離合器，設置於該第一外環磁圈，該第一輸出離合器受該囓合輪選擇性抵頂，以選擇性解除該輪轂與該第一外環磁圈的連動。
5. 如申請專利範圍第3項所述之變速裝置，其中，該傳動輪與該第一外環磁圈選擇性連動。
6. 如申請專利範圍第5項所述之變速裝置，其中，該輸入傳動機構更包含一輸入離合器，該輸入離合器設置於該傳動輪，該調速軸組件更包含一輸入控制滑塊，該輸入控制滑塊套設於該固定軸套且選擇性推抵該輸入離合器，當該輸入控制滑塊推抵該輸入離合器時，該傳動輪與該第一外環磁圈的耦合被解除。
7. 如申請專利範圍第6項所述之變速裝置，其中，該調速軸更包含一第二螺旋導槽，且該輸入控制滑塊更包含一第二結合銷凸入該軸向軌道及該第二螺旋導槽，該第二結合銷受該第二螺旋導槽導引以於該軸向軌道中位移，以驅動該輸入控制滑塊推抵該輸入離合器。
8. 如申請專利範圍第3項所述之變速裝置，其中，該輪轂與該第二調磁環選擇性連動。
9. 如申請專利範圍第8項所述之變速裝置，其中，該第二磁性齒輪機構更包含一第二輸出離合器，該第二輸出離合器設置於該第二調磁環，且該調速軸組件更包含一輸出控制滑塊，該輸出控制滑塊套設於該固定軸套且選擇性推抵該第二輸出離合器，當該輸出控制滑塊推抵該第二輸出離合器時，該第二調磁環與該輪轂的耦合被解除。
10. 如申請專利範圍第9項所述之變速裝置，其中，該調速軸更包含一第三螺旋導槽，且該輸出控制滑塊更包含一第三結合銷凸入該軸向軌道及該第三螺旋導槽，該第三結合銷受該第三螺旋導槽導引以於該軸向軌道中位移，以驅動該輸出控制滑塊推抵該第二輸出離合器。

Images