CN1693739A - 自动无级变速的机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动无级变速的机构，主要包含枢轴、第一架接盘、第二架接盘、驱动件及传动件，于枢轴上设置数个第一架接盘及第二架接盘，且于该第一架接盘、第二架接盘上开设有可供驱动件滑动与旋转的导轨、孔道，其中此第二架接盘的孔道上设有导引部，且该导引部可与驱动件相互啮合并可达到相对作动；于该驱动件上绕设传动件，藉由第一架接盘的导轨、第二架接盘的孔道及第二架接盘的导引部，俾使该驱动件于第一架接盘的导轨及第二架接盘的孔道中滑动，并达到自动变换传动件环绕于驱动件上的半径。

Description

自动无级变速的机构

技术领域

本发明涉及一种自动无级变速的机构，其主要涉及具可变速的机构，特别是一种可自动改变传动件环绕于驱动件上的半径，以达到自动改变变速比率的机构。

背景技术

目前大众所使用的交通工具例如：人力车、动力机车、汽车等等，普遍具有(1)无法达到省力、(2)变速机构内部易摩擦产生高热、(3)变速机构过重等缺点。而虽然熟习该项技术领域的专业人士一直以来都极力想摒除这些缺点，却都因技术无法突破而不能达到全新的改善，仅只能以加强的手段或改良的方法达到降低前述缺点对前述交通工具的影响，使得该项技术领域的科技停滞不前，因而导致这些缺点仍一直为使用者所诟病。

本发明人于2002年8月12日提交了申请号为091118111，名为“自动无级变速机构”的专利申请(且同时于2002年9月5日提出美国专利申请，申请号为10/234,518；亦同时于2002年9月24日申请了日本专利，案号为特愿2002-278001号；亦同时于2003年5月2日申请了欧盟专利，案号为03009736.4；亦同时于2002年8月28申请了中国发明专利，申请号为02129220.5号，分案号为200410004738.1)，其技术内容为“主要于枢轴上设置数个架接盘，且于该等架接盘上开设可供轴杆滑动与旋转的导轨，而该轴杆上设置有连动机构、复位机构及驱动件，且于此驱动件上绕设传动件；其中该驱动件系以齿轮为佳，而该传动件系以链条为佳；于该传动件带动驱动件时，藉由连动机构及复位机构，使该轴杆于导轨上滑动并旋转，以改变传动件于该等驱动件上所环绕的半径，藉以达成自动无级变速功能”。

因此，该自动无级变速机构已揭露利用前述技术运用于驱动状态(下以驱动器简称)与受动状态(下以受动器简称)时，藉由驱动器上运转枢轴以带动架接盘所须的力小于传动件带动受动器上驱动件的力时，驱动器上的驱动件即逆时针旋转，同时驱动器上的驱动件受到连动机构的卷绕而使得驱动件所固设的轴杆向内滑动，因而缩小传动件于驱动器的驱动件上所环绕的半径。反之，则会增大传动件于驱动器的驱动件上所环绕的半径。且再利用复位机构以使上述的机构回复到原来的状态。

综上所述，该自动无级变速机构不仅可针对施力大小的变化自动调整转动半径以达自动无级变换速比的功效，例如：不同的使用者运行于相同的路面；亦可针对抗力大小的变化自动调整转动半径以达自动无级变换速比的功效，例如：相同的使用者运行于不同的路面。且以齿轮及链条作为驱动件及传动件，其在传动过程中比其它传动结构的摩擦系数要小，因此不会产生高热，故不须加散热用保养油。另外它的重量更比一般齿轮变速箱轻。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种可自动无级变换速比的机构。

本发明的次要目的是提供一种较轻便的变速机构。

本发明的另一目的是提供一种免加散热用保养油的变速机构。

本发明所提供的一种自动无级变速的机构，主要于枢轴上设置至少一个的第一架接盘及至少一个的第二架接盘，且于第一架接盘、第二架接盘上开设有可供驱动件滑动及旋转的导轨、孔道，其中此孔道上设有导引部，且该导引部与驱动件相互接合并相对作动；将驱动件枢接于导轨及孔道中并使驱动件与孔道的导引部相互接合，于该驱动件上绕设传动件，经由驱动件于导轨及孔道中滑动，以达到自动变换传动件环绕于驱动件上的半径。

本发明的上述目的及其结构与功能上的特性，将参照附图以较佳实施例予以说明。

附图说明

图1为本发明运用于驱动状态时的立体分解示意图；

图2为本发明运用于驱动状态时的立体部份组合示意图；

图3为本发明运用于驱动状态时的立体组合示意图；

图4为本发明运用于驱动状态时驱动件位于架接盘近中心处的侧视示意图；

图5为本发明运用于驱动状态时驱动件位于架接盘近周围处的侧视示意图；

图6为本发明运用于受动状态时的立体分解示意图；

图7为本发明运用于受动状态时的立体部份组合示意图；

图8为本发明运用于受动状态时的立体组合示意图；

图9为本发明运用于受动状态时驱动件位于架接盘近中心处的侧视示意图；

图10为本发明运用于受动状态时驱动件位于架接盘近周围处的侧视示意图；

图11为本发明传动件环绕于驱动状态与受动状态上的立体组合示意图；

图12为本发明传动件环绕于驱动状态与受动状态上的侧视示意图；

图13为本发明传动件环绕于驱动状态与受动状态上另一状态的立体组合示意图；

图14为本发明传动件环绕于驱动状态与受动状态上另一状态的侧视示意图；

图15为本发明运用于驱动状态时导轨为贯通式的直线槽且孔道为贯通式的直线槽的立体分解示意图；

图16为本发明运用于受动状态时导轨为贯通式的直线槽且孔道为贯通式的直线槽的立体分解示意图；

图17为本发明运用于驱动状态时传动件为链条的立体分解示意图；

图18为本发明运用于受动状态时传动件为链条的立体分解示意图；

图19为本发明运用于驱动状态时导轨为贯通式的直线槽且孔道为贯通式的弧形槽的立体分解示意图；

图20为本发明运用于受动状态时导轨为贯通式的直线槽且孔道为贯通式的弧形槽的立体分解示意图；

图21为本发明运用于驱动状态时导轨为贯通式的弧形槽且孔道为贯通式的弧形槽的立体分解示意图；

图22为本发明运用于受动状态时导轨为贯通式的弧形槽且孔道为贯通式的弧形槽的立体分解示意图。

附图标记说明：11枢轴；111凸部；21第一架接盘；211上架接盘；211a透孔；211b导轨；211c凹槽；211d定位杆；212下架接盘；212a透孔；212b导轨；212c凹槽；212d定位杆；22第二架接盘；221上架接盘；221a透孔；221b孔道；221c导引部；221d定位杆；222下架接盘；222a透孔；222b孔道；222c导引部；222d定位杆；23第一架接盘；231上架接盘；231a透孔；231b导轨；231c凹槽；231d定位杆；232下架接盘；232a透孔；232b导轨；232c凹槽；232d定位杆；24第二架接盘；241上架接盘；241a透孔；241b孔道；241c导引部；241d定位杆；242下架接盘；242a透孔；242b孔道；242c导引部；242d定位杆；31驱动件；31a螺孔；31b螺锁组件；31c轴接部；41传动件；51弹性组件。

具体实施方式

本发明提供了一种自动无级变速的机构，请参阅图1、图2及图3所示的本发明运用于驱动状态时的较佳实施例，如图所示，主要包含枢轴11、第一架接盘21、第二架接盘22、驱动件31及传动件41，其中第一架接盘21由上架接盘211及下架接盘212组成，且该上架接盘211及下架接盘212可制作为一单体或如图1所示由组装而形成；第二架接盘22由上架接盘221及下架接盘222组成，且该上架接盘221及下架接盘222亦可制作为一单体或如图1所示由组装而形成。

请再参阅图1，于该枢轴11上设置凸部111，再于前述上架接盘211、下架接盘212上各开设可供枢轴11贯穿的透孔211a、透孔212a，并于透孔211a、透孔212a上可供凸部111嵌接之处各开设凹槽211c、凹槽212c；另于前述上架接盘221、下架接盘222上各开设可供枢轴11贯穿的透孔221a、透孔222a。组装时以枢轴11依序分别贯穿上架接盘211的透孔211a、上架接盘221的透孔221a、下架接盘222的透孔222a及下架接盘212的透孔212a，并使枢轴11的凸部111嵌接上架接盘211的凹槽211c及下架接盘212的凹槽212c，以使枢轴11于穿过透孔211a、透孔221a、透孔222a及透孔212a后可同时嵌接至少一个的上架接盘211或至少一个的下架接盘212，以便于当枢轴11转动时，可同时带动一个或一个以上的第一架接盘21一起转动。

请再配合参阅图1及图3，驱动件31可为一两侧设有轴接部31c的齿轮，于驱动件31两侧的轴接部31c端面各开设螺孔31a，且该等螺孔31a可供数个螺锁组件31b螺锁；再于前述上架接盘211、下架接盘212上各开设至少一个可供轴接部31c枢接的导轨211b、212b，其中导轨211b、导轨212b可为一封闭式或贯通式的弧形槽(如图1、图21所示)或直线槽(如图15、图19所示)，因此，当导轨211b、导轨212b为一封闭式的弧形槽或直线槽时，驱动件31两端面即可省略开设螺孔31a的加工程序，此时只要将驱动件31两端面限制于仅能在封闭式的弧形槽或直线槽内滑动而不脱离，则螺锁组件31b在此状况下便成为非必要构件。另于前述上架接盘221、下架接盘222各开设至少一个可供轴接部31c枢接的孔道221b、222b，孔道221b、222b可为直线槽(如图1、图15所示)或弧形槽(如图19、图21所示)，且孔道221b、222b上设有可供驱动件31啮合并可达到相对作动的导引部221c、222c，其中导引部221c、222c可为一如图1所示的齿条。组装时使驱动件31一侧的轴接部31c依序分别贯穿上架接盘221的孔道221b及上架接盘211的导轨211b，并使驱动件31与上架接盘221的导引部221c相互啮合后，再以数个螺锁组件31b加以锁固；然后再使驱动件31另一侧的轴接部31c依序分别贯穿下架接盘222的孔道222b及下架接盘212的导轨212b，并使驱动件31与下架接盘222的导引部222c相互啮合后，再以数个螺锁组件31b加以锁固；然后再以传动件41环绕于驱动件31上即如图3所示，其中该传动件41可为一齿形皮带(如图11、图13所示)或链条(如图17及图18所示)。

请再参阅图4及图5，如图所示，当欲使该驱动件31由位于近上架接盘211的中心处(如图4所示)作动至近上架接盘211周围处(如图5所示)时，该驱动件31必须做顺时针旋转，并且沿着导轨211b向外作动，在此同时上架接盘221亦逆时针旋转，直到该驱动件31作动至导轨211b末端或孔道221b末端即停止作动；反之，当欲使该驱动件31由位于近上架接盘211周围处(如图5所示)作动至近上架接盘211的中心处(如图4所示)时，该驱动件31必须做逆时针旋转，并且沿着导轨211b向内作动，在此同时上架接盘221亦顺时针旋转，直到该驱动件31作动至导轨211b末端或孔道221b末端即停止作动。另外，上述的动作原理于下架接盘212、222上亦相同。

请参阅图6、图7及图8，为本发明运用于受动状态时的较佳实施例，如图所示，其整体结构大致与本发明运用于驱动状态时的较佳实施例相似，在此即不再赘述，而其不同处在于第一架接盘23及第二架接盘24。

请再参阅图6，第一架接盘23由上架接盘231及下架接盘232组成，且该上架接盘231及下架接盘232可制作为一单体或如图6所示由组装而形成；另第二架接盘24由上架接盘241及下架接盘242组成，且该上架接盘241及下架接盘242亦可制作为一单体或如图6所示由组装而形成。

且前述上架接盘231、下架接盘232上亦各开设可供枢轴11贯穿的透孔231a、透孔232a，并于透孔231a、透孔232a上可供凸部111嵌接之处各开设凹槽231c、凹槽232c；另于前述上架接盘241、下架接盘242上各开设可供枢轴11贯穿的透孔241a、透孔242a；而其组装方式则大致与本发明运用于驱动状态时的较佳实施例相似。

另外，前述上架接盘231、下架接盘232上亦各开设至少一个可供驱动件31的轴接部31c枢接的导轨(231b、232b)，其中导轨231b、导轨232b可为一封闭式或贯通式的弧形槽(如图6、图22所示)或直线槽(如图16、图20所示)，因此，当导轨231b、导轨232b为一封闭式的弧形槽或直线槽时，驱动件31两端面即可省略开设螺孔31a的加工程序，此时只要将驱动件31两端面限制于仅能在封闭式的弧形槽或直线槽内滑动而不脱离，则螺锁组件31b在此状况下便成为非必要构件。另于前述上架接盘241、下架接盘242亦各开设至少一个可供轴接部31c枢接的孔道241b、242b，孔道241b、242b可为直线槽(如图6、图16所示)或弧形槽(如图20、图22所示)，且孔道241b、242b上设有可供驱动件31啮合并可达到相对作动的导引部241c、242c，其中导引部241c、242c可为一如图6所示的齿条；而其组装方式则大致与本发明运用于驱动状态时的较佳实施例相似。

但是，前述上架接盘231、下架接盘232上所设的导轨231b、232b由中心处往周围处以略呈顺时针的方向开设略呈弯曲状的贯通式的弧形槽(如图6所示)，反观图1中所示上架接盘211、下架接盘212上所设的导轨211b、212b则由中心处往周围处以略呈逆时针的方向开设略呈弯曲状的贯通式的弧形槽。

请再参阅图9及图10，当欲使该驱动件31由位于近上架接盘231的中心处(如图9所示)作动至近上架接盘231周围处(如图10所示)时，该驱动件31必须做顺时针旋转，并且沿着导轨231b向外作动，在此同时上架接盘241亦顺时针旋转，直到该驱动件31作动至导轨231b末端或孔道241b末端即停止作动；反之，当欲使该驱动件31由位于近上架接盘231周围处(如图10所示)作动至近上架接盘231的中心处(如图9所示)时，该驱动件31必须做逆时针旋转，并且沿着导轨231b向内作动，在此同时上架接盘241亦逆时针旋转，直到该驱动件31作动至导轨231b末端或孔道241b末端即停止作动。另外，上述的动作原理于下架接盘(232、242)上亦相同。

请再配合参阅图11、图12、图13及图14，为传动件环绕本发明运用于驱动状态(图11、图12、图13及图14左边)及本发明运用于受动状态(图11、图12、图13及图14右边)的示意图，如图所示，无级自动变速的作动取决于两种力的相互作用，其一为作用力，详言之，即作用于第一架接盘21的枢轴11的顺时针扭力，其二则为阻力，详言之，即作用于第一架接盘23的枢轴11的逆时针扭力，当顺时针扭力作用于第一架接盘21的枢轴11时，第一架接盘21便会相应地做顺时针方向转动，此时第一架接盘21的驱动件31随即被迫同时产生两种不同方式的动作，其一随着第一架接盘21并绕着枢轴11做顺时针公转，其二即一边做顺时针自转一边由第一架接盘21的近中心处(如图11、图12所示)向第一架接盘21的周围处做离心方向的移动(如图13、图14所示)；此时前述的作动将造成环绕于驱动件31上的传动件41做顺时针旋转，并且同时达到增加传动件41环绕于驱动状态的驱动件31上的半径。

但是，当有阻力产生时，该阻力即会阻碍第一架接盘23做顺时针旋转，此时，传动件41便会使第一架接盘23的驱动件31做顺时针自转，并同时受到第二架接盘24的孔道241b、242b的作用而增加传动件41环绕于受动状态的驱动件31上的半径。

此外，受动状态的驱动件31的顺时针自转将会在下列三种状态中停止：

(1)驱动件31移动到第一架接盘23或第二架接盘24的导轨231b、232b或孔道241b、242b末端。

(2)环绕于受动状态的驱动件31上的传动件41旋转半径的增大会放大顺时针扭力(意即前述的作用力)的效果，并减少逆时针扭力(意即前述的阻力)的效果。最后，逆时针扭力(意即前述的阻力)的效果将会与顺时针扭力(意即前述的作用力)的效果达到制衡状态。

(3)因为传动件41的长度是固定的，增加环绕于驱动状态的驱动件31上传动件41的环绕半径即会减小环绕于受动状态的驱动件31上传动件41的环绕半径，反之亦然。换言之，当逆时针扭力(意即前述的阻力)的效果被顺时针扭力(意即前述的作用力)的效果达到制衡状态时，环绕于驱动状态与受动状态的传动件41的环绕半径才会停止改变。

因此，由前述得知，本发明作动原理如下：

(1)顺时针扭力(意即前述的作用力)的作用和逆时针扭力(意即前述的阻力)的作用之间的相互平衡抵销机制能够自动改变传动件41环绕于前述驱动状态与受动状态的两个环绕半径。

(2)因为变速比率是由传动件41环绕于前述驱动状态与受动状态的两个环绕半径所决定的，所以，藉由顺时针扭力(意即前述的作用力)和逆时针扭力(意即前述的阻力)之间的相互平衡抵消机制，使本发明能够自动改变其变速比率。

请再参阅图4及图5所示，该上架接盘211、下架接盘212、上架接盘221及下架接盘222上可设一供弹性组件51接设的定位杆(211d、212d、221d及222d)；且请再参阅图9及图10，该上架接盘231、下架接盘232、上架接盘241及下架接盘242上可设一供弹性组件51接设的定位杆(231d、232d、241d及242d)。该弹性组件51用以使本发明于作动前可保持传动件41的紧度。

因此，由前述得知，本发明具有如下特点：

(1)平均而言，任何使用本发明的交通载具的速度远快于相等的手排或自排交通载具，约减少30％的奔驰时间。

(2)平均而言，任何使用本发明的交通载具的能源效率远高于相等的手排或自排交通载具，约增加50％的奔驰距离。

(3)本发明的成本远低于任何手排、自排、或无级变速器。

(4)本发明的重量远小于任何手排、自排、或无级变速器。

另外，于上述结构中该驱动件31及传动件41可为任何的传动态样，而不局限于本实施例及图中所呈现的齿轮及齿形皮带。以上所述仅为本发明的较佳可行的实施例，凡利用本发明上述的方法、形状、构造、装置所为的变化，皆应包含于本案的权利范围内。且对于熟悉本技术领域熟练技术人员，本发明的基本理念或技术原理当可运用于其它不同的方式，故本发明所提的实施例仅供例证而非用以限制其实施范围，惟其得引伸的变化仍应受本发明的权利要求节制。

Claims (17)

1、一种自动无级变速的机构，于枢轴上设置至少一个的第一架接盘及至少一个的第二架接盘，且于第一架接盘、第二架接盘上开设有可供驱动件滑动及旋转的导轨、孔道，其中此孔道上设有导引部，且该导引部与驱动件相互接合并相对作动；将驱动件枢接于导轨及孔道中并使驱动件与孔道的导引部相互接合，于该驱动件上绕设传动件，经由驱动件于导轨及孔道中滑动，以达到自动变换传动件环绕于驱动件上的半径。

2、如权利要求1所述的自动无级变速机构，其中该驱动件为一齿轮。

3、如权利要求1所述的自动无级变速机构，其中该传动件为一齿形皮带。

4、如权利要求1所述的自动无级变速机构，其中该传动件为一链条。

5、如权利要求1所述的自动无级变速机构，其中该导轨为一封闭式弧形槽。

6、如权利要求1所述的自动无级变速机构，其中该导轨为一封闭式直线槽。

7、如权利要求1所述的自动无级变速机构，其中该导轨为一贯通式弧形槽。

8、如权利要求1所述的自动无级变速机构，其中该导轨为一贯通式直线槽。

9、如权利要求1所述的自动无级变速机构，其中该孔道为一直线槽。

10、如权利要求1所述的自动无级变速机构，其中该孔道为一弧形槽。

11、如权利要求1所述的自动无级变速机构，其中该第一架接盘、第二架接盘上设有定位杆，并以弹性组件接设于第一架接盘的定位杆与第二架接盘的定位杆之间。

12、如权利要求1所述的自动无级变速机构，其中该第一架接盘至少包含有上架接盘及下架接盘。

13、如权利要求12所述的自动无级变速机构，其中该上架接盘及下架接盘被制作为一单体。

14、如权利要求12所述的自动无级变速机构，其中该上架接盘及下架接盘由组装而形成。

15、如权利要求1所述的自动无级变速机构，其中该第二架接盘至少包含有上架接盘及下架接盘。

16、如权利要求15所述的自动无级变速机构，其中该上架接盘及下架接盘被制作为一单体。

17、如权利要求15所述的自动无级变速机构，其中该上架接盘及下架接盘由组装而形成。

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