CN2352442Y - 电动车的自动变速机构 - Google Patents

Abstract

一种电动车的自动变速机构，包括一单向构件，设于电动马达的输入轴上；第一行星齿轮组的太阳齿轮与单向构件的外环体结合连动；一离合器，其离合器壳装设行星齿轮，离合鼓设于离合器壳内，并与输入轴连动；第二行星齿轮组的太阳齿轮设于离合器壳外侧；一传动盘，其装设行星齿轮，且设有一输出轴；一锁固于电动马达的外壳，在内周缘设有轮齿。其结构简单，易于组装，传动效果佳，可提升续航力。

Description

电动车的自动变速机构

本实用新型涉及一种用于以可变速比传送旋转运动的齿轮传动装置，特别是涉及一种将构件集中并简化，且能视行车状况自动调整减速比，而获得适当行车扭力的电动车的自动变速机构。

由于环境保护意识的觉醒，提升环境品质的要求与呼声日益高涨，人类慢慢发展出一套“地球成本”的观念，对机动车辆的污染管制逐年严格，因此无公害的电动车必然成为下一世纪代步工具的主流，而处于快速地发展中。

如今电动车尚无法被广泛接受的原因，就是消费者对其续航力以及性能好坏尚有怀疑，但除电池性能的研发改进之外，传动***亦是研究改良的重点，例如台湾第82200428号以及第82209030号专利所介绍的电动车传动***，其性能有所改进，但存在构件分散、复杂(至少包含二组以上的离合器及其它构件)，且组装麻烦的缺点。

再者，上述专利案的共同点，就是整个动力的传递过程中，必须完全依赖不同速比离合器进行连接，但车辆在由静止到开始移动的瞬间，所需的制动力最大，而当离合器的摩擦力尚无法满足此制动力之际，离合鼓与离合器壳间就会产生打滑，不仅使离合器快速磨耗，且传动效率差并浪费电能。若以现今走走停停的交通状况而言，其使车辆起动的最低速离合器，很快就会被磨耗而需要更换，不但增加使用者的麻烦与金钱上的损失，且浪费电能而大大影响续航力，此为其设计上所存在的缺点。

本创作人有鉴于此电动车习用的自动变速机构具有上述的缺点，积极研究创新，以期能加以改进，经不断研制，终于完成本实用新型。

本实用新型的主要目的在于，提供一种电动车的自动变速机构，其具有将构件集中并简化而利于组装的优点，且能视行车状况自动调整减速比，而获得适当行车扭力的功效。

本实用新型的次要目的在于，提供一种电动车的自动变速机构，其具有传动效率佳，进而提升续航力的功效。

本实用新型的目的是由以下技术方案实现的。

一种电动车的自动变速机构，设有一电动马达，其转动轴即为自动变速机构的动力输入轴，该自动变速机构包括有：一单向构件、第一行星齿轮组、一离合器、第二行星齿轮组、一传动盘、以及一外壳构成，其特征在于：该电动马达的输入轴上，依其预定装设位置，分别设有轴向齿沟及螺牙；该单向构件，包括有外环体及内环体，且于内、外环体之间设有多组的滚柱、弹簧，并借由一盖体将各滚柱及弹簧定位，其中该内环体的内侧设成径向齿沟状态，以与输入轴的轴向齿沟相互啮合连动，而该外环体可被内环体正转单向带动；该第一行星齿轮组，其太阳齿轮是与该单向构件的外环体结合连动；该离合器，其离合器壳内侧环边装设有与该第一行星齿轮组的太阳齿轮相啮合的行星齿轮，而外侧面设有一凸缘及一定位用短轴，另离合鼓则设置于离合器壳内部，并由电动马达的输入轴所连动旋转，并借由一螺帽固定；该第二行星齿轮组，其太阳齿轮是设置于该离合器壳的外侧凸缘上；该传动盘，其内周边装设有与该第二行星齿轮组的太阳齿轮相啮合的行星齿轮，而中央可容置一轴承，以供前述的离合器壳的短轴嵌入定位；且该传动盘的外侧相对于输入轴设有一轮出轴，以及该锁固于电动马达的外壳，其外侧的轴孔嵌套一轴承可供该输出轴凸伸出，且在外壳内周缘设有轮齿，而作为该第一、第二行星齿轮组的内齿轮。

本实用新型的具体结构由以下实施例及其附图详细给出。

图1是本实用新型可行实施例结构的分解示意图。

图2是本实用新型可行实施例结构的剖视图。

图3是本实用新型的单向构件的可行实施例示意图。

图4是图2中Ⅰ-Ⅰ断面剖视图。

图5是图2中Ⅱ-Ⅱ断面剖视图。

图6是本实用新型动力传递流程示意图。

图7、8是本实用新型直接驱动车辆的使用状态示意图。

图9、10是本实用新型借由一最终减速比驱动车辆的状态示意图。

首先，请参阅图1-图5所示，本实用新型的较佳可行实施例大体上是由一电动马达(1)，其转动轴即为自动变速机构(A)的动力输入轴(11)，而该自动变速机构(A)包括有：一单向构件(2)、第一行星齿轮组(3)、一离合器(4)、第二行星齿轮组(5)、一传动盘(6)，以及一外壳(7)所构成，其特征在于：

该电动马达(1)的输入轴(11)上依其预定装设位置，分别设有所需的轴向齿沟(111)及螺牙(112)。

该单向构件(2)，包括有外环体(21)及内环体(22)，且于内、外环体之间嵌设有多组的滚柱(23)、弹簧(24)，并借由一盖体(25)将各滚柱(23)及弹簧(24)定位，其中该内环体(22)的内侧设成径向齿沟(221)状态，以与输入轴(11)的轴向齿沟(221)相互啮合连动，而该外环体(21)可被内环体(22)正转单向带动。

该第一行星齿轮组(3)，其太阳齿轮(31)是与该单向构件(2)的外环体(21)结合连动。

该离合器(4)，其离合器壳(41)内侧环边装设有与该第一行星齿轮组(3)的太阳齿轮(31)相啮合的行星齿轮(32)，而外侧面设有一凸缘(411)及一定位用短轴(412)，另，离合鼓(42)则设置于离合器壳(41)内部，并由电动马达(1)的输入轴(11)所连动旋转，并借由一螺帽(43)固定。

该第二行星齿轮组(5)，其太阳齿轮(51)是设置于该离合器壳(41)的外侧凸缘(411)上。

该传动盘(6)，其内周边装设有与该第二行星齿轮组(5)的太阳齿轮(51)相啮合的行星齿轮(52)，而中央可容置一轴承(62)，以供前述的离合器壳(41)的短轴(412)嵌入定位，且该传动盘(6)的外侧相对于输入轴(11)设有一输出轴(61)。

该锁固于电动马达(1)的外壳(7)，其外侧的轴孔(71)嵌套一轴承(72)，可供该输出轴(61)凸伸出，且于外壳(7)内周缘设有轮齿(73)，而可供该第一、第二行星齿轮组(3)、(5)作为内齿轮之用。

前述的单向构件(2)其一较佳可行实施例如图3所示，当输入轴(11)转动而带动内环体(22)正转时，弹簧(24)会顶掣滚柱(23)，以卡紧外环体(21)，使外环体(21)亦随之正转；又如图1、2所示，该外环体(21)借由锁定件(26)与太阳齿轮(31)相结合，使二者是呈连动状态。且该太阳齿轮(31)内侧套设一轴承(33)，使得太阳齿轮(31)与输入轴(11)呈现非连动关系，仅是在输入轴(11)上旋转而已。

图4是图2中Ⅰ-Ⅰ断面的示意图，显示第二行星齿轮组(5)的构成状态，而离合器壳(41)的凸缘(411)带动太阳齿轮(51)旋转，进而借由各行星齿轮(52)在外壳(7)内缘的轮齿(73)游转，带动传动盘(6)的情形。至于第一行星齿轮组(3)的游转架构与第二行星齿轮组(3)近似，该太阳齿轮(31)在输入轴(11)低转速时，是由单向构件(2)正转带动，进而借由行星齿轮(32)带动离合器壳(41)，然而当输入轴(11)为高转速时，则是由离合器壳(41)借由各行星齿轮(32)带动太阳齿轮(31)，其原理容后再述。

图5是图2中Ⅱ-Ⅱ断面示意图，用以显示离合器(4)的使用状态，其中该离合器壳(41)是借由内侧环边的第一行星齿轮组(3)与外侧的第二行星齿轮组(5)所定位而转动(图2所示)；而内部的离合鼓(42)是借由中央的结合套(421)与输入轴(11)的轴向齿沟(111)相结合并连动，当输入轴(11)到达设定的转速时，离合鼓(42)借离心力甩开，而带动外周缘的离合器壳(41)一并旋转。至于离心式离合器的原理为习用技术，故不赘述。本实用新型是运用该原理，在离合器壳(41)的内侧设第一行星齿轮组(3)，而在外侧装设第二行星齿轮组(5)的技术特征，达到高、低转速时，能自动变化动力传递的路径，且使整体传动顺畅，并使所有传动构件皆位于同一外壳(7)的内传递动力。

本实用新型的动力传递流程如图6所示，当电动马达(1)开始运转，而由输入轴(11)传入的动力，尚不足以使该离合器(4)产生离心动作时(低转速)，动力是由该单向构件(2)正转传递，经该第一行星齿轮组(3)的太阳齿轮(31)与行星齿轮(32)，传至该离合器壳(41)，再经第二行星齿轮组(5)的太阳齿轮(51)与行星齿轮(52)，传至该传动盘(6)并由该输出轴(61)输出。而当该离合器(4)产生离心动作时(高转速)，动力由该离合鼓(42)摩擦带动离合器壳(41)(此时由第一行星齿轮组(3)的行星齿轮(32)传至其太阳齿轮(31)的动力，会使该太阳齿轮(31)的转速大于输入轴(11)的转速，于是单向构件(2)的外环体(21)被太阳齿轮(31)快速带动旋转，相对于该单向构件(2)的内环体(22)形成空转，而不影响输入轴(11)的动力传递的进行)，再经由第二行星齿轮组(5)的太阳齿轮(51)与行星齿轮(52)，传至传动盘(6)并由输出轴(61)输出动力。

基于上述构成，本实用新型的结构特征可由图2中清楚得知，构件是非常地集中且简化，且能视行车状况自动调整减速比，而获得适当的行车扭力；因为当电动马达(1)在低转速时，动力的传递会经由第一与第二行星齿轮组(3)、(5)的两次减速效果，而获得较大的行车扭力，但当电动马达(1)在高转速时，动力的传递就只能经由第二行星齿轮组(5)的单次减速，以获得较小的行车扭力，因此具有组装方便，不占空间，且能自动调整行车扭力的功效。

又，本实用新型在电动马达(1)低转速之际，整个动力的传递过程，都是借由齿轮传动，而传动方式中的齿轮传动效率为93％-96％，远高于习用变速机构70％-90％的磨擦传动效率，不但能避免电能的无谓耗损，且因齿轮传动不易磨耗，不会像习用变速机构有更换离合器的麻烦与金钱上的损失。至于高转速时虽同为摩擦传动，但因此时摩擦力远大于制动力，而不会有打滑的现象发生就不易使离合器磨耗，所以也不会产生需经常更换离合器的问题。

如图7、8所示，本实用新型可在输出轴(61)上装设一伞形齿轮(8a)，直接与自行车驱动轴(B)上的伞形齿轮(8b)相啮合，就可传递动力使车辆前进，而构成一种电动自行车的使用形态。或是如图9、10所示，在输出轴(61)设置最终减速比(9)的主动链轮(91)，而以链条(92)传递动力至车辆驱动轴上的从动链轮(93)，亦是可使车辆前进的使用方式。

由上所述，本实用新型因其构件集中并简化，而易于组装且不占空间，可供各式电动车辆搭配使用，且各构件均可长时期使用，不会有更换构件的困扰，又能避免电能无谓的耗损，而具有自动获得适当行车扭力且提升续航力的功效。

综上所述，本实用新型所揭示的构造，为昔所无，且确能达到预期的功效，并具有可供产业利用性，完全符合新型专利要件，故依法提出申请。

上述所揭露的附图、说明，仅为本实用新型的较佳实施例，凡熟悉此项技术人士，依本案精神范畴所作的修饰或等效变化，仍应属于本实新型的技术方案内容。

Claims (1)

1、一种电动车的自动变速机构，设有一电动马达，其转动轴即为自动变速机构的动力输入轴，该自动变速机构包括有：一单向构件、第一行星齿轮组、一离合器、第二行星齿轮组、一传动盘、以及一外壳构成，其特征在于：

该电动马达的输入轴上，依其预定装设位置，分别设有轴向齿沟及螺牙；

该单向构件，包括有外环体及内环体，且于内、外环体之间设有多组的滚柱、弹簧，并借由一盖体将各滚柱及弹簧定位，其中该内环体的内侧设成径向齿沟状态，以与输入轴的轴向齿沟相互啮合连动，而该外环体可被内环体正转单向带动；

该第一行星齿轮组，其太阳齿轮是与该单向构件的外环体结合连动；

该离合器，其离合器壳内侧环边装设有与该第一行星齿轮组的太阳齿轮相啮合的行星齿轮，而外侧面设有一凸缘及一定位用短轴，另离合鼓则设置于离合器壳内部，并由电动马达的输入轴所连动旋转，并借由一螺帽固定；

该第二行星齿轮组，其太阳齿轮是设置于该离合器壳的外侧凸缘上；

该传动盘，其内周边装设有与该第二行星齿轮组的太阳齿轮相啮合的行星齿轮，而中央可容置一轴承，以供前述的离合器壳的短轴嵌入定位；且该传动盘的外侧相对于输入轴设有一轮出轴，以及

该锁固于电动马达的外壳，其外侧的轴孔嵌套一轴承可供该输出轴凸伸出，且在外壳内周缘设有轮齿，而作为该第一、第二行星齿轮组的内齿轮。

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