TWI641772B - 雙軸撥動變速裝置 - Google Patents

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Abstract

一種雙軸撥動變速裝置，其包含有：一驅動單元；一輸入軸，其係耦接該驅動單元，該輸入軸具有至少一奇數輸入齒輪與至少一偶數輸入齒輪；一輸出軸，其一端係穿過該輸入軸與該驅動單元，該輸出軸的另一端具有一輸出齒輪；一傳輸軸，其具有至少一奇數輸出齒輪、至少一偶數輸出齒輪與一傳輸齒輪，該奇數輸出齒輪係嚙合相對應之該奇數輸入齒輪，該偶數輸出齒輪係嚙合相對應之該偶數輸入齒輪，該傳輸齒輪係嚙合該輸出齒輪；以及至少一撥叉，其係設於該奇數輸入齒輪與該偶輸輸入齒輪之間，以選擇性撥動該奇數輸入齒輪與該偶數輸入齒輪。

Description

雙軸撥動變速裝置
一種雙軸撥動變速裝置，尤指一種利用雙軸結構，而達到體積縮減之變速系統。
變速機構係為電動車輛/傳統車輛(以下以車輛通稱)之不可缺少的構件，變速機構係為車輛行進時，提供不同的轉速或扭矩的要求。
上述之轉速、扭矩的轉換係透過多個齒輪所達到。故現有的變速機構內部具有多個齒輪組合。然而該齒輪組合使得現有的齒輪箱的體積過大，由於體積較大的變速機構係使得車輛於設計時，往往需要考量需有較大空間以容置現有的變速機構，因此造成車輛於設計上的難度。
有鑑於上述，為了縮減現有的變速機構之體積，部分變速機構的設計會採用撥叉結構，然撥叉結構僅能縮減現有的變速機構的部分體積，但無法達到廠商所預期的縮減量，故如何縮減現有的變速機構之體積就有可改善的空間。
本發明為一種雙軸撥動變速裝置，其包含有：一驅動單元；一輸入軸，其係耦接該驅動單元，該輸入軸具有至少一奇數輸入齒輪與至少一偶數輸入齒輪；一輸出軸，其一端係穿過該輸入軸與該驅動單元，該輸出軸的另一端具有一輸出齒輪；一傳輸軸，其具有至少一奇數輸出齒輪、至少一偶數輸出齒 輪與一傳輸齒輪，該奇數輸出齒輪係嚙合相對應之該奇數輸入齒輪，該偶數輸出齒輪係嚙合相對應之該偶數輸入齒輪，該傳輸齒輪係嚙合該輸出齒輪；至少一撥叉，其係設於該奇數輸入齒輪與該偶輸輸入齒輪之間，以選擇性撥動該奇數輸入齒輪與該偶數輸入齒輪。
10‧‧‧驅動單元
11‧‧‧輸入軸
110‧‧‧第一奇數輸入齒輪
111‧‧‧第一偶數輸入齒輪
12‧‧‧輸出軸
120‧‧‧輸出齒輪
13‧‧‧撥叉
14‧‧‧傳輸軸
140‧‧‧第一奇數輸出齒輪
141‧‧‧第一偶數輸出齒輪
142‧‧‧傳輸齒輪
15‧‧‧差速器
20‧‧‧驅動單元
21‧‧‧輸入軸
210‧‧‧第一奇數輸入齒輪
211‧‧‧第一偶數輸入齒輪
212‧‧‧第二奇數輸入齒輪
22‧‧‧輸出軸
220‧‧‧輸出齒輪
23‧‧‧撥叉
24‧‧‧傳輸軸
240‧‧‧第一奇數輸出齒輪
241‧‧‧第一偶數輸出齒輪
242‧‧‧傳輸齒輪
243‧‧‧第二奇數輸出齒輪
25‧‧‧差速器
30‧‧‧驅動單元
31‧‧‧輸入軸
310‧‧‧奇數輸入齒輪
311‧‧‧偶數輸入齒輪
32‧‧‧輸出軸
320‧‧‧輸出齒輪
33‧‧‧撥叉
34‧‧‧傳輸軸
340‧‧‧奇數輸出齒輪
341‧‧‧偶數輸出齒輪
342‧‧‧傳輸齒輪
35‧‧‧差速器
第1圖為本發明之一種雙軸撥動變速裝置之第一實施例之示意圖。
第2圖為本發明之一種雙軸撥動變速裝置之第二實施例之示意圖。
第3圖為本發明之一種雙軸撥動變速裝置之第三實施例之示意圖。
以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，所屬技術領域中具有通常知識者可由本說明書所揭示之內容，輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。
請配合參考第1圖所示，本發明係一種雙軸撥動變速裝置之第一實施例，為一種二速變速系統，其具有一驅動單元10、一輸入軸11、一輸出軸12、一撥叉13、一傳輸軸14、奇數齒輪對與偶數齒輪對，其中奇數齒輪對包括第一奇數輸入齒輪110與第一奇數輸出齒輪140，偶數齒輪對包括第一偶數輸入齒輪111與第一偶數輸出齒輪141。
驅動單元10可為一引擎或一馬達。輸入軸11係耦接驅動單元10。輸入軸11具有一第一奇數輸入齒輪110與一第一偶數輸入齒輪111。第一奇數輸入齒輪110與第一偶數輸入齒輪111係設置於撥叉13之二側。前述之輸入齒輪於不同實施例時，奇數輸入齒輪與偶數輸入齒輪可為複數個，為了便於論述，於本實施例係以第一奇數輸入齒輪110與第一偶數輸入齒輪111進行說明。輸入軸11為一空心軸。第一奇數輸入齒輪110與第一偶數輸入齒輪111係固定於輸入軸11的外緣，並與輸入軸11一同轉動。
於本實施例中，第一奇數輸入齒輪110與第一偶數輸入齒輪111為一齒輪對。第一奇數輸入齒輪110可視為第一檔位輸入齒輪。第一偶數齒輪111可視為第二檔位輸入齒輪。
輸出軸12的一端係穿過輸入軸11與驅動單元10。輸出軸12的另端具有輸出齒輪120。輸出齒輪120係耦接一差速器15，或者輸出軸12與差速器15相互聯結。因輸出軸12係穿設於輸入軸11，故輸出軸12與輸入軸11係形成為一雙軸結構。
撥叉13係位於第一奇數輸入齒輪110與第一偶數輸入齒輪111之間。於不同實施例中，奇數輸入齒輪與偶數輸入齒輪可為複數個，撥叉係設於各奇數輸入齒輪與各偶數輸入齒輪之間。於本實施例係以撥叉13係位於第一奇數輸入齒輪110與第一偶數輸入齒輪111之間進行說明。如第1圖所示，撥叉13、輸出軸12與輸入軸11係位於同一軸向，故撥叉13、輸出軸12與輸入軸11可視為一種同軸的技術手段。
於其他實施例中，如後述之實施例，若撥叉13設置為兩個或以上且新增一第二奇數輸入齒輪，則該第二奇數輸入齒輪可視為第三檔位齒輪。若新增之奇數輸入齒輪為複數個，該些奇數輸入齒輪可依序類推為第一檔位齒輪、第三檔位齒輪、第五檔位齒輪至第N-1檔位齒輪，N-1為奇數。
如後述之實施例，若撥叉13設置為三個或以上且新增一第二偶數輸入齒輪，則該第二偶數輸入齒輪可視為第四檔位齒輪。若新增之偶數輸入齒輪為複數個，該些偶數輸入齒輪可依序類推為第二檔位齒輪、第四檔位齒輪、第六檔位齒輪至第N檔位齒輪，N為偶數。
傳輸軸14具有一第一奇數輸出齒輪140、一第一偶數輸出齒輪141與一傳輸齒輪142。第一奇數輸出齒輪140係嚙合第一奇數輸入齒輪110。第一偶數輸出齒輪141係嚙合第一偶數輸入齒輪111。傳輸齒輪142係嚙合輸出齒輪120。於不同實施例，奇數輸出齒輪與偶數輸出齒輪可為複數個，並且各奇數輸出齒輪係嚙合各奇數輸入齒輪，各偶數輸出齒輪係嚙合各偶數輸入齒輪。於本 實施例係以第一奇數輸出齒輪140與第一偶數輸出齒輪141進行說明。輸出軸12與傳輸軸14相互平行。
如第1圖所示，撥叉13係撥動第一奇數輸入齒輪110，以使受到驅動單元10所驅動之輸入軸11驅動第一奇數輸入齒輪110。第一奇數輸入齒輪110係驅動第一奇數輸出齒輪140。第一奇數輸出齒輪140係驅動傳輸軸14。
傳輸軸14係驅動傳輸齒輪142，傳輸齒輪142係驅動輸出齒輪120。受到驅動之輸出齒輪120係進一步輸出軸12，而使輸出軸12輸出扭力或動力，以驅動差速器15。
如上所述，撥叉13撥動第一奇數輸入齒輪110，來自驅動單元10之動力經由第一奇數輸入齒輪110、第一奇數輸出齒輪140、傳輸齒輪142、輸出齒輪120與傳輸軸14，以作一檔位變速。該檔位變速可視為第一檔位變速。
驅動單元10持續驅動輸入軸11。撥叉13離開第一奇數輸入齒輪110，而使輸入軸11不再驅動第一奇數輸入齒輪110，進而使第一奇數輸入齒輪110不再驅動第一奇數輸出齒輪140。
撥叉13撥動第一偶數輸入齒輪111，以使受到驅動單元10所驅動之輸入軸11驅動第一偶數輸入齒輪111，第一偶數輸入齒輪111係驅動第一偶數輸出齒輪141。
傳輸軸14係驅動傳輸齒輪142，傳輸齒輪係驅動輸出齒輪120。受到驅動之輸出齒輪120係進一步驅動差速器15與輸出軸12，而使輸出軸12輸出扭力或動力。
如上所述，撥叉13撥動第一偶數輸入齒輪111，來自驅動單元10之動力經由第一偶數輸入齒輪111、第一偶數輸出齒輪141、傳輸齒輪142、輸出齒輪120與傳輸軸14，以作一檔位變速。該檔位變數可視為一第二檔位變速。
綜合上述，撥叉13係分別設於奇數輸入齒輪(第一奇數輸入齒輪110，於本實施例中)與偶數輸入齒輪(第一偶數輸入齒輪111，於本實施例中)之間。
差速器15受到驅動之輸出齒輪(第一奇數輸出齒輪140或第 一偶數輸出齒輪141)驅動輸出軸12，而使輸出軸12輸出扭力或動力，以進一步驅動差速器15。
輸出齒輪分別由奇數齒輪對(第一奇數輸出齒輪140)或偶數齒輪對(第一偶數輸出齒輪141)驅動傳輸齒輪142，再經由傳輸齒輪142與輸出齒輪(第一奇數輸出齒輪140或第一偶數輸出齒輪141)齒合轉動。
該撥叉13與該奇數齒輪對(第一奇數輸入齒輪110與第一奇數輸出齒輪140)及該偶數齒輪對(第一偶數輸入齒輪111與第一偶數輸出齒輪141)，形成二檔變速機構。
請配合參考第2圖所示，本發明之一種雙軸撥動變速裝置之第二實施例，為一種三速變速系統，其具有一驅動單元20、一輸入軸21、一輸出軸22、二撥叉23與一傳輸軸24。
輸入軸21係耦接驅動單元20。輸入軸21具有一第一奇數輸入齒輪210、一第一偶數輸入齒輪211與一第二奇數輸入齒輪212。前述之第一奇數輸入齒輪210與第二奇數輸入齒輪212可視為第一檔位齒輪與第三檔位齒輪。前述之第一偶數輸入齒輪211可視為第二檔位齒輪。
輸出軸22的一端係穿過輸入軸21與驅動單元20。輸出軸22的另端具有輸出齒輪220。輸出軸22與差速器25相互聯結。
撥叉23係位於第一奇數輸入齒輪210與第一偶數輸入齒輪211之間。另一撥叉23係相鄰於另一第二奇數輸入齒輪212。
傳輸軸24具有一第一奇數輸出齒輪240、一第一偶數輸出齒輪241、一第二奇數輸出齒輪243與一傳輸齒輪242。第一奇數輸出齒輪240係嚙合第一奇數輸入齒輪210。第一偶數輸出齒輪241係嚙合第一偶數輸入齒輪211。傳輸齒輪242係嚙合輸出齒輪220。第二奇數輸出齒輪243嚙合第二奇數輸入齒輪212。
如第2圖所示，撥叉23撥動第一奇數輸入齒輪210，來自驅動單元20之動力經由第一奇數輸入齒輪210、第一奇數輸出齒輪240、傳輸齒輪242、輸出齒輪220與輸出軸22，以作一檔位變速。該檔位變速可視為第一檔位變速。
撥叉23撥動第一偶數輸入齒輪211，來自驅動單元20之動力經由第一偶數輸入齒輪211、第一偶數輸出齒輪241、傳輸齒輪242、輸出齒輪220與輸出軸22，以作一檔位變速。該檔位變數可視為一第二檔位變速。
撥叉23撥動第二奇數輸入齒輪212，來自驅動單元20之動力經由第二奇數輸入齒輪212、第二奇數輸出齒輪243、傳輸齒輪242、輸出齒輪220與輸出軸22，以作一檔位變速。該檔位變速可視為第三檔位變速。
如上所述，該二個撥叉23與二個奇數齒輪對(第一奇數輸入齒輪210、第一奇數輸出齒輪240、第二奇數輸入齒輪212與第二奇數輸出齒輪243)及一個偶數齒輪對(第一偶數輸入齒輪211與第一偶數輸出齒輪241)，形成三檔變速機構。
請配合參考第3圖所示，本發明之一種雙軸撥動變速裝置之第三實施例，為一種四速變速系統，其具有一驅動單元30、一輸入軸31、一輸出軸32、複數個撥叉33與一傳輸軸34。
輸入軸31係耦接驅動單元30。輸入軸31具有複數個奇數輸入齒輪310與複數個偶數輸入齒輪311。各奇數輸入齒輪310與各偶數輸入齒輪311係依序於輸入軸31設置。該些奇數輸入齒輪310與該些偶數輸入齒輪311可被視為第一檔位齒輪至第N檔位齒輪。
輸出軸32的一端係穿過輸入軸31與驅動單元30。輸出軸32的另端具有輸出齒輪320。輸出齒輪320係耦接一差速器35。或者輸出軸32與差速器35相互聯結。
各撥叉33係位於各奇數輸入齒輪310與各偶數輸入齒輪311之間。
傳輸軸34具有複數個奇數輸出齒輪340、複數個偶數輸出齒輪341與一傳輸齒輪342。各奇數輸出齒輪340係嚙合相對應之奇數輸入齒輪310。各偶數輸出齒輪341係嚙合相對應之偶數輸入齒輪311。傳輸齒輪342係嚙合輸出齒輪320。
如第3圖所示。撥叉33係撥動奇數輸入齒輪310，以使受到驅動單元30所驅動之輸入軸31驅動奇數輸入齒輪310。奇數輸入 齒輪310係驅動奇數輸出齒輪340。奇數輸出齒輪340係驅動傳輸軸34。
傳輸軸34係驅動傳輸齒輪342，傳輸齒輪係驅動輸出齒輪320。受到驅動之輸出齒輪320驅動輸出軸32，而使輸出軸32輸出扭力或動力，以進一步驅動差速器35。
驅動單元30持續驅動輸入軸31。撥叉33係離開奇數輸入齒輪310，奇數輸入齒輪310係不再驅動奇數輸出齒輪340。
撥叉33撥動偶數輸入齒輪311，以使受到驅動單元30所驅動之輸入軸31驅動偶數輸入齒輪311，偶數輸入齒輪311係驅動偶數輸出齒輪341。
傳輸軸34係驅動傳輸齒輪342，傳輸齒輪342係驅動輸出齒輪320。受到驅動之輸出齒輪320驅動輸出軸32，而使輸出軸32輸出扭力或動力，以進一步驅動差速器35。
驅動單元30持續驅動輸入軸31。撥叉33係離開偶數輸入齒輪311，偶數輸入齒輪311係不再驅動偶數輸出齒輪341。
另一撥叉33係撥動另一奇數輸入齒輪310，以使受到驅動單元30所驅動之輸入軸31驅動被撥動之奇數輸入齒輪310。被驅動之奇數輸入齒輪310係驅動另一奇數輸出齒輪340。被驅動之奇數輸出齒輪340係驅動傳輸軸34。
傳輸軸34係驅動傳輸齒輪342，傳輸齒輪342係驅動輸出齒輪320。受到驅動之輸出齒輪320驅動輸出軸32，而使輸出軸32輸出扭力或動力，以進一步驅動差速器35。
撥叉33係離開奇數輸入齒輪310，奇數輸入齒輪310係不再驅動奇數輸出齒輪340。
另一撥叉33係撥動另一偶數輸入齒輪311，以使受到驅動單元30所驅動之輸入軸31驅動被撥動之偶數輸入齒輪311。被驅動之偶數輸入齒輪311係驅動另一偶數輸出齒輪341。被驅動之偶數輸出齒輪341係驅動傳輸軸34。
傳輸軸34係驅動傳輸齒輪342，傳輸齒輪342係驅動輸出齒輪320。受到驅動之輸出齒輪320驅動輸出軸32，而使輸出軸32 輸出扭力或動力，以進一步驅動差速器35。
任一撥叉33可依序撥動相對應之奇數輸入齒輪310或偶數輸入齒輪311，而使被撥動之奇數輸入齒輪310或偶數輸入齒輪311驅動相對應之奇數輸出齒輪340或偶數輸出齒輪341。
如上所述，撥叉33撥動奇數輸入齒輪310，來自驅動單元30之動力經由奇數輸入齒輪310、奇數輸出齒輪340、傳輸齒輪342、輸出齒輪320與傳輸軸34，以作一檔位變速。該檔位變速可視為奇數檔位變速，如第一檔位變速、第三檔位變速、第五檔位變速至第N-1檔位變數，N-1為一奇數。
撥叉33撥動偶數輸入齒輪311，來自驅動單元30之動力經由偶數輸入齒輪311、偶數輸出齒輪341、傳輸齒輪342、輸出齒輪320與傳輸軸34，以作一檔位變速。該檔位變數可視為一偶數檔位變速，如第二檔位變速、第四檔位變速、第六檔位變數至第N檔位變速，N為偶數。
如上所述，該二個撥叉33與二個奇數齒輪對(二奇數輸入齒輪310與二奇數輸出齒輪340)及二個偶數齒輪對(二偶數輸入齒輪311與二偶數輸出齒輪341)，形成四檔變速機構。
綜合上述，本發明係應用輸出軸穿設於輸入軸所形成之雙軸結構。並且撥叉、輸入軸與輸出軸係為同軸設計，所以雙軸結構與同軸設計係能有效地縮減變速機構之體積至少38%以上。
以上所述之具體實施例，僅係用於例釋本發明之特點及功效，而非用於限定本發明之可實施範疇，於未脫離本發明上揭之精神與技術範疇下，任何運用本發明所揭示內容而完成之等效改變及修飾，均仍應為下述之申請專利範圍所涵蓋。

Claims (20)

  1. 一種雙軸撥動變速裝置，其包含有：一驅動單元；一輸入軸，其係耦接該驅動單元，該輸入軸具有至少一奇數輸入齒輪與至少一偶數輸入齒輪；一輸出軸，其一端係穿過該輸入軸與該驅動單元，該輸出軸的另一端具有一輸出齒輪；一傳輸軸，其具有至少一奇數輸出齒輪、至少一偶數輸出齒輪與一傳輸齒輪，該奇數輸出齒輪係嚙合相對應之該奇數輸入齒輪，該偶數輸出齒輪係嚙合相對應之該偶數輸入齒輪，該傳輸齒輪係嚙合該輸出齒輪；以及至少一撥叉，其係設於該奇數輸入齒輪與該偶數輸入齒輪之間，以選擇性撥動該奇數輸入齒輪與該偶數輸入齒輪。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之雙軸撥動變速裝置，其中該輸入軸為一空心軸，以供該輸出軸穿過，係形成為一雙軸結構。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之雙軸撥動變速裝置，其中該奇數輸入齒輪與該偶數輸入齒輪係固定於該輸入軸的外緣，並與該輸入軸一同轉動。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之雙軸撥動變速裝置，其中該輸出軸與該傳輸軸相互平行。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之雙軸撥動變速裝置，其中該驅動單元驅動該輸入軸轉動。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之雙軸撥動變速裝置，其中該撥叉撥動該奇數輸入齒輪，動力經由該奇數輸入齒輪、該奇數輸出齒輪、該傳輸齒輪、該輸出齒輪與該輸出軸，以作一檔位變速。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之雙軸撥動變速裝置，其中該撥叉撥動該偶數輸入齒輪，動力經由該偶數輸入齒輪、該偶數輸出齒輪、該傳輸齒輪、該輸出齒輪與該輸出軸，以作一檔位變速。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之雙軸撥動變速裝置，其中該撥叉為複數個。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之雙軸撥動變速裝置，其中該撥叉設置為兩個，於該輸入軸再增設一另一奇數輸入齒輪，以作為一新增檔位變速。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之雙軸撥動變速裝置，其中該撥叉、該奇數輸入齒輪與該偶數輸入齒輪為複數個，該些奇數輸入齒輪與該些偶數輸入齒輪以形成複數個檔位變速。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之雙軸撥動變速裝置，其中該輸出軸與一差速器聯結。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之雙軸撥動變速裝置，其中該撥叉係分別設於該奇數輸入齒輪與該偶數輸入齒輪之間。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之雙軸撥動變速裝置，更包括一差速器。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之雙軸撥動變速裝置，其中該輸出齒輪驅動該輸出軸，而使該輸出軸輸出扭力或動力，以進一步驅動該差速器。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之雙軸撥動變速裝置，其中該輸出齒輪分別由奇數齒輪對或偶數齒輪對驅動傳輸齒輪，再經由傳輸齒輪與輸出齒輪歯合轉動。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之雙軸撥動變速裝置，其中該撥叉與該奇數齒輪對及該偶數齒輪對，形成二檔變速機構。
  17. 如申請專利範圍第9項所述之雙軸撥動變速裝置，其中該二個撥叉與二個奇數齒輪對及一個偶數齒輪對，形成三檔變速機構。
  18. 如申請專利範圍第9項所述之雙軸撥動變速裝置，其中該二個撥叉與二個奇數齒輪對及二個偶數齒輪對，形成四檔變速機構。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之雙軸撥動變速裝置，其中該撥叉係設於該奇數輸入齒輪與該偶數輸入齒輪之間，以選擇 性撥動該奇數輸入齒輪或該偶數輸入齒輪；另一該撥叉係相鄰於另一該奇數輸入齒輪，以選擇性撥動另一該奇數輸入齒輪。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之雙軸撥動變速裝置，其中該撥叉係設於該奇數輸入齒輪與該偶輸輸入齒輪之間，以選擇性撥動該奇數輸入齒輪或該偶數輸入齒輪；另一該撥叉係設於另一該奇數輸入齒輪與另一該偶輸輸入齒輪之間，以選擇性撥動另一該奇數輸入齒輪或另一該偶數輸入齒輪。
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