CN100335824C - 智能型变速机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能型变速机构，主要由中空壳体形成一个座体内依次装设一个传输装置及一个扭力回馈装置所构成，其特征在于，该扭力回馈装置具有抵抗扭力的组件，当负载扭力低于其抵抗能力时，该传输装置中的减速机构挡位会维持初试挡位，若当负载扭力超过其抵抗能力时，会通过该扭力回馈装置中的一个滑动环压掣该传输装置中的一个切换齿轮，使得该传输装置中的减速机构切换至另一挡位。故本发明智能型变速机构可在负载扭力增加或降低时，自动切换动力传输装置的减速机构，而达到自动变换挡位，且提升动力传输装置的机械效率。

Description

智能型变速机构

技术领域

本发明涉及一种智能型变速机构，特别是涉及其通过一个扭力回馈装置控制一个传输装置中的一个切换齿轮位置，再借助于次切换齿轮切换传输装置中的变速挡位，使得在负载扭力增加或降低时，可自动切换动力传输装置的减速机构。

背景技术

常用的动力传输装置，尤其是作为电动旋转工具机(例如电钻、电动起子等)使用的电动工具装置中具有多段变速的动力传输装置，通常会使用减速机构以提供多段变速或多段扭力。一般的，这类减速机构主要由数组行星式齿轮机构所构成，其通过手动机构控制其内部的离合器或某些带动机构，使得各齿轮系中某些组件被固定或某些组件被带动，从而达到不同的输入及输出减速比的功效。

前述常用的动力传输装置的减速机构，需要使用者通过其使用经验或是在操作过程中观察加工状况，进行主观判断后，才能经过受动变换减速机构的挡位达到足以作业的扭力或转速。一般减速机构的驱动马达的扭力、转速、损耗功率及机械效率具有一定的关系，其损耗功率及机械效率通常随着扭力与转速的乘积的增加而提升，直到扭力与转速的乘积达到某一特定值时，其损耗功率会继续增加，但机械效率却会逐渐下降。然而，通过人为操作的控制，往往不会适当地使该驱动马达的操作落在机械效率最佳范围内。因此，需要一种能回馈负载扭力的机构，以自动切换减速机构的挡位。本发明是基于克服常用动力传输装置的减速机构的缺陷而进行发明的。

发明内容

本发明涉及一种智能型变速机构，以实际解决一个甚至是数个前述相关技术中的限制及缺点。

为达到上述目的，本发明提供一种智能型变速机构，主要是由中空壳体形成一个座体内部依次装设一个传输装置及一个扭力回馈装置所构成，其特征在于：该扭力回馈装置具有相互啮合的一个推力轮与一个滑动环，且具有一个套环配合该座体将一个压缩弹簧限制在该座体外环周围上，该推力轮受到固接在该座体外缘的一个扭力弹簧作用而限制其旋转角度，该滑动环限制在该座体内部而只能往复上下移动；该传输装置由一个内齿轮结构形成的切换齿轮啮合两组行星式齿轮而构成，且该切换齿轮外环周围形成一个内凹的环槽。通过前述的套环中装设数个插销嵌入该切换齿轮的环槽中，可限制该切换齿轮处于第一极限位置而同时啮合两组行星式齿轮组，或限制该切换齿轮处于第二极限位置而只啮合其第二行星式齿轮组。因此，若前述的推力轮受到负载扭力，不足以克服该扭力弹簧及压缩弹簧的抵抗时，该切换齿轮会处于第一极限位置，并同时啮合此两组星式齿轮组且随其同步旋转。若前述的推力轮受到够大的负载扭力而足以克服该扭力弹簧及压缩弹簧的抵抗时，其会产生自转并通过其啮合的斜面推动该滑动环，使得该滑动环压掣该切换齿轮移动，使得该切换齿轮处于第二极限位置且和该座体内底部的凸缘卡合而无法旋转。故本发明智能型变速机构可在负载扭力增加或降低时，自动切换动力传输装置的减速机构，而达到自动变换挡位，且提升动力传输装置的机械效率。

基于前述的本发明智能型变速机构，其可以达到以下作用与效果：

1.借助于本发明智能型变速机构，可以使得在负载扭力增加或降低时，可自动切换动力传输装置的减速机构，而达到自动变换挡位。

2.利用本发明的动力传输装置的自动变速功能，可控制其动力输入装置的扭力及转速，维持在较低损耗功率但较高机械效率的区域内。

本发明的目的及功能，经过配合下列附图而做的进一步说明后，将更为明了。

附图说明

附图所显示的是提供作为具体呈现本说明书中所描述各组成组件的具体化实施例，并解释本发明的主要目的，以增进对本发明的了解。

图1为显示本发明智能型变速机构的立体分解图；

图2为显示本发明智能型变速机构中座体的剖面视图；

图3为显示本发明智能型变速机构第二段速下的座体的剖面视图；

图4为显示本发明智能型变速机构中该推力轮啮合该滑动环的侧视图。

图中

1   座体          22a  梯形部          31   输入齿轮

11  容置槽        22b  内齿轮          32   前减速轮

11a 凸缘          22c  狭沟            32a  行星轮

12  导槽          23   滑动环          32b  带动齿轮

13  凸缘          23a  梯形部          33   切换齿轮

14  狭缝          23b  凸肋            33a  环槽

15  沟槽          24   套环            33b  凹槽

2   扭力回馈装置  24a  凸缘            34   后减速轮

21  扭力弹簧      24b  插销座          34a  行星轮

21a 上固定端      24c  插销            34b  输出齿轮

21b 下固定端      25   压缩弹簧

22  推力轮        3    传输装置

具体实施方式

以下针对本发明较佳实施例配合附图作进一步详细说明。

图1、图2所显示的为本发明智能型变速机构的较佳实施例，其主要由一个座体1、一个扭力回馈装置2及一个传输装置3所构成。

该座体1是一个圆柱形壳体，其内部形成一个中空的一个容置槽11，该容置槽11在底部周围上形成突出表面的数个凸缘11a，且在同样的轴向位置处自其壳体向外穿透形成数个导槽12，该导槽12底部则形成突出壳体表面的凸缘13，又，该容置槽11一端面向内凹入而形成穿透壳体厚度方向的一个狭缝14，并自此端沿着轴向在该容置槽11内表面延伸数个下凹的沟槽15。

该扭力回馈装置2包含一个扭力弹簧21、一个推力轮22、一个滑动环23、一个套环24及一个压缩弹簧25。该推力轮22外表面形成数个突出表面的梯形部22a且内表面形成一个内齿轮22b，该推力轮22外表面又形成内凹并贯穿两端端面的一个狭沟22c；该滑动环23顶端面形成数个梯形凹凸状的梯形部23a且外表面形成数个突出的凸肋23b，各个梯形部23a分别与该推力轮22中的各个梯形部22a啮合，各个凸肋23b则分别配合该座体1的容置槽11中的各个沟槽15而使得该滑动环23可沿着该座体1的容置槽11内表面的轴向往复滑动；该套环24是一个C形壳体结构，其外表面顶部形成突出表面的数个凸缘24a，且该套环24底部形成穿透其壳体并分别配合该座体1的各个导槽12的数个插销座24b，各个插销座24b分别可装设一个插销24c；该压缩弹簧套设于该座体1外环周围上并受制于该座体1的凸缘13与该套环24的各凸缘24a之间，其会受到该套环24的移位而产生轴向的弹力；该扭力弹簧21是一个可提供抵抗扭力的结构，其一端形成一个上固定端21a，另一端则形成一个下固定端21b，使得该上固定端21a可嵌入该座体1的狭缝14中，该下固定端21b可嵌入该推力轮22的狭沟22c中，因此可限制该推力轮22与该座体1的初始相对位置。

该传输装置3包含一个输入齿轮31、一个前减速轮32、一个切换齿轮33及一个后减速轮34。该输入齿轮31是作为一个动力输入装置(图中未显示)的动力传输齿轮；该前减速轮32是一个外齿轮结构，其一端枢接数个行星轮32a，另一端固接一个带动齿轮32b以传输动力至该后减速轮34，各个行星轮32a同时啮合该输入齿轮31及该推立论22的内齿轮22b，因此形成一个行星式齿轮的减速机构；该切换齿轮33是一个内齿轮结构，其外环周围形成一个内凹的环槽33a，前述的套环24中的各个插销24c可穿过该座体1的导槽12而嵌入该环槽33a，各个凹槽33b可啮合该座体1容置槽11底端的各个凸缘11a；该后减速轮34是一个圆盘结构，其一端枢接数个行星轮34a，另一端固接一个输出齿轮34b以传输动力至一个动力输出装置(图中未显示)，且各个行星轮(34a)可同时啮合该前减速轮32的带动齿轮32b及该切换齿轮33的内齿，因此形成一个行星式齿轮的减速机构。

基于前述的本发明智能型变速机构，该座体1的容置槽11依序装入该传输装置3及扭力回馈装置2，其初始状况下，该套环24受到该压缩弹簧25的弹力作用下，其插销会处于该容置槽11的导槽12的最高位置，同时，通过该套环24的插销24c限制该切换齿轮33的环槽33a，使得该切换齿轮33也处于其顶部的极限位置。再者，在初始状态下，该推力轮22中的梯形部22a啮合该滑动环23中的梯形部23a，且该推力轮22的角度位置受该扭力弹簧21的限制而决定，该滑动环23的轴向位置受该切换齿轮33的限制而决定。

如图3、图4所示，当其动力传输装置运作时，受到较大的抵抗扭力的状况下，该传输装置3中的输入齿轮31会逐渐增加输入该前减速轮32的扭力，使得该前减速轮32中的行星轮32a会作用相当的反作用力于该推力轮22中的内齿轮22b，而使得产生该推力轮22转动。然而，在该推力轮22必须克服该扭力弹簧21及该压缩弹簧25的抵抗力才会发生转动。该压缩弹簧25反作用弹力的发生，是当该推力轮22通过其梯形部22a的斜面推动该滑动环23的梯形部23a的斜面，使得该滑动环23通过该座体1的沟槽15导引其凸肋23b而沿着轴向移动，该滑动环23同时会推动该切换齿轮33移动，该切换齿轮33则又通过其环槽33a带动该套环24的插销24c，故使得该套环24会压掣该压缩弹簧25而产生反作用的弹力。在这样的情况下，直到该前减速轮32作用于该推力轮22的扭力值达到某一定量时，该推力轮22的梯形部22a底端的平面会接触至该滑动环23的梯形部23a顶端的平面，而达到最大转动角度位置，且该切换齿轮33会达到底部极限位置而使得其底部的凹槽33b卡合该座体1容置槽11底部的凸缘11a。

前述的切换减速机构的扭力值大小，可通过选取具有适当的弹性系数的扭力弹簧21及压缩弹簧25而决定。

前述本发明智能型变速机构可以作为一种电动钻孔机的动力传输装置，当适当钻孔时，若提供小扭力输出，该前减速轮32作用于该推力轮22的扭力不足以克服该扭力弹簧21及该压缩弹簧25的抵抗力，因此该推力轮22不转动，使得该滑动环23及切换齿轮33处于初始状态，该切换齿轮33会同时啮合该前减速轮32及后减速轮34的行星轮34a，且该切换齿轮33会随着该前减速轮32及后减速轮34座同步旋转，此时提供的扭力及转速关系会处于效率曲线极大值的附近的区域之中；若其提供大扭力输出，该输入齿轮31会逐渐增加输入的扭力，且该前减速轮32作用于该推力轮22的扭力足以克服该扭力弹簧21及该压缩弹簧25的抵抗力，因此该推力轮22会随着扭力增加而转动，最后使得该滑动环23及切换齿轮33处于最低极限位置的状态，该切换齿轮33会脱离该前减速轮32但仍啮合该后减速轮34的行星轮34a，且该切换齿轮33会因为凹槽33b受到该座体1容置槽11底部凸缘11a的卡合而无法转动，此时提供的扭力及转速关系会处于效率曲线极大值的附近的区域之中。

以上所述仅为用以解释本发明的较佳实施例，并不是对本发明作任何形式上的限制，因此，凡是在相同的创作精神下所作的有关本发明的任何修饰或变更，都应包含在本发明所要求保护的范畴内。

Claims (2)

1.一种智能型变速机构，主要由中空壳体形成一个座体内依次装设一个传输装置及一个扭力回馈装置所构成，其特征在于：

该座体的壳体中具有穿透厚度方向的数个导槽，其内底部及外底部分别形成一个凸缘，且其顶端面沿着轴向向下在内表面延伸数个下凹的沟槽；

该传输装置由一个内齿轮结构形成的切换齿轮啮合一个第一行星式齿轮组及一个第二行星式齿轮组所构成，该第一行星式齿轮组具有一个外齿轮，该切换齿轮外环周围形成一个内凹的环槽且外表底部形成配合该座体内底部的凸缘数个凹槽；

该扭力回馈装置具有通过形成数个斜面构成的二端面而相互啮合的一个推力轮与一个滑动环，且具有一个套环配合该座体外表面的凸缘而将一个压缩弹簧限制在该座体外环周围上，该滑动环外表面形成数个可嵌入该座体的沟槽的凸肋，使得该滑轮可沿着各个沟槽往复上下移动，该套环装设有数个插销可嵌入该座体的各个导槽中而受其限制，该插销并会嵌入前述切换齿轮的环槽中，以限制该切换齿轮处于第一极限位置而同时啮合该第一行星式齿轮组及第二行星式齿轮组，或限制该切换齿轮处于第二极限位置而只啮合该第二行星式齿轮组；

前述的推力轮被转动时，会通过其啮合的斜面推动该滑动环，该滑动环会压掣该切换齿轮并带动该套环压掣该压缩弹簧而产生轴向的抵抗力；

当前述的切换齿轮处于第一极限位置时，其会与该第一行星式齿轮组及第二行星式齿轮组同步旋转；

当前述的切换齿轮处于第二极限位置时，其底部的凹槽会受到该座体内底部的凸缘的啮合而无法旋转。

2.如权利要求1所述的智能型变速机构，其特征在于，该扭力回馈装置具有一个扭力弹簧，该扭力弹簧一端固接一个推力轮外缘而另一端固接该座体外缘。

Images