CN100363650C - 车辆的无段变速传动装置 - Google Patents

Abstract

一种车辆的无段变速传动装置，其包含一锥盘、一传动框及数个行星滚轮。该锥盘可由一齿轮带动转动。该传动框设有一外环框及数个曲轨。该外环框固设在一轮毂上，该曲轨用以穿设该行星滚轮。当该锥盘带动该行星滚轮推动该传动框时，该行星滚轮在该曲轨上自动调整转动半径，因而改变该锥盘及传动框之间的转动圈数比，进而无段变速驱动该轮毂转动。

Description

车辆的无段变速传动装置

技术领域

本发明是关于一种车辆的无段变速传动装置，特别是关于利用数个行星滚轮自动调整一锥盘带动一传动框的转动圈数比，以便无段变速驱动一轮毂的传动装置。

背景技术

习用无段变速传动装置，如台湾公告第180212号，名称为自行车偏心式无段变速飞轮的新型专利，其包含一链轮毂、二离合轮、一凹沟盘、一行星齿轮、一双层齿轮、一传动件、一升降管及二升降器等构件组合而成。该链轮毂的内面设有该二离合轮，该二离合轮之间夹设该凹沟盘，该二离合轮将数个小轮子交错配入该凹沟盘的数个凹沟内。该离合轮之一设有该行星齿轮，该些行星齿轮可与该链轮毂的内齿及设于轮轴的双层齿轮分别啮合。该双层齿轮另与一车轮轮毂的传动件啮合。该凹沟盘的轴孔设有一升降管可与该升降器连接一体。在使用时，拉动该升降器上升或下降，带动该升降管与凹沟盘同步升降，因而改变该凹沟盘与离合轮间的有效传动半径。虽然如此，但是该传动装置需要由手动操作该升降管及升降器的升降，方能达到无段变速，因而降低使用便利性。同时，设置该升降管及升降器也大幅增加该传动装置的构造复杂度。

另一习用无段变速传动装置，如台湾公告第215660号，名称为速克达机车无段变速机构的扭力凸轮的新型专利，其包含一主凸轮及一副凸轮。该主凸轮的侧面延伸一轮轴，且该轮轴的轴面上凸设一卡销。该副凸轮的侧面一体延伸一轴管，该副凸轮及轴管可移动的套设在该轮轴上，且该轴管的管面上开设有倾斜条槽，以容设该轮轴的卡销。该倾斜条槽可选择形成无段或三段的倾斜角度变化，由此使该主、副凸轮之间可有适当的相对位移产生，进而使夹设于该主、副凸轮之间的皮带形成不同的转动直径，因而达到无段或有段变速的效果。虽然如此，但由于上述传动装置的卡销无法稳固抵靠在该倾斜条槽的槽壁上，以致于该主、副凸轮之间无法形成足够的卡掣力量以供推升或降低该皮带的转动半径，因而难以确实完成无段变速。再者，上述传动装置的主、副凸轮仅能用于夹设皮带，而无法夹设链条，其导致该传动装置仅适用于机车等皮带传动系统，而不适用于自行车等链条式传动系统。

再者，一般习用自行车的多段变速传动装置虽可用于加快车速，但由于加快车速的同时必需耗费较多体力，因而容易对体能较差的骑乘者造成过度负担及骑乘时的不舒适感。因此，仍有必要进一步改良上述各种无段或多段的变速传动装置。

有鉴于此，本发明改良上述的缺点，其是由一锥盘带动数个行星滚轮、一传动框及一轮毂同步相对转动。由于该行星滚轮可依车速快慢自动调整该锥盘及传动框之间的转动圈数比，因此本发明确实能在骑乘过程中自动达到无段变速的目的，并同时提升骑乘的舒适性。

发明内容

本发明主要目的在于提供一种车辆的无段变速传动装置，其是利用数个行星滚轮自动调整一锥盘及一传动框的转动圈数比，以调整车速及减少体力耗费，使本发明具有自动无段变速及提升骑乘舒适性的功效。

本发明次要目的在于提供一种车辆的无段变速传动装置，其是利用数个行星滚轮自动调整一锥盘带动一传动框的转动圈数比，同时该行星滚轮具有吸震效果，使本发明具有增益避震效果的功效。

本发明的车辆的无段变速传动装置，其包含：

一支撑轴，其固设于一车辆的车体上；

一锥盘，其可转动的结合在该支撑轴上，该锥盘可由一齿轮带动转动，并设有一内锥面；

一传动框，其设有一外环框、一内环框及数个曲轨，该外环框一体的固设在一轮毂上，该曲轨呈放射状的设在该内、外环框之间；

数个行星滚轮，其分别可滑动的穿设于该传动框的曲轨上，且该行星滚轮各设有一滚动面；

一复位元件，其恒抵推该行星滚轮，以维持该行星滚轮的滚动面紧密抵接该锥盘的内锥面；

当该锥盘带动该行星滚轮推动该传动框时，该行星滚轮在该曲轨上自动调整转动半径，因而改变该锥盘及传动框之间的转动圈数比，进而无段变速驱动该轮毂转动；再者，在车辆减速至静止期间，该复位元件则抵推该行星滚轮复位至该曲轨的最内侧位置。

该复位元件是一锥形盖体，且该复位元件可受一弹性元件弹性抵推，以维持该行星滚轮紧密抵接于该锥盘的内锥面。

该复位元件设有一轴孔及一导槽，而该支撑轴另设有一凸肋，该轴孔穿设在该支撑轴上，而该导槽可容设该支撑轴的凸肋，由该导槽及凸肋的导引，该复位元件可相对该支撑轴进行轴向位移。

该复位元件是一复位弹簧，其套设在该内环框及行星滚轮之间的曲轨上。

该复位元件是一张力弹簧，其套设在该外环框及行星滚轮之间的曲轨上。

该行星滚轮设有一轴孔、二轴承及一曲轴套，该轴孔的两端固设该二轴承，该曲轴套可转动的夹设于该二轴承之间，如此该行星滚轮由该曲轴套而可滑动的套设在该传动框的曲轨上。

如上所述，相较于习用无段变速传动装置必需手动操作、构造复杂或难以达成变速等缺点，本发明由该锥盘、行星滚轮及传动框驱动该轮毂转动，其确实可达到自动无段变速、减低骑乘体能负担及提升骑乘舒适性。

附图说明

图1：本发明车辆的无段变速传动装置的使用示意图。

图2：本发明车辆的无段变速传动装置的分解立体图。

图3：本发明车辆的无段变速传动装置的组合剖视图。

图4：本发明车辆的无段变速传动装置的另一组合剖视图。

10 锥盘      11 内锥面       12 护盘

13 齿轮      20 行星滚轮     21 滚动面

22 轴孔      23 轴承         24 曲轴套

30 传动框    31 内环框       32 外环框

33 曲轨      40 轮毂         41 轮框

42 轴孔      43 轴承         50 复位元件

51 轴孔      52 导槽         53 弹性元件

54 轴套      60 轴承         61 支撑轴

611 凸肋     62 链条

具体实施方式

请参照图1及图2所示，本发明车辆的无段变速传动装置包含一锥盘10、数个行星滚轮20、一传动框30、一轮毂40及一复位元件50。该锥盘10是由二轴承60而可转动的穿设结合一支撑轴61，该支撑轴61则固设于一适当车辆的车体上。该锥盘10的一侧凸设一内锥面11，及其另一侧是一体的结合一护盘12及一齿轮13。该内锥面11较佳形成粗糙表面。该齿轮13则可由车辆的一链条62(或皮带)带动转动。该行星滚轮20设有一滚动面21、一轴孔22、二轴承23及一曲轴套24。该滚动面21较佳是由具适当粗糙度的弹性材质制成，如此该滚动面21及锥盘10的内锥面11之间可形成较佳抵接连动关系。该行星滚轮20的轴孔22的二端固设该二轴承23，以供可转动的夹设该曲轴套24。该曲轴套24的通孔(未标示)则具有适当的曲度。该传动框30设有一内环框31、一外环框32及数个曲轨33。该曲轨33是放射状的连接在该内环框31及外环框32之间，且该曲轨33具有相同该曲轴套24的曲度，如此该曲轨33用以可滑动的穿设该行星滚轮20。

请再参照图1及图2所示，本发明的轮毂40呈n形的盖体，该轮毂40的内周面可一体的固设该传动框30的外环框32，及其外周面可一体的结合车辆的轮框41。该轮毂40另设有一轴孔42，该轴孔42可容置一轴承43，以便可转动的结合在该支撑轴61。该复位元件50是呈锥形的盖体，其设有一轴孔51及一导槽52，并可受一弹性元件53的弹性抵撑。当该轴孔51穿设在该支撑轴61时，该导槽52可容置该支撑轴61的一凸肋611。该弹性元件53一端抵撑于该复位元件50，及其另一端则可转动的抵撑于该支撑轴61的一轴套54上。如此，由该凸肋611及导槽52的导引及该弹性元件53的弹性抵撑，该复位元件50即可不转动的沿该支撑轴61进行轴向位移，并顺势弹性抵推该行星滚轮20，以维持该行星滚轮20及锥盘10的内锥面11的连动关系。再者，在车辆静止时或减缓速度期间，该复位元件50也可弹性抵推该行星滚轮20，将该行星滚轮20复位至最接近该内环框31的曲轨33上。

请参照图3所示，在车辆静止时，该行星滚轮20最初位于最接近该内环框31的曲轨33上，且该滚动面21紧密抵接于该锥盘10最内侧的内锥面11。当开始由该链条62及齿轮13带动该锥盘10转动时，该锥盘10最内侧的内锥面11则同步的带动该行星滚轮20转动。此时，由于该锥盘10的内锥面11仅以较小转动半径带动该行星滚轮20，因此该锥盘10必需转动较多圈数(例如6.2圈)才能带动该行星滚轮20推动该传动框30及轮毂40顺利转动1圈。

在上述连动关系中，该轮毂40相对该锥盘10及齿轮13是形成减速，因此若本发明使用于自行车时，则可降低车辆起动所需的体能需求，进而增加骑乘车辆的舒适性。再者，由预先适当设计该内锥面11、行星滚轮20及传动框30的曲轨33的转动半径比例，本发明即可适当调整该锥盘10及轮毂40的转动圈数比，以获得适当的减速程度及舒适性。

请参照图3及图4所示，当该锥盘10的转速逐渐增加时，由于该行星滚轮20受该锥盘10的内锥面11带动，因此该行星滚轮20所承受的离心力也逐渐增大。结果，增大的离心力造成该行星滚轮20沿着该传动框30的曲轨33径向逐渐向外滑动。由于该滚动面21及内锥面11的抵接位置逐渐往外移动，因此该内锥面11带动该行星滚轮20的转动半径将增大，同时由该行星滚轮20带动该曲轨33的对应转动半径也将增大。最后，当离心力大到足以使该行星滚轮20到达该曲轨33的最外侧位置时，该内锥面11及曲轨33的对应转动半径将维持相同。但是，基于该行星滚轮20的半径维持不变，因此最外侧的内锥面11仍需转动较多圈数(例如2圈)才能经由该行星滚轮20推动该传动框30及轮毂转动1圈。因此，由图3的最内侧带动状态至图4的最外侧带动状态是形成连续性的无段加速过程。同时，在无段加速过程期间，该轮毂40则仍相对该锥盘10及齿轮13保持减速关系，以便降低骑乘时的体能需求，及增加骑乘车辆的舒适性。再者，由于该行星滚轮20的滚动面21具有弹性而能吸震，因此也可增加骑乘时的避震效果及舒适性。

请再参照图3及图4所示，在车辆的链条62、齿轮13及锥盘10逐渐减速时，由于该行星滚轮20所承受的离心力逐渐变小，且该行星滚轮20持续受到该复位元件50的弹性抵推，因而该行星滚轮20将逐渐主动复位至该曲轨33的最内侧位置，以便下次骑乘车辆时重新进行自动无段变速。再者，本发明的复位元件50除了形成锥形的盖体外，该复位元件50也可变换为具弹性的其它构件。例如，该复位元件50可选择为一复位弹簧，并套设在该内环框31及行星滚轮20之间的曲轨33上；或者，该复位元件50也可选择为一张力弹簧，并套设在该外环框32及行星滚轮20之间的曲轨33上。

如上所述，相较于习用无段变速传动装置必需手动操作、构造复杂或难以达成变速等缺点，图1的本发明由该锥盘10、行星滚轮20及传动框30驱动该轮毂40转动，其确实可达到自动无段变速、减低骑乘体能负担及提升骑乘舒适性。

虽然本发明已利用前述较佳实施例详细揭示，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改，因此本发明的保护范围当视申请专利范围所界定者为准。

Claims (6)

1.一种车辆的无段变速传动装置，其特征在于包含：

一支撑轴，其固设于一车辆的车体上；

一锥盘，其可转动的结合在该支撑轴上，该锥盘可由一齿轮带动转动，并设有一内锥面；

一传动框，其设有一外环框、一内环框及数个曲轨，该外环框一体的固设在一轮毂上，该曲轨呈放射状的设在该内、外环框之间；

数个行星滚轮，其分别可滑动的穿设于该传动框的曲轨上，且该行星滚轮各设有一滚动面；

一复位元件，其恒抵推该行星滚轮，以维持该行星滚轮的滚动面紧密抵接该锥盘的内锥面；

当该锥盘带动该行星滚轮推动该传动框时，该行星滚轮在该曲轨上自动调整转动半径，因而改变该锥盘及传动框之间的转动圈数比，进而无段变速驱动该轮毂转动；再者，在车辆减速至静止期间，该复位元件则抵推该行星滚轮复位至该曲轨的最内侧位置。

2.如权利要求1所述的车辆的无段变速传动装置，其特征在于：该复位元件是一锥形盖体，且该复位元件可受一弹性元件弹性抵推，以维持该行星滚轮紧密抵接于该锥盘的内锥面。

3.如权利要求2所述的车辆的无段变速传动装置，其特征在于：该复位元件设有一轴孔及一导槽，而该支撑轴另设有一凸肋，该轴孔穿设在该支撑轴上，而该导槽可容设该支撑轴的凸肋，由该导槽及凸肋的导引，该复位元件可相对该支撑轴进行轴向位移。

4.如权利要求1所述的车辆的无段变速传动装置，其特征在于：该复位元件是一复位弹簧，其套设在该内环框及行星滚轮之间的曲轨上。

5.如权利要求1所述的车辆的无段变速传动装置，其特征在于：该复位元件是一张力弹簧，其套设在该外环框及行星滚轮之间的曲轨上。

6.如权利要求1所述的车辆的无段变速传动装置，其特征在于：该行星滚轮设有一轴孔、二轴承及一曲轴套，该轴孔的两端固设该二轴承，该曲轴套可转动的夹设于该二轴承之间，如此该行星滚轮由该曲轴套而可滑动的套设在该传动框的曲轨上。

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