CN102466009A - 电控皮带式无段变速机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电控皮带式无段变速机构，其包括入力轴、出力轴、入力皮带轮、出力皮带轮、传动皮带、施力装置、电控马达调速装置、及惰轮，其中，该电控马达调速装置可搭配该施力装置对该入力皮带轮及该出力皮带轮进行控制，以动态地调整该传动皮带整体的配置位置，进而调整变速比、分离动力及回复动力，而该惰轮则旋转配置于该入力轴或该出力轴上，以于分离动力时径向地承受该传动皮带，进而避免该传动皮带与该入力轴或该出力轴间发生不当摩擦。

Description

电控皮带式无段变速机构

技术领域

本案涉及一种电控皮带式无段变速机构，尤其是涉及一种可避免传动皮带与入力轴或出力轴发生不当摩擦的无段变速机构。

背景技术

在传统的皮带式无段变速机构中，多使用所谓的离心块滚珠盘调速机构来进行无段变速，如中国台湾第I255242号公告案所揭示的动力系统，其包含的皮带式无段变速机构即通过离心块及滚珠盘来反映引擎的转速，进而带动传动皮带来调整变速比，但其缺点在于，离心块及滚珠盘同时也受到引擎的限制，故无法灵活地依据不同的车况来调整变速比，进而使得动力系统无法配合不同的车况来提供适当的动力。

为了解决此种问题，遂出现搭配有电动马达的皮带式无段变速机构，亦即电控皮带式无段变速机构。如中国台湾第I255242号公告案所揭示的皮带式无段变速机构，其即通过电动马达来取代离心块及滚珠盘，以主动地调整固定半轮与滑动半轮的间距，以带动传动皮带来调整变速比。然而，此种电控皮带式无段变速机构仍存在成本过高及体积过大的缺点，其原因在于，现行的电控皮带式无段变速机构设计通过离心式离合器来分离动力及回复动力，但由于离心式离合器的成本通常相当可观，也多占据了一定的体积，是以遂间接地增加了变速机构整体的成本与体积。

因此，如何提供一种不需离心式离合器即可分离动力及回复动力的电控皮带式无段变速机构，即为各界所亟待解决的课题。

发明内容

有鉴于现有技术的种种缺失，本发明的主要目的在于提供一种不需离心式离合器即可分离动力及回复动力的电控皮带式无段变速机构。

本发明的另一目的在于提供一种成本合理且体积适当的电控皮带式无段变速机构。

为了达到上述目的及其他目的，本发明提供一种电控皮带式无段变速机构，包括：入力轴及出力轴；入力皮带轮，其包含固设于该入力轴上的入力固定半轮及滑设于该入力轴上的入力滑动半轮；出力皮带轮，包含固设于该出力轴上的出力固定半轮及滑设于该出力轴上的出力滑动半轮；传动皮带，设置于该入力皮带轮及该出力皮带轮上，且包含入力端及出力端；施力装置，用以令该出力滑动半轮与该出力固定半轮协力夹持住该传动皮带的出力端；电控马达调速装置，依据调整信号令该入力滑动半轮与该入力固定半轮协力夹持或完全松开该传动皮带的入力端；以及惰轮，旋转配置于该入力轴上，且位于该入力固定半轮及入力滑动半轮间，以于该电控马达调速装置使该入力滑动半轮与该入力固定半轮完全松开该传动皮带的入力端时，径向地承受该传动皮带的入力端，该惰轮可为含油的隔环或衬套轴承等。

另外，本发明还提供一种电控皮带式无段变速机构，包括：入力轴及出力轴；入力皮带轮，包含固设于该入力轴上的入力固定半轮及滑设于该入力轴上的入力滑动半轮；出力皮带轮，包含固设于该出力轴上的出力固定半轮及滑设于该出力轴上的出力滑动半轮；传动皮带，设置于该入力皮带轮及该出力皮带轮上，且包含入力端及出力端；施力装置，用以令该入力滑动半轮与该入力固定半轮协力夹持住该传动皮带的入力端；电控马达调速装置，依据调整信号令该出力滑动半轮与该出力固定半轮协力夹持或完全松开该传动皮带的出力端；以及惰轮，旋转配置于该出力轴上，且位于该出力固定半轮及出力滑动半轮间，以于该电控马达调速装置使该入力滑动半轮与该入力固定半轮完全松开该传动皮带的出力端时，径向地承受该传动皮带的出力端。

因此，相比较于现有技术，本发明的电控皮带式无段变速机构可通过施力装置及电控马达调速装置来控制入力皮带轮及出力皮带轮，以动态地调整传动皮带的整体配置位置，进而调整变速比、分离动力及回复动力，而本发明的电控皮带式无段变速机构更可于分离动力时，通过旋转配置于入力轴或出力轴上的惰轮来径向地承受传动皮带，进而避免传动皮带与入力轴或出力轴间发生不当摩擦。

附图说明

图1为本发明的电控皮带式无段变速机构调升变速比时的剖视图；

图2为本发明的电控皮带式无段变速机构调降变速比时的剖视图；以及

图3为本发明的电控皮带式无段变速机构分离动力时的剖视图。

主要元件符号说明

1    电控皮带式无段变速机构

10   入力轴              11   出力轴

12   入力皮带轮          120  入力固定半轮

120a 入力固定半轮凸毂

121  入力滑动半轮        13   出力皮带轮

130  出力固定半轮        130a 出力固定半轮凸毂

131  出力滑动半轮        14   传动皮带

14a  入力端              14b  出力端

15   施力装置            16   电控马达调速装置

17   惰轮                18   压缩弹簧

19   扭力凸轮组          20   扭力凸轮弹簧组

G    间隙

具体实施方式

以下通过特定的具体实施形态说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。当然，本发明也可通过其他不同的具体实施形态加以施行或应用。

在此需先提出说明的是，本发明为中国台湾申请案号第99136286号电控皮带式无段变速系统的再发明。

请一并参阅图1、图2及图3，以说明本发明的电控皮带式无段变速机构，其中，图1为本发明的电控皮带式无段变速机构调升变速比时的剖视图，图2为本发明的电控皮带式无段变速机构调降变速比时的剖视图，而图3为本发明的电控皮带式无段变速机构分离动力时的剖视图。

如图所示，电控皮带式无段变速机构1包括用以输入旋转动力的入力轴10、用以输出旋转动力的出力轴11、设置于入力轴10上的入力皮带轮12、设置于出力轴11上的出力皮带轮13、设置于入力皮带轮12及出力皮带轮13上的传动皮带14、设置于出力皮带轮13旁的施力装置15、设置于入力皮带轮12旁的电控马达调速装置16、及设置于入力轴10上的惰轮17，而该惰轮17可为含油的隔环或衬套轴承等结构。

入力皮带轮12包含固设于入力轴10上的入力固定半轮120，以及滑设于入力轴10上的入力滑动半轮121，而入力滑动半轮121可沿着入力轴10的轴向作轴向运动。

出力皮带轮13包含固设于出力轴11上的出力固定半轮130以及滑设于出力轴11上的出力滑动半轮131，而出力滑动半轮131可沿着出力轴11的轴向作轴向运动。

传动皮带14设置于入力皮带轮12及出力皮带轮13上，且包含入力端14a及出力端14b，具体来说，入力端14a设置于入力固定半轮120与入力滑动半轮121间，且入力端14a两端的斜面分别对应于入力固定半轮120与入力滑动半轮121的斜面，而出力端14b设置于出力固定半轮130与出力滑动半轮131间，且出力端14b两端的斜面分别对应于出力固定半轮130与出力滑动半轮131的斜面。

施力装置15用以令出力滑动半轮131与出力固定半轮130协力牢固夹持住传动皮带14的出力端14b，在本实施例中，施力装置15例示为可持续地施予朝向出力固定半轮130的作用力于出力滑动半轮131上的扭力凸轮弹簧组20，而扭力凸轮弹簧组20由压缩弹簧18及扭力凸轮组19组合而成，其构造请参考中国台湾申请案号第99136286号电控皮带式无段变速系统，可产生极大的挤压力，但依据不同的设计需求，施力装置15也可置换为同样可产生极大的挤压力的电动马达组。

电控马达调速装置16，其构造请参考中国台湾申请案号第99136286号电控皮带式无段变速系统，用以依据调整信号令入力滑动半轮121与入力固定半轮120协力牢固夹持或完全松开传动皮带14的入力端14a，具体来说，电控马达调速装置16可令入力滑动半轮121作轴向运动，以改变入力滑动半轮121与入力固定半轮120的间距，进而让入力滑动半轮121与入力固定半轮120得以协力牢固夹持或完全松开传动皮带14的入力端14a。

惰轮17可为含油的衬套结构或隔环，且以可旋转的方式滑动配置于入力轴10上，并位于入力固定半轮120及入力滑动半轮121间，以于电控马达调速装置16使入力滑动半轮121与入力固定半轮120完全松开传动皮带14的入力端14a时，径向地承受传动皮带14的入力端14a。

在本实施例中，入力固定半轮120的轮心区域具有用以与入力滑动半轮121整合配置的入力固定半轮凸毂120a，出力固定半轮130的轮心区域具有用以与出力滑动半轮131整合配置的出力固定半轮凸毂130a，以供使用者方便地对入力固定半轮120、入力滑动半轮121、出力固定半轮130、及出力滑动半轮131进行装配，因此，惰轮17则可对应地套设于入力固定半轮凸毂120a，以旋转配置于入力轴10上。但为了满足不同的实施需求，使用者也可选择不设置前述的入力固定半轮凸毂120a及出力固定半轮凸毂130a，并将惰轮17直接旋转配置于入力轴10上。

具体来说，当电控马达调速装置16接收到的调整信号为调升变速比时，电控马达调速装置16会令入力滑动半轮121作轴向运动以靠近入力固定半轮120，进而令入力滑动半轮121与入力固定半轮120协力将传动皮带14的入力端14a往远离入力轴10的方向移动，而此时，传动皮带14的整体位置会被向上推移，而由于出力滑动半轮131与出力固定半轮130仍会协力牢固夹持住传动皮带14的出力端14b，故传动皮带14的出力端14b会被出力滑动半轮131与出力固定半轮130协力夹持在靠近该出力轴11的位置上，如图1所示。

其次，当电控马达调速装置16接收到的调整信号为调降变速比时，电控马达调速装置16会令入力滑动半轮121作轴向运动以背离入力固定半轮120，进而令入力滑动半轮121与入力固定半轮120协力将传动皮带14的入力端14a往靠近入力轴10的方向位移，而此时，由于出力滑动半轮131与出力固定半轮130会协力牢固夹持住传动皮带14的出力端14b，故传动皮带14的整体位置被向下推移，而传动皮带14的出力端14b会往远离出力轴11的方向移动，换言之，传动皮带14的出力端14b会被出力滑动半轮131与出力固定半轮130协力夹持在远离出力轴11的位置上，如图2所示。

再者，如图3所示，当电控马达调速装置16接收到的调整信号为分离动力时，电控马达调速装置16会令入力滑动半轮121与入力固定半轮120完全松开传动皮带14的入力端14a，此时，入力滑动半轮121及入力固定半轮120的距离，大于传动皮带14的入力端14a的宽度，以让传动皮带14的入力端14a与入力滑动半轮121或与入力固定半轮120间出现间隙G，俾使传动皮带14的入力端14a向下位移，此时，由于出力滑动半轮131与出力固定半轮130仍会协力牢固夹持住传动皮带14的出力端14b，故出力端14b会逐渐往出力滑动半轮131与出力固定半轮130的外缘区域位移，而惰轮17则开始径向地承受传动皮带14的入力端14a而旋转。

具体来说，当入力滑动半轮121与入力固定半轮120完全松开传动皮带14的入力端14a时，传动皮带14即无法再将入力轴10的动力传递至出力轴11上而形成所谓的动力分离状态，但由于出力滑动半轮131仍会持续地推挤传动皮带14的出力端14b，故会令传动皮带14的入力端14a向下接触至惰轮17，此时，惰轮17即可通过旋转吸收掉传动皮带14的残余应力，避免传动皮带14的入力端14a与入力轴10发生不当摩擦。换言之，若不设置有惰轮17，则在动力分离状态时，传动皮带14的入力端14a即会与入力轴10发生不当的摩擦，进而缩短传动皮带14及入力轴10的使用寿命。

而当电控马达调速装置16接收到的调整信号为回复动力时，电控马达调速装置16又会于特定的时间内令入力滑动半轮121朝向入力固定半轮120作轴向运动，以消除掉前述的间隙G，亦即，可令入力滑动半轮121及入力固定半轮120重新协力夹持住传动皮带14的入力端14a，此时，传动皮带14遂又会重新将入力轴10的动力传递至出力轴11，以达成所谓的动力回复。

值得一提的是，施力装置、电控马达调速装置、及惰轮的设置位置，可弹性地予以变更，其与上述图1至图3所设置的位置上下交换。举例来说，在本实施例的另一实施形态中，施力装置可设置于入力皮带轮旁，用以令入力滑动半轮与入力固定半轮协力牢固夹持住传动皮带的入力端。电控马达调速装置可设置于出力皮带轮旁，用以依据调整信号令出力滑动半轮与出力固定半轮协力牢固夹持或完全松开传动皮带的出力端，而惰轮则可旋转配置于出力轴上，且位于该出力固定半轮及出力滑动半轮间，以于电控马达调速装置使出力滑动半轮与该出力固定半轮完全松开该传动皮带的出力端时，径向地承受传动皮带的出力端。

因此，在此种实施形态下，当调整信号为调升变速比时，电控马达调速装置会令出力滑动半轮作轴向运动以背离出力固定半轮，此时，由于入力滑动半轮及入力固定半轮协力牢固夹持住传动皮带的入力端，所以入力滑动半轮与入力固定半轮会协力将传动皮带的入力端往远离入力轴的方向移动，而出力滑动半轮与出力固定半轮则会协力将传动皮带的出力端往靠近出力轴的方向移动。

当调整信号为调降变速比时，电控马达调速装置令出力滑动半轮作轴向运动以靠近出力固定半轮，令出力滑动半轮与出力固定半轮协力将传动皮带的出力端往远离出力轴的方向移动，此时，由于入力滑动半轮及入力固定半轮仍协力牢固夹持住传动皮带的入力端，所以入力滑动半轮与入力固定半轮会协力将传动皮带的入力端往靠近入力轴的方向移动。

当调整信号为分离动力时，电控马达调速装置会令出力滑动半轮与出力固定半轮完全松开传动皮带的出力端，此时出力滑动半轮及出力固定半轮的距离，大于传动皮带的出力端的宽度，以使惰轮径向地承受传动皮带的出力端，以达成动力分离的功效，具体来说，当分离动力时，由于入力滑动半轮及入力固定半轮仍协力牢固夹持住传动皮带的入力端，所以入力滑动半轮及入力固定半轮会协力令传动皮带的入力端往远离入力轴的方向位移，亦即渐渐地将传动皮带的入力端夹持在入力滑动半轮与入力固定半轮的外缘区域间，而传动皮带的出力端则会对应地向上位移，进而接触至惰轮，此时惰轮即可通过旋转吸收掉传动皮带的残余应力，避免磨损出力轴与传动皮带。

又当调整信号为回复动力时，电控马达调速装置又会令出力滑动半轮与出力固定半轮重新协力夹持住传动皮带的出力端，以达成动力回复的功效。

综上所述，本发明的电控皮带式无段变速机构，可通过施力装置及电控马达调速装置来控制入力皮带轮及出力皮带轮，以动态地调整传动皮带的整体配置位置，进而于不需配置离心式离合器的前提下达成变速比调整、动力分离及动力回复的功效。而当本发明的电控皮带式无段变速机构处于动力分离状态时，更可通过旋转配置于入力轴或出力轴上的惰轮来径向地承受传动皮带，以吸收传动皮带的残余应力，进而避免传动皮带与入力轴或出力轴间发生不当摩擦。

上述实施形态仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此项技术心人士均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施形态进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如后述的权利要求所列。

Claims (16)

1.一种电控皮带式无段变速机构，包括：

入力轴及出力轴；

入力皮带轮，包含固设于该入力轴上的入力固定半轮及滑设于该入力轴上的入力滑动半轮；

出力皮带轮，包含固设于该出力轴上的出力固定半轮及滑设于该出力轴上的出力滑动半轮；

传动皮带，设置于该入力皮带轮及该出力皮带轮上，且包含入力端及出力端；

施力装置，用以令该出力滑动半轮与该出力固定半轮协力夹持住该传动皮带的出力端；

电控马达调速装置，依据调整信号令该入力滑动半轮与该入力固定半轮协力夹持或完全松开该传动皮带的入力端；以及

惰轮，旋转配置于该入力轴上，且位于该入力固定半轮及入力滑动半轮间，以于该电控马达调速装置使该入力滑动半轮与该入力固定半轮完全松开该传动皮带的入力端时，径向地承受该传动皮带的入力端。

2.如权利要求1所述的电控皮带式无段变速机构，其特征在于，该入力固定半轮的轮心区域具有用以与该入力滑动半轮整合配置的入力固定半轮凸毂，且该出力固定半轮的轮心区域具有用以与该出力滑动半轮整合配置的出力固定半轮凸毂，而该惰轮套设于该入力固定半轮凸毂上，以旋转配置于该入力轴上。

3.如权利要求1所述的电控皮带式无段变速机构，其特征在于，该施力装置为扭力凸轮弹簧组或电动马达组。

4.如权利要求1所述的电控皮带式无段变速机构，其特征在于，当该调整信号为调升变速比时，该电控马达调速装置令该入力滑动半轮作轴向运动以靠近该入力固定半轮，进而以令该入力滑动半轮与该入力固定半轮协力将该传动皮带的入力端朝远离该入力轴的方向移动，而该出力滑动半轮与该出力固定半轮则协力将该传动皮带的出力端朝靠近该出力轴的方向移动。

5.如权利要求1所述的电控皮带式无段变速机构，其特征在于，当该调整信号为调降变速比时，该电控马达调速装置令该入力滑动半轮作轴向运动以背离该入力固定半轮，进而令该入力滑动半轮与该入力固定半轮协力将该传动皮带的入力端朝靠近该入力轴的方向移动，而该出力滑动半轮与该出力固定半轮则协力将该传动皮带的出力端朝远离该出力轴的方向移动。

6.如权利要求1所述的电控皮带式无段变速机构，其特征在于，当该调整信号为分离动力时，该电控马达调速装置令该入力滑动半轮与该入力固定半轮完全松开该传动皮带的入力端，此时入力滑动半轮及入力固定半轮的距离大于传动皮带的入力端的宽度，以使该惰轮径向地承受该传动皮带的入力端，此时该出力滑动半轮与该出力固定半轮则协力地将该传动皮带的出力端夹持在该出力滑动半轮与该出力固定半轮的外缘区域间。

7.如权利要求6所述的电控皮带式无段变速机构，其特征在于，当该调整信号为回复动力时，该电控马达调速装置令该入力滑动半轮与该入力固定半轮重新协力夹持住该传动皮带的入力端。

8.如权利要求1所述的电控皮带式无段变速机构，其特征在于，该惰轮为含油的衬套结构或隔环。

9.一种电控皮带式无段变速机构，包括：

入力轴及出力轴；

入力皮带轮，包含固设于该入力轴上的入力固定半轮及滑设于该入力轴上的入力滑动半轮；

出力皮带轮，包含固设于该出力轴上的出力固定半轮及滑设于该出力轴上的出力滑动半轮；

传动皮带，设置于该入力皮带轮及该出力皮带轮上，且包含入力端及出力端；

施力装置，用以令该入力滑动半轮与该入力固定半轮协力夹持住该传动皮带的入力端；

电控马达调速装置，依据调整信号令该出力滑动半轮与该出力固定半轮协力夹持或完全松开该传动皮带的出力端；以及

惰轮，旋转配置于该出力轴上，且位于该出力固定半轮及出力滑动半轮间，以于该电控马达调速装置使该入力滑动半轮与该入力固定半轮完全松开该传动皮带的出力端时，径向地承受该传动皮带的出力端。

10.如权利要求9所述的电控皮带式无段变速机构，其特征在于，该入力固定半轮的轮心区域具有用以与该入力滑动半轮整合配置的入力固定半轮凸毂，且该出力固定半轮的轮心区域具有用以与该出力滑动半轮整合配置的出力固定半轮凸毂，而该惰轮套设于该出力固定半轮凸毂上，以旋转配置于该出力轴上。

11.如权利要求9所述的电控皮带式无段变速机构，其特征在于，该施力装置为扭力凸轮弹簧组或电动马达组。

12.如权利要求9所述的电控皮带式无段变速机构，其特征在于，当该调整信号为调升变速比时，该电控马达调速装置令该出力滑动半轮作轴向运动以背离该出力固定半轮，进而以令该出力滑动半轮与该出力固定半轮协力将该传动皮带的出力端往靠近该出力轴的方向移动，而该入力滑动半轮与该入力固定半轮则协力将该传动皮带的入力端朝远离该出力轴的方向移动。

13.如权利要求9所述的电控皮带式无段变速机构，其特征在于，当该调整信号为调降变速比时，该电控马达调速装置令该出力滑动半轮作轴向运动以靠近该出力固定半轮，进而令该出力滑动半轮与该出力固定半轮协力将该传动皮带的出力端朝远离该出力轴的方向移动，而该入力滑动半轮与该入力固定半轮则协力将该传动皮带的入力端朝靠近该入力轴的方向移动。

14.如权利要求9所述的电控皮带式无段变速机构，其特征在于，当该调整信号为分离动力时，该电控马达调速装置令该出力滑动半轮与该出力固定半轮完全松开该传动皮带的出力端，此时出力滑动半轮及出力固定半轮的距离大于传动皮带的出力端的宽度，以使该惰轮径向地承受该传动皮带的出力端，此时该入力滑动半轮与该入力固定半轮则协力地将该传动皮带的入力端夹持在该入力滑动半轮与该入力固定半轮的外缘区域间。

15.如权利要求14所述的电控皮带式无段变速机构，其特征在于，而当该调整信号为回复动力时，该电控马达调速装置令该出力滑动半轮与该出力固定半轮重新协力夹持住该传动皮带的出力端。

16.如权利要求9所述的电控皮带式无段变速机构，其特征在于，该惰轮为含油的衬套结构或隔环。

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