CN102758895A - 组合于转动轴的传动力切换装置 - Google Patents

Abstract

一种组合于转动轴的传动力切换装置，提供动力传动、切换和结构精简等作用；所述传动力切换装置包括连接动力源的转动轴，转动轴上设置有第一驱动机构、第二驱动机构、和随转动轴转动的制动器。实质上，制动器可在该转动轴上移动，选择性地制动该第一驱动机构或第二驱动机构，用以将动力传递到出力轴输出。

Description

组合于转动轴的传动力切换装置

技术领域

 本发明涉及一种传动力切换装置；特别是指一种应用在车辆系统，结构精简的动力切换装置；使一制动器选择性地直接切换控制，将动力传递输出的手段。

背景技术

应用在车辆方面，例如变速装置、齿轮组传递动力、差速器等，使车辆产生前进、后退或怠速空转等作用的传动装置，皆已为已知技术。例如，中国台湾第87217364号「汽车传动装置」（即，US 6146306号「AUTOMOBILE TRANSMISSION DEVICE」）专利案，提供了一个典型的实施例。

已知的车辆变速传动系统包括了手动、自动、和连续式变速传动系统等型态；它们使引擎转轴或马达转轴的动力经过一变速控制机构、配装在一入力轴上的入力齿轮组、和设置在一出力轴上的（伞型齿轮）差速机构、出力齿轮组等装置，使动力传递到该出力轴上，来使车辆获得不同变速比例的运动。基本上，该变速控制机构系包括数个分别配装在入力齿轮组内、外部的类弹簧体和控制推筒；经由手动或自动变速控制电机制动一蜗轮盘转动，选择性的驱动不同的滚珠（或推杆）推动该控制推筒，用以使该类弹簧体和该入力齿轮组形成接合或不接合状态，让不同齿数的入力齿轮组分别传动该出力齿轮组和差速机构，使该出力轴产生不同转速驱动车辆。

代表性地来说，这些参考数据显示了在车辆系统方面，有关动力变换和传输机构的设计技术；如果重行设计考虑该动力变换装置和传输机构的配合情形，使它的结构设计符合一个精简的条件，并且使其构造不同于已知技术，或使它的操作和动力传递更单纯和直接等作用，将可改变它的动力传输型态，而有别于旧法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术的不足，提供一种组合于转动轴的传动力切换装置，提供动力传动、切换和结构精简等作用。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种组合于转动轴的传动力切换装置，包括定义有一轴线的转动轴，其特点是：所述转动轴上设置有：转动自如的第一驱动机构，所述第一驱动机构具有装设在转动轴上的主动轮、和被主动轮传动的被动轮；转动自如的第二驱动机，具有装设在转动轴上的主动轮、和被主动轮传动的被动轮；及随转动轴转动的制动器，该制动器至少在第一位置和第二位置上移动，选择性的制动该第一驱动机构或第二驱动机构，将动力输出。

    根据本发明的组合于转动轴的传动力切换装置，该制动器形成圆形或轮状结构的型态，包含有两个端面，分别被定义为第一端面和第二端面；该第一端面和第二端面分别设有齿状物，使制动器向该第一驱动机构或第二驱动机构移动时，该第一端面或第二端面分别传动该第一驱动机构或第二驱动机构。

根据本发明的组合于转动轴的传动力切换装置，该制动器配装（或前置）在一引擎或马达转动轴上，包括有凹部；拨动工具至少有一部分被限制在该凹部里面。该拨动工具可推动该制动器在转动轴或平行于转动轴轴线的位置上移动；让制动器选择性的使第一端面传动第一驱动机构或第二端面传动第二驱动机构。

如此，本传动力切换装置的结构简单，其动力传递经由该制动器的操作移动，选择性的传动该第一驱动机构或第二驱动机构的型态，使它的操作和动力传递具备更单纯和直接等作用。

对于本发明所具有的新颖性、特点，及其它目的与功效，将在下文中配合所附图式的详加说明，而趋于了解。

附图说明：

图1是本发明组合于转动轴的传动力切换装置的实施例示意图。

图2是本发明组合于转动轴的传动力切换装置的结构分解示意图。

图3是本发明和入力齿轮组、变速控制部、出力齿轮组和差速机构组合的实施例示意图。

图4是图3的操作实施例示意图；显示制动器传动第一驱动机构的情形。

图5是图3的操作实施例示意图；显示制动器传动第二驱动机构的情形。

图6是本发明的修正实施例示意图；描绘该第二驱动机构的主动轮和被动伦之间设置有从动轮的情形。

图7是本发明的另一修正实施例示意图；描绘该第二驱动机构的主动轮和被动伦之间设置有从动轮和皮带或链条的情形。

标号说明：

10  第一驱动机构                11  主动轮

11a 端面                        11b 齿

12  被动轮                      20  第二驱动机构

21  主动轮                      21a 端面

21b 齿                          22  被动轮

23  皮带或链条                  24  从动轮

30  制动器

31  第一端面                    31b、32b 齿状物

32  第二端面                    33  套筒

34  轨道                        35  凹部

36  拨动工具                    36a 固定端

36b自由端                       37  槽

40  轴承

40a止推轴承                     40b单向轴承

45  键                           50 入力齿轮组

51  第一入力齿轮                 52 第一入力齿轮

52a、53a、54a  类弹簧体          52b、53b、54b  传动套筒

52c、53c、54c  控制推筒          55  变速控制部

56  变速控制电机                 57  转盘

60  出力齿轮组                   61  第一出力齿轮

62  第二出力齿轮                 63  第三出力齿轮

64  第四出力齿轮                 65  差速机构

66  出力轴（筒）                 70  动力源

71  转动轴                       71a 入力轴

71b出力轴                       χ  轴线

具体实施方式：

请参阅图1、图2及图3，本发明的组合于转动轴的传动力切换装置，包括连接动力源70的转动轴71；该动力源70（见图3）可为马达、内燃机或引擎的型态，使转动轴71产生转动动力。在一个可行的实施例中，转动轴71包括入力轴71a和出力轴71b。在下列的实施例说明中，转动轴71设置在动力源70上，再将动力传递到该入力轴71a和出力轴71b。

图1、图2显示出该转动轴71上设置有第一驱动机构10、第二驱动机构20、和随转动轴71转动的制动器30。该第一驱动机构10为减速齿轮机构，包括（减速）主动轮11和（减速）被动轮12；主动轮11和被动轮12形成相互传动或啮合的型态。具体来说，该主动轮11配合轴承40装置在转动轴71上，使主动轮11在转动轴71上可转动自如，但不会随转动轴71同步转动。被动轮12通过键45键合在该入力轴71a上；因此，被动轮12和入力轴71a形成同步转动的型态。图中也显示出该主动轮11定义有端面11a和形成在端面11a上的齿11b。

在所采的实施例中，第二驱动机构20包括有主动轮21和被动轮22；主动轮21和被动轮22形成相互传动的型态。该主动轮21配合轴承40装置在转动轴71上，使主动轮21在转动轴71上可转动自如，但不会随转动轴71同步转动。被动轮22键合或装置在一差速机构65的出力轴（筒）66上；出力轴（筒）66会将动力传递给该出力轴71b（此部分在下文中还会予以叙述）。并且，被动轮22和出力轴（筒）66会形成同步转动的型态。图中也显示出该主动轮21定义有端面21a和形成在端面21a上的齿21b。

请再参考图1、图2及图3，该制动器30配置在第一驱动机构10和第二驱动机构20之间。该制动器30形成圆形或轮状结构的型态，包含有两个端面，分别被定义为第一端面31和第二端面32；该第一端面31和第二端面32分别设有齿状物31b、32b。在所采的实施例中，制动器30结合在滑套或套筒33上；并且，使制动器30可在该套筒33上移动自如。该套筒33配合键45固定（或前置）在转动轴71上；因此，制动器30、套筒33和转动轴71形成同步转动的型态。

在一个修正的实施例中，该套筒33设置有轨道34；配合所述的轨道34，制动器30形成有槽37，使该制动器30套装该套筒33后，制动器30可沿着轨道34依图中方向左、右移动。一拨动工具36可推动该制动器30在转动轴71或平行于转动轴71的轴线χ的位置上移动；让制动器30选择性的使第一端面31传动第一驱动机构10或第二端面32传动第二驱动机构20。

图中显示了该制动器30设置有凹部35；使该拨动工具36至少有一部分被限制在该凹部35里面。详细来说，该拨动工具36可左、右（或前、后）移动或运动自如。在所采的实施例中，该拨动工具36定义有固定端36a和位在该凹部35内的自由端36b；该固定端36a枢接在一轴上，使自由端36b形成摆动自如的型态，经由手动或自动控制系统推动该制动器30。

在一个具体的实施例中，该入力轴71a设置有入力齿轮组50和变速控制部55。依据图中显示，这入力齿轮组50为一个四文件传动系统；因此，入力齿轮组50包括第一～第四入力齿轮51～54。该第一入力齿轮51直接设置或固定在该入力轴71a上；该第二、三、四入力齿轮52、53、54配合轴承40装设在入力轴71a上。第二、三、四入力齿轮52、53、54内部配置有类弹簧体52a、53a、54a、传动套筒52b、53b、54b和控制推筒52c、53c、54c。基本上，入力轴71a的转动动力经传动套筒52b、53b、54b传给该类弹簧体52a、53a、54a，然后使该第二、三、四入力齿轮52、53、54转动的型态。

在所采的实施例中，该变速控制部55包括有（自动）变速控制电机56，（自动）变速控制电机56可依据入力轴71a的转速侦测，控制（蜗轮）转盘57转动，使推杆或止推轴承40a推动或不推动该控制推筒52c、53c、54c。当推杆或止推轴承40a推动该控制推筒52c、53c、54c向图3中左方移动时，会迫使该类弹簧体52a、53a、54a也向图中左方移动，而离开它们和传动套筒52b、53b、54b接合的位置，传动套筒52b、53b、54b就无法将动力传递到该类弹簧体和第二、三、四入力齿轮52、53、54。当推杆或止推轴承40a未推动该控制推筒52c、53c、54c移动时，该类弹簧体52a、53a、54a保持和传动套筒52b、53b、54b接合的状态，传动套筒52b、53b、54b即如上述将入力轴71a动力传递到该类弹簧体52a、53a、54a和第二、三、四入力齿轮52、53、54。可了解的是，控制变速部55也可以采用手动操作方式来执行。

相对于该入力齿轮组50，在出力轴71b上装置有出力齿轮组60；这出力齿轮组60也是选择一个四文件传动系统；因此，包括可转动自如的第一～第四出力齿轮61～64，分别和该第一～第四出力齿轮51～54啮合。每一个出力齿轮61～64之间配置有单向轴承40b；使每一出力齿轮61～64依序只能低阶齿轮传动高一阶齿轮，但高一阶齿轮不能传动低一阶齿轮。例如，第一出力齿轮61传动第二、三、四出力齿轮62、63、64和差速机构65，或第二出力齿轮62传动第三、四齿轮63、64和差速机构65；但第四出力齿轮64无法传动第三、二、一出力齿轮63、62、61，或第三出力齿轮63只能传动第四出力齿轮64，无法传动第二、一出力齿轮62、61。

在所采的实施例中，该差速机构65和出力轴（筒）66装设在出力轴71b上，出力轴71b的两端用来枢接车轮W，例如图中假想线部份所描绘的情形。每一出力齿轮61～64配合一（滚柱）轴承40，使每一出力齿轮61～64可转动自如的配装在该差速机构65的出力轴（筒）66上。因此，当该入力齿轮组50传动该出力齿轮组60转动时，出力齿轮组60会传动该差速机构65和出力轴（筒）66转动，使出力轴71b产生不同转速的驱动车轮W转动。

上述有关入力齿轮组50、变速控制部55、出力齿轮组60、和差速机构65等部分的结构配合和传动情形（例如四文件传动系统可获得8段速度的选择组合），属已知技术；故，不再予以详述。

须加以说明的是，上述提及该第二驱动机构20的主动轮21和被动轮22形成相互传动的型态。在一个可行的实施例中，该主动轮21和被动轮22之间配装有皮带或链条23，连接该主动轮21和被动轮22；也就是说，主动轮21的动力经由该皮带或链条23带动被动轮22转动。

请参阅图4，当控制或操作拨动工具36的自由端36b驱动制动器30向图中左方移动后，制动器第一端面31的齿状物31b会啮合该第一驱动机构主动轮11的齿11b，而带动主动轮11随转动轴71同步转动（此时，制动器30被定义位在第一位置）；以及，主动轮11带动（减速）被动轮12传动该入力轴71a转动。因此，入力轴71a将使第一入力齿轮51传动第一出力齿轮61同步转动；并且，经第二、三、四出力齿轮62、63、64将动力传给差速机构65，使出力轴71b带动车轮W转动，驱动车辆前进。

当变速控制部55获得入力轴71a转速增加的信号后，会依据入力轴71a的不同转速控制该自动变速控制电机56、转盘57选择入力齿轮组50的第二、三、或四入力齿轮52、53、54传动该出力齿轮组60的第二、三、或四出力齿轮62、63、64，使差速机构65带动出力轴71b产生不同转速输出。可了解的是，相对于该变速控制部55使出力轴71b产生不同转速输出时，这传动力切换装置的第一驱动机构10和转动轴71可提供一类似辅助引擎刹车的机制。

请参考图5，当控制或操作拨动工具36的自由端36b驱动制动器30向图中右方移动后，制动器第二端面32的齿状物32b会啮合该第二驱动机构主动轮21的齿21b，而带动主动轮21随转动轴71同步转动（此时，制动器30被定义位在第二位置）；以及，主动轮21经该皮带或链条23带动被动轮22传动该出力轴（筒）66和差速机构65，使出力轴71a带动车轮W转动，驱动车辆后退。

上述图3～图5显示出，这传动力切换装置经制动器30滑动选择驱动第一或第二驱动机构10、20，即可达到控制车辆前进、后退的作用；以及，当该制动器30位在中间位置（即，不与第一或第二驱动机构10、20传动的位置），系使车辆获得怠速空转的作用。相较于旧法而言，在操作和配合方面更加精简和单纯。

在图4揭示的实施例中，假设该转动轴71的转动方向（由图中左边观视）是如箭头部分所表示的逆时针方向时，系操作制动器30传动该第一驱动机构10的主动轮11也形成逆时针方向转动。因此，被动轮12带动入力轴71a和入力齿轮组50形成顺时针方向转动，使出力齿轮组60形成逆时针方向转动；并且带动差速机构65、出力轴（筒）66和出力轴71b形成逆时针方向转动，使车辆产生前进情形。

在图5揭示的实施例中，假设该转动轴71的转动方向（由图中左边观视）是如箭头部分所表示的顺时针方向时，系操作制动器30传动该第二驱动机构10的主动轮21也形成顺时针方向转动。因此，主动轮21带动该皮带或链条23和被动轮22形成顺时针方向转动；并且带动出力轴（筒）66、差速机构65和出力轴71b形成顺时针方向转动，使车辆产生后退情形。

请参阅图6，描绘了该第二驱动机构20的一个修正实施例。该第二驱动机构20在主动轮21和被动轮22之间配置有从动轮24；从动轮24配合轴承40，而可转动自如的装设在该入力轴71a上，并且分别和该主动轮21、被动轮22形成啮合型态。因此，当控制或操作拨动工具36的自由端36b驱动制动器30向图中右方移动后，制动器第二端面32的齿状物32b会啮合该第二驱动机构主动轮21的齿21b，而带动主动轮21随转动轴71同步转动；以及，主动轮21传动从动轮24，带动被动轮22驱动该出力轴（筒）66和差速机构65，使出力轴71a带动车轮W转动，驱动车辆后退。

请参阅图7，描绘了该第二驱动机构20的另一个修正实施例。该第二驱动机构20在主动轮21和被动轮22之间配置有皮带或链条23和从动轮24。具体来说，该从动轮24配合轴承40，而可转动自如的装设在该入力轴71a上，从动轮24和该主动轮21形成啮合型态；并且，该皮带或链条23装设在该从动轮24和被动轮22上。因此，当控制或操作拨动工具36的自由端36b驱动制动器30向图中右方移动后，制动器第二端面32的齿状物32b会啮合该第二驱动机构主动轮21的齿21b，而带动主动轮21随转动轴71同步转动；以及，主动轮21传动从动轮24，使从动轮24带动该皮带或链条23，驱动被动轮22传动该出力轴（筒）66和差速机构65，使出力轴71a带动车轮W转动，驱动车辆后退。

在图7揭示的实施例中，系假设该转动轴71的转动方向（由图中左边观视）是逆时针方向时，系操作制动器30传动该第二驱动机构10的主动轮21也形成逆时针方向转动。因此，主动轮21带动该从动轮24、皮带或链条23和被动轮22形成顺时针方向转动；并且带动出力轴（筒）66、差速机构65和出力轴71b形成顺时针方向转动，使车辆产生后退情形。也就是说，在这实施例中，该转动轴71的转动方向都保持在逆时针方向时，操作制动器30传动第一驱动机构10或第二驱动机构20，即可达到控制车辆执行前进或后退的作用。

代表性的来说，这组合于转动轴的传动力切换装置，在提供一结构精简的条件下，包括了下列的设计考虑：相较于已知技术而言，这传动力切换装置的结构配合型态经过特别设计和安排，而使其构造不同于现有技术；并且，使它的动力传递经由该制动器30的操作移动，选择性的传动该第一驱动机构10或第二驱动机构20的型态，使它的操作和动力传递具备了更单纯和直接等作用，而改变了它的动力传输型态和有别于旧法的运动等情形，均是已知技术所未有的设计。其空间型态不同于已知技术，且具有旧法中所未有的机能，明显展现了相当大的进步。

惟，以上所述，仅为本发明的可行实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，即凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆为本发明专利范围所涵盖。

Claims (30)

1. 一种组合于转动轴的传动力切换装置，包括定义有一轴线的转动轴，其特征在于：所述转动轴上设置有：

转动自如的第一驱动机构，所述第一驱动机构具有装设在转动轴上的主动轮、和被主动轮传动的被动轮；

转动自如的第二驱动机，具有装设在转动轴上的主动轮、和被主动轮传动的被动轮；及

随转动轴转动的制动器，该制动器至少在第一位置和第二位置上移动，选择性的制动该第一驱动机构或第二驱动机构，将动力输出。

2.如权利要求1所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述第一驱动机构和第二驱动机构的主动轮分别定义有端面和形成在端面上的齿。

3.如权利要求1所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述第一驱动机构为减速齿轮机构；并且，第一驱动机构的主动轮和被动轮形成相互啮合的型态。

4.如权利要求1所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述第一驱动机构的主动轮配合一轴承装置在转动轴上，使主动轮在转动轴上转动自如；以及该第一驱动机构的被动轮键合在一入力轴上，使被动轮和入力轴形成同步转动的型态。

5.如权利要求1所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述第二驱动机构的主动轮配合一轴承装置在转动轴上，使主动轮在转动轴上转动自如；以及该第二驱动机构的被动轮装置在一出力轴上。

6.如权利要求1所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述第二驱动机构的被动轮装置在一差速机构上；该差速机构具有出力轴/筒；该出力轴/筒和该被动轮形成相互键合的型态，使被动轮和出力轴/筒形成同步转动的型态。

7.如权利要求1所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述制动器包含有两个端面，分别被定义为第一端面和第二端面；该第一端面和第二端面分别设有齿状物。

8.如权利要求1所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述制动器结合在一套筒上；且使制动器在该套筒上移动自如；该套筒配合一键前置在转动轴上，使制动器和转动轴形成同步转动的型态。

9.如权利要求8所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述套筒设置有轨道；配合所述轨道，制动器形成有槽，使该制动器套装该套筒后，制动器沿着轨道移动。

10.如权利要求1所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述制动器组合有拨动工具；该拨动工具推动该制动器在平行于转动轴的轴线的位置上移动。

11.如权利要求10所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述制动器设置有凹部；使该拨动工具至少有一部分被限制在该凹部里面。

12.如权利要求11所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述拨动工具定义有固定端和位在该凹部内的自由端；该固定端枢接在一轴上，使自由端形成摆动自如的型态。

13.如权利要求1所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述第二驱动机构的主动轮和被动轮之间配装有皮带或链条，以连接该主动轮和被动轮。

14.如权利要求1所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述第二驱动机构的主动轮和被动轮之间配置有从动轮，分别和该主动轮、被动轮形成啮合型态。

15.如权利要求14所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述从动轮配合一轴承装设在一入力轴上，形成转动自如的型态。

16.如权利要求1所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述第一驱动机构和第二驱动机构的主动轮分别定义有端面和形成在端面上的齿；该制动器包含有两个端面，分别被定义为第一端面和第二端面；该第一端面和第二端面分别设有齿状物；该制动器位在第一位置时，该第一端面的齿状物和第一驱动机构主动轮的齿形成啮合型态，使第一驱动机构的主动轮和转动轴同步转动；该制动器位在第二位置时，该第二端面的齿状物和第二驱动机构主动轮的齿形成啮合型态，使第二驱动机构的主动轮和转动轴同步转动。

17.如权利要求1所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述第二驱动机构的主动轮和被动轮之间配置有皮带或链条、及一从动轮。

18.如权利要求17所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述从动轮配合一轴承装设在一入力轴上，形成转动自如的型态；该从动轮和该主动轮形成啮合型态；以及该皮带或链条装设在该从动轮和被动轮上；使该主动轮随转动轴同步转动时，该主动轮传动从动轮，使从动轮带动该皮带或链条，驱动被动轮传动一出力轴。

19.如权利要求1所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述制动器经手动控制系统推动。

20.如权利要求1所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述制动器经自动控制系统推动。

21.如权利要求1所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述制动器形成轮状结构的型态。

22.如权利要求1所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述转动轴连接一动力源；该动力源为马达。

23.如权利要求1所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述转动轴连接一动力源；该动力源为引擎的型态。

24.如权利要求1所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述转动轴包括入力轴。

25.如权利要求1所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述转动轴包括出力轴。

26.如权利要求1所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述转动轴连接一动力源；并且，将动力传递到一入力轴和一出力轴上。

27.如权利要求26所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述入力轴设置有入力齿轮组和变速控制部；该入力齿轮组至少配置有类弹簧体、传动套筒和控制推筒；以及该入力轴的转动动力经控制推筒传给该类弹簧体，使该入力齿轮组产生转动的型态。

28.如权利要求27所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述变速控制部包括有变速控制电机和被变速控制电机驱动的转盘；该转盘控制推动该控制推筒。

29.如权利要求26所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述出力轴装置有出力齿轮组；该出力齿轮组具有数个出力齿轮；每一个出力齿轮之间配置有单向轴承。

30.如权利要求26所述的组合于转动轴的传动力切换装置，其特征在于：所述出力轴装置有差速机构和出力轴/筒；该出力轴/筒上设置有出力齿轮组，该出力齿轮组具有数个出力齿轮；每一个出力齿轮配合一轴承配装在该出力轴/筒上，使每一出力齿轮形成转动自如的型态。

Images