CN104763800A

CN104763800A - 车辆传动装置

Info

Publication number: CN104763800A
Application number: CN201410002973.9A
Authority: CN
Inventors: 曾盛财
Original assignee: Individual
Current assignee: Direct Drive Technology Co ltd
Priority date: 2014-01-03
Filing date: 2014-01-03
Publication date: 2015-07-08
Anticipated expiration: 2034-01-03
Also published as: CN104763800B

Abstract

本发明提供一种车辆传动装置，是提供一动力传动、速度切换，来因应车辆行进运动的操作需求。所述的传动装置包括一连接动力源的主动轴或入力轴；入力轴上设置有一入力齿轮组和配置在入力齿轮组内的类弹簧体。以及，一出力齿轮组，是和该入力齿轮组形成啮合型态；配合一变速控制部，使入力齿轮组将动力传递到出力齿轮组和一出力轴（筒）后输出，而驱使车辆运动；以提高车辆动力、扭力和速度等作用。

Description

车辆传动装置

技术领域

本发明涉及一种车辆传动装置；特别是指一种应用在车辆系统的动力传动装置，配合变速控制，将动力传递输出的手段者。

背景技术

应用在车辆或电动车辆方面，例如变速装置、齿轮组传递动力、差速器等，使车辆产生前进、后退等作用的传动装置，是已为一现有技艺。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，是提供了一个典型的实施例。

现有车辆的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，该变速控制机构包括复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。

现有技艺也揭示了在传动轴上设置减速齿轮组和同步器，来操作动力传递产生一档或二档的速度变化；例如，中国台湾第99220051号“电动机车变速箱”专利案，是提供了一个具体的实施例。

旧法中，也揭示了一种应用传动轴、齿轮组配合摩擦式高速传动组和旋转盘转动产生离心力，使旋转盘的部件带动一壳体运动的技术手段；例如，中国台湾第99224963号“电动机车变速结构（一）”、第99224964号“电动机车变速结构（二）”专利案等，是提供了可行的实施例。

一个有关车辆变速、传动装置在结构设计和操作、应用方面的课题是，现有技艺使用马达带动车辆的结构，为了产生足够的动力和扭力，通常存在有体积较大、速度无法提高的情形。影响扭力和速度输出的因素还包括某些小型车辆或电动车辆，为了降低（马达）体积，并未配置变速装置，来因应车辆的行进运动、爬坡等场合的操作需求；而这种情形并不是我们所期望的。

代表性的来说，这些参考资料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艺；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，使它的构造不同于现有者，或使它的操作和动力传递配合变速装置，来因应（电动）车辆行进运动的操作需求等作用，将可改变它的动力传输型态，而有别于旧法。而这些课题在上述的参考资料中均未被教示或具体揭示。

发明内容

于是，本发明的主要目的即在于提供一种车辆传动装置，是提供一动力传动、速度切换，来因应车辆行进运动的操作需求。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种车辆传动装置，其特征在于，包括：

一连接动力源的入力轴；

入力轴上设置有一入力齿轮组和配置在入力齿轮组内的类弹簧体；

一出力齿轮组，和该入力齿轮组形成啮合型态；以及

变速控制部，设置在该入力轴上，使入力齿轮组将动力传递到出力齿轮组和一出力轴后输出。

所述的车辆传动装置中：该入力齿轮组包括第一～第三入力齿轮；

该第一入力齿轮固定在该入力轴上，使第一入力齿轮随入力轴同步转动；

该第二、三入力齿轮配合轴承装设在入力轴上；

第二、三入力齿轮内部分别配置有类弹簧体和传动套筒；

配置在第二入力齿轮内部的类弹簧体环设于入力轴；所述类弹簧体有两端，一端和配置在第二入力齿轮内部的传动套筒在接触时构成传动；另一端配合固定器固定第二入力齿轮，所述类弹簧体和第二入力齿轮形成同步转动；

配置在第二入力齿轮内部的传动套筒配合固定器固定在入力轴上，所述传动套筒和入力轴形成同步转动；

配置在第三入力齿轮内部的类弹簧体环设在第二入力齿轮上，所述类弹簧体有两端，一端和配置在第三入力齿轮内部的传动套筒在接触时构成传动；另一端配合固定器固定第三入力齿轮，所述类弹簧体和第三入力齿轮形成同步转动；以及

配置在第三入力齿轮内部的传动套筒配合固定器固定在第二入力齿轮上，所述传动套筒和第二入力齿轮形成同步转动。

所述的车辆传动装置中，该变速控制部包括：

可转动的变速控制盘和随变速控制盘转动的转盘；

配置在变速控制盘和转盘之间的复位弹簧；复位弹簧的两端分别固定在变速控制盘和转盘上；

滚珠筒，滚珠筒收容有内、外滚珠；并且，容许内、外滚珠在滚珠筒里面位移。

所述的车辆传动装置中，该变速控制部包括：

可转动的变速控制盘和随变速控制盘转动的转盘；

所述的车辆传动装置中：该变速控制盘为手动操作模式；在变速控制盘周边形成有凹槽，凹槽中约束一索；索能够带动变速控制盘和转盘转动。

所述的车辆传动装置中：该变速控制部配合自动变速控制电机，依入力轴转速侦测，控制该变速控制盘带动转盘转动。

所述的车辆传动装置中：该配置在第二、三入力齿轮内的类弹簧体和变速控制部之间设置有控制器；

控制器定义有内控制器和外控制器；

内、外控制器分别具有推筒和止推轴承；

内控制器的推筒一端和内滚珠接触，内控制器推筒的另一端连接止推轴承，使所述止推轴承连接该配置在第二入力齿轮内的类弹簧体；

外控制器的推筒一端和外滚珠接触，外控制器推筒的另一端连接止推轴承，使所述止推轴承连接该配置在第三入力齿轮内的类弹簧体；以及

内、外控制器能够在一第一位置和一第二位置之间移动，使推筒和轴承在第一位置时分别推动该类弹簧体，推筒和轴承在第二位置时不推动该类弹簧体，而控制入力轴和入力齿轮组的动力传递型态。

所述的车辆传动装置中：该传动装置包括一不转动的主轴；主轴用以配装车轮；以及

该出力轴配合轴承，装设在主轴上。

所述的车辆传动装置中：该出力齿轮组包括第一～第三出力齿轮，分别和该第一～第三入力齿轮啮合；

第一、二出力齿轮和第二、三出力齿轮之间，分别配置有一单向轴承，使每一出力齿轮依序只能容许低阶齿轮传动高一阶齿轮；

第三出力齿轮固定在出力轴上，第三出力齿轮和出力轴形成同步转动。

所述的车辆传动装置中：该转盘依中心到周边的方向对应内滚珠和外滚珠分别凹设有内沟槽和外沟槽；

内沟槽和外沟槽至少有部分区域位于同一直线位置上。

所述的车辆传动装置中：该内沟槽的左端区域和外沟槽的右端区域位于同一直线位置上。

所述的车辆传动装置中：该转盘以间隔120°的角度位置，配置了三组内、外沟槽；以及

对应转盘的内、外沟槽，滚珠筒也配置了三组内、外滚珠。

所述的车辆传动装置中：该动力源是马达、内燃机和引擎的其中之一。

与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：

1.相较于现有技艺而言，这车辆传动装置的结构配合型态是经过特别设计和安排，使车辆传动装置包括变速控制部和控制器等部分来建立一复合结构设计，以因应车辆行进运动、爬坡等场合的多种操作需求，而改变了它的动力传输型态和有别于旧法的运动情形。

2.该车辆传动装置的变速控制部配合控制器的推筒和轴承在第一、二位置之间位移等的结构设计，改善了现有技艺因动力源考量存在体积较大、耗电、速度无法提高，而影响扭力和速度输出等情形。而改变了它的动力传输型态和有别于旧法的运动等情形，均是现有技艺所未有的设计。

附图说明

图1是本发明实施例的结构剖视示意图；显示了变速控制部位于第一档位置，控制器和类弹簧体、传动套筒的配合情形；

图2是本发明控制变速部位于第一档位置的结构示意图；描绘了转盘和滚珠配合的相关位置的情形；

图3是本发明控制变速部位于第一档位置的动力传递示意图；

图4是本发明实施例的另一结构剖视示意图；描绘了变速控制部位于第二档位置，控制器和类弹簧体、传动套筒的配合情形；

图5是本发明控制变速部位于第二档位置的结构示意图；描绘了转盘和滚珠配合的相关位置的情形；

图6是本发明控制变速部位于第二档位置的动力传递示意图；

图7是本发明实施例的又一结构剖视示意图；显示了变速控制部位于第三档位置，控制器和类弹簧体、传动套筒的配合情形；

图8是本发明控制变速部位于第三档位置的结构示意图；描绘了转盘和滚珠配合的相关位置的情形；

图9是本发明控制变速部位于第三档位置的动力传递示意图；

图10是本发明控制变速部位于第四档位置的结构示意图；描绘了转盘和滚珠配合的相关位置的情形；

图11是本发明控制变速部位于第四档位置的动力传递示意图。

附图标记说明：10入力齿轮组；11第一入力齿轮；12第二入力齿轮；13第三入力齿轮；12a、13a类弹簧体；12b、13b传动套筒；20变速控制部；21变速控制盘；21a凹槽；22转盘；22a内沟槽；22b外沟槽；23复位弹簧；24滚珠筒；24a内滚珠；24b外滚珠；25索；30出力齿轮组；31第一出力齿轮；32第二出力齿轮；33第三出力齿轮；40轴承；45单向轴承；50固定器；60（内）控制器；65（外）控制器；70动力源；80入力轴；85主轴；90出力轴；A推筒；B（止推）轴承。

具体实施方式

请参阅图1，本发明的车辆传动装置可应用在汽车、电动汽车或机车、电动机车……等车辆方面；包括一连接动力源的主动轴或入力轴；概分别以参考编号70、80表示之。该动力源70可选择一马达、内燃机或引擎的型态，使入力轴80产生转动动力。

在所采用的实施例中，该入力轴80设置有一入力齿轮组10和一变速控制部20。依据图中显示，这入力齿轮组10是选择一个三或四档传动系统；因此，入力齿轮组10包括第一～第三入力齿轮（筒）11～13。该第一入力齿轮11是直接设置或固定在该入力轴80上；因此，第一入力齿轮11是随入力轴80同步转动。该第二、三入力齿轮12、13是配合轴承40装设在入力轴80上；第二、三入力齿轮12、13内部配置有类弹簧体12a、13a和传动套筒12b、13b。

图中显示了类弹簧体12a是环设入力轴80的型态；以及，传动套筒12b配合固定器50（例如，销、键或其类似物）固定在入力轴80上，使传动套筒12b和入力轴80形成同步转动的型态。类弹簧体12a有两端；一端和传动套筒12b构成接触传动或不接触的型态；另一端配合固定器50固定第二入力齿轮12，使类弹簧体12a和第二入力齿轮12形成同步转动的型态。

图1也描绘了类弹簧体13a是环设在第二入力齿轮12上的型态；以及，传动套筒13b配合固定器50固定在第二入力齿轮12上，使传动套筒13b和第二入力齿轮12形成同步转动的型态。类弹簧体13a有两端；一端和传动套筒13b构成接触传动或不接触的型态；另一端配合固定器50固定第三入力齿轮13，使类弹簧体13a和第三入力齿轮13形成同步转动的型态。

在一个较佳的实施例中，该入力轴80上的变速控制部20包括有可转动的变速控制盘21和随变速控制盘21转动的转盘22；以及，配置在变速控制盘21和转盘22之间的复位弹簧23。复位弹簧23有两端分别固定在变速控制盘21和转盘22上。

图中也揭示了变速控制部20包括有一滚珠盘或滚珠筒24；滚珠筒24是用以收容钢珠或滚珠24a、24b，并且容许滚珠24a、24b在滚珠筒24里面位移。在所采用的实施例中，滚珠24a是定义为内滚珠；滚珠24b是定义为外滚珠。

可了解的是，该变速控制盘21可经手动操作模式或配合（自动）变速控制电机，依据入力轴80的转速侦测，控制该变速控制盘21带动转盘22转动。在所采用的实施例中，是采用手动操作模式；在变速控制盘21周边形成有凹槽21a，来约束一钢缆或索25。当操作者拉动索25时，可带动变速控制盘21和转盘22转动，产生变更入力轴80转速的情形；此部分在下文中还会予以叙述。

在所采用较佳的实施例中，该类弹簧体12a、13a和变速控制部20之间设置有控制器60、65；控制器60是定义为内控制器；控制器65定义为外控制器。

详细来说，内、外控制器60、65分别具有推筒A和（止推）轴承B。内控制器60的推筒A一端是和内滚珠24a接触；内控制器推筒A的另一端连接轴承B，并且使所述轴承B连接类弹簧体12a。外控制器65的推筒A一端是和外滚珠24b接触；外控制器推筒A的另一端连接轴承B，并且使所述轴承B连接类弹簧体13a。内、外控制器60、65可在一第一位置和一第二位置之间移动，使推筒A和轴承B推动或不推动该类弹簧体12a、13a，而控制入力轴80和入力齿轮组10的动力传递型态。

在所采用的实施例中，该车辆传动装置也包括一不转动的主轴85和一转动自如的出力轴（筒）90。主轴85用以配装车轮（图未显示）。出力轴90配合轴承40，装设在主轴85上，用以驱动车轮以主轴85为支点转动。

相对于该入力齿轮组10，在出力轴90上装置有一出力齿轮组30。这出力齿轮组30也是选择一个三或四档传动系统，包括可转动自如的第一～第三出力齿轮31～33，分别和该第一～第三出力齿轮11～13啮合。第一、二出力齿轮31、32和第二、三出力齿轮32、33之间，分别配置有一单向轴承45；使每一出力齿轮31～33依序只能容许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31传动第二、三出力齿轮32、33和出力轴90，或第二出力齿轮32传动第三出力齿轮33和出力轴90。但第三出力齿轮33无法传动第二、一出力齿轮32、31。

在所采用的实施例中，第三出力齿轮33是固定在出力轴90上的型态。因此，第三出力齿轮33和出力轴90是形成同步转动的型态。

请参考图2，描绘了该转盘22的平面结构和滚珠24a、24b的配合情形。依转盘22中心到周边的方向，对应上述的内滚珠24a和外滚珠24b，转盘22凹设有内沟槽22a和外沟槽22b；内沟槽22a和外沟槽22b至少有部分区域位于同一直线位置上。例如，图中显示了内沟槽22a的左端区域和外沟槽22b的右端区域位于同一直线位置上。

在所采用的实施例中，转盘22以间隔120°的角度位置，配置了三组内、外沟槽22a、22b；以及，对应转盘22的内、外沟槽22a、22b，滚珠筒24也配置了三组内、外滚珠24a、24b。

图1、图2及图3是显示了变速控制部20位于第一速位置或第一档位置的情形。第1、2图描绘了内、外滚珠24a、24b位于转盘22上，迫使内、外控制器60、65的推筒A和轴承B分别推动类弹簧体12a、13a朝图1的左边位移，而离开传动套筒12b、13b。此时，内、外控制器60、65的推筒A和轴承B的位置是定义为第一位置。

因此，入力轴80的转动动力无法经传动套筒12b、13b分别带动类弹簧体12a、13a，来驱动第二、三入力齿轮12、13；只能经设置在入力轴80上的第一入力齿轮11带动第一出力齿轮31转动。以及，第一出力齿轮31的转动配合单向轴承45，带动第二、三出力齿轮32、33和出力轴90产生相同第一出力齿轮31的速度转动；例如，图3所描绘的情形。所述出力轴90驱动车轮转动的速度是定义为第一速或第一档。

请参阅图4、图5及图6，是显示了变速控制部20位于第二速位置或第二档位置的情形。当动力源70驱动入力轴80转速提高时，操作者可操作索25驱动变速控制盘21带动转盘22转动（图5显示了转盘22顺时针方向转动）一角度；此时，内沟槽22a到达内滚珠24a的位置，让内滚珠24a落入内沟槽22a里面，而容许内控制器60的推筒A和轴承B从上述第一位置朝图4的右边位移，使类弹簧体12a回复接触传动套筒12b的状态。

此时，内控制器60的推筒A和轴承B的位置是定义为第二位置。图中也显示了外控制器65的推筒A和轴承B的位置仍位于第一位置，使类弹簧体13a和传动套筒13b仍形成分离状态。

因此，入力轴80的转动动力是经传动套筒12b带动类弹簧体12a和第二入力齿轮12，来驱动第二出力齿轮32转动。以及，第二出力齿轮32的转动配合单向轴承45，带动第三出力齿轮33和出力轴90产生相同第二出力齿轮32的速度转动；例如，图6所描绘的情形。所述出力轴90驱动车轮转动的速度是定义为第二速或第二档。

请参阅图7、图8及图9，是显示了变速控制部20位于第三速位置或第三档位置的情形。当动力源70驱动入力轴80转速又提高时，操作者可操作索25驱动变速控制盘21带动转盘22转动（图8显示了转盘22顺时针方向转动）一角度；此时，内滚珠24a仍位于内沟槽22a里面。外沟槽22b到达外滚珠24b的位置，让外滚珠24b落入外沟槽22b里面，而容许外控制器65的推筒A和轴承B从上述第一位置朝图7的右边位移，使类弹簧体13a回复接触传动套筒13b的状态。

此时，外控制器65的推筒A和轴承B的位置是定义为第二位置。图中也显示了内控制器60的推筒A和轴承B的位置仍位于第二位置，使类弹簧体12a和传动套筒12b仍形成接触传动状态。

因此，入力轴80的转动动力是经传动套筒12b带动类弹簧体12a和第二入力齿轮12转动；并且，使传动套筒13b带动第三入力齿轮13驱动第三出力齿轮33转动。例如，图9所描绘的情形。所述出力轴90驱动车轮转动的速度是定义为第三速或第三档。

请参阅图10、图11，是显示了变速控制部20位于第四速位置或第四档位置的情形。当转盘22又转动一角度后，内滚珠24a是相对离开内沟槽22a，而位于转盘22上，迫使内控制器60的推筒A和轴承B又回到该第一位置，推动类弹簧体12a离开传动套筒12b。此时，外滚珠24b仍位于外沟槽22b里面，使类弹簧体13a保持接触传动套筒13b的状态。

因为该类弹簧体12a是和传动套筒12b形成分离型态，使第二入力齿轮12形成转动自如的型态。因此，入力轴80的转动动力是经第一入力齿轮11带动第一出力齿轮31和第二出力齿轮32转动，使第二入力齿轮12随第二出力齿轮32转动，而迫使传动套筒13b带动类弹簧体13a和第三入力齿轮13转动，来驱动第三出力齿轮33转动。例如，图11所描绘的情形。所述出力轴90驱动车轮转动的速度是定义为第四速或第四档。

代表性的来说，这车辆传动装置在提供动力传动、速度切换的条件下，包括了下列的设计考虑：

1.相较于现有技艺而言，这车辆传动装置的结构配合型态是经过特别设计和安排，使车辆传动装置包括变速控制部20和控制器60、65等部分来建立一复合结构设计，以因应车辆行进运动、爬坡等场合的多种操作需求，而改变了它的动力传输型态和有别于旧法的运动情形。

2.该车辆传动装置的变速控制部20配合控制器60、65的推筒A和轴承B在第一、二位置之间位移等的结构设计，改善了现有技艺因动力源考量存在体积较大、耗电、速度无法提高，而影响扭力和速度输出等情形。而改变了它的动力传输型态和有别于旧法的运动等情形，均是现有技艺所未有的设计。

故，本发明是提供了一有效的车辆传动装置，其空间型态是不同于现有者，且具有旧法中无法比拟的优点，而展现了相当大的进步，诚已充份符合发明专利的要求。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种车辆传动装置，其特征在于，包括：

一连接动力源的入力轴；

一出力齿轮组，和该入力齿轮组形成啮合型态；以及

2.根据权利要求1所述的车辆传动装置，其特征在于：该入力齿轮组包括第一～第三入力齿轮；

该第二、三入力齿轮配合轴承装设在入力轴上；

第二、三入力齿轮内部分别配置有类弹簧体和传动套筒；

3.根据权利要求1所述的车辆传动装置，其特征在于，该变速控制部包括：

可转动的变速控制盘和随变速控制盘转动的转盘；

4.根据权利要求2所述的车辆传动装置，其特征在于，该变速控制部包括：

可转动的变速控制盘和随变速控制盘转动的转盘；

5.根据权利要求3所述的车辆传动装置，其特征在于：该变速控制盘为手动操作模式；在变速控制盘周边形成有凹槽，凹槽中约束一索；索能够带动变速控制盘和转盘转动。

6.根据权利要求3所述的车辆传动装置，其特征在于：该变速控制部配合自动变速控制电机，依入力轴转速侦测，控制该变速控制盘带动转盘转动。

7.根据权利要求4所述的车辆传动装置，其特征在于：该配置在第二、三入力齿轮内的类弹簧体和变速控制部之间设置有控制器；

控制器定义有内控制器和外控制器；

内、外控制器分别具有推筒和止推轴承；

8.根据权利要求1所述的车辆传动装置，其特征在于：该传动装置包括一不转动的主轴；主轴用以配装车轮；以及

该出力轴配合轴承，装设在主轴上。

9.根据权利要求2或4或7所述的车辆传动装置，其特征在于：该出力齿轮组包括第一～第三出力齿轮，分别和该第一～第三入力齿轮啮合；

10.根据权利要求3或4所述的车辆传动装置，其特征在于：该转盘依中心到周边的方向对应内滚珠和外滚珠分别凹设有内沟槽和外沟槽；

内沟槽和外沟槽至少有部分区域位于同一直线位置上。

11.根据权利要求10所述的车辆传动装置，其特征在于：该内沟槽的左端区域和外沟槽的右端区域位于同一直线位置上。

12.根据权利要求10所述的车辆传动装置，其特征在于：该转盘以间隔120°的角度位置，配置了三组内、外沟槽；以及

对应转盘的内、外沟槽，滚珠筒也配置了三组内、外滚珠。

13.根据权利要求1所述的车辆传动装置，其特征在于：该动力源是马达、内燃机和引擎的其中之一。