CN116135687A - 电动车的变速装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动车的变速装置，该电动车的变速装置包含一连接于一动力马达的输入轴、一连动该输入轴的输出轴、一设置于该输出轴的离合机构、一连接于该离合机构的变速鼓、一用以侦测该变速鼓的转动角度的感知器，及一连结于该变速鼓并用以控制该变速鼓的转动角度的换档马达。该输入轴包括一轴体、套设于该轴体的一第一齿轮及一第二齿轮。该输出轴包括一轴杆、分别与该第一齿轮及该第二齿轮啮合的一个一档齿轮及一个二档齿轮。该离合机构设置于该一档齿轮与该二档齿轮间，并包括一能在一档位置与二档位置间移动的滑块，及一带动该滑块移动的拨叉。

Description

电动车的变速装置

技术领域

本发明关于一种电动摩托车的配备，特别是指一种电动车的变速装置。

背景技术

参阅图1，为一现有的变速机构1，包含一适用于连接运转动力的输入轴10、一套设于该输入轴10的一档齿轮11、一套设于该输入轴10且与该一档齿轮11相邻的二档齿轮12、一与该输入轴10沿径向间隔且用以输出动力的输出轴13、一套设于该输出轴13且用以可脱离地与该一档齿轮11啮合的第一齿轮14、一套设于该输出轴13且用以可脱离地与该二档齿轮12啮合的第二齿轮15、一连接于该输出轴13的单向离合器17、一连接于该输入轴10且用以切换该一档齿轮11及该二档齿轮12的作动的压板离合器18，及一用以沿该输入轴10的轴向顶抵该压板离合器18的顶抵机构19。由该输入轴10导入的动力，借由该顶抵机构19的运作，控制该压板离合器18夹合或松开，借此切换使该一档齿轮11啮合于该第一齿轮14的一档位，以及使该二档齿轮12啮合于该第二齿轮15的二档位。

其中，在所述一档位时，该输入轴10传入的动力是经由该一档齿轮11及该第一齿轮14，传递至该输出轴13而输出动力。此时，该二档齿轮12随着该输入轴10转动，但因未啮合于其他齿轮而无动力输出。而在所述二档位时，借由该压板离合器18的作动，该输入轴10传入的动力，则是改经由该二档齿轮12及该第二齿轮15而传递至该输出轴13。此时，借由该单向离合器17的单向离合特性，能避免动力仍由所述一档位的路径传递，进而产生两档同动的咬死状况。

然而，为了使该第一齿轮14与该第二齿轮15之间产生速差，势必要在该输出轴13采用该单向离合器17的离合机制，但也由于该单向离合器17的单向离合特性，在该单向离合器17运作的所述二档位时，则无法进行反向运作的“倒档”。另外，若是长时间位在所述一档位，由于该顶抵机构19是在顶抵该压板离合器18的状态，机件之间有相对较长时间在受力的情况下，也就容易损坏而影响到使用寿命。

发明内容

[本发明所欲解决的课题]

因此，本发明的目的，即在于提供一种各档位皆能倒档运作的电动车的变速装置。

[解决问题的技术手段]

于是，本发明电动车的变速装置中，该电动车包含一动力马达，该电动车的变速装置包含一适用于连接该动力马达而导入动力的输入轴、一用以连动于该输入轴的输出轴、一设置于该输出轴的离合机构、一连接于该离合机构的变速鼓、一与该变速鼓间隔设置并用以侦测该变速鼓的转动角度而输出一角度资讯的感知器，及一资讯连接于该感知器且连结于该变速鼓，并用以利用该角度资讯而控制该变速鼓的转动角度的换档马达。

该输入轴包括一轴体、一套设于该轴体的第一齿轮，及一套设于该轴体且与该第一齿轮相间隔的第二齿轮。该输出轴包括一轴杆、一套设于该轴杆且与该第一齿轮啮合的一档齿轮，及一套设于该轴杆且与该第二齿轮啮合的二档齿轮。

该离合机构设置于该输出轴的该一档齿轮与该二档齿轮之间，并包括一能在一耦合该一档齿轮的一档位置与一耦合该二档齿轮的二档位置间移动的滑块，及一连接于该滑块且用以带动该滑块移动的拨叉。

本发明的一些实施例，该离合机构的该滑块是设置于该输出轴上。

本发明的一些实施例，该变速鼓包括一鼓轴、二沿该鼓轴的轴向相互间隔一段距离地定位于该鼓轴的限位件、一套设于该鼓轴并可沿该鼓轴的轴向在该等限位件间移动的外套、二套设于该鼓轴且分别位于该等限位件外侧并能沿该鼓轴的轴向移动的挡片、二套设于该鼓轴且分别位于该等挡片外侧的定位件，及二分别设置于该等定位件与该等挡片之间的弹簧，该离合机构的该拨叉是连接于该变速鼓的该外套。

本发明的一些实施例，该变速鼓的该外套具有一套设于该鼓轴的内环部，及一连接于该内环部径向外侧且轴向宽度大于该内环部，并用以沿该鼓轴的轴向分别推抵该等挡片而压缩该等弹簧的外环部。

本发明的一些实施例，该外套的该外环部界定出一沿径向凹设且自轴向一端往另一端倾斜地环绕一段距离，且用以供该离合机构的该拨叉容设的倾斜槽。

本发明的一些实施例，该变速鼓的该鼓轴形成有至少一沿轴向延伸且自外侧向内凹设的方栓槽，该外套还具有至少一形成于该内环部且用以定位于该至少一方栓槽的凸块部。

本发明的一些实施例，该换档马达包括一驱动齿轮，而该变速鼓还包括一套设于该鼓轴且与该驱动齿轮啮合的变速齿轮。

本发明的一些实施例，该变速鼓的每一个所述限位件为C型扣环。

本发明的一些实施例，该变速鼓的每一个所述限位件是自该鼓轴沿径向往外凸设。

本发明的一些实施例，该换档马达位于该变速鼓的相对上方。

[本发明所能达成的功效]

本发明电动车的变速装置中，是借由该换档马达配合该感知器所侦测的该角度资讯，精准控制该变速鼓的转动角度带动该离合机构的该拨叉，使得该离合机构的该滑块在该一档位置与该二档位置之间移动，达成换档的目的。因此，在未使用限制转向的离合机制的情况下，无论该滑块切换至该一档位置或该二档位置，都仍能倒档运转。

在本发明的一些实施例中，将用以耦合于该一档齿轮或该二档齿轮的该滑块设置于该输出轴上，即不需使用如同先前技术的单向离合器或压板离合器，因机构相对简单而能降低成本，也不需针对离合器机构的复杂元件进行维护，更省去了带动压板离合器所需的旋杆及钢索，维护成本大幅降低。

在本发明的一些实施例中，该变速鼓转动而带动该离合机构移动时，由于该外套相对于该鼓轴的沿轴向的移动，都会推动该等挡片的其中之一而使对应的所述弹簧累积弹性恢复力。因此，即便该离合机构的该滑块未精准耦合于该一档齿轮或该二档齿轮，所述弹性恢复力也能避免该滑块持续固定在非精准的位置，有效防止该滑块与该一档齿轮或该二档齿轮产生撞击，除了能避免元件间撞击所产生的异音，还能借此优化换档的顺畅度。

在本发明的一些实施例中，该换档马达与该变速鼓之间，借由该驱动齿轮与该变速齿轮相互啮合而作动，能借由齿轮间的配置而让该换档马达的配置更加灵活，且易于改变转动方向而来回切换档位。

在本发明的一些实施例中，使需要精准运作的该换档马达位于相对较高的位置，避免在该电动车行驶时受到撞击而损坏，也借此确保换档运作的稳定性。

附图说明

本发明的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是一不完整的剖视图，说明一现有的电动车的变速机构；

图2是一侧视图，说明本发明电动车的变速装置的一实施例所安装的位置；

图3是一立体图，说明该实施例的外观型态；

图4是一立体图，配合图3说明该实施例的元件组成；

图5是一剖视图，说明该实施例的一离合机构运作而切换档位的情况；

图6是一立体图，说明该实施例的一变速鼓；

图7是一立体图，说明该变速鼓的一外套；

图8是一剖视图，说明该变速鼓运作而带动该离合机构的情况；

图9是一剖视图，配合图5说明该离合机构的一滑块的作动；及

图10是一类似图8的剖视图，说明利用该变速鼓使该离合机构成功入档的情况。

附图标记列表

2····输入轴

20···轴体

21···第一齿轮

22···第二齿轮

3····输出轴

30···轴杆

31···一档齿轮

32···二档齿轮

329···侧面

4····离合机构

41···滑块

42···拨叉

5····变速鼓

51···鼓轴

510···方栓槽

52···限位件

53···外套

530···倾斜槽

531···内环部

532···外环部

533···凸块部

54···挡片

55···定位件

56···弹簧

57···变速齿轮

6····感知器

7····换档马达

71···驱动齿轮

80···车架单元

81···电池单元

82···马达控制器

9····动力马达。

具体实施方式

参阅图2至图4，为本发明电动车的变速装置的一实施例，该电动车包含一用以提供运转动力的动力马达9，而该动力马达9是架设于一车架单元80，并由一电池单元81提供电能而运转，且是借由一马达控制器82来控制。本实施例包含一适用于连接该动力马达9而导入动力的输入轴2、一用以连动于该输入轴2的输出轴3、一设置于该输出轴3的离合机构4、一连接于该离合机构4的变速鼓5、一与该变速鼓5间隔设置并用以侦测该变速鼓5的转动角度而输出一角度资讯的感知器6，及一资讯连接于该感知器6且连结于该变速鼓5，并用以利用该角度资讯而控制该变速鼓5的转动角度的换档马达7。

该输入轴2包括一轴体20、一套设于该轴体20的第一齿轮21，及一套设于该轴体20且与该第一齿轮21相间隔的第二齿轮22。该输出轴3是连接于例如链条的动力输出元件，并包括一与该轴体20沿径向平行间隔设置的轴杆30、一套设于该轴杆30且与该第一齿轮21啮合的一档齿轮31，及一套设于该轴杆30且与该第二齿轮22啮合的二档齿轮32。

参阅图5并配合图4，该离合机构4设置于该输出轴3的该一档齿轮31与该二档齿轮32之间，并包括一能在一耦合该一档齿轮31的一档位置与一耦合该二档齿轮32的二档位置间移动的滑块41，及一连接于该滑块41且用以带动该滑块41移动的拨叉42。其中，该滑块41是设置于该输出轴3的该轴杆30上，故当该滑块41耦合于该一档齿轮31，即会借由该第一齿轮21与该一档齿轮31啮合的路径，将该输入轴2的转动动力传递至该输出轴3；当该滑块41耦合于该二档齿轮32，即会借由该第二齿轮22与该二档齿轮32啮合的路径，将该输入轴2的转动动力传递至该输出轴3。

参阅图6至图8，该变速鼓5包括一形成有多个彼此间隔并沿轴向延伸且自外侧向内凹设的方栓槽510的鼓轴51、二沿该鼓轴51的轴向相互间隔一段距离地定位于该鼓轴51的限位件52、一套设于该鼓轴51并可沿该鼓轴51的轴向在该等限位件52间移动的外套53、二套设于该鼓轴51且分别位于该等限位件52外侧并能沿该鼓轴51的轴向移动的挡片54、二套设于该鼓轴51且分别位于该等挡片54外侧的定位件55、二分别设置于该等定位件55与该等挡片54之间的弹簧56，及一套设于该鼓轴51的变速齿轮57。

其中，该外套53具有一套设于该鼓轴51的内环部531、一连接于该内环部531径向外侧且轴向宽度大于该内环部531的外环部532，及多个形成于该内环部531且用以分别定位于该等方栓槽510的凸块部533。该外环部532用以沿该鼓轴51的轴向分别推抵该等挡片54而压缩该等弹簧56，并界定出一沿径向凹设且自轴向一端往另一端倾斜地环绕一段距离，且用以供该离合机构4的该拨叉42容设的倾斜槽530。借由该变速鼓5的转动，该拨叉42可在该倾斜槽530中相对移动，并因该倾斜槽530的倾斜延伸具有沿平行该鼓轴51的轴向的分量，故能使该拨叉42产生相同方向的移动，借此带动该滑块41沿该输出轴3的轴向而来回移动。

另外，每一个所述限位件52可选用C型扣环，或者是采用直接自该鼓轴51沿径向往外凸设的形式，只要可确实对该外套53的移动范围产生限位效果即可，亦并不以上述的形式为限。要再说明的是，所述定位件55是分别设置于该等弹簧56的外侧端，作为每一个所述弹簧56的一固定端。在本实施例中，为求元件的简洁，其中一侧是直接借由该变速齿轮57充当该侧的该定位件55，但实际实施时也能另外配置与另一侧相同的该定位件55，并不以此实施态样为限。

重新参阅图4，该感知器6较佳是采用体积较小且不影响实体运作的光学感测器，能在设定特定的基准位置后，侦测该变速鼓5相对于所述基准位置的转动角度。该感知器6会持续监测该变速鼓5的转动角度，并转换为一角度资讯，以供控制该换档马达7运作的依据。具体而言，由于该变速鼓5的该倾斜槽530是相对于环绕该鼓轴51而呈倾斜延伸，故所述角度资讯即反应该离合机构4的该拨叉42在该倾斜槽530中的位置，且也就是该滑块41沿平行该轴杆30的方向移动的位置。

该换档马达7位于该变速鼓5的相对上方，且包括一与该变速鼓5的该变速齿轮57啮合的驱动齿轮71，故只要配合该感知器6所提供的该角度资讯而控制该换档马达7的作动，即可借由齿轮间相互啮合的机制，带动该变速鼓5来回转动，进而驱动该离合机构4作动。要特别说明的是，考量到该换档马达7为执行换档作业的驱动源，为了确保换档机制的稳定运作，将需要精准运作的该换档马达7配置于相对较高的位置，能避免在该电动车行驶时受到撞击而损坏，也借此确保换档运作的稳定性。

参阅图8并配合图4与图5，控制本实施例如图5所示地进入一档时，只要配合该感知器6所提供的该角度资讯而控制该换档马达7，即可使该变速鼓5转动到正确的位置，借此带动该离合机构4的该拨叉42及该滑块41沿平行该输出轴3的轴向的方向而朝向该一档齿轮31移动。此时，只要该滑块41与该一档齿轮31之间借由凹凸相互卡合的机制而确实耦合，该输入轴2经由该第一齿轮21传递至该一档齿轮31的转动动能，即可经由该固设于该输出轴3的该滑块41传递至该输出轴3，也就是成功切换到该一档位置。

同时参阅图8至图10，若该离合机构4作动而欲从该一档位置切换至该二档位置，但该滑块41却如图8所示地未精准耦合于该二档齿轮32，以致于撞击到该二档齿轮32的一侧面329时，该变速鼓5的该外套53相对于该鼓轴51的沿轴向的移动，会推动该等挡片54的其中之一，进而使得同侧的所述弹簧56累积弹性恢复力。因此，即便该滑块41未精准耦合于该二档齿轮32，所述弹性恢复力也能形成缓冲机制，使该滑块41暂时定位在贴附于该二档齿轮32的位置，直到该二档齿轮32转动到得以确实耦合于该滑块41的位置，所述弹性恢复力即可释放，使该滑块41如图10所示地，因该拨叉42在该倾斜槽530中的移动，朝向该二档齿轮32移动，直到如图9、图10所示地确实耦合，有效防止该滑块41与该二档齿轮32产生撞击，除了能避免元件间撞击所产生的异音，还能借此优化换档的顺畅度。

值得特别说明的是，由于本实施例的换档运作、离合机制，都没有使用任何限制转向的机制，因此除了得以顺利完成该一档位置与该二档位置之间的切换，无论该滑块41切换至该一档位置而与该一档齿轮31耦合，或切换至该二档位置而与该二档齿轮32耦合，都仍能倒档运转。

综上所述，本发明电动车的变速装置的该实施例，在借由该变速鼓5控制该离合机构4而换档时，可利用该等弹簧56累积的弹性恢复力避免元件间产生撞击，且由于该实施例的换档作业并没有使用任何限制转向的机制，故无论该离合机构4的该滑块41移动至该一档位置或该二档位置，都仍能倒档运转。因此，确实能达成本发明的目的。

以上所述，仅为本发明的实施例，不能以此限定本发明实施的范围，凡是依本发明权利要求书及专利说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种电动车的变速装置，其特征在于，所述电动车包含一动力马达，所述电动车的变速装置包含：

一输入轴，适用于连接所述动力马达而导入动力，并包括一轴体、一套设于所述轴体的第一齿轮，及一套设于所述轴体且与所述第一齿轮相间隔的第二齿轮；

一输出轴，用以连动于所述输入轴，并包括一轴杆、一套设于所述轴杆且与所述第一齿轮啮合的一档齿轮，及一套设于所述轴杆且与所述第二齿轮啮合的二档齿轮；

一离合机构，设置于所述输出轴的所述一档齿轮与所述二档齿轮之间，并包括一能在一耦合所述一档齿轮的一档位置与一耦合所述二档齿轮的二档位置间移动的滑块，及一连接于所述滑块且用以带动所述滑块移动的拨叉；

一变速鼓，连接于所述离合机构的所述拨叉，用以转动而带动所述拨叉；

一感知器，与所述变速鼓间隔设置，并用以侦测所述变速鼓的转动角度而输出一角度资讯；及

一换档马达，资讯连接于所述感知器且连结于所述变速鼓，并用以利用所述角度资讯而控制所述变速鼓的转动角度。

2.根据权利要求1所述电动车的变速装置，其特征在于，所述离合机构的所述滑块是设置于所述输出轴上。

3.根据权利要求1所述电动车的变速装置，其特征在于，所述变速鼓包括一鼓轴、二沿所述鼓轴的轴向相互间隔一段距离地定位于所述鼓轴的限位件、一套设于所述鼓轴并可沿所述鼓轴的轴向在所述限位件间移动的外套、二套设于所述鼓轴且分别位于所述限位件外侧并能沿所述鼓轴的轴向移动的挡片、二套设于所述鼓轴且分别位于所述挡片外侧的定位件，及二分别设置于所述定位件与所述挡片之间的弹簧，所述离合机构的所述拨叉是连接于所述变速鼓的所述外套。

4.根据权利要求3所述电动车的变速装置，其特征在于，所述变速鼓的所述外套具有一套设于所述鼓轴的内环部，及一连接于所述内环部径向外侧且轴向宽度大于所述内环部，并用以沿所述鼓轴的轴向分别推抵所述挡片而压缩所述弹簧的外环部。

5.根据权利要求4所述电动车的变速装置，其特征在于，所述外套的所述外环部界定出一沿径向凹设且自轴向一端往另一端倾斜地环绕一段距离，且用以供所述离合机构的所述拨叉容设的倾斜槽。

6.根据权利要求4所述电动车的变速装置，其特征在于，所述变速鼓的所述鼓轴形成有至少一沿轴向延伸且自外侧向内凹设的方栓槽，所述外套还具有至少一形成于所述内环部且用以定位于所述至少一方栓槽的凸块部。

7.根据权利要求3所述电动车的变速装置，其特征在于，所述换档马达包括一驱动齿轮，而所述变速鼓还包括一套设于所述鼓轴且与所述驱动齿轮啮合的变速齿轮。

8.根据权利要求3所述电动车的变速装置，其特征在于，所述变速鼓的每一个所述限位件为C型扣环。

9.根据权利要求3所述电动车的变速装置，其特征在于，所述变速鼓的每一个所述限位件是自所述鼓轴沿径向往外凸设。

10.根据权利要求1所述电动车的变速装置，其特征在于，所述换档马达位于所述变速鼓的相对上方。

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