TW201719053A - 三檔機車傳動裝置 - Google Patents

Abstract

一種三檔機車傳動裝置(1)，使用在機車上作為將引擎產生之運動傳動到驅動輪的傳動裝置，具有相似於無段變速傳動裝置者之性能，但是同時有高效率且方便自動操作，其包含：曲柄軸(2)，其接收引擎之運動，具有安裝於其上之第一滑輪(9)；主軸桿(4)，具有安裝於其上之第二滑輪(12)及第一組之三齒輪(21、22、23)；傳動帶(11)，連接第一滑輪(9)及第二滑輪(12)；次軸桿(4)，連接於驅動輪，其包含第二組之三齒輪(31、32、33)，第二組之三齒輪(31、32、33)係分別與第一組之三齒輪(21、22、23)配對嚙合，用於第一檔、第二檔及第三檔的傳動；離合器(10)，選擇性作用在指定用於第二檔及第三檔的傳動的至少兩對齒輪上；及兩飛輪(15、18)，配置在指定用於第一檔及第二檔傳動的配對齒輪上。

Description

三檔機車傳動裝置

本發明主旨在具有三檔同步傳動裝置，特別是使用在機車上(例如，速克達(scooter))，作為將引擎產生之運動傳動到單一驅動輪或雙驅動輪(特別是，機車之後輪)的傳動裝置。文後，機車及速克達應視為等效。

在上一代速克達中，使用最普遍之傳動裝置即CVT(無段變速傳動裝置)類型，俗稱為無段傳動裝置或無段變速器。

CVT具有提供連續牽引及不需要不同比率之人力致動等優點。惟，藉由使用滑動型構件，當傳動裝置皮帶之遲滯效應達到最大時，此傳動裝置之特徵在於短時間操縱上整體為低效率。

這點將車子之整體效率下降並增加其損耗。

另方面，在此領域中最有感的要求是盡可能限制損耗，然而，若是應市場要求，可以使用CVT傳動裝置來保有使用者之舒適感。

美國專利4,505,352 A號揭露一機車傳動裝置，其使用滑輪傳動但是不用飛輪。

歐洲專利申請案2,151,602 A1號揭露一機車步進傳動裝置，其並不使用滑輪。

本發明下之目的在於大幅增加市區運輸用之兩輪或三輪機車中之傳動裝置的整體效率。

本發明下之概念在於提供一種同步或幾近同步之傳動裝置，亦即，其可包括同步或幾近同步類型之皮帶，例如備有適當齒，用於從滑輪到皮帶及從皮帶到滑輪的傳動，其中，遲滯效應減到最小且效率因此可以相較於小齒輪-鏈條-冠輪型系統所得者。

為了確保有適當之範圍(亦即最高檔之比除以第一檔之比所得的值)及可相較於由傳統CVT系統所得者，其可供使用三檔。

因此，上述問題係藉由前文指定之三檔同步傳動裝置解決，其特徵在包含：‧曲柄軸，其接收引擎之運動，具有安裝於其上之第一滑輪；‧主軸桿，具有安裝於其上之第二滑輪及第一組之三齒輪；‧傳動帶，連接第一滑輪及第二滑輪；‧次軸桿，連接於驅動輪，其包含第二組之三齒輪， 第二組之三齒輪係分別與第一組之三齒輪配對嚙合，用於第一檔、第二檔及第三檔的傳動；‧離合器，選擇性作用在指定用於第二檔及第三檔的傳動的至少兩對齒輪上；及‧兩飛輪，配置在指定用於第一檔及第二檔的傳動的配對齒輪上。

根據本發明之三檔同步傳動裝置的主要優點在具有相似於無段變速傳動裝置者之性能，但是同時有高效率且方便自動操作。

依上所述，吾人可以在一可自動化、精簡之解決方式中實施此同步傳動裝置。

1‧‧‧變速器

2‧‧‧曲柄軸

3‧‧‧主軸桿

4‧‧‧次軸桿

8‧‧‧主離合器

9‧‧‧第一滑輪

10‧‧‧離合器

11‧‧‧傳動帶

12‧‧‧第二滑輪

15‧‧‧第一飛輪

16‧‧‧第一同步板

17‧‧‧第二同步板

18‧‧‧第二飛輪

21‧‧‧第一驅動齒輪

22‧‧‧第二驅動齒輪

23‧‧‧第三驅動齒輪

31‧‧‧第一從動齒輪

32‧‧‧第二從動齒輪

33‧‧‧第三從動齒輪

40‧‧‧活塞桿

41‧‧‧曲柄

42‧‧‧外殼

本發明將根據較佳實施例揭述於文後，並藉由參考附圖舉例說明且非限制之意：圖1揭示根據本發明之三檔同步傳動裝置範例之縱向截面圖；圖2揭示圖1之同步傳動裝置之細部立體投影圖；及圖3A、3B及3C揭示圖1之同步傳動裝置之各別縱向截面圖，並揭示第一、第二及第三檔之傳動情形。

藉由參閱圖1至3C，一具有多檔(特別是，三檔)之變速器係整體以1標示。其係適用於組裝在一機動車上 作為傳動裝置之類型，以致動機動車(特別是，速克達)之一驅動輪，亦即後輪(圖中未示)。

針對此目的，其包含一曲柄軸2，係藉由引擎(由其相關的活塞桿40及曲柄41所代表)轉動；第一從動軸桿，即主軸桿3；次軸桿4，可以直接連接於車輪或將旋轉傳動至一輪轂軸桿(圖中未示)，輪轂軸桿連接於車子之驅動輪。在第一例子中，次軸桿與輪轂軸桿重合。

應該注意的是軸桿之配置方式係使曲柄軸2假定在一實質上平行於驅動輪之旋轉軸線(即輪轂軸桿)的位置。因此，本傳動機構具有從一引擎轉移運動至一車輪的任務，引擎具有一橫向於電動車之曲柄軸，車輪亦具有一橫向於電動車之軸線。

從次軸桿4傳動至一輪轂可以經過一對齒輪(圖中未示)來進行，齒輪具有使傳動至驅動輪之旋轉方向反向的功能，在此例子中，驅動輪之旋轉方向係與曲柄軸2之旋轉方向同時發生，且齒輪在輪轂上施加一固定之減速比。

若輪轂軸桿與次軸桿4重合，則在前進檔中之曲柄軸2之旋轉方向必須相反於驅動輪之前進旋轉方向。

依上所述，從機械觀點來看，無論次軸桿4直接或間接連接於驅動輪，其皆視為傳動裝置。

曲柄軸2及主軸桿3實質上呈平行且其藉由傳動裝置連接，以提供傳動，無關於不同之速率比。此傳動裝置包含安裝於曲柄軸2上之第一滑輪9、安裝於主軸桿3上之第二滑輪12、及延伸於該兩滑輪之間的傳動帶11。

在傳動帶下方，任意可彎曲之環形裝置皆可在偏置於其間的兩滑輪之間傳動，特別是軸線平行於其間者。傳動帶包含任意類型皮帶或鏈條，在某些例子中，滑輪甚至可以設有齒形，以執行一同步連接。

在本實施例以及文後之例子中，有利的是傳動帶為同步傳動帶；所謂在傳動帶下方之帶通常是指一齒形帶或一滾輪鏈，係以一傳動比將運動從一車輪或設齒滑輪傳動到另一車輪或設齒滑輪，傳動比是由車輪直徑之間的比率決定，其摩擦或滑動損失則不計。

在無滑動部位及/或摩擦牽引部位之情況下，通常是取代CVT(無段變速傳動裝置)類型傳動裝置(俗稱為無段傳動裝置或無段變速器)，即構成本文內所述之同步型變速傳動裝置。

因此，在本實施例以及文後之例子中，上述滑輪為設齒滑輪，並由一齒形帶連接，齒形帶較佳為橡膠製成之類型。

一主離合器8安裝於曲柄軸2上，在本範例中，主離合器為離心型，屬於習知技術。此型離合器容許從曲柄軸2傳動至串級排列之傳動裝置，並且自動建立一包含在預定範圍內之旋轉狀態，例如，在每分鐘1000與2000轉之間。在較低旋轉狀態時，離合器8並未嚙合且引擎在空檔，而驅動輪未受力。

惟，其意指在特定應用中，此型離合器可以由完全等效之人力耦合式離合器、或由伺服機構致動之離合器替 代。

無論如何，傳動裝置1包含曲柄軸2之一從動管道，即其經過該主離合器8從曲柄軸之一驅動管道接收到運動，曲柄軸的驅動管道則是從活塞接收到運動。

設置三齒輪，即包含有第一驅動齒輪21、第二驅動齒輪22及第三驅動齒輪23之一組三驅動齒輪，安裝於主軸桿3上；驅動齒輪下方之一車輪即接收其軸線上之運動並傳動至一安裝在另一軸線上之從動輪。

因此，另外三齒輪，即包含有第一從動齒輪31、第二從動齒輪32及第三從動齒輪33之一組三從動齒輪，安裝於次軸桿4上，三從動齒輪分別與該第一驅動齒輪21、該第二驅動齒輪22及該第三驅動齒輪23嚙合，用於第一檔、第二檔及第三檔傳動。

傳動裝置1包含一離合器10，選擇性作用在指定用於三檔之其中二檔傳動的至少兩對齒輪上。

基於整體尺寸欲減到最小的原因，離合器配置於主軸桿3上，且其作用在定位於其間之第二驅動齒輪22及第三驅動齒輪23上。應該注意的是(如圖3A、3B及3C)，第三驅動齒輪23定位於另外兩驅動齒輪之間，亦即配置於第一驅動齒輪21與離合器10之間。相似地，第三從動齒輪33定位於另外兩從動齒輪之間，亦即配置於第一從動齒輪31與離合器10之間。

離合器10因此可以選擇性將同一軸線上之兩不同齒輪同步；此時其即包含一設在一外殼42內之雙同步器。 為了方便於較大幅的結構簡化，各同步器包含一同步板，係由自動同步裝置啟動，例如此技藝中習知之離心式裝置，其係於到達主軸桿3之一特定旋轉狀態時啟動，此旋轉狀態與將曲柄軸以可行減速比減速後相同。

因此，當到達第一預定旋轉狀態時，第一板16被啟動成使第二驅動齒輪22(即傳動裝置1中之最內側者)同步，而當到達第二預定旋轉狀態時，第二板17被啟動成使第三驅動齒輪23(即在中央位置者)同步。

最後，傳動裝置1包含兩飛輪，配置在指定用於第一檔及第二檔傳動之齒輪對。特別是設置第一飛輪15，其配置在第一從動齒輪31處之次軸桿4上，及第二飛輪18，其配置在第二從動齒輪32(係相關於傳動裝置1之定位的最內側者)處之次軸桿4上。

上述傳動裝置之操作係以概略揭示：首先，引擎為空檔運轉且其借助於離心型主離合器8之設置而脫離傳動裝置，主離合器是在最少之轉數導致斷開。

在一預定rpm下(如圖3A)，離心型離合器8閉合且經過滑輪9使曲柄軸2之運動傳動到由第二滑輪12牽引之傳動裝置1之主軸桿3；運動之傳動是經過同步帶11進行。從主軸桿3起，旋轉係經由配對之第一驅動齒輪21、第一從動齒輪31傳動至次軸桿4。

在一預定時刻(此係由系統自主設定)，提出請求從第一檔轉換成第二檔(如圖3B)。

在此情況中，離合器10之第一同步板16藉由將配對 之第二齒輪22、32同步而介入且作用在驅動側上，從各第一驅動齒輪21接收到運動之第一從動齒輪31即在第一飛輪15上空轉。

因此，由於次軸桿4開始旋轉快過指定於第一檔之傳動比時其所能旋轉之速度，第一對齒輪即不受約束且免於傳動。

在一預定之瞬間(此係由系統自主設定)，提出請求從第二檔轉換成第三檔(如圖3C)。

在此情況中，離合器10之第二同步板17藉由將配對之第三齒輪23、33同步而介入且作用在驅動側上，從各第二驅動齒輪22接收到運動之第二從動齒輪32甚至在第二飛輪18上空轉。

因此，由於次軸桿4開始旋轉快過指定於第二檔之傳動比時其所能旋轉之速度，第二對齒輪即不受約束且免於傳動。

在本文內所述之實施例中，同步器16、17為自動型，但是其意指可由致動型同步器替代，以取得可由控制邏輯或由驅動器施加任意傳動比於系統之自由性。

在第一實施例之說明中已考慮到飛輪15、18之特殊配置方式。惟，其意指飛輪其中之一或二甚至可以配置在和驅動齒輪而非從動齒輪相關聯之主軸桿3上。

同樣地，同步化甚至可以在從動輪上致動，而不在驅動輪上。方便的是，同步器及飛輪可以在不同軸桿上找到較合適的位置。

針對上述三檔同步傳動裝置，在滿足其他及偶發需求之目的上，習於此技者可以導入許多調整及變化，惟，諸此皆應由文後之申請專利範圍界定的本發明保護範圍所涵蓋。

1‧‧‧變速器

2‧‧‧曲柄軸

3‧‧‧主軸桿

4‧‧‧次軸桿

8‧‧‧主離合器

9‧‧‧第一滑輪

10‧‧‧離合器

11‧‧‧傳動帶

12‧‧‧第二滑輪

15‧‧‧第一飛輪

18‧‧‧第二飛輪

21‧‧‧第一驅動齒輪

22‧‧‧第二驅動齒輪

23‧‧‧第三驅動齒輪

31‧‧‧第一從動齒輪

32‧‧‧第二從動齒輪

33‧‧‧第三從動齒輪

40‧‧‧活塞桿

41‧‧‧曲柄

Claims (10)

1. 一種三檔機車傳動裝置(1)，其使用在機車上作為傳動裝置，以將引擎產生之運動傳動到驅動輪，特別是機車之後輪，包含：曲柄軸(2)，其接收引擎之運動，具有安裝於其上之第一滑輪(9)；主軸桿(3)，具有安裝於其上之第二滑輪(12)及第一組之三齒輪(21、22、23)；傳動帶(11)，連接該第一滑輪(9)及該第二滑輪(12)；次軸桿(4)，連接於驅動輪，其包含第二組之三齒輪(31、32、33)，該第二組之三齒輪(31、32、33)係分別與該第一組之三齒輪(21、22、23)配對嚙合，用於第一檔、第二檔及第三檔的傳動；離合器(10)，選擇性作用在指定用於該第二檔及該第三檔的傳動的至少兩對該齒輪上；及兩飛輪(15、18)，配置在指定用於該第一檔及該第二檔的傳動的該配對齒輪上。
2. 如申請專利範圍第1項之三檔傳動裝置(1)，其中，該飛輪(15、18)組裝在該主軸桿(3)上。
3. 如申請專利範圍第1項之三檔傳動裝置(1)，其中，該傳動帶(11)係同步帶，可以是齒形帶，該滑輪(9、12)設有齒形，以執行該運動的同步傳動。
4. 如申請專利範圍第1項之三檔傳動裝置(1)，其 中，該曲柄軸(2)包含離心型離合器(8)。
5. 如申請專利範圍第1項之三檔傳動裝置(1)，其中，該次軸桿(4)藉由決定減速比的一對齒輪而與直接連接於驅動輪的輪轂軸桿嚙合。
6. 如申請專利範圍第1項之三檔傳動裝置(1)，其中，選擇性的該離合器(10)配置在該主軸桿(3)上。
7. 如申請專利範圍第6項之三檔傳動裝置(1)，其中，選擇性的該離合器(10)定位在指定用於該第二檔及該第三檔傳動的成對的驅動輪之該第二驅動齒輪及該第三驅動齒輪(22、23)之間，及其中，該第三驅動齒輪(23)定位在指定用於該第一檔及該第二檔傳動的另外該兩驅動齒輪(21、22)之間。
8. 如申請專利範圍第7項之三檔傳動裝置(1)，其中，該第三驅動齒輪(23)配置在指定用於該第一檔傳動的該第一驅動齒輪(21)與該離合器(10)之間，相似地，該第三從動齒輪(33)配置在該第一從動齒輪(31)與該離合器(10)之間。
9. 如申請專利範圍第1項之三檔傳動裝置(1)，其中，選擇性的該離合器(10)包含雙同步器，各該同步器包含同步板(16、17)，各該同步板藉由離心型同步裝置啟動，各該離心型同步裝置分別與指定用於該第二檔及該第三檔傳動的該對齒輪相關聯。
10. 一種機車或速克達，包括上述申請專利範圍之任一項的三檔傳動裝置。