TW206194B - Variable-speed drive, particularly for two-wheeled vechicles - Google Patents

Description

C6 D6 206194 有關於一種可變速驅動裝置，特別是供二輪 車輔使用的。 本發明之驅動裝置是一種具有一對帶輪，並有一條連 鑛之皮帶琢繞於其上，以供將動作自驅動帶輪傅遞至從動 帶輪之型式者。每一帶輪包含一對錐形碟狀物，其中之一 可沿軸向方向相對於另一者移動，以供調整由造些碟狀物 所構成之皮帶槽的寬度，而改變皮帶環繞在帶輪上之半徑。 在此種型式之可變速驅動裝置内，帶輪之一，通常是 從動帶輪，其可動碟狀物是由至少一個彈簧向箸同一帶輪 之另一碟狀物加以推壓；而另一帶輪，通常是驅動帶輪， 其可動碟狀物是由在旋轉上是和此可動碟狀物成為一髖，

但可相對之做徑向移動之多値物髏的旋轉所造成之離心力 白勺作；T],而;C向；；；^ 帶輪之>3 -碟狀物加以推鉍。因JIL 當驅動帶輪之角速度增加時，該等物體會將可動碟狀物向 箸另-碟狀物推壓，因而增加繞於驅動帶輪上之皮帶半徑 ，並減少從動帶輪上皮帶之半徑。 此種型式之可變速驅動裝置亦包含有一離心式離合器 ，偽設置於從動帶輪的下游側。 在此種型式可變速驅動裝置中，其齒數比（驅動帶輪 之角速度相對於從動帶輪之角速度的比值），或是此車輔 之速度，是依與此驅動裝置之幾何特性、與驅動帶輪之可 動碟狀物設置在一起之那些多値物鳒、用以將從動帶輪之 可動碟狀物向著另一碟狀物推魅之彈簧的彈性特性、以及 位於從動帶輪下游侧之離合器特性等有鼷之非線性鼷像， -3- 本纸JILMUW 中家標準（CNS) τ 4 戚格（210 X 297 公鼇） 81.10.10,000 (請先面之注意事項再f本頁) .裝— -訂 經濟部中央標準局R工消費合作社印製 C6 D6 206194 五、創作説明 <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 以一種驅動帶輪角速度之函數醑俗而變化的。 因此•此種型式可變速驅動裝置的主要問題是，它們 無法改變控制替齒數比或車輔速度與引擎角速度間之關像 的關條式，以便能選取最適合於車輛操作狀況的齒數比。 事實上，在某些情況下，齒數比可能會太高，而使引擎之 功率無法被充份使用。 裝· 本發明之一目的是提供一種前面所概略描述之型式的 可變速驅動裝置，可克服前述之缺點，即可提供齒數tb( 或車輛速度）相對於驅動軸角速度之變化的不同涵數關像 ，以使車輛更適合於不同的操作狀況。 根據本發明，其提供一種可變速驅動裝置，特別是供 二輪車輛使用者，大致上包含有： 一對帶輪，其上環繞一條連績的皮帶，以供將動作自 驅動帶輪傅遞至從動帶輪上；一離心式離合器設置在該從 動帶輪下游側； 该等帶輪之每均包含有一對錐形碟狀物，其中之 一可沿軸向方向相對於另一者移動，以調整由該等碟狀物 所構成之皮帶槽的寬度，進而改變皮帶環繞在帶輪上的半 徑； 經濟部中央標率局R工消费合作社印* 該等帶輪之第一個的可動碟狀物傺由至少一個彈簧加 以向箸同一帶輪上之另一値碟狀物加以推壓； 第二帶輪之可動碟狀物係由與該可動碟狀物在旋轉上 為一體，但可相對之做徑向移動的多個物嫌之旋轉所造成 之離心力加以作用•而被向着同一帶輪之另一碟狀物加以 _-4-_ ' 本纸ftXJt遍Λ 中·家標JMCNS)甲 4 狀(210 X 297 公釐） 81.10.10.000 C6 D6 2〇6l9ji 五、創作説明 推脑，因此當該第二幣輪之角速度增加時，可動碟狀物會 被那些物艘加以移向另一碟狀物，因而增加皮帶琢撓错輪 之半徑； 其特擻在於包含有： 一種裝置，可用以控制該第二帶輪可動碟狀物的位移 量，並可在此可動碟狀物向箸另一碟狀物移動時，施加一 個由一彈性裝置所産生之預定力量於該碟狀物上；該預定 力量之方向像和此可動碟狀物移向另一碟狀物之方向相反； 該裝置可設定成多種狀態，其在每一狀態中，均可在 該第二帶輪可動碟狀物移向另一碟狀物時，施加一預定力 量於該可動碟狀物上。 本發明可變速驅動裝置之設計及作動將藉實施例之描 述，並配合圖式，加以說明。在圖式中： 圖1是本發明可變速驅動裝置之垂直剖面圖。 圖2及圖3分別顯示圖1之驅動裝置在二値不同作動 位置上時，其一部份之剖面圖。 圖4是構成此可變速驅動裝置之控制裝置之一單元的 軸向剖面圖。 圖5是沿圖4線V — V所取之剖面圖。 圖6顯示控制裝置一部份之垂直剖面圓。 圖7及圓8芬別為此控制裝置正視圖和側視圓。 圖9中顯示一条列之曲線，代表着裝配着本發明可變 速驅動裝置之車輔速度與驅動軸角速度間的鼷傲。 -5 ~ 本纸ίΜΛ遍两中家操準（CNS)甲4遑格（210 X 297公釐） 81.1Ό.10.000 (請面之注意事項再5T窝本頁) i裝- ，11. 經濟部中央镖準爲霣工消费合作社印製 ----2! C6 五、制作説明 如圃1所示，本發明之可變速驅動裝置包含一對帶輪 :一値驅動帶輪1,像連接至一驅動軸3;以及一個從動 帶輪2,像連接至一從動軸4,以供將動作傅遞至車輪上 。設在從動帶輪2之下游側，並與之成為一體的是一個已 知形式之離心式離合器，其整賭偽以编號5代表之。 帶輪1及2之每一者均包含有一略呈錐形之碟狀物6 ,分別裝設在各自之軸3和4上；以及一錐形碟狀物7 , 傲可沿軸向方向向碟狀物6移動。 每一對碟狀物6和7均構成一皮帶槽8 ,其内容設一 條約略具有梯形剖面之連鑛的驅動皮错9。從動帶輪2之

裝 經 濟 部 中 央 Ά 工 消 费 合 作 社 可動碟狀物7偽由一彈簧13加以向箸同一帶輪上之碟狀物 6推壓，而驅動帶輪1之可動碟狀物7則是由與此可動碟 狀物7在旋轉上為一體，但可相對之沿徑向移動之多個物 體14之旋轉所造成之離心力加以向箸同一帶輪之碟狀物6 加以推歷。該等物體14包含有多個可在碟狀物7上之徑向 槽内移動，且靠置在一略呈錐形之作動面15上的多腩滾子 。滾子14亦靠置於另一錐形碟狀物16上，此錐形碟狀物1G 在軸向方向上偽相對於軸3呈固定狀態，並與表面15共同 構成一個寬度随半徑之增加而增加之空洞。 毎一可動碟狀物7均是經由一栓式聯結器（Splined Coupling)或其它類似構件連接至各自之軸3和4上。本發明之可變速驅動裝置包含一値裝置18,用以控制 驅動帶輪1之可動碟狀物7的位移*。如將於稍後加·以説 明的，控制裝置18可在碟狀物7向饕碟狀物6移動時，在 —6 — 本纸ft尺度適用中家標準（CNS) f 4洗格（210 X 297欠釐） 81.10.10,000

C6 D6 绶濟部中央螵準房R工消费合作社印製 五、創作説明 其上施加一値由彈性裝置19所産生之預定力量，而其方向 則與碟狀物7向着碟狀物6移動之方向相反。 裝置18可設定成多種狀態，而在每一狀態中，其均可 在可動碟狀物7向箸碟狀物6移動時，施加一預定力量於 其上。 彈性裝置19至少包含一彈簧20,可經由將此彈簧20連 接至帶輪1之可動碟狀物7上的傳遞裝置21來施加該預定 力量至碟狀物7上。裝置18亦包含有一裝置，可改變彈簧 20之預負載，而改變該預定之力量，該裝置包含一引動器 22,可將彈簧20之一端移動一預定之量，而彈簧20之另一 端24則連接至傅遞裝置21上。引動器22包含一fg馬達25, 可帶動連接至彈簧20之末端23的減速齒輪2(3。 更詳細地説，裝置18包含一螺旋彈簧20(圖4及圖5 ),包覆於--個鐘形體2Q内，該鐘形體29可在一個和本可 變速驅動裝置外殼成為-體之外罩殼30内旋轉；並包含有 一個和物體29同軸心且可在外罩殼30内旋轉之軸31。軸31 之末端3 2條插置於物體2 Q内，而彈簧2 0有一末端2 4套於物 體29之一突出物33(圖5 )上，彈簧之另一端23則插於軸 31之末端32上的孔洞内，如圖5所示。軸31在一銷子34( 圖4 )上旋轉，該銷子34構成一軍殼35之一部份，而該軍 殼35則你與本可#速驅動裝置外殼成為一嫌，而可供外單 毅30以螺检36結合於其上。軸31上設有一腥之媒旋齒輪37 合於一蝴桿38上，而電馬逢25所控制之減速歯輪26的 動作將會傅通至其上。在上述之設置中，減速曲輪26俱不 (請先閱讀背*之注意事項Λ-5Ρ寫本¾) .裝. 丨*訂 —線. 本迷中譎_家樣準（CNS>甲4贼格（210 X 297 «* > 81.10.10.000 C6 D6 經濟部中央標準爲R工消费合作杜印製 五、創作説明 可逆糸統，因此由電馬逮25所施於蝸桿38之扭矩曾帶動螺 旋齒輪37轉動，而旋轉軸31,但施於軸31上之扭矩則無法 轉動蝸桿38。 傳避裝置21包含有一寅穿於一覆套43内之撓性嫌索42 (圖1 )。銳索42之第一末端經由一擺動桿44連接至一軸 環45,以供操縱驅動帶輪1之可動碟狀物7 ;而嫌索42之 另一末端則連接至一値自物體29之表面上突伸出之突出部 46,如圖1及圖4所示。 擺動桿是和一銷子47 (圖6 )結合在一起，可在一對 設置在可變速驅動裝置外殼内之軸承48間轉動，並係和一 叉狀物49結合在一起，該叉狀物具有一對赞部，分別喻合 於操縱軸環45上之槽内。 上面所描述之可變速驅動裝置之作動如下。 用以控制帶輪1之可動碟狀物7之位移量的裝置1 8可 設定成多種狀態，每一狀態均相關於彌锿20的一値I給定之 預負載量。詨預窃·可Μ酱汽動馬逹25，旋轉蝸桿38，因 而轉動和軸3].為一體之螺旋齒_37,而加以改變。其結果 會使？單簧20之末端23繞軸31之軸心線轉動，造成-預定之 預負載，並因此而改變彈簧20之另一末端24施於物體29上 之扭矩。此扭矩會在游索42上形成一拉力，而會有一相闕 之預定力量作用在操縱軸環45上，其方向與碟狀物7向箸 碟狀物6移動之方向相反。 假設弹簧20已如前文所述般設定在一預定之預負載狀 態下，當車輔啓動後，驅動帶輪1會設定成相關於該待定 -8- 本紙張尺度遠用中家樣準（CNS)甲4 Α格（210 X 297公* ) 81.10.10^000 <請先閱讀背面之注$项再填寫本頁) i装. 丨線- 20619^- 縵濟部t夬標準爲霣工消费含竹秘"< 五、創作説明 預負載之狀態，其中碟狀物7是位於與碟狀物6相距最逋 之距離上，而驅動帶輪1上之皮帶9的半徑則是最小。此 狀況顯示於圖二中，其中叉狀物49之位置是使其臀部大致 上垂直於此帶輪之軸心線。在同一預負載的情形下，在從 動帶輸2上之皮帶9曾因螺旋彈簧13所施之力，使碟狀物 6和7之間有最小之距離，而成為半徑最大之狀況。 當驅動軸3之速度逐漸增加時，離心式離合器5會自 鬆開狀態（引擎啓動時）轉變成嚙合狀態，以供傅遞杻矩 本可變速驅動裝置之第一操作楔式，條相關於彈簧20 之最小預負載的情形，將配合圖9中代表車輔速度V和驅 動軸3之角速度ω的關偽之曲線加以説明。此第一操作模 式之第一階段是曲線a上之部份50,其中在驅動軸3之角 速度為0與ω0之間，車輛是靜止不動的（V=0),這是因為 軸3之角速度太低，無法使離心式離合器5嚙合。在到達 α> 0之速度時，離合器之嚙合階段開始進行，而車輛也開 始移動離合器輿正的嚙合階段是曲線a中幾乎水平之部 份51，在此階段中，離合器5内互相貼合的二表面開始産 生滑動，而離合器所傳遞之扭矩也逐漸增加。在此同一階 段中，此可變速驅動裝置之齒數比會增加，而使傅到離合 器5之扭矩相對於最初之值呈減少狀態。 雛合器嚙合晦段是在部份51和代表在第一操作棋式下 彈簧20最小預負載設定之齒數比值r min的射線S二者間 之交點處中止。在滾子14開始移動之角速度時，碟狀 物7向碟狀物6移近，因而增加皮帶9在错輪1上之半徑 _ 9 - (請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁) .τ · 交遍A中··家標準（CNS〉甲4我格(210 X 297公釐> 81·10·1Μ〇〇 C6 D6 五、創作説明 ，並減少其在错輪2上的半徑。在此階段，由彈簧20所施 之力置會經由傳遞裝置21傅遞至帶輪1之可動碟狀物7上 ,以反抗碟狀物7之移動。當碟狀物7移動時，擺辦桿44 會稍微轉動，自園2之狀態變成圖3之狀態，物髏29亦随 之而做相當之旋轉。此作動階段是顯示於曲線a中之部份 53内，其中車輔速度V之增加是因皮帶在驅動帶輪和從動 帶輪上之半徑變化所造成之齒數比增加而形成的。皮帶在 帶輪1上之最大半徑（圖3 )是相當於部份53在代表最大 齒數比之射線S”上的終點處。當軸3之角速度進一步增加 時，車輛之速度V會随〇>而線性增加，如曲線a之部份54 和55所示，這是因為此可變速驅動裝置之齒數比現在已設 定成r max c 為能逹成不同於前面所述之操作棋式，其中每一種車 輛速度V相當於驅動軸之一較高角速度a),以便更充份地 利用引擎全部之功率，可籍箸適當地啓動電馬速2 5而增加 彈簧2 0之預負載而逹成。這可在物體2 9上增強17卜邱力而産 生之杻矩，因而增強施於碟狀物7上用以反抗碟狀物7移 向碟狀物(3的力量，因此和第一操作楔式之同一軸向位置 相較下，碟狀物7相對於碟狀物6的軸向位置傜相當於較 高之角速度。 下文中將配合圖9中之曲線b來描述相當於彈簧20之 最大預負載的第二操作棋式。曲線b雖然具有和曲線a相 同的各作動階段及形狀，但是是位於較商之位置上，顯示 出一給定之車輔速度V是在驅動軸3較高之角速度〇>下速 —1 〇 — - · (請先面之注項再填寫本頁) 裝- ;1T. .緣< 本《旅Λ度遍用中家標準（CNS> τ 4建路m〇 X 297公釐） 81.10.10,000 9.061¾4 C6 D6 經濟部中央«準局員工消费合作社印髮 五、創作説明 成的。特別的是，離合器5之嚙合階段是在較前一楔式中 之角速度〇>0為高之值〇*0’處開始的，造是因為從動帶輪 2上欲由離合器5傳遞之杻矩會因此可變速驅動裝置在彈簧 20最大預負載下所提供之最小齒數比較第一操作棋式中低 之故而較大。由部份51’代表之離合器嚙合階段是中止於 部份51 ’和代表新的最小齒數比值t min ’之射線S ’二者間 之交點處，其後則跟随著車輛速度V正比於角速度ω而增 加的部份52’。齒數比開始變化之部份（部份53’）是開 始於較第一操作楔式之相關角速度（〇>1)為高之角速度 α> 1 ·處。當此可變速驅動裝置到逹由射線S”所標示之齒數 比r max時，車輛速度V會隨角速度ω而線性地增加，如 圖中之部份55所示。 因此第二操作模式可提供和第一模式中相似的模式 V = f(w),但因其在最小齒數比rmax最初作動值上的差 異，以及因之而來之離合器5傳遞之扭矩上的差異，會有 不同的參數值。 藉箸在上述二操作模式之間調整彈簧2 0之預負載值， 可達成如曲線C所示之中間操作楔式。 因此若要改進車輛之性能，並更充份地蓮用引擎之全 部功率，可用装置18來設定相關於_9中較高之曲線的彈 铸20的預負載〇 熟知此技鵪之人當可瞭解，本文中所述及示範之可變 速驅動裝置，在不脱離本發明之範酺的情形下，仍是可能 加以變化的。-11 - < - (請先明«之注意事項再«寫本liw .裝. 訂. Ί- 本纸flLXAitA中··家樑準（CNS>甲《洗洛（210 X 297公釐） 81.10.10.000

Claims (1)

1. 缰濟部中夹縹零屬興工消费含作社_襞 A7 B7206194 c7 __D7______ 六、申請專利範团 1. 一種可變速驅動裝置，特別是供二輪車輔使用的，包含 有： —對帶輪（1,2),其上琛繞一條連鑛的皮帶（9)，以供 將動作自驅動帶輪（1)傳遞至從動帶輪（2)上；〜離心 式離合器（5),係設置在該從動帶輪（2)的下游側；該 等帶輪（1,2)之每一個均包含有一對錐形碟狀物（6,7) ，其中之一（7)可沿軸向方向相對於另一者（6)移動， 以調整由該等碟狀物（6,7)所構成之皮帶槽（8)的寬度 ，進而改變皮帶環繞在帶輪上之半徑； 該等帶輪之第--値（2 )的可動碟狀物（？）係由至少一個 彈簧（13)加以向著同一帶輪上之另一値碟狀物（6)加以 推壓； 第二個帶輪（Γ)之可勳碟狀物（7)偽由與該可動碟狀物 (7)在旋轉上為-體，但可相對之做徑向移動的多個物 體（14)之旋轉所造成之離心力加以作用而被向替问-帶 輪之另一碟狀物< 6 )加以推壓，因此當該第二帶輪Π > 之角速度增加時，可動碟狀物（7)會被那些物體（14)加 以移向另一碟狀物（6),因而增加皮帶環繞在帶輪上之 半徑； 其恃徽在於包含有： 一種裝置（18),可用以控制該第二帶輪（1)之可動碟狀 物（7)的位移量，並可在此可動碟狀物（7)向著另一碟 狀物（6)移動時，施加一値由一彌性裝置（19)所産生之 預定力量於該碟狀物（7)上：該預定力量之方向係和此 • 1 2 _ <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂. -線. f 林張尺皮遴硒中國國家襟準（CNS>甲4錢族（210 X 297公釐> ./i c Γοs 7 7 7 7 A B c D 經濟部中央嫖零爲Λ工消费含作杜印« 六、申請專利範國 可動碟狀物（7)移向另一碟狀物（6)之方向相反； 該裝置（1δ)可設定成多種狀態，其在每一狀態中，均可 在該第二帶輪（1)之可動碟狀物（7)移向另一碟狀物（6 )時，施加一預定力董於該可動碟狀物（7)上。 2.根據申請專利範圍第1項之可變速驅動裝置，其特徵在 於該彈性裝置（19)至少包含一彈簧（20)，以供經由一個 將該彈簧（20)連接至該可動碟狀物（7)之傳遞裝置（21) ，施加該預定之力量於該第二帶輪（1)之可動碟狀物（7 )上；該裝置（18)亦包含有裝置（25,26), 用以改變該 彈餐（20 )之預負載，因而改變該預定之力量。 3 .根據申請專利範圍第1項或第2項之可變速驅動裝置， 其特獻在於該等用以改變彈策（20)之預負載的裝置（25, 26 )包_含有一·引動器（25 )，用以將該彈簽（20)之第一末 iri (23) % % Wh --預定之量，以改變該預負載；該彈簧（20) 乂:. W -末婿〖24 )刖連接至该傳Μ裝置（21)上。 4. 彳k砖申專利紐_第]項之可變速驅動裝置，其特擻在 於該引_器tl含--電馬速f 2 m，以供驅動一脑連接至彈 簧（20)之第一末端（23)上的減速齒輪（26) ◊ 5. 根據申請專利範圍第1項或第2項之可變速驅動裝置， 其特徴在於該装置（18)包含有一螺旋彈策（20)，包覆於 一鐘形物髏（29)内，此鐘形物體俗可在一個和該可變速 <，驅動裝置外毅成為一體之外單殼（30)内旋轉•以及一軸 (31)，像和可在外軍殼（30)内旋轉之該物體（29)同軸心 ，並有一末端（32)插置於該物體（20)内；該螺旋彈簧 -13- . - (請先聞面之注意事項再填寫本頁) -裝- 訂. 本用f 家猓準（CNS> τ 4规格（210 X 297公釐） 經濟部中央缥準馮霣工消费合作社_髮 A7 B7 C79>〇6l9^_D7_ 六、申請專利範園 (20)具有一末端（24)固定於該物體（29)上，並有另一末 端（23)固定在該軸（31)上；該軸（31)可由該引動器（25) 的減速齒輪（26)加以驅動；該物體（29)像連接至該傳遞 裝置（21)。 6. 根據前述申諳專利範園第5項之可變速驅動裝置，其特 徵在於該傳遞裝置（21)包含有一撓性纜索（42 ),貫穿於 一覆套（43)内，具有一第一末端，經由一擺動桿（44)連 接至一軸環（45),以供操縱該第二帶輪（1)之可動碟狀 物（7),其另一末端則連接至一個位於該鐘形物體（29) 上之突出部（46): 7. 根據前述申請專利範圍第6項之可變速驅動裝置，其特 徵在於該擺動桿（44)是和一個可在-對位於該外殼内之 牵由承（48 )間轉動之銷子（47 )成為H並連接至一個和 該操縱軸環（45 )相結合之叉狀物（4 g ί : 8 .根據前述申請專利範圍第5項之可纪迚W動装置，其特 m在於該引動器（25)之減速齒（。…:ϊ· 彳Τ —螺 旋齒輪對（38,37),其螺旋齒輪（37>你_定/1该軸（31) 上C 9.根據前述申請專利範圍第8項之可變速驅動裝置，其恃 擻在於該對蝸桿-螺旋齒輪對（38,37)偽包覆於一個盒 髏（35)内，其偽連接至包覆該鐘形物體（29)之外罩殼 (30)上。 (請先閲1*^面之注意事項再塡窝本頁) -裝- 訂. _ 1 4 _ 本纸flUUl遍两中家樣準（CNS)甲4规格（210 X 297公釐〉