TWI444547B - Pulsating stepless speed change device - Google Patents

Description

脈動式無段變速裝置

本發明係有關一種脈動式無段變速裝置，特別是指一種具有N組連動機構之脈動式無段變速裝置，其兼具齒輪傳動之無段變速及可調整變速效果等優點及功效。

傳統的無段變速器大多使用皮帶或是齒輪傳動，但兩者係分別存在著不同之優缺點：

[1]使用皮帶傳動。使用皮帶傳動雖然具有價格便宜、較輕巧、噪音低等優點，但皮帶是使用摩擦力傳動，要增加摩擦力就必須將皮帶調緊，無形中會造成軸承的負載，使用久了皮帶會老化，造成軸承壽命減少且容易打滑使傳輸效率變差。

[2]使用齒輪傳動。使用齒輪傳動雖然具有效率高、壽命長、傳動比準確等優點，但一般齒輪傳動無法達到無段變速的功能。

因此，有必要研發新產品，以解決上述缺點及問題。

本發明之目的在於提供一種脈動式無段變速裝置，其兼具齒輪傳動之無段變速及可調整變速效果等優點及功效，用以解決習知技術無法同時兼具效率高、壽命長、傳動比準確及無段變速之問題。。

本發明解決上述問題之技術手段係提供一種脈動式無段變速裝置，其包括：一機架，其係具有N個機架樞接部；N係為一正整數且N≧3；一圓盤架，其係具有一圓盤及一軸部；該圓盤係具有N個圓盤導引槽；該軸部係固定於該機架上；一輸入軸，其係具有一輸入端及一連動端；該輸入軸係可樞轉的穿設於該軸部上；一輸入圓盤，其係具有一偏心連接部；該輸入圓盤的中心係連接該輸入軸之連動端；一輸出部；N組連動機構，每一連動機構係具有一連接桿61、一控制桿62、一傳輸桿63、一輸出桿64及一單向帶動部65；該連接桿之一端係樞接於輸入圓盤之偏心連接部上，另一端係樞接於該控制桿上；該控制桿之一端係與該傳輸桿之一端係相互樞接，該控制桿之另一端係樞接於該圓盤導引槽，該傳輸桿之另一端係與該輸出桿之其中一端相互樞接，該輸出桿之另一端係具有一轉動軸，同時樞接於該機架樞接部及連接該單向帶動部；而該單向帶動部係用以連動該輸出部轉動；藉此，驅動該輸入軸轉動後，係會帶動該輸入圓盤轉動，使N組連動機構依序作動，進而連動該輸出部轉動。

本發明之上述目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中，獲得深入瞭解。

茲以下列實施例並配合圖式詳細說明本發明於後：

請參閱第一至第四圖，其係本發明之脈動式無段變速裝置的第一實施例，其包括：一機架10、一圓盤架20、一輸入軸30、一輸入圓盤40、一輸出部50及三組連動機構60。

關於該機架10，其係具有六個機架樞接部11。

該圓盤架20係具有一圓盤21、一固定元件22及一軸部23；該圓盤21係具有三個圓盤導引槽211；該固定元件22係用以將該軸部23固定於該機架10上。

關於該輸入軸30，其係具有一輸入端31及一連動端32；該輸入軸30係可樞轉的穿設於該軸部23上。

該輸入圓盤40係具有一偏心連接部41；該輸入圓盤40中心係連接該輸入軸30之連動端32。

該輸出部50係具有一輸出齒輪51及一輸出軸52，該輸出軸52係固定於該輸出齒輪51。

而每一組連動機構60係具有一連接桿61、一控制桿62、一傳輸桿63、一輸出桿64及一單向帶動部65；該連接桿61之一端係樞接於輸入圓盤40之偏心連接部41上，該連接桿61之另一端係樞接於該控制桿62上，該控制桿62之一端係樞接於該圓盤導引槽211上，該控制桿62之另一端係樞接於該傳輸桿63上，該傳輸桿63另一端係樞接於該輸出桿64上，該輸出桿64之另一端係具有一轉動軸653，同時樞接於該機架樞接部11及連接該單向帶動部65；而該單向帶動部65係用以連動該輸出部50轉動。又，該單向帶動部65係具有一小齒輪651及一單向傳動元件652；該對單向傳動元件652係連接於該轉動軸653之一端，並限制該小齒輪651只能進行單向轉動，該小齒輪651係用以連動該輸出齒輪51轉動，進而使該輸出軸52達到轉動。

藉此，驅動該輸入軸30轉動後，係會帶動該輸入圓盤40轉動，使N組連動機構60依序作動，進而連動該輸出部50轉動。

舉例來說，如第五A及第五B圖所示，假設本發明具有一第一連動機構60A、一第二連動機構60B及一第三連動機構60C，且該單向傳動元件652係限制該小齒輪651只能進行第一轉動方向A1之轉動；當該輸入軸30受到驅動而進行一第二方向A2之轉動，使該輸入圓盤40由一第一位置P1被帶動至一第二位置P2時，係會帶動該第一連動機構60A及該第二連動機構60B的連接桿61推動該控制桿62，並帶動第三連動機構60C的連接桿61拉動該控制桿62，進而連動其傳輸桿63、該輸出桿64，使該第一連動機構60A及該第二連動機構60B之小齒輪651進行第一轉動方向A1之轉動，同時帶動輸出齒輪51產生第二轉動方向A2之轉動，而該第三連動機構60C之傳輸桿63拉動該輸出桿64使得該單向傳動元件652產生該第二轉動方向A2之轉動而無法帶動小齒輪651轉動(也就是空轉)，故不會帶動該輸出齒輪51轉動。

如第五C圖所示，該輸入圓盤40由該第二位置P2被帶動至第三位置P3時，係會使該第二連動機構60B及該第三連動機構60C之傳輸桿63推動該輸出桿64，並使該單向傳動元件652產生該第一轉動方向A1之轉動，進而帶動小齒輪651產生第一轉動方向A1之轉動，同時帶動輸出齒輪51產生第二轉動方向A2之轉動；而該第一連動機構60A之傳輸桿63則拉動該輸出桿64，使該單向傳動元件652產生該第二轉動方向A2之轉動而無法帶動該小齒輪651轉動，故不會帶動該輸出齒輪51轉動。

如第五D圖所示，該輸入圓盤40由該第三位置P3被帶動至第四位置P4時，係會使該第三連動機構60C及該第一連動機構60A之傳輸桿63推動該輸出桿64，並使該單向傳動元件652產生該第一轉動方向A1之轉動，而帶動小齒輪651產生第一轉動方向A1之轉動，同時帶動輸出齒輪51產生第二轉動方向A2之轉動；而該第二連動機構60B之傳輸桿63則拉動該輸出桿64，使該單向傳動元件652產生該第二轉動方向A2之轉動而無法帶動該小齒輪651轉動，故不會帶動該輸出齒輪51轉動。由此可知，本發明藉由三組連動機構60被該輸入圓盤40帶動時所產生連動變化，使得該輸出部50可達到預定轉動方向之變轉速輸出；當然，該小齒輪651之轉向限制設計，係可使該輸出部50只進行單一轉動方向之轉動。

由於該圓盤架20係藉由該固定元件22而固定於該機架10上，因此，將該固定元件22拆卸或調鬆(若為鎖合固定時)，則可使該圓盤21達到轉動；藉由該圓盤21之轉動，係可帶動該控制桿62之位置變化，造成控制桿62與輸入軸30的距離產生變化(如第六A及第六B圖所示，該圓盤21轉動一預定角度θ後，該控制桿62設於該圓盤導引槽211之一端至該輸入軸30之距離係由一第一距離S1縮短成一第二距離S2)，進而改變該連動機構60帶動該輸出部50之變速效果(其距離變化，可依所需之速度而調整)。

由以上說明可知，本發明利用至少三組連動機構60進行連動，在該輸入圓盤40轉動至不同位置時，都至少會帶動一組連動機構60連動該輸出部50(也就是至少有一組連動機構60之小齒輪651會帶動輸出齒輪51轉動)，進而使輸出動力達到連續不間斷之功能，並可達到無段變速之功能；如第七圖所示，其係該輸入圓盤40轉動至不同角度時，三組連動機構60之輸出桿64輸出角速度變化(分別為一第一曲線L1、一第二曲線L2及一第三曲線L3)，由其變化可知，三組輸出桿64係隨該輸出圓盤40之轉動角度變化依序輸出，使輸出動力達到連續不間斷之功能。

綜上所述，本發明之優點及功效可歸納為：

[1]齒輪傳動之無段變速。一般無段變速器若以皮帶傳動，會造成軸承壽命減少且容易打滑使傳輸效率變差，而一般齒輪傳動雖可改善皮帶傳動之缺點，但卻無法達到無段變速的功能；而本發明利用該連動機構60之設計，不但可達到齒輪傳動之效率高、壽命長、傳動比準確等優點，且兼具無段變速之功能。

[2]可調整變速效果。本發明改變該控制桿62設於該圓盤導引槽211之一端至該輸入軸30之距離，即改變該連動機構60帶動該輸出部50之變速效果，故，具有可調整變速效果之優點。

以上僅是藉由較佳實施例詳細說明本發明，對於該實施例所做的任何簡單修改與變化，皆不脫離本發明之精神與範圍。

由以上詳細說明，可使熟知本項技藝者明瞭本發明的確可達成前述目的，實已符合專利法之規定，爰提出發明專利申請。

10．．．機架

11．．．機架樞接部

20．．．圓盤架

21．．．圓盤

211．．．圓盤導引槽

22．．．固定元件

23．．．軸部

30．．．輸入軸

31．．．輸入端

32．．．連動端

40．．．輸入圓盤

41．．．偏心連接部

50．．．輸出部

51．．．輸出齒輪

52．．．輸出軸

60．．．連動機構

61．．．連接桿

62．．．控制桿

63．．．傳輸桿

64．．．輸出桿

65．．．單向帶動部

651．．．小齒輪

652．．．單向傳動元件

653．．．轉動軸

60A．．．第一連動機構

60B．．．第二連動機構

60C．．．第三連動機構

θ．．．預定角度

P1．．．第一位置

P2．．．第二位置

P3．．．第三位置

P4．．．第四位置

A1．．．第一轉動方向

A2．．．第二轉動方向

S1．．．第一距離

S2．．．第二距離

L1．．．第一曲線

L2．．．第二曲線

L3．．．第三曲線

第一圖係本發明之脈動式無段變速裝置之示意圖

第二圖係本發明之脈動式無段變速裝置之內部示意圖

第三圖係本發明之脈動式無段變速裝置之分解示意圖

第四圖係本發明之脈動式無段變速裝置之局部剖視示意圖

第五A圖係本發明之連動機構動作一之示意圖

第五B圖係本發明之連動機構動作二之示意圖

第五C圖係本發明之連動機構動作三之示意圖

第五D圖係本發明之連動機構動作四之示意圖

第六A圖係本發明之控制桿調整動作一之示意圖

第六B圖係本發明之控制桿調整動作二之示意圖

第七圖系本發明之輸入轉角與三組輸出桿角速度曲線圖

10‧‧‧機架

11‧‧‧機架樞接部

20‧‧‧圓盤架

21‧‧‧圓盤

211‧‧‧圓盤導引槽

22‧‧‧固定元件

23‧‧‧軸部

30‧‧‧輸入軸

31‧‧‧輸入端

32‧‧‧連動端

40‧‧‧輸入圓盤

41‧‧‧偏心連接部

50‧‧‧輸出部

51‧‧‧輸出齒輪

52‧‧‧輸出軸

60‧‧‧連動機構

61‧‧‧連接桿

62‧‧‧控制桿

63‧‧‧傳輸桿

64‧‧‧輸出桿

65‧‧‧單向帶動部

651‧‧‧小齒輪

652‧‧‧單向傳動元件

653‧‧‧轉動軸

Claims (4)

1. 一種脈動式無段變速裝置，其包括：一機架，其係具有N個機架樞接部；N係為一正整數且N≧3；一圓盤架，其係具有一圓盤及一軸部；該圓盤係具有N個圓盤導引槽；該軸部係固定於該機架上；一輸入軸，其係具有一輸入端及一連動端；該輸入軸係可樞轉的穿設於該軸部上；一輸入圓盤，其係具有一偏心連接部；該輸入圓盤的中心係連接該輸入軸之連動端；一輸出部；N組連動機構，每一連動機構係具有一連接桿、一控制桿、一傳輸桿、一輸出桿及一單向帶動部；該連接桿之一端係樞接於輸入圓盤之偏心連接部上，另一端係樞接於該控制桿上；該控制桿之一端係與該傳輸桿之一端係相互樞接，該控制桿之另一端係樞接於該圓盤導引槽，該傳輸桿之另一端係與該輸出桿之其中一端相互樞接，該輸出桿之另一端係具有一轉動軸，同時樞接於該機架樞接部及連接該單向帶動部；而該單向帶動部係用以連動該輸出部轉動；藉此，驅動該輸入軸轉動後，係會帶動該輸入圓盤轉動，使N組連動機構依序作動，進而連動該輸出部轉動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之脈動式無段變速裝置，其中，調整該圓盤可使該控制桿設於該圓盤導引槽之一端至該輸入軸之距離產生變化，達到變速效果。
3. 如申請專利範圍第1項所述之脈動式無段變速裝置，其中，該圓盤架係又具有一固定元件，用以將該軸部固定於該機架上。
4. 如申請專利範圍第1項所述之脈動式無段變速裝置，其中，該輸出部係具有一輸出齒輪及一輸出軸，該輸出軸係固定於該輸出齒輪上；該單向帶動部係具有一小齒輪及一單向傳動元件；該對單向傳動元件係連接於該轉動軸之一端，並限制該小齒輪只能進行單向轉動，該小齒輪係用以連動該輸出齒輪轉動，進而使該輸出軸達到轉動。