TWI586907B - 變速裝置 - Google Patents

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Description

變速裝置
本發明係與變速裝置有關。
按，一般變速裝置可調控一機構的加速或減速，主要是透過齒輪比來實現加速或減速，但要實現較大減速或加速比則變速裝置的體積將相對增加，並不符合實際上的使用需求，是以在一特定體積下且擁有較大減速或加速比之變速裝置因應而生。
然，於一種習知變速裝置中，複數凸輪部件係為直接固定於心軸上，如其中一凸輪故障或需調整該複數凸輪部件之數量時則需將該複數凸輪部件與心軸一併更換，並內外齒輪之間為面接觸而具有較大磨擦，亦影響動力之傳遞，另此類習知變速裝置之凸輪部件與內齒輪之間具有間隙，且其內齒輪一般皆具有可撓性，因此此類習知變速裝置之凸輪部件與內齒輪、內齒輪及外齒輪之間的作動，會因內齒輪剛性不足或無輔助作動之機構而力的轉換效率不佳且精確度不足，存在亟待改善之缺弊。
因此，有必要提供一種新穎且具有進步性之變速裝置，以解決上述之問題。
本發明之主要目的在於提供一種變速裝置，可提高力的轉換效率、作動精確度及穩定度，且拆裝方便快速及可配合需求調整內部機構。
為達成上述目的，本發明提供一種變速裝置，包括：一外環部件，內部包括至少一外齒輪；一心軸，與該至少一外齒輪同軸地樞設於該外環部件，具有一中心軸線且其外周設有複數凸輪結合部；複數凸輪部件，分別可拆卸地套接於該複數凸輪結合部，與該心軸同步轉動，該複數凸輪部件之至少其中二者係具有一數值不為零之角度相位差；複數內齒輪，為剛性材質，分別套設於該複數凸輪部件且不隨該複數凸輪部件轉動，分別與該至少一外齒輪部分嚙合。
以下僅以實施例說明本發明可能之實施態樣，然並非用以限制本發明所欲保護之範疇，合先敘明。
請參考圖1至7，其顯示本發明之第一實施例，本發明之變速裝置1包括一外環部件2、一心軸3、複數凸輪部件5及複數內齒輪6。
該外環部件2的內部包括至少一外齒輪21。該心軸3與該至少一外齒輪21同軸地樞設於該外環部件2，該心軸3具有一中心軸線30且其外周設有複數凸輪結合部31。該複數凸輪部件5分別可拆卸地套接於該複數凸輪結合部31，且與該心軸3同步轉動，該複數凸輪部件5之至少其中二者係具有一數值不為零之角度相位差。該複數內齒輪6為剛性材質並分別套設於該複數凸輪部件5且不隨該複數凸輪部件5轉動，該複數內齒輪6分別與該至少一外齒輪21部分嚙合。藉此，該變速裝置1之各該凸輪部件5係為可拆卸的固定於該心軸3上，因此可單獨更換各該凸輪部件5，可依據需求而裝配為不同角度配置且可節省成本。並且，該複數內齒輪6同步地進行繞環擺動，且同時帶動該至少一外齒輪21以減輕各該複數內齒輪6之承力並提高該變速裝置1之轉換效率、精確度及穩定度。
於本實施例中，該變速裝置1另包括複數輔助凸輪部件4及複數固接於該外環部件2之支柱7。該支柱7可提高該變速裝置1之整體穩固性及結構強度。各該輔助凸輪部件4包括一樞設於該外環部件2之軸件41、一同動地套接於該軸件41之輔助凸輪件42及一套組於該輔助凸輪件42之輔助培林43，其中各該內齒輪6具有一套設於其中一該凸輪部件5之中心孔61及複數設於該中心孔61周圍之穿孔62，該複數輔助凸輪部件4分別穿設於該複數穿孔62，各該穿孔62套組於其中一該輔助培林43，相對於同一個內齒輪6之複數輔助凸輪部件4與凸輪部件5之工作曲面具有相同朝向，藉此各該輔助凸輪部件4可助穩定該外齒輪21之作動且可提升力的傳遞。各該內齒輪6另貫設有複數設於該中心孔61周圍之弧導槽63，各該弧導槽63套設於其中一該支柱7且二者之間存在環餘隙71供使該內齒輪6作動順暢。
於本實施例中，各該凸輪結合部31包括四個（至少一個即可）軸向切平面32，該四軸向切平面32兩兩徑向相對，各該凸輪部件5較佳具有一貫穿且形狀對應於該凸輪結合部31之外形的套孔53。各該凸輪部件5包括一套接於其中一該凸輪結合部31之凸輪件52及一套組於該凸輪件52之內培林55，各該內齒輪6套組於其中一該內培林55。各該凸輪件52與相應之內培林55之外形皆為正圓且相密貼套接使力可完整的被直接傳遞並增強結構強度使該凸輪件52及該內培林55不易損壞。該外齒輪21及該內齒輪6至少其中之一者的齒部係為多圓弧齒64，較佳地該外齒輪21及該內齒輪6兩者皆為多圓弧齒64，該多圓弧齒64由複數個連續相連且具有相異曲率半徑之圓弧所構成，如此該外齒輪21與該內齒輪6相嚙合之各齒部皆為滑動切線接觸，藉此可降低摩擦。各該凸輪件52具有一貫穿之套孔53，各該套孔53之孔壁密貼套接於相應之凸輪結合部31，各該套孔53之孔壁設有四軸向抵接平面54，該四軸向抵接平面54抵接該四軸向切平面32以使該心軸3可帶動該凸輪件52轉動，且該複數凸輪件52係等角距地（但不限）套接於該心軸3以使該等內齒輪6可平均的施力於該外齒輪21之不同角度位置。
於本實施例中，該外環部件2另包括二殼體24、二基座25及二基座培林26，各該外齒輪21環設有複數貫孔22，複數銷件27穿設於部分該等貫孔22且插設於該二殼體24，複數固緊件28穿設於該二殼體24及部分該等貫孔22，該二外齒輪21夾設於該二殼體24之間，該二基座培林26分別套設於該二基座25且位於該複數內齒輪6之二側，該二基座培林26分別抵接於該二殼體24與該二外齒輪21之間，該心軸3穿設過該二外齒輪21、該二基座25及該二基座培林26，該複數支柱7可拆卸地與該二基座25固接以便於拆裝，藉此，該二基座25可穩固的定位該變速裝置1之內部結構。
於本實施例中，該心軸3與各該基座25之間、各該基座25與各該殼體24之間、以及該二殼體24之間另分別設有一止漏環29a, 29b, 29c。各該外齒輪21之外周面徑向地剖設有複數狹通槽23，各該貫孔22與其中一該狹通槽23連通。該複數內齒輪6與各該基座25之間形成有一間隙65以降低摩擦。較佳地，該外環部件2與該複數凸輪部件5之間另設有潤滑物質且流通於該變速裝置1之內以降低各零組件之間之摩擦。該等止漏環可隔絕該變速裝置1之內部與外部以防止該潤滑物質漏出或異物進入。
於使用上，該心軸3轉動並帶動該凸輪部件5轉動以使該內齒輪6以繞環擺動之方式作動於該外齒輪21，藉此該變速裝置1不需額外的齒輪即具有較大之減速比，且該變速裝置1之體積可控制在較小的範圍以符合需求。如使該外齒輪21旋轉以帶動該內齒輪6進行繞環擺動並由該心軸3輸出，則可得到具有較大加速比。
請參考圖8之第二實施例，該變速裝置1a可透過更換不同長度之心軸3a，內齒輪6a之數量及該外齒輪21a之軸向厚度（於其他實施例中亦可視需求而調整該外齒輪之數量）並更好的平均該等內齒輪6a及該外齒輪21a之承力。
請參考圖9及圖10之第三實施例，該凸輪件52c之套孔53c及該凸輪件52d之套孔53d亦可為不同徑向長度方向及位置之配置，惟使用上可使內齒輪與外齒輪穩定作動即可。
於其他實施例中，各該心軸之凸輪結合部包括複數軸向切平面，各該凸輪部件具有一貫穿之套孔，各該套孔之孔壁設有一軸向抵接平面，該等軸向抵接平面（如圖9及圖10所示之凸輪件）抵接於相異之軸向切平面；又或該變速裝置之心軸設有一軸向切平面，各該凸輪部件具有一貫穿之套孔，各該套孔之孔壁設有一抵接該軸向切平面之軸向抵接平面，該等軸向抵接平面之至少其中二者係具有一數值不為零之角度相位差；惟使該變速裝置之凸輪部件可拆卸的固定於該心軸即可。
於其他實施例中，各等輔助凸輪部件之軸件亦可延伸超過該基座並透過套接至少一從動齒輪的方式與其他主動齒輪嚙合；該變速裝置之心軸及凸輪部件之間可為非相密貼套接亦無不可。
綜上所述，該複數內齒輪同時作動並輔以該複數輔助凸輪部件，提高該變速裝置之精準及穩定性，亦提升了該變速裝置的使用壽命。該變速裝置具有極佳的動能利用率且拆裝及調整零部件簡單快速。
1, 1a‧‧‧變速裝置
2‧‧‧外環部件
21, 21a‧‧‧外齒輪
22‧‧‧貫孔
23‧‧‧狹通槽
24‧‧‧殼體
25‧‧‧基座
26‧‧‧基座培林
27‧‧‧銷件
28‧‧‧固緊件
29a, 29b, 29c‧‧‧止漏環
3, 3a‧‧‧心軸
30‧‧‧中心軸線
31‧‧‧凸輪結合部
32‧‧‧軸向切平面
4‧‧‧輔助凸輪部件
41‧‧‧軸件
42‧‧‧輔助凸輪件
43‧‧‧輔助培林
5‧‧‧凸輪部件
52, 52c, 52d‧‧‧凸輪件
53, 53c, 53d‧‧‧套孔
54‧‧‧軸向抵接平面
55‧‧‧內培林
6, 6a‧‧‧內齒輪
61‧‧‧中心孔
62‧‧‧穿孔
63‧‧‧弧導槽
64‧‧‧多圓弧齒
65‧‧‧間隙
7‧‧‧支柱
71‧‧‧環餘隙
圖1為本發明第一實施例之立體圖。 圖2為本發明第一實施例之透視圖。 圖3為本發明第一實施例之分解圖。 圖4為本發明第一實施例之剖面示意圖。 圖5及圖6為本發明第一實施例之多圓弧齒放大示意圖。 圖7為本發明第一實施例之剖面示意圖。 圖8為本發明第二實施例之剖面示意圖。 圖9及圖10為本發明第三實施例之凸輪件示意圖。
1‧‧‧變速裝置
2‧‧‧外環部件
3‧‧‧心軸
24‧‧‧殼體
25‧‧‧基座
30‧‧‧中心軸線

Claims (8)

  1. 一種變速裝置，包括：一外環部件，內部包括至少一外齒輪；一心軸，與該至少一外齒輪同軸地樞設於該外環部件，具有一中心軸線且其外周設有複數凸輪結合部；複數凸輪部件，分別可拆卸地套接於該複數凸輪結合部，與該心軸同步轉動，該複數凸輪部件之至少其中二者係具有一數值不為零之角度相位差；複數內齒輪，為剛性材質，分別套設於該複數凸輪部件且不隨該複數凸輪部件轉動，分別與該至少一外齒輪部分嚙合。
  2. 如請求項1所述的變速裝置，其中各該凸輪結合部包括至少一軸向切平面，各該凸輪部件具有一貫穿且形狀對應於該凸輪結合部之外形的套孔。
  3. 如請求項1所述的變速裝置，其中各該凸輪部件包括一套接於其中一該凸輪結合部之凸輪件及一套組於該凸輪件之內培林，各該內齒輪套組於其中一該內培林。
  4. 如請求項3所述的變速裝置，其中各該凸輪件與相應之內培林之外形皆為正圓且相密貼套接。
  5. 如請求項1所述的變速裝置，其中該心軸設有一軸向切平面，各該凸輪部件具有一貫穿之套孔，各該套孔之孔壁設有一抵接該軸向切平面之軸向抵接平面，該等軸向抵接平面之至少其中二者係具有一數值不為零之角度相位差。
  6. 如請求項1所述的變速裝置，其中該外齒輪及該內齒輪至少其中之一者的齒部係為多圓弧齒，該多圓弧齒由複數個連續相連且具有相異曲率半徑之圓弧所構成，該外齒輪與該內齒輪相嚙合之各齒部皆為滑動切線接觸。
  7. 如請求項1所述的變速裝置，其中各該外齒輪環設有複數貫孔，各該外齒輪之外周面另徑向地剖設有複數狹通槽，各該貫孔與其中一該狹通槽連通，該複數內齒輪與該外環部件之間形成有一間隙，該外環部件與該複數凸輪部件之間另設有潤滑物質。
  8. 如請求項1所述的變速裝置，其中各該凸輪結合部包括四軸向切平面，該四軸向切平面兩兩徑向相對，各該凸輪部件具有一貫穿且形狀對應於該凸輪結合部之外形的套孔；各該凸輪部件包括一套接於其中一該凸輪結合部之凸輪件及一套組於該凸輪件之內培林，各該內齒輪套組於其中一該內培林；各該凸輪件與相應之內培林之外形皆為正圓且相密貼套接；該外齒輪及該內齒輪至少其中之一者的齒部係為多圓弧齒，該多圓弧齒由複數個連續相連且具有相異曲率半徑之圓弧所構成，該外齒輪與該內齒輪相嚙合之各齒部皆為滑動切線接觸；各該凸輪件具有一貫穿之套孔，各該套孔之孔壁密貼套接於相應之凸輪結合部，各該套孔之孔壁設有四軸向抵接平面，該四軸向抵接平面抵接該四軸向切平面；該複數凸輪件係等角距地套接於該心軸；該外環部件另包括二殼體、二基座及二基座培林，各該外齒輪環設有複數貫孔，複數銷件穿設於部分該等貫孔且插設於該二殼體，複數固緊件穿設於該二殼體及部分該等貫孔，該至少一外齒輪夾設於該二殼體之間，該二基座培林分別套設於該二基座且位於該複數內齒輪之二側，該二基座培林分別抵接於該二殼體與該至少一外齒輪之間，該心軸穿設過該至少一外齒輪、該二基座及該二基座培林；該心軸與各該基座之間、各該基座與各該殼體之間、以及該二殼體之間另分別設有一止漏環；各該外齒輪之外周面徑向地剖設有複數狹通槽，各該貫孔與其中一該狹通槽連通；該複數內齒輪與各該基座之間形成有一間隙；該外環部件與該複數凸輪部件之間另設有潤滑物質。
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