TWI621790B - Clutch of stepless transmission - Google Patents

Abstract

一種無段變速器之離合裝置，設於具有變速球體的無段變速器，離合裝置包含：動力輸入轉體，具有第一動力輸入轉體、離合球體、第一滾珠環體、第二動力輸入轉體、彈性元件及限位柱體，第一動力輸入轉體離合式夾制變速球體，第一動力輸入轉體具有徑向滑槽，第二動力輸入轉體具有斜向滑槽，離合球體活動夾制於徑向滑槽及斜向滑槽之間，限位柱體貫穿第二動力輸入轉體的圓弧形導引孔以固設於第一動力輸入轉體，彈性元件連接限位柱體與第二動力輸入轉體；動力輸出轉體，夾制變速球體。藉此，本發明之離合裝置可整合於無段變速器。

Description

無段變速器之離合裝置

本發明係提供一種無段變速器之離合裝置，尤指一種可整合於無段變速器之離合裝置。

目前一般的交通工具皆設置有排檔機構及離合裝置，另外，一般的交通工具為減少油耗，其排檔機構則會使用無段變速器。然而，一般的交通工具的無段變速器及離合裝置為分開製造組裝，其會產生較大的體積、較重的重量、較多的組裝工時及較高的製作成本。因此，如何發明出一種無段變速器之離合裝置，以使其可整合於無段變速器，將是本發明所欲積極揭露之處。

有鑑於上述習知技術之缺憾，發明人有感其未臻於完善，遂竭其心智悉心研究克服，進而研發出一種無段變速器之離合裝置，以期達到可將離合裝置整合於無段變速器的目的。

本發明係提供一種無段變速器之離合裝置，其設置於一無段變速器，該無段變速器具有一變速框體、複數變速球體及複數變速桿體，該等變速球體活動設置於該變速框體且呈圓環狀排列，該等變速球體分別轉動連接於該等變速桿體，該離合裝置包含：一動力輸入轉體，其具有一第一動力輸入轉體、複數離合球體、一第一滾珠環體、一第二動力輸入轉體、複數彈性元件及複數限位柱體，該動力輸入轉體轉動連接於該變速框體的一動力輸入部，該第一動力輸入轉體的內側面具有一動力輸入夾制環面以離合式夾制該等變速球體 的一側，該第一動力輸入轉體的外側面具有呈圓環狀排列的複數第一水滴狀凹槽及呈圓環狀排列的複數徑向滑槽，該第二動力輸入轉體具有呈圓環狀排列的複數圓弧形導引孔，該第二動力輸入轉體的內側面具有呈圓環狀排列的複數第二水滴狀凹槽及呈圓環狀排列的複數斜向滑槽，該等第二水滴狀凹槽與該等第一水滴狀凹槽朝向相反方向，該第一滾珠環體的複數滾珠活動夾制於該等第一水滴狀凹槽與該等第二水滴狀凹槽之間，該等離合球體活動夾制於該等徑向滑槽及該等斜向滑槽之間，該等限位柱體貫穿該等圓弧形導引孔以固設於該第一動力輸入轉體的外側面，該等彈性元件呈圓環狀排列且連接於該等限位柱體與該第二動力輸入轉體之間；以及一動力輸出轉體，其具有一第一動力輸出轉體、一第二滾珠環體及一第二動力輸出轉體，該動力輸出轉體轉動連接於該變速框體的一動力輸出部，該第一動力輸出轉體的內側面具有一動力輸出夾制環面以夾制該等變速球體的另一側，該第一動力輸出轉體的外側面具有呈圓環狀排列的複數第三水滴狀凹槽，該等第三水滴狀凹槽與該等第一水滴狀凹槽朝向相同方向，該第二動力輸出轉體的內側面具有呈圓環狀排列的複數第四水滴狀凹槽，該等第四水滴狀凹槽與該等第三水滴狀凹槽朝向相反方向，該第二滾珠環體的複數滾珠活動夾制於該等第三水滴狀凹槽與該等第四水滴狀凹槽之間。

上述的無段變速器之離合裝置中，各該彈性元件的二端分別具有一套設環及一固定鈎體，該第二動力輸入轉體的外側面具有呈圓環狀排列的複數固定卡槽，各該彈性元件的套設環套設於各該限位柱體，各該彈性元件的固定鈎體卡固於各該固定卡槽。

上述的無段變速器之離合裝置中，更包含一第一止推軸承及一第二止推軸承以分別轉動連接於該第二動力輸入轉體的外側面及該第二動力輸出轉體的外側面。

上述的無段變速器之離合裝置中，該無段變速器具有一動力輸入承載轉體及一動力輸出承載轉體以分別轉動連接於該變速框體的動力輸入部及動力輸出部，該動力輸入承載轉體及該動力輸出承載轉體分別承載該等變速球體底部的二側，該動力輸入夾制環面及該動力輸出夾制環面分別夾制該等變速球體頂部的二側。

藉此，本發明的無段變速器之離合裝置可將離合裝置整合於無段變速器。

1‧‧‧無段變速器

11‧‧‧變速框體

111‧‧‧圓形容置通孔

112‧‧‧動力輸入部

113‧‧‧動力輸出部

12‧‧‧變速球體

13‧‧‧變速桿體

14‧‧‧動力輸入承載座

15‧‧‧動力輸出承載座

16‧‧‧動力輸入承載轉體

161‧‧‧動力輸入承載環面

17‧‧‧動力輸出承載轉體

171‧‧‧動力輸出承載環面

2‧‧‧動力輸入轉體

21‧‧‧第一動力輸入轉體

211‧‧‧動力輸入夾制環面

212‧‧‧第一水滴狀凹槽

213‧‧‧徑向滑槽

22‧‧‧第二動力輸入轉體

221‧‧‧第二水滴狀凹槽

222‧‧‧斜向滑槽

224‧‧‧第二固定單元

225‧‧‧圓弧形導引孔

226‧‧‧固定卡槽

23‧‧‧離合球體

24‧‧‧第一滾珠環體

241‧‧‧滾珠

25‧‧‧彈性元件

251‧‧‧套設環

252‧‧‧固定鈎體

26‧‧‧限位柱體

3‧‧‧動力輸出轉體

31‧‧‧第一動力輸出轉體

311‧‧‧動力輸出夾制環面

312‧‧‧第三水滴狀凹槽

32‧‧‧第二動力輸出轉體

321‧‧‧第四水滴狀凹槽

33‧‧‧第二滾珠環體

331‧‧‧滾珠

4‧‧‧第一止推軸承

5‧‧‧第二止推軸承

[圖1]係本發明較佳具體實施例無段變速器之離合裝置之分解示意圖一。

[圖2]係本發明較佳具體實施例無段變速器之離合裝置之分解示意圖二。

[圖3]係圖1之無段變速器之離合裝置之組裝示意圖。

[圖4]係圖3之無段變速器之離合裝置另一視角之示意圖。

[圖5]係圖3之無段變速器之離合裝置之組裝示意圖。

[圖6]係圖5之無段變速器之離合裝置另一視角之示意圖。

[圖7]係圖5之無段變速器之離合裝置之組裝示意圖。

[圖8]係圖7之無段變速器之離合裝置另一視角之示意圖。

[圖9]係圖7之無段變速器之離合裝置之剖面示意圖一。

[圖10]係圖7之無段變速器之離合裝置之剖面示意圖二。

[圖11]係圖7之無段變速器之離合裝置之剖面示意圖三。

為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：請參考圖1至圖11，其中圖9係圖7沿複數離合球體23的中心剖面後面向動力輸入承載座14之剖面示意圖，圖10係圖7沿複數離合球體23的中心剖面後面向第二動力輸入轉體22之剖面示意圖，圖11係圖7沿無段變速器1的軸心剖面後面向無段變速器1後側之剖面示意圖，如圖所示，本發明係提供一種無段變速器之離合裝置，其設置於一無段變速器1，該離合裝置包含一動力輸入轉體2及一動力輸出轉體3。

請參考圖1、圖2及圖11，如圖所示，該無段變速器1具有一變速框體11、複數變速球體12及複數變速桿體13，該變速框體11可呈輪框狀且其二側面分別可具有內凹的一動力輸入部112及一動力輸出部113，該等變速球體12活動設置於該變速框體11的複數圓形容置通孔111內且呈圓環狀排列，該等變速球體12的二側分別外露於該變速框體11二側的動力輸入部112及動力輸出部113，該等變速球體12分別轉動連接於該等變速桿體13。

請參考圖1至圖5、圖7及圖9至圖11，如圖所示，該動力輸入轉體2具有一第一動力輸入轉體21、複數離合球體23、一第一滾珠環體24、一第二動力輸入轉體22、複數彈性元件25及複數限位柱體26，該動力輸入轉體2轉動連接於該變速框體11的動力輸入部112，該動力輸入轉體2可藉由其圓形周緣或中心轉動連接於該變速框體11的動力輸入部112上的對應結構，該第一動力輸入轉體21可為環狀體，該第一動力輸入轉體21的內側面具有一動力輸入夾制 環面211以離合式夾制該等變速球體12的一側，該動力輸入夾制環面211可朝該第一動力輸入轉體21的中心傾斜以離合式夾制該等變速球體12頂部的一側，該第一動力輸入轉體21的外側面由外而內具有呈圓環狀排列的複數第一水滴狀凹槽212及複數徑向滑槽213，該等第一水滴狀凹槽212沿該第一動力輸入轉體21的切線方向設置，該等徑向滑槽213沿該第一動力輸入轉體21的徑向設置，該第二動力輸入轉體22可為環狀體，該第二動力輸入轉體22具有呈圓環狀排列的複數圓弧形導引孔225，該等圓弧形導引孔225沿該第二動力輸入轉體22的切線方向設置，該第二動力輸入轉體22的內側面由外而內具有呈圓環狀排列的複數第二水滴狀凹槽221及複數斜向滑槽222，該等第二水滴狀凹槽221沿該第二動力輸入轉體22的切線方向設置，如圖2所示，該斜向滑槽222的內側端沿該第二動力輸入轉體22的徑向可對應到該第二水滴狀凹槽221的頭部，該斜向滑槽222的外側端沿該第二動力輸入轉體22的徑向可對應到該第二水滴狀凹槽221的尾部，且該等斜向滑槽222分別可呈圓弧狀，各該圓弧形導引孔225可位於兩兩斜向滑槽222之間，該等第二水滴狀凹槽221與該等第一水滴狀凹槽212朝向相反方向，意即各該第一水滴狀凹槽212的頭部朝向順時針方向(或逆時針方向)時，各該第二水滴狀凹槽221的頭部朝向逆時針方向(或順時針方向)，該第一滾珠環體24的複數滾珠241活動夾制於該等第一水滴狀凹槽212與該等第二水滴狀凹槽221之間，該等離合球體23活動夾制於該等徑向滑槽213及該等斜向滑槽222之間，該等限位柱體26貫穿該等圓弧形導引孔225後固設於該第一動力輸入轉體21的外側面，且靠設於該等圓弧形導引孔225順時針方向的一端(如圖7所示)，該等彈性元件25呈圓環狀排列且連接於該等限位柱體26與該第二動力輸入轉體22之間，以使該第一動力輸入轉體21與該第二動力輸入轉體22靠緊。

請參考圖1、圖2、圖4、圖6及圖11，如圖所示，該動力輸出轉體3具有一第一動力輸出轉體31、一第二滾珠環體33及一第二動力輸出轉體32，該動力輸出轉體3轉動連接於該變速框體11的動力輸出部113，該動力輸出轉體3可藉由其圓形周緣或中心轉動連接於該變速框體11的動力輸出部113上的對應結構，或該動力輸出轉體3可直接轉動連接於該等變速球體12的另一側，該第一動力輸出轉體31可為環狀體，該第一動力輸出轉體31的內側面具有一動力輸出夾制環面311以夾制該等變速球體12的另一側，該動力輸出夾制環面311可朝該第一動力輸出轉體31的中心傾斜以夾制該等變速球體12頂部的另一側，該第一動力輸出轉體31的外側面具有呈圓環狀排列的複數第三水滴狀凹槽312，該等第三水滴狀凹槽312沿該第一動力輸出轉體31的切線方向設置，該等第三水滴狀凹槽312與該等第一水滴狀凹槽212朝向相同方向，意即各該第一水滴狀凹槽212的頭部朝向順時針方向(或逆時針方向)時，各該第三水滴狀凹槽312的頭部亦朝向順時針方向(或逆時針方向)，該第二動力輸出轉體32的內側面具有呈圓環狀排列的複數第四水滴狀凹槽321，該等第四水滴狀凹槽321沿該第二動力輸出轉體32的切線方向設置，該等第四水滴狀凹槽321與該等第三水滴狀凹槽312朝向相反方向，意即各該第三水滴狀凹槽312的頭部朝向順時針方向(或逆時針方向)時，各該第四水滴狀凹槽321的頭部朝向逆時針方向(或順時針方向)，該第二滾珠環體33的複數滾珠331活動夾制於該等第三水滴狀凹槽312與該等第四水滴狀凹槽321之間。

請參考圖1、圖2、圖9、圖10及圖11，如圖所示，當圖1的動力輸入轉體2由該第二動力輸入轉體22輸入動力，並在小於傳動轉速(例如4000_rpm)的情況下順時針轉動時，該動力輸入轉體2的動力輸入夾制環面211不 會接觸該等變速球體12，或會滑動接觸該等變速球體12但不會帶動該等變速球體12轉動。當圖1的動力輸入轉體2由該第二動力輸入轉體22輸入動力，並在大於或等於傳動轉速(例如4000_rpm)的情況下順時針轉動時，該等離合球體23會因離心力的關係朝外移動，如圖9所示，該等離合球體23會由該等離合球體23的所在處朝該等徑向滑槽213的另一端移動，在該等離合球體23移動的過程中會克服該等彈性元件25的收縮力並頂推該等斜向滑槽222而朝外移動，如圖10所示，該等離合球體23會由該等離合球體23的所在處朝該等斜向滑槽222的另一端移動，藉此，該第一動力輸入轉體21便可藉由該等限位柱體26及該等圓弧形導引孔225的導引而朝相反於該第二動力輸入轉體22的轉動方向略為轉動一角度，此時該第一滾珠環體24的複數滾珠241便會由該等第一水滴狀凹槽212的頭部及該等第二水滴狀凹槽221的頭部移動至該等第一水滴狀凹槽212的尾部及該等第二水滴狀凹槽221的尾部，以使該第一滾珠環體24的該等滾珠241沿該動力輸入轉體2的軸向推移該第一動力輸入轉體21朝該等變速球體12移動，進而使該第一動力輸入轉體21的動力輸入夾制環面211加壓該等變速球體12，之後該第一動力輸入轉體21的動力輸入夾制環面211便可帶動該等變速球體12轉動，接著該等變速球體12經由該第一動力輸出轉體31的動力輸出夾制環面311帶動該第一動力輸出轉體31朝相反於該動力輸入轉體2的轉動方向轉動，此時該第二滾珠環體33的複數滾珠331便會移動至該等第三水滴狀凹槽312的尾部及該等第四水滴狀凹槽321的尾部，以使該第二滾珠環體33的該等滾珠331沿該動力輸出轉體3的軸向推移該第一動力輸出轉體31朝該等變速球體12移動，進而使該第一動力輸出轉體31的動力輸出夾制環面311加壓該等變速球體12，最後該等變速球體12便可夾制於該第一動力輸入轉體21的動力輸入夾制環面211與該第 一動力輸出轉體31的動力輸出夾制環面311之間，以使該第二動力輸入轉體22所輸入動力由該第二動力輸出轉體32輸出。當圖1的動力輸入轉體2再回到小於傳動轉速的情況下順時針轉動時，該等離合球體23及該第一滾珠環體24的複數滾珠241會藉由該等彈性元件25的收縮回到原來的位置而使該第一動力輸入轉體21不帶動該等變速球體12轉動。

請參考圖11，如圖所示，當該等變速桿體13直立時，由於該第一動力輸入轉體21的動力輸入夾制環面211及該第一動力輸出轉體31的動力輸出夾制環面311所夾制的位置位於該等變速球體12相同的半徑處，因此該動力輸入轉體2與該動力輸出轉體3的轉速相同；當該等變速桿體13由直立狀態帶動該等變速球體12向右偏轉小於90度時，由於該第一動力輸入轉體21的動力輸入夾制環面211所夾制的位置位於該等變速球體12的較小半徑處，該第一動力輸出轉體31的動力輸出夾制環面311所夾制的位置位於該等變速球體12的較大半徑處，因此該動力輸出轉體3的轉速會大於該動力輸入轉體2的轉速(升速)；當該等變速桿體13由直立狀態帶動該等變速球體12向左偏轉小於90度時，由於該第一動力輸入轉體21的動力輸入夾制環面211所夾制的位置位於該等變速球體12的較大半徑處，該第一動力輸出轉體31的動力輸出夾制環面311所夾制的位置位於該等變速球體12的較小半徑處，因此該動力輸出轉體3的轉速會小於該動力輸入轉體2的轉速(降速)。

綜上所述，本發明的無段變速器之離合裝置可將離合裝置整合於無段變速器，以減少整體的體積、重量、組裝工時及製作成本。。

請參考圖1至圖5及圖7，如圖所示，上述的無段變速器之離合裝置中，各該彈性元件25可為螺旋彈簧，各該彈性元件25的二端分別可具有一套 設環251及一固定鈎體252，該第二動力輸入轉體22的外側面可具有呈圓環狀排列的複數固定卡槽226，如圖7所示，各該限位柱體26靠設於各該圓弧形導引孔225順時針方向的一端，各該固定卡槽226位於各該限位柱體26順時針方向的一側，各該彈性元件25的套設環251套設於各該限位柱體26靠外的一端，各該彈性元件25的固定鈎體252卡固於各該固定卡槽226。

請參考圖1至圖4，如圖所示，上述的無段變速器之離合裝置中，該等彈性元件25可被預先拉伸，且該等彈性元件25的彈性系數(K)可變換。藉由變換該等彈性元件25的彈性系數(K)可調整該傳動轉速的大小，該等彈性元件25的彈性系數(K)愈大(該第一動力輸入轉體21與該第二動力輸入轉體22靠得愈緊)，該傳動轉速的值就愈大，該等彈性元件25的彈性系數(K)愈小(該第一動力輸入轉體21與該第二動力輸入轉體22靠得愈鬆)，該傳動轉速的值就愈小。

請參考圖1至圖8，如圖所示，上述的無段變速器之離合裝置中，更可包含一第一止推軸承4及一第二止推軸承5以分別轉動連接於該第二動力輸入轉體22的外側面及該第二動力輸出轉體32的外側面。

請參考圖1、圖2及圖11，如圖所示，上述的無段變速器之離合裝置中，該無段變速器1可具有一動力輸入承載轉體16及一動力輸出承載轉體17以分別轉動連接於該變速框體11的動力輸入部112的動力輸入承載座14及動力輸出部113的動力輸出承載座15，該動力輸入承載轉體16的動力輸入承載環面161可朝該動力輸入承載轉體16的外側傾斜，該動力輸出承載轉體17的動力輸出承載環面171可朝該動力輸出承載轉體17的外側傾斜，該動力輸入承載轉體16的動力輸入承載環面161及該動力輸出承載轉體17的動力輸出承載環面171分別承載該等變速球體12底部的二側，該動力輸入夾制環面211及該動力輸出 夾制環面311分別夾制該等變速球體12頂部的二側。藉此，該等變速球體12可被穩定夾制於該第一動力輸入轉體21的動力輸入夾制環面211、該第一動力輸出轉體31的動力輸出夾制環面311、該動力輸入承載轉體16的動力輸入承載環面161及該動力輸出承載轉體17的動力輸出承載環面171之間。

本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

Claims (4)

1. 一種無段變速器之離合裝置，其設置於一無段變速器，該無段變速器具有一變速框體、複數變速球體及複數變速桿體，該等變速球體活動設置於該變速框體且呈圓環狀排列，該等變速球體分別轉動連接於該等變速桿體，該離合裝置包含：一動力輸入轉體，其具有一第一動力輸入轉體、複數離合球體、一第一滾珠環體、一第二動力輸入轉體、複數彈性元件及複數限位柱體，該動力輸入轉體轉動連接於該變速框體的一動力輸入部，該第一動力輸入轉體的內側面具有一動力輸入夾制環面以離合式夾制該等變速球體的一側，該第一動力輸入轉體的外側面具有呈圓環狀排列的複數第一水滴狀凹槽及呈圓環狀排列的複數徑向滑槽，該第二動力輸入轉體具有呈圓環狀排列的複數圓弧形導引孔，該第二動力輸入轉體的內側面具有呈圓環狀排列的複數第二水滴狀凹槽及呈圓環狀排列的複數斜向滑槽，該等第二水滴狀凹槽與該等第一水滴狀凹槽朝向相反方向，該第一滾珠環體的複數滾珠活動夾制於該等第一水滴狀凹槽與該等第二水滴狀凹槽之間，該等離合球體活動夾制於該等徑向滑槽及該等斜向滑槽之間，該等限位柱體貫穿該等圓弧形導引孔以固設於該第一動力輸入轉體的外側面，該等彈性元件呈圓環狀排列且連接於該等限位柱體與該第二動力輸入轉體之間；以及一動力輸出轉體，其具有一第一動力輸出轉體、一第二滾珠環體及一第二動力輸出轉體，該動力輸出轉體轉動連接於該變速 框體的一動力輸出部，該第一動力輸出轉體的內側面具有一動力輸出夾制環面以夾制該等變速球體的另一側，該第一動力輸出轉體的外側面具有呈圓環狀排列的複數第三水滴狀凹槽，該等第三水滴狀凹槽與該等第一水滴狀凹槽朝向相同方向，該第二動力輸出轉體的內側面具有呈圓環狀排列的複數第四水滴狀凹槽，該等第四水滴狀凹槽與該等第三水滴狀凹槽朝向相反方向，該第二滾珠環體的複數滾珠活動夾制於該等第三水滴狀凹槽與該等第四水滴狀凹槽之間。
2. 如請求項1所述之無段變速器之離合裝置，其中各該彈性元件的二端分別具有一套設環及一固定鈎體，該第二動力輸入轉體的外側面具有呈圓環狀排列的複數固定卡槽，各該彈性元件的套設環套設於各該限位柱體，各該彈性元件的固定鈎體卡固於各該固定卡槽。
3. 如請求項1所述之無段變速器之離合裝置，其中更包含一第一止推軸承及一第二止推軸承以分別轉動連接於該第二動力輸入轉體的外側面及該第二動力輸出轉體的外側面。
4. 如請求項1所述之無段變速器之離合裝置，其中該無段變速器具有一動力輸入承載轉體及一動力輸出承載轉體以分別轉動連接於該變速框體的動力輸入部及動力輸出部，該動力輸入承載轉體及該動力輸出承載轉體分別承載該等變速球體底部的二側，該動力輸入夾制環面及該動力輸出夾制環面分別夾制該等變速球體頂部的二側。