TWM351155U - Continuous transmission compound power system - Google Patents

Description

M351155 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^-9 C7 D7 五、創作說明（） 創作諸景： 本創作係為一種連縯變速複合動力糸統’特別是^旨一 種結合微型内燃機與電動機作為動力單元之連速複合 動力:系統。 傳統的車輔皆Μ內燃機引擎為動力源’經傳動箱將動 力傳至輪子，因而驅動車輔前進。由於内、燃機弓丨擎·^燃料· 來產生動力，會產生有毒之廢氣污染空氣；為了環保的目 的，因此有電動車輔的發明，此種車輔不再使用內燃機弓丨 擎為動力，而是使用電池結合電動馬達為動力源* 胃 池的電力經電動馬達轉換產生機械動力’再經傳動箱驅廒1 輪子。但是電動車輛受限於電池所能儲蓄的電力能量不足 ，使得電動車輛的巡迴行駛距離太短，不能滿足大多數駕 験者的需求，因此使得其商品化推廣有限；在這些窗景之 下，因此有複合動力車輔的發明，此種車輔將内燃機引擎 與電動馬達兩種動力源，經由某些傳動機構作巧妙的結合 ，產生特殊的動力輸出功能，不同的傳動機構將組合成不 同的複合動力糸統，因而產生不同的輸出功能’其主要的 目的是配合内燃機引擎與電動馬達的特殊之扭力特性及效 率特性，經由傳動機構所產生之動力組合，使得合成後之 動力能夠讓内燃機引擎與電動馬達在最高效率的狀態下蓮 轉，或是配合不同的使用環境，例如上坡、下坡、停車惰 速、急加速等等狀況下，讓兩種動力產生最佳的組合’達 到最省能源或最大出力或最低廢氣污染排放等等效果者° 由於傳動機構有許多種不同的型態，因此能夠組合成 -2_ t氏張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐）~ _____________^-----------------嫁 (諳先閱讀背面之汉意事項声％寫本頁) M351155 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 C7 D7 五、創作說明（） 許多種不同構造及不同功效的複合動力糸統，目前大多數 複合動力糸統的創作都屬於四輪車輛使用者，由於世界各 大汽車廠在創作新的複合動力糸統上競爭非常激烈，因此 已有數百種不同機構組合之複合動力糸統。 但是在次微小型引擎為主要動力的車輔領域中，如微 小型二輪機車或微小型四輪區間車等，由於其空間窄小， 而且產品之價格較低，很難設計適當的傳動機構來達到複 合動力糸統的效果，因此全世界已有的複合動力系統很少 有供應微小型車輛使用者；即使已知某些研究產品如曰本 本田公司，有些創作是針對微小型車輛應用者，但是其機 構組合只能產生很小範圍複合動力糸統之功效；另外本田 公司所提出之中華民國專利公告第390939號案及第394827 號案中之複合動力糸統雖具有完整之複合動力糸統之功效 ，但是其機構非常複雜，產品的成本很高。 另外國內有些複合動力糸統的專利公告第28799號， 它是將引擎動力與電動機動力做為行星齒輪糸的太陽齒輪 與衛星齒輪的動力輸入，並將車輪毅連接環齒輪做為動力 輸出，此種動力的啣接方式，由於引擎動力未經扭力轉換 器或類似的扭力傳送機構，當引擎轉速變化很大或轉速不 穩定時，兩種動力並不能平滑的啣接，當引擎惰速時，也 不能將動力傳遞隔斷，故此案之機構並不實用。 因此如何設計一套適合微小型車輔使用的複合動力糸 統，它不僅是要能裝配在很小的空間中，具有低成本的構 造，而且要能讓内燃機引擎與電動馬達兩者個動力源皆雕 -3- 張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） """"""'"""""" I------------裝------I* 訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項声各寫本頁) M351155 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 C7 D7 五、創作說明（） 獨立作功出力，又能平順的啣接合成動力，更能讓電動馬 達當作發電負載讓引擎動力或車輛慣性動力帶動發電，達 成一套完整的複合動力糸統的所有功效；這項創作之主題 就成為欲發展微小型動力系統工業，如小型二輪機車或小 型四輪特種車輔等產業很簠要的一個發展方向。 創作概述： 本創作之目的在於提供一種最低成本的並聯式複合動 力系統之機構。在此機構下，可以藉由簡單的傳動機構將 內燃引擎與電動機的動力加Μ銜接，而從一個單一的傳動 軸輸出，並使得二種不同的動力單元的動力能夠以不同形 式的組合，而產生不同的驅動模式。 本創作主要技術特徵係將内燃機引擎與電動馬達兩種 動力經由V形皮帶變速糸統連接，使兩種動力能平順的_ 接，並經由控制器的操縱，達到並聯式複合動力系統的所 有功效，這搜功效包括： 1. 引擎惰轉或熄火，電動機成空轉狀態； 2. 引‘擎惰轉或熄火，電動機以馬達狀態正轉驅動車輛前 進； 3. 引擎惰轉或熄火，電動機以馬達狀態反轉驅動車輛後 退； 4. 引擎正轉，動力經V形皮帶變速糸統變速後，驅動車 輔前進，電動機成空轉狀態，· 5. 引擎正轉，動力經V形皮帶變速糸統變速後，驅動車 輛前進，電動機成發電負載狀態； 氏張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) f vJ? —-----------裝--------訂---------線 <請先閲讚背面之注意事項声¾寫本頁) _ M351155 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製v> C7 五、創作說明（） 6. 引擎正轉，動力經傳動糸統變速後，驅動車輔前進’ 電動機成馬達狀態正轉*並Μ動力輔助引擎作功； 7. 引擎惰轉或熄火•電動機成發電負載狀態’吸收1車1車兩 行進之慣性力或剎車力。 8. 引擎惰轉速度提高，電動機成空轉狀態，利用引擎的 附屬發電機發電，使得車輛在停車狀態下，仍能發電 藉由本創作之技術，可Μ使得設計者將各種市面上可 見的内燃引擎與不同形式的電動機加Μ模組化的組合*而 達到降低成本的目的；而且本創作之機構能改變第二傳動 裝置的減速比，使得設計者能更大範圍的匹配不同動力規 格之引擎及電動機*從而使本創作能更廣泛的應用於不同 使用條件的產品上，而且本創作使得電動機在空間佈置上 更有彈性，能充分的應用車輔的有限空間；而且本創作之 機構適用於二輪車與二輪Μ上之車輔，又大幅增加其產品 的應用範圍。 圖式說明： 圖1係本創作應用在輕型二輪車輔之實施例。 圖2係本創作應用在輕型四輪車輔之實施例。 圖3係本創作應用在二輪車輛之另一種實施例。 圖號說明： 10第一動力單元 20傳動箱 21驅動軸 22啟動裝置 23發電機 30 V形皮帶變速機構 —5 — 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） --------------裝--------訂---------線r (請先閲讀背面之ji意事項#4寫本頁) _ M351155 C7 D7 五、創作說明 31 驅動皮帶輪 32 從動皮帶輪 311、312錐形盤 321、322錐形盤 33 V形皮帶 34 擒板 35 36 扭力凸輪 37 回復彈簧 40 輸出軸 50 電動機 51 驅動軸 60 、60A離合器 61 、61A固定座 62 、62A轉盤 63 、63A摩擦面 64 、64A離心塊 65 、65A彈簧 70 第二傳動裝置 71 前皮帶輪 72 驅動皮帶 80 傳動軸 81 減速齒輪 82 減速齒輪 90 減速齒輪 91 差速器組 92 傘齒輪 93 傳動軸 100二次電池 詳細說明： ___；______.-------裝--------訂---------線 (請先閲讀背面之注音？事項声¾寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如圖1所示’本創作之連_變速複合動力糸統主要包 括：第一動力單元10、一傳動箱20、一V形皮帶變速機構 30、一輸出軸40 ’及一電動機50 ;其中該第一動力單元1〇 之動力係經由該傳動箱20，帶動一驅動軸21旋轉，該驅動 軸21係能夠驅動該V形皮帶變速機構30連接，而能夠經由 該V形皮帶變速機構30帶動該輸出軸40旋轉，然後再經由 —6-本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） M351155 C7 ______ D7 五、創作說明（） (請先閱讀背面之注意事項声卷寫本頁) 該輸出軸40輸出動力，經由一離合器60將輸出軸40的動力 傳遞給一減速齒輪組81、82，經傳動軸80帶動車輔的驅動 車輪，而使得車輛行進。 該第一動力單元10係可為任何形式的動力單元，而在 圖中所示的實施例係為一個内燃引擎。傳動箱20為曲軸機 構，並設置有一啟動裝置22，及一個發電機23，該啟動裝 置22係可Μ手動或電動，啟動該第一動力單元10，使得引 擎開始運轉。而該發電機23係可受第一動力單元10帶動而 產生電流，Μ作為小量補充電流的功用，且Μ該發電機23 運轉時的電流相位訊號作為第一動力單元10之點火糸統的 正時訊號及引擎控制之轉速信號。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 V形皮帶變速機構30包括：一個驅動皮帶輪31，係裝 置在該驅動軸21之上；及一個從動皮帶輪32，係裝置在該 輸出軸40之上；及一V形皮帶33，係套設在該驅動皮帶輪 31與從動皮帶輪32之間，用以使得該從動皮帶輪32可以受 到該驅動皮帶輪31驅動。該驅動皮帶輪31係由二個維形盤 311、312所組成，該錐形盤311係可沿著驅動軸21滑動； 該驅動軸21於該可活動的錐形盤311的外側設置有一個擋 板34，且於擦板34與錐形盤311之間設置若干個滚輪35 ’ 該錐形盤311上設置有若干個傾斜的滑槽，用Μ容納該若 干滾輪35，當該驅動皮帶輪31轉動時，該若干滾輪35受雛 心力作用，可沿著驅動皮帶輪31的徑向產生向外的位移’ 該若干滾輪35向外位移時，一面受到擋板34的阻擋，而另 一側則產生壓力抵壓於錐形盤311的滑槽’因此推動錐形 -7 - 張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公愛） ' M351155 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 C7 D7 五、創作說明（） 盤311產生軸向的位移，因此使得錐形盤311與錐形盤312 之間的間距改變。 從動皮帶輪32亦由二錐形盤321、322組成，該錐形盤 321係可沿著輸出軸40的軸向滑動*且於該維形盤321與輸 出軸40之間設置有一個扭力凸輪36及回復彈簧37 *以使得 該錐形盤321在不同的扭力狀態下，可以沿著輸出軸40的 軸向，位移到不同位置，因此使得錐形盤321與錐形盤322 的間距改變。 藉由滚輪35與扭力凸輪36的控制，使得皮帶輪31、32 各別的二個錐形盤之間的間距，隨著第一動力單元10的轉 速與車輔行進的扭力狀態而產生變化，而V形皮帶33的外 側表面係圼與錐形盤311、312與錐形盤321、322配合的傾 斜面，因此當錐形盤311、312與錐形盤321、322的間距改 變時，V形皮帶33套合在驅動皮帶輪31與從動皮帶輪32的 直徑位置也隨之改變，因此使得皮帶輪31、32可以產生不 同的減速比，藉以達到使V形皮帶變速機構30產生不同的 減速比* Μ配合内徽引擎的運轉狀態與車輛行進的扭力狀 態。 此外該V形皮帶變速機構30上邀進一步設置有一個雛 合器60，該離合器60係設置在輸出軸40與從動皮帶輪32之 間。該離合器60包括：一固定座61，係固定於該輸出軸40 之上；及一轉盤62，係環繞於該固定座61的外側，該轉盤 62的内側面具有一環繞於該固定座61外側的摩擦面63 ;及 若干雛心塊64，係裝置於該固定座61之上；及若干彈簧65 -8- 一本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐^ ! J.----------^ · ----------I I---線 {請先閲讀背面之生意事項#填寫本頁) M351155 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 C7 D7 五、創作說明（） ，係連接於該固定座61與該若干離心埤64之間。該輸出軸 40轉動時，該若干雛心塊64受驅動軸21帶動旋轉而產生離 心力，當該輸出軸40的轉速到達一定，該若干離心塊64的 離心力係可大於該若干彈簧65的拉力，因此產生向外位移 的動作，而與該轉盤62的摩擦面63接觸，因此使得該固定 座61與轉盤62可Μ藉由離心塊64銜接在一起，而使得轉盤 62可Μ受到輸出軸40帶動旋轉。而當引擎Μ惰速旋轉，使 得輸出軸40的轉速降低到臨界轉速時，該若干離心塊64的 雛心力低於彈黄65的拉力，便會與摩擦面63脫離，因此使 得輸出軸40的動力無法傳遞到轉盤62。 轉盤62進一步與車輔的車輪之傳動軸80連接，而能夠 使得引擎的動力傳遞給車輔的傳動軸80，該傳動軸80係藉 由一減速齒輪組81、82帶動，以增大扭力輪出，以帶動車 輛行進，而該減速齒輪81與轉軸83及轉盤62相互連接。 本創作的特黴係在於其具有一電動機50，該電動機50 與二次電池100連接，可經由二次電池1〇〇之電力驅動電動 機50，該電動機50係經由第二傳動裝置70與該轉盤62連接 ，而使得電動機50的動力可Μ經由第二傳動裝置70傳遞給 該轉盤62，因此使得該離合器60的轉盤62可Μ同時受該第 一動力單元10與該電動機50帶動，而使得第一動力單元1〇 與電動機5Q的動力可Μ整合在一起。 該第二傳動裝置70包括一前皮帶輪71，係裝置在該電 動機50的驅動軸51之上；及一驅動皮帶72，係一端套合於 該前皮帶輪71之上*另一端套合在離合器60的轉盤62的外 一 9- 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ' ------------- 裝--------訂---------線 1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 M351155 C7 D7 五、創作說明（） 側。該驅動皮帶72係為一驅動皮帶，如正時皮帶，因此於 該前皮帶輪71的表面與該轉盤62外側與該軀動皮帶72接觸 的表面分別設置有若干與該驅動皮帶噶合的齒形，因此使 得驅動皮帶72可以穗定地帶動轉盤62旋轉，而不會產生空 轉打滑的現象。 如圖2所示係為本創作應用在輕型四輪車輔的實施例 ，其中離合器60的轉盤62係與一減速齒輪90連接，減速齒 輪90帶動一差速器組91，二傘齒輪92，及二個傳動軸93 * 係可與車輛的驅動車輪連接，藉由該差速器組91、傘齒輪 92與傳動軸93係可Μ帶動車輔的驅動車輪，驅動車輔行進 如圖3所示係為本創作的另一實施例，其主要不同點 ，係在於其所使用的雛合器60Α係連接於驅動軸21與驅動 皮帶輪31之間，該雛合器60Α包括一固定座61Α，係固定於 驅動軸21之上；及一轉盤62Α，係環繞於固定座61Α外側， 該轉盤62Α的內側面具有一摩擦面63Α，且其外側面具有若 干齒形，係可與第二傳動裝置70的驅動皮帶72曝合，而受 該電動機50帶動旋轉；及若干離心塊64Α，係裝置於該固 定座61Α之上；及若干彈簧65Α，係連接於雛心塊64Α與固 定座61Α之間，係可控制離心塊64Α在驅動軸21轉速到達一 定時張開而與轉盤62Α的摩擦面63Α接觸，而使得驅動軸21 的動力可Μ傳遞到該轉盤62Α。該轉盤62Α係與驅動皮帶輪 31連接，因此當離心塊64Α與轉盤62Α接觸時，該驅動軸21 的動力係可傳遞到該驅動皮帶輪31，因此使得第一動力單 元10的動力可Μ經由V形皮帶變速機構30傳遞給從動軸40 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

M351155 力^元10所產生之扭矩 C7 ___D7__ 五、創作說明（） 。該實施例雖然其離合器60A的連接位置與前述實施例的 離合器60的連接位置不同，然而其所能夠達成功效皆相同 本創作藉由V形皮帶變速機構30 ’搭配藉由第二傳動 糸統70帶動離合器60的轉盤62之方法’使得第一動力單元 10的動力Μ及電動機50的動力可Μ銜接在一起’而且由於 V形皮帶變速機構具有良好的扭力轉換功效’ Μ及雛合器 的控制，因此可Μ使得電動機50與第一動力單元10的動力 銜接非常平順；而且電動機50的扭力經由第二傳動裝置放 大*因此電動機50可Μ選用規格比較小的組件’而達到同 樣之功效。 \ 當車輛啟動或要倒車時赛—動力單元10處於惰速運 轉或是停止運轉狀態下，因此 較小，由電動機50可以直接帶動轉盤62正轉或#扭 矩，而驅動車輛前進或後退；而當車輔高速行進時'力 單元10可提高較大之胃矩，係可藉由啟動裝置22將第一動 力單元10啟動蓮轉，而藉由第一動力單元10的動力提高車 輔的轉速，而在第一動力單元10的動力與電動機50的動力 銜接的過程中，由於V形皮帶變速機構30與離合器60的扭 力轉換作用，會使得動力的銜接平順，而不會有急剌變化 產生動力衝擊的情形發生。 此外，當電力不足，或是單純利用第一動力單元10的 動力帶動車輛行進時，可Μ藉由控制電路的控制，將電動 機50轉為發電機模式蓮轉，由於電動機50的轉子係可受雛 合器60的轉盤62帶動，因此可Μ產生電動勢，而產生電流 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I— J----------!,裝--------訂---I I----線 Ί (清先閲讀背面之生意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 M351155 C7 _D7_ 五、創作說明（） 用Μ充滿二次電池。此外，當車輛要煞車時，亦可Μ藉由 將電動機50轉為發電機運轉模式，藉由發電機發電將車輔 行進的動能轉為電能回充二次電池，同時可增進車輔煞車 的功效。 -12- I I ^----------，裝--------訂---------線 {清先閱讀背面之?£意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. Μ351155 Α8 Β8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 々、申請專利範圍 1. 一種連續變速複合動力糸統，其中包括： 第一動力單元，係具有一驅動軸；及 一輸出軸，係可受該驅動軸驅動旋轉；及 一皮帶變速機構，係連接於該驅動軸與該輸出軸之間’ 可將該驅動軸之動力傳遞到該輸出軸；及 一離合器，係設置於驅動軸或輸出軸上，用以控制該第 一動力單元之動力是否傳遞到該輸出軸之動作；及 第二傳動裝置，係與該雛合器之轉盤連接；及 一電動機，係與該第二傳動裝置的另一端連接，而能夠 經由該第二傳動裝置驅動該轉盤，帶動該輸出軸旋轉’或 是受該輸出軸帶動旋轉而成為一發電機狀態蓮轉’或是空 〇 2. 如申請專利範圍第1項所述之連鑛變速複合動力系統’ 其中該皮帶變速機構包括：—驅動皮帶輪，係具亨二錐 形盤，及一滾輪，係可控制該二錐形盤之間距；及一從 動皮帶輪，係由二錐形盤組成’及—扭力凸輪機構，係 用Μ控制該從動皮帶輪之二錐形盤在不同扭力狀態下的 間距；及一V形皮帶，係套合於該驅動皮帶輪與從動皮 帶輪之錐形盤之間。 3. 如申請專利範圍第1項所述之連績變速複合動力糸統’ 其中該第一動力單元係為一内燃引擎，其更進一步具有 一組以上之啟動裝置，係用以啟動該第一動力單元使其 開始蓮轉；及一發電機，係可受該第一動力單元驅動旋 « 轉，Μ產生電流，並作為該第一動力單元運轉之正時訊 -13- (請先閱讀背面之注意事項再垆：本頁) -裝. 言- i線 本紙張Μ適用中國國家標準（CNS ) Α4说格（210Χ297公釐） C M351155 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 號或轉速信號。 4.如申請專利範圍第1項所述之連續變速複合動力糸統， 其中離合器包括一轉盤，一固定座，一個以上之離心塊 及彈簧。 5·如申請專利範圍第1 項所述之連鱭變速複合動力糸統 ，其中第二傳動裝置包括一前皮帶輪及一驅動皮帶，且 驅動皮帶裝置在前皮帶輪與離合器之轉盤之間。 6.如申請專利範圍第1項所述之連縯變速複合動力系統， 其中電動機與一二次電池連接，可供應電源驅動輸出軸。 7·如申請專利範圍第1項所述之連縯變速複合動力糸統， 其中輸出軸可單獨受到動力單元或電動機驅動，或同時 受到動力單元與電動機驅動。 8·如申請專利範圍第1項所述之連縝變速複合動力糸統， 其中雛合器之轉盤與減速齒輪之轉軸相連接。 9. 如申請專利範圍第1項所述之連績變速複合動力糸統， 其中離合器經一減速齒輪組將動力由一傳動軸輸出。 10. 如申請專利範圍第1項所述之連縯變速複合動力糸統， 其中離合器之轉盤與一減速齒輪連接。 11. 如申請專利範圍第10項所述之連縯變速複合動力系統 ，其中減速齒輪帶動一差速器，二傘齒輪及二個傳動軸 ，再經由二個傳動軸帶動二個車輪轉動。 12. 如申請專利範圍第1項所述之連續變速複合動力糸統， 其中離合器設置在驅動軸上，且離合器與驅動皮帶輪相 連接。 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（21〇><297公兼） ------r-----餐------訂.^ (請先閲讀背面之注意事項再护-本頁) _