TWM541541U - 自動無段變速裝置 - Google Patents

Description

自動無段變速裝置

本創作係有關於一種變速裝置，尤指一種可以自動進行無段變速之變速裝置。

已知技術之自動無段變速裝置具有一外殼、一輸入盤、一輸出盤、數個速度調節器、數個轉軸、數個繩索、數個轉子、一惰輪、及一彈簧。例如2008年9月2日公告之美國專利公報第7419451號中披露之一自動無段變速裝置，該變速裝置利用懸掛於外部之轉子，作為變速裝置轉速比改變之驅動，使轉速比隨著轉子之迴轉半徑改變而變化。然而，由於該變速裝置之轉子外殼外部，長時間暴露於空氣中使得元件易氧化、損壞等，可能影響變速裝置之性能與壽命，而且轉子使用繩索懸掛，運作時不穩定，易受到外界干擾。

本揭示內容中所呈現之一樣態提供一種自動無段變速裝置，其各元件皆安裝在變速裝置之外殼內部，較已知技術更能防止內部元件損壞，增加該裝置之使用壽命及運作之穩定性。

本創作透過系統化機構設計方法，改善已知技術之轉速比區間寬度、傳動效率及操作靈敏度等性能。

本創作為一自動無段變速裝置，可應用於各式自行車及汽機車。本自動變速裝置可被鏈輪、齒輪、皮帶輪及連桿等動力傳遞元件驅動。

本創作的自動變速裝置包括一中心軸、數個速度調節器、及一支撐構件。其中，每個速度調節器分別繞各自的轉軸旋轉，且每個速度調節器皆與支撐構件上可旋轉之支撐表面接觸。支撐構件具有一梢與中心軸之滑槽結合，使支撐構件在有限的的空間內作軸向移動，並藉由此一軸向移動，推動、改變速度調節器之轉軸傾斜角度。

本創作的自動無段變速裝置包括一可轉動的輸入盤、數個速度調節器、一可轉動的輸出盤、數個棘齒、數個棘爪、及一外殼。其中，每個速度調節器分別繞各自的轉軸旋轉，且每個速度調節器皆與輸入盤、輸出盤摩擦接觸。棘爪裝置於輸出盤上，並隨著輸出盤轉動，棘齒安裝在外殼內側，並隨著外殼轉動，當輸出盤之轉速快於外殼，自動無段變速裝置得以傳動；當輸出盤轉速慢於外殼，自動無段變速裝置無法傳動。

本創作的自動無段變速裝置包括一外殼、一可軸向移動的轉子盤、數個轉子、一支撐構件、一連接件、一壓縮彈簧、及一中心軸。其中每個轉子皆與轉子盤接觸，隨著外殼轉速改變，轉子迴轉半徑亦改變，進而推動轉子盤軸向運動。支撐構件與轉子盤以連接件結合，兩者同步作軸向運動。壓縮彈簧一端接觸連接件，另一端接觸中心軸，平衡軸向推力及固定支撐構件與轉子盤之位置。

10‧‧‧自動無段變速裝置

11‧‧‧外殼

12‧‧‧中心軸

13‧‧‧鏈輪

14‧‧‧止推軸承

15‧‧‧輸入盤

16a-h‧‧‧速度調節器

17‧‧‧輸出盤

18a-f‧‧‧棘爪

19‧‧‧棘齒

20a-h‧‧‧轉軸

21a-p‧‧‧轉軸軸承

22a-p‧‧‧滾子

23a-b‧‧‧中央凸曲面

24‧‧‧支撐構件

25‧‧‧支撐表面

26‧‧‧連接件

27‧‧‧轉子盤

28a-h‧‧‧轉子

29‧‧‧止推軸承

30a-p‧‧‧輔助輪

31a-b‧‧‧夾緊裝置

32‧‧‧固定盤

33‧‧‧壓縮彈簧

34a-b‧‧‧固定螺母

35a-b‧‧‧油圈

36a-f‧‧‧碟煞安裝孔

37a-p‧‧‧徑向滑槽

38a-p‧‧‧徑向凹曲面

第1圖係本自動無段變速裝置之剖面側視圖。

第2圖係本自動無段變速裝置之部分立體圖。

第3圖係本自動無段變速裝置之部分立體圖，其中外殼被去除。

第4圖係本自動無段變速裝置之部分立體圖，其中外殼及輸入盤被去除。

第5圖係本自動無段變速裝置棘輪棘爪機構剖面示意圖。

請參考第1圖與第2圖，圖中包含一自動無段變速裝置10之一部分。自動無段變速裝置10由外殼11所包覆，且外殼11作為該自動無段變速裝置10之輸出桿。自動無段變速裝置10發生變速的主要構件為數個速度調節器16a-h，其外型為球形且繞該自動無段變速裝置10之中心軸12等距排列。在第2圖中可以更清楚的看見，速度調節器之轉軸20a-h貫穿速度調節器16a-h，作為其自轉軸。在自轉軸20a-h的兩端具有臂狀桿，臂狀桿之末端裝有滾子22a-p。滾子22a-p在支撐構件24之中央凸曲面23a與23b滾動。隨著支撐構件24的軸向位移，滾子22a-p使轉軸2a-h在一定的範圍內以速度調節器16a-h之球心為圓心擺動。

如第1圖與第3圖所見，在所繪示的實施例中，輸入桿件為一鏈輪13。鏈輪13與輸入盤15相結合，兩者以中心軸12為軸心同步旋轉。輸出盤17與輸入盤15同軸而相對，兩者均與速度調節器16a-h摩擦接觸。在該自動無段變速裝置10運作時，動力由鏈輪13經由輸入盤15以磨擦傳動的方式傳導至速度調節器16a-h，接著再摩擦傳動至輸出盤17。透過止推軸承14與29與夾緊裝置31a與31b，得以調節自動無段變速裝置10內部之軸向力與摩擦傳動之正向力。

由第1圖與第4圖，固定盤32與中心軸12相結合。固定盤32具有徑向滑槽37a-p與徑向凹曲面38a-p。利用徑向凹曲面38a-p與轉軸20a-h上之輔助輪30a-p的滾動接觸，固定速度調節器16a-h之位置，並限制轉軸20a-h的擺動方向。徑向滑槽37a-p則提供轉軸20a-h擺動之空間。

參考第1圖與第5圖，自動無段變速裝置10之外殼11內側具有數個棘齒19，棘齒19與安裝於輸出盤17之數個棘爪18a-f作為一單向離合器。參考第5圖，當輸出盤17順時針轉動且轉速快於外殼11，棘爪18a-f與棘齒19咬合，動力得以由輸出盤17傳動製外殼11；反之，當輸出盤17逆時針轉動或轉速慢於外殼11，棘爪18a-f在棘齒19上滑動，動力無法由輸出盤17傳動至外殼11。

如第1圖與第2圖所見，該自動無段變速裝置10具有數個轉子28a-h作為轉速比改變之驅動。如第1圖所示，在自動無段變速裝置10尚未啟動時，轉子28a-h與外殼11、中心軸12、轉子盤27接觸，且轉子28a-h、轉子盤27均與外殼11同步繞中心軸12旋轉。隨著外殼11的轉速增加，轉子28a-h之迴轉半徑增加，並推動轉子盤27在中心軸12上軸向滑動。透過連接件26固定轉子盤27與支撐構件24，轉子盤27的軸向滑動帶動支撐構件24滑動，進而改變中央凸曲面23a、23b之軸向位置以達到改變轉速比之功能。在所繪示的實施例中，壓縮彈簧33一端與中心軸12接觸，一端與連接件26接觸，當外殼11的轉速減慢，壓縮彈簧33對連接件26施一軸向推力，推動支撐構件24、連接件26、轉子盤27及轉子28a-h，作為回彈機制。

10‧‧‧自動無段變速裝置

11‧‧‧外殼

12‧‧‧中心軸

13‧‧‧鏈輪

14‧‧‧止推軸承

15‧‧‧輸入盤

16a、16e‧‧‧速度調節器

17‧‧‧輸出盤

18a、18d‧‧‧棘爪

19‧‧‧棘齒

20a、20e‧‧‧轉軸

21a、21b、21i、21j‧‧‧轉軸軸承

22a、22b、22i、22j‧‧‧滾子

23a-b‧‧‧中央凸曲面

24‧‧‧支撐構件

25‧‧‧支撐表面

26‧‧‧連接件

27‧‧‧轉子盤

28a、28e‧‧‧轉子

29‧‧‧止推軸承

30a、30b、30i、30j‧‧‧輔助輪

31a-b‧‧‧夾緊裝置

32‧‧‧固定盤

33‧‧‧壓縮彈簧

34a-b‧‧‧固定螺母

35a-b‧‧‧油圈

36a、36d‧‧‧碟煞安裝孔

37a、37b、37i、37j‧‧‧徑向滑槽

38a、38b、38i、38j‧‧‧徑向凹曲面

Claims (7)

1. 一種自動無段變速裝置，包括：數個環狀排列速度調節器；數個環狀排列轉軸，與速度調節器相鄰接，作為速度調節器之自轉軸；一中央凸曲面，與速度調節器之轉軸滾子鄰接，中央凸曲面之軸向移動帶動速度調節器及速度調節器之轉軸擺動；一中心軸，兩端與自行車車架固定；一固定盤，固定於中心軸，固定盤上具有數個滑槽，供速度調節器之自轉軸擺動；一輸入盤，與速度調節器一側鄰接；一輸出盤，與速度調節器另一側鄰接，與輸入盤同軸而相對；一夾緊裝置，裝置於輸入盤與輸出盤；一外殼，與自行車輪相接，作為動力輸出元件；數個棘齒，配置於外殼內側；數個棘爪，裝置於輸出盤，與棘齒咬合或滑動，作為單向離合器；一轉子盤，具有數個徑向滑槽；數個轉子，在轉子盤之徑向滑槽中滑動，作為轉速比改變之驅動；一壓縮彈簧，一端與中心軸接觸，另一端與連接件接觸，以平衡中央凸曲面之軸向力，並作為回彈機制；一連接件，連結中央凸曲面與轉子盤。
2. 根據請求項1所述之自動無段變速裝置，其中速度調節器之自轉軸具有兩臂狀物，並各有一滾輪與中央凸曲面臨接，各有一滾輪與固定桿件之徑向滑槽鄰接。
3. 根據請求項1所述之自動無段變速裝置，其中中央凸曲面由兩環狀件套疊而成，兩者之間置有軸承。
4. 根據請求項1所述之自動無段變速裝置，其中中心軸內部有一空心區域。
5. 根據請求項1所述之自動無段變速裝置，其中輸入盤與輸出盤中央皆與數個軸承接觸，且輸入盤與動力輸入元件連結，其元件可能為鏈輪、齒輪、 皮帶輪等適用於自行車傳動之元件；輸出盤上裝配一或數個棘爪，與外殼之棘齒相嚙合。
6. 根據請求項1所述之自動無段變速裝置，其中外殼外部具有數個碟煞安裝孔及輪輻安裝孔，外殼內部具有棘齒，與輸出盤之棘爪相嚙合。
7. 根據請求項1所述之自動無段變速裝置，轉子隨著外殼轉動，產生離心力而推動轉子盤位移。