专利名称：变速机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种变速电动车或电动手工具中使用的变速机构，尤指一种利用马达正、逆转并配合行星齿轮组以改变减速比的多段式变速换档机构。
背景技术：
变速器乃为一般变速电动车、或是电动手工具等中相当重要的零组件，其整个变速系统约略占了生产成本的一半，所以在电动车或电动手工具工业中关于变速机构的研发一项都是各厂的重点项目，而一个良好的变速器可使骑乘者因应环境的不同而变换不同的转速比，进而达到适当的转速或扭矩力的目的。对于变速电动车来说，行星式齿轮组是常用的变速器。而行星式内变速器则以行星齿轮系做为变速机构的主体，且将变速机构安置于后轮轮壳中，通过不同的输入件、输出件以及固定件改变行星齿轮系的齿数比，以达到不同的转速比。以行星齿轮系变速机构主体的内变速器具有下列优点1.体积小且构造精密，不易受限于狭小的后轮轮毂安装及使用空间的限制；2.换档作动稳定，链条不会因换档而变换与不同的链轮相连接，可有效的改善链条脱链的缺点且提高传动效率；3.变速机构具有车轮轮毂的外壳保护，不会受到外在环境的影响进而提高使用寿命；4.变速机构内装于车轮轮毂内，在换档过程中不会产生如外变速器那样大的噪音。依照行星齿轮系变速器的传动原理中，其太阳齿轮、行星齿轮(或行星架)、外环齿轮各别有一个轴，三种齿轮互相缠绕旋转，在不同档位时，三个齿轮轴必定有一个轴固定不转动、一个轴是驱动轴、另一个轴则是输出轴。不同组合的下，便造成可将转速予以减速、 加速、倒档等不同档位所需的齿数比。其中，共有六种状态组合的可能性如下列所示
状态组合__1__2__3__4__5__6
太阳齿轮__固定输出固定驱动输出驱动
行星齿轮(或驱动驱动输出输出固定固定
行星架)_______
外环齿轮__输出固定驱动固定ι 驱动输出因此，本发明在轮车或电动车的机械构造上以行星齿轮系的内变速机构做为发展核心，加上近年来因环保问题使得电动脚踏车以及电动车得以大量推广，而目前电动脚踏车以及电动车大多搭配内变速器，故内变速器已逐渐成为各大车厂研发的重点。
发明内容
本发明主要目的是在于提供一种变速机构，是利用马达正转或逆转并配合行星齿轮组所构成的变速机构，以达到换档变速的目的。本发明次要目的是在于提供一种变速机构，仅利用一组行星齿轮组产生两组不同速度差的模式，达到减轻重量以及不占空间且降低成本的目的。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种变速机构，是结合于一轴心，并通过一动力输入端来输入动力，其特征在于， 该变速机构包括有一行星齿轮组，其包括一太阳齿轮、复数个行星齿轮、一行星架、以及一外环齿轮；其中，太阳齿轮结合于该动力输入端并受其驱动而能够正、逆向旋转；一第一单向离合器，设置于该轴心与该行星架之间；一第二单向离合器，设置于该轴心与该外环齿轮之间；以及一轮毂，是套附于该行星齿轮组的外围；一第三单向离合器，设置于该轮毂内侧与该行星架之间；以及一第四单向离合器，设置于该轮毂内侧与该外环齿轮之间；其中，该第一及第二单向离合器是同方向咬合的单向离合器；并且，该第三以及第四单向离合器是同方向咬合的单向离合器、并与该第一及第二单向离合器的咬合方向相反。其中该动力输入端是一直流电马达。其中该动力输入端设置于该轮毂内，且固设于该轴心的一侧边，并在该动力输入端上设有一第一差速机构；该第一差速机构更包括一主动齿轮以及一从动齿轮；该主动齿轮与该从动齿轮相啮合，而该从动齿轮则与该太阳齿轮同轴心连接，因此，该动力输入端通过该主动齿轮将动力传递至该从动齿轮，也间接的带动该太阳齿轮使该行星齿轮组进行运作。其中该动力输入端设置于该轮毂内，且环绕于该轴心上。其中该动力输入端设置于该轮毂之外，还在该动力输入端上设有一传动机构，该传动机构连接并驱动该太阳齿轮使该行星齿轮组进行运作；其中，该传动机构是一皮带、一链条、一变速齿轮组或一传动轴。其中该第三以及第四单向离合器是离心式单向离合器。其中还包括一第二差速机构，其设置于该动力输入端上，其更包括一第一齿轮，与该太阳齿轮同轴连接；—第二齿轮，与该行星齿轮同轴固接，并与该第一齿轮相啮合；一第五单向离合器，设置于该动力输入端上，且该第五单向离合器的咬合状态是用来决定该动力输入端是否与该太阳齿轮相啮合传动；以及一第六单向离合器，设置于该动力输入端上，且该第五单向离合器的咬合状态是用来决定该动力输入端是否与该第一齿轮相啮合传动；其中，该第五与第六单向离合器是不同方向的单向离合器。其中还包括一轮毂致动器，其设置于该轴心上，其包括一连接端，为该轮毂的内侧壁的一部分；一致动器，包括一结合槽以及一第七单向离合器；一摩擦离合器，套附于该结合槽内，且该摩擦离合器延伸的一固定端卡附于该连
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一抑制器，其一端具有单向的一内环齿，并与该致动器的该第七单向离合器相啮合，其另一端是一套管，而该套管上具有一开槽，且在该套管内预设位置处设有一突起的定位点；以及一离合模块，设置于该轴心上，包括至少一第八单向离合器以及一凹槽；其中， 该第八单向离合器是第一单向离合器或第二单向离合器两者的至少其中之一；并且，该第八单向离合器是对应于该抑制器的该开槽，而该套管内的该定位点则对应于该离合模块的该凹槽；其中，该抑制器套附于该离合模块上，进而由该致动器带动该抑制器旋转使该套管的该开槽旋转位移，用以释放开启或抑制关闭该第八单向离合器，进而控制该第八单向离合器与该外环齿轮与该行星架两者至少其中之一的咬合与否。其中，还包括有一套管，该套管上具有一开槽，且在该套管内预设位置处设有一突起的定位点；一离合模块，设置于该轴心上，包括至少一第八单向离合器、以及一凹槽；其中， 该第八单向离合器是第一单向离合器或第二单向离合器两者的至少其中之一；并且，该第八单向离合器是对应于该开槽，而该套管内的该定位点则对应于该离合模块的该凹槽；其中，该套管是套附于该离合模块上，凭借该套管的该开槽的旋转位移操作，来释放开启或抑制关闭该第八单向离合器，进而控制该第八单向离合器与该外环齿轮与该行星架两者至少其中之一的咬合与否；以及一电磁切换器，结合于该套管并可驱动该套管旋转；当该电磁切换器通电时，运用电磁吸引方式驱动套管旋转使开槽旋转至释放该第八单向离合器开启的位置；而当关闭该电磁切换器予以断电时，该套管的开槽会旋转至抑制使该第八单向离合器关闭的位置。其中该第七单向离合器与该第八单向离合器是具有弹性且不同咬合方向的单向棘爪。与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是凭借该动力输入端的正转或逆转带动该行星齿轮组，且分别配合该轴心上所设的该第一及第二单向离合器的啮合控制，由该行星架或是该外环齿轮分别带动该轮毂内的该第三单向离合器或第四单向离合器产生不同的速差，以达到两段转速切换的目的。
图1是本发明变速机构第一较佳实施例的高速模式示意图；图2是本发明变速机构第一较佳实施例的低速模式示意图；图3是本发明变速机构第二较佳实施例示意图；图4是本发明变速机构第三较佳实施例示意图；图5是本发明变速机构第四较佳实施例示意图；图6是本发明变速机构第五较佳实施例示意图；图7是本发明变速机构第五较佳实施例的轮毂致动器立体分解示意图；图8是本发明变速机构第五较佳实施例的轮毂致动器另一视角的立体分解示意图；图9是本发明变速机构第五较佳实施例的轮毂致动器的立体剖面示意图；图10是本发明变速机构第六较佳实施例的电磁切换器的立体示意图；图IlA是本发明变速机构第六较佳实施例的电磁切换器的开启示意图；图IlB是本发明变速机构第六较佳实施例的电磁切换器的关闭示意图。附图标记说明l、la、lb、lc、ld-变速机构；11_行星齿轮组；111-太阳齿轮； 112-行星齿轮；113-行星架；114-外环齿轮；12-第一单向离合器；13-第二单向离合器； 14-轮壳；141-第三单向离合器；142-第四单向离合器；2-动力输入端；3-传动机构；4-第一差速机构；41-主动齿轮；42-从动齿轮；5-第二差速机构；51-第一齿轮；52-第二齿轮；53-第五单向离合器；54-第六单向离合器；6-轮毂致动器；61-连接端；611-卡固端； 62-致动器；621-结合槽；622-第七单向离合器；63-摩擦离合器；631-固定端；64-抑制器；641-内环齿；642-套管；6421-开槽；6422-定位点；65-离合模块；651-第八单向离合器；6511-导角；652-凹槽；6521-上始点；6522-下始点；7-电磁切换器；71-电磁线圈； 72-磁石。
具体实施例方式为了能更清楚地描述本发明所提出的变速机构，以下将配合图式详细说明的。在本发明中，该行星齿轮组，也就是所谓「行星齿轮组(Planetary gear)」，市面上也称为「游星齿轮减速机」或是「行星式齿轮减速机」。在上述行星齿轮减速机构中，位在中心位置的齿轮称为「太阳齿轮(sun gear) J ；位在外圈位置的齿轮称为「外环齿轮(ring gear)」；分别环绕于该太阳齿轮转动的齿轮称为「行星齿轮(planet pinion) J0在该行星齿轮组的该行星齿轮系大多以三个或四个为一组，且分别以「行星架 (Carrier Arm)」将个别的该行星齿轮保持彼此间相对位置，且该太阳齿轮分别与该行星齿轮咬合旋转时，其两者旋转方向必定相反；然而，该外环齿轮与该行星齿轮咬合旋转时，两者旋转方向却是一致的，但该外环齿轮会与该行星架的旋转方向会有相反的趋势。请参阅图1、图2所示，其中，该变速机构1设置于一轴心10上，通过一动力输入端 2进行传动，其包括有一行星齿轮组11、一第一单向离合器12、一第二单向离合器13、以及一轮毂14。该行星齿轮组11更包括一太阳齿轮111、复数个行星齿轮112、一行星架113、 以及一外环齿轮114。在本发明第一较佳实施例中，该动力输入端2设置于该轮毂14的内并与该太阳齿轮111连接，而该轮毂14则大致设置于一般轮车或是电动手工具等的动力输出端的驱动轮上，使驱动轮与该轮毂14同轴心同步运转，也就是该轮毂14 (逆转-)时使可带动驱动轮前进；反之，该轮毂14 (正转+)时使可带动驱动轮后退。当然，也可以镜射的方向设置该变速机构1，其旋转的方向也会相对改变，在此就不再详加赘述。于本实施例中，该第一单向离合器12以及该第二单向离合器13分别设置于该轴心10与该行星架113之间、以及该轴心 10与该外环齿轮114之间，且各单向离合器12、13均分别设有至少一单向棘爪于该轴心10 上以供分别与该行星架113以及该外环齿轮114上所分别设置的若干单向棘齿相啮合。该轮毂14是套附于该行星齿轮组11的外围。该第一、与第二单向离合器12、13是相同方向的单向离合器(正转+ :咬合，逆转滑脱)。
当然，不论该动力输入端2 (DC直流电马达)正转⑴或逆转㈠输出时(以下图式正转以符号+、逆转以符号-代表)，都能利用该行星齿轮组11带动该轮毂14进行运作，进一步通过该行星架113或该外环齿轮114将该轮毂14进行不同速度模式的切换传动。于本发明第一较佳实施例中，该轮毂14的内侧与该行星架113以及该外环齿轮 114之间分别设有一第三单向离合器141及一第四单向离合器142。并且，且各第三与第四单向离合器141、142均分别在该轮毂14的内侧设有若干单向棘齿，以供分别与该行星架 113以及该外环齿轮114上所分别设置的单向棘爪相啮合。于本实施例中，该第三以及第四单向离合器141、142可以是同方向咬合的离心式单向离合器为较佳(正转+:滑脱，逆转咬合)，凭借离心式单向离合器141、142的设置，可在行星架113或外环齿轮114不旋转时自动收合(或降下)该第三或第四单向离合器141、142的单向棘爪，以避免在使用者牵车倒退时发生卡死现象。于本实施例中，该第一及第二单向离合器12、13分别设置为该行星架113或该外环齿轮114正转(+)时咬合，而该行星架113或该外环齿轮114逆转(-)时则为滑脱状态的单向离合器。换句话说，当行星架113正转(+)时第一单向离合器12将咬合于轴心10 上而导致行星架113无法旋转，反之，若是外环齿轮114正转(+)时则变成是第二单向离合器13咬合于轴心10上而导致外环齿轮114无法旋转。另外，该第三及该第四单向离合器 141、142均设置为该行星架113或该外环齿轮114正转(+)时滑脱，而该行星架113或该外环齿轮114逆转(-)时则为咬合的状态。换句话说，当行星架113逆转(-)时第三单向离合器141将咬合于轮毂14上而导致行星架113可带动轮毂14旋转，反之，若是外环齿轮 114逆转(_)时则变成是第四单向离合器142咬合于轮毂14上而导致外环齿轮114可带动轮毂14旋转。如此，当该行星架113或该外环齿轮114其中之一是进行顺时针方向(正转 +)时其将与轴心10固定而无法传动该轮毂14，只有进行逆时针方向(逆转_)者可传动该轮毂14。如图1所示，其是本发明第一较佳实施例的高速模式传动路径。该变速机构1通过该动力输入端2可以是一 DC直流电马达，而该直流电马达可凭借改变其输入电流正负极的方向，进而驱动该行星齿轮组11的该太阳齿轮111进行正转(+)或逆转(_)的方式，以形成速度差的模式。于高速模式下，该动力输入端2所输出动力为正转(+)时即带动该太阳齿轮111进行正转(+)，进而带动所啮合的该行星齿轮112进行逆转(_)，并同时带动所啮合的该外环齿轮114进行逆转(_)，此时，该行星架113是大致以正转(+)的模式进行运作。此时，设置于该轴心10上的该第一单向离合器12与该行星架113是正转(+)咬合的状态，且该行星架113与该第三单向离合器141间是正转(+)滑脱的空转状态，因此， 该行星架113无法传递动力至该轮毂14，即为无效的动力传递，进而将动力由该行星齿轮 112传递至所啮合的该外环齿轮114上，且由于设置于该轴心10上的该第二单向离合器13 与该外环齿轮114间是逆转(_)滑脱的空转状态，而位于该轮毂14上的该第四单向离合器 142与该外环齿轮114间是逆转(_)咬合的状态。故此，该外环齿轮114的动力可传递至该轮毂14，使该轮毂14进行转动。如图2所示，其是本发明第一较佳实施例的低速模式传动路径。于低速模式下，该动力输入端2所输出动力为逆转(_)时即带动该太阳齿轮111进行逆转(_)，进而带动所啮合的该行星齿轮112进行正转(+)，并同时带动所啮合的该外环齿轮114进行正转(+)，此时，该行星架113是大致以逆转(_)的模式进行运作。由于设置于该轴心10上的该第一单向离合器12与该行星架113间是逆转(_)滑脱的空转状态，且位于该轮毂14的该第三单向离合器141与该行星架113间是逆转(_)咬合该行星架113的状态，故此，该行星架113的动力可以传递至该轮毂14，使该轮毂14进行转动。且由于设置于该轴心10上的该第二单向离合器13与该外环齿轮114间是正转(+) 咬合的状态，而位于该轮毂14上的该第四单向离合器142与该外环齿轮114间是正转(+) 滑脱的空转状态，故此，该外环齿轮114正转(+)时的动力无法通过该第四单向离合器142 传递至该轮毂14上，即为无效的动力传递。请参阅图3所示，由于图3的本发明变速机构第二较佳实施例其大体上与图1、图 2所示的第一较佳实施例类似，故相同的元件与结构以下将不再赘述。本发明的第二较佳实施例的变速机构与前述图1、图2所示的第一较佳实施例的不同点在于该变速机构Ia的该动力输入端2设置于该轮毂14之外，且于该动力输入端2上设有一传动机构3。该传动机构3是自外部伸入轮毂14内部而连接并驱动该太阳齿轮111使该行星齿轮组11进行运作。该传动机构3可以是一皮带、一链条、一变速齿轮组、或一传动轴等传动机构的其中之
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请参阅图4所示，由于图4的本发明变速机构第三较佳实施例其大体上与图1、图 2所示的第一较佳实施例类似，故相同的元件与结构以下将不再赘述。本发明的第三较佳实施例的变速机构与前述图1、图2所示的第一较佳实施例的不同点在于该变速机构Ib的该动力输入端2设置于该轮毂14内，且固设于该轴心10的一侧边。该动力输入端2上设有一第一差速机构4，该第一差速机构4包括一主动齿轮41、以及一从动齿轮42。该主动齿轮41与该从动齿轮42相啮合，而该从动齿轮42则与该太阳齿轮111同轴心连接，因此该动力输入端2通过该主动齿轮41将动力传递至该从动齿轮42，也间接的带动该太阳齿轮 111使该行星齿轮组11进行运作，达到变换该轮毂14速度的效果。请参阅图5所示，由于图5的本发明变速机构第四较佳实施例其大体上与图1、图 2所示的第一较佳实施例类似，故相同的元件与结构以下将不再赘述。本发明的第四较佳实施例的变速机构与前述图1、图2所示的第一较佳实施例的不同点在于该变速机构Ic更包括一第二差速机构5，其更包括一第一齿轮51、一第二齿轮52、一第五单向离合器53、以及一第六单向离合器M。该第一齿轮51设置于该轴心10上并与该太阳齿轮111同轴连接，并第一齿轮51与太阳齿轮111两者间可以相互同轴旋转。该第二齿轮52与该行星齿轮112同轴固接使两者间无法相互旋转，并且，该第二齿轮52与该第一齿轮51相啮合。该第五单向离合器53、以及该第六单向离合器M设置于该动力输入端2上，且该第五与第六单向离合器5354是不同咬合方向的单向离合器；其中，该第五单向离合器53的咬合状态是用来决定该动力输入端2是否与该太阳齿轮111相啮合传动；并且，该第六单向离合器 54的咬合状态是用来决定该动力输入端2是否与该第一齿轮51相啮合传动。也就是说，当该动力输入端2正转(+)或逆转(_)时，可通过该第五单向离合器 53或该第六单向离合器M其中之一将动力传递至该太阳齿轮111或该第一齿轮51其中之一，使该变速机构Ic具有更广泛的速差选择。换句话说，当该第五单向离合器53咬合于该太阳齿轮111时，该第六单向离合器M则与该第一齿轮51间呈现空转状态；反之，当该第六单向离合器讨咬合于该第一齿轮51时，该第五单向离合器53则与该太阳齿轮111间呈现空转状态。如此，本实施例可凭借太阳齿轮111与第一齿轮51的齿数差以及第二齿轮 52与行星齿轮112的齿数差，来改变动力输入端2正、逆转时的差速比，达到令本发明变速机构具有更弹性化的不同差速比的效果，而不必局限于行星齿轮组11本身所能提供的差速比。请参阅图6所示，由于图6的本发明变速机构第五较佳实施例其大体上与图1、图 2所示的第一较佳实施例类似，故相同的元件与结构以下将不再赘述。本发明的第五较佳实施例的变速机构与前述图1、图2所示的第一较佳实施例的不同点在于该变速机构Id更包括一轮毂致动器6设置于该轴心10上，该轮毂致动器6是与第一较佳实施例的该第一单向离合器12或该第二单向离合器13两者的至少其中之一相衔接。并且，该轮毂致动器6的一端连接于该轮毂14内侧壁，进一步通过该轮毂致动器6使得该轮毂14所设置的驱动轮于倒车时(该轮毂正转+)不会受到该变速机构Id的牵制而产生卡轮锁死的现象。因此， 于本实施例中，由于有轮毂致动器6的设置，所以该第三以及第四单向离合器141、142可以是一般的单向离合器而不需是离心式单向离合器。请参阅图7、图8、图9并配合图6所示，其中，该轮毂致动器6包括一连接端61、 一致动器62、一摩擦离合器63、一抑制器64、以及一离合模块65。于本发明第五较佳实施例中，该摩擦离合器63是一 C形的致动器弹簧。该连接端61是该轮毂14的内侧壁的一部分，并突起一卡固端611以提供该摩擦离合器63固接。该致动器62包括一结合槽621以及一第七单向离合器622。该摩擦离合器63是套附于该结合槽621内，且该摩擦离合器63 延伸的一固定端631卡附于该轮毂14内侧壁所突起的该卡固端611上。该摩擦离合器63 可以在连接端61与致动器62之间提供一预定力量的摩擦力，使得当连接端61在转动时可以凭借摩擦离合器63所造成的摩擦力来促使致动器62也跟着旋转；然而，一旦当致动器 62被抵顶住无法继续旋转时，则摩擦离合器63将会发生空转的现象，使得连接端61可以在不带动致动器62的情况下继续旋转。虽然，在本实施例中，是以C形的致动器弹簧来作为该摩擦离合器63;然而，在另一实施例中，该摩擦离合器63也可以是一片夹置在致动器62 与连接端61之间的摩擦片例如橡皮垫等，同样可以提供摩擦离合器63的功能。该抑制器64其一端具有单向的一内环齿641，并与该致动器62的该第七单向离合器622相啮合，于另一端是一套管642，而该套管上具有一开槽6421，且于该套管642内预设位置处设有一突起的定位点6422。该离合模块65设置于该轴心10上，包括至少一第八单向离合器651、以及一凹槽652。于本实施例中所述的该第八单向离合器651实际上就是如图1所示的第一单向离合器12或第二单向离合器13两者的其中之一，或者，也可以是有两个第八单向离合器651其分别就是如图1所示的第一单向离合器12及第二单向离合器13。换句话说，图6至图9所示的本发明实施例的变速机构一样具有分别设在轴心10与行星架113之间以及设在轴心10与环齿轮114之间的第一向离合器与第二单向离合器，但是，本实施例中的第一单向与第二单向离合器两者的至少其中之一(或也可以两个都是) 会被该第八单向离合器651(或两个第八单向离合器651)所取代以便受该轮毂致动器6所致动。该第八单向离合器651是对应于该抑制器64的该开槽6421，而该套管642内的该定位点6422则对应于该离合模块65的该凹槽652。该抑制器64是套附于该离合模块65 上，当第七单向离合器622与抑制器64的内环齿641呈咬合状态时，可由该致动器62带动该抑制器64旋转使该套管642的该开槽6421旋转位移，用以释放开启或抑制关闭该第八单向离合器651，进而控制该第八单向离合器651与该外环齿轮114以及该行星架113的啮
合与否。该第七单向离合器622与该第八单向离合器651是具有弹性且不同方向的单向棘爪。该第八单向离合器651可以分别与该外环齿轮114或该行星架113两者其中之一相啮合。当该动力输入端2停止运作，进一步将该轮毂14上所设置的驱动轮牵车倒退(连接端 61正转+)时，该第七单向离合器622咬合于该抑制器64的该内环齿641上，使该套管642 旋转位移一角度并压制该第八单向离合器651的导角6511部分，使该行星架113或外环齿轮114两者中的至少其中之一不受该第八单向离合器651所牵制并呈空转状态，因此使该轮毂14也就是连接端61 (正转+)倒车时不会因行星齿轮组11卡死无法倒车。也就是说，当该轮毂14上的驱动轮于倒车令该轮毂14正转(+)时，该轮毂14内壁也就是连接端61上的该卡固端611通过该摩擦离合器63带动该致动器62正转(+)，此时该第七单向离合器622带动该抑制器64的该内环齿641进行转动，进而将该套管642上的该定位点6422于该离合模块65的该凹槽652内由一下始点6521移动至一上始点6522，使该开槽6421旁部分的该套管642正向旋转位移，利用该第八单向离合器651上方所设的一导角6511令该套管642沿该导角6511斜面将该第八单向离合器651下压至该套管642内并予以盖住(棘爪呈下压抑制关闭状态)，使该第八单向离合器651与该外环齿轮114(或 /及行星架113)两者间无法产生动力连结关系。因为摩擦离合器63只是单纯地套在结合槽621内，所以，一旦套管642上的该定位点6422移动至上始点6522后，倘若轮毂14也就是连接端61继续正转(+)时，摩擦离合器63将会在致动器62的结合槽621内滑动空转， 而无法继续带动致动器62旋转。换句话说，当该动力输入端2正转(+)或逆转(_)予以换档变速时，该轮毂14都是以逆转(_)方向被驱动前进，此时，该轮毂14内壁也就是连接端61上的该卡固端611带动该摩擦离合器63逆转(_)，进而造成使该致动器62上的该第七单向离合器622于该抑制器64内的该内环齿641内产生空转，其两者之间所具有少许摩擦阻力可使该套管642具有一点点的逆转(_)的动能，外加通过该第八单向离合器651本身的向上的弹力带动该套管642上的该定位点6422于该凹槽652内由该上始点6522移动至该下始点6521，使该套管642的该开槽6421处逆向旋转位移令该第八单向离合器651加以释放(棘爪呈上扬释放开启状态)，使该第八单向离合器651与该外环齿轮114 (或/及该行星架11 两者间产生动力连结关系(正转+ 咬合，逆转-滑脱)，以提供该动力输入端2变换正转(+)或逆转(_)配合与外环齿轮114或行星架113两者间产生高速模式或低速模式的切换。请参阅图10、图11A、图IlB所示，由于本发明变速机构第六较佳实施例其大体上与图7、图8、图9所示的第五较佳实施例类似，故相同的元件与结构以下将不再赘述。本发明的第六较佳实施例的变速机构与前述图7、图8、图9所示的第五较佳实施例的不同点在于利用一电磁切换器7取代该致动器62以及该摩擦离合器63，进一步以电磁方式带动该抑制器64的套管642旋动并控制该第八单向离合器651开启与否。该电磁切换器7更包括一电磁线圈71、以及至少一磁石72。于本发明第六较佳实施例中，该电磁切换器7的该磁石72设置于该抑制器64内，且与该电磁线圈71相对应。如图IlA所示，当启动该动力输入端2时，通过逻辑控制将该电磁切换器7输入电流加以通电(ON:眷)，运用电磁吸引方式将该第八单向离合器651予以开启；如图IlB所示，当关闭该动力输入端2时，通过逻辑控制将该电磁切换器7予以断电(0FF:〇)或是给予反向的电磁驱动力，使该第八单向离合器651通过弹性回复于关闭位置。当该电磁切换器通电时，运用电磁吸引方式驱动套管旋转使开槽旋转至释放该第八单向离合器开启的位置；而当关闭该电磁切换器予以断电时，该套管的开槽会旋转至抑制使该第八单向离合器关闭的位置也就是说，该电磁切换器7与该动力输入端2同步运作，开启该动力输入端2时， 同时将该电磁线圈71输入一预设电流令该磁石72与该电磁线圈71两者间相对产生磁力， 使该抑制器64的该套管642旋转一角度，使该定位点6422由该上始点6522移动至该下始点6521进而将该开槽6421旋转位移，令该开槽6421处将该第八单向离合器651加以释放 (棘爪呈上扬开启状态)，使该第八单向离合器651与该外环齿轮114(或/及行星架113) 两者间产生动力连结关系。关闭该动力输入端2时，同时将该电磁线圈71予以断电，此时，使该抑制器64利用一回复弹力机制(例如设置于抑制器64内的扭力弹簧等)令该套管642旋转，使该定位点6422由该下始点6521移动至该上始点6522进而将该开槽6421位移，令该套管642将该第八单向离合器651下压至该套管642内并加以掩盖抑制(棘爪呈下压关闭状态)，使该第八单向离合器651与该外环齿轮114(或/及该行星架11 两者间无法产生动力连结关系。以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解， 在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。
1权利要求
1.一种变速机构，是结合于一轴心，并通过一动力输入端来输入动力，其特征在于，该变速机构包括有一行星齿轮组，其包括一太阳齿轮、复数个行星齿轮、一行星架、以及一外环齿轮；其中，太阳齿轮结合于该动力输入端并受其驱动而能够正、逆向旋转； 一第一单向离合器，设置于该轴心与该行星架之间； 一第二单向离合器，设置于该轴心与该外环齿轮之间；以及一轮毂，是套附于该行星齿轮组的外围； 一第三单向离合器，设置于该轮毂内侧与该行星架之间；以及一第四单向离合器，设置于该轮毂内侧与该外环齿轮之间；其中，该第一及第二单向离合器是同方向咬合的单向离合器；并且，该第三以及第四单向离合器是同方向咬合的单向离合器、并与该第一及第二单向离合器的咬合方向相反。
2.根据权利要求1所述的变速机构，其特征在于该动力输入端是一直流电马达。
3.根据权利要求1所述的变速机构，其特征在于该动力输入端设置于该轮毂内，且固设于该轴心的一侧边，并在该动力输入端上设有一第一差速机构；该第一差速机构更包括 一主动齿轮以及一从动齿轮；该主动齿轮与该从动齿轮相啮合，而该从动齿轮则与该太阳齿轮同轴心连接，因此，该动力输入端通过该主动齿轮将动力传递至该从动齿轮，也间接的带动该太阳齿轮使该行星齿轮组进行运作。
4.根据权利要求1所述的变速机构，其特征在于该动力输入端设置于该轮毂内，且环绕于该轴心上。
5.根据权利要求1所述的变速机构，其特征在于该动力输入端设置于该轮毂之外，还在该动力输入端上设有一传动机构，该传动机构连接并驱动该太阳齿轮使该行星齿轮组进行运作；其中，该传动机构是一皮带、一链条、一变速齿轮组或一传动轴。
6.根据权利要求1所述的变速机构，其特征在于该第三以及第四单向离合器是离心式单向离合器。
7.根据权利要求1所述的变速机构，其特征在于还包括一第二差速机构，其设置于该动力输入端上，其更包括一第一齿轮，与该太阳齿轮同轴连接； 一第二齿轮，与该行星齿轮同轴固接，并与该第一齿轮相啮合； 一第五单向离合器，设置于该动力输入端上，且该第五单向离合器的咬合状态是用来决定该动力输入端是否与该太阳齿轮相啮合传动；以及一第六单向离合器，设置于该动力输入端上，且该第五单向离合器的咬合状态是用来决定该动力输入端是否与该第一齿轮相啮合传动；其中，该第五与第六单向离合器是不同方向的单向离合器。
8.根据权利要求1所述的变速机构，其特征在于还包括一轮毂致动器，其设置于该轴心上，其包括一连接端，为该轮毂的内侧壁的一部分； 一致动器，包括一结合槽以及一第七单向离合器；一摩擦离合器，套附于该结合槽内，且该摩擦离合器延伸的一固定端卡附于该连接端上；一抑制器，其一端具有单向的一内环齿，并与该致动器的该第七单向离合器相啮合，其另一端是一套管，而该套管上具有一开槽，且在该套管内预设位置处设有一突起的定位点； 以及一离合模块，设置于该轴心上，包括至少一第八单向离合器以及一凹槽；其中，该第八单向离合器是第一单向离合器或第二单向离合器两者的至少其中之一；并且，该第八单向离合器是对应于该抑制器的该开槽，而该套管内的该定位点则对应于该离合模块的该凹槽；其中，该抑制器套附于该离合模块上，进而由该致动器带动该抑制器旋转使该套管的该开槽旋转位移，用以释放开启或抑制关闭该第八单向离合器，进而控制该第八单向离合器与该外环齿轮与该行星架两者至少其中之一的咬合与否。
9.根据权利要求1所述的变速机构，其特征在于，还包括有一套管，该套管上具有一开槽，且在该套管内预设位置处设有一突起的定位点；一离合模块，设置于该轴心上，包括至少一第八单向离合器、以及一凹槽；其中，该第八单向离合器是第一单向离合器或第二单向离合器两者的至少其中之一；并且，该第八单向离合器是对应于该开槽，而该套管内的该定位点则对应于该离合模块的该凹槽；其中，该套管是套附于该离合模块上，凭借该套管的该开槽的旋转位移操作，来释放开启或抑制关闭该第八单向离合器，进而控制该第八单向离合器与该外环齿轮与该行星架两者至少其中之一的咬合与否；以及一电磁切换器，结合于该套管并可驱动该套管旋转；当该电磁切换器通电时，运用电磁吸引方式驱动套管旋转使开槽旋转至释放该第八单向离合器开启的位置；而当关闭该电磁切换器予以断电时，该套管的开槽会旋转至抑制使该第八单向离合器关闭的位置。
10.根据权利要求8所述的变速机构，其特征在于该第七单向离合器与该第八单向离合器是具有弹性且不同咬合方向的单向棘爪。
全文摘要
本发明是一种变速机构，包括有一行星齿轮组、一第一单向离合器、一第二单向离合器、以及一轮毂。该行星齿轮组包括一太阳齿轮、复数个行星齿轮、一行星架、以及一外环齿轮。太阳齿轮是结合于一动力输入端并受其驱动而可正、逆向旋转。该第一与第二单向离合器分别设置于一轴心与行星架、以及该轴心与外环齿轮之间。该轮毂是套附于该行星齿轮组的外围，并于轮毂内侧与该行星架以及该外环齿轮之间分别设有一第三单向离合器及一第四单向离合器。其中，该第一与第二单向离合器是相同方向咬合的单向离合器；并且，该第三与第四单向离合器是同方向咬合的单向离合器、并与该第一及第二单向离合器的咬合方向相反。
文档编号F16H48/00GK102454752SQ20111013826
公开日2012年5月16日 申请日期2011年5月26日 优先权日2010年10月25日
发明者林诗喨, 苏醒扬, 蔡明志 申请人:日驰企业股份有限公司