马达用变速器的制作方法

本发明涉及马达用变速器(transmissionformotor)，尤其涉及如下装置：用于优化根据马达旋转轴的正反旋转方向而以互不相同的变速比仅向一个方向输出旋转力的变速器并能够逆输入，不打滑地实现准确的旋转力传递，即使长时间使用时也具有耐久性，从而提高变速器的可靠性及变速准确度，能够使适销性及市场竞争力最大化。

背景技术：

一般而言，为了全面提高工业机械的运转性能，或者在配备有车轮并接受传递来的引力或利用传动力等各种驱动力进行行驶的自行车、轮椅、汽车、轻便摩托车、摩托车、船舶等运输装置中提高行驶性能，配备有变速器。

这种变速器可以按照搭乘者或使用者的操作而实施变速，根据行驶环境而获得所要求的扭矩或速度。

最近，正在使用将由太阳齿轮、行星齿轮、齿圈以及行星齿轮架构成的行星齿轮组配备于轮毂壳内并以多档对速度进行变速的变速器，但是，就这种变速器而言，与复杂的结构相比，变速档的数量少，尤其在负载驱动行驶状态下进行变速操作时，无法顺利地控制被驱动负载强力约束的棘爪，存在无法柔和地实现变速的技术上的问题。

作为利用存在这种问题的行星齿轮组的变速器的替代方案，开发了无级变速器，无级变速器(continuouslyvariabletransmission；cvt)不受预先设置的变速档制约，可以连续地自由变更变速比，但是，与现有的齿轮型变速器相比，体积大，结构复杂，制造成本高，尤其需要以摩擦力为基础，使旋转力变速并输出，因而当较大负载作用时，耐久性下降，更重要的是存在容易发生因构成要素相互间打滑导致的动力损失的技术上的问题。

尤其，最近随着将马达用作驱动源的自行车、轻便摩托车等的快速普及，迫切要求一种即使具有较少变速档数但却紧凑、耐久性高的结构的变速器。

技术实现要素：

所要解决的课题

本发明用于消除所述的问题，旨在提供如下马达用变速器：优化根据马达旋转轴的正反旋转方向而以互不相同的变速比仅向一个方向输出旋转力的变速器并能够逆输入，不打滑地实现准确的旋转力传递，从而提高变速器的可靠性及变速准确度，通过对称配置的螺旋齿轮，即使长时间使用时也具有耐久性，能够使变速器的适销性及市场竞争力最大化。

课题的解决方案

这样的本发明通过如下马达用变速器而达成，所述变速器从马达的旋转轴接受传递来的旋转力，变速输出至输出轴，根据所述马达旋转轴的正向或反向旋转而以互不相同的变速比进行单向输出，并且包括：驱动轴，其在一部分区间外周形成有一个或多个单向离合器倾斜面；双重单向离合器，其包括行星齿轮架和正向输出环及反向输出环，所述行星齿轮架将正向约束体及反向约束体以既定相位角差且放射状等间隔地收放在两面，所述正向输出环及反向输出环位于所述正向约束体及所述反向约束体的外侧并根据所述驱动轴的旋转方向而选择性地旋转；以及低速及高速旋转力传递机构，其包括相互啮合旋转的多个齿轮，从所述双重单向离合器的正向输出环及反向输出环独立地接受传递来的旋转力，以互不相同路径的变速比使所述输出轴进行旋转，相对于所述输出轴所输出的旋转方向，所述双重单向离合器允许反向输入。

其中，优选所述双重单向离合器的行星齿轮架在所述正向输出环及所述反向输出环之间形成有凸缘形状的延长部，在所述延长部收放有朝向所述正向输出环及所述反向输出环对球进行弹性支撑的弹性体，在所述正向输出环及所述反向输出环上对应于所述球而形成有一周的槽。

而且，更优选所述低速及高速旋转力传递机构由以所述双重单向离合器为中心朝向相互相向的方向配置的倾斜的螺旋齿轮构成，随着旋转力传递而进行旋转并接受对称的力。

发明的效果

如上所述的本发明是如下发明：优化根据马达旋转轴的正反旋转方向而以互不相同的变速比仅向一个方向输出旋转力的变速器并能够逆输入，不打滑地实现准确的旋转力传递，提高变速器的可靠性及变速准确度，通过对称配置的螺旋齿轮，即使长时间使用时也具有耐久性，能够使变速器的适销性及市场竞争力最大化。

附图说明

图1是表示本发明的马达用变速器的正面立体图。

图2是表示本发明的马达用变速器的背面立体图。

图3是本发明的马达用变速器中使马达及罩体分离的正面分解立体图。

图4是本发明的马达用变速器中使马达及罩体分离的背面分解立体图。

图5是本发明的马达用变速器中使罩体分离的主视图。

图6是本发明的马达用变速器中使轴承分离的正面分解立体图。

图7是本发明的马达用变速器中使轴承分离的背面分解立体图。

图8是本发明的马达用变速器中的双重单向离合器的正面分解立体图。

图9是本发明的马达用变速器中的双重单向离合器的背面分解立体图。

图10是本发明的马达用变速器中的双重单向离合器的主视图。

图11是本发明的马达用变速器中使马达及罩体分离的俯视图。

具体实施方式

图1是表示本发明的马达用变速器的正面立体图，图2是表示本发明的马达用变速器的背面立体图。

另外，图3是本发明的马达用变速器中使马达及罩体分离的正面分解立体图，图4是本发明的马达用变速器中使马达及罩体分离的背面分解立体图，图5是本发明的马达用变速器中使罩体分离的主视图。

而且，图6是本发明的马达用变速器中使轴承分离的正面分解立体图，图7是本发明的马达用变速器中使轴承分离的背面分解立体图。

接下来，图8是本发明的马达用变速器中的双重单向离合器的正面分解立体图，图9是本发明的马达用变速器中的双重单向离合器的背面分解立体图。

最后，图10是本发明的马达用变速器中的双重单向离合器的主视图，图11是本发明的马达用变速器中使马达及罩体分离的俯视图。

如图1至图11所示，本发明的马达用变速器的技术上的基本特征如下：能够通过简单的结构，根据马达10的旋转轴12的正反驱动而使输出轴500以互不相同的变速比仅向一个方向旋转并能够逆输入，能够预防打滑导致的错误运行等，而且提高耐久性，从而能够长时间使用。

下面参照附图，详细说明本发明的实施例。

就本发明的马达用变速器而言，如图1至图4所示，所述变速器从马达10的旋转轴12接受传递来的旋转力，变速输出到输出轴500，根据所述马达10的旋转轴12的正向或反向旋转而以互不相同的变速比进行单向输出，优选包括：驱动轴100，其在一部分区间外周形成有一个或多个单向离合器倾斜面110；双重单向离合器200，其包括行星齿轮架210和正向输出环220及反向输出环230，所述行星齿轮架210将正向约束体211及反向约束体212以既定相位角差且放射状等间隔地收放在两面，所述正向输出环220及反向输出环230位于所述正向约束体211及所述反向约束体212的外侧，根据所述驱动轴100的旋转方向而选择性地旋转；以及低速及高速旋转力传递机构300、400，其包括相互啮合旋转的多个齿轮，从所述双重单向离合器200的正向输出环220及反向输出环230独立地接受传递来的旋转力，以互不相同路径的变速比使所述输出轴500旋转，相对于所述输出轴500输出的旋转方向，所述双重单向离合器200允许反向输入。

首先，本发明的马达用变速器在马达10旋转轴12的旋转方向为正向时，以既定的变速比使输出轴旋转，在马达10的旋转轴12的旋转方向为相对于所述正向作为相反方向的反向时，以不同变速比使输出轴旋转，因此，高速及低速的二档变速仅根据马达10的旋转轴12的旋转方向而决定。

本发明的马达用变速器大致包括驱动轴100、双重单向离合器200、低速及高速旋转力传递机构300、400以及输出轴500。

尤其，本发明的马达用变速器虽然是面向诸如自行车、轻便摩托车、摩托车的可以将马达用作驱动源的两轮车辆而优化的，但并非局限于此。

为了将本发明的马达用变速器实际应用于车辆，如图1及图2所示，可以还伴随马达10、罩体20、框架30等。

首先，马达10随着电源供应而使旋转轴12旋转，此时，根据驾驶员的操作，可以将马达10的旋转轴12切换为正向或反向。

在本发明的马达用变速器中，驱动轴100从这种马达10的旋转轴12接受传递来的旋转力。

而且，罩体20用于保护本发明的马达用变速器不受外部冲击，另一方面，阻止露出于外部，切断异物等的流入，所述罩体20借助于多个连结机构21而固定于框架30。

另外，框架30构成本发明的马达用变速器所需的骨架，也可以一体使用所述两轮车辆的车架，但考虑到组装性等，最好是以另外的框架30构成后，将该框架30固定于车辆。

在这种框架30上形成有多个连结孔，例如，可以用于与车体的固定，或者用于连接或设置缓冲装置或制动装置等。

在图1至图4中，在所述框架30的附图左侧，所述的马达10被多个连结机构11固定，在所述框架30的附图右侧，所述罩体20以内置本发明的马达用变速器的状态组装。

在本发明中，驱动轴100从所述的马达10的旋转轴12接受传递来的旋转力，进行正向或反向旋转，也可以直接延长所述马达10的旋转轴12而用作驱动轴100，但考虑到兼容性或组装性等，在本发明中，示例了马达10的旋转轴12穿过框架30而插入到驱动轴100的附图左侧内部并与内齿轮啮合的形态。

就这种驱动轴100而言，在图6及图7中，通过右侧的轴承101，以能够旋转的方式支撑于罩体20，通过附图左侧的轴承102，以能够旋转的方式支撑于框架30。

尤其，在这种驱动轴100的一部分区间，在外周形成有一个或多个单向离合器倾斜面110，在图10中示例了形成有六个单向离合器倾斜面110的情形，这种单向离合器倾斜面110的边缘优选形成为放射状等间隔地以缓和的曲线形状相互连接。

双重单向离合器200位于这种驱动轴100的单向离合器倾斜面110外周。

在本发明中，就双重单向离合器200而言，如图8至图10所示，包括以能够旋转的方式收放正向约束体211及反向约束体212的行星齿轮架210和正向输出环220及反向输出环230。

首先，所述行星齿轮架210作为相互非对称地形成图8所示正面的收放槽211a及图9所示背面的收放槽212a的环状体，正向约束体211位于正面的收放槽211a内，反向约束体212位于背面的收放槽212a内。

所述正向约束体211及所述反向约束体212的形状及大小相互相同，仅是根据功能而分为正向约束体211及反向约束体212。

这种正向约束体211及反向约束体212可以具有大致圆柱形状的滚筒形态，也可以为正球形。

而且，形成于所述行星齿轮架210的收放槽211a、212a分别收放所述的正向约束体211及反向约束体212，并且是以如下方式进行引导的结构：在行星齿轮架210没有旋转的状态下，限制收放槽211a、212a内的约束体211、212沿圆周方向移动，使其仅能够沿半径方向发生移动。

此时，形成于所述行星齿轮架210的正面的收放槽211a和形成于背面的收放槽212a，虽然其形状及大小相互相同，但在其形成位置方面，如图10所示地具有既定相位角差。

在位于其内部的驱动轴100上，这种相位角差是正向约束体211及反向约束体212各有一个位于单向离合器倾斜面110的一边边缘内的程度，因此，在一个行星齿轮架210上形成有多个收放槽211a、212a，正向约束体211或反向约束体212分别位于其内。

在图10中，表示了采纳形成有六个单向离合器倾斜面110的驱动轴100，因而应用六个正向约束体211及六个反向约束体212的情形，但其个数可以适宜地加减，这是不言而喻的。

与此同时，在所述行星齿轮架210的正面和背面分别配备有正向输出环220及反向输出环230。

因此，就所述行星齿轮架210的正向约束体211及反向约束体212而言，驱动轴100的单向离合器倾斜面110位于其内周侧，正向输出环220及反向输出环230分别位于其外周侧的正面及背面。

因此，当所述驱动轴100正向旋转时，即，在图10中顺时针方向旋转时，正向约束体211被约束于单向离合器倾斜面110与正向输出环220之间，向顺时针方向传递旋转力，相反，反向约束体212置于不被约束的位置，从而不向反向输出环230传递旋转力。

相反，当所述驱动轴100反向旋转时，即，在图10中逆时针方向旋转时，反向约束体212被约束于单向离合器倾斜面110与反向输出环230之间，向逆时针方向传递旋转力，相反，正向约束体211置于不被约束的位置，从而不向正向输出环220传递旋转力。

其结果，就所述双重单向离合器200而言，在所述驱动轴100正向旋转时，仅使正向输出环220正向旋转，在所述驱动轴100反向旋转时，仅使反向输出环230反向旋转。

而且，在图8及图9中，附图标记221及231表示分别在所述正向输出环220及所述反向输出环230上一体形成的齿轮，通过该齿轮221、231，实现双重单向离合器200的输出。

另外，附图标记201及202是在将双重单向离合器200组装于驱动轴100后，为了防止分离而连结的卡环。

最后，低速及高速旋转力传递机构300、400从所述双重单向离合器200的正向输出环220及反向输出环230独立地接受传递来的旋转力，以互不相同的路径的变速比而使所述输出轴500旋转，构成为相互啮合而旋转的多个齿轮排列。

这种齿轮的排列或种类没有限制，既可以是低速旋转力传递机构300和高速旋转力传递机构400互不共享地独立体现，也可以如图所示，共享一部分构成而实现输出。

在本发明中，优选如图3至图7所示，可以利用配备有第一大齿轮320及第一小齿轮330的第一旋转轴310、配备有第二大齿轮420及第二小齿轮430的第二旋转轴410、配备于所述输出轴500的齿轮510，体现低速旋转力传递机构300和高速旋转力传递机构400。

首先，第一旋转轴310通过配备于附图右侧的轴承301，以能够旋转的方式支撑于罩体20，通过配备于附图左侧的轴承302，以能够旋转的方式支撑于框架30。

此时，在所述第一旋转轴310上，一体配备有第一大齿轮320及第一小齿轮330，所述第一大齿轮320与所述反向输出环230的齿轮231啮合，所述第一小齿轮330与后面将说明的第二大齿轮420啮合。

而且，第二旋转轴410也通过配备于附图右侧的轴承401，以能够旋转的方式支撑于罩体20，通过配备于附图左侧的轴承402，以能够旋转的方式支撑于框架30。

此时，在所述第二旋转轴410上，一体配备有第二大齿轮420及第二小齿轮430，所述第二大齿轮420同时啮合于所述正向输出环220的齿轮221及第一小齿轮330，所述第二小齿轮430与配备于输出轴500的齿轮510啮合。

根据这种构成，低速旋转力传递机构300由双重单向离合器200的反向输出环230→第一大齿轮320→第一小齿轮330→第二大齿轮420→第二小齿轮430→输出轴500构成。

另外，高速旋转力传递机构400由双重单向离合器200的正向输出环220→第二大齿轮420→第二小齿轮430→输出轴500构成。

即，低速旋转力传递机构300在通过第一大齿轮320及第一小齿轮330的同时，通过齿数比实施变速，从而在马达10的旋转轴12反向输出时，变速为低速，高速旋转力传递机构400不经过这种减速变速，在马达10的旋转轴12正向输出时，变速为高速。

当然，并非限定于此，可以根据需要而获得适宜的两档变速比。

此时，在旋转方向方面，所述驱动轴100正向(图5及图10中的顺时针方向)旋转时，旋转力不经由第一大齿轮320及第一小齿轮330，因此，输出为所述输出轴500向相同方向(图5中的顺时针方向)旋转，所述驱动轴100反向(图5及图10中的逆时针方向)旋转时，旋转力经由第一大齿轮320及第一小齿轮330，因而其旋转方向逆转，从而输出为所述输出轴500向其相反方向(图5中的顺时针方向)旋转。

上面示例性列举的情形是，包括第一旋转轴310及第二旋转轴410，与马达10的旋转轴12的正向(图5及图10中的顺时针方向)或反向(图5及图10中的逆时针方向)旋转无关地，输出轴500始终向图5中的顺时针方向输出旋转力，但是，例如，如果将第二旋转轴410设定为输出轴，则也可以与马达10的旋转轴12的正向(图5及图10中的顺时针方向)或反向(图5及图10中的逆时针方向)旋转无关地，输出轴始终向图5中的逆时针方向输出旋转力。

其中，附图标记501及502是将所述输出轴500以能够旋转的方式支撑于罩体20及框架30的轴承，也可以在所述输出轴500的中间形成另外的外齿轮520，以便能够通过该外齿轮520向车轮传递输出。

其结果，本发明能够根据马达10的旋转轴12的正向或反向旋转，以互不相同的变速比进行单向输出。

在所述的本发明的实施例中，由于输出轴500与构成低速及高速旋转力传递机构300、400的多个齿轮直接连接，因此，随着输出轴500的旋转而联动，多个齿轮一同旋转。

因此，例如当使用者直接拖动加装了本发明的马达用变速器的电动自行车后退时，可以在所述输出轴500，相对于所述输出轴500输出的用于前进的旋转方向(图5中的顺时针方向)，会逆输入反向(图5中的逆时针方向)旋转力。

但是，就本发明的马达用变速器而言，即使这种输出轴500的反向旋转力通过构成低速及高速旋转力传递机构300、400的多个齿轮而逆输入，由于所述的双重单向离合器200可以允许这种反向旋转输入，因而具有能够事先防止逆输入导致的设备损伤等的巨大优点。

而且，在所述的本发明的马达用变速器中，当驱动轴100正向或反向旋转时，如果行星齿轮架210一同旋转，则存在正向约束体211及反向约束体212无法被约束于驱动轴100的单向离合器倾斜面110与正向输出环220或反向输出环230之间的忧虑，此时，也会无法适当地输出旋转力。

因此，在本发明中，为了防止这种现象，优选如图8及图9所示，所述双重单向离合器200的行星齿轮架210在所述正向输出环220及所述反向输出环230之间形成有凸缘形状的延长部213，在所述延长部213收放有朝向所述正向输出环220及所述反向输出环230对球214进行弹性支撑的弹性体215，在所述正向输出环220及所述反向输出环230上，对应于所述球214，形成有一周的槽222、232。

在附图中，示例了在行星齿轮架210的延长部213前后形成有共12个孔216的情形，在实现正向输出的一侧有6个，在实现反向输出的一侧有6个，以60度的相位角差，等间隔地形成。

而且，在所述正向输出环220及所述反向输出环230上，以与所述球214的大小对应的大小，形成有一周槽222、232。

尤其配备于所述行星齿轮架210的延长部213的多个球214，在所述正向输出环220及所述反向输出环230的槽222、232内被引导，因而帮助所述行星齿轮架210可以更稳定地旋转。

因此，所述球214在各个孔216内被弹性体215弹性支撑，保持与正向输出环220或反向输出环230接触的状态，其结果，限制了所述行星齿轮架210与驱动轴100一同旋转，从而事先防止因行星齿轮架210与驱动轴100一同旋转而可能发生的诸如打滑等的错误运行。

另外，在本发明中，由多个齿轮列配置构成的所述低速及高速传递机构300、400优选如图11所示，由以所述双重单向离合器200为中心沿着相互相向的方向配置的倾斜的螺旋齿轮构成，随着旋转力传递而旋转并接受对称的力。

这使正向输出时在螺旋齿轮中发生的偏心与反向输时在螺旋齿轮中发生的偏心相抵，即使长期使用，也可以事先预防作用于轴的横向力累积而发生设备损伤。

下面参照图1至图11，说明本发明的作用。

如上所述构成的本发明的马达用变速器在马达10的旋转轴12正向旋转时，在双重单向离合器200中，正向约束体211被约束于驱动轴100的单向离合器倾斜面110与正向输出环220之间。

此时，反向约束体212由于行星齿轮架210保持的相位角差而不被约束。

因此，从形成于所述正向输出环220的齿轮221，经过由多个齿轮列构成的高速旋转力传递机构400，并且根据齿数比而执行变速后，输出轴500进行高速旋转。

而且，在马达10的旋转轴12反向旋转时，在双重单向离合器200中，反向约束体212被约束于驱动轴100的单向离合器倾斜面110与反向输出环230之间。

此时，正向约束体211因行星齿轮架210保持的相位角差而不被约束。

因此，从形成于所述反向输出环230的齿轮231，经过由多个齿轮列构成的低速旋转力传递机构300，并且根据齿轮比而执行变速后，输出轴500进行低速旋转。

而且，在所述双重单向离合器200中，追加配备于延长部213的球214分别弹性接触正向输出环220及反向输出环230，从而防止行星齿轮架210与驱动轴100一同旋转，能够预防变速器的错误运行。

尤其，利用相互对称地配置的螺旋齿轮来体现构成低速及高速旋转力传递机构300、400的多个齿轮，从而还能够防止长期使用时因偏心负载导致的设备损伤。

因此，本发明的马达用变速器提供一种根据马达10的旋转轴12的正反旋转方向而以互不相同的变速比使旋转力仅向一个方向输出的变速器，而且，能够逆输入，在双重单向离合器200内，不打滑地实现准确的旋转力传递，是具有卓越优点的发明。

追加性地，将配备于其内部的多个齿轮列用作对称地配置的斜齿轮，即使长期使用时，也阻止偏心负载导致的设备损伤，具有还进一步增大耐久性的优点。

所述实施例是用于具体说明本发明的技术思想的一个示例，本发明的范围不限定于所述的附图或实施例。

符号的说明

10—马达，11—连结机构，12—旋转轴，20—罩体，21—连结机构，30—框架，100—驱动轴，101、102—轴承，110—单向离合器倾斜面，200—双重单向离合器，201、202—卡环，210—行星齿轮架，211—正向约束体，211a—收放槽，212—反向约束体，212a—收放槽，213—延长部，214—球，215—弹性体，216—孔，220—正向输出环，221—齿轮，222—槽，230—反向输出环，231—齿轮，232—槽，300—低速旋转力传递机构，301、302—轴承，310—第一旋转轴，320—第一大齿轮，330—第一小齿轮，400—高速旋转力传递机构，401、402—轴承，410—第二旋转轴，420—第二大齿轮，430—第二小齿轮，500—输出轴，501、502—轴承，510—齿轮，520—外齿轮。