变速机构的制作方法

本发明隶属一种变速机构的离合技术领域，具体而言是指一种机械式动作离合的变速机构，借以能提高其离合时的结合力与可靠性，且能无段死锁，以减少不必要的磨耗。

背景技术：

一般变速机构主要是利用驱动轴与被动轮间不同直径的齿轮的啮合关系，形成不同的齿轮比来达到变速的目的。而现有变速机构的速度变换主要是来自驱动轴上设置至少两个离合器，来供分别动作不同齿数比的传动轮来带动被动轮。前述离合器是由一离合组及一可动作离合组的制动组所构成，其中离合组是由数个连结驱动轴及数个连结传动轮的夹片相间隔叠合而成，并通过制动组动作该等夹片的紧密结合或分开，而达成上述连动的动作；

现有离合器的制动组有不同的设计形态，其一是由电磁阀所制成，其是在离合器的离合组前方设置一个利用电能产生往复运动的电磁阀，让电磁阀的线性运动可动作离合组的盘体选择性紧密贴合。但其需于离合器内设置电性组件及电线，不仅结构复杂、宽度材积变大，且其力量主要来自电磁磁力，作用于离合组的力量有限，故离合组的结合力弱，同时故障也多，且其制造与组装难度高，因此其成本极高。

其二是由油压组件所制成，其是在离合器的离合组内设置一个利用油压产生往复运动的油压推动结构，让油压推动结构可动作离合组的盘体选择性紧密贴合。但其需于离合器内设置油压通道，例如于旋转轴内形成油压孔道等，其不仅结构极为复杂，同时油压有压缩比及质变的问题，造成其压力不稳定的状况，且在防漏的考虑下，通常也不会使用高压，故离合组的结合力无法满足需求，同时故障也多，因此其一样存在高成本的问题。

上述不论是电磁阀与油压制动的离合器来看，由于其推力有限，造成离合器的结合力有限，故其存在有确动性不佳及可靠性不高的问题，同时结构复杂，造成制造与组装的问题，也提高了生产成本。

更甚者，变速机构上的各离合器因结构过于复杂，而无法模块化设计，因此其维修或更换时，需将零件逐一拆解，增加维修或更换的难度与时间，尤其是属于内部的离合器时更是浪费时间。再者变速机构的驱动轴在驻车时为了安全需予以死锁，传统的做法是利用驻车卡齿选择性卡掣一齿槽来达成，这种作法常因无法准确到位，而产生局部位差的现象，以致卡固及脱出时容易产生磨耗，故如何解决前述问题，是业界所亟待开发。

技术实现要素：

本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种变速机构，其确动性佳，其离合器推动的作用力是利用机械式直接推动，因此其驱力小、推力大，而能增加、且快速建立结合力；其可靠性高，不仅结构简单、故障率低，且可有效缩小材积与降低制造成本；其模块化，能组成一个完整模块，当有维修或更换的需求时，使离合器可一次性取出或安装，因此作业上极为简单、且方便，可有效节省维修时间及提升效率；其可驻车，能同时令至少二离合器同步结合，以借由不同齿数比而产生死锁驱动轴的作用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种变速机构，该变速机构于一驱动轴上设有至少二离合器，供利用不同离合器选择性分别带动至少二相对应、且不同齿数比的传动轮，供通过该等传动轮分别驱动一被动轮产生不同转速，而该等离合器至少由一离合组及一球动制动组所构成；

其中所述的离合组具有一来令片组，该来令片组具有数个相邻设置、且分别与驱动轴及相对传动轮连结的夹片，供该等夹片在选择性受压后可紧贴结合，使驱动轴能带动相对的传动轮；

又所述的球动制动组设于离合组一侧、且可选择性压动来令片组，而该球动制动组至少包含有相对应的一主动盘与一被动盘，该主、被动盘相对垂面分别形成有至少两由深而浅、且同深度相对的弧线导槽，再者主、被动盘上相对应的弧线导槽间分别夹设有一导珠；

让主动盘相对被动盘转动时，可使该等导珠于相对应的弧线导槽最浅处与最深处间滚动，令被动盘可产生相对主动盘线性远离或靠近的动作，进而相对压动离合组来令片组的紧贴结合或分离。

本发明的有益效果是，其确动性佳，其离合器推动的作用力是利用机械式直接推动，因此其驱力小、推力大，而能增加、且快速建立结合力；其可靠性高，不仅结构简单、故障率低，且可有效缩小材积与降低制造成本；其模块化，能组成一个完整模块，当有维修或更换的需求时，使离合器可一次性取出或安装，因此作业上极为简单、且方便，可有效节省维修时间及提升效率；其可驻车，能同时令至少二离合器同步结合，以借由不同齿数比而产生死锁驱动轴的作用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的立体外观示意图。

图2是本发明中第一离合器的立体分解示意图，供说明其各组件的态样及其相对关系。

图2a是本发明中第一离合器的球动制动组的分解示意图。

图3是本发明中第二离合器的立体分解示意图，供说明其各组件的态样及其相对关系。

图3a是本发明中第二离合器的球动制动组的分解示意图。

图4是本发明组成后的侧视剖面示意图。

图5是本发明于实际使用时通过第一离合器切换至第一速度的动作示意图。

图6是本发明于实际使用时通过第二离合器切换至第二速度的动作示意图。

图7是本发明于实际使用时通过第一、二离合器形成驻车的动作示意图。

图中标号说明：

10驱动轴

11主齿形段

12主动轮

13第一齿形段

14阶级轴段

15第二齿形段

2第一离合器

20离合组

21内齿套

210凸挡缘

211长齿

212后阶级段

213后限位环槽

215前阶级段

216前限位环槽

217齿形孔

22来令片组

221第一夹片

222第二夹片

23弹性体

24外罩套

240凸齿条

241阶级轴孔

261单向轴承

262止推轴承

27压盖

28衬套

29外壳

30球动制动组

31主动盘

310阶级环面

311弧线导槽

315啮齿段

32被动盘

320阶级环面

321弧线导槽

33导珠

34衬套

35衬片组

36轴套

360卡缘

38间隔片

40驱动组

41固定盖

410导孔

411导柱

42固定片

45伺服马达

450减速组

46驱动齿轮

5第二离合器

50离合组

51内齿套

511长齿

512阶级段

513阶级段

514限位环槽

515齿形孔

52来令片组

521第二夹片

522第一夹片

53弹性体

54外罩套

540凸齿条

541凸出块

542环卡槽

543传动杆

545轴座孔

55前止推轴承

56后止推轴承

57压片

58径向支撑件

580轴座孔

581扣槽

582环扣

585肋条

586嵌齿槽

60球动制动组

61推动件

610环挡片

611环形珠槽

612滚珠

615推片

616穿孔

62衬套

63主动盘

630阶级环面

631弧线导槽

632环形珠槽

633滚珠

635啮齿段

64被动盘

640阶级环面

641弧线导槽

642环形珠槽

645导引部

65导珠

66外盘

660内孔

661凸卡块

662环形珠槽

68弹性环片

680复位簧片

70驱动组

71固定环套

710导引部

711固件凸块

72固定片

75伺服马达

76驱动齿轮

80第一传动轮

90第二传动轮

具体实施方式

本发明的构成，如图1，该变速机构是于一驱动轴10上设有至少二离合器2、5，供利用不同的离合器2、5选择性分别带动至少二相对应、且不同齿数比的传动轮80、90，供通过该等传动轮80、90分别驱动被动轮(图中未示)，使被动轮产生不同的转速；

该等离合器2、5设于一驱动轴10与第一、二传动轮80、90间，供选择性令驱动轴10与第一、二传动轮80、90产生连动关系，又该离合器2、5由一离合组20、50及一可动作离合组20、50的球动制动组30、60所构成，本发明特色在于该球动制动组30、60至少包含有相对应的一主动盘31、63与一被动盘32、64，而主、被动盘31、32/63、64相邻表面分别相对应形成有至少两等距、且由深至浅的弧线导槽311、321/631、641，又主、被动盘31、32/63、64相对应的该等弧线导槽311、321/631、641内分别设有一导珠33、65，让主动盘31、63相对被动盘32、64转动时，被动盘32、64可产生相对主动盘31、63线性远离或靠近的动作，进而相对动作离合组20、50产生结合或分离的动作。

请参看图1～图4，本发明是以二离合器2、5及二传动轮80、90为主要实施例，其中二离合器2、5被分别定义为第一离合器2及第二离合器5，而二传动轮80、90被分别定义为第一传动轮80及第二传动轮90，而该驱动轴10一端具有一主齿形段11，供一主动轮12设置，且驱动轴10另端具有分别供第一、二离合器2、5啮合的一第一齿形段13及一第二齿形段15，且驱动轴10于第一、二齿形段13、15间形成有一阶级轴段14；

所述的第一离合器2是由一离合组20及一可动作离合组20的球动制动组30所构成，请参看图2、图4，该离合组20至少具有一内齿套21、一来令片组22及一外罩套24，该内齿套21中心齿形孔217可与驱动轴10的第一齿形段13相啮合，使驱动轴10可同步带动内齿套21转动，而该内齿套21上具有一较大径的凸挡缘210，又该内齿套21外缘形成有轴向延伸的长齿211，再者该内齿套21于凸挡缘210异于长齿211一端外缘形成有一后阶级段212及一后限位环槽213，其中后阶级段212供分别安装设于外罩套24的一单向轴承261及一止推轴承262，而后限位环槽213则可供二可对合成一环盖的压盖27内缘嵌卡，又该内齿套21于长齿211异于凸挡缘210一端外缘形成有一前阶级段215及一前限位环槽216，以供球动制动组30设置，而该外罩套24内缘形成有数个对应内齿套21长齿211的凸齿条240，且外罩套24内缘后段形成有一阶级轴孔241，供前述的单向轴承261及止推轴承262设置，使外罩套24可相对内齿套21单向转动，再者前述的第一传动轮80设于外罩套24上，其可为一体式结构或两件式结构；

至于该来令片组22由相邻设置的系列第一夹片221及系列第二夹片222所构成，其中第一夹片221可利用内缘的卡齿咬合于内齿套21长齿211上，而第二夹片222则可利用外缘的卡齿咬合于外罩套24内缘凸齿.条240，如此当来令片组22的第一、二夹片221、222紧密贴合时，该内齿套21可同步带动外罩套24，反之第一、二夹片221、222未贴合时，则内齿套21无法带动外罩套24，再者来令片组22与外罩套24后壁面间设有一弹性体23，供来令片组22在压缩弹性体23后可产生复位及补偿蓄压的作用，且外罩套24外缘利用一衬套28套设有一外壳29，供接设其它组件；

另所述的球动制动组30具有一主动盘31及一被动盘32，其中主动盘31是利用一衬套34及一衬片组35枢设于内齿套21的前阶级段215上，且配合参看图2a，该主、被动盘31、32相对端面分别形成有一相对应的阶级环面310、320，又该阶级环面310、320的相对垂面分别形成有至少两由深而浅、且同深度相对的弧线导槽311、321，再者相对的弧线导槽311、321间夹设有一导珠33，供配合导珠33使主、被动盘31、32正、逆转时产生相对远离或靠近的动作，又其中被动盘32相对离合组20的来令片组22间设有一间隔片38，供减少磨擦，另该球动制动组30于内齿套21前阶级段215上设有由两相对半圆盖对合而成的轴套36，且轴套36内缘形成有一对应前述前阶级段215上前限位环槽216的卡缘360，供离合组20形成模块化；

另球动制动组30上进一步设有一可动作主动盘31的驱动组40，该驱动组40具有一利用一轴承48套设于球动制动组30轴套36上的固定盖41，该固定盖41上具有数个等角的导孔410，各导孔410分别供穿滑一固设于球动制动组30被动盘32相对表面的导柱411，使被动盘32可产生相对主动盘31前后线性位移的作用，再者固定盖41上具有一固定片42，该固定片42上设有一伺服马达45，且伺服马达45具有一通过一减速组450动作的驱动齿轮46，该驱动齿轮46并对应球动制动组30的主动盘31，而前述主动盘31周缘具有一道与该驱动齿轮46相啮合的啮齿段315，使伺服马达45可选择性动作球动制动组30的主动盘31正、逆转，以供通过导珠33动作被动盘32前后位移；

再者，该第二离合器5设于一驱动轴10与一第二传动轮90间，供选择性令驱动轴10与第二传动轮90产生连动关系，又该第二离合器5由一离合组50及一可动作离合组50的球动制动组60所构成，请配合参看图3及图4，该离合器5是由一离合组50及一可动作离合组50的球动制动组60所构成，其中离合组50至少是由一内齿套51、一来令片组52、一具开口的外罩套54及一径向支撑件58所组成，该内齿套51中心齿形孔515与驱动轴10的第二齿形段15相啮合，使驱动轴10可动作内齿套51同步转动，又内齿套51外缘形成有轴向延伸的长齿511，再者内齿套51两端外缘分别形成有一阶级段512、513，以分别供通过一前止推轴承55及一后止推轴承56枢设该径向支撑件58与外罩套54，令外罩套54及径向支撑件58可相对内齿套51枢转，又该来令片组52是由相邻设置的系列第二夹片521及系列第一夹片522所构成，其中第一夹片522可利用内缘的卡齿咬合于内齿套51长齿511上，而第二夹片521则与外罩套54内缘咬合，供来令片组52的第二、一夹片521、522紧密贴合时，内齿套51可同步带动外罩套54，反的第二、一夹片521、522未贴合时，则内齿套51无法带动外罩套54，另该外罩套54的内缘形成有系列凸齿条540，供与前述来令片组52第二夹片521的外缘卡齿相咬合，再者来令片组52与外罩套54后壁面间设有一弹性体53，供来令片组52在压缩弹性体53后可产生复位及补偿蓄压；

又该外罩套54的开口端周缘形成有数个等距的凸出块541，另外罩套54于各凸出块541外缘分别形成有一道相对的环卡槽542，以供球动制动组60外盘66卡掣，再者外罩套54异于开口的壁面可供设置数个供与第二传动轮90连结的传动杆543，又外罩套54的壁面中央具有一供设置后止推轴承56的轴座孔545，且内齿套51后端的阶级段513具有一穿出后止推轴承56的限位环槽514，供于外罩套54后表面锁设两可嵌卡于内齿套51限位环槽514的压片57，使外罩套54与内齿套51的后端能组合在一起，至于径向支撑件58则于中心形成有一供设置前止推轴承55的阶级轴座孔580，且轴座孔580内缘邻近前端缘处形成有一道扣槽581，供一环扣582扣设、且将前止推轴承55限制于径向支撑件58上，另径向支撑件58具有数个异位于外罩套54凸出块541的肋条585，且各该肋条585顶端分别形成有对应外盘66内孔660凸卡块661的嵌齿槽586，使径向支撑件58可与外盘66嵌掣、且同步转动；

至于所述的球动制动组60则是于离合组50外罩套54外缘套设有一.推动件61，该推动件61对应后端凸伸有一环挡片610，环挡片610前侧表面形成有一道环形珠槽611，又推动件61前端形成有一向内弯折、并往后贴抵来令片组52的推片615，且推片615上形成有数个对应外罩套54开口端缘凸出块541的穿孔616，供外罩套54开口端的凸出块541穿出，令推动件61能于外罩套54上前、后位移，再者推动件61外缘套设有一衬套62，且球动制动组60于衬套62上设有一主动盘63及一被动盘64，且配合参看图3a，该主、被动盘63、64相对端面分别形成有一相对应的阶级环面630、640，又该阶级环面630、640的相对垂面分别形成有至少两由深而浅、且同深度相对的弧线导槽631、641，再者相对的弧线导槽631、641间夹设有一导珠65，供配合导珠65使主、被动盘63、64正、逆转时产生相对远离或靠近的动作，又其中被动盘64相对推动件61环挡片610的环形珠槽611的表面形成有一道相对应的环形珠槽642，供配合至少二相对的滚珠612产生滚动，又球动制动组60于主动盘63异于被动盘64的一侧具有一外盘66，该外盘66具有一对应外罩套54的内孔660，且内孔660可相对嵌卡于外罩套54环卡槽542，使球动制动组60可利用外盘66限位于离合组50的外罩套54上，再者主动盘63与外盘66相邻表面分别形成有一相对应的环形珠槽632、662，供配合至少二相对的滚珠633产生滚动，另该球动制动组60于外罩套54后侧壁面锁设有一弹性环片68，该弹性环片68周缘具有数个放射状、且可压抵推动件61后侧壁面的复位簧片680，使推动件61在被推动后可产生复位预力及模块化的作用；

另球动制动组60上进一步可设有一可转动主动盘63的驱动组70，该驱动组70具有一套设于球动制动组60被动盘64的固定环套71，其周缘具有数个供锁固的固件凸块711，且固定环套71内缘与被动盘64外缘分别形成有至少一相对凹凸配合的导引部710、645，使被动盘64可相对固定环套71前后位移，再者固定环套71上具有一固定片72，该固定片72上设有一伺服马达75，且伺服马达75输出轴具有一对应球动制动组60主动盘63的驱动齿轮76，而前述主动盘63周缘具有一道与该驱动齿轮76相啮合的啮齿段635，使伺服马达75可选择性动作球动制动组60的主动盘63正、逆转；

借此，组构成一结构简单、确动性佳、可靠性高、驱力小推力大，且可随机驻车的变速机构。

本发明于实际动作时，如图1、图4，其可进行空档、一速档、二速档或驻车等变速，以空档状态为例，该第一、二离合器2、5的球动制动组30、60均呈未动作状态，使球动制动组30、60的导珠33、65位于主动盘31、63弧线导槽311、631与被动盘32、64弧线导槽321、641的最深处，使被动盘32、64靠近主动盘31、63，不致推动离合组20、50的来令片组22、52，使来令片组22、52呈未紧贴状，让第一、二离合器2、5的内齿套21、51与外罩套24、54呈空转状，故驱动轴10不致分别带动第一、二传动轮80、90，形成空档状态。

当欲进行一速档时，如图4、图5，该第二离合器5一样呈未动作状态，而该第一离合器2的驱动组40的伺服马达45启动后，其驱动齿轮46可带动球动制动组30的主动盘31转动，使主、被动盘31、32间的导珠33移至两者间弧线导槽311、321的最浅处，使被动盘32被向后推移，进一步通过被动盘32推动离合组20的来令片组22，令第一、二夹片221、222相对紧贴结合，如此驱动轴10即可通过内齿套21、来令片组22及外罩套24同步带动第一传动轮80，形成一速檔。且来令片组22压缩弹性体23，而产生回复预力，供伺服马达45动作主动盘31反转时，可如前述回复至来令片组22的第一、二夹片221、222未紧贴结合时的状态，以供进行循环的离合作用。

当欲进行二速档时，如图4、图6，该第一离合器2呈未动作状态，而该第二离合器5的该驱动组70伺服马达75启动后，其驱动齿轮76带动球动制动组60的主动盘63转动，使主、被动盘63、64间的导珠65移至两者间弧线导槽631、641的最浅处，使被动盘64被向后推移，进一步通过被动盘64推动该推动件61，使推动件61的推片615能同步推动离合组50的来令片组52，令第二、一夹片521、522相对紧贴结合，如此驱动轴10即可通过内齿套51、来令片组52及外罩套54同步带动第二传动轮90，形成二速档的状态，且来令片组52压缩弹性体53、而推动件61并可同时压缩弹性环片68的复位簧片680，进而产生回复预力，供伺服马达75动作主动盘63反转时，可如前述回复至来令片组52的第二、一夹片521、522未紧贴结合时的状态，以供进行循环的离合作用。当欲进行驻车时，如图4、图7，该第一、二离合器2、5可同时如前述的动作方式同步动作，而令第一、二离合器2、5的球动制动组30、60可同步压动离合组20、50的来令片组22、52紧贴结合，如此驱动轴10即可同步与第一、二传动轮80、90结合，而由于第一、二传动轮80、90的齿数比不同，因此可反向死锁该驱动轴10，故可形成无段的驻车死锁状态，相较于现有利用卡齿与卡槽的设计，不仅死锁动作顺畅，且可减少不必要的磨耗，进而延长其使用寿命。

再者，如图4，由于本发明的第一离合器2利用离合组20的外罩套24与其后方的止推轴承262、压盖27及前方球动制动组30的轴套36，使整个第一离合器2形成模块化，而第二离合器5则利用外罩套54与其后方的后止推轴承56、压片57及其前方的径向支撑件58，且配合球动制动组60的推动件61、弹性环片68与外盘66，使整个第二离合器5的离合组50与球动制动组60组成一个完整模块。如此当第一、二离合器2、5有维修或更换的需求时，可使第一、二离合器2、5被一次性的与驱动轴10分离或组合，因此作业上极为简单、且方便，工作人员甚至可在整组取下第一、二离合器2、5后，先更换新的第一、二离合器2、5，让使用的设备可先行运转，而旧的第一、二离合器2、5另行维修，可有效节省维修时间及提升效率。

本发明的第一、二离合器2、5分别利用各自球动制动组30、60的主动盘31、63与被动盘32、64间的导珠33、65，而能使各自的离合组20、50产生选择性结合的动作，从而进行不同速度的变换，不仅结构简单、故障率低，且可有效缩小材积与降低制造成本，同时其推动的作用力系利用机械式直接推动，因此其驱力小、推力大，而能增加、且快速建立变速机构中各第一、二离合器2、5的来令片组22、52的结合力，故能提高其确动性与可靠性；

同时，利用第一、二离合器2、5的来令片组22、52与外罩套24、54间设有弹性体23、53的特殊设计，形成一种储能结构，当来令片组22、52有磨耗时，可产生自动调整作用，增加进程与补偿马达转矩，无需进行伺服马达的复杂调整，大幅增进其实用性。.

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。