三段式变速机构的制作方法

1.本发明隶属一种变速技术领域，具体而言是指一种三段式变速机构，以能通过结构简单达成三段的变速，以有效建立动力传输、且提升扭力，进一步通过结构配置而达到动力连接、易于维修的目的，使得其变速平稳顺畅及组装、维修时具有省时省力之效。


背景技术：

2.现有电动车其动力来源主要来自电动马达，因此其是利用电动马达的增减转速来进行变速，但其在低速时常有扭力不足的问题发生，尤其是电动机车受到体积及可用空间不足的影响，无法加装结构复杂的大型变速机构，故现有这类电动机车主要用于市区短程及平坦路面，一般来说当在低速行驶时，马达转速维持在1000～2000rpm的效能较佳，但当电动机车有高速行驶需求时，马达转速将提升至高于2000rpm，但如此将会使马达的效能下降，因此最佳的处理方式是利用变速机构使马达维持在1000～2000rpm，而令输出轴带动的输出轮转速提高至2000rpm以上；
3.而现有的变速机构主要有两种型态，其一是齿轮式变速器，其在变速切换的效率较佳，但其结构复杂，不仅成本高、且维修不便，同时在切换变速时，容易因在升速或降速产生顿挫感。其二是无段自排变速器〔continuously variable transmission，cvt〕，其虽然可以简化结构，而降低成本及便于维修，但其变速切换的效率不佳。简言之，现有变速机构分别存在有结构过于复杂、增加维修或更换的难度以及变速效率不佳等问题存在，造成现有变速机构在实际使用上存在有扭力不足、可变段位不足及可靠性不足的现象，故如何解决前述问题，为业界及使用者所期待，亦为本发明所欲探讨的。
4.有鉴于上述缺失弊端及需求，本发明人认为具有改正的必要，遂以从事相关技术以及产品设计制造的多年经验，秉持优良设计理念，针对以上不良处加以研究创作，在经过不断的努力后，终于成功的开发出一种三段式变速机构，以克服现有技术因前述问题所衍生的困扰与不便。


技术实现要素：

5.因此，本发明的主要目的在于提供一种三段式变速机构，以能有效简化结构，且利用其结构配置，可以有效降低组装与维修的难度，可方便进行维修及更换，达到省时省力之效。
6.又，本发明的次要目的在于提供一种三段式变速机构，其能具有三段的变速，且变速时动力能直接衔接，达到加快变速切换速度及可靠性的目的。
7.另，本发明的再一目的在于提供一种三段式变速机构，其能使变速过程顺畅无顿挫感，达到变速切换的稳定、舒适的目的。
8.基于此，本发明主要通过下列的技术手段，来实现前述的目的及其功效，其包含有：
9.一驱动组，其具有一电动马达，该电动马达输出轴具有一供驱动后述输入组的驱
动轮；
10.一输入组，其具有一可被该驱动轮带动的传动轴，该传动轴中段设有一初始传动轮，且于该初始传动轮两侧分别设有一第一变速组及一第二变速组，其中该第一变速组于该传动轴上设有一第一离合器，且该第一离合器于该传动轴上设有一可被选择性驱动的第一传动轮，而另一侧的该第二变速组于该传动轴上设有一第二离合器，且该第二离合器于该传动轴上设有一可被选择性驱动的第二传动轮；
11.一输出组，其具有一平行该输入组传动轴轴线的输出轴，且该输出轴中段设有一供与该初始传动轮啮合的初始被动轮，又该初始被动轮两侧分别设有一第一变速轮及一第二变速轮，其中该第一变速轮与该第一传动轮相啮合，而该第二变速轮与该第二传动轮相啮合，且该初始被动轮通过一第一单向轴承设于该输出轴上，而该第一变速轮通过一第二单向轴承设于该输出轴上，其中该第一单向轴承与该第二单向轴承为同向咬死驱动的单向元件，再者该第一变速组的第一传动轮与该第一变速轮的齿比所产生的转速高于该初始传动轮与该初始被动轮的齿比所产生的转速，且该第二变速组的第二传动轮与该第二变速轮的齿比所产生的转速也高于该初始传动轮与该初始被动轮的齿比所产生的转速。
12.以此，本发明三段式变速机构，除了能利用本发明产生三段变速功能外，通过该初始被动轮具第一单向轴承与该第一变速轮具第二单向轴承为同向咬死驱动的单向元件，其可于换档过程中，致其动力采用连续衔接输出，既可加快变速切换速度，亦可达更为平稳顺畅、且不致产生顿挫感，同时由于利用该输入组的传动轴中段设置该初始传动轮，且该传动轴于该初始传动轮两侧分别设置该第一变速组与该第二变速组，同时配合该壳身两侧的该第一、二端盖的设计，使该第一、二变速组设于该传动轴两侧，不仅结构简单，且当组装拆卸和维修时，可以分别由该壳身两侧的该第一、二端盖打开来进行，不需整组拆解，大幅提升安装及维修的便利性，进一步可大幅提高其实用性，并可实现其经济效益。
13.且本发明并利用下列的技术手段，进一步实现前述的目的及功效；诸如：
14.所述的驱动组、输入组及输出组组设于一壳身内，且该壳身两端分别设有可被选择性拆装的一第一端盖及一第二端盖。
15.所述的输入组的传动轴一端固设有一供该驱动轮带动的被动轮。
16.所述的驱动组的驱动轮可通过一齿比调整组与该输入组的被动轮啮合传动，而该齿比调整组具有同轴同步转动的第一齿轮及一第二齿轮，其中该第一齿轮可与该驱动轮啮合，而该第二齿轮可与该被动轮啮合，供通过改变该第一、二齿轮的齿比来改变该驱动组作动该输入组的初始转速。
17.所述的输出组的输出轴两端中至少一端设有一输出轮，供用以带动外部被动件。
18.所述的第二变速组的第二传动轮与该输出组的第二变速轮的齿比所产生的转速高于该第一变速组的第一传动轮与该输出组的第一变速轮的齿比所产生的转速。
19.为能够进一步了解本发明的构成、特征及其他目的，以下举本发明的较佳实施例，并配合图式详细说明如下，同时让熟悉该项技术领域者能够具体实施。
附图说明
20.图1为本发明三段式变速机构的立体外观示意图。
21.图2为本发明三段式变速机构的大部分解示意图，供说明其主要构件的态样及其
相对关系。
22.图3为本发明三段式变速机构另一视角的大部分解示意图，供说明其主要构件的态样及其相对关系。
23.图4为本发明三段式变速机构的立体分解示意图，供说明其各元件的态样及其相对关系。
24.图5为本发明三段式变速机构组成后的内部端视示意图。
25.图6为本发明三段式变速机构于图5中a—a剖面线的侧视剖面示意图，供说明其中驱动组与输入组的相对关系。
26.图7为本发明三段式变速机构于图5中b—b剖面线的俯视剖面示意图，供说明其中输入组与输出组的相对关系
27.图8为本发明三段式变速机构于初始档位的俯视动作示意图。
28.图9为本发明三段式变速机构于第一升速档的俯视动作示意图。
29.图10为本发明三段式变速机构于第二升速档的俯视动作示意图。
30.附图标记说明：10-壳身；11-第一端盖；12-第二端盖；20-驱动组；21-电动马达；22-驱动轮；25-齿比调整组；26-第一齿轮；27-第二齿轮；30-输入组；31-传动轴；32-被动轮；33-初始传动轮；34-第一变速组；35-第一离合器；36-第一传动轮；37-第二变速组；38-第二离合器；39-第二传动轮；40-输出组；41-输出轴；42-输出轮；43-初始被动轮；44-第一单向轴承；45-第一变速轮；46-第二单向轴承；47-第二变速轮。
具体实施方式
31.本发明为一种三段式变速机构，随附图例示的本发明的具体实施例及其构件中，所有关于前与后、左与右、顶部与底部、上部与下部、以及水平与垂直的参考，仅用于方便进行描述，并非限制本发明，亦非将其构件限制于任何位置或空间方向。图式与说明书中所指定的尺寸，当可在不离开本发明的范围内，根据本发明的设计与需求而进行变化。
32.本发明的三段式变速机构的构成，如图1、图2及图3所示，其于一壳身10内设有一驱动组20、一输入组30及一输出组40所组成；
33.而该三段式变速机构较佳实施例的详细构成，则请参看图3、图4、图5、图6及图7所示，所述的该壳身10于两端分别设有一第一端盖11及一第二端盖12，供保护及支撑轴线平行设置的该驱动组20、该输入组30及该输出组40；
34.而所述的该驱动组20具有一电动马达21，该电动马达21输出轴具有一供驱动前述该输入组30的驱动轮22，且该驱动轮22可通过一齿比调整组25与该输入组30啮合传动，又该齿比调整组25进一步具有同轴同步转动的一第一齿轮26及一第二齿轮27，其中该第一齿轮26可与该电动马达21的驱动轮22啮合；
35.又所述的该输入组30具有一平行该驱动组20驱动轮22轴线的传动轴31，如图4、图6所示，该传动轴31一端固设有一供该驱动轮22带动的被动轮32，且该被动轮32可进一步与前述该齿比调整组25的第二齿轮27啮合，供通过改变该第一、二齿轮26、27的齿比来改变该驱动组20作动该输入组30的转速，又该输入组30的传动轴31中段设有一可供带动该输出组40的初始传动轮33，且于该初始传动轮33两侧分别设有一第一变速组34及一第二变速组37，其中该第一变速组34于该传动轴(31)上设有一第一离合器35，且该第一离合器35于该
传动轴31上设有一可被选择性驱动的一第一传动轮36，而另一侧的该第二变速组37于该传动轴31上设有一第二离合器38，且该第二离合器38于该传动轴31上设有一可被选择性驱动的第二传动轮39；
36.另，所述的该输出组40具有一平行该输入组30传动轴31轴线的输出轴41，如图4、图7所示，该输出轴41两端中至少一端穿出该壳身10的端部设有一输出轮42，供用以带动外部被动件如链条〔图中未示〕，且该输出轴41中段设有一供与该输入组30初始传动轮33啮合的初始被动轮43，且于该初始被动轮43两侧分别设有一第一变速轮45及一第二变速轮47，其中该第一变速轮45与该传动轴31第一传动轮36相啮合，而该第二变速轮47与该传动轴31第二传动轮39相啮合，且该初始被动轮43与该第一变速轮45分别通过一第一单向轴承44与一第二单向轴承46设于该输出轴41上，其中该第一单向轴承44与该第二单向轴承46为同向咬死驱动的单向元件，再者该第一变速组34的第一传动轮36与该输出轴41第一变速轮45的齿比所产生的转速高于该初始传动轮33与该初始被动轮43的齿比所产生的转速，且该第二变速组37的第二传动轮39与该输出轴41第二变速轮47的齿比所产生的转速高于该初始传动轮33与该初始被动轮43的齿比所产生的转速，使得该输入组30通过第一变速组34驱动该输出轴41时，该初始被动轮43可形成空转，让动力衔接更为平顺稳定、且不致产生顿挫感。而根据某些实施例，该第二变速组37的第二传动轮39与该输出轴41第二变速轮47的齿比所产生的转速高于该第一变速组34的第一传动轮36与该第一变速轮45的齿比所产生的转速，使得该输入组30通过第二变速组37驱动该输出轴41时，该第一变速轮45与该初始被动轮43可同时形成空转，令动力衔接更为平顺稳定、且不致产生顿挫感；
37.以此，通过该输入组30与该输出组40间第一变速组34及第二变速组37来对该驱动组20输出的初始转速来进行升速，达到三段变速的效果，且由于该壳身10两侧的第一、二端盖11、12分别对应该输入组30的第一变速组34与第二变速组37，而能利于该第一变速组34与该第二变速组37组卸及维修，而组构成一结构简单、且易于维护的三段式变速机构。
38.至于本发明三段式变速机构的实际作动，首先当需要使用初始转速时，则如图2、图4及图8所示，当该驱动组20电动马达21的驱动轮22通过该齿比调整组25作动该输入组30的传动轴31以初始转速转动时，由于该传动轴31上第一、二变速组34、37的第一、二离合器35、38未被作动咬合，因此该第一、二变速组34、37的第一、二传动轮36、39不致被该传动轴31所带动，如此仅有该传动轴31上的初始传动轮33被带动，进而驱动相对啮合的该输出组40的输出轴41上的初始被动轮43，且该初始被动轮43通过该第一单向轴承44作动该输出轴41，进而使该电动马达21驱动该输出轴41带动该输出轮42以初始转速运转。
39.而当需要进行第一升速档时，当该输出组40的输出轴41在初始转速运转时，如图9所示，当该驱动组20电动马达21的驱动轮22通过该齿比调整组25作动该输入组30的传动轴31以初始转速转动下，作动该传动轴31上第一变速组34的第一离合器35咬合，而该传动轴31上第二变速组37的第二离合器38仍未被作动咬合，使该第一变速组34的第一传动轮36可被该传动轴31所带动，由于该第一变速组34的第一传动轮36与该第一变速轮45的齿比大于该初始传动轮33与该初始被动轮43，使该第一变速轮45的转速高于该初始被动轮43，因此该第一变速轮45可通过该第二单向轴承46带动该输出轴41，造成该输出轴41与该初始被动轮43的第一单向轴承44呈反向空转状，使该初始被动轮43不致相对该输出轴41产生干涉，进而使该电动马达21可以通过该第一变速组34驱动该输出轴41带动该输出轮42以第一升
速档的转速运转，且由于该输出轴41的转速是由初始转速变换为第一升速转速，其转速落差较小，可以令动力衔接更为平顺稳定、且不致产生顿挫感。
40.另当需要进行第二升速档时，当该输出组40的输出轴41在第一升速运转时，如图10所示，当该驱动组20电动马达21的驱动轮22通过该齿比调整组25作动该输入组30的传动轴31、且以该第一变速组34作动该输出轴41以第一升速转速转动下，作动该传动轴31上第二变速组37的第二离合器38咬合，使该第二变速组37的第二传动轮39可被该传动轴31所带动，由于该第二变速组37的第二传动轮39与该第二变速轮47的齿比大于该第一变速组34的第一传动轮36与该第一变速轮45和该初始传动轮33与该初始被动轮43的齿比，使该第二变速轮47的转速高于该第一变速轮45和该初始被动轮43，因此该第二变速轮47可带动该输出轴41，而造成该输出轴41与该第一变速轮45的第二单向轴承46及该初始被动轮43的第一单向轴承44呈反向空转状，使该第一变速轮45和该初始被动轮43不致相对该输出轴41产生干涉，进而使该电动马达21可以通过该第二变速组37驱动该输出轴41带动该输出轮42以第二升速档的转速运转，且由于该输出轴41的转速是由第一升速转速变换为第二升速转速，其转速落差较小，可以令动力衔接更为平顺稳定、且不致产生顿挫感。
41.通过前述的设计与说明，本发明三段式变速机构利用该输入组30的传动轴31中段设置该初始传动轮33，且该传动轴31于初始传动轮33两侧分别设置该第一变速组34与该第二变速组37，及通过该初始被动轮43具第一单向轴承44与该第一变速轮45具第二单向轴承46为同向咬死驱动的单向元件，同时配合该壳身10两侧的第一、二端盖11、12的设计，除了能利用本发明产生三段变速功能外，可以通过逐步升速，使其动力衔接更为平顺稳定、且不致产生顿挫感，同时由于该第一、二变速组34、37设于该传动轴31两侧，不仅结构简单，且当组装拆卸和维修时，可以分别由该壳身10两侧的第一、二端盖11、12打开来进行，不需整组拆解，大幅提升安装及维修的便利性。
42.以此，可以理解到本发明为一创意极佳的创作，除了有效解决现有技术所面临的问题，更大幅增进功效，且在相同的技术领域中未见相同或近似的产品创作或公开使用，同时具有功效的增进。

技术特征：
1.一种三段式变速机构，其特征在于，包含有一驱动组、一输入组及一输出组，其中：该驱动组，其具有一电动马达，该电动马达输出轴具有一供驱动该输入组的驱动轮；该输入组，其具有一能够被该驱动轮带动的传动轴，该传动轴中段设有一初始传动轮，且于该初始传动轮两侧分别设有一第一变速组及一第二变速组，其中该第一变速组于该传动轴上设有一第一离合器，且该第一离合器于该传动轴上设有一能够被选择性驱动的第一传动轮，而另一侧的该第二变速组于该传动轴上设有一第二离合器，且该第二离合器于该传动轴上设有一能够被选择性驱动的第二传动轮；该输出组，其具有一平行该输入组传动轴轴线的输出轴，且该输出轴中段设有一供与该初始传动轮啮合的初始被动轮，又该初始被动轮两侧分别设有一第一变速轮及一第二变速轮，其中该第一变速轮与该第一传动轮相啮合，而该第二变速轮与该第二传动轮相啮合，且该初始被动轮通过一第一单向轴承设于该输出轴上，而该第一变速轮系通过一第二单向轴承设于该输出轴上，其中该第一单向轴承与该第二单向轴承为同向咬死驱动的单向元件，再者该第一变速组的第一传动轮与该第一变速轮的齿比所产生的转速高于该初始传动轮与该初始被动轮的齿比所产生的转速，且该第二变速组的第二传动轮与该第二变速轮的齿比所产生的转速也高于该初始传动轮与该初始被动轮的齿比所产生的转速。2.如权利要求1所述的三段式变速机构，其特征在于，该驱动组、该输入组及该输出组组设于一壳身内，且该壳身两端分别设有能够被选择性拆装的一第一端盖及一第二端盖。3.如权利要求1所述的三段式变速机构，其特征在于，该输入组的传动轴一端固设有一供该驱动轮带动的被动轮。4.如权利要求3所述的三段式变速机构，其特征在于，该驱动组的驱动轮通过一齿比调整组与该输入组的被动轮啮合传动，而该齿比调整组具有同轴同步转动的一第一齿轮及一第二齿轮，其中该第一齿轮与该驱动轮啮合，而该第二齿轮与该被动轮啮合，供通过改变该第一齿轮、该第二齿轮的齿比来改变该驱动组作动该输入组的初始转速。5.如权利要求1所述的三段式变速机构，其特征在于，该输出组的输出轴两端中至少一端设有一输出轮，供用以带动外部被动件。6.如权利要求1所述的三段式变速机构，其特征在于，该第二变速组的第二传动轮与该输出组的第二变速轮的齿比所产生的转速高于该第一变速组的第一传动轮与该输出组的第一变速轮的齿比所产生的转速。

技术总结
本发明公开一种三段式变速机构，其于一壳身内设有一驱动组、一输入组及一输出组所组成，其中输入组具有一可被该驱动组作动带动的传动轴，传动轴中段设有一初始传动轮，且于该初始传动轮两侧分别设有第一变速组及第二变速组，而输出组具有一输出轴，且该输出轴上设有一供与该初始传动轮及第一、二变速组啮合的初始被动轮及第一、二变速轮，且初始被动轮与第一变速轮分别通过第一单向轴承及第二单向轴承设于输出轴上，以此能产生三段变速功能，通过该第一、二单向轴承为同向咬死驱动的单向元件，可加快变速切换速度，达更为平稳顺畅、且不致产生顿挫感，同时由于第一、二变速组设于传动轴两侧，不仅结构简单，且可提升安装及维修的便利性。修的便利性。修的便利性。


技术研发人员：姚立和
受保护的技术使用者：姚立和
技术研发日：2023.01.06
技术公布日：2023/7/19