專利名稱：智能型變速機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種智能型變速機構，特別是涉及其通過一個扭力回饋裝置控制一個傳輸裝置中的一個切換齒輪位置，再借助于次切換齒輪切換傳輸裝置中的變速擋位，使得在負載扭力增加或降低時，可自動切換動力傳輸裝置的減速機構。
背景技術：
常用的動力傳輸裝置，尤其是作為電動旋轉工具機(例如電鉆、電動起子等)使用的電動工具裝置中具有多段變速的動力傳輸裝置，通常會使用減速機構以提供多段變速或多段扭力。一般的，這類減速機構主要由數(shù)組行星式齒輪機構所構成，其通過手動機構控制其內部的離合器或某些帶動機構，使得各齒輪系中某些組件被固定或某些組件被帶動，從而達到不同的輸入及輸出減速比的功效。
前述常用的動力傳輸裝置的減速機構，需要使用者通過其使用經(jīng)驗或是在操作過程中觀察加工狀況，進行主觀判斷后，才能經(jīng)過受動變換減速機構的擋位達到足以作業(yè)的扭力或轉速。一般減速機構的驅動馬達的扭力、轉速、損耗功率及機械效率具有一定的關系，其損耗功率及機械效率通常隨著扭力與轉速的乘積的增加而提升，直到扭力與轉速的乘積達到某一特定值時，其損耗功率會繼續(xù)增加，但機械效率卻會逐漸下降。然而，通過人為操作的控制，往往不會適當?shù)厥乖擈寗玉R達的操作落在機械效率最佳范圍內。因此，需要一種能回饋負載扭力的機構，以自動切換減速機構的擋位。本發(fā)明是基于克服常用動力傳輸裝置的減速機構的缺陷而進行發(fā)明的。

發(fā)明內容
本發(fā)明涉及一種智能型變速機構，以實際解決一個甚至是數(shù)個前述相關技術中的限制及缺點。
為達到上述目的，本發(fā)明提供一種智能型變速機構，主要是由中空殼體形成一個座體內部依次裝設一個傳輸裝置及一個扭力回饋裝置所構成，其特征在于該扭力回饋裝置具有相互嚙合的一個推力輪與一個滑動環(huán)，且具有一個套環(huán)配合該座體將一個壓縮彈簧拘束在該座體外環(huán)周圍上，該推力輪受到固接在該座體外緣的一個扭力彈簧作用而限制其旋轉角度，該滑動環(huán)拘束在該座體內部而只能往復上下移動；該傳輸裝置由一個內齒輪結構形成的切換齒輪嚙合兩組行星式齒輪而構成，且該切換齒輪外環(huán)周圍形成一個內凹的環(huán)槽。通過前述的套環(huán)中裝設數(shù)個插銷銜入該切換齒輪的環(huán)槽中，可拘束該切換齒輪處于第一極限位置而同時嚙合兩組行星式齒輪組，或拘束該切換齒輪處于第二極限位置而只嚙合其第二行星式齒輪組。因此，若前述的推力輪受到負載扭力，不足以克服該扭力彈簧及壓縮彈簧的抵抗時，該切換齒輪會處于第一極限位置，并同時嚙合此兩組星式齒輪組且隨其同步旋轉。若前述的推力輪受到夠大的負載扭力而足以克服該扭力彈簧及壓縮彈簧的抵抗時，其會產生自轉并通過其嚙合的斜面推動該滑動環(huán)，使得該滑動環(huán)壓掣該切換齒輪移動，使得該切換齒輪處于第二極限位置且和該座體內底部的凸緣卡合而無法旋轉。故本發(fā)明智能型變速機構可在負載扭力增加或降低時，自動切換動力傳輸裝置的減速機構，而達到自動變換擋位，且提升動力傳輸裝置的機械效率。
基于前述的本發(fā)明智能型變速機構，其可以達到以下作用與效果1.借助于本發(fā)明智能型變速機構，可以使得在負載扭力增加或降低時，可自動切換動力傳輸裝置的減速機構，而達到自動變換擋位。
2.利用本發(fā)明的動力傳輸裝置的自動變速功能，可控制其動力輸入裝置的扭力及轉速，維持在較低損耗功率但較高機械效率的區(qū)域內。
本發(fā)明的目的及功能，經(jīng)過配合下列附圖而做的進一步說明后，將更為明了。


附圖所顯示的是提供作為具體呈現(xiàn)本說明書中所描述各組成組件的具體化實施例，并解釋本發(fā)明的主要目的，以增進對本發(fā)明的了解。
圖1為顯示本發(fā)明智能型變速機構的立體分解圖；
圖2為顯示本發(fā)明智能型變速機構中座體的剖面視圖；圖3為顯示本發(fā)明智能型變速機構第二段速下的座體的剖面視圖；圖4為顯示本發(fā)明智能型變速機構中該推力輪嚙合該滑動環(huán)的側視圖。
圖中1座體22a 梯形部 31 輸入齒輪11 容置槽 22b 內齒輪 32 前減速輪11a 凸緣22c 狹溝32a 行星輪12 導槽32 滑動環(huán) 32b 帶動齒輪13 凸緣23a 梯形部 33 切換齒輪14 狹縫23b 凸肋33a 環(huán)槽15 溝槽24 套環(huán)33b 凹槽2扭力回饋裝置24a 凸緣34 后減速輪21 扭力彈簧24b 插銷座 34a 行星輪21a 上固定端24c 插銷34b 輸出齒輪21b 下固定端25 壓縮彈簧22 推力輪 3傳輸裝置具體實施方式
以下針對本發(fā)明較佳實施例配合附圖作進一步詳細說明。
圖1、圖2所顯示的為本發(fā)明智能型變速機構的較佳實施例，其主要由一個座體1、一個扭力回饋裝置2及一個傳輸裝置3所構成。
該座體1是一個圓柱形殼體，其內部形成一個中空的一個容置槽11，該容置槽11在底部周圍上形成突出表面的數(shù)個凸緣11a，且在同樣的軸向位置處自其殼體向外穿透形成數(shù)個導槽12，該導槽12底部則形成突出殼體表面的凸緣13，又，該容置槽11一端面向內凹入而形成穿透殼體厚度方向的一個狹縫14，并自此端沿著軸向在該容置槽11內表面延伸數(shù)個下凹的溝槽15。
該扭力回饋裝置2包含一個扭力彈簧21、一個推力輪22、一個滑動環(huán)23、一個套環(huán)24及一個壓縮彈簧25。該推力輪22外表面形成數(shù)個突出表面的梯形部22a且內表面形成一個內齒輪22b，該推力輪22外表面又形成內凹并貫穿兩端端面的一個狹溝22c；該滑動環(huán)23頂端面形成數(shù)個梯形凹凸狀的梯形部23a且外表面形成數(shù)個突出的凸肋23b，各個梯形部23a分別與該推力輪22中的各個梯形部22a嚙合，各個凸肋23b則分別配合該座體1的容置槽11中的各個溝槽15而使得該滑動環(huán)23可沿著該座體1的容置槽11內表面的軸向往復滑動；該套環(huán)24是一個C形殼體結構，其外表面頂部形成突出表面的數(shù)個凸緣24a，且該套環(huán)24底部形成穿透其殼體并分別配合該座體1的各個導槽12的數(shù)個插銷座24b，各個插銷座24b分別可裝設一個插銷24c；該壓縮彈簧套設于該座體1外環(huán)周圍上并受制于該座體1的凸緣13與該套環(huán)24的各凸緣24a之間，其會受到該套環(huán)24的移位而產生軸向的彈力；該扭力彈簧21是一個可提供抵抗扭力的結構，其一端形成一個上固定端21a，另一端則形成一個下固定端21b，使得該上固定端21a可銜入該推力輪22的狹溝22c中，該下固定端21b可銜入該座體1的狹縫14中，因此可拘束該推力輪22與該座體1的初始相對位置。
該傳輸裝置3包含一個輸入齒輪31、一個前減速輪32、一個切換齒輪33及一個后減速輪34。該輸入齒輪31是作為一個動力輸入裝置(圖中未顯示)的動力傳輸齒輪；該前減速輪32是一個外齒輪結構，其一端樞接數(shù)個行星輪32a，另一端固接一個帶動齒輪32b以傳輸動力至該后減速輪34，各個行星輪32a同時嚙合該輸入齒輪31及該推立論22的內齒輪22b，因此形成一個行星式齒輪的減速機構；該切換齒輪33是一個內齒輪結構，其外環(huán)周圍形成一個內凹之環(huán)槽33a，前述的套環(huán)24中的各個插銷24c可穿過該座體1的導槽12而銜入該環(huán)槽33a，各個凹槽33b可嚙合該座體1容置槽11底端的各個凸緣11a；該后減速輪34是一個圓盤結構，其一端樞接數(shù)個行星輪34a，另一端固接一個輸出齒輪34b以傳輸動力至一個動力輸出裝置(圖中未顯示)，且各個行星輪(34a)可同時嚙合該前減速輪32的帶動齒輪32b及該切換齒輪33的內齒，因此形成一個行星式齒輪的減速機構。
基于前述的本發(fā)明智能型變速機構，該座體1的容置槽11依序裝入該傳輸裝置3及扭力回饋裝置2，其初始狀況下，該套環(huán)24受到該壓縮彈簧25的彈力作用下，其插銷會處于該容置槽11的導槽12的最高位置，同時，通過該套環(huán)24的插銷24c拘束該切換齒輪33的環(huán)槽33a，使得該切換齒輪33也處于其頂部的極限位置。再者，在初始狀態(tài)下，該推力輪22中的梯形部22a嚙合該滑動環(huán)23中的梯形部23a，且該推力輪22的角度位置受該扭力彈簧21的拘束而決定，該滑動環(huán)23的軸向位置受該切換齒輪33的拘束而決定。
如圖3、圖4所示，當其動力傳輸裝置運作時，受到較大的抵抗扭力的狀況下，該傳輸裝置3中的輸入齒輪31會逐漸增加輸入該前減速輪32的扭力，使得該前減速輪32中的行星輪32a會作用相當?shù)姆醋饔昧τ谠撏屏?2中的內齒輪22b，而使得產生該推力輪22轉動。然而，在該推力輪22必須克服該扭力彈簧22及該壓縮彈簧25的抵抗力才會發(fā)生轉動。該壓縮彈簧25反作用彈力的發(fā)生，系當該推力輪22系通過其梯形部22a的斜面推動該滑動環(huán)23的梯形部23a的斜面，使得該滑動環(huán)23通過該座體1的溝槽15導引其凸肋23b而沿著軸向移動，該滑動環(huán)23同時會推動該切換齒輪33移動，該切換齒輪33則又通過其環(huán)槽33a帶動該套環(huán)24的插銷24c，故使得該套環(huán)24會壓掣該壓縮彈簧25而產生反作用的彈力。在這樣的情況下，直到該前減速輪32作用于該推力輪22的扭力值達到某一定量時，該推力輪22的梯形部22a底端的平面會接觸至該滑動環(huán)23的梯形部23a頂端的平面，而達到最大轉動角度位置，且該切換齒輪33會達到底部極限位置而使得其底部的凹槽33b卡合該座體1容置槽11底部的凸緣11a。
前述的切換減速機構的扭力值大小，可通過選取具有適當?shù)膹椥韵禂?shù)的扭力彈簧21及壓縮彈簧25而決定。
前述本發(fā)明智能型變速機構可以作為一種電動鉆孔機的動力傳輸裝置，當適當鉆孔時，若提供小扭力輸出，該前減速輪32作用于該推力輪22的扭力不足以克服該扭力彈簧21及該壓縮彈簧25的抵抗力，因此該推力輪22不轉動，使得該滑動環(huán)23及切換齒輪33處于初始狀態(tài)，該切換齒輪33會同時嚙合該前減速輪32及后減速輪34的行星輪34a，且該切換齒輪33會隨著該前減速輪32及后減速輪34座同步旋轉，此時提供的扭力及轉速關系會處于效率曲線極大值的附近的區(qū)域之中；若其提供大扭力輸出，該輸入齒輪31會逐漸增加輸入的扭力，且該前減速輪32作用于該推力輪22的扭力足以克服該扭力彈簧21及該壓縮彈簧25的抵抗力，因此該推力輪22會隨著扭力增加而轉動，最后使得該滑動環(huán)23及切換齒輪33處于最低極限位置的狀態(tài)，該切換齒輪33會脫離該前減速輪32但仍嚙合該后減速輪34的行星輪34a，且該切換齒輪33會因為凹槽33b受到該座體1容置槽11底部凸緣11a的卡合而無法轉動，此時提供的扭力及轉速關系會處于效率曲線極大值的附近的區(qū)域之中。
以上所述僅為用以解釋本發(fā)明的較佳實施例，并不是對本發(fā)明作任何形式上的限制，因此，凡是在相同的創(chuàng)作精神下所作的有關本發(fā)明的任何修飾或變更，都應包含在本發(fā)明所要求保護的范疇內。
權利要求
1.一種智能型變速機構，主要由中空殼體形成一個座體內依次裝設一個傳輸裝置及一個扭力回饋裝置所構成，其特征在于該座體的殼體中具有穿透厚度方向的數(shù)個導槽，其內底部及外底部分別形成一個凸緣，且其頂端面沿著軸向向下在內表面延伸數(shù)個下凹的溝槽；該傳輸裝置由一個內齒輪結構形成的切換齒輪嚙合一個第一行星式齒輪組及一個第二行星式齒輪組所構成，該第一行星式齒輪組具有一個外齒輪，該切換齒輪外環(huán)周圍形成一個內凹的環(huán)槽且外表底部形成配合該座體內底部的凸緣數(shù)個凹槽；該扭力回饋裝置具有透過形成數(shù)個斜面構成的二端面而相互嚙合的一個推力輪與一個滑動環(huán)，且具有一個套環(huán)配合該座體外表面的凸緣而將一個壓縮彈簧拘束在該座體外環(huán)周圍上，該滑動環(huán)外表面形成數(shù)個溝槽往復上下移動，該套環(huán)裝設有數(shù)個插銷可銜入該座體的各個導槽中而受其限制，該插銷并會銜入前述切換齒輪的環(huán)槽中，以拘束該切換齒輪處于第一極限位置而同時嚙合該第一行星式齒輪組及第二行星式齒輪組，或拘束該切換齒輪處于第二極限位置而只嚙合該第二行星式齒輪組；前述的推力輪被轉動時，會通過其嚙合的斜面推動該滑動環(huán)，該滑動環(huán)會壓掣該切換齒輪并帶動該套環(huán)壓掣該壓縮彈簧而產生軸向的抵抗力；當前述的切換齒輪處于第一極限位置時，其會與該第一行星式齒輪組及第二行星式齒輪組同步旋轉；當前述的切換齒輪處于第二極限位置時，其底部的凹槽會受到該座體內底部的凸緣的嚙合而無法旋轉。
2.如權利要求1所述的智能型變速機構，其特征在于，該扭力回饋裝置具有一個扭力彈簧，該扭力彈簧一端固接一個推力輪外緣而另一端固接該座體外緣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種智能型變速機構，主要由中空殼體形成一個座體內依次裝設一個傳輸裝置及一個扭力回饋裝置所構成，其特征在于，該扭力回饋裝置具有抵抗扭力的組件，當負載扭力低于其抵抗能力時，該傳輸裝置中的減速機構檔位會維持初試擋位，若當負載扭力超過其抵抗能力時，會通過該扭力回饋裝置中的一個滑動環(huán)壓掣該傳輸裝置中的一個切換齒輪，使得該傳輸裝置中的減速機構切換至另一檔位。故本發(fā)明智能型變速機構可在負載扭力增加或降低時，自動切換動力傳輸裝置的減速機構，而達到自動變換檔位，且提升動力傳輸裝置的機械效率。
文檔編號F16H59/14GK1607346SQ200310100559
公開日2005年4月20日 申請日期2003年10月16日 優(yōu)先權日2003年10月16日
發(fā)明者簡自強 申請人:簡自強