TWI644819B - Hydraulic drive unit for vehicles - Google Patents

Abstract

一種車輛之油壓驅動裝置，包含一殼體、一致動件、一可提供該油壓迴路油壓源的總泵、一連接該總泵的推桿、一設置於該推桿一端上的承接件，及一旋轉中心位於該第一軸線上地樞設於該殼體上且與該承接件滑動接觸的凸輪。該凸輪可被該致動件帶動而相對於該殼體旋轉並推動該承接件，使該承接件及該推桿往復移動以帶動該總泵。在該凸輪推動該承接件的過程中，轉動至一定角度時反作用力所產生的扭矩降低，可降低該致動件的工作負載，因此所需的馬達功率較低，進而可使用較小型的致動件，達到動力源小型化之功效。

Description

車輛之油壓驅動裝置

本發明是有關於一種驅動裝置，特別是指一種可傾斜車輛之油壓驅動裝置。

參閱圖1及圖2，為中華民國第200531868發明專利申請案，該申請案記載了一種選擇性致動裝置1，其包含一致動器11、一可被該致動器11帶動且末端具有齒輪120的驅動桿12、一與該驅動桿12之齒輪120相嚙合的傳動齒輪13、一與該傳動齒輪13一體的致動桿14，及一對應該致動桿14設置且連接至一液壓迴路15的汽油泵16。當啟動該致動器11時會帶動該驅動桿12旋轉，並透過該驅動桿12末端的齒輪120帶動該傳動齒輪13旋轉，最後帶動與該傳動齒輪13一體的致動桿14，並作用於該汽油泵16上以對該液壓迴路15提供油壓。

由於該選擇性致動裝置1常用在不同C.C.數的車輛上，因此若要提高出力值，僅能加大馬達功率、提升外部減速驅動比，或加大桿件的槓桿比設計。但加大馬達功率會使線圈數提升或減速比加大，這兩者均會造成組件大型化。提升外部減速驅動比除了外型加大外，還會延長工作時間。而加大桿件之槓桿比設計則是有空間配置不易，且同樣有大型化之疑慮。

[本發明欲解決之課題]

因此，本發明之目的，即在提供一種小型化的車輛之油壓驅動裝置。

[解決問題之技術手段]

如申請專利範圍第1項之發明，本發明車輛之油壓驅動裝置，適用於該車輛上的一油壓迴路，並包含一殼體、一致動件、一可受帶動而建立油壓或釋放油壓以提供該油壓迴路油壓源的總泵、一個一端連接該總泵的推桿、一可轉動地樞設於該推桿未連接該總泵的一端上的承接件，及一樞設於該殼體上且與該承接件滑動接觸的凸輪。該凸輪可被該致動件帶動而由一初始位置旋轉至一工作位置，在該初始位置時，該凸輪的旋轉中心及該承接件的旋轉中心間的距離最短，在該凸輪由該初始位置轉動至該工作位置的過程中，當該凸輪在朝向該推桿最大推力的限界值轉動時，該凸輪及該承接件的接觸點會逐漸靠近該凸輪的旋轉中心及該承接件的旋轉中心之間的連線。

如申請專利範圍第2項之發明，該總泵包括一缸體，定義一沿該缸體的軸線方向延伸的第一軸線，該推桿沿該第一軸線延伸，該承接件的旋轉中心約略位於該第一軸線上，該凸輪的旋轉中心約略位於該第一軸線上。

如申請專利範圍第3項之發明，該承接件是一滾輪。

如申請專利範圍第4項之發明，該致動件包括一用於帶動該凸輪旋轉的減速齒輪組，及一可驅動該減速齒輪組的馬達。

如申請專利範圍第5項之發明，該致動件包括一連接該凸輪且可帶動該凸輪旋轉的馬達。

如申請專利範圍第6項之發明，還包含一用於監測該凸輪之角度並電連接該馬達以控制該馬達輸出的角度感測器，及一用於監測該油壓迴路的油壓值並電連接該馬達以控制該馬達輸出的壓力感測器。

如申請專利範圍第7項之發明，該推桿的外周面上形成有一沿該第一軸向延伸的導槽，該油壓驅動裝置還包含一穿設該殼體並插置於該推桿之導槽內的限位銷。

如申請專利範圍第8項之發明，該凸輪的截面積為圓形，且圓心及旋轉中心之間相間隔一距離。

如申請專利範圍第9項之發明，本發明車輛之油壓驅動裝置，適用於該車輛上的一油壓迴路，並包含一殼體、一致動件、一可受帶動而建立油壓或釋放油壓以提供該油壓迴路油壓源的總泵、一個一端連接該總泵的推桿、一個一體成型於該推桿未連接該總泵的一端上的承接件，及一樞設於該殼體上且與該承接件滑動接觸的凸輪。該承接件具有一曲率半徑皆相同的弧面。該凸輪可被該致動件帶動而由一初始位置旋轉至一工作位置，在該初始位置時，該凸輪的旋轉中心及該承接件之弧面的曲率中心間的距離最短，在該凸輪由該初始位置轉動至該工作位置的過程中，當該凸輪在朝向該推桿最大推力的限界值轉動時，該凸輪及該承接件的接觸點會逐漸靠近該凸輪的旋轉中心及該承接件該承接件之弧面的曲率中心之間的連線。

如申請專利範圍第10項之發明，該致動件包括一用於帶動該凸輪旋轉的減速齒輪組，及一可驅動該減速齒輪組的馬達。

如申請專利範圍第11項之發明，該致動件包括一連接該凸輪且可帶動該凸輪旋轉的馬達。

如申請專利範圍第12項之發明，該油壓驅動裝置還包含一用於監測該凸輪之角度並電連接該馬達以控制該馬達輸出的角度感測器，及一用於監測該油壓迴路的油壓值並電連接該馬達以控制該馬達輸出的壓力感測器。

如申請專利範圍第13項之發明，該推桿的外周面上形成有一沿該第一軸向延伸的導槽，該油壓驅動裝置還包含一穿設該殼體並插置於該推桿之導槽內的限位銷。

如申請專利範圍第14項之發明，該凸輪的截面積為圓形，且圓心及旋轉中心之間相間隔一距離。

[本發明之效果]

在申請專利範圍第1項的發明中，該承接件及該凸輪所承受的反作用力是沿一通過兩者接觸點的作用線延伸，當該凸輪朝向該推桿最大推力的限界值轉動時，該承接件及該凸輪的接觸點會逐漸朝該承接件的旋轉中心及該凸輪的旋轉中心之連線靠近，使得該作用線與前述連線的夾角逐漸變小，亦即該作用線至前述連線間的力臂變短，使得反作用力所產生的扭矩降低，可降低馬達負擔，且透過重新設計該凸輪及相關配置，便可在不需變動該致動件的情況下提高出力，因此不需使用較大型的高出力馬達，達到動力源小型化之功效。

在申請專利範圍第2項的發明中，進一步界定該承接件及該凸輪之間的連接關係。

在申請專利範圍第3項的發明中，該承接件是樞設於該推桿上且為滾輪的態樣，易於拆卸更換及清理。

在申請專利範圍第4項的發明中，透過設計或更換該減速齒輪組可調整輸出參數，泛用性高。

在申請專利範圍第5項的發明中，該馬達直接帶動該凸輪，結構簡單而不易損壞。

在申請專利範圍第6項的發明中，該角度感測器及該壓力感測器可提供回授訊號，以提高該馬達的輸出精準度。

在申請專利範圍第7項的發明中，該限位銷可沿該導槽滑移，並提供定位該推桿之功能，進而可避免該承接件偏位而造成磨耗。

在申請專利範圍第8項的發明中，該凸輪的截面積為圓形且為偏心設置，加工簡單而可降低成本。

在申請專利範圍第9項的發明中，揭露了該承接件是一體成型的態樣，且具有一曲率半徑皆相同的弧面，其加工簡單而可降低成本。

在申請專利範圍第10項的發明中，透過設計或更換該減速齒輪組可調整輸出參數，泛用性高。

在申請專利範圍第11項的發明中，該馬達直接帶動該凸輪，結構簡單而不易損壞。

在申請專利範圍第12項的發明中，該角度感測器及該壓力感測器可提供回授訊號，以提高該馬達的輸出精準度。

在申請專利範圍13項的發明中，該限位銷可沿該導槽滑移，並提供定位該推桿之功能，進而可避免該承接件偏位而造成磨耗。

在申請專利範圍第14項的發明中，該凸輪的截面積為圓形且為偏心設置，加工簡單而可降低成本。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖3、圖4及圖5，本發明車輛2之油壓驅動裝置3之一第一實施例，該車輛2包含一連接左前輪的左避震器裝置21、一連接右前輪的右避震器裝置22、一連接左、右避震器裝置21、22並樞接於車架前方的可傾斜機構23，及一連接該左、右避震器裝置21、22及該可傾斜機構23的油壓迴路24。該油壓驅動裝置3是用於連接該油壓迴路24，並包含一殼體31、一致動件32、一設置於該殼體31上且具有一軸線方向沿一第一軸線A延伸的缸體330的總泵33、一連接該總泵33且沿一第一軸線A延伸的推桿34、一樞設於該推桿34上的承接件35、一旋轉中心約略位於該第一軸線A上地樞設於該殼體31上並與該承接件35滑動接觸的凸輪36、一穿設該殼體31並插置於該推桿34上且允許該推桿34相對於該殼體31滑移的限位銷37、一監測該凸輪36的角度感測器38，及一監測該油壓迴路24的壓力感測器39。

該致動件32包括一設置於該殼體31上的馬達321，及一設置於該殼體31上並可被該馬達321傳動及帶動該凸輪36的減速齒輪組322。該總泵33可受帶動而建立油壓或釋放油壓，並連接該油壓迴路24以控制該左、右避震器裝置21、22及該可傾斜機構23。該推桿34的外表面開設有一沿該第一軸線A延伸並供該限位銷37穿設的導槽341，該推桿34的一端伸置於該總泵33內，而另一端則供該承接件35樞設。在本第一實施例中，該承接件35是截面積為圓形且旋轉中心約略位於該第一軸線A上的滾輪。該凸輪36的截面積為圓形且旋轉中心同樣約略位於該第一軸線A上，但其圓心及旋轉中心相間隔一距離而呈偏心設置。該角度感測器38是用來監測該凸輪36的旋轉角度並電連接該馬達321以控制該馬達321之輸出，而該壓力感測器39是用來監測該油壓迴路24的油壓值，並電連接該馬達321以控制該馬達321之輸出。

參閱圖5、圖6及圖7，在本第一實施例中，該凸輪36及該減速齒輪組322的相對應齒輪是固定於一可相對於該殼體31旋轉的軸桿323上，當該馬達321帶動該減速齒輪組322時，也會帶動該軸桿323同步旋轉，進而使該凸輪36如圖5至圖7所示地偏心旋轉，以使該凸輪36在一如圖5所示的初始位置及一如圖7所示的工作位置間往復旋轉。在本第一實施例中，該承接件35的幾何中心與旋轉中心351重合，在該初始位置時，該凸輪36的旋轉中心361及該承接件35的旋轉中心351間的距離最短，在該工作位置時，該凸輪36的旋轉中心361及該承接件35的旋轉中心351間的距離最遠，在該凸輪36由該初始位置轉動至該工作位置的過程中，當該凸輪36在朝向該推桿34最大推力的限界值轉動時(如圖9中L1從平緩段的尾端到峰值的區域)，該凸輪36及該承接件35的接觸點B會逐漸靠近該凸輪36的旋轉中心361及該承接件的旋轉中心351之間的連線。該凸輪36偏心旋轉時會沿該第一軸線A的方向推動滑動接觸的承接件35，使連接該承接件35的推桿34沿該第一軸線A往復移動，進而帶動該總泵33建立或釋放油壓，以鎖定或不鎖定該左、右避震器裝置21、22及該可傾斜機構23(見圖3)。

在確認鎖定所需的油量及壓力大小後，便需依實際條件推算該總泵33所需的建壓行程量及釋壓量，以決定該凸輪36的角度變化與半徑尺寸之搭配，舉例來說，在本第一實施例中，當該凸輪36位於如圖5所示的0度初始位置時，該承接件35被推動的距離最少，使得該總泵33為釋放油壓之狀態。當該凸輪36位於如圖7所示旋轉約120度的工作位置時，該承接件35被推動的距離最大，並使得該總泵33產生最大供油量。

參閱圖4、圖8及圖9，該第一軸線A通過該承接件35及該凸輪36的旋轉中心351、361，且該承接件35及該凸輪36所承受的反作用力是沿一通過兩者接觸點B的作用線C延伸。在該凸輪36的旋轉過程中，當該凸輪36朝向該推桿34最大推力的限界值轉動時，該承接件35及該凸輪36的接觸點B會逐漸朝該第一軸線A靠近，使得該作用線C與該第一軸線A的夾角D逐漸變小，亦即該作用線C至該第一軸線A間的力臂E變短，使得反作用力所產生的扭矩F降低，可降低該馬達321的負擔。圖8中的實線及假想線分別表示隨著轉動角度增加之凸輪36及承接件35的接觸點的變化圖示，圖9中的橫坐標為凸輪36轉動角度(單位為度)，縱座標為承接件35的工作推力(單位為公斤重)，曲線L1為隨著該凸輪36的轉動角度變化，該總泵33的實際內推力，曲線L2為重新根據需求調動該凸輪36的轉動角度變化與半徑尺寸之搭配後，隨著該凸輪36的轉動角度變化所呈現出的該總泵33實際內推力，可使得L2限界值大於L1限界值，曲線L3為隨著該凸輪36的轉動角度變化，該承接件35可輸出的最大工作推力限界值，該曲線L3可由該馬達321的最大額定扭力值推算出，由圖8及圖9可看出只要重新設計該凸輪36及其他配置，便可在不需變動該馬達321的情況下提高出力，可解決習知提高出力需增加馬達體積或佔用配置空間之問題。

透過該凸輪36以偏心方式推動該承接件35，可減少反作用的力臂E而降低反作用扭矩F，從而可降低對該馬達321的負擔，也因為負載降低，因此出力值相對提高而不需加大該馬達321，達到小型化以精簡配置之功效。該承接件35及該凸輪36的外型簡單利於製造，可降低成本，當然，該凸輪36也可以是常見的曲率半 徑呈漸進變化之非圓形狀，採用此種態樣可更進一步地根據需求設計行程，並能有更多樣的輸出曲線。該限位銷37可導正並限位該推桿34，以防止樞設於該推桿34上的承接件35因偏位而造成磨損。

參閱圖10，為本發明車輛2之油壓驅動裝置3之一第二實施例，該第二實施例大致上是與該第一實施例相同，不同之處在於：該承接件35具有一與該凸輪36滑動接觸，且曲率半徑皆相同的弧面352，且一體成型地固定於該推桿34上。在該初始位置時，該凸輪36的旋轉中心361及該承接件35之弧面352的曲率中心351間的距離最短，在該凸輪36由該初始位置轉動至該工作位置的過程中，該凸輪36及該承接件35的接觸點B會逐漸靠近該凸輪36的旋轉中心361及該承接件35之弧面352的曲率中心351之間的連線。該第二實施例提供了該承接件35的另一種配置方式，其結構強度較高、加工簡單且構件數量較少，可提升泛用性及降低製造成本。

參閱圖11，為本發明車輛2之油壓驅動裝置3之一第三實施例，該第三實施例大致上是與該第一實施例相同，不同之處在於：該致動件32僅包括一直接以軸桿323直接連接該凸輪36的馬達321。該第三實施例不透過齒輪結構，而是直接以該馬達321驅動該凸輪36旋轉，可達到簡化配置以有效利用空間並利於小型化之功效。

綜上所述，透過該凸輪36的偏心旋轉可沿該第一軸線A推動該推桿34，並降低反作用扭矩及該馬達321之負載，從而相對地提升該馬達321之功率而有利於小型化，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2‧‧‧車輛

21‧‧‧左避震器裝置

22‧‧‧右避震器裝置

23‧‧‧可傾斜機構

24‧‧‧油壓迴路

3‧‧‧油壓驅動裝置

31‧‧‧殼體

32‧‧‧致動件

321‧‧‧馬達

322‧‧‧減速齒輪組

323‧‧‧軸桿

33‧‧‧總泵

330‧‧‧缸體

34‧‧‧推桿

341‧‧‧導槽

35‧‧‧承接件

351‧‧‧旋轉中心

352‧‧‧弧面

36‧‧‧凸輪

361‧‧‧旋轉中心

37‧‧‧限位銷

38‧‧‧角度感測器

39‧‧‧壓力感測器

A‧‧‧第一軸線

B‧‧‧接觸點

C‧‧‧作用線

D‧‧‧夾角

E‧‧‧力臂

F‧‧‧扭矩

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一立體圖，說明中華民國第200531868發明專利申請案中的一種選擇性致動裝置； 圖2是一示意圖，輔助說明該選擇性致動裝置與車輛的連接關係； 圖3是一示意圖，說明本發明車輛之油壓驅動裝置之一第一實施例； 圖4是一立體圖，進一步說明本第一實施例之油壓驅動裝置； 圖5是一側視圖，說明本第一實施例位於一初始位置； 圖6及圖7皆是側視圖，說明本第一實施例轉動至一工作位置的後續過程； 圖8是一示意圖，說明一凸輪及一承接件間作用關係； 圖9是一曲線圖，說明該凸輪的轉動角度、一總泵的油壓反作用力及該承接件輸出的工作推力； 圖10是一側視圖，說明本發明車輛之油壓驅動裝置之一第二實施例；及 圖11是一側視圖，說明本發明車輛之油壓驅動裝置之一第三實施例。

Claims (14)

1. 一種車輛之油壓驅動裝置，適用於該車輛上的一油壓迴路，包含： 一殼體； 一致動件； 一總泵，可受帶動而建立油壓或釋放油壓，以提供該油壓迴路油壓源； 一推桿，一端連接該總泵； 一承接件，可轉動地樞設於該推桿未連接該總泵的一端上；及 一凸輪，樞設於該殼體上並與該承接件滑動接觸，該凸輪可被該致動件帶動而由一初始位置旋轉至一工作位置，在該初始位置時，該凸輪的旋轉中心及該承接件的旋轉中心間的距離最短，在該凸輪由該初始位置轉動至該工作位置的過程中，當該凸輪在朝向該推桿最大推力的限界值轉動時，該凸輪及該承接件的接觸點會逐漸靠近該凸輪的旋轉中心及該承接件的旋轉中心之間的連線。
2. 如請求項1所述車輛之油壓驅動裝置，其中，該總泵包括一缸體，定義一沿該缸體的軸線方向延伸的第一軸線，該推桿沿該第一軸線延伸，該承接件的旋轉中心約略位於該第一軸線上，該凸輪的旋轉中心約略位於該第一軸線上。
3. 如請求項1所述車輛之油壓驅動裝置，其中，該承接件是一滾輪。
4. 如請求項1所述車輛之油壓驅動裝置，其中，該致動件包括一用於帶動該凸輪旋轉的減速齒輪組，及一可驅動該減速齒輪組的馬達。
5. 如請求項1所述車輛之油壓驅動裝置，其中，該致動件包括一連接該凸輪且可帶動該凸輪旋轉的馬達。
6. 如請求項4或5所述車輛之油壓驅動裝置，還包含一用於監測該凸輪之角度並電連接該馬達以控制該馬達輸出的角度感測器，及一用於監測該油壓迴路的油壓值並電連接該馬達以控制該馬達輸出的壓力感測器。
7. 如請求項1所述車輛之油壓驅動裝置，其中，該推桿的外周面上形成有一沿該第一軸向延伸的導槽，該油壓驅動裝置還包含一穿設該殼體並插置於該推桿之導槽內的限位銷。
8. 如請求項1所述車輛之油壓驅動裝置，其中，該凸輪的截面積為圓形，且圓心及旋轉中心之間相間隔一距離。
9. 一種車輛之油壓驅動裝置，適用於該車輛上的一油壓迴路，包含： 一殼體； 一致動件； 一總泵，可受帶動而建立油壓或釋放油壓，以提供該油壓迴路油壓源； 一推桿，一端連接該總泵； 一承接件，一體成型於該推桿未連接該總泵的一端上，該承接件具有一曲率半徑皆相同的弧面；及 一凸輪，樞設於該殼體上並與該承接件之弧面滑動接觸，該凸輪可被該致動件帶動而由一初始位置旋轉至一工作位置，在該初始位置時，該凸輪的旋轉中心及該承接件之弧面的曲率中心間的距離最短，在該凸輪由該初始位置轉動至該工作位置的過程中，當該凸輪在朝向該推桿最大推力的限界值轉動時，該凸輪及該承接件的接觸點會逐漸靠近該凸輪的旋轉中心及該承接件之弧面的曲率中心之間的連線。
10. 如請求項9所述車輛之油壓驅動裝置，其中，該致動件包括一用於帶動該凸輪旋轉的減速齒輪組，及一可驅動該減速齒輪組的馬達。
11. 如請求項9所述車輛之油壓驅動裝置，其中，該致動件包括一連接該凸輪且可帶動該凸輪旋轉的馬達。
12. 如請求項10或11所述車輛之油壓驅動裝置，還包含一用於監測該凸輪之角度並電連接該馬達以控制該馬達輸出的角度感測器，及一用於監測該油壓迴路的油壓值並電連接該馬達以控制該馬達輸出的壓力感測器。
13. 如請求項9所述車輛之油壓驅動裝置，其中，該推桿的外周面上形成有一沿該第一軸向延伸的導槽，該油壓驅動裝置還包含一穿設該殼體並插置於該推桿之導槽內的限位銷。
14. 如請求項9所述車輛之油壓驅動裝置，其中，該凸輪的截面積為圓形，且圓心及旋轉中心之間相間隔一距離。