TWI757100B

TWI757100B - 離合器結構

Info

Publication number: TWI757100B
Application number: TW110106140A
Authority: TW
Inventors: 姚立和; 連哲文; 謝培升; 田騏禎
Original assignee: 姚立和
Priority date: 2021-02-22
Filing date: 2021-02-22
Publication date: 2022-03-01
Also published as: JP2022128433A; EP4047237C0; JP7450952B2; CN217401489U; US20220268322A1; CN114962480A; TW202233975A; JP3237187U; US11614128B2; EP4047237A1; EP4047237B1

Abstract

本發明係指一種離合器結構，其利用一馬達直接驅動一制動單元之一轉盤，且該制動單元進一步能直接作動一推動單元，能縮小材積，再者透過一推動單元之一簧座帶動一推架去壓迫一離合單元時，其中該推架與該離合單元間為同步轉動，且該推架與該簧座間設有珠組，如此在壓迫過程中仍能平順轉動，其能有效降低結合銜接時的頓挫感，同時可快速建立傳輸結合力，使其不致因遲滯感而影響到使用的操作性。

Description

離合器結構

本發明隸屬一種離合器之技術領域，具體而言係指一種機械式作動之離合器結構，藉以能有效縮小其佔積，且達到降低結合時頓挫感及傳輸遲滯之目的，進而提高其結合力與可靠性。

按，離合器主要用於將傳動軸之旋轉驅動力傳送到從動側的傳輸設備，例如車輛、割草機等之動力系統，早期離合器以離心式離合器為主，當使用者加速時產生離心力，將離合器蹄片往外擴開，此時離合器蹄片之墊片與外蓋之環壁貼合，使離合器片帶動外蓋，外蓋再驅動旋轉軸作動從動側，但其結合性及可靠性不足，近期以摩擦式離合器為主。現有摩擦式離合器係於傳動軸上利用離合片組結合從動側，當制動件推壓離合片組緊密貼合後，可令傳動軸之旋轉驅動力傳送到從動側上，進而帶動從動側同步轉動。

而現有摩擦式離合器之制動件有不同的設計形態，常見的有電磁式、油壓式等，而其中電磁式需於離合器內設置電磁閥、電性元件及電線，不僅結構複雜、寬度材積變大，且其結合力主要來自電磁磁力，作用於離合片組的力量有限，故離合片組的結合力弱。至於油壓式則需於離合器內設置油壓通道，例如於旋轉軸內形成油壓孔道等，其不僅結構極為精密複雜，同時油壓有壓縮比及質變的問題，造成其壓力不穩定的狀況，且在防漏的考量下，通常也不使用高壓，故離合組的結合力無法滿足需求。同時前述現有者不論是電磁式或油壓式均有製造與組裝難度高、且故障也多，因此存在高成本的問題。

為了解決前述問題，目前業界開發有如申請第105129499號之離合結構，其主要係透過外部的驅動組來驅動主動盤與被動盤來徑向移動推動件，進而推動來令片組結合而帶動從動側之被動件。但其體積受到外部驅動組影響使得整體寬度變大，而不利於狹窄空間的安裝應用，同時靜止的推動件與隨同傳動軸旋轉的來令片組接觸結合時，容易產生頓挫感，進而生成傳輸銜接的遲滯感，從而影響到使用的操作性與可靠性，故如何解決前述問題，係業界所亟待開發者。

緣是，本發明人遂針對上述現有者所面臨的問題，潛心研究並配合學理的運用，秉持多年該相關行業之設計開發及實作經驗，針對現有結構之缺失予以改良，終於成功開發出一種離合器結構，藉以克服現有因佔積大及頓挫感所衍生的困擾與不便。

因此，本發明之主要目的係在提供一種離合器結構，藉以能簡化結構，可以有效縮小材積，使其可便於在狹窄空間內安裝應用。

又，本發明之次一主要目的係在提供一種離合器結構，其能有效降低結合銜接時的頓挫感，同時可快速建立傳輸結合力，使其不致因遲滯感而影響到使用的操作性。

再者，本發明之另一主要目的係在提供一種離合器結構，其推動的作用力係利用機械式直接推動，因此其扭力大，故能提高其確動性與可靠性。

基於此，本發明主要係透過下列的技術手段，來實現前述之目的及其功效，其包含有：

一固定殼體，其外緣設有一馬達，該馬達具有一可穿入該固定殼體內部之蝸桿；

一制動單元，其設於固定殼體內部，該制動單元具有一轉盤及一推盤，其該轉盤周緣具有一道可與前述蝸桿嚙合之蝸齒，又該轉盤與推盤之間設有至少二等距之普利珠；

一輸入軸，其係穿樞於該制動單元之轉盤中心；

一推動單元，其係設於輸入軸上，該推動單元上包含有一推架、一簧座及一皿型簧片，其中該推架與輸入軸係以可平行滑動、且同步旋轉之方式結合，又該簧座係樞設於推架上，且該簧座與推架間夾設有一珠組，且該皿型簧片頂撐於該簧座與前述推盤間；

一離合單元，其係設於輸入軸上相鄰推動單元的一側，該離合單元具有交錯間隙設置之複數第一來令片及第二來令片，且其中第一來令片以可平行滑動、且同步旋轉之方式結合於輸入軸上，而第二來令片與輸入軸呈相對樞轉狀；以及

一輸出殼體，其係樞設於固定殼體內之離合單元相鄰一側，該輸出殼體並與前述第二來令片以可平行滑動、且同步旋轉之方式結合。

藉此，透過上述技術手段的具體實現，使得本發明離合器結構利用馬達可以直接驅動制動單元轉盤，且制動單元進一步能直接作動推動單元之設計，可以有效簡化結構，並縮小材積，使其可便於在狹窄空間內安裝應用，再者當該推動單元之簧座帶動推架去壓迫離合單元時，其中推架與離合單元間為同步轉動，且推架與簧座間設有珠組，如此在壓迫過程中仍能平順轉動，其能有效降低結合銜接時的頓挫感，同時可快速建立傳輸結合力，使其不致因遲滯感而影響到使用的操作性，從而增加產品的附加價值，並提升其經濟效益。

且本發明並利用下列的技術手段，進一步實現前述之目的及功效；諸如：。

所述之固定殼體外緣具有一連通內外之通孔，供馬達之蝸桿穿入，且固定殼體於對應通孔處鎖設有一護蓋。

所述之制動單元之轉盤與固定殼體間相互夾設一珠組。

所述之制動單元之轉盤與推盤之相對表面分別形成有至少二等距設置之普利珠槽，供分別夾設普利珠。

所述之輸入軸對應制動單元轉盤一端形成有一軸接段，供利用一軸承穿設該轉盤軸心。

所述之輸入軸對應該推動單元及離合單元之外緣形成有複數軸向延伸之外花鍵齒，而該推動單元之推架軸心內緣具有複數對應之內花鍵齒，且離合單元之第一來令片軸心亦形成有具有複數對應之內花鍵齒。

所述之離合單元之第二來令片之外緣形成有複數外花鍵齒，而該輸出殼體之內緣形成有複數相對應之內花鍵齒。

所述之推動單元之推架上鎖設有一內緣小於簧座外徑之限制環套，令該簧座可被限制於推架上不脫出。

所述之推動單元之皿型簧片透過一螺帽將內緣鎖設於該簧座上，且皿型簧片的外緣扣設於相對之推盤上。

所述之推動單元於推盤對應皿型簧片一側另頂撐有一壓縮彈簧一端，且於固定殼體內設有一擋環，供該壓縮彈簧另端頂撐。

所述之輸出殼體係透過兩側之珠組樞設於固定殼體，且透過一鎖環蓋限制於該固定殼體上。

為使　貴審查委員能進一步了解本發明的構成、特徵及其他目的，以下乃舉本發明之較佳實施例，並配合圖式詳細說明如後，同時讓熟悉該項技術領域者能夠具體實施。

本發明係一種離合器結構，隨附圖例示之本發明的具體實施例及其構件中，所有關於前與後、左與右、頂部與底部、上部與下部、以及水平與垂直的參考，僅用於方便進行描述，並非限制本發明，亦非將其構件限制於任何位置或空間方向。圖式與說明書中所指定的尺寸，當可在不離開本發明之申請專利範圍內，根據本發明之設計與需求而進行變化。

而本發明係一種應用於將旋轉驅動力傳送到從動側的離合器結構，其係如第一、二圖所示，該離合器結構包含有一固定殼體（10）、一輸入軸（15）、一制動單元（200）、一推動單元（300）、一離合單元（40）及一作為從動側之輸出殼體（50），而該可被旋轉動力帶動之輸入軸（15）係透過制動單元（200）樞設於該固定殼體（10）內，且該輸入軸（15）上依序設置推動單元（300）、離合單元（40）及輸出殼體（50），供利用套設於輸入軸（15）上之推動單元（300）選擇性作動離合單元（40）產生離合作用，令該輸入軸（15）可以選擇性將旋轉驅動力送至該輸出殼體（50）；

又該離合器結構之詳細構成，則係如第二、三及四圖所示，其中該固定殼體（10）外緣具有一連通內外之通孔（101），供一輸出軸連接有一蝸桿（13）之馬達（12）鎖設，使得蝸桿（13）可與內部制動單元（200）接合，且固定殼體（10）於對應通孔（101）處鎖設有一護蓋（11），而前述輸入軸（15）對應固定殼體（10）開口一端外緣形成有複數軸向延伸之外花鍵齒（16），且該輸入軸（15）另端形成有一軸接段（17），供利用一軸承（18）穿設該固定殼體（10）內之制動單元（200）軸心；

另前述之制動單元（200）具有一套設於前述輸入軸（15）軸承（18）之轉盤（20）及一推盤（25），該轉盤（20）與固定殼體（10）間相互夾設一珠組（22），使該轉盤（20）可於固定殼體（10）內相對輸入軸（15）及固定殼體（10）平穩原地轉動，再者該轉盤（20）周緣具有一道可與前述馬達（12）蝸桿（13）嚙合之蝸齒（21），供馬逹（12）可以選擇性驅動該轉盤（20）順時或逆時轉動，又該轉盤（20）對應推盤（25）一側表面形成有至少二等距設置之普利珠槽（23），且該推盤（25）之表面亦形成有至少二相對之普利珠槽（26），各該相對之普利珠槽（23、26）供分別夾設一普利珠（24），使該轉盤（20）轉動時可選擇性將該推盤（25）作動遠離或退回；

再者，前述之推動單元（300）設於輸入軸（15）上，該推動單元（300）上包含有一推架（30）、一簧座（33）及一皿型簧片（35）所組成，其中該推架（30）軸心內緣具有複數對應輸入軸（15）外花鍵齒（16）之內花鍵齒（31），使該推架（30）可選擇性貼抵離合單元（40）、且隨同該輸入軸（15）旋轉，而該簧座（33）係坐設於推架（30）軸部，且該簧座（33）與推架（30）間夾設有一珠組（32），以保持推架（30）轉動之順暢，且該推架（30）上鎖設有一內緣小於簧座（33）外徑之限制環套（34），使得該簧座（33）可被限制於推架（30）上不脫出，再者前述皿型簧片（35）透過一螺帽（36）將內緣鎖設於該簧座（33）上，且皿型簧片（35）的外緣扣設於相對之推盤（25）上，供制動單元（200）之推盤（25）壓動該推動單元（300）後，可利用該皿型簧片（35）產生回復預力，再者該推動單元（300）於推盤（25）對應皿型簧片（35）一側另頂撐有一壓縮彈簧（38）一端，且於固定殼體（10）內設有一擋環（39），供前述壓縮彈簧（38）另端頂撐，供相對推盤（25）產生一備用之回復預力，且可克服組裝間隙，令推盤（25）之移動更為平穩；

至於，該離合單元（40）係由複數第一來令片（41）及複數第二來令片（43）交錯間隔設置而成，其中該等第一來令片（41）軸心內緣具有相對輸入軸（15）外花鍵齒（16）之內花鍵齒（42），且該等第一來令片（41）與輸出殼體（50）呈自由旋轉狀，又該等第二來令片（43）軸心內緣與輸入軸（15）呈自由旋轉狀，且該等第二來令片（43）之外緣形成有複數外花鍵齒（44），供與該輸出殼體（50）相互咬合；

而前述之輸出殼體（50）係透過兩側之珠組（52、53）樞設於固定殼體（10），且透過一鎖環蓋（55）限制於該固定殼體（10）上，又該輸出殼體（50）內緣形成有複數對應第二來令片（43）外花鍵齒（44）之內花鍵齒（51），使該輸出殼體（50）可被離合單元（40）之第二來令片（43）帶動相對該固定殼體（10）轉動；

藉此，組構成一材積小、且可降低頓挫感的離合器結構者。

至於本發明離合器結構之實際使用，則係如第四圖所示，在正常使用下，馬達（12）透過蝸桿（13）使制動單元（200）之轉盤（20）退回未作動之位置，令普利珠（24）可深入轉盤（20）與推盤（25）之普利珠槽（23、26）內，使推盤（25）可被推動單元（300）之皿型簧片（35）及壓縮彈簧（38）同步推回，使離合單元（40）不致受到推動單元（300）之推架（30）壓掣，因此離合單元（40）之相鄰第一、二來令片（41、43）不致相對摩擦，使旋轉驅動力不致透過輸入軸（15）及離合單元（40）傳送至輸出殼體（50），故該輸出殼體（50）不會連動；

反之，如第五圖所示，當馬達（12）透過蝸桿（13）使制動單元（200）之轉盤（20）轉動至傳送結合位置時，該制動單元（200）之轉盤（20）可相對推盤（25）轉動，而利用普利珠（24）作用將推盤（25）向推動單元（300）一側推動，進而壓縮皿型簧片（35）與壓縮彈簧（38）變形緊迫離合單元（40），且產生下一循環之回復預力，當該離合單元（40）受到推動單元（300）之簧座（33）、推架（30）的壓掣後，該離合單元（40）相鄰之第一、二來令片（41、43）可相對接觸結合，而利用相對間的摩擦力產生連動，使旋轉驅動力可以透過輸入軸（15）及離合單元（40）傳送至輸出殼體（50），進而讓該輸出殼體（50）連動。

透過上述的結構及動作說明，本發明透過離合器結構利用馬達（12）可以直接驅動制動單元（200）轉盤（20），且制動單元（200）進一步能直接作動推動單元（300）之設計，可以有效簡化結構，並縮小材積，使其可便於在狹窄空間內安裝應用，再者當該推動單元（300）之簧座（33）帶動推架（30）去壓迫離合單元（40）時，其中推架（30）與離合單元（40）間為同步轉動，且推架（30）與簧座（33）間設有珠組（32），如此在壓迫過程中仍能平順轉動，其能有效降低結合銜接時的頓挫感，同時可快速建立傳輸結合力，使其不致因遲滯感而影響到使用的操作性，再者本發明之離合器結構的推動作用力係利用機械式直接推動，因此其扭力大，故能提高其確動性與可靠性。

藉此，可以理解到本發明為一創意極佳之創作，除了有效解決習式者所面臨的問題，更大幅增進功效，且在相同的技術領域中未見相同或近似的產品創作或公開使用，同時具有功效的增進，故本發明已符合發明專利有關「新穎性」與「進步性」的要件，乃依法提出申請發明專利。

10:固定殼體 101:通孔 11:護蓋 12:馬達 13:蝸桿 15:輸入軸 16:外花鍵齒 17:軸接段 18:軸承 200:制動單元 20:轉盤 21:蝸齒 22:珠組 23:普利珠槽 24:普利珠 25:推盤 26:普利珠槽 300:推動單元 30:推架 31:內花鍵齒 32:珠組 33:簧座 34:限制環套 35:皿型簧片 36:螺帽 38:壓縮彈簧 39:擋環 40:離合單元 41:第一來令片 42:內花鍵齒 43:第二來令片 44:外花鍵齒 50:輸出殼體 51:內花鍵齒 52:珠組 53:珠組 55:鎖環蓋

第一圖：係本發明離合器結構之立體外觀示意圖。

第二圖：係本發明離合器結構之立體分解示意圖，供說明其各元件之態樣及其相對關係。

第三圖：係本發明離合器結構另一視角之立體分解示意圖，供說明其各元件不同視角之態樣及其相對關係。

第四圖：係本發明離合器結構組成後之側視剖面示意圖。

第五圖：係本發明離合器結構於實際使用時之動作示意圖。

10:固定殼體

11:護蓋

12:馬達

13:蝸桿

15:輸入軸

16:外花鍵齒

17:軸接段

18:軸承

20:轉盤

21:蝸齒

22:珠組

23:普利珠槽

24:普利珠

25:推盤

26:普利珠槽

30:推架

31:內花鍵齒

32:珠組

33:簧座

34:限制環套

35:皿型簧片

36:螺帽

38:壓縮彈簧

39:擋環

40:離合單元

41:第一來令片

42:內花鍵齒

43:第二來令片

44:外花鍵齒

50:輸出殼體

51:內花鍵齒

52:珠組

53:珠組

55:鎖環蓋

Claims

一種離合器結構，其包含有：一固定殼體，其外緣設有一馬達，該馬達具有一可穿入該固定殼體內部之蝸桿；一制動單元，其設於固定殼體內部，該制動單元具有一轉盤及一推盤，其該轉盤周緣具有一道可與前述蝸桿嚙合之蝸齒，又該轉盤與推盤之間設有至少二等距之普利珠；一輸入軸，其係穿樞於該制動單元之轉盤中心；一推動單元，其係設於輸入軸上，該推動單元上包含有一推架、一簧座及一皿型簧片，其中該推架與輸入軸係以可平行滑動、且同步旋轉之方式結合，又該簧座係樞設於推架上，且該皿型簧片頂撐於該簧座與前述推盤間；一離合單元，其係設於輸入軸上相鄰推動單元的一側，該離合單元具有交錯間隙設置之複數第一來令片及第二來令片，且其中第一來令片以可平行滑動、且同步旋轉之方式結合於輸入軸上，而第二來令片與輸入軸呈相對樞轉狀；以及一輸出殼體，其係樞設於固定殼體內之離合單元相鄰一側，該輸出殼體並與前述第二來令片以可平行滑動、且同步旋轉之方式結合。
如請求項1所述之離合器結構，其中該固定殼體外緣具有一連通內外之通孔，供馬達之蝸桿穿入，且固定殼體於對應通孔處鎖設有一護蓋。
如請求項1所述之離合器結構，其中該制動單元之轉盤與固定殼體間相互夾設一珠組。
如請求項1所述之離合器結構，其中該制動單元之轉盤與推盤之相對表面分別形成有至少二等距設置之普利珠槽，供分別夾設普利珠。
如請求項1所述之離合器結構，其中該輸入軸對應制動單元轉盤一端形成有一軸接段，供利用一軸承穿設該轉盤軸心。
如請求項1或5所述之離合器結構，其中該輸入軸對應該推動單元及離合單元之外緣形成有複數軸向延伸之外花鍵齒，而該推動單元之推架軸心內緣具有複數對應之內花鍵齒，且離合單元之第一來令片軸心亦形成有具有複數對應之內花鍵齒。
如請求項6所述之離合器結構，其中該離合單元之第二來令片之外緣形成有複數外花鍵齒，而該輸出殼體之內緣形成有複數相對應之內花鍵齒。
如請求項1所述之離合器結構，其中該簧座與推架間夾設有一珠組。
如請求項1所述之離合器結構，其中該推動單元之推架上鎖設有一內緣小於簧座外徑之限制環套。
如請求項1所述之離合器結構，其中該推動單元之皿型簧片透過一螺帽將內緣鎖設於該簧座上，且皿型簧片的外緣扣設於相對之推盤上。
如請求項1或10所述之離合器結構，其中該推動單元於推盤對應皿型簧片一側另頂撐有一壓縮彈簧一端，且於固定殼體內設有一擋環，供該壓縮彈簧另端頂撐。
如請求項1所述之離合器結構，其中該輸出殼體係透過兩側之珠組樞設於固定殼體，且透過一鎖環蓋限制於該固定殼體上。