專利名稱：液壓控制離合器的制作方法
技術領域：
本發明系關于一種供汽車、摩托車、加工機、割草機等動力機器之動力結合與脫離用之液壓控制離合器。
本發明旨在提供一種構造簡單、加工裝配性良好、耐久性佳，且應用范圍廣泛之液壓控制離合器。
本發明之其他目的及其功能、效果，將由后面對本發明之優選實施例之詳細說明并參考以下之附圖而得以明了。
圖1 為本發明之第一實施例之液壓控制離合器之縱剖視圖，圖中顯示閥門本體位于液壓油路接通(即動力分離)之狀態。
圖2 為類似于圖1之縱剖視圖，但顯示閥門本體位于液壓油路切斷(即動力結合)之狀態。
圖3 為沿圖1中之3A線所取之泵本體之右側視圖。
圖4 為沿圖1中之4A線所取之泵外殼之左側視圖。
圖5 為沿圖1中之5A線所取之泵外殼及閥門本體之示意右側視圖，圖中同時顯示可受泵外殼引導沿徑向移動之各滾子。
圖6 為沿圖1中之6A線所取之泵本體及驅動齒輪、被動齒輪等之示意側視圖。
圖7 為本發明之第二實施例之液壓控制離合器之縱剖視圖。
圖8A為沿圖7之8A線所取之示意橫剖視圖。
圖8B為圖8A中所示離心重塊之透視圖。
圖9 為圖7所示本發明第二實施例之液壓控制離合器中之閥門機構之一部份的局部破開的透視分解圖。
茲參看圖1至6以說明本發明之第一實施例之液壓控制離合器之詳細構造與其作動原理。此實施例之液壓控制離合器系設于一未示出之動力源與一動力輸出軸1之間，用以藉油壓控制動力源與動力輸出軸1間之動力結合與分離。沿該動力輸出軸1之中心設有一中央油道2，另于動力輸出軸1之適當位置設有與該中央油道2相通并大體沿徑向延伸之徑向油道3。此液壓控制離合器系由一泵機構、一閥門機構及一液壓油路開閉控制機構所構成。
如圖1或2所示，該泵機構包括環繞動力輸出軸1而裝設之中空之外殼組件9及裝設于外殼組件9內用以泵送液壓油之泵送齒輪組5、6。該閥門機構為一閥門本體40，而該液壓油路開閉控制機構包括一自動油路控制裝置及一手動油路控制裝置。其中，該自動油路控制裝置包含用以承受離心力而推動該閥門本體40之至少一滾子50及用以推壓該閥門本體40使經常保持與滾子50抵接在一起之彈簧51。而該手動油路控制裝置則包含用以使被滾子50推離原位之閥門本體40再度回至原位之一控制桿53。
外殼組件9系由固定在一起之輪轂10、泵本體20與泵外殼30所構成，轉動動力系由輪轂10傳入，動力傳入時整個外殼組件9一齊轉動。泵送齒輪組包括利用鍵4固定在動力輸出軸1的被動齒輪6，及可轉動地支持于該外殼組件9(輪轂10及泵本體20)內、且與該被動齒輪6嚙合以驅動該被動齒輪6之一對驅動齒輪5(一并參看圖6)。如圖3所示，在該泵本體20設有進油口21及出油口22。如圖4所示，在泵外殼30的對應于前述泵本體20之進油口21與出油口22之位置上，分別設有出油口31與進油口32，俾液壓油可在毗鄰設置且固定在一起之泵本體20與泵外殼30間循環流動。于該泵外殼30之朝向閥門本體40之一側形成有用以容納該閥門本體40及各滾子50等之環狀空間35。由該環狀空間35將該泵外殼30之接近閥門本體40之部份分隔為彼此隔開之外環部33及中心部34。在該中心部34與動力輸出軸1之外周之間形成有環狀油道38。且于該中心部34之內設有與該環狀油道38相通且大體沿徑向延伸貫穿該中心部34的徑向油道36。如圖5所示，自該泵外殼30之外環部33內周的適當位置沿徑向朝內延伸形成有至少一滾子導槽37，在各導槽37內分別容納有一滾子50，俾各滾子50在受到離心力作用時可沿導槽37朝外(箭頭E方向)移動。
如圖1及2所示，閥門本體40系以可相對于動力輸出軸1滑動之方式裝設于該動力輸出軸1上，且閥門本體40之一部分伸入前述泵外殼30之環狀空間35內并套在泵外殼30之中心部34外圍。在閥門本體40之背向該泵本體20之一側設有彈簧容納槽45，且于該泵外殼30之環狀空間35內裝設有固定于外環部33之內周壁的一彈簧支承座52。彈簧51一端伸入該彈簧容納槽45內，另一端頂靠著該彈簧支承座52，而朝圖1或2之左側推壓該閥門本體40。在閥門本體40之鄰接于各滾子50之部份設有斜面部44，該斜面部44系沿徑向朝外漸向各滾子50延伸(亦即在圖1及2中越往外側越伸向左側)，閥門本體40即在彈簧51之彈力作用下經常保持以斜面部44頂靠著各滾子50。在閥門本體40內另設有供液壓油通過用之油道41、42及43。
如圖1所示，當各滾子50停留在其最內側(實線)位置時，閥門本體40系位于其最左側位置。此時，閥門本體40之油道41對正動力輸出軸1之徑向油道3，且其油道43對正泵外殼30之油道36。液壓油自未示出之油源順著箭頭F方向徑由動力輸出軸1之中央油道2及徑向油道3流經閥門本體40之油道41、42而進入泵外殼30之環狀空間35內，并穿過泵外殼30之出油口31(一并參看圖4)流入中空之泵本體20與輪轂10內且進入隨同外殼組件9(包含輪轂10、泵本體20與泵外殼30)一齊轉動之驅動齒輪5及與驅動齒輪5嚙合之被動齒輪6之間，再自泵本體20之出油口22(圖3)被壓出，穿過泵外殼30之進油口32(圖4)而流入泵外殼30與動力輸出軸1間之環狀油道38、泵外殼30之油道36與閥門本體40之油道43而進入泵外殼30之環狀空間35，如此而構成整個液壓流路循環。在圖1所示狀態下，由于被動齒輪6與驅動齒輪5有相對轉動，即動力輸出軸1未能隨同輸入動力之輪轂10一齊轉動，故成動力分離之狀態。
當外殼組件9(含輪轂10、泵本體20及泵外殼30)之轉速漸次增大，隨同泵外殼30一齊轉動之各滾子50所承受的離心力乃漸次加大，終于克服彈簧51之推力，順著設于泵外殼30之各徑向導槽37(圖5)沿箭頭E方向往外側移動，同時因各滾子50與閥門本體40之斜面部44始終保持頂緊，而迫使該閥門本體40沿著動力輸出軸1朝圖1之右側移動，成為圖2所示狀態。在此狀態下，由于泵外殼30之油道36與閥門本體40之油道43互相錯開，被抽吸進入驅動齒輪5與被動齒輪6間及充滿于環狀油道38之液壓油因為無法流動而使其油壓不斷提高。俟油壓達到某一程度時，互相嚙合之驅動齒輪5與被動齒輪6由于油壓作用而不再相對運轉。亦即整個泵機構之各構件10、20、30、5、6連同與被動齒輪6固定在一起之動力輸出軸1即成一體而轉動，故成動力結合狀態。
如圖1或圖2所示，在閥門本體40之右端設有一道環狀凹槽46，對成動力結合狀態而作高速轉動之動力機器，當使用者欲施行變速換檔時，可直接以其手或腳操作伸入該凹槽46內之控制桿53，令閥門本體40由第2圖所示位置回至第1圖所示位置，即可使動力立刻成為分離狀態，而可進行變速換檔。
其次，參看圖7至圖9以說明本發明之第二實施例之液壓控制離合器之詳細構造及其作動原理。此實施例之液壓控制離合器亦系設于一未示出之動力源與一動力輸出軸1之間，用以藉油壓控制動力源與動力輸出軸1間之動力結合與分離。此液壓控制離合器亦由一泵機構、一閥門機構及一液壓油路開閉控制機構所構成。
如同前述第一實施例，第二實施例之泵機構亦包含有一輪轂110、一泵本體120、一泵外殼130及驅動齒輪105與被動齒輪106。除了泵外殼130外，其他部分之構造均與第一實施例相同而不再贅述。
請參看圖7及8A，在泵外殼130之面向閥門機構之一側(即圖7之右側)形成有用以容納閥門機構之部份構件的環狀空間135。由該環狀空間135將泵外殼130之接近閥門機構之部份分隔為外環部131及環繞于動力輸出軸1外周之中心部132，在該中心部132內周與動力輸出軸1外周間形成有一環狀油道136。如圖7、8A及9所示，沿周向環繞泵外殼中心部132設有多個徑向延伸之第三油孔133。又，沿軸向方向與各第三油孔133不同軸向位置、靠近控制桿161及襯套160之一側設有沿周向環繞泵外殼中心部132之多個徑向延伸之第四油孔134。如圖9最清楚地示出，各第四油孔134系與環設于中心部132外周之一凹槽相通，俾利用該凹槽使第二油孔142與第四油孔134所構成之油道始終保持暢通。
如圖7、8A及9所示，該閥門機構主要包含一閥門本體140，而該液壓油路開閉控制機構包括一自動油路控制裝置及一手動油路控制裝置。其中，該自動油路控制裝置包含一對離心重塊150(圖中僅示其一)及一對偏壓彈簧151(圖中僅示其一)。而該手動油路控制裝置包括一控制桿161及一襯套160。其中，閥門本體140大體成中空圓筒狀而套設于該泵外殼中心部132外周，可繞該中心部132之軸線轉動。閥門本體140包含有凸緣部143，在該凸緣部143之適當位置設有成徑向對稱配置之兩缺口部144(圖8A)。且于閥門本體140之對應于泵外殼中心部132之各第三油孔133的位置設有一第一油孔141。同時，沿軸向方向與第一油孔141不同的軸向位置上、靠近控制桿161之一側設有與泵外殼中心部132外周凹槽相通之多個徑向延伸之第二油孔142。離心重塊150之形狀如圖8B所示，包含有一外移部152、一撥爪153、一彈簧端部固定孔154及一樞軸孔155。各離心重塊150系成徑向對稱配置，分別藉由一樞軸栓156穿過其樞軸孔155而將其樞裝于泵外殼130上。扭力偏壓彈簧151本體圍繞于該樞軸栓156上，一端插入固定于固定孔154內，另一端頂靠著泵外殼外環部131之內周面(圖8A)。各撥爪153分別伸入該閥門本體140之一缺口部144內，使該離心重塊150之外移部152受到足夠之離心力作用、克服了偏壓彈簧151之彈簧力之低抗而朝外側移動至圖8A中虛線所示位置時，可藉由撥爪153撥動閥門本體140，其作用將說明于后。襯套160大體成中空圓筒狀，可滑動地套于該閥門本體140之外周。在該襯套160外周適當位置設有凹槽162，使用者可藉由一控制桿161插入該凹槽162內以控制襯套160左右滑動，使之按需要來遮蔽該第二油孔142出口(在欲令動力成結合狀態時)、或開放該第二油孔142出口(在欲令動力成分離狀態時)。
當泵外殼130之轉速尚不夠大時，由于離心重塊150之外移部152所受之離心力尚小，不足于克服偏壓彈簧151之彈簧力，故離心重塊150維持于圖8A中實線位置，閥門本體140之第一油孔141與泵外殼中心部132之第三油孔133互相對正，如圖7所示。此時，由于液壓油路未被切斷，油的增壓無法建立，而成動力分離狀態，其理由如前述，不再贅述。
俟引擎運轉到一定轉速，隨同泵外殼130一齊轉動之離心重塊150受到足夠之離心力，終于克服偏壓彈簧151之彈簧力而轉動，使其外移部152向外移動至圖8A中之虛線所示位置，同時離心重塊150以其撥爪153撥動閥門本體140，令閥門本體140轉動一角度，使其第一油孔141與泵外殼中心部132之第三油孔133錯開，因此包含第三油孔133與第一油孔141之第一油道被切斷。此時，襯套160封閉第二油孔之出口，使包含第四油孔134及第二油孔142在內之第二油道亦成切斷狀態。由于第一油道及第二油道均被切斷，油壓乃如前述在泵機構內開始建立，而使動力呈結合狀態。
在第二油道被切斷之狀態下，使用者可以直接以其手或腳操作手動油路控制裝置中之控制桿161來推動襯套160使其自第二油孔142出口退開，則第二油道立即成為通路狀態。當使用者欲令高速轉動中之動力機器變速時，施行此一控制操作，即可使動力立刻成為分開狀態，而達到變速換檔之目的。
雖然本發明按上述優選實施例進行描述，然而本發明并不限于所述實施例，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和范圍內，當可作一些更動與潤飾。例如，吾人亦砍檸用電磁方式進行控制，因此本發明之保護范圍當視權利要求書所界定者為準。
權利要求
1.一種液壓控制離合器，設在動力源與一動力輸出軸之間，藉由液壓之建立或釋放以控制動力源與該動力輸出軸間之動力結合與分離；其特征在于該液壓控制離合器系由一泵機構、一閥門機構及一液壓油路開閉控制機構所構成；該泵機構包含；環繞該動力輸出軸而裝設的、用以輸入動力的、其內設有供液壓油通過用之通道的中空之外殼組件；固定于該動力輸出軸上的被動齒輪；可轉動地支持于該外殼組件內、且與該被動齒輪嚙合以驅動該被動齒輪的驅動齒輪；該閥門機構包含有其內設有液壓油之通道的閥門本體；液壓油系由一油源經設在動力輸出軸中心之通路進入泵機構內及驅動齒輪、被動齒輪四周，并充滿于泵機構內之各液壓油通道，構成整個液壓油路循環；該液壓油路開閉控制機構系用以控制液壓油路使之切斷或暢通以建立或釋放液壓，而令泵機構帶動動力輸出軸一體轉動成為動力結合狀態，或令動力輸出軸不與泵機構一體轉動而成動力分離狀態。
2.按權利要求1所述之液壓控制離合器，其特征在于該泵機構之外殼組件包含環繞該動力輸出軸而裝設的中空之輪轂，用以輸入動力并可轉動地支持著該驅動齒輪于其內部;環繞該動力輸出軸并與該輪轂固定在一起的泵本體，用以與輪轂協同可轉動地支持著該驅動齒輪于其內部;及環繞該動力輸出軸并與該泵本體結合固定在一起的泵外殼，用以容納該閥門機構于其內。
3.按權利要求1或2所述之液壓控制離合器，其特征在于該液壓油路開閉控制機構包括一自動油路控制裝置及一手動油路控制裝置。
4.按權利要求3所述之液壓控制離合器，其特征在于該自動油路控制裝置包含在該外殼組件受轉動時被一齊帶動而承受離心力的離心力作動構件;及一個推壓該閥門本體及至少一個離心力作動構件、使兩者保持經常地抵接在一起的彈壓裝置。
5.按權利要求4所述之液壓控制離合器，其特征在于該離心力作動構件是裝設在該外殼組件與該閥門本體之間的至少一個滾子，于該外殼組件內部設有基本上朝徑向延伸的至少一個導槽，各導槽內分別容納一個滾子且容許滾子在其內沿徑向移動，在該閥門本體上對應于各滾子之位置設有斜面，該斜面系朝徑向外側漸伸向該滾子，使該閥門本體受該彈壓裝置之彈壓力之推壓作用而使斜面經常保持頂靠著其對應之滾子，在該外殼組件之轉速加大至某一程度時，各滾子受到足夠之離心力作用而克服該彈壓力向外移動，迫使該閥門本體自其原位置移開而切斷液壓油路，從而在泵機構內建立油壓，使動力成結合狀態。
6.按權利要求4所述之液壓控制離合器，其特征在于該離心力作動構件為樞裝在外殼組件上的至少一個離心重塊，各離心重塊包含有在足夠之離心力作用下會向外側移動之外移部及用以推壓該閥門本體使其轉動之撥爪;該彈壓裝置為一扭力彈簧，一端推壓各該離心重塊，另一端抵靠著該外殼組件而阻止該離心重塊之外移部向外移動;該外殼組件包含有套設于該動力輸出軸外周之中心部，而該閥門本體又可轉動地套設于該中心部外周;在該閥門本體上設有沿周向配置之至少一個第一油孔及至少一個第二油孔，并設有供各相應離心重塊之撥爪伸入用之缺口部;在該中心部對應于各第一油孔的位置上設有第三油孔，在對應于各第二油孔的位置上設有第四油孔，各第四油孔與環設于中心部外周之一凹槽相通，以便利用該凹槽使第二油孔與第四油孔所構成之油道始終保持暢道，因此由該第一油孔與第三油孔構成第一油道之一部份，由該第二油孔與第四油孔構成第二油道之一部份;當該外殼組件之轉速未達預定值時，各該第一油孔對正第三油孔，而使第一油道暢道，動力成分離狀態;當該外殼組件之轉速達到預定值時，該離心重塊受到足以克服該偏壓彈簧壓力之離心力的作用而轉動，使其撥爪迫使閥門本體轉動一個角度，使各第一油孔與相應的第三油孔錯開，將第一油道封閉;此時該襯套封住各第二油孔出口，第二油道亦被封閉，故油壓得以建立，而使動力成結合狀態;于此動力結合狀態下，若該襯套受該控制桿作動而自該第二油孔出口位置退出，第二油道復成暢通，而成動力分離狀態。
7.按權利要求5所述之液壓控制離合器，其特征在于該手動油路控制裝置為一可由使用者直接加以操作之控制桿，該控制桿可推動閥門本體使之停留在動力結合位置或動力分離位置上。
8.按權利要求6所述之液壓控制離合器，其特征在于該手動油路控制裝置包含由使用者直接加以操作之控制桿，及可沿軸向滑動地套在該閥門本體外周上之襯套，該襯套可受該控制桿作動而在閥門本體外周上滑動。
9.按權利要求1所述之液壓控制離合器，其特征在于該液壓油路開閉控制機構為利用電磁方式控制液壓油路開閉之裝置。
全文摘要
一種液壓控制離合器含有泵機構、閥門機構與液壓油路開閉控制機構，藉液壓之建立與釋放以控制動力源與動力輸出軸間之動力結合與分離。泵結構含輸入動力并內設油路的外殼組件、固定在輸出軸上的被動齒輪與支持在外殼組件內的驅動齒輪。閥門機構含內設油路的閥本體，液壓油經輸出軸中心孔進入泵機構內部，再經閥門機構之油路循環返回。液壓油路開閉控制機構控制油路切斷或暢通以建立或釋放液壓以使泵機構與輸出軸成動力結合或分離。
文檔編號F16D43/284GK1059394SQ9010742
公開日1992年3月11日 申請日期1990年8月30日 優先權日1990年8月30日
發明者郭建福 申請人:郭建福