CN100427789C - 离合器机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离合器机构，特别是一种适用于电动车，当电动车的马达不提供动力时可使车轮与马达分离从而方便以人力牵引电动车的离合器机构，包括中心轴、单向离合器及单向转动件。单向离合器包括主动件、被动件及作动子，被动件套设于主动件外侧，两者之间形成多个楔形空间，作动子可活动地位于其内，当作动力子位于第一位置时抵紧主动件以及被动件，而当作动子离开第一位置时被动件与主动件脱离；单向转动件沿第一方向绕中心轴转动，而在第二方向与中心轴同动，单向转动件包括本体、突杆，突杆插入楔形空间内。当作动子位于第一位置时，被动件带动主动件沿第二方向转动一段距离，此时突杆推动作动子离开第一位置，使得被动件脱离主动件。

Description

离合器机构

技术领域

本发明涉及一种离合器机构，特别是一种适用于电动车，当电动车的马达不提供动力时可使车轮与马达分离从而方便牵引电动车的离合器机构。

背景技术

为方便解释本发明离合器机构，特以电动车用马达为举例说明，本发明当不仅局限于电动车马达。如图1所示，为现有技术中电动车的局部示意图。现有技术中的电动车是通过将电动轮圈马达2直接装设于车轮3中央，以带动车轮3旋转进而使电动车前进。例如于1998年12月23日公告的、公告号为CN1041371C中国专利“电动轮圈马达”，以及US5450915号美国专利所描述，电动轮圈马达2连接车轮3，并由减速传动机构提升扭力。

一般而言，当电动车在不使用状态或马达无法提供动力时，必须借由人力牵引，然而由于车轮3与前述传动机构的齿轮组以及轮圈马达2连动，因此通过人力牵引电动车时会因带动马达2而费力，且无法使电动车迅速地移动。虽然也可在轮圈马达2与车轮3传动接触端设置单向离合器，使车轮3在一个方向上可自由转动(如传统自行车的设计)，然而在其反方向上则仍受到车轮3与马达2内部齿轮组连动牵制的影响，使得推动或牵引电动车移动时仍旧相当费力。

发明内容

为了克服前述的缺点，本发明的目的在于提供一种离合器结构，可适用于电动车，当马达不提供动力时可使车轮与马达分离，且可自由地沿前、后方向转动以利于人力牵引。为使本发明能更明显易懂，下文特举较佳实施例详细说明。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明提出一种离合器机构，包括中心轴、单向离合器及单向转动件；单向离合器绕中心轴转动，包括主动件、被动件、楔形空间及作动子。楔形空间设在主动件与被动件之间，作动子可活动地设在楔形空间内，在作动子一侧与主动件之间设有弹性组件，当作动子位于楔形空间中的第一位置时抵紧主动件与被动件，使主动件及被动件同动，而当作动子离开第一位置时被动件与主动件脱离。单向转动件是沿第一方向绕中心轴转动，而在第二方向与中心轴同动，单向转动件包括仅可沿第一方向绕中心轴转动的本体及设在本体上的突杆。单向离合器与单向转动件相插接，套在中心轴上，突杆位于楔形空间内作动子的另一侧。当作动子位于第一位置时，被动件带动主动件沿第二方向转动一小段距离，此时突杆推动作动子离开第一位置，使得被动件脱离主动件，并可沿第一方向以及第二方向绕主动件转动。

其中：所述单向离合器可为棘轮式结构，主动件套在中心轴上，被动件套设在主动件外侧；被动件上设有多个棘爪沟，棘爪可活动地设在主动件与被动件之间，并与主动件及被动件上的棘爪沟相抵接，在棘爪与主动件之间设有弹性组件；

主动件设有一接触面，当主动件沿第一方向转动时，接触面抵接突杆以推动单向转动件沿第一方向旋转；

所述本体为单向离合器；所述作动子为滚柱状、滚珠状或其它等效之物；所述第一方向为顺时针方向或逆时针方向，第二方向与第一方向相反；所述中心轴为实心或中空结构；所述作动子与突杆等数量设置，两者数量为至少一个；在弹性组件上可加设一套管；所述弹性组件为压缩弹簧或金属弹片、金属线具有弹性的等效组件。

本发明的优点与积极效果为：

本发明解决了现有离合器结构只能在电动车前行脱离，无法后退脱离的不足之处。在马达不提供动力、以人力或其它方式驱动电动车前进或后退时，因电动车已与轮毂、电动机及减速机构脱离，故不受它们自重所产生阻力的影响，即节省人力，又可灵活行动。

附图说明

图1为本发明现有技术中电动车的局部示意图；

图2为本发明的较佳实施例整体结构示意图；

图3a为本发明中较佳实施例单向离合器的结构示意图；

图3a’为本发明中另一较佳实施例棘轮式单向离合器的结构示意图；

图3b为本发明中较佳实施例单向转动件的滚柱结构示意图；

图3c为本发明单向转动件中棘轮的结构示意图；

图4为本发明单向转动件与单向离合器结合后的示意图；

图4’为本发明另一实施例单向转动件与单向离合器结合后的示意图；

图5为本发明单向离合器中作动子位于第一位置的示意图；

图6为本发明单向离合器中作动子位于第二位置的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图2所示，本发明包括中心轴5、单向离合器100以及单向转动件200，中心轴5设置于如图1所示的轮轴1中，并固接在车体4上。中心轴5穿设于单向离合器100以及单向转动件200中央，并且单向离合器100以及单向转动件200可单向地绕中心轴5转动。

如图2及图3a所示，单向离合器100包括主动件10以及被动件20，被动件20套设在主动件10的外侧。在主动件10以及被动件20之间形成至少一个楔形空间30，每个楔形空间30中分别设置有作动子40以及弹性组件50，其中作动子40可活动地设在楔形空间30内，弹性组件50抵接在作动子40以及主动件10之间。作动子40为滚柱状、滚珠状或其它等效之物，弹性组件50可采用压缩弹簧或具弹性的其它等效组件，如金属弹片、金属线等，为稳定弹性组件50的运动，亦可在弹性组件50上加装套管。在实际使用时，主动件10可通过减速机构与驱动马达连接，并通过马达带动主动件10沿第一方向8绕中心轴5旋转。中心轴5依设计需要可为实心体或中空体。

如图4所示，在未与单向转动件200组接时，作动子40位于楔形空间30的第一位置11(较窄处)，并钳夹于主动件10与被动件20之间，主动件10通过作动子40可带动外侧的被动件20同步地沿第一方向8绕中心轴5旋转，因被动件20固接在车轮3上，进而可带动电动车前进。反之，当被动件20相对于主动件10在第一方向8上产生相对运动时，作动子40则会被推移至楔形空间30中的第二位置12(较宽处)，而未同时卡接主动件10及被动件20，此时主动件10与被动件20分离，因此主动件10不会在第二方向9带动被动件20旋转。其中上述作动子40与突杆601数量为至少一个。

如图2、图3b所示，在本较佳实施例中，单向转动件200包括仅可沿第一方向8绕中心轴转动的本体60以及至少一个由本体60向外突伸的突杆601，其中本体60如图3c中P处所示，可以为现有的单向离合器或是如棘轮等单向转动机构。再如图3b所示，其中单向转动件200仅可沿第一方向8绕中心轴5旋转，组装后如图4所示，突杆601分别位于楔形空间30内靠近第一位置11。当突杆601位移时会造成作动子40位移而脱离主动件10与被动件20。而突杆601可直接或间接联接在本体60上。

再如图4所示，当主动件10沿第一方向8绕中心轴5旋转时，作动子40被主动件10以及被动件20钳夹于楔形空间30中的第一位置11(较窄处)，此时作动子40抵紧外侧被动件20并带动外侧被动件20沿第一方向8旋转。同时，单向转动件200上的突杆601被主动件10的接触面推动，进而带动单向转动件200沿第一方向8绕中心轴5同步转动。

当马达不提供动力给主动件10，而被动件20沿第二方向9反转时，被动件20与主动件10分离，其动作原理如图5、图6所示。当马达由图4的状态停止驱动主动件10，而被动件20借外力沿第二方向9转动时，由于作动子紧密地钳夹于主动件10与被动件20之间，故主动件10仍会被上述被动件20带动而沿第二方向9移动一段距离。然而，如图6所示，在转动的过程中，主动件10带动作动子40触碰到突杆601，此时由于单向转动件200仅能沿第一方向8绕中心轴5旋转而无法反向转动，故突杆601便将作动子40朝弹性组件50的方向挤压，此时弹性组件50受到压缩并使作动子40离开楔形空间30的第一位置11(较窄处)而移动至第二位置12(较宽处)，楔形空间30中的第二位置12的宽度较第一位置11大。

如前所述，借由突杆601将作动子40推移至楔形空间30的较宽处可使得单向离合器100失效，此时外侧的被动件20与主动件10分离。如此一来在推动或牵引电动车时，被动件20便可沿第一方向8以及第二方向9自由转动，而不致受到与马达2连接的主动件10的牵制。

然而，当马达再次启动而驱使主动件沿第一方向8转动时，作动子40则通过弹性组件50的回复弹力回到楔形空间30内的第一位置11，进而可带动外侧被动件20及单向转动件200沿第一方向8绕中心轴5旋转。而第一方向8可因设计需要设计成顺时针方向或逆时针方向，第二方向9与第一方向8相反。

如图3a’所示，本发明的单向离合器100还可为棘轮式结构，包括主动件10以及被动件20，被动件20套设在主动件10的外侧，被动件20上设有多个棘爪沟402，在主动件10以及被动件20之间形成至少一个楔形空间30。棘爪401可活动地设在主动件10与被动件20之间形成的楔形空间30内。棘爪401与主动件10及被动件20上的棘爪沟402相抵接，并在棘爪401与主动件10之间设有弹性组件50。在实际使用时，主动件10可通过减速机构与驱动马达连接，并通过马达带动主动件10沿第一方向8绕中心轴5旋转。

如图4’所示，单向离合器100与单向转动件200相插接，突杆601插在棘爪401与被动件20之间。弹性组件50使棘爪401保持张开状态，棘爪401位于第一位置11处，抵紧棘爪沟402。当主动件10沿第一方向8绕中心轴5旋转时，棘爪401被主动件10带动卡住被动件20，从而实现主动件10带动被动件20沿第一方向8旋转。同时，单向转动件200上的突杆601被主动件10推动，进而带动单向转动件200沿第一方向8绕中心轴5同步转动。

当马达由图4’的状态停止驱动主动件10，而被动件20借外力沿第二方向9转动时，主动件10带动棘爪401使棘爪401触碰到突杆601，此时由于单向转动件200仅能沿第一方向8绕中心轴5旋转而无法反向转动，故突杆601便将棘爪401挤压到第二位置12处，棘爪401不再抵紧棘爪沟402，使得单向离合器100失效，被动件20与主动件10脱离。如此一来在推动或牵引电动车时，被动件20便可沿第一方向8以及第二方向9自由转动，而不致受到与马达2连接的主动件10的牵制。如前所述，离合器机构的突杆601及棘爪401是不限制任何形状的。

本发明是提供一种离合器机构，可适用于任何电动车，当马达2不提供动力时将被动件20沿第二方向9转动一段距离，使得被动件20与主动件10分离以避免受到马达2以及减速齿轮机构的牵制，如此一来车轮可自由地沿前、后方向转动而可利于以人力牵引。

上述详细说明是针对本发明一可行较佳实施例之一的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明技艺精神所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利保护范围中。

Claims (9)

1.一种离合器机构，包括

中心轴；

绕中心轴转动的单向离合器；包括主动件、被动件及作动子，被动件套设在主动件的外侧，作动子可活动地设在主动件与被动件所形成的楔形空间内，在作动子一侧与主动件之间设有弹性组件(50)；

其特征在于：还包括单向转动件(200)；该单向转动件(200)包括仅可沿第一方向(8)绕中心轴(5)转动的本体(60)及设在本体(60)上的突杆(601)；单向离合器(100)与单向转动件(200)相插接，套在中心轴(5)上，突杆(601)由作动子(40)的另一侧空间插入；单向转动件(200)沿第一方向(8)绕中心轴(5)转动，在第二方向(9)与中心轴(5)同动。

2.按权利要求1所述的离合器机构，其特征在于：所述单向离合器(100)可为棘轮式结构，被动件(20)上设有多个棘爪沟(402)，棘爪(401)可活动地设在主动件(10)与被动件(20)之间，并与主动件(10)及被动件(20)上的棘爪沟(402)相抵接，在棘爪(401)与主动件(10)之间设有弹性组件(50)。

3.按权利要求1所述的离合器机构，其特征在于：所述本体(60)为单向离合器。

4.按权利要求1所述的离合器机构，其特征在于：所述作动子(40)为滚柱状或滚珠状。

5.按权利要求1所述的离合器机构，其特征在于：所述第一方向(8)为顺时针方向或逆时针方向，第二方向(9)与第一方向(8)相反。

6.按权利要求1所述的离合器机构，其特征在于：所述中心轴(5)为实心或中空结构。

7.按权利要求1所述的离合器机构，其特征在于：所述作动子(40)、突杆(601)等数量设置，两者数量分别为至少一个。

8.按权利要求1或2所述的离合器机构，其特征在于：在弹性组件(50)上可加设一套管。

9.按权利要求1或2所述的离合器机构，其特征在于：所述弹性组件(50)为压缩弹簧或具有弹性的金属弹片、金属线。

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