CN1059394A - 液压控制离合器 - Google Patents

Abstract

一种液压控制离合器含有泵机构、阀门机构与液 压油路开闭控制机构，藉液压之建立与释放以控制动 力源与动力输出轴间之动力结合与分离。泵结构含 输入动力并内设油路的外壳组件、固定在输出轴上的 被动齿轮与支持在外壳组件内的驱动齿轮。阀门机 构含内设油路的阀本体，液压油经输出轴中心孔进入 泵机构内部，再经阀门机构之油路循环返回。液压油 路开闭控制机构控制油路切断或畅通以建立或释放 液压以使泵机构与输出轴成动力结合或分离。

Description

本发明系关于一种供汽车、摩托车、加工机、割草机等动力机器之动力结合与脱离用之液压控制离合器。

本发明旨在提供一种构造简单、加工装配性良好、耐久性佳，且应用范围广泛之液压控制离合器。

本发明之其他目的及其功能、效果，将由后面对本发明之优选实施例之详细说明并参考以下之附图而得以明了。

图1  为本发明之第一实施例之液压控制离合器之纵剖视图，图中显示阀门本体位于液压油路接通（即动力分离）之状态。

图2  为类似于图1之纵剖视图，但显示阀门本体位于液压油路切断（即动力结合）之状态。

图3  为沿图1中之3A线所取之泵本体之右侧视图。

图4  为沿图1中之4A线所取之泵外壳之左侧视图。

图5  为沿图1中之5A线所取之泵外壳及阀门本体之示意右侧视图，图中同时显示可受泵外壳引导沿径向移动之各滚子。

图6  为沿图1中之6A线所取之泵本体及驱动齿轮、被动齿轮等之示意侧视图。

图7  为本发明之第二实施例之液压控制离合器之纵剖视图。

图8A为沿图7之8A线所取之示意横剖视图。

图8B为图8A中所示离心重块之透视图。

图9  为图7所示本发明第二实施例之液压控制离合器中之阀门机构之一部份的局部破开的透视分解图。

兹参看图1至6以说明本发明之第一实施例之液压控制离合器之详细构造与其作动原理。此实施例之液压控制离合器系设于一未示出之动力源与一动力输出轴1之间，用以藉油压控制动力源与动力输出轴1间之动力结合与分离。沿该动力输出轴1之中心设有一中央油道2，另于动力输出轴1之适当位置设有与该中央油道2相通并大体沿径向延伸之径向油道3。此液压控制离合器系由一泵机构、一阀门机构及一液压油路开闭控制机构所构成。

如图1或2所示，该泵机构包括环绕动力输出轴1而装设之中空之外壳组件9及装设于外壳组件9内用以泵送液压油之泵送齿轮组5、6。该阀门机构为一阀门本体40，而该液压油路开闭控制机构包括一自动油路控制装置及一手动油路控制装置。其中，该自动油路控制装置包含用以承受离心力而推动该阀门本体40之至少一滚子50及用以推压该阀门本体40使经常保持与滚子50抵接在一起之弹簧51。而该手动油路控制装置则包含用以使被滚子50推离原位之阀门本体40再度回至原位之一控制杆53。

外壳组件9系由固定在一起之轮毂10、泵本体20与泵外壳30所构成，转动动力系由轮毂10传入，动力传入时整个外壳组件9一齐转动。泵送齿轮组包括利用键4固定在动力输出轴1的被动齿轮6，及可转动地支持于该外壳组件9（轮毂10及泵本体20）内、且与该被动齿轮6啮合以驱动该被动齿轮6之一对驱动齿轮5（一并参看图6）。如图3所示，在该泵本体20设有进油口21及出油口22。如图4所示，在泵外壳30的对应于前述泵本体20之进油口21与出油口22之位置上，分别设有出油口31与进油口32，俾液压油可在毗邻设置且固定在一起之泵本体20与泵外壳30间循环流动。于该泵外壳30之朝向阀门本体40之一侧形成有用以容纳该阀门本体40及各滚子50等之环状空间35。由该环状空间35将该泵外壳30之接近阀门本体40之部份分隔为彼此隔开之外环部33及中心部34。在该中心部34与动力输出轴1之外周之间形成有环状油道38。且于该中心部34之内设有与该环状油道38相通且大体沿径向延伸贯穿该中心部34的径向油道36。如图5所示，自该泵外壳30之外环部33内周的适当位置沿径向朝内延伸形成有至少一滚子导槽37，在各导槽37内分别容纳有一滚子50，俾各滚子50在受到离心力作用时可沿导槽37朝外（箭头E方向）移动。

如图1及2所示，阀门本体40系以可相对于动力输出轴1滑动之方式装设于该动力输出轴1上，且阀门本体40之一部分伸入前述泵外壳30之环状空间35内并套在泵外壳30之中心部34外围。在阀门本体40之背向该泵本体20之一侧设有弹簧容纳槽45，且于该泵外壳30之环状空间35内装设有固定于外环部33之内周壁的一弹簧支承座52。弹簧51一端伸入该弹簧容纳槽45内，另一端顶靠着该弹簧支承座52，而朝图1或2之左侧推压该阀门本体40。在阀门本体40之邻接于各滚子50之部份设有斜面部44，该斜面部44系沿径向朝外渐向各滚子50延伸（亦即在图1及2中越往外侧越伸向左侧），阀门本体40即在弹簧51之弹力作用下经常保持以斜面部44顶靠着各滚子50。在阀门本体40内另设有供液压油通过用之油道41、42及43。

如图1所示，当各滚子50停留在其最内侧（实线）位置时，阀门本体40系位于其最左侧位置。此时，阀门本体40之油道41对正动力输出轴1之径向油道3，且其油道43对正泵外壳30之油道36。液压油自未示出之油源顺着箭头F方向径由动力输出轴1之中央油道2及径向油道3流经阀门本体40之油道41、42而进入泵外壳30之环状空间35内，并穿过泵外壳30之出油口31（一并参看图4）流入中空之泵本体20与轮毂10内且进入随同外壳组件9（包含轮毂10、泵本体20与泵外壳30）一齐转动之驱动齿轮5及与驱动齿轮5啮合之被动齿轮6之间，再自泵本体20之出油口22（图3）被压出，穿过泵外壳30之进油口32（图4）而流入泵外壳30与动力输出轴1间之环状油道38、泵外壳30之油道36与阀门本体40之油道43而进入泵外壳30之环状空间35，如此而构成整个液压流路循环。在图1所示状态下，由于被动齿轮6与驱动齿轮5有相对转动，即动力输出轴1未能随同输入动力之轮毂10一齐转动，故成动力分离之状态。

当外壳组件9（含轮毂10、泵本体20及泵外壳30）之转速渐次增大，随同泵外壳30一齐转动之各滚子50所承受的离心力乃渐次加大，终于克服弹簧51之推力，顺着设于泵外壳30之各径向导槽37（图5）沿箭头E方向往外侧移动，同时因各滚子50与阀门本体40之斜面部44始终保持顶紧，而迫使该阀门本体40沿着动力输出轴1朝图1之右侧移动，成为图2所示状态。在此状态下，由于泵外壳30之油道36与阀门本体40之油道43互相错开，被抽吸进入驱动齿轮5与被动齿轮6间及充满于环状油道38之液压油因为无法流动而使其油压不断提高。俟油压达到某一程度时，互相啮合之驱动齿轮5与被动齿轮6由于油压作用而不再相对运转。亦即整个泵机构之各构件10、20、30、5、6连同与被动齿轮6固定在一起之动力输出轴1即成一体而转动，故成动力结合状态。

如图1或图2所示，在阀门本体40之右端设有一道环状凹槽46，对成动力结合状态而作高速转动之动力机器，当使用者欲施行变速换档时，可直接以其手或脚操作伸入该凹槽46内之控制杆53，令阀门本体40由第2图所示位置回至第1图所示位置，即可使动力立刻成为分离状态，而可进行变速换档。

其次，参看图7至图9以说明本发明之第二实施例之液压控制离合器之详细构造及其作动原理。此实施例之液压控制离合器亦系设于一未示出之动力源与一动力输出轴1之间，用以藉油压控制动力源与动力输出轴1间之动力结合与分离。此液压控制离合器亦由一泵机构、一阀门机构及一液压油路开闭控制机构所构成。

如同前述第一实施例，第二实施例之泵机构亦包含有一轮毂110、一泵本体120、一泵外壳130及驱动齿轮105与被动齿轮106。除了泵外壳130外，其他部分之构造均与第一实施例相同而不再赘述。

请参看图7及8A，在泵外壳130之面向阀门机构之一侧（即图7之右侧）形成有用以容纳阀门机构之部份构件的环状空间135。由该环状空间135将泵外壳130之接近阀门机构之部份分隔为外环部131及环绕于动力输出轴1外周之中心部132，在该中心部132内周与动力输出轴1外周间形成有一环状油道136。如图7、8A及9所示，沿周向环绕泵外壳中心部132设有多个径向延伸之第三油孔133。又，沿轴向方向与各第三油孔133不同轴向位置、靠近控制杆161及衬套160之一侧设有沿周向环绕泵外壳中心部132之多个径向延伸之第四油孔134。如图9最清楚地示出，各第四油孔134系与环设于中心部132外周之一凹槽相通，俾利用该凹槽使第二油孔142与第四油孔134所构成之油道始终保持畅通。

如图7、8A及9所示，该阀门机构主要包含：一阀门本体140，而该液压油路开闭控制机构包括一自动油路控制装置及一手动油路控制装置。其中，该自动油路控制装置包含一对离心重块150（图中仅示其一）及一对偏压弹簧151（图中仅示其一）。而该手动油路控制装置包括一控制杆161及一衬套160。其中，阀门本体140大体成中空圆筒状而套设于该泵外壳中心部132外周，可绕该中心部132之轴线转动。阀门本体140包含有凸缘部143，在该凸缘部143之适当位置设有成径向对称配置之两缺口部144（图8A）。且于阀门本体140之对应于泵外壳中心部132之各第三油孔133的位置设有一第一油孔141。同时，沿轴向方向与第一油孔141不同的轴向位置上、靠近控制杆161之一侧设有与泵外壳中心部132外周凹槽相通之多个径向延伸之第二油孔142。离心重块150之形状如图8B所示，包含有一外移部152、一拨爪153、一弹簧端部固定孔154及一枢轴孔155。各离心重块150系成径向对称配置，分别藉由一枢轴栓156穿过其枢轴孔155而将其枢装于泵外壳130上。扭力偏压弹簧151本体围绕于该枢轴栓156上，一端插入固定于固定孔154内，另一端顶靠着泵外壳外环部131之内周面（图8A）。各拨爪153分别伸入该阀门本体140之一缺口部144内，使该离心重块150之外移部152受到足够之离心力作用、克服了偏压弹簧151之弹簧力之低抗而朝外侧移动至图8A中虚线所示位置时，可藉由拨爪153拨动阀门本体140，其作用将说明于后。衬套160大体成中空圆筒状，可滑动地套于该阀门本体140之外周。在该衬套160外周适当位置设有凹槽162，使用者可藉由一控制杆161插入该凹槽162内以控制衬套160左右滑动，使之按需要来遮蔽该第二油孔142出口（在欲令动力成结合状态时）、或开放该第二油孔142出口（在欲令动力成分离状态时）。

当泵外壳130之转速尚不够大时，由于离心重块150之外移部152所受之离心力尚小，不足于克服偏压弹簧151之弹簧力，故离心重块150维持于图8A中实线位置，阀门本体140之第一油孔141与泵外壳中心部132之第三油孔133互相对正，如图7所示。此时，由于液压油路未被切断，油的增压无法建立，而成动力分离状态，其理由如前述，不再赘述。

俟引擎运转到一定转速，随同泵外壳130一齐转动之离心重块150受到足够之离心力，终于克服偏压弹簧151之弹簧力而转动，使其外移部152向外移动至图8A中之虚线所示位置，同时离心重块150以其拨爪153拨动阀门本体140，令阀门本体140转动一角度，使其第一油孔141与泵外壳中心部132之第三油孔133错开，因此包含第三油孔133与第一油孔141之第一油道被切断。此时，衬套160封闭第二油孔之出口，使包含第四油孔134及第二油孔142在内之第二油道亦成切断状态。由于第一油道及第二油道均被切断，油压乃如前述在泵机构内开始建立，而使动力呈结合状态。

在第二油道被切断之状态下，使用者可以直接以其手或脚操作手动油路控制装置中之控制杆161来推动衬套160使其自第二油孔142出口退开，则第二油道立即成为通路状态。当使用者欲令高速转动中之动力机器变速时，施行此一控制操作，即可使动力立刻成为分开状态，而达到变速换档之目的。

虽然本发明按上述优选实施例进行描述，然而本发明并不限于所述实施例，任何熟习此项技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作一些更动与润饰。例如，吾人亦砍柠用电磁方式进行控制，因此本发明之保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (9)

1、一种液压控制离合器，设在动力源与一动力输出轴之间，藉由液压之建立或释放以控制动力源与该动力输出轴间之动力结合与分离；其特征在于该液压控制离合器系由一泵机构、一阀门机构及一液压油路开闭控制机构所构成；

该泵机构包含；环绕该动力输出轴而装设的、用以输入动力的、其内设有供液压油通过用之通道的中空之外壳组件；固定于该动力输出轴上的被动齿轮；可转动地支持于该外壳组件内、且与该被动齿轮啮合以驱动该被动齿轮的驱动齿轮；

该阀门机构包含有其内设有液压油之通道的阀门本体；

液压油系由一油源经设在动力输出轴中心之通路进入泵机构内及驱动齿轮、被动齿轮四周，并充满于泵机构内之各液压油通道，构成整个液压油路循环；

该液压油路开闭控制机构系用以控制液压油路使之切断或畅通以建立或释放液压，而令泵机构带动动力输出轴一体转动成为动力结合状态，或令动力输出轴不与泵机构一体转动而成动力分离状态。

2、按权利要求1所述之液压控制离合器，其特征在于该泵机构之外壳组件包含：

环绕该动力输出轴而装设的中空之轮毂，用以输入动力并可转动地支持着该驱动齿轮于其内部;

环绕该动力输出轴并与该轮毂固定在一起的泵本体，用以与轮毂协同可转动地支持着该驱动齿轮于其内部;及

环绕该动力输出轴并与该泵本体结合固定在一起的泵外壳，用以容纳该阀门机构于其内。

3、按权利要求1或2所述之液压控制离合器，其特征在于该液压油路开闭控制机构包括一自动油路控制装置及一手动油路控制装置。

4、按权利要求3所述之液压控制离合器，其特征在于该自动油路控制装置包含：在该外壳组件受转动时被一齐带动而承受离心力的离心力作动构件;及一个推压该阀门本体及至少一个离心力作动构件、使两者保持经常地抵接在一起的弹压装置。

5、按权利要求4所述之液压控制离合器，其特征在于该离心力作动构件是装设在该外壳组件与该阀门本体之间的至少一个滚子，于该外壳组件内部设有基本上朝径向延伸的至少一个导槽，各导槽内分别容纳一个滚子且容许滚子在其内沿径向移动，在该阀门本体上对应于各滚子之位置设有斜面，该斜面系朝径向外侧渐伸向该滚子，使该阀门本体受该弹压装置之弹压力之推压作用而使斜面经常保持顶靠着其对应之滚子，在该外壳组件之转速加大至某一程度时，各滚子受到足够之离心力作用而克服该弹压力向外移动，迫使该阀门本体自其原位置移开而切断液压油路，从而在泵机构内建立油压，使动力成结合状态。

6、按权利要求4所述之液压控制离合器，其特征在于该离心力作动构件为枢装在外壳组件上的至少一个离心重块，各离心重块包含有在足够之离心力作用下会向外侧移动之外移部及用以推压该阀门本体使其转动之拨爪;该弹压装置为一扭力弹簧，一端推压各该离心重块，另一端抵靠着该外壳组件而阻止该离心重块之外移部向外移动;该外壳组件包含有套设于该动力输出轴外周之中心部，而该阀门本体又可转动地套设于该中心部外周;在该阀门本体上设有沿周向配置之至少一个第一油孔及至少一个第二油孔，并设有供各相应离心重块之拨爪伸入用之缺口部;在该中心部对应于各第一油孔的位置上设有第三油孔，在对应于各第二油孔的位置上设有第四油孔，各第四油孔与环设于中心部外周之一凹槽相通，以便利用该凹槽使第二油孔与第四油孔所构成之油道始终保持畅道，因此由该第一油孔与第三油孔构成第一油道之一部份，由该第二油孔与第四油孔构成第二油道之一部份;

当该外壳组件之转速未达预定值时，各该第一油孔对正第三油孔，而使第一油道畅道，动力成分离状态;

当该外壳组件之转速达到预定值时，该离心重块受到足以克服该偏压弹簧压力之离心力的作用而转动，使其拨爪迫使阀门本体转动一个角度，使各第一油孔与相应的第三油孔错开，将第一油道封闭;此时该衬套封住各第二油孔出口，第二油道亦被封闭，故油压得以建立，而使动力成结合状态;于此动力结合状态下，若该衬套受该控制杆作动而自该第二油孔出口位置退出，第二油道复成畅通，而成动力分离状态。

7、按权利要求5所述之液压控制离合器，其特征在于该手动油路控制装置为一可由使用者直接加以操作之控制杆，该控制杆可推动阀门本体使之停留在动力结合位置或动力分离位置上。

8、按权利要求6所述之液压控制离合器，其特征在于该手动油路控制装置包含由使用者直接加以操作之控制杆，及可沿轴向滑动地套在该阀门本体外周上之衬套，该衬套可受该控制杆作动而在阀门本体外周上滑动。

9、按权利要求1所述之液压控制离合器，其特征在于该液压油路开闭控制机构为利用电磁方式控制液压油路开闭之装置。

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