CN107023591A - 具有延迟功能的超越离合器 - Google Patents

Abstract

一种具有延迟功能的超越离合器，包含一连结至一起动齿轮的第一轴环、一连结至一曲轴的第二轴环、一滚子保持架与至少一控制环，该第一轴环与该第二轴环套合可同轴相对转动，该第二轴环具有多个具有一倾斜底面的凹穴，该第二轴环与该滚子保持架间具一第一摩擦力而紧密地接触。该滚子保持架具有一环面凹陷区并具有对应该第二轴环的多个凹穴的多个滚子。该第一轴环具有至少一只对应容置该多个控制环的环形凹槽，且该第一轴环与该多个控制环间具一第二摩擦力而紧密地接触。该多个控制环并具有对应容置于该滚子保持架的环面凹陷区的一卡勾结构，可让超越离合器延迟啮合，避免内燃机熄火且该曲轴反转时产生冲击负荷，而造成毁损。

Description

具有延迟功能的超越离合器

技术领域

本发明涉及一种超越离合器，特别是一种具有延迟功能的超越离合器。

背景技术

一种目前被广泛使用的内燃机起动系统，其在起动齿轮与曲轴之间设置一超越离合器，当起动齿轮的转速高于曲轴转速时，超越离合器为啮合状态，反之，当起动齿轮的转速低于曲轴转速时，超越离合器为非啮合状态。

故内燃机在起动初期，起动马达所输出的动力经由起动齿轮及超越离合器(或称为单向离合器)以驱动曲轴而转动内燃机。而当内燃机起动之后，曲轴的转速会高于起动齿轮的转速，此时超越离合器即成为非啮合状态，内燃机的动力不致回传到起动马达，可避免起动马达损坏。

然而该现有技术的起动系统存在一个问题点，当内燃机熄火时，曲轴及其上的零件仍存有相当大的动能，会驱动曲轴及活塞继续运动，直到动能耗尽后曲轴才会停止转动。若当曲轴停止转动时，正处于内燃机的压缩行程接近终点的话，存在汽缸中的高压气体便会驱动曲轴快速反向转动，此反向转动的曲轴会导致超越离合器即刻啮合，会使得超越离合器及起动齿轮受到巨大的冲击负荷。

此种内燃机熄火、曲轴反转冲击的现象，在单缸引擎中尤其显著。为克服此种现象，目前的解决对策是加大超越离合器的负荷能力及强化起动齿轮的结构强度，以便能承受此种冲击负荷。然而，这将导致成本增加，显然是一种不得已的对策。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有延迟功能的超越离合器。

为了实现上述目的，本发明提供了一种具有延迟功能的超越离合器，用于连结一起动齿轮与一曲轴，其包含一第一轴环、一第二轴环、一滚子保持架与至少一控制环。其中该第一轴环连结至该起动齿轮，该第二轴环连结至该曲轴，该第一轴环与该第二轴环套合可同轴相对转动，该第二轴环具有多个各具有倾斜底面的凹穴。

该滚子保持架设于该第一轴环与该第二轴环之间，该第二轴环与该滚子保持架间具一第一摩擦力而紧密地接触，该滚子保持架具有一环面凹陷区并具有数量对应该第二轴环的多个凹穴的多个滚子，且第二轴环的凹穴的该倾斜底面较低处与该第一轴环的距离大于该滚子的直径，该倾斜底面较高处与该第一轴环的距离小于该滚子的直径。该第一轴环具有至少一只对应容置该多个控制环的环形凹槽，且该第一轴环与该多个控制环间具一第二摩擦力而紧密地接触，且该第二摩擦力大于该第一摩擦力。该多个控制环并具有对应容置于该滚子保持架的环面凹陷区的一卡勾结构。

本发明的有益功效在于：

当内燃机起动后的正常运转时期(该曲轴转动且该起动齿轮为静止状态)，本发明的该第二轴环会带动该滚子保持架转动，使得该多个控制环的卡勾结构离开该滚子保持架的环面凹陷区的啮合致使边端，并使得该多个滚子停留于该第二轴环的凹穴的倾斜底面的较低处(超越离合器处于非啮合状态)。而当内燃机熄火发生曲轴(第二轴环)反转的初期，由于该第二轴环与该滚子保持架间具有该第一摩擦力，因此该第二轴环会带动该滚子保持架同步反转，直到该卡勾结构卡抵该环面凹陷区的啮合致使边端为止。亦即，在该卡勾结构卡抵该环面凹陷区的啮合致使边端之前，该多个滚子都停留在该第二轴环的凹穴的倾斜底面的较低处，亦即该超越离合器仍处于非啮合状态，因此该曲轴反转时的动能不会经由该超越离合器传递至该起动齿轮。据此，只要依据内燃机熄火、曲轴反转的最大角度，来设计该滚子保持架的环面凹陷区的长度，使得该多个控制环的卡勾结构卡抵该环面凹陷区的啮合致使边端之前，该曲轴反转已结束，即可完全避免该超越离合器及该起动齿轮承受冲擎负荷，其即形成本发明所述的具有延迟功能的超越离合器，可以更低的成本、更有效的方式满足使用上的需求。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明超越离合器元件分解结构图；

图2A为本发明超越离合器元件组合剖视图；

图2B为本发明图2A的2B-2B剖视示意图；

图2C为本发明图2A的2C-2C剖视示意图；

图2D为本发明图2C的局部放大图；

图3A-3C为本发明的作动结构图；

图4A-4D为本发明另一等效的实施结构图；

图5为本发明滚子保持架另一实施结构图；

图6为本发明滚子保持架另一等效的实施结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

请参阅图1、图2A-图2D所示，本发明为一种具有延迟功能的超越离合器，用于连结一起动齿轮10与一曲轴20，其包含一第一轴环30、一第二轴环40、一滚子保持架50与至少一控制环60。其中该第一轴环30连结该起动齿轮10，该第二轴环40连结该曲轴20，该第一轴环30与该第二轴环40套合可相对同轴转动，该第二轴环40具有多个各具有倾斜底面42的凹穴41，且该第一轴环30套设于该第二轴环40的外侧，并该第一轴环30与该第二轴环40之间可以设置有至少一组滚子轴承70，来增加转动的稳定性。

该滚子保持架50设于该第一轴环30与该第二轴环40之间，该第二轴环40与该滚子保持架50间具一第一摩擦力而紧密地接触。为了产生该第一摩擦力，本发明可以还具有一与该第二轴环40结合的侧板80，且该侧板80与该第二轴环40夹制该滚子保持架50，并该侧板80与该滚子保持架50之间设置一受压缩的弹性体81，该弹性体81可以产生推力，让该第二轴环40与该滚子保持架50之间产生该第一摩擦力，且为了调整该第一摩擦力的大小，该第二轴环40可以延伸一穿过该侧板80的螺锁部43，且该螺锁部43螺锁一压迫该侧板80的位移调整元件82，该位移调整元件82可以调整位置以压迫该侧板80，因而可以调整该第一摩擦力的大小。

此外请再一并参阅图5，该滚子保持架50可以具有一开口501，该滚子保持架50的内径些微小于第二轴环40的外径，因此当该滚子保持架50设于该第二轴环40上时，即可通过尺寸上的差异，让该滚子保持架50以在弹性范围内受力张开的方式包覆该第二轴环40，同样可以产生该第一摩擦力。

又该滚子保持架50具有一环面凹陷区51并具有数量对应该多个凹穴41的多个滚子52，且该倾斜底面42较低处与该第一轴环30的距离大于该滚子52的直径，该倾斜底面42较高处与该第一轴环30的距离小于该滚子52的直径，且该滚子保持架50具有一对一容置该多个滚子52且正对该多个凹穴41的多个穿槽53。

该多个控制环60具有对应容置于该环面凹陷区51的一卡勾结构61，而该第一轴环30具有至少一只对应容置该多个控制环60的环形凹槽31，且该第一轴环30与该多个控制环60间具一第二摩擦力而紧密地接触，且该第二摩擦力大于该第一摩擦力。而产生该第二摩擦力的方式，可以让该多个环形凹槽31设置于该第一轴环30的内径面，且该多个环形凹槽31的圆径些微小于该多个控制环60的外径，因此该多个控制环60必须在弹性范围内受压缩小才能安装设置于该多个环形凹槽31内，因此该多个控制环60与该第一轴环30之间即会产生该第二摩擦力。且为了增加该第二摩擦力，并增加稳定性，该多个环形凹槽31可以为两个，且分别设置于该第一轴环30的内径的两侧。

请再参阅图3A、图3B与图3C所示，为本发明的作动结构图，首先请搭配参阅图3A与图3B，当内燃机初起动，起动马达驱动该起动齿轮10转动时(逆时针转动)，会驱动该第一轴环30朝向相对于该第二轴环40的倾斜底面42较高处转动，该第一轴环30通过该第二摩擦力带动该多个控制环60，让该卡勾结构61卡抵该滚子保持架50的环面凹陷区51的啮合致使边端511(如图3A)，又由于该第二摩擦力大于该第一摩擦力，因而该第一轴环30可带动该滚子保持架50转动，以致推压该滚子52移往该倾斜底面42的较高处(如图3B)，使得该多个滚子52同时接触该第一轴环30与该第二轴环40，成为扭力传递结构，亦即使该超越离合器成为啮合状态，于是该第一轴环30会带动该第二轴环40转动，使扭力由该第一轴环30传递至该第二轴环40，并转动该曲轴20以起动内燃机。

当内燃机起动后，该曲轴20的转速会超越该起动齿轮10，亦即该第二轴环40的转动速度会大于该第一轴环30，致该多个滚子52无法同时接触第一轴环30与该第二轴环40，此时该超越离合器即处于非啮合状态，扭力无法在该第一轴环30与该第二轴环40之间传递，借以保护该起动马达。同时由于该第二轴环40的转动速度大于该第一轴环30，又因该第二轴环40与该滚子保持架50之间具有该第一摩擦力的作用，因此该第二轴环40会带动该滚子保持架50同步转动，使得啮合致使边端511与卡勾结构61分离，并直到该环面凹陷区51的另一边端512被该卡勾结构61卡抵为止(如图3C)，这时又由于该第二摩擦力大于该第一摩擦力，滚子保持架50会被该卡勾结构61推动，而将该多个滚子52推压至该倾斜底面42的较低处(如图2D)。

当该发动机熄火，曲轴20(第二轴环40)减速时，因该起动齿轮10(第一轴环30)已为静止状态，故该第二轴环40的转动速度仍会大于该第一轴环30，故此时该卡勾结构61与该环面凹陷区51的相对位置仍如图3C，且该多个滚子52仍会停留在该倾斜底面42的较低处(如图2D)，亦即该超越离合器仍处于非啮合状态。

又当该曲轴20(第二轴环40)停止且将进入反转时，该卡勾结构61与该环面凹陷区51的相对位置仍如图3C，且该多个滚子52仍会停留在该倾斜底面42的较低处(如图2D)，亦即该超越离合器仍处于非啮合状态。

当该曲轴20(第二轴环40)反转(顺时针转动)时，由于该第二轴环40与该滚子保持架50之间具有该第一摩擦力，该第二轴环40与该滚子保持架50会同步反转，使得该多个滚子52仍会停留在该倾斜底面42的较低处(如图2D)，直到该卡勾结构61卡抵该环面凹陷区51的啮合致使边端511为止(如图3A)，亦即，在该卡勾结构61卡抵该环面凹陷区51的啮合致使边端511之前，该第二轴环40与该滚子保持架50的相对位置不变，故该多个滚子52都仍停留在该倾斜底面42的较低处(如图2D)，亦即该超越离合器仍会处于非啮合状态。故在此状况下，虽该曲轴20发生反转，但其动能无法经由该超越离合器传递至该起动齿轮10。

因此，只要依据内燃机熄火、曲轴反转的最大角度来设计该环面凹陷区51的长度，使得在该卡勾结构61卡抵该环面凹陷区51的啮合致使边端511之前(该卡勾结构61卡抵该环面凹陷区51的啮合致使边端511之后，即会让该超越离合器进入啮合状态)，该曲轴20的反转状态已结束(动能已消耗完毕)，即可完全避免超越离合器及该起动齿轮10受到冲击负荷。其即形成本发明所述的具有延迟功能的超越离合器，可满足使用上的需求，并改进现有技术的缺点。

请再参阅图4A、图4B、图4C与图4D所示，其为本发明另一等效的实施结构，其为让该第一轴环30A套设于该第二轴环40A的内侧，且可具有一与该第二轴环40A结合的侧板80A，且该侧板80A与该第二轴环40A夹制该滚子保持架50A，并该第二轴环40A与该滚子保持架50A之间设置一受压缩的弹性体81A，透过该弹性体81A的推力可让该第二轴环40A与该滚子保持架50A之间产生该第一摩擦力。同样的，如图6所示，亦可让该滚子保持架50A具有一开口501A，该滚子保持架50A的外径些微大于第二轴环40A的内径的方式，来产生该第一摩擦力。

而产生该第二摩擦力的方式，为让该多个环形凹槽31A设置于该第一轴环30A的外径面，且该多个环形凹槽31A的圆径些微大于该多个控制环60A的内径。且该多个环形凹槽31A可以为两个，且分别设置于该第一轴环30A的内径的两侧。

如上所述，本发明透过于该控制环设置该卡勾结构，且于该卡勾结构设置于该滚子保持架的环面凹陷区，当该第二轴环带动该滚子保持架同步反转时，该卡勾结构卡抵该环面凹陷区的啮合致使边端之前，该滚子都停留在该倾斜底面的较低处，亦即该超越离合器会处于非啮合状态，因此即可以避免传递该曲轴反转时的动力，而不会冲击超越离合器及起动齿轮，满足使用上的需求，并改进现有技术的缺点。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (14)

1.一种具有延迟功能的超越离合器，用于连结一起动齿轮与一曲轴，其特征在于，包含：

一连结至该起动齿轮的第一轴环；

一连结至该曲轴的第二轴环，该第一轴环与该第二轴环套合能相对同轴转动，该第二轴环具有多个各具有一倾斜底面的凹穴；

一设于该第一轴环与该第二轴环之间的滚子保持架，该第二轴环与该滚子保持架间具一第一摩擦力而紧密地接触，该滚子保持架具有一环面凹陷区并具有数量对应该多个凹穴的多个滚子；且该第二轴环的凹穴的倾斜底面的低处与该第一轴环的距离大于该滚子的直径，该倾斜底面的高处与该第一轴环的距离小于该滚子的直径；以及

至少一控制环，该第一轴环具有至少一只对应容置该多个控制环的环形凹槽，且该多个控制环与该第一轴环间具一第二摩擦力而紧密地接触，且该第二摩擦力大于该第一摩擦力；该控制环还具有对应容置于该滚子保持架的环面凹陷区的一卡勾结构。

2.根据权利要求1所述的具有延迟功能的超越离合器，其特征在于，该滚子保持架具有一对一容置该多个滚子且正对该多个凹穴的多个穿槽。

3.根据权利要求1所述的具有延迟功能的超越离合器，其特征在于，该第一轴环套设于该第二轴环的外侧。

4.根据权利要求3所述的具有延迟功能的超越离合器，其特征在于，还具有一与该第二轴环结合的侧板，且该侧板与该第二轴环夹制该滚子保持架，该侧板与该滚子保持架之间设置一受压缩的弹性体。

5.根据权利要求4所述的具有延迟功能的超越离合器，其特征在于，该第二轴环延伸一穿过该侧板的螺锁部，且该螺锁部螺锁一压迫该侧板的位移调整元件。

6.根据权利要求3所述的具有延迟功能的超越离合器，其特征在于，该滚子保持架具有一开口，该滚子保持架的内径小于该第二轴环的外径。

7.根据权利要求3所述的具有延迟功能的超越离合器，其特征在于，容置该多个控制环的该多个环形凹槽设置于该第一轴环的内径面，且该多个环形凹槽的圆径小于该多个控制环的外径。

8.根据权利要求7所述的具有延迟功能的超越离合器，其特征在于，该多个环形凹槽为两个，且分别设置于该第一轴环的内径的两侧。

9.根据权利要求1所述的具有延迟功能的超越离合器，其特征在于，该第一轴环套设于该第二轴环的内侧。

10.根据权利要求9所述的具有延迟功能的超越离合器，其特征在于，还具有一与该第二轴环结合的侧板，且该侧板与该第二轴环夹制该滚子保持架，该第二轴环与该滚子保持架之间设置一受压缩的弹性体。

11.根据权利要求9所述的具有延迟功能的超越离合器，其特征在于，该滚子保持架具有一开口，该滚子保持架的外径大于该第二轴环的内径。

12.根据权利要求9所述的具有延迟功能的超越离合器，其特征在于，容置该多个控制环的该多个环形凹槽设置于该第一轴环的外径面，且该多个环形凹槽的圆径大于该多个控制环的内径。

13.根据权利要求9所述的具有延迟功能的超越离合器，其特征在于，该多个环形凹槽为两个，且分别设置于该第一轴环的内径的两侧。

14.根据权利要求1所述的具有延迟功能的超越离合器，其特征在于，该第一轴环与该第二轴环之间设置有至少一组滚子轴承。