CN1078688C - 离心式离合器 - Google Patents

Abstract

一种离心式离合器，其特征在于：对应于输入侧的转数达到规定转数之上，将输入侧与输出侧连接的离心式离合器，在分离离合器时缓解离合器分离时产生的变速冲击的同时，减小变速操作力。它包括：输入构件的传动片；输入构件和外传动体间构成封闭液体室；在由传动片、输出构件和被连接在外传动体上的回转部壳体组成的泵壳内，收纳有泵的内齿轮和泵的外齿轮，由此组成余摆线齿轮泵，将工作液送入泵室的吸入口对应离心力的变大，由离心控制阀将其关闭。

Description

离心式离合器

本发明涉及一种对应于输入侧的转数达到规定值以上、将输入侧与输出侧结合起来的离心式离合器。

过去，有关类似这样的离心式离合器的技术，如、曾在特开昭62-67333号公报上介绍过。在过去的技术中，是利用复数片驱动离合器盘和与其相对的复数片被动离合器盘之间的摩擦配合，来进行输入侧与输出侧之间的动力传递的。但是，离合器被断开时的变速冲击较大，而且需要较大的变速操作力。变速冲击力的大小，可由下式确定：离合器断开时从动侧的惯性质量×转数。过去的技术里，从输入构件的旋转轴线沿半径方向离开较远位置处，配设有复数片被动离合器盘，故产生的惯性质量比较大，另外在进行变速操作的过程中，则需要用较大的力压缩离合器弹簧。

本发明是鉴于以上问题提出的，其目的在于提供一种这样的离心式离合器，即缓和离合器断开时的变速冲击力的同时，还可以获得较小的变速操作力。

基于上述目的，根据本发明第1方案所述的离心式离合器的特点是，它包括：在与旋转轴线相垂直的平面内，具有为一体的、呈圆盘形状的传动片，连接于输入侧的输入构件；在与输入构件的回转轴线同一轴线的周围，可以作相对转动的呈圆盘形状，其轴方向的另一端滑动连接在传动片的另一个面上，并且与输出侧相连接的输出构件；不能相对于前述输入构件作相对转动地连接在该输入构件上，又与上述传动片的一个面构成了封闭液体室的外传动体；具有与输出构件的外圆周形成偏心形状的内圆周和环绕于输出构件的圆筒部，并被连接在外传动体上的转子壳；在由上述传动片、输出构件及转子壳所组成的泵壳内的泵室内，容纳有相对于输出构件不能转动地、与输出构件结合在一起的泵的内齿轮和与转子壳的圆筒部可相对转动地相嵌合、并与泵的内齿轮相咬合的泵的外齿轮，同时，将泵室出来的排出液体导向封闭液体室的排出口和将封闭液体室内的工作液体导向泵室内的吸入口被设置在传动片上而构成的余摆线齿轮泵；对应于随着传动片的旋转而产生的离心力变大，可使关闭吸入口侧进行动作，并被支承在靠近封闭液体室处的传动片的一个面上的离心控制阀。

本发明第2方案所述的发明的特点是：在上述第1方案所述的发明的构成之上，还具有：在打开吸入口的方向上，可以驱动上述的离心控制阀的一种离合器分离操作装置。

本发明第3方案中所述的发明是在第1、2方案所述的发明的基础上，还具有：外传动件，可以沿着旋转轴线，在规定的范围内作相对移动，并与传动片连接在一起。

根据本发明的第1方案所述的结构，虽输入构件的传动片是随从输入侧来的旋转动力而转动的，但在该传动片的转数处于较低状态，作用于离心控制阀的离心力并未达到可以让离心控制阀在关闭吸入口一侧动作，在该状态下，对应于转子壳与传动片一起旋转，与泵外齿轮的内齿轮的啮合位置顺次变化，虽余摆线齿轮泵产生泵的作用，但由于吸入口及排出口都处于打开状态，工作液体的流动阻力很小，余摆线齿轮泵处于空转状态，其动力不传递给输出构件。另一方面，随着输入侧来的旋转动力加大，输入构件的传动片变得较高速旋转，使作用于离心控制阀的离心力变大，由此离心控制阀工作在吸入口关闭一侧，随着余摆线泵的排出量的增大、关闭吸入口，由于工作液体的流动阻力的加大，泵室的压力将增高，由于反作用，动力将传递给泵的内齿轮，即输出构件。

根据本发明第2方案所述的发明结构，当利用离合器分离操作装置，向打开吸入口一侧驱动离心控制阀时，由于减少液体流动阻力，使传递给输出构件一侧的旋转动力被截断。

根据本发明第3方案中所述的发明结构，输入构件的传动片，随着输入侧的旋转动力的加大而以较高的速度旋转，在这种状态下，封闭液体室的压力，将根据余摆线泵的排出量增大及吸入口的关闭而增大，外传动件即转子壳，相对于传动片，在规定的范围内，沿轴的方向可作相对移动，转子壳根据封闭液体室内的高压，在沿着将泵的内齿轮与外齿轮推向传动片的方向移动，由于这种推动而产生的摩擦阻力，可使传递给输出构件侧的旋转动力增大，同时，使泵的内齿轮及外齿轮与传动片之间的间隙变小，工作液的漏出减少，从而提高了泵的工作效率。

图1表示离心式离合器的纵剖面图，

图2表示图1中的2-2线放大剖面图，

图3表示余摆线齿轮泵的部分背面图，

图4表示图3中的沿箭头4所视的侧面图。

下面，参照附图详细说明本发明在自动两轮车中应用的一实施例。

图1-图4表示本发明的一实施例．

先参照图1，离合器外壳体5安装在发动机(图中未示)的一侧，在该离合器外壳体5内形成的离合器室6内，收纳有发动机的曲轴7和可绕该曲轴7作相对转动，并支承在曲轴7上的输出齿轮8和间接设置在在曲轴7与输出齿轮8之间的单向离合器9及离心式离合器10，输出齿轮8啮合于与变速箱(图中未示出)相连接的减速齿轮11上。

曲轴7上，装有圆筒形的轴瓦12，通过花键将设置在属于离心式离合器10的构成部分的输入构件13上的圆筒状的凸起部13a的一端与轴瓦12相接那样地，凸起部13a被结合于曲轴7上，在曲轴7的端部，用螺母14将凸起部13a夹持在与轴瓦12之间，输出齿轮11通过轴瓦12，被支承在曲轴7上，并可相对曲轴7自由旋转。

参照附图1、2，单向离合器9具有：输入构件13的凸起部13a；与凸起部13a同轴且与输出齿轮11相啮合的齿轮15呈一体形状的圆筒形的输出构件16；在沿凸起部13a与输出构件16之间的圆周方向上相隔一定间隔地配置的复数个滚轴键17；安装在各滚轴键17的外缘侧上的弹簧18。

凸起部13a的外圆周面的圆周方向上，相间隔地设有复数个往里的凹部29。输出构件16的内周面与凸起部13a的外圆周面相接，在该输出构件16的内周面上，设有与往里的凹部19相对应的复数个往外的凹部20。

往里的凹部19，由可与滚轴键17的内侧相啮合的往里的啮合部21和往里的倾斜面22构成。其中倾斜面22的一端与往里的啮合部21的连接，同时从朝向凸起部13a的圆周方向一侧(图2的下侧)，到朝向半径方向的外方位置，内部啮合部21，可以与滚轴键17的内侧约1/4圆周的外表面相接，而形成圆弧状。

外部凹部20是由可以将滚轴键17整体全部收纳进来的收容部23和一端与收容部23连设，从朝向凸起部13a的圆周方向一侧，到朝向半径方向内侧位置，而倾斜的外侧倾斜面24和可将滚轴键17挟入和内侧啮合部21间的、与外侧倾斜面24的另一端相连设的外部啮合部25构成。为避免滚轴键17与凸起部13a的外圆周面相接触，则收容部23的形状，采用了可以收容进滚轴键全部的形状。外侧啮合部25则采用了可以在与内侧啮合部21之间挟住滚轴键17的圆弧形状。

在各滚轴键17的轴方向的中间部的外周上，分别设置了环状的系固沟26。弹簧18是将弹簧线材弯曲成在无外力作用的自由状态下两端几乎连接成为圆形的形状，从外侧被系固在所有滚轴键17的系固沟26内。当弹簧被系固在所有滚轴键17上时，弹簧18处于一种使两端离开的状态，该状态下的弹簧发挥着让各滚轴键17贴紧于内侧凹部19上的弹力作用。

在输出构件16上，为容许对应滚轴键17的移动而产生的弹簧18的位置变化，输出构件16的内圆周面上，开有收纳弹簧18的环状沟27。

根据这样的单向离合器9，沿图2中箭头28所示方向旋转时，即让输出构件16沿着使外侧凹部20的外侧啮合部25与滚轴键17相啮合的方向旋转时，输出构件16的转数，在由弹簧18的弹力确定的转数以下的状态下，滚轴键17被夹紧于外侧凹部20的外侧啮合部25与内侧凹部19的内侧啮合部21之间，动力在输出构件16与相对曲轴7不能相对转动的凸起部13a之间被传递。即，单向离合器处于传递动力状态。当曲轴7、即凸起部13a，以超出输出构件16的转速开始旋转时，各滚轴键17，将克服弹簧18的弹力，被收入到外侧凹部20的收容部23内，从而切断了输出构件16与凸起部13a间的动力传递，对应曲轴7的旋转，凸起部13a进行空转。

参照附图1，离心式离合器10由下述部分构成：通过凸起部13a与输出侧即曲轴7相连的输入构件13；连接于输出侧即输出齿轮8的输出构件16；可以相对输入构件13，沿轴线方向在规定的范围内作相对移动，但不能绕轴线作相对转动的，与输入构件13相连接的外传动体30；与外传动体30相连接的回转部壳体31；设置在输入构件13与输出构件16之间的余摆线齿轮泵32；对应输入构件13的转数增高而提高流向余摆线齿轮泵32的工作液的流动阻力的离心控制阀33；可以强制驱动该离心控制阀33的离合器分离操作装置34。

输入构件13由下述部分组成：固定在曲轴7上的凸起部13a；在正交于曲轴7的旋转轴线的平面内，呈圆盘形状，与凸起部13a的一端连为一体的传动片13b；突出设置在该传动片13b的中间部位处，且与凸起部13a成相反侧位置的圆筒部13c。输入构件13的一端与传动片13b一面，即与圆筒部13c的位置成相反侧的面滑动连接。

外传动体30是通过连接板部30d，将外筒部30a的基端、内筒部30b的基端和外筒部30a与内筒部30b之间的中间筒部30c的基端组合起来而构成。在中间筒部30c的尖端侧(图2中的左端侧)上，通过临近传动片13b的台阶部30e设置有嵌合凹部30f。内筒部30b与输入构件13的圆筒部13b能密封液体地嵌合，传动片13b的外圆周部与中间筒部30c的嵌合凹部30f能密封液体地配合。因此，外传动体30的内筒部30b与中间筒部30c间及传动片13b及外传动体30之间，形成了一个环状的封闭液体室35。与曲轴7的轴线相平行的一个或多个连结轴29的一端，被压入固定在传动片13b内，该连接轴29的另一端可沿轴线方向进行滑动地嵌合于外传动体30的连接板部30d。因此，外传动体30，虽不能作相对转动，但可沿轴线方向作相对移动，并被连接在传动片13b上。

回转部壳体31呈圆板状，其内周面与输出构件16的外周面滑动连接，回转部壳体31的外圆周部与外传动体30的外筒部30a的端部的配合，采用液体密封式配合，并通过复数个螺栓36，将回转部壳体31与外传动体30连接起来。

回转部壳体31上，呈一体地设置有嵌合于外传动体30的中间筒部30c的嵌合凹部30f，并具有接近且对置于传动片13b的一个面的圆筒部31a，该圆筒部31a具有一个与输出构件16的外周面或偏心形状的内周面，且围绕输出构件16。相对于外传动体30及回转部壳体31的传动片13b、沿轴线方向的位移，被限制在传动片13b的两个面与外传动体30的阶梯部30e及回转部壳体31的圆筒部相接的范围内。

余摆线齿轮泵32的泵壳37，由传动片13b、输出构件16及回转部壳体31组成。在由读泵壳37所构成的泵室38内，容纳有与输出构件16不能相对回转地结合着的泵的内齿轮39和与回转部壳体31的圆筒部31a可相对回转地结合、并与泵的内齿轮39相啮合的泵的外齿轮40。

沿泵的内齿轮39与泵的外齿轮40的旋转轴线方向的厚度比位于回转部壳体31的圆筒部31a的轴方向的长度略厚些。

结合参照附图3、4。在传动片13b的另一面即邻近封闭液体室35的面上，设有利用余摆线泵32的动作，将泵室38来的流出液体引导到封闭液体室35的排出口41和将封闭液体室35的工作液体送入泵室38的吸入口42。

吸入口42的形状，采用了以传动片13b的旋转轴线为中心的圆弧形状。离心控制阀33的形状，则采用了与传动片13b的一个面滑动配合的平板式的圆弧形状．离心控制阀33的一端，通过传动片13b及外传动体30之间的连接轴29回转可能地支承。离心控制阀33，如图3实线所示，可在打开吸入口42的位置和如图3中虚线所示的关闭吸入口42的位置之间转动。在连接轴29上，可转动地支承有阀门杆43，阀门杆43具有板状部分43a，该板状部分43a与外传动体30的内筒部30b的外侧面相对，同时在内筒部30b的反侧与离心控制阀33的一端部相接。在阀门杆43与外传动体的内筒部30b之间设有缠绕在销钉29上的扭转弹簧44。该扭转弹簧44，可将力加给阀门杆，使离心控制阀33沿着打开吸入口42一侧移动，同时让当接板部43a，朝着背离内筒30b的外面的方向，发挥着该弹簧的弹性力作用。

在外转动体30的外侧面结合有将其一部分嵌合于内筒部30b内的外壳体45。

离合器分离操作装置34由下述部分构成：将外端对着阀门杆43的当接板部43a，沿其半径方向可自由移动地穿过内筒部30b及外壳体45的同时，具有向内端倾斜的受压面46a的推压杆46；具有外轮47a的轴承47，外轮47a与受压面46a相接触，同时沿轴线方向可以移动地与外壳体45嵌合；通过轴承47，可沿轴向移动且可绕轴线转动地被支承在外壳体45上的分离板48；设置在和操作机构(图中未示出)之间的凸轮机构49。

凸轮机构49包括：与曲轴7处于同一轴线而安装在离合器外壳体5上的调整螺栓50；将凸起部51a螺合于调整螺栓50的固定凸轮盘51；由凸起部51a可转动地被支承着的可动凸轮盘52；插入在两个凸起板51、52的相对着的凹部53、54之间的止推球55。为了阻止固定凸轮盘51的旋转，基端固定在固定凸轮盘51上的止转销钉56被嵌合于离合器外壳5上。另外，可动凸起板52与分离板48相重合，为防止分离板48与可动凸轮盘52之间作相对转动，基端固定于分离板48的销钉57嵌合于可动凸轮盘52上。

根据这样的离合器分离操作装置34，如让凸轮机构49的可动凸轮盘52仅按规定的角度旋转，则随着两个凸轮盘51、52的相对转动，止椎球55将沿两个凹部53、54的斜面攀登，将可动凸轮盘52，朝着离开固定凸轮盘51的方向推压。因此，轴承47的外轮47a推压推压杆46的受压面46a，使推压杆46沿着轴向外侧移动。由此阀门杆43被推压杆46所推，使位于关闭吸入口42状态下的离心控制阀33沿着打开吸入口42的方向转动。

下面，说明有关该实施例的作用。利用脚踏式起动装置(图中未示出)得到的旋转运动，通过输出齿轮8，如图2中箭头28所示那样传递给单向离合器9的输出构件16，则和输出构件16一起，余摆线32的内齿轮39转动，余摆线泵32的泵虽能工作，但离心控制阀33，因扭转弹簧44的弹力作用，处于打开吸入口42的位置，泵室38与封闭液体室35间的工作液的流动阻力较弱，由于泵室38内的压力较小，余摆线泵42将处于空转状态．另一方面，输出构件16使其外侧凹部20的外侧啮合部25，沿着与滚轴键17啮合的方向旋转，在由弹簧18的弹性力确定的规定转数以下的状态，滚轴键17将被挟在外侧凹部20的外啮合部25与内侧凹部19的内部啮合部21之间，从而在输出构件16与相对曲轴7不能相对旋转的输入构件13的凸起部13a之间动力得到传递。即单向离合器9在传递动力的状态，上述脚踏式起动装置的动力被传给曲轴7，使发动机起动。

发动机起动后，当曲轴7即输入构件13的凸起部13a的转速开始超过输出构件16的转速时，各滚轴键17将克服弹簧18的弹力，被收容到外侧凹部20的收容部23中，从而通过单向离合器9来切断动力传递，此时，来自由轴7的动力将不被传给输出构件16。

这时，由曲轴7输出的动力虽可使输入构件13的传动片13b旋转，但在传动片13b的转数处于空转转数以下的较低状态，作用于离心控制阀33的离心力小于扭转弹簧44的弹性力，吸入口42处于打开状态，在该状态下，随着回转部壳体31与传动片13b同时转动，外侧传动体40向内部传动体39的啮合位置依次变化，由余摆线泵使泵发生作用，由于吸入口42及排出口41都处于打开状态，工作液的流动阻力很小，余摆线泵32变动空转状态，动力将不传递给输出构件16。

当发动机的转数达到空转转数以上时，随着输入构件13的传动片13b的传动片13b以较高转数旋转，作用于离心控制阀33的离心力增大，控制阀33将克服弹簧44的弹性力，向关闭吸入口42一侧转动。由此，随着泵32的排出量增大，吸入口42被关闭，工作液的流动阻力的增大使泵室38及封闭液体室35的压力升高，由于反作用力，旋转动力被传给泵的内齿轮39，即输出构件16，使得自动两轮车开始起动。

当发动机的转速进一步提高，随着离心力的增大，离心控制阀33将动作到全部关闭吸入口42的位置，由于泵32的排出量增大及吸入口42的全闭，液体封闭室35的压力增大，外传动体30，即回转部外壳体31，相对传动片13b，在规定的范围内，可沿轴线方向相对移动，而且，由于回转部外壳体31的圆筒部31a的长度被设定为比泵的内齿轮39及外齿轮40的厚度仅小一点，所以利用封闭液室35内的高压，回转部壳体31将向把泵的内齿轮39及外齿轮40推向传动片13b一侧的方向移动，由于该推力产生的摩擦阻力作用，传给输出构件16的动力增大。随着泵的内齿轮39及外齿轮40被推向传动片13b一侧，内齿轮39及外齿轮40与传动片13b间的间隙消失，从而达到了工作液的洩漏减少，泵的工作效率提高的目的。

在输出构件16的转数比规定的转数要低的状态下发动机制动时，随着单向离合器9变为动力传递状态，负荷作用于发动机，可以得到发动机制动的状态。另外，在输出构件16的转数超过规定转数下发动机制过动时，由于离心控制阀33处于关闭吸入口42的闭阀位置，工作液的流动阻力较高，因此，依靠泵室38内的压力很高带来的反作用力，从与输出构件16一起回转的泵的内齿轮39，通过外齿轮40、回转部壳体31、传动片13b及凸起部13a，驱动曲轴7，据此，可得到发动机制动状态。

进一步，在自动两轮车行走时进行变速操作时，根据离合器分离操作装置34，使离心控制阀33在打开吸入口42的方向上工作。即当离心控制阀33处于全部关闭吸入口42的位置时，阀门杆43的当接板部43a接近、对置于推压杆46的外端，通过用推压杆46推连接板部43a，使离心控制阀33向打开吸入口42的方向回转。据此，随着工作液的流动阻力的减小，泵室38内的压力降低，随着反作用力降低，余摆线泵32变为空转，通过曲轴7及输出构件16间的余摆线泵32的动力传递则被切断。另外，在单向离合器9中，依靠离心力，滚轴键17被收入到收容部23内，从而处于切断动力传递的状态，因此曲轴7与输出构件16之间的动力传递被切断，从而使变速器的变速工作可圆滑地进行。

在这种离心式离合器10中，由于余摆线齿轮泵在接近输入构件13的旋转轴线的位置紧凑地构成，可使其惯性质量变小，所以可缓和变速操作时的变速冲击。且在变速操作时，因只旋转驱动离心控制阀33即可，所以可减小变速操作时的操作力。

以上对本发明的实施例作了说明，当然本发明绝不仅仅限于上述实施例，在不脱离本专利申请的权利要求范围内，可以进行各种设计变更。

综上所述，根据本发明方案1所述的发明的特点是，输入构件的传动片与不能相对转动地连接在输入构件上的外传动体之间，构成了封闭液体室，由传动片、输出构件及连接在外传动体上的转子壳所组成的泵壳的泵室内，收纳有与输出构件不能作相对转动地连为一体的泵内齿轮和可作相对转动地转子壳相嵌合的啮合于泵的内齿轮上的外齿轮，由于对应于随着传动片转动的同时离心力变大可关闭将封闭液体室内的液体送到泵室的吸入口的离心控制阀被支承在传动片上，所以可将余摆线泵，紧凑地设置于输入构件的旋转中心附近，使通过减小变速操作时的惯性质量，来达到缓解变速产生的冲击成为可能，由于变速时，仅转动操作离心控制阀即可，故可以减少变速时所需的操作力。

根据本发明方案2所述的发明的特点是，由于可利用离合器分离操作装置在打开吸入口的方向上来驱动上述离心控制阀，所以用很轻的操作力就可很容易地得到离合器分离状态。

根据本发明方案3所述的发明的特点是，外传动体在沿旋转轴线方向所规定的范围内可作相对移动地被连接在传动片上，故当传动片以较高速度旋转时，根据封闭液体室内的高压，沿着将内齿轮及外齿轮推向传动片一侧方向上移动回转部壳体，因此，可以增大传递给输出构件方面的旋转动力。

Claims (3)

1.一种离心式离合器，其特征在于它包括：

与在与旋转轴线相垂直的平面内呈圆盘形状的传动片(13b)构成一体、并连接在输入侧的输入构件(13)；可绕与输入构件(13)相同旋转轴线旋转，并呈圆筒形状，在轴的一端与传动片(13b)的一个面滑动连接，并与输出侧相连接的输出构件(16)；相对输入构件(13)不能作相对转动，与输入构件(13)相连接的同时，与传动片(13b)的另一面之间形成封闭液体室(35)的外传动体(30)；具有与输出构件(16)的外周成偏心状态的内周，并具有环绕输出构件(16)的圆筒部(31a)，且被连接在外传动体(30)上的回转部壳体(31)；在由传动片(13b)、输出构件(16)及回转部壳体(31)所组成的泵壳(37)内的泵室(38)内，容纳了不能相对转动地连接在输出构件(16)上的泵的内齿轮(39)和与回转部壳体(31)的圆筒部(31a)可相对转动地相嵌合，并与泵的内齿轮(39)相啮合的泵的外齿轮(40)，将把由泵室(38)出来的排出液体送到封闭液体室(35)的排出口(41)和把封闭液体室(35)的工作液送到泵室38里的吸入口(42)设置于传动片(13b)上而构成的余摆线齿轮泵(32)；对应随同传动片(13b)的旋转而产生作用的离心力变大，可在关闭吸入口(42)的一侧产生动作，且被支承在靠近封闭液体室(35)的传动片(13b)的一个面上的离心控制阀(33)。

2.根据权利要求1所述的离心式离合器，其特征在于，它还具有在打开吸入口(42)的方向上，能够驱动离心控制阀(33)的离合器分离操作装置(34)。

3.根据权利要求1或2所述的离心式离合器，其特征在于：外传动体(30)在沿其轴线方向的规定范围内可相对移动地连接于传动片(13b)。

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