TW201811B - - Google Patents

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LOlbii A6 B6 五、發明説明（） {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 發明背景 本發明是關於雛合器/剎車單元，其中該離合器係K電 磁方式致動；更特別是闞於一棰離合器/剎車單元•使其 持別適用於坐著操作之割草機、園圃牽引機、或類似之車 輛而有電瓶及交流變電機充電之電力系統者。此離合器/ 剎車單元之目的是使其能選擇性地接合及脫離一種用具之 驅動（即割草刀Η之驅動）Μ及當此驅動脫離時加一確赏 之剎車扭矩於其上。 用於此等目的之一種往昔離合器/剎車單元包括一電磁 離合器，有一固定之磁場殻，一設置於該殼内之電線圈， 一由输入件驅動及可相對於磁場殻旋轉之轉子，及一連於 输出件而可選擇地相對於轉子旋轉之電樞。當線圈通電， 磁力線穿經磁場殼及轉子並軸向切過轉子與電樞間之空隙 ，以吸引電樞與轉子接合•因而聯结输出軸使與输入軸一 體旋轉。線圈一斷電，彈簧乃將電樞拉離轉子而與離器脫 離，並允許输入件相對於输出件旋轉。同時，該彈簧又拉 電樞抵著一固定之剎車件以使旋轉中之输出件很快停止。 因為此一離合器/剎車單元之刹車力是由彈簧產生，故 彈簧須相當地強Μ便有效地剎住蝓出件。结果是，必須產 生強大之磁力以求克服彈力而脫開剎車及接合離合器。當 電樞移得更近而與轉子接合時，彈簧逐漸有更多之負荷而 施加甚至更強力，抵抗電樞與轉子之接合。 因為需要產生高磁力Μ克服相當強之彈簧，離合器/刹 -3- 甲 4(210X297 公羶） LOiBil A6 B6 五、發明说明（二） 車單元匣需使用相當大之電線圈來產生此力。使用大線圈 ，車輔便需配備容量頗高之電糸统以適應此線圈Μ及其他 車輛電器附件之需要。 發明概述 本發明之一般目的是提供成本頗低之電磁致動離合器/ 剎車單元，此僅需相當小之電線圈然而仍產生相當高之刹 車扭矩。 本發明之一目的是提供一棰在其壽命期間產生幾乎恆定 之剎車扭矩之離合器/剎車單元，而毋需調整以補償磨損 〇 再一較詳细之目的乃是要提供一種離合器/刹車單元去 達成上述要求，其中該剥車力是由獮特安排之永久磁锇產 生，不需要強力彈簧來剎車。 本發明之目的亦為相對於離合器提供不對稱定位之永久 磁鐵，Κ便於當離合器線圈通電去接合離合器時，Μ相當 低之力快速鬆開剎車。 本發明之特點亦在於設置一種獨特之磁路而隔離永久磁 戡與線圈二者之磁力線。 本發明之此等及其他目的和優點將可從下列之描述並參 看所附各圖而更加明白。 附圖簡介 圖1是從一種新而改進之離合器/剎車元件軸向所取之 (請先«讀背面之注意事項再填寫本頁) .打· -4- 甲 4(210X297 公讀） A6 B6 五、發明说明（夕） 切面圖，其中納入有本發明之濁特物件並顯示離合器係完 全鬆開而刹車完全接合。 圖2是大致沿圖1之線2 - 2所取之横切面_ : 圖3是沿圖2之線3 - 3所觀看之側面正視圖。 圖4是類似圖1之片斷面，但顯示此單元剛係剎車開始 鬆開而離合器開始接合： 圖5是類似圖1之另一片斷圖，但顗示剎車完全鬆開及 離合器完全接合。 較佳具體實例之詳细說明 為說明起見，本發明在各圖中係以一離合器/剎車單元 作為具體簧例。本單元雖有許多用途，但特別適用於乘坐 操作之割草機或園圃牽引機之引擎。此引擎包括有一向下 伸出之傳動軸12。一圼皮帶輪形吠之输出件13適於由該軸 旋轉，并適於由一皮帶連於割草機刀片或其他從動装置 一般言之，離合器/剎車單元包括一输入件或毅15，鍵 合於引擎之傳動軸12上。位於毅之下端者是一軸承16,它 支持皮帶輪13相對於該毅旋轉。第二軸承17位於毅之上端 與傳動軸上之肩18之間。各該姐件是用一螺釘19旋入傳動 軸下端部内并穿過一襯套20而保持組合關係，該襯套穿過 軸承16并鍵合於毅15内。螺釘之頭21夾住襯套上之突緣 22去抵住軸承16之下方。 此離合器/剎車單元10包括一電磁離合器25，有一可旋 -5- ......................................................SL..............................tr..............................蛛. f請先閱讀背面之注意事項再填寫本页) 甲 4(210X297 公潘） A6 ____ Ββ 五、發明説明Γ」） 轉之固定磁埸殼26 :此骹為倒u形之横切面并包括内外極 瓌27和28，由一頂段29連接之。袖承17支持著殼26,同時 使軸12及毅15在殼之内極環27内旋轉。磁場骹之旋轉是由 一反旋轉突緣30阻止’此突緣與外極環28成一整體，從其 下端一側沿徑向外伸。鎖緊器（.未示）穿經突緣3〇端部内 之槽31 (圖2)而將磁場殼固定於引擎軀殼或其他之固定 结構上。 固定於檐入毅15上者是一轉子35，有一極環36 Μ可旋轉 之間隙位於鄰近外極環28之磁場穀26内。轉子包括一下摩 擦盤37,它與極環36之下端整體形成并與输入毅15栢連而 旋轉。穿過摩擦盤37者是多排徑向分開成角度配置之圓弧 槽38 ’在此特例中’共同三排之同心圓弧槽形成在此盤中 0 與轉子共同作用者是一電樞40，它與输出皮帶輪相連而 旋轉并相對於其袖向移動。為此目的，三個成角度分布之 片簧4 1乃位於皮帶輪與電樞之間。每一彈簧之一端由一鉚 釘42固定於皮帶輪上，他端則由一撕釘43與電樞相連。彈 簧從電榧傅送扭矩至皮帶輪，并允許電榧相對於皮帶輪軸 向移動，朝向及離開轉子35之園盤37。 多排徑向分開、成角度分布之圓弧榷44亦形成通過電榧 40。在此電樞中，共有二排圓弧槽44，一排之位置介於轉 子画盤3 7之内排與中心排圓弧槽3 8之間，另一排則介於轉 子圓盤之中心排與外排固弧槽38之間。 完成此離合器10者是一線圈45，由設置於磁場殼26内介 {請先W讀背面之注意事項再瑱寫本页) -6- 甲 4(210X297 公簷) 018λ JL Α6 _Β6_ 五、發明説明（$ ) 於其内外極環2 7與2 δ之間之多圈繞組形成，并電連於一接 頭塊46，而後者又連於電源，諸如割草機或牽引機電瓶。 當線圈通電，磁力線i更發生而穿過如圖4所標示之線路 48。具體言之，磁力線是從磁場殼26之外極環28穿行，横 過一徑向間隙51而至轉子35之極環36，往返切過轉子摩擦 盤3 7與電樞4 0間之軸向間隙5 1多次，然後從摩擦盤穿到磁 場殺之内極環27。此等磁力線吸引電樞40與轉子圓盤37接 合，如圖5所示，并使電樞和输出皮帶輪13—起隨轉子 35及输入毅15旋轉。彈簧41允許電樞軸向移動而與轉子接 合，及充當從電樞傳送扭矩至皮帶輪之角色。線圈45—經 斷電，彈簧即施力將電樞拉開而不與轉子圖盤接合。當電 樞在其離合器分開之位置，如圖1所示，输入毅15與轉子 3 5之旋轉不傳動電樞4 0和皮帶輪1 3。 轉子圓盤37中之三排圚弧槽38和電樞中之兩排圓弧槽 4 4使路徑4 8中之磁力線越過軸向間隙5 1共六次，所Μ，此 離合器25是一個六極離合器，能發出相當高之扭矩。將各 排圓弧槽之任一排不論是在轉子中或電樞中者省掉，此離 合器則為一較低扭矩之四極離合器，能使用較小之線圈。 設若此離合器是作成四極之雄合器，從工具設計親點言， 宜省掉轉子圖盤37上中央一排之圓弧槽38。 當離合器分開，输出皮帶輪須於相當短之時間内（即三 秒鐮）完全停止轉動°在此同樣一般型式之許多往昔離合 器/刹車單元中，如現在之單元1〇者，彈簧41做得相當強 ，使電榧40緊抵著固定之剎車件，當線圈45斷電之時，因 t請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·*.· •打. 甲 4(210X297 公廣） A6 B6 五、發明说明（γ) (請先《讀背面之注意事項再琪茸本苜) 此一要加於電掴及皮帶輪上之剎車杻矩。然而，使用強彈 簧需要離合器所發之磁力夠大，Κ克狠彈簧力量而將電樞 拉至與轉子3 5接合。 按照本發明，永久磁鐵55和56乃相對於電樞40加W濁持 之設置，并與其共同作用而將输出皮帶輪迅速停止，當離 合器25分離之時。從Μ後之說明即可明瞭，使用永久磁戡 產生剎車力能使用很弱之彈簧41，而此又減少離合器之電 力需求，及使離合器/刹車元件10能用於車輔有相當輕型 之發電系統者。 更具體言之，在本發明中係使用二個永久磁鐵55及56, 然而，在某些情況下，二個以上之永久磁鐵也可使用。永 久磁鐵宜為扁平形陶瓷Η，經磁化後每一磁鐵之軸向掻性 相反。只為說明起見，所示之磁戡55有一向上之南極和一 向下之北極，而磁锇56則有一向上之北極和一向下之南極 。然而應了解，磁鐵之特定極性可Μ變動，只要相鄰磁鐵 之同樣磁極在袖向朝向相反方向。 磁截55及56彼此成緊鄰之端部對端部Μ係而位於磁場殼 26之突緣30下方并與其銜接，及分別位於鋦或其他材料所 製、磁抗低的極Η 60及61上方亦與其銜接。每一磁鐵係用 一對鉚釕64夾於突緣30與各自之極片之間，此鉚釘亦用以 將®片緊貼著突緣。極片之位置係使其内緣部份處於電樞 40外周部份之下方。 當線圈45斷罨而離合器25分離，永久磁锇55及5δ之磁力 線穿經一 Μ號碼65禰示之磁路（圖2及3)。具體言之， 甲 4(210X297 公簷) A6 B6 五、發明说明（-） 磁力線從磁鐵55之北極進入極片然後進入電樞4〇3此磁 力線然後切入極片（31及從磁I钱5 6之南極到北極進入磁場殼 26之突緣30，而回到磁锇55之南極。此種磁力線產生吸引 電樞40向下之力而與極片60及61銜接，故此等固定之極片 拖加剎車扭矩至電樞上。 重要的是*磁锇555_56對圓形磁埸殼26及電樞4 0不對稱 ，而其大小及位置係使磁鐵及極片60和61所跨之角距離小 於磁埸殼圓周之一半。在此特別之例中，二磁鐵不相郯之 端部間所夾之角僅約60度，因此，二磁锇僅伸達約磁場殼 周邊之1/6 。由於此種配置，永久磁娥之磁力線僅穿經磁 場殺及霄樞相當小的一段固弧，以減少永久磁锇磁力線與 線圈45所生磁力線之衝撞。當線圈45通電，電樞40對著磁 鐵55和56之一側迅即彈起而與轉子圓盤37接合，如圖4所 示’同時，霉榧鄰靠磁鐵之一側則暫時保持與極片6 0和 之接合，如圖4所示。一旦電榧開始拉入，磁力線之急 '流乃跳過轉子與電樞間之空隙5〗而遍佈離合器各極上，使 /轉子之吸力增大數倍而高於電榧/極片之吸力，因 於將霣樞拉離極片而至其完全之離合器接合位置，如 圖5所示。 有利的是，另外有一組成角度分佈之圓弧槽70穿過電樞 4〇而位於轉子圓盤37之最外排圓弧槽38之徑向外方。榷 7〇@向於將永久磁鐵磁力線與線圈45所生之磁力線隔離， 線圈通電接合離合器25時減少磁鐵55和56將電樞40緊 抓著極_H 6 0和6 1之趨勢。 甲 4 (210X297 公讀) ί請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) •装· •打. A6 B6 五、發明說明（：Λ ) 使用上述之配置，線圈45通電乃將電樞40急速脫離搔Η 6 0和（31而使離合器2 5接合及消除極Η之剎車作用：·當線圈 斷電，永久磁鐵55和56乃將電樞拉離轉子圓盤37而與極片 銜接，故剎車扭矩可經電樞加至输出皮帶輪1 3。因為剎車 力ί条由磁鐵而非彈簧41產生*彈簧僅需夠強即可以傳送電 樞與皮帶輪間之扭矩，因此彈簧對離合器之接合少有阻力 。再者，當電樞移向轉子，磁鐵施在電樞上之力減少，而 在Μ彈簧為基礎之剎車糸统中由彈簧所施之力增加。因為 接合離合器25只需較少之力，離合器之電力需求較低，因 而離合器耗用車輛罨器系统中電瓶之電亦少。此外，一種 輕型及價廉之離合器也可使甩。 因為彈簧41不需軸向很強，離合器25可以全扭矩運作， 即使轉子圚盤37與電樞40之間有相當大之空隙51 (即大至 0.080时）時亦可。结果是相當大之磨損也許會發生，然 而離合器25仍能發生全扭矩而不需調整。再者，更為一致 之剎車杻矩有其可能，因為使用永久磁娥5 5和5 6消除離合 器中公差累積對剎車扭矩之影響。 使用二個成角度分佈之磁锇55和56經發現產生遠較單一 磁鐵而有此二者之同樣表面樓者為大之刹車扭矩。磁鐵之 —傾向於從另一者吸引磁力線以增加通經電樞4 0與極片 60和61間之缌磁力線數目。因為電樞正常都與磁鐵銜接， 此電樞Μ充作保磁棒"之同一方式協助防止磁鐵經過一 段時間後脫磁。 為使離合器/刹車單元1 0功能正常，磁鐵5 5和5 6必須装 -10- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •SL· •打· 甲 4(210X297 公潘) 明 议 明 發五

6 6 A B 之成 鐵做 磁鐵 止磁 防一 為每 -1. ， 可向 不方 向 I 方同 反向 相朝 向 向 朝軸 向在 軸極 在磁 極之 磁同 之相 同為 相成 其装 成安 化當 磁僅 向鐵 方磁 I 1 同， 以是 個置 _ 位 每之 ’ 處 同所 相者 全61 完片 撖極 磁與 二64 此釘 J 鉚 邊之 行60 平片 個極 六 - 磁 I Η 另極 而於 , 置 間能 之方 釘度 挪 ο 二18 之轉 60倒 片線 極軸 於平 置水 能撖 方磁 位一 方第 定繞 既其 一 當 有僅 其鐵 性 極1 同 之 鐵 磁二 將 地 外 意 f ο 故免 之避 此可 因乃 ο 向 間方 之 一 釘同 _向 二朝 之成 61装 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本页) •打· .綠· 甲 4(210X297 公簷）

Claims (1)

1. Olbi A7 B7 C7 D7 六、申請專利範® 種具有永久磁鐵煞車 2 . 經濟部中央橾準局印製 磁場殼 轉動， 隨输入 轉子分 產生磁 袖向與 圖形并 磁場殻 大小及 到其半 I我之一 磁極則 接合於 銷I是夾 線穿過 之位置 當線圈 并迫使 根據申 及電樞 ，而定 過於轉 槽形成 固定不轉動，一 一输出件被支持 件轉動 開成離 力線穿 轉子接 有一外 外周上 位置乃 周之長 個磁極 是軸向 電樞當 在各極 各極片 ，且吸 通電時 電樞離 請專利 每一個 出一線 子與電 於電樞 ，一電樞 合器鬆開 經該磁場 合至離合 周|多個 及位於彼 是由其所 ，該等磁 在軸向是 朝著相反 後者是在 片與磁場 、電樞、 引該電樞 ，線圈之 開各極片 範圍第1 設有多排 圈之磁力 樞之間， 内而徑向 之電磁 _入件 著相對 _输出 之位置 殼、該 器接合 成角度 此十分 跨之角 鐵有袖 朝一個 方向， 離合器 殼之間 及磁場 至各極 磁力線 而至離 項之電 徑向分 線路* Μ及另 位於各 式離合器， 被支持著相 於該输入件 件轉動且正 ，一可選擇 轉子及該電 之位置，該 分佈之永久 接近之位置 距離沿磁場 向之磁極， 方向，而相 各極片固定 鬆開之位置 ，從永久磁 殼當電樞是 片以施加剎 克服永久磁 合器接合之 磁式離合器 開、成角度 促使該線圈 其有一 對於該 轉動， 常是袖 通電之 樞以吸 磁場殼 磁娥固 ，該等 殼外周 其定向 鄰磁鐵 於磁場 ，該等 鐵而來 在離合 車力至 鐵之磁 位置。 ，其中 分佈之 磁力線 電磁式 磁場殼 一轉子 向與該 線圈供 引電樞 大致為 定於該 磁鐵之 伸展不 是一磁 之相當 殼上且 永久磁 之磁力 器鬆開 電， 力線， 該轉子 圓弧槽 往返穿 有一姐成角度分佈之圓弧 排圓弧槽最外一排之外方 12- (請先閱讀背面之注意事項再填宵本頁) f 4 (210X297公廣） ο A B c D 經濟部中央揉準局印製 六、申請專利範面 ，以將永久磁_之磁力線與線圈磁力線隔離。 3 . 根據申請專利範圍第2項之電磁式離合器，其中該線圈 離合器磁力線路涤由該轉子與電樞之一者中三排徑向分 開、成角度分佈之圓弧漕和該轉子與電樞之另一者中二 排徑向分開、成角度分沛之圓弧槽所確定。 4. 根據申請專利範圍第1項之電磁式離合器，復包括有装 置設於磁場殼上并防止各磁鐵固定於該磁場殼上成為一 磁鐵之一個磁極係與相郯磁鐵之相當磁極在軸向朝向同 一方向ώ 5. 一種具有永久磁锇煞車之電磁式離合器，其有一電磁式 磁場殼固定不轉動，一输入件被支持著相對於該磁埸殼 轉動* 一输出件被支持著相對於該输入件轉動，一轉子 隨输入件轉動，一大致圓形之電榧隨蝓出件轉動且正常 是軸向與該轉子分開成離合器鬆開之位置，一可選擇通 電之線圈供產生磁力線穿過該磁場殼、該轉子及該電樞 吸引電樞軸向與轉子接合至離合器接合之位置，第一及 第二成角度分佈之永久磁鐵固定於該磁場殼上，其位置 彼此十分靠近，該等磁锇有袖向之磁極，其定向是一磁 鐵之一個磁極在軸向是朝一個方向，而相鄰磁鐵之相當 磁極則是軸向朝著相反方向，第一及第二成角度分佈之 極片固定於磁場殼上 > 而該第一及第二磁鐵夾於該磁場 殻與各自第一和第二極片之間，當電樞在離合器鬆開位 置時，該等極片接合於該電樞，且其大小及位置乃是使 電樞僅沿二個彼此十分靠近、成角度分佈而缌共少於 -13- ......................................................¾..............................ir..............................终 {請先VI讀背面之注意事項再填寫本頁) 甲 4(210X297 公廣） Ο ο 7 7 t BCD 六、申請專利範a 1 8 0度之弧形接觸，從永久磁鐵而來之磁力線穿過該第 一極片、電樞、第二極Η 、及磁場殼當該電樞是在離合 器鬆開之位置，且吸引該電樞至各極片以施加剎車力至 電樞，當線圈通電時，線圈之磁力線克服永久磁鐵之磁 力線，并迫使電樞離開各極Η而至離合器接合之位置。 (請先閱讀背面之注意事邛再填寫本頁) •装· •打· •線· 經濟部中央揉準局印製 甲4(210X297 公廣） -14-