TWI582316B - Coaxial fixed surface contact with the passive clutch of the saddle car with dry clutch - Google Patents

Description

具共軸固定面接觸式被動離合片的鞍座車用乾式離合器

一種具共軸固定面接觸式被動離合片的鞍座車用乾式離合器，供一般機動車輛的無段變速系統使用。

離合器(clutch)是把汽機車或其他動力的機械引擎以開關的方式傳遞至車輛輪軸上的裝置，其中離合器又分為乾式離合器與濕式離合器兩種，兩者間的結構差異顯現於濕式離合器是被安裝於一個密封的油腔內；乾式離合器則安放透氣的乾燥環境中。依照目前的造車工藝，兩種離合器各有所長，其中濕式離合器可以透過機油潤滑降低磨擦產生的熱能及磨耗，從而延長使用壽命；但也使得濕式離合器的成本大幅提高、結構體積增大。

相對地，乾式離合器無須浸泡在機油中，在動力的傳遞上更加直接敏銳，且提供較濕式離合器更大的扭力和加速性；且驅動片及被動片無須沉浸於機油，也讓兩者不會因為機油的黏滯性而不易分離，省去為確保驅動片及被動片分離而額外加裝分離用彈片的需求，避免離合器鎖死的風險、亦進一步縮減離合器的整體結構；反之，失去機油潤滑也相對提升驅動片及被動片的磨耗，而大幅影響使用壽命，尤其扭力增大，一旦施力不均，也造成打滑的風險。經由上述比對可以明瞭，乾式與濕式離合器雖然目的相同，但兩者的結構卻是兩個平行的解決方案，彼此並不相容、 沒有部分結構相互混搭並存的空間。

一種目前常見的機車用乾式離合器請參考圖1所示，當使用者開始催動油門，傳動元件15即驅使乾式離合器1同步旋動，當到達預定轉速(通常約為3000轉)，乾式離合器1的三個離合器配重塊11會因慣性作用力(一般稱為離心力)作用，克服伸縮彈簧12的彈力限制向外甩開，讓設置於離合器配重塊11上的來令片13與離合器外殼14逐步接觸磨擦抵緊而同步旋轉，以此驅動車輛前進。然而，在日積月累反覆的磨擦驅動狀況下，每一個伸縮彈簧12間彈性疲乏的程度未必相同，導致每一離合器配重塊11甩出的時間、距離皆不盡相同。日積月累下，離合器配重塊11甩開時，勢必使得例如本例中的三片來令片13磨耗差異逐步擴大，當其中之一漸漸失去效用、僅存小部分面積接觸摩擦離合器外殼14而非完整貼合，將使離合器外殼14受驅動同步旋轉的帶動效率打折扣、甚至使連動效果變得不穩定。

為此，本領域相關人士針對乾式離合器的上述疑難提出見解，將原本用於往返分離狀態及貼合狀態的離合器配重塊與伸縮彈簧間配套結構加以汰換，詳見圖2，改由圓盤(未標號)上的離心滾輪21擠壓推升盤22，在擠壓的過程中，迫使彈簧23內縮抵緊，讓安置於推升盤22上的塊狀來令片24能朝圖面上方抬升與離合器殼25相互接觸磨擦，驅動離合器殼25旋轉達成動力傳遞的目的。然而，此種設計的扭轉傳動主要由單一根的柱型導梢231完整承擔，在引擎開始旋轉而未達預定轉速時，離合器殼25尚未被帶動，用於穩固彈簧23的柱型導梢231下端將會率先承受扭力；反之，其上端則與離合器殼25同步而無法動彈，由於兩端驅動方向相反而無法同步旋動。待減速時，車輪受到煞車作用使得轉速降低，柱型導 梢231又將受到另一次轉速不同步的扭轉。

在長時間的使用後，由於扭力時斷時續、時大時小，柱型導梢231上端與下端之間若有些許材質不均勻處，將會因應力集中而導致裂痕、甚至進一步導致結構整體損毀斷裂，斷裂發生時，乾式離合器的同步運作將瞬間停止，引擎空轉而車輛失去動力，造成極大的行車風險。另外，圖中的塊狀來令片24向上位移後會直接與離合器殼25接觸，彼此磨擦產生的熱能將堆積至離合器殼25上，反覆的熱漲冷縮對於離合器殼25的結構損害難以計量，將大幅降低乾式離合器的使用壽命。

基於前述結構改良的不足，本案提供一種具有共軸固定面接觸式被動離合片的鞍座車用乾式離合器，隨著驅動軸承件依循皮帶的動力傳輸持續旋動，當轉速達一特定數值，將使呈放射狀配置的離心滾子向外甩開抵緊接觸被動離合片，被動離合片會進一步接觸磨擦驅動片，由於兩者間是以大面積的面接觸方式結合，能有效降低過往來令片接觸面不均的問題，並汰除以伸縮彈簧控制離合器配重塊甩開距離的配套結構，從而避免彈性老化影響動力的均勻傳輸，一旦驅動片開始同步旋動，離合器殼體將透過與驅動卡制埠咬合固定的固定部傳輸動能，以獲得旋轉所需的動力，並將此動力以中央咬合孔驅動出力軸，讓機械動力設備運轉，由於磨擦接觸的對象從過往的來令片(等同前述的驅動片)及離合器殼變更為被動離合片和驅動片，減少離合器殼體因直接磨擦接觸，產生熱脹冷縮等物理效應造成結構毀損，並改良彈簧的設置位置，防範前述柱型導梢受到應力破壞，致使整個乾式離合器的使用壽命獲得提升並維持動力的傳輸效率，以上內容便是本案注目的焦點。

本發明之一目的在提供一種具共軸固定面接觸式被動離合片的鞍座車用乾式離合器，運用大面積的面接觸方式傳動，提升磨擦驅動的利用面積並維持動力的傳輸效率。

本發明另一目的在提供一種具共軸固定面接觸式被動離合片的鞍座車用乾式離合器，藉由磨擦接觸對象的更換，防範磨擦生成的熱能堆積於離合器殼體上，藉以延長整體離合器的使用壽命。

本發明再一目的在提供一種供一種具共軸固定面接觸式被動離合片的鞍座車用乾式離合器，由於是面接觸傳動，由整片接觸面積承受扭轉，防範過往柱型導梢易受應力集中的風險，提高離合器的安全性。

為達上述目的，本發明提供一種具共軸固定面接觸式被動離合片的鞍座車用乾式離合器，供無段承接驅動軸承件的驅動，驅動軸承件包括軸承本體及主動盤，鞍座車用乾式離合器包括：離合裝置包括形成有中央通孔的驅動軸體，具有非平面導滑槽以及遠離中央通孔的軸體外環緣；和驅動軸體共軸固定的被動離合片，具有接觸面及磨擦驅動面，結合驅動區外設有組設彈性件的組設埠；容置於非平面導滑槽的離心滾子；從動裝置包括驅動片，形成有放射狀對稱的驅動卡制埠；離合器殼體具有管狀內壁、環繞外壁及連結壁；其中，管狀內壁內側有中央咬合孔；環繞外壁的內表面有固定部。

因此，本案所揭露的一種具共軸固定面接觸式被動離合片的鞍座車用乾式離合器，隨著驅動軸承件依循皮帶的動力傳輸持續旋動，當轉速達一特定數值，將使呈放射狀配置的離心滾子向外甩開抵緊接觸被動 離合片，被動離合片會進一步接觸磨擦驅動片，由於兩者間是以面接觸的方式結合，能有效降低過往來令片接觸面不均的問題，並汰除以伸縮彈簧控制離合器配重塊甩開距離的配套結構，從而避免彈性老化影響動力的均勻傳輸，一旦驅動片開始同步旋動，離合器殼體將透過與驅動卡制埠咬合固定的固定部傳輸獲得旋轉所需的動力，並將此動力以中央咬合孔驅動出力軸，讓機械動力設備運轉，由於驅動片磨擦接觸的對象是被動離合片，彼此以大面積的面接觸，扭力不會單獨由一根導梢承擔，降低導梢因應力集中而斷裂、離合器突然失去作用的風險；且被動離合片不會直接傳熱至離合器殼體，減少對於離合器殼體的熱能堆積，讓整個乾式離合器的使用壽命獲得延展、並確保使用時的可靠性與安全性。

3‧‧‧驅動軸承件

31‧‧‧軸承本體

33‧‧‧主動盤

4‧‧‧離合裝置

41、41’‧‧‧驅動軸體

410、410’‧‧‧中央通孔

411‧‧‧軸體外環緣

413、413’‧‧‧非平面導滑槽

415‧‧‧凹槽

43、43’‧‧‧離心滾子

430、430’‧‧‧啟始脫離位置

431‧‧‧推壓致動位置

45‧‧‧被動離合片

451‧‧‧嵌合凸肋

453‧‧‧接觸面

455‧‧‧磨擦驅動面

456‧‧‧組設埠

457‧‧‧彈性件

458‧‧‧結合驅動區

5‧‧‧從動裝置

51‧‧‧驅動片

511‧‧‧驅動卡制埠

53‧‧‧離合器殼體

531‧‧‧管狀內壁

532‧‧‧環繞外壁

533‧‧‧連結壁

534‧‧‧內表面

535‧‧‧固定部

536‧‧‧中央咬合孔

6‧‧‧普利珠盤

7‧‧‧傳動皮帶

8‧‧‧出力軸

9‧‧‧輪框

習知結構

1‧‧‧乾式離合器

11‧‧‧離合器配重塊

12‧‧‧伸縮彈簧

13‧‧‧來令片

14‧‧‧離合器外殼

15‧‧‧傳動元件

21‧‧‧離心滾輪

22‧‧‧推升盤

23‧‧‧彈簧

231‧‧‧柱型導梢

24‧‧‧塊狀來令片

25‧‧‧離合器殼

圖1為傳統離合器的結構正視圖，以說明離合器配重塊與伸縮彈簧間的結構關係。

圖2為一種現有乾式離合器的立體爆炸示意圖，說明離心滾輪被甩開後擠壓推升盤，使塊狀來令片磨擦接觸離合器外殼。

圖3為本案鞍座車用乾式離合器的結構爆炸示意圖。

圖4和圖5為圖3中離心滾子位於非平面導滑槽的側向透視圖，分別說明離心滾子在驅動軸承件轉速不足和轉速較高時，留滯於啟始脫離位置、以及向外甩開位移至推壓致動位置的情況。

圖6為圖3離合器殼體的立體示意圖，用以顯示其結構特徵。

圖7為現行摩托車輛的部分結構側視示意圖，描繪車輛動力的輸出途徑。

圖8為本案非平面導滑槽第二種實施態樣的俯視圖。

圖9為圖8側面剖視圖，同樣用於說明離心滾子在轉速不足時，留滯於啟始脫離位置。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚呈現；此外，在各實施例中，相同之元件將以相似之標號表示。

在本例中，乾式離合器如圖7所示，是被組裝於摩托車近後輪處，而其離合作動可視為整輛機車的啟動開關，如圖3所示，當引擎(圖未示)維持恆定的怠速轉速(例如：2000轉)時，由軸承本體31以及與軸承本體31同步運轉的主動盤33共同構成的驅動軸承件3承受引擎所傳輸的動力而旋轉；隨後由驅動軸承件3的旋轉速度，決定離合裝置4是否被順利連動，離合裝置4是以形成有中央通孔410的驅動軸體41套設於軸承本體31，使得驅動軸體41能隨驅動軸承件3穩固的旋轉。

在本例中，驅動軸體41上形成有四道呈放射狀對稱排列的非平面導滑槽413，一併參考如圖4所示，雖然本例中的非平面導滑槽413是以單純的左高右低單向漸變傾斜形狀為例，但即使其中稍有些許反折，仍無礙於本案的實施。每個非平面導滑槽413中，分別容置有例如單顆的離心滾子43，引擎轉速尚未超出怠速轉速，離心滾子43將保持在啟始脫離位置430，無法觸及共軸固定於驅動軸體41外緣處的被動離合片45，使得被動離合片45與驅動片51保持距離。

在此必須說明，前述的共軸固定是指驅動軸體及被動離合片 的軸心皆位於同一軸線上並相互結合，為行文流暢，定義此種結合關係是共軸固定。當然，如熟悉本技術領域者可輕易知曉，置放於非平面導滑槽的離心滾子數量，無需強制規範一道非平面導滑槽只擺放一顆離心滾子，也可以一道非平面導滑槽中容納有複數顆離心滾子，甚至設置成例如放射狀地六道槽道，卻僅在彼此相間隔的三道中置放離心滾子，另外，上述的非平面導滑槽若例釋為簡單斜面槽道(此處的簡單斜面則是形容側視前述槽道時，槽道為傾斜直線的外型)，可視為外觀結構上的簡易變換，均無礙於本案實施。

驅動軸體41在遠離中央通孔410處形成有軸體外環緣411，在本例中，軸體外環緣411的外廓恰好相等於被動離合片45的內廓，使得被動離合片45能箍住驅動軸體41的軸體外環緣411，為確保兩者同步旋轉，本例的軸體外環緣411還形成有例如8個凹槽415，每一個凹槽415都是以圖面的上下直立方向形成，相應地，被動離合片45則同樣設有相等數量的嵌合凸肋451，每一個嵌合凸肋451都分別嵌入各對應凹槽415。被動離合片45位於圖式下方側面在此稱為接觸面453，供離心滾子43推抵壓迫，而在相反於接觸面453的上方側面則稱為磨擦驅動面455，其上設置有例如8個組設埠456，由於本例中的8個組設埠456是設置在被動離合片45的內側，因此定義磨擦驅動面455在組設埠456的外側部分形成有一個結合驅動區458，而本例中的組設埠456例釋為凸柱，供於本例中見解為彈簧的彈性件457組裝結合。

此處彈性件所例釋的彈簧若更換為彈片、簧片等同樣具有彈性作用力的相關結構，並不會有造成本案技術特徵實際應用上窒礙難行的 問題。當然，熟悉本技術的相關人士，可輕易明瞭彈性件與組設埠在數量的對應關係上，同樣不具有強制規範完整對應的理由，即使在一個組設埠中安放多個彈性件，也沒有無法實行的情況，相對的，若刻意閒置部分的組設埠僅在其餘的組設埠中安有彈性件亦無不可，只要能確保被動離合片在位移時的距離為等距位移，就不會有接觸不均的問題產生。

當摩托車的引擎超過預定的怠速轉速時，一併參考圖3和圖5所示，離心滾子43將從圖4的啟始脫離位置430向圖式左側的外緣甩出，當離心滾子43向外側甩出而位移至推壓致動位置431，將開始推動被動離合片45向圖式上方移動，使得磨擦驅動面455的結合驅動區458朝向圖式上方，以面接觸的方式抵壓到從動裝置5的驅動片51並帶動其同步旋轉。由於本發明被動離合片45和驅動片51的結合是以大面積結合，結合過程相對穩固，且即使各離心滾子43或非平面導滑槽413在成型時有公差存在，但由於驅動軸體41的旋轉，磨耗較多的離心滾子43將會因慣性作用被甩動更遠，達成對被動離合片45接觸面453相同的推抵力量，讓被動離合片45與驅動片51的面接觸保持均衡。再退一步，即使被動離合片45與驅動片51的面接觸稍有偏斜，但在稍有磨耗後，仍然會達成新的均衡而保持大面積接觸，從而解決現行技術的困擾。

與驅動片扣合的離合器殼體如圖6所示，並請同時引援圖3供以輕易理解，先行說明，圖6中的離合器殼體53是將圖3中的圖像上下翻轉呈現，離合器殼體53是由位於軸心處的管狀內壁531、遠離管狀內壁531的環繞外壁532，以及將管狀內壁531和環繞外壁532共同連接的連結壁533組合而成，為提升動力傳輸的效益，本例環繞外壁532的內表面534 上還具有8個例釋為工業塑膠鍵的固定部535，供驅動片51能藉由相同數量且放射狀對稱的驅動卡制埠511咬合固定。由於離合器殼體53是再經由驅動片51的致動而旋轉，被動離合片45與驅動片51間因摩擦而生的熱能，不會輕易傳抵離合器殼體53，也確保熱漲冷縮的效應主要是影響作為耗材的被動離合片45與驅動片51，不會直接干擾離合器殼體53，藉此有效延長離合器壽命。

請同時參閱圖3、圖6及圖7，引擎的動力會經由普利珠盤6的旋轉作動，牽引普利珠盤6上的傳動皮帶7將動力傳輸至鞍座車用乾式離合器(未標號)，一旦轉速超過額定怠速數值，被動離合片45會受離心滾子43壓迫而磨擦接觸驅動片51，進一步帶動離合器殼體53同步作動旋轉，並藉助管狀內壁531內側形成的中央咬合孔536，咬合驅動例釋為傳動軸的出力軸8，讓出力軸8在驅動軸承件3可相對旋動的支承下，以軸心方向延伸穿經中央通孔410經減速齒連結帶動摩托車後輪的輪框9，使得車輛獲得運轉所需的動能，進而驅使車輛前進。當然，熟悉本技術者，前述固定部與驅動卡制埠之間的結合固定關係，以習知的任一固定手段使其穩固咬合，均不影響本案技術的實施。且由於形成在主動盤上的非平面導滑槽是呈放射狀對稱的形式排列，可以確保高速旋轉造成的扭力不會單獨積累於任一個非平面導滑槽上，使其結構破損的機率大幅降低。

當然，如熟悉本技術領域人士所能輕易理解，上述實施例中導滑槽和離心滾子的數目與形狀均非限制，本案第二較佳實施例如圖8和圖9所示，其中該驅動軸體41’包括八道放射狀分布的非平面導滑槽413’，且各非平面導滑槽413’靠近中央通孔410’部分趨近於平面，而遠離中央通 孔410’的位置則形成有一個轉折，繪示如圖9的傾斜面，藉此讓離心滾子43’在啟始脫離位置430’和推壓致動位置(未標號)時的作動狀態明顯區隔。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

3‧‧‧驅動軸承件

31‧‧‧軸承本體

33‧‧‧主動盤

4‧‧‧離合裝置

41‧‧‧驅動軸體

410‧‧‧中央通孔

411‧‧‧軸體外環緣

413‧‧‧非平面導滑槽

415‧‧‧凹槽

43‧‧‧離心滾子

45‧‧‧被動離合片

451‧‧‧嵌合凸肋

453‧‧‧接觸面

455‧‧‧磨擦驅動面

456‧‧‧組設埠

457‧‧‧彈性件

458‧‧‧結合驅動區

5‧‧‧從動裝置

51‧‧‧驅動片

511‧‧‧驅動卡制埠

53‧‧‧離合器殼體

Claims (4)

1. 一種具共軸固定面接觸式被動離合片的鞍座車用乾式離合器，供無段承接一組驅動軸承件的驅動，該驅動軸承件包括一軸承本體、及與該軸承本體同步旋轉的主動盤，該鞍座車用乾式離合器包括：一個離合裝置，包括一個形成有一中央通孔並套設於上述軸承本體外的驅動軸體，具有一遠離該中央通孔的軸體外環緣，並形成有複數放射狀對稱的非平面導滑槽，及形成有多個凹槽；一片和上述驅動軸體共軸固定的被動離合片，具有多個分別對應結合前述凹槽的嵌合凸肋、一接觸面及一相反於前述接觸面的磨擦驅動面，前述磨擦驅動面形成有一個結合驅動區，且在該結合驅動區以外的區域設置有多個供分別組設多個彈性件的組設埠；及多個分別放射狀對稱地容置於上述非平面導滑槽中的離心滾子，使得當前述驅動軸承件轉動達一預定轉速時，前述離心滾子是從一啟始脫離位置被離心甩動至一推壓致動位置；及一組從動裝置，包括至少一個當上述離心滾子位於上述推壓致動位置時，受上述被動離合片的上述結合驅動區面接觸結合而驅使轉動的驅動片，前述驅動片中至少一片形成有複數放射狀對稱的驅動卡制埠；及一個離合器殼體，具有一個管狀內壁、一個環繞外壁、及連結該管狀內壁與環繞外壁的連結壁；其中，該管狀內壁的內側形成有一中央咬合孔，供咬合驅動一出力軸；該環繞外壁的內表面上還有 多個對應受上述驅動卡制埠驅動的固定部。
2. 如申請專利範圍第1項所述的具共軸固定面接觸式被動離合片的鞍座車用乾式離合器，其中前述組設埠為凸柱。
3. 如申請專利範圍第1項所述的具共軸固定面接觸式被動離合片的鞍座車用乾式離合器，其中前述彈性件的數量是相對應於前述組設埠。
4. 如申請專利範圍第1項所述的具共軸固定面接觸式被動離合片的鞍座車用乾式離合器，其中前述固定部為工業塑膠鍵。