专利名称：单向离合器及配备该单向离合器的引擎的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种离合器构造，尤指ー种可应用于机车启动系统或传动系统的单向离合器以及配备此种单向离合器的引擎。
背景技术：
一般车辆内，依结构设计方式会于车辆内设有ー单向离合器。參阅图I与图2，分别为引擎启动系统的剖面图、及单向离合器分解图。对于一般车辆的引擎启动系统9而言，其主要包括有ー启动马达91、ー启动齿轮92、一单向离合器93、一曲轴94、以及ー减速齿轮组。单向离合器93由一离合器本体931与ー离合器外盖932彼此锁附组成。单向离合器93轴设于曲轴94上并可带动曲轴94旋转。启动齿轮92轴向套入于曲轴94上，并选择式地顶抵于单向离合器93以带动其旋转。減速齿轮组包括有同轴设置的一大齿轮96、及一小齿轮97，且大齿轮96与小齿轮97皆在同一齿轮轴98上同步转动。大齿轮96与启动马达91啮合，小齿轮97与启动齿轮92啮合，图中所示的大齿轮96与小齿轮97为一体件。当启动马达91启动而开始旋转后,透过减速齿轮组、及启动齿轮92传达到单向离合器93。若是启动马达91透过减速齿轮组带动启动齿轮92转动，且启动齿轮92的转速相对于单向离合器93的转速较高吋，驱动块95可同时顶住单向离合器93及启动齿轮92，故单向离合器93产生旋转，带动曲轴94旋转。若是启动马达91透过减速齿轮组带动启动齿轮92转动，且启动齿轮92之转速相对于单向离合器93的转速较低吋，驱动块95无法顶住单向离合器93及启动齿轮92，相对不会带动曲轴94旋转。相关已知技术可见中国台湾专利公告号 1269837、1296317。当引擎自使用状态熄火吋，由于曲轴94受旋转惯性作用继续转动若干转数，过程中会遭遇许多阻抗而终至停止。其中最主要阻抗为压缩行程中的压力，甚至常导致曲轴94反转。由上述已知结构可知，曲轴94的反转会透过单向离合器93、启动齿轮92及减速齿轮组，最終带动启动马达91 一起反转，如此会导致引擎异音。此外,若引擎在运转时遭遇不正常熄火，由于此时曲轴94转速较高,上述反转情形发生时更会造成启动系统极大冲击力量，常导致零件损耗，例如单向离合器93的冲击损坏。
实用新型内容本实用新型主要目的除了提供ー种新式构造的单向离合器，也将单向离合器应用于车辆的启动系统或传动系统。在车辆启动系统的应用场合中，可避免因曲轴反转而导致的零件损耗。本实用新型的另一目的是提供一种配备了上述新式构造单向离合器的引擎。为达成上述目的，本实用新型的单向离合器包括一保持架、至少ー驱动件、ー耦合框及ー环形预カ构件。上述保持架于外周凹设有至少ー收纳袋，每ー收纳袋包括有ー相对宽部与一相对窄部。上述驱动件对应活动设于收纳袋中。[0009]耦合框环绕于保持架的外侧，且环形预カ构件是设于保持架与耦合框之间。环形预カ构件抵顶前述驱动件因而施予一径向预力，促使驱动件往相对宽部移动。当驱动件移动至相对窄部吋，抵顶于耦合框；当驱动件移动至相对宽部时，与耦合框分离。依前述，本实用新型 另ー状态为ー种配备上述单向离合器的引擎，包括一启动马达、ー减速齿轮组、ー启动齿轮、一曲轴及ー凸缘。启动马达包括有ー轴心齿轮，减速齿轮组包括一大齿轮及一小齿轮，其中大齿轮哨合于启动马达的轴心齿轮，小齿轮哨合于启动齿轮。启动齿轮固接于单向离合器的保持架，凸缘固接于单向离合器的耦合框，且固定于曲轴而同步转动。当保持架转动至特定转速以上，且驱动件抵抗环形预カ构件的预カ而移动至相对窄部时，保持架抵顶于耦合框；当保持架于特定转速以下，且驱动件受环形预カ构件预カ而移动至相对宽部时，保持架与耦合框分离。上述环形预力构件可为ー环形弹簧。上述驱动件可为ー滚柱。滚柱可于外周凹设有一定位沟槽，且环形预カ构件嵌入于定位沟槽，以避免轴向移位至脱离。上述耦合框可固接于凸缘的一端面。前述凸缘与耦合框可以是独立分件，并透过至少ー螺栓锁附结合；或者，凸缘与耦合框可以是一体成型者。凸缘可轴向贯设有至少ー润滑油孔。本实用新型的优点是，当本实用新型的单向离合器应用在车辆的启动系统时，可将耦合框固定在曲轴而同步转动，保持架则接收启动马达的转动动力。由于离心力及惯性力作用，如此不仅可利用启动马达顺利带动曲轴正转，一旦曲轴转速超过保持架转速，二者的动カ连结便中断，发挥出单向离合的作用，不会损坏启动马达。而当曲轴因引擎熄火而发生反转、甚至引擎不正常熄火时，保持架与耦合框因启动马达停止、仍保持不互相耦合的状态，不会发生反向带动零部件的情形，避免了引擎异音与零件损耗。
图I是已知引擎启动系统的剖面图。图2是图I的单向离合器分解图。图3是本实用新型第一较佳实施例的单向离合器分解图。图4是图3的保持架与耦合框组装示意图。图5是本实用新型第一较佳实施例的机车动カ暨传动系统剖视图。图6是有别于图5观察视角的引擎部分剖视图。图7是第一较佳实施例的离合器于非耦合状态的平面图。图8是第一较佳实施例的离合器于耦合状态的平面图。图9是第二较佳实施例的耦合框与凸轮一体成型设计示意图。附图标记说明引擎启动系统9启动马达91启动齿轮92单向离合器93[0030]离合器本体931离合器外盖932曲轴94驱动块95大齿轮96小齿轮97齿轮轴98保持架11离合器10收纳袋12中空孔111相对窄部122 相对宽部121轴向端面130a，130b驱动件13环形预カ构件14定位沟槽131启动齿轮16f禹合框15, 50第一端面171凸缘17，51润滑油孔173第二端面172油泵驱动齿轮18套接部174启动马达30螺栓19减速齿轮组31轴心齿轮301大齿轮312齿轮轴311汽缸头41小齿轮313曲轴箱43汽缸体42曲轴45活塞连杆组44油泵被动齿轮461油泵46变速机构48变速箱47螺帽52轴承49
具体实施方式
图3至图6，分别为第一较佳实施例的单向离合器分解图、保持架与耦合框组装示意图、两不同视角的机车动カ暨传动系统剖视图。本实施例是将单向离合器安装于ー机车中，图中示出一机车的动カ暨传动系统,包括依序结合的一汽缸头41、一汽缸体42及一曲轴箱43，且曲轴箱43旁还组设有一变速箱47。汽缸体42内容设有ー活塞连杆组44，曲轴箱43内容设有一曲轴45，变速箱47内容设有ー变速机构48。藉由燃烧爆炸使活塞连杆组44产生往复移动，进而带动曲轴45转动，曲轴45再将动カ传递至变速机构48。用于引擎启动的离合器10包括有一保持架11、数个驱动件13、一环形预カ构件14及一耦合框15。本实施例中，保持架11为轮状，与ー启动齿轮16端面相对地固定，保持架11轴向凹设有一中空孔111，外周则凹设有数个收纳袋12。收纳袋12包括有一相对宽部121与一相对窄部122。驱动件13为滚柱型驱动件，对应容置于前述数个收纳袋12中。环形预カ构件14例如ー环形弹簧圈套于保持架11外周，且对数个驱动件13施予一径向预力，促使驱动件13倾向往相对宽部121移动。本例中每ー滚柱在相反侧的两轴向端面130a，130b之间，即在外环周还凹设有一定位沟槽131，环形预カ构件14特别嵌入于上述定位沟槽131以避免脱离而失去对驱动件13的作用。耦合框15为ー环形体，透过数个螺栓19锁固于ー凸缘17的第一端面171。耦合框15轴向对应保持架11，并环绕于保持架11外侧，亦即耦合框15的内环面朝向保持架11外周及数个驱动件13。凸缘17的第二端面172同轴固接一油泵驱动齿轮18，此油泵驱动齿轮18啮合于曲轴箱43内ー油泵46的油泵被动齿轮461。凸缘17具有ー套筒状的套接部174，延伸进入保持架11之中空孔111，且套接部174与保持架11的内环面(即中空孔111的壁面)之间夹设有ー轴承49。 凸缘17还轴向贯设有多个润滑油孔173，可提供一油路径通往轴承49、保持架11及驱动件13。凸缘17的套接部174以键/键槽组合的手段组装于曲轴45并以螺帽52锁固，故耦合框15能与曲轴45同步转动。而保持架11因为轴承49而能相对于耦合框15及曲轴45自由转动。曲轴箱43内还容设有ー减速齿轮组31，减速齿轮组31包括一齿轮轴311、一大齿轮312与一小齿轮313。大齿轮312与小齿轮313同轴套设于齿轮轴311上，大齿轮312啮合于ー启动马达30的轴心齿轮301，小齿轮313则啮合于启动齿轮16。本例中，大齿轮312与小齿轮313是一体成型构件。当机车在未启动状态时，保持架11与耦合框15皆不动，而驱动件13则因环形预カ构件14的強迫力量而位于相对宽部121，如图7所示。当机车的启动马达30开始运转时，依序透过减速齿轮组31与启动齿轮16将旋转动カ传递到保持架11。此时保持架11的数个驱动件13因离心カ及惯性力作用而开始抵抗环形预カ构件14的径向收束力量，渐渐从相对宽部121朝向相对窄部122移动。当转动速度达ー特定数值，驱动件13便从相对宽部121过渡到相对窄部122，如图8所示(图中逆时针之箭头表示正转方向，亦即使车辆得以前行之构件转动方向)。由于位在相对窄部122之驱动件13是同时接触抵顶保持架11及耦合框15，故耦合框15开始跟随保持架11 一起转动。一旦耦合框15转动，也意味着凸缘17与曲轴45的伴随旋转，于是启动引擎之运转。当引擎启动后正常运转吋，曲轴45转速高过保持架11，驱动件13将脱离与耦合框15的耦合关系，使马达端与曲轴端互不影响。当启动马达30停止，驱动件13失去离心力及惯性力作用而被环形预カ构件14迫回相对宽部121，保持架11与驱动件13最終呈静止状态。当引擎从运转下熄火，并发生曲轴45反转现象时，由于驱动件13仍旧于保持架11的相对宽部121呈静止状态，不会发生连动减速齿轮组31或马达30的情形。由上述可知，将本实用新型的单向离合器应用在车辆系统可提供一保护机制，即当曲轴反转时不会反向带动启动系统相关零部件，因此消除了构件损坏的可能性、解决了引擎异音问题，同时又能发挥使车辆正常运行的功效。图9，为第二实施例的耦合框与凸缘示意图。本实施例主要强调耦合框50与凸缘51是用一体成型方式制作出，节省组装人力与时间。
权利要求1.ー种单向离合器，其特征在于包括 一保持架，其外周凹设有至少ー收纳袋，该收纳袋包括有一相对宽部与一相对窄部； 至少ー驱动件，对应活动设置于该收纳袋中； 一耦合框，环绕于该保持架的外侧； 以及ー环形预カ构件，设于该保持架与该耦合框之间，并抵顶该驱动件因而施予一径向预力，促使该驱动件往该相对宽部移动； 其中，当该驱动件移动至该相对窄部时抵顶于该耦合框；当该驱动件移动至该相对宽部时与该稱合框分尚。
2.根据权利要求I所述的单向离合器，其特征在于，环形预カ构件为ー环形弹簧。
3.根据权利要求I所述的单向离合器，其特征在干，该驱动件为ー滚柱。
4.根据权利要求3所述的单向离合器，其特征在于，该滚柱之外周凹设有一定位沟槽，该环形预カ构件嵌入于该定位沟槽。
5.一种配备有根据权利要求I所述单向离合器的引擎，其特征在于包括 ー启动马达，包括ー轴心齿轮； ー减速齿轮组，包括一大齿轮及一小齿轮，该大齿轮哨合于该轴心齿轮； ー启动齿轮，该启动齿轮啮合该小齿轮，且固接于该单向离合器的保持架； 一曲轴； 以及ー凸缘，其固接于该耦合框，且固定于该曲轴并同步转动； 其中，当该保持架转动至特定转速以上，且该驱动件抵抗该环形预カ构件的预カ而移动至该相对窄部时，该保持架抵顶于该耦合框；当该保持架于特定转速以下，且该驱动件移动至该相对宽部时，该保持架与该耦合框分离。
6.根据权利要求5所述的引擎，其特征在于，该凸缘轴向贯设有至少ー润滑油孔。
7.根据权利要求5所述的引擎，其特征在于，该耦合框固接于该凸缘的一端面。
8.根据权利要求5所述的引擎，其特征在干，该凸缘与该耦合框是透过至少一螺栓锁附结合。
9.根据权利要求5所述的引擎，其特征在干，该凸缘与该耦合框是一体成型。
专利摘要本实用新型涉及一种单向离合器及配备该单向离合器的引擎，单向离合器包括于外周凹设有至少一个收纳袋的一个保持架、对应活动设于收纳袋中的驱动件、环绕于保持架外侧的一个耦合框及设于保持架与耦合框之间的一个环形预力构件。收纳袋包括有相对窄部与相对宽部，当驱动件抵抗环形预力构件预力而移动至相对窄部时，驱动件抵顶于耦合框；当驱动件受环形预力构件预力而移动至相对宽部时，驱动件与耦合框分离。藉此，发挥单向离合之功效。本实用新型应用于引擎启动系统，即使熄火曲轴反转也不会反向带动启动马达，避免引擎异音与零件损坏。
文档编号F16D41/064GK202402518SQ201220004279
公开日2012年8月29日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者刘柏村, 尤志文 申请人:三阳工业股份有限公司