刹车离合装置 【技术领域】
本发明系与一种离合器有关， 更详而言之， 特别是指一种刹车离合装置。背景技术 现有许多动力机械设备， 特别如自动车床等加工机械设备， 经常安装有电磁式刹 车离合装置， 藉以控制动力的输出， 以及在动力输出停止时， 将传动轴予以刹车锁住。
如图 1 所示， 即揭示有一种可被安装应用于自动车床上， 且其上配置有一电磁式 刹车离合装置的刹车离合器座 10， 用以提供攻牙或钻孔等加工作业所需的动力传递控制。
该离合器 10 包括一固定座 11， 其上安装枢设有一传动轴 12， 该传动轴 12 上枢设 有一可受马达驱转带动的皮带轮 13， 以及一连结于该传动轴 12 上的输出轮 14 ； 上述电磁式 刹车离合装置则配置在该固定座 11 及传动轴 12 上， 主要由一离合器 15 及一刹车器 16 所 组成 ； 该离合器 15 具有一连结于该皮带轮 13 上的离合器盘 152 ； 该刹车器 16 具有一连结 于该固定座 11 上的电磁铁 161， 以及一连结于该传动轴 12 上的制动片 162。
上述离合器 15 与刹车器 16 可被控制为交替启动与关闭， 所以在未进行攻牙或钻 孔等加工程序的常态下， 该离合器 15 会被关闭， 使电磁铁 151 消磁， 如此， 该离合器盘 152 便可受其与电磁铁 151 间的弹性组件作用， 而与该电磁铁 151 相互脱离松放， 使得马达只能 带动该皮带轮 13 连同离合器盘 152 产生空转， 而无法将动力传递到传动轴 12 ； 另一方面， 该刹车器 16 会被启动， 使电磁铁 161 得以被激磁， 并将制动片 16 吸往该电磁铁 161 方向， 使制动片 162 与电磁铁 161 上的来令片相互摩擦迫紧， 进而将该传动轴 12 予以刹车锁位。
当欲进行攻牙或钻孔加工时， 会先将刹车器 16 关闭， 使电磁铁 161 被激磁， 如此， 该制动片 162 即可受其与电磁铁 161 间的弹性组件作用， 而与该电磁铁 161 相互脱离， 以解 除传动轴 12 的刹车状态， 接着， 再将离合器 15 启动， 使电磁铁 151 被激磁， 而将离合器盘 152 吸往电磁铁 151 方向， 使该离合器盘 152 与电磁铁 151 上的来令片得以相互摩擦迫紧， 如此， 该马达动力即可经由皮带轮 13 及离合器 15 传送到传动轴 12， 再由传动轴 12 上的输 出轮 14 传送至丝攻或钻头， 而对旋转中的工作进行攻牙或钻孔加工。
同理， 当攻牙或钻孔至预定行程时， 可以再藉由关闭该离合器 15 及随后启动刹车 器 16， 将动力传递中断， 同时将传动轴 12 重新刹车锁住， 相对地， 该丝攻或钻头也可被刹车 锁固， 使丝攻或钻头可以藉由反向旋转中的工件自动退出离开工件。
上述刹车离合器座 10 采用的电磁式刹车离合装置， 在实际使用上存在有诸多缺 点， 包括 ：
该离合器 15 的松离与结合系透过来令片摩擦迫紧来达成， 由于这种结构的摩擦 阻力较小， 因此， 经常无法满足一般攻牙或钻孔等高扭力动力传递的加工需求， 造成来令片 处的摩擦面容易产生打滑现象， 导致工作中断停摆， 所以工作效能受到相当限制。
该离合器 15 的来令片在使用一段时间后， 便会产生明显地磨耗， 造成扭力传递效 能降低， 使得上述打滑现象更加严重， 故使用寿命较短， 需要经常更换来令片， 零件更换成 本高。
该传动轴 12 的动力中断， 系藉由关闭离合器 15 及随后启动刹车器 16 来达成， 因 此， 该传动轴 12 的动力中断时间会受离合器 15 电磁铁 151 消磁时间的长短影响， 一般而 言， 如果消磁时间点在电流弦波的较高波峰位置， 通常需要较长的消磁时间 ； 反之， 在较低 波峰值位置， 所需要的消磁时间自然缩短， 这样的情形， 会造成动力中断所需的反应时间不 一， 故在上述攻牙或钻孔加工作业上， 经常会导致攻牙或钻孔深度无法被精准地控制， 造成 加工精度不稳定， 而影响加工质量。
该传动轴 12 的动力传递， 也就是欲进行加工作业时， 必需先关闭刹车器 16， 以解 除传动轴 12 的刹车状态， 再启动离合器 15 进行动力传递， 然而， 如上所述， 当刹车器 16 关 闭时， 其电磁铁 161 需要一段消磁时间， 但在完全消磁前， 也就是在该传动轴 12 的刹车状态 被完全解除前， 该离合器 15 通常已经启动执行动力传递， 因此， 常会导致刹车器 16 的关闭 与离合器 15 的启动动作无法顺利衔接， 这样的情形， 会造成离合器 15 与刹车器 16 上的来 令片彼此间产生无谓的摩擦损耗， 而加速磨耗。同理， 在中断传动轴 12 的动力传递， 也就是 加工行程结束时， 必需先关闭离合器 15， 以中断动力传递， 再随后启动刹车器 16， 使丝攻或 钻头得以自动退回， 然而， 该离合器 15 的电磁铁 151 同样需要一段消磁时间， 在其完全消磁 前， 通常刹车器 16 已被启动， 这样的情形， 同样会使离合器 15 的关闭与刹车器 16 的启动动 作无法顺利衔接， 故也会加速来令片的磨耗。 该传动轴 12 的动力传递主要是藉由离合器 15 上的来令片与离合器盘 152 彼此间 以面接触相互迫紧摩擦来传动， 因此， 需要较大的电磁力方可达成， 故完全消磁的时间也会 因此延长， 使得加工的精准度较差， 上述离合器 15 与刹车器 16 彼此间的动作也更无法顺利 衔接， 导致上述问题越加严重。
以上各项缺点， 长期地困扰着设备生产厂商及操作者， 却苦无合适且有效解决的 技术方案。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种刹车离合装置， 可达良好的刹车离合控制与动力传递功效。 为了实现上述目的， 本发明的刹车离合装置， 其特点是， 包括 ：
一轮状传动件， 具有一离合腔室， 该离合腔室具有一圆周状咬合壁 ；
一轴状传动件， 可相对旋转地贯穿轴枢于上述轮状传动件 ；
二棘轮组件， 包括一固定棘轮组件及一活动棘轮组件 ； 上述棘轮组件可被容纳限 位于上述轮状传动件的离合腔室内， 且该固定棘轮组件与上述轴状传动件相互穿套连结 ； 该活动棘轮组件可穿套在上述轴状传动件上自由转动 ； 该固定棘轮组件与活动棘轮组件外 周壁上分别设置有多个彼此相对但方向相反的棘齿， 且任二相对棘齿间界定出一容柱槽 ；
多个咬合柱， 可被选择性地配置限位于上述棘轮组件间的预定容柱槽内 ；
一咬合柱推出装置， 可将上述咬合柱适当地往上述轮状传动件的咬合壁方向推动 抵顶， 使该轮状传动件可以透过该咬合柱与上述固定棘轮组件及活动棘轮组件相互咬合连 结， 进而与该轴状传动件产生动力传递作用 ；
一棘轮刹车装置， 用以在上述轮状传动件与轴状传动件的动力传递过程中， 限制 上述活动棘轮组件转动， 迫使该咬合柱脱离上述轮状传动件的咬合壁， 以中断上述动力传
递作用， 同时将上述轴状传动件予以刹车锁住。
该咬合柱推出装置包括至少一组弹簧固定销， 以及至少一拉伸弹簧 ； 上述每一组 弹簧固定销具有一连结于该固定棘轮组件外侧壁面上的第一弹簧固定销， 以及一连结于该 活动棘轮组件外侧壁面上的第二弹簧固定销 ； 上述拉伸弹簧可分别安装固定于任一组弹簧 固定销间， 藉其弹性回复力， 可常态性地透过该弹簧固定销将上述固定棘轮组件与活动棘 轮组件彼此往预定方向作相反转动， 而将上述各咬合柱往上述轮状传动件的咬合壁方向推 动抵顶。
该活动棘轮组件在该固定棘轮组件的外侧， 且其上设置有至少一限位孔， 可供上 述第一弹簧固定销由此穿伸通过后， 得以在预定行程内作限制转动， 同时上述拉伸弹簧可 被安装固定于同一组的第一弹簧固定销穿出端与该第二弹簧固定销自由端间。
该固定棘轮组件在该活动棘轮组件的外侧， 且其上设置有至少一限位孔， 可供上 述第二弹簧固定销由此穿伸通过后， 得以被限制在预定行程内转动， 同时上述拉伸弹簧可 被安装固定于同一组的第二弹簧固定销穿出端与该第一弹簧固定销自由端间。
该咬合柱推出装置包括一安装限位于上述棘轮组件上的弹性张力组件， 藉其往外 弹性扩张力， 可常态性地将上述各咬合柱往轮状传动件的咬合壁方向推动抵顶。 该弹性张力组件安装限位于上述固定棘轮组件及活动棘轮组件间。
该活动棘轮组件与固定棘轮组件的相对侧壁面上各设置有一环状凹槽， 可共同界 定出一环状腔室， 以供该弹性张力组件容纳限位于内， 且上述环状凹槽在相对于其任二相 邻棘齿间所界定出的各棘齿槽处与该棘齿槽相连通， 藉以使容纳于该环状腔室内的上述弹 性张力组件， 可常态性地透过该连通处推抵位于各棘齿槽内的上述咬合柱。
该弹性张力组件为一具有二自由端的金属圈状物。
该咬合柱推出装置包括一组弹簧固定销， 以及一扭力型压缩弹簧 ； 上述弹簧固定 销具有一连结于该固定棘轮组件外侧壁面上的第一弹簧固定销， 以及一连结于该活动棘轮 组件外侧壁面上的第二弹簧固定销 ； 上述扭力型压缩弹簧可穿套在该轴状传动件上， 且具 有二位于同侧的自由端， 可分别形成一张力端， 用以配置于上述第一弹簧固定销与第二弹 簧固定销间， 藉其弹性外张的扭力， 可常态性地透过该弹簧固定销将上述固定棘轮组件与 活动棘轮组件彼此往预定方向作相反转动， 而将上述各咬合柱往上述轮状传动件的咬合壁 方向推动抵顶。
该活动棘轮组件在该固定棘轮组件的外侧， 且其上设置有一限位孔， 可供上述第 一弹簧固定销由此穿伸通过后， 得以在预定行程内作限制转动， 同时上述扭力型压缩弹簧 各张力端可被配置于上述第一弹簧固定销穿出端与该第二弹簧固定销自由端间。
该固定棘轮组件在该活动棘轮组件的外侧， 且其上设置有一限位孔， 可供上述第 二弹簧固定销由此穿伸通过后， 得以被限制在预定行程内转动， 同时上述扭力型压缩弹簧 各张力端可被配置于上述第二弹簧固定销穿出端与该第一弹簧固定销自由端间。
该扭力型压缩弹簧可被适当地轴向压缩及限位于上述外侧的棘轮组件， 以及该棘 轮刹车装置相对部位间， 使外侧的棘轮组件可常态性地受其弹性抵顶限位。
该棘轮刹车装置， 包括至少一刹车销体、 一制动片及一电磁铁 ； 上述刹车销体连结 于该活动棘轮组件外侧壁面上 ； 该制动片上设置有至少一销体穿孔， 可供上述刹车销体由 此穿过 ； 该电磁铁可被适当地激磁， 以控制该制动片与其相互磁吸结合呈刹车状态， 或被适
当地消磁， 使该制动片与其松放脱离呈可自由转动状态。
该活动棘轮组件位于该固定棘轮组件的外侧。
该固定棘轮组件位于该活动棘轮组件的外侧， 且该固定棘轮组件上设置有至少一 限位孔， 可供上述刹车销体由此穿伸通过后， 得以被限制在预定行程内转动。
该棘轮刹车装置， 包括至少一刹车销体、 一制动片及一电磁铁 ； 上述第二弹簧固定 销可作为该刹车销体 ； 该制动片上设置有至少一销体穿孔， 可供上述刹车销体由此穿过 ； 该电磁铁可被适当地激磁， 以控制该制动片与其相互磁吸结合呈刹车状态， 或被适当地消 磁， 使该制动片与其松放脱离呈可自由转动状态。
该第一弹簧固定销与该制动片相隔一预定间隙。
该制动片上还设置有至少一限位孔， 可供该第一弹簧固定销由此穿伸通过后， 得 以被限制在预定行程内转动。
该棘轮刹车装置， 包括至少一刹车销体、 一制动片及一电磁铁 ； 上述第一弹簧固定 销可作为该刹车销体 ； 该制动片上设置有至少一销体穿孔， 可供上述刹车销体由此穿过 ； 该电磁铁可被适当地激磁， 以控制该制动片与其相互磁吸结合呈刹车状态， 或被适当地消 磁， 使该制动片与其松放脱离呈可自由转动状态。
该第二弹簧固定销与该制动片相隔一预定间隙。
该制动片上还设置有至少一限位孔， 可供该第二弹簧固定销由此穿伸通过后， 得 以被限制在预定行程内转动。
该制动片还包括 ：
一轴座， 可供穿套固定在上述轴状传动件上， 其上轴向贯设有上述销体穿孔及限 位孔， 并于外周壁上设置有一弹簧容槽， 分别供一压缩弹簧及一迫紧块依序安装于内， 其外 周壁上径向设置有至少一销孔， 可供一定位销安装于内 ；
一外环座， 可穿套在上述轴座外周壁上， 且内周壁上轴向贯设有至少一定位销槽， 可供上述轴座外周壁上的定位销容纳限位于内， 藉以限制该外环座转动， 其内周壁更可受 该轴座外周壁上的迫紧块弹性抵顶， 使该外环座在一预定大小轴向力作用时， 得以在该轴 座上轴向位移 ； 该外环座在靠近外围处的内、 外侧环壁间轴向贯设有至少二滑孔， 该滑孔内 各滑套有一套管， 可在该滑孔中被适当地轴向推动滑移， 其中该套管的长度略大于该滑孔 深度一段距离 ； 该外环座在靠近外围处的内侧环壁上更轴向凹设有至少二弹簧容槽， 且每 一弹簧容槽内置设有一压缩弹簧 ；
一刹车片， 可被配置于上述外环座外侧， 并适当地与其外侧环壁相互靠抵， 其上轴 向设置有至少二螺孔与上述外环座上的套管相对 ；
一挡止环片， 可被配置于上述外环座内侧， 其上轴向贯穿有至少二穿孔与上述外 环座上的套管相对， 并可分别藉由一限位螺栓依序穿过上述穿孔及套管后与上述刹车片 的螺孔相互螺合锁固， 使该挡止环片与上述刹车片可分别夹抵于该套管内、 外侧二端部， 同 时， 该挡止环片也可受到上述外环座的压缩弹簧往内侧方向弹性抵顶， 而连动该套管及刹 车片往内侧方向推抵位移， 直到该刹车片靠抵于该外环座的外侧环壁为止， 并使该挡止环 片在常态下可与该外环座的内侧环壁保持一游离间隙 ；
上述电磁铁可被适当地组装固定， 而位于上述刹车片外侧， 其内侧环壁设置有一 来令片， 可在常态下与上述刹车片保持大小等于上述游离间隙的一刹车间隙， 且该电磁铁在激磁产生的磁吸作用， 可将该刹车片往电磁铁方向吸引， 而与其上相对的来令片相互摩 擦迫紧呈刹车状态。
该轮状传动件还具有一轴承容槽， 可供安装至少一轴承， 使上述轴状传动件得以 与该轴承相互穿套轴枢。
该轮状传动件包括一本体及一限位环 ； 该本体一侧凹设有一圆槽， 该圆槽内周壁 可用以形成上述咬合壁， 该限位环可被组装固接于该本体的圆槽外侧， 并可藉其内侧环壁 及该圆槽共同界定出上述离合腔室。
上述棘轮组件各具有一轴孔， 可供穿套于上述轴状传动件上， 且其轴孔内周壁各 设置有二相对的定位凹槽 ； 该轴状传动件在二个不同轴向位置上分别径向贯设有一第一销 孔及一第二销孔 ； 一定位销可选择性地安装于上述第一销孔或第二销孔， 当安装于该第一 销孔时， 该定位销二端部可分别嵌入位于内侧的上述棘轮组件的定位凹槽中， 使该内侧棘 轮组件与该轴状传动件相互连结， 而可作为上述固定棘轮组件， 外侧的棘轮组件则作为活 动棘轮组件 ； 当安装于第二销孔时， 该定位销二端部可分别嵌入位于外侧的棘轮组件的定 位凹槽中， 使该外侧棘轮组件与该轴状传动件相互连结， 而可作为上述固定棘轮组件， 内侧 的棘轮组件则作为活动棘轮组件。 该轮状传动件为一皮带轮。
该轴状传动件为一轴杆。
本发明具有以下有益技术效果 ：
1、 本发明所提供的刹车离合装置， 包括一具离合腔室及圆周状咬合壁的轮状传动 件； 一轴状传动件与轮状传动件相互轴枢 ； 二被容纳限位于离合腔室内的棘轮组件， 其包 括一与轴状传动件相互连结的固定棘轮组件， 以及一可在该轴状传动件上自由转动的活动 棘轮组件 ； 上述棘轮组件外周壁分别设置有多个彼此相对但方向相反的棘齿， 且任二相对 棘齿间界定出一容柱槽， 可供多个咬合柱选择性地配置限位于内 ； 一咬合柱推出装置用以 推动上述咬合柱与咬合壁相互抵顶， 使轮状传动件与轴状传动件产生动力传递作用 ； 一棘 轮刹车装置用以限制活动棘轮组件转动， 使上述咬合柱脱离咬合壁， 以中断动力传递作用， 同时将轴状传动件予以刹车锁住。
2、 本发明所提供的刹车离合装置， 利用多个咬合柱被嵌卡咬合于该轮状传动件的 咬合壁与该固定棘轮组件各棘齿所形成的楔形空间中， 除了可以在该轮状传动件与轴状传 动件间进行动力传递， 相较于习知采用来令片的平面摩擦结构， 更可大幅地提高扭力输出， 特别可被应用于高扭力动力传递工作， 以确保工作的稳定遂行， 并提高工作质量。
3、 本发明的轮状传动件与轴状传动件彼此间的咬合连结， 可以透过该棘轮刹车装 置配合该咬合柱推出装置在瞬间达成， 且采用楔形咬合结构设计， 相较于习知平面摩擦结 构， 更有不易产生滑动摩擦的优点， 因此， 彼此间不易产生磨耗， 扭力传递效能可以长久保 持， 使用寿命长， 毋需经常更换零件。
附图说明
图 1 为习知刹车离合器座的侧视剖面图。
图 2 为本发明第一实施例刹车离合装置的侧视剖面图。
图 3 为本发明第一实施例刹车离合装置的局部外观组合图。图 4 为本发明第一实施例刹车离合装置的局部立体分解图。
图 5 为本发明第一实施例的轮状传动件及其内部安装组件侧视剖面图。
图 6 为本发明第一实施例二棘轮组件的立体分解图。
图 7 为本发明第一实施例沿着活动棘轮组件径向的局部侧视剖面图， 并显示该活 动棘轮组件位于该固定棘轮组件的外侧， 以及包含拉伸弹簧的咬合柱推出装置。
图 8 为本发明第一实施例的棘轮刹车装置外观组合图。
图 9 为本发明第一实施例的棘轮刹车装置侧视平面图。
图 10 为本发明图 8 的 a-a 剖面图。
图 11 为本发明图 8 的 b-b 剖面图。
图 12 为本发明图 8 的 c-c 剖面图。
图 13 为本发明第一实施例的棘轮刹车装置侧视剖面图， 并显示有一游离间隙及 一刹车间隙。
图 14 为本发明第一实施例咬合柱在未被咬合柱推出装置作用前与咬合壁形成一 预定间隙的局部放大示意图。
图 15 为本发明第一实施例咬合柱在咬合柱推出装置作用下与咬合壁相互咬合的 局部放大示意图。 图 16 为本发明第一实施例刹车离合装置应用于一刹车离器座上的外观组合图。
图 17 为本发明第一实施例刹车离合装置应用于一刹车离器座上的侧视剖面图。
图 18 为本发明第二实施例刹车离合装置的棘轮组件侧视平面图， 并显示固定棘 轮组件位于该活动棘轮组件的外侧， 以及包含拉伸弹簧的咬合柱推出装置。
图 19 为本发明第三实施例刹车离合装置的固定棘轮组件侧视平面图， 并显示有 包含一弹性张力组件的咬合柱推出装置。
图 20 为本发明第四实施例刹车离合装置的局部侧视剖面图， 并显示有包含一扭 力型压缩弹簧的咬合柱推出装置。
图 21 为本发明第四实施例刹车离合装置的局部外观组合图， 并显示有包含一扭 力型压缩弹簧的咬合柱推出装置。
图 22 为本发明图 20 的扭力型压缩弹簧外观图。
具体实施方式
请参阅图 2 至图 5 所示， 本发明系一种刹车离合装置的第一实施例， 该刹车离合装 置 1 主要包括一轮状传动件 20、 二轴承 30、 一轴状传动件 40、 二棘轮组件 50、 多个咬合柱 60、 一咬合柱推出装置 70， 以及一棘轮刹车装置 80 ； 以下系针对上述组成构件分述说明。
关于该轮状传动件 20， 主要包括一本体 20a 及一限位环 20b ； 其中 ：
该本体 20a， 本实施例为一皮带轮， 其外周壁上设置有二皮带轮槽 21， 可藉由一受 马达带动的皮带驱转 ； 该本体 20a 一端侧设置有一螺孔 22， 该螺孔 22 的孔槽底壁中央凹设 有一圆槽 23， 该圆槽 23 的槽底壁中央凹设有一轴承容槽 24， 该轴承容槽 24 的槽底壁中央 贯设有一穿孔 241。上述圆槽 23 呈圆周状的内周壁可作为一咬合壁 231。
该限位环 20b， 可与上述本体 20a 的螺孔 22 相互螺合固接， 并可藉其内侧环壁 25 与该圆槽 23 共同界定出一离合腔室 201。关于该轴承 30， 可被安装定位于上述轮状传动件 20 的轴承容槽 24 内。
关于该轴状传动件 40， 本实施例为一轴杆， 可贯穿通过上述轮状传动件 20， 并与 其内部安装的上述轴承 30 相互轴枢。
上述轴状传动件 40 在二个不同轴向位置上分别径向贯设有一第一销孔 41 及一第 二销孔 42， 并可供一定位销 43 选择性地销设定位于其中一销孔中， 本实施例的定位销 43 系 安装定位于该第一销孔 41 中。
关于该棘轮组件 50， 如图 6、 7 所示， 可被容纳限位于上述轮状传动件 20 的离合腔 室 201 内， 其包括一固定棘轮组件 51 及一活动棘轮组件 52 ； 其中 ：
该固定棘轮组件 51， 本实施例的固定棘轮组件 51 位于上述活动棘轮组件 52 内侧， 其中央具有一轴孔 511， 可供穿套于上述轴状传动件 40 上， 且其轴孔 511 内周壁设置有二相 对的定位凹槽 512， 可分别供上述轴状传动件 40 第一销孔 41 中安装的定位销 43 二端部嵌 入形成卡扣定位， 使该固定棘轮组件 51 得以连结固接于该轴状传动件 40 上， 而可适当地带 动该轴状传动件 40 旋转。
上述固定棘轮组件 51 外周壁形成有多个棘齿 513， 本实施例共有九个棘齿 513， 且 任二相邻棘齿 513 间各形成有一棘齿槽 514。 该活动棘轮组件 52， 本实施例的活动棘轮组件 52 位于上述固定棘轮组件 51 外侧， 其中央具有一轴孔 521， 可供穿套于上述轴状传动件 40 上， 且其轴孔 521 内周壁设置有二相 对的定位凹槽 522， 本实施例的活动棘轮组件 52 系活动穿套于该轴状传动件 40 上， 并可在 其上作自由转动。
上述活动棘轮组件 52 外周壁形成有多个棘齿 523， 本实施例共有九个棘齿 523， 且 任二相邻棘齿 523 间各形成有一棘齿槽 524。其中， 该活动棘轮组件 52 与固定棘轮组件 51 的规格大小与棘齿 513、 523 数目相同， 但在组装状态下， 二者的棘齿 513、 523 方向刚好相 反， 因此， 当上述棘轮组件 50 各棘齿 513、 523 相互偏离错位一转动角度时， 可在任二相对的 棘齿 513、 523 间分别界定出一容柱槽 501， 本实施例共可界定出九个容柱槽 501， 且每一个 容柱槽 501 实质上是由二相对偏位的棘齿槽 514、 524 重叠部分所构成。
关于该咬合柱 60， 如图 7 所示， 可被选择性地配置限位于上述棘轮组件 50 间的预 定容柱槽 501 内， 本实施例共有六个咬合柱 60， 并以二个为一组， 以三角状平均配置于六个 容柱槽 501 内， 每一组咬合柱 60 间刚好间隔有二个容柱槽 501， 但不以此为限， 原则上， 只要 能够让上述咬合柱 60 平均配置于各容柱槽 501 内， 即可达到平均及稳定咬合力的效果， 由 于本实施例的容柱槽 501 有九个， 因此， 三个、 六个及九个， 皆是可以采用的咬合柱 60 数量， 其中， 当采用六个咬合柱 60 时， 同样可将其以三角状平均配置于三个容柱槽 501 内， 且每一 咬合柱 60 间隔有二个容柱槽 501， 采用九个咬合柱 60 时， 则刚好可以平均配置于每一容柱 槽 501 内。
关于该咬合柱推出装置 70， 如图 3、 7 所示， 可将上述咬合柱 60 适当地往上述轮状 传动件 20 的咬合壁 231 方向推动抵顶， 使该轮状传动件 20 可以透过该咬合柱 60 与上述固 定棘轮组件 51 及活动棘轮组件 52 相互咬合连结， 进而与该轴状传动件 40 产生动力传递作 用。需特别说明的是， 如图所示， 本实施例的轮状传动件 20 为顺时针转动， 其转动方向与该 固定棘轮组件 51 上的棘齿 513 方向相同， 因此， 当上述咬合柱 60 被推往咬合壁， 并与咬合 壁 231 相互抵顶碰触时， 该咬合柱 60 外周壁也同时会被卡扣咬合于该固定棘轮组件 51 各
棘齿槽 514 与该咬合壁 231 所形成的楔形空间 502 中， 如图 14、 15 所示， 而该轮状传动件 20 的转动方向所带来的旋转摩擦阻力， 刚好可以将该咬合柱 60 带往楔形空间 502 渐窄的部位 内， 使彼此越卡越紧， 故可确保其紧密咬合， 从图式中可以清楚看到， 该咬合柱 60 的外周壁 与相对咬合壁 231 及棘齿槽 514 的槽壁彼此间各形成有一咬合点 P1、 P2， 且该楔形空间 502 位于该咬合点 P1、 P2 顺时针方向处， 即右侧处形成有渐窄状空间， 藉由该咬合柱 60 被卡入 这样的渐窄状空间， 可以达到紧密卡掣咬合效果。
本实施例的咬合柱推出装置 70 包括有三组弹簧固定销 71， 以及三个拉伸弹簧 72， 如图 3、 4、 7 所示 ； 上述每一组弹簧固定销 71 具有一连结于该固定棘轮组件 51 外侧壁面上 的第一弹簧固定销 71a， 以及一连结于该活动棘轮组件 52 外侧壁面上的第二弹簧固定销 71b ； 上述拉伸弹簧 72 可分别安装固定于上述各组弹簧固定销 71 间， 藉其弹性回复力， 可常 态性地透过该弹簧固定销 71 将上述固定棘轮组件 51 与活动棘轮组件 52 彼此往预定方向 作相反转动， 而将上述各咬合柱 60 往上述轮状传动件 20 的咬合壁 231 方向推动抵顶。
由于本实施例的活动棘轮组件 52 在该固定棘轮组件 51 的外侧， 因此， 该咬合柱推 出装置 70 还包括三个设置在该活动棘轮组件 52 上呈长条弧形孔状的限位孔 73， 可供上述 第一弹簧固定销 71a 由此穿伸通过后， 得以在适当的行程内作限制转动， 并使上述拉伸弹 簧 72 可被安装固定于同一组的第一弹簧固定销 71a 穿出端与第二弹簧固定销 71b 自由端 间； 其中， 各第一弹簧固定销 71a 在各限位孔 73 内限制转动的行程大小， 原则上， 只要足以 令各咬合柱 60 被推动到达该咬合壁 231 处与其相互接触咬合， 即符合本发明的基本要求。 本实施例的咬合柱推出装置 70 可以使该活动棘轮组件 52 产生顺时针方向转动， 如图 14 所 示， 并藉由其各棘齿槽 513 的槽壁与各咬合柱 60 形成的推抵点 P3， 如图 15 所示， 使各咬合 柱 60 可被推入上述呈渐窄状的楔形空间 502 中， 再藉由呈顺时针方向转动的咬合壁 231 摩 擦作用， 即可使各咬合柱 60 被顺利地卡入该楔形空间 502 中， 且越卡越紧， 如此， 该轮状传 动件 20 的动力即可经由其咬合壁 231、 各咬合柱 60， 以及该固定棘轮组件 51 传递至该轴状 传动件 40 上， 使其产生如本实施例的顺时针转动。
本实施例的咬合柱推出装置 70 采用三组弹簧固定销 71 及三个拉伸弹簧 72， 可以 使上述棘轮组件 50 彼此间产生平均且稳定的相对转动 ； 但不以此为限， 也可以设置一组、 二组及三组以上的弹簧固定销 71， 以及相对应数目的拉伸弹簧 72 及上述限位孔 73、 74， 但 若综合考虑施力的稳定性及生产加工等条件， 仍以三组为较佳实施态样。
关于该棘轮刹车装置 80， 如图 8 所示， 可在上述轮状传动件 20 与轴状传动件 40 的 动力传递过程中， 将上述活动棘轮组件 52 限制转动， 藉此， 一方面可迫使该咬合柱 60 脱离 上述轮状传动件 20 的咬合壁 231， 以中断上述动力传递作用， 另一面也可以透过该咬合柱 60 嵌卡固定该固定棘轮组件 51， 该固定棘轮组件 51 也可同时被一起限制转动， 进而将相互 连结的上述轴状传动件 40 予以刹车锁住。
本实施例的棘轮刹车装置 80， 如图 9 至 13 所示， 包括有三个刹车销体 80a、 一制动 片 80b 及一电磁铁 80c ； 上述刹车销体 80a 可被连结于该活动棘轮组件 52 外侧壁面上 ； 该 制动片 80b 上设置有三个销体穿孔 801， 可供上述刹车销体 80a 由此穿过 ； 该电磁铁 80c 可 被适当地激磁， 以控制该制动片 80b 与其相互磁吸结合呈刹车状态， 或被适当地消磁， 使该 制动片 80b 与其松放脱离呈可自由转动状态。
需特别说明的是， 为简化构造， 本实施例系直接以上述咬合柱推出装置 70 用以连结固定于该活动棘轮组件 52 上的各第二弹簧固定销 71b 作为上述刹车销体 80a， 但为避免 影响该咬合柱推出装置 70 的正常运作， 本实施例在该制动片 80b 上设置三个呈长条弧形状 的限位孔 802， 使该第一弹簧固定销 71a 由此穿伸通过后， 得以被限制在适当行程内转动 ； 但不以此为限， 另一种可行的技术方案， 可将连结固定于该固定棘轮组件 51 上的各第一弹 簧固定销 71a 突伸长度略短于各第二弹簧固定销 71b， 使其末端位置得以与该制动片 80b 相 隔一预定间隙， 而不致于相互碰撞干涉， 藉此， 同样可以使上述咬合柱推出装置 70 顺利遂 行。
本实施例的棘轮刹车装置 80 系利用电磁铁 80c 与制动片 80b 彼此间在相互磁吸 时产生的摩擦迫紧力， 使制动片 80b 连同穿过其上的各刹车销体 80a， 以及提供该刹车销体 80a 连结的活动棘轮组件 52 一起被刹车锁住， 以达到限制该活动棘轮组件 52 转动的目的， 然而， 为了使该电磁铁 80c 与该制动片 80b 彼此间在磨耗发生后， 能够随时保持一定的刹车 间隙， 以维持良好刹车质量， 本实施例的刹车间隙具有自动微调功能， 为达此功能， 该制动 片 80b 还包括一轴座 81、 一外环座 82、 一刹车片 83 及一挡止环片 84 ； 其中 ：
该轴座 81， 具有一管壁 811， 其内部形成有一轴孔 812， 可供穿套固定在上述轴状 传动件 40 上， 该管壁 811 内侧端径向延伸有一环壁 813， 可供上述销体穿孔 801 及限位孔 802 轴向贯设， 并于环壁 813 外周壁上设置有一弹簧容槽 814， 以供一压缩弹簧 815 及一迫 紧块 816 依序安装于内， 使该迫紧块 816 具有弹性抵顶迫紧作用 ； 该环壁 813 外周壁上还以 对称方式径向设置有二销孔 817， 分别供一定位销 818 安装于内。
该外环座 82， 具有一套孔 821， 可供穿套在上述轴座 81 外周壁上， 且其内周壁上以 对称方式轴向贯设有二定位销槽 822， 可供上述轴座 81 外周壁上的定位销 818 容纳限位于 内， 藉以限制该外环座 82 转动 ； 该套孔 821 内周壁还可受该轴座 81 外周壁上的迫紧块 816 予以弹性抵顶， 使彼此穿套部位间存在有一预定大小的弹性迫紧力 ； 藉此， 当该外环座 82 受一轴向力作用， 并克服其套孔 821 内周壁所受到的弹性迫紧力时， 即可在该轴座 81 上适 当地轴向位移。
上述外环座 82 在靠近外围处的内、 外侧环壁间以等角方式轴向贯设有三个滑孔 823， 且该滑孔 823 内各滑套有一套管 824， 可在该滑孔 823 中被适当地轴向推动滑移， 其中 该套管 824 的长度略大于该滑孔 823 深度一段距离。
上述外环座 82 在靠近外围处的内侧环壁上更以等角方式轴向凹设有三个弹簧容 槽 825， 且每一弹簧容槽 825 内置设有一压缩弹簧 826。
该刹车片 83， 可被配置于上述外环座 82 的外侧， 并适当地与其外侧环壁相互靠 抵， 其上更以等角方式轴向设置有三个螺孔 831 与上述外环座 82 上的套管 824 相对。
该挡止环片 84， 可被配置于上述外环座 82 的内侧， 其上以等角方式轴向贯穿有三 个穿孔 841 与上述外环座 82 上的套管 824 相对， 并可分别藉由一限位螺栓 842 穿过一垫圈 843 后， 依序穿过上述穿孔 841 及套管 824， 并与上述刹车片 83 的螺孔 831 相互螺合锁固， 使该挡止环片 84 与上述刹车片 83 可分别夹抵于该套管 824 内、 外侧二端部， 此时， 由于该 挡止环片 84 会受到上述外环座 82 的压缩弹簧 826 往内侧方向弹性抵顶， 因此， 可将上述挡 止环片 84 连同套管 824 及刹车片 83 往内侧方向推抵位移， 直到该刹车片 83 与该外环座 82 的外侧环壁相互靠抵为止， 所以， 该刹车片 83 在常态下可与该外环座 82 的外侧环壁保持于 靠抵状态 ； 其中， 由于该套管 824 的长度被设计大于该滑孔 823 一段距离， 因此， 该挡止环片84 在常态下可与该外环座 82 的内侧环壁保持一游离间隙 S1， 如图 13 所示。
该电磁铁 80c， 可被适当地组装固定， 而位于上述刹车片 83 外侧， 其内侧环壁在相 对该刹车片 83 处设置有一呈环状的来令片 85， 该来令片 85 在常态下， 可与上述刹车片 83 保持一刹车间隙 S2， 如图 13 所示， 其中该刹车间隙 S2 等于上述游离间隙 S1 ； 当该电磁铁 80c 被激磁时， 可产生磁吸作用， 将该刹车片 83 往电磁铁 80c 方向吸引， 使该刹车片 83 可与 其上相对的来令片 85 相互产生迫紧， 并藉由迫紧时产生的摩擦阻力， 将包含该刹车片 83 的 整个制动片 80b 予以刹车锁住， 进而达到限制该活动棘轮组件 52 转动的目的。
需特别说明的是， 本发明在上述电磁铁 80c 的来令片 85 及刹车片 83 尚未受到任 何磨耗的情况下， 当刹车片 83 与电磁铁 80c 的来令片 85 相互迫紧时， 该挡止环片 84 也将 与该外环座 82 的外侧环壁相互靠抵， 但当来令片 85 或刹车片 83 在使用一段时间后产生磨 耗变薄时， 该刹车片 83 与来令片 85 间的刹车间隙 S2 将会扩大， 因此， 藉由上述外环座 82 在一预定大小轴向力作用时， 可在该轴座 81 上适当轴向位移的结构设计， 当刹车片 83 再次 被磁吸与该电磁铁 80c 上的来令片 85 相互靠抵时， 即可藉由连动该挡止环片 84 推动该外 环座 82 在该轴座 81 上适当地往外侧方向位移， 而达到自动微调上述刹车间隙 S2 的功效。
如图 16、 17 所示， 本发明刹车离合装置 1 特别可被应用于自动车床上， 用以组成一 刹车离合器座 2， 并提供攻牙或钻孔等加工作业所需的动力传递控制。组装时， 可将该刹车 离合装置 1 上的轴状传动件 40 二端分别轴枢定位于一固定座 91 彼此相隔预定距离的二 轴接部位 911 间， 并在该轴状传动件 40 相对该轮状传动件 20 的一端上穿套固接一输出轮 92， 同时在该轮状传动件 20 与一马达输出轴间安装一皮带， 用以将马达动力传递至该轮状 传动件 20 上。本发明刹车离合装置 1 的棘轮刹车装置 80， 其电磁铁 80c 在常态下系处于激 磁状态， 而将该活动棘轮组件 52 予以限制转动， 因此， 可藉以控制上述咬合柱 60 处于与该 轮状传动件 20 的咬合壁 231 相互脱离的状态， 使该轮状传动件 20 在常态下只能产生空转， 而无法将动力传递至输出轮 92 ； 而当刹车离合装置 1 欲进行动力传递时， 只需将电磁铁 80c 消磁， 使该活动棘轮组件 52 的限制转动被解除， 上述咬合柱 60 便可受到上述任一实施例咬 合柱推出装置 70 的动作往外位移抵顶于该咬合壁 231 上， 使该轮状传动件 20、 各咬合柱 60 及固定棘轮组件 51 彼此相互嵌卡咬合形成一体结构， 如此， 即可将该轮状传动件 20 的动力 传递经由该固定棘轮组件 51 传送至相互连结的轴状传动件 40 上， 再经由端部连结的输出 轮 92 传送至攻牙或钻孔刀具上进行攻牙与钻孔作业。当攻牙或钻孔至预定行程时， 只需再 透过电磁铁 80c 的激磁产生刹车作用， 使该活动棘轮组件 52 再次被限制转动， 即可立即中 断动力传递， 并将该轮状传动件 20 回复常态下的空转状态， 此时， 如上所述， 由于自动车床 的工件尚在转动状态， 因此， 被刹车锁住的刀具即可藉由转动中的工件产生的反向转动， 而 自动退出脱离工件， 并完成工件的加工作业。
本发明第二实施例的刹车离合装置 1 大致与上述第一实施例相同， 其差别在于 ：
第一 ： 上述定位销 43 系被安装定位于该轴状传动件 40 的第二销孔 42， 使上述活 动棘轮组件 52 的轴孔 521 内部定位凹槽 522， 可分别供该定位销 43 二端部嵌入形成卡扣定 位， 同时， 使上述第一实施例原本连结于该轴状传动件 40 的上述固定棘轮组件 51 失去定位 销 43 的卡扣定位， 而呈可自由转动状态。藉此， 使用者可轻易地透过上述定位销 43 在该第 一销孔 41 与第二销孔 42 二个不同轴向位置间的选择性变换， 将原来位于内侧的固定棘轮 组件 51 变换成为活动棘轮组件 52， 同时将原来位于外侧的活动棘轮组件 52 变换成为固定棘轮组件 51。
第二 ： 上述咬合柱推出装置 70 包括三个设置在该固定棘轮组件 51 上呈长条弧形 孔状的限位孔 74， 如图 18 所示， 可供上述第二弹簧固定销 71b 由此穿伸通过后， 得以被限制 在预定行程内转动， 并使上述拉伸弹簧 72 可被安装固定于同一组的第二弹簧固定销 71b 穿 出端与第一弹簧固定销 71a 自由端间。
第三 ： 为使上述连结于该活动棘轮组件 52 外侧壁面上的上述刹车销体 80a 能够 顺利地从该固定棘轮组件 51 穿出， 该固定棘轮组件 51 上设置有三个呈长条弧形状的限位 孔 803， 可供上述各刹车销体 80a 分别由此穿伸通过， 并可被限制在适当地行程内转动， 同 时不致于影响上述咬合柱推出装置 70 的运作。但为了简化构造， 同样可直接利用该咬合柱 推出装置 70 用以连结固定于该活动棘轮组件 52 上的各第二弹簧固定销 71b 作为上述刹车 销体 80a， 并以提供各第二弹簧固定销 71b 通过的上述限位孔 74 作为该固定棘轮组件 51 上 供各刹车销体 80a 通过的限位孔 803。
本发明第二实施例的刹车离合装置 1 相较于第一实施例， 两者固定棘轮组件 51 的 棘齿 513 方向刚好完全相同， 因此， 为使上述咬合柱 60 仍能在该固定棘轮组件 51 与轮状传 动件 20 的咬合壁 231 间发挥咬合作用， 必需改变第一实施例轮状传动件 20 的转动方向， 也 就是将图 12 的第一实施例呈顺时针方向转动的轮状传动件 20 改变成逆时针方向转动， 透 过这样的改变， 可以将经由该轮状传动件 20、 咬合柱 60 及固定棘轮组件 51 传递至该轴状传 动件 40 上的转动方向倒置， 因此， 相对于第一实施例的正牙加工， 本实施例即可被应用于 反牙加工。其中， 上述轮状传动件 20 的反向转动， 可以轻易地透过反向切换驱动马达的转 动方向来达成， 此部分属于习知技术。 本发明第三实施例的刹车离合装置 1 大致与上述第一实施例相同， 其差别仅在 于： 该咬合柱推出装置 70 包括一弹性张力组件 75， 如图 19 所示， 其可为具有二自由端的金 属圈状物， 如以金属线材弯折而成， 或以压缩弹簧适当裁切而成， 或以金属弹片弯折而成。 该弹性张力组件 75 可被安装限位于上述任一棘轮组件 50 上或上述棘轮组件 50 间， 藉其往 外弹性扩张力， 可常态性地将上述各咬合柱 60 往轮状传动件 20 的咬合壁 231 方向推动抵 顶。
本实施例的弹性张力组件 75 可被安装限位于上述棘轮组件 50 间， 为达此目的， 该 咬合柱推出装置 70 还包括有分别设置在上述固定棘轮组件 51 与活动棘轮组件 52 相对侧 壁面上的一环状凹槽 761、 762， 如图 5、 6 所示， 可共同界定出一环状腔室 77， 且上述环状凹 槽 761、 762 在相对于各棘齿槽 514、 524 处与该棘齿槽 514、 524 相连通， 藉此， 可将该弹性张 力组件 75 容纳限位于该环状腔室 77 内， 并使其可常态性地透过该连通处推抵位于各棘齿 槽 514、 524 内的上述咬合柱 60。
如图 20 至 22 所示， 本发明第四实施例的刹车离合装置 1 大致与上述第一、 二实施 例相同， 其差别仅在于 ： 该咬合柱推出装置 70 包括一扭力型压缩弹簧 78， 其本体与一般压 缩弹簧相仿， 但二端位于同一侧， 并以接近本体径向延伸的方式各自形成一张力端 781 ； 藉 此， 可将该扭力型压缩弹簧 78 穿套在位于外侧的上述活动棘轮组件 52 与该棘轮刹车装置 80 轴座 81 间的轴状传动件 40 上， 或是位于外侧的上述固定棘轮组件 51 与该棘轮刹车装置 80 轴座 80 间的轴状传动件 40 上， 使位于外侧的活动棘轮组件 52 或固定棘轮组件 51 可受 其弹性抵顶， 而与位于内侧的固定棘轮组件 51 或活动棘轮组件 52 保持相互贴合， 以防止其
碰触上述限位环 20b， 同时， 更可将其张力端 781 配置于上述其中一第一弹簧固定销 71a 与 邻侧的一第二弹簧固定销 71b 间， 使该第二弹簧固定销 71b 可受相对张力端 781 往预定方 向弹性抵顶作用， 而带动该活动棘轮组件 52 与该固定棘轮组件 51 相对转动， 进而达到将上 述各咬合柱 60 往咬合壁 231 方向推抵位移， 以产生咬合作用的效果。当然， 本实施例亦可 仅配置一组弹簧固定销 71， 而毋需配置三组。
本发明刹车离合装置 1， 由于轮状传动件 20 与轴状传动件 40 彼此间系透过多个 咬合柱 60 在该轮状传动件 20 转动时被带入其咬合壁 231 与该固定棘轮组件 51 各相对棘 齿槽 514 所形成的楔形空间 502 中产生的紧密迫紧作用， 因此， 可以产生良好的嵌卡咬合效 果， 相较于习知来令片的平面摩擦结构， 可以大幅地提高动力传递效能， 特别可被应用于传 递高扭力动力输出工作， 例如钻孔、 攻牙等加工作业， 故不致于发生习知因扭力输出不足， 造成工作中断停摆及刀具受损的情形， 所以工作可以顺畅且稳定地进行， 进而确保工作的 质量与刀具的寿命。
本发明的轮状传动件 20 与轴状传动件 40 彼此间的咬合连结， 可以在该棘轮刹车 装置 80 的电磁铁 80c 消磁瞬间， 配合该咬合柱推出装置 70 来达成， 且采用楔形咬合结构设 计， 相较于习知平面摩擦的结构， 更有不易产生滑动摩擦的优点， 因此， 彼此间不易产生磨 耗， 扭力传递效能可以长久保持， 使用寿命长， 毋需经常更换零件。
本发明轮状传动件 20 与轴状传动件 40 彼此间的动力传递， 系藉由该棘轮刹车装 置 80 的电磁铁 80c 被激磁时产生的刹车锁住作用， 迫使转动中的活动棘轮组件 52 被中断 所达成， 因此， 相较于习知利用消磁方式来刹车的结构设计， 本发明便不会受到消磁时间长 短的影响， 更没有习知采用高电磁力容易使动力中断时间产生迟延的现象， 所以能够准确 稳定地控制动力中断时间， 使工作质量大幅提高， 以攻牙、 钻孔等加工制程为例， 可以大幅 地提高攻牙、 钻孔深度的精准度。
综上所述， 本发明在同类产品中实有极佳的进步实用性， 同时查遍国内外关于此 类结构的技术数据与文献， 亦未发现有相同的构造存在于先。
然而， 以上所述， 仅系本发明数个较佳可行实施例而已， 故凡举应用本发明说明书 及申请专利范围所为的等效结构变化， 理应包含在本发明的专利范围内。