TWI717903B

TWI717903B - 鼓式煞車裝置

Info

Publication number: TWI717903B
Application number: TW108141882A
Authority: TW
Inventors: 郭榮彬
Original assignee: 三陽工業股份有限公司
Priority date: 2019-11-19
Filing date: 2019-11-19
Publication date: 2021-02-01
Also published as: TW202120831A

Abstract

一種鼓式煞車裝置，適於對一機車之一輪轂進行煞車，包括一煞車盤座、一銷、一第一煞車蹄片、一第一摩擦材、一第二煞車蹄片、一第二摩擦材、一彈力單元以及一煞車凸輪。煞車盤座具有一盤座軸心。銷設於該煞車盤座。第一煞車蹄片以可轉動的方式連接該銷。第一摩擦材設於該第一煞車蹄片。第二煞車蹄片以可轉動的方式連接該銷。第二摩擦材設於該第二煞車蹄片。煞車凸輪設於該煞車盤座。該第一摩擦材與該輪轂之間具有一第一接觸面積，該第二摩擦材與該輪轂之間具有一第二接觸面積，該第一接觸面積大於該第二接觸面積。

Description

鼓式煞車裝置

本發明之實施例係有關於一種煞車裝置，特別係有關於一種鼓式煞車裝置。

習知之鼓式煞車裝置包括第一煞車蹄片、第一摩擦材、第二煞車蹄片以及第二摩擦材。第一摩擦材設於第一煞車蹄片，第二摩擦材設於第二煞車蹄片。第一摩擦材以及第二摩擦材適於對機車之輪轂進行煞車。在習知技術中，第一摩擦材與第二摩擦材的尺寸相同，然而，經長時間使用後，第一摩擦材與第二摩擦材的磨耗量並不相同。如此造成了煞車力的降低，並影響了駕駛上的安全性。

本發明之實施例係為了欲解決習知技術之問題而提供之一種鼓式煞車裝置，適於對一機車之一輪轂進行煞車，包括一煞車盤座、一銷、一第一煞車蹄片、一第一摩擦材、一第二煞車蹄片、一第二摩擦材、一彈力單元以及一煞車凸輪。煞車盤座具有一盤座軸心。銷設於該煞車盤座。第一煞車蹄片以可轉動的方式連接該銷。第一摩擦材設於該第一煞車蹄片。第二煞車蹄片以可轉動的方式連接該銷。第二摩擦材設於該第二煞車蹄片。彈力單元連接該第一煞車蹄片以及該第二煞車蹄片。煞車凸輪設於該煞車盤座，其中，該煞車凸輪於一第一凸輪方位以及一第二凸輪方位間轉動，當該煞車凸輪處於該第一凸輪方位時，該第一煞車蹄片與該第二煞車蹄片收合，該第一摩擦材以及第二摩擦材均未接觸該輪轂，當該煞車凸輪處於該第二凸輪方位時，該第一煞車蹄片與該第二煞車蹄片撐開，該第一摩擦材以及第二摩擦材適於接觸該輪轂，其中，該第一摩擦材與該輪轂之間具有一第一接觸面積，該第二摩擦材與該輪轂之間具有一第二接觸面積，該第一接觸面積大於該第二接觸面積。

在一實施例中，當該機車前進時，該輪轂繞該煞車盤座沿一第一方向轉動，該輪轂上具有一參考點，在該參考點經過該銷之後，該參考點先經過該第二摩擦材，再經過該煞車凸輪，最後過該第一摩擦材，再回到該銷。

在一實施例中，該第二接觸面積與該第一接觸面積的比值介於68％～15％之間。

在一實施例中，該第二接觸面積與該第一接觸面積的比值介於44％～31％之間。

在一實施例中，該第二接觸面積與該第一接觸面積的比值符合下列關係式：

其中，該煞車凸輪包括一第一作用端以及一第二作用端，當該煞車凸輪處於該第二凸輪方位時，該第一作用端推頂該第一煞車蹄片，該第二作用端推頂該第二煞車蹄片，h1為該銷與該第一作用端之間的距離，h2為該銷與該第二作用端之間的距離，b為該銷與該盤座軸心之間的距離，c1為該盤座軸心與該第一摩擦材之間的徑向距離，c2為該盤座軸心與該第二摩擦材之間的徑向距離，μ為該第一摩擦材以及該第二摩擦材的摩擦係數。

在一實施例中，該彈力單元包括一第一彈簧以及一第二彈簧，該第一彈簧之一端連接該第一煞車蹄片，該第一彈簧之另一端連接該第二煞車蹄片，該第二彈簧之一端連接該第一煞車蹄片，該第二彈簧之另一端連接該第二煞車蹄片，該第一彈簧平行於該第二彈簧，該盤座軸心位於該第一彈簧與該第二彈簧之間。

在另一實施例中，本發明提供一種鼓式煞車裝置，適於對一機車之一輪轂進行煞車，包括一煞車盤座、一銷、一第一煞車蹄片、一第一摩擦材、一第二煞車蹄片、一第二摩擦材、一彈力單元以及一煞車凸輪。煞車盤座具有一盤座軸心。銷設於該煞車盤座。第一煞車蹄片以可轉動的方式連接該銷。第一摩擦材設於該第一煞車蹄片。第二煞車蹄片以可轉動的方式連接該銷。第二摩擦材設於該第二煞車蹄片。彈力單元連接該第一煞車蹄片以及該第二煞車蹄片。煞車凸輪設於該煞車盤座，其中，該煞車凸輪於一第一凸輪方位以及一第二凸輪方位間轉動，當該煞車凸輪處於該第一凸輪方位時，該第一煞車蹄片與該第二煞車蹄片收合，該第一摩擦材以及第二摩擦材均未接觸該輪轂，當該煞車凸輪處於該第二凸輪方位時，該第一煞車蹄片與該第二煞車蹄片撐開，該第一摩擦材以及第二摩擦材適於接觸該輪轂，其中，該第一摩擦材在該煞車盤座之一周向上具有一第一摩擦材長度，該第二摩擦材在該煞車盤座之該周向上具有一第二摩擦材長度，該第一摩擦材長度大於該第二摩擦材長度。

應用本發明實施例之鼓式煞車裝置，可以使該第一摩擦材與該第二摩擦材的磨耗量相當，藉此可以維持煞車力、提升駕駛的安全性，在一實施例中，也可提高鼓式煞車裝置的使用壽命。

參照第1圖，其係顯示本發明實施例之機車M的外型，包括龍頭91、前輪92、後輪93、坐墊94、動力系統95等元件。

機車M包含前段、中段以及後段等等部分。機車M之前段設有龍頭91、前輪92、方向燈以及鑰匙孔等元件。機車M之中段設有動力系統95、坐墊94及腳架等元件。機車M之後段設有尾燈、後輪93、擋泥板等元件。

龍頭91用以控制機車M的行進方向，龍頭91上可裝設有機能零件，包括儀錶、開關、後照鏡等單元。龍頭91也具有把手（包含加油握把）以及手煞車，使用者可透過把手操控龍頭91的轉向，透過加油握把調整動力系統95之節氣門角度以控制動力輸出，並透過手煞車將機車M減速。龍頭91上也可裝設有主燈，主燈為機車M提供主要光線照明。

龍頭91與前輪92透過龍頭旋轉軸連動，藉此透過旋轉龍頭91可控制前輪92的角度，從而控制機車M的行進方向。

動力系統95連接並驅動後輪93，藉此為機車M提供動力，使機車M前進。

第2圖係顯示本發明實施例之鼓式煞車裝置，其適於對前述機車M之車輪的輪轂8進行煞車。參照第2圖，該鼓式煞車裝置B包括一煞車盤座3、一銷4、一第一煞車蹄片1、一第一摩擦材11、一第二煞車蹄片2、一第二摩擦材21、一彈力單元5以及一煞車凸輪6。煞車盤座3具有一盤座軸心31。銷4設於該煞車盤座3。第一煞車蹄片1以可轉動的方式連接該銷4。第一摩擦材11設於該第一煞車蹄片1。第二煞車蹄片2以可轉動的方式連接該銷4。第二摩擦材21設於該第二煞車蹄片2。彈力單元5連接該第一煞車蹄片1以及該第二煞車蹄片2。煞車凸輪6設於該煞車盤座3。

參照第2圖，該煞車凸輪6於一第一凸輪方位以及一第二凸輪方位間轉動，當該煞車凸輪6處於該第一凸輪方位時，該第一煞車蹄片1與該第二煞車蹄片2收合，該第一摩擦材11以及第二摩擦材21均未接觸該輪轂。當該煞車凸輪6處於該第二凸輪方位時，該第一煞車蹄片1與該第二煞車蹄片2撐開，該第一摩擦材11以及第二摩擦材21適於接觸該輪轂8，其中，該第一摩擦材11與該輪轂8之間具有一第一接觸面積，該第二摩擦材21與該輪轂8之間具有一第二接觸面積，該第一接觸面積大於該第二接觸面積。

在該第一摩擦材11與該第二摩擦材21的材料寬度相同的情況下。該第一摩擦材11在該煞車盤座3之一周向上具有一第一摩擦材長度L1，該第二摩擦材21在該煞車盤座3之該周向上具有一第二摩擦材長度L2，該第一摩擦材長度L1大於該第二摩擦材長度L2。

參照第2圖，在一實施例中，當該機車前進時，該輪轂8繞該煞車盤座3沿一第一方向α轉動，該輪轂8上具有一參考點81(虛擬參考點)，在該參考點81經過該銷4之後，該參考點81先經過該第二摩擦材21，再經過該煞車凸輪6，最後過該第一摩擦材11，再回到該銷4。

參照第2圖，在一實施例中，該彈力單元5包括一第一彈簧51以及一第二彈簧52，該第一彈簧51之一端連接該第一煞車蹄片1，該第一彈簧51之另一端連接該第二煞車蹄片2，該第二彈簧52之一端連接該第一煞車蹄片1，該第二彈簧52之另一端連接該第二煞車蹄片2，該第一彈簧51平行於該第二彈簧52，該盤座軸心31位於該第一彈簧51與該第二彈簧52之間。

第3圖係顯示本發明實施例之鼓式煞車裝置的設計參數。參照第3圖，在一實施例中，該第二接觸面積與該第一接觸面積的比值符合下列關係式：

其中，該煞車凸輪6包括一第一作用端61以及一第二作用端62，當該煞車凸輪6處於該第二凸輪方位時，該第一作用端61推頂該第一煞車蹄片1，該第二作用端62推頂該第二煞車蹄片2，h1為該銷4與該第一作用端61之間的距離，h2為該銷4與該第二作用端62之間的距離，b為該銷4與該盤座軸心31之間的距離，c1為該盤座軸心31與該第一摩擦材11之間的徑向距離，c2為該盤座軸心31與該第二摩擦材21之間的徑向距離，μ為該第一摩擦材以及該第二摩擦材的摩擦係數。

以下說明上述公式的計算原理，當鼓式煞車裝置B進行煞車時，煞車凸輪6之第一作用端61對該第一煞車蹄片1施加一作用力Fa，該輪轂8對該第一煞車蹄片1施加一反作用力Fn1，該輪轂8與該第一摩擦材11之間產生摩擦力Ff1，上述作用力Fa、反作用力Fn1以及摩擦力Ff1相對於該銷4的力矩和會等於零，因此得到下列關係式：

又因為摩擦力Ff1等於反作用力Fn1乘以摩擦係數μ，因此

由以上算式可簡化得

再整理簡化上述算式可得

…(1)

同樣的，當鼓式煞車裝置B進行煞車時，煞車凸輪6之第二作用端62對該第二煞車蹄片2施加作用力Fa，該輪轂8對該第二煞車蹄片2施加一反作用力Fn2，該輪轂8與該第二摩擦材21之間產生摩擦力Ff2，上述作用力Fa、反作用力Fn2以及摩擦力Ff2相對於該銷4的力矩和會等於零，因此得到下列關係式：

又因為摩擦力Ff2等於反作用力Fn2乘以摩擦係數μ，因此

由以上算式可簡化得

再整理簡化上述算式可得

…(2) 由以上算式(1)(2)整理可得摩擦力Ff1與摩擦力Ff2的關係式為：

在設計上為了讓第一摩擦材11與第二摩擦材21的磨損量相當，因此必須控制第一摩擦材11與第二摩擦材21的面壓相當，換言之，基於，該第二接觸面積與該第一接觸面積的比值需符合下列關係式，藉此使得磨耗量保持一致：

在一實施例中，該第二接觸面積與該第一接觸面積的比值介於44％～31％之間。又，在本發明之一實施例中，該第二接觸面積與該第一接觸面積的比值介於68％～15％之間。

在本發明之實施例中，以燃油機車為例，然而，上述揭露並未限制本發明。本發明所定義之機車可以包括燃油機車、電動機車或其他機動車輛。

雖然本發明已以具體之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技術者，在不脫離本發明之精神和範圍內，仍可作些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

B:鼓式煞車裝置 1:第一煞車蹄片 11:第一摩擦材 2:第二煞車蹄片 21:第二摩擦材 3:煞車盤座 31:盤座軸心 4:銷 5:彈力單元 51:第一彈簧 52:第二彈簧 6:煞車凸輪 61:第一作用端 62:第二作用端 h1、h2、b、c1、c2:距離 8:輪轂 81:參考點 L1:第一摩擦材長度 L2:第二摩擦材長度 α:第一方向 Fa:作用力 Ff1:摩擦力 Ff2:摩擦力 Fn1:反作用力 Fn2:反作用力 91:龍頭 92:前輪 93:後輪 94:坐墊 95:動力系統 M:機車

第1圖係顯示本發明實施例之機車的外型。第2圖係顯示本發明實施例之鼓式煞車裝置。第3圖係顯示本發明實施例之鼓式煞車裝置的設計參數。

B:鼓式煞車裝置

1:第一煞車蹄片

11:第一摩擦材

2:第二煞車蹄片

21:第二摩擦材

3:煞車盤座

31:盤座軸心

4:銷

5:彈力單元

51:第一彈簧

52:第二彈簧

6:煞車凸輪

61:第一作用端

62:第二作用端

8:輪轂

81:參考點

L1:第一摩擦材長度

L2:第二摩擦材長度

α:第一方向

Claims

一種鼓式煞車裝置，適於對一機車之一輪轂進行煞車，包括：一煞車盤座，具有一盤座軸心；一銷，設於該煞車盤座；一第一煞車蹄片，以可轉動的方式連接該銷；一第一摩擦材，設於該第一煞車蹄片；一第二煞車蹄片，以可轉動的方式連接該銷；一第二摩擦材，設於該第二煞車蹄片；一彈力單元，連接該第一煞車蹄片以及該第二煞車蹄片；一煞車凸輪，設於該煞車盤座，其中，該煞車凸輪於一第一凸輪方位以及一第二凸輪方位間轉動，當該煞車凸輪處於該第一凸輪方位時，該第一煞車蹄片與該第二煞車蹄片收合，該第一摩擦材以及第二摩擦材均未接觸該輪轂，當該煞車凸輪處於該第二凸輪方位時，該第一煞車蹄片與該第二煞車蹄片撐開，該第一摩擦材以及第二摩擦材適於接觸該輪轂，其中，該第一摩擦材與該輪轂之間具有一第一接觸面積，該第二摩擦材與該輪轂之間具有一第二接觸面積，該第一接觸面積大於該第二接觸面積，其中，當該機車前進時，該輪轂繞該煞車盤座沿一第一方向轉動，該輪轂上具有一參考點，在該參考點經過該銷之後，該參考點先經過該第二摩擦材，再經過該煞車凸輪，最後過該第一摩擦材，再回到該銷，其中，該第二接觸面積與該第一接觸面積的比值符合下列關係式：
其中，該煞車凸輪包括一第一作用端以及一第二作用端，當該煞車凸輪處於該第二凸輪方位時，該第一作用端推頂該第一煞車蹄片，該第二作用端推頂該第二煞車蹄片，h1為該銷與該第一作用端之間的距離，h2為該銷與該第二作用端之間的距離，b為該銷與該盤座軸心之間的距離，c1為該盤座軸心與該第一摩擦材之間的徑向距離，c2為該盤座軸心與該第二摩擦材之間的徑向距離，μ為該第一摩擦材以及該第二摩擦材的摩擦係數。
如申請專利範圍第1項所述之鼓式煞車裝置，其中，該彈力單元包括一第一彈簧以及一第二彈簧，該第一彈簧之一端連接該第一煞車蹄片，該第一彈簧之另一端連接該第二煞車蹄片，該第二彈簧之一端連接該第一煞車蹄片，該第二彈簧之另一端連接該第二煞車蹄片，該第一彈簧平行於該第二彈簧，該盤座軸心位於該第一彈簧與該第二彈簧之間。