专利名称：齿轮传动电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及内装离合器机构的齿轮传动电机。
然而，在很多设备中需要首先驱动被控部件至动作位置并保持在该位置，然后允许被控部件依靠自身具有的复位力复位至其初始位置，因此传送动力/切断机械连接的离合器机构是齿轮传动电机不可缺少的基本构成。
公知技术中，如日本国特开平1-194833号公报所记载，当驱动负荷用电机工作时，通过负荷驱动用电机的定子的磁场作用，使吸附片吸附在定子上，因吸附使离合器处于连接状态。同时，在驱动负荷用电机不动作状态下，定子的磁场消失，吸附片脱开定子，因此使离合器处于切断状态。
然而，这种离合方式的动力取自驱动负荷用电机定子的磁场，其吸附片的操作行程不仅小，而且其直线往复动作较难放大，存在着难以准确进行离合控制的问题。
日本国另一特开平3-198638公报上，公开了由磁感应传递转动力，其相向排列的恒磁铁与感应圈的一端由驱动负荷用电机旋转驱动，利用恒磁和感应圈的磁能驱动离合器的操作片。这种感应圈式的离合方式虽已广为采用，但由于使用了永久磁铁和特定材质的感应圈，存在着制造费用高的问题。
本实用新型为解决上述背景情况存在的技术问题采用以下技术方案齿轮传动电机骨架中设有电机及传动于齿轮减速组的电机离合器，齿轮减速组由传动连接的行星齿轮机构、中间齿轮和传动于具有自复位力的被操作对象的输出齿轮构成，受控于输出齿轮的凸轮连接杆其斜面操作部与电机离合器的轴向变位部分相衔接，与凸轮连接杆连动的控制杆制动于电机离合器的旋转部分，电机离合器设有其离合控制机构及切换部件；所述离合控制机构是，与电机传动连接的旋转驱动轴相对转动支撑有在同一中心轴线上的连动旋转轴，套接于连动旋转轴上的连动螺旋弹簧其一端固定于旋转驱动轴，另一端固定于由连动旋转轴相对转动支撑的惯性轮，该惯性轮滞后旋转时的连动螺旋弹簧与连动旋转轴紧密接合，连动旋转轴设有与其磨擦连接的磨擦齿轮；所述切换部件是，磨擦齿轮啮合有摆动杆，其阻挡块与齿轮减速组旋转部件控制片相接合。
本实用新型还可以采取以下技术措施所述的电机是交流同步电机。
所述的电机离合器是由同轴的带有上侧副齿轮及周边均布控制爪的上侧离合部件、中间的螺旋弹簧和轴向变位的、与电机啮合下侧离合部件构成，上、下侧离合部件的相对面设有接合凹凸。
所述的行星齿轮机构是由设置内齿齿轮和外齿齿轮的、轴支撑的箱体和与内齿齿轮啮合的行星齿轮部件构成，电机离合器的上侧副齿轮是行星齿轮机构的中心轮，外齿齿轮啮合有调速副齿轮，其上端的支承板设有由离心滑动件和与其滑动接触的滑动筒构成的行星齿轮机构的调速器，支承板的外周面设有与切换部件摆动杆的阻挡块相接合控制片。
所述的离合控制机构中的连动螺旋弹簧，其弹簧圈的内径尺寸小于连动旋转轴的外径尺寸。
所述的离合控制机构中的磨擦齿轮，是由固定于连动旋转轴的且外圆面固定滑环的上侧磨擦件和支撑于连动旋转轴的、呈倒置杯状体的下侧磨擦件所构成，下侧磨擦件杯状体的内壁与滑环磨擦接合，上侧磨擦件的上端面设有磨擦齿轮。
本实用新型的有益效果和优点是本齿轮传动电机巧妙利用离合控制机构的连动螺旋弹簧、连动旋转轴、惯性轮和磨擦轮，将电机旋转驱动力传送给电机离合器的切换部件，作为转换部件的驱动力，使电机离合器接合，驱动被操作对象至动作位置。随后输出齿轮及凸轮连接杆使电机离合器分断。此时离合控制机构在电机旋转作用下维持切换部件被驱动的位置，直至电机被切断电源。此后的离合控制机构由于失去电机旋转驱动力在惯性轮的作用下连动旋转轴成为自由状态，电机离合器的切换部件迅速回复为初始位置，包括行星齿轮机构、中间齿轮和输出齿轮再内的齿轮减速组允许被操作对象在其回复力驱动下也回复至初始位置，输出齿轮及凸轮连接杆使电机离合器恢复接合状态，为下次电机启动做好准备。可见本齿轮传动电机可以稳定地进行传送或切断电机旋转驱动力，使操作对象稳定地进行动作控制。
本齿轮传动电机的电机离合器切换部件由离合控制机构取代已知技术中的永久磁铁或特殊材质的感应圈，以及离合控制机构可以简化已知感应圈式齿轮电机中的由多个增速齿轮及部件完成的电机离合器控制，尤其是行星齿轮机构可以减少传动齿轮部件也有利于小型化，因此，本齿轮传动电机的制造成本较低。
附图2是
图1的组装示意图。
附图3是图2的各部件分解示意图。
附图4是图1的凸轮连接杆动作状态的示意图。
附图5是电机离合器的离合控制机构结构剖面图。
附图6是图1的凸轮连接杆其它动作状态的示意图。
这个驱动负荷用的电机(18)为交流同步电机。它由电机支架(32)及中心孔(42)、转子(34)及支轴(44)、定子(50)、线圈(36)及线轴(48)、永久磁铁(38)、输出轴(40)及防逆转的控制爪(46)和控制销(47)。
电机离合器(52)由上侧离合部件(58)、下侧离合部件(60)及螺旋弹簧(62)构成。上侧离合部件(58)在同轴上设有一体成形的上侧副齿轮(58a)和控制爪(58b)，其下面形成控制部(58c)。下侧离合部件(60a)带有下侧齿轮(60a)和上侧及下侧轮毂部(60b，60c)，下侧齿轮(60a)与固定在电机(18)输出轴(40)上的输出副齿轮(40a)相啮合。同时，在下侧离合部件(60)的上面和上侧离合部件(58)的下面设有可凹凸配合的控制片(60d)和控制部(58c)，下侧离合部件(60)的上侧轮毂部(60b)上设有螺旋弹簧(62)，使上侧离合部件能轴向变位。
行星齿轮机构(20)是由箱体(64)和行星齿轮部件(66)构成。箱体(64)整体为带底的圆筒形状，其筒壁的内周面和外周面分别组成内齿齿轮(64a)和外齿齿轮(64b)。底壁部的中心轴上，设置了贯通的中心孔(64c)。行星齿轮部件(66)由齿轮销(72)、上侧及下侧圆板(68，70)、行星齿轮(74)和连接齿轮(76)构成。上侧及下侧圆板(68，70)具有穿过中心轴延伸的中心孔(68a)和插通孔(70a)。在箱体(64)的中心孔(64c)上，插入上侧离合部件(58)的上侧副齿轮(58a)。上侧副齿轮(58a)和行星齿轮(74)啮合在一起，同时，行星齿轮(74)和内齿齿轮(64a)相互啮合在一起。上侧副齿轮(58a)构成了行星齿轮机构(20)的中心轮。而且，在本实施例中，构成行星齿轮机构(20)的箱体(64)旋转被阻止状态下，电机(18)的旋转驱动力能传送到滑轮(16)上。而允许箱体(64)旋转状态下，其旋转驱动力不能传送到滑轮16上。
中间齿轮(54)有同轴上成形为一体的中间齿轮(54a)和中间副齿轮(54b)。中间齿轮(54a)与连接齿轮(76)相啮合。本实施例的输出齿轮(56)是带有半圆形状的齿轮部(56a)，它与中间副齿轮(54b)相啮合。并且在齿轮部(56a)的下面设立圆弧状的滑动壁部(56b)，在其周向的一侧端部的外侧设置与滑动壁部(56b)之间形成空隙的凸起(56d)。
在中间齿轮(54)的下侧，在支轴(84b)上配设了可以摆动的凸轮连接杆(78)。它由圆筒形状的轴部(78a)、滑动接触部(78b)和突出部(78c)构成。滑动接触部(78b)的突出端部，可以滑入设在输出齿轮(56a)上的滑动壁部(58b)内。突出部(78c)的突出端部设有操作部(80)，中央部分制有纵向延长的贯通孔(80a)。而且，操作部(80)所以设有与下侧毂部(60c)的下面衔接斜面(80c)。凸轮连接杆(78)在其轴部(78a)的外周面设置一对突出片(78b、78d)。
凸轮连接杆(78)的附近轴支撑有由其一对突出片(78b、78d)控制与之连动的控制杆(82)，控制杆(82)设置的突出片(82b)衔接于一对突出片(78b、78d)之间，控制杆(82)的控制爪(82a)与上侧离合部件(58)的控制爪(58b)接合，用于制动控制上侧离合部件(58)旋转。
滑轮(16)整体为厚的圆板形状，上面的中央部分做成朝上开口的安装孔(86)。输出齿轮(56)轴部(56e)装入该孔。滑轮(16)的周槽(88)上缠有导线(90)，该导线一侧端部由滑轮(16)控制，另一侧端部装在没有图示的操作对象上。在滑轮(16)的轴向下端，设有盖(92)，该盖(92)被固定在箱体主体(26)上，从而可以防止滑轮(16)外露。
骨架(12)内，设有调速器(94)，它由调速副齿轮(96)、支承板(98)构成。支承板上设置由支承销(100，100)和通孔(104)支承的滑动件(102)。转动时的滑动件(102)受离心作用向径向外侧扩展，与盖体(28)成形为一体的圆筒形状的滑动筒(106)内周面保持滑动接触，便可调节速度。调速副齿轮(96)与构成行星齿轮机构(20)的箱体(64)外周面上的外齿齿轮(64b)相啮合。在本实施例中，在滑动件(102)的上侧，设置了吸附件(103)，以便在离心力不起作用时使滑动件(102)得到径向内侧的吸附力。而且，在支承板(98)的外周面上做成一体形的控制片(108)。
电机离合器(52)的离合控制机构(110)，由旋转驱动轴(112)、连动螺旋弹簧(114)、惯性轮(116)、连动旋转轴(118)及磨擦齿轮(24)构成。旋转驱动轴(112)带有驱动齿轮(120)，该轮(120)与电机(18)的输出副齿轮(40a)啮合。在驱动齿轮(120)的上部的圆筒部(122)，装有与其保持相对可转动的且在同一中心轴线上的连动旋转轴(118)。该连动旋转轴(118)为圆筒形状，在其轴向中央部设有环状的支承片(124)，在支承片(124)的上侧，设置了用高比重金属材料制成的惯性轮(116)，其贯通孔(126)安装有略呈圆板形状的中央设有插入通孔(130)的组装件(128)。
在连动旋转轴(118)上，有弹簧钢制成的连动螺旋弹簧(114)，该连动螺旋弹簧(114)在不受外力作用的自由状态下，弹簧圈内径尺寸比连动旋转轴(118)的外径尺寸做得小一点，在从外部插入连动旋转轴(118)内的状态下，连动螺旋弹簧(114)基于自身的弹性，其全长被紧绕在连动旋转轴(118)上。连动螺旋弹簧(114)的一侧端部固定在旋转驱动轴(112)圆筒部(122)。而另一侧端部则被固定在惯性轮(116)的组装件(128)上。
磨擦齿轮(138)与设有扇形齿(140)的摆动杆(22)相互啮合。同时，齿(140)的圆周方向的一侧端部，形成了制动器(142)，用以阻止摆动杆(22)超出规定量的旋转。摆动齿轮(22)在径向中央部分形成了错位台，其端部(144)位于基端部(146)的上侧。基端部(146)的上面设有挂接复位螺旋弹簧(150)的突起(148)。摆动杆(22)基端部(146)的圆周方向一侧的边缘部上，设有一个面向摆动方向的阻挡块(152)，它与设在调速器支承板上的控制片(108)相接合。在本实施例中，摆动杆(22)的阻挡块(152)与控制片(108)接合的状态下，可以阻止构成行星齿轮机构(20)的箱体(64)转动。
下面以图4～6来说明本齿轮传动电机(10)的动作。首先，操作对象处于初始位置。如图4所示，电机(10)通电时，凸轮连接杆(78)的滑动接触部(78b)与输出齿轮(56)的滑壁部(56b)连接，因此在凸轮连接杆(78)操作部(80)的基端部(80d)作用下，上、下侧离合部件(58)(60)相接合。所以，输出副齿轮(40a)的旋转驱动力，通过行星齿轮机构(20)、中间齿轮(54)、输出齿轮(56)，传送给滑轮(16)，导线(90)被卷绕，装在导线(90)上的操作对象，可以从初始位置驱动变位到动作位置。如图5所示，与输出副齿轮(40a)啮合的旋转驱动轴(112)也即跟着旋转，通过连动螺旋弹簧(114)使连动旋转轴(118)旋转。这时，磨擦齿轮(138)由于滑动阻力而转动。所以，摆动杆(22)顶住螺旋弹簧(150)的复位力，往调速副齿轮(96)旋转方向的反方向旋转。因此，摆动杆(22)上的阻挡块(152)使调速副齿轮(96)的转动被阻止，通过外齿齿轮(64b)使行星齿轮机构(20)的箱体(64)的转动也被阻止。此时电机离合器处于连接状态，电机(18)的旋转力通过齿轮减速组(20)可以传送到滑轮(16)上，把被操作对象从初始位置驱动变位到动作位置。
调速副齿轮(96)的控制片(108)受摆动齿轮(22)的阻挡块(152)控制时，磨擦齿轮(24)的下侧磨擦件(134)成为空转。而且，在下侧磨擦件(134)对上侧磨擦部件(132)空转状态下，也可以保持来自电机(18)的扭矩传送，因此，摆动杆(22)保持对控制片(108)控制的状态。
把被操作对象驱动变位到动作位置后，如图6所示，凸轮连接杆(78)的滑动接触部(78b)靠输出齿轮(56)的突起(56d)作用而被推到输出齿轮(56)的旋转方向，因此，凸轮连接杆(78)在旋转中心轴周围(图6中的箭头方向)旋转。因此，凸轮连接杆(78)操作部(80)的端部(80b)与下侧毂部(60c)连接。结果，下端离合件(60)因螺旋弹簧(62)的复位力而被推到轴向的下侧，解除了与上侧离合件(58)的接合状态，从而输出副齿轮(40a)的旋转驱动力传递不到连接齿轮(76)上。在这里，被操作对象因自身带有的复位力，开始向初始位置做复位动作，但是构成磨擦齿轮(24)的下侧磨擦部件(134)对于设置了磨擦副齿轮(138)的上侧磨擦件(132)，由于滑环(136)的滑动作用而相对旋转，所以，摆动杆(22)保持控制状态。而且，在上侧离合件(58)控制部(58c)和下侧离合件(60)控制片(60d)解除控制状态下，靠凸轮连接杆(78)的摆动，控制杆(82)可以阻止向上侧离合件(58)的反方向旋转，结果，可以阻止向连接齿轮(76)的反方向旋转，也可以使被操作对象保持在动作位置。
过一定时间后，当停止电机(18)供电时，在电机(18)停止的一瞬间，离合控制机构(110)受到制动力影响。也就是说这个制动力变成反转力，对连动螺旋弹簧(114)而言，作用在紧固的反方向上。从而使连动螺旋弹簧(114)从连动旋转轴(118)中松开。特别是本实施例中，连动螺旋弹簧(128)的一侧端部被固定在惯性轮(116)上，因此，由于惯性轮(116)的惯性力矩作用，使连动螺旋弹簧(114)获得更加松弛的力。由于连动螺旋弹簧(114)被放开，如图示7一样，连动旋转轴(118)成为自由状态，结果，控制摆动杆(22)的旋转力被解除瞬间恢复到初始位置。这样，行星齿轮机构(20)的箱体(64)的即刻转动。结果，被操作对象根据自身的复位力，从动作位置向初始位置进行复位动作。
洗衣机用的排水阀等操作对象，只具备很小的反向复位力，也可采用附加性的金属簧等吸附件，以对被操作对象补充反向的复位力。
权利要求1，齿轮传动电机，由骨架、电机、齿轮减速及传动机构所组成，其特征在于齿轮传动电机骨架中设有电机及传动于齿轮减速组的电机离合器，齿轮减速组由传动连接的行星齿轮机构、中间齿轮和传动于具有自复位力的被操作对象的输出齿轮构成，受控于输出齿轮的凸轮连接杆其斜面操作部与电机离合器的轴向变位部分相衔接，与凸轮连接杆连动的控制杆制动于电机离合器的旋转部分，电机离合器设有其离合控制机构及切换部件；所述离合控制机构是，与电机传动连接的旋转驱动轴相对转动支撑有在同一中心轴线上的连动旋转轴，套接于连动旋转轴上的连动螺旋弹簧其一端固定于旋转驱动轴，另一端固定于由连动旋转轴相对转动支撑的惯性轮，该惯性轮滞后旋转时的连动螺旋弹簧与连动旋转轴紧密接合，连动旋转轴设有与其磨擦连接的磨擦齿轮；所述切换部件是，磨擦齿轮啮合有摆动杆，其阻挡块与齿轮减速组旋转部件控制片相接合。
2，根据权利要求1所述的齿轮传动电机，其特征在于所述的电机是交流同步电机。
3，根据权利要求1所述的齿轮传动电机，其特征在于所述的电机离合器是由同轴的带有上侧副齿轮及周边均布控制爪的上侧离合部件、中间的螺旋弹簧和轴向变位的、与电机啮合下侧离合部件构成，上、下侧离合部件的相对面设有接合凹凸。
4，根据权利要求1所述的齿轮传动电机，其特征在于所述的行星齿轮机构是由设置内齿齿轮和外齿齿轮的、轴支撑的箱体和与内齿齿轮啮合的行星齿轮部件构成，电机离合器的上侧副齿轮是行星齿轮机构的中心轮，外齿齿轮啮合有调速副齿轮，其上端的支承板设有由离心滑动件和与其滑动接触的滑动筒构成的行星齿轮机构的调速器，支承板的外周面设有与切换部件摆动杆的阻挡块相接合控制片。
5，根据权利要求1所述的齿轮传动电机，其特征在于所述的离合控制机构中的连动螺旋弹簧，其弹簧圈的内径尺寸小于连动旋转轴的外径尺寸。
6，根据权利要求1所述的齿轮传动电机，其特征在于所述的离合控制机构中的磨擦齿轮，是由固定于连动旋转轴的且外圆面固定滑环的上侧磨擦件和支撑于连动旋转轴的、呈倒置杯状体的下侧磨擦件所构成，下侧磨擦件杯状体的内壁与滑环磨擦接合，上侧磨擦件的上端面设有磨擦齿轮。
专利摘要本实用新型涉及内装离合器机构的齿轮传动电机。骨架中设有电机及传动于齿轮减速组的电机离合器，齿轮减速组由传动连接的行星齿轮机构、中间齿轮和传动于具有自复位力的被操作对象的输出齿轮构成，受控于输出齿轮的凸轮连接杆与电机离合器的轴向变位部分相衔接，与凸轮连接杆连动的控制杆制动于电机离合器的旋转部分，电机离合器设有其离合控制机构及切换部件。本齿轮传动电机巧妙利用离合控制机构的连动螺旋弹簧、连动旋转轴、惯性轮和摩擦轮，将电机旋转驱动力传送给电机离合器的切换部件，作为转换部件的驱动力。具有稳定地进行传送或切断电机旋转驱动力和对被操作对象稳定地进行动作控制，以及制造成本较低的突出优点。
文档编号H02K7/116GK2527022SQ0220316
公开日2002年12月18日 申请日期2002年2月9日 优先权日2002年2月9日
发明者吴世镇 申请人:吴世镇