专利名称：音乐盒的离心式控速装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于音乐盒的离心式控速装置。
目前公知的音乐盒控速装置有风扇式的和离心式的。风扇式控速装置在增速齿轮系蜗杆轴上装有一个风扇叶片，在高速转动时靠它产生空气阻尼来控速。风扇式控速装置结构最简单，但控制力很难增大，因而速度变化仍很大，即发条力大时速度快，发条力逐渐减小时速度也慢下来。离心式控速装置则在上述蜗杆轴上借弹性构件附有重块，在转动时重块靠离心力甩开压在外园周的固定制动环上产生磨擦制动来控速。一般是把回转臂制成S形或其它弯曲形状，富有弹性，兼充作弹性构件；重块则是细长的弧形，也有一定的弹性。这种装置的控制力较大，但是由于设计结构不合理，控速精度也不高，距离恒速要求还相差很远。后来又有人提出风扇式与离心式混合方案(美国专利4，458，573和4，890，528)，并使离心重块向轴的一端偏转压在处于一端的制动环上。这种混合方案的控速精度仍不够好，与恒速要求仍有距离。
本实用新型的目的是提供一种能达到恒速控制的音乐盒控速装置。
以下结合附图和实施例对本实用新型进行说明。
图1是离心式控速装置的结构示意图。
图2是
图1中回转元件与制动环在装配状态的纵剖面图。
图3、图4、图5和图6分别是
图1中控速装置回转元件四种典型形状结构的示意图。
图7是图3中回转元件在离心力作用下所处状态示意图。
图8表示当使用水平停止销时，回转元件与制动环的示意图。
图中5.支架8.齿轮9.齿轮10.齿轮11.蜗轮12.蜗杆100.传动系113.回转元件113a.回转臂113b.深缺口113c.挠性结113d.重块113e.重块尾部113f.孔113g.水平开槽114.制动环114a.蜗杆上轴座114b.停止销孔115.停止销在
图1中，传动系(100)由支架(5)和传动轮(8、9、10、11、12)构成。支架(5)借孔(5a)用螺钉固定在音乐盒的底座上。音乐盒转鼓上大齿轮驱动小齿轮(8)，与(8)同轴的大齿轮(9)驱动小齿轮(10)，与(10)同轴的蜗轮驱动蜗杆(12)，使装在蜗杆(12)上的回转元件(113)通过这个传动系(100)的增速以较高速度转动。当回转元件(113)的转速达到工作的额定速度时，元件(113)上的重块就由离心力甩开而开始接触到与回转元件和蜗杆轴成同心位置的制动环(114)的内圆周壁，产生摩擦制动力。转鼓在缓缓转动中，其外园上的有规律排列的小凸起就依次地拨动发音簧梳上面的发音簧，从而奏出音乐。当需要停止时，由停止销(115)插入回转元件(113)转动路径中拌住回转元件使之停转。
图2进一步以纵剖面图表明
图1中控速装置的构造。回转元件(113)由橡胶或其他弹性材料模压制成，中央有孔(113f)，可以压装在蜗杆(12)的轴上。制动环(114)是一个空心园筒，由塑料或金属制成，它的上端连有蜗杆上轴座(114a)。(114a)的外园与支架(5)是压入配合的，借以把轴座和制动环定位。当制动环(114)与支架(5)采用相同材料制造时，可以与支架的全部或部分制成一件。
图3、图4、图5、图6分别是四种典型形状结构回转元件的示意图。四种典型形状的区别仅在重块(113d)形状略有不同。图3中重块为近似三角形，尾部(113e)为一锐角；图4中重块为近似梯形，尾部为一锐角；图5种中重块为近似三角形，尾部有小凸起；图6中重块为近似梯形，尾部有小凸起。四种形状的功能完全相同。在直的回转臂(113a)和重块(113d)之间有一个很深的缺口(113b)。这个缺口使回转臂(113a)与重块(113d)之间只剩下很小的断面(113c)来连接，使(113c)形成一个很容易弯曲变形的挠性结。在回转时的离心力作用下，由于回转臂(113a)和重块(113d)本身都刚性较大，重块就只能以这个挠性结(113c)为转轴向外偏转。
图3、图5中重块(113d)的近似三角形和图4、图6中重块(113d)的近似梯形其底边是靠外园周的边，略呈外凸的弧线形。该近似三角形或近似梯形的底边长与高度之比不大于3.51，这样就使重块的刚性增强了，不会在离心力最大时产生明显变形。
图7表示了图3中回转元件(113)在工作状态下由于离心力的作用而变化了的形状。与图3中的静止状态相比，只是挠性结(113c)处有了显著变形，以致重块的尾部(113e)能接触到制动环(114)。由于挠性结的挠性相当大，在工作中重块的尾部几乎是始终与制动环表面保持接触的。只是在发条力即将耗尽，转动即将停止时重块的离心力才小于挠性结的弹力，重块才被弹离制动环。重块偏转时不必用较大的力量克服挠性结的反弹力矩，因而重块离心力不致被严重抵消。在更高的离心力作用下，由于重块有较大刚性，挠性结不会进一步偏转，反弹力矩也就不再增大，这样离心力也就不会有更大的损失。由于回转臂是直的，断面大，刚性较大，并不用作弹性元件，在牵引受摩擦力制动的重块时不会由于显著变形而改变力臂长度和牵引力夹角。本实用新型做到了尽管回转元件是单一材料制成的但回转臂只作为刚性支撑件，重块也作为刚性件，只有挠性结发挥弹性件作用，本身实际没有长度，又使挠性尽量增大，这样就避免了阻尼力矩的损失与恶化，使离心力充分转化为摩擦力再充分转化为作用于蜗杆轴上的阻尼力矩，从而获得最佳的稳速效果。图4、图5、图6中回转元件在工作状态与图7中的情况也完全相同。
图4－图7中，重块尾部(113e)与制动环(114)接触处为锐角或有小凸起，这是为了摩擦力作用点稳定，不易在高速运动中产生抖动和噪声。
图8是当需要使用水平的停止销时，对控速装置的局部变更。一是把重块的尾部(113e)开出一个水平开槽(113g)，由这个槽把重块尾部(113e)分成上下两半，槽的宽度略大于停止销(115)的直径。二是把制动环(114)在对应该槽回转轨迹的高度处制出一个小孔(114a)供停止销(115)插入，以便停止销拌住回转元件使之停止转动。这样局部变更之后，在回转元件转动时，分成两半的重块尾部(113e)即由孔(114a)的上下两侧擦过，而触不到孔(114a)的边缘，因而不会产生抖动和噪声。
由于采用上述方案，本控速装置可以把音乐盒的控速精度提高到恒速，而且结构简单，停止销也便于布置。由于制动力矩利用得充分，回转元件的质量可以减小，又由于材料本身具有缓冲作用，在用停止销停止其转动时产生的冲击力大大减小，不会损坏任何机件，而且蜗杆轴的强度也可以降低，即不再对其材料与热处理保持很高的要求。
由于制动力矩很有效，蜗杆轴的额定转速可以大大降低，达到只有风扇式控制装置的几分之一，增速齿轮系的增速比相应降低，齿轮齿数可以减少，齿轮模数可以增大，使整个音乐盒的制造成本显著降低。
权利要求1.一种音乐盒用的离心式控速装置，它包括由支架(5)和支架上的传动轮(8、9、10、11、12)所构成的传动系(100)、回转元件(113)、制动环(114)和停止销(115)；其特征在于回转元件(113)由弹性材料制成，其直的回转臂(113a)与重块(113d)的连接处有一个深缺口(113b)，该深缺口使该连接处只剩下很小的断面，形成一个很容易弯曲变形的挠性结(113c)；重块形状呈近似三角形或近似梯形，近似三角形或近似梯形的底边是靠近回转元件外园周的边，呈略外凸的弧线；该近似三角形或近似梯形的底边长与高度之比不大于3.5∶1；重块尾部(113e)与制动环(114)接触处为锐角或带有小凸起；重块尾部(113e)还有供水平停止销(115)使用的水平开槽(113g)；制动环(114)在对应该水平开槽(113g)的高度上有供水平停止销(115)插入的停止销孔(114b)。
专利摘要本实用新型公开了一种用于音乐盒的离心式控速装置。它的回转元件由橡胶或其它弹性材料制成一个整体，在其回转臂与重块之间由深缺口形成一个薄断面的挠性结，工作时在离心力作用下重块以挠性结为轴向外偏转压在外圆周的制动环上产生摩擦力，而回转臂与重块本身由于长度短和断面大基本不变形，从而能充分利用摩擦力形成的阻尼力矩达到恒速控制，由于重块尾部有开槽，也可以在制动环上插入水平的停止销。
文档编号G10F1/06GK2205044SQ9421707
公开日1995年8月9日 申请日期1994年7月21日 优先权日1994年7月21日
发明者刘振山 申请人:刘振山