专利名称：一种电机或旋转体的自动离合装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电机或旋转体的自动离合装置，更具体的说，尤其涉及一种依据转速来实现自动离合的离合装置。
背景技术：
将电机或旋转体的高速旋转运动转化为可利用的动力，是一种有效的能量利用方式。例如，对于电机来说，无论交流或直流电机，要想利用高速的旋转运动来驱使电车运动，并在启动时刻对电机进行有效的保护，需要增加相应的减速器和离合设备。现有电机的输出与驱动设备之间，均通过刚性传动结构相连接；要想在电机启动的过程中实现对电机的保护，一般通过电路控制流经电机线圈电流的大小来实现。采用控制电路，不仅会使成本提高，而且还会带来诸多不安全因数；现在还没有一种简洁的机械结构形式的自动离合装置，能够实现电机的软启动。
发明内容本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种依据转速来实现自动离合的离合装置。本实用新型的电机或旋转体的自动离合装置，包括内部为空腔的外圈体和设置于外圈体空腔中的旋转体，所述外圈体与旋转体之间形成环形空腔；其特别之处在于所述环形空腔内设置有多个摩擦片组；每个摩擦片组包括两个弧形摩擦片和一个回位拉簧，两弧形摩擦片的首部转动地固定在旋转体上，两弧形摩擦片的尾部通过回位拉簧相连接；在旋转体转动的情况下，摩擦片组中的弧形摩擦片产生离心而与外圈体的内壁紧密贴合。旋转体用于提供动力，外圈体实现动力输出或与传动机构相连接。弧形摩擦片转动地设置在旋转体上，以便旋转体在高速转动时，弧形摩擦片在离心力的作用下可与外圈体的内表面摩擦接触，以便旋转体带动外圈体进行转同。两弧形摩擦片通过回位拉簧相连接，以便在旋转体停止转动或速度降低时，弧形摩擦片可与外圈体的内表面相分离，结束旋转体到外圈体的动力传递。这种离合装置的结构，只有旋转体达到一定转速时才可驱使外圈体进行工作，有效地实现了对电机启动时刻的保护作用。本实用新型的电机或旋转体的自动离合装置，所述每个弧形摩擦片的首部和尾部分别设置有首部外扩机构和尾部外扩机构，首部外扩机构包括首部飞锤、首部偏心轴和永磁体，首部飞锤与弧形摩擦片通过首部偏心轴转动地固定在旋转体的外边缘，永磁体与首部飞锤的自由端相配合；尾部外扩机构包括尾部飞锤、尾部偏心轴和永磁体，尾部飞锤通过尾部偏心轴转动固定于旋转体的外边缘，尾部偏心轴与弧形摩擦片相接触，永磁体与尾部飞锤的自由端相配合。在旋转体静止状态下，首部飞锤和尾部飞锤均吸附在永磁体上；首部飞锤转动的过程中，可带动首部偏心轴进行转动，而首部偏心轴的转动又会驱使弧形摩擦片的首部向外运动；尾部飞锤转动时，会通过尾部偏心轴驱使弧形摩擦片的尾部向外运动，这样，在首部和尾部偏心轴的共同作用下，整个弧形摩擦片就会向外运动，以使其紧紧地挤压在外圈体的内壁上，以便带动外圈体进行转动。本实用新型的电机或旋转体的自动离合装置，所述旋转体的外表面上设置有环形的左侧板和右侧板，左侧板与右侧板之间形成容纳弧形摩擦片的环形槽；所述首部偏心轴和尾部偏心轴均转动地固定于左侧板和右侧板上，尾部飞锤、首部飞锤位于左侧板和右侧板的两侧。本实用新型的电机或旋转体的自动离合装置，所述旋转体为轮毂电机或与电机输出轴相连接的旋转体。在旋转体为轮毂电机的情况下，弧形摩擦片就转动设置在轮毂电机的壳体上；旋转体为与电机输出轴相连接的旋转体亦可，例如为与电机输出轴相固定的圆盘。本实用新型的电机或旋转体的自动离合装置，所述外圈体的内表面以及弧形摩擦片的外表面均为刹车片材料。可以通过在外圈体的内表面、弧形摩擦片的外表面固定一层刹车片材料组成的耐磨层来实现，以便增大摩擦系数和提高耐磨性能。本实用新型的电机或旋转体的自动离合装置，所述摩擦片组的数量至少为两个。本实用新型的有益效果是本实用新型的自动离合装置，通过在外圈体与旋转体之间的环形空腔中设置多个弧形摩擦片，实现了旋转体在低速转动时，旋转体与外圈体之间没有动力传递；当旋转体达到一定转速时，弧形摩擦片在离心力的作用下与外圈体摩擦接触，实现旋转体到外圈体之间的动力传递功能。通过设置首部外扩机构和尾部外扩机构，有效地保证了弧形摩擦片的外扩，可使其有效地紧紧地挤压在外圈体的内壁上，保证了在旋转体达到一定转速时外圈体与旋转体的同步转动。本实用新型的自动离合装置，只有旋转体达到转速一定转速时，才可进行动力输出，有效避免了电机在启动时刻即输出动力，避免了电机线圈中出现过大电流，有效地保护了电机。本实用新型的电机或旋转体的自动离合装置，具有结构简洁合理、有益效果显著以及便于应用推广的优点。
图1为本实用新型的自动离合装置的主视图的结构示意图；图2为本实用新型的自动离合装置的后视图的结构示意图；图3为图1中A-A截面的局部剖视图；图4为旋转体达到一定转速而使弧形摩擦片带动外圈体转动时的结构示意图。图中I外圈体，2旋转体，3弧形摩擦片，4永磁体，5回位拉簧，6环形空腔，7首部飞锤，8尾部飞锤，9首部偏心轴，10尾部偏心轴，11左侧板，12右侧板，13环形槽。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。如图1和图2所示，分别给出了本实用新型的自动离合装置的主视图和后视图的结构示意图，其包括外圈体1、旋转体2、弧形摩擦片3、永磁体4、回位拉簧5、首部飞锤7、尾部飞锤8、首部偏心轴9、尾部偏心轴10、左侧板11、右侧板12以及环形槽13 ;所示外圈体I的内部为空腔，其可以为圆盘、圆圈或鼓状体，外圈体I可为直接的动力输出部件，也可与其他的动力输出机构相连接。旋转体2为动力源部件，其可为轮毂电机或与电机输出轴相连接的圆盘。旋转体2位于外圈体I的内部空腔中，旋转体2与外圈体I之间形成环形空腔6，以便用于设置摩擦片组。每组摩擦片组包括两个弧形摩擦片3和一个回位拉簧5。弧形摩擦片3、回位拉簧5设置于环形空腔6之中。同一摩擦片组中，两个弧形摩擦片3的首部转动地设置在旋转体2上，两个弧形摩擦片3的尾部通过回位拉簧5相连接。回位拉簧5实现弧形摩擦片3的回位作用。为了保证弧形摩擦片3与外圈体I具有较强的耐磨性，可在外圈体I的外表面以及弧形摩擦片3的外表面上设置一层由刹车片材料构成的耐磨层，以保证动力传递过程中的耐磨性，以及具有较大的摩擦系数。首部飞锤7、首部偏心轴9和永磁体4组成了首部外扩机构，首部飞锤7通过首部偏心轴9转动地固定于旋转体的外边缘，弧形摩擦片3的首部也固定在首部偏心轴9上。首部飞锤7的自由端与永磁体4相配合。在旋转体静止或转速较低的情况下，首部飞锤7的自由端吸附在永磁体4上，首部偏心轴9不驱使弧形摩擦片3进行运动。当旋转体的转速达到一定值时，首部飞锤7会摆脱永磁体4的吸附，在离心力的作用下进行转动，进而通过首部偏心轴9驱使弧形摩擦片3向外运动，以使其紧紧压持在外圈体I的内壁上。同样地，尾部飞锤8、尾部偏心轴10和永磁体4构成了尾部外扩机构，尾部飞锤8通过尾部偏心轴10转动地固定于旋转体2的外边缘，弧形摩擦片3的尾部也固定在尾部偏心轴10上。尾部飞锤8的自由端与永磁体4相配合。在旋转体静止或转速较低的情况下，尾部飞锤8的自由端吸附在永磁体4上，尾部偏心轴10不驱使弧形摩擦片3进行运动。当旋转体的转速达到一定值时，尾部飞锤8会摆脱永磁体4的吸附，在离心力的作用下进行转动，进而通过尾部偏心轴10驱使弧形摩擦片3向外运动，以使其紧紧压持在外圈体I的内壁上。如图3所示，给出了图1中A-A截面的局部剖视图；所示旋转体2外表面的两侧为左侧板11和右侧板12，左侧板11和右侧板12之间形成了容纳弧形摩擦片3的弧形槽13。首部偏心轴9和尾部偏心轴10均转动地固定于左侧板11和右侧板12上，尾部飞锤8、首部飞锤7位于左侧板和右侧板的两侧。工作的过程中，在旋 转体2转速比较低，例如电机刚启动时，弧形摩擦片3产生的离心力比较下，不足以拉伸回位拉簧5而与外圈体I相接触；同时，由于首部飞锤7和尾部飞锤8产生的离心力较小，不足以摆脱永磁体4的吸附，两飞锤均不产生运动。这样，在电机刚启动或转速较小时，不会有动力输出，避免了电机启动时刻电流过大现象的发生。当旋转体2达到一定的转速时，首部飞锤7和尾部飞锤8产生的离心力足以摆脱永磁体4的吸附，进而通过首部偏心轴9和尾部偏心轴10的驱使弧形摩擦片3向外侧运动，使得弧形摩擦片3紧紧地挤压在外圈体I的内表面上，此状体的示意图如图4所示。此时，旋转体2的就会通过弧形摩擦片3带动外圈体I进行转动，而弧形摩擦片3与外圈体I之间处于相对静止状态。在旋转体2的转速不断降低时，离心力减少到一定程度，拉簧拉回位，飞锤被磁力吸住，弧形摩擦片3会由与外圈体I相接触变为相脱离状态，结束动力传递。还有固定摩擦片的偏心轴在飞锤的作用下向外张、顶，并在旋转体旋转的过程中对摩擦片有一定向推力，进而在旋转体与外圈体相向滑行，使之更加张、顶，形成加塞状态，后随着作用力的加大达到同步的状态。设与旋转体2相连接的电机的额定转速为η转/S，所有弧形摩擦片3、首部飞锤7和尾部飞锤8的总质量为m，弧形摩擦片3所在圆的半径为r，弧形摩擦片3的角速度为ω ；弧形摩擦片3与外圈体I之间的摩擦系数为μ。则所有弧形摩擦片3产生的离心力F的大小为F=4mr ω 2=mr (2η π )2弧形摩擦片3与外圈体I之间的摩擦力大小为f = μ F= μ mr (2η π )2在m=2kg、r=0. 2m、n=800、μ =0. 45 的情形下,通过计算，f=3. O X IO6N,摩擦力 f 足以驱使动力装置进行做功，例如 驱使电动汽车进行运动。
权利要求1.一种电机或旋转体的自动离合装置，包括内部为空腔的外圈体(I)和设置于外圈体空腔中的旋转体(2)，所述外圈体与旋转体之间形成环形空腔(6);其特征在于所述环形空腔内设置有多个摩擦片组；每个摩擦片组包括两个弧形摩擦片(3)和一个回位拉簧(5)，两弧形摩擦片的首部转动地固定在旋转体上，两弧形摩擦片的尾部通过回位拉簧相连接；在旋转体转动的情况下，摩擦片组中的弧形摩擦片产生离心而与外圈体的内壁紧密贴合。
2.根据权利要求1所述的电机或旋转体的自动离合装置，其特征在于所述每个弧形摩擦片(3)的首部和尾部分别设置有首部外扩机构和尾部外扩机构，首部外扩机构包括首部飞锤(7)、首部偏心轴(9)和永磁体(4)，首部飞锤与弧形摩擦片通过首部偏心轴转动地固定在旋转体(2)的外边缘，永磁体与首部飞锤的自由端相配合；尾部外扩机构包括尾部飞锤(8)、尾部偏心轴(10)和永磁体，尾部飞锤通过尾部偏心轴转动固定于旋转体的外边缘，尾部偏心轴与弧形摩擦片相接触，永磁体与尾部飞锤的自由端相配合。
3.根据权利要求2所述的电机或旋转体的自动离合装置，其特征在于所述旋转体(2)的外表面上设置有环形的左侧板(11)和右侧板(12)，左侧板与右侧板之间形成容纳弧形摩擦片(3)的环形槽(13);所述首部偏心轴(9)和尾部偏心轴(10)均转动地固定于左侧板和右侧板上，尾部飞锤、首部飞锤位于左侧板和右侧板的两侧。
4.根据权利要求1或2所述的电机或旋转体的自动离合装置，其特征在于所述旋转体(2 )为轮毂电机或与电机输出轴相连接的旋转体。
5.根据权利要求1或2所述的电机或旋转体的自动离合装置，其特征在于所述外圈体(I)的内表面以及弧形摩擦片的外表面均为刹车片材料。
6.根据权利要求1或2所述的电机或旋转体的自动离合装置，其特征在于所述摩擦片组的数量至少为两个。
专利摘要本实用新型的电机或旋转体的自动离合装置，包括外圈体和旋转体，外圈体与旋转体之间形成环形空腔；特征在于环形空腔内设置有多个摩擦片组；每个摩擦片组包括两个弧形摩擦片和一个回位拉簧，两弧形摩擦片的首部转动地固定在旋转体上，两弧形摩擦片的尾部通过回位拉簧相连接；在旋转体转动的情况下，摩擦片组中的弧形摩擦片产生离心而与外圈体的内壁紧密贴合。本实用新型的自动离合装置，实现了旋转体在低速转动时，旋转体与外圈体之间没有动力传递；当旋转体达到一定转速时，弧形摩擦片在离心力的作用下与外圈体摩擦接触，实现旋转体到外圈体之间的动力传递功能。具有结构简洁合理、有益效果显著以及便于应用推广的优点。
文档编号F16D43/18GK202901109SQ201220533950
公开日2013年4月24日 申请日期2012年10月18日 优先权日2012年10月18日
发明者张正泉 申请人:张正泉