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1、(10)申请公布号 CN 102927159 A (43)申请公布日 2013.02.13 CN 102927159 A *CN102927159A* (21)申请号 201210396800.0 (22)申请日 2012.10.18 F16D 43/18(2006.01) (71)申请人 张正泉 地址 251200 山东省德州市禹城市汉槐街华 昊路 68 号 (72)发明人 张正泉 (74)专利代理机构 济南泉城专利商标事务所 37218 代理人 李桂存 (54) 发明名称 一种电机或旋转体的自动离合装置 (57) 摘要 本发明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。
2、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 发明的自动离合装置， 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。 (51)Int.Cl. 权利要。
3、求书 1 页 说明书 4 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 4 页 1/1 页 2 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 （1） 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。
4、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。
5、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 （1） 的内表面以及弧形摩擦。
6、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。 权 利 要 求 书 CN 102927159 A 2 1/4 页 3 一种电机或旋转体的自动离合装置 技术领域 0001 本发明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 0002 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。
7、要增加相应的减速器和离合设备。 0003 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 0004 本发明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。 0005 本发明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。
8、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。 0006 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。
9、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。 0007 本发明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。 0008 在旋转。
10、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 说 明 书 CN 102927159 A 3 2/4 页 4 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。 0009 本发明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。
11、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。 0010 本发明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。 0011 本发明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。 0012 本发明的电机或。
12、旋转体的自动离合装置， 所述摩擦片组的数量为两个。 0013 本发明的有益效果是 ： 本发明的自动离合装置， 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。本发明的自动离合装置， 只有旋转体达到转速 一定转速时， 才可进行动力输出， 有效。
13、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。 本发明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。 附图说明 0014 图 1 为本发明的自动离合装置的主视图的结构示意图 ； 图 2 为本发明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。 0015 图中 ： 1 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。
14、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 0016 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。 0017 如图 1 和图 2 所示， 分别给出了本发明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1的内 部为空腔， 其可以为圆盘、 圆圈或鼓状体， 外圈体 1 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， 。
15、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 1 的内部空腔中， 旋转体 2 与外圈体 1 之间形成环形空腔 6， 说 明 书 CN 102927159 A 4 3/4 页 5 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 1 具有较强的耐磨性， 可在 外圈体 1 的外表面以。
16、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。 0018 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。
17、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 1 的内壁上。 0019 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。
18、弧形摩擦片 3 向外运动， 以使其紧紧压持在外圈体 1 的内 壁上。 0020 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。 0021 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 1 相接触 ； 同时， 由于首部飞。
19、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 1 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 1 进行转动， 而弧形摩擦片 3 与外圈体 1 之间处于相对 静止。
20、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 1 相接触变为相脱离状态， 结束动力传递。 0022 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。 0023 设与旋转体 2 相连接的电机的额定转速为 n 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 ； 弧形摩擦片 3 与外圈。
21、体 1 之间的摩擦系数为 。则所有弧形摩擦片 3 产生的离心力 F 的大 说 明 书 CN 102927159 A 5 4/4 页 6 小为 ： F=4mr2=mr(2n)2 弧形摩擦片 3 与外圈体 1 之间的摩擦力大小为 ： f=F=mr(2n)2 在 m=2kg、 r=0.2m、 n=800、 =0.45 的情形下， 通过计算， f=3.0106N， 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。 说 明 书 CN 102927159 A 6 1/4 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 102927159 A 7 2/4 页 8 图 2 说 明 书 附 图 CN 102927159 A 8 3/4 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 102927159 A 9 4/4 页 10 图 4 说 明 书 附 图 CN 102927159 A 10 。