CN1275688A - 输出轴靠输入轴驱动而能够旋转的旋转传递装置 - Google Patents

Abstract

一种输出轴靠输入轴驱动而能够旋转的旋转传递装置,输入轴上设有旋转盘,输出轴上设有被动旋转体。在固定于装置外壳上的制动鼓的外周上设有制动部件。制动部件的两端形成有向离心方向弯曲的加力部。在输入轴的旋转盘上设有旋转传递部。在输出轴的被旋转体上设有承受来自上述旋转盘的旋转传递部的旋转力的被动旋转凸部。阻止内装有以上各要素的装置外壳旋转。

Description

输出轴靠输入轴驱动而能够旋转的旋转传递装置

本发明的技术领域属于这样一种旋转传递装置，即通过转动输入轴可使输出轴向正反两个方向自由旋转，但输出轴即使受到大的旋转负荷的作用也不能向正反任一方向旋转，输出轴只有通过输入轴的驱动方能够旋转。

仅能够通过输入轴使输出轴旋转的旋转传递装置的一个例子，记载在本申请人的实公平8-7162号、专利第2847618号公报等而为公众所知。

除此之外，特公平8-6792号(专利2087078号)公报所记载的旋转传递装置，以不可旋转的外壳的筒部作为制动鼓，设置有压接在该筒部的中空部内表面上的螺旋弹簧状制动部件，其两端形成有向向心方向(向内)弯曲的加力部，输入轴向使得上述制动部件两端的加力部扭转而使之“缩径”的方向施加旋转力故而能够自由旋转，将旋转向输出轴传递。但是，由于输出轴向使得上述制动部件的扭转松弛而使之“扩径”的方向施加旋转力，因此，扩径后的制动部件与筒部内周面之间产生较大的摩擦制动力而不能够旋转。

上述实公平8-7162号、专利第2847618号公报等所记载的旋转传递装置存在如下问题，即构成要素(零部件)数量多、各自的形状与结构比较复杂，故制造与组装需耗费很多工时，致使成本增加。

而上述特公平8-6792号(专利2087087号公报)所记载的旋转传递装置由于构成要素(零部件)数量相对较少，各自的形状与结构较简单，故有利于进行制造和组装。但是，这种旋转传递装置，其输入轴向使得压接于筒部的中空部内表面上的螺旋弹簧状制动部件发生“缩径”的方向施加旋转力以减小摩擦力从而实现自由旋转，但为了提高对输出轴自身旋转进行制动的效果，空转工况下总保持有若干摩擦力。并且，当输入轴向使得上述制动部件“缩径”的方向施加旋转力以减小上述摩擦力时，由于不存在从内侧约束(或支承)该制动部件的部件而使之处于自由状态，因此，不可避免地，作为螺旋弹簧形状的特性，其产生缩径效果(减少摩擦的效果)的部位只限于在加力部(端部)附近，其它直径不发生变化的部位依然产生摩擦，因而使输入轴的旋转驱动力产生相当大的动力损失。反之，当输出轴在大的旋转负荷的作用下旋转时，向使得上述制动部件“扩径”的方向施加旋转力，在扩径的制动部件与筒部之间产生大的摩擦制动力而不能够旋转，但是，若在输出轴上作用有大的旋转负荷时，同样由于不存在从内侧约束(或支承)该制动部件的部件而使之处于自由状态，因此，易使制动部件的局部产生纵弯曲乃至疲劳现象而向内侧弯曲变形，当发生这种变形时，有可能使制动力急剧减小而失去制动效能。

而对于本申请人所考虑的、采用本发明的诸如塑料大棚等的换气装置来说，当塑料大棚的规模(大棚的长度)较大时，将作用有300乃至500kg-cm左右的旋转负荷，因而，上述令人担心的可能性将成为现实。

其次，由于其结构为制动部件两端的加力部向向心方向(向内)弯曲而形成，输入轴与输出轴对“向内”的加力部施加力，即在较制动部件螺旋体直径小的旋转半径上施加旋转力，因此，从“杠杆原理”可知，向制动部件传递的旋转力较小。因此，存在着如下缺点，即对于输出轴在较大旋转负荷作用下使上述制动部件扩径以在制动部件与筒部之间产生摩擦制动力的作用以及输入轴使制动部件缩径以减小与筒部的摩擦力的作用来说，向制动部件传递旋转力的效率分别都较低，因此，各个作用的效能较差。

本发明的目的在于特别是解决特公平8-6792号(专利2087078号)公报所记载的旋转传递装置的上述缺点与存在问题。具体地说就是提供这样一种旋转传递装置：螺旋弹簧状制动部件设置在制动鼓的外周面上，当对制动部件施加过大旋转负荷的输出轴旋转时，可加大制动部件的扭转而使之“缩径”，使制动部件强力抱紧制动鼓而产生大的制动力，从而不能够旋转，制动鼓还必然作为从内侧约束(或支承)制动部件的部件而起作用，使制动作用高效率地得以发挥，可防止出现纵弯曲乃至疲劳等问题；反之，当输入轴旋转时，通过使制动部件的扭转松弛(扩径)而尽可能减小与制动鼓之间的摩擦力、减少动力损失，有利于轻快地进行旋转操作。

本发明的另一个目的是提供这样一种旋转传递装置：制动部件两端的加力部向离心方向(向外)弯曲而形成，因此，输入轴与输出轴均在较制动部件螺旋体直径大的旋转半径上向制动部件施加旋转力，旋转力的传递效率高，故而阻止输出轴旋转的功能及能力也较强，而且，对输入轴进行旋转操作时的可操作性好。

作为解决上述现有技术中存在的问题的手段，技术方案1的发明所涉及的输出轴靠输入轴驱动而能够旋转的旋转传递装置分别具有如下特征：

a)  输出轴与输入轴呈彼此的中心线相一致地连续配置，输入轴上设有旋转盘，输出轴上设有被动旋转体；

b)  在固定于装置外壳上的制动鼓的外周上，以从外与之大致接触的状态配置有沿轴向呈螺旋状盘绕的有弹性的螺旋弹簧状制动部件，该制动部件的两端形成有向离心方向弯曲的加力部；

c)  输入轴的上述旋转盘中，在上述制动部件的外周位置处设有相对于该制动部件两端的加力部在可使其扭转松驰的方向上与之接触地配置的旋转传递部；

d)  输出轴的上述被动旋转体中，在上述制动部件的外周位置处设有相对于该制动部件两端的加力部在可使其扭转增大的方向上与之接触地配置的、承受来自上述旋转盘的旋转传递部的旋转力的被动旋转凸部；

e)  阻止内装有以上各要素的装置外壳旋转。

技术方案2的发明特征为在技术方案1所记载的输出轴靠输入轴驱动而能够旋转的旋转传递装置中，制动部件两端的加力部被弯曲成在与旋转方向相平行的方向上大致呈U字的形状或圆弧状。

技术方案3的发明特征为在技术方案1所记载的输出轴靠输入轴驱动而能够旋转的旋转传递装置中，制动部件两端的加力部紧紧插在与旋转盘的旋转传递部以及被动旋转体的被动旋转凸部相分离而独立的旋转片的孔中，旋转盘的旋转传递部以及被动旋转体的被动旋转凸部通过上述旋转片推压加力部。

技术方案4的发明特征为在技术方案1或2所记载的输出轴靠输入轴驱动而能够旋转的旋转传递装置中，与制动部件的加力部相接触的旋转盘的旋转传递部以及被动旋转体的被动旋转凸部的接触部位形成可大致与加力部全面均匀地接触的形状。

技术方案5的发明特征为在技术方案1所记载的输出轴靠输入轴驱动而能够旋转的旋转传递装置中，输出轴与输入轴之任一方的前端上所形成的连结轴部可自由旋转地嵌在另一方上所形成的轴孔中，而且彼此的中心线相一致地连续配置。

技术方案1～5的发明所涉及的输出轴靠输入轴驱动而能够旋转的旋转传递装置提供这样一种旋转传递装置：其螺旋弹簧状制动部件设置在制动鼓的外周面上，当对制动部件施加过大旋转负荷的输出轴旋转时，将增大制动部件的扭转而使之“缩径”，即使得制动部件强力抱紧制动鼓而产生大的制动力从而不能够旋转，由于制动鼓必然作为从内侧约束(或支承)制动部件的部件而起作用，因此，可高效率地发挥制动作用，并且能够防止出现纵弯曲及疲劳等现象；反之，当输入轴旋转时，通过使制动部件的扭转松弛(扩径)而能够尽可能快速地减小与制动鼓之间的摩擦力，从而减少动力损失，有利于轻快地进行旋转操作。

本发明还提供这样一种旋转传递装置：制动部件两端的加力部呈向离心方向(向外)弯曲而形成，因此，输入轴与输出轴均在较制动部件螺旋体直径大的旋转半径上向制动部件施加旋转力，旋转力的传递效率高，故而阻止输出轴旋转的功能及能力也较强，而且，对输入轴进行旋转操作时的可操作性好。

本发明还提供这样一种旋转传递装置：其构成要素(零部件)数量较少、各自的形状与结构比较简单，因而有利于进行制造与组装。

图1是将本发明旋转传递装置的构成要素分解后示出的立体图。

图2是图3的②-②向剖视图。

图3是旋转传递装置的主视图。

图4是图2的④-④向剖视图。

图5是制动部件加力部具有不同结构形式的实施例的侧视图。

图6是旋转传递装置应用例的立体图。

图7是不同实施形式的旋转传递装置的主视图。

图8是图7的⑦-⑦向剖视图。

实施例

技术方案1～5的发明所涉及的旋转传递装置的实施形式及实施例示于图1～图8。

如图2所示，输出轴1与输入轴2组装在外罩3A与3B内，而且彼此的中心线相一致。图示的例子中，输出轴1的前端形成有连结轴部13，该连结轴部13可自由旋转地嵌在轴承套筒25的轴孔内，该轴承套筒25设置在呈管状结构制成的输入轴2的中空部内，使彼此的中心线相一致地将输出轴1与输入轴2相连续地进行组装(技术方案5所记载的发明)。

在输出轴1的内端部设有被动旋转体14，输入轴2的内端部设有旋转盘12。

如图3所示，固定于装置外壳15内的外罩3B上一体地设有制动鼓4，沿着该制动鼓4的外周面，以从外与之大致接触的状态配置有在轴向上呈螺旋状盘绕的有弹性的螺旋弹簧状制动部件6(图2)。

因此，作为制动部件6，随着扭转的增大，其螺旋体直径变小(缩径)，强力抱紧内侧的制动鼓4而产生摩擦制动力。由于螺旋弹簧状制动部件6是以卷绕在内侧的制动鼓4上的状态将其抱紧的，因此，这种抱紧力、进而由上述抱紧力产生的制动力将大致均匀地在制动部件6的全长上产生，效率较高。反之，当制动部件6的扭转松弛时，螺旋体直径向无约束的外方自由增大(扩径)，与制动鼓4之间的摩擦力立即减小而可无限小到接近于零。从提高制动作用的效率考虑，制动部件6是以具有方形截面的弹簧线材绕成螺旋弹簧状而制成。

在上述制动部件6的两端形成有向离心方向(向外)弯曲的加力部5。该加力部5是直接承受由输入轴2或输出轴1向制动部件6施加的旋转力的部分，需要有与所要求的制动力的大小成比例的较大的强度与刚性。为此，图1和图4的实施例所示的加力部5形成在与旋转方向相平行的方向上大致呈U字形状。因此，当被动旋转体14的被动旋转凸部8与加力部5的后背侧(颈部)相接触时，与简单地向离心方向弯曲的形式相比，是以上述U字形的前端部(自由端)与制动鼓4的外周面相接触而发挥抵触作用，不仅能够承受所产生的大的制动力，而且对旋转力的传递具有优异的抗疲劳强度与刚性，不必担心长期使用会导致变形或损坏。

关于加力部5的形状，从对旋转力的传递需具有较大的抗疲劳强度与刚性考虑，也可以如图5所示，呈圆弧状弯曲而构成(以上为技术方案2所记载的发明)。

其它结构虽未图示，但若如技术方案4所记载的发明，将与制动部件6的加力部5直接接触的旋转盘12的旋转传递部9以及被动旋转体14的被动旋转凸部8等的各接触部位做成能够大体与加力部5全面均匀地接触的形状(即与加力部5的外形相仿的形状)，也能够有效保证加力部5的抗疲劳强度与刚性。若进一步扩展上述思路，将旋转传递部9及被动旋转凸部8等各自与加力部相接触的部位做成与加力部5在旋转方向上的大约一半部分的外形相仿的凹状，则可使推压加力部5的旋转力成面压力分散而得以传递，有利于提高加力部的抗疲劳强度，并且，还有利于对通过旋转传递部9与被动旋转凸部8直接接触而传递旋转力的条件进行调整。

图7与图8示出其它实施形式，即也可以如技术方案3所记载的发明那样，制动部件6两端的加力部5’呈简单地向离心方向弯曲的形式，而在结构与形式为与旋转盘的旋转传递部9以及被动旋转体的被动旋转凸部8相分离而独立的旋转片40上设有其大小和形状可供上述加力部5’紧密插入的孔41，将加力部5’强力插入该孔41中，旋转传递部9以及被动旋转凸部8分别通过上述旋转片40推压加力部5’。此时，由于旋转片40所起的保护作用，也能够使加力部5’具有优异的抗疲劳强度和刚性，并且，不必弯曲加工成上述U字形。

其次，输入轴2的上述旋转盘12的旋转传递部9设置在上述制动部件6的外周位置上，即相对于该制动部件6两端的加力部5、5、在可使其扭转松驰的方向上与之接触。若具体地图示这种设置，则如图4所示，位于制动部件6两端的加力部5、5中间的、其前端可与各加力部5相接触的位置上。

另一方面，如图2所示，呈中空结构形成的上述制动鼓4的中空部内设置有凸缘形状的轴承部件7，输出轴1从制动鼓4的内端一侧穿过并能够自由旋转地设置在轴承部件7上，从而能够与外罩3B及在其单面一侧突出地设置的制动鼓4实现组合。并且，在输出轴1的上述被动旋转体14的外周部上形成有作为外向圆筒的一部分而形成的被动旋转凸部8，该被动旋转凸部8与制动部件6的上述加力部5、5的后背部(颈部)相接触。

因此，由图4可知，即使输出轴1在旋转负荷作用下向正反任一方向旋转，也能够与两个加力部5、5的任一个加力部的后背部相接触，使制动部件6的扭转增大而抱紧制动鼓4的外周面，产生大的制动力而不能够旋转。

实现上述输入轴2可自由旋转、输出轴1不会在旋转负荷的作用下旋转的功能效果的前提是，对于内装有以上各要素且一体地设有制动鼓4的外罩3A、3B的旋转，在利用装置外壳15绝对禁止其旋转的条件下加以使用。

这种使用形式的一个例子示于图6。图6中，所谓塑料大棚的覆盖用薄膜中覆盖大棚侧面部分的薄膜30卷绕在沿大棚长度方向设置的长卷轴31上。该卷轴31的一端与从内装有上述输出轴靠输入轴驱动而能够旋转的旋转传递装置的装置外壳15中所突出出来的输出轴1相连结。自该装置外壳15的另一侧突出出来的输入轴2上连结有手动旋转用摇把32。此外，在装置外壳15上，与用于单手扶持的手柄33相反一侧沿垂直方向设有贯穿的导孔34，插入地面而牢固竖立的导杆35自该导孔34穿过，以使装置外壳15不能旋转。

因此，当向正方向摇动摇把32时，卷轴31也将以相同速度向相同方向旋转，将薄膜30卷起而增大大棚侧面的开口面积以增加通风换气的效果。在卷轴31上升到所希望的高度位置时，即使手离开摇把32，将如前所述，输出轴1本身也不会旋转，因此，即使与输出轴1相连结的卷轴31上作用有该卷轴31及卷绕的薄膜30的重量所产生的较大的旋转负荷，也绝不会旋转，卷轴31将停止在上述提升位置上保持不动。当然，可通过摇把32的反向转动而使上述卷轴31下落，将大棚侧面的开口关闭。

因此，本发明的旋转传递装置能够在各种领域中，在不希望输出侧随意旋转的场合使用。

作为本发明的旋转传递装置，也可以采用公知的减速机构，例如行星齿轮式减速机构，使输入轴2的旋转负荷减少为若干分之一。或者，采用伞齿轮机构向转换90度的方向传递旋转的方式，例如，也可以将本发明的旋转传递装置设置在高处，地面上的操作人员使用较长的摇把转动输入轴。

Claims (5)

1.一种输出轴靠输入轴驱动而能够旋转的旋转传递装置，其特征在于：

a)  输出轴与输入轴呈彼此的中心线相一致地连续配置，输入轴上设有旋转盘，输出轴上设有被动旋转体；

b)  在固定于装置外壳上的制动鼓的外周上，以从外与之大致接触的状态设置有沿轴向呈螺旋状盘绕的有弹性的螺旋弹簧状制动部件，该制动部件的两端形成有向离心方向弯曲的加力部；

c)  输入轴的上述旋转盘中，在上述制动部件的外周位置处设有相对于该制动部件两端的加力部在可使其扭转松驰的方向上与之接触地配置的旋转传递部；

d)  输出轴的上述被动旋转体中，在上述制动部件的外周位置处设有相对于该制动部件两端的加力部在可使其扭转增大的方向上与之接触地配置的、承受来自上述旋转盘的旋转传递部的旋转力的被动旋转凸部；

e)  阻止内装有以上各要素的装置外壳的旋转。

2.如权利要求1所记载的输出轴靠输入轴驱动而能够旋转的旋转传递装置，其特征在于：制动部件两端的加力部被弯曲成在与旋转方向相平行的方向上大致呈U字的形状或圆弧状。

3.如权利要求1所记载的输出轴靠输入轴驱动而能够旋转的旋转传递装置，其特征在于：制动部件两端的加力部紧紧插在与旋转盘的旋转传递部以及被动旋转体的被动旋转凸部相分离而独立的旋转片的孔中，旋转盘的旋转传递部以及被动旋转体的被动旋转凸部通过上述旋转片推压加力部。

4.如权利要求1或2所记载的输出轴靠输入轴驱动而能够旋转的旋转传递装置，其特征在于：与制动部件的加力部相接触的旋转盘的旋转传递部以及被动旋转体的被动旋转凸部的接触部位形成可与加力部大致全面均匀地接触的形状。

5.如权利要求1所记载的输出轴靠输入轴驱动而能够旋转的旋转传递装置，其特征在于：输出轴与输入轴之任一方的前端上所形成的连结轴部可自由旋转地嵌在另一方上所形成的轴孔中，而且彼此的中心线相一致地连续配置。

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