CN2235148Y - 八音盒等发条为动力产品的离心摩擦式调速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于八音盒或其它以发条为动力的产品上的离心摩擦式调速器，它的回转元件由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断面很小长度极短的挠性结，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来停止转动。

Description

八音盒等发条为动力产品的离心摩擦式调速器

本实用新型涉及一种用于八音盒或其他以发条为动力的产品的离心摩擦式调速器。

目前公知的八音盒或其他以发条为动力的产品上用的调速器有风扇阻尼和离心摩擦式这两大类。风扇阻尼式的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调速。风扇式调速器结构最简单，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。离心摩擦式调速器则在上述蜗杆轴上的转子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摩擦制动力来调速。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，随着重块甩开来，弹性构件与重块的弹性变形也增大，离心力被抵消部分增大，使离心力不能充分作用于制动环转变为摩擦制动力，因此，调速精度也不高，距离恒速要求还差很远。这种靠转子的重块外周边摩擦在外园周的固定环来产生摩擦制动力的方案还有另一重要缺点，就是布置和使用停止销有困难，特别是沿转子的径向插入停止销更困难。后来又有人提出风扇式与离心式混合方案，并使离心重块向轴的一端偏转压在处于一端的制动环上。英国专利GB2108713A和GB2242999A就是这种方案。这种方案使调速精度比前述的离心摩擦式方案有所提高，停止销的布置也更容易，但调速精度仍不理想，与恒速要求仍有距离，这是因为这种方案中要提高调速精度就必须减小转子上弹性变形部的断面使之易于变形，而为了保证转子的强度足以承受停止销的撞击又必须使该弹性变形部有较大断面使之不易变形。此外，这种方案中调速器的额定速度受转子装配的轴向定位误差影响，产品的调速一致性难于保证，装配时的调整与校准也相当费工。

本实用新型的目的是提供一种能达到恒速的用于八音盒或其他以发条为动力的产品的离心摩擦式调速器，它的调速精度大大高于目前公知的各种类型的八音盒等发条为动力产品用的调速器。

本实用新型的另一目的是提供一种离心摩擦式调速器，它能方便地使用停止销，包括沿转子轴向插入的和沿转子径向插入的停止销。

上述目的是通过这样一种装置来实现的。一种八音盒或其他以发条为动力的产品上使用的离心摩擦式调速器，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)，回转元件(113)位于传动系(100)中的蜗杆(12)上，制动环(114)在回转元件(113)外面，与之同轴线并处于同一个垂直于该轴线的平面内，其特征在于：该回转元件(113)由弹性材料制成，中央有孔(113f)，轴对称地向外伸出2至4个直的回转臂(113a)；该直的回转臂(113a)由挠性结(113c)连着重块(113d)；该挠性结处于回转臂(113a)与重块(113d)之间，是由一个位于两者之间的深缺口(113b)把两者之间的连接断面减到很小而形成的；该深缺口(113b)所形成的挠性结(113c)的断面面积远小于回转臂(113a)的断面或重块(113d)的断面，所形成的挠性结(113c)在垂直于深缺口(113b)方向上的长度极短；这种装置在重块尾部(113e)有把尾部分成上下两半的水平开槽(113g)；制动环(114)在对应该水平开槽的高度处有供水平停止销(115)由径向插入的停止销孔(114b)。

下面结合附图和实施例对本实用新型进行说明。

图1是离心摩擦式调速器的结构示意图。

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中调速器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是另一种实施例，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 5a.孔 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.蜗轮上轴座 114b.停止销孔 115.停止销

在图1中，离心摩擦式调速器包括传动系(100)、回转元件(113)、制动环(114)和停止销(115)。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)用螺钉固定在八音盒或类似产品的底座上。回转元件(113)位于传动系(100)中的蜗杆(12)上，制动环(114)在回转元件(113)外面，与之同轴线，并处于同一个垂直于该轴线的平面内。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制动环(114)的内圆周壁，产生摩擦制动力。发条力大，转速要上升时，该摩擦制动力也增大；发条力减弱，转速要下降时该摩擦力也减少。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中调速器的构造。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。回转元件(113)由中心向外伸出直的回转臂(113a)。回转臂可以是2个、3个或4个，在回转元件园周上呈轴对称分布。在直的回转臂(113a)和重块(113d)之间有一个很深的缺口(113b)。这个深缺口使回转臂(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。这个由很小断面形成的挠性结在垂直于深缺口的方向上的尺寸极短，实际上几乎没有长度。在回转时的离心力作用下，由于回转臂(113a)和重块(113d)本身都断面较大，因而刚性较大，重块就只能以这个挠性结(113c)为转轴向外偏转。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。

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3.5∶1，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，它本身长度极短而又使挠性尽量增大，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至图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4至图7中表明，在回转元件(113)转动时重块与其后方下一个回转臂之间有较宽裕的近似扇形的空间容易让停止销插入使之停止转动，这是过去的弯曲形回转臂和细长弧形重块方案所做不到的。直的回转臂(113a)断面大，强度好，耐撞击，特别是在插入停止销时保护了挠性结(113c)这一薄弱部位，使之可以制成很小的断面，充分发挥挠性，从而尽量提高调速精度。

图8是当需要使用水平的停止销时，对调速器的局部变更。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。图8中的回转元件(113)可采用图3至图6的任一形式。

由于采用上述方案，本调速器可以把八音盒或使用发条动力的其他产品的调速精度提高到恒速，而且结构简单，停止销也便于布置。

由于调速的额定速度仅取决于回转元件形状与尺寸以及制动环的内径，而与装配的轴向误差无关，这样在装配时不需调整与校准，可以显著降低生产费用。

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，使整个八音盒的制造成本显著降低。

Claims (7)

1、一种八音盒或其他以发条为动力的产品上使用的离心摩擦式调速器，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)，回转元件(113)位于传动系(100)中的蜗杆(12)上，制动环(114)在回转元件(113)外面，与之同轴线并处于同一个垂直于该轴线的平面内，其特征在于：该回转元件(113)由弹性材料制成，中央有孔(113f)，轴对称地向外伸出2至4个直的回转臂(113a)；该直的回转臂由挠性结(113c)连着重块(113d)；该挠性结处于回转臂(113a)与重块(113d)之间，是由一个位于两者之间的深缺口(113b)把两者之间的连接断面、减到很小而形成的；深缺口(113b)所形成的挠性结(113c)的断面面积远小于回转臂(113a)的断面或重块(113d)的断面，所形成的挠性结(113c)在垂直于深缺口(113b)方向上的长度极短。

2.根据权利要求1所述的调速器，其特征在于重块尾部(113e)有把尾部分成上下两半的水平开槽(113g)；制动环(114)在对应该水平开槽的高度处有供水平停止销(115)插入的停止销孔(114b)。

3.根据权利要求1或2所述的调速器，其特征在于：重块(113d)形状呈近似三角形或近似梯形；该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，呈略外凸的弧形线；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)接触处是锐角或带有小凸起。

4.根据权利要求1或2所述的调速器，其特征在于制动环(114)是空心圆筒形，上端连有蜗杆上轴座(114a)，并在上端与支架(5)成压入配合装配。

5.根据权利要求3所述的调速器，其特征在于制动环(114)是空心圆筒形，上端连有蜗杆上轴座(114a)，并在上端与支架(5)成压入配合装配。

6.根据权利要求1或2所述的调速器，其特征在于制动环(114)是空心圆筒形，上端连有蜗杆上轴座(114a)并在上端与支架(5)成为一体。

7.根据权利要求3所述的调速器，其特征在于制动环(114)是空心圆筒形，上端连有蜗杆上轴座(114a)并在上端与支架(5)成为一体。

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