阅读说明：本技术 一种中轴联接负载的离心式离合器 (Centrifugal clutch with middle shaft connected with load ) 是由 熊鹏生 林剑荣 陶欢 王辉 陈俊宏 丘国强 陈淋 陈源 杨銮 丰飞 董金进 李 于 2019-09-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种中轴联接负载的离心式离合器,包含输入转子、输出转子以及离合机构,离合机构包含与输入转子同步转动的离心组件、以及与输入转子同步转动的摩擦接合组件；输入转子以相对输出转子能够转动的方式套接于输出转子的外周,输出转子的外周沿轴向具有离合安装部和转子支承部,摩擦接合组件安装在离合安装部上且具有一离合腔室,输入转子具有以能够相对输出转子和摩擦接合组件转动的方式套接于摩擦接合组件上的离合安装部、以及套接于转子支承部外周的转子安装部；离心组件安装在离合安装部的外周、且收纳于离合腔室内；离心组件在转动过程中能够沿径向活动以接合或脱离摩擦接合组件以切换输出转子的运动状态。(The invention relates to a centrifugal clutch with a middle shaft connected with a load, which comprises an input rotor, an output rotor and a clutch mechanism, wherein the clutch mechanism comprises a centrifugal component and a friction joint component, wherein the centrifugal component and the input rotor synchronously rotate; the input rotor is sleeved on the periphery of the output rotor in a manner of being capable of rotating relative to the output rotor, the periphery of the output rotor is provided with a clutch installation part and a rotor supporting part along the axial direction, the friction joint assembly is installed on the clutch installation part and is provided with a clutch cavity, the input rotor is provided with a clutch installation part sleeved on the friction joint assembly in a manner of being capable of rotating relative to the output rotor and the friction joint assembly, and a rotor installation part sleeved on the periphery of the rotor supporting part; the centrifugal assembly is arranged on the periphery of the clutch mounting part and is accommodated in the clutch cavity; the centrifugal assembly is radially movable during rotation to engage and disengage the frictional engagement assembly to switch the state of motion of the output rotor.)

一种中轴联接负载的离心式离合器

技术领域

本发明涉属于离心式离合器技术领域，具体涉及一种中轴联接负载的离心式离合器。

背景技术

离心式离合器是一种依靠离心体产生的离心力来达到自动分离或接合的离合器。其工作原理为：位于中轴处的转子联接动力输入，套接在中轴处的转子的外周的转子则联接负载端，中轴处的转子带动甩块转动产生离心力，甩块在离心力作用下接合联接负载端的转子，在摩擦力的作用下将中轴处的转子的扭矩传递至联接负载端的转子。

但面对高转速、且重量轻的需求场景时(例如无人机)，电机的输出端联接在中轴处的转子上，由于重量轻的要求，离合器不能做得太大，因此中轴处的转子的直径受到限制，此时，连接于中轴处的转子上的电机无法满足高转速时需求的大扭矩，导致了电机容易损坏。鉴于该问题，发明人提出了本申请。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种中轴联接负载的离心式离合器，位于中轴处的转子作为动力的输出转子，套接在输出转子外周的转子作为动力的输入转子，使得用于联接动力的输入转子的电机的轴径能够做大，从而达到能够满足更大的扭矩的需求的发明目的。

本发明是这样实现的，一种中轴联接负载的离心式离合器，包含输入转子、输出转子以及离合机构，所述离合机构包含与所述输入转子同步转动的离心组件、以及与输出转子同步转动的摩擦接合组件；所述输入转子以相对所述输出转子能够转动的方式套接于所述输出转子的外周，所述输出转子的外周沿轴向具有离合固定部和转子支承部，所述摩擦接合组件安装在离合固定部上且具有一离合腔室，所述输入转子沿轴向具有以能够相对所述输出转子和摩擦接合组件转动的方式套接于所述摩擦接合组件上的离合安装部、以及套接于所述转子支承部外周的转子安装部；所述离心组件安装在所述离合安装部的外周、且收纳于所述离合腔室内；所述离心组件在转动过程中能够沿径向活动以接合或脱离所述摩擦接合组件以切换所述输出转子的运动状态。

较佳地，所述输入转子包含动力输入件、以及具有所述离合固定部且用于联接所述动力输入件和离心组件的连接套，所述连接套通过一第一轴承组件沿轴向固定于摩擦接合组件上，所述动力输入件通过一第二轴承组件可转动地支撑于转子支承部，所述动力输入件沿轴向上的两端分别抵接在所述第一轴承组件的内圈和所述第二轴承组件的外圈以使所述连接套和所述动力输入件沿轴向固定。

较佳地，所述连接套沿轴向具有离合安装部和第一键连接部，所述动力输入件的内周沿轴向具有第二键连接部和转子支承部，第二键连接部适配于所述第一键连接部以使所述连接套与所述动力输入件能够同步转动。

较佳地，所述摩擦接合组件包含第一支撑板、第二支撑板以及沿轴向夹于第一支撑板和第二支撑板间的离合联动件；所述第一支撑板和第二支撑板之间夹设有位于所述离合联动件内周侧和输出转子外周侧的离心腔室。

较佳地，所述第一轴承组件包含第一轴承和第二轴承，所述第一支撑板和第二支撑板分别通过第一轴承和第二轴承套接于所述连接套外周；所述第二支撑板与所述输出转子之间具有供所述连接套沿轴向穿过的安装间隙。

较佳地，所述连接套的内周与所述输出转子的外周间隙配合。

较佳地，所述第一轴承的外圈上远离所述第二轴承的轴肩抵接在所述第一支撑板上，所述第一轴承的内圈上靠近所述第二轴承的轴肩抵接在所述连接套上，所述第二轴承的外圈上远离所述第一轴承的轴肩抵接在所述第二支撑板上，所述第二轴承的内圈上靠近所述第一轴承的轴肩抵接在所述连接套上；所述动力输入件沿轴向的一端抵接在所述第二轴承的内圈。

较佳地，所述离合安装部沿轴向具有第一轴承安装部、第二轴承安装部、以及夹于第一轴承安装部和第二轴承安装部之间的甩块安装部，所述离心组件包含沿周向等间隔安装在所述甩块安装部上的甩块。

较佳地，所述输出转子沿轴向的一端具有离合固定部、另一端具有转子支承部、且具有夹于离合固定部和转子支承部之间的间隙转动部；所述转子支承部沿径向的尺寸小于间隙转动部沿径向的尺寸、以使第三轴承的内圈上靠近第一轴承组件一端的轴肩抵接在转子支承部；所述间隙转动部与转子支承部的半径尺寸的差值小于第三轴承的轴肩的R角半径、以使第三轴承在安装时能够沿轴向进行微小的窜动。

较佳地，所述第二轴承组件由一第三轴承构成，所述第三轴承的外圈的轴肩抵接在所述动力输入件的内周，所述第三轴承的内圈的轴肩抵接在所述输出转子的外周。

通过采用上述技术方案，本发明可以取得以下技术效果：

本发明提供的中轴联接负载的离心式离合器，形成离合腔室的摩擦接合组件固定安装在输出转子上，用于带动输出转子转动的甩块安装在输入转子上，输入转子套接在输出转子的外周，使得甩块在输入转子在转动时沿径向向外活动以接合摩擦接合组件，从而达到带动位于中轴处的输出转子同步转动的目的。该方式使得输入转子的直径能够加大，从而达到使联接输入转子的电机的轴径能够做大，在面对高转速和重量轻的需求场景时，能够保护电机不受损坏。

附图说明

图1绘制了本发明一种中轴联接负载的离心式离合器的结构示意图。

图2绘制了本发明的摩擦接合组件的结构示意图。

图3绘制了本发明的输出转子的结构示意图。

图4绘制了本发明的摩擦接合组件和输出转子的结构示意图。

图5绘制了本发明的输入转子的结构示意图。

图6绘制了从轴向上观察，输出转子、连接套和甩块的结构示意图。

附图标识

1-输入转子、11-连接套、111-离合安装部、111A-第一轴承安装部、111B-第二轴承安装部、111C-甩块安装部、111D-凸块、111E-收纳部、111F-滑动槽、112-第一键连接部、12-动力输入件、121-转子安装部、122-第二键连接部、123-第二挡尘部、124-皮带轮连接部、13-平键、14-导向板、2-输出转子、21-离合固定部、22-转子支承部、23-联接轴孔、24-间隙转动部、3-离合机构、31-摩擦接合组件、32-第一支撑板、321-第一安装槽、322-第二安装槽、33-第二支撑板、331-第三安装槽、332-第一挡尘部、34-离合腔室、35-离心组件、351-甩块、36-离合联动件、4-第一轴承组件、41-第一轴承、42-第二轴承、5-第三轴承。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上端”、“下端”、“上段”、“下段”、“上侧”、“下侧”、“中间”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

现结合图1至图6对本申请的方案的结构以及功能进行详细的说明。

本发明提供一种中轴联接负载的离心式离合器，参考图1，该离合器包含输入转子1、输出转子2以及离合机构3，其中，该离合器的动力输出端为位于中轴处的输出转子2，输出转子2轴心处具有沿轴向延伸的联接轴孔23，用于联接负载。该离合器的动力输入端为套接在输出转子2外周的输入转子1，输入转子1以相对输出转子2能够转动的方式套接于其外周。离合机构3包含摩擦接合组件31和离心组件35，离心组件35安装在输入转子1上且能够与输入转子1同步转动。具体的，输入转子1沿轴向上具有离合安装部111和转子安装部121，离合安装部111的外周以相对摩擦接合组件31能够转动的方式套接在摩擦接合组件31的内周，且离合安装部111同时能够相对输出转子2转动。摩擦接合组件31固定安装在离合固定部21上，且具有一在输出转子2的外周侧的离合腔室34。

离心组件35安装在离合安装部111的外周，离心组件35能够被收纳进离合腔室34。输入转子1转动时，离心组件35在转动过程中能够相对输出转子2和摩擦接合组件31沿径向活动，并在输入转子1的转速达到预设的转速时，离心组件35接合于摩擦接合组件31以带动摩擦接合组件31进行转动，进而达到带动输出转子2转动。在输入转子1的转速小于预设的转速时，离心组件35从与摩擦接合组件31的接合状态脱离，使得输出转子2停止转动。即，达到使套接于输入转子1内周的输出转子2在转动状态和非转动状态之间的切换。

结合图1和图3，本发明通过将输出转子2沿轴向分设有离合固定部21和转子支承部22，离合固定部21安装固定有具有离合腔室34的摩擦接合组件31。结合图1、图2和图3，输入转子1套接在输出转子2的外周，在输入转子1沿轴向分设有离合安装部111和转子安装部121，离合安装部111安装有离心组件35，离心组件35被收纳在离合腔室34内。本发明通过上述结构达到对输出转子2的运动状态的切换，且将输入转子1套接在输出转子2的外周，可以使得用于联接输入转子1并输入动力的电机的轴径能够做大，从而在需求高转速和重量轻的场景下，能够提供更大的扭矩，且能够解决电机的轴径受限无法做大时，扭矩无法达到要求而导致电机损坏的技术问题。

本发明的一实施例中，参考图1，输入转子1包含动力输入件12和连接套11。动力输入件12的内周具有上述的转子安装部121，连接套11的外周具有离合安装部111。连接套11的外周通过一第一轴承组件4套接在摩擦接合组件31的内周，且连接套11通过第一轴承组件4沿轴向相对摩擦接合组件31保持固定，即，连接套11通过第一轴承组件4沿轴向相对输出转子2保持固定。动力输入件12的内周通过第二轴承组件套接在输出转子2的外周。

本发明的一实施例中，结合图1、图2和图4，第一轴承组件4包含第一轴承41和第二轴承42。摩擦接合组件31包含在第一支撑板32、第二支撑板33以及离合联动件36，第一支撑板32和第二支撑板33在轴向上间隔配置，离合联动件36夹设于第一支撑板32和第二支撑板33之间。第一支撑板32、第二支撑板33和离合联动件36之间构成有离合腔室34。第一支撑板32具有第一安装槽321和第二安装槽322，第一支撑板32通过第一安装槽321在轴向上的一端面沿轴向抵接在离合固定部21上，以使得摩擦接合组件31相对输出转子2沿轴向固定，第一支撑板32通过第一安装槽321的内周面套接在离合固定部21的外周面，使得摩擦接合组件31与输出转子2同轴联接。第一支撑板32通过螺丝、销子等紧固件实现与输出转子2的固定联接。第二支撑板33具有第三安装槽331，第二支撑板33与离合联动件36以可拆卸的方式固定连接在一起，离合联动件36与第一支撑板32以可拆卸的方式固定连接在一起，即，用于固定离合联动件36和第二支撑板33。

本发明的一实施例中，结合图1和图5，离合安装部111沿轴向具有第一轴承安装部111A、第二轴承安装部111B、以及夹于第一轴承安装部111A和第二轴承安装部111B之间的甩块安装部111C。第一轴承41具有位于第一轴承41的外圈上的第一外圈轴肩、和位于第一轴承41的内圈上的第一内圈轴肩，第一外圈轴肩位于第一轴承41的外圈上远离第二轴承42的一端，沿轴向第一外圈轴肩抵接在第二安装槽322沿轴向上的一端面上，沿径向第一外圈轴肩抵接在第二安装槽322沿径向上的内周面。沿轴向第一内圈轴肩位于第一轴承41的内圈上远离第一外圈轴肩的一端，沿轴向和径向第一内圈轴肩抵接在第一轴承安装部111A上。第二轴承42具有位于第二轴承42的外圈上的第二外圈轴肩、和位于第二轴承42的内圈上的第二内圈轴肩，沿轴向第二外圈轴肩位于第二轴承42外圈上远离第一轴承41的一端，沿轴向第二内圈轴肩位于第二轴承42内圈上靠近第一轴承41的一端。沿轴向和径向第二外圈轴肩抵接在第三安装槽331上，沿轴向和径向第二内圈轴肩抵接在第二轴承安装部111B上。其中，第一轴承安装部111A和第二轴承安装部111B沿径向的尺寸小于甩块安装部111C的径向尺寸。第一轴承41和第二轴承42沿轴向分别抵接在第一轴承安装部111A和第二轴承安装部111B与甩块安装部111C相接处的端面上。通过上述的连接套11通过第一轴承41、第二轴承42分别与摩擦接合组件31固定连接的方式，使得连接套11相对摩擦接合组件31(即输出转子2)在径向和轴向上的位置保持固定。

本发明的一实施例中，结合图1、图4和图5，第二支撑板33距输出转子2的外周具有预设的安装间隙，用于在安装连接套11时供其沿轴向穿过，以达到连接套11能够套设在输出转子2的外周且安装方便的目的。

优选地，结合图1、图4和图5连接套11的内周与输出转子2的外周间为间隙配合，使得连接套11与输出转子2的转动除了离心组件35和摩擦接合组件31的联动外不会有其他外力干涉。

本发明的一实施例中，结合图1、图4和图5，第二轴承组件由一第三轴承5构成，第三轴承5外圈上的两个轴肩抵接在转子安装部121(即动力输入件12)上。沿轴向动力输入件12上靠近第一轴承组件4的一端抵接在第二轴承42的内圈，其配合转子安装部121达到使动力输入件12沿轴向相对输出转子2的位置保持固定。可理解的是，动力输入件12与第二轴承42的外圈不接触，且动力输入件12与第二支撑板33不接触。

本发明的一实施例中，结合图1、图2和图5，第二支撑板33具有沿径向的尺寸小于第二轴承42的外圈的径向尺寸的第一挡尘部332，动力输入件12靠近第二轴承42的一端具有第二挡尘部123，第二挡尘部123位于第一挡尘部332的内周，第一挡尘部332沿径向尺寸减小的方向延展以减小第二支撑板33和动力输入件12在径向上的间距，用以解决第二支撑板33和动力输入件12沿径向间距过大时，灰尘容易进入第二轴承42及离合腔室34的技术问题。优选地，在第一挡尘部332与第一安装槽321之间具有一台阶，使得第一挡尘部332沿轴向与第二轴承42间隙配合，以达到使第一挡尘部332沿径向延展过程中不会干涉第二轴承42的转动的目的，此时，第二挡尘部123沿轴向抵接在第二轴承42的内圈上。可理解的是，在其它实施例中，其可以为第二挡尘部123沿径向尺寸增大的方向延展，以减小第二支撑板33和动力输入件12在径向上的间距。此时优选地，在第二挡尘部123与动力输入件12抵接在第二轴承42的内圈的端部之间具有一台阶，以达到使第二挡尘部123沿径向延展过程中不会干涉第二轴承42的转动的目的。

优选地，第三轴承5的外圈上远离第一轴承组件4的一端的轴肩抵接在一第一轴卡上，该第一轴卡固定于动力输入件12的内周、以便于第三轴承5的安装和固定。

本发明的一实施例中，结合图1、图4和图5，输出转子2沿轴向的一端具有离合固定部21，其沿轴向上的另一端具有转子支承部22，在离合固定部21和转子支承部22之间具有间隙转动部24，间隙转动部24与连接套11为间隙配合。转子支承部22沿径向的尺寸小于间隙转动部24沿径向的尺寸以形成一台阶，使得第三轴承5的内圈上靠近第一轴承组件4一端的轴肩抵接在转子支承部22。第三轴承5的内圈上远离第一轴承组件4的一端的轴肩通过抵接在转子支承部22(输出转子2)的外周，其中，该输出转子2的轴向通过一第二轴卡固定在输出转子2上，第二轴卡固定于输出转子2的外周。

本发明的一实施例中，结合图1和图4，间隙转动部24与转子支承部22的半径尺寸的差值小于第三轴承5的轴肩的R角半径，使得第三轴承5在安装时允许其沿轴向能够进行微小的窜动。本申请的离合器的各组件和零件在加工时在精度上会存在误差，若直接将第三轴承5的内圈沿轴向直接固定，会因为安装误差而导致第三轴承5的内圈和外圈在轴向上会相互窜动。将间隙转动部24的半径与转子支承部22的半径尺寸的差值设计成小于第三轴承5的轴肩的R角半径，可以达到使第三轴承5在安装时能够往第一轴承组件4的方向有些微的窜动，使得在设计本申请的各组件和零件在加工工艺时，可以以输出转子2为基准轴，摩擦接合组件31和动力输入件12以输出转子2为基准制定加工公差，例如，摩擦接合组件31和动力输入件12制定的加工公差使得其装配于输出转子2后，第一轴承安装部111A和第三轴承5安装部之间沿轴向的距离的安装误差控制在预设的下公差范围内，而设计的台阶的高度小于第三轴承5的R角，可以使得第三轴承5安装时可以沿轴向调整，达到使第三轴承5在安装时不会因加工和装配误差而导致其外圈和内圈沿轴向错位的情况。可以理解的是，在其它实施例中，间隙转动部24与转子支承部22的半径尺寸的差值能够有大于第三轴承5的轴肩的R角半径情况。

可以理解的是，在其它实施例中，第二轴承组件可以为多个并置的轴承构成，其用于增加动力输入件12的支撑力。

本发明的一实施例中，结合图1和图5，连接套11沿轴向具有离合安装部111和第一键连接部112，动力输入件12的内周沿轴向具有第二键连接部122和转子支承部22，第二键连接部122适配于第一键连接部112以使连接套11与动力输入件12能够同步转动。其中，第一键连接部112由键槽结构构成，一平键13能够置入该第一键连接部112内，第二键连接部122构成为沿轴向延伸的键槽结构，第二键连接部122沿周向的两端面滑配于平键13，第一键连接部112、平键13和第二键连接部122相互配合使得动力输入件12与连接套11周向固定，以能够同步转动。可以理解的是，本实施例中，连接套11可开设有一个第一键连接部112，亦可沿周向开设有多个第一键连接部112，在动力输入件12上对应于第一键连接部112地开设第二键连接部122。在其它实施例中，第一键连接部112可以由外花键构成，第二键连接部122可以由能够沿轴向滑配于外花键的内花键构成，以实现动力输入件12与连接套11的同步转动。

本发明的一实施例中，结合图5和图6，离心组件35包含沿周向等间隔安装在甩块安装部111C上的甩块351。甩块安装部111C包含沿径向凸起的多个凸块111D，各甩块351上具有适配于凸块111D的滑动槽111F，以使得各甩块351能够相对其对应的滑动槽111F沿径向滑动。甩块安装部111C包含有沿轴向位于凸块111D两侧的收纳部111E，凸块111D、一收纳部111E与第一轴承41构成有一收纳槽，凸块111D、另一收纳部111E与第二轴承42构成有另一收纳槽，凸块111D沿轴向上的两端面上分别配置有导向板14，导向板14至少部分有收纳在收纳槽内。导向板14固定在凸块111D上，两导向板14构成有环形导向槽，以限制各甩块351不会沿轴向摆动。导向板14具有在远离输出转子2的一端向远离离合安装部111的方向弯折并延展形成的弯折部，一弯折部沿轴向延伸并***开设在第一支撑板32上的防尘槽，另一弯折部沿轴向延伸并***开设在第二支撑板33上的防尘槽，弯折部用于隔离离合腔室34。

本发明的一实施例中，结合图5，动力输入件12的外周开设有皮带轮连接部124，皮带轮连接部124通过皮带传动联通输入动力的电机的输出轴，使得本申请的离合器与输入动力的电机不会构成刚性联接，且通过皮带轮方式联接，可以使得电机的输出轴的直径可以根据扭矩和转速的需求进行自由设计，而不需要受到离合器的大小的限制。

本发明的一实施例中，动力输入件12上开设有沿轴向延伸的安装孔，用于通过螺丝、固定销等联接固定输入动力的电机的输出轴。

以上仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。