具体实施方式

现有传统离合摩擦机构(中国发明专利CN104421349A-摩擦机构以及齿轮电动机)中的齿轮部件的筒体部整个内周面与旋转部件的多个弹性变形部在施力部件的作用下将内周面与弹性变形部之间的摩擦卡合力作为离合摩擦力输出，但其存在如下缺陷：①由于齿轮部件是采用整个内侧圆周面与旋转部件的弹性变形部的整个外周面相互抵接产生滑动摩擦力(也称摩擦卡合力)进而作为打滑保护机构的离合摩擦力输出，若内侧圆周面变形或开裂或者内侧圆周面与弹性变形部存在不自然抵接都容易造成摩擦失效，即摩擦失效时间短。②通过施力部件能够使弹性变形部以规定的弹性与齿轮部件的周面接触，从而能够产生适当的摩擦卡合力，但极易存在施力部件失效或者脱落不良的风险，即离合作用不稳定。③主要是通过调节内周面与弹性变形部的抵接程度以调节离合摩擦力输出大小，但调节程度有限且调节过程复杂且成本高，而且加大离合摩擦力输出容易造成齿轮部件等变形开裂的不良，无法实现灵活调节不同级别的摩擦离合的需求，应用比较单一且存在仅可用于低摩擦时使用的问题。

为了解决上述的传统离合摩擦机构的技术缺陷，请参考图1-13，本发明提出了一种齿轮箱用的离合机构1，具体地，所述离合机构1包括：

上旋转部件11，其具有筒体部111、形成在所述筒体部111的上齿轮部112；

下旋转部件12，其具有与所述筒体部111的离合用周面在径向上弹性接触的多个弹性变形部121；

其中，所述弹性变形部121与所述离合用周面之间相对设置有凹凸结构13，使得所述弹性变形部121与所述离合用周面之间的凹凸咬合脱出力和/或所述弹性变形部121与所述离合用周面之间的凸凸挤压摩擦力作为离合摩擦力输出。

所述弹性变形部121与所述离合用周面之间通过所述凹凸结构使得所述离合机构输出的离合摩擦力控制在最小摩擦力以上及最大摩擦力以下，其中，最小摩擦力设定为电机需要的最大输出力，最大摩擦力设定为小于齿轮箱整体发生单齿损伤的力。即，所述凹凸咬合脱出力、凸凸挤压摩擦力可以独立作为打滑保护的离合摩擦力输出，也可以组合作为打滑保护的离合摩擦力输出，满足上述整个离合机构的离合摩擦力需求即可。

所述弹性变形部121与所述筒体部111的离合用周面之间的一凸一凹咬合配合形成咬合式离合结构时，此状态下的凹凸咬合脱出力可作为打滑保护的离合摩擦力输出的一种方式；所述弹性变形部121与所述筒体部111的离合用周面之间的凸凸相互挤压配合形成挤压式离合结构时，此状态下的凸凸挤压摩擦力可作为打滑保护的离合摩擦力输出的另一种方式。相比现有传统离合摩擦机构采用整个圆周面的滑动摩擦力作为打滑保护的离合摩擦力输出，本发明通过上述咬合式离合结构和/或挤压式离合结构，使得所述弹性变形部与离合用周面之间的抵接更稳定可靠，实现整个离合机构的离合摩擦力输出更加稳定可靠，而且保证摩擦失效时间相对持久，可以支持更多次的堵转再发生离合作用，解决了传统离合摩擦机构输出摩擦力不稳定且摩擦失效时间短的技术问题，也杜绝了传统依靠施力环实现离合摩擦力输出的摩擦机构存在的施力环失效或者脱落不良的风险。同时，本发明还可以实现不同级别大小的摩擦离合的需求，应用范围更加宽广，进一步解决了传统离合摩擦结构无法根据不同级别大小的摩擦离合的需求进行调节的技术问题或者调节程度有限以及调节难度大成本高的技术问题，本发明离合机构1可用于满足不同客户对不同产品的离合力的大小不同的需求。

本发明的离合机构1结构简单、易于制造且方便装配，极大地改善使用传统离合摩擦机构的电机生产装配工艺复杂的问题及出现离合机构1打滑、失效及齿轮打齿等不良问题，并且可以有效控制原电机因制程不可避免产生的不良。

更优选地，当所述凹凸咬合脱出力与凸凸挤压摩擦力组合作为离合摩擦力输出时，所述凹凸咬合脱出力与凸凸挤压摩擦力相等或大致相等，以保证稳定输出位置角度精度。如此设计，可避免出现因摩擦力不一致或差别大的情况下导致电机输出位置角度精度不稳定，例如假定凸凸挤压摩擦力满足离合摩擦力要求但相对所述凹凸咬合脱出力较小，刚好离合偏移至凸凸位时，电机正常运转，在没有发生堵转情况下，可能输出力稍大一些离合机构1开始作用而打滑，造成这一节位置输出的缺失。

在第一种实施例中，如图2-4所示，所述凹凸结构13包括设置在所述离合用周面且沿其周向排布的凹部131和设置在每一所述弹性变形部121的卡台132，所述凹部131之间形成凸部133，装配时所有所述卡台132均处于所述凹部131内或凸部133上。可以理解的是，当所述卡台132均处于所述凹部131内时即为凹凸咬合，形成了咬合式离合结构，当所述卡台132均处于所述凸部133上时即为凸凸挤压，形成了挤压式离合结构，具体实现时，为了便于装配，优选将所述卡台132装配入所述凹部131内，具体发生堵转后，所述卡台132可能处于所述凹部131内也可能处于所述凸部133上。进一步地，每一所述弹性变形部121设置有一个所述卡台132，也可以设置多个所述卡台132，如两个以上，具体实现时可以通过调整设置卡台132的数量以调节离合摩擦力输出级别大小。

优选地，还可以将每一所述弹性变形部121的周向宽度与所述卡台132的周向宽度相等，即一个所述弹性变形部121为一个卡台132。

在第二种实施例中，如图6所示，所述凹凸结构13包括设置在所述离合用周面的卡台132和设置在每一所述弹性变形部121且沿其周向排布的凹部131，所述凹部131侧边形成凸部133，装配时所有所述卡台132均处于所述凹部131内或所述凸部133上。可以理解的是，当所述卡台132均处于所述凹部131内时即为凹凸咬合，形成了咬合式离合结构，当所述卡台132均处于所述凸部133上时即为凸凸挤压，形成了挤压式离合结构，具体实现时，为了便于装配，优选将所述卡台132装配入所述凹部131内，具体发生堵转后，所述卡台132可能处于所述凹部131内也可能处于所述凸部133上。所述卡台132的数量至少匹配所述弹性变形部121的数量，即所述卡台132的数量不低于所述弹性变形部121的数量，具体实现时可以通过调整设置卡台132的数量以调节离合摩擦力输出级别大小。

进一步地，每一所述弹性变形部121可以设置有一个所述凹部131和其两侧的两个所述凸部133，也可以设置多个所述凹部131，如两个以上。

上述的任一种实施方式中，所述卡台132与所述凸部133之间接触时为面接触，相比线接触方式，在所述凸凸挤压摩擦力作为离合摩擦力输出时能够更好的提供打滑保护的离合摩擦力输出，即如此设计，不仅保证所述卡台132滑动到所述凸部133时能够与所述凸部133形成较好的面接触，而且实现所述卡台132与所述凸部133之间的滑动摩擦力可作为打滑保护的另一种离合摩擦力输出方式。进一步地，如图3、4、6、7所示，为了保证所述凸凸挤压摩擦力能够有效地输出离合摩擦力，所述卡台132或所述凸部133设置有楔形面，所述楔形面的厚度从所述弹性变形部121的顶部1212至根部1211逐渐减薄，如此设计，当所述卡台132位于所述凸部133上形成凸凸挤压时，由于所述弹性变形部121处于受挤压状态朝径向内侧偏移，若所述卡台132和凸部133均为类似矩形状结构，则两者接触很难形成较好的面接触，即使有面接触也是较小的面接触，难以作为离合摩擦力输出，而将所述卡台132和凸部133的其中一个进行楔形处理(即设置为楔形面)，则两者接触时容易形成较大的面接触，可以较好地作为离合摩擦力输出。可以理解的是，所述卡台132或所述凸部133也可以不设置楔形面，如图13所示。

上述的任一种实施方式中，所述凹部131与凸部133的周向宽度相等或不相等。所述凹部131的径向深度与凸部133的径向厚度相等或不相等。所述卡台132的径向厚度与所述凹部131的径向深度相等或不相等。为了便于设计及制造，所述凹部131与凸部133的周向宽度优选配置为相等，所述卡台132的周向宽度与所述凹部131的周向宽度优选配置为相等。

上述的任一种实施方式中，如图8-11所示，所述凹部131与凸部133的连接处设置为过渡斜面134，所述卡台132两侧设置为脱出斜面135，所述过渡斜面134与脱出斜面135相对应设置，如此设计，在满足离合机构1的摩擦力情况下，当负载过大便于脱出起到离合作用，避免咬合摩擦力过大造成无法起到离合作用，而且设置为倾斜使得发生脱出时有利于脱出但不产生机械损伤以及空转时频繁脱出而不磨损产生碎屑，以增加使用寿命、电机使用安全性以及保证多次堵转后依然起到有效离合作用。所述过渡斜面134与所述离合用周面或所述弹性变形部121周面之间的倾斜角度a控制为90°≤a＜180°，优选大于90°；所述脱出斜面135与所述离合用周面或所述弹性变形部121周面之间的倾斜角度β控制为90°≤β＜180°，优选大于90°。具体实现时，所述a≤β。可以理解的是，当倾斜角度a、β越大，则对应的凹凸咬合脱出力更大。

值得注意的是，所述离合用周面可以是所述筒体部111的内周面113，也可以是所述筒体部111的外周面。

为了进一步加大离合摩擦力输出，如图12所示，所述离合机构1进一步包括施力部件14，其被安装在所述多个弹性变形部121的内侧，用于将所述多个弹性变形部121朝径向外侧张开抵靠在所述凹部131内或凸部133上形成内圈弹压式离合结构，通过所述施力部件14使得所述弹性变形部121张紧，张紧后整个离合机构1的相对滑动摩擦力为打滑保护的离合摩擦力输出。优选地，所述施力部件14为C形插销或U形弹弓，所述施力部件14还可以为填充在所述弹性变形部121与所述下旋转部件12的中心轴之间的硬质块，如钢珠等。

为了变级离合摩擦力输出大小，在某些实施例中，可相应的加大卡台132厚度及加深凹部131深度以加大离合摩擦力输出，反之减小；在某些实施例中，可以相应的加大凸部133的厚度以加大离合摩擦力输出，反之减小；在某些实施例中，可以相应的加大施力部件14的弹力以加大离合摩擦力输出，反之减小；在某些实施例中，过渡斜面134和/或脱出斜面135的倾斜角度加大以加大脱出离合摩擦力输出，反之减小。在具体实现，可根据离合机构1需要的摩擦力大小及寿命需求，对所述卡台132厚度、凹部131深度、凸部133厚度、施力部件14弹力、斜面斜度等等进行配合配置。

一种齿轮传动电动机，包括任一项上述的离合机构1。作为本发明提供的所述的齿轮传动电动机的一种优选实施方式，如图14所示，所述齿轮传动电动机将电动机部的转子的旋转通过由多个齿轮形成的齿轮箱2输出到外部，对所述多个齿轮中的一个齿轮构成有所述离合机构1。

(动作说明)

本实施方式的齿轮传动电动机中，在齿轮箱2的第一个齿轮22上构成有摩擦离合机构1，在本发明离合机构1中，用于输出离合摩擦力的离合结构可以是咬合式离合结构，或者是挤压式离合结构，或者是咬合式离合结构和挤压式离合结构，或者是咬合式离合结构结合内圈弹压式离合结构，又或者是挤压式离合结构结合内圈弹压式离合结构，或者是咬合式离合结构、挤压式离合结构和内圈弹压式离合结构，无论采用上述哪种离合结构方式，所述卡台132与凹部131和/或凸部133之间均产生摩擦输出力，满足整个离合摩擦力控制在最小摩擦力以上、最大摩擦力以下即可。因此，只要未对上旋转部件11或下旋转部件12施加过大的负载，两者便会一体旋转。与此相对，对上旋转部件11和下旋转部件12中的一方施加了较大的负载时，在上旋转部件11与下旋转部件12之间产生空转，因此，能防止与上旋转部件11和下旋转部件12相啮合连接的齿轮等产生破损。例如，在从外部对输出轴21施加了较强的力时，输出轴21的旋转朝转子侧传递。由于传动电动机中定子与永磁体之间设置的磁阻转矩使得转子受到欲保持其位置的力的作用，故若不是很大的力，则转子不会开始旋转，如此，在没有摩擦离合机构1时，齿轮箱2中的某个齿轮部分会发生齿的折断等进而出现动作故障。而在本实施方式中，由于设有离合机构1中的上旋转部件11和下旋转部件12之间产生空转，因此能防止该齿的折断等。

下面结合附图1-14及实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。为了便于说明，下述的实施例中以卡台132设置在弹性变形部121为例进行说明，但可以理解的是，并不局限于此。

【齿轮箱用离合机构1】

请参考图1-5、8-13，所述离合机构1包括：

上旋转部件11，其具有筒体部111、形成在所述筒体部111的上齿轮部112；

下旋转部件12，其具有与所述筒体部111的周面在径向上弹性接触的多个弹性变形部121；

其中，所述弹性变形部121与所述离合用周面之间相对设置有凹凸结构13，使得所述弹性变形部121与所述离合用周面之间的凹凸咬合脱出力和/或所述弹性变形部121与所述离合用周面之间的凸凸挤压摩擦力作为离合摩擦力输出。

【上旋转部件11的结构】

所述上旋转部件11包括沿电动机轴线方向双向开口的筒体部111以及形成在所述筒体部111外周面的上齿轮部112，其中所述上齿轮部112可以位于所述筒体部111的外周面上端部，也可以位于所述筒体部111的整个外周面。所述筒体部111的双向开口形成具有内周面113的中心孔114，其用于供所述下旋转部件12的弹性变形部121嵌入。进一步地，所述中心孔114的内周面沿周向设置有多个凹部131，其用于容纳且卡位所述弹性变形部121的卡台132形成咬合式离合结构，即所述卡台132嵌入到所述凹部131时，所述卡台132相对所述凹部131的脱出力作为打滑保护的离合摩擦力输出。

相邻所述凹部131之间形成有凸部133，当所述弹性变形部121的卡台132弹性抵接到所述凸部133构成凸凸挤压形成挤压式离合结构，即所述卡台132滑动到凸部133面产生变形，进而与凸部133形成滑动摩擦力作为打滑保护的离合摩擦力输出。

为了便于制造，所述凹部131与凸部133的周向宽度优选相等，但也可以配置为不相等。同样地，所述凹部131的深度与凸部133的厚度优选相等，也可以配置为不相等。

进一步地，所述凹部131与凸部133连接处被设置过渡斜面134，其中所述过渡斜面134与凹部131面之间的倾斜角度a控制为90°≤a＜180°，优选大于90°，如此设计，在满足离合机构1的摩擦力情况下，当负载过大便于脱出起到离合作用，避免咬合摩擦力过大造成无法起到离合作用，而且设置为倾斜使得发生脱出时有利于脱出但不产生机械损伤以及空转时频繁脱出而不磨损产生碎屑，以增加使用寿命、电机使用安全性以及保证多次堵转后依然起到有效离合作用。具体实现时，可根据离合摩擦力的需求调整倾斜角度的大小。

【下旋转部件12的结构】

所述下旋转部件12具有圆筒状的中心轴部122及环状承载部123，所述中心轴部122的轴线平行于所述电动机轴线且所述中心轴部122内设有轴孔124便于支轴26嵌入。所述环状承载部123的内环抵接设置在所述中心轴部122外周面，可以设置在所述中心轴部122外周面的上端部，也可以是中部，或者下端部，可根据实际情况设计；在中心轴部122位于所环状承载部123下方的外周面上还可以形成有下齿轮部125。进一步地，所述下旋转部件12还包括具有与所述筒体部111的内周面113在径向上弹性接触的多个弹性变形部121，其形成在所述环状承载部123上的外沿周向上。在某些实施例中，所述弹性变形部121为弧形板状结构，在周向上设置为两片，即可理解为一环状板被狭缝126分割形成两对称的弧形板状的弹性变形部121；在其他实施例中，所述弹性变形部121还可以是沿周向的三片以上弧形板状的弹性变形部121。在所述下旋转部件12中，所述弹性变形部121的内周面与中心轴部122的外周面之间形成有形变气隙127。

每一所述弹性变形部121朝向与所述筒体部111的内周面113的一侧设置有卡台132。在某些实施例中，一所述弹性变形部121设置一所述卡台132；在其他实施例中，一所述弹性变形部121设置有多个所述卡台132，且所述卡台132沿周向排布。

优选但不限定地，每一所述卡台132配置有楔形面，其设置为条状结构，其长度方向与所述中心轴部122轴线平行。进一步地，所述卡台132沿长度方向其厚度越接近所述环状承载部123越薄，如此设计，保证所述卡台132滑动到所述凸部133时能够与所述凸部133形成较好的面接触。可以理解的是，所述卡台132也可以不设置楔形面，如图13所示。

所述卡台132沿周向的两侧设置为脱出斜面135，所述脱出斜面135与所述弹性变形部121周面之间的倾斜角度β控制为90°≤β＜180°，优选大于90°；其中，a≤β，如此设计，在满足离合机构1的摩擦力情况下，所述卡台132即使脱出所述凹部131，也不产生机械损伤，以增加使用寿命。

进一步地，在所述形变气隙127中，可以增设施力部件14，即将所述施力部件14安装在所述多个弹性变形部121的内侧，用于将所述多个弹性变形部121朝径向外侧张开抵靠在所述凹部131或凸部133上形成内圈弹压式离合结构，通过所述施力部件14使得所述弹性变形部121张紧，张紧后整个离合机构1的相对滑动摩擦力为打滑保护的离合摩擦力输出。优选地，所述施力部件14为C形插销或U形弹弓，所述施力部件14还可以为填充在所述弹性变形部121与所述下旋转部件12的中心轴之间的硬质块，如钢珠等。

在所述弹性变形部121的外周面远离所述环状承载部123的一侧形成有朝径向外侧伸出的导向部128，所述导向部128的外端面上部设置为导入斜面1281，便于装配所述弹性变形部121于所述筒体部111的内周面113内。所述导向部128朝向所述环状承载部123的一侧配置为平台面1282，对应地，所述筒体部111的内周面113上部设置有环状定位台115，当所述弹性变形部121嵌入到所述筒体部111的内周面113时，所述平台面1282卡合到所述环状定位台115，不仅可以限定所述弹性变形部121的嵌入深度，而且可防止所述弹性变形部121从所述筒体部111内脱出。当需要拔出所述弹性变形部121时，由于所述导向部128较小，将导向部128向内挤压或者将所述下旋转部件12向下按压，就能从所述筒体部111的内周面113拔出所述弹性变形部121。

作为一种优选方案，所述导向部128也可以设计在所述卡台132的上端部。

【齿轮传动电动机】

在齿轮传动电动机中，在对输出轴21施加过大的负载的状态下电动机动作时，齿轮箱2所使用的齿轮、转子小齿轮可能会破损，为了避免此破损，在齿轮箱2的中途构成有作为转矩限制器起作用的离合机构1。本实施方式中，一种齿轮传动电动机，其将电动机部的转子的旋转通过由多个齿轮形成的齿轮箱2输出到外部，如图13所示，对所述多个齿轮中的一个齿轮构成有所述离合机构1。在本实施方式中，齿轮箱2包括总计四个齿轮，最末级的齿轮包括输出轴21。此处，除最末级的齿轮25以外的三个齿轮被支轴26支撑成可旋转，支轴26的两端均由固定于电动机壳体，在最末级的齿轮通过轴承部支撑成可旋转。在本实施方式中，第一个齿轮22的大直径齿轮部与转子小齿轮啮合，第一个齿轮22的小直径的齿轮部上啮合有第二个齿轮23的大直径齿轮部，而其小直径齿轮部上啮合有第三个齿轮24的大直径齿轮部，第三个齿轮24的小直径齿轮部上啮合有最末级齿轮25的齿轮部。这样，齿轮箱2构成为减速齿轮箱2。此处，四个齿轮配置在转子小齿轮的四周。

可以理解的是，本实施方式中，并不局限于四个齿轮，也可以是四个以上或以下齿轮构成的齿轮箱2。本实施方式中，所述离合机构1可以设置上述齿轮箱2的任一个齿轮中，如第一个齿轮22。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。