CN100424368C

CN100424368C - 电磁离合器用联轴节

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Publication number: CN100424368C
Application number: CNB2004800062515A
Authority: CN
Inventors: 柳顺一郎
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2004-03-05
Publication date: 2008-10-08
Anticipated expiration: 2024-03-05
Also published as: JPWO2004079219A1; US7331438B2; WO2004079219A1; KR101061277B1; EP1602847A4; JP4524668B2; US20060151277A1; EP1602847A1; DE602004019499D1; KR20050106035A; CN1759260A; EP1602847B1

Abstract

电磁离合器用联轴节，防止电枢(5)和转子(4)的摩擦热造成的弹性体(30)与外环(20)的连接破坏。联轴节包括安装于旋转轴(6)的枢毂(10)；外环同轴地设于枢毂外周侧并连到电枢，电枢通过励磁线圈(2)沿轴向与转子接合/离开；弹性体(30)弹性地将枢毂(10)和外环连接且由橡胶状弹性材料形成，在弹性体(30)外周部埋设增强环(40)且由形成于增强环外周侧弹性体一部分形成的嵌合层(32)嵌接于外环的内周面。外环的套筒部(21)形成沿周向与嵌合层(32)卡合的非圆筒面(21a)，与相对弹性体的外周部的轴向止动件(23，24)；增强环(40)中形成沿圆周方向与外环一部分接合的圆周方向卡合部(41)。

Description

电磁离合器用联轴节

技术领域

本发明涉及设置于比如车辆的车室空调器中的压缩机的电磁离合器上的联轴节。

背景技术

在车辆的车室空调器的冷冻循环中，作为设置于对冷却剂进行压缩的压缩机的电磁离合器上的联轴节，在过去，人们知道有比如，JP实开昭62-167936号文献公开的那样的类型。

图8为按照通过轴心的平面剖开的方式表示采用与上述文献描述的联轴节相同类型的电磁离合器的剖视图。即，象图8所示的那样，这种电磁离合器100包括非旋转的励磁线圈102，该励磁线圈102固定于凸缘101上；转子104，该转子104按照包围该励磁线圈102的方式设置，并且按照可通过轴承103而旋转的方式保持于凸缘101的轴孔筒部101a，在其外周，设置有皮带轮104a；电枢105，该电枢105与该转子104的端面接近相对；联轴节110，该联轴节110按照可沿轴向移动的方式将电枢105连接于旋转轴106上，该旋转轴106插入凸缘101的轴孔筒部101a。

在已有技术中，联轴节110包括枢毂111，该枢毂111通过花键与旋转轴106的前端部外周嵌合，并且通过螺纹部件107而紧固；作为金属加压成形件的外环112，该外环112以同轴方式设置于该枢毂111的外周侧，通过圆周方向多个的铆钉108，与电枢105连接；弹性体113，该弹性体113由环状的橡胶状弹性材料形成，其通过硫化而粘接于该外环112和枢毂111的边缘部的相对周面之间。

即，在该联轴节110中，在通过通电而对励磁线圈102进行励磁时，通过弹性体113的轴向剪切变形，允许由此磁化的电枢105沿轴向移动，吸附于旋转中的转子104的端面的情况，并且降低电枢105和转子104的吸附时的噪音，将转矩从电枢105，传递给旋转轴106。另外，在励磁线圈102非通电时，通过弹性体113的恢复力，以微小的间隙G，使电枢105与转子104的端面离开。

在电磁离合器100中，在电枢105吸附于旋转的转子104的端面上的过程中，其时间较短，但是，产生摩擦造成的高热。另外，按照过去的联轴节110，如果上述摩擦热传递给紧固于电枢105上的外环112，则具有弹性体113相对该外环112的粘接部退化，破损的危险。另外，作为应对该情况的措施，采用在通过铆钉108紧固的外环112的凸缘部112a与电枢105之间，介设外套于各铆钉108上的，由热传导率较低的材料形成的隔热间隔件109的方法，但是，由于组装麻烦，另外，各铆钉108依然形成传热媒体，故难于有效地防止对外环112的传热。

本发明是针对上述这样的问题而提出的，本发明的主要技术课题在于防止电枢与转子的摩擦热而造成的弹性体与外环的连接破坏。

发明内容

作为用于有效地解决上述技术课题的技术方案，根据本发明的第一方面，所述的发明的电磁离合器用联轴节包括安装于旋转轴上的枢毂；外环，该外环按照同轴方式设置于该枢毂的外周侧并连接到电枢，该电枢通过励磁线圈的通电/不通电沿轴向与转子接合/离开；弹性体，该弹性体以弹性方式将上述枢毂和外环连接，该弹性体由橡胶状弹性材料形成，在上述弹性体的外周部附近的内侧埋设增强环，从而在该增强环的外周侧与外环之间由弹性体的一部分形成嵌合层，该弹性体的外径大于外环的内径，从而使该弹性体过盈配合地嵌接于上述外环的内周面；在增强环中，形成沿圆周方向与外环的一部分相互接合的圆周方向卡合部。

根据本发明第二方面所述的发明的电磁离合器用联轴节涉及本发明第一方面所述的方案，其中，在外环的内周面，形成沿圆周方向与嵌合层卡合的非圆筒面。

根据本发明第三方面所述的发明的电磁离合器用联轴节涉及本发明第一方面所述的方案，其中，在增强环中，形成沿圆周方向与外环的一部分相互卡合的圆周方向卡合部。

根据本发明第四方面所述的发明的电磁离合器用联轴节涉及本发明第一或二方面所述的方案，其中，在外环上，形成相对弹性体的外周部的轴向止动件。

附图说明

图1为按照在电磁离合器的安装状态，通过轴心的平面剖开的方式表示本发明的电磁离合器用联轴节的优选第1形式的剖视图；

图2为在未安装状态表示图1的联轴节的正视图；

图3为按照通过图2中的III-III’线剖开的方式表示的剖视图；

图4为按照通过图3中的IV-IV’线剖开的方式表示的剖视图；

图5为表示图1的联轴节的外环和弹性体的组装过程的剖视图；

图6为在未安装状态表示本发明的电磁离合器用联轴节的优选第2形式的正视图；

图7为按照通过图6中的VII-VII’线剖开的方式表示的剖视图；

图8为按照通过轴心的平面剖开的方式表示采用已有技术的联轴节的电磁离合器的剖视图。

附图1主要部件说明

2励磁线圈 5电枢

4转子 7联轴节

10枢毂 20外环

30弹性体

图3中主要部件说明

32嵌合层 40增强环

24正面侧止动件(轴方向止动件)

21a长合突部(非圆筒面)

23背面侧止动件(轴方向止动件)

具体实施方式

图1为按照在电磁离合器的安装状态，通过轴心的平面剖开的方式表示本发明的电磁离合器用联轴节的优选第1形式的剖视图，图2为在未安装状态表示图1的联轴节的正视图，图3为按照通过图2中的III-III’线剖开的方式表示的剖视图，图4为按照通过3中的IV-IV’线剖开的方式表示的剖视图，图5为表示图1的联轴节的外环和弹性体的组装过程的剖视图。另外，在下面的描述中，“正面”或“正面侧”指图1的左侧，“背面”或“背面侧”指图1的右侧，即，压缩机主体所在的一侧。

首先，在图1中，标号1表示车辆的车室空调器中的压缩机凸缘(在下面简称为“凸缘”)的正面侧的端部，标号2表示固定于凸缘1上的非旋转的励磁线圈，标号4表示以可通过滚珠轴承3旋转的方式保持于凸缘1上的转子，标号5表示按照与转子4的正面侧接近相对的方式设置的，作为卡盘的电枢，标号6表示旋转轴，该旋转轴穿过凸缘1，使内部的冷却剂压缩机构(图中未示出)动作，标号7表示本发明的实施例的联轴节，其在可实现轴向移动的状态将电枢5与旋转轴6连接。转子4和电枢5均由通过励磁线圈2产生的磁场磁化的磁性体金属形成。

在凸缘1的正面侧的端部，突出地形成旋转轴6穿过的轴孔筒部1a，滚珠轴承3中的内圈3a嵌接于上述轴孔筒部1a的外周面。另外，转子4包括内周筒部4a，该内周筒部4a的内周面嵌接于滚珠轴承3的外圈3b；端壁部4b，该端壁部4b从正面侧的端部，在励磁线圈2和电枢5之间呈圆盘状展开；皮带轮部4c，该皮带轮部4c从上述端壁部4b的外径端，沿励磁线圈2的外周侧，向背面侧延伸，即，该转子4呈按照大致コ字形包围励磁线圈2的剖面形状。在该皮带轮部4c上卷挂有用于从内燃发动机的曲轴皮带轮，输入驱动力的循环皮带(图中未示出)。

联轴节7包括枢毂10，该枢毂10安装于旋转轴6的正面侧的轴端；外环20，该外环20按照同轴方式设置于该枢毂10的外周侧，并且安装于电枢5的外周部；弹性体30，该弹性体30以弹性的方式将上述枢毂10和外环20之间连接。

还象图3所示的那样，枢毂10由轴毂11和板12构成，该轴毂11通过金属的冷轧锻造而制作，该板12通过金属板的加压成型而制作，通过圆周方向的多个铆钉13，同轴地连接于上述轴毂11的轴向正面侧。

上述枢毂10中的轴毂11包括内周的嵌合筒部11a与圆盘状的凸缘11b，该凸缘11b从轴向正面侧的端部，向外周侧，按照与轴心相垂直的方式展开。在该嵌合筒部11a的内周，按照沿轴向贯通的方式形成有作为轴孔的花键孔11c，该花键孔11c通过多个轴向槽，借助花键而与形成于旋转轴6的轴端的花键轴部6a的外周面嵌合。

另一方面，上述枢毂10中的板12包括圆盘部12a和边缘部12c，在该圆盘部12a的中心开设有其直径小于轴毂11的花键孔11c的螺栓插孔12b，并且该圆盘部12a的外径大于上述轴毂11的凸缘11b，该边缘部12c从上述圆盘部12a的外周端，向正面侧弯曲，呈圆筒状。边缘部12c在图1的安装状态，位于电枢5的内周附近的正面侧。

将轴毂11中的嵌合筒部11a的花键孔11c外套于旋转轴6的花键轴部6a上，通过花键与其嵌合，并且将插入板12的螺栓插孔12b中的安装螺栓8拧入形成于上述花键轴部6a的内周的阴螺纹孔6b中，将板12的圆盘部12a的内周缘紧固，由此，将枢毂10安装于旋转轴6上。

外环20通过金属板的加压成形而制作，其包括套筒部21，该套筒部21与枢毂10中的板12的边缘部12c同轴；连接凸缘部22，该连接凸缘部22从套筒部21的背面侧的端部，向外周侧展开，在该连接凸缘部22中，按照圆周方向等间距，开设有多个连接孔22a；背面侧止动件23，该背面侧止动件23在向内周侧突出的状态弯曲地形成于上述连接凸缘部22和套筒部21之间；多个正面侧止动部24，该多个正面侧止动部24按照圆周方向等间距而形成于套筒部21的正面侧的端部，在套筒部21中，按照圆周方向等间距形成有向内周侧弯曲的多个卡合突部21a。另外，背面侧止动件23和正面侧止动部24相当于本发明第四方面所述的轴向止动件，卡合突部21a相当于本发明第二方面所述的非圆筒面。

外环20象图1所示的那样，通过多个铆钉9，连接于电枢5的外周附近的正面侧，该多个铆钉9贯穿连接凸缘部22的各连接孔和对应于上述各连接孔，开设于电枢5中的连接孔。

弹性体30由橡胶状弹性材料形成，其内周成一体地通过硫化而粘接于上述枢毂10中的板12的边缘部12c的外周面，在外周部，按照埋设方式成一体地通过硫化而粘接有金属制的增强环40。另外，该增强环40的内周侧为弹性体主体31，具有在励磁线圈2不通电时，将电枢5保持在与转子4的端壁部4b，按照间隙G，向轴向正面侧离开的状态，在励磁线圈2通电时，允许通过其磁力而磁化的电枢5沿轴向移动，吸附于旋转中的转子4的端壁部4b上，将转矩向旋转轴6侧传递的功能。此外，增强环40由合成树脂制成，由此，还可减轻重量。

弹性体30中的增强环40的外周侧的嵌合层32在与增强环40之间的适合的过盈量，以压入的方式安装到外环20的套筒部21的内周面，象图2和图4所示的那样，形成于外环20的套筒部21的多个卡合突部21a在其外周面局部地凹陷的状态以凹凸方式与嵌合层32卡合，由此，阻止外环20和弹性体30的相对旋转。另外，在弹性体主体31的内周部，形成弹性突条33，在电枢5通过弹性体主体30的弹性，保持在与转子4的端壁部4b沿轴向离开的位置时，该弹性突条33与该电枢5的正面侧的端面接触。

对于该弹性体30，在图中未示出的硫化成形用的模具内部，相互同轴地放置预先涂敷硫化粘接剂的板12和增强环40，在通过合模，从板12的边缘部12c的外周，到增强环40的外周形成的环状的腔内，填充成形用未硫化橡胶材料，对其进行加热加压，由此，象图5所示的那样，制作成在硫化成形的同时，与板12和增强环40形成一体的一体成形件A。

另一方面，在外环20中，具有卡合突部21a的套筒部21的内径大于一体成形件A中的增强环40的直径，小于嵌合层32的外径，在图5所示的未组装的状态，按照圆周方向等间距，形成从套筒部21的正面侧的端部，沿轴向突出的多个突起24a。另外，本形式的联轴节7通过下述的方式组装，该方式为：形成下述的正面侧止动件，其中，从正面侧，将一体成形件A与套筒部21的内周压配合，使弹性体30的外周部的背面侧的端部与背面侧止动件23接触，并且使上述突起24a向内周侧弯曲，与弹性体30的外周部的正面侧的端部接触，象图3所示的那样，通过铆钉13而将轴毂11连接到一体成形件A的板12上。

下面对采用上述第1形式的联轴节的电磁离合器的动作进行描述，在图1中，转子4通过卷挂于皮带轮4a上的循环皮带(图中未示出)，提供来自内燃发动机的曲轴皮带轮的驱动力，实现旋转。另外，在励磁线圈2的不通电时，电枢5保持在通过间隙G与转子4的端壁部4b离开的状态，由此，隔绝旋转轴6的转矩，即，压缩机(进而，空调器)处于停止状态。

在这里，如果对励磁线圈2接通励磁电流，则通过在励磁线圈2中产生的磁场，对转子4和电枢5进行磁化，由此，电枢5在伴随联轴节7的弹性体30的弹性体主体31的轴向剪切变形的同时，向转子40发生轴向位移，吸附于其端壁部4b上，处于离合器接合状态。由此，转子4的转矩从电枢5，通过联轴节7的外环20，弹性体30和枢毂10，传递给旋转轴6，压缩机(进而，空调器)处于运转状态。

此时，弹性体30降低电枢5与转子4的离合器接合造成的干扰声音，并且借助弹性体主体31的扭转方向剪切变形，有效地缓和通过离合器接合，转子4的转矩急剧地输入到电枢5造成的冲击。另外，由于弹性体30中的外周部的嵌合层32与外环20的套筒部21压接，并且通过凹凸部与形成于该套筒部21的卡合突部21a卡合，故没有因为从电枢5，输入到外环20中的急剧的转矩的作用，在外环20和弹性体30之间产生圆周方向的滑动这样的情况，通过形成于套筒部21的背面侧止动件23和正面侧止动件24，防止弹性体30相对外环20的轴向的滑动。

另外，在电枢5吸附于转子4的端壁部4b上，离合器接合的过程中，时间较短，但是，由于电枢5相对转子4而滑动，故产生摩擦造成的高热。于是，该热量从外环20的连接凸缘部22，传热给套筒部21，但是，由于与套筒部21的内周面压接的嵌合层32为非导体，热传导率极低，故增强环40和弹性体主体31相对外环20而实现热绝缘。由此，在电枢5和外环20之间，未介设隔热用的间隔件，可有效地防止增强环40和弹性体主体31的粘接面的破坏。

此外，在与外环20的套筒部21的内周面压接的嵌合层32的外周部中，因为热的作用，橡胶材质退化，但是，嵌合层32和上述套筒部21之间的滑动转矩不依赖粘接，而依赖形成于套筒部21上的卡合突部21a的凹凸卡合力，由此，确保转矩传递功能。

接着，如果从电枢5吸附于转子4上的离合器接合状态，中断励磁电流向励磁线圈2的供给，由于解除电枢5的磁性吸附力，故通过弹性体主体31的轴向恢复力，电枢5与转子4的端壁部4b离开，向正面侧恢复动作。由此，中断从转子4，通过电枢5和联轴节7的转矩的传递，旋转轴6的旋转停止。

还有，在电枢5的恢复动作时，其正面侧的端面与形成于弹性体30的内周部的多个圆弧状的弹性突条33接触，规定电枢5的恢复位置，由此，不产生金属接触的场合那样的碰撞声音。

再有，在上述的实施例中，形成于外环20的套筒部21上的非圆筒面形成向内周侧弯曲的形状的多个卡合突部21a，但是，可以考虑V字形、波形等的各种形状。

图6为在未安装状态表示本发明的电磁离合器用联轴节的优选第2形式的正视图，图7为按照通过图6中的VIIVII’线剖开的方式表示的剖视图。

在第2形式的联轴节7中，外环20的套筒部21构成圆筒面，未形成在先描述的图2那样的卡合突部(非圆筒部)21a，形成于该套筒部21的正面侧的端部的多个正面侧止动件24可沿圆周方向与形成于以埋设方式通过硫化粘接于弹性体30中的增强环40的正面侧的端部的多个卡合突起41相互卡合，上述方面与第1形式不同，其它的部分按照基本与第1形式相同的方式构成。

具体来说，形成于增强环40的正面侧的端部的卡合突起41相当于本发明第三方面所述的圆周方向卡合部，象图7所示的那样，按照2个1组地从圆周方向两侧夹住形成于外环20的套筒部21上的各正面侧止动件24的方式从弹性体30露出。于是，形成于外环20的套筒部21上的正面侧止动件24与第1形式相同，具有与背面侧止动件23一起，防止弹性体30相对外环20的轴向的滑动的功能，并且具有通过与位于圆周方向两侧的卡合突起41的卡合，防止弹性体30相对外环20的轴向的滑动的功能。

即，在先描述的图1的电枢5因励磁线圈2的磁场，吸附于转子4上，实现离合器接合时，从转子4，通过电枢5，输入到外环20的转矩从外环20的正面侧止动件24，通过与正面侧止动件24的卡合突起41卡合的增强环40，传递给与该增强环40一体形成的弹性体30。于是，没有因上述离合器接合时的急剧的转矩的输入，在外环20的套筒部21与弹性体30之间产生圆周方向的滑动的情况。

另外，与外环20的套筒部21的内周面压接的嵌合层32由橡胶状弹性材料形成，热传导率极低，由此，增强环40和弹性体主体31相对外环20，实现热绝缘。于是，可有效地防止增强环40和弹性体主体31之间的粘接面的破坏。

此外，在与外环20的套筒部21的内周面压接的嵌合层32的外周部，因热量，橡胶材质退化，但是，输入转矩的传递不依赖嵌合层32和套筒部21的滑动转矩，象上述那样，通过外环20的正面侧止动件24，与增强环40的卡合突起41的卡合部而进行，由此，确保转矩传递功能。

产业上的利用可能性

按照本发明第一方面所述的发明的电磁离合器用联轴节，增强环埋设于由橡胶状弹性材料形成的弹性体的外周部，形成于该增强环的外周侧的嵌合层与电枢侧的外环的内周面以压配合方式连接，由此，在离合器接合时产生的摩擦热量通过该嵌合层而隔断，这样，可防止电枢与转子的摩擦热造成的弹性体与外环之间的连接破坏，也不必在电枢与外环之间设置隔热间隔件。

按照本发明第二方面所述的发明的电磁离合器用联轴节，在外环的内周面，形成沿圆周方向与嵌合层卡合的非圆筒面，由此，可确实防止转矩传递时的外环与弹性体的圆周方向的滑动，可提高转矩传递力。

按照本发明第二方面所述的发明的电磁离合器用联轴节，在埋设于弹性体的外周部的增强环上，形成沿圆周方向与外环的一部分相互卡合的圆周方向卡合部，由此，可防止外环与弹性体的轴向的滑动。

按照本发明第四方面所述的发明的电磁离合器用联轴节，在外环上形成相对弹性体的外周部的轴向的止动件，由此，可防止外环与弹性体的轴向的滑动。

Claims

1. 一种电磁离合器用联轴节，其特征在于该电磁离合器用联轴节包括安装于旋转轴(6)上的枢毂(10)；外环(20)，该外环(20)按照同轴方式设置于该枢毂(10)的外周侧并连接到电枢(5)，该电枢(5)通过励磁线圈(2)的通电/不通电沿轴向与转子(4)接合/离开；弹性体(30)，该弹性体(30)以弹性方式将上述枢毂(10)和外环(20)连接，该弹性体(30)由橡胶形成，在上述弹性体(30)的外周部附近的内侧埋设增强环(40)，从而该增强环(40)的外周侧与外环(20)之间由弹性体(30)的一部分形成嵌合层(32)，该弹性体(30)的外径大于外环(20)的内径，从而使该弹性体(30)过盈配合地嵌接于上述外环(20)的内周面；在增强环(40)中，形成沿圆周方向与外环(20)的一部分相互接合的圆周方向卡合部(41)。

2. 根据权利要求1所述的电磁离合器用联轴节，其特征在于在外环(20)的内周面，形成沿圆周方向与嵌合层(32)接合的非圆筒面(21a)。

3. 根据权利要求1或2所述的电磁离合器用联轴节，其特征在于在外环(20)上，形成相对弹性体(30)的外周部的轴向止动件(23，24)。