CN1004826B - 电磁式离合器 - Google Patents

Abstract

本发明所公开的电磁离合器，包括一个转子，一个衔铁盘和一个电磁线圈。衔铁盘与转子面对布置，而且二者之间有一轴向间隙。在转子和衔铁盘二者之中的一个部件上具有许多不规则小凹凸，而在另一个部件上开有具有一定螺距的螺旋凹凸，并且有一比转子和衔铁盘的磁性材料硬度低的金属镀层。本发明可以获得大的扭矩传递。

Description

电磁式离合器

本发明涉及一种电磁离合器，特别是涉及一种改进了的电磁离合器的衔铁盘和转子的摩擦表面结构。

在已有技术中，电磁离合器是众所周知的，并且经常用于控制从车辆发动机到车辆空气调节系统用的致冷压缩机的动力传递。

图1所描述的是已有技术中这类电磁离合器，它是安装在致冷压缩机上的电磁离合器的剖视图。

电磁离合器有一环形转子2，该转子通过径向轴承4可转动地安装在压缩机壳体3的管状突出部分3a上，电磁铁5固定在由转子2形成的环形槽6中，并通过螺栓装置固定在压缩机壳体3上。电磁铁5由环状U形壳体5a和装在壳体5a内的电磁线圈5b组成。

传动轴7通过安装在管状突出部分3a中的径向轴承（没有画出）可转动地支承在压缩机壳体3内，轮毂8固定在从管状突出部分3a中伸出的传动轴7的外端上，并通过许多片簧9与环形衔铁盘10相连接，衔铁盘10由片簧9所支撑，围绕着轮毂8具有一径向间隙。衔铁盘10面对转子2的摩擦表面2a并具有一轴向间隙，衔铁盘10也具有与转子2同轴激励的磁极面10a。

在电磁离合器的结构中，当磁铁5的线圈5b通电时，磁力线产生，并穿过环状壳体5a、转子2和衔铁盘10。于是衔铁盘10被吸引到转子2的极面2a上，因此，转子2的扭矩通过衔铁盘10传递到传动轴7。相反，当磁铁5的线圈断电时，磁力线消失，衔铁盘10由于片簧9的反弹力的作用离开转子2的极面2a，因而，转子2的扭矩就不能传递到传动轴7。

在上述的电磁离合器中，转子2的极面2a和衔铁盘10的极面10a上的摩擦表面先是由车削，然后涂覆金属，最后经研磨处理而形成。然而这样的摩擦表面具有如图2所示的不规则凹凸。实际上，在转子和衔铁盘上由摩擦所形成的平滑摩擦表面，在初始阶段，其接触面积不足原整个面积的20%。

参见附图3，当转子2和衔铁盘的摩擦表面在最初相互接合时，转子2的楔形突出部分2b和衔铁盘10的楔形突出部分10b被相互刮去。因此，在两摩擦表面之间产生很大的摩擦力，然而，剪切是发生在转子2a和衔铁盘10接合的凸出部分的顶端。因此，当以后凸出部分2b和10b的接合成倍增加时，凸出部分2b和10b的顶端被刮去，从而使扭矩传递减小。

以后，由于不断地接合，凸出部分被刮去，转子和衔铁盘之间的接合面积逐渐增加，因此电磁离合器1的扭矩传递能力增加。结果，电磁离合器1所传递的扭矩将高达所要求值的3～4倍。然而，当接合次数小于某一值时，例如小于50次，电磁离合器的扭矩传递不会增加。

在最初接合时，例如接合次数小于50次，获得大扭矩传递的方法可由：扩大摩擦表面之间的接合面积，或由扩大线圈5b的截面积来增加磁力。然而，这些获得大扭矩传递的方法使电磁离合器的总尺寸和重量增加。

一般情况下，含有两个摩擦表面的材料具有同样的硬度。然而，如果电磁离合器在最初接合阶段，两摩擦表面是部分结合，两摩擦表面应用堆焊制成，具有高硬度，并且使得摩擦表面变得粗糙。

在日本专利申请公开54-147、345中，公开了一种不改变电磁离合器尺寸而改进传递扭矩的结构，转子或衔铁盘上有一由柔性材料制成的薄层，这种薄层比由磁性材料制成的两摩擦表面柔软，并有较高的摩擦系数。

本发明的主要目的是提供一种能传递高能级扭矩的电磁离合器。

本发明的另一个目的是提供一种结构紧凑，重量轻的电磁离合器。

本发明的目的还在于提供一种能完成上述目的，并且在同样的工作时间内，具有成本低、效率高的电磁离合器。

按照本发明的电磁离合器，它包括第一旋转部件和第二旋转部件，第一旋转部件具有用磁性材料制成的轴端盘，一环形衔铁盘与第一旋转部件面对布置，并且二者之间留有一定的轴向间隙。为了吸引衔铁盘到第一旋转部件的轴端盘，在第一旋转部件内，装有电磁装置。在第一旋转部件的轴端摩擦表面或者在衔铁盘表面上，开有许多不规则的小凹凸，在另一表面上，开有具有一定螺距的螺旋凹凸，并且在轴端表面上有一比转子和衔铁盘的磁性材料硬度低的金属镀层。

参照附图，本发明进一步的目的结构及其它情况可以从以下对发明实施例的详细描述中得知。

图1是已有技术中的电磁离合器的纵剖视图。

图2是图1中电磁离合器转子或衔铁盘的摩擦表面的凹凸状况示意图。

图3是衔铁盘和转子摩擦表面在最初接合时的示意剖视图。

图4是根据本发明实施例中的一种电磁离合器的纵剖视图。

图5是电磁离合器的转子摩擦表面的说明性放大剖视图。

图6是衔铁盘和转子的摩擦表面之间，在最初接合状态的放大剖视图。

图7是衔铁盘和转子摩擦表面之间接合结果的放大剖视图。

图8是扭矩传递的变化相对于离合器转子和衔铁盘接合次数的关系曲线图。

图4所示的是本发明的一种电磁离合器，这种离合器除转子和衔铁盘的结构以外，其它类似于附图1中的电磁离合器，类似的部件用和附图1中表示的符号相同，并且省略了对这此部件的详细描述。

在本发明的实施例中，转子2是用一整块磁性材料制成，如用钢。并且转子2包括一内圆筒21、一外圆筒22和安装在内圆筒21和外圆筒22的轴端之间的端盘23。在端盘23上开有许多同轴槽23a、23b。这些槽组成了具有摩擦表面的同轴环磁极面2a。

转子2的极面2a是经机械加工后再电镀而形成，即在面对衔铁盘10的转子2的极面2a的摩擦表面上开有细小的螺旋凹凸，然后把转子2放入电镀槽中镀上一层金属。在极面2a的摩擦表面上形成的金属镀层13，如附图5所示。金属镀层13可以用电锌镀法镀在表面上，并且这种镀层具有45度的布氏硬度。衔铁盘10也是由磁性材料制成，如用硬度为62布氏硬度的钢板制成。衔铁盘10的摩擦表面10a和已有技术中的摩擦表面一样也是经研磨形成。因此在衔铁盘10的极面10a的摩擦表面上形成了许多不规则的小凹凸。

在转子2上的螺旋凹凸有一定的间距，例如0.3～0.5毫米。采用机械加工方法，上述具有一定间距的螺旋凹凸很容易制成。当线圈5b通电时，由电磁铁5的线圈5b产生的磁力吸引连接传动轴7的衔铁盘10到轴端盘23上，并与转子2的极面2a的摩擦表面接合。因此，通过衔铁盘10可把转子2的驱动力传递到压缩机1的传动轴7上。

在工作过程中，当衔铁盘10和转子2在最初接合时，如附图6所示，由于电磁引力的作用，衔铁盘10的摩擦表面上的凸出部分咬入金属镀层13中，而且金属镀层13的凸出部分几乎也在变形，因此两摩擦表面之间的接合是相当紧密的。

此外，当转子2和衔铁盘10相互接合时，金属镀层13的一部分被刮去，随着衔铁盘10和转子2接合次数的增加，粘在衔铁盘10的摩擦表面上的金属也不断增加。粘附的结果使衔铁盘10的摩擦表面10a上的小凸出部分把转子2摩擦表面上的金属镀层转移。并削薄，被转移的金属在局部聚集，压紧，然后相互结合为一体。另一个方面，转子2的摩擦表面2a上的金属镀层有一刮去部分12。在各自的局部面对面的同一圆周上形成有粘附部分11和刮去部分12，也可以形成弧形。

金属镀层13的粘附部分11和刮去部分12是在最初的结合中形成的。粘附部分11和刮去部分12产生了足够的摩擦力，即使是减少对衔铁盘10的电磁引力，也能够防止扭矩传递的减小。因此，在衔铁盘10被吸引到转子2以后，可以减少加到电磁铁5的线圈5b上的电流量。摩擦力增加的原因在于，粘附部分11和刮去部分12是由同一体强迫撕裂而形成的，所以粘附部分11和刮去部分12的接合能保持紧密。当粘附部分11和刮去部分12互相接合时，分离摩擦表面和镀层表面之间的反撕裂阻力使粘附部分11和刮去部分12之间的摩擦阻力增加。因此，扭矩传递的能力增大。

如上所述，电磁离合器的扭矩传递不受镀层金属摩擦系数的影响。因此，可以利用比磁性材料硬度低，并且价格便宜的镀层金属，如锌或者锡锌合金。

附图8表示的是接合次数在5000次以内的扭矩传递变化曲线。在本发明的实施例中，转子2上的镀层13被衔铁盘10的摩擦表面10a上的凸出部分14刮去，并渐渐消散。所以，本发明的扭矩传递和一般接合方式的扭矩传递相同。而在一般的接合方式中，转子2和衔铁盘10的摩擦表面的接合次数在50次以内时，由于热的作用，可能产生表面硬化和断裂。相反，在本发明的电磁离合器中，镀层金属的粘附部分扩散在转子2和衔铁盘10的摩擦表面之间，由于粘附作用，使得扭矩传递能力增加。

转子2的凹凸的螺旋线方向可以与转子2的旋转方向相同，也可以和转子2的旋转方向相反。

参照这个详细的实施例，描述了本发明，这只是为了描述而已，本发明并不仅限于此，在本发明的技术范围内，可以做出各种改进和选择。

Claims (4)

1、一种电磁离合器，它包括一个支承在轴承上的可旋转的第一旋转部件，所述第一旋转部件有一轴端磁性摩擦表面;一个支承在另一个轴承上可旋转的第二旋转轴部件;一个环形磁性衔铁部件支承在可旋转的第二旋转部件上，以便能够进行有限的轴向移动，该环形磁铁部件有一轴端磁性摩擦表面，并在两摩擦表面之间有一轴向间隙，为了使两旋转部件相互吸引，电磁装置与旋转部件和环形磁性衔铁部件中之一相连接，本发明的特征在于，在所述的第一旋转部件或衔铁部件二者之中的一个上具有许多不规则的小凹凸，而在另一个部件上开有具有一定螺距的螺旋凹凸，并且有一比所述的旋转部件和衔铁部件的磁性材料硬度低的金属镀层。

2、按照权利要求1的电磁离合器，其特征在于，所述金属镀层是镀锌。

3、按照权利要求1的电磁离合器，其特征在于，所述金属镀层是镀锡和锌。

4、按照权利要求1的电磁离合器的制造方法，其特征在于该电磁离合器的一旋转部件上的许多不规则的小凹凸由研磨或冲压形成。

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