CN101907137A - 电磁离合器 - Google Patents

Abstract

一种电磁离合器，包括外部驱动源、具有旋转轴的被驱动设备、动力传送路径、第一和第二旋转部分、功率源、电磁线圈和动力切断机构。动力传送路径形成在外部驱动源与被驱动设备之间，第一和第二旋转部分、电磁线圈和动力切断机构设置在动力传送路径中。第一旋转部分由来自外部驱动源的动力驱动旋转。第二旋转部分安装在旋转轴上，与旋转轴一同旋转。电磁线圈由来自功率源的电流激励，产生电磁吸引力，第一和第二旋转部分通过该电磁吸引力连接以在它们之间传送动力。当电磁线圈被激励时，动力切断机构阻止过量的动力从外部驱动源传送到被驱动设备。

Description

电磁离合器

技术领域

本发明涉及一种电磁离合器，其能够从外部驱动源向被驱动设备传送动力。

背景技术

在被驱动设备(例如压缩机)中，其由来自作为外部驱动源的车辆发动机的动力通过传动带驱动，具有电磁线圈的电磁离合器被用来将动力传送到被驱动设备。当电磁离合器的电磁线圈由电池供应的电流激励时，设置在车辆发动机侧的并由车辆发动机驱动旋转的第一旋转部分连接到设置在压缩机侧的并可与压缩机旋转轴一体地旋转的第二旋转部分。当电磁线圈去激励时，电磁离合器断开，从而使第一旋转部分和第二旋转部分彼此断开。因此，从车辆发动机向压缩机的动力传送被中断。电磁离合器，例如在日本专利申请公布57-51025中揭示的电磁离合器，当由于第一旋转部分与第二旋转部分之间的滑动产生过量的摩擦热时，其可操作的松开以使第一旋转部分与第二旋转部分断开。

在上述日本专利申请公布中揭示的电磁离合器中，热熔断器被串联连接到电磁线圈。热熔断器设置在电磁线圈与第一旋转部分(输入旋转部分)和第二旋转部分(摩擦盘)的摩擦表面相邻的一侧。如果压缩机出现任何异常(例如锁死)以及传送到压缩机的扭矩过度增加，导致第一旋转部分和第二旋转部分的摩擦表面之间滑移，摩擦表面上产生的过热将导致热熔断器熔断，结果是电磁线圈被去激励，从而使第一旋转部分和第二旋转部分彼此断开。

在这种情况下，为了防止传动带滑够，第一旋转部分和第二旋转部分之间的连接需要被迅速松开。然而，在上述具有电磁离合器的压缩机中，在第一旋转部分和第二旋转部分的摩擦表面产生过热之后需要很长一段时间热熔断器才会熔断。因此，迅速松开连接是不可能实现的。

在松开任一驱动源侧的旋转部分与旋转轴侧的另一旋转部分之间的连接时，也会遇到上述问题，该旋转轴与车辆的任一附属装置的旋转轴一体地旋转，所述附属装置例如为通过来自车辆发动机的动力操作的增压器。

本发明旨在提供一种电磁离合器，如果任何异常引起过大转矩传送到被驱动设备，则该电磁离合器能够迅速松开设置在驱动源侧的第一旋转部分和设置在任一被驱动设备的旋转轴侧的第二旋转部分之间的连接。

发明内容

根据本发明，一种电磁离合器，其设置在外部驱动源和被驱动设备之间的动力传送路径(亦称传动路径)上。电磁离合器包括第一旋转部分，第二旋转部分和电磁线圈。第一旋转部分设置在动力传送路径上，且由来自于外部驱动源的动力驱动旋转。第二旋转部分设置在动力传送路径上，且安装在被驱动设备的旋转轴上，用于与被驱动设备的旋转轴旋转。电磁线圈由功率源(power source)提供的电流激励，产生电磁吸引力，第一旋转部分与第二旋转部分通过电磁吸引力彼此连接，用于在第一旋转部分和第二旋转部分之间传送动力。动力切断装置设置在动力传送路径上，当电磁线圈被激励时，用于停止从外部驱动源向被驱动设备传送过大的动力。

本发明的其他方面和优点从随后的描述并接合附图将变得清楚，附图通过举例示出了本发明的原理。

附图说明

参考目前优选实施例的下列描述并结合附图，本发明及其目的和优点将得到更好的理解，附图中：

图1为纵向剖面图，示出了具有根据本发明第一优选实施例的电磁离合器的压缩机；

图2为示意性前视图，示出了图1的压缩机的轮毂；和

图3为放大的纵向剖面图，示出了图1的压缩机的电磁线圈，以及与它相关的部分。

具体实施方式

随后将描述用于斜盘(swash plate)式变容量压缩机的电磁离合器，斜盘式变容量压缩机作为由来自车辆发动机的动力驱动的被驱动设备，车辆发动机作为外部驱动源。

参考图1，示出了斜盘式变容量压缩机10(在下文中简称为“压缩机”)，压缩机10的前面和后面由箭头Y1表示。压缩机10包括气缸体11、前壳体12和后壳体14。前壳体12与气缸体11的前端固定连接，且后壳体14与气缸体11的后端通过阀盘组件13固定连接。气缸体11和前壳体12限定了位于它们之间的曲柄腔15。旋转轴16由前壳体12和气缸体11在其中心可旋转地支撑。

旋转轴16在其前端由前壳体12通过滚柱轴承17可旋转地支撑，在其后端由气缸体11通过滚柱轴承18可旋转地支撑。旋转轴16的前端延伸到前壳体12的外部，并且通过电磁离合器30与车辆发动机E连接。

在曲柄腔15内，凸耳板19在滚柱轴承17的后侧固定安装在旋转轴16上，以同旋转轴16一同旋转。斜盘20在凸耳板19的后侧安装在旋转轴16上，以致可相对于旋转轴16倾斜，并可在旋转轴16的轴向上滑动。斜盘20具有从其延伸且在其末端具有导向销21的连接部分20A。导向销21与形成在凸耳板19中的导向孔19A啮合。因此，斜盘20与接线板19一体地旋转。多个气缸孔24穿过气缸体11形成，并围绕在旋转轴16周围。活塞22可往复运动的容纳在各自的气缸孔24内，并通过滑靴23与斜盘20连接。当斜盘20随着旋转轴16的旋转而旋转时，活塞22在各自的气缸孔24内往复运动。

排放腔14A形成在后壳体14的中心位置，并通过出口(未示出)与外部制冷回路连接。环圆筒形吸入腔14B形成在后壳体14的外围，并通过入口(未示出)与外部制冷回路连接。吸入口13B，吸入阀13C，排放口13A和排放阀13D形成在阀板组件13内。每个气缸孔24通过吸入口13B和吸入阀13C可与吸入腔14B连通，每个气缸孔24通过排放口13A和排放阀13D可与排放腔14A连通。

通过活塞22的往复运动连同旋转轴16的旋转，制冷剂气体被从吸入腔14B吸入到气缸孔24内部，并且制冷剂气体被压缩，然后排放到排放腔14A。

排放通路25穿过气缸体11形成，以提供曲柄腔15与吸入腔14B之间的流体连通。供给通路26穿过气缸体11和后壳体14形成，以提供排放腔14A和曲柄腔15之间的流体连通。容量控制阀27设置在供给通路26内，用于控制从排放腔14A穿过供给通路26流入到曲柄腔15的高压制冷剂气体的流速。曲柄腔15的压力变化依赖于流过供给通路26的制冷剂气体的流速与从曲柄腔15穿过排放通路25流入到吸入腔14B的制冷剂气体的流速之间的关系。因此，改变了曲柄腔15与气缸孔24之间活塞22中的压力差，这样改变斜盘20的倾斜角度，从而调节压缩机的容量。

下面将描述电磁离合器30。作为驱动源侧的第一旋转部分的带轮31由凸台12B通过角轴承或径向止推轴承(angular bearing)32可旋转地支撑，凸台12B形成了前壳体12的前部突起端。带轮31通过传动带35连接到车辆发动机E上，传动带35缠绕在带轮31上。因此，带轮31借助于从发动机E直接供给的动力旋转。轮毂33固定到从前壳体12延伸出来的旋转轴16的前端。

如图1和2所示，轮毂33包括：内圆柱形部分33B，用于将动力传送到旋转轴16并作为内部部分；多个作为动力切断机构的限制器部分33C，或者在本实施例中为四个限制器部分33C；和用于接收来自轮毂33的动力的外环部分33D。一孔形成在内圆柱形部分33B中，旋转轴16的前端插入在该孔中。外环部分33D通过作为动力切断装置的限制器部分33C与内圆柱形部分33B一体形成。限制器部分33C形成在轮毂33中，或轮毂33包括限制器部分33C。限制器部分33C径向设置在内圆柱形部分33B与外环部分33D之间，以在内圆柱形部分33B与外环部分33D之间传送动力。限制器部分33C由片簧制成。在本实施例中，轮毂33具有一体形成的内圆柱形部分33B、限制器部分33C和外环部分33D，轮毂33由烧结金属制成。

如图1所示，电枢34通过连接销42连接到轮毂33的外环部分33D，并随轮毂33一起旋转。轮毂33和电枢34安装在压缩机10的旋转轴16上并随旋转轴16一起旋转，且形成设置在旋转轴16一侧的第二旋转部分。电磁线圈36设置在带轮31内，以便使之位于前壳体12的凸台12B的外围侧。电磁线圈36容纳在圆柱形线圈容器37内。

参考图3，在线圈容器37的前端侧形成有熔断器保持器37A，以保持热熔断器38。具有线圈槽39A的圆柱形支撑构件39由前壳体12支撑，线圈槽39A形成在圆柱形支撑构件39中。线圈容器37具有位于其中的电磁线圈36，线圈容器37装配在线圈槽39A中，并通过使用树脂铸件(mold)40固定到线圈槽39A。因此，热熔断器38与电磁线圈36一体形成。

熔断器保持器37A位于线圈容器37的靠近电枢34的一侧。换句话说，热熔断器38靠近电枢34设置。热熔断器38连接到电磁线圈36与作为功率源的电池41之间的电路。

带轮31具有前表面31A，电枢34具有后表面34A，后表面34A通常设置为离开带轮31的前表面31A。当电磁线圈36被激励时，借助于电磁吸引力，电枢34的后表面34A克服起片簧作用的限制器部分33C的推力而运动以压靠在带轮31的前表面31A上，以使带轮31和电枢34彼此连接。换句话说，当电磁线圈36被激励时，限制器部分33C产生变形，从而电枢34运动到与带轮31连接。因此，从车辆发动机E通过传动带35传送到带轮31的动力按照这种顺序传送给旋转轴16：通过电枢34以及轮毂33的外环部分33D、限制器部分33C和内圆柱形部分33B。换句话说，电磁线圈36由电池41供给的电流激励，以产生电磁吸引力，带轮31和轮毂33通过电磁吸引力彼此连接，以在带轮31和轮毂33之间传送动力。动力传送路径通过传动带35、带轮31、电枢34、轮毂33的外环部分33D、限制器部分33C和内圆柱形部分33B、以及旋转轴16形成在车辆发动机E和压缩机10之间。限制器部分33C设置在车辆发动机E与压缩机10之间的动力传送路径中。

当电磁线圈36的激励停止时，电磁吸引力消失，因此，电枢34在轮毂33的限制器部分33C的推力作用下运动远离带轮31，结果是带轮31与电枢34之间的连接松开。因此，不再从发动机E向压缩机10传送动力。

在这个优选的实施例中，当施加在带轮31和电枢34的摩擦表面(或带轮31的前表面31A和电枢34的后表面34A)的扭矩是正常的或在不会对车辆发动机E产生不良影响的大小范围内时，就会不断从车辆发动机E到旋转轴16进行动力传送。

当车辆发动机E运转时，如果压缩机10中出现任何异常(如锁死)，则施加在带轮31和电枢34的摩擦表面的扭矩变得大于正常动力传送期间的扭矩水平以及大于轮毂33的限制器部分33C断开时的限制器断开扭矩。因此，轮毂33本身断开，结果是从带轮31到轮毂33的扭矩传送立即停止。然后带轮31在车辆发动机E通过传动带35传送的动力的作用下空转，而再无动力传送到轮毂33。在轮毂33的限制器部分33C承受过大的扭矩时，限制器部分33C断开，其用于在电磁线圈36被激励时停止从车辆发动机E向压缩机10传送过量的动力。在这个优选的实施例中，限制器断开扭矩设置成小于传动带35在带轮31外表面上滑移时的扭矩。

施加在带轮31和电枢34的摩擦表面处的扭矩大小依赖于电池41对电磁线圈36的激励状况以及带轮31和电枢34的摩擦表面的状况而变化，以使摩擦表面处的扭矩变得小于前述限制器断开扭矩。在这种情况下，即使压缩机10锁死，限制器部分33C也不会断开，因为限制器部分33C所承受的扭矩小于限制器断开扭矩。

在这种情况下，带轮31与电枢34之间的连接不足，从而带轮31在电枢34上滑动。因此，在带轮31和电枢34的摩擦表面处产生热量。由于这些热量，导致温度升高，从摩擦表面传送来的热量使靠近电枢34设置的热熔断器38熔断，从而使电磁线圈36与电池41之间的电连接断开，以致电池41对电磁线圈36的激励停止。从而，松开带轮31和电枢34之间的连接，由此停止从带轮31到旋转轴36的动力传送。

根据本发明的上述优选实施例，可以获得下述有益的效果。

(1)电磁离合器30的轮毂33具有限制器部分33C，当施加在带轮31和电枢34的摩擦表面处的扭矩超过预定值时，限制器部分33C断开，从而松开带轮31与电枢34之间的连接。因此，具有热熔断器38的电磁离合器30中的限制器部分33C的设置使得，即使压缩机10锁死时也能快速断开带轮31和电枢34之间的连接。结果是，在热熔断器38熔断之前，可以保护传动带35和角轴承32免受由摩擦和热引起的破坏。

(2)当施加在带轮31和电枢34的摩擦表面处的扭矩变得大于限制器断开扭矩时，限制器部分33C断开。因此，通过使限制器部分33C断开，能够可靠地停止从车辆发动机E到压缩机10的动力传送。

(3)电磁离合器30具有热熔断器38，且电磁线圈36通过热熔断器38电连接到电池41。当施加在带轮31和电枢34的摩擦表面处的扭矩小于限制器断开扭矩且带轮31在电枢34上滑动时，通过产生在带轮31和电枢34的摩擦表面处的热量，热熔断器38熔断，从而松开带轮31和电枢34之间的连接。因此可以保护传动带35和角轴承32免受由摩擦表面处产生的热量引起的破坏。

(4)热熔断器38设置在电磁线圈36的靠近电枢34的一侧上。因此，与将热熔断器38设置在远离电枢的位置这一情况相比，热熔断器38对带轮31和电枢34的摩擦表面处产生的热量的温度进行检测的特性得到改善。

(5)如果压缩机10出现任何异常(例如锁死)并且施加在带轮31和电枢34处的扭矩超过预定值，则限制器部分33C断开从而快速松开带轮31与电枢34之间的连接。随后带轮31空转，从而没有动力传送到轮毂33。因此，保护传动带35免受由传动带35在锁死的带轮31上的滑移而引起的破坏。在车辆的附属装置，例如由车辆发动机E驱动的增压器的情况下，能够成功地防止由于被损坏的传动带35而造成无法该装置传送动力。

(6)限制器部分33C与轮毂33一体形成，且轮毂33本身是可断开的。因此，轮毂33不需要具有与轮毂33分开形成的限制器构件，这样消除了组装额外部分的麻烦并简化了离合器的结构。

上述优选实施例可作如下改进。

在上述优选实施例中，限制器部分33C与作为动力切断机构的轮毂33一体形成，且轮毂33本身是可断开的。替代性地，轮毂33可具有与轮毂33自身分开形成的限制器构件。例如，作为限制器构件的销插入穿过在旋转轴16的轴向方向上形成于轮毂33和带轮31中的孔，以在轮毂33和带轮31之间传送动力。带轮31和轮毂33通过限制器构件彼此连接，以便在带轮31和轮毂33之间传送动力。当销承受的扭矩过大时，销可断开以松开带轮31与轮毂33之间的连接。

可对该优选实施例以这样的方式改进，例如带轮设置成盖住轮毂33的外周表面。与轮毂33本身分开形成的限制器构件由橡胶构件制成。带轮31的内周表面和轮毂33的外周表面具有凹槽。带轮31的内周表面面向轮毂33的外周表面。橡胶构件设置在带轮31的内周表面与轮毂33的外周表面之间，且具有用于配合到带轮31和轮毂33的凹槽内的凸起。当橡胶构件承受的扭矩过大时，橡胶构件的凸起从带轮31和轮毂33的凹槽松开。因此，动力通过橡胶构件在带轮31和轮毂33之间传送。在这种情况下，如果橡胶构件承受的扭矩过大，带轮31和轮毂33将不能再借助于橡胶构件的弹性力来维持它们的相对位置，结果是，带轮31与轮毂33之间的连接被松开。因此，橡胶构件起动力切断机构的作用。不像轮毂33的限制器部分33C那样，作为动力切断机构的橡胶构件在过载时不可断开。

在上述优选实施例中，热熔断器38设置在电磁线圈36的靠近电枢34的一侧上。替代性地，热熔断器38可设置在任何可将在带轮31和轮毂33的摩擦表面处产生的热量传导到热熔断器38的位置。

在上述优选实施例中，电磁离合器30的热熔断器38可以省略。

在上述优选实施例中，在驱动源一侧的旋转部分不限于带轮31。替代性地，在驱动源一侧的旋转部分可以是链轮或齿轮。

在优选实施例中，本发明适用于斜盘式变容量压缩机10中的电磁离合器30。替代性地，本发明可适用于旋转式压缩机例如涡旋式压缩机的电磁离合器。

在优选实施例中，本发明适用于在压缩机10中使用的电磁离合器30，该压缩机10作为由来自车辆发动机E的动力驱动的设备。替代性地，本发明适用于在车辆的任一附属装置中使用的电磁离合器，该附属装置例如为由来自车辆发动机E的动力驱动的机械增压器。

Claims (8)

1.一种电磁离合器(30)，其设置在外部驱动源(E)和被驱动设备(10)之间的动力传送路径上，所述电磁离合器包括：

第一旋转部分(31)，其设置在所述动力传送路径中并由来自所述外部驱动源(E)的动力驱动旋转；

第二旋转部分(33，34)，其设置在所述动力传送路径中并安装在所述被驱动设备(10)的旋转轴(16)上，以随所述被驱动设备(10)的旋转轴(16)旋转；和

电磁线圈(36)，其由功率源(41)供给的电流激励以产生电磁吸引力，所述第一旋转部分(31)和所述第二旋转部分(33，34)通过所述电磁吸引力彼此连接，以便在所述第一旋转部分(31)和所述第二旋转部分(33，34)之间传送动力；

其特征在于，在所述动力传送路径中设置有动力切断机构设置，用于在所述电磁线圈(36)被激励时停止从所述外部驱动源(E)向所述被驱动设备(10)传送过大的动力。

2.如权利要求1所述的电磁离合器(30)，其特征在于，当所述动力切断机构承受过大的扭矩时，所述动力切断机构断开。

3.如权利要求2所述的电磁离合器(30)，其特征在于，所述第二旋转部分(33，34)包括所述动力切断机构。

4.如权利要求3所述的电磁离合器(30)，其特征在于，所述第二旋转部分(33，34)还具有轮毂(33)，所述轮毂(33)包括用于将动力传送到所述旋转轴(16)的内部部分(33B)和用于从所述第一旋转部分(31)接收动力的外部部分(33D)，其中所述动力切断机构为限制器部分(33C)，所述限制器部分(33C)连接在所述内部部分(33B)和所述外部部分(33D)之间。

5.如权利要求4所述的电磁离合器(30)，其特征在于，所述限制器部分(33C)由板簧制成，其中当所述电磁线圈(36)被激励时，所述限制器部分(33C)产生变形，从而所述第二旋转部分(33，34)运动到连接所述第一旋转部分(31)。

6.如权利要求4所述的电磁离合器(30)，其特征在于，所述外部部分是一外环部分(33D)，其中所述轮毂(33)包括多个限制器部分(33C)，所述多个限制器部分(33C)径向设置在所述内部部分(33B)和所述外环部分(33D)之间。

7.如权利要求1-6中任一项所述的电磁离合器(30)，还包括连接到所述功率源(41)与所述电磁线圈(36)之间的电路上的热熔断器(38)，其特征在于，所述第一旋转部分(31)和所述第二旋转部分(33，34)具有摩擦表面(31A，34A)，当所述第一旋转部分(31)和所述第二旋转部分(33，34)的所述摩擦表面(31A，34A)的温度升高时，所述热熔断器(38)断开所述电路。

8.如权利要求1所述的电磁离合器(30)，其特征在于，所述热熔断器(38)与所述电磁线圈(36)一体形成并邻近所述第一旋转部分(31)和所述第二旋转部分(33，34)的所述摩擦表面(31A，34A)设置。

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