CN102454725A - 电磁离合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁离合器，包括驱动旋转主体、被驱动旋转主体、电枢和励磁铁心。驱动旋转主体接收通过驱动动力传输部件从驱动装置传输的动力。被驱动旋转主体与驱动旋转主体同轴地布置，并且安装在被驱动装置上以与被驱动装置一体地旋转。电枢与驱动旋转主体的沿轴向方向的端面相对，并且经由弹簧部件由被驱动旋转主体支撑以与被驱动旋转主体一体地旋转。励磁铁心将电枢磁力地吸引到驱动旋转主体。每个弹簧部件的一端固定到电枢。每个弹簧部件的另一端由被驱动旋转主体保持，从而在被施加具有小于预定量的拉力时被移除。

Description

电磁离合器

技术领域

本发明涉及一种设置有转矩限制器机构的电磁离合器。

背景技术

例如，美国专利号No.5,683,299(文献1)描述传统的具有转矩限制器机构的电磁离合器。文献1中披露的电磁离合器的转矩限制器机构采用下述配置，其中当过大负荷转矩(load torque)作用在电磁离合器上时，电磁离合器的电枢相对于电枢毂旋转，以中断传递转矩。

电枢在被磁力地吸引到电磁离合器的转子时与该转子一体地旋转。转子在接收到驱动装置(例如，汽车发动机)的动力时旋转，所述动力是通过皮带传送的。电枢毂安装在被驱动装置(例如，用于空调的压缩机)的旋转轴上以能够与被驱动装置一体地旋转，并且通过转矩限制器机构连接到电枢。

转矩限制器机构包括设置到电枢的第一保持部件、设置到电枢毂的第二保持部件、以及位于第一保持部件和第二保持部件之间以能够传输动力的橡胶弹性部件。第一保持部件在径向方向上从电磁离合器的外部与弹性部件接合，第二保持部件在径向方向上从电磁离合器的内部与弹性部件接合。第一和第二保持部件以及弹性部件之间的接合部分被配置为使得在弹性部件弹性地变形时第一和第二保持部件中的一个可以在转子旋转的方向上相对于第一和第二保持部件中的另一个移动。

接合部分通常通过弹性部件将转矩从电枢传递到电枢毂。然而，例如，在锁定驱动装置时，当传递过大负荷转矩时，弹性部件由其本身的弹性变形而被压缩以消除接合部分的接合状态，并且电枢相对于电枢毂旋转。

此外，当作为被驱动装置的压缩机由于诸如咬死(seizure)之类的严重故障而被间歇地锁定时，其中保持部件和弹性部件彼此接合的状态和其中在弹性部件弹性地变形时这种接合被取消的状态交替。在这种情况下，在弹性部件摩擦一个保持部件并且被压缩以后，弹性部件的压缩状态被消除，并且然后弹性部件与已经随电枢的旋转移动的下一个保持部件碰撞，并且因而与后一个保持部件接合。在弹性部件以这种方式重复地受到碰撞和强大的摩擦力时，它由于疲劳而损坏。换句话说，在文献1中披露的转矩限制器机构将动力从驱动装置传递到被驱动装置，直到弹性部件以这种方式损坏。

设置有文献1披露的转矩限制器机构的电磁离合器不能完全地中断到压缩机的动力传输，除非弹性部件如上面所述被损坏。即，在从产生过载直到由于弹性部件损坏而中断动力传输的过程中，尽管转子间歇地停止，但皮带仍然连续地传输汽车发动机的动力，并且因此重复地受到碰撞。此时，当转子保持停止时，皮带在强行旋转时打滑。这导致由于皮带打滑或其耗损导致的皮带磨损。

发明内容

本发明的目的是提供一个电磁离合器，其能够在被驱动装置中产生过载(excessive load)时防止诸如皮带之类的驱动动力传输部件由于打滑及其耗损导致的磨损。

为了实现上述的目的，根据本发明，提供一种电磁离合器，包括：驱动旋转主体，接收通过动力传输部件从驱动装置传输的动力；被驱动旋转主体，与驱动旋转主体同轴地布置，并且安装在被驱动装置上以与被驱动装置一体地旋转；电枢，与驱动旋转主体的沿轴向方向的端面相对，并且经由弹簧部件由被驱动旋转主体支撑以与被驱动旋转主体一体地旋转；和励磁铁心，将电枢磁力地吸引到驱动旋转主体，其中，每个弹簧部件的一端固定到电枢，并且每个弹簧部件的另一端由被驱动旋转主体保持从而在被施加具有不小于预定量的拉力时被移除。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的电磁离合器的正视图，其中电枢毂被部分地切掉；

图2是沿着图1的线II-II获得的剖视图；

图3A、3B和3C是显示图1和2中所示的旋转传输部件的正视图、显示处于自然状态的该旋转传输部件的侧视图和显示处于安装状态的该旋转传输部件的侧视图；

图4是图1和2中所示夹板的正视图；

图5A是显示如图1所示的电磁离合器在动力传输中断以后的状态的正视图；

图5B是沿着图5A中线B-B获得的剖视图；

图6是显示根据第二实施例的保持部件的剖视图；

图7A和7B是显示根据第三实施例的保持部件的剖视图；和

图8是显示根据第四实施例的保持部件的剖视图。

具体实施方式

(第一实施例)

参考图1至5B，将在下面详细介绍根据本发明的第一实施例的电磁离合器。

图1和2所示的电磁离合器1将动力传输到用于汽车空调(图2)的压缩机2的旋转轴3或中断动力传输。如图2所示，电磁离合器1包括通过轴承5可旋转地支撑在压缩机2的前外壳4的圆筒形部4a上的环形转子7(驱动旋转主体)和被磁力地吸引到转子7的电枢8。

转子7具有形成在其外周部中的皮带轮槽9，并且接收作为驱动装置的发动机(未显示)的动力，所述动力通过围绕皮带轮槽9缠绕的皮带10(驱动动力传输部件)传输。图1中的转子7顺时针旋转。转子7具有摩擦表面11，该摩擦表面11形成为转子7的沿轴向方向的一个端面，以与电枢8(稍后会做介绍)相对。

转子7具有形成在其中的环形槽12，以在其沿轴向方向的另一端面上开口。环形励磁铁心13插入环形槽12。在励磁铁心13插入环形槽12时，转子7旋转。励磁铁心13包括励磁线圈14，并且通过安装板15由前外壳4支撑。励磁铁心13产生磁通量以允许在激励励磁线圈14时转子7磁力地或磁性地吸引电枢8。

如图2所示，电枢8通过由磁材料制成的板形成环形形状，并且经由旋转传输部件22(稍后会做介绍)由电枢毂21支撑，电枢毂安装在旋转轴3的轴端上。电枢毂21包括凸出部23(保持部件)和近似盘形法兰部24，凸出部23通过锯齿形装配(serration fitting)与旋转轴3组装在一起，以彼此一体地旋转，并且近似盘形法兰部24从凸出部23的一端径向地向外延伸。

凸出部23具有圆筒形形状，具有在其内周部上形成的锯齿状突起(serration)23a，并且由固定螺栓25固定到旋转轴3。凸出部23的外周部与电枢8的内周部8a宽松地装配在一起。

如图1所示，法兰部24包括盘形部24a和从盘形部24a的外周部径向地向外凸出的三个保持部24b。三个保持部24b设置在盘形部24a的外周部被分成三个相等部分的位置处。如图2所示，保持部24b被形成以相对于盘形部24a略微倾斜。其中保持部24B倾斜所沿的方向是在径向方向上朝向盘形部24a的外部逐渐靠近电枢8的方向。

形成为具有几乎等于法兰部24的外形的的外形的夹板26通过三个铆钉27安装在法兰部24上。夹板26和具有法兰部24的电枢毂21构成被驱动旋转体。夹板26由弹簧材料形成预定的形状。如图4所示，夹板26包括环形主体部26a和从主体部26a的外周部径向地向外凸出的三个夹紧部26b。

夹紧部26B设置在主体部26a的外周部被分成三个相等部分的位置处。圆形通孔26c形成在每个夹紧部26b中。如图1所示，当从电磁离合器1的轴向方向看时，在三个夹紧部26b定位在与保持部24b相同的位置时，夹板26固定到法兰部24。虽然细节将在后面介绍，夹板26安装在法兰部24上，同时旋转传输部件22(稍后会做介绍)的三个弹簧部件31夹在保持部24b和夹紧部26b之间。每个铆钉27在被插入形成在夹板26的主体部26a中的通孔26d(图4)和形成在电枢毂21的法兰部24中的通孔24c(图2)时被固定。

通过将由弹簧材料制成的薄板冲压成预定形状而将旋转传输部件22形成为环形形状。如图1和3A所示，当在正视图中查看时，旋转传输部件22包括三个形成弧形形状的弹簧31和径向地设置在三个弹簧部件31的内侧的环形主体32。如图1所示，弹簧部件31形成弧形形状，具有旋转轴3的轴向中心作为其中心，并且分别定位成在旋转轴3的径向方向上几乎对应于电枢毂21的保持部24b。

每个弹簧部件31的一端(转子7的沿其旋转所沿的方向的一端)连接到主体32的外周边部沿圆周方向分为三个相等部分的位置中的对应的一个位置。每个弹簧部件31沿着主体32的周边边缘从其一端延伸到其另一端。如图1所示，每个弹簧部件31被形成为具有一个长度，当从电磁离合器1的轴向方向看时，该弹簧部件的另一端以该长度与电枢毂21的保持部24b重叠。

如图2所示，连接到主体32的每个弹簧部件31的一端由铆钉33固定到电枢8。以下将这一端称为固定部31a。铆钉33插入形成在固定部31a中的通孔31b和形成在电枢8中的通孔8b。每个弹簧部件31的另一端具有形成在其上的半球形突起34，半球形突起34接合夹板26中的孔26c。以下将这个另一端称为连接部31c。

如图2所示，弹簧部件31的连接部31C通过夹紧在电枢毂21的保持部24b和夹板26的夹紧部26b之间而被保持，同时突起34接合通孔26c。在连接部31c插入夹紧部26b和保持部24B之间时，夹板26弹性地变形。也就是说，在由夹紧部26b和保持部24b形成的保持部分中，弹簧部件31的连接部31c通过夹板26的作用在夹紧部26b上的弹簧弹力而被压靠在保持部24b上。此外，具有等于或大于预定量的拉力作用在弹簧部件31的连接部31C上，从而消除突起34和通孔26c之间的接合。因此，连接部31c被拉出并且从电枢毂21和夹板26相互连接的部分处移除。

如图5B所示，当弹簧部件31的连接部31C从电枢毂21和夹板26上移除时，电枢8的通过旋转传输部件22的支撑被取消。然而，在这个实施例中，电枢毂21的凸出部23与电枢8的内周部8a是宽松地装配在一起，并且因此将电枢8保持在旋转传输部件22的合适位置中。

如图2所示，挤压部件35设置在其上固定弹簧部件31的固定部31a的电枢8和保持弹簧部件31的连接部31c的电枢毂21之间。挤压部件35将电枢8定位在转子7的与电枢毂21的法兰部24相对的一侧。因此，弹簧部件31弹性地变形以在弹簧部件31上施加初始负荷。在图2中显示的弹簧部件31弹性地变形以使固定部31a在一个方向上定位以比连接部31c更靠近转子7。弹簧部件31在由图3A中交替的一长两短虚线L表示的位置处弯曲，并且如图3C所示弹性地变形。

挤压部件35包括固定到电枢8同时与电枢8中的通孔8b装配在一起的小直径部35a，以及与小直径部分35a一体形成并朝向电枢8的电枢毂21的法兰部24突出的大直径部35b。挤压部件35由橡胶制成。挤压部件35定位在分别地与铆钉27相对的三个部分中，铆钉27用于将夹板26安装在电枢毂21上。挤压部件35的大直径部35b由弹簧部件31的弹簧弹力(弹性恢复力)压靠在铆钉27上，并且因而弹性地变形。大直径部35b的轴向长度被设置为使得在挤压部件35的大直径部35b弹性地变形时，转子7的摩擦表面11和电枢8之间形成预定的气隙g。

要组装上述电磁离合器1，首先，旋转传输部件22的连接部31c由电枢毂21和夹紧板26保持，以将电枢8支撑在电枢毂21上。要做到这一点，首先，三个连接部31c由电枢毂21的三个保持部24b和夹板26的三个夹紧部26b夹住。接下来，在三组部件以这种方式相互堆叠时，固定铆钉27以将夹板26固定到电枢毂21的法兰部24。在铆钉27固定以后，电枢8通过铆钉33固定到旋转传输部件22的固定部31a。此时，挤压部件35压靠着铆钉27，从而使旋转传输部件22的弹簧部件31弹性地变形。

在这种配置的电磁离合器1中，当激励励磁线圈14时由励磁铁心13生产磁通量，以使磁吸引力作用在电枢8上。结果，电枢8克服弹簧部件31的弹簧碳力而移动到转子7，并且因而被磁力地吸引到转子7。在这种状态下，转子7的旋转通过弹簧部件31和电枢毂21从电枢8传输到压缩机2。

在上述动力传输状态中，如果励磁铁心13的磁通量消失，电枢8通过弹簧部件31的弹簧弹力从转子7上分开，并且因而返回到初始位置。因此，动力传输在这个初始状态中断。另一方面，如果在动力传输期间在压缩机2中产生过载，并且旋转轴3因此变得难以旋转或停止，则电枢毂21的转速和电枢8的转速之间产生差异，从而过量的拉力作用在弹簧部件31的连接部31c上。如图5A所示，当这个拉力变得比预定量更大时，连接部31c被拉出由电枢毂21和夹板26形成的保持部分并从由电枢毂21和夹板26形成的保持部分中移除。

也就是，在产生过载时，弹簧部件31的连接部31c从电枢毂21上移除，从而瞬间中断动力传输。此时，在连接部31c从由电枢毂21和夹板26形成的保持部中移除以后，弹簧部件31通过它们自己的弹性返回到电枢8的侧面。因此，虽然弹簧部件31与转子和电枢8一体地旋转，但它们不与电枢毂21接触也不与夹板26接触。

根据这个实施例，因为电力传输在产生过载时被瞬间中断，这能够减少围绕转子7中的皮带轮槽9缠绕的皮带10由于打滑及其耗损引起的磨损。

根据本实施例的电磁离合器1包括挤压部件35，挤压部件35使弹簧部件31弹性地变形，从而弹簧部件31的固定部31a定位在转子7的与连接部31c相对的一侧。因此，在弹簧部件31弹性地变形到很大程度时，电枢8可以定位成在其本身和转子7之间形成预定的空气间隙g。结果，在产生过载时，不仅弹簧部件31可以通过弹性恢复力可靠地返回到电枢8的侧面，而且弹簧部件31与电枢毂21和夹板26之间的间隙可以在弹簧部件31通过弹性恢复返回以后加宽。

根据本实施例的电磁离合器1包括保持部件(电枢毂21的凸出部23)，在弹簧部件31的连接部31c从电枢毂21上移除时，该保持部件保持电枢8。因此，即使励磁铁心13的磁通量在弹簧部件31从由电枢毂21和夹板26形成的保持部分中移除时消失，如图5B所示，电枢8可以由凸出部23支撑。结果，可以防止电枢8在邻近转子7的位置处自由地移动，并防止电枢8与转子7和其他部件碰撞。

根据本实施例的保持部件由圆筒形主体(凸出部23)形成，其中电枢8与电枢毂21的轴向中心部宽松散地装配在一起。因此，数量比提供专门的保持部件所需要的数量少的部件是足够的，从而降低电磁离合器的成本。

(第二实施例)

也可以如图6所示配置支撑电枢的保持部件，电枢的通过旋转传输部件的支撑被取消。参考图6，相同的参考数字表示与参考图1至5B描述的部件相同或等同的部件，并且根据需要将不给予详细说明。在根据本实施例的电磁离合器1中，电枢8形成为具有大于第一实施例中电枢的内径的内径。此外，不仅夹板26而且用于支撑电枢8的保持部件41也通过铆钉27安装在电枢毂21上。

保持部件41包括与电枢8的内周部8a宽松地装配在一起的圆柱形部分41a，以及用于将圆柱形部分41a安装在电枢毂21上的盘状部分41b(安装部)。根据本实施例的保持部件41可以形成为与电枢8的形状(内径)一致。因此，在结构上对电枢8的内径没有限制，从而改进电枢8的设计自由。

(第三实施例)

也可以如图7A和7B所示配置支撑电枢的保持部件，电枢的通过旋转传输部件的支撑被取消。参考图7A和7B，相同的参考数字表示与参考图1至5B描述的部件相同或等同的部件，并且根据需要将不给予详细说明。

根据这个实施例的保持部件51和52从转子7和电枢8中的一个的外周部突出，从而与转子7和电枢8中的另一个的外周面相对。在图7A中显示的保持部件51形成为圆柱形状，具有与电枢8的外周部宽松地装配在一起的尺寸，并且焊接到转子7的外周部以朝向电枢8突出。保持部件51的内周表51a与电枢8的外周面8c相对，同时电枢8不被磁力地吸引到转子7。

如图7B所示的保持部件52形成为与周面53宽松地装配在一起的圆柱形形状，形成在转子7的外周部上，并且焊接到电枢8的外周面8c。保持部件52的内周面与周面53相对，而电枢8不被磁力地吸引到转子7。在弹簧31从电枢毂21上移除以后，根据这个实施例的电枢8经由保持部件51和52由转子7保持。根据本实施例，由于保持部件51和52设置在电磁离合器1的最外侧上，当通过利用现有的电磁离合器构造根据本发明的电磁离合器1时，特别容易装配保持部件51和52。

如在此实施例中所示的电磁离合器1，在用于汽车空调的压缩机作为被驱动装置时，如图7B所示，保持部件52设置在电枢8上。可替换地，如在第一和第二实施例所示，期望保持部件52采用保持电枢8的内周部8a的配置。采用这种配置使得能够允许作为驱动旋转主体的转子7相对较轻。

(第四次实施例)

也可以如图8所示配置支撑电枢的保持部件，电枢的通过旋转传输部件的支撑被取消。参考图8，相同的参考数字表示与参考图1至5B描述的部件相同或等同的部件，并且根据需要将不给予详细说明。

根据本实施例的保持部件61由埋在转子7中的永久磁铁形成。由永久磁铁制成的保持部件61形成环形形状，并且在被插入形成在转子7中的环形凹槽时被固定。凹槽62形成为在转子7的摩擦表面11上开口。

保持部件61的磁吸引力的量被设置为不能克服弹簧部件31的弹簧弹力使位于非连接位置处的电枢8与转子7紧密接触，并且一旦产生过载，在弹簧部件31从电枢毂21上移除时，保持部件61的磁吸引力的量使电枢8与转子7紧密接触并且保持电枢8。因此，即使励磁铁心13的磁通量在弹簧部件31从电枢毂21上移除消失，电枢8也被保持为吸引到转子7。由于根据本实施例的保持部件61埋在转子7中，因此可以设计紧凑的电磁离合器。

如上所述，在根据本发明的电磁离合器中，当通过励磁铁心生产磁通量时，磁吸引力作用在电枢上，从而电枢克服弹簧部件的弹簧弹力朝向驱动旋转主体移动，并且因而被磁力地吸引到驱动旋转主体。在这种状态下，驱动旋转主体的旋转通过弹簧部件从电枢传送到被驱动旋转机构。在此动力传输状态中，当励磁铁心的磁通量消失时，电枢通过弹簧部件的弹簧弹力从驱动旋转主体上分开，并且因而返回到初始位置。因此，在这种状态下，动力传输中断。

另一方面，当在动力传输过程中在被驱动装置中产生过载时，电枢相对于被驱动旋转主体旋转，因此过量拉力作用在每个弹簧部件的另一端。当这个拉力比预定量大时，每个弹簧部件的另一端被拉出被驱动旋转主体，并且从被驱动旋转主体上移除。因此，在产生过载时，每个弹簧部件的另一端从被驱动旋转主体上移除，从而中断动力传输。在弹簧部件从被驱动旋转主体上移除以后，弹簧部件通过弹性恢复返回到电枢侧。因此，虽然弹簧部件与驱动旋转主体和电枢一体地旋转，但弹簧部件不接触被驱动旋转主体。

因此，本发明可以提供一种电磁离合器，其能够在产生过载时瞬间中断动力传输，以减少驱动动力传输部件的由于打滑或其耗损引起的磨损。

Claims (9)

1.一种电磁离合器，其特征在于，包括：

驱动旋转主体(7)，接收通过驱动动力传输部件(10)从驱动装置传输的动力；

被驱动旋转主体(21，26)，与所述驱动旋转主体(7)同轴地布置，并且安装在被驱动装置上以与被驱动装置一体地旋转；

电枢(8)，与所述驱动旋转主体(7)的沿轴向方向的端面相对，并且经由弹簧部件(31)由所述被驱动旋转主体(21，26)支撑以与所述被驱动旋转主体(21，26)一体地旋转；和

励磁铁心(13)，将所述电枢(8)磁力地吸引到所述驱动旋转主体(7)，

其中，每个所述弹簧部件(31)的一端(31a)固定到所述电枢(8)，并且

每个所述弹簧部件(31)的另一端(31c)由所述被驱动旋转主体(21，26)保持，从而在被施加具有不小于预定量的拉力时被移除。

2.根据权利要求1所述的离合器，其中挤压部件(35)设置在所述电枢(8)和所述被驱动旋转主体(21，26)之间，挤压部件(35)使所述弹簧部件(31)弹性地变形，以使每个所述弹簧部件(31)的所述一端(31a)在比每个所述弹簧部件(31)的所述另一端(31c)更靠近所述驱动旋转主体(7)的方向上定位。

3.根据权利要求1所述的离合器，还包括保持部件(23，41，51，52，61)，在每个所述弹簧部件(31)的所述另一端(31c)从所述被驱动旋转主体(21，26)上移除时，所述保持部件保持所述电枢(8)。

4.根据权利要求3所述的离合器，其中所述保持部件(23)由圆筒形主体形成，所述圆筒形主体被设置为使所述电枢(8)与所述被驱动旋转主体(21，26)的轴向中心部宽松地装配在一起。

5.根据权利要求3所述的离合器，其中

所述电枢(8)形成环形形状并且与所述被驱动旋转主体(21，26)同轴地布置，并且

所述保持部件(41)由圆柱形部分(41a)和安装部(41b)形成，圆柱形部分(41a)与所述电枢(8)的内周部宽松地装配在一起，安装部(41b)用于将所述圆柱形部分(41a)安装在所述被驱动旋转主体(21，26)上。

6.根据权利要求3所述的离合器，其中

所述保持部件(51，52)从所述驱动旋转主体(7)和所述电枢(8)中的一个的外周部上突出，以与所述驱动旋转主体(7)和所述电枢(8)中的另一个的外周面相对。

7.根据权利要求3所述的离合器，其中

保持部件(61)由永久磁铁形成，所述永久磁铁将所述电枢(8)磁力地吸引到所述驱动旋转主体(7)。

8.根据权利要求1所述的离合器，其中

所述挤压部件(35)由橡胶制成。

9.根据权利要求1所述的离合器，其中

所述挤压部件(35)固定到所述电枢(8)，以便与多个铆钉(27)相对，所述多个铆钉(27)将所述被驱动旋转主体(26)安装在所述电枢毂(21)上，并且通过所述弹簧部件(31)的弹簧弹力压靠在所述多个铆钉(27)上。

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