CN103016564A

CN103016564A - 电磁离合器

Info

Publication number: CN103016564A
Application number: CN2012103644321A
Authority: CN
Inventors: 鬼武稔; 宅野博; 安藤和也; 是永宪司
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2011-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2013-04-03
Also published as: JP6135035B2; US20130075219A1; JP2013068315A; EP2573416A1

Abstract

本发明提供电磁离合器，具备：具有第一凸轮面的第一凸轮部件；具有与第一凸轮面对置的第二凸轮面的第二凸轮部件；对第二凸轮部件施力以使第一凸轮面与第二凸轮面分离的碟形弹簧；由于碟形弹簧的作用力而与第二凸轮部件接触、且在与第二凸轮部件之间产生摩擦力的离合器片；以及产生克服碟形弹簧的作用力而使第二凸轮部件与离合器片分离的磁力的电磁线圈，其中，通过由摩擦力带来的第一凸轮部件与第二凸轮部件的相对旋转，使第一凸轮面以及第二凸轮面产生将第二凸轮部件推压于离合器片的推力。

Description

电磁离合器

技术领域

本发明涉及电磁离合器，尤其涉及具有凸轮机构的电磁离合器。

背景技术

以往，作为具有带式CVT（Continuously Variable Transmission：无级变速器）的车辆的自动变速装置，公知有利用离合器能够切换对变速机供给工作油的油压供给装置的输出的装置（参照日本特开2005-226802号公报）。

日本特开2005-226802号公报所记载的变速装置具有第一泵和第二泵。上述第一泵在发动机的旋转中始终工作。上述第二泵配置于比上述第一泵靠下游侧的位置，且经由离合器而传递发动机的旋转力。而且构成为，在需要大的油压的变速时，使离合器结合，利用第一泵以及第二泵将已升压的油压供给至变速机。

另外，作为能够用于像这样的用途的离合器，公知有日本特开2011-144835号公报所记载的电磁离合器。该电磁离合器具有第一凸轮部件、第二凸轮部件、摩擦对象部件、电磁线圈以及碟形弹簧。上述第一凸轮部件具有第一凸轮面。上述第二凸轮部件具有与上述第一凸轮面对置的第二凸轮面。上述摩擦对象部件与形成于上述第二凸轮部件的摩擦面接触而产生摩擦力。上述电磁线圈利用磁力使第二凸轮部件与摩擦对象部件接触。上述碟形弹簧配置于第二凸轮部件与摩擦对象部件之间。

上述电磁线圈在传递转矩时向电磁线圈通电，利用磁力使第二凸轮部件与摩擦对象部件接触，从而利用与摩擦对象部件之间的摩擦力，使第一凸轮部件与第二凸轮部件之间产生相对旋转。基于该相对旋转，使由第一凸轮面以及第二凸轮面形成的凸轮机构工作。而且，利用由该凸轮机构产生的推力来将第二凸轮部件更强力地推压于摩擦对象部件侧，从而在第二凸轮部件与摩擦对象部件之间进行转矩传递。

另一方面，当切断转矩的传递时，使电磁线圈的通电停止，利用碟形弹簧的作用力而使第二凸轮部件与摩擦对象部件分离。由此，凸轮机构成为非工作状态，从而第二凸轮部件与摩擦对象部件之间的转矩传递被切断。

日本特开2011-144835号公报所记载的电磁离合器中，在传递转矩的期间，需要持续产生克服碟形弹簧的作用力而将第二凸轮部件吸引至摩擦对象部件侧的磁力。因此，与传递转矩的时间长度对应地，电磁线圈所消耗的耗电量增大。

发明内容

本发明的目的之一在于提供能够在转矩传递时使电磁线圈的通电停止、并且能够实现小型化的电磁离合器。

本发明的一个方式的电磁离合器的构成上的特征在于，具备：第一凸轮部件，其具有沿周向延伸地形成的第一凸轮面；第二凸轮部件，其能够在规定的角度范围内相对于上述第一凸轮部件相对旋转，并具有与上述第一凸轮面对置的第二凸轮面；施力部件，其对上述第二凸轮部件施力，以使上述第一凸轮面与上述第二凸轮面分离；摩擦部件，其由于上述施力部件的作用力而与上述第二凸轮部件接触，并在与上述第二凸轮部件之间产生摩擦力；以及电磁线圈，其产生克服上述施力部件的作用力而使上述第二凸轮部件与上述摩擦部件分离的磁力，其中，通过由上述摩擦力引起的上述第一凸轮部件与上述第二凸轮部件的相对旋转，上述第一凸轮面以及上述第二凸轮面产生将上述第二凸轮部件推压于上述摩擦部件的推力。

附图说明

通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明的其它特征、优点会变得更加清楚，其中，附图标记表示本发明的要素，其中，

图1A是表示转矩传递能够进行的状态下的本实施方式的电磁离合器以及输入侧旋转部件、输出侧旋转部件的剖视图。

图1B是表示转矩传递被切断的状态下的本实施方式的电磁离合器以及输入侧旋转部件、输出侧旋转部件的剖视图。

图2（A）、图2（B）是表示第一凸轮面以及第二凸轮面的构成例的周向剖视图，图2（A）表示第一凸轮部件与第二凸轮部件接近的状态，图2（B）表示第一凸轮部件与第二凸轮部件分离的状态。

图3是表示从侧面观察第二凸轮部件的状态的俯视图。

图4是表示向电磁线圈供给的线圈电流随时间变化的图表。

具体实施方式

以下，参照图1A~图4，对本发明的实施方式的电磁离合器进行说明。该电磁离合器设置在如下传递路径中，即，该向设置于例如具有带式CVT的车辆的自动变速装置的多个油压泵中的任意油压泵传递发动机的旋转力的传递路径。

图1A、图1B是表示本实施方式的电磁离合器以及输入侧旋转部件、输出侧旋转部件的剖视图。图1A表示转矩传递能够进行的状态，图1B表示转矩传递被切断的状态。

该电磁离合器1具有第一凸轮部件10、第二凸轮部件20、碟形弹簧3、离合器片4、轴承5以及电磁铁6。上述第一凸轮部件10具有多个第一凸轮面10a。上述第二凸轮部件20具有与第一凸轮面10a对置的多个第二凸轮面20a。上述碟形弹簧3是对第二凸轮部件20施力以使第一凸轮面10a与第二凸轮面20a分离的施力部件。上述离合器片4是利用碟形弹簧3的作用力而与第二凸轮部件20接触的摩擦部件。上述轴承5将离合器片4支承为能够相对于第一凸轮部件10相对旋转。

第一凸轮部件10、第二凸轮部件20以及离合器片4共用旋转轴线O，并能够相对于电磁铁6同轴旋转。

输入侧旋转部件71以不能相对旋转的方式与离合器片4连结。另外，输出侧旋转部件72以不能相对旋转的方式与第一凸轮部件10连结。向输入侧旋转部件71传递例如作为车辆的驱动源的发动机（未图示）的旋转力。输出侧旋转部件72与排出例如使自动变速装置工作的工作油的油压泵（未图示）连结。

第一凸轮部件10具有轴部11和突出部12。上述轴部11具有圆筒状的外周面11a。上述突出部12与轴部11一体旋转，并在轴部11的外周方向突出。在突出部12的与第二凸轮部件20对置的对置面上形成有多个第一凸轮面10a。轴部11与突出部12例如通过焊接而连结为不能相对旋转。此外，轴部11与突出部12也可以一体形成。

在轴部11的中心部沿旋转轴线O形成有贯通孔111。在贯通孔111的内周面，形成有用于以不能相对旋转的方式与输出侧旋转部件72连结的花键嵌合部111a。

第二凸轮部件20由铁等磁性体构成，形成为具有使第一凸轮部件10的轴部11插通的插通孔200的圆板状。第二凸轮部件20配置于第一凸轮部件10的突出部12与离合器片4之间。在与第一凸轮部件10的突出部12对置的第二凸轮部件20的一个侧面2a、且在与第一凸轮面10a对置的部位，形成有多个（与第一凸轮面10a数目相同）的第二凸轮面20a。

图2（A）、图2（B）是表示第一凸轮面10a以及第二凸轮面20a的构成例的第一凸轮部件10以及第二凸轮部件20的周向剖视图。图2（A）表示第一凸轮部件10与第二凸轮部件20接近的状态。图2（B）表示第一凸轮部件10与第二凸轮部件20分离的状态。

第一凸轮面10a以沿旋转轴线O的周向延伸的方式形成，且形成为轴向的深度在周向的中央部100a最深、而从中央部100a朝向端部100b、100c深度慢慢变浅的斜面。另外，第二凸轮面20a以与第一凸轮面10a对置而沿旋转轴线O的周向延伸的方式形成，且形成为轴向的深度在周向的中央部200a最深、而从中央部200a朝向端部200b、200c深度慢慢变浅的斜面。

在第一凸轮面10a与第二凸轮面20a之间配置有球状的凸轮滚珠13。在第一凸轮部件10与第二凸轮部件20处于在轴向上最接近的状态时，凸轮滚珠13如图2（A）所示地位于中央部100a与中央部200a之间，随着第一凸轮部件10与第二凸轮部件20的相对旋转，凸轮滚珠13如图2（B）所示地在第一凸轮面10a以及第二凸轮面20a上滚动。由于该凸轮滚珠13的滚动，第一凸轮部件10与第二凸轮部件20在轴向上分离。

第一凸轮面10a在第一凸轮部件10的突出部12上形成有多个（例如6个）。另外，第二凸轮面20a分别与多个第一凸轮面10a的各个对应地形成有多个（与第一凸轮面10a数目相同的个数）。与凸轮滚珠13在第一凸轮面10a及第二凸轮面20a上滚动的周向范围对应的规定的角度范围内，第二凸轮部件20能够相对于第一凸轮部件10相对旋转。

如图1A以及图1B所示，在第二凸轮部件20与第一凸轮部件10的突出部12之间配置有作为环状的弹性体的碟形弹簧3。碟形弹簧3的轴向的一端与突出部12抵接，并且轴向的另一端与第二凸轮部件20的侧面2a抵接，以使第二凸轮部件20在轴向上与突出部12分离的方式对其施力。

离合器片4具有由铁等磁性体构成的主体部40、和粘贴于主体部40的摩擦件41。主体部40形成为具有使第一凸轮部件10的轴部11插通的插通孔400的圆板状。摩擦件41粘贴在主体部40的、与第二凸轮部件20的另一个侧面2b（与侧面2a相反的一侧的侧面）对置的侧面。

在主体部40的外周部形成有花键嵌合部401，该花键嵌合部401与形成为圆筒状的输入侧旋转部件71的内周面71a花键嵌合。利用该花键嵌合部401，将离合器片4与输入侧旋转部件71连结为不能相对旋转。

在插通孔400的内周面400a与第一凸轮部件10的轴部11的外周面11a之间，配置有轴承5。轴承5例如为滚珠轴承。轴承5具有外圈51、内圈52以及多个球状的滚动体53。上述外圈51内嵌于内周面400a。上述内圈52外嵌于外周面11a。上述滚动体53配置于外圈51与内圈52之间。轴承5以能够相对旋转的方式将离合器片4支承于第一凸轮部件10。

利用固定于轴部11的弹性挡环112，来限制内圈52在与突出部12分离的方向上的轴向移动。另外，利用比内周面400a向径向内侧突出地形成于主体部40、且在轴向上与内圈52的侧面对置的凸缘部402，来限制离合器片4在与第二凸轮部件20分离的方向上的轴向移动。

电磁铁6具有电磁线圈61和磁轭62。上述磁轭62形成有收容电磁线圈61的环状的凹部621。磁轭62例如由软铁等软磁性体构成且形成为环状，其配置于第一凸轮部件10的突出部12的外周侧。磁轭62与例如在固定于车身的支承部件90上形成的凹部90a嵌合，并通过螺栓91而固定于支承部件90。

凹部621在沿旋转轴线O的轴向的一侧（第二凸轮部件20侧）具有开口621a。电磁线圈61从开口621a插入凹部621内，并保持于磁轭62。

利用在设于磁轭62的贯通孔62b中插通的布线611，来从控制装置8向电磁线圈61供给线圈电流。利用通电时的线圈电流，使电磁线圈61产生克服碟形弹簧3的作用力而使第二凸轮部件20与离合器片4分离的磁力。

形成有开口621a的一侧的磁轭62的侧面62a与第二凸轮部件20的侧面2a对置。若电磁线圈61通电，则如图1B所示，磁轭62的侧面62a与第二凸轮部件20的侧面2a接触。

图3是表示从侧面2a侧观察第二凸轮部件20的状态的俯视图。如图3所示，在第二凸轮部件20上形成有内侧接触面20b和外侧接触面20c。上述内侧接触面20b与磁轭62的侧面62a中的比开口621a靠近内侧的区域接触。上述外侧接触面20c与比开口621a靠近外侧的区域接触。图3中，用虚线表示内侧接触面20b、外侧接触面20c的内周侧及外周侧的边界。多个第二凸轮面20a在比内侧接触面20b更靠内侧的位置等间隔地形成。

接下来，对电磁离合器1的动作进行说明。当不对电磁线圈61供给线圈电流的不通电时，电磁离合器1从输入侧旋转部件71向输出侧旋转部件72传递转矩。当对电磁线圈61供给线圈电流的通电时，电磁离合器1切断从输入侧旋转部件71向输出侧旋转部件72的转矩传递。

如图1A所示，当电磁线圈61不通电时，碟形弹簧3将第二凸轮部件20推压于离合器片4侧，第二凸轮部件20的侧面2b与离合器片4的摩擦件41接触。由于该接触而在离合器片4与第二凸轮部件20之间产生摩擦力，若在该状态下离合器片4相对于第一凸轮部件10旋转，则第二凸轮部件20由于摩擦力而与离合器片4一起相对于第一凸轮部件10旋转。

这样，如图1A所示，凸轮滚珠13与第二凸轮部件20的第二凸轮面20a以及第一凸轮部件10的第一凸轮面10a抵接，利用由第二凸轮面20a、第一凸轮面10a以及凸轮滚珠13构成的凸轮机构14，更加强力地将第二凸轮部件20推压于离合器片4侧。即，利用因第一凸轮部件10与第二凸轮部件20的相对旋转而在凸轮机构14产生的推力，将第二凸轮部件20推压于离合器片4。

此处，作用于第二凸轮部件20的朝向离合器片4的推压力F是由碟形弹簧3带来的作用力F₁乘以放大系数k而得的值（F=k×F₁），放大系数k由第二凸轮面20a及第一凸轮面10a的凸轮角、有效半径等来决定。

由此，离合器片4与第二凸轮部件20摩擦卡合，并从离合器片4向第二凸轮部件20进行转矩传递。另外，由于第二凸轮部件20与第一凸轮部件10能够仅在凸轮滚珠13在第一凸轮面10a及第二凸轮面20a上滚动的范围内相对旋转，所以第一凸轮部件10与第二凸轮部件20能够保持图2（B）所示的位置关系地一体旋转。由此，能够从输入侧旋转部件71向输出侧旋转部件72传递转矩。

另一方面，若对电磁线圈61供给线圈电流，则由于电磁铁6的磁力，第二凸轮部件20与离合器片4分离。即，电磁线圈61产生克服碟形弹簧3的作用力而使第二凸轮部件20与离合器片4分离的磁力。

此处，使第二凸轮部件20与离合器片4分离所需要的磁力（作用于第二凸轮部件20的电磁吸引力）F₂比由碟形弹簧3产生的作用力F₁大即可。即，作用于第二凸轮部件20的朝向离合器片4的推压力F由式F=k×（F₁-F₂）来表示，从而与放大系数k的大小无关，只要F₁＜F₂，就能够使第二凸轮部件20与离合器片4分离，并能够使第二凸轮部件20吸附于磁轭62。

当第二凸轮部件20与离合器片4分离时，由于在第二凸轮部件20与离合器片4之间不产生摩擦力，从而离合器片4能够与第一凸轮部件10及第二凸轮部件20相对旋转，从而切断从输入侧旋转部件71向输出侧旋转部件72的转矩传递。

另外，在本实施方式中，在第二凸轮部件20吸附于磁轭62之后，从控制装置8对电磁线圈61供给的线圈电流降低。这是由于如下原因，即，在第二凸轮部件20与离合器片4接触的状态下，由于磁轭62的侧面62a与第二凸轮部件的磁轭62侧的侧面2a的距离大而需要强的磁力，相对于此，在第二凸轮部件20吸附于磁轭62之后，实际上在第二凸轮部件20与磁轭62之间不存在缝隙，从而能够以比较弱的磁力来维持使第二凸轮部件20吸附于磁轭62的状态。

图4是表示向电磁线圈61供给的线圈电流随时间变化的例子的图表。当电磁线圈61刚开始通电之后，为了使第二凸轮部件20与离合器片4分离而供给大的线圈电流（Ia），而当第二凸轮部件20吸附于磁轭62之后，供给降低的线圈电流（Ib）（Ia＞Ib）。

线圈电流的降低能够通过例如控制装置8的计时器来在时间上进行控制。更具体而言，当控制装置8接收到用于切断转矩传递的指令信号时，立即向电磁线圈61供给大的线圈电流（Ia）。之后，当经过规定时间t1（例如0.5秒）后降低线圈电流，之后在切断转矩传递的期间，继续供给该降低了的线圈电流（Ib）。用于维持使第二凸轮部件20吸附于磁轭62的状态的线圈电流（Ib）是用于使第二凸轮部件20与离合器片4分离的线圈电流（Ia）的10％以下。

根据以上说明的实施方式的电磁离合器1，能够得到如下效果。

（1）由于在电磁线圈61的不通电时进行转矩传递，所以在转矩传递中，能够消除电磁线圈61中的耗电量。由此，在例如进行转矩传递的时间的比例比不进行转矩传递的时间的比例大的情况下，与构成为在转矩传递时进行电磁线圈的通电的电磁离合器比较，能够降低电磁离合器1的耗电量。

（2）第二凸轮部件20由于通过与第一凸轮部件10的相对旋转而受到被推压于离合器片4侧的推力，从而以比碟形弹簧3的作用力大的力来使第二凸轮部件20与离合器片4压接，与离合器片4之间的摩擦力增大。由此，能够抑制电磁离合器1的大型化，并且能够提高转矩传递容量。

（3）第二凸轮部件20以及离合器片4是在中心部形成有插通孔200、400的圆板状，通过在插通孔200、400中插通第一凸轮部件10的轴部11来配置于同轴上，从而能够使电磁离合器1小型化。

（4）第一凸轮部件10的突出部12配置于电磁铁6的磁轭62的内周侧，凸轮滚珠13及碟形弹簧3配置于突出部12与第二凸轮部件20之间。即，碟形弹簧3、凸轮滚珠13以及磁轭62在旋转轴线O的径向并列地配置，从而能够进一步使电磁离合器1小型化。

（5）由于电磁线圈61的通电电流在第二凸轮部件20吸附于磁轭62之后降低，所以能够降低电磁离合器1的耗电量。

以上，结合上述实施方式对本发明的电磁离合器进行了说明，但本发明不限定于该实施方式，在不脱离其要旨的范围内能够实施各种方式。

例如，上述实施方式中，对电磁离合器1进行从输入侧旋转部件71向输出侧旋转部件72的转矩传递的情况进行了说明，但转矩的传递方向不限定于此，也可以在相反方向上进行。

另外，也可以构成为，第一凸轮部件10以不能相对旋转的方式与支承部件90连结，且当电磁线圈61不通电时，利用摩擦力来使离合器片4（输入侧旋转部件71）的旋转停止。该情况下，电磁离合器1作为电磁制动器来发挥功能。

另外，上述实施方式中，对离合器片4具有摩擦件41的情况进行了说明，但并不限定于此，离合器片4也可以不具有摩擦件41。该情况下，第二凸轮部件20与主体部40接触。此外，在不具有摩擦件41的情况下，优选对第二凸轮部件20与离合器片4的滑动部进行用于抑制磨损的热处理等。

另外，上述实施方式中，构成为凸轮滚珠13介于第一凸轮面10a与第二凸轮面20a之间，但并不限定于此，也可以构成为第一凸轮面10a与第二凸轮面20a直接滑动。该情况下，第一凸轮面10a与第二凸轮面20a形成为，相对于周向而在相同的方向上以相同的角度倾斜、从而相互平行。

另外，在上述实施方式中，对离合器片4通过设于其外周侧的花键嵌合部401而与输入侧旋转部件71连结，第一凸轮部件10通过在设于轴部11的贯通孔111的内表面设置的花键嵌合部111a来与输出侧旋转部件72连结的情况进行了说明，但并不限定于此，离合器片4与输入侧旋转部件71、以及第一凸轮部件10与输出侧旋转部件72分别以一体旋转的方式连结即可。

另外，电磁离合器1的用途、适用对象也不限定于上述实施方式所记载的内容。

根据本发明，能够提供如下电磁离合器，即，能够在转矩传递时使电磁线圈的通电停止，并且能够实现小型化。

Claims

1.一种电磁离合器，具备：

第一凸轮部件，其具有沿周向延伸地形成的第一凸轮面；

第二凸轮部件，其能够在规定的角度范围内相对于所述第一凸轮部件相对旋转，并具有与所述第一凸轮面对置的第二凸轮面；

施力部件，其对所述第二凸轮部件施力，以使所述第一凸轮面与所述第二凸轮面分离；

摩擦部件，其由于所述施力部件的作用力而与所述第二凸轮部件接触，并在与所述第二凸轮部件之间产生摩擦力；以及

电磁线圈，其产生克服所述施力部件的作用力而使所述第二凸轮部件与所述摩擦部件分离的磁力，

其特征在于，

通过由所述摩擦力引起的所述第一凸轮部件与所述第二凸轮部件的相对旋转，所述第一凸轮面以及所述第二凸轮面产生将所述第二凸轮部件推压于所述摩擦部件的推力。

2.根据权利要求1所述的电磁离合器，其特征在于，

所述第一凸轮部件具有轴部和突出部，所述轴部具有圆筒状的外周面，所述突出部向所述轴部的外周方向突出、且形成有所述第一凸轮面，

所述摩擦部件具有供所述第一凸轮部件的所述轴部插通的插通孔，并且利用配置于所述插通孔的内表面与所述轴部的外周面之间的轴承，而能够相对旋转地被支承于所述第一凸轮部件。

3.根据权利要求2所述的电磁离合器，其特征在于，

所述第二凸轮部件具有供所述第一凸轮部件的所述轴部插通的插通孔，并且被配置于所述摩擦部件与所述第一凸轮部件的所述突出部之间，

所述施力部件是配置于所述第一凸轮部件的所述突出部与所述第二凸轮部件之间的弹性体。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的电磁离合器，其特征在于，

所述第一凸轮部件、所述第二凸轮部件以及所述摩擦部件能够相对于所述电磁线圈旋转，当所述电磁线圈通电时在所述第一凸轮部件与所述摩擦部件之间传递转矩，当所述电磁线圈不通电时所述第一凸轮部件与所述摩擦部件之间的转矩传递被切断。

5.根据权利要求1~3中任一项所述的电磁离合器，其特征在于，

所述电磁线圈在使所述第二凸轮部件从所述摩擦部件分离后通电电流降低。

6.根据权利要求4所述的电磁离合器，其特征在于，