CN104884833B - 电磁离合器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

在由磁性材料构成且呈同心状配置的圆板状的多个板(331～333)中的相互相邻的两个板之间形成环插入槽(334、335)，将由与板(331～333)的磁性材料相比变形阻力较大的非磁性材料构成的环(34、35)压入到环插入槽(334、335)。之后，使环插入槽(334、335)的开口部的周围塑性流动，由此使环(34、35)中残留压缩应力。

Description

电磁离合器及其制造方法

关联申请的相互参照

本申请基于2012年12月26日申请的日本国专利申请第2012-282697号主张优先权，在本说明书中公开其公开内容。

技术领域

本发明涉及电磁离合器及其制造方法。

背景技术

以往的电磁离合器具备：转子，其通过从驱动源输出的旋转驱动力而旋转；以及电枢，其在磁力作用下被向转子侧吸引而与转子连结，由此进行旋转。

并且，为了提高电磁离合器的磁效率，就转子、电枢而言，将由磁性材料构成的圆板状的多个板以旋转轴为中心呈同心状配置，并在相邻的板之间配置由非磁性材料构成的圆环状的环(例如，参照专利文献1)。

更详细而言，在板的内周面或者外周面形成有环插入槽，在将环插入到相邻的板之间之后，利用模具对环进行加压而使环塑性流动，由此使环向环插入槽流入，从而将相邻的板与环连结。

然而，就上述的以往的电磁离合器而言，为了在剪切、压缩、弯曲等方面满足一定的机械强度，需要在进行塑性流动后的非磁性的环中残留有所需的吃紧力。因此，环插入槽需要形成为复杂的形状，环插入槽的加工不容易。

另外，为了使环进行塑性流动，环采用与板相比变形阻力较小的材料。即，环容易变形。因此，由于经由带向环、板施加的与旋转轴垂直的方向的负载，存在环容易变形而容易在环中产生裂纹这样的问题。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭54-126852号公报(与US4305198A以及US4413717A对应)

发明内容

鉴于上述问题点，本发明的目的在于提供能够实现使环插入槽的加工容易与抑制由非磁性材料构成的环的裂纹产生中的至少任一方的电磁离合器及其制造法。

为了实现上述目的，在本发明中提供一种电磁离合器，该电磁离合器具备：驱动侧旋转体，其利用从驱动源输出的旋转驱动力进行旋转；以及从动侧旋转体，其在电磁力的作用下被向所述驱动侧旋转体侧吸引而与所述驱动侧旋转体连结了时，利用从所述驱动侧旋转体传递来的所述旋转驱动力进行旋转。所述从动侧旋转体以及所述驱动侧旋转体中的至少一方具备：圆板状的多个板，其由磁性材料构成，且呈同心状配置；以及环，其由变形阻力比所述多个板的所述磁性材料的变形阻力大的非磁性材料构成，配置在所述多个板中的相互相邻的两个板之间。此外，通过使所述多个板中的相互相邻的所述两个板的所述磁性材料塑性流动，由此使所述环中残留压缩应力，并且将所述多个板中的相互相邻的所述两个板与所述环连结。

此外，在本发明中提供一种电磁离合器的制造方法，该电磁离合器利用电磁力使分别形成于能够以旋转轴为中心进行旋转的两个旋转体上的摩擦面相互压接，从而在所述两个旋转体之间传递动力。该制造方法包括以下步骤：准备旋转体主体部与环，该旋转体主体部由磁性材料，且构成所述两个旋转体中的一方的一部分，所述环由变形阻力比所述旋转体主体部的所述磁性材料的变形阻力大的非磁性材料构成，且构成所述两个旋转体中的所述一方的一部分。此外，在所述旋转体主体部上形成圆环状的环插入槽，该环插入槽以旋转轴为中心呈同心状配置，并且仅所述旋转轴的方向上的一端侧开口。接下来，向所述环插入槽插入所述环。然后，使所述旋转体主体部的所述环插入槽的开口部周围的所述磁性材料塑性流动，以使所述环中残留压缩应力。之后，在所述旋转轴的方向上的与所述一端侧相反的另一端侧，将所述旋转体主体部的余料去除至所述环露出的位置，从而在所述旋转体主体部形成所述两个旋转体中的所述一方的所述摩擦面。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的电磁离合器的剖视图。

图2是图1的环的立体图。

图3是示出图1的转子的加工前的形状的剖视图。

图4(a)～(d)是示出图1的转子的制造工序的主要部分的剖视图。

图5是示出一实施方式的环的第一变形例的立体图。

图6是示出一实施方式的环的第二变形例的剖视图。

图7是示出一实施方式的环的第三变形例的剖视图。

图8是示出一实施方式的环的第四变形例的剖视图。

图9是示出一实施方式的环的第五变形例的剖视图。

图10是示出一实施方式的环的第六变形例的剖视图。

具体实施方式

对本发明的一实施方式进行说明。

本实施方式的电磁离合器用于在车辆用空气调节装置中，将从车辆行驶用的发动机(驱动源)输出的旋转驱动力断续地向冷媒压缩机传递。

如图1所示，电磁离合器具有电磁铁1、转子3、电枢5以及衬套7，电磁离合器以旋转轴J为中心进行旋转。

电磁铁1具有定子11以及线圈12，通过向线圈12通电而产生电磁力，从而使转子3与电枢5连结。

定子11由磁性材料(具体而言是铁)构成。另外，定子11具有：圆筒状的定子外侧圆筒部111，其相对于旋转轴J配置在同轴上；圆筒状的定子内侧圆筒部112，其配置在该定子外侧圆筒部111的内周侧，并且相对于旋转轴J配置在同轴上；以及圆板状的定子端面部113，其以将定子外侧圆筒部111与定子内侧圆筒部112的旋转轴方向一端侧彼此连结的方式在与旋转轴垂直的方向上扩展，并且在该定子端面部113的中央部形成有贯通其表背的圆形状的贯通孔。

换句话说，定子11由双重圆筒结构构成，其轴向剖面形状形成为相对于旋转轴J被线对称地定位的两个コ字形状，由定子外侧圆筒部111的内周面、定子内侧圆筒部112的外周面以及定子端面部113的内侧面形成圆筒状空间。并且，在该圆筒状空间中收容有线圈12。

线圈12利用绝缘性的树脂材料(具体而言是环氧树脂)以被模制了的状态固定于定子11，且相对于定子11电绝缘。

线圈12的一端在车辆侧电接地，线圈12的另一端与空气调节装置的电子控制装置(ECU)100连接。并且，朝向线圈12的通电、非通电的切换控制由电子控制装置100进行。

转子3具有：圆筒状的转子外侧圆筒部31，其相对于旋转轴J配置在同轴上；圆筒状的转子内侧圆筒部32，其配置在该转子外侧圆筒部31的内周侧，并且相对于旋转轴J配置在同轴上；圆板状的转子端面部33，其以将转子外侧圆筒部31与转子内侧圆筒部32的旋转轴方向一端侧彼此连结的方式在与旋转轴垂直的方向上扩展，并且在该转子端面部33的中央部形成有贯通其表背的圆形状的贯通孔；以及圆环状的环34、35。

换句话说，转子30由双重圆筒结构构成，其轴向剖面形状形成为相对于旋转轴J被线对称地定位的两个コ字形状，由转子外侧圆筒部31的内周面、转子内侧圆筒部32的外周面以及转子端面部33的内侧面形成圆筒状空间。并且，在该圆筒状空间中收容有电磁铁1。

转子外侧圆筒部31、转子内侧圆筒部32以及转子端面部33由磁性材料(具体而言是低碳钢)形成，构成电磁铁1所产生的电磁力的磁路。

转子端面部33由以旋转轴J为中心呈同心状配置的圆板状的多个板331～333构成。具体而言，转子端面部33包括与转子外侧圆筒部31相连的转子外侧板331、与转子内侧圆筒部32相连的转子内侧板332以及配置在转子外侧板331与转子内侧板332之间的转子中间板333。

在板331～333的电枢5侧(即，板331～333的与电磁铁相反的一侧)，形成有在转子3与电枢5连结了时与电枢5接触的转子摩擦面331a～333a。

在转子外侧板331上，在沿着轴向观察时，沿着转子外侧板331的周向形成有多个圆弧状的转子狭孔331b。该转子狭孔331b贯通转子外侧板331的表背。

在转子外侧板331与转子中间板333之间，形成有圆环状的外侧环插入槽334，在转子内侧板332与转子中间板333之间，形成有圆环状的内侧环插入槽335，在外侧环插入槽334中配置有外侧环34，在内侧环插入槽335中配置有内侧环35。

这些环34、35由与板331～333的材料相比变形阻力较大的非磁性材料(具体而言是SUS304)构成。另外，如图2所示，环34、35不被切断，而形成为在周向上连续的形状。此外，如图4(b)～(d)所示，环34、35的剖面形状形成为圆形。需要说明的是，在此所说的圆形是大致正圆形，包括规定的公差范围内的圆。

如图1所示，在转子外侧圆筒部31的外周侧，形成有用于挂V形带(未图示)的V形槽(具体而言多楔槽)。V形带用于将从发动机输出的旋转驱动力传递至转子3。

在转子内侧圆筒部32的内周侧固定球轴承36的外周侧，在球轴承36的内周侧固定从形成冷媒压缩机(未图示)的外壳的壳体向电磁离合器侧突出的圆筒状的突起部(未图示)。由此，转子3相对于冷媒压缩机的壳体以旋转自如的方式被固定。需要说明的是，转子3相当于本发明的驱动侧旋转体或旋转体。

电枢5是在与旋转轴垂直的方向上扩展、并且在中央部形成有贯通其表背的圆形状的贯通孔的圆板状的构件。并且，在电枢5的转子3侧形成有电枢摩擦面51，该电枢摩擦面51在转子3与电枢5连结了时与转子摩擦面331a～333a接触。电枢5由磁性材料(具体而言是低碳钢)形成，构成电磁铁1所产生的电磁力的磁路。需要说明的是，电枢5相当于本发明的从动侧旋转体或旋转体。

在电枢5上，在沿轴向观察时，沿着电枢5的周向形成有多个在径向上排成两列的圆弧状的电枢狭孔52、53。该电枢狭孔52、53贯通带轮端面部33的表背。

径向外侧的外侧电枢狭孔52定位于转子狭孔331b与外侧环插入槽334之间。即，外侧电枢狭孔52定位于转子狭孔331b的内周侧，并且是外侧环插入槽334的外周侧。

径向内侧的内侧电枢狭孔53定位于外侧环插入槽334与内侧环插入槽335之间。即，内侧电枢狭孔53定位于外侧环插入槽334的内周侧，并且是内侧环插入槽335的外周侧。

衬套7是将电枢5与冷媒压缩机连结的构件，具有外衬套71、内衬套72以及缓冲件73等。

在电枢5的与转子相反的一侧形成有平面部，外衬套71通过铆接等固定于该平面部。内衬套72与冷媒压缩机的轴结合。

外衬套71与内衬套72分别具有沿旋转轴方向延伸的圆筒部711、721，在外衬套71的圆筒部711以及内衬套72的圆筒部721上，硫化粘接有由橡胶构成的圆筒状的缓冲件73。

由此，当电枢5、外衬套71、缓冲件73、内衬套72、冷媒压缩机的轴相连结，且转子3与电枢5相连结时，电枢5、衬套7、冷媒压缩机的轴与转子3一起旋转。

另外，缓冲件73对外衬套71向离开转子3的方向作用弹力。基于该弹力，在不向线圈12通电时，在转子摩擦面331a～333a与电枢摩擦面51之间形成有缝隙。

接下来，对本实施方式的工作进行说明。在电子控制装置100不输出控制电压而电磁铁1成为非通电状态的情况下，电磁铁1不产生电磁力，因此转子3与电枢5在缓冲件73的弹力的作用下分离。因此，发动机的旋转驱动力不向冷媒压缩机传递。其结果是，制冷循环装置不工作。

在电子控制装置100输出控制电压而使电磁铁1处于通电状态的情况下，电磁铁1产生的电磁力超过缓冲件73的弹力，在电磁力作用下，电枢5被向转子3侧吸引，从而转子摩擦面331a～333a与电枢摩擦面51压接，转子3与电枢5相连结。因此，发动机的旋转驱动力经由转子3、电枢5以及衬套7向冷媒压缩机传递。由此，制冷循环装置工作。

接下来，根据图3～图4(d)对转子3的制造方法进行说明。

首先，准备环34、35以及由磁性材料构成的作为旋转体主体部的转子坯料3A。如图3所示，该转子坯料3A具备：转子坯料外侧圆筒部31A，其经过后述的加工工序而被形成转子外侧圆筒部31；转子坯料内侧圆筒部32A，其经过后述的加工工序而被形成转子内侧圆筒部32；以及转子坯料端面部33A，其经过后述的加工工序而被形成转子端面部33。

接着，通过切削或者压印等，在转子坯料端面部33A形成转子狭孔331b、外侧环插入槽334以及内侧环插入槽335。在该时刻，转子狭孔331b以及环插入槽334、335不贯通转子坯料端面部33A的表背，而形成为仅旋转轴方向一端侧(具体而言，与转子摩擦面相反的一侧)开口的形状。

如图4(a)所示，该时刻下的环插入槽334、335的与旋转轴垂直的方向(图4(a)的纸面左右方向)的槽宽度随着从开口部侧朝向槽底部而逐渐减窄之后成为恒定直至槽底部。

另外，环插入槽334、335的开口部侧端部的开口端槽宽度W1设定为比环34、35的线径大。此外，环插入槽334、335的槽底部侧的底部侧槽宽度W2设定为比环34、35的线径小。

接着，如图4(b)所示，向环插入槽334、335压入环34、35。更详细而言，环34、35插入至环插入槽334、335的底部侧槽宽度W2恒定的部位，并且在不与环插入槽334、335的槽底部抵接的位置停止。

接着，如图4(c)所示，对环插入槽334、335的开口部的周围进行凿密(即，塑性流动)，从而使环34、35中残留压缩应力。

接着，如图4(d)所示，通过切削等，将转子坯料端面部33A的与所述旋转轴方向一端侧相反的旋转轴方向另一端侧(具体而言是转子摩擦面侧)的余料去除至环34、35暴露出的位置，从而在转子坯料端面部33A的旋转轴方向另一端侧形成转子摩擦面331a～333a。另外，进行转子坯料3A的其他部位的切削加工等，将转子3精加工为最终形状。需要说明的是，在该状态下，环34、35以残留有压缩应力的状态被夹持在板331～333之间，从而保持转子3的形状。

之后，对转子3中的、至少包括环34、35与板331～333接触的接触部的部位进行电沉积涂敷。由此，能够防止或抑制环34、35与板331～333接触的接触部的腐蚀。

如上所述，根据本实施方式，由于环插入槽334、335不需要形成为复杂的形状，因此环插入槽334、335的加工变得容易。

另外，环34、35由于变形阻力比板331～333的变形阻力大而难以变形，因此能够抑制环34、35的裂纹产生。

需要说明的是，上述实施方式的环34、35能够如以下所述的变形例那样变更。

首先，能够如图5所示的第一变形例那样，采用在周向上的一处被切断了的环34、35。由此，环34、35能够通过将线材弯曲而形成，因此容易制作。

另外，能够如图6所示的第二变形例那样，采用在轴向J上起伏的形状的环34、35。

然而，由于经由带施加于转子外侧圆筒部31的与旋转轴垂直的方向的负载，对转子外侧圆筒部31以及转子外侧板331作用有图1的箭头M那样的力矩。

并且，因该力矩M，可能在环34、35与板331～333之间产生错位，从而发生转子外侧圆筒部31以及转子外侧板331相对于转子中间板333倾斜，或转子中间板333相对于转子内侧板332倾斜。

但是，根据第二变形例，环34、35与板331～333接触的接触部的轴向位置沿着周向变化，因此，不易产生力矩M所导致的环34、35与板331～333的错位。

另外，能够如图7所示的第三变形例那样，采用剖面形状为椭圆的环34、35。由此，与剖面形状为圆形的环34、35比较，能够使环34、35与板331～333接触的接触部的轴向长度增长，因此，不易产生力矩M所导致的环34、35与板331～333的错位。

另外，能够采用剖面形状为多边形的环34、35。具体而言，能够如图8所示的第四变形例那样，采用剖面形状为四边形的环34、35，或者能够如图9所示的第五变形例那样，采用剖面形状为六边形的环34、35。

由此，与剖面形状为圆形的环34、35比较，能够使环34、35与板331～333接触的接触部的轴向长度增长，因此，不易产生力矩M所导致的环34、35与板331～333的错位。

另外，能够采用沿着周向分割成多个的环34、35。并且，通过使分割后的环34、35在环插入槽334、335内的轴向位置不同，由此不易产生力矩M所导致的环34、35与板331～333的错位。例如，也可以如图10所示的第六变形例那样，将环34、35分割为两个环部分34a、34b、35a、35b。

(其他实施方式)

在上述实施方式中，将转子3做成在呈同心状配置的多个板331～333之间配置环34、35的结构，但也可以为将电枢5分割为呈同心状配置的多个板，并在这些板之间配置环的结构。

需要说明的是，关于在呈同心状配置的多个板之间配置环的结构，既可以仅转子3采用，或者仅电枢5采用，也可以转子3以及电枢5都采用。

需要说明的是，本发明不限定于上述的实施方式，能够在权利要求书的范围内酌情变更。

另外，在上述各实施方式中，不言而喻，对于构成实施方式的要素，除了特别明示是必须的情况以及在原理方面认为明显是必须的情况等之外，不一定是必须的。

另外，在上述各实施方式中，在言及实施方式的构成要素的个数、数值、量、范围等的数值的情况下，除了特别明示是必须的情况以及在原理方面明显限定为指定数的情况等之外，不限定于其指定数。

另外，在上述各实施方式中，在言及构成要素等的形状、位置关系等时，除了特别明示的情况以及在原理方面限定为指定形状、位置关系等的情况等之外，不限定于其形状、位置关系等。

Claims (9)

1.一种电磁离合器，其具备：

驱动侧旋转体(3)，其利用从驱动源输出的旋转驱动力进行旋转；以及

从动侧旋转体(5)，其在电磁力的作用下被向所述驱动侧旋转体(3)侧吸引而与所述驱动侧旋转体(3)连结了时，利用从所述驱动侧旋转体(3)传递来的所述旋转驱动力进行旋转，

所述从动侧旋转体(5)以及所述驱动侧旋转体(3)中的至少一方具备：圆板状的多个板(331～333)，其由磁性材料构成，且呈同心状配置；以及环(34、35)，其由变形阻力比所述多个板(331～333)的所述磁性材料的变形阻力大的非磁性材料构成，配置在所述多个板(331～333)中的相互相邻的两个板之间，

通过使所述多个板(331～333)中的相互相邻的所述两个板的所述磁性材料塑性流动，由此使所述环(34、35)中残留压缩应力，并且将所述多个板(331～333)中的相互相邻的所述两个板与所述环(34、35)相连结，

所述环(34、35)在所述环(34、35)的外周侧部位及内周侧部位被相互相邻的所述两个板从与旋转轴垂直的方向的两侧夹持且从旋转轴方向的两侧夹持、且在该环(34、35)中残留有压缩应力的状态下将相互相邻的所述两个板连结。

2.根据权利要求1所述的电磁离合器，其中，

所述环(34、35)在周向的一处被切断。

3.根据权利要求1或2所述的电磁离合器，其中，

所述环(34、35)呈在轴向上起伏的形状。

4.根据权利要求1或2所述的电磁离合器，其中，

所述环(34、35)的剖面形状为椭圆或者多边形。

5.根据权利要求1或2所述的电磁离合器，其中，

所述环(34、35)的剖面形状为圆形。

6.根据权利要求1所述的电磁离合器，其中，

所述环(34、35)沿周向分割为多个。

7.根据权利要求1或2所述的电磁离合器，其特征在于，

对所述多个板(331～333)中的相互相邻的所述两个板与所述环(34、35)接触的接触部进行电沉积涂敷。

8.一种电磁离合器的制造方法，该电磁离合器利用电磁力使分别形成于能够以旋转轴为中心进行旋转的两个旋转体(3、5)上的摩擦面(51、331a～333a)相互压接，从而在所述两个旋转体(3、5)之间传递动力，

该电磁离合器的制造方法包括以下步骤：

准备旋转体主体部(3A)以及环(34、35)，该旋转体主体部(3A)由磁性材料构成，且构成所述两个旋转体(3、5)中的一方的一部分，所述环(34、35)由变形阻力比所述旋转体主体部(3A)的所述磁性材料的变形阻力大的非磁性材料构成，且构成所述两个旋转体(3、5)中的所述一方的一部分；

在所述旋转体主体部(3A)上形成圆环状的环插入槽(334、335)，该环插入槽(334、335)以旋转轴为中心呈同心状配置，并且仅所述旋转轴的方向上的一端侧开口；

向所述环插入槽(334、335)插入所述环(34、35)；

使所述旋转体主体部(3A)的所述环插入槽(334、335)的开口部周围的所述磁性材料塑性流动，以使所述环(34、35)中残留压缩应力；以及

在所述旋转轴的方向上的与所述一端侧相反的另一端侧，将所述旋转体主体部(3A)的余料去除至所述环(34、35)暴露出的位置，从而在所述旋转体主体部(3A)形成所述两个旋转体(3、5)中的所述一方的所述摩擦面(51、331a～333a)。

9.根据权利要求8所述的制造方法，其中，

插入所述环(34、35)的步骤包括将所述环(34、35)压入所述环插入槽(334、335)的步骤。