CN86106158A - 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，一个衔铁盘和一电磁线圈。衔铁盘与转子面对布置，而且二者间有轴向间隙。转子和衔铁盘具有互相接触的表面，并且在两表面上都有一具有一定螺距的螺旋凹凸，至少在两个相互面对的摩擦表面之一上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转矩传递。

Description

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至冷压缩机的动力传递。

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

电磁离合器1有一环形转子2，该转子通过径向轴承4可转动地装在压缩机壳体3的管状突出部分3a上。电磁铁5固定安装在由转子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）可转动地支撑在压缩机壳体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，并通过许多板簧9与环形衔铁盘10相连接。因此衔铁盘10由板簧9所支撑围绕着轮毂8，并具有一径向间隙，衔铁盘10对着转子2的摩擦表面2a，它们之间有一轴向间隙。衔铁盘10也具有同轴激励的磁极面10a。

在电磁离合器的这种结构中，当磁铁5的线圈5b通电时，产生磁力线并穿过环状壳体5a、转子2和衔铁盘10。于是衔铁盘10就被吸到转子2的极面2a上。因此，转子2的转动力通过衔铁盘10传递到传动轴7。另一方面，当磁铁5的线圈断电时，磁力线消失，衔铁盘10由板簧9的反弹力作用离开转子2的板面2a，因而转子2的转动力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。然而这些摩擦表面具有如附图2所示的不规则凸凹。在实际上转子或衔铁盘上由摩擦所形成的平滑摩擦表面在初始的阶段，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10的摩擦表面在最初相互结合时，转子2的楔形凸出部分2b和衔铁盘10的楔形凸出部分10b被相互剖去。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相接合的凸出部分的顶端。因此，凸出部分2b和10b在接合二、三次以后，凸出部分2b和10b的顶端被剖去，从而使转矩传递减小。

以后由于不断地接合而产生的磨耗使转子和衔铁盘之间的结合面积逐渐增加，因此电磁离合器1的转矩传递能力增加。最终电磁离合器1所传递的转矩可高达所要求值的3-4倍。然而当接合次数小于某一值时，例如小于50次电磁离合器的转矩传递将不会增加。

在初始的接合时，例如接合次数小于50次，获得大转矩传递的方法是可扩大摩擦表面之间的接合面积，或由扩大线圈5b的载面积来磁力。然而，这些获得大转矩传递的方法使电磁离合器的总尺寸和重量增加。

一般来说，两个摩擦表面的材料具有同样的硬度。如果在电磁离合器的初始接合阶段，两摩擦表面是部分地接合，两摩擦表面应具有用堆焊制成的高硬度的金属敷层，并使摩擦表面变得粗糙。

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转矩传递的结构。转子或衔铁盘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转矩的电磁离合器。

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一种能完成上述目的，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，第二旋转部件包括旋转轴，安装在轴端的轮毂，以及安装在轮毂上径向延伸的法兰盘，法兰盘面对着第一旋转部件的轴端盘，并二者之间留有预定的轴向间隙。一环形衔铁盘布置在第一旋转部件和安装轮毂上的法兰盘之间的轴向间隙之中。衔铁盘面对着第一旋转部件的轴端盘，并在衔铁盘和轴端盘之间留有一轴向间隙。电磁装置布置在第一旋转部件内，以便将衔铁盘吸附到第一旋转部件的轴端盘上。第一旋转部件和衔铁盘的轴端表面上具有一定螺距的螺旋凹凸，并且至少在第一旋转部件和衔铁盘之一的轴端表面上有一层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、结构和形状可以从以下对发明实施例的详细描述中得知。

附图1是已有技术中的电磁离合器的纵剖面图;

附图2是附图1中电磁离合器的衔铁盘子或转子的摩擦表面的凹凸状况示意图;

附图3是衔铁盘和转子的摩擦表面在最初接合时的说明性剖视图;

附图4是根据本发明实施例中的一种电磁离合器的纵剖视图;

附图5是附图4的电磁离合器的转子或衔铁盘的摩擦表面主视图;

附图6是电磁离合器转子和衔铁盘摩擦表面的放大剖视图;

附图7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;

附图8是衔铁盘和转子摩擦表面之间接合结果的放大剖视图;

附图9是转矩传递的变化相对于电磁离合器转子和衔铁盘接合次数的关系曲线图。

附图4和5表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之外，其它方面类似于附图1中的电磁离合器。类似的部件用和附图1中表示的相同标号来表示，并用省去对这些部件的详细描述。

在本发明的这个实施例中，转子2是由一整块磁性材料制成。如钢，它包括一个内圆筒部分21，一个外圆筒部分22和安装在内圆筒21和外圆筒22的轴端之间的端盘23。端盘23开有许多同轴激励槽孔23a、23b。这些激励槽孔形成了具有摩擦表面的同轴环磁极面2a。

转子2的极面2a的摩擦表面由机械加工，然后再进行电镀。附图5表示的是经机械加工后的极面2a的摩擦表面主视图，即在转子2的极面2a的摩擦表面上，形成面对衔铁盘10的螺旋凹凸，然后把转子2放入电镀槽中镀上一层金属。因此在极面2a的摩擦表面上形成了金属镀层13，如附图6所示。金属镀层13可以用电锌镀法镀在表面上，而且这种镀层具有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。在衔铁盘10的摩擦表面10a上加工出成螺旋凹凸。

在转子2和衔铁盘10上的螺旋凹凸有一定螺矩，例如，0.3mm～0.5mm。并且互相之间以相同的螺旋方向延伸。采用机械加工方法，上述具有一定螺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从转子2传递驱动力到压缩机1的传动轴7上。

参见附图7，在工作过程中，当衔铁盘10和转子2在最初结合时，由于电磁引力的作用衔铁盘10的摩擦表面10b上的凸出部分咬入金属镀层13中，并且金属镀层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卡得紧密的。

此外如附图8所示，当转子2和衔铁盘10相互贴合时，金属镀层13的一部分粘合在衔铁盘10的摩擦表面10a上，由于衔铁盘10和转子2的接合，衔铁盘的粘附部分不断增加，粘附的结果，衔铁盘10的摩擦面10a上的小凸出部分把转子2的摩擦表面2a上的金属镀层13转移、削薄。而被转移的金属在局部聚集、压紧然后相互结为一体。另一方面，在转子2的摩擦表面2a的金属镀层13上，有一刮去部分12。粘附部分11和刮去部分12在各自的局部的同一圆周内面对面地形成，也形成弧形。

粘附部分11和金属镀层13的刮去部分12是在最初的接合中形成的。由于粘附部分11和刮去部分12产生足够的摩擦力，即使是减少了磁力使对衔铁盘的引力减弱，也能防止传递转矩的。因此，在衔铁盘10被吸到转子2上以后，可以减少提供到电磁铁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形成的，所以粘附部分11和刮去部分12是由同一体强迫撕裂形成的，所以粘附部分11和刮去部分12之间的接合能保持紧密。当粘附部分11和刮去部分12互相接合时，在摩擦表面和镀层表面之间撕裂的阻力增加了粘附部分11和利去部分12之间的摩擦力。因此，传递转距的能力增大。

如上所述，电磁离合器传递转矩的能力不受镀层金属的摩擦系数所影响。因此比磁性材料硬度低，价格便宜的镀层金属将被利用，如锌或锡锌合金。

附图9所表示的是接合次数在5000次以内的转矩传递变化曲线，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14b刮去，并渐渐消失。本发明的转矩传递和一般接合方式的转矩传递相同。而在一般的接合方式中，接合次数在50次以内时，在转子2和衔铁盘10的摩擦表面上产生金属堆积，并且由于产所产生的热，可能产生表面硬化和断裂。相反，本发明的电磁离合器，由于镀金属的粘附部分在转子2和衔铁盘10之间四处扩散，因此粘附部分使得传递转矩的能力增加。

转子2的凹凸的螺旋线方向可以和它的旋转方向相同，也可以和它的旋转方向相反。

此外，转子2和衔铁盘10的凹凸的螺旋线方向可以是互为反向。

Claims (3)

1、一种电磁离合器，它包括一个支撑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；一个支撑在另一个轴承上的可旋转的第二旋转轴部件，一个环形磁性衔铁部件支撑在可旋转的第二旋转轴部件上，以便能够进行有限的轴向移动，该环形磁性衔铁部件有一轴端磁性摩擦表面，这个摩擦表面对着所说的第一旋转部件的轴端磁性摩擦表面，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之一相连接，本发明的特征在于，所说旋转部件和衔铁部件具有一定螺距的螺旋凹凸，至少在两面对的摩擦表面之一上有一比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  。

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