CN87106217A - 转矩传递能力高的电磁离合器 - Google Patents

Abstract

一种电磁离合器有支承在第一轴承上的第一转动构件。第一转动构件还有一磁性轴向端板。磁性轴向端板具有至少一弧形切口。第二转动构件可转动地支承在第二轴承上，一环形磁性构件支承在第二转动构件上，能作有限度的轴向运动，且面对第一转动构件的轴向端板，二者之间形成轴向间隙。一电磁铁与转动构件和环形磁性构件中的一个有关，用以吸引转动构件和环形磁性构件中的另一个。轴向端板或环形磁性构件中至少一个具有一环形槽。

Description

总的说来，本发明是关于电磁离合器，更详细地说，是关于为提高电磁离合器的转矩传递能力对离合器转子和衔铁板所进行的改进。

电磁离合器在先有技术中是众所周知的，它适宜控制动力从汽车发动机到汽车空调系统冷冻剂压缩机的传递。汽车空调系统电磁离合器的一般结构在现行美国专利3，044，594和3，082，933号中有介绍。

参看图1。这是普通电磁离合器结构的示意图。离合器装置系围绕传动轴3配置在凸出压缩机外壳1端面的环形管状延伸部分2的外周边部分。传动轴3在压缩机外壳1由轴承4可转动地支承着。离合器装置有一个转子5，它借助轴承6安装在管状延伸部分2上，并通过皮带（图中未示出）由汽车发动机（图中未示出）驱动。转子5配备有多个同心的弧形切口5a、5b，在其轴向端上形成磁极面5c。衬套7固定在驱动轴3的外端端部上，驱动轴3则从管状延伸部分2伸出。衔铁板8通过多个片簧9挠性连接到衬套7上，簧片9的一端则藉铆钉11以这样一种方式固定到衔铁板8的外表面，即使得轴向端部表面面向转子5的磁极面5c，在两者之间形成预定宽度的轴向气隙G。衔铁板8的轴向端部表面在面对磁极面5c上形成的两接口5a、5b的中间部分的位置设有同心弧形切口8a，以形成磁极面8b。电磁铁10与驱动轴3同心地安装在压缩机外壳1上。电磁铁10有一个电磁线圈101，配置在转子5中形成的环形空心部分5d中，周围有气隙。电磁铁10的电磁线圈101通电时，磁极面8d被吸向磁极面5c。于是当发动机带动转子5转动时，驱动轴3就转起来。另一方面，电磁线铁10的电磁圈101不通电时，衔铁板8的磁极面8b因片簧9的反弹力而与转子5的磁极面5c分开。这样，转子5就可以根据发动机的输出而转动，但传动轴3不受驱动。

在电磁离合器的上述结构中，电磁线圈101通电时在电磁铁10周围所产生的磁通M通过电磁铁10、转子5和衔铁板8形成磁路。具体地说，由于磁通M通常在磁路中具有取最短路径流通的倾向，若磁通M在磁路中按最短路径流通，摩擦转矩与磁通强度相比就显得较小，因此磁通M从转子5的磁极面5c先流到毗邻铆钉11的衔铁板8的磁极面8b中间部分的周边，再通过转子5和衔铁板8形成曲折的有磁路，如图1中的虚线箭头所示。

本发明的主要目的是提供一种转矩传递能力高但不增加耗电量的电磁离合器。

本发明的另一个目的是提供一种体积小但转矩传递能力并不因此减小的电磁离合器。

本发明的电磁离合器有一个可转动地支承在第一轴承上的第一转动构件。第一转动构件连接到一个外部驱动源。第一转动构件有一个磁性轴向端板。磁性轴向端板上形成与压缩机的轴线同心地定位的至少一个弧形切口。第二转动构件可转动地支承在第二轴承上。一个环形磁性构件支承在第二转动构件上，使得磁性构件能作有限度的轴向运动，而且面对第一转动构件的轴向端板，二者之间形成轴向间隙。环形磁性构件上至少形成一个弧形切口。一个电磁铁与转动构件及环形磁性构件中的一个有关，用以吸引另一个转动构件。轴向端板或环形磁性构件中的至少一个具有一个环形槽，用以防止磁通在其轴向端面走近路。

参照附图阅读下面有关本发明诸最佳实施例的详细介绍即可以了解本发明的其它目的、特点和其它情况。

图1是一般电磁离合器的剖视图。

图2是本发明一个实施例的电磁离合器的剖视图。

图3是仅将图2中转子结构经过改进后的电磁离合器的剖视图。

图4是本发明另一个实施例的电磁离合器的剖视图。

图5是图4中圆圈A的放大图。

参看图2。这是本发明一个实施例的电磁离合器的结构示意图。此电磁离合器的结构与图1中所示的相同。因此与图1相同的各构件和部件都采用同样的参考编号，为简化说明起见，这里不再赘述。

环形槽20是在转子5的磁极面5c上形成的。在此实施例中，转子5的外周边表面上设有多个U形槽。不然也可采用单或双U形槽，如图3所示。环形槽20的内周边表面在同心弧形切口5a内延伸，环形槽20的外周边表面则延伸至靠近磁极面5C的外周边的表面。环形槽21在衔铁板8的磁极面8b上形成，设在与环形槽20相对应的位置。

当电磁铁10的电磁线圈101通电时，有磁通M产生，磁通M流经电磁铁10、转子5和衔铁板8所形成的磁路，如图2中的此虚线箭头所示。于是衔铁板8的磁极面8b被吸引到转子5的磁极面5c上。

在磁通M的流程中，磁通M从转子5的磁极面5c开始，然后流入衔铁板8的磁极面8b的外周边表面。在这种情况下，在两磁极面5c、8b上形成环形槽20、21，从而避免磁通M走近路。

通常，当磁通在两相对表面之间流动时，表面之间的吸引力P可由下式确定：

P＝4.06×10⁴×M²/S

式中S为相对表面的面积，M为磁通。

此外，磁极面8b吸持到磁极面5c时在两磁极面5c和8b之间所产生的摩擦转矩T可由下式确定：

T＝P×U×r

式中P为吸引力，U为摩擦系数，r为环形摩擦表面有效半径的平均值。

因此要增加摩擦扭矩T而吸引力P和摩擦系数u不变时就应取较大的有效半径平均值。即，有效半径平均值增加，摩擦扭矩T增加。

另外，若外环形半径为rs，内环形半径平均值为rt，则有效半径平均值可由下式确定：

r＝ 2/3 ((rs³-rt³))/((rs²-rt²))

当环形槽分别在各磁极面上形成时，如图2所示，可以假定外环形半径rs为转子5的外环形半径rl，内环形半径rt为环形槽的外环形半径r2。环形摩擦表面（安置得比同心弧形切口5a靠外）有效半径平均值ra可由下式确定：

ra＝ 2/3 ((rl³-r2³))/((rl²-r2²))

另一方面，当环形槽不是分别在磁极面上形成时（如图1所示），可以假定，外环形半径rs为转子5的外环形半径rl，内环形半径rt为同心弧形切口5a的外环形半径r3。环形摩擦表面有效半径平均值rb可由下式确定：

rb＝ 2/3 ((rl³-r3³))/((rl²-r3²))

鉴于环形槽的外环形半径r2通常大于同心弧形切口5a的外环形半径r3（r2＞r3），因而有效半径平均值ra总是大于有效半径平均值rb。因此可通过形成环形槽而无需改变面积S、磁通M和摩擦系数U来增大摩擦扭矩T。

在诸摩擦表面上分别形成一个环形槽的目的是增加磁阻和迫使磁通流经磁阻小的外部磁路。因此，最好在两侧形成两个环形槽。但即使只在其中一个摩擦表面上形成一个环形槽，只要槽的深度足以防止磁通走近路，也可产生与上述同样的效果。

参看图4。这是本发明另一个实施例的电磁离合器的结构图。摩擦构件22由非磁性材料制成，它配置在衔铁板8磁极面8b形成的环形槽21内。非磁性材料可以由（例如）纤维浆料、石棉和酚醛树脂等制成。转子5面向衔铁板8的磁极面5c是切割形成的，使得磁极面5c的表面圆滑，如图5所示。因此由于摩擦构件22的作用，使转子5与衔铁板8接合得更牢靠。这时，转子5的磁极面5c通过切割将其修整得具有圆滑的表面，从而避免摩擦构件22磨损。

本发明是结合实施例详细介绍的，但这些实施例仅仅是例子而已，而本发明并不限于这些实施例。熟悉本专业的技术人员不难理解，在本发明的范围内是可以进行其它更改和修改的。

Claims (4)

1、一种电磁离合器，它包括一个可转动地支承在一第一轴承上的第一转动构件，所述第一转动构件与一外部驱动源连接，且具有一轴向磁性端板，所述轴向磁性端板具有至少一个弧形开口；一个可转动支承在一第二轴承上的第二转动构件，所述第二转动构件上支承有一个环形磁性构件，从而使环形磁性构件能作有限度的轴向运动，且使环形磁性构件面对所述第一转动构件的所述轴向端板，两者之间具有轴向间隙；电磁装置则与所述转动构件及所述环形磁性构件中的一个有关，用以吸引所述转动构件和所述环形磁性构件中的另一个；其特征在于，这种改进的装置包括至少其中一个所述轴向端板或所述环形磁性构件具有一个环形槽，用以防止磁通在其轴向端部表面走近路。

2、根据权利要求1的电磁离合器，其特征在于，所述槽是通过所述第一转动构件的轴向端板形成的，且所述环形槽的外周边毗邻所述第一转动构件外表面，所述环形槽的内周边毗邻所述弧形切口，或在所述弧形切口上。

3、根据权利要求2的电磁离合器，其特征在于，一条环形槽是在所述环形磁性构件上形成的，与所述第一转动构件上的环形槽相对。

4、一种电磁离合器，它包括一个可转动地支承在一第一轴承上的第一转动构件，所述第一转动构件与一外部驱动源连接，且具有一轴向磁性端板，所述轴向磁性端板具有至少一个弧形切口;一个可转动地支承在一第二轴承上的第二转动构件，所述第二转动构件上支承有一个环形磁性构件，从而使环形磁性构件能作有限度的轴向运动，且使环形磁性构件面对所述第一转动构件的所述轴向端板，两者之间具有轴向间隙;电磁装置则与所述转动构件及所述环形磁性构件中的一个有关，用以吸引所述转动构件和所述环形磁性构件中的另一个;其特征在于：这种改进的装置包括其一个轴向端部表面有一个环形槽的所述环形磁性构件，一个配置在该环形槽的由非磁性材料制成的摩擦构件，以及借助切割进行修整的所述轴向端板。

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