DE102010034115A1

DE102010034115A1 - Elektromagnetische Kupplungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102010034115A1
Application number: DE102010034115A
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Kiryu-shi Kurosu; Shigeru Kiryu-shi Yuki
Original assignee: Ogura Clutch Co Ltd
Current assignee: Ogura Clutch Co Ltd
Priority date: 2009-08-28
Filing date: 2010-08-12
Publication date: 2011-04-14
Anticipated expiration: 2030-08-13
Also published as: US20110048888A1; JP5600034B2; DE102010034115B4; JP2011069489A; CN102003474A; US8294545B2; CN102003474B

Abstract

Eine elektromagnetische Kupplungsvorrichtung umfasst einen Feldkern, ein stoßspannungsabsorbierendes Element und ein Unterbringungselement. Der Feldkern ist im Inneren einer Erregerspule vorgesehen. Das stoßspannungsabsorbierende Element ist mit der Erregerspule verbunden. Das Unterbringungselement ist aus einem isolierenden Material gefertigt und umfasst einen Ausnehmungsabschnitt zur Unterbringung des stoßspannungsabsorbierenden Elements. Ein Durchgangsloch ist in einer Außenwand des Feldkerns ausgebildet. Das Unterbringungselement ist dergestalt in das Durchgangsloch eingesetzt, dass eine Öffnung des Ausnehmungsabschnitts der Erregerspule zugewandt ist. Das stoßspannungsabsorbierende Element ist dergestalt in den Ausnehmungsabschnitt eingesetzt, dass es durch die Erregerspule außerhalb des Feldkerns positioniert ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromagnetische Kupplungsvorrichtung, wie beispielsweise eine elektromagnetische Kupplung und eine elektromagnetische Bremse, und im Spezielleren die Montagestruktur eines stoßspannungsabsorbierenden Elements, das mit einer Erregerspule verbunden ist.
Herkömmlicherweise wird ein stoßspannungsabsorbierendes Element mit einer Erregerspule verbunden, die in einer elektromagnetischen Kupplung, einer elektromagnetischen Bremse oder dergleichen verwendet wird, um die Stoßspannung zu absorbieren, welche beim Abschalten der Stromzufuhr erzeugt wird. Herkömmliche stoßspannungsabsorbierende Elemente umfassen eine Diode.
Herkömmliche elektromagnetische Kupplungsvorrichtungen, die eine stoßspannungsabsorbierende Diode dieses Typs umfassen, sind beispielsweise im Bezugsdokument 1 ( Japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 58-8998 ), Bezugsdokument 2 ( Japanische Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 2507943 ), Bezugsdokument 3 ( U.S.-Patent Nr. 5,138,293 ) und Bezugsdokument 4 ( Japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 2-38105 ) offenbart.
Ein Feldkern nimmt die stoßspannungsabsorbierende Diode der im Bezugsdokument 1 offenbarten elektromagnetischen Kupplung auf. Eine Ringnut ist dergestalt in diesem Feldkern ausgebildet, dass sie auf derselben Achse wie ein Rotor positioniert ist. In dieser Ringnut ist ein Erreger-Spulenkörper untergebracht, der durch eine Wicklung und die Diode gebildet wird.
Anschlussdrähte werden jeweils mit dem Anfang und dem Ende der Wicklung des Erreger-Spulenkörpers verbunden. Diese Anschlussdrähte werden aus dem Feldkern durch dessen äußere Umfangswand hinausgeleitet. Die Diode ist über die Anschlussdrähte mit dem Erreger-Spulenkörper parallel geschaltet.
Der Erreger-Spulenkörper und die Diode werden innerhalb der Ringnut isoliert und fixiert, indem ein Kunstharzmaterial mit isolierenden Eigenschaften (im Folgenden hier einfach als Gießharz bezeichnet) in die Ringnut eingespritzt wird und das Harz daraufhin ausgehärtet wird.
Die stoßspannungsabsorbierende Diode der in dem Bezugsdokument 2 offenbarten elektromagnetischen Kupplung ist in einem ringförmigen Spulenträger montiert, der in einem Erreger-Spulenkörper untergebracht ist. Dieser Spulenträger ist in die Ringnut des Feldkerns eingesetzt. Das heißt, die in dem Bezugsdokument 2 offenbarte Diode ist zusammen mit dem Erreger-Spulenkörper im Inneren des Feldkerns vorgesehen.
Der Spulenträger verfügt über einen Unterbringungsabschnitt, in welchem der Erreger-Spulenkörper untergebracht ist, einen Unterbringungsabschnitt, in welchem die Diode untergebracht ist, und über Nuten und Löcher für das Einströmen des Gießharzes in die Unterbringungsabschnitte. Der Erreger-Spulenkörper und die Diode werden in der Ringnut isoliert und fixiert, indem ein Gießharz in die Ringnut eingespritzt wird und das Harz ausgehärtet wird, während die Anschlussdrähte der Erregerspulen aus dem Feldkern hinaus geführt werden.
Die stoßspannungsabsorbierenden Dioden der in den Bezugsdokumenten 3 und 4 offenbarten elektromagnetischen Kupplungen sind außerhalb der Feldkerne vorgesehen.
Der in dem Bezugsdokument 3 offenbarte Feldkern umfasst einen Spulenträger, um einen Erreger-Spulenkörper festzuhalten. Dieser Spulenträger ist ringförmig ausgebildet und in der Ringnut des Feldkerns untergebracht. Der Spulenträger ist mit einem Klemmenblock zur Verdrahtung ausgestattet. Ein Hilfsbefestigungssystem zur Verbindung der Wicklungs-Endabschnitte der Erregerspule mit Anschlussdrähten und einer Diode ist an dem Klemmenblock angebracht. Die Diode ist mit den Wicklungs-Endabschnitten der Erregerspule und den Anschlussdrähten an dem Klemmenblock verbunden.
Dieser Klemmenblock ist dergestalt an einem Endabschnitt des Spulenträgers in axialer Richtung vorgesehen, dass er aus dieser herausragt, und ist in das in dem Bodenabschnitt der Ringnut ausgebildete Durchgangsloch eingesetzt. Die Diode ist an einem Abschnitt des Klemmenblocks, der aus dem Feldkern herausragt, angebracht.
Eine wasserdichte Abdeckung wird von außerhalb des Feldkerns auf den Klemmenblock aufgeschoben. Diese Abdeckung ist durch Verschweißen oder durch ein Klebeverfahren an der Außenseite des Feldkerns befestigt.
Die stoßspannungsabsorbierende Diode der in dem Bezugsdokument 4 offenbarten elektromagnetischen Kupplung ist mit den Verdrahtungsteilen von Anschlussdrähten einer Erregerspule verbunden, die sich außerhalb des Feldkerns befinden. Diese Diode ist entlang der Anschlussdrähte platziert und ist mit einem Schrumpfschlauch, durch welchen hindurch sich diese Elemente erstrecken, an den Anschlussdrähten befestigt.
Die in den weiter oben beschriebenen Bezugsdokumenten 1 und 2 offenbarten stoßspannungsabsorbierenden Dioden sind jeweils alle in der Ringnut des Feldkerns in einer Position nahe bei dem Erreger-Spulenkörper platziert. Die durch die Erregerspule erzeugte Wärme führt mitunter zu einem beträchtlichen Temperaturanstieg im Inneren des Feldkerns. In diesem Fall erhöht sich die auf die Diode einwirkende Wärmebelastung. Durch die Wärme kann es zu einer Degradation der Diode kommen. Das heißt, die Wärme kann den Schaltkreis eines Diodenelements zerstören oder das Dichtungsharz des Packungsabschnitts verformen, durch welches das Element abgedichtet wird.
Gemäß einem jeden der Feldkerne, die in den Bezugsdokumenten 1 und 2 offenbart sind, wird der Unterbringungsraum für den Erreger-Spulenkörper um einen Betrag verengt, der dem Raum für die Unterbringung der Diode entspricht. Aus diesem Grund sind die in den Bezugsdokumenten 1 und 2 offenbarten elektromagnetischen Kupplungen im Hinblick auf die Windungsanzahl einer Erregerspule kleiner als andere Arten von elektromagnetischen Kupplungen mit ähnlicher Größe und sind folglich auch leistungsschwächer.
Bei jeder der in den Bezugstexten 3 und 4 offenbarten elektromagnetischen Kupplungen ist die stoßspannungsabsorbierende Diode in einer von der Erregerspule beabstandeten Position platziert. Aus diesem Grund wird diese Diode wahrscheinlich nicht durch die von einer Erregerspule erzeugte Wärme beeinflusst. Bei dieser elektromagnetischen Kupplung ist es jedoch erforderlich, da die Diode außerhalb des Feldkerns positioniert ist, eine Struktur zu verwenden, die eine wasserdichte Ausführung der Diode ermöglicht.
Die in dem Bezugsdokument 3 offenbarte wasserdichte Struktur ist so ausgelegt, dass die wasserdichte Abdeckung, durch welche die Diode abgedeckt wird, an dem Feldkern befestigt ist, um ein Eindringen von Wasser in den Feldkern zu verhindern. Die in dem Bezugsdokument 4 offenbarte wasserdichte Struktur ist so ausgelegt, dass die Diode mit dem Schrumpfschlauch bedeckt wird und der Schlauch durch Wärmeeinwirkung einem Schrumpfungsprozess unterworfen wird, um ein Eindringen von Wasser in das Innere zu verhindern. Bei den in den Bezugsdokumenten 3 und 4 offenbarten elektromagnetischen Kupplungen kommt jeweils die oben erwähnte, wasserdichte Struktur zur Verwendung, wodurch sich die Anzahl der Montageschritte erhöht, was wiederum zu einer Produktivitätsverringerung führt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde zur Lösung der oben erwähnten Probleme ausgearbeitet und zielt darauf ab, eine elektromagnetische Kupplungsvorrichtung zu schaffen, durch welche die auf eine stoßspannungsabsorbierende Diode einwirkende Wärmebelastung reduziert werden kann, der Unterbringungsraum für eine Erregerspule innerhalb eines Feldkerns vergrößert werden kann und die Diode auf einfache Weise wasserdicht ausgeführt werden kann.
Zur Erreichung des oben erwähnten Ziels gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine elektromagnetische Kupplungsvorrichtung geschaffen, welche umfasst: einen Feldkern, der im Inneren einer Erregerspule vorgesehen ist, ein stoßspannungsabsorbierendes Element, das mit der Erregerspule verbunden ist, und ein Unterbringungselement, das aus einem isolierenden Material gefertigt ist und einen Ausnehmungsabschnitt zur Unterbringung des stoßspannungsabsorbierenden Elements umfasst, wobei ein Durchgangsloch in einer Außenwand des Feldkerns ausgebildet ist, das Unterbringungselement dergestalt in das Durchgangsloch eingesetzt ist, dass eine Öffnung des Ausnehmungsabschnitts der Erregerspule zugewandt ist, und das stoßspannungsabsorbierende Element dergestalt in den Ausnehmungsabschnitt eingesetzt ist, dass es durch die Erregerspule außerhalb des Feldkerns positioniert ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Schnittansicht einer elektromagnetischen Kupplung gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Rückansicht eines Feldkerns;
3 ist eine Rückansicht einer Spulenanordnung;
4 ist eine Schnittansicht der Spulenanordnung;
5 ist eine Draufsicht auf eine Isolierbuchse;
6 ist eine Vorderansicht der Isolierbuchse;
7 ist eine Unteransicht der Isolierbuchse;
8 ist eine rechtsseitige Ansicht der Isolierbuchse;
9 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A in 5;
10 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie B-B in 5;
11 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie C-C in 5;
12 ist eine Vorderansicht einer Diode;
13 ist eine Rückansicht eines Feldkerns;
14 ist eine Rückansicht einer Spulenanordnung;
15 ist eine Schnittansicht der Spulenanordnung;
16 ist eine Flachansicht der Isolierbuchse;
17 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie D-D in 16;
18 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie E-E in 16;
19 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie F-F in 16;
20 ist eine Abwicklung eines Diodenverbindungsabschnitts;
21 ist eine Abwicklung des Diodenverbindungsabschnitts;
22 ist eine Abwicklung des Diodenverbindungsabschnitts;
23 ist eine Rückansicht des Feldkerns;
24 ist eine Abwicklung des Diodenverbindungsabschnitts;
25 ist eine Abwicklung des Diodenverbindungsabschnitts;
26 ist eine Abwicklung des Diodenverbindungsabschnitts;
27 ist eine Abwicklung des Diodenverbindungsabschnitts;
28 ist eine teilweise, vergrößerte Schnittansicht des Feldkerns;
29 ist eine teilweise, vergrößerte Schnittansicht des Feldkerns;
30 ist eine Draufsicht auf eine Isolierbuchse;
31 ist eine Unteransicht der Isolierbuchse;
32 ist eine Rückansicht der Isolierbuchse;
33 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie G-G in 30; und
34 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie H-H in 31.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
(Erste Ausführungsform)
Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, elektromagnetischen Kupplungsvorrichtung wird nun unter Bezugnahme auf 1 bis 12 detailliert beschrieben. Diese Ausführungsform veranschaulicht einen Fall, in welchem die vorliegende Erfindung auf eine elektromagnetische Kupplung angewendet wird.
Eine in 1 gezeigte, elektromagnetische Kupplung 1 dient dazu, Kraft auf eine Drehwelle 3 eines Kompressors 2 einer Fahrzeugklimaanlage zu übertragen oder die Kraftübertragung abzuschalten. Die elektromagnetische Kupplung 1 umfasst einen Feldkern 6, der durch eine Montageplatte 5 an einem Vordergehäuse 4 des Kompressors 2 befestigt ist. Die elektromagnetische Kupplung 1 umfasst einen Rotor 8, der durch ein Lager 7 auf einem zylindrischen Abschnitt 4a des Vordergehäuses 4 drehbar gelagert ist. Die elektromagnetische Kupplung 1 umfasst eine Ankeranordnung 10, die mit der Drehwelle 3 keilverzahnt ist und mit einer Mutter 9 befestigt ist.
Der Feldkern 6 hat als Ganzes eine Ringform und ist auf derselben Achse wie die Drehwelle 3 positioniert. Der Feldkern 6 ist in eine in dem Rotor 8 ausgebildete Ringnut 8a eingesetzt. Der Rotor 8 dreht sich, während der Feldkern 6 in die Ringnut 8a eingesetzt ist. Eine Riemenscheibenrillung 8b ist in dem äußeren Umfangsabschnitt des Rotors 8 ausgebildet. Die Kraft etwa eines Motors (nicht gezeigt) wird durch einen Riemen (nicht gezeigt) übertragen, der um die Riemenscheibenrillung 8b gewunden ist. Eine Reibungsfläche 8c, die einem Anker 10a der Ankeranordnung 10 gegenüberliegend angeordnet ist, ist an einer Stirnseite des Rotors 8 in axialer Richtung ausgebildet.
Bei der elektromagnetischen Kupplung 1 wird, wenn eine in dem Feldkern 6 vorhandene (später noch zu beschreibende) Erregerspule 11 angeregt wird, der Anker 10a zu dem Rotor 8 hin angezogen. Als Folge daraus wird die Rotation des Rotors 8 durch die Ankeranordnung 10 auf die Drehwelle 3 übertragen. Außerdem wird durch das Abschalten der Stromzufuhr zu der Erregerspule 11 der Anker 10a von dem Rotor 8 getrennt, um so die Kraftübertragung zu unterbrechen.
Wie in 1 gezeigt, ist eine Ringnut 12 dergestalt in dem Feldkern 6 ausgebildet, dass sie sich in der Umfangsrichtung des Feldkerns 6 erstreckt. Eine Spulenanordnung 13, welche die Erregerspule 11 umfasst, ist in der Ringnut 12 untergebracht. Die Ringnut 12 wird mit einem Gießharz 14 mit isolierenden Eigenschaften gefüllt, während die Spulenanordnung 13 in die Ringnut 12 eingesetzt wird. Die Spulenanordnung 13 wird in der Ringnut 12 fixiert, indem das Gießharz 14 in der Ringnut 12 ausgehärtet wird.
Anschlussdraht-Austrittslöcher 17, durch die (später noch zu beschreibende) Anschlussdrähte 16 hindurchgeführt werden können, und ein Dioden-Unterbringungsloch 19 zur Unterbringung einer (später noch zu beschreibenden) Diode 18 sind in einer Außenwand 15 ausgebildet, welche den Boden der Ringnut 12 in dem Feldkern 6 bildet. Die Löcher 17 und 19 sind dergestalt ausgebildet, dass sie sich in der axialen Richtung des Feldkerns 6 durch die Außenwand 15 hindurch erstrecken. Wie in 2 gezeigt, sind die Anschlussdraht-Austrittslöcher 17 und das Dioden-Unterbringungsloch 19 in radialer Richtung jeweils an dem einen Ende bzw. an dem anderen Ende des Feldkerns 6 positioniert.
Wie in 3 und 4 gezeigt, wird die Spulenanordnung 13 durch Verbinden von (später noch zu beschreibenden) Elementen mit einem zylindrischen Erreger-Spulenkörper 21, der die Erregerspule 11 darstellt, gebildet. Der Erreger-Spulenkörper 21 ist durch Umwickeln mit einem Elektrodraht in einer zylindrischen Form ausgebildet.
Der Erreger-Spulenkörper 21 wird dergestalt umwickelt, dass ein Wicklungs-Anfangsabschnitt 21a und ein Wicklungs-Endabschnitt 21b in der Nähe des untersten Abschnitts in 3 positioniert sind.
Ein Polyester-Isolierband 22 wird zur provisorischen Befestigung um jene Abschnitte gewickelt, an denen der Wicklungs-Anfangsabschnitt 21a und der Wicklungs-Endabschnitt 21b des Erreger-Spulenkörpers 21 positioniert sind, welche daher von dem Polyesterband 22 bedeckt sind.
Wie in 3 gezeigt, sind die Anschlussdrähte 16 und die Anschlüsse 18a der (später noch zu beschreibenden) Diode 18 jeweils durch Verbindungsanschlüsse 23 mit dem Wicklungs-Anfangsabschnitt 21a bzw. dem Wicklungs-Endabschnitt 21b verbunden. Wie in 4 gezeigt, ist die Diode 18, in der axialen Richtung (der horizontalen Richtung in 4) betrachtet, an einem Endabschnitt des Erreger-Spulenkörpers 21 positioniert. Eine Stirnseite des Erreger-Spulenkörpers 21, die der Diode 18 zugewandt ist, wird in weiterer Folge einfach als ”Rückseite 21” bezeichnet.
Wie in 4 gezeigt, ist eine Schmelzsicherung 24 an dem in der axialen Richtung betrachtet anderen Endabschnitt des Erreger-Spulenkörpers 21 angebracht. Die Schmelzsicherung 24 ist mit dem Erreger-Spulenkörper 21 elektrisch verbunden, so dass sie Teil der Wicklung des Erreger-Spulenkörpers 21 ist.
Wie in 3 gezeigt, werden die Anschlussdrähte 16 entlang dem in radialer Richtung betrachtet äußeren Umfangsabschnitt des Erreger-Spulenkörpers 21 zu der entgegengesetzten Seite des Erreger-Spulenkörpers 21 geführt. Wie in 4 gezeigt, werden die Anschlussdrähte 16 dergestalt in einen in dem äußeren Umfangsabschnitt des Erreger-Spulenkörpers 21 ausgebildeten Ausnehmungsabschnitt 21d eingesetzt, dass sie sich in Umfangsrichtung erstrecken.
Die Anschlussdrähte 16 erstrecken sich, in axialer Richtung des Erreger-Spulenkörpers 21 betrachtet, auf der in radialer Richtung gesehen den Verbindungsanschlüssen 23 entgegengesetzten Seite des Erreger-Spulenkörpers 21. Der sich weiter erstreckende Abschnitt eines jeden Führungsdrahtes 16 wird durch das Anschlussdraht-Austrittsloch 17 des Feldkerns 6 aus dem Feldkern 6 hinausgeführt, wie in 1 gezeigt. Jedes Anschlussdraht-Austrittsloch 17 ist in der Außenwand 15 des Feldkerns 6, die den Bodenabschnitt der Ringnut 12 darstellt, ausgebildet. Eine Buchse 25, durch welche hindurch sich der Anschlussdraht 16 erstreckt, ist im Einbauzustand in das Anschlussdraht-Austrittsloch 17 eingepasst und eingesetzt. In dieser Ausführungsform bildet jedes Anschlussdraht-Austrittsloch 17 gemäß der vorliegenden Erfindung ”ein Durchgangsloch, durch welches hindurch sich ein Anschlussdraht erstreckt”.
Die Diode 18 dient dazu, die Stoßspannung zu absorbieren, welche erzeugt wird, wenn die Stromzufuhr zu der Erregerspule 11 abgeschaltet wird. In dieser Ausführungsform bildet die Diode 18 gemäß der vorliegenden Erfindung ein stoßspannungsabsorbierendes Element. Wie in 12 gezeigt, umfasst die Diode 18 die beiden Anschlussdrähte 18a und einen Packungsabschnitt 18b, von welchem sich zwei Enden der Anschlussdrähte 18a erstrecken. Der Packungsabschnitt 18b dient dazu, ein Diodenelement (nicht gezeigt) abdichtend einzuschließen und ist in einer nahezu säulenartigen Form ausgebildet. Die beiden Anschlussdrähte 18a ragen zu beiden Seiten aus den beiden Enden des Packungsabschnitts 18b heraus.
Wie in 12 gezeigt, sind die beiden Anschlussdrähte 18a zu einer sogenannten Kurbelwellenform gebogen. Aus diesem Grund weisen die Anschlussdrähte 18a parallele Abschnitte 18c auf, die sich in einer zu der Längsrichtung (der horizontalen Richtung in 12) des Packungsabschnitts 18b senkrechten Richtung erstrecken. Wie in 4 gezeigt, sind die parallelen Abschnitte 18c in der axialen Richtung des Erreger-Spulenkörpers 21 ausgerichtet, während die distalen Enden der Anschlussdrähte 18a mit den Verbindungsanschlüssen 23 verbunden sind. Aus diesem Grund befindet sich der Packungsabschnitt 18b in einer von der Rückseite 21c des Erreger-Spulenkörpers 21 beabstandeten Position, und zwar mit einer Distanz, welche der Länge des in der axialen Richtung parallelen Abschnitts 18c entspricht.
Wie in 4 gezeigt, ist eine (später noch zu beschreibende) Isolierbuchse 31 auf den Abschnitt der Diode 18 aufgeschoben, der aus der Rückseite 21c des Erreger-Spulenkörpers 21 herausragt.
Die Spulenanordnung 13 umfasst gemäß dieser Ausführungsform den Erreger-Spulenkörper 21, die Anschlussdrähte 16, die Diode 18 und die Isolierbuchse 31.
Wie in 5 bis 11 gezeigt, umfasst die Isolierbuchse 31 einen Dioden-Unterbringungsabschnitt 32 zur Unterbringung der Diode 18 und einen flachen Halteabschnitt 33, der an einem Ende des Dioden-Unterbringungsabschnitts 32 einstückig mit diesem ausgebildet ist. Ein Material, welches die Isolierbuchse 31 bildet, ist ein Kunstharz mit isolierenden Eigenschaften und einer vorbestimmten Härte. In dieser Ausführungsform bildet die Isolierbuchse 31 gemäß der vorliegenden Erfindung ein Unterbringungselement. In der folgenden Beschreibung wird ein Ende des Dioden-Unterbringungsabschnitts 32, an welchem der Halteabschnitt 33 vorgesehen ist, als ein ”proximales Ende 32a” bezeichnet, und das andere Ende wird im Folgenden als ein ”distales Ende 32b” bezeichnet.
Wie in 5 und 6 gezeigt, ist der Dioden-Unterbringungsabschnitt 32 als ein viereckiges Prisma ausgebildet, welches länger in der horizontalen Richtung (der tangentialen Richtung des Erreger-Spulenkörpers 21) als in der vertikalen Richtung ist. Der Dioden-Unterbringungsabschnitt 32 weist aus der axialen Richtung des Erreger-Spulenkörpers 21 betrachtet eine rechteckige Form auf (siehe 3 und 5). Der Dioden-Unterbringungsabschnitt 32 hat eine Außenform, die in das Dioden-Unterbringungsloch 19 des Feldkerns 6 eingepasst werden kann, und ist in einer Form ausgebildet, die mittels Presspassung in das Dioden-Unterbringungsloch 19 eingesetzt werden kann.
Der erfindungsgemäße Dioden-Unterbringungsabschnitt 32 ist gemäß dieser Ausführungsform in einer Form ausgebildet, deren Größe sich zu dem distalen Ende 32b hin allmählich verringert, um dadurch die oben erwähnte Presspassung zu erleichtern. In dieser Ausführungsform ist durch das erfindungsgemäße Dioden-Unterbringungsloch 19 ein Durchgangsloch gebildet.
Der Dioden-Unterbringungsabschnitt 32 ist so geformt, dass er eine Höhe aufweist (die Länge zwischen dem proximalen Ende 32a und dem distalen Ende 32b stellt in 6 eine Höhe in der vertikalen Richtung dar), die größer als die Dicke der Außenwand 15 des Feldkerns 6 ist.
Wie in 7 und 9 bis 11 gezeigt, ist in dem Dioden-Unterbringungsabschnitt 32 ein Ausnehmungsabschnitt 34 zur Unterbringung der Diode 18 ausgebildet. Der Ausnehmungsabschnitt 34 ist zu einer Stirnseite 32c hin offen, welche an dem proximalen Ende 32a dem Erreger-Spulenkörper 21 zugewandt ist.
Der Ausnehmungsabschnitt 34 umfasst eine Packungs-Passnut 35, in welche der Packungsabschnitt 18b der Diode 18 eingepasst ist, und Leitungsdraht-Passnuten 36, in welche die Leitungsdrähte 18a der Diode 18 eingepasst sind.
Wie in 9 und 10 gezeigt, umfasst die Packungs-Passnut 35 einen Einsetzabschnitt 35a, der sich von der Stirnseite 32c zu der Seite des distalen Endes 32b des Dioden-Unterbringungsabschnitts 32 hin erstreckt, und einen Bodenabschnitt 35b, der mit dem sich dergestalt erstreckenden Endabschnitt des Einsetzabschnitts 35a verbunden ist. Die Nutbreite des Einsetzabschnitts 35a ist geringfügig kleiner als der Außendurchmesser des Packungsabschnitts 18b. Der Bodenabschnitt 35 ist in einer Form ausgebildet, in welche der Packungsabschnitt 18b eingepasst ist.
Die Leitungsdraht-Passnuten 36 sind in einer Form ausgebildet, in welche die parallelen Abschnitte 18c der Leitungsdrähte 18a eingepasst werden können.
Die Härte der Isolierbuchse 31 ist auf einen Grad eingestellt, der es ermöglicht, den Packungsabschnitt 18b in den Einsetzabschnitt 35a hineinzudrücken. Das heißt, der Ausnehmungsabschnitt 34 der Isolierbuchse 31 hat eine Form, in welche der Packungsabschnitt 18b eingepasst werden kann, und ist in einer Form ausgebildet, die beim Einpassen des Packungsabschnitts 18b gedehnt wird.
Die Isolierbuchse 31 wird auf die Diode 18 aufgeschoben, indem der Packungsabschnitt 18b gegen den Öffnungsabschnitt der Packungs-Passnut 35 gepresst wird und der Packungsabschnitt 18b in den Einsetzabschnitt 35a hineingedrückt wird.
In diesem Fall wird der Packungsabschnitt 18b in die Packungs-Passnut 35 hineingedrückt, während der Einsetzabschnitt 35a gedehnt wird und in den Bodenabschnitt 35b eingepasst wird. Dabei werden die Leitungsdrähte 18a in die Leitungsdraht-Passnuten 36 eingepasst.
Durch das Einpassen des Packungsabschnitts 18b in den Bodenabschnitt 35b und das Einpassen der Leitungsdrähte 18a in die Leitungsdraht-Passnuten 36 wird die Bewegung der Diode 18 relativ zu der Isolierbuchse 31 eingeschränkt.
Wie in 5 und 6 gezeigt, erstreckt sich der Halteabschnitt 33 der Isolierbuchse 31 von dem proximalen Ende 32a des Dioden-Unterbringungsabschnitts 32 in vier Richtungen parallel zu der Stirnseite 32c. In dieser Ausführungsform bildet der Halteabschnitt 33 erfindungsgemäß einen in Anspruch 2 beschriebenen Flansch. Wie in 3 gezeigt, ist der Halteabschnitt 33 so ausgebildet, dass er eine Größe (Breite) aufweist, welche die Leitungsdrähte 18a der Diode 18 und Teile der Verbindungsanschlüsse 23 abdeckt, während der Dioden-Unterbringungsabschnitt 32 auf die Diode 18 aufgeschoben wird.
Der Halteabschnitt 33 wird an dem Erreger-Spulenkörper 21 befestigt, während er auf der Rückseite 21c des Erreger-Spulenkörpers 21 angeordnet wird. Der Halteabschnitt 33 wird an dem Erreger-Spulenkörper 21 befestigt, indem zunächst das Polyesterband 22 zur provisorischen Fixierung um diese herumgewickelt wird und anschließend eine Umwicklung durch ein Baumwoll-Isolierband 37 erfolgt (siehe 4). Es ist anzumerken, dass in dieser Ausführungsform, wie in 4 gezeigt, die Anschlussdrähte 16, welche sich entlang dem Erreger-Spulenkörper 21 erstrecken, ebenfalls mit dem Baumwollband 37 an dem Erreger-Spulenkörper 21 befestigt sind.
Wie in 1 gezeigt, wird die Isolierbuchse 31 während ihrer Anbringung an dem Erreger-Spulenkörper 21 mittels Presspassung in das Dioden-Unterbringungsloch 19 des Feldkerns 6 eingesetzt. Durch das auf diese Weise erfolgende Einpassen der Isolierbuchse 31 mittels Presspassung in das Dioden-Unterbringungsloch 19 wird die Diode 18 in dem Dioden-Unterbringungsloch 19 untergebracht. Die parallelen Abschnitte 18c der beiden Leitungsdrähte 18a der Diode 18 erstrecken sich in der Dickenrichtung der Außenwand 15 nahe bei dem Packungsabschnitt 18b. Das distale Ende 32b der Isolierbuchse 31 ragt aus der Außenwand 15 des Feldkerns 6 heraus.
Das beim Einbau der Isolierbuchse erfolgende, oben erwähnte Einpassen mittels Presspassung wird durchgeführt, während die Anschlussdrähte so gelegt werden, dass sie sich durch die Buchsen 25 hindurch erstrecken, welche mittels Presspassung in die Anschlussdraht-Austrittslöcher 17 eingesetzt werden. Durch das Fertigstellen dieser Presspassung und das Herausführen der Anschlussdrähte 16 wird die Anbringung der Spulenanordnung 13 in der Ringnut 12 abgeschlossen. Nach dem auf diese Weise erfolgenden Einsetzen der Spulenanordnung 13 in die Ringnut 12 wird das flüssige Gießharz 14 mit isolierenden Eigenschaften in die Ringnut 12 eingespritzt. Mit dem Aushärten des Gießharzes 14 wird die Spulenanordnung 13 in dem Feldkern 6 fixiert. Wie in 1 gezeigt, tritt das Gießharz 14 in den zwischen der Außenwand 15 und dem Erreger-Spulenkörper 21 gebildeten Spalt ein. Das Gießharz 14 dichtet den Abschnitt, in dem die Isolierbuchse 31 eingepasst ist, und die Abschnitte, durch welche hindurch sich die Anschlussdrähte 16 erstrecken, ab.
Da die Diode 18 der elektromagnetischen Kupplung 1 gemäß dieser Ausführungsform außerhalb des Feldkerns 6, d. h. außerhalb der Ringnut 12, in welcher die Erregerspule 11 untergebracht ist, positioniert ist, ist die Wärme der Erregerspule 11 schwer zu übertragen. Außerdem ragt der distale Endabschnitt der Isolierbuchse 31 aus dem Dioden-Unterbringungsloch 19 des Feldkerns 6 in den Bereich außerhalb des Feldkerns heraus und steht so mit der Außenluft in Kontakt.
Die Luft um den Feldkern 6 herum wird bewegt, wenn sich der an der elektromagnetischen Kupplung 1 angebrachte Rotor 8 dreht. Die bewegte Luft kühlt die Isolierbuchse 31 und sorgt dafür, dass kein länger andauernder Zustand hoher Temperatur eintritt.
Die auf die Diode 18 gemäß dieser Ausführungsform einwirkende Wärmebelastung wird daher reduziert. Dadurch wird eine wärmebedingte Degradation der Diode 18 verhindert.
Darüber hinaus hat die Isolierbuchse 31 in der Praxis auch die Funktion einer wasserdichten Abdeckung für die Diode 18. Dadurch ist es möglich, durch die Verwendung der Isolierbuchse 31 zur Unterbringung und Halterung der Diode 18 eine einfache, wasserdichte Struktur zu implementieren. Diese Ausführungsform bedarf daher keiner speziell angefertigten, wasserdichten Abdeckung. Dadurch kann die Anzahl der Montageschritte im Vergleich zu dem Fall, in welchem eine speziell angefertigte, wasserdichte Abdeckung verwendet wird, verringert werden. Als Folge daraus kommt es zu einer Produktivitätsverbesserung bei den elektromagnetischen Kupplungen.
Es erübrigt sich die Ausbildung eines Raums für die Unterbringung eines stoßspannungsabsorbierenden Elements in dem Feldkern 6, welcher für die elektromagnetische Kupplung 1 gemäß dieser Ausführungsform verwendet wird. Aus diesem Grund ist in dem Feldkern 6 ein breiter Unterbringungsraum für die Erregerspule 11 ausgebildet. Dadurch kann die Anzahl der Wicklungen der Erregerspule 11 erhöht werden, ohne dass sich dadurch die Größe des Feldkerns 6 erhöht, und es kann somit die Größe der elektromagnetischen Kupplung verringert und dessen Leistung verbessert werden.
Der Halteabschnitt 33 in Form einer dünnen Platte, die sich in einer Richtung entlang der Erregerspule 11 erstreckt, ist an der Stirnseite 32c ausgebildet, welche gemäß dieser Ausführungsform der Erregerspule 11 der Isolierbuchse 31 zugewandt ist. Der Halteabschnitt 33 ist über dem Erreger-Spulenkörper 21 angeordnet und das Polyesterband 22 und das Baumwollband 37 sind um den Halteabschnitt 33 herumgewickelt. Die Isolierbuchse 31 wird auf dem Erreger-Spulenkörper 21 gehalten, indem der Halteabschnitt 33 an dem Erreger-Spulenkörper 21 befestigt wird. Während die Isolierbuchse 31 auf dem Erreger-Spulenkörper 21 gehalten wird, löst sich der Erreger-Spulenkörper 21 beim Einbringen oder Einmontieren der Spulenanordnung 13 in den Feldkern 6 nicht von der Isolierbuchse 31 ab. Dadurch wird die Handhabung der Spulenanordnung 13 vereinfacht.
Der Ausnehmungsabschnitt 34 der Isolierbuchse 31 gemäß dieser Ausführungsform hat eine Form, in welche die Diode 18 eingepasst und eingesetzt werden kann, und ist in einer Form ausgebildet, die beim Einsetzen der Diode 18 elastisch gedehnt wird. Mit dieser Anordnung wird die Diode 18 durch die Isolierbuchse 31 fest gehalten und kann sich daher nicht frei innerhalb der Isolierbuchse 31 bewegen.
Wenn sich die Diode 18 in der Isolierbuchse 31 frei bewegen kann, können die Verbindungsabschnitte zwischen der Diode 18 und den Anschlussdrähten 16 und dem Erreger-Spulenkörper 21 zerbrechen. Der Grund dafür ist der, dass durch den Anschluss der elektromagnetischen Kupplung 1, durch Schwingungen, welche zum Zeitpunkt des Abschaltens erzeugt werden, durch externe Schwingungen (z. B. die Schwingungen des Motors), die auf die elektromagnetische Kupplung 1 übertragen werden, und dergleichen die Verbindungsabschnitte wiederholt gebogen werden, was zu einer Ermüdung führt.
In dieser Ausführungsform verschieben sich die Diode 18, der Erreger-Spulenkörper 21 und die Anschlussdrähte 16 an den Verbindungsabschnitten jedoch nicht gegeneinander. Daher zerbrechen die Verbindungsabschnitte nicht. Als Folge daraus kann durch diese Ausführungsform eine elektromagnetische Kupplung geschaffen werden, die eine hohe Zuverlässigkeit in Bezug auf den Verbindungsabschnitt der Diode 18 aufweist.
Die Diode 18 gemäß dieser Ausführungsform umfasst die Leitungsdrähte 18a, die sich von den beiden Enden des Packungsabschnitts 18b erstrecken. Die beiden Leitungsdrähte 18a weisen die parallelen Abschnitte 18c auf, die sich in der Dickenrichtung der Außenwand 15 des Feldkerns 6 in der Nähe des Packungsabschnitts 18b erstrecken. Aus diesem Grund ist es möglich, wie in dieser Ausführungsform beschrieben, als Struktur zum Festhalten der Diode 18 in dem Ausnehmungsabschnitt 34 der Isolierbuchse 31 die Einpassstruktur zu verwenden, bei welcher die beiden Leitungsdrähte 18a die Bewegung des Packungsabschnitts 18b in der Längsrichtung beschränken. Folglich kann durch die Ausführungsform eine elektromagnetische Kupplung geschaffen werden, bei welcher die Halterung der Diode 18 eine Stabilisierung erfährt.
Darüber hinaus befindet sich die Diode 18 in dieser Ausführungsform an der rückwärtigen Seite des Feldkerns 6, d. h. in einer Position, in der sie dem Vordergehäuse 4 des Kompressors 2 der Fahrzeugklimaanlage zugewandt ist. Das Vordergehäuse 4 des Kompressors 2 der Fahrzeugklimaanlage befindet sich im Allgemeinen auf der Seite des Kühlmitteleintritts. Die Diode 18 gemäß dieser Ausführungsform wird in einer Position in der Nähe des Vordergehäuses 4 platziert, in welcher die Temperatur relativ niedrig ist. Dadurch wird die auf die Diode 18 einwirkende Wärmebelastung weiter reduziert.
(Zweite Ausführungsform)
Die elektromagnetische Kupplungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann wie in 13 bis 22 gezeigt ausgelegt sein. Dieselben Bezugszahlen wie in 1 bis 12 bezeichnen in 13 bis 22 dieselben oder ähnliche Elemente und es wird gegebenenfalls auf eine detaillierte Beschreibung der Elemente verzichtet.
Ein in 13 gezeigter Feldkern 6 ist in einer elektromagnetischen Kupplung montiert, um Leistung an einen Kompressor 2 einer Fahrzeugklimaanlage zu übertragen und die Leistungsübertragung zu unterbrechen. Ein nicht den Feldkern 6 betreffender Abschnitt der elektromagnetischen Kupplung kann dieselbe Anordnung verwenden wie die in der ersten Ausführungsform beschriebene elektromagnetische Kupplung 1.
Wie in 13 gezeigt, kommt bei dem Feldkern 6 gemäß dieser Ausführungsform eine Struktur zum Einsatz, bei welcher sich die Anschlussdrähte 16 und eine Isolierbuchse 31 an derselben Position befinden. Die Anschlussdrähte 16 werden durch die Isolierbuchse 31 hindurch aus dem Feldkern 6 hinausgeführt. Das heißt, die Anschlussdrähte 16 werden durch ein in dem Feldkern 6 vorhandenes Durchgangsloch 41, in welches die Isolierbuchse 31 mittels Presspassung eingesetzt ist, aus dem Feldkern 6 hinausgeführt.
Wie in 14 gezeigt, ist eine für den Feldkern 6 vorgesehene Spulenanordnung 13 dergestalt ausgelegt, dass sich eine Diode 18 an der höchsten Position in 13 befindet. Wie in 14 und 20 gezeigt, sind die Leitungsdrähte 18a der Diode 18 jeweils durch Verbindungsanschlüsse 44 mit einem Endabschnitt 42 eines Wicklungs-Anfangsabschnitts 21a und mit einem Endabschnitt 43 eines Wicklungs-Endabschnitts 21b eines Erreger-Spulenkörpers 21 verbunden.
Andererseits sind die Anschlussdrähte 16 durch Verbindungsanschlüsse 45 mit den Abschnitten des Wicklungs-Anfangsabschnitts 21a und des Wicklungs-Endabschnitts 21b verbunden, die von den Endabschnitten 42 und 43 um eine vorbestimmte Distanz beabstandet sind. Der Wicklungs-Anfangsabschnitt 21a, der Wicklungs-Endabschnitt 21b und die vier Verbindungsanschlüsse 44 und 45 sind mit einem Baumwoll-Isolierband 37 (siehe 15), das um den Erreger-Spulenkörper 21 herumgewickelt ist, an dem Erreger-Spulenkörper 21 befestigt.
Die Anschlussdrähte 16 erstrecken sich von den Verbindungsanschlüssen 45 in der Umfangsrichtung des Erreger-Spulenkörpers 21 und werden durch die Durchgangslöcher 46 der Isolierbuchse 31 aus der Spulenanordnung 13 hinausgeführt.
Wie in 16 und 17 gezeigt, ist die Isolierbuchse 31 gemäß dieser Ausführungsform lediglich durch einen Dioden-Unterbringungsabschnitt 32 in Form eines viereckigen Prismas gebildet. Die Durchgangslöcher 46 sind in den beiden Endabschnitten des Dioden-Unterbringungsabschnitts 32 in Längsrichtung ausgebildet. Die Durchgangslöcher 46 erstrecken sich durch den Dioden-Unterbringungsabschnitt 32 hindurch in axialer Richtung des Feldkerns 6.
Ein Ausnehmungsabschnitt 34, in welchen die Diode 18 einzupassen ist, ist zwischen den beiden Durchgangslöchern 46 ausgebildet. Wie in 17 bis 19 gezeigt, weist der Ausnehmungsabschnitt 34 dieselbe Struktur auf wie der Ausnehmungsabschnitt 34 der in der ersten Ausführungsform beschriebenen Isolierbuchse 31.
Die Isolierbuchse 31 wird an dem Erreger-Spulenkörper 21 montiert, indem die Diode 18 in den Ausnehmungsabschnitt 34 hineingedrückt wird, wobei sich die Anschlussdrähte 16 durch die Durchgangslöcher 46 hindurch erstrecken. Die Isolierbuchse 31 wird auf den Anschlussdrähten 16 gehalten, so dass sie sich relativ zu dem Erreger-Spulenkörper 21 nicht frei bewegt, indem die Anschlussdrähte 16 so geführt werden, dass sie sich durch die Durchgangslöcher 46 hindurch erstrecken.
Wie weiter oben beschrieben, wird die Isolierbuchse 31 während ihrer Montage auf dem Erreger-Spulenkörper 21 mittels Presspassung in das Durchgangsloch 41 (siehe 13) des Feldkerns 6 eingepasst. Das Durchgangsloch 41 hat eine Form, in welche der Dioden-Unterbringungsabschnitt 32 der Isolierbuchse 31 eingepasst werden kann, und ist in einer Form ausgebildet, in die der Dioden-Unterbringungsabschnitt 32 mittels Presspassung eingesetzt werden kann. Nachdem die Isolierbuchse 31 mittels Presspassung eingepasst ist, wird ein flüssiges Gießharz 14 mit isolierenden Eigenschaften in eine Ringnut 12 des Feldkerns 6 eingespritzt, um die Spulenanordnung 13 wie in der ersten Ausführungsform in dem Feldkern 6 zu fixieren.
Die Anschlussdrähte 16 gemäß dieser Ausführungsform sind dergestalt geführt, dass sie sich in mittels Presspassung eingepasstem Zustand durch die Durchgangslöcher 46 der Isolierbuchse 31 hindurch erstrecken. Das heißt, die Isolierbuchse 31 wird durch die Anschlussdrähte 16 gehalten. Dadurch wird verhindert, dass sich die Isolierbuchse 31 bei der Montage des Feldkerns 6 von dem Erreger-Spulenkörper 21 ablöst, wodurch sich die Notwendigkeit einer Umwicklung durch ein Polyesterband 22 zur provisorischen Fixierung erübrigt. Somit ist die Montage des Feldkerns 6 verglichen mit dem Fall gemäß der ersten Ausführungsform vereinfacht.
Überdies erstrecken sich in dieser Ausführungsform die Anschlussdrähte 16 durch eine Außenwand 15 des Feldkerns 6, und zwar unter Benutzung des Durchgangslochs 41, in welches die Isolierbuchse 31 mittels Presspassung einzupassen ist. Aus diesem Grund ermöglicht diese Ausführungsform eine einfache Fertigung des Feldkerns 6, verglichen mit dem (in der ersten Ausführungsform beschriebenen) Fall, in welchem die Durchgangslöcher, die speziell zur Durchführung der Anschlussdrähte 16 vorgesehen sind, und die Durchgangslöcher, die speziell zur mittels Presspassung erfolgenden Einpassung der Isolierbuchse 31 vorgesehen sind, in dem Feldkern 6 ausgebildet sind.
Die Verbindungsabschnitte zwischen den Leitungsdrähten 18a der Diode 18 und dem Wicklungs-Anfangsabschnitt 21a und dem Wicklungs-Endabschnitt 21b des Erreger-Spulenkörpers 21 können in Formen ausgebildet sein, wie sie in 21 und 22 gezeigt sind.
Jeder in 21 und 22 gezeigte Leitungsdraht 18a ist an einem Abschnitt geschnitten, der näher bei dem distalen Ende gelegen ist als der parallele Abschnitt 18c. Andererseits sind der Wicklungs-Anfangsabschnitt 21a und der Wicklungs-Endabschnitt 21b des Erreger-Spulenkörpers 21 jeweils mit einer entsprechenden Länge ausgebildet, so dass sie den parallelen Abschnitt 18c erreichen. Die parallelen Abschnitte 18c sind jeweils durch die Verbindungsanschlüsse 44 mit dem Wicklungs-Anfangsabschnitt 21 und dem Wicklungs-Endabschnitt 21b verbunden.
Der in 21 gezeigte Packungsabschnitt 18b der Diode 18 ist mit dem Wicklungs-Anfangsabschnitt 21a und dem Wicklungs-Endabschnitt 21b verbunden, während der Packungsabschnitt 18b relativ zu den parallelen Abschnitten 18c von dem Erreger-Spulenkörper 21 beabstandet ist. Der in 22 gezeigte Packungsabschnitt 18b der Diode 18 ist mit dem Wicklungs-Anfangsabschnitt 21a und dem Wicklungs-Endabschnitt 21b verbunden, während der Packungsabschnitt 18b näher bei dem Erreger-Spulenkörper 21 gelegen ist als die parallelen Abschnitte 18c.
Unter Verwendung der in 21 und 22 gezeigten Anordnungen ist es möglich, die Diodenverbindungsanschlüsse 44 in der Isolierbuchse 31 unterzubringen. Daher erübrigt sich unter Verwendung dieser Ausführungsform die Notwendigkeit, den Schritt des Befestigens der Klemmenabschnitte durch Umwickeln der Verbindungsanschlüsse 44 und des Erreger-Spulenkörpers 21 mit dem Polyesterband 22 zu deren provisorischer Befestigung durchzuführen. Außerdem wird, da sich die Anzahl der gebogenen Abschnitte der Leitungsdrähte 18a von vier auf zwei verringert, die Arbeit des Zusammensetzens des Feldkerns 6 weiter vereinfacht.
(Dritte Ausführungsform)
Eine elektromagnetische Kupplungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann Anordnungen wie jene, welche in 23 bis 27 gezeigt sind, aufweisen. Dieselben Bezugszahlen wie in 1 bis 22 bezeichnen in 23 bis 27 dieselben oder ähnliche Elemente und es wird gegebenenfalls auf eine detaillierte Beschreibung der Elemente verzichtet.
Ein in 23 gezeigter Feldkern 6 ist in einer elektromagnetischen Kupplungsvorrichtung vom Typ einer Körpererdung montiert. Diese elektromagnetische Kupplungsvorrichtung kann, mit Ausnahme des Feldkerns 6, dieselbe Anordnung aufweisen wie bei der in der ersten oder zweiten Ausführungsform beschriebenen elektromagnetischen Kupplung 1.
Der in 23 gezeigte Feldkern 6 umfasst einen Anschlussdraht 16 und einen Körpererdungsdraht 51. Der Anschlussdraht 16 und der Körpererdungsdraht 51 werden durch eine Isolierbuchse 31 aus dem Feldkern 6 hinausgeführt. Die Isolierbuchse 31 entspricht der in der zweiten Ausführungsform beschriebenen Isolierbuchse 31.
Ein Erdungsanschluss 52 ist an dem distalen Endabschnitt des Erdungsdrahtes 51 durch Verkleben befestigt. Der Erdungsanschluss 52 ist an dem Feldkern 6 befestigt, so dass sie in Bezug auf diesen leitend ist.
Der Körpererdungsdraht 51 kann Anordnungen wie jene, die in 24 bis 27 gezeigt sind, aufweisen. Der in 24 gezeigte Körpererdungsdraht 51 ist durch einen Verbindungsanschluss 53 mit dem Wicklungs-Anfangsabschnitt 21a des Erreger-Spulenkörpers 21 verbunden.
Die Leitungsdrähte 18a einer jeden der in 25 und 26 gezeigten Diode 18 sind an dem parallelen Abschnitt 18c abgeschnitten und sind jeweils durch Verbindungsanschlüsse 44 an den parallelen Abschnitten 18c mit einem Wicklungs-Anfangsabschnitt 21a und einem Wicklungs-Endabschnitt 21b eines Erreger-Spulenkörpers 21 verbunden. Die in 25 gezeigte Diode 18 ist dergestalt ausgelegt, dass von den parallelen Abschnitten 18c und dem Packungsabschnitt 18b die parallelen Abschnitte 18c jeweils mit dem Wicklungs-Anfangsabschnitt 21a und dem Wicklungs-Endabschnitt 21b verbunden sind, und dabei gleichzeitig von dem Erreger-Spulenkörper 21 beabstandet sind.
Andererseits ist im Fall der in 26 gezeigten Diode 18 von den parallelen Abschnitten 18c und dem Packungsabschnitt 18b der Packungsabschnitt 18b mit dem Wicklungs-Anfangsabschnitt 21a und dem Wicklungs-Endabschnitt 21b verbunden und dabei gleichzeitig in der Nähe des Erreger-Spulenkörpers 21 gelegen.
Die in 25 und 26 gezeigten Körpererdungsdrähte 51 sind jeweils durch einen verlängerten Abschnitt gebildet, welcher durch Verlängern des Wicklungs-Anfangsabschnitts 21a von dem Verbindungsanschluss 44 gewonnen wird.
Der in 27 gezeigte Körpererdungsdraht 51 ist durch einen Leitungsdraht 18a der Diode 18 gebildet. Dieser Leitungsdraht 18a erstreckt sich von dem Packungsabschnitt 18b in der dem Erreger-Spulenkörper 21 entgegengesetzten Richtung und ist auf halbem Weg entlang des Erstreckungsabschnitts durch die Verbindungsanschlüsse 44 mit dem Wicklungs-Anfangsabschnitt 21a verbunden. Der andere Leitungsdraht 18a ist so gebogen, dass er parallel mit einem Leitungsdraht 18a ist, und ist an dem parallelen Abschnitt 18c abgeschnitten. Der andere Leitungsdraht 18a ist durch den Verbindungsanschluss 44 an dem parallelen Abschnitt 18c mit dem Wicklungs-Endabschnitt 21b verbunden.
Die in 25 bis 27 gezeigten Leitungsdrähte 18a der Dioden 18 weisen jeweils zwei gebogene Abschnitte auf. Dadurch werden die Biegearbeiten vereinfacht.
Mit der Verwendung der in dieser Ausführungsform beschriebenen Anordnungen können dieselben Auswirkungen erzielt werden wie mit jenen Anordnungen, die in der weiter oben beschriebenen, ersten und zweiten Ausführungsform verwendet werden.
(Vierte Ausführungsform)
Ein Unterbringungselement gemäß der vorliegenden Erfindung kann wie in 28 bis 34 gezeigt ausgebildet sein. Dieselben Bezugszahlen wie in 1 bis 27 bezeichnen in 28 bis 34 dieselben oder ähnliche Elemente und es wird gegebenenfalls auf eine detaillierte Beschreibung der Elemente verzichtet.
Ein in 28 und 29 gezeigter Feldkern 6 ist in einer elektromagnetischen Kupplung montiert, um Kraft in Bezug auf einen Kompressor 2 einer Fahrzeugklimaanlage zu übertragen und die Kraftübertragung zu unterbrechen. Ein nicht den Feldkern 6 betreffender Abschnitt der elektromagnetischen Kupplung kann dieselbe Anordnung verwenden wie die elektromagnetische Kupplung 1, die in der ersten Ausführungsform beschrieben ist.
Der Feldkern 6 ist ringförmig ausgebildet und weist eine Ringnut 12 auf. Eine Spulenanordnung 13, welche eine Erregerspule 11 umfasst, ist in der Ringnut 12 untergebracht. Obwohl dies hier nicht gezeigt ist, wird die Ringnut 12 mit einem Gießharz 14 (nicht gezeigt) mit isolierenden Eigenschaften gefüllt, während die Spulenanordnung 13 in die Ringnut 12 eingesetzt wird. Die Spulenanordnung 13 wird in der Ringnut 12 fixiert, indem das Gießharz 14 in der Ringnut 12 ausgehärtet wird.
Eine Isolierbuchse 31 wird an einer Außenwand 15 angebracht, welche den Boden der Ringnut 12 des Feldkerns 6 bildet. Die Isolierbuchse 31 wird mittels Presspassung in ein Durchgangsloch 41 eingepasst, das in der Außenwand 15 ausgebildet ist. In der Isolierbuchse 31 ist eine Diode 18 als ein stoßspannungsabsorbierendes Element untergebracht. Ein Anschlussdraht 16, der mit einem Erreger-Spulenkörper 21 der Erregerspule 13 verbunden ist, erstreckt sich durch die Isolierbuchse 31 hindurch.
Wie in 30 bis 34 gezeigt, umfasst die Isolierbuchse 31 gemäß dieser Ausführungsform einen Dioden-Unterbringungsabschnitt 32 zur Unterbringung der Diode 18, ein Paar Haltestücke 61, die einstückig an einem Endabschnitt des Dioden-Unterbringungsabschnitts 32 ausgebildet sind, und ein zungenförmiges Stück 62 (siehe 32 und 34). Ein Ausnehmungsabschnitt 63 zur Unterbringung der Diode 18 und Durchgangslöcher 64 zur Durchführung der Anschlussdrähte 16 sind in dem Dioden-Unterbringungsabschnitt 32 ausgebildet.
Wie in 31 gezeigt, ist der Ausnehmungsabschnitt 63 in einem Mittelabschnitt des Dioden-Unterbringungsabschnitts 32 in der Breitenrichtung (in der Umfangsrichtung des Feldkerns 6) positioniert. Die Durchgangslöcher 64 sind an den beiden Seiten des Ausnehmungsabschnitts 63 positioniert. Wie in 33 und 34 gezeigt, ist der Ausnehmungsabschnitt 63 zu einem Endabschnitt des Dioden-Unterbringungsabschnitts 32 hin offen. Wie in 28 gezeigt, ist der Ausnehmungsabschnitt 63 dergestalt ausgebildet, dass er eine Größe aufweist, die das Einsetzen eines Packungsabschnitts 18b, der Leitungsdrähte 18a und der parallelen Abschnitte 18c der Diode 18 ermöglicht. Die Isolierbuchse 31 ist dergestalt an dem Feldkern 6 angebracht, dass die Öffnung des Ausnehmungsabschnitts 63 zu dem Erreger-Spulenkörper 21 hin ausgerichtet ist.
Wie in 31 und 34 gezeigt, sind die Nuten 65 an Positionen ausgebildet, die dem einen Endabschnitt des Dioden-Unterbringungsabschnitts 32 und den beiden Endabschnitten des Dioden-Unterbringungsabschnitts 32 in der Breitenrichtung entsprechen. Die Nuten 65 erstrecken sich so in der Breitenrichtung, dass sie das Innere des Ausnehmungsabschnitts 63 mit den Seiten des Dioden-Unterbringungsabschnitts 32 verbinden. Das heißt, dass während der Anbringung der Isolierbuchse 31 an dem Feldkern 6 der Ausnehmungsabschnitt 63 durch die Nuten 65 mit der Ringnut 12 in Verbindung steht. Aus diesem Grund fließt das in die Ringnut 12 eingespritzte Gießharz 14 durch die Nuten 65 auch in den Ausnehmungsabschnitt 63. Wenn das Gießharz 14 in den Ausnehmungsabschnitt 63, in welchem die Diode 18 eingesetzt ist, fließt und darin aushärtet, wird dadurch die Diode 18 in dem Dioden-Unterbringungsabschnitt 32 fixiert.
Da die Diode 18 durch das Gießharz 14 auf diese Weise fixiert ist, kann der Ausnehmungsabschnitt 63 in einer einfachen Form ausgebildet sein. Das heißt, dass die in der ersten und der zweiten Ausführungsform beschriebenen Leitungsdraht-Passnuten 36 der Isolierbuchse 31 in der Isolierbuchse 31 gemäß dieser Ausführungsform nicht ausgebildet sind.
Die Haltestücke 61 haben dieselbe Funktion wie der in der ersten Ausführungsform beschriebene Halteabschnitt 33. Die Haltestücke 61 ragen zu beiden Seiten in der Breitenrichtung aus dem Dioden-Unterbringungsabschnitt 32 hervor. Die Haltestücke 61 werden mit einem Baumwoll-Isolierband 37 (siehe 4) an dem Erreger-Spulenkörper 21 befestigt.
Das zungenförmige Stück 62 ist plattenstreifenförmig ausgebildet. Wie in 28 gezeigt, ragt das zungenförmige Stück 62 von einem Endabschnitt des Dioden-Unterbringungsabschnitts 32, der sich in der Nähe der äußeren Umfangswand 12a der Ringnut 12 befindet, zu dem Erreger-Spulenkörper 21 hin hervor. Wie in 31 und 32 gezeigt, ist das zungenförmige Stück 62 in dem Mittelabschnitt des Dioden-Unterbringungsabschnitts 32 in der Breitenrichtung positioniert. Wie in 28 gezeigt, hat das zungenförmige Stück 62 eine entsprechende Länge, um sich von dem Boden der Ringnut 12 zu einem Mittelabschnitt in der Tiefenrichtung hin zu erstrecken.
Die Isolierbuchse 31 gemäß dieser Ausführungsform wird an dem Erreger-Spulenkörper 21 montiert, indem die Diode 18 in den Ausnehmungsabschnitt 63 eingesetzt wird und die Anschlussdrähte 16 so geführt werden, dass sie sich durch die Durchgangslöcher 64 hindurch erstrecken. Die Spulenanordnung 13 mit dem Erreger-Spulenkörper 21 und der Spulenanordnung 13 wird in die Ringnut 12 des Feldkerns 6 eingesetzt und anschließend darin fixiert, wenn das in die Ringnut 12 eingespritzte Gießharz 14 aushärtet.
Wenn die Spulenanordnung 13, wie weiter oben beschrieben, in die Ringnut 12 eingesetzt wird, kommt das um den Erreger-Spulenkörper 21 herumgewickelte Baumwoll-Isolierband mit der Umfangswand in Kontakt. Der Grund dafür ist, dass da die Anzahl der Windungen der Spule maximiert ist, um die magnetomotorische Spannung zu erhöhen, da der Spalt zwischen der Umfangswand der Ringnut 12 (der äußeren Umfangswand 12a und einer inneren Umfangswand 12b) und dem Erreger-Spulenkörper 21 klein ist. Steht der äußere Umfangswandabschnitt des Erreger-Spulenkörpers 21 zur Gänze mit der Umfangswand in Kontakt, so ist es nicht möglich, das Gießharz 14 in ausreichendem Maß einzuspritzen. Dies kann zu einem Gussfehler führen.
Der Grund dafür, dass es zu einem Gussfehler kommt, liegt darin, dass es erforderlich ist, um zu gewährleisten, dass das Gießharz 14 (zwischen dem Erreger-Spulenkörper 21 und der Außenwand 15) zu dem Bodenabschnitt der Ringnut 12 fließt, das Gießharz 14 durch den engen Spalt fließt und am Fließen gehalten wird, während es durch das Baumwollband hindurch dringt und nach unten tropft. Es wird nämlich davon ausgegangen, dass es zu einem wie oben beschriebenen Gussfehler kommt, weil das Gießharz 14 in dem Spalt oder in dem Baumwollband aushärtet, bevor es zu dem Bodenabschnitt fließt.
Zur Lösung dieses Problems ist in dieser Ausführungsform die Isolierbuchse 31 mit dem zungenförmigen Stück 62 versehen. Wie in 28 gezeigt, wird das zungenförmige Stück 62 durch das Einsetzen der Spulenanordnung 13 in die Ringnut 12 zwischen der Umfangswand 12a der Ringnut 12 und dem Erreger-Spulenkörper 21 festgeklemmt. Bei dieser Struktur wird, da das zungenförmige Stück 62 dazwischen geklemmt ist, das Baumwollband des Erreger-Spulenkörpers 21 zusammengedrückt und der Erreger-Spulenkörper 21 geringfügig aus seiner zentrierten Position in der Ringnut 12 verschoben. Dadurch wird ein Strömungspfad 66 (siehe 29) zwischen dem Erreger-Spulenkörper 21 und der Umfangswand 12a ausgebildet.
Der Strömungspfad 66 erstreckt sich von dem Öffnungsabschnitt der Ringnut 12 zu dem Bodenabschnitt. Daher fließt das nach dem Einsetzen der Spulenanordnung 13 in die Ringnut 12 eingespritzte Gießharz 14 ohne Schwierigkeiten durch den Strömungspfad 66 zu dem Bodenabschnitt.
Durch diese Ausführungsform kann somit der Feldkern 6, in welchem die Spulenanordnung 13 mit dem Gießharz 14 auf zuverlässige Weise isoliert und befestigt ist, geschaffen werden.
Das zungenförmige Stück 62 gemäß dieser Ausführungsform ist an der Isolierbuchse 31, durch welche hindurch sich die Anschlussdrähte 16 erstrecken, vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, die Isolierbuchse 31 so wie in der ersten Ausführungsform der Isolierbuchse 31 beschrieben bereitzustellen, d. h. als Isolierbuchse 31, durch welche hindurch sich kein Anschlussdraht erstreckt.
Bei den weiter oben beschriebenen Ausführungsformen eins bis vier ist die Diode 18 jeweils als ein stoßspannungsabsorbierendes Element veranschaulicht. Ein stoßspannungsabsorbierendes Element ist jedoch nicht auf die Diode 18 beschränkt, und es können auch beliebige andere Arten von Elementen verwendet werden, sofern diese in der Lage sind, Stoßspannungen zu absorbieren.
Da das stoßspannungsabsorbierende Element gemäß der vorliegenden Erfindung außerhalb des Feldkerns positioniert ist, wird erregungsbedingte Wärme nicht leicht auf das Element übertragen. Überdies ist ein Teil des Unterbringungselements durch das Durchgangsloch freiliegend außerhalb des Feldkerns angeordnet und kommt mit der Außenluft in Kontakt.
Die Luft um den Feldkern herum wird bewegt, während sich der in dieser elektromagnetischen Kupplungsvorrichtung montierte Rotor dreht. Die bewegte Luft kühlt das Unterbringungselement.
Durch diesen Umstand wird bei dieser elektromagnetischen Kupplungsvorrichtung die auf das stoßspannungsabsorbierende Element einwirkende Wärmebelastung daher reduziert. Dadurch wird eine wärmebedingte Degradation des stoßspannungsabsorbierenden Elements verhindert.
Überdies hat das bei der elektromagnetischen Kupplungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Unterbringungselement in der Praxis auch die Funktion einer wasserdichten Abdeckung für das stoßspannungsabsorbierende Element. Dadurch kann das stoßspannungsabsorbierende Element wasserdicht ausgeführt werden, und zwar durch die Verwendung einer einfachen Struktur mit einem Element zum Unterbringen und Festhalten des stoßspannungsabsorbierenden Elements. Das heißt, es bedarf also keiner speziell angefertigten, wasserdichten Abdeckung. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es daher möglich, die Anzahl der Montageschritte verglichen mit dem Fall, in welchem eine speziell angefertigte, wasserdichte Abdeckung verwendet wird, zu verringern. Folglich kann eine Produktivitätsverbesserung bei den elektromagnetischen Kupplungsvorrichtungen erreicht werden.
Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, einen Unterbringungsraum für das stoßspannungsabsorbierende Element im Inneren des für diese elektromagnetische Kupplungsvorrichtung verwendeten Feldkerns auszubilden. Da aber ein großer Unterbringungsraum für die Erregerspule in dem Feldkern ausgebildet ist, ist es möglich, die Anzahl der Windungen der Erregerspule zu erhöhen, ohne dabei den Feldkern als solchen zu vergrößern. Daher ist es mit der vorliegenden Erfindung möglich, eine elektromagnetische Kupplungsvorrichtung zu schaffen, die trotz kompakter Baugröße eine hohe Leistung aufweist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 58-8998 [0003]
JP 2507943 [0003]
US 5138293 [0003]
JP 2-38105 [0003]

Claims

Elektromagnetische Kupplungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: einen Feldkern (6), der im Inneren einer Erregerspule (11) vorgesehen ist; ein stoßspannungsabsorbierendes Element (18), das mit der Erregerspule verbunden ist; und ein Unterbringungselement (31), das aus einem isolierenden Material gefertigt ist und einen Ausnehmungsabschnitt (34) zur Unterbringung des stoßspannungsabsorbierenden Elements umfasst, wobei ein Durchgangsloch (19, 41) in einer Außenwand des Feldkerns ausgebildet ist, wobei das Unterbringungselement dergestalt in das Durchgangsloch eingesetzt ist, dass eine Öffnung des Ausnehmungsabschnitts der Erregerspule zugewandt ist, und das stoßspannungsabsorbierende Element dergestalt in den Ausnehmungsabschnitt eingesetzt ist, dass es durch die Erregerspule außerhalb des Feldkerns positioniert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein dünner, plättchenförmiger Flansch (33), der sich in einer Richtung entlang der Erregerspule erstreckt, an einem Endabschnitt (32a) des Unterbringungselements, welcher der Erregerspule zugewandt ist, ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Durchgangsloch (46), durch welches hindurch sich ein Anschlussdraht (16) der Erregerspule erstreckt, in dem Unterbringungselement ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Ausnehmungsabschnitt des Unterbringungselements eine Form aufweist, welche ein Einpassen des stoßspannungsabsorbierenden Elements erlaubt, und in einer Form ausgebildet ist, die beim Einsetzen des stoßspannungsabsorbierenden Elements durch elastische Verformung gedehnt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem stoßspannungsabsorbierenden Element um eine Diode handelt, die ein Paar Leitungsdrähte (18a) umfasst, welche sich von zwei Enden eines Packungsabschnitts (18b) erstrecken, wobei das Leitungsdraht-Paar parallele Abschnitte (18c) umfasst, die sich nahe bei dem Packungsabschnitt in einer Dickenrichtung der Außenwand erstrecken.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Feldkern in einer Ringform ausgebildet ist, die eine Ringnut aufweist, die Erregerspule in der Ringnut untergebracht ist, und das Unterbringungselement ein zungenförmiges Stück (62) umfasst, das zwischen der Umfangswand (12a) der Ringnut und der Erregerspule festgeklemmt ist.