CN103477106A - 电磁离合器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种电磁离合器（X），包括：旋转轴（1）；磁极体（2）和转子（3），其沿旋转轴（1）的轴线方向相对配置；以及衔铁（4），其能够沿旋转轴（1）的轴线方向朝相对于转子（3）接近或分离的方向移动，并且能够与磁极体（2）和转子（3）一起形成磁路；在励磁线圈（21）处于励磁状态的情况下，衔铁（4）借助电磁吸引力在旋转轴（1）的轴线方向上移动且被按压于转子（3），该电磁离合器（X）能够实现成本降低并且能够发挥准确地传递转矩的功能，利用输入侧轴部（11）和输出侧轴部（12）构成旋转轴（1），该输入侧轴部（11）为非磁性体，由具有对于支承转子（3）和衔铁（4）的旋转来说足够程度的强度的材料组成，该输出侧轴部（12）为磁性体，能够与输入侧轴部（11）一体旋转。

Description

电磁离合器

技术领域

本发明涉及一种电磁离合器。

背景技术

以往，已知有一种电磁离合器，该电磁离合器包括：磁极体，其具有励磁线圈；转子，其配置于与磁极体相对的位置，能够与旋转轴一体旋转；以及衔铁，其能够沿旋转轴的轴线方向滑动；且该电磁离合器构成为，在励磁线圈处于励磁状态的情况下，衔铁在磁吸引力的作用下按压于转子，从而传递旋转转矩（参照专利文献1）。

专利文献1：日本特开2009-047250号公报

然而，以往的电磁摩擦离合器形成有例如由不锈钢构成的旋转轴作为非磁性的材料。这是因为，在利用具有磁性的材料形成旋转轴的情况下，在利用设于输入侧的预定部位的传感器（磁传感器等）检测旋转轴的转速时，会产生不良的影响（发生误工作、误检测）的问题。另外，旋转轴通常是在采用非磁性体的基础上为不锈钢制，以便满足准确地传递来自输入侧的转矩这一条件。

然而，由于非磁性且高强度的不锈钢价格较高，因此，认为将由这样的不锈钢构成的旋转轴应用于电磁离合器会成为导致电磁离合器整体的成本增高的原因之一。

在此，本发明人在重新研究旋转轴的功能时，明确了以下方面。即：根据电磁离合器的种类、规格的不同，若着眼于电磁离合器与传感器之间的位置关系，则需要将旋转轴的输入侧设为非磁性，但并不明显存在应当将输出侧设为非磁性的理由，另外，从转矩传递的观点来看，只要能够自旋转轴的输入侧向输出侧传递旋转足矣，而且，若考虑以上方面，只要输入侧和输出侧能够满足各自要求的功能，则旋转轴整体不一定需要利用不锈钢制造。

发明内容

发明要解决的问题

本发明的主要目的在于，根据这些研究结果提供一种电磁离合器，该电磁离合器通过在现有的旋转轴的基础上改变旋转轴的构造而能够实现成本的降低，并且能够发挥自输入侧向输出侧准确地传递转矩的功能。

用于解决问题的方案

即，本发明涉及一种电磁离合器，该电磁离合器包括：旋转轴；磁极体，其具有励磁线圈；转子，其配置于沿旋转轴的轴线方向与磁极体相对的位置；以及衔铁，其能够在旋转轴的轴线方向上朝相对于转子彼此接近或分离的方向移动，并且能够与磁极体和转子一起形成磁路；在励磁线圈处于励磁状态的情况下，衔铁借助电磁吸引力在旋转轴的轴线方向上移动且被按压于转子。在此，所谓“按压”表示在相接触的状态下推压并压住。

而且，本发明的电磁离合器特征在于，利用输入侧轴部和输出侧轴部构成旋转轴，该输入侧轴部为非磁性体，由具有对于支承衔铁和转子的旋转来说足够程度的强度的材料组成，该输出侧轴部以无法进行相对旋转的方式与输入侧轴部卡合，并且由不同于输入侧轴部的材料组成。

根据这样的电磁离合器，通过采用将旋转轴分割为非磁性体的输入侧轴部和由与输入部侧轴部不同的材料组成的输出侧轴部这样新颖的技术构思，相比于利用满足非磁性且高强度的条件的高价的不锈钢等材料形成旋转轴整体的方案，能够利用与输入侧轴部的原材料相比单位重量的价格较低的原材料形成旋转轴的一部分、即输出侧轴部，从而能够实现旋转轴整体的成本降低。而且，在于旋转轴中的成为输入侧的端部的附近配置有用于检测旋转轴的转速的传感器（磁传感器等）的情况下，由于输入侧轴部为非磁性体，因此，能够恰当地避免对磁传感器产生不良影响的情况。

在此基础上，在本发明的电磁离合器中，由于使输出侧轴部以无法进行相对旋转（换言之能够进行一体旋转）的方式卡合于输入侧轴部，因此，能够使输出侧轴部以始终与输入侧轴部的旋转动作相同的方式动作，作为旋转轴整体发挥自输入侧向输出侧恰当地传递转矩的功能。

另外，本发明的电磁离合器包括将输出侧轴部构成为独立于转子的构件的方案，但也能够应用与转子形成为一体的输出侧轴部。由此，转子能够与输出侧轴部的旋转一体地旋转而恰当地传递转矩，并且能够实现构造的简化和部件个数的削减。

另外，虽然是简单的构造，作为使输入侧轴部与输出侧轴部一体地卡合的方案，能够列举出如下方案：通过将设于输入侧轴部和输出侧轴部中的任一者的连接用突部压入形成于上述输入侧轴部和上述输出侧轴部中的另一方者的连接用凹部而能够将以上的两个轴部连接为能够进行一体旋转。

发明的效果

根据本发明，提供一种电磁离合器，该电磁离合器利用通过将旋转轴在功能方面分割为输入侧和输出侧并由单独构件构成、从而满足各自所要求的功能的不同种类的材料制作输入侧轴部和输出侧轴部这一新颖构思，相比于使用不锈钢制的旋转轴的现有成本的电磁离合器，能够实现价格降低，并且能够发挥准确地传递转矩的功能。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的电磁离合器（非励磁状态）的剖视示意图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的一个实施方式。本实施方式的电磁离合器X例如应用于未图示的汽车的后门的开闭部。

如图1所示，本实施方式的电磁离合器X包括：旋转轴1；磁极体2，其具有励磁线圈21；转子3，其以能够与旋转轴1一体旋转的方式固定；衔铁4，其能够沿旋转轴1的轴线方向朝相对于转子3接近或分离的方向移动，并且能够与磁极体2和转子3一起形成磁路；以及蜗轮5，其设为能够与转子3同轴地相对于旋转轴1进行相对旋转。在本实施方式中，转子3作为输出旋转体发挥功能，蜗轮5作为输入旋转体发挥功能。

磁极体2包括励磁线圈21和环状的磁轭22，该励磁线圈21以卷绕于线轴23的状态容纳于磁轭22的内部，该磁极体2也被称为磁场铁心。在励磁线圈21上连接有电源线24（导线），并经由电源线24自外部电源向该励磁线圈21供给励磁电流。

转子3例如由钢组成，包括：圆盘部31，其垂直于旋转轴1；以及圆筒部32，其自该圆盘部31的外周端部与旋转轴1平行地延伸，且能够自外周侧覆盖磁轭22的一部分。

衔铁4是例如以钢（铁）作为主要材料（母材的材料）的环状的磁性体。该衔铁4无法在旋转轴1的径向方向上移动（无法旋转），另一方面，该衔铁4能够在旋转轴1的轴线方向（推力方向）上滑动。在本实施方式中，在作为输入旋转体的蜗轮5上安装有衔铁4。

蜗轮5以旋转自如的方式安装于旋转轴1，被固定于旋转轴1的转子3和挡圈6夹住而限制该涡轮5的轴线方向的移动。在蜗轮5的外周形成有与驱动对象装置的蜗杆W相啮合的齿轮51。另外，在蜗轮5的预定区域形成有朝向转子3侧突出的突起52。通过使该突起52与形成于衔铁4的定位孔41卡合，能够将衔铁4以能够相对于蜗轮5在轴线方向上滑动预定距离（在不解除该衔铁4与突起52的卡合状态的范围内）并且无法旋转的状态安装于蜗轮5。另外，在转子3与衔铁4之间，配设有向使衔铁4离开转子3的方向施力的施力构件7（例如波形垫圈）。

旋转轴1由两组轴承8、9支承为旋转自如。在本实施方式中，在将电磁离合器X安装于预定的装置时，在该装置上固定一个轴承8，在内置励磁线圈21而形成磁路的磁轭22上固定有另一个轴承9。而且，本实施方式的电磁离合器X按照功能将旋转轴1分割为输入侧轴部11和输出侧轴部12，且利用各不相同的材料制作输入侧轴部11和输出侧轴部12。即，在本实施方式中，旋转轴1包括：输入侧轴部11，其是非磁性体，且由具有对于支承转子3和衔铁4的旋转来说足够的强度的材料组成；以及输出侧轴部12，其由不同于该输入侧轴部11的材料组成，并能够与输入侧轴部11一体旋转。

输入侧轴部11为不锈钢制，在与输出侧轴部12相连接的一侧的端部（输入轴侧连接端）形成有设定为直径小于其他部分的连接用突部11a。另一方面，输出侧轴部12与转子3形成为一体，在与输入侧轴部11相连接的一侧的端部（输出轴侧连接端）形成有能够与输入轴旋转轴1的连接用突部11a相结合的连接用凹部12a。即，输出侧轴部12由与转子3相同的材料组成。在本实施方式中，通过将输入侧轴部11的连接用突部11a压入输出侧轴部12的连接用凹部12a，将以上的两个旋转轴元件（输入侧轴部11、输出侧轴部12）彼此以无法分离的方式一体地安装，形成无法进行相对旋转的状态。另外，在本实施方式中，将连接用凹部12a设定为比转子3的摩擦表面向离开衔铁4侧的方向（输出侧）凹陷预定尺寸（与连接用突部11a的突出尺寸相对应的尺寸）的形状。由此，作为磁性体的输出侧轴部12配置于比转子3的摩擦表面靠输出侧的区域。换言之，避免了作为磁性体的输出侧轴部12配置于比转子3的摩擦表面靠输入侧的区域。

接着，说明形成此类结构的电磁离合器X的动作和作用。

首先，若向励磁线圈21供给电流而形成励磁状态，则衔铁4与磁极体2和转子3一起形成磁路，并利用由通过该磁路的磁通量产生的吸引力，克服施力构件7的作用力而使该衔铁4沿着旋转轴1的轴线方向被朝转子3侧吸引到与转子3相接触的位置。然后，衔铁4被按压于转子3，从而蜗轮5的旋转能够借助衔铁4传递到转子3。

另一方面，在励磁线圈21处于没有被励磁的非励磁状态的情况下，电磁力不发挥作用的衔铁4被施力构件7向离开转子3的方向施力而保持于离开转子3的位置（参照图1）。其结果，蜗轮5的旋转不传递到转子3。

这样，电磁离合器X通过向励磁线圈21供给电流或切断励磁线圈21的电流，能够在向衔铁4作用电磁力而使衔铁4按压于转子3从而传递旋转力的动力传递状态和使衔铁4离开转子3从而切断旋转力的传递的切断状态之间切换。

而且，由于本实施方式的电磁离合器X利用非磁性体的输入侧轴部11和由不同于输入侧轴部11的材料组成且无法与输入侧轴部11进行相对旋转的磁性体的输出侧轴部12构成旋转轴1，因此，作为输出侧轴部12的材料，能够采用与输入侧轴部11的材料、即不锈钢相比价格较低的材料（例如钢），与利用高强度且均匀的非磁性材料（例如不锈钢）形成旋转轴整体的情况相比，能够实现旋转轴1的制造成本的价格降低，进而能够实现电磁离合器X的制造成本的价格降低。另外，在输入侧轴部11的附近配置有用于检测旋转轴1的转速的磁传感器（省略图示）的方案中，即使在使用该电磁离合器X的情况下，由于输入侧轴部11为非磁性体，因此，也能够排除由泄漏磁通量引起的对磁传感器的不良影响（发生误工作、误检测）。

而且，在本实施方式的电磁离合器X中，由于将输出侧轴部12与转子3形成为一体，因此，旋转轴1的旋转原样成为转子3的旋转，在励磁状态中，能够可靠地将旋转轴1的旋转转矩自转子3经由衔铁4传递到蜗轮5。另外，通过将输出侧轴部12与转子3形成为一体，与使用独立于转子的输出侧轴部的方案相比，能够实现部件个数的削减、构造的简化。

另外，本实施方式的电磁离合器X通过将设于输入侧轴部11的连接用突部11a压入形成于输出侧轴部12的连接用凹部12a而将以上的两个轴部（输入侧轴部11、输出侧轴部12）连接为能够进行一体旋转，因此，能够利用简单的构造和连接方法实现限制了两个轴部（输入侧轴部11、输出侧轴部12）的相对旋转的旋转轴1。

另外，本发明并不限定于上述的实施方式。例如，还可以通过将设于输出侧轴部的连接用突部压入设于输入侧轴部的连接用凹部而将以上的两个轴部连接为能够进行一体旋转。另外，通过在输入侧轴部或输出侧轴部中的任一者设置多个连接用突部，在另一者形成多个连接用凹部，并将多个连接用突部压入连接部用凹部，也能够将两个轴部连接为能够进行一体旋转。

另外，还可以利用花键卡合将输入侧轴部和输出侧轴部连接为能够进行一体旋转。而且，只要能够满足限制输入侧轴部和输出侧轴部的相对旋转的条件，也能够使用适当的粘接剂等连接两个轴部彼此。

另外，只要是能够排除对传感器造成的不良影响的范围内，也能够适当地改变输入侧轴部、输出侧轴部在旋转轴的整体长度上所占据的长度（轴线方向上的尺寸）。

另外，作为输出侧轴部，也能够使用独立于转子的部件。在该情况下，也可以将转子以能够进行一体旋转的方式安装在输出侧轴部或输入侧轴部中的任一者。另外，输出侧轴部并不限定于磁性体，只要是不同于输入侧轴部的材料，就能够利用任何材料制成。另外，也能够采用由不同于转子的材料组成的输出侧轴部。

另外，对于输入侧轴部，在上述的实施方式中说明了采用强度较高且单位重量的单价较高的不锈钢制的情况，但只要是具有能够支承转子和衔铁的旋转的强度的非磁性体，则除了不锈钢以外也能够选择强度较低的材质、价格较低的材质，作为一例，也能够采用生质塑料、其他适当的合成树脂制。旋转轴的由非磁性体组成的输入侧轴部所必需的强度也可以根据转子和衔铁的重量、大小、偏心程度、转速、旋转的惯性、与输出侧轴部的卡合关系等各因素设定，并根据所制造的电磁离合器而变化，但只要满足由这样的因素决定的最低限度的扭转强度、拉伸强度、压缩强度即可。

另外，各部分的具体结构也并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内能够进行各种变形。

附图标记说明

1、旋转轴；11、输入侧轴部；11a、连接用突部；12、输出侧轴部；12a、连接用凹部；2、磁极体；3、转子；4、衔铁；X、电磁离合器。

Claims (3)

1.一种电磁离合器，其特征在于，

该电磁离合器包括：

旋转轴；

磁极体，其具有励磁线圈；

转子，其配置于沿旋转轴的轴线方向与上述磁极体相对的位置；以及

衔铁，其能够在上述旋转轴的轴线方向上朝相对于上述转子彼此接近或分离的方向移动，并且能够与上述磁极体和上述转子一起形成磁路；

在上述励磁线圈处于励磁状态的情况下，上述衔铁借助电磁吸引力在上述旋转轴的轴线方向上移动并被按压于上述转子，

利用输入侧轴部和输出侧轴部构成上述旋转轴，该输入侧轴部为非磁性体，且由具有对于支承上述衔铁和上述转子的旋转来说足够程度的强度的材料组成，该输出侧轴部以无法进行相对旋转的方式与该输入侧轴部卡合，并且由不同于输入侧轴部的材料组成。

2.根据权利要求1所述的电磁离合器，其中，

将上述输出侧轴部与上述转子形成为一体。

3.根据权利要求1或2所述的电磁离合器，其中，

通过将设于上述输入侧轴部和上述输出侧轴部中的任一者的连接用突部压入形成于上述输入侧轴部和上述输出侧轴部中的另一者的连接用凹部，将以上的两个轴部连接为无法进行相对旋转。

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