电磁离合器的制作方法

1.本实用新型的实施方式涉及一种电磁离合器。


背景技术：

2.现有技术中，已知一种作为驱动系统中的驱动传递切换单元的电磁离合器。该电磁离合器通过改变电流的通断来改变离合器的接合状态，从而实现对驱动力的切换。
3.然而，存在这样的问题，当从电磁离合器的进行驱动力传递的通电状态切换为不传递驱动力的非通电状态时，由于驱动系统的惯性，电磁离合器有较长的空转时间，并且根据负载的不同状态，电磁离合器的输出轴每次停转前的空转时间不同，因此难以保证停止精度。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种可以抑制从通电状态切换到非通电状态时的输出轴的空转时间的电磁离合器。
5.实施方式的电磁离合器具有：电枢，其接收驱动源的动力以进行旋转，所述电枢以能沿自身轴向移动的方式被支承；转子固定部，其形成为轴向方向上一端开口一端封闭的筒形；转子，其以可旋转的方式被所述转子固定部支承，所述转子与所述电枢同轴；环形线圈，其在通电状态下形成经由所述转子与所述电枢的磁路，使所述电枢被吸附于所述转子；以及阻尼部，其夹持在所述环形线圈的径向外侧与所述转子固定部的径向内侧之间。
6.通过本实用新型，可以抑制从通电状态切换到非通电状态时的电磁离合器的输出轴的空转时间。
附图说明
7.图1是本实用新型的电磁离合器的结构示意图。
具体实施方式
8.以下，参照附图，对实施方式的电磁离合器进行说明。另外，在各图中，对同一结构标注相同符号。为了便于说明，在图中示出了坐标轴。x轴方向是电磁离合器的横向方向(以下也称为轴向方向)。y轴方向是电磁离合器的纵向方向(以下也称为径向方向)。z轴方向是电磁离合器的进深方向(以下也成为径向方向)。电磁离合器的沿x轴箭头朝向的方向作为右侧，电磁离合器的沿y轴箭头朝向的方向作为上侧，电磁离合器的沿z轴箭头朝向的方向(朝向图1的里侧)作为后侧，与上述相对的即左侧、下侧以及前侧。x方向、y方向和z方向彼此正交。此外，在各图中，为了便于说明，将结构适当地放大、缩小或省略地表示。
9.图1为本实用新型的电磁离合器1的结构示意图。在图1中，与y轴方向平行的分割线f将电磁离合器1分割为a、b两部分，沿电磁离合器1的轴向方向(x轴方向)，位于分割线f右侧的(+x方向)的为输送驱动力的主动侧a，位于分割线f左侧的(
‑
x方向)的为间断的接收
驱动力的被动侧b。本实施方式中，电磁离合器1的主动侧a通过电枢11向被动侧b的转子13传递驱动力。电磁离合器1的被动侧b通过转子13接收主动侧a的电枢11传递来的驱动力。电磁离合器1在处于非通电状态时不传递动力，此时主动侧a的电枢11与被动侧b的转子13在轴向方向(x轴方向)上间隔一定距离。电磁离合器1在处于通电状态时传递动力，此时主动侧a的电枢11被被动侧b的转子13吸附而与转子13贴附。图1中位于主动侧a的实线箭头表示当驱动源2输入动力时动力传递路径上的位于主动侧a的各个动力传递部件的旋转方向。图1中位于被动侧b的虚线箭头表示在电磁离合器1通电时动力传递路径上的位于被动侧b的动力传递部件的旋转方向。另外，在电磁离合器1不通电时，被动侧b的各个动力传递部件不旋转。
10.在以下的说明中，为了更清楚的说明电磁离合器1的动力传递，在图1中还示出了相对于电磁离合器1位于动力传递方向上游侧的驱动源2以及相对于电磁离合器1位于动力传递方向下游侧的输出轴3。驱动源2为向电磁离合器1传输驱动力的主动部件，驱动源2始终保持向电磁离合器1传递驱动力，驱动源2例如为电动机、马达等。输出轴3间断的接收电磁离合器1传递来的驱动力，输出轴3沿如图1中所示的平行于x轴方向的轴线c延伸，输出轴3作为间断的从驱动源2获取驱动力的从动部。
11.下面，首先对驱动源2的一种构成方式进行示例性的说明。在本实施方式中，驱动源2由输入轴20、第一齿轮21、第二齿轮22构成，驱动源2输出的驱动力依次经由输入轴20、第一齿轮21、第二齿轮22沿动力传递方向向电磁离合器1进行传递，第一齿轮21与第二齿轮22对输入轴20传递来的驱动力的扭矩进行改变，以适应需要改变扭矩的情况。
12.另外，上述的驱动源2的构成方式仅作为示例性的说明，本实用新型并不被该驱动源2的构成方式限定，只要驱动源2是能够沿动力传递方向向电磁离合器1保持传递合适扭矩的构成方式即可。例如当不需要对输入轴20传递来的扭矩进行改变时，可以是只由输入轴20构成驱动源2的方式，此时，驱动力经由输入轴20直接传递到电枢11，输入轴20直接驱动电枢11旋转。通过输入轴20之间向电枢11传递驱动力的方式，可以减少零部件的数量，并且使动力在尽可能不损耗的情况下进行传递。
13.另外，上述的任意一种驱动源2的构成方式仅作为示例性的说明，本实用新型并不被上述的任意一种驱动源2的构成方式限定，只要驱动源2是能够沿动力传递方向向电磁离合器1保持传递合适扭矩的构成方式即可。例如当电磁离合器1设置在可以轻易拆换的场景下，并且需要根据不同的负载情况，对输入轴20传递来的扭矩进行不同程度的改变时，可以通过在动力传递方向上增加更多的传递部件，并根据具体需要的工况计算所需要的齿轮配比，在部分齿轮之间合适的设置拨叉等切换部件。使从输入轴20传递来的动力在到达电枢11之前能够得到多种不同的齿轮传递关系，实现根据不同工况，进行不同扭矩传输的功能。
14.下面，通过图1对本实施方式中的电磁离合器1的结构进行说明。为了更清楚的说明电磁离合器1的结构，驱动源2处于始终向电磁离合器1传递驱动力的状态，电磁离合器1在通电状态下将该驱动力向输出轴3传递，在非通电状态下不向输出轴3传递该驱动力。
15.如图1所示，在本实施方式中，电磁离合器1由电枢11、转子固定部12、转子13、环形线圈14以及阻尼部15构成。
16.电磁离合器1的转子固定部12形成为轴向方向(x轴方向)上一端(左侧端部、
‑
x侧端部)开口，另一端(右侧端部、+x侧端部)封闭的筒形。转子固定部12借助于未图示的轴承
以可转动地方式被支承。转子固定部12与输出轴3同轴的设置(均为轴线c)，转子固定部12与输出轴3之间相对固定，输出轴3在转子固定部12旋转时与转子固定部12共同旋转。
17.作为转子固定部12形成为轴向方向(x轴方向)上一端(左侧端部、
‑
x侧端部)开口，另一端(右侧端部、+x侧端部)封闭的筒形的一个例子，如图1所示，本实施方式中，转子固定部12具有能够套设在输出动力的输出轴3上的中空的圆筒形的内环121，内环121为绕轴线c形成的中空的轴体。转子固定部12具有位于内环121径向外侧，并且与内环121同轴的、沿径向与内环121间隔一定距离的圆筒形的外环122，外环122与内环121之间通过封闭法兰123连续，封闭法兰123从圆筒形的内环121的轴向方向(x轴方向)上的右侧端(+x方向)沿径向朝圆筒形的外环122的轴向方向(x轴方向)上的右侧端(+x方向)延伸，封闭法兰123将转子固定部12的轴向方向(x轴方向)上的右侧端(+x方向)封闭。封闭法兰123作为中间磁极，将外环122轴向方向(x轴方向)上的右侧端(+x方向)与内环121的轴向方向(x轴方向)上的右侧端(+x方向)连接成一体。封闭法兰123沿轴向方向(x轴方向)形成的尺寸相对于内环121以及外环122沿轴向方向(x轴方向)形成的尺寸小，由此在内环121的径向外侧与外环122的径向内侧之间形成有空心的收容部124。收容部124的轴向方向(x轴方向)上的左侧(
‑
x端部)为开口端。由此使转子固定部12形成为轴向方向(x轴方向)上一端(左侧端部、
‑
x侧端部)开口，另一端(右侧端部、+x侧端部)封闭的筒形。
18.另外，为了降低转子固定部12的重量，提高驱动力的利用率，转子固定部12也可以不设置内环121，而直接通过将封闭法兰123上套设在输出轴3上。
19.电磁离合器1的转子13一般由磁性材料形成，如图1所示，转子13构成为中心形成有孔的环状。转子13沿轴向方向(x轴方向)形成的尺寸比转子固定部12沿轴向方向(x轴方向)形成的尺寸小。转子13与后述的电枢11、转子固定部12的内环121、外环122以及封闭法兰123同轴(均为轴线c)。转子13的径向中心形成有贯通的开口，该开口供转子固定部12的内环121以及输出轴3贯通，转子13套设在转子固定部12的圆筒形的内环121的径向外侧(在不设置内环121的情况下，转子13直接套设在输出轴3的径向外侧)。转子13的轴向方向(x轴方向)上的左侧(
‑
x方向)的端面固定在转子固定部12的封闭法兰123的朝向轴向方向(x轴方向)上右侧(+x方向)的端面上。转子13与封闭法兰123相对固定，当转子13旋转时，转子固定部12通过封闭法兰123随着转子13共同旋转，也就是说，转子13以可旋转的方式被转子固定部2支承。转子13的轴向方向(x轴方向)上的右侧(+x方向)的端面为能够与后述的电枢11磁性接合的磁性接合面。转子13的轴向方向(x轴方向)上的右侧(+x方向)的端面为平整的表面。
20.电磁离合器1的电枢11由磁性材料形成，如图1所示，电枢11构成为中心有孔的环状。电枢11沿轴向方向(x轴方向)形成的尺寸比转子固定部12沿轴向方向(x轴方向)形成的尺寸小，电枢11沿轴向方向(x轴方向)形成的尺寸与转子13沿轴向方向(x轴方向)形成的尺寸大致相同。电枢11具有与转子13的轴向方向(x轴方向)上的右侧(+x方向)的一个端面相匹配的内径和外径。电枢11与固定在转子固定部12的封闭法兰123上的转子13沿轴向方向(x轴方向)相向。具体地，电枢11以轴向方向(x轴方向)上的朝向左侧(
‑
x方向)的端面与转子13在轴向方向(x轴方向)上的朝向右侧(+x方向)的端面间隔一定距离的方式设置。电枢11以可绕轴线c旋转的方式被未图示的轴承支承。电枢11与转子固定部12的内环121、外环122、封闭法兰123以及转子13同轴(均为轴线c)。电枢11的径向中心形成有贯通的开口，该
开口供转子固定部12的内环121以及输出轴3贯通。电枢11套设在转子固定部12的圆筒形的内环121的径向外侧(在不设置内环121的情况下，电枢11直接套设在输出轴3的径向外侧)。电枢11的轴向方向(x轴方向)上的左侧(
‑
x方向)的端面与转子13的轴向方向(x轴方向)上的右侧(+x方向)的端面以隔开微小间隙的方式相对配置。电枢11以能够沿自身轴向(x轴方向)移动的方式被支承。电枢11的轴向方向(x轴方向)上的左侧(
‑
x方向)的端面为能够与转子13磁性接合的磁性接合面。电枢11的轴向方向(x轴方向)上的左侧(
‑
x方向)的端面为平整的表面。电枢11被支承为能够接收驱动源2的动力以绕轴线c进行旋转。
21.如上述说明的驱动源2的驱动力经由输入轴20、第一齿轮21以及第二齿轮22传递到电磁离合器1的方式。如图1所示，在本实施方式中，示例性的示出了电枢11的轴向方向(x轴方向)上的右侧(+x方向)的端面与驱动源2的第二齿轮22的轴向方向(x轴方向)上的左侧(
‑
x方向)的端面固定的一个例子。从驱动源2传递来的动力经由输入轴20带动第一齿轮21旋转，第一齿轮21旋转后带动与第一齿轮21啮合的第二齿轮22旋转，第二齿轮22旋转后带动与第二齿轮22固定的电枢11旋转。
22.电磁离合器1的环形线圈14为呈环形的导线绕组，导线绕组由导线一根一根卷绕而成。如图1所示，环形线圈14构成为中心有孔的环状。环形线圈14沿轴向方向(x轴方向)形成的尺寸比转子固定部12沿轴向方向(x轴方向)形成的尺寸小，环形线圈14沿轴向方向(x轴方向)形成的尺寸比转子13沿轴向方向(x轴方向)形成的尺寸大。环形线圈14的内径与转子13、电枢11的内径大致相同，环形线圈14的外径比转子固定部12的外环122的内径小。环形线圈14的轴向方向(x轴方向)上的右侧(+x方向)的端面与转子固定部12的封闭法兰123在轴向方向(x轴方向)上的左侧(
‑
x方向)的端面相向。环形线圈14与转子固定部12的内环121、外环122、封闭法兰123以及转子13同轴(均为轴线c)。环形线圈14以不可绕轴线c旋转的方式被固定支承。环形线圈14的径向中心形成有贯通的开口，该开口供转子固定部12的内环121以及输出轴3贯通。环形线圈14套设在转子固定部12的圆筒形的内环121的径向外侧(在不设置内环121的情况下，环形线圈14直接套设在输出轴3的径向外侧)。环形线圈14收容于转子固定部12的外环122的径向内侧，环形线圈14的径向外侧被转子固定部12的外环122覆盖。也就是说，环形线圈14收容于转子固定部12的外环122与内环121形成的收容部124中，环形线圈14位于外环122的径向内侧与内环121的径向外侧之间。环形线圈14从转子固定部12形成开口的一端(左侧端部，
‑
x侧端部)进入并收容在收容部124中。环形线圈14不与转子固定部12接触，转子固定部12旋转时，环形线圈14保持固定。
23.环形线圈14在通电状态下形成磁路。该磁路经由转子13和电枢11产生使电枢11的轴向方向(x轴方向)上的左侧(
‑
x方向)的端部电磁吸附于转子13的轴向方向(x轴方向)上的右侧(+x方向)的端部的吸引力。电枢11与转子13在轴向方向(x轴方向)上由于吸附而不再间隔一定距离。此时电枢11的旋转力能够被传递到转子13上。
24.环形线圈14在非通电时不产生磁路，经由转子13和电枢11的磁路消失，电枢11的轴向方向(x轴方向)上的左侧(
‑
x方向)的端部失去电磁吸附于转子13的轴向方向(x轴方向)上的右侧(+x方向)的端部的吸引力。电枢11与转子13在轴向方向(x轴方向)上恢复到间隔一定距离的状态。此时电枢11的旋转力无法被传递到转子13上。
25.下面，通过图1对本实施方式的电磁离合器1在通电状态与非通电状态之间转换的情况进行说明。
26.在本实施方式中，如图1所示，驱动源2示例性的以下述方式进行说明，即驱动源2经由输入轴20、第一齿轮21以及第二齿轮22向电磁离合器1传递驱动力，以分割线f为界限，电枢11与驱动源2所在的一侧为主动侧a，转子固定部12、转子13以及环形线圈14所在的一侧为被动侧b。
27.在本实施方式中，电磁离合器1在通电状态下，通过未图示的控制装置和未图示的外部电源对环形线圈14供给电流，电磁离合器1在非通电状态下，不向环形线圈14供给电流。
28.如图1所示，当电磁离合器1处于非通电状态时，驱动源2的驱动力经由输入轴20、第一齿轮21、第二齿轮22传递到电枢11，电枢11开始绕轴线c旋转。
29.此时电磁离合器1的环形线圈14并未被供给电流，因此环形线圈14不产生经由转子13和电枢11的磁路，电枢11的轴向方向(x轴方向)上的左侧(
‑
x方向)的端部处于如图1所示的与转子13的轴向方向(x轴方向)上的右侧(+x方向)的端部间隔一定距离的状态。电枢11的旋转力无法被传递到转子13上。
30.当电磁离合器1在非通电状态向通电状态切换时，驱动源2的驱动力与电磁离合器1非通电状态下一致，经由输入轴20、第一齿轮21、第二齿轮22传递到电枢11，电枢11绕轴线c旋转。
31.此时，通过未图示的控制装置和未图示的外部电源对环形线圈14供给电流，环形线圈14产生经由转子13和电枢11的磁路，该磁路经由转子13和电枢11产生使电枢11的轴向方向(x轴方向)上的左侧(
‑
x方向)的端部电磁吸附于转子13的轴向方向(x轴方向)上的右侧(+x方向)的端部的吸引力。电枢11与转子13在轴向方向(x轴方向)上由于吸附而紧紧地贴合在一起。电枢11与转子13接合的状态被称为磁力连接状态。当转子13吸附电枢11后与电枢11共同旋转。电枢11的旋转力能够被传递到转子13上。
32.由此，转子13在电枢11的驱动下绕轴线c旋转，转子13带动转子固定部12绕轴线c旋转，转子固定部12带动输出轴3绕轴线c旋转。也就是说，在电磁离合器1处于通电状态时，电磁离合器1实现将驱动源2的动力向输出轴3进行传递的功能。
33.当电磁离合器1在通电状态向非通电状态切换时，驱动源2的驱动力仍然经由输入轴20、第一齿轮21、第二齿轮22传递到电枢11，电枢11绕轴线c旋转。
34.此时，未图示的控制装置和未图示的外部电源不再对环形线圈14供给电流，环形线圈14不再产生经由转子13和电枢11的磁路，电枢11失去因为磁路产生的吸附于转子13的吸引力。电枢11与转子13在轴向方向(x轴方向)上恢复到彼此分开而保持一定间隔的状态。由于磁力连接状态消失，电枢11的旋转力不再被传递到转子13上。转子13不再随电枢11一起旋转。即使此时驱动源2仍然在输出驱动力，电磁离合器1中也只有位于主动侧a的电枢11旋转，位于被动侧b的转子13、转子固定部12、输出轴3仅会因惯性而转动，并在持续一定时间后停止旋转。也就是说，在电磁离合器1处于非通电状态时，电磁离合器1阻断驱动源2的动力向输出轴3的传递。
35.转子13、转子固定部12以及输出轴3根据负载端的不同状态而具有不同大小的惯性，在转子13失去电枢11的驱动力的情况下，该惯性成为驱动转子13、转子固定部12以及输出轴3继续绕轴线c旋转的驱动力，直至摩擦使该惯性消失，转子13、转子固定部12以及输出轴3才完全停转。
36.由于在转子13失去电枢11的驱动力后，转子固定部12、转子13、输出轴3仍然继续绕轴线c保持旋转一定的时间(该时间即为空转时间)，因此该空转时间的存在成为无法保证电磁离合器1停转精度的障碍。
37.如图1所示，在本实施方式中，为了尽可能较少输出轴3、转子固定部12以及转子13在电磁离合器1从通电状态切换为非通电状态时的空转时间，在环形线圈14的径向外侧与转子固定部12的径向内侧之间的间隙中设置有例如o型环的阻尼部15，也就是说，在转子固定部12的收容部124中设置有阻尼部15。阻尼部15形成为与转自固定部12以及环形线圈14同轴的圆环形(均为轴线c)。
38.当电磁离合器1的环形线圈14从通电状态切换为非通电状态时，由于阻尼部15设置在环形线圈14的径向外侧与转子固定部12的径向内侧之间，阻尼部15与转子固定部12之间产生摩擦，该摩擦力对转子固定部12的转动惯性进行抑制，由于输出轴3与转子13以及转子固定部12共同旋转，因此相当于阻尼部15对输出轴3以及转子13施加了制动力，阻尼部15抑制了转子13以及输出轴3的空转，从而降低了转子13以及输出轴3在电磁离合器1从通电状态切换为非通电状态时由于惯性继续旋转的空转时间，使电磁离合器1的停转精度得到改善。
39.另外，为了避免阻尼部15对环形线圈14在通电状态下形成的经由电枢11以及转子13的磁路产生干扰。阻尼部15优选为非磁性材料。例如，阻尼部15为橡胶制成的o型环。
40.根据以上说明的至少一个实施方式，通过在转子固定部与环形线圈之间设置阻尼部，使电磁离合器在从通电状态切换为非通电状态时，转子固定部、转子以及输出轴由于惯性产生的空转时间显著减少，使电磁离合器的停转精度得到改善。
41.虽然说明了本实用新型的几种实施方式，但是这些实施方式只是作为例子而提出的，并非意图限定本实用新型的范围。这些新的实施方式，能够以其他各种方式进行实施，在不脱离实用新型的要旨的范围内，能够进行各种省略，置换，组合，及变更。这些实施方式和其变形都包含于本实用新型的范围及要旨中，并且包含于权利要求书所记载的本实用新型及其均等范围内。