电磁离合器和用于制造该电磁离合器的方法 |
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| 申请号 | CN201280054648.6 | 申请日 | 2012-11-02 | 公开(公告)号 | CN103946574A | 公开(公告)日 | 2014-07-23 |
| 申请人 | 株式会社电装; | 发明人 | 樱场貌圭; 田渊泰生; 村上洋一; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种通过低成本方法具有提高传送 扭矩 的电磁 离合器 ，该电磁离合器具有电磁线圈(18)、通过外部驱动源驱动旋转的 转子 (16)、通过电磁线圈(18)的磁 力 被吸引到转子(16、)的电枢(12)、和毂结构(11)。电磁离合器的特征在于具有10μm或更大的表面粗糙度(Rz)和4GPa或更小的硬度的凹凸表面形成在转子(16)的摩擦表面(16a)和/或电枢(12)的摩擦表面(12a)上。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电磁离合器(10)，所述电磁离合器具有电磁线圈(18)、转子(16)、电枢(12)和毂结构(11)，所述转子由外部驱动源驱动以旋转，所述电枢通过所述电磁线圈(18)的磁力被吸引到所述转子(16)，所述电磁线圈(18)被磁化以使所述电枢(12)的摩擦表面(12a)被吸引到所述转子(16)的摩擦表面(16a)，并且所述电磁线圈(18)被消磁以使所述电枢(12)与所述转子(16)分离，从而传送和切断动力，所述电磁离合器的特征在于： |
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| 说明书全文 | 电磁离合器和用于制造该电磁离合器的方法技术领域背景技术[0002] 电磁离合器是一种传送和切断至电磁体的电力以传送和切断驱动力的机构。车辆空调的压缩机会使用电磁离合器等。通过使用电磁离合器，当空调没有运转时，发动机和压缩机可以被切断动力，因此这会降低发动机负荷并提高燃料经济性。此外，从压缩机的寿命方面来看，这是理想的。 [0004] 参照图1进一步详细地说明此，通常的电磁离合器(10)设有储存在定子(17)中的电磁线圈(18)、由发动机(未示出)驱动以旋转的转子(16)、以及毂结构(11)。 [0005] 毂结构(11)具有内毂(15)和连接到内毂(15)的板簧(13)。板簧(13)在结构上连结到电枢(12)。 [0006] 电磁离合器(10)通过使电磁线圈(18)磁化以使电枢(12)的摩擦表面(12a)被吸引到转子(16)的摩擦表面(16a)而接合，并且通过使电磁线圈(18)消磁以使电枢(12)与转子(16)分离而分离。 [0007] 过去，已经提出各种方法来用于改进电磁离合器的传送扭矩。 [0008] PLT1公开了将摩擦材料粘结到转子的方法作为用于提高离合器的传送扭矩的技术。根据该方法，可以在不增加摩擦表面的直径的情况下，即在有限空间内提高传送扭矩。 [0009] PLT2公开了将具有树脂的涂敷材料粘结在摩擦表面上的方法作为用于提高离合器的传送扭矩的技术。 [0010] 引用列表 [0012] PLT1：日本专利公开文献第2009-299720A号 [0013] PLT2：日本专利公开文献第8-114241号 发明内容[0014] 技术问题 [0015] PLT1中说明的方法增加了部件的数量并增加处理，因此存在更高成本的问题。PLT2中说明的方法正好在开始使用之后提高了传送扭矩，但是如果摩擦表面磨损，则存在传送扭矩下降的问题。 [0016] 考虑到上述问题提出本发明，并且本发明的目的是提供一种使用低成本方法提高传送扭矩的电磁离合器和制造该电磁离合器的方法。 [0017] 解决问题的技术方案 [0018] 发明人深入地研究了低成本地提高电磁离合器的传送扭矩的方法。 [0019] 结果，发明人发现通过在具有电枢的辊子的摩擦表面和/或具有转子的电枢的摩擦表面上形成细小的起伏结构可以低成本地提高传送扭矩。 [0020] 基于该发现提出本发明，并且本发明提供一种电磁离合器，所述电磁离合器具有电磁线圈、转子、电枢和毂结构，所述转子由外部驱动源驱动以旋转，所述电枢通过电磁线圈的磁力被吸引到转子，电磁线圈被磁化以使电枢的摩擦表面被吸引到转子的摩擦表面，并且电磁线圈被消磁以使电枢与转子分离，从而传送和切断动力，所述电磁离合器的特征在于：转子的摩擦表面和/或电枢的摩擦表面形成有起伏表面，所述起伏表面具有10μm或更大的表面粗糙度Rz以及4GPa或更小的硬度。 [0021] 通过使转子的摩擦表面和/或电枢的摩擦表面设有细小的起伏表面，当离合器接合时，转子的摩擦表面和电枢的摩擦表面增加了摩擦表面面积，因此提高传送扭矩。 [0023] 转子在被吸引到电枢时形成磁路，因此具有低C含量的材料是适当的。此外，低碳材料的材料硬度低，因此变得可以以低成本例如在上述表面上形成起伏表面。 [0024] 电磁离合器的转子和电枢通过具有与其一体设置的凸缘部分的多个桥接部分大致形成双圆柱形形状。在这种情况下，转子的桥接部分优选地没有形成上述起伏表面。这是因为如果形成桥接部分的凹凸表面，则桥接部分有时强度会下降。 [0025] 本发明的电磁离合器可以通过使用喷砂材料进行处理来形成有转子的摩擦表面和/或电枢的摩擦表面。 [0026] 具体地，喷砂材料在装配之前撞击转子部件的摩擦表面和/或电枢部件的摩擦表面，以使所述摩擦表面变粗糙并形成凹凸表面。 [0027] 在本发明的制造电磁离合器的方法中，对于用于将喷砂材料喷到到要处理的表面上的方法，优选使用压缩空气对喷砂材料进行喷砂的空气喷砂。 [0028] 本发明的制造电磁离合器的方法中使用的喷砂材料的硬度优选地为要处理的表面的转子的摩擦表面和/或电枢的摩擦表面的硬度的至少两倍。因此，变得容易在转子的摩擦表面和电枢的摩擦表面上形成凹凸表面。 [0029] 对于本发明可以使用的喷砂材料，可以采用大约0.5-3mm颗粒尺寸的钢、Al2O3、SiC等等。 [0030] 本发明的有利效果 [0032] 图1是显示根据本发明的电磁离合器的横截面的一个示例并显示离合器分离的状态的视图； [0033] 图2是显示根据本发明的电磁离合器的横截面的一个示例并显示离合器接合的状态的视图； [0034] 图3是显示根据本发明的电磁离合器的侧面的视图； [0035] 图4是显示本发明可以使用的喷气系统的轮廓的视图； [0036] 图5是显示本发明可以使用的喷砂材料的一个示例的视图； [0037] 图6是显示根据本发明的在通过喷气处理之后的转子的摩擦表面的表面状态的视图；以及 [0038] 图7是显示根据本发明的电磁离合器的传送扭矩的评价结果的视图。 具体实施方式[0039] 参考为了说明选择的具体实施例来说明本发明，但是对本领域技术人员来说清楚的是在不背离本发明的基本概念及公开的保护范围的前提下可以做出许多改变。如果参考以下关于附图说明的本发明的实施例的说明，则将更清楚地理解本发明。 [0040] 图1是显示处于离合器分离的状态下的电磁离合器(10)的横截面的视图。在离合器分离的状态下，电枢(12)和转子(16)正式分离。 [0041] 在该状态下，来自发动机的旋转动力仅仅被传送到转子(16)，而不会经由电枢(12)传送到毂结构(11)。转子(16)在该状态下空转。 [0042] 图2是显示在离合器接合状态下的电磁离合器(10)的横截面的视图。此时，电枢(12)的摩擦表面(12a)通过电磁线圈(18)的磁力被吸引到转子(16)的摩擦表面(16a)。扭矩通过被吸引的摩擦表面被传送到毂结构(11)。此外，电枢(12)和转子(16)形成磁路(21)。 [0043] 本发明的电磁离合器(10)的转子(16)的摩擦表面(16a)和/或电枢(12)的摩擦表面(12a)形成有具有10μm或更大的表面糙度Rz以及由纳米硬度计测量的为4GPa或更大的硬度的凹凸表面。凹凸形状不必有规律地布置，而是还可以随意布置。 [0044] 在此所述的表面糙度Rz为由日本工业标准(JIS B0601-1994)规定的10点平均粗糙度，并且为由本领域技术人员通常公知的表面粗糙度测量装置测量的值。 [0045] 这种凹凸表面可以通过使例如图5所示的尖锐的多边形喷砂材料撞击转子(16)的摩擦表面(16a)和/或电枢(12)的摩擦表面(12a)而形成。推进喷砂材料的力可以由压缩空气充分提供。例如，喷砂清理不需要高压力，因此在本发明的电磁离合器的制造中优选的是使用空气喷砂式喷砂。 [0046] 如果摩擦表面(16a,12a)的整个表面上存在具有10μm或更大的表面粗糙度Rz以及由纳米硬度计测量的为4GPa或更小硬度的凹凸表面，则传送扭矩的提高效果可以表现出最大程度。然而，凹凸表面不需要形成在摩擦表面(16a,12a)的整个表面上。至少在提供提高传送扭矩的必要效果的预定区域上形成凹凸表面是足够的。 [0047] 图4显示空气喷砂系统的一个示例。在图4的系统中，喷砂材料通过集尘器(41)的空气的力被抽吸。被抽吸的喷砂材料通过气枪(42)利用压缩空气的力被喷向工件(43)。 [0048] 过去已经使用空气喷砂以利用球状喷砂材料等去除毛刺。在本发明的制造电磁离合器(10)的方法中，目的是使喷砂材料撞击要处理的材料，以便形成凹凸表面，因此喷砂材料不是用于去除毛刺等的球形形状。使用尖锐的多边形形状。 [0049] 由于该原因，挖凿要处理的材料的转子(16)的摩擦表面和/或电枢(12)的摩擦表面并形成凹凸表面。这是本发明的特征。如果使用球状喷砂材料，则不能挖凿要处理的材料，并且不能形成形成本发明的特征的凹凸表面。 [0050] 此外，如果喷砂材料的硬度为要处理的表面的硬度的两倍或更多倍，则挖凿要处理的表面，因此这对于形成凹凸表面是优选的。在此，“硬度”表示使用纳米硬度计测量且由(最大负荷)/(硬度计与样本的接触面积)表示的值。 [0051] 例如，钢、Al2O3、SiC等等可以被用作本发明可以使用的特定喷砂材料的材料。这些材料中的两种或更多种也可以混合使用。当然，即使包括一些杂质等也没有问题。此外，喷砂材料的颗粒尺寸优选地为大约0.5-3mm。 [0052] 图6显示加工的摩擦表面的表面状态。可以证实凹凸形状形成在所述表面上，并且形成大约20μm深度的海绵状层。由于该原因，当转子(16)的摩擦表面(16a)和电枢(12)的摩擦表面(12a)接触时，摩擦表面面积变得更大，因此提高传送扭矩。 [0053] 凹凸表面可以形成在彼此接触以传送扭矩的转子(16)的摩擦表面(16a)和电枢(12)的摩擦表面(12a)中的任一个处，但是还可以均形成在两个表面处。此外，凹凸表面优选地形成在摩擦表面的整个圆周处，但是即使仅仅部分应用，也可以获得本发明的效果。 [0054] 此外，转子(16)的摩擦表面(16a)和电枢(12)的摩擦表面(12a)过去有时被涂敷有极限压力剂以防止离合器接合和分离时的表面粗糙。如果将本发明应用到这种表面，则结果变为例如图6所示的微观结构，由此获得使保持添加料能够变得更好且可以更多地防止表面粗糙的效果。 [0056] 示例 [0057] 空气喷砂系统(由Sintokogio制造的MY-30B)用于对市场上可买到的钢喷砂材料(由Sintokogio制造的SB钢砂GH-3)喷到电磁离合器的转子的摩擦表面上。 [0058] 喷砂条件是0.3MPa的压缩空气压力、15cm的喷砂距离以及10秒的喷砂时间。进行单个喷砂操作。 [0059] 转子的摩擦表面在喷砂之前的硬度由纳米硬度计测量，该硬度为4.3GPa，而喷砂之后，硬度是1.2GPa。 [0060] 图7显示使用根据本发明进行处理且在其摩擦表面上形成有凹凸表面的转子的电磁离合器的传送扭矩与传统电磁离合器的比较。如图7的结果清楚显示，根据本发明，可以证实传送扭矩和传统的电磁离合器相比提高10％。 [0062] 附图标记列表 [0063] 10 电磁离合器 [0064] 11 毂结构 [0065] 12 电枢 [0066] 12a 电枢的摩擦表面 [0067] 13 板簧 [0068] 14 缓冲器 [0069] 15 内毂 [0070] 16 转子 [0071] 16a 转子的摩擦表面 [0072] 17 定子 [0073] 18 电磁线圈 [0074] 21 磁路 [0075] 41 集尘器 [0076] 42 气枪 [0077] 43 工件 |
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