專利名稱：電磁離合器的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于控制旋轉構件之間的轉矩的傳遞或旋轉構件的制動的電磁離合
O
背景技術：
例如，日本專利申請公開No. 2004-17807 (JP-A-2004-17807)描述了一種相關的電磁離合器，該電磁離合器包括通過產生電磁力輸出動力的輸出機構和通過驅動該輸出機構的軸線上的電動機來操作的凸輪機構。電磁離合器的輸出機構具有產生電磁力的電磁線圈和響應于被激勵的電磁線圈而運動的電樞。該輸出機構布置在輸出軸的外周上。電磁線圈容納在與輸出軸一起旋轉的線圈殼體中并固定到車身側上。電樞經由線圈殼體的底部部分布置在面向電磁線圈的位置中。此外，電樞配置成響應于輸出機構的輸出與線圈殼體摩擦接合。另外，電樞布置成當輸出機構停止輸出動力時通過復位彈簧的彈力運動遠離線圈殼體。凸輪機構具有通過電動機的驅動而旋轉的齒輪和插入在齒輪與電樞之間的凸輪從動件，凸輪機構布置在輸出機構的軸線上。齒輪布置成以便能夠圍繞輸出軸的外周旋轉，并經由減速齒輪系聯接到輸入軸 (即，電動機的電機軸)上。凸輪從動件由球狀構件形成，并可轉動地布置在齒輪(即，其中的凸輪槽)與電樞 (艮口，其中的凸輪槽)之間。根據如上所述的結構，當電磁線圈處于電動機被驅動時的激勵狀態時，電樞向電磁線圈側運動并與線圈殼體摩擦接合。從而，凸輪機構運轉。因此，由凸輪機構的操作引起的凸輪作用使得電樞比在操作凸輪機構之前更加牢固地摩擦接合，使得電動機的驅動轉矩經由凸輪機構和類似機構傳遞到輸出軸(即，傳遞到差動器側)。另一方面，當電磁線圈處于電動機停止時的去激勵狀態(即，不激勵)時，凸輪機構不運轉，因此通過復位彈簧的彈力消除電樞與線圈殼體之間的摩擦接合。因此，驅動轉矩從電動機到差動器側的傳遞被中斷。在JP-A-2004-17807中所描述的電磁線圈中，如果當電磁線圈去激勵時凸輪構件的轉速存在突變，由于電樞趨于從慣性開始旋轉，則電樞不能跟隨該轉速的突變，引起凸輪構件與電樞之間的相對旋轉。因此，凸輪機構可能錯誤地操作，使得電樞在不激勵電磁線圈時與線圈殼體摩擦接合地終止。因此，為了避免該摩擦接合，需要限制電樞的加速。
發明內容
考慮到這個問題，本發明提供一種能夠在不激勵電磁線圈時抑制由于凸輪機構的突然加速而導致的凸輪機構的誤操作的電磁離合器。本發明的第一方面涉及一種電磁離合器，該電磁離合器包括旋轉構件；電磁線圈，該電磁線圈布置在旋轉構件的旋轉軸線上并產生電磁力；輸出機構，該輸出機構具有電樞，沿遠離電磁線圈的方向的復位力由復位彈簧施加到電樞上；以及凸輪機構，該凸輪機構沿旋轉軸線與輸出機構并置并具有凸輪構件和凸輪從動件，凸輪構件不能相對于旋轉構件旋轉，凸輪從動件能夠在凸輪構件與電樞之間滾動。該電磁離合器的特征在于，還包括相對旋轉限制裝置，該相對旋轉限制裝置布置在凸輪機構的軸線上，并配置成在電磁線圈處于去激勵狀態時限制電樞與凸輪構件之間的相對旋轉。此外，在該電磁離合器中，電樞和凸輪構件中的每一個均具有由軸線方向上的深度沿圓周方向變化的凹槽形成的凸輪槽。另外，在如上所述的電磁離合器中，相對旋轉限制裝置可包括保持器，該保持器插入在電樞與凸輪構件之間并可滾動地保持凸輪從動件，相對旋轉限制裝置可通過響應于承受復位彈簧的彈簧力與電樞和凸輪構件摩擦接合的保持器限制所述相對旋轉。再次，在如上所述的電磁離合器中，保持器可具有設定為與電磁線圈處于去激勵狀態時電樞與凸輪構件之間的軸向尺寸相同的尺寸的厚度。仍然另外的，保持器可具有設定為比電磁線圈處于去激勵狀態時電樞與凸輪構件之間的軸向尺寸更大的尺寸的厚度。再者，在如上所述的電磁離合器中，相對旋轉限制裝置可包括插入在電樞與旋轉構件之間并能夠接合在一起的一對花鍵接合部，相對旋轉限制裝置可通過響應于承受復位彈簧的彈簧力與一對花鍵接合部花鍵接合在一起的電樞限制所述相對旋轉。另外，在如上所述的電磁離合器中，一對花鍵接合部具有設定為通過響應于電磁線圈被激勵而運動的電樞來解除花鍵接合狀態的尺寸的軸向長度。還有，在如上所述的電磁離合器中，一對花鍵接合部中的一個花鍵接合部可設置在電樞的內周面上，另一個花鍵接合部可設置在旋轉構件的外周面上。根據本發明，電樞的摩擦接合能夠通過抑制當電磁線圈不被激勵時的凸輪機構的誤操作而得到抑制。
在參考附圖對本發明的示例實施例的以下詳細說明中將說明本發明的特征、優勢以及技術和工業重要性，其中相同的數字表示相同的元件，附圖中圖1是處于驅動狀態的根據本發明的第一示例實施例的電磁離合器的斷面圖；圖2是處于非驅動狀態的根據本發明的第一示例實施例的電磁離合器的斷面圖；圖3是處于驅動狀態的根據本發明的第二示例實施例的電磁離合器的斷面圖；以及圖4是處于非驅動狀態的根據本發明的第二示例實施例的電磁離合器的斷面圖。
具體實施例方式以下將參考附圖詳細地說明根據本發明的第一示例實施例的電磁離合器。圖1是處于驅動狀態的電磁離合器的視圖，圖2是處于非驅動狀態的電磁離合器的視圖。如圖1和2所示，電磁離合器1基本上包括與未示出的輸入軸一起旋轉的旋轉構件2、布置在該旋轉構件2的旋轉軸線0上的輸出機構3、通過響應于來自該輸出機構3的輸出進行操作將來自旋轉構件2的旋轉力轉換成沿旋轉軸線0的方向的推力的凸輪機構4、以及布置在該凸輪機構4的軸線上的相對旋轉限制裝置5。電磁離合器1作用為用于相對于用作非旋轉構件的外殼6制動旋轉構件2的制動裝置，并在比如當根據例如未示出的行星齒輪組切換轉矩傳輸路徑時的時候使用。軸孔6a 設置在外殼6中，并在外殼6的內表面上開口。旋轉構件2由具有兩個本體部的實體圓軸形成，兩個本體部即為具有不同外徑的大本體部加和小本體部2b。該旋轉構件2經由未示出的減速齒輪機構聯接到同樣未示出的電動機的電機軸(即，輸入軸)上，旋轉構件2經由軸承7可旋轉地支承在外殼6的軸孔 6a(僅示出一個)內。旋轉構件2配置成通過電動機的驅動與輸入軸一起旋轉。大直徑本體部加具有直的花鍵接合部20a并布置在旋轉構件2的一側(S卩，電動機側)上。小直徑本體部2b布置在旋轉構件2的另一側(即，外殼6側)上，并與大直徑本體部加整體地連接。輸出機構3具有兼用作線圈保持器的線圈殼體31、在該線圈殼體31內產生電磁力的電磁線圈32、和響應于被激勵的電磁線圈32運動的電樞33。該輸出機構3布置在旋轉構件2的外周的周圍。此外，輸出機構3配置成通過產生電磁力向電樞33輸出動力，電磁力由電磁線圈 32變成相對于線圈殼體31的推力P^線圈殼體31由具有用作軛鐵的線圈保持器310和內凸緣311的環形構件形成，并通過緊固螺栓8固定到外殼6上。旋轉構件2完全地穿過線圈殼體31延伸。線圈保持器310具有在電樞33側上開口的環形線圈殼體部310a，并布置在線圈殼體31的外周側上。指向電樞33的線圈殼體31側上的端面的摩擦表面310b設置在線圈保持器310上。內凸緣311布置在線圈殼體31的內周側上，并與線圈保持器310的內周面一體地形成。電磁線圈32面向電樞33地容納在線圈殼體31的線圈殼體部310a內，并由扣環 9保持。此外，電磁線圈32配置成通過激勵產生跨過電樞33和線圈殼體31以及類似部件的磁路M。電樞33由具有面向線圈殼體31的摩擦表面310b的摩擦表面33a和指向相對旋轉限制裝置5側的摩擦表面33b的環形構件形成。該電樞33圍繞輸出機構3的凸輪機構 4側上的旋轉構件2的外周相對可旋轉并相對可運動地布置。旋轉構件2完全地穿過電樞 33延伸。此外，電樞33配置成當電樞33響應于來自輸出機構3的輸出沿軸線方向運動時， 使得摩擦表面33a以壓力P1與線圈殼體31的摩擦表面310b摩擦接合。另外，電樞33具有凸輪槽33c，凸輪槽33c在輸出機構3的與線圈殼體側端面相對的側面的端面上開口。電樞33與作為隨后將作說明的凸輪機構4的組成元件的控制凸輪 (也稱為凸輪構件)41和凸輪從動件42 —起作用為凸輪機構4的組成元件，使得摩擦表面 33a通過凸輪機構4的操作的凸輪作用以比壓力P1更大的壓力PJP1 < P2)與線圈殼體31 的摩擦表面310b摩擦接合。凸輪槽33c由軸向上的深度沿電樞33的圓周方向變化的凹槽形成。
沿遠離電磁線圈32的方向的復位力由復位彈簧10恒定地施加到電樞33上。該復位彈簧10例如由膜片彈簧形成，并圍繞旋轉構件2的外周布置，插入在電樞33與線圈殼體31 ( S卩，內凸緣311)上的軸承11之間。凸輪機構4包括用作凸輪構件的控制凸輪41和插入在該控制凸輪41與電樞33 之間的凸輪從動件42。該凸輪機構4圍繞旋轉構件2的外周布置。控制凸輪41具有對應于旋轉構件2的直的花鍵接合部20a的直的花鍵接合部 41a，并以相對于旋轉構件2不可旋轉但可移動的方式布置在凸輪機構4的電動機側上的旋轉構件2的大直徑本體部加的外周周圍。控制凸輪41由扣環12限制沿軸線方向(朝向電動機側)的運動。指向相對旋轉限制裝置5側的摩擦表面41b和在該摩擦表面41b上開口的凸輪槽 41c設置在控制凸輪41上。凸輪槽41c由軸線方向上的深度沿控制凸輪41的圓周方向變化的凹槽形成。凸輪從動件42由球狀構件形成，并可滾動地布置在控制凸輪41的凸輪槽41c與電樞33的凸輪槽33c之間。相對旋轉限制裝置5包括復位彈簧10、扣環12和保持器13，并布置在凸輪機構4 的軸線上。保持器13具有面向控制凸輪41的摩擦表面41b的第一摩擦表面13a和面向電樞 33的摩擦表面33b的第二摩擦表面13b。保持器13圍繞旋轉構件2的外周布置，并插入在控制凸輪41與電樞33之間。此外，保持器13配置成通過在電磁線圈32處于去激勵狀態下承受復位彈簧10的彈簧力時使得保持器厚度設置為與控制凸輪41和電樞33之間的軸向尺寸相同的尺寸t，限制控制凸輪41與電樞33之間的相對旋轉，使得第一摩擦表面13a與控制凸輪41的摩擦表面41b摩擦接合，并且第二摩擦表面1 與電樞33的摩擦表面3 摩擦接合。此外，保持器13的厚度還可設定為大于控制凸輪41與電樞33之間的軸向尺寸的尺寸。在這種情況下，更難以通過凸輪從動件42沿軸線方向產生力，因此，當凸輪機構4去激勵時能夠更加有效地限制控制凸輪41與電樞33之間的相對旋轉。可滾動地保持凸輪從動件42的球保持孔13c設置在保持器13中。接下來，將參考圖1和2說明根據該示例實施例的電磁離合器1的操作。在圖2中，當驅動未示出的電動機時，電動機的旋轉驅動力經由未示出的減速齒輪機構傳遞到旋轉構件2，使得旋轉構件2被旋轉地驅動。一般地，當起動電動機時，輸出機構3的電磁線圈32處于去激勵狀態，因此，不產生從電磁線圈32開始的磁路M，所以沒有經由線圈殼體31朝向電磁線圈32側牽拉電樞33。因此，在輸出機構3中，沒有產生變為其離合器力的壓力P1，所以電樞33的摩擦表面33a不與線圈保持器310的摩擦表面310b摩擦接合，因此，電磁離合器1的制動力不傳遞到旋轉構件2。在這種情況下，電樞33通過復位彈簧10的彈簧力抵靠扣環12將保持器13和控制凸輪41按壓在遠離電磁線圈32的初始位置中，使得保持器13的第一摩擦表面13a與控制凸輪41的摩擦表面41b摩擦接合，并且保持器13的第二摩擦表面1 與電樞33的摩擦表面3 摩擦接合。
因此，在該示例實施例中，當電磁線圈32不被激勵時限制了電樞33與控制凸輪41 之間的相對旋轉。因此，即使控制凸輪41的轉速發生突變，電樞33也將能夠跟隨轉速的該突變，因此不會發生控制凸輪41與電樞33之間的相對旋轉。因此，當電磁線圈32不被激勵時可抑制凸輪機構4的誤操作。另一方面，當在驅動電動機(即，當旋轉構件2旋轉時)的情況下激勵電磁線圈32 時，產生從電磁線圈32開始的磁路M，因此電樞33從初始位置運動至線圈殼體31的線圈保持器310側，即運動至電磁線圈32側。因此，電樞33的摩擦表面33a以壓力P1與線圈保持器310的摩擦表面310b摩擦接合，并且由此使凸輪機構4操作。當凸輪機構4操作時，由于凸輪機構4的操作的凸輪作用，使得電樞33的摩擦表面33a以比凸輪機構4操作之前更大的壓力P2 (P1 < P2)與線圈保持器310的摩擦表面310b 更加牢固地摩擦接合。因此，來自電磁離合器1的制動力傳遞至旋轉構件2。如下所述的效果能夠通過如上所述的第一示例實施例獲得。能夠抑制當電磁線圈32不被激勵時由于凸輪機構4的突然加速引起的凸輪機構 4的誤操作。下一步，將參考圖3和4說明根據本發明的第二示例實施例的電磁離合器。圖3 是處于驅動狀態的電磁離合器的視圖，圖4是處于非驅動狀態的電磁離合器的視圖。在圖 3和4中，與圖1和2中的構件相同或等同的構件將由相同的參考符號表示，這些構件的詳細說明將被略去。如圖3和4所示，根據本發明的第二示例實施例的電磁離合器61的相對旋轉限制裝置62的特征在于，電樞33與控制凸輪41之間的相對旋轉由花鍵接合限制。因此，相對旋轉限制裝置62具有一對直的花鍵接合部63和64，一對直的花鍵接合部63和64能夠相互接合并插入在電樞33與旋轉構件2之間。相對旋轉限制裝置62配置成通過使一對直的花鍵接合部63和64響應于承受復位彈簧10的彈簧力花鍵接合在一起， 限制電樞33與控制凸輪41之間的相對旋轉。一個直的花鍵接合部63設置在電樞33的內周面上，另一個直的花鍵接合部64設置在旋轉構件2的外周面上。直的花鍵接合部63和64的軸向長度的尺寸設定為使得通過電樞33響應于電磁線圈32被激勵的運動解除其花鍵接合。因此，當電磁線圈32被激勵時，電樞33克服復位彈簧10的彈簧力從初始位置朝向電磁線圈32側運動，使得直的花鍵接合部63和64的花鍵接合被解除。另一方面，當電磁線圈32被去激勵時，電樞33由復位彈簧10的彈簧力運動至初始位置，使得直的花鍵接合部63和64花鍵接合在一起。在這樣構造的電磁離合器61中，當電磁線圈32去激勵時，復位彈簧10的彈簧力使得電樞33抵靠扣環12將控制凸輪41按壓在遠離電磁線圈32的初始位置中，直的花鍵接合部63和64花鍵接合在一起。因此，同樣在該示例實施例中，可限制當電磁線圈32去激勵時電樞33與控制凸輪 41之間的相對旋轉，正如第一示例實施例。因此，即使控制凸輪41的轉速發生突變，電樞33也將能夠跟隨轉速的該突變，因此不會發生控制凸輪41與電樞33之間的相對旋轉。因此，當電磁線圈32不被激勵時可抑制凸輪機構4的誤操作。由第一示例實施例獲得的相同效果也能夠由如上所述的第二示例實施例獲得。雖然已參照本發明的示例實施例對本發明的電磁離合器進行了說明，但可以理解本發明不限于這些示例實施例。即，本發明可在以不脫離本發明的范圍的各種方式中的任意一種修改或改進的模式中實現。例如，如下所述的變型也是可能的。在如上所述的示例實施例中，電磁離合器作用為制動旋轉構件2的制動裝置，但本發明不限于此。即，電磁離合器也可作用為在一對旋轉構件之間傳遞驅動轉矩的驅動力傳遞裝置。
權利要求
1.一種電磁離合器，所述電磁離合器包括旋轉構件⑵；電磁線圈(32)，所述電磁線圈(32)布置在所述旋轉構件O)的旋轉軸線上并產生電磁力；輸出機構(3)，所述輸出機構(3)具有電樞(33)，沿遠離所述電磁線圈(32)的方向的復位力由復位彈簧(10)施加到所述電樞(33)上；以及凸輪機構G)，所述凸輪機構(4)沿所述旋轉軸線與所述輸出機構 (3)并置并具有凸輪構件Gl)和凸輪從動件(42)，所述凸輪構件不能相對于所述旋轉構件( 旋轉，所述凸輪從動件0 能夠在所述凸輪構件Gl)與所述電樞(3 之間滾動；其特征在于，包括相對旋轉限制裝置(5)，所述相對旋轉限制裝置( 布置在所述凸輪機構的軸線上，并配置成在所述電磁線圈(32)處于去激勵狀態時限制所述電樞(33)與所述凸輪構件 (41)之間的相對旋轉。
2.根據權利要求1所述的電磁離合器，其特征在于，所述電樞(33)和所述凸輪構件 (41)中的每一個均具有由軸線方向上的深度沿圓周方向變化的凹槽形成的凸輪槽(33c、 41c)。
3.根據權利要求1或2所述的電磁離合器，其特征在于，所述相對旋轉限制裝置(5)包括插入在所述電樞(3 與所述凸輪構件Gl)之間并可滾動地保持所述凸輪從動件G2) 的保持器(13)，所述相對旋轉限制裝置( 通過響應于承受所述復位彈簧(10)的彈簧力而與所述電樞(3 和所述凸輪構件Gl)摩擦接合的所述保持器(1 來限制所述相對旋轉。
4.根據權利要求3所述的電磁離合器，其特征在于，所述保持器(13)具有設定為與當所述電磁線圈(32)處于去激勵狀態時所述電樞(33)與所述凸輪構件Gl)之間的軸向尺寸相同的尺寸的厚度。
5.根據權利要求3所述的電磁離合器，其特征在于，所述保持器(13)具有設定為比當所述電磁線圈(32)處于去激勵狀態時所述電樞(33)與所述凸輪構件Gl)之間的軸向尺寸更大的尺寸的厚度。
6.根據權利要求1所述的電磁離合器，其特征在于，所述相對旋轉限制裝置(6 包括插入在所述電樞(3 與所述旋轉構件( 之間并能夠接合在一起的一對花鍵接合部(63、 64)，所述相對旋轉限制裝置(6 通過響應于承受所述復位彈簧(10)的彈簧力而將所述一對花鍵接合部(63、64)花鍵接合在一起的所述電樞(3 來限制所述相對旋轉。
7.根據權利要求6所述的電磁離合器，其特征在于，所述一對花鍵接合部(63、64)具有設定為通過響應于所述電磁線圈(3 被激勵而運動的所述電樞(3 來解除花鍵接合狀態的尺寸的軸向長度。
8.根據權利要求6或7所述的電磁離合器，其特征在于，所述一對花鍵接合部(63、64) 中的一個花鍵接合部(6 設置在所述電樞(3 的內周面上，而另一個花鍵接合部(64)設置在所述旋轉構件O)的外周面上。
全文摘要
一種電磁離合器(1)，包括旋轉構件(2)；電磁線圈(32)，布置在旋轉構件(2)的旋轉軸線(O)上并產生電磁力；具有電樞(33)的輸出機構(3)，沿遠離電磁線圈(32)的方向的復位力由復位彈簧(10)施加到電樞(33)上；凸輪機構(4)，沿旋轉軸線(O)與輸出機構(3)并置并具有控制凸輪(41)和凸輪從動件(42)，控制凸輪(41)不能相對于旋轉構件(2)旋轉，凸輪從動件(42)能夠在控制凸輪(41)與電樞(33)之間滾動；以及相對旋轉限制裝置(5)，布置在凸輪機構(4)的軸線上并配置成當電磁線圈(32)處于去激勵狀態時限制電樞(33)與控制凸輪(41)之間的相對旋轉。
文檔編號F16D27/112GK102454726SQ20111034976
公開日2012年5月16日 申請日期2011年10月31日 優先權日2010年11月1日
發明者北畠弘達, 坂元洋一, 宅野博, 是永憲司, 橋本洋人, 江渕弘章, 細川隆司, 駒田英明, 鬼武稔 申請人:株式會社捷太格特