專利名稱：電磁離合器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種電磁離合器(electromagnetic clutch),其通過使磁路 中的磁通(magnetic flux)流動高效化并且達到無偏磁的磁飽和，從而能 夠?qū)⑺鶄鬟f的扭矩(torque)限制在規(guī)定范圍內(nèi)。
背景技術(shù)：
首先，簡單說明電磁離合器的工作原理。電磁離合器的扭矩發(fā)生源 例如是電動機(motor )，來自電動機的扭矩經(jīng)過蝸輪蝸桿(worm gear) 后旋轉(zhuǎn)速度下降而扭矩增大，然后傳遞到電磁離合器的轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)部 件)。在電磁離合器的線圈未通電的情況下只有轉(zhuǎn)子(rotor)旋轉(zhuǎn)，而 當線圏通電時，電樞(吸引部件)被轉(zhuǎn)子吸引。由于采用了從電樞 (armature)向軸傳遞扭矩的構(gòu)造，所以通過上述電樞被轉(zhuǎn)子吸引，扭 矩就被傳遞到軸上。在這種電磁離合器中，為了適當?shù)禺a(chǎn)生轉(zhuǎn)子吸引電樞的力(吸引 力)，已知有一種在電樞和轉(zhuǎn)子中形成在圓周方向上環(huán)繞的(延長著存 在)狹縫(磁屏蔽長穴)的構(gòu)造(例如，參照日本專利申請公開平 02-304221號公報)。利用這種結(jié)構(gòu)，線團所產(chǎn)生的磁通就會在轉(zhuǎn)子和電 樞之間來回折返。這樣一來，就能夠高效地產(chǎn)生在轉(zhuǎn)子和電樞之間起作 用的磁吸引力。另外，在日本專利申請公開2002-039220號公報中記栽了 一種技術(shù)， 其通過設置狹縫(slit)將轉(zhuǎn)子和電樞之間的吸引的面分隔成多個圓環(huán)形 狀的吸引面，通過調(diào)整這些吸引面的面積，使在轉(zhuǎn)子和電樞之間起作用 的吸引力達到最大值。然而，最近對用于驅(qū)動汽車的滑動門(slide door)和后門等的電磁 離合器的外圍部件要求嚴格的降低成本。為此，電磁離合器的外圍部件 的材料傾向于使用例如樹脂之類的價格便宜、強度較弱的材料。另一方 面，由于電磁離合器的環(huán)境溫度或電源電壓等的可取值范圍較大，要求 在該范圍內(nèi)不會發(fā)生因過剩的扭矩輸出而損壞外圍部件或反過來扭矩 過小的問題。電磁離合器的吸引力依賴于流到電磁線圏中的電流。但是，在以電池(battery)為電源的情況下，其電流隨著電池的電壓和環(huán)境溫度而變 動。 一般來說，在汽車中使用中途不設置穩(wěn)定化電路等的車載電池作為 電》茲線圖的電源。這種電池的電壓在例如9~ 16V的范圍內(nèi)變動。因此， 在環(huán)境溫度相同的情況下，電池的電壓升高后，流到電磁線圏中的電流 增大。另一方面，環(huán)境溫度在例如-30 8(TC的大范圍內(nèi)變動。因此， 在電池電壓相同的情況下，當環(huán)境溫度升高時，線圈繞線的電阻增大， 電流減小。因此，必須使電磁離合器的吸引力與這些范圍相適應。特別是，流到電磁線圈中的勵磁電流過大、發(fā)揮出超出設定值的傳 遞能力這樣的事態(tài)也與上述的低成本化問題相關(guān)聯(lián)，會導致齒輪及其他 部件的破損。針對這一問題，有一種解決方法是另行配置扭矩限制裝置， 使規(guī)定以上的扭矩不被傳遞。但是，這些方法會導致高成本化，因此需 要有以較低成本解決該問題的技術(shù)。另外，在上述的滑動門的情況下，雖然對驅(qū)動扭矩加以限制從而避 免門夾住手或物品而引起事故，但存在著因環(huán)境變化而導致吸引力增 大、傳遞過剩扭矩的危險性。針對這一問題，通過利用由上迷扭矩限制 器或配置在門一側(cè)的傳感器構(gòu)成的驅(qū)動電動機的控制機構(gòu)來防止事故 的發(fā)生。但是，過剩的電源電壓也考慮的安全裝置的結(jié)構(gòu)會導致高成本 化，因此需要有能夠以較低成本解決該問題的技術(shù)。這里，根據(jù)日本專利申請公開2002-039220號公報，其中雖然記載 了將狹縫面積設定在適當范圍的做法，但其目的是為了使電磁離合器的 吸引力最大化，并沒有考慮防止伴隨著勵磁電流的增大而產(chǎn)生的過剩扭 矩的傳遞。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明鑒于上述問題，其目的是提供一種電磁離合器，其通過使磁 路(magnetic circuit)中的》茲通流動高效化并且達到無偏》茲的磁飽和， 從而能夠?qū)⑺鶄鬟f的扭矩限制在規(guī)定范圍內(nèi)。第一發(fā)明電磁離合器其特征在于，具備電樞；吸引上迷電樞的轉(zhuǎn) 子；在上述電樞和上述轉(zhuǎn)子中在圓周方向上環(huán)繞(go around)的多個狹 縫；以及在上述電樞和上述轉(zhuǎn)子對置的部分形成的具有圓環(huán)形狀的多個 吸引面，上述吸引面的至少一個的面積和下述這樣的圓周面的面積大致相等，該圓周面是在與上述多個狹縫的至少一個對置的上述電樞或上述 轉(zhuǎn)子的部分中在圓周方向上切下的圓周面。根據(jù)第一發(fā)明，通過使電樞和轉(zhuǎn)子的至少一方在半徑方向上有磁通 穿過的截面(圓周面)的面積、與電樞和轉(zhuǎn)子之間有磁通穿過的面(吸 引面)的面積的至少一個大致相等，從而在磁路的多處大致同時發(fā)生磁 飽和。因此，能夠獲得一種顯著的傾向，即相對于勵磁電流的增大，電 樞和轉(zhuǎn)子之間的磁吸引力的增加量趨于飽和。其結(jié)果是，從轉(zhuǎn)子向電樞傳遞的扭矩也表現(xiàn)出飽和傾向，呈現(xiàn)出伴有滑動的摩擦狀態(tài)。因此，即 使電源電壓或環(huán)境溫度等發(fā)生變化，也能夠?qū)⑺鶄鬟f的扭矩限制在規(guī)定 范圍內(nèi)，防止樹脂性齒輪等的破損。另外，在例如手或物品被門夾住的情況下，即使因電源電壓或環(huán)境 溫度等導致勵磁電流增大，由于吸引力的飽和傾向顯著，因此也能夠防 止因過剩的扭矩傳遞而引發(fā)事故。這里所說的"大致相等，，指的是，進行比較的2個面積的值處在相對 于這2個面積的中間值±25%的范圍內(nèi)，進而，優(yōu)選是使吸引面的面積 處在相對于圓周面的面積的±25%的范圍內(nèi)。另外，"大致同時"指的是， 吸引力成為過剩的供給電壓值的±10%的電壓變化所需的時間以內(nèi)。此 外，所選擇的圓周面和吸引面最少各有一處，其數(shù)目優(yōu)選是多個。第二發(fā)明其特征在于，在第一發(fā)明中，上迷圓周面是在上迷電樞和 上述轉(zhuǎn)子中在對置的上述狹縫的旋轉(zhuǎn)軸一側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸側(cè)壁面的位置處 在圓周方向上切下的圓周面。在第二發(fā)明中，當電樞和轉(zhuǎn)子的厚度為恒定的情況下，在狹縫的旋 轉(zhuǎn)軸一側(cè)的側(cè)壁面的位置處在圓周方向上切下的圓周面成為與該狹縫 對置的電樞和轉(zhuǎn)子的部分中磁通穿過的最小面積。通過將該圓周面的面 積和吸引面的面積設置為大致相等，該圓周面和吸引面就會大致同時發(fā) 生磁通飽和。因此，能夠有效地獲得使吸引力提前達到飽和狀態(tài)、將所 傳遞的扭矩限制在規(guī)定范圍內(nèi)的作用。第三發(fā)明其特征在于，在第一發(fā)明中，上述吸引面設置有2個以上。在第三發(fā)明中，當吸引面的數(shù)量增加時，由于磁通在電樞/轉(zhuǎn)子之間 迂回的次數(shù)增加，所以即使在電源電壓或環(huán)境溫度導致勵磁電流減小的 情況下，也能夠維持最低限度的吸引力。進而，通過將這多個吸引面的 面積組合，由于在磁路中達到無偏磁的磁飽和，所以能夠有效地抑制過剩扭矩的傳遞。第四發(fā)明其特征在于，在第一發(fā)明中，在吸引時，上述圓周面和上根據(jù)第四發(fā)明，由于在吸引時，在圓周面和吸引面中大致同時表現(xiàn) 出磁飽和，所以吸引力的增大傾向飽和，能夠?qū)⑺鶄鬟f的扭矩限制在規(guī) 定范圍內(nèi)。第五發(fā)明其特征在于，在第一發(fā)明中，具備存放電磁線圏的定子 磁軛(stator yoke);以及設置在上迷轉(zhuǎn)子上并覆蓋上述定子磁軛外周的 外周壁，在上述外周壁上由與旋轉(zhuǎn)軸垂直的面切出的圓環(huán)部分的面積與 上述圓周面和上述吸引面的面積大致相等。在第五發(fā)明中，使在轉(zhuǎn)子的外周壁上由與旋轉(zhuǎn)軸垂直的面切出的圓 環(huán)部分的面積與其他吸引面或圓周面的面積大致一致。在這種方式下， 位于最外側(cè)的狹縫的外徑受到?jīng)_壓加工或鍛造加工工序的限制，即使在 不能使該狹縫的外側(cè)的吸引面的面積與其他圓周面或吸引面的面積大 致相等的情況下，也能夠有效地發(fā)揮磁飽和的功能。另外，由于磁飽和 處進一步增加，能夠更顯著地獲得所傳遞的扭矩相對于勵磁電流的增加 而々包和的傾向。第六發(fā)明其特征在于，在第一發(fā)明中，具備存放電磁線圈的定子磁 軛，在構(gòu)成上述定子磁軛的外周壁上由與旋轉(zhuǎn)軸垂直的面切出的圓環(huán)部 分的面積與上述圓周面和上述吸引面的面積大致相等。在第六發(fā)明中，使在定子磁軛的外周壁上由與旋轉(zhuǎn)軸垂直的面切出 的圓環(huán)部分的面積與其他吸引面或圓周面的面積大致一致。在這種方式 下，位于最外側(cè)的狹縫的外徑受到?jīng)_壓加工或鍛造加工工序的限制，即 使在不能使該狹縫的外側(cè)的吸引面變小的情況下，也有助于有效地發(fā)生 磁飽和效果。另外，由于磁飽和處進一步增加，所以能夠更顯著地獲得 所傳遞的扭矩相對于勵》茲電流的增加而飽和的傾向。第七發(fā)明是一種具備以下特征的電磁離合器，具備電樞；吸引上 述電樞的轉(zhuǎn)子；在上述電樞和上述轉(zhuǎn)子中在圓周方向上環(huán)繞的多個狹 縫；以及在上述電樞和上迷轉(zhuǎn)子對置的部分形成的具有圓環(huán)形狀的多個 吸引面，上述吸引面的至少一個和下述這樣的圓周面在吸引時在勵磁電 流達到規(guī)定值的階段大致同時表現(xiàn)出磁飽和，該圓周面是在與上述多個 狹縫的至少一個對置的上述電樞或上述轉(zhuǎn)子的部分中在圓周方向上切下的圓周面。根據(jù)第七發(fā)明，在吸引時勵磁電流達到規(guī)定值的階段，圓周面和吸 引面大致同時表現(xiàn)出磁飽和，因此吸引力的增大傾向也達到飽和狀態(tài)。 因此，傳遞到轉(zhuǎn)子的過剩扭矩不會被傳遞到電樞，能夠?qū)⑴ぞ叵拗圃谝?guī) 定范圍內(nèi)。第八發(fā)明其特征在于，在第一發(fā)明或第七發(fā)明中，具備用于產(chǎn)生上 述吸引的力的電》茲線圈，上述轉(zhuǎn)子由電動才幾驅(qū)動，上述電動才幾和上述電 磁線圈通過從公共的電池直接供給電壓從而進行驅(qū)動。根據(jù)第八發(fā)明，由于電動機和電磁線圏不經(jīng)穩(wěn)定化電路而由公共的 電池直接供給電壓，所以當因某種原因而導致電源的電壓升高時，電動 才幾的驅(qū)動扭矩增加，并且電》茲離合器的勵^茲電流也增加。由于在勵i茲電 流達到某種程度的階段，吸引力達到飽和狀態(tài)，所以變?yōu)檗D(zhuǎn)子的扭矩難 以傳遞到電樞的狀態(tài)。即，電磁離合器作為扭矩限制器發(fā)揮功能，防止 了伴隨著電源電壓的上升的過剩扭矩傳遞。由此，能夠防止樹脂性的齒 輪部件的破損等。第九發(fā)明其特征在于在第一發(fā)明或第七發(fā)明中，具備存放電磁線圏 的定子磁扼，至少上述電樞、上述轉(zhuǎn)子和上述定子磁軛形成磁路，上述 圓周面和上述吸引面是上述磁路中的最小的面積。根據(jù)第九發(fā)明，在使供給到電磁線圏中的電流值增加的情況下，能 夠使所產(chǎn)生的磁飽和在上述圓周面和吸引面上最初出現(xiàn)。即，在電磁線 圏產(chǎn)生的磁力逐漸增強的階段，能夠使最初的磁飽和在磁路的多個部分 大致同時產(chǎn)生。因此，能夠更明確地獲得吸引力的飽和傾向。根據(jù)本發(fā)明的電磁離合器，能夠?qū)崿F(xiàn)磁路的高效化，并且能夠減少 磁飽和的磁偏，將所傳遞的扭矩限制在規(guī)定范圍內(nèi)。因此，能夠防止樹 脂性齒輪等強度弱的部件發(fā)生破壞或者滑動門較強地夾到手或物品等 事故。


圖1是表示涉及第一實施方式的電磁離合器的一個實例的截面圖。圖2是涉及第一實施方式的電磁離合器的分解截面圖。圖3A是電樞的俯視圖和截面圖，圖3B是轉(zhuǎn)子的俯視圖和截面圖。圖4是涉及第一實施方式的電樞和轉(zhuǎn)子的結(jié)合部的放大截面圖。圖5是用于說明圓周面的面積的電樞或轉(zhuǎn)子的立體圖。 圖6是用于說明吸引面的面積的電樞和轉(zhuǎn)子的俯視圖和截面圖。 圖7是表示吸引力和勵磁電流的關(guān)系的圖表。 圖8是表示使用了涉及第一實施方式的電磁離合器的系統(tǒng)的一個實 例的框圖。圖9是表示涉及第二實施方式的電磁離合器的一個實例的放大截面圖。圖10是表示涉及第三實施方式的電磁離合器的一個實例的放大截 面圖。圖11是表示涉及第四實施方式的電磁離合器的一個實例的放大截 面圖 圖12是表示涉及第五實施方式的電磁離合器的一個實例的放大截 面圖。
具體實施方式
下面，參照

本發(fā)明的實施方式。1.第一實施方式 (第一實施方式的結(jié)構(gòu))圖1是表示涉及第一實施方式的電磁離合器的一個實例的截面圖。 圖2是涉及第一實施方式的電磁離合器的分解截面圖。圖3A是電樞的 俯視圖和截面圖。圖3B是轉(zhuǎn)子的俯視圖和截面圖。圖1和圖2中表示出電磁離合器1。電磁離合器1具備第一動力傳 遞裝置100、第二動力傳遞裝置200和磁通發(fā)生裝置300。第一動力傳 遞裝置100、第二動力傳遞裝置200和磁通發(fā)生裝置300配置在同心軸 上，第一動力傳遞裝置100、第二動力傳遞裝置200可以以軸O為中心 旋轉(zhuǎn)。電磁離合器l中，第一動力傳遞裝置100通過磁通發(fā)生裝置300 的作用而被吸引到第二動力傳遞裝置200,將第二動力傳遞裝置200的 扭矩傳遞到第一動力傳遞裝置100。第一動力傳遞裝置100配置在第二動力傳遞裝置200的上方，具備 軸110、 C環(huán)120、固定部件130、鉚釘131、板簧140、電樞150和墊 片160。第一動力傳遞裝置IOO是用于將第二動力傳遞裝置200的扭矩傳遞到外部的驅(qū)動系統(tǒng)的裝置。軸110是棒狀的圓柱部件。軸110的大致中央的卡止部(locking part) 111在軸O方向上對固定部件130進行卡止，保持與第二動力傳遞裝置 200的距離。另一方面，在軸110的下端的槽中嵌入C環(huán)120。 C環(huán)120 在軸O方向上對第二動力傳遞裝置200和磁通發(fā)生裝置300進行卡止。 軸110作為第一動力傳遞裝置100和第二動力傳遞裝置200旋轉(zhuǎn)的中心 軸起作用。固定部件130是在半徑方向上切下的截面呈大致L字形的圓筒部 件，固定在軸110的卡止部111的上方。固定部件130將板簧140和電 樞150以在旋轉(zhuǎn)方向上的不能產(chǎn)生相對位移的方式固定在軸110上。板簧140是比固定部件130薄而半徑大、中央形成了開口部的圓板 狀彈性部件。板簧140通過鉚釘(rivet) 131固定在固定部件130的下 表面。板簧140通過其彈力將被吸引的第一動力傳遞裝置IOO在軸O方 向上分開。電樞150由中央形成了開口部的圓板狀的鐵等磁性材料形成。電樞 150固定在板簧140的下表面，通過鉚釘151增強其固定。電樞150被 第二電力傳遞裝置200吸引，將扭矩傳遞到軸110。電樞150通過在圓周方向上環(huán)繞的狹縫S3分離為內(nèi)側(cè)圓筒體152 和外側(cè)圓筒體153。內(nèi)側(cè)圓筒體152和外側(cè)圓筒體153通過3處連接部 154連接起來。即，狹縫S3被3處連接部154分割為3份。內(nèi)側(cè)圓筒體 152和外側(cè)圓筒體153的下表面被第二動力傳遞裝置200的上表面吸引。第二動力傳遞裝置200配置在第一動力傳遞裝置100和磁通發(fā)生裝 置300之間，具備軸承210、轉(zhuǎn)子220和渦輪(worm wheel) 230。第二 動力傳遞裝置200借助于省略圖示的電動機等扭矩發(fā)生源，以軸O為中 心旋轉(zhuǎn)。軸承210設置在軸110的外側(cè)。軸承210使軸110和轉(zhuǎn)子220的旋 轉(zhuǎn)變得流暢，減少因摩擦而導致的能量損失和發(fā)熱。轉(zhuǎn)子220是在中央形成了開口部、沿半徑方向切下的截面中呈大致 倒U字形的圓板體，由與電樞150的磁導率(magnetic permeability)相 同的磁性材料形成。轉(zhuǎn)子220在其外側(cè)連接著渦輪230。轉(zhuǎn)子220通過 渦輪230的旋轉(zhuǎn)而以旋轉(zhuǎn)軸O為中心;旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子220由在圓周方向上環(huán)繞的內(nèi)側(cè)狹縫Sl和外側(cè)狹縫S2分離為內(nèi)側(cè)圓筒體221、中側(cè)圓筒體222和外側(cè)圓筒體223。內(nèi)側(cè)圓筒體221 和中側(cè)圓筒體222通過3處連接部224連接起來。中側(cè)圓筒體222和外 側(cè)圓筒體223通過3處連接部225連接起來。即，狹縫S1由連接部224 分割為3份，狹縫S2由連接部225分割為3份。連接部224連接著轉(zhuǎn) 子220的內(nèi)側(cè)圓筒體221和中側(cè)圓筒體222,連接部225連接著轉(zhuǎn)子220 的中側(cè)圓筒體222和外側(cè)圓筒體223。內(nèi)側(cè)圓筒體221、中側(cè)圓筒體222 和外側(cè)圓筒體223的上表面吸引電樞150的內(nèi)側(cè)圓筒體152和外側(cè)圓筒 體153的下表面。電樞150的狹縫和轉(zhuǎn)子220的狹縫在半徑方向上設置在互不相同的 位置。即，從旋轉(zhuǎn)軸0—側(cè)開始按順序排列著轉(zhuǎn)子220的狹縫Sl、電 樞150的狹縫S3和轉(zhuǎn)子220的狹縫S2。另外，在半徑方向上相鄰的狹 縫隔開規(guī)定距離。利用這種構(gòu)造，電樞150—側(cè)的內(nèi)側(cè)圓筒體152和外 側(cè)圓筒體153、轉(zhuǎn)子220 —側(cè)的內(nèi)側(cè)圓筒體221、中側(cè)圓筒體222和外 側(cè)圓筒體223相互對置的部分成為吸引面。這些吸引面形成有在比狹 縫S1更靠近旋轉(zhuǎn)軸O—側(cè)的吸引面、位于狹縫S1和狹縫S3之間的吸 引面、位于狹縫S3和狹縫S2之間的吸引面、比狹縫S2更靠近外側(cè)的 吸引面這4處。這4處吸引面呈現(xiàn)出分別具有規(guī)定內(nèi)徑和外徑的圓環(huán)形狀。這4處 吸引面在電樞150中在其內(nèi)側(cè)圓筒體152上形成有2處，在外側(cè)圓筒體 153上形成有2處。另外，這4處吸引面在轉(zhuǎn)子220中在其內(nèi)側(cè)圓筒體 221上形成有1處，在中側(cè)圓筒體222上形成有2處，在外側(cè)圓筒體223 上形成有1處。而且，在內(nèi)側(cè)圓筒體221上形成的吸引面高度比在中側(cè) 圓筒體222上形成的吸引面低，是與電樞150的下表面距離最遠的吸引 面。中側(cè)圓筒體222上形成的吸引面高度比在外側(cè)圓筒體223上形成的 吸引面低。即，4處吸引面之中形成在外側(cè)圓筒體223上的吸引面位于 最靠近電樞150下表面的位置，與電樞的接觸是通過該吸引面實現(xiàn)的。渦輪230是圓筒狀的齒輪，設置在轉(zhuǎn)子220的外周壁。渦輪230的 齒輪與省略圖示的蝸桿(worm)嚙合。蝸桿的驅(qū)動軸與電動機等扭矩發(fā)生源相連接。渦輪230將扭矩發(fā)生源的扭矩傳遞到轉(zhuǎn)子220,使其旋轉(zhuǎn)。 磁通發(fā)生裝置300配置在第二動力傳遞裝置200的下方，并具備殼 體310、定子磁輒320、 -茲通發(fā)生部330和軸承340?！菲澩òl(fā)生裝置300 是這樣一種裝置，通過使磁通發(fā)生部330產(chǎn)生磁通，從而將第一動力傳遞裝置100的電樞150吸引到第二動力傳遞裝置200的轉(zhuǎn)子220。這里， 在軸承210和軸承340的2個軸承的內(nèi)環(huán)之間4置有墊片160,確保它 們之間的間隔，從而使這2個軸承的外環(huán)能夠相對旋轉(zhuǎn)。殼體310具備圓板部件311和圓筒部件312,利用與電樞150和轉(zhuǎn) 子220磁導率相同的磁性材料形成。殼體310是以在圓板部件311的中 央形成有開口部、圓筒部件312被壓接到該圓板部件311的開口部中的 狀態(tài)形成的。即，殼體310形成為在半徑方向上截面呈大致L字形。殼 體310作為基座支承著電磁離合器1,并存放定子磁軛320。定子磁軛320形成為中央形成了開口部的大致圓筒狀，而且在半徑 方向上截面呈大致U字形。定子磁扼320設置在圓板部件311的上方而 且是圓筒部件312的外側(cè)，通過固定部件313固定到圓板部件311上。 另外，定子磁軛320由與電樞150、轉(zhuǎn)子220和殼體310磁導率相同的 磁性材料形成。定子磁軛320在其內(nèi)部存放磁通發(fā)生部330。不茲通發(fā)生部330具備電》茲線圏331、繞線管(bobbin) 332和線圏引 線333。繞線管332呈現(xiàn)為中央形成了開口部的大致圓筒狀，而且在半 徑方向上截面呈大致3字形，位于定子磁軛320內(nèi)。電磁線圈331以在 圓周方向巻繞在繞線管332上的狀態(tài)固定。電磁線圈331經(jīng)由線圈引線 333通電，產(chǎn)生磁通。通過該磁通的產(chǎn)生，轉(zhuǎn)子220吸引電樞150,該 吸引力依賴于流入電磁線圈331中的電流，該電流隨著電池的電壓和環(huán) 境溫度而變動。例如，當電池的電壓升高時，流到電磁線圏331中的電流增大，轉(zhuǎn) 子220吸引電樞150的吸引力增大。另外，當環(huán)境溫度升高時，由于電 磁線圏331的繞線的電阻增大，所以電流變小，轉(zhuǎn)子220吸引電樞150 的吸引力下降。另夕卜，磁通發(fā)生部330形成了因?qū)﹄姶啪€圈331的通電而產(chǎn)生的磁 通的磁通通道(磁路)X。如圖1所示，該磁路X是由電樞150、轉(zhuǎn)子 220和殼體310形成的。特別地，在電樞150和轉(zhuǎn)子220中，磁路X在 電樞150和轉(zhuǎn)子220之間來回折返。之所以出現(xiàn)這種磁路X的來回，是 因為磁通被電樞150的狹縫S3、轉(zhuǎn)子220的狹縫S1和狹縫S2遮斷。即，如圖1所示，磁路X在轉(zhuǎn)子220的徑向上有狹縫S1和狹縫S2 的位置迂回繞過狹縫S1和狹縫S2而穿過電樞150的內(nèi)側(cè)圓筒體152和 外側(cè)圓筒體153。另外，如圖1所示，^茲路X在電樞150的徑向上有狹縫S3的位置迂回繞過狹縫S3而穿過轉(zhuǎn)子220的中側(cè)圓筒體222。這樣，由于磁通從轉(zhuǎn)子220到電樞150、從電樞150到轉(zhuǎn)子220， 以這樣的方式在轉(zhuǎn)子220和電樞150之間彎曲穿過，所以吸引力在轉(zhuǎn)子 220和電樞150之間增強。因此，當對電磁線圈331通電時，電樞150 受到轉(zhuǎn)子220吸引，板簧140彎向轉(zhuǎn)子220 —側(cè)，比電樞150的外側(cè)圓 筒體220的狹縫2更外側(cè)的部分接觸到轉(zhuǎn)子220。其結(jié)果是，電樞150 和轉(zhuǎn)子220因摩擦結(jié)合而一起旋轉(zhuǎn)，傳遞到轉(zhuǎn)子220的扭矩被傳遞到電 樞150。軸承340設置在圓筒部件312的內(nèi)側(cè)，使軸110的旋轉(zhuǎn)變得流暢， 減少因摩擦而導致的能量損失和發(fā)熱。以上說明的電樞150、轉(zhuǎn)子220、定子》茲軛320和殼體310構(gòu)成了磁路。(笫一實施方式的電磁離合器的特征)這里，使用圖4~7說明第一實施方式的電磁離合器的特征性結(jié)構(gòu)。 圖4是涉及第一實施方式的電樞和轉(zhuǎn)子的結(jié)合部的放大截面圖。圖5是 用于說明圓周面的面積的電樞或轉(zhuǎn)子的立體圖。圖6是用于說明吸引面 的面積的電樞和轉(zhuǎn)子的俯視圖和截面圖。圖7是表示吸引力和勵磁電流 的關(guān)系的圖表。首先，涉及第一實施方式的電磁離合器中，將在與狹縫對置的電樞 和轉(zhuǎn)子的部分上在圓周方向上切下的圓周面的面積、與由該狹縫在半徑 方向上分開的電樞和轉(zhuǎn)子的圓環(huán)形狀的吸引面的面積設定為相等。換言之，在半徑方向上貫穿電樞和轉(zhuǎn)子的磁通的截面面積(磁路X 的截面面積)、與在圓環(huán)形狀的部分貫穿電樞和轉(zhuǎn)子之間的磁通的截面 面積相等。通過使該圓周面的面積與吸引面的面積相等，達到無偏磁的 磁飽和。圖4表示該圓周面的一個實例。圓周面A是在與狹縫S1對置的電樞150的內(nèi)側(cè)圓筒體152中沿圓 周方向在狹縫S1的旋轉(zhuǎn)軸O—側(cè)的壁面位置切下的圓周的側(cè)面。圓周 面B是在與狹縫S3對置的轉(zhuǎn)子220的中側(cè)圓筒體222中沿圓周方向在 狹縫S3的旋轉(zhuǎn)軸O—側(cè)的壁面位置切下的圓周的側(cè)面。吸引面C是狹 縫Sl和狹縫S3之間的吸引面。吸引面D是狹縫S3和狹縫S2之間的吸 引面。涉及第一實施方式的電磁離合器1的結(jié)構(gòu)為當將圓周面A、圓周面B、吸引面C、吸引面D的面積分別表示為SA、 SB、 SC、 SD時，則 其滿足以下算式1。 [算式1]SA - SB = SC - SD優(yōu)選該圓周面和吸引面的面積應盡力高精度地相等，而當考慮電樞 和轉(zhuǎn)子的材料特性、制造公差時，則最大也應控制在相對于中間值的士25 %的范圍內(nèi)，優(yōu)選是在相對于中間值的±15%的范圍內(nèi)，更優(yōu)選是在相 對于中間值的士10%的范圍內(nèi)。另外，由于存在著鋼板的可獲得性的問 題，在最初決定所使用的鋼板的厚度的情況下，圓周面的面積(SO和 吸引面(S2)的面積的比率設定在以下的算式2的范圍內(nèi)，優(yōu)選是算式 3的范圍內(nèi)，更優(yōu)選是算式4的范圍內(nèi)。[算式2]0.75《S2/Si《1.25 [算式3]0.85《S2/Si《U5 [算式4]0.9《S2/Si《l.l然而，圓周面的面積S根據(jù)如以圖5為代表所示的半徑R和高度D 表示為以下算式5。 [算式5] S-2兀RD因此，如圖6所示，如果將半徑表示為R,、電樞150的厚度表示為 T!,則圓周面A的面積SA表示為以下算式6。 [算式6] SA = 2兀R!T!同樣地，如圖6所示，如果將半徑表示為R3、轉(zhuǎn)子220的厚度表示為丁2,則圓周面B的面積SB表示為以下算式7。 [算式7] SB 二 27iR3T2另外，如圖6所示，吸引面C的面積SC等于從半徑為R3的圓的面 積中減去半徑為R2的圓的面積，因此可以表示為以下算式8。 [算式8]SC =兀(R32 - R22)同樣地，如圖6所示，吸引面D的面積SD等于從半徑為Rs的圓的 面積中減去半徑為R4的面積，因此可以表示為以下算式9。 [算式9]SD =兀(R52 - R42)進而，在定子磁軛的外周壁上沿旋轉(zhuǎn)方向切下的圓環(huán)部分的面積SE 也可以與圓周面的面積和吸引面的面積相等。即，成為以下的算式IO。 [算式10]SA = SB = SC = SD-SE圖4表示該圓環(huán)部分的一個實例。該圓環(huán)部分E的面積SE等于從 半徑為Rs的圓的面積中減去半徑為R 的面積，因此可以表示為以下算 式11。[算式11]SE =兀(R82 - R72)而且，上述圓周面A和圓周面B是在該狹縫的旋轉(zhuǎn)軸一側(cè)的壁面位 置在圓周方向上切下的圓周的側(cè)面。當電樞和轉(zhuǎn)子的厚度在半徑方向上 相同的情況下，該狹縫的旋轉(zhuǎn)軸一側(cè)的壁面的位置為磁通穿過的最小面 積。通過使該圓周面的面積和吸引面的面積相等，圓周面和吸引面上同 時開始》茲々包和。另外，圓環(huán)部分E是構(gòu)成磁路的一部分，位于比最遠離旋轉(zhuǎn)軸的狹 縫S2更外周的部分中，是磁通穿過的最小面積。換言之，這些圓周面A、圓周面B、吸引面C、吸引面D和圓環(huán)部 分E是各部分中磁通穿過的最小面積。即，在圖6中半徑小于R2的磁 路中，圓周面A是磁通穿過的最小面積。另外，在半徑大于等于R2小 于R3的磁路中，吸引面C是磁通穿過的最小面積。另外，在半徑大于 等于R3小于R4的磁路中，圓周面B是磁通穿過的最小面積。另外，在 半徑大于等于R4小于Rs的磁路中，吸引面D是磁通穿過的最小面積。 另外，在半徑大于等于Rs的磁路中，圓環(huán)部分E是磁通穿過的最小面 積。即，在磁路X上磁通穿過的面積之中，圓周面A、圓周面B、吸引 面C、吸引面D和圓環(huán)部分E的面積是最小面積。根據(jù)電磁學，電磁離合器的吸引力與吸引面上的磁通密度的平方和 吸引面的面積之積成比例。進而，磁通密度主要是由勵磁電流、磁路的 材料特性和磁通穿過的最小面積決定。利用上述結(jié)構(gòu)，由于使用相同的 磁路構(gòu)成材料，并使圓周面A、圓周面B、吸引面C、吸引面D和圓環(huán) 部分E的面積相等，所以當勵磁電流增加時，在這些部分同時發(fā)生磁飽 和。另外，由于磁飽和處多，所以吸引力的飽和傾向顯著，吸引力不會 單純隨著勵磁電流的增加而持續(xù)增加。即，當勵磁電流超過某一水平后， 電磁離合器所傳遞的扭矩趨于飽和。圖7是表示該吸引力的飽和傾向的圖表。圖7中表示出流到電磁線 圈331中的勵磁電流與在電樞150和轉(zhuǎn)子220之間起作用的吸引力的關(guān) 系。圖中的畫所示的本發(fā)明利用例將電磁離合器1中各常數(shù)設定為以下 算式12的關(guān)系。[算式12]SB = *SA, SC = SA, SD = 3SA, SK = 2SA另一方面，A所示的比較例將電磁離合器1中各常數(shù)設定為以下算 式13的關(guān)系。 [算式13]SB二去SA, SC:尋SA, SI)=3SA， SE = 2SA本發(fā)明利用例和比較例中都是SA是各面積中最小的，SD和SE相 對于SA的相對面積在兩個實例中是共通的。在本發(fā)明利用例中，對于SC設定為與SA相等的面積，而在比較例中則將SC設定為比SA大1.5 倍。另一方面，關(guān)于SB,在本發(fā)明利用例中設定為SA的1.5倍的面積， 而在比較例中則設定為約1.333SA，在比較例中的面積反而小。如圖7的圖表所示，在本發(fā)明利用例中，吸引力的飽和傾向顯著。 即，明確地表現(xiàn)出從某個階段開始吸引力的增加相對于勵磁電流的增加 變得緩慢的傾向。推測認為，這是由于在磁路為最小截面的2處，面積 設定為相等，所以磁飽和在這2處同時產(chǎn)生，磁飽和的影響明確地表現(xiàn) 在吸引力的飽和傾向上。另一方面，在比較例的情況下，吸引力的飽和 傾向不是那樣明確。推測認為，這是因為伴隨著勵磁電流的增加，磁飽 和在磁路的各處分級發(fā)生。這樣，雖然比較例中存在比本發(fā)明利用例面 積更小的部分，但本發(fā)明利用例卻明確地表現(xiàn)出吸引力的飽和傾向，由 此可知，增加磁路X上最小面積處、同時發(fā)生》茲飽和的做法對于吸引力 的飽和非常有效。由此可推斷，雖然本發(fā)明利用例只是2處的面積相等，但通過進一 步增加面積相等的部分，能夠使吸引力的飽和傾向變得更顯著。例如，在涉及第一實施方式的電磁離合器1的情況下，因為在5處 同時發(fā)生磁飽和，所以能夠使傳遞扭矩相對于勵磁電流的飽和傾向變得 更顯著。即，能夠顯著地獲得在勵磁電流增大時對過大的扭矩傳遞的抑 制效果。再有，如圖7的比較例所示那樣沒有在多處同時發(fā)生磁飽和的情況 下，即因地點而偏磁飽和的情況下，對于隨著電源電壓的增大而產(chǎn)生的 過大扭矩的傳遞抑制效果變得不明顯。即，作為扭矩限制器的功能變得 不充分。再有，算式10所表示的面積的具體設定方法可以是，首先設定與 傳遞扭矩的上限值相對應的勵磁電流值，設定面積使得吸引力的增加傾 向達到飽和狀態(tài)的方法。該操作也可以通過解析方式求取，適當做法是 通過計算機模擬和實驗來求取。另外，在一般的電磁離合器的設計手法中，因為根據(jù)電樞150和轉(zhuǎn) 子220所需要的強度、剛性和價格的觀點來選擇所使用的鋼板，所以最 先決定電樞150和轉(zhuǎn)子220的厚度。在這種情況下，先決定SA和SB 的尺寸(先決定所使用的鋼板的厚度)，然后相應地決定SC和SD的面 積。在這種情況下，通過計算機模擬或?qū)嶒灤_認是否獲得了本發(fā)明的效果，如果其效果不充分，可以重新考慮下次使用的鋼板的厚度。另外，也可以將半徑R,以內(nèi)的磁路中磁通穿過的最小面積也設定 為與圓周面、吸引面和圓環(huán)部分相等。在這種情況下，能夠進一步獲得 吸引力的飽和傾向 這種半徑R!以內(nèi)的磁路中磁通穿過的最小面積有 電樞150的內(nèi)側(cè)圓筒體152的旋轉(zhuǎn)軸一側(cè)的吸引面、轉(zhuǎn)子220的內(nèi)側(cè)圓 筒體221的吸引面、殼體310中沿旋轉(zhuǎn)方向切下的圓環(huán)部分、定子磁軛 320的內(nèi)周壁上沿旋轉(zhuǎn)方向切下的圓環(huán)部分等的面積。另外，在無法形成多個狹縫的情況下，也可以采用轉(zhuǎn)子具備至少一 個狹縫的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，與狹縫對置的電樞的部分的圓周方向上 切下的圓周面的面積和由狹縫在半徑方向上隔開的轉(zhuǎn)子的具有圓環(huán)形 狀的吸引面的面積設定為相等。由此，即使在無法形成多個狹縫的情況 下，也能夠達到無偏磁的磁飽和，顯著地獲得吸引力的飽和傾向。(第一實施方式的工作)接著說明具有上述這樣的結(jié)構(gòu)的電磁離合器1的扭矩傳遞工作的一 個實例。圖8是表示使用了涉及第一實施方式的電磁離合器的系統(tǒng)的一 個實例的框圖。下面使用圖1和圖8進行說明。在圖8所示的系統(tǒng)中，電動機20和電磁離合器1以電池電源10為 電源工作。滑動門30的開關(guān)由電動機20驅(qū)動，從電動機20對滑動門 30的驅(qū)動扭矩的傳遞/不傳遞的控制由電磁離合器1實施。電池電源10是不具備電壓的穩(wěn)定化電路的直流電壓的電源，在例 如9V到16V的范圍內(nèi)變動。電池電源10通過線圈引線333向》茲通發(fā)生 部330供給勵磁電流，并且也向電動才幾20供給驅(qū)動電流。電動才幾20通 過未圖示的蝸桿和渦輪320使轉(zhuǎn)子220旋轉(zhuǎn)。滑動門30連接到與電樞 150—起旋轉(zhuǎn)的軸110。這里，電池電源10和》茲通發(fā)生部330之間、以 及電池電源10和電動才幾20之間沒有插入會導致成本增加的穩(wěn)定化電 路，而是直接連接，因此，來自電池的輸出電壓的變動直接成為供給到 》茲通發(fā)生部330和電動才幾20的電壓的變動。首先，電動機20產(chǎn)生的扭矩經(jīng)由蝸輪蝸桿傳遞到轉(zhuǎn)子220。這時， 旋轉(zhuǎn)速度下降，扭矩增大。而且，無論電磁線圏331是否通電，轉(zhuǎn)子220 都以軸O為中心旋轉(zhuǎn)。這時，因為電磁線圏331中沒有通電，所以電樞150和轉(zhuǎn)子220之 間存在間隙，傳遞到轉(zhuǎn)子220的扭矩不傳遞到電樞150。因此，軸110也不旋轉(zhuǎn)，電動機20產(chǎn)生的扭矩不會傳遞到滑動門30。當對電》茲線圖331中通電時，形成了》茲路X。因此，轉(zhuǎn)子220和電 樞150之間產(chǎn)生吸引力，電樞150和轉(zhuǎn)子220之間的間隙閉塞。然后， 在轉(zhuǎn)子220正在旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，電樞150和轉(zhuǎn)子220通過摩擦相結(jié)合， 轉(zhuǎn)子220的旋轉(zhuǎn)傳遞到電樞150，電樞150旋轉(zhuǎn)。因此，軸110也借助 于電樞150的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，扭矩被傳遞到滑動門30。另夕卜，當從電磁線圈331處于通電狀態(tài)停止對電磁線圏331的電流 供給時，電樞150和轉(zhuǎn)子220的吸引力減弱，電樞150借助于板簧140 的彈力在軸0方向上與轉(zhuǎn)子220分離。當電樞150分離時，由于電樞 150和轉(zhuǎn)子220之間存在間隙，所以傳遞到轉(zhuǎn)子220的扭矩不再傳遞到 電樞150。按照這種方式，電磁離合器1進行將電動機20所產(chǎn)生的扭矩 對滑動門30的傳遞/切斷工作。這時，當電池電源10的電壓高于既定值時，供給到電動機20的電 流增加，驅(qū)動扭矩與此成比例地增加。另外，由于流到^茲通發(fā)生部330 中的勵j茲電流也增加，所以穿過磁路X的磁通增加，磁通密度增加。因 此，摩擦結(jié)合的電樞150和轉(zhuǎn)子220的吸引力也增大。但是，在達到規(guī) 定的勵磁電流值時，由于作為磁路X的最小面積的圓周面A、圓周面B、 吸引面C、吸引面D和圓環(huán)部分E同時開始磁飽和，所以與勵磁電流的 增加和轉(zhuǎn)子220的扭矩的增加相比，吸引力的增加量減少。因此，電樞 150和轉(zhuǎn)子220變?yōu)閹в谢瑒拥哪Σ翣顟B(tài)，轉(zhuǎn)子220的扭矩不再傳遞到 滑動門30。接著說明手或物體被滑動門30夾住時電磁離合器1的工作的一個 實例 按下關(guān)閉按鈕后，電磁離合器1和電動機20中被供給電流，滑 動門30開始關(guān)閉工作。在其工作過程中，如果滑動門30夾到了手或物 品，就會有與電樞150的旋轉(zhuǎn)方向相反的扭矩施加到電樞150上。此時， 在電池電源10的電壓4氐的情況下，流到電;茲線圈331中的電流不太大， 電樞150和轉(zhuǎn)子220之間的吸引力也不大，因此，無法反抗上述方向相 反的扭矩而保持結(jié)合，成為打滑的摩擦狀態(tài)。因此，與規(guī)定的安全裝置 的作用相結(jié)合，防止了事故的發(fā)生。另一方面，如果由于某種原因而導致電池電源10的電壓升高時， 則相應地流到電磁線圏331中的電流增加，如果不發(fā)生》茲飽和，電樞150 和轉(zhuǎn)子220之間的吸引力也會增大。因此，由于電動機20就會反抗上述逆向扭矩而試圖強行旋轉(zhuǎn)電樞150,所以只要另外設置的安全裝置不 啟動，就有引發(fā)事故的危險。但是，借助于本發(fā)明，當電池電源10的 電壓在某種程度上升高時，由于電磁離合器1就開始磁飽和，所以電樞 150和轉(zhuǎn)子220之間的吸引力表現(xiàn)出飽和傾向，成為與電壓低的情況下 同樣的打滑的摩擦狀態(tài)。在這種情況下，由于扭矩不會被完全傳遞，被 滑動門夾住的手或物品上施加了過大的力的狀態(tài)得以緩和。另外，除了 能夠防止手或物品被夾住之外，也能夠防止用于滑動門30的驅(qū)動的樹 脂性齒輪的破損。因此，能夠減輕電磁離合器以外的扭矩限制器式安全 裝置的負擔。因此，就可以在降低成本的同時防止發(fā)生事故和部件破損。 再有，這里示例說明了以電池為電源對門進行驅(qū)動的系統(tǒng)，但這只 是一個應用實例，本發(fā)明的電磁離合器并不限于在這種系統(tǒng)中的應用。2. 第二實施方式(第二實施方式的結(jié)構(gòu)和特征)圖9是表示涉及第二實施方式的電磁離合器的一個實例的截面圖。 下面針對與第一實施方式不同的結(jié)構(gòu)和特征進行說明。圖9表示了電磁 離合器2。電磁離合器2的轉(zhuǎn)子520設置了外周壁，其外周壁以覆蓋著電磁線 圏631和殼體610的外周的方式而形成。另外，該外周壁位于比距離旋 轉(zhuǎn)軸0最遠的狹縫S5更靠近外周的位置，被在旋轉(zhuǎn)方向切下的圓環(huán)部 分是圓環(huán)部分J。該圓環(huán)部分J的面積設定為與圓周面F、圓周面G、吸 引面H、吸引面I的面積相等。另外，如上述的算式2~4所示，使面積 在規(guī)定的范圍內(nèi)相配合。即，在位于比最遠離旋轉(zhuǎn)軸的狹縫S5更外側(cè)的磁路中，圓環(huán)部分J 是磁通穿過的最小面積。由此，圓周面F、圓周面G、吸引面H、吸引 面I和圓環(huán)部分J同時發(fā)生磁飽和，能夠?qū)⑽ο拗茷橐?guī)定值。3. 第三實施方式 (第三實施方式的結(jié)構(gòu)和特征)圖10是表示涉及第三實施方式的電磁離合器的一個實例的放大截 面圖。下面針對與第一實施方式不同的結(jié)構(gòu)和特征進行說明。圖10表 示了電磁離合器3。電磁離合器3形成為將電樞750和轉(zhuǎn)子820的狹縫數(shù)分別增加一個 的結(jié)構(gòu)。利用這種結(jié)構(gòu)，在低電流狀態(tài)下也能夠產(chǎn)生最低限度的吸引力， 而且能夠有效地獲得相對于高電流的吸引力的飽和傾向。電樞750具備在圓周方向上旋轉(zhuǎn)的狹縫S10和狹縫Sll 。另 一方面， 轉(zhuǎn)子820具備在圓周方向上環(huán)繞的狹縫S7、狹縫S8和狹縫S9。電樞750的狹縫和轉(zhuǎn)子820的狹縫在半徑方向上設置在互不相同的 位置。即，從旋轉(zhuǎn)軸一側(cè)按順序排列著轉(zhuǎn)子820的狹縫S7、電樞750 的狹縫SIO、轉(zhuǎn)子820的狹縫S8、電樞750的狹縫Sll和轉(zhuǎn)子820的狹 縫S9。另外，在半徑方向上相鄰的狹縫隔著規(guī)定距離在電樞750和轉(zhuǎn)子 820上形成了吸引面M、吸引面N、吸引面O、吸引面P、吸引面Q。另一方面，在電樞750中，在半徑方向上磁通穿過的最小面積為圓 周面K，在轉(zhuǎn)子820中，在半徑方向上磁通穿過的最小面積為圓周面L。 而且，圓周面K、圓周面L、吸引面M、吸引面N、吸引面O、吸引面 P和吸引面Q的面積相等。另外，如上述的算式2~4所示，使面積在 規(guī)定的范圍內(nèi)相配合。在勵磁電流過大的情況下，這些圓周面K、圓周面L、吸引面M、 吸引面N、吸引面O、吸引面P和吸引面Q同時發(fā)生》茲飽和，傳遞到電 樞750的扭矩被限制在規(guī)定范圍內(nèi)。另外，在勵磁電流小的情況下，由 于磁通迂回處變多，因此能夠保持最低限度的吸引力。此外，在不需要 很大的吸引力的情況下，也可以減少狹縫的數(shù)量。4.第四實施方式 (第四實施方式的結(jié)構(gòu)和特征)圖11是表示涉及第四實施方式的電磁離合器的一個實例的放大截 面圖。下面針對與第一實施方式不同的結(jié)構(gòu)和特征進行說明。圖11表 示了電磁離合器4。涉及第四實施方式的電磁離合器4將與各狹縫對置的電樞和轉(zhuǎn)子的 部分在圓周方向上切下的圓周面全部設置為相等。電樞950具備在圓周方向上環(huán)繞的狹縫S15和狹縫S16。另外，電 樞950從旋轉(zhuǎn)軸一側(cè)開始沿半徑方向分級式變薄而形成。即，在最靠近 旋轉(zhuǎn)軸一側(cè)的狹縫S15的位置變薄一級厚度，繼而在遠離旋轉(zhuǎn)軸的狹縫 S16的位置進一步變薄一級厚度。板簧940與電樞950同樣地分級式變薄而形成。板簧940利用其彈 力在未通電時使電樞950從轉(zhuǎn)子1020離開。另一方面，轉(zhuǎn)子1020在半徑方向上與電樞950的狹縫互不相同的 位置形成了狹縫S12、狹縫S13和狹縫S14。另外，轉(zhuǎn)子1020按照與電 樞950相同的方式，從旋轉(zhuǎn)軸一側(cè)開始沿半徑方向分級式變薄而形成。而且，與各狹縫對置的電樞和轉(zhuǎn)子的部分在圓周方向上切下的圓周 面R、圓周面S、圓周面T、圓周面U及圓周面V的面積，和由各狹縫 隔開的吸引面W、吸引面t、吸引面Y、吸引面Z及吸引面Z，的面積相 等。另外，如上述的算式2~4所示，使面積在規(guī)定的范圍內(nèi)相配合。即，涉及第四實施方式的電磁離合器4中，通過使電樞和轉(zhuǎn)子的厚 度從旋轉(zhuǎn)軸一側(cè)開始沿半徑方向分級式變薄，從而增加了發(fā)生磁飽和的 圓周面和吸引面。再有，也可以使電樞和轉(zhuǎn)子中一方的厚度從旋轉(zhuǎn)軸一 側(cè)開始沿半徑方向階段式變薄。5.第五實施方式(第五實施方式的結(jié)構(gòu)和特征)電樞和轉(zhuǎn)子也可以不是分級式變薄，而是逐漸(在半徑方向的截面 呈錐形)變薄。在這種情況下，也可以使電樞和轉(zhuǎn)子中一方的厚度逐漸(在半徑方向的截面呈錐形)變薄。圖12是表示使轉(zhuǎn)子一側(cè)的厚度在 半徑方向上的截面呈錐形的實例的放大截面圖。圖12中表示了電樞961 和轉(zhuǎn)子962。電樞961中形成有狹縫S17,轉(zhuǎn)子962中形成有狹縫S18 和S19。狹縫的形狀與其他實施方式相同。電樞961的厚度在其半徑方向上設定為恒定，轉(zhuǎn)子962則采用了其 厚度隨著趨向半徑外側(cè)而逐漸變薄的錐形。在該實例中，通過調(diào)整電樞 961的厚度、狹縫S17的寬度和位置、轉(zhuǎn)子962的錐形的狀態(tài)、狹縫S18 和狹縫S19的寬度和位置，從而使電樞961的圓周面a、吸引面p、轉(zhuǎn) 子962的圓周面y、轉(zhuǎn)子962的圓周面5和吸引面e的截面大致相等。 特別地，通過將轉(zhuǎn)子962的厚度設定為使其半徑方向的截面呈錐形，從 而使圓周面Y和圓周面S的面積相等。這樣一來，增加了同時發(fā)生磁飽 和處，能夠更有效地發(fā)揮本發(fā)明的效果。接著說明獲得轉(zhuǎn)子962這樣的錐形形狀的方法的一個實例。首先通 過沖壓拉伸加工得到兩面呈圓錐形狀的部件。接著，利用車床對單面(吸引面一側(cè))進行切削，使其變得平坦。這樣一來，就能夠獲得轉(zhuǎn)子962 的錐形。這種加工方法比較容易實現(xiàn)，能夠以低成本實施。另外，通過調(diào)整轉(zhuǎn)子962截面的錐形在半徑方向上的厚度變化、即 調(diào)整朝著徑向外側(cè)變薄的尺寸相對于半徑方向上的位置的變化方式，能 夠使圓周面Y和圓周面5之間的圓周面的面積全部相等。在這種情況下， 發(fā)生磁飽和的部分進一步增加，因此能夠進一步有效地發(fā)揮本發(fā)明的效 果。另外，在圖12中展示了將轉(zhuǎn)子962做成錐形的實例，也可以僅將 電樞961做成其厚度在半徑方向上的截面呈錐形，或者將轉(zhuǎn)子962和電 樞961雙方做成厚度在半徑方向上的截面呈錐形。另外，在以上結(jié)構(gòu)中， 也可以將局部做成錐形。此外，以上所說的錐形并不限于厚度朝著徑向 外側(cè)呈直線式變化的情形，也包括曲線式變化的形狀。6.第六實施方式 (第六實施方式的結(jié)構(gòu)和特征)電樞和轉(zhuǎn)子可以使用磁導率不同的材料。另外，也可以按每一個以 電樞和轉(zhuǎn)子的狹縫分割而成的圓筒體而改變磁導率。在這種情況下，圓 周面和吸引面必須滿足以下算式14。 [算式14]2兀Rt丁tfXt =兀(Rsi2 - Rso2) |is這里，圓周面相當于算式14的左邊，吸引面相當于算式14的右邊。 另夕卜，Rt是從中心軸到圓周面的半徑，Tt是存在圓周面的圓筒體的厚度， ^是存在圓周面的圓筒體的磁導率，Rs。是吸引面的內(nèi)徑，Rh是吸引面 的外徑，^是在吸引面上對置的電樞和轉(zhuǎn)子材料的磁導率之中數(shù)值較小 的一方。下面說明電樞和轉(zhuǎn)子的磁導率不同的情況下的一個設計實例。這 里，在圖4所示的結(jié)構(gòu)中，電樞150的磁導率為^、轉(zhuǎn)子220的磁導率 為以^^12的情形為例進行說明。在這種情況下，如果將圖4的A、 B、 C和D代入"算式14"中，參照圖6可得下迷"算式15"。[算式15]2兀R^T^^ ( R32 - R22) px = 27iR3T2n2 =兀(R52 - R42) nx這里，R!、 R2、 R3、 R4和Rs分別是圖6所示的各狹縫的內(nèi)側(cè)、外 側(cè)半徑。T,和丁2分別是電樞的厚度和轉(zhuǎn)子的吸引面部分的厚度。ni和W 分別是電樞和轉(zhuǎn)子的材料的磁導率，^是m和^兩者之中數(shù)值較小的 一方。在這種情況下，通過設定各種參數(shù)使其滿足"算式15",就能夠 獲得本發(fā)明的效果。這樣的設計是為了使構(gòu)成磁路的各部分中的最小截面的磁導 (permeance )相等。磁導是表示磁路中磁通的通過容易度的量，相當于 磁阻的倒數(shù)。磁導P與其截面面積S和其材料的磁導率p之積成比例， 與磁路的長度L的倒數(shù)成比例。下迷算式16表示磁導的計算公式(參 照《交流直流磁鐵的設計和應用》(Ohmsha出版，石黑敏郎等合著)的 第12~ 13頁)。[算式16]P = HS / L因此，滿足算式16也就是使各圓周面、吸引面和圓環(huán)部分中的磁 通的通過容易度一致。換言之，即使面積不同，通過調(diào)整各圓周面、吸 引面和圓環(huán)部分所使用的材料的磁導率，就可以在多處同時發(fā)生磁飽 和。即，能夠使吸引力的增加傾向飽和，將所傳遞的扭矩限制在規(guī)定范 圍內(nèi)。本發(fā)明能夠用于將所傳遞的扭矩限制在規(guī)定范圍內(nèi)的電磁離合器。
權(quán)利要求
1.一種電磁離合器，其特征在于，具備電樞；吸引上述電樞的轉(zhuǎn)子；在上述電樞和上述轉(zhuǎn)子中在圓周方向上環(huán)繞的多個狹縫；以及在上述電樞和上述轉(zhuǎn)子對置的部分形成的具有圓環(huán)形狀的多個吸引面，上述吸引面的至少一個的面積和下述這樣的圓周面的面積大致相等，該圓周面是在與上述多個狹縫的至少一個對置的上述電樞或上述轉(zhuǎn)子的部分中在圓周方向上切下的圓周面。
2. 如權(quán)利要求1所述的電磁離合器，其特征在于，上迷圓周面是 在上述電樞和上述轉(zhuǎn)子中在對置的上述狹縫的旋轉(zhuǎn)軸一側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸側(cè) 壁面的位置處在圓周方向上切下的圓周面。
3. 如權(quán)利要求1所述的電磁離合器，其特征在于，上述吸引面設 置有2個以上。
4. 如權(quán)利要求1所述的電磁離合器，其特征在于，在吸引時，上 述圓周面和上迷吸引面在勵磁電流達到規(guī)定值的階段大致同時表現(xiàn)出 磁飽和。
5. 如權(quán)利要求1所述的電磁離合器，其特征在于，具備 存放電磁線圏的定子》茲輒；以及 設置在上述轉(zhuǎn)子上并覆蓋上述定子^P茲軛外周的外周壁， 在上述外周壁上由與旋轉(zhuǎn)軸垂直的面切出的圓環(huán)部分的面積與上述圓周面和上述吸引面的面積大致相等。
6. 如權(quán)利要求1所述的電磁離合器，其特征在于，具備存放電磁 線圏的定子磁扼，在構(gòu)成上述定子磁軛的外周壁上由與旋轉(zhuǎn)軸垂直的面切出的圓環(huán) 部分的面積與上述圓周面和上述吸引面的面積大致相等。
7. —種電磁離合器，其特征在于，具備 電樞；吸引上述電樞的轉(zhuǎn)子；在上述電樞和上述轉(zhuǎn)子中在圓周方向上環(huán)繞的多個狹縫；以及 在上述電樞和上迷轉(zhuǎn)子對置的部分形成的具有圓環(huán)形狀的多個吸引面，上述吸引面的至少一個和下述這樣的圓周面在吸引時在勵磁電流 達到規(guī)定值的階段大致同時表現(xiàn)出磁飽和，該圓周面是在與上述多個狹 縫的至少一個對置的上述電樞或上述轉(zhuǎn)子的部分中在圓周方向上切下 的圓周面。
8. 如權(quán)利要求1或7所述的電磁離合器，其特征在于， 具備用于產(chǎn)生上述吸引的力的電磁線圏， 上述轉(zhuǎn)子由電動機驅(qū)動，上述電動機和上述電磁線圏通過從公共的電池直接供給電壓從而 進行驅(qū)動。
9. 如權(quán)利要求1或7所迷的電磁離合器，其特征在于， 具備存放電磁線圏的定子磁軛，至少上述電樞、上述轉(zhuǎn)子和上述定子磁輥形成磁路， 上述圓周面和上述吸引面是上述磁路中的最小的面積。
全文摘要
本發(fā)明的電磁離合器其特征在于，具備電樞；吸引上述電樞的轉(zhuǎn)子；在上述電樞和上述轉(zhuǎn)子中在圓周方向上環(huán)繞的多個狹縫；在上述電樞和上述轉(zhuǎn)子對置的部分形成的具有圓環(huán)形狀的多個吸引面，上述吸引面的至少一個的面積和下述這樣的圓周面的面積大致相等，該圓周面是在與上述多個狹縫的至少一個對置的上述電樞或上述轉(zhuǎn)子的部分中在圓周方向上切下的圓周面。
文檔編號F16D27/112GK101275609SQ20081009003
公開日2008年10月1日 申請日期2008年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日
發(fā)明者申 趙 申請人:美蓓亞株式會社