专利名称：电磁离合器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于自动空调系统中致冷压缩机的电磁离合器，更具体地说，本发明涉及一种这样的电磁离合器，其中有一切断装置，在压缩机卡住时，能够切断从汽车发动机传递至压缩机的驱动力。
自动空调系统包括一致冷回路，该致冷回路包括有致冷压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，它们以串联的方式彼此连接。驱动压缩机的驱动力来自汽车发动机，并通过传动装置传至压缩机，例如通过传动皮带，该传动皮带安置在与汽车发动机和压缩机相连接的相应皮带轮或转子上。
通常，与压缩机相连接的转子，构成电磁离合器的一部分，电磁离合器借助于间歇地使其电磁圈通电，将驱动力间歇地从汽车发动机传递至压缩机。电磁离合器的电磁线圈，响应致冷回路的热力学特性，例如从蒸发器流出的空气的温度，进行间歇地通电。电磁线圈的间歇通电，导致压缩机间歇运行。因此，汽车的旅客车厢内的温度，维持在某个值。
近几年来，为了有效地利用汽车发动机室内有限的空余空间，与汽车发动机相连接的相应几个皮带轮或几个转子，以及从汽车发动机得到其驱动力的装置(例如汽车发电机、用于为转向轮提供助力的油压泵、用于为脚踏制动系统提供助力的另一个油压泵和致冷压缩机)，仅使用一根皮带。
然而，当压缩机中的被驱动装置，例如驱动轴，由于压缩机的组成部件出现未预料到的故障而停转，同时转子与直接连接到驱动轴上的衔铁板处于摩擦接合状态时，转子的摩擦面在衔铁板的摩擦面上滑动，因而在两摩擦面之间产生强烈的摩擦热。这种产生在转子和衔铁摩擦面之间的强烈摩擦热，可传至转动支承驱动轴的轴承上，并可使其卡住。轴承的卡住，加速在转子和衔铁板摩擦面之产生强烈的摩擦热。结果，传动皮带不能耐受强烈的摩擦热，最后被烧损撕裂。传动皮带的撕裂，使得其他从汽车发动机取得其动力的装置，均处于无法动作的状态。
为了解决该缺陷，公开号为57-25222的日本实用新型申请，公开了一种电磁离合器，它包括有一种可以在压缩机卡住时，立即使转子和衔铁板之间的接合松开的装置。
上述现有技术的电磁离合器，安装在用于自动空调系统中的致冷压缩机上。参见
图1，压缩机外壳10有一管状延伸部分11，它环绕压缩机的驱动轴20。驱动轴20靠轴承(未示出)可转动地支承在压缩机外壳10内。
转子30通过轴承12，可转动地支承在管状延伸部分11上，轴承12安装在管状延伸部分11的外表面上。转子30，用例如钢的磁性材料制成，有外环形圆筒部分31，内环形圆筒部分32和轴端板部分33，而轴端板部分33在右侧端把内，外环形圆筒部分31、32连接起来。因此，环形腔34由部分31、32和33限定。环状V形皮带槽311，在外环形圆筒部分31的外圆周面上形成，用于接纳使压缩机与汽车发动机(未示出)连接的V形皮带。轴端板部分33，在其外表面上有摩擦面331，还包括有一个或多个槽缝332，用以确定若干环形或弧形部分。
具有U形截面的环状壳体51，放置在转子30的环形腔34中。电磁线圈50被包在环形壳体51内。壳体51固定在支持板52上而支持板52被多个铆钉(未示出)固定在压缩机外壳10的轴向端面上。因此，环形壳体51保持在空腔34内，而不与转子30接触。包括有易熔金属的热检测元件54，安置在由环形壳体51限定的环形腔510的右端部，以便与转子30的轴端板部分33邻接。空腔510充入加热的环氧树脂511，环氧树脂经过一段时间后冷却硬化，以致使线圈50和热检测元件54，在空腔510内固定并绝缘。热检测元件54，在电池(未示出)和地之间与电磁线圈50串联，其一端与电池相连，其另一端与线圈50的一端相连。线圈50的另一端，与从环形壳体51的底端部引出的金属线53的一端相连，而金属线53的另一端53a，与从自动空调系统的控制装置(未示出)引出的另一金属线(未示出)的一端相连。
轮毂60置于传动轴20的一端，并靠螺母21和键22固定在驱动轴20上。轮毂60，有法兰部分61，该法兰部分从轮毂60的轴向端部径向地向外延伸。环形衔铁板70，同心地环绕轮毂60的外表面安置，以便与转子30的轴端板部分相对，并保持一预定的气隙。环形衔铁板70，还有与转子30的摩擦面331相对的摩擦面71，并有一个或多个槽缝72，用以确定多个环形或弧形磁性部分。衔铁板70，通过多个片簧80，与轮毂60的法兰部分61相连，每个片簧80的一个端部，靠铆钉73固定到衔铁板70的外端面上，而其另一端，则靠铆钉611和挡板90及垫圈612，固定在轮毂60的法兰部分61的轴端表面上。
在电磁离合器的上述结构中，如果线圈50不通以电流，衔铁板70因片簧80的回弹力，是与转子30分离的。
当电磁离合器通以电流时，感生出磁通，该磁通沿包括线圈50的壳体51、转子30和衔铁板70构成的封合环路流动。因此，衔铁板70受到磁力，被吸到转子30的摩擦面上，而片簧80在轴向被弯曲。这样，发动机的旋转运动，就通过转子30、衔铁板70、片簧80和轮毂60而传至驱动轴20。当压缩机卡住，而衔铁板与转子30接触时，转子30轴端板部分33的摩擦面331，在衔铁板70的摩擦面71上滑动。因此，由于转子30和衔铁板70之间的滑动摩擦接触，产生了强烈的摩擦热，转子30和衔铁板70被迅速加热，而由衔铁板70和转子30之间的摩擦面传出的摩擦热，超过热检测元件易熔金属的熔点，易熔金属将被熔化。因此，从电池流向线圈的电流被切断，使线圈50断电。衔铁板70相应地由片簧80的回弹力，与转子30轴端部分33的摩擦面331分开。因此，转子30空转，使得V形皮带免于撕裂，甚至当致冷压缩机卡住时，从汽车发动机得到其驱动力的其他装置的功能，仍能保持正常。
但是，因为热检测元件54，放置在环形壳体51环形腔510的右端部，线圈50的大小，与空腔510的体积相比，必须加以缩减，因而降低了作用在转子30和衔铁板70之间的磁性吸力。另外，热检测元件54，可能由于强烈的振动使易熔金属破碎，从而产生错误的工作。所述强烈的振动传送至电磁离合器，或者在电磁离合器处产生。
因此，本发明的目的在于提供一种这样的电磁离合器，它包括有一种能够在致冷压缩机卡住时，切断从汽车发动机传至致冷压缩机的驱动力，而不缩减其电磁线圈的大小的装置。
本发明的另一个目的在于提供一种这样的电磁离合器，它包括有一种能够在致冷压缩机卡住，甚至同时有强烈的振动传送至电磁离合器，或者在电磁离合器处发生强烈振动时，切断从汽车发动机传至致冷压缩机的驱动力的装置。
该电磁离合器安装在自动空调系统的致冷压缩机上，它包括有第一可转动件，例如是一个具有磁性材料制成轴端板的转子，和一个第二转动件，该第二转动件与压缩机驱动轴的外端相连。一个磁性材料的衔铁板，与第二转转件弹性连接，使得衔铁板能够作有限的轴向运动。衔铁板面对转子的轴向端板，其间有一轴向气隙。一个电磁装置与转子相连，并可进行操作，以便吸引衔铁板，使其与转子的轴向端板接触，以致当电磁装置被启动时，转子的转动能够通过衔铁板，传至驱动轴。
该电磁装置，包括至少两个轴向排列的电磁线圈，以便当热量从转子的轴向端面和衔铁之间的接触面，传导至该电磁装置时，在该至少两个磁性线圈中的一个和其他电磁线圈之间产生一温度差。该至少两个电磁线圈，在电池和地之间串联。一控制装置，控制该电磁装置与电池接通和断开，当温度差超过预定值，而该电磁装置被启动时，该控制装置断开该电磁装置与电池的连接。
图1是根据现有技术的一个实施例的电磁离合器的横剖面图。
图2是根据本发明的第一个实施例的电磁离合器的横剖面图。
图3是用于控制图2中所示电磁离合器的操作的控制装置的电路图。
图4是根据本发明的第二个实施例的电磁离合器的横剖面图。
在图2至图4中，用同样的标号指示图1中示出的相应零件，不再作重复说明。
参见图2，它示出了根据本发明的第一个实施例的电磁离合器的结构。该电磁离合器安装在构成自动空调系统的一部分的致冷压缩机上，它包括置于环形壳体51空腔510中的第一和第二电磁线圈501和502，且这两个电磁线圈，从右至左顺序安置，以致第一线圈501与转子30的轴向端板部分33邻接。
第一线圈501的一端，与第一引出线100的一端相连，第一线圈501的另一端，与第二线圈502的一端相连，而第二线圈502的另一端，与第二引出线101的一端相连。
参见图3，其中用于控制电磁离合器动作的控制装置，包括比较器201，判断电路202、其发射极型开关晶体管203和具有常闭触头204a的电磁继电器204。第一和第二线圈501和502，在电池和地之间串联。第一引出线100的另一端100a，通过常闭触头204a与电池205相连，第二引出线101的另一端101a接地。
电阻206和变阻器207，在电池和地之间成串联，电阻206的一端与电池205相连，而变阻器207的一端接地。比较器201的一输入端201a接于电阻206和变阻器207之间的一个点上，而其另一输入端201b，与第三引出线102的另一端相连，而第三引出线102的一端，则与第一和第二线圈501、502之间的一点210相连。比较器201的输出端201c，与判断电路202的一输入端202a相连，判断电路202的另一输入端202b，与开关装置209相连，开关装置中的自动空调开关(未示出)和热敏电阻(未示出)相串联。当从蒸发器流出的空气温度，超过预定值时，热敏电阻开关接通，以便使线圈501、502通电。该蒸发器构成自动空调系统的一部分。判断电路202的输出端，与晶体管203的基极203a相连，而晶体管203的集电极203b，与电磁继电器204的一端相连，电磁继电器204的另一端，则与电阻206的一端相连，并从此处与电池205相连。
在点208处的电压Vs，借助于变阻器207调节至预定值Vs1，该预定值小于当致冷压缩机由预定的温度差进行间歇运行时，第一和第二线圈501，502之间的点210的电压值Vt。比较器201仅在电压Vt小于预定值VS1时，发出电平为1的二进制信号Sc。
控制装置200，用于以下述方式执行对该电磁离合器动作的控制。
当致冷压缩机作间歇运行时，在下述两种情况下，即当转子30的摩擦面331，与衔铁板70的摩擦面71接合时，以及当转子30的摩擦面331，不与衔铁板70的摩擦面71接合时，点210处的电压Vt大于预定值VS1。相应地，比较器201发出电平为0的二进制信号Sc，并将该信号从其输出端201c，送至判断电路202。当判断电路202接收到电平为0的二进制信号Sc时，判断电路202，根据其是否接收到来自开关装置209的通(ON)信号，判断开关晶体管将被接通或断开。当判断电路202接到来自开关装置209的ON信号时，即当从蒸发器流出的空气温度，超过预定值，而自动空调开关接通时，判断电路202发出电平为0的二进制信号Sd，并从其输出端202c，将该信号送至开关晶体管的基极203a。当开关晶体管的基极203a收到电平为0的二进制信号Sd时，开关晶体管203断开，因此该电磁继电器204被释放。电磁继电器204的释放，使触头204a保持闭合，因此线圈501、502通电，从而转子和衔铁板保持其摩擦接合。因此，致冷压缩机保持其运行。
另一方面，当判断电路202接收到来自开关装置209的断(OFF)信号时，即当从蒸发器流出的空气温度，超过预定值时，或者当自动空调开关被断开时，判断电路202发出电平为1的二进制信号Sd，并从其输出端202c，将该信号送至开关晶体管203的基极203a。当基极203a接收到电平为1的二进制信号Sd时，开关晶体管203接通，因此电磁继电器204通电。通电的电磁继电器204，打开触头204a，从而使线圈501、502断电。相应地，借助于片簧80的反弹力，转子30和衔铁板70之间的摩擦接合被松开，因此，致冷压缩机停止其运行。
当致冷压缩机由于其组成零部件产生未预料到的故障，而转子30仍与衔铁板70保持摩擦接合时，转子30的摩擦面331在衔铁板70的摩擦面71上滑动，致使在其间产生强烈的摩擦热。该摩擦热传至第一和第二线圈501、502，并使它们的电阻增加。因为第一线圈501比第二线圈502，放置在更接近于转子30的摩擦面331，所以第一线圈501比第二线圈502更热。因此，第一线圈501电阻的增加值，比第二线圈502电阻的增加值更大。结果，在第一和第二线圈501和502之间的点210处的电压Vt，降至比预定值VS1为小的值，因此，比较器201发出电平为1的二进制信号Sc，并从其输出端201c送至判断电路202。当判断电路202接收到电平为1的二进制信号Sc时，判断电路202根据其是否接收到来自开关装置209的ON信号，判断开关晶体管将被接通或是断开。甚至当判断电路202，接收到来自开关装置209的ON信号时，即当从蒸发器流出的空气温度，超过预定值，而自动空调开关接通时，判断电路202发出电平为1的二进制信号Sd，并从其输出端202c，将该信号送至开关晶体管203的基极203a。当该基极203a接到电平为1的二进制信号Sd时，开关晶体管203接通，致使电磁继电器204通电。通电的电磁继电器204打开触头204a，从而使线圈501、502断电。相应地，借助于片簧80的反弹力，转子30和衔铁板70之间的摩擦接合被松开。因此，转子30空转，使得V形皮带40免于撕裂。相应地，从发动机得到其驱动力的其他装置的功能，也可以保持在正常状态。
在本发明中，环形壳体51的环形腔510，仅用来在其中放置电磁线圈501、502，这样能避免线圈501、502在尺寸上与空腔510的体积相比，作出缩减。因此，可以防止作用在转子30和衔铁板70之间的磁性吸引力的减小。另外，甚至传来或在电磁离合器处产生强烈振动，也能消除由于在控制装置200内，发生断路而造成错误的动作。
参见图4，它示出根据本发明的第二个实施例的电磁离合器的结构。该电磁离合器，包括有第一，第二和第三电磁线圈503，504和505，它们都放置在环形壳体51的空腔510中。第一，第二和第三线圈503，504和505，从右至左依次放置在空腔510中，使得第一线圈503与转子30的轴向端板部分33邻接。第一线圈503的一端与第一引出线100的一端相连，而其另一端与第二线圈504的一端相连。第二线圈504的另一端与第三线圈505的一端相连，而第三线圈505的另一端与第二引出线111的一端相连。
再参见图3，在该实施例中，第一，第二和第三线圈503，504和505，在电池205和地之间成串联，代替第一实施例中的第一和第二线圈501，502。因此，第一引出线110的另一端110a，通过常闭触头204a与电池205相连，而第二引出线111的另一端111a接地。不论是第一和第二线圈503、504之间的一点，还是第二和第三线圈504、505之间的一点，与第三引出线112的一端相连，而第三引出线112的另一端112a，与比较器201的另一输入端201b相连。该实施例的效能类似于第一实施例的效能，故省略了对它的说明。
另外，在第一和第二实施例中，第一引出线的另一端，通过常闭触头204a与电池205相连，而第二引出线的另一端接地。但是，在可供选择的方案中，第二引出线的另一端，通过常闭触头204a，可以与电池205相连，而第一引出线的另一端可以接地。在该选择方案中，在点208处的电压Vs，可用变阻器207调节，以便得到预定电压值VS2，该值大于当致冷压缩机由预定的温度差进行间歇运行时，在第一和第二线圈之间，或者在第二和第三线圈之间的一点的电压值Vt。比较器201，仅在电压Vt大于预定值Vs2时，发出电平为1的二进制信号。
再则，在上述实施例中，两个或三个电磁线圈放置在环形壳体51的空腔50中，但是，甚至当三个以上的电磁线圈，放置在空腔510内时，通过利用如上所述其间的温度差，得到的效果类似于上述实施例的效果。
本发明已结合最佳实施例，进行了描述，但是，这些实施例仅是本发明的例子，并不对其作出限定。本专业的技术人员将会了解，在由权利要求限定的本发明的范围内，也可以容易地作出其他变型和改进。
权利要求
1.一种电磁离合器，它包括一个具有磁性材料制成的轴向端板的第一转动件；一个第二转动件；一个与第二转动件弹性连接的，能作有限轴向运动的磁性材料制成的衔铁板，该衔铁板面对所述第一转动件的所述轴向端板，其间有一轴向气隙；一个与所述第一转动件关联的电磁装置，可操作成吸引所述衔铁板与所述轴向端板接触，以便使所述第一转动件的旋转运动，在所述电磁装置启动时，通过所述衔铁板传至所述第二转动件，其特征在于，所述电磁装置包括至少两个电磁线圈，该至少两个电磁线圈成轴向排列，以便当所述轴向端板和所述衔铁板间的接触面上的热量传递至所述电磁装置时，在上述至少两个电磁线圈中的一个和其他电磁线圈之间产生温度差，所述至少两个电磁线圈在电池和地之间串联，用于控制所述电磁装置与所述电池接通和断开的控制装置，当所述温度差超过预定值且所述电磁装置启动时，所述控制装置将所述电磁装置与所述电池断开。
2.如权利要求1的电磁离合器，其特征在于，所述控制装置包括有比较装置、判断装置和开关装置，所述比较装置将预定电压与所述至少两个电磁线圈中的一个和所述其他电磁线圈之间的一点处的电压进行比较，所述比较装置在所述预定电压与所述至少两个电磁线圈中的所述一个和所述其他电磁线圈的一点处的电压阀之差，超过预定的电位差时，发出第一信号，所述判断装置接收表示所述电磁装置启动或者未启动的第二信号，所述判断装置根据所述第二信号，判断所述电磁装置是否会与所述电池断开，所述判断装置在接收到所述第一信号并同时接收到表示所述电磁装置被启动的第二信号时，发出第三信号，所述开关装置在接收到第三信号时，将所述电磁装置与所述电池断开。
3.如权利要求2的电磁离合器，其特征在于，所述比较装置包括一比较器。
4.如权利要求2的电磁离合器，其特征在于，所述开关装置包括一共发射极型的开关晶体管和一个有常闭触头的电磁继电器，该常闭触头连接在所述电池与所述电磁装置之间，所述共发射极型的开关晶体管和所述电磁继电器，在所述电池与地之间串联。
5.如权利要求4的电磁离合器，其特征在于，所述电磁继电器，在所述共发射极型开关晶体管接收到所述第三信号时通电。
全文摘要
装于自动空调系统致冷压缩机的电磁离合器包括第一转动件，如有磁性材料轴向端板的转子，以及与压缩机驱动轴外端相连的第二转动件。磁性材料的衔铁板与第二转动件弹性相连，面对转子轴向端板，其间有轴向气隙。电磁装置置于转子中，可操作吸引衔铁板与转子轴向端面接触。电磁装置有轴向排列在电池和地间串联的第一和第二电磁线圈，转子轴向端板和衔铁板间接触表面上的热量传至电磁装置时，两线圈间产生温差。一控制装置控制电磁装置与电池通和断。
文档编号F16D27/112GK1057707SQ9110269
公开日1992年1月8日 申请日期1991年3月28日 优先权日1990年3月30日
发明者松下孝, 须永义孝, 吉泽孝辉, 星野诚一 申请人:三电有限公司