用于电磁离合器的磁场铁芯单元的制作方法

本公开大体上涉及一种用于电磁离合器的磁场铁芯单元。更具体地，本公开涉及一种配置成使得在容纳磁场线圈的磁场铁芯中填充磁性糊料由此提供了强吸引力的用于电磁离合器的磁场铁芯单元。

背景技术：

通常，汽车的空调包括压缩机，该压缩机由发动机动力驱动并且被配置成压缩从蒸发器供应的制冷剂并将压缩的制冷剂发送给冷凝器。压缩机选择性地由电磁离合器的间歇动作驱动。

图1是示出了普通压缩机的电磁离合器的截面图。

如图1中所示，电磁离合器可旋转地安装在装配于压缩机的壳体中的轴承10上。电磁离合器主要包括：带轮20，其具有摩擦表面21并经由传动皮带(未示出)与发动机的曲轴连接；磁场线圈30，其嵌入带轮20中并容纳在磁场铁芯40中，使得根据是否可以向磁场线圈30施加电力而产生磁通量；盘50，其通过由于磁场线圈30中所产生的磁通量所引起的与带轮20的摩擦表面21的吸引力而将带轮20的旋转力传递到压缩机的驱动轴(未示出)；以及毂60。

具有以上配置的电磁离合器被操作成使得，当向磁场线圈30施加电力时，盘50由于磁通量通过磁感应施加吸引力而被吸引到摩擦表面21。盘50进而经由毂60将带轮20的旋转力传递到压缩机的驱动轴。

之后，当切断已施加至磁场线圈30的电力时，盘50远离带轮20的摩擦表面21。随后停止将发动机的动力传递到压缩机的驱动轴。

常规地，为了增加电磁离合器中的电磁吸引力，需要连续地增加容纳有磁场线圈30的磁场铁芯40的厚度，这导致了制造成本和重量的增加。此外，由于磁场铁芯40的厚度增加，可能无法通过普通的冲压作业(presswork)来制造磁场铁芯。而是，必须通过冲锻来制造磁场铁芯，这增加了制造难度和成本。

以上内容仅旨在帮助理解本公开的背景，而并不旨在表示本公开落入本领域技术人员已经公知的相关技术的范围内。

技术实现要素：

因此，本公开考虑到相关技术中出现的上述问题而做出。本公开提供了一种用于电磁离合器的磁场铁芯单元，该磁场铁芯单元被配置成改进其结构以增加吸引力，由此改进了电磁离合器的性能并同时实现了其重量减少。

此外，本公开提供了一种用于电磁离合器的磁场铁芯单元，该磁场铁芯单元可以引导磁通量的流动，由此使漏通量最小化。

此外，本公开提供了一种用于电磁离合器的磁场铁芯单元，该磁场铁芯单元易于制造。由此可以降低制造成本并改进生产率。

应当理解的是，可以通过本公开得到的技术目的不限于以上提及的技术目的，对于本公开所涉及的领域中的普通技术人员而言，通过以下说明书未被提及的其他技术目的将是显而易见的。

根据本公开的实施例，一种用于电磁离合器的磁场铁芯单元可以包括：磁场线圈，该磁场线圈产生磁通量；磁性部件，该磁性部件设置有包围磁场线圈的下部和侧部的环形插入槽，使得磁通量流动通过该磁性部件；以及磁场铁芯，该磁场铁芯被配置成使得磁场铁芯的上表面是敞开的并且在磁场铁芯中形成有内部空间。磁性部件可被插入到磁场铁芯中。

磁场线圈可以成形为多纳圈形状并且可以被配置成使得磁场线圈的截面面积在向下方向上减小。

磁场线圈可以被进一步配置成使得磁场线圈的内直径在高度(例如，向下)方向上增加，而磁场线圈的外直径在高度(例如，向下)方向上保持恒定。

磁性部件可以通过成型磁性糊料使得磁通量流动通过该磁性部件而形成。磁性糊料可以通过将铁基金属粉末和环氧树脂混合而获得。

磁性部件可以被成形为使得磁性糊料的填充率在向下方向上增加。

此外，磁性部件可以被配置成使得磁性部件的上表面定位成低于磁场线圈的上表面或者在与磁场线圈的上表面相同的平面上。

磁场铁芯单元还可以包括模制部件，该模制部件被插入到磁场铁芯的内部空间中以便包围并固定磁场线圈的上部。

模制部件可以由树脂或增强的纤维增强塑料制成。

根据本公开的实施例，通过使漏通量最小化，能够改进所制造的用于电磁离合器的磁场铁芯单元的性能。

此外，通过减小磁场铁芯的厚度和在其中插入磁性部件，能够实现磁通量的有效流动并且实现所制造的用于电磁离合器的磁场线圈的重量减小。

而且，由于磁场铁芯的厚度可以减小，能够促进其制造，由此降低制造成本并改进生产率。

还提供了包括了本文所公开的磁场铁芯单元和电磁离合器的车辆。

本发明的其他方面公开如下。

附图说明

当结合附图时通过以下详细描述，可以更清晰地理解本公开的以上及其他目的、特征和其他优点。

图1是示出了普通压缩机的电磁离合器的截面图；

图2是示出了根据本公开的实施例的用于电磁离合器的磁场铁芯单元的组件的视图；

图3是示出了了设置有根据本公开的实施例的用于电磁离合器的磁场铁芯单元的电磁离合器的截面图；

图4至图6是示出了根据实施例和比较例的磁通量饱和度的视图，其中，应用了根据本公开的实施例的用于电磁离合器的磁场铁芯单元；

图7至图9是示出了根据本公开的各种实施例的磁性部件的视图；以及

图10至图13是示出了根据本公开的各种实施例的根据磁场线圈形状的磁通量饱和度。

应当理解的是，以上参考的附图不一定按照比例绘制，其提供了对说明本公开基本原理的各种优选特征的一定程度简化表示。本公开的具体设计特征(包括例如具体尺寸、定向、位置和形状)将部分地由特定预期应用和使用环境来确定。

具体实施方式

下面，将详细参考附图对本公开的示例性实施例进行描述。尽可能地，在整个附图和说明书中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的元件或部件。在以下描述中，应当注意的是，当常规元件的功能以及与本公开相关的元件的详细描述可能造成本公开的主旨不清楚时，可以省略对这些元件的详细描述。

此外，本文所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不旨在对本公开进行限制。如本文所使用的，单数形式的“一”、“一个”以及“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另外明确指明。还应当理解的是，术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”当在本说明书中使用时指明了所陈述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，而并不排除另外的一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何或全部组合。

应当理解的是，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似的术语通常包括机动车辆，诸如包括运动型多用途车(suv)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种船只和船舶的水运工具、飞行器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其他替代燃料车辆(例如，从石油之外的来源获得的燃料)。如本文所提到的，混合动力车辆是一种具有两种以上动力源的车辆，例如兼具汽油动力和电动力的车辆。

现在参考当前公开的实施例，磁通量可以流动通过的磁性部件被插入到磁场铁芯中，磁场线圈插入到该磁场铁芯中，以便引导磁通量的流动。此外，磁场铁芯的厚度减小，由此增加吸引力并实现重量减小。

图2是示出了根据本公开的实施例的用于电磁离合器的磁场铁芯单元的组件的视图，并且图3是示出了设置有根据本公开的实施例的用于电磁离合器的磁场铁芯单元的电磁离合器的截面图。

如图2和图3中所示，根据本公开实施例的用于电磁离合器的磁场铁芯单元包括用于产生磁通量的磁场线圈100、包围磁场线圈100的磁性部件200、以及在其中具有内部空间310的磁场铁芯300。磁性部件200(磁场线圈100插入该磁性部件中)被插入到磁场铁芯300的内部空间310中。

磁场线圈100设置成中空多纳圈状形状，并且被配置成当对磁场线圈100施加电力时产生磁通量，借此当盘50被允许与旋转的带轮20的摩擦表面21相接触并由此旋转时，带轮20的旋转力被传递到压缩机的驱动轴。

磁性部件200被成形为包围磁场线圈100的侧部和下部。磁场铁芯300被成形为圆柱形或中空圆柱形形状或多边形形状，并被构造为使得其上表面是敞开的并且在其中形成内部空间310，使得磁场线圈100和磁性部件200插入到磁场铁芯300中。

根据本公开的实施例的磁性部件200被成形为多纳圈形状，并且包括环形形状的插入槽210，该插入槽成形为与多纳圈形状的磁场线圈100对应的形状，使得磁场线圈100插入到插入槽210中。

本文中，磁性部件200通过成型通过将铁基金属粉末和环氧树脂混合所获得的磁性糊料而形成，以便提供磁通量流动通过的附加路径。更优选地，基于磁性糊料的总重量，磁性糊料中的铁基金属粉末的量大于或等于70wt％，使得允许磁通量的有效流动。在某些方面，基于磁性糊料的总重量，磁性糊料中的铁基金属粉末的量优选地大于或等于75wt％、80wt％、85wt％、90wt％或95wt％。

此外，磁性部件200可以被配置成使得其上表面被定位成低于磁场线圈100的上表面或者在与磁场线圈100的上表面相同的平面上。这是因为在磁性部件200的上表面被定位成高于磁场线圈100的上表面的情况下，会产生漏通量，从而导致用于电磁离合器的磁场铁芯单元的吸引力的减小。

图4至图6是显示了根据实施例和比较例的磁通量饱和度的视图，其中应用了根据本公开的实施例的用于电磁离合器的磁场铁芯单元。

更具体地，图4是示出了相关技术中不具有磁性部件的普通电磁离合器的比较例1，图5是示出了其中磁性部件覆盖到磁场线圈的上部区域的电磁离合器的比较例2，以及图6是示出了应用了根据本公开的实施例的用于电磁离合器的磁场铁芯单元的电磁离合器的磁通量饱和度的示例1。

如图4至图6可见，磁通量饱和度随着亮度增加而增加。与示出相关技术中的普通电磁离合器的比较例1相比较，在示出其中磁性部件200被填充达到磁场铁芯300的上部区域的电磁离合器的比较例2中，可以看出，尽管在磁场线圈100中产生的磁通量必须朝向盘50流动以在带轮20与盘50之间产生吸引力，但漏通量的量增加并由此吸引力减小。

在另一方面，在示例1(图6)的电磁离合器中，可以看出，漏通量的量在整个区域中被最小化并由此磁通量饱和的出现范围减小。

在此，作为测量根据本公开的示例1以及比较例1和2的电磁离合器的吸引力的结果，可以看出，尽管比较例1的吸引力为1765n且比较例2的吸引力为1147n，但示例1的吸引力为2823n，这比相关技术中的普通电磁离合器的吸引力高大约60％。针对比较例1和2(图4和图5)以及示例1(图6)的吸引力测量值是通过使用计算机辅助工程(cae)模拟程序测量的。本文中参考的电磁离合器的吸引力是通过示例1的此类协议所确定的吸引力。还可以采用用于测量电磁离合器的吸引力的其他已知方法。

在优选的方面，本文所公开的电磁离合器将呈现出至少2000n的吸引力，正如通过以上指定的示例1的程序所测量的。在特别优选的方面，本文所公开的电磁离合器将呈现出至少2100n、2200n、2300n、2400n、2500n、2600n或2700n或至少2800n的吸引力，正如通过以上指定的示例1的程序所测量的

由此，根据本公开的实施例的磁性部件200可以被配置成使得将磁性糊料限制为填充在磁场铁芯300的内部空间310中的低于或等于磁场线圈100的上表面的高度处。

更优选地，根据本公开实施例的磁性部件200被配置成使得磁性糊料的填充率在向下方向上逐渐增加。

这是因为，磁通量饱和主要较早在磁场铁芯300的下部区域中出现，使得必须增加磁性糊料的填充量使得磁通量的流动率在磁通量饱和较早出现的区域中增加。

图7至图9是示出了根据本公开的各种实施例的磁性部件的视图。图7示出了示例1，其中，磁性部件在整个区域中具有一致的90％的填充率，图8显示了示例2，其中，磁性部件在其高度(例如，向下)方向上被划分为三个区域，上部区域中的填充率为90％，中部区域中的填充率为94％，而下部区域中的填充率为98％(最大填充)，并且图9示出了示例3，其中，上部区域中的填充率为82％，中部区域中的填充率为90％，而下部区域中的填充率为98％。

在下部区域中的填充率较大的示例2和3中，与示例1相比，磁通量的流动率在磁通量饱和较早出现的下部区域中增加，借此在磁性部件200的下部区域中，出现磁通量饱和的区域被最小化，由此降低功率消耗并增加用于电磁离合器的磁场铁芯单元的吸引力。

根据本公开的实施例的磁场线圈100可以成形为多纳圈状形状，其被构造成使得其截面面积向下方向上逐渐减小。这是因为，如上所述，磁通量饱和主要较早出现在磁场铁芯300的下部区域中，使得必须增加填充磁性糊料的空间，使得磁通量的流动率在磁通量饱和较早出现的区域中增加。

更优选地，磁场线圈100被配置成使得其内直径在高度(例如，向下)方向上逐渐增加，而其外直径在高度(例如，向下)方向上保持恒定。

这是因为，磁场铁芯300的内直径侧下部区域是磁通量饱和主要较早出现的区域，使得通过增加磁性糊料的填充量，磁通量被允许在磁场铁芯300的下部区域中沿内直径方向流动，由此使磁通量饱和出现的区域最小化。

图10至图13是示出了根据本公开各种实施例的根据磁场线圈形状的磁通量饱和度。

图10是示例1，图11是磁场线圈向上移动的示例4，图12是磁性糊料的填充量在磁场铁芯的内直和外直径侧下部区域中增加的示例5，以及图13是磁性糊料的填充量在磁场铁芯的内直径侧下部区域中增加的示例6。

如可以从图10至图13可见，通过增加在磁通量饱和较早出现的磁场铁芯300的下部区域中填充的磁性糊料的填充量，磁通量的流动路径增加，由此减小了出现磁通量饱和的区域。

特别是，在磁通量饱和较早出现的磁场铁芯300的内直径侧下部区域中填充的磁性糊料的填充量增加的示例6的情况下，可以看出，出现磁通量饱和的区域被最小化，由此增加用于电磁离合器的磁场铁芯的吸引力。

更优选地，根据本公开实施例的用于电磁离合器的磁场铁芯单元还包括模制部件400，该模制部件插入到磁场铁芯300的内部空间310中以便包围并固定磁场线圈100的上部。

因此，模制部件400允许插入到磁场铁芯300的内部空间310中的磁场线圈100和磁性部件200被再次固定，由此使得可以改进用于电磁离合器的磁场铁芯单元的耐用性和使用寿命。

在此，模制部件400可以由诸如环氧树脂的树脂或诸如块模制化合物(bmc)或纤维增强塑料(frp)的复合材料制成，这是因为其可以阻挡磁通量的流动并同时实现重量减少。由此，能够防止漏通量并同时使任何重量增加最小化，由此改进所制造的用于电磁离合器的磁场铁芯单元的性能。

尽管为了说明目的已经描述了本公开的某些实施例，本领域技术人员将认识到，在不脱离按所附权利要求中公开的本公开的范围和精神的情况下，各种修改、添加和替换也是可能的。