銜鐵組件包括沿徑向或軸向分(fēn)布磁極的(de)永磁體，例如徑向内側爲 N極，徑向外側爲S極，反之亦可(kě)；或者軸向一側爲N極，另一側爲S極。優選方案爲徑向分(fēn)布，這(zhè)樣可(kě)以使電磁鐵組件所需要的(de)電磁力最小，即電流最小，能耗最低。在本實施例中，通(tōng)過對(duì)圓環形的(de)銜鐵19進行磁化(huà)，使銜鐵19成爲永磁體。在可(kě)選實施例中，永磁體結構可(kě)以是設置在銜鐵19上的(de)多(duō)個(gè)圓形的(de)或者環形的(de)構件。銜鐵通(tōng)過螺釘23與銜鐵架31安裝在一起。
由從動輪18和(hé)模型塊20構成的(de)從動輪組件沿軸向安裝在銜鐵19與銜鐵架31之間。從動輪18如圖6-8所示，具有：軸向延伸的(de)圓筒形主體，用(yòng)于固定(可(kě)以是過盈配合，也(yě)可(kě)以是其他(tā)安裝方式)在轉軸7上(參見圖2)，以及在遠(yuǎn)離主動輪的(de)一端處徑向延伸的(de)多(duō)個(gè)等間隔分(fēn)布(圓周方向上)的(de)徑向管18a。徑向設有安裝孔，用(yòng)于将銜鐵架31、楔形塊20通(tōng)過楔塊軸22安裝于徑向臂上。在所示實例中，設置有三個(gè)徑向臂。但是本實用(yòng)新型不限于此，可(kě)以根據需要設置數量不同于三的(de)多(duō)個(gè)徑向臂。
可(kě)選地，從動輪18在軸向上可(kě)以設置爲雙層結構，其左側(靠近主動輪一側)設置有軟磁材料制成的(de)圓環形結構，其可(kě)以作爲第二轉子181；其右側(遠(yuǎn)離主動輪一側)設置有如上的(de)多(duō)個(gè)徑向臂18a。徑向臂18a可(kě)以是與從動輪18的(de)圓筒形主體一體設計，也(yě)可(kě)以是分(fēn)離的(de)部件通(tōng)過焊接或其他(tā)方式與圓筒形主體固定連接在一起。可(kě)選地，多(duō)個(gè)徑向臂18a也(yě)可(kě)以是從圓筒形主體徑向延伸的(de)單個(gè)環形結構。
在設置有第二轉子181的(de)情況下(xià)，模形塊20通(tōng)過模塊軸22收容在從動輪的(de)雙層結構之間，即在第二轉子181與多(duō)個(gè)徑向管18a之間。并且，銜鐵組件中的(de)銜鐵19及銜鐵架31分(fēn)别設置在第二轉子181的(de)軸向兩側，其中銜鐵19靠近圖1中的(de)左側，銜鐵架31靠近圖1中的(de)右側。
如圖9-11所示，模形塊20包括擺臂20a及楔面20b，擺臂20a通(tōng)過楔塊軸22安裝在從動輪18的(de)徑向臂18a上。模形塊20可(kě)繞模塊軸22旋轉。本實施例中，楔塊軸22與從動輪18的(de)徑向臂18a的(de)配合關系以及楔塊軸22與楔形塊20的(de)配合關系可(kě)以分(fēn)别是：a過盈配合和(hé)間隙配合；或 b間隙配合和(hé)間隙配合；或c間隙配合和(hé)過盈配合。
從動輪18的(de)徑向臂18a與楔塊軸22左端沉孔沖壓配合，形成模塊軸對(duì)徑向臂18a 的(de)左端的(de)止擋面。楔塊軸22與銜鐵架31相配合的(de)軸徑大(dà)于楔塊軸22與從動輪18的(de)徑向臂18a配合的(de)軸徑，從而形成對(duì)從動輪右側的(de)止擋面 。借此，楔塊軸在軸向被限位在從動輪上 。 銜鐵架31也(yě)通(tōng)過模塊軸22安裝在從動輪18(的(de)徑向臂)上，受楔塊軸22導向約束(模塊軸22與銜鐵架31是間隙配合)，并能軸向往複移動。當銜鐵組件移動至左側(第一位置)時(shí)，銜鐵架31抵接在從動輪的(de)徑向臂的(de)右側，當銜鐵組件移動至右側(第二位置)時(shí)，銜鐵抵接在從動輪的(de)左側，即從動輪的(de)端面可(kě)以在軸向上對(duì)銜鐵組件的(de)移動進行限位止擋。
如圖12-14所示，銜鐵架31具有環形主體31a以及設置在環形主體外周上的(de)多(duō)個(gè)u形撥叉31b。撥叉包括第一撥杆31b1及第二撥杆31b2，第一撥杆、第二撥杆外側面相對(duì)于轉軸軸線可(kě)以是圓柱形面，也(yě)可(kě)以是平面的(de)，第一、第二撥杆上與模形塊的(de)配合面311、312相對(duì)于轉軸軸線爲螺旋面或者斜平面，該斜平面與轉軸的(de)軸線相交且不垂直。優選方案中，配合面爲螺旋面。
當銜鐵組件被驅動沿軸向方向移動時(shí)，配合面推動裝在楔塊軸22上的(de)模形塊20，這(zhè)種推動力存在與圓周方向相切的(de)力分(fēn)量，使得(de)模形塊繞模塊軸旋轉，即将銜鐵組件的(de)軸向運動轉換成模形塊圓周方向的(de)旋轉運動，從而使模形塊20的(de)模面與主動輪2的(de)内圓筒形表面摩擦接合或者分(fēn)離。
可(kě)選地，楔塊20上設置有外形呈圓柱形或弧形的(de)金屬箍20c，金屬箍20c一體或裝配設置在楔塊20上，用(yòng)以與銜鐵架31的(de)配合面311、312相配合，減少摩擦，使配合更加順暢。
圖2-3示出了(le)電磁離合器的(de)組裝狀态，單幅構件3與主動輪配合安裝，從而在電磁離合器的(de)一側形成封單。各部件之間的(de)相互裝配可(kě)以利用(yòng)已知手段進行，這(zhè)裏不再詳細描述。
下(xià)面參考圖1描述根據本實用(yòng)新型的(de)電磁離合器的(de)操作。
首先描述電磁鐵組件通(tōng)/斷電時(shí)，銜鐵組件的(de)軸向運動。當向電磁鐵組件通(tōng)第一方向電流，電磁鐵組件的(de)極性與銜鐵組件的(de)永磁體的(de)極性相反/相吸，作用(yòng)在銜鐵組件上。因此，在電磁力作用(yòng)下(xià)，銜鐵19與安裝在一起的(de)銜鐵架31 克服彈性件的(de)作用(yòng)力向第一位置，優選爲離合器的(de)分(fēn)離位置移動。
當銜鐵組件移動至左側(第一位置)時(shí)，銜鐵組件中的(de)永磁鐵會與軟磁材料制成的(de)第一轉子2b相吸合。該吸合是有間隙的(de)磁力吸合，在其他(tā)實施方式中，對(duì)應于其他(tā)的(de)離合器結構，該吸合也(yě)可(kě)以是具有機械接觸的(de)磁力吸合。銜鐵組件由于自身永磁體與第一轉子的(de)軟磁材料相吸，因此，即使關閉電磁鐵的(de)電流，僅通(tōng)過銜鐵組件的(de)永磁體與第一轉子的(de)軟磁材料的(de)磁性吸合力作用(yòng)也(yě)可(kě)以将銜鐵組件保持在第一位置，或者可(kě)以通(tōng)過向電磁體組件通(tōng)減小的(de)電流就可(kě)以将銜鐵組件保持在第一位置。
當向電磁鐵組件通(tōng)與第一方向相反的(de)第二方向的(de)電流時(shí)，電磁鐵組件所形成的(de)磁場(chǎng)的(de)極性與銜鐵組件的(de)永磁鐵極性相同/相斥，電磁鐵組件排斥/推動銜鐵組件向右側移動。在電磁力及彈性件的(de)共同作用(yòng)下(xià)，使銜鐵組件向右側(第二位置，按合位置)移動。此時(shí)，銜鐵組件與第一轉子的(de)間隙增大(dà)，銜鐵組件與第一轉子之間的(de)磁性吸合力可(kě)以忽略，銜鐵組件可(kě)以僅在彈性件的(de)作用(yòng)下(xià)保持在右側。此時(shí)可(kě)以停止對(duì)電磁鐵的(de)供電，以降低能耗。當在從動輪上設置了(le)第二轉子時(shí)，該第二轉子可(kě)以爲軟磁材料制成。當銜鐵組件移動至右側時(shí)，與第二轉子吸合，該吸合可(kě)以是有機械接觸的(de)磁性吸合，或者是有間隙的(de)磁性吸合。銜鐵組件與第二轉子的(de)吸合力及彈性件對(duì)銜鐵組件的(de)作用(yòng)力共同作用(yòng)更加确保将銜鐵組件保持在右側位置(第二位置)。
通(tōng)過在插座28上整合一個(gè)控制部件，例如一個(gè)計數換向器，也(yě)可(kě)以通(tōng)過車載繼電器直接控制電磁線圈32中的(de)電流方向來(lái)控制電磁鐵的(de)磁極。
如上，在本實用(yòng)新型創造中，電磁鐵組件通(tōng)過與永磁體相同或相反的(de)磁極極性直接對(duì)含有永磁體的(de)銜鐵組件施加相斥或相吸磁性作用(yòng)力，不需要像現有專利那樣克服永磁體對(duì)銜鐵組件的(de)作用(yòng)力或者抵消永磁體的(de)磁場(chǎng)。因此，在本實用(yòng)新型創造中，電磁鐵組件的(de)作用(yòng)力可(kě)以大(dà)幅減小，相對(duì)于前述日本專利公開和(hé)美(měi)國專利公開的(de)電磁離合器，本實用(yòng)新型的(de)電磁鐵組件中的(de)電流的(de)大(dà)小可(kě)以降低至現有技術中電流的(de)約一半。同時(shí)，在銜鐵組件移動至左側或者右側後，銜鐵組件可(kě)以無需電磁鐵作用(yòng)力(或僅需很小作用(yòng)力)即可(kě)以保持在相應的(de)位置，即可(kě)以停止對(duì)電磁鐵的(de)供電(或僅需很小電流)，可(kě)以大(dà)幅減少能耗，即大(dà)電流脈沖的(de)作用(yòng)時(shí)間很短，可(kě)以以秒計算(suàn)。相對(duì)于前述現有技術中的(de)電磁鐵的(de)數分(fēn)鐘(zhōng)作用(yòng)時(shí)間，在本實用(yòng)新型中電磁鐵組件的(de)作用(yòng)時(shí)間縮短了(le)兩個(gè)數量級，大(dà)大(dà)降低了(le)電磁鐵發熱(rè)的(de)可(kě)能。
接下(xià)來(lái)描述當電磁鐵組件通(tōng)/斷電時(shí)，随著(zhe)銜鐵組件的(de)軸向運動，從動輪組件的(de)運動。
[0065] 當向電磁鐵組件通(tōng)與第一方向相反的(de)第二方向的(de)電流使得(de)使銜鐵組件向右側(第二位置，接合位置)移動時(shí)，銜鐵組件(銜鐵19與銜鐵架31)帶動位于銜鐵組件的(de)銜鐵19與銜鐵架31之間的(de)從動輪組件沿軸向向第二位置運動。當銜鐵架31沿軸向向第二位置運動時(shí)，銜鐵架31的(de)u形撥叉的(de)第二撥杆31b2的(de)配合面311對(duì)模形塊20的(de)金屬箍20c施加與圓周方向相切的(de)作用(yòng)力，使得(de)模形塊20繞模塊軸22旋轉，楔塊軸的(de)軸線與轉軸軸線相平行。此時(shí)，以模塊軸22爲旋轉軸線使模形塊20的(de)楔面與主動輪2的(de)圓筒形壁2a的(de)内表面摩擦面接合的(de)方向轉動。當楔形塊20的(de)模面與主動輪2的(de)圓筒形壁2a的(de)内表面摩擦接觸後，模形塊20會受到與銜鐵架31的(de)配合面311的(de)推動力相同方向的(de)來(lái)自主動輪2的(de)圓筒形壁2a的(de)内表面的(de)摩擦作用(yòng)力，使模形塊20與離合器主動輪2的(de)圓筒形壁2a的(de)内表面保持楔入式接合，并将二者之間的(de)摩擦力通(tōng)過模塊軸22推動從動輪18從而傳遞旋轉動力至轉軸。模入式結合是指模形塊的(de)模面與主動輪的(de)圓筒形壁的(de)内表面的(de)接合點與模形塊旋轉軸線的(de)連線以及模形塊旋轉軸線與轉軸軸線的(de)連線呈一個(gè)夾角，且該模入式結合不是自鎖式結合。
将第二撥杆31b2(使模形塊與主動輪接合的(de)撥杆)設計爲彈性件，從而使配合面311更好地與模形塊20配合。第二撥杆31b2的(de)彈性變形可(kě)以使多(duō)個(gè)(在圖示實例中爲三個(gè))模形塊與帶輪的(de)壓力基本一制。 假設因爲制造公差/安裝公差的(de)原因，模形塊與帶輪的(de)接合有先有後，則可(kě)以通(tōng)過第二撥杆的(de)彈性變形使三個(gè)模形塊基本同步的(de)與帶輪内表面結合。
當銜鐵架31随銜鐵組件向第一位置方向被驅動移動時(shí)，銜鐵架31的(de)第一撥杆31b1的(de)配合面312推動模形塊20以模塊軸22爲旋轉軸線向使楔形塊20的(de)楔面與主動輪2的(de)圓筒形壁2a的(de)内表面分(fēn)離的(de)方向轉動，從而使模面與主動輪2的(de)圓筒形壁2a的(de)内表面分(fēn)離，實現主動輪與從動輪的(de)旋轉動力的(de)分(fēn)離功能，使得(de)主動輪相對(duì)于從動輪空轉。
代替的(de)，在其他(tā)實施方式中，銜鐵架也(yě)可(kě)以與銜鐵一起設置在從動輪的(de)左側，通(tōng)過對(duì)應地設置撥叉的(de)配合面的(de)傾斜/旋轉方向，同樣可(kě)以實現銜鐵組件在軸向第一位置及第二位置移動時(shí)，使模形塊與主動輪的(de)圓筒形壁的(de)内表面的(de)接合或者分(fēn)離。
作爲從動部分(fēn)的(de)第二位置保持件的(de)彈性件30沿軸線方向遠(yuǎn)離第一轉子的(de)方向施加作用(yòng)力于銜鐵組件上，使得(de)在斷開電磁鐵組件的(de)電流後，彈性件30能夠将從動部分(fēn)驅動回到第二位置，在第二位置，銜鐵組件(具體地，銜鐵19)與電磁組件的(de)吸合被斷開。彈性件可(kě)以是螺旋彈簧，也(yě)可(kě)以片形彈簧，或者波形彈簧。數量也(yě)可(kě)以依據需要設置爲一個(gè)，也(yě)可(kě)以是多(duō)個(gè)疊加或者分(fēn)散設置。作用(yòng)方式可(kě)以是拉伸銜鐵組件，也(yě)可(kě)以是偏壓銜鐵組件。本實施例中，彈性件是一個(gè)螺旋彈簧或者多(duō)個(gè)軸向疊加的(de)波形彈簧，其一端偏壓在轉軸的(de)端部或後面描述的(de)第二轉子的(de)端面，另一端偏壓在銜鐵組件的(de)銜鐵架上。在其他(tā)實施例中，彈性件也(yě)可(kě)以是多(duō)個(gè)分(fēn)散設置的(de)螺旋彈簧，其一端抵接在從動輪上，另一端抵接在銜鐵組件上。當然也(yě)可(kě)以采用(yòng)本技術領域中廣泛使用(yòng)的(de)片形彈簧，具體方式不再贅述。
對(duì)于從動部分(fēn)，可(kě)以采用(yòng)現有技術的(de)其它結構，代替本實用(yòng)新型上述撥叉—模形塊結構。例如中國專利申清公開CN200980145448.X的(de)卷繞線圈以及如日本專利公開JP特開2007-205513的(de)滾珠式結構。
在電磁鐵失效時(shí)，水(shuǐ)泵可(kě)能停止工作，發動機溫度上升。包含永磁體的(de)銜鐵組件在受水(shuǐ)泵傳導熱(rè)量影(yǐng)響下(xià)上升到居裏點時(shí)，即銜鐵組件所處環境溫度達到設計失磁溫度時(shí)，永磁體磁性降低或消失，進而引起銜鐵組件的(de)永磁體與第一轉子的(de)軟磁材料之間的(de)相互吸引作用(yòng)力或者與被施加有減小的(de)第一電流的(de)電磁鐵産生的(de)磁場(chǎng)與銜鐵組件的(de)永磁體之間的(de)吸引作用(yòng)力降低或消失，進而彈性件向銜鐵組件施加的(de)作用(yòng)力使銜鐵組件向第二位置運動；當永磁體的(de)銜鐵組件恢複到設計溫度時(shí)，其磁性可(kě)以恢複，或者磁序恢複，并由電磁鐵組件對(duì)永磁體進行充磁，即永磁體是非永久性失磁的(de)材料，在銜鐵組件的(de)永磁體的(de)磁性或者磁力恢複至設計值後，電磁離合器仍然可(kě)以正常工作。
考慮到這(zhè)種情況，優選地，如本實用(yòng)新型示例性實施例中那樣，将銜鐵組件和(hé)從動部分(fēn)構造成當銜鐵組件位于第二位置 (銜鐵組件的(de)吸合被斷開)時(shí)，從動部分(fēn)的(de)，楔形塊與主動輪的(de)内表面楔合。因此，當銜鐵組件與第一轉子的(de)吸合力或者銜鐵組件與第一轉子的(de)吸合力與電磁鐵對(duì)銜鐵組件的(de)作用(yòng)力之和(hé)小于彈性件對(duì)銜鐵組件的(de)作用(yòng)力時(shí)，銜鐵組件向右側(第二位置)移動，使楔形塊20沿著(zhe)使其模面與主動輪2的(de)圓筒形壁2a的(de)内表面接合的(de)方向轉動，使模形塊與主動輪的(de)圓筒形壁2a的(de)内表面保持楔入式接合，并将二者之間的(de)摩擦力通(tōng)過模塊軸22推動從動輪18從而将旋轉動力傳遞至轉軸， 以正常驅動水(shuǐ)泵工作， 進而實現電磁離合器的(de)安全有效。
本實用(yòng)新型中，可(kě)以采用(yòng)彈力較小的(de)彈性件30，這(zhè)樣向電磁鐵通(tōng)較小的(de)電流即可(kě)将銜鐵組件吸引向左移動，電磁鐵不容易發熱(rè)。
此外，在本實用(yòng)新型中，由于以模塊軸爲旋轉軸向使模形塊沿著(zhe)使其模面與離合器主動輪的(de)圓筒形壁2a的(de)内表面接觸的(de)方向轉動，當楔塊的(de)楔面(摩擦面)與離合器主動輪的(de)圓筒形壁2a的(de)内表面接觸後，楔塊會受到與銜鐵架的(de)配合面(優選爲螺旋面)推動力相同方向的(de)、來(lái)白主動輪的(de)圓筒形壁2a的(de)内表面的(de)摩擦作用(yòng)力，使楔塊與高(gāo)合器主動輪的(de)内表面保持模入式接合；并且，離合器傳遞的(de)扭矩越大(dà)，楔塊與主動輪之間就越緊，傳遞的(de)扭矩就越大(dà)。隻要所傳遞的(de)扭矩不大(dà)于使兩者發生結構性破壞，離合器就不會出現傳動失效的(de)情況。借助于這(zhè)樣的(de)結構特點，即使在楔塊與主動輪之間的(de)摩擦面之間有水(shuǐ)或油導制摩擦系數嚴重下(xià)降時(shí)，也(yě)會由于，楔入式結合的(de)作用(yòng)而保持離合器能傳遞設計需要的(de)扭矩。
受電磁鐵的(de)電磁力作用(yòng)的(de)包含永磁體的(de)銜鐵在電磁力作用(yòng)下(xià)與安裝在一起的(de)銜鐵架位于接合位置(第一位置)或分(fēn)離位置(第二位置)時(shí)，在電磁力消失後，均由于自身永磁體與周邊鐵磁性元件(軟磁材料)相吸而能夠保持所處位置不變，從而實現位置保持功能，可(kě)以使電磁鐵的(de)工作時(shí)間大(dà)爲縮短。隻要能把銜鐵推動或拉動到接合位置或分(fēn)離位置，就可(kě)以切斷電源，從而使得(de)離合器的(de)電磁線圈繞組通(tōng)電時(shí)間極短，不會産生因發熱(rè)而使電磁鐵功能降低的(de)不利情況。
