專利名稱：起動機的緊湊結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種可用于起動汽車發(fā)動機的起動機，尤其是涉及 一種配備有小齒輪架的起動機的緊湊結(jié)構(gòu)，所述小齒輪架通過來自電磁開 關(guān)并經(jīng)由撥桿傳遞的磁吸引力移動，以形成小齒輪與結(jié)合到待起動目標(biāo)的 齒團之間的接合。
背景技術(shù)：
圖6圖示了一種如日本專利首次>^開第9-209890號(U.S.P第 5,898,229號)公開的典型的發(fā)動機起動機。該起動機包括電動馬達(dá)100、 離合器110、輸出軸120、花鍵管130、電磁開關(guān)150以及小齒輪140。 馬達(dá)100產(chǎn)生經(jīng)由離合器110傳遞到輸出軸120的扭矩?；ㄦI管130通 過螺旋花鍵配合到輸出軸120的外周。小齒輪140—體形成在花鍵管130 上。當(dāng)加電時，電磁開關(guān)150產(chǎn)生移動撥桿160的磁吸引力以將花鍵管 130推向內(nèi)燃發(fā)動機(即，在該圖中觀察時，朝右)以使小齒輪140與 發(fā)動機的齒圏170接合。
然而上述結(jié)構(gòu)的起動機具有以下缺點。
如上所述，小齒輪140和花鍵管130彼此一體形成并且由比重和機 械強度相對較高的例如鐵的材料制成。因此，小齒輪140和花鍵管130 的總質(zhì)量很高。當(dāng)需要增加起動機殼體180的發(fā)動機安裝表面與小齒輪 140的靜止位置(即，小齒輪140的頂端面)之間的距離L時，需要增 加花鍵管130的長度，因此導(dǎo)致花鍵管130的質(zhì)量增加，這將需要增加 電磁開關(guān)150通過撥桿160移動花鍵管130的動力(即，磁吸引力)。 這導(dǎo)致了電磁開關(guān)150的尺寸增加。
撥桿160具有端部，該端部通過小的接觸面面與花鍵管130的凸緣 表面131鄰接，從而作用在撥桿160端部表面的壓力很高。因此，在撥 桿160由樹脂制成以節(jié)省其重量和生產(chǎn)成本的情況下，由于與花鍵管 130的旋轉(zhuǎn)面131的摩擦?xí)?dǎo)致?lián)軛U160端部的機械磨損增加。這導(dǎo)致 撥桿160將小齒輪140移向發(fā)動機的量減少，其導(dǎo)致小齒輪140與齒圏 170的接合出現(xiàn)故障。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的主要目的是避免現(xiàn)有技術(shù)的缺點。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種起動機的改進結(jié)構(gòu)，其能夠減小尺 寸和/或其設(shè)計為使撥桿的耐用性增加。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種可用于起動汽車發(fā)動機中的起 動機。所述起動機包括(a)馬達(dá)，其用于產(chǎn)生起動給定目標(biāo)的扭矩； (b)輸出軸，所述馬達(dá)產(chǎn)生的扭矩被傳遞到所述輸出軸；(c)小齒輪 架，其包括配合到所述輸出軸外周上的小齒輪以及支架；(d)撥桿；以 及(e)電磁致動器，其在加電時產(chǎn)生磁吸引力，所述磁吸引力作用在 所述撥桿上以移動所述小齒輪架，從而使所述小齒輪與結(jié)合到所述目標(biāo) 的齒圏接合從而將扭矩傳遞到所述目標(biāo)。所述小齒輪架的支架保持所述 撥桿以形成所述撥桿與所述小齒輪之間的連接，所述支架由比重小于所 述小齒輪的材料制成。
特別地，支架的質(zhì)量或重量小于小齒輪，因此使得電磁致動器產(chǎn)生 的、通過撥桿將小齒輪架移向齒圏所需的磁吸引力得以降低。這允許電磁 致動器的尺寸減小。
在本發(fā)明的優(yōu)選模式中，所述小齒輪架的小齒輪和支架以能夠相對 于彼此轉(zhuǎn)動的方式結(jié)合到 一起。
所述支架由樹脂制成并且彈性地卡合在所述小齒輪上。
所述小齒輪架還包括潤滑脂集貯區(qū)，其將潤滑脂提供到所述小齒輪 與所述支架之間的接觸區(qū)。
所述小齒輪和所述支架經(jīng)由軸承以能夠相對于彼此轉(zhuǎn)動的方式結(jié) 合在一起。
所述小齒輪架的小齒輪在其內(nèi)周形成有內(nèi)螺旋花鍵，所述內(nèi)螺旋花 鍵與形成在所述輸出軸外周的外螺旋花鍵嚙合。


通過下面給出的詳細(xì)描述和本發(fā)明優(yōu)選實施方式的附圖，將更加全 面地理解本發(fā)明，但是，詳細(xì)描述和本發(fā)明優(yōu)選實施方式的附圖不應(yīng)該 認(rèn)為將本發(fā)明限制為特定實施方式而應(yīng)該理解為僅用于解釋和理解。
附圖中
圖l是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的起動機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的縱向部 分截面圖2是示出安裝在圖1的起動機中的小齒輪架的部分截面圖； 圖3是示出圖2的小齒輪架的改型的部分截面圖； 圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的小齒輪架的部分截面圖； 圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的小齒輪架的部分截面圖；以
及
圖6是示出典型起動機的縱向部分截面圖。
具體實施例方式
參照附圖，其中在多個附圖中同樣的附圖標(biāo)號指代同樣的零件，尤 其是圖l示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的可用于起動汽車內(nèi)燃發(fā)動機 的起動機l。
起動機1主要包括電動馬達(dá)2、輸出軸3、小齒輪架4以及電磁開 關(guān)6。馬達(dá)2用于產(chǎn)生依次經(jīng)由離合器(未圖示)傳遞到輸出軸3的扭 矩。后面將詳細(xì)描述的小齒輪架4安裝在輸出軸3上。當(dāng)電磁開關(guān)6接 通時，其用作致動器以通過撥桿5將小齒輪架4推向或移動到發(fā)動機側(cè) (即，在該圖中觀察時，朝左)，并且同時將安裝在馬達(dá)2的馬達(dá)電路 中的主開關(guān)的觸點閉合。
當(dāng)主開關(guān)通過電磁開關(guān)6閉合時，從安裝在車輛中的蓄電池(未圖示)向馬達(dá)2供電以產(chǎn)生扭矩。馬達(dá)2可以是典型的直流(dc)馬達(dá)。
離合器通過典型的單向離合器實現(xiàn)，其用于將馬達(dá)2產(chǎn)生的驅(qū)動扭 矩傳遞到輸出軸3用以起動發(fā)動機。當(dāng)發(fā)動機已起動使得發(fā)動機的輸出 施加到起動機l時，離合器斷開其輸入和輸出構(gòu)件以阻止發(fā)動機的扭矩 輸出傳遞到馬達(dá)2。
可以在馬達(dá)2與離合器之間安裝減速器。例如，減速器可以通過典 型的套接式周圓減速齒輪(也稱作行星齒輪減速器)來實現(xiàn)，其與馬達(dá) 2的電樞同軸設(shè)置并且用于減小馬達(dá)2的速度以增加和輸出馬達(dá)2產(chǎn)生 的驅(qū)動扭矩。
在該圖中觀察時，輸出軸3的左端部通過起動機殼體8經(jīng)由軸承7 以可轉(zhuǎn)動方式保持，并且輸出軸的右端部連接到離合器。
電磁開關(guān)6包括電磁線團和柱塞(均未示出)。當(dāng)起動機開關(guān)(未 示出)閉合時，通過安裝在車輛中的電池供應(yīng)的能量為電磁線圏加電。 當(dāng)電磁線圏加電時，其將用作電磁鐵，產(chǎn)生將柱塞吸引到電磁線圏內(nèi)側(cè) 的磁吸引力，從而閉合主開關(guān)?？商娲?，當(dāng)電磁線圏斷電時，其通過 復(fù)位彈簧(未示出)使柱塞朝后移動以將馬達(dá)電路的主開關(guān)斷開。
撥桿5由樹脂制成并具有通過起動機殼體8以可轉(zhuǎn)動方式保持的桿 樞軸(未示出)。撥桿5在其遠(yuǎn)離桿樞軸的端部處結(jié)合到與電磁開關(guān)6 的柱塞附連的桿鉤并且在其另一端部5a處與小齒輪架4接合。在該圖 中觀察時，當(dāng)撥桿5通過電磁線圏吸引到右側(cè)時，其會使得撥桿5的結(jié) 合到桿鉤的端部被柱塞拉動，因此撥桿5的端部5a繞桿樞軸擺動以推 動或移動小齒輪架4遠(yuǎn)離馬達(dá)2并朝向發(fā)動機。
參照圖2，小齒輪架4包括配合在輸出軸3外周的小齒輪9以及 保持撥桿5的端部的支架10。
小齒輪9由例如鐵制成并且具有形成在其內(nèi)周壁上的內(nèi)螺旋花鍵 9a,內(nèi)螺旋花鍵9a與形成在如圖1示出的輸出軸3的外周壁上的外螺 旋花鍵3a嚙合。小齒輪9還包括齒9b，其與發(fā)動機的齒圏(未示出) 嚙合用于起動發(fā)動機；以及圓筒部分9c，圓筒部分9c與齒9b相比形成 在離發(fā)動機較遠(yuǎn)處。圓筒部分9c具有形成在其整個外圓周壁中的凹部或凹槽9d。
支架10是中空圃筒形并且由比重小于齒輪9的例如樹脂的材料制 成。如圖2清楚示出，支架10彈性地卡合在小齒輪9上使其可以彼此 相對轉(zhuǎn)動。具體地，支架10具有環(huán)形團10a，環(huán)形圏10a具有稍大于小 齒輪9的圓筒部分9c的外徑的內(nèi)徑以及具有形成在其內(nèi)周的突出部或 卡爪10b。卡爪10b配合進小齒輪9的圓筒部分9c的凹槽9d中以構(gòu)成 支架10到小齒輪9的牢固接頭?？ㄗ?0b的配合通過沿小齒輪9的軸 向?qū)?0a壓到小齒輪9的圓筒部分9c的外周實現(xiàn)。
支架10還具有從其遠(yuǎn)離小齒輪9的尾端沿支架10的徑向方向朝外 延伸的凸緣10c。撥桿5在其端部5a處接合在凸緣10c與圏10a之間。
在起動機l的操作中，當(dāng)起動機開關(guān)閉合使得電磁開關(guān)6的電磁線 圏加電時，柱塞被電磁線團吸引。柱塞的這種移動經(jīng)由撥桿5傳遞到小 齒輪架4，因此致使小齒輪架4前進至圖l所示的左側(cè)(即，朝向發(fā)動 機)同時在輸出軸3上轉(zhuǎn)動直到小齒輪9與齒圏接合。
同時，在柱塞運動時，馬達(dá)電路的主開關(guān)被閉合，使得馬達(dá)2被供 以來自電池的能量并通過馬達(dá)的電樞產(chǎn)生扭矩。于是扭矩經(jīng)由離合器傳 遞到輸出軸3，因此使配合在輸出軸3上的小齒輪9旋轉(zhuǎn)。這使得馬達(dá) 2產(chǎn)生的扭矩從小齒輪9傳遞到齒團，從而起動了發(fā)動機。
當(dāng)發(fā)動機已經(jīng)起動并且起動機開關(guān)斷開時，會致使電磁線圏產(chǎn)生的 磁吸引力消失，因此柱塞通過復(fù)位彈簧返回到其初始位置，從而斷開主 開關(guān)以停止將能量從電池供應(yīng)到馬達(dá)2。這使馬達(dá)2的電樞的速度逐漸 降低并最終停止。
在柱塞朝后運動時，撥桿5將沿與起動發(fā)動機時相反的方向移動， 從而使小齒輪架4移動離開發(fā)動機，使小齒輪9與齒圏脫開。當(dāng)小齒輪 9返回到如圖1所示的初始位置時，小齒輪9停止。
下面將描述起動機1的結(jié)構(gòu)提供的優(yōu)點。
如上所述，小齒輪架4由小齒輪9和支架10組成。支架10由比重 小于鐵制小齒輪9的例如樹脂的材料制成。特別地，與支架10由與小齒 輪9相同的材料(例如，鐵)制成時的情況相比，支架10的質(zhì)量或重量 小于小齒輪9，從而使得電磁開關(guān)6的電磁線圏產(chǎn)生的、通過撥桿5將小 齒輪架4推向發(fā)動機所需的磁吸引力得以降低。這允許電磁開關(guān)6的尺寸
減小。
當(dāng)需要增加如圖1所示的起動機殼體8的發(fā)動機安U面8s與小齒輪 9的靜止位置(即，處于初始位置的小齒輪9的頂端表面)之間的距離L 時，可以通過如圖3所示增加支架3的整體長度來滿足這樣的需求，而不 需要增加小齒輪架4的尺寸(即，質(zhì)量)，也就是說，不需要增加電磁開關(guān) 6的尺寸。
小齒輪架4設(shè)計成使得小齒輪9可相對于支架10可轉(zhuǎn)動，因此避免了 支架10隨小齒輪9的轉(zhuǎn)動而進行不期望的轉(zhuǎn)動，這使與團10a的尾端表面 鄰接的撥桿端部5a的機械磨損減到最小。
支架10卡合在小齒輪9上。卡爪10b的配合通過沿小齒輪9的軸向 將團10a壓到小齒輪9的圓筒部分9c的外周從而形成卡爪10b在凹槽 9d中的彈性接合而容易地實現(xiàn)。
小齒輪9在其內(nèi)周壁上形成有內(nèi)螺旋花鍵9a，內(nèi)螺旋花鍵9a與形 成在輸出軸3的外周壁上的外螺旋花鍵3a接合，以在小齒輪9與輸出 軸3之間形成機械接頭。沒必要在支架10上形成內(nèi)螺旋花鍵，因此使 支架10的結(jié)構(gòu)簡單化并且促使支架10生產(chǎn)容易。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的起動機1的小齒輪架4。
小齒輪架4設(shè)計成具有潤滑脂集貯區(qū)10d，潤滑脂集貯區(qū)10d形成 在支架10與小齒輪9鄰接的端部內(nèi)。潤滑脂集貯區(qū)10d可以通過形成 在支架10的端面中的凹部或環(huán)形凹槽來實現(xiàn)。潤滑脂集貯區(qū)10d填充 以潤滑脂，在小齒輪9與支架10的相對轉(zhuǎn)動過程中，潤滑脂潤滑了支 架10的前端表面與小齒輪9的尾端表面之間的接觸區(qū)，因此使圏10a 的機械磨損減到最小。
可替代地，潤滑脂集貯區(qū)10d可以形成在小齒輪9與支架10的團 10a鄰接的尾端表面內(nèi)。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的起動機1的小齒輪架4。
小齒輪架4設(shè)計成使得小齒輪9經(jīng)由軸承11結(jié)合到支架10從而能 夠彼此相對轉(zhuǎn)動。
特別地，支架10的內(nèi)周壁經(jīng)由例如滾珠軸承的軸承11配合到小齒 輪9的圓筒部分9c上，因此使由支架10相對于小齒輪9的轉(zhuǎn)動引起的 支架10的機械磨損減到最小。軸承11的使用還使支架10隨小齒輪9 的轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動減到最少，因此減小了與圏10a的尾端表面鄰接的 撥桿端部5a的機械磨損。
雖然本發(fā)明已經(jīng)以優(yōu)選實施方式的方式被公開以便于更好地理解 本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明能夠以不脫離本發(fā)明原理的多種方式實 施。因此，本發(fā)明應(yīng)該理解為包括能夠被實施而不背離所附權(quán)利要求中 闡述的本發(fā)明原理的所有可能實施方式和對示出的實施方式的改型。
權(quán)利要求
1.一種起動機，包括馬達(dá)，其用于產(chǎn)生起動給定目標(biāo)的扭矩；輸出軸，所述馬達(dá)產(chǎn)生的扭矩被傳遞到所述輸出軸；小齒輪架，其包括配合到所述輸出軸外周上的小齒輪以及支架；撥桿；以及電磁致動器，其在加電時產(chǎn)生磁吸引力，所述磁吸引力作用在所述撥桿上以移動所述小齒輪架，從而使所述小齒輪與結(jié)合到所述目標(biāo)的齒圈接合從而將扭矩傳遞到所述目標(biāo)，其中，所述小齒輪架的支架保持所述撥桿以形成所述撥桿與所述小齒輪之間的連接，所述支架由比重小于所述小齒輪的材料制成。
2.如權(quán)利要求1所述的起動機，其中，所述小齒輪架的小齒輪和 支架以能夠相對于彼此轉(zhuǎn)動的方式結(jié)合到一起。
3.如權(quán)利要求2所述的起動機，其中，所述支架由樹脂制成并且 彈性地卡合在所述小齒輪上。
4.如權(quán)利要求3所述的起動機，其中，所述小齒輪架還包括潤滑 脂集貯區(qū)，其將潤滑脂提供到所述小齒輪與所述支架之間的接觸區(qū)。
5.如權(quán)利要求2所述的起動機，其中，所述小齒輪和所述支架經(jīng) 由軸承以能夠相對于彼此轉(zhuǎn)動的方式結(jié)合在一起。
6.如權(quán)利要求1所述的起動機，其中，所述小齒輪架的小齒輪在 其內(nèi)周形成有內(nèi)螺旋花鍵，所述內(nèi)螺旋花鍵與形成在所述輸出軸外周的 外螺旋花鍵嚙合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可用于起動發(fā)動機的起動機。起動機包括電磁致動器和小齒輪架。小齒輪架包括小齒輪和支架。支架保持撥桿并將通過電磁致動器產(chǎn)生的磁吸引力實現(xiàn)的撥桿的運動傳遞到小齒輪，從而使小齒輪移動到與例如同發(fā)動機結(jié)合的齒圈接合。支架由比重小于小齒輪的材料制成。特別地，支架的質(zhì)量或重量小于小齒輪，因此使得通過撥桿移動小齒輪架所需的磁吸引力得以降低。這允許電磁致動器的尺寸減小。
文檔編號F02N11/00GK101173646SQ20071016666
公開日2008年5月7日 申請日期2007年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月2日
發(fā)明者倉沢忠博, 宇都宮大和, 安藤和廣 申請人:株式會社電裝