專(zhuān)利名稱(chēng)：同軸發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，更準(zhǔn)確地說(shuō)，涉及一種這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器包括一個(gè)電動(dòng)機(jī)、一個(gè)小齒輪、一根用于該小齒輪的滑動(dòng)軸、和一個(gè)用來(lái)致動(dòng)一個(gè)開(kāi)關(guān)裝置的螺線管裝置，所包括的這些裝置都同軸布置。
在常規(guī)的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器中，輸出軸可攜帶一個(gè)與齒圈相嚙合的小齒輪軸向滑動(dòng)，并且一般以平行關(guān)系布置用來(lái)軸向驅(qū)動(dòng)該小齒輪的螺線管裝置。根據(jù)這樣一種雙軸型發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，因?yàn)槁菥€管裝置從電動(dòng)機(jī)側(cè)伸出，所以啟動(dòng)器的徑向尺寸不可避免地較大，并且對(duì)必需的安裝空間有相當(dāng)?shù)南拗啤?br> 為了克服這種不便，已經(jīng)提出了多種把螺線管裝置布置在輸出軸周?chē)耐S發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器。本申請(qǐng)的申請(qǐng)人(受讓人)以前在日本公開(kāi)專(zhuān)利出版物No.8-319926(美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No.08/653,873，申請(qǐng)于1996年5月28日)中，提出了一種能減小軸向尺寸而不使整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜的同軸發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器。
根據(jù)這一先有專(zhuān)利申請(qǐng)，小齒輪經(jīng)一個(gè)單向離合器和一個(gè)螺旋花鍵與輸出軸聯(lián)接，從而當(dāng)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)把小齒輪推向齒圈。該小齒輪還由一個(gè)電磁致動(dòng)的可移動(dòng)鐵芯或銜鐵向前推動(dòng)，以便更可靠地與齒圈嚙合，并且通過(guò)由相互套裝的銜鐵內(nèi)件和外件形成銜鐵來(lái)減小軸向尺寸。然而，如果當(dāng)小齒輪即將與齒圈的側(cè)表面鄰接時(shí)推力不夠，則小齒輪可能未與齒圈相嚙合。因此，希望增大作用在銜鐵上的磁吸力、和小齒輪的推力。
而且，由于希望更可靠地推動(dòng)小齒輪與齒圈相嚙合，所以一個(gè)螺旋彈簧插入在銜鐵內(nèi)件與包括一塊頂板的固定部分之間，用來(lái)提供除磁吸力提供的推力之外的彈簧力，以便推出小齒輪。
然而，這種布置有這樣的問(wèn)題當(dāng)銜鐵內(nèi)件在推出小齒輪的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)螺旋彈簧伸長(zhǎng)，并且螺旋彈簧的彈簧力減小相應(yīng)的值。為了克服這個(gè)問(wèn)題，可以設(shè)想隨銜鐵外件的運(yùn)動(dòng)移動(dòng)彈簧。通過(guò)這樣做，能夠把螺旋彈簧的伸長(zhǎng)而減小銜鐵外件的移動(dòng)量。
根據(jù)從銜鐵外件側(cè)支撐螺旋彈簧的這種布置，可以設(shè)想在銜鐵外件的內(nèi)周緣上完整地提供一個(gè)指向內(nèi)部的徑向法蘭，以連接螺旋彈簧的螺旋端之一。然而，實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難且成本較高。況且，磁通會(huì)從由與銜鐵外件相同的磁性材料制成的法蘭漏出，由此降低在銜鐵外件上的磁吸力，并且銜鐵內(nèi)件還會(huì)被磁性地吸向該法蘭(或沿把它拉回的方向)。指向內(nèi)部的徑向法蘭還可能產(chǎn)生這樣的問(wèn)題螺旋彈簧的對(duì)應(yīng)螺旋端可能側(cè)向偏移，而干擾銜鐵內(nèi)件或其他零件。
鑒于先有技術(shù)的這些問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)首要目的在于，提供一種能把小齒輪推到與一個(gè)齒圈以高度可靠的方式相嚙合的同軸發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器。
本發(fā)明的第二目的在于，提供一種具有較小徑向和軸向尺寸但能以強(qiáng)有力的方式推出小齒輪的同軸發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器。
本發(fā)明的第三目的在于，提供一種制造經(jīng)濟(jì)的同軸發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器。
本發(fā)明的第四目的在于，提供一種制連工作可靠的同軸發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器能實(shí)現(xiàn)這些和其他目的，這種發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器包括一個(gè)電動(dòng)機(jī)、一根相對(duì)于該電動(dòng)機(jī)同軸延伸的輸出軸、一個(gè)安裝在該輸出軸上并經(jīng)一個(gè)花鍵與該輸出軸相聯(lián)接的小齒輪、以及一個(gè)布置在輸出軸周?chē)则?qū)動(dòng)該小齒輪與內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)齒圈相嚙合的螺線管裝置。該螺線管裝置包括一個(gè)勵(lì)磁線圈，限定一個(gè)內(nèi)孔；一個(gè)在該勵(lì)磁線圈周?chē)拇跑?，以便沿該?lì)磁線圈內(nèi)孔的內(nèi)圓周表面軸向傳導(dǎo)磁通；一個(gè)圓柱形銜鐵外件，以軸向可滑動(dòng)的方式裝在勵(lì)磁線圈的內(nèi)孔中；一個(gè)圓柱形銜鐵內(nèi)件，套疊且可軸向滑動(dòng)地裝在銜鐵外件中；一個(gè)第一回動(dòng)彈簧，在相對(duì)于磁軛打開(kāi)磁隙的方向上推動(dòng)銜鐵外件；一個(gè)第二回動(dòng)彈簧，在相對(duì)于磁軛打開(kāi)磁隙的方向上推動(dòng)銜鐵內(nèi)件；一個(gè)螺旋彈簧，同軸地插入在內(nèi)外銜鐵件之間，以推動(dòng)內(nèi)外銜鐵件使之彼此遠(yuǎn)離；以及一個(gè)環(huán)形彈簧保持架，安裝在銜鐵外件的孔中，以約束螺旋彈簧的一個(gè)對(duì)應(yīng)螺旋端部。
因此，簡(jiǎn)化了銜鐵外件的形狀，并且降低了形成銜鐵外件的成本。可以通過(guò)卷曲銜鐵外件把彈簧保持架以簡(jiǎn)單和可靠的方式固定到位。準(zhǔn)確地說(shuō)，彈簧保持架可以由一個(gè)由非磁性材料制成的獨(dú)立零件構(gòu)成，從而能減小經(jīng)彈簧保持架的磁通泄漏。而且，彈簧保持架可以提供有一個(gè)環(huán)形凸臺(tái)，用來(lái)限制螺旋彈簧對(duì)應(yīng)螺旋端的側(cè)向運(yùn)動(dòng)。由此，能以非常有效的方式避免由于螺旋彈簧的側(cè)向移動(dòng)所造成的螺旋彈簧與外部零件的干擾。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，磁軛和銜鐵內(nèi)外件的相對(duì)端部帶有基本上互補(bǔ)的錐形縱向部分。一般地，由銜鐵外件致動(dòng)用來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的磁性開(kāi)關(guān)。
根據(jù)這種布置，磁吸力初始作用在銜鐵外件上，這就產(chǎn)生對(duì)銜鐵內(nèi)件有利的磁通分布以便被有力地吸向在磁軛上限定的相對(duì)磁極。這一磁吸力受到在銜鐵內(nèi)外件之間插入的螺旋彈簧的助推。這樣，在操作的初始階段得到較強(qiáng)的磁吸力，并且這個(gè)力接近操作末端或當(dāng)銜鐵件完全被吸向磁軛的相對(duì)磁極時(shí)，受到相對(duì)地控制。
鑒于要控制接近銜鐵件運(yùn)動(dòng)末端的磁吸力，可以以這樣的方式使銜鐵內(nèi)外件裝有擋塊部分，以便在銜鐵內(nèi)件和磁軛相對(duì)端部上限定的錐面之間、和在銜鐵外件和磁軛相對(duì)端部上限定的錐面之間限定很小的間隙。特別可取的是由一個(gè)環(huán)形臺(tái)肩表面限定用于銜鐵內(nèi)外件擋塊部分的至少一個(gè)，該環(huán)形臺(tái)肩表面提供在垂直于軸線的對(duì)應(yīng)銜鐵件中，該對(duì)應(yīng)銜鐵件適于在勵(lì)磁線圈的勵(lì)磁狀態(tài)鄰接在磁軛相對(duì)端部中限定的對(duì)應(yīng)環(huán)形臺(tái)肩表面。
鑒于要減小不希望的磁通泄漏或散逸，有利的是環(huán)形臺(tái)肩表面提供在銜鐵內(nèi)件中，并且磁軛相對(duì)端部和銜鐵內(nèi)件的錐面提供在環(huán)形臺(tái)肩表面的同一軸側(cè)，以便在勵(lì)磁線圈的勵(lì)磁狀態(tài)下以其之間限定的小間隙相互相對(duì)著，磁軛相對(duì)端部的錐面由一個(gè)凹入部分以這樣一種方式終止，從而使磁軛相對(duì)端部的錐面超過(guò)銜鐵內(nèi)件錐面所延伸的、基本上較短的軸向長(zhǎng)度延伸。
為了保證在銜鐵內(nèi)外件之間的無(wú)摩擦相對(duì)運(yùn)動(dòng)，最好是通過(guò)由勵(lì)磁線圈孔的內(nèi)周緣表面定位銜鐵外件的外周緣表面，相對(duì)于勵(lì)磁線圈同軸地布置銜鐵外件，而通過(guò)由輸出軸的外周緣表面定位銜鐵內(nèi)件的內(nèi)周緣表面，相對(duì)于輸出軸同軸地布置銜鐵內(nèi)件。
為了減小漏磁通，輸出軸由非磁性材料制成。另外或可選擇的是，該發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器可以包括一個(gè)由非磁性材料制成、且可滑動(dòng)地裝配在輸出軸上以軸向致動(dòng)小齒輪的移動(dòng)件，銜鐵內(nèi)件固定地安裝在該移動(dòng)件上。一般地，一個(gè)單向離合器插入在小齒輪與銜鐵之間。單向離合器通常由鐵磁性材料制成，并且重要的是防止磁通散逸進(jìn)離合器零件和通過(guò)離合器零件散逸?；谶@種考慮，希望單向離合器包括一個(gè)一端與移動(dòng)件鄰接的離合器內(nèi)件、和一個(gè)與小齒輪整體形成的離合器外件，離合器內(nèi)件與形成在輸出軸上的花鍵相嚙合。該花鍵一般包括一個(gè)螺旋花鍵以便施加推出小齒輪的一個(gè)力。
現(xiàn)在參照附圖在下面描述本發(fā)明，其中

圖1是實(shí)施本發(fā)明的一種發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器的剖視圖；圖2是用于圖1所示發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器的螺線管裝置基本部分的放大視圖；圖3是圖1基本部分的放大視圖，表示發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器的運(yùn)行模式；圖4類(lèi)似于圖3，表示發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器的不同狀態(tài)；圖5類(lèi)似于圖2，表示當(dāng)小齒輪與齒圈完全相嚙合時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器的狀態(tài)；及圖6類(lèi)似于圖2，表示本發(fā)明的第二實(shí)施例。
圖1一般表明一種根據(jù)本發(fā)明的裝有一個(gè)減速器的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，并且圖的上半部表示啟動(dòng)器在其非工作狀態(tài)，而圖的下半部表示啟動(dòng)器在其工作狀態(tài)。這個(gè)啟動(dòng)器1產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)所必需的轉(zhuǎn)矩，并且包括一個(gè)裝有一個(gè)行星齒輪減速器2的電動(dòng)機(jī)3、一根經(jīng)減速器2連接于電動(dòng)機(jī)3的輸出軸4、可滑動(dòng)地安裝在輸出軸4上的單向滾柱離合器5和一個(gè)小齒輪6、一個(gè)用于選擇性地?cái)嚅_(kāi)和閉合引導(dǎo)到電動(dòng)機(jī)3的電源線的開(kāi)關(guān)裝置7、以及用來(lái)軸向移動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置7的可動(dòng)觸板8及小齒輪6的螺線管裝置9。
電動(dòng)機(jī)3是一臺(tái)已知的換向器式直流電動(dòng)機(jī)，并且其轉(zhuǎn)子軸10在其右端可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在底板11的中心處，如在圖中所見(jiàn)到的那樣，而轉(zhuǎn)子軸10在其左端(在發(fā)動(dòng)機(jī)的齒圈23側(cè))支撐在輸出軸4右端的中心處，輸出軸4相對(duì)于轉(zhuǎn)子軸10同軸地布置，如在圖中所見(jiàn)到的那樣。
減速器2提供在電動(dòng)機(jī)3的頂板12的內(nèi)表面上。減速器2包括一個(gè)在相鄰輸出軸4的轉(zhuǎn)子軸10的一部分中形成的太陽(yáng)齒輪13、多個(gè)與太陽(yáng)齒輪13相嚙合的行星齒輪14、以及一個(gè)沿頂板12的內(nèi)周緣形成的以與諸行星齒輪14相嚙合的內(nèi)齒圈15。一塊支撐行星齒輪14的支撐板16連接到輸出軸4的右端，輸出軸4可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在頂板12的中心處。
連接到頂板12的是，一個(gè)也用作固定支架把啟動(dòng)器安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)上的小齒輪外殼17。輸出軸4的左端通過(guò)小齒輪外殼17左壁內(nèi)表面的中心部分可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐。
輸出軸4中部的外圓周表面帶有一個(gè)螺旋花鍵19，并且單向滾柱離合器5的離合器內(nèi)件18的一個(gè)軸套18a的軸向端部與螺旋花鍵19嚙合。離合器內(nèi)件18通常由一根插入在軸套18a與一個(gè)擋板20之間的第二回動(dòng)彈簧21推向右側(cè)(縮回方向)，擋板20固定在輸出軸4的左端部分。第二回動(dòng)彈簧21裝在離合器內(nèi)件18的軸套18a的內(nèi)圓周表面與輸出軸4的外圓周表面之間限定的一個(gè)環(huán)形間隙中。
管狀離合器內(nèi)件18與單向滾柱離合器5的一個(gè)離合器外件22以軸向固定但轉(zhuǎn)動(dòng)自由的關(guān)系相連接。離合器外件22帶有一個(gè)錐形表面，用來(lái)限定單向滾柱離合器5的一個(gè)楔形腔，并且離合器外件22相鄰于齒圈23的一部分帶有一個(gè)指向端壁和齒圈23的凸臺(tái)。凸臺(tái)的外周緣部分與上述的小齒輪6形成整體，小齒輪6與發(fā)動(dòng)機(jī)的齒圈23相嚙合以驅(qū)動(dòng)該發(fā)動(dòng)機(jī)。與小齒輪6形成整體的離合器外件22以即可轉(zhuǎn)動(dòng)又軸向自由的關(guān)系安裝在輸出軸4的左端。
在小齒輪外殼17的中間部分中，安裝有一個(gè)圍繞由非磁性材料制成的輸出軸4的勵(lì)磁線圈24。勵(lì)磁線圈24由一個(gè)杯狀保持套25限定的一個(gè)磁軛、和環(huán)狀圓盤(pán)26圍繞著，輸出軸4穿過(guò)杯狀保持套25。在勵(lì)磁線圈24的內(nèi)圓周表面與輸出軸4的外圓周表面之間限定的一個(gè)間隙中，布置有一個(gè)用作外可動(dòng)鐵芯的銜鐵外件27、和一個(gè)用作內(nèi)可動(dòng)鐵芯的銜鐵內(nèi)件28，這兩件均由鐵磁性材料制成、相互同軸且以套疊的方式可在軸向滑動(dòng)。銜鐵件和28的左端(面對(duì)著小齒輪6的端部)相對(duì)著一個(gè)在保持套25內(nèi)周緣表面上形成的突出凸臺(tái)，該凸臺(tái)作為銜鐵27和28的一個(gè)磁極。
一塊環(huán)形連接板29，通過(guò)使它靠緊由銜鐵外件27整體提供的一個(gè)外部徑向法蘭51，繞銜鐵外件27右端的外周緣安裝。通過(guò)卷曲銜鐵外件27的軸向端部，可以把連接板29安裝到位。一根連接桿30從連接板29的外周緣部分軸向伸出，穿過(guò)電動(dòng)機(jī)3的頂板12。對(duì)于連接桿30的突出端安裝有開(kāi)關(guān)裝置7的可動(dòng)觸板8，開(kāi)關(guān)裝置7提供在電動(dòng)機(jī)3的一個(gè)整流器31附近?？蓜?dòng)觸板8以軸向可動(dòng)的方式安裝在連接桿30上，并且由一根螺旋彈簧32以這樣的方式浮動(dòng)地支撐著，從而能與開(kāi)關(guān)裝置7的固定觸板34相連接且能與之脫開(kāi)，開(kāi)關(guān)裝置7固定地安裝在提供在整流器31周?chē)囊粋€(gè)電刷支架33上。銜鐵外件27總是由一根插入在連接板29與小齒輪外殼17的內(nèi)壁之間的第一回動(dòng)彈簧35推向右側(cè)，但通常在其中間位置把可動(dòng)觸板8與固定觸板34彼此分開(kāi)(如圖中的中心線上方所示)。
一根螺旋彈簧36在軸向插入在銜鐵內(nèi)件28與銜鐵外件27之間，以便彈性地把他們推離開(kāi)。螺旋彈簧36的螺旋端之一由一個(gè)安裝在銜鐵外件27內(nèi)孔中的環(huán)形彈簧保持架48約束，而另一螺旋端由形成在銜鐵內(nèi)件28的內(nèi)孔中的一個(gè)凹下軸向端面約束。
彈簧保持架48通過(guò)沖壓成形非磁性材料制成的板材而形成，并且如圖2所示包括一個(gè)壓裝到銜鐵外件27的孔中的圓柱形部分48a、一個(gè)從圓柱形部分48a徑向延伸的內(nèi)法蘭部分48b、及一個(gè)從法蘭部分48b的外周緣軸向或垂直延伸的引導(dǎo)件部分。銜鐵外件27的內(nèi)孔帶有一個(gè)臺(tái)階部分49，該臺(tái)階部分49是作為卷曲的結(jié)果通過(guò)材料凸出而形成的，以便把連接板29固定在銜鐵外件27的外周緣上。彈簧保持架48由與圓柱形部分48a咬合的臺(tái)階部分49保持到位。
通過(guò)如此由一個(gè)與銜鐵外件27分離的件形成彈簧保持架48，使銜鐵外件27形狀簡(jiǎn)單，并因而容易制造。因?yàn)橥ㄟ^(guò)沖壓能形成彈簧保持架48，所以通過(guò)用引導(dǎo)件部分48c支撐螺旋彈簧36的螺旋端內(nèi)孔，能夠順利地把螺旋彈簧36對(duì)中。
在小齒輪6的靜止?fàn)顟B(tài)下，螺旋彈簧36的彈簧力小于提供在離合器內(nèi)件18上第二回動(dòng)彈簧21的彈簧力，但在由提前于銜鐵內(nèi)件28運(yùn)動(dòng)的銜鐵外件27完全壓縮螺旋彈簧36之前，螺旋彈簧36的彈簧力變得大于第二回動(dòng)彈簧21的彈簧力。銜鐵內(nèi)件28的左端與一個(gè)移動(dòng)件37連接，移動(dòng)件37由非磁性材料制成并且與離合器外件22的右端相鄰接。
勵(lì)磁線圈24經(jīng)一個(gè)提供在開(kāi)關(guān)裝置7中的接線器，電氣連接到一個(gè)圖中未表示的點(diǎn)火開(kāi)關(guān)上。開(kāi)關(guān)裝置7的固定觸板34電氣連接到一個(gè)圖中未表示的電池的正端，并且連接到一對(duì)正極電刷39上的一對(duì)引線40安裝到固定觸板34上。一對(duì)負(fù)極電刷41提供在與正極電刷39線對(duì)稱(chēng)相對(duì)的位置處。這些負(fù)極電刷41的引線42連接到此后描述的一塊中心板43上，并且經(jīng)小齒輪殼體17和圖中未表示的車(chē)體連接到電池的負(fù)端。開(kāi)關(guān)裝置7提供在正極電刷39側(cè)的一個(gè)空間中。
金屬環(huán)形中心板43插入在電刷支架33與頂板12之間，以彼此分開(kāi)減速器2和電動(dòng)機(jī)3。從中心板43的中心部分向整流器31突出一個(gè)環(huán)形凸臺(tái)43a，以便包圍轉(zhuǎn)子軸10的外周緣，在其之間限定一個(gè)小間隙。環(huán)形凸臺(tái)43a的自由端裝入形成在整流器31的軸端表面中的凹坑中，以便防止減速器2的潤(rùn)滑脂漏入整流器31中。
開(kāi)關(guān)裝置7位于啟動(dòng)器1的上面，并且由固定到電刷支架33上的固定觸板34和可動(dòng)觸板8形成的接觸裝置，由電刷支架33和用作磁軛的電動(dòng)機(jī)殼體44內(nèi)的一個(gè)蓋45蓋住。由此，防止電刷灰塵進(jìn)入開(kāi)關(guān)裝置7的接觸裝置。
在這個(gè)實(shí)施例中，如圖2的放大視圖中所表明的那樣，銜鐵外件27相對(duì)著上述保持架25內(nèi)凸臺(tái)部分的端部帶有一個(gè)錐形突出部分27a，并且保持架25的相對(duì)部分帶有一個(gè)與錐形突出部分27a互補(bǔ)的錐形突出部分25a。銜鐵內(nèi)件28相對(duì)著保持架25內(nèi)凸臺(tái)部分的端部帶有一個(gè)錐形突出部分28a，錐形突出部分28a大于錐形突出部分27a，并且保持架25的相對(duì)部分帶有一個(gè)與錐形突出部分28a部分互補(bǔ)的錐形接收部分25b。保持架25比其接收部分25b靠近小齒輪6的部分帶有一個(gè)倒錐部分25c，以避免當(dāng)它被推動(dòng)向前時(shí)干擾銜鐵內(nèi)件28的凸臺(tái)部分28a。
現(xiàn)在在下面描述上述實(shí)施例的工作。在非工作狀態(tài)，因?yàn)闆](méi)有電流供給勵(lì)磁線圈24，所以銜鐵外件27在第一回動(dòng)彈簧35的彈簧力作用下在其最靠右的位置處，保持連接板29靜止與頂板12接合，并且連接到銜鐵外件27上的可動(dòng)觸板8與固定觸板34有間隔。同時(shí)，由第二回動(dòng)彈簧21推動(dòng)的離合器內(nèi)件18與離合器外件22一起在其最靠右的位置處，離合器外件22與小齒輪6、移動(dòng)件37和銜鐵內(nèi)件28成為一體。這樣，單向離合器5處于靜止，與一個(gè)密封板47相接合，并且小齒輪6與齒圈23脫開(kāi)(圖的中心線以上所示的狀態(tài))。
當(dāng)把點(diǎn)火開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)位置時(shí)，電流供給到勵(lì)磁線圈24以磁化它。結(jié)果，用于傳導(dǎo)磁通的磁路建立在銜鐵內(nèi)外件27和28中，由此把銜鐵內(nèi)外件27和28移動(dòng)到左邊。這時(shí)，因?yàn)殂曡F外件27的突出部分27a比銜鐵內(nèi)件28的突出部分28a，靠近保持架25的突出部分25a和接收部分25b(磁極)，所以銜鐵外件27提前于銜鐵內(nèi)件28運(yùn)動(dòng)，如圖3中所示。
因?yàn)橥怀霾糠?7a和25a如前面所述是錐形的，所以磁通穿過(guò)的相對(duì)表面相對(duì)于運(yùn)動(dòng)方向(軸向)傾斜，不但合力的分量作用在運(yùn)動(dòng)方向而且隨著錐面彼此靠近其之間的間隙變小，由此增大作用在他們之間的磁力。
銜鐵內(nèi)件28由螺旋彈簧36在運(yùn)動(dòng)方向彈性地推動(dòng)，但如上所述的那樣，螺旋彈簧36的彈簧力小于第二回動(dòng)彈簧21的彈簧力，從而在銜鐵外件27吸引運(yùn)動(dòng)的早期階段銜鐵外件27保持靜止，而螺旋彈簧36在起初被壓縮。
結(jié)果，可動(dòng)觸板8通過(guò)連接板29和連接桿30運(yùn)動(dòng)到左邊，并且與固定觸板34相接觸。這就使電力從電池供給到電動(dòng)機(jī)3，并且轉(zhuǎn)子軸10開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)樵阢曡F外件27在完成其整個(gè)行程之前可動(dòng)觸板8已與固定觸板34良好地相接觸，并且可動(dòng)觸板8以浮動(dòng)的關(guān)系安裝在連接桿30上以便可軸向運(yùn)動(dòng)，所以螺旋彈簧32的彈簧力作用在兩個(gè)觸板8和34上。
同時(shí)，銜鐵外件27停止，提供在其外周緣周?chē)摹⒂脕?lái)攜帶連接板29的徑向法蘭51鄰接環(huán)狀圓盤(pán)26，在突出部分25a與突出部分27a之間限定一個(gè)間隙，如圖3所示。通過(guò)在靜止?fàn)顟B(tài)如此提供的間隙，使漏磁通向銜鐵內(nèi)件28施加一個(gè)引力。
在圖3所示的狀態(tài)中，因?yàn)橥ㄟ^(guò)螺旋彈簧36壓縮放大的彈性偏置力與作用在銜鐵內(nèi)件28上的磁吸力之和推出小齒輪6，所以當(dāng)輸出軸4已經(jīng)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)或輸出軸4的轉(zhuǎn)動(dòng)速度仍較低時(shí)，小齒輪6(離合器外件22)就沿螺旋花鍵19向齒圈23運(yùn)動(dòng)，同時(shí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)(相對(duì)于輸出軸4的正常轉(zhuǎn)動(dòng)方向)。隨著輸出軸4的轉(zhuǎn)動(dòng)，與螺旋花鍵19嚙合的點(diǎn)處的摩擦力力圖以正常方向轉(zhuǎn)動(dòng)小齒輪6，但是因?yàn)槭艿缴鲜龊狭Φ淖饔?，所以小齒輪6與齒圈23相嚙合，同時(shí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。這時(shí)，即使小齒輪6由于碰到齒圈23的齒側(cè)沒(méi)能與齒圈23相嚙合，也因?yàn)楫?dāng)小齒輪6彈回且即將與齒圈23相嚙合時(shí)，受上述合力向前推動(dòng)并因此以反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，并且當(dāng)由于碰到齒圈23的齒側(cè)不能向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于螺旋花鍵聯(lián)接造成以正常方向轉(zhuǎn)動(dòng)，所以當(dāng)小齒輪6向前和向后轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)小齒輪6能最終與齒圈23相嚙合。
當(dāng)小齒輪6隨輸出軸4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由輸出軸4和花鍵聯(lián)接的轉(zhuǎn)動(dòng)造成的、力圖向齒圈23運(yùn)動(dòng)小齒輪6的初始作用力變小。然而，根據(jù)本發(fā)明，螺旋彈簧36推動(dòng)銜鐵內(nèi)件28(離合器內(nèi)件18)以便以反方向轉(zhuǎn)動(dòng)小齒輪6，并且這一反方向轉(zhuǎn)動(dòng)阻礙由輸出軸4轉(zhuǎn)動(dòng)小齒輪6，小齒輪6的推力增大，該力由與小齒輪6花鍵聯(lián)接的輸出軸4的轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生。因此，用增大的推力能迫使小齒輪6與齒圈23相嚙合。
圖4表示即將嚙合的小齒輪6。當(dāng)小齒輪6要與齒圈23相嚙合時(shí)，螺旋彈簧36還施加一個(gè)彈簧力。這一彈簧力持續(xù)推動(dòng)小齒輪6，直到小齒輪6即將與齒圈23相嚙合，到這時(shí)磁吸力變得足夠強(qiáng)。
如聯(lián)系先有技術(shù)所描述的那樣，當(dāng)銜鐵外件整體地帶有一個(gè)內(nèi)徑向法蘭，以便約束螺旋彈簧的螺旋端之一時(shí)，因?yàn)閺较蚍ㄌm由磁性材料制成，所以磁通從這一法蘭漏出，結(jié)果減小了用于銜鐵外件的磁吸力。此外，因?yàn)榇磐ń?jīng)過(guò)銜鐵內(nèi)件與法蘭之間，產(chǎn)生一個(gè)把銜鐵內(nèi)件拉向法蘭的吸力，這就產(chǎn)生銜鐵內(nèi)件的推力。然而，根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)榘惭b在銜鐵外件27上的彈簧保持架48由非磁性材料制成，所以經(jīng)彈簧保持架48沒(méi)有磁通泄漏，并且能消除上述問(wèn)題。
一旦小齒輪6開(kāi)始與齒圈23相嚙合，通過(guò)螺旋花鍵與輸出軸4相聯(lián)接的小齒輪6就能隨著輸出軸4轉(zhuǎn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，與齒圈23完全相嚙合。當(dāng)小齒輪6已經(jīng)如此完全與齒圈23相嚙合時(shí)，離合器內(nèi)件18由擋板20約束，并由此防止在軸向進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)，從而經(jīng)通過(guò)螺旋花鍵與輸出軸4相聯(lián)接的小齒輪6，把輸出軸4的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給齒圈23，并且轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
在這時(shí)，如圖1的下半部所示，銜鐵內(nèi)件28垂直于其軸線的左端表面28b鄰接保持架25也垂直于其軸線的鄰接表面25d，并且在凸臺(tái)部分28a和接收部分25b的錐面之間產(chǎn)生一個(gè)很小的間隙。這是為了由彼此相對(duì)的兩個(gè)錐面產(chǎn)生一個(gè)較大的吸引推力，以及隨著兩個(gè)錐面越來(lái)越彼此靠近，磁力增大直到磁通最終軸向穿過(guò)該間隙而不是穿過(guò)錐面為止。而且，與凸臺(tái)部分28a的錐面軸向長(zhǎng)度相比，接收部分25b的錐面軸向長(zhǎng)度較短(在本實(shí)施例中約為一半的長(zhǎng)度)。這是為了防止在銜鐵內(nèi)件28的軸向左端表面28a與保持架25的鄰接表面25d彼此鄰接的同時(shí)，在兩個(gè)錐面之間產(chǎn)生大量的磁通，并且增大在端表面28b和鄰接表面25d之間指向軸向的磁通，以便增大磁吸力。
勵(lì)磁線圈24作用在銜鐵內(nèi)件28上的吸力，通過(guò)銜鐵內(nèi)件28鄰接保持架25的鄰接表面25d被最大化，從而即使當(dāng)小齒輪6受到力圖使小齒輪6脫開(kāi)齒圈23的力時(shí)，移動(dòng)件37也能通過(guò)阻止離合器內(nèi)件18的向右運(yùn)動(dòng)而防止該情況發(fā)生。
在銜鐵件27和28已經(jīng)走完其全程之后保持其靜止所需的電流，小于開(kāi)始運(yùn)動(dòng)銜鐵件27和28所需的電流。換句話說(shuō)，通過(guò)利用由螺旋花鍵19初始運(yùn)動(dòng)單向離合器5以及小齒輪6產(chǎn)生的軸向力，能減小勵(lì)磁線圈24的必需輸出，并且能減小勵(lì)磁線圈24的尺寸。一旦發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)啟動(dòng)，并且發(fā)動(dòng)機(jī)速度超過(guò)了小齒輪6的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，這種布置在小齒輪6依靠單向離合器5允許小齒輪6自由轉(zhuǎn)動(dòng)方面，與常規(guī)的布置沒(méi)有不同。
當(dāng)對(duì)勵(lì)磁線圈24的供電結(jié)束時(shí)，第二回動(dòng)彈簧21作用在離合器內(nèi)件18上的偏置力和第一回動(dòng)彈簧35作用在銜鐵外件27上的偏置力使小齒輪6與齒圈23脫開(kāi)，并且使可動(dòng)觸板8運(yùn)動(dòng)離開(kāi)固定觸板34，由此停止電動(dòng)機(jī)3。
圖6表示本發(fā)明的第二實(shí)施例，并且相應(yīng)于以上實(shí)施例的零件用類(lèi)似的號(hào)表示，而不再重復(fù)其描述。盡管在上述實(shí)施例中，圓柱形部分48a和引導(dǎo)部分48c相對(duì)于法蘭部分48b向不同方向彎曲，以便限定一個(gè)彎曲成形縱向部分，但所示實(shí)施例的圓柱形部分48a和引導(dǎo)部分48c相對(duì)于法蘭部分48b向相同方向彎曲，以限定一個(gè)C形縱向部分。銜鐵外件27的內(nèi)圓周表面帶有一個(gè)約束和固定圓柱形部分48a的臺(tái)階部分50。這一實(shí)施例提供了基本上與上述實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)。
如前所述，小齒輪6與離合器外件22形成整體。這是便利的，因?yàn)橛脕?lái)形成單向滾柱離合器的楔形腔錐面的端壁的厚壁部分位于小齒輪6或齒圈23側(cè)，從而遠(yuǎn)離保持架25形成厚壁部分，從而保持架25側(cè)厚壁部分的缺少減小了保持架25側(cè)的磁通泄漏。
通過(guò)相對(duì)于勵(lì)磁線圈24的線圈架的內(nèi)圓周表面定位銜鐵外件27的外周緣，來(lái)裝配銜鐵外件27，而通過(guò)相對(duì)于移動(dòng)件37的外圓周表面定位銜鐵內(nèi)件28的內(nèi)周緣，來(lái)裝配銜鐵內(nèi)件28，移動(dòng)件37例如由合成樹(shù)脂材料制成。由此，在銜鐵外件27的內(nèi)圓周表面與銜鐵內(nèi)件28的外圓周表面之間限定一個(gè)間隙，從而能夠避免這兩個(gè)零件在其運(yùn)動(dòng)期間的碰撞。
小齒輪外殼17在其裝配狀態(tài)中帶有一個(gè)在其下部的排水孔46。這一排水孔46提供在密封板47附近，既用來(lái)探測(cè)在小齒輪靜止位置側(cè)的螺線管裝置9，又用來(lái)排水。在啟動(dòng)器的靜止?fàn)顟B(tài)，螺線管裝置9由小齒輪6封閉著，但一旦小齒輪6已經(jīng)運(yùn)動(dòng)并與齒圈23相嚙合，就在小齒輪6與螺線管裝置9之間產(chǎn)生一個(gè)間隙，并且這一間隙可能讓水侵入。這能通過(guò)密封板47來(lái)避免，并且通過(guò)在密封板47前面提供排水孔46來(lái)進(jìn)一步加強(qiáng)水的去除。
這樣，根據(jù)本發(fā)明，能通過(guò)沖壓非磁性板材來(lái)制造彈簧保持架，并且能避免不希望的銜鐵磁通泄漏。而且，能簡(jiǎn)化銜鐵的形狀，并能使之制造容易。通過(guò)提供一個(gè)引導(dǎo)件部分，能以一定的對(duì)中作用保持螺旋彈簧，從而能避免螺旋彈簧螺旋端的移動(dòng)、和所造成的螺旋與其他零件的干涉。
盡管按照其最佳實(shí)施例已經(jīng)描述了本發(fā)明，但顯而易見(jiàn)，對(duì)于熟悉本專(zhuān)業(yè)的人員，不脫離附屬權(quán)利要求書(shū)中所述的本發(fā)明的范圍，能進(jìn)行各種變更和修改。
權(quán)利要求
1.一種同軸發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，它包括一個(gè)電動(dòng)機(jī)、一根相對(duì)于所述電動(dòng)機(jī)同軸延伸的輸出軸、一個(gè)安裝在所述輸出軸上并經(jīng)一個(gè)花鍵與所述輸出軸相聯(lián)接的小齒輪、以及一個(gè)布置在所述輸出軸周?chē)则?qū)動(dòng)所述小齒輪與內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)齒圈相嚙合的螺線管裝置，所述螺線管裝置包括一個(gè)勵(lì)磁線圈，限定一個(gè)內(nèi)孔；一個(gè)在所述勵(lì)磁線圈周?chē)拇跑?，以便沿所述?lì)磁線圈的所述內(nèi)孔的內(nèi)圓周表面軸向傳導(dǎo)磁通；一個(gè)圓柱形銜鐵外件，以軸向可滑動(dòng)的方式裝在所述勵(lì)磁線圈的所述內(nèi)孔中；一個(gè)圓柱形銜鐵內(nèi)件，套疊且可軸向滑動(dòng)地裝在所述銜鐵外件中；一個(gè)第一回動(dòng)彈簧，在相對(duì)于所述磁軛打開(kāi)磁隙的方向上推動(dòng)所述銜鐵外件；一個(gè)第二回動(dòng)彈簧，在相對(duì)于所述磁軛打開(kāi)磁隙的方向上推動(dòng)所述銜鐵內(nèi)件；一個(gè)螺旋彈簧，同軸地插入在所述內(nèi)外銜鐵件之間，以推動(dòng)所述內(nèi)外銜鐵件使之彼此遠(yuǎn)離；以及一個(gè)環(huán)形彈簧保持架，安裝在所述銜鐵外件的孔中，以約束所述螺旋彈簧的一個(gè)對(duì)應(yīng)螺旋端部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，其中，所述彈簧保持架通過(guò)卷曲所述銜鐵外件固定到位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，其中，所述彈簧保持架由非磁性材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，其中，所述彈簧保持架帶有一個(gè)環(huán)形凸臺(tái)，用來(lái)限制所述螺旋彈簧的對(duì)應(yīng)螺旋端的側(cè)向運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，其中，所述磁軛和所述銜鐵內(nèi)外件的相對(duì)端部帶有基本上互補(bǔ)的錐形縱向部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的同軸發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，其中，所述銜鐵內(nèi)外件以這樣的方式帶有諸擋塊部分，以便在所述銜鐵內(nèi)件和所述磁軛的所述相對(duì)端部上限定的錐面之間、和在所述銜鐵外件和所述磁軛的所述相對(duì)端部上限定的錐面之間限定很小的間隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的同軸發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，其中，由一個(gè)環(huán)形臺(tái)肩表面限定用于所述銜鐵內(nèi)外件的所述擋塊部分的至少一個(gè)，該環(huán)形臺(tái)肩表面提供在垂直于軸線的對(duì)應(yīng)銜鐵件中，該對(duì)應(yīng)銜鐵件適于在所述勵(lì)磁線圈的勵(lì)磁狀態(tài)鄰接在所述磁軛的所述相對(duì)端部中限定的一個(gè)對(duì)應(yīng)環(huán)形臺(tái)肩表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的同軸發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，其中，所述環(huán)形臺(tái)肩表面提供在所述銜鐵內(nèi)件中，并且所述磁軛的所述相對(duì)端部和所述銜鐵內(nèi)件的錐面，提供在所述環(huán)形臺(tái)肩表面的同一軸側(cè)，以便在所述勵(lì)磁線圈的勵(lì)磁狀態(tài)下以其之間限定的小間隙相互相對(duì)著，所述磁軛的所述相對(duì)端部的所述錐面由一個(gè)凹入部分以這樣一種方式終結(jié)，從而使所述磁軛的所述相對(duì)端部的所述錐面，超過(guò)所述銜鐵內(nèi)件的所述錐面所延伸的、基本上較短的軸向長(zhǎng)度延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，其中，通過(guò)由所述勵(lì)磁線圈所述孔的內(nèi)周緣表面定位所述銜鐵外件的外周緣表面，相對(duì)于所述勵(lì)磁線圈同軸地布置所述銜鐵外件，而通過(guò)由所述輸出軸的外周緣表面定位所述銜鐵內(nèi)件的內(nèi)周緣表面，相對(duì)于所述輸出軸同軸地布置所述銜鐵內(nèi)件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的同軸發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，其中，所述輸出軸由非磁性材料制成。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的同軸發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，還包括一個(gè)由非磁性材料制成、且可滑動(dòng)地裝配在所述輸出軸上以軸向致動(dòng)所述小齒輪的移動(dòng)件，所述銜鐵內(nèi)件固定地安裝在該移動(dòng)件上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的同軸發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，還包括一個(gè)單向離合器，該單向離合器具有一個(gè)一端與所述移動(dòng)件鄰接的離合器內(nèi)件、和一個(gè)與所述小齒輪整體形成的離合器外件，所述離合器內(nèi)件與形成在所述輸出軸上的所述花鍵相嚙合。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的同軸發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，其中，所述花鍵是一個(gè)螺旋花鍵。
全文摘要
一種發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器,包括一個(gè)用于致動(dòng)電動(dòng)機(jī)開(kāi)關(guān)的、并驅(qū)動(dòng)小齒輪與內(nèi)燃機(jī)的齒圈相嚙合的螺線管裝置,其包括:一個(gè)銜鐵外件和一個(gè)銜鐵內(nèi)件,一個(gè)環(huán)形彈簧保持架壓裝在銜鐵外件的內(nèi)孔中以支撐螺旋彈簧的一個(gè)對(duì)應(yīng)螺旋端。該彈簧保持架由非磁性材料沖壓形成,以便具有裝入銜鐵內(nèi)件孔的圓柱形部分、一個(gè)以在安裝狀態(tài)指向內(nèi)側(cè)法蘭的方式垂直于圓柱形部分彎曲的法蘭部分、和一個(gè)相對(duì)于軸向從法蘭部分的自由端垂直彎曲的引導(dǎo)部分。
文檔編號(hào)F02N15/02GK1184892SQ9711411
公開(kāi)日1998年6月17日 申請(qǐng)日期1997年11月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月29日
發(fā)明者佐藤善和, 岡田道夫, 奈良幸治, 大屋正明, 長(zhǎng)島慎一, 木村榮一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社美姿把