CN101173646A - 起动机的紧凑结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可用于起动发动机的起动机。起动机包括电磁致动器和小齿轮架。小齿轮架包括小齿轮和支架。支架保持拨杆并将通过电磁致动器产生的磁吸引力实现的拨杆的运动传递到小齿轮，从而使小齿轮移动到与例如同发动机结合的齿圈接合。支架由比重小于小齿轮的材料制成。特别地，支架的质量或重量小于小齿轮，因此使得通过拨杆移动小齿轮架所需的磁吸引力得以降低。这允许电磁致动器的尺寸减小。

Description

起动机的紧凑结构
相关文件的交叉引用
本申请要求2006年11月2日提交的日本专利申请第2006-298941号的优先权，其公开内容通过参考的方式纳入本文。
技术领域
本发明总体上涉及一种可用于起动汽车发动机的起动机，尤其是涉及一种配备有小齿轮架的起动机的紧凑结构，所述小齿轮架通过来自电磁开关并经由拨杆传递的磁吸引力移动，以形成小齿轮与结合到待起动目标的齿圈之间的接合。
背景技术
图6图示了一种如日本专利首次公开第9-209890号(U.S.P第5,898,229号)公开的典型的发动机起动机。该起动机包括电动马达100、离合器110、输出轴120、花键管130、电磁开关150以及小齿轮140。马达100产生经由离合器110传递到输出轴120的扭矩。花键管130通过螺旋花键配合到输出轴120的外周。小齿轮140一体形成在花键管130上。当加电时，电磁开关150产生移动拨杆160的磁吸引力以将花键管130推向内燃发动机(即，在该图中观察时，朝右)以使小齿轮140与发动机的齿圈170接合。
然而上述结构的起动机具有以下缺点。
如上所述，小齿轮140和花键管130彼此一体形成并且由比重和机械强度相对较高的例如铁的材料制成。因此，小齿轮140和花键管130的总质量很高。当需要增加起动机壳体180的发动机安装表面与小齿轮140的静止位置(即，小齿轮140的顶端面)之间的距离L时，需要增加花键管130的长度，因此导致花键管130的质量增加，这将需要增加电磁开关150通过拨杆160移动花键管130的动力(即，磁吸引力)。这导致了电磁开关150的尺寸增加。
拨杆160具有端部，该端部通过小的接触面面与花键管130的凸缘表面131邻接，从而作用在拨杆160端部表面的压力很高。因此，在拨杆160由树脂制成以节省其重量和生产成本的情况下，由于与花键管130的旋转面131的摩擦会导致拨杆160端部的机械磨损增加。这导致拨杆160将小齿轮140移向发动机的量减少，其导致小齿轮140与齿圈170的接合出现故障。
发明内容
因此本发明的主要目的是避免现有技术的缺点。
本发明的另一个目的是提供一种起动机的改进结构，其能够减小尺寸和/或其设计为使拨杆的耐用性增加。
根据本发明的一个方面，提供了一种可用于起动汽车发动机中的起动机。所述起动机包括：(a)马达，其用于产生起动给定目标的扭矩；(b)输出轴，所述马达产生的扭矩被传递到所述输出轴；(c)小齿轮架，其包括配合到所述输出轴外周上的小齿轮以及支架；(d)拨杆；以及(e)电磁致动器，其在加电时产生磁吸引力，所述磁吸引力作用在所述拨杆上以移动所述小齿轮架，从而使所述小齿轮与结合到所述目标的齿圈接合从而将扭矩传递到所述目标。所述小齿轮架的支架保持所述拨杆以形成所述拨杆与所述小齿轮之间的连接，所述支架由比重小于所述小齿轮的材料制成。
特别地，支架的质量或重量小于小齿轮，因此使得电磁致动器产生的、通过拨杆将小齿轮架移向齿圈所需的磁吸引力得以降低。这允许电磁致动器的尺寸减小。
在本发明的优选模式中，所述小齿轮架的小齿轮和支架以能够相对于彼此转动的方式结合到一起。
所述支架由树脂制成并且弹性地卡合在所述小齿轮上。
所述小齿轮架还包括润滑脂集贮区，其将润滑脂提供到所述小齿轮与所述支架之间的接触区。
所述小齿轮和所述支架经由轴承以能够相对于彼此转动的方式结合在一起。
所述小齿轮架的小齿轮在其内周形成有内螺旋花键，所述内螺旋花键与形成在所述输出轴外周的外螺旋花键啮合。
附图说明
通过下面给出的详细描述和本发明优选实施方式的附图，将更加全面地理解本发明，但是，详细描述和本发明优选实施方式的附图不应该认为将本发明限制为特定实施方式而应该理解为仅用于解释和理解。
附图中：
图1是示出根据本发明第一实施方式的起动机的内部结构的纵向部分截面图；
图2是示出安装在图1的起动机中的小齿轮架的部分截面图；
图3是示出图2的小齿轮架的改型的部分截面图；
图4是示出根据本发明第二实施方式的小齿轮架的部分截面图；
图5是示出根据本发明第三实施方式的小齿轮架的部分截面图；以及
图6是示出典型起动机的纵向部分截面图。
具体实施方式
参照附图，其中在多个附图中同样的附图标号指代同样的零件，尤其是图1示出了根据本发明第一实施方式的可用于起动汽车内燃发动机的起动机1。
起动机1主要包括电动马达2、输出轴3、小齿轮架4以及电磁开关6。马达2用于产生依次经由离合器(未图示)传递到输出轴3的扭矩。后面将详细描述的小齿轮架4安装在输出轴3上。当电磁开关6接通时，其用作致动器以通过拨杆5将小齿轮架4推向或移动到发动机侧(即，在该图中观察时，朝左)，并且同时将安装在马达2的马达电路中的主开关的触点闭合。
当主开关通过电磁开关6闭合时，从安装在车辆中的蓄电池(未图示)向马达2供电以产生扭矩。马达2可以是典型的直流(dc)马达。
离合器通过典型的单向离合器实现，其用于将马达2产生的驱动扭矩传递到输出轴3用以起动发动机。当发动机已起动使得发动机的输出施加到起动机1时，离合器断开其输入和输出构件以阻止发动机的扭矩输出传递到马达2。
可以在马达2与离合器之间安装减速器。例如，减速器可以通过典型的套接式周圆减速齿轮(也称作行星齿轮减速器)来实现，其与马达2的电枢同轴设置并且用于减小马达2的速度以增加和输出马达2产生的驱动扭矩。
在该图中观察时，输出轴3的左端部通过起动机壳体8经由轴承7以可转动方式保持，并且输出轴的右端部连接到离合器。
电磁开关6包括电磁线圈和柱塞(均未示出)。当起动机开关(未示出)闭合时，通过安装在车辆中的电池供应的能量为电磁线圈加电。当电磁线圈加电时，其将用作电磁铁，产生将柱塞吸引到电磁线圈内侧的磁吸引力，从而闭合主开关。可替代地，当电磁线圈断电时，其通过复位弹簧(未示出)使柱塞朝后移动以将马达电路的主开关断开。
拨杆5由树脂制成并具有通过起动机壳体8以可转动方式保持的杆枢轴(未示出)。拨杆5在其远离杆枢轴的端部处结合到与电磁开关6的柱塞附连的杆钩并且在其另一端部5a处与小齿轮架4接合。在该图中观察时，当拨杆5通过电磁线圈吸引到右侧时，其会使得拨杆5的结合到杆钩的端部被柱塞拉动，因此拨杆5的端部5a绕杆枢轴摆动以推动或移动小齿轮架4远离马达2并朝向发动机。
参照图2，小齿轮架4包括：配合在输出轴3外周的小齿轮9以及保持拨杆5的端部的支架10。
小齿轮9由例如铁制成并且具有形成在其内周壁上的内螺旋花键9a，内螺旋花键9a与形成在如图1示出的输出轴3的外周壁上的外螺旋花键3a啮合。小齿轮9还包括：齿9b，其与发动机的齿圈(未示出)啮合用于起动发动机；以及圆筒部分9c，圆筒部分9c与齿9b相比形成在离发动机较远处。圆筒部分9c具有形成在其整个外圆周壁中的凹部或凹槽9d。
支架10是中空圆筒形并且由比重小于齿轮9的例如树脂的材料制成。如图2清楚示出，支架10弹性地卡合在小齿轮9上使其可以彼此相对转动。具体地，支架10具有环形圈10a，环形圈10a具有稍大于小齿轮9的圆筒部分9c的外径的内径以及具有形成在其内周的突出部或卡爪10b。卡爪10b配合进小齿轮9的圆筒部分9c的凹槽9d中以构成支架10到小齿轮9的牢固接头。卡爪10b的配合通过沿小齿轮9的轴向将圈10a压到小齿轮9的圆筒部分9c的外周实现。
支架10还具有从其远离小齿轮9的尾端沿支架10的径向方向朝外延伸的凸缘10c。拨杆5在其端部5a处接合在凸缘10c与圈10a之间。
在起动机1的操作中，当起动机开关闭合使得电磁开关6的电磁线圈加电时，柱塞被电磁线圈吸引。柱塞的这种移动经由拨杆5传递到小齿轮架4，因此致使小齿轮架4前进至图1所示的左侧(即，朝向发动机)同时在输出轴3上转动直到小齿轮9与齿圈接合。
同时，在柱塞运动时，马达电路的主开关被闭合，使得马达2被供以来自电池的能量并通过马达的电枢产生扭矩。于是扭矩经由离合器传递到输出轴3，因此使配合在输出轴3上的小齿轮9旋转。这使得马达2产生的扭矩从小齿轮9传递到齿圈，从而起动了发动机。
当发动机已经起动并且起动机开关断开时，会致使电磁线圈产生的磁吸引力消失，因此柱塞通过复位弹簧返回到其初始位置，从而断开主开关以停止将能量从电池供应到马达2。这使马达2的电枢的速度逐渐降低并最终停止。
在柱塞朝后运动时，拨杆5将沿与起动发动机时相反的方向移动，从而使小齿轮架4移动离开发动机，使小齿轮9与齿圈脱开。当小齿轮9返回到如图1所示的初始位置时，小齿轮9停止。
下面将描述起动机1的结构提供的优点。
如上所述，小齿轮架4由小齿轮9和支架10组成。支架10由比重小于铁制小齿轮9的例如树脂的材料制成。特别地，与支架10由与小齿轮9相同的材料(例如，铁)制成时的情况相比，支架10的质量或重量小于小齿轮9，从而使得电磁开关6的电磁线圈产生的、通过拨杆5将小齿轮架4推向发动机所需的磁吸引力得以降低。这允许电磁开关6的尺寸减小。
当需要增加如图1所示的起动机壳体8的发动机安装表面8s与小齿轮9的静止位置(即，处于初始位置的小齿轮9的顶端表面)之间的距离L时，可以通过如图3所示增加支架3的整体长度来满足这样的需求，而不需要增加小齿轮架4的尺寸(即，质量)，也就是说，不需要增加电磁开关6的尺寸。
小齿轮架4设计成使得小齿轮9可相对于支架10可转动，因此避免了支架10随小齿轮9的转动而进行不期望的转动，这使与圈10a的尾端表面邻接的拨杆端部5a的机械磨损减到最小。
支架10卡合在小齿轮9上。卡爪10b的配合通过沿小齿轮9的轴向将圈10a压到小齿轮9的圆筒部分9c的外周从而形成卡爪10b在凹槽9d中的弹性接合而容易地实现。
小齿轮9在其内周壁上形成有内螺旋花键9a，内螺旋花键9a与形成在输出轴3的外周壁上的外螺旋花键3a接合，以在小齿轮9与输出轴3之间形成机械接头。没必要在支架10上形成内螺旋花键，因此使支架10的结构简单化并且促使支架10生产容易。
图4示出了根据本发明第二实施方式的起动机1的小齿轮架4。
小齿轮架4设计成具有润滑脂集贮区10d，润滑脂集贮区10d形成在支架10与小齿轮9邻接的端部内。润滑脂集贮区10d可以通过形成在支架10的端面中的凹部或环形凹槽来实现。润滑脂集贮区10d填充以润滑脂，在小齿轮9与支架10的相对转动过程中，润滑脂润滑了支架10的前端表面与小齿轮9的尾端表面之间的接触区，因此使圈10a的机械磨损减到最小。
可替代地，润滑脂集贮区10d可以形成在小齿轮9与支架10的圈10a邻接的尾端表面内。
图5示出了根据本发明第三实施方式的起动机1的小齿轮架4。
小齿轮架4设计成使得小齿轮9经由轴承11结合到支架10从而能够彼此相对转动。
特别地，支架10的内周壁经由例如滚珠轴承的轴承11配合到小齿轮9的圆筒部分9c上，因此使由支架10相对于小齿轮9的转动引起的支架10的机械磨损减到最小。轴承11的使用还使支架10随小齿轮9的转动而产生的转动减到最少，因此减小了与圈10a的尾端表面邻接的拨杆端部5a的机械磨损。
虽然本发明已经以优选实施方式的方式被公开以便于更好地理解本发明，但是应当理解，本发明能够以不脱离本发明原理的多种方式实施。因此，本发明应该理解为包括能够被实施而不背离所附权利要求中阐述的本发明原理的所有可能实施方式和对示出的实施方式的改型。

Claims (6)

1.一种起动机，包括：
马达，其用于产生起动给定目标的扭矩；
输出轴，所述马达产生的扭矩被传递到所述输出轴；
小齿轮架，其包括配合到所述输出轴外周上的小齿轮以及支架；
拨杆；以及
电磁致动器，其在加电时产生磁吸引力，所述磁吸引力作用在所述拨杆上以移动所述小齿轮架，从而使所述小齿轮与结合到所述目标的齿圈接合从而将扭矩传递到所述目标，
其中，所述小齿轮架的支架保持所述拨杆以形成所述拨杆与所述小齿轮之间的连接，所述支架由比重小于所述小齿轮的材料制成。
2.如权利要求1所述的起动机，其中，所述小齿轮架的小齿轮和支架以能够相对于彼此转动的方式结合到一起。
3.如权利要求2所述的起动机，其中，所述支架由树脂制成并且弹性地卡合在所述小齿轮上。
4.如权利要求3所述的起动机，其中，所述小齿轮架还包括润滑脂集贮区，其将润滑脂提供到所述小齿轮与所述支架之间的接触区。
5.如权利要求2所述的起动机，其中，所述小齿轮和所述支架经由轴承以能够相对于彼此转动的方式结合在一起。
6.如权利要求1所述的起动机，其中，所述小齿轮架的小齿轮在其内周形成有内螺旋花键，所述内螺旋花键与形成在所述输出轴外周的外螺旋花键啮合。
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