CN101354002A - 用于起动内燃机的双轴型起动机 - Google Patents

Abstract

一种用于起动车辆中的内燃机的起动机，其包括电动机(3)、电磁开关(4)以及导电连接构件(24)。电磁开关设有：第一固定触头和第二固定触头(20、21)；移动触头(22)；电磁体(11、12、25、26)，用以使移动触头来回移动从而使第一固定触头和第二固定触头电连接和电力断开；以及罩(13)，其覆盖住第一固定触头和第二固定触头和移动触头。预定方向与设置于电动机中的电枢平行。电磁体仅设有产生移动所述移动触头的驱动力的单个线圈。连接构件(24)设置成穿过外壳和罩，并电连接电动机中电枢的电刷和开关中的第二固定触头。连接构件包括设置于开关的外壳内的端部部分。该端部部分在功能上提供第二固定触头。

Description

用于起动内燃机的双轴型起动机

技术领域

本发明涉及一种用于起动内燃机的双轴型起动机，并且具体地涉及这样一种起动机，即在该起动机内电磁开关的操作轴和电动机的电枢轴彼此平行地设置。

背景技术

例如日本专利No.3478211公开一种起动机，包括：主触头，其设置在用于将来自电池的电流供应到电动机电枢的电动机电路中；以及电磁开关，其用于断开/闭合主触头。

主触头包括：经由B端螺栓而连接到电动机电路高电势侧(电池侧)的B(battery，即电池)固定触头；经由M(motor，即电动机)端螺栓而连接到电动机电路低电势侧(电动机侧)的M固定触头；以及构造成正对着B固定触头和M固定触头进行移动的移动触头。移动触头取得与两个固定触头的接触，从而使两个固定触头导电并由此闭合主触头。当两个固定触头都与移动触头分离并且这些固定触头之间的导电中断时，主触头断开。

但是，上述类型的起动机在电动机电路的低电势侧使用了多个部件。具体地，除了M固定触头，此种类型的起动机需要例如：固定到电磁开关的绝缘触头罩的M端螺栓；用于密封M端螺栓和触头罩之间间隙的密封构件(例如O形环)；用于将M端螺栓固定到触头罩的垫圈；从电动机的侧面引出的电动机引线；以及用于将各电动机引线的端子固定到M端螺栓的螺母。这样，部件的数目增加，并且于是使组装工序的数目增加，产生了高成本因素。

另外，因为两个端螺栓(B端螺栓和M端螺栓)在电磁开关内径向并置，所以需要确保两个端螺栓之间的绝缘距离(爬电距离)。在这种条件下，对于在径向上紧密布置两个端螺栓存在限制，而且这样阻碍了此种电磁开关的小型化(径向缩减)。

发明内容

根据上述情况作出了本发明，本发明的目的是提供一种能够通过减少部件数目而降低成本并因此减小电磁开关的尺寸的起动机，以及提供用于制造这种起动机的方法。

为了上述目的，本发明提供一种用于起动车辆内燃机的起动机，其包括电动机3、电磁开关4以及导电连接构件24。电动机3设有电枢2、电刷8以及至少包围电枢和电刷的外壳6、9，电流经由电刷供应到电枢。电磁开关4设有：第一固定触头和第二固定触头20、21；移动触头22；电磁体11、12、25、26，其使移动触头在预定方向上来回移动从而使第一固定触头和第二固定触头电连接和电力断开；以及罩13，其至少覆盖第一固定触头和第二固定触头和移动触头。预定方向与电动机的电枢的纵向平行。电磁体仅设置有产生移动所述移动触头的驱动力的单个线圈。导电连接构件24设置成通过电动机的外壳和电磁开关的罩联接电动机和电磁开关，并电连接电动机的电刷和电磁开关中的第二固定触头。连接构件包括设置于电磁开关的外壳内的端部部分，并且连接构件的该端部部分在功能上提供第二固定触头。

利用上述构造，连接构件的一个端部部分连接到例如正极侧电刷的软辫线，而连接构件的另一端部部分起到形成第二固定触头的作用。因此，能够省略诸如传统的端螺栓(称作M端螺栓)、密封构件、垫圈、电动机引线以及螺母等各种部件，这样能够减少组装工序的数目。

而且，省略传统的端螺栓可将用于建立起与电动机电路连接的端螺栓的数目减少至一个。换言之，仅一个端螺栓必需固定到触头罩以便将第一固定触头(称作B固定触头)连接到电动机电路的高电势侧。在这种情况下，因为连接构件从罩的径向外周插入罩中，所以在形成第二固定触头(称作M固定触头)的连接构件与单个端螺栓之间能够确保有大的绝缘间隔(爬电距离)。因此，与两个端螺栓沿罩的径向并置的传统电磁开关相比，能够减小罩的直径。

此外，在传统的双线圈电磁开关中或者在具有吸合线圈和保持线圈的电磁开关中，通常在吸合线圈和M端螺栓之间经由连接端子建立电连接。因此，为了在吸合线圈和电动机电路之间建立连接，省略M端螺栓可能涉及到实质结构变化。关于这一点，在本发明中，因为开关线圈由单个线圈构成，所以电磁开关的开关线圈不需要连接到电动机电路。换言之，省略M端螺栓不会引起问题，并因此几乎不需要结构变化。因此，连接端子可随着M端螺栓的省略而一起省略，并因此还可省略例如通过焊接将吸合端子的端部连接到连接端子的工序，由此能够减少部件数目以及工序数目，并因此可实现降低更多的成本。

优选地，起动机包括保持构件28，保持构件由绝缘且具有弹性的材料制成，并在电动机和电磁开关之间固定地保持插经保持构件的连接构件，并插经电动机的外壳以及电磁开关的罩。

这样，连接构件由保持构件保持和支撑，从而能够在连接构件通过保持构件与电磁开关的侧面相配合的状态下组装起动机。在这种情况下，因为连接构件的一个端侧已经插入罩中用以形成第二固定触头，所以仅通过将连接构件的另一端侧连接到电刷就能够组装出起动机。

附图说明

附图中：

图1是图示出根据本发明第一实施方式的起动机的带有局部截面的侧视图；

图2A是图示出根据第一实施方式的触头罩的侧视图；

图2B是图示出当从轴向观察时根据第一实施方式的触头罩的正视图；

图3图示出根据第一实施方式的起动机的起动电路图；

图4是图示出根据第一实施方式组装起动机ASSY的过程的剖视图；

图5是图示出在实施方式中所使用的金属端子和橡胶护环的立体图；以及

图6是图示出根据本发明第二实施方式组装起动机ASSY的过程的剖视图。

具体实施方式

下文将详细描述本发明的实施方式。

(第一实施方式)

参见图1至图4，现将描述本发明的第一实施方式。

如图1至图3所示，提供根据第一实施方式的起动机1。将要安装在车辆上的此种起动机1设有：具有电枢轴2a的电枢2；用来产生用于电枢2的转矩的电动机3；用于将电流供应到电枢2的电动机电路50；设置于电动机电路50中的主触头51(稍后描述)；用于断开/闭合主触头51的电磁开关4；随着来自电动机3的驱动转矩的传递而旋转的输出轴(未示出)；以及与输出轴的外周进行螺旋花键配合的小齿轮5。

在本实施方式中，如图1所示，沿输出轴的纵向——即沿电枢2的纵向——限定为轴向，以及沿垂直于轴向的平面的方向称之为径向。

通过使小齿轮5与发动机的齿圈(未示出)啮合，并且通过小齿轮5和齿圈将电动机3的驱动转矩传送到发动机，从而使起动机1具有已知的起动发动机的功能。

电动机3包括：形成磁路的圆筒形磁轭6；固定到磁轭内周的永磁体7(或磁场线圈)；具有间隙并由永磁体的内周以能够旋转的方式支撑的电枢2；用于通过设置在电枢2处的整流器将电流传给电枢2的电刷8；以及装配到磁轭6的后端开口的端部框架9。“后端”侧意味着图1中的右侧。电动机3通过未示出的贯穿螺栓固定且夹紧到机座10上。

电磁开关4具有如下功能，即利用由开关线圈11所产生的磁力来致动(吸或吸引)柱塞12以断开/闭合主触头51、以及同时通过变速杆(未示出)将小齿轮5推向与电动机相反的方向(图1中的左侧)。如图1所示，电磁开关4固定到机座10并使其靠近电动机3的径向外周。柱塞12的操作轴设置成平行于电动机3的电枢轴的纵向方向O(即轴向方向)。

开关线圈11由与电动机电路50电力分开的单个线圈构成，该线圈的一个端部部分连接到端子14(经常称之为“50端子”；参见图2B)，端子14固定到电磁开关4的绝缘触头罩13，且线圈的另一端部部分连接到接地侧。具体而言，单个开关线圈11产生为了主触头51的闭合操作而用于吸引柱塞12的吸力、以及为了维持闭合状态而保持柱塞12的保持力。

如图3所示，端子14经由起动继电器15连接到点火开关16(下文称作“IG开关”)。当IG开关16接通时，经由起动继电器15供应来自电池17的电流。

如图3所示，IG开关16构造成具有两个系统，即：通过ECU(电子控制单元)18来控制起动继电器15的励磁电流的继电器电路52、以及将来自电池17的电流经由起动继电器15供应到端子14的端子电路53。空档开关19设置在继电器电路52处，从而当空档开关19处于空档时，传动装置的档位能够进入到接通状态。当接通IG开关16同时空档开关19位于导通状态时，励磁电流经过ECU 18供应到起动继电器15以闭合继电器触头。

主触头51包括连接到电动机电路50的高电势侧(电池侧)的B固定触头20、连接到电动机电路50的低电势侧(电动机侧)的M固定触头21、以及用于连接/分开固定触头20和21的移动触头22。当移动触头22接触固定触头20和21并且触头20和21电连接时，主触头51位于闭合状态。当移动触头22与固定触头20和21分离并且触头20和21断开时，主触头51位于断开状态。

B固定触头20设置在触头罩13中并集成于B端螺栓23中，B端螺栓23是模制而成的并固定到电磁开关4的触头罩13上。

B端螺栓23从触头罩13的后端表面沿轴向突出。电池电缆54电连接到突出的B端螺栓23的末端。

M固定触头21——其为具有导电性的金属端子24的一部分——经由金属端子24连接到正极侧电刷8的软辫线8a。如图5中可以看出，金属端子24具有条形形状。

顺便提及，金属端子24的形状并不总是限于条形形状，即扁平板的形式，而是可以进行改型使得仅金属端子的两个端部形成为扁平板部分，而金属端子的剩余部分形成为例如圆柱形形状。

如图1所示，移动触头22经由绝缘构件26附接到轴25的端部，并且借助于固定到轴25端部的垫圈27而防止脱离。轴25固定到柱塞12，柱塞12以能够滑动的方式设置在电磁开关4中。

下文将对金属端子24进行详细解释。

金属端子24例如由铜板制成，并插入形成于橡胶护环28(作为具有绝缘性能的弹性构件)中的狭孔28c中。金属端子24纵向上的侧面通过护环28保持在从狭孔28c突出的状态。

金属端子24的一端侧从形成于磁轭6与电动机3的端部框架9之间的开口(下文称作“电动机侧开口”)插入电动机3中，并电连接到正极侧电刷8的软辫线8a。金属端子24的另一端侧从形成于触头罩13中的开口(下文称作“开关侧开口”)插入电磁开关4的触头罩13中，并形成M固定触头21。

如图4所示，护环28设有用于密封电动机侧开口的电动机侧密封件28a以及用于密封开关侧开口的开关侧密封件28b。两个密封件28a和28b一体地形成。

电动机侧开口例如由大致的U形槽29(参见图4；详见图6)形成，U形槽29形成于磁轭6的开口端部中。使护环28的电动机侧密封件28a与槽29相配合，然后将端部框架9组装到磁轭6的开口端部。因此，电动机侧密封件28a保持在磁轭6和端部框架9之间。

开关侧开口由凹部30和通孔31形成，护环28的开关侧密封件28b与凹部30弹性地配合，通孔31穿过触头罩13从凹部30到达触头罩13的内部。金属端子24的从开关侧密封件28b突出的端侧通过通孔31插入触头罩13中。

电动机侧开口(U形槽29)和开关侧开口(凹部30和通孔31)形成在如下位置，即从用于固定电动机3的机座10的电动机安装表面A(参见图1)至这些位置的轴向距离L大致相等。

如图4所示，在电动机侧密封件28a与电动机侧开口相配合的状态下将本实施方式的护环28附接到电动机的侧面。然后，当通过将电动机3和电磁开关4固定到机座10而组装起动机ASSY时，开关侧密封件28b与形成于触头罩13中的凹部30弹性地配合用以密封开关侧开口。因此，确保了电动机3和电磁开关4的防水。

在将护环28的电动机侧密封件28夹置于磁轭6和端部框架9之间以前，即在将端部框架9组装到磁轭6的后端之前，例如通过焊接使金属端子24的一个端部电连接到正极侧电刷8的软辫线8a。然后，在组装起动机ASSY时，将金属端子24的另一端侧从开关侧开口插入触头罩13中，由此形成M固定触头21。在这种情况下，M固定触头21由护环28保持为被压在绝缘触头座13a(参见图1)上的状态，绝缘触头座13a设置在触头罩13处。换言之，护环28是以如下方式组装，即在金属端子24的形成M固定触头21的所述另一端侧被压在触头座13a上的情况下使护环28的开关侧密封件28b与触头罩13的凹部30弹性地配合。

下文将解释电磁开关4的操作。

当IG开关16接通以将电流供应到电磁开关4的开关线圈11时，通过由开关线圈11所产生的磁力所吸引的柱塞12向着图1的右侧RD移动。因此，固定到柱塞12的轴25被推出，并允许支撑在轴25端部处的移动触头22触及B固定触头20和M固定触头21从而闭合主触头51。因此，电流从电池17经由电刷8供应到电枢2以在电枢2中产生转矩。

在发动机起动后，当切断IG开关16以停止对开关线圈11的电流供应从而消除磁力时，柱塞12由复位弹簧(未示出)的反作用力推回至左侧LD。然后，移动触头22移动离开B固定触头20和M固定触头21以断开主触头51，由此停止对电动机3的电流供应。

本实施方式的电磁开关4在形成M固定触头21的金属端子24与正极侧电刷8的软辫线8a之间建立起直接连接。这样能够避免使用传统的M端螺栓，并且因此还能够省略诸如密封构件、垫圈、电动机引线以及螺母等各种部件。这样能够减少部件的数目以及组装工序的数目，由此可降低成本、尺寸和重量。

而且，省略传统的M端螺栓可将用于建立起与电动机电路50连接的端螺栓的数目减少至一个。换言之，仅一个B端螺栓23必需固定到触头罩13(参见图2)以便将B固定触头20连接到电动机电路50的高电势侧。在这种情况下，因为金属端子24是从触头罩13的径向外周插入触头罩13中，所以在形成M固定触头21的金属端子24与B端螺栓23之间能够确保有大的绝缘间隔(爬电距离)。因此，与两个端螺栓沿触头罩的径向并置的传统电磁开关相比，能够减小触头罩13的直径。

此外，在传统的双线圈电磁开关中或者在具有吸合线圈和保持线圈的电磁开关中，通常在吸合线圈和M端螺栓之间经由连接端子建立电连接。因此，为了在吸合线圈和电动机电路50之间建立连接，省略M端螺栓可能涉及到实质结构变化。关于这一点，在本实施方式的起动机1中，因为开关线圈11由单个线圈构成，所以电磁开关4的开关线圈11可与电动机电路50电力分离。换言之，省略M端螺栓不会引起问题，并因此不需要结构变化。因此，连接端子可随着M端螺栓的省略而一起省略，并因此还可省略例如通过焊接将吸合端子的端部连接到连接端子的工序，由此可实现降低更多的成本。

而且，因为金属端子24由橡胶护环28保持，所以由发动机振动所导致的在电动机3和电磁开关4之间的相对振动可由护环28吸收。因此，能够减小施加到金属端子24的应力。

另外，护环28设有用于密封电动机侧开口的电动机侧密封件28a以及用于密封开关侧开口的开关侧密封件28b，因此能够可靠地密封电动机侧开口和开关侧开口从而确保电动机3和电磁开关4的防水。

另外，电动机侧开口和开关侧开口形成的位置使得从机座10的电动机安装表面A至上述位置的轴向距离大致相等。因此，在组装起动机ASSY时，金属端子24的端侧能够从开关侧开口容易地插入触头罩13中。

在形成M固定触头21的端子24的端侧被压在触头座13a上的情况下，将由护环28保持的金属端子24固定。因此，当移动触头22触及M固定触头21时，M固定触头21将不会移动(不会振动)。这样，能够在M固定触头21和移动触头22之间获得稳定的接触，由此防止了移动触头22和M固定触头21之间的接触不良。

能够通过例如压力加工来成形单板而容易地制造金属端子24。

而且，因为能够将软辫线8a连接到金属端子24的平面表面，所以还能够容易地获得正极侧电刷8的软辫线8a和金属端子24的一端侧之间的连接。另外，通过使金属端子24的厚度方向与起动机1的轴向(图1的左、右方向)重合，能够使起动机1在轴向上缩短。

(第二实施方式)

参见图6，现将描述本发明的第二实施方式。

在本实施方式中，为了省略说明，与第一实施方式中相同或相似的部件以同样的附图标记给出。

第二实施方式的目的在于以对第一实施方式中的步骤进行改变后的步骤来组装起动机。图6是图示出用于组装起动机ASSY的另一过程的剖视图。

本实施方式呈现出在由护环28所保持的金属端子24附接到开关侧面的状态下组装起动机ASSY的示例。

在第一实施方式中，是在由护环28所保持的金属端子24附接到电动机侧面的状态下组装起动机ASSY。可替代地，例如如图6所示，由护环28所保持的金属端子24可提前附接到开关侧面，然后在组装起动机ASSY时，金属端子24的端侧可连接到正极侧电刷8的软辫线8a。之后，可将端部框架9组装到磁轭6，以使护环28的电动机侧密封件28a夹置在磁轭6与端部框架9之间固定。

在这种情况下，因为金属端子的一个端部已经连接到正极侧电刷的软辫线，所以仅通过将金属端子的另一端侧从形成于触头罩中的开口插入触头罩中就可实现起动机ASSY的组装。

在不脱离本发明精神的情况下，本发明可实施为若干种其它形式。因为本发明的范围是由所附权利要求而并非由之前的具体描述进行限定，因此迄今所述的实施方式和改型仅为示例性的而非限制性的。因此，意于由权利要求来包括落入权利要求的边界和范围内的所有变化或者该边界和范围的等同物。

Claims (13)

1.一种用于起动车辆内燃机的起动机，包括：

电动机(3)，所述电动机(3)设有：电枢(2)、电刷(8)以及至少包围所述电枢和所述电刷的外壳(6、9)，电流经由所述电刷供应到所述电枢，

电磁开关(4)，电磁开关(4)设有：第一固定触头和第二固定触头(20、21)；移动触头(22)；电磁体(11、12、25、26)，所述电磁体使所述移动触头在预定方向上来回移动从而使所述第一固定触头和第二固定触头电连接和电力断开；以及罩(13)，所述罩至少覆盖所述第一固定触头和第二固定触头以及所述移动触头，所述预定方向与所述电动机的电枢的纵向方向平行，所述电磁体仅设有产生移动所述移动触头的驱动力的单个线圈，以及

导电连接构件(24)，所述导电连接构件(24)设置成通过所述电动机的外壳和所述电磁开关的罩联接所述电动机和所述电磁开关，并电连接所述电动机的电刷和所述电磁开关中的第二固定触头，所述连接构件包括设置于所述电磁开关的外壳内的端部部分，所述连接构件的所述端部部分在功能上提供所述第二固定触头。

2.如权利要求1所述的起动机，包括保持构件(28)，所述保持构件由绝缘且具有弹性的材料制成，并在所述电动机和所述电磁开关之间固定地保持插过所述保持构件的所述连接构件，并插过所述电动机的外壳以及所述电磁开关的罩。

3.如权利要求2所述的起动机，其中

所述电动机的外壳具有开口(29)，且所述电磁开关的罩具有开口(30、31)，并且所述保持构件固定地插过所述电动机的外壳的开口并插入所述电磁开关的罩的开口中。

4.如权利要求3所述的起动机，其中

所述支撑构件包括密封部(28a、28b)，所述密封部分别紧密地密封所述电动机的外壳的开口(29)，并密封到所述电磁开关的罩的开口(30、31)中。

5.如权利要求3所述的起动机，其中

所述支撑构件的密封部(28a)形成为夹紧所述电动机的外壳(6、9)的双台阶式结构。

6.如权利要求4所述的起动机，其中

所述电动机的罩(13)具有绝缘触头座，所述连接构件(24)的提供所述第二固定触头(21)的端部部分固定地安置在所述绝缘触头座上。

7.如权利要求4所述的起动机，其包括机座(10)，所述电动机和所述电磁开关统一地附接到所述机座，

其中在所述预定方向上，在所述电动机附接到所述机座的附接位置与所述电动机(3)的外壳(6、9)的开口(29)之间的距离基本上等于在所述附接位置与所述电磁开关(4)的罩(13)的开口(30、31)之间的距离。

8.如权利要求3所述的起动机，其中所述连接构件是条形金属板。

9.如权利要求8所述的起动机，其中所述条形金属板设置成大致垂直于所述预定方向。

10.如权利要求9所述的起动机，其中当沿所述预定方向观察时，所述电动机的外壳为大致圆筒形，并且当沿所述预定方向观察时，所述电磁开关的罩为大致圆筒形。

11.如权利要求10所述的起动机，其中所述外壳的开口沿所述预定方向形成在所述外壳的侧壁部分的给定位置处，并且所述罩的开口沿所述预定方向形成在所述罩的侧壁部分的给定位置处，确定两个给定位置使得所述条形金属板设置成大致垂直于所述预定方向。

12.如权利要求1所述的起动机，其中所述第一固定触头电连接到端子(23)，所述端子(23)电连接到安装在所述车辆内的电池。

13.如权利要求12所述的起动机，其中所述电动机的电刷包括电枢轴(2a)，当使所述移动触头接触所述第一固定触头和第二固定触头从而建立所述第一固定触头和第二固定触头之间的电连接时，响应于经由所述端子、所述第一固定触头、所述移动触头、由所述连接构件实现的所述第二固定触头以及所述电刷供应到所述电枢的电流，所述电枢轴被驱动用以起动发动机。

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