CN102148111A - 用于起动机的开关装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于起动机的开关装置(1)，其包括用于在启动发动机时抑制电动机(2)的启动电流的电阻器(4)、用于在启动发动机之后绕开电阻器以给电动机通电的电磁继电器(5)、用于将起动机的小齿轮推向齿圈的功能元件、用于打开和闭合电动机电路的主触头的电磁开关(6)。电阻器(4)、电磁继电器(5)和电磁开关(6)被整体地容纳在由金属有底的框架(8)和触头盖(9)形成的外壳内，并且经由固定到触头盖(9)的两个外部连接端子(11、12)被连接到电动机电路。该装置可通过减小线缆数目而有利于到车辆侧的连接性，并且可以增强安装性能。

Description

用于起动机的开关装置
技术领域
本发明涉及一种用于起动机的开关装置，其包括用于在启动发动机时抑制电动机的启动电流的电阻器、以及用于在启动发动机之后绕过电阻器给电动机通电的功能元件。
背景技术
通常，用于启动发动机的起动机包括用于将小齿轮推向发动机的齿圈的功能元件、以及用于打开和闭合电动机电路(即，用于将来自电池的电流施加于电动机的电路)中的主触头的电磁开关。
当启动电动机时，即，当电磁开关闭合主触头时，被称作励磁涌流(inrush current)的较高的电流从电池流入电动机。因此，可以出现被称作“瞬时中断”的现象，其中，电池的端电压明显下降，这导致诸如指示器和音频系统的电气设备瞬间故障。
共同转让的日本专利申请公开第2009-224315号公开了用于在启动电动机时抑制可能出现的这样的励磁涌流的技术。
根据以上专利申请的发明，除了电磁开关之外，提供了一种用于打开和闭合电动机电路的电磁继电器。电磁继电器包括连接到电动机的电阻器、以及被布置为与电阻器并联的继电器触头。打开和闭合继电器触头使得实现经过电阻器到电动机的一条通电路径以及绕过电阻器到电动机的另一条通电路径以在其间切换。
利用这样的配置，当启动电动机时，电磁继电器处于关状态，即，打开继电器触头。于是抑制了启动电流，电动机以较低的旋转速度旋转(当打开继电器触头时)。此后，接通电磁继电器，即，闭合继电器触头。然后使电阻器的两端短路，所以电池的全电压施加到电动机。因此，电动机以较高的旋转速度旋转。
根据以上专利申请的发明，然而，由于电磁开关和电磁继电器是独立部件，所以除了用于电磁开关的安装空间之外，要求保留用于电磁继电器的安装空间。另外，到电磁开关的电线的增加数目可产生在车辆上安装的问题。例如，由于电磁继电器被插入在电池与电磁开关之间，所以可以增加用于将来自电池的电力提供给电动机的线缆的数目。换言之，由于需要用于连接电池与电磁继电器的第一线缆和用于连接电磁继电器与电磁开关的第二线缆，所以工序的数目随着线缆增加的增加数目而增加，这导致较高的制造成本。
考虑到上述内容，本发明的示例性实施例旨在提供一种用于起动机的开关装置，其在单个外壳中存储用于将起动机的小齿轮推向齿圈的功能元件、用于打开和闭合主触头的功能元件、用于在启动发动机时抑制启动电流的电阻器、用于在启动电动机之后绕过电阻器以给电动机通电的功能元件，从而改进到车辆侧的连接性以及在车辆上的安装性能。
发明内容
根据本发明的示例性方面，提供了一种用于起动机的开关装置，该装置包括：小齿轮推动装置，其用于将起动机的小齿轮推向发动机的齿圈；主触头开关装置，其用于打开和闭合用于将来自电池的电力提供给电动机的电动机电路的主触头；电阻器，其用于在启动电动机时抑制从电池流到电动机的启动电流，电阻器被连接到电动机电路；以及通电路径开关装置，其用于在经过电阻器的从电池到电动机的较高电阻通电路径与绕过电阻器给电动机通电的较低电阻通电路径之间切换，其中小齿轮推动装置、主触头开关装置、电阻器、以及通电路径开关装置共用单个外壳，并且被整体地容纳在该外壳内。
通电路径开关装置能够在经过电阻器给电动机通电的较高电阻通电路径与绕过电阻器给电动机通电的较低电阻通电路径之间切换。当启动电动机时，经由较高电阻通电路径给电动机通电，然后由电阻器抑制的电流施加到电动机。换言之，抑制励磁涌流，以使电动机以较低的旋转速度旋转。一旦通电路径从较高电阻通电路径切换到较低电阻通电路径，电池的全电压就被施加到电动机。然后电动机以比在启动电动机时高的旋转速度旋转。因此，增加了电动机的旋转速度。
在用于起动机的开关装置中，通电路径开关装置和电阻器与小齿轮推动装置和主触头开关装置一起被整体地容纳在外壳内。这使得整个装置能够变得紧凑，并且显著改进了在车辆上的安装性能。
附图说明
在附图中：
图1是根据本发明的第一实施例的用于起动机的开关装置的截面图；
图2是在轴向方向上观看的图1的装置的后部平面图；
图3是图1的装置的电路图；
图4是根据本发明的第二实施例的用于起动机的开关装置的截面图；
图5是图4的装置的电路图；
图6是根据本发明的第三实施例的用于起动机的开关装置的电路图；
图7是根据本发明的第四实施例的用于起动机的开关装置的电路图；
图8是根据本发明的第五实施例的用于起动机的开关装置的电路图；
图9是根据本发明的第六实施例的用于起动机的开关装置的电路图。
具体实施方式
下文中，将参照附图更全面地描述本发明。在所有附图中，相似的附图标记表示相似的元件。
(第一实施例)
如图1和图3所示，根据本发明的第一实施例的用于起动机的开关装置1包括：电阻器4，其适于在启动起动机的电动机(下文中被称作电动机2)时抑制从电池3施加到电动机2的启动电流；电磁继电器5，其适于在经过电阻器4的通电路径(较高电阻通电路径)与绕过电阻器4的通电路径(较低电阻通电路径)之间切换；以及电磁开关6，其适于将起动机的小齿轮(未示出)推向发动机的齿圈并接通/关断电动机2的通电电流。
装置1包括单个外壳，其内整体地容纳有电阻器4、电磁继电器5和电磁开关6，并且装置1被固定到在电动机2的径向外部的并且在电动机2附近的起动机外壳7，如图2所示。
现在将参照图1和图2说明用于起动机的开关装置1的示例性结构。
A)装置1的外壳由框架8和触头盖9构成，其中，在轴向方向上，框架8在一端具有底表面(在图1的左手边)并且在另一端具有开口，触头盖9覆盖有底的框架8的开口。
有底的框架8是磁金属(例如铁)框架，并且还起到用于电磁继电器5和电磁开关6的磁轭的作用。有底的框架8例如是通过拉伸金属材料而形成的。
有底的框架8的底表面在电磁开关6侧设置有圆柱形孔，其具有比柱塞(plunger)10的直径稍大的直径，使得柱塞10可在轴向方向上移动(图1的右向和左向)。
触头盖9由树脂制成以确保电气绝缘性能，并具有圆柱形体，该圆柱形体在一端(即，在图1的右手侧)具有底部。触头盖9的圆柱形体的另一端被插入有底的框架8的开口以完全覆盖开口，并通过沿着触头盖9的本体的插入端的部分或全部外圆周型锻(swage)开口而被固定到有底的框架8的开口。触头盖9设置有两个外部连接端子11、12以被电气连接到用于将来自电池3的电力提供给电动机2的电动机电路。
在触头盖9与有底的框架8之间设置有诸如O形环的密封构件(未示出)，从而防止水等从装置1的外部渗入。
这两个外部连接端子11、12均具有螺栓形状，该螺栓形状具有形成在其外圆周上的外螺纹。形成有外螺纹的每个螺栓形的外部连接端子的端部穿过通孔从触头盖9的底表面突出，并通过型锻垫圈13、14被固定到触头盖9。
电池线缆15(参见图3)被连接到这两个外部连接端子11、12之一(下文中被称作B端子11)，使得可以经由电池线缆15从电池3提供电力。电动机引线16(参见图3)被连接到另一外部连接端子(下文中被称作M端子12)，使得经由电动机引线16将电力提供给电动机2。
B)电磁继电器5包括：继电器线圈17，其通过将电流施加到线圈而形成电磁体；磁板18，其布置在继电器线圈17的一个轴向端上；隔断壁板19，其布置在继电器线圈17的另一个轴向端上；内轭20，其布置在磁板18与隔断壁板19之间的继电器线圈17的外圆周上；固定芯21，其耦合到隔断壁板19并布置在继电器线圈17的内圆周上；可移动芯22，其可在轴向方向(图1的右向和左向)上沿着继电器线圈17的内圆周表面、面对固定芯21的端面(图1的左端面)移动；连接到电动机电路的一对固定触头23、24；可移动触头25，其在这对固定触头23、24之间电气连接和断开；以及轴26，其将可移动芯22的移动传递到可移动触头25。
继电器线圈17由树脂骨架(bobbin)27和围绕树脂骨架27的绕组构成。绕组的一端连接到控制电路28(稍后将描述)，而绕组的另一端例如焊接到隔断壁板19的表面以经由隔断壁板19接地。
磁板18是磁(例如铁)金属板，并且沿着径向方向(即，图1的竖直方向)被布置在继电器线圈17的一个轴向端侧。磁板18设置有圆孔，该圆孔具有比可移动芯22的外直径稍大的内直径，使得可移动芯22可在轴向方向上移动。
与磁板18类似，隔断壁板19是磁金属(例如铁)板，并且沿着径向方向被布置在继电器线圈17的另一轴向端侧。
内轭20被以圆柱形的方式沿着有底的框架8的内圆周表面布置并且在磁板18与隔断壁板19之间磁性互连。由于还起到磁轭作用的有底的框架8的板厚度比磁板18和隔断壁板19的厚度相对较薄，所以将内轭20以圆柱形的方式布置在有底的框架8的内圆周上可以增加磁轭的横截面积。
固定芯21是圆柱形的，并且通过使其在逆柱塞侧(即，在图1的右侧)的一端机械地耦合到隔断壁板19(例如，通过压力装配)而与隔断壁板19组合地形成连续磁通道(magnetic passage)。
当给继电器线圈17通电时，固定芯21被磁化以便向固定芯吸引可移动芯22，并且可移动芯22在图1的右向上移动。当停止通电时，通过复位弹簧29的反作用力，将可移动芯22推回到其设定位置(在逆固定芯侧)。例如，可移动芯22在沿着通过径向中心的轴向方向截取的横截面(如图1所示)中是大致H形的。为形成大致H形而有意在两个轴向端侧提供凹入部分使得能够减小装置的重量。
在被推回到其设定位置的可移动芯22与有底的框架8的底表面之间存在由诸如树脂或橡胶的磁绝缘材料制成的间隔片构件30。
一对固定触头23、24是本发明的继电器触头，其包括被固定到B端子11的固定触头23和通过螺杆31被固定到触头盖9的内部端表面的固定触头24。例如通过使用矩形金属板(例如铜板)并且然后在纵向方向上将板在两侧弯曲约90度，来形成固定触头23，使得一个弯曲的端部与可移动触头25面对以成为接触部分23a，并且另一个弯曲的端部连接到B端子11以成为连接部分23b。优选地，接触部分23a短于连接部分23b，并且连接部分23b设置有圆孔，通过该圆孔，B端子11可穿透连接部分23b。
换言之，固定触头23通过将B端子11穿透连接部分23b的圆孔而被固定在B端子11的头部与触头盖9的内表面之间，使得连接部分23b和接触部分23a在轴向方向上被布置在不同的位置处，并且接触部分23a在径向方向上与连接部分23b重叠。使用固定触头23使得B端子11的中心轴线能够与继电器线圈17的中心轴线一致。
与固定触头23类似，固定触头24具有与可移动触头25面对的接触部分24a。接触部分23a、24a都被布置在垂直于继电器线圈17的轴向方向的同一平面上，并且接着在接触部分23a与24a之间具有预定特定间隙。
可移动触头25被布置在相对于这对固定触头23、24的接触部分23a、24a的逆可移动芯侧(图1的右侧)。当继电器线圈17没有通电或处于非受激状态时，可移动触头25适于通过加载接触弹簧32而被推到这对固定触头23、24的接触部分23a、24a上，从而能够通过接通用于继电器触头的可移动触头25来给这对固定触头23、24通电。
当继电器线圈17被通电(激励)时，向固定芯21吸引可移动芯22，并且可移动芯22的移动经由轴26被传递到可移动触头25。因此，可移动触头25在推动和收缩接触弹簧32的同时向图1的右手侧移动，并且然后与这对固定触头23、24的接触部分23a、24a分开，从而使得能够接通继电器触头。因此，电磁继电器5具有正常闭合的触点结构，其中继电器触头在继电器线圈17处于非受激状态的任何时间闭合。
轴26是棒状树脂构件，并且与可移动芯22不同。轴26沿着轴向方向被布置为通过空心孔，其由插入固定芯21的空心孔中的圆柱形引导构件33的内圆周构成。
在轴26的一端设置了在径向方向上突出的凸缘26a，其与可移动芯22的凹入部分之一接合。在轴26的另一端的端面(在逆可移动芯侧)被配置成在继电器线圈17处于非受激状态的任何时间以轴26的另一端与可移动触头25之间的气隙与可移动触头25分离，如图1所示。然而，轴26的另一端面可以与可移动触头25的面对的面稍微接触，除非接触弹簧32影响可移动触头25与这对固定触头23和24的接触部分23a、24a之间的接触压力。
复位弹簧29被设置在轴26的外圆周上，其中复位弹簧29的一端由轴26的凸缘26a支撑，而另一端由引导构件33的轴向端面支撑。这使得轴26能够通过使凸缘26a与可移动芯22的凹入部分接合来加载复位弹簧29而被推到可移动芯22上。
树脂引导构件33与用于继电器线圈17的树脂骨架27一起形成。换言之，骨架27和引导构件33与插入它们之间的固定芯21一起被整体地形成。
控制电路28适于通过控制线圈17的激励状态来控制在启动电动机2时电动机2经由电阻器4通电的时间段，即，电流流经电阻器4的时间段，并且采用例如封装集成电路(IC)的形式。控制电路28被容纳在用于起动机的开关装置1的外壳内，并例如由与隔断壁板19的逆线圈侧的表面紧密接触的树脂模制成，如图1所示。
控制电路28被连接到信号端子(未示出)，将其尖端部分从触头盖9的内部引到外部作为开关端子34(参见图2)。在一些实施例中，信号端子和开关端子34可以是独立构件，并且可以在外壳内彼此电气连接。
C)电阻器4被设置在触头盖9的内部空间中，并被连接到继电器触头的一个固定触头23和另一个固定触头24。换言之，电阻器4的一端被电气连接到并机械耦合(焊接)到一个固定触头23，并且电阻器4的另一端被电气连接到并机械耦合(焊接)到另一个固定触头24。利用这样的配置，当打开继电器触头时(即，可移动触头25与这对固定触头23、24分开)，将形成经过电阻器4的从电池3到电动机2的较高电阻通电路径。另一方面，当闭合继电器触头时(即，可移动触头25与这对固定触头23、24接触)，将形成绕过电阻器4的从电池3到电动机2(通过继电器触头)的较低电阻通电路径。
因此，在触头盖9的内圆周表面与树脂构件35的表面之间(参见图1)，电阻器4设置有在其间的预定间隙，使得电阻器4不与轴26的外圆周表面接触，并且用于模制(molding)控制电路28的树脂触头盖9和树脂构件35在通电期间不会被发热的电阻4热损坏。
D)电磁开关6包括：磁体线圈36，其在通电时形成电磁体；磁板37，其在轴向方向上被布置在磁体线圈36的一端；隔断壁板38，其在轴向方向上被布置在磁体线圈36的另一端；内轭39，其被布置在磁板37与隔断壁板38之间的磁体线圈36的外圆周上；固定芯40，其被布置在磁体线圈36的内圆周上并被耦合到隔断壁板38；柱塞10，其可沿着轴的轴线的方向(图1的右向和左向)、面对固定芯40的轴向端面(图1的左端面)移动；连接到电动机电路的一对固定触头41、42；可移动触头43，其在这对固定触头41与42之间连接和断开；以及杆44，其将柱塞10的移动传递到可移动触头43。
电磁开关6被设置为与电磁继电器5平行。换言之，磁体线圈36的中心轴线被布置为与继电器线圈17的中心轴线平行。另外，磁体线圈36和继电器线圈17被布置在同一轴向位置处，并且其轴向长度也大致相同。
磁体线圈36由缠绕在树脂骨架45上的两个同心线圈(作为内层的吸引线圈36a和作为外层的保持线圈36b)构成。如图3所示，吸引线圈36a的一端被连接到开关端子34，并且吸引线圈36a的另一端被连接到例如外壳内的连接端子(未示出)。将连接端子的一端从触头盖9的内底部引到外部，并通过金属连接板46被电气连接到M端子12。
保持线圈36b的一端和吸引线圈36a的一端都被连接到开关端子34。保持线圈36b的另一端例如被焊接到隔断壁板38的表面，并且经由隔断壁板38接地。
磁板37是磁金属(例如铁)板，并且沿着径向方向(即，图1的竖直方向)被布置在磁体线圈36的一个轴向端侧。磁板37设置有圆孔，该圆孔具有比柱塞10的外直径稍大的内直径，使得柱塞10可在轴向方向上移动。
与磁板37类似，隔断壁板38是磁金属(例如铁)板，并且沿着径向方向被布置在磁体线圈36的另一个轴向端侧。
另外，用于电磁继电器5的磁板18和用于电磁开关6的磁板37可以是独立部件，或者可以共用同一个单个部件。类似地，用于电磁继电器5的隔断壁板19和用于电磁开关6的隔断壁板38可以是独立部件，或者可以共用同一个单个部件。换言之，关于电磁继电器5和电磁开关6，磁板18、37可以由单个连续金属板形成。类似地，隔断壁板19、38可以由单个连续金属板形成。
内轭39被以圆柱形的方式沿着有底的框架8的内圆周表面布置，并且在磁板37与隔断壁板38之间磁性互连。与电磁继电器5的情况类似，由于还起到磁轭作用的有底的框架8的板厚度比磁板37和隔断壁板38相对较薄，所以将内轭20以圆柱形的方式布置在有底的框架8的内圆周上可以增加磁轭的截面面积。
固定芯40被机械地耦合到隔断壁板38(例如，通过压力装配)以与隔断壁板38组合地形成连续磁通道。另外，固定芯40具有环形体，该环形体在径向中心处具有圆孔以使杆44轴向地通过其中。
当给磁体线圈36通电时，固定芯40被磁化以向固定芯吸引柱塞10，并且然后柱塞10在图1的右向上移动。当停止给磁体线圈36通电时，柱塞10将通过布置在固定芯40与柱塞10之间的复位弹簧47的反作用力被推回到其设定位置(在逆固定芯侧)。
柱塞10具有大致圆柱形，该圆柱形在柱塞的径向中心处具有圆柱形盲孔。圆柱形孔在柱塞10的一端是打开的，并且在柱塞10的另一端是有底的。在圆柱形孔中插入有接合部(joint)48，以将柱塞10的移动传递到变速杆(未示出)来移动小齿轮和驱动弹簧49，稍后将对其进行描述。
接合部48是棒状的。要与变速杆的一端接合的接合槽48a被形成在接合部48的从柱塞10的圆柱形孔突出的一端，并且凸缘48b被设置在接合部48的另一端。凸缘48b具有外直径，使得凸缘48b在轴向方向上可在圆柱形(盲)孔的内圆周上移动，并且通过驱动弹簧49的反作用力被推到圆柱形孔的底部上。
小齿轮伴随着柱塞10的移动而经由变速杆在逆电动机方向(即，向齿圈侧)上移动，并且然后使小齿轮的端面与齿圈的端面接触。同时，收缩驱动弹簧49以存储排斥力，用于在柱塞10吸收到固定芯40期间使小齿轮与齿圈接合。
这对固定触头41、42起到本发明的主触头的作用，并且由固定到M端子12的一个固定触头41和通过螺杆31固定到触头盖9的内端面的另一个固定触头42构成。如图1所示，固定触头42由与用于继电器触头的固定触头24共用的同一个部件形成。替选地，用于继电器触头的固定触头24和用于主触头的固定触头42可以是独立部件，并且可以彼此电气连接并机械耦合(焊接)。
可移动触头43通过由电气绝缘材料形成的绝缘体50而被保持在杆44的外圆周上，并且接触弹簧51使可移动触头43向逆柱塞方向(图1的右向)偏置以接触在杆44的一端的保持垫圈52。
通过由接触弹簧51使可移动触头43偏置在要与其接触的这对固定触头41、42上来接通主触头，使得两个固定触头41、42通过可移动触头43来通电，并且通过使可移动触头43与这对固定触头41、42分开来关断主触头。
杆44例如是金属(由铁制成)，并且在柱塞侧具有在杆的一端的凸缘。凸缘被机械地耦合(例如，焊接)到柱塞10的端面。
接触弹簧51设置在杆44的外圆周上。接触弹簧51的一端由杆44的凸缘支撑，并且接触弹簧51的另一端由绝缘体50支撑。
如图3所示，开关端子34被连接到电线53，用于将来自电池3的激励电流施加到用于电磁继电器5的继电器线圈17和用于电磁开关6的磁体线圈36。换言之，在本实施例的用于起动机的开关装置1中，用于继电器线圈17的开关端子34和用于磁体线圈36的开关端子34可以不是相互独立的部件，而可以共用同一个单个开关端子34。
在车辆侧的起动机继电器54沿着电线53插入，起动机继电器54的开关操作由电气控制单元(ECU)55控制。
当接通点火开关(下文中被称作IG开关56)以将来自电池3的电力提供给ECU 55时，使ECU 55启动。
现在将说明用于起动机的开关装置1的操作。
当在接收到来自IG开关56的开信号时使ECU 55启动时，通过从ECU 55输出的驱动信号来接通起动机继电器54。结果，通过电池3给用于电磁开关6的磁体线圈36通电，并且然后柱塞10被吸引到磁化的固定芯40。结合柱塞10的移动，小齿轮在与离合器(未示出)一起沿着起动机的输出轴上的螺旋花键(helical spline)旋转的同时经由变速杆移动到逆电动机方向(与朝电动机的方向相反的方向)，并且然后一旦使得小齿轮的端面与齿圈的端面接触就停止。基本上同时(实践上，有轻微的机械延迟)，接通主触头。
在小齿轮的端面没有与齿圈的端面接触的情况下，小齿轮几乎不可能光滑地与齿圈接合。在多数情况下，一旦使得小齿轮的端面与齿圈的端面接触，小齿轮就停止。
另一方面，在电磁继电器5中，在接通起动机继电器54之后，控制电路28在预定时间段(例如，30ms到40ms)内将用于继电器线圈17的驱动信号保持在开状态。一旦继电器线圈17被激励，就关断继电器触头。
一旦关断继电器触头，将会形成经过电阻器4的从电池3到电动机2的本发明的较高电阻通电路径。电阻器4使得能够抑制电流流过电动机2。因此，电动机2将以较低旋转速度旋转。
一旦小齿轮以电动机2的这样的较低旋转速度与齿圈接合，控制电路28就关断用于继电器线圈17的驱动信号。当接通继电器触头时，将会形成使电阻器4的两端短路的、从电池3到电动机2的本发明的较低电阻通电路径。因此，由于电动机2通过电池3的全电压通电，所以电动机2以较高旋转速度旋转。电动机2的旋转运动从小齿轮传递到用于要被转动曲柄的发动机的齿圈。
根据本发明的第一实施例的用于起动机的开关装置1可防止由于电池3的端电压减小而引起的“瞬时中断”发生，因为电阻器4使得能够减小在启动电动机时流入电动机2的电流。具体地，在配备有空转停止装置的车辆中，这可防止每次在路上重启发动机时发生瞬时中断，这导致消除了使用者的不舒适感和不安全性。另外，抑制电动机2的启动电流可增加主触头的寿命和用于电动机2的电刷的寿命。由于在小齿轮与齿圈接合时的旋转速度减小并且接合的碰撞减小，所以有效地减小在小齿轮与齿圈之间的磨损，从而增加了耐用性。
第一实施例的用于起动机的开关装置1被配置为使得电磁继电器5、电阻器4和电磁开关6被整体地存储在单个外壳中。因此，可以使整个开关装置1紧凑。
具体地，关于电磁继电器5和电磁开关6，由于继电器线圈17的中心轴线和电磁线圈36的中心轴线被布置成彼此平行，所以与电磁继电器5和电磁开关6被布置成在轴向方向上串联的情况相比，可以显著缩短开关装置1的总长度。
另外，用于开关装置1的外壳的金属有底的框架8形成磁轭，作为磁路的部分。由于作为外壳的部分的有底的框架8被用作用于电磁继电器5和电磁开关6的磁轭，所以有底的框架8和磁轭不必是独立部件。这使得能够缩短开关装置1的径向尺寸。
关于在形成电磁继电器5的继电器触头的一对固定触头23、24之中的、固定到B端子11的一个固定触头23，连接到B端子11的接触部分23b和面对可移动触头25的接触部分23a在轴向方向上被布置在不同位置处，并且接触部分23a在径向方向上与连接部分23b重叠。换言之，由于接触部分23a和接触部分23b不必布置在同一平面上，所以与板状固定触头的接触部分23a和连接部分23b被布置在同一平面上相比，可以使得需要提供固定触头23之一的径向空间更小。
这使得B端子11的中心轴线和继电器线圈17的中心轴线被布置在同一轴线上。另一方面，当在接触部分23a和接触部分23b被布置在同一平面上的情况下使用板状固定触头时，要求B端子11布置在相对于继电器线圈17的中心轴线的径向外侧，这将导致径向尺寸增加。相比之下，在第一实施例中，B端子11的中心轴线和继电器线圈17的中心轴线可被布置在同一轴线上，这将不会导致径向尺寸增加。
由于继电器线圈17的轴线位置和磁体线圈36的轴向位置大致相同，并且继电器线圈17的轴向长度和磁体线圈36的轴向长度也大致相同，所以共用部件被用于它们的磁路的部分。例如，布置在继电器线圈17的一个轴向端侧的磁板18和布置在磁体线圈36的一个轴向端侧的磁板37可以共用单个金属板。类似地，布置在继电器线圈17的另一轴向端侧的隔断壁板19和布置在磁体线圈36的另一轴向端侧的隔断壁板38也可以共用一个单个金属板。如上所述，共用部件被用于形成在继电器线圈17和磁体线圈36的轴向端侧的两者或之一上的磁路的部分。
另外，在第一实施例的开关装置1中，由于电磁继电器5的继电器触头和电磁开关6的主触头被串联地布置，所以可以通过整体地设置形成继电器触头的另一个固定触头24和形成主触头的另一个固定触头42来减少部件的数目。甚至在用于继电器触头的另一个固定触头24和用于主触头的另一个固定触头42是独立部件的情况下，这两个固定触头24、42可以在外壳内电气和机械地连接。因此，不需要将外部连接端子引到外壳的外部。
除了第一实施例的B端子11和M端子12之外，不需要两个以上的外部连接端子来电气连接用于继电器触头的另一个固定触头42和用于主触头的另一个固定触头42、以及连接外部连接端子的线缆。这使得能够将外部连接端子的数目从四个减小到两个。另外，由于可利用一条电池线缆15将电池3和开关装置1连接，所以与日本专利申请公开第2009-224315号相比可减小线缆的数目。
第一实施例的开关装置1包括控制电路28，其控制在启动电动机2时电动机2经由电阻器4通电的时间段，即，电流流经电阻器4的时间段。控制电路28被存储在外壳中。不需要用于存储控制电路28的专用外壳。因此，可以使成本减少了专用外壳的成本，并且不需要在开关装置1外部保留用于控制电路28的安装空间。因此，在外壳外部没有暴露连接到控制电路28的信号线，并且例如，由于外部振动(发动机振动和在运转中振动)而引起的信号线断开将不会发生。此外，保证开关装置1的外壳防水使得能够改进可靠性和耐环境性(environment resistance)。
如上所述，在第一实施例的开关装置1中，除了电磁继电器5、电阻器4和电磁开关6被简单和整体地容纳在单个外壳内的特征之外，开关装置具有以下特征：
电磁继电器5和电磁开关6被布置为彼此并联；
通过设计继电器触头的固定触头23的形状，B端子11的中心轴线和继电器线圈17的中心轴线被布置在同一轴线上；
用于外壳的有底的框架8被用于磁轭；
共用部件被用于磁路的部分；
整体地提供用于继电器触头的另一个固定触头24和用于主触头的另一个固定触头42可以将外连接端子的数目减到两个，即B端子11和M端子12；
控制电路28在外壳内由树脂模制成。
因此，第一实施例的开关装置1提供以下优点：
通过有效地布置电磁继电器5和电磁开关6来实现缩小装置的尺寸，从而改进安装性能；
通过减少线缆数目来实现缩短操作处理，从而有利于到车辆侧的连接性；以及
控制电路28被存储在可确保防水的外壳中，从而获得耐环境性。
由于用于开关装置1的电磁继电器5具有正常闭合的触点结构，所以当继电器线圈17被激励用于打开继电器触头时，形成经过电阻器4的从电池3到电动机2的较高电阻通电路径。在存在较高电阻通电路径的情况下，当由于异常(诸如控制系统中的异常或信号系统中的异常)而使到继电器线圈17的驱动信号中断时，接通继电器触头，这导致绕过电阻器4的较低电阻通电路径形成。甚至在由于异常(诸如控制系统中的异常或信号系统中的异常)而使到继电器线圈17的驱动信号中断的情况下，由于保证了未绕过电阻器4的正常通电路径(较低电阻通电路径)，所以可以启动起动机。
另外，当中断到继电器线圈17的驱动信号以接通继电器触头时，由于抑制(或几乎停止)流经电阻器4的电流，所以电阻器4将不会异常地生成热，并且可以避免电阻器4熔化。在恢复系统之后，由于电阻器4没有熔化，所以电阻器4可以继续使用，而无需用新的电阻器来替换电阻器4。
第一实施例的电阻器4位于触头盖9内。换言之，由于电阻器4未暴露在触头盖9的外部，所以防止腐蚀的水附着于电阻器4，从而增强耐用性。另外，甚至在电阻器4由于长时间通电而发热的情况下，外部易燃材料将无法与电阻器4接触，从而确保安全性。
电阻器4被布置在触头盖9的内圆周表面与树脂构件35的表面之间、并与它们间隔开预定距离，使得电阻器4不与用于电磁继电器5的轴26的外圆周表面接触，并且模制控制电路28的树脂触头盖9和树脂构件35不会被发热电阻4(由于通电)热损坏。另外，由于用于电磁继电器5的可移动触头25在轴向方向上被布置在相对于固定触头23、24的这对接触部分23a、24a的逆可移动芯侧，电阻器4将无法与可移动触头25直接接触，从而增强开关装置1的可靠性和安全性。
(第二实施例)
根据本发明的第二实施例的用于起动机的开关装置1与如上所述的根据本发明的第一实施例的开关装置1的不同之处，在于在第二实施例中电磁开关是串联式的。换言之，在第二实施例中，用于推动小齿轮的电磁开关6的功能元件和用于打开和闭合(即，切换)主触头的电磁开关6的功能元件彼此不同，并且被单独控制。
由于除了电磁开关6的上述功能元件之外，第二实施例的开关装置的所有功能元件与第一实施例的开关装置的功能元件大致相同，所以下面将参照图4仅说明上述功能元件，在图4中，相似附图标记表示相似的元件。
在第二实施例的开关装置1中，电磁开关6由用于推动小齿轮的小齿轮推动螺线管57和用于打开和闭合主触头的电动机通电螺线管58构成。
小齿轮推动螺线管57负责并专用于推动小齿轮的功能，并且包括在通电时形成电磁体的第一磁体线圈59、在给第一磁体线圈59通电时被磁化的固定芯60、以及在轴向方向上可在第一磁体线圈59的内圆周上、面对固定芯60移动的第一柱塞61。小齿轮推动螺线管57可操作，以结合第一柱塞61的移动来推动小齿轮。
电动机通电螺线管58负责并专用于用于打开和闭合主触头的功能，并且包括在通电时形成电磁体的第二磁体线圈62、在给第二磁体线圈62通电时被磁化的固定芯60、在轴向方向上可在第二磁体线圈62的内圆周上、面对固定芯60移动的第二柱塞63。电动机通电螺线管58可操作，以结合第二柱塞63的移动来打开和闭合主触头。
小齿轮推动螺线管57和电动机通电螺线管58在被布置为在轴向方向上(在图4的右向和左向上)彼此串联。换言之，第一磁体线圈59的中心轴线和第二磁体线圈62的中心轴线被布置在同一轴线上。这使得小齿轮推动螺线管的部件和电动机通电螺线管的部件能够在轴向方向上顺次组装，这导致缩短组装处理。另外，在第一柱塞61与第二柱塞63之间布置有用于两个螺线管57、58的共有固定芯60。因此，第一磁体线圈59被激励用于磁化固定芯60，然后第一柱塞61被吸引到固定芯60以在图4的右向上移动。类似地，第二磁体线圈62被激励用于磁化固定芯60，然后第二柱塞63被吸引到固定芯60以在图4的左向上移动。不同于第一实施例的电磁开关6，打开和闭合主触头的可移动触头43被布置在相对于这两个固定触头41、42的逆柱塞侧(图4的右侧)，并且被接触弹簧51挤压在杆44的顶表面上。在第二实施例中，杆44由具有电气绝缘性能的树脂制成。
触头盖9(参见图1)设置有两个开关端子34a、34b。如图5所示，第二磁体线圈62连接到一个开关端子34a，并且第一磁体线圈59连接到另一个开关端子34b。
电磁继电器5的继电器线圈17经由控制电路28被连接到开关端子34a。换言之，第二磁体线圈62和继电器线圈17互连以共用单个和共有开关端子34a。
开关端子34a、34b被分别连接到电线53a、53b，用于施加来自电池3的激励电流。第一起动机继电器54a和第二起动机继电器54b分别沿着电线53a、53b插入。
第一和第二起动机继电器54a、54b的开关操作是由ECU 55控制的(参见图5)。类似于第一实施例，电动机2在启动时通过电阻器4被通电的时间段，即，电流流经电阻器4的通电时间段，是由控制继电器线圈17的受激状态的控制电路28来控制的。
现在将说明根据本发明的第二实施例的用于起动机的开关装置1的操作。
一旦在接收到来自IG开关56的开信号时使ECU 55启动，第一和第二起动机继电器54a、54b通过从ECU 55输出的驱动信号同时接通。结果，小齿轮通过包括第一磁体线圈59的小齿轮推动螺线管57的操作在轴向方向上移动到逆电动机方向。一旦使小齿轮与齿圈接触，小齿轮就停止其移动。同时，通过包括第二磁体线圈62的电动机通电螺线管58的操作来接通主触头。
另一方面，在电磁继电器5中，一旦接通第一起动机继电器54a，控制电路28在预定时间段(例如，30ms到40ms)内将用于继电器线圈17的驱动信号保持在开状态。因此，继电器线圈17被磁化用于关断继电器触头，并且在该时间段内使继电器线圈17保持在关状态。
一旦关断继电器触头，将形成经过电阻器4的从电池3到电动机2的较高电阻通电路径。电阻器4使得能够减小流经电动机2的电流。因此，电动机2以低旋转速度旋转。
由于电动机2的较低旋转速度，一旦使小齿轮与齿圈接触，控制电路28就关断用于继电器线圈17的驱动信号。同时，使电阻器4的两端短路，并且然后将形成较低电阻通电路径。由于电动机2通过电池3的全电压通电，所以电动机2以较高旋转速度旋转。电动机2的旋转运动从小齿轮传递到要被转动曲柄的发动机的齿圈。
(第三实施例)
类似于根据第一实施例的用于起动机的开关装置1，根据第三实施例的开关装置包括电磁开关6，电磁开关6结合柱塞10的移动来推动小齿轮和开关(即，打开和闭合)主触头。不同于第一实施例，然而，第三实施例的电磁继电器5具有正常打开的触点结构。也就是，一旦给继电器线圈17通电，就接通继电器触头。
在第一实施例中，继电器触头和主触头被布置成在B端子11与M端子12之间彼此串联，并且电阻器4与继电器触头串联连接。电阻器4和继电器触头被相反地布置。换言之，电阻器4在继电器触头的较高电压侧，而继电器触头在图6中的继电器触头的较低电压侧。
类似于第一实施例，第三实施例的开关装置还包括控制电路28，其控制在启动电动机2时电流流经电阻器4的时间段(通电时间)。在第三实施例中，然而，控制电路28被布置在磁体线圈36与连接点A之间，在连接点A处继电器线圈17被连接到开关端子34，并且设置了在用于给继电器线圈17通电的定时与用于给磁体线圈36通电的定时之间的延迟时间。换言之，控制电路28可操作，以在给继电器线圈17通电之后的预定延迟时间给磁体线圈36通电。
现在将说明根据本发明的第三实施例的用于起动机的开关装置1的操作。
一旦在接收到来自IG开关56的开信号时使ECU 55启动，通过从ECU 55输出的驱动信号来接通起动机继电器54。继电器线圈17被磁化用于接通继电器触头。
另一方面，通过控制电路28的延迟功能，在给继电器线圈17通电之后的预定延迟时间给磁体线圈36通电。因此，在接通继电器触头之后的预定时间段(即，延迟时间)内使主触头保持在关状态。
一旦接通继电器触头，将形成经过电阻器4的从电池3到电动机2的较高电阻通电路径。电阻器4使得能够减小流经电动机2的电流。因此，电动机2以低旋转速度旋转。
在由控制电路28设置的延迟时间过去之后，给磁体线圈36通电。小齿轮在逆电动机方向上移动以与齿圈接合，并且然后在小齿轮与齿圈接合之后的稍短的机械延迟时间接通主触头。于是将形成较低电阻通电路径。由于电动机2通过电池3的全电压通电，所以电动机2以较高旋转速度旋转。电动机2的旋转运动从小齿轮被传递到要被转动曲柄的发动机的齿圈。
(第四实施例)
类似于根据第三实施例的用于起动机的开关装置1，根据第四实施例的开关装置包括具有正常打开触点结构的电磁继电器5和推动小齿轮并开关(即，打开和闭合)主触头的电磁开关6。另外，继电器触头和主触头被布置成彼此并联，并且电阻器4与继电器触头串联连接(参见图7)。
不同于第三实施例，然而，没有提供控制电流流经电阻器4的时间段的专用控制电路28。在第四实施例中，外部ECU 55替代控制电路28来负责延迟功能(用于设置在用于给继电器线圈17通电的定时与用于给磁体线圈36通电的定时之间的延迟时间)。
如图7所示，在第四实施例的开关装置中，提供了两个开关端子34a、34b。一个开关端子34a被连接到继电器线圈17，而另一个开关端子34b被连接到磁体线圈36。
开关端子34a还被连接到电线53a，用于通过ECU 55将激励电流施加到继电器线圈17。另一个开关端子34b还被连接到电线53b，用于将来自电池3的激励电流施加到磁体线圈36。起动机继电器54沿着电线53b插入，并且起动机继电器54的开关操作由ECU 55控制。
现在将说明根据本发明的第四实施例的用于起动机的开关装置1的操作。
一旦在接收到来自IG开关56的开信号时使ECU 55启动，ECU 55就将驱动信号输出到电磁继电器5，用于给继电器线圈17通电。在驱动信号传递到电磁继电器5之后的预定时间段，ECU 55接通起动机继电器54。因此，磁体线圈36将没有被激励，直到从继电器线圈17通电开始的预定时间段过去为止。在预定时间段内将主触头保持在关状态。
一旦给继电器线圈17通电用于接通继电器触头，将会形成经过电阻器4的从电池3到电动机2的较高电阻通电路径。电阻器4使得能够减小流经电动机2的电流。因此，电动机2以低旋转速度旋转。
在给继电器线圈17通电之后的预定延迟时间，通过从ECU 55输出的驱动信号接通起动机继电器54。一旦电磁体通过从电池3流到磁体线圈36的激励电流而形成，柱塞10在轴向方向上移动用于小齿轮与齿圈接合。一旦小齿轮与齿圈接合，在小齿轮与齿圈接合之后的稍短的机械延迟时间接通主触头。于是将形成较低电阻通电路径。由于电动机2通过电池3的全电压通电，所以电动机2以较高旋转速度旋转。电动机2的旋转运动从小齿轮传递到要被转动曲柄的发动机的齿圈。
(第五实施例)
根据第五实施例的用于起动机的开关装置1包括具有如在第三和第四实施例中的正常打开触点结构的电磁继电器5、以及第二实施例的电磁开关6，即，串联式电磁开关6，其包括用于推动小齿轮的小齿轮推动螺线管57和用于打开和闭合主触头的电动机通电螺线管58。由于电磁开关6的结构(小齿轮推动螺线管57+电动机通电螺线管58)与第二实施例的电磁开关6的结构相同，所以下面将不重复其说明。
类似于第三和第四实施例，继电器触头和主触头被布置成在B端子11与M端子12之间彼此并联，并且电阻器4与继电器触头串联连接(参见图8)。
类似于第二实施例，提供了在用于起动机的开关装置1的触头盖9(参见图1)上的两个开关端子34a、34b。如图8所示，一个开关端子34a通过控制电路28被连接到第二磁体线圈62，并且另一个开关端子34b被连接到第一磁体线圈59。
电磁继电器5的继电器线圈17和第二磁体线圈62都被连接到开关端子34a。换言之，第二磁体线圈62和继电器线圈17互连以共用单个开关端子34a。控制电路28被布置在第二磁体线圈62与连接点A之间，在连接点A处继电器线圈17被连接到开关端子34a。
开关端子34a、34b被分别连接到电线53a、53b，用于施加来自电池3的激励电流。第一起动机继电器54a和第二起动机继电器54b分别沿着电线53a、53b插入。
类似于第二实施例，第一和第二起动机继电器54a、54b的开关操作是由ECU 55控制的(参见图8)。此外，类似于第三实施例，设置了在用于给延迟线圈17通电的定时与用于给第二磁体线圈36通电的定时之间的延迟时间。换言之，控制电路28可操作，以在给继电器线圈17通电之后的预定延迟时间给第二磁体线圈36通电。
现在将说明根据本发明的第五实施例的用于起动机的开关装置1的操作。
一旦在接收到来自IG开关56的开信号时使ECU 55启动，第一和第起动机继电器54a、54b通过从ECU 55输出的驱动信号同时接通。此后，通过包括第一磁体线圈59的小齿轮推动螺线管57的操作，小齿轮移动到逆电动机方向以与齿圈接合，并且然后电磁继电器5的继电器线圈17被磁化用于接通继电器触头。
另一方面，通过控制电路28的延迟功能，在给继电器线圈17通电之后的预定时间段，给电动机通电螺线管58的第二磁体线圈62通电。因此，在接通继电器触头之后的预定时间段内，将主触头保持在关状态。
于是将形成通过电阻器4的从电池3到电动机2的较高电阻通电路径。电阻器4使得能够减小流经电动机2的电流。因此，电动机2以低旋转速度旋转。
一旦由控制电路28设置的延迟时间过去，通过给第二磁体线圈62通电来接通主触头。于是将形成绕过电阻器4的、从电池3到电动机2的较低电阻通电路径。由于电动机2通过电池3的全电压通电，所以电动机2以较高旋转速度旋转。电动机2的旋转运动从小齿轮传递到要被转动曲柄的发动机的齿圈。
(第六实施例)
类似于第五实施例，根据第六实施例的用于起动机的开关装置1包括具有正常打开的触点结构的电磁继电器5和串联式电磁开关6，串联式电磁开关6包括用于推动小齿轮的小齿轮推动螺线管57和用于打开和闭合主触头的电动机通电螺线管58。另外，继电器触头和主触头被布置成在B端子11与M端子12之间彼此并联，并且电阻器4与继电器触头串联连接(参见图9)。
不同于第五实施例，然而，没有提供控制电流流经电阻器4的时间段的专用的控制电路28。在第六实施例中，外部ECU 55替代控制电路28负责延迟功能。
如图9所示，在第六实施例的开关装置中，提供了三个开关端子34a、34b和34c。第一开关端子34a连接到继电器线圈17，第二开关端子34b连接到第二磁体线圈62，并且第三开关端子34a连接到第一磁体线圈59。
第一、第二和第三开关端子34a、34b和34c还分别连接到电线53a、53b和53c，用于通过ECU 55将激励电流施加到继电器线圈17。第一、第二和第三起动机继电器54a、54b和54c分别沿着电线53a、54b和53c插入。每个起动机继电器54a、54b和54c的开关操作由ECU 55控制。
现在将说明根据本发明的第六实施例的用于起动机的开关装置1的操作。
一旦在接收到来自IG开关56的开信号时使ECU 55启动，第一和第三起动机继电器54a和54c通过从ECU 55输出的驱动信号被同时接通。结果，通过包括第一磁体线圈59的小齿轮推动螺线管57的操作，小齿轮移动到逆电动机方向以与齿圈接合，并且同时电磁继电器5的继电器线圈17被磁化，以使继电器触头接通。
另一方面，由于没有接通起动机继电器54b，所以将不给电动机通电螺线管58的第二磁体线圈62通电。因此，将主触头保持在关状态。
于是将形成经过电阻器4的从电池3到电动机2的较高电阻通电路径。电阻器4使得能够减小流经电动机2的电流。因此，电动机2以低旋转速度旋转。
然后，一旦第二起动机继电器54b通过从ECU 55输出的驱动信号接通，第二磁体线圈62就被激励，并且然后接通主触头。于是将形成绕过电阻器4的从电池3到电动机2的较低电阻通电路径。由于电动机2通过电池3的全电压通电，所以电动机2以较高旋转速度旋转。电动机2的旋转运动从小齿轮传递到要被转动曲柄的发动机的齿圈。
根据第三至第六实施例的用于起动机的开关装置1分别基于图6-9的电路图。第二实施例的用于起动机的开关装置1的结构与第一实施例的用于起动机的开关装置1的结构相同。也就是，用于起动机的开关装置1包括由有底的框架8和触头盖9形成的外壳。另外，电磁继电器5、电阻器4和电磁开关6(以及在其存在情况下的控制电路28)被整体地容纳在外壳内，并经由两个外部端子(即，B端子11和M端子12)连接到电动机电路。

Claims (17)

1.一种用于起动机的开关装置(1)，所述装置包括：
小齿轮推动装置，其用于将所述起动机的小齿轮推向发动机的齿圈；
主触头开关装置，其用于打开和闭合用于将来自电池(3)的电力提供给电动机(2)的电动机电路的主触头(41、42)；
电阻器(4)，其用于在启动所述电动机时抑制从所述电池流到所述电动机的启动电流，所述电阻器被连接到所述电动机电路；以及
通电路径开关装置，其用于在经过所述电阻器的从所述电池到所述电动机的较高电阻通电路径与绕过所述电阻器以给所述电动机通电的较低电阻通电路径之间切换，
其中，所述小齿轮推动装置、所述主触头开关装置、所述电阻器、以及所述通电路径开关装置共用单个外壳(8、9)，并且被整体地容纳在所述外壳内。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，
所述电阻器(4)以与所述主触头串联的方式连接到所述电动机电路，
所述通电路径开关装置包括：设置在绕过所述电阻器的所述电动机电路上的继电器触头(23、24、25)、通过通电来形成电磁体的继电器线圈(17)、以及可移动芯(22)，所述可移动芯能够根据所述继电器线圈的激励状态而在所述继电器线圈的轴向方向上移动，并且所述通电路径开关装置采用电磁继电器(5)的形式，所述电磁继电器结合所述可移动芯的移动打开和闭合所述继电器触头，
所述小齿轮推动装置和所述主触头开关装置共用通过通电而形成电磁体的磁体线圈(36)、以及柱塞(10)，所述柱塞能够根据所述磁体线圈的激励状态而在所述磁体线圈的轴向方向上移动，并且所述小齿轮推动装置和所述主触头开关装置采用电磁开关(6)的形式，所述电磁开关结合所述柱塞的移动来兼容地实现所述小齿轮推动装置和主触头开关装置。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，
所述电阻器(4)以与所述主触头串联的方式连接到所述电动机电路，
所述通电路径开关装置包括：设置在绕过所述电阻器的所述电动机电路上的继电器触头(23、24、25)、通过通电来形成电磁体的继电器线圈(17)、以及可移动芯(22)，所述可移动芯能够根据所述继电器线圈的激励状态在所述继电器线圈的轴向方向上移动，并且所述通电路径开关装置采用电磁继电器(5)的形式，所述电磁继电器结合所述可移动芯的移动打开和闭合所述继电器触头，
所述小齿轮推动装置包括通过通电而形成电磁体的第一磁体线圈(59)、以及第一柱塞(61)，所述第一柱塞能够根据所述第一磁体线圈的激励状态而在所述第一磁体线圈的轴向方向上移动，并且所述小齿轮推动装置采用小齿轮推动螺线管(57)的形式，所述小齿轮推动螺线管结合所述第一柱塞的移动推动所述小齿轮，
所述主触头开关装置包括通过通电而形成电磁体第二磁体线圈(62)、以及第二柱塞(63)，所述第二柱塞能够根据所述第二磁体线圈的激励状态而在所述第二磁体线圈的轴向方向上移动，并且所述主触头开关装置采用电动机通电螺线管(58)的形式，所述电动机通电螺线管结合所述第二柱塞的移动打开和闭合所述主触头。
4.根据权利要求1所述的装置(1)，其中，
电阻器(4)以与所述主触头(41、42)并联的方式连接到所述电动机电路，
所述通电路径开关装置包括：以与所述电阻器串联并与所述主触头并联的方式连接到所述电动机电路的继电器触头、通过通电而形成电磁体的继电器线圈(17)、以及可移动芯(22)，所述可移动芯能够根据所述继电器线圈的激励状态而在所述继电器线圈的轴向方向上移动，并且所述通电路径开关装置采用电磁继电器(5)的形式，所述电磁继电器结合所述可移动芯的移动打开和闭合所述继电器触头，
所述小齿轮推动装置和所述主触头开关装置共用通过通电而形成电磁体的磁体线圈、以及柱塞，所述柱塞能够根据所述磁体线圈激励状态而在所述磁体线圈的轴向方向上移动，所述小齿轮推动装置和所述主触头开关装置采用电磁开关(6)的形式，所述电磁开关结合所述柱塞的移动来兼容地实现所述小齿轮推动装置和所述主触头开关装置。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，
所述电阻器(4)以与所述主触头(41、42)并联的方式连接到所述电动机电路，
所述通电路径开关装置包括：以与所述电阻器串联并与所述主触头并联的方式连接到所述电动机电路的继电器触头、通过通电而形成电磁体的继电器线圈(17)、以及可移动芯(22)，所述可移动芯能够根据所述继电器线圈的激励状态而在所述继电器线圈的轴向方向上移动，并且所述通电路径开关装置采用电磁继电器(5)的形式，所述电磁继电器结合所述可移动芯的移动打开和闭合所述继电器触头，
所述小齿轮推动装置包括通过通电而形成电磁体的第一磁体线圈(59)、以及第一柱塞(61)，所述柱塞能够根据所述第一磁体线圈的激励状态而在所述第一磁体线圈的轴向方向上移动，并且所述小齿轮推动装置采用小齿轮推动螺线管(57)的形式，所述小齿轮推动螺线管结合所述第一柱塞的移动推动所述小齿轮，
所述主触头开关装置包括通过通电而形成电磁体的第二磁体线圈(62)、以及第二柱塞(63)，所述第二柱塞能够根据所述第二磁体线圈的激励状态而在所述第二磁体线圈的轴向方向上移动，并且所述主触头开关装置采用电动机通电螺线管(58)的形式，所述电动机通电螺线管结合所述第二柱塞的移动打开和闭合所述主触头。
6.根据权利要求2至5之一所述的装置，其中，所述电磁继电器(5)具有正常闭合的触点结构，使得在所述继电器线圈被激励时打开所述继电器触头，并且在所述继电器线圈未被激励时闭合所述继电器触头。
7.根据权利要求1所述的装置，还包括：控制电路(25)，其控制在启动所述电动机时经过所述电阻器给所述电动机通电的时间段，所述控制电路被容纳在所述外壳内。
8.根据权利要求2或4所述的装置，其中，所述电磁继电器(5)的所述继电器线圈(17)的中心轴线和电磁开关(6)的所述磁体线圈(36)的中心轴线被布置为彼此平行。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述电磁继电器(5)和所述电磁开关(6)使用它们的磁路的部分的共用部件。
10.根据权利要求3或5所述的装置，其中，所述小齿轮推动螺线管(57)的所述第一磁体线圈(59)的中心轴线和所述电动机通电螺线管(58)的所述第二磁体线圈(62)的中心轴线被布置在同一轴线上。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述小齿轮推动螺线管(57)和所述电动机通电螺线管(58)共用被布置在所述第一柱塞(61)与所述第二柱塞(63)之间的固定芯。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述电磁继电器(5)的所述继电器线圈(17)的中心轴线和所述小齿轮推动螺线管(57)的所述第一磁体线圈(59)的中心轴线被布置为彼此平行。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述电磁继电器(5)和所述电动机通电螺线管(58)使用它们的磁路的部分的共用部件。
14.根据权利要求2至5之一所述的装置，其中，
所述电磁继电器(5)的所述继电器触头(23、24、25)包括：可移动触头(25)，其能够结合所述可移动芯(22)的移动在所述轴向方向上移动；以及与所述可移动触头面对的固定触头对(23、24)，
所述固定触头对中的一个固定触头(23)经由外部连接端子(11)被连接到所述电动机电路，被连接到所述外部连接端子的连接部分(23b)和面对所述可移动触头(25)的接触部分(23a)在所述轴向方向上被布置在不同位置处，并且所述连接部分的至少一部分在径向方向上与所述接触部分的一部分重叠。
15.根据权利要求14所述的装置，其中，其上连接有所述固定触头(23)的所述外部连接端子(11)是螺栓形的，并且所述外部连接端子的中心轴线和所述继电器线圈的所述中心轴线被布置在同一轴线上。
16.根据权利要求2或3所述的装置，其中，
所述继电器触头(23、24、25)和所述主触头(41、42)包括由相应可移动触头(25、43)连接和断开的相应固定触头对，
用于所述继电器触头的固定触头对(23、24)中的一个固定触头(23)经由所述第一外部连接端子(11)被连接到相对于所述主触头的所述电动机电路的正或负电势侧，
用于所述主触头的固定触头对(41、42)中的一个固定触头(41)经由所述第二外部连接端子(12)被连接到相对于所述继电器触头的所述电动机电路的负或正电势侧，
用于所述继电器触头的固定触头对(23、24)中的另一个固定触头(24)和用于所述主触头的固定触头对(41、42)中的另一个固定触头(42)被整体地或单独地设置，并且被电气地和机械地连接。
17.根据权利要求1所述的装置，其中，所述外壳(8、9)包括磁金属框架(8)和触头盖(9)，所述触头盖覆盖所述框架的开口以与所述框架组装，并且所述框架形成作为所述磁路的部分的磁轭。
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