CN104912714B - 发动机启动装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种在异常的转矩从齿圈侧施加于小齿轮侧的情况下，能保护设于发动机启动装置内部的齿轮、机构的发动机启动装置。该发动机启动装置具有小齿轮移动体部，该小齿轮移动体部与输出轴螺旋花键结合，并在轴向上滑动，该小齿轮移动体部包括：小齿轮，该小齿轮与发动机的齿圈啮合并传递转矩；单向离合器部，在与齿圈啮合的小齿轮通过发动机而转动、且比输出轴的旋转更快的情况下，该单向离合器部进行空转；以及切断机构部，在所述单向离合器部传递通过电动机的旋转而产生的转矩的方向上，当转矩的值满足规定条件时，该切断机构部切断转矩的传递。

Description

发动机启动装置
技术领域
本发明涉及用于启动发动机的发动机启动装置。
背景技术
目前，用于启动发动机的发动机启动装置在发动机停止的状态下进行发动机的启动动作。因此，设于发动机启动装置的小齿轮在设于发动机的齿圈未旋转的状态下进行与齿圈的啮合。然而，近年来，在为了实现低燃料消耗化而进行怠速停止的系统中，为了确保发动机的再启动性，有时也在齿圈旋转过程中使小齿轮与齿圈啮合。
例如，在怠速停止的瞬间发动机的旋转尚未停止的状态下输入再启动要求的情况下，或从发动机的停止状态再启动时需缩短时间的情况下，会在齿圈旋转过程中事先进行与小齿轮的啮合。在这种情况下，作为在齿圈旋转过程中与小齿轮啮合的方法，当按压小齿轮而使小齿轮的转速和齿圈的转速处于规定的转速差范围时，使小齿轮与齿圈啮合。
此外，还提出了以下发动机启动装置：发动机反向旋转时的小齿轮与齿圈的啮合等可能使冲击变大，因此，使用能进行使设于发动机启动装置的电动机的旋转开始时间点比通常情况晚的控制的开关，来使电动机的旋转开始时间点延迟，并通过避免发动机反向旋转时的小齿轮与齿圈的啮合来避免冲击(例如参照专利文献1)。
此外，也提出了以下发动机启动装置：为了缓和因小齿轮与齿圈的啮合而产生的冲击，通过在发动机启动装置的减速机构部分设置冲击缓和机构，来缓和因小齿轮与齿圈的啮合而产生的冲击(例如参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2012－031819号公报
专利文献2：日本专利特许第5272879号公报
如上述现有的发动机启动装置那样，在将缓和因小齿轮与齿圈的啮合而产生的冲击的机构设于减速机构部的现有发动机启动装置的情况下，由于小齿轮受到的冲击是在转矩经由单向离合器部和螺旋花键而传递至齿圈时产生的，因此会产生螺旋花键的损伤等。另外，有时会因发动机的反向旋转产生的较大冲击转矩而产生齿圈等磨损变形等异常情况，其结果是，包括发动机启动装置的螺旋花键、小齿轮等在内的构件可能会产生较大损伤。
这种因来自齿圈侧的冲击转矩而导致的螺旋花键、小齿轮的损伤不仅是因怠速停止的齿圈的反向旋转过程中的冲击转矩而引起的，在装设有怠速停止机构的车的钥匙启动时、齿圈完全停止之后再启动的情况下也可能会产生。在这些情况下均会产生小齿轮的旋转停止即锁定，导致异常大的冲击转矩施加于螺旋花键、小齿轮，在专利文献2记载的现有的冲击缓和机构中，无法避免螺旋花键、小齿轮产生较大损伤。此外，即便是没有装设怠速停止机构的车辆，也可能会产生小齿轮锁定、使异常大的冲击转矩施加于螺旋花键、小齿轮的情况。
发明内容
本发明为解决上述问题而作，其目的在于能获得一种在异常的转矩从齿圈侧施加于小齿轮侧的情况下，能保护设于发动机启动装置内部的齿轮、机构的发动机启动装置。
本发明的发动机启动装置包括：电动机部；小齿轮移动体部，该小齿轮移动体部具有能与设于发动机侧的齿圈啮合的小齿轮，且与上述电动机部的输出轴螺旋花键结合，并形成为能在轴向上移动；以及螺线管开关部，该螺线管开关部具有压出机构部和开关部，其中，上述压出机构部使上述小齿轮移动体部移动至上述小齿轮与上述齿圈啮合的位置，上述开关部将朝上述电动机部的通电电流接通或断开，其特征在于，上述小齿轮移动体部包括：单向离合器部，在与上述齿圈啮合的上述小齿轮通过上述齿圈被上述发动机驱动、且以比上述输出轴的旋转更高的转速进行旋转的情况下，该单向离合器部进行空转；以及切断机构部，在上述单向离合器部将由上述电动机部的旋转产生的转矩传递至上述齿圈的方向上，当上述转矩的值满足规定条件时，该切断机构部切断上述转矩朝上述齿圈的传递，所述一对传递构件分别包括：转矩传递面，该转矩传递面从与所述一对传递构件的轴心延伸的方向正交的平面部朝所述轴心延伸的方向突出；以及滑动面，该滑动面形成为距所述平面部的高度从所述转矩传递面逐渐减小的倾斜面，所述滑动面相对于所述平面部的倾斜角度被设定为比所述转矩传递面相对于所述平面部的倾斜角度平缓的角度，当所述一对传递构件各自的所述转矩传递面彼此抵接时，进行所述转矩的传递，通过所述一对传递构件各自的所述转矩传递面的所述抵接分离，从而切断所述转矩的传递，在所述一对传递构件各自的所述转矩传递面的所述抵接分离之后，所述一对传递构件各自的所述滑动面彼此抵接地滑动，直至各个所述转矩传递面再次抵接为止，所述弹簧构件是碟形弹簧，并被设在形成于所述小齿轮移动体部的螺旋花键部和所述单向离合器的离合器内环中的任一方的外周侧，利用所述碟形弹簧在所述轴向上对所述一对传递构件进行按压的初始负载被设定为：在因通常启动时所述发动机的输出上升的情况下的转矩而沿所述轴向产生的转矩下，不切断所述转矩的传递。
根据本发明的发动机启动装置，在由齿圈侧产生异常转矩的情况下，在传递转矩的方向上切断转矩传递的机构部设于小齿轮移动体部，因此，能保护发动机启动装置内部的齿轮及机构以免受到异常冲击的影响。
附图说明
图1是本发明实施方式一的发动机启动装置的分解立体图。
图2是本发明实施方式一的发动机启动装置的剖视图。
图3是本发明实施方式一的发动机启动装置的小齿轮移动体部的分解立体图。
图4是本发明实施方式一的发动机启动装置的输出轴侧的传递构件的立体图。
图5是本发明实施方式一的发动机启动装置的小齿轮侧的传递构件的立体图。
图6是本发明实施方式一的发动机启动装置的小齿轮移动体部的剖视图。
图7是本发明实施方式一的发动机启动装置的切断机构部的说明图。
图8是本发明实施方式一的发动机启动装置的切断机构部的动作示意图。
图9是本发明实施方式二的发动机启动装置的小齿轮移动体部的分解立体图。
图10是本发明实施方式二的发动机启动装置的输出轴侧传递构件的立体图。
图11是本发明实施方式二的发动机启动装置的小齿轮轴侧传递构件的立体图。
图12是本发明实施方式二的发动机启动装置的小齿轮移动体部的剖视图。
图13是本发明实施方式一及实施方式二的发动机启动装置的单向离合器部的结构图。
(符号说明)
10 电动机部
20 输出轴
21 输出轴侧螺旋花键部
30 小齿轮移动体部
31 单向离合器部
311 离合器外环
312 离合器内环
313 离合器滚筒
314 离合器弹簧
32 离合器盖
33 切断机构部
331 输出轴侧传递构件
331a、331a1、332a 转矩传递面
331b、332b 滑动面
331c、332c 爪部
332 小齿轮侧传递构件
34 小齿轮部
35 小齿轮移动体部侧螺旋花键部
36 碟形弹簧
361 碟形弹簧盖
361a 槽部
37 杆卡定零件的固定零件
38 杆卡定零件
39 弹簧构件
40 螺线管开关部
41 吸引线圈
42 触点轴
43 移动触点部
44a、44b 电动机触点
45 弹簧
50 柱塞
60 杆
61 杆转轴中心
70 支架
80 限位件
90 减速齿轮部
100 齿圈
具体实施方式
实施方式一
以下，根据图对本发明实施方式一的发动机启动装置进行详细说明。图1是本发明实施方式一的发动机启动装置的分解立体图。图1所示的本实施方式一的发动机启动装置由电动机部10、输出轴20、小齿轮移动体部30、螺线管开关部40、柱塞50、杆60、支架70、限位件80及减速齿轮部90构成。
电动机部10产生用于使发动机启动的旋转力。输出轴20通过减速齿轮部90与电动机部10结合。小齿轮移动体部30与输出轴20螺旋花键结合，并能沿输出轴20的周面在输出轴的轴向上滑动。
当车辆的钥匙开关接通时、或者从发动机控制装置(以下称为ECU)朝发动机启动装置发出接通指令时，螺线管开关部40对设于内部的后述吸引线圈进行施力，以吸引柱塞50。杆60的大致中央部被支承成能自由转动，杆60的一端与柱塞50卡合，另一端与小齿轮移动体部30卡合。当柱塞50被吸引线圈吸引而朝螺线管开关部40侧移动时，杆60的一端与柱塞50一起移动，从而将与杆60的另一端卡合的小齿轮移动体部30朝与螺线管开关部40相反一侧压出。支架70通过限位件80将由电动机部10、输出轴20及小齿轮移动体部30构成的各个零件固定于发动机侧，当小齿轮移动体部30朝与电动机部相反一侧移动至规定位置时，上述限位件80使该小齿轮移动体部30的移动停止。
图2是本发明实施方式一的发动机启动装置的剖视图，其示出了安装于发动机的状态。在图2中，在进行发动机启动的情况下，将车辆的钥匙开关接通或从ECU发出发动机启动装置的接通指令。藉此，电流流动至螺线管开关部40的吸引线圈41，柱塞50被吸引线圈41吸引。当柱塞50被吸引线圈41吸引时，杆60的一端被拉向螺线管开关部40侧，以杆转轴中心61为中心朝图2的逆时针方向旋转。
当杆60朝逆时针方向旋转时，杆60的另一端将小齿轮移动体部30朝图2的右侧、即与电动机部10相反一侧压出，其结果是，与输出轴20花键结合的小齿轮移动体部30一边沿着设于输出轴20的周面的作为第一螺旋花键部的输出轴侧螺旋花键部21旋转，一边被朝图2的右方压出。此外，柱塞50被吸引线圈41吸引并与触点轴42的端部抵接，该触点轴42一边压缩弹簧45一边朝图2的左方压入。藉此，设于触点轴42的移动触点部43与一对电动机触点44a、44b桥接，开始朝电动机部10通电，以使电动机部10的电动机旋转。
图3是本发明实施方式一的发动机启动装置的小齿轮移动体部的分解立体图。在图3中，小齿轮移动体部30由单向离合器部31、离合器盖32、后述切断机构部33、小齿轮部34、作为第二螺旋花键部的小齿轮移动体部侧螺旋花键部35、杆卡定零件38及杆卡定零件用的固定零件37构成，其中，上述单向离合器部31在与齿圈100啮合的小齿轮部34因发动机而旋转且比输出轴20的转速大时，进行空转，上述切断机构部33对于传递由电动机的旋转产生的转矩的方向，在该转矩处于后述规定的条件时，切断该转矩的传递，上述小齿轮移动体部侧螺旋花键部35设于小齿轮移动体部30，上述杆卡定零件38与杆60卡合，上述固定零件37对杆卡定零件38进行固定。小齿轮移动体部侧螺旋花键部35与输出轴侧螺旋花键部21啮合。
图13是本发明实施方式一及后述实施方式二的发动机启动装置的单向离合器部的结构图。在图13中，单向离合器部31如图13所示由离合器外环311、离合器内环312、离合器滚筒313及对离合器滚筒313进行按压施力的离合器弹簧314构成。
图4是本发明实施方式一的发动机启动装置的输出轴侧传递构件的立体图，图5是本发明实施方式一的发动机启动装置的小齿轮侧传递构件的立体图，图6是本发明实施方式一的发动机启动装置的小齿轮移动体部的剖视图。切断机构部33由图4所示的作为第一传递构件的输出轴侧传递构件331、图5所示的作为第二传递构件的小齿轮侧传递构件332、图6所示的碟形弹簧36及碟形弹簧盖361构成。
如图4所示，在作为第一传递构件的输出轴侧传递构件331的内周面上设置有与输出轴侧螺旋花键部21啮合的上述小齿轮移动体部侧螺旋花键部35。另外，输出轴侧传递构件331在与其轴心延伸的方向正交的平面部设置有爪部331c。该爪部331c由转矩传递面331a和滑动面331b构成，其中，上述转矩传递面331a从输出轴侧传递构件331的上述平面部朝上述轴心延伸的方向突出，上述滑动面331b形成为距上述平面部的高度从该转矩传递面331a逐渐减小的倾斜面。在实施方式一中，如图4所示，爪部331c绕着轴心以规定的角度间隔设有四个。
如图5所示，作为第二传递构件的小齿轮侧传递构件332与单向离合器部31的离合器外环311一体构成，并在与其轴心延伸的方向正交的平面部设置有爪部332c。该爪部332c由转矩传递面332a和滑动面332b构成，其中，上述转矩传递面332a从小齿轮侧传递构件332的上述平面部朝上述轴心延伸的方向突出，上述滑动面332b形成为距上述平面部的高度从该转矩传递面332a逐渐减小的倾斜面。在实施方式一中，如图5所示，爪部332c绕着轴心以规定的角度间隔设有四个。
如图6所示，输出轴侧传递构件331和小齿轮侧传递构件332被配置成各自的爪部331c和332c相对，输出轴侧传递构件331的爪部331c的转矩传递面331a与小齿轮侧传递构件332的爪部332c的转矩传递面332a抵接，输出轴侧传递构件331和小齿轮侧传递构件332能从一方朝另一方传递旋转转矩。
碟形弹簧36被插入至输出轴侧传递构件331的轴向端面部与碟形弹簧盖361的内壁部之间。碟形弹簧盖361通过将离合器盖32的端缘铆接于在其外周面部形成的槽部361a而与离合器盖32一体固定。如后所述，插入至碟形弹簧盖361与输出轴侧传递构件331之间的碟形弹簧36以规定的初始负载Fk1始终将输出轴侧传递构件331朝小齿轮侧传递构件332的方向按压。
来自电动机部10的转矩从设于输出轴20的输出轴螺旋花键部21经由小齿轮移动体部侧螺旋花键部35传递至小齿轮移动体部30。传递至小齿轮移动体部侧螺旋花键部35的来自电动机部10的转矩被从输出轴侧传递构件331的转矩传递面331a朝小齿轮侧传递构件332的转矩传递面332a传递，并经由单向离合器31的离合器外环311、离合器滚筒313及离合器内环312而传递至小齿轮部34。传递至小齿轮部34的来自电动机部10的转矩被传递至发动机的齿圈100，以使发动机启动。
若相反地从发动机侧通过反向旋转产生转矩，则发动机的反向旋转产生的转矩通过与上述相反的路径传递至输出轴20。图7中示出了此时的切断机构部33的示意动作。即，图7是本发明实施方式一的发动机启动装置的切断机构部的说明图，其示出了在从发动机侧通过反向旋转产生转矩的情况下，施加于切断机构部33中的小齿轮侧传递构件332和输出轴侧传递构件331的力的关系。
在图7中，碟形弹簧36被设定成：当组装于碟形弹簧盖361和输出轴侧传递构件331之间时，将输出轴侧传递构件331的轴心延伸的方向(以下称为轴向)的初始负载Fk1施加于输出轴侧传递构件331。在此，
初始负载Fk1＝K×S
其中，K是碟形弹簧36的弹簧常数，S是碟形弹簧36的初始挠曲量。
若发动机的齿圈100反向旋转而将转矩T施加于小齿轮部34及单向离合器部31，则会在抵接的转矩传递面331a和转矩传递面332a作用垂直的力F。此处，转矩传递面331a和转矩传递面332a分别相对于输出轴侧传递构件331和小齿轮侧传递构件332的轴心具有θ的倾角。因此，由上述发动机的反向旋转产生的转矩T经由转矩传递面331a、332a实际作为Fcosθ而产生，并从小齿轮侧传递构件332传递至输出轴侧传递构件331。此时，在转矩传递面331a、332a上作用着轴向反力Fsinθ。
此处，当碟形弹簧36产生的初始负载Fk1和轴向反力Fsinθ的关系为Fk1＜Fsinθ时，碟形弹簧36比初始设定时更进一步压缩而挠曲。因此，当转矩T变大而使轴向反力Fsinθ比碟形弹簧36的初始负载Fk大时，碟形弹簧36开始挠曲。
图8是本发明实施方式一的发动机启动装置的切断机构部的动作示意图。图8(a)示出了上述轴向反力Fsinθ为碟形弹簧36的初始负载Fk以下，因发动机的反向旋转产生的转矩而从发动机的齿圈100传递至小齿轮部34的转矩由小齿轮侧传递构件332朝输出轴侧传递构件331传递的状态。
接着，若发动机的反向旋转产生的转矩T处于规定值以上，则在轴向反力Fsinθ比碟形弹簧36的初始负载Fk1大的情况下，如上所述碟形弹簧36被压缩而挠曲，但该挠曲量比转矩传递面331a与转矩传递面332a啮合而产生的轴向行程L大时，如图8(b)所示，输出轴侧传递构件331的转矩传递面331a与小齿轮侧传递构件332的转矩传递面332a不啮合，输出轴侧传递构件331和小齿轮侧传递构件332空转。
当图8(b)所示的输出轴侧传递构件331和小齿轮侧传递构件332空转时，由碟形弹簧36产生的负载Fk2为Fk2＝K×(S+L)。此外，若碟形弹簧36的挠曲量达到行程L时的碟形弹簧的负载Fk2与轴向反力Fsinθ的关系为Fk2＜Fsinθ，则输出轴侧传递构件331和小齿轮侧传递构件332空转。
在如图8(b)所示输出轴侧传递构件331和小齿轮侧传递构件332开始空转之后，如图8(c)所示，输出轴侧传递构件331的滑动面331b和小齿轮侧传递构件332的滑动面332b抵接而一边滑动一边空转，下个转矩传递面331a1与转矩传递面332a啮合而传递转矩。因此，参照图8示意说明的话，上述空转如下：输出轴侧传递构件331和小齿轮侧传递构件332空转，直至输出轴侧传递构件331的下个转矩传递面331a1与小齿轮侧传递构件332的转矩传递面332a抵接为止。
该空转的时间由爪部331c、332c的数量确定。在本发明的实施例中，分别设于输出轴侧传递构件331和小齿轮侧传递构件332的爪部331c、332c的数量分别为四个，因此，在空转90°之后，再次传递转矩。因此，若发动机的反向旋转产生的转矩T比规定值大，则反复空转某一固定时间。
另外，以上对发动机反向旋转而从发动机侧朝小齿轮侧施加转矩的情况进行了说明，但例如在发动机侧锁定而使与齿圈啮合的小齿轮锁定的情况下，输出轴侧传递构件331和小齿轮侧传递构件332也与上面相同地空转。
通过如上所述每隔固定角度设置爪部，能以爪部的数量来设定空转时间。另外，能任意地设定滑动面331b、332b的倾角。例如，若将倾斜面的角度设为平缓的角度，则输出轴侧传递构件331和小齿轮侧传递构件332空转时的摩擦力变大，该摩擦力转换为热能，因此，施加于小齿轮的冲击能量的吸收量变大。因此，在该情况下，并非仅仅是在受到较大冲击时进行空转，还存在冲击吸收效果。
另外，在发动机启动时，若因发动机的波动产生的冲击转矩而在转矩传递面331a、332a上产生的上述轴向反力Fsinθ为碟形弹簧36的初始负载Fk1以上，且为碟形弹簧36的挠曲量达到行程L时的碟形弹簧36的负载Fk2以下，则仅仅是转矩传递面331a和转矩传递面332a相对滑动，输出轴侧传递构件331和小齿轮侧传递构件332不空转。此外，即便在发动机起动时发动机波动，也能通过碟形弹簧36挠曲来降低由小齿轮和齿圈产生的冲击声。
如上所述，根据本发明实施方式一的发动机启动装置，在从齿圈侧产生异常转矩的情况下，通过例如在齿圈的反向旋转中使小齿轮部34与齿圈100啮合时从齿圈100受到的转矩的冲击，而在小齿轮移动体部30的内部产生空转。在这样于小齿轮移动体部30的内部产生空转的结构中，由于在距小齿轮部34较近的位置设置能空转的机构即切断机构部，因此，在转矩冲击传递至减速齿轮部90之前会发生空转而不会使螺旋花键部21、35等损伤，另外，能减小因小齿轮与齿圈碰撞而产生的冲击声。
另外，上述切断机构部的结构不仅在齿圈反向旋转的情况下进行空转，在发动机侧锁定时也以同样的机构进行空转，因此，当产生除了反向旋转之外的异常状态时，也能利用该机构抑制内部机构的破坏。
根据本发明实施方式一的发动机启动装置，例如，即便在现有的惯性旋转中当发动机处于反向旋转而使小齿轮与齿圈啮合时产生过大的冲击转矩，也能使小齿轮移动体部30空转来吸收冲击，因此，即便反向转速增大，也能进行啮合。
另外，同样地，即便当发动机的反向旋转与电动机旋转力冲突时，也能通过在小齿轮侧的距小齿轮部34较近的位置空转来缓和冲击和过大转矩并进行空转，因此，即便不进行使电动机旋转延迟的控制等，也能以不损伤螺旋花键等的方式充分地进行啮合。因此，不仅再启动时间提早，还能使用可连续地进行小齿轮的压出和电动机旋转的一体型开关，从而能实现低成本和小型化。
此外，切断机构部33设于小齿轮移动体部30的螺旋花键部和单向离合器31的离合器内环中的任意一个的外周侧。通过这样将切断机构部33与螺旋花键部轴向排列地构成，不会使发动机启动装置大型化，还能实现小型化的缓和冲击及空转机构。
另外，能用爪部传递转矩，并能用碟形弹簧的负载来设定能空转的负载，因此，能容易地实现目前无法实现的空转转矩值的设定。即，单向离合器部31的离合器滚筒313在沿动力传递方向旋转时传递反向旋转时的转矩、电动机旋转的转矩，但在设为以该部分吸收冲击转矩这样的结构的情况下，摩擦系数不稳定，因历时变化而产生的偏差也会变大。然而，根据本发明实施方式一的发动机启动装置，还能抑制切断机构部33空转的转矩在大量产生时的偏差。此外，如上所述，也能容易地进行负载设定，以降低起动时的噪声。
如上所述，根据本发明实施方式一的发动机启动装置，能容易地设定转矩且能实现小型化，因此，不仅在反向旋转时，即便在因摩擦而将齿轮彼此锁定时，也能容易地进行保护。另外，切断机构部33是用爪部传递转矩的结构，且构成于小齿轮移动体部的螺旋花键部的外周侧，用离合器盖32连接单向离合器部31和切断机构部33，因此，不会大型化，能进行稳定的因转矩冲击而产生的空转和传递转矩。
另外，在以上说明中，记载了因怠速停止而使齿圈处于惯性旋转中并使小齿轮与齿圈啮合的情况下的发动机启动装置，但若在因怠速停止而使齿圈完全停止之后再次啮合的情况下发生锁定，或在尽管是没有装设怠速停止机构的车用的发动机启动装置但齿轮发生摩损的情况下发生锁定，则在使发动机开始旋转时会产生异常的冲击转矩，这在通常的发动机启动装置中会产生，因此，若使用本发明则会发挥效果。
实施方式二
在上述实施方式一的发动机启动装置中，将切断机构部33配置于小齿轮移动体30中比单向离合器部31靠电动机部10侧的部位，但在实施方式二的发动机启动装置中，将切断机构部33配置于比单向离合器部31靠小齿轮部34侧的部位。
图9是本发明实施方式二的发动机启动装置的小齿轮移动体部的分解立体图。在图9中，与实施方式一相同，小齿轮移动体部30由单向离合器部31、离合器盖32、切断机构部33、小齿轮部34、小齿轮移动体部侧螺旋花键部35、杆卡定零件38及杆卡定零件的固定零件37构成，其中，上述切断机构部33对于传递由电动机旋转产生的转矩的方向，在转矩处于规定的条件时，将转矩传递切断，上述小齿轮移动体部侧螺旋花键部35与输出轴20螺旋花键结合，上述杆卡定零件38与杆卡合，上述固定零件37对杆卡定零件进行固定。
此外，单向离合器部31由离合器外环311、离合器内环312、离合器滚筒313及对离合器滚筒313进行按压施力的离合器弹簧314构成。
切断机构部33由作为第一传递构件的输出轴侧传递构件331、作为第二传递构件的小齿轮侧传递构件332及相当于实施方式一的碟形弹簧36的弹簧构件39构成。在该实施方式二中，离合器盖32也代替实施方式一的碟形弹簧盖361。
图10是本发明实施方式二的发动机启动装置的输出轴侧传递构件的立体图。在图10中，作为第一传递构件的输出轴侧传递构件331与图13所示的离合器内环312一体构成。输出轴侧传递构件331在与其轴心延伸的方向正交的平面部上设置有爪部331c。该爪部331c由转矩传递面331a和滑动面331b构成，其中，上述转矩传递面331a从输出轴侧传递构件331的上述平面部朝上述轴心延伸的方向突出，上述滑动面331b形成为距上述平面部的高度从该转矩传递面331a逐渐减小的倾斜面。在实施方式二中，如图10所示，爪部331c绕着轴心以规定的角度间隔设有四个。
图11是本发明实施方式二的发动机启动装置的小齿轮轴侧传递构件的立体图。在图11中，沿轴向与图10所示的输出轴侧传递构件311相对配置的、作为第二传递构件的小齿轮侧传递构件332构成于小齿轮移动体部34侧，并在与输出轴侧传递构件331相对的平面部设置有爪部332c。该爪部332c由转矩传递面332a和滑动面332b构成，其中，上述转矩传递面332a从小齿轮侧传递构件332的上述平面部朝上述轴心延伸的方向突出，上述滑动面332b形成为距上述平面部的高度从该转矩传递面332a逐渐减小的倾斜面。在实施方式一中，如图5所示，爪部332c绕着轴心以规定的角度间隔设有四个。
图12是本发明实施方式二的发动机启动装置的小齿轮移动体部的剖视图。在图12中，用弹簧构件39覆盖切断机构部33，并在其外周构成离合器盖32。通过将离合器盖32铆接至设于离合器外环311的槽部311a而将离合器盖32设为一体型。
在这样构成的本发明实施方式二的发动机启动装置中，与实施方式一相同地，由齿圈的反向旋转产生的冲击从小齿轮部34传递出，在小齿轮侧传递构件332的转矩传递面332a与输出轴侧传递构件331的转矩传递面331a之间产生转矩F，并传递转矩。此外，在实施例一中，在此时产生的轴向的力Fsinθ比将输出轴侧传递构件331和小齿轮侧传递构件332连接的碟形弹簧36的初始负载Fk1大的情况下，输出轴侧传递构件331和小齿轮侧传递构件332在轴向上开始远离，当达到碟形弹簧36挠曲时产生的负载Fk2以上时，进行空转，本发明实施方式二与实施方式一相同地，进行图8中所述的动作。这样构成的冲击转矩的缓和机构进一步靠近小齿轮侧，因此，能对冲击转矩敏感地作出反应，且能简单地实现冲击的缓和及内部保护。
另外，在上述实施方式一及实施方式二中，均记载了因怠速停止而使齿圈处于惯性旋转中并使小齿轮与齿圈啮合的情况下的发动机启动装置，但即使在以下情况下(所谓再啮合状态)等对小齿轮部施加异常冲击，若使用本发明的发动机启动装置，则能有效防止发动机启动装置侧或发动机侧的齿圈的破损，上述情况是指：若在因怠速停止而使齿圈完全停止之后使小齿轮与齿圈啮合的情况下发生锁定，或在尽管是没有装设怠速停止机构的车用的发动机启动装置但齿轮发生摩损的情况下发生锁定，则在使发动机开始旋转时会产生异常的冲击转矩，因此，在通过钥匙操作驱动发动机启动装置一次之后，发动机并不能启动，在反拧钥匙之后立即再次驱动发动机启动装置。
另外，在实施方式一及实施方式二中，上述输出轴侧传递构件和小齿轮侧转矩传递构件的转矩传递部的转矩传递面的形状也可构成为：一方和另一方即转矩传递侧的角度和非转矩传递侧的角度不同。
另外，在实施方式一及实施方式二中，利用碟形弹簧等弹簧构件对一对传递构件沿轴向按压的初始负载被设定为：在因通常启动时上述发动机的输出上升的情况下的转矩而沿上述轴向产生的转矩下，不切断上述转矩的传递。根据上述结构，即便在空转之前启动时，对于在起动时发动机波动而缓和碰撞的冲击转矩，通过使碟形弹簧36挠曲，也能降低由小齿轮和齿圈产生的碰撞声。
以上所述的本发明各实施方式的发动机启动装置是以下发明的具体体现。
(1)一种发动机启动装置，包括：电动机部；小齿轮移动体部，该小齿轮移动体部具有能与设于发动机侧的齿圈啮合的小齿轮，且与上述电动机部的输出轴螺旋花键结合，并形成为能在轴向上移动；以及螺线管开关部，该螺线管开关部具有压出机构部和开关部，其中上述压出机构部使上述小齿轮移动体部移动至上述小齿轮与上述齿圈啮合的位置，上述开关部将朝上述电动机部的通电电流接通或断开，其特征在于，上述小齿轮移动体部包括：单向离合器部，在与上述齿圈啮合的上述小齿轮通过上述齿圈被上述发动机驱动、且以比上述输出轴的旋转更高的转速进行旋转的情况下，该单向离合器部进行空转；以及切断机构部，在上述单向离合器部将由上述电动机部的旋转产生的转矩传递至上述齿圈的方向上，当上述转矩的值满足规定条件时，该切断机构部切断上述转矩朝上述齿圈的传递，所述一对传递构件分别包括：转矩传递面，该转矩传递面从与所述一对传递构件的轴心延伸的方向正交的平面部朝所述轴心延伸的方向突出；以及滑动面，该滑动面形成为距所述平面部的高度从所述转矩传递面逐渐减小的倾斜面，所述滑动面相对于所述平面部的倾斜角度被设定为比所述转矩传递面相对于所述平面部的倾斜角度平缓的角度，当所述一对传递构件各自的所述转矩传递面彼此抵接时，进行所述转矩的传递，通过所述一对传递构件各自的所述转矩传递面的所述抵接分离，从而切断所述转矩的传递，在所述一对传递构件各自的所述转矩传递面的所述抵接分离之后，所述一对传递构件各自的所述滑动面彼此抵接地滑动，直至各个所述转矩传递面再次抵接为止，所述弹簧构件是碟形弹簧，并被设在形成于所述小齿轮移动体部的螺旋花键部和所述单向离合器的离合器内环中的任一方的外周侧，利用所述碟形弹簧在所述轴向上对所述一对传递构件进行按压的初始负载被设定为：在因通常启动时所述发动机的输出上升的情况下的转矩而沿所述轴向产生的转矩下，不切断所述转矩的传递。
根据本发明，在由齿圈侧产生异常转矩的情况下，在传递转矩的方向上切断转矩传递的机构部设于小齿轮移动体部，因此，能保护发动机启动装置内部的齿轮及机构以免受到异常冲击的影响。
(2)如上述(1)所述的发动机启动装置，其特征在于，上述转矩传递面和所述滑动面在旋转方向上设有多个。
根据本发明的结构，具有能容易设定空转时间的效果。
(3)如上述(1)或(2)所述的发动机启动装置，其特征在于，上述发动机启动装置是使上述压出机构部和上述开关部工作，并在上述发动机停止的过程中的减速期间使上述发动机再启动的发动机启动装置，上述螺线管开关部采用以下结构：由一个线圈构成使上述压出机构部和上述开关部工作的线圈，在将上述压出机构部的柱塞拉入上述线圈的动作的过程中压出上述小齿轮，并在上述柱塞被进一步拉入上述线圈时，接通上述电动机部的主电路，以开始上述电动机部的驱动。
根据本发明的结构，即便发动机在惯性旋转中反向旋转的转速变大而导致冲击力较大，也能使小齿轮与齿圈啮合，即便在产生异常锁定的情况下，也能保护发动机启动装置，还无需如现有技术那样独立地控制小齿轮压出和电动机旋转，能以低成本迅速地再启动。
另外，在本发明的范围内可以对本发明的各实施方式进行自由组合，也可以对各实施方式进行适当变形、省略。

Claims (3)

1.一种发动机启动装置，包括：
电动机部；
小齿轮移动体部，该小齿轮移动体部具有能与设于发动机侧的齿圈啮合的小齿轮，且与所述电动机部的输出轴螺旋花键结合，并形成为能在轴向上移动；以及
螺线管开关部，该螺线管开关部具有压出机构部和开关部，其中，所述压出机构部使所述小齿轮移动体部移动至所述小齿轮与所述齿圈啮合的位置，所述开关部将朝所述电动机部的通电电流接通或断开，其特征在于，
所述小齿轮移动体部包括：
单向离合器部，在与所述齿圈啮合的所述小齿轮通过所述齿圈被所述发动机驱动、且以比所述输出轴的旋转更高的转速进行旋转的情况下，该单向离合器部进行空转；以及
切断机构部，在所述单向离合器部将由所述电动机部的旋转产生的转矩传递至所述齿圈的方向上，当所述转矩的值满足规定条件时，该切断机构部切断所述转矩朝所述齿圈的传递，
所述切断机构部包括：
一对传递构件，这一对传递构件以与轴向垂直的面相对；以及
弹簧构件，该弹簧构件沿所述轴向对所述一对传递构件进行按压，
所述一对传递构件分别包括：
转矩传递面，该转矩传递面从与所述一对传递构件的轴心延伸的方向正交的平面部朝所述轴心延伸的方向突出；以及
滑动面，该滑动面形成为距所述平面部的高度从所述转矩传递面逐渐减小的倾斜面，
所述滑动面相对于所述平面部的倾斜角度被设定为比所述转矩传递面相对于所述平面部的倾斜角度平缓的角度，
当所述一对传递构件各自的所述转矩传递面彼此抵接时，进行所述转矩的传递，
通过所述一对传递构件各自的所述转矩传递面的所述抵接分离，从而切断所述转矩的传递，
在所述一对传递构件各自的所述转矩传递面的所述抵接分离之后，所述一对传递构件各自的所述滑动面彼此抵接地滑动，直至各个所述转矩传递面再次抵接为止，
所述弹簧构件是碟形弹簧，并被设在形成于所述小齿轮移动体部的螺旋花键部和所述单向离合器的离合器内环中的任一方的外周侧，
利用所述碟形弹簧在所述轴向上对所述一对传递构件进行按压的初始负载被设定为：在因通常启动时所述发动机的输出上升的情况下的转矩而沿所述轴向产生的转矩下，不切断所述转矩的传递。
2.如权利要求1所述的发动机启动装置，其特征在于，
所述转矩传递面和所述滑动面在旋转方向上设有多个。
3.如权利要求1或2所述的发动机启动装置，其特征在于，
所述发动机启动装置是使所述压出机构部和所述开关部工作、并在所述发动机停止的过程中的减速期间使所述发动机再启动的发动机启动装置，
所述螺线管开关部采用以下结构：由一个线圈构成使所述压出机构部和所述开关部工作的线圈，在将所述压出机构部的柱塞拉入所述线圈的动作的过程中压出所述小齿轮，并在所述柱塞被进一步拉入所述线圈时，接通所述电动机部的主电路，以开始所述电动机部的驱动。
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