CN105041544B - 启动器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能获得更大的小齿轮对环形齿轮的按压力的启动器。启动器具备电动机(1)、输出轴(2a)、超越离合器(3)、以及变速杆(6)，超越离合器的内圈滚道(24)的变速杆侧设有滚子(24a)，内圈滚道的滚子相反侧设有花键嵌合部(24b)、以及将小齿轮按压至环形齿轮侧的小齿轮弹簧(28)，小齿轮弹簧构成为直径大于滚子的外径的线圈状，内圈滚道上设有直径小于滚子的外径的阶梯部(24d)，阶梯部上配置有成为小齿轮弹簧的至少一端的承受底座的托架(27)，作为独立于内圈滚道的构件。

Description

启动器

技术领域

本发明涉及一种使内燃机启动的启动器。

背景技术

专利文献1所公开的启动器中，在电动机的输出轴的内部管道的外周设有小齿轮。小齿轮与输出轴一同旋转，并以能够沿着输出轴的轴心方向前后滑动的方式与内部管道花键嵌合。

另外，小齿轮与内部管道之间设有由弹性体(elastomer)等弹性物质构成的缓冲构件，利用该缓冲构件来缓和因小齿轮与环形齿轮之间的撞击而产生的冲击。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2013－57325号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在上述专利文献1所公开的结构中，在由小齿轮与花键嵌合部构成的空间中，设置缓冲构件的空间较小，无法获得较大的载荷。另外，由于构成为利用由弹性体等弹性物质构成的缓冲构件来实现小齿轮的按压力，因此小齿轮所能滑动的长度极大地变短，为此，具有如下问题：小齿轮与环形齿轮之间的轴向咬合深度变浅，无法很好地咬合，或者磨损加速。

本发明鉴于上述问题而得以完成，其目的在于提供一种能够获得更大的小齿轮对环形齿轮的按压力的启动器。

解决技术问题所采用的技术方案

为了达成上述目的，本发明所涉及的启动器具备：电动机，该电动机产生旋转力；输出轴，该输出轴传递所述电动机的旋转力；超越离合器(overrunning clutch)，该超越离合器具有将旋转力传递至用于启动内燃机的环形齿轮的小齿轮；以及变速杆，该变速杆将用于使所述小齿轮与所述环形齿轮咬合的推力传递至所述输出轴，使该输出轴向轴向移动，所述超越离合器的内圈滚道的所述变速杆侧设有滚子，所述超越离合器的内圈滚道的滚子的相反侧设有以可前后滑动的方式支承所述小齿轮并将旋转力传递至该小齿轮的花键嵌合部、以及将所述小齿轮按压至所述环形齿轮侧的至少一个小齿轮弹簧，所述小齿轮弹簧构成为直径大于所述内圈滚道的所述滚子的外径的线圈状，所述内圈滚道上设有直径小于所述滚子的外径的阶梯部，所述阶梯部上配置有成为所述小齿轮弹簧的至少一端的承受底座的托架，作为独立于所述内圈滚道的构件。

发明效果

根据本发明能够获得更大的小齿轮对环形齿轮的按压力。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的启动器的静止状态的整体图。

图2是本实施方式1的启动器的输出轴附近部的放大图。

图3是本发明的实施方式2的启动器的静止状态的整体图。

图4是本发明的实施方式3的启动器的输出轴附近部的放大图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明所涉及的启动器的实施方式进行说明。此外，各图中，相同标号表示相同或对应部分。此外，本申请中的前后方向是沿着后述的输出轴的方向，将小齿轮靠近环形齿轮移动的方向记作前方，将小齿轮远离环形齿轮移动的方向记作后方。

实施方式1

图1是本发明的实施方式1的启动器的静止状态的整体图(包含一部分剖面)。图2是本实施方式1的启动器的输出轴附近部的放大图。如图1所示，启动器具备：产生旋转力的电动机1、减速机构部2、输出轴2a、超越离合器3、以及小齿轮5。

减速机构部2使电动机1所产生的旋转力减速。输出轴2a将经过减速机构部2减速后的旋转力传递至超越离合器3。超越离合器3通过花键嵌合以能在轴向上自由滑动的方式支承于输出轴2a，仅传递一个方向上的旋转力。小齿轮5将旋转力传递至用于使内燃机启动的环形齿轮4。

超越离合器3以可自由转动的方式与变速杆6相连结，变速杆6的与超越离合器3相反的一侧与电磁开关7的吊钩8相连结。电磁开关7具备：壳体9、线圈10、线圈架(bobbin)11、活塞15、芯子17、触点弹簧18、活塞弹簧19、以及复位弹簧20。

壳体9构成外轮廓，也是形成磁回路的部分。通过对线圈10通电，从而由线圈10产生磁场。该线圈10卷绕于线圈架11。

活塞15利用线圈10所产生的磁场的电磁力，经由咬合弹簧12来吸引吊钩8，并且将具备可动触点13a的杆13向盖体14所具备的固定触点14a的方向按压。也就是说，本启动器的咬合方式采用具备咬合弹簧的电磁按压方式。

芯子17与活塞15相对，初始状态下，以与活塞15之间确保空隙16的方式进行设置。触点弹簧18产生将可动触点13a按压至固定触点14a的载荷。在电磁开关7结束动作时，活塞弹簧19以及复位弹簧20产生将活塞15还原至原来的位置的载荷。

活塞15上设有以前后自由滑动的方式支承吊钩8的轴承21。吊钩8具备由轴承21支承的滑动部8a、构成咬合弹簧12的底座面的凸缘8b。此外，所述触点是驱动电动机1的触点。

另一方面，超越离合器3具备外凸轮，由凸轮滚子(cam roller)22、外圈滚道23、以及具有滚子24a的内圈滚道24。外圈滚道23包含有未图示的凸轮滚子弹簧。凸轮滚子22设置于滚子24a的径向外侧，由盖体25及盖板26覆盖。

超越离合器3的内圈滚道24的变速杆一侧设有滚子24a，内圈滚道24的与滚子24a相反的一侧(滚子相反侧、即环形齿轮一侧)具备：花键嵌合部24b，该花键嵌合部24b以可前后滑动的方式支承小齿轮5并将旋转力传递至小齿轮5；轴承部24c，该轴承部24c使该滑动更流畅；以及阶梯部24d，该阶梯部24d支承后述的托架27。

内圈滚道24上的滚子24a与小齿轮5之间设有小齿轮弹簧28。小齿轮弹簧28的一端经由托架27支承于阶梯部24d，小齿轮弹簧28的另一端经由小齿轮5由限位器29、环30支承。小齿轮弹簧28将小齿轮5向环形齿轮4一侧按压。作为一个示例，小齿轮弹簧28设置于小齿轮5上覆盖内圈滚道24外周的部分5a的径向外侧。

上述减速机构部2、超越离合器3、变速杆6包含于前端支架31。

接下来，对如上那样构成的启动器的动作进行说明。首先，接收未图示的钥匙开关的动作信号，线圈10通电，活塞15移动至芯子17一侧。随着活塞15的移动，包含小齿轮5、小齿轮弹簧28的超越离合器3经由咬合弹簧12、吊钩8、变速杆6向环形齿轮4一侧移动，小齿轮5与环形齿轮4相咬合。

此处，若小齿轮5与环形齿轮4的轴向的端面彼此相抵接，则小齿轮5与环形齿轮4无法咬合，从而小齿轮5在环形齿轮4的轴向端面上的移动受到限制。该情况下，通过小齿轮弹簧28弯曲，能够使超越离合器3向环形齿轮4一侧前进。另外，此时，输出轴2a与超越离合器3形成螺旋花键嵌合，因此超越离合器3在旋转的同时进行前进动作。前进动作中的该旋转也传递至小齿轮5，其结果是，小齿轮5能够根据小齿轮弹簧28的按压力，来获得与环形齿轮4相咬合的动作(第一阶段的咬合)。

该咬合动作下，能够利用不受电动机1的旋转力影响的较小的旋转力、以及由小齿轮弹簧28产生的按压来进行咬合，因此能够极大地降低小齿轮5与环形齿轮4的磨损。

此外，在利用该动作仍无法进行咬合的情况下，活塞15进一步使咬合弹簧12弯曲的同时，向芯子17一侧移动，闭合触点。通过闭合触点，电动机1产生旋转力，该旋转力经由减速机构部2使得小齿轮5移动至可在环形齿轮4的端面上进行咬合的位置为止，由此能够进行咬合(第二阶段的咬合)。

为了使上述两种咬合方法均能实现可靠的咬合，以足够的按压力来将小齿轮5按压至环形齿轮4，为此，需要使小齿轮弹簧28的载荷更大。

此处，与上述专利文献1所公开的结构的缓冲构件相同，在由小齿轮上覆盖内圈滚道的外周的部分、与内圈滚道之间所包围的空间内，设置了小齿轮弹簧的情况下，内圈滚道通过盖体及盖板与超越离合器卡合，因此小齿轮弹簧无法大于滚子的外径，也无法大于线径、间距距离，从而受到制约。另外，在小齿轮弹簧的内侧配置有输出轴、内圈滚道、以及花键嵌合部。因此，无法确保用于将小齿轮弹簧的载荷设定得较大的空间。基于以上情况，可能在上述2种咬合方法中均无法可靠地进行咬合。

另一方面，在本实施方式1中，具有设置于内圈滚道24的阶梯部24d、以及由该阶梯部24d支承的托架27，该托架27能够负担小齿轮弹簧28的承受载荷的一面的一端，因此小齿轮弹簧28的外径可以设定得比滚子24a的外径要大。也就是说，能够将线径及间隔间距设定得较大。由此，能够搭载扩大了载荷的小齿轮弹簧28。此外，通过增大外径，还能够减小按压小齿轮5时的倒下，能产生稳定的载荷。此外，托架27及盖板26因阶梯部24d而在轴向上分离，始终不相接触。因此，即使在环形齿轮4与小齿轮5相咬合，且环形齿轮4的转速大于小齿轮5的转速的状态、即所谓的超限速(overrun)状态下，小齿轮弹簧28两端的承受面上产生相对旋转这一问题也能得到解决。

另外，托架27的外周部(弹簧承受部的外径部)的一部分圆周或整个圆周具有直径稍大于小齿轮弹簧28的外径、在轴向上向小齿轮弹簧28一侧突出的部分27a。由此，能够对小齿轮弹簧28进行定位，进一步提高生成效率，并且还能抑制因电动机启动时的旋转而产生的离心力使小齿轮弹簧28张开这样的变形，因此能进一步提高安全性。

此外，托架27因小齿轮弹簧28所产生的载荷而始终被按压至滚子一侧、即阶梯部24d，因此能够固定托架27的轴向，并且在旋转方向上也能利用托架27与阶梯部24d的摩擦力进行固定，而无需增加或加工用于固定托架27的特殊的构件。

由于构成为利用线圈弹簧即小齿轮弹簧来得到小齿轮对环形齿轮的按压力，而并不利用由弹性体等弹性物质构成的缓冲构件，因此不会较大地缩短小齿轮所能滑动的长度，能充分地确保小齿轮与环形齿轮在轴向上的咬合深度，并能降低因不充分咬合而产生的磨损。

另外，内圈滚道上的滚子相反侧设有轴承部，从而能够使小齿轮在花键嵌合部中的前后滑动流畅，随着小齿轮弹簧载重的提高，还能进一步提高与环形齿轮的咬合性。

另外，本实施方式1中，在电磁按压方式中，能够利用咬合弹簧来以较大的载荷仅将小齿轮按压至环形齿轮，因此相比将包含小齿轮的超越离合器按压至环形齿轮的方式，能提高咬合性。

另外，由于输出轴与超越离合器之间的花键嵌合通过螺旋花键而嵌合，因此随着包含小齿轮的超越离合器的前进而产生旋转运动，从而能增大咬合时的小齿轮按压载重，因此能提高咬合性。

另外，限制托架位置的阶梯部在轴向上的面位于比在超越离合器内包含零部件的盖板的面更靠近滚子相反侧的位置，因此托架与盖板因阶梯部而能够在轴向上分离，从而始终不相接触。因此，托架不会从盖板受到旋转力，从而小齿轮弹簧两端的承受面产生相对旋转这一问题也能得到解决。

如上述说明，根据本实施方式1的启动器，能够获得更大的小齿轮对环形齿轮的按压力。

实施方式2

图3是本发明的实施方式2的启动器的静止状态的整体图(包含一部分剖面)。此外，本实施方式2除以下说明的部分之外，与上述实施方式1相同。

托架127的外周部设有以比小齿轮弹簧28的外形稍大的直径向小齿轮弹簧28一侧突出的部分127a。该突出部分127a具有比小齿轮5的外径稍大的直径，且形成为即使在小齿轮弹簧28伸长到极限的状态下，也能从径向外侧且后方(图3的纸面左侧)将小齿轮5的后端覆盖。

根据如上那样构成的本实施方式2，能够获得与实施方式1相同的优点。此外，本实施方式2中，在托架127上设有上述突出的部分127a，因此能够将实施方式1中露出的小齿轮弹簧28、轴承部24c覆盖，而不会妨碍小齿轮5的滑动，因此除了能像实施方式1那样提供良好的咬合性，还能提供优异的防尘特性。并且，这种除了提供良好的咬合性还能提供优异的防尘特性的结构中，无需另外增加仅用于提高防尘特性的专用构件。此外，如图3所示，通过将小齿轮5的小齿轮弹簧28侧的后端设为将齿轮相互连接的凸缘5b，从而能使灰尘的进入通道变窄，从而能更有效地提高防尘特性。

实施方式3

图4是本发明的实施方式3的启动器的输出轴附近部的放大图。本发明中，能够在径向上排列并配置多个小齿轮弹簧，具体而言，作为一个示例，如图4所示，能够在径向上排列并配置(并排配置)两个小齿轮弹簧28a、28b。根据该结构，能够利用多个小齿轮弹簧来分担所需的小齿轮按压载荷，因此能缩短各个小齿轮弹簧的整个压缩长度，能够在轴向上进一步小型化。另外，即使在轴长更短的空间内也能增大小齿轮按压力。

此外，图4示出了将本实施方式3的特征与实施方式1相组合来实施的情况，但本实施方式3并不局限于此，也可以与实施方式2相组合来实施。

以上参照优选实施方式对本发明的内容进行了具体说明，但显而易见，只要是本领域技术人员，则可基于本发明的基本技术思想及启示采用各种变形方式。

例如，在上述实施方式1～3中，对具备咬合弹簧的启动器进行了说明，但本发明并不局限于此，例如，也可以在所谓的辅助旋转式电动机中实施，辅助旋转式电动机不具备咬合弹簧，在电磁开关的触点闭合之前抑制电流并向电动机通电，使小齿轮缓慢旋转，与此同时利用活塞弹簧来使小齿轮进行咬合，同样，由于能够增大推出小齿轮的载荷，因此有利于提高咬合性。

标号说明

1电动机、2a输出轴、3超越离合器、4环形齿轮、5小齿轮、6变速杆、22凸轮滚子、24内圈滚道、24a滚子、24b花键嵌合部、24d阶梯部、26盖板、27托架、28小齿轮弹簧。

Claims (8)

1.一种启动器，具备：

电动机，该电动机产生旋转力；

输出轴，该输出轴传递所述电动机的旋转力；

超越离合器，该超越离合器具有将旋转力传递至用于启动内燃机的环形齿轮的小齿轮；以及

变速杆，该变速杆将用于使所述小齿轮与所述环形齿轮咬合的推力传递至所述输出轴，使该输出轴向轴向移动，

所述启动器的特征在于，

所述超越离合器的内圈滚道的所述变速杆侧设有滚子，

所述超越离合器的内圈滚道的滚子相反侧设有以可前后滑动的方式支承所述小齿轮并将旋转力传递至该小齿轮的花键嵌合部、以及将所述小齿轮按压至所述环形齿轮侧的至少一个小齿轮弹簧，

所述小齿轮弹簧构成为直径大于所述内圈滚道的所述滚子的外径的线圈状，

所述内圈滚道上设有直径小于所述滚子的外径的阶梯部，

所述阶梯部上配置有成为所述小齿轮弹簧的至少一端的承受底座的托架，作为独立于所述内圈滚道的构件。

2.如权利要求1所述的启动器，其特征在于，

所述托架具有直径大于所述小齿轮弹簧的外径且在轴向上向所述小齿轮弹簧侧突出的部分。

3.如权利要求2所述的启动器，其特征在于，

所述突出部分具有比所述小齿轮的外径要大的直径，且形成为即使在所述小齿轮弹簧伸长到极限的状态下，也能从径向外侧且后方来覆盖所述小齿轮的后端。

4.如权利要求1所述的启动器，其特征在于，

多个所述小齿轮弹簧并排设置。

5.如权利要求1所述的启动器，其特征在于，

所述内圈滚道的滚子相反侧设有使所述小齿轮在所述花键嵌合部上的滑动流畅的轴承部。

6.如权利要求1所述的启动器，其特征在于，

启动器的咬合方式为具备咬合弹簧的电磁按压方式。

7.如权利要求1所述的启动器，其特征在于，

所述输出轴与所述超越离合器之间的花键嵌合是通过螺旋花键来进行嵌合的。

8.如权利要求1所述的启动器，其特征在于，

所述滚子的外侧设有凸轮滚子，

所述凸轮滚子由盖板覆盖，

所述阶梯部在轴向上的面位于比所述盖板的面更靠近滚子相反侧的位置。