CN106683948A - 起动机及其电磁开关 - Google Patents

Abstract

本申请公开起动机及其电磁开关。其中，电磁开关的接合弹簧弹性预变形地安装于接合杆的第一端部及芯体之间而对第一端部施加朝向接合位置的力，并且对芯体施加朝向休息位置的力。联合弹簧弹性预变形地安装于接合杆的第一端部及接触桥的头部之间而对头部施加朝向接通位置的力，并且对第一端部施加朝向脱离位置的力。起动机的电磁开关结构简单，制造容易。

Description

起动机及其电磁开关

技术领域

本申请涉及起动机，尤其涉及起动机的电磁开关。

背景技术

现代的机动车通常使用电力驱动的起动机来起动发动机，起动机包括芯体、接合杆及接触桥等活动部件。芯体在电磁线圈的电磁力作用下从休息位置向工作位置运动并在弹簧作用下复位。接合杆在芯体的驱动下拉动小齿轮接合发动机的飞轮，并且需要提供弹簧来在小齿轮与飞轮齿位干涉时提供缓冲。接触桥在芯体的驱动下实现接通触点的动作，并且在弹簧作用下复位。然而，现有设计零件繁多，结构复杂。

因此，有必要改进以克服现有技术中存在的技术问题。

发明内容

本申请要解决的主要是起动机的电磁开关结构复杂的问题。

为解决上述技术问题，一方面本申请提供电磁开关，其包括壳体及安装于所述壳体的线圈，所述线圈在通电的情况下产生磁场，所述壳体上固定有相互电绝缘的第一触点及第二触点，其还包括：

芯体，其于所述磁场的有效作用范围内能沿轴向在休息位置和工作位置之间活动地安装于所述壳体，所述芯体包括沿轴向贯通的腔体；

接合杆，其具有安装在所述腔体中的第一端部及延伸到所述芯体外的第二端部，并且所述第一端部在所述腔体中能相对于所述壳体在接合位置与脱离位置之间沿轴向往复移动；

接触桥，其具有安装在所述腔体中的头部，所述头部在所述腔体中能相对于所述壳体在接通位置与断开位置之间沿轴向往复移动，在所述接通位置，所述接触桥将所述第一触点与所述第二触点电连接，在所述断开位置，所述接触桥断开所述第一触点与所述第二触点之间的电连接；

接合弹簧，其弹性预变形地安装于所述第一端部及所述芯体之间而对所述第一端部施加朝向所述接合位置的力，并且对所述芯体施加朝向所述休息位置的力；

联合弹簧，其弹性预变形地安装于所述第一端部及所述头部之间而对所述头部施加朝向所述接通位置的力，并且对所述第一端部施加朝向所述脱离位置的力。

另一方面，本申请提供起动机，其包括驱动电机、小齿轮及前述的电磁开关，所述第一触点及第二触点电连接于所述驱动电机与电源之间，所述接合杆通过联动机构连接所述小齿轮而能驱动其沿轴向往复运动。

由于接合弹簧与联合弹簧巧妙地共同作用，电磁开关以很少的部件能实现多种工作状态，其结构简单工作可靠。

附图说明

结合附图参阅以下具体实施方式的详细说明，将更加充分地理解本申请。其中：

图1显示根据本申请一种具体实施方式的起动机的示意图；

图2显示根据本申请一种具体实施方式的电磁开关的示意图，其中芯体处于休息位置、接合杆达到脱离位置且接触桥位于断开位置；

图3显示线圈通电，芯体处于工作位置、接合杆达到接合位置且接触桥达到接通位置时电磁开关的示意图；

图4显示线圈通电，芯体处于工作位置、接触桥达到接通位置但接合杆不能进入接合位置时电磁开关的示意图；及

图5显示线圈断电，接触桥从接通位置向断开位置复位、芯体从工作位置向休息位置复位、但接合杆卡在接合位置不能复位时电磁开关的示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本申请的具体实施方式。

图1显示根据本申请一种具体实施方式的起动机100的示意图，图中省略了电磁开关1及电机61的细节。起动机100包括驱动电机61、小齿轮62及电磁开关1。请结合参阅图2到图5，接合杆3通过由拔杆63和输出轴64等部件组成的联动机构连接小齿轮62而能驱动小齿轮62沿轴向往复运动。电磁开关1的第一触点11及第二触点12中的一个电连接于驱动电机61，另一个用于电连接电源（未图示）。也就是说，第一触点11及第二触点12电连接于驱动电机及电源之间。在需要启动发动机（未图示）时，电磁开关1被通电而驱动小齿轮62向图1的左侧移动而啮合发动机的飞轮7，同时将电机61接通电源，电机61被通电而运转并将动力传递到小齿轮62，小齿轮62通过飞轮7驱动发动机。在发动机起动后，将电磁开关1断电，小齿轮62与飞轮7脱离，电机61被断电停止运转。

电磁开关1包括壳体10及安装于壳体10的线圈13、14。壳体10上固定有相互电绝缘的第一触点11及第二触点12。线圈13、14在通电的情况下产生磁场，芯体2于磁场的有效作用范围内能沿轴X向在休息位置和工作位置之间活动地安装于壳体10。在根据本申请的具体实施方式中，提供了两个线圈，即第一线圈13及第二线圈14。当要驱动芯体2时，第一线圈13及第二线圈14两个线圈同时通电，从而提供较大的电磁力，当芯体2达到工作位置后，可将第一线圈13及第二线圈14二者的其中一个断电（例如第二线圈14或第一线圈13），另一个（例如第一线圈13或第二线圈14）继续通电，从而以比较小的电耗将芯体2保持在工作位置。

芯体2包括沿轴向贯通的腔体20。腔体20包括相互连通的第一室21的第二室22，第一室21与第二室22为同轴布置的圆柱形空间。第一室21的径向尺寸大于第二室22的径向尺寸，而于二者之间形成台阶23。在如图所示的具体实施方式中，腔体20具有相对的第一开口24及第二开口25，第一开口24于与第二室22轴向相对的一端连通第一室21，第二开口25于与第一室21轴向相对的一端连通第二室22。第一开口24具有小于第一室21的径向尺寸，第二开口25具有小于第二室22的的径向尺寸。

接合杆3从第一开口24装入腔体20。接合杆3的第一端31的径向尺寸大于其本体部分的径向尺寸，第一端31间隙配合地安装在第二室22中，并能相对于壳体10在接合位置与脱离位置之间沿轴向往复移动。接合杆3的第二端部32穿过第二开口25延伸到芯体2外。

接触桥4具有相互固定的活动杆40及动触片42。动触片42为电导体，活动杆40能相对于壳体10移动，头部41位于活动杆40的远离动触片42的一端。因此头部41及动触片42能随接触桥4整体沿轴X向往复移动地。头部41安装在第一室21中，头部41能相对于壳体10在接通位置与断开位置之间沿轴X向往复移动地安装在腔体20中。在接通位置，动触片42同时接触第一触点11及第二触点12，接触桥4将第一触点11与第二触点12电连接。在断开位置，动触片42不接触第一触点11及第二触点12，接触桥4断开第一触点11与第二触点12之间的电连接。

电磁开关1包括三个弹簧，即接合弹簧51、联合弹簧52及复位弹簧53。

接合弹簧51弹性预变形地安装于第一端部31及芯体2之间的第二室22中。接合弹簧51为围绕接合杆3安装的螺旋弹簧，接合弹簧51一端抵靠于第二室22内侧的第二开口25周边另一端抵靠于径向尺寸较大的第一端部31。

联合弹簧52弹性预变形地安装于第一端部31及头部41之间的第二室22中，并在芯体2达到休息位置时部分地进入第一室21中。联合弹簧52对头部41施加朝向接通位置的力，并且对第一端部31施加朝向脱离位置的力。在可行的具体实施方式中，接合弹簧51的弹性系数大于联合弹簧52的弹性系数。

复位弹簧53被预弹性变形地安装于壳体10与接触桥4之间，而对接触桥4施加使其向断开位置运动的力。

根据本申请的电磁开关1虽然结构简单，但是能实现多种状态。

如图2显示，当线圈13、14未通电时，芯体2在接合弹簧51的作用下保持于休息位置，接触桥4在复位弹簧53的作用下保持于断开位置，接合杆3在接合弹簧51及联合弹簧52的共同作用下保持于脱离位置。

如图3显示，当线圈13、14通电时，其产生电磁场，芯体2在电磁场的吸引作用下沿轴X向向图3的右向移动，第一室21轴向的左端的台阶23将接触头部41而对其施加朝向接通位置的力，直到头部41达到接通位置，此时接触桥3的动触片42同时接触第一触点12及第二触点12，此时芯体2保持于工作位置。因此，位于接通位置时，复位弹簧53对接触桥4在轴向施加的力大于联合弹簧52对接触桥4在轴向施加的力。在芯体2移动的同时，接合杆3被驱动达到接合位置。

但是，小齿轮62可能与飞轮7的齿恰恰干涉而不能进入啮合，因此接合杆3无法被驱动达到接合位置。如图4显示，如果线圈13、14通电时接合杆3不能进入接合位置，芯体2在电磁场的作用下仍将向工作位置移动，接合弹簧51将被增加弹性压缩变形量，台阶23仍将接触头部41而驱动接触桥4达到接通位置。此时，电机61被通电而运转，从而小齿轮62转动而可能找到与飞轮7啮合的位置，在小齿轮62找到啮合位置后，被增加变形量的接合弹簧51释放弹性势能而驱动接合杆3达到接合位置。

另一种情况中，接合杆3可能卡在接合位置不能复位。如图5显示，将线圈13、14断电而电磁场消失，芯体2在接合弹簧51的作用下及头部41对台阶23的作用下将至少部分地从工作位置向休息位置复位，联合弹簧53能被增加弹性压缩变形量而提供缓冲，接触桥4仍能在复位弹簧53的作用下从接通位置向断开位置复位，能有效避免电机61被长时间通电而烧毁。

以上具体实施方式仅用于说明本申请，而并非对本申请的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本申请的范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此所有等同的技术方案也属于本申请的范畴，本申请的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.电磁开关（1），其包括壳体（10）及安装于所述壳体（10）的线圈（13、14），所述线圈（13、14）在通电的情况下产生磁场，所述壳体（10）上固定有相互电绝缘的第一触点（11）及第二触点（12），其特征在于，其还包括：

芯体（2），其于所述磁场的有效作用范围内能沿轴（X）向在休息位置和工作位置之间活动地安装于所述壳体（10），所述芯体（2）包括沿轴向贯通的腔体（20）；

接合杆（3），其具有安装在所述腔体（20）中的第一端部（31）及延伸到所述芯体（2）外的第二端部（32），并且所述第一端部（31）在所述腔体（20）中能相对于所述壳体（10）在接合位置与脱离位置之间沿轴向往复移动；

接触桥（4），其具有安装在所述腔体（20）中的头部（41），所述头部（41）在所述腔体（20）中能相对于所述壳体（10）在接通位置与断开位置之间沿轴向往复移动，在所述接通位置，所述接触桥（4）将所述第一触点（11）与所述第二触点（12）电连接，在所述断开位置，所述接触桥（4）断开所述第一触点（11）与所述第二触点（12）之间的电连接；

接合弹簧（51），其弹性预变形地安装于所述第一端部（31）及所述芯体（2）之间而对所述第一端部（31）施加朝向所述接合位置的力，并且对所述芯体（2）施加朝向所述休息位置的力；

联合弹簧（52），其弹性预变形地安装于所述第一端部（31）及所述头部（41）之间而对所述头部（41）施加朝向所述接通位置的力，并且对所述第一端部（31）施加朝向所述脱离位置的力。

2. 根据权利要求1所述的电磁开关（1），其中，所述腔体（20）具有相对的第一开口（24）及第二开口（25），所述接合杆（3）从所述第一开口（24）装入所述腔体（20），所述接合杆（3）的第二端部（32）穿过所述第二开口（25）延伸到所述芯体（2）外。

3. 根据权利要求2所述的电磁开关（1），其中，所述接合弹簧（51）为围绕所述接合杆（3）安装的螺旋弹簧，所述接合弹簧（51）一端抵靠于所述第二开口（25）周边另一端抵靠于所述第一端部（31）。

4. 根据权利要求1所述的电磁开关（1），其中，所述接合弹簧（51）及所述联合弹簧（52）被弹性预压缩，所述接合弹簧（51）的弹性系数大于所述联合弹簧（52）的弹性系数。

5. 根据权利要求1所述的电磁开关（1），其还包括安装于所述壳体（10）与所述接触桥（4）之间的复位弹簧（53），所述复位弹簧（53）被预弹性变形而对所述接触桥（4）施加使所述头部（41）向所述断开位置运动的力。

6. 根据权利要求5所述的电磁开关（1），其中，当所述芯体（2）位于所述工作位置并且所述头部（41）位于所述接通位置时，所述复位弹簧（53）对所述接触桥（4）在轴向施加的力大于所述联合弹簧（52）对所述接触桥（4）在轴向施加的力。

7. 根据权利要求2所述的电磁开关（1），其中，所述腔体（20）包括靠近所述第一开口（24）的第一室（21），所述头部（41）安装在所述第一室（21）中，当所述芯体（2）位于所述工作位置时，所述第一室（21）轴向的一端接触所述头部（41）而对其施加朝向所述接通位置的力。

8. 根据权利要求7所述的电磁开关（1），其中，所述腔体（20）还包括连通所述第二开口（25）及所述第一室（21）的第二室（22），所述第一室（21）与所述第二室（22）同轴，所述接合杆（3）的第一端安装在所述第二室（22）中。

9. 根据权利要求8所述的电磁开关（1），其中，所述第一室（21）与所述第二室（22）之间具有台阶（23），当所述芯体（2）位于所述工作位置时，所述台阶（23）接触所述头部（41）而对其施加朝向所述接通位置的力。

10. 起动机（100），其特征在于，其包括驱动电机（61）、小齿轮（62）及根据权利要求1到9中任一项所述的电磁开关（1），所述第一触点（11）及第二触点（12）用于电连接于所述驱动电机（61）与电源之间，所述接合杆（3）通过联动机构连接所述小齿轮（62）而能驱动其沿轴向往复运动。