CN106837650B - 起动机及其中驱动齿轮结构的组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了起动机及其中驱动齿轮结构的组装方法。根据本发明的起动机包括输出轴及驱动齿轮，所述输出轴具有接合部及挡止部，所述接合部插入所述驱动齿轮，所述起动机还包括弹性元件，所述弹性元件安装在所述驱动齿轮的发动机侧并向起动机侧抵压所述驱动齿轮，所述挡止部阻止所述驱动齿轮向起动机侧方向的轴向位移。本发明的起动机结构简单，有效解决在驱动齿轮和飞轮齿圈发生齿相抵的情况下啮合深度D较小而产生的磨损或銑齿等问题。

Description

起动机及其中驱动齿轮结构的组装方法

技术领域

本发明涉及起动机技术领域，具体而言，本发明涉及具有特殊驱动齿轮轴向定位结构的起动机，以及其中驱动齿轮结构的组装方法。

背景技术

众所周知，发动机的起动需要外力的支持，汽车起动机就是在扮演着这个角色。大体上说，起动机用电磁开关、电动机及传动机构三个部件来实现整个启动过程。电磁开关控制起动机电路的通断，电动机在接通电源后产生机械运动以使起动机的驱动齿轮旋转；传动机构将驱动齿轮从起动机侧向发动机侧轴向移动而啮合入飞轮齿圈，并且在发动机起动后从发动机侧向起动机侧轴向移动而自动脱开。

然而，驱动齿轮通过轴向移动来与飞轮齿圈啮合时可能无法正常啮合。例如，如图2所示的驱动齿轮的齿115与飞轮齿圈的齿50相抵。又例如，如图3所示，驱动齿轮的齿115与飞轮齿圈的齿50在轴向方向上的啮合深度D较小时，可能导致强度较小的飞轮齿圈的齿50的前端部51完全被高速旋转的驱动齿轮磨去或削除。

发明内容

本发明的目的在于降低起动机驱动齿轮与飞轮齿圈之间的磨损。

本发明的目的在于对起动机驱动齿轮轴向定位方式的简单改造来降低驱动齿轮与飞轮齿圈之间的磨损。

本发明的其他目的对本领域技术人员而言是明显的。

根据本发明的一方面，提供了一种起动机，所述起动机包括输出轴及驱动齿轮，其特征在于，所述输出轴具有接合部及挡止部，所述接合部插入所述驱动齿轮，所述起动机还包括弹性元件，所述弹性元件安装在所述驱动齿轮的发动机侧并向起动机侧抵压所述驱动齿轮，所述挡止部阻止所述驱动齿轮向起动机侧方向的轴向位移。

可选地，在上述起动机中，所述弹性元件为安装于所述输出轴上的蝶形垫圈。

可选地，在上述起动机中，所述起动机还包括安装于所述输出轴上的挡圈，所述挡圈与所述蝶形垫圈呈面接触。

可选地，在上述起动机中，所述蝶形垫圈具有中心平面部和渐扩裙部，所述蝶形垫圈的中心平面部与所述挡圈呈面接触。

可选地，在上述起动机中，所述驱动齿轮中设置键槽，所述输出轴的接合部具有与所述驱动齿轮的键槽接合的至少一个键。

可选地，在上述起动机中，所述输出轴的接合部与所述驱动齿轮通过直花键结构接合。

可选地，在上述起动机中，所述起动机还包括拨叉，所述拨叉驱动所述输出轴在轴向上移动。

可选地，在上述起动机中，所述拨叉的一端与所述驱动轴连接，所述拨叉的另一端由动铁芯驱动。

根据本发明的另一方面，提供了一种起动机中驱动齿轮结构的组装方法，所述方法包括将驱动齿轮套设在起动机输出轴上，其中，所述输出轴具有接合部及挡止部，所述接合部插入所述驱动齿轮；

所述组装方法还包括将弹性元件安装在所述驱动齿轮的发动机侧，所述弹性元件在所述驱动齿轮的发动机侧向起动机侧抵压所述驱动齿轮，所述挡止部阻止所述驱动齿轮向起动机侧方向的轴向位移。

可选地，在上述组装方法中，所述弹性元件为安装于所述输出轴上的蝶形垫圈，所述方法还包括采用与所述蝶形垫圈呈面接触的挡圈来支撑所述蝶形垫圈。

根据本发明的起动机，由于挡止部阻止驱动齿轮向起动机侧方向的轴向位移，在传动机构拔动驱动齿轮向发动机侧轴向移动时，驱动齿轮不存在向起动机侧方向震动的间隙，驱动齿轮更容易啮合入飞轮齿圈，因此降低起动机驱动齿轮与飞轮齿圈之间的磨损，增加起动机与发动机飞轮的寿命。

根据本发明的驱动齿轮结构的组装方法方法操作方便，有效降低起动机驱动齿轮与飞轮齿圈之间的磨损。

附图说明

参考附图，本发明的上述以及其他的特征将变得显而易见，其中：

图1示出了起动机的剖面图；

图2示出了起动机驱动齿轮与飞轮齿圈相抵时的示意图；

图3示出了起动机驱动齿轮与飞轮齿圈啮合时的示意图；

图4示出了常规驱动齿轮在输出轴上的轴向定位结构；

图5示出了图4中卡环；

图6示出了图4中的螺旋弹簧；

图7示出了根据本发明的驱动齿轮在输出轴上的轴向定位结构；

图8示出了图7中的蝶形垫圈；以及

图9示出了图7中的挡圈。

具体实施方式：

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

如图1所示，其示出了起动机的总体结构，其中电机部分被省去。如图所示，电机输出轴12由电机驱动来旋转，其上套设有驱动齿轮11或也称为小齿轮，输出轴12在拨叉13的作用下带动驱动齿轮11向左移动，从而可与发动机的飞轮(未示出)啮合，由此协助发动机启动，而在发动机完全启动后，驱动齿轮11又与飞轮脱离。拨叉13实际为借助于杠杆原理，由其上方的动铁芯20驱动。动铁芯20在线圈通电后会向右平移，由此带动与其连接的外套管17向右移动，从而压缩啮合弹簧15，并带动内套管16以及内套管16末梢处的U型拉钩18向右平移，同时压缩设在内套管16内，一端抵住固定块19的断电弹簧14。U型拉钩18的向右平移带动拨叉13的上端向右移动，并借助于拨叉13的旋转将输出轴12以及其上的驱动齿轮11向左送出，以便与发动机飞轮的齿圈啮合。

从以上结构应当理解的是啮合弹簧15与断电弹簧14相当于串联连接，在动铁芯20向右平移时，它们均受到压缩以储备一定势能。在一些实施例中，拨叉13为具有一定弹性的元件，其也可产生变形以储备一定势能。

例如由图2所示的那样，在驱动齿轮11向左轴向位移时，由于其同时在旋转，可能其上的齿115与飞轮内圈的齿50相抵，使得驱动齿轮11无法进一步向左移动，而同时，动铁芯20将继续向右平移，以进一步压缩相互串联的啮合弹簧15以及断电弹簧14。在驱动齿轮11上的齿转过一定角度后，其与飞轮齿圈上的槽对准，此时由于驱动齿轮11所受到的飞轮的齿的抵靠力突然撤除，由于受压缩的相互串联的啮合弹簧15和断电弹簧14以及拨叉13的作用，驱动齿轮11将具有一定的向左的加速度，该加速度直接影响啮合时驱动齿轮115与飞轮齿圈50的啮合深度D。啮合深度D越大，则飞轮齿圈50越不易被磨损。本发明通过以上推论认识到的是，在上述加速度(即驱动齿轮的齿刚飞入飞轮的齿槽时的加速度)越大时，则驱动齿轮11的齿115与飞轮齿圈50的啮合深度D越大，则飞轮齿圈50越不易磨损。故以下对于现有技术的改良均基于上述原理。

现在参考图4，其示出了起动机的驱动齿轮部分。驱动齿轮11插设在输出轴12的接合部121上，其中驱动齿轮11与输出轴12之间存在至少一处键槽配合以锁定两者在圆周方向上共同运动，即，输出轴12在电机驱动下的旋转将传递给驱动齿轮11。输出轴12具有接合部121，优选地，接合部121可具有直花键结构，驱动齿轮11的内径与该接合部121的直径接近相等以便套设在输出轴12的接合部121上。驱动齿轮11具有接近飞轮的发动机侧111和接近于电机的起动机侧112。图4的结构中利用卡环24和螺旋弹簧23来限定驱动齿轮11的轴向位置。卡环24的结构可参考图5，其具有开口241。螺旋弹簧23的结构可参考图6。卡簧24在驱动齿轮11的发动机111侧限定驱动齿轮11的轴向位置，螺旋弹簧23布置在驱动齿轮11的嵌槽中，向发动机侧抵压驱动齿轮11。

从图中可见，在该结构中，由于制造和装配精度的限制，不可避免地存在驱动齿轮11轴向活动的间隙122，该间隙尽管只有2mm左右，但在驱动齿轮飞入飞轮时可能造成驱动齿轮11在该间隙中的震动，导致降低的啮合深度D，从而造成飞轮的磨损。具体而言，在驱动齿轮11的发动机侧111与飞轮齿圈相抵时，驱动齿轮11无法向左移动而此时由于存在间隙122，输出轴12可继续向左移动约几毫米的距离，并压缩螺旋弹簧23。而在驱动齿轮11啮合入飞轮齿圈时，由于被压缩的弹簧23的作用驱动齿轮11可能相对于输出轴12向左移动，即驱动齿轮11的加速度主要由螺旋弹簧23提供。而输出轴12的加速度由图1所示的拨叉13，断电弹簧14，啮合弹簧15提供，并可能撞击到驱动齿轮11，使得驱动齿轮在间隙122中震动。由于螺旋弹簧23的尺寸所限，其所提供的初始加速度较小，导致驱动齿轮115与飞轮齿圈50的啮合深度D较小，从而造成飞轮齿圈的磨损。

现在参考图7，其示出了根据本发明的起动机的驱动齿轮部分。起动机包括输出轴12，布置在输出轴12上的驱动齿轮11，输出轴12具有用于与驱动齿轮11接合的接合部121以及用于阻止驱动齿轮11向起动机侧方向的轴向位移的挡止部123，挡止部123阻止驱动齿轮11向起动机侧方向的轴向位移，或还而言之，在图7中所示的驱动齿轮11抵靠挡止部123的位置上，驱动齿轮11不能再轴向向右位移，或称之为驱动齿轮11相对于输出轴12处于“最右位置”。在一个实施例中，驱动齿轮11内圈设置键槽，接合部121具有与驱动齿轮11的键槽(内圈)接合的至少一个键。在另一个实施例中，输出轴12的接合部121与所述驱动齿轮11通过直花键结构接合，即驱动轴12在接合部121处设有花键，而驱动齿轮11的最右位置由接合部121的花键末梢的挡止部123来限定。起动机还包括在驱动齿轮11的发动机侧111向起动机侧112抵压驱动齿轮11的弹性元件。尽管图中的实施例中，弹性元件被示出为安装于输出轴12上的蝶形垫圈31，但实际上可利用各种类型的弹性元件以便在驱动齿轮11啮合入飞轮齿圈的整个过程中使驱动齿轮11始终保持在输出轴12的接合部121的最右位置并与挡止部123贴合。由于挡止部123阻止驱动齿轮11向起动机侧方向的轴向位移，在传动机构拔动驱动齿轮11向发动机侧轴向移动时，驱动齿轮11不存在向起动机侧方向震动的间隙，从而使驱动齿轮11飞入飞轮齿圈整个过程中的加速度均由啮合弹簧15，断电弹簧14以及可选的弹性拨叉13提供，由此驱动齿轮11将具备更大的加速度而驱动齿轮11与飞轮具有更大的啮合深度，防止飞轮的磨损。

可理解的是弹性元件可选实施例包括：弹性垫圈或弹簧等。有利的是，弹性元件可选择各种能够在较短的轴向距离内提供较大的弹力的弹性垫圈，包括弹簧垫圈，波形垫圈，蝶形垫圈等等。

在一个本发明的实施例中，采用了蝶形垫圈31来作为弹性元件。如图8中所示蝶形垫圈31包括中心平面部311和锥形裙部312，其中锥形裙部312抵压驱动齿轮11而中心平面部311与挡圈32接触。在一个实施例中，安装于输出轴12上的挡圈32用来替换卡环。挡圈32具有平面的侧部321，其可与蝶形垫圈31的中心平面部311呈面接触，从而更稳定地支撑蝶形垫圈31。

本发明还公开了起动机中驱动齿轮结构的组装方法，该方法包括将驱动齿轮11套设在起动机输出轴12上，输出轴12具有用于与驱动齿轮11接合的接合部121以及用于阻止驱动齿轮11向起动机侧方向的轴向位移的挡止部123，挡止部123阻止驱动齿轮11向起动机侧方向的轴向位移；该方法还包括将弹性元件安装在驱动齿轮11的发动机侧111，弹性元件在驱动齿轮11的发动机侧111向起动机侧112抵压驱动齿轮11。

在一个实施例中，弹性元件为安装于输出轴12上的蝶形垫圈31，采用与蝶形垫圈31呈面接触的挡圈32来支撑弹性垫圈31。

结合图1和图7，根据本发明的起动机中，由于弹性元件在驱动齿轮11的发动机侧111向起动机侧112抵压驱动齿轮11，驱动齿轮11始终保持与输出轴12的挡止部123在轴向上紧密贴合，驱动齿轮11的加速度由串联的断电弹簧14，啮合弹簧15以及拨叉13提供而不会产生震动，驱动齿轮11的加速度将更大，使得驱动齿轮的齿与飞轮的齿圈之间的磨损的降低。在一个实施例中，根据新结构，在驱动齿轮飞入飞轮齿圈时所受到的向飞轮的力的增量可达26N。

应当理解的是，所有以上的优选实施例都是示例性而非限制性的，本领域技术人员在本发明的构思下对以上描述的具体实施例做出的各种改型或变形都应在本发明的法律保护范围内。

Claims (10)

1.一种起动机，所述起动机包括输出轴及驱动齿轮，其特征在于，所述输出轴具有接合部及挡止部，所述接合部插入所述驱动齿轮，所述起动机还包括弹性元件，所述弹性元件安装在所述驱动齿轮的发动机侧并在所述驱动齿轮啮合入飞轮齿圈的整个过程中向起动机侧抵压所述驱动齿轮，所述挡止部阻止所述驱动齿轮向起动机侧方向的轴向位移。

2.根据权利要求1所述的起动机，其特征在于，所述弹性元件为安装于所述输出轴上的蝶形垫圈。

3.根据权利要求2所述的起动机，其特征在于，所述起动机还包括安装于所述输出轴上的挡圈，所述挡圈与所述蝶形垫圈呈面接触。

4.根据权利要求3所述的起动机，其特征在于，所述蝶形垫圈具有中心平面部和渐扩裙部，所述蝶形垫圈的中心平面部与所述挡圈呈面接触。

5.根据权利要求1所述的起动机，其特征在于，所述驱动齿轮中设置键槽，所述输出轴的接合部具有与所述驱动齿轮的键槽接合的至少一个键。

6.根据权利要求1所述的起动机，其特征在于，所述输出轴的接合部与所述驱动齿轮通过直花键结构接合。

7.根据权利要求1所述的起动机，其特征在于，所述起动机还包括拨叉，所述拨叉驱动所述输出轴在轴向上移动。

8.根据权利要求7所述的起动机，其特征在于，所述拨叉的一端与所述驱动轴连接，所述拨叉的另一端由动铁芯驱动。

9.一种起动机中驱动齿轮结构的组装方法，所述方法包括将驱动齿轮套设在起动机输出轴上，其特征在于，所述输出轴具有接合部及挡止部，所述接合部插入所述驱动齿轮；

所述组装方法还包括将弹性元件安装在所述驱动齿轮的发动机侧，并且在所述驱动齿轮啮合入飞轮齿圈的整个过程中，所述弹性元件在所述驱动齿轮的发动机侧向起动机侧抵压所述驱动齿轮，所述挡止部阻止所述驱动齿轮向起动机侧方向的轴向位移。

10.根据权利要求9所述的组装方法，其特征在于，所述弹性元件为安装于所述输出轴上的蝶形垫圈，所述方法还包括采用与所述蝶形垫圈呈面接触的挡圈来支撑所述蝶形垫圈。

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