CN107276321A - 一种电磁开关内置式起动电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电磁开关内置式起动电机，包括起动电机外壳、电机组件、电磁开关组件和传动组件；传动组件包括一单向器总成；电磁开关组件与起动电机壳体呈整体式连接；电磁开关组件的驱动顶杆与单向器总成驱动轴呈同轴设置；电机组件的转动轴与单向器总成驱动轴呈平行偏置，传动组件包括一过渡齿轮组件。该技术方案通过整体式连接方式使电磁开关组件各部件直接与起动电机壳体呈同轴连接成一整体，有效提高了电磁开关组件动芯机总成的驱动顶杆与单向器总成的驱动轴的同轴精度，提高了电磁开关对驱动轴的驱动效率，减少间接驱动产生的动作可靠性问题，并同时降低了电磁开关功率，节省励磁线圈使用量，进而降低了电磁开关制造成本。

Description

一种电磁开关内置式起动电机
技术领域
本发明涉及起一种起动电机，尤其涉及一种结构紧凑效率高的起动电机。
背景技术
起动电机是汽车上的一个重要部件，它的功能是启动汽车发动机。起动电机由蓄电池供电，并通过电磁开关控制将电能转换为机械能输出动力，通过单向离合器使发动机从静止开始运转，直到发动机点火正常运行。现有技术中，起动电机的电磁开关为一独立的整体式部件，用螺钉安装在起动电机前盖或中盖上，利用电磁开关中的动芯机总成上的勾头拉动拨叉件使起动电机单向器总成移动。如公开号为CN103590955A的中国发明专利申请公开了一种大功率起动电机，包括前盖、单向离合器、电磁开关部、电枢部和后盖，所述的单向离合器包括中轴和拨叉，所述的中轴为具有螺旋花键段的台阶轴，中轴的螺旋花键段处设置有内套、中间套和拨叉，所述的内套与中轴的螺旋花键段相适应，所述的拨叉的中心线与中轴的轴线垂直，所述的拨叉的旁侧具有隔板，所述的中间套与隔板接触，所述的中轴的螺旋花键段处具有储能件，储能件套于所述的内套上，所述的储能件两侧分别具有隔板和挡板。该结构的起动电机由于电机通过拨叉推动单向离合器工作，存在运动传递可靠性差，传递效率低的技术问题，同时，由于采用一独立整体式结构的电磁开关，增加了起动电机的整体体积，安装适应性不够理想。而拨叉的低传递效率也增加了电磁线圈材料的增加，增大了产品的制造成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电磁开关内置式起动电机，其通过整体式连接方式使电磁开关组件各部件直接与起动电机壳体呈同轴连接成一整体结构，有效提高了电磁开关组件动芯机总成的驱动顶杆与单向器总成的驱动轴的同轴精度，提高了电磁开关对驱动轴的驱动效率，减少间接驱动产生的动作可靠性问题，并同时降低了电磁开关功率，节省励磁线圈使用量，进而降低了电磁开关制造成本。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种电磁开关内置式起动电机，包括起动电机外壳、电机组件、电磁开关组件和传动组件；所述传动组件包括一单向器总成；所述电磁开关组件与所述起动电机壳体呈整体式连接；所述电磁开关组件的驱动顶杆与所述单向器总成的驱动轴呈同轴设置；所述电机组件的转动轴与所述单向器总成的驱动轴呈平行偏置设置，所述传动组件还包括连接在单向器总成上的传动齿轮和设置在电机组件与单向器总成之间的一过渡齿轮组件。该技术方案通过整体式连接方式使电磁开关组件与起动电机壳体呈同轴连接在一整体，有效提高了电磁开关组件动芯机总成的驱动顶杆与单向器总成的驱动轴的同轴精度，提高了电磁开关对驱动轴的驱动效率，减少间接驱动产生的动作可靠性问题，并同时降低了电磁开关功率，节省励磁线圈使用量，进而降低了电磁开关制造成本。
为了进一步提高驱动轴与电磁开关的驱动顶杆的位置精度，提高电磁开关的连接可靠性，作为优选，所述电磁开关组件与所述起动电机壳体呈整体式铆接。
具体地，所述起动电机壳体上依次设有一电机安装孔、过渡齿轮轴孔和驱动安装孔，所述电磁开关组件和单向器总成呈同轴线安装在所述驱动安装孔上。该结构使起动电机的结构更加紧凑，体积更小，更加方便起动机在有限的发动机仓空间中进行合理布置。
进一步地，为了使电磁开关与起动电机壳体的铆接更加可靠，加工工艺性更好，所述电磁开关组件包括一支架和一底板；所述支架设有延伸出所述底板的连接耳；在所述连接耳上设有一U形槽口；所述起动电机壳体上设有与所述连接耳对应的连接开口。通过该具有U形槽口的连接耳，在装配工装上的扩口柱的作用下呈对称两径向两侧折弯变形与起动电机壳体形成稳固的连接器。
作为优选，进一步地，所述电机安装孔、过渡齿轮轴孔和驱动安装孔的轴线呈相互平行偏置，在横截面上呈三角分布。该结构使起动电机的结构布置更加紧凑，体积更小，布置更加方便。
为了减少驱动轴在动作时对驱动顶杆产生的摩擦损耗，作为优选，在所述驱动轴的后端设有一驱动孔，驱动孔中设有一减磨滚珠，所述电磁开关组件的驱动顶杆与所述减磨滚珠的相抵。
本发明技术方案通过通过整体式连接方式使电磁开关组件与起动电机壳体呈同轴连接在一整体，有效提高了电磁开关组件动芯机总成的驱动顶杆与单向器总成的驱动轴的同轴精度，提高了电磁开关对驱动轴的驱动效率，减少间接驱动产生的动作可靠性问题，并同时降低了电磁开关功率，节省励磁线圈使用量，进而降低了电磁开关制造成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中起动电机壳体的结构示意图；
图3为本发明中电磁开关组件的结构示意图；
图4为本发明中整体铆接方法所用的装配工装结构示意图；
图5为本发明中电磁开关组件与起动电机壳体的整体铆接结构示意图；
图6为图5中F处的放大图；
图7为图5中E-E剖视图；
图8为图5中D-D剖视图。
其中：电磁开关组件1、支架11、连接耳111、U形槽口112、底板12、定位凸块121、线圈总成13、导向管14、动芯机总成15、动芯机顶杆151、复位弹簧152、开关后盖153、传动组件2、过渡齿轮组件21、中轴211、过渡齿轮212、滚柱213、保持架214、单向器总成22、驱动轴221、驱动齿轮222、传动齿轮223、驱动孔224、减磨滚珠23、电机组件3、电枢总成31、定子总成32、碳刷架总成33、起动电机壳体4、电磁开关安装部41、连接开口411、接触端面C、单向器安装部42、加工尺寸A、电机安装孔43、加工尺寸B、过渡齿轮轴孔44、起动电机前盖5、起动电机后盖6、装配工装7、上模板71、中模板72、第一定位结构721、第二定位结构722、下模板73、导柱74、定心中轴75、扩口柱76、支撑弹性件77、限位块78。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：
参见图1、图2和图3，一种电磁开关内置式起动电机，包括起动电机壳体4、起动电机前盖5、起动电机后盖6、电机组件3、电磁开关组件1和传动组件2。该电机组件包括电枢总成31、定子总成32和碳刷架总成33。该传动组件2包括与电机组件3输出端齿轮轴啮合的过渡齿轮组件21和单向器总成22。该单向器总成22包括驱动轴221、驱动齿轮222和传动齿轮223。在驱动轴221的后端设有一驱动孔224。该电磁开关组件1包括支架11、连接在支架11前端的底板12、设置在支架11内的线圈总成13、导向管14和动芯机总成15。动芯机总成15包括动芯机顶杆151和复位弹簧152。该电磁开关组件1与起动电机壳体4呈一整体式连接，其动芯机总成15与传动组件2中的单向器总成22呈同轴设置，由动芯机总成15中的动芯机顶杆151轴向操控单向器总成22中的驱动轴221和驱动齿轮222进行汽车发动机的起动操作。动芯机总成15的动芯顶杆151插入到驱动轴221后的驱动孔224，并通过一减磨滚珠23驱动驱动轴221作轴向运动。
该起动电机壳体4上部设有一电机安装孔43，中间设有一过渡齿轮轴孔44，下部设有一驱动安装孔，该驱动安装孔设有一电磁开关安装部41和单向器安装部42。电机安装孔43、过渡齿轮轴孔44和驱动安装孔呈轴线平行偏置，在截面上呈三角分布。该电机安装孔43设有一加工尺寸B。该单向器安装部42为一台阶孔结构，并设有一用于与起动电机前盖5连接的加工尺寸A。起动电机前盖5设有用于支撑单向器总成22和过渡齿轮组件21的对应的支撑结构。该电磁开关安装部41设有从该台阶孔底部向后延伸的容置空间，用于电磁开关组件1的安装，并在底部设有两个连接开口411。该电磁开关组件1通常采用焊接或铆接方式组装成一整体后再通过螺钉固定在起动电机壳体4的电磁开关安装部41上。通过螺钉固定的方法存在安装误差，影响动芯机总成15的移动灵活性，且存在在起动电机壳体内的空间限制。在本实施例中，该电磁开关组件1采用与起动电机壳体4整体铆接方法进行连接。
使用本实施例整体铆接的方法的电磁开关组件1，其在支架11前端设有两个延伸出底板12的连接耳111，连接耳111设有一U形槽口112。该连接耳111伸出起动电机壳体4的连接开口411后通过通过一装配工装在一6.3T压力机上进行。
参见图4，该装配工装7包括上模板71、中模板72、下模板73、导柱74、扩口柱76、限位块78和支撑弹性件77。上模板71和中模板72均滑动设置在导柱74上，支撑弹性件77套设在中模板72和下模板73之间的导柱74上，使中模板72靠近上模板71。该支撑弹性件77在本实施例中为一螺旋弹簧，但也可用其它弹性件，如板簧、液压支撑件、气压支撑件等。在中模板72上设有第一定位结构721和第二定位结构722，在上模板71上设有向下延伸的定心中轴75；该定心中轴75上部设有一肩部。在本实施例中，该第一定位结构721为一定位孔，对应于起动电机壳体4的加工尺寸A。该第一定位结构721也可对应起动电机壳体4上其它加工尺寸的其它结构。在本实施例中，该第二定位结构722为一菱形销，并对应于起动电机壳体4的电机安装孔43的加工尺寸B。该第二定位结构722也可以是对应起动电机壳体4上其它加工尺寸的其它结构，如对应于过渡齿轮轴孔44等。限位块78设置在下模板73上并定位于第一定位结构721的下方。扩口柱76为两个，呈对称设置在限位块78的顶面上并向上延伸。
参见图5~图8，当磁开关组件1与起动电机壳体4的整体铆接时，将绕制完成的电线圈总成13，放入导向管14再安放在底板12上。放上冲压成型的橡胶垫，再装上支架11，组成待铆接的电磁开关组件1，将电磁开关组件1通过底板12上的定位凸块121定位并放置在起动电机壳体4的电磁开关安装部41上，使底板12与起动电机壳体4的接触端面C贴合。
将安放好的组装体装在一装配工装7中，使起动电机壳体4的加工尺寸A定位在第一定位结构721中，加工尺寸B定位在第二定位结构722中，使支架11左右分布的两个连接耳111分别对准装配工装7的两个扩口柱76正上方；装配工装7上模板71上的定心中轴75对准导向管14。装配工装7在6.3T压力机上工作。当压力机下行，在上模板71上的定心中轴75顺导向管14进入过程中，定心中轴75的肩部推动支架11并在压力机的压力和支撑弹性件77的回弹力共同作用下，使整个电磁开关组件1通过底板12紧贴起动电机壳体4的电磁开关安装部41的接触端面C处。随着上模板71继续下行，两个支架11连接耳111的U形槽口112进入扩口柱76，U形槽口112随扩口柱90°角的顶端向外变形。当中模板72到达限位块78时压力下行移动停止，支架11连接耳111的U形槽口112变形到位，电磁开关组件1各部件牢固地与起动电机壳体4铆接成一个整体。操作压力机上升，电磁开关组件1及起动电机壳体4脱离两个扩口柱76，取下工件。该整体铆接过程操作方便、效率高、精度高（由模具控制）。将支架11、底板12、线圈总成13及所有电磁开关配件与起动电机壳体4可靠铆接在一起，省略了两次螺钉装配过程，连接非常可靠，无组装报废。
将铆接完成的内置式电磁开关依次装上接线零部件后，放置密封垫并盖上五角的开关后盖153，用螺钉锁紧在起动电机壳体4后端。对组装体进行电磁开关性能测试。测试合格后，在起动电机壳体4前端的过渡齿轮轴孔44中压入中轴211，放上过渡齿轮212，并在中轴211与过渡齿轮212内圈之间内配入五个滚柱213及滚柱保持架214并涂上油脂。将起动电机单向器总成22驱动轴221后端驱动孔224中涂上油脂，放入减磨滚珠23，并在电磁开关动芯机顶杆151套上复位弹簧152，将单向器总成22压入起动电机壳体4的单向器安装部42上。盖上起动电机前盖5，并用螺钉紧固在起动电机壳体4上。
将组装体倒放，依次在起动电机壳体4的电机安装孔43上装入两端预装好轴承的电枢总成31、定子总成32、碳刷架总成33后，盖上起动电机后盖6，用长螺杆将起动电机前盖5、起动电机壳体4、定子总成32、起动电机后盖6紧固。将定子总成32的输入线固定在电磁开关上的输出端铜螺柱上，另一只铜螺柱连接在蓄电池正极上。对组装完成的起动电机进行电机整体性能测试合格，完成装配。
本起动电机具有以下优点：1、起动电机整机体积小。2、起动电机拨叉联动机构取消，增加了动作可靠性。3、电磁开关制造成本减小30%以上。4、采用单向器总成直线驱动，运动效率100%。5、相对同样功率的起动电机，电磁开关功率降低30%以上，节省励磁线圈使用量。
具体实施例是为了更清楚地理解本发明，并不作为对本发明权利的一种限制，在不脱离本发明宗旨的前提下，可以有各种各样的变化，所有这些对所述领域技术人员显而易见的修改将包括在本权利要求的范围之内。

Claims (10)

1.一种电磁开关内置式起动电机，包括起动电机外壳、电机组件、电磁开关组件和传动组件；所述传动组件包括一单向器总成；其特征在于：所述电磁开关组件与所述起动电机壳体呈整体式连接；所述电磁开关组件的驱动顶杆与所述单向器总成的驱动轴呈同轴设置；所述电机组件的转动轴与所述单向器总成的驱动轴呈平行偏置设置，所述传动组件还包括连接在单向器总成上的传动齿轮和设置在电机组件与单向器总成之间的一过渡齿轮组件。
2.根据权利要求1所述的电磁开关内置式起动电机，其特征在于：所述电磁开关组件与所述起动电机壳体呈整体式铆接。
3.根据权利要求1或2所述的电磁开关内置式起动电机，其特征在于：所述起动电机壳体上依次设有一电机安装孔、过渡齿轮轴孔和驱动安装孔，所述电磁开关组件和单向器总成呈同轴线安装在所述驱动安装孔上。
4.根据权利要求1或2所述的电磁开关内置式起动电机，其特征在于：所述电磁开关组件包括一支架和一底板；所述支架设有延伸出所述底板的连接耳；在所述连接耳上设有一U形槽口；所述起动电机壳体上设有与所述连接耳对应的连接开口。
5.根据权利要求3所述的电磁开关内置式起动电机，其特征在于：所述电磁开关组件包括一支架和一底板；所述支架设有延伸出所述底板的连接耳；在所述连接耳上设有一开口槽；所述起动电机壳体上设有与所述连接耳对应的连接开口。
6.根据权利要求3所述的电磁开关内置式起动电机，其特征在于：所述电机安装孔、过渡齿轮轴孔和驱动安装孔的轴线呈相互平行偏置，在横截面上呈三角分布。
7.根据权利要求5所述的电磁开关内置式起动电机，其特征在于：所述电机安装孔、过渡齿轮安装孔和驱动安装孔的轴线呈相互平行偏置，在横截面上呈三角分布。
8.根据权利要求1或2所述的电磁开关内置式起动电机，其特征在于：在所述驱动轴的后端设有一驱动孔，驱动孔中设有一减磨滚珠，所述电磁开关组件的驱动顶杆与所述减磨滚珠的相抵。
9.根据权利要求3所述的电磁开关内置式起动电机，其特征在于：在所述驱动轴的后端设有一驱动孔，驱动孔中设有一减磨滚珠，所述电磁开关组件的驱动顶杆与所述减磨滚珠的相抵。
10.根据权利要求4所述的电磁开关内置式起动电机，其特征在于：在所述驱动轴的后端设有一驱动孔，驱动孔中设有一减磨滚珠，所述电磁开关组件的驱动顶杆与所述减磨滚珠的相抵。
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