CN1109194C - 内燃机用起动机 - Google Patents

Abstract

内燃机起动机中，有一环状挡止板设在小齿轮单元和螺线管装置之间，用来确定小齿轮单元的休止位置。一个肩面限定在齿轮盖内与螺线管装置的端面对接，以确定后者的轴向位置。挡止板制有从其外周面径向向外突出的舌件，而肩面上制有接纳舌件的凹槽。舌件和凹槽的尺寸使舌件能弹性地插在肩面的凹槽部和螺线管装置的端面之间并形成能适应舌件相应变形的空腔。这样，舌件便能弹性地变形从而稳固地支承挡止板而不会影响螺线管装置的轴向位置。

Description

内燃机用起动机

本发明涉及一种内燃机用起动机，特别是这样一种发动机起动机，其中小齿轮以轴向可滑动方式装在电动机的输出轴上，电动机的转子轴，输出轴和用来驱动小齿轮的螺线管(励磁线圈)装置及开关单元被设置在同一轴线上。

在传统的内燃机起动机中，惯常把支承可沿轴向滑动适宜与齿圈啮合的小齿轮的输出轴和用来沿轴向驱动小齿轮的螺线管装置设置成相互平行。但由于这样一种双轴起动机的螺线管装置是沿径向离开电动机轴，因此不可避免地有一实质上的径向尺寸，使确保有足够空间来安装内燃机起动机受到严重的限制。

为了解决这个问题，曾有人提出可采用具有环绕输出轴的环状螺线管装置的同轴起动机(例如见同一申请人申请的日本专利申请公报8-319926号)。

在这种同轴式内燃机起动机中，螺线管装置被设置在小齿轮和直流电动机之间，当它启动时可沿轴向驱动小齿轮，使之与内燃机的齿圈啮合。小齿轮总是被返回弹簧(复位弹簧)等类似物在离开内燃机齿圈的方向上推动着，因此当螺线管装置被去能时小齿轮就不再与齿圈啮合。为了限定小齿轮的克服弹簧返回力的休止位置(或小齿轮不受激励的螺线管装置驱动的位置)，在螺线管装置和小齿轮之间的位置上装有通常由弹性材料制成的环状挡止板。最好，这个挡止板不仅在轴向上被固定而且也在旋转方向上也被固定，并且与螺线管装置连接，使挡止板也被用来在旋转方向上固定螺线管装置。

内燃机起动机具有一个齿轮盖，用来容纳小齿轮、螺线管装置和其他构件。这个齿轮盖典型地具有一个基本上为圆筒形的内表面，并具有一个小直径部用来容纳小齿轮，一个大直径部用来容纳螺线管装置，和一个在小直径部和大直径部的边界上形成的环状肩面。在将螺线管装置装到齿轮盖内时，螺线管装置被压入到齿轮盖的大直径部内一直到其端面与齿轮盖内限定的肩面对接为止。这样，在齿轮盖内的肩面便确定螺线管装置的轴向位置。

为了有利地在螺线管装置和小齿轮之间设置挡止板，挡止板被制有多个从其外周沿径向向外伸出的舌件，而在齿轮盖内的肩面上被制有相应的凹槽以便容纳这些舌件，因此挡止板的每一舌件都能固定地被夹持在肩面的相应凹槽部和螺线管装置的端面之间。

但若舌件过薄，挡止板就不能稳固地被安装。而若舌件过厚，虽然挡止板能稳固地被安装，这种舌件却会阻止螺线管装置与齿轮盖内的肩面对接。在这种情况下，螺线管装置的轴向位置会随舌件的厚度而变，结果会使电枢的冲程发生变化，从而产生问题，如将不够强的推力施加在小齿轮上或不能使开关单元的可动接触板完成所需的运动，而该开关单元是与电枢一起操作以便有选择地将电力供给电动机的。虽然挡止板通常由树脂材料制成，但挡止板舌件的变形受到限制，并且不足以吸收舌件在尺寸上偏离标准的偏差，因为为了使挡止板在旋转方向上固定，舌件被设计成与相应的凹槽配合时在其间只留出很小的空腔却要适应舌件足够大的变形。

有鉴于现有技术的问题，本发明的第一个目的是要提供一种内燃机用起动机，其中用来确定小齿轮休止位置的挡止板能稳固地被装在齿轮盖内，不会影响螺线管装置的轴向位置。

本发明的第二个目的是要提供这样一种内燃机起动机，其中挡止板在旋转方向上被固定在齿轮盖内。

本发明的第三个目的是要提供这样一种内燃机起动机而不会较大地增加制造费用。

按照本发明，上述这些和其他一些目的能用所提供的内燃机起动机来完成，该起动机包括：

一台直流电动机；

一根被直流电动机驱动的输出轴；

一个通过花键连接到输出轴上的小齿轮单元，该单元可沿轴向在休止位置和操作位置之间移动，在操作位置时小齿轮单元与内燃机的齿圈啮合；

一个螺线管装置，用来使小齿轮单元沿轴向从其休止位置移动到其操作位置，螺线管装置设在小齿轮单元和直流电动机之间，环绕着输出轴，螺线管装置有一面向小齿轮单元的第一端面和一面向直流电动机的第二端面；

一个具有基本上为圆筒形内表面、用来至少包围小齿轮单元和螺线管装置的盖件，该盖件包括具有第一内径并可容纳小齿轮单元的第一部分，具有比第一内径大的第二内径并可容纳螺线管装置的第二部分，和一个在第一部分和第二部分之间的边界上形成的环状肩面，该肩面与螺线管装置的第一端面对接来确定螺线管装置的轴向位置；

以及一个同轴地设置在小齿轮单元和螺线管装置之间、用来限定小齿轮单元休止位置的环形挡止板，该挡止板设有从其外周沿径向向外突出的舌件；其中，在盖件的肩面上制有凹槽，用来接纳挡止板的舌件，凹槽和舌件的尺寸这样相互相对设定，使舌件能弹性地被插置在肩面的凹槽部和螺线管装置的第一端面之间并形成一个能适应舌件的相应变形的空腔。

这样，由于在肩面的凹槽内具有与挡止板舌件变形适应的空腔，因此舌件能被弹性变形，从而可稳固地支承挡止板而不会影响螺线管装置的轴向位置。由于舌件被弹性地插置在肩面的凹槽部和螺线管装置的第一端面之间，因此挡止板能在长时间内稳固地被支承着，即便舌件或肩面的凹槽部受到摩擦磨损时也是如此。

为了容易调节舌件的弹性，最好使舌件的变形主要为弯曲变形。

舌件的尺寸最好这样设定，使舌件被接纳在肩面的凹槽内时基本上没有任何圆周方向的游隙。这样，便可确保挡止板在环绕输出轴的旋转方向上被固定。

在本发明的一个较优实施例中，舌件包括一对侧壁和一个横越侧壁轴向端而伸展的端壁，端壁上设有一个轴向凸部，该凸部适宜与肩面的凹槽部和螺线管装置的第一端面之一对接。在这种形式下，此对侧壁的功能是将挡止板在旋转方向上固定，而设有轴向凸部的端壁则将足够的弹性赋予舌件。另外，用来适应端壁变形的空腔被有利地设置在此对侧壁之间。作为替代或补充，舌件可包括一个具有凸面的弹性弧形壁，该壁适宜与肩面的凹槽部和螺线管装置的第一端面之一对接。

现在本发明结合附图说明如下，其中：

图1为按照本发明设计的内燃机起动机的总图；

图2为示出按照本发明在挡止板外周制出的舌件的透视图；

图3为用来说明舌件的操作而示出的图2中的舌件在径向上看去的示意图；

图4为示出挡止板的主要零件的图1的放大的部分视图；

图5为示出装在齿轮盖内的挡止板端面而沿图4中V-V线切开的部分剖视图。

图1一般地示出按照本发明构造的、装有减速齿轮单元的内燃机起动机，上半图示出在不操作状态的起动机，而下半图示出在操作状态的起动机。起动机1产生一个起动内燃机所必需的转矩，并具有：一台装有行星齿轮减速齿轮单元2的电动机3，一根通过减速齿轮单元2连接到电动机3上的输出轴4，一个单向滚柱离合器5，和一个可滑动地装在输出轴4上的小齿轮单元6，一个用来可选择地开通和关断导向电动机3的电力线的开关单元(未图示)，以及一个用来沿轴向移动开关单元的可动接触头(未图示)和小齿轮6的螺线管装置9。

电动机3为一公知的整流(换向器)式直流电动机，其转子轴10枢支在其右端的底板11的中心，并枢支在输出轴4的右端的中心，该输出轴4同轴地设置在转子轴10的左端。

减速齿轮单元2设在电动机3的顶板12的内表面上。减速齿轮单元2具有一个在输出轴4附近的一部分转子轴10上制出的中心(恒星)齿轮13，多个与中心齿轮13啮合的行星齿轮14，以及一个沿着顶板12的内周成形以便与行星齿轮14啮合的内啮合齿轮15。支承行星齿轮14的支承板16被连结到输出轴4的右端，该输出轴4被枢支在顶板12的中心。

在顶板12上连结着一个齿轮盖(或盖件)17，它也被用作将起动机装在内燃机上的固定支架。输出轴4的左端被枢支在齿轮盖17左壁内表面的中心部上。

输出轴4中部的外周表面通过螺旋花键19与单向滚柱离合器5的离合器外件18的内周表面接合。离合器外件18通常被一返回弹簧21推动向右，该返回弹簧21被插置在螺旋花键19和输出轴4的连接部18a与固定在输出轴4左端部上的一个挡止板20之间。返回弹簧21被接纳在一个环状间隙内，该环状间隙是在离合器外件18的内周面上制出的套筒18b的内周面与输出轴4的外周面之间形成的。

离合器外件18按轴向固定但可自由旋转的关系与单向滚柱离合器5的离合器内件22接合。离合器内件22左端的外周面与上述小齿轮6制成一个整体，小齿轮6与内燃机的齿圈23啮合以便驱动它。与小齿轮6整体制成的离合器内件22按既可旋转又可轴向自由移动的关系装在输出轴4的左端上。这样，单向滚柱离合器5和小齿轮6便成为一小齿轮单元。

在齿轮盖17的中部固定着一个环绕由非磁性材料制成的输出轴4的励磁线圈24。励磁线圈24被一轭架包围着，轭架由一环状盘26和一具有内突缘25a、包围着输出轴4的杯状夹持器(支架)25构成。在励磁线圈24的内周面和输出轴4的外周面之间形成的间隙内设置着电枢外件27和电枢内件28，这两电枢件均由铁磁性材料制成，互相同轴并可沿轴向滑动。电枢件27和28的左端对着夹持器25的内凸缘25a中心部的内表面，而该内突缘25a的中心部被用作电枢件27和28的一个极。

如图1所示，齿轮盖17有一小直径部用来容纳小齿轮单元，其中包括单向滚柱离合器5和小齿轮6(如上所述)，还有一大直径部用来容纳螺线管装置9，其中包括励磁线圈24、杯状夹持器25和环状盘26。在齿轮盖17的小直径部和大直径部之间形成一个环状的肩面17b(最好从图3看)，该肩面与螺线管装置9的轴向端面(更具体地说为夹持器25的左端面)对接，从而确定螺线管装置9的轴向位置。

当小齿轮单元沿轴向返回移动到其休止位置时，为了防止小齿轮单元的右端面与夹持器25的左端面对接，能用树脂材料制成的环状挡止板30被插置在这两者之间。如同图2-5所清楚地示出，挡止板30在其外周面上设有多个沿径向向外突出的舌件30a。在每一个舌件30a面向离合器外件18的表面上制出一个凸部30b。另外，每一舌件30a在其制出凸部30b的反对侧是中空的。更具体点说，如图2、3和5所示，每一舌件30a都由一对侧壁30c和一个在这对侧壁30c的轴向端之间伸展的端壁30a构成，因此每一舌件30a在径向上看都有一“匚”形的截面。这样，如同下面将详细说明，每一舌件30a都具有足够的轴向弹性，另外在两侧壁30c之间形成一个空腔，以便适应端壁30d的变形。而在齿轮盖17内的环状肩面17b上制有多个对准舌件30a的凹槽17a，以便接纳舌件。

在装配过程中，也用来在旋转方向上固定螺线管装置9的挡止板30最好首先从图1的右端侧被插入到齿轮盖17内，使舌件30a被接纳到相应的凹槽17a内。接着螺线管装置9被压入到齿轮盖17内一直到夹持器25的端面与在齿轮盖17的内周上制出的环状肩面17b对接为止。在此以后，齿轮盖17环绕环状盘26的部分边缘被卷曲(卷边)以制出与环状盘26端面的周边部接合的接合突起17c(图4)。这些接合突起17c和环状肩面17b用来将螺线管装置9夹持在其间，从而将它固定地装在齿轮盖17内。挡止板30被这样安装，使每一个舌件30a都被弹性地插置在肩面17b的相应凹槽部和夹持器25的端面之间。更具体点说，如图3中的虚线所示，该图只是示意的并没有按比例画，但可看到，每一舌件30a的轴向凸部30b对接在肩面17b的相应凹槽部上并被它压缩，致使舌件30a的端壁30d被弹性变形。应该理解舌件30a端壁30d的所以能变形是因为在舌件30a的一对侧壁30c之间存在着空腔。最好舌件30a的变形主要为弯曲变形，如同上面所示端壁30d的变形，因为这样舌件30a的弹性就能比较容易地被调节，只要改变端壁30a的厚度就可以了，较少与制造舌件30a的材料发生关系，虽然如此，但舌件30a的变形也可包括有舌件30a的压缩。这样挡止板30就在轴向上弹性地被支承着，即使挡止板30在尺寸上与标准的有若干偏差或者由于摩擦在舌件30a的凸部30b已磨损到某种程度也不会产生窜动(游隙)。螺线管装置9的轴向位置是由齿轮盖17的肩面17b精密地确定的，这样螺线管装置9就能显示它所需的性能。如从图3还可看到，每一舌件30a都被接纳在相应的凹槽17a内，基本上没有任何圆周方向的游隙，因此可在旋转方向上将挡止板30固定。

电枢外件27的右端被连接到设在电动机3换向器31附近的开关单元(未图示)上。电枢外件27总是被一返回弹簧35推向右方，该返回弹簧35被插置在电枢外件27和励磁线圈24夹持器25的内突缘25a之间，但电枢外件27通常是在将可动接触板与固定接触板互相分开的中立位置上。

电枢内件28总是被一比离合器外件18的返回弹簧21软弱的螺旋弹簧36推向相对于顶板12的左方。电枢内件28被连接到由非磁性材料制成的移位器37上，电枢内件28的左端与离合器外件18的右端接合。励磁线圈24在电路上与图上未示出的点火开关连接。

环形金属分隔板43被插置在顶板12和换向器31之间，使减速齿轮单元2与电动机3隔开。分隔板43的中心部设有向换向器31突出的圆筒形部43a，其内周面接纳转子轴10的外周面并在其间形成一个小的间隙。圆筒形部43a的自由端被接纳在一个在换向器31的轴向端面上制出的凹腔31a内，以便防止从减速齿轮单元2上泄漏出来的油脂跑到换向器31上。

底板11用贯穿螺栓45通过电动机3的轭架44和分隔板43被连接到齿轮盖17上。如图1所示，轭架44的右端被配装在底板11的插承接头部11a上以其内表面和端表面与底板11接合，而轭架44的左端，除了直接与齿轮盖17连接外，还配装在分隔板43上制出的插承接头部43b上以其内表面和端表面与分隔板43接合。这样轭架44的外表面只是向外侧暴露并不与其他构件接合，因此被允许以较低的精度制成。从而轭架44可较易制造。

现在将上述内燃机起动机的操作说明如下。在不操作状态，因为没有电流供给励磁线圈24，电枢外件27在返回弹簧35的弹簧力的作用处在其最右位置，而连接在电枢外件27上的可动接触板(未图示)与固定接触板(未图示)被间隔开。同时被返回弹簧21推动的离合器外件18处在其极右位置，与离合器内件22在一起，而离合器内件22与小齿轮6、移位器37和电枢内件28成为一个整体，结果小齿轮6就从齿圈23上脱离啮合。

当点火开头被转到内燃机起动位置时，电流就被供到励磁线圈24上使它励磁。此时，由铁磁性材料制成的离合器外件18对接在挡止板30上，但因为挡止板30是由非磁性树脂材料制成，从夹持器25泄漏到离合器外件18上的磁力线很少。一旦励磁线圈24被磁化，在电枢内、外件27和28内传导磁力线的磁路就被建立起来，从而使电枢内、外件向左移动。由于电枢外件27比电枢内件28更接近夹持器25内突缘25a的中心部(极)，所以电枢外件27在电枢内件28之前移动。结果，虽然没有在图上示出，但可说明的是，连结在电枢外件27上而又被电动机3电刷的猪尾状引线连接着的可动接触板就移动到与固定接触板接触，而该固定接触板是连接在蓄电池上的，因此使蓄电池的电力供到电动机3上，从而使转子轴10旋转。

当在电枢外件27的右端整体制出的外突缘27a与环状盘26接触时，电枢外件27即停止移动，而在电枢外件27的左端表面与内突缘25a的中心部之间形成一定的间隙。

当转子轴10旋转时，转速被减速齿轮单元2降低并被传送到输出轴4上。由于通过螺旋花键19与输出轴4接合的离合器外件18的惯性，来自螺旋花键19的轴向力被施加在离合器外件18上使它向左移动。同时承受励磁线圈24的向左吸引力和来自螺旋弹簧36的压力的电枢内件28开始向左移动。这个力作为一个轴向力通过移位器37被施加在离合器外件18上。

这个轴向力克服返回弹簧21的返回力，推动离合器外件18向左移动，而与离合器内件22成为一体的小齿轮6因此与离合器外件18整体接合，从而也被推向左方。一旦离合器外件18与挡止板20接合，同时小齿轮6与齿圈23完全啮合，输出轴4的旋转就被传送到齿圈23上，内燃机就被起动。此时，电枢内件28的左端表面与夹持器25内突缘25a的中心部接合，并在曾与电枢内件28一体移动的移位器37的左端表面与离合器外件18之间形成一个小的间隙。因为电枢内件28在与夹持器25内突缘25a的中心部接合时，它所接受的是励磁线圈24的最大的吸引力，因此即使当小齿轮6受到一个力要使它脱离与齿圈的啮合，离合器外件18的向右移动也会受到移位器37的阻止，这样小齿轮6就被阻止从齿圈23上移开。

在电枢内、外件27和28移动整个行程后要使它们维持固定所需的电流要比使它们开始移动所需的电流小得多。换句话说，在利用由于螺旋花键19的轴向力来开始使包括小齿轮6在内的单向滚柱离合器5移动的基础上，所需励磁线圈24的输出能被减少，励磁线圈24的尺寸也能相应地被减小。一旦内燃机被起动而转速超过小齿轮6的转速时，小齿轮6会由于单向滚柱离合器5的关系而开始自由旋转，其方式与传统的内燃机起动机相同。

当供给励磁线圈24的电流停止时，由于返回弹簧21的返回力作用在离合器外件18上及返回弹簧35的返回力作用在电枢外件27上，小齿轮6就从齿圈23上脱离啮合，可动接触板也从固定接触板上离开，从而使电动机3停止。

如上所述，在按照本发明的内燃机起动机中，有一环状挡止板被设置在小齿轮单元和螺旋管装置之间，以便用来确定小齿轮单元的休止位置。还有一个肩面被限定在齿轮盖内，以便与螺线管装置的端面对接，从而确定螺线管装置的轴向位置。在挡止板上制有从其外周面沿径向向外突出的舌件，而在肩面上制有凹槽用来接纳环状挡止板的舌件，舌件和凹槽这样互相相对设定尺寸，使舌件能弹性地被插置在肩面的凹槽部和螺线管装置的端面之间并形成一个能适应舌件相应变形的空腔。这样，由于在肩面的凹槽内设有能适应挡止板的舌件变形的空腔，舌件便能弹性地变形从而能稳固地支承挡止板而不会影响螺线管装置的轴向位置。

虽然本发明以其较优实施例作了说明，但显然，对本领域的技术人员来说是能够作出各种变动和修改而不必离开所附权利要求书中所设定的本发明的范围的。例如，虽然在所示实施例中是在舌件的端壁上设有轴向凸部来对接肩面的凹槽部并使端壁弯向螺线管装置，但舌件的轴向凸部和弯曲的端壁也能在面向螺线管装置的一侧上制出。虽然带侧壁的舌件在将挡止板固定在径向上可能较好，但也可设想制出没有侧壁的舌件。另外，舌件能被制成具有凸表面的弹性弧形壁，以便能合适地与肩面的凹槽部对接。这种舌件当在径向上看时可有一般为C形、圆形或椭圆形的横截面。

Claims (5)

1.一种内燃机起动机，它包括：

一台直流电动机；

一根被直流电动机驱动的输出轴；

一个通过花键连接到输出轴上的小齿轮单元，该单元可沿轴向在休止位置和操作位置之间移动，在操作位置时小齿轮单元与内燃机的齿圈啮合；

一个螺线管装置，用来使小齿轮单元沿轴向从其休止位置移动到其操作位置，螺线管装置设在小齿轮单元和直流电动机之间，环绕着输出轴，螺线管装置有一面向小齿轮单元的第一端面和一面向直流电动机的第二端面；

一个具有基本上为圆筒形内表面、用来至少包围小齿轮单元和螺线管装置的盖件，该盖件包括具有第一内径并可容纳小齿轮单元的第一部分，具有比第一内径大的第二内径并可容纳螺线管装置的第二部分，和一个在第一部和第二部之间的边界上形成的环状肩面，该肩面与螺线管装置的第一端面对接来确定螺线管装置的轴向位置；

以及一个同轴地设置在小齿轮单元和螺线管装置之间，用来限定小齿轮单元休止位置的环状挡止板，该挡止板设有从其外周沿径向向外突出的舌件；

其中，在盖件的肩面上制有凹槽用来接纳挡止板的舌件，凹槽和舌件的尺寸这样相互相对设定，使舌件能弹性地被插置在肩面的凹槽部和螺线管装置的第一端面之间并形成一个能适应舌件相应变形的空腔。

2.按照权利要求1的内燃机起动机，其特征为，舌件的变形主要为弯曲变形。

3.按照权利要求1的内燃机起动机，其特征为，舌件的尺寸这样设定，使舌件被接纳在肩面的凹槽内时基本上没有任何圆周方向的游隙。

4.按照权利要求3的内燃机起动机，其特征为，舌件包括一对侧壁和一个横越侧壁轴向端而伸展的端壁，端壁上设有一个轴向凸部，该凸部适宜与肩面的凹槽部和螺线管装置的第一端面之一对接。

5.按照权利要求3的内燃机起动机，其特征为，舌件包括一个具有凸面的弹性弧形壁，该壁适宜与肩面的凹槽部和螺线管装置的第一端面之一对接。

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