CN111344829A - 起动器用电磁开关装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种起动器用电磁开关装置，能够防止线径不同的多个线圈的卷绕混乱，能够实现小型化且低成本地生产。包括绕线管(21)，绕线管的卷绕部(24)被第一凸缘部(22a)、第一分隔壁(23a)和第二分隔壁(23b)分割，第一凸缘部具有将线圈引出的第一缺口部(25a)、第二缺口部(25b)和第三缺口部(25c)，第一分隔壁、第二分隔壁具有将线圈引出的第二缺口部(25b)、第三缺口部(25c)，设置有分别被卷绕在被分割的第一卷绕部(24a)、第二卷绕部(24b)、第三卷绕部(24c)处的线径不同的主吸引保持线圈(15)、副吸引保持线圈(16)、电阻线圈(17)。

Description

起动器用电磁开关装置
技术领域
本发明涉及一种起动器用电磁开关装置，用于使装设于例如汽车等的发动机启动的起动器。
背景技术
以往，已知有通过将多个线圈卷绕在绕线管并重叠卷绕在同轴上来产生吸引柱塞的磁动势的起动器用电磁开关装置(例如，参照专利文献1)。
另外，已知有通过将多个线圈卷绕在多个绕线管并配置在它们的同轴上来产生吸引柱塞的磁动势的起动器用电磁开关装置(例如，参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2002-313205号公报
专利文献2：日本专利特开2001-35336号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，由于将线径不同的线圈重叠卷绕在绕线管上，因此会产生卷绕紊乱，线圈展开长度产生偏差。由于线圈展开长度的偏差，因此，线圈电阻也会产生偏差，吸引柱塞所需的电流不稳定，存在性能根据个体而偏差这样的问题。
此外，通过将线径不同的线圈卷绕在不同的绕线管上，能够消除卷绕紊乱，但存在部件数量增加、制造成本变高这样的问题。
本发明是为了解决上述问题而作的，其目的在于提供一种防止线径不同的多个线圈的卷绕紊乱，能够实现小型化且能够低成本地生产的起动器用电磁开关装置。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的起动器用电磁开关装置包括：绕线管，所述绕线管的卷绕部被具有将线圈引出的缺口部的凸缘部和具有将线圈引出的缺口部的分隔壁分割；以及至少两个以上的线圈，所述线圈线径不同且分别卷绕于分割后的卷绕部。
发明效果
根据本发明的起动器用电磁开关装置，设置有通过具有引出线圈的缺口部的凸缘部和具有引出线圈的缺口部的分隔壁而将卷绕部分割的绕线管，且在分割后的卷绕部分别卷绕有线径不同的至少两个以上的线圈，因此，可以防止线圈的卷绕紊乱，能获得能够实现小型化且能够低成本地生产的效果。
附图说明
图1是示出使用了本发明的实施方式1的起动器用电磁开关装置的起动器的电路图。
图2是对图1的起动器中的第一动作阶段进行说明的电路图。
图3是对图1的起动器中的第二动作阶段进行说明的电路图。
图4是对图1的起动器中的第三动作阶段进行说明的电路图。
图5是示出本发明实施方式1的起动器用电磁开关装置中的绕线管的投影图。
图6是示出本发明实施方式1的起动器用电磁开关装置中的绕线管的主视图。
图7是示出本发明实施方式1的起动器用电磁开关装置中卷绕有线圈的绕线管的投影图。
具体实施方式
实施方式1
图1是表示本发明实施方式1的起动器的图。本发明实施方式1的起动器1包括：辅助继电器3，所述辅助继电器3与电池2电连接；起动器用电磁开关装置4，所述起动器用电磁开关装置4与电池2及辅助继电器3电连接；马达5，电流从起动器用电磁开关装置4供给至所述马达5；小齿轮6，所述小齿轮6通过马达5的驱动而旋转；以及杆7，所述杆7通过位移而使小齿轮6发生位移。小齿轮6在分开位置与接触位置之间位移，在所述分开位置处，小齿轮6与发动机8的环形齿轮9相距规定距离，在所述接触位置处，小齿轮6与环形齿轮9接触。此外，小齿轮6在接触位置与啮合到环形齿轮9的啮合位置之间位移。小齿轮6连结于杆7。小齿轮6通过使杆7发生位移从而在分开位置与接触位置之间位移，并在接触位置与啮合位置之间位移。
辅助继电器3对起动器用电磁开关装置4的工作进行切换。辅助继电器3通过起动信号而闭合电路(ON)。通过辅助继电器3闭合电路，从而电流从电池2经由辅助继电器3被供给至起动器用电磁开关装置4。另一方面，通过辅助继电器3断开电路(OFF)，从而停止电流从电池2经由辅助继电器3被供给至起动器用电磁开关装置4。
起动器用电磁开关装置4经由杆7使小齿轮6位移，并且将使电流流至马达5的电路在主电路10与起动电路11之间切换。
马达5使用从电池2供给的电流产生经由小齿轮6使发动机8的环形齿轮9旋转的旋转力。
主电路10在马达5正常运转时使电流从电池2流至马达5。主电路10具有由一对触点构成的主电触点12，所述主电触点12根据是否相互电连接而将主电路10断开、闭合。主电触点12在马达5及起动器1不工作的情况下断开电路。在该示例中，将构成主电触点12的一对触点中的一方的触点设为上游侧主电触点12a，将构成主电触点12的另一方的触点设为下游侧主电触点12b。上游侧主电触点12a配置于比下游侧主电触点12b靠上游的位置处。上游侧主电触点12a、下游侧主电触点12b也被统称为一对主电触点12。这里，上游表示电路中靠近电池2的部分。在以下说明中也相同。
起动电路11在起动运转时使电流从电池2流至马达5。起动电路11具有由一对触点构成的起动电触点13，所述起动电触点13根据是否相互电连接而将起动电路11断开、闭合。起动电触点13在起动器1不工作的情况下和在马达5的起动运转时闭合电路。在该示例中，构成起动电触点13的一对触点中的一方的触点设为上游侧起动电触点13a，构成起动电触点13的另一方的触点设为下游侧起动电触点13b。上游侧起动电触点13a配置于比下游侧起动电触点13b靠上游的位置处。上游侧起动电触点13a、下游侧起动电触点13b也被统称为一对起动电触点13。
此外，起动器用电磁开关装置4包括：可动铁芯14，所述可动铁芯14通过位移使杆7发生位移，从而使小齿轮6发生位移；主吸引保持线圈15，所述主吸引保持线圈15设于可动铁芯14的周围；副吸引保持线圈16，所述副吸引保持线圈16与主吸引保持线圈15同轴地设置在可动铁芯14周围；电阻线圈17，所述电阻线圈17在主吸引保持线圈15的上游分岔设置，与构成起动电触点的一方的触点即上游侧起动电触点13a电连接，并与主吸引保持线圈15同轴地设置；以及可动触点18，所述可动触点18随着可动铁芯14的位移而发生位移。可动铁芯14与杆7卡合连结。在辅助继电器3断开电路的情况下，可动触点18利用未图示的弹簧的施力来闭合一对起动电触点13。
通过使电流流过主吸引保持线圈15，从而在主吸引保持线圈15处产生使可动铁芯14位移的磁动势。通过使电流流过副吸引保持线圈16，从而在副吸引保持线圈16处产生磁动势。
主吸引保持电路19由主吸引保持线圈15构成。副吸引保持电路20由电阻线圈17、上游侧起动电触点13a和副吸引保持线圈16构成。电阻线圈17也包含在起动电路11中。
起动器1的电路由主电路10、起动电路11、主吸引保持电路19和副吸引保持电路20构成。
起动器用电磁开关装置4的电路由起动器1的电路中的、除了辅助继电器3和马达5之外的部分构成。另外，辅助继电器3也可以包含在起动器用电磁开关装置4的电路中。
接着，对起动器1的动作进行说明。首先，对第一动作阶段进行说明，所述第一动作阶段是下述动作，即小齿轮6从分开位置向接触位置位移，并且小齿轮6旋转，直至小齿轮6与环形齿轮9之间的另一方的齿进入到一方的齿与齿之间的位置。图2是对图1的起动器1中的第一动作阶段进行说明的图。另外，尽管在图2中省略了图1所示的附图标记的一部分，但是结构与图1相同。对于后述的图3、图4也相同。
辅助继电器2根据起动要求而闭合电路。由此，电流从电池2供给至主吸引保持电路19和副吸引保持电路20。此外，一对起动电触点13通过可动触点18而闭合电路，因此，电流从电池2经由起动电路11被供给至马达5。此外，由于通过弹簧(未图示)的施力，可动触点18被按压于一对起动电触点13而闭合电路，因此，电流从电池2经由起动电路11被供给至马达5。
利用在主吸引保持电路19中流通的电流，在主吸引保持线圈15中产生磁动势。由此，产生使可动铁芯14平缓地向可动触点18移动的起动吸引力A。
副吸引保持电路20的副吸引保持线圈16与起动电路11的马达5并联连接，副吸引保持线圈16的电阻值比马达5的电阻值大很多，因此，在上游侧起动电触点13a中流通的电流的大部分会流至马达5。由此，产生用于使小齿轮6平缓地旋转的起动旋转力B。根据电阻线圈17的电阻值来调节起动旋转力B。
在上游侧起动电触点13a中流通的电流的一部分流至副吸引保持线圈16，在副吸引保持线圈16处产生微小的磁动势，但由于该磁动势相对于主吸引保持线圈15的磁动势来说是微小的，因此，在副吸引保持线圈16处产生的磁动势几乎不会对起动吸引力A产生帮助。
起动吸引力A经由卡合于可动铁芯14的杆7，使小齿轮6从分开位置向环形齿轮9的端面平缓地移动至接触位置。在这种情况下，副吸引保持线圈16的磁动势几乎不会对起动吸引力A产生帮助，因此，与副吸引保持线圈16的磁动势有助于起动吸引力A的情况相比，在小齿轮6与环形齿轮9之间产生的碰撞力会变小。由此，可降低环形齿轮9的磨损。
在小齿轮6与环形齿轮9碰撞之后，在小齿轮6与环形齿轮9的端面接触的状态下，小齿轮6无法从接触位置位移至啮合位置，但在起动旋转力B的作用下，小齿轮6平缓地与环形齿轮9啮合。
接着，对第二动作阶段进行说明，第二动作阶段是在第一动作阶段之后小齿轮6从接触位置位移至啮合位置的动作。图3是对图1的起动器1中的第二动作阶段进行说明的图。在第一动作阶段中小齿轮6与环形齿轮9啮合之后，当与杆7卡合的可动铁芯14进一步移动以使可动铁芯14到达可动触点18时，可动触点18一边抵抗未图示的弹簧的施力，一边向与一对起动电触点13分开的方向移动，以使一对起动电触点13断开电路。由此，在起动电路11中流通的电流被截断，马达5的起动旋转力B消失。
当起动电触点13断开电路时，在副吸引保持线圈16中流通的电流与在电阻线圈17中流通的电流相等，该电流的值比起动电触点13断开电路之前在电阻线圈17中流通的电流小，但比起动电触点13断开电路之前的副吸引保持线圈16的电流大。由此，与第一动作阶段的情况相比，副吸引保持线圈16的磁动势变大。另一方面，在主吸引保持线圈15中流通的电流几乎不会变化，产生与第一动作阶段相同的磁动势。因此，副吸引保持线圈16的磁动势对顺利地进行第二动作阶段的动作的吸引保持力C产生很大帮助。
如前所述，与第一动作阶段的情况相比，在电阻线圈17中流通的电流大幅变小。其结果是，能抑制在电阻线圈17中产生的发热量。
接着，对第三动作阶段进行说明，所述第三动作阶段是在第二动作阶段之后，主电触点12闭合电路以在马达5中产生主旋转力D，并对产生的状态进行保持的状态。图4是对图1的起动器1中的第三动作阶段进行说明的图。在第二动作阶段中可动触点18朝与起动电触点13分开的方向移动之后，若可动触点18在吸引保持力C的作用下进一步朝与起动电触点13分开的方向移动，则可动触点18抵靠一对主电触点12而使一对主电触点12闭合电路。由此，主电路10闭合电路，电流从电池2流至马达5。其结果是，马达5产生对发动机进行驱动的主旋转力D。如上所述，若发动机起动后不需要起动器1工作，可通过辅助继电器3断开电路而使起动器1停止。
如上所述，根据本发明实施方式1的起动器用电磁开关装置4包括：一对主电触点12，所述一对主电触点12构成主电路10，并根据是否相互电连接而使主电路10断开、闭合；一对起动电触点13，所述一对起动电触点13构成起动电路11，并根据是否相互电连接而使起动电路11断开、闭合；可动铁芯14，所述可动铁芯14使起动器1的小齿轮6在远离发动机8的环形齿轮9的分开位置与接触环形齿轮9的接触位置之间以及接触位置与啮合环形齿轮的啮合位置之间位移；主吸引保持线圈15，所述主吸引保持线圈15设置在可动铁芯14的周围，并产生磁动势；电阻线圈17，所述电阻线圈17在主吸引保持线圈15的上游分岔设置，并与上游侧起动电触点13a电连接；以及副吸引保持线圈16，所述副吸引保持线圈16与上游侧起动电触点13a电连接，与主吸引保持线圈15同轴地设置在可动铁芯14的周围，并产生磁动势，根据起动信号，通过主吸引保持线圈15的磁动势，产生可动铁芯14小齿轮6从分开位置向接触位置位移的起动吸引力A，并且通过流过电阻线圈17的电流使马达5产生起动旋转力B，在小齿轮6从分开位置位移到接触位置之后，通过将起动电触点13变为非电连接状态而截断流向马达5的电流，消除起动旋转力B，并且通过主吸引保持线圈15的磁动势和副吸引保持线圈16的磁动势产生使小齿轮6从接触位置位移到啮合位置的吸引保持力C，在小齿轮6从接触位置位移到啮合位置之后，通过将主电触点12变为电连接状态，再次开始对马达5的通电，产生马达5的主旋转力D，并且通过主吸引保持线圈15的磁动势和副吸引保持线圈16的磁动势，产生可动铁芯14将小齿轮6保持在啮合位置的吸引保持力C。
如上所述，根据本发明实施方式1的起动器用电磁开关装置4，通过减小啮合动作的第一动作阶段、即小齿轮6从分开位置位移至接触位置时的起动吸引力A，从而使小齿轮6与环形齿轮9之间的碰撞力变小，从而能减小环形齿轮9的磨损。
此外，由于能增大第二动作阶段即小齿轮6从接触位置位移至啮合位置时的吸引保持力C，因此，能顺利地进行第二动作阶段的动作。此外，能在起动旋转力B和主旋转力D消失的状态下使小齿轮6从接触位置位移至啮合位置，因此，能使小齿轮6在没有啮合齿面的摩擦的状态下从接触位置位移至啮合位置，由此，能顺利地进行第二动作阶段的动作。
此外，由于能使第三动作阶段、即小齿轮6从接触位置位移至啮合位置之后的吸引保持力C变大，因此，能将小齿轮6可靠地保持于啮合位置。
接着，对构成起动器用电磁开关装置4的绕线管进行说明。
图5是本发明实施方式1的起动器用电磁开关装置中的绕线管的投影图。绕线管21包括：凸缘部22，所述凸缘部22由设置在绕线管的两端的第一凸缘部22a、第二凸缘部22b构成；卷绕部24，所述卷绕部24由在凸缘部22之间卷绕主吸引保持线圈15、副吸引保持线圈16和电阻线圈17的第一卷绕部24a、第二卷绕部24b、第三卷绕部24c构成；以及分隔壁23，所述分隔壁23由分割卷绕部24而设置的第一分隔壁23a、第二分隔壁23b构成。
所分割的卷绕部24包括与各所述线圈的线径匹配的卷绕槽，能够在没有卷绕紊乱的情况下将各所述线圈卷绕到各卷绕部。
将副吸引保持线圈16卷绕到第一卷绕部24a，将主吸引保持线圈15卷绕到第二卷绕部24b，将电阻线圈17卷绕到第三卷绕部24c。在凸缘部22a处，由第一端子26a、第二端子26b、第三端子26c构成的端子26被端子安装部27保持。
在凸缘部22和分隔壁23处，包括用于将各所述线圈从外部引入或引出卷绕部24的缺口部25。缺口部25由后述的第一缺口部25a、第二缺口部25b、第三缺口部25c构成，并被统称为缺口部。
第一凸缘部22a包括：第一缺口部25a，所述第一缺口部25a用于将副吸引保持线圈16引入或引出第一卷绕部24a；第二缺口部25b，所述第二缺口部25b用于将主吸引保持线圈15引入或引出第二卷绕部24b；以及第三缺口部25c，所述第三缺口部25c用于将电阻线圈17引入或引出第三卷绕部24c。
第一分隔壁23a包括：第二缺口部25b，所述第二缺口部25b用于将主吸引保持线圈15引入或引出第二卷绕部24b；以及第三缺口部25c，所述第三缺口部25c用于将电阻线圈17引入或引出第三卷绕部24c。
第二分隔壁23b包括第三缺口部25c，所述第三缺口部25c用于将电阻线圈17引入或引出第三卷绕部24c。
端子26与后述的主吸引保持线圈的引线28、副吸引保持线圈的引线29、电阻线圈的引线30电连接并形成电路。
第一凸缘部22a包括供端子26安装的端子安装部27，将端子26压入端子安装部27。
图6是本发明实施方式1的起动器用电磁开关装置中的绕线管的主视图。绕线管21以树脂成型制作而成。为了使缺口部25的分模变得容易，缺口部25全部平行地配置。
第一端子26a通过电阻焊接等将主吸引保持线圈的引线28的卷绕开始部28a和电阻线圈17的引线30的卷绕开始部30a电连接，形成图1～图4所示的接线部41。
第二端子26b通过电阻焊接等将副吸引保持线圈16的引线29的卷绕开始部29a和电阻线圈17的引线30的卷绕结束部30b电连接，形成图1～图4所示的接线部42。
第三端子26c通过电阻焊接等将主吸引保持线圈15的引线29的卷绕结束部28b和副吸引保持线圈16的引线29的卷绕结束部29b电连接，形成图1～图4所示的接线部43。
如图6中虚线箭头所示，在缺口部25与凸缘部22的最外径的交点处，将主吸引保持线圈15的引线28的卷绕结束部28b引出的缺口部25与接触凸缘部22的最外径的切线之间形成的角小于90度，从而抑制主吸引保持线圈15的引线28的卷绕结束部28b由于卷绕引起的弹簧回弹而返回与卷绕方向相反的方向。
同样地，对于副吸引保持线圈16的引线29的卷绕结束部29b、电阻线圈17的引线30的卷绕结束部30b，也将线圈的卷绕结束位置确定为在缺口部25与凸缘部22的最外径的交点处，使缺口部25与接触凸缘部22的最外径的切线之间形成的角度小于90度。
这样，在由缺口部引出的线圈的引线的卷绕结束部中，如图6中虚线箭头所示，平行于缺口部并朝向绕线管中心的矢量与在凸缘部的最外径的切线处朝向卷绕开始方向的矢量形成的角度小于90度，其中，所述切线与缺口部和凸缘部的最外径的交点接触。
图7是示出了线圈施加后的绕线管的投影图。另外，尽管在图7中省略了图5所示的附图标记的一部分，但是这些部分的结构与图5相同。
以卷绕在第一卷绕部24a的副吸引保持线圈16的外径小于卷绕在第二卷绕部24b的主吸引保持线圈15的最外径的方式进行卷绕。
以卷绕在第二卷绕部24b的主吸引保持线圈15的外径小于卷绕在第三卷绕部24c的电阻线圈17的最外径的方式进行卷绕。
即，分别卷转在被分割的卷绕部处的线圈的最外径从靠近具有缺口部的凸缘部的位置开始依次增大。
卷绕在第二卷绕部24b处的主吸引保持线圈15的引线28跨过卷绕在第一卷绕部24a处的副吸引保持线圈16的最外径的外侧，向第一凸缘部22a的缺口部25引出。
卷绕在第三卷绕部24c处的电阻线圈17的引线30跨过卷绕在第二卷绕部24b处的主吸引保持线圈15的最外径的外侧，向第一凸缘部22a的缺口部25引出。
即，卷绕在被分割的卷绕部的线圈的引线跨过卷绕在与具有缺口部的凸缘部侧相邻的卷绕部处的线径不同的所述线圈的最外径，并朝向具有缺口部的凸缘部引出。
根据本实施方式1中的起动器用电磁开关装置，设置有通过具有引出线圈的缺口部的凸缘部和具有引出线圈的缺口部的分隔壁而将卷绕部分割的绕线管，在分割后的卷绕部处分别卷绕有线径不同的至少两个以上的线圈，因此，可以防止线圈的卷绕紊乱，能够实现小型化，并且能够低成本地生产。
在本实施方式中，对将三种线径不同的线圈卷绕于分割成三个的卷绕部的结构进行了说明，但是，即使设计成线圈的种类为两个以上且为分割成与线圈的种类相同数量的卷绕部，也能得到同样的效果。
本发明并不限定于所述的实施方式，能够在本发明的范围内对实施方式进行适当变更。
符号说明
4：起动器用电磁开关装置、15：主吸引保持线圈、16：副吸引保持线圈、17：电阻线圈、21：绕线管、22：凸缘部、22a：第一凸缘部、22b：第二凸缘部、23：分隔壁、23a：第一分隔壁、23b：第二分隔壁、24：卷绕部、24a：第一卷绕部、24b：第二卷绕部、24c：第三卷绕部、25：缺口部、25a：第一缺口部、25b：第二缺口部、25c：第三缺口部、26：端子、28：主吸引保持线圈的引线、28a：卷绕开始部、28b：卷绕结束部、29：副吸引保持线圈的引线、29a：卷绕开始部、29b：卷绕结束部、30：电阻线圈的引线、30a：卷绕开始部、30b：卷绕结束部。

Claims (6)

1.一种起动器用电磁开关装置，设置在使发动机起动的起动器的电路，所述起动器用电磁开关装置具有产生使所述电路的触点工作的磁动势的线圈，其特征在于，所述线圈由线径不同的两个以上的线圈构成，所述起动器用电磁开关装置包括绕线管，所述绕线管的卷绕部被具有将所述线圈引出的缺口部的凸缘部和具有将所述线圈引出的缺口部的分隔壁分割，线径不同的所述线圈分别卷绕在被分割的所述卷绕部。
2.如权利要求1所述的起动器用电磁开关装置，其特征在于，位于所述凸缘部和所述分隔壁处的所述缺口部全部平行地配置。
3.如权利要求1或2所述的起动器用电磁开关装置，其特征在于，由所述缺口部引出的所述线圈的引线与安装于端子安装部的端子电连接，所述端子安装部设置于所述凸缘部。
4.如权利要求1至3中任一项所述的起动器用电磁开关装置，其特征在于，在由所述缺口部引出的所述线圈的引线的卷绕结束部处，由平行于所述缺口部并朝向所述绕线管的中心的矢量与在所述凸缘部的最外径的切线处朝向卷绕开始方向的矢量形成的角度小于90度，所述切线与所述缺口部和所述凸缘部的最外径的交点接触。
5.如权利要求1至4中任一项所述的起动器用电磁开关装置，其特征在于，分别卷绕在被分割的所述卷绕部处的所述线圈的最外径从靠近具有缺口部的所述凸缘部的位置开始依次增大。
6.如权利要求5所述的起动器用电磁开关装置，其特征在于，卷绕在被分割的所述卷绕部处的所述线圈的引线跨过卷绕在与具有缺口部的所述凸缘部相邻的卷绕部的线径不同的所述线圈的最外径，并朝向具有缺口部的所述凸缘部引出。
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