CN1199138A - 内燃机用起动器 - Google Patents

Abstract

一种发动机起动器具有直流电动机;输出轴;小齿轮装置;减速齿轮,以便用来通过输出轴将电动机的输出传送到小齿轮装置上;螺线管装置,用于轴向移动小齿轮装置,使之与内燃机环齿轮啮合;至少能包围小齿轮和减速齿轮装置的盖件;用来包围电动机并兼带用来作为电动机轭架的基本上为圆筒形的零件;用来覆盖电动机背向小他轮装置一端的盘状板,环状分隔器。

Description

内燃机用起动器

本发明涉及一种发动机起动器，特别是涉及那种发动机起动器，其用来覆盖电动机的电动机壳体被用作电动机的轭架。

在传统的发动机起动器中，习惯将载有可沿轴向滑动并与环齿轮啮合的小齿轮的输出轴与用来沿轴向驱动小齿轮的螺线管布置成相互平行的关系。在这样一种有双轴的发动机起动器中，螺线管装置沿径向从电动机延伸出来，不可避免地会使起动器的径向尺寸变大，给保证要有足够的空间来安装发动机起动器带来严厉的限制。由于这个原因，各种同轴起动器被设计出来，其中采用环状螺线管装置并将它布置在输出轴的周围(例如见本申请人提交的日本专利申请公报8-319926号)。

在任一种型式的发动机起动器中，电动机都是被一兼带用作盖的轭架包围着。典型的做法是在电动机和小齿轮之间设有减速齿轮装置，并在电动机和减速齿轮装置之间插入一个环状分隔器，而电动机背向分隔器的一端用一底件覆盖。在本发明申请人所提出的发动机起动器中，有一可用压力加工成形的底板被用作底件以便减少制造费用。

在这样一种发动机起动器中，轭架的一端被配装在底板上制出的轴向突出部上，使轭架一个端部的内表面与底板突出部的外表面接合，同时轭架的另一端被配装在一盖件(齿轮盖)内用来包围小齿轮和减速齿轮装置，其中轭架另一端部的外表面与盖件的内表面接合，使轭架牢固地被保持着，从而使盖件、轭架和底板在轴向上对齐。在这样一种布置中，轭架的内、外表面都必须用压力加工高度精确地制出或在压力加工后用机加工高度精确地完成。这会使制造过程复杂，因此会导致较高的制造费用。

有鉴于现有技术存在的这些问题，本发明的主要目的是要提供一种发动机起动器，它可允许电动机的轭架的外表面以较低的精度制成，从而可简化制造过程并降低发动机起动器的成本。

本发明的第二目的是要提供这样一种发动机起动器，它只是在传统的外形上作极小的修改。

按照本发明，上述这些和其他一些目的都可通过提供一种内燃机用的起动器来完成，该起动器具有：一台直流电动机；一根输出轴；一个通过花键连接到输出轴上的小齿轮装置；一个设在小齿轮装置和电动机之间的减速齿轮装置，以便用来通过输出轴将电动机的输出传送到小齿轮装置上；一个螺线管装置，用于轴向移动小齿轮装置，使之与内燃机环齿轮啮合；一个至少能包围小齿轮和减速齿轮装置的盖件，该盖件具有面向电动机的孔；一个用来包围电动机并兼带用来作为电动机轭架的基本上为圆筒形的零件；一个用来覆盖电动机背向小齿轮装置一端的盘状板，该盘状板设有至少一个轴向突出部以便与基本上为圆筒形件的一个端部的内表面接合，从而使盘状板和基本上为圆筒形件互相对齐；以及一个设在减速齿轮装置和电动机之间用来使减速齿轮装置和电动机互相分开的环状分隔器，该环状分隔器设有至少一个轴向突出部用来与基本上为圆筒形件另一端部的内表面接合，从而使环状分隔器与基本上为圆筒形件互相对齐，并使环状分隔器配装到配件的孔内。

这样，盘状板基本上为圆筒形件(轭架)。环状分隔器和盖件便可在轴向上互相对齐而不必依靠轭架的外表面，因此，轭架的外表面得以用较低的精度制成。这就可以消除需要添加的机加工工步或用高精度来精加工轭架的外表面，从而可简化制造过程并降低轭架的制造费用。

为了简化制造过程并降低制造成本，盘状板的至少一个轴向突出部和环状分隔器最好用金属板在压力机中冲制而成。当分隔器是用导电材料如金属制成时，连接到直流电动机的负极电刷上的引线例如可用点焊连结到分隔器的至少一个轴向突出部上，并从那里通过车体连接到蓄电池的负极端。点焊会在分隔器的一个突出部的背侧(或面向减速齿轮装置的一侧)造成缺陷。但由于轴向突出部是在压力机上冲制而成，因此可在每一轴向突出部的背侧制出一个凹腔，这样，由点焊在突出部背侧造成的缺陷就不会影响环状分隔器的布置。

按照本发明的内燃机起动器通常还具有一个由树脂材料制成的电刷座支撑用来夹持直流电动机的电刷，该电刷座支撑被插置在分隔器和基本上为圆筒形件之间。在这种情况下，电刷座最好制有一个从其外周沿径向向外伸出的舌。在装配起动器时，该舌被压入到分隔器和基本上为圆筒形件的一端之间，从而可防止电刷座支撑的扭曲。环状分隔器的至少一个轴向突出部最好为多个沿圆周互相间隔开的轴向突出部使轴向突出部不会妨碍电刷座支撑的舌。

下面本发明将结合附图详细说明，其中：

图1为按照本发明设计的发动机起动器的总体的剖视图；

图2为图1中挡止器的一部分的放大而概略的透视图；

图3为用来示出分隔器和轭架之间的接合的放大的剖视图；

图4为图1所示分隔器的前视图；及

图5为示出连结在分隔器上的电刷座支撑的前视图。

图1一般地示出按照本发明构造的设有减速齿轮装置的发动机起动器，图中上半部示出起动器不操作时的状态，而下半部示出起动器操作时的状态。应该注意到在图1中所示构造零件都是以能较清楚地显示来选择它们各自的剖面的，因此这些剖面并不需要在同一平面上。这个起动器1能产生起动一台内燃机所必需的转矩。该起动器具有一台设有行星减速齿轮装置2的电动机3、一根通过减速齿轮装置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6、一个用来选择通到电动机3上的电力线的开通和关断的开关装置7和一个用来使小齿轮6沿轴向移动的螺线管装置9。

电动机3为一公知的整流子型直流电动机，其转子轴10在其右端可绕枢轴旋转地被支承(被枢支)在底板11的中心，而在其左端被枢支在一根输出轴4右端的中心，该输出轴4与转子轴10设置在同一轴线上。

减速齿轮装置2设在电动机3的顶板12的内表面上。减速齿轮装置2具有一个在转子轴10的邻近输出轴4的部分上制出的中心齿轮13，多个与中心齿轮13啮合的行星齿轮14，和一个沿顶板12的内周制出而与行星齿轮14啮合的内齿环齿轮15。一块支承着行星齿轮14的支承板16被连结到输出轴4的右端，而输出轴被枢支在顶板12的中心。

在顶板12上连结着一个齿轮盖(或盖件)17(，该盖兼带用作将起动器装到发动机上的固定支架。输出轴4的左端被齿轮盖17在壁内表面的中心部枢支着。

输出轴4中部的外周表面通过一个螺旋花键19与单向滚柱离合器5的离合器外件的内周表面接合，离合器外件18通常被一返回弹簧21推向右方，返回弹簧21被插置在螺旋花键19连接到输出轴4上的连接部分18a与固定在输出轴4左端部上的挡止板20之间，并被接纳在离合器外件18的内周面上制出的套筒18b的内周表面与输出轴4的外周表面之间所形成的环状间隙内。

单向滚柱离合器5的离合器外件18与离合器内件22以在轴向上固定但可自由旋转的关系接合。离合器内件22的左端的外周面与上述小齿轮6制成一体，而该小齿轮与发动机的环齿轮23啮合并驱动它。与小齿轮6制成一体的离合器内件22以既可自由旋转又可沿轴向移动的关系配装在输出轴4的左端。

在齿轮盖17的中部固定着供电线圈24，该线圈包围着由非磁性材料制成的输出轴4。供电线圈24本身又被轭架包围着，轭架由一个环状盘26和一个设有环绕输出轴4的内突缘25a的杯状保持器25构成。在供电线圈24内周面与输出轴4的外周面之间形成的间隙内以同一轴线并可互相沿轴向滑动的方式设有衔铁(armature)外件27和衔铁内件28，两者均由铁磁性材料制成。衔铁件27和28的左端对着保持器25的内突缘25a的中心部的内表面，而内突缘25a的中心部用作衔铁件27和28的一个极。

有一环状连接板29被配装在衔铁外件27右端外周的周围，还有一连接杆38从连接板29的外周部沿轴向伸出穿过电动机3的顶板12。在该连接杆38的伸出端连结着设在电动机3的整流子31附近的开关装置7的一块可移动的接触板8，该板以在轴向可移动的方式安装在连接杆38上，并被一螺旋弹簧浮动地支承着。

在本实施例中，环绕整流子31(最好参阅图5)设有四个电刷座33a。这些电刷座33a被整体地制在一个电刷座支撑33内，该支撑由合成树脂材料制成并被牢固地装在电动机壳体(或轭架)44与齿轮盖17之间，后面还要详述。开关装置7有一固定的接触板34被固定到电刷座支撑33上而上述可移动的接触板8这样设置使它能与固定的接触板34接合和脱离接合。

当小齿轮装置在轴向移动时，为了防止包括单向滚柱离合器5和小齿轮6的小齿轮装置的右端表面与保持器的左端表面碰撞，可将由树脂材料制成的环状挡止板30插置在其间。如图2所示，挡止板30在其外周面上设有多个沿径向向外伸出的舌30a。在每一舌30a面向离合器外件18的表面上制有一个突部30b。每个舌30a在与形成突部30b的一侧反对的另一侧是中空的，因此当从径向看去，每一舌30a具有“ ”形。这可使舌30a得到轴向弹性。齿轮盖17在其内周面上制有多个凹腔17a，这些凹腔与舌30a对齐并接纳它们。

衔铁外件27总是被一返回弹簧35向右推动，该弹簧被插置在衔铁外件27和供电线圈24保持器25的内突缘25a之间，并且通常是处在将开关装置7的可动的和固定的接触板互相隔开的中立位置。

衔铁内件28总是被一螺旋弹簧36相对于顶板12而向左推动，该弹簧36比离合器外件的返回弹簧21软弱。衔铁内件28被连接到一个由非磁性材料制成的移动件上，该移动件的左端与离合器外件18的右端啮合。供电线圈24通过一个设在开关装置7内的连接件电连接到图上没有示出的点火开关上。开关装置7的固定接触板34通过一个电力终端电连接到图上没有示出的蓄电池的正极端，并有一对连接到一对正极电刷上的猪尾状引线40a被连结到开关装置7的可动接触板8上。一对负极电刷4l破设置在与正极电刷相反对的线性对称的位置上。这些负极电刷4l用的猪尾引线40b被连接到金属的环状分隔器(或中心板)43上(分隔器将在后面说明)，并通过齿轮盖17和图中没有示出的车体连接到蓄电池的负极端上。开关装置7设在正极电刷侧旁的空间内。

金属环状分隔器43被插置在顶板12和整流子31之间以便将减速齿轮单元2与电动机3分隔开来。分隔器43的中心部有一向整流子31伸出的圆筒形部43a，其内周面可接纳转子轴10的外周面并在其间形成一个狭小的间隙。圆筒形部43a的自由端被接纳在整流子31的轴向端面上制出的凹腔3la内，以防止油脂从减速齿轮装置2上泄出到整流子31上。

如图1所示，端板11用延伸通过轭架44和分隔器43的贯穿螺栓45连接到齿轮盖17上。虽然图1所示只有一根贯穿螺栓45在发动机起动器1的下部沿轴向延伸，但这是为了说明，实际上是有两根贯穿螺栓45在发动机分隔器1的两个侧部延伸。轭架44的右端被配装在底板11上所制出的轴向突出部11a上，使轭架44的右端部的内表面与轴向突出部11a的外表面接合。如图3所示，该图示出一个与图1不同的剖视图，轭架44的左端被配装在分隔器43上制出的轴向突出部43b上(图4)，其中轭架44左端部的内表面与轴向突出部43b的外表面接合。然后分隔器43被配装在齿轮盖17的孔内，并被该孔周围制出的内阶梯部接合，其中分隔器43的外表面43c与齿轮盖17的内表面接合。这样，通过将轭架44配装在分隔器43和底板11上制出的轴向突出部上，分隔器43、轭架44和底板11就可在轴向上对准，同时，通过将分隔器43配装在齿轮盖17的孔内，齿轮盖17和分隔器43就可在轴向上对准。因此，轭架44并不配装到齿轮盖17内，从而轭架44的外表面只是向外暴露而已，并不用于对准，这样，轭架44我外表面便可不需要高精度制造，从而可使轭架的制造容易进行。

底板11上的轴向突出部11a和分隔器43上的轴向突出部43b都可在压力机上用金属板冲制底板11和分隔器43时制出。这样，用于对准的轴向突出部11a和43b以及分隔器43的外表面43c便可用足够的精度和低廉的成本制出。虽然轴向突出部还可用其他方法制出，如将分开的零件粘结到底板11和分隔器43上或用机加工将它们制出的方法。

图4为环状分隔器43的前视图。如图所示，分隔器43在其两侧具有两个沿径向缩进的部分，贯穿螺栓45可通过该部分而沿轴向延伸。图5为示出电刷座支撑33连结到环状分隔器43上的前视图。电刷座支撑33是用设在分隔器43的缩进部的卡爪43d固定在环状分隔器43上的。从四个电刷座33a中每一个的外周有一舌33b沿径向向外伸出。在装配的状态下，如图1所示，这些舌33b被压入到轭架44和分隔器43的端头上的相应的缩进部分内，这样就可防止由树脂材料制成的电刷座支撑33的扭曲。分隔器43的轴向突出部43b在圆周上互相分开，因此它们不会与电刷座支撑33的舌33b相干涉。这样，设置轴向突出部43b对电刷座支撑33的连结不会有不利的影响。成对负极猪尾引线40b用点焊被连结到最下面的轴向突出部43b上。点焊可在突出部43b的背侧(或面向减速齿轮装置2的一侧)造成缺陷。但由于每一个轴向突出部43b包括最下面的一个都是在压力机上冲制的，因此可在背侧制出凹腔，这样由点焊在背侧造成的缺陷便不会影响到环状分隔器43的布置。

下面说明上述发动机起动器的操作。在不操作的状态下，因为没有电流供给供电线图24，衔铁外件27在返回弹簧35的弹簧力的作用下处在其极右位置。同时被返回弹簧21推动的离合器外件18处在其极右位置。与它在一起的还有离合器内件22，而该内件与小齿轮6、移动件37和衔铁内件28成为一个整体，结果小齿轮6就与环齿轮23脱离接合。

当将点火开关转到发动机起动位置时，电流被供到供电线圈24上使它磁化。一旦供电线圈24被磁化，传导磁力线的磁路就在衔铁内件和外件27和28中被建立起来，从而使衔铁内件和外件27和28向左移动。衔铁外件27由于它离开保持器25的内突缘25a的中心部(极)比衔铁内件28近，因此它在衔铁内件28之前移动。结果虽然没有在图上示出，可移动的接触板8就移动到与固定接触板34接触，其中可动接触板8与衔铁外件27连结，电动机3的电刷的猪尾引线40a连接到衔铁外件27上，而固定接触板34连接到蓄电池上。从而又使蓄电池的电力供到电动机3上，于是转子轴10被转动。

在衔铁外件27的右端有一个整体制出的外突缘27a，当这个外突缘与环状盘26接触时，衔铁外件27就被挡止不再移动，在其左端面和内突缘25a的中心部之间形成一定的间隙。

当转子轴10转动时，其旋转速率被减速齿轮装置2减小并被传送到输出轴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，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，受到供电线圈24的向左吸引力和来自螺旋弹簧36的压力的衔铁内件28开始向左移动、通过移动件37施加在离合器外件18上的力为一轴向力。

这个轴向力推动离合器外件18克服返回弹簧21的返回力而向左移动，而与离合器内件22成为一体的小齿轮6因此也与离合器外件18接合，并被推向左方。一旦离合器外件18与挡止板20啮合，而小齿轮6与环齿轮23完全啮合，输出轴4的转动就被传送到环齿轮23上并使发动机起动，在这一点上，衔铁内件28的左端面与保持器25的内突缘25a的中心部接合，并在移动件37的左端面与中心部之间形成一个小的间隙，其中移动件37已与衔铁内件28和离合器外件18成为一体地移动。由于衔铁内件28在与保持器25的内突缘25a的中心部接合时，接受到供电线圈24的最大吸引力，因此即使当小齿轮6受到一个趋向使它与环齿轮23脱离接合的力，离合器外件18的向右移动也会被移动件37阻止，并且小齿轮6也被阻止从环齿轮23上离开。

在衔铁内件和外件27和28移动过整个行程后使它们保持固定所需的电流要比开始使它们移动所需的电流小得多。换句话说，利用螺旋花键19的轴向力来使单向滚柱离合器5连同小齿轮6的运动起动后，对供电线圈24的输出要求便可降低，由此供电线圈24的尺寸也可相应减小。一旦发动机已被起动，并且发动机转速超过小齿轮6的转速时，小齿轮6借助于单向滚柱离合器5可以开始空转，其方式与传统的发动机起动器相同。

当供给供电线圈24的电流停止后，由于作用在离合器外件18上的返回弹簧21的返回力，和作用在衔铁外件27上的返回弹簧35的返回力，小齿轮6便与环齿轮23脱离连接，电动机3就被停止。

这样，在按照本发明的发动机起动器中，轭架的外表面并不用来在轴向上对准齿轮盖、分隔器、轭架和底板，因此不需要象内表面那样用高精度制造。这样便可导致较容易和较简单的制造方法，从而可降低发动机起动器的制造成本。在分隔器和底板上制出的用来配装轭架的轴向突出部可在压力机上用足够的精度由金属板在冲制分隔器和底板时一起制出，从而可防止这些零件的制造成本增加。分隔器上的突出部在圆周上互相间隔开，因此它们不会妨碍发动机起动器的其他零件的布置。

虽然本发明已就其较优实施例进行说明，但显然对本行业的行家来说是可能在不离开本发明在所附权利要求所列出的范围内作出各种改变和修改的。

Claims (6)

1.一种内燃机用的起动器，具有：

一台直流电动机；

一根输出轴；

一个通过花键连接到输出轴上的小齿轮装置；

一个设在小齿轮装置和电动机之间的减速齿轮装置，以便用来通过输出轴将电动机的输出传送到小齿轮装置上；

一个轴向移动该小齿轮装置使其与该内燃机的环齿轮啮合的螺线管装置；

一个至少能包围小齿轮和减速齿轮装置的盖件，该盖件具有面向电动机的孔；

一个用来包围电动机并兼带用来作为电动机轭架的基本上为圆筒形的零件；

一个用来覆盖电动机背向小齿轮装置一端的盘状板，该盘状板设有至少一个轴向突出部以便与基本上为圆筒形件的一个端部的内表面接合，从而使盘状板和基本上为圆筒形件互相对齐；以及

一个设在减速齿轮装置和电动机之间用来使减速齿轮装置和电动机互相分开的环状分隔器，该环状分隔器设有至少一个轴向突出部用来与基本上为圆筒形件另一端部的内表面接合，从而使环状分隔器与基本上为圆筒形件互相对齐，并使环状分隔器配装到配件的孔内。

2.按照权利要求1所述的内内燃机起动器，其特征为，盘状板及其至少一个轴向突出部是用压力机冲压的方法制成的。

3.按照权利要求1所述的内燃机起动器，其特征为，环状分隔器及其至少一个轴向突出部是用压力机冲压的方法制成的。

4.按照权利要求3所述的内燃机起动器，其特征为，分隔器由导电材料制成，而连接到直流电动机的负极电刷上的引线被连结到分隔器的至少一个轴向突出部上。

5.按照权利要求1所述的内燃机起动器，其特征为，由树脂材料制成的电刷座支撑用来夹持直流电动机的电刷，该支撑被插置在分隔器和基本为圆筒形件之间并从其外周面沿径向向外伸出一舌，在起动器的装配状态下，该舌被压入到分隔器和基本为圆筒形件的一端之间。

6.按照权利要求5所述的内燃机起动器，其特征为，环状分隔器的至少一个轴向突出部为在圆周上互相间隔开的多个轴向突出部，这些轴向突出部不会与电刷座支撑的舌干涉。

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