CN1255922C - 电起动装置及其螺线管 - Google Patents

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Abstract

一种用于内燃机上的起动电动机，具有惯性式小齿轮机构和轴向螺线管(34)，设置螺线管(34)以阻止在内燃机起动中小齿轮(48)跳出。

Description

电起动装置及其螺线管
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的惯性驱动式起动电动机。
背景技术
惯性驱动式起动电动机在打开电动机开关时依靠小齿轮或离合器的惯性抵抗弹簧力而驱动小齿轮从停止位置转变为啮合位置。这种电动机驱动虽已被成功地应用，但会产生误起动现象，由此通过正起动的内燃机的突然转动而使小齿轮过早脱离啮合，这种情况不仅发生在起动电动机起动的时候，而且也发生在内燃机熄火或未开始点火的时候。这类误起动使起动电动机脱开啮合，从而要求重新开始起动顺序。还会发生小齿轮也会跳出或抽出，这是小齿轮啮合发动机环状齿轮时沿轴摆动的状态，以及可以导致完全脱离啮合的状态。
因此，需要有用于惯性驱动的正向啮合机构。这类驱动已公开的两种方式参见US2923162和US4502429。US4502429所述的装置结构很复杂，US2923162所述的装置惯性驱动不是由固定机构协助的。
发明内容
本发明一方面提供一种用于内燃机的电起动装置，包括：电动机，该电动机具有外壳和贯穿外壳延伸的可转动电枢轴，该轴带有螺旋状花键部；小齿轮，安装小齿轮以与内燃机环状齿轮可选择的进行啮合；离合器组件，用于传递该轴与该小齿轮间的扭矩，该离合器组件具有主动部和从动部，主动部带有与该轴的螺旋状花键部相啮合的内螺旋状花键部，从而使在该轴与该主动部间的相对转动运动产生离合器组件沿该轴的轴向运动，小齿轮被安装，用于随该从动部转动；以及螺线管，用于保持小齿轮与环状齿轮的啮合，其特征在于：螺线管具有螺旋状线圈和管状插棒式铁心，且位于电动机壳与离合器组件之间的该轴上，管状插棒式铁心在第一末端具有径向伸展凸缘，第一末端被安置成吸向线圈，而且，插棒式铁心具有紧靠在或被连接到离合器组件的主动部的第二末端。
本发明第二方面提供一种螺线管，外壳；帽体，装在外壳上并限定内部空间，外壳和帽体各带有限定于具有轴的通道间的通孔；轴承，装在外壳中的通孔上，并带有与该通道共轴的通孔；螺旋状线圈，其被容纳在外壳之内，并且位于所述轴承上；插棒式铁心，具有沿该通道轴向伸展的管体，且可滑动地安装在该轴承的通孔中，该插棒式铁心在管体第一末端具有径向伸展的凸缘。
附图说明
参照附图用举例的方式说明最佳实施例，其中：
图1给出了发明最佳实施例的起动电动机；
图2是图1所示电动机的剖面图；
图3是图2所示驱动机构的放大剖面图；
图4是与图3类似的驱动机构处于另一啮合位置中的视图；
图5是构成部分驱动机构的螺线管的分解图。
具体实施方式
图1显示用于内燃机的起动装置。该起动装置包括具有驱动轴14的电动机12和小齿轮机构。小齿轮机构具有螺线管34和小齿轮48，螺线管34装在电动机的端板22上，小齿轮48可沿轴14移动。
图2是图1所示起动电动机的纵剖面图。电动机12是DC永磁式。电动机12具有支撑永磁铁20的外壳18。端板22支撑装有电动机轴14的轴承24。该轴支撑绕组电枢26和转换器28，转换器28是由四个导刷30供电的。把两个导刷连接到电动机的单接线柱上，另两个导刷连接到起接地线柱作用的外壳18上。
在电动机外壳外侧，轴14的伸出端上是小齿轮机构，该小齿轮机构详见图3和图4。小齿轮机构具有小齿轮48、超越离合器40和螺线管34。小齿轮48可在图3所示啮合位置与图4所示啮合位置间沿轴14移动。在啮合位置中，小齿轮啮合着环状齿轮的齿牙，从而起动内燃机(图中未示出)。
把超越离合器ORC40配置在小齿轮48与螺线管34之间，并安装在轴14上的螺旋花键42上。ORC具有主动部44和从动部46，主动部与花键42啮合，从动部46与小齿轮48成一体，由单向离合机构50把主动部与从动部连在一起，离合器机构50只在一个方向上使从动部46关于主动部44转动。
图5表示螺线管34的分体形式。螺线管34具有帽体60、插棒式铁心38、线圈36、轴承66和外壳68。外壳68容纳着线圈36，并带有放置线圈导线72的线槽70。导线72直接连接到电动机接线柱(图2中的32)上以便由电动机供给螺线管电压。橡胶垫孔眼74引导导线72穿过线槽70并密封线槽72以防止水分和灰尘进入。线圈的另一端(图中未示出)直接固定到螺线管外壳上。线圈36位于轴承66上并被压到轴承66上而得以支撑。轴承66的一端装在经过外壳68的轴孔上。轴承66的另一端具有凸缘来支撑线圈36以防轴向移动。插棒式铁心38具有轴向延伸着的管部76，管部76在轴承66中滑动并位于轴14上。凸缘78从管部76的一端径向延伸。帽体60覆盖着位于外壳68与电动机端板22之间的围绕插棒式铁心38的空间。帽体扭在外壳上以封闭螺线管。螺线管用两个穿过电动机端板22的螺钉固定到电动机上，并扭进帽体60。
当起动螺线管时，磁场朝着线圈36将凸缘78吸引到外壳68的径向壁上。在非啮合位置中插棒式铁心上的力并不很强，但在啮合位置中，凸缘78邻近线圈36，并牢固固定在需要强力的地方。插棒式铁心紧靠ORC的主动部44，使ORC相对插棒式铁心绕轴转动。另外，如果需要的话，插棒式铁心也可以与ORC配对或固定到ORC上，以便插棒式铁心与ORC一起转动。
返回来看图3和4，螺母52拧在轴14的末端。阻移弹簧54在小齿轮48与螺母52之间伸展，以便将小齿轮48偏压到非啮合位置。垫圈56装在弹簧54与螺母52之间用作弹簧54的垫座。在弹簧的另一端，套筒或垫片58形成垫座保护弹簧54使小齿轮48在轴向无显著扭力的条件下挤压弹簧54的同时绕轴14转动，这种扭力会导致弹簧54在轴14上不动或松开而影响其弹性。
当接通电动机12时，轴14开始转动。由于ORC40的惯性，ORC40最初的转动不能象轴14一样快，随着轴14相对ORC40的转动，通过螺旋状花键42使ORC40逆着阻移弹簧54的推力而轴向向右移动。移动到最后时，ORC40朝向轴14的末端移动到啮合位置，如图4所示，使用中小齿轮48与被起动着(未示出)的内燃机飞轮上的环状齿轮齿牙啮合。此时阻移弹簧54受到挤压。当电动机开关接通时，把电力供给螺线管34，引起插棒式铁心38相对轴轴向移到右边，依靠ORC40的挤压，协助惯性移动，并阻止小齿轮48从环状齿轮上跳出或脱开啮合，从而在啮合位置中正向保持小齿轮48，直到起动电动机的电源开关关闭为止。
一旦切断电源，螺线管34释放插棒式铁心38，使插棒式铁心38返回到非啮合位置。如果内燃机此时已被起动，那么，因ORC40的作用，与环状齿轮啮合着的小齿轮48将会转动得比电动机轴快。通过绕螺旋状花键42上轴14转动，在阻移弹簧54的作用下，ORC此时会轴向移动。
如果内燃机还没有起动，一旦起动电动机停止转动，小齿轮48将会在阻移弹簧54的作用下自由滑动而脱离与环状齿轮的啮合。因此，ORC40和小齿轮48返回到非啮合位置，准备下次起动。
这里说明的只是最佳实施例，对本领域的普通技术人员来说很显然可以有各种变形，所有这样的变形和改变构成了由附加权利要求所限定的本发明的组成部分。

Claims (8)

1、一种用于内燃机的电起动装置，包括：
电动机(12)，该电动机具有外壳(18)和贯穿外壳延伸的可转动电枢轴(14)，该轴(14)带有螺旋状花键部(42)；
小齿轮(48)，安装小齿轮(48)以与内燃机环状齿轮可选择的进行啮合；
离合器组件(40)，用于传递该轴(14)与该小齿轮(48)间的扭矩，该离合器组件(40)具有主动部(44)和从动部(46)，主动部(44)带有与该轴(14)的螺旋状花键部(42)相啮合的内螺旋状花键部，从而使在该轴(14)与该主动部(44)间的相对转动运动产生离合器组件(40)沿该轴(14)的轴向运动，小齿轮是(48)固定的，用于随该从动部(46)转动；以及
螺线管(34)，用于保持小齿轮(48)与环状齿轮的啮合，
其特征在于：螺线管(34)具有螺旋状线圈(36)和管状插棒式铁心(38)，且位于电动机壳(18)与离合器组件(40)之间的该轴(14)上，管状插棒式铁心(38)在第一末端具有径向伸展凸缘(78)，第一末端被安置成吸向线圈(36)，而且，
插棒式铁心(38)具有紧靠在或被连接到离合器组件(40)的主动部(44)的第二末端。
2、根据权利要求1所述的起动装置，其特征在于：螺线管(34)还包括
外壳(68)和帽体(60)，外壳(68)和帽体(60)装配在一起来限定内部空间；和
管状轴承(66)，其被装到外壳(68)上且引导插棒式铁心(38)穿过外壳(68)。
3、根据权利要求3所述的起动电动机，其特征在于：螺旋状线圈(36)装配到管状轴承(66)上。
4、根据权利要求4所述的起动电动机，其特征在于：管状轴承(66)带有凸缘，用于对螺旋状线圈(36)定位。
5、一种螺线管，包括：
外壳(68)；
帽体(60)，装在外壳(68)上并限定内部空间，外壳(68)和帽体(60)各带有限定于具有轴的通道间的通孔；
轴承(66)，装在外壳(68)中的通孔上，并带有与该通道共轴的通孔；
螺旋状线圈(36)，其被容纳在外壳(68)之内，并且位于所述轴承(66)上；
插棒式铁心(38)，具有沿该通道轴向伸展的管体(76)，且可滑动地安装在该轴承(66)的通孔中，该插棒式铁心(38)在管体(76)第一末端具有径向伸展的凸缘(78)。
6、根据权利要求5所述的螺线管，其特征在于：管体(76)的凸缘(78)处于由帽体(60)所限定的内部空间内。
7、根据权利要求5所述的螺线管，其特征在于：螺丝状线圈(36)位于轴承(66)上。
8、根据权利要求7所述的螺线管，其特征在于：轴承(66)在其一端具有径向伸展的凸缘，用于支撑螺旋状线圈(36)，防止轴向移动。
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