CN1298992C - 在单向离合器的离合器内部部分上具有止动器的启动器 - Google Patents

在单向离合器的离合器内部部分上具有止动器的启动器 Download PDF

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Abstract

在启动器(1)中，将马达(2)的旋转传送到输出轴(3)的单向离合器(4)具有离合器内部部分(4C)。离合器内部部分(4C)在内部周边具有凹的螺旋形花键(40b)。此外，离合器内部部分(4C)在与马达相对的侧面上的凹的螺旋形花键的前端具有止动器(16)。凹的螺旋形花键(40b)与形成在输出轴(3)的后端上的凸的螺旋形花键(3a)接合，使得输出轴(3)在轴向上可滑动。当输出轴(3)的凸的螺旋形花键(3a)接触止动器(16)时，凸的螺旋形花键(3a)和凹的螺旋形花键(40b)的相对旋转被限制，停止了输出轴(3)的轴向运动。此后，输出轴(3)不会接收推力。因此，支承输出轴(3)的前轴承(20)和前外壳(19)不太可能接收大的载荷。

Description

在单向离合器的离合器内部部分上具有止动器的启动器
技术领域
本发明涉及一种具有行星齿轮减速装置的启动器，该行星齿轮减速装置减小马达的转速，且将旋转传送到单向离合器的离合器外部部分。
背景技术
作为具有行星齿轮减速装置的启动器的一个例子，在JP-Y2-H6-23742中公开的启动器是已知的。如同2所示，该启动器具有行星齿轮减速装置120、单向离合器、输出轴150和小齿轮160。该行星齿轮减速装置120减小马达100的转速，且将旋转传送到单向离合器的离合器外部部分110。输出轴150通过螺旋形花键140可滑动与单向离合器的离合器内部部分130的内部周边接合。小齿轮160设置在相对于马达100的侧面上的输出轴150的端部上。在启动发动机中，小齿轮160与输出轴150一起移动到图2中的左侧，从而与发动机的环形齿轮啮合。
在启动器中，输出轴150移动到左侧，同时沿着螺旋形花键140旋转。当形成在输出轴150上的止动器170撞击支承在外壳180中的轴承190的侧面上时，输出轴150的轴向运动被停止了。在该结构中，在止动器170撞击轴承190以后，通过螺旋形花键140施加到输出轴150上的推力可能很大地施加到轴承190和外壳180。结果，轴承190和外壳180可能被损坏。
此外，通过当止动器170撞击轴承190时产生的反作用力，单向离合器在马达100的方向受到推力，也就是朝图2中的右侧。该推力可以导致单向离合器工作的故障和旋转的减小。
发明内容
本发明是在考虑了前述的情况下进行的，本发明的目的是提供一种启动器，在输出轴的轴向向前运动停止以后，该启动器由于螺旋形花键可以减小推力。
根据本发明，启动器具有产生旋转力的马达、减小马达转速的行星齿轮减速装置，以及将旋转力从行星齿轮减速装置传送到输出轴的单向离合器。该单向离合器包括离合器外部部分、滚子和离合器内部部分。转矩从离合器外部部分通过滚子传送到离合器内部部分。离合器内部部分在其内部周边壁上形成凹的螺旋形花键，且输出轴形成与凹的螺旋形花键接合的凸的螺旋形花键。该输出轴设置为通过螺旋形花键在离合器内部部分的内部周边中可以移动。
此外，该离合器内部部分在其内部周边上具有止动器。该止动器设置为容纳输出轴的螺旋形花键的端部，同时输出轴在与马达相对的方向中移动，从而停止输出轴的运动。
因此，当凸的螺旋形花键的端部接触止动器时，在凸的螺旋形花键和凹的螺旋形花键之间的相对旋转被限制，从而停止输出轴的运动。由于螺旋形花键的相对旋转被限制，输出轴不太可能受到推力。此外，支承输出轴的轴承，以及外壳不太可能受到大的载荷。
附图说明
通过参考附图，从下面的详细描述中，本发明的其它目的、特征和优点将更加明显，其中：
图1是根据本发明的实施例的启动器的截面图；以及
图2是已有技术的启动器的截面图。
具体实施方式
本发明的一个实施例将在下面参考附图来描述。
如同1所示，本实施例的启动器1包括马达2、输出轴3、单向离合器4、小齿轮5、变速杆6、电磁开关7等。马达2产生旋转力。行星齿轮减速装置减小马达2的转速。单向离合器4传送旋转到输出轴3，转速通过行星齿轮减速装置减小。小齿轮5设置在输出轴3上。电磁开关7接通和断开电流源到马达2，且通过变速杆6在轴向上移动输出轴3。
马达2是直流马达。当容纳在电磁开关7中的马达接触件(没有显示)关闭时，马达2的电枢8接收来自车载电池的电力供给，因此电枢8产生旋转力。
行星齿轮减速装置具有恒星齿轮9、内齿轮10和多个行星齿轮11。恒星齿轮9形成在马达2的旋转轴8a上。内齿轮10采用环形的形式，且设置为与恒星齿轮9同中心。行星齿轮11设置为与恒星齿轮9和内齿轮10啮合。来自电枢8的转速通过行星齿轮11的旋转(旋转运动和回转运动)来减小。行星齿轮11由齿轮轴12可旋转地支承，该齿轮轴12由托架13保持。行星齿轮11的回转运动被传送到托架13。
单向离合器4是滚子型的离合器，其通常用于启动器中。单向离合器4包括离合器外部部分4A、滚子4B和离合器内部部分4C。离合器外部部分4A设置为托架13的一部分，且与行星齿轮11的回转运动同步旋转，也就是，与通过行星齿轮减速装置减小速度的旋转一起旋转。
托架13提供分离的壁部分。如图1所示，该分离的壁部分在径向上延伸到马达2的旋转轴8a和输出轴3之间的离合器外部部分4A的外部直径。这样，托架13采用袋或者帽的形式来包围单向离合器4和输出轴3的后端(图1中的右端)。此后，为了说明的目的，图1中的左侧称为启动器1的前侧，图1中的右侧称为启动器1的后侧。
滚子4B设置在凸轮室(没有显示)中，该凸轮室限定在离合器外部部分4A内部周边中。滚子4B保持在离合器外部部分4A的内部周边壁和离合器内部部分4C的外部周边壁之间。当离合器外部部分4A旋转时，滚子4B从离合器外部部分4A传送转矩到离合器内部部分4C。
离合器内部部分4C在其前端(图1中的左侧)形成轴承部分40a，且是在与马达2相对的侧面上。轴承部分40a的位置离小齿轮5的距离比离滚子4B以及离合器内部部分4C相对于轴向方向的接触面的距离更近。离合器轴承14设置在轴承部分40a的外部周边。离合器内部部分4C通过轴承14可旋转地支承在中心容器15中。凹的螺旋形花键40b形成在离合器内部部分4C的内部周边上。该凹的螺旋形花键40b通过扭转过程由冷锻形成。此外，止动器16形成在轴承部分40a的内部周边上，用于限制输出轴3的前进的位置。
中心容器15包围行星齿轮减速装置和单向离合器4。中心容器15连接到马达轭状物17的前端。中心容器15通过贯穿螺栓18固定到前外壳19和端部盖子(没有显示)。
输出轴3通过前轴承20可旋转地支承在前外壳19中。凸的螺旋形花键3a形成在输出轴3的后端部分上。输出轴3插入离合器内部部分4C的内部周边，使得凸的螺旋形花键3a与凹的螺旋形花键40b接合。这样，输出轴3通过螺旋形花键3a、40b的相对旋转在轴向方向可以移动。密封件21设置在轴承20的轴向前端(图1中的左端)，用于限制水和灰尘进入外壳19。密封件21例如是油密封。
小齿轮5连接到输出轴3的前端，输出轴3从轴承20轴向向前突出。小齿轮5通过花键与输出轴3接合，且与输出轴3一起可旋转。小齿轮5通过小齿轮弹簧22保持在偏压向前的状态，也就是，朝着图1的左侧，且与圈23接触，该圈23设置在小齿轮5的轴向向前。
电磁开关7具有通过启动开关(没有显示)的切换操作来导电的线圈24、设置为在线圈24内部往复运动的柱塞25等。当线圈24被激励，柱塞25被吸引到图1的右侧，同时压缩弹簧26，如图1中由中心线CL2所示。随着柱塞25的运动，通过钩子27连接到柱塞25的变速杆6工作，所以输出轴3被推向前，也就是，在与马达相对的方向，且马达接触件关闭。
接下来描述启动器1的工作。
当电磁开关7的线圈24被激励时，柱塞25被吸引，输出轴3通过变速杆6在与马达相对的方向中被推动。凸的螺旋形花键3a沿着凹的螺旋形花键40b滑动，所以输出轴3相对于离合器内部部分4C运动到前侧，同时旋转。在小齿轮5接触发动机的环形齿轮28以后，输出轴在小齿轮弹簧22被压缩的状态下临时停止。
另一方面，当马达接触件由柱塞25的运动关闭时，电枢8被导电，且开始旋转。在转速被行星齿轮减速装置减小以后，电枢8的旋转被传送到离合器外部部分4A。此外，转矩通过滚子4B从离合器外部部分4A被传送到离合器内部部分4C。结果，离合器内部部分4C旋转，且离合器内部部分4C的旋转被传送到输出轴3。当输出轴3旋转到小齿轮5可以与环形齿轮28啮合的位置时，输出轴3由于受到推力再次在与马达相对的方向中运动。当输出轴3的凸的螺旋形花键3a前端与离合器内部部分4C止动器16接触时，输出轴3停止，如图1中的中心线CL1所示。
因此，小齿轮5被小齿轮弹簧22的反作用力推动，且与环形齿轮28啮合，输出轴3的旋转被传送到环形齿轮，从而曲柄转动发动机。
在曲柄转动发动机以后，当启动开关关闭时，到线圈24的电力供给被停止，且磁力，也就是吸引力消失。因此，柱塞25通过受到弹簧26的反作用力而被推回原始位置，如上在图1中的中心线CL2所示。通过柱塞25的返回运动，马达接触件打开，从而停止到电枢8的电力供给。
当柱塞25返回原始位置时，输出轴3通过变速杆6返回图1中的右侧，如上在图1中的中心线CL1所示。在小齿轮5从环形齿轮28分离以后，输出轴3的轴向后端接触托架13的端面，所以输出轴3的运动被停止。
在启动器1中，止动器16设置在离合器内部部分4C上，凹的螺旋形花键40b形成在离合器内部部分4C上。当凸的螺旋形花键3a的前端接触止动器16时，凸的螺旋形花键3a与凹的螺旋形花键40b的相对旋转被限制。通过这样，输出轴3的轴向运动停止。由于螺旋形花键3a、40b的相对旋转被限制，所以输出轴3不会受到推力。因此，支承输出轴3的前轴承20、前外壳19等不太可能受到大的载荷。
此外，离合器内部部分4C的止动器16设置在轴承部分40a的内部直径侧上，其通过轴承14来支承。止动器16形成在相应于轴承14相对于轴向方向的位置。因此，当输出轴3的凸的螺旋形花键3a撞击止动器16时产生的载荷可以被轴承14直接接收。在这样的情况下，由于力矩载荷没有施加到轴承14，所以轴承14可以减小尺寸。此外，与轴承14和止动器16在轴向上分离地设置的情况相比，离合器内部部分4C的轴向长度可以在该实施例中减小。通过这样，启动器1的总的轴向长度可以减小。而且，启动器1的可安装性提高。
通常，通过滚压和拉削很难形成凹的螺旋形花键40b。在该实施例中，离合器内部部分4C的凹的螺旋形花键40b通过扭转过程由冷锻形成。因此，凹的螺旋形花键40b在低成本下容易地形成。此外，可以产生坚固的止动器16。
在启动器1中，它构造为使得旋转被传送到单向离合器4的离合器外部部分4A，该转速在行星齿轮减速装置中减小。因此，离合器外部部分4A设置为行星齿轮减速装置的托架13的一部分。也就是，离合器外部部分4A和托架13从单一件提供。如果托架13和离合器外部部分4A分开设置，那么将增加在转矩传送中的损耗。然而，在该实施例中，托架13和离合器外部部分4A从单一的部分提供，减小了转矩传送损耗，且减小了轴向长度。
此外，托架13采用袋或者帽的形式来覆盖单向离合器4和输出轴3的后端。因此，凹的螺旋形花键40b和凸的螺旋形花键3a的接合部分，也就是滑动部分大致完全从马达2分离。结果，在马达2中产生的刷粉末和齿轮的磨损粉末不太可能进入螺旋形花键3a、40b的接合部分。因此，可以充分维持离合器内部部分4C和输出轴3的可滑动性。而且，螺旋形花键3a、40b的油脂不太可能扩散。因此，螺旋形花键3a、40b的寿命增加。
此外，托架13起后退止动器的作用，当输出轴3在发动机启动以后返回时，托架限制输出轴3的轴向后退位置，也就是当启动器1停止时输出轴3的静止位置。因此，当停止输出轴3的向后运动时产生的冲击载荷可以由坚固的托架13接收。因此，不要求另外设置后退止动器。因此，结构简化。
本发明不限于上述的实施例，而且在不偏离本发明的精神下可以以其它方法实现。

Claims (8)

1.一种启动器(1)，其包括：
产生旋转力的马达(2)；
减小马达(2)的转速的行星齿轮减速装置；
单向离合器(4)，其具有接收来自行星齿轮减速装置的旋转的离合器外部部分(4A)、滚子(4B)和通过滚子(4B)接收来自离合器外部部分(4A)的转矩的离合器内部部分(4C)，该离合器内部部分(4C)在其内部周边上具有螺旋形花键(40b)；
具有与离合器内部部分(4C)的螺旋形花键(40b)接合的螺旋形花键(3a)的输出轴(3)，且设置为通过螺旋形花键(3a、40b)的相对旋转在离合器内部部分(4C)的内部周边中在轴向上可以移动；以及
设置在输出轴(3)上的小齿轮(5)，且可与输出轴(3)一起在与马达(2)相对的方向中移动，
其中，离合器内部部分(4C)在内部周边上设置有止动器(16)，且止动器(16)设置为当输出轴(3)在与马达(2)相对的方向中运动时接收输出轴(3)的螺旋形花键(3a)的端部，从而停止输出轴(3)的运动。
2.根据权利要求1所述的启动器(1)，其特征在于：
输出轴(3)的螺旋形花键(3a)是凸的螺旋形花键，以及
离合器内部部分(4C)的螺旋形花键(40b)是通过扭转过程由冷锻形成的凹的螺旋形花键。
3.根据权利要求1或者2所述的启动器(1)，其特征在于：
该离合器内部部分(4C)在相对于轴向方向与马达(2)相对的侧面上的一端具有轴承部分(40a)，其通过轴承(14)支承，以及
止动器(16)位于轴承部分(40a)的内部周边中。
4.根据权利要求3所述的启动器(1)，其特征在于：该轴承(14)设置在轴承部分(40a)的外部周边上。
5.根据权利要求1或者2所述的启动器(1)，其特征在于：
该输出轴(3)具有第一端和第二端，该第二端比第一端更靠近马达(2)，
离合器外部部分(4A)具有分离壁(13)，其在径向上延伸到马达(2)的旋转轴(8a)和输出轴(3)的第二端之间的离合器外部部分(4A)的外部直径，使得离合器外部部分(4A)覆盖单向离合器(4)和输出轴(3)的第二端。
6.根据权利要求5所述的启动器(1)，其特征在于：
该分离壁(13)设置为接收输出轴(3)的第二端的轴向端面，当输出轴(3)朝着马达(2)运动时，用于停止输出轴(3)。
7.根据权利要求5所述的启动器(1)，其特征在于：
该行星齿轮减速装置包括多个行星齿轮(11)，每个具有齿轮轴(12)，以及
分离壁作为托架(13)可旋转地支承齿轮轴(12)。
8.根据权利要求7所述的启动器(1)，其特征在于：该分离壁(13)和离合器外部部分(4A)形成为单一件。
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