CN1611767B

CN1611767B - 起动机

Info

Publication number: CN1611767B
Application number: CN2004100951944A
Authority: CN
Inventors: 青木修一; 梶野定义; 长谷川洋一
Original assignee: Denso Corp; Sawafuji Electric Co Ltd
Current assignee: Denso Corp; Sawafuji Electric Co Ltd
Priority date: 2003-10-30
Filing date: 2004-10-30
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2024-10-30
Also published as: JP2005133643A; CN1611767A; US20050115339A1; KR20050041942A; JP4249596B2

Abstract

本发明公开了一种起动机，其中制动片可以被非常容易的装配或替换。起动机中包括：电机，当电磁开关开启时电枢被通电，该电机起动；一个响应电磁开关开启操作的拨叉；一个与电机的环形齿轮相啮合的齿轮，在电机开启后它响应拨叉的驱动开始转动；一个花键连接的离合器，这样电机输出轴一端和齿轮轴一端的花键数目是另一端的两倍，以及一个和轴向运动相关的利用两倍关系的制动机构；和一个可拆卸地将制动片安在减速器输出轴的中心支架齿轮一端的壁表面上的锁定装置。

Description

起动机

技术领域

本发明涉及一种起动机，其被设置成在发动机启动后，当切断电机的供电时能够使电机的惯性转动快速停止，本发明还涉及其中制动机构的改进。

背景技术

图1是根据本发明的一个起动机实施例的基本部件剖面图。通过图1，首先对起动机中的电磁开关、电机、拨叉、齿轮及离合器之间的关系进行解释。

图中附图标记1表示起动机，2指电磁开关，3指齿轮，4指离合器外圈，5表示拨叉，6表示电机。

图1中，电磁开关2包括一个缠绕在中空的圆柱形绕线管21上的驱动线圈22，一个固定在该绕线管21中空部分的固定铁心23，一个可动地支撑于该绕线管21中空部分中的可动铁心24，一根固定在可动铁心24上的驱动轴25，其一端是接合部位25a，另一端是可动接触部位26、尾端28、28以及连接到该尾端28上的固定触点27、27。

图1中，电磁开关2中心线以上部分，显示的是驱动线圈22在断电时的状态，此时驱动轴25位于图中左侧位置，而可动接触部位26与固定触点27不接触。其中心线以下部分，显示的是驱动线圈22在通电时的状态，此时驱动轴25位于图中右侧位置，而可动接触部位26与固定触点27接触。

电磁开关2的构造如下所述。当车辆的点火开关(图中未示)开启，电池(图中未示)给驱动线圈22供电，此时驱动轴25移动到图中右侧位置。因此，与接合部位25a相连接的拨叉5的叉头部分绕其销轴73顺时针转动，此时该销轴为支撑点，如图中虚线部分所示。拨叉5的叉腿部位的滚轮56使得连在离合器外圈4上的换档部位42向图中左侧方向移动，而通过离合器滚柱4b固定到离合器内圈4a上的齿轮3被推向图中左侧，同时在花键的圆柱形部位41和螺旋花键44的作用下该齿轮缓慢转动。当齿轮3与发动机处的环形齿轮(图中没有给出)相啮合时，电磁开关2的可动接触部位26与固定触点27相接触，电机6启动，从而起动发动机。

图1中，在齿轮3、离合器外圈4、电机6的中心线以上，显示了齿轮3没有伸出时的状态，而中心线以下部分显示了齿轮3伸出时的状态。

当发动机(图中没有示出)起动后，电磁开关2的驱动线圈22断电，从而可动铁心24返回到图中左侧位置。可动接触部位26与固定触点27相断开，因此电机6的动力源被切断，拨叉5返回到初始位置，如图中实线所示。

附图标记17表示电机6的尾部支架，18指电机6的中心支架，19指制动片。同样，离合器外圈4的凸缘部位43的构造如下，当齿轮3回到不伸出状态时，凸缘43的尾端面与制动片19相接触，该制动片与电机6的输出轴以环状形式部分重叠，从而通过制动片19来停止电机6的惯性转动。这种当齿轮3回到不伸出状态时凸缘43的尾端面与制动片19相接触来停止电机6的惯性转动的构造是本发明涉及的结构部分。在接下来的图2到图5中，将对这部分的构造做更详细的解释。

在上面的论述中，描述了起动机1中的电磁开关2，齿轮3，离合器外圈4，拨叉5和电机6之间的关系。接下来，将对一个用在常规起动机中阻止齿轮3的轴向运动的制动机构的结构和用螺旋花键连接的离合器的制动机构的结构进行解释。

本发明中申请人曾提出过一种在日本公开特许公告No.2003-214304中公开的起动机。现将参考图6和图7对所述日本公开特许公告No.2003-214304中描述的起动机进行说明。图6是一个靠近常规起动机的离合器和减速器部位的局部剖视图，图7是沿图6A-A线的剖视图。

图6和图7中，构成起动机的电机152上的电枢轴153，通过减速器154同轴连接到输出轴155上，输出轴155通过轴承156转动支撑在中心支架157上。

减速器154是一个行星齿轮减速机构，由电枢轴153上的中心齿轮158、布置在中心齿轮158径向外围的环形内齿轮159和多个行星齿轮160等构成，其中中心齿轮158的转动受中心支架157控制，并且行星齿轮160与中心齿轮158和内齿轮159相啮合。行星齿轮160通过轴承161可转动的安装在支撑销162上，该支撑销固定在输出轴155电机侧的凸缘150上。

安装在输出轴155上的离合器163通过螺旋花键连接，这样它可以在轴向移动。当电磁开关2开启时，拨叉164倾斜，位于圆柱部分165上的滚轮使得离合器163向图6中左侧方向移动，而当电磁开关2进行关闭操作时，拨叉164返回初始位置，这样离合器又会向图6中右侧方向移动。与此同时，连接在离合器163上的凸缘部分166挤压一个图8中所示的环形制动件167。凸缘部分166也被用来作为阻止离合器163的轴向右运动的一个制动件，当发动机起动后也可以用来快速停止电机152的惯性转动。

制动件167布置在中心支架157上的轴承部分168内，如图7所示，通过铆接(staking)固定到轴承部分168。同样，如图8所示，制动件167上有一个凸起169，制动件167的转动通过凸起169与轴承部分168上的凹形部位170之间的配合受到控制。

日本专利公开号为58-23501的专利申请中公开了一种起动机，它包括有在离合器上用螺旋花键连接的制动机构。

图9是常规起动机的基本部件的局部前剖视图，其离合器包含有齿轮运动的制动机构，图10是图9中输出轴的透视图，图11是离合器外圈的局部剖视图。图12是图10中沿B-B线的剖视图，图13是图10中沿C-C线的剖视图。

从图9到图13，起动机171的离合器175包括一个离合器内圈182和一个离合器外圈184；离合器内圈182通过轴承180和181滑动地设置在输出轴174和机架箱176之间，输出轴174与齿轮179尾端形成一体；离合器外圈184通过多个连接件183与离合器内圈182与齿轮端相对的一边的外围相连接。如图11所示，在离合器外圈184一端的内圆周面上，五个螺旋花键185以72度的间隔形成在等角度位置处，相对于离合器外圈184的输出轴形成有以等角度位置分布的十个(整数的倍数)第二螺旋花键(螺旋花键凹槽)186。如图11到13所示，离合器外圈184内圆周面上的螺旋花键185之间的夹角为θ₁，容纳螺旋花键185的第一螺旋花键(螺旋花键槽)188之间的夹角为θ₂。另一方面，第二螺旋花键186之间的夹角为θ₃和θ₄，它们之间的关系是：θ₁＝θ₂＝θ₃＝θ₄。因此，图12中第二螺旋花键186的数目是第一螺旋花键188的二倍。

另一方面，187作为齿轮运动的制动机构，第一螺旋花键188以与离合器外圈184上的螺旋花键185的间隔相等的间隔形成，除去第一螺旋花键188后的剩余部分被用作齿轮运动制动机构的接触部分。第一螺旋花键188和第二螺旋花键186之间形成凹槽189，方便了第一螺旋花键188之间的第二螺旋花键186的加工。另一方面，第二螺旋花键186的尾端部分形成台阶部分190。这个台阶部分190提供了一个间隙，使得离合器外圈184上的螺旋花键185可以无接触的转动。图中附图标记172是电机，177是电磁开关，178是控制杆。

要配置一个上述离合器175，它的装配过程如下所述。以输出轴174为中心，离合器175从齿轮179一端嵌入，输出轴174处在中心位置，离合器外圈184上的螺旋花键185首先和第一螺旋花键188啮合，随着进一步向前运动，正如与第一螺旋花键188一样，与第二螺旋花键186的相同螺旋形状的键相啮合。再进一步向前时，离合器外圈184上的螺旋花键185脱离啮合状态进入台阶部分190。此时，通过使离合器外圈184向右或向左转过一个花键，离合器外圈184上的螺旋花键185将会朝向中间的花键，向左旋转就会与它们啮合。当转动时，离合器外圈184上的螺旋花键185返回一直到被齿轮制动机构中的187部分锁定。随后，齿轮179周围放置环夹192，至此完成了装配。

通过把含有不同数目键的第一螺旋花键188和第二螺旋花键186分开布置在输出轴174上，这样就提供了齿轮制动机构。起动机171输出轴174上的制动器是由带有离合器175的齿轮制动机构和在齿轮179边上的环夹192一起构成的。

另外，制动件是用在常规起动机里的用来阻止齿轮轴向运动的制动机构的构件，在日本实用新型延迟公开号为61-12976中公开的制动件通过一个扣环固定安装到齿轮轴上，齿轮轴的运动方向通过该制动件调节。

在该例中，图6到图8所示的常规起动机是通过铆接方式来安装制动器件167的，制动器件167首先通过凿缝部分200连接到输出轴155的轴承部分168上。这样做的理由是如果假定制动器件采用花键数目是5和10的两种类型的花键进行连接时，如图9到13所示，当先把制动器件167安装到输出轴155上的轴承部分168上时就没有间隙，而当需要替换制动器件167时，制动器件167不能被拆卸或再安装。换一种说法，如图6到图8所示的常规起动机上，用两种类型的螺旋花键进行连接的制动机构，制动器件167是通过铆接方式安装的，在装配过程中，制动器件167首先被安装到中心支架157上。因此，使离合器163在它的圆周方向上转动的这个空间不能被保障，通过移位一个花键不能得到螺旋花键连接。同样，当要替换制动器件167时，中心支架157必须和制动器件167一起被替换。

发明内容

本发明的一个目的是提供能在发动机起动后使发动机的惯性转动快速停止的一种起动机。

本发明的另外一个目的是提供一种起动机，它的制动片能够稍后被装配，这样装配的可操作性能提高，并且该制动片可以被替换，这样可提高检修性能从而改善了经济性能。

本发明进一步的目的是提供一种适合于对发动机的惯性转动进行快速制动的制动片。

在本发明公开的一个优选实施例中，本发明提出了一种起动机，该起动机包括电磁开关；把电枢枢转地支承在后支架和中心支架上的电机，当电磁开关开启时电枢通电，电机起动；响应电磁开关开启操作受到驱动的拨叉；一个响应拨叉驱动而与发动机的环形齿轮相啮合的齿轮，同时响应电机的启动而转动；花键连接的离合器，这样发动机输出轴一端和齿轮轴一端中之一的花键数目是另一者花键数目的两倍，以及一个和轴向运动相关的利用两倍花键的制动机构；一个在发动机输出轴和齿轮轴之间的减速器，其中用来安装可拆卸的制动片的锁定装置，它被安装在转动支撑减速器输出轴的中心支架齿轮端的壁表面上。

中心支架齿轮一端的轴承面上具有一个凹形部分(在下文中有时将其称作环状凹形部分)，从正面看去，它基本上是环形的，围绕它有垂直壁面，在该环形凹进部分的内表面上有凹槽。因此，尽管有制动机构的离合器是由不同的螺旋花键连接，其花键数目是两倍关系，但是制动片可以被后装配，也可被替换。零件安装可以通过备用品来完成，这样检修性能提高了。

由于制动片是环形的并且有延伸部分，在进行停止电机惯性转动的操作过程中，制动片的转动被约束，电机惯性转动的制动性能高。

附图说明

图1是依据本发明的起动机实施例的基本部件剖视图；

图2是中心支架装配图；

图3是制动片形状的示意图；

图4是环夹形状的示意图；

图5是根据本发明的制动片装配的示意图；

图6是常规起动机的离合器和减速器附近的局部剖视图；

图7是图6沿A-A线的剖视图；

图8是制动器件形状的示意图；

图9是常规起动机的基本部件的局部前剖视图，其离合器包含有齿轮运动的制动机构；

图10是图9中输出轴的透视图；

图11是离合器外圈的局部剖视图；

图12是图10中沿B-B线的剖视图；

图13是图10中沿C-C线的剖视图。

具体实施方式

图1是一个本发明的起动机实施例的基本部件剖视图；图1中附图标记1-6指示的部件与常规起动机中的部件相同，这些部件与前面发明背景中所述的部件相同，它们的操作已经在背景发明中阐述过，因此在此不再重复叙述。然而，通过图2-4又增加了一些解释，图2它是中心支架的装配图，图3是制动片形状的示意图，图4是环夹形状的示意图。

图1到图3，在放置电机6的中心支架18的齿轮端的壁表面上，设置了用来安放如图3所示的环形制动片19的环状凹形部分111，以及在凹形部分111的内部表面上固定制动片19的环夹凹槽112。这种构造使得制动片19被安放在环状凹形部分111中，并通过使环夹113固定在环夹凹槽112内将制动片19固定在中心支架18上。

制动片19可以由树脂材料制成，如胶木板或嵌布的胶木板，或者由金属材料如铁板制成。优选使用内部充有油的树脂板。这样，即使离合器外圈4在转动时受到挤压，也可以减少制动片19的磨损以及由于制动片19和转动的离合器外圈4之间的接触而产生的摩擦噪音。

同样，在制动片19的一部分上开有开口291，这样制动片19可以从输出轴115的径向(侧向)嵌入，下文将对其进行解释。

环夹113使用弹性构件。如图4所示，基本上是环形的环夹113有个开口部位，它两个尾端形成了连接/分离尾端部分114，方便了环夹113连接或分离以出入环夹凹槽112。虽然连接/分离的尾端部分114形成弯曲的形状，如图4所示，它也可以为小半径的环状结构。

现将参照图1和图5来对将制动片19装配到中心支架18的凹进部分111的安装方法进行阐述，图1和图5是依据本发明的制动片的装配示意图。图5中的V所指示的位置是5个的螺旋花键安装的位置，W所指示的位置是10个的螺旋花键安装的位置。

(1)输出轴115通过中心支架18的后部嵌入。

(2)离合器外圈4的凸缘部位43嵌入中心支架18的环状凹形部位111，前进时其尾端面就会与环状凹形部位111的低端面X相邻。此时，离合器110的花键连接被切断，离合器外圈4处于一种可以在周向自由转动的状态。

(3)离合器外圈4同步的移动一个花键。

(4)离合器外圈4返回到前端，移动到使得齿轮3伸出到最大位置处的地方。制动片19从输出轴115的径向嵌入，安置在中心支架18的环状凹形部位111处。

(5)环夹113嵌入到中心支架18的环状凹形部位111内表面的环夹凹槽112中，当环夹113由于环夹113上的连接/分离尾端部114通过工具例如钳子而产生偏转时，制动片19被固定。

如图3所示，制动片19的某个部位，有允许轴115通过的一个开口291，在开口291以外的部分上，还有另一个扩展部位292。

如图2和图5所示，环绕中心支架18的凹形部位111的外围壁面280形成一个环形，通过在圆周方向上去除一部分，形成了该环形结构上的一个缺口280-1。在该缺口280-1的两侧，有壁面尾端部分280-2和280-3，它们是连续壁面的尾端部分。

缺口280-1的轴向深度与凹形部分111的底表面的深度大致相等。

制动片19的扩展部位292的平面的宽度l比中心支架18的外围壁面280上的缺口280-1的宽度L稍窄一些。

因此，当制动片19放置在凹形部位111中，扩展部位292放置到缺口280-1内。因此，即使转动中的离合器外圈4上的凸缘43接触制动片19，扩展部位292紧贴壁面尾端部分280-2和280-3，能防止制动片19转动。

由于制动片19本身不转动，离合器外圈4(即电机6)的惯性转动能被快速停止。

同样，中心支架18上的凹形部位111的内表面上的凹槽112通过缺口280-1与壁面尾端部分280-2和280-3相接触。通过将连接/分离的尾端部分114与缺口280-1的相应位置相配合，环夹113能防止制动片19受离合器外圈4上的凸缘43的转动力的影响而转动，同时，环夹113能被进一步确保不从凹槽112中掉出。

安装在环状凹形部位111的环形制动片19的厚度是T1要比T2大，T2是从离合器110的前端面，也就是凸缘尾端面43，与环状凹形部位111的低端面X相邻处到离合器110被螺旋花键连接处的厚度。

制动片19除了能在再接触时减少相对转动这一主要目的外，还可以减少冲击力以保护强力构件。

如图5所示，T2代表了可以使离合器110在其周向自由转动的一个范围，T1＞T2的这个关系也要保持。因此，具有厚度T1的制动片19在装配时起到一个改变螺旋花键相位的垫片的作用。

虽然图5中只显示了一个厚度为T1的制动片19，多个，例如两个或三个也是可以的。当制动片19由多个片组成时，通过改变磨损制动片的顺序或者只更换磨损制动片，制动片19的寿命可以被延长。

Claims

1.一种起动机，它包括：一个电磁开关；一个把电枢转动支撑在后支架和中心支架上的电机，当所述电磁开关开启时所述电枢被通电，该电机起动；一个响应所述电磁开关开启操作受到驱动的拨叉；一个响应所述拨叉驱动与发动机的环形齿轮相啮合的齿轮，同时响应所述电机的启动而转动；一个花键连接的离合器，这样电机输出轴一端和齿轮轴一端中之一的花键数目是另一者花键数目的两倍，以及一个和轴向运动相关的利用两倍花键的制动机构；一个在所述电机输出轴和所述齿轮轴之间的减速器，其特征在于具有用来安装可拆卸的制动片的锁定装置，其位于转动支撑所述减速器输出轴的中心支架齿轮端的壁表面上。

2.根据权利要求1所述的起动机，其特征在于所述锁定装置包括一个在上述壁表面上的凹形部分；一个在该凹形部分内表面上的凹槽；和一个装配在该凹槽内部的环夹；该制动片放置在该凹形部分内。

3.根据权利要求2所述的起动机，其特征在于上述壁表面上的凹形部分的外围面在圆周方向上部分被截断，形成壁面尾端部分，所述环夹有一个开口部分，与该壁表面尾端部分相应，在其尾端形成了连接/分离尾端部分。

4.根据权利要求1所述的起动机，其特征在于所述制动片由一个或多个片组成，其厚度要比从上述离合器与上述壁表面相邻位置处到上述离合器花键连接位置处之间的距离大。

5.根据权利要求1所述的起动机，其特征在于所述制动片基本上是环形的，并有一开口。

6.根据权利要求1所述的起动机，其特征在于上述制动片是由树脂材料制成，并充有油。

7.根据权利要求2所述的起动机，其特征在于上述壁表面上的凹形部分的外围面在圆周方向上部分被截断，形成一个开口部位，与这个开口相应，所述制动片形成扩展部位。