CN1873214A - 具有支撑拨叉支点部分的可靠支点支架的起动机 - Google Patents

Abstract

一种包括电动机、输出轴、小齿轮、拨叉、拨叉致动器、支架和支点支架的起动机。电动机包括输出轴连接于其上的旋转轴。小齿轮位于输出轴上，并构造成与发动机齿圈啮合从而起动发动机。拨叉具有第一端、连接到小齿轮上的第二端和支点部分。操作拨叉致动器以移动拨叉的第一端，从而使得第二端以支点部分为枢轴转动。支架可旋转地支撑输出轴。操作与支架一体成形的支点支架以支撑拨叉的支点部分，获得第二端的枢轴运动，从而带动小齿轮与发动机齿圈啮合。

Description

具有支撑拨叉支点部分的可靠支点支架的起动机

相关申请的交叉参考

本申请基于并要求2005年5月31日提交的日本专利申请No.2005-159241的优先权，该申请的内容作为参考合并于本申请中。

发明背景

1.技术领域

本发明总体上涉及一种起动机，其中行星小齿轮通过拨叉与发动机齿圈啮合以起动发动机。

更具体地，本发明涉及一种起动机，其具有支点支架以在拨叉枢轴运动过程中支撑拨叉的支点部分，以带动小齿轮与发动机的齿圈啮合。

2.相关技术描述

日本专利首次公开No.H05-263738中披露了一种起动机，其相同内容的英文形式为美国专利No.5,370,009，该起动机中拨叉受电磁开关驱动，以带动小齿轮与发动机齿圈啮合。

根据公开的内容，拨叉具有作为拨叉枢轴运动中心的支点部分，以带动行星小齿轮与发动机的齿圈啮合。在拨叉枢轴运动过程中，支点部分放置在起动机外壳形成的凹槽内，并由与凹槽开口相配合的橡胶嵌装件支撑。

然而，在上述起动机中，橡胶嵌装件以起动机的独立元件的形式设置，并仅用来支撑拨叉的支点部分。因此，增加了起动机的零件数目和装配起动机所需工时。

此外，因为橡胶嵌装件是独立元件的形式，所以必需牢固地支撑或固定该橡胶嵌装件，以防止其在起动机工作的过程中掉落。这将进一步增加装配起动机所需的工时，从而降低了生产起动机的效率。

此外，在上述起动机中，拨叉具有连接到电磁开关活动铁芯上的第一端和连接到小齿轮上的第二端，这样，产生活动铁芯运动，通过第一端、第二端以支点部分枢轴运动，借此带动小齿轮与发动机齿圈啮合。在支点部分上的第二端枢轴运动的过程中，起到支点支架作用的橡胶嵌装件得到压缩和变形，导致支点部分位置的偏移。这种偏移会使得电磁开关主接触关闭时间的偏移，由此降低了小齿轮与发动机齿圈的啮合性能。

发明内容

为了克服上述提到的问题而产生了本发明。

因此，本发明的主要目的是提供一种具有改进结构的起动机，其可减少起动机零件数目、降低装配起动机所需的工时并提高起动机小齿轮与发动机齿圈的啮合性能。

根据本发明，提供了一种包括电动机、输出轴、小齿轮、拨叉、拨叉致动器、支架和支点支架的起动机。

该电动机包括旋转轴并通过旋转轴输出的扭矩。

该输出轴连接到电动机的旋转轴上以接收扭矩。

该小齿轮位于输出轴上，并构造成与发动机齿圈相啮合，且将扭矩从输出轴传递到齿圈以起动发动机。

该拨叉具有第一端、第二端和处于第一和第二端之间的支点支架。第二端连接到小齿轮上。

操作该拨叉致动器以移动拨叉的第一端，从而使得第二端以支点支架为枢轴转动。

该支架用来可旋转地支撑输出轴。

操作该支点支架以支撑拨叉的支点部分，以获得第二端的枢轴运动，从而带动小齿轮与发动机齿圈相啮合。支点支架与支架一体成形。

具有上述结构，起动机零件数目和装配起动机所需的工时由于支点支架和支架的一体成形而降低。

此外，由于一体成形，可靠地防止了支点支架在起动机工作过程中掉落，无需附加工具或装置来支撑或固定它。因此，有可能进一步降低起动机零件数目和装配起动机所需工时，从而可能提高起动机生产率。

在根据本发明的起动机中，优选支架和支点支架都由金属制成。

因此，当拨叉的第二端以支点支架为枢轴转动并由此对支点支架施加负载时，支点支架能由于支架和支点支架的高硬度而不发生移动。

因此，可以防止在拨叉支点支架位置上的任何偏移，由此可靠地获得小齿轮与发动机齿圈的啮合性能。

根据本发明的进一步实施，支点支架与支架这样一体成形，即从支架外围在输出轴径向方向上向外突出。

拨叉致动器是包括螺线圈、活动铁芯和一套触点的电磁开关。电磁开关这样构造以给螺线圈电压，促使活动铁芯运动以关闭触点，由此向电动机供电。活动铁芯连接到拨叉的第一端，这样活动铁芯的运动促使第一端移动，从而第二端以支点支架为枢轴转动。

起动机进一步包括介于支点支架和电磁开关之间并与之紧密接触的密封构件。

起动机进一步包括容纳至少所述拨叉、支点支架和支架的外壳。拨叉的支点部分可枢轴转动地放置在形成于外壳内壁上的凹槽中，支点支架与凹槽开口相配合。

支架具有将支架相对于外壳定位的定位部分，借此限制了支架相对于外壳的旋转运动。

起动机进一步包括位于电动机旋转轴和输出轴之间以将扭矩从电动机旋转轴传递到输出轴的动力传送装置。该动力传送装置包括固定在输出轴上并通过布置在支架内周上的轴承受到支架支撑的旋转轴部分。

动力传送装置的旋转轴部分可以与输出轴一体成形。

动力传送装置可以是将电动机旋转轴的较高转速转换成输出轴较低转速的外摆线齿减速齿轮。动力传送装置的旋转轴部分可以是外摆线齿减速齿轮的行星齿轮支架轴。

起动机进一步包括容纳动力传送装置并具有一端面和穿过该端面形成的开口的壳体。支架具有环形外部和中空圆柱体内部。外部具有与壳体端面邻接的侧面和外围，支点支架由此向外突出。内部在输出轴的轴向方向上延伸，以适配壳体的开口并具有其上布置有轴承的内圆周。

电动机包括磁轭(yoke)和与磁轭一体成形的壳体。

起动机进一步包括减震机构，其位于支架和动力传送装置之间，用于当从电动机旋转轴传递到动力传送装置的扭矩高于预定值时吸收由于该扭矩导致的支架震动。

减震机构可以由多个固定壁、多个可活动壁和多个弹性构件组成。固定壁与支架一体成形并在输出轴的轴向方向上延伸。可活动壁与动力传送装置一体成形并在输出轴的轴向方向上延伸。固定和可活动壁在输出轴圆周方向上彼此重叠地交替放置。每个弹性构件介于相邻一对固定壁和活动壁之间。当传递到动力传送装置的扭矩高于预定值时，可活动壁可以旋转，以压缩弹性构件并使之变形，由此吸收由于该扭矩产生的震动。

附图说明

本发明将通过下面的详细说明和本发明优选实施例的附图描述更充分地理解，然而，这些说明并不是用来将本发明限制在这些特定实施例上，而仅仅用于解释和理解的作用。

在附图中：

图1是示出根据本发明实施例的起动机整体结构的局部横截面侧视图；

图2A是示出图1中起动机输出轴单元的端视图；

图2B是示出图2A中输出轴单元的局部横截面侧视图；

图3A是图1中起动机拨叉的前视图；

图3B是图3A中拨叉的侧视图；

图4是示出形成于图1中起动机外壳内的凹槽的端视图；

图5A是图1中起动机支架的端视图；

图5B是沿图5A中A-O-A线截取的支架的横截面视图。

优选实施例说明

下面将参照图1～5说明本发明的优选实施例。

应当注意，为了清楚和便于理解，在可能的情况下，具有相同功能的相同元件在每个附图中使用了相同的附图标记。

图1示出了根据本发明实施例的起动机1的整体结构，其设计为起动汽车的内燃机(未示出)。

如图1所示，起动机1主要包括起动电动机2、减速齿轮3、输出轴4、离合器5、小齿轮6、拨叉7、电磁开关8、壳体12、支架16和外壳18。

操作起动电动机2以产生扭矩(或转动力)。起动电动机2为公知类型直流(DC)电动机，其包括磁场系统和电枢10。

操作磁场系统以产生磁场。磁场系统与磁轭9一起形成磁路，多个永磁体(未示出)布置在磁轭9的内圆周上。磁轭9同时起到起动电动机2框架的作用。此外，应当注意，还可以使用激励绕组来取代永磁体以产生磁场。

电枢10可旋转地放置在磁场系统内，并包括电枢轴11，起动电动机2产生的扭矩通过该电枢轴11输出。

减速齿轮3连接在起动电动机2的电枢轴11和输出轴4之间，以将电枢轴11输出的扭矩传递到输出轴4，同时将电枢轴11的较高转速转换成输出轴4的较低转速。减速齿轮3是公知的外摆线型，并放置在通过起动电动机2的磁轭9在轴向方向上向输出轴4(即向图1的左侧)延伸而形成的壳体12内。减速齿轮3包括中心齿轮、多个行星齿轮13、行星齿轮支架轴14和内齿轮17。中心齿轮安装在起动电动机2的电枢轴11上。行星齿轮13同时与中心齿轮和内齿轮17啮合。行星齿轮支架轴14通过布置在支架16内圆周上的轴承15由支架16可旋转地支撑，行星齿轮支架轴14操作时输出行星齿轮13的轨道运动。内齿轮17可相对于壳体12旋转，然而，内齿轮17的旋转运动通过将在后面描述的减震机构25而受到支架16的限制。

如上所述，输出轴4通过减速齿轮3连接到起动电动机2的电枢轴11上。更特别地，输出轴4的一端与减速齿轮3的行星齿轮支架轴14一体成形；另一端通过布置在外壳18内圆周上的轴承21受到外壳18支撑。外壳18至少容纳输出轴4、离合器5、小齿轮6、拨叉7和支架16。

参看图2A和2B，输出轴4装配有离合器5、小齿轮6、支架16和内齿轮17以形成起动机1的输出轴单元。

如图2B所示，离合器5和小齿轮6一起位于输出轴4上，并与形成于输出轴4上的螺旋形花键4a咬合。离合器5为单向离合器，其能够将起动电动机2产生的扭矩从输出轴4传递到小齿轮6，同时当发动机起动后小齿轮6的转速超过输出轴4的转速时能防止小齿轮6向输出轴4传递反向扭矩。

小齿轮6构造成与离合器5一起沿着输出轴4向远离起动电动机2的方向移动，以与发动机的齿圈(未示出)啮合并将起动电动机2产生的扭矩传递到齿圈。

电磁开关8包括螺线圈8a(图1中用虚线所示)、活动铁芯22、一套主触点8b(图1中用虚线所示)和复原弹簧(未示出)。

螺线圈8a构造成当一旦合上起动机开关(未示出)从电池(未示出)供应电能时形成电磁体。电磁体吸引活动铁芯22在图1向右侧方向上移动以关闭主触点8b，由此向起动电动机2供电。当由于停止向螺线圈8a供电而使得磁引力消失时，复原弹簧将活动铁芯22回复至其初始位置上。

如图3A～3B所示，拨叉7具有支点部分7a、第一端7b和第二端7c。

支点部分7a为圆柱体形，第一和第二端7b和7c都是两爪的。支点部分7a可枢轴地放置在形成于外壳18内壁上的凹槽23中，如图1和4所示。第一端7b连接到电磁开关8的活动铁芯22上，而第二端7c与离合器5咬合，由此将活动铁芯22的运动传递给离合器5。更特别地，当活动铁芯22受吸引在图1向右侧方向上移动时，第一端7b也同样受吸引在相同方向上移动，这样促使第二端7c以支点部分7a为枢轴转动，推动离合器5和图1中向左侧方向上的小齿轮6。在拨叉7的枢轴运动过程中，支点部分7a由下面将说明的支点支架支撑。

现在参照图5A～5B，支架16具有环形外部16a、中空圆柱体内部16b、突出部分16c和一对定位部分16d。支架16由金属，如铝制成。

外部16a的侧面邻接壳体12的端面12a，通过该端面12a，形成壳体12的开口12b，同时内部16b在轴向方向上延伸以适配开口12b，由此关闭开口12b，如图1所示。

突出部分16c这样形成，即从外部16a径向向外突出。突出部分16c适配于凹槽23的开口23a，以起到拨叉7支点部分7a的支点支架的作用。

定位部分16d分别形成在突出部分16c的两侧。当在外壳18上装配支架16时，定位部分16d用来相对于外壳18在圆周方向上对支架16定位。装配之后，定位部分16d用来限制支架16相对于外壳18的旋转运动。

再次参照图2B，在起动机1中，在支架16和减速齿轮3的内齿轮17之间提供了减震机构25。

减震机构25由多个固定壁19、多个可活动壁20和多个弹性构件26组成。

如图5A～5B所示，固定壁19与支架16这样一体成形，即以平面形状从内部16b在轴向方向上突出，并在圆周方向上彼此间隔。在另一方面，该多个可活动壁20与内齿轮17这样一体成形，即以平面状从内齿轮17在轴向方向上突出，并在圆周方向上彼此间隔。弹性构件26由防油橡胶如NBR制成。

装配起动机1之后，固定壁19和可活动壁20沿圆周方向交替地放置，彼此重叠。每个弹性构件26介于相邻一对固定壁19和可活动壁20之间。

当高于预定值的过量扭矩传递到减速齿轮3时，操作减震机构25以吸收由于过量扭矩导致的支架16的震动。更具体地，当过量扭矩传递到减速齿轮3时，允许可活动壁20和内齿轮17一起旋转，以压缩弹性构件26并使之变形，由此吸收震动。

在描述了起动机1的整体结构之后，下面说明其操作。

当打开起动机开关时，向电磁开关8的螺线圈8a供电以形成电磁体。

电磁体吸引电磁开关8的活动铁芯22在图1向右侧方向上移动。

活动铁芯22的这种运动通过拨叉7促使离合器5和小齿轮6在图1向左侧方向上沿着输出轴4移动，直到小齿轮6与发动机齿圈的端面接触。

然后，闭合电磁开关8的主触点8b，以向起动电动机2供电，从而旋转电枢轴11。

然后，借助减速齿轮3通过降低速度将电枢轴11的旋转传递到输出轴4。

输出轴4的旋转进一步通过离合器5传递到小齿轮6，从而促使小齿轮6旋转到可能啮合的角位置上，并在该角位置上与齿圈啮合。

由于小齿轮6与齿圈的啮合，起动电动机2产生的扭矩传递到齿圈，由此转动发动机。

当发动机起动且关闭起动机开关时，吸引活动铁芯22的磁引力消失了，复原弹簧将活动铁芯22回复到其初始位置上，由此打开电磁开关8的主触点8b。因此，电枢轴11的旋转由于停止向起动电动机2供电而停止。

同时，活动铁芯22的回复运动通过拨叉7促使离合器5和小齿轮6在图1向右侧方向上沿着输出轴4移动，直到回复到其静止位置上，如图1所示。

上述根据本实施例的起动机1具有如下优点。

在起动机1中，拨叉7的支点部分7a可枢轴地放置在形成于外壳18内壁上的凹槽23中，支架16的突出部分16c适配于凹槽23的开口23a以支撑支点部分7a。

由于对拨叉7的支点部分7a起到支点支架作用的突出部分16c形成为支架16的一部分，而不是起动机1的独立元件，因此，起动机1的零件数目和装配起动机1所需的工时都降低了。

此外，由于支点支架和支架16的一体成形，可靠地防止支点支架在起动机1工作过程中掉落，无需附加工具或装置来支撑或固定它。

因此，可能进一步降低起动机1的零件数目并减少装配起动机1所需的工时，从而有可能提高起动机1的生产率。

此外，当拨叉7的第一端7b受活动铁芯22吸引时，换句话说，当通过拨叉7的支点部分7a向支架16的突出部分16c施加负载时，由金属制成的支架16的高刚度能够避免突出部分16c移动。

此外，在起动机1中，支架16的外部16a靠接壳体12的端面12a。因此，即使当在突出部分16c上施加负载，支架16也不能在轴向方向上向起动电动机2移动，从而可靠地避免突出部分16c在相同方向上移动。

因此，可能防止在拨叉7的支点部分7a任何位置的偏移以及电磁开关8的主触点8b在闭合时刻的任何偏移，由此可靠地获得小齿轮6与发动机齿圈的啮合性能。

在根据本实施例的起动机1中，支架16具有定位部分16d，有了该定位部分16d，当将支架16装配到外壳18上时，可能相对于外壳18对支架16精确定位，并易于使突出部分16c适配外壳18中凹槽23的开口23a。

此外，在将支架16装配到外壳18上之后，支架16相对于18的旋转运动借助于定位部分16d得到限制。

相应地，当过量扭矩传递到减速齿轮3时，可能避免支架16在圆周方向上移动，由此有可能可靠地吸收由于过量扭矩导致的震动。

在根据本实施例的起动机1中，减震机构25如此构造以使得固定壁19和可活动壁20彼此重叠其中弹性构件26介于二者之间。

由于这种构造，减震机构25的轴向长度最小化。

此外，没有突出部分16c的支架传统地布置在拨叉7的附近，以支撑减速齿轮3的行星齿轮支架轴14。

相应地，根据本实施例的支架16可以基于传统支架容易地获得，无需大的设计改变，从而降低了起动机1的制造成本。

在根据本实施例的起动机1中，壳体12由起动电动机2的磁轭9在轴向方向上向输出轴4突出而形成。

由于这种结构，起动机1的零件数目和装配起动机1所需的工时都降低了。

此外，在根据本实施例的起动机1中，密封构件24插入在支架16的突出构件16c和电磁开关8之间并与之紧密接触，如图1所示。

由于密封构件24密封了突出部分16c和电磁开关8之间的空间，可能防止杂质从起动机1外部进入电磁开关8中。

虽然已经示出并说明了本发明上述特殊实施例，但是实施本发明的人以及本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离所公开内容的情况下可以对本发明做出各种修改、变化和改进。

例如，在前述实施例中，围绕减速齿轮3的壳体12与起动电动机2的磁轭9一体成形。

然而，壳体12也可以单独或与支架16一体成形。

在前述实施例中，减震机构25通过在固定壁19和可活动壁20之间插入弹性构件26形成。

然而，减震机构25也可以通过使用在滑动盘和固定盘之间产生摩擦接合的方法来形成。

在前述实施例中，小齿轮6构造成与离合器5一起沿着输出轴4移动，以与发动机齿圈啮合。

然而，小齿轮6也可以构造成沿着输出轴4移动，以与发动机齿圈啮合，而离合器5不随同。另外，小齿轮6还可以构造成固定在输出轴4上，输出轴4可以构造成通过拨叉7移动，从而带动小齿轮6与发动机齿圈啮合。

换句话说，为了实施本发明，借助于拨叉7只需要移动小齿轮6以与发动机齿圈啮合。

在前述实施例中，减速齿轮3位于起动电动机2的电枢轴11和输出轴4之间。

然而，减速齿轮3可以省去，从而电枢轴11和输出轴4可以彼此直接连接。

在本领域普通技术人员范围内的这种修改、改变和改进都应当认为是被所附权利要求覆盖的。

Claims (14)

1、一种发动机起动机，包括：

包括旋转轴并用来通过该旋转轴输出扭矩的电动机；

连接到该电动机的旋转轴上以接收扭矩的输出轴；

位于输出轴上的小齿轮，该小齿轮构造成与发动机齿圈啮合并将扭矩从输出轴传递到齿圈以起动发动机；

具有第一端、第二端及第一和第二端之间的支点部分的拨叉，该第二端连接到该小齿轮上；

用来移动拨叉的第一端以使得第二端以支点部分为枢轴转动的拨叉致动器；

用于可旋转地支撑该输出轴的支架；和

用于支撑拨叉的支点部分以获得所述第二端枢轴运动从而带动小齿轮与发动机齿圈啮合的支点支架，该支点支架与所述支架一体成形。

2、根据权利要求1所述的起动机，其中所述支架和支点支架都是由金属制成。

3、根据权利要求1所述的起动机，其中支点支架通过从所述支架外围在输出轴径向方向上向外突出而与所述支架一体成形。

4、根据权利要求1所述的起动机，其中拨叉致动器为包括螺线圈、活动铁芯和一套触点的电磁开关，该电磁开关这样构造，给该螺线圈通电促使活动铁芯移动以闭合这些触点，由此为电动机供电，且其中活动铁芯连接到拨叉的第一端使得活动铁芯的运动促使第一端移动，从而第二端以支点部分为枢轴转动。

5、根据权利要求4所述的起动机，进一步包括介于支点支架和电磁开关之间并与之紧密接触的密封构件。

6、根据权利要求1所述的起动机，进一步包括至少容纳拨叉、支点支架和支架的外壳，其中拨叉的支点部分枢轴地放置在形成于外壳内壁上的凹槽中，支点支架适配凹槽的开口。

7、根据权利要求6所述的起动机，其中所述支架具有用于相对于外壳为支架定位的定位部分，通过该定位部分限制相对于外壳的支架旋转运动。

8、根据权利要求1所述的起动机，进一步包括位于电动机旋转轴和输出轴之间以将扭矩从电动机的旋转轴传递到输出轴的动力传送装置，其中该动力传递装置包括固定在输出轴上并通过布置在所述支架内圆周上的轴承受支架支撑的旋转轴部分。

9、根据权利要求8所述的起动机，其中动力传递装置的旋转轴部分与输出轴一体成形。

10、根据权利要求8所述的起动机，其中动力传递装置为将电动机旋转轴较高转速转换成输出轴较低转速的一外摆线齿减速齿轮，且其中动力传送装置的旋转轴部分为外摆线齿减速齿轮的行星齿轮支架轴。

11、根据权利要求8所述的起动机，进一步包括容纳动力传送装置且具有一端面及通过该端面形成开口的壳体，其中所述支架具有环形外部和中空圆柱体内部，该外部具有靠接壳体端面的侧面和外圆周，支点支架从该外圆周向外突出，所述内部在输出轴轴向方向上延伸以适配壳体的开口并具有内圆周，轴承布置在该内圆周上。

12、根据权利要求11所述的起动机，其中电动机包括磁轭，且壳体与该磁轭一体成形。

13、根据权利要求8所述的起动机，进一步包括减震机构，其位于支架和动力传送装置之间，当从电动机旋转轴传递到动力传送装置的扭矩高于预定值时，用来吸收由于该扭矩导致的支架震动。

14、根据权利要求13所述的起动机，其中该减震机构由多个固定壁、多个可活动壁和多个弹性构件组成，固定壁与所述支架一体成形并在输出轴的轴向方向上延伸，活动壁与所述动力传送装置一体成形并在输出轴方向上延伸，固定壁和可活动壁在输出轴圆周方向上交替放置，彼此重叠，每个弹性构件放置在相邻一对固定壁和可活动壁之间，其中当传递到动力传送装置的扭矩高于预定值时，允许可活动壁旋转，以压缩弹性构件并使之变形，由此吸收由于上述扭矩导致的震动。

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