專利名稱：帶有行星齒輪減速機(jī)構(gòu)的起動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的帶有行星齒輪減速機(jī)構(gòu)的起動(dòng)器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的帶有行星齒輪減速機(jī)構(gòu)的起動(dòng)器，在日本特開(kāi)公報(bào)第110931/1988中，公開(kāi)了一種用于起動(dòng)器馬達(dá)的面形換向器，通常，其在垂直于電樞軸軸向的方向設(shè)置。
然而，由于現(xiàn)有技術(shù)中的結(jié)構(gòu)是行星齒輪減速機(jī)構(gòu)軸向地或串聯(lián)地排成一行的結(jié)構(gòu)，與起動(dòng)器馬達(dá)的磁場(chǎng)裝置、電刷裝置和磁開(kāi)關(guān)裝置設(shè)置在同一軸線上，假如起動(dòng)器馬達(dá)要加大輸出，軸向長(zhǎng)度則進(jìn)一步增加，結(jié)果起動(dòng)器的發(fā)動(dòng)機(jī)可安裝性嚴(yán)重受損。另一種缺陷是，當(dāng)起動(dòng)器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上時(shí)，從安裝面到馬達(dá)和磁開(kāi)關(guān)的長(zhǎng)度增加，抗沖擊性惡化。
本發(fā)明基于上述背景，其主要目的是，提供一種壓縮了軸向長(zhǎng)度、提高了可安裝性、并改善了抗沖擊性的帶有行星齒輪減速機(jī)構(gòu)的起動(dòng)器。
發(fā)明公開(kāi)為達(dá)到上述目的，依據(jù)本發(fā)明，提供一種帶有行星齒輪減速機(jī)構(gòu)的起動(dòng)器，包括起動(dòng)器馬達(dá)，該起動(dòng)器馬達(dá)具有用來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐繞有電樞線圈的電樞鐵芯的電樞軸、與電樞線圈連接并且設(shè)置在基本平行于電樞鐵芯端部位置的換向器、可滑動(dòng)地由換向器支撐的電刷、以及設(shè)置在電樞鐵芯外周的磁場(chǎng)裝置；行星齒輪減速機(jī)構(gòu)，該行星齒輪減速機(jī)構(gòu)包括，在起動(dòng)器馬達(dá)電樞軸外周上形成的中心齒輪、與電樞軸共軸設(shè)置的驅(qū)動(dòng)軸、安裝在驅(qū)動(dòng)軸一端并與中心齒輪相嚙合的行星齒輪、及與行星齒輪嚙合的內(nèi)齒輪；其中，起動(dòng)器馬達(dá)的磁場(chǎng)裝置的端部至少與行星齒輪減速機(jī)構(gòu)和電刷之一重疊。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，起動(dòng)馬達(dá)磁場(chǎng)裝置端部至少與行星齒輪減速機(jī)構(gòu)的外周及電刷的外周之一重疊，從而，現(xiàn)有技術(shù)中所需要的磁場(chǎng)裝置的軸向長(zhǎng)度由行星齒輪減速機(jī)構(gòu)外周和電刷外周的空間所吸收，減少了所述軸向長(zhǎng)度。結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了起動(dòng)器的可安裝性，并改善了抗沖擊性。
另外，電樞線圈的端部設(shè)置成與電樞鐵芯的端面基本相平行，并且電連接到另一線圈端部，該另一線圈端部與另一電樞線圈架以預(yù)定間距隔開(kāi)，這樣，線圈的端部形成一換向器。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，電樞線圈的端部不再需要用來(lái)連接線圈元件及換向元件而纏繞的傳統(tǒng)線圈端部，也不是作為分隔元件的面形換向器。結(jié)果，不再需要現(xiàn)有技術(shù)的換向器，明顯地減少了電樞本身的軸向長(zhǎng)度，并且，由于磁場(chǎng)裝置端部設(shè)置在電刷外周的空間中，所以，起動(dòng)器的軸線長(zhǎng)度總體得以減小。
再者，還設(shè)置有磁開(kāi)關(guān)，為起動(dòng)器馬達(dá)提供電源，磁開(kāi)關(guān)設(shè)置在起動(dòng)器馬達(dá)的電刷一側(cè)并基本垂直于電樞軸軸向的方向。
依據(jù)該結(jié)構(gòu)，不必在電樞軸的軸向上提供插棒式鐵心操作所需要的空間，僅在軸向上附加磁開(kāi)關(guān)的外徑長(zhǎng)度。這樣，磁開(kāi)關(guān)端部的軸向長(zhǎng)度進(jìn)一步減少。
進(jìn)一步，馬達(dá)隔板由磁性材料組成，并設(shè)置在鄰接固定磁場(chǎng)裝置端面的位置，這樣，使圍繞磁場(chǎng)裝置軸向端部的泄漏磁通得以集中，磁通被限制停留在線圈端部周圍。換向的不良影響得以減少。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是本發(fā)明起動(dòng)器一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視剖面圖。圖2A和2B是當(dāng)小齒輪旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)元件裝在小齒輪機(jī)構(gòu)部分時(shí)的正視圖和局部剖視前面圖。圖3是電樞的局部剖視側(cè)面圖。圖4是芯板的頂視平面圖。圖5是上部線圈棒的側(cè)視圖。圖6是上部線圈棒正視圖。圖7是上部線圈棒和下部線圈棒排列狀態(tài)的透視簡(jiǎn)圖。圖8是上部線圈元件和下部線圈元件安裝在槽中的剖面圖。圖9是上部線圈端部裝配在電樞鐵芯時(shí)的正視圖。圖10是絕緣墊片的正視圖。圖11是固定元件的側(cè)視剖面圖。圖12是絕緣帽的側(cè)視剖面圖。圖13是磁開(kāi)關(guān)插棒式鐵心的透視圖。圖14是端架的剖面圖。圖15是電刷架的剖面圖。圖16是電刷架的側(cè)視剖面圖。圖17A、17B、及17C是小齒輪機(jī)構(gòu)工作狀態(tài)的電路圖。
實(shí)施本發(fā)明的最佳狀態(tài)下面，參照附圖1-17的一個(gè)實(shí)施例描述本發(fā)明起動(dòng)器。
起動(dòng)器通常分為一個(gè)包圍著與安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的齒圈100嚙合的小齒輪機(jī)構(gòu)200和行星齒輪機(jī)構(gòu)300的殼體400；馬達(dá)500；及一個(gè)包圍這磁開(kāi)關(guān)600的端架700。在該起動(dòng)器中，殼體400和馬達(dá)500由馬達(dá)隔板800隔開(kāi)，馬達(dá)500和所述端架700由電刷架元件900隔開(kāi)。
如圖1、2A或2B所示，小齒輪機(jī)構(gòu)200是由在發(fā)動(dòng)機(jī)的齒圈100相嚙合的小齒輪210形成。
在小齒輪210的圓周上，形成與輸出軸220上所形成的螺旋花鍵221相配合的小齒輪螺旋花鍵211。在齒圈相反一側(cè)構(gòu)成一小齒輪210，其具有直徑大于小齒輪210外徑的環(huán)狀法蘭213。該法蘭213上形成有遍布其外周面的齒214，該齒214的齒數(shù)多于小齒輪210外齒輪的齒數(shù)。設(shè)置的這些齒214與下文將要描述的小齒輪旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)元件230的調(diào)節(jié)爪231配合。墊片215可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在法蘭213的后面，并由彎曲的環(huán)狀部分21 6阻止其軸向脫落，所述環(huán)狀部分216在小齒輪210的后端向著其外周形成。
另一方面，小齒輪210始終由壓縮螺旋彈簧所形成的復(fù)位彈簧240向輸出軸220的后方推擠。
下文將敘述小齒輪旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)元件230的操作。帶狀元件680是用于把磁開(kāi)關(guān)600的操作傳遞給調(diào)節(jié)爪231的傳動(dòng)裝置。通過(guò)磁開(kāi)關(guān)600的操作，驅(qū)動(dòng)帶元件680向下?tīng)坷D(zhuǎn)調(diào)節(jié)部分232，由此，在調(diào)節(jié)爪231和小齒輪210的法蘭213的齒214之間建立嚙合。由于調(diào)節(jié)爪231與小齒輪210的齒214嚙合，所以，在小齒輪210由馬達(dá)500的電樞軸510與行星齒輪減速機(jī)構(gòu)300帶動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該小齒輪210便沿著輸出軸220的螺旋花鍵221向前運(yùn)動(dòng)。當(dāng)小齒輪210與齒圈100鄰接時(shí)，便阻止了小齒輪210的向前運(yùn)動(dòng)，小齒輪旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)元件230本身由輸出軸210的轉(zhuǎn)動(dòng)力進(jìn)一步作用，使小齒輪210做輕微轉(zhuǎn)動(dòng)并與齒圈100嚙合。當(dāng)小齒輪210向前移動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)爪231與齒214脫離嚙合，以使調(diào)節(jié)爪231落在小齒輪210的法蘭213的后面，使其前端緊靠在墊片215的后面，由此，阻止小齒輪210因發(fā)動(dòng)機(jī)齒圈100的轉(zhuǎn)動(dòng)而返回。
行星齒輪機(jī)構(gòu)300是減速機(jī)構(gòu)，用于減少下文要描述的馬達(dá)500的轉(zhuǎn)速，增加馬達(dá)500的輸出扭距，如圖1所示。該行星齒輪機(jī)構(gòu)300包括一個(gè)在馬達(dá)500的電樞軸510(如下文所述)前側(cè)外周上所形成的中心齒輪310；三對(duì)圍繞中心齒輪310轉(zhuǎn)動(dòng)的行星齒輪320；一個(gè)與輸出軸220作成一體的行星齒輪架330，用于支撐繞中心齒輪310轉(zhuǎn)動(dòng)的行星齒輪320；以及用樹(shù)脂作成圓筒狀的與行星齒輪320的外周相嚙合的內(nèi)齒輪340。
設(shè)置超速離合器350，能使內(nèi)齒輪340只在一個(gè)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)(隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng))。該超速離合器350包括與內(nèi)齒輪340前側(cè)作成一體的形成第一筒狀部分的離合器外件351、在中心托架360背面上所形成的環(huán)狀離合器內(nèi)件352、以及裝在滾子通道351a上的滾子(圖中未示)，上述環(huán)狀離合器內(nèi)件352形成蓋在行星齒輪機(jī)構(gòu)300前面的固定側(cè)蓋和設(shè)置在面對(duì)離合器外件351內(nèi)周位置的第二筒狀部分，滾子通道351a傾斜地設(shè)置在離合器外件351的內(nèi)周上。
中心托架360設(shè)置在殼體400的后側(cè)。二者由環(huán)狀彈簧連接(未示)，彈簧的一端保持在殼體400上，另一端保持于中心托架360，這樣，設(shè)置在超速離合器350上的離合器內(nèi)件352接收的轉(zhuǎn)動(dòng)作用可以由環(huán)狀彈簧吸收，阻止其直接傳遞給殼體400。
行星齒輪架330的后端備有做成凸緣形式的突出部分331，該突出部分331徑向延伸，支撐著行星齒輪320。在該凸緣的突出部分331上設(shè)置有一固定的向后延伸的樞軸332，通過(guò)金屬軸承333旋轉(zhuǎn)地支撐著行星齒輪320。而且，行星齒輪架330由一個(gè)前端部固定在殼體400前端的殼體軸承440及一固定在中心托架360內(nèi)周的內(nèi)圓筒部分365上的中心托架軸承370可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐著。
行星齒輪架330的前端設(shè)有環(huán)形槽，其中裝有止擋環(huán)335。在止擋環(huán)335和內(nèi)圓筒部分365的前端之間，插入一可相對(duì)行星齒輪架330轉(zhuǎn)動(dòng)的墊片。當(dāng)止擋環(huán)335通過(guò)墊片緊靠在內(nèi)圓筒部分365的前端上時(shí)，調(diào)整行星齒輪架330向后移動(dòng)。而且，支撐行星齒輪架330后側(cè)的中心托架軸承370做成后端帶有凸緣部分371的形式，凸緣部分371插入內(nèi)圓筒部分365的后端與凸緣突出部分331之間。當(dāng)凸緣突出部分331緊靠在內(nèi)圓筒部分365的后端時(shí)，調(diào)整行星齒輪架330向前移動(dòng)。順便地說(shuō)，在輸出軸220的后面設(shè)置有軸向延伸的凹部337。軸510的前端通過(guò)設(shè)置在該凹部337中的行星齒輪架軸承380可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐著。
馬達(dá)500由磁軛501、馬達(dá)隔板800和下文要敘述的電刷架元件900包圍著。順便說(shuō)，馬達(dá)隔板800將行星齒輪機(jī)構(gòu)300和中心托架360容納在一起，以便阻止行星齒輪機(jī)構(gòu)300中的潤(rùn)滑油侵入馬達(dá)500。
馬達(dá)500的結(jié)構(gòu)如圖1所示它由電樞540和用于轉(zhuǎn)動(dòng)電樞540的固定磁場(chǎng)裝置550構(gòu)成，電樞540由電樞軸510、固定在電樞軸510上的電樞線圈530和電樞鐵芯520組成，并使三者一起轉(zhuǎn)動(dòng)。固定磁場(chǎng)裝置550用于轉(zhuǎn)動(dòng)電樞540，并固定在磁軛501的內(nèi)周面上。
電樞軸510由行星齒輪架330后部的行星齒輪架軸承380和固定在電刷架元件900的內(nèi)周面上的電刷架元件軸承564可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐著。電樞軸510的前端插入行星齒輪機(jī)構(gòu)300，并在該外周面上形成行星齒輪機(jī)構(gòu)300的中心齒輪3 10。
如圖4所示，電樞鐵芯520由一組鐵芯片521層疊地組成，并且與在上述層疊的鐵芯片521中心形成的孔522中的電樞軸510壓配合。層疊的鐵芯片521通過(guò)將薄鋼板壓制在一起并將其表面作成絕緣的形式而形成。在層疊的鐵芯片521在徑向內(nèi)側(cè)(或圍繞著孔522的位置)沖有一組孔523，以減少本身的重量，并且在其外周面還形成一組(例如，25個(gè))槽524，用于容納電樞線圈530。而且，在該層疊的鐵芯片521的外周端部上，還形成有位于各個(gè)槽524之間的用來(lái)將電樞線圈530固定在槽524中的固定爪525。固定爪525作為固定電樞線圈530的裝置將在下文敘述。
適于本實(shí)施例的電樞線圈530是雙層線圈，由徑向重疊的一組(例如，25個(gè))上層線圈棒531和與上述上層線圈棒531數(shù)目相同的下層線圈棒532組成。而且，這些中的各個(gè)上層線圈棒531和下層線圈棒532都結(jié)合在一起，使它們的端部電連接地形成環(huán)狀線圈。

上層線圈棒531由具有良導(dǎo)電性的材料(例如銅)組成，并設(shè)置有沿著與固定磁場(chǎng)裝置550平行的方向延伸的并設(shè)置在槽524的外周側(cè)的上層線圈元件533；兩個(gè)從上層線圈元件533的兩端向內(nèi)彎曲的并沿著垂直于電樞軸510軸向的方向延伸的上層線圈端部534。順便說(shuō)，上層線圈元件533和兩個(gè)上層線圈端部534用低溫澆注法；或壓制成C型彎曲狀；或是將分別制好的上層線圈元件533和兩個(gè)上層線圈端部534采用焊接接縫技術(shù)制成一體。
上層線圈元件533是一斷面成正方形的直棒，如圖5-8所示，被強(qiáng)制地和下文要敘述的下層線圈元件536一起裝入槽524中，以便其被上層絕緣膜(例如，象尼龍這樣的樹(shù)脂薄膜或紙)覆蓋，如圖8所示。
如圖7所示的兩個(gè)上層線圈端部534，其中一個(gè)相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)方向向前側(cè)傾斜，而另一個(gè)相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)方向向后傾斜。該兩個(gè)上層線圈端部534相對(duì)于上層線圈元件533以相同角度徑向傾斜并作成同一形狀。結(jié)果，上層線圈棒531即使在轉(zhuǎn)動(dòng)180°以后仍保持相同形狀。簡(jiǎn)言之，兩個(gè)上層線圈端部534作成相同形狀，當(dāng)上層線圈棒531裝配在電樞鐵芯520上時(shí)，提供一個(gè)良好的工況。
上述的兩個(gè)上層線圈端部534中位于磁開(kāi)關(guān)600一側(cè)的上層線圈端部534緊靠在下文敘述的電刷910上，為電樞線圈530提供電力。為此，至少上層線圈端部534的緊靠在電刷910上的表面做成平滑表面。本實(shí)施例的起動(dòng)器不再需要裝配獨(dú)立的換向器來(lái)為電樞線圈530供能。簡(jiǎn)言之，去掉獨(dú)立的換向器，減少了起動(dòng)器的零件和制造步驟，由此降低了成本。進(jìn)一步，由于起動(dòng)器中不再設(shè)置獨(dú)立的換向器，從而實(shí)現(xiàn)了在軸向上減少起動(dòng)器尺寸的另一效果。
進(jìn)一步，上層線圈端部534緊靠在電刷910上，這樣，在上層線圈端部534和電刷910之間的滑動(dòng)接觸產(chǎn)生的熱量，從上層線圈端部534散射到上層線圈元件533、電樞鐵芯530和電樞軸510上。然而，由于電樞線圈530、電樞鐵芯520及電樞軸510的熱容量大于現(xiàn)有技術(shù)中的獨(dú)立換向器的熱容量，使上層線圈端部534和電刷910之間的滑動(dòng)接觸部分能保持較低的溫度。
象上層線圈棒531那樣，下層線圈棒532由具有良導(dǎo)電性的材料(例如銅)組成，并設(shè)置有沿著與固定磁場(chǎng)裝置550平行的方向延伸的并設(shè)置在槽524內(nèi)側(cè)的下層線圈元件536；兩個(gè)從下層線圈元件536的兩端向內(nèi)彎曲的并沿著垂直于電樞軸510軸向的方向延伸的下層線圈端部537。順便說(shuō)，下層線圈元件536和兩個(gè)下層線圈端部537采用下述與上層線圈棒53 1相同的方式形成用低溫澆注法；或壓制成C型彎曲狀；或是將分別制好的下層線圈元件536和兩個(gè)下層線圈端部537采用焊接接縫技術(shù)制成一體。
此外，在各個(gè)上層線圈端部534和各個(gè)下層線圈端部537之間的絕緣由絕緣墊片560保持，各個(gè)下層線圈端部537和電樞鐵芯520間的絕緣由用樹(shù)脂(例如，尼龍或酚醛樹(shù)脂)制成的絕緣環(huán)590實(shí)現(xiàn)。
下層線圈元件536是一斷面呈正方形的直棒，如圖7和8所示，被強(qiáng)行地和上層線圈元件533一起裝入槽524中，如圖3所示。順便說(shuō)，下層線圈元件536和用上層絕緣膜125覆蓋的上層線圈元件533這樣一起設(shè)置在槽524中，同時(shí)由下層絕緣膜105(由尼龍或紙制成)覆蓋。
上述的兩個(gè)下層線圈端部537，其一個(gè)下層線圈端部537位于起動(dòng)器的前側(cè)方，并沿著與上層線圈端部534相反的方向傾斜，而另一位于后側(cè)的下層線圈端部537也沿著與前述上層線圈端部534相反的方向傾斜。該兩個(gè)下層線圈端部537相對(duì)于下層線圈元件537以相同角度徑向傾斜并做成同一形狀。結(jié)果，和上層線圈棒53 1一樣，下層線圈棒531即使相對(duì)于下層線圈棒532轉(zhuǎn)過(guò)180°以后仍保持相同形狀。簡(jiǎn)言之，兩個(gè)下層線圈端部537作成相同形狀，當(dāng)下層線圈棒532裝配在電樞鐵芯520上時(shí)，提供一個(gè)良好的工況。
兩個(gè)下層線圈元件537作成在其內(nèi)周面端部帶有沿軸向延伸的下層內(nèi)延伸部分539的形式。下層內(nèi)延伸部分539的外周面與絕緣墊片560內(nèi)周面上所形成的槽562配合，并通過(guò)焊接到上層內(nèi)延伸部538的內(nèi)周表面上，使上層、下層的兩個(gè)內(nèi)延伸部分538、539的內(nèi)、外周面相互重疊，電連接地和機(jī)械地密封。上述上層內(nèi)延伸部分538設(shè)置在上層線圈端部534的端部。順便說(shuō)，下層內(nèi)延伸部分539的內(nèi)周面是絕緣的并遠(yuǎn)離電樞軸510而設(shè)置。
另一方面，兩個(gè)上層線圈端部534做成在其內(nèi)周面端部配有沿軸向延伸的上層內(nèi)延伸部分538。這些上層內(nèi)延伸部分538通過(guò)焊接到下層內(nèi)延伸部分539的外周表面上，使上層、下層的兩個(gè)內(nèi)延伸部分538、539的內(nèi)、外周面相互重疊，電連接地和機(jī)械地密封。該下層內(nèi)延伸部分539設(shè)置在下文要描述的下層線圈棒532的內(nèi)端。而且，上層內(nèi)延伸部分538的外周面通過(guò)絕緣帽580緊靠在固定元件570外周環(huán)狀部分571的內(nèi)面上，固定元件570壓裝在電樞軸510上。
絕緣墊片560是一用樹(shù)脂(例如，環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂或尼龍)制成的薄環(huán)片，其外周側(cè)形成有如圖10所示的一組孔561，這些孔用來(lái)裝配各個(gè)上層線圈端部534的突出部分534a。另一方面絕緣墊片560的內(nèi)周上形成有槽562，它用來(lái)裝配下層線圈端部537的下層內(nèi)延伸部分539。絕緣墊片560上的這些孔561和槽562通常用來(lái)定位并固定電樞線圈530，這一點(diǎn)將在下文敘述。
固定元件570是環(huán)狀樹(shù)脂元件，如圖11所示，包括壓裝在電樞軸510上的內(nèi)周環(huán)狀部分572；沿著垂直于軸向的方向延伸的用來(lái)阻止上層線圈端部534和下層線圈端部537從軸向伸出的調(diào)節(jié)環(huán)573；包圍著上層線圈端部534的上層內(nèi)延伸部分538的外周部分571，用來(lái)阻止因離心力造成的電樞線圈530的內(nèi)部直徑擴(kuò)張。順便說(shuō)，該固定元件570具有用樹(shù)脂(例如尼龍)制成的并夾在上層線圈端部534與下層線圈端部537中間的如圖12所示的圓盤(pán)形絕緣帽580，以保證上層線圈端534與下層線圈端537之間的絕緣。
在該電樞540中，形成電樞線圈530的上層線圈棒531兩端的上層線圈端部534和下層線圈棒532兩端的下層線圈端部537，是分別以垂直于電樞軸510的方式形成。結(jié)果，減少了電樞540自身的軸向尺寸，縮短了馬達(dá)500的軸向尺寸，這樣，起動(dòng)器可以作成比現(xiàn)有技術(shù)更小一些。
在該實(shí)施例中，還在馬達(dá)500的通過(guò)取消了獨(dú)立換向器而得到的軸向縮短的空間設(shè)置有磁開(kāi)關(guān)600。盡管和現(xiàn)有技術(shù)相比，起動(dòng)器的軸向尺寸沒(méi)有改變，然而，由于安裝在上述現(xiàn)有技術(shù)的馬達(dá)500中的磁開(kāi)關(guān)600所使用的空間可以減小，因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，起動(dòng)器所占的體積可大幅度地減小。
固定磁場(chǎng)裝置550由設(shè)置在磁軛501上的定子鐵芯558和繞在該定子鐵芯558上的定子線圈559組成。定子線圈559的一個(gè)終端安裝在行星齒輪減速機(jī)構(gòu)300的外周表面的空間中，即，設(shè)置在中心托架360的外周上。順便說(shuō)，馬達(dá)隔板800上設(shè)置有臺(tái)階部分810，以便容納前述定子線圈的一個(gè)終端部分。另一方面，定子線圈559的另一終端設(shè)置在下面要敘述的電刷910的外周面的空間中。
結(jié)果，定子線圈599的終端部分可設(shè)置在圍繞行星齒輪減速機(jī)構(gòu)和電刷外周的空間中，以便使起動(dòng)器馬達(dá)電樞鐵芯520和行星齒輪減速機(jī)構(gòu)300或電刷架900之間的間隙減少，從而減少了軸向尺寸。
如圖1和13所示，磁開(kāi)關(guān)600由下文要敘述的電刷架元件900支撐著，并設(shè)置在下面要敘述的端架700上，這樣，它通常垂直于電樞軸510而固定。當(dāng)磁開(kāi)關(guān)600通電時(shí)，向上推動(dòng)插棒鐵心610，使兩個(gè)觸頭(即，下部可移動(dòng)觸頭611和上部可移動(dòng)觸頭612)順次與端子螺栓620的頭部621和固定觸頭630的對(duì)接部分631接觸。此外，端子螺栓620與未示的電池電纜相接。
在插棒鐵心610的上側(cè)，有一個(gè)固定的從插棒鐵心610向上延伸的插棒鐵心軸615。插棒鐵心軸615伸穿過(guò)固定鐵芯642中心部位所形成的孔而向上伸出。上部可移動(dòng)觸頭612設(shè)置在固定鐵芯642上方的插棒鐵心軸615上，以便沿插棒鐵心軸615垂直滑動(dòng)。如圖13所示，上部可移動(dòng)觸頭612是可調(diào)節(jié)的，通過(guò)固定在插棒鐵心軸615上端的開(kāi)口環(huán)616，使其從插棒鐵心軸615的上端向上移動(dòng)。結(jié)果，使上部可移動(dòng)觸頭環(huán)612在開(kāi)口環(huán)616和固定鐵芯642之間垂直地沿插棒鐵心軸615滑動(dòng)。而且，上部可移動(dòng)觸頭612在固定在插棒鐵心軸615上的由板簧制成的觸頭壓力彈簧670的作用下，始終被向上偏置。
上部可移動(dòng)觸頭612由具有良導(dǎo)電性的金屬例如銅組成，并帶有兩端部，當(dāng)向上移動(dòng)時(shí)，其兩端部緊靠在固定觸頭630的兩個(gè)對(duì)接部分631上。而且，成對(duì)電刷910的各個(gè)導(dǎo)線910a用鉚接或焊接的方式機(jī)械地和電聯(lián)地固定在上部可移動(dòng)觸頭612上。在上部可移動(dòng)觸頭612的槽部，還插有并機(jī)械地和電連接地固定著電阻617的終端，組成一組(本實(shí)施例為2個(gè))限制裝置。
順便說(shuō)，電刷910的各個(gè)導(dǎo)線910a用鉚接或焊接機(jī)械地和電連接地固定在上部可移動(dòng)觸頭612上。而且，電刷910的各個(gè)導(dǎo)線910a與上部可移動(dòng)觸頭612可以一體形成。
由一組高阻金屬線圈組成的電阻617允許馬達(dá)500在起動(dòng)器開(kāi)始階段低速轉(zhuǎn)動(dòng)。電阻617的另一端，用鉚接或類似的方式固定在可動(dòng)電源觸頭611上，可動(dòng)電源觸頭611位于端子螺栓620的頭部621的下方位置。
下部可移動(dòng)觸頭611由具有良導(dǎo)電性的如銅的金屬組成，并緊靠在固定鐵芯642的上表面，當(dāng)磁開(kāi)關(guān)600關(guān)閉時(shí)，使插棒鐵心610處在其下部位置，當(dāng)電阻617由插棒鐵心軸615向上拖動(dòng)時(shí)，并在上部可移動(dòng)觸頭612與固定觸頭630的對(duì)接部分63 1接觸以前，下部可移動(dòng)觸頭611緊靠在端子螺栓620的頭部621上。插棒鐵心610下表面形成有槽682，該槽682容納有拴在帶元件680(例如電線)尾端的球元件681。槽682的內(nèi)周壁上設(shè)有內(nèi)螺紋如683。該內(nèi)螺紋683與固定螺栓684固定，將球元件681固定在槽682中。帶狀元件680的長(zhǎng)度借助于調(diào)整固定螺栓684向內(nèi)螺紋683中的插入來(lái)調(diào)整。另外，當(dāng)下部可移動(dòng)觸頭元件611緊靠在端子螺栓620上時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)帶元件680的長(zhǎng)度，使小齒輪旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)元件230的調(diào)節(jié)爪23 1與小齒輪210外周上的齒214配合。而且，內(nèi)螺紋683和固定螺栓684也形成一個(gè)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
進(jìn)一步，由于在電樞軸510軸向的垂直方向上設(shè)置，磁開(kāi)關(guān)600僅在其徑向方向上增加長(zhǎng)度，而起動(dòng)器的軸向總長(zhǎng)度不會(huì)增加，所以，不會(huì)加大起動(dòng)器的總體結(jié)構(gòu)。
端架700是由樹(shù)脂(例如，酚醛樹(shù)脂)組成的磁開(kāi)關(guān)罩，如圖14所示，磁開(kāi)關(guān)600裝在其中。
端架700的背面上形成有彈簧保持座710，它根據(jù)電刷910的位置向前突伸，來(lái)支撐壓縮螺旋彈簧914，向前偏壓電刷910。
電刷架元件900不僅具有在電刷架軸承564可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐電樞軸510的后端時(shí)能將磁軛501和端架700的內(nèi)部隔開(kāi)的功能，而且還具有支撐磁開(kāi)關(guān)600的電刷支架的作用，并作為滑輪690對(duì)帶狀元件680導(dǎo)向。此外，電刷架900上還形成有未示的孔，為穿過(guò)其中的帶狀元件680導(dǎo)向。
電刷架900通過(guò)金屬如鋁的鑄造，形成隔板形狀，如圖1、15和16所示的，并帶有一組(未示)電刷架孔911和91 2，用于在軸向上支撐電刷910。上部電刷架孔911是保持電刷910的孔，以接收正電壓并通過(guò)用樹(shù)脂(例如，尼龍或酚醛樹(shù)脂)構(gòu)成的絕緣筒913保持電刷910。另一方面，下部電刷架孔912是保持電刷910的孔，接地并直接把電刷910夾在孔中。
而且，電刷910由壓縮圈簧914將其前端表面推到電樞線圈530后端的上層線圈端部534的后端面上。
順便說(shuō)，上部電刷910的導(dǎo)線910a用焊接或鉚接等接縫技術(shù)與由磁開(kāi)關(guān)600移動(dòng)的上部可移動(dòng)觸頭612機(jī)械地且電連接地連在一起。另一方面，下部電刷910的導(dǎo)線910a機(jī)械地和電連接地鉚接到電刷架元件900后端面形成的槽920上。此外，本實(shí)施例配備有一對(duì)連接到一根導(dǎo)線910a上的下部電刷910，所述導(dǎo)線910a的中心鉚接在電刷架元件900的后端表面的槽920上。電刷架元件900背面形成有用于保持磁開(kāi)關(guān)600前面的兩個(gè)支腳930，及兩個(gè)用來(lái)包圍該磁開(kāi)關(guān)600的固定柱940。當(dāng)磁開(kāi)關(guān)600緊靠在支腳930上時(shí)，該兩個(gè)固定柱940用其自身鉚接的各個(gè)后端夾持住磁開(kāi)關(guān)600。
電刷架元件900的后端下側(cè)面帶有滑輪支撐部分950，用來(lái)支撐滑輪690，以將帶狀元件680的移動(dòng)方向從垂直方向向磁開(kāi)關(guān)600軸向方向改變。
下面，參照附圖17敘述起動(dòng)器的工作過(guò)程。
當(dāng)駕駛者將按鍵開(kāi)關(guān)10操作到開(kāi)始位置時(shí)，電源從電池20供到磁開(kāi)關(guān)600的吸引線圈650上。當(dāng)該線圈650激磁時(shí)，插棒鐵心610受吸引線圈650產(chǎn)生的磁力吸引，從其下部位置上升。
隨著插棒鐵心610開(kāi)始上升，上部可移動(dòng)觸頭612和下部可移動(dòng)觸頭611由插棒鐵心軸615升起，并且?guī)钤?80的后端也向上抬起。當(dāng)帶元件的680的后端上升時(shí)，將其前端向下拉，以使小齒輪旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)元件230向下移動(dòng)。當(dāng)調(diào)節(jié)爪231與小齒輪210外周面上所形成的齒214配合時(shí)，下部可移動(dòng)觸頭611在小齒輪旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)元件230向下移動(dòng)的作用下，緊靠在端子螺栓620的頭部621上(如圖17A所示)。端子螺栓620上由電池20供給電壓，所以，它可以通過(guò)下部可移動(dòng)觸頭611、電阻617、上部可移動(dòng)觸頭612和導(dǎo)線910a將該電壓提供給上部電刷910。然后，電樞線圈530產(chǎn)生比較弱的磁力，它作用在(即吸引或排斥)固定磁場(chǎng)裝置550的磁力上，使電樞540低速轉(zhuǎn)動(dòng)。
隨著電樞軸510的轉(zhuǎn)動(dòng)，電樞軸510前端的中心齒輪310驅(qū)動(dòng)行星齒輪機(jī)構(gòu)300中的行星齒輪320轉(zhuǎn)動(dòng)。假如通過(guò)行星齒輪架330轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)的齒圈100的行星齒輪320的轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩傳遞給內(nèi)齒輪340時(shí)，該內(nèi)齒輪340的轉(zhuǎn)動(dòng)由超速離合器350調(diào)整，簡(jiǎn)言之，通過(guò)行星齒輪320的轉(zhuǎn)動(dòng)，使行星齒輪架330減速，內(nèi)齒輪340不再轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)行星齒輪架330轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小齒輪210只在小齒輪旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)元件230的調(diào)節(jié)下轉(zhuǎn)動(dòng)，使其沿輸出軸220的螺旋花鍵221向前移動(dòng)。
小齒輪210向前移動(dòng)的結(jié)果是，使其與發(fā)動(dòng)機(jī)的齒圈100完全嚙合，直到緊靠在小齒輪的保持環(huán)250上。當(dāng)小齒輪210進(jìn)一步向前移動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)爪23 1與小齒輪210的齒214脫離嚙合，直到調(diào)節(jié)爪前端落在小齒輪210的后端上所設(shè)置的墊片215的后側(cè)。
另一方面，當(dāng)小齒輪210處于前方位置時(shí)，上部可移動(dòng)觸頭612靠在固定觸頭630的對(duì)接部分63 1上。然后，端子螺栓620的電池電壓通過(guò)上部可移動(dòng)觸頭612和導(dǎo)線910a直接施加在電刷910上。簡(jiǎn)言之，由各個(gè)上層線圈棒531和各個(gè)下層線圈棒532組成的電樞線圈530供有高電流以產(chǎn)生強(qiáng)大的磁力，由此使電樞540高速轉(zhuǎn)動(dòng)。
電樞軸510的轉(zhuǎn)動(dòng)由行星齒輪機(jī)構(gòu)300減速，以便借助增加的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩驅(qū)動(dòng)行星齒輪架330轉(zhuǎn)動(dòng)。這時(shí)，小齒輪210的前端靠在小齒輪保持環(huán)250上，使小齒輪210與行星齒輪架330一起轉(zhuǎn)動(dòng)。此外，由于小齒輪210與發(fā)動(dòng)機(jī)的齒圈100相嚙合，因此可驅(qū)動(dòng)齒圈100，即是說(shuō)，驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
接著，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，其齒圈100比小齒輪210更快地轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在螺旋花鍵的作用下，小齒輪210上產(chǎn)生退回力。但是，由于旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)爪23 1落在小齒輪210的后面，阻止了小齒輪210的后退，當(dāng)阻止小齒輪210過(guò)早脫離嚙合時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)能無(wú)誤地起動(dòng)(如圖17B所示)。
當(dāng)起動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)齒圈100的轉(zhuǎn)動(dòng)比小齒輪210更快時(shí)，該小齒輪210由齒圈100驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。然后，從齒圈100傳遞到小齒輪210的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩進(jìn)一步通過(guò)行星齒輪架330傳遞到支撐行星齒輪320的銷332上。換言之，行星齒輪320由行星齒輪架330驅(qū)動(dòng)。然后，從發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間的反向力矩施加在內(nèi)齒輪340上，這樣，超速離合器350使齒圈100轉(zhuǎn)動(dòng)。更詳細(xì)地說(shuō)，如果從發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間的反向力矩施加在內(nèi)齒輪340上，超速離合器350上的滾子從離合器的內(nèi)件352的槽中推出，允許內(nèi)齒輪340轉(zhuǎn)動(dòng)。
簡(jiǎn)言之，為轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)小齒輪210，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)齒圈100的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)由超速離合器350吸收，所以，電樞540不會(huì)由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)。
發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，操作者將按鍵開(kāi)關(guān)10從起動(dòng)位置移開(kāi)，停止向磁開(kāi)關(guān)600的吸引線圈650上供電。當(dāng)停止向吸引線圈650供電時(shí)，插棒鐵心610在壓縮螺旋彈簧660的作用下向下返回。
然后，上部可移動(dòng)觸頭612離開(kāi)固定觸頭630的對(duì)接部分631，下部可移動(dòng)觸頭611離開(kāi)端子螺栓620的頭部621，中斷向上部電刷910供電。
當(dāng)插棒鐵心610向下返回，小齒輪旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)元件230在它的返回彈簧部分236的作用下向上返回，以至調(diào)節(jié)爪231從小齒輪210的后面離開(kāi)。然后，小齒輪210在返回彈簧240作用下向后返回，脫離與發(fā)動(dòng)機(jī)齒圈100的嚙合，并把它的后端靠在輸出軸220的凸緣狀突伸部分222上。簡(jiǎn)言之，小齒輪210回歸到起動(dòng)器的開(kāi)始前階段(如圖17C所示)。
進(jìn)一步，插棒鐵心610向下返回的結(jié)果，使下部可移動(dòng)觸頭611靠在磁開(kāi)關(guān)600固定鐵芯642的上面，從而，經(jīng)過(guò)上部可移動(dòng)觸頭612、電阻617、下部可移動(dòng)觸頭611、固定鐵芯642、磁開(kāi)關(guān)罩640及電刷架元件900，上部電刷910的導(dǎo)線910a導(dǎo)通。簡(jiǎn)言之，上部電刷910和下部電刷910通過(guò)電刷架元件900形成短路。同時(shí)，電樞540的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性在電樞線圈530上產(chǎn)生電動(dòng)力。此外，該電動(dòng)力通過(guò)上部電刷910、電刷架元件900及下部電刷910而形成短路，以使制動(dòng)力作用于電樞540的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性上。結(jié)果，電樞540突然停止。
定子線圈559的一個(gè)端部設(shè)在行星齒輪減速機(jī)構(gòu)300外周的空間中，即中心托架360的外周上，而另一端部設(shè)在電刷910外周的空間中。因此，定子馬達(dá)的電樞鐵芯520和行星齒輪減速機(jī)構(gòu)300之間的距離減少，減少了軸向的結(jié)構(gòu)。
而且，在本發(fā)明中，定子線圈559的其中一端設(shè)在行星齒輪減速機(jī)構(gòu)300的外周上，另一端設(shè)在電刷910的外周空間中。而且，僅有一端設(shè)置在行星齒輪減速機(jī)構(gòu)300的外周或電刷910外周上的空間中。
進(jìn)一步，組成固定磁場(chǎng)裝置550的定子鐵芯558和定子線圈559也能用永久磁鐵代替。
另外，所提供的馬達(dá)隔板800和電刷架900(也可以用作馬達(dá)隔板)由磁性材料組成，馬達(dá)隔板800與電刷架900設(shè)置成與磁軛501接觸以形成磁回路，而且馬達(dá)隔板800和電刷架900緊密設(shè)置，使它們到定子鐵芯558端面的距離足夠大于定子鐵芯558和電樞芯520的距離，在定子鐵芯558端部產(chǎn)生的泄漏磁通經(jīng)過(guò)馬達(dá)隔板800和電刷架900流動(dòng)，并且，不繞電樞線圈端部流動(dòng)。這樣，在換向操作中線圈的感應(yīng)減少，并減少了在換向中的不良影響。
工業(yè)上可利用性如上文所述，根據(jù)本發(fā)明所提供的起動(dòng)器可以用作齒輪減速機(jī)構(gòu)的起動(dòng)器，并能減少其軸向尺寸，提高了可安裝性和抗沖擊性。
權(quán)利要求
1.一種帶有行星齒輪減速機(jī)構(gòu)的起動(dòng)器，包括起動(dòng)器馬達(dá)，具有用來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐繞有電樞線圈的電樞鐵芯的電樞軸、與電樞線圈連接并且設(shè)置在基本平行于電樞鐵芯端部位置的換向器、可滑動(dòng)地由換向器支撐的電刷、以及設(shè)置在電樞鐵芯外周的固定磁場(chǎng)裝置；行星齒輪減速機(jī)構(gòu)，包括，在起動(dòng)器馬達(dá)電樞軸外周上形成的中心齒輪、支撐在與電樞軸共軸設(shè)置的驅(qū)動(dòng)軸一端并與中心齒輪相嚙合的行星齒輪、及與行星齒輪嚙合的內(nèi)齒輪，其中，所述起動(dòng)器馬達(dá)的固定磁場(chǎng)裝置的端部，至少與所述行星齒輪減速機(jī)構(gòu)和電刷之一重疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有行星齒輪減速機(jī)構(gòu)的起動(dòng)器，其特征是所述電樞線圈包括裝在所述電樞鐵芯槽中的上層電樞線圈和下層電樞線圈；每一個(gè)所述的上層和下層電樞線圈，都具有裝在所述槽中的線圈棒和設(shè)置在線圈棒一端的線圈端部，所述線圈的端部與電樞鐵芯的端面基本平行；所述上層線圈棒的線圈端部電連接到下層線圈棒的線圈端部，兩個(gè)線圈棒以預(yù)定間距隔開(kāi)；所述上層線圈棒的線圈端部用作所述換向器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有行星齒輪減速機(jī)構(gòu)的起動(dòng)器，其特征是所述的電樞線圈包括設(shè)置在所述電樞鐵芯槽中的上層和下層電樞線圈；每一個(gè)所述上層和下層電樞線圈，具有安裝在所述槽中的線圈棒和一對(duì)設(shè)置在各個(gè)線圈棒兩端的線圈端部，所述線圈端部和所述電樞鐵芯的端面基本平行；所述上層線圈棒的線圈端部與下層線圈棒的相應(yīng)線圈端部電連接在一起，兩個(gè)線圈棒以預(yù)定間隔隔開(kāi)；所述上層線圈棒的一個(gè)線圈端部用作所述換向器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的帶有行星齒輪減速機(jī)構(gòu)的起動(dòng)器，其特征是，還包括為起動(dòng)器馬達(dá)提供電動(dòng)力的磁開(kāi)關(guān)，該磁開(kāi)關(guān)設(shè)置在起動(dòng)器馬達(dá)的電刷一側(cè)并基本垂直于電樞軸軸向的方向。
5.一種帶有行星齒輪減速機(jī)構(gòu)的起動(dòng)器，包括起動(dòng)器馬達(dá)，具有用來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐繞有電樞線圈的電樞鐵芯的電樞軸、與電樞線圈連接并且設(shè)置在基本平行于電樞鐵芯端部位置的換向器、可滑動(dòng)地由換向器支撐的電刷、一圍繞所述電樞鐵芯外周而設(shè)置的形成磁回路的圓筒形磁軛、以及設(shè)置在磁軛內(nèi)周的固定磁場(chǎng)裝置；行星齒輪減速機(jī)構(gòu)，包括，在起動(dòng)器馬達(dá)電樞軸外周上形成的中心齒輪、安裝在與電樞軸共軸設(shè)置的驅(qū)動(dòng)軸一端并與中心齒輪相嚙合的行星齒輪、及與行星齒輪嚙合的內(nèi)齒輪；由磁材料組成的馬達(dá)隔板，與所述磁軛接觸并臨接所述固定磁場(chǎng)裝置的端面而設(shè)置，形成所述的磁回路，其中，所述起動(dòng)器馬達(dá)的固定磁場(chǎng)裝置的端部，至少與所述行星齒輪減速機(jī)構(gòu)和所述電刷之一重疊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶有行星齒輪減速機(jī)構(gòu)的起動(dòng)器，其特征是所述馬達(dá)隔板由至少一個(gè)馬達(dá)隔板壁形成，其將所述的行星齒輪減速機(jī)構(gòu)和起動(dòng)器馬達(dá)及支撐所述電刷的電刷架隔開(kāi)。
全文摘要
圍繞著電樞鐵芯520的外周，設(shè)置有定子鐵芯558和纏繞在定子鐵芯558上的定子線圈559，形成固定磁場(chǎng)裝置，定子線圈559的一個(gè)端部設(shè)置在行星齒輪減速機(jī)構(gòu)300外周的位置上，即設(shè)置在中心托架360的外周上，馬達(dá)隔板800作成帶有臺(tái)階部分810的形式，以容納前述一個(gè)端部，另一方面，定子線圈559的另一端部設(shè)置在電刷910外周的位置。簡(jiǎn)言之，行星齒輪減速機(jī)構(gòu)300的外徑可以做成小于定子線圈559內(nèi)周直徑。
文檔編號(hào)F02N15/02GK1139474SQ95191341
公開(kāi)日1997年1月1日 申請(qǐng)日期1995年11月24日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月24日
發(fā)明者志賀孜, 林信行, 大見(jiàn)正升, 尾野定義 申請(qǐng)人:日本電裝株式會(huì)社