專利名稱：同軸的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器系統(tǒng)，而且特別是涉及一種具有全是同軸布置的輸出軸、電機(jī)和線圈裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器系統(tǒng)。
在傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器中，通常把其上裝有與齒圈嚙合的軸向滑動(dòng)的小齒輪的輸出軸與用于軸向地驅(qū)動(dòng)小齒輪的線圈裝置互相平行布置。然而，由于這種雙軸的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器具有從電機(jī)徑向地外伸的線圈裝置，而因此不可避免地具有相當(dāng)大的徑向尺寸，這就為保證具有足夠空間安裝發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器造成嚴(yán)重困難。
為解決這種問(wèn)題，在日本專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)1-208564和63-90666中提出了提供具有繞裝在輸出軸上的環(huán)形線圈裝置的同軸啟動(dòng)器。
然而，在如上述專利公布中所公開(kāi)的具有同軸關(guān)系的輸出軸和線圈裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器中，由于由激勵(lì)繞組產(chǎn)生并穿過(guò)銜鐵的磁力線產(chǎn)生的軸向力不能利用杠桿機(jī)構(gòu)加以放大，就必須加大激勵(lì)繞組的輸出，以使小齒輪能被直接推動(dòng)。因此，雖然同軸布置在設(shè)計(jì)中被用作減小啟動(dòng)器的手段，但激勵(lì)繞組尺寸的增加量大于通過(guò)同軸布置而可能獲得的縮小量。
在這樣一種同軸形式的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器中，可動(dòng)接頭和轉(zhuǎn)換器分別和銜鐵的各聯(lián)接端相聯(lián)接，可動(dòng)接頭可有選擇地關(guān)斷和接通電機(jī)的電源線路，轉(zhuǎn)換器用于推出小齒輪使它和發(fā)動(dòng)機(jī)的齒圈相嚙合，銜鐵在激勵(lì)繞組內(nèi)孔中軸向地移動(dòng)。因此，按照這種啟動(dòng)器，銜鐵的移動(dòng)距離必須和小齒輪的一樣，必須為可動(dòng)接頭留有移動(dòng)空間以便不干涉小齒輪的移動(dòng)，因此減小啟動(dòng)器的軸向尺寸是困難的。
在銜鐵的第一部分和第二部分之間設(shè)置結(jié)合裝置也許較適宜，它把軸向力從第一部分傳遞到第二部分，以幫助第二部分朝關(guān)閉磁隙的方向移動(dòng)。于是，第二部分就不僅受到激勵(lì)繞組的電磁作用，受到銜鐵第一部分的助動(dòng)，而第一部分減小了磁隙的有效尺寸，而且還受到銜鐵的第一部分的機(jī)械作用。按照這一結(jié)構(gòu)，可保證銜鐵的第二部分的工作可靠性。結(jié)合裝置可包括制作在第一部分和第二部分上的軸向臺(tái)肩，和/或嵌裝在第一和第二部分之間的彈簧裝置；當(dāng)?shù)谝徊糠衷诩?lì)繞組作用下進(jìn)入軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)軸向臺(tái)肩能彼此貼靠，彈簧裝置用來(lái)把軸向力從第一部分傳遞到第二部分。
發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器的輸出軸通常由鋼制成。如同同軸的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器中需要的那樣，當(dāng)線圈裝置被繞裝在輸出軸上時(shí)，在線圈裝置和輸出軸之間就建立起了磁路，因此這就減小了穿過(guò)銜鐵的磁力線的量值，而銜鐵給小齒輪施加軸向力，從而可能導(dǎo)致吸引力不足。換句話說(shuō)，在如上述專利申請(qǐng)公布中所公開(kāi)的、具有同軸關(guān)系的輸出軸及線圈裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器中，由于需要在銜鐵與輸出軸之間提供足夠大的氣隙，就要使激勵(lì)繞組有一個(gè)大的外直徑，這阻礙了這種形式發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器的緊湊設(shè)計(jì)。
從解決先有技術(shù)的這一問(wèn)題著眼，本發(fā)明的目的是提供一種緊湊的同軸的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，其中，電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸、小齒輪的滑動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)小齒輪的線圈裝置及開(kāi)關(guān)都布置成同軸。
本發(fā)明的第二目的提供一種同軸的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，它通過(guò)限制它的開(kāi)關(guān)裝置的行程來(lái)減小啟動(dòng)器的軸向尺寸。
本發(fā)明的第三目的是提供一種同軸的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，它通過(guò)限制它的激勵(lì)繞組的外直徑來(lái)減小啟動(dòng)器的徑向尺寸。
本發(fā)明的第四目的是提供一種同軸的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，它通過(guò)減小它的操作的起始階段的輸出需求量來(lái)減小激勵(lì)繞組的尺寸。
本發(fā)明的第五目的是提供一種同軸的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，它可以減少它的開(kāi)關(guān)單元的元部件的數(shù)量，并簡(jiǎn)化開(kāi)關(guān)單元的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明，可通過(guò)提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器來(lái)達(dá)到以上這些目的和其它目的，該發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器包括電機(jī)；與電機(jī)同軸地配置和傳遞電機(jī)動(dòng)力的輸出軸；用于驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的齒圈的小齒輪，小齒輪通過(guò)花鍵裝置與輸出軸同軸地聯(lián)接；含有固定接頭及用于有選擇地關(guān)斷引向電機(jī)的電源線路的可動(dòng)接頭的開(kāi)關(guān)單元；由環(huán)形銜鐵及環(huán)形激勵(lì)繞組組成的線圈裝置，該線圈裝置繞裝在輸出軸上以便在軸向方向上驅(qū)動(dòng)小齒輪和開(kāi)關(guān)單元的可動(dòng)接頭；其中花鍵裝置由螺旋花鍵構(gòu)成。
按照這一結(jié)構(gòu)，由于電機(jī)剛一開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，借助于螺旋花鍵，軸向力就被施加到小齒輪上，因此在啟動(dòng)器的初始操作階段，還沒(méi)有明顯的電流通向激勵(lì)繞組時(shí)，小齒輪就能被軸向地驅(qū)動(dòng)。因此小齒輪在完全被引向激勵(lì)繞組之后，激勵(lì)繞組僅需要產(chǎn)生足以使小齒輪保持其位置的磁通量，由此可減小激勵(lì)繞組的尺寸。
為了充分發(fā)揮螺旋花鍵工作的優(yōu)點(diǎn)，最好是在銜鐵與開(kāi)關(guān)單元的可動(dòng)接頭之間的力傳遞路徑中插裝空動(dòng)裝置，以便在可動(dòng)接頭與固定接頭進(jìn)入完全接觸之后仍允許銜鐵移動(dòng)。于是，甚至在可動(dòng)接頭與固定接頭進(jìn)入完全結(jié)合之后，允許銜鐵繼續(xù)移動(dòng)以便軸向地驅(qū)動(dòng)小齒輪。特別是，如果在小齒輪與銜鐵之間的軸向力傳遞路徑中形成間隙，該間隙不小于可動(dòng)接頭從靜止位置到接觸位置的行程，以便和固定接頭建立接觸關(guān)系；在電機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)后，當(dāng)銜鐵開(kāi)始直接地和軸向地驅(qū)動(dòng)小齒輪時(shí)，銜鐵就已經(jīng)被螺旋花鍵產(chǎn)生的軸向力所助動(dòng)。為了保證小齒輪因存在間隙而從齒圈上脫開(kāi)嚙合，間隙應(yīng)小于小齒輪和齒圈正確嚙合時(shí)兩者之間的嚙合寬度的二分之一。為使小齒輪被銜鐵驅(qū)動(dòng)之前電機(jī)就已被啟動(dòng)，通過(guò)在銜鐵與小齒輪之間的力傳遞路徑中插裝任何第二套空動(dòng)裝置也能達(dá)到同樣的目的。這第二套空動(dòng)裝置可包含一間隙或一彈簧件，間隙可在小齒輪和銜鐵之間的任何一點(diǎn)形成，彈簧件可設(shè)置在小齒輪和銜鐵之間的任何一點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，銜鐵包括與可動(dòng)接頭聯(lián)接的第一部分和與小齒輪聯(lián)接的第二部分，第一與第二部分在軸向上相互套疊以便能在軸向上彼此作相對(duì)移動(dòng)。于是有可能對(duì)銜鐵的兩個(gè)不同部分確定兩個(gè)不同的行程，因此能減小可動(dòng)接頭的動(dòng)作行程，而啟動(dòng)器的軸向長(zhǎng)度就可減小。為了在銜鐵的第二部分的全行程對(duì)作用在銜鐵的第二部分的引力的變化進(jìn)行優(yōu)化，在銜鐵的第一部分設(shè)置一個(gè)擋塊是有利的，在對(duì)激勵(lì)繞組激磁后使第一部分停止，以留下微小的磁氣隙，該磁氣隙最終被銜鐵的第二部分所填充。在這種情況下，第二套空動(dòng)裝置可含有彈簧，它插裝在銜鐵第一和第二部分之間。
在同軸的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器中，當(dāng)輸出軸由是鐵磁體的鋼制成時(shí)，由激勵(lì)繞組產(chǎn)生的磁力線大部分穿過(guò)了輸出軸，而激勵(lì)繞組的有效引力應(yīng)作用在銜鐵上。因此有必要在輸出軸的周圍設(shè)置氣隙，以減少穿過(guò)輸出軸的磁力線，而不希望增大發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器的徑向尺寸。為了解決這一問(wèn)題，最好使用不銹鋼或其它非磁性材料制作的輸出軸。
現(xiàn)參考各附圖對(duì)本發(fā)明描述如下，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的同軸的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器的第一實(shí)施例的剖視圖，圖的上半部表示啟動(dòng)器的非工作狀況，而下半部表示發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器的工作狀況；圖2是沿圖1的II-II線取的剖視圖；圖3是和圖1相似的視圖，表示的是本發(fā)明的第二實(shí)施例；而圖4是和圖1相似的視圖，表示的是本發(fā)明的第三實(shí)施例。
圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的裝有齒輪減速器的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，圖的上半部表示啟動(dòng)器的非工作狀況，而圖的下半部表示啟動(dòng)器的工作狀況。這個(gè)啟動(dòng)器1產(chǎn)生啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)所需的扭矩，并包括裝有行星齒輪減速器2的電機(jī)3，通過(guò)齒輪減速器2與電機(jī)3相聯(lián)接的輸出軸4，單向滾子離合5和滑動(dòng)地裝在輸出軸4上的小齒輪6，用于可選擇地接通和關(guān)斷引向電機(jī)3的電源線路的開(kāi)關(guān)單元7，和用于軸向地移動(dòng)開(kāi)關(guān)單元7的可動(dòng)接頭8及小齒輪6的線圈裝置9。
電機(jī)3由公知的換向式直流電機(jī)構(gòu)成，而它的轉(zhuǎn)子軸10的右端可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在底板11的中心凹座內(nèi)，并可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在制備在輸出軸4右端面上的中心凹座內(nèi)，輸出軸4和轉(zhuǎn)子軸10在軸10的左端同軸。底板11蓋住了圓筒形電機(jī)罩44的右端。
齒輪減速器2配置在電機(jī)3的頂板12的內(nèi)表面構(gòu)成的凹腔內(nèi)，該頂板12蓋住了電機(jī)罩44的左端。齒輪減速器2包含中心齒輪13，它在與輸出軸4相鄰的轉(zhuǎn)子軸10的一個(gè)部位上形成；一組與中心齒輪13嚙合的行星齒輪14；內(nèi)齒齒圈15，該齒圈15沿著在頂板12的內(nèi)表面上構(gòu)成的凹腔的外圓周形成，以便和行星齒輪14嚙合。支承行星齒輪14的支承板16以壓配合聯(lián)結(jié)在輸出軸4的右端，而輸出軸4可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在頂板12的中心孔內(nèi)。
小齒輪護(hù)罩17與頂板12聯(lián)接，護(hù)罩17兼作把啟動(dòng)器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的固定支架。輸出軸4的左端可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在小齒輪護(hù)罩17的左端壁的內(nèi)表面上形成的中心凹座內(nèi)。
輸出軸4的中段的外圓周表面，通過(guò)螺旋花鍵19與單向滾子離合器5的離合器外件18的內(nèi)圓周表面相嚙合。離合器外件18通常被插裝在環(huán)形臺(tái)肩與擋板20之間的復(fù)位彈簧21壓向右邊，環(huán)形臺(tái)肩制作在從離合器外徑18向電機(jī)3延伸的圓形套筒18a內(nèi)，而擋板20固定在輸出軸4的左端部。圓形套筒18a的最右端與制作在輸出軸上的螺旋花鍵19相嚙合。復(fù)位彈簧21容納在從離合器外件18延伸的套筒18a的內(nèi)圓周表面與輸出軸4的外圓周表面之間形成的環(huán)形間隙之中。由于這樣處理，復(fù)位彈簧21就被安置在單向滾子離合器5的內(nèi)部，組件的軸向尺寸就可以減小。
離合器外件18與單向滾子離合器5的離合器內(nèi)件22在軸向固定連接，但可以自由地旋轉(zhuǎn)，這取決于相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。離合器內(nèi)件22左端的外圓周表面和前述的小齒輪6制成一體，小齒輪6與發(fā)動(dòng)機(jī)的齒圈23嚙合并驅(qū)動(dòng)它。與小齒輪6制成一體的離合器內(nèi)件22裝在輸出軸4的左端，可旋轉(zhuǎn)并可軸向移動(dòng)。
在小齒輪護(hù)罩17的中部緊固著圍繞輸出軸4的激勵(lì)繞組24，輸出軸4是用諸如不銹鋼這樣的非磁性材料制造的。激勵(lì)繞組24被軛鐵包圍著，該軛鐵又由環(huán)形支托25及圓盤26所構(gòu)成，杯形支托25具有圍繞輸出軸4的內(nèi)法蘭25a。在激勵(lì)繞組24的內(nèi)圓周表面和輸出軸4的外圓周表面之間構(gòu)成的間隙中，配置有銜鐵外件27和銜鐵內(nèi)件28，兩者都由鐵磁體制成，并同軸地互相套疊和可沿軸向相互滑動(dòng)。銜鐵件27和28的左端軸向地對(duì)著支托25的內(nèi)法蘭25a的中部的內(nèi)表面，而內(nèi)法蘭25a的中部就當(dāng)作銜鐵件27和28的磁極。這樣通過(guò)使非磁性材料制成的輸出軸4包容在線圈裝置9中，磁路就聚集在銜鐵中，能有效地消除銜鐵與輸出軸之間的氣隙，使得線圈裝置9的徑向尺寸減小。
銜鐵的第一部分或銜鐵外件27的右端與聯(lián)接板29相聯(lián)接，而且經(jīng)過(guò)聯(lián)接桿30(它穿過(guò)電機(jī)3的頂板12)與開(kāi)關(guān)單元7的可動(dòng)接頭8相聯(lián)接，開(kāi)關(guān)單元7與電機(jī)3的換向器31相鄰。可動(dòng)接頭8以軸向可移動(dòng)的方式安裝在聯(lián)接桿30上，并以圈彈簧32浮動(dòng)地支承著，以便可選擇地與開(kāi)關(guān)單元7的固定接頭34結(jié)合或脫開(kāi)，固定接頭34固定地安裝在電刷座33上，電刷座33環(huán)繞換向器31來(lái)配置。換句話說(shuō)，可動(dòng)接頭8通過(guò)空動(dòng)機(jī)構(gòu)與銜鐵外件27連接。由于復(fù)位彈簧35的作用，銜鐵外件27常常被壓向右方，復(fù)位彈簧35插入在銜鐵外件27和內(nèi)法蘭25a之間，內(nèi)法蘭25a制作在激勵(lì)繞組24的支托25中，但件27通常是處于把可動(dòng)和固定接頭互相隔開(kāi)的空檔或靜止位置。
銜鐵的第二部分或銜鐵內(nèi)件28常常被圈彈簧36壓向頂板12的左方，圈彈簧36比離合器外件18的復(fù)位彈簧21弱些。銜鐵內(nèi)件28與非磁性材料制成的轉(zhuǎn)換件37相聯(lián)接，轉(zhuǎn)換件37的左端與離合器內(nèi)件22的右端相接觸。
這樣通過(guò)把銜鐵分離成用于驅(qū)動(dòng)可動(dòng)接頭8的銜鐵內(nèi)件27和用于驅(qū)動(dòng)可獨(dú)立移動(dòng)的小齒輪6的銜鐵外件28，在激勵(lì)繞組24的前部和后部就無(wú)需任何軸向空間，而線圈裝置的軸向尺寸就可減小。
在小齒輪6與齒圈23完全嚙合時(shí)，離合器外件18和轉(zhuǎn)換件37的相對(duì)端部表面之間構(gòu)成間隙，可防止件18和件37相互接觸。這一間隙最好不大于小齒輪6和齒圈23之間的嚙合寬度的二分之一。
激勵(lì)繞組24通過(guò)配置在開(kāi)關(guān)單元7上的接線端子38(見(jiàn)圖2)在電路上與點(diǎn)火開(kāi)關(guān)(圖中未表示)相聯(lián)接。
開(kāi)關(guān)單元7的固定接頭34在電路上與電池(圖中未表示)的正極相聯(lián)接，而與一對(duì)正極電刷39聯(lián)著的一對(duì)引線40借助點(diǎn)焊也與固定接頭34相聯(lián)接，如圖2所示。一對(duì)負(fù)極電刷41配置在和正極電刷39對(duì)稱的對(duì)面位置上。這些負(fù)極電刷41的引線42被聯(lián)接到后面要描述的中心板43上，中心板43通過(guò)小齒輪護(hù)罩17和車身(圖中未表示)與電池的負(fù)極端聯(lián)接。開(kāi)關(guān)單元7配置在正極電刷39之間的空間內(nèi)。通過(guò)這樣做，引向電池的接線端和正極電刷39的引線40就可有選擇地與單個(gè)可動(dòng)接頭8和單個(gè)固定接頭34相聯(lián)接，因此可減少開(kāi)關(guān)單元7的元部件數(shù)量，并能減小徑向和軸向尺寸。電刷39和41以周知的方式用電刷座33來(lái)支承，電刷座33是用電絕緣材料制成的。
環(huán)形的金屬中心板43插裝在電刷座33和頂板12之間，以把齒輪減速器2和電機(jī)3隔開(kāi)。中心板43的中心部分 有朝換向器31凸伸的圓筒部分43a，以它的內(nèi)圓周表面包容轉(zhuǎn)子軸10的外圓周表面，在兩者之間形成小的間隙。圓筒部分43a的自由端包容在形成于換向器31的軸端表面的凹座31a之中，以防止齒輪減速器2的潤(rùn)滑脂泄漏到換向器31。
開(kāi)關(guān)單元7位于啟動(dòng)器1的頂部，各接頭或者是緊固在電刷座33上的固定接頭34和可動(dòng)接頭8，都被電刷座33和開(kāi)關(guān)蓋45所罩住，以防止電刷可能產(chǎn)生的任何異物進(jìn)入開(kāi)關(guān)單元7。
現(xiàn)描述上述實(shí)施例的操作如下。在非工作狀況下，因不向激勵(lì)繞組24供應(yīng)電流，銜鐵外件27在復(fù)位彈簧35的彈力作用下處于它的極右位置，與銜鐵外件27聯(lián)接的可動(dòng)接頭8處于離開(kāi)固定接頭34的位置。與此同時(shí)，被復(fù)位彈簧21推壓的離合器外件18與離合器內(nèi)件22(件22與小齒輪制成一體)、轉(zhuǎn)換件37及銜鐵內(nèi)件28一起處于各件自己的極右位置，其結(jié)果是小齒輪6與齒圈23脫開(kāi)嚙合。
當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)位置時(shí)，向激勵(lì)繞組24供電，以使繞組24激磁。結(jié)果，在銜鐵內(nèi)和外件27及28內(nèi)建立起用來(lái)感應(yīng)產(chǎn)生磁力線的磁路，因而向左推動(dòng)銜鐵內(nèi)及外件27和28。因銜鐵外件27比銜鐵內(nèi)件28離支托25的內(nèi)法蘭25a的中心部分(極)更近，件27在銜鐵內(nèi)件28移動(dòng)前就移動(dòng)了。結(jié)果可動(dòng)接頭8在銜鐵外件27的作用下，通過(guò)聯(lián)接板29和聯(lián)接桿30移向左方，并與固定接頭34進(jìn)入接觸。如此依次導(dǎo)致將電池的電力供給電機(jī)3，使轉(zhuǎn)子軸10轉(zhuǎn)動(dòng)。由于在銜鐵外件27移過(guò)它的全行程之前，可動(dòng)接頭8就與固定接頭34進(jìn)入了接觸，且可動(dòng)接頭8是軸向浮動(dòng)地裝在聯(lián)接桿30上，圈彈簧32的壓力就施加在兩個(gè)接頭8和34之間。此時(shí)，銜鐵外件27有一個(gè)停頓，在銜鐵外件27的左端部表面和內(nèi)法蘭25a的中心部分之間形成一定間隙，這是由于存在一個(gè)擋塊，充作外法蘭27a的擋塊和銜鐵外件27的右端制成一體，外法蘭27a與圓盤26已進(jìn)入接觸。
當(dāng)轉(zhuǎn)子軸10轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)由齒輪減速器2進(jìn)行減速，并傳至輸出軸4。離合器外件18通過(guò)螺旋花鍵19與輸出軸4結(jié)合，由于離合器外件18的慣性緣故，由螺旋花鍵19產(chǎn)生的軸向力作用在離合器外件18上，導(dǎo)致件18向左移動(dòng)。與此同時(shí)，受到激勵(lì)繞組24的左向引力和圈彈簧36的壓力的銜鐵內(nèi)件28開(kāi)始移向左邊，這一作用力作為軸向力，通過(guò)轉(zhuǎn)換件37施加到離合器外件18上。在這種情況下，以減小激勵(lì)繞組24的輸出要求的觀點(diǎn)來(lái)看，最好在銜鐵內(nèi)件28或轉(zhuǎn)換件37與離合器外件18進(jìn)入接觸之前使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。然而這是本發(fā)明的權(quán)限之內(nèi)的事，是為了更適當(dāng)?shù)丶白杂傻亓硗膺x擇電機(jī)3開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間。以及根據(jù)激勵(lì)繞組24的有效輸出來(lái)選擇與轉(zhuǎn)換件37和離合器外件18之間的軸向結(jié)合有關(guān)的螺旋花鍵19的隨后動(dòng)作。
這一軸向力逆著復(fù)位彈簧21的移動(dòng)力把離合器外件18向左推，而與離合器內(nèi)件22制成一體并因此整體地和離合器外件18結(jié)合的小齒輪6也被推向左方。一旦離合器外件18和擋板20接觸，且小齒輪6與齒圈23進(jìn)入接觸，輸出軸4的轉(zhuǎn)動(dòng)就被傳至齒圈23，發(fā)動(dòng)機(jī)就被啟動(dòng)。此時(shí)，銜鐵內(nèi)件28的左端部表面和支托25的內(nèi)法蘭25a的中心部分接觸，在轉(zhuǎn)換件37的左端部表面與離合器外件18之間形成一微小間隙，而件37是和銜鐵內(nèi)件28一齊移動(dòng)的。當(dāng)銜鐵內(nèi)件28和支托25的內(nèi)法蘭25a的中心部分接觸時(shí)，因?yàn)榧?8受到激勵(lì)繞組24的最大引力，即使在小齒輪6受到使它和齒圈23脫開(kāi)嚙合的作用力時(shí)，轉(zhuǎn)換件37可防止離合器外件18向右運(yùn)動(dòng)，而且防止了小齒輪6從齒圈23上移開(kāi)。
在銜鐵內(nèi)和外件27和28移過(guò)了全行程之后，使它們保持靜止所需的電流實(shí)際上小于使銜鐵內(nèi)和外件27和28開(kāi)始移動(dòng)所需的電流。換句話說(shuō)，為了使含有小齒輪6的單向滾子離合器5開(kāi)始運(yùn)動(dòng)而利用螺旋花鍵19產(chǎn)生的軸向力，激勵(lì)繞組24的輸出需求量就可減小，而激勵(lì)繞組24的尺寸就可相應(yīng)地減小。
離合器外件18和轉(zhuǎn)換件37的(兩)相對(duì)端部的表面之間構(gòu)成了間隙，而這一間隙縮短了離合器外件18和轉(zhuǎn)換件37之間的接觸時(shí)間，因此便減小了它們之間的摩擦，從而減小了相關(guān)零件的磨損。因?yàn)檫@一間隙小于小齒輪6和齒圈23之間的嚙合寬度，例如，不大于嚙合寬度的二分之一，就能避免它們之間任何過(guò)早的脫開(kāi)嚙合。
一旦發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后而其轉(zhuǎn)速超過(guò)小齒輪6的轉(zhuǎn)速，小齒輪6將借助于單向滾子離合器以和傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器中的同樣方式開(kāi)始空轉(zhuǎn)。
當(dāng)供給激勵(lì)繞組24的電流中斷時(shí)，由于施加在離合器外件18上的復(fù)位彈簧21的壓力及施加在銜鐵外件27上的復(fù)位彈簧33的壓力的作用，小齒輪6從齒圈23上脫開(kāi)嚙合，而可動(dòng)接頭8與固定接頭34分離，從而使電機(jī)3停轉(zhuǎn)。
圖3表示的是本發(fā)明的第二實(shí)施例，與第一實(shí)施例的相對(duì)應(yīng)的零件用相同的數(shù)碼來(lái)標(biāo)注。在這實(shí)施例中，銜鐵外件27上制有內(nèi)法蘭27b。壓縮彈簧53裝在由這一內(nèi)法蘭27b構(gòu)成的環(huán)形臺(tái)肩和由銜鐵內(nèi)件28構(gòu)成的環(huán)形臺(tái)肩之間。再者，在這實(shí)施例中，單向滾子離合器5的離合器內(nèi)件54制有延伸部，延伸部由與螺旋花鍵19嚙合的套54a構(gòu)成，而小齒輪6與離合器外件55制成一體。在這種情況下的轉(zhuǎn)換件37適于用來(lái)通過(guò)套54a驅(qū)動(dòng)離合器內(nèi)件54。
根據(jù)這實(shí)施例，由于銜鐵第二部分或銜鐵內(nèi)件28的移動(dòng)不僅受到磁力助動(dòng)，即借助于為推動(dòng)銜鐵內(nèi)件28而減小有效磁隙，而且還受到銜鐵第一部分或銜鐵外件27的機(jī)械力助動(dòng)，即借助于壓縮彈簧53的彈力和/或借助于內(nèi)法蘭27b與相對(duì)的銜鐵內(nèi)件28的環(huán)形臺(tái)肩相互貼靠，根據(jù)這一結(jié)構(gòu)，就能保證銜鐵第二部分的工作可靠性。
在上述的實(shí)施例中，銜鐵由兩個(gè)軸向地套疊的分離部分組成，但用如圖4所示的單個(gè)銜鐵件51仍然能驅(qū)動(dòng)小齒輪6，單向滾子離合器5以及可動(dòng)接頭8，如圖4所示。在圖4中，與第一和第二實(shí)施例的相對(duì)應(yīng)的那些零件用相同數(shù)碼標(biāo)注而不對(duì)這些零件作重復(fù)的詳細(xì)描述。
在這第三實(shí)施例中，聯(lián)接板29和銜鐵件51的右端聯(lián)接，聯(lián)接板29依次與帶有可動(dòng)接頭8的聯(lián)接桿30相聯(lián)接。銜鐵件51的左端和可與離合器外件18嚙合的轉(zhuǎn)換件37相聯(lián)接。
聯(lián)接板29和聯(lián)接桿30通過(guò)圈彈簧52而相互聯(lián)接；借助于激勵(lì)繞組24的激磁，作用在銜鐵件51上的軸向力，通過(guò)聯(lián)接板29和圈彈簧52，被傳遞至聯(lián)接桿30。
在這種情況下，借助于使激勵(lì)繞組激磁，銜鐵件51被激勵(lì)繞組吸引向左方，使聯(lián)接板29向左移。結(jié)果是，圈彈簧52把聯(lián)接桿30推向左方直至可動(dòng)接頭8與固定接頭34進(jìn)入接觸。靜止?fàn)顩r下的固定接頭34與可動(dòng)接頭8之間的間隙選擇得小于轉(zhuǎn)換件37與離合器外件18之間的間隙，以使固定接頭34與可動(dòng)接頭8之間的接觸發(fā)生在轉(zhuǎn)換件37與離合器外件18接觸之前。一旦固定接頭34與可動(dòng)接頭8相互進(jìn)入接觸，圈彈簧52就被壓縮，并且只有聯(lián)接板29與銜鐵件51一齊繼續(xù)移動(dòng)而與聯(lián)接桿30的移動(dòng)無(wú)關(guān)。
一旦接頭閉合，通過(guò)電池供給電源，電機(jī)就開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，作用在離合器外件18上的軸向力迫使小齒輪6左移與齒圈23進(jìn)入嚙合，離合器外件18它通過(guò)螺旋花鍵19與轉(zhuǎn)子軸10聯(lián)接，并被作用在銜鐵件51上的軸向力所助動(dòng)，其方式與第一實(shí)施例的相同。因此，僅需要銜鐵件51來(lái)保持小齒輪6與齒圈23嚙合，而不像以前那樣，需要很大的輸出功率。
于是，根據(jù)本發(fā)明，由于可利用電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)軸向地推出小齒輪，而即使在線圈裝置的銜鐵直接地驅(qū)動(dòng)小齒輪時(shí)，激勵(lì)繞組的輸出也可以較小。因此本發(fā)明能對(duì)減小發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器尺寸作出顯著貢獻(xiàn)。
雖然此處通過(guò)特定的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了描述，但有可能在不背離本發(fā)明的精神的條件下修改和改變其細(xì)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，它包括電機(jī)；與所說(shuō)的電機(jī)同軸地安裝的輸出軸，所說(shuō)的電機(jī)向所說(shuō)的輸出軸傳遞動(dòng)力；用于驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的齒圈的小齒輪，所說(shuō)的小齒輪通過(guò)花鍵裝置與所說(shuō)的輸出軸同軸地聯(lián)接；包括有固定接頭和可動(dòng)接頭的開(kāi)關(guān)單元，它用于有選擇地關(guān)斷通向所說(shuō)的電機(jī)的電源供應(yīng)線路；和由環(huán)形銜鐵及環(huán)形激勵(lì)繞組組成的線圈裝置，所說(shuō)的線圈裝置環(huán)繞著所說(shuō)的輸出軸以便軸向地驅(qū)動(dòng)所說(shuō)的小齒輪和所說(shuō)的開(kāi)關(guān)單元的可動(dòng)接頭；其中所說(shuō)的花鍵裝置由螺旋花鍵構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，它進(jìn)一步含有裝在所說(shuō)的銜鐵和所說(shuō)的開(kāi)關(guān)單元的所說(shuō)的可動(dòng)接頭之間的力傳遞路徑上的空動(dòng)裝置，以便所說(shuō)的可動(dòng)接頭與所說(shuō)的固定接頭進(jìn)入接觸之后，所說(shuō)的銜鐵仍可以移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，其中，在所說(shuō)的小齒輪和所說(shuō)的銜鐵之間的軸向力傳遞路徑中形成一間隙，所說(shuō)的間隙不小于所說(shuō)的可動(dòng)接頭從靜止位置到接觸位置的行程，在接觸位置時(shí)可動(dòng)接頭與所說(shuō)的固定接頭接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，其中，在所說(shuō)的小齒輪和所說(shuō)的銜鐵之間的軸向力傳遞路徑中形成一間隙，當(dāng)所說(shuō)的小齒輪正確地與所說(shuō)的齒圈嚙合時(shí)，所說(shuō)的間隙小于所說(shuō)的小齒輪與所說(shuō)的齒圈之間的嚙合寬度的二分之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，其中，第二套空動(dòng)裝置裝在所說(shuō)的小齒輪和所說(shuō)銜鐵之間的力傳遞路徑中，以便事實(shí)上在所說(shuō)的可動(dòng)接頭與所說(shuō)的固定接頭進(jìn)入接觸之后，因而所說(shuō)的電機(jī)被開(kāi)動(dòng)時(shí)，所說(shuō)的小齒輪被所說(shuō)的銜鐵所驅(qū)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，其中，所說(shuō)的銜鐵由與所說(shuō)的可動(dòng)接頭聯(lián)接的第一部分和與所說(shuō)的小齒輪聯(lián)接的第二部分組成，所說(shuō)的第一和第二部分彼此軸向地套疊，以便彼此能軸向地相對(duì)移動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，其中，所說(shuō)的銜鐵的所說(shuō)的第二部分被軸向地包容在所說(shuō)的銜鐵的所說(shuō)的第一部分之中，而所說(shuō)的第一部分配置有擋塊，所說(shuō)的擋塊在所說(shuō)的激勵(lì)繞組激磁后擋住所說(shuō)的第一部分，而留下一小的磁氣隙，所說(shuō)的小磁氣隙隨后被所說(shuō)的銜鐵的所說(shuō)的第二部分所填充。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，進(jìn)一步含有配置在所說(shuō)的銜鐵的所說(shuō)的第一和第二部分之間的結(jié)合裝置，以便從所說(shuō)的第一部分向所說(shuō)的第二部分傳遞軸向力，以及幫助所說(shuō)的第二部分向關(guān)閉所說(shuō)的磁隙的方向移動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，其中，所說(shuō)的結(jié)合裝置包括制作在所說(shuō)的第一和第二部分上的(兩個(gè))臺(tái)肩，當(dāng)所說(shuō)的第一部分被所說(shuō)的激勵(lì)繞組驅(qū)動(dòng)而作軸向移動(dòng)時(shí)，所說(shuō)的兩個(gè)臺(tái)肩彼此貼靠。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，其中，所說(shuō)的結(jié)合裝置包含裝在所說(shuō)的第一和第二部分之間的彈簧裝置，用以把軸向力從所說(shuō)的第一部分傳遞至所說(shuō)的第二部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，其中，所說(shuō)的輸出軸由非磁性材料制成。
全文摘要
一種同軸的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器，它包含與輸出軸聯(lián)接的小齒輪，電機(jī)經(jīng)過(guò)螺旋花鍵來(lái)驅(qū)動(dòng)輸出軸；及用于有選擇地關(guān)斷電機(jī)的電源線路的開(kāi)關(guān)單元；由環(huán)形銜鐵和環(huán)形激勵(lì)繞組組成的線圈裝置，該線圈裝置繞在輸出軸周圍以便在軸向方向上軸向地驅(qū)動(dòng)小齒輪和開(kāi)關(guān)單元的可動(dòng)接頭，在小齒輪被線圈裝置驅(qū)動(dòng)之前開(kāi)關(guān)就已合適地閉合。因此，與傳統(tǒng)的啟動(dòng)器(在傳統(tǒng)的啟動(dòng)器中線圈裝置猛烈地驅(qū)動(dòng)小齒輪)相反，對(duì)線圈裝置的輸出要求可以減小，而發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器的尺寸可以減小。
文檔編號(hào)F02N15/06GK1137608SQ9610757
公開(kāi)日1996年12月11日 申請(qǐng)日期1996年5月29日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月29日
發(fā)明者木村榮一, 長(zhǎng)島慎一, 木暮光裕, 岡田道夫, 奈良幸治 申請(qǐng)人:株式會(huì)社三葉電機(jī)制作所