專利名稱：起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)器的制作方法
本申請(qǐng)是基于1993年12月15日遞交的日本專利申請(qǐng)No.5-315549及1994年9月19日遞交的申請(qǐng)No.6-222325，并要求其優(yōu)先權(quán)，該等申請(qǐng)的內(nèi)容在此作為參考。
本發(fā)明涉及一種用以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)器。更具體說，本發(fā)明涉及一種用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)器。
在例如日本專利公開物No.Heisei(JP-A)1-92573中所示的傳統(tǒng)起動(dòng)器中，一同軸型起動(dòng)器設(shè)置有一個(gè)電機(jī)，一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地定位于電機(jī)軸向前端以便由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的齒輪，和一個(gè)位于電機(jī)后部附近的磁力開關(guān)。在該起動(dòng)器中，采用了一種同軸結(jié)構(gòu)，磁力開關(guān)的鐵心穿過電機(jī)轉(zhuǎn)軸的內(nèi)部并軸向壓迫電機(jī)前面的齒輪。如果采用這種結(jié)構(gòu)，由于磁力開關(guān)位于電機(jī)后部，與磁力開關(guān)位于起動(dòng)器電機(jī)上并與之平行的傳統(tǒng)起動(dòng)器相比，從起動(dòng)器的軸向看，這種結(jié)構(gòu)所需的空間可顯著減小。
然而，在傳統(tǒng)起動(dòng)器中，盡管從軸向看減小了所需的空間，但磁力開關(guān)的鐵心與電機(jī)軸同軸，這就造成問題。為了確保鐵心軸向位移的預(yù)定距離，問題就是起動(dòng)器的長(zhǎng)度自然就變得很長(zhǎng)。
鑒于傳統(tǒng)裝置所存在問題而產(chǎn)生的本發(fā)明的主要目的是提供一種起動(dòng)器，其中在減小軸向上所見的所需空間的同時(shí)，不會(huì)增加起動(dòng)器的軸向長(zhǎng)度。
本發(fā)明的第二目的是提供一種起動(dòng)器，其中通過減小尺寸可將一磁力開關(guān)裝入起動(dòng)器電機(jī)的徑向尺寸范圍內(nèi)，不受發(fā)動(dòng)機(jī)或類似物的振動(dòng)的影響，不影響起動(dòng)器電機(jī)的磁場(chǎng)，和/或牢固地被保持在位。
本發(fā)明還一個(gè)目的是提供一種起動(dòng)器，其中由磁力開關(guān)驅(qū)動(dòng)的齒輪移動(dòng)機(jī)構(gòu)不會(huì)擴(kuò)大整體結(jié)構(gòu)的徑向尺寸。
在根據(jù)本發(fā)明的起動(dòng)器中，包括一個(gè)作為主要部件的起動(dòng)器電機(jī)，它帶有一組繞其內(nèi)周邊定位的磁極，還包括一個(gè)傳遞起動(dòng)器電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)的輸出軸，一個(gè)安裝在該輸出軸上與發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)齒輪嚙合的齒輪，和一個(gè)磁力開關(guān)，它帶有一個(gè)固定觸頭和一個(gè)帶有可與該固定觸頭靠合之可動(dòng)觸頭的鐵心。通過移動(dòng)鐵心并使可動(dòng)觸頭與固定觸頭靠合，允許電流通過起動(dòng)器電機(jī)。此外，鐵心位于起動(dòng)器電機(jī)的與齒輪相對(duì)的端部附近，并且鐵心垂直于起動(dòng)器電機(jī)的軸線。
在根據(jù)本發(fā)明的起動(dòng)器中，由于將磁力開關(guān)定位于起動(dòng)器電機(jī)的與齒輪相對(duì)的端部附近及鐵心垂直于起動(dòng)器電機(jī)的軸線，所以就有可能有效地利用起動(dòng)器電機(jī)的直徑供鐵心移動(dòng)?？煞奖愕貙⒋帕﹂_關(guān)安裝在電機(jī)直徑的范圍內(nèi)。結(jié)果，在磁力開關(guān)的軸向長(zhǎng)度及直徑方面，有可能減小整個(gè)起動(dòng)器的軸向長(zhǎng)度。
通過研究以下詳細(xì)描述，所附權(quán)利要求書以及附圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員可更明顯看出本發(fā)明的其它目的，特征和特點(diǎn)以及相關(guān)零件的功能，所有這些均形成了本申請(qǐng)的一部分。在附圖中

圖1是一剖視圖，示出了本發(fā)明的起動(dòng)器的第一實(shí)施例；圖2是圖1實(shí)施例所用的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)限制件的透視圖；圖3A和3B是前視圖和局部側(cè)剖視圖，分別示出了裝在一齒輪上的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)限制件；圖4是中心支架的后視圖；圖5是中心支架的側(cè)剖視圖；圖6是中心支架的前視圖；圖7是電樞的側(cè)剖視圖；圖8是上層繞組棒的側(cè)視圖；圖9是上層繞組棒的前視圖；圖10是輪廓透視圖，示出了在第一實(shí)施例中上層繞組棒和下層繞組棒的設(shè)置；圖11是一剖視圖，示出了安裝在一槽內(nèi)的上層繞組臂和下層繞組臂；
圖12是一絕緣隔片的前視圖；圖13是一固定件的側(cè)剖視圖；圖14是一絕緣罩的剖視圖；圖15是一磁軛的側(cè)剖視圖；圖16是一分解透視圖，示出了一磁力開關(guān)的鐵心和觸頭；圖17是一透視圖，示出了一磁力開關(guān)的鐵心；圖18是端蓋及電刷彈簧的剖視圖；圖19是一固刷件的前視圖；圖20是沿圖19的XX-XX線所取的剖視圖；圖21是沿圖19中XXI-XXI線所取的剖視圖；圖22A，22B和22C是電路圖，示出了齒輪的工作狀態(tài)；圖23是一剖視圖，示出了本發(fā)明的第二實(shí)施例的磁力開關(guān)；圖24是沿圖23中箭頭方向XXIV-XXIV所取的剖視圖；圖25是一剖視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的磁力開關(guān)；圖26是沿圖25中箭頭方向XXVI-XXVI所取的剖視圖；圖27是一剖視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的磁力開關(guān)；圖28是圖27所示磁力開關(guān)的另一剖視圖；圖29是一剖視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的磁力開關(guān)；圖30是沿圖29中箭頭方向XXX-XXX所見的剖視圖；圖31是一剖視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的磁力開關(guān)；圖32是圖31所示磁力開關(guān)的另一剖視圖；和圖33是沿圖31箭頭方向XXXIII-XXXIII所見的剖視圖。
下面在圖1至31所示的實(shí)施例基礎(chǔ)上詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的起動(dòng)器。
起動(dòng)器通?？煞譃橥鈿?00和行星齒輪機(jī)構(gòu)300，外殼400包含與安裝在一發(fā)動(dòng)機(jī)(未示出)上的環(huán)齒輪100嚙合的齒輪200。起動(dòng)器還包括電機(jī)500，和包含磁力開關(guān)600的端蓋700。在起動(dòng)機(jī)內(nèi)，帶有一個(gè)通孔503的外殼400和電機(jī)500由電機(jī)隔板800隔開，電機(jī)500和端蓋700由固刷件900隔開。(齒輪)如圖1，3A和3B所示，與環(huán)齒輪100嚙合的小齒輪210加工在齒輪200上。與加工在輸出軸220上的螺旋鍵槽221嚙合的螺旋鍵齒211繞小齒輪210的內(nèi)表面加工。
在小齒輪210上與環(huán)齒輪100相對(duì)的一側(cè)，加工有直徑大于小齒輪210外徑尺寸的圓形凸緣213。繞凸緣213的整個(gè)外周邊加工有一組數(shù)量大于小齒輪210的外齒的凸起214。凸起214是用于齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)限制件230的限制爪231，該齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)限制件230將在下文中描述，并且凸起214與爪231配合。墊圈215在加工于小齒輪210后端上的環(huán)形部分216的外圓周側(cè)上彎曲，因此是可轉(zhuǎn)動(dòng)地定位并且不能沿軸向脫離凸緣213的后表面。
由一壓縮螺旋彈簧構(gòu)成的復(fù)位彈簧240總是朝輸出軸220后部壓迫小齒輪210。復(fù)位彈簧240可直接壓迫小齒輪210，而在本實(shí)施例中是通過活門420的環(huán)體421壓迫小齒輪210，該活門420打開和關(guān)閉外殼400的開口部分410并將在下文中進(jìn)一步討論。(齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)限制件)如圖2，3A，3B和6更為詳細(xì)地所示，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)限制件230是一個(gè)繞過約一又二分之一圈的片簧件，其中約3/4圈是具有較長(zhǎng)軸向長(zhǎng)度及較高彈簧常數(shù)的轉(zhuǎn)動(dòng)限制部分232(圖2，2A和3B)，并且其余的約3/4圈是復(fù)位彈簧233，它構(gòu)成具有較短軸向長(zhǎng)度及較低彈簧常數(shù)的壓迫裝置。
構(gòu)成沿軸向延伸的限制部分并與加工在小齒輪210的凸緣213上的多個(gè)凸起214配合的限制爪231加工在轉(zhuǎn)動(dòng)限制部分232的一端。限制爪231，除與小齒輪210的凸起214配合外，為了增加限制爪231的剛性，還加工成具有一較長(zhǎng)的軸向長(zhǎng)度并徑向向內(nèi)彎曲成L形(斷面)。即，限制爪231是桿狀的。
轉(zhuǎn)動(dòng)限制部分232帶有一個(gè)垂直延伸的直線部分235，直線部分235由兩支承臂361(圖3A)可垂直滑動(dòng)地支承，支承臂361安裝成從圖4至6詳細(xì)示出的中心支架360的前表面伸出。也就是說，垂直移動(dòng)的直線部分235使得轉(zhuǎn)動(dòng)限制部分232也垂直移動(dòng)。
此外，線形件680(例如用以傳遞磁力開關(guān)600的運(yùn)動(dòng)的一根線，該線及磁力開關(guān)將在下文中進(jìn)一步描述)前端的球體601(圖3B)與轉(zhuǎn)動(dòng)限制部分232的彎曲部分的下端嚙合，其位置與限制爪231以180度角相對(duì)。
復(fù)位彈簧部分233的端部側(cè)有一大的彎曲曲率，并且復(fù)位彈簧部分233的一個(gè)端部236靠在限制臺(tái)362的上表面上，該限制臺(tái)安裝成從中心支架360的下部的前表面伸出。
現(xiàn)在解釋齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)限制件230的操作。線形件680用作將磁力開關(guān)600的運(yùn)動(dòng)傳遞到限制爪231的傳動(dòng)裝置。磁力開關(guān)600的運(yùn)動(dòng)向下拉轉(zhuǎn)動(dòng)限制部分232并使限制爪231與小齒輪210的凸緣213上的凸起214嚙合。此時(shí)，由于復(fù)位彈簧部分233的端部236靠在限定位置的限制臺(tái)362上，如圖6所示，所以復(fù)位彈簧部分233彎曲。由于限制爪231與小齒輪210上的凸起214嚙合，當(dāng)小齒輪210因電機(jī)500的電樞軸510和行星齒輪機(jī)構(gòu)300的轉(zhuǎn)動(dòng)而開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小齒輪210就沿輸出軸220上的螺旋鍵槽221前移。當(dāng)小齒輪210與環(huán)齒輪100相靠并阻礙了小齒輪210的前移時(shí)，小齒輪210的進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)力就使齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)限制件230本身彎曲并且小齒輪10略微轉(zhuǎn)動(dòng)并與環(huán)齒輪100嚙合。當(dāng)小齒輪210前移時(shí)，限止爪231脫離凸起214并然后在小齒輪210的凸緣213后方下降。限制爪231的前端靠在墊圈215的后表面上并且小齒輪210被阻止接受發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)齒輪100的轉(zhuǎn)動(dòng)及后退。
隨著磁力開關(guān)600的運(yùn)動(dòng)停止及線形件680停止向下拉動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)限制部分232，復(fù)位彈簧部分233的作用使得轉(zhuǎn)動(dòng)限制部分232恢復(fù)到其原始位置。由于只需要以限制小齒輪210轉(zhuǎn)動(dòng)所需的較小力來保持齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)限制件230，所以就可以借助于磁力開關(guān)600，使用線形件680，將齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)限制件230移動(dòng)到小齒輪210的側(cè)面。結(jié)果，就有可能增加磁力開關(guān)所處位置的自由度。
齒輪擋環(huán)250固定在一個(gè)繞輸出軸230加工的矩形斷面的環(huán)槽內(nèi)。齒輪擋環(huán)250是一個(gè)加工成圓形的具有矩形斷面的鋼片，在各端部加工有大致為S形的波紋251，例如一個(gè)嚙合裝置，并且其中一個(gè)凸起部分與另一端的凹入部分嚙合，而另一端的凸起部分與第一端的凹入部分嚙合。(行星齒輪機(jī)構(gòu))如圖1所示，行星齒輪機(jī)構(gòu)300是一減速裝置，用以降低電機(jī)輸出軸220相對(duì)于電機(jī)500的軸的轉(zhuǎn)速(這將在下面進(jìn)一步討論)，并增加電機(jī)500的輸出扭矩。行星齒輪機(jī)構(gòu)300包括加工在電機(jī)500的電樞軸510(下文將討論)的前側(cè)外周面上的中心齒輪310，一組與中心齒輪310嚙合并繞中心齒輪310的圓周旋轉(zhuǎn)的行星齒輪320，一個(gè)繞中心齒輪310可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承這些行星齒輪320并與輸出軸220加工成一體的行星齒輪支座330，和一個(gè)圓柱形的內(nèi)齒輪340，它在行星齒輪320的外周邊與行星齒輪320嚙合并由樹脂制成。(超速離合器)超速離合器350僅沿一個(gè)方向可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承內(nèi)齒輪340，即在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)下它沿之轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。超速離合器350帶有外離合件351，圓形內(nèi)離合件352和滾子353，其中外離合件351構(gòu)成成形在內(nèi)齒輪340前側(cè)的第一圓柱部分，圓形內(nèi)離合件352構(gòu)成成形在中心支架360(它形成一個(gè)覆蓋行星齒輪機(jī)構(gòu)300的前面的固定側(cè)并面對(duì)外離合件351)后表面上的第二圓柱部分，并且滾子353被容納在一個(gè)滾子容納部分內(nèi)，該滾子容納部分相對(duì)于外離合件351傾斜地成形。
由于超速離合器350利用了借助于軸承370可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承輸出軸220的中心支架360，所以軸向長(zhǎng)度不需很長(zhǎng)并減小了本發(fā)明的尺寸。(中心支架)中心支架360詳細(xì)地示于圖4-6中，并位于外殼400的后端。外殼400和中心支架360由環(huán)狀彈簧390連接，環(huán)狀彈簧390的一端與外殼400嚙合，另一端與中心支架360嚙合，此外，外殼400和中心支架360以這樣一種方式定位，即由內(nèi)離合件352(它形成超速離合器350的一部分)接受的轉(zhuǎn)動(dòng)反作用力由環(huán)狀彈簧390吸收，并且反作用力不會(huì)直接被傳遞到外殼400上。
兩個(gè)保持齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)限制件230的支承臂361(圖3A)和齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)限制件230的下端抵靠于其上的限制臺(tái)362安裝在中心支架360的前表面上。此外，繞中心支架360加工有一組切口部分363，它們與外殼400內(nèi)側(cè)上的凸起部分(未示出)配合。切口部分363的上側(cè)也用作空氣通道，以將空氣從外殼400內(nèi)引導(dǎo)進(jìn)磁軛501內(nèi)。此外，在中心支架360的下端成形有一個(gè)凹入部分364，線形件680(下面將討論)沿軸向通過該凹入部分364。
行星齒輪支座330在其后端設(shè)有一個(gè)凸緣狀凸起部分331，它徑向延伸以支承行星齒輪320。向后延伸的銷332固定在凸緣狀凸起部分331上。銷332通過金屬軸承333可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承行星齒輪320。
行星齒輪支座330的前端由外殼軸承440和中心支架軸承370可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承，外殼軸承440固定在外殼400的前端內(nèi)，中心支架軸承370固定在中心支架360的內(nèi)圓柱部分365內(nèi)。行星齒輪支座330在內(nèi)圓柱部分365的前端位置包括一個(gè)圓形槽334，擋環(huán)335與圓形槽334嚙合。在擋環(huán)335和內(nèi)圓柱部分365的前端之間，相對(duì)于行星齒輪支座330可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝有墊圈336。通過使擋環(huán)335經(jīng)墊圈336與內(nèi)圓柱部分365的前端相靠，限制了行星齒輪支座330的向后運(yùn)動(dòng)。在支承行星齒輪支座330后側(cè)的中心支架軸承370的后端，設(shè)有一個(gè)凸緣部分371，它夾在內(nèi)圓柱部分365的后端和凸緣狀凸起部分331之間。由于凸緣狀凸起部分331通過凸緣部分371與內(nèi)圓柱部分365的后端相靠，所以限制了行星齒輪支座的向前運(yùn)動(dòng)。
軸向延伸的凹入部分337設(shè)置在行星齒輪支座330的后表面上，并且電樞軸510的前端由位于凹入部分337內(nèi)的行星齒輪支座軸承380可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承。(外殼)外殼400通過固定在外殼400前端內(nèi)的外殼軸承440支承輸出軸220。此外，外殼400設(shè)有防水壁460，它使開口部分410下部之處小齒輪210的外徑和外殼400之間的縫隙最小，從而盡可能防止雨水和類似物進(jìn)入。此外，在外殼400前端的下部設(shè)有兩個(gè)軸向延伸的滑槽?；铋T420(將在后文中進(jìn)一步描述)位于滑槽內(nèi)。(活門的操作)活門420的操作是這樣，即當(dāng)起動(dòng)器開始工作，并且小齒輪210沿輸出軸220向前移動(dòng)時(shí)，環(huán)體421與小齒輪210一起向前移動(dòng)。當(dāng)此動(dòng)作進(jìn)行時(shí)，與環(huán)體421作成一體的防水部分422也向前移動(dòng)并打開外殼400的開口部分410。當(dāng)起動(dòng)器停止工作并且小齒輪210沿輸出軸220向后移動(dòng)時(shí)，環(huán)體421與小齒輪210一起也向后移動(dòng)。當(dāng)此動(dòng)作進(jìn)行時(shí)，與環(huán)體421作成一體的防水部分422也向后移動(dòng)并關(guān)閉外殼400的開口部分410。結(jié)果，當(dāng)起動(dòng)器不工作時(shí)，構(gòu)成打開和關(guān)閉裝置的活門420就借助于防水部分422阻止了由環(huán)齒輪100的離心力濺起的雨水和類似物進(jìn)入外殼400。(密封件)密封件430繞輸出軸220密封，并防止經(jīng)外殼400的開口部分410已經(jīng)進(jìn)入的雨水，灰塵和其它污物進(jìn)入在外殼400前端的外殼軸承440。(電機(jī))現(xiàn)在特別參照?qǐng)D1和7到15描述電機(jī)500。電機(jī)500由磁軛501，電機(jī)隔板800和固刷件900(它們將在下文中描述)包圍。電機(jī)隔板800在它和中心支架360之間容納行星齒輪機(jī)構(gòu)300，并起防止行星齒輪機(jī)構(gòu)300內(nèi)的潤(rùn)滑油進(jìn)入電機(jī)500的作用。
如圖1所示，電機(jī)500包括電樞540，電樞540包括電樞軸510和電樞鐵芯520和電樞繞組530，電樞繞組530安裝在電樞鐵芯520上并與電樞軸510一起旋轉(zhuǎn)。固定磁極550使電樞540轉(zhuǎn)動(dòng)，并且固定磁極550繞磁軛501的內(nèi)部安裝。(電樞軸)電樞軸510由行星齒輪支座330后部?jī)?nèi)的行星齒輪支座軸承380和安裝在固刷件900內(nèi)的固刷件軸承564可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承。電樞軸510的前端穿入行星齒輪機(jī)構(gòu)300的內(nèi)部，并如上所述行星齒輪機(jī)構(gòu)300的中心齒輪310即加工在電樞軸510前端的外周面上。(電樞繞組)如圖7，10和11詳細(xì)所示，采用了上層繞組棒531和相同數(shù)量的下層繞組棒532，用于例如二十五個(gè)電樞繞組530。采用兩層繞組，其中上層繞組棒531和下層繞組棒532沿徑向疊置。上層繞組棒531和下層繞組棒532是成對(duì)的，并且上層繞組棒531和下層繞組棒532的端部是導(dǎo)電連接以構(gòu)成環(huán)形繞組。(上層繞組棒)上層繞組棒531由具有良好導(dǎo)電性的材料制成，例如銅，并且各上層繞組棒531帶有一個(gè)上層繞組臂533，它沿軸向平行于固定磁極550延伸并被保持在槽524的外側(cè)，并且從上層繞組臂533的兩端部向內(nèi)彎曲的兩個(gè)上層繞組端部534，沿垂直于電樞軸510的軸向的方向軸向延伸。上層繞組臂533和兩個(gè)上層繞組端部534可以是一個(gè)通過冷鑄一體模制的件，也可以是通過在一壓機(jī)中彎曲成U形而成形的件，或者也可以是一個(gè)借助于例如焊接之類的連接方法連接作為分立零件制造的上層繞組臂533和兩上層繞組端部534而形成的件。
如圖8到10所示，上層繞組臂533是一個(gè)斷面為矩形的直棒，并如圖11所示，其周邊覆有一上層絕緣膜125(例如一層尼龍或紙之類的樹脂薄膜)，上層繞組臂533和下層繞組臂536(將在下文中描述)一起牢固地安裝在槽524之內(nèi)。
如圖10所示，在兩個(gè)上層繞組端部534中，一個(gè)上層繞組端部534相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)方向向前傾斜地安裝，另一個(gè)上層繞組端部354相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)方向則向后傾斜地安裝。兩個(gè)上層繞組端部534相對(duì)于徑向的傾斜角度與相對(duì)于上層繞組臂533的傾斜角度相同，并且兩個(gè)上層繞組端部534具有相同的形狀。結(jié)果，即使當(dāng)上層繞組棒531被轉(zhuǎn)向180度，上層繞組棒531也具有與它被轉(zhuǎn)向之前相同的形狀。換句話說，由于在兩個(gè)上層繞組端部534之間沒有差別，所以在將上層繞組棒531裝配在電樞鐵芯520上時(shí)，裝配性就十分好。
在兩個(gè)上層繞組端部534中，位于磁力開關(guān)600一側(cè)的上層繞組端部534直接與電刷910(后文將要描述)相靠并將電流通到電樞繞組530。所以，上層繞組端部534的至少與電刷910相靠的表面被處理成是光滑的。在該實(shí)施例的起動(dòng)器中，不必設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的整流子來將電流導(dǎo)通到電樞繞組530。由于不需要一個(gè)獨(dú)立的整流子，所以就有可能減少元件的數(shù)量并減少制造起動(dòng)器中所需的加工過程的數(shù)量，因此可減小生產(chǎn)成本。此外，由于避免了將一獨(dú)立的整流子安裝在起動(dòng)器內(nèi)的必要，所以可沿軸向使起動(dòng)器更緊湊。(下層繞組棒)與上層繞組棒531一樣，下層繞組棒532也由具有良好導(dǎo)電性的材料制造，例如銅。各繞組棒532包括平行于固定磁極550軸向延伸并被保持在槽524內(nèi)側(cè)的下層繞組臂536和兩個(gè)從下層繞組臂536的端部向內(nèi)彎內(nèi)并垂直于電樞軸510的軸向延伸的下層繞組端部537。與上層繞組棒531一樣，下層繞組臂536和兩下層繞組端部537可以是通過冷鑄一體模制的件，也可以是一個(gè)通過在壓機(jī)上彎曲成U形而成形的件，或者可以是一個(gè)通過焊接之類的連接方法連接作為分立零件制造的下層繞組臂536和兩下層繞組端部537而形成的件。
上層繞組端部534和下層繞組端部537之間的絕緣由絕緣隔片560(圖12)保證，下層繞組端部537和電樞鐵芯520之間的絕緣由一個(gè)由尼龍或酚醛樹脂之類的樹脂制成的絕緣環(huán)590(圖7)保證。
如圖10和11所示，下層繞組臂536是一個(gè)斷面為矩形的直棒，并如圖11所示與上層繞組臂533一起由彎釘525牢固地安裝在槽524內(nèi)。下層繞組臂536上覆有一個(gè)尼龍或紙之類的下絕緣膜，并與覆有上絕緣膜105的上層繞組臂533一起安裝在槽524內(nèi)。
下層繞組端部537的內(nèi)端部分在兩端設(shè)有軸向延伸的下層內(nèi)延伸部分539。下層內(nèi)延伸部分539的外周表面與成形在絕緣隔片560(圖12)內(nèi)周邊上的凹入部分562配合，并與上層繞組端部534之兩端部分的上層內(nèi)延伸部分538的內(nèi)周表面疊置且通過焊接之類的連接方法導(dǎo)電地并機(jī)械地與之連接。下層內(nèi)延伸部分539的內(nèi)周表面定位成不接觸電樞軸510并與之絕緣。
兩個(gè)上層繞組端部534的內(nèi)端設(shè)有軸向延伸的上層內(nèi)延伸部分538。此上層內(nèi)延伸部分538的內(nèi)周表面與下層繞組棒532的內(nèi)端的下層內(nèi)延伸部分539的外周表面疊置，并通過焊接之類的連接方法導(dǎo)電地并機(jī)械地與之連接，如上所述。上層內(nèi)延伸部分538的外周表面通過絕緣罩580(圖14)與壓配合在電樞軸510上的固定件570(圖3)的外圓形部分571的內(nèi)表面相靠。(絕緣隔片)如圖12所示，絕緣隔片560是由環(huán)氧樹脂，酚醛樹脂或尼龍之類的樹脂制成的薄板環(huán)。隔片560帶有一組孔561，上層繞組端部534的凸起534a(圖8)與該組孔配合，并且該組孔加工于隔片560的外周側(cè)。下層繞組端部537內(nèi)側(cè)上的下層內(nèi)延伸部分539與之配合的凹入部分562加工于絕緣隔片560的內(nèi)周邊。如下面將要討論的，絕緣隔片560的孔561和凹入部分562被用來定位并固定電樞繞組530。(固定件)如圖13所示，各固定件570包括壓配合在電樞軸510上的內(nèi)圓形部分572，垂直于軸向延伸并用以防止上層繞組端部534和下層繞組端部537軸向伸展的限制環(huán)573，和外圓形部分571，它包圍上層繞組端部534的上層內(nèi)延伸部分538并防止電樞繞組530的內(nèi)徑因離心力而徑向擴(kuò)大。為了保證固定件570與上層繞組端部534和下層繞組端部537之間的絕緣，固定件570帶有介于它們之間的一盤形的絕緣罩580，如圖14所示，并由尼龍之類的樹脂制成。
在電樞540中，由于在構(gòu)成電樞繞組530的上層繞組棒531的端部處的上層繞組端部534和在下層繞組棒532的端部處的下層繞組端部537都是垂直于電樞軸510的軸向安裝，結(jié)果可使電樞540的軸向尺寸較短，也可使電機(jī)500的軸向尺寸較短，結(jié)果與傳統(tǒng)起動(dòng)器相比，可使該起動(dòng)器更為緊湊。
在本實(shí)施例中，由于磁力開關(guān)600位于因縮短電機(jī)500的軸向尺寸而產(chǎn)生的空間內(nèi)以及通過省去獨(dú)立的整流子而產(chǎn)生的縮短的空間內(nèi)，盡管與傳統(tǒng)起動(dòng)器相比軸向尺寸沒有很大的差別，但由于不再需要磁力開關(guān)600(傳統(tǒng)上它安裝在電機(jī)500上方)所據(jù)的空間，所以就可使起動(dòng)器所占的體積比傳統(tǒng)起動(dòng)器小的多。(固定磁極)在本實(shí)施例中，采用永久磁鐵作為固定磁極550，并如圖15所示固定磁極550包括一組，例如六個(gè)，主磁極551和位于主磁極551之間的輔助極磁極552。可以使用通過電流流動(dòng)產(chǎn)生磁力線的磁場(chǎng)線圈來代替作為固定磁級(jí)550的永久磁鐵。
主磁極551由磁軛501上的通槽502的內(nèi)側(cè)的端部定位，并由繞固定磁極550的內(nèi)側(cè)定位的固定套553固定在磁軛501上，同時(shí)輔助極磁極552被定位在主磁極551之間。(磁力開關(guān))如圖1，16和17所示，磁力開關(guān)600被固定在固刷件900(將在下文中描述)上，并位于端蓋700(也將在下文中描述)內(nèi)且被固定成大致垂直于電樞軸510。在磁力開關(guān)600中，電流向圖中的上方驅(qū)動(dòng)鐵心610，并且使和鐵心610一起移動(dòng)的兩個(gè)觸頭，即下可動(dòng)觸頭611和上可動(dòng)觸頭612，與電極螺栓620的頭部621和固定觸頭630的接觸部分631相靠合，一蓄電池導(dǎo)線(未示出)連接于電極螺栓620。
磁力開關(guān)600設(shè)置在磁力開關(guān)罩640內(nèi)，磁力開關(guān)罩為筒形并有一底部，且由鐵制零件之類的磁性件制成，磁力開關(guān)罩640例如是一個(gè)沖壓成形的杯形的可彎鋼板，并且在磁力開關(guān)罩640的底部的中心有一個(gè)孔641，鐵心610沿垂直方向可動(dòng)地穿過該孔641。此外，磁力開關(guān)罩640的上部開口由鐵之類的磁性體制成的固定鐵心642封閉。
固定鐵心642包括上部大直徑部分643，下部中直徑部644和最下部小直徑部分645。此外，通過將大直徑部分643的外周邊嵌塞在磁力開關(guān)罩640的上端的內(nèi)側(cè)，將固定鐵心642固定在磁力開關(guān)罩640的上部開口。吸引線圈650的上端繞中直徑部分644裝配。迫使鐵心610向下的螺旋壓縮彈簧660的上端繞固定鐵心642的小直徑部分645的周邊裝配。
吸引線圈650是一個(gè)吸引裝置，當(dāng)電流流通時(shí)它產(chǎn)生磁性并吸引鐵心610。吸引線圈650帶有一個(gè)套筒651，其上端與固定鐵心642的中直徑部分配合并沿垂直方向可滑動(dòng)地覆蓋鐵心610。通過卷起一個(gè)銅，黃銅或不銹鋼板之類的非磁性薄板來制造套筒651。由樹脂或類似物制成的絕緣墊圈652設(shè)在套筒651的上端和下端。繞套筒651并在這兩個(gè)絕緣墊圈652之間，纏繞有一個(gè)由玻璃紙或尼龍膜或紙之類的樹脂制成的薄膜(未示出)，并繞該絕緣膜繞有預(yù)定圈數(shù)的細(xì)漆包線，這樣就形成了吸引線圈650。
鐵心610由鐵之類的磁性金屬制成并大致為圓柱形。鐵心610包括上部小直徑部分613和下部大直徑部分614。螺旋壓縮彈簧660的下端與小直徑部分613配合，相對(duì)較長(zhǎng)的大直徑部分614可垂直滑動(dòng)地安裝在套筒651內(nèi)。
鐵心軸615從鐵心610向上延伸并固定在鐵心610的上端。鐵心軸615經(jīng)一個(gè)設(shè)在固定鐵心642上的通孔向上伸出。上可動(dòng)觸頭612沿鐵心軸615垂直可滑動(dòng)地繞固定鐵心642上方的鐵心軸615配合。如圖16所示，上可動(dòng)觸頭612由裝在鐵心軸615上端的檔環(huán)616限止，所以它不會(huì)從鐵心軸615的上端向上運(yùn)動(dòng)。結(jié)果，上可動(dòng)觸頭612可在檔環(huán)616和固定鐵心642之間沿鐵心軸615垂直滑動(dòng)，觸頭壓力彈簧670總是向上壓迫上可動(dòng)觸頭612，該觸頭壓力彈簧670包括一個(gè)裝在鐵心軸615上的壓縮彈簧。
上可動(dòng)觸頭612由具有良好導(dǎo)電性的銅之類的材料制造，并當(dāng)上可動(dòng)觸頭612的兩端向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，上可動(dòng)觸頭612與固定觸頭630的兩靠合部分631相靠。一對(duì)電刷910的導(dǎo)線910a通過嵌塞或焊接或類似方式導(dǎo)電地并機(jī)械地固定在上可動(dòng)觸頭612上。此外，構(gòu)成一組(在本實(shí)施例中是兩個(gè))限流裝置的電阻617的端部被插在上可動(dòng)觸頭612的一個(gè)槽內(nèi)并被導(dǎo)電地并機(jī)械地固定在其內(nèi)。
導(dǎo)線910a通過嵌塞或焊接被導(dǎo)電地并機(jī)械地固定在上可動(dòng)觸頭612上，但上可動(dòng)觸頭612和電刷910的導(dǎo)線910a可整體地制造。
當(dāng)起動(dòng)器開始工作時(shí)，電阻617以低速轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)500，并且電阻617由纏繞數(shù)圈的高電阻的金屬構(gòu)成。位于電極螺栓620的頭部621下方的下可動(dòng)觸頭611通過嵌塞或類似方式固定在電阻617的另一端。
下可動(dòng)觸頭611由具有良好導(dǎo)電性的銅之類的金屬制成。當(dāng)磁力開關(guān)600停止并且鐵心610處于其下側(cè)位置時(shí)，下可動(dòng)觸頭611與固定鐵心642的上表面相靠。當(dāng)電阻617隨鐵心615的運(yùn)動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，在上可動(dòng)觸頭612與固定觸頭630的靠合部分631相靠之前，下可動(dòng)觸頭611與電極螺栓620的頭部621相靠。
鐵心610的下表面設(shè)有凹入部分682，它容納一個(gè)設(shè)在線形件680(例如一根線)后端上的球體681。在凹入部分682的內(nèi)壁上加工有內(nèi)螺紋683。將球體681固定在凹入部分682內(nèi)的固定螺釘684旋入凹入部分682。通過調(diào)節(jié)固定螺釘684旋入內(nèi)螺紋683的程度，固定螺釘684即可調(diào)節(jié)線形件680的長(zhǎng)度。調(diào)節(jié)線形件680的長(zhǎng)度，這樣當(dāng)鐵心軸615向上運(yùn)動(dòng)并且下可動(dòng)觸頭611與電極螺栓620相靠時(shí)，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)限制件230的限制爪231就與小齒輪210外周上的凸起214嚙合。內(nèi)螺紋683和固定螺釘684構(gòu)成一個(gè)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
采用這種結(jié)構(gòu)，由于磁力開關(guān)600的鐵心610的運(yùn)動(dòng)通過線形件680使齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)限制件230移動(dòng)到小齒輪210的側(cè)面，所以就不再需要傳統(tǒng)的連桿機(jī)構(gòu)和拉桿，從而減少了零件的數(shù)量。此外，即使小齒輪210未能與環(huán)齒輪100脫開，線形件680本身的彎曲使得鐵心610恢復(fù)到其原始位置，并且上可動(dòng)觸頭612可與固定觸頭630脫離。
此外，由于所必需的只是使齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)限制件230的限制爪231與小齒輪210上的凸起214嚙合，線形件680可以使限制爪231可靠地移動(dòng)。通過使線形件680為一金屬線，可提高耐用性。再者，通過在鐵心610和線形件680之間設(shè)置包括內(nèi)螺紋683和固定螺釘684的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)并將固定螺釘684旋入內(nèi)螺紋683，可容易地確立線形件680的長(zhǎng)度。
而且，由于磁力開關(guān)600的鐵心軸615大致垂直地定位，與磁力開關(guān)600的鐵心軸為軸向定位的情況相比，可縮短起動(dòng)器的軸向尺寸并且可減小要求鐵心軸615拉動(dòng)線性件680所通過的行程。而且，采用上述結(jié)構(gòu)可減小磁力開關(guān)600的尺寸。
再者，由于磁力開關(guān)600被定位成垂直于電樞軸510的軸向，所以只有磁力開關(guān)600的直徑長(zhǎng)度增加了整個(gè)起動(dòng)器的軸向長(zhǎng)度，這樣就使整個(gè)起動(dòng)器的尺寸小于傳統(tǒng)的起動(dòng)器。(端蓋)如圖18所示，端蓋700是一個(gè)由酚醛樹脂之類的樹脂制成的磁力開關(guān)罩，并容納磁力開關(guān)600。彈簧安裝柱710被安裝成在與電刷910的位置對(duì)應(yīng)的位置從端蓋700的后表面伸出，彈簧安裝柱容納向前壓迫電刷910的螺旋壓縮彈簧914。
并且如圖1所示，螺旋壓縮彈簧914相對(duì)于磁力開關(guān)600的鐵心610的軸向徑向向外地定位。
電極螺栓620是一鋼制螺栓，它從內(nèi)側(cè)穿過端蓋700并從端蓋700的后面伸出，且其前端頭部621與端蓋700的內(nèi)表面相靠。通過鑿緊墊圈622將電極螺栓620固定在端蓋700上，該墊圈622安裝在伸出端蓋700外側(cè)及后端的電極螺栓620上。銅固定觸頭630通過嵌塞固定在電極螺栓620的前端。固定觸頭630有一個(gè)或多個(gè)(在本實(shí)施例中有兩個(gè))靠合部分631并位于端蓋700的內(nèi)側(cè)的頂端，且靠合部分631被這樣安裝，即在磁力開關(guān)600的操縱下上、下移動(dòng)的上可動(dòng)觸頭612的上表面可與靠合部分631的下表面相靠。
此外，螺旋壓縮彈簧914的彈簧長(zhǎng)度占用磁力開關(guān)600的徑向長(zhǎng)度，并可確定適當(dāng)?shù)膹椈蓱?yīng)力和負(fù)載。這樣，螺旋壓縮彈簧914的壽命可大大提高。
此外，由于螺旋壓縮彈簧914有效利用了磁力開關(guān)600外側(cè)周圍的空間，所以螺旋壓縮彈簧914的長(zhǎng)度不會(huì)增加起動(dòng)器的軸向長(zhǎng)度。所以，這一特點(diǎn)也有助于縮短根據(jù)本發(fā)明的起動(dòng)器。(固刷件)固刷件900分隔磁軛501的內(nèi)部及端蓋700的內(nèi)部并通過固刷件軸承564可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承電樞軸510的后端。固刷件900也用作一電刷固定架，用于磁力開關(guān)600的固定架和用于為線形件680導(dǎo)向的滑輪690的固定架。固刷件900有一個(gè)供線形件680穿過的孔。
固刷件900是一個(gè)隔板，用鋁之類的金屬通過鑄造方法模制而成。如圖19至21所示，其中圖20是沿圖19中XX-XX線所取的剖視圖并且圖21是沿圖19中XXI-XXI線所取的剖視圖，固刷件900有一組(在本實(shí)施例中有兩個(gè)上和兩個(gè)下)固刷孔911，912，它們沿軸向固定電刷910。上固刷孔911是用以固定接受正電壓的電刷910的孔，并且上固刷孔911通過尼龍，酚醛樹脂之類的樹脂絕緣套913固定電刷910。下固刷孔912是用以固定接地電刷910的孔，并且下固刷孔912其內(nèi)直接固定電刷910。
以這種方式，通過用固刷件900固定電刷910，就不再需要為起動(dòng)器設(shè)置獨(dú)立的電刷固定架。結(jié)果可減少起動(dòng)器內(nèi)零件的數(shù)量，并可減少裝配時(shí)的工時(shí)量。螺旋壓縮彈簧914迫使電刷910壓抵在電樞組530后端的上層繞組端部534上。
上電刷910的導(dǎo)線910a通過焊接或嵌塞之類的連接方法導(dǎo)電地并機(jī)械地連接于由磁力開關(guān)600致動(dòng)的上可動(dòng)觸頭612。下電刷910的導(dǎo)線910a被嵌塞及導(dǎo)電地并機(jī)械地連接于加工在固刷件900后表面上的凹入部分920。在本實(shí)施例中，設(shè)有一對(duì)下電刷910，一根導(dǎo)線910a連接于該對(duì)電刷910，并且導(dǎo)線910a的中部嵌塞在加工于固刷件900后表面上的凹入部分920。
兩個(gè)磁力開關(guān)600的前側(cè)與之相靠的座930和夾住磁力開關(guān)600周邊的兩個(gè)固定柱940加工在固刷件900的后側(cè)上。使座930的形狀與磁力開關(guān)600的外形相配，以便與有一圓柱狀外形的磁力開關(guān)靠合。當(dāng)磁力開關(guān)600與座930靠合時(shí)，固定柱940通過將它們的后端嵌入內(nèi)側(cè)，而夾住磁力開關(guān)600。
固定滑輪690的滑輪固定部分950成形在固刷件900的后側(cè)的下方，該滑輪690將線形件680的運(yùn)動(dòng)方向從磁力開關(guān)600的垂直方向轉(zhuǎn)變到軸向方向。(第一實(shí)施例的操作)下面參照?qǐng)D22A到圖22C所示的電路圖，解釋上述起動(dòng)器的操作。當(dāng)司機(jī)將鑰匙開關(guān)10置于圖22A所示的起動(dòng)位置時(shí)，電流從電池20流到磁力開關(guān)600的吸引線圈650。當(dāng)電流流經(jīng)吸引線圈650時(shí)，由吸引線圈650產(chǎn)生的磁力拉動(dòng)鐵心610，并且鐵心610從其下側(cè)位置升到上側(cè)位置，或從圖中的右側(cè)移動(dòng)到左側(cè)。
當(dāng)鐵心610開始上升時(shí)，鐵心軸615，上可動(dòng)觸頭612和下可動(dòng)觸頭611也一起上升，并且線形件680的后端也一起上升。當(dāng)線形件680的后端上升時(shí)，線性件680的前端被拉下，并且齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)限制件230下降。當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)限制件230的下降使得限制爪231與小齒輪210周邊上的凸起214嚙合時(shí)，如圖22A所示，下可動(dòng)觸頭611與電極螺栓620的頭部621相靠合。電池20的電壓被傳送到電極螺栓620，并且電極螺栓620的電壓經(jīng)下可動(dòng)觸頭611按如下順序傳送。電壓被傳送到電阻617，然后電阻再將電壓傳送到上可動(dòng)觸頭612。電壓從上可動(dòng)觸頭612被傳送到導(dǎo)向上電刷910的導(dǎo)線910a。也就是說，通過電阻617的低電壓經(jīng)上電刷910被傳送到電樞繞組530。由于下電刷910總是經(jīng)固刷件900接地，所以電流在低電壓下流經(jīng)由成對(duì)的上層繞組棒531和下層繞組棒532以線圈形式構(gòu)成的電樞繞組530。在此狀態(tài)下，電樞繞組530產(chǎn)生一較弱的磁力，該磁力作用于(即吸引或排斥)固定磁級(jí)550的磁力。這樣，電樞540就以低速旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)電樞軸510轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，行星齒輪機(jī)構(gòu)300的行星齒輪320由電樞510前端上的中心齒輪310驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)行星齒輪320通過行星齒輪支座330沿驅(qū)動(dòng)環(huán)齒輪100轉(zhuǎn)動(dòng)的方向施加一轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩于內(nèi)齒輪340上時(shí)，內(nèi)齒輪340的轉(zhuǎn)動(dòng)受到超速離合器350的操作的限制。也就是說，由于內(nèi)齒輪不轉(zhuǎn)動(dòng)，行星齒輪320的轉(zhuǎn)動(dòng)使得行星齒輪支座330以低速轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)行星齒輪支座330轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小齒輪210也轉(zhuǎn)動(dòng)。但由于小齒輪210的轉(zhuǎn)動(dòng)受到齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)限制件230的限制，小齒輪210即沿輸出軸220上的螺旋鍵槽221前移。
隨著小齒輪210的前移，活門420也一起前移并打開外殼400的開口部分410。小齒輪210的前移使小齒輪210完全與環(huán)齒輪100嚙合并然后靠在齒輪擋環(huán)250上。而且，當(dāng)小齒輪210前移時(shí)，限制爪231與小齒輪210的凸起214脫開。然后，限制爪231的前端在位于小齒輪210后側(cè)的墊圈215的后側(cè)下降。
隨著小齒輪210前移，上可動(dòng)觸頭612與固頭觸頭630靠合，如圖22B所示。與此同時(shí)，電極螺栓620的電池電壓經(jīng)上可動(dòng)觸頭612直接傳送到導(dǎo)向上電刷910的導(dǎo)線910a。也就是說，一高電流流經(jīng)包括繞組棒531和繞組棒532的電樞繞組530，電樞繞組530因此產(chǎn)生一強(qiáng)磁力，并且電樞540以高速旋轉(zhuǎn)。
行星齒輪機(jī)構(gòu)300降低了電樞軸510的轉(zhuǎn)速并增加了其轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩，并驅(qū)動(dòng)行星齒輪支座330轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，小齒輪210的前端與齒輪擋環(huán)250相靠，并且小齒輪210與行星齒輪支座330一體地轉(zhuǎn)動(dòng)。由于小齒輪210與發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)齒輪100嚙合，所以小齒輪210驅(qū)動(dòng)環(huán)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)并驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
然后，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)并且發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)齒輪100轉(zhuǎn)動(dòng)的比小齒輪210快時(shí)，螺旋鍵槽221的作用產(chǎn)生一個(gè)趨向于退回小齒輪210的力。然而，在小齒輪210后面下降的限制爪231阻止了小齒輪210退回，從而阻止了小齒輪210過早地脫離嚙合，并能確保發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)使得環(huán)齒輪100轉(zhuǎn)動(dòng)的比小齒輪210快時(shí)，環(huán)齒輪100的轉(zhuǎn)動(dòng)就驅(qū)動(dòng)小齒輪210轉(zhuǎn)動(dòng)。與此同時(shí)，從環(huán)齒輪100傳遞到小齒輪210上的轉(zhuǎn)矩就經(jīng)行星齒輪支座330傳遞到支承行星齒輪320的銷332上。也即，行星齒輪320由行星齒輪支座330驅(qū)動(dòng)。與此同時(shí)，由于與發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)其間產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩相反的轉(zhuǎn)矩施加于內(nèi)齒輪340上，超速離合器350允許環(huán)齒輪100轉(zhuǎn)動(dòng)。也就是說，當(dāng)與發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間的轉(zhuǎn)矩相反的轉(zhuǎn)矩施加于內(nèi)齒輪340上時(shí)，超速離合器350的滾子353脫離內(nèi)離合件352的外凹入部分355，并且內(nèi)齒輪340就可以轉(zhuǎn)動(dòng)。
換句話說，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)環(huán)齒輪100旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)小齒輪210的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)由超速離合器350吸收，并且電樞540絕不會(huì)由發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，司機(jī)從起動(dòng)位置釋放鑰匙開關(guān)，如圖22C所示，并且流到磁力開關(guān)600的吸引線圈650的電流停止。當(dāng)流到吸引線圈650的電流停止時(shí)，在螺旋壓縮彈簧660的作用下鐵心610向下復(fù)位。
與此同時(shí)，上可動(dòng)觸頭612離開固定觸頭630，并且當(dāng)下動(dòng)觸頭611也離開電極螺栓620之后，流到上電刷910的電流也停止。
當(dāng)鐵心610向下復(fù)位時(shí)，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)限制件230的端部236的作用使得齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)限制件230向上移回，并且限制爪231離開小齒輪210的后側(cè)。與此同時(shí)，復(fù)位彈簧240的作用使小齒輪210向后復(fù)位，小齒輪210與發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)齒輪脫離嚙合，并且小齒輪210的后端與輸出軸220的凸緣狀凸起部分相靠。也即，小齒輪210恢復(fù)到起動(dòng)器工作前所處的位置。
而且，鐵心610向下的復(fù)位使得下可動(dòng)觸頭611與磁力開關(guān)600的固定鐵心642的上表面靠合。上電刷910的導(dǎo)線以如下順序傳導(dǎo)電流。從上可動(dòng)觸頭612到電阻617，然后到下可動(dòng)觸頭611，然后電壓被傳導(dǎo)到固定鐵心642。固定鐵心642將電壓傳導(dǎo)到磁力開關(guān)罩640，它再依次將電壓傳導(dǎo)到固刷件900。換句話說，上電刷910和下電刷910經(jīng)固刷件900短路。同時(shí)，電樞540的慣性轉(zhuǎn)動(dòng)在電樞繞組530內(nèi)產(chǎn)生一電動(dòng)勢(shì)。由于該電動(dòng)勢(shì)通過上電刷910，固刷件900，和下電刷910短路，所以就對(duì)電樞540的轉(zhuǎn)動(dòng)施加了一制動(dòng)力。結(jié)果電樞540迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
在該實(shí)施例的起動(dòng)器中，由于將磁力開關(guān)600定位在起動(dòng)器電機(jī)500的與小齒輪210相對(duì)的端部附近，且使鐵心610垂直于電機(jī)500的電樞軸510，所以就有可能有效地利用起動(dòng)器電機(jī)500的直徑來移動(dòng)鐵心610，這是因?yàn)殍F心610可被容納在電機(jī)540的直徑范圍內(nèi)。結(jié)果，在軸向長(zhǎng)度上，不僅可減小磁力開關(guān)600的直徑，也有可能減小整個(gè)起動(dòng)器的軸向長(zhǎng)度。
而且，通過定位將小齒輪210移動(dòng)到環(huán)齒輪100附近的線形件680，使其在電機(jī)的磁極550之間軸向延伸，就不會(huì)在徑向擴(kuò)大起動(dòng)器電機(jī)500的軸510及增加徑向側(cè)的體積，而如過去那樣使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并可防止沿徑向的擴(kuò)大。
再者，借助于鐵心610的移動(dòng)經(jīng)線形件680將齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)限制件230移動(dòng)到小齒輪210的側(cè)面，就可利用一個(gè)采用金屬線的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)移動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)限制件230，可也使線形件680的鋪設(shè)簡(jiǎn)單化。
而且，由于齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)限制件230帶有一個(gè)與小齒輪210的凸緣213嚙合的限制爪231，并且借助于限制爪231，只是使小齒輪210移動(dòng)，所以磁力開關(guān)600的吸引力只需很小，結(jié)果可減少吸收線圈650的圈數(shù)，因此可保持磁力開關(guān)600的徑向尺寸最小，并也可使整個(gè)起動(dòng)器的軸向長(zhǎng)度較小。
此外，由于僅采用了一個(gè)吸引線圈650，并通過向吸引線圈650供電來使鐵心610移動(dòng)，所以可使線圈的直徑較小，總體來說可減小磁力開關(guān)600的徑向長(zhǎng)度，并使整個(gè)起動(dòng)器的軸向長(zhǎng)度較小。
通過沿與發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞方向大致相同的方向定位磁力開關(guān)600的鐵心610，由于由發(fā)動(dòng)機(jī)活塞引起的振動(dòng)的方向和鐵心610的運(yùn)動(dòng)方向相同，這就減小了對(duì)安裝在線圈內(nèi)用以允許磁力開關(guān)600的鐵心610滑動(dòng)的套筒651的振動(dòng)，并可使磁力開關(guān)600在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定。
此外，通過將連接于電池的電極螺栓620安裝成從與端蓋700覆蓋磁力開關(guān)600及起動(dòng)器電機(jī)500的側(cè)面相對(duì)的一側(cè)軸向伸出，就可使連接電池的電極螺栓620的電池電纜遠(yuǎn)離起動(dòng)器電機(jī)500的磁極550，并可防止在起動(dòng)器工作期間繞電池電纜的磁場(chǎng)改變磁極550的磁力線并減小起動(dòng)器的輸出。
此外，通過使電極螺栓620大致軸向地伸出，就可使安裝電池電纜的表面從端蓋700與起動(dòng)器電機(jī)側(cè)相對(duì)的側(cè)端面伸出。而且，可以在360°內(nèi)的任何方向?qū)㈦姵仉娎|方便地安裝在固定電極上，因此布線性很好。(磁力開關(guān)的其它實(shí)施例)在圖23和24所示的根據(jù)第二實(shí)施例的磁力開關(guān)中，磁力開關(guān)600在其外圓周面上加工有一個(gè)嚙合槽600a，以便與固定柱940嚙合。固定柱940的頂端940被分開并嵌入嚙合槽600a，這樣就將磁力開關(guān)600固定在固刷件900上。
在圖25和26所示的根據(jù)第三實(shí)施例的磁力開關(guān)中，利用一帶狀件1000將磁力開關(guān)600固定在固刷件900的基座930的位置上。帶狀件1000具有一個(gè)以其側(cè)面向其內(nèi)周部分伸出的定位凸起1000a，這樣定位部分1000a就與加工在磁力開關(guān)600外周上的定位嚙合槽600b嚙合。帶狀件1000(例如小直徑鐵絲)的自由端1000b插入基座930的孔930a，并向內(nèi)彎曲和嵌塞以牢固地固定磁力開關(guān)600。根據(jù)該實(shí)施例，由于采用固定在固刷件900上的帶狀件1000在磁力開關(guān)600的外周面上纏繞磁力開關(guān)600，所以可方便地固定磁力開關(guān)600并且?guī)罴?000可吸收振動(dòng)，否則這種振動(dòng)會(huì)施加在磁力開關(guān)600上。
在圖27和28所示的根據(jù)第四實(shí)施例的磁力開關(guān)中，磁力開關(guān)600在其外周面上加工有第一凸起600d，它們可與加工在端蓋700內(nèi)表面上的嚙合槽700a(在本實(shí)施例中有四個(gè)槽)嚙合，端蓋700有一個(gè)基座700b，它軸向向內(nèi)延伸并且其形狀被成形為與磁力開關(guān)600的外部形狀相應(yīng)，這樣磁力開關(guān)600就可由基座700b牢固地固定。一彈性件(如橡膠)1100介于磁力開關(guān)600和固刷件900之間，以進(jìn)一步牢固地固定磁力開關(guān)600。根據(jù)本實(shí)施例，由于彈性件1100介于磁力開關(guān)600和固刷件900之間，所以可有效地吸收和容易地減小振動(dòng)，否則該振動(dòng)會(huì)施加于磁力開關(guān)600上。
在圖29和30中所示的根據(jù)第五實(shí)施例的磁力開關(guān)中，磁力開關(guān)600由固刷件900的基座930固定。磁力開關(guān)600在其外周面上帶有第一凸起600d，凸起600d與基座930上的通也930a嚙合。在端蓋700一側(cè)的磁力開關(guān)600的一部分外周面上，磁力開關(guān)600上成形有與端蓋700的內(nèi)表面接觸的第二凸起(在本實(shí)施例中有兩個(gè)凸起)600e，并且磁力開關(guān)600由第二凸起600e的彈性緊緊地固定。這里應(yīng)當(dāng)理解，在將磁力開關(guān)600固定在端蓋700上時(shí)，第二凸起600e允許零部件的尺寸公差。
在圖31到33所示的根據(jù)第六實(shí)施例的磁力開關(guān)中，如同第五實(shí)施例，在端蓋700一側(cè)的磁力開關(guān)600的外周面上加工有朝端蓋700延伸的第二凸起600e。此外，加工有第一凸起600d(在本實(shí)施例中有四個(gè)凸起)，以便與加工在磁力開關(guān)支架1200上的槽1200b嚙合。磁力開關(guān)支架1200被壓配合在固刷件900的環(huán)部900c的外周面上。磁力開關(guān)600的外周面被壓配合進(jìn)磁力開關(guān)支架1200的凹入或凹槽部分1200C內(nèi)。磁力開關(guān)600由磁力開關(guān)支架1200固定。磁力開關(guān)600的第一凸起600d與磁力開關(guān)支架1200的槽1200b嚙合，磁力開關(guān)600的第二凸起600e與端蓋700的內(nèi)表面接觸，這樣就可緊緊地固定磁力開關(guān)600。根據(jù)本實(shí)施例，由于磁力開關(guān)支架1200介于磁力開關(guān)600和固刷件900之間，并且磁力開關(guān)600的外周面被壓配合在磁力開關(guān)支架1200的凹槽部分1200C內(nèi)，所以改善了對(duì)垂直和水平振動(dòng)的防振特性。
在本實(shí)施例中，盡管第二凸起600e成形在磁力開關(guān)600上，在該位置也可在磁力開關(guān)600和端蓋700之間插入一彈性件。
采用根據(jù)第二到六實(shí)施例的上述方案，可將磁力開關(guān)600緊緊地固定在相應(yīng)的部件上，因此可有利地并明顯地改善磁力開關(guān)600的防振特性。
上面已經(jīng)結(jié)合目前被認(rèn)為是最可行的最佳實(shí)施例描述了本發(fā)明。但本發(fā)明無意受說明書的限制。相反，說明書旨在覆蓋包括在后附權(quán)利要求書精神和范圍內(nèi)的所有改動(dòng)和同等方案。
權(quán)利要求
1.一種用以起動(dòng)帶有一環(huán)齒輪的發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)器，所述起動(dòng)器包括一起動(dòng)器電機(jī)(500)，帶有一電樞(540)；一輸出軸(220)，與所述電樞同軸位于所述起動(dòng)器電機(jī)(500)的電樞的一個(gè)軸向側(cè)端并由所述電樞(540)驅(qū)動(dòng)。一小齒輪(210)，安裝在所述輸出軸(220)上，用以與所述環(huán)齒輪(100)嚙合以起動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)；一移動(dòng)機(jī)構(gòu)(230)，用以當(dāng)被驅(qū)動(dòng)時(shí)將所述齒輪(210)移向所述環(huán)齒輪(100)；磁力驅(qū)動(dòng)裝置(600)，相對(duì)于所述電樞的旋轉(zhuǎn)軸徑向中心地位于所述起動(dòng)器電機(jī)(500)的電樞的另一軸向側(cè)端并帶有一個(gè)沿垂直于所述旋轉(zhuǎn)軸可移動(dòng)地設(shè)置的用以驅(qū)動(dòng)所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)(230)的可動(dòng)件(610)；和作為傳動(dòng)裝置的線性件(680)，繞過所述電樞(540)的徑向外側(cè)從一軸向側(cè)至電樞的另一軸向側(cè)連接所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)(230)和所述可動(dòng)件(610)。
2.如權(quán)利要求1所述的起動(dòng)器，還包括第一圓柱件，位于所述起動(dòng)器電機(jī)內(nèi)；第二圓柱件，其直徑大致與所述第一圓柱件的直徑相同，與所述第一圓柱件相固定，并與其同軸，所述第二圓柱件位于所述磁力驅(qū)動(dòng)裝置中。
3.一種用于起動(dòng)帶有一環(huán)齒輪的發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)器，所述起動(dòng)器包括一起動(dòng)器電機(jī)，具有圓柱形磁軛，多個(gè)磁極位于所述磁軛的內(nèi)圓周，并且所述磁極的內(nèi)圓周內(nèi)可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置一電樞；一輸出軸，可操作地連接在所述起動(dòng)器電機(jī)的電樞上，并由所述電樞轉(zhuǎn)動(dòng)；一小齒輪，放置在所述輸出軸上，位于所述電樞的軸側(cè)與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)形齒輪配合，—磁力開關(guān)，具有一吸引線圈，在所述吸引線圈內(nèi)周可移動(dòng)地設(shè)置一鐵心，所述鐵心垂直于所述起動(dòng)器電機(jī)的電樞的旋轉(zhuǎn)軸，位于電樞的與所述小齒輪相對(duì)的另一軸側(cè)，一可動(dòng)觸頭與所述鐵心配合，一固定觸頭與一電池相連，一端蓋支撐所述固定觸頭，并覆蓋其中的吸引線圈，鐵心和可動(dòng)觸頭，其中所述端蓋在鄰近所述磁軛的另一軸側(cè)固定靠近所述磁軛的軸向開口端，并且所述鐵心移動(dòng)所述可動(dòng)觸頭與所述固定觸頭相接觸，這樣電樞由電池通過所述可動(dòng)和固定觸頭供給能量。
4.如權(quán)利要求3所述的起動(dòng)器，其還包括電連接到所述固定觸頭和電池上的電極螺栓，所述螺栓在與端蓋固定到磁軛上的軸向端相對(duì)的另一軸向端固定到端蓋上。
5.如權(quán)利要求4所述的起動(dòng)器，其中所述端蓋有同軸固定到磁軛上的圓柱部分和軸向支撐所述電極螺栓的側(cè)軸端部分。
6.如權(quán)利要求3所述的起動(dòng)器，其還包括一移動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于通過所述磁力開關(guān)的鐵心的移動(dòng)向所述環(huán)形齒輪的一側(cè)移動(dòng)所述小齒輪，所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)的一部分被定位在圓周相鄰的兩個(gè)磁極之間，并軸向沿所述電樞的旋轉(zhuǎn)軸延伸。
全文摘要
一種起動(dòng)帶有一環(huán)齒輪的發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)器,包括一帶有一組磁極(550)的起動(dòng)器電機(jī)(500),一傳遞電機(jī)之轉(zhuǎn)動(dòng)的輸出軸(220),一安裝在輸出軸上與環(huán)齒輪(100)嚙合的齒輪(200),和一磁力開關(guān)(600),它包括一固定觸頭(630)和一帶可動(dòng)觸頭(611,612)的鐵心(610)。通過移動(dòng)鐵心并使可動(dòng)觸頭與固定觸頭靠合,可向電機(jī)供電。磁力開關(guān)位于起動(dòng)器電機(jī)的與安裝齒輪的端部相對(duì)的一端上,鐵心被定位成垂直于電機(jī)的縱軸線。所公開的起動(dòng)器減小了軸向及徑向尺寸及起動(dòng)器的總體積。
文檔編號(hào)F02N15/06GK1332318SQ0012044
公開日2002年1月23日 申請(qǐng)日期1994年12月6日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月15日
發(fā)明者長(zhǎng)尾安裕, 志賀孜, 林信行, 大見正升, 新美正巳 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝