CN103133209B - 起动装置 - Google Patents

Abstract

一种起动装置，包括：受到电动机部的旋转力而旋转的输出轴；将输出轴的一侧端部支承成能自由旋转的壳体；在对电动机进行通电和断电的同时，并经由离合器机构对小齿轮施加朝向环形齿轮一侧的按压力的电磁装置，在壳体上设有与输出轴的一侧端面抵接以承受在输出轴上产生的轴向载荷的载荷承受部件。

Description

起动装置

技术领域

本发明涉及一种例如装载在汽车上的起动装置。

本申请基于2011年11月29日在日本申请的日本专利特愿2011－260627号要求优先权，并基于2012年9月27日在日本申请的特愿2012－214804号要求优先权，并且将上述两个申请文件的内容援引于此。

背景技术

一直以来，作为用于汽车起动的起动装置，已知有一种跳入式（飛び込み式）起动装置，这种起动装置在发动机起动时使小齿轮跳入环形齿轮一侧而与环形齿轮啮合，利用小齿轮对环形齿轮进行驱动，藉此来起动发动机（例如参照日本专利特开2002－130097号公报）。

近年来，为了提高车辆的安静性能及减少燃料费，具有所谓怠速停止功能的车辆不断增加，上述怠速停止功能在车辆临时停车时使发动机暂停。

日本专利特开2002－130097号公报记载的起动装置也能适用于具有上述怠速停止功能的车辆。在日本专利特开2002－130097号公报记载的起动装置中，驱动轴（输出轴）经由行星齿轮式减速机而与起动用电动机的转子轴连接。驱动轴的轴向两端在起动装置的壳体上被轴支承成能自由旋转。在驱动轴上花键卡合有通过磁性开关（电磁装置）经由杠杆而可沿轴向进退移动的可动件。在驱动轴上还设有向着环形齿轮而沿轴向自由进退的小齿轮。

环形齿轮及小齿轮由斜齿轮（螺旋齿轮）构成。对环形齿轮和小齿轮的齿的扭曲方向进行设定，从而在小齿轮对环形齿轮进行驱动的状态下，在小齿轮上承受跳入方向的推力载荷。

根据日本专利特开2002－130097号公报，一旦小齿轮与环形齿轮啮合，便会受到由两个齿轮的齿的扭曲角而产生的推力载荷，以使小齿轮自行朝跳入方向前进，并提高小齿轮与环形齿轮的啮合性。

另一方面，在日本专利特开2007－71043号公报记载的起动装置中，通过与驱动轴（输出轴）同轴设置的磁性开关（电磁装置）来将第二柱塞单元配置成能沿轴向进退移动。在驱动轴上设有面向环形齿轮且能沿轴向自由进退的小齿轮。

一般来说，起动装置的壳体是通过对铝材进行压力铸造成型而制成的。但是，在采用上述技术时，当受到由斜齿轮产生的推力载荷而使可动件朝环形齿轮一侧滑动移动时，在与可动件连接的输出轴上也会产生推力载荷。藉此，由于输出轴朝环形齿轮一侧滑动移动，因此，输出轴的一个端面与壳体可能会滑动接触。从而，在外壳上会受到输出轴滑动而与壳体抵接时的抵接冲击及抵接后的输出轴的旋转力（摩擦力），因此，需要提高壳体的耐久性。因而，也考虑将这种壳体的材质变为高品位的部件、或是增加壳体的壁厚。但是，这样会增加起动装置的成本，或是会使起动装置大型化。

特别是在具有怠速停止功能的车辆中，发动机会频繁停止和起动，使用频率比一般的起动装置高。因此，希望有可解决上述技术问题的最佳改进措施。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能在不增加成本、不出现大型化的情况下提高壳体的耐久性的起动装置。

本发明第一方案的起动装置包括：电动机部，该电动机部因通电而产生旋转力；输出轴，该输出轴受到所述电动机部的旋转力而旋转；壳体，该壳体将所述输出轴的至少一侧端部支承成能自由旋转；小齿轮，该小齿轮能滑动移动地设置在所述输出轴上，通过螺旋啮合而与发动机的环形齿轮啮合；离合器机构，该离合器机构设于所述输出轴与所述小齿轮之间，将所述输出轴的旋转力传递到所述小齿轮；移动限制部，该移动限制部设于所述输出轴上，并对所述小齿轮及所述离合器机构朝一侧滑动移动规定值以上的情况进行限制；以及电磁装置，该电磁装置不仅对所述电动机进行通电和断电，而且经由所述离合器机构而对所述小齿轮施加朝向所述环形齿轮一侧的按压力。接着，在所述壳体上设置载荷承受部件，该载荷承受部件与所述输出轴的一侧端抵接，以承受在所述输出轴上产生的轴向载荷。

采用上述方案，即使在小齿轮通过螺旋啮合与环形齿轮啮合并朝环形齿轮一侧、且经由移动限制部而在输出轴上产生推力载荷时，也能使用设置在壳体上的载荷承受部件来限制输出轴的移动，同时有效地承受输出轴的推力载荷。此外，在输出轴旋转时，由于输出轴的一侧端与载荷承受部件之间滑动接触，因此，能防止输出轴的一侧端与壳体之间直接滑动接触。因而，能得到不仅可抑制壳体的成本上升和大型化，而且耐久性优异的起动装置。

本发明第二方案是在第一方案的起动装置的基础上，所述载荷承受部件是垫圈。

采用上述方案，能简单且低成本地形成载荷承受部件。因此，能低成本地提供可抑制壳体的成本上升和大型化的起动装置。

本发明第三方案是在第二方案的起动装置的基础上，所述垫圈是通过对金属板进行冲压加工来形成的。此外，所述壳体在所述输出轴的一侧具有与所述垫圈的主面抵接配置的底部。此外，在所述底部的、与所述垫圈的边缘部对应的位置上，形成有朝一侧凹陷的退避部。

采用上述方案，通过利用冲压加工来形成垫圈，能以更低的成本形成载荷承受部件。另外，在壳体的底部的、与垫圈的边缘部对应的位置上，形成有退避部，因此，能避免冲压加工时产生的垫圈毛刺与壳体干涉，并能使垫圈的主面与壳体的底部之间彼此面抵接。藉此，即使在输出轴的一侧端部与垫圈滑动接触、且垫圈与输出轴的旋转联动而旋转时，也能防止因垫圈的毛刺而使壳体的底部磨损。因而，能进一步提高壳体的耐久性。

本发明第四方案是，本发明第一方案至第三方案中任一方案的起动装置具备使所述小齿轮及所述离合器机构沿着所述输出轴滑动的电磁装置。并且所述电磁装置与所述输出轴同轴地设置。

采用上述方案，能够良好地适用于电磁装置与输出轴同轴设置的所谓单轴式起动装置。因此，即使在单轴式起动装置中，也能得到不仅可抑制壳体的成本上升和大型化，而且耐久性优异的起动装置。

采用上述发明，即使在小齿轮通过螺旋啮合与环形齿轮啮合并朝环形齿轮一侧移动、且经由移动限制部而在输出轴上产生推力载荷时，也能用设置在壳体上的载荷承受部件来限制输出轴的移动，同时承受输出轴的推力载荷。另外，在输出轴旋转时，由于输出轴的一侧端部与载荷承受部件之间滑动接触，因此，能防止输出轴的一侧端与壳体之间直接滑动接触。因而，能得到不仅可抑制壳体的成本上升和大型化、而且耐久性优异的起动装置。

附图说明

图1是本发明实施方式的起动装置的剖视图。

图2是壳体的底部的放大图，其是载荷承受部件的说明图。

图3A是开关柱塞刚移动后的说明图，其是起动装置的动作说明图。

图3B是开关柱塞刚移动后的说明图，其是小齿轮的动作说明图。

图4A是可动触点板与固定触点板抵接时的说明图，其是起动装置的动作说明图。

图4B是可动触点板与固定触点板抵接时的说明图，其是小齿轮的动作说明图。

图5A是小齿轮与环形齿轮啮合时的说明图，其是起动装置的动作说明图。

图5B是小齿轮与环形齿轮啮合时的说明图，其是小齿轮的动作说明图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明实施方式的起动装置进行说明。

图1是本实施方式的起动装置1的剖视图。图1中，在中心线的上侧，示出起动装置1的静止状态，在中心线的下侧，示出起动装置1的通电状态（小齿轮与环形齿轮啮合的状态）。

如图1所示，起动装置1是用于产生未图示的发动机起动所需的旋转力的装置。起动装置1具有：电动机部3；输出轴4，该输出轴4与电动机部3的一侧（图1中的左侧）连接；离合器机构5及小齿轮机构70，该离合器机构5及小齿轮机构70能滑动移动地设置在输出轴4上；开关单元7，该开关单元7将对于电动机部3的电源供给路径打开、关闭；以及电磁装置9，该电磁装置9用于使开关单元7的可动触点板8及小齿轮机构70沿轴向移动的电磁装置9。

电动机部3由带电刷直流电动机51和行星齿轮2构成，该行星齿轮机构2与带电刷直流电动机51的旋转轴52连接，用于将该旋转轴52的旋转力传递到输出轴4。

带电刷直流电动机51具有：大致圆筒状的电动机轭铁53、以及配置在电动机轭铁53的径向内侧且相对于电动机轭铁53而能够自由旋转的电枢54。在电动机轭铁53的内周面上，以磁极在圆周方向交替的方式设置了多个（本实施方式是6个）永久磁铁57。

在电动机轭铁53的另一侧（图1中的右侧）端部，设有将电动机轭铁53的开口部53a加以堵塞的端板55。在端板55的径向中央，设有用于支承旋转轴52的另一侧端部且使之自由旋转的滑动轴承56a、以及推力轴承56b。

电枢54由旋转轴52、电枢铁心58、及整流子61构成，其中电枢铁心58外嵌固定在旋转轴52的与永久磁铁57对应的位置上，整流子61外嵌固定在旋转轴2上比电枢铁心58更靠近行星齿轮机构2一侧（图1中的左侧）的位置上。

电枢铁心58具有：形成为放射状的多个齿（图中未示）、以及在沿圆周方向邻接的各齿间形成的多个槽（图中未示）。在沿圆周方向隔开规定间隔的各个槽间，以例如波状绕法卷绕着线圈59。线圈59的端末部向着整流子61引出。

在整流子61上，沿着圆周方向以相互电绝缘的方式隔开规定间隔设置多片（本实施方式中是26片）整流子片62。

在各整流子片62的靠近电枢铁心58一侧的端部，设有以折叠方式弯折形成的竖片63。在竖片63上，连接着卷绕在电枢铁心58上的线圈59的端末部。

在电动机轭铁53的与端板55相反的一侧，设有有底的筒状顶板12。在顶板12的靠近电枢铁心58一侧的内面上，设有行星齿轮机构2。

行星齿轮机构2由与旋转轴52一体成形的恒星齿轮13、与恒星齿轮13啮合且以恒星齿轮13为中心公转的多个行星齿轮14、以及设于这些行星齿轮14外周侧的环状的内齿环形齿轮15构成。

多个行星齿轮14被载板（キャリアプレート）16连接着。在载板16上，在与各行星齿轮对应的位置上竖立着多个支承转轴16a。在支承转轴16上支承着行星齿轮14且使之自由旋转。另外，在载板16的径向中央，输出轴4通过锯齿卡合与之啮合。

内齿环形齿轮15在顶板12的靠近电枢铁心58一侧的内周面上一体成形。在顶板12的内周面上的径向中央设有滑动轴承12a。滑动轴承12a支承与旋转轴52同轴配置的输出轴4的另一侧端部（图1中的右侧端部）而使之自由旋转。

另外，在顶板12上内装着输出轴4、离合器机构5、小齿轮机构70、电磁装置9等，且在图中未示的发动机上安装着用于固定起动装置1的铝制壳体17。壳体17通过压力铸造而形成为有底筒状，在一侧（图1中的左侧）具有底部17c，在另一侧（图1中的右侧）具有开口部17a。

在壳体17的开口部17a一侧，顶板12以堵塞开口部17a的方式与之接合。

在壳体17的开口部17a一侧的外周面上，沿着轴向设有阴螺纹部17b。另外，在配置于电动机轭铁53的另一侧（图1中的右端侧）的端板55上，在与阴螺纹部17b对应的位置上形成了螺栓孔55a。通过将螺栓95***该螺栓孔55a并使螺栓95与阴螺纹部17b作螺纹结合，使电动机部3与壳体17连接成一体。

在壳体17的内壁上，设有限制后述的离合器外层18向电动机部3一侧变位的环状挡块94。该挡块94用树脂或橡胶等来形成，能够缓和离合器外层18碰接时的冲击。

图2是壳体17的底部17c的放大图，是载荷承受部件50的说明图。

在壳体17的底部17c，与输出轴4同轴地形成了具有底部的轴承孔47。轴承孔47的内径比输出轴4的外径更大。轴承孔47由轴承压入部47a、以及在轴承压入部47a的一侧（图2中的左侧）形成的载荷承受部件安装部47b构成。

在轴承压入部47a将滑动轴承17d压入固定，该滑动轴承17d用于支承输出轴4的一侧端部（图1中的左侧端部）且使之自由旋转。在该滑动轴承17d中浸渍了由所需的基油构成的润滑油，能够使输出轴4与之圆滑地滑动接触。

另外，载荷承受部件安装部47b的直径比轴承压入部47a略微缩小。在载荷承受部件安装部47b配置着载荷承受部件50。

载荷承受部件50是平板状的金属部件，例如采用通过冲压加工形成的环状的垫圈。载荷承受部件50用硬度比输出轴4更高且耐磨性好的材料形成。作为载荷承受部件50的材料，适合用例如SK85等碳素工具钢。载荷承受部件50形成了能够配置在输出轴4的一侧端面4c与轴承孔47的底面47c之间的厚度。

载荷承受部件50的直径与载荷承受部件安装部47b的内径大致相同或略小。由此，能够将载荷承受部件50***载荷承受部件安装部47b配置。

另外，在轴承孔47的底面47c上形成了多个避让部47d、47e。第一避让部47d是环状的槽，在与载荷承受部件50的外周边缘对应的位置上形成。第二避让部47e是凹部，在与载荷承受部件50的内周边缘对应的位置上形成。通过避让部47d、47e，能够使对载荷承受部件50进行冲压成形时产生的飞刺避让。因此，载荷承受部件50的一侧主面50b与轴承孔47的底面47c之间实现面接触。由此，如后所述，即使输出轴4向一侧（图2中的左侧）移动、输出轴4的一侧端面4c与载荷承受部件50的另一侧主面50c抵接而产生推力载荷，也能由载荷承受部件50可靠地承受这种载荷。

不过，在载荷承受部件50的周围涂有油脂，用于减轻与输出轴4的一侧端面4c间滑动接触时的摩擦。而这种油脂中包含了与滑动轴承17d中浸入的润滑油同种的基油，因此能够长期保持滑动轴承17d的润滑油。

如图1所示，在输出轴4的另一侧端部（图1中的右侧端部）形成了能够将旋转轴52的一侧端部（图1中的左侧端部）***的凹部4a。在凹部4a的内周面上压入了滑动轴承4b。输出轴4与旋转轴52以能够相对旋转的方式连接。

（离合器机构）

在输出轴4的轴向大致中央形成了螺旋花键19。在螺旋花键19处，离合器机构5用螺旋啮合与之啮合。

离合器机构5具有：大致圆筒状的离合器外层18、以及与该离合器外层18同轴地形成的离合器内层22。并且，在该离合器机构5上设有所谓公知的单向超越离合器功能，即，来自离合器外层18的旋转力向离合器内层22传递动力，但来自离合器内层22的旋转力不会传递到离合器外层18。由此，在起动发动机后，当离合器内层22比离合器外层18更快地成为越程状态时，就会阻断来自发动机的环形齿轮23的旋转力。另外，还具备所谓的转矩限制器功能，即，当在离合器外层18与离合器内层22之间产生的转矩差及旋转速度差处于规定值以内时，就相互传递旋转力，而当转矩差及旋转速度差超出规定值时，就阻断旋转力的传递。

在离合器外层18的另一侧（图1中的右侧），一体地形成直径缩小的套筒18a。在套筒18a的内周面上形成了与输出轴4的螺旋花键19啮合的螺旋花键18b。由此使离合器机构5能够相对于输出轴4而沿轴向滑动。另外，将输出轴4的螺旋花键19及离合器外层18的螺旋花键18b的倾斜角度设定为例如相对于轴向而成16°。

并且，在离合器外层18的内周面上的套筒18a的一侧形成了台阶部18c。台阶部18c的内周面的直径比套筒18a的内周面更大。在台阶部18c的内周面与输出轴4的外周面之间形成了空间。在此空间内配置了后述的回动弹簧21。

在输出轴4的比螺旋花键19更靠近一侧（图1中的左侧）的位置上设有移动限制部20。

移动限制部20是外嵌在输出轴4上的大致环状的部件。移动限制部20被设置成通过簧环20a而使向轴向一侧的移动受到限制的状态，同时为了能够与在离合器外层18上形成的台阶部18c相互干扰而形成了比台阶部18c更大的直径。如后所述，当离合器机构5向一侧滑动时，离合器外层18的台阶部18c会与移动限制部20相互干扰。由此使离合器机构5向一侧的滑动量受到限制。

在移动限制部20与离合器外层18的套筒18a之间，在台阶部18c的内周面与输出轴4的外周面之间，以包围输出轴4的形式形成的回动弹簧21以受压缩而变形的状态设置。由此使离合器外层18始终被施力，从而向着电动机3一侧被推回。

在如此形成的离合器机构5的离合器内层22的前端，一体地设置了小齿轮机构70。

（小齿轮机构）

小齿轮机构70具有在离合器内层22的前端一体成形的筒状小齿轮内层71。在小齿轮内层71的内周面上，在轴向两侧设有用于将小齿轮内层71支承在输出轴4上且使之能够滑动的两个滑动轴承72、72。

另一方面，在小齿轮内层71的外周面上，在与离合器机构5相反的一侧、即前端侧，形成了花键73。在该花键73上，以花键嵌合方式设有能够与发动机（图中未示）的环形齿轮23啮合的小齿轮74。即，在小齿轮内层71的前端侧形成花键73，且在小齿轮74的内周面的前端侧形成与花键73啮合的花键74a。由此使小齿轮内层71与小齿轮74之间不能相互相对旋转且能沿轴向滑动。

此处，环形齿轮23及小齿轮74用斜齿轮（螺旋齿轮）构成。环形齿轮23和小齿轮74的齿的扭曲方向设定为：在小齿轮74驱动环形齿轮23的状态下，在小齿轮74上作用跳入方向的推力载荷。

另外，在小齿轮74的内周面上，在花键74a的后端侧形成经过台阶部74c而被扩大直径的扩径部75。在小齿轮内层71与小齿轮74之间形成了收容部76。

在收容部76的靠近离合器机构5的部位形成的开口部被设在离合器内层22的基端侧的台阶部71a堵塞。即，小齿轮74被小齿轮内层71支承而可沿轴向滑动。由此使小齿轮74相对于小齿轮内层71而在不发生较大松动的情况下沿轴向滑动。

在收容部76收容着以包围小齿轮内层71外周面的形式形成的小齿轮弹簧11。小齿轮弹簧11在收容于收容部76的状态下，受小齿轮74的扩径部75的台阶部74c和小齿轮内层71的台阶部71a压缩而变形。由此使小齿轮74相对于小齿轮内层71而向着环形齿轮23一侧被施力。

另外，在小齿轮内层71的一侧（图1中的左侧）的外周面上设有挡圈77。由此避免小齿轮74在输出轴4的一侧从小齿轮内层71掉下。

（电磁装置）

在壳体17的内周面上，在比离合器机构5更靠近电动机部3的部位，内嵌固定着构成电磁装置9的轭铁25。轭铁25由磁性材料形成，形成有底的筒状。底部25a的径向中央的大部分较大地敞开。而在轭铁25的与底部25a相反一侧的端部，设有由磁性材料形成的圆环状柱塞座26。

在由这些轭铁25及柱塞座26于径向内侧形成的收容凹部25b中，收容着形成为大致圆筒状的励磁线圈24。励磁线圈24经过连接器而与点火开关（图中均未示出）作电连接。

在励磁线圈24的内周面与输出轴4的外周面之间的空隙中，设有能够相对于励磁线圈24而沿轴向滑动的柱塞机构37。

柱塞机构37具有：用磁性材料形成的大致圆筒状的开关柱塞27、以及配置在该开关柱塞27与输出轴4的外周面之间的空隙中的齿轮柱塞80。这些开关柱塞27和齿轮柱塞80相互设置在同心圆上，能够沿轴向相对移动。另外，在柱塞座26与开关柱塞27之间设有由板弹簧材料构成的开关回动弹簧27a，该开关回动弹簧27a相对于柱塞座26而对开关柱塞27向电动机部3一侧（图1中的右侧）施力。

在开关柱塞27的靠近电动机部3一侧的端部，一体地形成外凸缘部29。在该外凸缘部29的外周部一侧，经过支架部件30a竖立着开关转轴30。该开关转轴30贯穿电动机部3的顶板12及后述的刷握33。在开关转轴30的从顶板12伸出的端部，连接着与带电刷直流电动机51的整流子61邻接配置的开关单元7的可动触点板8。

可动触点板8安装成能够相对于开关转轴30而沿轴向滑动，同时被开关弹簧32浮动地支承。并且，可动触点板8能够接近或背离被固定在后述刷握33上的开关单元7的固定触点板34。

固定触点板34被分割成第一固定触点板34a和第二固定触点板34b，第一固定触点板34a夹着开关转轴30而配置在靠近整流子61的一侧、即径向内侧，第二固定触点板34b则配置在与整流子相反的一侧、即径向外侧。可动触点板8横跨着与这些第一固定触点板34a及第二固定触点板34b抵接。通过可动触点板8与第一固定触点板34a及第二固定触点板34b抵接，使第一固定触点板34a及第二固定触点板34b实现电连接。

另外，在开关柱塞27的内周面上，一体地设有与后述的齿轮柱塞80抵接及背离的环状部件28。环状部件28是用于在开关柱塞27朝向环形齿轮23一侧移动时，一开始将齿轮柱塞80朝向环形齿轮23一侧按压的部件。

在此，离合器机构5的离合器外部18被回动弹簧21朝向柱塞内部81施力。因而，在起动装置1的静止状态（图1中的中心线上侧）下，离合器机构5经由齿轮柱塞80及环状部件28而将开关柱塞27朝另一侧（图1中的右侧）按压。藉此，将可动触点板8朝另一侧按压，而与固定触点板34背离。

配置在开关柱塞27的径向内侧的齿轮柱塞80包括：配置在径向内侧的柱塞内部81；配置在径向外侧的柱塞外部85；以及配置在柱塞内部81与柱塞外部85之间的柱塞弹簧91。

柱塞内部81由树脂等形成为大致圆筒形状。柱塞内部81的内径比输出轴4的外径稍大，从而能够嵌套在输出轴4上。藉此，将柱塞内部81设置成能相对于输出轴4沿轴向滑动移动。

在柱塞内部81的一侧端81a（图1中的左侧端）上，一体地形成有朝径向外侧突出的外凸缘部82。如后所述，在柱塞内层81朝一侧滑动移动时，柱塞内部81的一侧端81a便与离合器外部18的另一侧端抵接，而使离合器机构5及小齿轮机构70朝一侧滑动移动。

在柱塞内部81的另一侧端81b（图1中的右侧端），沿着圆周方向在多个部位设置外径从另一侧朝向一侧逐渐增大的爪部83。另外，在爪部83的一侧（图1中的左侧），沿着圆周方向形成有槽部84。

柱塞外部85与柱塞内部81同样地由树脂等形成为大致圆筒形状。柱塞外部85的内径比柱塞内部81的外凸缘部82的外径稍大。柱塞外部85嵌套在柱塞内部81上。

在柱塞外部85的另一侧端85a（图1中的右侧端），一体地形成有朝径向内侧突出的内凸缘部86。内凸缘部86的内径形成为比柱塞内部81的爪部83的外径小，且比柱塞内部81的槽部84的底部的外径大。此外，通过将柱塞外部85的内凸缘部86配置在柱塞内部81的槽部84内，就可将柱塞内部81与柱塞外部85一体化，来构成柱塞机构37。

柱塞外部85的内凸缘部86的厚度比柱塞内部81的槽部84的宽度小。藉此，在柱塞外部85的内凸缘部86与柱塞内部81的槽部84之间形成间隙。因此，柱塞内部81和柱塞外部85构成为能够在柱塞外部85的内凸缘部86与柱塞内部81的槽部84之间的间隙范围内沿轴向相对地滑动移动。

在柱塞外部85的另一侧端85a（图1中的右侧端），一体地形成有朝径向外侧突出的外凸缘部87。外凸缘部87起到与开关柱塞27的环状部件28抵接的抵接部的作用。

此外，在外凸缘部87的一侧（图1中的左侧）的、柱塞外部85的外周面上，设有环状的铁心88。铁心88例如通过树脂铸型而与柱塞外部85一体成型。如后所述，铁心88被对励磁线圈24供电时产生的磁通所吸引。

在柱塞内部81的外凸缘部82与柱塞外部85的内凸缘部86之间形成有收纳部90。在收纳部90收纳有以包围柱塞内部81的外周面的方式形成的柱塞弹簧91。

柱塞弹簧91在收纳在收纳部90的状态下，被柱塞内部81的外凸缘部82和柱塞外部85的内凸缘部86压缩而发生变形。接着，柱塞内部81朝向一侧（图1中的左侧）、柱塞外部85朝向另一侧（图1中的右侧）而相互施力。

藉此，如图1所示，在起动装置1的静止状态（图1中的中心线上侧的状态）下，利用柱塞弹簧91，使柱塞内部81朝向一侧（图1中的左侧）、柱塞外部85朝向另一侧（图1中的右侧）而相互施力。柱塞内部81的一侧端81a不与离合器外部18的另一侧端接触。因此，离合器外部18被回动弹簧21的弹簧载荷推压到挡块94上。藉此，在起动装置1的静止状态下，不会因柱塞弹簧91的弹簧载荷而将离合器机构5压出，也就是说，可设定为不会使小齿轮机构70无意中被压出。

另外，在起动装置1的通电状态（图1中的中心线下侧的状态）下，当齿轮柱塞80朝一侧（图1中的左侧）最大限度地移位时，柱塞内部81的一侧端81a始终与离合器机构5的离合器外部18的另一侧端抵接。

即，柱塞弹簧91能够防止在离合器机构5与齿轮柱塞80之间产生轴向的空隙，并构成将离合器机构5的松动吸收的松动吸收机构。

在比电磁装置9及行星齿轮机构2更靠另一侧（图1中的右侧）的位置上设有刷握33。在此，在第二固定触点板34b的外周侧设有沿轴向弯折而一体形成的切起部34c。将轴端子44a设置成经由上述切起部34c的通孔来贯穿刷握33的外壁33a而朝起动装置1的径向外侧突出。接着，在轴端子44a的突出侧的前端安装有与蓄电池的阳极电连接的端子螺栓44b。另外，在上述刷握33上，安装有保护固定触点板34和开关转轴30周围的盖45。刷握33及盖45以被电动机轭53及壳体17夹持的状态固定。在刷握33上，在整流子61的周围配置有能沿径向进退的四个电刷41。

在各电刷41的基端侧，设有电刷弹簧42。利用上述电刷弹簧42，将各电刷41朝整流子61侧施力，且各电刷41的前端与整流子61的整流子片62滑动接触。

四个电刷41由两个阳极侧电刷和两个阴极侧电刷来构成。两个阳极侧电刷经由未图示的软导线而与固定触点板34的第一固定触点板34a连接。另一方面，在固定触点板34的第二固定触点板34b上，经由端子螺栓44b而与未图示的蓄电池的阳极电连接。即，当可动触点板8与固定触点板34抵接时，经由端子螺栓44b、固定触点板34、软导线（未图示）而对四个电刷41中的两个阳极侧电刷施加电压，并对线圈59供电。

另外，四个电刷41中的两个阴极侧电刷则经由未图示的软导线而与环状的中心板连接。接着，经由上述中心板、壳体17及未图示的车体而将四个电刷中的两个阴极侧电刷与蓄电池的阴极电连接。

（起动装置的动作）

下面，使用附图，对起动装置1的动作进行说明。

如图1中的中心线上侧的状态所示，在对励磁线圈24供电之前的起动装置1的静止状态下，受回动弹簧21施力的离合器外部18在拉着与小齿轮74一体化的离合器内部22的状态下，被用力地朝电动机部3侧（图1中的右侧）施力。接着，离合器机构5的离合器外部18在与挡块94抵接的位置上停止，小齿轮74与环形齿轮23间的结合被断开。

另外，在起动装置1的静止状态下，柱塞内部81的一侧端81a与离合器外部18的另一侧端之间仅存在极小的间隙。藉此，离合器外部18被回动弹簧21的弹簧载荷推压到挡块94上。藉此，在起动装置1的静止状态下，不会使用柱塞弹簧91的弹簧载荷对离合器机构5进行按压，也就是说，能防止小齿轮机构70无意中被压出到环形齿轮23一侧。

另外，开关柱塞27被开关回动弹簧27a推回，来用力地朝电动机3侧（图1中的右侧）移动。此外，开关柱塞27的外凸缘部29以与顶板12抵接的状态停止。接着，立设在外凸缘部29上的开关转轴30的可动触点板8与固定触点板34分开，而切断电连接。

图3A及图3B是开关柱塞27刚移动后的说明图。图3A是起动装置1的动作说明图。图3B是小齿轮74的动作说明图。另外，图3B是从径向观察小齿轮74及环形齿轮23的示意图。

在此状态下，一旦将车辆的点火开关（未图示）接通，则对励磁线圈24供给电流而使该励磁线圈24励磁，并在开关柱塞27及齿轮柱塞80中形成可使磁通经过的磁路。藉此，如图3A所示，开关柱塞27及齿轮柱塞80朝向环形齿轮23侧（图3A及图3B中的左侧）滑动移动。

如图1所示，在起动装置1的静止状态下，开关柱塞27和柱塞座26间的间隙（轴向间隙）设定为比齿轮柱塞80的铁心88与柱塞座26间的间隙（轴向间隙）更小（参照图1）。因而，由于在开关柱塞27上产生的吸引力比在齿轮柱塞80上产生的吸引力更大，因此，开关柱塞27先于齿轮柱塞80而滑动移动。

此时，由于在开关柱塞27的内周面上一体地设有环状部件28，因此，上述环状部件28会对齿轮柱塞80进行按压，且一开始就将齿轮柱塞80朝向环形齿轮23一侧按压。因此，开关柱塞27及齿轮柱塞80一体地朝向环形齿轮23一侧滑动移动。

另外，离合器外部18以螺旋花键嵌合方式与输出轴4嵌合，套筒18a与齿轮柱塞80的柱塞内部81抵接。在此，将输出轴4的螺旋花键19及离合器外部18的螺旋花键18b的倾斜角度设定为相对于轴向成例如16°左右。因而，如图3A所示，一旦开关柱塞27及齿轮柱塞80朝环形齿轮23侧滑动移动，则离合器外部18在相对于输出轴4稍许相对旋转与螺旋花键18b的倾斜角度相应的量的同时被压出。接着，小齿轮机构70也经由离合器机构5而与齿轮柱塞80的滑动移动联动，被朝环形齿轮23一侧压出。

此时，如图3B所示，小齿轮74朝环形齿轮23一侧移动规定距离。此外，小齿轮74的一侧（图3B中的左侧）端面74b与环形齿轮23的另一侧（图3B中的右侧）端面23a抵接，或是两者间的轴向尺寸距离为零。

图4A及图4B是可动触点板8与固定触点板34抵接时的说明图。图4A是起动装置1的动作说明图。图4B是小齿轮74的动作说明图。

一旦开关柱塞27接着被吸引而朝环形齿轮23一侧滑动移动，则如图4A所示，可动触点板8与固定触点板34接触。可动触点板8被浮动支承成能相对于开关轴30沿轴向移位，因此，开关弹簧32的按压力会施加到可动触点板8及固定触点板34上。

此时，小齿轮74的一侧端面74b和环形齿轮23的另一侧端面23a相互抵接，或者两者间的轴向尺寸距离为零（参照图3B）。因此，在小齿轮74的一侧端面74b与环形齿轮23的另一侧端面23a相互抵接时，若小齿轮机构70被开关柱塞27进一步压出，则小齿轮弹簧11就会收缩。藉此，小齿轮74的一侧端面74b便会朝向环形齿轮23的另一侧端面23a受力。即，小齿轮弹簧11构成在将小齿轮74与环形齿轮23抵接时的推力载荷吸收的缓冲机构。藉此，即使小齿轮74的一侧端面74b与环形齿轮23的另一侧端面23a相互抵接，也能将开关柱塞27压出到规定的位置上，并且能抑制小齿轮74的一侧端面74b及环形齿轮23的另一侧端面23a的磨损，从而能提高起动装置1的耐久性。

接着，如图4A所示，一旦可动触点板8与固定触点板34接触，则蓄电池（未图示）的电压便施加到四个电刷41中的两个阳极侧电刷上，并经由整流子61的整流子片62而使线圈59通电。

这样，就在电枢铁心58上产生磁场。在上述磁场与设在电动机轭53上的永久磁铁之间便产生磁性吸引力和斥力。藉此，使电枢54开始旋转。接着，通过使电枢54旋转，使上述电枢54的转轴52的旋转力经由行星齿轮机构2而传递至输出轴4，并使输出轴4开始旋转。

一旦旋转轴4开始旋转，则在小齿轮74的一侧端面74b与环形齿轮23的另一侧端面23a抵接时，可使上述抵接状态（参照图3B）得以解除。此外，如图4B所示，在小齿轮弹簧11的作用力的作用下，小齿轮74被按压到环形齿轮23一侧，小齿轮74与环形齿轮23开始啮合。

图5A及图5B是小齿轮74与环形齿轮23啮合时的说明图。图5A是起动装置1的动作说明图。图5B是小齿轮74的动作说明图。

一旦输出轴4的旋转速度上升，就在已与输出轴4的螺旋花键19啮合的离合器外部18上作用有惯性力。此时，如上所述，由于小齿轮74与环形齿轮23之间通过螺旋啮合来啮合，因此，就在小齿轮74上产生朝环形齿轮23方向（跳入方向）的推动力。因此，利用上述推动力，使小齿轮74克服回动弹簧21的作用力而沿着螺旋花键19朝向环形齿轮23一侧（图5A及图5B中的左侧）移动。另外，如图5A所示，也利用惯性力，使离合器外部18克服回动弹簧21的作用力而沿着螺旋花键19朝向环形齿轮23一侧（图5A及图5B中的左侧）被压出。

此时，在齿轮柱塞80上作用朝向环形齿轮23一侧的吸引力。因此，齿轮柱塞80以与离合器外部18的滑动移动联动的方式，在按压离合器外部18的同时朝向环形齿轮23一侧滑动移动。

藉此，如图5B所示，小齿轮74与环形齿轮23在规定的啮合位置上啮合。

在此，由于小齿轮74与环形齿轮23以螺旋啮合的方式啮合，因此，一旦输出轴4的旋转力从小齿轮74传递到环形齿轮23，在小齿轮74上便会朝着一侧（图5A及图5B中的左侧）产生推力载荷。在小齿轮74上产生的推力载荷传递到设于小齿轮74一侧的挡圈77后，便经由小齿轮内部71、离合器内部22、离合器外部18及移动限制部20、弹簧圈（circlip）20a而传递至输出轴4。因此，在输出轴4上朝着一侧（图5A及图5B中的左侧）产生推力载荷，以使输出轴4朝向一侧滑动移动。

特别是在具有怠速停止功能的车辆中，发动机会频繁停止和起动，使用频率比一般起动装置高。因此，也频繁进行上述输出轴4的滑动移动。

但是，如图2所示，在壳体17的底部17c上设有载荷承受部件50。藉此，使输出轴4的一侧端面4c与载荷承受部件50抵接，并显著输出轴4朝向一侧（图5A及图5B中的左侧）的滑动移动。

一旦发动机起动且小齿轮74的旋转速度超过输出轴4的旋转速度，则离合器机构5的单向离合器功能便起作用，而使小齿轮74空转。此外，一旦随着发动机起动而停止朝励磁线圈24的通电，则在回动弹簧21对离合器外层18的作用力的作用下，使小齿轮74与环形齿轮23脱离，同时可动触点8与固定触点板34分开，来使带电刷直流电动机51停止。

（效果）

根据本实施方式，即使小齿轮74与环形齿轮通过螺旋啮合来啮合，来朝环形齿轮23一侧移动，并经由挡圈77、小齿轮内部71、离合器内部22、离合器外部18及移动限制部20而在输出轴4上产生推力载荷，也能使用设于壳体17的载荷承受部件50限制输出轴4的移动，并且有效地承受输出轴4的推力载荷。另外，在输出轴4旋转时，由于输出轴4的一侧端面4c与载荷承受部件50之间滑动接触，因此，能防止输出轴4的一侧端面4c与壳体17之间直接滑动接触。从而，能得到在抑制壳体17的成本上升和大型化的同时，耐久性优异的起动装置。

另外，采用本实施方式，能够简单低成本地形成载荷承受部件50。因此，能以低成本提供一种可抑制壳体17的成本上升和大型化的起动装置1。

另外，通过利用冲压加工来形成垫圈，能以更低的成本形成载荷承受部件50。另外，在壳体17的底部17c的、与垫圈的边缘部对应的位置上形成有退避部47d、47e。因此，避免冲压加工时产生的垫圈的毛边与壳体17干涉，并能使垫圈的一侧主面50b与壳体17的底部17c彼此面抵接。藉此，即使在输出轴4的一侧端面4c与垫圈50a滑动接触、且垫圈50a与输出轴4的旋转联动地旋转时，也能抑制因垫圈50a的毛边而使壳体17的底部17c磨损。因此，能进一步提高壳体17的耐久性。

另外，本发明不局限于本实施方式，还可在不脱离本发明宗旨的范围内对上述实施方式进行各种变更。

在本实施方式中，对电磁装置9具有励磁线圈24、柱塞机构37及开关单元7，且柱塞机构37与输出轴4同轴地配置，即所谓的单轴式的起动装置1进行了说明。

但是，本发明不局限于用在单轴式起动装置1中，只要是包括能使小齿轮机构70进退动作的机构的起动装置，就都能应用本发明。例如，本发明也适用于将电磁装置（柱塞机构37）的轴与输出轴4配置在不同轴上的所谓双轴式起动装置，或将电磁装置（柱塞机构37）的轴、旋转轴52、输出轴4配置在不同轴上的所谓三轴式起动装置等各种形式的起动装置。

在本实施方式中，对在输出轴4上形成螺旋花键19，并在离合器外部18上形成螺旋花键18b，从而通过用螺旋花键嵌合方式将离合器机构5与输出轴4嵌合，来使离合器机构5能相对于输出轴4沿轴向滑动移动的情况进行了说明。此时的输出轴4的螺旋花键19及离合器外部18的螺旋花键18b的倾斜角度被设定为相对于轴向成16°左右，但并不限定于此。输出轴4的螺旋花键19及离合器外层18的螺旋花键18b的、相对于轴向的倾斜角度只要设定为在开关柱塞27及齿轮柱塞80开始朝环形齿轮23侧滑动移动时，离合器外部18在相对于输出轴4稍许相对旋转的同时被压出即可。

在本实施方式中，在小齿轮内层71的前端侧形成有花键73。另一方面，在小齿轮74的内周面的前端侧形成有与花键73啮合的花键74a。藉此，小齿轮内部71与小齿轮74之间设置成彼此不能相对旋转但能沿轴向滑动。

但是，如上所述，不局限于通过花键啮合使小齿轮内部71和小齿轮74滑动移动的情况。例如也可以在小齿轮内部71上设有键，在小齿轮74上设有键槽，并使小齿轮内部71和小齿轮74形成为能滑动移动。

在本实施方式中，以用于汽车起动的起动装置1为例进行说明。但是，起动装置1在不限定于用在汽车的情况，也可以用在例如二轮摩托车等。

此外，如上所述，本实施方式的起动装置1具有即使小齿轮74朝环形齿轮23一侧移动且在输出轴4上产生推力载荷时，也能使用载荷承受部件50来限制输出轴4的移动并承受输出轴4的推力载荷的结构。因此，起动装置1特别适用于起动装置1的使用率高的、具有怠速停止功能的汽车中。

Claims (4)

1.一种起动装置，包括：

电动机部，该电动机部因通电而产生旋转力；

输出轴，该输出轴受到所述电动机部的旋转力而旋转；

壳体，该壳体将所述输出轴的至少一侧端支承成能自由旋转；

小齿轮，该小齿轮能滑动地设在所述输出轴上，并通过螺旋啮合而与发动机的环形齿轮啮合；

离合器机构，该离合器机构设置在所述输出轴与所述小齿轮之间，并将所述输出轴的旋转力传递到所述小齿轮；

移动限制部，该移动限制部设置在所述输出轴上，并对所述小齿轮及所述离合器机构朝一侧滑动移动规定值以上的情况进行限制；以及

电磁装置，该电磁装置不仅对所述电动机进行通电、断电，而且经由所述离合器机构而对所述小齿轮施加朝向所述环形齿轮侧的按压力，

在所述壳体上设置有载荷承受部件，当随着所述小齿轮与所述环形齿轮螺旋啮合，在所述小齿轮上产生所述输出轴的前端方向的推力载荷，且所述推力载荷从所述小齿轮经由所述离合器机构和所述移动限制部传递到所述输出轴时，所述载荷承受部件与所述输出轴的一侧端抵接，以承受在所述输出轴上产生的所述推力载荷。

2.如权利要求1所述的起动装置，其特征在于，所述载荷承受部件是垫圈。

3.如权利要求2所述的起动装置，其特征在于，

所述垫圈是通过对金属板进行冲压加工来形成的，

所述壳体在所述输出轴的一侧具有与所述垫圈的主面抵接配置的底部，

在所述底部的、与所述垫圈的边缘部对应的位置上，形成有朝向一侧凹陷的退避部。

4.如权利要求1至3中任一项所述的起动装置，其特征在于，所述电磁装置与所述输出轴同轴地设置。