CN105026748B - 发动机起动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发动机起动装置，其不需要重新设置螺线管线圈的保护部件，具有易装配且简单的磁力开关。该发动机起动装置包括：电动机、因电动机的旋转而旋转的输出轴、与形成在输出轴上的螺旋花键嵌合且能够在轴向移动的小齿轮移动体、因通电而产生磁力的螺线管线圈、用于利用螺线管线圈的吸引力将小齿轮移动体移至齿圈的电磁螺线管、因通电而产生磁力的触点开关线圈、和利用触点开关线圈的吸引力来开闭电动机的通电触点的触点开关，将电磁螺线管和触点开关在轴向上串联地构成为一体，将触点开关线圈的内径构成为比所述螺线管线圈的内径大。

Description

发动机起动装置

技术领域

本发明涉及发动机起动装置。

背景技术

为了应对环境及节约能源，考虑在汽车驾驶中允许发动机的暂时停止的规定条件成立时，通过阻断向发动机供给的燃料而自动使怠速停止，已经在一部分汽车中进行了实施。

在对该怠速停止进行了应对的汽车中，每当怠速停止后的再起动时，都需要使发动机起动装置工作，该发动机起动装置的工作次数飞跃性地增加，正在寻求发动机起动装置的耐久性的提高。作为该发动机起动装置的耐久性的主要原因之一的小齿轮与齿圈啮合的耐久性的提高的必要性正在变高。

作为满足该情况的一个技术，如专利文献1所述，具有如下的技术：设有用于将小齿轮送到齿圈的电磁螺线管和开闭电动机的触点的触点开关，在使将小齿轮送向齿圈的装置动作后，开闭电动机的触点。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：专利第4640530号公报

发明内容

发明所要解决的课题

专利文献1所述的现有技术中，开闭主触点的电磁开关和将小齿轮推向发动机的齿圈侧的螺线管在轴向上直列地构成为一体，使电磁开关线圈外径比螺线管的励磁线圈外径小，励磁线圈的引出线配置在开关线圈的外周。通常，在这种结构的情况下，需要从开关盒与励磁线圈间的电短路等方面进行保护，所以在现有技术中，从树脂制的励磁线圈的绕线架在轴向突出且延伸设置引出线保持部件，来保持·保护引出线。

在采用包括该引出线保持部件的树脂制的励磁线圈绕线架的情况下，因为在原来的绕线架上增加了引出线保持部件，所以成为线圈的卷绕作业的阻碍，或者突出地延伸设置的引出线保持部分有可能在生产工序或绕线架的输送工序中等受到损伤。

因此，本发明的目的在于，提供一种发动机起动装置，不需要重新设置螺线管线圈的保护部件，具有易装配且简单的磁力开关。

用于解决课题的技术方案

为了解决上述课题，例如，采用技术方案所述的结构。本申请包括多个解决上述课题的技术方案，但如果举出其一个例子，则其特征为，包括：电动机；因所述电动机的旋转而旋转的输出轴；小齿轮移动体，与形成于所述输出轴上的螺旋花键嵌合且能够在轴向移动；因通电产生磁力的螺线管线圈；用于利用所述螺线管线圈的吸引力将小齿轮移动体移至齿圈的电磁螺线管；因通电产生磁力的触点开关线圈；和利用所述触点开关线圈的吸引力来开闭所述电动机的通电触点的触点开关，将所述电磁螺线管和所述触点开关在轴向上直列地构成为一体，所述触点开关线圈的内径比所述螺线管线圈的内径大。

发明效果

根据本发明，能够提供一种无需重新设置螺线管线圈的保护部件，且具有易装配的简单的磁力开关的发动机起动装置。

上述以外的课题、结构和效果通过以下实施方式的说明即可明白。

附图说明

图1是本发明的发动机起动装置的整体图。

图2是磁力开关的截面图。

图3是表示螺线管线圈的引出线的磁力开关的截面图。

图4是螺线管线圈的绕线架的图。

图5是第三固定铁芯的图。

图6是在螺线管线圈绕线架上卷绕有螺线管线圈的立体图。

图7是在螺线管线圈绕线架上卷绕有螺线管线圈的图。

图8是触点开关体的图。

图9是第一固定铁芯的立体图。

图10是触点线圈绕线架的立体图。

图11是第二固定铁芯的图。

图12是触点线圈绕线架的图。

图13是将电磁螺线管和触点开关***到线圈壳内且引出了触点开关线圈的引出线的截面图。

图14是将电磁螺线管和触点开关***到线圈壳内且引出了螺线管线圈的引出线的截面图。

图15是触点壳的图。

图16是本实施例的电路图。

具体实施方式

下面，利用附图对本发明的实施例进行说明。

图1是表示本发明的发动机起动装置的一个例子的整体图。发动机起动装置1包括：产生旋转力的电动机2；输出该电动机2的旋转力的输出轴3；小齿轮移动体4，其与形成于该输出轴3的螺旋花键嵌合，能够在输出轴3上沿轴向移动，且具有单向离合器(未图示)；使对电动机2的通电触点开闭的触点开关5；用于经由连杆6将小齿轮移动体4移至发动机的齿圈7的电磁螺线管8；和收纳触点开关5和电磁螺线管8的线圈壳9等。触点开关5和电磁螺线管8在线圈壳9内沿轴向直列排列，由线圈壳9一体地保持。触点开关5经由配线11与蓄电池11a电连接，且经由引线13与电动机2电连接。

在以下的说明中，将利用线圈壳9而一体化的触点开关5和电磁螺线管8合称为磁力开关10。另外，相对于磁力开关10的轴向，将触点开关5侧称为轴向I，将电磁螺线管8侧称为轴向II。

因为磁力开关10以外的其他构成部件即电动机2、输出轴3、小齿轮移动体4、连杆6、齿圈7等的结构和动作都与利用一个螺线管进行电动机的通电触点的开闭和小齿轮移动体的向齿圈的移动的现有发动机起动装置的部件相同，所以省略详细说明。

图2是本实施例的磁力开关10的截面图。触点开关5包括：触点壳体15，其包括经由配线11与蓄电池11a电连接的固定触点12和经由引线13与电动机2电连接的固定触点14等；能够在轴向移动的可动触点16；能够在轴向移动的第一可动铁芯17；形成触点开关5的磁电路的一部分的第一固定铁芯18和第二固定铁芯19；因通电而产生磁力的触点开关线圈20；卷绕该触点开关线圈20的树脂制的第一绕线架21；和形成磁电路的一部分的线圈壳9等。

此外，用于对可动触点16进行支承的、在轴向移动的、电绝缘的轴套22、轴套23、可动触点轴24、轴套25、触点按压弹簧26、用于将固定触点12和固定触点14固定于树脂制的触点壳15a的挡圈27、挡圈28、和将触点设为开路时的触点复位弹簧29等的结构和功能都与现有公知的磁力开关相同，所以省略其说明。

电磁螺线管8包括：因通电而产生磁力的螺线管线圈30；卷绕该螺线管线圈30的树脂制的第二绕线架31；圆盘状且构成磁电路的一部分的第三固定铁芯32；被由向螺线管线圈30的通电而产生的磁力吸引到第三固定铁芯32侧的第二可动铁芯33；和形成磁电路的一部分的线圈壳9等。

线圈壳9具有触点开关5和电磁螺线管8的磁电路的功能，通过以轴向I侧开口部为一例进行铆接，将磁力开关10构成为一体，轴向II侧是具有用于收纳第二可动铁芯33的开口部36的有底状的圆筒形状，底部设为比圆筒部壁厚，而形成磁电路的一部分，通常通过冲压等来形成。

下面，对磁力开关10的一体的构成方法的一个例子进行说明。

首先，利用图3、图4、图5、图6对电磁螺线管8进行说明。

如图3所示，在线圈壳9的底部，经由吸收轴向的松动的弹性体35，设有卷绕有螺线管线圈30的第二绕线架31。在第二绕线架31的轴向II侧端面设有凸状的突起37，在线圈壳9的底部与设置在与突起37相对的位置的贯通孔38嵌合，阻止第二绕线架31相对于线圈壳9在旋转方向旋转。

如图4所示，在第二绕线架31的轴向I侧端面设有U字状凸部41和U字状凸部42，将螺线管线圈30的卷绕起始端引出线39和螺线管线圈30的卷绕末端引出线40分别通过U字状凸部41和U字状凸部42，引出到轴向II侧。此外，U字状凸部40和U字状凸部42也可以分别为中空的圆筒形状。

如图5所示，第三固定铁芯32将轴向的厚度设为比U字状凸部41和U字状凸部42的高度H1(参照图4)小的轴向厚度H2。另外，在第三固定铁芯32的、与U字状凸部41和U字状凸部42相对的两个位置分别设有U字状槽43。

如图6、图7所示，在第三固定铁芯32的U字状槽43嵌合设置于第二绕线架31的U字状凸部41和U字状凸部42。通过该嵌合，阻止第三固定铁芯32的相对于线圈壳9的旋转方向的旋转。另外，卷绕起始端引出线39和卷绕末端引出线40没有直接接触第三固定铁芯32，能够电绝缘。此外，后面对设置于第三固定铁芯32的贯通孔58进行描述。

在本实施例中，如图8所示，将触点开关5的构成部件的一部分即触点开关线圈20、第一绕线架21、第一固定铁芯18、第二固定铁芯19、第一可动铁芯17这四个构成部件作为子组件进行装配，将该子组件称为触点开关线圈体57。

下面，利用图2、图8、图9、图10、图11、图12对触点开关线圈体57进行说明。

如图8所示，在第一绕线架21的轴向I侧，设有局部在轴向开口的圆筒状凸部34，将触点开关线圈20的卷绕起始端引出线44引出，且设有局部在轴向开口的圆筒状凸部45，将触点开关线圈20的卷绕末端引出线46引出，以这种方式将触点开关线圈20卷绕于第一绕线架21，从第一绕线架21的轴向I侧开口部***第一可动铁芯17。此外，通过在第一绕线架21的内周部设有台阶19a来进行第一可动铁芯17的轴向II侧的定位，由此无需重新追加部件就能够进行第一可动铁芯17的轴向定位。

如图8、图9所示，第一固定铁芯18将轴向的厚度设为比圆筒状凸部34和圆筒状凸部45的高度H3小的轴向厚度H4。另外，在第一固定铁芯18的、与圆筒状凸部34和圆筒状凸部45相对的两个位置分别设有U字状槽47。第一固定铁芯18的U字状槽47设置为与设置在第一绕线架18的圆筒状凸部34和圆筒状凸部45嵌合。通过该嵌合，第一固定铁芯18相对于第一绕线架21在旋转方向上的旋转被阻止，另外，引出线44和引出线46没有直接接触第一固定铁芯18，能够电绝缘。

如图8、图10所示，第一绕线架21的轴向II侧，设有两个高度H5的圆筒状突起47，且设有两个高度H6的圆筒状突起48。另外，如图11所示，在将轴向厚度H7设定得比圆筒状突起47的高度H5和圆筒状突起的高度H6小的第二固定铁芯19上，在与圆筒状突起47相对的位置设有两个贯通孔49，且在与圆筒状突起48相对的位置设有两个贯通孔50，将设置在第二固定铁芯19的贯通孔49和贯通孔50设置为与设置在第一绕线架21的圆筒状突起47和圆筒状突起48嵌合。

如图3、图12所示，在第一绕线架21的轴向II侧，在与设置在第二绕线架31的轴向I侧的U字状凸部41和U字状凸部42相对的位置，还设有高度H8的圆筒上突起51和圆筒状突起52。进而，在第一绕线架21的轴向I侧，在与圆筒状突起51同轴上设有与圆筒状凸部43为相同高度H3的圆筒状突起53，在与圆筒状突起52同轴上设有与圆筒状凸部43为同一高度H3的圆筒状突起54，以连接圆筒状突起51和圆筒状突起53的方式设有贯通第一绕线架21的引出线保护孔55，在该引出线保护孔55设有螺线管线圈30的卷绕起始端引出线39。另外，以连接圆筒状突起52和圆筒状突起54的方式设有贯通第一绕线架21的引出线保护孔56，在该引出线保护孔56设有电磁螺线管线圈30的卷绕末端引出线40。

如图14所示，该引出线保护孔55和引出线保护孔56通过设置于比卷绕于第一绕线架21的触点开关线圈20的内径更靠半径方向内侧，而形成为贯通树脂制的第一绕线架21的隧道状，因为将电磁螺线管线圈30的卷绕起始端引出线39和卷绕末端引出线40设置于引出线保护孔55和引出线保护孔56，所以电磁螺线管线圈30的卷绕起始端引出线39和卷绕末端引出线40不需要重新突出设置保护·保持引出线的部件，例如，由于相对于线圈壳9、第一固定铁芯18、第二固定铁芯19能够电绝缘地进行设置，所以在第二绕线架37上卷绕螺线管线圈时的作业性不会变差，另外，也不会发生突出地延伸设置的引出线保持部分在生产工序或绕线架的输送工序中等受损伤等问题。

接着，利用图8、图13对触点开关线圈体57向线圈壳9的设置进行说明。

在触点开关线圈体57的状态下，设置于第一绕线架21的高度H5的圆筒状突起47，从轴向厚度H7的第二固定铁芯19的轴向II侧端面起，仅突出从高度H5减去轴向厚度H7所得的高度H51，通过圆筒状突起47的端面与设置于线圈壳9的第三固定铁芯32的轴向I侧端面接触，能够将触点开关线圈体57固定在磁力开关10的轴向位置。此外，高度H51成为磁力开关10中的第二固定铁芯19与第三固定铁芯32的轴向间隙，该轴向间隙的尺寸设为穿过触点开关5的构成部件即第二固定铁芯19的磁通和穿过电磁螺线管8的构成部件即第三固定铁芯32的磁通不干涉或不给彼此的固定铁芯的吸引力带来不良影响的尺寸。

在触点开关线圈体57的状态下，设置于第一绕线架21的轴向II侧的高度H6的圆筒状突起48，从轴向厚度H7的第二固定铁芯19的轴向II侧端面起，仅突出从高度H6减去轴向厚度H7所得的高度H61，与在图5所示的第三固定铁芯32上设置于与圆筒状突起48相对的位置的贯通孔58嵌合。通过该嵌合，触点开关线圈体57经由第三固定铁芯32和第二绕线架31，被阻止相对于线圈壳9在旋转方向上旋转。

此外，因为开关线圈体57的轴向位置由圆筒状突起47固定，所以圆筒状突起48的高度H6设定为比第二固定铁芯19的轴向厚度H7、和第二固定铁芯19与第三固定铁芯32的轴向间隙即H51的合计即H7+H51大(H6＞H7+H51)，且以圆筒状突起48的前端与第二绕线架31的端面设有间隙的方式设定为H6＜H7+H51+H2。

此外，如图8所示，当假设没有设置第二固定铁芯的半径方向内侧弯曲部19a，而是第二固定铁芯19形成为单纯的圆盘状时，为了即使第一可动铁芯17被吸引而向第一固定铁芯18侧移动，第一可动铁芯17和第二固定铁芯也在轴向上持续搭接，需要采用加大第一固定铁芯17的板厚等对策，磁力开关10的全长变长，但通过设置第二固定铁芯的半径方向内侧弯曲部19a，即使第一可动铁芯17被吸引而向第一固定铁芯18侧移动，第一可动铁芯17和第二固定铁芯也在轴向上持续搭接，所以能够持续构成触点开关5的磁电路，所以能够提供小型的磁力开关10。

接着，利用图2、图15对触点壳体15的向线圈壳9的设置进行说明。

在触点壳15a的轴向II侧端面上，在与设置于第一绕线架18的轴向I侧的圆筒状凸部34相对的位置设有凹状孔59，在与圆筒状凸部45相对的位置设有凹状孔60，在与圆筒状突起53相对的位置设有凹状孔61，在与圆筒状突起54相对的位置设有凹状孔62，以连接凹状孔59和凹状孔60的方式设有凹状槽67，以连接凹状孔61和凹状孔62的方式设有凹状槽68，使各个凸部或突起与凹状孔彼此嵌合，经由触点开关线圈体57、第三固定铁芯32和第二绕线架31，触点壳体15被阻止相对于线圈壳9在旋转方向上旋转。

触点壳体15经由设置于第一固定铁芯18与触点壳体之间的弹性体63进行轴向的定位，将线圈壳9的轴向I侧的开口部通过铆接等固定在触点壳15a的外周部。在该铆接时，通过使弹性体35和弹性体63弯曲，能够抑制住内部构成部件的松动，因为第一固定铁芯18的轴向II侧的端面与设置于线圈壳9的轴向I侧的台阶部9a接触，所以线圈壳9和第一固定铁芯18电性地、机械性地、磁性地接合。

此外，在凹状孔59还设有小径的贯通孔59a，在凹状孔62内还设有小径的贯通孔62a，卷绕起始端引出线44和卷绕起始端引出线39通过这些贯通孔59a和贯通孔62a，被引出到触点壳15a的轴向I侧，与各个外部连接端子64和外部连接端子65电连接。卷绕末端引出线40经由设置在圆筒状凸部45的端部的缺口45a与第一固定铁芯18通过焊接等而电接合，且经由线圈壳9进行接地连接，卷绕末端引出线46经由设置在圆筒状凸部53的端部的缺口53a，与第一固定铁芯18通过焊接等而电接合，且经由线圈壳9进行接地连接。

如图16所示，外部连接端子64和外部连接端子65与控制单元66连接，通过来自控制盒66的指示，对外部连接端子64或外部连接端子65进行通电。此外，控制盒66可以是公知的ECU，也可以是驱动发动机起动装置1的专用控制盒，另外，在控制盒内，可以内置用于向外部连接端子64或外部连接端子65通电的继电器或半导体开关元件，也可以从控制盒输出驱动继电器或半导体开关元件的信号。

接着，对磁力开关10的动作进行说明。

当基于来自控制盒66的指示，对外部连接端子65施加电压时，经由与外部连接端子65连接的卷绕起始端引出线39，向电磁螺线管8的螺线管线圈30通电，第二可动铁芯33被第三固定铁芯32吸引，其结果是，经由连杆6，小齿轮移动体4向齿圈7侧移动，小齿轮移动体4与齿圈7啮合，或成为小齿轮移动体4和齿圈7的端面彼此抵接的状态，接着，当基于来自控制盒66的指示，对外部连接端子64施加电压时，经由与外部连接端子64连接的卷绕起始端引出线44，向触点开关5的触点开关线圈20通电，第一可动铁芯17被第一固定铁芯18吸引，可动触点16与固定触点12和固定触点14接触，通过从蓄电池11a向电动机2供给电力，电动机2进行旋转，经由输出轴3，小齿轮移动体4进行旋转，在小齿轮移动体4与齿圈7啮合的情况下，其旋转力传递到齿圈7，使发动机起动，在小齿轮移动体4和齿圈7的端面彼此抵接的状态的情况下，通过小齿轮移动体4进行旋转，与齿圈7啮合，向齿圈7传递旋转力，使发动机起动。

此外，触点开关线圈20、螺线管线圈30为电流从外部连接端子向接地流动的单绕组，但也可以为从外部连接端子向接地去的电路和从外部连接端子向电动机2通电的通电端子即向固定触点14去的电路的多绕组，在向电动机2的触点成为闭路的时刻，减少向触点开关线圈20或螺线管线圈30的通电。

另外，在上述实施例1中，进行了在线圈壳9内组装电磁螺线管8，接着组装触点开关线圈体57，最后组装触点壳体15，来装配磁力开关10的说明，但也可以通过将各个嵌合部(凸部或突起和孔或槽的嵌合)设为压入尺寸，而事先将电磁螺线管8、触点开关线圈体57和触点壳装配成一体以后，再装配到线圈壳9内，实现装配作业的改善。

此外，本发明不局限于上述的实施例，包括各种各样的变形例。

例如，上述的实施例是对本发明进行了详细说明的实施例，不必局限于具有已说明的全部结构的装置。另外，可将某实施例的结构的一部分替换为其他实施例的结构，另外，也可在某实施例的结构上追加其他实施例的结构。另外，对于各实施例的结构的一部分，可进行其他结构的追加、删除、替换。

符号说明

1 发动机起动装置

2 电动机

3 输出轴

4 小齿轮移动体

5 触点开关

6 连杆

7 齿圈

8 电磁螺线管

9 线圈壳

10 磁力开关

11 配线

11a 蓄电池

12 固定触点

13 引线

14 固定触点

15 触点壳体

16 可动触点

17 第一可动铁芯

18 第一固定铁芯

19 第二固定铁芯

19a 第二固定铁芯的半径方向内侧弯曲部

20 触点开关线圈

21 第一绕线架

22 轴套

23 轴套

24 可动触点轴

25 轴套

26 触点按压弹簧

27 挡圈

28 挡圈

29 触点复位弹簧

30 螺线管线圈

31 第二绕线架

32 第三固定铁芯

33 第二可动铁芯

34 圆筒状凸部

35 弹性体

36 开口部

37 凸状突起

38 贯通孔

39 卷绕起始端引出线

40 卷绕末端引出线

41 U字状凸部

42 U字状凸部

43 U字状槽

44 卷绕起始端引出线

45 圆筒状凸部

46 卷绕末端引出线

47 U字状槽

48 圆筒状突起

49 贯通孔

50 贯通孔

51 圆筒状突起

52 圆筒状突起

53 圆筒状突起

54 圆筒状突起

55 引出线保护孔

56 引出线保护孔

57 触点开关线圈体

58 贯通孔

59 凹状孔

60 凹状孔

61 凹状孔

62 凹状孔

63 弹性体

64 外部连接端子

65 外部连接端子

66 控制盒

67 凹状槽

68 凹状槽

Claims (4)

1.一种发动机起动装置，其包括：

电动机；

因所述电动机的旋转而旋转的输出轴；

小齿轮移动体，其与形成在所述输出轴上的螺旋花键嵌合，能够在轴向移动；

因通电而产生磁力的螺线管线圈；

用于利用所述螺线管线圈的吸引力将小齿轮移动体移至齿圈的电磁螺线管；

因通电而产生磁力的触点开关线圈；和

利用所述触点开关线圈的吸引力来开闭所述电动机的通电触点的触点开关，

将所述电磁螺线管和所述触点开关在轴向上直列地构成为一体，

所述螺线管线圈的引出线通过所述触点开关线圈的半径方向内侧，

将所述螺线管线圈的引出线的保护部隧道状地一体设置在所述触点开关线圈的绕线架上，

所述保护部包括：

所述触点开关线圈的绕线架的设置于所述电磁螺线管侧的第一突起；和

从所述第一突起的前端部向所述触点开关线圈的绕线架的轴向相反侧贯通的贯通孔，

所述螺线管线圈的引出线通过所述贯通孔。

2.如权利要求1所述的发动机起动装置，其特征在于：

所述触点开关线圈的内径比所述螺线管线圈的内径大。

3.如权利要求1或2所述的发动机起动装置，其特征在于：

所述保护部还在所述触点开关线圈的绕线架的电磁螺线管相反侧具有第二突起，

所述贯通孔从所述第一突起的前端部贯通至所述第二突起的前端部。

4.如权利要求3所述的发动机起动装置，其特征在于：

所述保护部在所述触点开关线圈的绕线架上设置于两个部位，

所述螺线管线圈的卷绕起始端引出线通过一个所述保护部的贯通孔，

所述螺线管线圈的卷绕末端引出线通过另一个所述保护部的贯通孔。