CN1196443A - 内燃机用起动机 - Google Patents

Abstract

内燃机起动机,具有:小齿轮;移位装置,移动小齿轮使它与内燃机齿圈啮合;壳体,容纳小齿轮和移位装置;电动机,转动小齿轮;圆筒形电动机壳;接触单元,用来将电力供给电动机;设在壳体和电动机壳之间的电刷架座,其上有一凹腔向电动机壳开口,接触单元装在凹腔内;以及一个盖,用来覆盖该凹腔,盖由柔性件制成而自然弯曲,盖设在电刷架座与电动机壳之间,凹面面向电刷架座并被电动机壳推到其上,盖变形并压直,产生弹性恢复力,从而增加压紧力而确保水密效果。

Description

内燃机用起动机

本发明涉及一种内燃机用起动机，特别是具有水密密封结构的发动机起动机。

传统上内燃机用起动机通常具有：一台电动机；一个连接到电动机并通过减速齿轮单元被电动机驱动的单向离合器，减速齿轮单元由行星齿轮装置等类似物构成；一个连接到单向离合器上的小齿轮；一个螺线管(电磁线圈)，用来根据内燃机起动开关信号通过移位机构移动小齿轮，使小齿轮与内燃机的齿圈啮合；及其他。

为了缩小起动机的总体尺寸，曾有人提出将上述构件同轴布置，例如本申请的申请人(受让人)所申请的日本专利申请公报8-319926号。在该内燃机起动机中，螺线管被设置在起动机输出轴的周围，并且与小齿轮移位机构、减速齿轮单元一起被容纳在一个移位室壳体内，而电动机则被容纳在一个基本上为圆筒形的电动机壳内。在移位室壳体和电动机壳之间设有可用模塑法由树脂材料制成的电刷架座。

用来连接到外界电源(典型的为蓄电池)的接线端被合适地安装在电刷架座上。电源接线端相对于电动机壳沿径向向外伸出，而电刷架座被制出相应地沿径向向外伸出的突出部以便支承接线端。有一用来有选择地将电力供给电动机的接触单元也被合适地安装在电刷架座上的电源接线端附近。电刷架座可制出一个凹腔以便将接触单元安装在其内，凹腔口向电动机壳敞开，理由是这样可便于将接触单元安装在其内及/或可容易模塑出电刷架座。在起动机完成装配的状态下，该凹腔必须被遮盖以便防止水及/或灰尘进入，但该凹腔通常要延伸到突出部内并且不能被电动机壳遮盖。因此，例如橡胶盖便被用来封闭凹腔，方式是使该盖被电动机壳沿轴向推到电刷架座上，为的是在该盖与电刷架座之间完成水密的接合。

但由电动机壳施加在盖上的轴向力可能不会有效地将盖的周边部抵压在电刷架座上，因此难于可靠地在电刷架座与盖之间完成水密的接触以便覆盖电刷架座的凹腔。

有鉴于现有技术的上述这些问题，本发明的第一目的是要提供一种内燃机用起动机，它有一个可靠的水密密封结构可用来将电刷架座上制出的凹腔封闭。

本发明的第二个目的是要提供这样一种内燃机起动机，它有一个可靠的水密密封结构，但制造费用却可减少。

按照本发明，上述这些和其他一些目的都可用所提供的内燃机起动机来完成，该起动机包括：

一个小齿轮；

移位装置，用来移动小齿轮使与内燃机的齿圈啮合；

一个壳体，用来容纳小齿轮和移位装置；

一台电动机，用来转动小齿轮；

一个基本上为圆筒形的电动机壳，用来容纳电动机；

一个接触单元，用来有选择地将电力供给电动机；

一个设在壳体和电动机壳之间的电刷架座，其上有一凹腔向电动机壳开口，接触单元被安装在该凹腔内；以及

一个盖，用来覆盖电刷架座的凹腔，该盖由柔性件制成，使得该盖自然弯曲，其中，该盖被设置在电刷架座与电动机壳之间，其凹面面向电刷架座，这样来被电动机壳的轴向端推到电刷架座上，

这样，当盖由电动机壳压到电刷架座上时，该盖被变形并被压直，由此产生一个弹性恢复力，从而增加压紧力，因此可保证足够的水密密封效果。这样便可允许用较小的精度来制造盖及/或其他构件，因此可导致制造费用的降低。

最好，用来覆盖凹腔的盖在其面向电刷架座的表面上设有轴向突部，使盖的轴向突部的外周面紧密地贴在凹腔的内周面上。这样，由于盖被压直时所产生的径向力便可使盖的轴向突部的外周面沿径向压紧在凹腔的内周面上。因此，盖和电刷架座不仅在轴向而且在径向都可紧密地互相接合，这样便能在它们之间完成较紧密的接触。更好的做法是在盖的轴向突部的外周面上设有向凹腔内周面突起的脊，这样来加强在盖和电刷架座之间的径向接合。作为替代或补充，该脊也可设在凹腔的内周面上。另外最好沿凹腔的边缘制出台阶部，而在盖的轴向突部的端面上制有与台阶部互补的形状。即使没有轴向突部，也可有利地将盖成形，使当它被连结到电刷架座上时，轴向端面与台阶部的肩面对接，而外周面紧密地贴在台阶部的内周面上。在该情况下同样，盖在被压直时所产生的径向力可增强在盖和电刷架座之间的径向接合。

为了保护安装在凹腔内的接触单元，最好在盖的面向电刷架座的表面上设有至少一个沿轴向伸出的壁，以便用来保护接触单元。在本发明的一个较优的实施例中，所说盖的至少一个沿轴向伸出的壁由在装配好的接触单元的上、下侧延伸的上、下伸出壁构成。

为了确保电动机壳和盖之间的紧密接触，最好在盖的被电动机壳推动的表面上制有适宜接纳电动机壳轴向端的弧形凹槽。更好的做法是在盖的弧形槽底部设有向电动机壳突起的脊。

现在本发明将结合附图说明如下，其中：

图1为按照本发明设计的内燃机起动机的总图；

图2为从图1中箭头II所示方向看去的电刷架座和盖的端视图；

图3为用来说明盖的装配方法的分解图；

图4为用来示出盖的第二实施例的主要零件的侧剖视图；及

图5为盖的第二实施例的透视图。

图1一般地示出按照本发明构造的、装有减速齿轮单元的内燃机起动机。上半图示出在不操作状态的起动机，而下半图示出在操作状态的起动机。应该注意到在图1中各构件分别以其最能清楚说明的剖面示出，因此这些剖面不一定在同一平面上。起动机1产生一个起动内燃机所必需的转矩，并具有：一台装有行星齿轮减速齿轮单元2的电动机3，一根通过减速齿轮单元2连接到电动机3上的输出轴4，一个单向滚柱离合器5，和一个可滑动地装在输出轴4上的小齿轮6，一个用来可选择地开通和关断引向电动机3的电力线的开关单元7，以及一个用来沿轴向移动开关单元7的可动接触板8和小齿轮6的螺线管装置9。

电动机3为一公知的整流式(换向器式)直流电动机，其转子轴10在右端(沿图面看去)被枢支在底板11的中心，并被枢支在输出轴4的右端的中心，该输出轴4相对于转子轴10被同轴地设置在其左端(在内燃机齿圈23的一侧，沿图面看去)。

减速齿轮单元2具有一个在输出轴4附近的一部分转子轴10上制出的中心(恒行)齿轮13，多个与中心齿轮啮合的行星齿轮14，以及一个与行星齿轮14啮合的内啮合齿环15。在本起动机1中，内啮合齿环15沿着顶板12的内周被制出，因此顶板12被用作齿圈件。有一支承行星齿轮14的支承板16被连结到输出轴4的右端(在电动机3的一侧)，该输出轴4被枢支在顶板12的中心。

在顶板12上连结着一个小齿轮壳体17，它也被用作将起动机装在内燃机上的固定支架。输出轴4的左端被枢支在小齿轮壳体17左壁内表面的中心部上。如图所示，小齿轮壳体17的左侧部构成一室，用来容纳小齿轮6，而小齿轮壳体17的右侧部则形成移位室的壳体。

输出轴4中部的外周表面上设有螺旋花键19，单向滚柱离合器5的离合器内件18的套筒18a的轴向端部与该螺旋花键19接合。离合器内件18通常被第二返回(复位)弹簧21推动向右(退缩方向)，该返回弹簧21***置在套筒18a与固定在输出轴4左端部上的一个挡止板20之间。第二返回弹簧21被接纳在一个环状间隙内，该环状间隙是在离合器内件18的套筒18a的内周面与输出轴4的外周面之间形成的。

管状的离合器内件18按轴向固定但可自由旋转的关系与单向滚柱离合器5的离合器外件22接合。离合器外件22设有一个带锥度的表面，用来形成单向滚柱离合器5的斜楔室，与齿圈23邻近的离合器外件22的一部分设有指向端壁和齿圈23的突出端。该突出端的外周部与上述小齿轮6被制成一个整体，小齿轮6与内燃机的齿圈23啮合以便驱动它。与小齿轮6整体形成的离合器外件22按既可旋转又可自由移动的关系装在输出轴4的左端上。

在小齿轮壳体17的中部固定着一个环绕由非磁性材料制成的输出轴4的励磁线圈24。励磁线圈24被一轭架包围着，轭架是由输出轴4穿过的杯状夹持器25和一环状盘26构成。在励磁线圈24的内周面和输出轴4的外周面之间形成的间隙内设置着用作第一柱塞的电枢外件27和用作第二柱塞的电枢内件28，两者均由铁磁性材料制成，设置成互相同轴并可沿轴向滑动的可伸缩的(套筒式的)方式。电枢件27和28的左端(面向小齿轮6的端头)对着在夹持器25内周部上制出的突出的凸台，该凸台被用作电枢件27和28的磁极。

有一环状连接板29被配装在电枢外件27右端外周的周围，还有一个连接杆30从连接板29的外周部上沿轴向伸出并延伸通过电动机3的顶板12。设在电动机3的换向器31附近的开关单元7的可动接触板8被连结到连接杆30的伸出端上。可动接触板8以轴向可移劝的方式被装在连接杆30上并被螺旋弹簧32浮动地支承着。

在本实施例中，有四个电刷架33a被设置在换向器31的周围。这些电刷架33a均各整体地形成在由合成树脂材料制出的电刷架座33中，后者牢固地安装在电动机壳44和小齿轮壳体17之间。开关单元7的固定接触板34被固定在电刷架座33上，而上述可动接触板8被设置成可与固定接触板34接合和脱离。

电枢外件27总是***置在连接板29和小齿轮壳体17内壁之间的第一返回弹簧35向左推动，但通常它是在将可动接触板和固定接触板分开的中立位置上(图中上半部所示情况)。

电枢内件28总是被作为弹簧装置的螺旋弹簧36推向图中的左方或朝向齿圈23，螺旋弹簧36插置在电枢内件28和由非磁性材料制成的弹簧保持器48之间。弹簧保持器48被配装在电动机3附近的电枢外件27的一部分内孔内。电枢内件28被连结到一个由非磁性材料制成的移位器37上，该移位器37的左端与离合器内件18的右端对接。螺旋弹簧36的弹簧力比设在离合器内件18上的第二返回弹簧当小齿轮6处在休止状态时的弹簧力弱，但比第二返回弹簧21在被走在电枢内件28前面的电枢外件27完全压缩之前的弹簧力大。

励磁线圈24通过一个设在开关单元7上的连接器被电连接到图上没有示出的点火开关上。开关单元7的固定接触板34通过一个将在后面说明的电源接线端54被电连接到图上没有示出的蓄电池的正接线端上，而连接在一对正极电刷上的一对猪尾形引线40被连结到开关单元7的可动接触板8上。一对负板电刷41被设置在与正极电刷线对称的相对位置上。这些负极电刷41的猪尾形引线被连接到一个将在后面说明的中心板43上，并通过小齿轮壳体17和图上没有示出的车身被连接到蓄电池的负极上。开关单元7被设置在位在正极电刷一侧的空腔内。

金属环状中心板43***置在电刷架座33和顶板12之间，以便将减速齿轮单元2和电动机3互相分隔开。从中心板43的中心部向换向器31突起一个环状凸台43a，使它包围转子轴10的外周并在其间形成一个小的间隙。环状凸台43a的自由端配合在换向器31轴向端面上形成的凹槽31a内以防止减速齿轮单元2内的油脂泄漏到换向器31内。

开关单元7被设置在起动机1的上部，并且由固定在电刷架座33上的固定接触板34和可动接触板8构成的接触单元被电刷架座33和一个由弹性体制成的盖45覆盖在用作轭架的电动机壳44的内侧。从而可防止电刷灰尘进入到开关单元7的接触单元内。

小齿轮壳体17在起动机1安装完的状态下在其下部设有排水孔46。这个排水孔46设在密封板47的附近，可用来确定小齿轮6的休止位置及排除水。在起动机的休止状态，螺线管装置9被小齿轮6和密封板47密封，后两者被第二返回弹簧21互相压紧在一起，但一旦小齿轮6被移动并与齿圈23啮合，在小齿轮6和密封板47之间就会出现空腔，并且在离合器外件22的外周面和小齿轮壳体17的内周面之间的间隙可允许水侵入。即使在这种情况下，密封板47仍能挡住水，并且由于在密封板47的前方设有排水孔46，所以水可顺利地被排除。

在起动机1中，为了排除进入形成移位室壳体的一部分小齿轮壳体17内的水，在邻近电动机3的小齿轮壳体17开口的内周上制有排水沟51，这条沿着输出轴4或沿着移位室壳体轴线延伸的排水沟51在起动机安装好的状态下位在小齿轮壳体17的最低部。在起动机安装好的状态下，对位在其上侧并靠近排水沟51的一部分电动机壳44装有用模塑法由合成树脂材料制成的排水帽件53。应该注意到在图1中虽然电刷架33a被示出在电动机壳44的最低位置，但这是为了便于图示，而在实际上在起动机1被装在发动机上的状态下，电刷架33a被设置在一个从最低位置多少提高的位置上。

图2为示出电刷架座33和盖45而从图1中箭头II所示方向看去的端视图，其中盖45处于连接状态。如图1和2所示，起动机1的电源接线端54在装配完的状态下设在电刷架座33的上侧并沿径向向外伸出。电刷架座33与一突出部55被形成一个整体，该突出部55沿径向向外伸出，以支承电源接线端54的基部。

突出部55有一壁包围着电源接线端54的基部及接触单元，这样来支承电源接线端54和保护接触单元，并且在所示的电刷架座33内、在装配后的状态下、在其面向电动机3的一侧制有一个敞开的凹腔55a。为了覆盖这个凹腔55a，与凹腔55a的轮廓基本相同的盖45被装到突出部55上。

盖45被电动机壳44在箭头A所示方向或沿轴向推动，如图3所示，从而使它紧密地连结在电刷架座33上。盖45在其向外的端面上，亦即被电动机壳44推动的表面上的中部设有一个弧形凹槽45a，因此电动机壳44的轴向端44a被配合在弧形凹槽45a内。

如图3所示，盖45被制成自然地略微弯曲。当要装到电刷架座上时，盖45以其凹侧面向电刷架座33的凹腔55a并与它对准，然后用电动机壳44的轴向端44a推动盖45的凸侧。这样，当盖45被电动机壳44按图3中箭头A所示方向抵压在电刷架座33上时，就会按箭头B所示方向变形而变直，从而可与电刷架座33的突出部55上空腔55a周围的平端面紧密地接触。

这样，由于弹性的恢复力，盖45可与电刷架座33以较大的压力接触。因此，即使盖45表面的加工精度较差，由于有较大的压力也能确保盖45具有足够的水密密封效果。应该注意的是，虽然图中所示的盖自然弯曲成具有弧形截面，但它也可具有“＞”形的截面。

另外，如图3所示，按照本发明还可以在盖45的弧形凹槽45a的底部制成一条脊45b，该脊45b向电动机壳44突起并与电动机壳44的轴向端对接。由于这条狭长的脊45b，盖45和电动机壳44能以每单位面积更大的压力互相接触，因此其间能达到更紧密的接合。又如图3所示，在盖45上可制出一个轴向突部，它的外周面紧密地贴在凹腔55a的内周面上，并且最好能有一个与凹腔55a的边缘上制出的台阶部55b互补的轴向截面。这样由于盖45被压到电刷架座33上变直时所产生的径向力，可使盖45的轴向突部的外周面与台阶部55b的内周面紧密地接触。最好在盖45的轴向突部的外周面上也设有一条脊45c来增强盖45和电刷架座33之间的径向接合。该脊也可设在凹腔55a的内周面上。采用这种形式，不仅来自电动机壳的轴向力，而且还有自然弯曲的盖45在变直时所产生的径向力，都能有效地被利用，使盖45和电刷架座33紧密地接触，从而完成电刷架座33的凹腔55a的可靠的水密密封。

盖的形状应不仅限于上述实施例，而可制成如图4和5所示的形状。在这两图中，与上述实施例相似的零件均被用相同的标号指出，这些零件的进一步说明从略。

图4所示的盖56也有一个用来覆盖电刷架座33的凹腔55a的构件，并且这个用来覆盖凹腔55a的构件基本上与上述实施例的这种构件相同，只是盖56在其面向电刷架座33的两侧制有在上的和在下的沿轴向伸出壁56d和56e，并如图5所示。这两伸出壁56d和56e覆盖着开关单元7的接触单元的上、下侧，因此能够更有效地防止水及/或灰尘进入接触单元。

在图5所示的盖56中，上述轴向突部被成形为基本上沿着凹腔55a的内周面延伸。与图1中所示实施例的弧形凹槽45a及脊45b和45c相对应，在盖56上同样设有弧形凹槽56a和脊56c(在弧形凹槽56a内的脊没有在图中示出)，盖56的操作和效果基本上与上述实施例相同。

这样，按照本发明，用来覆盖电刷架座的凹腔的盖被制成自然弯曲，这样，当被电动机壳压到电刷架座上时便可与它紧密接触，这时盖会变直，产生一个弹性恢复力，从而增加压紧力而可确保足够的水密密封效果。这样在制造盖及/或其他构件时可允许采用较低的精度，因此能减少制造费用。除了来自电动机壳的轴向力以外，盖的变直还会产生径向力，从而可以使盖不仅在轴向上而且在径向上都可压紧在电刷架座上，因此能使它们较紧密地接触。

虽然本发明就其较优实施例作了说明，但显然对本领域的技术人员来说，是能在不离开本发明权利要求书规定的范围内作出各种改变和修改的。例如在盖上可不设如上所说的轴向突部。当在凹腔边缘上制出台阶部时，盖可对接在台阶部的肩面上，同时使盖的外周面紧密地贴在台阶部的内周面上。在这种情况下，也可利用盖在变直时所产生的径向力来增强盖和电刷架座之间的径向接合。

Claims (11)

1.一种内燃机用起动机，它包括：

一个小齿轮；

移位装置，用来移动小齿轮使它与内燃机的齿圈啮合；

一个壳体，用来容纳小齿轮和移位装置；

一台电动机，用来转动小齿轮；

一个基本上为圆筒形的电动机壳，用来容纳电动机；

一个接触单元，用来有选择地将电力供给电动机；

一个设在壳体和电动机壳之间的电刷架座，其上有一凹腔向电动机壳开口，接触单元被安装在该凹腔内；以及

一个盖，用来覆盖电刷架座的凹腔，该盖由柔性件制成，使得该盖自然弯曲，该盖被设置在电刷架座与电动机壳之间，其凹面面向电刷架座，这样来被电动机壳的轴向端推到电刷架座上。

2.按照权利要求1的内燃机起动机，其特征为，用来覆盖凹腔的盖在其面向电刷架座的表面上设有轴向突部，使盖的轴向突部的外周面紧密地贴在凹腔的内周面上。

3.按照权利要求2的内燃机起动机，其特征为，在盖的轴向突部的外周面上设有向凹腔内周面突起的脊。

4.按照权利要求2的内燃机起动机，其特征为，在凹腔的内周面上设有向盖的轴向突部的外周面突起的脊。

5.按照权利要求2的内燃机起动机，其特征为，沿凹腔的边缘制有台阶部，而盖的轴向突部的端面具有与该台阶部互补的形状。

6.按照权利要求1的内燃机起动机，其特征为，沿凹腔的边缘制有台阶部，而盖这样被成形，使当它被连结到电刷架座上时，其轴向端面与台阶部的肩面对接，而它的外周面则紧密地贴在台阶部的内周面上。

7.按照权利要求1的内燃机起动机，其特征为，在盖的面向电刷架座的表面上设有至少一个沿轴向伸出的壁，以便用来保护接触单元。

8.按照权利要求7的内燃机起动机，其特征为，所说盖的至少一个沿轴向伸出的壁由在处于装配好的状态下的接触单元的上、下侧延伸的上、下伸出壁构成。

9.按照权利要求1的内燃机起动机，其特征为，在盖的被电动机壳推动的表面上制有适宜接纳电动机壳轴向端的弧形凹槽。

10.按照权利要求8的内燃机起动机，其特征为，在盖的弧形凹槽的底部设有向电动机壳突起的脊。

11.按照权利要求1的内燃机起动机，其特征为，在电刷架座上制有相对于电动机壳而沿径向向外伸出的突出部，以便安装用于连接外界电源的电源接线端，并且所说凹腔至少延伸到电刷架座的一部分突出部。

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