CN204067247U - 起动器及其电磁开关 - Google Patents

Abstract

一种起动器，包括马达和电磁开关。马达包括输出轴，输出轴上连接有小齿轮用于与发动机的飞轮啮合。电磁开关包括外壳、固定于外壳的定芯、与定芯磁性耦合并可相对定芯移动的动芯、随动芯移动的拉杆、分离设置的两个触头、及导电材料制成的连接件。拉杆与马达的小齿轮连接。电磁开关未通电时连接件与两个触头的至少一个电绝缘。定芯和动芯其中之一包括吸引线圈、保持线圈、以及导磁件。马达与吸引线圈串联。吸引线圈为铝线圈，保持线圈为铜线圈。至少吸引线圈通电时，导磁件产生磁性引力驱动动芯相对定芯移动，使拉杆带动所述马达的小齿轮与飞轮啮合，并使连接片电性连通所述两个触头，进而使马达驱动小齿轮和飞轮高速旋转。

Description

起动器及其电磁开关

技术领域

本实用新型涉及起动器，特别是涉及起动器的电磁开关。

背景技术

起动器是通过电磁感应带动马达转子旋转，转子上的小齿轮带动发动机飞轮旋转，从而发动机点火启动，其摒弃了笨重而危险的手摇曲柄，使汽车驾驶变得更加安全轻松方便，受到了消费者的青睐。

起动器通常包括用于起动发动机的马达，及用于控制马达运转的电磁开关。现有电磁开关通常包括动芯、吸引线圈、保持线圈、触头等，其中动芯上连接有导电的连接件，吸引线圈与马达串联后与保持线圈相并联。启动器启动时，吸引线圈、保持线圈所在的回路导通，马达通电运转；同时吸引线圈、保持线圈通电产生磁场驱动动芯移动，带动小齿轮和发动机飞轮啮合，并带动动芯上的连接件与触头接触将吸引线圈短路，消除对马达的分压，使马达高速运转，通过与之啮合的飞轮启动发动机。在上述发动机的启动过程中，保持线圈和吸引线圈同时工作，吸引动芯快速移动使小齿轮与飞轮快速啮合，保持线圈保持动芯的位置使连接件与触头稳定接触，因此吸引线圈和保持线圈需要小的电阻以在回路中得到较大的电流进而产生足够强的磁场，现有结构无法满足需要。

发明内容

有鉴于此，提供一种能有效克服上述缺陷的电磁开关及采用该电磁开关的起动器。

一种电磁开关，包括外壳、固定于外壳的定芯、与定芯磁性耦合并可相对定芯移动的动芯、分离设置的两个触头、及导电材料制成的连接件，所述电磁开关未通电时所述连接件与所述两个触头的至少一个电绝缘；所述定芯和动芯其中之一包括吸引线圈、保持线圈、以及导磁件，所述吸引线圈为铝线圈，所述保持线圈为铜线圈；所述吸引线圈和/或保持线圈通电时，所述导磁件产生磁性引力驱动动芯相对定芯移动并使得所述连接件电性连通所述两个触头。

一种起动器，包括马达和电磁开关，所述马达包括输出轴，所述输出轴上连接有小齿轮用于与发动机的飞轮啮合，所述电磁开关包括外壳、固定于外壳的定芯、与定芯磁性耦合并可相对定芯移动的动芯、随动芯移动的拉杆、分离设置的两个触头、及导电材料制成的连接件，所述拉杆与所述马达的小齿轮机械连接，所述电磁开关未通电时所述连接件与所述两个触头的至少一个电绝缘；所述定芯和动芯其中之一包括吸引线圈、保持线圈、以及导磁件，所述马达与所述吸引线圈串联，所述吸引线圈为铝线圈，所述保持线圈为铜线圈；至少所述吸引线圈通电时，所述导磁件产生磁性引力驱动动芯相对定芯移动，使拉杆带动所述马达的小齿轮与飞轮啮合，并使所述连接件电性连通所述两个触头，进而使马达驱动小齿轮和飞轮高速旋转。

相较于现有技术，本实用新型启动器的电磁开关采用铝线构成的吸引线圈与马达串联，与铜线构成的保持线圈并联连接于电池上，同时通过两线圈的磁场吸引动芯移动短路所述吸引线圈消除其分压作用，从而马达能高速运转并启动发动机，此时通过铜线构成的保持线圈对动芯产生持续的磁性引力，由于铜线电阻小，因此可以获得更大的电流产生足够强大的磁场，维持连接件与触头的稳定接触，保证发动机的启动快速、顺畅。

附图说明

图1为依据本实用新型一实施例的起动器的电磁开关的立体示意图。

图2为图1中电磁开关另一角度视图。

图2为图1的剖视图。

图4为本实用新型起动器的电磁开关的电路原理示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型起动器尤其适用于启动发动机，其包括电磁开关、与电磁开关连接的马达、以及装配于马达的输出轴上的小齿轮。所述电磁开关工作时将小齿轮推动至与发动机的飞轮啮合的位置，并起动马达，马达驱动小齿轮转动，小齿轮转动时带动与之啮合的飞轮转动，发动机点火启动。

请同时参阅图1至图3，所述电磁开关包括外壳10、收容于外壳10内的定芯20、设置于定芯20内的动芯30、连接于动芯30一端的拉杆40、以及连接于动芯30的另一端的连接件50。

所述外壳10包括中空圆筒状的壳体12以及与壳体12的底部连接的端盖14。所述壳体12可以是通过冲压等方式形成的铁壳，厚度约为2.5mm，壳体12的顶部中央形成穿孔，以便于拉杆40伸出至壳体12之外，通过拨叉等与马达相连接。为增加壳体12端部的导磁能力，在所述壳体12内的与端盖14相对的端部设置有导磁板16，所述导磁板16的厚度约为2mm，与壳体12的大小、形状相匹配。壳体12的底部开口，所述端盖14将壳体12底部的开口封闭。所述端盖14上形成有贯穿的多个插孔，所述插孔内插接有接线柱。本实施例中，所述接线柱为3个，分别为电池接线柱B、马达接线柱M、及启动接线柱S。所述电池接线柱B、马达接线柱M较粗，可以是直径为8mm或10mm直径的铜栓，启动接线柱S较细，可以是直径为4mm或5mm的粗铁。所述端盖14的内部形成有容置空间141，触头60固定收容于容置空间141。本实施例中，所述触头60为两个，分离设置，分别电连接于电池接线柱B、马达接线柱M上。

所述定芯20固定于外壳10内，包括线架21、保持线圈23、吸引线圈25、以及导磁件27。所述导磁件27设置于线架21的底部，由磁性材料制成。本实施例中，所述导磁件27呈圆环形，其内径小于线架21的内径，外径则略大于定芯20的外径，导磁件27的外边缘固定夹设于外壳10底部的台阶与端盖14之间。当所述电磁开关启动时，吸引线圈25和/或保持线圈23通电产生磁场并磁化所述导磁件27。

所述线架21为中空柱状结构，内部容纳动芯30以及拉杆40等，所述线架21的内径与外壳10的穿孔的直径基本相等。所述吸引线圈25及保持线圈23绕设于线架21上，并通过线架21上的插针与其它元件电连接。具体地，本实施例中，所述吸引线圈25的两端通过插针分别连接于马达接线柱M与启动接线柱S上，保持线圈23的一端通过插针连接于启动接线柱S上，另一端则通过插针接地。请同时参阅图4，所述电池接线柱B直接连接于电源正极，启动接线柱S通过两个合成开关ST、NT连接于电源的正极，马达则连接于马达接线柱M与电源负极之间，如此吸引线圈25与马达相串联后与保持线圈23相并联地连接于电池的正负极之间。

本实施例中，所述保持线圈23与吸引线圈25匝数相同，保持线圈23直接绕设于线架21上，吸引线圈25则绕设于保持线圈23上，也就是说吸引线圈25环绕保持线圈23设置。优选地，在所述吸引线圈25与外壳10之间设有绝缘纸，避免短路。本实施例中，所述吸引线圈25采用铝线，所述保持线圈23采用铜线，所述吸引线圈25的线径大于保持线圈23的线径，吸引线圈25的层数大于保持线圈23的层数，由于铜材相对铝材具有较小的电阻，因此铜线形成的保持线圈23相较于铝线形成的吸引线圈25具有较小的电阻，在同样的电压下保持线圈23具有更大的电流。另外，由于吸引线圈25在外而保持线圈23在内，在匝数相同的情况下，由于保持线圈23绕设的半径小，因此总的长度相对吸引线圈25要小很多，而考虑铜线与铝线的成本，将铜线构成的保持线圈23设置于吸引线圈25内可以节约铜线用量，在一定程度上节省成本。

所述动芯30位于定芯20的线架21内，并可在线架21内沿线架21的轴向上下移动靠近或远离定芯20的导磁件27。所述动芯30包括呈中空圆柱状的磁芯32以及穿设于磁芯32内的枢轴34。所述枢轴34的中央向外形成环形的凸缘341，所述凸缘341的直径大于枢轴34其余部分的直径，而枢轴34的末端上形成有内凹的环槽，所述环槽内卡设有扣环36，所述扣环36的外径大于枢轴34的直径。

所述磁芯32位于导磁件27上，所述磁芯32的外径略小于线架21的内径，与线架21之间形成有间隔。磁芯32的底部的内缘向下延伸形成有导引环321，所述导引环321的外径与导磁件27的内径相当，导引环321伸入至所述导磁件27内导引磁芯32的轴向移动并使磁芯32与导磁件27保持同轴设置。在导磁件27磁化时，导磁件27与磁芯32两者之间产生磁性引力，由于导磁件27固定不能移动，磁性引力致使磁芯32朝向导磁件27移动。所述磁芯32的内部形成有上小下大的阶梯孔，小端的直径与枢轴34的直径相当，大端的直径则与枢轴34的凸缘321的直径相当。

所述枢轴34的顶端穿过磁芯32的阶梯孔，枢轴34上的凸缘341收容于磁芯32的阶梯孔的大端内并抵顶于磁芯32，枢轴34的末端穿过所述导磁件27伸入至端盖14的容置空间141内，所述连接件优选为连接片50，连接片50套设固定于枢轴34上并叠设于扣环36上。本实施例中，所述枢轴34的末端与端盖14间隔一定距离，第一弹性元件72夹设于扣环36与端盖14之间，第二弹性元件74夹设于连接片50与凸缘341之间，所述第一、第二弹性元件72、74均为弹簧。在所述电磁开关未启动时，在所述第一、第二弹性元件72、74的支撑下，动芯30的磁芯32高于定芯20的导磁件27并间隔一定距离，枢轴34上的连接片50高于端盖14内的触头60并间隔一定距离。

本实施例中，所述连接片50的上下两侧设有第一夹板81以及第二夹板83，所述连接片50夹设于第二夹板83与第一夹板81之间，连接片50的外径远大于扣环36、第一夹板81、第二夹板83的外径，其外边缘露出于第一夹板81、第二夹板83之外，用于与触头60相接触。本实施例中，所述第二夹板83的内缘向下延伸形成有圆筒状的环缘831，其高度与连接片50的厚度相当。所述环缘831的底部抵顶于第一夹板81上，连接片50套设于环缘831上，所述第二弹性元件74套设于枢轴34上并夹设于引导环321与第二夹板83之间。

所述拉杆40通过第三弹性元件76与动芯30的磁芯32相连接，在动芯30的带动下上下移动。本实施例中，所述拉杆40包括轴杆41以及套设于轴杆41上的轴套43。所述轴套43呈中空圆筒状，内径大于轴杆41的直径，外径与线架21的内径相当。所述轴套43的底部封闭，顶部开设有通孔，所述通孔的直径与轴杆41的直径相当而小于轴套43的内径。轴套43的底部向下凸出延伸形成有圆台431，所述圆台431的直径略小于轴套43的外径。所述第三弹性元件76为弹簧，其一端固定环套于磁芯32的外表面上，另一端固定连接于轴套43的圆台431上。

所述轴杆41的底部收容于轴套43内，顶部经由轴套43上的通孔伸出，进而通过拨叉等与马达的小齿轮连接。轴杆41的末端向外延伸形成环形的凸台412，所述凸台412的外径与轴套43的内径相当，从而避免轴杆41在轴套43内晃动。在所述轴杆41的凸台412与轴套43的顶端之间夹设有第四弹性元件78。本实施例中，所述第四弹性元件78为弹簧，其套设于轴杆41上，一端抵顶于凸台412上，另一端抵顶于轴套43顶部内侧。

在启动所述启动器之前，所述电磁开关的合成开关处于断开状态，而在第一弹性元件72的支撑下，磁芯32位于导磁件27上方并与之间隔一定距离，连接片50位于触头60上方并间隔一定距离，两触头60之间没有导通，此时吸引线圈25、保持线圈23、马达均没有电流经过，马达未被启动，定芯20的导磁件27没有磁场的作用，与动芯30的磁芯32之间没有磁性作用力。

当打开点火开关启动所述启动器时，合成开关ST、NT闭合，电池、吸引线圈25、马达形成闭合的第一回路，与电池、保持线圈23形成闭合的第二回路相并联。由于吸引线圈25采用铝线，具有较大的电阻对串联的马达分压，因此第一回路中的电流很小，只能低速启动或根本不能启动马达；而第二回路中保持线圈23同样处于通电状态，如此吸引线圈25与保持线圈23同时通电，两者产生的磁场叠加足够强大，特别是保持线圈23电阻小且没有其它元件分压，因此电流很大可以产生强大的磁场，磁化所述导磁件27使其吸引磁芯32向下快速地移动。在动芯30下移的过程中，动芯30带动拉杆40向下移动，进而带动拨叉翘起，促使马达输出轴上的小齿轮上移与飞轮啮合。由于吸引线圈25采用铝线，在小齿轮与飞轮啮合的过程中马达的电流很小，马达处于低速运转甚至未启动状态，因此马达的小齿轮与发动机的飞轮可以快速啮合。

当动芯30受导磁件27的吸引向下移动使动芯30的枢轴34上的连接片50与触头60接触时，使两触头60之间电性导通，也就是将电池接线柱B、马达接线柱M连通，而由于电池接线柱B直接连接于电池的正极上，此时相当于马达接线柱M直接连接于电源的正极，将通过合成开关连接于电源正极与马达接线柱M之间的吸引线圈25短路，如此马达直接连接于电池的正负极之间，消除了吸引线圈25的分压，马达获得更大的工作电流而切换至高转速状态，进而带动小齿轮高速旋转，并带动与之啮合的发动机飞轮快速转动，起动发动机。此时由于动芯30的下移对第一弹性元件72有一定程度的压缩，而动芯30的磁芯32此时与导磁件27之间仍有微小的间隙。

在连接片50与触头60碰触之后，吸引线圈25被短路不再产生磁场，保持线圈23仍然是直接连接于电池的正负极之间处在通电状态。由于保持线圈23采用铜线电阻小，而且没有其它元件分压，因此保持线圈23具有较大的电流流过，在没有吸引线圈25的磁场作用下，保持线圈23仍能形成足够强的磁场吸引动芯30进一步下移，直至动芯30的磁芯32与导磁件27触碰。磁芯32在进一步下移的过程中第二弹性元件74被压缩，对连接片50提供向下的压力，使连接片50与触头60保持稳定的接触，保证发动机能成功启动。

当发动机启动之后，开关ST、NT断开，电池对保持线圈23、吸引线圈25均不供电，但这时马达还有一定的转速，会对吸引线圈25和保持线圈23发电，马达、保持线圈23、吸引线圈25构成串联的回路。由于吸引线圈25和保持线圈23匝数相同，吸引线圈25和保持线圈23的磁场相互抵消，磁场完全消失，定芯20的导磁件27对动芯30不再具有磁性引力，被压缩的第一弹性元件72回复弹性形变对动芯30的枢轴34产生向上的推力，推动整个动芯30以及连接于动芯30上的连接片50与拉杆40上移，使连接片50与触头60分离，两触头60之间形成断路，断开电池对马达的直接供电。同时由于开关的断开，马达、吸引线圈25、电池构成的第一回路同样处于断路状态，也就是说此时电池无法通过任意回路对马达供电，马达停止运转。同时，拉杆40上移复位，拉杆40上的轴杆41上移牵动马达上的小齿轮下移，与发动机的飞轮分离。

本实用新型启动器的电磁开关采用铝线构成的吸引线圈25与马达串联，与铜线构成的保持线圈23并联连接于电池上，在启动之初藉由铝线的高电阻形成小电流，使马达处于低速或为启动状态，便于小齿轮与飞轮的快速啮合，同时通过两线圈25、23的磁场吸引动芯30移动短路所述吸引线圈25、消除其分压作用，从而马达能高速运转并启动发动机，此时通过铜线构成的保持线圈23单方面对动芯30产生持续的磁性引力，由于铜线电阻小电流大，仍能产生足够强大的磁场，吸引动芯30，维持连接片50与触头60的稳定接触，保证发动机的启动快速、顺畅。另外，本实用新型启动器电磁开关中，动芯30的枢轴34与端盖14、连接片50与磁芯32、磁芯32与轴套43、轴套43与轴杆41之间均设有弹性元件72、74、76、78，可以有效缓冲动芯30在上下移动过程中的冲力，避免元件受损。

需要说明的是，本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本实用新型的创造精神所做的变化，都应包含在本实用新型所要求保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种电磁开关，包括外壳、固定于外壳的定芯、与定芯磁性耦合并可相对定芯移动的动芯、分离设置的两个触头、及导电材料制成的连接件，所述电磁开关未通电时所述连接件与所述两个触头的至少一个电绝缘；其特征在于：所述定芯和动芯其中之一包括吸引线圈、保持线圈、以及导磁件，所述吸引线圈为铝线圈，所述保持线圈为铜线圈；所述吸引线圈和/或保持线圈通电时，所述导磁件产生磁性引力驱动动芯相对定芯移动并使得所述连接件电性连通所述两个触头。

2.如权利要求1所述的电磁开关，其特征在于，所述吸引线圈与保持线圈匝数相同，所述吸引线圈环绕保持线圈。

3.如权利要求1或2所述的电磁开关，其特征在于，所述定芯包括线架，所述吸引线圈和保持线圈绕设于所述线架上，所述导磁件固定于线架一端，所述两个触头相对外壳固定，所述动芯包括磁芯以及枢轴，所述磁芯可移动地收容于线架内，所述枢轴穿过磁芯以及导磁件，枢轴的末端伸出至导磁件之外，枢轴的末端与外壳之间设有第一弹性元件，所述连接件固定连接于枢轴的末端上，所述连接件与枢轴之间设有第二弹性元件。

4.如权利要求3所述的电磁开关，其特征在于，所述磁芯的内缘沿轴向向外延伸有导引环，所述导引环伸入至导磁件内，所述导引环的的外径略小于导磁件的内径，磁芯内形成有阶梯孔，所述阶梯孔的小端的直径与枢轴的直径相当，阶梯孔的大端朝向连接件，所述枢轴的中部沿径向向外延伸形成有环形凸缘，所述凸缘的外径与阶梯孔的大端的直径相当并收容于阶梯孔的大端内，所述第二弹性元件夹设于凸缘与连接件之间。

5.如权利要求4中所述的电磁开关，其特征在于，所述枢轴的末端形成有环槽，所述环槽上卡设有扣环，所述连接件的两侧分别设有第一夹板与第二夹板，连接件夹设固定于第一夹板与第二夹板之间，所述第一夹板、连接件、第二夹板依次叠设于扣环上，所述第一弹性元件夹设于扣环与端盖之间，所述第二弹性元件夹设于第二夹板与凸缘之间。

6.如权利要求1或2中所述的电磁开关，其特征在于，所述吸引线圈的线径大于保持线圈的线径，吸引线圈的层数大于保持线圈的层数。

7.如权利要求1或2中所述的电磁开关，其特征在于，所述外壳内的一轴向端部设有导磁板。

8.如权利要求1或2中所述的电磁开关，其特征在于，所述外壳包括一端开口的筒状壳体以及封闭所述壳体的端盖，所述端盖上设有电源接线柱、马达接线柱、及启动接线柱，所述两触头分别电连接于电源接线柱与马达接线柱上，所述吸引线圈的两端分别连接马达接线柱与启动接线柱，保持线圈的一端连接启动接线柱，另一端接地。

9.一种起动器，包括马达和电磁开关，所述马达包括输出轴，所述输出轴上连接有小齿轮用于与发动机的飞轮啮合，所述电磁开关包括外壳、固定于外壳的定芯、与定芯磁性耦合并可相对定芯移动的动芯、随动芯移动的拉杆、分离设置的两个触头、及导电材料制成的连接件，所述拉杆与所述马达的小齿轮机械连接，所述电磁开关未通电时所述连接件与所述两个触头的至少一个电绝缘；其特征在于：所述定芯和动芯其中之一包括吸引线圈、保持线圈、以及导磁件，所述马达与所述吸引线圈串联，所述吸引线圈为铝线圈，所述保持线圈为铜线圈；至少所述吸引线圈通电时，所述导磁件产生磁性引力驱动动芯相对定芯移动，使拉杆带动所述马达的小齿轮与飞轮啮合，并使所述连接件电性连通所述两个触头，进而使马达驱动小齿轮和飞轮高速旋转。

10.如权利要求9所述的起动器，其特征在于，所述电磁开关设有电源接线柱、马达接线柱、及启动接线柱，所述电源接线柱用于连接一外部电源，所述启动接线柱与一连接所述外部电源的电源开关连接，所述马达电连接至马达接线柱；所述两触头分别电连接于电源接线柱与马达接线柱上，所述吸引线圈的两端分别连接马达接线柱与启动接线柱，所述保持线圈的一端连接启动接线柱，另一端接地。

11.如权利要求9或10所述的起动器，其特征在于，所述电磁开关具有如权利要求2至7任一项所述电磁开关的特征。