內燃機用起動機的製作方法
2023-05-11 04:51:46 2
專利名稱：內燃機用起動機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種內燃機用起動機，特別是具有水密密封結構的發動機起動機。
傳統上內燃機用起動機通常具有一臺電動機；一個連接到電動機並通過減速齒輪單元被電動機驅動的單向離合器，減速齒輪單元由行星齒輪裝置等類似物構成；一個連接到單向離合器上的小齒輪；一個螺線管(電磁線圈)，用來根據內燃機起動開關信號通過移位機構移動小齒輪，使小齒輪與內燃機的齒圈嚙合；及其他。
為了縮小起動機的總體尺寸，曾有人提出將上述構件同軸布置，例如本申請的申請人(受讓人)所申請的日本專利申請公報8-319926號。在該內燃機起動機中，螺線管被設置在起動機輸出軸的周圍，並且與小齒輪移位機構、減速齒輪單元一起被容納在一個移位室殼體內，而電動機則被容納在一個基本上為圓筒形的電動機殼內。在移位室殼體和電動機殼之間設有可用模塑法由樹脂材料製成的電刷架座。
用來連接到外界電源(典型的為蓄電池)的接線端被合適地安裝在電刷架座上。電源接線端相對於電動機殼沿徑向向外伸出，而電刷架座被制出相應地沿徑向向外伸出的突出部以便支承接線端。有一用來有選擇地將電力供給電動機的接觸單元也被合適地安裝在電刷架座上的電源接線端附近。電刷架座可制出一個凹腔以便將接觸單元安裝在其內，凹腔口向電動機殼敞開，理由是這樣可便於將接觸單元安裝在其內及/或可容易模塑出電刷架座。在起動機完成裝配的狀態下，該凹腔必須被遮蓋以便防止水及/或灰塵進入，但該凹腔通常要延伸到突出部內並且不能被電動機殼遮蓋。因此，例如橡膠蓋便被用來封閉凹腔，方式是使該蓋被電動機殼沿軸向推到電刷架座上，為的是在該蓋與電刷架座之間完成水密的接合。
但由電動機殼施加在蓋上的軸向力可能不會有效地將蓋的周邊部抵壓在電刷架座上，因此難於可靠地在電刷架座與蓋之間完成水密的接觸以便覆蓋電刷架座的凹腔。
有鑑於現有技術的上述這些問題，本發明的第一目的是要提供一種內燃機用起動機，它有一個可靠的水密密封結構可用來將電刷架座上制出的凹腔封閉。
本發明的第二個目的是要提供這樣一種內燃機起動機，它有一個可靠的水密密封結構，但製造費用卻可減少。
按照本發明，上述這些和其他一些目的都可用所提供的內燃機起動機來完成，該起動機包括一個小齒輪；移位裝置，用來移動小齒輪使與內燃機的齒圈嚙合；一個殼體，用來容納小齒輪和移位裝置；一臺電動機，用來轉動小齒輪；一個基本上為圓筒形的電動機殼，用來容納電動機；一個接觸單元，用來有選擇地將電力供給電動機；一個設在殼體和電動機殼之間的電刷架座，其上有一凹腔向電動機殼開口，接觸單元被安裝在該凹腔內；以及一個蓋，用來覆蓋電刷架座的凹腔，該蓋由柔性件製成，使得該蓋自然彎曲，其中，該蓋被設置在電刷架座與電動機殼之間，其凹面面向電刷架座，這樣來被電動機殼的軸向端推到電刷架座上，這樣，當蓋由電動機殼壓到電刷架座上時，該蓋被變形並被壓直，由此產生一個彈性恢復力，從而增加壓緊力，因此可保證足夠的水密密封效果。這樣便可允許用較小的精度來製造蓋及/或其他構件，因此可導致製造費用的降低。
最好，用來覆蓋凹腔的蓋在其面向電刷架座的表面上設有軸向突部，使蓋的軸向突部的外周面緊密地貼在凹腔的內周面上。這樣，由於蓋被壓直時所產生的徑向力便可使蓋的軸向突部的外周面沿徑向壓緊在凹腔的內周面上。因此，蓋和電刷架座不僅在軸向而且在徑向都可緊密地互相接合，這樣便能在它們之間完成較緊密的接觸。更好的做法是在蓋的軸向突部的外周面上設有向凹腔內周面突起的脊，這樣來加強在蓋和電刷架座之間的徑向接合。作為替代或補充，該脊也可設在凹腔的內周面上。另外最好沿凹腔的邊緣制出臺階部，而在蓋的軸向突部的端面上制有與臺階部互補的形狀。即使沒有軸向突部，也可有利地將蓋成形，使當它被連結到電刷架座上時，軸向端面與臺階部的肩面對接，而外周面緊密地貼在臺階部的內周面上。在該情況下同樣，蓋在被壓直時所產生的徑向力可增強在蓋和電刷架座之間的徑向接合。
為了保護安裝在凹腔內的接觸單元，最好在蓋的面向電刷架座的表面上設有至少一個沿軸向伸出的壁，以便用來保護接觸單元。在本發明的一個較優的實施例中，所說蓋的至少一個沿軸向伸出的壁由在裝配好的接觸單元的上、下側延伸的上、下伸出壁構成。
為了確保電動機殼和蓋之間的緊密接觸，最好在蓋的被電動機殼推動的表面上制有適宜接納電動機殼軸向端的弧形凹槽。更好的做法是在蓋的弧形槽底部設有向電動機殼突起的脊。
現在本發明將結合
如下，其中圖1為按照本發明設計的內燃機起動機的總圖；圖2為從圖1中箭頭II所示方向看去的電刷架座和蓋的端視圖；圖3為用來說明蓋的裝配方法的分解圖；圖4為用來示出蓋的第二實施例的主要零件的側剖視圖；及圖5為蓋的第二實施例的透視圖。
圖1一般地示出按照本發明構造的、裝有減速齒輪單元的內燃機起動機。上半圖示出在不操作狀態的起動機，而下半圖示出在操作狀態的起動機。應該注意到在圖1中各構件分別以其最能清楚說明的剖面示出，因此這些剖面不一定在同一平面上。起動機1產生一個起動內燃機所必需的轉矩，並具有一臺裝有行星齒輪減速齒輪單元2的電動機3，一根通過減速齒輪單元2連接到電動機3上的輸出軸4，一個單向滾柱離合器5，和一個可滑動地裝在輸出軸4上的小齒輪6，一個用來可選擇地開通和關斷引向電動機3的電力線的開關單元7，以及一個用來沿軸向移動開關單元7的可動接觸板8和小齒輪6的螺線管裝置9。
電動機3為一公知的整流式(換向器式)直流電動機，其轉子軸10在右端(沿圖面看去)被樞支在底板11的中心，並被樞支在輸出軸4的右端的中心，該輸出軸4相對於轉子軸10被同軸地設置在其左端(在內燃機齒圈23的一側，沿圖面看去)。
減速齒輪單元2具有一個在輸出軸4附近的一部分轉子軸10上制出的中心(恆行)齒輪13，多個與中心齒輪嚙合的行星齒輪14，以及一個與行星齒輪14嚙合的內嚙合齒環15。在本起動機1中，內嚙合齒環15沿著頂板12的內周被制出，因此頂板12被用作齒圈件。有一支承行星齒輪14的支承板16被連結到輸出軸4的右端(在電動機3的一側)，該輸出軸4被樞支在頂板12的中心。
在頂板12上連結著一個小齒輪殼體17，它也被用作將起動機裝在內燃機上的固定支架。輸出軸4的左端被樞支在小齒輪殼體17左壁內表面的中心部上。如圖所示，小齒輪殼體17的左側部構成一室，用來容納小齒輪6，而小齒輪殼體17的右側部則形成移位室的殼體。
輸出軸4中部的外周表面上設有螺旋花鍵19，單向滾柱離合器5的離合器內件18的套筒18a的軸向端部與該螺旋花鍵19接合。離合器內件18通常被第二返回(復位)彈簧21推動向右(退縮方向)，該返回彈簧21被插置在套筒18a與固定在輸出軸4左端部上的一個擋止板20之間。第二返回彈簧21被接納在一個環狀間隙內，該環狀間隙是在離合器內件18的套筒18a的內周面與輸出軸4的外周面之間形成的。
管狀的離合器內件18按軸向固定但可自由旋轉的關係與單向滾柱離合器5的離合器外件22接合。離合器外件22設有一個帶錐度的表面，用來形成單向滾柱離合器5的斜楔室，與齒圈23鄰近的離合器外件22的一部分設有指向端壁和齒圈23的突出端。該突出端的外周部與上述小齒輪6被製成一個整體，小齒輪6與內燃機的齒圈23嚙合以便驅動它。與小齒輪6整體形成的離合器外件22按既可旋轉又可自由移動的關係裝在輸出軸4的左端上。
在小齒輪殼體17的中部固定著一個環繞由非磁性材料製成的輸出軸4的勵磁線圈24。勵磁線圈24被一軛架包圍著，軛架是由輸出軸4穿過的杯狀夾持器25和一環狀盤26構成。在勵磁線圈24的內周面和輸出軸4的外周面之間形成的間隙內設置著用作第一柱塞的電樞外件27和用作第二柱塞的電樞內件28，兩者均由鐵磁性材料製成，設置成互相同軸並可沿軸向滑動的可伸縮的(套筒式的)方式。電樞件27和28的左端(面向小齒輪6的端頭)對著在夾持器25內周部上制出的突出的凸臺，該凸臺被用作電樞件27和28的磁極。
有一環狀連接板29被配裝在電樞外件27右端外周的周圍，還有一個連接杆30從連接板29的外周部上沿軸向伸出並延伸通過電動機3的頂板12。設在電動機3的換向器31附近的開關單元7的可動接觸板8被連結到連接杆30的伸出端上。可動接觸板8以軸向可移勸的方式被裝在連接杆30上並被螺旋彈簧32浮動地支承著。
在本實施例中，有四個電刷架33a被設置在換向器31的周圍。這些電刷架33a均各整體地形成在由合成樹脂材料制出的電刷架座33中，後者牢固地安裝在電動機殼44和小齒輪殼體17之間。開關單元7的固定接觸板34被固定在電刷架座33上，而上述可動接觸板8被設置成可與固定接觸板34接合和脫離。
電樞外件27總是被插置在連接板29和小齒輪殼體17內壁之間的第一返回彈簧35向左推動，但通常它是在將可動接觸板和固定接觸板分開的中立位置上(圖中上半部所示情況)。
電樞內件28總是被作為彈簧裝置的螺旋彈簧36推向圖中的左方或朝向齒圈23，螺旋彈簧36插置在電樞內件28和由非磁性材料製成的彈簧保持器48之間。彈簧保持器48被配裝在電動機3附近的電樞外件27的一部分內孔內。電樞內件28被連結到一個由非磁性材料製成的移位器37上，該移位器37的左端與離合器內件18的右端對接。螺旋彈簧36的彈簧力比設在離合器內件18上的第二返回彈簧當小齒輪6處在休止狀態時的彈簧力弱，但比第二返回彈簧21在被走在電樞內件28前面的電樞外件27完全壓縮之前的彈簧力大。
勵磁線圈24通過一個設在開關單元7上的連接器被電連接到圖上沒有示出的點火開關上。開關單元7的固定接觸板34通過一個將在後面說明的電源接線端54被電連接到圖上沒有示出的蓄電池的正接線端上，而連接在一對正極電刷上的一對豬尾形引線40被連結到開關單元7的可動接觸板8上。一對負板電刷41被設置在與正極電刷線對稱的相對位置上。這些負極電刷41的豬尾形引線被連接到一個將在後面說明的中心板43上，並通過小齒輪殼體17和圖上沒有示出的車身被連接到蓄電池的負極上。開關單元7被設置在位在正極電刷一側的空腔內。
金屬環狀中心板43被插置在電刷架座33和頂板12之間，以便將減速齒輪單元2和電動機3互相分隔開。從中心板43的中心部向換向器31突起一個環狀凸臺43a，使它包圍轉子軸10的外周並在其間形成一個小的間隙。環狀凸臺43a的自由端配合在換向器31軸向端面上形成的凹槽31a內以防止減速齒輪單元2內的油脂洩漏到換向器31內。
開關單元7被設置在起動機1的上部，並且由固定在電刷架座33上的固定接觸板34和可動接觸板8構成的接觸單元被電刷架座33和一個由彈性體製成的蓋45覆蓋在用作軛架的電動機殼44的內側。從而可防止電刷灰塵進入到開關單元7的接觸單元內。
小齒輪殼體17在起動機1安裝完的狀態下在其下部設有排水孔46。這個排水孔46設在密封板47的附近，可用來確定小齒輪6的休止位置及排除水。在起動機的休止狀態，螺線管裝置9被小齒輪6和密封板47密封，後兩者被第二返回彈簧21互相壓緊在一起，但一旦小齒輪6被移動並與齒圈23嚙合，在小齒輪6和密封板47之間就會出現空腔，並且在離合器外件22的外周面和小齒輪殼體17的內周面之間的間隙可允許水侵入。即使在這種情況下，密封板47仍能擋住水，並且由於在密封板47的前方設有排水孔46，所以水可順利地被排除。
在起動機1中，為了排除進入形成移位室殼體的一部分小齒輪殼體17內的水，在鄰近電動機3的小齒輪殼體17開口的內周上制有排水溝51，這條沿著輸出軸4或沿著移位室殼體軸線延伸的排水溝51在起動機安裝好的狀態下位在小齒輪殼體17的最低部。在起動機安裝好的狀態下，對位在其上側並靠近排水溝51的一部分電動機殼44裝有用模塑法由合成樹脂材料製成的排水帽件53。應該注意到在圖1中雖然電刷架33a被示出在電動機殼44的最低位置，但這是為了便於圖示，而在實際上在起動機1被裝在發動機上的狀態下，電刷架33a被設置在一個從最低位置多少提高的位置上。
圖2為示出電刷架座33和蓋45而從圖1中箭頭II所示方向看去的端視圖，其中蓋45處於連接狀態。如圖1和2所示，起動機1的電源接線端54在裝配完的狀態下設在電刷架座33的上側並沿徑向向外伸出。電刷架座33與一突出部55被形成一個整體，該突出部55沿徑向向外伸出，以支承電源接線端54的基部。
突出部55有一壁包圍著電源接線端54的基部及接觸單元，這樣來支承電源接線端54和保護接觸單元，並且在所示的電刷架座33內、在裝配後的狀態下、在其面向電動機3的一側制有一個敞開的凹腔55a。為了覆蓋這個凹腔55a，與凹腔55a的輪廓基本相同的蓋45被裝到突出部55上。
蓋45被電動機殼44在箭頭A所示方向或沿軸向推動，如圖3所示，從而使它緊密地連結在電刷架座33上。蓋45在其向外的端面上，亦即被電動機殼44推動的表面上的中部設有一個弧形凹槽45a，因此電動機殼44的軸向端44a被配合在弧形凹槽45a內。
如圖3所示，蓋45被製成自然地略微彎曲。當要裝到電刷架座上時，蓋45以其凹側面向電刷架座33的凹腔55a並與它對準，然後用電動機殼44的軸向端44a推動蓋45的凸側。這樣，當蓋45被電動機殼44按圖3中箭頭A所示方向抵壓在電刷架座33上時，就會按箭頭B所示方向變形而變直，從而可與電刷架座33的突出部55上空腔55a周圍的平端面緊密地接觸。
這樣，由於彈性的恢復力，蓋45可與電刷架座33以較大的壓力接觸。因此，即使蓋45表面的加工精度較差，由於有較大的壓力也能確保蓋45具有足夠的水密密封效果。應該注意的是，雖然圖中所示的蓋自然彎曲成具有弧形截面，但它也可具有「＞」形的截面。
另外，如圖3所示，按照本發明還可以在蓋45的弧形凹槽45a的底部製成一條脊45b，該脊45b向電動機殼44突起並與電動機殼44的軸向端對接。由於這條狹長的脊45b，蓋45和電動機殼44能以每單位面積更大的壓力互相接觸，因此其間能達到更緊密的接合。又如圖3所示，在蓋45上可制出一個軸向突部，它的外周面緊密地貼在凹腔55a的內周面上，並且最好能有一個與凹腔55a的邊緣上制出的臺階部55b互補的軸向截面。這樣由於蓋45被壓到電刷架座33上變直時所產生的徑向力，可使蓋45的軸向突部的外周面與臺階部55b的內周面緊密地接觸。最好在蓋45的軸向突部的外周面上也設有一條脊45c來增強蓋45和電刷架座33之間的徑向接合。該脊也可設在凹腔55a的內周面上。採用這種形式，不僅來自電動機殼的軸向力，而且還有自然彎曲的蓋45在變直時所產生的徑向力，都能有效地被利用，使蓋45和電刷架座33緊密地接觸，從而完成電刷架座33的凹腔55a的可靠的水密密封。
蓋的形狀應不僅限於上述實施例，而可製成如圖4和5所示的形狀。在這兩圖中，與上述實施例相似的零件均被用相同的標號指出，這些零件的進一步說明從略。
圖4所示的蓋56也有一個用來覆蓋電刷架座33的凹腔55a的構件，並且這個用來覆蓋凹腔55a的構件基本上與上述實施例的這種構件相同，只是蓋56在其面向電刷架座33的兩側制有在上的和在下的沿軸向伸出壁56d和56e，並如圖5所示。這兩伸出壁56d和56e覆蓋著開關單元7的接觸單元的上、下側，因此能夠更有效地防止水及/或灰塵進入接觸單元。
在圖5所示的蓋56中，上述軸向突部被成形為基本上沿著凹腔55a的內周面延伸。與圖1中所示實施例的弧形凹槽45a及脊45b和45c相對應，在蓋56上同樣設有弧形凹槽56a和脊56c(在弧形凹槽56a內的脊沒有在圖中示出)，蓋56的操作和效果基本上與上述實施例相同。
這樣，按照本發明，用來覆蓋電刷架座的凹腔的蓋被製成自然彎曲，這樣，當被電動機殼壓到電刷架座上時便可與它緊密接觸，這時蓋會變直，產生一個彈性恢復力，從而增加壓緊力而可確保足夠的水密密封效果。這樣在製造蓋及/或其他構件時可允許採用較低的精度，因此能減少製造費用。除了來自電動機殼的軸向力以外，蓋的變直還會產生徑向力，從而可以使蓋不僅在軸向上而且在徑向上都可壓緊在電刷架座上，因此能使它們較緊密地接觸。
雖然本發明就其較優實施例作了說明，但顯然對本領域的技術人員來說，是能在不離開本發明權利要求書規定的範圍內作出各種改變和修改的。例如在蓋上可不設如上所說的軸向突部。當在凹腔邊緣上制出臺階部時，蓋可對接在臺階部的肩面上，同時使蓋的外周面緊密地貼在臺階部的內周面上。在這種情況下，也可利用蓋在變直時所產生的徑向力來增強蓋和電刷架座之間的徑向接合。
權利要求
1.一種內燃機用起動機，它包括一個小齒輪；移位裝置，用來移動小齒輪使它與內燃機的齒圈嚙合；一個殼體，用來容納小齒輪和移位裝置；一臺電動機，用來轉動小齒輪；一個基本上為圓筒形的電動機殼，用來容納電動機；一個接觸單元，用來有選擇地將電力供給電動機；一個設在殼體和電動機殼之間的電刷架座，其上有一凹腔向電動機殼開口，接觸單元被安裝在該凹腔內；以及一個蓋，用來覆蓋電刷架座的凹腔，該蓋由柔性件製成，使得該蓋自然彎曲，該蓋被設置在電刷架座與電動機殼之間，其凹面面向電刷架座，這樣來被電動機殼的軸向端推到電刷架座上。
2.按照權利要求1的內燃機起動機，其特徵為，用來覆蓋凹腔的蓋在其面向電刷架座的表面上設有軸向突部，使蓋的軸向突部的外周面緊密地貼在凹腔的內周面上。
3.按照權利要求2的內燃機起動機，其特徵為，在蓋的軸向突部的外周面上設有向凹腔內周面突起的脊。
4.按照權利要求2的內燃機起動機，其特徵為，在凹腔的內周面上設有向蓋的軸向突部的外周面突起的脊。
5.按照權利要求2的內燃機起動機，其特徵為，沿凹腔的邊緣制有臺階部，而蓋的軸向突部的端面具有與該臺階部互補的形狀。
6.按照權利要求1的內燃機起動機，其特徵為，沿凹腔的邊緣制有臺階部，而蓋這樣被成形，使當它被連結到電刷架座上時，其軸向端面與臺階部的肩面對接，而它的外周面則緊密地貼在臺階部的內周面上。
7.按照權利要求1的內燃機起動機，其特徵為，在蓋的面向電刷架座的表面上設有至少一個沿軸向伸出的壁，以便用來保護接觸單元。
8.按照權利要求7的內燃機起動機，其特徵為，所說蓋的至少一個沿軸向伸出的壁由在處於裝配好的狀態下的接觸單元的上、下側延伸的上、下伸出壁構成。
9.按照權利要求1的內燃機起動機，其特徵為，在蓋的被電動機殼推動的表面上制有適宜接納電動機殼軸向端的弧形凹槽。
10.按照權利要求8的內燃機起動機，其特徵為，在蓋的弧形凹槽的底部設有向電動機殼突起的脊。
11.按照權利要求1的內燃機起動機，其特徵為，在電刷架座上制有相對於電動機殼而沿徑向向外伸出的突出部，以便安裝用於連接外界電源的電源接線端，並且所說凹腔至少延伸到電刷架座的一部分突出部。
全文摘要
內燃機起動機,具有:小齒輪;移位裝置,移動小齒輪使它與內燃機齒圈嚙合;殼體,容納小齒輪和移位裝置;電動機,轉動小齒輪;圓筒形電動機殼;接觸單元,用來將電力供給電動機;設在殼體和電動機殼之間的電刷架座,其上有一凹腔向電動機殼開口,接觸單元裝在凹腔內;以及一個蓋,用來覆蓋該凹腔,蓋由柔性件製成而自然彎曲,蓋設在電刷架座與電動機殼之間,凹面面向電刷架座並被電動機殼推到其上,蓋變形並壓直,產生彈性恢復力,從而增加壓緊力而確保水密效果。
文檔編號F02N15/06GK1196443SQ9810568
公開日1998年10月21日 申請日期1998年3月23日 優先權日1997年3月24日
發明者奈良幸治, 大屋正明, 佐藤善和, 岡田道夫, 長島慎一 申請人:株式會社美姿把