起動電動機的製作方法

2023-05-18 20:13:46

專利名稱：起動電動機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於內燃機的慣性驅動式起動電動機。
背景技術：
慣性驅動式起動電動機在打開電動機開關時依靠小齒輪或離合器的慣性抵抗彈簧力而驅動小齒輪從停止位置轉變為嚙合位置。這種電動機驅動雖已被成功地應用，但會產生誤起動現象，由此通過正起動的內燃機的突然轉動而使小齒輪過早脫離嚙合，這種情況不僅發生在起動電動機起動的時候，而且也發生在內燃機熄火或未開始點火的時候。這類誤起動使起動電動機脫開嚙合，從而要求重新開始起動順序。還會發生小齒輪也會跳出或抽出，這是小齒輪嚙合發動機環狀齒輪時沿軸擺動的狀態，以及可以導致完全脫離嚙合的狀態。
因此，需要有用於慣性驅動的正向嚙合機構。這類驅動已公開的兩種方式參見US2923162和US4502429。US4502429所述的裝置結構很複雜，US2923162所述的裝置慣性驅動不是由固定機構協助的。

發明內容
本發明一方面提供一種用於內燃機的電起動裝置，包括電動機，該電動機具有外殼和貫穿外殼延伸的可轉動電樞軸，該軸帶有螺旋狀花鍵部；小齒輪，安裝小齒輪以與內燃機環狀齒輪可選擇的進行嚙合；離合器組件，用於傳遞該軸與該小齒輪間的扭矩，該離合器組件具有主動部和從動部，主動部帶有與該軸的螺旋狀花鍵部相嚙合的內螺旋狀花鍵部，從而使在該軸與該主動部間的相對轉動運動產生離合器組件沿該軸的軸向運動，小齒輪被安裝，用於隨該從動部轉動；以及螺線管，用於保持小齒輪與環狀齒輪的嚙合，其特徵在於螺線管具有螺旋狀線圈和管狀插棒式鐵心，且位於電動機殼與離合器組件之間的該軸上，管狀插棒式鐵心在第一末端具有徑向伸展凸緣，第一末端被安置成吸向線圈。
本發明第二方面提供一種螺線管，外殼；帽體，裝在外殼上並限定內部空間，外殼和帽體各帶有限定於具有軸的通道間的通孔；螺旋狀線圈，圍繞通道裝在外殼；軸承，裝在外殼中的通孔上，並帶有與該通道共軸的通孔；插棒式鐵心，具有沿該通道軸向伸展的管體，且可滑動地安裝在該軸承的通孔中，該插棒式鐵心在管體第一末端具有徑向伸展的凸緣。


參照附圖用舉例的方式說明最佳實施例，其中圖1給出了發明最佳實施例的起動電動機；圖2是圖1所示電動機的剖面圖；圖3是圖2所示驅動機構的放大剖面圖；圖4是與圖3類似的驅動機構處於另一嚙合位置中的視圖；圖5是構成部分驅動機構的螺線管的分解圖。
具體實施例方式
圖1顯示用於內燃機的起動裝置。該起動裝置包括具有驅動軸14的電動機12和小齒輪機構。小齒輪機構具有螺線管34和小齒輪48，螺線管34裝在電動機的端板22上，小齒輪48可沿軸14移動。
圖2是圖1所示起動電動機的縱剖面圖。電動機12是DC永磁式。電動機12具有支撐永磁鐵20的外殼18。端板22支撐裝有電動機軸14的軸承24。該軸支撐繞組電樞26和轉換器28，轉換器28是由四個導刷30供電的。把兩個導刷連接到電動機的單接線柱上，另兩個導刷連接到起接地線柱作用的外殼18上。
在電動機外殼外側，軸14的伸出端上是小齒輪機構，該小齒輪機構詳見圖3和圖4。小齒輪機構具有小齒輪48、超越離合器40和螺線管34。小齒輪48可在圖3所示嚙合位置與圖4所示嚙合位置間沿軸14移動。在嚙合位置中，小齒輪嚙合著環狀齒輪的齒牙，從而起動內燃機(圖中未示出)。
把超越離合器ORC40配置在小齒輪48與螺線管34之間，並安裝在軸14上的螺旋花鍵42上。ORC具有主動部44和從動部46，主動部與花鍵42嚙合，從動部46與小齒輪48成一體，由單向離合機構50把主動部與從動部連在一起，離合器機構50隻在一個方向上使從動部46關於主動部44轉動。
圖5表示螺線管34的分體形式。螺線管34具有帽體60、插棒式鐵心38、線圈36、軸承66和外殼68。外殼68容納著線圈36，並帶有放置線圈導線72的線槽70。導線72直接連接到電動機接線柱(圖2中的32)上以便由電動機供給螺線管電壓。橡膠墊孔眼74引導導線72穿過線槽70並密封線槽72以防止水分和灰塵進入。線圈的另一端(圖中未示出)直接固定到螺線管外殼上。線圈36位於軸承66上並被壓到軸承66上而得以支撐。軸承66的一端裝在經過外殼68的軸孔上。軸承66的另一端具有凸緣來支撐線圈36以防軸向移動。插棒式鐵心38具有軸向延伸著的管部76，管部76在軸承66中滑動並位於軸14上。凸緣78從管部76的一端徑向延伸。帽體60覆蓋著位於外殼68與電動機端板22之間的圍繞插棒式鐵心38的空間。帽體扭在外殼上以封閉螺線管。螺線管用兩個穿過電動機端板22的螺釘固定到電動機上，並扭進帽體60。
當起動螺線管時，磁場朝著線圈36將凸緣78吸引到外殼68的徑向壁上。在非嚙合位置中插棒式鐵心上的力並不很強，但在嚙合位置中，凸緣78鄰近線圈36，並牢固固定在需要強力的地方。插棒式鐵心緊靠ORC的主動部44，使ORC相對插棒式鐵心繞軸轉動。另外，如果需要的話，插棒式鐵心也可以與ORC配對或固定到ORC上，以便插棒式鐵心與ORC一起轉動。
返回來看圖3和4，螺母52擰在軸14的末端。阻移彈簧54在小齒輪48與螺母52之間伸展，以便將小齒輪48偏壓到非嚙合位置。墊圈56裝在彈簧54與螺母52之間用作彈簧54的墊座。在彈簧的另一端，套筒或墊片58形成墊座保護彈簧54使小齒輪48在軸向無顯著扭力的條件下擠壓彈簧54的同時繞軸14轉動，這種扭力會導致彈簧54在軸14上不動或鬆開而影響其彈性。
當接通電動機12時，軸14開始轉動。由於ORC40的慣性，ORC40最初的轉動不能象軸14一樣快，隨著軸14相對ORC40的轉動，通過螺旋狀花鍵42使ORC40逆著阻移彈簧54的推力而軸向向右移動。移動到最後時，ORC40朝向軸14的末端移動到嚙合位置，如圖4所示，使用中小齒輪48與被起動著(未示出)的內燃機飛輪上的環狀齒輪齒牙嚙合。此時阻移彈簧54受到擠壓。當電動機開關接通時，把電力供給螺線管34，引起插棒式鐵心38相對軸軸向移到右邊，依靠ORC40的擠壓，協助慣性移動，並阻止小齒輪48從環狀齒輪上跳出或脫開嚙合，從而在嚙合位置中正向保持小齒輪48，直到起動電動機的電源開關關閉為止。
一旦切斷電源，螺線管34釋放插棒式鐵心38，使插棒式鐵心38返回到非嚙合位置。如果內燃機此時已被起動，那麼，因ORC40的作用，與環狀齒輪嚙合著的小齒輪48將會轉動得比電動機軸快。通過繞螺旋狀花鍵42上軸14轉動，在阻移彈簧54的作用下，ORC此時會軸向移動。
如果內燃機還沒有起動，一旦起動電動機停止轉動，小齒輪48將會在阻移彈簧54的作用下自由滑動而脫離與環狀齒輪的嚙合。因此，ORC40和小齒輪48返回到非嚙合位置，準備下次起動。
這裡說明的只是最佳實施例，對本領域的普通技術人員來說很顯然可以有各種變形，所有這樣的變形和改變構成了由附加權利要求所限定的本發明的組成部分。
權利要求
1.一種用於內燃機的電起動裝置，包括電動機(12)，該電動機具有外殼(18)和貫穿外殼延伸的可轉動電樞軸(14)，該軸(14)帶有螺旋狀花鍵部(42)；小齒輪(48)，安裝小齒輪(48)以與內燃機環狀齒輪可選擇的進行嚙合；離合器組件(40)，用於傳遞該軸(14)與該小齒輪(48)間的扭矩，該離合器組件(40)具有主動部(44)和從動部(46)，主動部(44)帶有與該軸(14)的螺旋狀花鍵部(42)相嚙合的內螺旋狀花鍵部，從而使在該軸(14)與該主動部(44)間的相對轉動運動產生離合器組件(40)沿該軸(14)的軸向運動，小齒輪是(48)固定的，用於隨該從動部(46)轉動；以及螺線管(34)，用於保持小齒輪(48)與環狀齒輪的嚙合，其特徵在於螺線管(34)具有螺旋狀線圈(36)和管狀插棒式鐵心(38)，且位於電動機殼(18)與離合器組件(40)之間的該軸(14)上，管狀插棒式鐵心(38)在第一末端具有徑向伸展凸緣(78)，第一末端被安置成吸向線圈(36)。
2.根據權利要求1所述的起動裝置，其特徵在於插棒式鐵心(38)具有適於靠在離合器組件(40)的主動部(44)的第二末端。
3.根據權利要求1所述的起動裝置，其特徵在於螺線管(34)還包括外殼(68)和帽體(60)，外殼(68)和帽體(60)裝配在一起來限定內部空間；管狀軸承(66)，裝到外殼(68)上且引導插棒式鐵心(38)穿過外殼(68)。
4.根據權利要求3所述的起動電動機，其特徵在於螺旋狀線圈(36)裝配到管狀軸承(66)上。
5.根據權利要求4所述的起動電動機，其特徵在於管狀軸承(66)帶有凸緣，用於對螺旋狀線圈(36)定位。
6.根據前述任一權利要求所述的起動電動機，其特徵在於插棒式鐵心(38)的偏移距離至少是螺線管(34)軸向長度的一半。
7.一種螺線管，包括外殼(68)；帽體(60)，裝在外殼(68)上並限定內部空間，外殼(68)和帽體(60)各帶有限定於具有軸的通道間的通孔；螺旋狀線圈(36)，圍繞通道裝在外殼(68)；軸承(66)，裝在外殼(68)中的通孔上，並帶有與該通道共軸的通孔；插棒式鐵心(38)，具有沿該通道軸向伸展的管體(76)，且可滑動地安裝在該軸承(66)的通孔中，該插棒式鐵心(38)在管體(76)第一末端具有徑向伸展的凸緣(78)。
8.根據權利要求7所述的螺線管，其特徵在於管體(76)的凸緣(78)處於內部空間內。
9.根據權利要求7所述的螺線管，其特徵在於螺絲狀線圈(35)位於軸承(66)上。
10.根據權利要求9所述的螺線管，其特徵在於軸承(66)在其一端具有徑向伸展的凸緣，用於支撐螺旋狀線圈(36)，防止軸向移動。
11.根據權利要求7至10任一項所述的螺線管，其特徵在於插棒式鐵心(38)的偏移距離至少是螺線管軸向長度的一半。
全文摘要
一種用於內燃機上的起動電動機,具有慣性式小齒輪機構和軸向螺線管(34),設置螺線管(34)以阻止在內燃機起動中小齒輪(48)跳出。
文檔編號F02N15/06GK1362774SQ01130329
公開日2002年8月7日 申請日期2001年9月29日 優先權日2000年10月2日
發明者S·霍, W·J·奧斯瓦德, A·盧斯, M·德, 利昂, R·思雷舍 申請人:德昌電機股份有限公司