专利名称：发动机所用的启动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种启动器，其具有利用螺旋花键配装于管的内部的输出轴和沿轴向与其对齐的小齿轮，输出轴可沿轴向随着管自由滑动。
背景技术：
日本专利文献JP-H6-6-23742 Y2公开了一种常规型启动器。如图3所示，这种启动器包括由轴承100支承于外壳110上的输出轴120。输出轴120可自由旋转并沿轴向滑动。单向离合器140将转矩从马达130传递至输出轴120。小齿轮150利用花键安装于输出轴120的端部。这种启动器的输出轴120由变速杆160作用下向图3中的右侧运动以便通过小齿轮150与发动机的环形齿轮(未示出)接合。
在以上文献所公开的常规技术中，小齿轮150附连于输出轴120的从轴承100伸向外壳110外部的端上(与离合器140相对)。在这种结构中，单向离合器140和小齿轮150都由轴承100支承。这样就导致了离合器140和小齿轮150之间的距离增加。而且，小齿轮150的端部与马达130的后端之间的轴向距离增加。这就使得难以将启动器安装于发动机上，因为在启动器与附件和/或导线之间可能会产生干涉。
输出轴120只根据轴承100和小齿轮150的相对位置在一端受到支承。与具有两个支承着输出轴120的两端的轴承以便使得小齿轮150位于两个轴承之间的结构相比，这种结构提供的强度较小。
考虑到上述问题，本发明的一个目的在于通过减小其在小齿轮边缘与马达后端之间的轴向长度以及加强输出轴而提供用于安装启动器的更佳方法。
发明内容
本发明的启动器包括马达、管、单向离合器和输出轴。马达产生旋转力。管为圆柱形，在其内表面上刻有内螺旋花键，并且在位于管外部的第一轴承上自由旋转。单向离合器将马达的旋转力传递至管。输出轴与马达的电枢轴沿轴向对齐并且具有刻于一端上的外螺旋花键。输出轴的外螺旋花键位于管中并且接合着位于其内表面上的内螺旋花键。轴的另一端由提供于外壳的支承部分处的第二轴承可旋转地并且可滑动地支承。输出轴具有在由第一轴承支承的端与由第二轴承支承的端之间延伸的直花键。花键接合着小齿轮。
根据以上结构，小齿轮可置于第一和第二轴承之间。这种结构具有的优点在于，与只在一端支承着输出轴的启动器相比，启动器所具有的轴向长度，因为小齿轮与单向离合器之间的空间可以减小。换而言之，第二轴承没有必要置于小齿轮与单向离合器之间。这就使得小齿轮能够离单向离合器更近。因此，启动器的位于小齿轮边缘与马达后端之间的轴向长度就可以减小，并且，因此启动器所需的空间就更小并更易于安装。
启动器的这种结构还有利于提高输出轴的强度，因为其在两端都受到支承。
在本发明的一个方面中，当输出轴沿着与马达相对的方向运动时，管就停止其相对于输出轴的旋转，并且外螺旋花键的相对端被压在形成为由第一轴承支承的管的内表面上的内螺旋花键的一端的止动器上。
根据上述结构，管与输出轴的相对旋转基本上与输出轴的轴向运动同时停止。即，不需要使用很大的力来停止输出轴的轴向运动。因此，由沿与马达相对的方向运动的输出轴所产生的推力就不会被引至第二轴承和/或外壳，因而提高了启动器的耐用性。
在本发明的另一个方面中，单向离合器具有外侧部分和内侧部分。内侧部分形成为管的一部分。
在这种结构中，转矩损失得以减小，因为马达的旋转力被通过滚筒从单向离合器的外侧部分直接传递至管。而且，由于内侧部分和管作为一个零件形成，因此零件的数量可以减小并且启动器的主体可以减小尺寸。
在本发明的另一个方面中，马达的旋转速度通过减速装置而减小，减速装置具有在固定于单向离合器的外侧部分上的轴上自由旋转的行星齿轮。这就将行星齿轮的轨道运动传递至单向离合器的外侧部分。
在这种结构中，不需要分离的零件置于行星齿轮与单向离合器的外侧部分之间，因为齿轮轴直接位于外侧部分上。这样就减小了启动器的轴向尺寸。而且，由于行星齿轮的轨道运动被通过齿轮轴直接传递至单向离合器的外侧部分，所以转矩就得到有效传递。
在本发明的另外一个方面中，外壳的支承部分具有容放着第二轴承的通孔和防护罩，防护罩沿轴向覆盖着输出轴的由第二轴承支承的另一端并且封闭着通孔的开口。
在这种结构中，因为罩保护着通孔的内部免受灰尘、水和/或其它形式的外物的影响，因此由第二轴承支承的输出轴的滑动性能就受到保护。罩还用于容放润滑剂以便保证输出轴的更长期的滑动性能。
以下详细描述，后附的权利要求以及附图全都构成了本申请的一部分，通过阅读它们，将可以理解本发明的其它特征和优点、以及操作方法和相关零件的功能。在图中
图1为根据本发明第一实施例的启动器的剖视侧视图，其包括启动器的电路的示意图；图2为图1的启动器的一部分的剖视侧视图，示出了根据本发明第二实施例的防护罩的情况；以及图3为常规型启动器的部分剖视侧视图；具体实施方式
现在将参看附图对每个优选实施例进行描述。
图1为根据本发明第一实施例的启动器1的剖视图，以及启动器1的电路的示意图。
启动器1包括马达2、输出轴4、管3、小齿轮6、环形齿轮5、电磁开关8和变速杆7。马达2产生旋转力。输出轴4通过管3接收马达2的旋转力。小齿轮6通过与输出轴4一起旋转而将旋转力传送至发动机的环形齿轮5。电磁开关8除了使输出轴4沿轴向与变速杆7滑动之外，还控制着马达2所用的电路的主接触点(后文中进行描述)的开关。
马达2为常规型直流电机，其包括场发生器9、电枢10和电刷11。场发生器9产生磁场。电枢10具有整流器(未示出)。电刷11置于整流器上。当主接触点由电磁开关8闭合时，电流就从电池12供向马达2以便在电枢10中产生旋转力。
管3为圆柱形，在其内圆周表面上带有内螺旋花键3a。管3具有轴承支承面，其在与马达相对的一端(即图1中的左侧)直径减小。轴承支承面通过配合于轴承支承面的外周面上的滚珠轴承13(本发明的第一轴承)由中心箱体14支承。管3可在轴承上自由旋转。内螺旋花键3a并未通至管3的另一端，因为止动器3b置于其上。
中心箱体14置于外壳15与启动器1的马达轭架16之间。中心箱体14覆盖着减速装置和离合器的外侧，其在后文中进行更详细的描述。
输出轴4通过减速装置和离合器与马达2的电枢轴10a沿轴向对齐，并且在一端的外圆周表面上具有外螺旋花键4a。外螺旋花键4a接合着位于管3的内圆周面上的内螺旋花键3a。输出轴4的另一端由轴承17(本发明的第二轴承)可旋转地并且可滑动地支承，该轴承17压配合于外壳15的支承部分15a中。输出轴4具有直花键4b，其在由滚珠轴承13支承的一端与由轴承17支承的另一端之间延伸。
置于外壳15的支承部分15a上的轴承17包括金属衬套。轴承17的轴向长度选择成足以使得输出轴4总是被轴承17所覆盖，如图1中所示。即，当启动器1停止时(如图1所示)，输出轴4的边缘和轴承17的与小齿轮6相对的一侧处于基本上齐平的位置。因此，当输出轴4被从马达2上推离时，输出轴4的边缘就从轴承17伸出超过与小齿轮6相对的一侧。在这种结构中，即使当启动器1停止时，轴承17的内圆周表面也并未暴露于大气中，因此就保护着表面免受灰尘、水及其它不受欢迎的外物的影响。
减速装置包括具有多个行星齿轮18的常规型行星齿轮组。当电枢10的旋转被传递至行星齿轮18时，旋转速度就被减至行星齿轮18的轨道速度。这是因为行星齿轮18绕着电枢轴10a沿轨道运行。行星齿轮18由齿轮轴19可旋转地支承。轴19通过压配合或类似装置固定于承板20上。
离合器包括随着行星齿轮18的轨道运动而旋转的外侧部分21、形成为管3的内侧部分、以及置于外侧21与内侧部分(管3)之间的滚筒22。离合器通过滚筒22将转矩从外侧部分21传递至内侧部分并且切断从内侧部分向外侧部分21传递转矩。外侧部分21具有将马达2的电枢轴10a与沿轴向相对的输出轴4隔开的侧壁。这个侧壁用作承板20。承板的与马达2相对的一侧(即图1的壁的左侧)用作输出轴4的向后(即，向图1的右侧)运动的止动壁。
小齿轮6接合着输出轴4的外圆周上的直花键4b以便与其一起旋转。而且，小齿轮6利用来自小齿轮弹簧23的沿与马达相对方向(在图1中向左)的压力而紧靠在套环24上，该套环24在小齿轮6的前边缘处附连于输出轴4上。在这种情况下，小齿轮6通过沿着输出轴4上的直花键4b滑动而将小齿轮弹簧23朝着图1的右侧推入完全压缩的状态。换而言之，小齿轮6的向后运动通过与小齿轮弹簧23的完全压缩状态相对应的位移量而受到限制。
电磁开关8包括励磁线圈26、柱塞27、杠杆钩29和主动弹簧28。励磁线圈26通过启动器开关25(IG按钮键)的闭合操作而从电池12接收电流。柱塞27置于励磁线圈26中以便前后运动。杠杆钩29通过主动弹簧28置于柱塞27的凹形部分上。变速杆7的顶端连接于杠杆钩29上(图1所示)。
变速杆7在支点7a上绕枢轴转动并且与在其下端处位于输出轴4上的一对垫圈构件30相关联，以便将柱塞27的运动传递至输出轴4。
马达2的主接触点包括一对固定接触点31和一个动接触点32。这对固定接触点31通过电磁开关8的两个外部端子(未示出)连接于电源电路上。动接触点32与柱塞27相关联(或者形成为柱塞27的一部分)。当动接触点32被压在这对固定接触点31上以便在两个固定接触点31之间建立电连接时，主接触点就闭合。当动接触点32从这对固定接触点31上离开时，主接触点就打开。
现在将对启动器1的操作进行描述。
当通过闭合启动器开关25而将电流供向电磁开关8的励磁线圈26时，由于励磁线圈26所产生的吸引磁力，所以柱塞就在图1中向右运动。这就通过变速杆7压缩复位弹簧(未示出)以便沿着与马达相对的方向推动输出轴4。如果小齿轮6平滑地接合着环形齿轮5，如图1中的双划线所示，则动接触点32就压在这对固定接触点31上以便闭合主接触点并且因此在电枢10中产生旋转力。
另一方面，当小齿轮6的边缘在与环形齿轮5接合之前到达环形齿轮5的面时，则只有输出轴4向前运动。这就进一步压缩小齿轮弹簧23离开小齿轮6(小齿轮相对于输出轴4向后运动)。当小齿轮6随着输出轴4的运动而旋转时，其就通过来自小齿轮弹簧23的压力作用而牢牢与环形齿轮5相接合，并且因此将主接触点闭合以便在电枢10中产生旋转力。
即使当小齿轮6和环形齿轮5在闭合主接触点之前并未接合时，马达2的电枢10的旋转力也使得输出轴4旋转，从而引起小齿轮6和环形齿轮5的相对旋转。因此，小齿轮6和环形齿轮5就借助于小齿轮弹簧23和主动弹簧28的作用牢牢地接合。当小齿轮6和环形齿轮5牢牢接合时，旋转力就被从小齿轮6传递至环形齿轮5以便最终开动发动机。
当启动器开关25在启动发动机之后被打开时，由于失去了来自励磁线圈26的吸引磁力，因而柱塞27就在复位弹簧的压力作用下在图1中向左运动。柱塞运动打开主接触点以便切断供向电枢10的电流。变速杆7将输出轴4推回至图1中的右侧，使得小齿轮6与环形齿轮5脱离接合并且使得输出轴4接触承板20。启动器1具有直花键4b，其位于输出轴4的通过管3由滚珠轴承13支承的端与由轴承17支承的另一端之间。小齿轮6接合着直花键4b。因此，输出轴4就在两端都得到支承，并且，因而小齿轮6和离合器就可以相互靠近放置，因为没有必要将轴承置于其间。
与图3中所示和以上所述的常规型启动器相比，由于其位于小齿轮6的边缘与马达2的后端之间的轴向长度L(图1中所示)减小，因此本发明的启动器1更加简便并且更加稳固地安装于发动机上。第一实施例中的启动器1包括马达2电枢轴10和输出轴4，它们沿轴向对齐并且因而具有更长的轴向长度。因此，减小输出轴的轴向长度L并且在两端支承着它就在安装的整体性和输出轴结构的强度方面具有巨大的影响。
在第一实施例的启动器1中，输出轴4上的外螺旋花键4a的边缘可旋转地接合于管3的内圆周上的内螺旋花键的边缘(止动器3b)上。这种接合阻止了输出轴4相对于管3的旋转和输出轴4沿轴向的滑动。根据这种结构，沿轴向的运动并非必须使用很大的力进行阻止。就是说，并非必须由轴承17或外壳15产生对输出轴4的沿与马达相对方向的推力，因此，由于轴承17和外壳15不会受到过度的载荷，因而启动器1的耐用性就得以提高。
而且，将马达2的旋转力传递至输出轴4的离合器包括整体铸造而成的零件，其包括内侧部分和管3。在这种情况下，由于传递而造成的转矩损失就得以减小，因为马达2的旋转力被通过滚筒22从外侧部分21直接传递至管3。而且，由于内侧部分和管3整体地形成，因此零件的数量可以减小并且启动器的主体可以减小尺寸。
而且，由于支承着行星齿轮18的齿轮轴19的承板20和外侧部分21的侧壁整体地形成，因此由行星齿轮18的轨道运动所产生的转矩就被通过齿轮轴19有效地传递至外侧部分21。这也有助于减小启动器的轴向长度。
由于外侧部分21的侧壁(承板20)覆盖着输出轴4的最靠近马达的边缘，因此位于内螺旋花键3a与外螺旋花键4a之间的接合部分(滑动部分)就可完全地与马达2分离。因此，花键的滑动部分就能够受到保护免受来自马达2内部的齿轮的电刷和磨粉的影响。
图2为安装于支承部分15a上的防护罩33的剖视图。
外壳15的支承部分15a包括用于容放轴承17的通孔15b。防护罩33覆盖着通孔15b的前端以便封闭在其前端上的开口。在这种结构中，因为罩保护着通孔15b的内部免受灰尘、水和/或其它外部碎屑的影响，因此由轴承17支承的输出轴4的滑动性能就受到保护。罩33还用于容放润滑剂以便保证更长期的滑动性能。
在第一实施例中，金属衬套(滑动轴承)被视为轴承17的一个实例。然而，也可以使用滚针轴承、滚珠轴承或可用于适合本发明的原理的任何其它类型的装置来代替。
而且，尽管如上所述，轴承17的长度比外壳15的支承部分15a短，以便防止轴承17的内表面在启动器1停止时露出，但应当理解，在替代实施例中，轴承17的长度可以与支承部分15a的总长度相同或者甚至更长。
因此，应当理解，本发明的启动器1具有在两端支承着小齿轮轴以便增加其轴向定位的准确性和其耐用性的结构优点。而且，来自于通过使用轴承和螺旋花键而实现的变速杆与输出轴的连接机构的机械优点在于以下方面减小了变速杆与输出轴之间的旋转摩擦，减少了小齿轮的滑动动量以及减小了磁开关的尺寸。
权利要求
1.一种启动器，包括马达，其产生旋转力；管，其由第一轴承可旋转地支承，管在其内表面上刻有内螺旋花键；单向离合器，其将马达的旋转力传递至管；输出轴，其与马达的轴沿轴向对齐并且具有第一端和第二端，第一端具有刻于其上的，与管的内螺旋花键接合的外螺旋花键，第二端由提供于外壳的支承部分处的第二轴承可旋转地并且可滑动地支承；以及小齿轮，其置于输出轴上并可向着发动机滑动以便一起接合置于其上的环形齿轮与输出轴，其中输出轴具有在第一端与第二端之间延伸的，接合着小齿轮的直花键。
2.根据权利要求1所述的启动器，其中当输出轴沿轴向背离马达运动时，管就停止相对于输出轴的旋转，并且外螺旋花键压配合在形成于由第一轴承支承的管的内螺旋花键的一端上的止动器上。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的启动器，其中单向离合器具有外侧部分和内侧部分，内侧部分与管整体地形成。
4.根据权利要求3所述的启动器，其中马达的旋转速度通过减速装置而减小，减速装置具有在固定于离合器的外侧部分上的轴上自由旋转的行星齿轮，从而将行星齿轮的轨道运动所产生的转矩传递至离合器的外侧部分。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的启动器，其中外壳的支承部分具有容放着第二轴承的通孔和防护罩，防护罩沿轴向覆盖着输出轴的第二端并且封闭着通孔的开口。
6.一种启动器，包括马达，其产生旋转力；管，其由第一轴承可旋转地支承；单向离合器，其将旋转力从马达传递至管；输出轴，其与马达的轴沿轴向对齐并且具有第一端和第二端，第一端由管容放并接合着管，第二端由第二轴承可旋转地并且可滑动地支承；以及小齿轮，其置于输出轴上并可向着发动机滑动以便一起接合置于其上的环形齿轮与输出轴，其中输出轴具有在第一端与第二端之间延伸的，接合着小齿轮的直花键。
7.根据权利要求6所述的启动器，其中管包括接合着输出轴上的外螺旋花键的内螺旋花键。
全文摘要
一种发动机所用的启动器包括马达、圆柱形管、单向离合器、输出轴和小齿轮。马达产生旋转力。第一轴承可旋转地支承着管。管包括位于其内表面上的内螺旋花键。离合器将旋转力从马达传递至管。输出轴具有与马达的轴沿轴向对齐的第一端和第二端。第一端具有与管的内螺旋花键接合的外螺旋花键。第二轴承可旋转地并且可滑动地支承着输出轴的第二端。小齿轮置于输出轴上并可滑动以便接合输出轴和发动机上的环形齿轮。输出轴具有接合着小齿轮的直花键。
文档编号F02N15/02GK1637276SQ20041006152
公开日2005年7月13日 申请日期2004年12月27日 优先权日2003年12月25日
发明者梶野定义 申请人:株式会社电装