CN1082142C - 起动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种其齿轮转动限制机构的结构简化了的起动器，该起动器的整体结构尺寸也相应减小了。在本发明中，一齿轮限制件(230)与齿轮(200)相接靠，并借助于输出轴(220)的旋转而使齿轮(200)移向环齿轮(100)，同时防止齿转(200)转动。当齿轮(200)与环齿轮(100)相靠时，所述齿轮限制件(230)弯曲并逐渐转动齿轮(200)，使其与环齿轮(100)啮合。采用上述结构及工作原理，在使组件的零件减少的同时还减小了磨粉的产生。

Description

起动器

本发明涉及一种用于起动机动车发动机的起动器。

在传统的起动器中，有一些是通过一小齿轮将电机的转动传递给环齿轮的，如美国专利US1,941,698或US2,342,632。在前者所述的起动器中，通过使一限制件与小齿轮的外周缘部分接靠，借助于电机驱动的轴之转动及该限制件与小齿轮之间的摩擦力，从而促使该小齿轮向环齿轮一侧推进，由此与环齿轮啮合。在后者的起动器专利中，通过限制件的销与小齿轮齿部相接合，使小齿轮不能转动，从而引起该小齿轮向环齿轮一侧推进，并因而与之啮合。

但是，在传统的起动器中，当小齿轮与环齿轮侧啮合，及当小齿轮未与环齿轮啮合且环齿轮靠在小齿轮端面上时，尽管电机进一步的转动力能促使小齿轮克服该限制件与小齿轮之间的摩擦力，使小齿轮略微转动而与环齿轮啮合，但由于要有摩擦力介入，会产生一些问题，如起初摩擦力调整、滑动表面粘附有磨粉，结果零件寿命大受影响。

还有，在后一种现有技术中，当环齿轮与小齿轮的端面相接靠时，就会产生一个问题，即限制件突然通过小齿轮齿部齿节引起该齿轮与环齿轮之间的冲击力，并需要弹簧之类的另外构件使限制件越过小齿轮的齿顶。

基于上述情况，本发明的目的提供一种起动器，其齿轮转动限制机构简单又耐用。

根据本发明的起动器，当一齿轮限制装置与一齿轮相接靠及输出轴的转动促使该齿轮移向环齿轮一侧并与之接靠时，所述齿轮限制装置本身弯曲而让所述齿轮逐渐转动，使后者与环齿轮啮合，结果在装置中无磨粉产生及可采用较少的零件，结构简单。

另外，所述齿轮可至少转过小齿轮齿节的二分之一，能可靠地调节齿轮的转动。

进一步地，由于齿轮外圆周表面上的轴向槽数大大多于小齿轮齿数，所述齿轮限制装置易于与这些轴向槽接合。

该齿轮限制装置只需较小的力保持上述齿轮，从而限制齿轮的转动，这样，可以通过磁力开关并借助于线状件而将齿轮限制装置移向齿轮一侧，给磁力开关的配置提供了自由度。

还有，齿轮限制装置本身当上述齿轮与环齿轮啮合时具有防齿轮复位的功能(装置)，组件的零件数可以减少，并因而得到简化。

齿轮限制装置本身包括一个与之整体成形的偏压装置，用于将其相对的侧作偏向齿轮的运动，当关闭磁力开关时，该齿轮限制装置自动离开所述齿轮，因此零件数可以减少，组件得到简化。

限制装置(电阻件)使输出轴的转动减慢，进而使齿轮缓慢移向环齿轮侧，直到该齿轮与环齿轮相靠为止，所以没有必要做成刚度很大的齿轮限制装置，当所述齿轮与环齿轮接靠时不会有很大冲击力。

所述齿轮限制装置部分设有一杆状弹性限制部分，该限制部分能可靠地弯曲。

通过将垫圈可转动地装在齿轮的端面，即使当该齿轮由环齿轮作用而超速作高速转动时，由于垫圈可相对齿轮转动，只有限制部分的接靠部分有一点磨损，所以耐用性提高了。

该垫圈是与上述齿轮同时进行热处理的，省去了单独用来使垫圈的硬度在一预定值之上的工艺。

通过磁力开关的铁心的运动，引起限制部分与齿轮相靠，与之同时引起弹性部分变形。在限制部分与齿轮相靠时，当铁心作返回运动时，借助于弹性部分的弹力，该限制部分能可靠地离开所述的齿轮。

在附图中：

图1为本发明的起动器第一实施例的侧视剖面图；

图2是一个齿轮转动限制件的立视图；

图3A和3B分别是装在一齿轮部件上的齿轮转动限制件的前视图及部分有截面的侧视图；

图4是中心支架的后视图；

图5是中心支架的侧视截面图；

图6是中心支架的前视图；

图7为电枢的侧视截面图；

图8为磁轭的前视图；

图9是一磁力开关的铁心及触头的分解透视图；

图10为一透视图，示出了磁力开关的铁心；

图11为一端盖及电刷弹簧的截面图；

图12为电刷保持架的前视图；

图13是沿图12的XIII-XIII线的剖面图；

图14是沿图12的XIV-XIV线的剖面图；

图15A至15C为电路简图，示出了一齿轮的工作状况；以及

图16为本发明第二个实施例的剖面图。

下面将根据图1至15所示的第一个实施例对本发明的起动器作描述。

所述起动器一般可分为一外壳400，一行星齿轮减速机构300，一电机500及一个包含一磁力开关的端盖。所述外壳400包含一个齿轮200，它与一个装在发动机(未示)上的环齿轮啮合。在起动器内部，由一电机隔板800将外壳400与电机500隔开，而电机500与端盖700之问则由电刷保持架隔离开来。

如图1及进一步在图3A及3B详细所示，齿轮200上做有一个与发动机环齿轮相啮合的小齿轮210。

围绕小齿轮210的内表面上设有螺旋键齿211，后者与输出轴220上的螺旋键槽相啮合。

小齿轮210在与环齿轮100相对的一侧做有一个环状的且直径比小齿轮210的外直径要大的凸缘213。若干个比小齿轮210外齿数要多的凸起214绕凸缘213的整个外周面设置。这些凸起214是用于与下面将要诸论的齿轮转动限制件230的限制爪相接合。一垫圈215装在小齿轮210的后端的环形部分216的外周侧上，并在此能转动，且不会轴向从凸缘213的后表面上脱落。

通过这种方式将可转动的垫圈215装在小齿轮210的凸缘213的背面，当齿轮转动限制件230(下面将要描述)降下而位于小齿轮210之后时，该齿轮转动限制件230的限制爪231的前端就顶靠在垫圈215上，这样转动的小齿轮210不直接与齿轮转动限制件230的限制爪231相接靠，它通过相对转动的垫圈215防止了由齿轮转动限制件230的限制爪231造成的磨损破坏。

小齿轮210始终通过一个由压缩螺簧构成的复位弹簧240而被加上朝向输出轴220的后端的偏压。复位弹簧240可直接顶压在小齿轮210上，但在本实施例中是通过活门420的环体421加压于小齿轮210上。所述活门420用于打开及关闭外壳400的开口部分410，这在下面将作进一步讨论。齿轮转动限制件

如图2、3A及3B详细所示，构成齿轮运动装置的齿轮转动限制230为一片状弹簧件，它被卷成3/2(即1.5)圈，其中约3/4圈为轴向长度较长且高弹簧常数的转动限制部分232，剩余的约3/4圈为轴向长度较短且低弹簧常数的构成偏压装置的复位弹簧部分233。

限制爪231设在转动限制部分232的一端，它有一在轴向延伸的限制部分，并可与在小齿轮210的凸缘213上形成的众凸起相啮合。为了增加所述的与小齿轮210的凸起214相啮合的限制爪231的刚性，限制爪231被做成轴向较长并径向向内弯成截面为L形的杆状。

转动限制部分232设有垂直延伸的直线部分235。该直线部分235由两个设在中心支架360上并从其前表面伸出的支承361而可垂直滑动地被支承着。这就是说，垂直移动的直线部分235会带动该转动限制部分232作垂直运动。

还有，用于传递磁力开关600(下面再作讨论)运动的线状件680(例如一根金属线)之前端的球状件601相对于转动限制部分232的限制爪间180°相对布置。所述球状件601将在下面作进一步描述。

复位弹簧部分233的端部侧有较大的曲率，且复位弹簧部分233的端部236靠接在限制台362的上表面上。所述限制台362设在中心支架360下部的前表面上并从其上凸起。

现对齿轮转动限制件230的工作原理作一介绍。所述线状件680是用于传递磁力开关600的运动给限制制爪231的传递装置，因而磁力开关600的运动会向下拉动转动限制部分232，引起限制爪231与小齿轮210的凸缘213上之凸起214啮合。此时由于复位弹簧部分233的端部236与作定位限制的限制台362相接靠，该复位弹簧部分233弯曲。由于限制爪231是与小齿轮210上的凸起214相啮合的，当小齿轮210通过电机500的电枢轴510及行星齿轮减速机构300而开始转动时，小齿轮210沿输出轴220的螺旋键槽221向前推进。当小齿轮210与环齿轮100相靠时，其推进受到阻碍，这时输出轴210的进一步转动力使齿轮转动限制件230本身弯曲，小齿轮210稍微转动就与环齿轮100啮合。当小齿轮210推进时，限制爪231与凸起214相脱开，限制爪231就落下位于小齿轮210的凸缘213之后，其前端顶靠在垫圈215的背面，防止小齿轮210在发动机的环齿轮100的转动之下退回。

当磁力开关600停止运动及线状件680停止向下拉动转动限制部分232时，复位弹簧部分233的作用是使转动限制部分232回到其原始位置。

以这种方式，该齿轮转动限制件230尽管为一个弹簧件，但完成了三个操作过程，即限制小齿轮210的转动并使之推进的操作；降落在小齿轮210之后并限止小齿轮210退回之操作；及使转动限制部分232复位的操作。由于一系列操作过程只由一个部件来完成，所以起动器内的零件数可减少，装配性得到了改善。

还有，当齿轮转动限制件230与小齿轮210相靠及借助输出轴220的转动而使小齿轮210移向环齿轮100侧时，小齿轮210就与环齿100相靠，由于齿轮转动限制件230本身弯曲并使小齿轮210略微转动而使之与环齿轮啮合，不会产生磨粉，还由于部件较少，所示结构做得较简单。

再者，由于小齿轮210的凸起214的凸出部比小齿轮210的齿数要多得多，所以齿轮转动限制件230可很容易地与凸起214啮合。

因为齿轮转动限制件230只需较小的保持力就可限制小齿轮210的转动，所以有可能借助于磁力开关600，采用线状件680，将其移至小齿轮210侧，这样就增加了布置磁力开关600的自由度。

还有，当小齿轮210与环齿轮100啮合时，齿轮转动限制件230本身能阻止小齿轮复位，这样零件数较少，组件能做得简单。

此外，由于齿轮转动限制件230本身整体包括了复位弹簧部分233，后者构成了将其相对侧压向小齿轮的偏压装置，通过关闭磁力开关600，该齿轮转动限制件230自动从小齿轮210上移开，这样零件数较少，组件可以简化。

通过在齿轮转动限制件230设置构成杆状的弹性限制部分的限制爪231，该齿轮转动限制件本身能可靠地弯曲。

再者，通过将垫圈215可转动地保持在小齿轮210的端面上，这样甚至当小齿轮210由环齿轮100而作超限运动并作高速转动时，由于垫圈215能相对小齿轮210转动，构成限制部分的限制爪231的顶靠部位不会有很大磨损，从而增加了耐用性。齿轮挡环250

齿轮挡环250被装在绕输出轴220加工出的截面呈矩形的环槽内。所述齿轮挡环250为一圆形状的且呈矩形截面之钢件；在每一端各形成有一大致为S形的波纹251(接合装置的一实例)，其一端的凸出部与另一端的凹部相接合，而该另一端的凸部则与前述端的凹部相接合。行星齿轮减速机构300

图1所示的行星齿轮减速机构300为减速装置，用于将电机500的转速降至输出轴220的转速，及增加电机500的输出扭矩，后面还要对电机作进一步叙述。该行星齿轮减速机构300是由一中心齿轮310、若干行星齿轮320、一行星齿轮架330及一内齿轮340组成，该中心齿轮做在电机500的电枢轴(后作描述)之前侧外周边上；所述的若干行星齿轮320与该中心齿轮310啮合，并围绕中心齿轮的圆周边转动；而所述的行星齿轮架330可转动地支承这些围绕中心齿轮310转的行星齿轮，且与输出轴220整体成形；所述内齿轮340呈圆筒形，它在行星齿轮320的外周缘与之啮合，内齿轮由树脂制成。超速离合器350

超速离合器350只在一个方向可转动地支持内齿轮340(即只在发动机转动之下其转动的方向)。该超速离合器350具有一外离合件351、一环状内离合件352及一滚子353。所述外离合件351构成与内齿轮340的前侧整体成形的第一圆筒形部分；所述环状内离合件352构成做在中心支架360的后表面上的第二圆筒形部分；而中心支架360则构成一覆盖行星齿轮减速机构300的前端的固定侧壁，内离合件352面对外离合件351设置；所述滚子353装在一滚子容纳部分，该部分以与外离合件351的内表面相倾斜的方式成形。中心支架360

图4至6详细示出了装在外壳400的后端内的中心支架360。通过一端与外壳400接合另一端与中心支架360接合的环形弹簧390将外壳与中心支架360连接起来，并将它们以下述方式布置，即由构成超速离合器的内离合件352接收到转动反作用力可被该环形弹簧390吸收，反作用力不会直接传至外壳400上。

还有，保持齿轮转动限制件230的两支承臂361及有齿轮转动限制件230的下端加载其上的限制台362均装设在中心支架360的前表面上。绕中心支架360还开设许多切口部分363，它们与外壳400的内侧上的凸起部分(图中未示)相配合。上侧切口部分363还用作空气通道，用来把外壳400内的空气导入磁轭501。另外，在中心支架360的下端还开设供线状件680轴向通过的凹口部分364。行星齿轮架330

行星齿轮架330的后端设有凸缘状的突出部分331，它径向延伸以支承众行星齿轮320。向后延伸的销332装于该凸缘状的突出部分331上，这些销332通过金属轴承331可转动地支承行星齿轮320。

行星齿轮架330有一个通过装在外壳400前端内的外壳轴承440及装在中心支架360的内圆筒形部分365内部的中心支架轴承370的转动支承之前端。外壳400

外壳400用装在其前端的外壳轴承440支承输出轴220，它还装有为减少雨水及类似物通过开口部分410的侵入的隔水壁460，减小了在开口部分下部且位于小齿轮210的外直径与外壳400之间的间隙。此外，还在外壳前端的下部开设有两条轴向延伸的滑槽，一活门(下面将要叙述)就装在上述滑槽中。活门420

由树脂件(如尼龙之类)构成的活门420装在输出轴220上，它包括一夹在复位弹簧240与小齿轮210之间的环体421，及一用于打开和关闭外壳400中开口部分410的防水部分。该活门420的工作过程为，当起动器开始工作小齿轮210沿输出轴220向前推进时，环体421也与小齿轮210一起作向前运动。与此同时，与环体421整体成形的防水部分421也向前运动，从而打开了外壳400的开口部分。当起动器停止工作且小齿轮210沿输出轴220向后运动时，环体421也与小齿轮210一起后退。与此同时，与环体421整体成形的防水部分421也后撤，将外壳400的开口部分关闭。这样，构成打开和关闭装置的活门420借助于防水部分422，当起动器不工作时，可防止在环齿轮100的离心力作用下飞溅的雨水等进入外壳400内部。电机500

电机500被一个具有一通孔503的磁轭、一电机隔板800及一个固刷件900所包围，这些部件后面将作描述。该电机隔板800将行星齿轮减速机构封闭在它与中心支架360之间，还起到防止行星齿轮减速机构300内的润滑油流入电机500中的作用。

图1所示的电机500具有一个电枢540和固定磁极550。电枢包括电枢轴510、电枢铁芯520及电枢绕组530，后二者装在该电枢轴510上，并与之呈一整体旋转；推动电枢540的固定磁极绕磁轭的内侧布置。电枢绕组530

在图7详示的实施例中，电枢绕组530采用多个(例如25个)上层绕组棒531及与该上层绕组棒数目相同的下层绕组棒532，并采用两层式绕组，其中相应的上层绕组棒531及下层绕组棒532在径向叠置在一起。该上层绕组棒531与下层绕组棒532成对配置，且上层绕组棒531的端部及下层绕组棒532的端部被导电地连接起来，构成环状绕组。上层绕组棒531

图7所示的多个上层绕组棒531是由高导电率的材料(例如铜)制成，每个配有一上层绕组臂533及两个上层绕组端534。上层绕组臂533在轴向与固定磁极550相平行地延伸，并被保持在槽524的外侧。所述上层绕组端534从上层绕组臂533的两端向内弯折，并在与电枢轴510的轴向相垂直的方向延伸。该上层绕组臂533及两上层绕组端534可以通过冷铸而整体为一模铸件，也可是由压力机压弯成U形的部件，或借助于焊接之类的连接方法将各单个制出的部件，即一上层绕组臂533及两上层绕组端534连接起来，构成一个整体件。下层绕组棒532

下层绕组棒532与上层绕组棒511一样也是由高导电率的材料(例如铜)制成，每个包括一个下层绕组臂536及两个下层绕组端537。下层绕组臂536在轴向与固定磁极550相平行地延伸，并被保持在槽524的内侧。所述下层绕组端537从下层绕组臂536的两端向内弯折，并在与电枢轴510的轴向相垂直的方向延伸。该下层绕组臂536及两下层绕组端537与上层绕组棒531一样，可以通过冷铸而制成一整体件，或借助于压力机而弯曲成U形件，或采用焊接之类的连接方法将各单个制出的部件，即下层绕组臂536及两下层绕组端537连接起来，构成一个整体件。

上层绕组端534与下层绕组端537之间的绝缘是由绝缘隔片560来保证的，而下层绕组端537与电枢铁芯520之间的绝缘是通过由树脂(例如尼龙或酚醛树脂)做的绝缘环590来保证的。磁轭501

图8所示的磁轭501是一个由钢板滚压而成的圆筒体，围绕它形成有许多轴向延伸并朝内圆周凹下去的通槽502。这些通槽502及设置用的螺栓用来将固定磁极550绕磁轭501的内圆周定位。固定磁极550

在图8所述的实施例中，固定磁极550采用永久磁铁，它们包括多个(例如6个)主磁极551及位于这些主磁极551之间的辅助磁极552。可用励磁线圈通过电流产生磁力来代替用于固定磁极550的永久磁铁。

主磁极551由做在上述磁轭501上的通槽502之内侧的端部来定位，并有绕其内侧布置的固定套筒553将其固定在磁轭501内，其中辅助磁极布置在主磁极551之间。磁力开关600

图1，9及10所示的磁力开关600被保持在一个电刷保持架900(后将作描述)上，并位于一端盖700内，且以与电枢轴大致垂直的方式被固定起来。所述端盖700在下面也会作介绍。

在磁力开关600中，电流驱动一铁心610作向上运动，两个与铁心一起移动的触头(一个是下可动触头611，另一个为上可动触头612)依次靠在接线螺栓620的头部621及固定触头的接靠部分631。一图中未示的蓄电池电缆线接在该接线螺栓620上。

磁力开关600在内侧有一圆筒形的磁力开头罩640，它有一个底部，并由磁性件(例如铁)制成。该磁力开关罩640是从(例如)一易弯曲钢板压成杯形而做成的，其底部中央有一孔641，所述铁心穿过它作垂直方向的运动。还有，该磁力开关罩640的上开口由磁性体(例如铁)制成的固定铁心642所封闭。

该固定铁心642由一上部大直径部分643，一个下部中直径部分644及一个再下部的小直径部分645组成，它通过大直径部分643的外周缘嵌塞在磁力开关罩640的上端内侧而装在磁力开关罩的上开口内。吸引线圈650的上端就绕中直径部分644安装。将铁心610向下压的压缩螺簧660的上端围绕固定铁心642的小直径部分645的周边安装。

所述吸引线圈650是一吸力装置，它在电流流过时产生磁力而吸引铁心610。该吸引线圈650装有套筒651，其上端装在固定铁心642的中直径部分644，围住作垂向移动的铁心610。该套筒651是通过卷曲一非磁性薄板而成，薄板(举例来说)可以是铜板，黄铜板及不锈钢板。所述套筒651的上下端上布置有由树脂材料或其它材料制成的绝缘垫圈652。在这两绝缘垫圈652之间，绕套筒包有一层由树脂材料(如玻璃纸，尼龙膜)或纸制成的纸缘薄层(图中未示)，绕该纸缘薄层缠有预定圈数的薄漆包线，这样就构成了吸引线圈650。

铁心610是由磁性金属(如铁)制成，并具有一个包括一上部小直径部分613及一个下部大直径部分614的基本为圆筒形的构形。压缩螺簧614的下端就装在小直径部分613上，而轴向较长有大直径部分614以可作垂直滑动的方式装在套筒651内。

从铁心610向上伸出的铁心轴615固定于该铁心610的上端。该铁心轴615向上穿过开在固定铁心642上的通孔。一个上可动触头612在固定铁心642之上并装在铁心轴615上，可沿铁心轴615作垂直滑动。该上可动触头612被一个装在铁心轴615上端的止环616所限制，如图9所示，这样其在铁心轴615的上端不能再向上运动。这样，所述上可动触头612在止环616及固定铁心642之间沿铁心轴615可垂直滑动。该上可动触头612始终受到一触头压力弹簧670向上的压力，所述弹簧670由一装在铁心轴615上的片状弹簧组成。

该上可动触头612是由象铜之类具有极好导电率的金属制成。当上可动触头612的两端均向上运动时，它们与固定触头630的两接靠部分相靠。一对电刷910的导线910a通过嵌塞或焊接等手段导电及机械地固定到该上可动触头612上。还有，构成许多限制装置(在本实施例中有二个)的电阻件617的一个端部导电地及机械地装在上可动触头612的槽形部分。

所述导线910a是通过嵌接或焊接手段导电及机械地装接在上可动触头612上的。但作为一种选择，所述上可动触头612及电刷910的导线910a可以一起整体成形。

电阻件617是当起动器开始工作时用于电机500低速转动的，它由一根高阻抗的金属丝绕几圈而制成的。位于接线螺栓620的头部621下面的下可动触头通过嵌接等方式装在电阻件617的另一端上。

该下可动触头611是由诸如具有极好导电率的铜之类的金属制造。当磁力开关600停止及铁心处在向下位置时，触头611与固定铁心642的上表面相接触。当电阻件617随同铁心轴615的运动而向上运动时，在上可动触头612与固定触头630的接靠部分631相靠之前，触头611先与接线螺栓620的头部621相接靠。

铁心610的下表面设有一个凹槽部分682，用来容纳一个装在线状件680(例如一金属丝)的后端上的球形件681。凹槽部分682的内壁做有阴螺纹683。一固定该球形件681的固定螺丝484拧入该凹槽部分682内。通过调整该固定螺丝684进入该阴螺纹683的程度，该固定螺丝684还可用来对线状件680的长度作调整。该线状件680的长度应调整为，当铁心轴615向上运动及下可动触头611靠接在接线螺栓上时，齿轮转动限制件230的限制爪231就与小齿轮210的外周缘的凸起214啮合。该阴螺纹683和固定螺丝684构成了一调节机构。

采用了上述的结构，由于通过线状件680传递磁力开关600的铁心610的运动，齿轮转动限制件230被移向小齿轮210侧，所以传统的连接机构及连接杆等不再需要了，零件数可以减少，而且，甚至当小齿轮210没有与环齿轮100脱开的情况下，线状件680的弯曲本身也会使铁心610回到原来位置，这样上可动触头612能从固定触头630上脱开。

再者，因为所有需要做的是使齿轮速度限制件230的限制爪231与小齿轮210上的凸起214相啮合，所以该限制爪231通过线状件680可很可靠地进行移动。

采用金属线制的线状件680大大提高了其耐用性。

还有，通过在铁心610与线状件680之间设置由阴螺纹683及固定螺丝684组成的调节机构，及使固定螺丝684向阴螺纹拧进，该线状件680的长度可轻易地得到调整。

此外，由于电刷910的导线910a是直接接在上可动触头612上的，所述电刷910上产生的热量可通过导线910a，上可动触头612及与位于起动器外面的电池电缆相接的接线螺栓620发散出去，因而可延长电刷910的寿命。

而且，由于磁力开关600的铁心轴615基本上是与电机轴线相垂直布置的，与磁力开关600的铁心轴615轴向布置方案相比较，起动器的轴向尺寸可以缩短，及拉动线状件680所需的铁心轴615的工作行程，还给进一步减小磁力开关600的尺寸提供方便。

此外，因为磁力开关600的铁心615是与电枢轴510的轴向相垂直布置的，只有其直径方向的长度计入整个起动器的轴向长度，所以起动器整体不会做得很大。

还有，由于磁力开关600是罩在端盖700之内，所以它不易受到通过外壳400的开口410进来的水等的侵蚀。端盖700

如图11所示，端盖700是一个由树脂材料(如酚醛树脂)制成的磁力开关盖，用以容纳所述磁力开关600。

端盖700在与电刷910相对应的位置的后表面伸出有用来保持压缩螺簧914用的弹簧保持柱710，所述压缩螺簧914用于将电刷910向前压。

还有，如图1所示，压缩螺簧914相对于磁力开关600的铁心610的轴向呈径向向外布置。

所述螺栓620为一钢制螺栓，它于里面穿出端盖700，从端盖700的后面伸出，并在前端有一头部621与端盖700的内表面相接靠。接线螺栓620借助一个堵塞垫圈622固定在端盖700，该堵塞垫圈622附装在从端盖700向后伸出的接线螺栓620上。一铜质固定触头630借助于嵌塞办法而固装于接线螺栓620的前端。该固定触头630具有一个或多个(本实施例中为二个)接靠部分631，位于端盖700内侧的顶端。这些接靠部分631布置成使上可动触头612的上表面可与接靠部分631的下表面相接靠。所述上可动触头612通过磁力开关600的操作而作上下运动。

此外，压缩螺簧914的弹簧长度可采用磁力开关600的径向长度，并适当调整弹簧应力和荷载，从而使压缩螺簧914的寿命大幅度提高。电刷保持架900

电刷保持架900除了起到把磁轭501的内部空间与端盖700的内部空间隔开及通过电刷保持架轴承564将电枢轴510的后端可转动地支承起来的作用外，还起到一个电刷保持架，保持磁力开关600及保持引导线状件680的导轮690的作用。该电刷保持架900还开有供线状件680通过的孔，图中未示出。

参阅图12至14，电刷保持架900为一隔离壁，它可以由铝之类的金属通过铸造之方式制成。所述电刷保持架900具有若干个在轴向保持电刷910的电刷保持孔911，912(在本实施例中上下各有二个)。上电刷保持孔911用于保持接受正电压的电刷910。这些上电刷保持孔911通过树脂材料(如尼龙，酚醛树脂)做的绝缘筒913将电刷910保持位，其中图13是沿图12XIII-XIII线的截面图，而图14为沿图12XIV-XIV的截面图。下电刷保持孔912用于保持接地的电刷910，它们直接将各自的电刷910保持于其中。

用这种方式，通过用所述电刷保持架900保持住电刷910，就不再需要给起动器装上独立的电刷保持架了。结果，起动器的零件数减少了，组装工时也因之缩短了。

电刷910及压缩螺簧914被顶压在电枢绕组530的后端处的上层绕组端部534上。

上电刷910的导线910a借助于焊接或嵌接的连接方式导电地及机械地接到由磁力开关600带动的上可动触头612上。下电刷910的导线910a被嵌接到做在电刷保持架900的后表面的凹部920上，因而为电导及机械式连接。在本实施例中，设有一对下电刷910，一根导线910a连接到该对下电刷910上，导线910a的中部被嵌入所述的做在电刷保持架900的后表面上的凹部920内。

在电刷保持架900的后侧设有二个靠接磁力开关600前侧的靠座930及两个握持住磁力开关600的周缘的固定支柱940。

为了与圆筒形外表面的磁力开关600相贴靠，所说靠座930做成能与磁力开关600的外形相配的形状。而两固定支柱940在当磁力开关600与靠座930相贴靠时通过使它们的后端嵌入到其内侧来握持住磁力开关600。

在电刷保持架900后侧之下侧设有一导轮保持部分950，它握持一个将线状件680的运动方向从磁力开关600的垂直方向改到轴向的导轮690。工作原理

下面将参考电路图15A至15C对上述的起动器工作原理作一描述。

如图15A所示，当司机将一钥匙开关10设定到起动位置时，电池20的电流就流到磁力开关600的吸引线圈650中。在电流流过吸引线圈650的同时，其产生的磁力拉动铁心610，从而使铁心610从其下部位置上升到上部位置(图15A中由右向左)。

当铁心610开始上升时，上可动触头612及下可动触头611随同铁心轴615的上升而上升，因而线状件680的后端也作上升运动。当线状件680的后端上升时，其前端被向拉，因而使齿轮转动限制件230下降。当齿轮转动限制件230的下降引起限制爪231与小齿轮210的周缘上的凸起214相啮合时，下可动触头611与接线螺栓620的头部621相接靠。电池20的电压被加到该接线螺栓620上，而接线螺栓620依次通过下可动触头611，电阻件617，上可动触头612及导线910a将电压传至上电刷910。也就是说，该流过电阻件617的低电压通过上电刷910传至电枢绕组530。由于下电刷910通过电刷保持架900一直接地，低压电流流过由成对的上层绕组棒531及下层绕组棒532以线圈形式组成的电枢绕组530。由此，电枢绕组530产生较弱的磁力，该磁力与固定磁极550的磁力(排斥或吸引)相作用，因而使电枢540作低速转动。

当电枢轴510转动时，行星齿轮减速机构300的行星齿轮由电枢轴510的前端上的太阳轮310驱动而转动。当行星齿轮320在驱动环齿轮100的方向通过行星齿轮架330施加一个转矩于内齿轮340上时，内齿轮340的转动受超速离合器350操作之约。就是说，由于内齿轮340不转动，所述行星齿轮320将引起行星齿轮架330作低速转动。当行星齿轮架330转动时，小齿轮210也转动，但由于小齿轮210的转动受齿轮转动限制件230的限制，所以其沿输出轴220上的螺旋键槽221向前推进。

随同小齿轮210的推进运动，活门420也作推进运动，从而打开了外壳400的开口部分410。小齿轮210的推进运动使其与环齿轮100完全啮合，且由此与齿轮挡环250相接靠。还有，当小齿轮210推进时，限制爪231与小齿轮210的凸起214相脱开，之后，限制爪231的前端降落至布置在小齿轮210之后侧的垫圈215的后侧。

随着小齿轮210的推进，上可动触头612靠在固定触头630的接靠部分631上，见图15B。此时接线螺栓620的电池电压直接通过上可动触头612及导线910a传至上电刷910上。也就是说，大电流通入由上层绕组棒531及下层绕组棒532组成的电枢绕组530内，从而电枢绕组530产生一强磁力使电枢540高速旋转。

通过行星齿轮减速机构300使电枢轴510的转动得到减缓，转矩增加。电枢轴驱动行星齿轮架330作转动。此时，小齿轮210的前端靠在齿轮挡环250上，且小齿轮210同行星齿轮架330一起共同旋转。由于小齿轮210与发动机的环齿轮100相啮合，前者驱动后者，从而可转动地驱动发动机的输出轴。

接下来，当发动机起动及发动机环齿轮100的转动比小齿轮210的转动要快时，螺旋键槽产生一使小齿轮210回撤的力。但是，降落于小齿轮210后面的限制爪231防止小齿轮后撤，从而防止了小齿轮210的脱开，确保发动机发动。

当发动机发动而使环齿轮100的转速高于小齿轮210的转速时，环齿轮100驱动小齿轮210。此时由环齿轮100传至小齿轮210的转矩通过行星齿轮架330被传送到支承行星齿轮320的销332上。也就是说，行星齿轮320由行星齿轮架330驱动。这时由于有一个与发动机起动期间的转矩方向相反的转矩施加于内齿轮340上，超速离合器350允许环齿轮100转动。这就是说，当一个与发动机起动期间的转矩方向相反的转矩加于内齿轮340上时，超速离合器350的滚子353脱开而转到内离合件352的凹口部分外侧，从而使内齿轮340可以转动。

换句话说，发动机起动时环齿轮100驱动小齿轮210的相对转动由超速离合器吸收了，电枢540根本不会被发动机驱动。

当发动机起动时，如图15C所示，司机使钥匙开关10从起动位置脱开，流过磁力开关600之吸引线圈650的电流停止。当吸引线圈650无电流流过时，铁心610在压缩螺簧660的作用下向下返回。

这时候，上可动触头612从固定触头630的接靠部分631脱开，之后下可动触头611也从接线螺栓620的头部离开。这时上电刷910的电流就停止了。

当铁心610向下复位时，齿轮转动限制件230的复位弹簧部分236使齿轮转动限制件230向上复位，限制爪231离开小齿轮210后部。之后，小齿轮210在复位弹簧240的作用下向后复位，小齿轮210与发动机环齿轮100之间的啮合脱开，以后小齿轮210的后端与输出轴220的凸缘状凸起部分222相接靠，也就是说，小齿轮210回到了起动器起动之前的位置。

还有，铁心610向下复位引起下可动触头611与磁力开关600之固定铁芯642的上表面相接触，上电刷910的导线的电流依次流过上可动触头612，电阻件617，下可动触头611，固定铁心642，磁力开关罩640及电刷保持架900。换句话说，上电刷910与下电刷910通过电刷保持架900短路。在这期间，电枢540的惯性转动在电枢绕组530中产生电动势。由于该电动势通过上电刷910，电刷保持架900及下电刷910被短路，该电枢540的惯性转动被加上了一个制动力。作为其结果，电枢540迅速停止。本实施例之优点

在参考图1，2，3A及3B所描述的实施例中，构成齿轮限制装置的齿轮转动限制件230与齿轮200相靠，输出轴220的转动促使小齿轮210移向环齿轮侧，进而与环齿轮100相靠，齿轮限制装置本身弯曲，让小齿轮210逐渐转动而与环齿轮啮合，这样就不产生磨粉，并可采用零件数少的简单结构。

还有，由于供齿轮转动限制件230的限制爪231啮合的轴向槽213的数目比小齿轮210的齿数要多，所以限制爪容易与该些轴向槽啮合。

此外，由于齿轮转动限制件230只需很小的力就能保持小齿轮210，从而限制小齿轮210的转动，所以可以通过磁力开关600并借助于线状件680而将齿轮转动限制件230移向小齿轮210侧，给磁力开关600的配置提供了自由度。

还有，齿轮转动限制230的限制爪231本身当小齿轮210与环齿轮100啮合时具有防齿轮复位的功能，组件的零件数可以减少，因而可得到简化。

再者，齿轮转动限制件230本身包括一个整体成形的复位弹簧部分233，该复位弹簧部分构成偏压装置，用于将其相对的一侧作偏向小齿轮210的运动，当关闭磁力开关600时，通过弹簧部分233的作用，齿轮转动限制件230离开小齿轮230，因此零件数可以减少，组件得到简化。

因为构成限制装置的电阻件617使输出轴220的转动减慢，进而使小齿轮210缓慢移向环齿轮100侧，直到小齿轮210靠住环齿轮100为止，所以没有必要做成刚性很大的齿轮转动限制件230，当小齿轮210靠接环齿轮100时不会有很大冲击力。

还有，通过将垫圈215可转动地装在小齿轮210的端面，即使当小齿轮210由环齿轮100作用而超速作高速转动时，由于垫圈215可相对小齿轮210作转动，齿轮转动限制件230的限制爪231的接靠部分只有一点点磨损，从而增加了耐用性。

而且，由于垫圈215是与小齿轮210同时进行热处理的，省去了用来使垫圈215的硬度在一预定值之上的工艺步骤。

还有，通过磁力开关600的铁心610的运动而使限制爪231与小齿轮210相接靠，与之同时使构成偏压装置的复位弹簧部233移动。借助于复位弹簧部分233的弹力，限制爪231能可靠地离开小齿轮210侧。其它实施例

在图16所示的第二个实施例中，让第一实施例中的磁力开关600布置成与电机500相平行，齿轮转动限制件230通过金属线680与磁力开关600可操作地连接起来。

虽然本发明已结合目前认为最佳实施例进行了描述，但并不局限于所公开的实施例的内容，它包括了在后附的权利要求书的精神和范围之内的所有修正和等同结构。

Claims (11)

1.一用于具有一个环齿轮的发动机的起动器，包括；

一起动器电机(500)；

一由起动器电机(500)驱动的输出轴(220)；

一齿轮(200)，通过螺旋键槽(221)与输出轴(220)相接合，所述齿轮(200)与发动机的环齿轮(100)相啮合并且具有其周围形成有许多凸起(214)的凸缘(213)；以及

齿轮转动限制装置(230)，其包括：一个沿输出轴(220)的轴向延伸并与凸缘(213)的凸起(214)啮合的限制爪(231)；一个转动限制部分(232)，它具有弹性，在限制爪(231)与凸起(214)啮合而限制齿轮(200)转动并把齿轮(200)移向环齿轮(100)时沿凸缘(213)的转动方向弯曲；和一个复位弹簧部分(233)，它也具有弹性，在齿轮(200)与环齿轮(100)啮合后转动限制部分(232)返回其初始位置。

2.根据权利要求1所述的起动器，其特征在于：所述齿轮(200)可转过至少小齿轮(210)齿节的二分之一。

3.根据权利要求1所述的起动器，其特征在于：所述齿轮转动限制装置(230)与设在齿轮(200)外圆周表面上的由凸起(214)形成的轴向槽部分相接合，该轴向槽部分的数目大于齿轮(200)的齿数。

4.根据权利要求3所述的起动器，其特征在于还包括：

一个将电流通入起动器电机(500)的磁力开关(600)；以及

一个使磁力开关(600)与齿轮转动限制装置(230)连接的线状件(680)，通过该线状件(680)，齿轮转动限制装置(230)被移向所说齿轮一侧并与齿轮(200)靠接。

5.根据权利要求4所述的起动器，其特征在于：所述齿轮转动限制装置(230)当小齿轮(210)与环齿轮(100)啮合之后还顶在齿轮(200)靠起动器电机侧的端表面上，防止该齿轮(200)返回。

6.根据权利要求5所述的起动器，其特征在于：所述复位弹簧部分(233)整体地设在所述齿轮转动限制装置(230)上，用于朝向齿轮(200)相对侧的偏压运动，当磁力开关(600)关闭时，使齿轮转动限制装置(230)与齿轮(200)脱开。

7.根据权利要求6所述的起动器，其特征在于：所述磁力开关(600)包括限制装置(617)，用于限制供给起动器电机(500)的电流，直到小齿轮(210)与环齿轮(100)啮合，该装置使得输出轴(220)作低速转动，从而使齿轮(100)缓慢地移向环齿轮一侧。

8.根据权利要求1至7任一项所述的起动器，其特征在于：当小齿轮(210)与环齿轮(100)啮合时，限制爪(231)的端部与齿轮(200)的端面相接靠。

9.根据权利要求8所述的起动器，其特征在于还包括一可转动的垫圈(215)，该垫圈(215)与所述限制爪(231)相接靠，并装在齿轮(200)的端面上。

10.根据权利要求9所述的起动器，其特征在于：垫圈(215)在当齿轮(200)作热处理时的同时也进行热处理，以产生一个预定的硬度。

11.根据权利要求4至7任一项所述的起动器，其特征在于：所述齿轮转动限制装置(230)包括一个弹性部分，它设于所述限制部分的一端，并对应于磁力开关(600)的铁心(610)的运动而使限制部分与齿轮(200)相接靠，同时变形。

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