專利名稱：起動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種起動(dòng)機(jī)，該起動(dòng)機(jī)具有如下系統(tǒng)S卩，該系統(tǒng)具有以花鍵配合的方式與輸出軸的周邊嚙合的小齒輪管，并且通過(guò)在馬達(dá)反向側(cè)方向上相對(duì)于輸出軸推出小齒輪管使由小齒輪管的在軸向方向上位于馬達(dá)反向側(cè)的一端支承的小齒輪與發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)形齒輪嚙合。
背景技術(shù)：
在日本專利申請(qǐng)公開(kāi)2006-177168中公開(kāi)了一種常規(guī)的具有懸臂式結(jié)構(gòu)的起動(dòng)機(jī)。如圖5所示，該起動(dòng)機(jī)包括輸出軸100、小齒輪管120、單向離合器130、小齒輪140以及外殼160。輸出軸100由馬達(dá)(未圖示)驅(qū)動(dòng)，并且小齒輪管120通過(guò)軸承110裝配到輸出軸100的周邊。單向離合器130為將輸出軸100的旋轉(zhuǎn)傳輸至小齒輪管120的滾柱式單向離合器，并且小齒輪140與小齒輪管120的在軸向方向上的馬達(dá)反向側(cè)(附圖中的左手側(cè))處的端部以直接花鍵配合的方式嚙合。外殼160通過(guò)設(shè)置在離合器130與小齒輪140之間的軸承150來(lái)支承小齒輪管120。該起動(dòng)機(jī)具有如下系統(tǒng)即，該系統(tǒng)在馬達(dá)反向側(cè)方向上相對(duì)于輸出軸100將小齒輪管120和離合器130 —起推出，并在由電磁開(kāi)關(guān)(未圖不)觸發(fā)時(shí)，將小齒輪140哨合到發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)形齒輪。上面提到的起動(dòng)機(jī)具有這樣一種結(jié)構(gòu)即，當(dāng)通過(guò)電磁開(kāi)關(guān)將小齒輪管120沿馬達(dá)反向側(cè)方向推出時(shí)，離合器130與小齒輪管120 —起移動(dòng)。因此，可動(dòng)本體(小齒輪管120、離合器130、小齒輪140)的移動(dòng)質(zhì)量變大，這已經(jīng)成為小型化電磁開(kāi)關(guān)的目標(biāo)。另一方面，在日本專利申請(qǐng)公開(kāi)2007-146759中公開(kāi)了一種具有懸臂式結(jié)構(gòu)的起動(dòng)機(jī)。在該起動(dòng)機(jī)中，如圖6所示，小齒輪軸170以螺旋形花鍵配合的方式設(shè)置成能夠沿軸向方向移動(dòng)至離合器130的內(nèi)管131，并且小齒輪140附接至齒輪軸170的在軸向方向上位于馬達(dá)反向側(cè)的一端。利用該結(jié)構(gòu)，由于在通過(guò)電磁開(kāi)關(guān)將小齒輪軸170沿馬達(dá)反向側(cè)方向推出時(shí)離合器130不能移動(dòng)，因此與起動(dòng)機(jī)‘168相比，能夠使可動(dòng)本體(小齒輪軸170、小齒輪140)的
移動(dòng)質(zhì)量較小。因此，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)生吸引力以將可動(dòng)本體推出的電磁開(kāi)關(guān)的小型化。近幾年，采用怠速停止系統(tǒng)(ISS)—該系統(tǒng)當(dāng)車輛在交通燈處或交通堵塞期間停車時(shí)，阻止燃料注入到發(fā)動(dòng)機(jī)從而自動(dòng)停止發(fā)動(dòng)機(jī)一的車輛增加了。
與未采用ISS的車輛相比，在采用ISS的車輛中，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的頻率急劇增加，同時(shí)操作起動(dòng)機(jī)的次數(shù)也急劇增加。隨著越來(lái)越多的車輛采用ISS，更需要具有良好對(duì)準(zhǔn)的輸出軸100和小齒輪管120的發(fā)動(dòng)機(jī)，以延長(zhǎng)起動(dòng)機(jī)的壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明已經(jīng)根據(jù)上面提出的問(wèn)題而做出，并且本發(fā)明的目的是提供一種具有懸臂式結(jié)構(gòu)的起動(dòng)機(jī)，其抑制了小齒輪管或小齒輪相對(duì)于輸出軸的傾斜并且延長(zhǎng)了起動(dòng)機(jī)的壽命O在根據(jù)第一方面的起動(dòng)機(jī)中，起動(dòng)機(jī)包括輸出軸，該輸出軸與馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸同軸地設(shè)置；外花鍵，該外花鍵形成在輸出軸的外表面上；離合器，該離合器將由馬達(dá)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩傳輸至輸出軸；小齒輪管，該小齒輪管具有圓柱形孔，內(nèi)花鍵形成在該圓柱形孔的內(nèi)表面中，并且輸出軸的在軸向方向上的馬達(dá)反向側(cè)插入到圓柱形孔的內(nèi)周中，使得外花鍵與內(nèi)花鍵嚙合；小齒輪，所述小齒輪設(shè)置在小齒輪管的在軸向方向上的馬達(dá)反向側(cè)的端部上，并且小齒輪與小齒輪管一起旋轉(zhuǎn)；以及電磁螺線管，該電磁螺線管通過(guò)電磁體的吸引力驅(qū)動(dòng)移位桿并且通過(guò)移位桿將小齒輪管和小齒輪沿馬達(dá)反向側(cè)方向相對(duì)于輸出軸推出。通過(guò)借助于電磁螺線管的操作將小齒輪管沿馬達(dá)反向側(cè)方向相對(duì)于輸出軸推出，小齒輪與發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)形齒輪嚙合。輸出軸由小齒輪管利用直接接觸結(jié)構(gòu)支承，使得除了所述外花鍵之外的外表面與除了所述小齒輪管的所述內(nèi)花鍵之外的內(nèi)表面直接接觸。這時(shí)，由于輸出軸能夠由小齒輪管支承，而不需要諸如軸承之類的其他部件，因此能夠?qū)⒊霈F(xiàn)在徑向方向上的間隙限制為形成在作為輸出軸的外表面的滑動(dòng)表面與作為小齒輪管的內(nèi)表面的滑動(dòng)表面之間的徑向間隙。為此，考慮到由小齒輪管支承輸出軸，由于徑向方向上的間隙可以構(gòu)造為小的，因此能夠抑制小齒輪管或小齒輪相對(duì)于輸出軸的傾斜，并且能夠延長(zhǎng)起動(dòng)機(jī)的壽命。而且，由于輸出軸能夠由小齒輪管通過(guò)外花鍵和內(nèi)花鍵的嚙合以及直接接觸結(jié)構(gòu)支承，因此能夠進(jìn)一步抑制小齒輪管和小齒輪相對(duì)于輸出軸的傾斜。g卩，由于直接接觸結(jié)構(gòu)由直接接觸的除了外花鍵之外的外表面和除了內(nèi)花鍵之外的內(nèi)表面形成，因此直接接觸結(jié)構(gòu)以及外花鍵和內(nèi)花鍵的嚙合都不在軸向方向上重疊，而是在軸向方向上分別形成。為此，由于輸出軸能夠由小齒輪管根據(jù)在軸向方向上分開(kāi)的兩種結(jié)構(gòu)(S卩，直接接觸結(jié)構(gòu)以及外花鍵和內(nèi)花鍵的嚙合)支承，因此能進(jìn)一步抑制小齒輪管和小齒輪相對(duì)于輸出軸的傾斜。在根據(jù)第二方面的起動(dòng)機(jī)中，當(dāng)外花鍵的齒尖與內(nèi)花鍵的齒根之間在徑向方向上的距離定義為外表面齒間距，并且外花鍵的齒根與內(nèi)花鍵的齒尖之間在徑向方向上的距離定義為內(nèi)表面齒間距時(shí)，所述齒間距中的至少一個(gè)齒間距(即，內(nèi)表面齒間距或外表面齒間距)小于外花鍵與內(nèi)花鍵之間在周向方向上的齒隙。另外，小齒輪管的內(nèi)表面與輸出軸的外表面之間在徑向方向上的間隙構(gòu)造成既小于外表面齒間距又小于內(nèi)表面齒間距。在根據(jù)第三方面的起動(dòng)機(jī)中， 小齒輪管的內(nèi)表面在軸向方向上的馬達(dá)反向側(cè)形成有內(nèi)花鍵，并且輸出軸的外表面在軸向方向上的馬達(dá)反向側(cè)形成有外花鍵。在根據(jù)第四方面的起動(dòng)機(jī)中，外花鍵的齒根的直徑小于輸出軸的外表面的直徑。在根據(jù)第五方面的起動(dòng)機(jī)中，在輸出軸的外表面和小齒輪管的內(nèi)表面中的至少一個(gè)上形成填充有潤(rùn)滑油的槽。


在附圖中圖1示出了示出有整個(gè)起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖；圖2A示出了示出有當(dāng)馬達(dá)停機(jī)時(shí)圖1的主體部的結(jié)構(gòu)圖；圖2B示出了示出有當(dāng)馬達(dá)被驅(qū)動(dòng)時(shí)圖1的主體部的結(jié)構(gòu)圖；圖3A示出了這樣的示意圖該示意圖對(duì)外表面中的齒與內(nèi)表面齒間距以及外花鍵與內(nèi)花鍵之間在周向方向上的齒隙進(jìn)行了說(shuō)明；圖3B示出了示出有在直接接觸結(jié)構(gòu)中沿徑向方向的間隙的示意圖；圖4A示出了這樣的示意圖該示意圖示出了輸出軸的外表面與外花鍵的齒根之間在徑向方向上的空間關(guān)系，其形成本發(fā)明的直接接觸結(jié)構(gòu)；圖4B示出了這樣的示意圖該示意圖示出了輸出軸的外表面與外花鍵的齒根之間在徑向方向上的空間關(guān)系，其相對(duì)于本發(fā)明形成比較例的直接接觸結(jié)構(gòu)；圖5示出了在日本專利申請(qǐng)公開(kāi)2006-177168中公開(kāi)的起動(dòng)機(jī)的主體部的結(jié)構(gòu)圖；以及圖6示出了在日本專利申請(qǐng)公開(kāi)2007-146759中公開(kāi)的起動(dòng)機(jī)的主體部的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行描述。如圖1所示，起動(dòng)機(jī)I包括馬達(dá)2、減速器3、輸出軸5、小齒輪管6、小齒輪7以及電磁開(kāi)關(guān)9。馬達(dá)2產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩并且其旋轉(zhuǎn)速度由減速器3減慢。輸出軸5通過(guò)離合器4與減速器3的輸出側(cè)連接，并且小齒輪管6以花鍵配合的方式哨合到輸出軸5的周邊。小齒輪7附接至小齒輪管6的在軸向方向上位于馬達(dá)反向側(cè)的一端，并且小齒輪7與小齒輪管6—起旋轉(zhuǎn)。電磁開(kāi)關(guān)9通過(guò)電磁體的吸引力驅(qū)動(dòng)移位桿8，并且通過(guò)移位桿8將小齒輪管6和小齒輪7 —起相對(duì)于輸出軸5推出。此外，電磁開(kāi)關(guān)9接通及關(guān)閉主觸點(diǎn)一這將在后面提到一并且中斷馬達(dá)2的激勵(lì)電流。這里，在下面的說(shuō)明中，在軸向方向上的馬達(dá)側(cè)(附圖中的右手側(cè))定義為后端側(cè)，而在軸向方向上的馬達(dá)反向側(cè)(與馬達(dá)2相反的一側(cè))定義為前端側(cè)。此外，小齒輪管6由電磁開(kāi)關(guān)9相對(duì)于輸出軸5推出的方向(附圖中的左手側(cè))定義為馬達(dá)反向側(cè)方向，而小齒輪管6被推回的方向定義為馬達(dá)側(cè)方向。
馬達(dá)2是直流換向器馬達(dá)，該直流換向器馬達(dá)例如包括磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)通過(guò)在用作框架的磁軛2a的內(nèi)周向上設(shè)置永久磁體(磁場(chǎng)線圈就可以)而構(gòu)成；電樞(未圖示)，該電樞在電樞軸2b的外表面上具有換向器(未圖示)；以及電刷(未圖示)，該電刷設(shè)置在換向器的外表面上。當(dāng)主觸點(diǎn)由電磁開(kāi)關(guān)9關(guān)閉并且電樞被通電時(shí)，馬達(dá)2通過(guò)與磁場(chǎng)的相互作用而在電樞中產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。減速器3具有設(shè)置在電樞軸2b的無(wú)換向器側(cè)(附圖中的左手側(cè))的太陽(yáng)輪3a ；與太陽(yáng)輪3a同軸地設(shè)置的環(huán)形內(nèi)齒輪3b;以及多個(gè)(例如，三個(gè))行星齒輪3c，所述多個(gè)行星齒輪3c與太陽(yáng)輪3a和內(nèi)齒輪3b嚙合，如圖2A和圖2B所示。減速器3為行星齒輪減速器，從而行星齒輪3c根據(jù)太陽(yáng)輪3a的旋轉(zhuǎn)而圍繞太陽(yáng)輪3a自轉(zhuǎn)及公轉(zhuǎn)。離合器4包括外部4a，該外部4a與能夠旋轉(zhuǎn)支承減速器3的行星齒輪3c的齒輪軸3d —起設(shè)置；內(nèi)部4b，該內(nèi)部以能夠相對(duì)于外部4a的內(nèi)周旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置；以及設(shè)置在外部4a與內(nèi)部4b之間的滾柱4c (本發(fā)明的動(dòng)力間斷構(gòu)件)，如圖2A和圖2B所示。離合器4為單向離合器，該單向離合器將工作轉(zhuǎn)矩從外部4a通過(guò)滾柱4c傳輸至內(nèi)部4b，然而，由于滾柱4c空轉(zhuǎn)，因此中斷了從內(nèi)部4b至外部4a的轉(zhuǎn)矩傳輸。如圖2所示，輸出軸5與馬達(dá)2的電樞軸(旋轉(zhuǎn)軸)2b同軸地設(shè)置。輸出軸5的位于后端側(cè)(附圖中的右手側(cè))的一端與離合器4的內(nèi)部4b —起設(shè)置，并且輸出軸5的外表面能夠由中央殼體11通過(guò)軸承10可旋轉(zhuǎn)地支承。此外，外螺旋形花鍵5a在輸出軸5的外表面形成于由軸承10支承的外表面的前端側(cè)中，抑制小齒輪管6的最大前進(jìn)位置的止動(dòng)件5b形成在外螺旋形花鍵5a的前端側(cè)的前端表面上。此外,周向槽5c凹進(jìn)由輸出軸5的軸承10支承的外表面與外螺旋形花鍵5a之間的所有圓周中，并且抑制小齒輪管6在周向槽5c中的止擋位置的止動(dòng)構(gòu)件12被附接。止動(dòng)構(gòu)件12例如為E型夾，E型夾通過(guò)插入周向槽5c的周邊中而得以使用。另外,可以使用兩個(gè)或更多個(gè)E型夾。 此外，可以在E型夾的周邊上設(shè)置蓋子13，使得E型夾不能通過(guò)輸出軸5旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力而從周向槽5c脫離。如圖2所示,小齒輪管6具有主管本體6A,該主管本體6A具有圓柱形孔6b,在該圓柱形孔6b的內(nèi)表面中形成有內(nèi)螺旋形花鍵6a ;以及齒輪滑動(dòng)部6B，該齒輪滑動(dòng)部6B設(shè)置在主管本體6A的前端側(cè)。對(duì)于小齒輪管6，主管本體6A的外表面由外殼17通過(guò)能夠沿軸向方向滑動(dòng)的軸承16支承。此外，輸出軸5插入到圓柱形孔6b的內(nèi)周中，并且內(nèi)螺旋形花鍵6a與外螺旋形花鍵5a嚙合。因此,小齒輪管6附接成能夠相對(duì)于輸出軸5在軸向方向上旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)。由于內(nèi)螺旋形花鍵6a的前端側(cè)接觸止動(dòng)件5b的后端側(cè)，因此抑制了上面提到的小齒輪管6的最大前進(jìn)位置。另外,盡管軸承16使用了滾珠軸承,但在圖1和圖2中也可以使用滑動(dòng)軸承(普通軸承)或滾針軸承。主管本體6A的圓柱形孔6b在離開(kāi)其軸向方向上的近似中心部分的前端側(cè)和后端側(cè)中的內(nèi)徑是不同的。后端側(cè)中的內(nèi)徑大于前端側(cè)中的內(nèi)徑，并且內(nèi)螺旋形花鍵6a形成在后端側(cè)的內(nèi)表面上。圓柱形孔6b的后端側(cè)中的內(nèi)徑的尺寸與內(nèi)螺旋形花鍵6a的齒根直徑的尺寸近似相等。此外， 如圖3A和圖3B所示，當(dāng)外螺旋形花鍵5a的齒尖與內(nèi)螺旋形花鍵6a的齒根之間在徑向方向上的距離定義為外表面齒間距XI，并且外螺旋形花鍵5a的齒根與內(nèi)螺旋形花鍵6a的齒尖之間在徑向方向上的距離定義為內(nèi)表面齒間距X2時(shí)，外表面齒間距Xl和內(nèi)表面齒間距X2均小于外螺旋形花鍵5a與內(nèi)螺旋形花鍵6a之間在周向方向上的齒隙Y。另外，外螺旋形花鍵5a的齒的數(shù)量為內(nèi)螺旋形花鍵6a的齒的數(shù)量的兩倍。因此，當(dāng)內(nèi)螺旋形花鍵6a與外螺旋形花鍵5a嚙合時(shí)，外螺旋形花鍵5a的兩顆齒進(jìn)入內(nèi)螺旋形花鍵6a的齒之間。此外，輸出軸5由主管本體6A根據(jù)直接接觸結(jié)構(gòu)α支承，使得除了外螺旋形花鍵5a之外的外表面與除了小齒輪管6的內(nèi)螺旋形花鍵6a之外的內(nèi)表面直接接觸(參照?qǐng)D2A、圖2B、圖3A和圖3B)。即，在圓柱形孔6b的前端側(cè)中，圓柱形孔6b的內(nèi)表面(小齒輪管6的內(nèi)表面)與輸出軸5的外表面之間在徑向方向上的間隙Z構(gòu)造成比外表面齒間距Xl和內(nèi)表面齒間距X2都更小。此外,輸出軸5的外表面和小齒輪管6的內(nèi)表面形成滑動(dòng)表面5 α和6a,所述滑動(dòng)表面5 α和6a分別在軸向方向和周向方向上以可滑動(dòng)的方式彼此接觸。S卩，在圓柱形孔6b的前端側(cè)中，輸出軸5由小齒輪管6支承，并且在徑向方向上形成位于小齒輪管6之間的間隙Z。這里，位于小齒輪管6側(cè)中的形成直接接觸結(jié)構(gòu)α的滑動(dòng)表面6 α形成在內(nèi)螺旋形花鍵6a的前端側(cè)中，位于輸出軸5側(cè)中的形成直接接觸結(jié)構(gòu)α的滑動(dòng)表面5 α形成在外螺旋形花鍵5a的前端側(cè)中。此外，外螺旋形花鍵5a的齒根的直徑小于滑動(dòng)表面5 α的直徑，如圖4Α所示。此外，從如圖2Α所示的發(fā)動(dòng)機(jī)停止的時(shí)間至如圖2Β所示的發(fā)動(dòng)機(jī)被驅(qū)動(dòng)的時(shí)間，使形成在輸出軸5的末端面(前端側(cè)中的端面)與圓柱形孔6b在軸向上的底部之間的空間S(即，形成在直接接觸結(jié)構(gòu)α的前端側(cè)中的空間S)與在圓柱形孔6b的后端側(cè)中的空間S’(即，形成在直接接觸結(jié)構(gòu)α的后端側(cè)中的空間S’)連通的連通槽18沿軸向方向形成在滑動(dòng)表面5 α和滑動(dòng)表面6 α中的至少一個(gè)處。此外，連通槽18填充有作為滑潤(rùn)劑的油脂。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)被驅(qū)動(dòng)的時(shí)間表示小齒輪7已經(jīng)與發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)形齒輪G嚙合的時(shí)間(參照?qǐng)D1)，并且由馬達(dá)2產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩從小齒輪7傳輸至環(huán)形齒輪G，以利用曲柄開(kāi)動(dòng)(起動(dòng))發(fā)動(dòng)機(jī)。如圖1所示，與移位桿18的一端接合的桿接合部19設(shè)置在主管本體6Α的位于后端側(cè)的一端處。此外，防止異物從外部進(jìn)入軸承16的前端側(cè)的密封構(gòu)件20設(shè)置在主管本體6Α的周邊中。密封構(gòu)件20例如是由橡膠制成的油封，在密封構(gòu)件20的唇緣部與主管本體6A的外表面接觸的情況下，該油封被保持在外殼17處。小齒輪滑動(dòng)部6B的外徑小于主管本體6A的外徑，并且直花鍵齒6c沿軸向方向形成在外表面中(參照?qǐng)D2)。小齒輪7與小齒輪管6分離地形成，并且小齒輪7以能夠沿軸向方向相對(duì)于小齒輪滑動(dòng)部6B移動(dòng)的方式附接至小齒輪滑動(dòng)部6B。此外，小齒輪7由小齒輪彈簧21激勵(lì)至小齒輪滑動(dòng)部6B的前端側(cè)，并且小齒輪7在軸向方向上的移動(dòng)被附接至小齒輪滑動(dòng)部6B的位于前端側(cè)的一端上的小齒輪止動(dòng)件22抑制。此外，如圖2A和圖2B所示，小齒輪7具有滑孔7b和大孔7c。滑孔7b朝向小齒輪7的前端側(cè)中的內(nèi)周敞開(kāi)，并且直花鍵槽7a沿軸向方向形成在內(nèi)表面中。大孔7c與滑孔7b連通，并且朝向小齒輪7的后端側(cè)中的內(nèi)周敞開(kāi)，同時(shí)，大孔7c的內(nèi)徑大于滑孔7b的內(nèi)徑。此外，小齒輪滑動(dòng)部6B通過(guò)大孔7c的內(nèi)周插入到滑孔7b的內(nèi)周中，并且直花鍵齒6c與直花鍵槽7a嚙合，使得小齒輪7以能夠沿軸向方向相對(duì)于齒輪滑動(dòng)部件6B移動(dòng)的方式附接至小齒輪滑動(dòng)部6B。此外，在小齒輪7中，主管本體6A的位于前端側(cè)中的一端的周邊與大孔7c的位于后端側(cè)中的一端的內(nèi)周嚙合。小齒輪彈簧21設(shè)置在沿徑向方向形成在小齒輪管6的主管本體6A與小齒輪滑動(dòng)部6B之間的臺(tái)階面與沿徑向方向形成在小齒輪7的大孔7c與滑動(dòng)孔7b之間的臺(tái)階面之間。如圖1所示，電磁開(kāi)關(guān)9具有通過(guò)電磁體的吸引力來(lái)驅(qū)動(dòng)柱塞23的螺線管SL(在本發(fā)明中為電磁螺線管)；以及樹(shù)脂蓋24，樹(shù)脂蓋24具有設(shè)置在樹(shù)脂蓋24中的主觸點(diǎn)。樹(shù)脂蓋24通過(guò)壓接到用作螺線管SL的磁路的框架的開(kāi)口端上而被固定。螺線管SL包括勵(lì)磁線圈25、柱塞23、回位彈簧26、驅(qū)動(dòng)彈簧27以及接頭28等。勵(lì)磁線圈25通過(guò)通電而形成電磁體，并且柱塞23以能夠在軸向方向上移動(dòng)的方式設(shè)置在勵(lì)磁線圈25的內(nèi)周中。當(dāng)停止對(duì)勵(lì)磁線圈25通電從而電磁體的吸引力消失時(shí)，回位彈簧26將柱塞23推回原處，從而驅(qū)動(dòng)彈簧27保存了用于將小齒輪7嚙合到發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)形齒輪G的反作用力。接頭28通過(guò)驅(qū)動(dòng)彈簧27將柱塞23的動(dòng)作傳輸至移位桿8。主觸點(diǎn)具有一組固定觸頭(未圖示)，所述一組固定觸頭通過(guò)固定至樹(shù)脂蓋24的兩個(gè)端子螺栓29和30連接至馬達(dá)2的電源線；以及移動(dòng)觸頭(未圖示)，該移動(dòng)觸頭與柱塞23的動(dòng)作互聯(lián)并且使所述一組固定觸頭之間電中斷。當(dāng)柱塞23被電磁體吸引并且向圖1中的右側(cè)移動(dòng)時(shí)，主觸點(diǎn)關(guān)閉，并且移動(dòng)觸頭接觸所述一組固定觸頭，使得所述一組固定觸頭導(dǎo)通，而當(dāng)電磁體的吸引力消失從而柱塞23由回位彈簧26推回時(shí)，主觸點(diǎn)打開(kāi)，并且移動(dòng)觸頭與所述一組固定觸頭分離，使得所述一組固定觸頭接通。移位桿8具有能夠由外殼17旋轉(zhuǎn)支承的桿支點(diǎn)部8a，并且桿的一端與電磁開(kāi)關(guān)9的接頭28連接，而桿的另一端與附接至主管本體6A的桿接合部19接合。接下來(lái)，說(shuō)明起動(dòng)機(jī)I的操作。當(dāng)用戶關(guān)閉起動(dòng)機(jī)開(kāi)關(guān)(未圖示)時(shí)，電磁開(kāi)關(guān)9的勵(lì)磁線圈25由電池通電從而形成電磁體，因而柱塞23在電磁體的吸引力下移動(dòng)。小齒輪管6通過(guò)經(jīng)由移位桿8傳輸至小齒輪管6的柱塞23的動(dòng)作而被與小齒輪7一起在馬達(dá)反向側(cè)方向上推出。這時(shí)，如果小齒輪7未與環(huán)形齒輪G嚙合并且小齒輪7的端部表面接觸環(huán)形齒輪G的端部表面，則小齒輪7的運(yùn)動(dòng)停止，并且僅有小齒輪管6被推出，以推動(dòng)和縮短了小齒輪彈黃21。然后，如果柱塞23進(jìn)一步移動(dòng)以在驅(qū)動(dòng)彈簧27中存儲(chǔ)反作用力并關(guān)閉主觸點(diǎn)，則馬達(dá)2就會(huì)響應(yīng)來(lái)自電池的電力供給而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。在被減速器3放大之后，馬達(dá)2中所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩通過(guò)離合器4傳輸至輸出軸5，并且進(jìn)一步從輸出軸5傳輸至小齒輪管6，使得小齒輪管6旋轉(zhuǎn)。當(dāng)小齒輪7旋轉(zhuǎn)至通過(guò)小齒輪管6的旋轉(zhuǎn)而使小齒輪7與環(huán)形齒輪G的嚙合成為可能的位置時(shí)，小齒輪管6被存儲(chǔ)在驅(qū)動(dòng)彈簧27中的反作用力以及通過(guò)利用外螺旋形花鍵5a和內(nèi)螺旋形花鍵6a來(lái)交換由馬達(dá)2產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的方式在軸向方向上產(chǎn)生的推力(向前的力)推出。此外,小齒輪7和環(huán)形齒輪G的嚙合通過(guò)被小齒輪彈簧21的反作用力推出小齒輪7來(lái)實(shí)現(xiàn)。

因此，由馬達(dá)2產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩從小齒輪7傳輸至環(huán)形齒輪G，從而利用曲柄開(kāi)動(dòng)(起動(dòng))發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)用戶在通過(guò)曲柄起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)之后打開(kāi)起動(dòng)機(jī)開(kāi)關(guān)時(shí)，柱塞23被回位彈簧26的反作用力推回，因?yàn)閷?duì)勵(lì)磁線圈25的通電停止了并且電磁體的吸引力已經(jīng)消失。因此，主觸點(diǎn)打開(kāi)并且停止了利用電池對(duì)馬達(dá)2的通電，從而電樞的旋轉(zhuǎn)逐漸放慢并且最終停止。此外，當(dāng)柱塞23被推回時(shí)，移位桿8在與起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的方向相反的方向上擺動(dòng)，并且移位桿8在馬達(dá)側(cè)方向上將小齒輪管6推回，使得小齒輪7與環(huán)形齒輪G分離并且小齒輪7與小齒輪管6 —起往回移動(dòng)以產(chǎn)生如圖2A所示的起動(dòng)機(jī)I的停止?fàn)顩r。(本實(shí)施方式的功能和效果)在本實(shí)施方式中示出的起動(dòng)機(jī)I中，小齒輪滑動(dòng)部6B形成在由外殼17通過(guò)軸承16支承的小齒輪管6的前端側(cè)的端部上,并且小齒輪7以直花鍵配合的方式嚙合到小齒輪滑動(dòng)部6B的周邊并且附接在小齒輪滑動(dòng)部6B的周邊上。S卩，起動(dòng)機(jī)I為不具有在小齒輪7的前端側(cè)支承小齒輪管6的軸承的懸臂式結(jié)構(gòu)。在起動(dòng)機(jī)I中，小齒輪管6通過(guò)螺旋形花鍵配合附接至輸出軸5的周邊，并且小齒輪管6在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)被電磁開(kāi)關(guān)9沿馬達(dá)側(cè)的方向相對(duì)于輸出軸5推出。此外，輸出軸5的位于后端側(cè)的一端與離合器4的內(nèi)部4b —起設(shè)置。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，當(dāng)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，輸出軸5和離合器4沒(méi)有移動(dòng)。此外，由于小齒輪管6通過(guò)螺旋形花鍵配合附接至輸出軸5的周邊并且以能夠沿軸向方向相對(duì)于輸出軸5移動(dòng)的方式附接，主管本體6A形成中空形狀。
因此,能夠減小小齒輪管6的重量。另一方面，用于如圖6所示的起動(dòng)機(jī)’ 759的小齒輪軸170通過(guò)螺旋花鍵配合附接至內(nèi)管131的內(nèi)周。
因此，如果小齒輪軸170形成中空形狀，則存在齒輪軸170缺乏剛性的可能。S卩，即使小齒輪軸170形成中空形狀，由于沒(méi)有從內(nèi)表面支承小齒輪軸170的部件，因此也難以為減小其重量而使小齒輪軸170形成中空形狀。因此，由于包括有小齒輪管6和小齒輪7的移動(dòng)本體的質(zhì)量在本實(shí)施方式的起動(dòng)機(jī)I中能夠變小，因此能夠使通過(guò)移位桿8產(chǎn)生用于將可動(dòng)本體推出的吸引力的電磁開(kāi)關(guān)9小型化。此外，本實(shí)施方式的起動(dòng)機(jī)I不具有將離合器4的內(nèi)部4b通過(guò)螺旋花鍵配合的方式與輸出軸5齒輪哨合的結(jié)構(gòu),但輸出軸5的后端與離合器4的內(nèi)部4b —起形成。在這種情況下，出現(xiàn)在離合器4中的間隙(出現(xiàn)在外部4a與滾柱4c之間的間隙以及出現(xiàn)在滾柱4c與內(nèi)部4b之間的間隙)和出現(xiàn)在形成于輸出軸5中的外螺旋形花鍵5a與形成于小齒輪管6中的內(nèi)螺旋形花鍵6a之間的間隙在軸向方向上不重疊。換句話說(shuō)，由于出現(xiàn)在離合器4中的間隙和出現(xiàn)在花鍵部中的間隙在軸向上分隔開(kāi)，因此能夠抑制小齒輪管6的傾斜。因此，由于能夠抑制支承小齒輪管6的軸承10和軸承16與構(gòu)成減速器3的齒輪3a、齒輪3b和齒輪3c的磨損，因此能夠延長(zhǎng)起動(dòng)機(jī)I的壽命。此外，小齒輪7與小齒輪管6分離地形成，并且小齒輪7以能夠沿軸向方向相對(duì)于小齒輪滑動(dòng)部6B移動(dòng)的方式附接，并且小齒輪7由小齒輪彈簧21激勵(lì)至前端側(cè)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，當(dāng)小齒輪7通過(guò)馬達(dá)2的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)至這樣的位置時(shí)在該位置，小齒輪7能夠在小齒輪7被電磁開(kāi)關(guān)9沿馬達(dá)反向側(cè)的方向與小齒輪管6 —起被推出而與環(huán)形齒輪G的端面接觸之后與環(huán)形齒輪G嚙合，小齒輪7能夠被小齒輪彈簧21的反作用力在不移動(dòng)其他不必要的部件的情況下選擇性地推出，因此可以改善小齒輪7和環(huán)形齒輪G的嚙合的容易程度。此外，通過(guò)在小齒輪7的后端側(cè)中的內(nèi)周中形成大孔7c，小齒輪彈簧21能夠設(shè)置到形成于大孔7c與小齒輪滑動(dòng)部6B的外表面之間的空間，并且主管本體6A的前端側(cè)的端部的周邊裝配到到大孔7c的后端側(cè)的端部的內(nèi)周中，因而，小齒輪彈簧21不會(huì)直接暴露在外邊。因此，能夠確保小齒輪彈簧21的耐環(huán)境性，并且能夠抑制性能劣化。此外，連通槽18形成在輸出軸5和小齒輪管6的滑動(dòng)表面5 α和6a中的至少一個(gè)中。由于連通槽18與形成在小齒輪管6的內(nèi)側(cè)的末端側(cè)的空間S以及后端側(cè)的空間S’連通,因此,當(dāng)小齒輪管6沿軸向方向相對(duì)于輸出軸5移動(dòng)時(shí),施加到小齒輪管6的負(fù)載
可以變小。S卩，假定上面提到的空間S被充分地密封，則當(dāng)小齒輪管6在起動(dòng)機(jī)I停機(jī)時(shí)被推出時(shí)，空間S的容積變大并且空間S內(nèi)部的空氣膨脹，因此內(nèi)部壓力下降。另一方面，當(dāng)小齒輪管6在起動(dòng)機(jī)I被驅(qū)動(dòng)時(shí)被推回時(shí)，空間S的容積變小并且空間S內(nèi)部的空氣被壓縮，因此內(nèi)部壓力上升。
當(dāng)小齒輪管6沿軸向方向移動(dòng)時(shí)，內(nèi)部壓力的改變充當(dāng)負(fù)載。通過(guò)對(duì)比，由于通過(guò)形成使空間S和空間S’連通的連通槽18，空氣能夠在小齒輪管6沿軸向方向移動(dòng)時(shí)而容易地移動(dòng)穿過(guò)位于空間S與空間S’之間的連通槽18，因此施加到小齒輪管6的負(fù)載變小。因此，小齒輪管6可以更平穩(wěn)地移動(dòng)。此外，輸出軸5由小齒輪管6利用直接接觸結(jié)構(gòu)α支承，使得除了外螺旋形花鍵5a之外的外表面與除了小齒輪管6的內(nèi)螺旋形花鍵6a之外的內(nèi)表面直接接觸。因此，輸出軸5可以由小齒輪管6支承，而不需要諸如軸承之類的其他部件。因此，在通過(guò)小齒輪管6來(lái)支承輸出軸5時(shí)，出現(xiàn)在徑向方向上的間隙能夠限制成徑向間隙Z，該徑向間隙Z形成在滑動(dòng)表面5 α —輸出軸5的外表面一與滑動(dòng)表面6 α-小齒輪管6的內(nèi)表面-之間。為此，徑向間隙Z能夠構(gòu)造成小的，并且小齒輪管6或小齒輪7相對(duì)于輸出軸5的傾斜能夠得以抑制。因此，抑制了軸承10和軸承16以及構(gòu)成減速器3的齒輪3a至齒輪3c的磨損，這有助于提聞發(fā)動(dòng)機(jī)I的壽命。此外，輸出軸5能夠通過(guò)外螺旋形花鍵5a與內(nèi)螺旋形花鍵6a嚙合以及直接接觸結(jié)構(gòu)α兩種方式由小齒輪管6支承。為此，由于能夠進(jìn)一步被抑制小齒輪管6和小齒輪7相對(duì)于輸出軸5的傾斜，因此能夠進(jìn)一步延長(zhǎng)起動(dòng)機(jī)I的壽命。此外，內(nèi)表面齒間距Xl與外表面齒間距Χ2比外螺旋形花鍵5a與內(nèi)螺旋形花鍵6a在圓周方向上的齒隙Y更小，并且直接接觸結(jié)構(gòu)α中的徑向間隙Z既小于內(nèi)表面齒間距Xl又小于外表面齒間距Χ2 (參照?qǐng)D3)。因此，對(duì)于在外螺旋形花鍵5a與內(nèi)螺旋形花鍵6a之間的接觸，當(dāng)小齒輪管6相對(duì)于輸出軸5傾斜時(shí)，齒尖和齒根的接觸先于齒表面的接觸。為此，能夠抑制小齒輪管6相對(duì)于輸出軸5的傾斜，并且能夠增強(qiáng)起動(dòng)機(jī)I的壽命改進(jìn)效果。此外，由于能夠增大齒表面的接觸面積，因此能夠抑制齒表面的粘著。此外，通過(guò)使徑向間隙Z小于內(nèi)表面齒間距Xl和外表面齒間距X2，能夠?qū)⑦M(jìn)一步得到限制小齒輪管6相對(duì)于輸出軸5的傾斜，并且能夠增強(qiáng)起動(dòng)機(jī)I的壽命改進(jìn)效果。而且，小齒輪管6側(cè)中的形成直接接觸結(jié)構(gòu)α的滑動(dòng)表面6α在內(nèi)螺旋形花鍵6a的前端側(cè)形成，輸出軸5側(cè)中的形成直接接觸結(jié)構(gòu)α的滑動(dòng)表面5 α在外螺旋形花鍵5a的前端側(cè)形成。因此，比內(nèi)表面齒間距Xl和外表面齒間距X2更小的徑向間隙Z能夠形成在小齒輪7的沿軸向方向的前端側(cè)附近，使得小齒輪管6能夠支承輸出軸5。為此，即使環(huán)形齒輪G與小齒輪7嚙合，并且大負(fù)載施加到小齒輪7上，仍可以限制小齒輪管6相對(duì)于輸出軸5的傾斜。而且，外螺旋形花鍵5a的齒根的直徑小于位于輸出軸5側(cè)的形成直接接觸結(jié)構(gòu)α的滑動(dòng)表面5 α的齒根的直徑(參考圖4Α)。因此,例如在圖4Β中所不,與滑動(dòng)表面5 α的直徑小于外螺旋形花鍵5a的齒根的直徑的情況相比，外螺旋形花鍵5a和內(nèi)螺旋形花鍵6a在徑向上的重疊長(zhǎng)度L能夠通過(guò)加長(zhǎng)外螺旋形花鍵5a和內(nèi)螺旋形花鍵6a的齒長(zhǎng)而加長(zhǎng)。因此，能夠減小作用在齒面之間的表面壓力，并且能夠減小粘著的可能性。而且，連接槽18形成在形成直接接觸結(jié)構(gòu)α的外螺旋形花鍵5a和內(nèi)螺旋形花鍵6a中的至少一個(gè)上，并且連接槽18填充有潤(rùn)滑油。因此，對(duì)小齒輪管6相對(duì)于輸出軸5的滑動(dòng)而言，潤(rùn)滑性是可保持的。另外，為了在徑向間隙Z中更廣地?cái)U(kuò)散潤(rùn)滑油，連接槽18可彎曲成曲線輪廓，例如螺旋形狀。(改型)起動(dòng)機(jī)I的方面并不局限于本實(shí)施方式，還可以考慮各種各樣的改型。例如，根據(jù)本實(shí)施方式的起動(dòng)機(jī)1，內(nèi)表面齒間距Xl和外表面齒間距X2均小于外螺旋形花鍵5a與內(nèi)螺旋形花鍵6a之間在周向方向上的間隙Y。然而，也可以是僅內(nèi)表面齒間距Xl和外表面齒間距X2中的一個(gè)小于間隙Y，并且另外一個(gè)的距離可以比間隙Y長(zhǎng)。本實(shí)施方式中使用的離合器4為滾柱型離合器，該滾柱型離合器利用滾柱4c作為動(dòng)力中斷構(gòu)件。然而，也可以使用利用楔塊作為動(dòng)力中斷構(gòu)件的楔塊離合器或者利用凸輪作為動(dòng)力中斷構(gòu)件的凸輪離合器，以代替滾柱4c。此外，用于該起動(dòng)機(jī)I的馬達(dá)2并不限于如本實(shí)施方式中的直流(DC)換向器馬達(dá)2，還可以使用例如交流(AC)馬達(dá)。在本實(shí)施方式中，小齒輪7與小齒輪管6分離地形成，并且小齒輪7以直花鍵配合的方式嚙合到小齒輪滑動(dòng)部6B的周邊。然而，小齒輪7與小齒輪管6可以一體地形成。本實(shí)施方式的電磁開(kāi)關(guān)9驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換桿8，并且通過(guò)由電磁體的吸引的柱塞23的運(yùn)動(dòng)關(guān)閉主觸點(diǎn)。然而，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換桿8并沿馬達(dá)反向側(cè)的方向推出小齒輪管6的動(dòng)作，以及打開(kāi)及關(guān)閉主觸點(diǎn)的動(dòng)作都可以通過(guò)單獨(dú)的螺線管來(lái)執(zhí)行。也就是，可以使用串聯(lián)結(jié)構(gòu)的電磁開(kāi)關(guān)，該電磁開(kāi)關(guān)具有用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換桿8以沿馬達(dá)反向側(cè)的方向推出小齒輪管6的小齒輪擠壓螺線管(本實(shí)施方式中的電磁螺線管)以及打開(kāi)及關(guān)閉主觸點(diǎn)以中斷馬達(dá)2的激勵(lì)電流的馬達(dá)激勵(lì)螺線管。此外，小齒輪擠壓螺線管和馬達(dá)激勵(lì)螺線管均可以容置在共用框架中，以使它們構(gòu)成單個(gè)電磁開(kāi)關(guān)。
然而，兩種螺線管也都可以獨(dú)立地容置在單獨(dú)的框架中。串聯(lián)結(jié)構(gòu)的電磁開(kāi)關(guān)可以通過(guò)電子控制單元(ECT)獨(dú)立地控制小齒輪擠壓螺線管的操作和馬達(dá)激勵(lì)螺線管的操作，并且因此可以被適當(dāng)用于已經(jīng)在近幾年應(yīng)用于車輛中的ISS (怠速停止系統(tǒng))。
權(quán)利要求
1.一種起動(dòng)機(jī)，包括 馬達(dá)，所述馬達(dá)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩； 輸出軸，所述輸出軸與所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸同軸地設(shè)置； 外花鍵，所述外花鍵形成在所述輸出軸的外表面上； 離合器，所述離合器將由所述馬達(dá)產(chǎn)生的所述轉(zhuǎn)矩傳輸至所述輸出軸； 小齒輪管，所述小齒輪管具有圓柱形孔，在所述圓柱形孔的內(nèi)表面中形成有內(nèi)花鍵，并且所述輸出軸的在軸向方向上的馬達(dá)反向側(cè)插入到所述圓柱形孔的內(nèi)周中，使得所述外花鍵與所述內(nèi)花鍵嚙合； 小齒輪，所述小齒輪設(shè)置在所述小齒輪管的在所述軸向方向上的馬達(dá)反向側(cè)的端部上，并且所述小齒輪與所述小齒輪管一起旋轉(zhuǎn)；以及 電磁螺線管，所述電磁螺線管通過(guò)電磁體的吸引力驅(qū)動(dòng)移位桿并且通過(guò)所述移位桿將所述小齒輪管和所述小齒輪一起沿馬達(dá)反向側(cè)方向相對(duì)于所述輸出軸推出；其中， 通過(guò)借助于所述電磁螺線管的操作將所述小齒輪管沿所述馬達(dá)反向側(cè)方向相對(duì)于所述輸出軸推出，所述小齒輪與發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)形齒輪嚙合；并且 所述輸出軸由所述小齒輪管利用直接接觸結(jié)構(gòu)支承，使得除了所述外花鍵之外的外表面與除了所述小齒輪管的所述內(nèi)花鍵之外的內(nèi)表面直接接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中， 當(dāng)所述外花鍵的齒尖與所述內(nèi)花鍵的齒根之間在徑向方向上的距離定義為外表面齒間距，并且所述外花鍵的齒根與所述內(nèi)花鍵的齒尖之間在徑向方向上的距離定義為內(nèi)表面齒間距時(shí)，所述齒間距中的至少一個(gè)齒間距小于所述外花鍵與所述內(nèi)花鍵之間在周向方向上的齒隙；并且 所述小齒輪管的所述內(nèi)表面與所述輸出軸的所述外表面之間在徑向方向上的間隙構(gòu)造成既小于所述外表面齒間距又小于所述內(nèi)表面齒間距。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中， 所述小齒輪管的所述內(nèi)表面在所述軸向方向上的馬達(dá)反向側(cè)形成有所述內(nèi)花鍵，以及 所述輸出軸的所述外表面在所述軸向方向上的馬達(dá)反向側(cè)形成有所述外花鍵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3中所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中， 所述外花鍵的所述齒根的直徑小于所述輸出軸的所述外表面的直徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4中所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中， 在所述輸出軸的所述外表面和所述小齒輪管的所述內(nèi)表面中的至少一個(gè)上形成填充潤(rùn)滑劑的槽。
全文摘要
起動(dòng)機(jī)，輸出軸(5)由主管本體(6A)根據(jù)直接接觸結(jié)構(gòu)(α)支承，使得除了外螺旋形花鍵(5a)之外的外表面與除了內(nèi)螺旋形花鍵(6a)的內(nèi)表面直接接觸。因此，輸出軸(5)能夠由小齒輪管(6)支承，而不需要其他部件。結(jié)果，考慮到輸出軸(5)由小齒輪管(6)支承，徑向方向上出現(xiàn)的間隙能夠被限制為形成在輸出軸(5)的外表面與小齒輪管(6)的內(nèi)表面之間的徑向間隙(Z)，由于可以抑制小齒輪管(6)和小齒輪(7)相對(duì)于輸出軸(5)的傾斜，因此可以延長(zhǎng)起動(dòng)機(jī)(1)的壽命。
文檔編號(hào)F02N11/00GK103032239SQ201210376270
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月7日
發(fā)明者桑田明菜, 神津琢磨 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝