具有最小化电磁开关的起动机的制作方法

专利名称：具有最小化电磁开关的起动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于起动发动机的起动机，其包括电机和进行操作以 向电机供给电能的最小化电磁开关。
背景技术：
通常，用于起动发动机的起动机大体上包括电机和电磁开关，所述电 磁开关布置成靠近电机和处于电机径向外部，并工作以操作电机电路的
主触头。
更具体地，电磁开关包括螺线管、作为电机电路主触头的一对固定触 头、以及移动触头。螺线管包括电磁线圈和插棒芯(plunger)。固定触 头通过一对接线柱螺栓而与电机电路相连。
当电磁线圈通电时，通过磁引力吸引插棒芯以使得对移动触头进行移 动，由此促使移动触头与固定触头桥接或电连接。从而，电机电路接通 以从电池向电机供电。
相反，当电磁线圈断电时，磁引力消失，促使插棒芯和移动触头回到 其初始位置。从而，固定触头断开电连接，使得电机电路断开并且由此 中断向电机供电。
此外，日本专利No.3478211公开了一种用于起动机的电磁开关，其中 固定触头分别与接线柱螺栓一体形成。接线柱螺栓中的其中一个通过电 池缆线与电池电连接，而另一个与从电机引出的引线电连接。两个接线 柱螺栓都固定在树脂制成的触头盖上。
然而，在以上电磁开关中，接线柱螺栓布置成在电机的轴向上延伸， 并在电机的径向上相互对准。因此，难以使电磁开关在电机径向上实现 最小化。
更具体地，必须保证在两个接线柱螺栓之间具有足够的绝缘距离，由 此将它们在径向上紧密布置存在限制。此外，还必须保证在两个接线柱 螺栓之间具有足够距离，以防止当移动触头与固定触头接触时用于保持 移动触头的绝缘体与固定触头干涉。因此，即使当电磁开关的其它部分 分别得到最小化，也难以使电磁开关在电机的径向上得到最小化。

发明内容
针对上述问题做出本发明。
因此，本发明的主要目的是提供一种用于起动发动机的起动机，其具 有使起动机的电磁开关可以在电机径向上得到最小化的改进结构。
根据本发明，提供一种用于起动发动机的起动机，其包括电机和电磁 开关。
电机被构造成当得到供电时产生转矩以起动发动机。电磁开关布置成 靠近并位于电机径向外部。电磁开关包括一对第一和第二固定触头和移 动触头。固定触头与电机电路电连接以向电机供电。移动触头被构造成 可选择性地连接和断开固定触头，由此选择性地断开和接通电机电路。'
电磁开关还包括触头盖、接线柱螺栓和导电金属元件。触头盖是具有 端壁和侧壁的杯状，并在其中容纳固定触头和移动触头。接线柱螺栓紧 固在触头盖中以在电机轴向上延伸，其端部从触头盖的端壁突出。接线 柱螺栓的端部被构造成与电源电连接。金属元件具有第一和第二端部。 第一端部穿过触头盖的侧壁插入触头盖中。第二端部位于触头盖外部并 与电机电连接。电磁开关的第一固定触头与接线柱螺栓电连接。电磁开 关的第二固定触头由金属元件的第一端部组成。
通过以上构造，为了使第一固定触头与电源相连，触头盖仅具有单个 接线柱螺栓，而无需像上述常规起动机那样的、用于使第二固定触头与 电机相连的另一个接线柱螺栓。此外，由于接线柱螺栓贯穿触头盖的端 壁，而金属元件贯穿触头盖的侧壁，因此确保在接线柱螺栓与金属元件 之间具有足够的绝缘距离。因而，可以使触头盖的直径并由此使整个电 磁开关在电机径向上的尺寸最小化。


从下文给出的详细描述以及本发明优选实施方式的附图中将会更详 尽地了解本发明，然而这些实施方式不应该将本发明限制于具体实施方 式，而是仅为了说明和理解的目的。
在附图中
图l是表示根据本发明第一实施方式的起动机的总体结构的局部横截 面侧视图2是图1所示的起动机的后端视图； 图3是图1所示的起动机的分解图4是表示根据本发明第二实施方式的起动机的总体结构的局部横截 面侧视图5是表示根据本发明第三实施方式的起动机的总体结构的局部横截 面侧视图。
具体实施例方式
下文将参照图1 -5描述本发明的优选实施方式。
应该指出，为了清楚和便于理解，在每个图中利用相同附图标记表示 在本发明不同实施方式中具有相同功能的相同部件。
第一实施例
图l表示根据本发明第一实施方式的起动机l的总体结构。起动机l被 设计成起动汽车的内燃机。
如图1所示，起动机1包括进行工作以产生转矩的电机2、进行工作以 选择性地断开和接向电机2供电的电路(下文被称为电机电路)的电磁开 关3、被构造成通过电机2产生的转矩进行旋转的小齿轮4。起动机2以本 领域众所周知的方式起动发动机，以使小齿轮4与发动机的齿圈(未示出) 啮合并由此将由电机2产生的转矩从小齿轮4传递到齿圈。
电机2包括用于形成磁路的圆筒形轭5、布置在轭5的内周上以形成磁 场的永磁铁6、布置在永磁铁6的内周上的电枢7、用于从电池(未示出) 向电枢7供电的电刷8、以及覆盖着轭5的后开口端的端框架9。
电磁开关3包括螺线管10和用于在其中容纳电机电路的主触头的触头 盖ll。电磁开关3进行工作以选择性地连接和断开主触头；它还进行工作 以通过移位杆(未示出)使小齿轮4向前移位以与发动机的齿圈啮合。
参照图l-2，电磁开关3布置成靠近并位于电机2的径向外部，其轴线 与电机2的电枢轴7a平行。电磁开关3与电机2—起安装在起动机1的前壳 体12上。
螺线管10包括圆筒形电磁线圈13、在电磁线圈13通电时得到磁化的固 定铁心14、在电磁线圈13内移动的插棒芯15、以及在其中容纳螺线管IO 的所有其它部件的外壳17。
触头盖ll由树脂制成，并且形状是具有端壁lla和侧壁llb的圆筒杯 形。触头盖11通过巻边压接被固定在外壳17的后端，同时密封件16插入 触头盖11的前端与固定铁心14的后端之间。
电磁开关3还包括作为电机电路的主触头的一对固定触头19和20，以 及进行工作以选择性地连接和断开固定触头19和20的移动触头21。固定 触头19作为B固定触头通过接线柱螺栓18而与电池电连接。相反，固定触 头20作为M固定触头直接与电机2电连接，而无需在它们之间插入接线柱 螺栓。移动触头21工作以选择性地连接和断开固定触头19和20，由此选 择性地接通和断开电机电路。
接线柱螺栓18内嵌模制在触头盖11中，使得其穿过电路罩ll的端壁 11a的中心部分在电机2的轴向上延伸，并且其后端部分18b从端壁lla突 出。通过将螺母(未示出)紧固到后端部分18b上，从电池引出的电池缆 线(未示出)被连接和固定到接线柱螺栓18的后端部分18b上。
B固定触头19在触头盖ll内被夹在接线柱螺栓18的头部18a与触头盖 ll的端壁lla之间，使得其与接线柱螺栓18电连接。
M固定触头20由导电金属板22 (例如铜板)制成。更具体地，金属板 22通过夹在轭5的后端与端框架9的前端之间的橡胶扣环23得到保持。金 属板22具有第一端部20，其从扣环23突出并穿过侧壁llb插入触头盖ll中 以形成M固定触头20。金属板22还具有第二端部22b，其从扣环23突出并 插入电机2中。布置在电枢7的正极侧(也就是非接地侧)的正极电刷8的 引出端8a与第二端部22b电连接。
扣环23隔绝地密封在金属板22与轭5和电机2的端框架9之间。扣环23 还隔绝地密封在金属板22与电磁开关3的触头盖11之间。更具体地，参照 图3，扣环23包括密封在金属板22与电磁开关3的触头盖11之间的密封部 分23a。
另一方面，如图3所示，在触头盖ll的侧壁llb中形成有插入孔llc和 凹槽lld，其中金属板22的第一端部20穿过所述插入孔插入触头盖11中， 并且，在所述凹槽中，扣环23的密封部分23a弹性地装配以隔绝地密封在 金属板22与触头盖11之间。
返回参照图l，在本实施方式中，从电机2被设置成将电机2安装在前 壳体12上的安装面A到金属板22的轴向距离，被形成为基本上等于从电机 2的安装面A到触头盖ll的插入孔llc的轴向距离。
如图3所示，移动触头21通过绝缘体25可滑动地安装在固定于螺线管 10的插棒芯15上的轴24的后端部分上。此外，通过接触压力弹簧26来向 后推压移动触头21 ，并且通过固定在轴24后端上的垫圈27防止其与轴24 分离。
在已经描述了起动机l的总体结构之后，现在将对其操作进行描述。 当打开起动机开关(未示出)使电磁线圈13通电时，固定铁心14被磁 化以吸引插棒芯15，从而克服复位弹簧(未示出)的弹簧力向后移动。 随着插棒芯15的向后移动，固定在插棒芯15上的轴24也向后移动，由此 使移动触头21与固定触头19和20形成接触。此后，插棒芯15克服复位弹 簧和接触压力弹簧26的弹簧力进一步向后移动。因而，移动触头21在接 触压力弹簧26的压縮载荷的作用下压紧贴着固定触头19和20，由此桥接 或电连接固定触头19和20。因此，电机电路接通，使得从电池向电机供 电以起动发动机。
发动机一旦起动，电磁线圈13在关闭起动机开关的同时断电，由此导 致对插棒芯15的磁引力消失。而后，插棒芯15在复位弹簧的弹簧力作用 下向前移动，以回到其初始静止位置。随着插棒芯15向前移动，轴24也 向后移动，由此使移动触头21与固定触头19和20分离。因此，固定触头 19和20断开电连接，从而断开电机电路。这样，中断了从电池向电机2的 供电。
根据本发明的上述起动机l具有以下优点。
在起动机1中，电磁开关3布置成靠近并位于电机2的径向外部。电磁 开关3包括接线柱螺栓18和连接在接线柱螺栓18上的B固定触头19,所述 接线柱螺栓在电机2的轴向上延伸并具有从触头盖ll的后端壁lla突出的 后端部分18b。电磁开关3还包括具有第一端部20和第二端部22b的导电金 属板22，所述第一端部穿过触头盖ll的侧壁llb插入其中以组成M固定触 头20，所述第二端部插入电机2中以与正极电刷8的引出端8a直接相连。
通过以上构造，触头盖11仅具有用于使B固定触头19与电池相连的单 个接线柱螺栓18，而无需像上述常规起动机那样的、用于使M固定触头 20与电机2相连的另 一个接线柱螺栓。
此外，由于接线柱螺栓18贯穿触头盖ll的后端壁lla,而金属板22贯 穿触头盖ll的侧壁llb，因此确保在接线柱螺栓18与金属板22之间具有足 够的绝缘距离。
因而，可以使触头盖11的直径并由此使整个电磁开关3在电机2径向上 的尺寸最小化。
此外，在起动机1中，接线柱螺栓18被构造成贯穿触头盖ll的端壁Ua 的中心部分。
通过这一构造，确保在接线柱螺栓18周围具有足够的工作空间。因而， 易于将螺母紧固在接线柱螺栓18上，以使电池缆线与接线柱螺栓18相连。
而且，在将螺母紧固在接线柱螺栓18上的过程时，紧固力可以均匀地 从接线柱螺栓18的周边传递到触头盖11，从而避免在触头盖ll上产生任 何局部应力集中。
此外，通过以上构造，确保在接线柱螺栓18的周边与触头盖11的后端 壁lla之间存在均匀的表面距离，由此可以进一步使触头盖ll的直径最小 化。
第二实施方式
该实施方式示出的起动机1A具有与根据第一实施方式的起动机几乎 等同的结构。因此，下文仅描述起动机1与1A之间的区别。如图4所示，与起动机l相比，起动机1A还包括连接板28，其使组成 M固定触头20的金属板22与正极电刷8的引出端8a相连。
更具体地，在起动机1A中，金属板22的第一端部插入触头盖11中以 形成M固定触头20。金属板22的第二端部22b弯曲成在电机2的轴向上延 伸，因而不插入电机2中。另外，采用密封元件29代替扣环23，以隔绝地 密封在金属板22与触头盖11之间。
连接板28由导电金属例如铜制成，并通过扣环23保持。连接板28具有 第一端部28a和第二端部28b，其中所述第一端部28a从扣环23突伸到电机 2内并直接连接在正极电刷8的弓I出端8a上，第二端部28b从扣环23突伸出 电机2外并直接连接在金属板22的第二端部22b上。
当从电机2的安装面A到插入触头盖11中的金属板22的轴向距离不同 于从安装面A到插入电机2中的扣环23的轴向距离时，难以通过扣环23直 接将金属板22连接在正极电刷8的引出端8a上。
然而，在这种情况下，仍然可以通过如上所述的连接板28将金属板22 可靠地连接在正极电刷8的引出端8a上。
另外，金属板22和连接板28例如可通过焊接、钎焊或巻边压紧彼此相连。
根据本实施方式的上述起动机1A与根据第一实施方式的起动机1具 有相同的优点。第三实施方式
该实施方式示出的起动机1B具有与根据第一实施方式的起动机几乎 等同的结构。因此，下文仅描述起动机1与1B之间的区别。
如图5所示，起动机1B包括代替起动机1中的永磁铁6的多个励磁线圈 60以形成磁场。
每个励磁线圈60具有第一端60a和第二端60b。励磁线圈60的所有第一 端60a都与设置在电机2上的连接杆30相连；励磁线圈60的所有第二端60b 都与正极电刷8的引出端8a相连。
此外，在本实施方式中，金属板22的第二端部22b插入电机2中以与连 接杆30直接相连。
通过以上构造，励磁线圈60与电机2的电枢7相串联地电连接。
根据本实施方式的上述起动机1B与根据第一实施方式的起动机1具 有相同的优点。
尽管已经示出和描述了本发明的以上特定实施方式，但实施本发明的 人和本领域技术人员将会认识到，在不脱离所公开的思想精神的前提下 可以对本发明做出多种修改、改变和改进。
例如，可以提供一种起动机1C,其具有对根据本发明第二和第三实 施方式的起动机1B和1C的结构进行组合的结构。
更具体地，尽管未图示出，但起动机1C可以包括用于形成磁场的多 个励磁线圈60。励磁线圈60的第一端60a可以与设置在电机2中的连接杆 30相连；励磁线圈60的第二端60b与正极电刷8的引出端8a相连。此外， 金属板22的第二端部22b可以位于电机2的外部。起动机1C还可以包括导 电连接元件28。连接元件28的第一端部28a可以插入电机2中以直接连接 连接杆30;连接元件28的第二端部28b可以位于电机2的外部，并逢接在金属板22的第二端部22b上。具有这种结构的起动机lC与根据在前实施方 式的起动机1-1B具有相同的优点。
在本领域技术中的上述修改、改变和改进都由所附的权利要求覆盖。
权利要求
1.一种用于起动发动机的起动机，包括电机，其被构造成在得到供电时产生转矩用以起动发动机；以及电磁开关，其被布置成靠近并位于电机径向外部，该电磁开关包括一对第一和第二固定触头以及移动触头，所述固定触头与向电机供电的电机电路相电连接，所述移动触头被构造成可选择性地与固定触头连接和断开，由此选择性地断开和接通电机电路，其特征在于，所述电磁开关还包括触头盖、接线柱螺栓和导电金属元件，所述触头盖是具有端壁和侧壁的杯状，并在其中容纳着固定触头和移动触头，所述接线柱螺栓紧固在触头盖中以沿电机轴向延伸，其端部从触头盖的端壁突出，所述接线柱螺栓的端部被构造成与电源电连接，所述金属元件具有第一和第二端部，其第一端部穿过触头盖的侧壁插入触头盖中，第二端部位于触头盖外部并与电机电连接，所述电磁开关的第一固定触头与接线柱螺栓电连接，并且所述电磁开关的第二固定触头由所述金属元件的第一端部组成。
2. 如权利要求l所述的起动机，其特征在于，所述接线柱螺栓沿电机 的轴向贯穿触头盖的端壁的中心部分。
3. 如权利要求l所述的起动机，其特征在于，所述电机包括进行工作 以形成磁场的场装置、进行工作以在由场装置形成的磁场中产生转矩的 电枢、以及用于向电枢供电的电刷，并且所述金属元件的第二端部与布置在电枢正极侧的其中一个正极电刷 的引出端相电连接。
4. 如权利要求3所述的起动机，其特征在于，所述金属元件的第二端 部插入电机中，以与正极电刷的引出端直接相连。
5. 如权利要求3所述的起动机，其特征在于，还包括具有第一和第二 端部的导电连接元件，所述连接元件的第一端部插入电机中并与正极电 刷的引出端电连接，所述连接元件的第二端部在电机外部而与金属元件 的第二端部电连接。
6. 如权利要求l所述的起动机，其特征在于，所述电机包括进行工作 以形成磁场的场装置、进行工作以在由场装置形成的磁场中产生转矩的 电枢、以及用于向电枢供电的电刷，并且所述场装置包括多个励磁线圈，每个励磁线圈具有第一和第二端， 所述励磁线圈的第一端与设置在电机中的连接杆电连接， 所述励磁线圈的第二端与布置在电枢正极侧的其中 一个正极电刷的 引出端电连接，并且所述金属元件的第二端部与连接杆电连接。
7. 如权利要求6所述的起动机，其特征在于，所述金属元件的第二端 部插入电机中，以与连接杆直接相连。 .8.如权利要求6所述的起动机，其特征在于，还包括具有第一和第二 端部的导电连接元件，所述连接元件的第一端部插入电机中并与连接杆 电连接，所述连接元件的第二端部在电机外部而与金属元件的第二端部 电连接。
全文摘要
一种起动机包括电机和布置成靠近并位于电机径向外部的电磁开关。电磁开关包括触头盖、接线柱螺栓和导电金属元件。触头盖是杯状的。接线柱螺栓固定在触头盖中以在电机的轴向贯穿触头盖的端壁。金属元件具有第一和第二端部。第一端部穿过触头盖的侧壁插入触头盖中。第二端部位于触头盖外部并与电机电连接。所述电磁开关还包括移动触头、通过接线柱螺栓与电压电连接的第一固定触头、以及由金属元件的第一端部组成的第二固定触头。
文档编号F02N11/00GK101113711SQ20071013670
公开日2008年1月30日 申请日期2007年7月25日 优先权日2006年7月26日
发明者仓泽忠博, 宇都宫大和, 安藤和广 申请人:株式会社电装