专利名称：电磁开关及包含其的辅助啮合式起动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电磁开关，具体地说，是涉及用于辅助啮合式起动机上的电磁开关，本实用新型还涉及包含该电磁开关的辅助啮合式起动机。
背景技术：
图1为目前已有的辅助啮合式起动机的剖视图，下面根据该图对这种类型起动机的整体结构进行说明。在图1中，对发动机施加起动力矩的辅助啮合式起动机采用以下结构用减速装置2对电机1中的电枢11的旋转力矩进行减速并增加旋转力矩，通过单向器 4安装于输出轴5的驱动齿轮6由上述电机1进行驱动而旋转。结合参阅图2，辅助啮合式起动机包括电机1、电磁开关3和控制继电器12。在辅助啮合式起动机中，电磁开关3由吸拉线圈36及保持线圈37(保持线圈36和吸引线圈 37设置在线圈骨架43上)，圆周地围在吸拉线圈36和保持线圈37的外侧、构成磁路一部分的机体7，设在吸拉线圈36和保持线圈37的后端部、构成磁路一部的止座16，配置在吸拉线圈36和保持线圈37的内周、沿轴向自由滑动的柱塞8，对柱塞8向前方施力的复位弹簧14，安装在柱塞8后端的动触点17，相对动触点17配设而与外部配线进行连接的一对静触点30a、30b构成。通过向该电磁开关的吸引线圈36和保持线圈37进行通电而在柱塞8 中产生图1中B方向的电磁吸引力，由于该电磁吸引力，与上述柱塞8配合的拨叉9的上端向右侧方向(箭头B标示方向)移动、其下端向图1中左侧的方向移动，因此，对单向器4、 输出轴5上的驱动齿轮6施加向图1中左侧方向(箭头A标示方向)移动的力，于是驱动齿轮6向与发动机的飞轮齿圈10啮合的方向移动。继续参阅图2，蓄电池13的正级端与电磁开关3的端子18相连接，负极端接地，或与电机1的端子31相连。向电磁开关3的端子50进行通电开关的控制继电器12包括与蓄电池13相连接的端子50c、与端子18相连接的端子32、以及对该端子32和端子33进行控制的线圈34。位于线圈34 —端的端子50c通过按键开关35与蓄电池13的正级一端相连接，线圈；34的另一端接地，或与电机的端子31相连。在图2中，若为了起动发动机而闭合按键开关35，则控制继电器的线圈34通电，端子32和端子33之间成为闭合回路，从蓄电池13经过电磁开关3的吸引线圈36向电机1 通电，同时也向保持线圈37通电。两个线圈通电对柱塞8产生吸引力，柱塞8 一边压缩复位弹簧14，一边向B方向移动，驱动齿轮6通过拨叉9向飞轮齿圈10 —侧(即A方向)移动。此时，若驱动齿轮6和飞轮齿圈10顺利啮合，则柱塞8进一步移动直至与止动盘 16端面接触，动触点17与两静触点30a、30b接触，电机1从蓄电池13进行直接通电，产生通常的旋转力矩，驱动齿轮6驱动飞轮齿圈10旋转，向发动机施加起动力矩。在动静触点接触时，端子50和端子19之间的电位基本相同，因此在吸引线圈36中不再流过电流，仅利用保持线圈37产生的保持力来将柱塞8保持在与止动盘16的端面接触的位置。起动后，若断开按键开关35，则不向线圈34通电，端子32和端子33之间被断路，不向端子50施加电压。因此，保持线圈37产生的保持力消失，柱塞8利用复位弹簧14的弹力回位到图1的状态，驱动齿轮6也部分利用与柱塞8配合的拨叉9与飞轮齿圈10脱离。 同时，动触点17也复位到图1中的状态，结束向电机通电。此时，若驱动齿轮6的端面和飞轮齿圈10的端面相抵接，未直接与齿圈啮合，由于吸引线圈36和保持线圈37对上述柱塞8产生的电磁吸引力(图中的B方向)，驱动齿轮6 对发动机飞轮齿圈10端面产生一个作用力(图中的A方向)，在这个状态下，由于与吸引线圈36串联连接的电机1通过吸引线圈被通电，并且线圈中流过的电流较大，电机可产生辅助啮合力矩，因此向驱动齿轮作用旋转力矩，这样可以利用该小扭矩使驱动齿轮在飞轮齿圈端面上平滑地滑动，最终啮入飞轮齿圈。同样，在驱动齿轮6旋转而与飞轮齿圈10啮合后，电磁开关3的动触点17与两静触点30a、30b接触闭合，电磁开关3吸引线圈36被短路，电机部分不通过吸引线圈而进行通常的通电，辅助啮合式起动机对外大扭矩输出，拖动发动机旋转。以往这类的辅助啮合式起动机主要存在以下问题由于流过吸引线圈36的电流所产生的强吸引力，在驱动齿轮中产生对飞轮齿圈的较大的作用力(后面称为顶齿力)。这样，起动机使用一断时间之后，飞轮齿圈10端面磨损严重，驱动齿轮在飞轮齿圈端面滑动时的阻力增大，这样，当起动机通电时，驱动齿轮6 容易顶在飞轮齿圈端面上(后面简称顶齿)，而无法实现旋转，导致驱动齿轮与发动机飞轮齿圈无法啮合，这样电磁开关3容易产生烧毁现象。此外，如果顶齿力过大，特别是安装了起动频繁的怠速起停系统和大排量的发动机的车辆，其结果是驱动齿轮和飞轮齿圈端面损伤严重；啮合系统中的如拨叉等也可能造成过早失效。以上，若为了增加驱动齿轮6的旋转力矩，可以考虑减小吸引线圈36的电阻值，从而使电机1通电的电流增大，但为了减少吸引线圈36的电阻值，若不改变吸引线圈的匝数而增大线径，则吸引力进一步增大，顶齿力增大。因而，驱动齿轮的旋转力矩增大的效果减小。另外，为了减小吸引线圈的电阻值，若不改变吸引线圈36线径而减小匝数，则吸引线圈的热容量降低、耐热性能降低，且伴随着吸引线圈36的匝数的减少，还需要变更保持线圈的规格。另一方面，为了抑制柱塞8的吸引力，使顶齿力降低，从而使驱动齿轮6的旋转变得容易，若吸引线圈6的电阻值增大，则向电机1通电电流减小，电机的旋转力矩降低，驱动齿轮6的旋转力矩也降低。若驱动齿轮的旋转力矩减小，则在驱动齿轮和飞轮齿圈磨损或有伤痕的情况下，由于驱动齿轮无法旋转而可能产生不啮合(顶齿)，因此需要向驱动齿轮提供一定程度的旋转力矩，而最好不要过度增大吸引线圈的电阻值。作为前述的对策，有的是增大辅助旋转电流，以扩大辅助啮合转矩，但同时驱动齿轮6作用在飞轮齿圈10端面的力增加，即驱动齿轮旋转的阻力矩相应的增加，这样增加辅助旋转力矩的效果将不明显；此外，由于吸引线圈中的辅助啮合电流增加，这样控制继电器 12的触点之间流过的电流增大，因此继电器触点需要容量大、难熔敷的高价材料，而且吸引线圈36需要使用直径粗的导线，电磁开关3的体积也相应的增加，分别成为成本提高的原因。还有，当发动机起动不良时，有时驱动器会使按键开关持续接通，尤其是在辅助旋转电流较大的场合，流入吸引线圈36的电流会使起动开关容易受热损伤，甚至产生烧毁现象。若为了降低驱动齿轮6作用在飞轮齿圈10端面的顶齿力，减小电磁开关3的吸引线圈36的直径，这样顶齿力是在一定程度上降低了，但通过吸引线圈流向电机的电流降低，即起动机的辅助啮合力矩降低更多。这样当飞轮齿圈及驱动齿轮端面有伤痕时甚至损坏较严重时，驱动齿轮有可能无法旋转，从而无法啮入齿圈。
实用新型内容本实用新型的目的是针对现有辅助啮合式起动机存在的上述问题，提供一种电磁开关。为了实现上述目的，本实用新型的一种电磁开关，包括机体，设置在所述机体内的线圈骨架、保持线圈和吸引线圈，设置在所述保持线圈和所述吸引线圈的后端部的止座，设置在所述保持线圈和所述吸引线圈的内周沿轴向滑动的柱塞，对所述柱塞施加回复力的回复弹簧，以及设置在所述柱塞后端的触点，所述保持线圈和吸引线圈设置在所述线圈骨架上，所述吸引线圈又包括第一吸引线圈和第二吸引线圈，所述第一吸引线圈与所述第二吸引线圈串联，所述第一吸引线圈的绕向与所述第二吸引线圈的绕向相反，所述保持线圈的绕向与所述第一吸引线圈的绕向相同。上述的电磁开关，其中，所述第一吸引线圈相对所述第二吸引线圈的绕向相反的起始位置设置在所述线圈骨架的进线端一侧。上述的电磁开关，其中，所述第一吸引线圈相对所述第二吸引线圈的绕向相反的起始位置在所述线圈骨架上。 上述的电磁开关，其中，所述线圈骨架上设置有分隔凸台。上述的电磁开关，其中，所述保持线圈的有效匝数A与所述第一吸引线圈的有效匝数B及所述第二吸引线圈的有效匝数C之间的关系为A = 0. 9 1. 1 (B-C)。进一步地，本实用新型还提供一种辅助啮合式起动机，包括电机和与所述电机连接的电磁开关，所述电磁开关包括机体，设置在所述机体内的线圈骨架、保持线圈和吸引线圈，设置在所述保持线圈和所述吸引线圈的后端部的止座，设置在所述保持线圈和所述吸引线圈的内周沿轴向滑动的柱塞，对所述柱塞施加回复力的回复弹簧，以及设置在所述柱塞后端的触点，所述保持线圈和吸引线圈设置在所述线圈骨架上，所述吸引线圈又包括第一吸引线圈和第二吸引线圈，所述第一吸引线圈与所述第二吸引线圈串联，所述第一吸引线圈的绕向与所述第二吸引线圈的绕向相反，所述保持线圈的绕向与所述第一吸引线圈的绕向相同。上述的辅助啮合式起动机，其中，所述第一吸引线圈相对所述第二吸引线圈的绕向相反的起始位置设置在所述线圈骨架的进线端一侧。上述的辅助啮合式起动机，其中，所述第一吸引线圈相对所述第二吸引线圈的绕向相反的起始位置在所述线圈骨架上。上述的辅助啮合式起动机，其中，所述线圈骨架上设置有分隔凸台。上述的辅助啮合式起动机，其中，所述保持线圈的有效匝数A与所述第一吸引线圈的有效匝数B及所述第二吸引线圈的有效匝数C之间的关系为A = 0.9 1. I(B-C)。[0028]本实用新型的有益功效在于，由于吸引线圈包括第一吸引线圈和第二吸引线圈两部分，且该两部分吸引线圈的绕向相反，保持线圈与第一吸引线圈绕向相同。这样，当吸引线圈和保持线圈通电时，第二吸引线圈起到抑制第一吸引线圈和保持线圈对柱塞电磁吸力的作用。当辅助啮合式起动机采用上述电磁开关后，能降低驱动齿轮作用在飞轮齿圈端面上的顶齿力，同时保证电磁开关吸引线圈通电时，电机部分产生的辅助啮合力矩不变，这样可以让起动机啮合效果更好，飞轮齿圈及驱动齿轮端面磨损损坏更小，起动机的耐久性能更优。由于起动机驱动齿轮可以快速啮入齿圈，降低了驱动齿轮打出时顶在飞轮齿圈端面上无法旋转故障的发生，可以显著地降低电磁开关烧毁故障率的发生。另外，能够减小吸引线圈的导线直径和线圈的匝数，这样可以让电磁开关的体积较小；而且，由于辅助啮合电流也能够抑制得较低，因此还能够降低继电器触点的容量，能够减低成本。此外，还可以防止发动机起动不良时出现的、驱动器的按键开关连续通电的现象， 以降低起动机电磁开关的热损伤。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
图1为现有技术的辅助啮合式起动机的剖视图；图2为图1中的辅助啮合式起动机的起动电路的电器接线图；图3为本实用新型的辅助啮合式起动机的起动电路的电器接线图；图4为本实用新型中电磁开关吸引线圈的绕线方向反向初始位置设置在骨架端部的示意图；图5为本实用新型中电磁开关吸引线圈的绕线方向反向初始位置设置在骨架端部时，电磁开关吸引线圈末端处理的示意图；图6为本实用新型中电磁开关吸引线圈的绕线方向反向初始位置设在骨架上的绕线示意图。其中，附图标i[0040]1-电机[0041]2-减速装置[0042]3-电磁开关[0043]4-单向器[0044]5-输出轴[0045]6-驱动齿轮[0046]7-机体[0047]8-柱塞[0048]9-拨叉[0049]10-飞轮齿圈[0050]11-电枢[0051]12-控制继电器[0052]13-蓄电池[0053]14-复位弹簧[0054]16-止动盘[0055]17-动触点[0056]18、19-端子[0057]30a、30b-静触点[0058]31-电机的端子[0059]32、33-端子[0060]34-线圈[0061]35-按键开关[0062]36-吸引线圈[0063]36a-第一吸引线[0064]36b-第二吸引线[0065]37-保持线圈[0066]41-连接片[0067]43-线圈骨架[0068]44-分隔凸台[0069]45-凸台[0070]50-端子[0071]50c-端子
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本实用新型的目的、方案及功效，但并非作为本实用新型所附权利要求保护范围的限制。本实用新型的辅助啮合式起动机的结构与图1所示的辅助啮合式起动机结构大致相似，不同的是电磁开关结构，以下仅针对电磁开关的结构做详细介绍。参阅图1及图3，本实用新型的电磁开关，其吸引线圈36包括第一吸引线圈36a和第二吸引线圈36b，保持线圈37和吸引线圈36设置在线圈骨架43上，且第一吸引线圈36a 与第二吸引线圈36b的绕向相反，保持线圈37与第一吸引线圈36a绕向相同。电磁开关3 的保持线圈37的有效匝数与第一吸引线圈36a的有效匝数减去第二吸引线圈36b的有效匝数基本相同，举例来说，若保持线圈37的有效匝数为A，第一吸引线圈36a的有效匝数为 B，第二吸引线圈36b的有效匝数为C，则，三者之间的关系可为A = 0. 9 1. I(B-C)。因此，当吸引线圈36和保持线圈37通电时，第二吸引线圈36b起到抑制第一吸引线圈36a和保持线圈37对柱塞8电磁吸力的作用，这样起动机顶齿时，作用在飞轮齿圈10端面的顶齿力可以得到有效降低。举例说明，电磁开关3的吸引线圈36产生的电磁力一般为保持线圈产生的电磁力的10倍以上，此外，吸引线圈36产生的热量也大。在上述方式中，假定第一吸引线圈36a的匝数为120匝，与第一吸引线圈沿相反方向进行绕制的第二吸引线圈36b的匝数是20匝， 并将它们串联连接而成；因而与例如仅由第一吸引线圈来构成吸引线圈、线径相同而匝数为140匝的情况进行比较，则吸引线圈36的电阻值相同，驱动齿轮6的旋转力矩和吸引线圈36的耐热性保持不变，而吸引力为100/140，即71. 43%，能使驱动齿轮6作用在飞轮齿圈10端面上的顶齿力得到显著地降低，因此驱动齿轮6可以更加容易的旋转。结合参阅图4及图5，其示出了本实用新型一种实施例的线圈绕向，在图4中，第一吸引线圈36a相对第二吸引线圈36b的绕向相反的起始位置设置在线圈骨架43的两端， 如线圈骨架43的进线端一侧。图4中，箭头表示绕线时的绕线顺序，Θ表示绕线方向朝向纸内，(g)表示绕线方向朝向纸外。并且，线圈骨架43上设置有分隔凸台44，该分隔凸台44 用于将部分第一吸引线圈36a与第二吸引线圈36b分隔，使它们分别位于分隔凸台44的两侧，分隔凸台44的位置根据第二吸引线圈36b的匝数确定，分隔凸台44上面设有过线槽， 这样可以保证吸引线圈绕线时具有较高的整齐度。图5为吸引线圈绕线方向转换时线头处理的一种示例，在该示例中，第一吸引线圈36a和第二吸引线圈36b两者之间先做截断处理，以方便线圈绕制，但截断后的第一吸引线圈36a和第二吸引线圈36b又通过连接片41 紧固连接在一起，以使第一吸引线圈36a和第二吸引线圈36b相串联。图6示出了本实用新型另一种实施例的线圈绕向。图6中，第一吸引线圈36a相对第二吸引线圈36b的绕向相反的起始位置在线圈骨架43上，如，设在线圈骨架43的中间位置，并且，该位置还可以根据第二吸引线圈36b的匝数进行调整。具体而言，线圈骨架43 上设置凸台45，通过该凸台45的设置，方便吸引线圈绕线方向的转换。当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
权利要求1.一种电磁开关，包括机体，设置在所述机体内的线圈骨架、保持线圈和吸引线圈，设置在所述保持线圈和所述吸引线圈的后端部的止座，设置在所述保持线圈和所述吸引线圈的内周沿轴向滑动的柱塞，对所述柱塞施加回复力的回复弹簧，以及设置在所述柱塞后端的触点，所述保持线圈和吸引线圈设置在所述线圈骨架上，其特征在于，所述吸引线圈又包括第一吸引线圈和第二吸引线圈，所述第一吸引线圈与所述第二吸引线圈串联，所述第一吸引线圈的绕向与所述第二吸引线圈的绕向相反，所述保持线圈的绕向与所述第一吸引线圈的绕向相同。
2.根据权利要求1所述的电磁开关，其特征在于，所述第一吸引线圈相对所述第二吸引线圈的绕向相反的起始位置设置在所述线圈骨架的进线端一侧。
3.根据权利要求1所述的电磁开关，其特征在于，所述第一吸引线圈相对所述第二吸引线圈的绕向相反的起始位置在所述线圈骨架上。
4.根据权利要求2所述的电磁开关，其特征在于，所述线圈骨架上分隔设置有分隔凸台，所述第一吸引线圈与所述第二吸引线圈分别位于所述分隔凸台的两侧。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的电磁开关，其特征在于，所述保持线圈的有效匝数A与所述第一吸引线圈的有效匝数B及所述第二吸引线圈的有效匝数C之间的关系为A = 0. 9 1. 1 (B-C)。
6.一种辅助啮合式起动机，包括电机和与所述电机连接的电磁开关，所述电磁开关包括机体，设置在所述机体内的线圈骨架、保持线圈和吸引线圈，设置在所述保持线圈和所述吸引线圈的后端部的止座，设置在所述保持线圈和所述吸引线圈的内周沿轴向滑动的柱塞，对所述柱塞施加回复力的回复弹簧，以及设置在所述柱塞后端的触点，所述保持线圈和吸引线圈设置在所述线圈骨架上，其特征在于，所述吸引线圈又包括第一吸引线圈和第二吸引线圈，所述第一吸引线圈与所述第二吸引线圈串联，所述第一吸引线圈的绕向与所述第二吸引线圈的绕向相反，所述保持线圈的绕向与所述第一吸引线圈的绕向相同。
7.根据权利要求6所述的辅助啮合式起动机，其特征在于，所述第一吸引线圈相对所述第二吸引线圈的绕向相反的起始位置设置在所述线圈骨架的进线端一侧。
8.根据权利要求6所述的辅助啮合式起动机，其特征在于，所述第一吸引线圈相对所述第二吸引线圈的绕向相反的起始位置在所述线圈骨架上。
9.根据权利要求7所述的辅助啮合式起动机，其特征在于，所述线圈骨架上分隔设置有分隔凸台，所述第一吸引线圈与所述第二吸引线圈分别位于所述分隔凸台的两侧。
10.根据权利要求6-9中任意一项所述的辅助啮合式起动机，其特征在于，所述保持线圈的有效匝数A与所述第一吸引线圈的有效匝数B及所述第二吸引线圈的有效匝数C之间的关系为A = 0. 9 1. 1 (B-C)。
专利摘要本实用新型公开一种电磁开关及包含该电磁开关的辅助啮合式起动机，电磁开关包括机体，设置在机体内的线圈骨架、保持线圈和吸引线圈，设置在保持线圈和吸引线圈的后端部的止座，设置在保持线圈和吸引线圈的内周沿轴向滑动的柱塞，对柱塞施加回复力的回复弹簧，以及设置在柱塞后端的触点，保持线圈和吸引线圈设置在线圈骨架上，吸引线圈又包括第一吸引线圈和第二吸引线圈，第一吸引线圈与第二吸引线圈串联，第一吸引线圈的绕向与第二吸引线圈的绕向相反，保持线圈的绕向与第一吸引线圈的绕向相同。这样，当吸引线圈和保持线圈通电时，第二吸引线圈起到抑制第一吸引线圈和保持线圈对柱塞电磁吸力的作用。
文档编号H01H50/44GK202058651SQ201120122589
公开日2011年11月30日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年4月22日
发明者张力, 杨光菊, 秦建旭 申请人:北京佩特来电器有限公司