专利名称：用于起动器的磁力开关的制作方法
本申请是基于日本专利申请No.6-222326并要求该申请的优先权，该申请于1994年9月19日递交并且其内容在此作为参考。
本发明通常涉及用以起动内燃机的起动器的磁力开关。
日本待公开专利申请No.4-303521公开了一种用于起动器的磁力开关，其中一励磁线圈缠绕在一绕线筒上，一个杆一体地延伸到设在绕线筒内之铁心的后端。用绝缘模制材料固定的副可动触头(第一可动触头)和用绝缘模制材料固定的主可动触头(第二可动触头)设置在该杆上，并且一对固定触头设置成与副可动触头和主可动触头相对。副可动触头和主可动触头由一接触弹簧压配合，该弹簧设在杆上靠固定触头的一侧。副可动触头有较大的电阻，而主可动触头有较小的电阻。
采用这种结构，当励磁线圈通电时铁心就被吸引，有较大电阻的副可动触头先直接接触固定触头而缓慢地驱动电机。当铁心被进一步吸引时，有较小电阻的主可动触头直接接触固定触头，以便全力驱动电机。这样就使得电机齿轮和内燃机环齿轮的啮合得以改善。
然而，采用上述起动器，由于第一可动触头和第二可动触头分两步直接接触固定触头，所以需要为第一可动触头和第二可动触头设置分离接触弹簧。所以增加了接触弹簧的数量从而增加了零件的数量。
本发明的主要目的是提供一种可克服上述缺陷的用于起动器的磁力开关。
本发明的另一目的是提供一种用于起动器的磁力开关，其中一弹性件起电阻的作用并对触头施加一接触力，这样第二可动触头可有效地直接接触固定触头或第一可动触头。
根据本发明的第一方面，在一磁力开关中，设置有一个第一导电电路，它将电池电流经一固定触头，一第二可动触头和一弹性电阻件传导到起动器电机上，并设置有一个第二导电电路，它将电池电流经固定触头和第一可动触头传导到起动器电机。
根据本发明的第二方面，在磁力开关中，由于吸引线圈的吸引力使铁心移动，第二可动触头直接接触固定触头。由于弹性电阻件的弹力，一接触力或压力就施加在固定触头上，使得电池电压经第二可动触头，弹性电阻件和第一可动触头传导到起动器电机。然后，第一可动触头直接接触固定触头，这样就使起动器电机通电。弹性电阻件起电阻的作用并起具有弹力的接触弹簧的作用。第一可动触头和第二可动触头可分两步直接与固定触头接触。
在用于起动器的磁力开关中，固定触头最好具有一个第一可动触头直接接触的第一直接接触部分和一个第二可动触头直接接触的第二直接接触部分。第二可动触头和第二直接接触部分之间的距离小于第一可动触头和第一直接接触部分之间的距离。所以，第二可动触头先直接接触固定触头，然后第一可动触头直接接触固定触头，这样第一可动触头和第二可动触头可分两步精确地接触固定触头。
根据本发明的第三方面，在一磁力开关中，由于吸引线圈的吸引力使铁心移动，第二可动触头直接接触传导件。因弹性电阻件的弹性力一接触力作用于传导件。电池电流经第二可动触头，传导件和固定触头传导到起动器电机。然后，第一可动触头直接接触固定触头，这样电池电流被传导到起动器电机。弹性电阻件起电阻的作用并起具有弹性的接触弹簧的作用，这样第一可动触头和第二可动触头就可分两步直接接触第一触头。
传导件和第二可动触头之间的距离最好小于固定触头和第一可动触头之间的距离。这样第二可动触头直接接触传导件，然后第一可动触头直接接触固定触头，这样第一可动触头和第二可动触头可精确地接触传导件和固定触头。
最好作为一场磁铁装置设置永久磁铁。当磁力开关不工作时，与起动器电机相对的弹性电阻件的端部连接于传导件，传导件导电地连接于电池的接地侧。所以，起动器以惯性旋转，并且由电动势产生的电经弹性电阻件短路，所以起动器电机可迅速制动。
从下面的详细描述，权利要求书和附图中，本领域技术人员可明显看出本发明的这些和其它目的，以及了解形成本发明的零件间的关系和它们的作用。附图中
图1是一剖视图，示出了根据本发明的起动器的第一实施例；图2是一齿轮转动限制件的透视图；图3A和3B是前视图和局部剖视图，示出了齿轮转动限制件；图4是齿轮挡环的侧视图；图5是齿轮挡环的局部放大侧视图；图6是一侧视图，示出了当齿轮挡环装在轴上时的状态；图7是一剖视图，示出了超速离合器；图8是一后视图，示出了中心支架；图9是一剖视图，示出了中心支架的侧面；图10是一前视图，示出了中心支架；图11是一剖视图，示出了外壳的侧面；图12是一前视图，示出了外壳；图13是一前视图，示出了活门安装在外壳上的状态；图14是一侧视图，示出了活门安装在外壳上的状态；图15是分解透视图，示出了活门；
图16是主要零件的剖视图，示出了小齿轮的移动；图17是剖视图，示出了密封件；图18是前视图，示出了密封件；图19是侧剖视图，示出了电枢；图20是铁心片的俯视图；图21是显示上层绕组侧面的视图；图22是前视图，示出了上层绕组；图23是透视图，示出了上层绕组和下层绕组的安装状态；图24是剖视图，示出了容纳在槽内的上层绕组臂和下层绕组臂；图25是装入电枢绕组的上层绕组端部的前视图；图26是前视图，示出绝缘隔片。
图27是剖视图，示出了固定件的侧面；图28是剖视图，示出了绝缘罩的侧面；图29是磁轭的前视图；图30是剖视图，示出了磁轭的侧面；图31是分解透视图，示出了磁力开关铁心和固定触头；图32是透视图，示出了磁力开关铁心；图33是剖视图，示出了端盖和电刷弹簧；图34是侧视图，示出了端盖的一部分及电刷和电刷弹簧的一部分；图35是前视图，示出了固刷件；图36是沿图35中XXXVI-XXXVI线所取的剖视图；图37是沿图35中XXXVII-XXXVII线所取的剖视图；图38A至38C是电路图，示出了小齿轮的工作状态；图39是剖视图，示出了起动器的侧面并示出了冷却空气通道；图40是侧剖视图，示出了第二实施例；图41是电极螺栓的透视图42是传导件的透视图；图43是金属板的透视图；和图44A至图44C是电路图，示出了小齿轮的工作状态。
下面，参照图1至39，描述根据本发明的带有一磁力开关的起动器的第一实施例。
该起动器主要包括与发动机上的环齿轮100啮合的齿轮200，覆盖行星齿轮减速机构300的外壳400，电机(起动器电机)500，和覆盖磁力开关600的端盖700。在带有一减速机构的起动器之内，外壳400和起动器电机500由一电机隔板800隔开。电机500和端盖700由固刷件900隔开。(齿轮200)如图1或图3A和3B所示，在齿轮200上形成有与发动机环齿轮100啮合的小齿轮210。
在小齿轮210的内圆周上形成有螺旋键齿211，螺旋键齿211与加工在输出轴220上的螺旋键槽221配合。
在齿轮200上与小齿轮210相对的一侧，形成有一个环形的凸缘213，其外径尺寸大于小齿轮210。在凸缘213的外圆周上形成有缺口214，其数量多于小齿轮210的外齿。缺口214与后文将描述的齿轮转动限制件230上的限制爪231配合。垫圈215可自由转动并且不会沿轴向脱离凸缘213的后面，这是由于形成在小齿轮210后端上的圆环部分216被朝向外圆周弯曲。
通过设置可在小齿轮210的凸缘213后侧上自由转动的垫圈215，如果齿轮转动限制件230(后文将描述)在小齿轮210后面降落，齿轮转动限制件230的限制爪231的前端就会接触垫圈215。所以，转动的小齿轮210不会直接接触齿轮转动限制件230的限制爪231，并且垫圈215转动以防小齿轮210被齿轮转动限制件230的限制爪231磨损。
由压缩螺旋弹簧构成的复位弹簧240总是朝输出轴220的后部压迫或偏置小齿轮210。复位弹簧240不直接偏置小齿轮210，在本实施例中是通过活门420上的环体421偏置小齿轮210，该活门420打开和关闭外壳400的开口部分410并将在下文中描述。(齿轮转动限制件230)如图2，图3A和3B所示，齿轮转动限制件230是一个被绕过一又二分之一圈的片簧件。圈数的约一半是具有较高弹簧常数及较长轴向长度的转动限制部分232，并且其余的约半圈是复位弹簧部分233，它用作具有较短轴向长度及较低弹簧常数的施力装置。
形成限制部分的限制爪231沿轴向延伸以便与形成在小齿轮210的凸缘213上的多个缺口214配合，并且限制爪231形成于转动限制部分232的一端上。限制爪231与小齿轮210上的缺口214配合。此外，为改善限制爪231的刚性，限制爪231被成形为沿轴向延伸，并且其横断面为朝内部的径向弯曲的L形。限制爪是杆状的。
转动限制部分232具有一垂直延伸的直线部分235。直线部分235被支承成可在两支承臂361之间自由地垂直滑动，该两支承臂361被设置成从中心支架的前侧伸出。换句话说，随着直线部分235垂直移动，转动限制部分232也垂直移动。
此外，在与转动限制部分232的限制爪231呈180°的相对之处，装有线形件680(例如一钢丝)的前端球体601，该线性件680传递磁力开关600(后文将描述)的运动。
在复位弹簧233的一端部侧上弯曲曲率较大，并且复位弹簧233的一端236接触限制台362的上表面，限制台362被设置成凸出于中心支架360的前方下侧。
在本段中解释齿轮转动限制件230的操作。线形件680是一个传动装置，用以将磁力开关600的运动传递到限制爪231。磁力开关600的运动向下拉动转动限制部分232，这样限制爪231就与小齿轮210的凸缘231上的其中一个缺口214啮合。此时，复位弹簧部分233的一端236与限定位置的限制台362接触，并且复位弹簧部分233松驰，即失去了它的部分张力。限制爪231与小齿轮210的缺口214啮合，这样当电机的电枢轴510和行星减速机构300试图转动小齿轮210时，小齿轮210就沿输出轴220上的螺旋键槽221前移。当小齿轮210接触环齿轮100，并且小齿轮210的前移受到阻碍时，由于输出轴220的进一步转动力齿轮转动限制230就失去张力。小齿轮210将略微转动并与环齿轮100啮合。当小齿轮210前移时，限制爪231脱离缺口214，并且限制爪231在小齿轮210的凸缘213的后面下降。限制爪231的前端接触垫圈215的后表面并且发动机环齿轮100的转动阻止小齿轮210后退。
当磁力开关600的操作停止并且线形件680停止向下拉动转动限制件230时，复位弹簧部分233的作用使齿轮转动限制件230恢复到其原始位置。(齿轮挡环250)齿轮挡环250固定在一个加工于输出轴220圆周边上的矩形断面环槽内。齿轮挡环250是通过将矩形断面的钢材加工成圆形而形成。如图4和6所示在齿轮挡环250的两端上加工有大致为S形的切口251(例如一配合装置)。一个凸起切口与另一凹入切口啮合，并且一凹入切口与另一凸起切口啮合。
为装配齿轮挡环250，将齿轮挡环250从输出轴220的前端装入并将其装入环槽内。朝内径侧挤压和紧固齿轮挡环250，并使其两端上的凹入切口251相互啮合。这样就完成了装配。
如图4所示，使齿轮挡环250的内径D0大于输出轴220的外径D1(图6)，并使输出轴220上的环槽的宽度W大于缺口251的凸起部分宽度W1(图5)与所面对之凸起部分宽度W1之和的宽度。(减速机构300)图1所示的行星齿轮减速机构300是一减速装置，它减低电机500(后文将解释)的转速并增加电机500的输出扭矩。行星齿轮减速机构300包括加工在电机500的电枢轴510(后文将解释)的前侧外周面上的中心齿轮310，多个与中心齿轴310啮合并绕中心齿轮310旋转的行星齿轮320，绕中心齿轮310可转动地支承行星齿轮320并与输出轴220作成一体的行星齿轮支座330，和管形的树脂内齿轮340，它以其内周边与行星齿轮320啮合。(起速离合器350)起速离合器350沿一个方向(仅沿与发动机一起转动的方向)可转动地支承内齿轮340。图7是超速离合器350的局部放大视图。超速离合器350包括外离合件351，环形内离合件352和滚子353，其中外离合件351是与内齿轮340前侧成一体的第一圆柱部分，环形内离合件352是与外离合件351的内周边相对并成形在中心支架360(它起着覆盖行星齿轮机构300前侧的固定侧作用)后表面上的第二圆柱部分，而滚子353则容纳在滚子容纳部分351a至内，该滚子容纳部分相对于外离合件351的内周表面以一倾斜角度成形。滚子容纳部分351a在圆周方向上是倾斜的，并带有滚子啮合表面3516，在具有减速机构的起动器的牵引期间，该表面351b与滚子353啮合。
在内离合件352的外圆周面上沿周向成形有多个滚子槽部分355。滚子槽部分355包括当带减速机构的起动器起动时与滚子353啮合的滚子啮合表面352b，和引向滚子容纳部分351a的滚子导向表面352c。在与滚子纳部分351a的滚子啮合表面3516相对的表面上，是滚子容纳导向部分351a，当带减速机构的起动器超速时该滚子容纳导向部分351d起着将滚子353升高到滚子容纳部分351a的作用。上述结构在周向上设置在多处位置。
外离合件351，滚子啮合表面351b，和内离合件350的位置关系是这样，即滚子啮合表面352b被设计成当带减速机构的起动器被驱动时滚子353沿扭矩传递方向被各表面先后夹住。
如此设置外离合件351的滚子容纳部分351a，即在带减速机构的起动器超速期间滚子353的最大内径应略大于内离合件352的最大外径。(中心支架360)图8至10所示的中心支架360设置在外壳400的后侧内。外壳400和中心支架360由环状弹簧390连接，环状弹簧390的一端与外壳400啮合，另一端与中心支架360啮合。由内离合件352(它构成超速离合器350)接受的转动反作用力由环状弹簧390吸收，这样反作用力就不会直接传递到外壳400上。
两个保持齿轮转动限制件230的支承臂361和齿轮转动限制件230的下端抵靠于其上的限制台362设置在中心支架360的前表面上。此外，在中心支架360上加工有一组切口部分363，它们与外壳400内侧上的凸起部分(未示出)配合。切口部分363的上侧也用作空气通道，以将空气从外壳400内引导进磁轭501内。该空气流将在冷却空气部分中详细解释。此外，在中心支架360的下端成形有一个凹入部分364，线形件680(下面将讨论)沿轴向通过该凹入部分364。
行星齿轮支座330包括一个凸缘状凸起部分331，它径向延伸以支承行星齿轮320。向后延伸的销332固定在凸缘状凸起部分331上。销332通过金属轴承可转动地支承行星齿轮320。
行星齿轮支座330由外壳轴承440和中心支架轴承370可旋转地支承，外壳轴承440的前端固定在外壳400的前端内，中心支架轴承370则固定在管状部分365内及中心支架360的内圆周面上。
行星齿轮支座330在内管状部分365的前端位置包括一个环槽334，并且卡环335装在环槽334内。在卡环335和内管状部分365的前端之间插有一个安装在行星齿轮支座330上的可转动垫圈336。卡环335经垫圈336与内管状部分365前端的直接接触，限制了行星齿轮支座330的向后运动。支承行星齿轮支座330后侧的中心支架轴承370的后端有一凸缘部分371，它夹在内管状部分365的后端和凸缘状凸起部分331之间。凸缘状凸起部分331经凸缘部分371与内管状部分365后端的直接接触限制了行星齿轮支座330的向前运动。
轴向延伸的凹入部分337形成在行星齿轮支座330的后侧上。可转动的电枢轴510的前端由设于凹入部分337内的行星齿轮支座轴承380支承。(外壳400)如图11和12所示，外壳400通过固定在外壳400前端内的外壳轴承440支承输出轴220。此外，外壳400设有防水壁460，它作为一个凸起部分使开口部分410下部之处小齿轮210的外径和外壳400之间的缝隙最小，从而尽可能防止雨水等通过开口部分410进入(图1或11)。此外，在外壳400前端的下部设有两个轴向延伸的滑槽450。活门420(将在后文中进一步描述)位于滑槽450上。(活门420)活门420是由尼龙之类的树脂材料制造，并如图13至16所示是安装在输出轴220的周面上，活门420包括环体421和防水部分422，环体421夹在复位弹簧240和小齿轮210之间而防水部分422则打开和关闭外壳400的开口部分410。防水部分422被弯折，以使之与滑槽450配合，滑槽450形成在外壳400的前端下侧并且其两侧轴向延伸。这一结构就使防水部分422可以仅在外壳400的轴向上与环体421一起移动。一未示出的垫圈安装在活门420和小齿轮210之间。
当起动器起动并且小齿轮210开始沿输出轴220向前移动时，环体421开始与小齿轮210一起向前移动。与环体421成一体的防水部分422也向前移动，从而打开外壳400的开口部分410(图16)。当起动器停止并且小齿轮210开始沿输出轴220后退时，环体421随小齿轮210一起后退。与环体421成一体的防水部分422同时后退，从而关闭外壳400的开口部分410。结果，当起动器不工作时，起打开和关闭装置作用的活门420就借助于防水部分422防止了由环齿轮100的离心力测起的雨水进入外壳400。(密封件430)如图17和18所示，密封件430在其侧面上有一环槽430a，复位弹簧240的一端位于环槽430a内。密封件430密封输出轴220的周面，并防止经外壳400的开口部分410已进入的雨水和灰尘进入外壳400前端处的外壳轴承440。(外壳端部密封件470)如图1所示，外壳端部密封件(例如在一端有粘接剂的纸)粘在外壳400的端部开口侧(最左侧)，以堵住该开口表面。也可用金属箔或树脂片作为外壳端部密封件470。
用这种方法，只需将外壳端部密封件470粘在外壳400的端部开口上就可将该开口侧封住，这样以简单的操作即可完成装配，同时可以廉价地并可靠地防止外部物质经外壳轴承440进入外壳400。可用金属箔或树脂片作为外壳端部密封件470。(电机500)电机(起动器电机)500由磁轭501，电机隔板800和固刷件900(将在下文中描述)包围。电机隔板800在它和中心支架360之间夹有行星齿轮机构300，并防止行星齿轮机构中的润滑油进入起动器电机500。
如图1所示，起动器电机500包括电枢轴510，固定在电枢轴510上并由电枢铁芯520和电枢绕组530(它们一体地旋转)构成的电枢540，和使电枢540旋转的固定磁极550。固定磁极550固定在磁轭501的内周表面上。(电枢轴510)电枢轴510由行星齿轮支座330后部内的行星齿轮支座轴承380和固定在固刷件900内周表面上的固刷件轴承可转动地支承。电枢轴510的前端穿过行星齿轮减速机构300的内部，并如上所述行星齿轮减速机构300的中心齿轮310即加工在电枢轴510前端的外周表面上。(电枢铁芯520)通过叠置多个图20中所示的铁芯片并将电枢轴510压配合进形成在中心的孔522内，构成电枢铁芯520。铁芯片521是在一冲床上由薄板冲压而成并经处理而具有表面绝缘性。在铁芯片521的内径侧(即朝向孔522)，冲有多个孔523以减轻铁芯片521的重量。在铁芯片521的外圆周上形成有多个(例如二十五个)槽524，以容纳电枢绕组530。在铁芯片521外周端部上在每个槽524之间形成有固定爪525，以固定容纳于槽524内的电枢绕组。固定爪525将在电枢绕组530的固定工序中描述。(电枢绕组530)在图19所示的实施例中，多个(例如二十五个)上层电枢绕组531和同样数量的下层电枢绕组532被用于电枢绕组530。各上层电枢绕组531和下层电枢绕组532都径向叠置以形成两层绕组。各上层电枢绕组531和各下层电枢绕组532被结合在一起，并且各上层电枢绕组531和各下层电枢绕组532的端部被可操作地和导电地连接以构成一环形绕组。(上层电枢绕组531)上层电枢绕组531由具有良好导电性的铜之类的材料制成，并带有一上层绕组臂533。该上层绕组臂533被固定在槽524的外圆周内并平行于固定磁极550延伸，还带有两个上层绕组端部534，该上层绕组端部534从上层绕组臂533的两端向内弯曲并垂直于电枢轴510的轴向延伸。上层绕组臂533和上层绕组端部534可以采用冷铸整体成形，也可在一压机上弯曲并成形为U形。作为另一种选择，上层绕组臂533和上层绕组端部534可分别加工，然后通过焊接连接起来。
如图21至24所示，上层绕组臂533是一个断面为矩形的直杆。上层绕组臂533的外周面覆盖有一上层绝缘膜125(例如薄的树脂尼龙膜或纸)。上层绕组臂533和下层绕组臂536(将在下文中描述)一起牢固地安装在槽524之内，如图24所示。
如图23所示，其中一个上层绕组端部534沿旋转方向向前侧倾斜，另一上层绕组端部534沿旋转方向向后侧倾斜。成对的上层绕组端部534相对于径向及上层绕组臂533以相同的角度倾斜，并成形为相同的形状。所以，即使绕上层电枢绕组531的中心将上层绕组端部534水平转过180°，上层电枢绕组531也保持与转向前相同的形状。换句话说，由于在上层绕组端部534之间没有区别，所以上层电枢绕组531在电枢铁心520上的安装就更为容易。
在成对的上层绕组端部534中，位于磁力开关600一侧的上层绕组端部534直接接触电刷910(后文将描述)，并将电流通到电枢绕组530。因此，至少上层绕组端部534接触电刷910的表面是光滑的。带有一减速机构的该起动器不需要一独立的整流子来将电流通到电枢绕组530。换句话说，由于不需要一独立的整流子，所以可减少所需零件的数量。而且，由于在带减速机构之起动器的制造过程中减少了加工步骤的数量，所以可抑制生产成本。由于在带减速机构的该起动器中无需设置一独立的整流子，所以可减小带减速机构之起动器的轴向尺寸。
由于上层绕组端部534直接接触电刷910，所以由上层绕组端部534和电刷910的相对滑动产生的热量就从上层绕组端部534传导到上层绕组臂533，电枢铁心520，和电枢轴510上。电枢绕组530，电枢铁心520和电枢轴510的热容量远大于传统的独立整流子，所以上层绕组端部534和电刷910之间的滑动部分的温度可维持在一低水平。
如图25所示，上层绕组端部534的形状是沿径向逐渐扩大，并且从内圆周到外圆周各上层绕组端部534的周向间隙535都保持大致均匀。这就扩大了上层绕组端部534和电刷910之间的接触面积，从而就允许电刷910的热量被容易地传导到电枢绕组，并明显抑制电刷910的温度。提供图25只是为清楚地解释上层绕组端部534的形状，所以上层绕组端部534的数量并不与图20所示之槽524的数量相吻合。
隔槽535由接触电刷910的相应上层绕组端部534之间的间隙形成。隔槽535的形状接近螺旋形，它沿旋转方向向后朝外径伸展，如图25所示。
各上层绕组端部543之间的间隙构成的隔槽535起冷却风扇的作用，以冷却电刷910和上层绕组端部534的滑动表面。当电枢绕组530旋转时，离心气流从隔槽535由内径流动到外径。离心气流是由接触电刷910的上层绕组端部534的各隔槽535的转动而产生的，以冷却因电刷910和上层绕组端部534之间的滑动而产生的热，同时也将电刷粉粒排出。
两个上层绕组端部534都有小直径凸起534a(图21)，该凸起534a在外圆周上朝着各端部彼此面对的表面轴向凸出。凸起534a位于上层绕组端部534和下层绕组端部537(后文将解释)之间，并与加工在绝缘隔片560(等于绝缘体)上的孔561(等于定位部分)配合，该绝缘隔片560隔绝上层绕组端部534和下层绕组端部537(图26)。(下层电枢绕组532)与上层电枢绕组531一样，下层电枢绕组532也由具有良好导电性的铜之类的材料制造，并包括固定在槽524外周边上并平行于固定磁极550延伸的下层绕组臂536，和两个从下层绕组臂536的两端向内弯曲且垂直于轴510的轴向延伸的下层绕组端部。下层绕组臂536和两个下层绕组端部537可通过冷铸一体成形，或用一压机弯曲并成形为U形，或可分别成形下层绕组臂536和两个下层绕组端部537，然后通过焊接连接，这与上层电枢绕组531相同。
各上层绕组端部534和各下层绕组端部537之间的绝缘由绝缘隔片560保证。各下层绕组端部537和电枢铁心520之间的绝缘由一个树脂(如尼龙或酚醛树脂)绝缘环590保证，如图19所示.
如图21和24所示的上层绕组臂533一样，下层绕组臂536是一个断面为矩形的直杆。如图19和24所示，下层绕组臂和上层绕组臂533一起被牢固地固定在槽524内。下层绕组臂536覆盖有下层绝缘膜105(如尼龙或纸)并与覆盖有上层纸缘膜125的上层绕组臂533一起被容纳在槽524内。
在两个下层绕组端部537中，位于带减速机构之起动器前面的下层绕组端部537被设置成沿与上层绕组端部534的倾斜方向相反的方向倾斜。位于后侧的下层绕组端部537也被设置成沿与上层绕组端部534的倾斜方向相反的方向倾斜。两个下层绕组端部相对于径向及下层绕组臂536以相同的角度倾斜并成形为相同的形状。与上层电枢绕组531一样，采用这种结构，即使下层绕组端部537绕下层电枢绕组532的中心转过180°，下层电枢绕组532也保持下层绕组端部537未被掉转的形状。这样，由于在下层绕组端部之间在形状上没有区别，所以在电枢铁芯520上就可以较快并较容易地安装下层电枢绕组532。
下层绕组臂536和两个下层绕组端部537(它们形成下层电枢绕组532)的各横截面积小于形成上层电枢绕组531的上层绕组臂533和两个上层绕组端部534的横截面积。这是因为上层电枢绕组531的整个长度比下层电枢绕组532的整个长度长，如果上层电枢绕组531和下层电枢绕组532有相同的面积，下层电枢绕组532的电阻就低于上层电枢绕组531，并且在供给到上层电枢绕组531和下层电枢绕组532的电能上就产生一个差。这样，在本实施例中，就将下层电枢绕组532的横截面积设计的小于上层电枢绕组531的横截面积，以克服上层电枢绕组531和下层电枢绕组532之间电阻上的差。这就使供给到各上层电枢绕组531的电能和供给到各下层电枢绕组532的电能相等，并避免了电能被大部分供给到上层电枢绕组531的麻烦。
在图24中，所示的下层绕组臂536的横截面积大于上层绕组臂533的横截面积。然而，该图的目的是显示上层绕组臂533和下层绕组臂536的安装状态。这样，下层绕组臂536的实际横截面积小于上层绕组臂533的横截面积。
轴向延伸的下层轴向凸起部分539位于两个下层绕组端部537的内周端部上。下层轴向凸起部分539的外周面与加工在绝缘隔片560内周边上的内径凹入部分562配合，并叠置在上层绕组端部534内端的上层轴向凸起部分538的内周面上。叠置的部分是采用焊接之类的连接技术导电地并机械地连接的。下层轴向凸起部分539的内周面与电枢轴510绝缘并隔开。
轴向延伸的上层轴向凸起部分538位于两个上层绕组端部534的内周端部上。所述下层电枢绕组532内端上的下层轴向凸起部分539与上层轴向凸起部分538的内周面叠置。它们是用焊接之类的连接技术导电地并机械地边接。上层轴向凸起部分538的外周面通过绝缘罩580与压配合在电枢轴510上的固定件570的外周环形部分571的内表面相靠(图27和28)。(绝缘隔片560)绝缘隔片560是一薄板环，由树脂(如环氧树脂，酚醛树脂，尼龙)制成。在其外圆周侧上加工有多个孔561(等于定位部分)，上层绕组端部534的凸起534a与之配合。在绝缘隔片560的内周边上加工有内径凹入部分562，下层绕组端部537内侧上的下层轴向凸起部分539与之配合。如后面将解释的，孔561和内径凹入部分562用以定位并固定电枢绕组530(固定件570)固定件570是一铁制环形体。如图27所示，固定件570包括压配合在电枢轴510上的内环形部分572，沿径向延伸以防止上层绕组端部534和下层绕组端部轴向伸展的限制环573和外环形部分571，它容纳上层绕组端部534的上层轴向凸起部分538以防止电枢绕组530的内径因离心力而扩大。固定件570有一个树脂(如尼龙)制成的盘形绝缘罩580，位于上层绕组端部534和下层绕组端部537的端部处起电绝缘作用，如图28所示。
位于起动器前部的固定件570接触电机隔板800的后侧，该电机隔板800位于固定件570的前面并起止推垫的作用以限制电枢540的向前移动。位于起动器后侧的固定件570接触固刷件900的前面，它起一止推垫的作用，以限制电枢540的向后移动。
固定电枢绕组530内端部分的各固定件570起着电枢绕组530的止推垫的作用。如上所述，这样就不必为电枢540设置任何特别的止推垫。除装配工时可减少外，这还减少了起动器所需零件的数量。(电枢绕组530的组装)
槽524和固定爪525，绝缘隔片560，孔561，内径凹入部分562和压配合在电枢轴510上的固定件570都被用来作为将电枢绕组530的上层电枢绕组531和下层电枢绕组532定位并固定在电枢铁芯520上的装置。
电枢铁芯520的槽524容纳上层绕组臂533和下层绕组臂536，并通过朝内(如图24中箭头所示)弯曲固定爪525，将上层绕组臂533和下层绕组臂536牢固地固定在各个槽524内，这样就防止了上层绕组臂533和下层绕组臂536因离心力朝外移动。由于上层绕组臂533的外周表面由下层绝缘膜105和上层绝缘膜125绝缘，所以即使当强迫固定爪向内弯曲也可保证足够的绝缘能力。
加工在绝缘隔片560上并且下层凸起部分539与之配合的内径凹入部分562定位下层绕组端部537。部分562也防止下层绕组端部537因施加在其上的离心力而向外移动。
加工在绝缘隔片560外周侧上并且上层绕组端部534的凸起534a与之配合的孔561定位上层绕组端部534。孔561也防止上层绕组端部534因作用于其上的离心力而向外移动。
固定件570固定上层轴向凸起部分538和下层轴向凸起部分539以防止电枢绕组530的内径部分因离心力朝外移动。
固定件570也限制上层轴向凸起538和下层轴向凸起539的轴向端部移动，以防止电枢绕组530的轴向长度变长。当带减速机构的起动器操作时，为防止上层绕组端部534和下层绕组端部537的轴向长度变长，在带减速机构的起动器内必须设置一个起动器内的额外空间，以容纳延长部分。然而在本实施例中，固定件570阻止了上层绕组端部534和下层绕组端部537的轴向长度的延长，所以带减速机构的该起动器就不需任何额外空间。这样就可以缩短带减速机构的起动器的轴向长度。
下面，解释组装电枢绕组530的程序。
首先将包括叠置的铁芯片521的电枢铁芯520压配合在电枢轴510上。然后将绝缘环590置于电枢铁芯520的两侧。
随后，将下层电枢绕组532的下层绕组臂536与下层绝缘膜105一起装入各槽524。然后将绝缘隔片560安装在下层电枢绕组532的下层绕组端部537的两侧，并将下层轴向凸起部分539设于各内径凹入部分562之内。这样就完成了下层电枢绕组532的定位，随后，与上层绝缘膜25一起装入上层电枢绕组532的上层绕组臂533。此时，将各上层绕组端部534上的凸起534a装配进绝缘隔片560上的孔561内。这样就完成了上层电枢绕组531的定位。
采用焊接之类的连接技术导电地并机械地连接上层轴向凸起部分538和下层轴向凸起部分539。然后，将电枢铁心520的各固定爪525朝内弯曲以便将上层绕组臂533和下层绕组臂536固定在各槽524内。然后将固定件570压配合在电枢轴510上以固定电枢绕组530的内周端部。
这样就完成了电枢的组装。
在该电枢540中，形成电枢绕组530的上层电枢绕组531两端上的上层绕组端部534和下层电枢绕组532两端上的下层绕组端部537都被设置成垂直于电枢轴510的轴向。这就使电枢540的轴向长度缩短，其结果是带减速机构的该起动器比传统型号的小。
而且，在该实施例中，由于磁力开关被置于缩短起动器电机500的轴向长度而产生的空间内和淘汰独立整流子所产生的空间内，所以带减速机构的该起动器的轴向长度与传统型号相比没有很大区别。然而，由于不再需要用于磁力开关600(传统上安装在起动器电机500的顶部)的空间，所以与传统型号相比带减速机构的该起动器体积要小得多。
由于电枢绕组530的轴向长度被缩短，所以电枢540的共振频率就可设的较高，并可防止因电枢540的振动而造成的电刷跳跃等。
而且，由于电枢绕组530的上层绕组端部534和下层绕组端部537的轴向长度较短，并且上层绕组臂533，下层绕组臂536，上层绕组端部534和下层绕组端部537被牢固地固定在电枢铁芯520和电枢轴510上，所以即使电枢540以高速转动，也不会出现因离心力使电枢绕组530偏离电枢铁心520之类的麻烦。(磁轭501)如图29和30所示，带有一个孔503的磁轭501是一个通过使一钢板成圆形而成的圆柱体。在其圆周面上成形有多个轴向延伸并面对内圆面的凹槽502。凹槽502用以设置穿通螺栓并将固定磁极550定位在磁轭501的内周面上。(固定磁极550)在本实施例中，如图29所示，固定磁极550由多个(如六个)主磁极551和设置在主磁极551之间的极间极磁极构成。可以用电流产生磁力线的磁场线圈来代替永久磁铁。
主磁极551由上述磁轭501上的凹槽502内侧的两端定位。它们由设在固定磁极550内面上的固定套553固定在磁轭501的内侧，同时将极间极磁极设置在主磁极之间。
固定套553是一个加工成圆形的非磁性(如铝)套。沿轴向的两端部554被朝外侧弯曲，以防固定磁极550沿磁轭的轴向偏离。如图30所示，固定套553有两个在固定磁极550内侧相靠的端缘555和556(第一端部和第二端部)。其中一个端缘555被设置成相对于轴向直线倾斜，另一端缘556则被设置成相对于轴向逐渐弯曲并倾斜。通过将一个端缘555设成直线状，另一端缘556设成弯曲状，即使在固定磁极550的内部尺寸上产生微小误差，也可以通过轴向偏移一端缘555和另一端缘556的贴靠位置，来向外径侧扩大固定套555以吸收该误差。结果，固定套554的直径尺寸得以固定，这样就将固定磁极550牢固地固定在固定套553和磁轭501之间。(磁力开关600)如图1、31和32所示，磁力开关600由固刷件900(后文将描述)固定，并设置在端盖700(后文将描述)内。将磁力开关600固定成基本上垂直于电枢轴510。
当电流导通时，磁力开关600向上方驱动铁心610，并使两个与铁心610一起移动的触头(下可动触头611和上可动触头612)相继接触电极螺栓620的头部621和固定触头630的接触部分631。未示出的电池导线可连接于电极螺栓620。
磁力开关600设置在磁力开关罩640内，磁力开关罩是一个带底部的磁性(如铁)管。磁力开关罩640是例如通过将软钢板冲压成杯形而形成，并在底部中心有一个孔641，铁心610可自由地沿垂直方向穿过该孔。磁力开关罩640的上部开口由磁性(如铁)固定铁心642封闭。
固定铁心642包括上部大直径部分643，下部中直径部分644和下部小直径部分645。大直径部分643的外周面紧固在磁力开关罩640的上端，这样使固定铁心642固定在磁力开关罩640的上部开口内。吸引线圈650的上端安装在中直径部分644的周面。迫使铁心610向下的螺旋压缩弹簧660的上端安装在固定铁心642的小直径部分645的外周面上。
吸引线圈650是一个将铁心610拉近的吸引装置，并当电流通过时产生磁性。吸引线圈650的上端安装在固定铁心642的中直径部分644上，并带有一个沿垂直方向可相对铁心610滑动并自由地覆盖铁心610的套筒651。套筒651是通过将一非磁性(如铜，黄铜，不锈钢)薄板加工成圆形而制成，并且将树脂等制成的绝缘垫圈652设在套筒651的上端和下端。绕套筒651的周边及绝缘垫圈652之间，缠绕有一个由薄树脂(如玻璃纸，尼龙膜)或纸制成的绝缘膜(未示出)。而且，绕绝缘膜的周面绕有预定圈数的细漆色线，以构成吸引线圈650。
铁心610由磁性金属(如铁)制成并具有一圆柱形状，包括上部小直径部分613和下部大直径部分614。螺旋压缩弹簧660的下端安装在小直径部分613上，轴向长度相对较长的大直径部分614安装成可在套筒651内垂直移动。
从铁心610向上延伸的铁心轴615固定在铁心610的上侧。铁心轴615经固定铁心642中心上的一个通孔向上伸出。沿铁心轴615可自由地垂直滑动的上可动触头612位于固定铁心642上方的铁心轴615的上侧。
如图31所示，安装在铁心轴615上端的挡环616限制了上可动触头(第一可动触头)612移出铁心轴615的上端。结果，上可动触头612可在挡环616和固定铁心642之间沿铁心轴615垂直地自由滑动。触头压力弹簧670总是迫使上可动触头612向上，该触头压力弹簧670由一个安装在铁心轴615上的板簧形成。
上可动触头612由具有良好导电性的铜之类的材料制造。当上可动触头612向上移动时，固定触头630上的两接触部分631与触头612的端部接触。电刷910的各导线910a通过铆接或焊接导电地并机械地连接于上可动头612。用作多个(在本实施例中是两个)限流装置的电阻617的端部被插在且导电地并机械地固定在上可动触头612的槽内。电刷910的各导线910a可导电地并机械地通过铆接或焊接连接于上可动触头612上，但上可动触头612和电刷910的各导线910a可整体地制造。
当起动器开始起动时，电阻617用作减低起动器电机500转速的一个弹性电阻件。具有弹性的电阻617由高电阻值的金属丝缠绕而成。电阻617包括直接接触第一可动触头的第一长条形部分617a，连接于第一长条形部分617a一端的螺旋形部分617c。和朝与固定触头630相对之位置延伸并连接于螺旋形部分617c的第二长条形部分617b。
此外，使下可动触头611到第二直接接触部分621的距离短于上可动触头612到第一直接接触部分631的距离。位于电极螺栓620头部621下方的下可动触头611通过铆接等固定在电阻617的另一端上。
下可动触头(第二可动触头)611由具有良好导电性的铜之类的金属制成。当磁力开关600停止并且铁心610处于其下侧位置时，该触头接触固定铁心642的上表面。当电阻617随铁心轴615的运动向上运动时，在上可动触头612接触固定触头630的接触部分631之前，下可动触头611将接触电极螺栓620的头部621。
在铁心610的底侧上加工有凹入部分682，以容纳一个设在线形件680(例如一根金属线)后端上的球体681。在凹入部分682内壁上加工有内螺纹683，并将固定球体681的固定螺钉684旋入内螺纹683。通过调节固定螺钉684旋入内螺纹683内的程序，可调节线形件680的长度。这样调节线形件680的长度，即当铁心轴615向上移动并且下可动触头611接触电极螺栓620时，齿轮转动限制件230的限制爪231就与小齿轮210外周上的缺口214啮合。内螺纹683和固定螺钉683用作调节机构。
由于利用线形件680使齿轮转动限制件230朝小齿轮210一侧移动，所以就不再需要传统的连杆机构和杠杆等，因此减少了零件的数量。即使小齿轮210未与环齿轮100脱开，线性件680的松弛也可使铁心610恢复到其原始位置，并且上可动触头612可与固定触头630脱离。
由于齿轮转动限制件230的限制爪231只需与小齿轮210上的缺口214啮合，所以线性件680可使限制爪231精确地移动。通过用一金属线作为线性件680，可改善耐用性。通过在铁心610和线性件680之间设置一个包括内螺纹683和固定螺钉684的调节机构，将固定螺钉684旋入内螺纹683就可方便地确定线形件680的长度。
此外，由于电刷910的各导线910a直接连接于上可动触头612，电刷910处产生的热量可以通过上可动触头612和电极螺栓620经连接于电极螺栓620并位于起动器外面的电池电缆有效地分散。这样就延长了电刷910的寿命。
由于磁力开关600的铁心轴615基本上垂直电机轴设置，所以与磁力开关的铁心轴为轴向设置的结构相比，就减小了起动器的轴向尺寸。同时，铁心轴615拉动线性件680所需的行程可设定在一较小值，这样磁力开关600可在尺寸上进一步缩小。
再者，由于磁力开关600被设置成与电枢轴510的轴向垂直交叉，所以在起动器的整个轴向长度上只是增加了磁力开关600的径向长度，这样就使整个起动器的尺寸不必扩大。(端盖700)如图33和34所示，端盖700是一个由酚醛树脂之类的树脂制成的磁力开关罩。磁力开关600容纳在端盖700内。
弹簧安装柱710设于端盖700的后侧上，在对应于电刷910的位置向前凸出，该弹簧安装柱710固定向前压迫电刷910的螺旋压缩弹簧914。如图34所示，各螺旋压缩弹簧914是锥状的，并且插入弹簧安装柱710内一侧的直径大于伸出安装柱710之外的一侧的直径。这样，螺旋压缩弹簧914就被固定并保持在弹簧安装柱710之内。可以使弹簧安装柱710成锥状并扩大插入螺旋压缩弹簧914之一侧的直径。螺旋压缩弹簧914位于磁力开关600的外侧，这样就使其径向外周面与磁力开关600的铁心610的轴向重叠。
电极螺栓620是一铁制螺栓，它从端盖700内侧插入并从端盖700后侧伸出，并且其前端上的头部621与端盖700内表面接触。如图33所示，通过在伸出端盖700后侧的电极螺栓620上安装铆接垫圈622，将电极螺栓620固定在端盖700上。
铜制固定触头630被铆接并固定在电极螺栓620的前端上。固定触头630有一个或多个(在本实施例中有两个)位于端盖700内部上端的接触部分631。随磁力开关600的操作而垂直移动的上可动触头612的上表面与接触部分631的下表面接触。
由于螺旋压缩弹簧914的长度可以占用磁力开关600的径向长度，所以可设定相当大的弹簧应力负载，从而显著改善了螺旋压缩弹簧914的寿命。此外，螺栓压缩弹簧914有效地利用了磁力开关600外周面上的空间，所以螺旋压缩弹簧914的长度不会增加起动器的轴向长度，并可减小整个起动器的尺寸。(固刷件900)固刷性900分隔磁轭501的内部和端盖700的内部，并通过固刷件轴承564可转动地支承电枢轴510的端部。此外，固刷件900可用作电刷固定架，可支承磁力开关600，并固定为线形件680导向的滑轮690。固刷件900有一个供线形件680穿过的孔(未示出)。
固刷件900是一个用铝之类的铸造金属制成的隔板。如图35和37所示，固刷件900有多个(在本实施例中在上面有两个在下面有两个)沿轴向固定电刷910的固刷孔911和912。上固刷孔911是用以固定接受正电压的电刷910的孔，并且上固刷孔911通过一树脂(如尼龙，酚醛树脂)绝缘套913固定电刷910。图36示出了沿图35中XXXVI-XXXVI线所取的剖视图，而图37是沿图35中XXXVII-XXXVII线所取的剖视图。下固刷孔912是用以固定接地电刷910的孔，并且下固刷孔912直接将电刷910固定在孔内。
以这种方式，通过用固刷件900固定电刷910，就不必为起动器设置独立的电刷固定架。这样就可减少起动器内零件的数量并且减少了装配工时。
通过将石墨粉末或铜粉末之类的金属粉末和一种结晶树脂成形为断面形状约为矩形的形状，而形成电刷910，然后再烧固。通过焊接等将导线910a连接于电刷910后端的侧面。由于导线910a连接于电刷910的后端的侧面，故电刷910的有效长度可比较长。当电刷910是一个沿轴向(例如在本发明中)使电刷通电的表面型电刷910时，电刷910的长度就影响带减速机构之起动器的整个长度。所以，采用本实施例中的电刷910(可压缩电刷的轴向长度并具有较长的有效电刷长度)特别有效。
螺旋压缩弹簧914朝电枢绕组530后侧上的上层绕组端部534的后侧压迫电刷910的前端。电刷910的导线910a通过焊接或铆接等导电地并机械地连接于随磁力开关600一起运动的上可动触头612上。电刷910的导线910a通过铆接导电地并机械地连接于在固刷件900后侧上成形的凹入缺口920上。在本实施例中，有一对下电刷910，各电刷910连接于一根导线910a。导线910a的中部被铆接在固刷件900后侧上的凹入缺口920内。
在固刷件900的后侧上形成有两个座930和两个固定柱940，其中座930与磁力开关600的前端侧接触，固定柱940环抱磁力开关600的周面。由于座930与具有一圆柱状外径的磁力开关600接触，所以将座930设计成与磁力开关600的外形相配。固定柱940被铆接在后端的后侧上，使磁力开关600接触座930，以便固定磁力开关600。
固定滑轮690的滑轮固定部分950成形在固刷件900的后侧下方，该滑轮690将线形件的运动方向从磁力开关600的垂直方向改变到轴向方向。
固定部分960固定用于过热保护的温度开关(未示出)。固定部分960成形在固刷件900的后侧上。固定部分960将温度开关固定在上电刷固定孔911和下电刷固定孔912之间。这样它就靠近磁力开关600。当该温度开关达到一预定温度时，磁力开关就关闭，供给到起动器的电流就切断以保护设备。
将固刷件900的前侧设置在靠近上层绕组端部534(它接触电刷910)的后侧。所以，各上层绕组端部534之间的隔槽535的转动所产生的离心气流被强迫地沿外径方向导向。换句话说，在上层绕组端部534的后侧和固刷件900之间产生离心气流。
如图39所示，在带减速机构的起动器上形成有一冷却通道，用以将空气导向上层绕组端部534后侧和固刷件900之间的空间内，并将离心气流排到外界。
该冷却空气包括导向入口970(它与固刷件900的内周部分连通并将端盖700内的空气导向上层绕组端部534后侧和固刷件900之间的内部)，端盖700的内部，固刷件通孔980(它加工在固刷件900的上侧圆周上并与磁轭501上主磁极551之间的间隙连通)，与固刷件通孔980连通的主磁极551之间的间隙，电机隔板800上侧圆周上的通孔810(它与主磁极551之间的间隙连通)，在中心支架360上侧的与电机隔板通孔810连通的切口部分363，和外壳400的内部。
从外壳400的开口部分410吸入的空气经外壳400的内部到中心支架360上侧的切口部分363，通过电机隔板通孔810，通过主磁极551之间的间隙，通过固刷件通孔980，然后在端盖700内部循环到导向入口970，然后流到上层绕组端部534后侧和固刷件900之间的空间内。
在上层绕组端部534后侧和固刷件900之间产生的离心气流冷却滑动表面和电刷910的周面，然后该气流带着滑动表面上产生的电刷粉粒被排到磁轭501底端上的排出孔503并排到带减速机构的起动器之外。
正如所解释的，起整流子作用的上层绕组端部534也起离心风扇的作用，以产生离心气体。这样，上层绕组端部534和电刷910之间的滑动部分的温度可保持在一低水平。由于因电刷910磨损产生的电刷粉粒被离心气流带到排出孔503，然后经孔503排出，所以就可避免在本发明的操纵机构中积累电刷粉粒而产生的麻烦和问题。(实施例的操作)下面参照图38A到图38C所示的电路图，解释上述起动器的操作。当司机将钥匙开关10置于起动位置时，电流从电池20流到磁力开关600的吸引线圈650。当电流流经吸引线圈650时，由吸引线圈650产生的磁力拉动铁心610，并且铁心610向上升高。
当铁心610开始上升时，上可动触头612和下可动触头611也一起上升，并且线形件680的后端也一起上升。当线形件680的后端上升时，线性件680的前端被拉下，并且齿轮转动限制件230下降。当齿轮转动限制件230下降并且限制爪231与小齿轮210周边上的其中一个缺口214啮合时，如图38A所示，下可动触头611与电极螺栓620的头部621相接触。电池20的电压被传送到电极螺栓620，并且电极螺栓620的电压经下可动触头611，电阻617，上可动触头612和导线910a传送到上电刷910。也就是说，通过电阻617的低电压经上电刷910被传送到电枢绕组530。由于下电刷910总是经固刷件900接地，所以电流在低电压下流经由上层电枢绕组531和下层电枢绕组532构成的电枢绕组530。然后，电枢绕组530产生一较弱的磁力，该磁力作用于(即吸引或排斥)固定磁级550的磁力从而使得电枢540以低速旋转。
当电枢轴510转动时，行星齿轮减速机构300的行星齿轮320由电枢510前端上的中心齿轮310驱动而转动。如果行星齿轮320通过行星齿轮支座330沿驱动环齿轮100转动的方向施加一转动扭矩于内齿轮340上，内齿轮340的转动受到超速离合器350的作用的限制。也就是说内齿轮340不转动，所以行星齿轮320的转动使得行星齿轮支座330减速并转动。当行星齿轮支座330转动时，小齿轮210也试图转动，但由于小齿轮210的转动受到齿轮转动限制件230的限制，小齿轮210即沿输出轴220上的螺旋键槽221前移。
随着小齿轮210的前移，活门420也一起前移并打开外壳400的开口部分410。小齿轮210的前移使小齿轮210完全与环齿轮100啮合并然后接触齿轮挡环250。而且，当小齿轮210前移时，限制爪231将与小齿轮210的缺口214脱开。然后，限制爪231在位于小齿轮210后侧的垫圈215的后侧下降。
另一方面，随着小齿轮210前移，上可动触头612与固头触头630的接触部分631接触。电极螺栓620的电池电压将经上可动触头612和导线910a直接传送到上电刷910。也就是说，一高电流流经由上层电枢绕组531和下层电枢绕组532构成的电枢绕组530。电枢绕组530因此产生一强磁力，并且使电枢540以高速旋转。
行星齿轮机构300降低了电枢轴510的转速并增加了其转动扭矩，并驱动行星齿轮支座330转动。此时，小齿轮210的前端与齿轮挡环250接触，并且小齿轮210与行星齿轮支座330一起转动。由于小齿轮210与发动机的环齿轮100啮合，所以小齿轮210驱动环齿轮转动并驱动发动机的输出轴转动。
然后，当发动机起动并且发动机的环齿轮100转动的比小齿轮210快时，螺旋键槽221的作用产生一个趋向于退回小齿轮210的力。然而，在小齿轮210后面下降的限制爪231阻止了小齿轮210退回，从而阻止了小齿轮210过早地脱离啮合。这样就能确保发动机起动。该情况示于图38B中。
当发动机的起动使得环齿轮100转动的比小齿轮210快时，环齿轮100的转动就驱动小齿轮210转动。与此同时，从环齿轮100传递到小齿轮210上的转矩就经行星齿轮支座330传递到支承行星齿轮320的销332上。也即，行星齿轮320由行星齿轮支座330驱动。与此同时，由于与发动机起动其间产生的转矩反向转动的转矩旋加于内齿轮340上，超速离合器350允许环齿轮100转动。也就是说，当与发动机起动期间的转矩反向转动的转矩旋加于内齿轮340上时，超速离合器350的滚子353脱离内离合件352的凹入缺口355，并且内齿轮340就可以转动。
换句话说，当发动起动时环齿轮100旋转驱动小齿轮210的相对转动由超速离合器350吸收，并且电枢540不会由发动机旋转驱动。
当发动机起动后，司机从起动位置释放钥匙开关，并且到磁力开关600的吸引线圈650的电路被截断。当流到吸引线圈650的电流停止时，在螺旋压缩弹簧660的作用下铁心610向下复位。
与此同时，上可动触头612离开固定触头630的接触部分631，并且下可动触头611也离开电极螺栓620的头部621，从而使得到上电刷910的电流也停止。
当铁心610向下复位时，齿轮转动限制件230的复位弹簧236的作用使得齿轮转动限制件230向上移回，并且限制爪231离开小齿轮210的后侧。与此同时，复位弹簧230的作用使小齿轮210向后复位，小齿轮210与发动机的环齿轮100脱离啮合，并且小齿轮210的后端与输出轴220的凸缘状凸起部分222接触。也即，小齿轮210恢复到起动器工作前所处的位置。
而且，铁心610向下的复位使得下可动触头611与磁力开关600的固定铁心642的上表面靠合。上电刷910的导线以如下顺序传导电流上可动触头612，电阻617，下可动触头611，固定铁心642，磁力开关罩640和固刷件900。换句话说，上电刷910和下电刷910经固刷件900短路。同时，电枢540的惯性转动在电枢绕组530内产生一电动势。由于该电动势通过上电刷910，固刷件900，和下电刷910短路，所以就对电枢540的惯性转动施加了制动力。结果电枢540迅速停止转动。(第一实施例的优点)第二可动触头611直接接触下固定触头621并连接于作为一电阻的弹性电阻件617。上可动触头612和弹性电阻件617被支承成可由铁心轴615自由移动。铁心610由吸引线圈650的吸引力吸引。固定触头630设置成与上可动触头612和下可动触头611相对并导电地连接于电池。由于吸引线圈650的吸引力使铁心610移动，上可动触头612直接接触固定触头630。由于弹性电阻件617的弹力在固定触头630上施加了一接触电压，使得电池的电压经上可动触头612，弹性电阻件617和下可动触头611传导到电机500。然后，上可动触头612直接接触固定触头630，这样就使电机500导电。弹性件617用作一个电阻并用作具有弹力的接触力弹簧，并带有下可动触头611，所以上可动触头612和下可动触头611可分两步直接接触固定触头630。
上可动触头612使电机500导电，下可动触头611直接接触上可动触头612并带有用作一电阻的弹性电阻件617。上可动触头612和弹性电阻件617被支承成可由铁心轴615自由移动。铁心轴615由吸引线圈650的电磁力吸引。固定触头630被设置成与上可动触头612和下可动触头611相对，并被导电地连接于电池。固定触头630带有一上可动触头612接触的第一直接接触部分631和下可动触头611接触的第二直接接触部分621。使下可动触头611到第二直接接触部分621的距离小于从上可动触头612到第一直接接触部分631的距离，所以下可动触头611直接接触固定触头630，随后上可动触头612直接接触固定触头630。这样，上可动触头612和下可动触头611可精确地分两步接触固定触头630。
由金属材料制成的弹性金属件617包括直接接触上可动触头612的第一长条形部分617a，连接于第一长条形部分617a一端的螺旋形部分617c和朝与固定触头630相对之位置延伸并连接于螺旋形部分617c的第二长条形部分617b。下可动触头611设在第二长条形部分617b上，所以螺旋形部分617c上的电阻值可自由地设定。
永久磁铁作为场磁铁装置设在电机500内。在电池电压被传导到电机500上作缓慢转动后，弹性电阻件617直接接触电池的接地件642(固定铁心)，并且电机500的电能输入件910(电刷)和电池的接地件642(固定铁心)被导电地连接。这样，电机500惯性转动，并且由电动势产生的电压经弹性电阻件617(由电阻构成)短路，从而允许电机500迅速制动。此外，电机500迅速制动，可延长电刷910的寿命，并可在不增加电刷910尺寸的情况下减小起动器的尺寸。
在第一实施例中，下可动触头611直接接触固定触头630，并且电池电流经弹性电阻件617和上可动触头612传导，以便以低速驱动电机500，然而，电阻件617可通过焊接等连接于固定触头630，并且连接并固定于电阻617的下可动触头611置于固定触头630和上可动触头612之间。随着铁心610的移动下可动触头611直接接触设在铁心轴615上的上可动触头612。电池电流经下可动触头611和电阻件617传导，以便以低转速驱动电机500。(第二实施例)现在参照图40描述根据本发明的第二实施例的起动器，其中以相同的参考号表示与图1所示第一实施例中相同或相似的零件。
起动器主要包括覆盖超速离合器1000(它带有与未示出的发动机环齿轮啮合的小齿轮200)的外壳400，电机500，端盖700，和磁力开关600。
首先，解释外壳400，电机500和端盖700固定磁极550(如永久磁铁)固定在电机500的磁轭501的内周面上。由外壳轴承440和端盖700的端盖轴承790支承的电枢540设在这些固定磁极550内周面内。电枢轴510压配合并固定在电枢540的中心。花键510a设在电枢轴510上，并且在电枢轴510上轴向滑动的超速离合器1000与设在超速离合器1000的外离合件1100上的花键1100a啮合。槽510b加工在电枢轴510一端的外周面上。一C形夹安装在槽510b内，并且一环形的齿轮止挡螺母252安装在C形夹251的外圆周上。这样，齿轮止挡螺母252就限制了超速离合器1000的运动。
一管形整流子540a压配合在电枢轴510的与超速离合器1000相对的一侧上。通过直接地使整流子540a接触设在端盖700内周面上的垫圈700a来限制电枢540的垂直运动。螺旋压缩弹簧914将电刷910压抵在整流子540a的径向外周面上。
一个滑动超速离合器1000的移动杆1200设在外壳400内。移动杆1200的一端与超速离合器1000啮合，另一端则与磁力开关600的钩1300啮合。一贯通螺栓1400从端盖700圆周边上的螺栓通孔700a的后面插入。通过将螺栓1400旋入外壳400后侧上的螺孔400a，可轴向固定外壳400，电机500的磁轭501和端盖700。
下面，解释磁力开关600。
在磁力开关600中，设置有将吸引线圈650固定在磁力开关架2000内的树脂壳2100，和在内部沿轴向可自由滑动的铁心610。在铁心610的另一端上，设有与移动杆1200配合的钩1300。焊接并固定的铁心轴615设在铁心610上，并且一对可动触头。即第一可动触头612和第二可动触头613设在铁心轴615的端部上。树脂套612a和611a分别压配合在第一可动触头612和第二可动触头611的内侧上。第一可动触头612和第二可动触头611通过套612a和611a固定在铁心轴615上。在铁心轴615顶端的外周面上加工有一个槽615a，在槽615a的内表面上安装有垫圈2200。电绝缘第一可动触头612的绝缘件2300设在垫圈2200和第一可动触头612之间。第二可动触头611的一端接触套611a的台阶部分，并且另一端接触绝缘件2400。朝钩1300的方向偏置第二可动触头611的弹簧2500介于绝缘件2300和绝缘件2400之间。复位弹簧2500是用以沿复位方向偏置铁心610。
通过弯曲磁力开关架2000的一端，固定住由热固性树脂制成的磁力开关罩2600。连接于电池电缆(未示出)的电极螺栓620和连接于电机500的电机导线2700的电机电极螺栓3300安装在磁力开关罩2600上。如图41所示，电极螺栓620在螺栓部分620a的一端上焊接并固定有成形为L形的铜板620b，并在铜板620b上焊接和固定有整体成形有舌片6306和U形部分630a的固定触头630。电机电极螺栓3300的制造方式与电极螺栓620相同。当电流传导到吸引线圈650上时，固定触头直接接触第一可动触头612。
如图42所示，通过将铜板的四个舌片2800a向内弯曲到与固定触头630相对的位置而形成一盒形(凹入部分)，可形成传导件2800。用作电阻的弹性件设置在传导件2800的凹入部分和固定触头630的U形部分之间。在环形件2900的内周面上加工有一个槽2900a，并且传导件2800的四个舌片2800a中的一个沿轴向插入槽2900a之内并焊接和固定。当电流通到吸引线圈650上时，传导件2800接触第二可动触头611。传导件2800被设置成与金属板3100接触。
此外，如图43所示，一圆柱状树脂件3000由树脂制成，并且L形金属板3100沿轴向配合并固定在树脂件3000一端上的槽3000a内。
从传导件2800到第二可动触头611的距离小于从固定触头630到第一可动触头612的距离。(第二实施例的操作)如图44A所示，当司机将钥匙开关10置于起动位置时，吸引线圈650由电池20供电。当吸引线圈650被供电时，吸引线圈650产生的电磁力就吸引铁心610，这样它就水平地或轴向地平行于电枢轴510移动。
当铁心610开始移动时，与铁心轴615成一体的钩1300就向右使移动杆1200移动。移动杆1200通过支承销1210推压超速离合器1000，并且在与铁心610一起移动的第一可动触头612和第二可触头611中，第二可动触头611直接接触传导件2000。由于电池20的电压施加在电极螺栓620上，电极620上的电压就经第二可动触头611，传导件2800，弹性电阻件2900，第一可动触头612和固定触头630传导到电机500。由于通过弹性电阻件2900，所以从电极螺栓620供给的电池电压下降，并且小齿轮200开始与环齿轮100啮合，这样电机以一低速旋转。
当磁力开关600的铁心610被进一步吸引时，第二可动触头611和传导件2800就压迫弹性电阳件2900并且第一可动触头612也直接接触固定触头630，如图44B所示。移动杆1200从支承或铰接点1210进一步推压超速离合器1000，从而超速离合器1000的小齿轮完全与环齿轮100啮合。此时，电池20的全部电压都施加到电机500，并且电枢540以高速旋转以起动发动机。这样在发动机成功地起动后，当环齿轮的转速高于电枢540的转速时，利用螺旋花键的作用超速离合器阻止小齿轮210退回。借助于在超速离合器1000的外离合件1000a内的空转滚1000b，发动机驱动力防止电枢540超速。
当发动机起动并且司机从起动位置移开钥匙开关10时，如图44C所示，就停止了供给到磁力开关600的吸引线圈650的电力。此时，螺旋压缩弹簧2500和弹性电阻件2900的恢复力就使铁心610复位到原始位置。这样，移动杆就绕支承点1210使超速离合器退回到端盖700一侧，并且小齿轮210与环齿轮100脱开。换句话说，复位到超速离合器1000起作用前的位置。
当铁心610恢复到稳定状态。连接于电机500之电极螺栓620一侧上的传导件2800就接触与磁力开关架2000接触的金属板3100，并构成短路。另一方面，电枢540的惯性转动产生一电动势，但由于通过电刷形成短路，所以一制动力施加在电枢540的惯性转动上，从而使电枢540立即制动。
采用这种结构，铁心610带有铁心轴615，铁心轴615上设置有一对可动触头，即第一可动触头612和第二可动触头61 ，吸引线圈650的磁力使第一可动触头612和第二可动触头611朝固定触头630移动。传导件2800可移动，并且设在第二可动触头611和固定触头630之间的弹性电阻件2900起电阻的作用。件2900的一端直接接触传导件2800。另一端直接接触固定触头630。随着吸引线圈650的吸引力使铁心610移动，第二可动触头611直接接触传导件2800。弹性电阻件2900的弹性力使一接触力施加到传导件2800上。电池电压通过第二可动触头611，传导件2800，弹性电阻件2900和固定触头611，传导件2800，弹性电阻件2900和固定触头630传导到电机500。此后，第一可动触头612直接接触固定触头630，以将电力传导到电机500。这样，弹性电阻件2900就起电阻的作用并起具有弹力的接触压力弹簧的作用，所以第一可动触头612和第二可动触头611可分两步直接接触固定触头630。
此外，铁心610带有铁心轴615，铁心轴615上设置有一对可动触头，而第一可动触头612和第二可动触头611，吸引线圈650的磁力使第一可动触头612和第二可动触头611朝固定触头630移动。传导件2800可移动，并且设在第二可动触头611和固定触头630之间的弹性电阻件2900起电阻的作用。件2900的一端直接接触传导件2500。另一端直接接触固定触头630。传导件2800和第二可动触头611之间的距离小于固定触头630和第一可动触头612之间的距离，所以第二可动触头611直接接触传导件2800，然后第一可动触头直接接触固定触头630。所以，第一可动触头612和第二可动触头611精确地并直接地接触传导件2800和固定触头630。
将永久磁铁作为场磁铁装置或固定磁极设置在电机500上，并在电池电压传导到电机500之后，弹性电阻件2900直接接触电池的接地件(金属板3100)，并且导电地连接了电机500的电力输出件(电刷910)和电池的接地件。所以当电机500惯性转动时，由电动势产生的电压通过弹性电阻件2900短路。这就使电机500迅速制动。此外，由于电机500迅速制动，所以可延长电刷的寿命，并可减小起动器的尺寸而无需增加电刷910的尺寸。
在上述第二实施例中，第二可动触头611直接接触传导件2800并且电压经电阻件617传导而以低速驱动电机500。然而，可以加入这样一种结构，即第二可动触头611通过电阻件617和传导件2800直接接触带固定触头630的传导件2800。
权利要求
1.一种用于起动器的磁力开关，包括一导电地连接于电池(20)的固定触头(630)；一第一可动触头(612)和一第二可动触头(611)，用以当导电地连接于所述固定触头(630)时将所述电池(20)的电力供给到一起动器电机(500)；和一弹性电阻件(617，900)，它带有一电阻并向所述第二可动触头(611)施加一接触力，其中所述固定触头(630)，所述第二可动触头(611)和所述电阻件(617，2900)构成一第一导电电路，以将电池电压传导到所述起动器电机(500)，并且所述固定触头(630)和所述第一可动触头(612)构成一第二导电电路，以将所述电池电压传导到所述起动器电机(500)。
2.一种用于起动器的磁力开关，包括一吸引线圈(650)，用以当导电时产生一吸引力；一第一可动触头(612)，用以将电力供给列一起动器电机(500)；一弹性电阻件(617，2900)，它用作一电阻并连接于所述第一可动触头(612)；一第二可动触头(611)，设在所述弹性电阻件(617，2900)上方；一固定触头(630)，定位成与所述第一可动触头(612)和所述第二可动触动(611)相对并且导电地连接于电池(20)；和一支承所述第一可动触头(612)和所述第二可动触头(611)的铁心轴(615)，以便在所述吸引线圈(650)的吸引力作用下朝所述固定触头(630)移动所述第一可动触头(612)和所述第二可动触头(611)，其中由于所述吸引线圈(650)的吸引力使所述铁心(615)移动，所述第二可动触头(611)直接接触所述固定触头(630)，并且由于所述弹性电阻件(617，2900)的弹性力，一接触力施加在所述第二可动触头(611)上，这样就首先通过所述第二可动触头(611)，所述弹性电阻件(617，2900)和所述第一可动触头(612)使所述起动器电机(500)通电，和其中所述第一可动触头(612)直接接触所述固定触头(630)，这样就随后通过所述第一可动触头(612)和所述固定触头(630)使所述电机(500)通电。
3.如权利要求2所述的用于起动器的磁力开关，其中所述固定触头(630)有一个所述第一可动触头(612)直接接触的第一直接接触部分(631)，和一个所述第二可动触头(611)直接接触的第二直接接触部分(621)，并且其中使所述第二可动触头(611)和所述第二直接接触部分(621)之间的距离小于所述第一可动触头(612)和所述第一直接接触部分(631)之间的距离。
4.如权利要求2或3所述的用于起动器的磁力开关，其中所述弹性电阻件(617)由金属材料制成，并带有一个连接于所述第一可动触头(611)的第一长条形部分(617a)，一个连接于所述第一长条形部分(617a)一端的螺旋形部分(617c)和一个连接于螺旋形部分(617c)且延伸到与所述固定触头(630)相对之位置的第二长条形部分(617b)，并且其中所述第二可动触头(611)设在所述第二长条形部分(617b)上。
5.一种用于起动器的磁力开关，包括一吸引线圈，用以当导电时产生一吸引力；一固定触头(630)，导电地连接于一电池；第一和第二可动触头(612，611)，定位成与所述固定触头(630)相对；一铁心轴(615)，其上支承有所述第一可动触头(612)和所述第二可动触头(611)，以便利用所述吸引线圈(650)的所述吸引力朝所述固定触头(630)移动所述第一可动触头(612)和所述第二可动触头(611)，一传导件(2800)可动地介于所述第二可动触头(611)和所述固定触头(630)之间，和一弹性电阻件(2900)，其一端直接接触所述传导件(2800)，另一端则直接接触所述固定触头(630)，其中所述第二可动触头(611)因所述铁心(615)的移动而直接接触所述传导件(2800)，并由于所述弹性电阻件(2900)的弹力而施加一接触力到所述传导件(2800)上，这样电池电流就首先通过所述第二可动触头(611)，所述传导件(2800)和所述固定触头(630)传导到起动器电机(500)，并且其中所述第一可动触头(612)直接接触所述固定触头(630)，这样所述电池电流然后传导到所述起动器电机。
6.如权利要求5所述的用于起动器的磁力开关，其中使所述传导件(2800)和所述第二可动触头(611)之间的距离小于所述固定触头(630)和所述第一可动触头(612)之间的距离。
7.如权利要求1至6中的任一权利要求所述的用于起动器的磁力开关，其中所述起动器电机(500)内包括永久磁铁(550)，并且其中当所述起动器电机(500)不工作时，所述弹性电阻件(617)的与所述起动器电机(500)相对的端部被连接于传导件，该传导件导电地连接于所述电池(20)的接地侧。
8.如权利要求7所述的用于起动器的磁力开关，其中一减速机构(300，1000)介于所述起动器电机(500)的电枢轴(510)和输出轴(220)之间，以便响应供给到起动器电机的电力将所述电枢轴(510)的转动减速地传递到所述输出轴(220)。
全文摘要
一种用于起动器的磁力开关，用以分两步向电机(500)供给电力。磁力开关(600)带有一连接于电池的固定触头(630)，一励磁线圈(650)和一铁心(610)。在铁心上连接有一第一可动触头(612)，一第二可动触头(611)和弹性电阻件(617)。当铁心被线圈吸引时，第二可动触头首先接触固定触头，使电机在从电池经弹性电阻件供给的电力驱动下以低速转动。当铁心被进一步吸引时，第一可动触头接触固定触头，使电机在不经弹性电阻件的电力作用下以高速转动。
文档编号H01H51/06GK1119245SQ95106139
公开日1996年3月27日 申请日期1995年6月5日 优先权日1994年9月19日
发明者志贺孜, 林信行, 大见正升, 新美正巳 申请人:日本电装株式会社