专利名称：电磁开关装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于在机动车辆的起动器中使用的电磁开关装置，在该电磁开关装置中，初级螺线管和次级螺线管沿电磁开关的轴向方向布置在单个圆筒形框架的内部。
背景技术：
存在ー种用于在机动车辆的起动器装置中使用的传统电磁开关装置，例如在日本专利公开No. JP 2009-191843中公开的电磁开关装置。一般地，电磁开关装置具有初级螺线管和次级螺线管。初级螺线管使起动器装置的驱动小齿轮朝向机动车辆的内燃发动机的环形齿轮侧运动。次级螺线管接通和断开向起动器装置中的起动器电机的电流供给。特别地，初级螺线管和次级螺线管组装为形成单个螺线管单元。该单个螺线管单元容置在单个圆筒形框架中。但是，由于初级螺线管和次级螺线管沿电磁开关装置的轴向方向布置在螺线管单元中，因此，该结构增大了电磁开关装置的整体尺寸或总长度。 在例如日本专利公开No. JP 2009-191843中公开的传统电磁开关装置具有使用共用固定铁芯的独特结构，其中，初级螺线管的操作方向面向次级螺线管的操作方向，即，初级螺线管的可动铁芯被吸向共用固定铁芯所沿的方向面向次级螺线管的可动铁芯被吸向共用固定铁芯所沿的方向。该结构使得能够减小传统电磁开关装置的整体尺寸或总长度。但是，日本专利公开No. JP 2009-191843中公开的传统电磁开关装置的结构难以减小线圈沿电磁开关的轴向方向的长度，这是因为线圈占据电磁开关装置的整体长度的较大部分。换句话说，减小线圈的长度有助于电磁开关的整体长度缩短。
发明内容
因此，需要提供ー种具有初级螺线管和次级螺线管的电磁开关装置，初级螺线管和次级螺线管容置在圆筒形框架中并沿电磁开关装置的轴向方向布置。示例性实施例提供一种用于在起动器电机中使用的电磁开关。该电磁开关具有圆筒形框架、树脂盖壳体和螺线管単元。圆筒形框架由金属制成，并具有位于圆筒形框架的一个轴向端部处的安装表面和位于圆筒形框架的另ー个轴向端面处的开ロ部分。安装表面安装于起动器外売。树脂盖壳体安装并固定于圆筒形框架的开ロ部分。圆筒形框架利用树脂盖封闭。螺线管単元具有初级螺线管和次级螺线管。初级螺线管具有第一线圈，当电流在第一线圈中流动时，第一线圈被磁化。磁化的第一线圈将驱动小齿轮吸向内燃发动机侧的环形齿轮。次级螺线管第二线圈，当电流在第二线圈中流动时，第二线圈被磁化。次级螺线管接通和关断主开关，以便根据第二线圈的激励状态允许和抑制电流在起动器电机中流动。在电磁开关中，初级螺线管在圆筒形框架的安装表面侧布置在圆筒形框架中。次级螺线管在树脂盖侧布置在圆筒形框架中，使得初级螺线管和次级螺线管沿电磁开关的轴向方向串联地布置，并组装为一体。次级螺线管具有由金属制成的磁性板，磁性板形成磁路的一部分并在由树脂制成的绕线筒的轴向方向上邻近树脂盖侧布置，第二线圈缠绕在绕线筒上，并且磁性板布置成与第二线圈的轴向方向 垂直。磁性板在半径方向上的外周表面附着成与圆筒形框架的内周表面完全接触。特别地，形成磁路的一部分的由金属制成的磁性板邻近第二线圈的绕线筒布置，并且磁性板的外周表面附着成与圆筒形框架的内周表面完全接触。这种改进结构使得能够将第二线圈中产生的大量热能传递到附着成与绕线筒完全接触的磁性板，并将第二线圈中产生的热能通过磁性板高效地排出到由金属制成的圆筒形框架。此外，由于形成在圆筒形框架的一个轴向端上的安装表面附着并固定于具有大热容量的起动器外壳的端面，这能够使得热能从圆筒形框架容易地排出到起动器外壳。因此，能够容易地将第二线圈中产生的热能高效地排出到起动器外壳。这能够抑制第二线圈的温度上升，并减小第二线圈的总尺寸。更进一步地，由于这种结构能够减小第二线圈的轴向长度，因此能够减小电磁开关的整体尺寸。
将参照附图以示例的方式说明本发明的优选的非限制性实施例，其中图I是示出根据本发明的第一示例性实施例的电磁开关装置的截面的视图；图2是配备有图I所示的电磁开关装置的起动器的侧视图；图3是示出根据第一示例性实施例的电磁开关装置中的次级螺线管的第二线圈的截面并示出第二线圈中产生的热的传导的视图；图4是示出根据本发明的示例性实施例的电磁开关装置与传统电磁开关装置之间的温度上升的比较结果的图形；以及图5是示出根据第二示例性实施例的电磁开关装置中的次级螺线管的第二线圈的截面并示出第二线圈中产生的热流的视图。
具体实施例方式以下，将参照
本发明的各个实施例。在各个实施例的以下说明中，相同的参考符号或数字在全部的图中指示相同或等同的部件。第一示例性实施例将参照图I至图4给出根据本发明的第一示例性实施例的电磁开关装置的说明。图I是示出根据本发明的第一示例性实施例的电磁开关装置I的截面的视图。图2是配备有图I所示的电磁开关装置I的发动机起动器2的侧视图。根据第一示例性实施例的电磁开关装置I应用于图2所示的发动机起动器2，发动机起动器2安装于具有空转停止功能的机动车辆。空转停止功能控制自动发动机停止和安装到机动车辆上的内燃发动机的再起动。例如，当机动车辆临时停止时，例如在交叉口的交通信号时或在交通堵塞时，空转停止功能自动地停止向内燃发动机的燃料供给。空转停止功能自动地再起动发动机起动器2，以便当机动车辆的驾驶员将其脚从制动踏板释放或操作换档杆以将例如为停止位置的当前齿轮位置切换到驱动齿轮位置时和当满足预定发动机再起动条件时再起动内燃发动机。如图2所示，发动机起动器2的除电磁开关装置I以外的主要结构具有这样的公知结构，其中定子电机3中产生的旋转扭矩通过减速装置(未示出)被放大，放大的旋转扭矩被传递至输出轴4，并且放大的旋转扭矩通过离合器组件5被传递至起动器电机3的驱动小齿轮6。离合器组件5固定于输出轴4的外周表面。也就是说，因为起动器2的除电磁开关装置I之外的结构是公知的结构，因此在此省略对起动器2的结构的说明。以下将详细地说明根据第一示例性实施例的电磁开关装置I的结构和特征。现在将参照图I给出根据第一示例性实施例的电磁开关装置I的结构的说明。电磁开关装置I具有圆筒形框架8和树脂盖壳体9。圆筒形框架8具有形成在圆筒形框架8的一个端面处的安装表面8a，电磁开关装置I通过安装表面8a安装到起动器外壳7 (见图2)上。圆筒形框架8由金属制成并具有在布置位置上与安装表面8a侧相反的开口部分。螺线管单元(随后将详细地说明)插入圆筒形框架8的内部。树脂盖壳体9装配到圆筒形框架8的开口部分上以从外部封闭圆筒形框架8。树脂盖壳体9固定到圆筒形框架8上。圆孔形成在安装表面8a中的 中心部分处。圆筒形框架8通过两个双头螺栓(未示出)紧固于起动器外壳7。双头螺栓插入到形成在安装表面8a的中心部分处的圆孔外侧的部分中。从安装表面8a侧的一个端部向形成开口部分处的另一个端部看时，圆筒形框架8具有相同的外径。所述另一个端部的内径尺寸比圆筒形框架8的另一个端部大。S卩，圆筒形框架8的一个端部处的内径的厚度比另一个端部处的内径的厚度大，台阶部分Sb形成在圆筒形框架8的内周表面中。螺线管单元由初级螺线管SLl和次级螺线管SL2组成。初级螺线管SLl驱动换档杆10 (见图2)并使驱动小齿轮6与离合器5—起朝向起动器电机3的相反方向(朝向图2所示的左方)运动。次级螺线管SL2接通和断开电机电路中的主开关(随后将说明)。电机电路是使电流从电池(未示出)流入起动器电机3的电流电路。主开关使得电流从电池流入起动器电机3中和阻断电流流入起动器电机3中以便流动和阻断。初级螺线管SLl具有第一线圈11。次级螺线管SL2具有第二线圈12。当电流流过第一线圈11时，第一线圈11产生磁力。如同第一线圈11那样，当电流流入第二线圈12时，第二线圈12也产生磁力。共用固定铁芯13设置在第一线圈11和第二线圈12之间。共用固定铁芯13由环形铁芯板部分13a和铁芯部分13b组成。铁芯部分13b被按压并装配到环形铁芯板部分13a的内周部分上。作为环形铁芯板部分13a的一个端部的外周表面与形成在圆筒形框架8的内周表面中的台阶部分Sb接触。这将环形铁芯板部分13a定位到圆筒形框架8的安装表面上。第一线圈在初级螺线管SLl中围绕由树脂制成的绕线筒14缠绕。初级螺线管SLl容置在圆筒形框架8的一个端部(安装表面8a侧)中。弹性构件15 (例如由板弹簧、橡胶等组成)设置在绕线筒14的一个凸缘部分14a与圆筒形框架8的安装表面8a之间。绕线筒14的另一个凸缘部分14b通过由弹性构件15产生的弹力被按压到环形铁芯板部分13a上。这使得能够限制初级螺线管SLl沿转子I的轴向方向的运动。柱塞16布置在第一线圈11的内部，S卩，设置在内周部分中。柱塞16沿作为向前方向和铁芯板13b的吸引表面侧(在左侧)的相反方向的轴向方向运动。圆筒形套管17插入并固定到绕线筒14的内部。套管17引导柱塞16的运动。当电流供给到第一线圈11并且共用固定铁芯13被磁化时，柱塞16克服复位弹簧18的力被吸向铁芯部分13b的一个吸引表面。该复位弹簧18布置在铁芯部分13b与柱塞16之间。当向第一线圈11的电流供给停止时，柱塞16通过复位弹簧18的弹簧力返回到其初始位置(朝向图I中所示的左侧方向)。柱塞16具有大致圆筒形形状并在半径方向上在其中心部分处具有圆柱形孔。形成在中心部分处的该圆柱形孔在柱塞16的一个端面(图I中所示的左侧)处敞开。柱塞16的另一个端面封闭。接头19和驱动弹簧21插入到柱塞16的圆柱形孔的内部。柱塞16的运动通过接头传递到换档杆10。驱动弹簧提供克服驱动小齿轮6通过其与内燃发动机的环形齿轮20(见图2)啮合的力的反作用力。 接头19具有棒形(或杆形)。接头19具有形成在一个端部处的接合槽19a，当接头19插入柱塞16的圆柱形孔的内部时,上述一个端部从柱塞16的圆柱形孔延伸。换档杆10的一个端部与接头19的接合槽19a接合在一起。接头19具有形成在其另一个端部处的凸缘部分1%。凸缘部分19b具有以便接头19在柱塞16的圆柱形孔的内部滑动的直径。接头19的凸缘部分19b通过驱动弹簧21被强制地按压到柱塞16的圆柱形孔的底表面上。驱动弹簧21布置在垫圈22与接头19的凸缘部分19b之间。如图I中的左侧所示，垫圈22填塞在柱塞16的开口端部处以将其紧固于柱塞16。当柱塞16被吸引并移向铁芯部分13b时，垫圈22被压缩并积累压缩力，在驱动小齿轮6的端面部分与环形齿轮20的端面接触之后柱塞16被吸引并到达铁芯部分13b的吸引表面期间，所述压缩力用作反作用力，其中，驱动小齿轮6通过换档杆10的操作沿轴向方向被压向与起动器电机3侧相反的方向。次级螺线管SL2的第二线圈12围绕由树脂制成的绕线筒23缠绕。次级螺线管SL2容置在圆筒形框架8的另一个端部(与安装表面8a侧相反)处的内部中。图3是示出根据第一示例性实施例的电磁开关装置中的次级螺线管SL2的第二线圈12的截面并示出第二线圈12中产生的热流动(或热传导)的视图。如图3所示，绕线筒23具有圆筒体部分23a和一对凸缘部分23b和23c。凸缘部分23b和23c沿轴向方向分别形成在圆筒体部分23a的端部处。第二线圈围绕绕线筒23缠绕成使得第二线圈12的侧面部分的整个表面面积大于第二线圈12的与圆筒体部分23a的外周表面接触的部分的表面面积。可动铁芯24布置在第二线圈12的内侧。可动铁芯24相对于共用固定铁芯13的铁芯部分13b的另一个吸引表面(在图I中所示的铁芯部分13b的右侧表面上)沿电磁开关装置I的轴向方向运动。当电流供给到第二线圈12并且共用固定铁芯13被磁化时，可动铁芯24克服由设置在可动铁芯24与铁芯部分13b之间的复位弹簧25产生的力被吸向铁芯部分13b的另一个吸引表面。当向第二线圈12的电流供给停止时，可动铁芯24朝向与铁芯部分13b相反的方向(朝向图I所示的右侧方向)返回。如图I所示，圆筒形辅助轭叉26布置在第二线圈12的径向方向外侧。沿次级螺线管SL2的轴向方向观察，磁性板27布置在绕线筒23的与环形铁芯板部分13a相反的表面上。辅助轭叉26插入到圆筒形框架8的另一个端部的内侧中。圆筒形框架8的另一个端部(在次级螺线管SL2侧)比圆筒形框架8的一个端部(在初级螺线管SLl侧)薄。当从轴向方向观察时，辅助轭叉26的端面与环形铁芯板部分13a的表面(图I中所示的右侧)接触。这将辅助轭叉26沿轴向方向定位于环形铁芯板部分13a。磁性板27和绕线筒23通过嵌件成型组装成一体的单体，如图3所示。这使得能够避免在绕线筒23的凸缘部分23c与磁性板27之间形成空气层。绕线筒23的该凸缘部分23c支承第二线圈12的侧表面(环形铁芯板部分13a的相反侧)。换句话说，绕线筒23的凸缘部分23c与磁性板27没有任何间隙或空气层地紧密接触。此外，如图3所示，磁性板27的端面(在第二线圈12的在外径方向上的端部处)与在沿半径方向看到的外周部分处的辅助轭叉26的端部接触。此外，磁性板27沿轴向方向抵靠辅助轭叉26定位。更进一步地，磁性板27的外周表面与圆筒形框架8的内周表面紧密地接触。为了补偿由于磁性板27与圆筒形框架8之间的粗略接触表面面积的减小引起的损失，优选地具有这样的结构，其中磁性板27的外径尺寸大于圆筒形框架8的内径的尺寸，并且磁性板27被强制地插入圆筒形框架8的内侧中。磁性板27 —般通过具有冲压功能的压床制造。但是，通常的压制在磁性板27的外周表面上产生断裂表面。这减小了磁性板27的剪断面。为了保持与圆筒形框架8的接触面积，可以执行另外的处理以切割磁性板27。但是，另外的处理导致生产成本的增加。本发明利用用于执行精冲裁处理的机床，该机床能够加工工件以便以高精度获得平滑的剪切表面并获得大的接触面积。树脂盖壳体9由底面9a和圆筒形腿部9b组成。两个螺栓28和29被插入并紧固到树脂盖壳体9的底部9a中。圆筒形腿部9b沿轴向方向从底部9a的外周部分延伸。树脂盖壳体9的圆筒形腿部9b的前部通过圆筒形框架8的开口部分插入圆筒形框架8的内侦U。圆筒形框架8的该开口部分朝向圆筒形框架8的所述另一侧敞开。树脂盖壳体9固定到圆筒形框架8上，使得圆筒形框架8的端部填塞在形成于树脂盖壳体9的腿部9b的外周表面上的台阶部分处。此外，树脂盖壳体9的腿部9b的前端面和磁性板27的在与第二线圈12侧相反的一侧的表面接触，并沿轴向方向定位在磁性板27上。此外，由树脂制成的0形环30装配到形成在树脂盖壳体9的腿部9b的外周表面上的槽上。0形环是填充垫圈或环面垫圈。这种0形环的存在使得能够在树脂盖壳体9与圆筒形框架8之间形成密封空间并防止外部水进入电磁开关装置I的内部。螺栓28和29中的一个是连接到起动器电机电路的高压侧(连接到电池侧)的B端子螺栓，另一个螺栓是连接到低压侧(连接到起动器电机3侧)的M端子螺栓。贯穿孔(或通孔)沿轴向方向形成在树脂盖壳体9的底部9b中。因此，树脂盖壳体9通过利用B端子螺栓和M端子螺栓穿过贯穿孔用填塞垫圈31紧固地固定到圆筒形框架8上。固定的触点对32和单个活动触点33设置在树脂盖壳体9的内部。固定的触点对32和活动触点33形成主开关，如前所述。形成触点对的固定触点32分别电气且机械地连接到端子螺栓28和29。即，形成触点对的固定触点32是与B端子螺栓和M端子螺栓不同的构件。例如，圆孔形成在固定触 点32中的每一个中，端子螺栓28和29中的每一个的前部压装配到对应的圆孔的内部中。更进一步地，如图I所示，能够在端子螺栓28和29中的每一个的头部以下的表面上形成锯齿。在该结构中，锯齿状形成在其上的表面部分压装配到固定触点32的圆孔内以便将端子螺栓固定到固定触点32上。
能够使用不同的金属材料形成两个端子螺栓28、29和一对固定触点32。例如，固定触点32由具有高导电率的铜材料制成。另一方面，两个端子螺栓28、29由具有高机械强度的铁材料制成。此外，由铁材料制成的端子螺栓28、29的表面可通过镀铜涂覆铜。该结构使得除具有机械强度之外还能够提高端子螺栓28、29的导电率，因为端子螺栓28、29的表面通过镀铜涂覆有铜。此外，还能够将固定触点32和端子螺栓28、29组装成单体。例如，能够使用端子螺栓28、29中的每一个的头部来替代固定触点32。活动触点33通过由树脂制成的轴34支承，轴34固定到可动铁芯24上。当从一对固定触点32观察时，活动触点33与可动铁芯24的一侧(图I中的右侧)相对地定位。此外，通过由压力触点弹簧35产生的推压载荷将活动触点33压到轴34的端面上。压力触点弹簧35的初始载荷预先设计成小于复位弹簧25的初始载荷。因此，当第二线圈12中没有电流流动时，由于活动触点33按压压力触点弹簧35，因此，压力触点弹簧35被压缩并按压到形成在树脂盖壳体9的底部9a上的内凸形部分9c的端面上(如图I中所示的状态)。 当在压力触点弹簧35按压活动触点33之后活动触点33移向一对固定触点32并与其接触时，主开关闭合。当活动触点33与一对固定触点32分离并且活动触点33与一对固定触点32之间的电连接中断时，主开关断开。现在将给出当内燃发动机起动时根据第一示例性实施例的电磁开关I的操作的说明。在根据第一示例性实施例的电磁开关I中，空转停止电控单元(空转停止E⑶)独立地控制初级螺线管SLl和次级螺线管SL2。因此，空转停止E⑶用作控制装置。空转停止ECU通过发动机ECU(附图中省略)接收各种类型控制信号，比如指示内燃发动机的旋转速度的检测信号、指示变速杆(或换档杆)的位置的检测信号和指示制动开关的接通或断开的检测信号。发动机ECU控制内燃发动机的状态。空转停止ECU基于接收的检测信号检测是否满足发动机停止条件。发动机停止条件用来使内燃发动机停止。当空转停止ECU的检测结果表示满足发动机最佳条件时，空转停止ECU产生发动机停止信号并将其发送给发动机 ECU。另外，当机动车辆的驾驶员进行操作以再起动内燃发动机时，例如当驾驶员从制动踏板释放他的脚或驾驶员在空转停止状态期间将变速杆操作到驱动齿轮位置以便完成空转停止并再起动内燃发动机时，空转停止ECU判定满足发动机再起动条件。当检测到满足发动机再起动条件时,发动机空转停止ECU产生发动机再起动请求信号并将其发送给发动机ECU，并且产生接通信号并将其发送给电磁开关I。现在将给出在当内燃发动机的旋转速度逐渐地降低直到内燃发动机完全停止的发动机减速和停止时间的期间产生发动机再起动请求时对电磁开关I的动作的说明。当在发动机减速和停止时间期间产生发动机再起动请求时，空转停止E⑶产生接通信号并将其发送给初级螺线管SL1。因此，电流通过起动器继电器(未示出)从电池供给到初级螺线管SL1。这使得能够将柱塞16吸向磁化的铁芯部分13b上。在柱塞16的运动期间，通过换档杆10将驱动小齿轮6压向与起动器电机3侧相反的方向。驱动小齿轮6的端面与环形齿轮20的端面接触。此时，内燃发动机的旋转没有完全停止，即，因为环形齿轮20在其旋转速度降低的同时仍然旋转。因此，当环形齿轮20的旋转速度降低到环形齿轮20能够与驱动小齿轮6平顺 地啮合的预定速度时，积累在驱动弹簧21中的压力将驱动小齿轮6压向环形齿轮20上。这能够使驱动小齿轮6与环形齿轮20正确地啮合。在从当空转停止ECU向初级螺线管SLl发送接通信号时的时间开始计算经过了预定时间(例如，在30ms到40ms的范围内)之后，空转停止ECU产生接通信号并将其发送给次级螺线管SL2。这能够通过起动器继电器(未示出)从电池向第二线圈12供给电流。当接收电流时，第二线圈12被磁化，并且可动铁芯24被吸向磁化的铁芯部分13b。在可动铁芯24的运动期间，活动触点33被压力触点弹簧35强制地按压，并与一对固定触点32接触。这使得能够关断主开关。即，起动器电机3接收从电池供给的电力，并开始旋转。起动器电机3的旋转动力被传递到输出轴4，并通过离合器5传递到驱动小齿轮6。由于驱动小齿轮6已经与环形齿轮20接合，因此起动器电机3的旋转动力被传递到内燃发动机。因此内燃发动机通过曲柄起动。(电磁开关I的效果)具有根据第一示例性实施例的上述结构的电磁开关I具有以下特征和作用。在根据第一示例性实施例的电磁开关I的改进的结构中，初级螺线管SLl在圆筒形框架8的安装表面8a侧容置在圆筒形框架8内。次级螺线管SL2在圆筒形框架8的盖侧容置在圆筒形框架8内。即，初级螺线管SLl布置在靠近圆筒形框架8的固定于起动器外壳7的安装表面8a的区域内。另一方面，次级螺线管SL2布置在远离圆筒形框架8的安装表面8a的区域中。因此，第二螺线管SL2需要具有防止第二线圈12Z中产生热能的措施。在根据第一示例性实施例的电磁开关I的改进的结构中，第二线圈12的磁性板27和绕线筒28通过例如嵌件成型的方法组装为一体。磁性板27形成次级螺线管SL2的磁路的一部分。此外，磁性板27的外周表面装配并附着成与圆筒形框架8的内周表面完全接触。如图3所示，由于该改进的结构使得能够将第二线圈12中产生的热能传递到磁性板27，因此能够通过磁性板27将热能高效地排出到由金属制成的圆筒形框架8。如图2所示，沿轴向方向形成在圆筒形框架8的一个端部处的安装表面8a紧固地装配到具有大热容量的起动器外壳7的端面上。这使得能够将圆筒形框架8的热能排出到起动器外壳7。结果，由于在第二线圈12中产生的热能容易地通过由绕线筒23、圆筒形框架8和起动器外壳7组成的通路传递，因此该结构使得能够抑制第二线圈12的温度上升。特别地，电磁开关I中的第二线圈12具有改进的结构，在该改进的结构中，第二线圈12的与绕线筒23的凸缘部分23b和23c接触的侧面面积大于第二线圈12的与绕线筒23的圆筒体部分23a的外周表面接触的内周表面面积。由于磁性板27和由树脂制成的绕线筒23通过嵌件成型组装为一体，所以在磁性板27与绕线筒23的支承第二线圈12的侧面的凸缘部分23c之间难以形成间隙或空气层。换句话说，绕线筒23的凸缘部分23c附着成与磁性板27不通过任何空气层地完全接触。这能够保持从第二线圈12的轴向端部通过绕线筒23的凸缘部分23c到磁性板27的热能传递路径的大的横截面积。因此，能够将第二线圈12中产生的热能从由树脂制成的绕线筒23高效地传递到磁性板27。因为根据第一示例性实施例的电磁开关I的改进的结构能够将第二线圈12中产生的热能高效率地排出到起动器外壳7，因此能够抑制第二线圈12的温度上升。图4是示出根据本发明的示例性实施例的电磁开关装置I与传统电磁开关装置之间的温度上升的比较结果的图形。即，图4示出关于根据第一示例性实施例的电磁开关I和具有传统结构的电磁开关的温度上升的检测结果。图2中所示的比较例示出在了开始向第二线圈12供给12V的电压后经过十分钟之后第二线圈12的温度上升的检测结果。传统样品中的磁性板通过用常用的压床冲压形成。此外，磁性板带有间距或间隙地插入圆筒形框架8的内部。即，传统样品的结构具有 不附着成与圆筒形框架28的内周表面完全接触的磁性板27的外周表面。从图4所示的比较结果能够清晰地理解，根据第一示例性实施例的电磁开关I中的第二线圈12的温度上升到大约270°C。另一方面，具有传统结构的电磁开关I上升到大约310°C。因此，根据第一示例性实施例的电磁开关I的结构具有低的第二线圈12的温度上升率。即，根据第一示例性实施例的电磁开关I与比较样品之间的第二线圈的温度上升差为大约40°C。因此，根据第一示例性实施例的电磁开关I的结构能够将第二线圈12中产生的热能高效地排出到起动器外壳7。电磁开关I的这种结构能够抑制第二线圈12的温度上升。这使得能够减小第二线圈12的整体尺寸，还能够减小第二线圈12的轴向方向。因此能够减小根据第一示例性实施例的电磁开关I的整体长度。第二示例性实施例参照图5将给出根据本发明的第二示例性实施例的电磁开关I的说明。图5是示出根据第二示例性实施例的电磁开关装置1-1中的次级螺线管SL2-1的第二线圈12-1的截面并示出第二线圈12中产生的热流(或热传导)的视图。在根据图5所示的第二示例性实施例的电磁开关1-1的结构中，第二线圈12的绕线筒23邻近铁芯板13a布置。在该结构中，绕线筒23的凸缘部分23b邻近环形铁芯板13a布置并与树脂盖壳体9侧相对地布置。如图5所示，由于绕线筒23的凸缘部分23b的轴向侧面附着成与环形铁芯板13a的表面完全接触，因此第二线圈12中产生的热能除传递到通过嵌件成型与绕线筒23组装在一起的磁性板27之外还能够传递到环形铁芯板13a。由于环形铁芯板13a的半径外周表面附着成与圆筒形框架8的内周表面完全接触,如同磁性板27的情况一样,并且由于环形铁芯板13a在与磁性板27的轴向厚度相比时具有大的厚度，因此能够在环形铁芯板13a与圆筒形框架8之间具有大的接触面积。根据第二示例性实施例的电磁开关1-1的结构使得能够将第二线圈12中产生的热能通过磁性板27和环形铁芯板13a排出到圆筒形框架8。这能够进一步抑制第二线圈12的温度上升。(变型)在根据第一示例性实施例的电磁开关I的结构中，磁性板27和绕线筒23通过嵌件成型组装在一起成为一体。本发明的原理不受这种结构的限制。例如，电磁开关I具有这样的结构就足够了，其中磁性板27在树脂盖壳体9侧的轴向方向上邻近绕线筒23布置并且磁性板27的外周表面附着成与圆筒形框架8的内周表面完全接触。附着状态意味着绕线筒23的凸缘部分23c的表面与磁性板27的表面没有任何间隔或间隙地完全接触。前面说明的第一示例性实施例示出了在产生空转停止请求之后逐渐地降低内燃发动机的旋转速度的时间期间产生发动机再起动请求的情况。由于初级螺线管SLl和次级螺线管SL2独立地控制，因此能够在通过空转停止请求完成发动机停止之后再起动内燃发动机时应用电磁开关I。(本发明的特征和作用)如在前面详细说明的，根据示例性实施例的用于在起动器电机3中使用的电磁开关I具有圆筒形框架8、树脂盖壳体9和螺线管单元。圆筒形框架8由金属制成并在圆筒形框架8的一个轴向端部处具有安装表面8a以及在圆筒形框架8的另一个轴向端面处具有开口部分。安装表面8a安装到起动器外壳7上。树脂盖壳体9安装并固定到圆筒形框架8的开口部分上。圆筒形框架8通过树脂盖壳体9封闭。螺线管单元具有初级螺线管SLl和次级螺线管SL2。初级螺线管SLl具有当电流在第一线圈11中流动时被磁化的第一线圈11。磁化的第一线圈11将驱动小齿轮6吸向内燃发动机侧的环形齿轮20。次级螺线管SL2具有当电流在第二线圈12中流动时被磁化的第二线圈12。次级螺线管SL2接通和断开主开关，以便根据第二线圈12的激励状态允许和阻止电流在起动器电机3中流动。在电 磁开关I中，初级螺线管SLl在圆筒形框架8的安装表面8a处布置在圆筒形框架8中。次级螺线管SL2在树脂盖9侧布置在圆筒形框架8中，使得初级螺线管SLl和次级螺线管SL2沿电磁开关I的轴向方向串联地布置，并组装成一体。次级螺线管SL2具有由金属制成的磁性板27，磁性板27形成磁路的一部分并在由树脂制成的绕线筒23的轴向方向上邻近树脂盖9侧布置，第二线圈12缠绕在绕线筒23上，并且磁性板27布置成与第二线圈12的轴向方向垂直。如图I和图2所示，磁性板27在径向方向上的外周表面附着成与圆筒形框架8的内周表面完全接触。在根据示例性实施例的电磁开关I的结构中，初级螺线管SLl容置在圆筒形框架8的安装表面8a侧，次级螺线管LS2在树脂盖壳体9侧容置在圆筒形框架8中。因为次级螺线管LS2远离圆筒形框架8的固定于起动器外壳7的安装表面8a侧布置，因此必须具有排出第二线圈12中产生的热能的措施。为了解决该问题，由金属制成并形成磁路的一部分的磁性板27邻近第二线圈12的绕线筒23布置，磁性板27的外周表面附着成与圆筒形框架8的内周表面完全接触。这种改进结构使得能够将第二线圈12中产生的大量热能传递到附着成与绕线筒23完全接触的磁性板27，并将第二线圈12中产生的热能通过磁性板27高效地排出到由金属制成的圆筒形框架8。此外，由于形成在圆筒形框架8的一个轴向端上的安装表面8a附着并固定到具有大热容量的起动器外壳7的端面上，这能够使得热能从圆筒形框架8容易地排出到起动器外壳7。结果，能够容易地将第二线圈12中产生的热能高效地排出到起动器外壳7。这能够抑制第二线圈12的温度上升，并减小第二线圈12的总尺寸。更进一步地，由于这种结构能够减小第二线圈12的轴向长度，因此能够减小电磁开关I的整体尺寸。在电磁开关I中，磁性板27和由树脂制成的绕线筒23通过嵌件成型组装在一起成为一体。一般地，由于树脂材料的导热性比诸如铁和铝的金属材料低，所以必须考虑从由树脂制成的绕线筒23到由金属制成的磁性板27的热传导。在根据示例性实施例的电磁开关I的结构中，由于磁性板27和由树脂制成的绕线筒23通过嵌件成型组装在一起成为一体，所以绕线筒23的凸缘部分23c附着成与磁性板27完全接触，并且在绕线筒23的凸缘部分23c与磁性板27之间的接触表面中没有间隙或空气层(见图3)。换句话说，绕线筒23的凸缘部分23c的表面附着成与磁性板27的表面没有任何间隙或空气层地完全接触。这种结构使得第二线圈12中产生的热能从绕线筒23侧高效地排出到磁性板27，并抑制第二线圈12的温度上升。在电磁开关I中，由树脂制成的绕线筒23具有圆筒体部分23a和一对凸缘部分23b和23c。第二线圈12围绕圆筒体部分23a缠绕。所述一对凸缘部分23b、23c形成在圆筒体部分23a的轴向端部处。沿绕线筒23的轴向方向看到的第二线圈12的与凸缘部分23b、23c接触的侧面面积比第二线圈12的与圆筒体部分23a的外周表面接触的内径侧的表面面积大。由于这种结构可具有从第二线圈12的轴向端部通过绕线筒23的凸缘部分23c到磁性板27的大横截面积的热传递路径，因此能够进一步抑制第二线圈12的温度上升。
在电磁开关I中，螺线管单元具有共用固定铁芯13，共用固定铁芯13形成磁路的一部分并设置成垂直于第一线圈11和第二线圈12的轴向方向。共用固定铁芯13的外周表面附着成与圆筒形框架8的内周表面完全接触。第二线圈12缠绕在其上的由树脂制成的绕线筒23邻近共用固定铁芯13定位。沿从绕线筒23(第二线圈12缠绕在其上)的轴向方向观察时，磁性板27布置在树脂盖9侧，并且环形铁芯板部分13a布置在圆筒形框架8的沿电磁开关I的轴向方向与树脂盖9侧相反的安装表面8a侧。因此，该结构使得能够将第二线圈12中产生的热能除传递到磁性板27之外还传递到环形铁芯板部分13a。由于环形铁芯板部分13a的外周表面附着成与圆筒形框架8的内周表面完全接触，因此能够将第二线圈21中产生的热能通过两个方向(邻近绕线筒23的磁性板27侧和环形铁芯板部分13a侧)排出到外部。这使得能够高效地抑制第二线圈12的温度上升。虽然已经详细地说明了本发明的具体实施例，但可以理解，本领域普通技术人员根据本公开的全部教导能够研发出这些细节的各种变型和替代设置。因此，所公开的特定布置仅在于示例，而非局限于由权利要求及其所有等同方案的全部范围给出的本发明范围。
权利要求
1.一种用于在起动器电机中使用的电磁开关，包括 由金属制成的圆筒形框架，所述圆筒形框架具有位于所述圆筒形框架的一个轴向端部处的安装表面和位于所述圆筒形框架的另一个轴向端面处的开口部分，所述安装表面安装于起动器外壳； 树脂盖，所述树脂盖安装并固定于所述圆筒形框架的所述开口部分，以便封闭所述圆筒形框架；以及 包括初级螺线管和次级螺线管的螺线管单元，所述初级螺线管包括第一线圈，当电流在所述第一线圈中流动时，所述第一线圈被磁化，并且被磁化的所述第一线圈将驱动小齿轮吸向内燃发动机侧的环形齿轮，并且所述次级螺线管包括第二线圈，当电流在所述第二线圈中流动时，所述第二线圈被磁化，并且所述次级螺线管接通和关断主开关，以便根据所述第二线圈的激励状态允许和抑制电流在起动器电机中流动， 其中，所述初级螺线管在所述圆筒形框架的安装表面侧布置在所述圆筒形框架中，并且所述次级螺线管在树脂盖侧布置在所述圆筒形框架中，使得所述初级螺线管和所述次级螺线管沿所述电磁开关的轴向方向串联布置，并组装为一体， 所述次级螺线管具有由金属制成的磁性板，所述磁性板形成磁路的一部分并在由树脂制成的绕线筒的轴向方向上邻近树脂盖侧布置，所述第二线圈缠绕在所述绕线筒上，所述磁性板布置成与所述第二线圈的轴向方向垂直，并且所述磁性板在半径方向上的外周表面附着成与所述圆筒形框架的内周表面完全接触。
2.根据权利要求I所述的电磁开关，其中，所述磁性板和由树脂制成的所述绕线筒通过嵌件成型组装在一起成为一体。
3.根据权利要求I或2所述的电磁开关，其中，由树脂制成的所述绕线筒包括圆筒体部分和一对凸缘部分，所述第二线圈围绕所述圆筒体部分缠绕，并且所述一对凸缘部分形成在所述圆筒体部分的轴向端部处，并且 沿所述绕线筒的轴向方向看到的所述第二线圈的与所述凸缘部分接触的侧面面积大于所述第二线圈的与所述圆筒体部分的外周表面接触的内径侧的表面面积。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的电磁开关，其中，所述螺线管单元包括共用固定铁芯，所述共用固定铁芯形成所述磁路的一部分并垂直于所述第一线圈和所述第二线圈的轴向方向布置，所述共用固定铁芯的外周表面附着成与所述圆筒形框架的内周表面完全接触，并且所述第二线圈缠绕在其上的由树脂制成的所述绕线筒邻近所述共用固定铁芯布置。
5.根据权利要求4所述的电磁开关，其中，所述共用固定铁芯包括环形铁芯板部分和铁芯部分，并且所述环形铁芯板部分的外周表面附着成与所述圆筒形框架的内周表面完全接触，所述共用固定铁芯布置在所述第一线圈与所述第二线圈之间，所述铁芯部分被压入并装配于所述环形铁芯板部分的内周部分，作为所述环形铁芯板部分的一个端部的外周表面与形成在所述圆筒形框架的内周表面中的台阶部分接触，使得所述环形铁芯板部分布置到所述圆筒形框架的所述安装表面上，并且所述绕线筒在所述次级螺线管中邻近所述铁芯部分布置。
6.根据权利要求4所述的电磁开关，其中，所述绕线筒的沿轴向方向的一个端面附着成与所述磁性板完全接触，并且所述绕线筒的沿轴向方向的另一个端面附着成与所述环形铁芯板部分 完全接触。
全文摘要
本发明涉及一种电磁开关装置。在该电磁开关装置中，形成磁路的一部分的磁性板与第二线圈的绕线筒通过嵌件成型组装为一体。磁性板的外周表面附着到由金属制成的圆筒形框架的内周表面上。由于在第二线圈中产生的大量热能被传递到磁性板，因此这能够通过磁性板将热能排出到圆筒形框架。由于圆筒形框架的安装表面固定到起动器外壳的端部，因此能够将第二线圈中产生的热能通过圆筒形框架排出到起动器外壳。这种结构防止了第二线圈的温度上升并有助于电磁开关的整体尺寸减小。
文档编号H01H51/02GK102637555SQ201210027388
公开日2012年8月15日 申请日期2012年2月8日 优先权日2011年2月10日
发明者新美正巳, 村田光广, 稻垣登久 申请人:株式会社电装