专利名称：发动机启动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及例如汽车等的发动机启动用的发动机启动装置。
背景技术：
在以往的发动机启动装置中，电机轴的回转通过行星减速机传递给离合器。行星减速机的回转轴配设于电机轴的周围。离合器安装在行星减速机的回转轴上，离合器的输出轴与电机轴处于同轴状态(参照日本专利特开2001-99197号公报)。
在上述传统的发动机启动装置中，由于离合器的输出轴被安装在配设于电机轴周围的减速机的回转轴上，因此，容易相对于电机轴发生偏心，该偏心有可能使离合器的寿命缩短。
又，减速机内的齿轮声有可能成为噪音。
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种不仅能实现长寿命化、而且可降低噪音的发动机启动装置。
发明内容
本发明的发动机启动装置，包括具有电机本体和从电机本体延伸的可回转的电机轴的电机；具有配置于电机轴周围的外部、与电机轴同轴状且回转自如地安装于电机轴的前端部、将电机轴的回转传递给发动机的输出轴；以及配置于电机轴与外部之间、以同一转速将电机轴的回转传递给输出轴的离合器部。
从上述说明中可以看出，本发明的发动机启动装置由于包括具有配置于电机轴周围的外部、与电机轴同轴状且回转自如地安装于电机轴的前端部、将电机轴的回转传递给发动机的输出轴；以及配置于电机轴与外部之间、以同一转速将电机轴的回转传递给输出轴的离合器部，因此，输出轴相对电机轴不容易偏心。由此，可实现离合器部的长寿命化。又，不再发生以往的减速机的齿轮声，可抑止噪音。
附图的简单说明图1为表示本发明的实施例1的发动机启动装置的纵剖面图。
图2为表示本发明的实施例2的发动机启动装置的纵剖面图。
具体实施例方式
下面参照
本发明的实施例。
实施例1图1为表示本发明的实施例1的发动机启动装置的纵剖面图。图中，电机1具有电机本体28以及从电机本体28延伸的可回转的电机轴2。电机本体28具有与电机轴2一体回转的电枢3以及隔有间隙地围住电枢3的定子4。电机轴2通过轴承6回转自如轴支承于电机轴托架5上。电机轴托架5被安装在定子4上。
另外，电机轴2也可回转自如地由配置于电机1的反电机轴托架5侧的后架29轴支承。
电枢3具有与电机轴2同轴固定的电枢铁心30以及配置于电枢铁心30外周部的电枢线圈31。电枢线圈31具有沿电机轴2轴线方向延伸的线圈终端32。在此，电枢铁心30的外径约为60mm。
定子4包括具有6极激磁磁极的钕铁淦氧磁铁33。配置钕铁淦氧磁铁33时，将6极的激磁磁极均等地配设于电枢3的周围。
在电机轴2的前端部7通过轴承9回转自如安装着输出轴8。输出轴8与电机轴2同轴状配置。电机轴托架5与输出轴托架10嵌合。输出轴8通过轴承11回转自如地轴支承于输出轴托架10上。即，输出轴8通过电机轴2的前端部7及输出轴托架10与电机轴2同轴状且回转自如地加以轴支承。
输出轴8包括安装有轴承11的轴部12；从轴部12的电机轴2侧的周围沿轴线垂直方向延伸的延伸部13；形成于延伸部13周缘部、配置于电机轴2周围的外部14；以及插入有电机轴2的前端部7的凹部15。轴部12、延伸部13、外部14和凹部15与电机轴2同轴状配置。
在电机轴2的轴承6与轴承9之间安装着与电机轴2一体回转的内部16。在内部16的中央形成有电机轴2贯通的贯通孔17。在安装着电机轴2的内部16的表面形成有沿电机轴2轴线延伸的花键部18以及在花键部18的轴承侧沿轴线周围延伸的台阶部19。与电机轴2的花键部18和台阶部19对应，在贯通孔17的内面也形成有花键部20和台阶部21。即，在内部16及其电机轴2的相互结合面形成有台阶部19、21和花键部18、20。
内部16相对于电机轴2，通过台阶部19、21的嵌合在轴线方向以及与轴线的垂直方向上进行定位，并通过花键部18、20的嵌合在周向上进行定位。即，通过台阶部19、21相互间的嵌合和花键部18、20相互间的嵌合，内部16相对电机轴2进行定位。
在内部16与外部14之间配置有将内部16的回转传递给外部14的传递体即多个楔块22。各楔块22配置成可摆动。即，各楔块22在凸状保持于内部16与外部14间的锁定位置或与外部14抵接后从内部16离开的离开位置之间可进行往复变位。又，在楔块22与外部14之间配置有对各楔块22施加锁定位置侧的方向力的弹簧(未图示)。并且，各楔块22的重心位置偏向于离开位置侧。这样，当外部14的转速大于内部16的转速时，各楔块22从锁定位置向离开位置略微变位，使回转力不再从内部16向外部14传递，当输出轴8的转速达到所定转速以上时，各楔块22利用离心力朝弹力反向的离开位置变位。在此，设定的所定转速略微小于空转时的输出轴8的转速。
当各楔块22处于锁定位置时，内部16的回转向外部14传递，当各楔块22处于离开位置时则不向外部14传递。当各楔块22处于锁定位置时，输出轴8与电机轴2以同一转速回转。
离合器部23(单向超越离合器)具有内部16和楔块22。又，如上所述，离合器部23采用了楔块22从内部16离开的分离式结构。并且，离合器部23和外部14由电机轴托架5和输出轴托架10围住·保护。
在输出轴8的轴部12的前端部24通过螺母26固定着皮带轮25。在发动机的转动动力输出轴(未图示)上固定着曲轴皮带轮(未图示)。在皮带轮25与曲轴皮带轮之间卷挂着传递皮带(未图示)。输出轴8的回转通过传递皮带和曲轴皮带轮向曲轴传递。皮带轮25与曲轴皮带轮由传递皮带始终连结。
下面说明动作。
首先，向电机1通电，由此，内部16与电机轴2一体回转。此时，楔块22利用弹簧的弹力处于锁定位置，外部14相对内部16处于锁定状态。这样，内部16的回转力传递给输出轴8，发动机的转动动力输出轴进行回转。
发动机随着曲轴的回转而开始启动，通过发动机的驱动使曲轴和输出轴8的转速上升。其次，当外部14的转速大于内部16的转速而到达所定转速时，各楔块22利用离心力变位至离开位置。这样，可将内部16与外部14间的锁定状态解除，内部16成为空转状态。即，从电机1的回转力不再传递给输出轴8。然后，停止电机1的通电，发动机成为空转状态。
在上述的发动机启动装置中，因输出轴8与电机轴2同轴状安装在电机轴2的前端部7，故输出轴8相对电机轴2不容易偏心。这样，例如，内部16与楔块22可在相互不偏心的状态下接触，可实现离合器部23的长寿命化。
又，由于在电机轴2上直接安装着离合器部23，因此，没有以往的减速机的齿轮声，可抑止噪音。并且，因电机轴转速的减速比小，故可在不增加燃料量的情况下以高的转动动力输出轴转速使发动机启动，可节约燃料费用。
又，由于输出轴8的回转始终向发动机传递，因此，发动机启动时不必为了与发动机连结而使输出轴8移动。由此，可在电机轴2的回转与输出轴8的移动之间的定时无关系的状态下驱动电机1。这样，可配置成将电机1驱动用的开关与电机1分离状，可实现电机1周围的省空间化。
又，在内部16的贯通孔17中形成有花键部18和台阶部19，在电机轴2上形成有花键部20和台阶部21，因花键部18、20和台阶部19、21分别相互间嵌合，故可容易地将内部16安装在电机轴2上。
又，由于电机轴托架5和输出轴托架10相互嵌合，形成了输出轴8与电机轴2同轴的状态，因此，输出轴8不仅被电机轴2的前端部7、而且也被输出轴托架10同轴状支承于电机轴2上，更加难以偏心，可进一步实现离合器部23的长寿命化。
又，因电机轴2的前端部7被插入输出轴8的凹部15，故可缩短电机轴2轴线方向的长度。
又，当发动机启动、外部14的转速到达所定转速以上时，楔块22利用离心力完全从内部16离开，由此，可用简单的结构避免空转状态的楔块22与内部16间发生磨擦热。
又，由于使楔块22从内部16离开的输出轴8的转速设定得比空转时的输出轴8的转速略低，因此，发动机启动时，电机轴2的回转向发动机的转动动力输出轴传递，在发动机启动后的空转状态以及在比空转时的转速高的通常运转时，可将回转的传递解除。这样，可防止楔块22与内部16的接触超出规定范围，可防止因磨擦热引起的温度上升以及烧结等，可实现离合器部23的长寿命化。
又，由于电机1包括具有6极激磁磁极的钕铁淦氧磁铁33，因此，可加大电机轴2的回转扭矩，不使用减速机也能将发动机启动所需的回转从电机1向发动机传递，并可使电机1小型化。
在上例中，电机1的电枢铁心30的外径为60mm，钕铁淦氧磁铁33的激磁磁极是6极，但不限定于此，当发动机的曲柄皮带轮的直径为110mm～150mm左右、皮带轮25的直径为60mm～70mm左右时，电枢铁心30的外径最好是60mm～90mm，钕铁淦氧磁铁33的激磁磁极应在6极以上。
又，上例中，楔块22是以略小于空转时的输出轴8的转速从内部16离开的例子，但若是比发动机启动所需转速大的转速，则采用更低的转速进行离开也无妨。
实施例2图2为表示本发明的实施例2的发动机启动装置的纵剖面图。图中，在电机轴2与电机轴托架5之间、输出轴8与输出轴托架10之间、以及电机轴托架5与输出轴托架10之间分别配置有密封构件41、42、43。密封构件41配置于轴承6与内部16之间。密封构件42配置于轴承11与延伸部13之间。密封构件43配置于外部14周围的电机轴托架5与输出轴托架10相互嵌合的部分。
在由电机轴托架5和输出轴托架10围住的空间44中储存有油。储存的油至少达到能浸渍外部14一部分的程度。利用密封构件41、42、43不会使油漏出。又，在电机轴托架5上设置有向空间44供给油用的给油口45。
轴承6配置于电枢铁心30的附近。即，电机轴2通过电机轴托架5可回转自如地轴支承于电枢线圈31的线圈终端32的内周侧。其它结构及其动作与这样，由于油至少达到能浸渍外部14的一部分，因此，油随着外部14的回转能到达离合器部23和外部14，例如，可防止离合器部23烧结等的故障，可实现离合器部23的长寿命化。
又，由于在电机轴2与电机轴托架5之间、输出轴8与输出轴托架10之间、以及电机轴托架5与输出轴托架10之间分别配置有密封构件41、42、43，因此，可防止储存于空间44的油漏出，在长时间不补给油的情况下也能防止离合器部23烧结等的故障。又，由于在电机轴托架5、内部16、楔块22和输出轴8等的各零件的组装途中将密封构件41、42、43装入即可，因此，也可方便于密封构件41、42、43的组装。
又，由于在电机轴托架5上设置有供给油用的给油口45，因此，可容易地进行油的补给。
又，由于电机轴2通过电机轴托架5回转自如地轴支承于线圈终端32的内周侧，因此，可进一步缩短电机轴2轴线方向的长度。
另外，若将密封构件41和轴承6的位置更换即、将轴承6配置于密封构件41与内部16之间，油也能到达轴承6，由此，也可实现轴承6的长寿命化。
上例是将给油口45设置于电机轴托架5上，但也可设置在输出轴托架10上。
又，上例是将外部14的一部分浸渍于油中，只要对回转的传递不造成障碍，则不仅是外部14，即使将离合器部23的一部分浸渍于油中也无妨。
权利要求
1.一种发动机启动装置，其特征在于，包括具有电机本体和从所述电机本体延伸的可回转的电机轴的电机；具有配置于所述电机轴周围的外部、与所述电机轴同轴状且回转自如地安装于所述电机轴的前端部、将所述电机轴的回转传递给发动机的输出轴；以及配置于所述电机轴与所述外部之间、以同一转速将所述电机轴的回转传递给所述输出轴的离合器部。
2.如权利要求1所述的发动机启动装置，其特征在于，所述离合器部具有配置于与所述电机轴一体回转的内部；以及配置于所述内部及所述外部之间、将所述内部的回转传递给所述外部的传递体，在所述内部及所述电机轴相互的结合面分别形成有台阶部和花键部；通过所述台阶部相互间的嵌合和所述花键部相互间的嵌合将所述内部相对所述电机轴进行定位。
3.如权利要求2所述的发动机启动装置，其特征在于，所述传递体与所述外部一起回转，当所述外部到达所定转速以上时，利用离心力从所述内部离开。
4.如权利要求3所述的发动机启动装置，其特征在于，所述所定转速小于所述发动机空转时的所述输出轴的转速。
5.如权利要求1所述的发动机启动装置，其特征在于，所述离合器部和所述外部由回转自如地轴支承所述电机轴的电机轴托架和回转自如地轴支承所述输出轴的输出轴托架围住，所述电机轴托架和所述输出轴托架相互嵌合而使所述输出轴与所述电机轴为同轴状。
6.如权利要求1所述的发动机启动装置，其特征在于，所述输出轴还具有可插入所述电机轴的所述前端部的凹部。
7.如权利要求1所述的发动机启动装置，其特征在于，至少所述外部的一部分浸渍于油中，随着所述外部的回转，所述油到达所述内部、所述传递体以及外部。
8.如权利要求7所述的发动机启动装置，其特征在于，所述离合器部和所述外部由回转自如地轴支承所述电机轴的电机轴托架和回转自如地轴支承所述输出轴的输出轴托架围住，在所述电机轴与所述电机轴托架之间、所述输出轴与所述输出轴托架之间、以及所述电机轴托架与所述输出轴托架之间配置有防止所述漏油用的密封构件。
9.如权利要求8所述的发动机启动装置，其特征在于，在所述电机轴托架和所述输出轴托架的任一方设置有供给所述油用的给油口。
10.如权利要求1所述的发动机启动装置，其特征在于，所述电机本体包括具有电枢铁心和电枢线圈并与所述电机轴一体回转的电枢；以及配设于具有所述电枢周围的多个激磁磁极的钕铁淦氧磁铁。
11.如权利要求10所述的发动机启动装置，其特征在于，所述电枢线圈在所述电机轴周围具有从所述电枢铁心沿轴线方向延伸的线圈终端，所述电机轴通过所述电机轴托架回转自如地轴支承于所述线圈终端的内周侧。
全文摘要
一种发动机启动装置，在回转自如的电机轴(2)的前端部(7)具有配置于电机轴(2)周围的外部(14)，并回转自如地安装着与电机轴(2)同轴的输出轴(8)。输出轴(8)始终与发动机连结。在电机轴(2)上安装着与电机轴(2)一体回转的内部(16)。在内部(16)与外部(14)之间配置有将内部(16)的回转向外部(14)传递的楔块(22)。又，电机轴(2)由电机轴托架(5)回转自如地轴支承。电机轴托架(5)与输出轴托架(10)嵌合成将输出轴(8)与电机轴(2)同轴状轴支承。由此，可提供不仅可实现长寿命化、而且可减小噪音的发动机启动装置。
文档编号H02K7/108GK1504639SQ0315931
公开日2004年6月16日 申请日期2003年9月3日 优先权日2002年12月3日
发明者马场秀和, 北村裕, 城山繁 申请人:三菱电机株式会社