專利名稱：安裝在具有怠速停機設備的車輛上的起動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于起動安裝于車輛例如客車中的發(fā)動機的起動機，并且具體地 涉及一種用于具有怠速停機設備的車輛的小齒輪移位型起動機。
背景技術(shù)：
在未來幾年，預期包括能夠自動控制發(fā)動機停機和重新起動的怠速停機設備的車 輛(在下文中，被稱為怠速停機車輛)會增加，以減少二氧化碳排放并提高燃料效率。怠速停機車輛在路上頻繁地遇到發(fā)動機自動停機的情況，例如停在十字路口的交 通信號燈處，以及在交通堵塞期間暫時停機等。因此，當駕駛員在發(fā)動機停機后執(zhí)行移動車 輛的操作(例如釋放制動踏板的操作，或換擋至驅(qū)動檔的操作)時，要求發(fā)動機盡可能快地 并且可靠地起動。日本專利公開文獻No. 2008-163818公開了一種起動機。在該起動機中，在發(fā)動機 完全停機以后，給電磁開關(guān)的線圈加電，并且小齒輪與發(fā)動機的齒圈嚙合。由于當離合器與 小齒輪一體地沿輸出軸移動時產(chǎn)生的移動阻力，所以即使當線圈加電停止時，隨后也能夠 保持小齒輪與齒圈嚙合的狀態(tài)。在該起動機中，當發(fā)動機停機時，小齒輪與齒圈之間的嚙合 狀態(tài)能夠被保持。因此，能夠響應于發(fā)動機重新起動的要求在短時間內(nèi)重新起動發(fā)動機。然而，在文獻No. 2008-163818中，因為發(fā)動機完全停機之后小齒輪與齒圈嚙合， 所以發(fā)動機停機之后不能立即被重新起動。換言之，當判定發(fā)動機已完全停機之后，給電磁 開關(guān)的線圈加電并且小齒輪與齒圈嚙合。因此，當發(fā)動機完全停機之后直至小齒輪與齒圈 實際嚙合之前，還需一定的時間。換言之，在作出發(fā)動機已完全停機的判定的時刻，小齒輪 尚未與齒圈嚙合。因此，發(fā)動機必然不能快速地重新起動。此外，上述專利文獻闡明在發(fā)動機達到完全停機之前存在的慣性轉(zhuǎn)動期間，小齒 輪能夠與齒圈嚙合。在這種情況下，因為齒圈低速旋轉(zhuǎn)，所以通過將小齒輪推向齒圈側(cè)，小 齒輪能夠與齒圈嚙合，而無需轉(zhuǎn)動馬達。就怠速停機車輛而言，與不執(zhí)行怠速停機的起動機 相比，其起動機頻繁地被用于執(zhí)行怠速停機。因此，由于頻繁使用馬達，會增加馬達觸點的 磨損。然而，在上述專利文獻中描述的起動機中，單個電磁開關(guān)用于通過撥桿將小齒輪 推向齒圈側(cè)，并用于打開和閉合馬達觸點。在這種構(gòu)造中，與小齒輪的端面接觸齒圈的端面 幾乎同時地，馬達觸點閉合并在馬達內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力。因此，僅將小齒輪推向齒圈并且使小齒 輪與齒圈嚙合而不轉(zhuǎn)動馬達是不可能的。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述問題做出了本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供一種起動機，該起動機能夠在 不使用馬達的旋轉(zhuǎn)力的情況下在齒圈慣性旋轉(zhuǎn)期間使小齒輪與齒圈嚙合，并在發(fā)動機停機 以后保持小齒輪與齒圈之間的嚙合狀態(tài)。本申請的發(fā)明的第一方面為一種安裝在具有自動控制發(fā)動機的停機和重新起動的怠速停機設備的車輛上的起動機。所述起動機包括馬達，通過給所述馬達加電，所述馬 達產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力；輸出軸，所述輸出軸通過接收來自所述馬達的旋轉(zhuǎn)力而旋轉(zhuǎn)；單向離合器， 所述單向離合器通過螺旋花鍵與所述輸出軸的外周接合；小齒輪，所述小齒輪設置成能夠 與所述單向離合器一體地在軸向方向上沿所述輸出軸的外周移動；電磁螺線管，所述電磁 螺線管產(chǎn)生用于在軸向方向上(所述發(fā)動機的齒圈側(cè))將所述小齒輪與所述單向離合器一 體地向外推的力；電磁開關(guān)，所述電磁開關(guān)打開和閉合設置于所述馬達的加電電路中的馬 達觸點；以及控制裝置，所述控制裝置控制所述起動機的操作，其中，所述控制裝置分開地 和獨立地控制所述電磁螺線管和所述電磁開關(guān)的操作。當所述發(fā)動機自動停機時在所述齒 圈停止旋轉(zhuǎn)之前的慣性旋轉(zhuǎn)期間，所述控制裝置給所述電磁螺線管加電，并且在所述發(fā)動 機停止旋轉(zhuǎn)之后停止給所述電磁螺線管加電。本發(fā)明的起動機包括產(chǎn)生用于向齒圈側(cè)推動小齒輪的力的電磁螺線管以及打開 和閉合馬達觸點的電磁開關(guān)。另外，該起動機分開地并且獨立地控制電磁螺線管和電磁開 關(guān)。因此，在齒圈慣性旋轉(zhuǎn)期間，小齒輪能夠與齒圈嚙合，而無需使用馬達的旋轉(zhuǎn)力。換言 之，盡管齒圈由于慣性而正在旋轉(zhuǎn)，但是無需使用馬達的旋轉(zhuǎn)力，僅需通過給電磁螺線管加 電并且沿軸向方向與單向離合器一體地向外推動小齒輪，小齒輪就能夠與齒圈嚙合。即使 當發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)停止之后隨后停止給電磁螺線管加電，由于齒圈，小齒輪也不會旋轉(zhuǎn)。因 此，能夠保持小齒輪和齒圈之間的嚙合狀態(tài)，而無需使小齒輪與齒圈分開。在上述構(gòu)造中，當發(fā)動機停止旋轉(zhuǎn)時，小齒輪與齒圈已經(jīng)嚙合。因此，在發(fā)動機停 機以后，能夠響應于重新起動的要求快速地重新起動發(fā)動機。本申請的發(fā)明的第二方面為根據(jù)第一方面的起動機，進一步包括用于檢測所述齒 圈的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速檢測裝置。當由所述轉(zhuǎn)速檢測裝置檢測的所述齒圈的轉(zhuǎn)速降至預定轉(zhuǎn)速或 更低時，所述控制裝置給所述電磁螺線管加電，所述預定轉(zhuǎn)速低于發(fā)動機怠速速度。在這種情況下，當齒圈的轉(zhuǎn)速在低于發(fā)動機怠速速度的范圍內(nèi)時，給電磁螺線管 加電。因此，小齒輪能夠確定地與齒圈嚙合。本申請的發(fā)明的第三方面為根據(jù)第二方面的起動機，其中轉(zhuǎn)速檢測裝置為曲柄角 傳感器。在這種情況下，能夠基于已有的曲柄角傳感器獲得的傳感器信息(發(fā)動機速度) 檢測齒圈的轉(zhuǎn)速。因此，無需單獨提供專用的傳感器，并且能夠減少部件的數(shù)量。本申請的發(fā)明的第四方面為根據(jù)第一至第三方面中任一方面的起動機，其中，所 述控制裝置是參與所述怠速停機設備的控制的怠速停機電子控制單元。參與怠速停機設備 的控制的怠速停機電子控制單元(ECU)安裝在怠速停機車輛上。因此，通過將怠速停機ECU 用作控制裝置，能夠減少部件的數(shù)量。本申請的發(fā)明的第五方面為根據(jù)第一至第四方面中任一方面的起動機，其中，所 述起動機構(gòu)造成使得所述電磁螺線管和所述電磁開關(guān)結(jié)合為一體并在所述電磁螺線管的 軸向中心方向上串聯(lián)布置。在上述構(gòu)造中，在馬達的徑向向外的兩個方向上尺寸不會增加。此外，電磁螺線管 和電磁開關(guān)的軸向方向的總長度不超過馬達的全長。因此，與使用單個電磁開關(guān)向外推動 小齒輪并打開和閉合馬達觸點的傳統(tǒng)起動機相比，該起動機的尺寸沒增大。因此，能夠確保 以同樣的方式將起動機容易地固定于車輛。
本申請的發(fā)明的第六方面為根據(jù)第一至第五方面中任一方面的起動機，其中，所 述起動機構(gòu)造成使得所述電磁螺線管和所述電磁開關(guān)是分開的單獨的部件并且在所述螺 線管的軸向中心方向上彼此鄰近或彼此接觸。在怠速停機車輛中，起動機的使用頻率顯著增加。因此，馬達觸點的磨損可能增 加，需要更換。關(guān)于這一點，因為在本發(fā)明的起動機內(nèi)使用的電磁螺線管和電磁開關(guān)分開地 并且單獨地構(gòu)造在起動機內(nèi)，所以當馬達觸點磨損并需要更換時，只需更換電磁開關(guān)。由于 除電磁開關(guān)之外無需更換電磁螺線管，所以能夠降低運行成本。此外，在例如上述專利文獻的電磁開關(guān)中使用的很多部件能夠用在該電磁螺線管 中。通用的電磁繼電器能夠被用作電磁開關(guān)。因此，能夠降低成本。


在附圖中圖1為起動機的側(cè)視圖(第一實施方式)；圖2為電磁螺線管和電磁開關(guān)的橫截面視圖(第一實施方式)；圖3為起動機的電路圖；圖4為起動機的側(cè)視圖(第二實施方式)；以及圖5為從馬達側(cè)觀察的起動機的軸向后視圖。圖6為圖示起動機運轉(zhuǎn)的時間圖。
具體實施例方式在下文中將詳細地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。(第一實施方式)在下文中將參考圖1至圖3描述本發(fā)明的第一實施方式。本發(fā)明的起動機例如用于包括怠速停機設備的車輛(稱為怠速停機車輛)。當車 輛在十字路口的交通信號燈處停下或在交通阻塞等期間暫時停下時，該怠速停機設備自動 使發(fā)動機停機。然后，怠速停機設備響應于由使用者執(zhí)行的開始移動車輛的操作，自動重新 起動發(fā)動機。該起動機包括用于起動發(fā)動機的起動機1 (參看圖1)和控制起動機1的運轉(zhuǎn) 的怠速停機電子控制單元(ECU) 2 (參看圖3)。如圖1所示，起動機1構(gòu)造有馬達3、輸出軸4、單向離合器5、小齒輪6、電磁螺線 管8、電磁開關(guān)10等。馬達3在包含于馬達內(nèi)的電樞3a(參看圖3)中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力。來自馬 達3的旋轉(zhuǎn)力傳遞給輸出軸4，由此轉(zhuǎn)動輸出軸4。單向離合器5通過螺旋花鍵與輸出軸4 的外周接合。小齒輪6設置成例如能夠與離合器5 —體地沿輸出軸4的外周在軸向方向上 移動。電磁螺線管8產(chǎn)生用于通過撥桿7沿背離馬達的方向(圖1中向左的方向)推動離 合器5和小齒輪6的力。電磁開關(guān)10打開和閉合配備在用于將電流從電池9(參看圖3) 發(fā)送至馬達3的馬達電路上的馬達觸點(在下文中描述)。能夠在馬達3和輸出軸4之間 設置減緩馬達3的旋轉(zhuǎn)并將旋轉(zhuǎn)傳遞給輸出軸4的減速齒輪(例如行星減速齒輪)。下文將參考圖2和圖3描述電磁螺線管8和電磁開關(guān)10的構(gòu)造。以與使用單個 電磁開關(guān)向外推動小齒輪6并打開和閉合馬達觸點的傳統(tǒng)起動機相似的方式構(gòu)造起動機1 的除電磁螺線管8和電磁開關(guān)10之外的部件、裝置等(起動機殼11，馬達3，輸出軸4，離合器5，小齒輪6，撥桿7，減速齒輪等)。因此，省略其說明。a)電磁螺線管8的構(gòu)造電磁螺線管8設置在馬達3的徑向外側(cè)，并以平行于馬達3的方式固定于起動機 殼11。電磁螺線管8構(gòu)造有螺線管罩12、電磁線圈14、固定鐵芯15、柱塞16、接合部17等。 電磁線圈14纏繞在樹脂繞線管13周圍并容納在螺線管罩12中。在電磁線圈14加電時， 固定鐵芯15被磁化。柱塞16能夠沿電磁線圈14的內(nèi)周在軸向中心線方向上移動。接合 部17將柱塞16的移動傳遞給撥桿7。螺線管罩12設置成帶底的圓筒形，在軸向方向的一個端側(cè)(圖2中左側(cè))具有罩 底部分12a。罩底部分12a的徑向方向的中心處形成有圓形孔。該圓形孔的直徑與繞線管 13的內(nèi)徑相同。用于引導柱塞16的移動的圓筒形套筒18從圓形孔的內(nèi)周插入繞線管13 的內(nèi)周。如圖3所示，電磁線圈14的一個端部連接于連接器端子19。另一端部例如電連接 于固定鐵芯15的表面并接地。通向起動機繼電器20的電線連接于連接器端子19。E⑶2控制起動機繼電器20的“開”和“關(guān)”。當執(zhí)行起動機繼電器20的“開”控制 時，電池9經(jīng)由起動機繼電器20加電給電磁線圈14。固定鐵芯15構(gòu)造成分為圓盤形板部15a和通過卷邊固定于板部15a的內(nèi)周的芯 部15b。板部15a的位于沿板厚度方向的線圈側(cè)的外周端部(軸向方向上的一個端部)與 設置于螺線管罩12內(nèi)周的限制板部15a在線圈側(cè)的位置的階梯部接觸。柱塞16布置成例如能夠在軸向方向(圖2中的左右方向)上沿套筒18的內(nèi)周移 動。設置于柱塞16和芯部15b之間的復位彈簧21在背離芯部的方向(圖2中向左的方 向)上推動柱塞16。柱塞16設置成大致圓筒形形狀，在其徑向方向的中心處具有圓柱形 孔。該圓柱形孔在柱塞16的沿軸向方向的一個端側(cè)處敞開，在沿軸向方向的另一個端側(cè)處 具有底面。接合部17與驅(qū)動彈簧22 —起插入柱塞16的圓柱形孔內(nèi)。接合部17為桿形。與 撥桿7的端部接合的接合槽17a設置在接合部17的沿軸向方向的一個端側(cè)上。凸緣部17b 設置在接合部17沿軸向方向的另一個端側(cè)的端部。凸緣部17b具有允許凸緣部17b抵靠 圓柱形孔的內(nèi)周滑動的外徑。凸緣部17b接受來自驅(qū)動彈簧22的載荷并被壓靠在圓柱形 孔的底面。驅(qū)動彈簧22布置在接合部17的外周上。驅(qū)動彈簧22沿軸向方向的一個端側(cè) 處的端部由通過卷邊固定于柱塞16的開口端部的彈簧接收部23支撐。驅(qū)動彈簧22沿軸 向方向的另一個端側(cè)處的端部由接合部17的凸緣部17b支撐。在由于柱塞16的移動而經(jīng) 由撥桿7在背離馬達的方向上被向外推動的小齒輪6的端面開始接觸齒圈24的端面(參 看圖3)之后，在柱塞16移動的同時驅(qū)動彈簧22被壓縮，直到柱塞16附著于芯部15b。驅(qū) 動彈簧22儲存用于使小齒輪6與齒圈24嚙合的反作用力。(b)電磁開關(guān)10的構(gòu)造電磁開關(guān)10與電磁螺線管8共用固定鐵芯15，并構(gòu)造與例如與電磁螺線管8結(jié)合 為一體。除固定鐵芯15之外，電磁開關(guān)10構(gòu)造有圓筒形開關(guān)罩25、開關(guān)線圈27、可動鐵芯 28、樹脂觸點蓋29、兩個端子螺栓30和31、一對固定觸點32、可動觸點33等。以螺線管罩 12的開口部分側(cè)沿軸向方向延伸的方式，開關(guān)罩25和螺線管罩12設置成一體。開關(guān)線圈 27纏繞在樹脂繞線管26周圍?？蓜予F芯28能夠在開關(guān)線圈27的軸向中心方向上移動。觸點蓋29裝配成例如遮蓋開關(guān)罩25的開口部分。兩個端子螺栓30和31固定于觸點蓋29。 一對固定觸點32通過兩個端子螺栓30和31連接于馬達電路?？蓜佑|點33在一對固定觸 點32之間提供間歇性電連接。開關(guān)線圈27布置于開關(guān)罩25的內(nèi)周內(nèi)，比固定鐵芯15的板部15a更加向外(沿 軸向方向的另一端側(cè))。換言之，電磁線圈14布置在沿軸向方向的一個端側(cè)，開關(guān)線圈27 布置在沿軸向方向的另一個端側(cè)，板部15a位于它們之間。如圖3所示，開關(guān)線圈27的一 個端部連接于外部端子34。另一端部例如電連接于固定鐵芯15的表面并接地。外部端子 34設置成例如比觸點蓋29的端面向外突出得更遠。通向ECU2的電線連接于外部端子34。 分別形成磁路的一部分的隔板部件35和磁板36布置于開關(guān)線圈27的外周并且在軸向方 向上背離板部側(cè)(沿軸向方向的另一個端側(cè))。圓筒形的隔板部件35插入開關(guān)罩25的內(nèi) 周中，兩者之間幾乎不存在間隙。隔板部件35沿軸向方向的一個端側(cè)的端面與板部15a的 外周表面接觸，從而限制隔板部件35在沿軸向方向的一個端側(cè)上的位置。磁板36嵌入成型在一體地設置有繞線管26的樹脂部件上。磁板36布置成垂直 于隔板部件35的軸向中心方向。磁板36的沿軸向方向的一個端側(cè)處的暴露于樹脂部件之 外的外周端面與隔板部件35的軸向方向上的端面接觸，限制磁板36在沿軸向方向的一個 端側(cè)上的位置。在磁板36的徑向中心處形成有圓形孔。圓形孔的內(nèi)徑設置成與繞線管26 的內(nèi)徑具有大致相同的尺寸，使得可動鐵芯28能夠在軸向方向上沿圓形孔內(nèi)周移動?？蓜?鐵芯28布置成例如能夠在軸向中心方向上沿磁板36的內(nèi)周和繞線管26的內(nèi)周移動。由布 置在可動鐵芯28和芯部15b之間的復位彈簧37在背離芯部的方向(圖2中向右的方向) 推動可動鐵芯28。觸點蓋29具有圓筒形腿部。腿部插入開關(guān)罩25的開口部分的內(nèi)側(cè)并布置成使得 腿部的端面與磁板36的表面相接觸。觸點蓋29通過卷邊固定于開關(guān)罩25。觸點蓋29和 開關(guān)罩25之間的區(qū)域由密封部件38例如0形圈密封，從而阻止水等從外面滲入。兩個端 子螺栓30和31分別為連接于電池電纜39的B端子螺栓30 (參看圖3)和連接于馬達導線 40的M端子螺栓31 (參看圖1和圖3)。兩個端子螺栓30和31分別通過墊圈41和42固 定于觸點蓋29。兩個端子螺栓30、31和觸點蓋29之間的區(qū)域由密封部件43例如0形圈 密封。一對固定觸點32與兩個端子螺栓30和31分開地(或一體地)設置，并且在觸點蓋 29的內(nèi)側(cè)電連接于兩個端子螺栓30和31。可動觸點33布置成比一對固定觸點32更加遠離可動鐵芯側(cè)(圖2中的右側(cè))。 可動觸點33從觸點壓力彈簧45接收載荷，并壓靠在固定于可動鐵芯28的樹脂桿44的端 面上。然而，復位彈簧37的初始載荷設置成大于觸點壓力彈簧45的初始載荷。因此，當開 關(guān)線圈27未加電時，可動觸點33坐置在觸點蓋29的內(nèi)坐置面29a上，在此狀態(tài)下，觸點壓 力彈簧45被壓縮。馬達觸點由一對固定觸點32和可動觸點33形成。當由觸點壓力彈簧 45向可動觸點33施加力并且以足夠的壓力使可動觸點33與一對固定觸點32接觸時，馬達 觸點處于閉合狀態(tài)，從而允許兩個固定觸點32之間導通。當可動觸點33移動離開該對固 定觸點32時，馬達觸點處于打開狀態(tài)，從而阻斷該對固定觸點32之間的導通。接下來，將描述執(zhí)行怠速停機時ECU2執(zhí)行的操作。當建立了用于使發(fā)動機自動停 機的停機條件(例如車輛的速度為零和踩下制動踏板)并執(zhí)行怠速停機時，在齒圈24停止 旋轉(zhuǎn)之前的慣性旋轉(zhuǎn)期間，當齒圈24的轉(zhuǎn)速降至預定轉(zhuǎn)速(例如300轉(zhuǎn)/分)范圍或更低時，ECU2閉合起動機繼電器20并給電磁線圈14加電。預定轉(zhuǎn)速低于發(fā)動機怠速速度。發(fā) 動機停止旋轉(zhuǎn)以后，ECU2打開起動機繼電器20并停止向電磁線圈14加電。此時，不給電 磁開關(guān)10的開關(guān)線圈27加電。如圖3所示，來自檢測齒圈24轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速檢測傳感器46的傳感器信息被輸入 ECU2。然而，能夠從已有的曲柄角傳感器而不是提供的專用轉(zhuǎn)速檢測傳感器46來輸入傳感 器信息。能夠基于所輸入的傳感器信息檢測齒圈24的轉(zhuǎn)速。發(fā)動機停機以后，當建立了用 于重新起動發(fā)動機的重新起動條件(例如使用者執(zhí)行釋放制動踏板的操作，或換擋至驅(qū)動 檔的操作)時，ECU2閉合起動機繼電器20并給電磁線圈14加電。同時，ECU2給開關(guān)線圈 27加電并起動起動機1。當起動發(fā)動機時，E⑶2打開起動機繼電器20并停止向電磁線圈14加電。此外， E⑶2停止給開關(guān)線圈27加電。接下來，將參考圖6描述起動機1的操作。當執(zhí)行怠速停機以及在齒圈24的慣性 旋轉(zhuǎn)期間閉合起動機繼電器20并給電磁線圈14加電時，柱塞16被吸向磁化的芯部15b。 (這時，馬達觸點保持打開由此馬達未被加電。)因此，經(jīng)由撥桿7在背離馬達的方向上與 離合器5 —體地向外推小齒輪6。這時，即使當小齒輪6的端面暫時接觸齒圈24的端面，因 為齒圈24由于慣性正在低速旋轉(zhuǎn)，所以當齒圈24旋轉(zhuǎn)至允許與小齒輪6嚙合的位置時，小 齒輪6被儲存于驅(qū)動彈簧22中的反作用力向外壓。在小齒輪6和齒圈24之間建立嚙合。之后，當發(fā)動機旋轉(zhuǎn)完全停止時，打開起動機繼電器20，并且停止給電磁線圈14 加電，因為由于復位彈簧21的反作用力而使得柱塞16試圖復位，所以經(jīng)由撥桿7施加使離 合器5復位至電樞3a側(cè)的力。另一方面，由于離合器5通過螺旋花鍵與輸出軸4的外周接 合，所以當螺旋花鍵的扭轉(zhuǎn)角設置得更大時，由于當離合器5沿輸出軸4的外周移動時產(chǎn)生 沿螺旋花鍵的移動阻力增加，所以能夠阻止離合器5復位。因此，能夠保持小齒輪6和齒圈 24之間的嚙合狀態(tài)。當發(fā)動機停機之后建立了重新起動條件時，在ECU2的控制下起動機繼電器20閉 合并給電磁線圈14加電。同時，還給電磁開關(guān)10的開關(guān)線圈27加電。在電磁開關(guān)10中， 當由于開關(guān)線圈27加電而使得可動鐵芯28附著于磁化芯部15b時，因為可動觸點33被觸 點壓力彈簧45推動并接觸一對固定觸點32，所以馬達觸點閉合。因此，電池9加電給馬達 3并且產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力。該旋轉(zhuǎn)力傳遞給輸出軸4。而且，該旋轉(zhuǎn)力經(jīng)由離合器5從輸出軸4傳 遞給小齒輪6。因為發(fā)動機停機之前小齒輪6與齒圈24嚙合并保持嚙合狀態(tài)，所以該旋轉(zhuǎn) 力從小齒輪6傳遞給齒圈24。因此，發(fā)動機被起動。(根據(jù)第一實施方式的效果)在根據(jù)第一實施方式的起動機中，可以通過分開的裝置(電磁螺線管8和電磁開 關(guān)10)執(zhí)行向齒圈24側(cè)推動小齒輪6以及打開和閉合馬達觸點。兩個裝置能夠被分開地 且獨立地控制。因此，當執(zhí)行怠速停機時，在齒圈24慣性旋轉(zhuǎn)期間，小齒輪6能夠與齒圈24 嚙合，而無需使用馬達3的旋轉(zhuǎn)力。特別是，因為當齒圈24的轉(zhuǎn)速在預定轉(zhuǎn)速(例如300 轉(zhuǎn)/分)范圍內(nèi)或更低時電磁線圈14被加電，其中預定轉(zhuǎn)速低于發(fā)動機怠速速度，所以小 齒輪6能夠確定地與齒圈24嚙合。如上所述，盡管齒圈24由于慣性正在旋轉(zhuǎn)，但是簡單地通過給電磁螺線管8的電 磁線圈14加電并在軸向方向上與離合器5 —體地向外推動小齒輪6，小齒輪6能夠與齒圈24嚙合。因此無需使用馬達3的旋轉(zhuǎn)力。即使當齒圈24的旋轉(zhuǎn)停止之后隨后停止給電磁線圈14加電時，由于齒圈24，小齒 輪6也不會旋轉(zhuǎn)。因此，能夠保持小齒輪6與齒圈24之間的嚙合狀態(tài)，而不會使小齒輪6 與齒圈24分開。因此，當發(fā)動機由于怠速停機而自動停機之后建立了重新起動條件時，由 于小齒輪6和齒圈24之間保持嚙合狀態(tài)，所以通過馬達3內(nèi)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力和被驅(qū)動的小齒 輪6能夠快速地重新起動發(fā)動機。在根據(jù)第一實施方式的起動機1中，電磁螺線管8和電磁開關(guān)10 —體地構(gòu)造。電 磁螺線管8和電磁開關(guān)10在電磁螺線管8的軸向中心方向上串聯(lián)布置。因此在馬達3的 徑向向外的兩個方向上尺寸沒有增加。因此，徑向尺寸能夠被最小化。此外，電磁螺線管8 和電磁開關(guān)10的軸向方向的總長度沒超過馬達3的全長。因此，與使用單個電磁開關(guān)向外 推動小齒輪6并打開和閉合馬達觸點的傳統(tǒng)起動機相比，該起動機的尺寸沒有增大。因此， 能夠確保以同樣的方式容易地將起動機固定于車輛。(第二實施方式)下文將參考圖4和圖5描述根據(jù)第二實施方式的本發(fā)明。在根據(jù)第二實施方式的示例中，如圖4所示，分開地并且單獨地構(gòu)造電磁螺線管8 和電磁開關(guān)10。此外，電磁螺線管8和電磁開關(guān)10設置成例如在軸向方向上(電磁螺線管 8的軸向中心方向)相鄰。在圖4所示的起動機1中，電磁螺線管8和電磁開關(guān)10之間形 成有小的縫隙。然而，電磁螺線管8和電磁開關(guān)10能夠設置成例如相互接觸。電磁螺線管 8以平行于馬達3的方式固定于起動機殼11。電磁開關(guān)10布置成使得其軸向中心方向(可動鐵芯28的操作方向)與電磁螺線 管8的軸向中心方向相同。如圖5所示，電磁開關(guān)10通過固定于開關(guān)罩25的附接構(gòu)件47 固定于設置在馬達3的末端框架48上的基座49。附接構(gòu)件47例如通過點焊固定于開關(guān) 罩25。另一方面，基座49例如可以通過模鑄與末端框架48—體地設置。如圖4所示，基 座49形成為在軸向方向上從末端框架48向馬達3的磁軛側(cè)延伸。通過擰在基座49上的 螺栓50將附接構(gòu)件47固定于基座49。同樣在上述構(gòu)造中，以類似于第一實施方式的方式，當執(zhí)行怠速停機時，在齒圈24 慣性旋轉(zhuǎn)期間，小齒輪6能夠與齒圈24嚙合，而無需使用馬達3的旋轉(zhuǎn)力。該嚙合狀態(tài)能 夠被保持。因此，當建立重新起動條件時，能夠快速地重新起動發(fā)動機。在怠速停機車輛 中，起動機1的使用頻率顯著增加。因此，馬達觸點的磨損可能增加，需要更換。就這一點 而言，因為在根據(jù)第二實施方式的起動機1中分開地并且單獨的構(gòu)造電磁螺線管8和電磁 開關(guān)10，所以當馬達觸點磨損并需要更換時，只需要更換電磁開關(guān)10。由于除了電磁開關(guān) 10之外不需要更換電磁螺線管8，所以可以減小運行成本。而且，在傳統(tǒng)電磁開關(guān)(例如日 本專利公開文獻No. 2008-163818中所描述的)中使用的很多部件能夠用在電磁螺線管8 中。通用的電磁繼電器能夠被用作為電磁開關(guān)10。因此，能夠降低成本。
權(quán)利要求
一種起動機，所述起動機安裝在具有自動控制發(fā)動機的停機和重新起動的怠速停機設備的車輛上，所述起動機用于起動所述發(fā)動機并且包括馬達，通過給所述馬達加電，所述馬達產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力；輸出軸，所述輸出軸通過接收來自所述馬達的旋轉(zhuǎn)力而旋轉(zhuǎn)；單向離合器，所述單向離合器通過螺旋花鍵與所述輸出軸的外周接合；小齒輪，所述小齒輪設置成能夠與所述單向離合器一體地在軸向方向上沿所述輸出軸的外周移動；電磁螺線管，所述電磁螺線管產(chǎn)生用于在軸向方向上(所述發(fā)動機的齒圈側(cè))將所述小齒輪與所述單向離合器一體地向外推的力；電磁開關(guān)，所述電磁開關(guān)打開和閉合設置于所述馬達的加電電路中的馬達觸點；以及控制裝置，所述控制裝置用于控制所述起動機的操作，其中，所述控制裝置構(gòu)造成獨立地控制所述電磁螺線管和所述電磁開關(guān)，使得當所述發(fā)動機自動停機時在所述齒圈停止旋轉(zhuǎn)之前的慣性旋轉(zhuǎn)期間，所述控制裝置給所述電磁螺線管加電，并且在所述發(fā)動機停止旋轉(zhuǎn)之后停止給所述電磁螺線管加電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起動機，其中所述起動機進一步包括用于檢測所述齒圈的轉(zhuǎn) 速的轉(zhuǎn)速檢測裝置；并且所述控制裝置構(gòu)造成當由所述轉(zhuǎn)速檢測裝置檢測的所述齒圈的轉(zhuǎn)速降至預定轉(zhuǎn)速或 更低時給所述電磁螺線管加電，所述預定轉(zhuǎn)速低于發(fā)動機怠速速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的起動機，其中，所述轉(zhuǎn)速檢測裝置為曲柄角傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起動機，其中，所述控制裝置是參與所述怠速停機設備的控 制的怠速停機電子控制單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的起動機，其中，所述控制裝置是參與所述怠速停機設備的控 制的怠速停機電子控制單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的起動機，其中，所述控制裝置是參與所述怠速停機設備的控 制的怠速停機電子控制單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起動機，其中，所述起動機構(gòu)造成使得所述電磁螺線管和所 述電磁開關(guān)結(jié)合為一體并在所述電磁螺線管的軸向中心方向上串聯(lián)布置。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的起動機，其中，所述起動機構(gòu)造成使得所述電磁螺線管和所 述電磁開關(guān)結(jié)合為一體并在所述電磁螺線管的軸向中心方向上串聯(lián)布置。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的起動機，其中，所述起動機構(gòu)造成使得所述電磁螺線管和所 述電磁開關(guān)結(jié)合為一體并在所述電磁螺線管的軸向中心方向上串聯(lián)布置。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的起動機，其中，所述起動機構(gòu)造成使得所述電磁螺線管和所 述電磁開關(guān)結(jié)合為一體并在所述電磁螺線管的軸向中心方向上串聯(lián)布置。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起動機，其中，所述起動機構(gòu)造成使得所述電磁螺線管和所 述電磁開關(guān)是分開的單獨的部件并且在所述電磁螺線管的軸向中心方向上彼此鄰近或彼 此接觸。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的起動機，其中，所述起動機構(gòu)造成使得所述電磁螺線管和所 述電磁開關(guān)是分開的單獨的部件并且在所述電磁螺線管的軸向中心方向上彼此鄰近或彼 此接觸。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的起動機，其中，所述起動機構(gòu)造成使得所述電磁螺線管和所 述電磁開關(guān)是分開的單獨的部件并且在所述電磁螺線管的軸向中心方向上彼此鄰近或彼 此接觸。
14.根據(jù)權(quán)利要求4所述的起動機，其中，所述起動機構(gòu)造成使得所述電磁螺線管和所 述電磁開關(guān)是分開的單獨的部件并且在所述電磁螺線管的軸向中心方向上彼此鄰近或彼 此接觸。
全文摘要
一種安裝在具有怠速停機設備的車輛上的起動機，包括馬達、輸出軸、單向離合器、小齒輪、電磁螺線管、電磁開關(guān)和控制裝置。電磁螺線管產(chǎn)生用于在軸向方向上將小齒輪與單向離合器一體地向外推的力。電磁開關(guān)打開和閉合設置于馬達的加電電路中的馬達觸點?？刂蒲b置用于控制起動機的操作?？刂蒲b置構(gòu)造成獨立地控制電磁螺線管和電磁開關(guān)，使得當發(fā)動機自動停機時在齒圈停止旋轉(zhuǎn)之前的慣性旋轉(zhuǎn)期間，控制裝置給電磁螺線管加電，并且在發(fā)動機停止旋轉(zhuǎn)之后停止給電磁螺線管加電。因此，在起動機中，無需使用馬達的旋轉(zhuǎn)力，小齒輪就能夠與由于慣性而正在旋轉(zhuǎn)的齒圈嚙合。即使電磁線圈的加電停止之后，仍能夠保持嚙合狀態(tài)。
文檔編號F02N11/00GK101858292SQ20101016263
公開日2010年10月13日 申請日期2010年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月2日
發(fā)明者宇佐見伸二, 新美正巳, 村田光廣 申請人:株式會社電裝