專利名稱：用于起動機的開關裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于起動機的開關裝置，其包括用于在啟動發(fā)動機時抑制電動機 的啟動電流的電阻器、以及用于在啟動發(fā)動機之后繞過電阻器給電動機通電的功能元件。
背景技術：
通常，用于啟動發(fā)動機的起動機包括用于將小齒輪推向發(fā)動機的齒圈的功能元 件、以及用于打開和閉合電動機電路(即，用于將來自電池的電流施加于電動機的電路)中 的主觸頭的電磁開關。當啟動電動機時，S卩，當電磁開關閉合主觸頭時，被稱作勵磁涌流(inrush current)的較高的電流從電池流入電動機。因此，可以出現(xiàn)被稱作“瞬時中斷”的現(xiàn)象，其 中，電池的端電壓明顯下降，這導致諸如指示器和音頻系統(tǒng)的電氣設備瞬間故障。共同轉讓的日本專利申請公開第2009-224315號公開了用于在啟動電動機時抑 制可能出現(xiàn)的這樣的勵磁涌流的技術。根據(jù)以上專利申請的發(fā)明，除了電磁開關之外，提供了一種用于打開和閉合電動 機電路的電磁繼電器。電磁繼電器包括連接到電動機的電阻器、以及被布置為與電阻器并 聯(lián)的繼電器觸頭。打開和閉合繼電器觸頭使得實現(xiàn)經(jīng)過電阻器到電動機的一條通電路徑以 及繞過電阻器到電動機的另一條通電路徑以在其間切換。利用這樣的配置，當啟動電動機時，電磁繼電器處于關狀態(tài)，即，打開繼電器觸頭。 于是抑制了啟動電流，電動機以較低的旋轉速度旋轉(當打開繼電器觸頭時)。此后，接通 電磁繼電器，即，閉合繼電器觸頭。然后使電阻器的兩端短路，所以電池的全電壓施加到電 動機。因此，電動機以較高的旋轉速度旋轉。根據(jù)以上專利申請的發(fā)明，然而，由于電磁開關和電磁繼電器是獨立部件，所以除 了用于電磁開關的安裝空間之外，要求保留用于電磁繼電器的安裝空間。另外，到電磁開關 的電線的增加數(shù)目可產(chǎn)生在車輛上安裝的問題。例如，由于電磁繼電器被插入在電池與電 磁開關之間，所以可以增加用于將來自電池的電力提供給電動機的線纜的數(shù)目。換言之，由 于需要用于連接電池與電磁繼電器的第一線纜和用于連接電磁繼電器與電磁開關的第二 線纜，所以工序的數(shù)目隨著線纜增加的增加數(shù)目而增加，這導致較高的制造成本?？紤]到上述內(nèi)容，本發(fā)明的示例性實施例旨在提供一種用于起動機的開關裝置， 其在單個外殼中存儲用于將起動機的小齒輪推向齒圈的功能元件、用于打開和閉合主觸頭 的功能元件、用于在啟動發(fā)動機時抑制啟動電流的電阻器、用于在啟動電動機之后繞過電 阻器以給電動機通電的功能元件，從而改進到車輛側的連接性以及在車輛上的安裝性能。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的示例性方面，提供了一種用于起動機的開關裝置，該裝置包括小齒 輪推動裝置，其用于將起動機的小齒輪推向發(fā)動機的齒圈；主觸頭開關裝置，其用于打開和 閉合用于將來自電池的電力提供給電動機的電動機電路的主觸頭；電阻器，其用于在啟動電動機時抑制從電池流到電動機的啟動電流，電阻器被連接到電動機電路；以及通電路徑 開關裝置，其用于在經(jīng)過電阻器的從電池到電動機的較高電阻通電路徑與繞過電阻器給電 動機通電的較低電阻通電路徑之間切換，其中小齒輪推動裝置、主觸頭開關裝置、電阻器、 以及通電路徑開關裝置共用單個外殼，并且被整體地容納在該外殼內(nèi)。通電路徑開關裝置能夠在經(jīng)過電阻器給電動機通電的較高電阻通電路徑與繞過 電阻器給電動機通電的較低電阻通電路徑之間切換。當啟動電動機時，經(jīng)由較高電阻通電 路徑給電動機通電，然后由電阻器抑制的電流施加到電動機。換言之，抑制勵磁涌流，以使 電動機以較低的旋轉速度旋轉。一旦通電路徑從較高電阻通電路徑切換到較低電阻通電路 徑，電池的全電壓就被施加到電動機。然后電動機以比在啟動電動機時高的旋轉速度旋轉。 因此，增加了電動機的旋轉速度。在用于起動機的開關裝置中，通電路徑開關裝置和電阻器與小齒輪推動裝置和主 觸頭開關裝置一起被整體地容納在外殼內(nèi)。這使得整個裝置能夠變得緊湊，并且顯著改進 了在車輛上的安裝性能。


在附圖中 圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的用于起動機的開關裝置的截面圖；圖2是在軸向方向上觀看的圖1的裝置的后部平面圖；圖3是圖1的裝置的電路圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的用于起動機的開關裝置的截面圖；圖5是圖4的裝置的電路圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的用于起動機的開關裝置的電路圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的用于起動機的開關裝置的電路圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的用于起動機的開關裝置的電路圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的用于起動機的開關裝置的電路圖。
具體實施例方式下文中，將參照附圖更全面地描述本發(fā)明。在所有附圖中，相似的附圖標記表示相 似的元件。(第一實施例)如圖1和圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的用于起動機的開關裝置1包括 電阻器4，其適于在啟動起動機的電動機(下文中被稱作電動機2)時抑制從電池3施加到 電動機2的啟動電流；電磁繼電器5，其適于在經(jīng)過電阻器4的通電路徑(較高電阻通電路 徑)與繞過電阻器4的通電路徑(較低電阻通電路徑)之間切換；以及電磁開關6，其適于 將起動機的小齒輪(未示出)推向發(fā)動機的齒圈并接通/關斷電動機2的通電電流。裝置1包括單個外殼，其內(nèi)整體地容納有電阻器4、電磁繼電器5和電磁開關6，并 且裝置1被固定到在電動機2的徑向外部的并且在電動機2附近的起動機外殼7，如圖2所
7J\ ο現(xiàn)在將參照圖1和圖2說明用于起動機的開關裝置1的示例性結構。
Α)裝置1的外殼由框架8和觸頭蓋9構成，其中，在軸向方向上，框架8在一端具 有底表面(在圖1的左手邊)并且在另一端具有開口，觸頭蓋9覆蓋有底的框架8的開口。有底的框 架8是磁金屬(例如鐵)框架，并且還起到用于電磁繼電器5和電磁開 關6的磁軛的作用。有底的框架8例如是通過拉伸金屬材料而形成的。有底的框架8的底表面在電磁開關6側設置有圓柱形孔，其具有比柱塞 (plunger) 10的直徑稍大的直徑，使得柱塞10可在軸向方向上移動(圖1的右向和左向)。觸頭蓋9由樹脂制成以確保電氣絕緣性能，并具有圓柱形體，該圓柱形體在一端 (即，在圖1的右手側)具有底部。觸頭蓋9的圓柱形體的另一端被插入有底的框架8的開口 以完全覆蓋開口，并通過沿著觸頭蓋9的本體的插入端的部分或全部外圓周型鍛(swage) 開口而被固定到有底的框架8的開口。觸頭蓋9設置有兩個外部連接端子11、12以被電氣 連接到用于將來自電池3的電力提供給電動機2的電動機電路。在觸頭蓋9與有底的框架8之間設置有諸如0形環(huán)的密封構件(未示出)，從而防 止水等從裝置1的外部滲入。這兩個外部連接端子11、12均具有螺栓形狀，該螺栓形狀具有形成在其外圓周上 的外螺紋。形成有外螺紋的每個螺栓形的外部連接端子的端部穿過通孔從觸頭蓋9的底表 面突出，并通過型鍛墊圈13、14被固定到觸頭蓋9。電池線纜15(參見圖3)被連接到這兩個外部連接端子11、12之一(下文中被稱 作B端子11)，使得可以經(jīng)由電池線纜15從電池3提供電力。電動機引線16 (參見圖3)被 連接到另一外部連接端子(下文中被稱作M端子12)，使得經(jīng)由電動機引線16將電力提供 給電動機2。B)電磁繼電器5包括繼電器線圈17，其通過將電流施加到線圈而形成電磁體； 磁板18，其布置在繼電器線圈17的一個軸向端上；隔斷壁板19，其布置在繼電器線圈17的 另一個軸向端上；內(nèi)軛20，其布置在磁板18與隔斷壁板19之間的繼電器線圈17的外圓周 上；固定芯21，其耦合到隔斷壁板19并布置在繼電器線圈17的內(nèi)圓周上；可移動芯22，其 可在軸向方向(圖1的右向和左向)上沿著繼電器線圈17的內(nèi)圓周表面、面對固定芯21 的端面(圖1的左端面)移動；連接到電動機電路的一對固定觸頭23、24 ；可移動觸頭25， 其在這對固定觸頭23、24之間電氣連接和斷開；以及軸26，其將可移動芯22的移動傳遞到 可移動觸頭25。繼電器線圈17由樹脂骨架(bobbin) 27和圍繞樹脂骨架27的繞組構成。繞組的 一端連接到控制電路28 (稍后將描述)，而繞組的另一端例如焊接到隔斷壁板19的表面以 經(jīng)由隔斷壁板19接地。磁板18是磁(例如鐵)金屬板，并且沿著徑向方向(即，圖1的豎直方向)被布 置在繼電器線圈17的一個軸向端側。磁板18設置有圓孔，該圓孔具有比可移動芯22的外 直徑稍大的內(nèi)直徑，使得可移動芯22可在軸向方向上移動。與磁板18類似，隔斷壁板19是磁金屬(例如鐵)板，并且沿著徑向方向被布置在 繼電器線圈17的另一軸向端側。內(nèi)軛20被以圓柱形的方式沿著有底的框架8的內(nèi)圓周表面布置并且在磁板18與 隔斷壁板19之間磁性互連。由于還起到磁軛作用的有底的框架8的板厚度比磁板18和隔 斷壁板19的厚度相對較薄，所以將內(nèi)軛20以圓柱形的方式布置在有底的框架8的內(nèi)圓周上可以增加磁軛的橫截面積。 固定芯21是圓柱形的，并且通過使其在逆柱塞側(即，在圖1的右側)的一端機 械地耦合到隔斷壁板19 (例如，通過壓力裝配)而與隔斷壁板19組合地形成連續(xù)磁通道 (magnetic passage)0當給繼電器線圈17通電時，固定芯21被磁化以便向固定芯吸引可移動芯22，并且 可移動芯22在圖1的右向上移動。當停止通電時，通過復位彈簧29的反作用力，將可移動 芯22推回到其設定位置(在逆固定芯側)。例如，可移動芯22在沿著通過徑向中心的軸向 方向截取的橫截面(如圖1所示)中是大致H形的。為形成大致H形而有意在兩個軸向端 側提供凹入部分使得能夠減小裝置的重量。在被推回到其設定位置的可移動芯22與有底的框架8的底表面之間存在由諸如 樹脂或橡膠的磁絕緣材料制成的間隔片構件30。一對固定觸頭23、24是本發(fā)明的繼電器觸頭，其包括被固定到B端子11的固定觸 頭23和通過螺桿31被固定到觸頭蓋9的內(nèi)部端表面的固定觸頭24。例如通過使用矩形金 屬板(例如銅板)并且然后在縱向方向上將板在兩側彎曲約90度，來形成固定觸頭23，使 得一個彎曲的端部與可移動觸頭25面對以成為接觸部分23a，并且另一個彎曲的端部連接 到B端子11以成為連接部分23b。優(yōu)選地，接觸部分23a短于連接部分23b，并且連接部分 23b設置有圓孔，通過該圓孔，B端子11可穿透連接部分23b。換言之，固定觸頭23通過將B端子11穿透連接部分23b的圓孔而被固定在B端 子11的頭部與觸頭蓋9的內(nèi)表面之間，使得連接部分23b和接觸部分23a在軸向方向上被 布置在不同的位置處，并且接觸部分23a在徑向方向上與連接部分23b重疊。使用固定觸 頭23使得B端子11的中心軸線能夠與繼電器線圈17的中心軸線一致。與固定觸頭23類似，固定觸頭24具有與可移動觸頭25面對的接觸部分24a。接 觸部分23a、24a都被布置在垂直于繼電器線圈17的軸向方向的同一平面上，并且接著在接 觸部分23a與24a之間具有預定特定間隙?？梢苿佑|頭25被布置在相對于這對固定觸頭23、24的接觸部分23a、24a的逆可 移動芯側(圖1的右側)。當繼電器線圈17沒有通電或處于非受激狀態(tài)時，可移動觸頭25 適于通過加載接觸彈簧32而被推到這對固定觸頭23、24的接觸部分23a、24a上，從而能夠 通過接通用于繼電器觸頭的可移動觸頭25來給這對固定觸頭23、24通電。當繼電器線圈17被通電(激勵)時，向固定芯21吸引可移動芯22，并且可移動芯 22的移動經(jīng)由軸26被傳遞到可移動觸頭25。因此，可移動觸頭25在推動和收縮接觸彈簧 32的同時向圖1的右手側移動，并且然后與這對固定觸頭23、24的接觸部分23a、24a分開， 從而使得能夠接通繼電器觸頭。因此，電磁繼電器5具有正常閉合的觸點結構，其中繼電器 觸頭在繼電器線圈17處于非受激狀態(tài)的任何時間閉合。軸26是棒狀樹脂構件，并且與可移動芯22不同。軸26沿著軸向方向被布置為通 過空心孔，其由插入固定芯21的空心孔中的圓柱形引導構件33的內(nèi)圓周構成。在軸26的一端設置了在徑向方向上突出的凸緣26a，其與可移動芯22的凹入部 分之一接合。在軸26的另一端的端面(在逆可移動芯側)被配置成在繼電器線圈17處于 非受激狀態(tài)的任何時間以軸26的另一端與可移動觸頭25之間的氣隙與可移動觸頭25分 離，如圖1所示。然而，軸26的另一端面可以與可移動觸頭25的面對的面稍微接觸，除非接觸彈簧32影響可移動觸頭25與這對固定觸頭23和24的接觸部分23a、24a之間的接觸 壓力。復位彈簧29被設置在軸26的外圓周上，其中復位彈簧29的一端由軸26的凸緣 26a支撐，而另一端由引導構件33的軸向端面支撐。這使得軸26能夠通過使凸緣26a與可 移動芯22的凹入部分接合來加載復位彈簧29而被推到可移動芯22上。樹脂引導構件33與用于繼電器線圈17的樹脂骨架27—起形成。換言之，骨架27 和引導構件33與插入它們之間的固定芯21 —起被整體地形成?？刂齐娐?8適于通過控制線圈17的激勵狀態(tài)來控制在啟動電動機2時電動機2 經(jīng)由電阻器4通電的時間段，即，電流流經(jīng)電阻器4的時間段，并且采用例如封裝集成電路 (IC)的形式。控制電路28被容納在用于起動機的開關裝置1的外殼內(nèi)，并例如由與隔斷壁 板19的逆線圈側的表面緊密接觸的樹脂模制成，如圖1所示?？刂齐娐?8被連接到信號端子(未示出)，將其尖端部分從觸頭蓋9的內(nèi)部引到 外部作為開關端子34 (參見圖2)。在一些實施例中，信號端子和開關端子34可以是獨立構 件，并且可以在外殼內(nèi)彼此電氣連接。C)電阻器4被設置在觸頭蓋9的內(nèi)部空間中，并被連接到繼電器觸頭的一個固定 觸頭23和另一個固定觸頭24。換言之，電阻器4的一端被電氣連接到并機械耦合(焊接) 到一個固定觸頭23，并且電阻器4的另一端被電氣連接到并機械耦合(焊接)到另一個固 定觸頭24。利用這樣的配置，當打開繼電器觸頭時(即，可移動觸頭25與這對固定觸頭23、 24分開)，將形成經(jīng)過電阻器4的從電池3到電動機2的較高電阻通電路徑。另一方面，當 閉合繼電器觸 頭時(即，可移動觸頭25與這對固定觸頭23、24接觸)，將形成繞過電阻器4 的從電池3到電動機2(通過繼電器觸頭)的較低電阻通電路徑。因此，在觸頭蓋9的內(nèi)圓周表面與樹脂構件35的表面之間(參見圖1)，電阻器 4設置有在其間的預定間隙，使得電阻器4不與軸26的外圓周表面接觸，并且用于模制 (molding)控制電路28的樹脂觸頭蓋9和樹脂構件35在通電期間不會被發(fā)熱的電阻4熱 損壞。D)電磁開關6包括磁體線圈36，其在通電時形成電磁體；磁板37，其在軸向方向 上被布置在磁體線圈36的一端；隔斷壁板38，其在軸向方向上被布置在磁體線圈36的另 一端；內(nèi)軛39，其被布置在磁板37與隔斷壁板38之間的磁體線圈36的外圓周上；固定芯 40，其被布置在磁體線圈36的內(nèi)圓周上并被耦合到隔斷壁板38 ；柱塞10，其可沿著軸的軸 線的方向(圖1的右向和左向)、面對固定芯40的軸向端面(圖1的左端面)移動；連接 到電動機電路的一對固定觸頭41、42 ；可移動觸頭43，其在這對固定觸頭41與42之間連接 和斷開；以及桿44，其將柱塞10的移動傳遞到可移動觸頭43。電磁開關6被設置為與電磁繼電器5平行。換言之，磁體線圈36的中心軸線被布 置為與繼電器線圈17的中心軸線平行。另外，磁體線圈36和繼電器線圈17被布置在同一 軸向位置處，并且其軸向長度也大致相同。磁體線圈36由纏繞在樹脂骨架45上的兩個同心線圈(作為內(nèi)層的吸引線圈36a 和作為外層的保持線圈36b)構成。如圖3所示，吸引線圈36a的一端被連接到開關端子34， 并且吸引線圈36a的另一端被連接到例如外殼內(nèi)的連接端子(未示出)。將連接端子的一 端從觸頭蓋9的內(nèi)底部引到外部，并通過金屬連接板46被電氣連接到M端子12。
保持線圈36b的一端和吸引線圈36a的一端都被連接到開關端子34。保持線圈 36b的另一端例如被焊接到隔斷壁板38的表面，并且經(jīng)由隔斷壁板38接地。磁板37是磁金屬(例如鐵)板，并且沿著徑向方向(即，圖1的豎直方向)被布 置在磁體線圈36的一個軸向端側。磁板37設置有圓孔，該圓孔具有比柱塞10的外直徑稍 大的內(nèi)直徑，使得柱塞10可在軸向方向上移動。 與磁板37類似，隔斷壁板38是磁金屬(例如鐵)板，并且沿著徑向方向被布置在 磁體線圈36的另一個軸向端側。另外，用于電磁繼電器5的磁板18和用于電磁開關6的磁板37可以是獨立部件， 或者可以共用同一個單個部件。類似地，用于電磁繼電器5的隔斷壁板19和用于電磁開關 6的隔斷壁板38可以是獨立部件，或者可以共用同一個單個部件。換言之，關于電磁繼電器 5和電磁開關6，磁板18、37可以由單個連續(xù)金屬板形成。類似地，隔斷壁板19、38可以由 單個連續(xù)金屬板形成。內(nèi)軛39被以圓柱形的方式沿著有底的框架8的內(nèi)圓周表面布置，并且在磁板37 與隔斷壁板38之間磁性互連。與電磁繼電器5的情況類似，由于還起到磁軛作用的有底的 框架8的板厚度比磁板37和隔斷壁板38相對較薄，所以將內(nèi)軛20以圓柱形的方式布置在 有底的框架8的內(nèi)圓周上可以增加磁軛的截面面積。固定芯40被機械地耦合到隔斷壁板38 (例如，通過壓力裝配)以與隔斷壁板38 組合地形成連續(xù)磁通道。另外，固定芯40具有環(huán)形體，該環(huán)形體在徑向中心處具有圓孔以 使桿44軸向地通過其中。當給磁體線圈36通電時，固定芯40被磁化以向固定芯吸引柱塞10，并且然后柱塞 10在圖1的右向上移動。當停止給磁體線圈36通電時，柱塞10將通過布置在固定芯40與 柱塞10之間的復位彈簧47的反作用力被推回到其設定位置(在逆固定芯側)。柱塞10具有大致圓柱形，該圓柱形在柱塞的徑向中心處具有圓柱形盲孔。圓柱形 孔在柱塞10的一端是打開的，并且在柱塞10的另一端是有底的。在圓柱形孔中插入有接合 部(joint) 48，以將柱塞10的移動傳遞到變速桿(未示出)來移動小齒輪和驅動彈簧49， 稍后將對其進行描述。接合部48是棒狀的。要與變速桿的一端接合的接合槽48a被形成在接合部48的 從柱塞10的圓柱形孔突出的一端，并且凸緣48b被設置在接合部48的另一端。凸緣48b 具有外直徑，使得凸緣48b在軸向方向上可在圓柱形(盲)孔的內(nèi)圓周上移動，并且通過驅 動彈簧49的反作用力被推到圓柱形孔的底部上。小齒輪伴隨著柱塞10的移動而經(jīng)由變速桿在逆電動機方向(即，向齒圈側)上移 動，并且然后使小齒輪的端面與齒圈的端面接觸。同時，收縮驅動彈簧49以存儲排斥力，用 于在柱塞10吸收到固定芯40期間使小齒輪與齒圈接合。這對固定觸頭41、42起到本發(fā)明的主觸頭的作用，并且由固定到M端子12的一個 固定觸頭41和通過螺桿31固定到觸頭蓋9的內(nèi)端面的另一個固定觸頭42構成。如圖1 所示，固定觸頭42由與用于繼電器觸頭的固定觸頭24共用的同一個部件形成。替選地，用 于繼電器觸頭的固定觸頭24和用于主觸頭的固定觸頭42可以是獨立部件，并且可以彼此 電氣連接并機械耦合(焊接)?？梢苿佑|頭43通過由電氣絕緣材料形成的絕緣體50而被保持在桿44的外圓周上，并且接觸彈簧51使可移動觸頭43向逆柱塞方向(圖1的右向)偏置以接觸在桿44的 一端的保持墊圈52。通過由接觸彈簧51使可移動觸頭43偏置在要與其接觸的這對固定觸頭41、42上 來接通主觸頭，使得兩個固定觸頭41、42通過可移動觸頭43來通電，并且通過使可移動觸 頭43與這對固定觸頭41、42分開來關斷主觸頭。桿44例如是金屬(由鐵制成)，并且在柱塞側具有在桿的一端的凸緣。凸緣被機 械地耦合(例如，焊接)到柱塞10的端面。接觸彈簧51設置在桿44的外圓周上。接觸彈簧51的一端由桿44的凸緣支撐， 并且接觸彈簧51的另一端由絕緣體50支撐。如圖3所示，開關端子34被連接到電線53，用于將來自電池3的激勵電流施加到 用于電磁繼電器5的繼電器線圈17和用于電磁開關6的磁體線圈36。換言之，在本實施例 的用于起動機的開關裝置1中，用于繼電器線圈17的開關端子34和用于磁體線圈36的開 關端子34可以不是相互獨立的部件，而可以共用同一個單個開關端子34。在車輛側的起動機繼電器54沿著電線53插入，起動機繼電器54的開關操作由電 氣控制單元(ECU) 55控制。當接通點火開關(下文中被稱作IG開關56)以將來自電池3的電力提供給E⑶ 55時，使ECU 55啟動?，F(xiàn)在將說明用于起動機的開關裝置1的操作。當在接收到來自IG開關56的開信號時使E⑶55啟動時，通過從E⑶55輸出的驅 動信號來接通起動機繼電器54。結果，通過電池3給用于電磁開關6的磁體線圈36通電， 并且然后柱塞10被吸引到磁化的固定芯40。結合柱塞10的移動，小齒輪在與離合器(未 示出)一起沿著起動機的輸出軸上的螺旋花鍵(helical spline)旋轉的同時經(jīng)由變速桿 移動到逆電動機方向(與朝電動機的方向相反的方向)，并且然后一旦使得小齒輪的端面 與齒圈的端面接觸就停止?；旧贤瑫r(實踐上，有輕微的機械延遲)，接通主觸頭。在小齒輪的端面沒有與齒圈的端面接觸的情況下，小齒輪幾乎不可能光滑地與齒 圈接合。在多數(shù)情況下，一旦使得小齒輪的端面與齒圈的端面接觸，小齒輪就停止。另一方面，在電磁繼電器5中，在接通起動機繼電器54之后，控制電路28在預定 時間段(例如，30ms到40ms)內(nèi)將用于繼電器線圈17的驅動信號保持在開狀態(tài)。一旦繼電 器線圈17被激勵，就關斷繼電器觸頭。一旦關斷繼電器觸頭，將會形成經(jīng)過電阻器4的從電池3到電動機2的本發(fā)明的 較高電阻通電路徑。電阻器4使得能夠抑制電流流過電動機2。因此，電動機2將以較低旋 轉速度旋轉。一旦小齒輪以電動機2的這樣的較低旋轉速度與齒圈接合，控制電路28就關斷用 于繼電器線圈17的驅動信號。當接通繼電器觸頭時，將會形成使電阻器4的兩端短路的、 從電池3到電動機2的本發(fā)明的較低電阻通電路徑。因此，由于電動機2通過電池3的全 電壓通電，所以電動機2以較高旋轉速度旋轉。電動機2的旋轉運動從小齒輪傳遞到用于 要被轉動曲柄的發(fā)動機的齒圈。 根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的用于起動機的開關裝置1可防止由于電池3的端電壓 減小而引起的“瞬時中斷”發(fā)生，因為電阻器4使得能夠減小在啟動電動機時流入電動機2的電流。具體地，在配備有空轉停止裝置的車輛中，這可防止每次在路上重啟發(fā)動機時發(fā)生 瞬時中斷，這導致消除了使用者的不舒適感和不安全性。另外，抑制電動機2的啟動電流可 增加主觸頭的壽命和用于電動機2的電刷的壽命。由于在小齒輪與齒圈接合時的旋轉速度 減小并且接合的碰撞減小，所以有效地減小在小齒輪與齒圈之間的磨損，從而增加了耐用 性。
第一實施例的用于起動機的開關裝置1被配置為使得電磁繼電器5、電阻器4和電 磁開關6被整體地存儲在單個外殼中。因此，可以使整個開關裝置1緊湊。具體地，關于電磁繼電器5和電磁開關6，由于繼電器線圈17的中心軸線和電磁線 圈36的中心軸線被布置成彼此平行，所以與電磁繼電器5和電磁開關6被布置成在軸向方 向上串聯(lián)的情況相比，可以顯著縮短開關裝置1的總長度。另外，用于開關裝置1的外殼的金屬有底的框架8形成磁軛，作為磁路的部分。由 于作為外殼的部分的有底的框架8被用作用于電磁繼電器5和電磁開關6的磁軛，所以有 底的框架8和磁軛不必是獨立部件。這使得能夠縮短開關裝置1的徑向尺寸。關于在形成電磁繼電器5的繼電器觸頭的一對固定觸頭23、24之中的、固定到B 端子11的一個固定觸頭23，連接到B端子11的接觸部分23b和面對可移動觸頭25的接觸 部分23a在軸向方向上被布置在不同位置處，并且接觸部分23a在徑向方向上與連接部分 23b重疊。換言之，由于接觸部分23a和接觸部分23b不必布置在同一平面上，所以與板狀 固定觸頭的接觸部分23a和連接部分23b被布置在同一平面上相比，可以使得需要提供固 定觸頭23之一的徑向空間更小。這使得B端子11的中心軸線和繼電器線圈17的中心軸線被布置在同一軸線上。 另一方面，當在接觸部分23a和接觸部分23b被布置在同一平面上的情況下使用板狀固定 觸頭時，要求B端子11布置在相對于繼電器線圈17的中心軸線的徑向外側，這將導致徑向 尺寸增加。相比之下，在第一實施例中，B端子11的中心軸線和繼電器線圈17的中心軸線 可被布置在同一軸線上，這將不會導致徑向尺寸增加。由于繼電器線圈17的軸線位置和磁體線圈36的軸向位置大致相同，并且繼電器 線圈17的軸向長度和磁體線圈36的軸向長度也大致相同，所以共用部件被用于它們的磁 路的部分。例如，布置在繼電器線圈17的一個軸向端側的磁板18和布置在磁體線圈36的 一個軸向端側的磁板37可以共用單個金屬板。類似地，布置在繼電器線圈17的另一軸向 端側的隔斷壁板19和布置在磁體線圈36的另一軸向端側的隔斷壁板38也可以共用一個 單個金屬板。如上所述，共用部件被用于形成在繼電器線圈17和磁體線圈36的軸向端側 的兩者或之一上的磁路的部分。另外，在第一實施例的開關裝置1中，由于電磁繼電器5的繼電器觸頭和電磁開關 6的主觸頭被串聯(lián)地布置，所以可以通過整體地設置形成繼電器觸頭的另一個固定觸頭24 和形成主觸頭的另一個固定觸頭42來減少部件的數(shù)目。甚至在用于繼電器觸頭的另一個 固定觸頭24和用于主觸頭的另一個固定觸頭42是獨立部件的情況下，這兩個固定觸頭24、 42可以在外殼內(nèi)電氣和機械地連接。因此，不需要將外部連接端子引到外殼的外部。
除了第一實施例的B端子11和M端子12之外，不需要兩個以上的外部連接端子 來電氣連接用于繼電器觸頭的另一個固定觸頭42和用于主觸頭的另一個固定觸頭42、以 及連接外部連接端子的線纜。這使得能夠將外部連接端子的數(shù)目從四個減小到兩個。另外 ，由于可利用一條電池線纜15將電池3和開關裝置1連接，所以與日本專利申請公開第 2009-224315號相比可減小線纜的數(shù)目。第一實施例的開關裝置1包括控制電路28，其控制在啟動電動機2時電動機2經(jīng) 由電阻器4通電的時間段，S卩，電流流經(jīng)電阻器4的時間段?？刂齐娐?8被存儲在外殼中。 不需要用于存儲控制電路28的專用外殼。因此，可以使成本減少了專用外殼的成本，并且 不需要在開關裝置1外部保留用于控制電路28的安裝空間。因此，在外殼外部沒有暴露連 接到控制電路28的信號線，并且例如，由于外部振動(發(fā)動機振動和在運轉中振動)而引 起的信號線斷開將不會發(fā)生。此外，保證開關裝置1的外殼防水使得能夠改進可靠性和耐 環(huán)境性(environment resistance)。如上所述，在第一實施例的開關裝置1中，除了電磁繼電器5、電阻器4和電磁開關 6被簡單和整體地容納在單個外殼內(nèi)的特征之外，開關裝置具有以下特征電磁繼電器5和電磁開關6被布置為彼此并聯(lián)；通過設計繼電器觸頭的固定觸頭23的形狀，B端子11的中心軸線和繼電器線圈 17的中心軸線被布置在同一軸線上；用于外殼的有底的框架8被用于磁軛；共用部件被用于磁路的部分；整體地提供用于繼電器觸頭的另一個固定觸頭24和用于主觸頭的另一個固定觸 頭42可以將外連接端子的數(shù)目減到兩個，即B端子11和M端子12 ；控制電路28在外殼內(nèi)由樹脂模制成。因此，第一實施例的開關裝置1提供以下優(yōu)點通過有效地布置電磁繼電器5和電磁開關6來實現(xiàn)縮小裝置的尺寸，從而改進安 裝性能；通過減少線纜數(shù)目來實現(xiàn)縮短操作處理，從而有利于到車輛側的連接性；以及控制電路28被存儲在可確保防水的外殼中，從而獲得耐環(huán)境性。由于用于開關裝置1的電磁繼電器5具有正常閉合的觸點結構，所以當繼電器線 圈17被激勵用于打開繼電器觸頭時，形成經(jīng)過電阻器4的從電池3到電動機2的較高電阻 通電路徑。在存在較高電阻通電路徑的情況下，當由于異常(諸如控制系統(tǒng)中的異常或信 號系統(tǒng)中的異常)而使到繼電器線圈17的驅動信號中斷時，接通繼電器觸頭，這導致繞過 電阻器4的較低電阻通電路徑形成。甚至在由于異常(諸如控制系統(tǒng)中的異?；蛐盘栂到y(tǒng) 中的異常)而使到繼電器線圈17的驅動信號中斷的情況下，由于保證了未繞過電阻器4的 正常通電路徑(較低電阻通電路徑)，所以可以啟動起動機。另外，當中斷到繼電器線圈17的驅動信號以接通繼電器觸頭時，由于抑制(或幾 乎停止)流經(jīng)電阻器4的電流，所以電阻器4將不會異常地生成熱，并且可以避免電阻器4 熔化。在恢復系統(tǒng)之后，由于電阻器4沒有熔化，所以電阻器4可以繼續(xù)使用，而無需用新 的電阻器來替換電阻器4。第一實施例的電阻器4位于觸頭蓋9內(nèi)。換言之，由于電阻器4未暴露在觸頭蓋 9的外部，所以防止腐蝕的水附著于電阻器4，從而增強耐用性。另外，甚至在電阻器4由于 長時間通電而發(fā)熱的情況下，外部易燃材料將無法與電阻器4接觸，從而確保安全性。電阻器4被布置在觸頭蓋9的內(nèi)圓周表面與樹脂構件35的表面之間、并與它們間隔開預定距離，使得電阻 器4不與用于電磁繼電器5的軸26的外圓周表面接觸，并且模制 控制電路28的樹脂觸頭蓋9和樹脂構件35不會被發(fā)熱電阻4 (由于通電)熱損壞。另外， 由于用于電磁繼電器5的可移動觸頭25在軸向方向上被布置在相對于固定觸頭23、24的 這對接觸部分23a、24a的逆可移動芯側，電阻器4將無法與可移動觸頭25直接接觸，從而 增強開關裝置1的可靠性和安全性。(第二實施例)根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的用于起動機的開關裝置1與如上所述的根據(jù)本發(fā)明 的第一實施例的開關裝置1的不同之處，在于在第二實施例中電磁開關是串聯(lián)式的。換言 之，在第二實施例中，用于推動小齒輪的電磁開關6的功能元件和用于打開和閉合(即，切 換)主觸頭的電磁開關6的功能元件彼此不同，并且被單獨控制。由于除了電磁開關6的上述功能元件之外，第二實施例的開關裝置的所有功能元 件與第一實施例的開關裝置的功能元件大致相同，所以下面將參照圖4僅說明上述功能元 件，在圖4中，相似附圖標記表示相似的元件。在第二實施例的開關裝置1中，電磁開關6由用于推動小齒輪的小齒輪推動螺線 管57和用于打開和閉合主觸頭的電動機通電螺線管58構成。小齒輪推動螺線管57負責并專用于推動小齒輪的功能，并且包括在通電時形成 電磁體的第一磁體線圈59、在給第一磁體線圈59通電時被磁化的固定芯60、以及在軸向方 向上可在第一磁體線圈59的內(nèi)圓周上、面對固定芯60移動的第一柱塞61。小齒輪推動螺 線管57可操作，以結合第一柱塞61的移動來推動小齒輪。電動機通電螺線管58負責并專用于用于打開和閉合主觸頭的功能，并且包括在 通電時形成電磁體的第二磁體線圈62、在給第二磁體線圈62通電時被磁化的固定芯60、在 軸向方向上可在第二磁體線圈62的內(nèi)圓周上、面對固定芯60移動的第二柱塞63。電動機 通電螺線管58可操作，以結合第二柱塞63的移動來打開和閉合主觸頭。小齒輪推動螺線管57和電動機通電螺線管58在被布置為在軸向方向上(在圖4 的右向和左向上)彼此串聯(lián)。換言之，第一磁體線圈59的中心軸線和第二磁體線圈62的 中心軸線被布置在同一軸線上。這使得小齒輪推動螺線管的部件和電動機通電螺線管的部 件能夠在軸向方向上順次組裝，這導致縮短組裝處理。另外，在第一柱塞61與第二柱塞63 之間布置有用于兩個螺線管57、58的共有固定芯60。因此，第一磁體線圈59被激勵用于磁 化固定芯60，然后第一柱塞61被吸引到固定芯60以在圖4的右向上移動。類似地，第二磁 體線圈62被激勵用于磁化固定芯60，然后第二柱塞63被吸引到固定芯60以在圖4的左 向上移動。不同于第一實施例的電磁開關6，打開和閉合主觸頭的可移動觸頭43被布置在 相對于這兩個固定觸頭41、42的逆柱塞側(圖4的右側)，并且被接觸彈簧51擠壓在桿44 的頂表面上。在第二實施例中，桿44由具有電氣絕緣性能的樹脂制成。觸頭蓋9(參見圖1)設置有兩個開關端子34a、34b。如圖5所示，第二磁體線圈 62連接到一個開關端子34a，并且第一磁體線圈59連接到另一個開關端子34b。電磁繼電器5的繼電器線圈17經(jīng)由控制電路28被連接到開關端子34a。換言之， 第二磁體線圈62和繼電器線圈17互連以共用單個和共有開關端子34a。開關端子34a、34b被分別連接到電線53a、53b，用于施加來自電池3的激勵電流。 第一起動機繼電器54a和第二起動機繼電器54b分別沿著電線53a、53b插入。
第一和第二起動機繼電器54a、54b的開關操作是由E⑶55控制的(參見圖5)。 類似于第一實施例，電動機2在啟動時通過電阻器4被通電的時間段，即，電流流經(jīng)電阻器 4的通電時間段，是由控制繼電器線圈17的受激狀態(tài)的控制電路28來控制的。 現(xiàn)在將說明根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的用于起動機的開關裝置1的操作。一旦在接收到來自IG開關56的開信號時使E⑶55啟動，第一和第二起動機繼電 器54a、54b通過從E⑶55輸出的驅動信號同時接通。結果，小齒輪通過包括第一磁體線圈 59的小齒輪推動螺線管57的操作在軸向方向上移動到逆電動機方向。一旦使小齒輪與齒 圈接觸，小齒輪就停止其移動。同時，通過包括第二磁體線圈62的電動機通電螺線管58的 操作來接通主觸頭。另一方面，在電磁繼電器5中，一旦接通第一起動機繼電器54a，控制電路28在預 定時間段(例如，30ms到40ms)內(nèi)將用于繼電器線圈17的驅動信號保持在開狀態(tài)。因此， 繼電器線圈17被磁化用于關斷繼電器觸頭，并且在該時間段內(nèi)使繼電器線圈17保持在關 狀態(tài)。一旦關斷繼電器觸頭，將形成經(jīng)過電阻器4的從電池3到電動機2的較高電阻通 電路徑。電阻器4使得能夠減小流經(jīng)電動機2的電流。因此，電動機2以低旋轉速度旋轉。由于電動機2的較低旋轉速度，一旦使小齒輪與齒圈接觸，控制電路28就關斷用 于繼電器線圈17的驅動信號。同時，使電阻器4的兩端短路，并且然后將形成較低電阻通 電路徑。由于電動機2通過電池3的全電壓通電，所以電動機2以較高旋轉速度旋轉。電 動機2的旋轉運動從小齒輪傳遞到要被轉動曲柄的發(fā)動機的齒圈。(第三實施例)類似于根據(jù)第一實施例的用于起動機的開關裝置1，根據(jù)第三實施例的開關裝置 包括電磁開關6，電磁開關6結合柱塞10的移動來推動小齒輪和開關(S卩，打開和閉合)主 觸頭。不同于第一實施例，然而，第三實施例的電磁繼電器5具有正常打開的觸點結構。也 就是，一旦給繼電器線圈17通電，就接通繼電器觸頭。在第一實施例中，繼電器觸頭和主觸頭被布置成在B端子11與M端子12之間彼 此串聯(lián)，并且電阻器4與繼電器觸頭串聯(lián)連接。電阻器4和繼電器觸頭被相反地布置。換 言之，電阻器4在繼電器觸頭的較高電壓側，而繼電器觸頭在圖6中的繼電器觸頭的較低電 壓側。類似于第一實施例，第三實施例的開關裝置還包括控制電路28，其控制在啟動電 動機2時電流流經(jīng)電阻器4的時間段(通電時間)。在第三實施例中，然而，控制電路28被 布置在磁體線圈36與連接點A之間，在連接點A處繼電器線圈17被連接到開關端子34，并 且設置了在用于給繼電器線圈17通電的定時與用于給磁體線圈36通電的定時之間的延遲 時間。換言之，控制電路28可操作，以在給繼電器線圈17通電之后的預定延遲時間給磁體 線圈36通電?，F(xiàn)在將說明根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的用于起動機的開關裝置1的操作。一旦在接收到來自IG開關56的開信號時使E⑶55啟動，通過從E⑶55輸出的 驅動信號來接通起動機繼電器54。繼電器線圈17被磁化用于接通繼電器觸頭。另一方面，通過控制電路28的延遲功能，在給繼電器線圈17通電之后的預定延遲 時間給磁體線圈36通電。因此，在接通繼電器觸頭之后的預定時間段(即，延遲時間)內(nèi)使主觸頭保持在關狀態(tài)。一旦接通繼電 器觸頭，將形成經(jīng)過電阻器4的從電池3到電動機2的較高電阻通 電路徑。電阻器4使得能夠減小流經(jīng)電動機2的電流。因此，電動機2以低旋轉速度旋轉。在由控制電路28設置的延遲時間過去之后，給磁體線圈36通電。小齒輪在逆電 動機方向上移動以與齒圈接合，并且然后在小齒輪與齒圈接合之后的稍短的機械延遲時間 接通主觸頭。于是將形成較低電阻通電路徑。由于電動機2通過電池3的全電壓通電，所 以電動機2以較高旋轉速度旋轉。電動機2的旋轉運動從小齒輪被傳遞到要被轉動曲柄的 發(fā)動機的齒圈。(第四實施例)類似于根據(jù)第三實施例的用于起動機的開關裝置1，根據(jù)第四實施例的開關裝置 包括具有正常打開觸點結構的電磁繼電器5和推動小齒輪并開關(即，打開和閉合)主觸 頭的電磁開關6。另外，繼電器觸頭和主觸頭被布置成彼此并聯(lián)，并且電阻器4與繼電器觸 頭串聯(lián)連接(參見圖7)。不同于第三實施例，然而，沒有提供控制電流流經(jīng)電阻器4的時間段的專用控制 電路28。在第四實施例中，外部ECU 55替代控制電路28來負責延遲功能(用于設置在用 于給繼電器線圈17通電的定時與用于給磁體線圈36通電的定時之間的延遲時間)。如圖7所示，在第四實施例的開關裝置中，提供了兩個開關端子34a、34b。一個開 關端子34a被連接到繼電器線圈17，而另一個開關端子34b被連接到磁體線圈36。開關端子34a還被連接到電線53a，用于通過E⑶55將激勵電流施加到繼電器線 圈17。另一個開關端子34b還被連接到電線53b，用于將來自電池3的激勵電流施加到磁 體線圈36。起動機繼電器54沿著電線53b插入，并且起動機繼電器54的開關操作由ECU 55控制?，F(xiàn)在將說明根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的用于起動機的開關裝置1的操作。一旦在接收到來自IG開關56的開信號時使E⑶55啟動，E⑶55就將驅動信號 輸出到電磁繼電器5，用于給繼電器線圈17通電。在驅動信號傳遞到電磁繼電器5之后的 預定時間段，ECU 55接通起動機繼電器54。因此，磁體線圈36將沒有被激勵，直到從繼電 器線圈17通電開始的預定時間段過去為止。在預定時間段內(nèi)將主觸頭保持在關狀態(tài)。一旦給繼電器線圈17通電用于接通繼電器觸頭，將會形成經(jīng)過電阻器4的從電池 3到電動機2的較高電阻通電路徑。電阻器4使得能夠減小流經(jīng)電動機2的電流。因此，電 動機2以低旋轉速度旋轉。在給繼電器線圈17通電之后的預定延遲時間，通過從E⑶55輸出的驅動信號接 通起動機繼電器54。一旦電磁體通過從電池3流到磁體線圈36的激勵電流而形成，柱塞 10在軸向方向上移動用于小齒輪與齒圈接合。一旦小齒輪與齒圈接合，在小齒輪與齒圈接 合之后的稍短的機械延遲時間接通主觸頭。于是將形成較低電阻通電路徑。由于電動機2 通過電池3的全電壓通電，所以電動機2以較高旋轉速度旋轉。電動機2的旋轉運動從小 齒輪傳遞到要被轉動曲柄的發(fā)動機的齒圈。(第五實施例)根據(jù)第五實施例的用于起動機的開關裝置1包括具有如在第三和第四實施例中 的正常打開觸點結構的電磁繼電器5、以及第二實施例的電磁開關6，S卩，串聯(lián)式電磁開關6，其包括用于推動小齒輪的小齒輪推動螺線管57和用于打開和閉合主觸頭的電動機通電 螺線管58。由于電磁開關6的結構(小齒輪推動螺線管57+電動機通電螺線管58)與第二 實施例的電磁開關6的結構相同，所以下面將不重復其說明。類似于第三和第四實施例，繼電器觸頭和主觸頭被布置成在B端子11與M端子12 之間彼此并聯(lián)，并且電阻器4與繼電器觸頭串聯(lián)連接(參見圖8)。類似于第二實施例，提供了在用于起動機的開關裝置1的觸頭蓋9 (參見圖1)上 的兩個開關端子34a、34b。如圖8所示，一個開關端子34a通過控制電路28被連接到第二 磁體線圈62，并且另一個開關端子34b被連接到第一磁體線圈59。電磁繼電器5的繼電器線圈17和第二磁體線圈62都被連接到開關端子34a。換言 之，第二磁體線圈62和繼電器線圈17互連以共用單個開關端子34a?？刂齐娐?8被布置 在第二磁體線圈62與連接點A之間，在連接點A處繼電器線圈17被連接到開關端子34a。開關端子34a、34b被分別連接到電線53a、53b，用于施加來自電池3的激勵電流。 第一起動機繼電器54a和第二起動機繼電器54b分別沿著電線53a、53b插入。類似于第二實施例，第一和第二起動機繼電器54a、54b的開關操作是由E⑶55控 制的(參見圖8)。此外，類似于第三實施例，設置了在用于給延遲線圈17通電的定時與用 于給第二磁體線圈36通電的定時之間的延遲時間。換言之，控制電路28可操作，以在給繼 電器線圈17通電之后的預定延遲時間給第二磁體線圈36通電。

現(xiàn)在將說明根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的用于起動機的開關裝置1的操作。一旦在接收到來自IG開關56的開信號時使E⑶55啟動，第一和第起動機繼電器 54a、54b通過從E⑶55輸出的驅動信號同時接通。此后，通過包括第一磁體線圈59的小齒 輪推動螺線管57的操作，小齒輪移動到逆電動機方向以與齒圈接合，并且然后電磁繼電器 5的繼電器線圈17被磁化用于接通繼電器觸頭。另一方面，通過控制電路28的延遲功能，在給繼電器線圈17通電之后的預定時間 段，給電動機通電螺線管58的第二磁體線圈62通電。因此，在接通繼電器觸頭之后的預定 時間段內(nèi)，將主觸頭保持在關狀態(tài)。于是將形成通過電阻器4的從電池3到電動機2的較高電阻通電路徑。電阻器4 使得能夠減小流經(jīng)電動機2的電流。因此，電動機2以低旋轉速度旋轉。一旦由控制電路28設置的延遲時間過去，通過給第二磁體線圈62通電來接通主 觸頭。于是將形成繞過電阻器4的、從電池3到電動機2的較低電阻通電路徑。由于電動 機2通過電池3的全電壓通電，所以電動機2以較高旋轉速度旋轉。電動機2的旋轉運動 從小齒輪傳遞到要被轉動曲柄的發(fā)動機的齒圈。(第六實施例)類似于第五實施例，根據(jù)第六實施例的用于起動機的開關裝置1包括具有正常打 開的觸點結構的電磁繼電器5和串聯(lián)式電磁開關6，串聯(lián)式電磁開關6包括用于推動小齒輪 的小齒輪推動螺線管57和用于打開和閉合主觸頭的電動機通電螺線管58。另外，繼電器觸 頭和主觸頭被布置成在B端子11與M端子12之間彼此并聯(lián)，并且電阻器4與繼電器觸頭 串聯(lián)連接(參見圖9)。不同于第五實施例，然而，沒有提供控制電流流經(jīng)電阻器4的時間段的專用的控 制電路28。在第六實施例中，外部ECU 55替代控制電路28負責延遲功能。
如圖9所示，在第六實施例的開關裝置中，提供了三個開關端子34a、34b和34c。 第一開關端子34a連接到繼電器線圈17，第二開關端子34b連接到第二磁體線圈62，并且 第三開關端子34a連接到第一磁體線圈59。
第一、第二和第三開關端子34a、34b和34c還分別連接到電線53a、53b和53c，用 于通過E⑶55將激勵電流施加到繼電器線圈17。第一、第二和第三起動機繼電器54a、54b 和54c分別沿著電線53a、54b和53c插入。每個起動機繼電器54a、54b和54c的開關操作 由ECU 55控制?，F(xiàn)在將說明根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的用于起動機的開關裝置1的操作。一旦在接收到來自IG開關56的開信號時使E⑶55啟動，第一和第三起動機繼電 器54a和54c通過從E⑶55輸出的驅動信號被同時接通。結果，通過包括第一磁體線圈59 的小齒輪推動螺線管57的操作，小齒輪移動到逆電動機方向以與齒圈接合，并且同時電磁 繼電器5的繼電器線圈17被磁化，以使繼電器觸頭接通。另一方面，由于沒有接通起動機繼電器54b，所以將不給電動機通電螺線管58的 第二磁體線圈62通電。因此，將主觸頭保持在關狀態(tài)。于是將形成經(jīng)過電阻器4的從電池3到電動機2的較高電阻通電路徑。電阻器4 使得能夠減小流經(jīng)電動機2的電流。因此，電動機2以低旋轉速度旋轉。然后，一旦第二起動機繼電器54b通過從E⑶55輸出的驅動信號接通，第二磁體 線圈62就被激勵，并且然后接通主觸頭。于是將形成繞過電阻器4的從電池3到電動機2 的較低電阻通電路徑。由于電動機2通過電池3的全電壓通電，所以電動機2以較高旋轉 速度旋轉。電動機2的旋轉運動從小齒輪傳遞到要被轉動曲柄的發(fā)動機的齒圈。根據(jù)第三至第六實施例的用于起動機的開關裝置1分別基于圖6-9的電路圖。第 二實施例的用于起動機的開關裝置1的結構與第一實施例的用于起動機的開關裝置1的結 構相同。也就是，用于起動機的開關裝置1包括由有底的框架8和觸頭蓋9形成的外殼。另 外，電磁繼電器5、電阻器4和電磁開關6 (以及在其存在情況下的控制電路28)被整體地容 納在外殼內(nèi)，并經(jīng)由兩個外部端子(即，B端子11和M端子12)連接到電動機電路。
權利要求
1.一種用于起動機的開關裝置(1)，所述裝置包括小齒輪推動裝置，其用于將所述起動機的小齒輪推向發(fā)動機的齒圈； 主觸頭開關裝置，其用于打開和閉合用于將來自電池(3)的電力提供給電動機O)的 電動機電路的主觸頭Gl、42)；電阻器，其用于在啟動所述電動機時抑制從所述電池流到所述電動機的啟動電流， 所述電阻器被連接到所述電動機電路；以及通電路徑開關裝置，其用于在經(jīng)過所述電阻器的從所述電池到所述電動機的較高電阻 通電路徑與繞過所述電阻器以給所述電動機通電的較低電阻通電路徑之間切換，其中，所述小齒輪推動裝置、所述主觸頭開關裝置、所述電阻器、以及所述通電路徑開 關裝置共用單個外殼(8、9)，并且被整體地容納在所述外殼內(nèi)。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中，所述電阻器以與所述主觸頭串聯(lián)的方式連接到所述電動機電路， 所述通電路徑開關裝置包括設置在繞過所述電阻器的所述電動機電路上的繼電器觸 頭(23、24、25)、通過通電來形成電磁體的繼電器線圈(17)、以及可移動芯(22)，所述可移 動芯能夠根據(jù)所述繼電器線圈的激勵狀態(tài)而在所述繼電器線圈的軸向方向上移動，并且所 述通電路徑開關裝置采用電磁繼電器(5)的形式，所述電磁繼電器結合所述可移動芯的移 動打開和閉合所述繼電器觸頭，所述小齒輪推動裝置和所述主觸頭開關裝置共用通過通電而形成電磁體的磁體線圈 (36)、以及柱塞(10)，所述柱塞能夠根據(jù)所述磁體線圈的激勵狀態(tài)而在所述磁體線圈的軸 向方向上移動，并且所述小齒輪推動裝置和所述主觸頭開關裝置采用電磁開關(6)的形 式，所述電磁開關結合所述柱塞的移動來兼容地實現(xiàn)所述小齒輪推動裝置和主觸頭開關裝 置。
3.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中，所述電阻器以與所述主觸頭串聯(lián)的方式連接到所述電動機電路， 所述通電路徑開關裝置包括設置在繞過所述電阻器的所述電動機電路上的繼電器觸 頭(23、24、25)、通過通電來形成電磁體的繼電器線圈(17)、以及可移動芯(22)，所述可移 動芯能夠根據(jù)所述繼電器線圈的激勵狀態(tài)在所述繼電器線圈的軸向方向上移動，并且所述 通電路徑開關裝置采用電磁繼電器(5)的形式，所述電磁繼電器結合所述可移動芯的移動 打開和閉合所述繼電器觸頭，所述小齒輪推動裝置包括通過通電而形成電磁體的第一磁體線圈(59)、以及第一柱塞 (61)，所述第一柱塞能夠根據(jù)所述第一磁體線圈的激勵狀態(tài)而在所述第一磁體線圈的軸向 方向上移動，并且所述小齒輪推動裝置采用小齒輪推動螺線管(57)的形式，所述小齒輪推 動螺線管結合所述第一柱塞的移動推動所述小齒輪，所述主觸頭開關裝置包括通過通電而形成電磁體第二磁體線圈(6 、以及第二柱塞 (63)，所述第二柱塞能夠根據(jù)所述第二磁體線圈的激勵狀態(tài)而在所述第二磁體線圈的軸向 方向上移動，并且所述主觸頭開關裝置采用電動機通電螺線管(58)的形式，所述電動機通 電螺線管結合所述第二柱塞的移動打開和閉合所述主觸頭。
4.根據(jù)權利要求1所述的裝置(1)，其中，電阻器以與所述主觸頭Gl、42)并聯(lián)的方式連接到所述電動機電路，所述通電路徑開關裝置包括以與所述電阻器串聯(lián)并與所述主觸頭并聯(lián)的方式連接到 所述電動機電路的繼電器觸頭、通過通電而形成電磁體的繼電器線圈(17)、以及可移動芯 (22)，所述可移動芯能夠根據(jù)所述繼電器線圈的激勵狀態(tài)而在所述繼電器線圈的軸向方向 上移動，并且所述通電路徑開關裝置采用電磁繼電器(5)的形式，所述電磁繼電器結合所 述可移動芯的移動打開和閉合所述繼電器觸頭，所述小齒輪推動裝置和所述主觸頭開關裝置共用通過通電而形成電磁體的磁體線圈、 以及柱塞，所述柱塞能夠根據(jù)所述磁體線圈激勵狀態(tài)而在所述磁體線圈的軸向方向上移 動，所述小齒輪推動裝置和所述主觸頭開關裝置采用電磁開關(6)的形式，所述電磁開關 結合所述柱塞的移動來兼容地實現(xiàn)所述小齒輪推動裝置和所述主觸頭開關裝置。
5.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中，所述電阻器以與所述主觸頭Gl、42)并聯(lián)的方式連接到所述電動機電路，所述通電路徑開關裝置包括以與所述電阻器串聯(lián)并與所述主觸頭并聯(lián)的方式連接到 所述電動機電路的繼電器觸頭、通過通電而形成電磁體的繼電器線圈(17)、以及可移動芯 (22)，所述可移動芯能夠根據(jù)所述繼電器線圈的激勵狀態(tài)而在所述繼電器線圈的軸向方向 上移動，并且所述通電路徑開關裝置采用電磁繼電器(5)的形式，所述電磁繼電器結合所 述可移動芯的移動打開和閉合所述繼電器觸頭，所述小齒輪推動裝置包括通過通電而形成電磁體的第一磁體線圈(59)、以及第一柱塞 (61)，所述柱塞能夠根據(jù)所述第一磁體線圈的激勵狀態(tài)而在所述第一磁體線圈的軸向方向 上移動，并且所述小齒輪推動裝置采用小齒輪推動螺線管(57)的形式，所述小齒輪推動螺 線管結合所述第一柱塞的移動推動所述小齒輪，所述主觸頭開關裝置包括通過通電而形成電磁體的第二磁體線圈(62)、以及第二柱塞 (63)，所述第二柱塞能夠根據(jù)所述第二磁體線圈的激勵狀態(tài)而在所述第二磁體線圈的軸向 方向上移動，并且所述主觸頭開關裝置采用電動機通電螺線管(58)的形式，所述電動機通 電螺線管結合所述第二柱塞的移動打開和閉合所述主觸頭。
6.根據(jù)權利要求2至5之一所述的裝置，其中，所述電磁繼電器(5)具有正常閉合的觸 點結構，使得在所述繼電器線圈被激勵時打開所述繼電器觸頭，并且在所述繼電器線圈未 被激勵時閉合所述繼電器觸頭。
7.根據(jù)權利要求1所述的裝置，還包括控制電路(25)，其控制在啟動所述電動機時經(jīng) 過所述電阻器給所述電動機通電的時間段，所述控制電路被容納在所述外殼內(nèi)。
8.根據(jù)權利要求2或4所述的裝置，其中，所述電磁繼電器(5)的所述繼電器線圈(17) 的中心軸線和電磁開關(6)的所述磁體線圈(36)的中心軸線被布置為彼此平行。
9.根據(jù)權利要求8所述的裝置，其中，所述電磁繼電器(5)和所述電磁開關(6)使用它 們的磁路的部分的共用部件。
10.根據(jù)權利要求3或5所述的裝置，其中，所述小齒輪推動螺線管(57)的所述第一磁 體線圈(59)的中心軸線和所述電動機通電螺線管(58)的所述第二磁體線圈(62)的中心 軸線被布置在同一軸線上。
11.根據(jù)權利要求10所述的裝置，其中，所述小齒輪推動螺線管(57)和所述電動機通 電螺線管(58)共用被布置在所述第一柱塞(61)與所述第二柱塞(6 之間的固定芯。
12.根據(jù)權利要求11所述的裝置，其中，所述電磁繼電器(5)的所述繼電器線圈(17)的中心軸線和所述小齒輪推動螺線管(57)的所述第一磁體線圈(59)的中心軸線被布置為 彼此平行。
13.根據(jù)權利要求12所述的裝置，其中，所述電磁繼電器(5)和所述電動機通電螺線管 (58)使用它們的磁路的部分的共用部件。
14.根據(jù)權利要求2至5之一所述的裝置，其中，所述電磁繼電器(5)的所述繼電器觸頭Q3、M、20包括可移動觸頭(25)，其能夠結 合所述可移動芯0 的移動在所述軸向方向上移動；以及與所述可移動觸頭面對的固定 觸頭對(23,24),所述固定觸頭對中的一個固定觸頭經(jīng)由外部連接端子(11)被連接到所述電動機 電路，被連接到所述外部連接端子的連接部分(23b)和面對所述可移動觸頭0 的接觸部 分(23a)在所述軸向方向上被布置在不同位置處，并且所述連接部分的至少一部分在徑向 方向上與所述接觸部分的一部分重疊。
15.根據(jù)權利要求14所述的裝置，其中，其上連接有所述固定觸頭的所述外部連 接端子(11)是螺栓形的，并且所述外部連接端子的中心軸線和所述繼電器線圈的所述中 心軸線被布置在同一軸線上。
16.根據(jù)權利要求2或3所述的裝置，其中，所述繼電器觸頭03二4、2幻和所述主觸頭(41、4幻包括由相應可移動觸頭(W、43) 連接和斷開的相應固定觸頭對，用于所述繼電器觸頭的固定觸頭對0344)中的一個固定觸頭經(jīng)由所述第一外 部連接端子(11)被連接到相對于所述主觸頭的所述電動機電路的正或負電勢側，用于所述主觸頭的固定觸頭對Gl、42)中的一個固定觸頭Gl)經(jīng)由所述第二外部連 接端子(1 被連接到相對于所述繼電器觸頭的所述電動機電路的負或正電勢側，用于所述繼電器觸頭的固定觸頭對0344)中的另一個固定觸頭04)和用于所述主 觸頭的固定觸頭對(41、4幻中的另一個固定觸頭0 被整體地或單獨地設置，并且被電氣 地和機械地連接。
17.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中，所述外殼(8、9)包括磁金屬框架(8)和觸頭蓋 (9)，所述觸頭蓋覆蓋所述框架的開口以與所述框架組裝，并且所述框架形成作為所述磁路 的部分的磁軛。
全文摘要
公開了一種用于起動機的開關裝置(1)，其包括用于在啟動發(fā)動機時抑制電動機(2)的啟動電流的電阻器(4)、用于在啟動發(fā)動機之后繞開電阻器以給電動機通電的電磁繼電器(5)、用于將起動機的小齒輪推向齒圈的功能元件、用于打開和閉合電動機電路的主觸頭的電磁開關(6)。電阻器(4)、電磁繼電器(5)和電磁開關(6)被整體地容納在由金屬有底的框架(8)和觸頭蓋(9)形成的外殼內(nèi)，并且經(jīng)由固定到觸頭蓋(9)的兩個外部連接端子(11、12)被連接到電動機電路。該裝置可通過減小線纜數(shù)目而有利于到車輛側的連接性，并且可以增強安裝性能。
文檔編號H01H50/54GK102148111SQ20111003634
公開日2011年8月10日 申請日期2011年2月9日 優(yōu)先權日2010年2月4日
發(fā)明者村田光廣, 稻垣登久 申請人:株式會社電裝