專利名稱：車輛起動機及其傳動機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于車輛起動機的傳動機構以及包含該傳動機構的車輛起動機。
背景技術：
現代車輛通常使用電力起動機來起動車輛的發動機，起動機將車輛蓄電池儲存的電能轉變為機械能，帶動車輛的發動機運轉，以將發動機起動。起動機大體上由直流電動機、傳動機構和控制裝置等組成。在起動車輛的發動機時，電動機在蓄電池的直流電作用下產生旋轉力矩。該旋轉力矩通過傳動機構傳遞到發動機飛輪上的齒圈，來驅動發動機的曲軸旋轉。傳動機構包括與電動機的輸出軸相連的減速 機構、與減速機構相連的超越離合器、在內端通過花鍵裝置與超越離合器相連的輸出軸，安裝在輸出軸外端處的用于驅動齒圈的小齒輪。所述花鍵裝置包括形成在超越離合器中的內花鍵和與其配合的形成在輸出軸內端上的外花鍵，外花鍵可相對于內花鍵軸向滑動。控制裝置用于控制電動機的運轉以及輸出軸的軸向移動，以使小齒輪與齒圈嚙合和脫離。圖Ia和圖Ib以簡化的方式示出了傳動機構的超越離合器的基本結構。超越離合器大體上包括外圈I、內圈2、在外圈I與內圈2之間設置的滾柱3。在內圈I上設置有漸開線結構I. 1，從而通過彈簧4的加載，滾柱3總是與內圈I (即漸開線結構I. I)和內圈2的表面相接觸。在電動機啟動時，電動機的輸出軸帶動內圈2例如順時針方向旋轉，從而各滾柱3將朝向漸開線結構I. I與內圈2的外表面之間縮窄的方向運動。因此，由于漸開線結構I. I的幾何形狀，各滾柱3將受力夾在外圈I與內圈2之間。這樣，從傳遞旋轉運動的方面看，外圈I與內圈2將沿順時針方向剛性相連、即二者之間沿順時針方向不再會產生相對運動，以此帶動超越離合器的外圈I旋轉。圖Ia示出了理想情況中的超越離合器傳遞旋轉運動的情況。但是，受自身振動或夕卜力作用下，超越離合器的內圈2與外圈I會出現不同心的情況。在外圈I與內圈2不同心的情況下，合上的超越離合器就變成一個輸入與輸出不同心的整體部件。如圖Ib所示，在例如外圈I受到徑向振動影響的情況下，各滾柱3朝向縮窄方向移動的距離將會不同，因而導致了外圈I與內圈2之間的同心度變差。不同心的高速運轉部件會產生一系列負面的影響，例如部件所受沖擊增大、起動機工作效率降低、嚴重時會顯著縮短起動機的工作壽命。US2011247437A公開了一種車輛起動機用驅動總成，該驅動總成包括小齒輪、彈簧、第一和第二卡環、阻尼元件、筒和軸承，其中筒上一體成形的突起安置在小齒輪的槽中，以此帶動旋轉。這種結構的不足之處如上所述，在受自身振動或外力作用的情況下，仍無法消除筒與小齒輪之間同心度變差的問題。
實用新型內容本實用新型的一個目的是對車輛起動機中的傳動機構進行改進，其可以實現制造簡單、并確保同心度滿足要求。[0008]根據本實用新型的一個方面，提供了一種用于車輛起動機中的傳動機構，包括與車輛起動機的電動機的輸出軸相連的減速機構；與減速機構相連的超越離合器，所述超越離合器具有主動部分、從動部分以及在主動部分與從動部分之間傳遞單向運動地設置的運動傳遞元件；以及與超越離合器相連的輸出軸，其中，所述傳動機構還包括傳動架，超越離合器經由所述傳動架與減速機構傳遞旋轉運動地相連，超越離合器的主動部分具有曠量地安裝在所述傳動架上，并且所述傳動架安裝在電動機的輸出軸上。優選地，所述曠量是在O. 2毫米與O. 8毫米之間，優選是O. 5毫米。可選地，所述超越離合器的主動部分具有突出部，所述傳動架具有接收槽，所述突出部具有曠量地安裝在所述接收槽中。 可選地，所述超越離合器的主動部分具有接收槽，所述傳動架具有突出部，所述突 出部具有曠量地安裝在所述接收槽中。優選地，在所述突出部與所述接收槽之間還設有橡膠墊。優選地，所述橡膠墊設有緩沖振動的中空結構。可選地，所述超越離合器的主動部分是其內圈，并且所述超越離合器的從動部分是其外圈。可選地，所述超越離合器的主動部分是其外圈，并且所述超越離合器的從動部分是其內圈。優選地，所述傳動架經由軸承安裝在電動機的輸出軸上。根據本實用新型的另一方面，提供了一種車輛起動機，其包括電動機以及前述的傳動機構。采用本說明書及權利要求中給出的技術方案，由于超越離合器的需要高硬度的主動部分與無需高硬度的傳動架分開制造，因此降低了制造難度并進一步降低了制造成本。另外，由于主動部分具有曠量地與傳動架相連，從而被驅動旋轉。因此，任何徑向振動或沖擊對于超越離合器的主動部分與從動部分不同心的影響都可以得到補償，提高了車輛起動機的效率并延長了其使用壽命。
圖Ia簡化地示出了正常情況下的車輛起動機的超越離合器；圖Ib簡化地示出了同心度變差的情況下車輛起動機的超越離合器；圖2示意性示出了根據本實用新型的一個示意性實施例的車輛起動機及其傳動機構的剖視圖；圖3示意性示出了根據本實用新型的一個優選實施例的超越離合器的內圈的分解透視圖；圖4示意性示出了根據本實用新型的優選實施例的超越離合器的內圈在行星架上組裝后的剖視圖；并且圖5示意性示出了根據本實用新型的另一個優選實施例的超越離合器的分解透視圖。
具體實施方式
[0025]下面參照附圖描述本實用新型的一些優選實施方式。圖2中示出了根據本實用新型的一個優選實施方式的車輛起動機的一部分。該起動機主要包括直流電動機5、傳動機構和控制裝置等組成。電動機5安裝在起動機的殼體中。在起動車輛的發動機時，控制裝置向電動機5供應來自蓄電池的直流電，以使電動機5運轉而產生旋轉力矩。該旋轉力矩通過傳動機構傳遞到發動機飛輪上的齒圈，來驅動發動機的曲軸旋轉。傳動機構主要包括與電動機5的輸出軸5. I相連的減速機構8、與減速機構8相連的超越離合器9、在內端(靠近電動機5的那一端)通過花鍵裝置10與超越離合器9相連的輸出軸7,安裝在輸出軸7外端(遠離電動機5的那一端)處的用于驅動齒圈的小齒輪6。減速機構8可以是任何形式的減速機構，例如齒輪減速機構。根據本實用新型的一個方面，在圖2中顯示了一種行星齒輪減速機構，其包括安裝在電動機5的輸出軸上的中 心齒輪8. I、固定地圍繞中心齒輪8. I同心安裝的外齒圈8. 2、嚙合在中心齒輪與外齒圈之間的至少一個行星齒輪8. 3，行星齒輪8. 3的中心軸8. 4安裝在例如行星架12上。當電動機5的輸出軸帶動中心齒輪8. I旋轉時，行星架輸出速度減小了的旋轉運動。超越離合器9包括外圈I、內圈2、在外圈與內圈之間傳遞單向旋轉運動的運動傳遞元件3、例如滾柱。如圖Ia和Ib所示，例如在外圈I中可以設置多個漸開線結構I. I、例如漸開線容槽。在每個漸開線結構I. I中設置一個滾柱3以及一個彈簧4，從而彈簧4的一端固定且另一端總是頂推滾柱3，以使得滾柱3在任何情況下總是與外圈I、即漸開線結構和內圈2同時接觸。如上所述,在電動機5啟動時,超越離合器9的內圈2例如被驅動順時針方向旋轉。在這種情況下，各滾柱3將沿漸開線結構I. I的縮窄方向移動，從而內圈和外圈同時對滾柱3施力。這樣，外圈I與內圈2之間例如沿順時針旋轉方向構成剛性連接，以便將扭矩從電動機5的輸出軸傳遞至傳動機構的輸出軸7，從而驅動發動機的曲軸旋轉。當發動機啟動之后，輸出軸7、即超越離合器9的外圈I的轉速將會遠高于內圈2的轉速，此時外圈I與內圈2將會失去如上所述的剛性連接。在給出的實施例中，超越離合器的運動傳遞元件3是滾柱，但可以理解，運動傳遞元件也可以采用本領域公知的其它形式，例如楔塊、棘輪等等。此外，在所示的實例中，內圈2構成超越離合器9的主動部分，而外圈I構成超越離合器9的從動部分。然而，可以理解，也可以由外圈I構成主動部分，而內圈2構成從動部分。超越離合器9的從動部分通過花鍵裝置10向輸出軸7傳遞來自減速機構8的旋轉運動。如圖2所示，花鍵裝置10包括內花鍵部分和與其配合的外花鍵部分。內花鍵部分形成或安裝在超越離合器9的從動部分(圖2中的外圈I)上。外花鍵部分形成或安裝在輸出軸10的內端處。輸出軸7通過軸承11、13支承在起動機的殼體中。輸出軸7的外端裝有小齒輪6。通過輸出軸7的軸向移動,該小齒輪6與發動機飛輪上的齒圈(未不出)哨合和脫離。在小齒輪6與齒圈嚙合的狀態下，電動機5的輸出旋轉運動和旋轉力矩依次經過減速機構8、超越離合器9、花鍵裝置10、輸出軸7、小齒輪6傳遞到齒圈，以便帶動發動機飛輪旋轉，從而啟動發動機。在現有技術中，通常內圈與行星架做成是一體的，從而在行星架的對應位置加工出通孔，以便通過中心軸將行星齒輪與行星架相連而傳遞旋轉運動。但是，這樣的方案的一種不足之處是內圈必須加工硬度要遠遠高于行星架，從而導致在同一部件上需要不同的熱處理。這增加了加工制造難度。另外，從機械加工的角度看，內圈與行星架做成一體也導致了零件復雜度增加。這也增加了加工制造難度。根據本實用新型的一個方面，將超越離合器的內圈2與行星架12分別制造，然后再組裝在一起。這樣，僅僅超越離合器的內圈需要增加硬度的熱處理，明顯降低了加工制造難度。另外，如圖2所示，行星架12的中心加工有通孔，電動機5的輸出軸5. I的自由端(靠近小齒輪6的那端)經由例如滑動軸承14安裝在行星架12的中心孔中。這樣，由于電 動機5的輸出軸5. I的自由端經由滑動軸承14安裝在行星架12的中心孔，確保了行星架本身相對于電動機的輸出軸的同心度。同時，在行星架中加工出接收槽以便接收超越離合器的內圈伸出的突出部，以此傳遞旋轉運動。盡管附圖2示出了滑動軸承14，但是可以想到其它任何可以實現同樣功能的軸承、例如滾針軸承或滾柱軸承等都可以為實施本實用新型所采用。圖3以分解透視圖的方式示出了根據本實用新型一個優選實施例的超越離合器的內圈與行星架。內圈2大體上為空心圓柱形。在內圈2的靠近電動機的輸出軸一側上形成圓周凸緣2. I。在該圓周凸緣2. I形成多個圓弧形突出部2. 2。在所示的實施例中，例如示出了三個圓弧形突出部2. 2。行星架12所示為倒圓角的三角形。但是，這并非是限制性的。例如，行星架12還可以是圓形、環形等。在行星架12的中心處上加工有中心孔12. 1，以便套上軸承14而安裝在電動機的輸出軸上。另外，在行星架12上還加工有例如三個通孔12. 2，以便接收行星齒輪減速機構上的行星齒輪的中心軸。重要的是，根據本實用新型的優選實施例，在行星架12上與內圈2的突出部2. 2相匹配地還加工出多個、例如三個圓弧形接收槽12. 3。圖4示出了內圈2與行星架12組裝在一起后的剖視圖，即圖2中虛線框部分的放大圖。如圖所示，行星架12通過中心孔12. I經由軸承14安裝在輸出軸5. I的自由端上，從而確保了行星架12的同心度。優選地，圓弧形接收槽12. 3加工成尺寸大于突出部2. 2或者突出部2. 2加工成尺寸小于圓弧形接收槽12. 3，從而各突出部2. 2具有曠量地安裝在圓弧形接收槽12. 3中。根據實用新型人大量試驗表明，這種超越離合器內圈與行星架之間具有曠量的連接能夠高效地抵消徑向振動所導致的同心度差異的問題。在本實用新型的技術方案中，曠量連接意味著圓弧形接收槽沿各方向的尺寸要大于內圈的突出部或者內圈的突出部沿各方向的尺寸要小于圓弧形接收槽。也就是說，在內圈的突出部容納在圓弧形接收槽中時，沿行星架的徑向或周向存在一間隙值、即曠量值。根據實用新型人大量試驗研究，該間隙值或曠量值為O. 5毫米時，可以最佳地抵消同心度差異的技術問題。可選地，該間隙值或曠量值可以在O. 2毫米與O. 8毫米之間浮動。[0050]因為如上所述，行星架12通過中心孔12. I經由軸承14安裝在輸出軸5. I的自由端上，從而確保了行星架12本身的同心度；而超越離合器內圈2的突出部2. 2具有曠量地容納在行星架12的接收槽中，從而在傳遞旋轉運動的過程中，突出部能夠在接收槽內一定程度地運動，以便抵消振動所造成的影響。盡管示出了突出部在超越離合器內圈上形成并且接收槽在行星架中形成，但是顛倒的結構也是可行的、即突出部在行星架上形成并且接收槽在超越離合器內圈中形成。另外，盡管在本實用新型示意性示出的實施例中，突出部或接收槽為弧形，但是可以想到的是它們還可以是其它形狀，例如圓形、矩形等，只要突出部或接收槽的尺寸可以如上所述地設置成突出部具有曠量地容納在接收槽中即可。圖5示出了根據本實用新型的另一優選實施例的分解透視圖。在該圖中，以分解的方式示出了超越離合器的內圈2、橡膠墊15和行星架12。每個橡膠墊15的形狀與尺寸設置成橡膠墊可以剛好接收內圈2的突出部2. 2并且同時容納在行星架12上的相應接收 槽12. 3中。橡膠墊套著突出部容納在接收槽中，以便緩解來自車輛發動機的沖擊并且降低二者之間的振動。因為橡膠墊本身的彈性，因此實際上突出部在接收槽中容納時，橡膠墊可以發生形變，即在這種情況下超越離合器的內圈也是具有曠量地連接至行星架。超越離合器的內圈和行星架在車輛起動機內的安裝結構與上述實施例相同，在此不在冗述。在該實施例中，行星架例如設置為圓形。在該行星架的中心同樣設有中心孔。如上所述的軸承14可以安裝在所述中心孔中，以便像圖2所示那樣安裝在電動機5的輸出軸5. I的自由端上。因此，行星架12的同心度得以確保。在該實施例中，每個橡膠墊15可以形成為與突出部2. 2和接收槽12. 3相對應的圓弧形。例如，在該圓弧形橡膠墊15的中央設有用于接收內圈2的突出部2. 2的圓弧形接收槽15. I。為了增加突出部2. 2在接收槽12.3內的可移動量，還可以在接收槽15. I的兩端設置通孔15. 2。這樣，在確保防止振動的同時也使得超越離合器可以像前述實施例那樣具有曠量地連接至行星架12。同樣道理，在突出部或接收槽為其它形狀、例如圓形、矩形等的情況中，橡膠墊15也可以相應地改變其形狀，以便在接收超越離合器內圈的突出部的同時容納在行星架的接收槽中。另外可選地，除了突出部或接收槽以外，還可以采用任何能夠具有曠量相連且傳遞運動的結構，例如鍵槽結構。該鍵槽結構的鍵與槽尺寸也可以如上所述那樣設置成二者之間具有曠量地相連。在這種情況下，可選地，橡膠墊可以采用塊狀的形式設置在鍵與槽之間。在所示的實施例中，行星架通過安裝在電動機的輸出軸上而確保其同心度，但是其它確保同心度的方案也是可行的。例如，可以事先在起動機殼體中加工出一個基準部位，該行星架例如安裝在該基準位置處以確保其同心度，而相應其它部件針對該基準位置進行組裝。這樣，該行星架設有如上所述接收槽或突出部可以與超越離合器的內圈的相應突出部或接收槽接合，從而二者具有如上所規定的曠量地相連，就可以抵消或補償由于徑向振動所導致的同心度差異。[0061]盡管在本實用新型的具體實施例中采用行星齒輪減速機構說明了上述超越離合器。但是可以想到的是可以采用任何其它種類的減速機構，例如齒輪減速箱。在這種情況中，行星架可以是一種傳動架。該傳動架的結構可以如前所述那樣設置，只不過該傳動架將會安裝在齒輪減速箱的輸出軸上。這樣，該傳動架的同心度也可以得到保證，同時由于該傳動架上的如上所設置的接收槽或突出部與超越離合器內圈中的相應結構接合，以便補償發動機運轉過程中產生的振動或偏移。這種傳動機構適用于各種車輛的起動機，例如柴油車輛的起動 機。盡管本實用新型已經通過示意性實施例進行了說明，但是本領域技術人員將清楚針對所述的實施例在不脫離由權利要求書及其等價物所限定的本實用新型的范圍與精神的前提下可以進行各種改型。
權利要求1.一種用于車輛起動機中的傳動機構，包括 與車輛起動機的電動機的輸出軸相連的減速機構； 與減速機構相連的超越離合器，所述超越離合器具有主動部分、從動部分以及在主動部分與從動部分之間傳遞單向運動地設置的運動傳遞元件；以及 與超越離合器相連的輸出軸， 其特征在于，所述傳動機構還包括傳動架，超越離合器經由所述傳動架與減速機構傳遞旋轉運動地相連，超越離合器的主動部分具有曠量地安裝在所述傳動架上，并且所述傳動架安裝在電動機的輸出軸上。
2.根據權利要求I所述的傳動機構，其特征在于，所述曠量是在0.2毫米與0. 8毫米之間，優選是0.5毫米。
3.根據權利要求I所述的傳動機構，其特征在于，所述超越離合器的主動部分具有突出部，所述傳動架具有接收槽，所述突出部具有曠量地安裝在所述接收槽中。
4.根據權利要求I所述的傳動機構，其特征在于，所述超越離合器的主動部分具有接收槽，所述傳動架具有突出部，所述突出部具有曠量地安裝在所述接收槽中。
5.根據權利要求3或4所述的傳動機構，其特征在于，在所述突出部與所述接收槽之間還設有橡膠墊。
6.根據權利要求I至4任一所述的傳動機構，其特征在于，所述橡膠墊設有緩沖振動的中空結構。
7.根據權利要求I至4任一所述的傳動機構，其特征在于，所述超越離合器的主動部分是其內圈，并且所述超越離合器的從動部分是其外圈。
8.根據權利要求I至4任一所述的傳動機構，其特征在于，所述超越離合器的主動部分是其外圈，并且所述超越離合器的從動部分是其內圈。
9.根據權利要求I至4任一所述的傳動機構，其特征在于，所述傳動架經由軸承安裝在電動機的輸出軸上。
10.一種車輛起動機，其特征在于，其包括電動機以及根據前述權利要求任一所述的傳動機構。
專利摘要本實用新型涉及一種用于車輛起動機中的傳動機構，包括與車輛起動機的電動機的輸出軸相連的減速機構；與減速機構相連的超越離合器，所述超越離合器具有主動部分、從動部分以及在主動部分與從動部分之間設置的運動傳遞元件；以及與超越離合器相連的輸出軸，所述傳動機構還包括傳動架，超越離合器經由所述傳動架與減速機構傳遞旋轉運動地相連，超越離合器的主動部分具有曠量地安裝在所述傳動架上，并且所述傳動架安裝在電動機的輸出軸上。本實用新型還涉及包括上述傳動機構的車輛起動機。上述傳動機構制造簡單并確保同心度要求。
文檔編號F02N11/00GK202579003SQ20122022380
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月17日 優先權日2012年5月17日
發明者鄧方敏, M·施塔爾, A·尤拉施卡 申請人:博世汽車部件(長沙)有限公司, 羅伯特· 博世有限公司