具有軟起動(dòng)螺線管的起動(dòng)器電機(jī)組件制造技術(shù)

一種用于車輛起動(dòng)器的螺線管，包括吸入線圈和設(shè)置為與所述吸入線圈軸向相鄰的保持線圈。柱塞設(shè)置在所述吸入線圈內(nèi)并且配置為當(dāng)所述吸入線圈通電時(shí)沿軸向方向移動(dòng)。當(dāng)所述吸入線圈和所述保持線圈未通電時(shí)，所述柱塞與柱塞止動(dòng)部沿軸向方向通過空氣間隙間隔開。當(dāng)所述吸入線圈和所述保持線圈通電時(shí)，所述柱塞的肩部沿軸向方向朝向所述柱塞止動(dòng)部移動(dòng)。所述吸入線圈設(shè)置在所述螺線管中，使得其沿所述軸向方向從所述柱塞止動(dòng)部中移開。作為對(duì)比，所述保持線圈包圍所述柱塞止動(dòng)部。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】具有軟起動(dòng)螺線管的起動(dòng)器電機(jī)組件
本申請(qǐng)整體上涉及車輛起動(dòng)器的領(lǐng)域，并且更具體地，涉及用于起動(dòng)器電機(jī)組件的螺線管。
技術(shù)介紹
協(xié)助起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)例如車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)器電機(jī)組件是眾所周知的。圖15中示出了常規(guī)的起動(dòng)器電機(jī)組件。圖15的起動(dòng)器電機(jī)組件200包括螺線管210、電機(jī)202、以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)204。螺線管210包括線圈212，線圈212在點(diǎn)火開關(guān)閉合時(shí)由電池通電。當(dāng)螺線管212通電時(shí)，柱塞216沿線性方向移動(dòng)，從而導(dǎo)致?lián)Q檔桿205樞轉(zhuǎn)，并且迫使小齒輪206與車輛發(fā)動(dòng)機(jī)（未示出）的環(huán)形齒輪嚙合。當(dāng)柱塞216抵達(dá)柱塞止擋部時(shí)，電觸頭閉合，從而將電機(jī)202連接到電池上。通電的電機(jī)202隨后旋轉(zhuǎn)并且向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)204提供輸出轉(zhuǎn)矩。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)204通過各種驅(qū)動(dòng)部件將電機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳遞給與車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)形齒輪嚙合的小齒輪206上。因此，電機(jī)202和小齒輪206的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄開動(dòng)直到發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)為止。很多起動(dòng)器電機(jī)組件例如圖15的起動(dòng)器電機(jī)組件200配置有“軟起動(dòng)”起動(dòng)器電機(jī)接合系統(tǒng)。軟起動(dòng)起動(dòng)器電機(jī)接合系統(tǒng)的意圖為在將充分的電力施加到起動(dòng)器電機(jī)之前使起動(dòng)器的小齒輪與發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)形齒輪嚙合。如果小環(huán)形齒輪在該接合期間抵接到環(huán)形齒輪內(nèi)，則電機(jī)提供較小的轉(zhuǎn)矩以轉(zhuǎn)動(dòng)小齒輪并且使小齒輪能夠在高電流被施加之前正確地嚙合到環(huán)形齒輪內(nèi)。螺線管、換檔撥叉、電觸頭和電機(jī)起動(dòng)器的配置為使得在齒輪被正確嚙合之前高電流沒有被施加到電機(jī)上。因此，在具有軟起動(dòng)接合系統(tǒng)的起動(dòng)器電機(jī)中防止小齒輪與環(huán)形齒輪的軋齒。具有軟起動(dòng)接合系統(tǒng)的起動(dòng)器例如圖15的起動(dòng)器通常包括具有兩個(gè)不同線圈的螺線管。第一線圈為吸入線圈212，第二線圈為保持線圈214。如圖15中所示，吸入線圈212首先纏繞在卷軸220上。保持線圈214纏繞在該繞組的上方。有時(shí)，該順序被反轉(zhuǎn)，使得保持線圈214首先纏繞在卷軸220上并且隨后為吸入線圈212。在起動(dòng)器的操作期間，點(diǎn)火開關(guān)的閉合（通常在操作者轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙后）使吸入線圈212和保持線圈214均通電。此刻流過吸入線圈212的電流也抵達(dá)電機(jī)202，從而向電機(jī)施加一些有限的功率，并且導(dǎo)致使小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的一些較低的轉(zhuǎn)矩。吸入線圈212和保持線圈214的通電使螺線管軸（本文也被稱為“柱塞”）沿軸向方向移動(dòng)。螺線管柱塞的軸向運(yùn)動(dòng)使換檔桿205移動(dòng)并且將小齒輪206朝向與發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)形齒輪的嚙合偏置。一旦螺線管柱塞抵達(dá)柱塞止動(dòng)部，一組電觸點(diǎn)就閉合，從而向電機(jī)提供全功率。電觸頭的閉合有效地使吸入線圈212短路，從而消除由吸入線圈所產(chǎn)生的非期望的熱量。但是，當(dāng)吸入線圈短路時(shí)，保持線圈214提供足夠的電磁力以將柱塞保持在位并且將電觸點(diǎn)維持在閉合位置中，從而能夠繼續(xù)朝向電機(jī)202的全功率輸送。全功率的電機(jī)202驅(qū)動(dòng)小齒輪206，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)形齒輪的旋轉(zhuǎn)，并且由此起動(dòng)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)。在發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火后（即，車輛起動(dòng)）之后，車輛的操作者打開點(diǎn)火開關(guān)。起動(dòng)器電機(jī)組件的電路配置為使得點(diǎn)火開關(guān)的打開導(dǎo)致電流沿相反的方向流過保持線圈和吸入線圈。吸入線圈212和保持線圈214配置為使得當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)打開時(shí)兩個(gè)線圈212、214的電磁力相互抵消，而復(fù)位彈簧將柱塞216迫壓回到其初始未通電位置。由此，將電機(jī)202連接到電功率源上的電觸點(diǎn)斷開，而電機(jī)斷電。為了產(chǎn)生高性能的具有軟起動(dòng)器電機(jī)接合系統(tǒng)的車輛起動(dòng)器，例如如上述的，設(shè)計(jì)者面臨著很多設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。首先，吸入線圈必須被適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)以避免可能在起動(dòng)器的操作期間出現(xiàn)的各種問題。如上所述，當(dāng)軟起動(dòng)起動(dòng)器電機(jī)接合系統(tǒng)的吸入線圈通電時(shí)（即，當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)觸點(diǎn)由于操作者接通發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)鑰匙而閉合時(shí)），吸入線圈提供電磁力以將柱塞朝向柱塞止動(dòng)部和閉合位置拉動(dòng)。但是，吸入線圈與起動(dòng)器電機(jī)串聯(lián)地電連接，并且應(yīng)當(dāng)僅僅具有低電阻。利用經(jīng)過吸入線圈的低電阻，足夠的電流流過吸入線去不去到達(dá)電機(jī)，使得電機(jī)能夠輸送足夠的輸出轉(zhuǎn)矩以使小齒輪旋轉(zhuǎn)并且避免與環(huán)形齒輪抵接，正如前述的。這種所需的扭矩通常為8-12N-m。對(duì)于12V電機(jī)，電阻可以為0.030歐姆的量級(jí)，使得在軟起動(dòng)期間幾百安培流過電機(jī)并且也串聯(lián)連接到吸入線圈上。但是，吸入線圈的這種低電阻生成其他的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。首先，如果軟起動(dòng)時(shí)間段被延長，或者重復(fù)的起動(dòng)被執(zhí)行，則由于流過吸入線圈的較大量的電流而在吸入線圈中產(chǎn)生較大量的歐姆熱。對(duì)于12V系統(tǒng)，這能夠?yàn)?-4kW的量級(jí)，并且這可能導(dǎo)致形成線圈的布線的絕緣系統(tǒng)的熱故障。其次，通過吸入線圈的較大電流在閉合期間在柱塞上生成比需求強(qiáng)太多的電磁力。當(dāng)在小齒輪與環(huán)形齒輪之間的抵接發(fā)生時(shí)，這可能成為問題，并且小齒輪作用在環(huán)形齒輪上的撞擊力可能超過4500N。由此，環(huán)形齒輪可能破裂或碎裂。隨著時(shí)間的推移和數(shù)千次的起動(dòng)，環(huán)形齒輪的表面可能惡化并且需要被替換以用于更適當(dāng)?shù)钠饎?dòng)。與吸入線圈相關(guān)的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，例如在前述段落中討論的那些導(dǎo)致與起動(dòng)器的其他部件例如保持線圈相關(guān)的另外的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。例如，如在前述段落中討論的，吸入線圈具有與流過吸入線圈的電流相關(guān)的特定設(shè)計(jì)限制。由于電磁激勵(lì)為線圈匝數(shù)乘以電流的乘積，并且由于電流為固定的，因此這通常將吸入線圈的匝數(shù)留著為對(duì)于吸入線圈的主要設(shè)計(jì)變量。盡管吸入線圈的匝數(shù)能夠減小以減小前述的撞擊抵接力問題，但是這對(duì)于保持線圈而言是一個(gè)問題。具體地，保持線圈的匝數(shù)應(yīng)當(dāng)與吸入線圈匹配，使得在小齒輪和環(huán)形齒輪在車輛起動(dòng)之后脫開期間，兩個(gè)線圈的電磁力將彼此抵消并且使小齒輪能夠從環(huán)形齒輪中完全拉出。但是，在車輛起動(dòng)之前，保持線圈比吸入線圈保持通電長很多時(shí)間段。由此，保持線圈不應(yīng)當(dāng)為低電阻的否則其將熱失效。由此，保持線圈的電阻通常比吸入線圈的電阻高一個(gè)數(shù)量級(jí)。保持線圈的高電阻意味著電流在起動(dòng)為較低之前流過保持線圈，從而導(dǎo)致較低的安培-匝數(shù)乘積。如果保持線圈的匝數(shù)太低，則保持線圈將輸送不足的磁力以將柱塞保持閉合并且起動(dòng)器電機(jī)將在車輛起動(dòng)之前脫開。如在前述段落中解釋的，具有軟起動(dòng)電機(jī)接合系統(tǒng)的車輛起動(dòng)器的設(shè)計(jì)者面臨著對(duì)于兩個(gè)線圈的相反設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)，這兩個(gè)線圈應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生相同的電磁力。一方面，設(shè)計(jì)者努力限制吸入線圈的匝數(shù)以減少在小齒輪與環(huán)形齒輪的嚙合期間的撞擊力。另一方面，設(shè)計(jì)者努力增加保持線圈的匝數(shù)，使得保持線圈輸送足夠的電磁力以在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間將柱塞保持在閉合位置中。因此，理想的是提供用于具有吸入線圈的車輛起動(dòng)器的螺線管，所述螺線管限制在小齒輪與環(huán)形齒輪的嚙合期間的撞擊力。還理想的是提供用于所述螺線管的保持線圈，所述保持線圈在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間將所述柱塞保持在閉合位置中。另外，理想的是這種螺線管在設(shè)計(jì)上為較簡單的并且實(shí)施起來為便宜的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例，提供了用于車輛起動(dòng)器的螺線管。所述螺線管包括吸入線圈和設(shè)置為與所述吸入線圈軸向相鄰的保持線圈。柱塞設(shè)置在所述吸入線圈內(nèi)并且配置為當(dāng)所述吸入線圈通電時(shí)沿軸向方向移動(dòng)。當(dāng)所述吸入線圈和所述保持線圈未通電時(shí)，所述柱塞在軸向方向上由空氣間隙與柱塞止動(dòng)部分隔開。當(dāng)所述吸入線圈和所述保持線圈通電時(shí)，所述柱塞的肩部沿軸向方向朝向所述柱塞止動(dòng)部移動(dòng)。所述吸入線圈設(shè)置在所述螺線管中，使得其沿所述軸向方向從所述柱塞止動(dòng)部中移開。相反地，所述保持線圈環(huán)繞所述柱塞止動(dòng)部。所述吸入線圈和所述保持線圈設(shè)置在具有圓筒形內(nèi)部通道的卷軸上，所述柱塞設(shè)置在所述本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于車輛起動(dòng)器的螺線管，所述螺線管包括：吸入線圈；保持線圈，所述保持線圈設(shè)置為與所述吸入線圈軸向相鄰；以及柱塞，所述柱塞設(shè)置在所述吸入線圈內(nèi)并且配置為當(dāng)所述吸入線圈通電時(shí)沿軸向方向移動(dòng)。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2010.09.21 US 12/886,9781.一種用于車輛起動(dòng)器的螺線管，所述螺線管包括：吸入線圈；保持線圈，所述保持線圈設(shè)置為與所述吸入線圈軸向相鄰；以及柱塞，所述柱塞設(shè)置在所述吸入線圈內(nèi)，并且配置為當(dāng)所述吸入線圈通電時(shí)沿軸向方向移動(dòng)；其中，吸入線圈(112)包括繞卷軸(120)的第一部分纏繞的第一長度導(dǎo)線以形成第一多個(gè)導(dǎo)體繞組，用于吸入線圈(112)的導(dǎo)線具有較大的橫截面面積，使得導(dǎo)體繞組的電阻較低，保持線圈(114)包括繞卷軸的第二部分纏繞的第二長度導(dǎo)線以形成第二多個(gè)導(dǎo)體繞組，用于保持線圈(114)的導(dǎo)線具有較小的橫截面面積，使得導(dǎo)體繞組的電阻較高；其中，所述保持線圈(114)居中于柱塞止動(dòng)表面(156)界面處。2.如權(quán)利要求1所述的螺線管，其中，所述柱塞配置為當(dāng)所述吸入線圈通電時(shí)沿軸向方向朝向所述保持線圈移動(dòng)。3.如權(quán)利要求1所述的螺線管，其中，當(dāng)所述吸入線圈和所述保持線圈不被通電時(shí)，所述柱塞沿軸向方向與柱塞止動(dòng)部以一空氣間隙間隔開。4.如權(quán)利要求3所述的螺線管，其中，所述吸入線圈沿軸向方向從所述柱塞止動(dòng)部和所述空氣間隙中移開，并且其中，所述保持線圈包圍所述柱塞止動(dòng)部和所述空氣間隙。5.如權(quán)利要求4所述的螺線管，其中，所述柱塞止動(dòng)部包括具有柱塞接合表面的端部，并且其中，所述保持線圈居中于所述柱塞接合表面處。6.如權(quán)利要求1所述的螺線管，其中，所述吸入線圈和所述保持線圈設(shè)置在具有圓筒形內(nèi)部通道的卷軸上，所述柱塞設(shè)置在所述圓筒形內(nèi)部通道內(nèi)。7.如權(quán)利要求6所述的螺線管，其中，所述卷軸包括沿軸向方向與第二線圈托架相鄰的第一線圈托架，其中，所述保持線圈設(shè)置在所述第一線圈托架中，其中，所述吸入線圈設(shè)置在所述第二線圈托架中，并且其中，所述第一線圈托架與所述第二線圈托架通過凸緣間隔開。8.如權(quán)利要求6所述的螺線管，其中，所述吸入線圈包括纏繞到所述卷軸上的矩形導(dǎo)體。9.如權(quán)利要求1所述的螺線管，其中，所述柱塞配置為閉合位于電機(jī)電路上的觸點(diǎn)，使得當(dāng)所述柱塞沿軸向方向移動(dòng)到柱塞止動(dòng)部時(shí)，電功率被輸送到電機(jī)上，并且其中，所述柱塞朝向所述柱塞止動(dòng)部的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致所述吸入線圈在所述電機(jī)電路中的短路。10.一種用于車輛起動(dòng)器的螺線管，所述螺線管包括：柱塞；柱塞止動(dòng)部；所述柱塞與所述柱塞止動(dòng)部之間的空氣間隙；吸入線圈，所述吸入線圈從所述柱塞止動(dòng)部沿軸向方向移開一段距離，所述吸入線圈包圍所述柱塞；以及保持線圈，所述保持線圈包圍所述柱塞止動(dòng)部；其中，所述柱塞配置為當(dāng)所述吸入線圈通電時(shí)沿所述軸向方向朝向所述柱塞止動(dòng)部移動(dòng)；其中，吸入線圈(112)包括繞卷軸(120)的第一部分纏繞的第一長度導(dǎo)線以形成第一多個(gè)導(dǎo)體...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：M·D·布拉德菲爾德，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：瑞美技術(shù)有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US