起动机单向器及包括该起动机单向器的起动机的制作方法

1.本发明属于汽车行业领域，尤其涉及一种起动机单向器及包括该起动机单向器的起动机。


背景技术：

2.电磁开关是起动机上的控制开关，其工作原理是线圈通电后产生电磁吸力使活动铁芯移动，从而一方面拉动传动啮合机构使起动机小齿轮前移与发动机飞轮齿圈啮合，另一方面推动开关动触片与端子接通，使直流电机通电运转，从而带动发动机启动。传动机构中的单向器用于超越阶段保护起动机不被发动机反拖破坏。由焦耳定律可知，线圈通电后会发热，并且由于起动机工作电流可达几百安培，起动机的开关线圈非常容易发生过热。齿轮齿圈的状况不佳也很容易导致啮合不顺畅使开关过热。开关过热损坏后起动机的功能就会失效，导致整车不能启动。同时由于齿轮打出机构的存在，起动机结构较复杂，并且轴向长度也较长，打出机构的故障也会直接导致起动机功能失效。起动机的电磁开关极易受到过热损坏，导致起动机功能失效，单向器的打滑效率也十分有限，发动机的动力仍有一部分传递到电机部分，这都是本领域是技术人员急需解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种起动机单向器，在完成原有超越阶段保护起动机不被发动机反拖破坏的基础上，代替电磁开关带动发动机启动。
4.本发明的另一目的是提供一种包括该起动机单向器的起动机。
5.为了实现上述目的，本发明的起动机单向器包括齿轮轴，所述齿轮轴用于连接驱动齿轮，其还包括：滑座；对接座，连接在所述齿轮轴上并与所述滑座相对设置，所述滑座和所述对接座之间形成一容置空间；以及滚柱支架，套接在所述齿轮轴上并位于所述容置空间内，包括多个滚柱和容置所述滚柱的多个滚柱槽，所述滚柱沿所述齿轮轴的外圆环绕设置；其中，所述滑座转动时带动所述滚柱压抵于所述齿轮轴的表面。
6.上述的起动机单向器，其中，所述滑座包括与所述滚柱相对应设置的以于所述滑座转动时带动所述滚柱压抵至所述齿轮轴的表面的滑座曲面。
7.上述的起动机单向器，其中，所述滚柱槽具有供所述滚柱滑动以压抵或离开所述齿轮轴的表面时的滚柱滑动曲面。
8.上述的起动机单向器，其中，所述滚柱支架还包括压抵所述滚柱至所述滑座曲面的弹性件，所述弹性件设置于滚柱槽内，并所述弹性件呈k型。
9.上述的起动机单向器，其中，所述滑座包括涡轮叶片部，所述对接座包括泵轮叶片部，所述涡轮叶片部与所述泵轮叶片部相对。
10.上述的起动机单向器，其中，所述滚柱支架还包括导轮叶片部，沿所述齿轮轴的径向方向，所述泵轮叶片部位于所述导轮叶片部的外侧。
11.上述的起动机单向器，其中，沿所述齿轮轴的径向方向，所述滚柱位于所述导轮叶
片部的内侧。
12.上述的起动机单向器，其中，所述滚柱支架还包括棘轮，所述齿轮轴包括与所述棘轮相对应设置的棘轮卡槽部。
13.上述的起动机单向器，其中，还包括油封件，所述油封件设置于所述容置空间内，并位于所述滚柱支架与所述对接座之间。
14.本发明的起动机包括控制继电器、连接所述控制继电器的直流电机以及由所述直流电机驱动的传动机构，所述传动机构包括上述的起动机单向器，所述直流电机驱动所述滑座转动。
15.本发明的有益功效在于，本发明的起动机单向器兼具开关以及超越保护的功能，使用本发明的起动机单向器的起动机不易受热损坏，工作效率高，且无需设置打出机构，起动机体积更小。
16.以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
17.图1为本发明的起动机的第一实施例的立体结构图；
18.图2为本发明的起动机的第一实施例的剖视图；
19.图3为本发明的起动机单向器的第一实施例的立体结构分解图；
20.图4为本发明的起动机单向器的第一实施例的立体结构局部剖视图；
21.图5为本发明的起动机单向器的第一实施例的剖视图；
22.图6为本发明的起动机单向器的第一实施例的滑座的立体结构图；
23.图7为本发明的起动机单向器的第一实施例的齿轮轴和对接座的立体结构图(齿轮轴以及对接座为一体件)；
24.图8为本发明的起动机单向器的第一实施例的滚柱支架(部分)的立体结构图；
25.图9为本发明的起动机单向器的第一实施例的弹性件的立体结构图；
26.图10为本发明的起动机的第二实施例的剖视图；
27.图11为本发明的起动机单向器的第二实施例的立体结构分解图；
28.图12为本发明的起动机单向器的第二实施例的立体结构局部剖视图；
29.图13为本发明的起动机单向器的第二实施例的剖视图；
30.图14为图13的滑座曲面与滚柱位置处的剖视放大图；
31.图15为图13的棘轮与棘轮卡槽部位置处的剖视放大图。
32.其中，附图标记
33.1、2：起动机
34.11、21：控制继电器
35.12、22：直流电机
36.13、23：传动机构
37.100、200：起动机单向器
38.110、210：齿轮轴
39.211：棘轮卡槽部
40.120、220：滑座
41.121、221：滑座曲面
42.122：涡轮叶片部
43.123：导流环
44.130、230：对接座
45.131：泵轮叶片部
46.140、240：滚柱支架
47.141、241：滚柱
48.142、242：滚柱槽
49.142a、242a：滚柱滑动曲面
50.142b、242b：卡接部
51.143、243：弹性件
52.144：导轮叶片部
53.244：棘轮
54.250：油封件
具体实施方式
55.下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。
56.起动机包括控制继电器、连接控制继电器的直流电机以及由直流电机驱动的传动机构，传动机构包括本发明的起动机单向器，控制继电器得到整机控制信号后，控制继电器触点闭合，直流电机通电开始旋转。本发明的起动机单向器包括齿轮轴，齿轮轴用于连接驱动齿轮，直流电机转动并通过传动结构中的减速系传递至本发明的起动机单向器，驱动齿轮轴转动而带动发动机启动。本发明的起动机无需设置电磁开关以及齿轮打出机构，寿命长，体积小，工作效率高。
57.本发明的起动机单向器包括齿轮轴、滑座、对接座以及滚柱支架。对接座连接在齿轮轴上并与滑座相对设置，滑座和对接座之间形成一容置空间。滚柱支架套接在齿轮轴上并位于容置空间内，滚柱支架包括多个滚柱和容置滚柱的多个滚柱槽，滚柱沿齿轮轴的外圆环绕设置。其中，直流电机驱动滑座转动，滑座转动时带动滚柱压抵于齿轮轴的表面，齿轮轴跟随转动而启动发动机。
58.以下以不同实施例进行详细说明。
59.如图1至图9所示的本发明的第一实施例中，起动机1包括控制继电器11、直流电机12以及传动机构13，传动机构13包括起动机单向器100。
60.其中，起动机单向器100包括齿轮轴110、滑座120、对接座130以及滚柱支架140。对接座130连接在齿轮轴110上并与滑座120相对设置，滑座120和对接座130之间形成一容置空间。滚柱支架140套接在齿轮轴110上并位于滑座120和对接座130之间的容置空间内，滚柱支架140包括多个滚柱141和容置滚柱141的多个滚柱槽142，多个滚柱141沿齿轮轴130的外圆环绕设置。本实施例中，滚柱槽142与滚柱141一一对应设置，即每个滚柱槽142内设置一个滚柱141。在其它实施例中，一个滚柱槽142内可根据需要设置多个滚柱141。滚柱141的形状可选择为圆柱形、圆锥形、圆形等，滚柱141表面也可进行有助于增大摩擦力的处理。
61.如图4和图6所示，滑座120包括与滚柱141相对应设置的以于滑座120转动时带动滚柱141压抵至齿轮轴110的表面的滑座曲面121。滑座曲面121例如为一与中心线的距离逐渐增大的曲线形成的曲面，或者是说，滑座曲面121为一与齿轮轴110的轴线的距离逐渐增大的曲线形成的曲面。滑座曲面121为对应各滚柱141设置的多个，形成在滑座120的面向齿轮轴110的一环形表面上，形式可为多个逐渐加深的斜槽。
62.如图4以及图8所示，滚柱支架140的滚柱槽142具有供滚柱141滚动以压抵或离开齿轮轴110的滚柱滑动曲面142a。结合图4、图8以及图9，滚柱支架140还包括压抵滚柱141至滑座曲面121的弹性件143，弹性件143设置于滚柱槽142内，弹性件143例如呈k型。其中，滚柱槽142设置有卡接部142b，用于卡接弹性件143。
63.对接座130与驱动轴110可为分体件，对接座130连接在驱动轴110上。本实施例中，对接座130与驱动轴110设置为一体件。
64.滑座120还包括涡轮叶片部122，对接座130包括泵轮叶片部131，滑座120的涡轮叶片部122与对接座130的泵轮叶片部131相对。
65.滚柱支架140还包括导轮叶片部144，沿齿轮轴110的径向方向，对接座130的泵轮叶片部131位于滚柱支架140的导轮叶片部144的外侧。沿齿轮轴110的径向方向，滚轮141位于导轮叶片部144的内侧。
66.对接座130的泵轮叶片部131、滚柱支架140的导轮叶片部144、滑座120的涡轮叶片部122所围成的环形密封腔内封闭有液压油，本实施例通过液压传动实现滚柱141与齿轮轴110结合与分离。
67.在静止状态时，弹性件143推动滚柱141与滑座120的滑座曲面121的最大半径处接触，即滚柱141位于滑座曲面121的与齿轮轴110距离最远处的位置，滚柱141与齿轮轴110处于脱离状态，液压油约到泵轮叶片部131、导轮叶片部144、涡轮叶片部122围成的环形密封腔内的1/3位置。
68.在控制继电器11得到整机控制信号后，控制继电器11的触点闭合，直流电机12通电开始旋转，直流电机12转动通过传动结构13中的减速系传递至起动机单向器100的滑座120。
69.滑座120的涡轮叶片部122旋转将液压油沿滑座120的导流环123推向对接座130的泵轮叶片部131，液压油通过泵轮叶片部131又流向滚柱支架140的导轮叶片部144。流动的液压油作用于导轮叶片部144上，使滚柱支架140与滑座120反向转动，滑座120的滑座曲面141会将滚柱141沿滚柱槽142上的滚柱滑动曲面142a压向齿轮轴110，直至滚柱141与齿轮轴110互相直接接触卡死，直流电机12的动力传递至齿轮轴110，齿轮轴110上的驱动齿轮将动力传递给发动机飞轮齿圈。
70.当发动机飞轮齿圈达到点火转速后，发动机完成启动过程，这时发动机飞轮齿圈传递给齿轮轴110的转速远大于滑座120的转速，对接座130的泵轮叶片部131使液压油反向推动至滑座120的涡轮叶片部122，液压油在环形腔内反向流动，流动的液压油作用于滚柱支架140的导轮叶片部144的另一个面上，滚柱支架140的转速将超越滑座120的转速，滚柱支架140的滚柱槽142推动滚柱141沿滚柱滑动曲面142a使滚柱141沿脱离齿轮轴110到达滑座120的滑座曲面121的最大半径位置处。直流电机12将不再有动力输出，处于空转状态，控制继电器11断电后，直流电机12停止旋转，泵轮叶片部131输出的液压油通过导轮叶片部
144使滚柱槽142将滚柱141持续保持在滑座曲面121的最大半径位置处。发动机飞轮齿圈带动齿轮轴110持续运转，控制继电器11等待下一次通电信号。
71.本发明的起动机，不再需要将驱动齿轮打出，整体长度变短，并将前部设置为有鼻结构，增加对齿轮轴110的支撑，同时由于需要打出机构，起动机内部也更易实现密封。并，泵轮叶片部131与导轮叶片部144之间为液压连接的柔性连接，寿命高。
72.如图10至图15所示的本发明的第二实施例中，起动机2包括控制继电器21、直流电机22以及传动机构23，传动机构23包括起动机单向器200。
73.其中，起动机单向器200包括齿轮轴210、滑座220、对接座230以及滚柱支架240。滚柱支架140包括多个滚柱241、多个滚柱槽242以及多个弹性件143。滚柱槽142包括滚柱滑动曲面142a和卡接部142b。滑座220包括滑座曲面221。
74.对接座230与驱动轴210为分体件，对接座230连接在驱动轴210上。在其它实施例中，对接座230与驱动轴210可设置为一体件。
75.与第一实施例的通过液压传动装置实现滑座和滚柱与齿轮轴分离不同，本实施例通过单向棘轮结构实现这一功能。滚柱支架上设置有棘轮槽和弹簧槽，齿轮轴上设置有棘轮卡死机构，齿轮轴转动时，棘轮不卡死，滑座转动时，滚柱支架与齿轮轴卡死，滑座推动滚柱与齿轮轴支架卡死，传递力矩。
76.详细来说，滚柱支架240还包括棘轮244，齿轮轴110包括与滚柱支架240的棘轮244相对应设置的棘轮卡槽部211。
77.另还包括油封件250，油封件250设置于滑座220与对接座230形成的容置空间内，并位于滚柱支架240与对接座230之间。
78.在静止状态时，如图14所示，弹性件243推动滚柱241与滑座220的滑座曲面221最大半径处接触，滚柱241与齿轮轴210处于脱离状态。
79.在控制继电器21得到整机控制信号后，控制继电器21的触点闭合，直流电机22通电开始旋转，直流电机22转动通过传动结构23中的减速系传递至滑座220，如图15所示，滚柱支架240的棘轮244和齿轮轴210的棘轮卡槽部211由于单向棘轮结构作用处于相对锁死状态。结合图14，滑座220上的滑座曲面221会将滚柱241沿滚柱槽242上的滚柱滑动曲面242a压向的齿轮轴210，直至滚柱241与齿轮轴210互相直接接触卡死，直流电机22动力传递至齿轮轴210，进一步地，齿轮轴210上的驱动齿轮将动力传递给发动机飞轮齿圈。
80.当发动机飞轮齿圈达到点火转速后，发动机完成启动过程，这时发动机飞轮齿圈传递给齿轮轴210的转速远大于滑座220的转速，齿轮轴与210和滚柱支架240由于单向棘轮的作用处于相对分离状态，滚柱槽242推动滚柱241沿滚柱滑动曲面242a使滚柱241沿脱离齿轮轴210到达滑座曲面221的最大半径位置处。直流电机22将不再有动力输出，处于空转状态，控制继电器21断电后，直流电机22停止旋转，滑座220和滚柱支架240将处于静止状态。发动机飞轮齿圈带动齿轮轴110持续运转，控制继电器21等待下一次通电信号。
81.当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

技术特征：
1.一种起动机单向器，包括齿轮轴，所述齿轮轴用于连接驱动齿轮，其特征在于，还包括：滑座；对接座，连接在所述齿轮轴上并与所述滑座相对设置，所述滑座和所述对接座之间形成一容置空间；以及滚柱支架，套接在所述齿轮轴上并位于所述容置空间内，包括多个滚柱和容置所述滚柱的多个滚柱槽，所述滚柱沿所述齿轮轴的外圆环绕设置；其中，所述滑座转动时带动所述滚柱压抵于所述齿轮轴的表面。2.根据权利要求1所述的起动机单向器，其特征在于，所述滑座包括与所述滚柱相对应设置的以于所述滑座转动时带动所述滚柱压抵至所述齿轮轴的表面的滑座曲面。3.根据权利要求2所述的起动机单向器，其特征在于，所述滚柱槽具有供所述滚柱滑动以压抵或离开所述齿轮轴的表面时的滚柱滑动曲面。4.根据权利要求3所述的起动机单向器，其特征在于，所述滚柱支架还包括压抵所述滚柱至所述滑座曲面的弹性件，所述弹性件设置于滚柱槽内，并所述弹性件呈k型。5.根据权利要求1至4任一项所述的起动机单向器，其特征在于，所述滑座包括涡轮叶片部，所述对接座包括泵轮叶片部，所述涡轮叶片部与所述泵轮叶片部相对。6.根据权利要求5所述的起动机单向器，其特征在于，所述滚柱支架还包括导轮叶片部，沿所述齿轮轴的径向方向，所述泵轮叶片部位于所述导轮叶片部的外侧。7.根据权利要求6所述的起动机单向器，其特征在于，沿所述齿轮轴的径向方向，所述滚柱位于所述导轮叶片部的内侧。8.根据权利要求1至4任一项所述的起动机单向器，其特征在于，所述滚柱支架还包括棘轮，所述齿轮轴包括与所述棘轮相对应设置的棘轮卡槽部。9.根据权利要求8所述的起动机单向器，其特征在于，还包括油封件，所述油封件设置于所述容置空间内，并位于所述滚柱支架与所述对接座之间。10.一种起动机，包括控制继电器、连接所述控制继电器的直流电机以及由所述直流电机驱动的传动机构，其特征在于，所述传动机构包括如权利要求1至9任一项所述的起动机单向器，所述直流电机驱动所述滑座转动。

技术总结
本发明公开一种起动机单向器及包括该起动机单向器的起动机，起动机单向器包括用于连接驱动齿轮的齿轮轴，其还包括滑座、对接座以及滚柱支架，对接座连接在齿轮轴上并与滑座相对设置，滚柱支架套接在齿轮轴上并位于滑座和对接座之间形成的容置空间内，滚柱支架包括多个滚柱和容置滚柱的多个滚柱槽，滚柱沿齿轮轴的外圆环绕设置，其中，滑座转动时带动滚柱压抵于齿轮轴的表面。本发明的起动机包括控制继电器、直流电机以及传动机构，传动机构包括上述的起动机单向器，直流电机驱动滑座转动。本发明的起动机单向器兼具开关以及超越保护的功能，使用本发明的起动机单向器的起动机不易受热损坏，工作效率高，且无需设置打出机构，起动机体积更小。动机体积更小。动机体积更小。


技术研发人员：陈俊龙 程云峰 张卫 王彬
受保护的技术使用者：潍坊佩特来电器有限公司
技术研发日：2021.12.15
技术公布日：2023/6/16