CN103426692B - 车辆起动机及其电磁开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆起动机中的电磁开关，包括开关盖、接线柱、以及设置有接触桥的推杆。在所述接线柱的头部与所述开关盖的内侧面之间装配有弹性部件。在接线柱的杆部上设置有抵靠着开关盖的外侧面的紧固装置，所述紧固装置使得所述弹性部件同时地紧密接触着所述接线柱的头部与所述开关盖的内侧面。所给出的电磁开关能够在无需对电磁开关的结构进行较大改动的情况下，有效地缓冲和降低在接触桥与接线柱的头部进行接触时所产生的冲击，防止电磁开关的结构受到破坏，并且避免在接触桥和接线柱之间产生电弧和发生触点熔焊。本发明还涉及一种包括如前所述的电磁开关的车辆起动机。

Description

车辆起动机及其电磁开关

技术领域

本发明涉及一种在车辆起动机中所使用的电磁开关，以及涉及包括这种电磁开关的车辆起动机。

背景技术

起动机被用来起动车辆的发动机。起动机的作用是通过起动机将蓄电池储存的电能转变为机械能，带动机动车的发动机以足够高的转速运转，以使得发动机自动怠速运转。

起动机的控制机构，是用于控制起动机电路的通断、以及控制驱动齿轮的移出和退回。目前，广泛使用的起动机的控制机构是电磁操纵式控制机构（简称为“电磁开关”），其使用方便，工作可靠，并适合远距离操控。

图1示出一种现有技术中的起动机的电磁开关的结构示意图。如图1所示，该电磁开关主要包括：开关盖2；固定安装着的固定铁心4和电磁线圈6；固定安装着的两个接线柱10；可轴向移动地安装在固定铁心4中的推杆12；通过安装座28夹持在推杆12后端的接触盘14；可轴向移动的活动铁心16；固定在活动铁心16上的推杆18；固定在推杆12前部并且在固定铁心4中的导向通孔中滑动的套筒20；以及分别用于实现接触盘14、活动铁心16和推杆12复位的压缩弹簧22、24、26。

在通过点火开关来起动车辆时，电磁线圈6被供电，以在活动铁心16中产生电磁力，从而活动铁心16带着推杆18朝向固定铁心4（向后）移动，推杆18的前端通过拨叉（未示出）拉动传动机构，以使其驱动齿轮朝向发动机飞轮上的齿圈的方向（向前）移动。之后，推杆18将推杆12向后移动，以使接触盘14接触到两个接线柱10而将二者电连接。这样，通过这两个接线柱10使得电动机的主电路接通，以使电动机旋转。在与两个接线柱10实现接触后，接触盘14即被阻止而不能继续向后移动，而推杆12继续向后移动，直至活动铁心16推抵于固定铁心4。在活动铁心16向后移动的过程中，驱动齿轮与发动机飞轮上的齿圈发生啮合，由此将电动机的旋转运动传递到发动机飞轮，以起动发动机。

在发动机起动之后，松开点火开关，电磁线圈6在活动铁心16中产生的电磁力消失。活动铁心16在弹簧24的复位力的作用下向前移动，从而通过拨叉将驱动齿轮拉离发动机飞轮上的齿圈。同时，推杆12在弹簧26的复位力的作用下向前移动。在推杆12向前移动了一小段距离后，其将接触盘14拉离两个接线柱10，由此断开电动机的主电路，从而使起动机停止运转。

图2示出了图1所述的电磁开关的局部结构示意图。如图2所示，电磁开关的接线柱10贯穿开关盖2。接线柱10包括头部10a和杆部10b。在安装状态下，接线柱10的头部10a抵顶着形成于开关盖2的内侧壁上的台阶部；接线柱10的杆部10b贯穿开关盖2的内壁，并延伸到开关盖2的外侧。在接线柱10的杆部10b上设置有螺母30。螺母30在杆部10b上被拧紧后，能够将接线柱10和开关盖2固定在一起，从而形成一体的结构。如上所述，在通过点火开关起动车辆时，推杆18将推动推杆12向后移动，使接触盘14碰撞和接触接线柱1 0的端面，以使二者相电连接，进而使得电动机的主电路接通。接线柱10与开关盖2被螺母30固定在一起，形成了一体的刚性结构。因此，在接触盘14以一定的速度碰撞接线柱10时，会产生很大的撞击力。这种撞击力的存在不仅会产生很大的噪音，而且可能对电磁开关造成结构上的破坏。

图3示出了美国专利US5,894,256A中所示的电磁开关的结构。其中，图3所示的的开关部分3包括轴杆12、固定到轴杆12上的活动触头13、以及可与活动触头13相接触的固定触头14。固定触头14固定到开关盖4上，且包括弹性变型部分18。弹性变型部分18被布置成平行于活动触头13所在的平面。在活动触头13和固定触头14相接触时，弹性变型部分18用于减少因活动触头13和固定触头14所引起的碰撞力。在图3所示的电磁开关的结构中，弹性变型部分1 8被形成为悬臂梁的结构，并且利用弹性变型部分1 8的弹性变型来减少活动触头13和固定触头14接触时所引起的碰撞力。如图3所示，在开关盖4和弹性变型部分1 8之间设置的空间A，需要大于弹性变型部分1 8的预计变型量。因此，在图3所示的电磁开关中，需要在弹性变型部分18的上侧预留出供弹性变型部分1 8变型的空间A，因此导致电磁开关的体积增大，结构复杂。

因此，非常希望能够解决现有技术中存在的上述技术问题。

发明内容

本发明的一个方面是为了提供一种用于车辆起动机中的电磁开关，其能够在无需对电磁开关的结构进行较大改动的情况下，能够有效地缓冲和降低在接触桥与接线柱的头部进行接触时所产生的冲击，防止电磁开关的结构受到破坏，并且避免在接触桥和接线柱之间产生电弧和发生触点熔焊。

为此，本发明提出了一种用于车辆起动机中的电磁开关，包括：

开关盖，其具有内侧面、外侧面和贯穿开关盖的通孔；

接线柱，其具有头部和杆部，其中所述头部的径向尺寸大于所述通孔的径向尺寸，所述杆部贯穿并延伸出所述开关盖的通孔；

推杆，其可在电磁开关中轴向移动，所述推杆设置有接触桥，并且在电磁开关通电后朝向所述接线柱的头部移动，以便所述接触桥接触着所述接线柱的头部；

在所述接线柱的头部与所述开关盖的内侧面之间装配有弹性部件；并且

在接线柱的杆部上设置有抵靠着开关盖的外侧面的紧固装置，所述紧固装置使得所述弹性部件同时地紧密接触着所述接线柱的头部与所述开关盖的内侧面。

在根据本发明的一个优选实施例的电磁开关中，所述接线柱的杆部包括邻接于所述头部的第一杆部和与所述头部分隔开的第二杆部，所述第一杆部的径向尺寸大于所述第二杆部的径向尺寸，并且在所述第一杆部和所述第二杆部之间的邻接位置处形成有台阶面，所述紧固装置被固定在接线柱的第二杆部上且抵靠着所述台阶面；并且

第一杆部的长度是与所述弹性部件沿接线柱长度方向的尺寸和所述开关盖的内侧面与外侧面之间的厚度之和相适配。

优选的，所述紧固装置包括彼此抵靠着的弹性垫圈和紧固螺母，其中弹性垫圈直接抵靠着开关盖的外侧面，紧固螺母通过螺纹连接到接线柱的第二杆部上。

优选的，所述弹性部件是弹性体。

优选的，所述弹性部件包括弹性垫圈。

优选的，所述弹性垫圈是蝶形垫圈的型式。

优选的，所述弹性部件包括螺旋弹簧。

优选的，所述弹性部件是中心开口的，且套设在所述接线柱的杆部的周围。

最后，本发明还涉及一种车辆起动机，包括：电动机；与电动机的输出轴相连的传动机构；以及如前所述的电磁开关，其控制所述电动机和传动机构的操作。

作为本发明的有益技术效果，根据本发明的电磁开关以及包括这种电磁开关的车辆起动机，能够有效地缓冲和降低在接触桥与接线柱的头部进行接触时所产生的冲击和震动。此外，与此相对应，根据本发明的电磁开关以及包括这种电磁开关的车辆起动机能够消除在接触桥与接线柱的头部相接触时产生的噪音，避免在接触桥和接线柱之间产生电弧和发生触点熔焊，进而防止电磁开关的结构受到破坏。

附图说明

在附图中：

图1是一种现有技术中的起动机电磁开关的结构示意图。

图2是图1所示的电磁开关的局部放大图。

图3示出了另一种现有电磁开关的结构示意图。

图4示出了根据本发明一个实施例的电磁开关的示意图。

图5是图4的局部放大图。

图6示出了根据本发明一个实施例的接线柱的形状。

图7是一个示意图，示意性地示出接线柱在弹性部件受到压缩之后相对于开关盖的相对位置。

具体实施方式

在下文中，将参考附图4-7来更加详细地描述本发明的实施例。图4示出了根据本发明一个实施例的电磁开关的示意图。图5是图4的局部放大图。图6示出了根据本发明一个实施例的接线柱的形状。图7是一个示意图，示意性示出接线柱在弹性部件受到压缩之后相对于开关盖的位置关系。在各个附图中，相同的附图标记用来表示相同或相似的部件。

如图4、5所示，根据本发明一个实施例的电磁开关包括：开关盖1；在电磁开关中可进行轴向移动的推杆2；固定在推杆2的右端部处的接触桥3；安装到开关盖1上的接线柱4。可选的，接触桥3也可以采用接触盘的形式。此外，除非另有说明，所述电磁开关的其他部件、连接关系和结构与图1、2所示的内容相同或相似。

如图4、5、6所示，接线柱4从左侧到右侧依次包括头部4a和杆部。可选的，接线柱4的杆部可依次包括第一杆部4b和第二杆部4c。头部4a例如是四角螺栓头或六角螺栓头。头部4a具有左侧端面4a1和右侧端面4a2，其中头部4a的左侧端面4a1用于在起动发动机的过程中与接触桥3相接触，并承受着接触桥3的碰撞载荷。接线柱4的头部4a的径向尺寸大于第一杆部4b和第二杆部4c的径向尺寸。可选的，第一杆部4b的径向尺寸大于第二杆部4c的径向尺寸。相应地，在第一杆部4b和第二杆部4c的连接部分处形成有台阶面4b2。第一杆部4b的直径例如是10 mm，第二杆部4c的直径例如是8 mm。在第二杆部4c的外周上设置有螺纹4c1，其规格为M8。

如图5所示，开关盖1具有位于其左侧的内侧面1a和位于其右侧的外侧面1b。在开关盖1的预定位置处开设有贯穿的通孔5。通孔5的径向尺寸小于头部4a的径向尺寸，但是略微大于第一杆部4b和第二杆部4c的径向尺寸。在第一杆部4b的直径例如是10 mm的情况下，通孔5的径向尺寸例如是11 mm。这样，在组装电磁开关时，接线柱4的第一杆部4b、第二杆部4c能够贯穿并延伸出通孔5，而接线柱4的头部4a不能够贯穿通孔5。

根据本发明的一个方面，电磁开关的推杆2可在电磁开关中轴向移动。推杆2设置有接触桥3。优选的，推杆2的面向接线柱4的端部处固定连接有接触桥3，并且在电磁开关通电后朝向接线柱4的头部4a移动，以便接触桥3接触着接线柱4的头部4a。

在电磁开关的装配状态下，在接线柱4的头部4a与开关盖1的内侧面1a之间装配有弹性部件6。优选的，弹性部件6是中心开口的，且套设在接线柱4的第一杆部4b的周围。

在接线柱4的杆部上设置有抵靠着开关盖1的外侧面1b的紧固装置。如图5所示，在接线柱4的杆部（对应于图5中的第二杆部4c）上套设有弹性垫圈7。弹性垫圈7用于防止被拧紧在接线柱4的杆部上的紧固螺母8发生松动。在弹性垫圈7的右侧，紧固螺母8通过螺纹结构被连接到接线柱4的第二杆部4c上。弹性垫圈7具有用于抵靠着开关盖1的外侧面1b的左侧部7a和用于接触着紧固螺母8端面的右侧部7b。弹性垫圈7和紧固螺母8彼此相抵靠，两者一起形成了紧固装置。

在组装电磁开关的接线柱4时，首先在接线柱4的第一杆部4b的外周套设弹性部件6。然后，使套设有弹性部件6的接线柱4的第一杆部4b（连同第二杆部4c一起）从开关盖1的内侧面1a贯通穿过开关盖1的通孔5，以使得接线柱4的第二杆部4c突伸到开关盖1的外侧。这样，弹性部件6就布置在头部4a的右侧端面4a2与开关盖1的内侧面1a之间。在弹性部件6未受到变型压缩的状态下，接线柱4的第二杆部4c的一部分缩入到通孔5的内部。此时，弹性部件6沿接线柱4轴向的厚度与开关盖1的内侧面1a和外侧面1b之间的壁厚之和，大于接线柱4的第一杆部4b的轴向长度。

作为一个优选的实施例，弹性部件6可以是弹性体。可选的，弹性部件6可以形成为弹性垫圈的形式。进一步优选的，弹性部件6可以是由橡胶材料制成的弹性垫圈，或者由钢材料制成的蝶形垫圈。

弹性部件6也可以采用弹簧的形式，例如由钢材料制成的螺旋弹簧。

在从开关盖1的通孔5中突伸出来的接线柱4的杆部（在图5中对应于第二杆部4c）的外周上安装有由弹性垫圈7和紧固螺母8组成的紧固装置。在装配状态下，紧固装置被设置在接线柱4的杆部上，并且抵靠着开关盖1的外侧面1b。紧固装置使得弹性部件6同时地紧密接触着接线柱4的头部4a与开关盖1的内侧面1a。

根据本发明的一个方面，在接线柱4的杆部包括邻接于头部4a的第一杆部4b和与头部4a分隔开的第二杆部4c、并且第一杆部4b的径向尺寸大于第二杆部4c的径向尺寸的情况下。此时，紧固装置被固定在接线柱4的第二杆部4c上，且抵靠着形成于第一杆部4b和第二杆部4c之间的邻接位置处的台阶面4b2。

优选的，紧固螺母8的内径小于第一杆部4b的径向尺寸，但是对应于第二杆部4c的径向尺寸。在第二杆部4c上的螺纹的规格是M8的情况下，紧固螺母8的螺纹孔的规格也是M8。

在使用扳手等工具拧紧紧固螺母8的过程中，紧固螺母8沿着接线柱4的轴向朝向图5的左侧移动。在连同紧固螺母8一起移动的弹性垫圈7接触到开关盖1的外侧面1b之前，位于头部4a的右侧端面4a2与开关盖1的内侧面1a之间的弹性部件6处于未被挤压的未变型状态。例如，弹性部件6在未变型状态下的原始厚度例如是2 mm。

随着在第二杆部4c的外周上进一步地拧紧紧固螺母8，弹性垫圈7和紧固螺母8组成的紧固装置作用于接线柱4的杆部，进而作用于接线柱4的头部4a，以使得装配在接线柱4的头部4a的右侧端面4a2与开关盖1的内侧面1a之间的弹性部件6处于预压缩状态。在上述拧紧紧固螺母8的过程中，弹性部件6会产生反作用力作用于接线柱4，进而使得进一步拧紧紧固螺母8所需的拧紧力增加。

根据优选的实施例，可以使用扭矩扳手在接线柱4的杆部上旋拧紧固螺母8。当弹性部件6被预压缩到一定程度时，即使进一步旋转该扭矩扳手，也无法再使得紧固螺母8相对于接线柱4的杆部发生移动以及无法使得弹性部件6进一步被挤压。此时，扭矩扳手将发生“打滑”现象，进而避免使弹性部件6受到过量的挤压。

根据本发明的一个方面，接线柱4的杆部包括第一杆部4b和第二杆部4c、且第一杆部4b的径向尺寸大于第二杆部4c的径向尺寸；此时，随着在第二杆部4c的外周上继续拧紧紧固螺母8，弹性垫圈7的左侧部7a将最终抵靠着接线柱4的台阶面4b2。由于台阶面4b2的阻挡作用，紧固螺母8将无法被驱动以在接线柱4的第二杆部4c上进一步朝向左侧移动。此时，弹性垫圈7的左侧部7a还同时地抵靠着开关盖1的外侧面1b。弹性部件6在头部4a的右侧端面4a2与开关盖1的内侧面1a之间处于最终的预压缩状态，并且完成了接线柱4的装配过程。例如在装配状态下，弹性部件6的厚度从2 mm变为1.5 mm。

如图5所示，在接线柱4的装配状态下，紧固装置抵靠着所述台阶面4b2。此时，第一杆部4b的长度是与所述弹性部件6沿接线柱4长度方向的尺寸和所述开关盖1的内侧面1a与外侧面1b之间的厚度之和相适配。由于台阶面4b2的存在，在弹性垫圈7抵靠着接线柱4的台阶面4b2之后，紧固装置将无法相对于接线柱4的头部4a进一步轴向移动。这样，不仅省去了使用扭矩扳手，而且还可准确地控制弹性部件6在装配状态下的预变型量。

可选的，在将接线柱4装配到开关盖1的状态下，弹性部件6可仅仅紧密接触着接线柱4的头部4a与开关盖1的内侧面1a，但是未受到任何的挤压作用。在这种情况下，紧固装置使得弹性部件6同时地紧密接触着接线柱4的头部4a与开关盖1的内侧面1a，而弹性部件6没有发生预压缩变型。在完成装配的电磁开关中，接线柱4（或优选的是接线柱4的第二杆部4c）和紧固装置（例如包括弹性垫圈7以及紧固螺母8）形成了一体的刚性固定结构。在弹性部件6受到头部4a的右侧端面4a2与开关盖1的内侧面1a的挤压的情况下，弹性部件6处于预压缩状态。但是，如果弹性部件6受到更大的挤压力作用的话，则弹性部件6还能够进一步被压缩。例如，在接触桥3接触接线柱4的头部4a时会对接线柱4产生撞击作用，则弹性部件6会被进一步挤压，同时接线柱4、弹性垫圈7及紧固螺母8一体地沿接线柱4的轴向向右侧移动，弹性垫圈7的左侧部7a将脱离开开关盖1的外侧面1b。

具体而言，在通过点火开关起动车辆时，推杆2朝向图5的右侧移动，使得固定在推杆2的端部上的接触桥3碰撞和接触到接线柱4的头部4a的左侧端面4a1，进而使得电动机的主电路接通。在接线柱4的左侧端面4a1受到接触桥3的碰撞力后，位于接线柱4的头部4a的右侧端面4a2和开关盖1的内侧面1a之间的弹性部件6受到进一步的挤压，此时弹性部件6的厚度例如从1.5 mm被挤压成1.2 mm。

与此相对应，接线柱4连同与之相固定的紧固装置会相对于开关盖1发生位移，弹性垫圈7的左侧部7a与开关盖1的外侧面1b之间产生一个间隙9，如图7示意性所示。所述间隙的尺寸是对应于弹性部件6被进一步压缩的尺寸。例如在弹性部件6的厚度例如从1.5 mm被压缩成1.2 mm的情况下，所述间隙的尺寸是0.3 mm。

如上所述，接线柱4不再与开关盖1形成一体的刚性结构。弹性部件6充当了缓冲结构。在接线柱4的头部4a受到接触桥3的碰撞作用之后，弹性部件6会发生挤压变型，并且接线柱4会连同固定连接的紧固装置（即弹性垫圈7和紧固螺母8）一起朝向右侧移动，进而避免了接触桥3在接触到接线柱4的头部4a之后发生反弹。相应地，也不会在接触桥3和接线柱4之间产生电弧，进而避免触点熔焊的发生。

同时，本发明实施例的电磁开关还能够有效地缓冲和降低在接触桥3与接线柱4的头部4a接触时所产生的冲击和震动。与此相对应，本发明实施例的电磁开关能够消除在接触桥3与接线柱4的头部4a相接触时产生的噪音，进而防止电磁开关的结构受到破坏。

最后，本发明还公开了一种车辆起动机，包括：电动机；与电动机的输出轴相连的传动机构；以及如前所述的电磁开关，其控制所述电动机和传动机构的操作。

尽管说明书详细描述了本发明的特定实施方式，但是它们仅仅是为解释的目的而示例性给出的，不应当理解为对本发明保护范围构成限定。在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明可以进行各种替换、变型和修改，而这些替换、变型和修改都在的权利要求书的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于车辆起动机中的电磁开关，包括：

开关盖(1)，其具有内侧面(1a)、外侧面(1b)和贯穿开关盖(1)的通孔(5)；

接线柱(4)，其具有头部(4a)和杆部，其中所述头部(4a)的径向尺寸大于所述通孔(5)的径向尺寸，所述杆部贯穿并延伸出所述开关盖(1)的通孔(5)；

推杆(2)，其可在电磁开关中轴向移动，所述推杆(2)设置有接触桥(3)，并且在电磁开关通电后朝向所述接线柱(4)的头部(4a)移动，以便所述接触桥(3)接触着所述接线柱(4)的头部(4a)；

在所述接线柱(4)的头部(4a)与所述开关盖(1)的内侧面(1a)之间装配有弹性部件(6)，其中在所述接线柱(4)的头部(4a)受到接触桥(3)的碰撞时，所述弹性部件(6)会发生挤压变型，并且所述接线柱(4)会连同紧固装置一起移动；并且

在接线柱(4)的杆部上设置有抵靠着开关盖(1)的外侧面(1b)的紧固装置，所述紧固装置使得所述弹性部件(6)同时地紧密接触着所述接线柱(4)的头部(4a)与所述开关盖(1)的内侧面(1a)。

2.如权利要求1所述的电磁开关，其中：

所述接线柱(4)的杆部包括邻接于所述头部(4a)的第一杆部(4b)和与所述头部(4a)分隔开的第二杆部(4c)，所述第一杆部(4b)的径向尺寸大于所述第二杆部(4c)的径向尺寸，并且在所述第一杆部(4b)和所述第二杆部(4c)之间的邻接位置处形成有台阶面(4b2)，所述紧固装置被固定在接线柱(4)的第二杆部(4c)上且抵靠着所述台阶面(4b2)；并且

第一杆部(4b)的长度是与所述弹性部件(6)沿接线柱(4)长度方向的尺寸和所述开关盖(1)的内侧面(1a)与外侧面(1b)之间的厚度之和相适配。

3.如权利要求2所述的电磁开关，其中：所述紧固装置包括彼此抵靠着的弹性垫圈(7)和紧固螺母(8)，其中所述弹性垫圈(7)直接抵靠着开关盖(1)的外侧面(1b)，所述紧固螺母(8)通过螺纹连接到第二杆部(4c)上。

4.如权利要求1-3中任一所述的电磁开关，其中：所述弹性部件(6)是弹性体。

5.如权利要求1-3中任一所述的电磁开关，其中：所述弹性部件(6)包括弹性垫圈。

6.如权利要求1-3中任一所述的电磁开关，其中：所述弹性部件(6)是由钢材料制成的蝶形垫圈。

7.如权利要求1-3中任一所述的电磁开关，其中：所述弹性部件(6)包括螺旋弹簧。

8.如权利要求1-3中任一所述的电磁开关，其中：所述弹性部件(6)是中心开口的，且套设在所述接线柱(4)的杆部的周围。

9.一种车辆起动机，包括：

电动机；

与电动机的输出轴相连的传动机构；以及

如权利要求1至8中任一项所述的电磁开关，其控制所述电动机和传动机构的操作。