專利名稱：起動電動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機起動用的起動電動機。特別是本發(fā)明的第一實施方式涉及一種起動電動機中的支架(yoke)的結(jié)構(gòu)及其制造方法。此外，本發(fā)明的第二實施方式涉及一種起動電動機中的磁鐵和電刷之間的定位結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明的第三實施方式涉及一種起動電動機的后軸承架內(nèi)的電刷支架的固定結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
迄今為止，作為發(fā)動機起動機，廣泛使用圖9所示的電動機。圖9的電動機101是自動兩輪車用的起動電動機，它是在定子102內(nèi)配置可自由旋轉(zhuǎn)的電樞103的永磁鐵界磁的直流電動機。在定子102的兩端，安裝有前軸承架104和后軸承架105。定子102和前軸承架104、后軸承架105通過固定螺栓106連接緊固。
定子102由筒狀的支架(yoke)107以及固定在支架107內(nèi)周面上的多個界磁用磁鐵108構(gòu)成。電樞103由旋轉(zhuǎn)軸109、固定在旋轉(zhuǎn)軸109上的電樞鐵心111以及換向器112構(gòu)成。在電樞鐵心111上纏繞安裝有線圈113。旋轉(zhuǎn)軸109通過安裝在兩個軸承架104、105上的軸承114、115而自由旋轉(zhuǎn)地被支持。
支架107和兩個軸承架104、105之間被鎖扣接合。圖10是表示支架107的構(gòu)成以及支架107與兩個軸承架104、105的接合部的結(jié)構(gòu)的半剖側(cè)視圖。支架107是通過將鐵管材料切割為規(guī)定長度而形成的，在其兩端部分別設(shè)有鎖扣部118、119。鎖扣部118、119是通過對管材表面進行切削加工而形成的，它形成比鐵管外徑部分小的直徑。與此相對，在兩個軸承架104、105的端部擴徑形成有接合部121、122。鎖扣部118與接合部121、鎖扣部119與接合部122彼此嵌合，使得支架107和兩個軸承架104、105接合在一起。
在后軸承架105內(nèi)收容有電刷支架116。如圖9所示，電刷支架116被夾在支架107和后軸承架105之間而固定。圖11是表示電刷支架116的構(gòu)成的斜視圖。電刷支架116設(shè)有由金屬板構(gòu)成的電刷支架撐板123和收容電刷117的支架部124。在一個支架部124的下面和電刷支架撐板123之間，夾設(shè)有合成樹脂制的絕緣板125。電刷117在被彈簧擠壓的狀態(tài)下被收容在支架部124中，并與換向器112滑動接觸。
在電刷支架116上形成有定位用的爪部126。與此相對，在支架107一側(cè)形成有缺口127。在使爪部126與缺口127嚙合的狀態(tài)下，電刷支架116被夾在支架107和后軸承架105之間。由此，支架107與電刷支架116的位置關(guān)系被限定，從而固定在支架107內(nèi)的磁鐵108和安裝在電刷支架116上的電刷117之間被定位。
圖12是表示在圖9中從下方看電動機101的后軸承架105的狀態(tài)的說明圖。在后軸承架105的端面上，設(shè)有用于將電動機101固定在車體上的安裝撐板128。安裝撐板128在靠近后軸承架105端面中央的圖9中的稍下方，與后軸承架105一體地形成。在安裝撐板128的前端部，形成有安裝螺栓插入用的螺栓孔129。
作為與現(xiàn)有的電動機相關(guān)的文獻，例如以下文獻是公知的。
專利文獻1特開平5-137305號公報專利文獻2特開2000-87829號公報專利文獻3特開2000-92791號公報專利文獻4特開2001-238411號公報專利文獻5特開2002-233096號公報專利文獻6實開昭58-75456號公報發(fā)明內(nèi)容(本發(fā)明的第一實施方式要解決的問題)其中，當發(fā)動機起動時，從前軸承架104向支架107施力，使其開口部變形。在發(fā)動機起動時，當電動機101驅(qū)動曲柄軸時，較大的載荷從發(fā)動機一側(cè)加載在旋轉(zhuǎn)軸109上。旋轉(zhuǎn)軸109由于該載荷而彎曲或振動，所以較大的力在徑向上通過支持缺口的前軸承架104而加載在鎖扣部118上。但是從圖10中可以看出，鎖扣部118形成得比其他部位的壁薄，所以該力可能會使鎖扣部118變形。如果鎖扣部118變形，則在前軸承架104和支架107之間產(chǎn)生間隙，從而存在電樞103與磁鐵108可能會干涉的問題。
另一方面，如上所述，由于支架107是通過切割市售的管材而形成的，所以存在電動機101的外徑受市售的管材直徑的限制的問題。一般，鋼管外徑的尺寸通過JIS等標準階段性的被設(shè)定，而不一定能采用電動機的最佳外徑。因此，有時不得不設(shè)定與最佳外徑相近的稍大的外徑，從而存在與電動機的小型輕量化相悖，并且材料費和搬運費等成本提高的問題。
(本發(fā)明第二實施方式要解決的問題)此外，根據(jù)車種的不同，起動電動機在車體上的安裝位置也不同，從而將電動機固定在車體上的安裝撐板的安裝角度和位置也移動。安裝撐板一般在后軸承架上形成，如圖12所示，除了設(shè)在端面上，有時也設(shè)在后軸承架外周面上。在后者的情況下，如果安裝撐板的位置偏離軸方向，則后軸承架可能也要隨之變得更長。另一方面，電刷支架116的位置由它與換向器112的關(guān)系而確定。因此，如果保持電刷支架位置而使后軸承架105變長，則電刷支架的安裝位置也相應(yīng)被設(shè)定在軸承架的里側(cè)。
但是，如果電刷支架116如上所述被配置在后軸承架的里側(cè)，則磁鐵·電刷間的定位用的爪部也需要相應(yīng)地變長。即，需要將爪部從后軸承架的里側(cè)延伸到支架107端部的缺口127。從精度和強度方面考慮，這樣長的爪部不是優(yōu)選的，另外，還存在為了形成爪部而使電刷支架形狀復雜化以及需要更多材料的問題。此外，在不使用電刷支架的電動機中，不能采用該方式，而要研究代替它的定位方式。
另一方面，在端子設(shè)置時，在使絕緣體131抵接在后軸承架105內(nèi)周面上的同時進行緊固螺母的作業(yè)。但是，現(xiàn)有的絕緣體131如圖9所示，形成為能收容端子頭部程度的正四角形。因此，絕緣體131和后軸承架105之間的接觸面積小，從而在緊固螺母時存在絕緣體131可能會破裂的問題。
(本發(fā)明第三實施方式要解決的問題)此外，當電刷支架的安裝位置位于后軸承架105里側(cè)時，在現(xiàn)有的起動電動機中，如圖9所示，由于將電刷支架116夾在后軸承架105和支架107之間的鎖扣接合部，所以鎖扣接合部也不得不相應(yīng)地變長。但是，由于鎖扣接合部的壁薄，所以支架107和后軸承架105部分的強度下降。因此，當鎖扣接合部變長變深時，強度小的部分的變得更多，需要增大該部分的板厚，從而產(chǎn)生了妨礙小型輕量化和成本降低的問題。
此外，由于電刷支架116僅由鎖扣接合部的臺階夾持，所以在發(fā)動機起動時，后軸承架105承受徑向的力，從而擔心電刷支架116產(chǎn)生彎曲。因此，被鎖扣接合部夾持的電刷支架116會發(fā)生變形，從而存在可能會降低電刷117和換向器112的滑動性能的問題。
另一方面，如特開2000-92791號公報和特開2001-238411號公報所述，還存在采用將電刷支架固定在鋁壓鑄法制的后軸承架的底部的方式的起動電動機。在該電動機中，難以產(chǎn)生與上述的電刷支架安裝位置移動相關(guān)的問題。但是，在這樣的電動機中，對于發(fā)動機起動時來自于發(fā)動機一側(cè)的載荷，在安裝撐板和軸承保持部上容易產(chǎn)生強度不足的問題，現(xiàn)在正在研究解決辦法。
在起動電動機中，在發(fā)動機起動時，當電動機101驅(qū)動曲柄軸時，較大的載荷從發(fā)動機一側(cè)被加載在旋轉(zhuǎn)軸109上。旋轉(zhuǎn)軸109由于該載荷而彎曲或振動，所以較大的力在徑向上也加載在支持旋轉(zhuǎn)軸109的后軸承架105上。因此，對于將后軸承架105固定在車體側(cè)的安裝撐板，容易產(chǎn)生強度不足的問題。特別是如圖12所示，在安裝撐板128設(shè)在后軸承架105端面的軸承附近的情況下，該力集中在后軸承架105的端面上，從而產(chǎn)生不能充分確保前支承部基部的強度的問題。此外，在后軸承架105的端面上，安裝有發(fā)動機起動時的載荷從旋轉(zhuǎn)軸109直接加載在其上的軸承115，所以要求后軸承架105也要確保該軸承115的保持強度。
本發(fā)明的目的是改善現(xiàn)有的發(fā)動機起動用的起動電動機的問題。特別是，本發(fā)明的第一實施方式的目的在于加強支架端面開口部的強度，在不使用管材的情況下，以所要求的外徑形成支架。
此外，本發(fā)明第二實施方式的目的在于，提供一種簡單且高強度的結(jié)構(gòu)、并且適用于不使用電刷支架的電動機101的磁鐵和電刷之間的定位結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明第三實施方式的目的在于，加強后軸承架的底部的強度，提高安裝撐板基部和軸承保持部的強度，同時提高電刷支架的穩(wěn)定保持性能和散熱性能。
(本發(fā)明的第一實施方式)本發(fā)明的起動電動機，設(shè)有定子，設(shè)有兩端開口的圓筒形支架；電樞，設(shè)有自由旋轉(zhuǎn)地配置在上述定子內(nèi)的、與發(fā)動機的曲柄軸連接的旋轉(zhuǎn)軸；前軸承架，安裝在上述支架的一端側(cè)；以及后軸承架，安裝在上述支架的另一端側(cè)，其特征在于，具有鎖扣部，在上述支架的上述前軸承架側(cè)開口端部形成，并與在上述前軸承架端部形成的接合部嵌合；以及內(nèi)凸緣部，在上述鎖扣部的前端部內(nèi)周面上形成，并向中心方向延伸。
在本發(fā)明的起動電動機中，由于鎖扣部的前端被內(nèi)凸緣部加強，所以提高了鎖扣部的強度。因此，即使由于發(fā)動機一側(cè)的載荷而從后軸承架向鎖扣部施加徑向的力，也能對抗該力。因此，即使是兩端開口的支架，也能防止其開口部的變形，從而防止電樞與磁鐵的干涉。
此外，本發(fā)明的另一個起動電動機，設(shè)有定子，設(shè)有兩端開口的圓筒形支架；電樞，設(shè)有自由旋轉(zhuǎn)地配置在上述定子內(nèi)的、與發(fā)動機的曲柄軸連接的旋轉(zhuǎn)軸；前軸承架，安裝在上述支架的一端側(cè)；以及后軸承架，安裝在上述支架的另一端側(cè)，其特征在于，具有鎖扣部，在上述支架的上述前軸承架側(cè)開口端部形成，并與在上述前軸承架端部形成的接合部嵌合，上述鎖扣部還具有主體部，靠近上述支架的中央而形成；以及厚壁部，在上述主體部的前端側(cè)形成并且朝向中心方向，其板厚比上述主體部的大。
在本發(fā)明的起動電動機中，由于鎖扣部的前端被厚壁部加強，所以提高了鎖扣部的強度。因此，即使由于發(fā)動機一側(cè)的載荷而從后軸承架向鎖扣部施加徑向的力，也能對抗該力。因此，即使是兩端開口的支架，也能防止其開口部的變形，從而防止電樞與磁鐵的干涉。
此外，本發(fā)明的另一個起動電動機，設(shè)有定子，設(shè)有兩端開口的圓筒形支架；電樞，設(shè)有自由旋轉(zhuǎn)地配置在上述定子內(nèi)的、與發(fā)動機的曲柄軸連接的旋轉(zhuǎn)軸；前軸承架，安裝在上述支架的一端側(cè)；以及后軸承架，安裝在上述支架的另一端側(cè)，其特征在于，具有鎖扣部，在上述支架的上述前軸承架側(cè)開口端部形成，并與在上述前軸承架端部形成的接合部嵌合，上述鎖扣部還具有主體部，靠近上述支架的中央而形成；以及相向部，在上述主體部的前端側(cè)形成，并且與上述前軸承架相向的面積向中心方向變大。
在本發(fā)明的起動電動機中，由于鎖扣部的前端被相向部加強，所以提高了鎖扣部的強度。因此，即使由于發(fā)動機一側(cè)的載荷而從后軸承架向鎖扣部施加徑向的力，也能對抗該力。因此，即使是兩端開口的支架，也能防止其開口部的變形，從而防止電樞與磁鐵的干涉。
在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明的另一個起動電動機，設(shè)有定子，設(shè)有兩端開口的圓筒形支架；電樞，設(shè)有自由旋轉(zhuǎn)地配置在上述定子內(nèi)的、與發(fā)動機的曲柄軸連接的旋轉(zhuǎn)軸；前軸承架，安裝在上述支架的一端側(cè)；以及后軸承架，安裝在上述支架的另一端側(cè)，其特征在于，具有鎖扣部，在上述支架的上述前軸承架側(cè)開口端部以與上述支架的其他部位相同的壁厚形成，并與在上述前軸承架端部形成的接合部嵌合。
在本發(fā)明的起動電動機中，由于鎖扣部整體以相同的板厚形成，所以與薄壁的鎖扣部相比，提高了強度。因此，即使由于發(fā)動機一側(cè)的載荷而從后軸承架向鎖扣部施加徑向的力，也能對抗該力。因此，即使是兩端開口的支架，也能防止其開口部的變形，從而防止電樞與磁鐵的干涉。
另一方面，在上述起動電動機中，可以通過深沖壓加工而形成上述支架，由此，不象現(xiàn)有的支架那樣受到已有的管材尺寸的限制，從而能任意地形成所要求的外徑。因此，能自由地選擇最佳直徑的支架，從而能實現(xiàn)電動機的小型輕量化，降低材料費等成本。此外，通過深沖壓加工而形成支架，由此能容易地形成上述內(nèi)凸緣部和厚壁部、相向部、鎖扣部。因此，不必另外形成加強部，就能在形成支架的同時形成內(nèi)凸緣部等，從而實現(xiàn)了成本的降低。
(本發(fā)明的第二實施方式)本發(fā)明第二實施方式的起動電動機，具有定子，設(shè)有兩端開口的圓筒形支架；電樞，設(shè)有自由旋轉(zhuǎn)地配置在上述定子內(nèi)的、與發(fā)動機的曲柄軸連接的旋轉(zhuǎn)軸以及固定在上述旋轉(zhuǎn)軸上、與纏繞安裝有線圈的電樞鐵心和上述線圈電連接的換向器；前軸承架，安裝在上述支架的一端側(cè)；后軸承架，安裝在上述支架的另一端側(cè)，并收容與上述換向器滑動接觸的電刷；供電用端子，與電刷電連接，該電刷與上述電樞的換向器滑動接觸；絕緣用的絕緣體，安裝在上述后軸承架上，并且設(shè)在上述供電用端子和上述后軸承架之間；定位突起，形成在上述絕緣體上，并且伸出上述后軸承架的上述支架側(cè)的端面而配置；以及缺口，形成在上述支架的上述后軸承架側(cè)的端面上，與上述定位突起相向，在上述支架與上述后軸承架接合時與上述定位突起嵌合。
在本發(fā)明第二實施方式的起動電動機中，在形成于后軸承架的絕緣用的絕緣體上形成定位突起，并在使支架和后軸承架接合時使它與設(shè)在支架上的缺口嵌合，從而對固定在支架上的磁鐵和固定在后軸承架內(nèi)的電刷支架中的電刷之間進行定位，所以能以簡單的結(jié)構(gòu)容易地對磁鐵和電刷之間進行定位。因此，可以簡化電刷支架形狀，降低模型費用和材料費等，從而能實現(xiàn)成本降低。此外，定位突起不會過長，并且能用模型成形高精度地形成，所以也提高了定位結(jié)構(gòu)的精度和強度。
此外，在本發(fā)明第二實施方式的起動電動機中，由于使定位突起伸出后軸承架端面而形成，所以絕緣體的軸向尺寸變大，絕緣體本身的面積也變大。因此，與后軸承架內(nèi)周面相向的、承受螺母的緊固力的面積變大，從而能降低絕緣體的表面壓力。因此，可以防止在安裝端子時的絕緣體破裂。
在上述起動電動機中，優(yōu)選上述絕緣體被收容在絕緣體安裝部中，該絕緣體安裝部凹陷設(shè)置在上述后軸承架的內(nèi)周部上。此外，在上述起動電動機中，優(yōu)選上述絕緣體具有平板部，收容在上述絕緣體安裝部中，在其端部形成上述定位突起；凸部，嵌合在連通形成于上述后軸承架上的上述絕緣體安裝部和上述后軸承架外部的孔中；以及端子安裝部，形成在上述平板部的上述凸部的相反表面時，收容上述供電用端子的頭部。此外，在上述起動電動機中，優(yōu)選在上述支架的上述后軸承架側(cè)開口端部設(shè)置與在上述后軸承架端部形成的接合部嵌合的鎖扣部，上述缺口在上述鎖扣部上形成。
(本發(fā)明的第三實施方式)本發(fā)明第三實施方式的起動電動機，設(shè)有定子，設(shè)有圓筒形支架；電樞，設(shè)有自由旋轉(zhuǎn)地配置在上述定子內(nèi)的、與發(fā)動機的曲柄軸連接的旋轉(zhuǎn)軸；前軸承架，安裝在上述支架的一端側(cè)；后軸承架，安裝在上述支架的另一端側(cè)，設(shè)有支持上述旋轉(zhuǎn)軸的軸承和保持用于向上述電樞供給電流的電刷的電刷支架；以及基座部，該基座部在上述后軸承架的底面部朝向軸方向而突出形成，在其上表面放置上述電刷支架。
在本發(fā)明第三實施方式的起動電動機中，由于在后軸承架底面上設(shè)有基座部，所以提高了后軸承架的底面強度，即使安裝撐板設(shè)在軸承附近，也能充分確保安裝基板基部的強度。此外，由于電刷支架放置在軸向上突出設(shè)置的基座部上，所以可以借助于基座部的高度來自由地改變電刷支架的安裝位置。因此，無論安裝撐板的位置如何，都可以將電刷支架配置在規(guī)定的位置上，并且此時不必延長后軸承架和支架之間的鎖扣接合部。
在上述起動電動機中，優(yōu)選上述基座部包圍上述軸承的周圍而形成。由此，軸承周圍被基座部加強，從而提高了后軸承架的軸承保持強度。因此，在發(fā)動機起動時，可以確保能對抗施加在軸承上的力的軸承保持強度。在包圍軸承周圍的情況下，不僅包括包圍軸承整個外周的方式，還包括以一部分缺口的C字形包圍的方式。
此外，在上述起動電動機中，優(yōu)選上述后軸承架在其底面的幾乎整個表面與上述基座部的上表面接觸的狀態(tài)下，被固定在上述基座部上。由此，電刷支架與鋁壓鑄法制的后軸承架直接接觸，并且能最大限度地獲得其接觸面積。因此，即使用合成樹脂形成電刷支架，也能通過基座部確保散熱性能，從而能與大電流規(guī)格對應(yīng)。
此外，在上述起動電動機中，優(yōu)選上述支架和上述前軸承架、上述后軸承架，借助于插入它們內(nèi)部的固定螺栓而被緊固為一體，上述后軸承架具有與上述基座部一體地形成的、擰入上述固定螺栓的螺栓安裝部。由此，基座部形成包圍螺栓安裝部的形狀，從而確保了擰入固定螺栓的陰螺紋周圍的壁厚。此外，由于基座部能形成使螺栓安裝部擠壓在后軸承架的外壁中的形狀，所以進一步提高了螺栓安裝部的強度。因此，可以采用內(nèi)插螺栓方式，并且能充分確保固定螺栓的保持強度。
在此基礎(chǔ)上，在上述起動電動機中，優(yōu)選在上述基座部的上表面設(shè)有電刷放置板，該電刷放置板由絕緣材料形成，自由旋轉(zhuǎn)地放置上述電刷。由此，即使采用將電刷支架直接固定在基座部上的方式，也能確保電刷的滑動性能，并且能確保電刷與后軸承架之間的絕緣性。


圖1是表示本發(fā)明一個實施方式的起動電動機的構(gòu)成的剖視圖。
圖2是圖1的起動電動機的左側(cè)視圖。
圖3是表示支架的構(gòu)成和支架與前軸承架、后軸承架的接合部的結(jié)構(gòu)的半剖側(cè)視圖。
圖4是表示鎖扣部的變形例的說明圖。
圖5是表示端子和絕緣體的構(gòu)成的斜視圖。
圖6是從開口端一側(cè)看后軸承架的側(cè)視圖。
圖7是表示后軸承架和電刷支架的構(gòu)成的斜視圖。
圖8是表示磁鐵和電刷之間的定位結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖9是表示現(xiàn)有的發(fā)動機起動用電動機的構(gòu)成的剖視圖。
圖10是表示圖9的電動機的支架的構(gòu)成和支架與前軸承架、后軸承架的接合部的結(jié)構(gòu)的半剖側(cè)視圖。
圖11是表示圖9的電動機的電刷支架的構(gòu)成的斜視圖。
圖12是表示從圖9下方看圖9的電動機的后軸承架的狀態(tài)的說明圖。
具體實施例方式
以下參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖1是表示本發(fā)明一個實施方式的起動電動機的構(gòu)成的剖視圖，圖2是圖1的起動電動機的側(cè)視圖(圖1的左側(cè)視圖)。如圖1所示，起動電動機1(以下簡稱為電動機1)是在定子2內(nèi)配置自由旋轉(zhuǎn)的電樞3的永磁鐵界磁的直流電動機。電動機1用于自動兩輪車的發(fā)動機起動，其旋轉(zhuǎn)軸14與未圖示的發(fā)動機的曲柄軸連接。
在電動機1的定子2的兩端，安裝有前軸承架4和后軸承架5。定子2與前軸承架4、后軸承架5通過固定螺栓6緊固連接。固定螺栓6從前軸承架4一側(cè)插入，并擰入在后軸承架5上形成的陰螺紋32而固定。在該電動機1中，為了實現(xiàn)電動機的小型化，采用將固定螺栓6配置在兩個軸承架4、5和支架11內(nèi)部，即內(nèi)插螺栓方式的緊固方式。在后軸承架5上形成有安裝撐板40，由此，電動機1被固定在車體的規(guī)定位置上。
定子2由圓筒狀的支架11、固定在支架11內(nèi)周面上的多個界磁用磁鐵12。圖3是表示支架11的構(gòu)成以及支架11與兩個軸承架4、5的接合部的結(jié)構(gòu)的半剖側(cè)視圖。如上所述，現(xiàn)有的支架是通過切割已有的鋼管而形成的，而支架11是通過深沖壓加工而形成的。即，從與圓板平面垂直的方向上對中央有孔的圓板狀毛坯進行深沖壓，形成筒狀，從而制造支架11。
圖9的電動機101中，支架107是通過切割市售的管材而形成的，所以電動機1的外徑被限制為市售品的管徑，從而電動機不一定能采用最佳外徑。因此，有時不得不設(shè)定與最佳外徑相近的稍大的外徑，從而存在與電動機的小型輕量化相悖，并且材料費和搬運費等成本提高的問題。與此相對，在該電動機1中，支架11是通過深沖壓加工而形成的，所以不象現(xiàn)有的支架那樣受到已有的鋼管尺寸的限制，能任意地形成所要求的外徑。因此，在電動機1中，能自由地選擇最佳直徑的支架11，從而能實現(xiàn)電動機1的小型輕量化，降低材料費等成本。
支架11和兩個軸承架4、5之間采用鎖扣接合，在支架11的兩端部分別設(shè)有鎖扣部35、36。鎖扣部35、36是通過對由深沖壓加工而形成的圓筒形中間產(chǎn)品的外徑進行切削加工而形成的，它形成得比其他部位的直徑小。與此相對，在兩個軸承架4、5端部，擴徑形成有接合部37、38，其內(nèi)徑比鎖扣部35、36的稍大。如圖3所示，鎖扣部35與接合部37、鎖扣部36與接合部38分別幾乎無間隙地接合。鎖扣部35、36在外周面安裝了橡膠制的密封圈39的狀態(tài)下，與接合部37、38嵌合，從而使支架11和兩個軸承架4、5在密封狀態(tài)下被嵌合。
在前軸承架4一側(cè)的鎖扣部35的前端，形成有凸緣狀的內(nèi)凸緣部41。內(nèi)凸緣部41在鎖扣部35的前端部內(nèi)周面上形成，并向中心方向延伸。此外，從截面看鎖扣部35時，鎖扣部35由靠近支架11的中央而形成的主體部35a以及比主體部35a的板厚大的厚壁部35b構(gòu)成，該厚壁部35b形成內(nèi)凸緣部41。內(nèi)凸緣部41的端面形成相向部42，與前軸承架4相向的面積形成從主體部35a開始向中心方向變大的形狀。
在起動電動機中，當發(fā)動機起動時，使鎖扣部35變形的力從前軸承架4被施加在支架11上。即，當發(fā)動機起動時，當利用電動機1使曲柄軸旋轉(zhuǎn)時，從發(fā)動機一側(cè)向旋轉(zhuǎn)軸14施加較大的載荷。旋轉(zhuǎn)軸14由于該載荷而彎曲或振動，所以較大的力在徑向上從支持旋轉(zhuǎn)軸14的前軸承架4被施加在鎖扣部35上。而鎖扣部35被形成得比支架11的其他部位的壁薄，鎖扣部35會由于該力而變形，從而電樞3可能會與磁鐵12干涉。
與此相對，在該電動機1中，鎖扣部35的前端被內(nèi)凸緣部41加強，從而提高了鎖扣部35的強度。即對于施加在鎖扣部35上的徑向的力，使相向部42的面積擴大的內(nèi)凸緣部作為圓環(huán)內(nèi)周的加強肋而發(fā)揮作用，從而提高了支架11的開口端部的強度。因此，即使由于發(fā)動機一側(cè)的載荷而從前軸承架4向鎖扣部35施加徑向的力，也可以對抗該力。因此，在兩端開口的支架11中，可以防止其開口部的變形，從而抑制了前軸承架4和支架11之間的間隙，防止了電樞3和磁鐵12的干涉。
另一方面，由于支架11是通過深沖壓加工而形成的，所以能容易地形成這樣的內(nèi)凸緣部41。雖然在利用管材切割而得到的支架上也能通過端面的彎曲加工形成內(nèi)凸緣部，但這樣一來，增加了工序，并且可能會由于加工變形較大而使得支架主體的外徑精度降低。與此相對，在利用深沖壓成形的支架11中，能通過使毛坯平面部的一部分殘余方式而形成內(nèi)凸緣部41，并且不會對主體側(cè)的尺寸產(chǎn)生影響。因此，不必另外形成加強部，就能在支架11成形的同時形成內(nèi)凸緣部41，從而實現(xiàn)了成本的降低。
圖4(a)、(b)是表示鎖扣部35的變形例的說明圖。在圖4(a)中，在深沖壓形成支架11后，對端部進行彎曲成形，從而與其他部位同樣地形成鎖扣部35和內(nèi)凸緣部41的壁厚。如圖4(b)所示，可以首先對圓板進行彎曲成形，形成鎖扣部35后，再深沖壓形成支架11，從而與其他部位同樣或比其他部位壁厚的鎖扣部35。
電樞3由與發(fā)動機的曲柄軸連接的旋轉(zhuǎn)軸14、以及分別固定在旋轉(zhuǎn)軸14上的電樞鐵心15和換向器16構(gòu)成。電樞鐵心15具有在軸向上延伸的多個溝槽(slot)，在溝槽中纏繞安裝有線圈17。換向器16設(shè)置在電樞鐵心15的端部，具有多個片段18。線圈17的一端與各片段18連接。
前軸承架4是通過鋁壓鑄法而形成的，設(shè)有軸承21和墊圈22。旋轉(zhuǎn)軸14插入軸承21中，支持自由旋轉(zhuǎn)的電樞3的圖中左端側(cè)。在前軸承架4的內(nèi)壁19和安裝在旋轉(zhuǎn)軸14上的C形環(huán)33之間，夾有止推件23和2片墊圈24。止推件23與內(nèi)壁19、墊圈24與C形環(huán)33分別抵接，承受電樞3的推壓方向的力。
后軸承架5是通過鋁壓鑄法而形成的，設(shè)有軸承26、電刷支架27以及電刷28。旋轉(zhuǎn)軸14插入軸承26中，支持自由旋轉(zhuǎn)的電樞3的圖中右端側(cè)。在后軸承架5的內(nèi)壁25和換向器16的端面之間，夾有端面墊圈29。利用該端面墊圈29來進行電樞3的推壓方向的定位。電刷28被保持在電刷支架27內(nèi)，與換向器16的表面滑動接觸。電刷28通過彈簧34而被向換向器16方向施力，并與片段18的表面接觸。
供電用端子31與電刷支架27連接，從未圖示的電池供給適當?shù)碾娏Α６俗?1在安裝在絕緣體51上的狀態(tài)下，被固定在后軸承架5上。圖5是表示端子31和絕緣體51的構(gòu)成的斜視圖。端子31具有四角形狀的頭部31a、螺紋部31b。頭部31a上安裝有與一個電刷28連接的引線58。
絕緣體51由合成樹脂形成，具有平板部51a、在平板部51a上突出設(shè)置的凸部51b以及在平板部51a的端部突出設(shè)置的定位突起51c。在平板部51a的圖5中的里側(cè)，在凸部51b的相反表面上凹陷設(shè)置有端子安裝部51d。端子安裝部51d形成四角形狀，用于收容端子31的頭部31a。
在后軸承架5上，凹陷設(shè)置有絕緣體安裝部52(參照圖7、圖8)。絕緣體安裝部52上形成有具有平面狀底部且用于安裝平板部51a的絕緣體收容部52a以及嵌入凸部51b的安裝孔52b。安裝孔52b的外周面?zhèn)乳_口部的附近設(shè)有平板狀的基座53。在從安裝孔52b突出的端子31的螺紋部31b上，通過墊圈54、55而安裝有螺母56。墊圈54使用絕緣用的軟木墊圈或合成樹脂墊圈等，它放置在基座53上。通過緊固螺母56，端子31將絕緣體51夾在中間，從而被固定在后軸承架5上。
圖6是從開口端側(cè)看后軸承架5的側(cè)視圖，圖7是表示后軸承架5和電刷支架27的構(gòu)成的斜視圖。電刷支架27由合成樹脂形成，通過螺釘43而被固定在后軸承架5的底部。在后軸承架5的底部，基座部44從底面部45突出約10mm而設(shè)置，后軸承架5被固定在該基座部44上。
其中，起動電動機隨車種的不同而在車體上的安裝位置不同，將電動機固定在車體上的安裝撐板的安裝角度和位置也移動。安裝撐板一般形成在后軸承架上，它設(shè)在軸承架外周面上，如果安裝撐板的位置在軸向上偏移，則軸承架可能不得不隨之變長。另一方面，電刷支架的位置由它與換向器的關(guān)系決定，如果軸承架變長，則電刷支架安裝位置可能會位于軸承架的里側(cè)。但是，如圖9所示，在現(xiàn)有的電動機中，將電刷支架116夾在后軸承架105和支架107之間的鎖扣接合部中，如果電刷支架安裝位置位于后軸承架105里側(cè)，則鎖扣接合部也不得不相應(yīng)地變長。
但是，由于鎖扣接合部的壁薄，所以支架107和后軸承架105的該部分的強度也下降。因此，如果鎖扣接合部變長變深，則強度小的部分變多，需要相應(yīng)地增大壁厚，這將妨礙小型輕量化和成本降低。與此相對，在該電動機1中，電刷支架27被固定在基座部44上，與鎖扣接合部無關(guān)地安裝在后軸承架5內(nèi)。而且，通過適當?shù)馗淖兓?4的高度，可以使其安裝位置在軸向上任意地偏移。因此，在不降低后軸承架5強度的情況下，可以根據(jù)各種安裝撐板位置來設(shè)置電刷支架27。
此外，在圖9的電動機中，由于電刷支架116僅由鎖扣接合部的臺階夾持，所以在發(fā)動機起動時，擔心電刷支架116產(chǎn)生彎曲，從而降低電刷117與換向器112的滑動性能。在發(fā)動機起動時，由于發(fā)動機一側(cè)的載荷，在支架107和后軸承架105之間被施加徑向的力。因此，在被鎖扣接合部夾在中間的電刷支架116外周部也被施加力，從而可能使整體產(chǎn)生變形。
與此相對，如上所述，電刷支架27被固定在基座部44上，與鎖扣接合部無關(guān)地安裝在后軸承架5內(nèi)。因此，當發(fā)動機起動時，即使支架11和后軸承架5之間被施加力，也不會對電刷支架27本身產(chǎn)生任何影響，從而使其被穩(wěn)定地固定在后軸承架5內(nèi)。因此，電刷28和換向器16之間的滑動性能在與最初組裝時同樣的狀態(tài)下被良好地保持。
電刷支架27以幾乎整個底面與基座部44上表面直接接觸的方式被固定。即，與圖9所示的方式的電動機相比，電刷支架27與鋁壓鑄法制的后軸承架5的接觸面積大幅增加。因此，即使是由合成樹脂形成電刷支架27，也能通過基座部44確保散熱性能，從而與大電流規(guī)格對應(yīng)。
基座部44形成為近似C字形，在中央的孔部分上配置有軸承26。這樣，由于基座部44包圍軸承26而設(shè)置，所以軸承26的周圍被基座部44加強，從而提高了后軸承架5的軸承26的保持強度。因此，可以確保能對抗由于發(fā)動機一側(cè)的載荷而施加在軸承26上的徑向的力的保持強度。此外，如圖12所示，安裝撐板即使設(shè)在后軸承架5端面的軸承附近，由于后軸承架5的底面強度提高，所以也能確保安裝撐板基部的強度。
在基座部44上設(shè)有2個陰螺紋部46。在將電刷支架27放置在基座部44上的狀態(tài)下，將螺釘43擰入陰螺紋部46中，。這樣，通過螺釘緊固，電刷支架27能任意地固定在后軸承架5內(nèi)。此外，在基座部44上形成有凹部59，以收容合成樹脂制的電刷放置板47。電刷放置板47是為了使電刷28和基座部44之間絕緣以及確保電刷28的滑動性能而設(shè)置的。
在基座部44和后軸承架5的外壁48之間，沿軸向形成有螺栓安裝部49。螺栓安裝部49內(nèi)形成有陰螺紋32，并且擰入固定螺栓6?；?4與螺栓安裝部49一體形成，基座部44也是螺栓安裝部49的一部分，從而確保了陰螺紋32周圍的壁厚。此外，螺栓安裝部49形成被基座部44擠壓在后軸承架5的外壁48上的形狀，從而提高了螺栓安裝部49的強度。因此，在該電動機1中，采用內(nèi)插螺栓的方式，并且能充分確保固定螺栓6的保持強度。
另一方面，磁鐵12和電刷28之間以如下方式進行定位。圖8是表示這些定位結(jié)構(gòu)的斜視圖。磁鐵12和電刷28之間的定位是在支架11和安裝在后軸承架5上的絕緣體51之間進行的。在該情況下，磁鐵12被固定在支架11的規(guī)定位置上。此外，電刷支架27被固定在后軸承架5上，電刷28被收容在該電刷支架27的規(guī)定位置上。此外，在后軸承架5上，絕緣體51被安裝在規(guī)定位置上。因此，如果支架11和絕緣體51之間被定位，則磁鐵12和電刷28之間也被定位。
如上所述，在絕緣體51上形成有定位突起51c。如圖8所示，定位突起51c在后軸承架5的接合部38上突出來。與此相對，在支架11的規(guī)定位置上，在其端部形成有缺口57。缺口57設(shè)在鎖扣部36上，并在軸向上延伸。在使后軸承架5和支架11接合時，使定位突起51c嵌入缺口57中，從而使鎖扣部36和接合部38嵌合。
其中，在現(xiàn)有的起動電動機中，如圖11所示，使電刷支架116的爪部126與支架107的缺口127嚙合，從而對磁鐵108和電刷117之間進行定位。但是，如果象該電動機1那樣，采用將由合成樹脂形成的電刷支架27放置在基座部44上的結(jié)構(gòu)，則從圖1、7中可以看出，與在支架上形成的缺口嚙合的爪部將變得很長。從精度和強度方面考慮，這樣長的爪部不是優(yōu)選的，另外，為了形成爪部，電刷支架的形狀將變得復雜，并且需要更多的材料。此外，在不使用電刷支架的電動機中，不能采用該方式。
與此相對，在電動機1中，在絕緣體51上形成突起51c，并使它與支架11的缺口57嚙合而進行定位，所以能以簡單的結(jié)構(gòu)容易地對磁鐵12和電刷28之間進行定位。此時，在電刷支架27上不需要特別的突起，從而簡化了其結(jié)構(gòu)。此外，突起51c不會過長，并且能用模型成形高精度地形成。也可以考慮在后軸承架5本身上設(shè)置突起，但為了確保精度而進行切削加工時，切削部分變多，從而在工時方面是不利的。
另一方面，如圖9所示，現(xiàn)有的絕緣體131是能收容端子頭部程度的正四角形，從而擔心在緊固螺母時會發(fā)生破裂。與此相對，絕緣體51由于形成定位突起51c，所以在軸向上尺寸變大，絕緣體51本身的體積也相應(yīng)地變大，平板部51a的面積變大。因此，在后軸承架5內(nèi)，與絕緣體收容部52a的底面相向的、承受螺母56的緊固力的面積變大，從而能降低絕緣體51的表面壓力。因此，可以防止在緊固螺母56時的絕緣體51破裂。
不言而喻，本發(fā)明不限于上述實施方式，在不脫離其實質(zhì)的范圍內(nèi)，可以進行各種變更。
例如，在上述實施方式中，示出了絕緣體51和電刷支架27分別形成為單個零件，并且分別安裝在后軸承架5上的結(jié)構(gòu)，但也可以將它們形成為一體。由此，可以減少零部件數(shù)量和組裝工時，從而實現(xiàn)成本的降低。
發(fā)明的效果采用本發(fā)明的起動電動機，由于在兩端開口的圓筒形支架端部形成的鎖扣部的前端設(shè)置內(nèi)凸緣部，所以加強了鎖扣部，提高了其強度。因此，即使發(fā)動機一側(cè)的載荷從前軸承架向鎖扣部施加徑向的力，也可以對抗該力。因此，即使是兩端開口的支架，也可以防止其開口部的變形，從而防止電樞與磁鐵的干涉。
此外，采用本發(fā)明的起動電動機，由于在兩端開口的圓筒形支架端部形成的鎖扣部的前端設(shè)置厚壁部，所以加強了鎖扣部，提高了其強度。因此，即使發(fā)動機一側(cè)的載荷從前軸承架向鎖扣部施加徑向的力，也可以對抗該力。因此，即使是兩端開口的支架，也可以防止其開口部的變形，從而防止電樞與磁鐵的干涉。
此外，采用本發(fā)明的起動電動機，由于在兩端開口的圓筒形支架端部形成的鎖扣部的前端設(shè)置相向部，所以加強了鎖扣部，提高了其強度。因此，即使發(fā)動機一側(cè)的載荷從前軸承架向鎖扣部施加徑向的力，也可以對抗該力。因此，即使是兩端開口的支架，也可以防止其開口部的變形，從而防止電樞與磁鐵的干涉。
在此基礎(chǔ)上，采用本發(fā)明的起動電動機，由于使在兩端開口的圓筒形支架端部形成的鎖扣部的壁厚形成得與支架的其他部位的壁厚相同，所以加強了鎖扣部，提高了其強度。因此，即使發(fā)動機一側(cè)的載荷從前軸承架向鎖扣部施加徑向的力，也可以對抗該力。因此，即使是兩端開口的支架，也可以防止其開口部的變形，從而防止電樞與磁鐵的干涉。
另一方面，采用本發(fā)明的起動電動機，通過深沖壓加工而形成上述支架，由此，不象現(xiàn)有的支架那樣受到已有的管材尺寸的限制，從而能任意地形成所要求的外徑。因此，能自由地選擇最佳直徑的支架，從而能實現(xiàn)電動機的小型輕量化，降低材料費等成本。此外，通過深沖壓加工而形成支架，由此能容易地形成上述內(nèi)凸緣部和厚壁部、相向部、鎖扣部。因此，不必另外形成加強部，就能在形成支架的同時形成內(nèi)凸緣部等，從而實現(xiàn)了成本的降低。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機起動用的起動電動機，設(shè)有定子，設(shè)有兩端開口的圓筒形支架；電樞，設(shè)有自由旋轉(zhuǎn)地配置在上述定子內(nèi)的、與發(fā)動機的曲柄軸連接的旋轉(zhuǎn)軸；前軸承架，安裝在上述支架的一端側(cè)；以及后軸承架，安裝在上述支架的另一端側(cè)，其特征在于，具有鎖扣部，形成在上述支架的上述前軸承架側(cè)開口端部，并與在上述前軸承架端部形成的接合部嵌合；以及內(nèi)凸緣部，形成在上述鎖扣部的前端部內(nèi)周面上，并向中心方向延伸。
2.一種發(fā)動機起動用的起動電動機，設(shè)有定子，設(shè)有兩端開口的圓筒形支架；電樞，設(shè)有自由旋轉(zhuǎn)地配置在上述定子內(nèi)的、與發(fā)動機的曲柄軸連接的旋轉(zhuǎn)軸；前軸承架，安裝在上述支架的一端側(cè)；以及后軸承架，安裝在上述支架的另一端側(cè)，其特征在于，具有鎖扣部，形成在上述支架的上述前軸承架側(cè)開口端部，并與在上述前軸承架端部形成的接合部嵌合，上述鎖扣部還具有主體部，靠近上述支架的中央而形成；以及厚壁部，在上述主體部的前端側(cè)形成并且朝向中心方向，其板厚比上述主體部的大。
3.一種發(fā)動機起動用的起動電動機，設(shè)有定子，設(shè)有兩端開口的圓筒形支架；電樞，設(shè)有自由旋轉(zhuǎn)地配置在上述定子內(nèi)的、與發(fā)動機的曲柄軸連接的旋轉(zhuǎn)軸；前軸承架，安裝在上述支架的一端側(cè)；以及后軸承架，安裝在上述支架的另一端側(cè)，其特征在于，具有鎖扣部，形成在上述支架的上述前軸承架側(cè)開口端部，并與在上述前軸承架端部形成的接合部嵌合，上述鎖扣部還具有主體部，靠近上述支架的中央而形成；以及相向部，形成在上述主體部的前端側(cè)，并且與上述前軸承架相向的面積向中心方向變大。
4.一種發(fā)動機起動用的起動電動機，設(shè)有定子，設(shè)有兩端開口的圓筒形支架；電樞，設(shè)有自由旋轉(zhuǎn)地配置在上述定子內(nèi)的、與發(fā)動機的曲柄軸連接的旋轉(zhuǎn)軸；前軸承架，安裝在上述支架的一端側(cè)；以及后軸承架，安裝在上述支架的另一端側(cè)，其特征在于，具有鎖扣部，在上述支架的上述前軸承架側(cè)開口端部，以與上述支架的其他部位相同的壁厚形成，并與在上述前軸承架端部形成的接合部嵌合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的起動電動機，其特征在于，在上述鎖扣部的前端部內(nèi)周面上形成向中心方向延伸的內(nèi)凸緣部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項所述的起動電動機，其特征在于，上述支架是通過深沖壓加工而形成的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項所述的起動電動機，其特征在于，具有供電用端子，與電刷電連接，該電刷與上述電樞的換向器滑動接觸；絕緣用的絕緣體，安裝在上述后軸承架上，并且設(shè)在上述供電用端子和上述后軸承架之間；定位突起，形成在上述絕緣體上，并且伸出上述后軸承架的上述支架側(cè)的端面而配置；以及缺口，形成在上述支架的上述后軸承架側(cè)的端面上，與上述定位突起相向，在上述支架與上述后軸承架接合時與上述定位突起嵌合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的起動電動機，其特征在于，上述絕緣體被收容在絕緣體安裝部中，該絕緣體安裝部凹陷設(shè)置在上述后軸承架的內(nèi)周部上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的起動電動機，其特征在于，上述絕緣體具有平板部，收容在上述絕緣體安裝部中，在其端部形成有上述定位突起；凸部，嵌合在連通形成于上述后軸承架上的上述絕緣體安裝部和上述后軸承架外部的孔中；以及端子安裝部，形成在上述平板部的上述凸部的相反表面時，收容上述供電用端子的頭部。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的起動電動機，其特征在于，上述缺口形成在上述鎖扣部上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起動電動機，其特征在于，在上述后軸承架上設(shè)有軸承，支持上述旋轉(zhuǎn)軸；以及電刷支架，保持用于向上述電樞供給電流的電刷，并且在上述后軸承架的底面部設(shè)有基座部，該基座部朝向軸方向而突出形成，在其上表面放置上述電刷支架。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的起動電動機，其特征在于，上述基座部包圍上述軸承的周圍而形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的起動電動機，其特征在于，上述后軸承架在幾乎整個底面與上述基座部的上表面接觸的狀態(tài)下，被固定在上述基座部上。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的起動電動機，其特征在于，上述支架和上述前軸承架、上述后軸承架，借助于插入它們內(nèi)部的固定螺栓而被緊固為一體，上述后軸承架具有與上述基座部一體地形成的、擰入上述固定螺栓的螺栓安裝部。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的起動電動機，其特征在于，在上述基座部的上表面設(shè)有電刷放置板，該電刷放置板由絕緣材料形成，放置自由滑動的上述電刷。
全文摘要
本發(fā)明實現(xiàn)支架端面開口部的加強，并且在不使用管材的情況下以所要求的外徑形成支架。通過深沖壓加工形成起動電動機1的支架11。支架11形成為兩端開口的圓筒形，在前軸承架4側(cè)的開口端部，形成有與前軸承架4的接合部37嵌合的鎖扣部35。在鎖扣部35的前端部內(nèi)周面上，形成向中心方向延伸的內(nèi)凸緣部41。內(nèi)凸緣部的壁厚比鎖扣部35的主體部35a的大，從而與前軸承架4相向的相向部42的面積變大。鎖扣部35的前端被內(nèi)凸緣部41加強，即使發(fā)動機一側(cè)的載荷從前軸承架4向鎖扣部35施加徑向的力，也能防止鎖扣部35的變形。
文檔編號F02N11/00GK1525621SQ20041000592
公開日2004年9月1日 申請日期2004年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月25日
發(fā)明者宮崎茂樹, 森下寬 申請人:株式會社美姿把