JP2002115630A - スタータモータ - Google Patents

スタータモータ

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JP2002115630A
JP2002115630A JP2001298845A JP2001298845A JP2002115630A JP 2002115630 A JP2002115630 A JP 2002115630A JP 2001298845 A JP2001298845 A JP 2001298845A JP 2001298845 A JP2001298845 A JP 2001298845A JP 2002115630 A JP2002115630 A JP 2002115630A
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housing
plunger
bearing
starter
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JP2001298845A
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Shine Ho
ホ シン
William James Oswald
ジェイムズ オズワルド ウィリアム
Alberto Luis
ルイス アルバート
Leon Maximo De
デ レオン マクシモ
Robert Thrasher
スラシャー ロバート
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Johnson Electric SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F02N15/06—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears the toothed gears being moved by axial displacement
    • F02N15/066—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears the toothed gears being moved by axial displacement the starter being of the coaxial type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 慣性駆動のための確実な噛み合せ機構を提供
する。 【解決手段】 内燃機関のためのスタータモータは、慣
性型ピニオン機構と、機関の始動時にピニオン４８のポ
ンプアウトを防止するように構成された軸ソレノイド３
４とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のための
慣性駆動型スタータモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】慣性駆動型スタータは、ピニオン又はク
ラッチ機構の慣性に依存して、モータがスイッチオンさ
れたときに、スプリング力に抗してピニオンを休止位置
から噛み合い位置まで移動する。このようなモータ駆動
は、上首尾に行われているが、機関の回転が突然始まる
ことによってピニオンが早めに切り離される擬似スター
タに悩まされている、それは、モータがスタートすると
きだけでなく機関が誤点火するか又は点火してもスター
トしないときにも起きる。これらの擬似スタートは、ス
タータモータのピニオンを切り離し、スタートシーケン
スを再開することを必要とする。それらは、ピニオンが
機関のリング歯車と噛み合いながらシャフトに沿って振
動する状態であって且つ完全に切り離される結果となり
得る状態である、バウンスアウトまたはポンプアウトに
悩まされることもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従って、慣性駆動のた
めの確実な噛み合わせ機構が望まれている。２つのこの
ようなタイプの駆動装置が、米国特許第２９２３１６２
号明細書及び米国特許第４５０２４２９号明細書に記載
されている。米国特許第４５０２４２９号明細書は、非
常に複雑な装置を示しており、米国特許第２９２３１６
２号明細書は、慣性駆動が保持機構により補助されない
装置を示している。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴によ
れば、本発明は、内燃機関のための電気スタータにおい
て、ハウジングと、該ハウジングを通して延び且つらせ
んスプラインを有する回転可能な電機子シャフトとを有
する電気モータを備え、内燃機関のリング歯車と選択的
に噛み合うように取り付けられたピニオン歯車を備え、
電機子シャフトとピニオン歯車との間でトルクを伝達す
るクラッチアセンブリを備え、クラッチアセンブリは、
駆動部と被駆動部を有し、駆動部は、電機子シャフトの
らせんスプライン部分と噛み合う内部らせんスプライン
部分を有し、それにより、電機子シャフトと駆動部との
間の相対回転運動が電機子シャフトに沿ったクラッチア
センブリの軸方向運動を生じるようになっており、ピニ
オン歯車は、被駆動部と共に回転するように固定されて
おり、リング歯車と噛み合うようにピニオン歯車を保持
するソレノイドを備え、ソレノイドは、モータハウジン
グとクラッチアセンブリとの間で電機子シャフトの回り
に配置された環状コイルと管状プランジャを有し、管状
プランジャは、第１端に、環状コイルの方向へ引きつけ
られるように構成された半径方向に延びるフランジを有
する、ことを特徴とするスタータモータを提供する。
【０００５】本発明の第２の特徴によれば、本発明は、
ハウジングを備え、ハウジングに嵌め込まれ且つ内部空
隙を形成するキャップを備え、ハウジングとキャップ
は、それらの間に軸を有する貫通路を形成する貫通孔を
有し、貫通路の回りにおいてハウジングに嵌めこまれた
環状コイルを備え、ハウジングの貫通孔に嵌め込まれ且
つ貫通路と同軸に配列された貫通孔を有する軸受を備
え、貫通路に沿って軸方向に延びる環状本体を有し軸受
の貫通孔に滑り可能に保持されたプランジャを備え、プ
ランジャは、環状本体の第１端において半径方向に延び
るフランジを有することを特徴とするソレノイドを提供
する。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、単なる例示として、添付図
面を参照して本発明の好ましい実施例について説明す
る。
【０００７】図１は、内燃機関のためのスタータを示し
ている。スタータは、駆動シャフト１４を有する電気モ
ータ１２とピニオン機構とから成る。ピニオン機構は、
モータのエンドプレート２２に取り付けられたソレノイ
ド３４と、シャフト１４に沿って移動可能なピニオン４
８を有する。
【０００８】図２は、図１のスタータの縦断面図であ
る。モータ１２は、ＤＣ永久磁石形のものである。モー
タ１２は、永久磁石２０を支持するハウジング１８を有
する。エンドプレート２２は、軸受２４を支持し、その
軸受２４に、モータシャフト１４が軸支されている。そ
のシャフトは、巻線電機子２６と、４つの導電ブラシ３
０により給電される整流子２８とを支持する。２つのブ
ラシが単一のモータ端子３２に接続され、他の２つのブ
ラシが接地端子として働くハウジング１８に接続されて
いる。
【０００９】モータハウジングの外側のシャフト１４の
出力端には、ピニオン機構が設けられ、このピニオン機
構は、図３及び図４にさらに明瞭に示されている。ピニ
オン機構は、ピニオン４８、オーバーランニングクラッ
チ４０及びソレノイド３４から成る。ピニオン４８は、
図３に示される切り離し位置と図４に示される噛み合い
位置との間でシャフトに沿って移動可能である。噛み合
い位置では、ピニオンは、内燃機関（図示せず）を始動
させるためにリング歯車と噛み合う。
【００１０】ピニオン４８とソレノイド３４との間に
は、オーバーランニングクラッチＯＲＣ４０が配置さ
れ、ＯＲＣ４０は、シャフト１４上のらせんスプライン
４２に嵌め込まれている。ＯＲＣ１４は、スプライン４
２と噛み合う駆動部４４と、ピニオン４８と一体の被駆
動部４６とを有する。駆動部と被駆動部は、一方向クラ
ッチ機構５０により相互に接続され、この一方向クラッ
チ機構５０により、被駆動部４６が駆動部４４に対して
一方向だけに回転できるようになっている。
【００１１】ソレノイド３４は、図５に分解した形態で
示されている。ソレノイド３４は、キャップ６０、プラ
ンジャ３８、コイル３６、軸受６６及びハウジング６８
を有する。ハウジング６８は、コイル３６を収容し、そ
のコイルのリード線７２のためのスロット７０を有す
る。リード線７２は、モータ端子（図２の３２）に直接
接続され、それにより、ソレノイドがモータで付勢され
るようになっている。ゴムグロメット７４が、スロット
７０を介してリード線７２を案内し、また、水やほこり
の侵入に対してスロット７２を密封する。コイルの他端
（図示せず）は、ソレノイドハウジングに直接はんだ付
けされている。コイル３６は、軸受６６の回りに配置さ
れ、支持するために軸受６６上に押さえつけられてい
る。軸受６６の一端は、ソレノイドハウジング６８を貫
通する軸孔に嵌め込まれている。軸受６６の他端は、軸
方向運動に抗してコイル３６を支持するフランジを有し
ている。プランジャ３８は、軸方向に延びる管部分７６
を有し、その管部分７６は、軸受６６においてスライド
し且つシャフト１４の回りに配置されている。フランジ
部分７８は、管部分７６の一端から半径方向に延びてい
る。キャップ６０は、ハウジング６８とモータのエンド
プレート２２との間でプランジャ３８の回りの空間を覆
っている。キャップは、ソレノイドを密封するようにハ
ウジング上にクリンプされている。ソレノイドは、モー
タのエンドプレート２２を貫通してキャップ６０に捩じ
込まれている２つのねじによりモータに固定されてい
る。
【００１２】ソレノイドが作動すると、磁界が、フラン
ジ部分７８をコイル３６に向かってハウジング６８の半
径方向壁に引き付ける。引き離し位置では、プランジャ
にかかる力は非常に強いが、噛み合わせ位置では、フラ
ンジ７８は、コイル３６に隣接し、強度を必要とするも
のが強度を必要とする場所において非常に強く保持され
る。プランジャは、ＯＲＣの駆動部に当接して、ＯＲＣ
がプランジャに対してシャフトの回りに回転できるよう
にしている。これとは別に、所望ならば、プランジャ
は、ＯＲＣと共に回転するようにＯＲＣに結合されるか
又は固定されていてもよい。
【００１３】図３及び図４に戻ると、シャフト１４の端
部には、ねじ５２が取り付けられている。ドリフト防止
スプリング５４がピニオン４８とナット５２との間で延
びており、ピニオン４８を引き離し位置へ押し付けてい
る。スプリング５４とナット５２との間にワッシャ５６
が設けられ、スプリング５４のシートを与えている。ス
プリングの他端には、スリーブ又はスペーサ５８がスプ
リング５４のためのシート及び保持装置を形成し、大き
な捩れ応力を生じることなくスプリングを軸方向に圧縮
しながら、ピニオン４８がシャフト１４の回りに回転で
きるようにしている。さもなければ、この捩れ応力が、
スプリング５４をシャフト１４にからみつかせるか又は
巻きつかないようにして、スプリングの特性に悪影響を
及ぼすであろう。
【００１４】モータ１２がターンオンされると、シャフ
ト１４が回転し始める。ＯＲＣの慣性のために、それ
は、最初、シャフト１４と同様に速く回転せず、シャフ
ト１４がＯＲＣ４０に対してドリフト防止スプリング５
４の押圧力に抗して回転し、らせんスプライン４２によ
り軸方向に右方向に移動する。移動行程の終わりにおい
て、ＯＲＣ４０は、シャフト１４の端部の方へ移動して
図４に示される噛み合い位置に到達する。噛み合い位置
では、ピニオン４８は、使用時において、始動される機
関のフライホイール（図示せず）に嵌め込まれているリ
ング歯車の歯と噛み合う。ドリフト防止スプリングは、
今、圧縮されている。モータがスイッチオンされると、
電力もソレノイド３４に供給される。プランジャ３８を
シャフトに対して軸方向に右方向に移動し、ＯＲＣを押
圧し、慣性運動を助け、ピニオン４８のリング歯車から
のポンプアウトすなわち切り離しを防止し、それによ
り、スタータへの電力がスイッチオフされるまで、噛み
合い位置において、ピニオン４８の確実な保持を行う。
【００１５】電力がスイッチオフされると、ソレノイド
はプランジャ３８を解放して、ＯＲＣが切り離し位置へ
戻ることができるようにする。この時点で機関が始動し
たとすると、リング歯車と噛み合っているピニオン４８
は、ＯＲＣ４０のためにモータシャフトよりも速く回転
することになる。ＯＲＣは、今、らせんスプライン４２
上のシャフト１４の回りに回転することにより、ドリフ
ト防止スプリング５４の影響の下で軸方向に移動でき
る。
【００１６】機関が始動しない場合には、スタータモー
タは、回転を停止し、ピニオン４８は、ドリフト防止ス
プリング５４の影響の下でリング歯車との噛み合い状態
から自由にスライドする。従って、ＯＲＣ４０及びピニ
オン４８は、引き離し位置に戻り、再び試行の準備をす
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施例によるスタータモータ
を示す図である。
【図２】図１のモータの断面図である。
【図３】図２の駆動機構の拡大断面図である。
【図４】駆動機構が別の噛み合い位置にある場合の図３
と同様な図である。
【図５】駆動機構の一部を形成するソレノイドの拡大断
面図である。
【符号の説明】
１２ 電気モータ １４ 駆動シャフト １８ ハウジング ２０ 永久磁石 ２２ エンドプレート ２４ 軸受 ２６ 巻線電機子 ２８ 整流子 ３０ 導電ブラシ ３２ モータ端子 ３４ ソレノイド ３６ コイル ３８ プランジャ ４０ オーバーランニングクラッチ ４２ らせんスプライン ４４ 駆動部 ４６ 被駆動部 ４８ ピニオン ５０ 一方向クラッチ機構 ５２ ナット ５４ ドリフト防止スプリング ５６ ワッシャ ５８ スリーブ ６０ キャップ ６６ 軸受 ６８ ハウジング ７０ スロット ７２ リード線 ７４ ゴムグロメット ７６ 管部分 ７８ フランジ部分
フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム ジェイムズ オズワルド アメリカ合衆国 テキサス州 78521 ブ ラウンスヴィル ビリー ミッチェル ブ ールヴァード 904 (72)発明者 アルバート ルイス アメリカ合衆国 テキサス州 78521 ブ ラウンスヴィル ビリー ミッチェル ブ ールヴァード 904 (72)発明者 マクシモ デ レオン アメリカ合衆国 テキサス州 78521 ブ ラウンスヴィル ビリー ミッチェル ブ ールヴァード 904 (72)発明者 ロバート スラシャー アメリカ合衆国 テキサス州 78521 ブ ラウンスヴィル ビリー ミッチェル ブ ールヴァード 904

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関のための電気スタータにおい
    て、 ハウジングと、該ハウジングを通して延び且つらせんス
    プライン部分を有する回転可能な電機子シャフトとを有
    する電気モータを備え、 内燃機関のリング歯車と選択的に噛み合うように取り付
    けられたピニオン歯車を備え、 電機子シャフトとピニオン歯車との間でトルクを伝達す
    るクラッチアセンブリを備え、クラッチアセンブリは、
    駆動部と被駆動部を有し、駆動部は、電機子シャフトの
    らせんスプライン部分と噛み合う内部らせんスプライン
    部分を有し、それにより、電機子シャフトと駆動部との
    間の相対回転運動が電機子シャフトに沿ったクラッチア
    センブリの軸方向運動を生じるようになっており、ピニ
    オン歯車は、被駆動部と共に回転するように固定されて
    おり、 リング歯車と噛み合うようにピニオン歯車を保持するソ
    レノイドを備え、 ソレノイドは、モータハウジングとクラッチアセンブリ
    との間で電機子シャフトの回りに配置された環状コイル
    と管状プランジャを有し、管状プランジャは、第１端
    に、環状コイルの方向へ引きつけられるように構成され
    た半径方向に延びるフランジを有する、ことを特徴とす
    るスタータモータ。
  2. 【請求項２】 プランジャは、クラッチアセンブリの駆
    動部に対抗するように適合されている第２端を有する請
    求項１に記載のスタータ。
  3. 【請求項３】 ソレノイドは、さらに、 内部空隙を形成するように嵌め合されたハウジング部と
    キャップ部とを備え、 ハウジング部に嵌め込まれてハウジング部を通してプラ
    ンジャを案内する環状軸受とを備えた請求項１又は２に
    記載のスタータ。
  4. 【請求項４】 環状コイルは、環状軸受に嵌め込まれて
    いる請求項３に記載のスタータ。
  5. 【請求項５】 環状軸受は、環状コイルを配置するフラ
    ンジを有する請求項４に記載のスタータ。
  6. 【請求項６】 プランジャの行程距離は、ソレノイドの
    軸長の少なくとも半分である請求項１ないし５のいずれ
    か１つに記載のスタータ。
  7. 【請求項７】 ハウジングを備え、 ハウジングに嵌め込まれ且つ内部空隙を形成するキャッ
    プを備え、ハウジングとキャップは、それらの間に軸を
    有する貫通路を形成する貫通孔を有し、 貫通路の回りにおいてハウジングに嵌めこまれた環状コ
    イルを備え、 ハウジングの貫通孔に嵌め込まれ且つ貫通路と同軸に配
    列された貫通孔を有する軸受を備え、 貫通路に沿って軸方向に延びる管状本体を有し軸受の貫
    通孔に滑り可能に保持されたプランジャを備え、プラン
    ジャは、管状本体の第１端において半径方向に延びるフ
    ランジを有することを特徴とするソレノイド。
  8. 【請求項８】 管状本体のフランジは、内部空隙内に捕
    捉される請求項７に記載のソレノイド。
  9. 【請求項９】 環状コイルは、軸受の回りに配置されて
    いる請求項７又は８に記載のソレノイド。
  10. 【請求項１０】 軸受は、その一端に、軸運動に抗して
    環状コイルを支持する半径方向に延びるフランジを有す
    る請求項７、８又は９に記載のソレノイド。
  11. 【請求項１１】 プランジャの行程距離は、ソレノイド
    の軸長の少なくとも半分である請求項７ないし１０のい
    ずれか１つに記載のソレノイド。
JP2001298845A 2000-10-02 2001-09-28 スタータモータ Pending JP2002115630A (ja)

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