JP2006342717A - 小型エンジンの始動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄力ゼンマイに十分に蓄力させて確実に始動させる。
【解決手段】エンジンのクランクシャフトに固定されたプーリ５と一体に形成されて円板の周縁の一部に形成された凹部３０を有して成るカムプレート１２の近傍に、カムプレートの凹部の回転方向の後ろ側の端部３２に係合可能な係合部３１ａを有するストッパ３１を配置し、このストッパ３１を、係合部３１ａが凹部に係合する係合位置とカムプレート１２の周縁から回避する回避位置とに移動可能に支持し、通常は回避位置に移動するように付勢する一方、ストッパを外部から係合位置に移動操作可能とするとともに、係合位置においてカムプレート１２に一定以上の回転負荷が加えられるまでストッパが回避位置に移動しないように付勢する付勢手段４０を設けた。
【選択図】図８

Description

本発明は、従来の始動装置にトルクリミッタを設けることにより、エンジンを回転させるための蓄力ゼンマイに十分な蓄力を付与することができる小型エンジンの始動装置に関する。

一般に、小型エンジンの始動装置には、エンジンのクランクシャフトに固定されたプーリの遠心ラチェットと係合するカム爪を有する筒状カムに蓄力ゼンマイを介して連結するドライブギアを設け、このドライブギアを手動又は電動モータで回転させて上記蓄力ゼンマイにエネルギーを蓄え、エネルギーがエンジンの始動抵抗を上回ったときに蓄力ゼンマイを一気に開放させてエンジンを始動させるように構成されている。
特開２００２−２２７７５３公報

しかしながら、蓄力ゼンマイにエンジンの始動抵抗を上回るほどのエネルギーが蓄力されると、エンジンは蓄力ゼンマイの蓄力によって回転することになる。

ところが、エンジンの始動抵抗はピストンが上死点近傍にあるときに最も高くなり、下死点近傍で最も低くなるので、不安定である。このため、蓄力ゼンマイに十分な蓄力が行われないうちに、エネルギーが十分に蓄えられる前にエンジンが回ってしまうことがある。このような場合は、確実にエンジンを始動させることはできない。

本発明は上記問題点を解消し、エンジンの始動抵抗に関係なく、蓄力ゼンマイに十分に蓄力させて確実に始動させることができる小型エンジンの始動装置を提供することをその課題とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、スタータケースの内部に、エンジンのクランクシャフトに固定されたプーリの遠心ラチェットと係合するカム爪を有する筒状カムと、該筒状カムに蓄力ゼンマイを介して連結するドライブギアとを同軸上に配置した小型エンジンの始動装置において、上記プーリと一体に形成されて円板の周縁の一部に形成された凹部を有して成るカムプレートの近傍に、上記カムプレートの凹部の回転方向の後ろ側の端部に係合可能な係合部を有するストッパを配置し、このストッパを、上記係合部が上記凹部に係合する係合位置と上記カムプレートの周縁から回避する回避位置とに移動可能に支持し、通常は上記回避位置に移動するように付勢する一方、上記ストッパを外部から上記係合位置に移動操作可能とするとともに、係合位置において上記カムプレートに一定以上の回転抵抗が加えられるまで上記ストッパが回避位置に移動しないように付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする小。

請求項２に係る発明は、上記ストッパを上記スタータケースに設けられた支軸に揺動可能に支持し、上記ストッパの両側に上記支軸を中心にして、上記ストッパが上記回避位置に揺動するように付勢する第１のバネと、上記係合位置に揺動するように付勢する第２のバネとを設けるとともに、上記第２のバネを外部から引いて上記ストッパを上記係合位置に移動操作可能とすることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、上記第２のバネを外部から引く操作手段が、上記エンジンのセルモータの始動ボタンを操作可能に設けられていることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、上記ストッパに長孔を形成し、この長孔に上記スタータケースに設けられた支軸を係合させ、ストッパが上記係合位置から後退して上記回避位置に移動可能としたことを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、始動時にカムプレートには、エンジンの始動抵抗とストッパによる回転抵抗が加わるので、ドライブギアの回転により蓄力ゼンマイにエネルギーが十分に蓄えられる。そして、この十分に大きなエネルギーを開放させてエンジンを回転させるので、エンジンを確実に始動させることができる。

請求項２に係る発明によれば、回避位置と係合位置との間の移動は、第１のバネと第２のバネによって行われるので、ストッパは迅速に移動する。また、移動操作も簡単である。

請求項３に係る発明によれば、ストッパの移動とセルモータの始動とが単一の操作で済むので、操作性がよい。

請求項４に係る発明によれば、ストッパの係合位置からの後退がスムーズに行われる。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。図１および図２において、小型エンジンの始動装置は、ロープリール１に巻き付けたスタータロープ２を牽引するリコイルスタータと電動のセルモータ３とを組み合わせたもので、スタータケース４の一側にはエンジンのクランクシャフトに固定されたプーリ５が取り付けられ、スタータケース４には、上記プーリ５と同軸上に支軸６が形成され、この支軸６には上記プーリ５と係合可能な筒状カム７と、該筒状カム７に蓄力ゼンマイ１１（渦巻きバネ）を介して作動連結するドライブギア８とが回動自在に配置されている。

なお、上記プーリ５の外周側にカムプレート１２が一体に形成されている。

カム７はドライブギア８のプーリ５側に配置され、カム７に形成されたカム爪１０はプーリ５の側面に設けられた遠心ラチェット９と係止するように相対している。遠心ラチェット９はバネによって常にカム７と係止するように付勢されている。これにより、前述の特許文献１と同様に、カム７が一方向に回転するときは遠心ラチェット９がカム爪１０と係合するのでプーリ５が回転し、反対方向に回転するときはカムは空転してプーリ５は回転しないようになっている。プーリ５が回転してエンジンが回転し、これによりプーリ５がエンジンにより回転されたときは、遠心力により遠心ラチェット９がカム爪１０と離脱する方向に回動してエンジン側とカム７側との回転伝達が遮断されるように構成されている。

また、ドライブギア８のギア部のカム７側には環状凹部１３が形成され、該環状凹部１３には蓄力ゼンマイ１１が配置されている。この蓄力ゼンマイ１１の一端はドライブギア８に、他端はカム７に係止している。これにより、ドライブギア８が回転すると、蓄力ゼンマイ１１が巻き上げられて回転力は蓄力ゼンマイ１１に蓄力され、蓄力が一定以上になるとカム７が回転するようになっている。なお、ドライブギア８のカム７と反対側の側面には爪１４、１５が形成されている。

次に、リコイル始動とモータ始動はいずれも上記ドライブギア８を回転させるように構成されている。

リコイル始動による回転の伝達機構は次のような構成になっている。すなわち、上記ドライブギア８の支軸６には、上記カム７と反対側にロープリール１が回転自在に支持されている。ロープリール１の外周側にはロープ収納溝１６が形成され、内周側には円板収納部１７が形成されている。ロープ収納溝１６にはスタータロープ２が巻き回され、その一端２ａはスタータケース４外へ引き出され、基部側の端部はロープリール１に抜けないように上記収納溝１６の底部の穴（図示せず）から外に出て留められている。上記一端を引っ張ることによりスタータロープ２がロープリール１から引き出されてロープリール１がリール支軸６を中心として回転駆動される。円板収納部１７には、上記ドライブギア８のラチェット爪１４と係脱するラチェット爪１５を備えた円板１９が支軸６の軸方向に沿って移動可能に設けられ、圧縮バネ１８によって常時ドライブギア８のラチェット爪１４と係合するように付勢されている。円板１９はロープリール１の内周側の筒部１ａに沿って移動可能に設けられている。

次に、セルモータ３によるドライブギア８への回転伝達機構は２個の減速歯車によって構成されている。すなわち、（バッテリで駆動される）セルモータ３の出力軸２１のギア２２には第１の減速歯車２３が噛合連結され、第１の減速歯車２３の小径ギア部２３ａには第２の減速歯車２４が噛合連結され、さらに第２の減速歯車２４はドライブギア８の外周のギア２５に噛合している。そして、ドライブギア８に噛合する第２の減速歯車２４は、小径ギア部２４ａと大径ギア部２４ｂとに分割され、共通の回転軸２６に回転自在に支持されている。小径ギア部２４ａはドライブギア８に噛合し、大径ギア部２４ｂは第１の減速歯車２３の小径ギア部２３ａに噛合している。なお、大径ギア部２４ｂは上記回転軸２６に沿って移動して小径ギア部２４ａに対して接離可能に配置されている。

ところで、上記小径ギア部２４ａと大径ギア部２４ｂの向き合う側面には、それぞれ３個の係合爪２７、２８が形成されている。これらの各係合爪２７、２８は図３（ａ）（ｂ）および図４（ａ）（ｂ）に示されるように、それぞれ円周方向の一方の面は傾斜し、他方の面は側面に対して垂直に形成されている。そして、図５に示されるように、両係合爪２７、２８は一方向に回転するときには垂直面同士が係合して両ギア部が回転し、反対側に回転するときは図６に示されるように、傾斜面同士の当りとなって係合せずに一方のギア部は空転するように形成されている。また、スタータケース４と大径ギア部２４ｂとの間には圧縮バネ２９が配置され、この圧縮バネ２９により大径ギア部２４ｂは小径ギア部２４ａ側に押圧され、大径ギア部２４ｂと小径ギア部２４ａの両側面は互いに当接するように付勢されている。

次に、図７および図８に示されるように、上記プーリ５と一体に形成されたカムプレート１２は、円板の周縁の一部に形成された凹部３０を有して成るものであるが、カムプレート１２の近傍にはストッパ３１が配置されている。ストッパ３１は、細長の板状体で、上記カムプレート１２の凹部３０の回転方向の後ろ側の端部３２（係合端部）に係合可能な係合部３１ａを有するとともに、中央部には長孔３３が形成され、長孔３３には上記スタータケース４に設けられた支軸３９が係合している。

ストッパ３１は上記支軸３９を中心に揺動可能であるが、スタータケースにはストッパ３１の両側に係合ピン３４が設けられ、ストッパ３１はこれらのピン３４に係合するまで揺動可能である。すなわち、ストッパ３１は、上記係合部３１ａがカムプレート１２の周縁から回避する回避位置（図８の位置）と上記カムプレート１２の係合端部３２に係合する係合位置（図１１の位置）とに揺動可能に支持されている。

そして、上記ストッパ３１の両側には、ストッパ３１を上記回避位置に揺動するように付勢する第１のバネ３５とストッパ３１を上記係合位置に揺動するように付勢する第２のバネ３６とが配置されている。そして、ストッパ３１は第１のバネ３５により、通常はその係合部３１ａがカムプレート１２の係合端部３２に係合しない回避位置に移動するように付勢されている。

上記第１のバネ３５の端部はスタータケース４に固定され、第２のバネ３６の端部にはワイヤ４３を介してスタータケース４の壁３７の外部に設けられたリミッタボタン３８（操作手段）に取り付けられている。リミッタボタン３８は上記壁３７から引き離し可能に設けられ、リミッタボタン３８を引くことにより上記第２のバネ３６を引いて第１のバネ３５に抗して上記ストッパ３１を上記係合位置に揺動操作できるようになっている。

次に、上記支軸３９とストッパ３１の係合部３１ａと反対側の端部には第３のバネ４０（付勢手段）が配置されている。これにより、ストッパ３１は、長孔３３の両端が支軸３９に係合する範囲内で上記係合部３１ａがカムプレート１２の係合端部３２に係合する位置と、上記係合位置から後退して係合を解除する後退位置（図１２の位置）とに移動可能に配置されている。なお、後退は、ストッパ３１がカムプレート１２に係合した状態で、上記カムプレート１２に一定以上の回転抵抗が加えられたときに、その負荷に耐えられなくなったときに行われ、後退時にはストッパ３１は上記第１のバネ３５によって上記回避位置に移動する。

ところで、上記リミッタボタン３８は図９（ａ）に示されるように、筒部４１の一端に鍔４２を形成し、筒部にワイヤ４３の端部が固定されている。また、筒部４１の内部にはセルモータの始動ボタン４４の軸部４５が摺動可能に嵌合されている。したがって、上記スイッチボタン構成によれば、リミッタボタン３８とモータ始動ボタン４４とを引いた場合（同図（ａ）の場合）と、リミッタボタン３８のみを引いた場合（同図（ｂ）の場合）と、どちらも引かない場合（図８の場合）の４つの場合分けをすることができる。

次に、上記構成の始動装置の作動態様について説明する。

セルモータ３によりエンジンを始動するときは、図９（ａ）に示されるように、リミッタボタン３８とモータ始動ボタン４４とを引き操作する。モータ始動ボタンの操作により、まず図２のようにバッテリからセルモータ３に給電され、その回転力は出力軸２１に固定されたギア２２から第１の減速歯車２３を介して第２の減速歯車２４の大径ギア部２４ｂに伝達される。大径ギア部２４ｂは圧縮バネ２９によって小径ギア部２４ａに押し当てられており、また大径ギア部２４ｂが回転すると、この回転方向では図２のように小径ギア部２４ａと大径ギア部２４ｂの係合爪２７、２８同士が係合するので、小径ギア部２４ａも回転し、この回転力はドライブギア８に伝達され、ドライブギア８が回転する。ドライブギア８が回転するとエンジンの始動抵抗により回転抵抗が増大してカム７の負荷が大きくなるので、蓄力ゼンマイ１１が巻き締まる。そして、エンジンの回転抵抗は初めは低いので、蓄力ゼンマイ１１にある程度の力が蓄えられると、カムが回転し、さらに遠心ラチェット９を介してプーリ５と一体のカムプレート１２が回転する。

ところで、リミッタボタン３８を操作することにより、カムには上記エンジンの始動抵抗のほか、ストッパ３１によるカムプレート１２の回転抵抗が加わることになる。すなわち、リミッタボタン３８を引くことにより、図１０に示されるように、第１のバネ３５よりも第２のバネ３６のバネ力の方が大きくなり、ストッパ３１が図の右回転方向に揺動するように付勢される。この状態で上述のようにセルモータの始動ボタンがオンになると、上述のように、カムプレート１２が回転して凹部３０がストッパ３１を通過するときに、ストッパ３１は図１０の状態を経て図１１の係合位置に瞬時に揺動し、ストッパ３１の先端係合部３１ａはカムプレート１２の凹部３０の後ろ側の係合端部３２に係合する。このため、カムプレート１２はストッパ３１による回転抵抗が加わって停止する。エンジンの回転も停止する。この停止位置はピストンの圧縮上死点の近傍で、混合気が圧縮されるときに回転抵抗が最大になる位置とほぼ一致する。

セルモータ３は回転し続けるから、ドライブギア８も回転し、蓄力ゼンマイ１１の巻き締めも強くなり、カムからカムプレート１２に対する回転力も増大する。そして、蓄力ゼンマイ１１に蓄積されたエネルギーがカムプレート１２に対する回転抵抗、つまりエンジンの回転抵抗とストッパ３１による回転抑止力との和を上回ったとき、ストッパ３１はその負荷に耐えられなくなり、図１２に示されるように、バネ４０のバネ力に抗して後退するとともに、第１のバネ３５により揺動して図８の初期位置に移動する。カムプレート１２からストッパ３１が外れると、蓄力ゼンマイ１１に蓄えられたエネルギーが一気に開放され、カム７とカムプレート１２とプーリ５が回転するとともに、プーリ５に連結されているエンジンは高速で回転し始動する。

なお、ドライブギア８が上述のように回転したときは、その回転方向では図２および図５に示されるように、ドライブギア８のラチェット爪１４とロープリール１の円板１９のラチェット爪１５は傾斜面同士が当り、圧縮バネ１８に抗して乗り越え、係合しないので切り離され、ドライブギア８の回転力はロープリール１には伝達されない。

次に、リコイル始動をさせるときは、図９（ｂ）のようにリミッタボタン３８のみを引き、スタータロープ２を牽引してロープリール１を回転させる。図７に示されるように、圧縮バネ１８により円板１９のラチェット爪１５とドライブギア８のラチェット爪１４は係合するように付勢されているのでドライブギア８が回転する。ドライブギア８が回転すると、上述と同様に、蓄力ゼンマイ１１にエネルギーが蓄えられた後、このエネルギーが一気に開放され、カム７とカムプレート１２とプーリ５が回転するとともに、プーリ５に連結されているエンジンは高速で回転し始動する。

ところで、リコイル始動のとき、上記ドライブギア８が回転すると、この回転は上記第２の減速歯車２４の小径ギア部２４ａにも伝達されるから、小径ギア部２４ａも回転する。しかしながら、この回転方向の場合は、図５および図７に示されるように、小径ギア部２４ａと大径ギア部２４ｂの係合爪２７、２８同士は傾斜面同士が当って乗り越えてしまうので、互いに係合することができず、また減速比の関係から、大径ギア部２４ｂを回転させるトルクは、圧縮バネ２９のバネ力よりも大きいので、大径ギア部２４ｂはロックされるとともに上記圧縮バネ２９に抗して回転軸２６上を小径ギア部２４ａから離反するように移動する。このため、小径ギア部２４ａのみが空転し、ドライブギア８の回転力は大径ギア部２４ｂには伝達されない。

上述のように、始動時にカムプレート１２には、エンジンの始動抵抗とストッパ３１による回転抵抗が加わるので、ドライブギア８の回転により蓄力ゼンマイ１１にエネルギーが十分に蓄えられる。そして、この十分に大きなエネルギーを開放させてエンジンを回転させるので、エンジンを確実に始動させることができる。

なお、上述の例は、セルモータ始動又はリコイル始動のいずれかが選択的に行われるものであるが、本発明はこのような例に限定されない。いずれか一方の始動方式でもよい。

また、カムプレートに回転抵抗を付与するストッパは上述のものに限定されない。ストッパに限定されない。例えば、図１３のように、球状ストッパ３１をバネ４１によってカムプレート１２の凹部４２に係合させる構成であってもよい。

本発明に係るスタータの正面図である。 上記スタータの縦断側面図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ小径ギア部の正面図およびａ−ａ線上の断面図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ小径ギア部の正面図およびｂ−ｂ線上の断面図である。 小径ギア部と大径ギア部の係合爪同士が係合した状態を示す断面図である。 小径ギア部と大径ギア部の係合爪同士が係合しない状態を示す断面図である。 リコイル始動時のスタータの縦断側面図である。 カムプレートに対してストッパが回避位置にある状態を正面側から示した説明図である。 （ａ）（ｂ）はリミッタボタンとモータ始動ボタンの操作態様を示す説明図である。 ストッパが係合位置に移動する途中の状態を示す説明図である。 ストッパが係合位置に移動した状態を示す説明図である。 ストッパが係合位置から押し出されて後退した状態の説明図である。 カムプレートとストッパの他の例の簡略説明図である。

符号の説明

１１ 蓄力ゼンマイ
１２ カムプレート
３０ 凹部
３１ ストッパ
４０ 付勢手段（バネ）

Claims (4)

1. スタータケースの内部に、エンジンのクランクシャフトに固定されたプーリの遠心ラチェットと係合するカム爪を有する筒状カムと、該筒状カムに蓄力ゼンマイを介して連結するドライブギアとを同軸上に配置した小型エンジンの始動装置において、
   上記プーリと一体に形成されて円板の周縁の一部に形成された凹部を有して成るカムプレートの近傍に、上記カムプレートの凹部の回転方向の後ろ側の端部に係合可能な係合部を有するストッパを配置し、
   このストッパを、上記係合部が上記凹部に係合する係合位置と上記カムプレートの周縁から回避する回避位置とに移動可能に支持し、通常は上記回避位置に移動するように付勢する一方、上記ストッパを外部から上記係合位置に移動操作可能とするとともに、
   係合位置において上記カムプレートに一定以上の回転負荷が加えられるまで上記ストッパが回避位置に移動しないように付勢する付勢手段を設けた
   ことを特徴とする小型エンジンの始動装置。
2. 上記ストッパを上記スタータケースに設けられた支軸に揺動可能に支持し、上記ストッパの両側に上記支軸を中心にして、上記ストッパが上記回避位置に揺動するように付勢する第１のバネと、上記係合位置に揺動するように付勢する第２のバネとを設けるとともに、上記第２のバネを外部から引いて上記ストッパを上記係合位置に移動操作可能とすることを特徴とする、請求項1に記載の小型エンジンの始動装置。
3. 上記第２のバネを外部から引く操作手段が、上記エンジンのセルモータの始動ボタンを操作可能に設けられている、請求項２に記載の小型エンジンの始動装置。
4. 上記ストッパに長孔を形成し、この長孔に上記スタータケースに設けられた支軸を係合させ、ストッパが上記係合位置から後退して上記回避位置に移動可能としたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の小型エンジンの始動装置。
   

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