JP2010048130A - Engine starter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動モータによって駆動されるピニオンギヤをエンジンのリングギヤに噛合させてエンジンを起動させるエンジン始動装置に関し、特に、モータの回転力によってピニオンギヤが軸方向に移動してリングギヤと噛合する形式のエンジン始動装置に関する。 The present invention relates to an engine starting device that starts an engine by meshing a pinion gear driven by an electric motor with a ring gear of the engine, and in particular, an engine of a type in which the pinion gear moves in the axial direction by the rotational force of the motor and meshes with the ring gear. It relates to a starting device.
自動車や自動二輪車、大型発電機等に使用されるエンジンは、電動モータを用いたエンジン始動装置(スタータ)によって起動されるのが一般的である。例えば、特許文献1には、モータの回転力によってピニオンギヤが軸方向に移動し、エンジンのリングギヤに噛合する形式のエンジン始動装置が記載されている。図2は、このような形式のエンジン始動装置の構成を示す断面図である。図2のエンジン始動装置101は、エンジンのリングギヤ102と噛合するピニオンギヤ103を備えており、電動モータ104によって駆動される。
An engine used for an automobile, a motorcycle, a large generator, or the like is generally started by an engine starter (starter) using an electric motor. For example, Patent Document 1 describes an engine starting device of a type in which a pinion gear moves in an axial direction by a rotational force of a motor and meshes with an engine ring gear. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of such an engine starting device. The
エンジン始動装置101では、モータ104の回転は、遊星歯車を用いた減速装置105を介して出力軸106に伝えられる。出力軸106には、クラッチアウタ107とクラッチインナ108を備えたオーバーランニングクラッチ109が取り付けられている。クラッチアウタ107は、ヘリカルスプライン部111を介して、出力軸106に取り付けられている。クラッチアウタ107とクラッチインナ108の一端側との間にはローラ112が介設されており、オーバーランニングクラッチ109は一方向の回転のみを伝達するようになっている。クラッチインナ108は、出力軸106上に軸方向に移動自在に取り付けられており、その他端側にはピニオンギヤ103が形成されている。
In the
モータ104が作動すると、出力軸106と共にクラッチアウタ107が回転する。クラッチアウタ107は、その回転に伴い、ヘリカルスプライン部111の作用によって図中左方側へと移動する。クラッチアウタ107の移動と共にクラッチインナ108もまた、回転しつつ図中左方側へと移動する。これにより、ピニオンギヤ103が回転しつつ軸方向に移動し、図2の下半分に示すように、リングギヤ102と噛合してエンジンを起動させる。
しかしながら、このようなエンジン始動装置では、ピニオンギヤ103が回転しつつリングギヤ102に当接し、噛合するため、噛合時に両ギヤに加わる衝撃力が大きいという問題があった。ギヤ噛合時に大きな衝撃力が両ギヤに加わると、エンジン起動時にギヤ衝撃音が発生するのみならず、噛合時の衝撃力により両ギヤの磨耗が大きくなるという問題があった。
However, in such an engine starter, the
本発明の目的は、ピニオンギヤとリングギヤの噛合時における衝撃を緩和し、両ギヤの摩耗を抑えてエンジン始動装置の耐久性を向上させることにある。 An object of the present invention is to alleviate an impact when a pinion gear and a ring gear are engaged with each other, suppress wear of both gears, and improve durability of the engine starter.
本発明のエンジン始動装置は、ドライブシャフト上を軸方向に移動することによりエンジンのリングギヤと噛合するピニオンギヤと、前記ピニオンギヤを回転駆動するためのモータと、前記ドライブシャフトと同軸状に配置され前記エンジンのイグニッションスイッチのON/OFFに伴って作動するマグネットスイッチと、前記マグネットスイッチによって作動され前記モータの動作を制御するスイッチ部とを備え、前記ピニオンギヤが前記スイッチ部の動作と連動して軸方向に移動するエンジン始動装置であって、前記スイッチ部は、該スイッチ部がOFF状態からON状態となる際の電気接点の動作距離が、該スイッチ部がOFF状態のときの前記ピニオンギヤと前記リングギヤとの間の距離よりも大きいことを特徴とする。 An engine starter according to the present invention includes a pinion gear that meshes with a ring gear of an engine by moving in an axial direction on a drive shaft, a motor for rotationally driving the pinion gear, and the engine arranged coaxially with the drive shaft. A magnet switch that operates in accordance with ON / OFF of the ignition switch, and a switch unit that is operated by the magnet switch and controls the operation of the motor, and the pinion gear is axially interlocked with the operation of the switch unit. A moving engine starting device, wherein the switch portion has an operating distance of an electrical contact when the switch portion is changed from an OFF state to an ON state, and the pinion gear and the ring gear when the switch portion is OFF. It is characterized by being larger than the distance between them.
本発明にあっては、スイッチ部の電気接点の動作距離が、ピニオンギヤとリングギヤが当接するまでの移動距離よりも大きいため、ピニオンギヤがリングギヤと当接する以前にスイッチ部が閉じることがなく、ピニオンギヤがリングギヤと当接した後にモータが回転する。このため、ピニオンギヤは回転駆動されない状態でリングギヤと噛み合い、両ギヤは、大きな衝撃力を発生させることなくスムーズに噛合する。 In the present invention, since the operating distance of the electrical contact of the switch part is larger than the moving distance until the pinion gear and the ring gear abut, the switch part does not close before the pinion gear abuts the ring gear, and the pinion gear The motor rotates after contacting the ring gear. For this reason, the pinion gear meshes with the ring gear without being driven to rotate, and both gears mesh smoothly without generating a large impact force.
前記エンジン始動装置において、前記スイッチ部の電気接点に、前記モータ側と接続された第1プレートと、電源側と接続され前記第1プレートと絶縁部によって離隔された第2プレートとを備えた導電プレートと、前記導電プレートと前記動作距離を隔てて配置され、前記第1及び第2プレートと接触することにより、前記絶縁部を導通させ前記モータ側と前記電源側とを電気的に接続するスイッチプレートとを設けても良い。 In the engine starting device, the electrical contact of the switch unit includes a first plate connected to the motor side and a second plate connected to the power source side and separated from the first plate by an insulating unit. A switch disposed at a distance from the plate and the conductive plate and contacting the first and second plates to electrically connect the insulating portion and electrically connect the motor side and the power source side A plate may be provided.
また、当該エンジン始動装置において、前記マグネットスイッチの動作に連動して、前記スイッチプレートを前記導電プレートと接触・離間させたり、前記ピニオンギヤを軸方向に移動させたりしても良い。 In the engine starter, the switch plate may be brought into contact with or separated from the conductive plate, or the pinion gear may be moved in the axial direction in conjunction with the operation of the magnet switch.
さらに、前記マグネットスイッチに、前記イグニッションスイッチと電気的に接続されたコイルと、該コイルが収容されたボビンとを備える固定部と、前記固定部に対し相対移動可能に設けられ、前記スイッチプレートと接続された可動鉄心を備える可動部とを設けると共に、前記ドライブシャフト上に、前記可動鉄心の内周側に設けられ前記可動鉄心と摺動鉄心を介して接触するギヤプランジャと、前記ドライブシャフトに形成されたヘリカルスプライン部上に配置され前記ギヤプランジャの一端側に当接するクラッチアウタと前記ピニオンギヤが形成されたクラッチインナとを有するオーバーランニングクラッチを共に軸方向に移動自在に設け、前記イグニッションスイッチがONされると、それに伴い前記コイルが励磁されて前記可動部と前記ギヤプランジャが軸方向に移動し、該ギヤプランジャの移動により、前記オーバーランニングクラッチが前記ヘリカルスプライン部上を軸方向に沿って移動するのに伴い前記ピニオンギヤが軸方向に移動し、その際、前記ピニオンギヤは、前記スイッチ部の電気接点が閉じる前に、前記リングギヤと当接するようにしても良い。これにより、当該エンジン始動装置においては、マグネットスイッチがピニオンギヤをリングギヤに噛合させる電磁押し込み機構として作用する。 Further, the magnet switch is provided with a fixed part including a coil electrically connected to the ignition switch and a bobbin in which the coil is accommodated, and is provided so as to be relatively movable with respect to the fixed part. A movable portion having a connected movable iron core, a gear plunger provided on the inner peripheral side of the movable iron core on the drive shaft and in contact with the movable iron core via a sliding iron core, and the drive shaft An overrunning clutch having a clutch outer disposed on the formed helical spline portion and in contact with one end side of the gear plunger and a clutch inner formed with the pinion gear is provided movably in the axial direction, and the ignition switch When it is turned on, the coil is energized and the movable And the gear plunger moves in the axial direction, and the movement of the gear plunger causes the pinion gear to move in the axial direction as the overrunning clutch moves along the axial direction on the helical spline portion. The pinion gear may come into contact with the ring gear before the electrical contact of the switch portion is closed. Thus, in the engine starting device, the magnet switch functions as an electromagnetic push-in mechanism that meshes the pinion gear with the ring gear.
本発明のエンジン始動装置によれば、モータによって回転駆動されドライブシャフト上を軸方向に移動することによりエンジンのリングギヤと噛合するピニオンギヤと、ドライブシャフトと同軸状に配置されたマグネットスイッチによって作動されモータの動作を制御するスイッチ部とを備え、ピニオンギヤがスイッチ部の動作と連動して移動するエンジン始動装置にて、スイッチ部の電気接点の動作距離を、ピニオンギヤとリングギヤが当接するまでの移動距離よりも大きく設定したので、ピニオンギヤとリングギヤが当接した後にモータを回転駆動させることが可能となる。このため、大きな衝撃力を発生させることなく、ピニオンギヤとリングギヤを噛合させることができ、噛合時の衝撃による両ギヤの摩耗を抑えることが可能となる。 According to the engine starter of the present invention, a motor driven by a pinion gear that is rotationally driven by a motor and axially moves on the drive shaft and meshes with a ring gear of the engine, and a magnet switch arranged coaxially with the drive shaft. In the engine starter, in which the pinion gear moves in conjunction with the operation of the switch unit, the operating distance of the electrical contact of the switch unit is determined from the moving distance until the pinion gear and the ring gear abut. Therefore, the motor can be driven to rotate after the pinion gear and the ring gear come into contact with each other. For this reason, the pinion gear and the ring gear can be meshed without generating a large impact force, and wear of both gears due to the impact during meshing can be suppressed.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の一実施例であるエンジン始動装置の構成を示す断面図であり、中心線より上側は静止状態を、下側は通電状態を示している。図1のエンジン始動装置(スタータ)1は、自動車用エンジンの起動に使用され、駆動源として、電動モータ(以下、モータと略記する)2を備えている。モータ2は減速装置3と接続されており、モータ2の回転は減速装置3を介してドライブシャフト4に伝達される。ドライブシャフト(出力軸)4上には、オーバーランニングクラッチ5とピニオンギヤ6が軸方向に移動自在に設けられている。当該エンジン始動装置1は、マグネットスイッチ7がドライブシャフト4と同軸状に配置された1軸タイプのスタータとなっており、ピニオンギヤ6は、マグネットスイッチ7の作用によって、オーバーランニングクラッチ5と共に軸方向に移動し、エンジンのリングギヤ8と噛合する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an engine starter according to an embodiment of the present invention, in which the upper side from the center line indicates a stationary state, and the lower side indicates an energized state. An engine starter (starter) 1 shown in FIG. 1 is used for starting an automobile engine, and includes an electric motor (hereinafter abbreviated as a motor) 2 as a drive source. The motor 2 is connected to a
モータ2は、円筒形状のモータハウジング21内にアーマチュア22を回転自在に配置した構成となっている。モータハウジング21はモータ2のヨークを兼ねており、鉄等の磁性体金属によって形成されている。モータハウジング21の右端部には、金属製のエンドカバー23が取り付けられる。一方、モータハウジング21の左端部は、ピニオンギヤ6が収容されるギヤカバー24に取り付けられる。エンドカバー23はセットボルト25によってギヤカバー24に固定され、モータハウジング21はエンドカバー23とギヤカバー24との間に固定される。
The motor 2 has a configuration in which an
モータハウジング21の内周面には、周方向に複数個のマグネット26が固定されており、マグネット26の内側にはアーマチュア22が配置される。アーマチュア22は、モータシャフト27に固定されたアーマチュアコア28と、アーマチュアコア28に巻装されたアーマチュアコイル29とから構成されている。モータシャフト27の右端部は、エンドカバー23に取り付けられたメタル軸受31によって回転自在に支持されている。一方、モータシャフト27の左端部は、ピニオンギヤ6等が取り付けられたドライブシャフト4の端部に回転自在に支持されている。ドライブシャフト4の右端部には軸受部32が凹設されており、モータシャフト27はそこに取り付けられたメタル軸受33によって回転自在に支持される。これにより、ドライブシャフト4は、モータ2のモータシャフト27と同軸状に配置される。
A plurality of
アーマチュアコア28の一端側には、モータシャフト27に外嵌固定されたコンミテータ34が隣接配置されている。コンミテータ34の外周面には、導電材にて形成されたコンミテータ片35が複数個取り付けられており、各コンミテータ片35にはアーマチュアコイル29の端部が固定されている。モータハウジング21の左端部には、ブラシホルダ36が取り付けられている。ブラシホルダ36には、周方向に間隔をあけて、ブラシ収容部37が複数個配置されている。各ブラシ収容部37にはそれぞれブラシ38が出没自在に内装されている。ブラシ38の突出先端部(内径側先端部)は、コンミテータ34の外周面に摺接している。
A
ブラシ38の後端側には図示しないピグテールが取り付けられており、ブラシホルダ36に設けられた導電プレート41の第1プレート41aと電気的に接続されている。導電プレート41は、この第1プレート41aと、電源ターミナル44と電気的に接続された第2プレート41bとから構成されており、両プレート41a,41bの間には両者間を絶縁する絶縁部41cが設けられている。絶縁部41cには、スイッチプレート43が対向配置されており、導電プレート41(第1及び第2プレート41a,41b)とスイッチプレート43の両電気接点によってスイッチ部42が形成されている。
A pigtail (not shown) is attached to the rear end side of the
スイッチプレート43はスイッチシャフト45に取り付けられており、エンジンのイグニッションスイッチがONされてマグネットスイッチ7が通電されると、スイッチシャフト45が左方に移動する。スイッチプレート43が第1及び第2プレート41a,41bに接触すると、絶縁部41cが導通しスイッチ部42がON状態となる。これにより、電源ターミナル44とブラシ38との間が電気的に接続され、コンミテータ34に電源が供給される。これに対し、イグニッションスイッチがOFFのときは、絶縁部41cが開放されてスイッチ部42がOFF状態となり、導電プレート41とスイッチプレート43の間には、スイッチストロークLs(スイッチプレート43の動作距離)分の間隙が形成される。
The
減速装置3の遊星歯車機構11には、インターナルギヤユニット46とドライブプレートユニット47が設けられている。インターナルギヤユニット46は、ギヤカバー24の右端部に固定されており、その内周側には内歯リングギヤ48が形成されている。インターナルギヤユニット46の中央にはメタル軸受49が内装されており、ドライブシャフト4の右端側が回転自在に支持されている。ドライブプレートユニット47は、ドライブシャフト4の右端部に固定されており、プラネタリギヤ51が3個等分間隔で取り付けられている。プラネタリギヤ51は、ベースプレート52に固定された支持ピン53に、メタル軸受54を介して回転自在に支持されている。プラネタリギヤ51は内歯リングギヤ48と噛合している。
The
モータシャフト27の左端部には、サンギヤ55が形成されている。サンギヤ55はプラネタリギヤ51と噛合しており、プラネタリギヤ51は、サンギヤ55と内歯リングギヤ48との間で、自転しつつ公転する。モータ2が作動すると、モータシャフト27と共にサンギヤ55が回転し、サンギヤ55の回転に伴い、プラネタリギヤ51が内歯リングギヤ48と噛み合いながらサンギヤ55の周りを公転する。これにより、ドライブシャフト4に固定されたベースプレート52が回転し、モータシャフト27の回転が減速されてドライブシャフト4に伝達される。
A
オーバーランニングクラッチ5は、遊星歯車機構11によって減速された回転をピニオンギヤ6に対し一回転方向に伝達する。オーバーランニングクラッチ5は、クラッチアウタ56とクラッチインナ57との間に、ローラ58とクラッチスプリング(図示せず)を配した構成となっている。クラッチアウタ56は、ボス部56aとクラッチ部56bとからなり、ボス部56aは、ドライブシャフト4のヘリカルスプライン部61に取り付けられている。ボス部56aの内周側には、ヘリカルスプライン部61と噛み合うスプライン部62が形成されている。これにより、クラッチアウタ56は、ドライブシャフト4上をヘリカルスプライン部61に沿って軸方向に移動可能となっている。
The overrunning clutch 5 transmits the rotation decelerated by the
ドライブシャフト4にはストッパ63が取り付けられている。ストッパ63は、ドライブシャフト4に装着されたサークリップ64によって軸方向の移動が規制されている。ストッパ63には、ギヤリターンスプリング65の一端側が取り付けられている。ギヤリターンスプリング65の他端側は、ボス部56aの内端壁66に当接している。クラッチアウタ56は、このギヤリターンスプリング65によって右方向に付勢されており、通常時(非通電時)には、クラッチアウタ56はギヤカバー24に固定されたクラッチストッパ67に当接した位置で保持される。
A
クラッチアウタ56のクラッチ部56b内周には、ピニオンギヤ6と一体に形成されたクラッチインナ57が配置されている。クラッチアウタ56とクラッチインナ57の間には、ローラ58及びクラッチスプリングが複数組配置されている。また、クラッチ部56bの外周にはクラッチカバー68が外装されており、クラッチ部56bの左端面とクラッチカバー68との間には、クラッチワッシャ69が取り付けられている。このクラッチワッシャ69によって、ローラ58及びクラッチスプリングは、クラッチ部56bの内周側に、軸方向の移動を規制された状態で収容される。
A clutch inner 57 formed integrally with the
クラッチ部56bの内周壁はカム面となっており、楔状斜面部と曲面部が形成されている。ローラ58は、通常、クラッチスプリングによって曲面部側に押されている。クラッチアウタ56が回転し、クラッチスプリングの付勢力に抗して、ローラ58が楔状斜面部とクラッチインナ57の外周面との間に挟持されると、クラッチインナ57はローラ58を介してクラッチアウタ56と一体に回転する。これにより、モータ2が作動しドライブシャフト4が回転すると、その回転はクラッチアウタ56からローラ58を介してクラッチインナ57に伝達され、ピニオンギヤ6が回転する。
The inner peripheral wall of the
これに対し、エンジンが始動し、クラッチインナ57がクラッチアウタ56よりも早く回転すると、ローラ58は曲面部側に移動し、クラッチインナ57はクラッチアウタ56に対し空転状態となる。すなわち、クラッチインナ57がオーバーラン状態となると、ローラ58が楔状斜面部とクラッチインナ外周面との間には挟持されず、クラッチインナ57の回転はクラッチアウタ56には伝達されない。従って、エンジン始動後、エンジン側からより高い回転数でクラッチインナ57が回されても、その回転はオーバーランニングクラッチ5にて遮断され、モータ2側には伝達されない。
On the other hand, when the engine is started and the clutch inner 57 rotates faster than the clutch outer 56, the
クラッチインナ57の左端側には、ピニオンギヤ6が一体に形成されている。ピニオンギヤ6(クラッチインナ57)は、冷間鍛造によって形成された鋼製部材であり、クロム鋼(例えば、SCr 420H)に浸炭処理を施したものが使用される。ピニオンギヤ6の内径側にはシャフト孔71が形成されており、シャフト孔71にはピニオンギヤメタル72が取り付けられている。ピニオンギヤ6は、このピニオンギヤメタル72を介してドライブシャフト4に回転自在に支持される。一方、クラッチインナ57の内径側にはスプリング収容部73が形成されており、そこには、ストッパ63やギヤリターンスプリング65が収容されている。
A
マグネットスイッチ7は、遊星歯車機構11の左方にドライブシャフト4と同軸状に配置されており、モータ2や遊星歯車機構11とも同心状となっている。マグネットスイッチ7は、ギヤカバー24に固定された鋼製の固定部74と、ボビン78に沿って左右方向に移動自在、すなわち、ボビン78に対し相対移動可能に配置された可動部75とからなる。固定部74には、ギヤカバー24に固定されたケース76と、ケース76内に収容されたコイル77及びケース76の内周側に取り付けられたボビン78が設けられている。コイル77は、図示しないイグニッションスイッチと電気的に接続されている。可動部75には、スイッチシャフト45が取り付けられた可動鉄心79が設けられ、可動鉄心79の内周側にはギヤプランジャ81が取り付けられている。可動鉄心79の外周側(図中下端側)には、スイッチリターンスプリング86が取り付けられている。スイッチリターンスプリング86の他端側はギヤカバー24に当接しており、可動鉄心79は右方に付勢されている。
The magnet switch 7 is arranged coaxially with the
可動鉄心79の内周にはさらに、ブラケットプレート82が固定されている。ブラケットプレート82には、プランジャスプリング83の一端がカシメ固定されている。プランジャスプリング83の他端側は、イグニッションキースイッチがOFFのとき(図1の上半分の状態のとき)は、ギヤプランジャ81に当接しており、ギヤプランジャ81はプランジャスプリング83によって左方に付勢されている。ギヤプランジャ81はドライブシャフト4に軸方向に移動可能取り付けられており、可動鉄心79の内周面との間には摺動鉄心84が介設されている。
A
ギヤカバー24はアルミダイカストにて形成されており、ギヤカバー24の左端部には、メタル軸受85を介してドライブシャフト4の左端側が回転自在に支持されている。ギヤカバー24内には、合成樹脂製(例えば、ガラス繊維強化ポリアミド)のクラッチストッパ67やケース76等が固定されている。また、ギヤカバー24の右端面側には、モータハウジング21やエンドカバー23がセットボルト25によって固定されている。
The
次に、このようなエンジン始動装置1を用いたエンジン始動動作について説明する。まず、自動車のイグニッションキースイッチがOFFされているときは、図1の上半分のように、ギヤリターンスプリング65の付勢力によって、クラッチアウタ56はクラッチストッパ67に当接した状態にある。このとき、スイッチプレート43は導電プレート41から離れており、モータ2への給電は行われない。また、ピニオンギヤ6は、右方の離脱位置にあり、リングギヤ8とは噛み合っていない状態にある。
Next, the engine starting operation using such an engine starting device 1 will be described. First, when the ignition key switch of the automobile is OFF, the clutch outer 56 is in contact with the
これに対し、イグニッションキースイッチをONすると、まず、コイル77に電流が流れ、マグネットスイッチ7に吸引力が発生する。コイル77が励磁されると、ケース76及びボビン78を通る磁路が形成され、可動鉄心79が左方に吸引される。可動鉄心79がスイッチリターンスプリング86の付勢力に抗して左方に移動すると、スイッチシャフト45も左方へ移動し、スイッチプレート43が導電プレート41に接触して接点が閉じる。これにより、電源ターミナル44とブラシ38との間が電気的に接続され、コンミテータ34に電源が供給されてモータ2が作動しアーマチュア22が回転する。
On the other hand, when the ignition key switch is turned on, first, a current flows through the coil 77 and an attractive force is generated in the magnet switch 7. When the coil 77 is excited, a magnetic path passing through the
ここで、図2のような従来のエンジン始動装置では、スイッチプレートと導電プレートの間の距離が、ピニオンギヤとリングギヤとの間の距離とほぼ同じ寸法に設定されているため(例えば、共に3mm程度)、両プレートが接触してモータが作動した後、あるいは、作動とほぼ同時にピニオンギヤがリングギヤに噛合する。このため、ピニオンギヤは、回転しながらリングギヤに飛び込む形となり、前述のように、両ギヤの噛合時に大きな衝撃力が発生するという問題があった。 Here, in the conventional engine starter as shown in FIG. 2, the distance between the switch plate and the conductive plate is set to be approximately the same as the distance between the pinion gear and the ring gear (for example, both are about 3 mm). ) After the two plates are in contact with each other and the motor is operated, or almost simultaneously with the operation, the pinion gear meshes with the ring gear. For this reason, the pinion gear jumps into the ring gear while rotating, and there is a problem that a large impact force is generated when the two gears are engaged as described above.
これに対し、本発明によるエンジン始動装置1では、スイッチ部42のスイッチストロークLsが、ピニオンギヤ6がリングギヤ8と当接するまでの移動距離Lpよりも大きく設定されている(Ls=例えば6mm>Lp=例えば3mm)。すなわち、ここでは、スイッチ部42がOFF状態からON状態となる際の電気接点の動作距離(スイッチプレート43と導電プレート41の間の距離)が、スイッチ部42がOFF状態のときのピニオンギヤ6とリングギヤ8との間の距離よりも大きくなっており、両ギヤ6,8が当接した後にモータ2が作動するようになっている。
On the other hand, in the engine starting device 1 according to the present invention, the switch stroke Ls of the
つまり、エンジン始動装置1では、ピニオンギヤ6がリングギヤ8と当接するまではスイッチ部42が閉じない設定となっており、ピニオンギヤ6は、モータ2によって回転駆動される前にリングギヤ8に噛み合う。そして、ピニオンギヤ6とリングギヤ8が当接した後、スイッチ部42が閉じてモータ2が作動し、ピニオンギヤ6が回転する。従って、モータ2によって回転駆動されない状態でピニオンギヤ6をリングギヤ8と噛み合わせることができ、大きな衝撃力を発生させることなく、ピニオンギヤ6とリングギヤ8をスムーズに噛合させることが可能となる。このため、噛合時の衝撃による両ギヤ6,8の摩耗が抑えられ、従来のエンジン始動装置に比して、装置の耐久性向上が図られる。また、噛合時の衝撃音も抑えられ、エンジン起動時のギヤ衝撃音も低減する。
That is, in the engine starting device 1, the
そこで、当該エンジン始動装置1では、コイル77が励磁され可動鉄心79が左方に吸引されると、ブラケットプレート82が左方へ移動し、まず、プランジャスプリング83が押し縮められる。このときのプランジャスプリング83の反発力は、ギヤリターンスプリング65の反発力よりも大きくなるように設定されており、ギヤプランジャ81は、摺動鉄心84に加わる吸引力と、プランジャスプリング83によって左方に押される。これにより、クラッチアウタ56がヘリカルスプライン部61上を軸方向に沿って移動し、それと共にピニオンギヤ6もまた左方へ移動してやがてリングギヤ8と噛み合う。すなわち、マグネットスイッチ7が電磁押込み機構として作用し、ピニオンギヤ6をリングギヤ8に噛合させる。
Therefore, in the engine starter 1, when the coil 77 is excited and the
このようにしてピニオンギヤ6とリングギヤ8が噛み合った後、スイッチプレート43と導電プレート41が接触し、モータ2が作動する。モータ2が作動し、アーマチュア22が回転すると、遊星歯車機構11を介してドライブシャフト4が回転する。ドライブシャフト4の回転に伴い、ヘリカルスプライン部61に取り付けられたクラッチアウタ56もまた回転する。ヘリカルスプライン部61は、ドライブシャフト4の回転方向を考慮してねじり方向が設定されており、クラッチアウタ56の回転数が増大すると、その慣性マスによって、クラッチアウタ56がヘリカルスプライン部61に沿って左方に移動する。
After the
モータ2の回転に伴ってクラッチアウタ56が左方へ飛び出すと、ピニオンギヤ6もクラッチアウタ56と共に左方に移動し、ピニオンギヤ6はリングギヤ8とさらに深く噛合する。これにより、ピニオンギヤ6が図1の下半分の状態のような作動位置に移動し、モータ2の回転がリングギヤ8に伝達され、リングギヤ8が回転する。リングギヤ8はエンジンのクランク軸に接続されており、リングギヤ8の回転に伴ってクランク軸が回転し、エンジンが起動する。エンジンが起動すると、リングギヤ8によってピニオンギヤ6は高回転で回転されるが、オーバーランニングクラッチ5の作用によりその回転はモータ2側には伝達されない。
When the clutch outer 56 jumps to the left along with the rotation of the motor 2, the
なお、クラッチアウタ56が左方に移動すると、ギヤリターンスプリング65もクラッチアウタ56に押されて縮められる。また、プランジャスプリング83は、ギヤプランジャ81を左方に押し出し、ピニオンギヤ6とリングギヤ8が完全に噛み合った状態となると解放され、自然長状態となる。このため、クラッチアウタ56に当接した状態のギヤプランジャ81とプランジャスプリング83との間には、図1の下半分の状態のように、若干の隙間が生じる。
When the clutch outer 56 moves leftward, the
エンジンが始動するとピニオンギヤ6は高回転で回転され、オーバーランニングクラッチ5は空転方向に回転される。オーバーランニングクラッチ5が空転方向に回されるとクラッチ内に空転トルクが生じ、クラッチアウタ56には切れトルクと呼ばれる回転力が働く。この回転力により、クラッチアウタ56にはヘリカルスプライン部61を介して右方へのスラスト力が生じ、クラッチアウタ56が右方へ移動しピニオンギヤ6がリングギヤ8から離脱するおそれがある。そこで、エンジン始動装置1では、摺動鉄心84に加わる電磁吸引力によって、ギヤプランジャ81を移動左端位置(図1の下半分参照)にて保持し、クラッチアウタ56の移動を規制する。これにより、ピニオンギヤ6の右方への移動が規制され、ピニオンギヤ6の離脱が抑えられる。
When the engine is started, the
一方、エンジンが始動しイグニッションキースイッチがOFFされると、マグネットスイッチ7への通電も停止され、その吸引力も消滅する。すると、スイッチリターンスプリング86の付勢力によってブラケットプレート82が右方に押され、それまでボビン78による吸引力にて左方に保持されていた可動鉄心79が右方に移動する。可動鉄心79が右方に移動すると、スイッチシャフト45も右方へ移動し、スイッチプレート43が導電プレート41から離れ接点が開く。これにより、モータ2に対する給電が遮断され、ドライブシャフト4の回転が停止し、クラッチアウタ56の回転も停止する。
On the other hand, when the engine is started and the ignition key switch is turned off, the energization to the magnet switch 7 is stopped and the attractive force disappears. Then, the
クラッチアウタ56の回転が停まると、その慣性マスによる軸方向への移動力も消滅する。このため、押し縮められていたギヤリターンスプリング65の付勢力によって、クラッチアウタ56は、ヘリカルスプライン部61に沿って作動位置から静止位置へと右方へ移動する。このとき、ギヤプランジャ81もクラッチアウタ56に押されて図1の上半分の状態となる。なお、ギヤリターンスプリング65の付勢力は、この時点におけるプランジャスプリング83の付勢力よりも大きくなるように設定されている。クラッチアウタ56が右方に移動すると、ピニオンギヤ6もまた右方に移動してリングギヤ8から離脱し、図1の上半分の状態へと戻る。
When the rotation of the clutch outer 56 stops, the moving force in the axial direction due to the inertia mass disappears. For this reason, the clutch outer 56 moves to the right from the operating position to the stationary position along the
本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
1 エンジン始動装置
2 電動モータ
3 減速装置
4 ドライブシャフト
5 オーバーランニングクラッチ
6 ピニオンギヤ
7 マグネットスイッチ
8 リングギヤ
11 遊星歯車機構
21 モータハウジング
22 アーマチュア
23 エンドカバー
24 ギヤカバー
25 セットボルト
26 マグネット
27 モータシャフト
28 アーマチュアコア
29 アーマチュアコイル
31 メタル軸受
32 軸受部
33 メタル軸受
34 コンミテータ
35 コンミテータ片
36 ブラシホルダ
37 ブラシ収容部
38 ブラシ
41 導電プレート
41a 第1プレート
41b 第2プレート
41c 絶縁部
42 スイッチ部
43 スイッチプレート
44 電源ターミナル
45 スイッチシャフト
46 インターナルギヤユニット
47 ドライブプレートユニット
48 内歯リングギヤ
49 メタル軸受
51 プラネタリギヤ
52 ベースプレート
53 支持ピン
54 メタル軸受
55 サンギヤ
56 クラッチアウタ
56a ボス部
56b クラッチ部
57 クラッチインナ
58 ローラ
61 ヘリカルスプライン部
62 スプライン部
63 ストッパ
64 サークリップ
65 ギヤリターンスプリング
66 内端壁
67 クラッチストッパ
68 クラッチカバー
69 クラッチワッシャ
71 シャフト孔
72 ピニオンギヤメタル
73 スプリング収容部
74 固定部
75 可動部
76 ケース
77 コイル
78 ボビン
79 可動鉄心
81 ギヤプランジャ
82 ブラケットプレート
83 プランジャスプリング
84 摺動鉄心
85 メタル軸受
86 スイッチリターンスプリング
Lp ピニオンギヤがリングギヤと当接するまでの移動距離
Ls スイッチプレートと導電プレートの間の距離
101 エンジン始動装置
102 リングギヤ
103 ピニオンギヤ
104 電動モータ
105 減速装置
106 出力軸
107 クラッチアウタ
108 クラッチインナ
109 オーバーランニングクラッチ
111 ヘリカルスプライン部
112 ローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine starter 2
101 engine starter
102 Ring gear
103 Pinion gear
104 Electric motor
105 Reduction gear
106 Output shaft
107 Clutch outer
108 Clutch inner
109 Overrunning clutch
111 Helical spline section
112 Laura
Claims (4)
前記スイッチ部は、該スイッチ部がOFF状態からON状態となる際の電気接点の動作距離が、該スイッチ部がOFF状態のときの前記ピニオンギヤと前記リングギヤとの間の距離よりも大きいことを特徴とするエンジン始動装置。 A pinion gear that meshes with the ring gear of the engine by moving in the axial direction on the drive shaft, a motor for rotationally driving the pinion gear, and coaxially arranged with the drive shaft to turn on / off the ignition switch of the engine An engine starter comprising a magnet switch that operates together with a switch unit that is operated by the magnet switch and controls the operation of the motor, wherein the pinion gear moves in the axial direction in conjunction with the operation of the switch unit. ,
The switch part is characterized in that the operating distance of the electrical contact when the switch part is turned from the OFF state to the ON state is larger than the distance between the pinion gear and the ring gear when the switch part is in the OFF state. Engine starting device.
前記モータ側と接続された第1プレートと、電源側と接続され前記第1プレートと絶縁部によって離隔された第2プレートとを備えた導電プレートと、
前記導電プレートと前記動作距離を隔てて配置され、前記第1及び第2プレートと接触することにより、前記絶縁部を導通させ前記モータ側と前記電源側とを電気的に接続するスイッチプレートとを有することを特徴とするエンジン始動装置。 The engine starting device according to claim 1, wherein the electrical contact of the switch portion is
A conductive plate comprising: a first plate connected to the motor side; and a second plate connected to the power supply side and separated from the first plate by an insulating portion;
A switch plate disposed at a distance from the conductive plate and contacting the first and second plates to electrically connect the insulating portion to electrically connect the motor side and the power source side; An engine starter comprising:
前記スイッチプレートは、前記マグネットスイッチの動作に連動して前記導電プレートと接触・離間し、
前記ピニオンギヤは、前記マグネットスイッチの動作に連動して軸方向に移動することを特徴とするエンジン始動装置。 The engine starting device according to claim 2,
The switch plate contacts and separates from the conductive plate in conjunction with the operation of the magnet switch,
The engine starter characterized in that the pinion gear moves in the axial direction in conjunction with the operation of the magnet switch.
前記イグニッションスイッチと電気的に接続されたコイルと、該コイルが収容されたボビンとを備える固定部と、
前記固定部に対し相対移動可能に設けられ、前記スイッチプレートと接続された可動鉄心を備える可動部とを有し、
前記ドライブシャフト上には、前記可動鉄心の内周側に設けられ前記可動鉄心と摺動鉄心を介して接触するギヤプランジャと、前記ドライブシャフトに形成されたヘリカルスプライン部上に配置され前記ギヤプランジャの一端側に当接するクラッチアウタと前記ピニオンギヤが形成されたクラッチインナとを有するオーバーランニングクラッチが共に軸方向に移動自在に設けられ、
前記イグニッションスイッチがONされると、それに伴い前記コイルが励磁されて前記可動部と前記ギヤプランジャが軸方向に移動し、該ギヤプランジャの移動により、前記オーバーランニングクラッチが前記ヘリカルスプライン部上を軸方向に沿って移動するのに伴い前記ピニオンギヤが軸方向に移動し、その際、前記ピニオンギヤは、前記スイッチ部の電気接点が閉じる前に、前記リングギヤと当接することを特徴とするエンジン始動装置。 The engine starter according to claim 2, wherein the magnet switch includes:
A fixed portion comprising a coil electrically connected to the ignition switch, and a bobbin in which the coil is accommodated;
A movable part provided with a movable iron core provided to be movable relative to the fixed part and connected to the switch plate;
A gear plunger provided on the inner peripheral side of the movable iron core and in contact with the movable iron core via a sliding iron core on the drive shaft, and a gear plunger disposed on a helical spline portion formed on the drive shaft. An overrunning clutch having a clutch outer abutting on one end of the shaft and a clutch inner on which the pinion gear is formed is movably provided in the axial direction.
When the ignition switch is turned on, the coil is excited accordingly, and the movable part and the gear plunger move in the axial direction, and the movement of the gear plunger causes the overrunning clutch to pivot on the helical spline part. As the pinion gear moves in the axial direction, the pinion gear moves in the axial direction. At this time, the pinion gear contacts the ring gear before the electrical contact of the switch portion is closed.
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