JP2765107B2 - Engine starter - Google Patents
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- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Description
本発明は、内燃機関の始動装置、特に、ピニオンとリ
ングギアとの良好な結合を達成する装置に関する。The present invention relates to a starting device for an internal combustion engine, and more particularly to a device for achieving a good connection between a pinion and a ring gear.
機関用始動装置として、電動機の出力軸に作動的に結
合されたピニオンを機関の出力軸に作動的に結合された
リングギアと噛合させた後、電動機を回転させて、機関
を始動させるものが知られている。 かかる装置においては、ピニオンをリングギアと噛合
させるためにピニオンを移動させる駆動源として、電磁
石装置が使用されているが、その電磁石装置により、電
動機への通電を開始するためのスイッチがオンするよう
に構成されている。 従って、ピニオンとリングギアの噛合が完全に完了す
る前に、電動機が回転することになり、ピニオンが損傷
したり、異音が発生するという問題があった。 その問題を改良した装置として、実公昭56−42437号
公報に記載の装置が知られている。 その装置は、ピニオンを移動させる電磁石装置と電動
機のスイッチとを分離し、ピニオンがリングギアと噛合
したのを光センサで検出して、その後に、電動機のスイ
ッチをオンとして電動機を回転させるものである。 又、その他の装置として、日本電装公開技法36−065
（発行日1984年７月15日）に記載のものが知られてい
る。 その装置は、電磁石装置への印加電圧を起動当初の所
定期間低くして電磁石の駆動速度を遅くすることで、ピ
ニオンがリングギア端面に当接後、電動機の主スイッチ
がオンするまでの期間を長くし、この期間において、電
動機の低速回転によりピニオンとリングギアとの噛合が
完了するようにしている。As an engine starter, a pinion operatively connected to an output shaft of an electric motor is engaged with a ring gear operatively connected to an output shaft of the engine, and then the motor is rotated to start the engine. Are known. In such a device, an electromagnet device is used as a drive source for moving the pinion in order to mesh the pinion with the ring gear, and the electromagnet device turns on a switch for starting energization of the electric motor. Is configured. Therefore, there is a problem that the electric motor rotates before the meshing of the pinion and the ring gear is completely completed, and the pinion is damaged or abnormal noise is generated. An apparatus described in Japanese Utility Model Publication No. Sho 56-42437 is known as an apparatus which has solved the problem. The device separates an electromagnet device for moving a pinion and a switch of a motor, detects that the pinion meshes with a ring gear with an optical sensor, and then turns on the switch of the motor to rotate the motor. is there. In addition, as another device, Nippon Denso Public Technique 36-065
(Issue dated July 15, 1984) is known. The device reduces the drive voltage of the electromagnet by lowering the voltage applied to the electromagnet device for a predetermined period at the start of operation, so that the period from when the pinion abuts on the end face of the ring gear until the main switch of the motor is turned on is reduced. In this period, the engagement between the pinion and the ring gear is completed by the low-speed rotation of the electric motor during this period.
ところで、電磁石装置の作動力でピニオンを移動させ
るのであるが、電磁石装置の作動力を滑らかにピニオン
に伝達させるために、スプリングが使用されている。本
発明者らは、このスプリングの荷重の時間特性を測定し
たとろこ、ピニオンがリングギアの端面に当接した後
や、電磁石が作動完了して作動位置で停止した後も、暫
くの間スプリング荷重に振動が継続することが発見され
た。このことは、ピニオンとリングギアとの噛合の具合
が不安定であることを意味し、ピニオンとリングギアへ
の押し込み力が不足したり、スプリングの振幅が大きい
場合には、両者が噛合したり外れたりすることを意味し
ている。 ところが、上述の３つの装置は、全て、スプリングの
振動が停止する前に、電動機を高速度で回転している。 即ち、上述した第１の装置は、電磁石装置の作動が停
止した時に、電動機への通電する主スイッチがオンとさ
れるので、スプリングの振動がその後も暫く継続してい
る。 又、上述した第２の装置（実公昭56−42437号公報）
においては、ピニオンがリングギアの端面に最初に当接
した時をもって、噛合完了として検出されることにな
る。そして、その噛合完了により電動機のスイッチがオ
ンとされるので、電動機が回転し始める時には、未だ、
スプリング荷重の振動は停止していない。 又、上述した第３の装置（日本電装公開技法36−06
5）においては、第３図に示すスプリング荷重の測定さ
れた特性において、電磁石が作動開始時刻t10から作動
位置で停止する時刻t12までの期間を長することによ
り、電磁力が作動位置で停止する時刻t12を遅らせて、
電動機の主スイッチがオンとなる時刻t12を遅らせてい
る。しかし、そのスプリング荷重の特性から明らかな様
に、電磁石が作動位置で停止する時刻t12からスプリン
グ荷重は大きく振動する。 上述の理由により、従来の始動装置は、ピニオンとリ
ングギアとの噛合が安定する前に、電動機が高速度で回
転するので、ピニオンやリングギアの歯の端面が欠けた
り、摩耗したり、金属音が発生するという問題がある。 又、前述の３つの装置は、電動機の主スイッチをオン
とする前に、電磁石装置のコイルに流れる電流で、電動
機を低速度で駆動して、ピニオンとリングギアとの噛合
が容易となるようにしている。しかし、その電磁石装置
のコイルに流れる電流は、耐熱性、コイル抵抗等により
かなり規制され、電動機の駆動電流としては、微妙な値
にならざるを得ない。この結果、ピニオン端面とリング
ギア端面が当接した際、端面の摩擦力に電動機の回転力
が負け、噛合不良が発生する。 又、第２の装置（実公昭56−42437号公報）では、噛
合の完了を検出するためのセンサをリングギア付近（エ
ンジンクラッチハウジング内）に装着せざるを得ないた
め、始動装置の実装上の問題や、組付時間が増大すると
いう問題がある。 更に、噛合検出センサがクラッチハウジング内にある
ため、クラッチハウジング内で発生するギア摩耗粉及び
外部より進出する泥水等により検出装置が誤作動すると
いう問題もある。 本発明は上記課題を解決するために成されたものであ
り、その目的は、ピニオンやリングギアの欠や、金属音
の発生等を防止して、ピニオンとリングギアとの噛合を
良好にすることである。By the way, the pinion is moved by the operation force of the electromagnet device, and a spring is used to smoothly transmit the operation force of the electromagnet device to the pinion. The present inventors have measured the time characteristic of the load of the spring, and after the pinion abuts against the end face of the ring gear, or after the electromagnet has completed operation and stopped at the operating position, the spring has been It was discovered that the load continued to vibrate. This means that the state of meshing between the pinion and the ring gear is unstable, and when the pinion and the ring gear have insufficient pushing force or the spring has a large amplitude, the two may mesh with each other. Or deviate. However, all of the above three devices rotate the electric motor at a high speed before the vibration of the spring stops. That is, in the above-described first device, when the operation of the electromagnet device is stopped, the main switch for energizing the electric motor is turned on, so that the vibration of the spring continues for a while. Further, the above-mentioned second device (Japanese Utility Model Publication No. 56-42437)
In the above, when the pinion first comes into contact with the end face of the ring gear, the completion of the engagement is detected. Then, the switch of the electric motor is turned on by the completion of the engagement, so when the electric motor starts to rotate, it is still
The vibration of the spring load has not stopped. In addition, the above-mentioned third device (Nippon Denso Publication Technique 36-06)
In 5), the measured properties of the spring load shown in FIG. 3, by the electromagnet to long time to time t 12 to stop at the operating position from the operation start time t 10, an electromagnetic force operative position delaying the time t 12 to stop,
The main switch of the electric motor is delaying the time t 12 which is turned on. However, as it is clear from the characteristics of the spring load, the spring load from the time t 12 the electromagnet is stopped in the operating position is largely vibrated. For the above-described reasons, the conventional starter has a problem that the end faces of the teeth of the pinion and the ring gear are chipped, worn, or metalized because the electric motor rotates at a high speed before the meshing between the pinion and the ring gear is stabilized. There is a problem that sound is generated. In addition, the three devices described above drive the motor at a low speed with the current flowing through the coil of the electromagnet device before turning on the main switch of the motor, so that the pinion and the ring gear can easily mesh with each other. I have to. However, the current flowing through the coil of the electromagnet device is considerably regulated by heat resistance, coil resistance, and the like, and the driving current of the electric motor must be a delicate value. As a result, when the pinion end surface and the ring gear end surface come into contact with each other, the rotational force of the electric motor is lost to the frictional force of the end surface, and poor meshing occurs. In the second device (Japanese Utility Model Publication No. 56-42437), a sensor for detecting the completion of meshing must be mounted near the ring gear (in the engine clutch housing). And the problem that the assembling time increases. Further, since the meshing detection sensor is provided in the clutch housing, there is a problem that the detection device malfunctions due to gear abrasion powder generated in the clutch housing and muddy water that enters from outside. The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to prevent the lack of a pinion or a ring gear, to prevent the generation of metal noise, and to improve the meshing between a pinion and a ring gear. That is.
上記課題を解決するための発明の構成は、始動スイッ
チの作動に応答して、機関の出力軸に作動的に結合され
たリングギアに対して、電動機の出力軸に作動的に結合
されたピニオンをスプリングを介して電磁力手段の作動
力により移動させて、リングギアと噛合させることによ
り、機関を始動させる機関用始動装置において、始動ス
イッチの作動に応答して計時を開始し、電磁力手段が作
動位置に停止した後、スプリングによるピニオンに作用
する作動力が安定するまでの所定時間が経過した後に制
御信号を出力するタイマ手段と、タイマ手段の出力する
制御信号により、電動機への通電を開始する電動機用主
スイッチとを設けたことである。A configuration of the invention for solving the above-mentioned problem is characterized in that a pinion operatively connected to an output shaft of an electric motor is provided for a ring gear operatively connected to an output shaft of an engine in response to operation of a start switch. Is moved by the operating force of the electromagnetic force means via a spring and meshes with the ring gear to start the engine. In response to the operation of the start switch, the engine starts timing. After stopping at the operation position, a timer means for outputting a control signal after a predetermined time elapses until the operating force acting on the pinion by the spring stabilizes, and the control signal output from the timer means energizes the motor. The main switch for the electric motor to be started is provided.
始動スイッチがオンされると、電磁力手段が作動し
て、この作動力によりスプリングを介して、ピニオンは
リングギアの方へ移動され、ピニオンとリングギアとの
噛合が行われる。 一方、タイマ手段は、始動スイッチがオンされてから
計時を開始し、電磁力手段が作動位置に停止した後スプ
リング荷重の振動が停止する時刻を越える所定時間を計
測する。そして、その始動スイッチがオンしてから所定
時間が経過した後、タイマ手段から出力される制御信号
により、電動機用主スイッチがオンする。 この結果、電動機はタイマ手段から制御信号が出力さ
れた後に高速回転し、機関は始動される。 このように、スプリング荷重の振動が安定してから、
電動機が高速回転されるのでピニオンとリングギアとの
噛合が確実に行われる。When the start switch is turned on, the electromagnetic force means is operated, and the pinion is moved toward the ring gear via the spring by this operating force, so that the pinion and the ring gear are engaged. On the other hand, the timer means starts counting time after the start switch is turned on, and measures a predetermined time exceeding the time when the vibration of the spring load stops after the electromagnetic force means stops at the operating position. Then, after a predetermined time has elapsed since the start switch was turned on, the main switch for the electric motor is turned on by the control signal output from the timer means. As a result, the motor rotates at a high speed after the control signal is output from the timer means, and the engine is started. Thus, after the vibration of the spring load becomes stable,
Since the motor is rotated at a high speed, the pinion and the ring gear are reliably engaged.
以下、本発明を具体的な一実施例に基づいて説明す
る。 第１図において、１は電磁力手段を構成する電磁石装
置であり、コイル２と可動鉄心３とで構成されている。
可動鉄心３はコイル２へ通電することで、コイル２の電
磁力により＋Ｘ軸方向に移動する。 レバー17は支点17aの回りに揺動可能に軸支されてお
り、レバー17の一端17bと可動鉄心３の一端3aとの間に
はスプリング４が介在している。 レバー17の他端17cは電動機14の出力軸18に対して移
動可能な一方向性クラッチ15に連結されており、その一
方向性クラッチ15にはピニオン19が接続されている。レ
バー17が−Ｘ軸方向に移動すると、ピニオン19は一方向
性クラッチ15と共に−Ｘ軸方向に移動し、機関の出力軸
に作動的に結合したリングギア16と噛合される。 次に本実施例装置の電気回路について説明する。 電磁石装置１のコイル２はバッテリ21から始動スイッ
チ20を介して給電される。 又、電動機14はバッテリ21から電動機用主スイッチ５
を介して給電される。そして、電動機14の給電回路と電
磁石装置１の給電回路はバッテリ21に対して並列に接続
されている。 電動機用主スイッチ５は電磁リレーで構成されてお
り、固定接点10,11と、それらの固定接点を接続する可
動鉄心７と、可動鉄心７を駆動するコイル８とを有して
いる。そのコイル８は始動スイッチ20の出力端子20aに
接続されたタイマリレー12の出力する制御信号を入力し
ている。 タイマリレー12は始動スイッチ20がオンされてから計
時を開始し、所定時間の後にリレー接点12aを閉じるリ
レーである。リレー接点12aが閉じると、制御信号であ
るバッテリ電圧が電動機用主スイッチ５のコイル８に印
加される。これにより、コイル８は励磁され、可動鉄心
７が固定接点10,11側に吸引され、固定接点10と11とは
導通する。固定接点10と11とが導通することにより、電
動機14はバッテリ21から給電され、電動機14は高速回転
する。 次に本実施例装置の作用について述べる。 第２図はスプリング４の荷重の時間特性を測定した図
である。 時刻t0において、始動スイッチ20がオンとなると、電
磁石装置１のコイル２は給電され、可動鉄心３は＋Ｘ軸
方向に移動される。可動鉄心３が＋Ｘ軸方向に移動する
と、スプリング４を介してレバー17の一端17bは支点17a
の回りに＋Ｘ軸方向に揺動し、レバー17の揺動によりク
ラッチ15は−Ｘ軸方向に移動する。すると、ピニオン19
はリングギア16の端面16aと当接する。この時刻が時刻t
1である。その後、時刻t2までスプリング４は可動鉄心
３の移動に伴って伸張され、時刻t2において、電磁石装
置１の可動鉄心３は作動最終位置となる。この時、時刻
t2を越えてもスプリング４の荷重の振動は停止せず、時
刻t3が経過して漸く停止する。 一方、時刻t0において始動スイッチ20がオンとなる
と、タイマリレー12は計時を開始する。所定時間Ｔの経
過した時刻t4となると、リレー接点12aが閉じ、電動機
用主スイッチ５のコイル８は励磁される。この結果、固
定接点10,11が導通し、電動機14に給電されて、電動機1
4は高速度で回転する。電動機14の回転によりピニオン1
9は回転しつつ、スプリング４の付勢力によりリングギ
ア16の方に押し込まれ、リングギア16と完全に噛合し、
リングギア16は回転される。 上記の所定時間Ｔは、スプリング４の荷重の振動が停
止する時刻t3を越えるように設定されているので、スプ
リング４の荷重の振動が停止した後、即ち、ピニオン19
の位置及びスプリング４の付勢力が安定した後、ピニオ
ン19はリングギア16に安定した付勢力で押し込まれ、リ
ングギア16と完全に噛合する。この結果、ピニオン19と
リングギア16との噛合が滑らかに行われ、ギアの欠け
や、金属音の発生が防止される。Hereinafter, the present invention will be described based on a specific example. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an electromagnet device constituting an electromagnetic force means, which comprises a coil 2 and a movable iron core 3.
The movable core 3 is moved in the + X-axis direction by the electromagnetic force of the coil 2 when the coil 2 is energized. The lever 17 is pivotally supported around a fulcrum 17a, and a spring 4 is interposed between one end 17b of the lever 17 and one end 3a of the movable iron core 3. The other end 17c of the lever 17 is connected to a one-way clutch 15 movable with respect to an output shaft 18 of the electric motor 14, and a pinion 19 is connected to the one-way clutch 15. When the lever 17 moves in the -X axis direction, the pinion 19 moves in the -X axis direction together with the one-way clutch 15 and meshes with the ring gear 16 operatively connected to the output shaft of the engine. Next, an electric circuit of the apparatus of this embodiment will be described. The coil 2 of the electromagnet device 1 is supplied with power from a battery 21 via a start switch 20. Further, the electric motor 14 is connected to the main switch 5 for electric motor from the battery 21.
Powered via The power supply circuit of the electric motor 14 and the power supply circuit of the electromagnet device 1 are connected to the battery 21 in parallel. The electric motor main switch 5 is constituted by an electromagnetic relay, and has fixed contacts 10 and 11, a movable core 7 for connecting the fixed contacts, and a coil 8 for driving the movable core 7. The coil 8 receives a control signal output from the timer relay 12 connected to the output terminal 20a of the start switch 20. The timer relay 12 is a relay that starts timing after the start switch 20 is turned on and closes the relay contact 12a after a predetermined time. When the relay contact 12a is closed, a battery voltage as a control signal is applied to the coil 8 of the main switch 5 for the electric motor. As a result, the coil 8 is excited, the movable iron core 7 is attracted to the fixed contacts 10 and 11, and the fixed contacts 10 and 11 conduct. When the fixed contacts 10 and 11 conduct, the motor 14 is supplied with power from the battery 21 and the motor 14 rotates at high speed. Next, the operation of the present embodiment will be described. FIG. 2 is a diagram showing the time characteristic of the load of the spring 4 measured. At time t 0 , when the start switch 20 is turned on, the coil 2 of the electromagnet device 1 is supplied with power, and the movable core 3 is moved in the + X axis direction. When the movable iron core 3 moves in the + X-axis direction, one end 17b of the lever 17 via the spring 4 becomes a fulcrum 17a.
, In the + X-axis direction, and the swing of the lever 17 causes the clutch 15 to move in the -X-axis direction. Then pinion 19
Abuts against the end face 16a of the ring gear 16. This time is time t
Is one. Thereafter, the spring 4 until the time t 2 is stretched with the movement of the movable core 3, at time t 2, the movable iron core 3 of the electromagnet device 1 becomes actuated end position. At this time, time
vibration of the load of the spring 4 even beyond t 2 does not stop, the time t 3 is finally stopped elapsed. On the other hand, the starting switch 20 at time t 0 is the turned on, the timer relay 12 starts timing. When time t 4 when elapsed a predetermined time T, the relay contact 12a is closed, the coil 8 of the motor for the main switch 5 is energized. As a result, the fixed contacts 10 and 11 conduct, and power is supplied to the motor 14 so that the motor 1
4 rotates at high speed. Pinion 1 due to rotation of motor 14
While rotating, the spring 9 is pushed toward the ring gear 16 by the urging force of the spring 4, and completely meshes with the ring gear 16,
The ring gear 16 is rotated. The above predetermined time T, the vibration of the load of the spring 4 is set to exceed the time t 3 when stopping, after the vibration of the load of the spring 4 is stopped, i.e., the pinion 19
After the position and the urging force of the spring 4 are stabilized, the pinion 19 is pushed into the ring gear 16 with a stable urging force, and completely meshes with the ring gear 16. As a result, the meshing between the pinion 19 and the ring gear 16 is performed smoothly, and the chipping of the gear and the generation of metal noise are prevented.
本発明は、始動スイッチの作動に応答して計時を開始
し、電動機の出力軸に作動的に結合したピニオンを移動
させる電磁力手段が作動位置に停止した後、スプリング
によるピニオンに作用する作動力が安定するまでの所定
時間が経過した後に制御信号を出力するタイマ手段と、
そのタイマ手段の出力する制御信号により、電動機への
通電を開始する電動機用主スイッチとを設けたので、ピ
ニオンの位置及びスプリングによる押圧力が安定した後
に、ピニオンが回転する。この結果、ピニオンとリング
ギアとの噛合が滑らかに行われ、ピニオンとリングギア
の歯が欠けることが防止されると共に結合時の不快な金
属音の発生が防止される。According to the present invention, an operation force acting on a pinion by a spring is started after an electromagnetic force means for starting timekeeping in response to actuation of a start switch and moving a pinion operatively connected to an output shaft of an electric motor stops at an operation position. Timer means for outputting a control signal after a predetermined time elapses until is stabilized,
Since the motor main switch for starting energization of the motor is provided by the control signal output from the timer means, the pinion rotates after the pinion position and the pressing force by the spring are stabilized. As a result, the meshing between the pinion and the ring gear is performed smoothly, the teeth of the pinion and the ring gear are prevented from being chipped, and the generation of unpleasant metal noise at the time of connection is prevented.
第１図は本発明の具体的な実施例に係る始動装置の構成
図、第２図は同実施例装置の作動を説明するためのスプ
リング荷重の時間特性を示した測定図、第３図は従来の
始動装置の作動を説明するためのスプリング荷重の時間
特性を示した測定図である。 １……電磁石装置、３……可動鉄心 ４……スプリング、５……電動機用主スイッチ 14……電動機、16……リングギア 17……レバー、18……出力軸、19……ピニオンFIG. 1 is a configuration diagram of a starting device according to a specific embodiment of the present invention, FIG. 2 is a measurement diagram showing a time characteristic of a spring load for explaining the operation of the embodiment device, and FIG. FIG. 9 is a measurement diagram showing a time characteristic of a spring load for explaining an operation of a conventional starter. 1 ... Electromagnetic device, 3 ... Movable iron core 4 ... Spring, 5 ... Main switch for electric motor 14 ... Electric motor, 16 ... Ring gear 17 ... Lever, 18 ... Output shaft, 19 ... Pinion
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−153972（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−153973（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−130943（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−79669（ＪＰ，Ａ) 実公 昭56−42437（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭52−3536（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02N 11/08──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-59-153972 (JP, A) JP-A-59-153973 (JP, A) JP-A-50-130943 (JP, A) JP-A-58-153 79669 (JP, A) Jiko 56-42437 (JP, Y2) Jiko 52-3536 (JP, Y1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) F02N 11/08
Claims (1)
力軸に作動的に結合されたリングギアに対して、電動機
の出力軸に作動的に結合されたピニオンをスプリングを
介して電磁力手段の作動力により移動させて、リングギ
アと噛合させることにより、機関を始動させる機関用始
動装置において、 前記始動スイッチの作動に応答して計時を開始し、前記
電磁力手段が作動位置に停止した後、前記スプリングに
よる前記ピニオンに作用する作動力が安定するまでの所
定時間が経過した後に制御信号を出力するタイマ手段
と、 前記タイマ手段の出力する制御信号により、前記電動機
への通電を開始する電動機用主スイッチとを設けたこと
を特徴とする機関用始動装置。In response to actuation of a start switch, a pinion operatively coupled to an output shaft of an electric motor is coupled to a ring gear operatively coupled to an output shaft of an engine through a spring by a spring. In an engine starting device for starting an engine by moving by an operating force of the means and meshing with a ring gear, timing starts in response to the operation of the start switch, and the electromagnetic force means stops at an operating position. After that, a timer means for outputting a control signal after a lapse of a predetermined time until the operating force acting on the pinion by the spring stabilizes, and energization to the electric motor is started by a control signal output from the timer means. A starting device for an engine, comprising: a main switch for an electric motor.
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-
1989
- 1989-10-12 JP JP1267495A patent/JP2765107B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03130574A (en) | 1991-06-04 |
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