JP3712615B2 - 内燃エンジン用始動停止装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全体として、内燃エンジンに関する。本発明は、更に、内燃エンジンを始動するための装置及び方法に関し、更に詳細には、弾性部材にエネルギを蓄えることができ且つ後にエネルギを解放してエンジンを始動できるエンジン始動装置に関する。本発明は、更に、内燃エンジンを停止するための、又は停止時に少なくともエンジンのエネルギを吸収するための装置及び方法に関する。本エンジン始動装置は、エンジン式芝刈機、発電機、除雪機ブロワー、園芸用トラクター、及び他の機械の小型内燃エンジンで使用するのに特に適している。
【０００２】
【従来の技術】
小型内燃エンジンには、手動式巻き込みスターターが設けられている。このスターターは、中央シャフト、この中央シャフトを中心として回転自在のローププーリ、このローププーリに連結された引込み式のクラッチ又はドッグ、及びローププーリに巻き付けたスターターロープを含む。スターターロープを引っ張ってローププーリを始動方向に回転できる。その結果、ドッグがフライホイールと係合し、フライホイール及びクランクシャフトが始動方向に回転する。次いで、エンジンを始動に十分な回転数に亘って駆動する。
【０００３】
上文中に説明した種類の巻き込みスターターは小型内燃エンジンで一般的に使用されているけれども、それらの作動には固有の特定の欠点がある。例えば、オペレータの手は、フライホイール及びクランクシャフトを回転するためにスターターロープを引っ張るのに十分な強さ及び器用さを備えていなければならない。状況によっては、オペレータは、エンジンが十分に始動する前にスターターロープを数回引っ張る場合がある。オペレータによっては、これは単なる不便である。老人や身障者を含むオペレータについては、スターターロープを多数回引っ張ることは困難な仕事である。
【０００４】
巻き込みスターター及び他の手動式スターターに対する別態様は、初期始動回転に亘ってフライホイールを駆動するために電池から電力を受け取る電動モータを含む自動スターターである。このようなスターターは、押しボタン又はキー装置の形態の電気スイッチを賦勢するだけで作動できる。この考えは、作動が容易で全体に効果的なエンジン始動装置を提供するが、電動モータ、このモータに電力を加えるのに使用される電池、及び関連構成要素は、エンジンの重量を増加し且つエンジン価格を引き上げる。芝刈機や発電機等の機械で使用するようになった小型内燃エンジンについては、エンジン重量の僅かな増加及びエンジン価格の僅かな上昇は、エンジン及び／又は機械の市場競争力に悪影響を及ぼす。
【０００５】
別の種類の自動スターターは、クランクシャフトを回転してエンジンを始動するのにばねに蓄えられたエネルギを使用するエンジン始動装置である。これらのエンジン始動装置では、ばねを巻き上げる機構が設けられていなければならない。例えば、ブリッグス・アンド・ストラットン社（本発明の譲受人である）に譲渡された米国特許第１，９３６，５５４号には、ばねと隣接して位置決めされた、ばねを巻き上げるように作動できる電動モータが開示されている。更に、ばねに相互連結されており、ばねを巻き上げるように作動できる手動式クランク機構を提供することが周知である。更に、エンジンの通常の作動状態中にばねを巻き上げるように作動できる、クランクシャフトに相互連結された巻き上げ機構を提供することが周知である。
【０００６】
回転自在のエンジンアッセンブリ又は部材、例えば、クランクシャフト、フライホイール、及び出力装置（例えばカッティングブレード）を含むアッセンブリを持つ内燃エンジンでは、回転自在のエンジン部材には、オペレータがエンジン点火装置を切った後、その角運動量による運動エネルギがある。用途によっては、角運動量は、回転自在のエンジン部材を多数回の回転に亘って移動するのに十分である。本発明の一般的な特徴及び利点は、オペレータが（例えば、磁気点火システム又は電池点火システムのスイッチを作動することによって）エンジンの停止を開始した後、小型内燃エンジンの回転自在の又は回転しているエンジン部材又はアッセンブリに固有のエネルギを使用するための装置又は機構である。更に詳細には、本発明の特徴及び利点は、このような機構又は装置において、小型内燃エンジンで使用するようになったエンジン始動装置を提供することであり、別の態様では、このようなエンジン始動装置を組み込んだ機械を提供することである。
【０００７】
説明の目的のため、「停止」、及び「遮断」という用語は、点火システム又はこのシステムと等価の機構のエンジンを切るためのスイッチの作動に適用される。更に、これらの用語は、同じ結果をもたらす全ての作動に適用される。「エンジンのコーストダウン（ｃｏａｓｔ ｄｏｗｎ）」という用語は、エンジンの「停止」又は「遮断」を開始した後であるが、回転自在のエンジン部材が移動又は回転を停止する前のエンジン及び／又は回転自在のエンジン部材の状態に適用される。
【０００８】
本発明の更に別の特徴及び利点は、エンジンを停止させるときに回転自在のエンジン部材を制動するための機構を提供するということである。回転自在のエンジン部材のエネルギは、制動機構即ちブレーキ機構によって吸収され及び／又は蓄えられる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
米国及び他の国々では、オペレータがエンジン停止を開始した後、所定期間内にカッティングブレードの回転を止めるための機械を芝刈機に設ける必要があるということに着目しなければならない。代表的には、カッティングブレードは、エンジンが往復動を停止すると同時に回転を停止するようにクランクシャフトに連結されている。従って、エンジンの停止中にブレーキ機構をフライホイールに適用し、カッティングブレードの回転を止める。本発明のブレーキ機構は、このような用途にも適用される。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の一つの特徴では、エンジン始動装置は、エネルギ貯蔵機構、入力エレメント、及び出力エレメントを含む。エネルギ貯蔵機構は、少なくとも一つの弾性部材を含む。入力エレメントは弾性部材と係合でき、エンジンの惰性停止即ちコーストダウン中に弾性部材に荷重を加えて荷重状態にする（例えば、弾性部材を圧縮し、延伸し、又は撓ませることによって）ように移動できる。出力エレメントは、弾性部材が荷重状態から解放されるとき、エネルギ貯蔵機構に応じて移動できる。このようにして、出力エネルギは、回転自在のエンジン部材を始動方向に移動し即ち回転し、これによってエンジンを始動に十分な初期エンジン回転に亘って駆動する。
【００１１】
エンジン始動装置は、回転自在のエンジン部材によって入力エレメントを移動し、弾性部材に荷重を加えることができるように、入力エレメントを回転自在のエンジン部材と係合した状態に位置決めするための入力制御装置を更に含むのがよい。一実施例では、入力エレメントは、第１位置と第２位置との間で入力制御装置によって移動できる回転自在の入力部材（例えば摩擦ローラー又はギヤ）を含む。第１位置では、回転自在の入力部材は、回転自在のエンジン部材と回転自在に係合できる。入力部材は、クランクシャフト、フライホイール、このフライホイールに取り付けられたリングギヤ、又はクランクシャフトに相互連結されたスターター型カップを含む回転自在のエンジン部材の様々な部分と係合するようになっている。回転自在の入力部材は、第２位置に配置されたとき、回転自在のエンジン部材と回転係合した状態から解放される。更に、エンジンには、エンジンの停止を開始するために賦勢できるエンジン制御装置を設けることができる。この場合、入力制御装置は、エンジン制御装置に作動的に連結されているのがよい。この連結は、エンジン制御装置を賦勢したときにはいつでも、入力制御装置を作動して入力エレメントを回転自在のエンジン部材と係合した状態に位置決めするように行われる。
【００１２】
本発明の一つの特定の実施例では、入力制御装置は手動アクチュエータ（例えば、押しボタン又はデッドマンベイルハンドル）、制御ケーブル、入力エレメントを支持する枢動自在のハウジング、及び手動アクチュエータを枢動自在のハウジングに相互連結する制御ケーブル及び連結を含む。入力制御装置は、更に、点火システムの接地スイッチ又は遮断スイッチに相互連結されているのがよい。手動アクチュエータを作動すると、入力エレメントが回転自在のエンジン部材（例えば、フライホイール又はフライホイールに取り付けられたリングギヤ）の一部と係合するように、枢動自在のハウジングが回転自在のエンジン部材に向かって枢動する。
【００１３】
エネルギ貯蔵機構は、更に、弾性部材と係合できる駆動部材を含むのがよい。この駆動部材は、弾性部材に荷重を加えるため、入力エレメントによって第１方向に移動でき、出力エレメントを移動するため、弾性部材が荷重状態から解放されるときに弾性部材によって第２方向に移動できる。好ましくは、駆動部材は、シャフト、回転自在のハウジング、又はシャフトを中心として回転自在に取り付けられた環状部材等の回転自在の部材である。一実施例では、駆動部材は回転自在のシャフト部分又は回転軸線を持つハブを含み、出力エレメントが回転軸線を中心として回転するように取り付けられている。別の実施例では、駆動部材及び弾性部材は、クランクシャフト及びフライホイールから軸線方向に離間されており、これによって、駆動部材の回転軸線は、フライホイール又はクランクシャフトの回転軸線と実質的に一致するように配置されている。
【００１４】
エンジン始動装置は、更に、出力エレメントを回転自在のエンジン部材と回転係合するための一方向トランスミッション手段（例えば、クラッチアッセンブリ又は螺旋状シャフト及び軸線方向に移動自在のピニオンギヤ）を含む。駆動部材が第２方向に回転するとき、トランスミッション手段により、出力エレメントを駆動して回転自在のエンジン部材を始動方向に回転できる。しかしながら、駆動部材が第１方向に回転するとき、出力エレメント及び回転自在のエンジンアッセンブリが回転係合した状態から解放される。
【００１５】
本発明の一つの特定的な実施例では、エンジンは巻き込みスターターを含み、この巻き込みスターターは、巻き込みばね、この巻き込みばねに作動的に連結された巻き込みプーリ、及び回転自在のエンジン部材を始動方向に駆動するため、巻き込みプーリによって駆動方向に回転できる中央駆動エレメント（例えばスターターハブ）を含む。エンジン始動装置の駆動部材は、中央駆動エレメントを中心として取り付けられており、中央駆動エレメントを駆動方向に駆動するため、弾性部材によって回転できる。
【００１６】
弾性部材は、駆動部材を中心として配置された、及び／又は駆動部材に相互連結された少なくとも一つの巻き上げ可能なばねを含む。変形例では、弾性部材は様々な形体（例えば圧縮可能なばね）を持つことができ、他の弾性材料（例えばゴム又は合成材料）から形成できる。一実施例では、エネルギ貯蔵機構は、回転するように（例えばクランクシャフト又は巻き込みスターターの駆動シャフトを中心として）取り付けられたハウジングを含み、弾性部材が実質的にハウジング内に配置されている。弾性部材の一部は、ハウジングに相互連結されており、別の部分が支持部材（即ち定置フランジ）に相互連結されている。
【００１７】
本発明の一つの特定の実施例では、エンジン始動装置は、回転自在の入力エレメント、回転自在の出力エレメント、手動解放可能な係止機構、入力制御装置、及び弾性部材を持つエネルギ貯蔵機構を含む。エネルギ貯蔵機構は、弾性部材に相互連結された回転自在の駆動部材を更に有する。駆動部材は、弾性部材を巻き上げて荷重状態にするため、第１方向に回転でき、弾性部材が荷重状態から巻き解かれるときに弾性部材によって第２方向に回転できる。回転自在の入力エレメントは、駆動部材と係合してこの駆動部材を第１方向に回転するために設けられている。入力制御装置は、エンジンのコーストダウン中、駆動部材を入力エレメントで第１方向に回転できるように、入力エレメントを回転自在のエンジン部材と回転係合した状態に位置決めするように作動できる。更に、回転自在の出力エレメントは、駆動部材が第２方向に回転するとき、少なくとも一つの出力方向に駆動部材によって回転できる。出力エレメントを出力方向に回転すると、回転自在のエンジン部材が始動方向に回転される。
【００１８】
最後に、手動で解放できる係止機構は、弾性部材が荷重状態から解放されて出力エレメントを回転することがないようにするため、エネルギ貯蔵機構と係合できる。係止機構は、エンジンから遠隔に配置された手動アクチュエータを含むのがよい。このアクチュエータは、係止機構を解放し、荷重状態からの弾性部材の解放を開始するように作動できる。本発明の一形態では、係止機構は、爪部材及びエネルギ貯蔵機構に相互連結された可動部材（例えばラチェットホイール）を含む。可動部材にはラチェット面が設けられており、爪部材はラチェット面と係合し、可動部材の運動を制限するようになっている。爪部材を可動部材に関して係合位置に係止するため、手動式のキー装置が設けられているのがよい。
【００１９】
本発明によるブレーキ機構は、全体に、エネルギ吸収機構、入力エレメント、及び入力制御装置を含む。エネルギ吸収機構は、少なくとも一つの弾性部材を含み、入力エレメントは、弾性部材と係合でき且つ弾性部材を荷重状態にするように移動できる。入力制御装置は、回転自在のエンジン部材の回転により入力エレメントを移動し、弾性部材に荷重を加えるように、入力エレメントを回転自在のエンジン部材と係合した状態に位置決めするように作動できる。
【００２０】
本発明による手動式機械は、全体として、回転自在のエンジン部材、エンジンの停止を開始する（例えば、ベイルハンドル、押しボタン、又は点火システム用安全停止スイッチを作動することによって）ための手動式エンジン制御装置、及びエンジン始動装置を持つ、内燃エンジンを含む。エンジン始動装置は、少なくとも一つの弾性部材、弾性部材に荷重を加えて荷重状態にするために移動できる入力エレメント、及び弾性部材が荷重状態から解放されるときにエネルギ貯蔵機構に応じて移動できる出力エレメントを持つエネルギ貯蔵機構を含む。入力エレメントを回転自在のエンジン部材と係合した状態に位置決めするための入力制御装置が更に設けられている。エンジン制御装置を賦勢してエンジンの停止を開始すると、入力エレメントが移動し、弾性部材に荷重を加えることができるようになる。
【００２１】
本発明の別の特徴は、所定の荷重状態を越えて弾性部材に荷重が加えられた後、入力エレメントが弾性部材に更に荷重を加えることを阻止するための手段である。弾性部材が巻き上げ可能なばね又はバンドを含む場合には、阻止手段は、ばね又はバンドの巻き過ぎが起こらないように機能する。一形態では、阻止手段は、入力エレメントと弾性部材との間に作動的に位置決めされたスリップクラッチアッセンブリを含む。別の形態では、阻止手段は、駆動部材、又はエネルギ貯蔵機構の別の構成要素、又はエネルギ吸収機構を含む。
【００２２】
本発明の別の特徴及び利点は、構造が簡単で作動が容易なエンジン始動装置を提供することである。
本発明の更に別の特徴及び利点は、軽量であり且つエンジンの全体として価格に大きな費用が追加されないエンジン始動装置を提供することである。
【００２３】
本発明の他の特徴及び利点は、現存の小型内燃エンジンの改装に特に適したエンジン始動装置を提供することである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、内燃エンジン１２及びこのエンジン１２を自動的に始動するための装置１４を組み込んだ芝刈機１０を示す。芝刈機１０、内燃エンジン１２、及びエンジン始動装置１４の各々は、本発明の実施例を含む。
【００２５】
芝刈機１０は、デッキ１６及びこのデッキ１６から外方及び上方に延びるハンドルアッセンブリ１８を有する。ハンドルアッセンブリ１８は、デッキ１６に取り付けられた下端２０、及びデッキ１６の上方にオペレータが芝刈機１０を容易に取り扱うことができる位置に位置決めされた上端即ちハンドル端２２を有する。オペレータは、ハンドルアッセンブリ１８を操作することによって、芝刈機１０の移動を制御できる。内燃エンジン１２はデッキ１６に取り付けられている。エンジン１２は垂直シャフト型であり、従来構造の多くの構成要素を含む。しかしながら、これらのエンジン構成要素の大部分はエンジンハウジング２４によって実質的に包囲されており、及びかくして図１には示してない。
【００２６】
図１の芝刈機１０には、エンジン始動装置１４の他に巻き込みスタータ（図示せず）が設けられている。この巻き込みスタータは、フライホイール２６の上に取り付けられている（図２のフライホイール２６を参照されたい）。シュラウド２８が巻き込みスタータに取り付けられており、巻き込みスタータに作動的に連結された引っ張りコード３０がシュラウド２８を通って外方に延びている。引っ張りコード３０を使用しない場合には、引っ張りコード３０のハンドル端３２は、ハンドルアッセンブリ１８の上端２２の近くに配置されたコードマウント３４に取り付けてある。
【００２７】
先ず最初に、本発明を具体化するエンジン始動装置１４は、芝刈機１０で使用するのに特に適しており、このエンジン始動装置１４は、手持ち式の園芸用機器、除雪機ブロワー、発電機を含むがこれらに限定されない様々な他の手動操作可能な屋外用動力機器及び機械に組み込むこともできるということに着目しなければならない。従って、本発明は、添付図面に示し且つ本明細書中に説明した芝刈機１０又はエンジン１２に限定されない。エンジン始動装置１４をどのようにして様々な種類の機械及び／又は様々な種類のエンジンで使用するように適合させるのかは、添付図面及び説明から当業者に明らかになるであろう。
【００２８】
図１を再度参照すると、細長いデッドマンハンドル又はベイルハンドル３６の形態のエンジン制御装置がハンドルアッセンブリ１８の上端２２に相互連結されている。ベイルハンドル３６は、ハンドルアッセンブリ１８に配置された二つの枢動ピン３８を中心として枢動自在に支持されており、上端２２から遠ざかる方向に回転するように押圧されている。オペレータがハンドルアッセンブリ１８の上端２２及びベイルハンドル３６を一緒に握ると、ベイルハンドル３６が二つの枢動ピン３８を中心として下方に枢動し、次いで、上端２２と隣接した始動位置又は作動位置に保持できる。ベイルハンドル３６を離すと、ベイルハンドル３６は図１に示す停止位置に向かって自動的に回転する。当該技術分野で周知のように、ベイルハンドル３６を離すと、エンジンの点火を不能にし及び／又はブレーキを作動することによってエンジン１２の停止が開始される。
【００２９】
押しボタン４０の形態の手動アクチュエータが、ベイルハンドル３６の好ましくは一方の枢動ピン３８と隣接した位置で、ハンドルアッセンブリ１８に取り付けられている。押しボタン４０は、ベイルハンドル３６に作動的に相互連結されている。以下に説明するように、オペレータは、エンジン始動装置１４を作動させてエンジン１２を始動することができる。これは、押しボタン４０を押し、押しボタン４０を押したままベイルハンドル３６を始動位置に向かって下方に枢動することによって行われる。かくして、エンジン始動装置１４は、オペレータが二つの別々の動作を行わなければ、即ち押しボタン４０を押し（及び保持し）且つベイルハンドル３６を下方に枢動しなければ作動させることができない。別の態様では、ベイルハンドル３６に代えて、一つ又はそれ以上の押しボタン装置、レバー機構、又は他の種類の手動アクチュエータを使用できる。このような変更は、詳細な説明及び本願に含まれる図面が開示された当業者に明らかになるであろう。
【００３０】
図２は、エンジン始動装置１４の拡大図である。この始動装置は、エンジンハウジング２４に取り付けられた、リングギヤ４４の一組の外歯４２と隣接して位置決めされている。リングギヤ４４は、フライホイール２６の部分であり、両構成要素は、エンジン１２のクランクシャフト（図示せず）に回転自在に取り付けられている。フライホイール２６を時計廻り方向に回転させると、フライホイール２６はクランクシャフトを始動方向又は作動方向に回転し、エンジン１２を初期エンジン回転に亘って駆動する。エンジン１２が始動すると、エンジンはそれ自体の動力で回転を開始し、次いでクランクシャフト及びフライホイール２６を駆動回転できる。
【００３１】
説明の目的で、クランクシャフト及びフライホイール２６は、エンジンが作動している状態で一緒に回転する回転自在のエンジン部材又はアッセンブリと言うことができる。回転自在のエンジンアッセンブリは、更に、始動方向に回転してエンジンを初期始動回転に亘って駆動できる。本発明の変形例では、回転自在のエンジンアッセンブリは、更に、一つ又はそれ以上の出力装置（例えば、芝刈機の切断ブレード）を含む。
【００３２】
エンジン１２の停止は、ベイルハンドル３６を解放した時に開始される。しかしながら、クランクシャフト、フライホイール２６、及び他の出力装置（例えば、芝刈機の切断ブレード）を含むエンジンの回転部材には、エンジンを停止した後でも、クランクシャフト及びフライホイール２６を追加の回転に亘って駆動回転し続けるのに十分な角運動量がある。ベイルハンドル３６を離した後（即ちエンジンの点火を停止した後）のクランクシャフト及びフライホイール２６のこのような追加の回転によって特徴付けられる状態は、一般に、エンジンのコーストダウン即ち惰性停止（ｃｏａｓｔ ｄｏｗｎ）と呼ばれる。従来技術では、エンジンのコーストダウン中にフライホイール２６を直接係合し、クランクシャフト、フライホイール２６、及び任意の出力装置の回転を迅速に停止させるフライホイールブレーキ装置を使用することが周知である。本発明の一つの特徴では、エンジンのコーストダウン中に、回転しているクランクシャフト及びフライホイール２６のエネルギを吸収して蓄えるように機能するブレーキ機構としてエンジン始動装置１４を使用する。変形例では、芝刈機１０又は他の機械には、本発明のエンジン始動装置１４並びに従来のフライホイールブレーキの両方が設けられている。これらの用途では、エンジン始動装置１４は、フライホイールブレーキがエンジンのコーストダウンを迅速に終了させるのを補助するのに使用される。
【００３３】
次に図２、図３、及び図４を参照すると、エンジン始動装置１４には、ばねケーシング４６、このばねケーシング４６の中央を通って垂直に支持されたばね駆動部材即ちばねシャフト４８、及びばね駆動シャフト４８と係合できるコイル状金属バンドの形態の弾性部材又はぜんまいばね５０（図４参照）が設けられている。垂直方向中央軸線５２がばねシャフト４８を通って長さ方向に延びており、クランクシャフトとほぼ平行な関係で位置決めされている（例えば、図３のＢを参照されたい）。ばねシャフト４８は、ばねケーシング４６から、このばねケーシング４６の上方に支持された枢動自在のハウジング５４を通って上方に延びている。
【００３４】
以下に説明するように、枢動自在のハウジング５４は、中央軸線５２を中心として揺動するように枢動自在に支持されている。枢動自在のハウジング５４は、エンジンのコーストダウン中にフライホイール２６と係合してぜんまいばね５０の巻き上げを行うことができる回転自在のシャフトアッセンブリ即ち入力アッセンブリ５６を保持する（図３のＤ参照）。枢動自在のハウジング５４は、更に、入力アッセンブリ５６と係合できるトランスミッション即ち駆動アッセンブリ５８を保持する（図３のＡ参照）。このアッセンブリ５８は、入力アッセンブリ５６と係合でき、入力アッセンブリ５６とばねシャフト４８との間に作動的に位置決めされている。最後に、枢動自在のハウジング５４は、リングギヤ４４と選択的に係合してフライホイール２６を駆動回転し、エンジン１２の始動を開始できる回転自在の出力アッセンブリ６０を保持する（図３のＡ参照）。これらのアッセンブリ５６、５８、６０の各々及びその作動を以下に詳細に論じる。
【００３５】
エンジン始動装置１４は、リングギヤ４４を介さずにフライホイール２６と直接係合するように容易に適合できるということに着目しなければならない。例えば、回転自在の出力アッセンブリ６０は、フライホイール２６の外面（例えば一体に鋳造された歯）と噛み合うように適合させることができる。
【００３６】
図３のＢに最もよく示すように、ばねケーシング４６は、円筒形部分６２、全体に平らな底部６４、ケーシングトップ６６を含み、これらはボルト６８等で互いに接合されている。平らな底部６４には、直径方向反対側の二つの平らなフランジ７０及びベアリング７４が配置される中央孔７２が形成されている。円筒形部分６２には、直径方向反対側の二つの垂直な突出部７６が形成されており、これらの突出部は、内方に面したチャンネル７８を画成する。最終組み立てでは、円筒形部分６２、平らな底部６４、及びケーシングトップ６６は、チャンネル７８を平らなフランジ７０及びケーシングトップ６６に設けられたボルト穴（図示せず）と整合し、ボルト６８を通すことによって互いに接合される。
【００３７】
ぜんまいばね５０は、好ましくは、ステンレス鋼又は炭素鋼構造でできた細長く比較的広幅の金属製バンドの形態である。本発明の幾つかの形態では、ぜんまいばね５０の幅は、約２．５４ｃｍ乃至７．６２ｃｍ（約１インチ乃至３インチ）である。一つの特定の実施例では、ぜんまいばね５０は、幅が７．６２ｃｍ（３インチ）であり、エンジン１２を７回転又は８回転に亘って回転させるのに十分な始動トルクを発生できる。しかしながら、ぜんまいばね５０の幅、長さ、及び／又は厚さはこれよりも大きくても小さくてもよいということに着目されたい。更に、弾性部材は、圧縮ばね又はゴム又は合成材料製の高強度弾性バンドを含む幾つかの変形例の形態であるのがよい。
【００３８】
ぜんまいばね５０の外縁部又は端部８０は、図３のＢに示すように一方のチャンネル７８内に折り込んである（図８を更に参照されたい）。次いで、外端８０をボルト６８でこのボルトと垂直突出部７６との間に固定する。
【００３９】
図３のＢを参照すると、ぜんまいばね５０は、内側端部即ち縁部８２を有する。この縁部は、全体として、ばねケーシング４６の中央近くでばねシャフト４８と隣接して（図８を更に参照されたい）位置決めされている。ばねシャフト４８の太くなった心棒部分８４がばねケーシング４６内の中央に垂直に位置決めされており、ベアリング７４及びフランジベアリング８６によって回転自在に支持されている。ばねシャフト４８の上部分８８は、下心棒部分８４よりも細く形成されており、枢動自在のハウジング５４を通って上方に延びている。添付図面に示す実施例では、ばねシャフト４８の上部分８８の直径は、好ましくは、約０．９９１ｃｍ（約０．３９０インチ）であるのに対し、下心棒部分８４の直径は、好ましくは、約１．５７５ｃｍ（約０．６２０インチ）である。図８の平面図に最もよく示してあるように、下心棒部分８４の直径の一部を切り欠いて垂直方向に延びるアイレット９０を形成し、ぜんまいばね５０の内側端部８２を完全なループに形成し、次いでこのループをアイレット９０と係合させ、又はここにフック止めする。
【００４０】
本出願人は、詳細に亘る試験により、「アイレット」型のばね−ばねシャフト連結が最も好ましい結果をもたらすということを発見した。「アイレット」型連結では、ばね５０に加わっていた負荷がひとたび完全に解放された後、ばね５０をばねシャフト４８にフック止めされた状態から外すことができ、及びぜんまいばね５０を全く損傷せずにばねシャフト４８を回転させ続けることができる。詳細には、ぜんまいばね５０を巻き上げているとき及び巻きが解かれるときに作用する応力集中が最小になる。その結果、添付図面に示す実施例は、数千回の（エンジン始動）サイクルに亘って故障なく十分に作動するということがわかった。
【００４１】
図３のＢを再度参照すると、ばねケーシング４６のケーシングトップ６６は、デッキ面９２及びこのデッキ面９２から全体に外方に延びる二つの取り付けブラケット９４及び９６を含む。第１取り付けブラケット９４がエンジンハウジング２４のスターターマウント（図示せず）と隣接して位置決めされるのに対し、第２取り付けブラケット９６は全体に反対方向に延び、このブラケットもまたエンジンハウジング２４に固定される。取り付けブラケット９４及び９６は、ばねケーシング４６及び枢動自在のハウジング５４の両方をエンジンハウジング２４と隣接して、及びリングギヤ４４の外歯４２と隣接して支持する。更に、ケーシングトップ６６は、小さなアイレット１００が設けられた前方に延びる定置アーム９８を有する。以下に説明するように、枢動自在のハウジング５４は、アイレット１００に取り付けられた戻しばね１０２を介して押圧されている。
【００４２】
図３のＢを参照すると、ケーシングトップ６６のデッキ面９２は、中央軸線５２と同軸に整合して位置決めされた垂直ボア１０６を持つ円形のポスト１０４を含む。枢動自在のハウジング５４の下枢動ブラケット１０８は、円形のポスト１０４の上方に位置決めされており、垂直ボア１０６と軸線方向で整合した下開口部１１０を有する。次いで、フランジベアリング８６をばねシャフト４８の周囲に同心に取り付ける。このベアリングは、垂直ボア１０６及び下開口部１１０を通って上方に延びる（図３のＤ及び図４参照）。ばねシャフト４８は、フランジベアリング８６を通って枢動自在のハウジング５４内に延び、フランジベアリング８６の内側面から離間される。従って、ばねシャフト４８はフランジベアリング８６内で自由に回転できる。
【００４３】
図３のＡ及びＢ、及び図４を参照すると、枢動自在のハウジング５４は、下枢動ブラケット１０８と対応する上枢動ブラケット１１２とを隣接させることによって形成される。図３のＢで最もよくわかるように、下枢動ブラケット１０８は、下開口部１１０がほぼ中央に配置された全体に平らなデッキ１１４及び比較的短い上方に延びる外周壁１１６を有する。フランジ即ちレバーアーム１１８が周壁１１６から前方に延びている。このレバーアーム１１８には、制御ケーブル１２２に連結するための孔１２０及び戻しばね１０２の一端が固定される孔１２４が設けられている。
【００４４】
次に図３のＡを参照すると、上枢動ブラケット１１２は、下方に延びる外壁１２６、多レベル上区分１２８、及び外壁１２６の一部から延びる下フランジ区分１３０を含む。上枢動ブラケット１１２は、ボア即ち上開口部１３４が貫通した上方に延びる円形のハブ１３２を更に含む。上開口部１３４は、下枢動ブラケット１０８の下開口部１１０と同軸に整合して配置されており、中央軸線５２を中心として位置決めされる。上シャフトベアリング１３６が上開口部１３４内に保持され、上枢動ブラケット１１２が上シャフトベアリング１３６の外面と摩擦係合する。しかしながら、上シャフトベアリング１３６の内側面は、ばねシャフト４８の外面から離間されており、ばねシャフト４８は上シャフトベアリング１３６内で自由に回転できる。従って、枢動自在のハウジング５４は、フランジベアリング８６の外面を中心とした下枢動ブラケット１０８の自由回転及びばねシャフト４８の外面を中心とした上シャフトベアリング１３６の自由回転により、中央軸線５２を中心として回転するように、又は揺動運動するように支持されている。更に、ばねシャフト４８は上シャフトベアリング１３６を通って上枢動ブラケット１１２の上方に延びている。枢動自在のハウジング５４をばねシャフト４８に保持するため、リテーナクリップ１３８がばねシャフト４８に取り付けられている。
【００４５】
図４の断面図を参照すると、枢動自在のハウジング５４の右側の区分には入力アッセンブリ５６が配置されており、左側の区分には出力アッセンブリ６０及びトランスミッションアッセンブリ５８が配置されている。入力アッセンブリ５６は、上枢動ブラケット１１２と下枢動ブラケット１０８との間に回転自在に支持されており且つばねシャフト４８と全体に平行な関係で位置決めされた入力シャフト１４０を含む。摩擦ローラー１４２が入力シャフト１４０にこのシャフトとともに回転するように固定的に取り付けられている。図３のＡを更に詳細に参照すると、摩擦ローラー１４２は、好ましくは、硬質の金属製コア１４４及び好ましくはゴム材料で形成された外面１４６を有する。摩擦ローラー１４２は、フライホイール２６の外面と隣接して位置決めされており（図２参照）、以下に説明するように、枢動自在のハウジング５４とともに横方向に移動でき即ち揺動してフライホイール２６と回転係合できる。
【００４６】
入力アッセンブリ５６は、摩擦ローラー１４２の下で入力シャフト１４０に取り付けられた入力ギヤ１４８を含む。この入力ギヤ１４８は、トランスミッションアッセンブリ５８のスパーギヤ即ちクラッチギヤ１５０と全体に整合しており且つこれと係合する。フライホイール２６が摩擦ローラー１４２との摩擦係合により入力シャフト１４０を回転すると、入力ギヤ１４８がクラッチギヤ１５０を回転駆動する。
【００４７】
クラッチギヤ１５０は、フランジベアリング８６の上方の軸線方向位置でばねシャフト４８を中心として取り付けられている（例えば、図４及び図５を参照されたい）。図３のＡ及びＣで最もよくわかるように、クラッチギヤ１５０には、円形の上凹所１５２、円形の下凹所１５４、及びこれらの円形凹所１５２、１５４から半径方向外方に配置された等間隔に間隔が隔てられた４つのリベット穴１５６が形成されている。円形の上クラッチプレート１５８が上凹所１５２内に位置決めされ、下クラッチプレート１６０が下凹所１５４内に位置決めされる。上クラッチプレート１５８は、上方に延びる二つの湾曲壁即ちカム１６４が設けられた（図６を更に参照されたい）円形の輪郭（即ち「蝶ネクタイ」）を持つことを特徴とする中央開口部１６２を有する。二つの湾曲カム１６４は、中央開口部１６２の内側で互いに間隔が隔てられており、これらのカムの側壁面１６６は、上クラッチプレート１５８のカム面即ち係合面を形成する。同様に、下クラッチプレート１６０は中央開口部１６８を有するが、この中央開口部１６８は、複数の内係合歯１７０を形成する平らな星型の輪郭を有する。
【００４８】
変形例では、中央開口部１６２、１６８は、輪郭が異なり、異なる係合面又は歯形体を画成することを特徴とする。これらの形体の設計は、部分的には、クラッチプレート１５８及び１６０に伝達される単位荷重及び材料強度で決まる。図３のＡ及びＣに示す実施例では、中央開口部１６８は、荷重を更に分配し、下クラッチプレート１６０に作用する応力を小さくするため、更に大きな係合面（及び更に多くの係合歯１７０）を提供するように設計されている。
【００４９】
特に図３のＣを参照すると、下凹所１５４には、中央ハブ１７２及び直径方向反対側の位置から半径方向外方に延びる凹所をなした一対のキー溝１７４が形成されている。下クラッチプレート１６０は、下凹所１５４内に位置決めされ、中央ハブ１７２を中心として同心をなして配置される。下クラッチプレート１６０とクラッチギヤ１５０との間には、ベルビルワッシャ１７６及び摩耗プレート１７８が下凹所１５４内に配置されている（図３のＡ参照）。摩耗プレート１７８に設けられた外方に延びる二つのフランジ即ちキー１８０は、凹所をなしたキー溝１７４によって受け入れられており摩耗プレート１７８が回転しないようにする。摩耗プレート１７８は、更に、ベルビルワッシャ１７６から下クラッチプレート１６０へ荷重を分配する。変形例では、波形ワッシャ又は他の種類のばねワッシャをベルビルワッシャ１７６の代わりに使用できる。
【００５０】
次に図３のＡ及び図５を参照すると、トランスミッションアッセンブリ５８は、クラッチギヤ１５０の下に配置されたラチェットホイール１８２を更に含む。ラチェットホイール１８２は、中央開口部１８４及び外ラチェット歯１８６を有する。図５に示すように、ラチェットホイール１８２はフランジベアリング８６を中心として同心をなして配置されており、他のラチェット歯１８６がクラッチギヤ１５０の外周の直ぐ下で外方に延びる。更に、一組のリベット穴１９０及び中央開口部１９２を持つ全体に平らなディスク１８８が、上クラッチプレート１５８の上方で円形の上凹所１５２内に位置決めされている。ショルダーリベット１９４は、穴１９０、クラッチギヤ１５０、及びラチェットホイール１８２を通って延び、係止されてトランスミッションアッセンブリ５８の構成要素に固定される。従って、トランスミッションアッセンブリ５８は、以下の構成要素を含む。即ち、ディスク１８８、クラッチギヤ１５０、摩耗プレート１７８、ベルビルワッシャ１７６、ラチェットホイール１８２、及び上下のクラッチプレート１５８、１６０を含む。トランスミッションアッセンブリのこれらの構成要素は、通常は、クラッチギヤ１５０と入力ギヤ１４８との間の回転係合時にユニットをなして一緒に回転する。変形例では、トランスミッションアッセンブリ５８は、ボルト、ねじ、又は同様の従来の固定手段を使用して固定できる。
【００５１】
次に図３のＤ、図７、並びに図５を参照すると、フランジベアリング８６の真上の位置で駆動クラッチエレメント１９６がばねシャフト４８に固定的に取り付けられている。図７の平面図に示すように、クラッチエレメント１９６は、下クラッチプレート１６０の中央開口部１６８の星型の輪郭と一致する星型形態を有し、下クラッチプレート１６０の係合歯１７０と回転係合する。クラッチギヤ１５０を入力ギヤ１４８によって時計廻り方向に回転させると、下クラッチプレート１６０がクラッチエレメント１９６を駆動し、ばねシャフト４８を時計廻り方向に回転駆動し、これによってぜんまいばね５０を巻き上げる。ぜんまいばね５０を所定回転数に亘って巻き上げると、ぜんまいばね５０によって及ぼされる抵抗が大きくなり、下クラッチプレート１６０とクラッチギヤ１５０との間の係合をスリップさせ、トランスミッションアッセンブリ５８をばねシャフト４８と係合した状態から解除する。その結果、ばねシャフト４８の回転が停止し、ぜんまいばね５０を巻き過ぎないようにする。
【００５２】
次に、図３のＡ及び図４を参照すると、出力アッセンブリ６０は、クラッチギヤ１５０の上凹所１５２と上枢動ブラケット１１２との間でばねシャフト４８に取り付けられた螺旋状シャフト１９８を含む。この螺旋状シャフト１９８には、時計廻り方向で軸線方向上方に延びる螺旋状の溝又は軌道２００が形成されている。この溝又は軌道は、上枢動ブラケット１１２の下面と隣接して位置決めされたシャフトヘッド２０２で終端する。上クラッチプレート１５８のカム１６４は上方に延びており、螺旋状シャフト１９８の下部分２０４と係合する（図５参照）。図６に最もよく示すように、下部分２０４は、上クラッチプレート１５８の中央開口部１６２の輪郭と一致する形態又は形体を有し、従って、上クラッチプレート１５８のカム面１６６と積極的に係合できる。
【００５３】
出力アッセンブリ６０は、ディスク１８８の上方に位置決めされたピニオンギヤ２０６を更に含む。このピニオンギヤは、螺旋状シャフト１９８の周囲に軸線方向移動及び回転移動するように取り付けられている。ピニオンギヤ２０６は、一組の外歯２０８及び盛り上がった中央ハブ２１０を有する。このハブには、中央開口部が設けられている（図３のＡ参照）。中央開口部の内側面には、螺旋状シャフト１９８の軌道２００と一致し且つこれと係合できる螺旋状の溝又は軌道２１２が形成されている。従って、螺旋状シャフト１９８がばねシャフト４８とともに反時計廻り方向に回転すると、ピニオンギヤ２０６が螺旋状シャフト１９８を中心として回転し、軸線方向上方に移動する。
【００５４】
ピニオンギヤ２０６がシャフトヘッド２０２に至ると、ピニオンギヤ２０６の軸線方向移動が停止し、螺旋状シャフト１９８が、好ましくは、ピニオンギヤ２０６をリングギヤ４４と同じ回転平面内で駆動する。次いで、ピニオンギヤ２０６がリングギヤ４４の外歯４２と噛み合い、リングギヤ４４及びフライホイール２６を時計廻り方向即ち始動方向に回転駆動する。作動のこの段階で、ピニオンギヤ２０６は、上位置即ち係合位置（図４に破線で示す）にあると言う。しかしながら、エンジン１２が始動速度を得ると、リングギヤ４４の外歯４２がオーバーランし、次いでピニオンギヤ２０６の外歯２０８を駆動し、これによってピニオンギヤ２０６を螺旋状シャフト１９８を中心として回転し、軸線方向下方に移動する。ピニオンギヤ２０６は、その後、トランスミッションアッセンブリ５８の上方の下位置即ち係合解除位置（図４に実線で示す）に戻る。
【００５５】
螺旋状シャフト１９８はばねシャフト４８とともに回転するように取り付けられているが、螺旋状シャフト１９８がピニオンギヤ２０６を回転駆動し、リングギヤ４４と初期係合状態にしたとき、上クラッチプレート１５８と螺旋状シャフト１９８の下部分２０４との間の摩擦係合により、螺旋状シャフト１９８をばねシャフト４８に対してスリップさせることができる。しかしながら、エンジンが回転し始めると（大きな荷重が出力アッセンブリ６０によって加えられる）、上クラッチプレート１５８と螺旋状シャフト１９８との間の摩擦係合により、螺旋状シャフト１９８がスリップしないようにする。かくして、エンジン１２は回転し続け、ピニオンギヤ２０６がリングギヤ４４を始動時に亘って駆動する。
【００５６】
螺旋状シャフト１９８の螺旋状軌道２００は、ばねシャフト４８が時計廻り方向に回転する場合（即ちぜんまいばね５０が巻き上げられ、即ち荷重が加えられた場合）には、ピニオンギヤ２０６が螺旋状シャフト１９８を中心として軸線方向上方に移動することを阻止するということにも着目しなければならない。かくして、出力アッセンブリ６０は、ばねシャフト４８が反時計廻り方向に回転している場合にだけ、リングギヤ４４を回転駆動するように作動できる。
【００５７】
図１乃至図１９は、本出願人によるばね係止機構の第１実施例を例示する。ばね係止機構は、ぜんまいばね５０が巻き解かれてばねシャフト４８を回転することを阻止するように作動する。更に、手動作動可能なキー装置を作動してばね係止機構を係合位置に係止し、ぜんまいばね５０が不時に解放されたり巻き解かれたりしないようにする。これらは、以下に説明するキー装置の二つの態様である。
【００５８】
先ず最初に図３のＢを参照すると、第１実施例のばね係止機構は爪２１４を含み、この爪は、定置ねじ２１６を中心として所定限度内で回転するように取り付けられており、ねじ２１６とトーションばね２１８との間に固定されている。トーションばね２１８もまた、ねじ２１６を中心として同心に取り付けられており、ねじ２１６は、トーションばね２１８及び爪２１４の両方をケーシングトップ６６の定置のデッキ面９２に固定する。下枢動ブラケット１０８に設けられた細長いスロット２２０は、ねじ２１６がデッキ面９２まで下方に延びることができるが、爪２１４を下枢動ブラケット１０８の上方に配置できるように形成されている。以下に説明するように、スロット２２０は、更に、枢動自在のハウジング５４が、ねじ２１６が邪魔にならずに枢動でき又は揺動できるような形状になっている。
【００５９】
爪２１４は、円形の枢着端即ち第１端２２２を有し、これを通ってねじ２１６が延びる。爪２１４は、カム面２２６を画成する湾曲した第２端２２４を更に有する。更に、トーションばね２１８は、デッキ面９２に固定された第１端２２８及び爪２１４と係合する第２端２３０を有する。トーションばね２１８は、爪２１４を時計廻り方向に押圧してラチェットホイール１８２と係合させるように機能する。爪２１４の係合位置では、爪２１４のカム面２２６がラチェットホイール１８２の外ラチェット歯１８６と係合し且つこれに係止する。図１１の平面図は、係合位置に配置された爪２１４を示す。
【００６０】
爪２１４は、係合位置に配置されると、ラチェットホイール１８２が反時計廻り方向に回転しないようにする。ばねシャフト４８はもまた反時計廻り方向に回転しないようにされ、このようにして、ぜんまいばね５０が巻き解かれてばねシャフト４８を回転駆動することがないようにする。しかしながら、爪２１４が外ラチェット歯１８６の一方の側部としか係合できないように、爪２１４及び外ラチェット歯１８６が形成されているため、ラチェットホイール１８２が時計廻り方向に回転することは妨げられない。従って、爪２１４が係合位置にあるとき、クラッチギヤ１５０の時計廻り方向に回転時にぜんまいばね５０を巻き上げることができる。
【００６１】
上述のように、キー装置には二つの態様がある。キー装置の第１態様を図１乃至図１２に示し、キー装置の第２態様を図１３乃至図１９に示す。キー装置の第１態様を以下に説明し、その後、第２態様を以下に説明する。
【００６２】
キー装置の第１態様は、取り外し自在のキーハンドル２３２、キーロッド２３４、及び回転自在のカム２３６を含む。キーハンドル２３２は、垂直ボア即ちキー溝２４０が下面に設けられた下方に延びるポスト２３８（図１０参照）を更に含む。キー溝２４０及びかくしてキーハンドル２３２は、キーロッド２３４から上方に延びるキーポスト２４２と係合できる。キー溝２４０とキーポスト２４２との係合により、キーハンドル２３２を回転させることによってキーロッド２３４を回転できる。更に、キーハンドル２３２を回転させることによって回転自在のカム２３６を回転できる。
【００６３】
図１０に示すように、キーロッド２３４は、エンジンハウジング２４から延びる支持ブラケット２４６に配置されたキー支持孔２４４で支持されている。キーハンドル２３２のキーハンドルポスト２３８をキー支持孔２４４に挿入してキーポスト２４２と係合し、回転自在のカム２３６を手動で作動できる。しかしながら、キーハンドル２３２をキー支持孔２４４から取り外すことができる。取り外すと、キーロッド２３４及び回転自在のカム２３６は手動で作動できなくなる。
【００６４】
図９及び図１０を参照すると、細長いキーロッドスロット２４８が枢動自在の上ブラケット１１２の下フランジ区分１３０に形成されており、その結果、キーロッド２３４は下枢動ブラケット１０８内に及びこれを通って延びることができる。キーロッドスロット２４８は、更に、枢動自在のハウジング５４を以下に説明するように制御ケーブル１２２で移動したとき、枢動自在のハウジング５４がキーロッド２３４を通って摺動できるように形成されている。
【００６５】
図９に示すように、回転自在のカム２３６は、延長カム部分２５０及びこの延長カム部分２５０からずれた背部２５２を有する。回転自在のカム２３６は、延長カム部分２５０が爪２１４の第２端２２４と係合し且つ背部２５２が枢動自在の下ブラケット１０８の外壁１１６と摩擦係合するように反時計廻り方向に回転させることができる。この位置では、回転自在のカム２３６は、爪２１４がラチェットホイール１８２から外れないようにし、ぜんまいばね５０が不時に巻き解かれないようにする。図９は、係合位置に配置された爪２１４及び係止位置に配置されたキー装置の回転自在のカム２３６を示す。
【００６６】
図１１は、係止位置から係合解除位置即ち係止解除位置まで時計廻り方向に回転させた回転自在のカム２３６を示す。回転自在のカム２３６が係合解除位置にあるとき、カムはもはや爪２１４と係合しない。従って、爪２１４は、ラチェットホイール１８２から係合解除するように解放でき、ぜんまいばね５０を巻き解くことができる。更に、図１１及び図１２に示すように、枢動自在のハウジング５４は、制御ケーブル１２２を引っ張ることによって時計廻り方向に移動できる。図１１では、回転自在のカム２３６は、キーロッドスロット２４８の下部分と隣接して位置決めされる（図１１の平面図に示すように）が、枢動自在のハウジング５４を時計廻り方向に揺動すると、キーロッドスロット２４８の上部分が移動し、回転自在のカム２３６に近付く。枢動自在のハウジング５４は、定置ねじ２１６及びキーロッド２３４を越えて摺動する（図１２参照）。入力シャフト１４０用の下ベアリングとして役立つ上方に延びるボス２５４（図３のＢ及び図４参照）が下枢動ブラケット１０８に設けられている。ボス２５４は、枢動自在のハウジング５４が時計廻り方向に揺動するとき、爪２１４をラチェットホイール１８２から外す。
【００６７】
図２を参照すると、第３取り付けブラケット２５６がエンジンハウジング２４から延びており、このブラケットには、ケーブルマウント２５８を支持する孔（図示せず）が設けられている。ケーブルマウント２５８は、軸線方向に移動自在の制御ケーブル１２２（平らなボーデンケーブル）を収容したケーブルケーシング２６０の一端を支持する。制御ケーブル１２２は、押しボタン装置４０及び／又はベイルハンドル３６に相互連結されており、これにより移動できる。制御ケーブル１２２はケーブルマウント２５８から延びており、レバーアーム１１８の孔１２０と係合する。次に、図９及び図１２を参照すると、制御ケーブル１２２を内方又は外方に移動してレバーアーム１１８を移動し（押しボタン装置及び／又はベイルハンドル３６を作動することによって）、枢動自在のハウジング５４を揺動運動で移動できるのがよい。
【００６８】
図１１及び図１２の平面図を参照すると、戻しばね１０２がレバーアーム１１８を定置アーム９８に相互連結し、枢動自在のハウジング５４を反時計廻り方向に押圧する。ベイルハンドル３６を解放し、エンジン１２の停止を開始するとき、戻しばね１０２が枢動自在のハウジング５４を巻き上げ位置と呼ばれる位置まで反時計廻り方向に揺動する。
【００６９】
図９及び図１１に示す巻き上げ位置では、摩擦ローラー１４２がフライホイール２６と回転係合し、これによって反時計廻り方向に回転する。その結果、入力ギヤ１４８及び入力シャフト１４０もまた反時計廻り方向に回転し、入力ギヤ１４８がクラッチギヤ１５０及びトランスミッションアッセンブリ５８の残りを時計廻り方向に回転する。次いで、トランスミッションアッセンブリ５８がばねシャフト４８を時計廻り方向に回転することによりぜんまいばね５０を巻き上げる。エンジンのコーストダウンが終了するとき、爪２１４がラチェットホイール１８２と係合してこれと相互係止し、これによりばねシャフト４８の反時計廻り方向回転を阻止し、ぜんまいばね５０が巻き解かれないようにする。
【００７０】
押しボタン４０を押し、ベイルハンドル３６を下方に枢動させると、制御ケーブル１２２が枢動自在のハウジング５４を時計廻り方向に、図１２に示す巻き解き位置即ち始動位置と呼ばれる位置まで揺動する。枢動自在のハウジング５４の巻き解き位置では、摩擦ローラー１４２がフライホイール２６から遠ざかる方向に移動され、回転係合した状態から解放される。枢動自在のハウジング５４を時計廻り方向に移動し続けると、ボス２５４が爪２１４と接触し、爪２１４をラチェットホイール１８２と係合した状態から解放する。次いで、ぜんまいばね５０を巻き解いてばねシャフト４８及び螺旋状シャフト１９８を反時計廻り方向に回転できる。これに応じて、ピニオンギヤ２０６が螺旋状シャフト１９８を中心として軸線方向上方に移動し、リングギヤ４４と回転係合し、リングギヤ４４及びフライホイール２６を時計廻り方向即ち始動方向に回転させる。次いで、エンジン１２の始動に十分な初期始動回転によりエンジン１２を駆動する。最後に、エンジン１２が始動し、所定速度に達したとき、リングギヤ４４がピニオンギヤ２０６を螺旋状シャフト１９８を中心として回転し、係合解除位置まで下方に移動する。
【００７１】
図１３乃至図１９に示すキー装置の第２態様では、キー装置の第１態様と同様の方法で（即ち、爪２１４をラチェットホイール１８２と係合した状態に係止する）作動する。この態様は、キーロッド２３４を爪２１４に近付けて配置できない、エンジンの用途に特に適している。
【００７２】
キー装置の第２態様は、キー装置の第１態様にはない幾つかの特徴を含む。図１３に示すように、これらの追加の特徴には、定置支持プレート２６２、枢動リンク２６４、摺動部材２６６、及びカムポスト２６８が含まれる。定置支持プレート２６２は、ケーシングトップ６６上に下枢動ブラケット１０８の下に取り付けられており、キー装置のこの態様では、枢動リンク１６４用の枢着点を提供する。この態様では、定置支持プレート２６２には、更に戻しばね１０２を取り付けるための定置アーム９８が設けられている。
【００７３】
枢動リンク２６４は定置支持プレート２６２に枢着されており、キーロッド２３４によって直接的に作動できる。枢動リンク２６４は、摺動部材２６６の一端にピン止めされている。この摺動部材は、定置支持プレート２６２と下枢動ブラケット１０８との間を延びる。カムポスト２６８が摺動部材２６６の反対端に固定されており、このポストは、定置支持プレート２６２のガイドスロット２７０を通って下方に延び、下枢動ブラケット１０８のウィンドウを通って上方に延びる。枢動リンク２６４をキーロッド２３４によって回転させることによって、摺動部材２６６及びカムポスト２６８を図１５に示す位置と図１７に示す位置との間で移動する。
【００７４】
図１７は、キー装置の第２態様を係止位置で示す。この位置では、枢動リンク２６４が反時計廻り方向に回転させてあり、そのためカムポスト２６８が爪２１４と係合する。この位置では、カムポスト２６８は、爪２１４がラチェットホイール１８２から外れないようにし、且つぜんまいばね５０が巻き解かれないようにする。
【００７５】
図１５及び図１６は、キー装置の第２態様を係止解除位置で示す。この位置では、キーハンドル２３２及び枢動リンク２６４が時計廻り方向に回転させてあり、そのため、カムポスト２６８がガイドスロット２７０に沿って摺動し、爪２１４から遠ざかるように移動する。図１６では、爪は、係止解除されているけれども、ラチェットホイール１８２と未だに係合している。図１５では、枢動自在のハウジング５４を移動することにより、爪２１４がラチェットホイール１８２から係合解除されている。
【００７６】
図１３乃至図１９には、特定の場合が生じたときにエンジン１２の点火システム回路を接地することによってエンジン１２を停止するための装置及びシステムが例示されている。他の図面には示してないが、本発明の全ての実施例は、エンジン停止システムを含むということは理解されよう。更に、エンジン始動装置１４の上下の枢動ブラケット１０８、１１２及び他の構造的構成要素は、好ましくは、金属製の導電性材料から形成されるということに着目されるべきである。
【００７７】
例示のエンジン停止システムは、米国特許第４，９７１，００１号、米国特許第５，０４０，６４４号、及び米国特許第５，０８６，８９０号（これらの特許は全て、ブリッグス・アンド．ストラットン社に譲渡されており、これらの特許に触れたことにより、これらの特許に開示されている内容は本明細書中に組入れたものとする）に記載の方法で機能する。更に詳細には、図１４及び図１９に示すように、安全停止スイッチ２７２が定置支持プレート２６２の下面に固定的に取り付けられている。安全停止スイッチ２７２は、可撓性端子２７４及び接地接触子２７６を含む。
【００７８】
可撓性端子２７４は、点火システム（図示せず）の一次捲線に続く導体ワイヤ２７８に電気的に接続されている。接地接触子２７６は、支持プレート２６２の外周と隣接して配置されており、支持プレート２６２の上面の上に延びている。水平方向に延びる接触タブ２８０が、下枢動ブラケット１０８から支持プレート２６２を越えて外方に延びており、下枢動ブラケット１０８とともに移動できる。
【００７９】
図１５に示すように、下枢動ブラケット１０８を回転させて爪２１４を係止解除したとき、接地接触子２７６が接触タブ２８０から離れ、点火システムを作動可能できる。図１６に示すように、ベイルハンドル３６を離すと、下枢動ブラケット１０８が回転して爪２１４を係止し、これにより接触タブ２８０を接地接触子２７６と係合させ、停止スイッチ２７２を接地する。この状態では、点火システムが接地され、エンジン１２は作動できない。
【００８０】
図１４、図１６、及び図１７を参照すると、タブストップ２８２が下枢動ブラケット１０８に設けられており、ここから下方に延びている。キー装置の第２態様を使用して摺動部材２６６を図１５及び図１６に示す係止解除位置から図１７に示す係止位置まで移動すると、摺動部材２６６がタブストップ２８２と係合する（図１８も参照されたい）。この作用により下枢動ブラケット１０８を時計廻り方向に回転し、摩擦ローラー１４２をフライホイール２６を回転係合した状態から回転する。接触タブ２８０は、摩擦ローラー１４２をフライホイール２６から離すと同時に接地接触子と接触して点火システムを接地させたままにするのに十分なだけ下枢動ブラケット１０８を回転できるのに十分広幅である。
【００８１】
例示の態様以外の幾つかの態様のエンジン停止システムを使用できる。例えば、他の態様は、ベイルハンドル３６等のアクチュエータの解放時にエンジンの点火システムを接地できる。別の態様では、米国特許第４，９７１，００１号、米国特許第５，０４０，６４４号、及び米国特許第５，０８６，８９０号に記載され且つ例示された点火システム及びエンジン停止システムを本発明に直接組み込むことができる。
【００８２】
図１乃至図１９に示し且つ上文中に説明した実施例に対する変形例では、エンジン始動装置には、ぜんまいばねを各々収容した二つ又はそれ以上のばねケーシングが設けられているのがよい。これらのぜんまいばねは、直列で作動し、ばねシャフトを回転する。更に、複数のぜんまいばねをばねケーシング内に収容できる。更に詳細には、２．５４ｃｍ（１インチ）幅の三つのぜんまいばねを互いに重ね、内側端を同じばねシャフトに相互連結し、又は同じばねシャフトによって固定するのがよい。これらの三つのばねは、この場合、並列に作動し、７．６２ｃｍ（３インチ）幅の一つのぜんまいばねに匹敵する始動トルクを発生する。
【００８３】
本発明の一つの特徴では、エンジン始動装置１４は、現存の内燃エンジン１２に容易に適合できる。例えば、図１乃至図１９に示すエンジン１２には、エンジンハウジング２４と隣接して取り付けられた電気式スターターが予め設けられていた。バッテリー、オルタネータ、フライホイールブレーキ、配線、及び電気式スターターを取り外し、電気式スターターが以前に取り付けられていたのと同じ位置にエンジン始動装置１４を挿入し且つ取り付ける。更に、エンジン始動装置１４の図面に描いてあるピニオンギヤ２０６及び螺旋状シャフト１９８は、電気式スターターで使用されていたのと同じである。
【００８４】
図１乃至図１９に示すエンジン始動装置１４の入力アッセンブリ５６は、変形例の形体の入力アッセンブリに容易に代えることができるということに着目しなければならない。例えば、バッテリー及び回転自在の駆動装置を持つ電気モータは、クラッチギヤ１５０と係合するように選択的に作動できる。変形例では、このようなバッテリー及び回転自在の駆動装置を持つ電気モータを、入力アッセンブリ５６に対するバックアップ入力装置として設けることができる。
【００８５】
図２０乃至図２３は、本発明を具体化した第２エンジン始動装置を示す。この装置は、垂直クランクシャフト３１５を持つ第２内燃エンジン３１３に適用される。エンジン始動装置の特定の構成要素がフライホイール３１７とエンジンハウジング３１９との間に取り付けられている。詳細には、ぜんまいばね３２１がフライホイール３１７の下部に相互連結されており、このぜんまいばねを使用してエンジン３１３を初期始動回転に亘って駆動する。従って、図２０乃至図２３のエンジン始動装置を、本発明によるエンジン始動装置のアンダーザフライホイール態様と呼ぶ。
【００８６】
次に図２２及び図２３を参照すると、エンジン始動装置は、枢動自在のハウジング３２９内に取り付けられたピニオンシャフト３２５及びアイドラーシャフト３２７を含む、入力手段即ち入力アッセンブリ３２３を有する。これらの二つのシャフト３２５、３２７は、全体にフライホイール３１７の側方に位置決めされており、クランクシャフト３１５に関して全体に平行な関係にある。摩擦ローラー３３１がピニオンシャフト３２５に、摩擦ローラーを横方向に移動してフライホイール３１７と回転係合できる位置（図２０参照）で固定的に取り付けられている。
【００８７】
更に、トルク制限クラッチアッセンブリ３３３が摩擦ローラー３３１の下に取り付けられており、ピニオンシャフト３２５と摩擦ローラー３３１との間に作動的に位置決めされている。クラッチアッセンブリ３３３は、クラッチプレート３３５、クラッチハウジング３４１、プレート３３７、駆動エレメント３３９、及び圧縮ばね（図示せず）を含む。クラッチアッセンブリ３３３は、エンジン始動装置１４の第１実施例のトランスミッションアッセンブリ５８に関して上文中に説明したのと同様の方法で機能する。ばね抵抗の所定の上昇時に、クラッチアッセンブリ３３３は、ぜんまいばね３２１を巻き過ぎないように機能する。本発明の一つの特定の実施例では、クラッチアッセンブリ３３３の定格は、最大約０．１７３ｍ−ｋｇ（約１５ｉｎ−ｌｂ）である。
【００８８】
下ピニオンギヤ３４３は、摩擦ローラー３３１の下で、ピニオンシャフト３２５のほぼ中間位置でピニオンシャフト３２５に固定的に取り付けられている。アイドラーシャフト３２７は、ピニオンシャフト３２５に対してほぼ平行な関係で取り付けられており、アイドラーギヤ３４５及び一組の外歯３４９を持つラチェットホイール３４７を支持する。このラチェットホイールは、アイドラーギヤ３４５の下でアイドラーシャフト３２７に固定的に取り付けられている。下ピニオンギヤ３４３は、アイドラーギヤ３４５と回転平面を共有し、アイドラーギヤ３４５と回転係合し、摩擦ローラー３３１がフライホイール３１７と回転係合したとき、アイドラーギヤ３４５及びアイドラーシャフト３２７を回転する。
【００８９】
次に、図２０及び図２３を参照すると、枢動自在のハウジング３２９がエンジンハウジング３１９と隣接して取り付けられる。このハウジング３２９は、上枢動ブラケット３５１及び下枢動ブラケット３５３によって形成される。上下の枢動ブラケット３５１、３５３は、左端壁３５１ａ、３５３ａを夫々有し、右端壁３５１ｂ、３５３ｂを夫々有する。右端壁３５１ｂ、３５３ｂは、一対の右フランジ３５９によって互いに固定されており、左端壁３５１ａ、３５３ａは、一対の左フランジ３６１によって互いに固定されている。図２０に最もよく示すように、枢動自在のハウジング３２９は、エンジンハウジング３１９に取り付けられており且つこのハウジングから延びる取り付けプレート３６３に支持されている。取り付けプレート３６３は全体に平らなプレートであり、上枢動ブラケット３５１と下枢動ブラケット３５３との間を延びる外部分３６５を含む。特に図２３を参照すると、外部分３６５には、第１取り付けポスト３６７、及びベアリング３７１が形成されたボス即ち第２取り付けポスト３６９が設けられている。アイドラーシャフト３２７は、上枢動ブラケット３５１で支持された上端３２７ａ及び下枢動ブラケット３５３で支持された下端３２７ｂを有する。アイドラーシャフト３２７は、これらの間でベアリング３７１で回転自在に支持されている。従って、アイドラーシャフト３２７はベアリング３７１内で回転自在であるが、枢動自在のハウジング３２９全体は、アイドラーシャフト３２７とベアリング３７１との間の回転係合により、アイドラーシャフト３２７の長さ方向軸線方向３７３を中心として枢動自在である。
【００９０】
特に図２０及び図２３を参照すると、エンジン始動装置には、カム面３７９を持つ爪３７７、及び第１取り付けポスト３６７に取り付けられており且つ爪３７７と係合するトーションばね（図示せず）が更に設けられている。爪３７７は、カム面３７９がラチェットホイール３４７の外歯３４９と係合し、アイドラーシャフト３２７が反時計廻り方向に回転しないように押圧されている。更に、半島状突出プレート３８３が左フランジ３６１間に取り付けられており、これらのフランジから外方に爪３７７の下に延びている。バンプピン３８５が半島状突出プレート３８３から上方に延びている。このピンは、爪３７７と係合してこの爪３７７をラチェットホイール３４７と係合した状態から外すことができる。
【００９１】
次に図２０及び図２１を参照すると、制御ケーブル３８９のベント端３９１が、右フランジ３５９に形成されたアイレット３８７と係合している。制御ケーブル３８９は、ケーブルマウント３９７に取り付けられてこのマウントによって支持された制御ケーブルケーシング３９５内で軸線方向に移動自在である。制御ケーブル３８９は、エンジンハウジング３１９から遠方に配置された、枢動自在のハウジング３２９を移動するための手動制御システム（図示せず）に相互連結できる。幾つかの実施例では、制御ケーブル３８９は、エンジン３１３から遠くに配置されたベイルハンドル、レバー、又は押しボタン等の手動アクチュエータに相互連結されている。
【００９２】
制御ケーブル３８９を操作して枢動自在のハウジング３２９をアイドラーシャフト３２７を中心として揺動し、摩擦ローラー３３１をフライホイール３１７と回転的に係合し又は係合解除することができる。図２０は、枢動自在のハウジング３２９を係合状態即ち巻き上げ状態で、即ちエンジンのコーストダウン中の状態で示す。摩擦ローラー３３１はフライホイール３１７と噛み合い、フライホイール３１７の時計廻り方向回転により、摩擦ローラー３３１及びピニオンシャフト３２５を反時計廻り方向に回転する。その結果、下ピニオンギヤ３４３はアイドラーギヤ３４５を時計廻り方向に回転する。
【００９３】
図２１は、枢動自在のハウジング３２９を係合解除位置で示す。この位置では、摩擦ローラー３３１がもはやフライホイール３１７と噛み合わないように枢動自在のハウジング３２９を外方に移動するため、制御ケーブル３８９が使用されている。枢動自在のハウジング３２９が揺動によりフライホイール３１７から離れると、バンプピン３８５が爪３７７と係合し、爪３７７をラチェットホイール３４７と係合した状態から強制的に外し、アイドラーシャフト３２７は、次いで、反時計廻り方向に回転できる。
【００９４】
次に図２２及び図２３を参照すると、入力アッセンブリ３２３は、主ギヤ３９９がクランクシャフト３１５を中心として取り付けられたトランスミッション又は駆動手段と回転係合できる。アイドラーギヤ３４５は、爪３７７がラチェットホイール３４７と係合し且つこれと相互係止したときに主ギヤ３９９もまた相互係止されるように、主ギヤ３９９と噛み合う。図２２を参照すると、主ギヤ３９９は、駆動継手４０１を中心として取り付けられ、ばねアーバー４０５が継手４０１の一部を中心として同心に取り付けられている。ばねアーバー４０５は、ぜんまいばね３２１の内側端４１５が係合できる突出部（図示せず）を含む。
【００９５】
ぜんまいばね３２１は、水平上カバー４０９及び開放した下部を持つ駆動ハウジング即ちばねハウジング４０７内に取り付けられている。このばねハウジング４０７は、ぜんまいばね３２１を取り囲んでこれを包囲する外周壁４１１を更に有する。ぜんまいばね３２１の外端４１３は、ばねハウジング４０７に固定的に連結されている。
【００９６】
主ギヤ３９９をアイドラーギヤ３４５によって反時計廻り方向に回転すると、ばねアーバー４０５が回転し、ぜんまいばね３２１が巻き上げられる。爪３７７がラチェットホイール３４７と係合し且つ相互係止したとき、巻き上げられたぜんまいばね３２１が巻き解かれないようにする。
【００９７】
図２０及び図２２の両方を参照すると、ばね出力手段即ち出力エレメントは、クランクシャフト３１５を中心として取り付けられており且つばねアーバー４０５及び主ギヤ３９９の上方に取り付けられた一方向クラッチアッセンブリ４０３を含む。クラッチアッセンブリ４０３は、ラチェット４１７、クラッチハウジング４１９、クラッチカバー４２１、及びクラッチボール４２３を含む。ラチェット４１７はばねアーバー４０５に固定的に取り付けられており、及び従って、アーバー４０５及び継手４０１とともに回転できる。かくして、ラチェット４１７は、好ましくは、入力アッセンブリ３２３によって主ギヤ３９９を回転したとき、主ギヤ３９９によって反時計廻り方向に回転駆動できる。逆に、ぜんまいばね３２１が巻き解かれるとき、ラチェット４１７はアーバー４０５とともに時計廻り方向に回転する。
【００９８】
ラチェット４１７は、等間隔に間隔が隔てられた複数の突出部即ちカム４２５を含む。これらのカムは、一方の側が傾斜しており、他方の側に凹所が設けられている。クラッチハウジング４１９は、ラチェット４１７を中心として同心に取り付けられており、フライホイール３１７を介してクランクシャフト３１５に固定的に相互連結されている。クラッチハウジング４１９は、全体にカップ状の凹所４２７を画成し、ここにクラッチボール４２３が維持され、凹所４２７のポケット４２９がラチェット４１７から半径方向外方に配置されている。最後に、クラッチカバー４２１がクラッチハウジング４１９の周囲からラチェット４１７まで延び、凹所４２７を包囲する。以下に説明するように、ラチェット４１７は、クラッチハウジング４１９を回転駆動するため、所定の速度範囲で時計廻り方向に即ち始動方向に回転できるが、逆方向即ち反時計廻り方向では、クラッチハウジング４１９を回転駆動するように作動しない。
【００９９】
クラッチハウジング４１９は、半径方向内方に面した複数のカム面４３１を更に含み、これらのカム面に対し、クラッチボール４２３がラチェット４１７のカム４２５によって楔係合できる。ラチェット４１７のカム４２５がクラッチボール４２３をカム面４３１に対して楔保持するとき、クラッチアッセンブリ４０３が係合する。ぜんまいばね３２１が巻き解くことができるようにし且つばねアーバー４０５及びラチェット４１７を時計廻り方向に回転駆動できるようにしたとき、このような係合が生じる。クラッチアッセンブリ４０３は、次いで、フライホイール３１７及びクランクシャフト３１５を時計廻り方向即ち始動方向に回転駆動し、エンジン３１３を初期始動回転に亘って駆動する。
【０１００】
エンジン３１３がそれ自体の動力によって回転を開始し、作動速度に達すると、クラッチボール４２３をカム４２５から遠ざかる方向に外方にポケット４２９に投げ込むのに十分な遠心力がクラッチボール４２３に作用する。その結果、ラチェット４１７がクラッチハウジングをオーバーランし、これによってクラッチアッセンブリ４０３がフライホイール３１７と回転係合した状態から解放される。
【０１０１】
図２０は、巻き上げ状態のエンジン始動装置を示す。上文中に説明したように、制御ケーブル３８９に相互連結されたベイルハンドルや押しボタン等の手動アクチュエータの作動（例えばベイルハンドルの解放）時に巻き上げ状態にできる。戻しばね４３３が、右フランジ３５９とエンジンハウジング３１９との間に取り付けられており、枢動自在のハウジング３２９をフライホイール３１７に向かって押圧する。フライホイール３１７が時計廻り方向即ち始動方向に回転している場合（即ちエンジンのコーストダウン中）、制御ケーブル３８９を解放すると、戻しばね４３３の力により枢動自在のハウジング３２９がアイドラーシャフト３２７を中心としてフライホイール３１７に向かって内方に、摩擦ローラー３３１がフライホイール３１７と回転係合するまで揺動する。更に、アイドラーギヤ３４５が主ギヤ３９９を反時計廻り方向に回転し、これによりぜんまいばね３２１を巻き上げる。クラッチアッセンブリ４０３のラチェット４１７もまた、反時計廻り方向に回転する。しかしながら、クラッチボール４２３がカム４２５とカム面４３１との間に係合している場合、カム４２５によりラチェット４１７がクラッチボール４２３上を通過できる。かくして、クラッチアッセンブリ４０３は、フライホイール３１７と回転係合した状態から解放される。
【０１０２】
ぜんまいばねが所定回転数巻き上げられると、クラッチアッセンブリ３３３が作動し、摩擦ローラー３３１をピニオンシャフト３２５と係合した状態から解放される。これが起こったとき、フライホイール３１７の回転は、もはや主ギヤ３９９の回転に影響せず、ぜんまいばね３２１が更に巻き上げられることはない。従って、クラッチアッセンブリ３３３は、ぜんまいばね３２１の巻き過ぎを阻止する。
【０１０３】
エンジン３１３の停止を開始するとき（例えばベイルハンドルの解放により）、フライホイールブレーキアッセンブリ（図示せず）がフライホイール３１７と係合し、フライホイール３１７の回転を停止する。制御ケーブル３８９は、手動アクチュエータ（図示せず）の解放時にエンジン始動装置のフライホイールブレーキアッセンブリ及び入力アッセンブリ３２３の両方が作動されるように、フライホイールブレーキアッセンブリに相互連結されているのがよい。これに関し、エンジン始動装置は、エンジンのコーストダウン中にぜんまいばね３２１によってフライホイール３１７及びクランクシャフトの角運動量を吸収することによってフライホイール３１７の制動を補助する。別の実施例では、エンジン始動装置がフライホイール３１７、クランクシャフト３１５、及び他の出力装置用の単一の制動機構を提供するようにフライホイールブレーキアッセンブリをなくしてもよい。
【０１０４】
図２４及び図２５は、垂直なクランクシャフト５２５を持つ内燃エンジン５２１に適用した、本発明による第３のエンジン始動装置を示す。エンジン始動装置は、従来の巻き込みスターター５１３とクランクシャフト５２５の入力端５２７に回転自在に支持されたフライホイール５１５との間に取り付けられる。これに関し、エンジン始動装置は、本発明によるエンジン始動装置のオーバーザフライホイール（ｏｖｅｒ−ｔｈｅ−ｆｌｙｗｈｅｅｌ）態様と呼ぶことができる。
【０１０５】
図２４を参照すると、エンジン５２１は、エンジン始動装置及びフライホイール５１５を取り囲む下シュラウド５１７、及び巻き込みスターター５１３を実質的にカバーする上ハウジング５１９を含む。巻き込みスターター５１３は、駆動部材即ち駆動シャフト５３１を中心としてクラッチアッセンブリ５３３を介して回転自在に取り付けられた巻き込みスプール即ちプーリ５２９を含む。更に、下方に延びるスターターハブ５３５が、クラッチアッセンブリ５３３と駆動シャフト５３１との間で駆動シャフト５３１を中心として回転自在に取り付けられている。
【０１０６】
巻き込みプーリ５２９には、上方に面した溝即ち凹所５３７がクラッチアッセンブリ５３３の周囲に亘って形成されており、ここに巻き込みばね５３９が収容される。巻き込みばね５３９は、下方に延びる定置のフランジ５４３に一端が取り付けられており、巻き込みプーリ５２９に反対端が取り付けられている。更に、巻き込みプーリ５２９には周溝が設けられており、ここにコイル状スターターロープ５４７が保持される。スターターロープ５４７は、上ハウジング５１９の開口部（図示せず）を通って延びており、巻き込みプーリ５２９を時計廻り方向に回転するためにオペレータが引っ張ることができるハンドル端（図示せず）が設けられている。
【０１０７】
スターターハブ５３５は、駆動シャフト５３１の周囲で下方に延びており、巻き込みプーリ５２９の下に配置された半径方向に延びる下ハブ５５１を含む。オペレータブロック５５３がボルト止めされている。しかしながら、このブロックは駆動シャフト５３１の下部に対して及び下ハブ部分５５１と隣接して摩擦を伴って回転できる。従来と同様に、ばね賦勢された複数のクラッチドッグ５５５が下ハブ部分５５１内にオペレータブロック５５３と隣接して枢動自在に収容されている。スターターロープ５４７を引っ張ることによって巻き込みプーリ５２９を時計廻り方向に回転すると、クラッチドッグ５５５がオペレータブロック５５３によって半径方向外方に枢動される。
【０１０８】
オペレータブロック５５３の下では、環状スターターカップ５５７がクランクシャフト５２５の入力端５２７にフライホイール５１５の上方で回転自在に取り付けられている。スターターカップ５５７は、入力端５２７から半径方向及び上方に延び、下ハブ部分５５１及びオペレータブロック５５３を取り囲む外リム部分５５９を含む。スターターカップ５５７の外リム部分５５９の内側には、実質的に半径方向に延びる衝合面５６１が設けられている。クラッチドッグ５５５を半径方向外方に枢動させる（即ちスターターロープ５４７を引っ張ることによって）と、クラッチドッグ５５５が衝合面５６１と係合し、スターターカップ５５７と回転係合する。
【０１０９】
エンジン５２１の始動は、スターターロープ５４７を引っ張って巻き込みプーリ５２９を時計廻り方向に回転し、スターターハブ５３５を回転駆動することによって行われる。クラッチドッグ５５５は、スターターカップ５５７を時計廻り方向に回転駆動し、スターターカップ５５７はクランクシャフト５２５を時計廻り方向に駆動し、エンジン５２１を始動する。
【０１１０】
図２４及び図２５の両方を参照すると、エンジン始動装置は、環状駆動ハウジング５６７（「ばねハウジング」）を含む。ばねハウジング５６７は、一方向クラッチアッセンブリ５６９を介してスターターハブ５３５の下ハブ部分５５１を中心として取り付けられる。ばねハウジング５６７は外周壁５７１を含み、この外周壁は、下方に延びる定置の支持フランジ５７９と関連して、ぜんまいばね５７５が保持される環状ケーシングを形成する。ぜんまいばね５７５又は変形例の弾性部材は、好ましくは、幅が約２．５４ｃｍ（約１インチ）の金属バンドから形成される。図２５に最もよく示すように、ぜんまいばね５７５の内端即ち縁部５７７は、定置フランジ５７９と係合できる。この際、ぜんまいばね５７５の外端５８１は、ばねハウジング５６７の外壁５７１に固定されている。変形例では、内端５７７は、本発明の第１実施例におけるのと同様に（例えば、図８参照）、アイレットを介して定置フランジ５７９と係合するようにループをなしているのがよい。
【０１１１】
ぜんまいばね５７５は、ばねハウジング５６７を反時計廻り方向に回転することによって巻き上げることができる。一方向クラッチアッセンブリ５６９は、ばねハウジング５６７が時計廻り方向に回転する場合には、ばねハウジング５６７がスターターハブ５３５と回転係合できるが、ばねハウジング５６７が反時計廻り方向に回転するときには係合しないように設計されている。
【０１１２】
ばねハウジング５６７は、外壁５７１から下方に延びる周囲フランジ５８３を含み、内方に面するテーパした表面５８５が形成されている。摩擦ローラー５８７がばねハウジング５６７と隣接して配置されている。摩擦ローラー５８７は、更に、好ましくはゴム材料から形成されたテーパした外面５８９、及び金属材料又はプラスチック材料から形成できるコア５９１を有する。摩擦ローラー５８７は、レバーアーム５４９に取り付けられたシャフト５９３に回転自在に取り付けられている。レバーアーム５４９は、エンジン５２１から遠隔に配置された制御アッセンブリ（図示せず）に相互連結されている。この制御アッセンブリは、レバーアーム５４９を操作して摩擦ローラー５８７をばねハウジング５６７に対して上下に移動するように作動できる。
【０１１３】
エンジン始動装置は、クランクシャフト５２５の入力端５２７に回転自在に取り付けられたリワインドカップ６０１を更に含む。図２４に示すように、リワインドカップ６０１は、スターターカップ５５７の外側で半径方向及び上方に延びており、実質的に軸線方向に延びるテーパした表面６０３を含む。テーパした表面６０３は、ばねハウジング５６７のテーパした表面５８５と鏡像対称をなしており、楔状凹所６２１をその間に形成する。
【０１１４】
エンジンの作動状態中、及びエンジンのコーストダウン中、リワインドカップ６０１をクランクシャフト５２５によって時計廻り方向に回転させる。エンジンのコーストダウン中、摩擦ローラー５８７を上方に移動し、リワインドカップのテーパした表面６０３及びばねハウジングのテーパした表面５８５の両方と係合させる。従って、リワインドカップ６０１が摩擦ローラー５８７を反時計廻り方向に回転し、摩擦ローラー５８７がばねハウジング５６７を反時計廻り方向に回転。その結果、エンジンのコーストダウン中、クランクシャフト５２５が回転しているため、クランクシャフト５２５がぜんまいばね５７５を間接的に巻き上げる。
【０１１５】
次に図２５を参照すると、エンジン始動装置は、下シュラウド５１７の開口部６０５を通って延びるばね作動式ブレーキアッセンブリ６０７を含む。このアッセンブリは、ばねハウジング５６７の外壁５７１と隣接して取り付けられている。ブレーキアッセンブリ６０７は、枢動ポスト６２３に取り付けられており且つトーションばね６１３と係合する枢動自在のブラケット６０９を含む。トーションばね６１３は、ブラケット６０９を半径方向内方にばねハウジング５６７の外壁５７１に向かって押圧するように機能する。ブレーキアッセンブリ６０７は、更に、外壁５７１と摩擦係合可能な円弧状シュー６１５及びブラケット６０９のレバーアーム６１７に連結された制御ケーブル６１９を含む。
【０１１６】
本発明の一形態では、制御ケーブル６１９は、デッドマンハンドル（図示せず）に作動的に相互連結されている。デッドマンハンドルを押すと、制御ケーブル６１９がブラケット６０９を外方に枢動し、シュー６１５を外壁５７１から遠ざかる方向に引っ張る。逆に、デッドマンハンドルが解放されると、トーションばね６１３がブラケット６０９を内方に枢動し、シュー６１５が外壁５７１と摩擦係合する。その結果、ブレーキアッセンブリ６０７は、ばねハウジング５６７の時計廻り方向回転に抵抗し、停止する。
【０１１７】
デッドマンハンドルが解放されると、ブレーキアッセンブリ６０７がばねハウジング５６７の外壁５７１と係合するのとほぼ同時に摩擦ローラー５８７が移動し、ばねリワインドカップ６０１とばねハウジング５６７との間に係合する。このようにして、エンジン始動装置は、フライホイール５１５、クランクシャフト５２５、及びエンジン５２１用のブレーキ機構としても作用する。変形例では、エンジン始動装置は、ブレーキアッセンブリ６０７がばねハウジング５６７の外壁５７１と係合する前に、先ず最初に摩擦ローラー５８７がばねリワインドカップ６０１とばねハウジング５６７とを相互連結するように作動するように設計される。この遅延により、ぜんまいばね５７５が一杯に巻き上げられるが、ブレーキアッセンブリは、ぜんまいばねの巻き過ぎが生じないように調時される。
【０１１８】
次いでエンジン５２１を始動するため、デッドマンハンドルを押し、ブレーキアッセンブリ６０７及び摩擦ローラー５８７を夫々の摩擦係合位置から外す。その結果、巻き上げられたぜんまいばね５７５に蓄えられたエネルギが解放され、ばねハウジング５６７を時計廻り方向即ち始動方向（図２５に矢印ＹＹで示す方向）に回転する。更に、ばねハウジング５６７が一方向クラッチアッセンブリ５６９を駆動し、スターターハブ５３５を時計廻り方向即ち始動方向に回転する。更に、スターターハブ５３５の時計廻り方向回転により、スターターカップ５５７をクラッチドッグ５５５との係合によって回転駆動する。これによってクランクシャフト５２５を始動方向即ち時計廻り方向に回転する。
【０１１９】
エンジン始動装置のこの実施例の変形例では、巻き上げられたぜんまいばね５７５に蓄えられたエネルギは、巻き込みスタータープーリ５２９に対する動力補助として使用できる。巻き上げられたぜんまいばね５７５は、スターターロープ５４７に及ぼされる力の増大時に解放されるように設定できる。更に詳細には、スターターロープ５４７の力が所定レベル以下に低下すると、ブレーキアッセンブリ６０７が再度適用されてばねハウジング５６７を停止する。この場合、ぜんまいばね５７５に残るエネルギは、追加の始動の試みに使用できる。
【０１２０】
本発明の幾つかの実施例を示し且つ上文中に説明したが、本発明の所期の範囲内の変形例は、当業者に明らかであろう。従って、本発明は、特許請求の範囲のみによって限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 内燃エンジン及び本発明によるエンジン始動装置を含む、本発明を具体化した芝刈機の斜視図である。
【図２】 本発明によるエンジン始動装置の斜視図である。
【図３】 Ａは、エンジン始動装置の部分の分解図であり、Ｂは、ぜんまいばね及びばねケーシングを含むエンジン始動装置の追加の部分の分解図であり、Ｃは、スパーギヤを含む、Ａのエンジン始動装置の部分の別の斜視図であり、Ｄは、ばねシャフトを含む、Ｂのエンジン始動装置のアッセンブリの分解図である。
【図４】 エンジン始動装置の側断面図である。
【図５】 図４のエンジン始動装置の一部の拡大図である。
【図６】 図５の６−６線を通る、上方から見た断面図である。
【図７】 図５の７−７線を通る、下方から見た断面図である。
【図８】 図４の８−８線を通る、上方から見た断面図である。
【図９】 図４の９−９線を通る、上方から見た部分断面図である。
【図１０】 図９の１０−１０線を通る、エンジン始動装置の部分垂直断面図である。
【図１１】 巻き上げ位置のエンジン始動装置の、上方から見た断面図である。
【図１２】 巻き解き位置でのエンジン始動装置の、上方から見た断面図である。
【図１３】 本発明によるエンジン停止システムを組み込んだエンジン始動装置の斜視図である。
【図１４】 安全停止スイッチを含むエンジン停止システムの、下方から見た斜視図である。
【図１５】 安全停止スイッチが非作動位置にあり且つばね係止機構が係合解除−係止解除位置にある、図１３のエンジン始動装置の、上方から見た断面図である。
【図１６】 安全停止スイッチが作動位置にあり且つばね係止機構が係合−係止解除位置にある、図１３のエンジン始動装置の、上方から見た断面図である。
【図１７】 ばね係止機構が係止位置にある、図１３のエンジン始動装置の、上方から見た断面図である。
【図１８】 図１７の１８−１８線を通る断面図である。
【図１９】 図１５の１９−１９線を通る側面図である。
【図２０】 本発明の第２実施例の、上方から見た断面図である。
【図２１】 図２０のエンジン始動装置の、巻き解き位置での、上方から見た断面図である。
【図２２】 図２０の２２−２２線を通る側断面図である。
【図２３】 図２０の２３−２３線を通る側断面図である。
【図２４】 本発明の第３実施例の側断面図である。
【図２５】 図２４の２５−２５線を通る、上方から見た断面図である。
【符号の説明】
１０ 芝刈機
１２ 内燃エンジン
１４ エンジン始動装置
１６ デッキ
１８ ハンドルアッセンブリ
２０ 下端
２２ ハンドル端
２４ エンジンハウジング
２６ フライホイール
２８ シュラウド
３０ 引っ張りコード
３２ ハンドル端
３４ コードマウント

Claims (16)

1. エンジンを始動するために回転させることができる回転自在のエンジン部材を持つ内燃エンジン用のエンジン始動装置において、
   少なくとも一つの弾性部材を含むエネルギ蓄積機構、
   前記弾性部材と係合でき且つ前記回転自在のエンジン部材の回転に応じて前記弾性部材に荷重を加えるように移動できる入力エレメント、
   前記回転自在のエンジン部材を回転させるため、前記弾性部材の荷重の解放に応じて移動自在の出力エレメント、
   前記弾性部材の荷重を解放できるようにするために作動させなければならない、第１及び第２の手動アクチュエータ、及び
   前記エンジン始動装置に連結することができかつ前記エンジン始動装置から取り外すことができるキー装置、
   を含む、エンジン始動装置。
2. 請求項１に記載のエンジン始動装置において、前記入力エレメントは、エンジンのコーストダウン中に、前記回転自在のエンジン部材の回転に応じて前記弾性部材を荷重状態にするように作動する、エンジン始動装置。
3. 請求項１又は２に記載のエンジン始動装置において、前記第１及び第２の手動アクチュエータのうちの少なくとも一方は、前記エネルギ蓄積機構から遠隔に配置されている、エンジン始動装置。
4. 請求項１ないし３の何れかに記載のエンジン始動装置において、前記第１手動アクチュエータは、遠隔のベイルハンドルを含む、エンジン始動装置。
5. 請求項４に記載のエンジン始動装置において、前記ベイルハンドルはエンジンを作動させる方向に操作され、かつ前記作動させる方向とは反対の方向に偏倚力が作用している、エンジン始動装置。
6. 請求項５に記載のエンジン始動装置において、前記ベイルハンドルが解放されたとき、前記ベイルハンドルはエンジンの停止を開始する、エンジン始動装置。
7. 請求項１ないし６の何れかに記載のエンジン始動装置において、前記第２手動アクチュエータが押しボタンを備えている、エンジン始動装置。
8. 請求項１ないし３の何れかに記載のエンジン始動装置において、前記第１手動アクチュエータは遠隔のベイルハンドルを備え、前記第２手動アクチュエータが押しボタンを備えている、エンジン始動装置。
9. 請求項８に記載のエンジン始動装置において、前記押しボタンが、前記ベイルハンドルの操作の前に作動される、エンジン始動装置。
10. 請求項１ないし９の何れかに記載のエンジン始動装置において、前記エンジンの停止を開始するため、前記エンジンに連結されたエンジン停止装置を更に含み、前記第１及び第２の手動アクチュエータのうちの少なくとも一方は、前記エンジンの停止を開始するのとほぼ同時に、前記エネルギ蓄積機構に荷重をかけ始めるように作動できる、エンジン始動装置。
11. 請求項１ないし１０の何れかに記載のエンジン始動装置において、前記回転自在のエンジン部材に連結された巻き込みスタータを更に備えている、エンジン始動装置。
12. 請求項１１に記載のエンジン始動装置において、前記巻き込みスタータが前記巻き込みスタータに接続された引張りコードを備えている、エンジン始動装置。
13. 請求項１２に記載のエンジン始動装置において、前記引張りコードが一端にハンドルを備えている、エンジン始動装置。
14. 請求項１ないし１３の何れかに記載のエンジン始動装置において、前記キー装置は、第１の位置と第２の位置との間で可動であり、前記キー装置は、前記第１の位置にあるときには前記弾性部材の荷重の解放を阻止する、エンジン始動装置。
15. 請求項１４に記載のエンジン始動装置において、前記キー装置は、前記第１の位置にあるときには前記エンジン始動装置から取り外し可能である、エンジン始動装置。
16. 請求項１４又は１５に記載のエンジン始動装置において、前記弾性部材は、前記キー装置が前記第２の位置にあるとき、前記弾性部材の荷重の解放をすることができる、エンジン始動装置。

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