JP4638643B2 - 内燃機関のためのスタータ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の特徴を有する、特に自動車における内燃機関のためのスタータ装置であって、スタータモータと、減速伝動装置と、ピニオン噛み合い装置とを備えた形式のものに関する。
【０００２】
背景技術
内燃機関が自動運転に達するまで始動回転されなければならないことは公知である。このために自動車にはいわゆるスタータ装置が組み込まれている。このスタータ装置は、自動車バッテリによって供給されるスタータモータと、減速伝動装置と、ピニオン噛み合い装置とを有している。内燃機関を始動させるために、スタータモータはスタータスイッチ（点火スイッチ）を介して自動車バッテリに接続される。スタータモータの始動時に、ピニオンが、内燃機関のクランクシャフト上に配置されたリングギアに噛み合い、内燃機関は始動回転することができる。スタータモータは内燃機関の始動のために必要な回転数よりも極めて高い回転数を有しているので、この回転数は減速伝動装置を介して適合される。減速伝動装置は通常は遊星歯車伝動装置として形成されていて、この場合、サンギアはスタータモータによって駆動可能であり、クランクシャフトはプラネタリアギアに作用結合することができる。
【０００３】
内燃機関を始動させるために必要なクランクシャフトトルクと、クランクシャフト最低回転数とは、内燃機関のパラメータ、例えば排気量、気筒数、圧縮、摩擦損失、温度、付加的な負荷等に依存している。従って、スタータ装置は内燃機関のパラメータに適合することができる。特に種々異なる出力及び／又は種々異なる出力回転数を備えたスタータ装置が必要とされる。
【０００４】
公知のスタータ装置では、構成スペースを有効に利用するために、互いに内外に嵌合するようないわゆる入れ子式の構成形式で形成されるので、スタータ出力及び／又はスタータ出力回転数を適合させるためには、種々様々に寸法設計された多数のスタータ装置が必要となる。内燃機関の変更されたパラメータに適合させるためには、スタータ装置全体を新たに寸法設定するか、もしくは新たに構築するしかない。
【０００５】
発明の効果
これに対して、請求項１に記載の特徴を備えた本発明によるスタータ装置によれば、種々異なるパラメータを有する内燃機関に簡単に適合させることができるという利点を有している。スタータ装置の主要構成部分が、個別のモジュールとして形成されていて、種々異なるパラメータを有するスタータ装置を形成するように可変に組み付け可能であることにより、個別のモジュールから簡単に種々異なるスタータ装置を形成することができ、スタータ装置全体の構成を変更する必要はない。
【０００６】
本発明の有利な構成では、スタータ装置が、駆動モジュールと、伝動モジュールと、エレクトロモジュールとを有している。これにより、スタータ装置の主要な構成部分は、それぞれ所望の出力パラメータに合わせて最適にすることができるので、種々異なる寸法設定された個別モジュールに応じて、必要なパラメータを備えた所望のスタータ装置が組み立てられる。駆動モジュールが種々異なる伝動モジュールと組合せ可能であるならばさらに有利であり、これによりスタータ装置は所望のクランクシャフト回転数に専ら伝動モジュールを介して適合させることができる。従って同じ形式の駆動モジュールを相応の伝動モジュールに組み合わせることができる。他方、同様に、異なるクランクシャフトトルクは、異なる出力パラメータを有する駆動モジュールを介して、同じ伝動モジュールのもとでも得られる。
【０００７】
総じて、本発明のモジュール化されたスタータ装置の構成形式により、同じ構成群を、種々異なるスタータ装置の出力クラスのために使用することができる。個々の構成群における標準寸法を考慮することにより、これらの構成群は安価に最終組み付けすることができる。この場合、制作の手間、ひいては制作コストは減じられる。これにより特に、スタータ装置の最終組み付けの際に、特に、種々異なる内燃機関の変更された適応の必要性に迅速に適応する場合など、高い柔軟性が得られる。
【０００８】
本発明の別の有利な構成は、請求項２以下の特徴に記載されている。
【０００９】
実施例の説明
図１には、全体を符号１０で示した、内燃機関（図示せず）のためのスタータ装置が図示されている。スタータ装置１０は、ケーシング１２の内側にスタータモータ１４と、遊星歯車伝動装置として形成された減速伝動装置１６とを有している。このような形式のスタータ装置１０の構成及び機能は公知であるので、この明細書ではこれについては詳しく説明しない。
【００１０】
図２には、スタータ装置１０の２つの主要構成群が最終的に組み付けられていない状態で図示されている。この場合、駆動モータ１４は駆動モジュール１８を形成しており、減速伝動装置１６は伝動装置モジュール２０を形成している。スタータモータ１４は直流モータであって、その構成及び機能も一般に公知である。スタータモータ１４のアーマチュアシャフト２２はピニオン２４を有している。このピニオン２４はアーマチュアシャフト２２に不動に配置されている。アーマチュアシャフト２２は、スタータモータ１４のケーシング２６を超えて延長されていて、減速伝動装置１６のガイド２８に取り付けることができる。駆動モジュール１８を伝動モジュール２０に組み付ける際にはアーマチュアシャフト２２がガイド２８に係合するので、差込み式ピニオン２４が、減速伝動装置１６のプラネタリアギア３０に噛み合う。差込み式ピニオン２４は従って、減速伝動装置１６（遊星歯車伝動装置）のサンギアを形成する。伝動モジュール２０の出力軸３２はピニオン３４を支持しており、このピニオンは、内燃機関のクランクシャフトに配置されたリングギアに自体公知のように挿入されて噛み合うことができる。
【００１１】
内燃機関のスタート（始動回転）に要求される回転数及び／又はトルクに応じて、駆動モジュール１８及び／又は伝動モジュール２０を相応に選択することによりスタータ装置１０が相応に寸法設定される。トルクは、例えば０．７ｋＷ〜２．３ｋＷであるスタータモータの出力の選択により得られる。減速伝動装置２０の変速により必要な回転数への適合を規定することができる。この場合、相応する差込み式ピニオン２４を選択することにより、駆動モジュール１８と伝動モジュール２０とは変更せずに変速比を変化させることができる。このように僅かな手間で、スタータ装置１０を、例えばクランクシャフトトルク及び／又はクランクシャフト回転数に関する種々の要求のために簡単に準備することができる。スタータ装置１０の個々の基本構成部分は、大量生産で安価に製造することができる。何故ならば駆動モジュール１８及び／又は差込み式ピニオン２４及び／又は伝動モジュール２０を選択することにより正確に適合させることができるからである。
【００１２】
スタータ装置１０のフリーホイールは減速伝動装置２０に組み込まれている。このフリーホイールは、内燃機関が最低回転数を有すると、内燃機関のクランクシャフトからスタータモータ１４を分離させる。これにより、クランクシャフト回転数によってアーマチュア回転数が超過された場合に、駆動モータ１４が損傷されるのが回避される。
【００１３】
図３には改良されたスタータ装置１０が示されている。このスタータ装置１０では、駆動モジュール１８と伝動モジュール２０とに加えて付加的にエレクトロモジュール３６が組み込まれている。このエレクトロモジュール３６は、スタータ装置１０のための制御機能、例えばスタート・ストップ機能、電流サイクル制御、及び／又は車両走行不能化機能のような制御作用を行う。このような形式の機能も既に公知である。本発明で重要であるのは、エレクトロモジュール３６がコンパクトモジュールとして一緒にスタータ装置１０のケーシング１２に組み込まれていることである。エレクトロモジュール３６は例えば駆動モジュール１８にフランジ結合させることができる。エレクトロモジュール３６の軸方向の延びを橋絡するためにアーマチュアシャフト２２は相応に延長されて形成されているので、アーマチュアシャフト２２は伝動モジュール２０のガイド区分２８に係合することができる。図３により明らかであるように、エレクトロモジュール３６を交換することにより、使用者が所望するようなスタータ装置１０の種々様々な機能をスタータ装置１０に簡単に組み込むことができる。その他の構成部分、即ち駆動モジュール１８と伝動モジュール２０とはこのような適合により変更されることなく残される。
【００１４】
総じて確認されるのは、個々のモジュール、即ち駆動モジュール１８と、エレクトロモジュール３６と、伝動モジュール２０はそれ自体、最適にされていることである。これらのモジュールは、スタータ装置１０を最終組み付けする際に、その都度種々様々に、在庫のある駆動モジュール１８と、エレクトロモジュール３６と、伝動モジュール２０とが選択的に互いに組み合わせることができるように標準化されている。このために重要であるのは、スタータ装置１０の使用者の要求だけである。
【００１５】
図４には、ブロック図で、種々異なるモジュールから成るスタータ装置１０の最終組み付けが示されている。この場合、符号４０で駆動モジュール１８の製造が、符号４２で伝動モジュール２０の製造が、符号４４でエレクトロモジュール３６の製造が示されている。駆動モジュール１８の製造がこの場合、ブロック４０の内側で例示されている。即ち、ステップ４６ではアーマチュアシャフトが準備されていて、ステップ４８ではアーマチュアの組み付けが行われ、ステップ５０では極ケーシングの組み付けが行われ、最後にステップ５２で駆動モジュール１８の組み付けが行われることが略示されている。
【００１６】
スタータ装置１０に対する適応の要求に応じて、最終ステップ５４において相応の駆動モジュール１８と、相応の伝動モジュール２０と、相応のエレクトロモジュール３６とが所望のスタータ装置１０を形成するように組み付けられる。説明されたようなモジュール式の構成により、（この場合、個々のモジュールは種々異なる出力パラメータもしくは変速パラメータが異なる場合でも互換性がある）スタータ装置１０の製造を極めて簡単に、従って安価に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるスタータ装置の第１実施例を示す断面図である。
【図２】 図１のスタータ装置の主要構成群を示す図である。
【図３】 本発明によるスタータ装置の第２実施例を示す断面図である。
【図４】 本発明によるスタータ装置の製作工程を示すブロック図である。

Claims (6)

1. 特に自動車における内燃機関のためのスタータ装置であって、駆動モジュール（１８）としてのスタータモータと、伝動モジュール（２０）としての減速伝動装置と、ピニオン噛み合い装置とを備えた形式のものにおいて、
   スタータ装置（１０）の主要構成部分が、個別のモジュールとして形成されていて、種々異なるパラメータを有するスタータ装置（１０）を形成するように可変的に組み付け可能であって、前記駆動モジュール（１８）が種々異なる伝動モジュール（２０）に組合せ可能であって、かつ／または、前記伝動モジュール（２０）が種々異なる駆動モジュール（１８）に組み合わせ可能であり、
   前記駆動モジュール（１８）がピニオン（２４）を有していて、前記伝動モジュール（２０）が前記ピニオン（２４）の受容部を有しており、ピニオン（２４）を受容部に組み付けることにより駆動モジュール（１８）と伝動モジュール（２０）とが結合可能であって、
   前記種々異なる駆動モジュール（１８）と種々異なる伝動モジュール（２０）とは互いに組み合わせることができるように標準化されていることを特徴とする、内燃機関のためのスタータ装置。
2. スタータ装置のための制御機能を担うエレクトロモジュール（３６）を有している、請求項１記載の内燃機関のためのスタータ装置。
3. 伝動モジュール（２０）が遊星歯車伝動装置を有している、請求項１又は２記載のスタータ装置。
4. 遊星歯車伝動装置のサンギアが、駆動モジュール（１８）の駆動軸（２２）の差込み式ピニオン（２４）である、請求項１から３までのいずれか１項記載のスタータ装置。
5. 伝動モジュール（２０）が、組み込まれたフリーホイールを有している、請求項１から４までのいずれか１項記載のスタータ装置。
6. エレクトロモジュール（３６）が、駆動モジュール（１８）と伝動モジュール（２０）との間に配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のスタータ装置。

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