JP6501969B2 - 手動ターニング機能を有する電動スタータ - Google Patents

Description

この発明は、エンジンの点検やメンテナンスに用いられる電動スタータに係わり、従来の電動スタータに手動ターニング機能を加えたものであり、機械構造の技術分野に属する。

現在、エンジンのほとんどは電動スタータが装着されている。図１に示すように、電動スタータのハウジング内に、メインシャフト１、駆動歯車機構２、フォーク３、電磁継電器ガイドロッド４及び第１リターンスプリング５が設けられている。電磁継電器ガイドロッド４は、右方へ移動するとともに、フォーク３を枢着点Ａ回りに時計回りに回転させるように付勢し、フォーク３の上端は第１リターンスプリング５を圧縮し、フォーク３の下端はメインシャフト１を左方へ移動させるように付勢し、駆動歯車機構２をエンジンのフライホイールリングギヤ６に噛み合わせ、そしてメインシャフト１によってフライホイールリングギヤ６が高速に回転駆動される。しかし、エンジンをターニングする際に、フライホイールリングギヤ６の低速回転が必要とされるが、従来の電動スタータは高速回転しかできず、手動ターニング機能を有しない。

従来の電動スタータはいずれも手動ターニング機能を有しない。エンジンの点検やメンテナンス時に、てこ棒でエンジンのフライホイールリングギヤを回転させるようにこじるしかない。低速度で高精度な回転が実現されるが、安全面の懸念点（例えば、操作者がてこ棒の取り外しを忘れてしまい、てこ棒がエンジンのフライホイールリングギヤ回転時に弾き出され、人間の怪我や機械の故障を招くなど）があり、効率が低い。

従来の電動スタータの既存機能に影響を与えることなく、その構造について工夫を凝らし、手動ターニング機能を追加することによって、点検中にエンジンのフライホイールリングギヤに対して正確に位置決めすることができ、効率が上がり、安全面の懸念点が解消される。

上記目的を達成するために、本発明が採用する方案としては、電動スタータのハウジング内にメインシャフト、駆動歯車機構、フォーク、電磁継電器ガイドロッド及び第１リターンスプリングが設けられ、フォークの上端の開口は電磁継電器ガイドロッドに嵌められ、フォークの下端の開口はメインシャフトに嵌められ、フォークの中間部は枢着点によって電動スタータのハウジングに枢着される手動ターニング機能を有する電動スタータであって、さらに、シフト機構とターニング機構とを有し、前記メインシャフトの軸方向の一方を第１の方向とするとともに他方を第２の方向とし、前記シフト機構は、電動スタータのハウジングの外部まで延出され外力付与点とされるとともに電磁継電器ガイドロッドを第１の方向へ移動駆動させる応力部材と、応力部材が限界位置に移動する時に電動スタータの電源を遮断するための常閉スイッチと、応力部材が限界位置に移動する時に応力部材をロックするための位置決め部材と、応力部材をロック解除後に自動的に復帰させるための第１リターン部材とを備え、
前記ターニング機構は、メインシャフトの第１の方向側に位置し、ターニング機構のケースには、レンチやスリーブのようなターニングツールを挿入する開孔が設けられ、ターニング機構は動力伝達機構を採用してメインシャフトを間接的にターニングして回転させる形態と、あるいは、ターニングツールを採用してメインシャフトを直接的にターニングして回転させる形態との２種があることを特徴とする手動ターニング機能を有する電動スタータである。なお、本願明細書では、前記第１の方向を右方とし、前記第２の方向を左方とする。

好ましくは、上記方案において、動力伝達機構を採用してメインシャフトを間接的にターニングして回転させる場合、前記ターニング機構内には、動力伝達機構の主動部分に固着されるとともにターニングツールによって回転駆動されるターニングシャフトと、伸縮によってターニングシャフトを軸方向に移動駆動させることによって動力伝達機構の主動部分と従動部分との噛合又は分離を実現する第２リターン部材とがさらに設けられ、ターニングシャフトを押し付けると、第２リターン部材が縮み、動力伝達機構の主動部分と従動部分とが噛み合うようになり、ターニングシャフトを外すと、第２リターン部材が復帰し、動力伝達機構の主動部分と従動部分とが分離するようになる。

上記シフト機構の第１の好ましい構造としては、前記シフト機構はプッシュロッド機構、常閉スイッチ、ロック溝及び第２リターンスプリングを有し、前記プッシュロッド機構は電磁継電器ガイドロッドの直上に位置し、プッシュロッド機構の頂部にトグルハンドルが付いており、プッシュロッド機構の左端は下方に向かって延出され電磁継電器ガイドロッドに対向するプッシュプレートに形成され、ロック溝は電動スタータのハウジング上に開口し、第２リターンスプリングはプッシュロッド機構の右端に取り付けられ、外力がトグルハンドルに作用する場合、プッシュプレートによって、電磁継電器ガイドロッドが右方へ移動駆動され、プッシュロッド機構が限界位置に移動すると、常閉スイッチは電動スタータの電源を遮断し、トグルハンドルはロック溝回りに回転してロックになり、トグルハンドルはロック解除後に第２リターンスプリングの復帰力により自動的に復帰する。

上記シフト機構の第２の好ましい構造としては、前記シフト機構はプッシュロッド、常閉スイッチ及び第２リターンスプリングを有し、前記プッシュロッドは電磁継電器ガイドロッドの左側に位置し、プッシュロッド上にはロッククリップが設けられており、プッシュロッドの左端には押さえプレートが設けられており、プッシュロッドの右端にはプッシュプレートが設けられており、前記電動スタータのハウジングにはロッククリップに対向する切欠きが設けられており、前記第２リターンスプリングはプッシュロッドに嵌着され、外力が押さえプレートに作用すると、プッシュプレートによって、電磁継電器ガイドロッドが右方へ移動付勢され、プッシュロッドが限界位置に移動すると、ロッククリップが切欠きを貫通して電動スタータのハウジング内に進入し、プッシュロッドを回転させ、ロッククリップを切欠きからずらしてロックし、常閉スイッチは電動スタータの電源を遮断し、プッシュロッドはロック解除後に第２リターンスプリングの復帰力により自動的に復帰する。

上記シフト機構の第３の好ましい構造としては、前記シフト機構は係止板、常閉スイッチ及びフォークの先端から上方に向かって延長して形成されたフォーク延長ロッドを有し、外力がフォーク延長ロッドの先端に作用すると、フォーク延長ロッドによって、電磁継電器ガイドロッドが右方へ移動付勢され、フォーク延長ロッドが限界位置に移動すると、係止板の回転によりフォーク延長ロッドをロックし、常閉スイッチは電動スタータの電源を遮断し、フォーク延長ロッドはロック解除後に第１リターンスプリングの復帰力により自動的に復帰する

最も好ましくは、前記動力伝達機構は、２つの傘歯車の噛み合いを利用して動力を伝達し、あるいは、ウォームホイールとウォームロッドを採用して動力を伝達し、もしくは、２つの円筒歯車を採用して動力を伝達するようにされ、２つの傘歯車の噛み合いを利用して動力を伝達し、あるいは、ウォームホイールとウォームロッドを採用して動力を伝達する場合、前記開孔はターニング機構のケースの頂部に設けられ、２つの円筒歯車を採用して動力を伝達する場合、前記開孔はターニング機構のケースの右側に設けられる。

本発明の有益な効果は、シフト機構とターニング機構を電動スタータに集積することで、従来の電動スタータが手動ターニングという新機能を有するようにする。従来既存のエンジンのフライホイールケースを改装する必要がなく、ターニング機構を個別に配置するためのスペースも節約される。該電動スタータは、起動機能とターニング機能が同時に作動しないように、常閉変換保護装置として常閉スイッチを採用することにより、操作者や機械にダメージを与えることはない。また、シフト機構はロック解除後に自動的に復帰する機能を有し、ターニング機構の動力伝達機構も自動復帰機能を有するため、操作と使用がより便利、安全、確実になり、常閉スイッチとともに二重保険が図られている。手動ターニング機能を利用して、メンテナンスや点検中にエンジンのフライホイールリングギヤに対して正確に位置決めすることができ、作業効率が上がるとともに、従来の安全面の懸念点が解消される。

従来の電動スタータの構造を示す模示図である。 本発明におけるシフト機構の第１の形態を示す図である。 本発明におけるシフト機構の第２の形態を示す図である。 図３におけるＢ方向の部分矢視図である。 本発明におけるシフト機構の第３の形態を示す図である。 本発明におけるターニング機構の第１の形態を示す図である。 本発明におけるターニング機構の第２の形態を示す図である。 本発明におけるターニング機構の第３の形態を示す図である。 本発明におけるターニング機構の第４の形態を示す図である。

以下、図面に示した実施例に基づいて本発明をさらに説明する。

図２〜図９に示すように、手動ターニング機能を有する電動スタータは、電動スタータ自身が備えるハウジング、及びハウジング内に取り付けられるメインシャフト１、駆動歯車機構２、フォーク３、電磁継電器ガイドロッド４及び第１リターンスプリング５のほか、さらに、シフト機構とターニング機構とを有する。フォーク３の上端の開口は電磁継電器ガイドロッド４に嵌められ、フォーク３の下端の開口はメインシャフト１に嵌められ、フォーク３の中間部は枢着点Ａによって電動スタータのハウジングに枢着される。

シフト機構は、電動スタータのハウジングの外部まで延出され外力付与点とされるとともに電磁継電器ガイドロッド４を右方へ移動駆動させる応力部材と、応力部材が限界位置に移動する時に電動スタータの電源を遮断するための常閉スイッチ７と、応力部材が限界位置に移動する時に応力部材をロックするための位置決め部材と、応力部材をロック解除後に自動的に復帰させるための第１リターン部材とを備える。

ターニング機構は、メインシャフト１の右側に位置する。ターニング機構のケースには、レンチやスリーブのようなターニングツールを挿入する開孔８が設けられている。開孔８は、内六角、スプライン内孔、外六角等に加工され、レンチやスリーブのようなターニングツールを挿入しやすくなり、ターニング機構を回転させやすくなる。ターニング機構は、動力伝達機構を採用してメインシャフト１を間接的にターニングして回転させる形態と、あるいは、ターニングツールを採用してメインシャフト１を直接的にターニングして回転させる形態との２種がある。

動力伝達機構を採用してメインシャフト１を間接的にターニングして回転させる場合、ターニング機構内には、動力伝達機構の主動部分に固着されるとともにターニングツールによって回転駆動されるターニングシャフト９と、伸縮によってターニングシャフト９を軸方向に移動駆動させることによって動力伝達機構の主動部分と従動部分との噛合又は分離を実現する第２リターン部材とが、さらに設けられている。ターニングシャフト９を押し付けると、第２リターン部材が縮み、動力伝達機構の主動部分と従動部分とが噛み合うようになり、ターニングシャフト９を外すと、第２リターン部材が復帰し、動力伝達機構の主動部分と従動部分とが分離するようになる。

シフト機構の実施例１
図２に示すように、シフト機構は、プッシュロッド機構１０、常閉スイッチ７、ロック溝１１及び第２リターンスプリング１５によって構成されている。プッシュロッド機構１０を応力部材とし、ロック溝１１を位置決め部材とし、第２リターンスプリング１５を第１リターン部材とする。プッシュロッド機構１０は電磁継電器ガイドロッド４の直上に位置する。プッシュロッド機構１０の頂部にトグルハンドルが付いている。プッシュロッド機構１０の左端は下方に向かって延出され、電磁継電器ガイドロッド４に対向するプッシュプレートに形成される。ロック溝１１は、電動スタータのハウジング上に開口している。第２リターンスプリング１５はプッシュロッド機構１０の右端に取り付けられている。電動スタータのハウジング上には、さらに、プッシュロッド機構１０の頂部のトグルハンドルが通過するスライド溝が設けられている。

外力がトグルハンドルに作用する場合、プッシュプレートによって、電磁継電器ガイドロッド４が右方へ移動駆動される。プッシュロッド機構１０が限界位置に移動すると、常閉スイッチ７は電動スタータの電源を遮断する。この時、駆動歯車機構２はちょうどエンジンのフライホイールリングギヤ６に噛み合う。トグルハンドルはロック溝１１回りに回転してロックになる。トグルハンドルはロック解除後に第２リターンスプリング１５の復帰力により自動的に復帰する。

シフト機構の実施例２
図３、図４に示すように、シフト機構はプッシュロッド１２、常閉スイッチ７及び第２リターンスプリング１５によって構成されている。プッシュロッド１２を応力部材とする。プッシュロッド１２自身が備えるロッククリップ１２ａと、電動スタータのハウジングに対応して設けられた切欠き１６とによって位置決め部材に構成されている。第２リターンスプリング１５を第１リターン部材とする。プッシュロッド１２は電磁継電器ガイドロッド４の左側に位置する。プッシュロッド１２上にはロッククリップ１２ａが設けられており、プッシュロッド１２の左端には押さえプレートが設けられており、プッシュロッド１２の右端にはプッシュプレートが設けられている。電動スタータのハウジングにはロッククリップ１２ａに対向する切欠き１６が設けられている。第２リターンスプリング１５はプッシュロッド１２に嵌着されている。

外力が押さえプレートに作用すると、プッシュプレートによって、電磁継電器ガイドロッド４が右方へ移動付勢される。プッシュロッド１２が限界位置に移動すると、ロッククリップ１２ａが切欠き１６を貫通して電動スタータのハウジング内に進入する。プッシュロッド１２を回転させ、ロッククリップ１２ａを切欠き１６からずらしてロックし、常閉スイッチ７は電動スタータの電源を遮断し、最終的には駆動歯車機構２をエンジンのフライホイールリングギヤ６に噛み合わせる。プッシュロッド１２はロック解除後に第２リターンスプリング１５の復帰力により自動的に復帰する。図４はプッシュロッド１２のロック状態を示している。

シフト機構の実施例３
図５に示すように、シフト機構は係止板１４、常閉スイッチ７及びフォーク３の先端から上方に向かって延長して形成されたフォーク延長ロッド１３によって構成されている。電動スタータのハウジングには、フォーク延長ロッド１３の先端のトグルハンドルが通過するスライド溝が設けられている。

外力はフォーク延長ロッド１３の先端のトグルハンドルに作用し、トグルハンドルは電動スタータのハウジングの外部に伸びている。フォーク延長ロッド１３によって、電磁継電器ガイドロッド４が右方へ移動付勢される。フォーク延長ロッド１３が限界位置に移動すると、係止板１４の回転によりフォーク延長ロッド１３をロックする。常閉スイッチ７は電動スタータの電源を遮断し、駆動歯車機構２をエンジンのフライホイールリングギヤ６に噛み合わせる。フォーク延長ロッド１３はロック解除後に第１リターンスプリング５の復帰力により自動的に復帰する。図面には、係止板１４について実線で示している状態とはフォーク延長ロッド１３のロック解除時の状態であり、破線で示している状態とはフォーク延長ロッド１３のロック時の状態である。

ターニング機構の実施例１
図６に示すように、ターニング機構のケースには、レンチやスリーブのようなターニングツールを挿入する開孔８が設けられている。ターニング機構は、動力伝達機構を採用してメインシャフト１を間接的にターニングして回転させる。動力伝達機構は、２つの傘歯車の噛み合いを利用して動力を伝達する。開孔８はターニング機構のケースの頂部に設けられている。ターニングシャフト９は傘歯車の主動輪に固着され、ターニングツールによって回転駆動される。第２リターン部材としては、リターンスプリングが採用される。ターニングシャフト９を押し付けると、ターニングシャフト９が下方に向かって軸方向に移動する時、リターンスプリングが縮み、動力伝達機構の主動部分と従動部分とが噛み合うようになり、ターニングシャフト９を外すと、第２リターン部材が復帰し、動力伝達機構の主動部分と従動部分とが分離するようになる。

ターニング機構の実施例２
図７に示すように、図６にほぼ同様であるが、その相違点は、動力伝達機構は、ウォームホイールとウォームロッドを採用して動力を伝達することにあり、この実施例も動力伝達機構を採用してメインシャフト１を間接的にターニングして回転させる形態である。

ターニング機構の実施例３
図８に示すように、図６にほぼ同様であるが、その相違点は、動力伝達機構は２つの円筒歯車を採用して動力を伝達し、開孔８はターニング機構のケースの右側に設けられていることにあり、この実施例も動力伝達機構を採用してメインシャフト１を間接的にターニングして回転させる形態である。

ターニング機構の実施例４
図９に示すように、この実施例はターニングツールを採用してメインシャフト１を直接的にターニングして回転させる形態である。メインシャフト１はターニングシャフトとして使われ、ターニング機構のケースは防護カバーとして使われる。

Claims (6)

1. 電動スタータのハウジング内にメインシャフト（１）、駆動歯車機構（２）、フォーク（３）、電磁継電器ガイドロッド（４）及び第１リターンスプリング（５）が設けられ、フォーク（３）の上端の開口は電磁継電器ガイドロッド（４）に嵌められ、フォーク（３）の下端の開口はメインシャフト（１）に嵌められ、フォーク（３）の中間部は枢着点（Ａ）によって電動スタータのハウジングに枢着される手動ターニング機能を有する電動スタータであって、
   さらに、シフト機構とターニング機構とを有し、
   前記メインシャフト（１）の軸方向の一方を第１の方向とするとともに他方を第２の方向とし、
   前記シフト機構は、電動スタータのハウジングの外部まで延出され外力付与点とされるとともに電磁継電器ガイドロッド（４）を第１の方向へ移動駆動させる応力部材と、応力部材が限界位置に移動する時に電動スタータの電源を遮断するための常閉スイッチ（７）と、応力部材が限界位置に移動する時に応力部材をロックするための位置決め部材と、応力部材をロック解除後に自動的に復帰させるための第１リターン部材とを備え、
   前記ターニング機構は、メインシャフト（１）の第１の方向側に位置し、ターニング機構のケースには、レンチやスリーブのようなターニングツールを挿入する開孔（８）が設けられ、ターニング機構は動力伝達機構を採用してメインシャフト（１）を間接的にターニングして回転させる形態と、あるいは、ターニングツールを採用してメインシャフト（１）を直接的にターニングして回転させる形態との２種があることを特徴とする手動ターニング機能を有する電動スタータ。
2. 動力伝達機構を採用してメインシャフト（１）を間接的にターニングして回転させる場合、前記ターニング機構内には、動力伝達機構の主動部分に固着されるとともにターニングツールによって回転駆動されるターニングシャフト（９）と、伸縮によってターニングシャフト（９）を軸方向に移動駆動させることによって動力伝達機構の主動部分と従動部分との噛合又は分離を実現する第２リターン部材とがさらに設けられ、ターニングシャフト（９）を押し付けると、第２リターン部材が縮み、動力伝達機構の主動部分と従動部分とが噛み合うようになり、ターニングシャフト（９）を外すと、第２リターン部材が復帰し、動力伝達機構の主動部分と従動部分とが分離するようになることを特徴とする請求項１に記載の手動ターニング機能を有する電動スタータ。
3. 前記シフト機構は、プッシュロッド機構（１０）、常閉スイッチ（７）、ロック溝（１１）及び第２リターンスプリング（１５）を有し、前記プッシュロッド機構（１０）は電磁継電器ガイドロッド（４）の直上に位置し、プッシュロッド機構（１０）の頂部にトグルハンドルが付いており、プッシュロッド機構（１０）の第２の方向の端は下方に向かって延出され電磁継電器ガイドロッド（４）に対向するプッシュプレートに形成され、ロック溝（１１）は電動スタータのハウジング上に開口し、第２リターンスプリング（１５）はプッシュロッド機構（１０）の第１の方向の端に取り付けられているとともに、前記プッシュロッド機構（１０）は前記応力部材を構成し、前記ロック溝（１１）は前記位置決め部材を構成し、前記第２リターンスプリング（１５）は前記第１リターン部材を構成しており、
   外力がトグルハンドルに作用する場合、プッシュプレートによって、電磁継電器ガイドロッド（４）が第１の方向へ移動駆動され、プッシュロッド機構（１０）が限界位置に移動すると、常閉スイッチ（７）は電動スタータの電源を遮断し、トグルハンドルはロック溝（１１）回りに回転してロックになり、トグルハンドルはロック解除後に第２リターンスプリング（１５）の復帰力により自動的に復帰することを特徴とする請求項１又は２に記載の手動ターニング機能を有する電動スタータ。
4. 前記シフト機構はプッシュロッド（１２）、常閉スイッチ（７）及び第２リターンスプリング（１５）を有し、前記プッシュロッド（１２）は電磁継電器ガイドロッド（４）の第２の方向側に位置し、プッシュロッド（１２）上にはロッククリップ（１２ａ）が設けられており、プッシュロッド（１２）の第２の方向の端には押さえプレートが設けられており、プッシュロッド（１２）の第１の方向の端にはプッシュプレートが設けられており、前記電動スタータのハウジングにはロッククリップ（１２ａ）に対向する切欠き（１６）が設けられており、前記第２リターンスプリング（１５）はプッシュロッド（１２）に嵌着されているとともに、前記プッシュロッド（１２）は前記応力部材を構成し、前記ロッククリップ（１２ａ）と前記切欠き（１６）とは前記位置決め部材を構成し、前記第２リターンスプリング（１５）は前記第１リターン部材を構成しており、
   外力が押さえプレートに作用すると、プッシュプレートによって、電磁継電器ガイドロッド（４）が第１の方向へ移動付勢され、プッシュロッド（１２）が限界位置に移動すると、ロッククリップ（１２ａ）が切欠き（１６）を貫通して電動スタータのハウジング内に進入し、プッシュロッド（１２）を回転させ、ロッククリップ（１２ａ）を切欠き（１６）からずらしてロックし、常閉スイッチ（７）は電動スタータの電源を遮断し、プッシュロッド（１２）はロック解除後に第２リターンスプリング（１５）の復帰力により自動的に復帰することを特徴とする請求項１又は２に記載の手動ターニング機能を有する電動スタータ。
5. 前記シフト機構は係止板（１４）、常閉スイッチ（７）及びフォーク（３）の先端から上方に向かって延長して形成されたフォーク延長ロッド（１３）を有しているとともに、前記フォーク延長ロッド（１３）は前記応力部材を構成し、前記係止板（１４）は前記位置決め部材を構成し、前記第１リターンスプリング（５）は前記第１リターン部材を構成しており、
   外力がフォーク延長ロッド（１３）の先端に作用すると、フォーク延長ロッド（１３）によって、電磁継電器ガイドロッド（４）が第１の方向へ移動付勢され、フォーク延長ロッド（１３）が限界位置に移動すると、係止板（１４）の回転によりフォーク延長ロッド（１３）をロックし、常閉スイッチ（７）は電動スタータの電源を遮断し、フォーク延長ロッド（１３）はロック解除後に第１リターンスプリング（５）の復帰力により自動的に復帰することを特徴とする請求項１又は２に記載の手動ターニング機能を有する電動スタータ。
6. 前記動力伝達機構は、２つの傘歯車の噛み合いを利用して動力を伝達し、あるいは、ウォームホイールとウォームロッドを採用して動力を伝達し、もしくは、２つの円筒歯車を採用して動力を伝達するようにされ、
   ２つの傘歯車の噛み合いを利用して動力を伝達し、あるいは、ウォームホイールとウォームロッドを採用して動力を伝達する場合、前記開孔（８）はターニング機構のケースの頂部に設けられ、
   ２つの円筒歯車を採用して動力を伝達する場合、前記開孔（８）はターニング機構のケースの第１の方向側に設けられることを特徴とする請求項２に記載の手動ターニング機能を有する電動スタータ。

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