JPH01190965A - 内燃機関の渦巻バネ式始動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、セルスタータなどの自動始動装置を有しない
エンジンの省人刃型始動装置に関する。

〔従来の技術〕

小形内燃機関のリール式始動方式に替る省人刃型始動装
置として、渦巻状の板バネをエネルギー蓄積器とする始
動装置が特願昭５６−１４７０３５として特許出願され
ている。

本特許出願は、第８図、第９図に示すように、始動のた
めのエネルギーをエンジン停止時の不要の回転力を利用
し、始動操作はロツｖ　１１６を引くだけで自動的に始
動できる始動装置に関するものであり、導風板に装着さ
れクランク軸１０１と同心のスタータ軸１０７を支承し
内部に同スタータ軸１０７のクランク軸１０１と逆方向
への回動を閉止するラチェット装置を収容したラチェッ
ト箱１１３、上記スタータ軸１０７に回動可能に支承さ
れた内部に一端を同スタータ軸１０７に他端を周壁に固
定されたぜんまいばね１１５を設けた蓄力箱１１４、ク
ランク軸１０１に固定され上記スタータ軸１０７に設け
られ九巻込ラチェット歯車１１１に係脱する爪１１０を
支承するピンと同爪１１０を低速回転時に上記巻込ラチ
ェット歯車１１１に係合させるはね１１０ａとを設けた
始動プーリ１０２、上記始動ブーＩＪ　１０２のビンが
挿入される長大により同始動プーリ１０２と周方向に所
定量変位可能に同始動プーリ１０２に支持され相対変位
によシ上記爪１１０を巻込ラチェット歯車１１１から離
脱させるラチェツト板１０９、上記蓄力箱１１４に設け
られた穴に上記導風板側から挿入され上記蓄力箱１１４
を固定するスタータロット”１１６、上記蓄力箱１１４
に設けられ同蓄力箱１１４の回動により上記ラチェツト
板１０９及び始動プーリ１０２に係合する蓄力箱１１４
の爪１１０を備えて、機関停止の際の低速回転時に上記
巻込ラチェット歯車１１１に係合する爪により上記始動
ブーＩＪ　１０２に上記スタータ軸１０７を連動させ上
記スタータロッド１１６で係止された上記蓄力箱１１４
のぜんまいばね１１５を巻込んで蓄力し、機関始動時に
は上記スタータロツ）’１１６を上記蓄力箱１１４より
離脱させ上記ぜんまいばね１１５の蓄力により回動する
上記蓄力箱１１４に上記ラチェツト板１０９及び始動ブ
ー！７１０２を上記蓄力箱１１４の爪により順次連動さ
せ上記ラチェツト板１０９により上記始動プーリ１０２
と上記スタータ軸１０７との結合を遮断して上記始動プ
ーリ１０２の回動により機関を始動するようにしている
。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述のような従来技術によると、エンジン停止時の慣性
力を蓄力機構駆動のエネルギー源としているため、アイ
ピル運転後機関停する一般の停止方法ではエネルギー不
足となり、始動に必要とするエネルギーを蓄積するため
には、停止前のエンジン回転速度を高める等の操作が必
要であり、従って実用性に乏しい等の課題があった。

本発明は、前述のような従来技術による課題を解消し、
またセルスタータ方式におけるバッテリー搭載によるエ
ンジンの重量増加を防ぐと共に、リール式始動方式の場
合に要求される始動時の大きな引き力を排除し、腕力の
小さい人にも向く省人力型始動装置を提供することを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前述の特願昭５６−１４７０３５に記載したような。

エンジン始動時のエネルギーを蓄積するためのエネルギ
ー蓄積機構の駆動を、エンジン運転中の発電機出力によ
り駆動されるモータによって行なう。

モータ駆動のための電源制御回路は半導体素子、ＩＣ素
子により構成する。

〔作用〕

点火エネルギー供給のだめの磁極回転型発電機の電力を
整流して直流ｌｃ源を得てモータを駆動し、とのモータ
の出力で減速機を通してトルクアップした後、板バネよ
り成る渦巻バネと捩り機構を基本要素とするエネルギー
蓄積機構を駆動してエネルギー蓄積を行い、次の始動時
のクランク軸駆動のエネルギー源とする。

モータの駆動はエンジンが始動して、整流回路の出力電
圧が一定値以上になってから作動し始める電源および制
御回路のタイマー要素により、−定時間直流電圧を印加
することによって行なう。

〔実施例〕

第１図乃至第７図において、１はエンジン、２はクラン
クシャフト、３は発電機用回転磁極組立、３−１は回転
磁極、３−２はビン、３−３はバネ、３−４はスタータ
爪、３−５は回り止めビン、４はスタータラチェットホ
イール、５は始動ラチェットホイール、６は始動ラチェ
ット、７は軸、８は回り止めキー、９は玉軸受、１０は
バネ蓄力室、１１は蓄力バネ、１２はスタータ軸、１３
は玉軸受、１４はラチェツト爪組立、１５は止ネジ、１
６は遊星歯車減速機、１６−１は内歯車、１６−２は遊
星歯車、１６−３は遊星歯車軸、１６−４は太陽歯車、
　１６−５は出力軸、１７はキー。

１８は減速機の軸、１９は止ネジ、加は玉軸受、２１は
大歯車、ｎはキー、乙は小歯車、冴はボルト、６ｔ−ｔ
Ｄ（、モータ、５−１はＤＣモータの軸、あはフレーム
Ａ、２７はフレームＢ、１４−１はラチェツト爪、１４
−２はビン、１４−３はビン、１／ｌ−４はバネ、四は
電機子組立、頷は発電機、３１は直流定電圧電源および
制御装置、３２はＩＣ素子、３３は非常用電池、Ｍはス
イッチ、部はスタータラチェットホイル４の凸出部、Ｉ
はバネ蓄力室１０の歯部、３７は始動ラチェットホイー
ル５の凹１部である。

第１図に於て、始動装置を構成する部品は、）Ｌ／−Ａ
Ａ２６とフレームＢ２７にまとめられ、フレームＡ２６
によりエンジン１に取り付けられる。

フレームＢ２７には、蓄力バネ１１の駆動源であるＤＣ
モータ６、減速用歯車久、２１および高減速比の遊星歯
車減速機１６．軸１８、玉軸受加が組み付けられており
、前記遊星歯車減速機１６の構成部品の出力軸１６−５
に固定されたバネ蓄力室１０を駆動する〇バネ蓄力室１
０は、フレームＡ２６と玉軸受９を介して軸１２および
軸１２のバネ蓄力室１０側にあって、その回転中心部に
設けた玉軸受１３および前記遊星歯車減速機１６の支持
系を介して軸支される。

軸１２のエンジン側には、軸１２と回り止め纜−８によ
って固定された始動ラチェットホイール５およびスター
タラチェットホイール４が組み付けられ、始動ラチェッ
トホイール５は始動ラチェット６によって回転を阻止さ
れる。スタータラチェットホイール４は、第５図に示す
如く、その凸出部あにより１発電機用回転磁極組立３に
設けたスタータ爪３−４と係合する。

バネ蓄力室１０の回転制御は、ラチェット組立１４の部
品であるラチェット爪１４−１と、第３図に示すバネ蓄
力室１０の外周部に設けた歯部謁との保合により行なわ
れる。

始動ラチェットホイール５と始動ラチェット６の保合状
態は、第４図に示す如く、−始一動ラチェットホイール
５の外周に設けた凹部３７とこれと始動ラチェット６が
かみ合っており、ラチェット６の保合を解除するとラチ
ェットホイール５は回転自在となる。

板状蓄力バネ１１０両端は、第６図に示す如く、バネ蓄
力室１０の周壁と軸１２に設けた溝により固定される。

今、第４図の如く始動ラチェットホイール５の回転を始
動ラチェット６によりロックし、第６図でバネ蓄力室１
０を時計方向（図示のＸ方向）に回転すれば、板バネ１
１は軸１２に巻き付いて蓄力される。

また蓄力した状態で蓄力室１０のＸ方向回転力がなくな
った時は、第３図に示すラチェット機構により、板バネ
１１による巻き戻し力による蓄力室１０の反時計方向の
回転は阻止される。

この蓄力状態から始動ラチェット６（第４図参照）を押
して、始動ラチェットホイール５のロックを解除すれば
、軸１２は板バネ１１が巻き込まれた方向に回転し、第
５図に示すスタータラチェットホイール４の凸出部Ｉと
かみ合う発電用回転磁極組立３のスタータ爪３−４によ
って、クランク軸２が板バネ１１の巻き込み方向（第１
図Ｐ視における時計方向）Ｋ回転されエンジン１は始動
する。

この時蓄力室１０の板バネ１１の弾力駆動力を第１図の
ＤＣモータδにより減速歯車部、２１および遊星歯車１
６によって与えれば、エンジン始動のための動力を得る
ことができる。エンジン１が始動した後は、スタータ爪
３−４は遠心力によってスタータラチェットホイール４
との接触が解除される。

第７図および第８図にモータ駆動および制御タイミング
を示す。発電機（資）の交流出力をイグニッション回路
と併用して直流定電圧電源３１の一次電源とする。直流
定電圧電源３１は、エンジンが始動して例えばアイドル
回転数以上になると、一定の直流電圧を出力する。モー
タ駆動および制御を行なう二次側回路はＩＣ素子３２お
よびトランジスダｒｒ、ダイオードＤ、抵抗Ｒ、コンデ
ンサＣにより小形に構成される。

時定数をタイマーとして、時刻Ｔ２からＴｏの間だけ通
電される。

即ちエンジン１が始動しアイドル回転数以上になると、
発電機（ト）の回転磁極３のスタータ爪３−４は遠心力
によってスタータラチェットホイール４の保合からはず
れ、直流定電圧電源３１から一定の直流電圧を出力し始
め、時刻Ｔ２後にモータ５が通電開始し、時刻ＴＩまで
蓄力バネ１１を捩ってエネルギーの蓄積を行なう。時刻
Ｔ１以後モータ５の通電は絶たれ、モータ５は無負荷と
なるが、バネ蓄力室１０の歯部３６およびラチェット爪
１４−１によって蓄力バネ１１の巻き戻シが阻止され、
蓄力状態を保持する。以上の蓄力バネ１１の巻き込み動
作は極短時間に行なわれエンジン始動後のアイドル運転
中に完了する。

以後エンジンのスロットルを開いて目的の回転速度でエ
ンジンは運転され１発電機（資）の出力電圧は高くなる
が、直流安定化電源装置３１は定電圧を出力し、制御回
路を保護する。

以上の動作タイミングを線図にて第８図に示す。

間第７図中、電池Ｅ３３およびスイッチ８３４は、蓄力
動作失敗又は本蓄力装置を一番最初に動作させる時の外
部電源およびスイッチを示す。

〔発明の効果〕

（１）エンジン駆動の発電機と、前記発電機に駆動され
るモータと、前記モータにより駆動されるエネルギー蓄
積機構とを設けることにより、前記エネルギー蓄積機構
に対する駆動がエンジン運転中に実施され、始動に必要
なエネルギーを確実に蓄積できる。

（２）エネルギー蓄積機構駆動用モータに電源制御回路
を設けることにより、駆動部の制御が電気的に自動で実
施され、エンジンの運転者が何ら手を加える必要がない
。

（３）セルモータを使用しないので、始動用のバッテリ
ーが不要であり、軽量コンパクトである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における全体断面図を示す。第
２図は第１図のＡ−Ａ断面図で、蓄力バネの駆動源を示
す。第３図は第１図のＢ−Ｂ断面図で、バネ蓄力室の駆
動制御機構を示す。第４図は第１図のＣ−Ｃ断面図で、
始動ラチェットホイールの駆動制御機構を示す。第５図
は第１図のＤ−Ｄ断面図で、スタータラチェットホイー
ルの駆動制御機構を示す。第６図は第１図のＥ−Ｅ断面
図で、蓄力バネの端部形状を示す。第７図は蓄力バネ用
ＤＯモータの制御回路を示す。第８図はエンジン始動時
のタイミングチャートを示す。第９図は従来装置の断面
図、第１０図は第９図のｚ−Ｚ矢視断面図である。 １・・・エンジン　　　　　　２　・クランクシャフト
３−１・・・回転磁極　　　　３−２・・♂ン３・・４
・・スタータ爪 ４・・・スタータラチェットホイール ５・・・始動ラチェットホイール ６・・・始動ラチェット１０・・・バネ蓄力室１１・・
・蓄力バネ　　　　　　１２・・・スタータ軸１４−１
・・・ラチェツト爪 １６−１−１６−５・・・遊星歯車減速機２１、Ｚ３・
・・歯車　　　　　　５・・・ＤＣモータ２６　、２７
　・フレーム　　　　四・・・電機子組立Ｉ・・発電機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一端をスタータ軸に、他端を蓄力箱に固定された渦巻バ
   ネを有する蓄力機構と、同蓄力機構のスタータ軸及び蓄
   力箱側にそれぞれ設けられ、前記バネへの蓄力状態を維
   持すると共に前記蓄力箱への入力及び前記スタータ軸か
   らの出力を可能にするラチエツト手段と、前記スタータ
   軸とエンジンのクランク軸との間に介装された遠心式ラ
   チエツト機構と、エンジン始動後発電機から制御回路を
   介して通電されるモータと、同モータからの出力を前記
   蓄力箱に伝達する動力伝達手段とからなることを特徴と
   する内燃機関の渦巻バネ式始動装置。