JPH05504808A - ブレーキ装置を備えた始動装置 - 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】 ブレーキ装置を備えた始動装置 背景技術 本発明は、始動装置であって、内燃機関のリングギヤを駆動するためのビニオン を支持していてロータによって駆動される出力軸が設けられており、該圧力軸が 、前記ビニオンの噛み合わせ動作もしくは噛み合わせ解除動作のために軸方向で 摺動可能に支承されている形式のものに関する。

自動車技術においては、このような形式の始動装置が車両の内燃機関を始動させ るために働く、車両の内燃機関の始動過程のためには、駆動されるビニオンが内 燃機関のリングギヤに噛み合わなければならない。

このために必要となるビニオンの軸方向運動を実施するためには、前記ビニオン を支持する出力軸が軸方向で摺動可能に支承されている。始動過程が終了される と、ビニオンはリングギヤとの噛み合いを再び解除され、この場合、出力軸は出 発位置（噛み合い解除位置）に戻る。この場合に不都合となるのは、噛み合い解 除後にビニオンがなおも比較的長時間惰性回転してしまうことである。それとい うのは、場合によっては引き続ぎ再びすぐに始動過程が行なわれた場合に、きれ いな噛み合いが行なわれず、ビニオンとリングギヤとの特表平５−５０４８０８ 　（２） 間の過大な相対運動によって損傷が生じてしまうからである。直動形の始動装置 （伝動装置ステップなし）に比べて伝動装置付きの始動装置では、停止までにか かる時間が特に長くなってしまう。その理由は、慣性モーメントが伝達比の二乗 で増大するからである。

発明の利点 請求項１の特徴部に記載の本発明による始動装置は、従来のものに比べて、始動 過程の終了時におけるビニオンの、停止までにかかる長い時間が阻止されている という利点を持っている。本発明の構成では、噛み合い解除位置に戻る出力軸に よって自動的にブレーキ作用が生ぜしめられ、このブレーキ作用が駆動装置のロ ータと、ひいてはビニオンをも制動する。本発明の思想によれば、出力軸の戻し 運動はロータに伝達され、その結果、このロータも同じく軸方向に変位されて、 ブレーキ面に当接する。伝動装置付きの始動装置では、このような制動が特に効 果的となる。なぜならば、ロータ構成部分には、比較的低いトルクが配属されて いるからである。したがって、比較的小さなブレーキ面だけでも大きな作用が生 ぜしめられる。

本発明の改良形では、出力軸がロータのばね弾性的な当接部材に当接するように なっている。出力軸とロータとの間のこのようなばね弾性的な支持は一方では許 容誤差を補償するが、他方ではロータへの軸方向力の伝達を生ザしめる。

当接部材がロータに対して同軸的に配！されていると有利である。これにより、 アンバランスが回避され、また慣性モーメントも形成されない。

当接部材のばね弾性的な作用を得るために、当接部材とロータとの間に圧縮ばね が配置されていると有利である。

当接部材が、ロータ軸に設けられた軸方向孔に軸方向で摺動可能に案内されてい ると、特にスペース節約形で単純な構造が得られる。特に当接部材は始動ビンと して構成されていてよい。この始動ビンは円形の横断面を有していると有利であ り、この場合、始動ビンの中心軸線はロータ軸線に対して同軸的に延びているブ レーキ面がブレーキディスクに構成されていると、良好な制動作用を得ることが できる。このブレーキディスクは、ロータに配属されたコンミテータの端面と、 始動装置のケーシング範囲との間に配置されていると有利である。

特にケーシング範囲は、ロータベアリングを取り囲むストッパ面によって形成さ れている。

図面 以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

第１図は、始動装置の縦断面図を示しており、第２図は、第１図に示した始動装 置の一部を示しており、この場合、噛み合い位置が取られている。

実施例の説明 第１図は、始動装置の縦断面図を示している。この始動装置はケーシング２を有 しており、このケーシングには、直流モータ３と連結用のソレノイドスイッチ４ とが収納されている。直流モータ３はロータ５を有しており、このロータは出力 軸６に作用する。この出力軸の襠部７には、ビニオン８が相対回動不能に配置さ れている。内燃機関（図示しない）を始動させるためには、ビニオン８が、第１ 図に破線で示した位置９に送られて、内燃機関のリングギヤ１ｏに噛み合う。

位置９へのビニオンの軸方向変位は、ソレノイドスイッチ４によって生ぜしぬら れる。これに関して、以下において詳しく説明する。

ロータ５はコンミテータ１１を備えており、このコンミテータのセグメント１２ には、ロータコイル１３が接続されている。コンミテータ１１は炭素ブラシ装置 １４と協働する。さらに、ステータコイル１６を備えたステータ１５が設けられ ており、このステータは僅かなエアギャップをもってロータ５に向かい合って位 置している。

ロータ５はロータ軸１７を有しており、このロータ軸はその一方の端部１８でニ ードルベアリング１９に支承されていて、ケーシングキャップ２０を被せられて いる。ロータ軸１７の他方の端部は端面２１から出発した中心の収容孔２２を有 しており、この収容孔には、出力軸６の一方の端部２３が係合している。ロータ 軸Ｉ７の前記他方の端部は、収容孔２２に配置されたニードルベアリング３１を 介して出力軸６の端部２３に支承されている。収容孔２２を備えた前記ロータ軸 Ｉ７の端部２５の周面２４は、サンギヤ２６として構成されている。このサンギ ヤはプラネタリギヤ２７と噛み合っている。このプラネタリギヤはプラネタリキ ャリヤ２８に配置されている（第１図には、１つのプラネタリギヤ２７しか示し ていない）。プラネタリギヤ２７はニードルベアリングを介して支承ビン２９に 配置されている。

さらに、プラネタリギヤ２７は、内歯を備えた中空ギヤ３０と噛み合っており、 この中空ギヤはケーシング２に位置不動に配置されている。

出力軸６の端部２３はニードルベアリング３７を介して、軸方向ウェブ３９に設 けられた収容孔に支承されている。フリーホイールアウタレース３５は溝付きボ ールベアリング３８によって保持される。この溝付きボールベアリングは軸方向 ウェブ３９に配置されていて、他方でケーシング２に支持される（位置固定ベア リング）。出力軸６の反対の側の端範囲３２には、ケーシング２によって保持さ れて円筒状ローラベアリング３３が設けられている。この円筒状ローラベアリン グには、外方にジンマリング３４が前置されている。

円筒状ローラベアリング３３は出力軸６を軸方向でも半径方向でも案内する。

プラネタリキャリヤ２８は軸方向でねじ３６を介してフリーホイールアウタレー ス３５と結合されているフリーホイールアウタレース３５はフリーホイール装置 ４ｏに所属していおり、このフリーホイール装置はローラ式フリーホイールとし て構成されている。このローラ式フリーホイールはばね負荷されたローラ４１を 有しており、このローラはフリーホイール装置４０のインナレース４２と協働す る。インナレース４２はねじスプライン４３を介して出力軸６と結合されている 。さらに、出力軸６は溝４４を有しており、この溝には、スナップリング４５が 配置されている。このスナップリング４５は、出力軸６の軸方向変位（あとでさ らに詳しく説明する）時にインナレース４２に設けられた段部４６と協働するス トッパを形成している出力軸６には、保持リング４７が固定されており、この保 持リングは半径方向つば４８を有している。さらに、保持リング４７に設けられ た溝４９には、スナップリング５０が嵌入しており、このスナップリングはワッ シャ５１を支持している。したがって、ワッシャ５１と半径方向つば４８との間 には、環状通路５２が構成されている。

出力軸６の端部７には、ビニオン８が、相対回動不能であるが軸方向で摺動可能 に支承されている。このビニオンは圧縮コイルばね５４によって負荷される。

この圧縮コイルばねは、リングギヤ１０へのビニオン８の噛み合い動作時に、歯 と歯が衝突する非噛み合い位置が生ぜしめられるとプレロードをかけられる。

連結用のソレノイドスイッチ４は位置固定のスイッチコイル６１を有している。

このスイッチコイルはアーマチュア６２と協働する。アーマチュア６２は軸方向 摺動可能に支承されていて、圧縮コイルばねとして構成された戻しばね１１２に よって、ソレノイドスイッチ４の励起されてない状態で第１図に示した位置に押 圧される。軸６３は一方の端範囲６５にコンタクトエレメント６６を有しており 、このコンタクトエレメントは電気的な接続部６７と協働することができる。

アーマチュア６２はプランジャ６８と結合されており、このプランジャはケーシ ング２のケーシング室６９に突入している。プランジャ６８は、ダブルレバーと して構成された連結用のシフトレバ−７０と協働する。このシフトレバ−はほぼ 真ん中の範囲で、横方向ビン７１によって旋回運動可能に支承されている。横方 向ビン７１はケーシング側のアーム７２に保持される。シフトレバ−７０の下端 部７３は突起７４を備えており、この突起は前記環状通路５２に係合している。

シフトレバ−７０の他方の端部７５には、連行ヘッド７６が構成されている。プ ランジャ６８の変位によって、シフトレバ−７０が連行され、これによって出力 軸６の軸方向変位が行なわれる。ソレノイドスイッチ４の励磁されてない状態で は、ビニオン８が、第１図に実線で示した位置を離れないようにしなければなら ない。主としてＵ字形ばね８０と制御スリーブ＋０８とリング１１７とばね９９ ，１１２とから形成されているロック装置７７により、ビニオン８が不本意に内 燃機関のリングギヤ１０の方向に移動することは阻止される。それというのは、 ビニオンの不本意な運動により、構成部分が損傷されてしまうからである。この ような不本意な軸方向運動はロック装置７７なしでは、たとえばベアリングと軸 シールリングとによって生じる制動モーメントｌこ基づき、出力軸６が噛み合い 位置に移動させられてしまうことにより生じる。すなわちこの場合、戻しばねの ばね力が、ねじスプラインに生じる軸方向分力よりも小さくなってしまう訳であ る。

第１図から認められるように、連行ヘッド７６はリング１１７の一方の側１１９ と制御つば１０８の端面１２０との間の距離を完全には埋めておらず、空移動距 離すが残っている。

ねじスプライン４３は出力軸６を距離ａだけ軸方向に変位させることができる。

ロータ５のロータ軸１７に設けられた収容孔２２は軸方向孔１３１に移行してお り、この軸方向孔には、ばね弾性的な当接部材１３２が収納されている。当接部 材】３２は始動ビン１３３として構成されている。

この始動ビンは円形の横断面を有している。このｍＩＩ面は軸方向孔１３１の直 径寸法に対して適宜に設定されており、この場合、始動ビン１３３は軸方向で摺 動可能に軸方向孔１３１に案内される。始動ビン１３３の前記出力軸６とは反対 の側１３４は、コイルばねとして構成された圧縮ばね１３５によって負荷される 。

すなわち、圧縮ばね１３５の一方の端部１３６は始動ビン１３３に支持されてお り、圧縮ばね１３５の他方のａｉ１部１３７は、ｉ孔として構成された軸方向孔 １３１の底部１３８に接触している。

始動ビン１３３の外周面１３９は圧縮ばね１３５の支持範囲に半径方向つば１４ ０を有している。これによって、外周面１３９のその他の範囲は軸方向孔Ｉ３１ の内周壁１４１に間隔をもって向かい合って位置している。この間隔は、ちょう どこの場所でスナップリング１４３が収容され得るように設定されている。前記 スナップリングは内周壁１４１に構成された環状溝１４２に挿入されている。ス ナップリング１４３は始動ビン１３３のためのストッパを形成している。すなわ ち、前記スナップリングは、始動ビン１３３が負荷されていないときに、圧縮ば ね１３５によって生ゼしぬられる始動ビン１３３の軸方向運動を制限している始 動ビン＋３３の前記出力軸６に向いた側１４４は、中心の始動隆起部１４５を有 している。この装置は、出力軸６の第１図に示した噛み合い解除位置において出 力軸６の端面１４６が始動ビン１３３の始動隆起部１４５を負荷するように構成 されており、この場合、始動ビン１３３はシフト距離Ｃだけスナップリング１４ ３から引き離される。これによって、圧縮ばね１３５は相応して緊縮されるので 、直流モータ３のロータ５には、反動力が加えられる。シフト距離Ｃは約２〜３ ｍｍである。

ロータ軸１７はフンミテータ便の端部１８でロータベアリング１４７に案内され ており、このロータベアリングはニードルベアリング１９として構成されている 。ロータ５もしくはコンミテータ１１の端面１４８と、始動装置１のケーシング Ｗ月１４９との間には。

ブレーキ面１５０を備えたブレーキディスク１５１が配置されている。ケーシン グ範囲１４９は、ロータベアリング１４７を取り囲むストッパ面】５２によって 形成される。

本発明による始動装置ｌは次のように作動する。

内燃機関（図示しない）の始動過程を実施するためには、始動スイッチを介して 連結用のソレノイドスイッチ４が励磁される。これによって、アーマチュア６２ は右側（第１図）に移動し、これによって制御っば１０８はＵ字形ばね８０に当 接し、この場合、このＵ字形ばねは半径方向で拡開される。これによってリング ＋１７は解放される。制御スリーブ１０Ｂとリング１１７との間の相対運動は、 空移動距離すを利用して可能となる。なぜならば、リング１１７が制御スリーブ １０８に沿って軸方向摺動可能に支承されているからである。Ｕ字形ばね８０が その拡開された位置を取ると、空移動距離すは完全に消滅している。すなわち、 連行ヘッド７６の左側が制御スリーブ１０８によって運行される訳である。シフ トレバ−７０は横方向ビン７１を中心にして時計回り方向で１１回運動を実施す る。

この場合に、突起７４はリングギヤ１０の方向で出力軸６を変位させ、これによ ってビニオン８はリングギヤ１０の歯列に噛み合う。噛み合い力により、ビニオ ン８は完全にリングギヤ１０に進入するようになり、この場合、ねじスプライン ４３に基づき出力軸６は軸方向で終端位置にまで走出するので、その結果、第１ 図に破線で示したビニオン８の位置９が取られる。ソレノイドスイッチ４の吸引 運動によってコンタクトエレメント６６が電気的な接続部６７に接続するので、 直流モータ３が励磁される。すなわち、ロータ５が回転を開始し、これによって ビニオン８は、サンギヤ２６とプラネタリギヤ２７と中空ギヤ３０とから形成さ れた減速伝動装置を介して連行される。

始動過程が終了されると、ソレノイドスイッチは離反する。離反運動は戻しばね ６４，１１２によって補助される。この場合に、リング１１７がシフトレバ−７ ｏの連行ヘッド７６に当接するので、シフトレバ−７０は逆時計回り方向で旋回 し、これによってビニオン８は第１図に実線で示した位置に戻される。始動過程 の最終段階では、運転状態にある内燃Ｉ１１開がビニオン８の回転を「オーバラ ン」するので、ねじスプライン４３によって噛み合い解除動作が補助される。

再び噛み合い解除位置（停止位りが取られていると（第１図）、Ｕ字形ばね８０ も再び出発位置に位置している。すなわち、Ｕ字形ばねがリング１１７を位置固 定しているので、シフトレバ−７０は第１図に示した位置に位置固定される。こ れによって、出力軸６の不本意な軸方向変位は阻止されている。

出力軸６が、既に説明したように内燃機関の始動過程のために、第２図に示した 噛み合い位置に変位すると、出力軸６の端面１４６は始動ビン１３３を負荷軽減 するので、この始動ビンは圧縮ばね１３５によって半径方向つば１４０でスナッ プリング１４３に押圧される。したがって、直流モータ３のロータ５はもはや、 始動ビンによって生ぜしめられる軸方向力負荷を受けなくなる。始動過程が終了 されると、出力軸６は第１図に示した噛み合い解除位置に戻り、これによって、 端面１４６は、圧縮ばね１３５を緊縮させながら始動ビン１３３を、第１図に示 した位置に押し戻す。これによってロータ５には反動力が加えられるので、コン ミテータ１１の端面１４８はブレーキディスク１５１に圧着される。ブレーキデ ィスク１５１は同じくケーシング２のストッパ面１５２に支持される。これによ って、ロータ５の回転運動の制動が行なわれる。このような制動過程は、特に図 示の伝動装置付き始動装置において有効となる。なぜならば、前記制動過程は、 比較的低いトルクが所属している個所で行なわれるからである。その結果、始動 装置の、停止までにかかる惰力運転時間を極めて短くすることができる。

要　約　書 本発明は、始動装置であって、内燃機関のリングギヤを駆動するためのビニオン を支持していてロータによって運動される出力軸が設けられており、該出力軸が 、前記ビニオンの噛み合わせ動作もしくは噛み合わせ解除動作のために軸方向で 摺動可能に支承されている形式のものに関する。ビニオンの迅速な制動を行なう ために本発明の構成では、出力軸（６）が噛み合い解除位置でロータ（５）を軸 方向で負荷して、該ロータ（５）がブレーキ面（１５０）に当接するようになっ ている。

（第１図） 国際調査報告 国際調査報告 ＰＣＴ／ＤＥ　９１１００１．４０

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．始動装置であって、内燃機関のリングギヤを駆動するためのピニオンを支持 していてロータによって駆動される出力軸が設けられており、該出力軸が、前記 ピニオンの噛み合わせ動作もしくは噛み合わせ解除動作のために軸方向で摺動可 能に支承されている形式のものにおいて、出力軸（６）が、噛み合い解除位置で ロータ（５）を軸方向で負荷して、該ロータ（５）がブレーキ面（１５０）に当 接するようになっていることを特徴とする、ブレーキ装置を備えた始動装置。
2. ２．出力軸（６）がロータ（５）のばね弾性的な当接部材（１３２）に当接する ようになっている、請求項１記載の始動装置。
3. ３．前記当接部材（１３２）がロータ（５）に対して同軸的に配置されている、 請求項１または２記載の始動装置。
4. ４．前記当接部材（１３２）とロータ（５）との間に、圧縮ばね（１３５）が配 置されている、請求項１から３までいずれか１項記載の始動装置。
5. ５．前記当接部材（１３２）が、ロータ軸（１７）に設けられた軸方向孔（１３ １）に軸方向で摺動可能に案内されている，請求項１から４までいずれか１項記 載の始動装置。
6. ６．前記当接部材（１３２）が始動ピン（１３３）として構成されている、請求 項１から５までいずれか１項記載の始動装置。
7. ７．前記ブレーキ面（１５０）がブレーキディスク（１５１）に構成されている 、請求項１から６までいずれか１項記載の始動装置。
8. ８．前記ブレーキディスク（１５１）が、ロータ（５）に配属されたコンミテー タ（１１）の端面（１４６）と、始動装置（１）のケーシング範囲（１４９）と の間に配置されている、請求項１から７までいずれか１項記載の始動装置。
9. ９．前記ケーシング範囲（１４９）が、ロータベアリング（１４７）を取り囲む ストッパ面（１５２）によって形成されている、請求項１から８までいずれか１ 項記数の始動装置。
10. １０．始動装置が、伝動装置付き始動装置として構成されている、請求項１から ９までいずれか１項記載の始動装置。