JPH0610815A - 内燃機関用のスタータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関の技術分野以外の技術分野において
採用されている著しく小型の高速回転電動モータを、小
型内燃機関の電気スタータのために適切に利用して重量
を節減し、製造経費をできるだけ低くかつ組付け体積を
できるだけ小さく抑えることである。 【構成】 ピニオン５と歯環４との噛合いによって電動
モータ１５とフライホイール３との間で形成される歯車
伝動装置内に、力束の流れ経路途上で回転弾性部材２０
が付加的に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スタータモータとして
の電動モータと、始動回転数を低下させるための減速伝
動装置と、大リード角ねじ山を備えた中間軸と、該中間
軸の大リード角ねじ山と協働する対応大リード角ねじ山
を内周壁に有しているピニオンと、始動動作時に前記中
間軸のピニオンが噛合う歯環を外周壁に備えた始動すべ
き内燃機関のフライホイールとから成る形式の、小型単
シリンダ機関のような内燃機関用のスタータに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】単段型のシフト式スタータは乗用車及び
貨物自動車において慣用されている。モータバイク用機
関がこの形式のスタータを装備していることは稀であ
る。モータバイク用機関では電動モータは、重量及び組
付け体積を節減するために、チェーン伝動装置並びに一
方向クラッチを介して、始動すべき機関のクランク軸と
連結されている。その場合大抵は歯車伝動装置とチェー
ン伝動装置は単段式減速装置である。シフト装置は原則
として、スタータモータと連結された小ピニオンを、該
スタータモータへの給電前にフライホイールと噛合わさ
せる電磁スイッチを有している。押込み機構を設けない
でねじ式伝動機構を設計することも可能であり、その場
合、駆動軸の大リード角ねじ山に噛合いピニオンを適正
に支承した場合には、該噛合いピニオンはその慣性モー
メントによって、駆動軸の回転数の急速な加速に伴って
先ず軸方向に運動し、軸方向制限点に到達したのち始め
てトルクを伝達するようになっている。

【０００３】この形式のシステムを採用する機関はすべ
て、機関の圧縮ストロークによって生じる抵抗を如何な
る運転状態にあっても克服できるようなトルクに設計さ
れた比較的大型の機関である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、内燃
機関の技術分野以外の技術分野において採用されている
著しく小型の高速回転電動モータを、小型内燃機関の電
気スタータのために適切に利用して重量を節減し、製造
経費をできるだけ低くかつ組付け体積をできるだけ小さ
く抑えることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の構成手段は、ピニオンと歯環との噛合いによって電動
モータとフライホイールとの間で形成される歯車伝動装
置内に、力束の流れ経路途上で回転弾性部材が付加的に
配置されている点にある。

【０００６】

【作用】本発明の構成手段における製造費及び重量に関
する利点は、玩具又は自動車において種々異なった制御
運動を作動するために役立てられている小型電動モータ
を採用することによって得られる。このような小型電動
モータは高い個数で大量生産され、かつ出力当り重量が
低くかつ組付け体積が僅かである点で優れている。この
ような小型モータが、本発明の駆動ばねを介して、連結
すべき機関のフライホイールと協働する場合、該小型モ
ータは、機関の始動モーメントに比較できる比較的小さ
な始動モーメントを考慮して設計することができる。そ
れというのは、ばね蓄力器としての駆動ばねが、該駆動
ばねの緊縮時に得られる時間を利用して最初の圧縮スト
ロークをゆっくり克服することができ、次いでフライホ
イールを、スタータモータの始動回転数を上回る回転数
に加速し、ひいては機関を確実に始動させることになる
からである。

【０００７】最初の１回転中に駆動ばねは、特に単シリ
ンダ機関の場合、回転運動の不均等なバラツキを「均
す」。従ってフライホイールの弾み質量を設計する場合
の利点も認識することができる。それというのは、始動
動作時の最初の数回転において駆動ばねがフライホイー
ルの役目を部分的に引き受けるからである。内燃機関の
最初の回転は駆動ばねによって、スタータモータの比較
的大きな回転範囲に分配される。一方向クラッチと押込
み機構とを有していない噛合い装置、要するに純然たる
角加速度に整合された噛合い機構は、駆動されるフライ
ホイールがオーバーランされて、伝達されたトルクが零
に近づくと即座に解離され、つまり噛合いが外される虞
れがある。回転弾性部材を装備していない固定的な駆動
装置が使用される場合には、すでに最初の点火後に早く
もこの虞れが生じる。それというのは、電動モータの電
機子質量の慣性によって、それ相応に追従して該電機子
質量を迅速に加速することができないからである。

【０００８】渦巻状に構成された駆動ばねはばね外端部
では、中間軸上の歯車に該駆動ばねのために設けられた
環状室内に単に接触しているにすぎないのに対して、ば
ね内端部では中間軸と形状接続式に連結されている。駆
動ばねは不作用位置では、そのプレロードによって前記
歯車の外周壁に摩擦接続を発生し、該摩擦接続の限界モ
ーメントは始動モーメントを僅かに上回っている。機関
側のロックや逆転による早期点火などの場合、外周側の
摩擦接続が解除されて弾性的な軸継手がスリップするま
で、ばねは先ず内側へ向かって中間軸の周りに巻上げら
れる。

【０００９】中間軸を有する構成によって得られる利点
は、例えば手動スタータを収容するための所要空間が、
フライホイールに対して共軸に残されることである。

【００１０】

【実施例】次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説す
る。

【００１１】始動すべき内燃機関のエンジンケーシング
１内にはクランク軸２が軸支されており、該クランク軸
の自由端部にはフライホイール３が相対回動不能に固着
されている。該フライホイール３はその外周に歯環４を
有し、該歯環はフライホイール３と一体に結合されてい
るのが殊に有利である。該歯環４の歯列にはピニオン５
の歯列６が噛合い、該ピニオンは、大リード角ねじ山７
によって、中間軸８上を回転してヘリカル状に軸方向に
シフト可能に配置されている。軸方向圧縮ばね５ａは、
ピニオン５を単に不作用位置に保持するためだけもので
ある。ピニオン５の回転質量に基づく噛合いメカニズム
の機能に前記軸方向圧縮ばね５ａが干渉して、この機能
を妨げることはない。中間軸８は軸受１０を介して回転
可能に支持体ケーシング９内に軸支されており、かつ、
ピニオン５から離反した方の端部に軸受ブシュ１９を支
持しており、該軸受ブシュを介して歯車１１が中間軸８
上に回転可能に支承されている。中間軸８の前記端部
は、本実施例では二面体嵌合部８ａの形の嵌合式連動部
を有し、該嵌合式連動部は、ここでは連動子１７を介し
て駆動ばね１８のばね内端部１８ａと形状接続式に連結
されている。

【００１２】弛緩状態においては、駆動ばね１８の多数
の渦巻状の巻条が接し合いかつ究極的にはばね外端部１
８ｂが歯車１１の円筒上の凹設部内に接触し、こうして
次の始動動作のための摩擦接続を形成する。歯車１１の
歯列１２は駆動ピニオン１４の歯列１３と常時噛合った
状態にある。該駆動ピニオン１４は電動モータ１５のス
タータ軸１６と相対回動不能に結合されている。

【００１３】駆動ばね１８によって連結された電動モー
タ１５とフライホイール３との間の回転運動は、歯車１
１内における駆動ばね１８のばね外端支承面の摩擦接続
を、ピニオン５の噛合い解離動作よりも早い時点に開始
させることになるような振動を発生させないために、緩
衝する必要がある。この緩衝作用を得るために、所要ス
ペースを節減して装着されたディスク２１が、中間軸８
の二面体嵌合部８ａ上に相対回動不能に配置されてお
り、かつ該ディスクの外周区域のリング面がばね２２の
力によって歯車１１に圧着される。

【００１４】本実施例ではフライホイール３に共軸に、
コード・プル式スタータ２４の形の手動スタータ２３が
配置されており、該手動スタータは公知のようにフライ
ホイール３に対して直接作用する。

【００１５】なお念のために、スタータに本発明の回転
弾性部材２０を装備したことによって得られる利点を次
に述べておく。ピニオン５の歯列６は歯環４に「軟らか
く」噛合う。すなわち歯が互いに当接する際に、これま
で歯端面に損傷を生じることが往々にしてあったシフト
式スタータによって周知になっているような「硬い」衝
撃が生じることはない。むしろ回転弾性部材２０は歯の
接触時に、歯が接触に続いて対応歯溝を見出すまで、噛
合い動作を短時間遅延させることができる。それ故に歯
列をフライホイールに組付けることが可能になり、該フ
ライホイールは嵌め歯歯車として構成されており、従っ
て非導電性のアルミニウム材料から成っていなければな
らない。

【図面の簡単な説明】

【図１】部分的に図示した内燃機関用の電動モータ、中
間軸及びフライホイールを備えたスタータの断面図であ
る。

【図２】渦巻状に巻成された駆動ばねを示す図である。

【図３】歯車内に組付けた状態で示した駆動ばねの断面
図である。

【符号の説明】

１ エンジンケーシング、 ２ クランク軸、 ３
フライホイール、４ 歯環、 ５ ピニオン、
５ａ 軸方向圧縮ばね、 ６ 歯列、７ 大リ
ード角ねじ山、 ８ 中間軸、 ８ａ 二面体嵌合
部、 ９支持体ケーシング、 １０ 軸受、 １１
歯車、 １２，１３ 歯列、 １４ 駆動ピニオ
ン、 １５ 電動モータ、 １６ スタータ軸、１
７ 連動子、 １８ 駆動ばね、 １８ａ ばね
内端部、 １８ｂばね外端部、 １９ 軸受ブシュ、
２０ 回転弾性部材、 ２１ ディスク、 ２２
ばね、 ２３ 手動スタータ、 ２４ コード
・プル式スタータ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スタータモータとしての電動モータと、
   始動回転数を低下させるための減速伝動装置と、大リー
   ド角ねじ山を備えた中間軸と、該中間軸の大リード角ね
   じ山と協働する対応大リード角ねじ山を内周壁に有して
   いるピニオンと、始動動作時に前記中間軸のピニオンが
   噛合う歯環を外周壁に備えた始動すべき内燃機関のフラ
   イホイールとから成る形式の、小型単シリンダ機関のよ
   うな内燃機関用のスタータにおいて、ピニオン（５）と
   歯環（４）との噛合いによって電動モータ（１５）とフ
   ライホイール（３）との間で形成される歯車伝動装置内
   には力束の流れ経路途上で回転弾性部材（２０）が付加
   的に配置されていることを特徴とする、内燃機関用のス
   タータ。
2. 【請求項２】 回転弾性部材（２０）が、中間軸（８）
   と該中間軸上に支承された歯車（１１）との間にばね蓄
   力器として配置された駆動ばね（１８）から成ってい
   る、請求項１記載のスタータ。
3. 【請求項３】 駆動ばね（１８）がトルクを制限するた
   めに、ばね内端部（１８ａ）で中間軸（８）と形状接続
   式に結合されており、またばね外端部（１８ｂ）では中
   間軸（８）上の歯車（４）と摩擦接続されている、請求
   項２記載のスタータ。
4. 【請求項４】 駆動ばね（１８）が、フライホイール
   （３）の回転し始める前に、駆動ピニオン（１４）に複
   数倍の回転を可能にするように構成されている、請求項
   １から３までのいずれか１項記載のスタータ。
5. 【請求項５】 始動動作時にピニオン(５)がフライホイ
   ール(６)の歯環（４）に噛合わされてその作業位置を確
   実に占め、この位置で静止されかつ駆動ばね（１８）が
   緊縮したのちに始めて、前記フライホイール（３）の回
   転による本来の始動動作が始まる、請求項１から４まで
   のいずれか１項記載のスタータ。
6. 【請求項６】 中間軸（８）上の歯車（１１）の回転運
   動とは逆向きの力を発生させる緩衝部材（２１）が駆動
   ばね（１８）に並置されている、請求項１から５までの
   いずれか１項記載のスタータ。
7. 【請求項７】 緩衝部材が、ばね（２２）によって軸方
   向で駆動ばね（１８）の巻条に圧着されるディスク（２
   １）から成っている、請求項６記載のスタータ。
8. 【請求項８】 中間軸（８）は、手動スタータ（２３）
   をクランク軸（２）に対して共軸に支持体ケーシング
   （９）内に配置できる程度に、同軸方向のクランク軸
   （２）から空間的に離隔されている、請求項１から７ま
   でのいずれか１項記載のスタータ。
9. 【請求項９】 電動モータ（１５）、回転弾性部材（２
   ０）を有する中間軸（８）並びに手動スタータ（２３）
   が支持体ケーシング（９）内に配置されている、請求項
   １から８までのいずれか１項記載のスタータ。