JPS6380069A - 内燃機関の始動装置 - 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） ディーゼルエンジンなどの内燃機関を始動させる空気駆
動式の始動装置に関するものである。

（従来の技術） 一般に、電子計算機室における電源用のディーゼルエン
ジンなどの内燃機関は電子計算機自体に一刻の停止も許
されないため、停電などの緊急の際にその内燃機関を迅
速かつ確実に始動せしめる必要がある。そのため従来、
上記のような内燃機関の始動装置において電動機を動力
とするものは、内燃機関の始動時に大きなトルクが必要
で、その結果電動機が大電流を必要とすることになるの
で、始動装置が大型化しかつ大容量の蓄電池を常時保全
管理しなければならないという問題があった。

そこで近年、動力源としてエアモータを用いた始動装置
が利用されるようになっている。このようなエアモータ
式始動装置においては、伝動装置に機械的に連結させる
ベンディックスタイプの伝動手段、即ちエアモータの駆
動軸に一端部を連結した回転軸の他端部にヘリカルスプ
ラインが形成され、そのスプライン部分にビニオンが軸
方向に移動可能に噛合され、エアモータの回転駆動によ
りビニオンが慣性によって移動し、内燃機関に設けられ
たリングギアに噛合して内燃機関を始動せしめる伝動手
段が採泪されている。ところがこのような機構ではビニ
オンが高速回転しながら急速に飛び出してリングギアと
噛合するように構成されているため、その噛合時に、ビ
ニオンは大きな衝撃を受けて歯を破損したり、回転軸に
衝撃的トルークがかかって破損したりするという不具合
が生じていた。そこで最近では伝動装置の内部に伝動軸
を押圧する押圧手段と、該押圧手段の逆方向に伝動軸を
押出すピストン手段と該ピストン手段によって開閉され
るバルブ手段を設ける一方、エア回路として、エアモー
タ駆動用の低速および高速回転用の給気通路と該給気通
路を制御する制御エア回路を設は該制御エア回路を前記
バルブ手段で開閉せしめるものとした始動装置が用いら
れており、この始動装置では前記ピストン手段、バルブ
手段および制御エア回路を相互に関連せしめることによ
って、伝動装置の伝動軸が低速回転しながら前進して内
燃機関の始動用ギアと接続し、つぎに、伝動軸を高速回
転せしめて内燃機関を始動せしめる始動動作を自動的に
おこなわしめるものである。

このような空気式始動装置として、例えば実願昭５９−
１８７８９８号公報記載のものがある。

（発明が解決しようとする間厘点） ところが、従来のものにおいては、前述のように伝動装
置の内部に伝動軸、押圧手段、ピストン手段およびバル
ブ手段が配設されているので伝動装置を複雑かつ大型な
ものとし、また、低速および高速回転用の２系統の給気
通路と該給気通路を制御する制御エア回路とを設ける必
要があり製造コストを高くする等の問題点を有している
。

（間厘点を解決するための手段） ディーゼルエンジン等の内燃機関を始動させる装置であ
って該始動装置はエアモータ部と伝動軸部とエアーシリ
ンダ・バルブ部とからなり、前記エアモータ部はロータ
とロータに嵌挿された羽根を有するエアモータ本体と減
速機構とをケーシングに配設してなり、該ケージングに
は前記エアモータ本体を駆動する圧搾空気の給気通路が
設けられ、前記伝動軸部はその先端部が始動時に内燃機
関の始動用ギアに接続されるとともに、該始動用ギアに
前記エアモータ本体の回転力を前記減速機構を介して伝
達する伝動軸と該伝動軸を前記始動用ギアとの接続を解
除する方向へ押圧付勢する押圧手段とをケージングに配
設してなり、前記エアーシリンダ・バルブ部は前記伝動
軸部とエアモータ本体との間に、前記給気通路を開閉す
るバルブ手段と該バルブ手段および前記伝動軸を前記始
動用ギアと接続する方向へ押出しするエアーシリンダ手
段とを介装してなることに係る。

（作用） 前記エアーシリンダ・バルブ部は、前記伝動軸部とエア
モータ本体との間に、該エアモータ本体を駆動する圧搾
空気の給気通路を開閉するバルブ手段と該バルブ手段お
よび前記伝動軸を前記始動用ギアと接続する方向へ押出
しするエアーシリンダ手段とを介装しているので、前記
従来の技術における伝動装置のようにその内部にピスト
ン手段やバルブ手段を設けることなく、かつ、制御エア
回路を必要とすることなく、上記エアーシリンダ手段に
圧搾空気を供給するだけで、自動的にエアーシリンダ手
段が伝動軸を前記始動用ギアと接続する方向へ押出すと
ともに前記エアモータ本体を駆動する圧搾空気の給気通
路を開閉するバルブ手段を間せしめる作用がある。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する６ 本実施例は第１図および第２図に示し、始動装置１はエ
アモータ部２と伝動軸部３と該伝動軸部とエアモータ部
との間に介装されるエアーシリンダ・バルブ部４とから
構成される装置 エアモータ部２は、エアモータ本体５と減速機構６とを
メインケース７に配設したものであって、エアモータ本
体５は、メインケース７の内部に嵌着された内筒８とそ
の両端に取付けられるフロントプレート９．リアプレー
ト１０と前記内筒８の偏心した内孔１１において前記両
プレート９９．１０に設けたベアリング９ａ、１０ａに
よって回転自在に支承されるロータ１２とからなってお
り、ロータ１２には羽根１２ａが放射線方向に設けられ
たスロット１２ｂに吹出可能に取付けられている。

また、リアプレート１ｏの後にはケースカバ１３が取付
けられており、メインケース７の上部にはエアモータ本
体５の排気口８ａからの排気を導びく排気通路７ａが設
けられている。

減速機構６はメインケース７の前部に形成されたギアケ
ース７ｂ内において、ノｊＸ径ギア６ａと大径ギア６ｂ
とが噛合されたもので、小径ギアは前記ロータ１２の軸
部１２ｃの先端に取付けられており、この大径ギア６ｂ
の中心孔には一方面クラッチ６Ｃが挿着されるとともに
キー６ｄによって係止されており、この一方向クラッチ
６ｃの中心孔にはスプラインボス６ｅが密に嵌着されて
おり。

このスプラインボスはメインケース７の前部下側に設け
たベアリング６ｆと後述のベアリング２゜とによって回
転自在に支承されている。

次に、伝動軸部３は前記ギアケース７ｂの前面に取付け
られる中空円筒状のシャフトケース１５の内部に伝動軸
１６と押圧手段１７を配設してなり、このシャフトケー
ス１５の先端部にはフランジ部１８が取付けられている
。

伝動軸１６は、先端にビニオンギア１６ｅを設けた前軸
部１６ａと鍔部１６ｂを設けた大径部１６ｃとスプライ
ンを刻設したスプライン軸部１６ｄとからなっており、
この伝動軸１６は前記フランジ部１８の後面に嵌着され
たベアリング１８ａとシャフトケース１５の後部に嵌着
されたベアリング１９．２０によって回転自在に、かつ
、軸方向に前後移動可能に支承されており、該伝動軸の
スプライン軸部１６ｄは前記減速機構６の大径ギア６ｂ
に取付けられたスプラインボス６ｅに嵌入してエアモー
タ本体５の回転力を前後移動可能な伝動軸１６に確実に
伝達するものである。

押圧手段１７はスプリング部材１７ａと該スプリング部
材１７ａをガイドするスプリングガイド１７ｂと該スプ
リングガイド１７ｂの回転を止めるとともに軸方向の動
きをガイドするガイドビン１７ｃからなっており、前記
スプリング部材１７ａはスプリングガイド１７ｂとスラ
ストベアリング１７ｄとを介して前記伝動軸１６の鍔部
１６ｂとフランジ１８とによって圧縮挟持されており、
伝動軸１６を後方に押圧付勢している。

続いて、エアーシリンダ・バルブ機構部４は段付嵌合孔
２３と段付軸３０とからなっており、該段付嵌合孔２３
は、メインケース７の下部７ｃに設けた段付貫通孔７ｃ
に嵌入せしめたバルブブツシュ２４とエアーシリンダガ
イド２５との貫通孔、すなわち、バルブ孔２４ａとエア
ーシリンダ孔２５ａとで形成されている。

一方、バルブブツシュ２４の後部においては、該バルブ
ブツシュ２４の周壁とメインケースの下部とを貫通して
外気と連通ずる給気路２６．２７がほぼ直角に設けられ
、かつ、同周壁とメインケース中部と内筒８とを貫通し
て内筒８の内周面と連通する吸入路２８が設けられてい
る。

なお、メインケースの下部の後端面には前記段付嵌合孔
２３を蓋する密封カバ２９が取付けられ空気室２９ａが
形成されているおり、該空気室２９ａと給気路２７忘を
連通ずる連通路２１が設けられている。

つづいて段付軸３０は前記伝動軸と係合される前軸部３
０ａと大径なるバルブ軸部３０ｂと、小径なるエアーシ
リンダ軸部３０ｃとからなり、前記段付嵌合孔２３に軸
方向移動可能に嵌入して前記給気路２８，２７と吸入路
２８とからなるエアモータ本体５を駆動する給気通路１
４を開閉するバルブ手段Ａおよび前記空気室２９ａとエ
アーシリンダ軸部３０ｃとからなるエアーシリンダ手段
Ｂとを構成する。

また、前軸部３０ａはスラストベアリング３１を介して
伝動軸１６の後端部に当接されており、このスラストベ
アリング３１は前軸部３０ａの先端に突出する突出軸３
０ｄに保持され、突−山軸３０ｄは伝動軸１６の後端面
の穴１６ｆに挿入されており、伝動軸１６の前後移動に
よってもスラストベアリング３１がはずれないようにし
ている。

なお、○リング３２はそれぞれ気密性を保つ為に設けら
れたものであり、円筒状のネジブタ３３は使用しない給
気路２６を閉じる為のものであり、伝動軸１６の先端に
設けたビニオンギア１６ｅは内燃機関の始動用ギアに設
けた始動用ギア（図示せず）に噛合せしめる為のもので
ある。

また、本例においては給気路２６．２７と吸入路２８と
をバイパスするバイパス通路として段付軸３０の段付面
３０ｅにテーパ３０ｆを設けている。また、このバイパ
ス通路としては上記テーパだけでなく、給気路と吸入路
とを連通せしめる透間や凹溝であっても良いことはもち
ろんである。

つづいて作用について説明する。

給気路２７に圧搾空気を供給すると、連通路２１を介し
て空気室２９ａにも圧搾空気が供給されエアーシリンダ
手段Ｂによって段付軸３０が前進するのに応じて、バル
ブ手段Ａにおいては、段付軸３０の段付面３０ｅが前進
して給気路２６と吸入路２８とからなる給気通路１４の
連通面積が閉状態から漸次開状態まで変化するので、伝
動軸１６は前進しながら停止状態からしだいに速度を上
げてゆき、低速で内燃機関の始動用ギアに接続され、し
だいに速度が上がって内燃機関を始動せしめる。また、
エアモータが回転を開始するタイミングは前記両通路２
６．２８が段付面３０ｄに対する位置によって設定され
、かつ、この回転の加速はエアーシリンダ手段の径から
決まる押圧力と押圧手段の押圧力との差によって決めら
れる段付軸３０の前進速度で設定される。

つぎに、圧搾空気の供給を断つと押圧手段によって伝動
軸と段付軸が後退して内燃機関と始動用ギアとの接続が
解除されるとともに、バルブ手段によって給気通路１４
が閉じられてエアモータは回転を止める。

ところで１段付軸に設けたテーパ３０ｆは給気通路１４
がバルブ手段によって連通される前にあらかじめエアモ
ータを低速回転させてビニオン１６ｅと内燃機関の始動
用ギアのギアとがさらに嗜合しやすくするためのもので
ある。

（発明の効果） 前記エアーシリンダ・バルブ部は前記伝動軸部とエアモ
ータ本体との間に、該エアモータ本体を駆動する圧搾空
気の給気通路を開閉するバルブ手段と該バルブ手段およ
び前記伝動軸を前記始動用ギアと接続する方向へ押出し
するエアーシリンダ手段とを介装しているので、伝動装
置が複雑かつ大型化することがない。また上記エアーシ
リンダ手段に圧搾空気を供給するだけで該エアーシリン
ダ手段が自動的に伝動軸を前方向へ押出すとともに上記
バルブ手段を閉状態から漸次開状態まで変化せしめるの
で、伝動軸は前進しながら停止状態からしだいに速度を
上げてゆき、低速で内燃機関の始動用ギアに接続され、
しだいに速度が上がって内燃機関を始動させるので前記
従来の技術における低速用の給気通路およびこの給気通
路の開閉バルブと制御エア回路を必要としない為製造コ
ストが低くコンパクトな内燃機関の始動装置となる優れ
た効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本願実施例を示し、第１図は空気
駆動式始動装置の縦断面図を示し、第２図は第１図のＩ
Ｔ−ｎ線における断面図を示す。 １・・・・・・始動装置、２・・・・・・エアモータ部
、３・・・・・・伝動軸部、４・・・・・・エアーシリ
ンダ・バルブ部、５・・・・・・エアモータ本体、６・
・・・・減速機構、７・・団・メインケース、１２・・
・・・・ロータ、１２ａ・・・・・・羽根、１５・・・
・・・シャフトケース、１６・・・・・・伝動軸、１６
ｅ・・・・・・ビニオンギア、１７・・・・・・押圧手
段、Ａ・・・・・・バルブ手段、Ｂ・・・・・・エアシ
リンダ手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ディーゼルエンジン等の内燃機関を始動させる装
   置であって該始動装置はエアモータ部と伝動軸部とエア
   ーシリンダ・バルブ部とからなり、前記エアモータ部は
   ロータとロータに嵌挿された羽根を有するエアモータ本
   体と減速機構とをケーシングに配設してなり、該ケージ
   ングには前記エアモータ本体を駆動する圧搾空気の給気
   通路が設けられ、前記伝動軸部は、その先端部が始動時
   に内燃機関の始動用ギアに接続されるとともに、該始動
   用ギアに前記エアモータ本体の回転力を前記減速機構を
   介して伝達する伝動軸と該伝動軸を前記始動用ギアとの
   接続を解除する方向へ押圧付勢する押圧手段とをケージ
   ングに配設してなり、前記エアーシリンダ・バルブ部は
   前記伝動軸部とエアモータ本体との間に、前記給気通路
   を開閉するバルブ手段と該バルブ手段および前記伝動軸
   を前記始動用ギアと接続する方向へ押出しするエアーシ
   リンダ手段とを介装してなることを特徴とする内燃機関
   の始動装置。