KR0140817B1

KR0140817B1 - 엔진 시동장치

Info

Publication number: KR0140817B1
Application number: KR1019940037647A
Authority: KR
Inventors: 마사미 니이미; 야스히로 나가오; 다께시 아라끼; 쯔또무 시가; 노부유끼 하야시; 마사노리 오오미; 마사히로 가또우
Original assignee: 히로시 하또리; 닛뽄 덴소오 가부시끼 가이샤
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1994-12-26
Publication date: 1998-07-01
Also published as: EP0702150B1; CA2137316A1; AU672540B2; KR950019192A; AU8153094A; EP0702150A1; US5610445A; CA2137316C; CN1109947A; CN1082142C; TW274577B

Abstract

그 피니언 회전규제 기구의 구조가 간단하고 전체구조가 소형화된 시동장치가 기재되어 있다. 피니언 규제부재(230)는 피니언(200)에 당접하도록 되어있고, 피니언(200)의 회전을 방지하면서 출력축(220)의 회전에 의해 피니언(200)을 링 기어(100)를 향해 이동시킨다. 피니언(200)이 링 기어(100)에 당접할 때 피니언 규제부재(230)는 구부러져서 링 기어(200)와 맞물리도록 피니언(200)을 점진적으로 회전시킨다. 이와같은 구성 및 동작에 의해 마모분말의 발생이 감소되고 부품의 수가 적어진다.

Description

엔진 시동장치

제1도는 본 발명의 시동장치의 제1실시예의 측면 단면도

제2도는 피니언 회전규제부재의 사시도

제3a도 및 제3b도는 각각 피니언부에 조립된 피니언 회전규제 부재의 정면도 및 일부단면 측면도

제4도는 센터브래킷의 후면도

제5도는 센터브래킷의 측면 단면도

제6도는 센터브래킷의 정면도

제7도는 회전자의 측면단면도

제8도는 요크의 정면도

제9도는 자석스위치의 플런저 및 접점의 분해 사시도

제10도는 자석스위치의 플런저의 사시도

제11도는 말단부 프레임 및 브러쉬 스프링의 단면도

제12도는 브러쉬 홀더의 정면도

제13도는 제12도의 선 ⅩⅢ-ⅩⅢ에 따라 자른 단면도

제14도는 제12도의 선 ⅩⅣ-ⅩⅣ에 따라 자른 단면도

제15a도 내지 제15c도는 피니언의 작동상태가 도시되어 있는 전기 회로도

제16도는 본 발명의 제2 실시예의 단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100:링 기어200:피니언

210:피니언 기어214:돌출부

220:출력축230:피니언 회전규제부재

231:규제조233:복귀 스프링부

300:유성기어 감속기구400:하우징

500:모터510:회전자축

600:자석스위치700:말단부 프레임

900:브러쉬 지지부재

본 발명은 자동차의 엔진시동을 위한 시동장치에 관한 것이다.

종래의 시동장치(Statrer)중에는 미합중국 특허 제1,941,698호나 제 2,342,632에 기재된 바와 같이 모터의 회전이 피니언을 통해 링기어로 전달되도록 되어있는 시동장치가 있다.

전자의 특허에는 피니언의 외주부에 규제부재를 접촉시킴으로써 모터에 의해 회전되는 축의 회전을 이용하여 규제부재와 피니언 사이의 마찰에 의해 피니언이 링 기어 측으로 전진하고, 피니언과 링기어가 맞물리도록 되어있는 시동장치가 기재되어 있다. 후자의 특허의 시동장치에서는, 회전규제부재의 핀이 피니언의 톱니부와 결합하도록 함으로써, 피니언의 회전이 방지되어 비니언이 링 기어 측으로 전진하게 되며, 피니언과 링 기어가 맞물리게 되어 있다.

그러나, 이들 시동장치에서는 피니언이 링 기어측에 맞물리게 하려고 할 때 피니언이 링 기어와 맞물리지 않고 링 기어가 피니언의 단부면과 접촉하게 되는 경우에는, 비록 모터의 계속되는 회전력으로 인해 피니언이 회전규제부재와 피니언 사이의 마찰력을 극복하고 약간 회전하게 되고, 피니언이 링 기어와 맞물리게 되지만, 마찰력을 이용하기 때문에, 초기 마찰력의 설정문제와 마모분말이 미끄럼(Sliding)면에 부착되는 문제가 존재하여 결과적으로 내구성이 열악하다는 문제점이 있다.

또한 후자의 종래기술에 있어서는, 링기어가 피니언의 단부면에 접촉할 때 규제부재가 피니언의 톱니부의 피치(pitch)로 갑자기 이동함으로써 피니언과 링 기어 사이의 충격을 야기하게 되며, 규제부재가 피니언의 톱니 피크(peak)를 타고 넘을 수 있게 하기 위하여 스프링과 같은 다른 구성부재가 필요로 된다.

본 발명은 전술한 상황의 견지에서 이루어진 것으로서, 피니언 회전규제 매카니즘의 간단성과 내구성이 개선된 시동장치를 제공한다는 목적을 갖고 있다.

본 발명의 시동장치에 따르면, 피니언 회전규제수단이 피니언과 접촉하고 출력축의 회전이 피니언을 링 기어 측으로 이동시켜 피니언이 링 기어와 집촉하게 될 때, 피니언 규제수단 자체가 구부러져서 피니언을 점진적으로 회전시켜 링 기어와 맞물리게함으로써, 마모분말의 발생이 없고, 부품수가 적은 간단한 구성이 채택될 수 있다.

또한, 피니언이 피니언기어 피치의 적어도 ½만큼 회전할 수 있으며, 피니언의 회전을 확실하게 규제하는 것이 가능하다.

더욱이, 피니언 이동수단상의 축방향 홈이 피니언 기어수보다 더 많이 형성되어 있고, 피니언이 축방향 홈과 쉽게 결합할 수 있도록 되어있다.

또한, 피니언 규제수단은 피니언의 회전을 규제하는데 필요한 작은 힘으로 피니언을 유지시키는 것만을 필요로 하고, 피니언 규제수단이 도선형 부재를 이용하여 자석스위치에 의해 피니언측으로 이동될 수 있으며, 자석스위치가 배치될 수 있는 자유도가 증가될 수 있다.

또한, 피니언이 링 기어와 맞물렸을 때 피니언 규제수단 스스로 피니언 회전방지를 이룰 수 있으며, 부품의 수가 적어질 수 있고 조립이 간단하게 될 수 있다.

또한, 피니언 규제수단 자체가 일체로 피니언의 반대쪽으로 이동하도록 가압하는 가압수단을 포함하고 있으며, 자석스위치를 오프(OFF)로 전환하므로써 피니언 규제수단이 자동적으로 피니언으로부터 이탈하여 이동하게 되고, 부품의 수가 적어질 수 있으며, 조립이 간단하게 이루어질수 있다.

또한, 피니언이 링 기어와 접촉할 때까지 피니언 규제수단은 출력축의 회전을 느리게하여 피니언이 링 기어 측으로 느리게 이동되며, 피니언 규제수단 자체의 강성을 강하게 만들 필요가 없으며 피니언이 링 기어와 접촉할때의 충격을 약하게 만들 수 있다.

또한, 피니언 규제수단의 일부가 봉모양 탄성규제부를 갖고 있으므로, 규제부가 확실하게 구부러질 수 있다.

또한, 피니언의 단부면상에서 와셔가 회전가능하게 유지되므로써, 피니언이 링 기어에 의해 오버런되어 고속으로 회전할 때 조차도 규제부의 접촉부분의 손상이 적게되어 내구성이 증가될 수 있다.

또한, 와셔는 피니언과 동시에 열처리되며, 와셔의 경도(hardness)를 소정의 값 이상으로 만들기 위한 공정이 생략될 수 있다.

또한, 자석스위치의 플런저의 이동에 의해 탄성부가 변형되도록 하면서 규제부가 피니언과 접촉하도록 되어있고, 플런저가 복귀할 때 탄성부의 탄성력에 의해 규제부가 피니언으로부터 확실하게 이탈하여 이동될수 있다.

다음에는, 본 발명의 시동장치가 제1도 내지 제15도에 도시된 제 1실시예에 근거하여 설명되게 된다.

시동장치는 일반적으로, 엔진(도시않됨)에 장착된 링 기어(100)와 맞물리는 피니언(200)과 유성기어 감속기구(300)를 내포하는 하우징(400)과, 모터(500) 및 자석스위치(600)를 내포하는 말단부 프레임(700)으로 나누어질 수 있다. 시동장치 내부에서 하우징(400)과 모터(500)는 모터격벽(800)에 의해 분리되어 있고, 모터(500)와 말단부 프레임(700)은 브러쉬 유지부재(900)에 의해 분리되어 있다.

(피니언 (200)의 설명)

제1도와 제3a도 및 제3b도에 상세하게 도시된 바와같이, 피니언(200)에는 엔진의 링 기어(100)와 맞물리는 피니언기어(210)가 형성되어 있다.

피니언기어(210)의 내주면에는 출력축(220)에 형성된 헬리컬 스플라인(helical spline)(221)과 맞물리는 피니언 헬리컬 스플라인(211)이 형성되어 있다.

링 기어(100) 반대쪽의 피니언기어(210)측에는 피니언기어(210)의 외경치수보다 큰 직경의 플랜지(213)가 원형으로 형성되어 있다. 상기 플랜지(213)의 전체 외주상에는 피니언기어(210)의 외측 톱니수보다 많은 수의 돌출부(214)가 형성되어 있다. 이들 돌출부(214)는 후술되는 피니언 회전규제부재(230)의 규제조(regulating claw)(231)가 맞물리도록 하기 위한 것이다. 와셔(215)는 피니언기어(210)의 후단상에 형성된 환상부(216)의 외주측으로 구부러지며 그래서 플랜지(213)의 후면에서 회전은 가능하고 축방향으로는 떨어져나갈 수 없도록 배치된다.

이와같은 방식으로 회전가능 와셔(215)가 피니언기어(210)의 플랜지 후면에 장착됨으로써, 후술되는 피니언 회전규제부재(230)가 피니언기어(210)후방으로 하강할 때 피니언 회전규제부재(230)의 규제조(231)의 전단부가 와셔(215)와 접촉하게 된다. 결과적으로, 피니언기어(210)의 회전이 피니언 회전규제부제(230)의 규제조(231)와 직접적으로 접촉하지 않게 되며, 와셔(215)는 상대적으로 회전하게 되고, 피니언기어(210)가 피니언 회전규제부재(230)의 규제조(231)에 의해 마모되는 것으로부터 방지된다.

피니언기어(210)는 압축코일 스프링으로 이루어진 복귀스프링(240)에 의해 항상 출력축(220)의 후방을 향해 가압된다. 이 복귀스프링(240)은 피니언기어(210)를 직접 가압할 뿐 아니라, 본 실시예에서는 하우징(400)의 개구부(410)를 개폐하는 셔터(420)의 링 몸체(421)를 경유해 피니언기어(210)를 가압하게 된다.

(피니언 회전규제 부재(230)의 설명)

제2도, 제3a도 및 제3b도에 상세하게 도시된 바와같이 피니언 이동수단을 구성하는 피니언 회전규제부재(230)는 약3/2(1.5)회 감겨진 판스프링 부재인데 그중 약 ¾회전은 축방향 판길이가 길고 스프링 상수(constant)가 높은 회전규제부(232)이고, 나머지 ¾회전은 축방향 판길이가 짧고 스프링 상수가 낮은 가압수단을 구성하는 복귀 스프링부(233)이다.

상기 회전규제부(232)의 일단에는 축방향으로 뻗은 규제부를 구성하며 피니언기어(210)의 플랜지(213)에 형성된 복수의 돌출부(214)와 접촉하는 규제조(231)가 형성되어 있다. 피니언 기어(210)의 돌출부(214)와도 접촉하는 이 규제조(231)는 그 경도를 증가시키기 위해 축방향으로 길고 횡단면이 L자형으로 반경방향 안쪽으로 구부러져 있고 봉모양으로 형성된다.

상기 회전규제부(232)는 수직으로 뻗은 직선부(235)를 갖추고 있다.

이 직선부(235)는 센터 브래킷(360)의 전면으로부터 돌출하여 장착된 2개의 지지아암(361)에 의해 수직으로 미끄럼가능하게 지지된다. 즉, 수직으로 이동하는 직선부(235)에 의해 의해 회전규제부(232)도 역시 수직으로 이동하게 된다.

또한, 후술되는 바와 같이, 자석스위치(600)의 이동을 전달하기 위한 도선형 부재(예, 와이어)(680)의 전단부의 구체(sphere)(601)가 회전규제부(232)의 규제조(231)의 180° 반대쪽 위치에 결합되어 있다.

상기 복귀 스프링부(233)의 단부측은 큰 권선곡률을 갖고 있으며, 이 복귀스프링부(233)의 한 단부(236)는 센터브래킷(360)의 하부의 전면으로부터 돌출하여 장착된 규제턱(362)의 상부면과 접촉한다.

이어서, 피니언 회전규제부재(230)의 동작을 설명하기로 한다. 도선형부재(680)는 자석스위치(600)의 이동을 규제조(231)에 전달하기 위한 전달수단이며, 자석스위치(600)의 이동은 회전규제부(232)를 아래로 잡아당기고, 규제조(231)를 피니언기어(210)의 플랜지(213)상의 돌출부(214)와 결합시키게 된다. 이때, 복귀스프링부(233)의 단부(236)가 위치규제를 위한 규제턱(362)과 접촉하게 되기 때문에, 복귀스프링부(233)는 구부러지게 된다. 또한, 규제조(231)는 피니언기어(210)상의 돌출부(214)와 접촉하기 때문에 피니언기어(210)가 모터(500)의 회전자축(510)과 유성기어 감속기구(300)에 의해 회전되기 시작하면 피니언기어(210)는 출력축(220)상의 헬리컬 스플라인(221)을 따라 전진한다. 피니언 기어(210)가 링 기어(100)와 접촉하고 피니언 기어(210)의 전진이 방해를 받을 때, 출력축(210)의 더 이상의 회전력이 피니언 회전규제부재(230) 자체를 구부러지게 하고, 피니언기어(210)는 약간 회전하여 링 기어(100)와 맞물리게 된다.

피니언기어(210)가 전진하면 규제조(231)는 돌출부(214)로부터 분리되어 피니언기어(210)의 플랜지 후방으로 하강하고, 규제조(231)의 전단부는 와셔(215)의 후면과 접촉하게 되어 피니언기어(210)가 엔진의 링 기어(100)의 회전을 받아 후퇴하는 것으로부터 방지된다.

자석스위치(600)의 이동이 정지되고 도선형 부재(680)가 회전규제부(232)를 아래로 잡아당기는 동작을 정지시킴에 따라, 복귀스프링부(233)의 작용으로 회전구제부(232)는 그 원래의 위치로 복귀하게 된다.

이와 같아, 비록 피니언 회전규제부재(210)는 하나의 스프링부재이지만 3가지 동작 즉, 피니언기어(210)의 회전과 전진을 규제하는 동작과 피니언기어(210)를 후방으로 하강시켜 피니언기어(210)가 후퇴하는 것을 방지하는 동작 및 회전규제부(232)를 복귀시키는 동작을 수행한다. 즉, 한 부품에 의해 복수의 동작이 수행되기 때문에 시동장치의 부품의 수가 감소되고 조립성능이 개선될 수 있다.

또한, 피니언 회전규제부재(230)가 피니언기어(210)에 접촉하여 출력축(220)의 회전에 의해 피니언기어(210)를 링 기어(100)측으로 이동시켜 피니언기어(210)가 링 기어(100)에 접촉하게 되면, 피니언 회전규제부재(230) 자체가 구부러져서 피니언기어(210)를 약간 회전시키게 되고 따라서 링 기어에 맞물리게 되기 때문에 마모분말의 발생이 없고, 부품수가 적어 구성이 간단하게 될 수 있다.

또한, 피니언기어(210)의 돌출부(214)의 돌기가 피니언기어(210)의 톱니보다 많기 때문에 피니언 회전규제부재(230)가 돌출부(214)에 쉽게 결합될 수 있다.

피니언 회전규제부재(230)는 단지 피니언기어(210)의 회전규제를 적은힘만을 필요로 하기 때문에, 도선형부재(680)를 이용하여 자석스위치(600)에 의해 피니언기어(210)측으로 이동하는 것이 가능하며 결과적으로 자석스위치(600)가 배치되는 자유도를 증대시킬 수 있다.

또한, 피니언 회전규제부재(230) 자체가 피니언기어(210)가 링 기어(100)와 맞물렸을 때 피니언기어(210)가 복귀되는 것을 방지할 수 있으며, 부품의 수가 적어지고 조립이 간단하게 이루어질 수 있다.

더욱이, 피니언 회전규제부재(230) 자체가 피니언기어 반대측으로 가압하는 가압수단을 구성하는 복구스프링부(233)를 일체로 포함하고 있기 때문에, 자석스위치(600)를 오프상태로 전환시킴으로써 피니언 회전규제부재(230)가 자동적으로 피니언기어(210)로부터 떨어져 이동하게 되고 부품수가 적어질 수 있으며 조립이 간단하게 이루어질 수 있다.

피니언 회전규제부재(230)의 일부를 봉모양의 탄성규제부를 구성하는 규제조(231)로 만듦으로써 피니언 회전규제부재 자체가 확실하게 구부러질 수 있다.

또한, 와셔(215)가 피니언기어(210)의 단부면상에서 회전가능하게 유지되도록 하므로써, 피니언기어(210)가 링 기어(100)에 의해 오버런되어 고속으로 회전할 때 조차도 와셔(215)가 피니언기어(210)에 대해 회전할 수 있기 때문에 규제부를 구성하는 규제조(231)의 접촉부가 많이 닳지 않게되어 내구성이 증대될 수 있다.

(피니언 정지링(250)의 설명)

피니언 정지 링(250)은 출력축(220) 주위에 형성된 장방형 단면의 원형홈에 고정된다. 이 피니언 정지 링(250)은 원형으로 가공된 장방형 단면의 철강재로 이루어지고, 각각의 단부에는 거의 S자형 주름부(251)(예, 결합수단)가 형성되어 있고, 한편의 볼록부는 다른편의 오목부와 결합하고 다른편의 볼록부는 한편의 오목부와 결합하도록 되어있다.

(유성기어 감속기구(300)의 설명)

제1도에 도시된 바와같이, 유성기어 감속기구(300)는 후술되게 되는 바와같이 모터(500)에 대한 출력축(220)의 회전속도를 감소시키고 모터(500)의 출력토크를 증가시키기 위한 감속수단이다. 이 유성기어 감속기구(300)는 모터(500)의 회전자축(510)(후술됨)의 전면측 외주상에 형성된 선(sun)기어(310), 상기 선 기어(310)와 맞물려 상기 선 기어(310)의 주위를 회전하는 다수의 유성기어(320)와, 선기어(310) 주위에서 이들 유성기어(320)를 회전가능하게 지지하고 출력축(220)과 일체로 형성된 플래닛 캐리어(330) 및, 유성기어(320)의 외주에서 유성기어(320)와 맞물리는 원통형으로 되어있고 수지로 만들어진 내부기어(340)로 구성되어 있다.

(오버러닝 클러치(350)의 설명)

오버러닝 클러치(350)는 내부기어(340)를 단지 한 방향으로만(엔진의 회전을 받아 회전하는 방향으로만) 회전가능하도록 지지한다. 오버러닝 클러치(350)는 내부기어(340)의 전면측에 일체로 형성된 제1원통부를 구성하는 클러치 아우터(outer)(351)와, 유성기어 감속기구(300)의 전방을 덮는 고정측을 구성하는 센터 브래킷(360)의 후면에 형성되어 클러치 아우터(351)에 마주하여 배치된 제2원통부를 구성하는 원형 클러치 이너(inner)(352) 및, 클러치 아우터(351)의 내면으로 경사져 형성된 롤러 하우징부에 수용되는 롤러(353)를 갖고 있다.

(센터 브래킷(360)의 설명)

센터 브래킷(360)은 제4도 내지 제6도에 상세하게 도시되어 있으며, 하우징(400)의 후단부의 내부에 배치된다. 하우징(400)과 센터브래킷(360)은 일단이 하우징(400)에 결합되고 타단이 센터브래킷(360)에 결합된 링 스프링(390)에 의해 연결되며, 오버러닝 클러치(350)를 구성하는 클러치 인너(352)가 받는 회전반력이 링 스프링(390)에 의해 흡수되어 반력이 하우징(400)으로 직접 전달되지 않게 되도록 하는 방식으로 배열된다.

또한 센터브래킷(360)의 전면에는 피니언 회전규제부재(230)를 지지하는 2개의 지지아암(361)과, 피니언 회전규제부재(230)의 하단부가 탑재되는 규제턱(362)이 장착되어 있다. 더욱이, 센터브래킷(360)의 주위에는 하우징(400)의 내측상의 볼록부(도시않됨)와 맞물리는 다수의 절개부(363)가 형성되어 있다. 상측절개부(363)는 또한 하우징(400)내부로 부터의 공기를 요크(501)로 유도하는 공기통로로서 이용된다. 또한 도선형 부재(680)(후술됨)가 축방향으로 통과하는 오목부(364)가 센터브래킷(360)의 하단에 형성되어 있다.

(플래닛 캐리어(330)의 설명)

플래닛 캐리어(330)는 유성기어(320)를 지지하기 위해 직경방향으로 뻗은 플랜지형 돌출부(331)를 그 후단에 갖추고 있다. 이 플랜지형 돌출부(331)에는 후방으로 뻗은 핀(332)이 고정되고, 이들 핀(332)은 금속베어링(333)을 통해 유성기어(320)를 회전가능하게 지지한다.

플래닛 캐리어(330)는 하우징(400)의 전단부 내부에 고정된 하우징 베어링(440)에 의해 회전가능하게 지지되는 전단부와, 센터브래킷(360)의 내측 원통부(365) 내부에 고정된 센터브래킷 베어링(370)을 구비하고 있다.

(하우징(400)의 설명)

하우징(400)은 하우징(400)의 전단부에 고정된 하우징 베어링(440)으로 출력축(220)을 지지하고 있으며, 또한 개구부(410)를 통한 빗물등의 유입을 최소화하기 위해 피니언기어(210)의 외경과 하우징(400)사이의 개구부(410)의 하단부에 있는 갭을 최소화하는 방수벽(460)을 갖추고 있다.

또한, 하우징(400)의 전단부의 하부에는 축방향으로 뻗은 2개의 슬라이드 홈이 제공되어 있고, 이들 슬라이드 홈에는 후술되게 되는 셔터(420)가 배치된다.

(셔터(420)의 설명)

수지성부재(예, 나일론)로 이루어진 셔터(420)는 출력축(220)에 장착되며, 복귀스프링(240)과 피니언기어(210)사이에 삽입된 링 몸체(421)와 하우징(400)내의 개구부(410)를 개폐하는 방수부(422)를 포함하고 있다. 셔터(420)의 동작은 시동장치가 작동되기 시작하고 피니언기어(210)가 출력축(220)을 따라 전진이동할 때, 링 몸체(421)도 피니언기어(210)와 함께 전진 이동하도록 되어있다. 이런 동작이 발생하면, 링 몸체(421)와 일체로 된 방수부(422)가 전진이동하여 하우징(400)의 개구부(410)를 개방시킨다. 시동장치가 작동을 정지하고 피니언기어(210)가 출력축(220)을 따라 후방으로 이동하면, 링 몸체(421)도 또한 피니언기어(210)와 함께 후방으로 이동한다. 이러한 동작이 발생하면, 링 몸체(421)와 일체로 되어있는 방수부(422)도 또한 후방으로 이동하여 하우징(400)의 개구부(410)를 폐쇄시킨다. 그 결과, 개폐수단을 구성하는 셔터(420)는 방수부(422)를 이용하여 시동장치가 동작하지 않을 때 링 기어(100)의 원심력에 의해 비산되는 빗물등이 하우징(400)내부에 모아지는 것을 방지한다.

(모터(500)의 설명)

모터(500)는 관통구멍(503)을 가진 요크(501)와, 모터격벽(800) 및 후술되게 되는 브러쉬 유지부재(900)에 의해 둘러싸여 있다. 모터격벽(800)은 그 자체와 센터브래킷(360)사이에 유성기어 감속기구(300)를 수납하고 있으며, 또한 우성기어 감속기구(300) 내부의 윤활유가 모터(500)내로 진입하는 것을 방지하는 역할을 수행한다.

제1도에 도시된 바와같이, 모터(500)는 회전자축(510), 그 회전자축(510)에 일체로 회전하도록 장착된 회전자코어(520) 및 회전자코일(530)과 회전자(540)를 회전시키는 고정자극(550)으로 이루어져 있으며, 상기 고정자극(550)은 요크(501)내주에 장착된다.

(회전자 코일(530)의 설명)

회전자코일(530)로서 제7도에 상세하게 도시된 본 실시예에서는 복수(예, 25개)의 상층 코일바(531) 및 이 상층 코일바(531)과 동일한 수의 하층 코일바(532)가 사용되며, 각각의 상층 코일바(531)와 하층 코일바(532)가 반경방향으로 적층된 2층 권선코일이 사용된다. 상층 코일바(531)와 하층 코일바(532)는 쌍으로 되어 있으며, 상층 코일바(531)의 단부와 하층 코일바(532)의 단부는 링형 코일을 형성하도록 전기적으로 접속된다.

(상층 코일 바(531)의 설명)

상층 코일 바(531)는 제7도에 도시된 바와같이, 우수한 전도성을 가진물질(예, 구리)로 만들어지며, 고정자극(550)과 평행하게 축방향으로 뻗어 슬롯(524)의 외주측에서 지지되는 하나의 상층 코일 아암(533)과 이 상층 코일 아암(533)의 양단부로부터 안쪽으로 구부러져 회전자축(510)의 축방향에 직교하는 방향으로 뻗어있는 2개의 상층 코일 단부(534)를 갖추고 있다. 이들 상층 코일 아암(533)과 2개의 상층 코일 단부(534)는 냉간주조에 의해 일체로 성형된 부재가 될 수도 있고, 프레스에 의해 U-자형으로 구부러진 형태의 부재가 될 수도 있으며, 또는 개별부품으로 만들어진 상층 코일 아암(533)과 2개의 상층코일 단부(534)를 용접등의 접합방법으로 접합하여 형성된 부재가 될 수 있다.

(하층 코일 바(532)의 설명)

상층 코일 바(531)와 비슷하게, 하층 코일 바(532)도 우수한 전도성을 가진 물질(예, 구리)로 만들어지며, 고정자극(550)에 대해 평행하게 축방향으로 뻗어 슬롯(524)내측에서 지지되는 하나의 하층 코일 아암(536)과, 이 하층 코일 아암(536)의 단부로부터 안쪽으로 구부러져 회전자축(510)의 축방향에 직교하여 뻗어있는 2개의 하층 코일 단부(537)를 각각 포함하고 있다. 상기 상층 코일 바(531)와 비슷하게, 이들 하층 코일 아암(536)과 하층 코일 단부(537)도 냉간주조에 의해 일체로 성형된 부재가 될 수도 있고, 프레스에 의해 U-자형으로 구부러져 형성된 부재가 될 수도 있으며, 또는 개별부품으로 만들어진 하층 코일 아암(536)과 2개의 하층 코일 단부(537)를 용접등의 접합방법으로 접합하여 형성된 부재가 될 수도 있다.

상층 코일 단부(534)와 하층 코일 단부(537)사이의 절연은 절연 스페이서(560)에 의해 확보되며, 하층 코일 단부(537)와 회전자 코어(520)사이의 절연은 수지(예, 나일론 또는 페놀수지)로 만들어진 절연링(590)에 의해 확보된다.

(요크(501)의 설명)

요크(501)는 제 8도에 도시된 바와같이, 강판을 압연가공한 원통형 몸체이며, 그 주위에는 축방향으로 뻗어 내주를 향해 매몰된 다수의 오목홈(502)이 형성되어 있다. 이들 오목홈(502)은 관통볼트의 설치에 의해 요크(501)의 내주면 주위에 고정자극(550)의 위치를 결정하기 위해 사용된다.

(고정자극(550)의 설명)

본 실시예에서 고정자극(550)으로는 영구자석이 사용되며, 제8도에 도시된 바와같이, 다수(예, 6개)의 주자극(551)과 이들 주자극(551)사이에 배치된 극간자극(552)을 포함하고 있다. 전류흐름에 의해 자력을 발생하는 필드코일이 고정자극(550)용 영구자석 대신에 사용될 수도 있다.

주자극(551)은 전술한 요크(501)내의 채널 홈(502)의 내측 단부에 의해 위치가 정해지며, 주자극(551)사이에 배치된 극간자극(552)과 고정자극(550) 내측에 배치된 슬리이브(553)을 고정시킴으로써 요크(501)내에서 고정된다.

자석스위치(600)는 제1도, 제9도 및 제10도 도시된 바와같이, 후술되는 브러쉬홀더(900)에서 지지되며, 후술되는 말단부 프레임(700)내부에 배치되고, 회전자축(510)에 거의 직교하도록 고정된다.

자석스위치(600)에서 전류는 플런저(610)를 상향 구동시키고, 이 플런저(610)와 함께 이동하는 2개의 접점 (하측 가동접점(611)과 상측 가동접점(612))이 순차적으로 단자볼트(620)의 헤드부(621) 및 고정접점(630)의 접촉부(631)에 접촉되게 된다. 이 단자볼트(620)에는 도면에 도시되지는 않았지만 배터리 케이블이 접속된다.

자석스위치(600)는 바닥이 있는 원통형으로 된 자석스위치 커버(640)내부에 구성되며 자성부품(예, 철)으로 만들어진다. 이 자석스위치 커버(640)는 예를들어, 컵모양으로 프레스 성형된 연강판으로 되어 있으며, 자석스위치 커버(640)의 바닥의 중앙에는 플런저(610)가 수직방향으로 이동가능하게 통과하는 구멍(641)이 있다. 또한, 자석스위치 커버(640)의 상측 개구는 자성체(예, 철)로 만들어진 고정(stationnary)코어(642)에 의해 폐쇄된다.

고정코어(642)는 상측 대경부(643), 하측 중경부(644) 및 하측 소경부(645)로 구성되며, 이 고정코어(642)는 자석스위치 커버(643)의 상단 내측에 코킹된(caulked) 대경부(643)의 외주에 대해 자석스위치 커버(640)의 상측 개구에 고정된다. 흡인코일(650)의 상단부는 중경부(644)주위에 장착된다. 플런저(610)를 아랫방향으로 가압하는 압축코일 스프링(660)의 상단부는 고정코어(642)의 소경부(645) 외주에 장착된다.

흡인코일(650)은 전류가 흐를 때 자력을 발생하여 플런저(610)를 흡인하는 흡인수단이며, 이 흡인코일(650)은 고정코어(642)의 중경부(644)에 장착된 상단부를 갖고있는 수직방향으로 미끄럼 가능하게 플런저(610)를 덮고있는 슬리이브(651)를 갖추고 있다. 이 슬리이브(651)는 비-자성박판(예, 동판, 황동, 스테인레스 스틸)을 압연가공하여 만들어지며, 이 슬리이브(651)의 상단 및 하단에는 수지등으로 만들어진 절연와셔(652)가 제공된다. 이들 2개의 절연와셔(652)사이의 슬리이브(651)주위에는 수지(예, 셀로판, 나일론막)나 종이로 만들어진 절연박막(도시않됨)이 감겨져 있고, 이 절연박막 주위에는 소정의 권선수위 얇은 에나멜 도선이 감겨져 흡인코일(650)이 구성되게 된다.

플런저(610)는 자성금속(예, 철)으로 만들어지며, 상측 소경부(613)와 하측 대경부(614)를 포함하는 거의 원통형 모양을 갖고 있다. 상기 소경부(613)에는 압축코일 스프링(660)의 하단이 장착되어 있고, 축방향으로 비교적 길게되어 있는 대경부(614)는 슬리이브(651)내에서 수직으로 미끄럼 가능하게 지지된다.

상기 플런저(610)의 상단에는 플런저(610)로부터 상향으로 뻗은 플런저축(615)이 고정된다. 이 플런저축(615)은 고정코어(642)에 제공된 관통구멍을 통해 상향으로 돌출해 있다. 이 플런저축(615) 주위의 고정코어(642) 상측에는 상측 가동접점(612)이 플런저축(615)을 따라 수직으로 미끄럼가능하게 장착된다. 이 상측 가동접점(612)은 제9도에 도시된 바와같이, 플런저축(615)의 상단에 장착된 정지링(616)에 의해, 플런저축(615)의 상단부 위로 이동하지 않게 되도록 제한된다. 그 결과, 상측가동접점(612)은 정지링(616)과 고정코어(642)사이에서 플런저축(615)을 따라 수직으로 미끄럼 가능하다. 이 상측 가동접점(612)은 플런저축(615)에 장착된 판스프링으로 이루어진 접점가압 스프링(670)에 의해 항상 윗방향으로 가압된다.

상기 상측 가동접점(612)은 우수한 전도성을 가진 구리와 같은 금속으로 만들어지며, 이 상측 가동접점(612)의 양단이 상향으로 이동할 때 고정접점(630)의 2개의 접촉부(631)와 접촉하게 된다. 이 상측 가동접점(612)에는 한쌍의 브러쉬(910)의 리드선(910a)이 코킹, 용접등에 의해 전기적, 기계적으로 고정된다. 또한, 상측 가동접점(612)의 홈부분에는 다수(본실시예에서는 2개)의 제한수단으로 이루어진 저항체 부재(617)의 단부가 삽입되어 전기적, 기계적으로 고정된다.

상기 리드선(910a)은 코킹이나 용접등에 의해 상측 가동접점(612)에 전기적, 기계적으로 고정되어 있는데, 이와달리 상측 가동접점(612)과 브러쉬(910)의 리드선(910a)이 일체로 형성될 수도 있다.

저항체부재(617)는 시동장치가 작동되기 시작할 때 모터(500)를 저속으로 회전시키기 위한 것이며, 수회전 감겨진 고저항의 금속선으로 이루어진다. 이 저항체 부재(617)의 타단에는 단자볼트(620)의 헤드부(621)아래에 위치한 하측 가동접점(611)이 코킹등에 의해 고정된다.

이 하측 가동접점(611)은 우수한 전도성을 가진 구리와 같은 금속으로 만들어지며, 자석스위치(600)가 정지하여 플런저(610)가 그 하향위치에 있을 때에는 고정코어(642)의 상면에 접촉하고, 저항체부재(617)가 플런저축(615)의 이동을 따라 상향으로 이동할 때에는 상측 가동접점(612)이 고정접점(630)의 접촉부(631)에 접촉하기 전에 단자볼트(620)의 헤드부(621)에 접촉하게 된다.

플런저(610)의 하면은 도선형부재(680)(예, 와이어)의 후단에 제공된 구체(681)를 수용하는 홈부(682)를 갖추고 있다. 이 홈부(682)의 내벽에는 암나사(683)가 형성되어 있다. 이 홈부(682)에 구체(681)를 고정시키는 고정나사(684)는 이 홈부(682)내로 나사고정된다. 이 고정나사(684)는 또한 이 고정나사(684)가 암나사(683)내로 나사고정되는 정도를 조절하므로써 도선형부재(680)의 길이조절을 수행하기 위해 이용된다. 도선형 부재(680)의 길이는 플런저축(615)이 상향으로 이동하여 하측 가동접점(611)이 단자볼트(620)에 접촉할 때 피니언 회전규제부재(230)의 규제조(231)가 피니언기어(210)의 외주의 돌출부(214)에 접촉하게 되도록 조절된다. 암나사(683)와 고정나사(684)는 조정 기구를 구성한다.

이와같은 구성에 있어서는, 자석스위치(600)의 플런저(610)의 이동에 대하여 도선형부재(680)를 거쳐 피니언 회전규제부재(230)가 피니언기어(210)측으로 이동되기 때문에 종래의 연결기구나 레버등이 필요로 되지 않으며, 부품의 수가 적어지고, 또한 피니언기어(210)가 링 기어(100)로 부터의 이탈에 실패하는 경우조차도 도선형부재(680)자체의 구부러짐으로 인해 플런저(610)가 그 원래의 위치로 복귀되게 되고, 상측 가동접점(612)이 고정접점(630)으로부터 떨어질 수 있다.

또한, 단지 필요로 되는 것은 피니언 회전규제부재(230)의 규제조(231)가 피니언기어(210)상의 돌출부(214)와 결합하도록 하는 것 뿐이기 때문에, 이 규제조(231)가 도선형부재(680)에 의해 확실하게 이동될 수 있다. 도선형부재(680)를 와이어로 만듦으로써, 내구성이 증대될 수 있다.

또한, 플런저(610)와 도선형 부재(680)사이에 암나사(683)와 수나사(684)로 이루어진 조절기구를 배치하고 고정나사(684)를 암나사(683)내로 나사고정시킴으로써, 도선형부재(680)의 길이가 쉽게 조절될 수 있다.

또한, 브러쉬(910)의 리드선(910a)이 상측 가동접점(612)에 직접 접속되기 때문에 브러쉬(910)에서 발생된 열이 리드선(910a), 상측 가동접점(612), 단자볼트(620)를 거쳐 이 단자볼트(620)에 연결되어 시동장치 외부에 위치된 배터리 케이블로부터 효율적으로 방사될 수 있으며, 브러쉬(910)의 수명향상이 시도될 수 있다.

또한, 자석스위치(600)의 플런저축(615)이 축방향으로 배치되어 있는 경우에 비하여, 상기 자석스위치(600)의 플런저축(615)이 모터축에 거의 직교하여 배치되기 때문에 시동장치의 축방향 치수가 짧아질 수 있고 플런저축(615)이 도선형부재(680)를 잡아당기기 위해 요구되는 스트로크가 작게 설정될 수 있고, 또한 자석스위치(600)의 소형화가 시도될 수 있다.

또한, 자석스위치(615)의 플런저(615)가 회전자축(510)의 축방향에 대하여 직교하여 배치되기 때문에 전체 시동장치의 축방향 길이에 단지 자석스위치(600)의 직경방향 길이만이 추가되게 되고 따라서 전체 시동장치의 크기가 크지않게 이루어진다.

또한, 자석스위치(600)가 말단부 프레임(700)내부에 수납되기 때문에, 하우징(400)내의 개구부(410)를 통해 유입되는 수분으로 부터의 손상을 쉽게 받지 않는다.

(말단부 프레임(700)의 설명)

말단부 프레임(700)은 제11도에 도시된 바와같이, 수지(예, 페놀수지)로 만들어진 자석스위치 커버로, 자석스위치(600)를 수용한다.

브러쉬(910)를 전방으로 가압하는 압축코일 스프링(914)를 지지하는 스프링 지지기둥(710)은 브러쉬(910)의 위치와 일치하여 말단부 프레임(700)의 후면으로부터 돌출하여 장착된다.

또한, 압축코일 스프링(914)은 제1도에 도시된 바와같이, 자석스위치(600)의 플런저(610)의 축방향에 대하여 직경방향으로 외향하여 배치된다.

단자볼트(620)는 내부로부터 말단부 프레임(700)을 통해 통과하여 말단부 프레임(700)의 후방으로 돌출해 있는 철제볼트이며, 그 전단부에는 말단부 프레임(700)의 내면에 접촉하는 헤드부(621)를 갖고 있다. 말단부 프레임(700)의 후방으로 돌출한 단자볼트(620)에 와셔(622)를 코킹 부착하므로써 말단부 프레임(700)에 단자볼트(620)가 고정되게 된다. 이 단자볼트(620)의 전단부에는 구리고정접점(630)이 코킹에 의해 고정된다.

이 고정접점(630)은 말단부 프레임(700)의 내부상단에 위치된 하나 또는 다수(본 실시예에서는 2개)의 접촉부(631)를 갖고 잇으며, 이들 접촉부(631)는 자석스위치(600)의 작동에 의해 상하로 이동되는 상측 가동접점(612)의 상면이 접촉부(631)의 하면에 접촉할 수 있도록 장착된다.

또한, 압축코일 스프링(914)의 스프링 길이로 자석스위치(600)의 직경방향 길이를 이용할 수 있으며, 적절한 스프링 응력 및 하중이 설절될 수 있고, 압축코일 스프링(914)의 수명이 크게 증대될 수 있다.

(브러쉬 홀더(900)의 설명)

브러쉬 홀더(900)는 요크(501)의 내부와 말단부 프레임(700) 내부를 분리시키고 브러쉬홀더 베어링(564)을 통해 회전자축(510)의 후단을 회전가능하게 지지하는 역할뿐만 아니라, 브러쉬 홀더 역할, 자석스위치(600)를 지지하는 역할 및 도선형 부재(680)를 안내하는 풀리(690)를 지지하는 역할도 수행한다. 이 브러쉬홀더(900)는 도선형 부재(680)가 통과되는 도면에 도시되지 않은 구멍부를 갖고 있다.

브러쉬 홀더(900)는 주조방식으로 성형된 알루미늄과 같은 금속으로 이루어진 격벽이며, 제12도 내지 제14도에 도시된 바와같이, 축방향으로 브러쉬(910)를 지지하는 다수(본 실시예에서는, 상하측 각각 2개씩)의 브러쉬 지지구멍(911, 912)을 갖고 있다. 상측 브러쉬 지지구멍(911)은 양극(+) 전압을 받는 브러쉬(910)를 지지하는 구멍이며, 이들 상측 브러쉬 지지구멍(911)은 수지제(예, 나일론, 페놀수지) 절연통(913)를 거쳐 브러쉬(910)를 지지한다(제13도는 제12도의 선ⅩⅢ-ⅩⅢ를 따라 자른 단면도이고, 제14도는 제12도의 선ⅩⅣ-ⅩⅣ를 따라 자른 단면도이다). 하측 브러쉬 지지구멍(912)은 접지에 접속된 브러쉬(910)를 지지하는 구멍이며, 이들 하측 브러쉬 지지구멍(912)은 각각의 브러쉬(910)를 그 안에서 직접 지지한다.

이와 같이, 브러쉬홀더(900)를 이요하여 브러쉬 (910)를 지지하므로써 시동장치가 독립적인 브러쉬홀더를 갖출 필요가 없다. 그 결과, 시동장치의 부품수가 적어질 수 있으며, 조립에 드는 시간이 절약될 수 있다.

브러쉬(910)는 압축코일 스프링(914)에 의해 회전자코일(530)의 후단부의 상층 코일단부(534)에 대하여 가압된다.

상측 브러쉬(910)의 리드선(910a)은 자석스위치(600)에 의해 이동되는 상측 가동접점(612)에 용접이나 코킹과 같은 접합방법으로 전기적, 기계적으로 접합된다. 하측 브러쉬(910)의 리드선(910a)은 브러쉬 홀더(900)의 후면에 형성된 오목부(920)에 코킹되어 전기적, 기계적으로 접합된다.

본 실시예에서는 한쌍의 하측 브러쉬(910)가 제공되며, 이 한쌍의 하측 브러쉬(910)에는 하나의 리드선(910a)이 접속되고, 브러쉬 홀더(900)의 후면에 형성된 오목부(920)에는 리드선(910a)의 중앙부가 코킹된다.

상기 브러쉬홀더(900)의 후면에는, 자석스위치(600)의 전면측이 접촉하는 대좌(Sheet)(930)와 자석스위치(600)의 주위를 지지하는 2개의 고정기둥(940)이 형성되어 있다.

상기 대좌(930)는 외경이 원통형으로 되어있는 자석스위치(600)에 접촉하도록 하기위해 자석스위치(600)의 외형과 일치하는 모양으로 되어 있다. 2개의 고정기둥(940)은 자석스위치(600)를 대좌(930)에 접촉시킨 상태로 그 후단을 내측에 코킹시킴으로써 자석스위치(600)를 지지한다.

상기 브러쉬홀더(900)의 후면 하측에는, 도선형부재(680)의 이동방향을 자석스위치(600)의 수직방향으로부터 그 축방향으로 변환시키는 풀리(690)를 지지하는 풀리 지지부(950)가 형성되어 있다.

(본 발명의 동작)

다음에는, 제15a도 내지 제15c도의 전기회로도를 참조하여 상기 시동장치의 동작을 설명하기로 한다.

제15a도에 도시된 바와같이, 운전자에 의해 키(Key)스위치(10)가 시동위치로 설정되면, 배터리(20)로 부터의 전기가 자석스위치(600)의 흡인코일(650)로 흐르게 된다. 이 흡인코일(650)을 통해 전류가 흐르면, 이 흡인코일(650)에 의해 발생되는 자력에 의해 플런저(610)가 잡아당겨져서 이 플런저(610)는 그 하방위치로부터 그 상방위치(제15a도의 우측에서 좌측으로)로 상승하게 된다.

플런저(610)가 상승하기 시작하면, 플런저축(615)의 상승과 함께, 상측 가동접점(612)과 하측 가동접점(611)이 상승하게 되고, 도선형 부재(680)의 후단도 또한 상승하게 된다. 이 도선형 부재(680)의 후단이 상승하면, 이 도선형 부재(680)의 전단은 하방으로 잡아당겨지고, 피니언 회전규제부재(230)가 하강한다. 피니언 회전규제부재(230)의 하강으로 인해 규제조(231)가 피니언기어(210) 주위의 돌출부(214)와 맞물리게되면, 하측가동접점(611)은 단자볼트(620)의 헤드부(621)에 접촉하게 된다. 이 단자볼트(620)에는 배터리(20)의 전압이 인가되게 되고, 이 단자볼트(620)의 전압은 하측 가동접점(611), 저항체부재(617), 상측 가동접점(612), 리드선(910a)을 통해 상측 브러쉬(910)로 전달된다. 즉, 저항체부재(617)를 통해 통과된 저전압이 상측 브러쉬(910)를 통해 회전자코일(530)에 전달된다. 하측 브러쉬(910)는 브러쉬홀더(900)를 통해 접지되기 때문에, 전류는 쌍으로 된 상층 코일 바(531)와 하층 코일 바(532)에 의해 코일형태로 구성된 회전자코일(530)을 통해 저전압으로 흐르게 된다. 이런동작이 발생하면, 회전자코일(530)은 비교적 약한 자력을 발생하게 되고, 이 자력은 고정자극(550)의 자력에 작용(흡착 또는 반발)하여 회전자(540)가 저속으로 회전하게 된다.

회전자축(510)이 회전하면, 이 회전자축(510)이 전단의 선(sun)기어(310)에 의해 유성기어 감속기구(300)의 유성기어(320)가 회전구동된다.

이 유성기어(320)가 링 기어(100)를 회전구동하는 방향으로 플래닛 캐리어(330)를 거쳐 내부기어(340)에 회전토크를 부여하면, 오버러닝 클러치(350)의 작동에 의해 내부기어(340)의 회전이 규제된다. 즉, 내부기어(340)가 회전하지 않기 때문에, 유성기어(320)의 회전으로 인해 플래닛 캐리어(330)가 저속으로 회전하게 된다. 이 플래닛 캐리어(330)가 회전하면, 피니언기어(210)도 또한 회전하게 되는데, 이 피니언기어(210)는 피니언 회전규제부재(230)에 의해 회전이 제한되기 때문에, 이 피니언기어(210)는 출력축(220)상의 헬리컬 스플라인(221)을 따라 전진하게 된다.

피니언기어(210)의 전진과 함께 , 셔터(420)도 또한 전진하여 하우징(400)의 개구부(410)를 개방시킨다. 피니언기어(210)이 전진으로 인해, 피니언기어(210)가 링 기어(100)와 완전하게 맞물리게 되고 피니언 정지링(250)에 접속하게 된다. 또한, 피니언기어(210)가 전진하면, 규제조(231)가 피니언기어(210)의 돌출부(214)로부터 분리되고, 이후, 규제조(231)의 전단부가 피니언기어(210)의 후면에 배치된 와셔(215)의 후방으로 강하한다.

피니언기어(210)의 전진으로, 상측 가동접점(612)은 제15B도에 도시된 바와같이 고정접점(630)의 접촉부(631)에 접촉하게 된다. 이러한 동작이 발생하면, 단자볼트(620)의 배터리 전압이 직접 상측 가동접점(612), 리드선(910a)을 통해 상측 브러쉬(910)로 전달된다. 즉, 상층 코일 바(531)와 하층 코일 바(532)로 이루어진 회전자코일(530)을 통해 고전류가 흐르게 되고, 회전자코일(530)은 강한 자력을 발생하여 회전자(540)가 고속으로 회전하게 된다.

회전자축(510)의 회전은 유성기어 감속기구(300)에 의해 감속되어 증대된 회전토크를 갖게 되고, 플래닛 캐리어(330)를 회전구동시킨다. 이때, 피니언기어(210)의 전단부는 피니언 정지링(250)에 접촉하게 되고, 피니언기어(210)는 플래닛 캐리어(330)와 일체로 회전한다. 피니언기어(210)는 엔진의 링 기어(100)와 맞물려 있기 때문에, 피니언 기어(210)는 링 기어(100)를 회전구동시키고, 엔진의 출력축을 회전구동시킨다.

다음에, 엔진이 시동되고 엔진의 링 기어(100)가 피니언 기어(210)의 회전보다 빠르게 회전하게 되면, 헬리컬 스폴라인의 작용으로 피니언 기어(210)를 후퇴시키려는 힘이 발생한다. 그러나, 피니언 기어(210) 후방으로 강하된 규제조(231)는 피니언 기어(210)가 후퇴하는 것을 방지하고, 피니언 기어(210)의 조기분리를 방지하며, 엔진이 확실하게 시동될 수 있도록 한다.

엔진시동으로 인해 링 기어(100)가 피니언 기어(210)의 회전보다 빠르게 회전하게 되면, 이 링 기어(100)의 회전은 피니언 기어(210)를 회전구동시킨다. 이러한 동작이 발생하면, 링 기어(100)로부터 피니언 기어(210)로 전달된 회전토크는 플래닛 캐리어(330)를 통해 유성기어(320)를 지지하는 핀(332)으로 전달된다. 즉, 유성기어(320)가 플래닛 캐리어(330)에 의해 구동된다. 이런 동작이 발생하면, 엔진 시동시와 역회전의 토크가 내부기어(340)에 작용하게 되기 때문에, 오버러닝 클러치(350)는 링 기어(100)의 회전을 허용한다. 즉, 엔진시동시와 역회전의 토크가 내부기어(340)에 작용하면, 오버러닝 클러치(350)의 롤러(353)가 클러치 인너(352)의 오목부(355) 외측으로 이탈하게 되어 내부기어(340)의 회전이 가능해진다.

다시말해, 엔진이 시동될 때 링 기어(100)가 피니언 기어(210)를 회전구동시키는 상대회전이 오버러닝(overrunning) 클러치(350)에 의해 흡수되고, 회전자(540)는 엔진에 의해 결코 구동되지 않는다.

엔진이 시동되면, 운전자는 제15c도에 도시된 바와같이 키스위치(10)를 시동위치로부터 해제하게 되고, 자석스위치(600)의 흡인코일(650)로의 전류흐림이 정지된다. 이 흡인코일(650)로의 전류흐름이 정지되면, 압축코일 스프링(660)의 작용에 의해 플런저(610)가 하향위치로 복귀된다.

이러한 동작이 발생하면, 상측 가동접점(612)은 고정접점(630)의 접촉부(631)로부터 떨어지게 되고, 이후 하측 가동접점(611)도 또한 단자볼트(620)의 헤드부(621)로부터 떨어지게 되고, 상측 브러쉬(910)로의 전류 흐름은 정지된다.

플런저(610)가 하방으로 복귀되면, 피니언 회전규제부재(230)의 복귀 스프링부(236)의 작용으로 인해 피니언 회전규제부재(230)가 상방위치로 복귀되고, 규제조(231)는 피니언기어(210)의 후방으로부터 떨어지게 된다. 이러한 동작이 발생하면, 피니언 기어(210)는 복귀스프링(240)의 작용으로 후방으로 복귀되고 엔진의 링 기어(100)와 피니언 기어(210)의 결합은 분리되고 피니언 기어(210)의 후단은 출력축(220)의 플런저형 돌출부(222)에 접촉하게 된다. 즉, 피니언 기어(210)는 시동장치가 시동되기 전의 위치로 복귀한다.

또한, 후방으로 복귀되는 플런저(610)에 의해 하측 가동접점(611)에 자석스위치(600)의 고정코어(642)의 상면에 접촉하게 되고, 상측 브러쉬(910)의 리드선은 상측 가동접점(612), 저항체 부재(617), 하측 가동접점(611), 고정코어(642), 자석스위치 커버(640), 브러쉬 홀더(900)의 순서로 전류를 도통시킨다. 다시말해, 상측 브러쉬(910)와 하측 브러쉬(910)가 브러쉬 홀더(900)를 통해 단락된다. 한편, 회전자(540)의 관성회전은 회전자코일(530)에서 기전력을 발생한다. 이 기전력은 상측 브러쉬(910), 브러쉬홀더(900) 및 하측브러쉬(910)를 통해 단락되기 때문에 회전자(540)의 관성회전에 재동력이 부여된다. 결과적으로, 회전자(540)가 빠르게 정지된다.

(본 실시예의 효과)

제1도, 제2도, 제3a도 및 제3b도를 참조하여 전술된 바와같이 본 실시예의 시동장치에서는, 피니언 규제수단을 구성하는 피니언 회전규제부재(230)는 피니언(200)에 접촉하고, 출력축(200)의 회전으로 인해 피니언 기어(210)가 링 기어축으로 이동되고 피니언 기어(210)가 링 기어(100)에 접촉할 때 피니언 규제수단 자체가 구부러져서 피니언 기어(210)가 점진적으로 회전하여 링 기어와 맞물리게 되고, 결과적으로 마모분말의 발생이 없고 적은 부품수를 가진 간단한 구성이 채택될 수 있다.

또한, 피니언 회전규제부재(230)의 규제조(231)가 결합하는 축방향 홈(213)이 피니언기어(210)의 기어수보다 많기 때문에 축방향 홈과 쉽게 결합할 수 있다.

또한, 피니언 회전규제부재(230)는 단지 피니언 기어(210)의 회전을 규제하는데 필요한 적은 힘으로 피니언기어(210)를 지지할 필요만이 있기 때문에 피니언 회전규제부재(230)가 도선형부재(680)를 거쳐 자석스위치(600)에 의해 피니언기어(210)측으로 이동될 수 있으며, 자석스위치(600)가 배치되는 자유도가 증대될 수 있다.

또한, 피니언기어(210)가 링 기어(100)와 맞물렸을 때 피니언 회전규제부재(230)의 규제조(231) 자체가 피니언 복귀 방지기능을 할수 있으며, 부품의 수가 적어질 수 있고 조립이 가단하게 될 수 있다.

또한, 피니언 회전규제부재(230)자체가 피니언기어(210) 반대방향측으로의 이동을 가압하는 가압수단을 구성하는 복귀 스프링부(233)를 일체로 포함하고 있기 때문에, 자석스위치(600)를 오프로 전환함으로써 스프링부(233)에 의해 피니언 회전규제부재(230)가 피니언 기어(210)로부터 떨어지게 되고 부품의 수가 적어질 수 있으며 조립이 간단하게 이루어질 수 있다.

피니언 기어(210)가 링 기어(100)에 접촉할때까지 제한수단을 구성하는 저항체부재(617)는 출력축(200)의 회전을 느리게 만들고 피니언기어(210)는 링 기어(100)측으로 느리게 이동되기 때문에, 피니언 회전규제부재(230)의 강성을 강하게 만들 필요가 없으며, 피니언 기어(210)가 링 기어(100)에 접촉할 때의 충격을 약하게 하는 것이 가능하다.

또한, 피니언 기어(210)의 단부면상에서 와셔(215)를 회전가능하게 지지함으로써, 피니언 기어(210)가 링 기어(100)에 의해 오버런(over-run)되어 고속으로 회전할 때 조차도 와셔(215)가 피니언 기어(210)에 대해 회전 가능하기 때문에 피니언 회전규제부재(230)의 규제조(231)의 접촉부에 대한 손상이 적고 내구성이 증대될 수 있다.

또한, 와셔(215)가 피니언 기어(210)와 동시에 열처리되기 때문에 와셔(215)의 경도를 소정의 값 이상으로 만들기 위한 공정이 생략될 수 있다.

또한, 자석스위치(600)의 플런저(610)의 이동에 의해 가압수단을 구성하는 복귀 스프링부(233)가 이동되도록 하면서 규제조(231)가 피니언 기어(210)에 접촉하도록 하므로써 복귀스프링(233)의 압축력을 이동하여 규제조(231)가 피니언 기어(210)측으로 확실하게 떨어질 수 있다.

(다른 실시예)

제16도에 도시된 제2실시예에서는, 제1실시예에서의 자석스위치(600)가 모터(500)에 평행하게 배치되고, 피니언 회전규제부재(230)가 와이어(680)를 통해 자석스위치(600)와 작동가능하게 연결된다.

본 발명은 현재 가장 양호한 실시예로 고려된 것에 관하여 진술되었지만, 본 발명은 전술한 실시예에 제한되지 않으며, 첨부된 특허청구의 범위의 사상 및 범위내에서 모든 변형 및 균등구성을 커버하도록 의도되었다.

Claims

링 기어를 가진 엔진을 위한 시동장치에 있어서, 시동장치와 모터와, 시동장치 모터에 의해 구동되는 출력축과, 헬리컬 스플라인을 이용하여 출력축과 결합하여 엔진의 링 기어와 맞물리게 되는 피니언과, 피니언에 접촉하여 피니언의 회전을 규제하므로써 출력축의 회전에 의해 링 기어측으로 피니언을 이동시키는 피니언 규제수단을 구비하고, 상기 피니언 규제수단은 피니언이 링 기어에 접촉했을 때 출력축의 회전에 의해 회전방향으로 구부러져서 피니언을 회전가능하게 만들고 링 기어에 맞물리도록 하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동장치
제1항에 있어서, 상기 피니언은 적어도 피니언 기어의 ½만큼 회전가능한 것을 특징으로 하는 엔진 시동장치
제1항에 있어서, 상기 피니언 규제수단은 피니언의 외주면에 형성된 축방향 홈부와 결합하고, 피니언의 기어수보다 다수인 것을 특징으로 하는 엔진 시동장치
제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 시동장치모터로 전류를 통과시키는 자석스위치와, 피니언 규제수단이 도선형 부재에 의해 피니언측으로 이동되어 피니언에 접촉되도록 자석스위치와 피니언 규제수단을 연결하는 도선형 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동장치
제4항에 있어서, 피니언 규제수단은 피니언이 링 기어와 맞물린 이후에 피니언의 시동장치 모터측 단부면으로 더 삽입되고 피니언의 복귀를 방지하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동장치
제4항에 있어서, 피니언 규제수단은 피니언의 반대방향측을 향하는 이동을 가압하기 위해 일체로 형성되고, 자석스위치가 오프(OFF)로 전환될 때 피니언으로부터 떨어지는 가압수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 엔진 시동장치
제4항에 있어서, 상기 자석스위치는, 피니언이 링 기어와 맞물리게 될 때까지 출력축의 회전이 느리게 이루어지고 피니언이 링 기어측으로 느리게 이동되도록 시동장치 모터에의 전류공급을 제한하기 위한 제한수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 엔진 시동장치
제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 피니언 규제수단은, 탄성체로 되어있고 피니언의 외주면에 접촉하도록 축방향으로 뻗어있으며, 피니언이 링 기어와 맞물렸을 때 피니언의 단부면과 접촉하는 한 단부를 갖고 있는 봉-모양 규제부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 엔진 시동장치
제8항에 있어서, 상기 규제부의 단부와 접촉하고 피니언의 단부면에 장착되어 있는 회전가능한 와셔를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동장치
제9항에 있어서, 상기 와셔는 소정의 경도를 얻기 위해 상기 피니언이 열처리될 때, 동시에 열처리되는 것을 특징으로 하는 엔진 시동장치
제4항에 있어서, 상기 피니언 규제수단은, 상기 규제부의 한 단부에 제공되어 있으며, 자석스위치의 플런저의 이동에 응답하여 변형되면서 상기 규제부가 피니언에 접촉하도록 하는 탄성부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 엔진 시동장치
제5항에 있어서, 피니언 규제수단은, 피니언의 반대방향측을 향하는 이동을 가압하기 위해 일체로 형성되고, 자석스위치가 오프(OFF)로 전환될 때 피니언으로부터 떨어지는 가압수단을 포함하고있는 것을 특징으로 하는 엔진 시동장치
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 자석스위치는, 피니언이 링 기어와 맞물리게 될 때까지 출력축의 회전이 느리게 이루어지고 피니언이 링 기어측으로 느리게 이동되도록 시동장치 모터에의 전류공급을 제한하기 위한 제한수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 엔진 시동장치
제4항에 있어서, 상기 피니언 규제수단은, 탄성체로 되어있고 피니언의 외주면에 접촉하도록 축방향으로 뻗어있으며, 피니언이 링 기어와 맞물렸을 때 피니언의 단부면과 접촉하는 한 단부를 갖고있는 봉-모양 규제부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 엔진 시동장치
제5항 내지 제7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 피니언 규제수단은, 탄성체로 되어있고 피니언의 외주면에 접촉하도록 축방향으로 뻗어있으며, 피니언이 링 기어와 맞물렸을 때 피니언의 단부면과 접촉하는 한 단부를 갖고있는 봉-모양 규제부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 엔진 시동장치
제5항 내지 제7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 피니언 규제수단은, 상기 규제부의 한 단부에 제공되어 있으며, 자석스위치의 플런저의 이동에 응답하여 변형되면서 상기 규제부가 피니언에 접촉하도록 하는 탄성부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 엔진 시동장치
링 기어를 가진 엔진을 위한 시동장치에 있어서, 시동장치 모터와, 시동장치 모터에 의해 구동되는 출력축과 헬리컬 스플라인을 이용하여 출력축과 결합하여 피니언 기어를 통하여 엔진의 링 기어와 맞물리게 되는 피니언 전동부재와 출력축의 회전이 피니언 전동부재를 링 기어축으로 이동시키도록 피니언 전동부재에 접촉함으로써 피니언 전동부재의 회전을 규제하는 피니언 규제수단을 구비하고, 상기 피니언 전동부재가 링 기어측에 접촉하여 전진이 방해될 때, 피니언 규제수단이 회전방향으로 구부러져서 피니언 전동부재가 출력축을 더 회전시켜서 피니언 기어가 링 기어에 맞물리도록 하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동장치