KR0147753B1 - 엔진 시동을 위한 스타터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브러쉬를 가압하고 그 축방향 길이를 감소시키는 스프링의 특성들을 적절하게 유지하는 스타터에 관한 것이다. 압축 코일 스프링(914)은 자석 스위치(600)의 플런저(610)의 외주에 설치되며, 상기 스프링(914)의 길이는 자석 스위치(600)의 방사방향 길이만큼 길게 설정될 수 있다. 상기 스프링(914)은 자석 스위치(600)의 외주 공간을 효율적으로 사용한다. 따라서, 스프링(914)의 축방향 길이는 스타터의 축방향 길이에 추가될 필요가 없다.

Description

엔진 시동을 위한 스타터

제1도는 본 발명의 스타터의 제1실시예를 도시한 측단면도,

제2도는 제1도의 실시예에 사용되는 피니언 회전 규제 부재의 사시도,

제3a도 및 제 3b도는 각각 피니언부에 결합되는 피니언 회전규제 부재의 정면도 및 측면 부분 단면도,

제4도는 센터 브래킷의 배면도,

제5도는 선터 브래킷의 측단면도,

제6도는 센터 브래킷의 정면도,

제7도는 회전자의 측단면도,

제8도는 상부 코일 바의 측면도,

제9도는 상부 코일 바의 정면도,

제10도는 제 1실시예에서의 상부 코일 바와 하부 코일 바의 배치 상태를 도시한 개략적인 사시도,

제11도는 슬롯내에 수용되는 상부 코일 아암과 하부 코일 아암의 단면도,

제12도는 절연 스페이서의 정면도,

제13도는 고정부재의 측단면도,

제14도는 절연캡의 단면도,

제15도는 요크의 측단면도,

제16도는 자석스위치의 플런저와 고정접점의 분해 사시도,

제17도는 자석 스위치의 플런저를 도시한 사시도,

제18도는 단부 프레임과 브러쉬 스프링의 단면도,

제19도는 브러쉬 홀더의 정면도,

제20도는 제19도의 XX-XX선에 따른 단면도,

제21도는 제19도의 XXI-XXI선에 따른 단면도,

제22a도, 제22b도 및 제22c도는 피니언의 동작상태가 도시된 전기 회로도,

제23도는 본 발명에 따른 스타터의 제 2실시예를 도시한 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

500:스타터 모터 510:축

530:회전자 코일 534:정류자

540:회전자 코어 550:자극

600:자석스위치 610:플런저

612:가동접점 630:고정접점

910:브러쉬 914:바이어싱 수단

본 발명은 엔진을 시동하기 위한 스타터(stater)에 관한 것으로, 특히 스타터용 브러쉬 장치에 관한 것이다.

종래의 스타터중에는, 일본국 실용신안공고 소화63-71474호에 기재된 바와 같이, 모터와, 상기 모터의 전방에 회전가능하게 축방향으로 배치되어 모터에 의해 구동되는 피니언 및 상기 모터의 후방에 인접하게 배치되어 있는 자석(magnetic)스위치를 구비한 동축형 스타터가 있다.

이 스터터에서는, 모터의 회전축 내부를 관통하여 모터의 전방에 있는 피니언에 축방향으로 힘을 가하는 자석 스위치의 플런저를 구비하는 동축구조가 사용된다. 이러한 구조가 채택되는 경우에, 모터의 후방에 자석스위치가 배치됨에 따라, 스타터의 축방향에서 바라본 필요면적은 스타터모터상에 평행하게 자석 스위치가 배치되어 있는 종래의 스타터에 비해 현저하게 감소될 수 있다.

그러나, 종래의 스타터에서는, 각 브러쉬가 코일 스프링에 의해 축방향에서 정류자로 가압되는 페이스형(face-type)정류자가 사용된다. 소정의 스프링압을 얻기위해, 충분한 스프링 길이가 요구되고, 결과적으로, 설치하는 경우에는 축방향에서의 현저한 증가로 인하여 상기 축방향 길이와 자석 스위치 길이는 중첩된다.

종래의 스타터와 관련된 문제점의 관점에서 개발된 본 발명은, 요구되는 동일한 길이를 확보하는 동안 브러쉬 스프링의 축방향 길이를 줄일 수 있는 스타터를 제공하는 것이 일차적인 목적이다.

본 발명에 따르면, 축방향에서 자석 스위치의 외주에 중첩되도록 브러쉬를 정류자로 가압하는 바이어싱 수단을 제공하므로서, 자석 스위치의 외주 주위의 공간은 바이어싱 수단을 위해 효과적으로 사용될 수 있다. 따라서, 스타터의 축방향 길이는 증가될 필요가 없다.

바이어싱 수단은 자석 스위치의 외주에서 축방향으로 배치되어 있는 코일 스프링을 사용하는 것이 바람직하다. 자석 스위치의 직경과 동일한 길이가 코일 스프링을 위해 사용될 수 있다. 따라서, 적정한 스프링압과 부하가 설정될 수 있으며 스프링의 수명이 개선될 수 있다.

또한, 자석 스위치가 브러쉬지지 부재의 스타터 모터의 반대쪽 수납부에 배치되고, 다수의 브러쉬들이 축방향으로 미끄러질수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 따라서, 자석 스위치를 배치하기 위한 공간을 분리 할 수 있으며, 다른 관련 부품들을 줄일 수 있다.

더욱이, 베어링이 모터 회전자 축의 일단을 회전 가능하게 지지하기 위해 브러쉬지지 부재의 중앙에 제공되는 것이 바람직하다. 브러쉬와 자석 스위치로부터 발생된 열을 흡수하고 발산하도록, 상기 브러쉬 지지부재는 알루미늅과 같은 금속으로 이루어진다. 자석 스위치는 플런저가 모터 회전자 축에 수직이 되도록 배치된다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 특성과, 또한 관련 부품의 기능은 다음의 상세한 설명, 첨부된 특허 청구의 범위 및 도면으로부터 이 기술에 숙련된 사람에게 명백하게 될 것이다.

본 발명에 따른 스타터가 제1도 내지 제23도에 도시된 실시예를 기반으로 상세하게 설명될 것이다.

스타터는 일반적으로 엔진(도시안됨)상에 장착된 링기어(100)와 맞물리는 피니언(200)을 포함하는 하우징(400)과 유성(planetary) 기어 메카니즘(300)으로 나눌 수 있다. 스타터는 또한 모터(500)와 자석 스위치(600)를 내포하는 단부(end) 프레임(700)을 포함한다. 스타터 내부에서, 관통구멍(503)을 갖는 하우징(400)과 모터(500)는 모터 스페이서 벽(800)에 의해 분리되며, 모터(500)와 단부 프레임(700)은 브러쉬지지 부재(900)에 의해 분리된다.

제1도, 제3a 도 및 제 3b 도에 도시된 바와 같이, 링기어(100)와 맞물리는 피니언 기어(210)가 피니언(200)상에 형성되어 있다. 출력축(220)상에 형성되어 있는 헬리컬 스플라인(helicl spline)(221)과 맞물리는 피니언 헬리컬 스플라인(211)이 피니언 기어(210)의 내면상에 형성되어 있다.

링기어(100) 반대쪽의 피니언 기어(210)측에는, 피니언 기어(210)의 외경(external diameter) 규격보다 큰 직경의 플랜지(213)가 환상으로 형성되어 있다. 피니언 기어(210)의 외측 톱니의 수보다 많은 수의 돌출부(214)들이 플랜지(213)의 전체 외주 주위에 형성되어 있다. 이 돌출부(214)들은 후술되는 피니언 회전 규제 부재(230)의 규제조(limiting claw)(231)를 위한 것으로, 이 돌출부(214)들은 상기 규제조(231)와 결합된다. 워셔(215)는 피니언 기어(210)의 후단부에 형성되어 있는 환상부(216)의 외주측으로 굽어져 있으며, 따라서 회전은 가능하지만 벗겨지지 않도록 프랜지(213)의 후면에서 축방향으로 배치된다.

피니언 기어(210)는 압축 코일 스프링으로 이루어진 복귀 스프링(240)에 의해 항상 출력축(220)의 후방을 향해 밀치어 진다. 복귀 스프링(240)은 피니언 기어(210)를 직접 밀치어 낼 뿐만 아니라, 본 실시예에서는 하우징(400)의 개방부(410)를 개폐하는 후술되는 셔터(420)의 링 몸체(421)를 통해 피니언 기어(210)를 밀치게 된다.

제2도, 제 3a도, 제3b도 및 제6도에 상세하게 도시된 바와 같이, 피니언 회전 규제 부재(230)는 약 1과 1/2회 감겨진 판 스프링 부재인데, 그중 약 3/4권회는 축방향의 판길이가 길고, 높은 스프링 정수(constant)로된 회전 규제부(232)(제2도, 제3a도, 제3b도)이고, 나머지 약 3/4권회는 축방향 판길이가 짧고, 낮은 스프링 정수로된 밀치는 수단을 구성하는 복귀 스프링부(233)이다

축방향으로 확장된 규제부를 구성하며, 피니언 기어(210)의 플랜지 (213)에 형성되어 있는 다수의 돌출부(214)들과 결합하는 규제조(231)가 회전 규제부(232)의 일단에 형성되어 있다. 규제조(231)의 견고성을 증가시키기 위해, 피니언 기어(210)의 돌출부(214)들과 결합하는 규제조(231)는 축방향 길이를 길고, L자형 단면으로 내측 방사상으로 굽어져 있다.

즉, 규제조(231)는 막대형으로 되어 있다.

회전 규제부(232)는 수직으로 확장되어 있는 직선부(235)와 함께 제공된다. 이 직선부(235)는 제4도 내지 제6도에 상세하게 도시된 센터 브래킷(360)의 전면으로부터 돌출하여 장착된 2개의 지지아암(361)(제 3a도)들에 의해 수직으로 미끄럼 가능하게 지지된다. 즉, 수직으로 이동하는 직선부(235)는 회전 규제부(232)도 역시 수직으로 이동하도록 한다.

또한, 자석 스위치(600)의 작동을 전달하기 위해, 후술되는 와이어와 같은 코드형 부재(680)의 전단의 구체(sphere)(601)(제3b도)가 규제조(231)의 180°반대쪽의 위치인 회전 규제부(232)의 곡률 하단부에 결합되어 있다.

복귀 스프링부(233)의 단부측은 큰 권선곡률을 가지며, 상기 복귀 스프링부(233)의 일측 단부(236)는 센터 브래킷(360)의 하부 전면으로부터 돌출하여 장착된 규제턱(362)의 상면과 접해있다.

이제, 피니언 회전 규제 부재(230)의 동작이 설명될 것이다. 코드형 부재(680)는 자석 스위치(600)의 이동을 규제조(231)로 전달하기 위한 전달수단으로서 작용한다. 자석 스위치(600)의 이동은 회전 규제부(232)를 하방으로 당겨 규제조(231)가 피니언 기어(210)의 플랜지(213)상의 돌출부(214)들과 결합하도록 한다. 이때, 복귀 스프링부(233)의 단부(236)가 제6도에 도시된 바와 같이 위치 규제를 위해 규제턱(362)과 접하므로, 복귀 스프링부(233)는 굽어진다. 규제조(231)가 피니언 기어(210)상의 돌출부(214)들과 결합하므로, 피니언 기어(210)가 모터(500)의 회전자축(510)과 유성 기어 메카니즘(300)의 회전으로 인해 회전하기 시작할 때, 피니언 기어(210)는 출력축(220)상의 헬리컬 스플라인(221)을 따라 전진한다. 피니언 기어(210)가 링기어(100)와 접하고, 피니언 기어(210)의 전진이 방해받을 때, 그 이상의 피니언 기어(210)의 회전력은 피니언 회전 규제 부재(230) 자체가 굽어지도록 하고, 피니언 기어(210)는 약간 회전하여 링기어(100)와 맞물린다. 피니언 기어(210)가 전진하면, 규제조(231)는 돌출부(214)들로부터 이탈되고 피니언 기어(210)의 플랜지(213)의 후방으로 떨어진다. 규제조(231)의 전단은 워셔(215)의 후면과 접하고, 피니언 기어(210)가 엔진의 링기어(100)의 회전을 받아 후퇴하는 것으로부터 방지된다.

자석 스위치(600)의 이동이 정지되고, 코드형 부재(680)가 회전 규제부(232)를 하방으로 잡아당기는 동작을 정지함에 따라, 복귀 스프링부(233)의 작용으로 회전 규제부(232)는 그 원래의 위치로 복귀한다. 피니언 회전 규제 부재(230)는 단지 피니언 기어(210)의 회전을 규제하기 위해 요구되는 작은 힘만으로 유지될 필요가 있으므로, 코드형 부재(680)를 이용하여 자석 스위치(600)에 의해 피니언 기어(210)측으로 피니언 규제 부재(230)를 이동시키는 것이 가능하다. 결과적으로, 자석 스위치(600)가 배치되는 위치의 자유도(THE FREEDOM)를 증가시킬 수 있다.

피니언 정지 링(250)은 출력축(220)주위에 형성되어 있는 장방형 횡단면을 가진 환상홈에 고정되어 있다. 피니언 정지 링(250)은 환상형으로 가공된 장바형 횡단면을 철강재의 일종이며, 예를들어 결합수단인 거의S자형의 주름부(251)가 각 단부에 형성되어 있으며, 볼록부중 하나는 타단의 오목부와 결합하고, 상기 타단의 볼록부는 제1단의 오목부와 결합한다.

제1도에 도시된 바와 같이, 유성 기어 메카니즘(300)은 후술되는 바와 같이 모터(500)의 속도에 비례하게 모터 출력축(220)의 횐전 속도를 감속하고, 모터(500)의 출력 토크를 증가시키기 위한 감속 수단이다. 상기 유성 기어 메카니즘(300)은 모터(500)의 회전자축(510)(후술됨)의 전면 외주상에 형성되어 있는 선기어(310), 상기 선기어(310)와 맞물리며 상기 선기어(310)의 주위를 회전하는 다수의 유성기어(320)들, 상기 선기어(310)의 주위에서 이유성기어(320)들을 회전 가능하게 지지하며 출력축(220)과 일체로 형성되어 있는 플래닛 캐리어(planet carrier)(330) 및 상기 유성기어(320)들의 외주에서 상기 유성기어(320)들과 결합되는 원통모양의 수지로 이루어진 내부기어(340)로 구성된다.

오버런닝 클러치(350)는 오직 한 방향으로, 즉 엔진의 회전하에서 회전하는 방향으로만 내부기어(340)를 회전가능하게 지지한다. 상기 오버런닝클러치(350)는 내부기어(340)의 전면에 형성되어 있는 제1원통부를 구성하는 클러치 외측 부재(351), 유성기어 메카니즘(300)의 전면을 덮고 있는 고정측을 구성하는 센터 브래킷(360)의 후면에 형성되고 상기 클러치 외측 부재(351)와 마주하여 배치되어 있는 제 2원통부를 구성하는 원형의 클러치 내측 부재(352) 및 상기 클러치 외측 부재(351)의 내면에 경사지게 형성되어 있는 롤러 하우징부내에 수용되는 롤러(353)들로 구성되어 있다.

오버런닝 클러치(350)는 베어링(370)을 통해 출력축(220)을 회전 가능하게 지지하는 센터 브래킷(360)을 이용하므로, 축방향 길이는 길게 만들어진 필요가 없으며 따라서 본 발명의 소형화가 실현된다.

센터 브래킷(360)은 제4도 내지 제6도에 상세하게 도시되어 있으며, 하우징(400)의 후단부 내측에 배치되어 있다. 하우징(400)과 센터 브래킷(360)은 하우징(400)과 결합되는 일단과 센터 브래킷(360)과 결합되는 타단을 갖는 링 스프링(390)에 의해 연결되어 있다. 또한, 하우징(400)과 센터 브래킷(360)은 오버런닝 클러치(350)의 일부를 형성하는 클러치 내측 부재(352)에 의해 수용되는 회전반발력이 링 스프링(390)에 의해 흡수되어 하우징(400)에 직접 전달되지 않도록 하는 방식으로 배치되어 있다.

피니언 회전 규제 부재(230)와 상기 피니언 회전 규제 부재(230)의 하단부가 적재되는 규제턱(362)을 지지하는 두 개의 지지 아암(361)(제3a도)들이 센터 브래킷(360)의 전면에 장착되어 있다. 또한, 하우징(400)의 내측의 볼록부(도시안됨)와 맞물리는 다수의 절단부(363)들이 상기 센터브래킷의 주위에 형성되어 있다. 상측 절단부(363)들은 또한 하우징(400)내부로부터 요크(501)로 공기를 인도하는 공기 통로로서 사용된다. 또한, 코드형 부재(680)(후술됨)가 축방향으로 통과하는 오목부(364)가 센터 브래킷(360)의 하단에 형성되어 있다.

플래닛 캐리어(330)가 그 후단에 유성기어(320)들을 지지하기 위해 직경으로 방상상으로 확장되어 있는 플랜지형 돌출부(331)와 함께 제공된다. 후방으로 확정되어 있는 핀(332)들이 플랜지형 돌출부(231)에 고정되어 있다. 이 핀(332)들은 금속 베어링(333)들을 통해 유성기어(320)들을 회전가능하게 지지한다.

플래닛 캐리어(330)는 하우징(400)의 전단 내부에 고정되어 있는 하우징 베어링(440)과 센터 브래킷(360)의 내측 원통부(365) 내부에 고정되어 있는 센터 브래킷 베어링(370)에 의해 회전가능하게 지지되는 전단부를 갖는다. 상기 플래닛 캐리어(330)는 내측 원통부(365)의 전단 위치에 있는 원형홈(334)과, 상기 원형홈(334)과 맞물리는 정지 링(335)을 포함한다. 상기 정지 링(335)과 내측 원통부(365)의 전단부 사이에는 워셔(336)가 플래닛 캐리어(330)에 대해 회전 가능하게 장착되어 있다. 워셔(336)를 통해 내측 원통부(365)의 전단과 접해 있는 정지 링(335)에 의해, 플래닛 캐리어(330)의 후방 이동은 규제된다. 플래닛 캐리어(330)의 후방측을 지지하는 센터 브래킷 베어링(370)의 후단에는, 플랜지부(371)가 내측원통부(365)의 후단과 플랜지형 돌출부(331) 사이에 삽입되어 있다. 플랜지형 돌출부(331)가 플랜지부(371)를 통해 내측 원통부(365)의 후단과 접해 있으므로, 플래닛 캐리어(330)의 전방 이동은 규제된다.

축방향으로 확장되어 있는 오목부(337)가 플래닛 캐리어(330)의 후면에 제공되며, 회전자축(510)의 전단은 오목부(337)에 배치되어 있는 플래닛 캐리어 베어링(380)을 통해 회전 가능하게 지지된다.

하우징(400)은 상기 하우징(400)의 전단에 고정되어 있는 하우징 베어링(440)을 통해 출력축(220)을 지지한다. 또한, 상기 하우징(400)은 원하지 않는 빗물등의 유입을 최소화하기 위해 피니언 기어(210)의 외경과 하우징(400) 사이의 개구부(410)의 하부에 있는 갭을 최소화하는 방수벽(460)을 갖추고 있다. 또한, 축방향으로 확장되어 있는 두 개의 미끄럼 홈이 하우징(400)의 전단의 하부에 제공된다. 또한 후술되는 셔터(420)가 미끄럼 홈에 배치되어 있다.

상기 셔터(420)의 동작은 스타터가 동작을 시작하고 피니언 기어(210)가 출력축(220)을 따라 전방으로 이동할 때, 링몸체(421)가 피니언 기어(210)와 함께 전방으로 이동하도록 되어있다. 이러한 동작이 발생하면, 링몸체(421)와 일체로 구성되어 있는 방수부(422)가 전방으로 이동하여 하우징(400)의 개구부(410)를 개방한다. 스타터가 동작을 정지하고, 피니언 기어(210)가 출력축(220)을 따라 후방으로 이동하면, 링몸체(421)도 피니언 기어(210)와 함께 후방으로 이동한다. 이러한 동작이 발생하면, 링몸체(421)와 일체로 구성되어 있는 방수부(422)도 후방으로 이동하여 하우징(400)의 개구부(410)를 폐쇄한다. 결과적으로, 개폐수단을 구성하는 셔터(420)는 방수부(422)에 의해 스타터가 구동하지 않을 때, 링기어(100)의 원심력에 의해 비산되는 빗물들이 하우징(400)으로 유입되는 것을 방지한다.

밀폐부재(430)는 출력축(220)의 주위를 밀폐하여 하우징(400)의 개구부(410)를 통해 유입된 빗물, 먼지 및 다른 오염되는 것을 방지한다.

이제, 모터(500)가 제1도와 제7도 내지 제15도를 참조하여 설명될 것이다. 모터(500)는 요크(501), 모터 스페이서 벽(800) 및 후술되는 브러쉬지지 부재(900)에 의해 둘러싸여 있다. 모터 스페이서 벽(800)은 그 자체와 센터 브래킷(360) 사이에 유성 기어 메카니즘(300)을 수납하여 유성 기어 메카니즘(300) 내부의 윤활유가 모터(500)내로 유입되는 것을 방지하는 역할을 수행한다.

제1도에 도시된 바와 같이, 모터(500)는 회전자 축(510), 회전자(510), 회전자 코어(520) 및 상기 회전자 코어(520)에 장착되어 상기 회전자 축(510)과 일체로 회전하는 회전자 코일(530)들로 구성된 회전자(540)로 이루어진다. 고정자극(550)은 요크 내주에 장착되어 회전자(540)를 회전시킨다.

회전자 축(510)은 플래닛 캐리어(330)의 후방부 내부의 플래닛 캐리어 베어링(380)과 브러쉬지지 부재(900) 내부에 장착되어 있는 브러쉬 지지부재 베어링(564)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 회전자 축(510)의 전단은 유성 기어 메카니즘(300)의 선(SUN) 기어(310)가 회전자 축(510)의 전단의외주상에 형성되어 있다.

제7도, 제10도 및 제11도에 상세하게 도시된 바와 같이, 회전자 코일(530)로는 예를들어 25개의 상층 코일 바(531)와 동수의 하층 코일바(532)가 사용된다. 각각의 상층 코일 바(531)와 하층 코일 바(532)가 방사상 방향으로 적층되어 있는 2층의 권선 코일이 사용된다. 각각의 상층 코일 바(531)와 하층 코일 바(532)가 방사상 방향으로 적층되어 있는 2층의 권선 코일이 사용된다. 상층 코일바(531)와 하층 코일 바(532)는 쌍을 이루며, 상층 코일 바(531)의 단부와 하층 코일 바(532)의 단부는 링형 코일을 형성하도록 전기적으로 연결되어 있다.

상층 코일바(531)들은, 예를들어 구리와 같은 뛰어난 전기적 전도성을 갖는 물질로 이루어지고, 각각은 고정자극(550)과 평행하게 축방향으로 확장되어 있는 상층 코일 아암(533)과 함께 제공되며, 슬롯(524)들의 외측에서 지지되고, 상기 상층 코일 아암(533)의 양단으로부터 내측으로 굽어져 있는 두 개의 상층 코일 단부(534)들은 회전자 축(510)의 축 방향에 직교하는 방향에서 축방향으로 확장되어 있다. 상층 코일 아암(533)과 두 개의 상층 코일 단부(534)들은 냉각 주조(Cold casting)에 의해 일체로 성형된 부재일수 있고, 프레스에 의해 U자형으로 굽어진 모양의 부재일수도 있으며, 별개의 부품으로 만들어진 상층 코일 아암(533)과 두 개의 상층 코일 단부(534)들을 용접과 같은 결합방법으로 결합함으로서 형성된 부재일수도 있다.

제8도 내지 제10도에 도시된 바와 같이, 상층 코일 아암(533)은 장방형 횡단면을 갖는 직선형 바(bar)로, 제11도에 도시된 바와 같이, 주위가 상층 절연막(125)(예를들어, 나일론 또는 종이와 같은 수지 박막)으로 덮혀 있으며, 후술되는 것처럼 하층 코일 아암(536)과 함께 슬롯(524)내에 견고하게 수용되어 있다.

제10도에 도시된 바와 같이, 두 개의 상층 코일 단부(534)중, 일측 상층 코일 단부(534)는 회전 방향에 대해 전방으로 경사지게 장착되어 있으며, 타측 상층 코일 단부(534)는 회전 방향에 대해 후방으로 경사지게 장착되어 있다. 방사 방향에 대한 두 개의 상층 코일 단부(534)의 경사각은 상층 코일 아암(533)에 대한 경사각과 동일하며, 두 개의 상층 코일 단부(534)는 동일한 형태이다. 결과적으로, 상층 코일바(531)가 180° 반전되어 있는 경우에도, 상층 코일바(531)는 반전되기 전과 동일한 형태를 갖는다. 다시말해, 두 개의 상층 코일 단부(534)들 사이에는 구별이 없으므로, 상층 코일 바(531)가 회전자 코어(520)에 조립될 때의 작업성은 우수하다.

두 개의 상층 코일 단부(534)들 중, 자석 스위치(600)측에 배치되는 상층 코일 단부(534)는 후술되는 것처럼 브러쉬(910)에 직접적으로 접해있으며 회전자 코일(530)들로 전류를 통과시킨다. 그러므로, 브러쉬(910)가 접해있는 상층 코일 단부(534)의 적어도 한면은 평활하게 가공된다. 본 실시예의 스타터에서는 회전자 코일(530)들에 전류를 전도하기 위한 독립된 정류자가 제공될 필요가 없다. 독립된 정류자가 불필요하므로, 부품의 수를 줄일 수 있고, 스타터 제조시에 수반되는 공정의 수를 줄일 수 있으며, 따라서 생산가를 감소시킬 수 있다. 또한 스타터의 내부의 독립된 정류자를 배치할 필요성이 없어지므로, 스타터는 축방향에서 소형으로 제작될 수 있다.

상부 코일 바(531)와 같이 하부 코일 바(532)는 구리와 같은 우수한 전기적 전도성을 갖는 물질로 이루어져 있다. 각각의 코일 바(532)는 고정자극(550)에 대해 평행하게 축방향으로 확정되어 있으며 슬롯(524)들의 내측에서 지지되는 하층 코일 아암(536)과, 상기 하층 코일 아암(536)의 단부로 부터 내부로 굽어져 있으며 회전자 축(510)의 축방향에 직교하여 확정되어 있는 두 개의 하층 코일 단부(537)들을 구비한다. 상층 코일 바(531)와 같이 하층 코일 아암(536)과 두 개의 하층 코일 단부(537)는 냉각주조에 의해 일체로 형성된 부재일 수 있고, 프레스에 의해 u자형으로 굽어진 모양의 부재일 수도 있으며, 별개의 부품으로 만들어진 하층 코일 아암(536)과 두 개의 하층 코일 단부(537)들을 용접과 같은 결합방법으로 결합하므로서 형성된 부재일 수도 있다.

상층 코일 단부(534)와 하층 코일 단부(537)사이의 절연은 절연 스페이서(560)(제12도)에 의해 확보되고, 하층 코일 단부(537)와 회전자 코어(520)사이의 절연은 수지, 예를들어 나일론 또는 페놀수지로 이루어진 절연링(590)(제7도)에 의해 확보된다.

제 10도 및 제11도에 도시된 바와 같이, 하층 코일 아암(536)은 장방형 횡단면의 직선형 바(BAR)이며, 제11도에 도시된 바와 같이, 조부(NAIL)(525)를 굽힘으로써 상층 코일 아암(533)과 함께 슬롯(524)들 내에 견고하게 수용되어 있다. 하층 코일 아암(536)은 하층 절연막, 예를들어 나일론 또는 종이로 덮여 있으며, 상층 절연막(105)으로 덮혀있는 상층 코일 아암(533)과 함께 슬롯(524)들 내에 수용되어 있다.

하층 코일 단부(537)들의 내측 단부는 그 양단에 축방향으로 확장되어 있는 하층 내부 연장부(539)들과 함께 제공된다. 하층 내부 연장부(539)들의 외주면은 절연 스페이서(560)(제12도)들의 내주에 형성되어 있는 오목부(562)들과 맞물리고, 하층 코일 단부(534)들의 단부의 상층 내부 연장부(538)들의 내주와 중첩되며, 용접과 같은 결합방법에 의해 전기적, 기계적으로 연결되어 있다. 하층 내부 연장부(539)들의 내주는 회전자축(510)으로부터 떨어져 배치되며 절연된다.

두 개의 상층 코일 단부(534)들의 내측 단부들은 축방향으로 확장되어 있는 상층 내부 연장부(538)와 함께 제공된다. 이러한 상층 내부 연장부(538)들의 내주면은 전술된 하층 코일 바(532)들의 내측 단부의 하층 내부 연장부(539)들의 외주와 중첩되어 있으며 용접과 같은 결합 방법에 의해 전기적, 기계적으로 연결되어 있다. 상층 내부 연장부(538)들의 외주면은 절연캡(580)(제14도)들을 통해 회전자(510)에 프레스 고정되어 있는 고정 부재(570)(제13도)의 외주 환상부(571)의 내면과 접해있다.

제12도에 도시된 바와 같이, 절연 스페이서(560)는 수지, 예를 들어 에폭시 수지, 페놀 수지 또는 나일론으로 이루어진 박판 링이다. 스페이서(560)들은 상층 코일 단부(534)들의 돌출부(534a)(제8도)들과 맞물리고, 그 외주측에 형성되어 있는 다수의 구멍(561)들을 갖는다. 하층 코일 단부(537)들의 내측상에 있는 하층 내부 연장부(539)가 맞물리는 오목부(562)들이 절연 스페이서(560)들의 내주에 형성되어 있다. 후술되는 바와 같이 절연 스페이서(560)들의 구멍(561)들과 오목부(562)는 회전자 코일(530)들을 위치시키고 고정시키기 위해 사용된다.

제13도에 도시된 바와 같이, 고정부재(570)들 각각은 회전자 축(510)상에 프레스로 설비된 내주 환상부(572), 상층 코일 단부(534)들과 하층 코일 단부(537)들이 축방향으로 확산되는 것을 방지하기 위해 축방향에 직각으로 확장되어 있는 규제링(573) 및 상층 코일 단부(534)들의 상층 내부 연장부(538)들을 감싸고 있으며, 회전자 코일(530)들의 내경이 원심력으로 인해 방사상으로 확산되는 것을 방지하는 외주 환상부(571)로 구성되어 있다. 상층 코일 단부(534)들 및 하층 코일 단부(537)과의 절연을 확보하기 위해, 고정부재(570)들은 그 사이에 끼워져 있는 수지, 예를들어 나일론으로 이루어진 제14도에 도시된 원반형 절연캡(580)들을 갖는다.

회전자(540)에서, 회전자 코일(530)들을 구성하는 상층 코일 바(531)들의 단부에 있는 상층 코일 단부(534)들과 하층 코일 바(532)들의 단부에 있는 하층 코일 단부(537)들은 회전자 축(510)의 축방향에 직각으로 장착되어 있고, 결과적으로 회전자(540)의 축방향 규격이 짧아질수 있으며, 모터(500)의 축방향 규격도 짧아질 수 있고, 결과적으로 스타터는 종래의 스타터 보다 더 소형화될 수 있다.

본 실시예에서는, 자석 스위치(600)가 모터(500)의 축방향 규격의 단축에 의한 공간과 독립적인 정류자의 폐지에 의해 생성되는 단축공간에 배치되므로, 비록 종래의 스타터에 비해 축방향 규격이 매우 다르지는 않지만, 종래의 상기 모터(500)가 장착되는 자석 스위치(600)에 의해 사용되는 공간이 불필요하게 되므로, 스타터에 의해 사용되는 체적은 종래의 스타터보다 상당히 작아질 수 있다.

본 실시예에서, 고정 자극(pole)(550)들로 영구 자석들이 사용되며, 제15도에 도시된 바와 같이, 고정 자극(550)들은 다수의, 예를들어 6개의 주자극(551)들과 상기 주자극(551)들 사이에 설치되어 있는 극간(inter-pole)자극(552)들로 구성된다. 전류의 흐름에 의해 자력을 발생하는 필드 코일들이 고정 자극(550)들인 영구 자석들 대신에 사용될 수 있다.

주 자극(551)들은 요크(501)내의 채널 홈(502)들의 내측 양단에 의해 위치되며, 주 작극들(551) 사이에 설치되어 있는 극간 자극(552)들과 고정 자극(550)들의 내주에 설치되어 있는 고정 슬리브(553)들에 의해 요크(501)에 고정되어 있다.

제1도, 제16도 및 제17도에 도시된 바와 같이, 자석 스위치(600)는 후술되는 브러쉬지지 부재(900)내에 지지되고, 후술되는 단부 프레임(700)내에 설치되어 있으며, 회전자 축(510)에 거의 수직이 되도록 고정되어 있다. 자석 스위치(600)에서, 전류는 플런저(610)를 도면의 상방으로 구동시키며, 플런저(610)와 함께 이동하는 두 개의 접점, 즉 하층 가동 접점(611)과 상층 가동 접점(612)은 단자 볼트(620)의 헤드(621)와 고정 접점(630)의 당접부(631)에 순차적으로 당접하게 된다. 배터리 케이블(도시안됨)이 단자 볼트(620)에 연결될 수 있다.

자석 스위치(600)는 원통형이고, 바닥을 가지고 있으며, 자성체 예를들어 철강재로 이루어진 자석 스위치 커버(640)내부에 구성된다. 자석 스위치 커버(640)는, 예를들어 컵모양으로 프레스-성형된 연강판(pliable steel plate)으로 되어 있으며, 자석 스위치 커버(640)의 바닥 중심에는 플런저(610)가 수직 방향으로 이동 가능하게 관통하는 구멍(hole)(641)이 있다. 또한, 자석 스위치 커버(640)의 상측 개구부는 자성체, 예를들어 철제로 이루어진 고정 코어(642)에 의해 닫혀있다.

고정 코어(642)는 상측 대경부(large diameter portion)(643), 하측 중경부(644) 및 더 하측 소경부(645)로 구성되어 있다. 또한, 자석 스위치 커버(640)의 상단 내측을 코킹(caulk)하므로써, 고정 코어(642)는 대경부(643)의 외주에 의해 자석 스위치 커버(640)의 상측 개구부에 고정되어 있다. 흡인(attraction)코일(650)의 상단은 중경부(644) 주위에 장착되어 있다. 플런저(610)를 하방으로 밀치는 압축 코일 스프링(660)의 상단이 고정 코어(642)의 소경부(645)주위에 장착되어 있다.

흡인 코일(650)은 전류가 흐를 때 자력을 발생하고 플런저(610)를 끌어당기는 흡착 수단이다. 흡인 코일(650)은 고정 코어(642)의 중경부(644)에 장착되는 상단을 가지며, 수직 방향으로 미끄럼 가능하게 플런저(610)를 덮고 있는 슬리이브(651)와 함께 제공된다. 슬리이브(651)는 비자성체 박판, 예를들어 구리, 황동(brass) 또는 스텐인레스 강판을 둥굴게 감아 이루어진다. 수지로 이루어진 절연 워셔(652)들 또는 그와 유사한 것들이 슬리브(651)의 상단과 하단들에 제공된다. 이 두 개의 절연 워셔(652)들 사이의 슬리이브(651) 주위에는, 수지 즉, 셀로판 또는 나일론 막 또는 종이로 이루어진 박막(도시안됨)이 감겨져 있으며, 그 절연막 주위에는 가는 에나멜선이 소정횟수 감겨져 흡인 코일(650)을 형성한다.

플런저(610)는 자성체 금속, 예를들어 강철로 이루어지며, 거의 원통형 모양을 갖는다. 상기 플런저(610)는 상측 소경부(613)와 하측 대경부(614)를 포함한다. 압축 코일 스프링(660)의 하단은 소경부(613)에 장착되며, 비교적 긴 대경부(614)는 슬리이브(651)에 미끄럼 가능하게 수직으로 지지되어 있다.

플런저 축(615)은 플런저(610)로부터 상방으로 확장되어 있으며 플런저(610)의 상단에 고정되어 있다. 플런저 축(615)은 고정 코어(642)에 제공되는 관통구명을 관통하여 상방으로 돌출되어 있다. 상측 가동 접점(612)은 플런저 축(615)를 따라 수직으로 미끄럼 가능하게 고정 코어(642) 위의 플런저 축(615) 주위에 장착되어 있다. 상측 가동 접점(612)은, 제16도에 도시된 바와 같이, 플런저 축(615)의 상단에 장착되어 있는 정지링(616)에 의해 규제되어 플런저 축(615) 상단은 상방으로 움직이지 못한다. 결과적으로, 상측 가동 접점(612)은 정지링(616)과 고정 코어(642) 사이의 플런저 축(615)을 따라 수직으로 미끄럼 가능하다. 상측 가동 접점(612)은 항상 플런저 축(615)에 장착되어 있는 압축 스프링으로 구성되어 접점 압축 스프링(670)에 의해 상방으로 밀치어 진다.

상측 가동 접점(612)은 뛰어난 전기적 전도성을 갖는 구리와 같은 금속으로 이루어지며, 상측 가동 접점(612)의 양단이 상방으로 이동할 때, 상측 가동접점(612)은 고정 접점(630)의 두 개의 당접부(631)에 접촉된다. 한쌍의 브러쉬(910)들의 리드선(910a)들은 코킹(caulking) 또는 용접등에 의해 상측 가동 접점(612)에 전기적, 기계적으로 고정되어 있다. 또한, 다수의(본 실시예에서는 2개의) 전류 구제 수단들로 이루어진 저항 부재(617)의 단부가 상측 가동 접점(612)의 홈부에 삽입되어 전기적, 기계적으로 고정되어 있다.

리드선(190a)들은 코킹 또는 용접에 의해 상측 가동 접점(612)에 전기적, 기계적으로 고정되어 있지만, 상측 가동 접점(612)과 브러쉬(910)들의 리드선(910a)들은 일체로 형성될 수 있다.

상기 저항 부재(617)는 스타터가 구동하기 시작할 때, 저속으로 모터(500)를 회전시키고, 일정횟수 권선되어 있는 고저항의 금속선으로 이루어져 있다. 단자 볼트(620)의 헤드부(621) 아래에 위치하는 하측 가동 접점(611)은 코킹등에 의해 저항 부재의 타단에 고정되어 있다.

상기 하측 가동 접점(611)은 뛰어난 전도성을 갖는 구리와 같은 금속으로 이루어져 있다. 자석 스위치(600)가 정지하고 플런저(610)가 그 하방부에 있으면, 플런저(610)는 고정 코어(642)의 상면에 접하게 된다. 저항 부재(617)가 플런저 축(615)의 이동과 함께 상방으로 이동할 때, 상측 가동 접점(612)은 고정 접점(630)의 당접부(631)에 접하기 전에 단자 몰트(620)의 헤드부(621)에 접하게 된다.

플런저(610)의 하면은 코드형 부재(680)(예를들어, 와이어)의 후단에 제공되는 구체(681)를 수용하는 홈부(682)와 함께 제공된다. 암나사(683)가 상기 홈부(682)의 내벽에 형성되어 있다. 상기 홈부(682)에 구체(681)를 고정하는 고정나사(6840가 홈부(682)로 죄어져 있다. 상기 고정 나사(684)가 암나사(683)내로 죄어지는 정도를 조정하므로서 고정 나사(684)는 또한 코드형 부재(680)의 길이의 조정을 수행한다. 상기 코드형 부재(680)의 길이는 플런저 축(615)이 상방으로 이동하여 하측 가동 접점(611)이 단자 볼트(620)와 접하게 될 때 피니언 회전 규제 부재(230)의 규제조(231)가 피니언 기어(210) 외주의 돌출부(214)와 맞물리도록 조절된다. 암나사(683)와 고정 나사(684)는 조절 메카니즘을 구성한다.

그러한 구조를 가지면, 자석 스위치(600)의 플런저(610)의 이동에 관하여, 피니언 회전 규제 부재(230)가 코드형 부재(680)를 통해 피니언 기어(210)측으로 이동하므로, 종래의 연결 메카니즘 및 레버등이 불필요하며 부품의 수를 줄일 수 있다. 또한, 피니언 기어(210)가 링기어(100)로부터 분리되지 못할지라도, 코드형 부재(680) 자체의 구브러짐으로 인해 플런저(610)가 그 원래의 위치로 복귀되며, 상측 가동 접점(612)은 고정접점(630)으로부터 분리 될 수 있다.

또한, 필요로 되는 것은 피니언 회전 규제 부재(230)의 규제조(231)가 피니언 기어(210)상의 돌출부(214)와 결합하도록 하는 것이 전부이므로, 규제조(231)는 코드형 부재(680)에 의해 확실하게 이동할 수 있게 된다. 코드형 부재(680)를 와이어로 만듦으로서, 내구성을 증가시킬수 있다. 또한, 암나사(683)와 고정 나사(684)를 포함하는 조절 메카니즘을 플런저(610)와 코드형 부재(680) 사이에 설치하고, 고정나사(684)를 암나사(683)내로 죄어서 고정심키으로써, 코드형 부재(680)의 길이는 용이하게 설정될 수 있다.

더우기, 자석 스위치(600)의 플런저 축(615)이 거의 수직으로 설치되므로, 자석 스위치(600)의 플런저 축(615)이 축방향으로 설치되는 경우에비해, 스타터의 축방향 규격이 짧아질 수 있고, 플런저 축(615)이 코드형 부재(680)를 끌어당기는데 필요한 스트로크(stroke)는 감소될 수 있다. 또한 자석 스위치(600)의 소형화는 상기 설명된 구조를 가지면 성취될수 있다.

또한, 자석 스위치(600)는 회전자 축(510)의 축방향에 대하여 수직으로 설치되므로, 자석 스위치(600)의 직경 길이만이 전체 스타터의 축방향 길이에 추가된다. 따라서 전체 스타터의 크기는 스타터들 보다 작게유지된다.

제18도에 도시된 바와 같이, 단부 프레임(700)은 수지, 예를들어 페놀수지로 이루어진 자석 스위치 커버로서, 자석 스위치(600)를 수용한다. 브러쉬(910)를 전방으로 밀치는 압축 코일 스프링(914)들을 지지하는 스프링지지 필러(pillar)(710)들이 브러쉬(910)들의 위치에 따른 위치에서 단부 프레임(700)의 후면으로부터 돌출되도록 장착되어 있다.

또한, 제1도에 도시된 바와 같이, 압축 코일 스프링(914)들은 자석 스위치(600)의 플런저(610)의 축방향에 대하여 직경방향의 외향으로 설치되어 있다.

단자 볼트(620)는 단부 프레임(700)을 관통하여 단부 프레임(700)의 후방으로부터 돌출되어 있으며, 단부 프레임(700)의 내면과 접하는 전단 헤드부(621)를 갖는 강철재 볼트이다. 상기 단자 볼트(620)는 단부 프레임(700)의 외부 후방으로 돌출되어 있는 단자 볼트(620)에 부착되어 있는 코킹 워셔(622)에 의해 단부 프레임(700)에 고정되어 있다. 구리 고정 접점(630)은 코킹에 의해 상기 단자 볼트(620)의 전단에 고정되어 있다. 상기 고정 접점(630)은 단부 프레임(700)의 내부 상단에 위치하는 하나 또는 다수의, 본 실시예에서는 두 개, 당접부(631)들을 가지고 있으며, 이들 당접부(631)들은 자석 스위치(600)의 동작에 의해 상하로 움직이는 상측가동 접점(612)의 상면이 상기 당접부(631)들의 하면에 접촉할 수 있도록 장착되어 있다.

또한, 압축코일 스프링(914)의 스프링 길이로서 자석 스위치(600)의 직경 방향 길이를 이용할 수 있으며, 적절한 스프링 응력과 부하가 설정될 수 있다. 따라서, 압축 코일 스프링(914)의 수명은 상당히 증가될 수 있다.

또한, 자석 스위치(600)의 외주 공간이 압축 코일 스프링(914)을 위해 효과적으로 사용되므로, 압축 코일 스프링(914)들의 길이는 스타터의 축방향 길이에 추가되지 않는다. 따라서, 이러한 특징은 또한 본 발명에 따른 스타터의 소형화에 기여한다.

브러쉬지지 부재(900)는 요크(501)의 내부와 단부 프레임(700)의 내부를 분리하며, 브러쉬지지 부재 베어링(564)을 통해 회전자 축(510)의 후단을 회전 가능하게 지지한다. 상기 브러쉬지지 부재(900)는 또한 브러쉬 홀더, 자석 스위치(600)를 위한 홀더 및 코드형 부재(680)를 인도하는 풀리(pulley)(690)를 위한 홀더로서 동작한다. 상기 브러쉬지지 부재(900)는 코드형 부재(680)가 관통하는ㄴ 구멍부(도시안됨)를 가지고 있다.

브러쉬지지부재(900)는 캐스팅 방법에 의해 주조된 알루미늄 같은 금속으로 성형된 격벽이다. 제19도 내지 제21도를 참조하면, 제20도는 제19도의 선 XX-XX를 따라 취한 횡단면도이고, 제21도는 제19도의 선 XXI-XXI을 따라 취한 횡단면도이며, 이들 도면에 도시된 바와 같이, 브러쉬지지 부재(900)는 축방향으로 브러쉬(910)들을 지지하는 다수의, 본 실시예에서는 두 개의 상측 및 두 개의 하측의 브러쉬지지 구멍들(911.912)을 가지고 있다. 상측 브러쉬지지 구멍(911)은 정극성 전압을 인가받는 브러쉬(910)를 지지하는 구멍들로 수지, 예를들어 나일론, 페놀수지와 같은 절연 실린더(913)들을 통해 브러쉬(910)들을 지지한다. 하측 브러쉬지지 구멍(912)들은 접지에 연결된 브러쉬(910)들을 지지하는 구멍들로, 각각의 브러쉬(910)들을 그안에서 직접 지지한다.

이러한 방식에서는, 브러쉬지지 부재(900)에 의해 브러쉬(910)들이 지지되므로, 스타터가 독립된 브러쉬 홀더들과 함께 제공될 필요는 없다. 결과적으로, 스타터의 부품수는 감소될 수 있고, 조립에 필요한 공정시간이 감소될 수 있다. 브러쉬(910)들은 압축 코일 스프링(914)들에 의해 회전자코일(530)들의 후단에서 상층 코일 단부(914)들에 대해 밀치어진다.

상측 브러쉬(910)들의 리드선(910a)들은 자석 스위치(600)에 의해 움직이는 상측 가동 접점(612)에 용접 또는 코킹과 같은 결합방법에 의핸 전기적, 기계적으로 결합되어 있다. 하측 브러쉬(910)들의 리드선(910a)들은 브러쉬지지 부재(900)의 후면에 형성되어 있는 오목부(920)에 코킹되어 전기적, 기계적으로 결합되어 있다. 본 실시예에서는 한쌍의 하측 브러쉬(910)들이 제공되며, 하나의 리드선(910a)이 상기 하측 브러쉬(910)들에 연결되어 있고, 리드선(910a)의 중앙이 브러쉬지지 부재(900)의 후면에 형성되어 있는 오목부(920)에 코킹되어 있다.

자석 스위치9600)의 전면과 당접하는 두 개의 대좌들(seats)과 자석 스위치(600)의 외주를 지지하는 두 개의 고정 필러(940)들이 브러쉬지지 부재(900)의 후면측에 형성되어 있다. 상기 대좌(930)들은 원통형 외부를 갖는 자석 스위치(600)와 당접되도록 자석 스위치(600)의 외형에 부합하는 모양으로 형성되어 있다. 고정 필러(940)들은, 자석 스위치(600)가 대좌(930)에 당접하는 상태로 그 후단이 내측에 코킹되어 자석 스위치(600)를 지지한다.

자석 스위치(600)의 수직 방향으로부터 그 축 방향으로 코드형 부재(680)의 이동 방향을 변환하는 풀리(690)를 지지하는 풀리 지지부(950)가 브러쉬지지 부재(900)의 후면의 하측에 형성되어 있다.

다음에는 제22a도 내지 제22c 도에 도시된 전기 회로도를 참조하여 상기 스타터의 동작이 설명될 것이다. 제22a 도에 도시된 바와 같이 키 스위치(10)가 운전자에 의해 시동위치로 설정되면, 전기가 배터리(20)로부터 자석 스위치(600)의 흡인코일(650)로 흐른다. 전류가 흡인코일(650)을 통해 흐르면, 흡인코일(650)에 의해 생성되는 자력에 의해 플런저(610)가 당겨지고, 이 플런저(610)는 그 하방 위치로부터 그 상방 위치로 상승하거나 도면의 우측에서 좌측으로 이동한다.

플런저 축(615)의 상승과 함께 상기 플런저(610)가 상승하기 시작하면, 상측 가동 접점(612)과 하측 가동 접점(611)이 모두 상승하고, 코드형 부재(680)의 후단도 상승한다. 코드형 부재(680)의 후단이 상승하면, 코드형 부재(680)의 전단이 아래로 당겨지며, 피니언 회전 규제 부재(230)는 하강한다. 상기 피니언 회전 규제 부재(230)의 하강으로 규제조(231)가 피니언 기어(210)의 주변의 돌출부(214)들과 맞물리게 되면, 제 22a 도에 도시된 바와 같이 하측 가동 접점(611)은 단자볼트(620)의 헤드부(621)와 당접하게 된다. 배터리(20)의 전압은 단자볼트(620)로 전달되고, 단자볼트(620)의 전압은 하측 가동 접점(611)을 통해 다음과 같이 전달된다. 전압은 상측 가동 접점(612)으로 전압을 전달하는 저항 부재(716)로 전달된다. 상측 가동 접점(612)의 전압은 상측 브러쉬(910)들로 인도하는 리드선(910a)들로 전달된다. 즉, 저항 부재(617)를 관통하는 저전압이 상측 브러쉬(910)들을 통해 회전자 코일(530)들로 전달된다. 하측 브러쉬(910)들은 브러쉬지지 부재(900)를 통해 일정하게 접지되어 있으므로, 전류는 쌍으로 이루어진 상층 코일 바(531)들과 하층 코일 바(532)들에 의해 코일 형태로 이루어진 회전자 코일(530)들을 통해 저전압에서 흐른다. 이러한 현상이 발생하면, 회전자 코일(530)들은 고정 자극(550)들의 자력에 작용하는, 즉 흡착하거나 반발하는 비교적 약한 자력을 발생한다. 따라서, 회전자(540)는 저속으로 회전한다.

회전자 축(510)이 회전하면, 유성 기어 메카니즘(300)의 유성기어(320)들이 회전자 축(510)의 전단의 선(sun) 기어(310)에 의해 구동된다.

유성기어(320)들이 링기어(100)를 회전 구동하는 방향으로 내부기어(340)의 플래닛 캐리어(330)를 통해 회전 토크를 발생하면, 내부기어(340)의 회전은 오버런닝 클러치(350)의 동작에 의해 규제된다. 즉, 내부기어(340)는 회전하지 않으므로, 유성기어(320)들의 회전은 플래닛 캐리어(330)를 저속으로 회전시키는 원인이 된다. 플래닛 캐리어(330)가 회전하면, 피니언 기어(210)도 회전하지만, 피니언 기어(210)의 회전은 피니언 회전 규제 부재(230)에 의해 규제되므로, 피니언 기어(210)는 출력축(220)의 헬리컬 스플라인(221)을 따라 전진한다.

상기 피니언 기어(210)의 전진과 함께, 셔터(420) 또한 전진하여 하우징(400)의 개구부(410)를 개방한다. 피니언 기어(210)의 전진은 피니언 기어(210)를 링기어(100)와 완전하게 맞물리도록 하고, 피니언 정지링(250)과 당접하도록 한다. 또한, 피니언 기어(210)가 전진하면, 규제조(231)는 피니언 기어(210)의 돌출부(214)로부터 이탈된다. 그리고나서, 규제조(231)의 전단은 피니언 기어(210)의 후면측에 설치되어 있는 워셔(215)의 후면측으로 떨어진다.

피니언 기어(210)의 전지과 함께, 상측 가동 접점(612)은 제 22b도에 도시된 바와 같이 고정접점(630)과 당접한다. 이러한 현상이 발생하면, 단자 볼트(620)의 베터리 전압은 상측 가동 접점(612)을 통해 상측 브러쉬(910)들로 인도하는 리드선(910a)들로 직접적으로 전달된다. 즉, 고전류가 코일바들(531,532)을 구비하는 회전자 코일(530)들을 통해 흐르고, 항기 회전자 코일(530)들은 강력한 자력을 발생하며 회전자(540)는 고속으로 회전한다.

회전자 축(510)의 회전은 그 속도가 감소되고, 그 회전 토크는 유성 기어 메카니즘(300)에 의해 증가되며, 플래닛 캐리어(330)를 회전 구동시킨다. 이때, 피니언 기어(210)의 전단은 피니언 정지링(250)과 당접하고 피니언 기어(210)는 플래닛 캐리어(330)와 0일체로 회전한다. 피니언 기어(210)가 엔지의 링기어(100)와 맞물리므로, 피니언 기어(210)는 링기어(100)를 회전 구동시키고, 엔진의 출력축을 회전 구동시킨다.

다음에, 엔진이 구동하고 엔지의 링기어(100)가 피니언 기어(210)의 회전보다 더 빠르게 회전할 때, 헬리컬 스플라인(221)의 동작은 피니언 기어(210)를 후퇴시키는 힘을 발생한다. 그러나, 피니언 기어(210)의 후방으로 강하된 규제조(231)는 피니언 기어(210)가 후퇴하는 것을 방지하며, 피니언 기어(210)의 조기 이탈을 방지하고, 엔진이 확실하게 구동되는 것을 가능하게 한다.

엔진이 시동하여 링기어(100)가 피니언 기어(210)의 회전 보다 더 빠르게 회전하면, 링기어(100)의 회전은 피니언 기어(210)를 회전 구동시킨다. 이러한 현상이 발생하면, 링기어(100)로부터 피니언 기어(210)로 전달되는 회전 토크는 플래닛 캐리어(330)를 통해 유성기어(320)를 지지하는 핀(332)으로 전달된다. 즉, 유성기어(320)들은 플래닛 캐리어(330)에 의해 구동된다. 이러한 현상이 발생하면, 엔진이 시동하는 동안 발생하는 것과 회전상 반대로 토크가 내부기어(340)에서 발생되므로, 오버런닝 클러치(350)는 링기어(100)의 회전을 허용한다. 즉, 엔진이 시동하는 동안의 토크의 반대의 토크가 내부기어(340)에서 발생되면, 오버런닝 클러치(350)의 롤러(353)가 클러치 내부 부재(352)의 오목부(355)의 외측으로 이탈되고, 내부기어(340)의 회전이 가능하게 된다.

다시말해, 엔진이 시동될 때, 링기어(100)가 피니언 기어(210)를 회전구동하는 것에 대한 상대 회전은 오버런닝 클러치(350)에 의해 흡수되고, 회전자(540)는 엔지에 의해 결코 회전 구동되지 않는다.

엔진이 시동되면, 운전자는 제22c도에 도시된 바와 같이 키 스위치(10)를 시동위치로부터 해제하고, 자석 스위치(600)의 흡입 코일(650)로의 전류의 흐름을 중지된다. 상기 흡인 코일(650)로의 전류의 흐름이 중지되면, 플런저(610)는 압축 코일 스프링(660)의 동작에 의해 하방으로 복귀된다.

이러한 현상이 발생하면, 가동 접점(612)은 고정접점(630)으로부터 떨어져 이동하고, 하측 가동 접점(611)도 단자볼트(620)로부터 떨어져 이동한 후, 상측 브러쉬(910)들로의 전류의 흐름은 중지된다.

플린저(610)가 하방으로 복귀되면, 피니언 회전 규제 부재(230)의 단부(236)의 동작으로 인해 피니언 회전 규제 부재(230)가 상향으로 이동하고, 규제조(231)는 피니언 기어(210)의 후면으로 떨어져 이동한다. 이러한 현상이 발생하면, 피니언 기어(210)는 복귀 스프링(240)의 동작에 의해 후방으로 복귀되고, 엔진의 링기어(100)와 피니언 기어(210)의 맞물림은 이탈되며, 피니언 기어(210)의 후단은 출력축(220)의 플랜지형 돌출부와 맞물려진다. 즉, 피니언 기어(210)는 스타터가 시동되기 전에 있었던 위치로 복귀된다.

또한, 플런저(610)의 하방으로의 복귀로 인해 하측 가동 접점(611)은 자석 스위치(600)의 고정 코어(642)의 상면과 당접한다. 상측 브러쉬(910)들의 리드선들은 다음의 순서로 전류를 전도한다. 상측 가동 접점(612)으로부터 저항 부재(617)로, 그리고나서 하측 가동 접점(611)으로, 그리고 전압은 고정 코어(642)로 전달된다. 고정 코어(642)는 브러쉬지지 부재(900)로 전압을 전달하는 자석 스위치 커버(640)로 전압을 전달한다. 다시말해, 상측 브러쉬(910)들과 하측 브러쉬(910)들은 브러쉬지지 부재9900)를 통해 단락 회로가 된다. 한편, 회전자(540)의 내부 회전은 회전자 코일(530)들에서 기전력을 발생한다. 이러한 기전력은 상측 브러쉬(910)들, 브러쉬지지 부재(900) 및 하측 브러쉬(910)들을 통해 단락 회로가 되므로, 제동력이 회전자(540)의 내부 회전에 작용된다. 결과적으로, 회전자(540)는 회전을 급속히 정지한다.

본 실시예에 따르면, 브러쉬(910)를 정류자측으로 동작하는 상측 코일 단부(534)로 밀치어내는 코일 스프링(914)을 자석 스위치(600)외주상에 축방향으로 위치시키므로서, 자석 스위치(600)의 외주에 있는 공간은 효율적으로 사용될 수 있다. 이는 바이어싱 수단과 코일 스프링의 축방향길이로 인한 스타터의 축방향 크기가 증가없는 소형 스타터가 제공되는 것을 허용한다.

또한, 코일 스프링(914)의 축방향 길이는 자석 스위치의 직경과 동일한 길이로 설정될 수 있다. 따라서, 최적의 스프링압과 부하가 용이하게 설정될 수 있으며, 스프링의 수명이 현저하게 개선될 수 있다.

수납부를 형성하므로서 즉, 모터측의 반대쪽에 자석 스위치(600)를 수납하기 위한 프레임(830)을 다수의 브러쉬(910)들이 미끄럼 가능하도록 배치하므로서, 자석 스위치(600)를 위한 분리 수납부가 요구되지 않으며 부품의 수를 줄일 수 있다.

자석 스위치(600)의 플런저(600)를 스타터 모터(500)의 축(510)에 교차되도록 수직으로 배치하고, 플런저 축(610)의 방사상 외주에 브러쉬(910)들을 설치하므로써, 스타터의 전체 축방향 길이는 짧아질수 있으며, 단지 자석 스위치(600)의 방사상 길이나 직경만이 증가한다. 브러쉬(910)용 코일 스프링(914)은 자석 스위치(600)의 방사 방향 길이를 효과적으로 사용할 수 있다. 따라서, 요구되는 스프링 특성들이 손실되지 않는다.

제23도에 도시된 본 발명에 따른 스타터의 제 2 실시예에서, 자석 스위치(600)의 플런저(610)는 모터(500)의 축방향에 동일한 방향으로 또는 평행하게 배치된다. 자석 스위치(600)는 후단 벽(700)에 제공되며 가동 접점(612)의 반대쪽의 자석 스위치 단부는 축방향으로 확장되어 있는 수납부(931) 내에 위치한다. 플런저(610)에 고정되어 있는 코드형 와이어(680)는 제1풀리지지 부재(951)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있는 제1 풀리(691)를 통해 방사 방향으로 굽어져 있다. 상기 코드형 와이어는 제2풀리지지 부재(950)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있으며 자극(550)들 사이에서 인도되는 제2풀리(690)에 의해 축방향으로 더 굽어져 있다. 자석 스위치(600)의 플런저(610)의 이동은 윗벽(900)의 수납부(931)상에 형성되어 있는 단부측(932)에 의해 제한된다.

본 제 2실시예어 따르면, 자석 스위치(600)의 축방향 길이는 브러쉬 스프링(914)의 축방향 길이로 사용될 수 있고, 스프링 특성들은 제 1실시예만큼이나 충분히 성취될 수 있다. 단부 프레임(700)은 자석 스위치(600)의 방사상 길이의 감소로 인해 방사방향으로 좁아질 수 있다. 이러한 구조는 스타터를 엔진과 함께 조립할 때, 방사방향으로 장애물들이 존재하는 경우에 특히 효과적이다

본 발명은 이제까지 가장 실질적이고 바람직한 것으로 생각되는 실시예와 관련하여 설명되었다. 그러나, 본 발명은 그 내용으로 제한되고자 의도된 것이 아니다. 오히려, 첨부된 특허 청구의 범위의 정신 및 범위내에 포함되는 모든 변경 및 등가 구성을 포괄하려는 의도로 이루어진 것이다.

Claims (9)

1. 다수의 자극(550)들, 상기 자극(550)들 내에 설치되어 있으며 회전자코일(530)이 장착되어 있는 회전자 코어(540), 상기 회전자 코어(540)와 함께 회전 가능한 축(510) 및 상기 회전자 코일(530)에 전기를 공급하기 위하여 상기 회전자 코어(540)의 일축단에 상기 축(510)에 수직으로 형성되어 있는 정류자(534)를 갖는 스타터 모터(500); 고정접점(630)과 상기 스타터 모터(500)를 구동하기 위해 상기 고정집점(630)에 접촉하는 가동접점(612)이 장칙되어 있는 플런저(610)를 가지며, 상기 정류자(534)에 축방향으로 인접하게 배치되어 있는 자석 스위치(600); 및 상기 정류자(534)와 접촉하는 다수의 브러쉬(910)들과 상기 자석 스위치(600)와 축방향으로 중첩되도록 상기 자석 스위치(600)의 외주를 따라 배치되어 있으며 상기 정류자 축방향으로 상기 브러쉬(910)들을 가압하는 바이어싱 수단(914)을 갖는 브러쉬 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 스타터.
2. 제1항에 있어서, 상기 바이어싱 수단은 코일 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 스타터.
3. 제 1항에 있어서, 상기 브러쉬(910)들을 미끄럼 가능하게 지지하는 브러쉬지지 부재(900); 및 상기 브러쉬지지 부재(900)에 대한 상기 스타터 모터(500)의 반대쪽에서 그 안에 상기 자석 스위치(600)를 수납하는 수납수단(700)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스타터.
4. 제3항에 있어서, 상기 브러쉬지지 부재(900)의 중앙에 형성되어 있으며 상기 축(510)의 일단을 회전 가능하게 지지하는 베어링(564)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스타터.
5. 제3항에 있어서, 상기 브러쉬지지 부재(900)는 금속재로 이루어진 것을 특징으로 하는 스타터.
6. 제1항 내지 제5항중 어느 한항에 있어서, 상기 자석 스위치(600)는 상기 플런저(610)가 상기 축(510)에 수직으로 이동 가능하도록 배치된 것을 특징으로 하는 스타터.
7. 제1항 내지 제6항중 어느 한항에 있어서, 상기 자석 스위치(600)을 덮고 있으며 상기 바이어싱 수단(914)을 축방향으로 지지하기 위해 상기 브러쉬(910)들을 향해 내측으로 확정되어 있는 스프링지지 부재(710)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스타터.
8. 제1항에 있어서, 상기 자석 스위치(600)는 상기 플런저(610)가 상기 축(510)과 평행으로 이동 가능하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 스타터.
9. 죽(510)과 정류자(534)를 가지며, 상기 정류자(534)의 표면이 상기축(510)에 수직이 되도록 구성되는 스타터 모터(500); 상기 스타터 모터(500)에 축방향으로 인접하게 배치되어 있으며 상기 스타터 모터(500)로의 전원 공급을 제어하기 위해 이동 가능한 플런저(610)를 구비한 자석 스위치(600); 축방향으로 미끄럼 가능하도록 상기 정류자(534)에 접해있으며 상기 정류자(534)로 전원을 인가하는 브러쉬(910); 및 상기 브러쉬(910)를 축방향으로 상기 정류자(534)에 가압하며 상기 자석 스위치(600) 외면에 방사상으로 배치되어 있는 스프링(914)을 구비하는 것을 특징으로 하는 스타터.