KR100197027B1 - 스타터장치 - Google Patents

Abstract

전동기에 기계적으로 결합된 피니온축과 동심으로 배치된 비자성 원통부재를 통하여 스타터장치에서 엔진의 링기어와 피니온기어 사이의 맞물림과 유리를 전자식 압출장치가 제어한다.

이 전자식 압출장치는 원통부재 주위에 동심으로 배치되고 그리고 전자코일, 전자코일의 고정철심, 제1공극간을 통하여 고정철심과 함께 자성회로를 형성하고 고정철심의 극면에 직면하는 가동철심과 그리고 가공철심의 가동방향에 따라 늘어나는 멤버를 포함하고, 가동철심의 이동 개시에서 고정철심과 가동 철심 사이에서 작동하는 자성 견인력을 증가하고 이동의 단부에서 자성 견인력의 증가를 억제하기 위하여 브리지 멤버를 통하여 자성 회로에서 자속의 일부분이 바이패스하므로써 제 1공극간 보다 짧은 제2공극간의 고정철심에 직면하고 거기에 자성으로 결합된다.

Description

스타터장치

제1도는 본 발명에 관한 스타터장치의 제1실시예를 표시하는 도면.

제2(a)도, 제2(b)도 및 제2(c)도는 종래의 전자식 압출기와 본 발명의 자기 회로의 자속분포를 표시하는 도면.

제3도는 종전의 전자압출기의 특성과 본 발명의 특성설명도.

제4도는 제1도에 따른 제1실시예에서의 자기흡인력과 브리지멤버의 두께 사이의 관계를 표시하는 도면.

제5도는 제1도에 따른 제1실시예에서의 자기흡인력과 브리지멤버의 도출율의 관계를 표시하는 도면.

제6도는 본 발명에 따른 제2실시예를 표시하는 도면.

제7도는 본 발명에 따른 제3실시예를 표시하는 도면.

제8도는 본 발명에 따른 제4실시예를 표시하는 도면.

제9도는 본 발명에 따른 제5실시예를 표시하는 도면.

제10도는 본 발명에 따른 제6실시예를 표시하는 도면.

제11도는 본 발명에 따른 제7실시예를 표시하는 도면.

제12도는 제11도의 제7실시예의 자기흡인력과 브리지 멤버의 돌출율사이의 관계를 표시하는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 하우징 6 : 코뮤테이터

7 : 브라시 8 : 브라시홀더

9 : 피니온축 10 : 베어링

11 : 헤리칼스프라인 12 : 원통부재

13 : 클러치 14 : 피니온기어

15 : 전자식 압출장치 16 : 고정철심

17 : 가동철심 18 : 전자코일

19 : 자극 20 : 결합부재

21 : 브리지멤버 22 : 리턴스프링

24 : 스위치 25 : 고정접점

26 : 누름스프링 27 : 가동접점

28 : 스톱퍼부재 29 : 관통축

본 발명은 시동을 위한 자동차량의 엔진에 회전토크를 스타터(starter)장치에 관한 것이다.

자동차량의 스타터장치는 그의 모터부가 회전운동을 피니온축(pinion shaft)에 지지된 피니온기어에 전하는 동시에 그의 전자식 압출장치가 피니온기어를 이동하게 구성되어 있다. 피니온기어의 이동을 통하여 피니온기어는 자동차량의 엔진의 링기어(ring gear)에 연결하고, 이것에 의해 모터부의 회전 운동이 엔진에 전달된다.

종래의 스타터장치는 모터부와 피니온축은 대략 동축상에 설치되어 한편, 전자식 압출장치는 그 모터부와 병렬로 설치 되어 있다.

이리하여 전자식 압출장치는 샤프트레버(shaft lever)를 경유하여 피니온기어를 이동한다.

이 이유로, 이 종류의 스타터장치의 전 구조는 불편하게 되고 그리고 엔진룸의 그의 배치공간은 그의 엔진룸에서의 적당한 배치는 곤란한 문제중의 하나가 되어 한정되었고, 더욱 그러한 구조는 엔진룸에서의 자동차량의 고밀도실장의 근래의 요구에 맞지 않는다.

상기 문제를 해결하고 상기 수요를 충족시키기 위해 전자식 압출장치를 원통상으로 구성되고 그리고 피니온축의 외주상에 동축적으로 구성되는 소위 동축형전자식 압출장치의 스타터장치가 고안되었다.

이러한 스타터장치중의 한예가 특개소 61-85574(1986)호 공보에 기재되어 있다.

상기 스타터장치는 전자식 압출장치의 변위를 시프트레버를 사용하지 않고 피니온기어에 직접전달한다.

따라서 전자압출장치의 변위에 대한 피니온기어의 변위는 시프트레버의 중점을 회전축으로 지지하는 것에 의해서는 그와 같이 조정될 수가 없다.

일반적으로 전자식 압출장치는 그곳속에 자기회로를 구성하고 가동철심을 고정철심으로 자기흡인력에 의해 전자식압출장치에 의해 기인되는 변위가 얻게 된다.

그러나, 상기와 같이 전자식 압출장치의 변위에 대해 조정될 수 없을 때 가동철심의 변위량(이동량)을 축소될 수 없게 되고, 따라서 큰 장기저항부분이 전자압출장치의 자기회로에서 증대되어져야만 한다.

이 때문에 전자압출장치의 전자코일부에 의해 발생되는 자계는 전자코일의 사이즈를 크게 하는 것에 의해 증가되어야 했고, 결과로서는 스타터장치의 전사이즈는 따라서 크게 되었다. 고정철심과 가동철심에서 작동하는 자기흡인력은 그들의 극간의 변화에 대해 2승 특성으로 변화하고 가변철심이 흡인되어 고정철심에 가까워짐에 따라 자기흡인력은 가급적 크게 된다.

한편, 전자코일에서 공급하는 전류가 차단되었을 때 가동철심이 초기위치에 돌아가게 하기 위해 리턴스프링(return spring)에 의해 전압이 가해진다.

여기에서 리턴스프링의 저압이 가해지는 힘은 가동철심과 고정철심사이의 극간변화에 대해 비례적으로 변화한다.

소위 동축형 전자식 압출장치의 스타터장치에서는 가동철심의 이동거리가 상기 지시와 같이 증가되면 이것에 의해 가동철심과 고정철심사이의 극간도 크게 되어 자기 흡인력이 리턴스프링력에 의해 비교적 커진다.

이 때문에 전자식 압출장치의 각 기계적 요소의 기계적 강도는 강하게 되어지게 되고 더욱 그의 구조도 복잡하게 되어 스타터 장치 자체의 사이즈를 대형화하였다.

본 발명의 목적은 상기 문제를 감안하여 전자식 압출장치를 피니온축의 주의에 동축적으로 배치하고 전체의 소형화가 가능하게 되는 스타터장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 상기 목적은 전자코일에 통전이 없을 때, 자기 브리지멤버의 정상에서 자기회로의 고정철심의 자극까지의 거리가 가동철심에서 고정철심의 자극까지의 그것보다도 더 짧게 선택되고 더욱 그 전자코일이 전압이 가해지면 자속의 일부가 발생되어 가동철심을 통한 통과는 고정철심에 자기 브리지멤버를 통하여 전달되는 전자의 압출장치의 자기회로에서 자기브리지멤버를 통과하는 것에 의해 성취된다.

더욱, 본 발명의 상기 목적은 가동철심이 소정의 거리에 위치할 때 고정철심을 향하여 기동철심을 통과하는 자속의 일부를 바이패스하는 전자식 압출장치의 자기회로에서 자기브리지멤버를 제공함으로써 성취된다.

더욱, 본 발명의 상기 목적은 비자성체에서 피니온기어를 배치하는 가동철심에 연결되는 원통부재를 형성하는 것에 의해서도 성취된다.

상기와 같이 본 발명의 수단에 따라, 자기회로는 가동철심과 고정철심의 자극의 공극(空隙) 거리가 짧게 되고 자기회로의 자기저항이 축소되도록 자기브리지멤버를 경유 고정철심에 가공철심을 통과하는 자속의 일부가 도달하는 그러한 방법으로 구성된다.

따라서 자성코일에 의해 발생되는 자계는 전자코일의 권회수가 축소되고 전 스타터장치의 사이즈가 축소되게 효과적으로 이용된다.

더욱, 상기와 같은 본 발명의 수단에 따라 자기브리지멤버는 고정철심에 전달하기 위해 가동철심을 통과하는 자속의 일부를 바이패스한다.

상기와 같이 자기브리지멤버가 기능하기 때문에, 가동철심과 고정철심사이의 극간이 소정거리하에서 축소될 때, 가동철심과 고정철심사이에서 동작하는 자기흡인력은 축소된다.

그래서, 전자식 압출장치의 기계적 강도의 레벨은 낮게 유지되고 그러한 저 기계적 강도의 구성적인 요소가 적용될 수 있고 그리고 전 스타터장치의 사이즈가 축소된다.

더욱, 상기와 같은 본 발명의 수단에 의해 피니온기어를 이동하는 가동철심에 연결되는 원통부재가 비자성재료로 만들어지기 때문에 가동철심과 고정철심을 통과하는 자속은 그러한 원통부재에 누설되는 일 없고 그리고 전자코일에 의해 발생되는 자속은 효과적으로 이용된다.

따라서 전자코일의 권회수가 축소되고 그리고 전 스타터장치의 사이즈는 축소된다.

[실시예]

이하, 본 발명의 제1실시예가 도면을 참조하여 설명한다.

제1도는 밀폐형 스타터장치를 표시한다.

자성체로서 구성된 모터측 하우징(1)의 전단부에는 비자성체로 구성된 전자코일측 하우징(2)이 결합된다.

영구자석의 모터측 계자극에 하우징(1)의 내주면주의에 예를 들면 4개극이 등 간격으로 고정된다.

더욱, 아마추어(5)는 영구자석의 계자극에 대향되게 모터측 하우징(1) 내부에 수납된다.

더욱 코뮤테이터(6)는 아마추어(5)의 일부에 구성된다.

또, 브라시(7)는 모터측 하우징(1)의 내측에 브라시홀더(8)를 통하여 고정된다.

브라시(7)는 코뮤테이터(6)에 적당한 스프링으로 접촉되어, 브라시(7)와 코뮤테이터(6)를 경유하여 아마추어(5)의 아마추어 코일에 전류 공급된다.

아마추어(5)의 전단에 피니온축(9)에 결합된다.

아마추어(5)와 피니온축(9)은 일체적으로 결합되고, 그의 전단에는 피니온기어케이스(3)에 설치된 베어링(10)을 통하고 그리고 그의 후단에는 아마추어(5)의 후방에 설치된 베어링(표시되지 않음)을 통하여 회전가능하게 지지된다.

피니온축(9)의 일부분에 헤리칼스프라인(11)이 설치된다.

더욱, 피니온축의 외주축에는 비자성체로 구성된 원통부재(12)가 배치된다.

원통부재(12)의 내주면에는 헤리칼스프라인이 설치된다.

피니온축(9)에 설치된 헤리칼스프라인(11)을 통하여 피니온축(9)과 원통부재(12)가 활주기능하고, 동시에 피니온축(9)의 회전이 원통부재(12)에 전달되도록 되어 있다.

원통부재(2)의 전단부에는 일방향 클러치(13)가 설정된다.

더욱, 그 클러치의 전단부에는 피니온기어(14)가 배치된다.

일방향클러치(13)는 원통부재(2)의 회전을 피니온기어(14)에 전달하고 동시에 피니온기어(14)에 역토크가 발생될 때 원통부재(12)와 피니온기어(14) 사이의 접속을 떼어놓는 작용을 한다.

전자코일측 하우징(2)의 내주측에는 전자식압출장치(15)가 배치된다.

전자식압출장치(15)는 고정철심(10)과 가동철심(17) 및 전자코일(18)로 구성된다.

고정철심(16)은 원통형상을 하고 그리고 그의 축방향의 단면 형상이 역의 U자형이고, 다른 양상으로 고정철심(16)의 구성은 역의 U형상의 몸체의 저면이 전자코일측 하우징(2)의 내면에 접촉하는 동안 그 장치의 축 주위를 상기 역의 U자형 몸체를 회전함으로써 획득된다.

고정철심(16)의 내부에 원통형의 전자코일(18)이 수납된다.

더욱, 고정철심(16)의 전단부축 중심방향의 연장부는 후단부의 축중심방향의 연장부보다 길게 설계되어 있고, 그리고 긴부분의 가공철심(17)에 대향하는 부분은, 자극(19)을 구성한다.

고정철심(16)의 열림부의 일부는 축방향으로 이동가능한 원통형의 가동철심에 의해 점유된다.

이러한 구성으로 고정철심(16)과 가동철심(17)은 전자코일(18)에 의해 발생된 자계의 공기극간을 경위하여 자기회로를 형성한다.

따라서 자계가 발생될 때, 가동철심(17)과 고정철심(16)의 자극(19)은 상호 흡인된다.

가동철심(17)은 결합부재(20)를 통하여 피니온축(9)에 연결되고 가동철심의 이동량은 피니온축(9)의 이동량의 변경없이 전달된다.

가동철심(17)의 내주주위에 가동철심(17)과 인접하여 원통형브리지멤버(21)가 배치된다.

브리지멤버(21)는 가동철심(17)과 대략평행으로 배치되고 그리고 브리지멤버의 상단부에서 자극(19)까지의 거리가 가동철심(17)의 상단부에서 자극(19)까지의 그것보다 짧게 되는 그러한 방법으로 배치된다.

브리지멤버(21)의 후반부는 구부러져 있고 원통부재(21)에 연결된다.

따라서 브리지멤버(21)의 이동량은 원통부재(12)와 가동철심(17)과 같게 변위한다.

또, 이 브리지멤버(21)의 굽은부와 피니온기어케이스(3)의 후단부에 설치된 측판사이에 리턴스프링(22)이 배치되어 그의 후단방향으로 피니온축(9)을 힘을 더하게 한다.

스위치(24)는 고정철심(16)의 후방에 배치된다.

그 스위치(24)는 고정접점(25)과 가동접점(27)에 의해 구성된다.

고정접점(25)은 전자코일축하우징(2)에 고정된다.

더욱, 관통축(29)은 고정접점(25)에 결합된다.

가동접점(27)은 누름스프링(26)에 의해 힘이 더해지고, 그리고 원통부재(12)에 고정된 스톱퍼부재(28)에 의해 누름스프링(26)의 한단부를 지지하는 동안 관통측(29)을 따라 활주가능하게 유지된다.

가동접점(27)과 고정접점(25)이 접촉될 때, 전류는 코뮤테이터(6)와 브라시(7)를 경유하여 아마추어(5)의 아마추어 코일에 공급된다.

또 누름스프링(26)은 도면에 표시되지 않은 엔진시동스위치가 오프로 되었을때 가동접점(27)과 고정접점(25)을 스프링력에 의해 분리하기 위한 것이고, 양접점과 절연하여 설치된다.

관통축(29)은 가동접점(27)을 원활하게 이동하도록 설치되어 그리고 더욱 가동철심(17)에 연결되는 스톱퍼부재를 통하여 통과된다.

스톱퍼부재(28)의 구멍에 관통축(29)을 끼우는 것은 원통부재(12)가 회전하여도 가동철심(7)의 회전을 방지한다.

스위치(24)에 설치된 관통축(29)과 가동철심(17)에 설치된 스톱퍼부재(28)에서 가동철심(17)의 회전방지 기구가 구성되어 있으므로 가동철심(17)의 전체부분은 거기의 회전을 방지하기 위해 키홈의 가동철심(17)과 비교하여 자속로를 위해 유효하게 활용된다.

다음은 이 실시예의 동작을 설명한다.

도면에 표시되지 않은 엔진 시동스위치가 온이 되면, 전류는 전자식 압출장치(15)에 공급된다.

이것에 의해 전류는 전자코일(18)을 통하여 흘러 그 주위에 자계를 발생하고 그리고 이 자계에 기인하여 자속이 고정철심(17)에 의해 형성되는 자기회로를 통하여 통과한다.

엔진시동스위치가 온이 되지 않을 때에는 피니온축(9)은 리턴스프링(21)을 경유하여 후단방향으로 힘이 더가해지고 극간이 고정철심(16)과 가동철심(17)의 자극(19)사이에 형성된다.

자속이 고정철심(16)과 가동철심(17)에 의해 구성된 자기회로를 통과할 때 흡인력이 고정철심(16)과 가동철심(17)사이에 유도되고 그리고 가동철심(17)은 리턴스프링(22)(제1도에 있어 우방향)의 탄성력에 대해 선단방향으로 이동한다.

가동철심(17)의 이동력은 결합부재(20)을 통하여 원통부재(12)에 전달되고, 그리고 가동철심(17)의 이동에 수반하여 원통부재(12)가 이동하고, 더욱 피니온기어(14)도 이동한다.

헤리칼 스프라인(11)이 원통부재(12)내측에 설치되어 있으므로 원통부재(12)는 천천히 회전하면서 그곳을 통하여 이동한다.

이러한 구성에 의해 피니온기어(14)는 천천히 회전하면서 엔진의 링기어(29)에 접하므로 이것에 의해 피니온기어(14)의 링기어(29)에 맞물이기가 쉬워진다.

따라서 원통부재(12)가 전단방향으로 이동하면 피니온기어(14)의 측면이 크렌크축에 직결하는 링기어(29)의 측면에 접촉하고 그후 피니온기어(14)는 링기어(29)에 맞물인다.

한편, 가동철심(17)의 이동은 스톱퍼부재(28)를 통하여 스위치(24) 가동접점(26)에 전달되어 가동철심(17)의 이동에 수반하여 가동접점(26)도 이동한다.

피니온기어(14)가 링기어(29)에 맞물이는 위치에 이동할 때, 가동접점(26)은 고정접점(25)에 접촉하고 전기적으로 단락하도록 피니온기어(14)와 링기어(29)의 위치가 구성된다.

이 단락에 의해 브라시(7)와 코뮤테이터(6)를 통하여 아마추어(5)의 아마추어 코일에 전류가 공급된다.

아마추어(5)의 아마추어 코일을 통하여 전류가 흐르면 계자극(4)에 의해 발생하는 자속의 힘에 의해 전자력이 발생되어 이것에 의해 아마추어(5)에 회전토크가 발생한다.

아마추어(5)의 회전력은 피니온축(9), 원통부재(12) 및 일방향크레치(13)를 통하여 피니온기어(14)에 전달된다.

이것에 의해 피니온기어(14)는 링기어(29)을 회전하고, 그후 엔진을 시동한다.

엔진의 시동이 완료되면, 도면에 표시되지 않은 엔진시동스위치가 오프되어, 더욱 전자식 압출장치(15)에 공급되고 있던 전류가 차단되어, 전자코일(18)에 의한 자계의 발생은 중단된다.

이것에 의해 가동철심(17)과 고정철심(16)사이에서 작동하는 흡인력은 없어지고, 원통부재(12)는 리턴스프링(22)(제1도의 좌측방향)의 더가해지는 힘에 의해 후단방향에 이동한다.

이것에 수반하여 피니온기어(14)는 링기어(29)에 맞물린 상태에서 해방된다.

더욱, 동시에 아마추어(5)의 아마추어 코일에 공급되고 있었던 전류도 차단되고, 아마추어 회전도 정지된다.

다음은 전자식 압출장치(15)의 상세에 대해 설명한다.

전자코일(18)에 전류가 공급되고 그리고 자계가 발생될 때 자계에 기인하는 자속은 고정철심(16)과 가동철심(17)의 자극(19)사이의 공극간을 통하여 고정철심(16)과 가동철심(17)에 의해 형성된 자기회로를 통하여 통과한다.

지금, 제2(a)도에 표시하는 것과 같이 원통부재(12)가 자성체로 구성되었을 때 전자코일(18)에 의해 발생된 자계에 기인하는 자속은 원통부재(12)를 통하여 지나간다.

따라서 전자코일(18)에 의해 발생한 자속의 일부는 거기를 통하여 지나가는 자속을 축소하기 위해 고정철심(16)과 가동철심(17) 이외에 누설한 것이 된다.

환언하면 전류가 전자코일(18)에 공급될 때 발생되는 고정철심(16)과 가동철심(17) 사이의 전자흡인력이 저하한다.

이 때문에 설계적으로 필요한 전자식 압출장치(15)의 소정의 전자흡인력을 얻기 위해서는 전자코일(18)의 권회수를 증가하고 전자코일(18)에 의해 발생되는 자계력을 증가하는 것이 필요하다.

따라서 전자코일(18)의 사이즈는 필연적으로 대형이 되어, 전자압출력장치(5)의 사이즈가 중량이 대형으로 되고 거기에 추정하여 그의 소비전력도 역시 크게 된다.

또, 일반적으로 스타터장치의 경은 그의 설치자유도의 관점에서는 균일한 것이 바람직하다.

따라서 전자식압출장치(15)를 수용하고 있는 전자코일측 하우징(2)의 외경과 모터측하우징(1)의 외경은 대략 같게 할 필요가 발생하여, 전자코일(18)의 권수를 증가하게 하기 위해서는 스타터장치의 축방향길이가 길게 된다.

이것에 대해, 제2(b)도에 표시하는 것과 같이 원통부재(12)를 비자성체 재료에 의해 구성되면, 전자코일(18)이 발생하는 자계에 의한 자력선이 원통부재(12)를 통과하기가 어렵게 된다.

또, 동시에 원통부재(12)의 내측에 배치되어 있는 피니온축(9)에도 자력선이 통과하기 어렵게 된다.

이 때문에, 고정철심(16) 및 가동철심(17)을 통과하는 자속이 감소하는 일없이 전자코일(18)의 발생하는 자계를 유도하게 사용할 수가 있다.

즉, 전자코일(18)을 대형으로 하는 일 없이 소망의 고정철심(16)과 가동철심(17)의 자기흡인력을 얻는 것이 가능하게 된다.

일반적으로 고정철심(16)과 가동철심(17) 사이의 흡인력은 고정철심(16)과 가동철심(17)과의 극간의 거리의 2승에 반비례하여 작게 된다.

엔진시동스위치가 온상태가 되면 리턴스프링(22)의 더가해지는 힘에 대해, 가동철심(17)은 이동한다.

설계상에서 리턴스프링의 탄성력이 결정되므로, 고정철심(16)과 가동철심(17)의 거리가 커지면, 전자코일(18)의 권회수도 증가할 필요가 있다.

그리고 이 거리에 따라 가급적으로 증가되게 하는 것이 필요하다.

본 실시예에서는 제2(c)도에 표시하는 것과 같이 가동철심(17)의 내측과 근접하고 약간의 그간을 통하여 대략 가동철심(17)과 평행으로 브리지멤버(21)가 설치된다.

더욱, 이 브리지멤버(21)의 선단과 고정철심(16)의 자극(19)까지의 거리를 가동철심(17)에서 자극(19)까지의 거리보다도 가깝게 되게 한다.

이 때문에, 가동철심(17)을 통과하는 자속은 그대로 고정철심(16)을 통과하는 외에 브리지멤버(21)를 통하여 고정철심(16)을 통과하는 것이 나타나게 된다.

그 때문에 가동철심(17)과 고정철심(16)의 자극(19) 사이에서 작용하는 전자흡인력 외에 브리지멤버(21)와 자극(19)에 작용하는 전자흡인력이 나타난다.

더욱, 브리지멤버(21)와 자극(19) 사이의 가동철심(17)과 자극(19) 사이의 거리보다도 작기 때문에 브리지멤버(21)와 자극(19)간의 자기흡인력은 충분히 큰 것이 된다.

이와 같이 브리지멤버(21)를 설치하는 것에 의해 전자압출장치(15)의 발생하는 힘이 증대하기 때문에 전자코일(18)이 발생하는 자계를 작게 하여, 전자코일(18)의 권회수를 감소되게 한다.

다음은, 리턴스프링(22)의 기능에 대해 전자식압출장치(15)를 설명한다.

상기와 같이 고정철심(16)과 가동철심(17)간의 자기흡인력은 대략 고정철심(16)과 가동철심(17)의 극간 거리의 2승에 반비례하여 작게 된다.

이 자기 흡인력은 제3(b)도와 같이 된다.

더욱, 제3도에 있어서 종축이 자기흡인력을 표시하고 횡축은 고정철심(16)과 가동철심(17)의 길이가 최소에서 최대가지 변화하는 것을 표시하고 있다.

한편 제3(a)도에 표시하는 것과 같이 리턴스프링(22)의 더 가하는 힘은, 고정철심(16)과 가동철심(17)의 극간의 길이가 크게 됨에 다라 대략 직선적으로 감소한다.

전자식 압출장치(15)가 정상으로 피니온축(9)은 전단방향으로 밀어내고 피니온(14)을 링기어(29)에 맞물이게 하기 위해서는 전자식 압출장치(15)의 전자코일(16)에 전류가 흘렀을 때 고정철심(16)과 가동철심(17)과의 사이의 전자흡인력이 리턴스프링(21)의 반력보다도 크게 될 필요가 있다.

제3(b)도의 특성을 표시하는 것과 같이 전자식 압출장치에서는 공극간의 길이가 큰상태에서 작은 상태로 변화했을 때, 리턴스프링(21)의 압력이 비교적 크게 되는 데에 비해, 자기흡력은 가급적으로 크게 된다.

이 때문에 제3(b)도 및 제3(c)도가 표시하는 선을 비교하면 알 수 있는 것과 같이 공극간의 길이가 클 때(피니온기어 14가 링기어 29에 맞물이지 않을때)에 자기흡인력이 리턴스프링의 반력보다도 크게 되도록 설정하면, 공극간의 길이가 작을때(피니온기어 14가 링기어 29에 맞물리고 있을때)에 자기흡인력이 리턴스프링의 반력보다 너무 크게 된다.

결과로서 고정철심(16)과 가동철심(17)의 극간의 길이가 충분히 작게 되었을 때에 불필요한 기계하중이 전자식 압출장치(15)에 걸인다.

이 때문에 예를 들면 리턴스프링을 누르기 위해 장치의 강도를 크게 하는 등, 전자식압출장치(15)의 각 기계요소를 기계적 손상에 대해 강하게 설정되어야 한다.

본 실시예에서는 이것에 대해, 제3(c)도에 표시하는 것과 같이 고정철심(16)과 가동철심(17)의 극간의 길이가 작게 되는데에 대해, 이것과 비교적으로 증가하는 전자흡인력이 얻게 된다.

또, 이것을 상세히 설명한다.

제2(e)도에 표시하는 것과 같이 가동철심(17)과 작은 극간을 통하여 대략 평행으로 브리지멤버(21)를 설치하고 있다.

이 브리지멤버(21)는 원통부재(12)와 함께 이동한다.

전자코일(18)에 전류가 흐르면 고정철심(16)과 가동철심(17)의 사이에 자기흡인력이 작용하여, 고정철심(16)과 가동철심(17)의 거리가 작게된다.

또, 거리가 작게됨에 따라 자기흡인력도 크게 되어 간다.

그러나, 고정철심(16)과 가동철심(17)과의 거리가 소정이하로 되면, 브리지부재(21)의 일부가 자극(19)의 측면에 겹치게 된다.

이 때문에 그때까지는 고정철심(16), 가동철심(17)을 축방향으로 흡인하도록 작용하고 있던 자속의 일부가 브리지 멤버(21)를 통하여 분포되어, 고정철심(16)의 내경측의 측면을 통하게 되어, 자기흡인력이 저하된다.

고정철심(16)과 가동철심(17)을 축방향으로 흡인하도록 작용하고 있었던 자속은 브리지멤버(21)와 고정철심(16)이 겹쳐지는 부분이 크게될수록 브리지멤버를 통하여 많이 분포되어 간다. 그리고 이것에 의한 자기흡인력의 저하 몫(분)도 크게 되어 간다. 그 때문에 고정철심(16)과 가동철심(17)의 극간의 길이가 작게 되어도 가급적으로 자기흡인력이 크게 되지 않고, 극간의 길이가 작게됨에 따라 비교적 크게 되는 특성을 얻을 수 있다.

즉, 브리지멤버(21)를 설치하는 것에 의해 공극간의 길이가 작은 범위에서의 자기흡인력이 리턴스프링의 반력에 비교하여 크게 나오는 것은 없다.

그리고 동(c)에 표시하는 것과 같이 흡인력 특성은 전공극간의 길이의 범위에 걸쳐, 리턴스프링의 반력특성에 합치는 경향으로 되어, 공극간 길이의 작은범위에서 필요이상의 흡인력으로 가동철심(17)을 끌어붙이는 일이 없기 때문에 기계적 과부하도 작고 스타터장치의 수명도 길게 하는데 유효하다.

이하, 브리지멤버(21)이 두께에 대해 설명한다.

일반적으로 브리지멤버(21)을 통과하는 자속의 상한은 브리지 멤버를 통과하는 자속이 두께에 의해 결정된다.

즉, 큰 자계가 있었다 하여도 브리지멤버의 두께에 따라 자기 포화하여 어느 일정정도까지의 자속만을 통과한다.

상기와 같이 고정철심(16)과 가동철심(17)의 극간이 클때에는 브리지멤버(21)를 통과하는 자속이 크면 고정철심(16)과 가동철심(17)간이 자기흡인력이 크게 되므로 브리지멤버의 두께를 크게 하는 것이 바람직하다.

역으로 고정철심(16)과 가동철심(17)의 극간이 작을때에는 브리지멤버(21)를 통과하는 자속이 너무나 크게 되면 고정철심(16)과 가동철심(17)간의 흡기흡인에 걸리는 자속이 매우 작게 된다.

제4(a)도에 표시하는 것과 같이 브리지멤버(21)의 두께가 크게 됨에 따라 고정철심(16)과 가동철심(17)의 극간이 작을 때의 자기흡인력은 작게 되어 간다.

브리지멤버(21)의 두께가 2mm 이상이 되었을 때는 자기흡인력이 너무 작게 되어 실용상 불리하다.

또, 제4(b)도에 표시하는 것과 같이 브리지멤버(21)의 두께가 작게 됨에 따라, 고정철심(16)과 가동철심(17)의 간이 클때의 자기흡인력은 작게 되어 간다.

브리지멤버(21)의 두께가 1mm 이하로 되었을 때, 역시 자기 흡인력은 너무 작게 되어, 실용상 불리하게 된다.

상기에서 명백한 것과 같이 실용상 사용될 수 있는 것은 브리지멤버(21)의 두께가 1mm에서 2mm의 범위에 한정된다.

더욱 바람직하게는 브리지멤버(21)의 두께가 1.5mm의 경우이다.

다음은 브리지부재(21)의 돌출길이에 대해 설명한다.

제5도의 횡축은 이하의 (1)식에 표시하는 돌출율을 표시하고 있다.

브리지멤버 돌출길이를 더욱 정확하게 정의하면, 브리지멤버(21)가 가동철심(17)과 겹쳐져 있는 부분에서 브리지멤버(21)의 선단부까지의 거리이다.

더욱, 가동철심(17)에서 고정철심(16)까지의 거리는 자속이 통과하는 방향에 있어 거리를 표시하고 있다.

또, 제5도의 중축은 엔진시동스위치가 온이 되어 전자코일(18)에 전류가 흐르기 시작했을때의 고정철심(16)과 가동철심(17)과의 사이에 작동하는 자기흡인력을 표시하고 있다. 더욱, 여기에서는 돌출율이 영의 상태(브리지멤버 21이 포함되지 않은 경우)의 자기흡인력을 1로 하고 있다.

제5도에서 알 수 있는 것과 같이 처음에는 브리지멤버(21)의 돌출율이 영(0)에서 증가해가면 이것에 수반하여 자기흡인력도 증가한다.

즉, 조금이라도 브리지멤버(21)의 돌출이 있으면 자기흡인력의 증가에 효과가 있다.

더욱, 브리지멤버(21)의 돌출율이 크게 되어, 브리지멤버(21)의 돌출율이 1로 되었을 때 최대로 된다(브리지멤버 21이 대략 고정철심 16에까지 달했을 때).

더욱, 브리지멤버(21)의 돌출율이 크게 되어(브리지멤버 21과 고정철심 16의 겹치는 부분이 크게 된다) 브리지멤버(21)의 돌출율이 1.5가 되면, 자기흡인력은 브리지멤버(21)의 돌출율이 영의 경우와 같게 된다.

더욱, 브리지멤버(21)이 돌출율이 더욱 커지면 자기흡인력은 더욱더 작게 된다.

이것에 의해 브리지멤버의 돌출길이를 고정철심(16)과 가동철심(17)의 극간의 약 1.5배 이하로 억제하는 것이 바람직한 것을 알 수 있다.

제6도는 본 발명의 제2실시예를 표시하고 이해를 용이하게 하기 위해 전자식 압출장치(15)만을 설명한다.

도면중 제1도와 동일기호는 제1도와 동일부재 또는 같은 동작을 하는 구성이므로 설명은 생략한다.

본 실시예에서 제1도와 다른 것은 브리지멤버(21)를 가동철심(17)과 일체로 구성한 점이다.

물론 가동철심(17)이 우방향으로 이동했을 때 브리지멤버(21)의 선단이 자극(19)에 접촉하지 않도록 경방향으로 약간의 거리를 두고 구성되는 것을 말할 필요가 없다.

이 실시예에서는 브리지멤버(21)는 가동철심(17)과 동시에 성형될 수 있으므로 브리지멤버(21)를 원통부재(12)에 설치하는 특별 공정을 생략할 수 있다.

제7도는 본 발명의 제3실시예를 표시한다.

동일하게 전자식 압출장치(15)만을 표시하고 있으나, 타의 구성은 제1도와 같다.

도면중 타의 도면과 동일기호는 동일부재 또는 같은 동작을 하는 구성이므로 설명은 생략한다.

본 실시예에서 제1도와 다른 것은, 브리지멤버(21)를 자극(19)측의 선단부에 배설한 점이다.

물론, 가동철심(17)이 흡인력의 작용에 의해 자극(19)에 접근하여도 브리지멤버(21)와 접촉하지 않도록 약간의 좁은 공간 설정하고 있다.

이 실시예에서는 브리지멤버(21)를 원통부재(12)에 설치하는 특별수단을 생략할 수 있을 뿐 아니라, 가동부분이 아니고 고정된 정지부분인 자극(19)측에 설치되면 좋으므로 설치법이 간단하게 될 수 있을 뿐 아니라, 기계적 강도 등 신뢰성의 향상에도 이바지한다.

더욱, 브리지멤버(21)는 고정자극(19)을 작성할 때 이것과 일체로 형성하여도 좋다.

제8도는 본 발명의 제4실시예를 표시한 것이고, 전자식 압출장치(15)만을 표시하나, 타의 구성은 제1도와 동일하여 또, 도면중 타의 도면과 동일기호는 동일부재 또는 같은 동작을 하는 구성부재이므로 설명은 생략한다.

본 실시예에서 제1도와 다른 것은 브리지멤버(21)를 가동철심(17)의 선단부에 설치했을 뿐만 아니라, 더욱 투자율이 다른 2개의 물질(21a, 21b)로 구성된 점이다.

즉, 이 경우에는 가동철심(17)에 가까운쪽의 부분(21b)은 저투자율재(비자성재, 합성수지) 등으로 구성하고, 자극(19)에 가까운쪽의 부분(21a)은 고투자율재(철등, 가동철심 17과 같은 부재)로 구성된다.

더욱, 저투자율재(21a)의 공극간에의 돌출길이는 가동철심(17)의 선단부보다 조금이라도 공극간(35)측에 나와 있으면 좋고, 또 고투자율재(21a)로 구성되는 브리지멤버 선단부는 자극(19)과 축방향으로 겹치는 부분을 가지도록 구성한다.

더욱 브리지멤버부 전체는 가동철심(17)이 흡인력에 의해 자극(19)측에 충분히 근접한점에 있어서도 자극(19)보다 경방향으로 약간의 극건을 가지는 단차를 가지고 가동철심(17)에 고정되는 것은 말할 필요도 없다.

이 실시예에서는 가동철심(17)이 흡인력에 의해 자극(19)측에 순차접근하여도 가동철심(17)의 선단부와 고투자율재(21a)와의 간격은 항상 일정하고, 자극(19)과, 고투자율재(21a)와의 겹치는 부분이 증가할 뿐이다.

이 때문에 본 실시예에 있어서는 제1도의 경우와 같이 공극간(25)이 작게 되는 점에 있어 흡인력의 저하가 방지될 수 있다.

더욱, 브리지멤버(21)는 가동철심(17)의 선단부에 배치될 뿐 아니라, 제1도와 같이 원통부재(12)에 고정하는 구성으로 하여도 좋다.

제9도는 본 발명의 제5실시예를 표시하는 것이고, 리닥그션기구를 구비한 스타터장치를 표시한다.

또, 도면중 제1도와 같은 것은 동일부호를 붙이고 있다.

우선, 모터측 하우징(1)과 전자코일측 하우징(2)과의 사이에 크래치축하우징(40)을 설치하고 크래치축하우징(40)중에 유성감속장치부(49) 및 일방향크래치(50)을 수납한다.

아마추어(5)의 아마추어축(51)의 전단부에 아마추어기어(52)를 설치한다.

아마추어축(51)은 베어링(53)을 통하여 센터브랙케트(54)에 지지된다.

유성기어(55)는 그의 내측에서 아마추어기어(52)에 맞물이고 또, 그 이외측에서의 인터널기어(56)에 맞물여있다.

유성기어(55)의 축중심부에 스프룩케트(57)를 설치한다.

스프룩케트(57)는 일단에는 크래치아웃터(52)에 의해 받는 유성기어(55)의 회전력은 스프룩케트(57)를 통하여 크래치아웃터(58)에 전달된다.

피니온축(9)의 후단에 설치된 크래치인터(59)는 볼베어링(60)를 통하여 센터브랙케트(61)에 의해 지지된다.

크래치아웃터(58)와 크래치인터(59)의 사이에는 아웃터메탈(62)이 압입되어 크래치아웃터(58) 및 크래치인터(59)를 서로 지지한다. 그리고 크래치아웃터(58)의 회전력은 로터(63)를 통하여, 크래치인터(59)에 전달되어, 피니온축(9)을 회전하게 한다.

이 실시예에서는 일방향크레치(50)를 유성감속기구부(49)와 일체로서 아마추어(5)와, 전자식 압출장치(15)사이에 배치했으므로 부푸점수의 감소에 이바지한다.

일방향크레치(50)와 크레치축하우징(40) 사이의 공간에 스위치(24)가 설치되어 있으므로 모터, 유성감속기어 접점장치, 전자식 압출장치, 일방향크레치, 피니온기어와 순차측 방향으로 설치되는 종래의 스타터장치와 비교하여 그의 사이즈를 축방향으로 짧게되어 소형화된다.

더욱, 브리지멤버(21)를 전자코일(18)의 외측에 설치하였으므로 스타터장치의 내측에 많이 있는 자성체부재에서 멀리할수가 있어 전자코일측 하우징(2)은 비자성체로 구성되어있고, 누설자속을 작게할 수가 있다.

그 때문에 브리지멤버를 축소하여 공간을 효율적으로 이용할 수 있다.

제10도는 본 발명의 제6실시예를 표시하고, 스톱퍼키(65)에 의해 리턴스프링(22)의 더가해지는 힘을 지지한다.

이와같이 구성하는것에 의해 브리지멤버(21)에 리턴프링(22)의 더해지는 힘이 더 이상 걸리지 않고, 브리지멤버(21)가 변형하는 일은 없다.

제11도는 본 발명의 제7실시예를 표시하고, 더욱 도면중 제1도와 동일의 것은 동일기호를 붙이고 있다.

또, 스위치(24)가 생략된다.

이 실시예는 전자식 압출장치(15)의 구성에 특성이 있고, 이 부를 주로 설명한다.

더욱 타의 부분에 대해서는 대략, 제1실시예와 동일하다.

따라서 전자식 압출장치(15)만 주로 설명한다.

자기분로를 구성하는 자성체로되는 브리지멤버(21)는 가동철심(17)의 선단부근에서 전자코일측 하우징(2)의 내주벽에 고착도어 된다.

더욱, 브리지멤버(21)는 일단을 가동철심(17)과 겹치도록 또 타단은 후술하는것과 같이 적어도, 고정철심(16)의 자극(19)의 선단까지의 길이범위에서 설정된다.

또, 가동철심(17)은 결합판(2d)과 스프링(65)에 의해 피니온축(9)에 따라 원활히 움직일 수 있게 원통부재(12)에 고착되어 있다.

더욱, 전자코일측 하우징(2)은 비자성재로 구성한다.

상기 전자코일측하우징(2)에 대해 활주자재로 내면에 고정된다. 이와같이 구성된 전자식압출장치(15)에 있어 전자코일(18)에 통전하면 고정철심(16), 고정자극(19), 공극간(10a), 가동철심(17)을 통과하는 자로가 형성되어 상기 고정철심(16)과 가동철심(17)을 공극간을 축소하게하는 방향(도면에서는 우방향)에 자기흡인력을 받는다.

더욱, 이때 가동철심(17)의 선단외주근방에 자성체로되는 브리지멤버(21)가 배치되어 있으므로 전자코일(18)에 의해 생긴 자속의 일부는 자속은 통과하기 용이한 이 브리지멤버(21)를 통하여 자극(19)에 흘러들어가게 된다.

이것은 환언하면 자속이 용이하게 통과하게된 몫(분)만, 고정철심(16)과 가동철심(17)의 공극간의 길이가 짧게된것과 등가이고, 이 때문에 브리지멤버(21)가 없는 경우와 비교하여 흡인력을 증대하게할수 있다.

이때, 가동철심(17)이 흡인력에 의해 순차자극(19)에 접근하여도 브리지멤버(21)와 고정철심(16)의 자극(19)의 거리관계는 불변이고 브리지멤버(21)의 단부를 고정철심(16)의 자극(19)의 단부근변에 구성하면, 후술하는것과 같이 가동철심(17)의 이동에 관계없이 항상 브리지 변용식의 자기흡인력이 최대의 점에서 동작하게 할 수가 있다.

따라서 소요의 전자흡인력을 발생되게 하기위해 필요한 구성부재는 종래의 장치보다도 소형, 경량으로되고 전력소비량도 감소된다.

제12도에 엔진시동스위치가 온이되어 전자코일(18)에 전류가 흐르기 시작했을때의 고정철심(16)과 가동철심 사이에서 작동하는 자기흡인력과 브리지돌출율과의 관계를 표시한다.

제12도에서 명백한것과같이 제1도에 표시하는 실시예와 대략 같은 결과를 얻는다.

제13도는 본 발명의 제8실시예를 표시하고, 제11도와 동일기호는 동일부재 또는 같은 동작을 가지는 구성이기 때문에 설명은 생략한다.

본 실시예에서 제11도와 다른 것은 브리지멤버(21)를 가동철심(17)과 일체로 가동철심(17)의 외주측선단에 설치한 점이다.

이 실시예에서는 가동철심(17)의 이동과 함께 브리지멤버(21)도 이동하기위해 극간 길이가 짧게되면, 브리지멤버(21)의 선단이 고정철심(16)의 자극(19)과 겹치게 되기 때문에 흡인력이 저하한다.

종래의 스타터장치에 사용되는 전자식압출장치가 가지는 흡인력특성은 극간이 작은 부분에서 다소오버스펙크를 발생하고 있으므로, 극간의 길이가 큰 부분에서의 흡인력특성을 증과되게하는것에의해 충분히 소형화는 달성된다.

더욱, 본 실시예에서는 브리지멤버(21)의 구성이 간단하게 되고 하우징(2)의 추가적인 가공도 역시 필요없다.

Claims (17)

1. 전동기와, 상기 전동기축에 기계적으로 결합된 피니온축과, 상기 전동기의 회전운동이 상기 피니온축을 경유하여 전달되는 피니온기어와, 상기 피니온기어와 맞물릴 수 있는 관계로 배치된 엔진의 링기어를 구비하는 스타터장치에 있어서, 상기 스타터장치는 상기 피니온축과 동심으로, 상기 피니온축과 활주가능하게 배치되고, 상기 피니온축과 상기 피니온기어를 기계적으로 결합하는 원통부재와, 상기 피니온축 외부에 동심으로 배치되고, 상기 원통부재의 축운동을 통하여 상기 피니온기어와 상기 링기어사이의 맞물림과 유리를 제어하고, 전류가 상기 전자코일에 공급되지 않을 때 전자코일, 그 전자코일의 고정철심, 제1 극간의 상기 고정철심의 그 극면에 직면하고, 축이동을 허용하도록 상기 원통부재와 기계적으로 결합되는 가동철심 및 전류가 상기 전자코일에 공급될 때 제1 극간을 경유하여 자기회로를 형성하는 상기 고정철심과 상기 가동철심을 포함하는 전자코일과, 상기 고정철심과 상기 가동철심중 하나에 기계적으로 결합되고, 전류가 상기 전자코일에 공급되지 않을 때 상기 고정철심과 상기 가동철심중 다른것에 대하여 제1 극간보다 더 짧은 제2 극간을 유지하고, 그것에 의해 전류가 상기 전자코일에 공급될 때 자기회로에서 유발되는 자속의 일부가 상기 브리지멤버를 통하여 바이패스되는 브리지멤버를 더 구비한 스타터장치.
2. 제1항에 있어서, 자기회로에서 바이패스하는 자속은 상기 가동철심이 상기 고정철심을 향해 소정의 거리를 이동할 때 개시하는 스타터장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 브리지멤버는 상기 전자코일의 외부에 배치되는 스타터장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 브리지멤버는 상기 전자코일의 내부에 배치되는 스타터장치
5. 제1항에 있어서, 상기 브리지멤버의 두께는 1mm이상, 2mm이하인 스타터장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 브리지멤버의 두께는 약 1.5mm인 스타터장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 브리지멤버의 상단부는 상기 고정철심과 상기 가동철심 사이의 제1극간에 위치하도록 결정되는 스타터장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 브리지멤버는 가동철심의 이동방향에 따라 다른 투과율을 갖는 2개 부분으로 형성되는 스타터장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 브리지멤버는 원통모양인 스타터장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 브리지멤버는 자성체로 만들어지는 스타터장치.
11. 제1항에 있어서, 상기 전동기의 회전운동은 감속기구를 통하여 회전속도를 감속한 후 상기 피니온축에 전달되는 스타터장치.
12. 제1항에 있어서, 상기 브리지멤버는 상기 원통부재에 기계적으로 결합되는 스타터장치.
13. 제1항에 있어서, 상기 브리지멤버는 상기 고정철심과 상기 가동철심중 하나에 기계적으로 결합되는 스타터장치.
14. 제1항에 있어서, 상기 고정철심에서 떨어져 있는 상기 가동철심을 바이어스하는 리턴스프링을 포함하고, 제1극간의 상기 브리지멤버의 돌출율과 상기 브리지멤버의 두께는 상기 고정철심과 상기 가동철심사이의 극간거리의 변분에 응답하여 상기 고정철심과 상기 가동철심사이에서 작용하는 자성견인력의 변부과 상기 리턴스프링의 반동력의 변분을 실질적으로 같다고 하는 것이 결정되는 스타터장치.
15. 제1항에 있어서, 상기 가동철심이 상기 고정철심에 밀접하게 될 때 상기 브리지멤버는 거기에 접속되지 않고 상기 가동철심의 가동방향으로 상기 가동철심과 상기 고정철심의 다른 것과 겹치고, 그것에 의해 상기 고정철심과 가동철심사이에서 작동하는 자성견인력의 증가를 억제하는 스타터장치.
16. 전동기, 상기 전동기의 축에 기계적으로 결합된 피니온축, 상기 전동기의 회전운동을 상기 피니온축을 통하여 전달하는 피니온기어, 상기 피니온기어와 맞물릴 수 있는 관계로 배치된 엔진의 링기어를 구비한 스타터장치에 있어서, 상기 스타터장치는 상기 피니온축과 동심으로, 상기 피니온축과 활주가능하게 배치되고, 상기 피니온축과 상기 피니온기어를 기계적으로 결합하는 원통형부재와, 상기 피니온축 외부에 동심으로 배치되고, 자성체로 만들어진 자성바이패스부재를 포함하고, 상기 원통부재의 축운동을 통하여 상기 피니온기어와 상기 링기어 사이의 맞물임과 유리를 제어하고, 전류가 상기 전자코일에 공급되지 않을 때 전자코일, 그 전자코일의 고정철심 및 제1의 극간의 상기 고정철심의 극면에 직면하고, 축이동을 허용하도록 상기 원통부재와 기계적으로 결합되는 이동코어를 포함한 전자식 압출장치를 더 구비한 스타터장치.
17. 피니온기어, 상기 피니온기어를 회전하는 피니온축, 상기 피니온축을 그의 추력방향으로 이동하는 전자식 압출장치를 포함하는 스타터장치에 있어서, 상기 피니온기어와 상기 전자식 압출장치는 자성체로 만들어진 자성바이패스부재가 상기 전자식압출장치의 고정철심과 가동철심에 의해 형성하는 자성회로의 공극간 부근에 제공되는 것을 특징으로 하는 상기 피니온축에 동심으로 배치되는 스타터장치.