KR100288306B1

KR100288306B1 - 유성기어 감속기구를 갖는 시동기

Info

Publication number: KR100288306B1
Application number: KR1019960703847A
Authority: KR
Inventors: 츠토무 시가; 노부유키 하야시; 마사노리 오미; 유시로 나가오
Original assignee: 히로시 하또리; 닛뽄 덴소오 가부시키가이샤
Priority date: 1994-11-24
Filing date: 1995-11-24
Publication date: 2001-06-01
Also published as: AU1076895A; CN1139473A; KR970700820A; ES2170810T3; CN1139474A; DE69525940D1; AU689977B2; CN1066245C; CN1065316C; DE69525940T2; JPH09508191A; EP0757176A4; JP3147381B2; AU3936895A; WO1996016265A1; EP0757176A1; WO1996016267A1; BR9506567A; EP0757176B1

Abstract

유성기어 감속기구를 갖는 시동기에서 제1출력축 유지부재(유지부재(10), 와셔(20))와 제2출력축 유지부재(피니언 유지링(250))는 출력축(220)의 일단을 지지하는 하우징(400)의 베어링 지지부를 축의 앞뒤 방향에서 사이에 넣는 방법으로 출력축 상에 장착되므로, 출력축(220)의 전후 방향으로의 추력 하중은 하우징(400)의 베어링 지지부의 전 후단 면에 작용된다.

그러므로, 출력축(220)의 축방향 후방 이동은 센터 브라켓(360)의 후단면과 모터 간막이벽(800)에 의해 규제하지 않고도 확실하게 규제되며, 그에 의해, 센터 브라켓의 변형을 방지하게 된다.

Description

유성기어 감속기구를 갖는 시동기

종래 기술의 유성기어 감속장치가 구비된 시동기의 경우, 제38도에 도시된 바와 같이, 출력축(220)은 그의 일단 쪽에 출력축의 외경보다 더 큰 직경을 갖는 플랜지붙이 돌출부(361)가 구비되며, 그 외주에 와셔(10)가 삽입되는 홈(220a)이 구비된다. 상기 플랜지붙이 돌출부(361)에는 핀(332)이 압입되는 복수의 구멍이 형성된다. 상기 핀(332)들은 금속 베어링(333)을 통하여 유성 기어(320)를 회전 가능하게 지지한다. 상기 유성기어(320)는 센터 브라켓(360a)의 내부 원주에 형성된 인터널 기어(360a)뿐만 아니라 구동축(510) 상에 형성된 태양기어(310)와 맞물린다.

또한, 출력축(220)은, 출력축(220)의 홈(220a)에 삽입된 와셔(10)가 센터 브라켓(360)의 앞쪽 단 부에 구비된 작은 직경의 원통부의 전단 면에 맞닿고 센터 브라켓(360)의 큰 직경 원통부(366)의 후단 면(360b)이 모터 간막이(800)에 맞닿게 됨에 따라, 그 축방향의 후방 이동이 규제된다.

그러나, 상기한 유성기어 감속장치를 구비하는 시동기에서 출력축이 피니언을 통해 내연 기관의 링기어로부터 과도한 축방향 후방 하중을 받을 경우, 출력축의 홈에 삽입된 와셔와 모터 간막이 사이에 배치된 출력축의 외경보다 더 큰 외경을 가지는 센터 브라켓은 상기 와셔와 상기 모터 간막이에 의해 축방향으로 양 측면에서 밀려진다. 상기 센터 브라켓에서, 출력축 상의 와셔에 접촉하는 작은 직경 원통부와 모터 간막이 벽에 접하는 큰 직경 원통부는 반경 방향으로 서로 떨어지게 배치되므로, 상기 두 원통부를 연결하는 벽 부분은 반경 방향 최외측단 부분과 반경 방향 최내측단 부분으로부터 축방향으로 마주 향하는 하중을 받아 변형된다. 그 결과, 센터 브라켓의 내부 원주에 형성된 인터널 기어는 비뚤어져 유성기어와 만족한 맞물림을 유지할 수 없는 문제점을 야기한다.

본 발명은 내연 기관을 시동하기 위해 사용되는 유성기어 감속기구를 갖는 시동기에 관한 것이다.

제1도는 본 발명에 따른 시동기의 제1실시예를 나타낸 측단면도이고,

제2도는 피니언 회전규제부재의 사시도이고,

제3(a)도 및 제3(b)도는 피니언 회전규제부재가 피니언부와 조립된 상태를 나타낸 정면도 및 부분 측단면도이고,

제4도는 피니언 유지링이 축과 조립된 상태를 나타낸 정면도이고,

제5도는 오버런닝 클러치의 주요 부분을 나타낸 단면도이고,

제6도는 센터 브라켓의 배면도이고,

제7도는 센터 브라켓의 측단면도이고,

제8도는 센터 브라켓의 정면도이고,

제9도는 하우징의 측단면도이고,

제10도는 하우징의 정면도이고,

제11도는 셔터가 하우징에 장착된 상태를 나타낸 정면도이고,

제12도는 셔터가 하우징에 장착된 상태를 나타낸 측면도이고,

제13도는 셔터를 나타낸 분해 사시도이고,

제14도는 작동 중에 있는 피니언의 주요 부분을 나타낸 단면도이고,

제15도는 전기자의 측단면도이고,

제16도는 코어 플레이트의 평면도이고,

제17도는 상부 코일 바아의 측면도이고,

제18도는 상부 코일 바아를 나타낸 정면도이고,

제19도는 상부 코일 바아와 하부 코일 바아의 배치 상태를 나타낸 개략적 사시도이고,

제20도는 슬롯에 삽입된 상부 코일 부재와 하부 코일 부재의 단면도이고,

제21도는 전기자의 철심에 조립된 상부 코일 단의 정면도이고,

제22도는 절연 스페이스의 정면도이고,

제23도는 유지부재의 측단면도이고,

제24도는 절연 캡의 정면도이고,

제25도는 요크의 정면도이고,

제26도는 요크의 측단면도이고,

제27도는 마그네트 스위치와 플런저 및 고정접점의 분해 사시도이고,

제28도는 마그네트 스위치의 플런저를 나타낸 사시도이고,

제29도는 단부 프레임과 브러시 스프링을 나타낸 단면도이고,

제30도는 단부 프레임 부분, 브러시 스프링 부분, 및 브러시를 나타낸 단 면도이고,

제31도는 브러시 홀더를 나타낸 정면도이고,

제32도는 제22도의 A-A 선을 따라 취해진 단면도이고,

제33도는 제32도의 B-B 선을 따라 취해진 단면도이고,

제34(a)도 내지 제34(c)도는 피니언 작동 상태를 나타낸 전기 회로 다이아그 램이고,

제35도는 본 발명에 따른 출력축 유지부재가 조립되기 전의 상태를 나타낸 시동기 부분 단면도이고,

제36도는 본 발명의 다른 실시예의 출력축 유지부재를 나타낸 시동기의 부분 단면도이고,

제37도는 본 발명의 다른 실시예의 출력축 유지부재의 장착 상태를 나타낸 시동기의 부분 단면도이고,

제38도는 종래 기술의 시동기의 유성기어 감속장치 부분의 단면도이다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 고안되었으며, 출력축의 축방향 후방 운동을 확실하게 규제할 수 있는 유성기어 감속장치가 구비된 시동기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명을 따르면, 시동기 모터의 전기자의 회전에 의해 회전되도록 적용된 전기자 축; 내연 기관의 링기어와 맞물리는 피니 언 기어를 갖는 출력축; 상기 출력축으로 상기 전기자 축의 회전을 감속하여 전달하는 유성기어 감속장치 ; 및 베어링을 통해 상기 출력축의 일단을 회전 가능하게 지지하는 하우징을 포함하고, 제1 및 제2출력축 유지부재가 출력축을 축방향으로 지지하는 하우징 베어링 지지부의 전단 면과 후단 부축에 위치 장착되는 방법으로 출력축상에 제공되며, 상기 하우징 베어링 지지부는 그의 전 후단 면에 상기 제1 및 제2출력축 유지부재를 통해 출력축의 전후 추력 하중을 받는 유성기어 감속기구를 갖는 시동기가 제공된다.

상기 구성에 따르면, 출력축의 축방향 후방 이동은 센터 브라켓의 큰 직경 원통부의 후단 면과 모터 간막이에 의해서가 아니라 출력축 유지부재와 구조적으로 견고한 하우징에 의해 규제된다. 따라서, 출력축의 축방향으로의 후방 운동을 확실하게 규제하므로써 축하중이 센터 브라켓에 작용되지 않아 센터 브라켓의 변형이 방지된다. 또한, 상기 제1 및 제2출력축 유지부재 중에 적어도 하나가 연속적인 내주를 갖는 평판 형상으로 형성되며, 홈이 출력축 외주에 하우징 베어링 지지부의 전 후단 면을 사이에 끼워넣는 위치에 제공되고 상기 출력축 유지부재는 상기 홈에 회전 가능하게 끼워 넣어진다.

상기 구성에 따르면, 출력축 유지부재는 단절부가 없는 링 형상으로 형성되므로 피너언이 엔진에 의해 과회전되고 출력축이 고속으로 회전되는 경우라도, 상기 출력축 유지부재는 원심력에 의해 야기된 상기 유지부재의 확대로 인해 축에서 풀려나지 않는다.

또한, 하우징의 베어링은 그 일단부에 반강 방향으로 돌출하는 플랜지부가 형성된 금속으로 제작되며, 상기 플랜지부는 하우징으로부터 돌출되며, 제1 및 제2출력축 유지부재 중에 적어도 하나는 상기 플랜지부에 접촉한다.

상기 구성에 따르면,하우징 베어링은 하우징으로부터 돌출된 반경 방향으로 뻗은 플랜지부를 갖는 금속으로 제작된다. 그러므로, 하우징 베어링 지지부의 내경보다 출력축 유지부재의 외경을 확대하거나 금속 베어링의 끝단 면을 덮는 하우징이 단부 면의 직경을 줄임으로써, 축방향의 후방으로 출력축을 이동시키는 경향이 있는 하중이 직접적으로 메탈 베어링에 작용하는 것을 방지할 필요가 없게 된다. 따라서, 금속 베어링은 축방향으로 움직이지 않게 된다. 또한, 출력축의 회전 시점에서 상기 메탈 베어링은 출력축의 축의 전후방 이동을 규제할 뿐만 아니라 내마모성을 보장하는 추력 베어링으로서 기능을 한다.

이하, 본 발명에 따른 시동기의 일실시예를 제1도내지 제35도를 참조하여 설 명한다.

시동기는, 엔진의 링 기어(100)와 맞물리는 피니언(200)을 둘러싸며, 출력 축(200)을 회전 가능하게 지지하는 하우징(400); 모터(500); 및 마그네트 스위치(600)를 둘러싸는 단부 프레임(700)으로 나누어진다. 또한, 시동기에서 하우징(400)과 모터(500)는 모터 간막이(800)에 의해 구획되며, 상기 모터(500)와 단부 프레임(700)은 브러시 지지부재(900)에 의해 구획된다.

또한, 하우징(400), 모터(500)의 요크(501), 및 단부 프레임(700)은, 모터 간막이(800)와 브러시 지지부재(900)를 통해서 관통 볼트(도시되지 않음)를 후측으로부터 단부 프레임(700) 주위에 형성된 복수 개의 도시되지않은 볼트 구멍(예를 들면, 본 실시예에서 4개), 브러시 지지부재(900) 주위에 형성된 복수 개의 볼트 구멍(990)(제31도 참조), 및 모터 (500)와 모터 간막이(800) 주위(제25도 참조)에 오목부를 만든 복수 개의 홈(502)의 외측에 형성된 복수 개의 볼트 구멍(도시되지 않음) 속으로 각각 삽입하고 하우징(400)의 후단에 형성된 나사 구멍(도시되지 않음)에 관통 볼트를 체결하므로써 고정한다.

[피니언(200)의 설명]

제1도 또는 제3도에 도시된 바와 같이, 피니언(200)에는 엔진의 링기어 (100)와 맞물리는 피니언 기어(210)가 형성된다.

상기 피니언 기어(210)에는 출력축(220)에 형성된 헬리컬 스플라인(221)에 끼워 넣어지는 피니언 헬리컬 스플라인(211)이 그 외주에 형성된다.

피니언 기어(210)에는 링기어(100)의 반대측에 상기 피니언 기어(210)의 외경보다 큰 직경을 갖는 환상의 플랜지(213)가 형성된다. 상기 플랜지(213)는, 그 외주 전체에 걸쳐, 피니언 기어(210)의 외측 기어 수보다 더 많은 수의 톱니(214)가 형성된다. 상기 톱니(214)는 후술되는 피니언 회전규제부재(230)의 규제 포올(231)을 끼워 넣기 위해 제공된다. 와셔(215)는 플랜지(213)의 배면에서 회전되지만, 피니언 기어(210)의 후단에 형성된 환상부(216)를 외주 쪽으로 굽힘으로써 축방향으로 튀어나오는 것이 방지된다.

피니언 기어(210)의 플랜지(213)는 그 배면에 회전 가능 와셔(215)가 설치되므로 후술되는 피니언 회전규제부재(230)의 규제 포올(231)의 전단은, 피니언 기어(210)의 후측에 하강할 때, 상기 와셔(215)와 맞닿는다.

한편으로, 피니언 기어(210)는 항상 압축 코일 스프링으로 제작된 복귀 스프링(240)에 의해 항상 출력축(220)의 후방으로 밀어붙여진다.

본 실시예에서는, 상기 복귀 스프링(240)은, 하우징(400)의 개방부(410)를 열고 닫기 위한 후술되는 셔터(420)의 링 부재(421)를 통해서, 직접적이 아닌 간접적으로 피니언 기어(210)를 밀어붙인다.

[피니언 회전규제부재(230)의 설명]

피니언 회전규제부재(230)는, 제2도, 제3(a)도 및 제3(b)도에 도시된 바와 같이, 약 한 바퀴 반의 권선을 갖는 판재 스프링 부재이며, 그의 약 4분의 3은 큰 스프링 상수를 갖도록 보다 큰 축방향 너비를 갖는 회전규제부(232)를 형성하며 반면에, 나머지 4분와 1은 낮은 스프링 상수를 갖는 탄성 수단을 형성하기 위해 보다 작은 축방향 너비를 갖는 복귀 스프링부(233)를 형성한다.

회전규제부(232)는 그 일단에, 피니언 기어(210)의 플랜지(213)에 형성된 다수의 톱니(214)에 끼워 넣어지는 축방향 연장하는 규제부를 형성하는 규제 포올(231)이 형성된다. 상기 규제 포올(231)은 피니언 기어(210)의 톱니(214)에 끼워 넣어질 뿐만 아니라 축방향으로 연장되고, 반경 방향 내측으로 접혀져 L-형상의 단면을 갖는 모양으로 되며 그에 의해, 규제 포올(231)의 강성을 향상시킨다. 회전규제부(232)에는 수직으로 연장하는 직선부(235)가 형성된다. 상기 직선부(235)는 센터 브라켓(360)의 전면으로부터 돌출된 두 개의 지지 아암(361)에 의해 수직으로 미끄럼 가능하게 지지된다. 간단히 말하면, 회전규제부(232)는, 직선부(235)가 수직으로 이동함에 따라, 수직 방향으로 이동된다.

한편으로, 규제 포올(231)에 대해 180°만큼 반대인 회전규제부(232)의 끝단에는, 후술되는 마그네트 스위치(600)의 작용을 전달하기 위해 후술되는 줄-형상의 부재(예를 들면, 와이어)(680)의 선단의 볼(601)이 유지되어 있다.

복귀 스프링부(233)의 단부는, 센터 브라켓(360)의 하부의 정면으로부터 돌출된 규제턱(362)의 상면에, 그 단부가 맞닿도록 큰 곡율로 만곡된다.

이하, 피니언 회전규제부재(230)의 동작을 설명한다. 연결선 부재(680)는 마그네트 스위치(600)의 작동을 규제 포올(231)로 전달하는 전동 수단이다. 연결선 부재(680)는 마그네트 스위치의 작동에 의해 회전규제부(232)를 하방으로 당겨지게 하며, 그에 의해, 규제 포올(231)과 피니언 기어(210)의 플랜지(213)의 톱니(214) 사이에서 맞물림을 형성한다. 이때, 복귀 스프링부(233)의 일단부(236)는 위치 규제 턱(362)과 맞닿아 복귀 스프링부(233)를 굽히게 된다. 규제 포올(231)이 피니언 기어(210)의 톱니(214)에 맞물리므로 모터(500)의 전기자 축(510)과 유성기어 감속장치(300)를 통해 회전될 때, 피니언 기어(210)는 출력축(220)의 헬리컬 스플 라인 (221)을 따라 전방향으로 이동된다. 상기 피니언 기어(210)가 링기어(100)에 닿아 그 전방향 이동이 제지될 때, 피니언 회전규제부재(230) 자체는 출력축(220)의 진행되는 회전력에 의해 굽혀져 피니언 기어(210)가 링기어(100)와 맞물리도록 약간 회전된다. 상기 피니언 기어(210)가 전방 이동함에 따라 규제 포올(231)은 톱니 (214)와의 맞물림에서 풀려나서 상기 규제 포올(231)과 피니언 기어(210)의 플랜지 (213) 뒤에서 하강하여 그 전단이 와셔(215)의 후면에 맞닿으며, 그에 의해, 피니언 기어(210)가 엔진의 링기어(100)의 회전에 의해 후퇴되는 것이 방지된다. 동시 에, 마그네트 스위치(600)의 작동이 중단되어, 연결선 부재(680)에 의한 회전규제부(232)의 하방 당김이 중지됨에 따라 회전규제부(232)는 복귀 스프링부(233)의 작용으로 그의 초기 위치로 되돌려 진다.

또한, 피니언 기어(210)가 출력축(220)의 회전에 의해 링기어(100)에 맞닿 게 될 때, 피니언 회전규제부재(230)는 피니언 기어(210)와 접촉된 상태이므로 피니언 기어(210)를 약간 회전시켜 링기어(100)와 맞물림이 되도록 비켜나게 된다.

[피니언 유지링(25O)의 설명]

피니언 유지링(250)은, 제4도에 도시된 바와 같이, 출력축(220) 주위에 사각 모양의 절취부를 갖도록 형성된 환상 홈에 고정된다. 상기 피니언 유지링(250)은 단절부가 없는 연속된 내주를 갖는 원형 링(고리 모양 판) 형상으로 만들어지며 조 립되기 전에, 그 측면에서 보여 질 때 원뿔형 형상을 이루고 끼워 놓어지는 출력 축의 외경보다 약간 큰 내경을 갖는다. 상기 링(250)은 출력축(220)의 홈부에 압입 된 후 내경이 감소하는 그 초기의 판 형상으로 되돌려져 홈 속으로 완전히 끼워 넣 어진다. 따라서, 조립된 상기 피니언 유지링(250)은 그의 우측단면에 피니언(200)의 전진 이동을 제한하고 또한, 출력축(220)이 도면에서 좌측 방향으로 피니언과 함께 이동할 때, 그 좌측단 면을 하우징의 단부 면에 맞닿게 함으로써 상기 이동을 제한한다.

[유성기어 감속기구(300)의 설명]

유성기어 감속장치(300)는, 제1도에 도시된 바와 같이, 후술되는 모터(500)의 출력 토크를 증대하기 위해 모터(500)에 대한 회전수를 감소하는 감속 수단이다. 상기 유성기어 감속장치(300)는, 후술되는 모터(500)의 전기자축의 앞쪽 외주 상에 형성된 태양기어(310); 상기 태양기어(310) 주위를 회전토록 형성된 세벌의 유성 기어(320), 상기 유성기어(320)를 태양기어(310)주위에 회전 가능하게 지지하기 위해 출력축(220)과 일체로 된 유성 캐리어(330); 및 수지재 원통 형상으로 형성되며, 유성기어(320)의 외주에 맞물리는 인터널 기어(340)로 구성된다.

[오버런닝 클러치(350)의 설명]

제5도에 도시된 바와 같이, 오버런닝 클러치(350)는 일방향으로만 인터널 기어(340)를 회전하도록(엔진의 회전에 대응하여 회전하도록) 지지된다. 제5도는 오버런닝 클러치(350)의 일부분을 나타낸 확대도이다. 상기 오버 런닝 클러치(350)는, 제1원통부를 형성하는 인터널 기어(340)의 앞쪽과 일체로 된 클러치 외측부 (351), 유성기어 감속장치(300)의 정면을 덮는 고정 측면을 형성하는 센터 브라켓 (360)의 후면에 형성되되 클러치 외측부(351)의 내주에 마주보게 구비된 제2원통부에 형성된 환상의 클러치 내측부(352), 및 상기 클러치 외측부(351)의 내측 원주에 경사지게 형성된 롤러 경로(351a)에 끼워 넣어지는 롤러(353)로 구성된다. 상기 를러 경로(351a)는 완만하게 경사지며, 시동기 구동 시점에서, 롤러(353)와 맞물리는 롤러 물림면(351b)이 형성된다.

클러치 내측부(352)는 그 외주에 복수 개의 롤러 궤도(355)로 형성된다.

각각의 상기 롤러 궤도(355)는, 시동기 구동 시점에서, 롤러(353)와 맞물리는 롤러 물림면(351b) 및 상기 롤러 물림면(351b) 상으로 롤러를 안내하기 위한 롤러 안내면(352c)이 형성된다. 한편으로는, 롤러 경로(351a)는, 롤러 물림면(351b)을 마주보는 그 면에, 시동기 과회전시, 롤러 경로(351a)에서 롤러(353)를 떠내는 롤러 수용 안내부(351d)가 형성된다.

클러치 외측부(351)의 롤러 물림면(351b)과 클러치 내측부(352)의 롤러 물림면(352b)은, 시동기 구동 시점에서 토크 전달 방향으로 롤러(353)를 중간에 끼워 넣기 위해 서로에 호응하도록 위치된다.

또한, 클러치 외측부(351)의 롤러 경로(351a)는, 시동기 과회전시 롤러 (353)를 수용했을 때의 롤러의 가장 아래에서의 직경이 클러치 내측부(352)의 가장 외곽의 직경보다 약간 크게 설정된다.

[센터 브라켓(360)의 설명]

센터 브라켓(360)은, 제6도 내지 제8도에 도시된 바와 같이, 하우징(400)의 후측에 구비된다. 상기 하우징(400)과 상기 센터 브라켓(360)은, 그 일단이 하우징 (400)에 의해 고정되며 다른 일단은 센터 브라켓(360)에 의해 고정된 링 스프링 (390)에 의해 연결되므로 오버런닝 클러치(350)의 일부를 형성하는 클러치 내측부 (352)에 의해 받아들여진 회전 반동이 상기 링 스프링(390)에 의해 흡수되고 하우징(400)으로 직접적으로 전달되는 것이 방지될 수 있다.

또한, 상기 센터 브라켓(360)은 그 정면에, 피니언 회전규제부재(230)를 지지하기 위한 두개의 지지 아암(361); 및 상기 피니언 회전규제부재(230)의 하단을 받치기 위한 규제턱(362)이 형성된다. 또한, 센터 브라켓(360)은 그 외주에, 하우징(400)의 내부 융기부(도시되지 않음)에 끼워지는 복수 개의 노치(363)가 형성된다. 첨언하면, 상부 노치(363)는 하우징(400)의 내측에서 요크(501) 내로 공기를 인입하기 위한 공기 통로(냉각 공기 통로로서 상세하게 후술됨)로서 사용된다. 한편으로는, 센터 브라켓(360)의 하단은 후술되는 줄-형상의 부재(680)를 축방향으로 통과시키기 위한 오목부(364)가 형성된다.

제1도에 도시된 바와 같이, 유성 캐리어(330)는 그 후단에 유성기어(320)를 지지하기 위한 반경 방향으로 뻗은 플랜지붙이 돌출부(331)가 설치된다. 상기 플랜지붙이 돌출부(331)에는 금속 베어링(333)을 통해 회전 가능하게 유성기어(320)를 지지하기 위해 후방으로 뻗어 나온 핀(332)이 고정된다.

또한, 유성 캐리어(330)는 그 전단부가 하우징(400)의 전단에 고정된 하우징 베어링(440) 및 센터 브라켓(360) 내부 원주의 내측 원통부(365)에 고정된 센터 브라켓 베어링(370)에 의해 회전 가능하게 지지된다.

유성 캐리어(330)의 뒤쪽을 지지하는 상기 센터 브라켓 베어링(370)의 후 단은 내측 원통부(365)의 후단과 플랜지붙이 돌출부(331) 사이에 넣어지는 플랜지부(371)가 형성되므로 플랜지붙이 돌출부(331)가 플랜지부(371)를 통해 내측 원통부(365)의 후단에 닿게 될 경우, 유성 캐리어(330)는 그 후방 이동이 규제된다.

첨언하면, 유성 캐리어(330)는 그 배면에 축방향으로 연장한 오목부(337)가 형성된다. 축(220)의 전단은 상기 오목부(337)에 구비된 유성 캐리어 베어링(380)을 통해 회전 가능하게 지지된다.

[하우징(400)의 설명]

제9도 또는 제10도에 도시된 바와 같이, 하우징(400)은, 하우징의 전단에 고정된 하우징 베어링(440)에 출력축(220)을 지지하며, 개방부(410)로부터 빗물의 침입을 최소화하기 위해 상기 개방부(410)아래의 하우징(400)과 피니언 기어(210)의 외경 사이의 틈을 최소화하는 차수벽이 설치된다.(제1도 또는 제9도 참조).

또한, 출력축(220)의 선단부는 외주에 유지부재(10)를 끼워 넣는 홈(220a)이 구비된 돌출부(220b)가 형성되며, 상기 돌출부는 상기한 하우징 베어링(440)으로부터 돌출된다. 상기 경우에, 하우징(400)의 전단 면(400a)과 유지부재(10) 사이에는, 상기 유지부재(10)와 함께 출력축 유지부재를 구성하는 와셔(20)가 구비된다. 출력축(220)은 하우징(400)의 선단 면(400a)과 출력측 유지부재를, 제1도에 도시된 바와 같이, 각각에 대해 맞닿게 함으로써 축방향 후방 이동이 규제된다.

유지부재(10)를 조립하는 방법은, 제35도에 도시된 바와 같이, 출력축(220)을 하우징(400)의 하우징 베어링(440) 속으로 삽입하므로써, 출력축(220)의 돌출부(220b)에 와셔(20)를 끼워 넣음으로써, 원판형 유지부재(10)를 원뿔 형상(우산 모양) 속으로 구부리고 그것을 출력축(220)의 홈(220a)속으로 끼워 넣음으로써, 그리고 유지부재(10)가 그의 초기 원판 형상으로 복구하도록 허용하여 조립을 끝냄으로써 수행된다.

따라서, 출력축(220)의 선단부는 하우징(400)의 하우징 베어링(440)에서 빠져 나오며, 상기 돌출부(220b)는 하우징 베어링(440)의 내경보다 더 큰 외경을 갖는 출력축 유지부재가 구비된다. 그 결과, 출력축(270)의 축방향 후방 이동은 모터 간막이(800)와 센터 브라켓(360)의 큰 직경의 원통부의 후단 면에 의해 규제될 필요가 없으며, 오히려, 하우징(400)과 출력축 유지부재에 의해 규제된다. 따라서, 출력축(220)은 그의 축방향 후방 이동이 확실하게 규제될 수 있을 뿐 아니라 센터 브라켓(360)의 변형이 유발되지 않는다. 따라서, 유성기어 감속장치(300)의 인터널 기어(340)와 유성 기어(320) 사이에서 적절한 치차 물림이 유지될 수 있다.

또한, 출력축(220)의 축방향 후방 이동을 규제하기 위한 유지부재의 조립 은, 유지부재(10)가 출력축(220)의 홈(220a)에 조립된 후, 단지 유지부재(10)를 그의 원뿔 형상에서 원판 형상으로 변형함으로써 손쉽게 실현될 수 있다. 또한, 출력축 유지부재는 단절부가 없는 링 형상으로 형성되므로, 피니언이 엔진에 의해 과회전되고 출력축이 높은 속도로 회전될 때에도, 출력축 유지부재는 원심력에 의한 내경의 확장 때문에 출력축에서 벗어나지 않을 것이다.

또한, 외부 물질은 와셔(20)와 유지부재(10)에 의해 하우징 베어링(440)으 로 침범하는 것이 방지될 수 있다.

첨언하면, 와셔(20)는 단지 유지부재(10)만으로 출력축 유지부재를 구성하도록 생략될 수 있다.

첨언하면, 하우징(400)의 전단은 그와 저부에, 후술되는 셔터(420)가 배치 되는 두 개의 축방향으로 뻗은 미끄럼홈(450)이 형성된다.

[셔터(420)의 설명]

셔터(420)는 수지 재료(예를 들면, 나일론)로 제작되고, 제11도 내지 제14도에 도시된 바와 같이, 출력축(220) 주위에 장착된다. 상기 셔터(420)는 복귀 스프링(240)과 피니언 기어(210)사이에 유지된 링 부재홀(421), 및 하우징(400)의 개방부 (410)를 개폐하는 차수부(422)로 구성된다. 제10도에 도시된 바와 같이, 상기 차수부(422)는, 축방향으로 연장하도록 하우징(400)의 전단측 저부에 형성된 두 개의 미끄럼홈(450)에, 양측으로부터 삽입될 수 있도록 구부려진다. 그 결과, 차수부 (422)는 하우징(400)에 대해 링 부재(421)와 함께 축방향 이동이 가능하다. 첨언하면, 와셔(480)는 셔터(420)와 피니언 기어(210) 사이에 삽입된다.

셔터(420)는 다음의 방법으로 동작한다. 시동기가 가동되어 피니언 기어 (210)를 출력축(220)을 따라 전방으로 이동시킴에 따라, 링 부재(421)는 상기 피니언 기어(210)와 함께 전방으로 이동되어, 제14도에 도시된 바와 같이, 하우징(400)의 개방부(410)를 개방시킨다. 시동기가 중지되어 피니언 기어(210)를 출력축(220)을 따라 후방으로 이동시킬 경우, 링 부재(421)는 피니언 기어(210)와 함께 후방으로 이동된다. 그 후, 차수부(422)는 역시 상기 링 부재(421)와 함께 후방으로 이동되어 하우징(400)의 개방부(410)를 폐쇄한다. 그 결과, 시동기가 작동하지 않을 동안, 개폐 수단으로서 작용하는 셔터(420)는 링 기어(100)의 원심력에 의해 흩뿌려진 빗물이 하우징(400)을 침범하는 것을 상기 차수부(422)로 방지한다.

첨언하면, 출력축(220)은 그 후측에 테이퍼부(222)가 형성된다. 피니언 헬리컬 스플라인(211)은 상기 테이퍼부(222)에 맞닿게 될 때, 피니언 기어(210)는 상기 테이퍼부(222)로부터 후방으로 이동하는 것이 방지된다.

한편으로는, 출력축(220)의 앞쪽에서 피니언 기어(210)가 피니언 유지링 (250)으로부터 전방향으로 이동하는 것을 방지하는 피니언 유지링(250)이 끼워 넣어진다. 첨언하면, 제1도에 도시된 바와 같이, 시동기가 동작 상태에 있지 않을때, 피니언 기어(210)의 전단 면(210a)은 하우징(400)의 차수벽(460)의 전단 면(460a)으로부터 링기어(100)측으로 빠져 나오지 않는다. 제14도에 도시된 바와 같이, 시동기가 동작 중일 때, 피니언 기어(210)의 플랜지(213)는 차수벽(460)의 후단 면(460b)에 접촉하지 않지만, 상기 피니언 기어(210)는 링 기어(100)에 맞물린다. 따라서, 링 기어(100)의 원심력 등에 의해 홑뿌려진 빗물 등이 하우징(400)으로 침범되는 것이 상기 차수부(422)에 의해 방지될 수 있다.

[모터(500)의 설명]

모터 (500)는 요크(501), 모터 간막이(800); 및 후술되는 브러시 지지부재 (900)에 의해 둘러싸인다. 첨언하면, 모터 간막이(800)는 센터 브라켓(360)과 함께 유성기어 감속장치(300)를 수용하며 상기 유성기어 감속장치(300)의 윤활유가 모터 (500)로 침입되는 것을 방지하는 작용을 한다.

모터(5OO)는, 제1도에 도시된 바와 같이, 전기자축(510), 상기 전기자축 (510)에 고정되어 함께 회전되는 전기자 철심(520) 및 전기자 코일(530)로 구성된 전기자(540); 및 상기 전기자(540)를 회전시키기 위해 고정자극(55O)으로 구성된다. 상기 고정자극(550)은 요크(501)의 내부 원주 사에 고정된다.

[전기자축(510)의 설명]

전기자축(510)은 유성 캐리어(330)의 후부에서 유성 캐리어 베어링(380)과 브러시 지지부재(900)의 내부 원주에 고정된 브러시 지지부재 베어링(564)에 의해 회전 가능하게 지탱된다. 상기 전기자축(510)의 전단은 유성기어 감속장치(300)에 삽입되고 그 외주에는 유성기어 감속장치(300)가 태양기어(310)가 형성된다.

[전기자 철심(520)]

전기자 철심(520)은, 제15도 및 제16도에 도시된 바와 같이, 다수의 코어 플레이트(521)를 적층하고 상기 적층 판의 중심에 형성된 구멍(522)에 전 기자축(510)을 삽입하므로써 구비된다. 상기 코어 플레이트(521)는 얇은 강판을 프레스 가공함으로써 형성된다. 상기 코어 플레이트(521)는 반경 방향 내측(또는 구멍(522) 주위)에 코어 플레이트(521) 자중을 가볍게 하기 위한 다수 개의 펀칭 구멍(523)이 형성된다. 상기 코어 플레이트(521)는 그 외주에 전기자 코일(530)을 받아들이는 다수 개의 슬롯(524)(예를 들면, 25개)가 형성된다. 또한, 상기 코어 플레이트(521)의 외주단은 슬롯(524)에 전기자 코일(530)을 고정하기 위한 포올(525)이 각개의 슬롯(524) 사이에 형성된다. 상기 포올(525)은 다음의 전기자 코일(530)을 고정하는 수단의 설명에서 설명된다.

[전기자 코일(530)의 설명]

본 실시예에서 채택된 전기자 코일(530)은 다수의 상층 코일 바아(531)(예를 들면, 25개)과 상기 상층 코일 바아(531)와 동수의 하층 코일 바아(532)를 반경 방향으로 적층하므로써 마련된 이중 층의 코일이다. 또한, 상기 각개의 상층 코일 바아(531)와 하층 코일 바아(531)는 그의 단부를 전기적으로 연결되도록 결합하여 환상의 코일을 구성한다.

[상층 코일 바아(531)의 설명]

상층 코일 바아(531)는 우수한 전도성을 갖는 재료(예를 들면, 구리)로 제작되고 고정자극(550)에 평행하게 뻗은 슬롯(534)의 외주 상에 고정되는 상층 코일 부재(533); 및 상기 상층 코일 부재(533)의 양단으로부터 내측으로 구부려져 전기자축(510)의 축방향 직각되게 연장하는 두개의 상층 코일단(534)이 형성된다. 첨언하면, 상층 코일 부재(533)와 두개의 상층 코일단(534)은, 냉각주조, C자 굽힘 형상으로의 프레스 가공, 및 분리된 상기 상층 코일 부재(533)와 상기 상층 코일단 (534)을 용접하는 이음 기술에 의해 일체로 형성될 수도 있다.

제17도 내지 제20도에 도시된 바와 같이, 상층 코일 부재(533)는 사각 단면 을 갖는 곧은 막대이며, 후술되는 하층 코일 부재(536)와 함께 슬롯(533)속으로 밀어 넣어져, 제20도에 도시된 바와 같이, 상층 절연막(125)(나일론과 같은 얇은 수지막 또는 종이)로 감싸진다.

제19도에 도시된 바와 같이, 상기 두 상층 코일단(534) 중에, 하나의 상층 코일단(534)은 회전 방향에 대해 전방으로 경사지며 반면에, 다른 상층 코일단 (534)은 회전 방향에 대해 후방으로 경사진다. 상기 두 상층 코일단(534)은 상층 코일 부재(533)에 대해 동일 각도 반경 방향으로 경사지며, 동일한 형상으로 형성된다. 그 결과, 상기 상층 코일 바아(531) 상에서 180°만큼 돌려진 후에도, 상기 상층 코일 바아(531)는 그 동일한 형상을 이루게 된다.

두개의 상층 코일단(534) 중에서, 마그네트 스위치(600) 쪽에 위치된 상층 코일단(534)은 전기자 코일(530)에 전력을 공급하기 위하여 후술되는 브러시(910)와 직접 맞닿게 된다. 이런 이유로, 적어도 브러시(910)가 접촉하는 상층 코일단 (543)의 표면은 평탄하게 된다.

상기 상층 코일단(534)은, 제21도에 도시된 바와 같이, 반경 방향으로 갈라져 내부에서 외부 원주까지 사실상 동일한 원주 길이를 갖는 형상을 이룬다.

첨언하면, 제21도는 상층 코일단(534)의 모양을 개략적으로 설명하고 그 수는 제16도의 슬롯(524)의 수와 동일하지 않다.

또한, 브러시(910)에 접촉하는 각개의 상층 코일단(534) 사이에 형성되는 홈(535)은, 제21도에 도시된 바와 같이, 반경 방향 바깥쪽으로 갈수록 회전 방향에서 더 완만한 곡선를 그리며 반대로 뻗도록 나선형 모양을 이룬다.

두 상층 코일단(534)은 그의 마주보는 외주에 더 작은 직경을 갖는 축방향으로 돌출된 돌기부(534a)가 형성된다. 상기 돌기부(534a)는 상층 코일단(534)과 후술되는 하층 코일단(537) 사이에 구비되어 상층 코일단(534)과 하층 코일단(537)을 절연하는 절연 스페이서(560)에 형성된 구멍(561)에 끼워 넣어진다. (제22도 참조)

[하층 코일 바아(532)의 설명]

하층 코일 바아(532)는, 상기 상층 코일 바아(531)와 같이, 우수한 전도성을 갖는 재료(예를 들면, 구리)로 제작되며, 고정자극(550)에 평행되게 연장하며 슬롯 (524)의 내측에 고정되는 하층 코일 부재(536); 및 상기 하층 코일 부재(536)의 양단에서 내측으로 굽혀져 축(510)의 축방향의 수직되게 연장하여 제1접촉부를 형성하는 두 개의 하층 코일단(537)이 형성된다. 첨언하면, 상기 하층 코일 부재(536)와 두 개의 하층 코일단(537)은 상기 상층 코일 바아(531)에서와 같이 냉각주조, C-굽힘 형상으로의 프레스 가공, 분리된 하층 코일 부재(536)와 두 개의 하층 코일단(537)의 용접 이음 기술에 의해 일체로 형성된다.

첨언하면, 각개의 상층 코일단(534)과 각개의 하층 코일단(537) 사이의 절연은 절연 스페이스(560)에 의해 유지되고 각개의 하층 코일단(537)과 전기자 철심 (520) 사이의 절연은 수지(예를 들면, 나일론 또는 폐놀계 수지)로 제작된 절연링 (590)에 의해 유지된다.

상기 하층 코일 부재(536)는, 제17도 및 제20도에 도시된 상층 코일 부재 (533)와 같이, 사각 단면을 갖는 곧은 막대이며, 제15도에 도시된 바와 같이, 상층 코일 부재(533)와 함께 슬롯(524) 속으로 밀어 넣어진다. 첨언하면, 하층 코일 부재(536)는 하층 절연막(105)(나이론 또는 종이로 제작된)로 덮여지면서 상층 절연막(125)으로 덮여진 상층 코일 부재(533)와 함께 슬롯(724)에 끼워 넣어진다.

두 개의 하층 코일단(537) 중에, 시동기의 앞쪽에 위치된 하나의 하층 코 일단(537)은 상층 코일단(534)의 방향과 반대 방향으로 경사지며 반면에, 뒤쪽에 위치된 다른 하층 코일단(537) 역시 상층 코일단(534)과 반대 방향으로 경사진다. 상기 두 하층 코일단(537)은 하층 코일 부재(537)에 대해 동일 각도로 반경 방향으로 경사지고 동일 형상으로 형성된다. 그 결과, 상층 코일 바아(531)와 같이, 상기 하층 코일 바아(531)는 상기 하층 코일 바아(531)를 중심으로 180°만큼 회전된 후에도, 그 동일한 형태를 이룬다.

상기 두 개의 하층 코일단(537)은 그 내주 단부에 축방향으로 뻗은 하층 내측연장부(539)가 형성된다. 상기 하층 내측연장부(539)의 외주는 절연 스페이서 (560)의 내주에 형성된 오목부(561)에 끼워 넣어지고 상층 코일단(534)의 단부에 포개지고 용접의 의해 전기적, 기계적으로 밀봉된다.

첨언하면, 하층 내측연장부(539)의 내주는 전기자축(510)에서 절연되어 배 치된다.

한편으로, 두 개의 상층 코일단(534)은 그 내주에 축방향으로 뻗은 상층 내측연장부(538)가 형성된다. 상기 상층 내측연장부(538)의 내주는 후술되는 하층 코일 바아(532)의 내측 단에 형성된 하층 내측연장부(539)의 외주에 포개지고 용접에 의해 전기적 및 기계적으로 밀봉된다. 또한,상층 내측연장부(539)의 외주는 절연캡 (580)을 통하여 전기자축(510)에 삽입된 고정부재(570)의 외주의 환상부(571)의 내부 면에 맞닿는다. (제23도 및 제24도 참조)

[절연 스페이서(560)의 설명]

절연 스페이서(560)는 수지(예를 들면, 에폭시 수지, 폐놀계 수지 또는 나일론)로 제작된 얇은 판재 링이며,제22도에 도시된 바와 같이 그 외주에 각개의 상층 코일단(534)의 돌출부(534a)에 끼워지는 복수 개의 구멍(561)이 형성된다. 한편으로, 절연 스페이서(560)에는 그 외주에 하층 코일단(537)의 하층 내측연장부 (539)에 끼워지는 오목부(562)가 형성된다.

후술되는 바와 같이, 절연 스페이서(560)의 상기 오목부(562)와 상기 구멍 (561)은 전기자 코일(530)을 위치시켜 고정하기 위해 사용된다.

[고정부재(570)의 설명]

고정부재(570)는, 제23도에 도시된 바와 같이, 전기자축(510)에 압입되는 내주의 환상부(572); 상층 코일단(534)과 하층 코일단(537)이 축방향으로 연장하는 것을 제지하기 위해 축방향이 직립되게 뻗은 유지링(573); 및 전기자 코일(530)의 내경이 원심력에 의해 확장되는 것을 방지하기 위해 상층 코일(534)의 상측 내측연장부(538)를 둘러싸는 외주부(571)로 구성된 철재 환상부재이다. 첨언하면, 상기 고정부재(570)는, 제24도에 도시된 바와 같이, 상층 코일단(534) 및 하층 코일단 (537) 사이의 절연을 보장하기 위해 상층 코일단(534)과 하층 코일단(537)사이에 끼워 넣어지는 수지(예를 들면, 나일론)로 제작된 원판 형상의 절연캡(580)을 구비한다.

시동기의 전면에 배치된 고정부재(570)는 상기 고정부재(570)의 정면에 인접한 모터 간막이(800)의 후면에 맞닿게 되어 전기자(540)의 전방 이동을 규제하는 추력 수용부로서 작용한다. 한편으로, 시동기의 후측에 배치된 고정부재(570)는 상기 고정부재(570)의 뒷면에 인접한 브러시 지지 부재(900)의 정면에 맞닿게 되어 전기자(540)의 후방 이동을 규제하는 추력 수용부로서 작용한다.

[전기자 코일(530)을 고정하는 방법의 설명]

전기자 코일(530)의 상층 코일 바아(531)와 하층 코일 바아(532)를 전기자 철심(520)에 위치시키고 고정하는 수단은, 전기자 철심(520)의 포올(525)과 슬롯(524); 절연 스페이스(560)의 구멍(561)과 오목부(562); 및 전기자축(510)에 압입되는 고정부재(570)로 구성된다.

전기자 철심(520)의 슬롯(524)은 상층 코일 부재(533)와 하층 코일 부재 (536)를 수용하며, 포올(525)은, 제20도에서 화살표에 의해 지시된 바와 같이, 반경 방향 내측으로 접혀지므로, 상층 코일 부재(533)와 하층 코일 부재(536)는 각개의 슬롯(524)에 견고하게 고정되고 원심력을 받더라도 슬롯(524)의 내측으로부터 반경 방향 외부로 움직이는 것이 방지된다.

첨언하면, 상층 코일 부재 (533)의 외주 표면은 하층 절연막(125)과 상층 절연막(105)의 두 층으로 절연되므로 포올(525)이 강제로 반경 방향 내부로 접혀지더라도 충분하게 절연될 수 있다.

절연 스페이서(560)의 외주에 오목부(562)는, 하층 코일단(537)을 위치시키고 상기 하층 코일단(537)에 작용된 원심력을 받도록, 상기 하층 코일단(537)의 하층 내측연장부(539)상에 삽입되며, 그에 의해 하층 코일단(537)이 반경 방향 외측으로 이동하는 것을 방지한다.

절연 스페이서(560)의 외주쪽 구멍(561)은 상층 코일단(534)을 위치시키고 상기 상층 코일단(534)에 작용된 원심력을 받도록 상층 코일단(534)의 돌출부 (534a)에 끼워 넣어지며 그에 의해, 상층 코일단(534)이 반경 방향 외측으로 움직이는 것을 방지한다.

고정부재(570)는 전기자 코일(530)의 반경 방향 내측부를 움직이는 주변으로부터 보호하여 상층 내측연장부(538)와 하층 내측연장부(539)가 원심력에 의해 반경 방향 외측으로 움직임을 방지한다.

또한, 고정부재(570)는 상층 내측연장부(538)와 하층 내측연장부(539)의 축 단부의 이동을 규제하며 그에 의해, 전기자 코일(530)의 축방향 길이가 증가하는 것을 방지한다.

[요크(501)의 설명]

요크(501)는, 제25도 및 제26도에 도시된 바와 같이, 강판을 둥글게 말음으로써 원통형의 모양을 이루며, 그 외주에 축방향으로 연장되고 반경 방향 내측으로 오목부가 형성된 복수 개의 홈(502)이 형성된다. 상기 홈(502)은 고정자극(550)을 요크(501)의 내주 상에 위치시키고 관통 볼트를 배치하기 위해 사용된다.

[고정 자극(550)의 설명]

고정자극(550)은, 본 발명에서 영구자석에 의해 예시되며, 제25도에 도시된 바와 같이, 복수 개의 주자극(551)(예를 들면, 6개)과 상기 주자극(551)사이에 개입된 극간자극(552)으로 구성된다.

첨언하면, 고정자극(550)의 영구자석은 전력 공급될 때, 자기력을 발생시키는 필터 코일로 대체될 수 있다.

상기 주자극(551)은 상기한 요크(501)의 오목부(502)의 내측 벽의 두 단에 의해 위치되고 고정자극(550)의 내주 상에 구비된 고정 슬리브(553)에 의해 요크(501)내의 자극 사이에 극간자극(552)과 함게 고정된다.

고정 슬리브(553)는 비자성 재료(예를 들면, 알루미늄)의 박판을 감음으로써 구비되고 그 축의 양단은 반경 방향 외측으로 접혀져 고정자극(550)이 요크(501)의 축방향으로 변위되는 것을 방지한다. 또한, 고정 슬리브(553)는, 제26도에 도시된 바와 같이, 고정자극(550)의 내측에서 서로 접촉하는 두 개의 단부 사면(555, 556) (즉, 제1 및 제2 단부)이 형성된다.

하나의 단부 사면(555)은 축방향에 대해 선형적으로 경사지며, 반면에 다른 단부 사면(556)은 완만하게 만곡되고 축방향에 대해 경사진다. 따라서, 단부 사면(555)은 곧게 형성되고 반면에, 다른 단부 사면은 만곡되므로, 고정자극(550)의 내경 속에서 구현된다면, 다소간의 오차는 고정 슬리브(553)를 반경 방향 외측으로 팽창하도록 두 단부 사면(556,556) 사이에서 접촉 위치를 축방향으로 이동시킴으로써 흡수된다. 그 결과, 고정 슬리브의 반경 방향 크기는 고정자극(550)을 고정 슬리브(553)와 요크(501)사이에 견고하게 고정되도록 결정된다.

[마그네트 스위치(600)의 설명]

제1도, 제27도 및 제28도에 도시된 바와 같이, 마그네트 스위치(600)는 후술되는 브러시 지지부재(900)에 의해 지지되며, 전기자축(510)에 대체로 수직으로 고정될 정도로 후술되는 단부 프레임(700)에 배치된다.

마그네트 스위치(600)는, 전원이 공급될 때, 플런저(610)를 상향 이동시켜 두 접점(즉, 하부 가동접점(611)과 상부 가동접점(612)을 단자 볼트(620)의 헤드 (621)와 고정접점(630)의 접촉부(631)에 연속적으로 접촉하게 한다. 첨언하면, 단자 볼트(620)는 도시되지 않은 밧데리 케이블과 연결된다.

마그네트 스위치(600)는 자성 재료(예를 들면, 철)로 제작된 바닥 면이 있는 원통형 마그네트 스위치 커버(640)에 구조된다. 상기 마그네트 스위치 커버(640)는 예를 들면, 연강판을 프레스 가공하여 플런저(610)가 수직으로 움직일 수 있도록 수용하기 위한 구멍(641)을 그 바닥 면의 중심에 구비한 컵 형상으로 마련된다. 또한, 마그네트 스위치 커버(640)의 상측 개방부는 자성 재료(예를 들면, 철)로 제작된 고정 철심(642)으로 막혀진다.

고정 철심(642)은, 상부 대구경부(643), 하부 중간 구경부(644), 및 하부 소구경부(645)로 구성되고 마그네트 스위치 커버(640)의 상단을 내측으로 상기 대구경부(643)의 외주와 코오킹하므로써 마그네트 스위치 커버(640)의 상측 개방부에 고정된다. 유도 코일(650)의 상단은 중간 구경부(644) 주위에 장착된다. 고정철심 (642)의 소구경부(645)의 외주 상에는 플런저(610)를 하방으로 몰아붙이는 압축 코일 스프링(660)의 상단이 장착된다.

상기 유도 코일(650)은, 전원이 공급될 때, 자기력을 발생시키므로써 플런저 (617)를 끌어당기는 견인 수단이다. 상기 유도코일(65O)은, 그 상단이 고정철심 (642)의 중간 구경부(644) 상에 장착되고 플런저(610)를 수직으로 미끄럼 가능하게 덮는 슬리브(651)가 설치된다. 상기 슬리브(651)는 비 자성 재료(예를 들면, 구리,황동 또는 스테인레스 강)의 박판을 감음으로써 구비되며, 그 상부 및 하부 단에 수지재 절연 와셔(652)가 설치된다. 슬리브(651)는 두 개의 절연 와셔(652) 사이에서, 얇은 수지(예를 들면, 셀로판 또는 나이론 막)또는 종이로 제작된 절연막(도시되지 않음)으로 덮여지며(싸여진다), 또한 상기 절연막은 얇은 에나멜 와이어의 소정 권선 수로 감겨져 유도코일(650)을 구성한다.

상기 플런저(610)는 자성 금속(예를 들면, 철)으로 제작되고 상부 소직경부 (613)와 하부 대직경부(614)를 구비한 대체로 원통 형상으로 형성된다.

상기 소직경부(613)에는 압축 코일 스프링(660)의 하단이 장착되고, 상기 직경부(614)는 비교적 축방향으로 연장되고 슬리브(651)에서 수직으로 이동 가능하게 고정된다.

플런저(610)의 상측에는, 플런저(610)로부터 상방향으로 뻗은 플런저축 (615)이 고정된다. 상기 플런저축(615)은 고정철심(642)의 중심에 형성된 관통구멍으로부터 상방향으로 돌출한다.

상부 가동접점(612)은 고정철심(642)위에서 플런저축 상에 지지되어 플런저축(615)을 따라 수직으로 미끄러진다. 상기 상부 가동접점(612)은, 제27도에 도시된 바와 같이, 플런저축(615)의 상단에 부착된 스냅 링(616)에 의해 플런저축의 상단으로부터 상방향 이동이 규제된다. 그 결과, 상부 가동접점(612)은 상기 스냅 링(616)과 고정철심(642)사이에서 플런저축(615)을 따라 수직으로 미끄럼 가능토록 된다. 덧붙여 말하며, 상부 가동접점(612)은 플런저축(615)에 부착되며, 판 스프링으로 제작된 접촉 압력 스프링(670)에 의해 항상 상방향으로 밀어붙여진다.

상기 상부 가동접점(612)은 구리와 같은 우수한 전도성을 갖는 금속으로 제작되며, 상방향으로 이동될 때, 그 양단은 고정접점(630)의 두 접촉부(631)에 맞닿게 된다. 또한, 상부 가동접점(612)에는 짝을 이룬 브러시(910)의 각개의 도선(910a)은 코오킹 또는 용접에 의해 전지적, 기계적으로 고정된다. 또한, 상부 가동접점(612)의 홈에는 복수 개의 제지수단(본 실시예에서는 두개)을 제공하는 레지스터(617)의 단부가 삽입되어 전기적 기계적으로 고정된다.

첨언하면, 브러시(910)의 각 개의 도선(911)은 상부 가동접점(612)에 코오킹 또는 용접에 의해 전기적 기계적으로 고정된다. 그러나, 상부 가동접점(612)과 브러시(910)의 각개의 도선(910a)은 일체로 형성될 수도 있다.

레지스터(617)는 시동기 초기 상태에서 모터가 저속으로 회전하도록 하기 위해 높은 저항을 갖는 복수 권선의 금속선으로 구성된다. 레지스터(617)의 다른 일단에는 단자 볼트(620)의 헤드(621)아래 위치된 하부 가동접점(611)이 코오킹 등에 의해 고정된다.

하부 가동접점(611)은 구리와 같은 우수한 전도성을 갖는 금속으로 제작되고 마그네트 스위치가 오프 상태가 되어 플런저(610)가 그 하부 위치 일 때, 고정철심 (642)의 상부 면에 맞닿게 되며, 플런저축(615)에 의해 레지스터(617)가 상방향으로 옮겨질 때, 상부 가동접점(612)이 고정접점(630)의 접촉부(631)에 맞닿기 전에 하부 가동접점(611)이 단자 볼트(620)에 맞닿게 된다.

플런저(610)는 그 하부 면에 연결선 부재(680)(예를 들면 와이어)의 후단에 부착된 볼 부재(681)를 수용하기 위한 오목부(682)가 형성된다. 상기 오목부(682)의 내주 벽에는 나사(683)가 형성된다.

상기 내부 나사(683) 속에는 오목부(682)에 볼 부재(681)를 고정하기 위한 고정 스크류(684)가 조여진다. 연결선 부재(680)의 길이는 내부 나사(683)속으로 고정 스크류(684)의 삽입을 조정하므로써 조절된다, 첨언하면, 하부 가동접점(611)이 단자 볼트(620)에 맞닿을 때, 연결 부재(680)의 길이는 피니언 회전규제 부재 (230)의 규제 포올(231)이 피니언 기어(210)의 외주 톱니(214)에 삽입될 정도로 조절된다. 첨언하면, 내부 나사(683)와 고정 스크류(684)는 조정장치를 구성한다.

[단부 프레임(700)의 설명]

단부 프레임(700)은, 제29도 및 제30도에 도시된 바와 같이, 그 내부에 마그네트 스위치(600)가 수용되는 수지로 만들어진 마그네트 스위치 커버이다.

단부 프레임(700)은,그 후면에 브러시(910)를 전방향으로 편향시키는 압축 코일 스프링(914)지지하기 위해서, 브러시(910)의 위치에 따라 전방으로 돌출된 스프링 지지 기둥(710)이 형성된다. 첨언하면, 제30도에 도시된 바와 같이, 압축 코일 스프링(914)은 스프링 지지 기둥(710) 속으로 삽입되는 그 측면이 스프링 지지 기둥(710)에 견고하게 지지되도록 반경 방향으로 확대되는 테이퍼 형상(즉, 원뿔의 절두체)으로 제공된다. 또한, 상기 스프링 지지 기둥(710)은 점차 가늘어져 압축 코일 스프링(914)을 수용하는 쪽이 더 크게 제작될 수도 있다. 또한, 상기 스프링 지지 기둥(710)은, 그 내주에 접촉하는 압축 코일 스프링(914)의 일단으로부터 브 러시(910)가 상층 코일단(534)에 접촉하는 다른 단까지 확대되며 또, 그 일단의 내경이 압축 코일 스프링(914)의 외경보다 더 작거나 동일하게 형성되는 그런 내경을 가질 수 있다.

첨언하면, 스프링 홀더 기둥(710)은 단부 프레임(700)과 일체로 되거나 또는 분리된다.

첨언하면, 압축 코일 스프링(914)은 코일 스프링으로 제작될 수 있다.

또한, 상기 압축 코일 스프링(914)은, 제1도에 도시된 바와 같이, 마그네트스위치(600)의 플런저(610)의 축방향에 대해 외주 측에 배치된다.

단자 볼트(620)는 단부 프레임(700)의 내부로부터 삽입되어 단부 프레임의 후방으로 돌출되며, 그 정면에 단부 프레임(700)의 내면에 맞닿게 되는 헤드(621)가 형성된 철재 볼트이다. 또한, 상기 단자 볼트(620)는 단부 프레임(700)에서 후방으로 돌출된 단자 볼트(620)위에 와셔(622)를 코오킹하여 고정하므로써 단부 프레임(700) 상에 고정된다. 구리로 제작된 고정접점(630)은 단자 볼트(620)의 전단에 코오킹하므로써 고정된다. 고정접점(630)은 단부 프레임(700)의 내부 상단에 하나 또는 그 이상의 접촉부(즉, 본 실시예에서 두 개)가 형성되어 배치되고, 마그네트 스위치(600)의 작동에 의해 수직으로 이동되는 상부 가동접점(612)은 그 상면에서 상기 접촉부(631)의 하면에 접촉될 수 있다.

[브러시 지지부재(900)의 설명]

브러시 지지부재(900)는 브러시 지지부재 베어링(564)을 통해 전기자축 (510)의 후단을 회전 가능하게 지지하면서 단부 프레임(700)의 내부와 요크(501)의 내부를 구획하는 역할뿐만 아니라 브러시 홀더로서 작용하고 마그네트 스위치를 지지하고 연결선 부재(680)를 안내하는 풀리(690)로서 작용하는 역할을 한다. 첨언하면, 브러시 지지부재(900)는 줄-형상 부재(680)를 안내하는 도시되지 않은 구멍이 형성된다.

상기 브러시 지지부재(900)는 제31도 내지 제33도에 도시된 바와 같이, 알 루미늄과 같은 금속을 주조하므로써 격벽(간막이)형상이 되며, 축방향으로 브러시 (910)를 지지하기 위해 복수 개의 브러시 지지 구멍(911, 912)(예를 들면, 본 실시예에서 상부와 하부 측에 두 개)가 형성된다. 상부 브러시 지지 구멍(911)은 플러스 전압을 받는 브러시(910)를 지지하기 위한 구멍이며, 수지(예를 들면 나일론 또는 폐놀계 수지)로 제작된 절연원통(913)을 통해 브러시(910)를 지지한다. (제31도의 A-A선을 따라 취해진 단면을 나타내는 제32도 및 제31도의 B-B선을 따라 취해진 단면을 나타낸 제33도 참조). 한편으로는, 하부 브러시 지지 구멍(912)은 접지되는 브러시(910)를 지지하는 구멍이며, 그 속에 직접적으로 브러시(910)를 지지한다. 브러시(910)는, 해당 기술분야에서 잘 알려진 바와 같이, 흑연 분말 구리 분말 및 수지 고착제를 소결하고 세이핑하므로써 대체로 사각 단면을 갖도록 마련되고 도선 (910a)은 용접 등에 의해 브러시(910)의 후단 측면에 이음 연결된다.

또한, 브러시(910)는 압축 코일 스프링(914)에 의해 밀어붙여져 전기자 코일 (530)의 후측에 있는 상층 코일단(534)의 배면 위로 그 전단 면을 가져간다.

첨언하면, 용접 또는 코오킹과 같은 이음 기술에 의해 상부 브러시(910)의 도선(910a)은 마그네트 스위치(600)에 의해 이동되는 상부 가동접점(612)에 전기적, 기계적으로 연결된다. 한편으로는, 하부 브러시(910)의 도선(910a)은 브러시 지지부재(900)의 배면에 형성된 오목부(920)에 코오킹에 의해 전기적, 기계적으로 연결된다. 첨언하면, 본 실시예는 브러시 지지부재(900)의 배면의 오목부(920)에 그 중심이 코오킹된 하나의 도선(910a)이 연결되는 한 벌의 하부 브러시(910)가 설치된다.

상기 브러시 지지부재(900)는 그 배면에 마그네트 스위치(600)의 정면을 지지하기 위한 두 개의 받침대(930)와 마그네트 스위치(600)를 둘러싸기 위한 두 개의 고정기둥(940)이 형성된다.

받침대(930)는 마그네트 스위치(600)에 꼭맞게 접촉하도록 원통 형상의 마그네트 스위치(600)의 외형을 이룬다. 한편으로, 상기 두 개의 고정기둥(940)은 마그네트 스위치(600)가 받침대(930)에 맞닿게 하면서 그의 각개의 후단을 코오킹하므로써 마그네트 스위치(600)를 지지한다.

상기 브러시 지지부재(900)는 연결선 부재(680)의 운동 방향을 수직 방향에서 마그네트 스위치(600)의 축방향으로 바꾸는 풀리(690)를 지지하기 위한 풀리 지지부(950)가 그 배면의 하측에 형성된다.

상기 브러시 지지부재(900)는 그 배면에 과열을 막기 위한 온도 스위치(도시되지 않음)를 지지하는 지지부(960)가 형성된다. 상기 지지부(960)는 상부 브러시 지지 구멍(910a)과 하부 브러시 지지 구멍(912) 사이의 마그네트 스위치(600) 부근에 상기 온도 스위치를 지지한다. 첨언하면, 온도 스위치는, 소정 온도에 이르면,턴-오프 되어 시동기 모터로의 전력 공급을 차단하여 그에 의해 시동기를 보호한다.

[본 실시예의 작용]

이하, 제34(a)도 내지 제34(c)도의 전기회로 다이아그램을 참조하여 상기한 시동기의 작용을 설명한다.

키스위치(10)가 운전자에 의해 시동 위치로 세트되면, 전원은 밧데리(20)로부터 마그네트 스위치(600)의 유도코일(650)로 공급된다. 상기 유도코일(650)이, 전기 공급될 때, 플런저(510)는 유도코일(657)에 의해 발생된 자기력에 의해 당겨져 그 하부 위치로부터 들어 올려진다.

플런저(610)가 상승하기 시작함에 따라, 상부 가동접점(612)과 하부 가동 접점(611)은 상승하는 플런저(615)에 의해 들어 올려지고, 연결선 부재(680)의 후단도 역시 들어 올려진다. 상기 연결선 부재(680)의 후단이 상승할 때, 그 전단은 하방으로 당겨져 피니언 회전규제부재(230)는 하방으로 이동된다. 규제 포올(231)이 피니언 기어(210)의 외주 상의 톱니(214) 사이로 끼워 넣어질 때, 피니언 규제부재 (230)의 하향 이동에 의해 하부 가동접점(611)은 단자 볼트(620)의 헤드(612)에 접촉하게 된다. (제34(a)도 참조) 상기 단자 볼트(620)는 밧데리(20)의 전압을 공급받으므로 그 전압이 하부 가동접점(611), 레지스터(617), 상부 가동접점(612), 및 도선(910a)의 통로를 거쳐 상부 브러시(910)에 전기자(530)에 작용된다. 간단히 말하면, 레지스터(617)를 통한 낮은 전압이 상부 브러시(917)를 통해 전기자(537)에 작용된다. 또한, 하부 브러시(910)는 브러시 지지부재(700)를 통하여 항상 접지부에 접지 되므로 각개의 상층 코일 바아(531)와 각개의 하층 코일 바아(532)를 결합하므로써 코일 형상으로 구성된 전기자 코일(530)에 상기 낮은 전압이 작용된다. 그 후, 전기자 코일(530)은 고정자극(550)의 자기력에 영향을 미치는 비교적 약한 자기력(즉, 인력 또는 척력)을 발생하므로 전기자(540)가 저속으로 회전된다.

전기자축(510)이 회전함에 따라 유성기어 감속장치(300)의 유성기어(320)는 전기자축(510)의 전단의 태양기어(310)에 의해 회전 구동된다. 유성 캐리어(330)를 통해 링 기어를 회전 구동하는 유성 기어(320)의 회전 토크가 인터널 기어(340)에 전해질 경우에, 상기 인터널 기어(340)의 회전은 오버런닝 클러치(350)의 작용에 의해 규제된다. 간단히 말하면, 인터널 기어(340)는 회전되지 않으며, 유성 캐리어 (330)는 유성 기어(320)의 회전에 의해 감속된다. 유성 캐리어(330)가 회전할 때, 피니언 기어(210)는 회전하려고 하지만 그의 회전은 피니언 회전규제 부재(230)에 의해 규제되면서 출력축(220)의 헬리컬 스플라인(221)을 따라 전방향으로 이동한 다.

피니언 기어(210)가 전방으로 이동함에 따라, 셔터(420) 역시 전방향으로 이동하여 하우징(400)의 개방부(410)를 개방한다. 상기 전방향 이동 결과로, 피니언 기어(210)는, 피니언 유지링(250)과 맞닿을 때까지, 엔진의 링기어(100)와 완전한 맞물림을 하게 된다. 또한, 피니언 기어(210)가 전진함에 따라 규제 포올(231)은, 그 전단이 피니언 기어(210)의 후면에 배치된 와셔(215)의 뒤쪽에서 하강할 때까지, 피니언 기어(210)의 톱니(214)와의 맞물림에서 풀려나게 된다.

한편으로, 피니언 기어(210)가 전진 위치한 상태로 상부 가동접점(612)은 고정접점(630)의 접촉부(631)에 접촉하고 그 후, 단자 볼트(620)의 밧데리 전압은 상부 가동접점(612)과 도선(910a)를 통해 브러시(910)로 직접 작용된다.

간단히 말하면, 각개의 상층 코일 바아(531)와 각개의 하층 코일 바아(532)로 구성된 전기자 코일(530)은 강력한 자기력을 발생하도록 높은 전류가 공급되고 그에 의해 전기자축(540)을 고속으로 회전시킨다.

전기자축(510)의 회전은 유성기어 감속장치(300)에 의해 감소되어 유성 캐리어(330)가 증가된 회전 토크에 의해 회전 구동하게 된다. 이때, 피니언 기어(210)의 전단은 피니언 유지링(250)에 맞닿게 되고 피니언 기어(210)는 유성 캐리어 (330)와 함께 회전한다. 또한, 피니언 기어(210)는 엔진의 링 기어(100)와 맞물린 상태이므로 링 기어(100) 즉, 엔진의 출력축을 회전 구동시킨다.

다음, 엔진이 시동되어 그의 링 기어(100)를 피니언 기어(210)보다 더 빠르게 회전시킬 때, 후퇴력이 헬리컬 스플라인의 작용에 의해 피니언 기어(210)에 발생된다. 그러나, 피니언 기어(210)는 그 후면에 하강했던 회전규제 포올(231)에 의 해 그 후방 이동이 제지되므로 엔진은 피니언 기어(210)의 때 이른 맞물림 해제를 방지하면서, 확실하게 시동될 수 있다.(제35(b)도 참조).

시동된 엔진의 링 기어(100)가 피니언(210)보다 더 빠르게 회전될 때, 상 기 피니언 기어(210)는 링 기어(100)에 의해 회전 구동되며, 그 링 기어(100)로부터 피니언 기어(210)로 전달되었던 회전 토크는 또한, 유성 캐리어(330)를 통하여 유성기어(320)를 지지하는 핀(332)으로 전달된다. 다시 말하면, 유성기어(320)는 유성 캐리어(330)에 의해 구동된다. 그 후, 엔진 시동 동안 그로부터 역전된 토크는 인터널 기어(340)에 작용되어 오버 런닝 클러치(350)는 링 기어(100)가 회전하도록 허락한다. 특히, 엔진 시동기간 동안 그것으로부터 역전된 토크가 인터널 기어(340)에 작용되면 오버런닝 클러치(350)의 홀더(353)는 클러치 내측부(352)의 오목부(355) 밖으로 나와서 인터널 기어(340) 회전을 허용한다.

간단히 말하면, 피니언 기어(210)를 회전 구동시키는 시동된 엔진의 링기어의 상대적 회전은 오버런닝 클러치(350)에 의해 흡수되므로 전기자(540)는 엔진에 의한 회전 구동을 하지 않게 된다.

엔진이 시동된 후, 운전자에 의해 시동 위치 밖으로 키 스위치(10)가 이동되고 마그네트 스위치(600)의 유도코일(650)로 전력 공급을 중단한다. 유도코일(650)로의 전력 공급이 중단될 때, 플런저(610)는 압축 코일 스프링(660)의 작용에 의해 하방으로 되돌려진다. 그후, 상부 가동접점(612)은 고정접점(630)의 접촉부(631)를 떠나고 하부 가동접점(611)은 단자 볼트(620)의 헤드(621)를 떠나서 상부 브러시 (910)로의 전력 공급을 차단한다.

플런저(610)가 하방으로 복귀되면, 피니언 회전규제부재(230)는 그의 복귀 스프링부(236)의 작용에 의해 상방향으로 복귀되므로 규제 포올(231)은 피니언 기어(210)와 뒷면을 떠난다. 그 후, 피니언 기어(210)가 복귀 스프링(240)의 작용에 의해 후방으로 복귀되어 엔진의 링기어(100)와의 맞물림에서 풀려나고 그 후단을 출력축(220)의 플랜지붙이 돌출부(222)와 맞닿게 한다. 간단히 말하면, 피니언 기어(210)는 시동기의 시동 전의 단계로 복귀된다(제34(c)도 참조).

또한, 플런저(610)가 하방으로 복귀된 결과, 하부 가동접점(611)은 마그네 트 스위치의 고정철심(642)의 상면에 닿아서 상부 브러시(910)의 도선(910a)이 상부 가동접점(612), 레지스터(617), 하부 가동접점(611), 고정철심(642), 마그네트 스위치 커버(640) 및 브러시 지지부재(900)의 통로를 통해 전도 상태로 된다. 간단히 말하면, 상부 브러시(910)와 하부 브러시(910)는 브러시 지지부재(900)를 통해 단락된다. 이 동안, 전기자(540)의 관성 회전에 의한 기전력이 전기자 코일(530)내 에서 발생된다. 또한, 상기 기전력은 상부 브러시(910), 브러시 지지부재(900) 및 하부 브러시(910)를 통해 단락되므로 제동력이 전기자(540)의 관성 회전에 작용된다. 그 결과, 전기자(540)는 급격히 실속하게 된다.

이하, 제36도 및 제37도를 참조하여 다른 실시예를 설명한다.

제36도에 도시된 바와 같이, 하우징(400)내에 배치되는 하우징 베어링(440)은 그 일단이 반경 방향으로 돌출된 플랜지부(447a)를 갖는 베어링(440)일 수 있다. 상기 배치에 따르면, 베어링 지지부의 내경보다 유지부재(10)의 외경을 확대하지 않고도 출력축(220)의 축방향 후방 이동이 상기 플랜지부(440a)를 통해 하우징의 단부 면에 의해 규제될 수 있다.

제37도에 도시된 바와 같이, 출력축(220)의 선단은 볼트(30)를 받아들이는 내부 나사가 축방향으로 형성되며, 그에 의해 출력축 유지부재로서 작용하는 유지부재(10)를 고정한다.

대안으로, 유지부재(10)는 생략될 수 있고, 볼트(30)의 플랜지부가 출력축 유지부재로서 사용될 수 있다.

상기된 바와 같이 본 발명에 따른 시동기는 유성기어 감속기구를 갖는 시동기에서 축방향 이동을 확실하게 규제하는 데에 사용될 수 있다.

Claims

시동기모터 전기자의 회전에 의해 회전되도록 된 전기자축; 내연기관의 링 기어와 맞물리는 피니언 기어를 구비한 출력축; 상기 전기자축의 회전속도를 줄이고 그 회전을 상기 출력축으로 전달하는 유성기어 감속기구; 하우징 베어링을 통하여 상기 출력축의 일단을 회전 가능하게 지지하는 하우징; 상기 출력축 상에 장착되며, 상기 출력 축을 지지하는 하우징 베어링 지지부의 축방향 전후단부측에 각각 위치 장착되는 제 1 및 제2 출력축 유지부재; 및 상기 출력축의 전후 축방향으로 추력 하중을 그 전 후단 면에 받도록 적용된 상기 하우징 베어링 지지부를 포함하여 이루어진 유성기어 감속기구를 갖는 시동기.
제1항에 있어서, 상기 제 1 및 제2 출력 축 유지부재 중에 적어도 하나는 상기 출력축의 외경보다 더 적은 내주 및 내경을 갖는 원판 형상으로 형성되며; 홈이 상기 하우징 베어링 지지부의 전 후단 면을 사이에 끼워 넣는 위치에서 상기 출력 축의 외주 상에 형성되며, 상기 출력 축 유지 부재가 상기 홈에 회전 가능하게 삽입 고정되는 것을 특징으로 하는 유성기어 감속기를 갖는 시동기.
제1항에 있어서, 상기 하우징 베어링이 그 일단이 반경 방향으로 돌출된 플랜지부를 갖는 금속을 포함하며; 상기 플랜지부가 상기 하우징으로부터 돌출되며,상기 제1 및 제2출력 축 유지부재 중에 적어도 하나가 상기 플랜지부에 접촉하도록 된 것을 특징으로 하는 유성기어 감속기구를 갖는 시동기.