KR100994786B1

KR100994786B1 - 스타터 구동 조립체를 포함하는 전기 스타터 샤프트 상에리테이닝 링을 설치하는 방법 및 그러한 스타터

Info

Publication number: KR100994786B1
Application number: KR1020057013412A
Authority: KR
Inventors: 필립 알벵; 띠에리 빨트리
Original assignee: 발레오 에끼쁘망 엘렉뜨리끄 모뙤르
Priority date: 2003-01-21
Filing date: 2004-01-21
Publication date: 2010-11-19
Also published as: CN1705819A; KR20050096144A; FR2850136A1; DE602004010619T2; WO2004067950A1; ATE380937T1; ES2298715T3; DE602004010619D1; JP2006515913A; US20060145481A1; FR2850136B1; US7721613B2; EP1592881A1; EP1592881B1

Abstract

본 발명은 전기 스타터의 회전 샤프트 상에 리테이닝 링(21)을 설치하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 스타터 구동 조립체(10)의 스플라인(15)과 홈(23) 사이의 접근할 수 있는 설치 구역 내에 위치한 축 방향 샤프트의 부분(27) 상에 리테이닝 링(21)을 설치하는 제1 단계와, 상기 리테이닝 링(21)을 상기 샤프트 세그먼트(27)를 따라 방사상으로 접근할 수 없는 구역 내에 위치하는 위치설정 홈(23)에 이르기까지 이동시키기 위하여 상기 스타터 구동 조립체(10)를 안착 위치로 축 방향 이동시키는 제2 단계를 포함한다.

Description

스타터 구동 조립체를 포함하는 전기 스타터 샤프트 상에 리테이닝 링을 설치하는 방법 및 그러한 스타터{METHOD OF MOUNTING A RETAINING RING ON AN ELECTRIC STARTER SHAFT COMPRISING A STARTER DRIVE ASSEMBLY AND CORRESPONDING STARTER}

본 발명은 전기 스타터의 회전 샤프트 상에 리테이닝 링(retaining ring)을 설치하는 방법에 관한 것으로, 상기 전기 스타터에는 프리휠(freewheel)을 갖는 장치 등의 연동차단이 가능한 연결장치를 포함하는 스타터 구동 조립체가 제공되고, 상기 프리휠 장치는 상호 보완적인 형태를 나타내는 두 세트의 나선형 스플라인(spline)과 협력하여 작동한다. 두 세트 중 한 세트는 상기 샤프트 상에, 나머지 세트는 연동 축의 실린더 통 내에 배치된다. 상기 샤프트는 피니언의 정지위치와 작동위치 사이의 스타터 구동 조립체의 슬라이딩을 한정하기 위해서 샤프트를 따라 일정한 간격을 두고 배열된 제1 후방 지지부 및 제2 전방 지지부를 포함하며, 상기 제1 후방 지지부는 샤프트의 환형의 위치설정 홈 내에 삽입되는 상기 탄성 리테이닝 링에 의해 형성된다.

도 1 및 도 2에서, 전기 스타터의 스타터 구동 조립체(10)는 예를 들어 자동차 등의 내연기관 톱니 크라운의 연동 피니언(11)을 포함한다. 상기 스타터 구동 조립체(10)는 또한 캐리어라고 불리는 실린더통(18)과 피니언(11)과 상기 원통형 실린더통(18) 사이에 삽입되는 프리휠을 가진 연동 차단이 가능한 연결장치(12)를 포함한다. 상호 보완적 형태의 두 세트의 나선형 스플라인(15,16)이 제공된다. 상기 프리휠을 가진 트랜스미션 장치(12)는 피니언(11)과 감속기(13) 사이에 축 방향으로 삽입된다. 상기 감속기는 그 내부에 톱니가 형성되어 있는 외부 크라운(13a)을 포함하며, 유성기어 캐리어(planet carrier)(14b)에 의해 이동되는 유성기어(14)와 상호 작용한다. 상기 감속기는 국제특허 WO 00/39454의 도 1에 도시된 바와 같이 전기 모터 샤프트의 홈이 파인 단부에 연결된다. 좀 더 상세한 설명은 상기 문헌을 참조할 것이다. 상기 감속기는 상기 문헌에서 기술하고 있는 감속기의 유형에 속한다. 상기 실린더통(18)은 프리휠(12)에 속해있는 케이지(cage)(19)에 연결된다. 샤프트(17)는 감속기(13a)의 유성기어 캐리어(14b)에 연결된다. 상기 샤프트(17)는 실린더통(18) 및 피니언(11)의 내부를 관통한다.

상기 두 스플라인 세트(15,16) 중 하나는 샤프트(17) 상에, 나머지 하나는 스타터 구동 조립체(10)의 원통형 실린더통(18) 내에 위치된다. 상기 피니언(11)은 이처럼 프리휠(12)을 구비한 트랜스미션 장치를 통해 실린더통(18)에 연결되며, 상기 트랜스미션 장치를 통해 시동 시의 정상 페이즈 동안에는 피니언(11)을 연동시킬 수 있으며, 피니언(11)의 회전속도가 실린더통(18)의 회전속도보다 더 빠를 경우에는 기계적 회전 연동을 차단할 수 있다. 내연기관의 시동 마지막 단계에서, 프 리휠(12)을 구비한 장치의 존재로 인해 내연기관의 톱니 크라운에 연결되는 피니언(11)이 과도한 초과속도로 전기모터의 회전자를 연동시켜 이 전기모터의 회전자를 손상시키는 것을 피할 수 있다. 이러한 상황은 운전자가 시동 후 즉시 컨택터에 전력 공급을 차단하지 않을 경우 나타날 수 있다.

도 1에 도시된 상기 프리휠(12)은 실린더통(18)에 연결된 케이지 트랙(19)과 피니언(11)에 연결된 내부 트랙 사이에 개입되는 롤러 유형에 속한다. 그러나 다른 모든 단일 방향 트랜스미션 장치가 사용될 수 있으며, 특히 프랑스특허 FR 2772433에 기술된 바와 같이 마찰식 원추형 연결장치를 가진 연동차단이 가능한 연결 요소 등이 사용될 수 있다.

시동 마지막 단계에서, 스타터 구동 조립체(10)는 샤프트(17)의 스플라인(15) 상에서 풀리는 경향을 나타낸다. 이를 통해 실린더통(18)의 단부(25)를 샤프트(17)에 연결된 후방 지지부 쪽으로 돌려보내려는 경향을 나타내는 축 방향 힘을 생성시킬 수 있다. 상기 후방 지지부는 피니언(11)과 상반된 위치에 배치되는 리테이닝 링(21)으로 구성된다. 전통적 개념의 전자기 컨택터에 전류공급이 차단되면, 상기 축 방향 반응력은 축 둘레에서 축중심 회전하는 브래킷(도시되지 않음)의 도움으로 전통적 개념의 전자기 컨텍터의 이동축의 복귀력에 추가된다. 상기 브래킷의 한쪽 단부는 이동축과 연결되며, 다른쪽 자유단부는 스타터 구동 조립체를 변환 연동시키기 위해 골(18a) 내에 머물러 있다. 이와 같은 전자기 컨텍터 및 브래킷은 상기 국제특허 WO 00/39454에 기술되어 있다. 피니언(11)은 톱니 단부들의 마모 및 훼손을 막기 위해 충분한 속도로 크라운으로부터 빠르게 빠져나오게 된다.

전방 지지부(22)는 톱니 크라운에 맞물려 있는 피니언(11)의 이동 종료위치를 한정하기 위해 스타터 구동 조립체의 샤프트(17) 상에 위치된다. 리테이닝 링(21)으로부터 전방 지지부(22)를 분리하는 축 간격이 피니언(11)의 정지위치와 작동위치 사이에서 스타터 구동 조립체(10)의 슬라이딩을 한정한다.

리테이닝 링(21)(도 2)은 C자 형태를 나타내면서 개방되며, 두께는 1mm 내지 1.5mm를 나타낸다. 상기 C자 형태의 단부(24) 사이의 간격은 스타터 구동 조립체(10) 샤프트(17)의 후방 단부 상에 형성되는 위치설정 홈(23)의 직경보다 약간 작다. 정지위치에서 실린더통(18)의 단부(25)는 리테이닝 링(21)에 맞대어 지지된다.

상기 유형의 스프링 리테이닝 링의 일반적 장착 규칙에 따르면, 샤프트(17)와 수직 방향을 따라 위치설정 홈(23) 내에 스프링 리테이닝 링을 삽입하기 위해서 리테이닝 링(21)의 중간 부분에 방사상 누름력(화살표 F, 도 1)이 적용된다. 삽입 후 주둥이부(24)를 조임으로써 골(23) 내에 리테이닝 링(21)을 안정적으로 유지시킬 수 있다.

이처럼 종래의 스타터 구동 조립체의 리테이닝 링(21)을 방사상으로 장착하는 것은 위치설정 홈(23)이 감속기(13)의 돌출부(26)에 대하여 접근할 수 있는 경우에만 가능하다. 상기 돌출부(26)는, 예를 들어 스타터 케이스(50)(부분적으로 도시됨)의 하우징(50a) 내부에 수용되는 탄성 완충 단자(13b)로 구성된다. 따라서 이러한 탄성 단자(13b)는 충격을 완화시키며 그 결과 소음을 감소시키는 회전 운동을 용인하게 된다. 좀 더 상세한 설명은 국제특허WO 00/39454를 참조할 것이다. 변형 실시예로서, 상기 돌출부(26)는 비탄성 단자로 구성될 수도 있다.

피니언(11)과 연동 가능한 연결장치(12) 및 감속기(13)로 구성되는 조립체는 골(23) 내에 리테이닝 링(21)을 장착한 후 스타터의 케이스(50) 내로 유입된다.

스타터 구동 조립체(10)의 샤프트(17)는 리테이닝 링(21)의 삽입을 용인하기 위해 거리 L을 둔채 축 방향으로 길게 늘어져야 하며, 그 결과 스타터의 세로 길이가 증가하게 된다.

본 발명은 스타터의 샤프트의 길이를 늘일 필요없이 상기된 단점을 해결하고 지지부와 함께 스타터 구동 조립체의 리테이닝 링을 스플라인 상에 용이하게 삽입할 수 있는 설치 방법을 제안하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 방법은 상기 홈과 스플라인 사이의 접근 가능한 설치 구역 내에 위치되는 축 방향 샤프트 부분에 상기 리테이닝 링을 설치하는 제1 단계, 상기 리테이닝 링을 상기 샤프트 부분을 따라 방사상으로 접근할 수 없는 구역 내에 위치하는 위치설정 홈에 이르기까지 이동시키기 위하여 상기 스타터 구동 조립체를 안착 위치로 축 방향 이동시키는 제2 단계로 구성된다.

상기 리테이닝 링은 샤프트 상에서 둘레에 부품이 없는 구역에서 방사상으로 삽입되고, 이어서 스타터 구동 조립체의 축 방향 수동 이동에 의하여 상기 리테이닝 링을 방사상 접근이 불가능한 안쪽에 위치한 홈에 밀어 넣는다. 이와 같은 배열을 통해 스타터의 길이방향 크기를 줄일 수 있다.

본 발명은 또한 스타터 구동 조립체를 구비하는 자동차용 전기 스타터에 관한 것이기도 하다. 상기 스타터 구동 조립체는 샤프트 상에 그리고 연동 축의 실린더통 내에 각각 위치하는 상호 보완적 형태를 가지는 두 세트의 나선형 스플라인과 상호 작용하는 예컨대 프리휠을 갖는 연동차단이 가능한 연결장치를 포함하며, 피니언의 정지위치와 작동위치 사이에서 스타터 구동 조립체의 슬라이딩 이동을 한정하기 위해 샤프트를 따라 일정한 간격으로 배열된 제1 후방 지지부 및 제2 전방 지지부를 포함한다. 상기 제1 후방 지지부는 샤프트의 환형 위치설정 홈 내에 삽입되는 상기 탄성 리테이닝 링으로 형성된다. 상기 위치설정 홈은 바람직하게는 방사상 접근이 불가능한 구역에 위치하며, 감속기의 돌출부로부터 들어간 위치에 놓이는 것이 바람직하다.

상기 장치는 바람직하게는 아래의 하나 혹은 다수의 특징에 의해 보충된다:

- 상기 위치설정 홈은 상기 구역 내에서 리테이닝 링을 축 방향으로 차단하기 위한 정면을 포함한다.

- 상기 위치설정 홈은 상기 정면의 맞은편의 환형 지지면에 의해 한정되며, 상기 지지면의 너비는 상기 정면의 너비보다 크다.

- 상기 정면과 지지면을 분리하는 상기 홈의 축 방향 길이는 하나 또는 다수의 탄성 리테이닝 링을 수용할 수 있도록 선택된다.

- 상기 위치설정 홈은 원통형 샤프트 부분에 의해 상기 스타터 구동 조립체의 샤프트 스플라인과는 축 방향으로 분리되며, 상기 스플라인의 측면 직경은 상기 홈의 정면에 인접한 직경보다 작다.

- 도 1은 종래 기술에 따른 스타터 구동 조립체의 단면도,

- 도 2는 스타터 구동 조립체의 샤프트의 후방 지지부를 구성하는 리테이닝 링의 부분 확대도,

- 도 3은 본 발명에 따른 설치 방법의 실행하기 위한 스타터 구동 조립체 샤프트의 부분 확대 단면도,

- 도 4 및 도 5는 도 3에 따라 위치설정 홈에 접근할 수 없는 경우에 본 발명에 따른 리테이닝 링의 설치 단계를 보여주는 도 1과 동일한 도면이다.

본 발명의 설치 방법에 따른 장점 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 아래의 비한정적 실시예를 통하여 더욱 상세히 기술될 것이다.

도 3 내지 도 5에서는, 도 1 및 도 2에 도시된 부품들과 유사하거나 동일한 부품은 동일한 참조 번호가 사용될 것이다.

도 3에 있어서, 스타터 구동 조립체(10) 샤프트(17)의 위치설정 홈(23)은 예를 들어 원뿔대 모양의 점진적인 단면을 가진 샤프트의 부분(27)을 통해 내부 스플라인(15)들과 축 방향으로 분리된다. 스플라인(15) 측면의 샤프트 부분(27)의 직경(D1)은 홈(23)의 정면(28)에 근접한 직경(D2)보다 작다. 상기 정면(28)은 샤프트(17)의 세로축에 대해 수직을 이루지만, 기울어질 수도 있고 또한 직선이 아닌 형태를 가질 수도 있다.

샤프트 부분(27)의 직경(D1)은 리테이닝 링의 탄성을 변형함이 없이 리테이닝 링에 의해 수용될 수 있는 직경에 근접한 직경을 나타낸다. 상기 직경(D1)은 링 제조업자가 권장하는 홈(23)의 바닥 직경(D3)과 동일하게 되는 것이 바람직하다.

정면(28)의 맞은편에서, 골(23)은 D4와 D3의 차이에 상응하는 너비를 가지는 환형 지지면(29)에 의해서 한정된다. 이 너비는 스타터 구동 조립체가 안착위치에서 회귀함에 따른 축 방향 푸쉬에 대항하기에 충분하고, D2와 D3의 차이에 상응하는 정면(28)의 너비보다 큰 값을 나타낸다. 상기 지지면(29)은 샤프트(17)가 유성기어 캐리어(14b) 상에 고정되기 위한 초과 두께 부분에 속한다. 이러한 초과 너비는 상기 샤프트 부분(27)의 직경보다 큰 직경을 가진다.

탄성 리테이닝 링(21)의 방사상 조립 구역은 제1 단계에서 돌출부(26)와 스플라인(15) 단부 사이에 위치하는 축 방향 공간(d) 내에서 실현된다. 상기 공간(d)을 통해 샤프트 부분(27)으로부터 접근 가능한 부분 상에 리테이닝 링(21)을 삽입할 수 있다.

도 4는 접근 가능한 공간 내에 리테이닝 링(21)을 삽입하는 상기 제 1 단계를 나타낸다. 도 1에서와 같이, 샤프트 부분(27)에서 리테이닝 링(21)을 방사상으로 밀어주기만 하면 된다. 상기 돌출부(26)는 이러한 조립 작업을 방해하지 않는다. 도 4 및 도 5에서 볼 수 있듯이, 상기 돌출부(26)들이 모두 동일한 형태를 나타내지는 않는다. 이들 중 몇몇은 샤프트(17)의 축 방향 길이를 더욱 감소시키기 위해서, 그리고 손쉬운 조립 작업을 위해서 그 길이가 더욱 짧아진다.

돌출부(26)로부터 들어간 곳에 위치하는 위치설정 홈(23) 내로 리테이닝 링 (21)을 이동시키기 위해, 스타터 구동 조립체(10)를 화살표(F1) 방향으로 이동시킨다. 그러면 실린더통(18) 후방 단부(25)가 샤프트 부분(27)을 따라 그리고 감속기(13) 방향으로 상기 링을 위치설정 홈(23) 내에 맞물릴 때까지 축 방향으로 밀어준다. 그 결과, 방사상 접근이 불가능한 구역에 위치하는 위치설정 홈(23) 내로 리테이닝 링(21)을 삽입할 수 있다. 이에 의하여 스타터의 세로 길이가 증가하는 것은 아니다. 샤프트 부분(27)을 따라 이동할 때, 리테이닝 링(21)은 점진적으로 개방되었다가, 링이 홈(23) 내로 떨어지면 폐쇄된다.

물론, 본 발명의 범위를 벗어남이 없이, 상기 돌출부(26)들은 스타터 케이스와 함께 작동하도록 되어 있는 탄성 리벳(예를 들어 합성고무 또는 플라스틱으로 된) 외의 다른 모든 것들의 조합으로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 속도 감속기 외부 크라운의 돌출부 등으로 구성될 수도 있다. 여기서 돌출부란 지지부(21)를 수용하도록 되어 있는 홈(23)에 방사상으로 직접 접근하는 것을 막아주는 모든 장치를 나타낸다.

Claims

실린더통(18), 피니언(11) 및 상기 실린더통(18)과 피니언(11) 사이에 삽입될 수 있는 연동차단이 가능한 연결장치(12)를 포함하는 스타터 구동 조립체(10)가 구비되는 전기 스타터의 회전 샤프트(17) 상에 리테이닝 링(21)을 설치하는 방법으로서, 상기 실린더통(18) 및 샤프트(17)는 상호 작용하는 스플라인(15,16)을 포함하고, 상기 샤프트는 상기 피니언의 정지위치와 작동위치 사이에서 상기 스타터 구동 조립체(10)의 슬라이딩 이동을 한정하기 위하여 상기 샤프트를 따라 일정한 간격을 두고 배열된 제1 후방 지지부(21)와 제2 전방 지지부(22)를 포함하며, 상기 제1 후방 지지부는 상기 샤프트의 환형 위치설정 홈(23) 내에 삽입되는 탄성의 리테이닝 링(21)으로 형성되는 전기 스타터의 회전 샤프트(17) 상에 리테이닝 링(21)을 설치하는 방법에 있어서,

- 상기 홈(23)과 스플라인(15) 사이의 접근 가능한 설치 구역 내에 위치되는 축 방향 샤프트 부분(27)에 상기 리테이닝 링(21)이 설치하는 제1 단계,

- 상기 리테이닝 링(21)을 상기 샤프트 부분(27)을 따라 방사상으로 접근할 수 없는 구역 내에 위치하는 위치설정 홈(23)에 이르기까지 이동시키기 위하여 상기 스타터 구동 조립체(10)를 안착 위치로 축 방향 이동시키는 제2 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 설치 방법.
제1항에 있어서,

상기 리테이닝 링(21)의 하우징 구역은 감속기(13)의 돌출부(26)로부터 들어간 위치에 있는 것을 특징으로 하는 설치 방법.
제1항에 있어서,

상기 위치설정 홈(23) 쪽으로 점점 증가하는 단면을 가진 샤프트 부분(27)을 사용하는 것을 특징으로 하는 설치 방법.
실린더통(18), 피니언(11) 및 상기 실린더통(18)과 피니언(11) 사이에 삽입될 수 있는 연동차단이 가능한 연결장치(12)를 포함하는 스타터 구동 조립체(10)가 구비되는 차량용 전기 스타터로서, 샤프트는 상기 피니언의 정지위치와 작동위치 사이에서 상기 스타터 구동 조립체(10)의 슬라이딩 이동을 한정하기 위하여 상기 샤프트를 따라 일정한 간격을 두고 배열된 제1 후방 지지부(21)와 제2 전방 지지부(22)를 포함하며, 상기 제1 후방 지지부는 상기 샤프트의 환형 위치설정 홈(23) 내에 삽입되는 탄성의 리테이닝 링(21)으로 형성되는 차량용 전기 스타터에 있어서,

상기 위치설정 홈(23)은 방사상으로 접근할 수 없는 구역 내에 배치되며, 전기 모터의 케이스(50)를 둘러싸는 감속기(13)의 돌출부(26)로부터 들어간 위치에 놓이는 것을 특징으로 하는 차량용 전기 스타터.
제4항에 있어서,

상기 위치설정 홈(23)은 상기 구역 내에서 상기 리테이닝 링(21)을 축 방향으로 차단하기 위한 정면(28)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 스타터.
제5항에 있어서,

상기 위치설정 홈(23)은 상기 정면(28)의 맞은편의 환형 지지면(29)에 의해 한정되며, 상기 지지면의 너비는 상기 정면(28)의 너비보다 큰 것을 특징으로 하는 전기 스타터.
제6항에 있어서,

상기 정면(28)과 지지면(29)을 분리하는 상기 홈(23)의 축 방향 길이는 하나 또는 다수의 탄성 리테이닝 링(21)을 수용할 수 있도록 선택되는 것을 특징으로 하는 전기 스타터.
제6항 또는 제7항에 있어서,

상기 위치설정 홈(23)은 원통형 샤프트 부분(27)에 의해 상기 스타터 구동 조립체(17)의 샤프트 스플라인(15)과는 축 방향으로 분리되며, 상기 스플라인(15)의 측면 직경(D1)은 상기 홈의 정면(28)에 인접한 직경(D2)보다 작은 것을 특징으로 하는 전기 스타터.
제4항에 있어서,

상기 연동차단이 가능한 연결장치(12)는 프리휠로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 스타터.