KR200302142Y1 - 내연기관용 시동장치의 마그네틱 스위치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 내연기관용 시동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피니언이 엔진의 링기어와 치합될 수 있도록 치합력을 발생시키는 마그네틱 스위치의 구조에 관한 것이다.

본 고안에 따른 내연기관용 시동장치의 마그네틱 스위치는 여자코일의 내측에 설치되는 플런저가 컵형상으로 마련되어 개구된 부분이 고정철심을 향하도록 설치되고, 고정철심의 중심부를 관통하여 설치된 접점로드가 플런저의 중공부로 연장되며, 중공부로 연장된 접접로드의 단부에는 보조플런저가 설치되었다. 그리고, 보조플런저와 고정철심 사이의 접점로드 외면에는 보조플런저와 플런저를 복귀시키는 복귀스프링이 설치되었다. 따라서, 최초 피니언의 치합이 불완전하게 이루어지더라도 플런저와 보조플런저가 시차를 두고 동작되게 되어 원활한 치합을 이룰 수 있게 되고, 종래의 시동장치에서 플런저와 후크 사이에 설치되었던 별도의 완충스프링이 필요치 않게 되어 플런저와 후크의 결합구조가 간단해지게 되어 시동장치의 제조비용 및 마그네틱 스위치부의 무게와 부피를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

내연기관용 시동장치의 마그네틱 스위치

본 고안은 내연기관용 시동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피니언이 엔진의 링기어와 치합될 수 있도록 치합력을 발생시키는 마그네틱 스위치의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 내연기관용 시동장치는 최초의 흡입과 압축행정에 필요한 에너지를 외부로부터 공급해주는 것으로, 직류전동기의 회전력을 이용하여 내연기관 플라이휠의 링기어를 회전시키는 장치이다.

이러한 시동장치는 본체의 내부에 회전력을 발생시키는 전동기가 구비되어 있고, 전동기의 회전축 일단부에는 전동기의 회전속도를 감속시켜 큰 출력을 발생시키는 유성기어 감속장치가 구비되어 있다. 또한, 상기 감속장치에는 전동기의 회전축과 동일한 축선을 이루도록 설치된 출력축이 연결되어 있다. 그리고 이 출력축의 외면에는 축력축으로 전해지는 회전력을 플라이휠의 링기어로 전달할 수 있도록 횡방향으로 습동되는 피니언이 설치되며, 이 피니언의 일측에는 기관이 시동되었을 때 회전력의 역전달을 방지하는 오버러닝 클러치가 구비되어 있다.

또한, 전동기의 상측에는 피니언이 플라이휠의 링기어 쪽으로 이송되어 치합될 수 있게 하는 마그네틱 스위치가 설치되어 있으며, 마그네틱 스위치와 상기 오버러닝 클러치 사이에는 마그네틱 스위치의 치합력을 오버러닝 클러치 쪽으로 전달하는 이동레버가 설치되어 있다.

한편, 종래 시동장치의 마그네틱 스위치는 도 1에 도시된 바와 같이, 보빈에 권취된 여자코일(11)이 구비되고, 여자코일(11)의 일측에는 그 일부가 여자코일의 내부에 진입되어 설치되는 고정철심(12)이 구비되어 있다. 그리고, 고정철심(12)의 맞은편에는 여자코일(11)의 내측에서 직선 왕복운동을 하도록 가동철심으로 이루어진 플런저(13)가 마련되어 있다.

또한, 상기 플런저(13)의 중심부에는 이동레버(14)의 일단부와 결합되는 후크(15)가 설치되는데, 이 후크(15)의 외면에는 플런저(13)와 후크(15) 사이에서 완충작용을 하는 완충스프링(16)이 설치되어 있다. 그리고, 플런저(13)와 고정철심(12) 사이에는 플런저(13)를 원래 위치로 복원시키는 복원스프링(17)이 설치되어 있다.

또한, 고정철심(12)의 중심부에는 일단부가 고정철심(12)을 관통하여 플런저(13) 쪽으로 연장되고, 타단부가 고정철심(12)의 후방에 설치된 고정접점(18) 쪽으로 연장된 접점로드(19)가 미끄럼운동 가능하게 설치되어 있다. 그리고, 이 접점로드(19)의 외면에는 판상의 이동접점(20)이 설치되어 플런저(13)가 접점로드(19)를 밀어주게 되면 고정접점(18)과 이동접점(20)이 연결되면서 대용량의 전류가 전동기 쪽으로 직접 흐를 수 있도록 되어 있다.

이와 같이 구성된 종래 시동장치의 마그네틱 스위치(10)는 여자코일(11)에 전원 인가되면, 여자코일(11)이 자화되어 고정철심(12)과 플런저(13) 사이에 인력이 발생되고, 이 인력에 의해 플런저(13)가 고정철심(12) 쪽으로 이동된다. 플런저(13)가 이동되면, 이와 연동하는 이동레버(14)가 회전되면서 오버러닝 클러치와 피니언을 축방향으로 이송시켜 피니언을 링기어와 치합시키게 된다. 또한, 플런저(13)가 당겨질 때, 접점로드(19)가 밀리게 되어 고정접점(18)과 이동접점(20)이 연결되게 되어 전동기 쪽에는 큰 전류가 인가되게 된다.

이때, 피니언의 이가 링기어의 이에 걸려 치합이 불완전하게 이루어지게 되면 플런저(13)와 후크(15) 사이에 설치된 완충스프링(16)이 수축되어 완충작용을 하게 되며, 전동기가 회전되어 피니언이 회전을 하게 되면, 수축된 완충스프링(16)이 신장되면서 이동레버(14)를 밀어주기 때문에 피니언과 링기어의 완전한 치합을 이루게 된다.

그러나, 이러한 종래의 시동장치의 마그네틱 스위치(10)는 피니언의 이와 링기어의 이가 불일치 할 경우를 대비하여 설치되는 완충스프링(16)이 플런저(13)와 후크(15) 사이에 설치됨으로 해서, 플런저(13)와 후크(15)의 결합구조가 복잡할 뿐만 아니라, 플런저(13)의 직경이 커지게 되어 마그네틱 스위치(10)의 무게 및 부피가 커지는 문제가 있었다. 또한, 종래 마그네틱 스위치(10)는 플런저(13)를 복귀시키는 복귀스프링(17)과 상기 완충스프링(16)이 별도로 구성됨에 따라 마그네틱 스위치의 제조비용이 상승되는 문제가 있었다.

본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 마그네틱 스위치의 내측에 설치되는 복귀스프링과 완충스프링을 단일화하여 전체 구성을 간단하게 함으로써, 무게 및 부피를 줄이고, 제조비용을 절감시킬 수 있는 시동장치의 마그네틱 스위치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 마그네틱 스위치의 구조를 보인 단면도이다.

도 2는 본 고안에 따른 마그네틱 스위치가 적용된 시동장치의 전체 구성을 보인 단면도이다.

도 3은 본 고안에 따른 마그네틱 스위치의 구조를 보인 확대 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

30: 전동기부, 40: 동력전달부,

41: 출력축, 42: 피니언,

43: 오버러닝 클러치, 50: 유성기어 감속장치,

60: 마그네틱 스위치, 61: 여자코일,

62: 고정철심, 63: 플런저,

64: 복귀스프링, 65: 후크,

66: 고정접점, 67: 접점로드,

68: 이동접점, 69: 보조플런저,

70: 완충부재, 80: 이동레버,

100: 본체, 200: 링기어.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 중앙부가 비어있는 여자코일과, 상기 여자코일의 내부에 그 일부가 진입되어 설치되며 상기 여자코일에 의해 자화되는 고정철심과, 상기 고정철심과 마주보게 설치되고 상기 여자코일의 내측에 직선운동 가능하게 설치되며 그 일측에 시동장치의 피니언기어를 치합시키는 이동레버가 연결되는 플런저와, 상기 플런저가 동작될 때 시동장치의 전동기부로 전원이 인가될 수 있도록 상기 고정철심의 중앙부를 관통하여 상기 고정철심의 외측으로 연장되며 그 일측에 전원을 연결하는 접점이 구비된 접점로드를 포함하는 시동장치의 마그네틱 스위치에 있어서,

상기 플런저는 내부가 비어있는 컵형상으로 마련되어 개구된 부분이 상기 고정철심을 향하도록 설치되고, 상기 접점로드는 상기 플런저의 중공부 내측으로 연장되어 그 단부에 상기 접점로드를 상기 고정철심 쪽으로 동작시키는 보조플런저가 설치되며, 상기 보조플런저와 상기 고정철심 사이의 상기 접점로드 외면에는 상기 플런저와 상기 보조플런저를 최초의 위치로 복귀시키는 복귀스프링이 설치된 것을 특징으로 하는 구성이다.

이하에서는 본 고안에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 2는 본 고안에 따른 마그네틱 스위치가 적용된 시동장치의 구조를 보인 단면도이고, 도 3은 본 고안에 따른 마그네틱 스위치의 구조를 보인 확대 단면도이다.

본 고안에 따른 시동장치는 이에 도시된 바와 같이, 본체(100)의 내부에 회전력을 발생시키는 전동기부(30)와, 전동기부(30)에서 발생된 회전력을 플라이휠의 링기어(200)로 전달해주는 동력전달부(40)와, 동력전달부(40)와 전동기부(30)의 사이에 설치되어 전동기의 회전속도를 감속시켜 큰 출력을 발생시키는 유성기어 감속장치(50)와, 상기 동력전달부(40)의 피니언(42)을 이동시켜 동력전달을 단속하는 마그네틱 스위치(60)와, 상기 피니언(42)이 이송되도록 마그네틱 스위치(60)와 동력전달부(40) 사이에 설치되는 이동레버(80) 등으로 크게 구성된다.

상기 전동기부(30)는 일반적인 전동기의 구성과 마찬가지로, 회전축(31)에 설치된 회전자(32) 및 회전자 코일(33)이 구비되고, 회전자(32)의 외측에 원통상의 고정자(34)가 구비되며, 회전자(32)의 일측방에는 회전자 코일(33)에 전원을 인가할 수 있도록 정류자(35) 및 브러시장치(36)가 설치된다.

상기 동력전달부(40)는 전동기의 회전축(31)과 동일한 축선을 이루도록 회전축(31)의 측방에 설치되는 출력축(41)이 구비되고, 이 출력축(41)의 외면에는 출력축(41)으로 전해지는 회전력을 플라이휠의 링기어(200)로 전달할 수 있도록 횡방향으로 습동되는 피니언(42)이 설치된다. 또한, 피니언(42)의 일측에는 엔진이 시동되었을 때 회전력의 역전달을 방지하는 오버러닝 클러치(43)가 설치된다. 이때, 오버러닝 클러치(43)는 출력축(41)의 외면에 스플라인 치형으로 결합되어 피니언(42)과 함께 습동되게 된다.

또한, 상기 전동기(30)의 회전축(31)과 동력전달부(40)의 출력축(41) 사이에 설치되는 상기 유성기어 감속장치(50)는 전동기의 회전축(31) 외주면에 형성된 태양기어(51)와, 이 태양기어(51)의 외주부에 설치되어 태양기어(51)와 맞물려 회동되는 복수의 유성기어(52)와, 이 복수의 유성기어(52) 외측에 고정되게 설치되어 상기 유성기어(52)와 이물림되는 원통상의 내접기어(53)로 구성된다.

그리고, 상기 출력축(41)의 단부에는 원판상의 플랜지부(45)가 형성되고 이 플랜지부(45)에 복수의 유성기어(52)가 지지되는 지지핀(54)이 설치된다. 따라서 전동기 회전축(31)의 태양기어(51)가 회전될 때 유성기어(52)는 자전과 공전을 하게 되는데, 유성기어(52)의 공전이 지지핀(54)에 전해지게 되어 출력축(41)의 감속이 이루어지게 된다.

한편, 본 고안에 따른 마그네틱 스위치(60)는 원통상의 보빈에 권취된 여자코일(61)의 일측에 그 일부가 여자코일(61)의 내부에 진입되어 설치되는 고정철심(62)이 구비된다. 고정철심(62)의 맞은편에는 여자코일(61)의 내측에서 직선 왕복운동을 하도록 가동철심으로 이루어진 플런저(63)가 마련된다. 이때, 상기 여자코일(61)은 플런저(63)를 고정철심(62) 쪽으로 당겨주는 풀인코일(61a)과, 고정철심(62) 쪽으로 당겨진 플런저(63)를 그 상태로 유지시키는 홀딩코일(61b)이 겹층을 이루도록 구성된다.

도 3을 참조하면, 상기 플런저(63)는 내부가 비어있는 컵형상으로 마련되고, 개구된 부분이 고정철심(62)을 향하도록 설치되는데, 플런저(63)의 막혀있는 부분의 외면에는 돌출 형성된 후크(65)가 마련되고, 이 후크(65)는 상기 이동레버(80)의 일단부에 결합된다. 후크(65)는 플런저(63)를 형성하는 과정에서 일체로 성형된다. 또한, 플러저(63)의 개구된 부분에는 플런저(63)와 고정철심(62) 사이의 접촉면적이 최대가 될 수 있도록 단부가 내면 쪽으로 경사진 경사면(63a)으로 구성되고, 상기 경사면과 대응되는 고정철심(62)은 외면이 원추형으로 형성된다.

또한, 고정철심(62)의 중심부에는 일단부가 고정철심(62)을 관통하여 플런저(63)의 중공부 쪽으로 연장되고, 타단부가 고정철심(62)의 후방에 설치되는 고정접점(66) 쪽으로 연장된 접점로드(67)가 미끄럼운동 가능하게 설치된다. 그리고, 고정접점(66) 쪽으로 연장된 접점로드(67)의 외면에는 판상의 이동접점(68)이 설치되어 플런저(63)가 접점로드(67)를 고정접점(68) 쪽으로 밀어주게 되면 고정접점(66)과 이동접점(68)이 연결되면서 대용량의 전류가 전동기부(30) 쪽으로 직접 흐를 수 있게 된다.

또한, 플런저(63)의 중공부 쪽으로 연장된 접점로드(67)의 단부에는 중공부의 내면과 일치하는 원통상의 보조플런저(69)가 결합되고, 보조플런저(69)와 고정철심(62) 사이의 접점로드(67) 외면에는 여자코일(61)의 자화가 해지될 때 접점로드(67), 보조플런저(69), 플런저(63)를 원래의 위치로 복귀시키는 복귀스프링(64)이 설치된다. 그리고, 보조플런저(69)의 단부와 플런저(63)의 내측면 사이에는 플런저가 이동될 때 보조플런저(69)와 부딪쳐 발생되는 충격을 흡수할 수 있도록 탄성을 가진 완충부재(70)가 설치된다.

그리고, 상기 이동레버(80)는 상술한 바와 같이, 일단부가 플런저(63)의 일측에 형성된 후크(65)에 결합되고, 타단부가 오버러닝 클러치(43)에 결합되며, 양단 사이의 중앙부가 본체(100)의 내측에 형성된 지지부(90,91)에 지지된다. 따라서, 상기 플런저(63)가 동작될 때 이동레버(80)가 지지부(90,91)에 지지되는 지지점을 축으로 회전되어 오버러닝 클러치(43)와 피니언(42)을 이동시킴으로써 피니언(42)이 플라이휠의 링기어(200)와 치합되게 된다.

다음은 이와 같이 구성된 본 고안에 따른 시동장치의 동작을 설명한다.

마그네틱 스위치(60)의 여자코일(61)에 전원이 인가되면, 풀인코일(61a)과 홀딩코일(61b)이 여자(勵磁)되면서 고정철심(62)과 플런저(63), 그리고 고정철심(62)과 보조플런저(69) 사이에 인력이 발생되고, 이 인력에 의해 플런저(63) 및 보조플런저(69)가 고정철심(62) 쪽으로 이동된다.

이때, 플런저(63)가 이동되면, 이와 연동하는 이동레버(80)가 회전되면서 오버러닝 클러치(43)와 피니언(42)을 축방향으로 이송시켜 피니언(42)을 링기어(200)와 치합시키게 된다. 또한, 플런저(63)와 함께 보조플런저(69)가 고정철심(62) 쪽으로 이동될 때, 접점로드(67)가 고정접점(66) 쪽으로 밀리게 되어 고정접점(66)과 이동접점(68)이 연결되게 되고, 전동기부(30) 쪽에는 큰 전류가 인가되어 전동기가 회전되게 된다. 즉, 전동기가 회전되면 링기어와 치합된 피니언이 회전되어 엔진의 시동이 이루어지게 된다.

이때, 최초 피니언(42)이 링기어(200)와 치합되는 과정에서 피니언의 이가 링기어의 이에 걸려 불완전 치합이 이루어지게 되면, 피니언과 링기어가 걸린 상태가 되어 플런저(63)의 움직임이 제한되게 된다. 하지만, 본 고안에 따른 마그네틱 스위치(60)는 보조플런저(69)가 먼저 고정철심(62) 쪽으로 이동하면서 접점로드(67)를 밀어주어 고정접점(66)과 이동접점(68)을 연결시키게 되므로 피니언이 회전되면서 치합이 이루어지게 되고, 일단 치합이 되면 플런저(63)가 고정철심(62) 쪽으로 이동되면서 완전한 치합을 이루게 된다. 즉, 이때에는 보조플런저(69)와 플런저(63)가 약간의 시차를 두고 동작되게 되어 피니언(42)과 링기어(200)의 원활한 치합이 이루어질 수 있게 되는 것이다.

또한, 이처럼 플런저(63)가 시차를 두고 동작될 때에는 플런저가 먼저 이동된 보조플런저(69)에 부딪치게 되는데, 본 고안에 따른 마그네틱 스위치는 보조플런저와 플런저 사이에 완충부재(70)가 설치됨으로써 이때의 충격을 흡수하게 된다.

그리고, 엔진의 시동이 완료되면 여자코일(61)의 풀인코일(61a)과 홀딩코일(61b)의 여자력이 상쇄되면서 여자코일의 여자력이 상실되게 되어 고정철심(62)과 보조플런저(69), 또는 플런저(63) 사이의 인력이 없어지게 된다. 이때, 접점로드(67)의 외면에 설치된 복귀스프링(64)이 신장되면서 보조플런저(69)와 플런저(63)를 최초의 위치로 복귀시키게 되어 피니언(42)의 치합이 해지되게 된다. 또한, 고정접점(66)과 이동접점(68)의 연결이 해지되어 전동기(30)의 회전이 멈추게 된다.

이처럼, 본 고안에 따른 시동장치의 마그네틱 스위치(60)는 플런저(63)와 보조플런저(69)가 별도로 마련되어 시차를 두고 동작될 수 있게 됨으로써 원활한 치합이 이루어지게 되고, 하나의 복귀스프링(64) 만으로도 플런저(63)와 보조플런저(69)를 원활하게 복귀시킬 수 있게 된다. 또한, 보조플런저(69)가 먼저 이동되어 고정접점(66)과 이동접점(68)이 연결된 상태에서 플런저(63)가 이동되어 접점로드(67)를 미는 힘을 더해주게 되므로, 이들 접점에는 충분한 힘이 가해져 전동기(30)가 회전되는 동안 원활한 접점의 연결이 가능하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 시동장치의 마그네틱 스위치는 여자코일의 내측에 설치되는 플런저가 컵형상으로 마련되어 개구된 부분이 고정철심을 향하도록 설치되고, 고정철심의 중심부를 관통하여 설치된 접점로드가 플런저의 중공부로 연장되며, 중공부로 연장된 접접로드의 단부에는 보조플런저가 설치되었다. 그리고, 보조플런저와 고정철심 사이의 접점로드 외면에는 보조플런저와 플런저를 복귀시키는 복귀스프링이 설치되었다. 따라서, 최초 피니언의 치합이 불완전하게 이루어지더라도 플런저와 보조플런저가 시차를 두고 동작되게 되어 원활한 치합을 이룰 수 있게 되고, 종래의 시동장치에서 플런저와 후크 사이에 설치되었던 별도의 완충스프링이 필요치 않게 되어 플런저와 후크의 결합구조가 간단해지게 되어 시동장치의 제조비용 및 마그네틱 스위치부의 무게와 부피를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 중앙부가 비어있는 여자코일(61)과, 상기 여자코일의 내부에 그 일부가 진입되어 설치되며 상기 여자코일에 의해 자화되는 고정철심(62)과, 상기 고정철심과 마주보게 설치되고 상기 여자코일의 내측에 직선운동 가능하게 설치되며 그 일측에 시동장치의 피니언(42)을 치합시키는 이동레버(80)가 연결되는 플런저(63)와, 상기 플런저가 동작될 때 시동장치의 전동기부(30)로 전원이 인가될 수 있도록 상기 고정철심의 중앙부를 관통하여 상기 고정철심의 외측으로 연장되며 그 일측에 전원을 연결하는 접점(68)이 구비된 접점로드(67)를 포함하는 내연기관용 시동장치의 마그네틱 스위치에 있어서,

   상기 플런저(63)는 내부가 비어있는 컵형상으로 마련되어 개구된 부분이 상기 고정철심(62)을 향하도록 설치되고, 상기 접점로드(67)는 상기 플런저의 중공부 내측으로 연장되어 그 단부에 상기 접점로드를 상기 고정철심 쪽으로 동작시키는 보조플런저(69)가 설치되며, 상기 보조플런저(69)와 상기 고정철심 사이의 상기 접점로드(67) 외면에는 상기 플런저와 상기 보조플런저를 최초의 위치로 복귀시키는 복귀스프링(64)이 설치된 것을 특징으로 하는 내연기관용 시동장치의 마그네틱 스위치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 플런저(63)의 개구된 부분에는 상기 플런저와 상기 고정철심 사이의 접촉면적이 최대가 될 수 있도록 단부가 내면 쪽으로 경사진 경사면(63a)이 형성되고, 상기 경사면과 대응되는 상기 고정철심(62)은 외면이 원추형으로 형성된 것을 특징으로 하는 내연기관용 시동장치의 마그네틱 스위치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 보조플런저(69)와 상기 플런저(63)의 내면 사이에는 상기 플런저가 동작될 때 충격이 발생되지 않도록 탄성재질로 마련된 완충부재(70)가 설치된 것을 특징으로 하는 내연기관용 시동장치의 마그네틱 스위치.