KR20050038829A - Double spline-structure of starter motor for preventing over-run in automobile - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차의 오버런 방지용 시동모터 구조에 관한 것으로서, 기존의 오버런 방지용 오버런닝 클러치를 배제하고, 대신에 피니언 샤프트를 구동시킬 수 있는 이중나선형 스플라인샤프트 및 피니언 푸시밸브를 구성함으로써, 오버런닝 클러치 삭제에 따른 시동모터의 컴팩트한 설계가 가능하고, 그 중량 감소로 인하여 치합시 피니언 기어 및 링기어측의 충격량 감소에 따른 기어의 파손을 방지하여 내구력의 증대를 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 엔진의 오버런을 방지하여 오버런닝 클러치의 파손과 같은 고질적인 품질문제를 근본적으로 개선할 수 있는 자동차의 오버런 방지용 시동모터 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a motor structure for preventing the overrun of an automobile, and to eliminate the overrunning clutch by excluding a conventional overrunning clutch for overrunning and configuring a double spiral spline shaft and a pinion push valve capable of driving the pinion shaft instead. The compact design of the starting motor is possible, and the weight reduction prevents damage to the gear due to the reduction of the impact amount on the pinion gear and the ring gear during engagement, and increases the durability, as well as the overrun of the engine. The present invention relates to a starting motor structure for preventing an overrun of a vehicle, which can fundamentally improve enduring quality problems such as breakage of an overrunning clutch.
Description
본 발명은 자동차의 오버런 방지용 시동모터 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존의 오버런 방지용 오버런닝 클러치를 배제하고, 대신에 피니언 샤프트를 구동시킬 수 있는 이중나선형 스플라인샤프트 및 피니언 푸시밸브를 구성함으로써, 오버런닝 클러치 삭제에 따른 시동모터의 컴팩트한 설계가 가능하고, 그 중량 감소로 인하여 치합시 피니언 기어 및 링기어측의 충격량 감소에 따른 기어의 파손을 방지하여 내구력의 증대를 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 엔진의 오버런을 방지하여 오버런닝 클러치의 파손과 같은 고질적인 품질문제를 근본적으로 개선할 수 있는 자동차의 오버런 방지용 시동모터 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a starting motor structure for preventing overruns of automobiles, and more particularly, by excluding a conventional overrun preventing overrunning clutch, and instead of constructing a double spiral spline shaft and a pinion push valve capable of driving a pinion shaft, The compact design of the starting motor is possible by eliminating the overrunning clutch, and the weight reduction prevents damage to the gear due to the decrease in the amount of impact on the pinion gear and the ring gear during engagement, thereby increasing durability. In addition, the present invention relates to a starting motor structure for preventing an overrun of an automobile, which can fundamentally improve an enduring quality problem such as damage of an overrunning clutch by preventing an overrun of an engine.
일반적으로, 자동차 엔진의 시동을 위하여 설치되는 시동모터(100)는, 모터하우징(101)에 아마츄어(102)를 설치하고, 이 아마츄어(102)의 축라인인 모터 샤프트(103) 및 이와 축결합된 피니언 샤프트(104)에는 엔진 시동후 시동모터(100)의 오버런을 방지하기 위한 오버런닝 클러치(108)와 피니언 기어(105)를 각각 설치하며, 상기 아마츄어(102)의 상방에 설치된 마그네틱 스위치(106)로 피니언 기어(105)를 전,후진으로 동작시켜 엔진의 플라이휠의 링기어(미도시)에 치합 또는 이탈되도록 되어 있고, 상기 피니언 기어(105)의 구동에 따라 엔진의 시동이 이루어지게 되어 있다.In general, the starter motor 100 installed to start an automobile engine has an armature 102 installed in the motor housing 101, and is coupled to the motor shaft 103, which is an axis line of the armature 102, and the shaft shaft. The pinion shaft 104 is provided with an overrunning clutch 108 and a pinion gear 105 for preventing overrun of the starting motor 100 after starting the engine, respectively, and having a magnetic switch installed above the armature 102. 106, the pinion gear 105 is operated forward and backward to engage or disengage the ring gear (not shown) of the flywheel of the engine, and the engine is started according to the drive of the pinion gear 105. have.
또한, 상기의 과정에서 피니언 기어(105)의 구동은 엔진 시동후 플라이휠의 링기어에서 이탈되어야 하고 이탈된 피니언 기어(105)는 다시 후진되어 복귀되며 상기 피니언 기어(105)가 플라이휠에 계속 맞물려 있더라도 오버런닝 클러치(108)에 의해 상기 피니언 기어(105)는 회전하게 되고 아마츄어(102)에 영향을 미치지 않게 된다.In addition, in the above process, the drive of the pinion gear 105 should be released from the ring gear of the flywheel after starting the engine, and the pinion gear 105 which has been separated is retracted and returned again, even though the pinion gear 105 is continuously engaged with the flywheel. The overrunning clutch 108 causes the pinion gear 105 to rotate and does not affect the armature 102.
그런데, 종래의 시동모터(100)는 엔진 시동시 마그네틱 스위치(106)가 온(on)되어 피니언 기어(105)와 링기어가 치합될 경우, 상기 피니언 기어(105)의 하중과 함께, 오버런닝 클러치(108)의 하중이 플라이휠의 링기어에 크게 작용하고, 그로 인한 충격으로 인하여 피니언 기어(105) 및 링기어의 파손 또는 상기 기어의 이상 마모 및 과도한 엔진 오버런에 의한 오버런닝 클러치(108)의 파손 등의 품질 문제가 발생하게 된다.However, the conventional starting motor 100 is overrun with the load of the pinion gear 105 when the magnetic switch 106 is turned on to engage the pinion gear 105 and the ring gear when the engine starts. The load of the clutch 108 greatly acts on the ring gear of the flywheel, and the resulting shock causes damage to the pinion gear 105 and the ring gear or abnormal wear of the gear and excessive engine overrun of the overrunning clutch 108. Quality problems such as breakage will occur.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 피니언 샤프트를 구동시킬 수 있는 이중나선형 스플라인샤프트 및 피니언 푸시밸브를 구성함으로써, 오버런닝 클러치 삭제에 따른 시동모터의 컴팩트한 설계가 가능하고, 그 중량 감소로 인하여 치합시 피니언 기어 및 링기어측의 충격량 감소에 따른 기어의 파손을 방지하여 내구력의 증대를 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 엔진의 오버런을 방지하여 오버런닝 클러치의 파손과 같은 고질적인 품질문제를 근본적으로 개선할 수 있는 자동차의 오버런 방지용 시동모터 구조를 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention has been invented to solve the above problems, and by configuring a double spiral spline shaft and pinion push valve capable of driving the pinion shaft, it is possible to compactly design the starting motor according to the removal of the overrunning clutch. In addition, due to the weight reduction, it is possible not only to prevent gear breakage due to the reduction of the impact amount on the pinion gear and the ring gear side when engaging, but also to increase the durability, and to prevent the overrun of the engine, such as damage of the overrunning clutch. The purpose of the present invention is to provide a starting motor structure for preventing overrun of a vehicle that can fundamentally improve the quality problem.
이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the features of the present invention for achieving the above object are as follows.
본 발명은 모터하우징에 아마츄어를 설치하고, 이 아마츄어의 축라인인 모터 샤프트에 피니언 샤프트 및 피니언 기어를 각각 축결합하며, 상기 아마츄어의 상방에 설치된 마그네틱 스위치의 플런저에 연결된 레버에 의해 피니언 기어가 전,후진으로 동작되는 자동차의 시동모터 구조에 있어서, In the present invention, the armature is installed in the motor housing, and the pinion shaft and the pinion gear are axially coupled to the motor shaft which is the axial line of the armature, respectively, and the pinion gear is moved by a lever connected to the plunger of the magnetic switch installed above the armature. In the starter motor structure of a car operated in reverse,
내경 및 외경에 스플라인이 가공된 이중나선형 스플라인샤프트(12)가 모터 샤프트 (11)및 피니언 샤프트(13) 사이에 축결합되고, 상기 피니언 샤프트(13)를 전방으로 밀어주는 피니언 푸시밸브(14)가 설치된 것을 특징으로 한다.A pinion push valve 14 which is axially coupled between the motor shaft 11 and the pinion shaft 13 and which pushes the pinion shaft 13 forward by a double spiral spline shaft 12 having a spline processed at an inner diameter and an outer diameter. Characterized in that installed.
특히, 상기 이중나선형 스플라인샤프트(12)에 형성된 스플라인 중, 내경은 피니언 기어(17)의 회전방향과 동일한 방향으로 진행하고, 외경은 상기 진행방향에 반대인 방향으로 진행하도록 가공된 것을 특징으로 한다. In particular, of the splines formed on the double-helical spline shaft 12, the inner diameter is processed in the same direction as the rotation direction of the pinion gear 17, the outer diameter is characterized in that it is processed to proceed in the direction opposite to the traveling direction .
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the configuration of the present invention with reference to the accompanying drawings in detail.
도 1은 본 발명에 따른 자동차의 오버런 방지용 시동모터 구조를 나타내는 측단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자동차의 오버런 방지용 시동모터의 시동 계통도이며, 도 3은 본 발명에 따른 피니언 기어 및 링기어의 치합 계통도를 나타낸다.Figure 1 is a side cross-sectional view showing the structure of the start motor for preventing overrun of the vehicle according to the invention, Figure 2 is a starting system diagram of the start motor for preventing overrun of the vehicle according to the invention, Figure 3 is a pinion gear and a ring gear according to the present invention Shows the tooth lineage diagram.
또한, 도 4a는 본 발명에 따른 엔진 정상 시동시 피니언 기어에 작용하는 힘 및 그 진행방향을 나타내는 도면이고, 도 4b는 본 발명에 따른 엔진 오버런시 피니언 기어에 작용하는 힘 및 그 진행방향을 나타내는 도면이다. In addition, Figure 4a is a view showing the force acting on the pinion gear and the direction of travel in the engine normal starting according to the present invention, Figure 4b is a force acting on the engine overrun pinion gear according to the present invention and the direction of travel Drawing.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 오버런 방지용 시동모터 구조는 기존의 시동모터의 구성에 있어서, 오버런닝 클러치를 제외하고는 거의 동일하게 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, the overrun prevention motor structure of the vehicle according to the present invention has almost the same configuration as the conventional starter motor except for the overrunning clutch.
여기서, 상기 오버런팅 클러치 대신에 내경 및 외경에 나선형 스플라인이 가공된 이중나선형 스플라인샤프트(12)를 모터샤프트 (11)및 피니언 샤프트(13) 사이에 축고정하고, 상기 피니언 샤프트(13)를 전방으로 밀어주는 피니언 푸시밸브(14)를 설치하게 된다. Here, instead of the overrunning clutch, the double-helical spline shaft 12 in which the helical spline is processed on the inner and outer diameters is axially fixed between the motor shaft 11 and the pinion shaft 13, and the pinion shaft 13 is moved forward. The pinion push valve 14 is pushed into the installation.
이때, 상기 이중나선형 스플라인샤프트(12)의 내경 및 외경에 가공된 나선형 스플라인은 서로 반대방향(반시계방향, 시계방향)으로 진행하는 구조로 되어 있는 바, 이로 인하여 상기 모터 샤프트(11)에 의한 이중나선형 스플라인샤프트(12)의 진행방향은 반시계방향이며, 상기 피니언 푸시밸브(14)에 의한 피니언 샤프트(13)의 진행방향은 시계방향이 된다.At this time, the spiral splines processed at the inner and outer diameters of the double-helical spline shaft 12 have a structure that proceeds in opposite directions (counterclockwise, clockwise), which is caused by the motor shaft 11 The travel direction of the double helix spline shaft 12 is counterclockwise, and the travel direction of the pinion shaft 13 by the pinion push valve 14 is clockwise.
이하, 상기와 같은 구성을 참조하여 본 발명의 작동원리에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation principle of the present invention will be described with reference to the above configuration.
운전자가 시동키를 돌려 점화스위치(20)를 시동 위치(IG)로 조작하는 동안, 시동모터(10)로 배터리(30)의 전원이 인가되는 바, 전원을 공급받은 시동모터(10)가 회전을 시작함으로써, 시동모터(10)의 회전력이 엔진(미도시)의 플라이 휠에 전달되고, 엔진이 시동되는 것이다.While the driver turns the ignition key to operate the ignition switch 20 in the starting position IG, the power of the battery 30 is applied to the starting motor 10, and thus the starting motor 10 supplied with the power rotates. By starting, the rotational force of the starting motor 10 is transmitted to the flywheel of the engine (not shown), the engine is started.
이때, 배터리(30)의 전원이 마그네틱 스위치(15) 및 피니언 푸시밸브(14)로 인가되며, 상기 마그네틱 스위치(15)로 인가된 전원은 그것의 메인 접점부를 온 시키면서 레버(16)를 작동시키게 된다.At this time, the power of the battery 30 is applied to the magnetic switch 15 and the pinion push valve 14, the power applied to the magnetic switch 15 to operate the lever 16 while turning on its main contact portion. do.
다음으로는, 상기 레버(16)의 작동에 의해, 모터 샤프트(11)가 전방향으로 이동하게 되고, 이중나선형 스플라인샤프트(12)는 모터 샤프트(11)에 가공된 스플라인을 따라 전방으로 이동(반시계방향)하게 된다. Next, the operation of the lever 16 causes the motor shaft 11 to move in all directions, and the double-helical spline shaft 12 moves forward along the spline processed on the motor shaft 11 ( Counterclockwise).
이와 동시에 상기 피니언 푸시밸브(14)로 인가된 전원은 피니언 샤프트(13)를 전방으로 이동시키게 되는 바, 상기 피니언 샤프트(13)는 이중나선형 스플라인샤프트(12)에 형성된 스플라인에 따라 전방향으로 이동(시계방향)하게 되면, 피니언 기어(17)는 플라이휠의 링기어(미도시)와 치합이 이루어져 엔진 시동이 걸리게 된다(도 3).At the same time, the power applied to the pinion push valve 14 is to move the pinion shaft 13 forward, the pinion shaft 13 is moved forward in accordance with the spline formed on the double helix spline shaft 12 (Clockwise), the pinion gear 17 is engaged with the ring gear (not shown) of the flywheel to start the engine (Fig. 3).
이때, 상기 마그네틱 스위치(15)가 메인 접점부를 온시키게 되면 저항으로 인하여 피니언 푸시밸브(14)의 작동이 오프되고, 그로 인해 피니언 샤프트(13)가 원위치로 복귀하려 하나, 엔진 시동시 피니언 기어(17)에 작용하는 힘(도 4a)에 의하여 원위치로 복귀하지 않게 되어 계속적인 크랭킹(cranking)이 유지된다. At this time, when the magnetic switch 15 turns on the main contact part, the operation of the pinion push valve 14 is turned off due to the resistance, and thus the pinion shaft 13 tries to return to its original position. The force acting on 17) (Fig. 4A) prevents the return to the original position, so that continuous cranking is maintained.
또한, 상기 마그네틱 스위치(15)에서 홀딩(H) 코일(15a)로 계속 전원이 인가되므로 레버(16)를 통해 이중나선형 스플라인샤프트(12)가 진행된 방향에 계속 머물러 있어 계속적인 클랭킹이 가능하게 된다.In addition, since power is continuously applied from the magnetic switch 15 to the holding (H) coil 15a, the double-helical spline shaft 12 is continuously maintained through the lever 16 to allow continuous cranking. do.
상기와 같은 작동은 엔진 정상 클랭킹의 경우에 일어나게 되는 바, 더욱 상세하게는 도 3과 도 4a에 도시된 바와 같이, 피니언 기어(17)에 작용하는 힘이 피니언 샤프트(13)에 가공된 스플라인과 동일방향(시계방향)으로 작용하도록 되어 있어 피니언 기어(17)와 링기어가 치합을 유지하면서 계속적인 크랭킹이 가능하게 된다. Such operation occurs in the case of engine normal cranking, and more specifically, as shown in FIGS. 3 and 4A, the force acting on the pinion gear 17 is processed on the pinion shaft 13. In order to act in the same direction (clockwise), the pinion gear 17 and the ring gear can be continuously cranked while maintaining engagement.
한편, 엔진 오버런(over run)의 경우에는 피니언 기어(17)에 작용하는 힘이 피니언 샤프트(13)에 가공된 스플라인의 진행방향과 반대방향(반시계방향)으로 작용하면서 피니언 샤프트(13)가 후방으로 밀리게 되는 바, 그로 인하여 피니언 기어(17)와 링기어가 서로 분리되면서 더 이상 엔진의 회전력이 시동모터(10)에 전달되지 않게 되므로 결국은 엔진의 오버런이 방지된다. On the other hand, in the case of engine overrun, while the force acting on the pinion gear 17 acts in the opposite direction (counterclockwise direction) of the spline processed on the pinion shaft 13, the pinion shaft 13 Since the pinion gear 17 and the ring gear are separated from each other, the engine is no longer transmitted to the starting motor 10 as the pinion gear 17 and the ring gear are separated from each other, thereby preventing overrun of the engine.
따라서, 본 발명에 따른 자동차의 오버런 방지용 시동모터 구조는 피니언 샤프트를 구동시킬 수 있는 이중나선형 스플라인샤프트 및 피니언 푸시밸브를 구성하여, 오버런닝 클러치 삭제에 따른 시동모터의 컴팩트한 설계가 가능하고, 엔진의 오버런을 방지할 수 있는 새로운 시동모터 구조인 것이다. Therefore, the overrunning starter motor structure of the vehicle according to the present invention constitutes a double spiral spline shaft and a pinion push valve capable of driving the pinion shaft, thereby enabling a compact design of the starter motor according to the elimination of the overrunning clutch and the engine. It is a new starting motor structure that can prevent overrun.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 오버런 방지용 시동모터 구조에 의하면, 오버런닝 클러치 삭제에 따른 시동모터의 컴팩트한 설계가 가능하고, 그 중량 감소로 인하여 치합시 피니언 기어 및 링기어측의 충격량 감소에 따른 기어의 파손을 방지하여 내구력의 증대를 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 엔진의 오버런을 방지하여 오버런닝 클러치의 파손과 같은 고질적인 품질문제를 근본적으로 개선할 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the structure of the starting motor for preventing the overrun of the vehicle according to the present invention, the compact design of the starting motor according to the removal of the overrunning clutch is possible, and the amount of impact on the pinion gear and the ring gear side when engaged due to the weight reduction. Not only can the gears be prevented from being damaged due to the reduction, but also the durability can be increased, and the overrun of the engine can be prevented, thereby improving the fundamental quality problems such as damage of the overrunning clutch.
도 1은 본 발명에 따른 자동차의 오버런 방지용 시동모터 구조를 나타내는 측단면도,1 is a side cross-sectional view showing the structure of the starting motor for preventing overrun of a vehicle according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 자동차의 오버런 방지용 시동모터의 시동 계통도,2 is a start-up system diagram of a starting motor for preventing overrun of a vehicle according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 피니언 기어 및 링기어의 치합 계통도,3 is a meshing diagram of the pinion gear and the ring gear according to the present invention,
도 4a는 본 발명에 따른 엔진 정상 시동시 피니언 기어에 작용하는 힘 및 그 진행방향을 나타내는 도면,Figure 4a is a view showing the force acting on the pinion gear during the normal start of the engine according to the present invention and its direction of travel,
도 4b는 본 발명에 따른 엔진 오버런시 피니언 기어에 작용하는 힘 및 그 진행방향을 나타내는 도면,Figure 4b is a view showing the force acting on the engine overrun pinion gear and its direction in accordance with the present invention,
도 5는 종래의 자동차의 시동모터 구조를 나타내는 측단면도이다.Figure 5 is a side cross-sectional view showing a starter motor structure of a conventional vehicle.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 시동모터 11 : 모터 샤프트10: starting motor 11: motor shaft
12 : 이중나선형 스플라인샤프트 13 : 피니언 샤프트12: double helix spline shaft 13: pinion shaft
14 : 피니언 푸시밸브 15 : 마그네틱 스위치14: pinion push valve 15: magnetic switch
16 : 레버 17 : 피니언 기어16: lever 17: pinion gear
20 : 배터리 20: battery
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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| FPAY | Annual fee payment |
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| FPAY | Annual fee payment |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |