KR20060069340A

KR20060069340A - 토크 업쇼바를 구비한 엔진 스타터

Info

Publication number: KR20060069340A
Application number: KR1020050124847A
Authority: KR
Inventors: 유키오 나와; 사다요시 가지노; 요우이치 하세가와
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2005-12-16
Publication date: 2006-06-21
Also published as: US20060144175A1; KR100760006B1; DE102005060395A1

Abstract

본 발명은 유성기어 감속기와 토크 충격 흡수기가 구비된 자동차 엔진용 스타터에 관한 것이다. 토크 충격 흡수기는 외부 원통셀과 유성기어열의 내접기어로 이루어진다. 외부 원통셀은 회전하는 것을 방지하도록 스타터 케이싱에 끼워지는 다수개의 고정돌기를 가진다. 고정돌기는 스타터의 축방향으로 연장되어 스타터의 사이즈를 감소시킨다.

유성기어열, 토크, 스타터, 외부 원통셀, 고정돌기

Description

토크 업쇼바를 구비한 엔진 스타터{ENGINE STARTER EQUIPPED WITH TORQUE ABSORBER}

도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 스타터를 나타낸 부분 단면도.

도2는 도1의 스타터에서 유성기어열과 외부 원통셀을 나타낸 부분 확대 단면도.

도3은 도2의 외부 원통셀을 나타낸 사시도.

도4는 도1의 스타터에서 중앙 케이스에 형성된 홈과 외부 원통셀의 고정돌기의 피팅(fitting)을 나타낸 부분 단면도.

도5는 도2에 나타낸 바와 같은 외부 원통셀과 내접 기어의 변형된 구조를 나타낸 부분 확대 단면도.

도6은 본 발명의 제2실시예에 따른 스타터를 나타낸 부분 단면도.

도7은 본 발명의 제3실시예에 따른 스타터에서 유성기어열과 외부 원통셀을 나타낸 부분 확대 단면도.

도8은 도7의 스타터에서 중앙 케이스의 홈과 외부 원통셀의 고정돌기의 피팅을 나타낸 부분 횡단면도.

도9는 유성기어열의 내접 기어의 슬립토크 허용범위와, 외부 원통셀과 내접 기어 사이의 간섭 사이의 관계를 나타낸 그래프.

도10은 본 발명의 제4실시예에 따른 스타터에서 유성기어열과 외부 원통셀을 나타낸 부분 확대 단면도.

도11은 도10에 나타낸 바와 같은 외부 원통셀과 내접 기어의 구조를 나타낸 부분 확대 단면도.

도12는 본 발명의 제5실시예에 따른 스타터에서 유성기어열과 외부 원통셀을 나타낸 부분 확대 단면도.

도13은 본 발명의 제6실시예에 따른 스타터에서 유성기어열과 외부 원통셀을 나타낸 부분 확대 단면도.

도14는 과잉 토크의 입력으로부터 발생되는 유성기어열의 내접 기어에 끼워진 외부 링의 변형을 설명하기 위한 종래의 스타터에서 유성기어열의 구조를 나타낸 부분 개략 단면도.

도15는 과잉 토크의 입력으로부터 발생되는 유성기어열의 내접 기어에 끼워진 외부 원통부재의 변형을 설명하기 위한 본 발명의 스타터에서 유성기어열의 구조를 나타낸 부분 개략 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

6 : 유성기어열 62 : 내접 기어

77 : 외부 원통셀 85 : 와셔

100 : 유성기어 101 : 내접 기어

102는 외부 링 103a, 103b : 고정돌기,

104 : 중앙 케이스 105 : 홈

본 발명은 자동차 엔진을 시동시키는데 사용되는 스타터에 관한 것으로, 특히 전기모터의 회전속도를 감속시키고 엔진을 크랭크하기 위한 스타터 출력축으로 토크를 전달하는 유성기어 감속기와, 엔진에 연결된 링 기어를 구비한 스타터 출력축 상의 피니언의 맞물림으로부터 발생하는 과잉 토크를 흡수하는 토크 업쇼바를 구비한 스타터에 관한 것이다.

일본특허 제3499177호(대응 미국특허 제6,222,293 B1)에는 유성기어 감속기를 구비한 엔진 스타터가 개시되어 있다. 상기 스타터는 유성기어 감속기의 내접 기어 외주상에 끼워지는 외부 링에 의해 효력을 발생하는 충격 흡수기(impact absorber)를 포함한다. 상기 외부 링은 그 외주에 형성된 직경방향으로 반대편에 위치한 한 쌍의 고정돌기를 가진다. 상기 고정돌기는 상기 외부 링이 회전하는 것을 방지하도록 스타터에 형성된 홈에 끼워진다. 엔진에 연결된 링 기어와 스타터 출력축 상의 피니언의 맞물림으로부터 발생되고 내접 기어 상에 작용하는 토크(이하, 슬립토크라 칭함)가 선택된 값을 초과하는 경우, 상기 외부 링에 대해서 상기 내접 기어가 회전 또는 슬립할 수 있도록 상기 외부 링은 상기 내접 기어의 외주와 마찰적인 맞물림을 하도록 배치된다. 이에 따라 충격을 흡수하는 것은 이러한 과잉(초과) 토크의 입력에 의해 야기된다.

상기 충격 흡수기는, 내접 기어의 단부면이 탄성부재를 통해 스타터 케이싱의 내부벽과 접합되도록 가압되는 종래의 구조와 비교해서 요구되는 슬립토크가 용이하게 달성되는 장점이 있다.

그러나, 이러한 충격 흡수기를 구비한 스타터는, 유성기어열의 외경이 상기 외부링의 두께에 의해 증가하게 되어 상기 스타터의 전체 사이즈 또는 중량이 증가하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은, 제조가 용이하고 간단하며 가벼운 기어 감속기와 충격 흡수기를 구비한 스타터를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점은, 자동차 엔진을 시동시키는데 사용되는 스타터를 제공하는 것으로서, 본 발명에 따른 스타터는, 케이싱; 상기 케이싱 내에 구비되고 출력축을 가지는 전기모터; 상기 케이싱 내에서 상기 전기모터의 전방에 구비되는 일방향 클러치; 상기 케이싱 내에서 상기 전기모터와 상기 일방향 클러치 사이에 구비되어, 상기 일방향 클러치로 상기 출력축의 토크를 전달 하는 상기 전기모터의 출력축의 회전속도를 감소시키는 감속기의 역할을 하는 유성기어열; 상기 일방향 클러치를 통해 전달되는 상기 전기모터의 출력축의 토크를 출력하기 위해서 상기 케이싱 내에 회전가능하게 구비되는 스타터 출력축; 및 상기 내접 기어에 가해지는 토크가 설정값 미만인 경우 마찰적인 맞물림을 하도록 상기 유성기어열의 내접 기어의 외주면상에 구비되고, 중공의 원통체와 고정돌기를 포함하는 외부 원통부재를 포함한다. 상기 고정돌기는, 상기 일방향 클러치 방향으로 배치된 상기 원통체의 전방단부로부터 상기 외부 원통부재의 축방향으로 연장되고 상기 원통체의 원주방향에 소정의 각도 간격으로 배치되며 상기 케이싱의 내주에 형성된 홈에 끼워진다. 이에 따라, 상기 외부 원통부재가 상기 케이싱에 고정된다.

상술한 바와 같이, 상기 고정돌기는 상기 외부 원통부재의 원통체 전방 단부로부터 연장된다. 이에 따라 종래의 구성과 비교해서 상기 외부 원통부재 또는 케이싱의 직경이 감소될 수 있으므로 스타터의 전체 사이즈 또는 중량이 감소된다. 상기 고정돌기는 상기 일방향 클러치의 반경방향으로 상기 일방향 클러치 외측에 이르게 된다.

상기 고정돌기는 상기 내접 기어와 마찰 접촉을 하는 상기 외부 원통부재의 원통체 내주면과 이격되어 배치된다. 따라서, 과잉 토크가 상기 원통체의 내주면 상에 작용하는 경우, 상기 토크를 흡수함으로 인해 비틀림이 유발된다.

본 발명에서, 상기 고정돌기의 개수는 상기 유성기어열의 유성기어의 개수와 같거나 많은 것이 바람직하다. 예를 들면, 세 개의 고정돌기들은 상기 외부 원통부재에 형성된다.

본 출원의 발명자들은 유성기어열의 내접 기어의 슬립토크 변화의 요인과 상기 외부 링과 내접 기어 사이 접촉면의 부분 마모를 검사하기 위해서 일본특허 제3499177호에 개시된 바와 같이 스타터에 대한 시험을 수행하였다. 이에 대한 설명은 후술된다.

일반적으로, 내접 기어의 내부 톱니의 일부는 상호간의 맞물림을 통해 유성기어로부터 토크를 전달 받는다. 즉, 유성기어에 작용하는 토크는 내접 기어의 톱니 부분에만 전달된다. 이와 같은 토크는 결국 고정돌기를 통해 스타터 케이싱으로 내접 기어로부터 전달된다. 토크가 가해지는 경우, 외부 링은 내부 또는 외부로 변형되고, 이에 따라 상기 외부 링의 원형의 모양이 변하게 된다. 이러한 변화는 슬립토크에서의 변화를 유도한다. 따라서, 외부 링과 내접 기어 사이의 접촉면의 부분 마모, 또는 슬립토크의 변화를 초래한다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명의 스타터는 외부 원통부재의 원주방향으로 소정의 각도 간격을 두고 배치되는 외부 원통 링 상에 유성기어의 개수와 동일하거나 많은 개수의 고정돌기를 가지도록 설계된다. 특히, 토크를 출력하는 유성기어 중 하나에 가깝게 배치된 인접한 두 개의 고정돌기들은 스타터 케이싱으로 토크를 전달하는 역할을 한다. 따라서, 외부 원통부재의 반경방향으로의 변형이 감소된다. 많은 고정돌기의 형성은 외부 원통부재의 두께를 감소시킬 수가 있기 때문에 스타터의 전체 사이즈 또는 중량을 감소시킬 수가 있다. 또한, 각각의 고정돌기에 의해 발생된 토크의 정도는 종래와 비교해서 작게 된다. 이에 따라, 외부 원통부재의 축방향으로 고정돌기의 길이는 짧아진다.

상기 외부 원통부재의 원통체는 주몸체, 환상의 연장부, 내부 플랜지, 및 스톱퍼 부재를 포함한다. 상기 환상의 연장부는 상기 일방향 클러치 방향으로 배치된 상기 주몸체의 전방 단부로부터 상기 외부 원통부재의 축방향으로 연장된다. 상기 내부 플랜지는 상기 내접 기어의 후방 단부면과 접합되도록 상기 주몸체의 후방 단부로부터 내부로 연장된다. 상기 스톱퍼 부재는 상기 주몸체 내에서 상기 내접 기어가 축방향으로 이동하는 것을 방지하도록 상기 환상의 연장부의 내주벽에 구비된다.

상기 외부 원통부재의 원통체는 내부 플랜지와 와셔를 포함한다. 상기 내부 플랜지는 상기 내접 기어의 후방 단부면과 접합되도록 상기 원통체의 후방 단부로부터 내부로 연장된다. 상기 와셔는 상기 원통체 내에서 상기 내접 기어가 축방향으로 이동하는 것을 방지하도록 상기 케이싱의 내주벽과 맞물린다.

상기 케이싱은 전방 케이스, 중앙 케이스, 및 상기 전기모터가 구비되는 단부 케이스를 포함한다. 상기 와셔는 고정돌기를 가진다. 상기 와셔의 고정돌기와 상기 외부 원통부재는 상기 단부 케이스가 상기 중앙 케이스에 견고하게 결합되도록 관통볼트로 체결함으로써 상기 케이싱에 형성된 상기 홈의 단부 벽과 지속적으로 접합되도록 가압된다.

상기 내부 플랜지는 상기 유성기어열의 유성기어의 반경방향으로 외측을 향하는 단부의 외부에 배치되는 내부 테두리를 가진다. 상기 유성기어의 후방 단부는 상기 내접 기어의 후방 단부면으로부터 후방으로 돌출되며 상기 내부 플랜지의 후방 단부면의 적어도 전방을 향하여 배치된다.

상기 외부 원통부재의 원통체와 내접 기어 중 하나는 중앙 접촉면과, 상기 원통체와 내접 기어 중 하나의 축 반대 방향으로 상기 중앙 접촉면으로부터 연속적인 피팅 가이드면을 포함한다. 상기 중앙 접촉면은 상기 원통체와 내접 기어 중 어느 하나와 마찰 접촉을 하며, 상기 피팅 가이드면은 상기 외부 원통부재에 상기 내접 기어의 피팅을 가이드 하도록 테이퍼진다.

상기 중앙 접촉면과 피팅 가이드면은 고체 윤활층으로 코팅된다.

상기 각각의 피팅 가이드면의 길이는, 슬립토크가 상기 내접 기어에 작용할 때 상기 내접 기어가 상기 외부 원통부재 상에서 슬라이딩하도록 하는 슬립토크를 일으키도록 선택된다.

본 출원의 발명자들은 일본특허 제3499177호에 개시된 바와 같이 스타터의 구성에 대해 연구하였고, 외부 링의 두께 부족은 유성기어열의 내접 기어의 슬립토크의 변화와 외부 링과 내접 기어 사이의 접촉면의 부분 마모를 초래한다는 것을 알아냈다. 이에 대해 설명하면 다음과 같다.

유성기어로부터 내접 기어, 외부 링, 및 스타터 케이싱으로 토크의 전달은 도14 및 도15를 참조로 하여 후술된다.

도면부호 100은 유성기어, 101은 내접 기어, 102는 외부 링, 103a 및 103b는 고정돌기, 104는 스타터 케이싱의 일부분인 중앙 케이스이고, 105는 고정돌기(103a,103b)가 끼워지는 중앙 케이스(104)에 형성된 홈이다. 간단하게 설명하기 위해서, 도14에 나타낸 바와 같이 고정돌기(103a, 103b)사이에 배치된 유성기어(100) 중 중앙에 있는 유성기어만 후술된다.

토크가 유성기어(100)로부터 가해지는 내접 기어(101)의 톱니 중 하나를 지시하는 점(X)에서 원주방향(Y)으로 유성기어(100)는 내접 기어(101)를 가압한다. 이것은 유성기어(100)와 고정돌기(103a) 사이의 외부 링(102)의 원호 부분을 외부 방향(A)으로 가압되도록 하고, 상기 유성기어(100)와 고정돌기(103b) 사이의 다른 원호 부분을 내부 방향(B)으로 가압되도록 하는 것을 야기시킴으로써 상기 외부 링(102)의 원형의 모양이 변하게 된다. 이러한 변화는 외부 링(102)의 내주벽의 마모 또는 슬립토크의 변화를 유도하는, 외부링(102)과 내접 기어(101) 사이의 접촉면적에 작용하는 압력의 변화를 초래한다.

특히, 큰 규모의 토크 충격이 유성기어열의 내접 기어(101)에 작용하는 경우, 외부 링(102)에 반경방향으로 작용되는 굽힘응력이 발생된다. 내접 기어의 슬립토크는 내접 기어(101)와 외부 링(102) 사이의 접촉면에 작용하는 압력(즉, 접촉압력)의 합과 접촉면적의 곱에 비례한다고 알려져 있다. 따라서, 상기 굽힘응력은 접촉압력의 변화를 초래하고 슬립토크의 변화를 유도한다.

본 발명자들은 슬립토크의 변화의 원인 또는 외부 링(102)의 마모가, 고정돌기(103a,103b) 개수의 부족은 유성기어(100)로부터 토크가 가해지는 내접 기어의 톱니 중 하나(즉, X점)와 고정돌기들(103a,103b) 중 어느 하나 사이의 각도가 증가되도록 한다는 사실에 기인한다는 것을 알았다. 이에 따라 외부 링(102)에 가해지는 힘의 방향이 외부 또는 내부방향으로 외부 링(102)의 변형을 일으키도록 크게 변화되는 것을 야기시킨다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 스타터는 끼워맞춤 특징부를 가지는 케이싱; 상기 케이싱 내에 구비되고 출력축을 가지는 전기모터; 상기 케이싱 내에서 상기 전기모터의 전방에 구비되는 일방향 클러치; 상기 케이싱 내에서 상기 전기모터와 상기 일방향 클러치 사이에 구비되어, 상기 일방향 클러치로 상기 출력축의 토크를 전달하는 상기 전기모터의 출력축의 회전속도를 감소시키는 감속기의 역할을 하는 유성기어열; 상기 일방향 클러치를 통해 전달되는 상기 전기모터의 출력축의 토크를 출력하기 위해서 상기 케이싱 내에 회전가능하게 구비되는 스타터 출력축; 및 상기 내접 기어에 가해지는 토크가 설정값 미만인 경우 마찰적인 맞물림을 하도록 상기 유성기어열의 내접 기어의 외주면상에 구비되는 외부 원통부재를 포함한다. 상기 외부 원통부재는, 상기 외부 원통부재와 상기 케이싱 사이에서 결합하도록 상기 케이싱의 끼워맞춤 특징부와 끼워맞춤을 이루는 대응 끼워맞춤 특징부를 가지는 외주면을 포함한다. 상기 대응 끼워맞춤 특징부는, 상기 외주면의 원주방향으로 서로 소정간격 이격되어 배치되고, 상기 유성기어열의 유성기어의 개수와 동일하거나 많은 개수를 가진다.

특히, 스타터의 구성은 많은 개수의 대응 끼워맞춤 특징부(예를 들면, 고정돌기)를 가진다. 도15에 나타낸 바와 같이 토크가 유성기어(100)로부터 가해지는 내접 기어 톱니 중 하나(즉, 점X)와 토크가 입력되는 대응 끼워맞춤 특징부(103c) 중 어느 하나 사이의 각도는, 도14와 비교해서 감소된다. 이것은 점(X)을 가로질러 배치된 대응 끼워맞춤 특징부(103c)로 가해지는 외부 원통부재(202)에 전달된 토크를 유발한다. 이에 따라 외부 원통부재(202)에 가해지는 굽힘응력은 감소된다.

본 발명에 따르면, 상기 대응 끼워맞춤 특징부 중 인접한 두 개 사이의 간격 은, 상기 유성기어열의 내접 기어 톱니의 피치와 동일한 것이 바람직하다.

상기 외부 원통부재의 각각의 대응 끼워맞춤 특징부는, 기어 톱니 형상의 돌기로 이루어진다.

상기 외부 원통부재는, 외부 열경화층, 및 내부 열경화층으로 이루어진다. 상기 외부 열경화층과 내부 열경화층의 사이는 비열경화층으로 이루어진다. 상기 외부 열경화층과 내부 열경화층은 각각 상기 외부 원통부재의 외주면과 내주면이다. 상기 비열경화층의 두께는 상기 외부 열경화층 및 내부 열경화층 각각의 두께의 한 배 내지 두 배이다.

상기 외부 원통부재는, 전방 단부로부터 내부로 연장되는 내부 플랜지를 가지고, 상기 내접 기어의 축방향에서 전방으로 상기 내접 기어가 이동하는 것을 방지하는 스톱퍼 역할을 한다.

상기 내접 기어는, 전방 단부로부터 외부로 연장되는 외부 플랜지를 가지고, 상기 내접 기어의 축방향에서 전방으로 상기 내접 기어가 이동하는 것을 방지하는 스톱퍼 역할을 한다.

본 발명의 다른 관점에 따른 스타터는, 끼워맞춤 특징부를 가지는 케이싱; 상기 케이싱 내에 구비되고 출력축을 가지는 전기모터; 상기 케이싱 내에서 상기 전기모터의 전방에 구비되는 일방향 클러치; 상기 케이싱 내에서 상기 전기모터와 상기 일방향 클러치 사이에 구비되어, 상기 일방향 클러치로 상기 출력축의 토크를 전달하는 상기 전기모터의 출력축의 회전속도를 감소시키는 감속기의 역할을 하는 유성기어열; 상기 일방향 클러치를 통해 전달되는 상기 전기모터의 출력축의 토크 를 출력하기 위해서 상기 케이싱 내에 회전가능하게 구비되는 스타터 출력축; 및 상기 내접 기어에 가해지는 토크가 설정값 미만인 경우 마찰적인 맞물림을 하도록 상기 유성기어열의 내접 기어의 외주면상에 구비되는 외부 원통부재를 포함한다. 상기 외부 원통부재는, 상기 외부 원통부재와 상기 케이싱 사이에서 결합하도록 상기 케이싱의 끼워맞춤 특징부와 끼워맞춤을 이루는 대응 끼워맞춤 특징부를 가지는 외주면을 포함한다. 상기 외부 원통부재의 내주벽과 상기 내접 기어의 외주벽 중 하나는, 중앙 접촉면과, 상기 외부 원통부재와 내접 기어 중 하나의 축 반대 방향으로 상기 중앙 접촉면으로부터 연속적인 피팅 가이드면을 포함한다. 상기 중앙 접촉면은 상기 외부 원통부재와 내접 기어 중 어느 하나와 마찰 접촉을 하며, 상기 피팅 가이드면은 상기 외부 원통부재에 상기 내접 기어의 피팅을 가이드 하도록 테이퍼진다. 상기 중앙 접촉면과 피팅 가이드면은 고체 윤활층으로 코팅된다.

상기 테이퍼진 피팅 가이드면은 내접 기어가 외부 원통부재에 끼워지는 경우 외부 원통부재와 내접 기어에 손상 가능성을 최소화한다. 고체 윤활층의 사용은 종래의 구성에서 요구된 메카니즘에 공급되는 그리스(grease) 또는 윤활제를 유지하기 위해 필요하다.

본 발명에 따르면, 상기 각각의 피팅 가이드면의 길이는, 슬립토크가 상기 내접 기어에 작용할 때 상기 내접 기어가 상기 외부 원통부재 상에서 슬라이딩하도록 하는 슬립토크를 일으키도록 선택되는 것이 바람직하다.

본 발명의 세번째 관점에 따른 스타터는, 끼워맞춤 특징부와 내부 쇼울더를 가지는 케이싱; 상기 케이싱 내에 구비되고, 출력축과, 관통볼트에 의해 상기 케이 싱의 단부에 결합되는 요크를 가지는 전기모터; 상기 케이싱 내에서 상기 전기모터의 전방에 구비되는 일방향 클러치; 상기 케이싱 내에서 상기 전기모터와 상기 일방향 클러치 사이에 구비되어, 상기 일방향 클러치로 상기 출력축의 토크를 전달하는 상기 전기모터의 출력축의 회전속도를 감소시키는 감속기의 역할을 하는 유성기어열; 상기 일방향 클러치를 통해 전달되는 상기 전기모터의 출력축의 토크를 출력하기 위해서 상기 케이싱 내에 회전가능하게 구비되는 스타터 출력축; 상기 내접 기어에 가해지는 토크가 설정값 미만인 경우 마찰적인 맞물림을 하도록 상기 유성기어열의 내접 기어의 외주면상에 구비되고, 상기 케이싱과의 사이에서 결합하도록 상기 케이싱의 끼워맞춤 특징부와 끼워맞춤을 이루는 대응 끼워맞춤 특징부를 가지는 외주면을 포함하는 외부 원통부재; 상기 케이싱의 내부 쇼울더와, 상기 유성기어열의 내접 기어 및 상기 외부 원통부재의 전방 단부 사이에 구비되는 제1와셔; 및 상기 외부 원통부재 및 상기 내접 기어의 후방 단부와, 상기 전기모터의 요크 단부 사이에 구비되고, 상기 제1와셔를 통해 상기 내부 쇼울더의 면과 지속적으로 접합되도록 상기 외부 원통부재와 내접 기어의 전방 단부에 위치한 상기 요크의 단부에 의해 가압되는 제2와셔를 포함한다.

상기 와셔들의 사용은 내접 기어와 외부 원통부재의 위치 안정성을 확보하고 스타터의 구성을 단순하게 한다.

본 발명에 따르면, 상기 제2와셔는, 회전가능하게 상기 유성기어를 지지하는 핀을 지지하도록 상기 스타터 출력축으로부터 전달되는 후방의 스러스트 하중을 지탱하고, 상기 일방향 클러치의 축방향에서 후방으로 상기 일방향 클러치의 외부로 부터 연장되는 것이 바람직하다.

도면을 참조하면, 각 도면에서 동일한 구성요소에 대해서 동일한 부호를 부여하였고, 특히 도1 및 도2는 자동차 엔진을 시동시키는데 사용되는 본 발명의 제1실시예에 따른 스타터(1)를 나타낸 것이다.

스타터(1)는 본질적으로 전기모터(2), 스타터 출력축(3), 피니언 기어(4), 마그넷 스위치(5), 유성기어열(6), 일방향 클러치(7), 및 변속 레버(shift lever)(8)로 이루어진다. 상기 피니언 기어(4)는 엔진(미도시)에 연결된 링 기어(9)와 맞물려 움직일 수 있다.

또한, 스타터(1)는 내부에서 상기 부품들이 조립되는 스타터 하우징을 구비한다. 상기 스타터 하우징은 개방된 후방 단부를 가지는 컵 형상의 전방 프레임(11), 중앙 케이스(12), 플랜지를 가지는 원통 구획판(13), 구획판(13), 개방 단부를 가지는 중공 원통 요크(14), 및 개방된 후방 단부를 가지는 컵 형상의 단부 프레임(15)으로 이루어진다. 이러한 부품들은 상기 스타터(1)의 길이를 한정하도록 일직선으로 결합된다. 상기 중앙 케이스(12)는 마그넷 스위치(5)가 내부에 배치되는 개방된 후방 단부를 가지는 스위치 챔버의 상부와, 유성기어열(6)과 일방향 클러치(7)가 내부에 배치되는 개방된 후방 단부를 가지는 토크 전달 기구 챔버(150)의 하부로 한정된다. 상기 요크(14)와 단부 프레임(15)은 상기 모터(2)가 내부에 배치되는 모터 챔버(160)에 한정된다.

상기 전방 프레임(11)과 단부 프레임(15)은 상기 중앙 케이스(12)와 요크(14)사이에서 일직선으로 유지되도록 관통볼트(16)에 의해 서로 결합된다. 이것은 상기 중앙 케이스(12)의 토크 전달 기구 챔버(150)와 상기 요크(14)의 모터 챔버(160) 사이를 차단하는 상기 중앙 케이스(12)와 요크(14) 사이의 구획판(13)을 고정한다.

상기 전방 프레임(11)은 변속 레버(shift lever)(8)가 내부에 배치되는 변속 레버 챔버(170)에 한정된다. 상기 중앙 케이스(12)의 토크 전달 기구 챔버(150) 내부에는 유성기어열(6)과 일방향 클러치(7)가 배치된다. 상기 중앙 케이스(12)의 스위치 챔버 내부에는 마그넷 스위치(5)가 배치된다. 상기 요크(14)와 단부 프레임(15)의 결합에 의해 한정된 모터 챔버 내부에는 모터(2)가 배치된다.

상기 모터(2)는 출력축(20)을 포함하는 DC모터이다. 상기 출력축(20)은 베어링을 통해 상기 구획판(13)과 단부 프레임(15)에 의해 회전가능하게 유지된다. 상기 요크(14)는 그 내부에 계자권선(field winding)과 전기자(armature)를 가진다. 상기 단부 프레임(15)은 그 내부에 정류자(commutator)와 브러시를 가진다. 상기 요크(14)는 상기 모터(2)의 자기회로의 일부분을 형성하는 고정 철부재로 이루어진다. 상기 전기자와 정류자는 상기 모터(2)의 출력축(20)에 고정된다. 상기 출력축(20)은 상기 중앙 케이스(12)의 토크 전달 기구 챔버(150)에서 상기 구획판(13)을 통해 연장되는 단부를 가진다. 상기 모터(2)는 공지된 구성으로 이루어져 이에 대한 상세한 설명은 여기서 생략한다.

상기 유성기어열(6)은 상기 구획판(13)과 인접한 중앙 케이스(12)의 하부에 배치된다. 상기 유성기어열(6)은 감속기의 역할을 하고, 태양기어(61), 링 형상의 내접 기어(ring-shaped internal gear)(62), 유성기어(63), 지지핀(64)(또는 유성 기어핀이라 칭함), 캐리어(65), 및 외부 원통셀(66)로 이루어진다. 상기 태양기어(61)는 상기 모터(2)의 출력축(20) 단부에 형성된다. 상기 외부 원통셀(6)은 상기 내접기어(62)를 단단하게 유지하도록 상기 중앙 케이스(12)에 끼워진다. 상기 유성기어(63)는 상기 기어들(61,62)과 맞물리도록 배치된다. 상기 캐리어(65)는 상기 유성기어(64)에 설치된 지지핀(64)에 끼워지는 베어링을 통해 상기 유성기어(63)를 지탱한다. 상기 유성기어열(6)은 상기 유성기어(63)의 궤도속도로 상기 모터(2)의 출력축(20)의 회전속도를 감속시킨다. 각각의 유성기어(63)는 상기 지지핀(64) 중 하나에 의해 회전가능하게 지지된다. 상기 지지핀(64)은 상기 캐리어(65)에 형성된 홀에 끼워진다. 또한, 상기 캐리어(65)는 후술되는 바와 같이 클러치 아우터(clutch outer)(71)로서 설계된다. 상기 외부 원통셀(66)은 본 실시예의 특징부이고, 이에 대한 상세한 설명은 후술된다.

상기 일방향 클러치(7)는 도2에 나타낸 바와 같이, 클러치 아우터(71), 원통 튜브(72), 및 클러치 롤러(73)로 이루어진다. 상기 클러치 아우터(71)는 상기 유성기어열(6)의 캐리어(65)와 일체로 형성된다. 상기 튜브(72)는 상기 클러치 아우터(71) 내에 배치된 클러치 이너(clutch inner)로서 설계된다. 상기 클러치 롤러(73)는 상기 클러치 아우터(71)의 내주에 형성된 쐐기 형상의 캠 챔버내에 롤러 스프링(미도시)을 따라 배치되고, 클러치 로터를 구동하는 클러치 아우터(71)로부터 클러치 종동부에 의해 구동되는 튜브(72)까지 토크를 전달한다.

상기 클러치 아우터(71)는 베어링을 통과하는 모터(2), 및 캐리어(65) 역할을 하는 저면과 전방으로 개방된 챔버를 가지는 컵 형상의 출력축(20)의 헤드에 설 치된다.

상기 클러치 아우터(71)는 출력축의 후방 단부와 일직선으로 직면하는 면에 설치된 스러스트 와셔(미도시)를 가진다. 공극은 스러스트 하중의 전달을 차단하도록 모터(2)의 출력축(20)의 전방 단부와 클러치 아우터(71)의 후방 단부 사이에 형성된다.

상기 튜브(72)는 전방으로 돌출되는 베어링(72a)를 가진다. 상기 베어링(72a)은 볼 베어링(74)을 통과하는 중앙 케이스(12)의 전방 단부에 의해 회전가능하도록 유지된다. 상기 베어링(72a)은 볼 베어링(74)의 이너 레이스(inner race) 역할을 한다.

또한, 상기 일방향 클러치(7)는 상기 클러치 아우터(71) 내에 클러치 롤러(73)를 고정하기 위한 클러치 아우터(71)의 전방 단부에 단단히 씌워짐으로써 유지되는 와셔(75)를 포함한다.

상기 출력축(3)은 모터(2)의 출력축(20)과 일직선으로 튜브(72) 내의 후방 단부에 배치된다. 상기 출력축(3)은 스타터(1)의 축방향으로 이동가능하도록 튜브(72)의 베어링(72a)에 의해 유지된다. 상기 출력축(3)은 튜브(72)의 내벽에 형성된 내접 헬리컬 스플라인(internal helical spline)(72c)과 맞물리는 외접 헬리컬 스플라인(external helical spline)(3a)의 후방 단부에 형성된다. 헬리컬 스플라인(72c)은 튜브(72)의 후방 단부면으로부터 베어링(72a)까지 연장된다. 특히, 헬리컬 스플라인(72c)의 전방 단부는 엔진 쪽으로(도면에서는 좌측으로) 이동되는 경우 출력축(3)의 이동을 방지하는 스톱퍼 역할을 하기 때문에 베어링(72a)은 내벽의 전방 단부면에 헬리컬 스플라인이 형성되지 않고, 외접 헬리컬 스플라인(external helical spline)(3a)은 베어링(72a)의 후방 단부와 부딪히게 된다. 스톱퍼의 다른 타입은 위치에 따라 선택적으로 제공될 수 있다. 상기 출력축(3)은 전방 단부에 회전가능하게 유지되고 베어링을 통해 전방 프레임(11)에 의해 이동가능하게 유지된다.

구획판(13)의 전방 단부면과 접합되도록 스타터(1)의 반경방향으로 연장되는 스러스트 와셔(13a)는 구획판(13)과 유성기어열(6)의 사이에 배치된다. 상기 스러스트 와셔(13a)는 반경방향으로 더 연장되도록 형성되고, 상기 구획판(13)과 외부 원통셀(66)의 사이에 물린다. 상기 스러스트 와셔(13a)는 마모 저항이 우수한 원형 디스크로 이루어지고, 출력축(3)이 변속 레버(8)에 의해 후방으로 이동되고 클러치 아우터(71)의 저면과 부딪히는 경우 출력축(3)으로부터 유성기어열(6)의 지지핀(64)까지 전달되는 후방 스러스트(backward thrust)를 전달받아 지탱한다. 이것은 출력축(3)의 관성 회전(inertia rotation) 에너지를 소비하거나 흡수하는 스러스트 와셔(13a)와 지지핀(64) 사이에 마찰을 야기시킨다. 이에 따라, 출력축의 회전은 즉시 멈추게 된다.

상기 피니언 기어(4)는 출력축(3)과 일체로 회전가능하고 출력축(3)과 상대적으로 이동가능하도록 스플라인 형상으로 출력축(3)의 헤드(즉, 전방 프레임(11)으로부터 돌출되는 출력축(3)의 일부분)에 결합된다. 또한, 상기 피니언 기어(4)와 출력축(3) 사이에 배치된 피니언 스프링에 의해 상기 피니언 기어(4)는 출력축(3)의 끝단(tip)에 설치된 칼라(collar)와 접합되도록 전방으로(도1에서는 좌측) 가압 된다.

상기 중앙 케이스(12)는 상기 마그넷 스위치(5)를 일방향 클러치(7)와 유성기어열(6)로부터 물리적으로 분리시킨다. 상기 마그넷 스위치(5)는 자동차의 스타터 스위치(미도시)를 접속하자마자 여기되는 코일, 상기 코일 내에서 슬라이딩가능한 플런저, 및 복원 스프링을 포함한다. 상기 플런저의 헤드는 전방 프레임(11)에 돌출된다. 상기 코일이 스타터 스위치에 의해 전류가 통하는 경우, 상기 플런저는 변속 레버(8)를 통해 출력축(3)을 전진하도록 복원 스프링의 스프링 압력에 대항하여 전방(즉, 도1에서는 오른쪽 방향)으로 끌어 당겨진다. 상기 코일에 전원이 차단되는 경우, 상기 플런저는 변속 레버(8)를 통해 출력축(3)을 복원하는 복원 스프링에 의해 후방으로 이동된다. 상기 마그넷 스위치(5)의 구성은 일반적인 것으로서, 이에 대한 상세한 설명은 여기에서 생략한다.

상기 변속레버(8)는 스윙(swing) 가능하도록 레버 홀더(lever holder)에 의해 지지된다. 상기 레버 홀더는 중앙 케이스(12)로 보호된다. 상기 변속 레버(8)는 도1에 나타낸 바와 같이, 마그넷 스위치(5)의 플런저에 의해 유지되는 후크에 결합된 상부와 출력축(3)에 끼워진 한쌍의 와셔 사이에 물리는 하부를 가진다. 이에 따라 출력축(3)으로 플런저의 운동을 전달한다.

도1에서, 출력축(3)의 종방향 중심선 위의 상부측은 마그넷 스위치(5)가 전원이 차단되는 경우를 나타낸 것인 반면, 하부측은 마그넷 스위치(5)에 전류가 통하는 경우를 나타낸 것이다.

스타터(1)의 작동에서, 스타터 스위치가 마그넷 스위치(5)의 코일에 전류를 통하도록 접속되는 경우, 플런저는 변속 레버(8)를 통해 모터(2)로부터 이격되어 출력축(3)이 전진하도록 후방으로 끌어 당겨진다.

피니언 기어(4)가 링기어(9)와 맞물림이 없이 링기어(9)와 부딪히는 경우, 출력축(3)만이 더 전진하는 반면, 피니언 스프링은 압축된다. 이에 따라, 피니언 기어(4)가 출력축(3)상에서 후방으로 슬라이딩하고 회전한다. 상기 피니언 기어(4)가 링기어(9)와 맞물릴 때까지 출력축(3)의 전진을 따라 회전하는 경우, 링기어(9)와 맞물리는 피니언 스프링에 의해 발생되는 반발 압력에 의해 가압되거나 전진하게 된다. 이때 상기 마그넷 스위치(5)는 토크를 발생시키는 모터(2)의 전원을 켜기 위해 고정 접점과 접속하도록 가동 접점을 이동시킨다. 상기 링기어(9)와 피니언 기어(4)가 맞물리자 마자, 토크는 엔진을 크랭크하기 위해 피니언 기어(4)로부터 링기어(9)로 전달된다.

엔진이 시동된 후, 스타터 스위치는 마그넷 스위치(5)의 코일에 전원을 차단하도록 접속이 해제된다. 이것은 플런저가 복원스프링에 의해 전방으로 끌어 당겨지는 것을 야기시킨다. 상기 마그넷 스위치(5)의 가동 접점은 모터(2)의 전원공급을 차단하도록 고정 접점과 접속을 해제하기 위해 이동한다. 또한, 플런저의 후방으로의 이동은 출력축(3)이 변속 레버(8)에 의해 모터(2) 쪽으로 이동되는 것을 야기시키고, 이에 따라 출력축(3)의 후방 단부는 클러치 아우터(71)와 부딪혀서 정지한다.

상기 스타터(1)의 구성은 유성기어열(6)에 끼워지는 외부 원통셀(66)의 사용을 특징으로 한다. 상기 외부 원통셀(66)은 도2 내지 도4를 참조하여 후술된다. 도 2는 외부 원통셀(66)을 나타낸 확대 단면도이다.

상기 외부 원통셀(66)과 내접 기어(62)는 출력축(3)과 일방향 클러치(7)를 통해 내접 기어(62)에 가해지는 과잉토크를 흡수하기 위한 토크 충격 흡수기의 역할을 한다.

상기 외부 원통셀(66)은 도3 및 도5에 나타낸 바와 같이, 원통형 주몸체(661), 환상의 연장부(663), 및 돌기 또는 클로(claw)(664)로 이루어진다. 상기 주몸체(661)는 도2에 나타낸 바와 같이, 유성기어열(6)의 내접 기어(62) 외주상에 끼워진다. 상기 내부 플랜지(662)는 주몸체(661)의 후방 단부로부터 내부로 연장된다. 상기 환상의 연장부(663)는 외부 원통셀(66)의 축방향으로 주몸체(661)의 전방 단부로부터 연장된다. 상기 클로(664)는 상기 환상의 연장부(663) 전방 단부로부터 돌출되고 외부 원통셀(66)을 중앙 케이스(12)에 단단히 고정하기 위한 고정기구 또는 회전 스톱퍼로서 작용한다. 상기 외부 원통셀(66)의 표면은 탄소처리(carburizing)와 같은 열처리로 경화된다. 본 실시예에서 상기 클로(664)의 개수는 여섯개이지만, 상기 외부 원통셀(66)에 작용하는 토크를 분담하는 식으로 3~10까지의 범위내에서 바람직하게 선택되어 제조가 용이하다.

상기 주몸체(661)는 그 내벽이 상기 내접 기어(62)의 외벽과 마찰적인 맞물림을 하도록 배치된다. 매끄러움(lubricity)의 설정 정도는 상기 주몸체(661)의 내벽과 상기 내접 기어(62)의 외벽 사이에 제공된다. 상기 내부 플랜지(662)는 상기 내접 기어(62)의 저면(621)에 도달하지 않고 상기 내접 기어(62)의 후방 단부면과 접합되도록 배치된다. 또한, 상기 내부 플랜지(662)는 그 후방 단부면이 상기 구획 판(13)의 전방 단부면과 접합된다. 상기 환상의 연장부(663)는 그 내부벽에 환상의 홈(665)이 형성된다. 상기 환상의 홈에는 도2에 나타낸 바와 같이 내접 기어(62)가 상기 외부 원통셀(66)로부터 이탈하지 않도록 서클립(circlip)(666)이 끼워진다. 상기 클로(claw)(664)는 그 원주방향에 등각 간격으로 환상의 연장부(663)에 배치되고 도4에 나타낸 바와 같이 중앙 케이스(12)의 내벽에 각각 형성된 고정홈(121)에 삽입된다. 특히, 상기 클로(664)는 상기 외부 원통셀(66)이 상기 중앙 케이스(12)와 상대적으로 회전하는 것을 방지하기 위한 회전 스톱퍼의 역할을 한다. 인접한 두개의 고정홈(121) 사이에 형성된 한쌍의 톱니(122)는 도4에 나타낸 바와 같이 상기 고정홈(121)의 원주폭을 한정한다. 상기 고정홈(121)은 상기 클로(664)의 개수와 동일하고 상기 중앙 케이스(12)의 원주방향에 등각 간격으로 배치된다. 상기 환상의 연장부(663)의 전방 단부는 상기 톱니(122)의 후방 단부와 접합되도록 배치된다. 대안으로, 상기 클로(664)의 전방 단부는 상기 고정홈(121)의 단부와 접합될 수도 있다. 이것은 상기 외부 원통셀(66)이 관통볼트(16)를 체결함으로써 전방으로 가압되는 구획판(13)에 의해 상기 중앙 케이스(12)와 지속적인 맞물림을 하도록 고정되는 것을 야기한다.

도2를 참조하면, 상기 유성기어(63)와 지지핀(64)은 외부 원통셀(66)의 내부 플랜지(662)의 두께보다 실질적으로 더 작은 정도로 내접 기어(62)로부터 후방(즉, 도면에서 우측방향)으로 돌출되는 부분을 가지도록 배치된다. 특히, 상기 유성기어(63)의 돌출부와 지지핀(64)은 상기 와셔(13a)를 통해 상기 구획판(13)과 접합된다. 이것은 토크의 전달 손실 또는 기계적 소음을 감소시키도록 유성기어(63)의 탄 성변형을 최소화한다. 따라서, 유성기어열(6)의 충격 저항은 향상된다. 상기 와셔(13a)는 생략될 수 있다. 이러한 경우, 상기 돌출부가 상기 구획판(13)과 직접 접합되게 배치되도록 상기 돌출부의 길이는 내부 플랜지(662)의 두께와 동일한 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이 외부 원통셀(66)은 회전 스톱퍼의 역할을 하는 6개의 클로(664)를 가진다. 상기 클로(664)의 개수가 유성기어(63)의 개수와 동일하거나 많은 것이 바람직하고, 상기 클로(664)는 외부 원통셀(66)의 반경방향 굽힘을 최소화하기 위해서 서로 등각 간격으로 이격되어 배치된다.

도5는 외부 원통셀(66)과 내접 기어(62)의 변형을 나타낸 것이다.

상기 외부 원통셀(66)의 주몸체(661) 내주벽은 중앙 접촉부(6610) 및 상기 접촉부(6610)로부터 반대방향으로 연장되는 피팅 가이드부(6611,6612)의 세 부분으로 이루어진다. 유사하게, 상기 내접 기어(62)의 외주벽은 중앙 접촉부(6200), 및 상기 접촉부(6200)로부터 반대방향으로 연장되는 피팅 가이드부(6201,6202)의 세 부분으로 이루어진다. 상기 접촉부(6610,6200)는 서로 마찰접촉을 한다. 상기 내접 기어(62)의 각각의 피팅 가이드부(6201,6202)는 상기 접촉부(6200)으로부터 이격됨에 따라 감소하는 외부 직경을 가지도록 테이퍼진다. 상기 외부 원통셀(66)의 각각의 피팅 가이드부(6611,6612)는 상기 접촉부(6610)으로부터 이격됨에 따라 증가하는 내부 직경을 가지도록 테이퍼진다.

각각의 피팅 가이드부(6611,6612,6201,6202)는 외부 원통셀(66) 또는 내접 기어(62)의 축방향으로 1mm 이상의 길이를 가진다. 외부 원통셀(66)의 접촉부 (6610)의 표면을 따라 연장되는 선이 상기 피팅 가이드부(6612)의 표면을 따라 연장되는 선과 이루는 테이퍼 각(θ)은 15°내지 30°의 범위내에서 선택된다. 유사하게, 내접 기어(62)의 접촉부(6200)의 표면을 따라 연장되는 선이 상기 피팅 가이드부(6202)의 표면을 따라 연장되는 선과 이루는 테이퍼 각(θ)은 15°내지 30°의 범위내에서 선택된다. 상기 피팅 가이드부(6611,6201)의 테이퍼 각에도 동일하게 적용된다. 적어도 외부 원통셀(66)의 내주벽 및 적어도 내접 기어(62)의 외주벽은 탄소처리와 같이 열적으로 처리된다. 이와같은 열처리 후에, 외부 원통셀(66)의 내주벽 또는 내접 기어(62)의 외주벽 중 어느 하나는 고체윤활층으로 코팅된다. 고체윤활층은 탄소처리된 외부 원통셀(66)의 내주벽과 탄소처리된 내접 기어(62)의 외주벽 중에서 선택된 그라인딩(grinding)에 의해 형성되고, 본더라이징(bonderizing)과 같은 화학적 변화를 하면 그 다음, 몰리브덴 이황화물을 분사하거나, 몰리브덴 이황화물이 채워진 용기(tub)에 담구어 용기(tumbler)에 채워지는 몰리브덴 이황화물(molybdenum disulfide)로 변하게 된다. 유기화합물인 몰리브덴은 선택적으로 사용될 수 있다. 상기 고체윤활층의 두께는 10 내지 30㎛인 것이 바람직하다. 상기 외부 원통셀(66)과 반경 방향으로 내접 기어(62)의 최소두께는 2.5㎜이다. 상기 내접기어(62)에 작용하고 상기 외부 원통셀(66)과 상대적인 미끄럼을 하도록 유도하는 슬립토크는 150 내지 200 N·m이다. 이것은 상기 고체윤활층 상 또는, 외부 원통셀(66)이 내접기어(62)에 끼워지는 경우 마찰을 하는 외부 원통셀(66)과 내접기어(62)의 표면상에 스크래치를 최소화한다. 이에 따라 외부 원통셀(66)의 내벽과 내접기어(62) 사이의 매끄러움은 확보된다.

특히, 테이퍼진 피팅 가이드부(6611, 6612, 6201, 6202)는 외부 원통셀(66)과 내접기어(62)가 서로 결합되는 경우에 손상의 가능성을 최소화하는 역할을 한다. 이것은 종래 구성에서 요구되는 윤활제 공급 기구 또는 그리스를 유지할 필요가 없다. 각각의 피팅 가이드부(6611,6612,6201,6202)의 길이는 외부 원통셀(66)과 내접기어(62)의 전체 축길이를 변경함이 없이 내접기어(62)의 슬립토크 정도로 사용되도록 변경된다.

상기 내접기어(62)의 외주면과 외부 원통셀의 주몸체(661)의 내주면 사이의 마찰보다 더 큰 토크가 내접기어(62)에 작용되는 경우, 내접기어(62)가 외부 원통셀(66)과 상대적으로 회전하게 된다. 이에 따라, 이러한 불필요한 과잉토크는 흡수된다.

도6은 본 발명의 제2실시예에 따른 스타터(1)를 나타낸 것이다.

상기한 바와 같이 제1실시예의 외부 원통셀(66)은 서클립이 끼워지는 환상의 홈(665)을 가진다. 응력은 일반적으로 이러한 부분에 집중된다. 따라서, 내접기어(62) 상의 슬립토크가 예를 들면, 200 N·m보다 더 큰 경우, 상기 홈(665)은 손상된다. 이러한 문제점을 피하기 위해, 제2실시예의 스타터(1)는 도6에 나타낸 바와 같은 구성의 외부 원통셀(67)을 가진다.

상기 외부 원통셀(67)은 주몸체(661)로부터 돌출되는 환상의 연장부(673)와 상기 환상의 연장부(673)로부터 돌출되는 클로(674)를 포함한다. 상기 클로(674)는 회전 스톱퍼로서 작용하고 상기 환상의 연장부(673)의 원주방향으로 일정각도 간격으로 배치된다. 상기 중앙 케이스(12)는 상기 클로(674)와 같이 동일한 각도 간격 으로 원주방향에 배치되는 내부벽에 형성된 홈(121)을 가진다. 상기 외부 원통셀(67)의 클로(674)는 상기 중앙케이스(12)의 홈(121)에 각각 끼워진다. 상기 외부 원통셀(67)은 도2에 나타낸 바와 같이, 홈(655)을 가지지 않는다. 상기 클로(674)의 길이는 외부 원통셀(67)의 축방향으로 제1실시예의 클로(664)보다 작아서, 상기 클로(664)의 기계적 강도보다 증가하게 된다.

상기 환상의 연장부(673)는 스러스트 와셔(13a) 및, 상기 중앙케이스(12)와 지속적으로 접합되는 구획판에 의해 가압되고, 관통볼트(16)의 체결에 의해 단단하게 고정된다. 와셔(80)는 내접기어(62)가 외부 원통셀(67)로부터 분리되는 것을 방지하기 위해 상기 중앙케이스(12)와 내접기어(62) 사이에 배치된다. 공극(air gap)은 내접기어(62)의 슬라이딩 운동을 보증하도록 상기 와셔(80)와 내접기어(62) 사이에 형성된다. 상기 와셔(80)가 회전하는 것을 방지하도록 상기 중앙 케이스(12)에 형성된 홈에 끼워지는 외주면 상의 돌기에 상기 와셔(80)는 형성될 수 있다.

도7 및 도8은 본 발명의 제3실시예에 따른 외부 원통셀(77)을 나타낸 것이다.

상기 외부 원통셀(77)은 개방 단부를 가지는 중공의 원통 주몸체(771)와 고정돌기(772)로 이루어진다. 상기 주몸체(771)는 상기 유성기어열(6)의 내접기어(62)의 외주에 끼워진다. 상기 고정돌기(772)는 상기 주몸체(771)의 외주면에 형성된 돌출부(ridge)이고, 상기 외부 원통셀(77)의 축방향에 평행하게 연장된다. 상기 고정돌기(772)는 외부 원통셀(77)의 원주방향에 서로 소정각도 간격으로 이격되어 배치된다. 상기 고정돌기(772)는 상기 주몸체(771)의 외주면에 나선(spiral) 형상 으로 배치될 수도 있다. 상기 주몸체(771)는 상기 내접 기어(62)의 외주면과 마찰 맞물림을 하도록 배치된 내면을 가진다.

각각의 고정돌기(772)는 도8에 나타낸 바와 같이 기어톱니 형상이고, 상기 중앙 케이스(12)의 후방 단부의 내주벽에 형성된 홈(121) 중 어느 하나에 끼워진다. 상기 홈(121)의 개수는 상기 고정돌기(772)의 개수와 동일하다. 각각의 고정돌기(772)는 다른 형상으로 대체 가능하다.

또한, 상기 외부 원통셀(77)은 그 전방 단부와 접합되도록 배치된 환상의 와셔(85)를 포함한다. 상기 와셔(85)는 도면에 나타낸 바와 같이 상기 홈(121)의 전방 단부와 상기 외부 원통셀(77)의 주몸체(771)의 전방 단부면 사이에 단단히 물린 그 외주상에 형성된, 상기 고정돌기(772)와 같은 돌출부를 가진다. 상기 와셔(85)는 상기 내접기어(62)가 전방에서 외부 원통셀(77)의 외부로 이동하는 것을 방지하기 위한 스톱퍼의 역할을 한다. 상기 와셔(85)는 상기 유성기어열(6)의 반경방향으로 유성기어(63)의 톱니 선단 외부에 배치된 내주를 가지는 것이 바람직하다.

상기 외부 원통셀(77)은 그 후방 단부면이 상기 스러스트 와셔(13a)의 전방 단부면과 접합되도록 배치된다. 상기 와셔(85), 외부 원통셀(6), 스러스트 와셔(13a), 및 구획판(13)은 스타터(1)의 축방향으로 가압되고, 관통볼트(16)를 사용하여 상기 중앙 케이스(12)에 상기 요크(yoke)(14)를 단단히 결합함으로써 서로 결합된다. 따라서, 상기 스러스트 와셔(13a)는 상기 내접기어(62)의 후방 단부면과 직접 접촉하도록 배치되고 상기 내접기어(62)와 구획판(13) 사이에서 상대적인 회전을 하는 것을 방지한다. 이에 따라, 상기 구획판(13)의 마모가 최소화된다. 상기 출력축의 후방 이동으로부터 발생되고 상기 유성기어열(6)의 지지핀(64)를 통해 전달되는 스러스트 하중을 지탱하는 상기 스러스트 와셔(13a)는, 관통볼트(16)에 가해지는 체결압력에 의해 상기 중앙 케이스(12)에서 단단히 유지된다. 이것은 상기 와셔(85), 외부 원통셀(77), 및 스러스트 와셔(13a)의 설치를 위해 상기 중앙케이스(12)의 내벽에 홈(121)을 가공하기 용이하게 한다. 상기한 바와 같이 상기 와셔(85)는 상기 중앙케이스(12)에 상기 와셔를 단단히 보호하도록 상기 홈(121)에 끼워지는, 상기 외부 원통셀(77)의 고정돌기(772)와 같은 그 원주상에 형성된 돌출부를 가진다. 유사하게, 상기 스러스트 와셔(13a)와 구획판(13)은 회전을 방지하도록 상기 홈(121)에 끼워지는, 상기 외부 원통셀(77)의 고정돌기(772)와 같은 돌출부를 가진다.

본 실시예의 실질적인 특징에 대해서는 다음과 같이 상세하게 설명된다.

<고정돌기(772)의 개수>

상기 외부 원통셀(66)의 외주면에 형성된 상기 고정돌기(772)의 개수는 상기 유성기어열(6)의 유성기어(63)의 개수와 적어도 동일하다. 즉, 상기 고정돌기(772)의 개수는 상기 유성기어(63)의 개수의 한 배 이상이다. 본 실시예에서, 유성기어의 개수는 세 개이다. 상기 고정돌기(772)의 피치는 상기 내접기어(62)의 톱니 피치의 0.5 내지 2 배인 것이 바람직하다. 이것은 큰 토크가 상기 유성기어(63)로부터 상기 내접기어(62)에 작용되는 경우 상기 내접기어(62)의 톱니로부터 상기 내접기어(62)의 반경방향으로 배치된 외부 원통셀(77)의 고정돌기(772)까지 토크의 전달을 안정적으로 하게 한다. 이에 따라, 외부 원통셀의 변형으로부터 유발되는 외 부 원통셀(66)의 원형도(circularity)의 변화는 최소화된다. 이것은 외부 원통셀(66)의 내주면과 내접기어(62)의 외주면의 부분 마모, 또는 그 사이의 접촉면에 작용하는 압력 차이에 의해 발생되는 내접기어(62)의 슬립토크의 불필요한 변화를 감소시키고, 외부 원통셀(66)과 내접기어(62)의 최소 반경 두께를 감소시킨다. 이에 따라 상기 유성기어열(6) 또는 중앙케이스(12)의 구성이 가벼워진다.

<외부 원통셀(77)의 두께>

상기한 바와 같이, 외부 원통셀(66)의 내주면과 내접기어(62)의 외주면의 부분마모 또는 상기 내접기어(62)의 슬립토크에서의 불필요한 변화는, 외부 원통셀(77)의 반경두께가 크게 감소되도록 하기 위해 상기 외부 원통셀(77)에 많은 개수의 고정돌기(772)를 사용함으로써 감소된다. 상기 외부 원통셀(77)의 반경두께는 본 실시예에서 고정돌기(772)를 가지지 않은 부분의 외경 및 내경 사이의 차와 일치하고, 도8에 나타낸 바와 같이 인접한 두개의 고정돌기(772) 사이의 저면 두께(To)이다.

상기 외부 원통셀의 두께를 감소시키는 것은 외부 원통셀(77)의 내경의 공차를 설계에서 감소시키고, 이에 따라 상기 외부 원통셀(66)의 제조 및 설치를 용이하게 한다. 이에 대한 상세한 설명은 후술된다.

상기 외부 원통셀(77)의 내주면과 상기 내접기어(63)의 외주면 사이의 접촉면의 마찰을 초과하고 상기 외부 원통셀(66)과 상대적으로 내접기어(62)의 편차(slippage)를 유도하는 슬립토크는, 접촉압력, 마찰접촉면적, 및 반경의 곱에 의해 얻어진 값에 비례하고, 여기서, 접촉압력은 외부 원통셀(77)의 내주면과 내접기어 (63)의 외주면 사이의 마찰접촉면적에 작용하는 압력이며, 반경은 외부 원통셀(77)의 중심축과, 외부 원통셀(77)의 내주면과 내접기어(63)의 외주면 사이의 마찰접촉면적 간의 거리이다. 즉, 슬립토크는 외부 원통셀(77)의 내주면과 내접기어(62)의 외주면 사이의 간섭의 영향으로 발생되는 접촉압력에 비례한다. 상기 외부 원통셀(77)은 상기 내접기어(62)의 외주면에 가압되어 끼워진다. 상기 외부 원통셀(77)의 두께를 감소시키는 것은 강도(rigidity)를 감소시키고, 이에 따라 반경방향으로 탄성변형이 용이해진다. 이것은 요구되는 범위내에 접촉압력을 발생시키기 위한 간섭의 허용범위(즉, 공차)를 증가시킨다. 상기 간섭의 허용범위는 외부 원통셀(77)의 내주면의 직경의 공차와 동일하게 되도록 한다. 상기 접촉압력의 허용범위는 슬립토크가 접촉압력, 마찰접촉면적, 및 반경(중심축과 마찰접촉면적 사이의 거리)의 곱에 비례하기 때문에 상기 슬립토크의 허용범위에 대응한다. 상기 슬립토크의 허용범위는 일반적으로 스타터(1) 방식에 따라 미리 설정된다. 결론적으로, 상기 외부 원통셀(77)의 최소두께(즉, 저면 두께 To)가 감소되는 것과 같이, 상기 간섭의 허용범위는 상기 슬립토크의 허용범위내에서 증가된다. 이것은 도9의 간섭 특성도를 이용하여 상세하게 후술된다.

도9에서, 수직축은 슬립토크(T)를 나타낸다. 수평축은 외부 원통셀(77)의 내주면과 내접기어(62)의 외주면 사이의 간섭을 나타낸다. T1, T2, T3 및 T4는 외부원통셀(77)의 열경화층의 두께로 외부 원통쉘(77)이 최소두께(To)를 나눠 얻어진 값(이하 두께비(Ti)로 칭함)을 나타내며, 편의상 외부 원통셀(77)의 최소두께(To)를 나타내기 위한 기초로서 사용된다. 상기 외부 원통셀(77)은 열처리, 예를 들면 열경화층을 갖도록 담금질된다. T1은 2.4이고, T2는 3.2이며, T3는 4.8이고, T4는 5.6이다. δ1은 두께비(Ti)가 2.4일 경우 외부 원통셀(77)과 내접기어(62) 간의 간섭의 허용범위를 나타내며, 슬립토크는 허용범위 이내에 있다. δ5는 5.6이다. δ1은 두께비(Ti)가 5.6일 경우 외부 원통셀(77)과 내접기어(62) 간의 간섭의 허용범위를 나타내며, 슬립토크는 허용범위 이내에 있다.

상기 내접기어(62)는 전술한 바와 같이 외부 원통셀(77)에 가압되어 끼워맞춤된다. 상기 내접기어(62)와 외부 원통셀(77) 간의 간섭은 용이한 결합 및 조립 면에서 범위δ1 이내가 바람직하다. 도9의 ΔT로 나타낸 바와 같이, 상기 외부 원통셀(77)에 대하여 내접기어(62)가 슬라이딩하게 되는 슬립토크의 허용범위는 일반적으로 스타터(1) 방식에 따라 미리 설정된다. 상기 외부원통셀(77)의 최소두께(To)는 외주면 및 내주면을 형성하는 열경화층의 내외측 영역의 두께와, 열경화층 이외의 외부원통셀(77)의 비열경화체의 두께의 합이다. 상기 외부 원통셀(77)의 비열경화체의 최소두께는 열경화층의 최소두께 이상으로 하는 것을 필요로 한다. 예를 들면 상기 열경화층의 두께가 150N·m의 슬립토크를 이루도록 0.8mm로 설정될 경우, 상기 최소두께(To)는 2.4mm(= 0.8 × 3) 내지 3.2mm이다. 상기 간섭의 허용오차는 60㎛ 내지 70㎛이다.

상기의 조건으로부터, 열경화층의 두께의 한 배(1) 내지 두 배(2)가 되는 외부원통셀(77)의 비열경화체의 두께의 선택은 작용하는 외부원통셀(77)에 구비된 토크충격흡수장치가 허용슬립토크범위ΔT 내에서 내접기어(62)에 작용하는 과잉 토크를 흡수할 수 있어 고도로 요구되는 제조성을 필요로 하지 않고 제공될 수 있는 것 임을 본 출원인의 발명자는 알아냈다.

따라서 상기 외부 원통셀(77)과 유성기어열(6)의 내접기어(62) 간의 간섭 허용범위는 외부 원통셀(77)의 고정돌기(772)를 증가시키고, 그의 최소두께(To)를 감소시킴으로써 현저하게 증가될 수 있어, 상기 내접기어(62)에 외부 원통셀(77)의 압입끼워맞춤을 용이하게 할 수 있다.

예를 들면, 도9에서 두께비 T1 및 T4 간의 비교는 외부 원통셀(77)의 두께가 작은 전자의 경우가 넓은 간섭 허용범위(즉, δ5)를 이룰 수 있는 것을 나타낸다. 이에 대하여 상기 외부 원통셀(77)의 최소두께(To)의 증가는 외부 원통셀(77)과 내접기어(62) 간의 간섭이 허용범위내에서 감소되는 결과를 초래하며, 그러므로 이들의 결합 및 조립은 어려워진다. 상기 외부원통셀(77)과 내접기어(62) 사이의 간섭의 허용범위가 증가된다는 것은 담금질 이후 외부 원통셀(77) 면을 그라인딩함으로써 허용오차가 후술하는 바와 같이 증가하게 되고, 제1실시예서와 같이 외부원통셀(77)의 내주면에 고체윤활층이 형성될 경우, 상기 고체윤활층으로 코팅되기 전 내주면을 그라인딩함으로써 허용오차는 증가하게 되는 것을 의미한다.

<외부원통셀(77)의 표면가공>

외부원통셀(77)의 내주면은 전술한 바와 같이 내접기어(62)의 외주면과 마찰하게되고, 그러므로 내마모성이 필요로 된다. 생산성을 고려하여 상기 외부원통셀(77)에 내마모성을 제공하기 위한 최선의 방법은 탄소처리하는 것이다. 유사하게 상기 외부원통셀(77)의 외주면은 그의 마모를 최소화하기 위한 목적으로 열경화층을 구비하는 것이 바람직하다. 그러나 탄소처리를 통한 외부원통셀(77)의 열경화층 의 형성은 외부원통셀(77)의 강도를 저하시키는 결과를 초래한다는 것은 잘 알려져 있다. 요구되는 정도의 강도 확보는 외부원통셀(77)에 적어도 외부원통셀(77)의 외면에 형성된 열경화층의 두배 이상의 두께를 갖는 비열경화 내부층을 갖도록 하는 것이다. 이는 상기 열경화층의 두께가 하나로 형성될 경우, 외부원통셀(77)의 최소두께(To)는 적어도 세 개로 형성되어야 하는 것을 의미한다. 상기 외부원통셀(77)의 최소두께(To)는 열경화층의 두께에 세 배 내지 다섯 배가 바람직하고, 세 배 내지 네 배가 보다 바람직하다. 이는 외부원통셀(77)이 실제 사용에서 적절한 두께를 구비하도록 하여, 외부원통셀(77)를 결합하는데 있어 허용오차(즉, 전술한 간섭 허용범위)를 증대시킬 수 있고, 내접기어(62)에 외부원통셀(77)를 용이하게 끼워맞출 수 있으며, 일방향 클러치(7)의 사이즈를 감소시킬 수 있다.

상기 외부원통셀(77)은 탄소처리에 적절한 크롬 몰리브덴 강철(SCM415)로 이루어지는 것이 바람직하다. 일반적으로 탄소처리 이후, 상기 외부원통셀(77)의 표면은 그라인딩된다. 이러한 그라인딩의 허용오차는 외부원통셀(77)의 다수의 고정돌기(772)의 형성에 의하여 허용슬립토크범위 ΔT 내에서 증대될 수 있다.

본 실시예에서, 내접기어(62)에 150N·m의 슬립토크를 이루기 위하여, 상기 외부원통셀(77)의 탄소처리 케이스 깊이는 0.8mm이다. 상기 외부원통셀(77)의 최소두께(To)는 2.4mm 내지 4.2mm 내이다. 이들 조건은 내접기어(62)에 적용될 수 있다.

<고형윤활층의 코팅>

상기 외부원통셀(77)의 내주면은 제1실시예와 유사하게 전술한 바와 같이 탄 소처리 및 그라인딩 이후 고체윤활층으로 코팅된다. 상기 고체윤활층은 외부원통셀(77)의 내주면에 본더라이징과 같은 윤활유지 표면처리를 적용함으로써 형성될 수 있다. 이러한 코팅은 몰리브덴 이황화물이 구비되는 용기(tumbler) 내에서 외부원통셀(77)을 회전시키거나, 몰리브덴 이황화물을 외부원통셀에 분사시키거나 또는 몰리브덴 이황화물로 충전된 통 내에 외부원통셀을 침적시킴으로써 이루어질 수 있다. 상기 고체윤활층의 두께는 10㎛ 내지 30㎛ 의 범위가 바람직하다. 상기 내접기어(62)의 외주면은 이러한 고체윤활층으로 코팅될 수 있다.

상기 외부원통셀(77)과 내접기어(62) 사이의 압입끼워맞춤 정도는 전술한 바와 같이 외부원통셀(77)의 표면이 그라운딩되는 양의 허용오차, 윤활유지 표면처리에서의 허용오차, 및 고체윤활층 두께의 허용오차의 전체 허용오차에 좌우된다. 상기 외부원통셀(77)의 외주면과 내주면이 열처리되는 경우, 그라인딩 허용오차는 전체적으로 두 배로 이루어질 수 있다. 이들 허용오차의 합은 전술한 외부원통셀(77)과 내접기어(62) 사이의 간섭의 허용범위와 동일하다. 전술한 바와 같이 이러한 허용범위의 증가는 외부원통셀(77)에 다수의 고정돌기(772)를 형성할 수 있다. 이는 본 실시예의 스타터(10의 구조적 특징부이다.

<외부원통셀(77)의 끼워맞춤>

상기 외부원통셀(77)이 내접기어(62)에 끼워맞춰질 경우, 상기 외부원통셀(77)의 내주 모서리부는 내접기어(62)의 외주 모서리부를 가격할 수 있고, 그러므로 외부원통셀(77)의 내주면 및 내접기어(62)의 외주면 중 어느 하나에 형성되는 전솔한 고체윤활층의 손상을 발생시킨다. 이러한 손상은 손상영역으로부터 고체윤 활층의 분리를 쉽게 발생되고, 그러므로 외부원통셀(77) 또는 내접기어(62)의 고장가능성을 증가시킨다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 상기 외부원통셀(77) 및 내접기어(62)는 도10 및 도11에 나타낸 바와 같은 구성을 갖도록 설계될 수 있다.

상기 외부원통셀(77)은 제3실시예와 유사하게 중공의 원통체(771)를 포함한다. 상기 외부원통셀(77)의 원통체(771)의 내주벽은 세 부분, 중앙 접촉부(7710) 및 상기 접촉부(7710)로부터 대향방향으로 연장하는 피팅 가이드부(7711, 7721)로 이루어진다. 유사하게 상기 내접기어(62)의 외주벽은 세 부분, 중앙 접촉부(6200) 및 상기 접촉부(6200)로부터 대향방향으로 연장하는 피팅 가이드부(6201, 6202)로 이루어진다. 상기 내접기어(62)의 각 피팅 가이드부(6201, 6202)는 상기 접촉부(6200)로부터 거리가 감소하는 외경을 갖도록 테이퍼진다. 상기 외부원통셀(77)의 각 피팅 가이드부(7711, 7712)는 접촉부(7710)으로부터 거리가 증가하는 내경을 갖도록 증가된다.

상기 각 피팅 가이드부(7711, 7712, 6210, 6202)는 외부원통셀(77) 또는 내접기어(62)의 축방향으로 1mm 이상의 길이를 갖는다. 상기 외부원통셀(77)의 접촉부(7710)의 표면을 따라 연장하는 선과 상기 피팅 가이드부(7712)의 표면을 따라 연장하는 선이 이루는 테이퍼각θ은 15°내지 30°범위 내에 있도록 설정된다. 유사하게 상기 내접기어(62)의 접촉부(6200)의 표면을 따라 연장하는 라인과 사이 피팅 가이드부(6212)의 표면을 따라 연장하는 선이 이루는 테이퍼각θ은 15°내지 30°범위 내에 있도록 설정된다. 상기 끼워맞춤 가이드부(7711, 6201)의 테이퍼각은 동일하게 적용된다.

도12는 도7에 나타낸 바와 같이 일 변형예인 본 발명의 제5실시예에 따른 스타터(1)를 나타낸 것이다.

외부원통셀(77)은 본체(771)의 전방단부로부터 내측으로 연장하는 내부플랜지(773)를 포함한다. 상기 내부플랜지(773)는 외부원통셀(77)로부터 이동되는 내접기어(62)를 유지하기 위하여 스토퍼로서 기능한다.

도13은 도7에 나타낸 바와 같이 일 변형예인 본 발명의 제5실시예에 따른 스타터(1)를 나타낸 것이다.

내접기어(62)는 그의 전방단부의 외측으로 연장하는 환상 외부플랜지(625)를 포함한다. 상기 외부플랜지(626)는 중앙케이스(12)의 홈(121)에 끼워맞춰지고, 내접기어(62)가 그의 축방향으로 이동하는 것을 방지하기 위하여 외부원통셀(77)과 홈(121)의 단부 사이를 물도록(nipping)하는 돌기를 구비한다.

전술한 실시예에서, 상기 외부원통셀(66 또는 77)을 고정하기 위한 고정 메커니즘은 중앙케이스(12)의 내벽에 형성되는 돌기 및 상기 돌기가 홈(121) 및 고정돌기(662 또는 772) 대신에 끼워맞춰지는 외부원통셀(66 또는 77)의 외주벽에 형성된 홈을 갖도록 선택적으로 설계될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

본 발명에 의하면, 제조가 용이하고 간단하며 가벼운 기어 감속기와 충격 흡수기를 구비한 스타터를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims

케이싱;

상기 케이싱 내에 구비되고 출력축을 가지는 전기모터;

상기 케이싱 내에서 상기 전기모터의 전방에 구비되는 일방향 클러치;

상기 케이싱 내에서 상기 전기모터와 상기 일방향 클러치 사이에 구비되어, 상기 일방향 클러치로 상기 출력축의 토크를 전달하는 상기 전기모터의 출력축의 회전속도를 감소시키는 감속기의 역할을 하는 유성기어열;

상기 일방향 클러치를 통해 전달되는 상기 전기모터의 출력축의 토크를 출력하기 위해서 상기 케이싱 내에 회전가능하게 구비되는 스타터 출력축; 및

상기 내접 기어에 가해지는 토크가 설정값 미만인 경우 마찰적인 맞물림을 하도록 상기 유성기어열의 내접 기어의 외주면상에 구비되고, 중공의 원통체와 고정돌기를 포함하는 외부 원통부재를 포함하며,

상기 고정돌기는, 상기 일방향 클러치 방향으로 배치된 상기 원통체의 전방단부로부터 상기 외부 원통부재의 축방향으로 연장되고 상기 원통체의 원주방향에 소정의 각도 간격으로 배치되며 상기 케이싱의 내주에 형성된 홈에 끼워지는

스타터.
제1항에 있어서,

상기 고정돌기의 개수는,

상기 유성기어열의 유성기어의 개수와 같거나 많은

스타터.
제1항에 있어서,

상기 외부 원통부재의 원통체는

주몸체, 환상의 연장부, 내부 플랜지, 및 스톱퍼 부재를 포함하고,

상기 환상의 연장부는 상기 일방향 클러치 방향으로 배치된 상기 주몸체의 전방 단부로부터 상기 외부 원통부재의 축방향으로 연장되며,

상기 내부 플랜지는 상기 내접 기어의 후방 단부면과 접합되도록 상기 주몸체의 후방 단부로부터 내부로 연장되고,

상기 스톱퍼 부재는 상기 주몸체 내에서 상기 내접 기어가 축방향으로 이동하는 것을 방지하도록 상기 환상의 연장부의 내주벽에 구비되는

스타터.
제1항에 있어서,

상기 외부 원통부재의 원통체는

내부 플랜지와 와셔를 포함하고,

상기 내부 플랜지는 상기 내접 기어의 후방 단부면과 접합되도록 상기 원통체의 후방 단부로부터 내부로 연장되며,

상기 와셔는 상기 원통체 내에서 상기 내접 기어가 축방향으로 이동하는 것을 방지하도록 상기 케이싱의 내주벽과 맞물리는

스타터.
제4항에 있어서,

상기 케이싱은

전방 케이스, 중앙 케이스, 및 상기 전기모터가 구비되는 단부 케이스를 포함하고,

상기 와셔는 고정돌기를 가지며,

상기 와셔의 고정돌기와 상기 외부 원통부재는 상기 단부 케이스가 상기 중앙 케이스에 견고하게 결합되도록 관통볼트로 체결함으로써 상기 케이싱에 형성된 상기 홈의 단부 벽과 지속적으로 접합되도록 가압되는

스타터.
제3항에 있어서,

상기 내부 플랜지는

상기 유성기어열의 유성기어의 반경방향으로 외측을 향하는 단부의 외부에 배치되는 내부 테두리를 가지고,

상기 유성기어의 후방 단부는 상기 내접 기어의 후방 단부면으로부터 후방으로 돌출되며 상기 내부 플랜지의 후방 단부면의 적어도 전방을 향하여 배치되는

스타터.
제4항에 있어서,

상기 내부 플랜지는

상기 유성기어열의 유성기어의 반경방향으로 외측을 향하는 단부의 외부에 배치되는 내부 테두리를 가지고,

상기 유성기어의 후방 단부는 상기 내접 기어의 후방 단부면으로부터 후방으로 돌출되며 상기 내부 플랜지의 후방 단부면의 적어도 전방을 향하여 배치되는

스타터.
제1항에 있어서,

상기 외부 원통부재의 원통체와 내접 기어 중 하나는

중앙 접촉면과, 상기 원통체와 내접 기어 중 하나의 축 반대 방향으로 상기 중앙 접촉면으로부터 연속적인 피팅 가이드면을 포함하고,

상기 중앙 접촉면은 상기 원통체와 내접 기어 중 어느 하나와 마찰 접촉을 하며, 상기 피팅 가이드면은 상기 외부 원통부재에 상기 내접 기어의 피팅을 가이드 하도록 테이퍼진

스타터.
제8항에 있어서,

상기 중앙 접촉면과 피팅 가이드면은

고체 윤활층으로 코팅된

스타터.
제8항에 있어서,

상기 각각의 피팅 가이드면의 길이는,

슬립토크가 상기 내접 기어에 작용할 때 상기 내접 기어가 상기 외부 원통부재 상에서 슬라이딩하도록 하는 슬립토크를 일으키도록 선택되는

스타터.
끼워맞춤 특징부를 가지는 케이싱;

상기 케이싱 내에 구비되고 출력축을 가지는 전기모터;

상기 케이싱 내에서 상기 전기모터의 전방에 구비되는 일방향 클러치;

상기 케이싱 내에서 상기 전기모터와 상기 일방향 클러치 사이에 구비되어, 상기 일방향 클러치로 상기 출력축의 토크를 전달하는 상기 전기모터의 출력축의 회전속도를 감소시키는 감속기의 역할을 하는 유성기어열;

상기 일방향 클러치를 통해 전달되는 상기 전기모터의 출력축의 토크를 출력하기 위해서 상기 케이싱 내에 회전가능하게 구비되는 스타터 출력축; 및

상기 내접 기어에 가해지는 토크가 설정값 미만인 경우 마찰적인 맞물림을 하도록 상기 유성기어열의 내접 기어의 외주면상에 구비되는 외부 원통부재를 포함하고,

상기 외부 원통부재는, 상기 외부 원통부재와 상기 케이싱 사이에서 결합하도록 상기 케이싱의 끼워맞춤 특징부와 끼워맞춤을 이루는 대응 끼워맞춤 특징부를 가지는 외주면을 포함하며,

상기 대응 끼워맞춤 특징부는, 상기 외주면의 원주방향으로 서로 소정간격 이격되어 배치되고 상기 유성기어열의 유성기어의 개수와 동일하거나 많은 개수를 가지는

스타터.
제11항에 있어서,

상기 대응 끼워맞춤 특징부 중 인접한 두 개 사이의 간격은,

상기 유성기어열의 내접 기어 톱니의 피치와 동일한

스타터.
제11항에 있어서,

상기 외부 원통부재의 각각의 대응 끼워맞춤 특징부는,

기어 톱니 형상의 돌기로 이루어지는

스타터.
제11항에 있어서,

상기 외부 원통부재는,

외부 열경화층, 및 내부 열경화층으로 이루어지고, 상기 외부 열경화층과 내부 열경화층의 사이는 비열경화층으로 이루어지며,

상기 외부 열경화층과 내부 열경화층은 각각 상기 외부 원통부재의 외주면과 내주면이고, 상기 비열경화층의 두께는 상기 외부 열경화층 및 내부 열경화층 각각의 두께의 한 배 내지 두 배인

스타터.
제11항에 있어서,

상기 외부 원통부재는,

전방 단부로부터 내부로 연장되는 내부 플랜지를 가지고, 상기 내접 기어의 축방향에서 전방으로 상기 내접 기어가 이동하는 것을 방지하는 스톱퍼 역할을 하는

스타터.
제11항에 있어서,

상기 내접 기어는,

전방 단부로부터 외부로 연장되는 외부 플랜지를 가지고, 상기 내접 기어의 축방향에서 전방으로 상기 내접 기어가 이동하는 것을 방지하는 스톱퍼 역할을 하는

스타터.
끼워맞춤 특징부를 가지는 케이싱;

상기 케이싱 내에 구비되고 출력축을 가지는 전기모터;

상기 케이싱 내에서 상기 전기모터의 전방에 구비되는 일방향 클러치;

상기 케이싱 내에서 상기 전기모터와 상기 일방향 클러치 사이에 구비되어, 상기 일방향 클러치로 상기 출력축의 토크를 전달하는 상기 전기모터의 출력축의 회전속도를 감소시키는 감속기의 역할을 하는 유성기어열;

상기 일방향 클러치를 통해 전달되는 상기 전기모터의 출력축의 토크를 출력하기 위해서 상기 케이싱 내에 회전가능하게 구비되는 스타터 출력축; 및

상기 내접 기어에 가해지는 토크가 설정값 미만인 경우 마찰적인 맞물림을 하도록 상기 유성기어열의 내접 기어의 외주면상에 구비되는 외부 원통부재를 포함하고,

상기 외부 원통부재는, 상기 외부 원통부재와 상기 케이싱 사이에서 결합하도록 상기 케이싱의 끼워맞춤 특징부와 끼워맞춤을 이루는 대응 끼워맞춤 특징부를 가지는 외주면을 포함하며,

상기 외부 원통부재의 내주벽과 상기 내접 기어의 외주벽 중 하나는, 중앙 접촉면과, 상기 외부 원통부재와 내접 기어 중 하나의 축 반대 방향으로 상기 중앙 접촉면으로부터 연속적인 피팅 가이드면을 포함하고,

상기 중앙 접촉면은 상기 외부 원통부재와 내접 기어 중 어느 하나와 마찰 접촉을 하며, 상기 피팅 가이드면은 상기 외부 원통부재에 상기 내접 기어의 피팅을 가이드 하도록 테이퍼지고,

상기 중앙 접촉면과 피팅 가이드면은 고체 윤활층으로 코팅된

스타터.
제17항에 있어서,

상기 각각의 피팅 가이드면의 길이는,

슬립토크가 상기 내접 기어에 작용할 때 상기 내접 기어가 상기 외부 원통부재 상에서 슬라이딩하도록 하는 슬립토크를 일으키도록 선택되는

스타터.
끼워맞춤 특징부와 내부 쇼울더를 가지는 케이싱;

상기 케이싱 내에 구비되고, 출력축과, 관통볼트에 의해 상기 케이싱의 단부에 결합되는 요크를 가지는 전기모터;

상기 케이싱 내에서 상기 전기모터의 전방에 구비되는 일방향 클러치;

상기 케이싱 내에서 상기 전기모터와 상기 일방향 클러치 사이에 구비되어, 상기 일방향 클러치로 상기 출력축의 토크를 전달하는 상기 전기모터의 출력축의 회전속도를 감소시키는 감속기의 역할을 하는 유성기어열;

상기 일방향 클러치를 통해 전달되는 상기 전기모터의 출력축의 토크를 출력하기 위해서 상기 케이싱 내에 회전가능하게 구비되는 스타터 출력축;

상기 내접 기어에 가해지는 토크가 설정값 미만인 경우 마찰적인 맞물림을 하도록 상기 유성기어열의 내접 기어의 외주면상에 구비되고, 상기 케이싱과의 사이에서 결합하도록 상기 케이싱의 끼워맞춤 특징부와 끼워맞춤을 이루는 대응 끼워 맞춤 특징부를 가지는 외주면을 포함하는 외부 원통부재;

상기 케이싱의 내부 쇼울더와, 상기 유성기어열의 내접 기어 및 상기 외부 원통부재의 전방 단부 사이에 구비되는 제1와셔; 및

상기 외부 원통부재 및 상기 내접 기어의 후방 단부와, 상기 전기모터의 요크 단부 사이에 구비되고, 상기 제1와셔를 통해 상기 내부 쇼울더의 면과 지속적으로 접합되도록 상기 외부 원통부재와 내접 기어의 전방 단부에 위치한 상기 요크의 단부에 의해 가압되는 제2와셔를 포함하는

스타터.
제19항에 있어서,

상기 제2와셔는,

회전가능하게 상기 유성기어를 지지하는 핀을 지지하도록 상기 스타터 출력축으로부터 전달되는 후방의 스러스트 하중을 지탱하고, 상기 일방향 클러치의 축방향에서 후방으로 상기 일방향 클러치의 외부로부터 연장되는

스타터.