KR20110059592A

KR20110059592A - 전기자와 감속기 사이에 삽입된 베어링에 의해 지지되는 전기자 샤프트를 포함하는 시동기

Info

Publication number: KR20110059592A
Application number: KR1020117003183A
Authority: KR
Inventors: 스테판 플래도
Original assignee: 발레오 에뀝망 엘렉뜨리끄 모떼르
Priority date: 2008-08-12
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2011-06-02
Also published as: US8575801B2; US20110181139A1; RU2498105C2; EP2321523B1; CN102124207A; RU2011109266A; BRPI0916405A2; EP2321523A1; FR2935029A1; WO2010018332A1; FR2935029B1

Abstract

본 발명은 전기자 권선(22)을 지탱하고 제 1 후방 베어링(32) 및 제 2 전방 베어링(68)에 의해 회전 안내되는 후방 전기자 샤프트(18)를 구비하는 전기 모터(16); 시동기 구동 조립체(64)를 지탱하고 상기 전기자 샤프트(18)에 의해 회전 구동되는 동축 전방 출력 샤프트(20); 및 상기 후방 전기자 샤프트(18)와 상기 전방 출력 샤프트(20) 사이에 그 결합을 위해 축방향으로 삽입되는 유성 기어열 감속기(44)를 포함하는 자동차 시동기(10)에 있어서, 상기 제 2 전방 베어링(68)은 상기 전기자 권선(22)과 상기 감속기(44) 사이에 축방향으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 자동차 시동기(10)에 관한 것이다(도 1 참조).

Description

전기자와 감속기 사이에 삽입된 베어링에 의해 지지되는 전기자 샤프트를 포함하는 시동기{STARTER COMPRISING AN ARMATURE SHAFT SUPPORTED BY A BEARING INSERTED BETWEEN AN ARMATURE AND A SPEED REDUCER}

본 발명은 자동차 시동기에 관한 것이다.

본 발명은 보다 구체적으로, 자동차 시동기로서,

- 전기자 권선을 지탱(carry)하고 제 1 후방 베어링 및 제 2 전방 베어링에 의해 회전 안내되는 후방 전기자 샤프트를 구비하는 전기 모터;

- 시동기 구동 조립체를 지탱하고 전기자 샤프트에 의해 회전 구동되는 동축 전방 출력 샤프트; 및

- 상기 후방 전기자 샤프트와 상기 전방 출력 샤프트 사이에 그 결합을 위해 축방향으로 삽입되는 유성 기어열(epicyclic gear train) 감속기를 포함하는 자동차 시동기에 관한 것이다.

내연기관식 자동차는 종래에, 시동될 때 기관을 회전 구동하기 위해 엔진의 링 기어와 결합되는 구동 기어를 포함하는 시동기를 구비한다.

시동기는 일반적으로, 기관의 시동 시에, 차량에 의한 각각의 여행을 위해 한 번만 사용되도록 설계된다.

그러나, 점점 더 많은 차량들이, 이하 "열 기관 정지-재시동 시스템"으로 지칭되고, 달리 "정지 및 시동(stop and start)"이라는 명칭으로도 공지되어 있는 소위 열 기관 정지 및 재시동 시스템을 구비한다.

이들 시스템에 의하면, 차량 정지 단계 중에 열 기관을 정지시키고, 운전자의 첫 번째 리퀘스트 또는 연료를 절감하기 위한 다른 기준과 같은 자극의 발생 시에 열 기관을 재시동할 수 있다.

따라서, 한 번의 여행 중에, 기관은 예를 들어 적색 신호등 마다 또는 교통 체증 시에 여러 차례 정지될 가능성이 있다. 따라서 정지-재시동 시스템이 구비된 차량의 시동기는 종래 차량의 시동기보다 훨씬 더 응력을 받을 가능성이 있다.

이러한 집중 사용으로 인해, 시동기의 특정 부품이 영구적으로 소모되어 시동기의 수명을 단축시킬 가능성이 있다. 이는 특히 시동기의 전기자 샤프트의 베어링 중 하나의 경우에 그러하다.

시동기는 실제로, 전기자 샤프트에 의해 지탱되는 전기자를 포함하는 전기 모터를 구비한다. 전기자 샤프트와 동축적인 출력 샤프트는 유성 기어열 감속기를 거쳐서 전기자 샤프트에 의해 회전 구동된다.

공지된 방식으로, 전기자 샤프트의 중간 축방향 섹션은 전기자 샤프트로부터 출력 샤프트로 회전 운동을 전달하는 유성 기어열 감속기의 유성 기어를 지탱한다. 유성 기어열 감속기는 출력 샤프트에 의해 지탱되는 유성 기어들의 조립체를 포함한다.

감속기 출력 샤프트의 후방 축방향 단부에는 축방향 보어가 형성된다. 이 보어는 출력 샤프트의 후방 자유 단부의 후방 반경방향 면 상으로 개방되며, 그 다른 전방 단부에서는 막혀있다.

이 구조에 의하면, 모터 전기자 샤프트의 전방 자유 단부 섹션은 평탄 가이드 링 또는 니들 롤러 가이드 링의 삽입에 의해 감속기 출력 샤프트 축방향 보어 내에서 회전 안내될 수 있다.

그러나, 전기자 샤프트를 안내하는 전방 단부 섹션은 특히 유성 기어와 같은 요소들을 전기자 샤프트 상에 장착할 수 있도록 전기자 샤프트의 다른 섹션들보다 직경이 작으며, 이는 출력 샤프트 내의 보어의 직경이 출력 샤프트의 치수에 의해 제한되기 때문이기도 하다. 전방 단부 안내 섹션은 예를 들어 10 mm의 직경이다.

전기자 샤프트의 중량 및 관성 모멘트는 가이드 링이 십년 정도의 수명 동안 집중적인 응력을 견딜 수 있도록 전기자 샤프트 안내 섹션의 직경에 대해 너무 크다.

이 문제를 특히 해결하기 위해, 본 발명은 제 2 전방 베어링이 전기자 권선과 감속기 사이에 축방향으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 전술한 형태의 시동기를 제공한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면,

- 전기자 샤프트의 지지 섹션이 전방 베어링에 수용되고, 상기 지지 섹션은 전기자 샤프트의 다른 섹션들보다 크거나 같은 외경을 갖는다;

- 전기자 샤프트는 전기자 샤프트의 축방향 전방으로의 변위를 제한하기 위해 제 2 전방 베어링에 대해 축방향 전방으로 맞닿도록 의도된 숄더링 면(shouldering face)을 포함한다;

- 상기 숄더링 면은 전기자 샤프트로부터 반경방향 외측으로 연장되는 칼라에 의해 지탱된다;

- 상기 전방 베어링은 전기자 권선과 감속기 사이에 밀봉 배플(sealed baffle)을 형성한다;

- 상기 감속기는 출력 샤프트에 의해 지탱되고 두 개의 전방 및 후방 반경방향 플랜지 사이에 회전 장착되는 유성 기어를 포함하며, 이들 플랜지는 후방 플랜지가 베어링에 대해 축방향으로 지지될 때 유성 기어의 물림(nipping)을 방지하기 위해 적어도 하나의 스페이서에 의해 축방향으로 이격 유지된다;

- 상기 스페이서는 유성 기어의 회전 샤프트에 의해 형성된다;

- 상기 전기 모터는 전기자 샤프트와 동축적인 원통형 프레임 내에 수용되고, 전방 베어링은 프레임의 전방 주변 에지의 원통형 내면에 대한 반경방향 지지에 의해 프레임에 대해 직접 중심조절된다;

- 상기 시동기는 전기 모터가 체결되는 전방 케이스 및 시동기 구동 조립체의 축방향 슬라이딩을 제어하도록 의도된 접촉기(contactor)를 포함하며, 상기 전방 베어링은 케이스와 프레임 사이에 축방향으로 삽입된다;

- 상기 전방 베어링은 프레임을 케이스에 대해 각도 인덱싱(angular indexing)하는 수단을 포함한다;

- 상기 전방 베어링은, 전방 베어링 또는 케이스에 의해 지탱되고 다른 요소에 의해 지탱된 러그(lug)를 수용하도록 의도된 적어도 하나의 리세스에 의해 케이스에 대해 각도 인덱싱된다;

- 상기 시동기는 전기자 권선 주위에 균등하게 배열되는 축방향 배향의 다수의 자화 막대(magnetised bar)에 의해 형성되는 인덕터를 포함하고, 상기 전방 베어링은 노치를 포함하며, 각각의 노치는 전방 베어링을 프레임에 대해 각도 인덱싱하기 위해 자화 막대의 전방 단부를 수용하도록 의도된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 인덕터는 다양한 상이한 방식으로 배치될 수 있는 다수의 자석 및/또는 코일을 갖는 임의 형태의 것일 수 있다;

- 자화 막대는 축방향 스페이서에 의해 원주방향으로 분리되며, 스페이서의 전방으로의 축방향 슬라이딩은 전방 베어링의 후방 단부 반경방향 면에 의해 제한된다. 또한, 인덕터의 특정 부품, 예를 들어 자석 및 분로(shunt)의 전방으로의 축방향 슬라이딩을 제한하는 것도 가능하다.

다른 특징 및 장점은 후술하는 상세한 설명으로부터 자명해질 것이며, 그 이해를 위해서 첨부 도면을 참조한다:
도 1은 본 발명에 따른 시동기의 축방향 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따라 제조되는 전기자 샤프트의 전방 베어링의 사시도이다.
도 3은 도 2의 3-3 단면에 따른 축방향 단면도이다.
도 4는 칼라를 구비한 슬리브 및 유성 기어가 장착되는 전기자 샤프트를 도시하는 축방향 단면 분해도이다.
도 5는 도 1의 유성 기어열 감속기의 유성 기어를 도시하는 축방향 단면, 확대 상세도이다.
도 6은 시동기의 분해 사시도이다.

이하의 설명에서는, 후방으로부터 전방을 향하고 화살표 A로 표시되는 축방향 방위를 비제한적인 근거로 채택할 것이다.

이하의 설명에서, 유사하거나, 비슷하거나 동일한 기능을 갖는 요소들은 하나의 단일 참조 부호로 지칭될 것이다.

도 1은 접촉기(14) 및 전기 모터(16)가 체결되는 전방 케이스(12)를 포함하는 자동차 시동기(10)를 도시한다.

전기 모터(16)는 후방 전기자 샤프트(18)를 회전 구동하며, 후방 전기자 샤프트는 그 자체가 전방 출력 샤프트(20)를 회전 구동한다. 전방 출력 샤프트(20)는 전기 모터(16)의 전기자 샤프트(18)와 동축적이다.

전기 모터(16)는, 전기자 샤프트(18)와 동축적이고 케이스(12)에 단단히 체결되는 원형 단면의 실질적으로 원통형인 튜브형 프레임(21) 내에 수용된다.

모터(16)는 인덕터(106)를 갖는 DC 시리즈 전기 모터이다. 그 목적은 공급되는 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하여 전기자 샤프트(18)를 회전시키는 것이다.

전기 모터(16)는 전기자 샤프트(18)를 포함하며, 전기자 샤프트의 중간 섹션은 모터(16)의 전기자 권선(22)을 지탱하고 전기자 샤프트의 후방 축방향 섹션(24)은 환형 트랙 정류자(26)를 지탱한다.

프레임(21)의 후방 단부 원형 에지에는 폐쇄 후방 캡(28)이 축방향으로 체결된다.

전기자 샤프트(18)의 후방 자유 단부(30)는 폐쇄 캡(28) 내의 하우징에 의해 형성되는 제 1 후방 베어링(32) 내에서 회전 안내된다. 이 후방 하우징(32)은 폐쇄 캡(28)에 고정된다.

연신된 컵 니들 롤러 베어링 또는 슬립 링과 같은 가이드 부시(34)가 후방 하우징(32)의 내경에 장착된다. 이 장착에 의해, 후방 하우징(32)에서의 전기자 샤프트(18)의 후방 자유 단부 섹션(30)의 마찰이 최소화될 수 있다.

와셔와 같은 축방향 정지 수단(도시되지 않음)이 전기자 샤프트(18)의 후방 단부 반경방향 면(36)과 폐쇄 캡(28) 내의 하우징(32)의 베이스(38) 사이에 삽입된다.

전기자 샤프트(18)의 전방 부분은 계단식으로 형성된다. 전방 자유 단부 섹션(40)은 전기자 샤프트(18)의 회전 운동을 출력 샤프트(20)에 전달하는 유성 기어열 감속기(44)의 유성 기어(42)에 의해 후방을 향해서 형성된다.

유성 기어열 감속기(44)는 후방 전기자 샤프트(18)와 전방 출력 샤프트(20) 사이에 축방향으로 삽입된다.

감속기(44)는 여기에서 세 개인 유성 기어 조립체(46)를 포함하며, 그 회전 샤프트(48)는, 감속기 출력 샤프트(20)에 대해 병진 운동 및 회전 고정되고 예를 들어 압착에 의해 체결되는 반경방향의 제 1 전방 플랜지(50)에 의해 지탱된다. 따라서 유성 기어(46)는 유성 기어 홀더를 형성하는 출력 샤프트(20)에 의해 지탱된다.

유성 기어(46)는 유성 기어(46)의 샤프트(48)에 압입되는 제 2 후방 플랜지(52)에 의해 병진 운동이 고정된다.

따라서, 유성 기어(46)는 전방 반경방향 플랜지(50)와 후방 반경방향 플랜지(52) 사이에서 회전하도록 장착된다.

본 발명의 변형예(도시되지 않음)에 따르면, 유성 기어(46)의 병진 운동에 대한 유지는, 전방 플랜지(50)에 나사결합되고 각각 헤드를 포함하는 유성 기어 샤프트(48)에 의해 이루어진다.

감속기(44)는 또한 주위 내치형 크라운(54)을 포함하며, 이 크라운은 도시된 조립체에서, 시동기(10)의 케이스(12)에 체결된 전방 반경방향 판(56) 내에 안착됨으로써 체결된다.

감속기 출력 샤프트(20)의 후방 축방향 단부(60)에는 축방향 보어(58)가 만들어진다. 이 축방향 보어는 출력 샤프트(20)의 후방 자유 단부(62)의 후방 반경방향 면(60) 상으로 개방되며, 그 다른 전방 단부에서 막혀있다.

전기자 샤프트(18)의 자유 전방 단부 섹션(40)은 보어(58)의 베이스에 대한 축방향 간극을 갖고 또한 반경방향 간극을 갖고 보어(58)에 수용된다. 전방 자유 단부 섹션(40)은 유성 기어(42)를 지탱하는 섹션의 직경보다 작은 직경을 갖는다.

이러한 구성에 의해, 모터(16)의 전기자 샤프트(18)의 전방 자유 단부 섹션(40)과 감속기 출력 샤프트(20) 사이에는 축방향 간극이 유지될 수 있다.

본 발명의 변형예(도시되지 않음)에 따르면, 출력 샤프트는 보어를 전혀 포함하지 않으며, 전기자 샤프트는 출력 샤프트에 대해 닿지 않도록 단축된다.

전방 시동기 구동 조립체(64)는 시동기 구동 조립체 샤프트를 구성하는 감속기 출력 샤프트(20)의 스플라인식 전방 섹션 상에서 시동기 링 기어(도시되지 않음)와 결합하는 전방 위치와 도 1에 도시된 후방 정지 위치 사이를 축방향으로 슬라이딩한다. 정지 위치에서, 이는 감속기 출력 샤프트(20)의 숄더링 전면(66) 상에서 후방을 향해 축방향으로 지지된다.

접촉기(14)는 시동기 구동 조립체(64)의 전방 축방향 위치와 후방 축방향 위치 사이의 축방향 슬라이딩을 제어하도록 의도된다.

본 발명의 교시에 따르면, 전기자 샤프트(18)는 전기자 권선(22)과 유성 기어열 감속기(44) 사이에 축방향으로 삽입되는 제 2 전방 베어링(68)에 의해 회전 안내된다.

도 2 및 도 3에 보다 상세히 도시하듯이, 제 2 전방 베어링(68)은, 반경방향 평면에 배향되고 그 중심에는 전기자 샤프트(18)가 관통하는 중심 구멍(72)을 갖는 축방향 슬리브(70)를 포함하는 디스크에 의해 형성된다. 슬리브(70)는 디스크(68)에 대해 전방 및 후방으로 돌출하고 있다.

중심 슬리브(70) 및 디스크(68)는 단단히 연결된다. 여기에서, 이들은 단일 피스의 재료로 제조된다. 디스크(68)는 예를 들어 스틸 또는 알루미늄으로 제조되거나 대안적으로 플라스틱으로 제조된다.

따라서 전기자 샤프트(18)의 지지 섹션(74)은 도 1에 도시하듯이 평탄 가이드 링 또는 니들 롤러 가이드 링의 삽입과 더불어 중심 구멍(72) 내에 회전하도록 수용된다.

전기자 샤프트(18)의 지지 섹션(74)은 전기자 권선(22)을 지탱하는 후방 중간 섹션 및 감속기(44)의 유성 기어(42)를 지탱하는 전방 섹션보다 큰 직경을 갖는다. 도시된 예에서, 지지 섹션(74)은 전기자 샤프트(18)의 다른 섹션들보다 크거나 같은 외경을 갖는다.

따라서, 전기자 권선(22)은 지지 섹션(74)의 숄더링 후방 반경방향 면(78)에 대해 축방향 전방으로 맞닿는다.

전기자 샤프트(18)는 숄더링 후방 면(78)의 연장부에 반경방향 외측으로 전기자 샤프트(18)로부터 반경방향으로 배향되는 칼라(82)를 포함한다. 칼라(84)의 앞면(84)은 전기자 샤프트(18)를 축방향 전방으로 로크시키기 위해 슬리브(70)의 후방 단부 에지(86)에 대해 축방향 전방으로 맞닿도록 의도된 숄더링 면을 형성한다.

도 4에 도시하듯이, 칼라(82)는 여기에서 슬리브(88)와 단일 피스로 제조된다. 칼라(82)는 슬리브(88)의 후방 에지(90)로부터 반경방향 외측으로 배향된다. 슬리브(88)는 전기자 샤프트(18)의 지지 섹션(74)의 원통형 외면을 형성하도록 전기자 샤프트(18) 상에 압입된다.

본 발명의 변형예(도시되지 않음)에서, 전기자 샤프트는 칼라를 포함하지 않으며, 전기자 샤프트의 전방의 축방향 로크는 감속기 출력 샤프트의 후방 축방향 단부에 있는 보어의 베이스와 전기자 샤프트의 자유 전방 단부 반경방향 면 사이에 삽입되는 볼과 같은 축방향 정지부에 의해 이루어진다. 추가 실시예에 따르면, 전기자 샤프트는 하나 또는 두 개의 부분으로 제조될 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시하듯이, 디스크(68)의 후면에는 축방향 후방으로 배향되는 두꺼운 부분(92)이 제공되며, 이 두꺼운 부분은 디스크(68)의 자유 외부 원형 에지(96)와 동심을 이루는 이후 외부 윤곽(94)으로 지칭되는 원형 외부 윤곽(94)을 갖는 원통형 면을 갖는다.

마찬가지로, 디스크(68)의 앞면에는 환형 스커트(98)가 축방향 전방으로 배향된다.

따라서, 디스크(68)는 두꺼운 부분(92) 및 스커트(98)의 외부 윤곽(94, 100)으로부터 반경방향 외측으로 디스크(68)의 자유 외부 에지(96)까지 연장되는 환형 주위 텅(102)을 포함한다.

두꺼운 부분(92)은 특히, 전방 베어링(68)을 프레임(21)의 전방 주변 에지의 내면에 대한 반경방향 지지에 의해 프레임(21)에 대해 직접 중심조절하기 위해 프레임(21)의 전방 단부에 끼워지도록 의도된 것이다. 이를 위해, 프레임(21)의 전방 주변 에지의 내경은 두꺼운 부분(92)의 외부 윤곽(94)의 직경과 거의 동일하다.

마찬가지로, 스커트(98)는 전기자 샤프트(18)와 출력 샤프트(20)의 동축 상태를 보장하기 위해 전방 케이스(12)의 후방 단부에 끼워지도록 의도된 것이다. 이를 위해, 케이스(12)의 후방 단부의 내경은 스커트(98)의 외부 윤곽(100)의 직경과 거의 동일하다.

따라서, 도 1에 도시하듯이, 환형 텅(102)은 프레임(21)의 전방 단부 주위 에지와 케이스(12)의 후방 단부 주위 에지 사이에 축방향으로 삽입되어 가압된다. 따라서, 디스크(68)는 케이스(12)와 프레임(21)의 조립에 의해 형성되는 강성 조립체에 대해 축방향으로 고정된다.

케이스(12)는 예를 들어 축방향 타이(tie)(도시되지 않음) 및 볼트에 의해 프레임(21)에 체결되며, 프레임(21)에 대해 축방향으로 가압될 수 있다.

따라서 디스크(68)는 먼지가 전기자 권선(22)으로부터 감속기(44)로 또는 그 반대로 진입하는 것을 방지하는 방진 배플(dust-tight baffle)을 형성한다. 디스크(68)는 또한, 유성 기어열 감속기(44)의 정확한 작동을 위해서 필요한 윤활유가 전기자 권선(22) 상에 튀는 것을 방지할 수 있다.

디스크(68)의 후방 두꺼운 부분(92)은 외부 윤곽(94)에 노치(104)를 포함하며, 여기에서 네 개인 이들 노치는 그 주위에 균일하게 분포된다.

보다 구체적으로, 프레임(21)은 전기자 권선(22) 주위에 균일하게 배치되는 다수의 축방향 배향의 자화 막대(106)(또는 다른 실시예에서는 여자 코일)에 의해 형성되는 인덕터(106)를 그 원통형 내면에서 지탱한다. 자화 막대(106)는 여기에서 네 개이다. 자화 막대(106)는 반경방향 내측으로 개방된 "U"자형의 횡단 프로파일을 갖는 축방향 클립 형태의 스페이서(도시되지 않음)에 의해 원주방향으로 분리된다. 인덕터(106)는 프레임(21)에 대해 고정된다.

두꺼운 부분(92)의 자유 후면(110)에 의하면, 인덕터의 배열에 따라, 인덕터(106)의 스페이서 클립 또는 자석의 축방향 전방 변위를 차단하는 것도 가능하다.

또한, 시동기(10)의 작동 중에, 감속기(44)의 유성 기어(46)를 체결하기 위한 후방 플랜지(52)는 디스크(68)의 슬리브(70)의 전방 에지(112)에 대해 축방향으로 얹힐 수 있다.

도 5에 도시하듯이, 유성 기어(46)가 두 개의 플랜지(50, 52) 사이에 압박되어 그 회전이 제지되는 것을 방지하기 위해, 각각의 유성 기어(46)의 회전 샤프트(48)는 회전 샤프트(48)보다 직경이 작은 전방 핀(114) 및 후방 핀(116)에 의해 전방 및 후방으로 각각 연장된다. 각각의 핀(114, 116)은 회전 샤프트(48)를 플랜지(50, 52)에 체결하기 위해 전방 플랜지(50) 및 후방 플랜지(52)의 관련 구멍에 나사결합되거나 크림핑됨으로써 압입되거나 수용된다.

따라서, 회전 샤프트(48)는 전방 베어링(68)이 후방 플랜지(52)에 대해 축방향으로 지지될 때 유성 기어(46)가 두 개의 플랜지(50, 52) 사이에 축방향으로 물리는 것을 방지하기 위해 축방향 스페이서를 형성한다. 따라서 플랜지(50, 52)는 유성 기어(46)의 자유 회전이 가능하도록 축방향으로 충분히 이격 유지된다.

체결 방법에 따라, 유성 기어(46)의 각각의 회전 샤프트(48)의 후방 핀은 후방 플랜지(52)의 후면으로부터 후방으로 축방향으로 돌출 연장될 수 있다. 이들 유성 기어가 시동기(10)의 축방향 전체 치수를 증가시키지 않고 통과할 수 있도록 하기 위해, 디스크(68)의 앞면은 회전 샤프트(48)의 후방 핀(116)의 돌출 단부가 통과할 수 있도록 트랙을 형성하는 환형 오목부(118)를 갖는다.

디스크(68)는 또한 프레임(21)을 케이스(12)에 대해 각도 인덱싱하는 수단을 포함한다.

이를 위해서, 디스크(68)는 그 자유 외부 에지(96)에 형성되는 두 개의 대향 리세스(120)를 포함한다. 각각의 리세스는 후방의 두꺼운 부분(92)에 물려들어간다.

도 1에 도시하듯이, 각각의 리세스(120)는 케이스(12)로부터 후방으로 축방향 연장되는 관련 러그(122)를 수용하도록 의도된 것이다. 이들 러그(122)는 여기에서 감속기(44)의 외부 크라운(54)에 의해 지탱된다. 크라운(54)은 실제로 케이스(12) 내에 단단히 체결된다. 따라서 각도 인덱싱이 가능해진다.

도시되지 않은 본 발명의 변형예에 따르면, 디스크는 전방에지로부터, 예를 들면 환형 텅으로부터 전방으로 축방향으로 연장되고 케이스의 리세스에 수용되도록 의도된 러그를 포함한다. 케이스는 이후, 프레임이 필요할 경우 그 샤프트 주위의 여러 각도 위치 중 한 위치에 인덱싱될 수 있도록 다수의 리세스를 포함할 수 있다.

러그(122)가 리세스(120)에 끼워짐으로써, 프레임(21)과 케이스(12)의 조립에 의해 형성되는 강성 조립체에 대한 디스크(68)의 회전 잠금을 강화할 수 있다.

도 4 및 도 6에 도시하듯이, 시동기(10)의 조립은 그 부품들의 연속 조립에 의해 이루어지는 바, 특히 감속기 출력 샤프트(20)와 유성 기어열 감속기(44)를 케이스(12)에 배치하고 이후 전방 베어링(68)을 형성하는 디스크(68)를 배치함으로써 이루어지며, 이후 전기자 샤프트(18)는 디스크(68)의 슬리브(70)의 중심 구멍(72) 안으로 축방향 전방으로 도입된다.

이를 위해서, 중심 구멍(72)의 내경은 유성 기어(46)와의 결합을 위해 통과할 수 있도록 유성 기어(42)의 외경보다 크다.

회전 운동가능한 요소와 고정된 요소 사이의 마찰을 방지하기 위해, 시동기(10)의 설계 시에, 특히 전기자 샤프트(18) 상의 칼라(82)의 앞면(84)과 디스크(68)의 슬리브(70)의 후방 단부 에지(86) 사이에 축방향 작동 간극을 제공할 필요가 있다.

전방 베어링(68)을 형성하는 디스크(68)에 의하면, 전기자 권선(22)과 감속기(44) 사이에 삽입되는 그 배치로 인해 여러가지 기능을 수행할 수 있다.

따라서, 디스크(68)에 의하면, 두꺼운 부분(92)의 외부 윤곽(94)으로 인해 프레임(21)의 원통형 내면에 직접 제공되는 지지체에 의해 전기자 샤프트(18)를 프레임(21)에 대해 중심조절할 수 있다.

또한, 전기자 샤프트(18)의 다른 섹션들의 직경보다 큰 지지 섹션(74)의 직경으로 인해, 시동기(10)의 강도를 증가시켜, 시동기(10)의 다른 요소들에 대한 평탄 회전 가이드 링 또는 니들 롤러 가이드 링의 조기 마모 또는 전방 베어링(68)의 조기 마모를 방지할 수 있다. 실제로, 큰 직경에 의해, 전기자 샤프트(18)와 전방 베어링(68) 사이에 큰 원통형 베어링 표면을 얻을 수 있으며, 그로 인해 응력이 분포될 수 있고 따라서 마모가 느려질 수 있다.

또한, 디스크(68)의 슬리브(70)의 후방 단부 에지(86)는 전기자 샤프트(18)를 축방향 전방으로 로크시키기 위한 축방향 정지부를 형성하는 것이 유리하다. 따라서, 디스크(68)에 의해, 반경방향 중심조절 기능과 축방향 정지 기능을 동시에 수행할 수 있다.

전기자 샤프트(18) 상의 칼라(82)가 디스크(68)의 슬리브(70)에 대해 축방향 전방에서 지지될 때, 축방향 응력은 환형 텅(102)을 통해서 케이스(12)의 주변 에지로 전달된다.

또한, 이렇게 배치된 디스크(68)는 전기자 권선(22)과 유성 기어열 감속기(44) 사이에 밀봉 배플을 형성하며, 따라서 이들 두 요소 각각의 완전성(integrity)이 보존될 수 있다.

이렇게 디스크(68)에 노치(104)가 제공되면, 각도 인덱싱은 시동기(10)의 조립이 간단하도록 이루어질 수 있다.

또한, 두꺼운 부분(92)의 일부가 두 개의 노치(104) 사이에 원주방향으로 배치되면, 전기 모터(16)의 인덕터(106)의 스페이서 클립의 축방향 로크를 보장할 수 있다.

마지막으로, 유성 기어(46)의 회전 샤프트(48)의 형태는 스페이서를 형성하며, 이 스페이서로 인해 유성 기어(46)가 어떤 환경에서도 자유롭게 회전할 수 있도록 두 개의 플랜지(50, 52)를 충분히 이격 유지할 수 있다.

Claims

전기자 권선(22)을 지탱하고 제 1 후방 베어링(32) 및 제 2 전방 베어링(68)에 의해 회전 안내되는 후방 전기자 샤프트(18)를 구비하는 전기 모터(16);
시동기 구동 조립체(64)를 지탱하고 상기 전기자 샤프트(18)에 의해 회전 구동되는 동축 전방 출력 샤프트(20); 및
상기 후방 전기자 샤프트(18)와 상기 전방 출력 샤프트(20) 사이에 그 결합을 위해 축방향으로 삽입되는 유성 기어열 감속기(44)를 포함하는 자동차 시동기(10)에 있어서,
상기 제 2 전방 베어링(68)은 상기 전기자 권선(22)과 상기 감속기(44) 사이에 축방향으로 삽입되고, 상기 전기자 샤프트(18)의 지지 섹션(74)이 상기 전방 베어링(68)에 수용되며,
상기 감속기(44)는 출력 샤프트(20)에 의해 지탱되고 두 개의 전방 및 후방 반경방향 플랜지(50, 52) 사이에 회전 장착되는 유성 기어(46)를 포함하며, 이들 플랜지(50, 52)는 전방 베어링(68)이 후방 플랜지(52)에 대해 축방향으로 지지될 때 유성 기어(46)의 물림을 방지하기 위해 적어도 하나의 스페이서(48)에 의해 축방향으로 이격 유지되는 것을 특징으로 하는
자동차 시동기.
제 1 항에 있어서,
상기 스페이서(48)는 유성 기어(46)가 장착되는 회전 샤프트에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는
자동차 시동기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 전기자 샤프트(18)는 전기자 샤프트(18)의 축방향 전방으로의 변위를 제한하기 위해 제 2 전방 베어링(68)에 대해 축방향 전방으로 맞닿도록 의도된 숄더링 면(84)을 포함하는 것을 특징으로 하는
자동차 시동기.
제 3 항에 있어서,
상기 숄더링 면(84)은 상기 전기자 샤프트(18)로부터 반경방향 외측으로 연장되는 칼라(82)에 의해 지탱되는 것을 특징으로 하는
자동차 시동기.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전방 베어링(68)은 전기자 권선(22)과 감속기(44) 사이에 밀봉 배플을 형성하는 것을 특징으로 하는
자동차 시동기.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 모터(16)는 전기자 샤프트(18)와 동축적인 원통형 프레임(21) 내에 수용되고, 상기 전방 베어링(68)은 프레임(21)의 전방 주변 에지의 원통형 내면에 대한 반경방향 지지에 의해 프레임(21)에 대해 직접 중심조절되는 것을 특징으로 하는
자동차 시동기
제 6 항에 있어서,
상기 전기 모터(16)가 체결되는 전방 케이스(12), 및 상기 시동기 구동 조립체(64)의 축방향 슬라이딩을 제어하도록 의도된 접촉기(14)를 포함하며,
상기 전방 베어링(68)은 케이스(12)와 프레임(21) 사이에 축방향으로 삽입되는 것을 특징으로 하는
자동차 시동기.
제 7 항에 있어서,
상기 전방 베어링(68)은 프레임(21)을 케이스(12)에 대해 각도 인덱싱하는 수단(106, 120, 122)을 포함하는 것을 특징으로 하는
자동차 시동기.
제 8 항에 있어서.
상기 전방 베어링(68)은, 전방 베어링(68) 또는 케이스(12)에 의해 지탱되고 다른 요소(12, 68)에 의해 지탱된 러그(122)를 수용하도록 의도된 적어도 하나의 리세스(120)에 의해 케이스(12)에 대해 각도 인덱싱되는 것을 특징으로 하는
자동차 시동기.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
전기자 권선(22) 주위에 균등하게 배열되는 축방향 배향의 다수의 자화 막대 및/또는 여자 코일에 의해 형성되는 인덕터(106)를 포함하는 것을 특징으로 하는
자동차 시동기.
제 10 항에 있어서,
상기 다수의 자화 막대(106)는 축방향 스페이서에 의해 원주방향으로 분리되며, 상기 스페이서의 전방으로의 축방향 슬라이딩은 전방 베어링(68)의 후방 단부 반경방향 면(110)에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는
자동차 시동기.