KR940009055B1 - 동축형 스타터 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

동축형 스타터

제1도는 본원 발명의 일실시예에 의한 동축형 스타터의 단면도.

제2도는 종래의 동축형 스타터의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전기자 2 : 전기자코어

3 : 회전축 6 : 전기자코일

17 : 클러치인너 20 : 피니언축

20a : 피니언 24 : 전자스위치

본원 발명은 자동차의 엔진 등에 사용되는 동축형 스타터의 개량에 관한 것이다.

제2도는 예를 들면 일본국 특개소63(1988)-192962호 공보에 개시된 종래의 동축형 스타터를 나타낸 단면도이다. 이 제2도에 있어서, (1)은 직류전동기의 전기자, (2)는 전기자코어, (3)은 중공(中空)이며 내부에 오버러닝클러치 기능을 구성하는 쐐기면형상의 캠(3a)이 형성된 전기자회전축이며, 전기자코어(2)는 전기자회전축(3)의 외주에 압입고정되어 있다.

(4)는 회전축(3)의 후방외주에 장착된 페이스형의 정류자이고, 브러시(5)와 접촉슬라이드하여 정류(整流)를 행하는 면이 회전축(3)과 직각인 면으로 형성되어 있다. 정류자(4)에는 코어(2)에 감긴 전기자코얼(6)이 접속되어 있다.

브러시(5)는 그 후측에 배치된 스프링(5a)에 의해 전방으로 압압되고, 브러시 (5)의 선단은 정류자(4)의 슬라이드면에 압접되어 있다.

(7)은 전기자(1)에 계자(界磁)를 발생시키는 영구자석이며, 자로(磁路)가 되는 요크(8)의 내주에 복수개 배설되어 있다. 요크(8)의 후단은 리어브래킷(9)에 끼워져 있으며, 요크(8)의 전단은 프론트브래킷(10)에 끼워져 있다.

(11)은 회전축(3)의 후단에 끼워장착된 베어링이며, 리어브래킷(9)과 감합된다. 리어브래킷(9)은 브러시(5)가 정류자(4)에 접촉되도록 베어링(11)의 삽입용 요부(凹部)의 외주에는 브러시(5)의 위치에 맞추어서 브러시(5)의 수와 동일하게 구멍이 뚫려 있다.

(12)는 브러시(5) 및 스프링(5a)을 수납하고, 후방부에 도시하지 않은 단자와 접속하는 고정접점(13)을 인서트성형하여, 그 고정접점(13)에

측의 브러시(5)의 리드와이어(5b)를 용접한 터미널(14)을 나사(15)로 고착시킨 플라스틱제의 브러시홀더이다.

(16)은 회전축(3)의 내면에 형성된 캠(3a)에 배설된 롤러이고, 롤러스프링과 함께 오보러닝기능을 행한다.

(17)은 오버러닝기구의 클러치인너이고, 베어링(18)이 중간부외주에 끼워장착되어 회전축(3)의 전단을 지지하고 있다.

(19)는 프론트브래킷(10)의 내측에 끼워장착된 베어링이고, 클러치인너(17)의 전단을 지지하고 있다.

(17a)는 클러치인너(17)의 내면에 형성된 헬리컬스플라인이고, 선단에 피니언(20a)과 방진, 방수를 위한 콜러부(20b)를 배설한 피니언축(20)의 중간부외주에 설치한 헬리컬스플라인(20c)과 전후슬라이드 가능하게 끼워져 있다.

(21)은 피니언축(20)의 후부에 장착된 스토퍼, (22)는 클러치인너(17)의 내면에 끼워장착되어 피니언축(20)의 후부를 지지하는 베어링이고, 베어링(22)은 피니언축(20)의 복귀스프링(23)의 전단을 받고 있다.

피니언축(20)은 전방이동시에는 스토퍼(21)에 의해 스프링(23)을 휘게 하면서 축선에 따라 이동하고, 스토퍼(21)는 클러치인너(17)의 후단면(17B)에 닿으면 전방이동을 완료한다.

(24)는 볼트(25)에 의해 리어브래킷(9)에 결합되어 있는 전자스위치이고, 피니언축(20)을 전방이동시키는 기능과, 키스위치폐성(閉成)에 의해 배터리로부터 전동기에 급전을 가능하게 하도록 접점을 온하는 스위칭기능을 가지고 있다.

(26)은 피니언축(20)을 후방에서 미는 동시에, 외주부에 절연체(27a), (27b)를 통해 가동접점(28)을 배설한 이동집합체이다.

(26a)는 플런저, (26b)는 로드, (26c)는 제2의 홀더, (26d)는 플런저(26a)와 로드(26b)사이에 고정되고, 가동접점(28)등을 장착한 제1의 홀더이다. 로드(26b)는 그 후단이 플런저(26a)의 후단면에 접합되어 있다.

(29)는 피니언축(20)을 압압하는 스프링이고, 제1의 홀더(26d)와 제2의 홀더(26c)사이에서 로드(26b)의 외주에 설치되어 있다.

(30)은 제3의 홀더이고, 압압스프링(31)에 의해 피니언축(20)을 압압하고 있다.

(32)는 제3의 홀더(30)의 전단면과 피니언축(20)의 후방요부와의 사이에 배설된 강구(鋼球)이며, 스러스트력을 주고 받는 기능을 가지고 있다.

(33)은 플런저(26a)에는 부세하는 여자(勵磁)코일이며, 플라스틱제의 보빈(33a)에 감겨져 있다. (34a)는 후방의 코일, (34b)는 전방의 코어이며, 케이스(35)와 함께 자로를 구성한다.

(36)은 비자성체의 플레이트이고, 플런저(26a)의 후방으로 복귀할때의 스토퍼이며, 전자스위치(24)의 후방부의 벽을 이루고 있다.

(37)은 케이스(35)와 플레이트(36)사이에 배치된 패킹이고, 방수기능을 가지고 있다.

(38)은 이동집합체(26)를 키스위치의 오프시에 원래의 위치로 복귀시키는 스프링이며, 플런저(26a)와 전방코어(34b)사이에 배설되어 있다.

(39)는 관통볼트이고, 리어브래킷(9)과 프론트브래킷(10)을 결합하고 있다.

다음에, 동작에 대해 설명한다. 먼저, 도시하지 않은 키스위치를 오프한 상태에서는 여자코일(33)은 비통전상태이기 때문에 여자하지 않고, 플런저(26a)에는 스프링(38)의 힘만으로 작용하고 있으므로, 이동집합체(26)는 후방에 위치하고, 플런저(26a)는 플레이트(36)에 접촉되어 있다.

이 상태에서 고정접점(13)과 가동접점(28)은 개리상태이므로, 전동기는 정지하고 있으며, 또 피니언축(20)도 스프링(23)에 의해 후방에 위치결정되고, 콜러부(20b)의 후면이 클러치인너(17)의 전단면에 접촉되어 정지하고 있다.

다음에, 키스위치를 온하면 여자코일(33)이 통정되어서 플런저(26a)가 부세되어 이동집합체(26)는 전방으로 이동하고, 가동접점(28)은 고정접점(13)에 닿는다.

따라서, 브러시(5), 정류자(4)를 통해 전기자코일(6)에 통전되어 전동기는 가동한다.

한편, 피니언축(20)은 이동집합체(26)의 압압스프링(29), (31)에 의해 전방으로 압압되고, 직류전동기의 기동과 동시에 엔진의 플라이휠의 외주에 고정설치된 링기어와 피니언(20a)이 맞물리기 시작한다.

엔진의 시동직후에 있어서는 1방향 오버러닝작용에 의해 피니언축(20)과 클러치인너(17)가 링기어와 함께 움직이고, 전기자(1)에 대해 공전(空轉)한다.

시동완료에 의해 키스위치가 오프되면 통전은 중단되고, 전자스위치(24)내의 스프링(38)의 작용에 의해 이동집합체(26)는 후방으로 복귀하며, 피니언축(20)은 스프링(23)의 작용에 의해 후방으로 복귀한다.

종래의 동축형 스타터는 이상과 같이 구성되어 있으므로, 피니언의 톱니수는 최소가 8개로 되어 있으며, 이와 같은 스타터에 있어서는 직류전동기의 토크를 확보하기 위해 전기자권선(6)을 2회 감기로 하는 것이 일반적이며, 회전축(3)의 외경을 크게 할 수 없고, 지름이 작은 롤러로 치수가 긴 것 또는 지름이 작은 롤러를 축방향으로 직렬로 복수개 사용할 필요가 있으며, 회전축(3)내에의 오버러닝클러치의 장착이 곤란하고, 또한 성능상 문제가 있었다.

본원 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것이며, 직류전동기의 토크를 확보하고, 오버러닝클러치의 장착성이 양호하며, 성능이 우수한 동축형 스타터를 얻는 것을 목적으로 한다.

본원 발명에 관한 동축형 스타터는 피니언의 톱니수를 7개 이하로 하고, 또한 전기자권선을 1회 감기로 한 것이다.

본원 발명에 있어서의 피니언은 그 톱니수를 7개 이하로 함으로써, 종래의 최소피니언톱니수 8개보다 엔진링기어와 피니언의 기어비를 올리게 되고, 전기자권선이 2회 감기로도 충분한 토크를 확보할 수 있는 동시에, 전기자권선을 1회 감기로 함으로써, 회전축의 외경을 크게 할 수 있고, 오버러닝클러치의 회전축내의 장착성을 향상시킨다.

다음에, 본원 발명의 일 실시예에 대하여 도면에 따라 설명한다. 제1도에 있어서, 제2도와 동일 부분에는 동일부호를 붙여서 기술한다. (1)은 직류전동기의 전기자, (2)는 전기자코어, (3)은 중공이며 내부에 오버러닝클러치기능을 구성하는 쐐기면형상의 캠(3a)이 형성된 전기자회전축이며, 전기자코어(2)는 회전축(3)의 외주에 압입고정되어 있다.

(4)는 회전축(3)의 후방외주에 장착된 페이스형의 정류자이고, 브러시(5)와 접촉슬라이드하여 정류를 행하는 면이 회전축(3)과 직각인 면으로 형성되어 있다.

정류자(4)에는 전기자코어(2)에 1회 감기로 감겨진 전기자코일(6)이 접촉되어 있다.

브러시(5)는 그 후측에 배치된 스프링(5a)에 의해 전방으로 압압되고, 브러시 (5)의 선단은 정류자(4)의 슬라이드면에 압접되어 있다.

(7)은 전기자(1)에 계자를 발생시키는 영구자석이고, 자로로 되는 요크(8)의 내주에 복수개 배설되어 있다. 요크(8)의 후단은 리어브래킷(9)에 감합되어 있으며, 요크(8)의 전단은 프론트브래킷(10)과 감합되어 있다.

(11)은 회전축(3)의 후단에 끼워 장착된 베어링이고, 리어브래킷(9)과 끼워진다. 리어브래킷(9)은 브러시(5)가 정류자(4)에 접촉할 수 있도록 베어링(11)의 삽입용 요부의 외주에는 브러시(5)의 위치에 맞추어서 브러시(5)의 수와 동일하게 구멍이 뚫려 있다.

(12)는 브러시(5) 및 스프링(5a)을 수납하고, 후방부에 도시하지 않은 단자와 접속하는 고정접점(13)을 인서트성형하여, 그 고정접점(13)에

측의 브러시(5)의 리드와이어(5b)를 용접한 터미널(14)이 나사(15)로 고착된 플라스틱제의 브리시홀더이다.

(16)은 회전축(3)의 내면에 형성된 캠(3a)에 배설된 롤러이며, 롤러스프링과 함께 오버러닝기능을 행한다.

(17)은 오버러닝기구의 클러치인너이며, 베어링(18)이 중간부외주에 끼워장착되어 회전축(3)의 전단을 지지하고 있다.

(19)는 프론트브래킷(10)의 내측에 끼워장착된 베어링이며, 클러치인너(17)의 전단을 지지하고 있다.

(17a)는 클러치인너(17)의 내면에 형성된 헬리컬스플라인이고, 선단에 톱니수 7개 이하의 피니언(20a)과 방진, 방수를 위한 콜러부(20b)를 배설한 피니언축(20)의 중간부외주에 설치한 헬리컬스플라인(20c)과 전후슬라이드 가능하게 끼워져 있다.

(21)은 피니언축(20)의 후부에 장착된 스토퍼, (22)는 클러치인너(17)의 내면에 끼워장착되어 피니언축(20)의 후부를 지지하는 베어링이며, 베어링(22)은 피니언축(20)의 복귀스프링(23)의 전단을 받고 있다.

피니언축(20)은 전방이동시에는 스토퍼(21)에 의해 스프링(23)을 휘게 하면서 축선에 따라 이동하고, 스토퍼(21)는 클러치인너(17)의 후단면(17b)에 닿으면 전방이동을 완료한다.

(24)는 볼트(25)에 의해 리어브래킷(9)에 결합되어 있는 전자스위치이고, 피니언축(20)을 전방이동시키는 기능과, 키스위치폐성에 의해 배터리로부터 전동기에의 급전을 가능하게 하도록 접점을 온하는 스위칭기능을 가지고 있다.

(26)은 피니언축(20)을 후방에서 미는 동시에, 외주부에 절연체(27a), (27b)를 통해 가동접점(28)을 배설한 이동집합체이다.

(26a)는 플런저, (26b)는 로드, (26c)는 제2의 홀더, (26d)는 플런저(26a)와 로드(26b)사이에 고정되고, 가동접점(28)등을 장착한 제1의 홀더이다.

로드(26b)는 그 후단이 플런저(26a)의 후단면에 접합되어 있다. (29)는 피니언축(20)을 압압하는 스프링이고, 제1의 홀더(26d)와 제2의 홀더(26c)사이에서 로드(26b)의 외주에 설치되어 있다.

(30)은 제3의 홀더이고, 압압스프링(31)에 의해 피니언축(20)을 압압하고 있다.

(32)는 제3의 홀더(30)의 전단면과 피니언축(20)의 후방요부와의 사이에 배설된 강구이며, 스러스트력을 주고 받는 기능을 가지고 있다.

(33)은 플런저(26a)에는 부세하는 여자코일이며, 플라스틱제의 보빈(33a)에 감겨져 있다. (34a)는 후방의 코일, (34b)는 전방의 코어이며, 케이스(35)와 함께 자로를 구성한다.

(36)은 비자성체의 플레이트이고, 플런저(26a)의 후방으로 복귀할때의 스토퍼이며, 전자스위치(24)의 후방부의 벽을 이루고 있다.

(37)은 케이스(35)와 플레이트(36)사이에 배치된 패킹이고, 방수기능을 가지고 있다.

(38)은 이동집합체(26)를 키스위치의 오프시에 원래의 위치로 복귀시키는 스프링이며, 플런저(26a)와 전방코어(34b)사이에 배설되어 있다.

(39)는 관통볼트이고, 리어브래킷(9)과 프론트브래킷(10)을 결합하고 있다.

다음에, 동작에 대해 설명한다. 먼저, 도시하지 않은 키스위치를 오프한 상태에서는 여자코일(33)은 비통전상태이기 때문에 여자하지 않고, 플런저(26a)에는 스프링(38)의 힘만 작용하고 있으므로, 이동집합체(26)는 후방에 위치하고, 플런저(26a)는 플레이트(36)에 접촉되어 있다.

이 상태에서 고정접점(13)과 가동접점(28)은 개리상태이므로, 전동기는 정지하고 있으며, 또 피니언축(20)도 스프링(23)에 의해 후방에 위치결정되고, 콜러부(20b)의 후면이 클러치인너(17)의 전단면에 접촉되어 정지하고 있다.

다음에, 키스위치를 온하면 여자코일(33)이 통정되어서 플런저(26a)가 부세되어 이동집합체(26)는 전방으로 이동하고, 가동접점(28)은 고정접점(13)에 닿는다.

따라서, 브러시(5), 정류자(4)를 통해 전기자코일(6)에 통전되어 전동기는 기동한다.

한편, 피니언축(20)은 이동집합체(26)의 압압스프링(29), (31)에 의해 전방으로 압압되고, 직류전동기의 기동과 동시에 엔진의 플라이휠의 외주에 고정설치된 링기어와 피니언(20a)이 맞물리기 시작한다.

엔진의 시동직후에 있어서는 1방향 오버러닝작용에 의해 피니언축(20)과 클러치인너(17)가 링기어와 함께 움직이고, 전기자(1)에 대해 공전한다.

시동완료에 의해 키스위치가 오프되면 통전은 중단되고, 전자스위치(24)내의 스프링(38)의 이동집합체(26)는 후방으로 복귀하며, 피니언축(20)은 스프링(23)의 작용에 의해 후방으로 복귀한다.

그리고, 상기 실시예에서는 정류자(4)로서 페이스형의 것을 사용하였으나, 다른 형식의 것이라도 된다.

또, 전동기의 계자를 발생하는 것으로서 영구자석(7)을 사용하였으나, 자극철심에 코일을 감은 것이라도 된다.

또한, 피니언축(20)과 피니언(20a)을 일체로 하였으나, 피니언(20a)을 피니언축(20)에 스플라인 감합하고, 스토퍼를 설치하도록 해도 된다.

회전축(3)을 오버러닝클러치아우터로서 사용하였으나, 회전축(3)에 오버러닝클러치를 감합, 압입 등을 하여 내장한 것이라도 된다.

또, 상기 실시예에서는 오버러닝클러치인너의 내부에 피니언의 톱니를 창설한 피니언축이 헬리컬스플라인 감합된 것으로 설명하고 있으나, 피니언의 톱니와 축이 별체의 것이라도 되며, 또한 널리 오버러닝클러치인너와 피니언의 동력전달되는 구성이면 어떠한 것이라도 된다.

또한, 상기 설명에 있어서, 피니언의 톱니의 크기 즉 모듈에 대해서는 언급하지 않았으나, 가능한한 작은 모듈쪽이 기관의 링기어의 크기를 크게 할 필요가 없으므로, 기관전체에서 본 구성상 바람직하며, 모듈이 2.75이하의 것에 적용하면 그 효과는 크다. 그리고, 기어의 압력각은 톱니수가 될 수 있는 한 적어질 수 있도록 하기 위해서는 큰편이 좋으며, 14.5°이상 더욱 상세하게는 20°이상이 바람직하다.

그리고, 일반적으로 잘 알려져 있는 바와 같이, 2개의 기어의 피니언의 톱니수를 적게하면 물림율이 저하되지만, 본원 발명은 기어에는 실제적으로는 다소의 언더커트가 허용되는 점에 착안하여 이루어진 것이다. 즉, 피니언의 전위계수(轉位系數)를 실용적 언더커트한계로 하여 이론언더커트한계보다 작은 값으로 하여, 실용상 지장이 없는 언더커트의 상태로 되도록 설계하고, 톱니의 길이를 길게 함으로써 보완하며, 물림율을 저하시키지 않고 피니언의 톱니수 7개 이하를 실현하였다.

이상과 같이 본원 발명에 의하면, 피니언톱니수를 7개 이하로 하고, 전기자권선을 1회 감기로 하였으므로, 회전축경을 크게 구성할 수 있으며, 또한 장착성이 양호해지고, 고품질의 성능이 우수한 것을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1회 감기의 전기자권선을 가지며, 엔진시동용의 회전력을 발생하는 전기자회전축을 중공(中空)으로 한 전동기와, 상기 중공의 전기자회전축내에 배설되어 상기 전기자의 과속도를 방지하는 동시에, 상기 전동기의 기동시에 상기 엔진의 링기어와 맞물리는 7개이하의 톱니수의 피니언을 가진 오버러닝클러치기구와, 상기 전동기부의 후방에 설치되어 피니언축의 전방이동 및 상기 전동기에의 급전작용을 행하는 전자스위치를 구비한 동축형 스타터.

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