KR940010653B1

KR940010653B1 - 시동 전동기

Info

Publication number: KR940010653B1
Application number: KR1019900014725A
Authority: KR
Inventors: 슈조 이소즈미
Original assignee: 미쯔비시 덴끼 가부시끼가이샤; 시끼 모리야
Priority date: 1989-11-01
Filing date: 1990-09-18
Publication date: 1994-10-24
Also published as: EP0426168A1; US5076109A; EP0426168B1; KR910010058A; DE69006171D1; DE69006171T2; JPH03149350A

Abstract

내용 없음.

Description

시동 전동기

제 1 도는 본 발명의 한 실시예에 의한 시동 전동기의 주요부를 단면으로 도시한 정면도.

제 2 도는 종래의 시동 전동기의 주요부 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 직류 전동기 3 : 피니온

4 : 출력 회전축 4a : 헤리컬 스플라인부

4c : 스트레이트 슬폴라인부 9 : 오버런닝 클러치 장치

9b : 클러치 인너 9d : 헤리컬 슬플라인 홈

9f : 지지부 15 : 원통부

15a : 스트레이트 스플라인 홈

본 발명은 주로 차량의 엔진 시동용으로 사용되는 시동 전동기에 관한 것이다.

제 2 도는 예를들면 특개수 63-9066 호 공보에 기재된 종래의 시동 전동기를 도시한 부분 단면도이다. 이 시동 전동기는 직류 전동기(1)의 전기자 회전축(2)과, 그 전단부(도면우방향단부)에 피니온(3)을 장착한 출력 회전축(4)과, 전자 스위치 장치(도시되지 않음)를 동일축 선상에 배치한 동축형의 시동 전동기를 도시하고 있다. 즉, 전기자 회전축(2)을 중공으로 하고, 직류 전동기(1)의 후단에 배치한 진자 스위치 장치의 플런저로드(5)를 이 전기자 회전축(2)의 내부통로(2a)내에 통하고, 내부통로(2a)의 전단부에는 출력 회전축(4)을 설치하여 그 후단면에 강구(b)를 거쳐 플런저로드(5)를 접촉시키고, 플런저로드(5)의 전방 이동에 의하여 출력 회전축(4)을 전방으로 압출 하도록 구성되어 있다.

전기자 회전축(2)의 전단부에는 유성기어 감속 장치(7)의 태양기어(7a)가 형성되어 있다. 유성기어 감속장치(7)는 이 태양기어(7a)와, 프론트 브래킷(8)내 주면에 형성한 내부기어(7b)와, 중심 지지축(7c)에 회전 가능하게 지지되고, 이들 태양기어(7a), 내부기어(7b)에 맞물리는 유성기어(7d) 구성되어 있다.

유성기어 감속 장치(7)의 중심 지지축(7c)은 오버런닝 클러치 장치(9)의 클러치 아웃터(9a)에 고정되고, 전기자 회전축(2)의 감속 출력이 오버런닝 클러치 장치(9)에 전달 되도록 되어 있다. 클러치 아웃터(9a)의 내주측에는 클러치 인너(9b)와, 이들 사이에 있는 로울러(9c)가 설치되어 오버런닝 클레치 장치(9)를 구성하고 있다. 클러치 인너(9b)내주면에는 출력 회전축(4)의 확경부에 형성된 헤리컬 스플라인부(4a)에 맞물리는 헤리컬 스플라인 홈(9d)이 형성되고, 전단부의 턱(9e)과 헤리컬 스플라인부(4a) 사이에는 출력 회전축(4)을 뒤쪽으로 밀어 붙이는 복귀 스프링(10)이 설치되어 있다. 클러치 인너(9b)의 전단부는 프론트 브래킷(98)에 끼워박은 축 지지부(11)로 지지되어 있다.

피니온(3)은 출력 회전축(4)의 전단부에 형성된 스트레이트 스플라인에 스플라인 결합하고, 스토퍼(12)로 전방 이동이 제한 된다. 피니온(3) 내주부에 형성된 오목부(3a)내에는 출력 회전축(4)의 단부(4b) 사이에 피니온 스프링(13)이 설치되어 피니온(3)을 전 방향으로 밀어 붙이고 있다. 이 피니온 스프링(13)은 스토퍼(12)를 부착한 후, 피니온(3)을 항상 전방으로 밀어서, 피니온(3)의 링 기어 접촉시에 출력을 완화하게 설치되어 있다. 또한, 14는 전기자 회전축(2)의 통로(2a)내에 설치되고, 출력 회전축(4)의 후방부를 지지하는 축 지지부이다.

이와 같이 구성된 동축형 시동 전동기는 직류 전동기(1)의 회전 구동력이, 유성기어 감속 장치(7)를 거쳐 오버런닝 클러치 장치(9)에 전달되고, 클러치 인너(9b)에 스플라인 결합한 출력 회전축(4)에 전달 된다. 이것과 함께 플런저로드(5)가 전 방향으로 구동 됨으로서 출력 회전축(4)이 전 방향으로 이동하고, 피니온(3)이 도시하지 않은 엔진의 링 기어에 맞물리고, 엔진의 시동이 행하여 진다. 시동후, 운전자의 조작에 의하여 전자 스위치 장치가 오프로되면, 플런저로드(5)는 후퇴하고, 출력 회전축(4)은 복귀 스프링(10)의 작용에 의하여 원위치(정지 위치)로 복귀하고, 피니온(3)은 링 기어에서 이탈한다. 엔진 시동 직후의 엔진 측에서의 역구동은 오버런닝 클러치 장치(9)의 한 방향 클러치 작용에 의하여 직류 전동기(1)축으로의 전달이 방지 된다.

종래의 시동 전동기는 상기와 같이 구성되고, 피니온(3)을 전방으로 밀고 있는 스프링(13)이 피니온(3) 내주측의 오목부(3a)내의 출력 회전축(4) 외주 사이에 설치되어 있다.

일반적으로 피니온(3)의 이 뿌리 두께(t)와 출력 회전축(4)의 유효 직경은 이들 쌍방으로 소정의 강도를 확보하지 않으면 안되므로 소정치 이하로 하는 것은 곤란하고, 이때문에 피니온(3)의 최소 이 뿌리 직경이 결정되어 버리고, 따라서 피니온(3) 치수의 최소 값도 결정되어 있었다. 예를들면 구체적으로는 자동차용엔진의 링 기어와 피니온(3)에서 일반적으로 사용되는 DP 10(모듈에서는 M=2.54)레벨의 치형에서는 종래 8매가 최소한도로 되어 있었다.

한편, 이런 종류의 시동 전동기에서는 직류 전동기(1)의 전동기 체적과 피니온, 링 기어의 기어비 사이에는 다음의 비례식이 성립하고 있다.

단, Da : 직류 전동기의 전기자 코아 외경, Lc : 전기자 코아의 감긴 길이(코아의 축 길이), Te : 엔진 토크, g : 기어비, I : 구동 전류, Rs : 시동 전동기의 저항으로 이 값에서도 알 수 있듯이 전기자의 체적은 피니온(3)과 링 기어의 기어비에 반비례하므로, 링 기어의 치수가 일정치를 갖고, 피니온(3)의 치수가 상기이유로 인해 축소가 곤란한 상태에서는 전기자의 체적 감소, 즉 시동 전동기의 소형, 경량화에는 큰 장해가 있었다.

상기 종래의 시동 전동기는 출력 회전축(4)의 전방부의 지지가 클러치 인너(9b)의 헤리컬 스플라핀 홈(9d)과 헤리컬 스플라인부(4a)의 스플라인 결합부로 행하여 지고 있다. 그러나 헤리컬 스플라인 결합은 미끄럼 운동성 확보의 면에서 결합부의 클리어런스를 극단으로 작게하는 것이 곤란하므로, 출력 회전축(4)과 클러치 인너(9b)사이에는 어느 정도의 가터가 있으며, 지지부인 결합부는 클러치 인너(9b) 전단부가 없으므로 이 결합부와 피니온(3)의 거리가 길고 모멘트가 크게되어 있었다. 결과적으로 이들 가터가 생기고 모멘트가 크기 때문에 종래의 시동 전동기는 동작시, 이상한 소리의 발생이나 심한 경우는 출력 회전축(4)이 끊어져 버리는 등의 문제점을 가지고 있었다. 헤리컬 스플라인 홈(9d)이하중을 받으면서 동시에 출력 회전축(4)의 미끄럼 접촉면이라는 점은 이들 클리어 런스의 설정치 여하에 따라 스를라인 결합부의 그리스의 열등화나 먼지의 부착과 같은 출력 회전축(4)의 미끄럼 불량의 발생 요인이 되기도 했다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위한 것이며, 소형 경량화가 되고, 이상한 소리의 발생이나 출력 회전 축이 파손 할 우려가 없는 시동 전동기를 얻을 수 있다.

본 발명에 관한 시동 전동기는 피니온의 기어 형성부 내주면이 출력 회전축 외주면에 미끄럼 접하도록 피니온을 설치하고, 피니온 후방으로 원통체를 단일체로 설치하여 이 원통체의 외주면에 오버런닝 클러치 장치의 클러치 인너의 절단부를 미끄럼 가능하게 접촉시키고, 원통체의 내부측을 출력 회전축에 회전 구동력을 전달 할 수 있도록 결합 시킨 것이다.

본 발명에서는 피니온 내주측은 출력 회전축으로 직접 미끄럼 접하고, 피니온과 출력 회전축사이에 피니온 스프링이나 스플라인 결합부가 존재 하지 않음으로써 피니온과 출력 회전축 쌍방의 강도를 확보하면서 피니온의 치수를 적게할 수 있다. 출력 회전축은 피니온 및 이것과 단일체의 원통체에 의하여 클러치 인너의 전단부에서 지지됨으로 클러치 인너와 출력 회전축의 가터는 거의 없다. 그 지지부는 헤리컬 스플라인 결합부의 전방측에 있으므로 출력 회전축의 모멘트는 작게 된다.

제 1 도는 본 발명의 한 실시예에 의한 시동 전동기를 나타내는 도면이다. 본 실시예에서는 우선 피니온(3)은 그 내주면이 출력 회전축(4)의 전단부의 외주면에 미끄럼 가능한 클리어 런스를 유지하여 장착되어 있다. 피니온(3)의 후단면에 원통부(15)가 단일체로 연출되어 있다. 이 원통부(15)는 그 내주면이 스트레이트 스플라인 홈(15a)으로 되어 있으며, 출력 회전축(4)의 스트레이트 스플라인부(4c)와 스플라인 결합하고 있다. 원통부(15)의 외주면은 클러치 인너(9b)의 전단부에 형성된 지지부(9f)의 내부면에 접촉하고, 복귀스프링(10)이 원통부(15)와 클러치 인너(9b) 사이의 지지부(9f) 후단면과 출력 회전축(4)의 헤리컬 스플라인부(4a) 전단부 사이에 설치되어 있다. 원통(15) 후단과 헤리컬 스플라인부(4a) 전단 사이에는 피니온 스프링(13)이 설치되고, 원통(15)를 거쳐 피니온(3)을 전방으로 밀어 붙이고 있다. 유성기어 감속 장치(7)의 중심 지지축(7c)은 캐리어(7e)에 고정되고, 이 캐리어(7e)가 오버런닝 클러치 장치(9)의 클러치 아웃터(9a)를 고정시키는 것이고, 유성 기어 감속 장치(7)의 출력이 오버런닝 클러치 장치(9)에 전달되도록 되어 있다. 16은 직류 전동기(1)의 후단에 설치된 전자 스위치 장치이다. 기타 모든 구성은 종래와 마찬가지 이므로 대응 하는 부분에 동일 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.

이와 같이 구성된 시동 전동기는 피니온(3)과 출력 회전축(4) 사이에 종래와 같은 피니온 스프링(13)이나 스플라인 결합부가 존재하지 않고, 이들은 직접 미끄럼 접하고 있으므로, 피니온(3)이나 출력 회전축(4)의 필요한 강도를 확보하면서 피니온(3)의 톱니 높이를 작게할 수 있다. 이때문에 피니온(3)의 치수가 감소되고, 구체적으로는 DP 10레벨에서는 7매 이하 6매까지 또한 DP 12레벨로서는 8매 이하 7매까지의 톱니수를 갖는 피니온(3)이 가능하게 된다. 따라서 시동 전동기의 소형, 경량화를 할 수 있다.

출력 회전축(4)은 그 전단부가 피니온(3) 및 이것과 일체의 원통부(15)를 거쳐 클러치 인너(9b)의 지지부(9f)로서 지지됨으로, 출력 회전축(4)과 클러치 인너(9b)사이의 미끄럼부의 클리어런스가 작고, 클러치인너(9b)의 전단 위치에서 지지됨으로, 이 지지부와 피니온(3)의 거리도 작고 출력 회전축(4)의 모멘트도 작다. 따라서 피니온(3)의 링 기어 맞물림시의 출력 회전축(4) 가터 부착이나 편심등이 방지된다.

또한, 상기 실시예에서 그 엔진 시동 동작은 종래와 마찬가지이므로, 여기서의 설명은 생략한다. 제 1 도에서 중심선 보다 상측은 정지시, 하측은 동작시(퍼니온(3)의 이동 완료시)의 상태를 나타내고 있다.

상기 실시예에서는 피니온 스프링(13)을 원통부(15)의 후방에 설치하도록 하였지만, 원통부(15)내측의 피니온(3)후단과 출력 회전축(4)의 단부(4b) 사이의 공간부(A)에 설치하도록 하여도 좋고, 이 경우도 상기 실시예와 같은 효과를 얻는다.

상기 실시예에서는 클러치 인너(9b)의 지지부(9c)가 직접 원통부(15)에 미끄럼 접하도록 하였지만, 이들 사이에 슬리브 메탈을 배치하도록 구성하여도 좋고, 이 경우는 원통부(15)의 미끄럼 성을 보다 향상시킬 수 있다.

원통부(15)도 피니온(3)과 단일체로 형성하지 않고, 피니온(3)은 별도의 부재로서 형성하고, 그후 하나로 조립하여도 좋다.

캐리어(7e)와 클러치 아웃터(9a)를 소정치 이상의 토크에서는 이들이 미끄러지게 구성하면 출력 회전축(4) 강도등의 안전면에서 보다 높은 신뢰성 향상을 할 수 있다.

상기 실시예에서는 전자 스위치 장치(16)가 직류 전동기(1)의 후방에 설치된 동축형의 시동 전동기를 나타냈지만, 이것에 한정되지 않고, 예를들면 전자 스위치 장치와 전동기부가 병렬의 것이나, 전자 스위치 장치를 가지고 있지 않는 관성 미끄럼식의 시동 전동기 이어도 좋다. 상기 실시예는 유성기어 감속 장치(7)를 가지는 시동 전동기를 나타냈지만, 이것을 가지지 않는 시동 전동기나 다른 형식의 감속 기구를 사용한 시동 전동기에서도 같은 효과를 얻는다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 피니온의 기어형 성부 내주면을 출력 회전축에 미끄럼 접촉시키고, 피니온에 단일체로 설치한 원통체를 클러치 인너 내주면에 미끄럼 접촉시키고, 출력 회전축을 피니온 및 원통체를 거쳐 클러치 인너의 전방부에서 지지되도록 하였으므로, 피니온 치수를 적게하여 시동 전동기를 소형, 경량화 할 수 있고, 출력 회전축과 클러치 인너 사이의 미끄럼부의 클리어 런스가 작고, 피니온과 지지부간의 모멘트도 작으므로, 이상한 소리의 발생이나 출력 회전축의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

시동 전동기에 있어서, 전동기의 구동력이 전달되는 오버런닝 클러치 장치와, 이 오버런닝 클러치 장치의 출력 측인 클러치 인너의 내주측에 축방향 이동이 가능하게 헤리컬 스플라인 결합된 출력 회전축과, 이 출력 회전 축의 전방부에 장착되고, 그 기어 형성 내주면이 출력 회전축 외주면에 미끄럼 접하도록 설치되고, 엔진의 링 기어에 착탈되는 피니온과, 이 피니온의 후방에 단일체로 설치되어 그 외주면이 상기 클러치 인너의 출력 회전축의 헤리컬 스플라인 결합부의 전방의 내주면에 미끄럼 접하고, 상기 내주면이 상기출력 회전축과 회전 구동력 전달이 가능하게 결합되는 원통체를 구비하는 것을 특징으로 하는 시동 전동기.