CN101598099A - 发动机的蓄力式起动*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种蓄力式起动***，该蓄力式起动***利用盘簧中蓄积的力来使发动机起动。曲轴(31)的轴端部(31a)贯穿筒状轴部(42a)进行配置，并且贯穿被安装在助力凸台(47)内侧的单向离合器(51)。因而，助力凸台、单向离合器能够配置在轴端部的半径方向外侧，曲轴的轴长度方向的尺寸减小。

Description

发动机的蓄力式起动***
技术领域
本发明涉及利用盘簧中蓄积的力的通用发动机的蓄力式起动***(Power-store-type engine starting system)的改良。
背景技术
日本特开2004-263615号公报公开了一种蓄力式反冲起动器。该蓄力式反冲起动器具有如下结构：在曲轴的延长线上配置有卷轴(リ一ル支軸)，该卷轴经由主壳体安装在发动机的固定侧，在该卷轴上，以能够旋转的方式安装有卷绕了反冲绳索的反冲滑轮。
根据上述蓄力式反冲起动器，主壳体安装在发动机上。上述卷轴以位于曲轴的延长线上的方式安装在主壳体的中央部。绳索卷筒以能够旋转的方式安装在卷轴上。反冲绳索卷绕在绳索卷筒上。手柄安装在反冲绳索的端部。
绳索卷筒经由减速机构与发条箱连接，在该发条箱上经由蓄力机构连接有凸轮，在该凸轮上经由传递机构连接有旋转部件。旋转部件安装在曲轴上。
传递机构以如下方式设置在凸轮和旋转部件之间：在发动机起动了的时候，不会使发动机侧的旋转传递到反冲起动器侧。该传递机构具有：多个凸轮爪，它们形成在凸轮的外周面上；和离心棘轮，其以通过离心力与凸轮爪卡合的方式设置在旋转部件上。
但是，就现有的反冲起动器来说，由于构成传递机构的离心棘轮是通过离心力从凸轮爪上离开的结构，离心棘轮必然设置在曲轴侧且设置在凸轮爪的半径方向外侧，所以需要在曲轴上安装圆筒状的旋转部件，将凸轮以能够旋转的方式支承在卷轴上。即，需要在曲轴的延长线上设置滑轮支承轴，从而使得包含有反冲起动器的发动机的曲轴方向的外形大型化。
发明内容
本发明的目的在于使具有蓄力式反冲起动器的发动机实现小型化。
根据本发明，提供一种蓄力式起动***，其是发动机的蓄力式起动***，该起动***包括：蓄力式反冲起动器；曲轴，其通过上述蓄力式反冲起动器的作用进行旋转来使该发动机起动；反冲滑轮，其以能够旋转的方式支承在滑轮支承轴上，并且在该反冲滑轮上卷绕有反冲绳索；轮部件，其以能够旋转的方式支承在上述发动机的曲轴上；以及上述蓄力机构，其设置在上述反冲滑轮和上述轮部件之间，并通过牵拉上述反冲绳索使上述反冲滑轮旋转来蓄积力，上述曲轴的轴端部以贯穿上述滑轮支承轴的方式配置，并且上述曲轴的轴端部***被安装于上述轮部件内侧的单向离合器中。
当发动机起动时，曲轴的旋转不会通过单向离合器传递到轮部件侧。因此，无需像以往那样的离心棘轮与凸轮爪卡合的结构，也可以不构成为如下结构：在曲轴的轴端部安装以往那样的筒状的旋转部件，或者在曲轴的延长线上配置以往那样的卷轴，从而蓄力式反冲起动器的曲轴轴向的尺寸减小。因此，能够使利用蓄力式反冲起动器起动的发动机实现小型化。
优选的是，上述蓄力机构是如下所述的盘簧：通过牵拉上述反冲绳索，在上述反冲滑轮与上述轮部件之间卷数逐渐增多而蓄积力。
优选的是，上述轮部件具有被上述曲轴的上述轴端部贯穿的凸台主体，该凸台主体具有用于收纳上述蓄力机构的前发条室，该前发条室形成在设置于上述凸台主体后部的后部凸台和上述反冲滑轮之间。
优选的是，当从上述蓄力机构向上述曲轴传递力时，上述单向离合器处于与上述曲轴啮合的状态，因而，上述轮部件和上述曲轴经由上述单向离合器一体旋转。
附图说明
图1是具有本发明的蓄力式反冲起动器的发动机的主视图。
图2是沿着图1中的箭头2观察到的图。
图3是沿着图1中的3-3线的剖视图。
图4A和图4B是表示单向离合器的结构和动作的剖视图。
图5A和图5B是表示在发动机未起动的状态下的蓄力式反冲起动器的剖视图。
图6A和图6B是表示在牵拉反冲绳索蓄积了力的状态下的蓄力式反冲起动器的动作的剖视图。
图7A和图7B是表示曲轴从图6B所示的蓄积了力的状态起进行旋转时的蓄力式反冲起动器的动作的剖视图。
图8是表示在发动机发电机中使用了本发明的反冲起动器的示例的剖视图。
具体实施方式
图1所示的发动机10包括：曲轴箱11；气缸体12，其以向侧面斜上方延伸的方式安装在该曲轴箱11上；气缸盖13，其安装在该气缸体12的端部；***16，其经由排气管14安装在该气缸盖13的前端；化油器(未图示)，其安装在气缸盖13的后部；空气滤清器17，其与该化油器连接；燃料箱18，其安装在曲轴箱11的上部，用于向化油器提供燃料；以及起动器罩21，其安装在曲轴箱11的前部，用于覆盖蓄力式反冲起动器40(图2)。
标记23是覆盖气缸盖13的端部开口的发动机盖罩，24是设置于蓄力式反冲起动器40的起动器手柄(把手)。
如图2所示，在前后方向上延伸的曲轴31旋转自如地安装在发动机10的曲轴箱11中。被起动器罩21覆盖的蓄力式反冲起动器40设置在曲轴31的前端部上。
标记33是***16的排气口，空气滤清器17具有空气滤清器罩34。
如图3所示，蓄力式反冲起动器40具有：固定板42，其通过多个螺钉41安装在曲轴箱11的前表面11a上；反冲滑轮43，其旋转自如地安装在被设置于该固定板42中央的筒状轴部(滑轮支承轴)42a上；反冲绳索44，其卷绕在该反冲滑轮43上；起动器手柄24(图1)，其安装在该反冲绳索44的端部；返回发条46，其设置在固定板42和反冲滑轮43之间；助力凸台(轮部件)47，其邻接反冲滑轮43的前方配置；助力发条(蓄力机构)48，其设置在上述反冲滑轮43和助力凸台(assist boss)47之间；单向离合器51，其被压入到助力凸台47的内侧，并以向一个方向旋转自如的方式嵌入在曲轴31的轴端部31a上；垫圈52，其阻止单向离合器51从轴端部31a脱落；以及螺栓53，其将该垫圈52安装在轴端部31a上。
标记54是轴承，其将曲轴31支承成能够自由旋转，55是密封部件。
单向离合器51配置在助力凸台47和曲轴31的轴端部31a之间，即曲轴31的轴端部31a以贯穿单向离合器51的方式配置。
固定板42具有：板状部42b；多个安装凸台42d，它们以向后方凸出的方式形成在该板状部42b的背面42c上；环状凹部42e，其形成在板状部42b的中央；以及筒状轴部42a，其形成该环状凹部42e的内壁。
起动器罩21安装在固定板42的外周部。
安装凸台42d通过螺钉41安装在曲轴箱侧凸台部11b上，该曲轴箱侧凸台部11b上形成于曲轴箱11的前表面11a。
一体形成于反冲滑轮43后部的滑轮侧凸台43a***在环状凹部42e中。筒状轴部42a将反冲滑轮43的滑轮侧凸台43a支承成能够自由旋转。在筒状轴部42a的内周面42f和曲轴31的轴端部31a之间形成有间隙。
反冲滑轮43具有：滑轮主体43b；滑轮侧凸台43a，其形成在该滑轮主体43b的后部；和前侧筒部43c，其形成在滑轮主体43b的前部。
收纳返回发条46的后发条室56形成在后侧筒部43d和固定板42的筒状轴部42a之间，上述后侧筒部43d形成在滑轮侧凸台43a的端部。返回发条46的各端部分别安装在后侧筒部43d和筒状轴部42a上。绳索槽43e遍及滑轮主体43b的外周部整周地形成。反冲绳索44卷绕在绳索槽43e内。
当牵拉反冲绳索44而使反冲滑轮43绕固定板42的筒状轴部42a旋转的时候，返回发条46的卷数逐渐增多而蓄积力，当停止反冲绳索44的牵拉而使其松弛的时候，反冲滑轮43借助于蓄积的力而反转，从而返回到原来的位置。
助力凸台47具有：凸台主体47a，其被曲轴31的轴端部31a所贯穿；和凸缘部47b，其从该凸台主体47a的外周面向半径方向延伸。
在凸台主体47a的后部设置有后部凸台47c，在该后部凸台47c和反冲滑轮43的前侧筒部43c之间形成有用于收纳助力发条48的前发条室58，并且助力发条48的各端部分别安装在后部凸台47c和前侧筒部43c上。
凸台主体47a在内周面上形成有供单向离合器51压入的大径孔47d。在后部凸台47c的内周面47e和曲轴31的轴端部31a之间形成有间隙。
助力发条48是如下所述的盘簧(渦卷ばね)，当牵拉反冲绳索44而使反冲滑轮43绕固定板42的筒状轴部42a旋转的时候，该盘簧在反冲滑轮43与助力凸台47之间卷数逐渐增多而蓄积力。如果在对助力发条48蓄积了力之后，停止牵拉反冲绳索44并维持牵拉状态的话，所蓄积的力经由助力凸台47和单向离合器51被传递至曲轴31，使得曲轴31旋转，从而发动机起动。
当力从助力发条48向曲轴31传递时，单向离合器51处于啮合状态，助力凸台47和曲轴31经由单向离合器51一体旋转。
图4A和图4B表示单向离合器的结构和动作状态。
在图4A中，单向离合器51具有：外圈61；保持器62，其旋转自如地安装在该外圈61的内侧；以及多个滚子63，它们被该保持器62保持。
在外圈61的内周面以与各滚子63对应的方式形成有凹部61a，在该凹部61a形成有凸轮面61b，该凸轮面61b逐渐靠近向曲轴31的轴端部31a形成。
保持器62具有在单向离合器51的圆周方向上保持各滚子63的弹性部件64。
在图中，各滚子63在外圈61的各凹部61a内处于自由状态。外圈61相对于曲轴31的轴端部31a按箭头方向旋转。
在图4B中，当外圈61相对于曲轴31的轴端部31a按箭头方向旋转的时候，各滚子63移动而被夹在由轴端部31a和外圈61的凸轮面61b所形成的楔形空间中，从而单向离合器51成为啮合状态。因此，轴端部31a经由多个滚子63与外圈61一起旋转，外圈61和轴端部31a不会相对旋转。
接下来对如上所述的蓄力式反冲起动器40的作用进行说明。
图5A和图5B表示在发动机停止时没有牵拉反冲绳索的时候、以及稍微牵拉反冲绳索的时候的反冲起动器的动作。
图5A表示发动机停止时的状态。
起动器手柄24安装在反冲绳索44的一端，该反冲绳索44的另一端安装在反冲滑轮43的外周部上。
助力发条48的一端安装在反冲滑轮43的内周部，助力发条48的另一端安装在助力凸台47的外周部。单向离合器51的外圈61被压入在助力凸台47的内周面上，单向离合器51的多个滚子63配置成能够与曲轴31的轴端部31a的外周面接触。
在上述结构中，关于通过牵拉起动器手柄24而经由反冲绳索44传递至反冲滑轮43的旋转力，作用于助力发条48使该助力发条48的卷数增多来蓄积力，并且进一步传递至助力凸台47。由此，通过助力凸台47旋转，单向离合器51与曲轴31啮合进行旋转，从而曲轴31旋转。
关于经由连杆与发动机的曲轴31连接的活塞，如图中所示的活塞位置显示图表中利用黑点表示的那样，例如位于发动机的膨胀行程的下止点(BDC)，曲轴停止在与该活塞位置对应的旋转位置。图中的空心箭头表示曲轴31的旋转位置。(空心箭头朝向下方，表示活塞位于下止点)。
图中的反冲滑轮43上标记的黑点记号71和助力凸台47上标记的黑三角记号72分别作为反冲滑轮43和助力凸台47的旋转位置的基准。
如果从图5A的状态起，如图5B所示，通过起动器手柄24如箭头A那样牵拉反冲绳索44的话，则反冲滑轮43、助力发条48、助力凸台47以及单向离合器51的外圈61大致一体地如箭头B、箭头C所示那样旋转。其结果是，单向离合器51的多个滚子63被夹在曲轴31的轴端部31a和外圈61的凸轮面61b之间，单向离合器51的外圈61成为与轴端部31a啮合的状态，外圈61和轴端部31a能够一体旋转。
图6A和图6B表示从图5B的状态进一步牵拉反冲绳索的状态。
从图5B的状态进一步如图6A所示那样按箭头D的方向牵拉反冲绳索44，从而使曲轴31如箭头E那样旋转直到活塞到达压缩行程初始位置。
此时的曲轴31的旋转范围是曲轴31的助转区间，反冲滑轮43、助力发条48、助力凸台47、单向离合器51以及曲轴31大致一体地旋转，助力发条48几乎未被扭转。
在该曲轴31的旋转位置，由于燃烧室内的压缩压力增大，所以在利用起动器手柄24牵拉反冲绳索44时，手会突然感到对抗力，从而需要很大的牵拉力。
当从图6A的状态起，在图6B中进一步利用起动器手柄24如箭头F那样牵拉反冲绳索44时，由于曲轴31因上述燃烧室内的高压而几乎不旋转，所以单向离合器51、助力凸台47也几乎不旋转，因此助力发条48通过反冲滑轮43的箭头G那样的旋转而卷数增多被扭转，从而助力发条48蓄积了力。
图7A和图7B表示曲轴31在助力发条48中蓄积的旋转力作用下旋转的状态。
当在图6B所示的状态下蓄积在助力发条48中的旋转力达到预定的旋转力时，通过该旋转力，如图7A的箭头H所示，助力凸台47、单向离合器51以及曲轴31的轴端部31a被助力而一体旋转，活塞越过压缩行程的上止点到达膨胀行程。此时，在发动机的燃烧室内，混合气体开始燃烧，从而发动机起动。
当从图7A的状态起，如图7B所示，曲轴31通过自身的力量而如箭头J所示那样开始旋转时，滚子63从单向离合器51的外圈61的凸轮面61b离开，外圈61、助力凸台47、助力发条48以及反冲滑轮43相对于曲轴31的轴端部31a成为分离开的状态，从而旋转停止，并且，当松开对反冲绳索44的牵拉时，外圈61、助力凸台47、助力发条48以及反冲滑轮43通过返回发条46(参照图3)而返回到原来的位置(图5A的位置)。
图8表示将本实施例的蓄力式反冲起动器40应用于发动机发电机中的示例。
根据图8，罩部件75以覆盖蓄力式反冲起动器40的方式安装在固定板42上，并且，飞轮77经由延长锥形轴76安装在曲轴31的轴端部31a的前端，发电机78安装在该罩部件75和飞轮77上。
发电机78具有：定子82，其通过多个螺栓81安装在罩部件75上；和转子(未图示)，其以接近该定子82周围进行旋转的方式安装在飞轮77上。
定子82具有定子铁芯84、和卷绕在该定子铁芯84上的定子线圈85。
以上，如图3、图5A和图5B所示，蓄力式反冲起动器40包括：反冲滑轮43，其以能够旋转的方式支承在作为滑轮支承轴的筒状轴部42a上，并且卷绕有反冲绳索44；作为轮部件的助力凸台47，其以能够旋转的方式支承在发动机10(图1)的曲轴31侧；和作为蓄力机构的助力发条48，其设置在该反冲滑轮43和助力凸台47之间并分别连接在反冲滑轮43和助力凸台47上，通过牵拉反冲绳索44使反冲滑轮43旋转，来对助力发条48蓄积力，通过使该力从助力发条48经由助力凸台47传递至曲轴31，来使发动机10起动，在如上形式的蓄力式反冲起动器40中，由于以贯穿筒状轴部42a的方式配置曲轴31的轴端部31a，并且将曲轴31的轴端部31a***被安装在助力凸台47内侧的单向离合器51中，所以能够在半径方向上配置助力凸台47、单向离合器51以及曲轴31，从而能够减小蓄力式反冲起动器40在曲轴轴向上的尺寸。因此，能够使包含有蓄力式反冲起动器40的发动机10实现小型化。
在本实施例中，如图3所示，单向离合器51配置在比助力发条48靠前的位置，但是并不限定于此，也可以将单向离合器51配置在助力发条48的半径方向内侧。由此，能够缩短曲轴31的前后方向的尺寸、即全长，从而能够使包含有蓄力式反冲起动器40的发动机10(图1)实现小型化。

Claims (4)

1.一种蓄力式起动***，其是发动机的蓄力式起动***，其特征在于，
上述起动***包括：
蓄力式反冲起动器(40)；
曲轴(31)，其通过上述蓄力式反冲起动器的作用进行旋转来使该发动机起动；
反冲滑轮(43)，其以能够旋转的方式支承在滑轮支承轴(42a)上，并且在该反冲滑轮(43)上卷绕有反冲绳索(44)；
轮部件(47)，其以能够旋转的方式支承在上述发动机的曲轴(31)上；以及
蓄力机构(48)，其设置在上述反冲滑轮和上述轮部件之间，并通过牵拉上述反冲绳索使上述反冲滑轮旋转来蓄积力，
上述曲轴的轴端部(31a)以贯穿上述滑轮支承轴(42a)的方式配置，并且上述曲轴的轴端部(31a)***被安装于上述轮部件(47)内侧的单向离合器(51)中。
2.根据权利要求1所述的起动***，其特征在于，
上述蓄力机构(48)是如下所述的盘簧：通过牵拉上述反冲绳索(44)，在上述反冲滑轮(43)与上述轮部件(47)之间卷数逐渐增多而蓄积力。
3.根据权利要求1所述的起动***，其特征在于，
上述轮部件(47)具有被上述曲轴(31)的上述轴端部(31a)贯穿的凸台主体(47a)，该凸台主体(47a)具有用于收纳上述蓄力机构(48)的前发条室(58)，该前发条室(58)形成在设置于上述凸台主体后部的后部凸台(47c)和上述反冲滑轮(43)之间。
4.根据权利要求1所述的起动***，其特征在于，
当从上述蓄力机构(48)向上述曲轴(31)传递力时，上述单向离合器(51)处于与上述曲轴啮合的状态，因而上述轮部件(47)和上述曲轴经由上述单向离合器一体旋转。
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