JP2006077758A

JP2006077758A - エンジン始動装置

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Publication number: JP2006077758A
Application number: JP2005196419A
Authority: JP
Inventors: Ryo Ono; 涼小野
Original assignee: Komatsu Zenoah Co
Current assignee: Komatsu Zenoah Co
Priority date: 2004-08-09
Filing date: 2005-07-05
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2025-07-05
Also published as: JP4619215B2

Abstract

【課題】不要な器材を排除するとともに合理的な設計のもとに、究極的なまでの小型化と軽量化が図られた電動式エンジン始動装置を提供する。
【解決手段】バッテリーが装置外に配され、蓄力部(110) がばね(111,211) の一端を支持する回転支持部材(112,212) を有し、同回転支持部材(112,212) には第１歯車(113,213) が形成されている。高減速機構(132) の出力軸(133) には第２歯車(132b)が固設され、前記第１及び第２歯車(113,213;132b)が互いに噛合している。前記蓄力部(110) 及び前記動力伝達部(120) は同一の第１軸線上に配されるとともに、前記小型電動モーター及び前記高減速機構は前記第１軸線上と平行な同一の第２軸線上に配され、前記第１軸線と第２軸線とは同一の平面上に配される。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃エンジンを超小型の直流電動モーターを用いて始動させるためのエンジン始動装置に関し、特に従来のごときリコイル式駆動部を装置から排除するとともに、前記電動モーターを駆動するためのバッテリーを装置外に配することを可能にし、同時に構成機器を最も合理的に配して小型軽量化が実現され、更には各種作業機操作時の疲労を大幅に軽減できる電動式エンジン始動装置に関する。

現在、多用されている刈払機やチェーンソー等の携帯型作業機に搭載された小型空冷式のガソリンエンジンを始動させるエンジン始動装置は、その殆どがリコイル式の駆動部と、エンジンのクランク軸と遠心クラッチ等の断接手段を介して連結された従動部と、前記駆動部と従動部との間に配され、駆動部の駆動力を緩衝するとともに従動部との間で弾性的に蓄力するゼンマイばねなどを有する緩衝・蓄力部とを備えている。前記リコイル式駆動部は、リコイルロープが巻装されたリコイル用リールと、同リコイル用リールとケーシングとの間に配されて、その内外の端部をリコイル用リール及びケーシングにそれぞれ固着されたリコイル用ゼンマイばねとを有し、リコイルロープを引き出すことによりリコイル用リールを一方向に回転させると同時に、前記リコイル用ゼンマイばねを巻締めてバネ力を蓄え、この状態でリコイルロープから手を離すと、リコイル用ゼンマイばねの蓄力が解放されてリコイルロープをリコイル用リールに自動的に巻き戻す。

しかし、前述のリコイル式駆動部は、エンジンを始動させるたびにリコイルロープを引き出すための引き操作を必要とする。このリコイルロープの引き操作は、通常、素早く且つ大きく引き出す必要があるため力の弱い人や老年者には一回の引き操作でエンジンを作動させることができない場合も多い。そこで、リコイルロープの引き操作によるエンジンの始動を容易にしようとする提案も多くなされており、また実用化もされてはいるが、引き操作自体がもつ煩雑性は依然として残される。一方で、近年の小型電動モーターやバッテリーの進展は著しく、極めて小型化されたにも関わらず、大容量をもつようになってきている。最近は、こうした事情も手伝って前述のリコイル式始動装置の煩雑な操作性を避けるべく、スイッチ操作により簡単にエンジンを一発で始動させることができる電動式のエンジン始動装置が見直され、その開発が望まれてきている。

この種の電動式の小型エンジン始動装置は、古くは例えば実開昭６３−１１０６７２号公報（特許文献１）に開示されたエンジンの始動装置がある。この始動装置によれば、バッテリーにより供電駆動される直流モーター、該モーターの出力軸に固設されたウオームギアによりゼンマイ香箱が駆動されて巻き上げられるゼンマイばねと、ゼンマイばねの内側端部が固定された出力回転軸と、該出力回転軸に１方向クラッチを介して接続されたエンジンの回転軸と、前記出力回転軸の回転を停止し若しくは停止を解除する回動レバーと、同レバーによる出力回転軸の回転停止の解除時にのみ入れ操作される連動電気スイッチと、同電気スイッチの切り操作時にモーターが駆動され、同モーターの回転速度が設定回転速度を越えたときにも回転を持続してゼンマイばねを巻き上げ、ゼンマイばねの巻き上げ終了時に前記設定回転速度より降下したときには供電が絶たれてモーターの回転を停止させる電機子電流制御回路とを備えている。なお、上記ウオームギアとゼンマイ香箱の外周に形成されたギアとの間に減速歯車を介装してもよいとしている。

また、例えば特許２５７３３４０号公報（特許文献２）によれば、バッテリーと、該バッテリーの電力により駆動される直流電動モーターと、該モーターの運転停止を制御する制御装置と、前記モーターの動力を伝達する高減速比減速機構と、該高減速比減速機構で駆動されるゼンマイばね式蓄力装置と、該蓄力装置の力をクランク軸に一方的に伝える動力伝達装置とが単一フレーム内に納められたゼンマイばね式始動装置が開示されている。前記高減速比減速機構は、前記クランク軸に平行な他の軸線上に配された、直流電動モーターにより駆動される１段目の遊星歯車式減速装置と、前記蓄力装置のバネ蓄力室の外周に一体的に設けた被動歯車に前記遊星歯車式減速装置の出力軸に設けた駆動歯車を噛合させて２段目の減速装置とから構成されている。

また、例えば実開平２−１３１７１号公報（特許文献３）には、ゼンマイ香箱が、エンジンのクランクシャフト側とは反対側に配された遊星歯車減速機の支持系を介して一方向に回転可能に軸支されている。ゼンマイ香箱の回転制御は、ハウジング内に配された直流電動モーターの出力軸に固定された小歯車と大歯車との減速平歯車対を介して結合された前記遊星歯車減速機によって減速回転される。このときの一方向回転は、ラチェット爪とゼンマイ香箱の外周部に設けた歯部との係合によりなされる。また、ゼンマイ香箱のクランクシャフト側に始動ラチェットホイールと始動ラチェット爪とが配されており、その係合を解除したときにラチェットホイールは回転自在となる。前記始動ラチェットホイールにはスタータラチェットホイールが組み付けられており、このスタータラチェットホイールはクランクシャフトに設けられた遠心クラッチ爪と係合する。

前記ゼンマイ香箱の外周にはラチェットホイールが一体に形成されており、このゼンマイ香箱の上端部に小径のラチェットホイールが噛合している。この小径のラチェットホイールに固定され回転軸は、外部から手動クランクを係脱できるようにしている。通常のエンジン運転中は、手動クランクは差し込まれておらず、小径のラチェットホイールは空回りする。仮に始動に失敗し、ゼンマイばねの再巻込みを行おうとするときは、小径のラチェットホイールの回転軸に手動クランクを差し込み、ゼンマイ香箱を回転させてゼンマイばねに蓄力する。エンジン始動時は、上記始動ラチェットを操作して、ゼンマイばねに蓄力されたエネルギーを解放させて上記スタータラチェットホイールを回転させて、エンジンをクランキングして始動させる。

更に、例えば特開２００２−２８５９４０号公報（特許文献４）のスタータ装置によれば、駆動部と従動部との間の動力伝達系の途中に、緩衝・蓄力手段を介在したスタータ装置であって、前記駆動部が駆動源としての電動モーターであり、同電動モーターの出力回転軸に連結固定されたウオームと前記ゼンマイ香箱の外周に設けられたウオームホイールとにより減速機構を構成している。以上の構成は、上記特許文献１と実質的に変わるところがない。また、前記駆動側には、前記電動モーターとは別に、リコイル式駆動部が付設され、前記リコイル式駆動部は、リコイルロープが巻装されて該リコイルロープを引っ張ることにより回転せしめられるロープリールと、前記リコイルロープを巻き取るべく前記ロープリールを逆転させるリコイル用ゼンマイばねと、前記ロープリールの回転を前記緩衝・蓄力手段に伝達するためのリコイル用ラチェット機構とを備えている。前記ゼンマイ香箱はワンウェイクラッチにより一方向にのみ回転できるようにしている。これらの構成から、この特許文献４のスタータは、上記特許文献１と公知のリコイル機構とを組み合わせたに過ぎないといえる。
実開昭６３−１１０６７２号公報特許２５７３３４０号公報実開平２−１３１７１号公報特開２００２−２８５９４０号公報

ところで、上記特許文献１のエンジン始動装置によれば、電動モーターに直結するウオームギアとゼンマイ香箱の外周に形成されたウオームホイールとの噛合させてゼンマイ香箱を一方向に回転させるようにしているため、ゼンマイ香箱が逆転することはないが、このようなウオームギアとウオームホイールとの噛合による動力伝達機構では、電動モーターの出力軸方向とゼンマイ香箱の回転駆動軸とが直交して配されることになり、設計上、効率が悪く（約６０％）且つこれを小型化するには自ずと限度がある。また、同特許文献１によるエンジン始動装置では、仮にバッテリーが上がってしまったり、電動モーターが故障したとき、エンジン始動装置自体を作動することができない。

一方、上記特許文献２によれば、電動モーターとゼンマイ香箱との間に高減速比減速機構を配して、セルスタータ方式に対して、モータ容量、バッテリー容量をそれぞれ１／１０．１／６以下と小型化し、小型のバッテリーを装備しても実用性を失わないとしている。しかし、前記高減速比減速機構による減速比は１／２５０〜１／３００と極めて大きく設定される。そのため、ゼンマイ香箱を回転させてゼンマイばねに所要の蓄力を得るまでには自ずと長時間を要することになる。そこで、このエンジン始動装置では、渦巻バネの自動巻上げ制御装置を設置し、同制御装置の制御回路により一回の始動操作ごとに自動的に蓄力バネの蓄力動作を行い、タイマ又はゼンマイばねの巻き上がりを検知して、モータへの通電を停止させて、再始動時の待ち時間を少なくしている。その結果、装置全体は複雑化し、必然的にメンテナンスが煩雑化し価格も高くなる。勿論、バッテリーも装置に内蔵しており、それだけ装置全体が大型化する。

他方、上記特許文献３によれば、電動モータが作動しなくなったときなどに、手動クランクを操作して小径のラチェットホイールを介してゼンマイ香箱を回転させ、ゼンマイばねの再巻込みを行ってゼンマイばねに蓄力し、手動クランクを取り外したのち始動ラチェットを操作することにより、ゼンマイばねに蓄力されたエネルギーを解放させて上記スタータラチェットホイールを回転させエンジンを始動させる。しかるに、このエンジン回転中は前記小径のラチェットホイールは空回りすることになる。また、この特許文献３では電動モーター、ゼンマイ香箱、前記小径のラチェットホイール及びラチェット爪の各軸を互いに平行に配しているため、エンジン始動装置の小型化が著しく妨げられる。

また、上記特許文献４では、緊急時の手動によるゼンマイ香箱の駆動がリコイル式駆動機構によりなされるため、装置全体としては従来のリコイル式エンジン始動装置に、更に電動モータとその減速機構を組み込んだことになり、しかもその減速機構がウオームとゼンマイ香箱のウオームホイールとから構成されるため、電動モーター軸とゼンマイ香箱の支軸とが直交され、上記特許文献１と同様に装置全体の小型化は難しい。

本発明は、こうした従来の課題を解消すべくなされたものであり、その具体的な目的は不要な器材を排除するとともに合理的な設計のもとに、究極的なまでの小型化と軽量化が図られ、しかもエンジン始動装置を搭載したときのエンジン全体の左右の重量バランスが均等になり、更には手動でエンジンを始動させることができる電動式の小型エンジン始動装置を提供することにある。

前述の目的は、本発明の基本構成である、バッテリーにより駆動される小型電動モーターと、該小型電動モーターの動力が高減速機構を介して蓄力方向に駆動伝達される蓄力部と、該蓄力部の蓄力をエンジンのクランク軸に伝達する動力伝達部とを備えたエンジン始動装置であって、前記バッテリーが装置外に配され、前記蓄力部が、ばねと同ばねの一端を支持する回転支持部材とを有し、同回転支持部材の外周には第１歯車が形成され、前記高減速機構の出力軸には第２歯車が固設され、前記第１及び第２歯車が互いに噛合されてなり、前記蓄力部及び前記動力伝達部は同一の第１軸線上に配されるとともに、前記小型電動モーター及び前記高減速機構は前記第１軸線上と平行な同一の第２軸線上に配されてなり、前記小型電動モーターが配される第２軸線は、前記第１軸線より下方にあって、エンジン始動装置が搭載されたときのマフラー側やキャブレター側等の周辺機器を含むエンジン全体の重心と前記クランク軸の軸線とを通る直線上に配されてなることを特徴とするエンジン始動装置により効果的に達成される。

ここで、前記ばねとしてはゼンマイばね又はコイルばねが使われる。ゼンマイばねを使う場合には、前記回転支持部材としてゼンマイ香箱が使われる。また、ばねとしてコイルばねを使う場合には、前記回転支持部材として通常の歯車を使うことができる。前記高減速機構として遊星歯車式減速機構を採用することが好ましく、また同遊星歯車と併用して前記第１及び第２歯車に平歯車を採用することが好ましい。

更に好ましい態様によれば、前記高減速機構の出力軸の軸線上にあって、同出力軸の軸端と係脱でき同出力軸を手動にて回転操作可能な回転操作機構を有している。通常は、前記蓄力部又は動力伝達部の蓄力解放方向の回転を許容するが、前記回転操作機構を有している場合には、電動モーターの不作動時に同回転機構から手を離したとしても蓄力部に蓄力されたバネ力が解放されないように、前記蓄力解放方向の回転を阻止する回転阻止手段を前記蓄力部又は動力伝達部に配するようにするとよい。また、前記動力伝達部が上記クランク軸と断接手段を介して連結される起動プーリーを有する場合には、前記回転阻止手段を、前記動力伝達部の構成部材の一部である起動プーリーの外周に形成された複数のラチェット歯と、同ラチェット歯に係脱する係脱部材とから構成することが好ましい。

作用効果

本発明によれば、始動装置に一体化される構成機器を必要最小限に止めるため、リコイル式駆動部を排除するとともにバッテリーを装置外に配し、同時に装置内に収容する構成機器の配置を最も合理的に設計する。また、電動モーターが駆動できなくなる場合も想定して、そうした緊急時における手動によるエンジン始動をも可能にしている。その結果、装置全体が大幅に小型化できると同時に、上記特許文献１〜４がもつ様々な課題をなくすべく、電動モーターや減速機構として超小型化されたものを採用することは当然として、従来では装置内に組み込まれている、例えばバッテリーやリコイル式駆動部などの機器類を排除して軽量化することに加えて、装置全体を小型化すると同時に、このエンジン始動装置を搭載したエンジンに組み込まれる各種作業機の操作時におけるエンジン部の左右の重量バランスがとれる最も合理的な配置設計を採用している。

すなわち、バッテリー及び始動スイッチなどは始動装置に装備せずに、例えばこれらを作業機の操作部であるハンドル上に配するようにし、同時に蓄力部、動力伝達部及びクランク軸の共通する回転軸線である第１軸線と電動モーター及び減速機構の回転軸線である第２軸線とを平行に配しているため、始動装置の軸線方向及び軸線に直交する幅方向の寸法を短くできて、それらの機器の配設空間をも可能な限り小さくすることができる。一方、エンジンには例えばマフラー側やキャブレター側等の補器がエンジン本体の左右に振り分けられて一体に取り付けられている。前記マフラー側やキャブレター側はそれぞれの重心位置が異なるだけでなく、重量もキャブレター側の方がマフラー側よりも高くなっている。一方、エンジン本体は略対称形であってその重心位置は、左右に２分する垂直線上にある。

そのため、エンジン全体の重心位置はクランク軸を中心としてキャブレター側側に僅かにずれて存在するようになる。その結果、クランク軸線上にてエンジンを支持すると、前後方向の重心位置を無視した場合、重心とクランク軸とを結ぶ直線が垂直線となるように、エンジンには常にクランク軸を中心として左右の一方に僅かに傾かせる回転トルクが働く。この回転トルクを零とするには、理想的にはエンジン始動装置を搭載したときの重心位置がエンジン本体を左右に２分する垂直線上にくるようにするとともに、同垂直線上にクランク軸の軸中心がくるようにすればよい。しかしながら、こうした理想的な配置は、例えばエンジン始動装置の設置空間に様々な制約を受けるため実現は極めて難しい。

そこで、本発明では前記小型電動モーターが配される第２軸線を、前記クランク軸の軸線より下方にあって、エンジン始動装置が搭載されたときのマフラー側やキャブレター側等の周辺機器を含むエンジン全体の重心と前記クランク軸の軸線とを通る直線上に配するようにしている。本発明に係る電動式のエンジン始動装置は左右対称形であり、その重心位置もエンジン始動装置を左右に２分する第１及び第２軸線を含む垂直線上にある。従って、前述のように小型電動モーターを配することにより、エンジン始動装置を搭載したときのエンジン全体の重心位置は前記直線側へと移動する。このことは、始動装置を搭載したときのエンジン全体の左右のバランスが向上することで、手に捩じれ方向の力が殆ど作用せず、アンバランスに基づく作業機操作中に生じる疲労感が蓄積されることがなく、安定した作業を長時間続けることができるようになる。勿論、機器点数が少なくなるだけ、更なる小型軽量化が実現される。

前記高減速機構として遊星歯車式減速機構を採用する場合には、その入力部の軸線と出力軸の軸線（第２軸線）とを一致させることができ、これを上記第１軸線と平行に配し、同時に上記第１及び第２歯車を平歯車として蓄力部の第１歯車と減速機構の前記第２歯車とを噛合させるようにすれば、第１及び第２軸線が同一平面上に配されるようになり、機器類の専有空間を最も小さくすることができる。また、同時に緊急時の上記回転操作機構を、例えば上記減速機構の出力軸の軸端部に設けられた脱着部と、その軸線上に出し入れでき前記軸端部の脱着部と係脱する回転操作部材とから構成すれば、殊更に手動クランクにより回転するラチェットホイールやリコイル方式の駆動機構を設ける必要がなく、装置の小型化に大きく貢献する。

前記高減速機構としての遊星歯車式減速機構は小型化が容易であり、またその減速比も本発明の場合、第一歯車を併用することで、上記特許文献２のごとく１／２５０〜１／３００のように大きく取らずに、せいぜい１／５０程度とすればエンジンの始動時間、すなわち蓄力部が所要の蓄力に達する時間が短くて済むようになる。

前記回転阻止手段として、上述のように例えば遠心クラッチなどの断接手段を介して連結される起動プーリーの外周に形成された複数のラチェット歯と、同ラチェット歯に係脱する係脱部材との組合わせであれば、回転阻止手段の操作が確実に且つ容易に行えるようになる。また、同じく上記回転操作機構を、上記高減速機構の出力軸の軸端部に設けられた脱着部と、その軸線上に出し入れでき前記軸端部の脱着部と係脱する回転操作部材とから構成すれば、装置の外から前記軸端部の脱着部に向けて同回転操作部材を装置内に差し入れることができるように設計でき、その先端を前記軸端部の脱着部に係着し、回転操作部材を蓄力部の蓄力方向に回転させることによって、高減速機構の出力軸が回転して蓄力部に蓄力する。このとき、電動モーターも同時に回転するが、高減速比とされているため僅かな回転であり且つその回転トルクも小さく、手動によっても高減速機構の出力軸を容易に回転できる。

かかる構成により、通常時のエンジン始動は、電動モーターを始動させることにより、高減速機構及び第２歯車を介して、蓄力部を蓄力方向に回転させ、蓄力がエンジンを始動させるに十分な最大負荷を越えると、自動的にエンジンを始動させる。いま、仮にバッテリーが上がってしまい電動モーターが作動しなくなったようなときは、減速機構の出力軸の軸を回転操作機構を使って手動操作しても、前記蓄力部に蓄力がなされ、その蓄力がエンジンの最大負荷を越えたときエンジンが始動する。このとき、蓄力部又は動力伝達部に、一方向の回転阻止手段を設けておけば、回転操作機構を操作したとき、前記蓄力部又は動力伝達部の蓄力解放方向の回転を阻止しながら高減速機構の出力軸を蓄力部の蓄力方向に回転させて、蓄力部に所要の蓄力がなされるようになる。ここで所要の蓄力がなされたら、前記回転操作機構の連結を外すとともに、前記回転阻止手段を解放側に操作して、蓄力部又は動力伝達部の回転を許容する。この許容と同時に蓄力部の蓄力が解放されてエンジンを始動させる。

以下に添付の図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明の実施例１を示す電動式のエンジン始動装置と内燃エンジンとの組立時における分解図である。図２〜図５は、同実施例１における前記エンジン始動装置の各構成部材の配置及び構造を示す説明図である。本発明のエンジン始動装置１００は、小型空冷式２サイクルガソリンエンジン等に適用され、同始動装置１００はその内燃エンジン１０のクランク軸１１の入力端部に近接して配置される。

このエンジン始動装置１００は、蓄力部１１０と動力伝達部１２０と電動式駆動部１３０とからなり、これらの蓄力部１１０、動力伝達部１２０及び電動式駆動部１３０は一体に組み立てられて、単一のケース１４０に収容される。このケース１４０は、上半部が蓄力部１１０と動力伝達部１２０とを収容する方形状を呈する第１空間Ａと、下半部が駆動部１３０を収容する下端に向けて漸次幅狭となる逆三角形状を呈する第２空間Ｂとを有し、エンジン側と反エンジン側の第１及び第２ケース体１４０ａ，１４０ｂの半割り構造とされている。

エンジン側の第１ケース体１４０ａの上半部は略方形の窓部１４１とされ、下半部の中央部には上記電動式駆動部１３０の構成部材の一つである後述する高減速機構１３２を嵌挿支持する減速機構嵌挿孔１４２が形成されている。前記方形窓部１４１の四隅内側には第１ケース体１４０ａをエンジン１０に固設するためボルト挿通孔１４３が形成され、また前記方形窓部１４１の枠部の上二隅と下二隅の下方との４箇所に上記第２ケース体１４０ｂと結合するためのネジ孔１４４が形成されている。一方、反エンジン側の前記第２ケース体１４０ｂの第１空間Ａを形成する底部内壁面の中央にはエンジン方向に向けて軸部１４５が突設されており、同軸部１４５の垂直下方にあって前記第２空間Ｂを形成する背壁部の前記減速機構嵌挿孔１４２の中心に対応する部位には内部空間と連通するレンチ挿入孔１４６が形成されている。また、前記第１ケース体１４０ａのネジ孔１４４に対応する前記第２ケース体１４０ｂの部位にも、それぞれにボルト挿通孔１４７が形成されている。

上記蓄力部１１０は、図１及び図２に示すとおり、ゼンマイばね１１１とゼンマイ香箱１１２とからなり、ゼンマイ香箱１１２の外周面の軸方向半部には周方向に連続する平歯車１１３が形成されている。また、このゼンマイ香箱１１２の中心には貫通孔１１２ａが形成されるとともに、その貫通孔１１２ａには軸受状のワンウェイクラッチ１１４の外輪が密嵌され、そのワンウェイクラッチ１１４の内輪に前記第２ケース体１４０ｂの上記軸部１４５が圧入固定される。更に、同ゼンマイ香箱１１２のエンジン側には図示せぬゼンマイばね収容空間が形成されており、そのゼンマイばね収容空間の周壁の一部に、前記ゼンマイばね１１１の外側端部１１１ａを係着固定する図示を省略した外側端固定溝が形成されている。

なお本実施例１では、前述のようにゼンマイ香箱１１２を軸受型のワンウェイクラッチ１１４により一方向の回転だけを可能にしているが、このワンウェイクラッチ１１４に代えて、例えば図６に示すように上記ゼンマイ香箱１１２の外周面に上記平歯車１１３とは別のラチェット歯１１５を形成する一方、第２ケース体１４０ｂの一部に前記ラチェット歯１１５と係合するラチェット爪１１６を回動自在に支承させても、同様にゼンマイ香箱１１２に一方向の回転だけを許容させることができる。このとき、前記ラチェット爪１１６は同じく第２ケース体１４０ｂに取り付けられたバネ部材１１７により、常に前記ラチェット歯１１５と係合する方向に付勢されている。この場合、ゼンマイ香箱１１２は通常の平軸受１１８を介して上記軸部１４５に回転可能に支承される。

上記動力伝達部１２０は、図１の一部を拡大して示す図２〜図５に示すように、起動プーリー１２１と同起動プーリー１２１に係脱する係脱部材１２２とから構成される。前記起動プーリー１２１の中心には上記第２ケース体１４０ｂから突出する軸部１４５が遊挿できる遊挿孔１２１ａが形成され、同起動プーリー１２１の反エンジン側の中心部には、図２に示すとおり、前記遊挿孔１２１ａを囲むようにしてゼンマイ香箱１１２に向けて突設するゼンマイばね端固定部１２１ｂが形成されている。このゼンマイばね端固定部１２１ｂには上記ゼンマイばね１１１の内側端部１１１ｂを係着固定する内側端固定溝１２１ｂ' が形成されている。前記軸部１４５の先端部には図示せぬネジ孔が形成されており、組み立てが終了した時点で同ネジ孔に止めネジ１４８がねじ込まれ、蓄力部１１０及び起動プーリー１２１が第２ケース体１４０ｂに収容固定される。前記軸部１４５の軸線が、本発明における第１軸線である。

また、前記起動プーリー１２１のエンジン側中心部には、図５に示すようにエンジン１０のクランク軸１１に一体に取り付けられた図示せぬファンに装着された遠心クラッチ機構の一要素である係合爪１２と係合する周面にラチェット歯１２１ｄを有する係合突部１２１ｃが突設されている。この係合突部１２１ｃは、ゼンマイ香箱１１２が回転してゼンマイばね１１１にバネ力が蓄えられる過程で発生する解放方向のエネルギーを受けながら、エンジンの最大負荷を越えるまでは前記クランク軸１１に装着された係合爪１２と係合して静止しているが、ゼンマイばね１１１に蓄えられた蓄力がエンジンの最大負荷を越えると前記係合爪１２と係合したまま共回りを始め、エンジンを始動させる。エンジン回転が定常状態に入ると、係合爪１２はその遠心力により起動プーリー１２１の前記係合突部１２１ｃとの係合が外れ、エンジン回転は維持される。

更に、前記起動プーリー１２１の外周には所定の間隔をおいてラチェット歯１２３が形成されており、起動プーリー１２１全体がラチェットホイールを構成している。上記係脱部材１２２は、その一端１２２ｂが第１ケース体１４０ａのボス部１４０ａ−１に回転自在に支承され、押し釦１４９によってその先端１２２ａを回動操作させて前記起動プーリー１２１の外周ラチェット歯１２３に係脱させ、同起動プーリー１２１の回転を許容し或いは回転を不能にする。この係脱部材１２２の前記先端１２２ａは、捻じりバネ１５０により、通常のエンジン始動時には前記ラチェット歯１２３から外れる方向に付勢されており、前記一端１２２ｂを前記捻じりバネ１５０の付勢に抗して回転させることにより、初めてその先端１２２ａを前記ラチェット歯１２３に係合させることができる。ここで、係脱部材１２２と起動プーリー１２１のラチェット歯１２３とが、本発明における回転阻止手段に相当する。

本実施例によれば、前記係脱部材１２２の先端１２２ａを付勢に抗して回転させるには、図４及び図５に示すように、第１ケース体１４０ａの周壁部の一部に取り付けた押し釦１４９のピン先端のボール部分１４９ａを係脱部材１２２の先端１２２ａに嵌着してあり、前記押し釦１４９を押し込むことにより前記係脱部材１２２が捻じりバネ１５０の付勢に抗してラチェット歯１２３に向けて回動させる。この押込み操作により、押し釦１４９は図示せぬロック手段によりロックされ、次に押し釦１４９を手前側に引くとロックが解除されて、係脱部材１２２はラチェット歯１２３との係合が外れる方向に回動する。
更に係脱部材１２２は、捻じりバネ１５０の付勢によって、第１ケース体１４０ａの
周壁部に固定される。

上記電動式駆動部１３０は、超小型の直流電動モーター１３１と、同電動モーター１３１の出力軸と結合される高減速機構１３２とからなり、前記電動モーター１３１の高速回転が前記高減速機構１３２を介して減速されて上記ゼンマイ香箱１１２に伝達される。前記高減速機構１３２は、小型の遊星歯車機構１３２ａと同遊星歯車機構１３２ａの出力軸に固着される平歯車１３２ｂとから構成される。前記減速機構１３２として、遊星歯車機構１３２ａと平歯車１３２ｂとを組み合わせて採用しているため、その入力部と出力軸とを本発明の第２軸線となる同一軸線上に配することができ、その軸線を上記第２ケース体１４０ｂからエンジン側に向けて突出する上記軸部１４５と平行に配することを可能にする。このことは、本発明がリコイル機構を完全に排除するとともに、従来は蓄力部１１０及び動力伝達部１２０の下方に配されていたバッテリーをケース１４０外の、例えば作業機の図示せぬ操作ハンドルに配するようにし、その結果、形成される空き空間に上記電動式駆動部１３０を配することにより、上記ケース１４０の軸線方向の長さを短尺にできるとともに、ケース１４０の左右幅をも最小限まで短くすることを可能にしている。

ここで本実施形態では、前記電動式駆動部１３０の軸線を前記軸部１４５の垂直下方に配している。厳密に言えば、電動式駆動部１３０の軸線は前記軸部１４５の軸線を含む鉛直面上から一方に僅かに偏位した位置に配されている。すなわち、電動式駆動部１３０の軸線と前記軸部１４５の軸線とを結んでできる直線Ｌ１は垂直線Ｌ２上ではなく、図３に示すように前記軸部１４５を中心として微小角αだけ回動している。具体的には、エンジン１０自体に対するエンジン始動装置１００の設置姿勢を僅かに傾斜させて、エンジン始動装置１００をエンジン１０に設置している。しかし、図３では前記微小角αを理解をしやすくするため大きめに示しているが、実際には視覚で認識できないほどの微小な角度である。

ところで、既述したとおり、エンジン１０のクランク軸１１に装着された遠心クラッチ機構の係合爪１２の回転軸線と動力伝達部１２０の起動プーリー１２１の回転中心とが第１軸線上にあって一致している。一方、前記電動式駆動部１３０の軸線（第２軸線）は、空間的余裕があれば前記第１軸線回りの何処にでも配することが可能である。しかし、実際には装置の小型化等を考慮するとき、エンジン始動装置、特にその電動モーターの設置空間は自ずと限られてくる。

一方、エンジン１０にはエンジン本体の他に、図１に示すようにクランク軸１１を挟んで左右対称に、例えばマフラー１５側やキャブレター１６側が配されている。しかるに、マフラー１５側とキャブレター１６側の重心位置が異なることから、エンジン１０の全体としての重心位置も、エンジン本体の重心位置からキャブレター１６側に僅かに偏位している。この僅かな重心位置の移動は、作業機などを持って作業するときにはエンジンを重心の垂直下方（重力方向）に向けるように回転トルクが発生し、常に操作の手元が捩じられるような力を受ける。作業中は、この力に抗してエンジンの作業姿勢を維持しようとするため、疲労感が大きく、その疲労の蓄積によって長時間の作業が難しくなる。他方、本発明のエンジン始動装置１００は、上述のように僅かな違いはあるものの左右対称の形状と構造とを有しているため重心位置はほぼ左右を２分する垂直線上にあると考えてよい。

本実施例によれば、上述のように電動式駆動部１３０の軸線（第２軸線）を前記軸部１４５の軸線（第１軸線）の垂直下方に平行に配している。このように小型電動モーター１３１を配することにより、エンジン始動装置１００を搭載したときのエンジン全体の重心位置はクランク軸１１の軸中心と電動モーター１３１の軸中心とを結ぶ直線側へと移動するとともに、エンジン始動装置１００を搭載していないときのエンジン１の重心位置よりも下方に移動する。そのため、エンジン始動装置１００を搭載したときのエンジン全体の左右のバランスが向上し、作業時に手元が捩じられるような回転トルクの発生が殆どなくなり、アンバランスに基づく作業機操作中に生じる疲労感も少なくすることができるようになる。

本実施例による前記遊星歯車機構１３２ａは、リング状の太陽歯車である第１〜第３の内歯歯車１３２ａ−１〜１３２ａ−３を備えており、その遊星歯車機構１３２ａが上記電動部収容ケース１３４に上記電動モーター１３１と共に収容固定されるようになっている。すなわち、前記第１及び第３の内歯歯車１３２ａ−１，１３２ａ−３の外周面には回転軸と平行に延びる複数本の突条１３２ａ' −１，１３２ａ' −３が突設されており、前記電動部収容ケース１３４の内周面には前記突条１３２ａ' −１，１３２ａ' −３の対応した位置に軸線に平行に延び、前記突条１３２ａ' −１，１３２ａ' −３が嵌着する嵌着溝１３４ａ−１が同数形成されている。

本実施例では、前記電動部収容ケース１３４はエンジン側の反対側が開口する有底円筒体からなり、円筒状本体１３４ａと底部１３４ｂとに２分割されている。各円筒状本体１３４ａ及び底部１３４ｂの前記嵌着溝１３４ａ−１が形成されている外周面部分には、軸線に平行に延びる突条１３４ｃ，１３４ｄが突設されており、底部１３４ｂの突条１３４ｄにはネジ孔が形成され、円筒状本体１３４ａの突条１３４ｃにはボルト挿通孔が形成されている。かかる構成を備えた電動部収容ケース１３４の前記嵌着溝１３４ａに、前記遊星歯車機構１３２ａの上記突条１３２ａ' −１，１３２ａ' −３を嵌着させて、電動モーター１３１及び遊星歯車機構１３２ａが収容固定される。電動モーター１３１及び遊星歯車機構１３２ａを収容した電動部収容ケース１３４は、第１ケース体１４０ａに形成された上記電動部密嵌孔１４２に密嵌されて支持される。このとき、前記電動部収容ケース１３４に収容された電動モーター１３１及び遊星歯車機構１３２ａは、同遊星歯車機構１３２ａの出力軸を外部に露呈して固定フレーム１３５により、図示せぬボルトとナットを介して締結固定される。こうして電動部収容ケース１３４に収容固定された前記遊星歯車機構１３２ａの出力軸の先端には上記平歯車１３２ａが固設される。

本実施例によれば、小型電動モーター１３１とゼンマイ香箱１１２との間の減速比を１／５０に設定している。また、前記遊星歯車機構１３２ａの出力軸に固着される平歯車１３２ｂと上記ゼンマイ香箱１１２の外周に形成される平歯車１１３との減速比は１／２. ５と設定されている。そのため、前記遊星歯車機構１３２ａの減速比は1 ／２０に設定される。前記遊星歯車機構１３２ａの出力軸１３３、すなわち前記平歯車１３２ｂの支軸軸端には図示せぬ例えば六角レンチと係合できる係合部１３３ａが形成されており、その軸線上に上記第２ケース体１４０ｂの背壁部に形成されたレンチ挿入孔１４６の中心を位置させている。

さて、以上のように構成された本実施形態による構成部材をケース１４０に収容して組み立てるには、第２ケース体１４０ａの上記軸部１４５をワンウェイクラッチ１１４を密嵌したゼンマイ香箱１１２の貫通孔１１２ａに圧入固定する。このとき、ゼンマイ香箱１１２のゼンマイばね収容空間の周壁に形成された図示せぬ外側端固定溝にゼンマイばね１１１の外側端部が係着固定されている。次いで、上記起動プーリー１２１の中心部に形成された上記ゼンマイばね端固定部１２１ｂの内側端固定溝１２１ｂ' に前記ゼンマイばね１１１の内側端部を係着固定する。続いて、同ゼンマイばね端固定部１２１ｂを貫通する上記遊挿孔１２１ａに、前記第２ケース体１４０ａの上記軸部１４５を遊挿したのち、前記軸部１４５の先端部のネジ孔に留めネジ１４７をねじ込んで、前記ゼンマイ香箱１と起動プーリー１２１とを第２ケース体１４０ｂに収容組付けが終了する。

一方、上記電動式駆動部１３０のケース１４０への組み付けるにあたっては、上記電動モーター１３１と、減速機構１３２の遊星歯車機構１３２ａ及び平歯車１３２ｂとが予め組付けられて組立体とされている。この組立体の前記遊星歯車機構１３２ａの外周面に形成された上記突条１３２ａ' −１，１３２ａ' −３を、第１ケース体１４０ａに形成された上記減速機構嵌挿孔１４２の内面嵌着溝１４２ａに嵌着して固定支持させる。このあとで、第１ケース体１４０ａの方形窓部１４１の四隅に形成された４個のボルト挿通孔１４３を介してボルト１４をもってクランクケース１３に締結する。このとき同時に、電動モーター１３１をクランクケース１３の所定の位置に位置決めして固設する。

こうして、第１ケース体１４０ａを電動式駆動部１３０とともにクランクケース１３に固設したのち、第２ケース体１４０ｂのネジ挿通孔１４７を介してボルト１４を第１ケース体１４０ａのネジ孔１４４にねじ込み、上述のように蓄力部１１０及び動力伝達部１２０が組付けられた第２ケース体１４０ｂを前記第１ケース体１４０a に固設一体化する。第１ケース体１４０ａに第２ケース体１４０ｂを固設するとき、前記係脱部材１２２の回動他端１２２ｃを前記起動プーリー１２１の外周ラチェット歯１２３に係着させる。係脱部材１２２を、ボス部１４０ａ−１に枢支させるとき、捩りバネ１５０によって、同係脱部材１２２の端部１２２ｂを操作しないかぎり、その先端１２２ｃが前記ラチェット歯１２３と係合しない方向に付勢させる。

以上の構成を備えた本実施形態による電動式のエンジン始動装置１００は、既述したとおりケース１４０には、従来のごとくリコイル式駆動部もバッテリーも排除して、蓄力部１１０のゼンマイばね１１１を収容したゼンマイ香箱１１２と動力伝達部１２０の起動プーリー１２１とが同一軸部１４５に支持され、その軸部１４５の垂直下方にあって同軸部１４５と、平行な軸線上に電動式駆動部１３０である電動モーター１３１と減速機構１３２を構成する遊星歯車機構１３２ａ及び平歯車１３２ｂとが配されているに過ぎず、また前記電動モーター１３１及び遊星歯車機構１３２ａに超小型のものが使われているため、ケース１４０に極めてコンパクトに納められ、その結果、ケース１４０自体、すなわち始動装置全体を極めて小型化することができた。

また、バッテリーが充電状態にあるとき、前記始動装置１００によりエンジン１０を始動させるには、例えばハンドル部に設けられたスイッチを入れると電動モーター１３１が駆動回転して、遊星歯車機構１３２ａ及び平歯車１３２ｂをからなる高減速機構１３２により１／５０の減速比でゼンマイ香箱１１２をゼンマイばね１１１の蓄力方向に回転させる。このとき、動力伝達部１２０の起動プーリー１２１には係脱部材１２２が係合しておらず、起動プーリー１２１の係合突部１２１ｃにクランク軸１１に装着された係合爪１２が係合しているに過ぎない。

いま、ゼンマイ香箱１１２が回転しゼンマイばね１１１に蓄力がなされる過程で、ゼンマイばね１１１には蓄力を解放しようとする力が働き、前記係合爪１２を介してクランク軸１１を回転させエンジン１０を圧縮する行程に入るが、前記ゼンマイばね１１１の蓄力がその圧縮行程における最大負荷を越えるに十分な蓄力がなされない間は、クランク軸１１をそれ以上回転させることができない。ゼンマイばね１１１がエンジン１０の圧縮行程における最大負荷を越える蓄力がなされると、ゼンマイばね１１１の蓄力を解放する方向の力が勝り、起動プーリー１２１が係合爪１２を介してクランク軸１１を回転させてエンジン１０が点火され運転が開始される。エンジン１０の回転が定常に入ると、その遠心力により前記係合爪１２が起動プーリー１２１の係合突部１２１ｃとの係合が外れ、エンジンの回転が続けられる。このときのエンジン１０の始動に要する時間は、上記減速機構の減速比を１／５０と比較的小さく設定されているため、僅かであり自動車などにおける通常のセルスタータによる始動時間と殆ど変わることがない。

以上はエンジン始動装置１００が正常にあるときの始動手順を述べたものであるが、本発明によれば、何らかの原因でバッテリーが上がってしまい、或いはモーター自体の故障により、電動モーター１３１を駆動回転させることができなくなったときには、手動にてエンジン１０を始動させることができる。本実施形態によれば、前述のような緊急時には、まず上記押し釦１４９を押して係脱部材１２２を付勢に抗して起動プーリー１２１のラチェット歯１２３に係合させる。この係合を確認してから、図示せぬ例えば六角レンチをケース１４０の背面部に形成されたレンチ挿入孔１４６に差し入れて、上記減速機構１３２の出力軸１３３の軸端に形成された係合部１３３ａに係合させる。次いで、六角レンチを回転させることにより、減速機構１３２の平歯車１３２ｂを回転させて、ゼンマイ香箱１１２を蓄力方向に回転させる。このとき、前記小型電動モーター１３１も僅かに回転することになる。このときの六角レンチの回転操作は手動で行うが、前記小型電動モーター１３１とゼンマイ香箱１１２との間には減速機構１３２が介装されているため、前記小型電動モーター１３１の回転トルクは僅かであって操作に支障はない。

このレンチ操作時には、上述のように係脱部材１２２を起動プーリー１２１に係合させているため、同起動プーリー１２１とクランク軸１１との間には力が全く伝達されない状態にある。その結果、レンチ操作はゼンマイばね１１１に十分な蓄力がなされるまで、安心して且つ専念して行うことができる。こうしてゼンマイばね１１１にエンジンを始動させるに十分な蓄力がなされると、六角レンチを平歯車１３２ｂの支軸端との係合を外してケース１４０の上記レンチ挿入孔１４６から抜き取り、押し釦１４９を押して係脱部材１２２を起動プーリー１２１のラチェット歯１２３から外す。このときゼンマイばね１１１にはエンジン１０を始動させるに十分な蓄力がなされているため、前記係合を外した瞬間にエンジンは回転を開始する。

上記蓄力部１１０は、図１及び図２に示すとおり、ゼンマイばね１１１とゼンマイ香箱１１２とからなり、ゼンマイ香箱１１２の外周面の半部には周方向に連続する平歯車１１３が形成されている。また、このゼンマイ香箱１１２の中心には貫通孔１１２ａが形成されるとともに、その貫通孔１１２ａには軸受型のワンウェイクラッチ１１４の外輪が密嵌され、そのワンウェイクラッチ１１４の内輪に前記第２ケース体１４０ｂの上記軸部１４５が遊挿固定される。更に、同ゼンマイ香箱１１２のエンジン側には図示せぬゼンマイばね収容空間が形成されており、そのゼンマイばね収容空間の周壁の一部に、前記ゼンマイばね１１１の外側端部１１１ａを係着固定する図示せぬ外側端固定溝が形成されている。

図７は、本発明の実施例２に係るエンジン始動装置とエンジンの組立時における分解図を示しており、図８は前記エンジン始動装置の主要部を拡大して示す分解図、図９は駆動プーリーに対する係脱手段の係合状態を示す背面図、図１０は同係脱手段の非係合状態を示す背面図、図１１は前記駆動プーリーを前面から見た斜視図である。この実施例２にあって上記実施例１と異なるところは、図１からも明らかなように蓄力部２１０と動力伝達部２２０であり、その他のエンジン１０、ケース１４０及び電動式駆動部１３０の構成は上記実施例１と変わるところがない。そのため、蓄力部２１０と動力伝達部２２０以外の構成部材に関しては同一符号を付しており、その名称も変えていない。

従って、以下の説明では蓄力部２１０と動力伝達部２２０とを中心に、図２を参照して具体的に説明することとする。
本実施例２による前記蓄力部２１０は図７及び図８に示すとおり、コイルばね１１１とコイルばね端支持歯車２１２とからなり、コイルばね端支持歯車２１２の外周面の半部には周方向に連続する平歯車２１３が形成されている。また、このコイルばね端支持歯車２１２の中心には貫通孔２１２ａが形成されるとともに、その貫通孔２１２ａには軸受型のワンウェイクラッチ２１４の外輪が密嵌され、そのワンウェイクラッチ２１４の内輪に上記第２ケース体１４０ｂの上記軸部１４５が圧入固定される。更に、同コイルばね端支持歯車２１２のエンジン側の一部に、前記コイルばね２１１の一端部２１１ａを係着固定する図示せぬ外側端固定孔部が形成されている。

なお、本実施例２にあっても、前述のようにコイルばね端支持歯車２１２を軸受型のワンウェイクラッチ１１４を介して一方向の回転だけを許容するようにしているが、上記実施例１と同様に、前記ワンウェイクラッチ２１４に代えて、例えば図１２に示すように上記コイルばね端支持歯車２１２の外周面に上記平歯車２１３とは別のラチェット歯２１５を形成する一方、第２ケース体１４０ｂの一部に前記ラチェット歯２１５と係合するラチェット爪２１６を設けても、同様にコイルばね端支持歯車２１２に一方向の回転だけを許容させることができる。このとき、前記ラチェット爪２１６は同じく第２ケース体１４０ｂに取り付けられたバネ部材２１７により、常に前記ラチェット歯２１５と係合する方向に付勢されている。この場合も、上記実施例１と同様にコイルばね端支持歯車２１２は通常の平軸受２１８を介して上記第２ケース体１４０ｂの軸部１４５に回転可能に支承される。

一方、上記動力伝達部２２０は、図８〜図１１に示すように、起動プーリー２２１と同起動プーリ２２１に係脱する係脱部材１２２とから構成される。前記起動プーリー２２１の中心部には上記第２ケース体１４０ｂから突出する軸部１４５が遊挿できる遊挿孔２２１ａが形成されるとともに、同起動プーリー２２１の反エンジン側の中心部には、図２に示すとおり、前記遊挿孔２２１ａを囲むようにしてコイルばね端支持歯車２１２に向けて突設するゼンマイばね端固定部２２１ｂが形成されている。このコイルばね端固定部２２１ｂには上記コイルばね２１１の他端部２１１ｂを係着して支持する係着部２２１ｂ' が形成され、前記他端部２１１ｂを係着支持する。本実施例２にあっても前記軸部１４５の軸線が本発明の第１軸線となる。

また、前記起動プーリー２２１のエンジン側中心部には、上記実施例１と同様に、図１１に示すようにエンジン１０のクランク軸１１に固設された図示せぬファンに装着された遠心クラッチ機構の一要素である係合爪１２と係合する周面にラチェット歯２２１ｄを有する係合突部２２１ｃが突設されている。この係合突部２２１ｃは、コイルばね端支持歯車２１２が回転してコイルばね２１１にバネ力が蓄えられる過程で発生する解放方向のエネルギーを受けながら、エンジンの最大負荷を越えるまでは前記クランク軸１１に装着された係合爪１２と係合して静止しているが、コイルばね２１１に蓄えられた蓄力がエンジンの最大負荷を越えると前記係合爪１２と係合したまま共回りを始め、エンジンを始動させる。エンジン回転が定常状態に入ると、その遠心力により係合爪１２は起動プーリー２２１の前記係合突部２２１ｃとの係合が外れ、エンジン回転が続けられる。

更に、前記起動プーリー２２１の外周には所定の間隔をおいてラチェット歯１２３が形成されており、起動プーリー２２１全体がラチェットホイールを構成している。上記係脱部材１２２は、その一端１２２ｂが第１ケース体１４０ａのボス部１４０ａ−１に回転自在に支承され、押し釦１４９によってその先端１２２ａを回動操作させて前記起動プーリー２２１の外周ラチェット歯２２３に係脱させ、同起動プーリー２２１の回転を許容し或いは回転を不能にする。この係脱部材１２２の前記先端１２２ａは、捻じりバネ１５０により、通常のエンジン始動時には前記ラチェット歯１２３から外れる方向に付勢されており、前記一端１２２ｂを前記捻じりバネ１５０の付勢に抗して回転させることにより、初めてその先端１２２ａを前記ラチェット歯１２３に係合させることができる。ここで、係脱部材１２２と起動プーリー２２１のラチェット歯２２３とが、本発明における回転阻止手段に相当する。この係脱部材１２２の操作及び動作は上記実施例１と同様であるため、その説明は省略する。

さて、以上のように構成された本実施例２による電動式のエンジン始動装置１００も、ケース１４０からは従来のようなリコイル式駆動部もバッテリーも排除されており、蓄力部２１０のコイルばね２１１を収容したコイルばね端支持歯車２１２と動力伝達部１２０の起動プーリー２２１とが同一軸部１４５に支持され、その軸部１４５の垂直下方にあって同軸部１４５と平行な軸線（第２軸線）上に電動式駆動部１３０である電動モーター１３１と減速機構１３２を構成する遊星歯車機構１３２ａ及び平歯車１３２ｂとを配することができ、また前記電動モーター１３１及び遊星歯車機構１３２ａに超小型のものが使われるため、ケース１４０に極めてコンパクトに納められ、その結果、この実施例２にあっても始動装置全体を極めて小型化することができる。

また、前述のような電動モーター１３１の配置により、上記実施例２と同様に、エンジン始動装置１００を搭載したときのエンジン全体の重心位置はクランク軸１１の軸中心と電動モーター１３１の軸中心とを結ぶ直線側へと移動するとともに、エンジン始動装置１００を搭載していないときのエンジン１の重心位置よりも下方に移動する。そのため、エンジン始動装置１００を搭載したときのエンジン全体の左右のバランスが向上するとともに重心位置が低くなり、作業時に手元が捩じられるような回転トルクの発生が殆どなくなり、アンバランスに基づく作業機操作中に生じる疲労感も少なくなって、安定した作業を長時間続けることができるようになる。

バッテリーが充電状態にあるときの、前記始動装置１００によるエンジン１０の始動も、例えばハンドル部に設けられたスイッチを入れるだけで簡単にエンジン１０を始動指せることができる。しかし、何らかの原因でバッテリーが上がってしまい、或いはモーター自体の故障により、電動モーター１３１を駆動回転させることができなくなったときには、手動にてエンジン１０を始動させることができる。本実施形態によれば、前述のような緊急時には、まず上記押し釦１４９を押して係脱部材１２２を付勢に抗して起動プーリー２２１のラチェット歯２２３に係合させる。この係合を確認してから、図示せぬ例えば六角レンチをケース１４０の背面部に形成されたレンチ挿入孔１４６に差し入れて、上記減速機構１３２の出力軸１３３の軸端に形成された係合部１３３ａに係合させる。次いで、六角レンチを回転させることにより、減速機構１３２の平歯車１３２ｂを回転させて、コイルばね端支持歯車２１２を蓄力方向に回転させる。このとき、前記小型電動モーター１３１も僅かに回転することになる。このときの六角レンチの回転操作は手動で行うが、前記小型電動モーター１３１とコイルばね端支持歯車２１２との間には高減速機構１３２が介装されているため、前記小型電動モーター１３１の回転トルクは僅かであって操作に支障はない。

このレンチ操作時には、上述のように係脱部材１２２を起動プーリー２２１に係合させているため、同起動プーリー２２１とクランク軸１１との間には力が全く伝達されない状態にある。その結果、レンチ操作はコイルばね２１１に十分な蓄力がなされるまで、安心して且つ専念して行うことができる。こうしてコイルばね２１１にエンジンを始動させるに十分な蓄力がなされると、六角レンチを平歯車１３２ｂの支軸端との係合を外してケース１４０の上記レンチ挿入孔１４６から抜き取り、押し釦１４９を押して係脱部材１２２を起動プーリー２２１のラチェット歯２２３から外す。このときコイルばね２１１にはエンジン１０を始動させるに十分な蓄力がなされているため、前記係合を外した瞬間にエンジンは回転を開始する。

以上の説明からも明らかなように、本発明の電動式エンジン始動装置によると、バッテリーを装置外に配するとともに従来から公知のリコイル式駆動部を排除し、同時に合理的な作動部材の配置により、装置全体が極めて小型化される上に軽量化が実現でき、しかも従来の電動式エンジン始動装置と同様に、電動モーターが駆動できなくなった場合には、手動操作で手軽に且つ安全にエンジンを始動させることができる。更に、本発明にあってはエンジンにエンジン始動装置を搭載するときの電動モーターの配置を、エンジン始動装置を搭載したときのエンジン全体の重心位置を考慮して決めているため、始動装置付きエンジンの左右のバランスがよくなり、作業機などの操作中に手元が捩じられるような感触がなく、作業中の疲労感が少ない安定した操作が可能となる。

本発明の実施例１である電動式エンジン始動装置とエンジンとの組立時における分解図である。同電動式エンジン始動装置の蓄力部、動力伝達部及び一部電動式駆動部を拡大して示す分解斜視図である。係脱手段が前記動力伝達部に係合状態にあるときの背面側から見た正面図である。係脱手段が前記動力伝達部に非係合状態にあるときの背面側から見た正面図である。動力伝達部の駆動ホイールを前面側から見た斜視図である。実施例１における変形例の要部を拡大して示す分解斜視図である。本発明の実施例２である電動式エンジン始動装置とエンジンとの組立時における分解図である。同電動式エンジン始動装置の蓄力部、動力伝達部及び一部電動式駆動部を拡大して示す分解斜視図である。係脱手段が前記動力伝達部に係合状態にあるときの背面側から見た正面図である。係脱手段が前記動力伝達部に非係合状態にあるときの背面側から見た正面図である。動力伝達部の駆動ホイールを前面側から見た斜視図である。実施例２における変形例の要部を拡大して示す分解斜視図である。

符号の説明

１０エンジン
１１クランク軸
１２係合爪
１３クランクケース
１４ボルト
１５マフラー
１６キャブレター
１００エンジン始動装置
１１０蓄力部
１１１ゼンマイばね
１１１ａ外側端部
１１１ｂ内側端部
１１２ゼンマイ香箱
１１２ａ貫通孔
１１３外周平歯車
１１４ワンウェイクラッチ
１１５ラチェット歯
１１６ラチェット爪
１１７ばね
１１８平軸受
１２０動力伝達部
１２１起動プーリー
１２１ａ軸部遊挿孔
１２１ｂゼンマイばね端固定部
１２１ｂ' 内側端固定溝
１２１ｃ係合突部
１２２係脱部材
１２２ａ先端
１２２ｂ一端
１２３ラチェット歯
１３０電動起動部
１３１超小型電動モーター
１３２高減速機構
１３２ａ遊星歯車機構
１３２ｂ平歯車
１３２ａ−１〜１３２ａ−３第１〜第３の内歯歯車
132a'-1 ，132a'-3 突条
１３３出力軸
１３３ａ係合部
１３４電動部収容ケース
１３４ａ−１嵌着溝
１３４ａ円筒部本体
１３４ｂ底部
１３４ｃ，１３４ｄ突条
１３５固定フレーム
１４０ケース
１４０ａ（エンジン側の）第１ケース体
１４０ｂ（反エンジン側の）第２ケース体
１４１窓部
１４２電動部密嵌孔
１４３，１４７ボルト挿通孔
１４４ネジ孔
１４５軸部
１４６レンチ挿通孔
１４９押し釦
１４９ａボール部分
１５０捻りバネ
２１０蓄力部
２１１コイルばね
２１１ａ一端部
２１１ｂ他端部
２１２コイルばね一端支持歯車
２１２ａ貫通孔
２１３外周平歯車
２１４ワンウェイクラッチ
２１５ラチェット歯
２１６ラチェット爪
２１７ばね
２１８平軸受
２２０動力伝達部
２２１起動プーリー
２２１ａ軸部遊挿孔
２２１ｂコイルばね端固定部
２２１ｂ' 係着部
２２２係脱部材
２２２ａ先端
２２２ｂ一端
２２３ラチェット歯

Claims

バッテリーにより駆動される小型電動モーターと、該小型電動モーターの動力が高減速機構を介して蓄力方向に駆動伝達される蓄力部と、該蓄力部の蓄力をエンジンのクランク軸に伝達する動力伝達部とを備えたエンジン始動装置であって、
前記バッテリーが装置外に配され、
前記蓄力部が、ばねと同ばねの一端を支持する回転支持部材とを有し、同回転支持部材外周には第１歯車が形成され、
前記高減速機構の出力軸には第２歯車が固設され、
前記第１及び第２歯車が互いに噛合されてなり、
前記蓄力部、前記動力伝達部及び前記クランク軸は同一の第１軸線上に配されるとともに、前記小型電動モーター及び前記高減速機構は前記第１軸線上と平行な同一の第２軸線上に配されてなり、
前記小型電動モーターが配される第２軸線は、前記第１軸線より下方にあって、エンジン始動装置が搭載されたときのマフラー側やキャブレター側等の周辺機器を含むエンジン全体の重心と前記クランク軸の軸線とを通る直線上に配されてなる、
ことを特徴とするエンジン始動装置。
前記高減速機構が遊星歯車式減速機構を有してなる請求項１記載のエンジン始動装置。
前記ばねがゼンマイばねであり、前記回転支持部材がゼンマイ香箱である請求項１又は２に記載のエンジン始動装置。
前記ばねがコイルばねであり、前記回転支持部材が歯車である請求項１又は２に記載のエンジン始動装置。
前記回転支持部材が一方向性の回転手段を有してなる請求項１〜４のいずれかに記載のエンジン始動装置。
前記第１及び第２歯車が平歯車である請求項１又は２に記載のエンジン始動装置。
前記高減速機構の出力軸側の軸線上にあって、同出力軸の軸端に脱脱でき同出力軸を手動にて回転操作可能な回転操作機構を有してなる請求項１又は２記載のエンジン始動装置。
前記蓄力部又は動力伝達部に配され、通常は前記蓄力部又は動力伝達部の蓄力解放方向の回転を許容するが、電動モーターの不作動時には前記蓄力解放方向の回転を阻止する回転阻止手段を有してなる請求項１又は７記載のエンジン始動装置。
前記動力伝達部が上記クランク軸と断接手段を介して連結される起動プーリーを有し、上記回転阻止手段が、前記起動プーリーの外周に形成された複数のラチェット歯と、同ラチェット歯に係脱する係脱部材とを有してなる請求項８記載のエンジン始動装置。