JP2573340B2

JP2573340B2 - 汎用ガソリンエンジンの渦巻バネ式始動装置

Info

Publication number: JP2573340B2
Application number: JP63294600A
Authority: JP
Inventors: 立二森島; 勝敏浅井; 龍太郎福元; 完次磯道
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1988-11-24
Filing date: 1988-11-24
Publication date: 1997-01-22
Anticipated expiration: 2012-01-22
Also published as: JPH02146260A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、セルスタータなどの自動始動装置に替るエ
ンジンの渦巻バネ式始動装置に関する。

〔従来の技術〕

小形エンジンのリール式始動装置に替る省人力型始動
装置として、本出願人は渦巻バネをエネルギー蓄力器と
した始動装置を、特願昭63−10860号として出願した。
また、渦巻バネの回転駆動軸に着脱可能に係合する手動
クランクを有する始動装置を実願昭63−87945号として
出願した。

（１）特願昭63−10860号発明の概要を第15図を参照し
て説明する。

第15図に於て、始動装置を構成する部品は、フレーム
A26とフレームB27にまとめられ、フレームA26によりエ
ンジン１に取り付けられる。

フレームB27には、蓄力バネ11の駆動源であるDCモー
タ25、減速用歯車23,21および高減速比の遊星歯車減速
機16、軸18、玉軸受20が組み付けられており、前記遊星
歯車減速機16の構成部品の出力軸16−５に固定されたバ
ネ蓄力箱10を駆動する。

バネ蓄力箱10は、フレームA26と玉軸受９を介して軸1
2および軸12のバネ蓄力箱10側にあって、その回転中心
部に設けた玉軸受13および前記遊星歯車減速機16の支持
系を介して軸支される。

軸12のエンジン側には、軸12と回り止めキー８によっ
て固定された始動ラチエツトホイール５およびスタータ
ラチエツトホイール４が組み付けられ、始動ラチエツト
ホイール５は始動ラチエツト６によって回転を阻止され
る。スタータラチエツトホイール４は、その凸出部35に
より、発電機用回転磁極組立３に設けたスタータ爪３−
４と係合する。

バネ蓄力箱10の回転制御は、ラチエツト組立14の部品
であるラチエツト爪14−１と、バネ蓄力箱10の外周部に
設けた歯部36との係合により行なわれる。

始動ラチエツトホイール５と始動ラチエツト６の係合
状態は、始動ラチエツトホイール５の外周に設けた凹部
37とこれと始動ラチエツト６がかみ合っており、ラチエ
ツト６の係合を解除するとラチエツトホイール５は回転
自在となる。

板状蓄力バネ11の両端は、バネ蓄力箱10の周壁と軸12
に設けた溝により固定される。

今、始動ラチエツトホイール５の回転を始動ラチエツ
ト６によりロツクし、バネ蓄力箱10を時計方向に回転す
れば、板バネ11は軸12に巻き付いて蓄力される。

また蓄力した状態で蓄力箱10のＸ方向回転力がなくな
った時は、ラチエツト機構により、板バネ11による巻き
戻し力による蓄力箱10の反時計方向の回転は阻止され
る。

この蓄力状態から始動ラチエツト６を押して、始動ラ
チエツトホイール５のロツクを解除すれば、軸12は板バ
ネ11が巻き込まれた方向に回転し、スタータラチエツト
ホイール４の凸出部35とかみ合う発電用回転磁極組立３
のスタータ爪３−４によって、クランク軸２が板バネ11
の巻き込み方向（時計方向）に回転されエンジン１は始
動する。

この時蓄力箱10の板バネ11の弾力駆動力をDCモータ25
により減速歯車23,21および遊星歯車16によって与えれ
ば、エンジン始動のための動力を得ることができる。エ
ンジン１が始動した後は、スタータ爪３−４は遠心力に
よってスタータラチエツトホイール４との接触が解除さ
れる。

（２）実願昭63−87945号考案の概要を第16図について
説明する。

第16図に於て、渦巻バネ式始動装置の全体構成は、第
15図と同じである。

通常のエンジン運転中は、手動クランク102がさし込
んでなく、軸付き歯車101は、空回りする。

しかし、始動に失敗し、渦巻バネ11の再巻込みを行う
時は、減速ギヤとなる軸付き歯車101に手動クランク102
をさし込み、バネ蓄力箱10を回転させ、渦巻バネ11に蓄
力する。

始動時は、始動ラチエツト６の操作により、渦巻バネ
11に蓄力したエネルギーでスタータ軸12を回転させて、
エンジン１をクランキングして始動に至らしめる。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記渦巻バネ式始動装置に於ては、始動に失敗した場
合には蓄力バネに蓄力する動力源として、外部電源又は
人力を要し省人力型始動装置としては必らずしも十分で
はなく、（１）複数個の始動が行なえること、（２）再始動迄の待ち時間が極力少ないこと、（３）始動のための付属装置が電源部の重量を含めて極
めて軽量であること、等の改善の余地が残されていた。

また従来方式では、ラチエツトレバーでラツチ歯車を
解放して、渦巻バネに蓄力されたエネルギーをエンジン
に放出すると、渦巻バネは無力の状態になり、再びエン
ジンを始動させるためには、モータに通電又は手動で渦
巻バネを巻込む必要があり、エンジン始動時に時間と労
力を要する等の不都合があった。

〔課題を解決するための手段〕

（１）エンジン運転中、エンジンに取付けた発電機を利
用して蓄電池に蓄電する。

特に、ガソリンエンジンなどの火花点火機関は、点火
プラグへ電力を供給する点火電源用発電機を常設してい
るので、この点火電源用発電機を利用して蓄電池に蓄電
する。

（２）蓄電池の電力でDCモータを駆動し、渦巻バネに蓄
力する構成とし蓄電池の電力がある間は連続して渦巻バ
ネに蓄力でき、エンジンのクランキングを可能とする。

（３）蓄電池によりDCモータを駆動し、減速比1/15程度
の減速機を介してエンジンを始動のためクランキングす
るだけでは、従来のセルスタータ方式となり、モータの
電流容量が大きいため、モータの重量バツテリーの重量
も重く可搬性に乏しい。

従って、モータ出力軸から渦巻バネに捩りを与えるバ
ネ蓄力室駆動までの減速比を1/250〜1/300程度の高減速
比とする。

又は、上記（３）の高減速比を極小のスペースで点現
するため、不思議歯車装置を用いる。

（４）バネ蓄力室を高減速比で駆動することにより、蓄
力のための所要時間はモータのトルク容量によって決ま
る時間を要するが、蓄力バネを瞬時解放させることによ
り高性能の始動性を確保できるから、モータ、バツテリ
ーの小形化により、装置の小形化、軽量化を計る。上記
不思議歯車装置を用いれば、極端な高減速比を最小のス
ペースで実現できる。

（５）渦巻バネの自動巻き上げ制御装置を設け、ラチエ
ツトレバーの接点が渦巻バネの放力時には接地するよう
に構成し、制御回路を作動させ、ラチエツトレバーを元
に戻す時の信号により渦巻バネ巻き上げ用モータを作動
させ、タイマ又はゼンマイの巻き上がりを検知してモー
タへの通電を停止させるようにして、渦巻バネの放力と
同時に渦巻バネ巻き上げ機構が作動するようにする。

〔作用〕

（１）転位歯車を用いることにより、軸同距離同一で歯
数の異なる三つの歯車をかみ合わせることができ、これ
により減速比1/200程度の大減速比を有する減速機が小
スペースで得られる。

（２）減速比を1/250〜1/300とすることにより、モータ
容量、蓄電池容量、がセルスタータ方式に対し、それぞ
れ1/10,1/6以下と小型になり、蓄電池を装備しても実用
性を失わない。

（３）点火電源用発電機によりエンジン運転中は充電さ
れるので、複数回始動のためのエネルギー源を確保でき
ると同時に、点火回路に発生する無黙エネルギーを吸収
することができる。

（４）始動操作と蓄力バネ駆動モータを連動して制御す
るので、一回の始動操作で自動的に蓄力バネの蓄力動作
を自動で行ない、再始動時の待ち時間を少なくする。

〔実施例〕

第１図乃至第10図において、１はエンジン本体、２は
クランクシヤフト、３はマグネツトホイール（又は回転
磁極）組立、４はスタータラチエツトホイール、５は始
動ラチエツトホイール、６は始動ラチエツト、７は軸、
９は玉軸受、10はバネ蓄力室、10−１はバネ蓄力室10の
ラチエツト歯、10−２はバネ蓄力室10の外歯車、11は蓄
力バネ、12はスタータ軸、13は軸受（すべり又は玉）、
20は軸受（すべり又は玉）、14−１はラチエツト爪、14
−３は軸、14−４はバネ、14−５は軸、14−６は軸、25
はDCモータ、26はフレームＡ、27はフレームＢ、28はス
ペーサ、29は発電機コイル、30は発電機、40は高減速比
減速機、40−１は太陽歯車、40−２は遊星歯車、40−３
は可動内歯歯車、40−４は固定内歯歯車、40−５は遊星
歯車固定フレームＡ、40−６は遊星歯車固定フレーム
Ｂ、40−７は遊星歯車軸、40−８は固定ピン、40−９は
可動内歯歯車の内歯車、40−10は可動内歯歯車の外歯、
40−11は固定内歯歯車の内歯、50はスパークプラグ、60
は点火制御装置、70はエンジン停止スイツチ、80はスイ
ツチ、90は蓄電池、100はモータ制御装置、120は充電回
路、130はスイツチ回路、140は制御回路、121,123はダ
イオード、122,136はコンデンサ、131,133,127はトラン
ジスタ、134,135,137は抵抗である。

第１図〜第７図は構造上の主要部の説明図であり、第
８図は制御回路図および第９図〜第10図は動作説明図で
ある。

以下に上記の各図面に基づき本発明の内容を説明す
る。但し従来と同一の機能を果す要素には同一の番号を
付し、原則として説明を省略する。

装置を構成する要素部品はフレームA26、フレームB27
に納められフレームA26と一体的な凸起又はスペーサ28
を介して、エンジン１に取り付けられる。

フレームB27の内部には、減速機40、バネ蓄力室10、
軸12、蓄力バネ11等の蓄力のための主要部が設けられ、
潤滑の為に供給されるグリース等が外部に飛散しない構
成となっている。

フレームA26内には、蓄力バネ11に蓄積した歪みエネ
ルギー（又は機械的エネルギー）をクランク軸２へ伝え
る主要部と、エンジン１の点火用電源である発電機30
と、点火制御装置60と、蓄力室10駆動用モータ25と、モ
ータ25の制御装置100と、蓄電池124を収納する構成とな
っている。

減速機40は、要部断面を第４図（ｂ）に示すように、
モータ25の出力軸に固定される太陽歯車40−１と、円周
上に３分等配置された３個の遊星歯車40−２と、遊星歯
車40−２と内接してかみ合い、歯数差が３である可動内
歯歯車40−３（歯数Z₃），固定内歯歯車40−４（歯数
Z₄）と、３個の遊星歯車の相対位置を固定するための、
遊星歯車固定フレームA40−５、遊星歯車固定フレームB
40−６、遊星歯車軸40−７、固定ピン40−８より成り、
遊星歯車40−２は遊星歯車軸40−７の回りに回転可能で
あり、固定内歯歯車40−４はフレームB27等の支持枠に
固定されていて回転しない。

今太陽歯車40−１の歯数をZ₁、遊星歯車40−２の歯数
をZ₂、太陽歯車40−１の回転速度をω、可動内歯歯車40
−３の回転速度をΩ、減速比＝ｍとすると、 Z₄＝Z₃＋３ …（２）′ の関係が得られる。

ｍ≒200としてZ₂，Z₃，Z₄歯車を転位歯車として設計
すれば歯数の異なるZ₃，Z₄に対して、歯数Z₂の歯車をか
み合せることができる。これは不思議歯車と称される高
減速比減速機である。

次に高減速比減速機を第５図のモデルについて説明す
る。

第５図（ｂ）は第４図のモデルであり、第５図（ａ）
は第５図（ｂ）の一般的な場合を示す。歯車ｃとｅを同
一歯数の歯車にしてそれぞれ歯数の異なる歯車d,fにか
み合わせるようにした特殊な場合が第５図（ｂ）であ
る。

まず第５図（ａ）の一般的な場合について、歯車ｂを
回転させた時歯車ｄの回転角を求める。

まず歯車ｆが自由に回転し得る場合について考える。

とすると、それぞれの歯車の回転角は表１となる。−符
号は逆転を意味する。

これより、各歯車の回転角をθとし、それぞれサフイク
スを付して示すと次のようになる。

θｂ＝xtd …（３）ここで歯車ｆを固定すると、（１）（２）（７）を（３）（５）へ代入してここで全歯車のモジユールを等しくＭとし、歯車の歯数Ｚととして、次の様に決める。

歯車ｂ…Z₁ 歯車ｃ…Z₂ 歯車ｄ…Z₃ 歯車ｅ…Z₂′ 歯車ｆ…Z₄ この時 2rb＝MZ₁ 2rc＝MZ₂ 2rd＝MZ₃ 2re＝MZ₂′ 2rf＝MZ₄ となるからそして第５図（ｂ）の如く、Z₂＝Z₂′とすればを得る。

但しZ₃≠Z₄としているので、各歯車は転位歯車としなけ
れば一般にはかみ合わない。

更にキヤリヤａの数または遊星歯車ｃあるいはｅの数
をＮとすると、Z₁，Z₃，Z₄はＮで割切れる必要がある。

そして減速比１に近い時大きくなるから、Ｎ＝３とすると Z₄＝Z₃＋３ …（11） Z₃＝３＊K,Kは自然数…（12） Z₃は３の倍数の意味を
満足する時最大の減速比が得られる。

この時（10）（11）よりの関係が得られるから、Z₁を仮定すれば（13）を近似的
満足するZ₁，Z₃が求まる。

但しZ₁＝３＊L,Lは自然数…（14） Z₁は３の倍数の意
味この時Z₂は次の関係を満足するように選ぶ Z₁，Z₂，Z₃，Z₄が決まれば各歯車に与える転位係数は転位歯車の理論に従って決め
れば良く、装置の大きさはモジユールＭを強度面を考慮
してできるだけ小さくすることにより小形化できる。

以上の手順によってｍ≒200程度の大減速比を有する
減速機が超小形にて得られる。

このような高減速比減速機を使用する場合に必要とな
るエンジン始動用動力を従来のセルスタータと比較する
と、例えば排気量24ccの単気筒エンジンを例にとると、
下記の表２の如くなる。

即ち、装置全体が大巾に小型化される。

次に装置全体の構成を説明する。

フレームA26には蓄力バネ駆動用モータ25が取り付け
られており、その出力軸は高減速比減速機40の太陽歯車
40−１の中心に固定されており、高減速比減速機40の固
定内歯歯車40−４はフレームB27に固定されている。

エンジン１のクランク軸２の軸線上には軸12が設けら
れ、一端はフレームA26の側壁に設けられた軸受９で支
持され、他端は、バネ蓄力室10の側面に設けた軸受13お
よび軸受20を介して、バネ蓄力室10を支持する。

スタータラチエツトホイール４の爪35はエンジン１の
クランク軸２の端部に設けられたマグネツトホイール組
立３の端面に設けられた爪３−４と一方向回転可能に係
合する。

そして始動ラチエツトホイール５の外周には第２図に
示す如く、多数の凸起部が設けられ、始動ラチエツト６
によって任意の位置で回転停止できるように係合してい
る。

始動ラチエツト６はフレームA26に固定された軸７に
よって回転可能に支持されかつ、スプリング６−１によ
って常時ラチエツトホイール５の外縁に当接する力を受
け、外力によってラチエツトレバー６を強制的に操作さ
せた時以外はラチエツトホイール５が回転するのを防止
する。

ラチエツトレバー６が外力により変位して、ラチエツ
トホイール５の回り止めを解除する状態になったこと
は、接点80aを有するスイツチ80によって検出する。

バネ蓄力室10は軸受13によって、軸12に対して可動で
あり軸受20によってフレームB27に対して回転可能であ
る。一方蓄力バネ室10の外周には歯車10−２が設けられ
ており、高減速比減速機40の可動内歯歯車40−３の外周
に設けられた外歯40−10とかみ合って減速歯車系を構成
している。

バネ蓄力室10の内部には軸12を取り巻く状態で蓄力バ
ネ11が設けられ、蓄力バネ11の両端は、第７図に示すよ
うに夫々固定されている。

また蓄力バネ室10には内歯又は外歯のラチエツト歯10
−１が設けられており、フレームB27に設けられたラチ
エツト爪14−１によって一方向回転可能な回り止め機構
となっている。

軸12のフレームA26側には始動ラチエツトホイール５
が固定されており、始動ラチエツトホイール５には第６
図に示す如く、爪35を有するスタータラチエツトホイー
ル４が一体的に設けられている。

モータ25の回転トルクは高減速比減速機40を介して、
バネ蓄力室10を回転させる。

一方軸12はラチエツト６およびラチエツトホイール５
により回転阻止されているので、蓄力バネ11は軸12に巻
き込まれる。所定の巻き込みが行なわれると、モータ25
の回転は停止するが、巻き込み状態（蓄力状態）の保持
はラチエツトホイール10−１およびラチエツト爪14−１
で行なわれる。

この状態から始動ラチエツト６に力を加えて、ラチエ
ツトホイール５の回転を自由にすると、渦巻バネ11に蓄
えられたエネルギーは瞬時に軸12を回転させ、スタータ
ラチエツトホイール４は、マグネツトホイール３を介し
てクランク軸２を回転させエンジン１を始動する。

エンジンが始動するとマグネツトホイール３の爪３−
４はスタータラチエツト４の爪35との係合がはずれ、軸
12の駆動系とは切り離される。

以上が機械的な基本動作である。

第８図にモータ25の電源および制御回路を示す。30は
マグネツトホイール（又は回転磁極）組立３とコイル29
より成る永久磁石回転型発電機であり、60は点火制御装
置、50はスパークプラグ、70はエンジン停止スイツチ、
80は始動ラチエツト６の動作検出のためのスイッチで80
aはその接点,90は蓄電池、100はモータ25駆動のための
制御装置である。29−１は発電機30の固定子コイル29の
一次コイル、29−２は同じく二次コイルであり一次およ
び二次コイルは単巻き変圧器を構成し、共通線はエンジ
ン本体にアースされている。

発電機30および火点制御装置60およびスパークプラグ
50とスイツチ70より構成される部分は従来技術であり説
明を省略する。

モータ制御装置100について説明する。

制御装置100は充電回路120、スイツチ回路130、制御
回路140で構成され、スイツチ80の接点80aを入力信号と
し、モータ25を駆動する。

充電回路120はエンジン１に直結して作動する発電機3
0の電力により充電作用をする。整流用ダイオード121、
平滑コンデンサ122、逆流防止ダイオード123、蓄電池90
で構成される。

スイツチ回路130は、初期状態ではトランジスタ131が
OFFとなっているので制御回路140へは通電されずモータ
25は停止している。

次にラチエツトレバー６を押すと渦巻バネ11が放力
し、エンジン１を始動させると同時に、ラチエツトレバ
ー６はスイツチ80を押し、その接点80aは接地される。
接点80aは逆流防止ダイオード139を介してPNP型トラン
ジスタ131のベースに接続されているので、トランジス
タ131のベース電圧は下り，トランジスタ131はONし，制
御回路140へ通電される。これによりNPN型トランジスタ
133のベースには、抵抗134,135によってON電圧以上に分
圧された電圧が印加され、トランジスタ133がONとな
り、抵抗132を介してトランジスタ131のベース電圧を低
くして、トランジスタ131のON状態を保持するので、ラ
チエツトレバー６を、元に戻して接点80aが開放状態に
なっても、制御回路140は通電状態となる。

制御回路140は、蓄力バネ11巻き上げ用のモータ25の
通電時期を制御するもので、タイマ方式とモータ電流検
知方式の２通りがあり、どちらでも良い。

モータ25への通電開始は、制御回路140へ通電開始一
定時間後、即ちエンジン始動所要時間T₁時間経過後、タ
イマT₂をONするか、又はラチエツトレバー６の接点の戻
り信号、すなわちスイツチ80の接点80aを開くと，ダイ
オード138を介してＬであった信号（イ）がプルアップ
抵抗144を介してＨになる立上り信号を利用する。即ち
制御回路140がONすると同時に作動するタイマT₁によりT
₁時間経過後，又は接点80aの開信号即ち信号（イ）のＬ
→Ｈ信号により，タイマT₂を作動させT₂時間経過後，ト
ランジスタ127をONし，モータ25に通電する。蓄力バネ1
1の巻き上り時間T₂を制御回路140内部のタイマ回路で設
定し、巻き上り時間になるとトランジスタ127をOFFする
と同時に停止信号（ロ）をＨからＬにする。停止信号
（ロ）はカツプリングコンデンサ136を介してトランジ
スタ133のベースに伝わり、トランジスタ133のベース電
位を下げ、トランジスタ133はOFFとなる。トランジスタ
133がOFFになるとトランジスタ131のベース電位は上
り、OFFとなり、制御回路140は停電状態となる。従って
トランジスタ127もOFFになり、モータ25への通電は、停
止される。

第８図に示したコンデンサ141は、ノイズ防止用であ
り，省略することもできる。

巻き上り検知方式の場合は、モータのスタートは上記
タイマ方式と同様にしてトランジスタ127をONし，モー
タ25へ通電してゼンマイ11を巻き上げ、ゼンマイ11が巻
き上る時期には、モータ電流が増加することを利用して
モータ電流検出手段により停止信号（ロ）を出力し、以
下タイマ方式と同様にしてモータ25を停止させる。

モータ25が動作中であることはモータ25と並列に表示
灯またはブザーを設けて適宜使用者に知らせることがで
きる。

以上述べた制御動作の主要部の動作タイミングを第９
図に示す。

図中始動時のクランク軸回転速度の立上り特性を点線
で示すセルスタータ方式と比較すると、セルスタータの
場合モータ容量低減のためクランキングに必要な最低の
回転速度に対して余裕度が少なく、バネ式の瞬発力効果
があって小形化できる方向が判る。

エンジン運転中に一次コイルに発生する電圧は第10図
に示す通りであり、図示の如く歪んだ波形となる。この
時バツテリー電圧Ｅを発生電圧の（＋）側の電位よりや
ゝ低めに設定すれば、点火に使用しない斜線部のエネル
ギーE₁をバツテリー90の充電に利用することができる。

尚万一の場合を考えてバネ蓄力室10のボス部に外部に
通ずる角穴を設けておけば、手動による蓄力も可能であ
る。

次に自動巻き上げ制御装置を第11図乃至第14図につい
て説明する。

自動巻き上げ制御装置210は、充電回路220、スイツチ
回路230、制御回路240により第12図のように構成され、
始動ラチエツト６の接点80aを入力信号とし、モータ25
を駆動する。

充電回路220はエンジン１に直結して作動する発電機2
9から充電する、整流用ダイオード221、平滑コンデンサ
222、逆流防止ダイオード223、蓄電池224で構成され
る。この充電回路220は乾電池又は外部電源、例えば自
動車のバツテリでも代用できる。

スイツチ回路230は、初期状態ではトランジスタ231が
OFFとなっているので制御回路240へは通電されずモータ
25は停止している。

次に始動ラチエツト６を押すと渦巻バネ11が放力し、
エンジン１を始動させると同時に、始動ラチエツト６の
接点80aは逆流防止ダイオード239を介して接地される。
接点80aはPNP型トランジスタ231のベースに接続されて
いるので、トランジスタ231はONし、制御回路240へ通電
される。これによりNPN型トランジスタ233のベース電圧
は抵抗234,235によってON電圧以上に分圧された電圧が
印加され、トランジスタ233がONとなり、抵抗232を介し
てトランジスタ231のベース電圧を低くして、トランジ
スタ231のON状態を保持するので、始動ラチエツト６を
元に戻して接点80aが開放状態になっても、制御回路240
は通電状態となる。

制御回路240は、渦巻バネ巻き上げ用のモータ25の通
電を制御するもので、第13図のタイマ方式と、第14図の
渦巻バネ巻き上り検知方式の２通りがある。モータ25へ
の通電開始は、制御回路240への通電と同時でもよい
が、本実施例では、最も効率のよい始動ラチエツト６の
接点の戻り信号、すなわち接点80aが閉→開になる信号
（イ）の立上り信号を利用した。

タイマ方式の場合は、上記信号によりトランジスタ22
7をONし、モータ25に通電する。渦巻バネ11の巻き上り
時間をタイマ241で設定し、巻き上り時間になるとトラ
ンジスタ227をOFFすると同時に、停止信号（ロ）をＨか
らＬにする。停止信号はカツプリングコンデンサ236を
介してトランジスタ233のベースに伝わり、トランジス
タ233のベース電位を下げ、トランジスタ233はOFFとな
る。トランジスタ233がOFFになるとトランジスタ231の
ベース電位は上り、OFFとなり、制御回路240は停電状態
となる。従ってトランジスタ227もOFFになり、モータ25
への通電は停止される。

巻き上り検知方式の場合は、接点80aの閉→開信号で
トランジスタ227をONし、制御回路242及びモータ25へ通
電して渦巻バネ11を巻き上げ、渦巻バネ11が巻き上ると
巻き上り検知装置243の（ハ）からの電流入力に基づき
停止信号（ロ）をＨ→Ｌにし、以下タイマ方式と同様に
して、モータ25を停止させる。

このようにして、渦巻バネ11が自動的に巻き上げら
れ、常にスタータ始動の状態になり、渦巻バネ巻上げの
手間が不必要になる。

〔発明の効果〕

本発明は、磁極回転型の発電機と火点時期制御回路を
有する汎用ガソリンエンジンにおいて、点火時期制御回
路と並列に設けた充填回路と、充填回路から供給される
電力を蓄える蓄電池と、蓄電池の電力により駆動される
直流電動機と、直流電動機の運転停止を制御する制御装
置と、前記直流電動機の動力を伝達する高減速比減速機
構と前記減速機構による回転力を受けて機械的エネルギ
ーを蓄える渦巻バネ式蓄力装置と、前記渦巻バネに蓄え
たエネルギーをクランク軸に伝える一方向型の動力伝達
要素とを具えたことにより、次の効果を生ずる。

（１）エンジン運転中、従来利用していなかった点火電
源用発電機の＋側電力を充電エネルギーに利用する蓄電
池を有するため、渦巻バネへの蓄力が複数回可能とな
る。

従って、冬季などの始動性が低下する時でも、人力を
使用せずに、渦巻バネの復元力を利用したエンジンのク
ランキングを複数回行なうことにより、始動不能の心配
がない。

（２）減速機に不思議歯車を利用することにより、全減
速比を1/250〜1/300程度の高減速比とすることが容易で
ある。

従って、蓄力に供するモータの容量を1/10程度（50W
→5W）、バツテリ容量を（1200mAH→180mAH）と1/6以下
にすることが出来、極軽量化が行なえる。

（３）エンジン始動動作後直ちに、蓄力バネの自動巻き
込みを行う様モータ制御を行うので、仮に始動に失敗し
た場合でも待ち時間が少なくてすみ、次回の始動にはラ
チェットレバーを引くだけでよい。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の実施例の要部断面図、第２図は第１図
のＡ〜Ａ断面図、第３図は第１図のＢ〜Ｂ断面図、第４
図（ａ），（ｂ）は高減速比減速機の要部断面図を示
し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。第５図
（ａ），（ｂ）は高減速比減速機のモデル図、第６図は
第１図のＣ〜Ｃ断面図、第７図は第１図のＤ〜Ｄ断面
図、第８図は電源および制御回路、第９図は動作タイミ
ング図、第10図は発電機の一次コイルに発生する電圧波
形、第11図はモータ式渦巻バネスタータの構成図、第12
図は本発明による制御装置の構成図、第13図はタイマ方
式の制御装置のモータ制御部の構成図、第14図は巻き上
り検知装置付のモータ制御部の構成図、第15図は従来装
置の要部断面図、第16図は他の従来装置の要部断面図で
ある。１……エンジン本体４……スタータラチエツトホイール５……始動ラチエツトホイール６……始動ラチエツト、10……バネ蓄力室 11……蓄力バネ、12……スタータ軸 25……DCモータ、26……フレームＡ 27……フレームＢ、30……発電機 40……高減速比減速機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者磯道完次愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地三菱重工業株式会社名古屋研究所内 (56)参考文献実開昭63−110672（ＪＰ，Ｕ) 実開昭56−65172（ＪＰ，Ｕ) 実開昭54−93627（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】蓄電池と、該蓄電池の電力により駆動され
る直流電動機と、該直流電動機の運転停止を制御する制
御装置と、前記直流電動機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渦巻バネ式
蓄力装置と、蓄力装置の力をクランク軸に一方的に伝え
る動力伝達装置とから成る渦巻バネ式始動装置におい
て、前記クランク軸に平行な他の軸線上に、１段目の遊
星歯車式減速装置とこれを駆動する直流電動機を設ける
と共に、前記遊星歯車式減速装置の出力軸に設けた駆動
歯車と、前記蓄力装置のバネ蓄力室の外周に一体的に設
けた被動歯車とで２段目の減速装置を構成して、前記蓄
電池を動力源泉とする直流電動機で、前記渦巻バネ式蓄
力装置を駆動可能としたことを特徴とする汎用ガソリン
エンジンの渦巻バネ式始動装置。
【請求項２】前記遊星歯車式減速装置は、太陽歯車と同
時に噛合う２つの内歯車の一方を固定して、他方の内歯
車に外周に駆動可能な歯車を設けたことを特徴とする請
求項１記載の汎用ガソリンエンジンの渦巻バネ式始動装
置。
【請求項３】前記渦巻バネ式蓄力装置は機関本体のクラ
ンク軸駆動側に設けたケースとクランク軸と同軸上に設
けられ、一方をケースに軸受けを介して支持された駆動
軸と、ケースを外側から囲いクランク軸の軸線位置に軸
受を具備するケースと、該ケースの軸受けでバネ蓄力室
の側板に設けた軸部を介してバネ蓄力室を支持すると共
に、該バネ蓄力室の側板に設けた穴部の軸受けで駆動軸
の他方を回転支持し、バネ蓄力室の側板外方に歯車を設
けて前記遊星歯車式減速装置で駆動可能にしたことを特
徴とする請求項２記載の汎用ガソリンエンジンの渦巻バ
ネ式始動装置。