JP4240438B2 - エンジン始動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン始動装置に関し、特に、エンジンのリングギヤに噛合する噛合位置ならびに前記リングギヤとの噛合を解除する噛合解除位置間での移動を可能とするとともに前記噛合解除位置側にばね付勢されるピニオンと、該ピニオンと平行な回転軸線のモータ軸を有する電動モータと、前記モータ軸の一方向への回転動力を減速して前記ピニオンに伝達する減速機構と、前記モータ軸の一方向への回転動力を前記ピニオンの噛合解除位置から噛合位置に向けての推力に変換する動力変換機構と、前記ピニオンから電動モータ側への動力伝達を遮断するようにして前記ピニオンおよびモータ軸間の動力伝達系に介設されるクラッチとを備えるエンジン始動装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かかるエンジン始動装置は、たとえば実公平３−６８６３号公報等で既に知られており、このものでは、電動モータのモータ軸に固着される小径スパーギヤと、小径スパーギヤに噛合する大径スパーギヤとで減速機構が構成され、動力変換機構は、大径スパーギヤと一体に回転する回転軸がクラッチのクラッチアウタにヘリカルスプラインを介して結合されることで動力変換機構が構成され、クラッチは、前記クラッチアウタと、ピニオンと一体であるクラッチインナとの間に複数のローラが介装されて成るローラ式のものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記従来のエンジン始動装置が備えるローラ方式のクラッチは、信頼性や伝達能力は大きいが、部品点数が多くなり、大型化してしまうだけでなくコスト増になる。また動力変換機構を構成するために、回転軸の外周面およびクラッチアウタの内周面に、ヘリカルスプラインを形成するための転造やブローチ加工等の機械加工を行うための設備が必要であり、それによってもコスト増大を招くことになる。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、部品点数の低減および小型化を可能とするとともに低コスト化を図ることを可能としたエンジン始動装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、エンジンのリングギヤに噛合する噛合位置ならびに前記リングギヤとの噛合を解除する噛合解除位置間での移動を可能とするとともに前記噛合解除位置側にばね付勢されるピニオンと、該ピニオンと平行な回転軸線のモータ軸を有する電動モータと、前記モータ軸の一方向への回転動力を減速して前記ピニオンに伝達する減速機構と、前記モータ軸の一方向への回転動力を前記ピニオンの噛合解除位置から噛合位置に向けての推力に変換する動力変換機構と、前記ピニオンから電動モータ側への動力伝達を遮断するようにして前記ピニオンおよびモータ軸間の動力伝達系に介設されるクラッチとを備えるエンジン始動装置において、前記モータ軸に形成される伝動軸部と、該伝動軸部と同一外径を有して伝動軸部に対向しつつモータ軸に回転自在に支承される伝動筒と、前記モータ軸の前記一方向への回転に伴なう前記伝動軸部の回転に応じて伝動軸部および伝動筒を締付ける方向で伝動軸部および伝動筒に巻装されるコイルばねとで前記クラッチが構成され、前記伝動筒に同軸に固設される駆動はすばギヤと、前記ピニオンに同軸に固設されて駆動はすばギヤに噛合する被動はすばギヤとで、前記減速機構および前記動力変換機構が構成されることを特徴とする。
【０００６】
このような構成によれば、モータ軸の伝動軸部と、モータ軸に回転自在に支承される伝動筒とにコイルばねが巻装されてクラッチが構成されるようにして、クラッチの部品点数低減およびクラッチの小型化を可能とし、また相互に噛合する駆動はすばギヤおよび被動はすばギヤで、減速機構および動力変換機構を構成するので、ヘリカルスプライン形成のために従来必要であった機械加工を不要としつつ、減速機構および動力変換機構を少ない部品点数でコンパクトに構成することができ、エンジン始動装置全体の部品点数をより一層低減し、エンジン始動装置全体の小型化および低コスト化を図ることが可能となる。
【０００７】
また請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明の構成に加えて、前記電動モータのモータハウジングで一端部を支持された支軸に、前記ピニオンおよび被動はすばギヤが軸方向の移動および軸線まわりの回転を可能として支承されることを特徴とし、かかる構成によれば、部品点数をより低減し、エンジン始動装置をよりコンパクトに構成することができる。すなわちピニオンを両持ち支持の回転軸で支承するようにしていた従来のものと比べれば、回転軸の両端の軸受が不要となることで部品点数を低減することが可能であり、また支軸を片持ち支持とすることでエンジン始動装置をよりコンパクトに構成することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【０００９】
図１〜図６は本発明の一実施例を示すものであり、図１はエンジン始動装置の側面図、図２は図１の２矢視図、図３はピニオンが噛合解除位置にある状態での図２の３−３線に沿う断面図、図４はエンジン始動装置の要部の分解斜視図、図５はクラッチの拡大縦断面図、図６はピニオンが噛合位置にある状態での図３の要部拡大図である。
【００１０】
先ず図１〜図３において、このエンジン始動装置は、たとえば除雪機に搭載される小型のエンジンＥを、家庭等の商用電源を整流して印加するようにした直流電動モータ５を備える。
【００１１】
この直流電動モータ５のモータハウジング６は、磁性金属により有底円筒状に形成されるハウジング主体７と、該ハウジング主体７の開口端部を気密に閉じるようにしてハウジング主体７に締結される合成樹脂またはアルミニウム製の蓋体８とで構成され、ハウジング主体７の内周面には複数の永久磁石９が固着される。またハウジング主体７の閉塞端中央部には閉塞端を外方側に配置して外方側に突出した有底円筒状の軸受ハウジング１０が一体に形成され、蓋体８の中央部には、円筒状の軸受筒部１１が一体に形成される。
【００１２】
前記軸受ハウジング１０には、前記軸受筒部１１を貫通するモータ軸１３の一端が円筒状の軸受部材１２を介して回転自在に支承され、軸受筒部１１およびモータ軸１３間には円筒状の軸受部材１４が介装されるとともにリング状のシール部材１５が介装される。
【００１３】
永久磁石９に対応する部分でモータ軸１３にはアーマチュア１６が装着されており、蓋体８寄りの部分でモータ軸１３にはコンミテータ１７が装着される。一方、蓋体８の内面側にはブラシホルダ１８が締結されており、該ブラシホルダ１８で保持された一対のブラシ（図示せず）が前記コンミテータ１７に弾発的に摺接される。
【００１４】
蓋体８にはグロメット１９が装着され、前記ブラシに一端が接続されてグロメット１９を貫通する電気コード２０の他端がスイッチボックス４０に接続される。このスイッチボックス４０には、商用電源接続用のコンセント４１が設けられるとともに、図示しないスイッチおよび整流器が内蔵される。
【００１５】
図４を併せて参照して、蓋体８には、電動モータ５とは反対側で筒状に形成されるギヤハウジング２１が一体に設けられており、蓋体８を回転自在にかつ気密に貫通したモータ軸１３の他端部はギヤハウジング２１内に配置される。
【００１６】
ギヤハウジング２１内でモータ軸１３の他端部には駆動はすばギヤ３１が相対回転自在に支承されており、モータ軸１３および駆動はすばギヤ３１間にクラッチ２２が設けられる。
【００１７】
図５をさらに併せて参照して、クラッチ２２は、モータ軸１３に形成される伝動軸部２３と、該伝動軸部２３と同一外径を有して伝動軸部２３に対向しつつモータ軸１３に回転自在に支承される伝動筒２４と、伝動軸部２３および伝動筒２４に巻装されるコイルばね２５とで構成される。
【００１８】
モータ軸１３の他端部には、駆動はすばギヤ３１側に臨む環状の第１段部２６と、第１段部２６の内周に一端を連ならせた伝動軸部２３と、伝動軸部２３の他端に外周を連ならせて前記駆動はすばギヤ３１側に臨む環状の第２段部２７と、伝動軸部２３よりも小径に形成されて第２段部２７の内周に一端を連ならせた軸支部２８とが同軸に形成される。
【００１９】
伝動筒２４は、伝動軸部２３と同一外径を有して円筒状に形成されており、伝動軸部２３の他端すなわち第２段部２７に一端を対向させつつモータ軸１３の軸支部２８で回転自在に支承される。しかも伝動筒２４は、駆動はすばギヤ３１に同軸にかつ一体に固設されるものであり、駆動はすばギヤ３１は伝動筒２４とともに軸支部２８で回転自在に支承され、軸支部２８には、駆動はすばギヤ３１の外面に係合して該駆動はすばギヤ３１が軸支部２８から離脱しないようにするための止め輪２９が装着される。
【００２０】
またコイルばね２５は、モータ軸１３の一方向３０への回転に伴なう伝動軸部２３の回転に応じて伝動軸部２３および伝動筒２４を締付ける方向で伝動軸部２３および伝動筒２３に巻装される。
【００２１】
このようなクラッチ２２では、電動モータ５のモータ軸１３が一方向３０に回転したときに、コイルばね２５には伝動軸部２３との摩擦により伝動軸部２３および伝動筒２４に巻きついて締付ける方向の力が作用し、伝動軸部２３および伝動筒２４間がコイルばね２５を介して連結されることにより、伝動軸部２３すなわちモータ軸１３から伝動筒２４すなわち駆動はすばギヤ３１に、一方向３０の回転動力が伝達されることになる。一方、駆動はすばギヤ３１および伝動筒２４の前記一方向３０への回転速度が、伝動軸部２３すなわちモータ軸１３よりも大きくなると、コイルばね２５には伝動筒２４および伝動軸部２３への巻付けを緩める方向の力が作用し、コイルばね２５による伝動筒２４および伝動軸部２３間の動力伝達が遮断されることになり、クラッチ２２は遮断状態となる。
【００２２】
ギヤハウジング２１内で蓋体８には、モータ軸１３と平行な軸線を有する支軸３３の一端が支持されており、この支軸３３には、前記駆動はすばギヤ３１よりも大径である被動はすばギヤ３２が、軸方向の移動および軸線まわりの回転を可能として支承され、被動はすばギヤ３２は駆動はすばギヤ３１に噛合される。
【００２３】
支軸３３の他端はギヤハウジング２１から外方に突出した位置に配置されており、該支軸３３の他端部には止め輪３４が装着される。また支軸３３は、リング板状のストッパ３５に挿通されており、ストッパ３５の外面に前記止め輪３４が係合される。
【００２４】
被動はすばギヤ３２には、ピニオン３６が同軸にかつ一体に固設されており、ピニオン３６および前記ストッパ３５間には戻しばね３８が縮設される。而して被動はすばギヤ３２およびピニオン３６は、前記ストッパ３５に摺接させたピニオン３６が図６で示すようにエンジンＥのリングギヤ３７に噛合する噛合位置と、図３で示すように被動はすばギヤ３２を電動モータ５のモータハウジング６における蓋体８に摺接させてピニオン３６がリングギヤ３７との噛合を解除する噛合解除位置との間で、支軸３３に沿う移動が可能であり、戻しばね３８により噛合解除位置側にばね付勢されている。
【００２５】
而して被動はすばギヤ３２の軸線方向長さは、その噛合解除位置および噛合位置間での軸方向移動にかかわらず、駆動はすばギヤ３１との噛合状態を維持するようにして、駆動はすばギヤ３１の軸線方向長さよりも大きく設定される。
【００２６】
このような駆動はすばギヤ３１および被動はすばギヤ３２によれば、電動モータ５からクラッチ２２を介して入力される回転動力が減速してピニオン３６に伝達されることになり、また駆動はすばギヤ３１および被動はすばギヤ３２は、駆動はすばギヤ３１の回転に応じて、噛合解除位置から噛合位置側に向けての推力が被動はすばギヤ３２に作用するようにして噛合されるものである。すなわち相互に噛合する駆動はすばギヤ３１および被動はすばギヤ３２により、モータ軸１３の一方向３０への回転動力を減速してピニオン３６に伝達する減速機構と、モータ軸１３の一方向３０への回転動力をピニオン３６の噛合解除位置から噛合位置に向けての推力に変換する動力変換機構とが構成されることになる。
【００２７】
次にこの実施例の作用について説明すると、エンジンＥを始動する際には、電動モータ５を一方向３０に回転作動せしめればよく、モータ軸１３からの回転動力がクラッチ２２を介して駆動はすばギヤ３１に伝達され、駆動はすばギヤ３１および被動はすばギヤ３２の噛合により、ピニオン３６には戻しばね３８のばね力に抗して噛合解除位置から噛合位置に向けての推力が作用し、噛合位置でストッパ３８に摺接しつつリングギヤ３７に噛合したピニオン３６に、駆動はすばギヤ３１および被動はすばギヤ３２で減速された回転動力が伝達され、ピニオン３６からリンギギヤ３７に回転動力が伝達される回転動力によりエンジンＥが始動することになる。
【００２８】
エンジンＥの始動により、ピニオン３６は高速で回転するようになるが、その高速回転に伴ってクラッチ２２は遮断状態となり、電動モータ５にエンジンＥからの動力が伝達されることはない。而してクラッチ２２の遮断によって駆動はすばギヤ３１が自由回転状態となることにより、被動はすばギヤ３２は戻しばね３８のばね力によって噛合位置から噛合解除位置側に戻ることになる。
【００２９】
このようなエンジン始動装置において、ピニオン３６から電動モータ５側への動力伝達を遮断するようにしてピニオン３６およびモータ軸１３間の動力伝達系に介設されるクラッチ２２が、モータ軸１３に形成される伝動軸部２３と、伝動軸部２３と同一外径を有して伝動軸部２３に対向しつつモータ軸１３に回転自在に支承される伝動筒２４と、モータ軸１３の一方向３０への回転に伴なう伝動軸部２３の回転に応じて伝動軸部２３および伝動筒２４を締付ける方向で伝動軸部２３および伝動筒２４に巻装されるコイルばね２５とで構成されており、従来用いられていたローラ式のクラッチに比べて、クラッチ２２の部品点数を低減することができ、クラッチ２２の小型化を図ることが可能となる。
【００３０】
また前記伝動筒２４に同軸にかつ一体に固設される駆動はすばギヤ３１と、ピニオン３６に同軸にかつ一体に固設されて駆動はすばギヤ３１に噛合する被動はすばギヤ３２とで、モータ軸１３の一方向３０への回転動力を減速してピニオン３６に伝達する減速機構、ならびにモータ軸１３の一方向３０への回転動力をピニオン３６の噛合解除位置から噛合位置に向けての推力に変換する動力変換機構が構成されるので、ヘリカルスプライン形成のために従来必要であった機械加工を不要とすることができ、減速機構および動力変換機構を少ない部品点数でコンパクトに構成することができる。
【００３１】
このようにクラッチ２２の部品点数を低減するとともに減速機構および動力変換機構の部品点数を低減することで、エンジン始動装置全体の部品点数低減および低コスト化を図ることができ、またクラッチ２２をコンパクトに構成するとともに減速機構および動力変換機構をコンパクトに構成することで、エンジン始動装置全体の小型化を図ることが可能となる。
【００３２】
また電動モータ５のモータハウジング６における蓋体８で一端部を支持された支軸３３にピニオン３６および被動はすばギヤ３２が軸方向の移動および軸線まわりの回転を可能として支承されているので、部品点数をより一層低減し、エンジン始動装置をよりコンパクトに構成することができる。
【００３３】
すなわちピニオン３６を両持ち支持の回転軸で支承するようにしていた従来のものと比べれば、回転軸の両端の軸受が不要となることで部品点数を低減することが可能であり、また支軸３３を片持ち支持とすることでエンジン始動装置をよりコンパクトに構成することができる。
【００３４】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の発明によれば、クラッチの部品点数低減およびクラッチの小型化を可能とし、また相互に噛合する駆動はすばギヤおよび被動はすばギヤで、減速機構および動力変換機構を構成するようにして、機械加工を不要としつつ、減速機構および動力変換機構を少ない部品点数でコンパクトに構成することができ、エンジン始動装置全体の部品点数をより一層低減し、エンジン始動装置全体の小型化および低コスト化を図ることが可能となる。
【００３６】
また請求項２記載の発明によれば、部品点数をより低減し、エンジン始動装置をよりコンパクトに構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジン始動装置の側面図である。
【図２】図１の２矢視図である。
【図３】ピニオンが噛合解除位置にある状態での図２の３−３線に沿う断面図である。
【図４】エンジン始動装置の要部の分解斜視図である。
【図５】クラッチの拡大縦断面図である。
【図６】ピニオンが噛合位置にある状態での図３の要部拡大図である。
【符号の説明】
５・・・電動モータ
６・・・モータハウジング
１３・・・モータ軸
２２・・・クラッチ
２３・・・伝動軸部
２４・・・伝動筒
２５・・・コイルばね
３０・・・一方向
３１・・・駆動はすばギヤ
３２・・・被動はすばギヤ
３３・・・支軸
３６・・・ピニオン
３７・・・リングギヤ
Ｅ・・・エンジン

Claims (2)

1. エンジン（Ｅ）のリングギヤ（３７）に噛合する噛合位置ならびに前記リングギヤ（３７）との噛合を解除する噛合解除位置間での移動を可能とするとともに前記噛合解除位置側にばね付勢されるピニオン（３６）と、該ピニオン（３６）と平行な回転軸線のモータ軸（１３）を有する電動モータ（５）と、前記モータ軸（１３）の一方向（３０）への回転動力を減速して前記ピニオン（３６）に伝達する減速機構と、前記モータ軸（１３）の一方向（３０）への回転動力を前記ピニオン（３６）の噛合解除位置から噛合位置に向けての推力に変換する動力変換機構と、前記ピニオン（３６）から電動モータ（５）側への動力伝達を遮断するようにして前記ピニオン（３６）およびモータ軸（１３）間の動力伝達系に介設されるクラッチ（２２）とを備えるエンジン始動装置において、前記モータ軸（１３）に形成される伝動軸部（２３）と、該伝動軸部（２３）と同一外径を有して伝動軸部（２３）に対向しつつモータ軸（１３）に回転自在に支承される伝動筒（２４）と、前記モータ軸（１３）の前記一方向（３０）への回転に伴なう前記伝動軸部（２３）の回転に応じて伝動軸部（２３）および伝動筒（２４）を締付ける方向で伝動軸部（２３）および伝動筒（２４）に巻装されるコイルばね（２５）とで前記クラッチ（２２）が構成され、前記伝動筒（２４）に同軸に固設される駆動はすばギヤ（３１）と、前記ピニオン（３６）に同軸に固設されて駆動はすばギヤ（３１）に噛合する被動はすばギヤ（３２）とで、前記減速機構および前記動力変換機構が構成されることを特徴とするエンジン始動装置。
2. 前記電動モータ（５）のモータハウジング（６）で一端部を支持された支軸（３３）に、前記ピニオン（３６）および被動はすばギヤ（３２）が軸方向の移動および軸線まわりの回転を可能として支承されることを特徴とする請求項１記載のエンジン始動装置。

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