KR0157269B1

KR0157269B1 - 스타터

Info

Publication number: KR0157269B1
Application number: KR1019950014457A
Authority: KR
Inventors: 쯔또무 시가; 노부유끼 하야시; 마사노리 오오미; 야스히로 나가오; 미쯔히로 무라따
Original assignee: 히로시 하또리; 닛뽄 덴소오 가부시끼 가이샤
Priority date: 1994-09-19
Filing date: 1995-05-31
Publication date: 1998-11-16
Also published as: KR960011121A; ES2129686T3; CN1119246A; BR9502598A; DE69509027T2; AU677888B2; EP0702148A1; EP0702148B1; US5471890A; DE69509027D1; AU1340095A; CN1063523C

Abstract

본 발명은 자동차용의 개선된 오버런닝 클러치를 구비한 스타터에 관한 것이다. 오버런닝 클러치(350)는 스타터 모터(500)에 의해 구동되는 유성 기어 감속 메카니즘의 내부기어(340)와 일체로 형성된 클러치 아우터(351), 그것을 통해 구동축(220)을 회전 가능하게 지지하는 센터 브래킷(800)과 일체로 형성된 클러치 인너(352) 및 클러치 아우터(351)와 클러치 인너(352)의 원통부들 사이에 설치된 롤러(353)들을 구비한다. 클러치 아우터(351)의 내부에는, 오버런닝하는 동안에 롤러(353)가 완전히 수납되도록 롤러 수납부(351a)가 원주방향으로 반원모양으로 형성되어 있다.

Description

스타터

제1도는 본 발명에 따른 스타터의 제1실시예를 도시한 측단면도.

제2a도 및 제2b도는 피니언부에 결합된 피니언 회전 규제 부재를 도시한 정면도 및 부분 단면도.

제3도는 오버런닝 클러치의 일부를 도시한 단면도.

제4도는 센터 브래킷을 도시한 배면도.

제5도는 센터 브래킷의 측면을 도시한 단면도.

제6도는 회전자를 도시한 측면 반단면도.

제7도는 자석 스위치 플런저를 도시한 사시도.

제8도는 단부 프레임 및 브러쉬 스프링들을 도시한 단면도.

제9a도 내지 제9c도는 제1실시예의 다양한 동작 모드들을 나타내는 전기회로도.

제10도는 제2실시예에 따른 오버런닝 클러치의 일부를 도시한 확대 단면도.

제11도는 제3실시예에 따른 오버런닝 클러치의 일부를 도시한 확대 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

220 : 구동축 310 : 선기어

320 : 유성기어 340 : 내부기어

350 : 오버런닝 클러치 351 : 제1원통부

352 : 제2원통부 353 : 롤러

500 ; 스타터 모터 510 : 회전자축

본 발명은 오버런닝(overrunning)클러치를 갖는 에피사이클(epicycle) 또는 유성기어 금속 메카니즘(planetary gear speed reduction mechanism)을 구비한 스타터에 관한 것으로, 특히 자동차용의 개량된 오버런닝 클러치를 갖는 스타터에 관한 것이다.

일본국 실용신안 공고 제52-19528호에 기재된 에피사이클 기어 또는 유성기어 감속 메카니즘을 구비한 종래의 스타터에서는, 오버런닝 클러치가 에피사이클기어 감속 메카니즘의 내부기어의 외주면과 에피사이클 기어 감속 메카니즘을 수납하는 고정측으로 동작하는 케이싱(casing)의 내주면 사이에 설치되거나 장착된다.

에피사이클 기어 감속 메카니즘의 외주에 설치되어 있는 오버런닝 클러치를 구비한, 위에서 설명된 종래의 구조에서는, 오버런닝 클러치를 위한 축방향 공간이 요구되지 않으며, 사(dead) 공간이 작고, 중량의 증가로 인한 제작비의 상승이 작다. 또한, 큰 직경을 갖는 동력 전달부가 고부하 오버런닝 클러치를 위해 요구될지라도, 에피사이클 기어 감속 메카니즘의 외주는 이용될 수 있다.

그러나, 오버런닝 클러치부가 에피사이클 기어 감속 메카니즘의 외주에 설치되므로, 클러치 인너(inner)의 직경은 자연적으로 증가하여 다음 유형의 문제점들의 원인이 된다. 예를들어, 상기 스타터를 클러치 인너의 두께가 스타터 출력축에 설치된 롤러형 오버런닝 클러치의 클러치 인너의 두께와 동일한 경우의 스타터와 비교하면, 상기 공보에 따른 클러치는 클러치 인너의 외경에 대한 두께의 비가 작아지고, 링과 같은 클러치 인너의 기구적인 강도가 저하된다. 클러치 인너의 롤러 접촉부에 제공되는 내경방향의 힘으로 인한 클러치 인너의 변형량은 증가하고, 따라서 토크를 전달하기 위해 요구되는 접촉면의 저항력을 얻을 수 없거나, 큰 토크의 전달이 불가능할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 클러치 인너의 두께가 보장되면, 내부기어의 내경은 수용되어 있는 에피사이클 기어 등의 규격에 의해 또는 감속비로 인한 치수에 의해 결정되고, 따라서 외경은 증가되어야 하며, 에피사이클 기어 감속 메카니즘은 다른 부품들 보다 큰 직경을 갖는다.

또한, 클러치 아우터(롤러 캠)는 전면 브래킷상에 장착되므로, 스타터가 엔진에 의해 오버런될 때, 상기 오버런 회전이 스타터 모터에 전달되지 않도록 링기어(클러치 인너)가 엔진에 회전되는 피니언 기어와 스타터 모터 사이의 회전차를 흡수하기 위해 회전한다. 상기 롤러는 항상 클러치 인너의 외주에 접하므로 마모된다.

이러한 오버런닝 클러치는 클러치 아우터의 고정측인 브래킷의 내부에 설치되고, 원주방향으로 경사진 캠형(cam-shaped)홈과 클러치 인너인 에피사이클 기어 감속 메카니즘의 내부기어의 외주 사이에 형성된 쐐기 모양(wedge-shaped)의 공간에 협소방향으로 롤러가 몰릴때에 회전력이 전달되는 구조를 갖는다. 그러므로, 스타터가 오버런될 때, 클러치 인너로 동작하는 내부기어는 고속으로 회전되고, 이것들이 금속과 중량물로 이루어져 있으므로, 회전하는 동안의 관성 에너지는 크다. 엔진이 오버런상태에서 구동상태로 급격하면 변화되면, 다른 클러치 부품들에 가해지는 충격은 증가하고, 회전하는 동안에 불균형이 발생하여, 장치가 파손되거나 구동하는 동안에 비정상음이 들릴수 있다.

그러므로, 본 발명은 토크가 정확하게 전달되는 고신뢰성의 오버런닝 클러치를 구비한 스타터를 제공하는 것이 주요한 목적이다.

본 발명의 다른 목적은 자동차용의 소형이며 저중량의 오버런닝 클러치를 구비한 스타터를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 스타터에서는, 에피사이클 또는 유성 기어 감속 장치의 내부기어상에 설치된 제1원통부가 클러치 아우터로 사용되고, 고정측으로 동작하는 제2원통부가 클러치 인너로 사용된다. 롤러 수납부는 상기 클러치 아우터의 내주에 형성되어 있다. 따라서, 스타터가 엔진에 의해 오버런될 때, 상기 클러치 아우터는 스타터 모터와 피니언 기어의 회전차를 흡수하기 위해 클러치 인너에 대하여 공전한다. 상기 롤러는 원심력을 받아 클러치 인너의 외주로부터 분리되고, 따라서 롤러 또는 클러치 인너 외주의 비정상적인 마모는 방지한다.

또한, 롤러의 일부를 수납하기 위한 홈이 제2원통부에 설치되는 것이 바람직하다. 상기 롤러는 그 부위를 관통하여 롤러 수납부와 홉부의 롤러 접촉면에 의해 토크 전달 방향의 전후에 끼워지고, 따라서, 쐐기효과(wedge-effect)를 이용하는 롤러형 오버런닝 클러치를 사용할 때에 제공되는 것과 같은 큰 응력이 각각의 접촉면과 롤러를 구비한 접촉면에 제공되지 않는다. 이는 대용량을 갖는 오버런닝 클러치가 제공되는 것을 허용한다.

또한, 홈의 수는 수납부의 수 보다 큰 것이 바람직하다. 롤러가 롤러 홈과 맞물리지 않거나 엔진이 스타터 오버런 상태에서 갑자기 정지하고 다시 갑자기 구동하는 경우와 같이 스타터가 시동될 때에 롤러가 롤러 홈에 재결합되면, 제1 및 제2원통부들 사이의 공전거리는 짧아지고, 맞물리는 동안에 발생된 충격은 억제된다.

또한, 롤러 맞물림면은 롤러 반경과 거의 동일한 곡률비를 갖는 것이 바람직하다. 따라서 토크 전달면은 확대되며, 큰 토크용량을 갖는 클러치가 제공될 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면들에 도시된 실시예들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 스타터의 제1실시예가 제1도 내지 제11도를 참조하여 설명될 것이다.

제1도에 도시된 바와 같이, 스타터는 크게 엔진(도시안됨)의 링기어(100)와 맞물리는 피니언(200), 에피사이클 기어 또는 유성 기어 감속 메카니즘(300)을 감싸고 있는 하우징(400), 모터(500) 및 자석 스위치(600)를 감싸고 있는 단부 프레임(700)으로 구성되어 있다. 스타터 내부에서, 상기 하우징(400)과 모터(500)는 모터벽(800)에 의해 분리되고, 상기 모터(500)와 단부 프레임(700)은 브러쉬 지지부재(900)에 의해 분리된다.

제1도, 제2a도 및 제2b도에 도시된 바와 같이, 엔진 링 기어(100)와 맞물리는 피니언 기어(210)가 피니언(200)상에 형성되어 있다. 출력축(220)상에 형성된 헬리컬 스플라인(helical spline)(221)과 걸어 맞추어지는 피니언 헬리컬 스플라인(211)이 피니언 기어(210)의 내주에 형성되어 있다.

피니언 기어(210)보다 외경(outer diameter)이 큰 플랜지(213)가 피니언 기어(210)에 대응하는 링기어측에 환상으로 형성되어 있다. 피니언 기어(210)의 외치의 수보다 많은 수의 요철(notches)(214)들이 상기 플랜지(213)의 외주에 형성되어 있다. 이 요철(214)들은 후술되는 피니언 회전 규제 부재(230)상의 규제조(restriction claw)(231)에 걸어 맞추어진다. 상기 피니언 기어(210)의 후단에 형성되어 있는 환상부(216)가 외주로 굽어져 있으므로, 워셔(215)는 자유롭게 회전가능하고, 플랜지(213)의 후면에서 축방향으로 이탈되지 않는다.

상기 피니언 기어(210)는 항상 압출 코일 스프링으로 이루어진 복귀스프링(240)에 의해 출력축(220)의 후면으로 밀치어진다. 상기 복귀 스프링(240)은 직접적으로 피니언 기어(210)를 밀치어내는 것이 아니라, 본 실시예에서는 하우징(400)의 개구부(410)를 개폐하는 후술되는 셔터(420)상의 링몸체(421)를 통해 피니언 기어(210)를 밀치어낸다.

피니언 기어(210)의 플랜지(213)상에 형성된 다수의 요철(214)들에 걸어 맞추어지기 위해 축방향으로 확장된 규제부를 형성하는 규제조(231)가 회전 규제부(232)의 일단에 형성되어 있다. 상기 규제조(231)는 피니언 기어(210)상의 요철(214)들에 걸어 맞추어진다. 또한, 규제조(231)의 견고성을 개선하기 위해, 상기 규제조는 축방향으로 확장되도록 형성되며, 내경방향(inner radial direction)으로 굽어진 L자형 단면을 갖는다. 상기 규제조(231)는 막대형이다.

볼들(601, 602)을 구비한 유상(string-shaped)부재(680)는 자석 스위치(600)의 동작을 풀리(pulley)(690)를 통해 규제조(231)로 전달하는 전달수단이다. 상기 부재(680)와 결합하는 회전 규제부(232)는 규제조(231)가 피니언 기어(210)의 플랜지(213)상의 요철(214)들중 하나와 걸어 맞추어지도록 자석 스위치의 동작에 따라 하방으로 당겨진다. 이때, 복귀 스프링부(233)의 일단(236)은 그 위치를 규제하는 규제턱(restriction shelf)(362)에 접하고, 상기 복귀 스프링부(233)는 느슨해진다. 상기 규제조(231)는 피니언 기어(210)의 요철(214)들중 하나와 걸어 맞추어지고, 따라서 피니언 기어(210)의 회전이 모터(500)의 회전자 축(510)과 감속 메카니즘(300)에 의해 시도될 때, 상기 피니언 기어(210)는 출력축(220)의 헬리컬 스플라인(221)을 따라 전진한다. 피니언 기어(210)가 링기어(100)에 접하고, 피니언 기어(210)의 전진이 방지될 때, 피니언 회전 규제 부재(230)는 출력축(210)의 더 큰 회전력으로 인해 이완된다. 상기 피니언 기어(210)는 약간 회전하여, 링기어(100)와 맞물린다. 상기 피니언 기어(210)가 전진할 때, 규제조(231)는 요철(214)들로부터 이탈되어, 피니언 기어(210)의 플랜지(213)의 후방으로 떨어진다. 규제조(231)의 전단은 워셔(215)의 후면에 접하고, 피니언 기어(210)의 후퇴는 링기어(100)의 회전에 의해 방지된다.

피니언 걸어맞춤 링(pinion fitting ring)(250)의 주위에 형성된 장방형 횡단면을 갖는 환상홈에 고정된다. 이 피니언 걸어맞춤 링(250)은 장방형 횡단면을 갖는 강철재를 둥글게 가공하므로서 형성된다. 거의 S자형의 요철(251)(예를 들어 걸어맞춤 수단)들이 양단에 형성된다. 일측 볼록부는 타측의 오목부에 걸어 맞추어지고, 타측 볼록부는 일측 오목부에 걸어 맞추어진다.

제1도에 도시된 에피사이클 기어 또는 유성 기어 감속 메카니즘(300)은 후술되는 모터(500)의 회전을 감속시키고, 상기 모터(500)의 출력토크를 증가시키는 감속수단이다. 에피사이클 기어 감속 메카니즘(300)은 회전자축(510)(후술됨)의 전면 외주상에 형성된 선(sun)기어(310), 상기 선기어(310)와 맞물리고, 상기 선기어(310)주위를 회전하는 다수의 유성기어(320)들, 상기 선기어(310)주위의 유성기어(320)들을 회전 가능하게 지지하며 출력축(220)과 일체로 형성된 플래닛 캐리어(330) 및 상기 유성기어(320)의 원주상에서 상기 유성기어(320)와 맞물리는 관형 수지재의 내부기어(340)로 구성되어 있다.

제1도에 도시된 바와 같이, 오버런닝 클러치(350)는 단지 엔진의 회전과 함께 회전 가능한 방향에서만 내부기어(340)를 회전 가능하게 지지한다. 제3도는 오버런닝 클러치(350)의 부분 확대도이다. 상기 오버런닝 클러치(350)는 내부기어(340)의 전면과 일체로 형성된 제1원통부로 동작하는 클러치 아우터(351), 상기 클러치 아우터(351)의 내주 반대쪽에 동축으로 설치된 제2원통부로 동작하며 에피사이클 기어 감속 메카니즘(300)의 전면을 감싸고 있는 고정측으로 동작하는 센터 브래킷(360)의 후면에 형성되어 있는 환상형 클러치 인너(352) 및 상기 클러치 아우터(351)의 내부면으로부터 외측으로 반원모양으로 경사지게 형성된 롤러 수납부(351a)에 수납되는 롤러(353)(단지 하나만이 제3도에 도시됨)들로 구성된다. 이 롤러 수납부(351a)는 원주방향으로 경사지고, 스타터가 구동될 때에 상기 롤러(353)와 맞물리는 롤러 맞물림면(351b)을 갖는다.

다수의 롤러 홈부(355)들이 클러치 인너(352)의 외주에 원주방향으로 형성되어 있다. 이 롤러 홈부(355)들은 감속 메카니즘을 구비한 스타터가 시동될 때에 롤러(353)에 걸어 맞추어지는 롤러 걸어맞춤면(352b) 및 이 롤러 걸어맞춤면(352b)으로 인도하는 롤러 가이드면(352c)을 갖는다. 상기 롤러 수납부(531a)의 롤러 걸어맞춤면(351b)에 대응하는 면에는, 감속 메카니즘을 구비한 스타터가 오버런될 때에 상기 롤러(353)를 롤러 수납부(351a)까지 끌어올리는 기능을 하는 롤러 수납 가이드부(351b)가 있다. 본 실시예에서는, 클러치 아우터(351)의 롤러 수납부(351a) 보다 많은 롤러 홈부(355)들이 형성되어 있다. 그러나, 적어도 롤러(353)들과 동수만큼 형성된다면, 토크 전달 용량과 동등한 클러치가 구성될 수 있다.

롤러 걸어맞춤면(351b)과 롤러 걸어맞춤면(351b)의 위치 관계는 감속 메카니즘을 구비한 스타터가 구동될 때에 상기 롤러(353)가 각각의 면에 의해 토크 전달방향의 전후에 걸어지도록 구성된다. 클러치 아우터(351)가 클러치 인너(352) 주위를 회전하도록, 감속 메카니즘을 구비한 스타터가 오버런닝하는 동안에 상기 롤러(353)가 수납부(351a)에 깊숙히 수납될 때에 상기 롤러(353)의 최대 내경이 클러치 인너(352)의 최대 외경보다 다소 크도록 클러치 아우터(351)의 각각의 롤러 수납부(351a)가 설치된다.

이러한 형태의 구조르 가지면, 제1원통부는 클러치 아우터(351)로 동작하는 에피사이클 기어 메카니즘(300)의 내부기어(340)상에 설치되고, 고정측으로 동작하는 제2원통부는 클러치 아우터(351)의 내주에 상기 롤러(353)를 위한 롤러 수납부(351a)를 형성하기 위한 클러치 인너(352)로 사용된다. 스타터가 엔진에 의해 오버런될 때, 롤러(353)는 원심력을 받아 클러치 인너(352)의 외주로부터 분리된다. 스타터가 엔진에 의해 오버런되면, 클러치 아우터(351)인 내부기어(340)가 모터(500)와 피니언 기어(210)사이의 회전차를 흡수하기 위해 클러치 인너(352)에 대해 공전한다. 이는 롤러(353) 또는 클러치 인너(352)외주의 비정상적인 마모를 방지한다.

또한, 롤러 걸어맞춤면(351b)과 롤러(353)의 접촉부를 위해 쐐기효과(wedge-effect)를 이용하는 롤러형 오버런닝 클러치와 같은 큰 응력이 제2원통부인 클러치 인너(352)에 가해지지 않는다. 그러므로, 큰 토크 용량을 갖는 오버런닝 클러치가 제공될 수 있다 상기 오버런닝 클러치(350)는 베어링(370)을 통해 출력축(220)을 회전 가능하게 지지하기 위해 센터 브래킷(360)을 이용하므로, 축방향 길이는 길어질 필요가 없으며, 크기는 축소될 수 있다.

제4도 및 제5도에 도시된 센터 브래킷(360)은 하우징(400)의 후측내부에 설치되어 있다. 하우징(400)과 센터 브래킷(360)은 일단이 하우징(400)에 걸어 맞추어지고, 타단이 센터 브래킷(360)에 걸어 맞추어지는 링스프링(390)에 연결된다. 오버런닝 클러치(350)를 형성하는 클러치 인너(352)가 받는 회전반력은 하우징(400)에 직접 전달되지 않도록 링 스프링(390)에 의해 흡수된다.

피니언 회전 규제 부재(230)를 지지하는 두개의 지지 아암(361)(제2A도)들과 상기 피니언 회전 규제 부재(230)의 하단에 장착된 규제척(362)이 센터 브래킷(360)의 전면에 설치되어 있다. 또한 하우징(400) 내측의 블록부들(도시안됨)과 맞물리는 다수의 요철부(363)들이 센터 브래킷(360)상에 형성되어 하우징(400)내의 공기를 요크(501)로 인도하는 공기통로로 사용된다. 오목부(364)들이 유상부재(680)(후술됨)를 축방향으로 통과하는 센터 브래킷(360)의 하단에 형성되어 있다.

플래닛 캐리어(330)는 유성기어(320)들을 지지하기 위해 경방향(radial direction)으로 확장되어 있는 플랜지형 돌출부(331)를 가지고 있다. 후방으로 확장되어 있는 핀(332)들이 이 플랜지형 돌출부(331)에 고정되어 있고, 이 핀(332)들은 금속재 베어링을 통해 유성기어(320)를 회전 가능하게 지지한다. 플래닛 캐리어(330)는 전단이 하우징(440)의 전단 내부에 고정되어 하우징 베어링(440)과 센터 브래킷(360)의 내주의 관상부(365)내에 고정된 센터 브래킷 베어링(380)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 플래닛 캐리어(330)는 내측 관상부(365)의 전단 위치에 환상홈(334)을 갖고 있으며, 스냅링(335)이 이 환상홈(334)에 맞추어져 있다. 상기 플래닛 캐리어(330)에 장착되어 있는 회전 가능한 워셔(336)가 스냅링(335)과 내측 관상부(365)의 전단 사이에 삽입되어 있다. 상기 플래닛 캐리어(330)의 후방 이동은 상기 스냅링(335)이 워셔(336)를 통해 내측 관상부(365)의 전단에 직접 접함에 따라 제한된다. 상기 플래닛 캐리어(330)의 후측을 지지하는 센터 브래킷 베어링(370)의 후단은 내측 관상부(365)의 후단과 플랜지형 돌출부(331)사이에 끼워져 있는 플랜지부(371)를 갖는다. 상기 플래닛 캐리어(330)의 전방 이동은 플랜지형 돌출부(331)가 플랜지부(371)를 통해 내측 관상부(365)의 후단에 직접 접함에 따라 제한된다. 경방향으로 확장된 오목부(337)가 플래닛 캐리어(330)의 후측에 생성되어 있다. 회전 가능한 회전자축의 전단은 이 오목부(337)내에 설치된 플래닛 캐리어 베어링(380)을 통해 지지된다.

하우징(400)은 내부 전단에 고정되어 있는 하우징 베어링(440)을 구비한 출력축(220)을 지지하며, 개구부(410)로부터의 빗물등의 유입을 줄이기 위하여 상기 개구부(410)하부에서의 하우징(400)과 피니언 기어(210)의 외경 사이의 틈을 최소화로 유지하기 위한 돌출부로 동작하는 방수벽(460)을 갖는다. 상기 하우징(400)의 전단 하부에는, 후술되는 셔터(420)가 축방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다.

셔터(420)는 나일론과 같은 수지재로 이루어져 있으며, 출력축(220) 주위에 장착되어 있다. 상기 셔터(420)는 복귀 스프링(240)과 피니언 기어(210)사이에 끼워져 있는 링 몸체(421) 및 하우징(400)의 개구부(410)를 개폐하는 방수부(422)로 구성되어 있다.

스타터가 시동될 때에 피니언 기어(210)가 출력축(220)을 따라 전진하기 시작하면, 링 몸체(421) 또한 피니언 기어(210)와 함께 전진한다. 상기 링 몸체(421)와 일체로 구성된 방수부(422) 또한 전진하여, 하우징(400)의 개구부(420)를 개방한다. 스타터가 정지하고, 피니언 기어(210)가 출력축(220)을 따라 후퇴할 때, 링 몸체(421)도 피니언 기어(210)들과 함께 후퇴한다. 상기 링 몸체(421)와 일체로 구성된 방수부(422)도 후퇴하여, 하우징(400)의 개구부를 폐쇄한다. 결과적으로 개폐수단으로 동작하는 셔터(420)는 스타터가 동작하지 않을 때에 링 기어(100)의 원심력으로 인해 하우징으로 비산되는 빗물의 유입을 방지한다.

환상홈이 밀폐부재(430)의 단부에 형성되어 있고, 복귀 스프링(240)의 일단이 이 환상홈 내부에 설치되어 있다. 이 밀폐부재(430)는 하우징(400)의 개구부(410)로부터 유입되는 빗물 또는 먼지가 하우징(400) 전단에 있는 하우징 베어링(440)으로 유입되는 것을 방지하기 위해 출력축(220)의 주위를 밀폐한다.

모터(500)는 공기 배출구(503)를 갖는 요크(501), 모터벽(800) 및 후술되는 브러쉬 지지부재(900)에 의해 둘러싸여 있다. 상기 모터벽(800)과 센터 브래킷(360) 사이에 에피사이클 기어 메카니즘(300)이 끼워져 있으며, 상기 에피사이클 기어 메카니즘내의 윤활유가 모터(500)로 유입되는 것을 방지한다.

제1도에 도시된 바와 같이, 상기 모터(500)는 회전자축(510), 이 회전자축(510)에 고정되어 있으며, 일체로 회전하는 회전자 코어(520)와 회전자 코일(530)로 이루어진 회전자(540) 및 상기 회전자(540)를 회전시키는 고정자극(550)으로 구성된다. 상기 고정자극은 요크(501)의 내주에 고정되어 있다.

회전자축(510)은 플래닛 캐리어(330)의 후단 내부에 있는 플래닛 캐리어 베어링(380)과 브러쉬 지지부재(900)의 내주에 고정되어 있는 브러쉬 지지부재 베어링(564)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 회전자축(510)의 전단은 에피사이클 기어 감속 메카니즘(300)의 내측을 통해 삽입되어 있으며, 위에서 언급한 바와 같이 에피사이클 기어 감속 메카니즘(300)의 선기어(310)가 회전자축(510) 전단의 외주에 형성되어 있다.

본 실시예에서는, 제6도에 도시된 바와 같이, 다수(예를 들어, 25개)의 상층 코일 바(531)들과 동수의 하층 코일 바(532)들이 회전자 코일(530)을 위해 사용된다. 각각의 상층 코일 바(531)들과 하부 코일 바(532)들은 2층의 권선 코일을 형성하기 위해 경방향으로 적층되어 있다. 각각의 상층 코일 바(531)와 각각의 하층 코일 바(532)는 결합되어 있으며, 각각의 상층 코일 바(531)와 각각의 하층 코일 바(532)의 단부들은 환상 코일을 형성하기 위해 전기적으로 접속되어 있다.

상기 상층 코일 바(531)는 뛰어난 전도성을 갖는 구리와 같은 물질로 이루어져 있으며, 코어 플레이트(521)들의 적층을 통해 축방향으로 형성된 슬롯(524)의 외주내의 보지되어 있는 상부 코일 피스(piece)를 갖는다. 그것은 고정자극(550)에 평행하게 확장되어 있으며, 상층 코일 피스(533)의 양단으로부터 내측으로 굽어져 있고 회전자축(510)의 축방향에서 수직으로 확장되어 있는 두 개의 상층 코일 단부(534)들을 갖는다. 상기 상층 코일 피스(533)과 두개의 상층 코일 단부(534)들은 냉각 단조에 의해 일체로 형성될 수 있고, 프레스에 의해자형태로 휘어지게 형성될 수도 있으며, 또한 용접에 의해 별개의 부품으로 형성된 상층 코일 피스(533)와 두개의 상층 코일 단부(534)들을 접합하여 형성될 수도 있다.

상층 코일 바(531)와 같이, 하층 코일 바(532)는 하나의 하층 코일 피스(536)를 가지고 있으며, 슬롯(524)의 외주에 보지되어 있는 뛰어난 전도성을 갖는 구리와 같은 물질로 구성된다. 그것은 고정자극(550)에 대해 평행하기 확장되어 있으며, 하층 코일 피스(536)의 양단으로부터 내측으로 굽어져 있고, 상기 축(510)의 축방향에서 수직으로 확장되어 있는 두개의 하층 코일 단부(537)들을 갖는다. 상기 하층 코일 피스(536)와 두개의 하층 코일 단부(527)들은 상층 코일 바(531)와 같이 일체로 냉각 주조될 수 있고, 프레스에 의해 U자형으로 휘어지게 형성될 수도 있으며, 또한 용접등에 의해 별개의 부품으로 형성된 하층 코일 피스(536)와 두개의 하층 코일 단부(537)들을 결합하여 형성될 수도 있다.

각각의 상층 코일 단부(534)와 각각의 하층 코일 단부(537)의 절연은 절연 스페이서(560)에 의해 확보된다. 각각의 하층 코일 단부(537)와 회전자 코어(520)사이의 절연은 수지재(예를 들어, 나일론 또는 페놀수지)절연링(590)에 의해 확보된다.

축방향으로 확장되어 있는 상층 내부 연장부(538)가 두개의 상층 코일 단부(534)들의 내주 단부들에 형성되어 있다. 위에서 설명된 하층 코일바(532)의 내측단부에 있는 하층 내부 연장부(539)는 이 상층 내부 연장부(538)의 내주와 층을 이루고 있다. 이것들은 용접과 같은 접합기술에 의해 전기적, 기계적으로 접속되어 있다. 상기 상층 내부 연장부(538)의 외주는 절연캡(570)을 통해 회전자축(510) 위에 압입되는 고정부재(570)의 외주 환상부의 내면과 접해있다.

이러한 회전자(540)에서는, 회전자 코일(530)을 형성하는 상층 코일 바(531)의 양단에 있는 상층 코일 단부(534)들과 하층 코일 바(532)의 양단에 있는 하층 코일 단부(537)들이 각각 회전자축(510)의 축방향에 대해 수직으로 설치되어 있다. 그러므로, 회전자(540)의 축방향 길이는 감소될 수 있고, 모터(500)의 축방향 길이도 감소될 수 있으며, 상기 스타터는 종래의 구조에 비해 소형화될 수 있다.

고정자극(550)들은 고정자극(440)의 내주에 설치된 고정 슬리브(sleeve)(553)와 함께 요크(501)의 내부에 고정되어 있다. 본 실시예에서는, 영구자석들이 사용되지만, 그러나, 전기적인 자력을 발생하는 필드 코일들이 상기 영구 자석들 대신에 사용될 수 있다.

제1도에 도시된 바와 같이, 자석 스위치(600)는 후술되는 브러쉬 지지 부재(900)에 의해 보지되고, 후술되는 단부 프레임(700)내에 설치되어 있다. 상기 자석 스위치(600)는 회전자축(510)에 대해 거의 수직으로 고정되어 있다. 흡인 코일(650)에 대해 전기 전도성을 갖는 자석 스위치(600)는 상기 부재(680)에 결합된 플런저(610)를 상방으로 구동시키며, 상기 플런저(610)와 일체로 움직이는 두개의 접점들(하측 가동 접점(611)과 상측 가동 접점(612))을 순차적으로 단자볼트(620)의 헤드(621) 및 고정접점(630)의 접촉부(631)에 접한다. 도시하지 않은 배터리 케이블이 상기 헤드(621)와 접점(630)에 배터리 전압을 공급하기 위해 단자 볼트(620)에 연결되어 있다.

플런저(610)의 상방으로 확장되어 있는 플런저 축(615)이 플런저(610)의 상측에 고정되어 있다. 이 플런저 축(615)은 고정코어(642)의 중앙에 있는 관통구멍으로부터 상방으로 돌출되어 있다. 상기 플런저 축(615)을 따라 수직방향으로 자유롭게 미끄러지는 상측 가동 접점(612)이 플런저 축의 고정코어(642)의 상측에 위치된다.

이 상측 가동 접점(612)은 제7도에 도시된 바와 같이 플런저 축(615)의 상단에 설치된 고정링(616)에 의해 플런저축(615)의 상당 위로의 이동이 제한된다. 결과적으로, 상측 가동 접점(612)은 고정링(616)과 고정코어(642)사이의 플런저 축(615)을 따라 수직방향으로 자유롭게 미끄러진다. 상측 가동 접점(612)은 플런저 축(615)에 설치된 판스프링에 의해 형성된 접점압 스프링(670)에 의해 항상 상방으로 밀치어진다.

상측 가동 접점(612)은 뛰어난 전도성을 갖는 구리와 같은 금속으로 구성된다. 상측 가동 접점(612)의 양단이 상방으로 이동할 때, 고정접점(630)상의 두개의 접촉부(631)들은 접하게 된다. 한쌍의 브러쉬(910)들을 위한 각각의 리드선(910a)이 코킹(caulking)이나 용접에 의해 상측 가동 접점(612)에 전기적, 기계적으로 연결되어 있다. 다수의 규제수단(본 실시예에서는 2개)으로 동작하는 저항체(617)의 단부들이 상측 가동 접점(612)상의 홈들에 삽입되어 전기적, 기계적으로 고정되어 있다.

한쌍의 브러쉬(910)들을 위한 각각의 리드선(910a)이 코킹이나 용접에 의해 상측 가동 접점(612)에 전기적, 기계적으로 연결되어 있지만, 상측 가동 접점(612)과 브러쉬(910)의 각각의 리드선(910a)들은 일체로 형성될 수 있다. 저항체(617)는 스타터가 처음 시동될 때에 모터(500)의 회전속도를 감속시키기 위해 사용된다. 큰 저항값을 갖는 금속도선들이 저항체(617)를 형성하기 위해 권선되어 있다. 단자볼트(620)의 헤드부(621)아래에 위치하는 하측 가동 접점(611)이 코킹등에 의해 상기 저항체(617)의 타단에 고정되어 있다.

하측 가동 접점(611)은 뛰어난 전도성을 갖는 구리와 같은 금속으로 이루어져 있다. 자석 스위치(600)가 정지하고 플런저(610)가 하부에 있을 때, 하측 가동 접점은 고정코어(642)의 상면에 접한다. 저항체(617)가 플런저축(615)의 이동과 함께 상방으로 이동할 때, 하측 가동 접점(611)은 상측 가동 접점(612)이 고정접점(630)의 접촉부(631)에 접하기 전에 단자볼트(620)의 헤드부(621)에 접할 것이다.

자석 스위치의 상세한 구조는 본질적인 것이 아니므로 간략함을 위해 더 상세한 설명은 이루어지지 않을 것이다. 더욱 상세한 설명은, 1994년 12월 6일자로 출원되었으며, 본 출원의 양수인에게 양도된 시가(shiga)등에 의해 발명된 미합중국 특허출원(출원번호는 알지못함)이 참조로 여기에 포함된다.

제8도에 도시된 바와 같이, 단부 프레임(700)은 페놀수지와 같은 수지재로 이루어진 자석 스위치 커버이다. 상기 자석 스위치(600)는 프레임 내부에 수용되어 있다. 브러쉬(910)를 전방으로 밀치어내는 압축 코일 스프링(914)을 보지하는 스프링 지지주(spring holding pole)(710)가 브러쉬(910)의 위치에 따라 전방으로 돌출하도록 단부 프레임(700)의 후면에 설치되어 있다.

브러쉬 지지 부재(900)는 요크(501)의 내부와 단부 프레임(700)의 내부를 분리함, 브러쉬 지지 베어링(564)을 통해 회전자축(510)의 단부를 회전자축(510)의 단부를 회전 가능하게 지지하는 기능을 한다. 또한 상기 브러쉬 지지 부재(900)는 브러쉬 홀더로 동작할 수 있고, 자석 스위치(600)를 지지할 수 있으며, 유상부재(680)를 안내하는 풀리(pulley)(690)를 보지할 수 있다. 상기 브러쉬 지지 부재(900)는 유상부재(680)가 통과되는 구멍을 가지고 있다.

상기 브러쉬 지지 부재는 축방향에서 브러쉬(910)를 보지하는 다수의 브러쉬 지지 구멍들(본 실시예에서는 상부에 두개, 하부에 두개)을 갖는 알루미늄과 같은 주조된 금속재로 이루어진 부분이다. 상측 브러쉬 지지 구멍내의 브러쉬(910)는 리드선(910a)을 통해 양전압을 인가받으며, 수지재(예를 들어, 나일론, 페놀수지)절연 실린더(913)를 통해 축방향으로 미끄럼 가능하게 지지된다. 하측 브러쉬(910)는 직접적으로 브러쉬 지지 부재(900)에 연결되므로, 접지에 연결된다.

이러한 방식에서는, 브러쉬 지지 부재(900)와 함께 브러쉬(910)가 보지되므로, 스타터로부터 독립된 브러쉬 홀더가 요구되지 않는다. 이는 스타터의 구성요소의 수가 감소되고 조립공정시간이 단축되는 것을 허용한다.

브러쉬(910)의 전단은 압축 코일 스프링(914)에 의해 회전자 코일(530)의 후측에서 상층 코일 단부(534)의 후면으로 밀치어진다.

다음에는, 제1실시예에 따른 상기 스타터의 동작이 제9a도 내지 제9c도에 도시된 전기 회로도에 따라 설명될 것이다.

키 스위치(10)가 제9a도에 도시된 것처럼 운전자에 의해 시동위치로 설정되면, 자석 스위치(600)내의 흡인 코일(650)은 배터리(20)에 의해 통전된다. 흡인 코일(650)이 통전되면, 플런저(610)가 상방으로 상승하도록 흡인코일(650)에 의해 발생된 자력이 상기 플런저를 흡인한다.

플런저(610)가 상승하기 시작하면, 상측 가동 접점(612)과 하측 가동 접점(611)도 상승하고, 플런저(610)에 결합된 유상부재(680)의 후단도 상승한다. 상기 유상부재(680)의 후단이 상승하면, 유상부재의(680)의 전단은 하방으로 잡아 당겨지고, 피니언 회전 규제 부재(230)는 하강한다. 상기 피니언 회전 규제 부재(230)가 하강하고, 규제조(321)가 피니언 기어(210) 외주의 요철(214)들중 하나와 맞물리면, 하측 가동 접점(611)은 단자볼트(620)의 헤드(621)에 접한다. 배터리(20)전압은 상기 단자볼트(620)로 공급되고, 상기 단자볼트(620)의 전압은 하측 가동 접점(611), 저항체(611), 상측 가동 접점(612) 및 리드선(910a)을 통해 상측 브러쉬(910)를 통해 회전자 코일(530)로 전달된다. 하측 브러쉬(910)는 항상 브러쉬 지지 부재(900)를 통해 접지되어 있으므로, 코일에 결합된 상층 코일 바(531)들과 하층 코일 바(532)들로 구성된 상기 회전자 코일(530)에 이 저전압이 통전된다. 그리고나서, 회전자 코일(530)은 비교적 약한 자력을 발생한다. 이 자력은 고정자극(550)의 자력에 작용(흡인 또는 반발)하여, 회전자(540)를 저속으로 회전시키는 원인이 된다.

회전자축(510)이 회전할 때, 에피사이클 기어 메카니즘(300)내의 유성기어(320)들은 회전자축(510)전단의 선기어(310)에 의해 회전 구동하게 된다. 상기 유성기어(320)들이 회전토크를 내부기어(340)로 전달하며, 내부기어(340)의 회전은 오버런닝 클러치(330)의 기능에 의해 제한될 것이다. 다시말해, 상기 내부기어(340)가 제3도에 도시된 상황하에서 롤러(353)들을 통해 센터 브래킷(360)과 맞물리므로, 상기 내부기어는 회전하지 않을 것이고, 따라서 상기 플래닛 캐리어(330)는 유성기어(320)의 회전으로 인해 감속 회전할 것이다. 상기 플래닛 캐리어(330)가 회전하면, 상기 피니언 기어(210)도 회전을 시도하지만, 피니언 기어(210)의 회전이 피니언 회전 규제 부재(230)에 의해 규제되므로, 상기 피니언 기어(210)는 출력축(220)의 헬리컬 스플라인(221)을 따라 축방향으로 전진할 것이다.

상기 피니언 기어(210)가 전진하면, 셔터(420)도 축방향으로 전진하여 하우징(400)의 개구부(410)를 개방한다. 상기 피니언 기어(210)의 전진과 함께, 상기 피니언 기어(210)는 엔진 링기어(100)와 완벽하게 맞물리고, 그리고나서 피니언 걸어맞춤 링(250)에 접할 것이다. 상기 피니언 기어(210)가 더욱 전진하면, 규제조(231)는 피니언 기어(210)상의 요철(214)로부터 이탈되고, 그리고나서 상기 규제조(231)는 피니언 기어(210)의 후면에 설치된 워셔(215)의 후방으로 강하할 것이다.

한편, 내부기어(210)가 전진하면, 상측 가동 접점(612)은 제9b도에 도시된 바와 같이 고정접점(630)의 접촉부(631)에 접할 것이다. 상기 단자볼트(620)의 배터리 전압은 상측 가동 접점(612)와 리드선(910a)을 통해 상측 브러쉬(910)로 직접 전달될 것이다. 다시말해, 고전류가 각각의 상층 코일 바(531)와 각각의 하부 코일 바(532)로 구성된 회전자 코일(530)로 흐를 것이다. 상기 회전자 코일(530)은 큰 자력을 발생할 것이고, 상기 회전자(540)를 고속으로 회전시킬 것이다.

상기 회전자축(510)의 회전은 에피사이클 기어 메카니즘(300)에 의해 감속되고, 따라서 회전 토크를 증가시킬 것이며, 상기 플래닛 캐리어(330)는 회전 구동될 것이다. 이때, 피니언 기어(210)의 전단은 피니언 걸어맞춤 링(250)에 접할 것이고, 상기 플래닛 캐리어(330)와 함께 회전할 것이다. 상기 피니언 기어(210)는 링기어(100)를 회전 구동시키며, 그 결과 엔진의 출력축이 회전 구동한다.

오버런닝 클러치(350)를 더욱 상세하게 설명하면, 엔진의 구동출력은 오버런닝동안에 구동축(220)으로부터 유성기어(320)들로 전달된다. 피니언 기어의 회전은 회전자(540)의 회전보다 빠르게 되고, 상기 유성기어(320)들과 맞물리는 내부기어(340)와 일체로 구성된 클러치 아우터(351)는 제3도의 화살표 C의 방향으로 회전한다. 원심력으로 인해, 상기 롤러(353)는 롤러 수납 가이드부(351d)와 롤러 가이드부(352c)에 의해 클러치 인너(352)의 롤러 수납부(351a)에 깁이 수납되고, 클러치 아우터(351)는 클러치 인너(352) 주위를 공전한다. 클러치 아우터(351), 다시 말해 내부 기어(340)가 공전하면, 회전자축(510)상에 형성된 선기어(310)로의 엔진구동력의 전달이 중지되고, 회전자(540)가 오버런닝하는 것을 방지한다.

다음에, 엔진이 시동하고 엔진 링기어(100)가 피니언 기어(210)보다 빠르게 회전하면, 헬리컬 스플라인의 기능으로 인해 피니언 기어(210)를 후퇴시키는 힘이 발생할 것이다. 피니언 기어(210)의 후퇴는 피니언 기어(210)의 후방으로 떨어지는 회전 규제조(231)에 의해 방지되며, 피니언 기어(210)의 조기 분리가 방지될 것이다. 따라서, 엔진은 정확하게 시동될 수 있다.

엔진의 성공적인 시동으로 인해 엔진 링기어(100)가 피니언 기어(210)보다 빠르게 회전하면, 피니언 기어(210)는 링기어(100)의 회전에 의해 회전 구동될 것이다. 링기어(100)로부터 피니언 기어(210)로 전달된 회전토크는 플래닛 캐리어(330)를 통해 유성기어(320)들을 지지하는 핀(332)들로 전달될 것이다. 다시말해, 유성기어(320)들은 플래닛 캐리어(330)에 의해 구동된다. 모터가 시동될 때의 것과 반대방향으로 회전하는 토크가 내부기어(340)에 제공되므로, 오버런닝 클러치(350)는 링기어(100)의 회전을 허용할 것이다. 다시말해, 모터(500)가 시동될 때의 것과 반대방향으로 회전하는 토크가 내부기어(340)에 제공되면, 오버런닝 클러치(350)의 롤러(353)는 클러치 인너(352)의 오목부(355)로부터 분리되고, 내부기어(340)의 회전은 가능하게 될 것이다.

엔진이 시동하면, 피니언 기어(210)를 회전 구동시키는 엔진 링기어(100)의 상대회전은 오버런닝 클러치(350)에 의해 흡수되고, 회전자(540)는 엔진에 의해 역방향으로 회전 구동되지는 않을 것이다.

엔진이 시동되면, 키스위치(10)는 제9c도에 도시된 바와 같이 운전자에 의해 시동스위치로부터 제거되고, 자석 스위치(600)내의 흡인 코일(650)로의 통전은 중지된다. 흡인 코일(650)의 통전이 중지되면, 플런저(610)는 압출 코일 스프링(660)의 기능으로 인해 하방으로 복귀할 것이다. 상측 가동 접점(612)은 고정접점(630)의 접촉부(631)로부터 분리되고, 그리고나서 하측 가동 접점(611)도 단자 볼트(620)의 헤드부(621)로부터 분리되어 상측 브러쉬(910)로의 통전은 중지된다.

플런저(610)가 하방으로 복귀되면, 피니언 회전 규제 부재(230)는 피니언 회전 규제 부재(230)의 복귀 스피링(236)의 기능으로 인해 상방으로 복귀하고, 규제조(231)는 피니언 기어(210)의 후방으로부터 분리될 것이다. 피니언 기어(210)는 복귀 스프링(240)의 기능에 의해 후방으로 복귀되고, 피니언 기어(210)와 엔진 링기어(100)의 맞물림은 해제될 것이다. 동시에, 피니언 기어(210)의 후단은 출력축(220)상의 플랜지형 돌출부(222)에 접할 것이다. 다시말해, 피니언 기어(210)는 스타터가 시동되기 전에 그 위치로 복구된다.

플런저(610)가 하방으로 복귀되면, 하측 가동 접점(611)은 자석 스위치(600)의 고정 코어(642)의 상면에 접하고, 상측 브러쉬(910)의 리드선(910a)은 상측 가동 접점(612), 저항체(617), 하측 가동 접점(611), 고정코어(642), 자석 스위치 커버(640) 및 브러쉬 지지 부재(900)의 순으로 통전된다. 다시말해, 상측 브러쉬(910)와 하측 브러쉬(901)는 브러쉬 지지 부재(900)를 통해 단락된다. 한편, 회전자(540)의 타성(coasting)회전에 의해 회전자 코일(530)상에 기전력이 발생된다. 이 기전력은 상측 브러쉬(910), 브러쉬 지지 부재(900) 및 하측 브러쉬(910)를 통해 단락되며, 따라서 제동력이 회전자(540)의 타성회전상에 제공된다. 결과적으로, 회전자(540)는 급속하게 정지한다.

에피사이클 기어 메카니즘(300)의 내부기어(340)와 일체로 형성된 제1원통부는 클러치 아우터(351)로 동작하며, 고정측으로 동작하는 제2원통부는 클러치 아우터(351)의 내주에 롤러(353)를 위한 롤러 수납부(351a)를 형성하기 위해 클러치 인너(352)로 사용된다. 따라서, 스타터가 엔진에 의해 오버런되면, 클러치 아우터(351)인 내부기어(340)가 모터(500)와 피니언 기어(210)사이의 회전차를 흡수하기 위해 클러치 인너(352)에 대해 공전하는 경우, 롤러(353)는 원심력을 받아 클러치 인너(352)의 외주로부터 분리된다. 이는 롤러(353) 또는 클러치 인너(352)외주의 비정상적인 마모를 방지한다.

일반적으로, 롤러(353)의 일부를 수납하기 위해 롤러 홈부(355)가 클러치 인너(352)상에 형성되어 있다. 롤러(353)는 롤러 수납부(352a)와 롤러 홈부(355)의 롤러 접촉면에 의해 토크를 전달방향의 전후에 끼워지며, 따라서 쐐기효과를 사용하는 롤러형 오버런닝 클러치와 같은 큰 응력이 각각의 접촉면과 롤러(353)와의 접촉면에 제공되지는 않는다. 그러므로, 큰 토크 용량을 갖는 오버런닝 클러치가 제공될 수 있다.

오버런닝 클러치(350)는 베어링(370)을 통해 출력축(220)을 회전 가능하게 지지하기 위해 센터 브래킷(360)의 외주측의 공간을 사용하므로, 축방향 길이가 클러치(350)를 장착하기 위해 길어질 필요는 없으며, 크기는 작아질 수 있다. 클러치 인너(352)가 센터 브래킷(360)과 일체로 구성되므로, 분리된 부품의 수는 감소될 수 있다.

또한 본 실시예에서는, 클러치 아우터(351)상의 롤러 수납부(351a)들의 수가 클러치 인너(352)상의 홈부(355)들의 수보다 크다. 따라서, 롤러(353)가 롤러 수납부(351a)와 맞물리지 않거나 엔진이 스타터 오버런 상태에서 갑자기 정지하고 다시 갑자기 구동하는 경우와 같이, 스타터가 시동될 때에 롤러(353)가 롤러 수납부(351a)에 다시 맞물리면, 클러치 인너(352)의 공전거리는 짧아지고, 맞물리는 동안에 발생하는 충격은 억제될 수 있다.

제2실시예가 제10도를 찹조하여 설명될 것이다. 제2실시예에서, 클러치 아우터(351)는 수지에 의해 내부기어(340)와 일체로 형성되고, 클러치 인너(352)는 알루미늄으로 형성된다. 롤러 맞물림면들(351b, 352b)이 축심(0)으로부터 반경선(radius line)과 형성하는 각도는 일반적으로 판기어의 압력각(pressure angle)인 거의 20°가 되도록 형성한다. 이는 스타터의 에피사이클 기어 감속 메카니즘내에서 사용될 수지재의 내부기어(340)의 압력각이 일반적으로 20°이고, 20°의 압력각을 갖는 금속재 기어와 맞물리는 경우에는 충분한 내구성이 있기 때문이다. 따라서, 롤러 맞물림면이 이 압력각과 동일한 각을 갖는다면, 일체로 클러치 아우터 또는 클러치 인너로 사용될 수 있다. 강철재보다 낮은 강도를 갖는 비철금속재가 수지재 대신에 사용될 수 있다. 다시말해, 가공방법을 단순화하기에 적절한 재료가 사용될 수 있다.

본 실시예에서는, 판기어의 압력각과 동등한 압력각을 갖는 롤러 맞물림면이 예로서 설명되었다. 그러나, 모든 실시예들에서 도시된 바와 같이, 내부기어와 스타터 고정부재로 형성된 클러치 인너와 클러치 아우터의 롤러 맞물림면에 의해 롤러는 토크 전달방향의 전후에 끼워지고, 따라서 쐐기 모양의 공간의 협소방향으로 롤러가 물려서 토크를 전달하는 롤러형 오버런닝 클러치와 같이 클러치 인너, 클러치 아우터 및 롤러의 접촉면들에 큰 응력이 가해지지는 않는다. 따라서, 수지나 비철금속과 같은 낮은 강도의 재료가 클러치 인너와 클러치 아우터의 재료로 사용될 수 있으며, 충분한 내구성을 가지는 저가의 경량의 오버런닝 클러치가 제공될 수 있다.

제11도에 도시된 바와 같이, 제3실시예는 롤러(353)가 클러치 인너(352)의 롤러 홈부(352a)로 밀치어지도록 클러치 아우터(351)의 롤러 수납부(351a)에 설치된 압축 스프링(356)을 갖는다. 동시에, 롤러 압축스프링(356)의 일단을 수납하기 위한 롤러 압축 스프링 수납부(351e)가 롤러 수납부(351a)내에 설치된다. 또한, 클러치 아우터(351)와 클러치 인너(352)상에 형성된 롤러 맞물림면들(351b, 352b)은 롤러(353)의 반경과 거의 동일한 곡률반경의 곡면을 갖도록 구성된다. 이는 토크 전달면을 확장하고, 더 큰 용량을 갖는 클러치를 얻는 것을 허용한다.

Claims

회전자축을 갖는 스타터 모터; 상기 회전자축과 동축인 구동축; 상기 회전자축의 외주상에 형성된 선기어; 상기 구동축의 일단에 설치되며, 상기 선기어와 맞물리는 유성기어들; 상기 유성기어들과 맞물리는 내부기어를 갖는 감속 메카니즘; 및 상기 내부기어상에 설치되면 축방향으로 확장되어 있는 제1원통부, 고정측으로 동작하며 상기 제1원통부의 내주에 대해 소정의 간격을 갖고 위치하는 제2원통부 및 오버런닝시 실질적으로 수납부에 완전히 수납될 때에 상기 제2원통부의 외주에 접하지 않도록 상기 제1원통부의 내주상에 형성된 수납부에 수납되는 롤러를 갖는 오버런닝 클러치를 구비하는 것을 특징으로 하는 스타터.
제1항에 있어서, 상기 제2원통부를 오버런닝시 이외에는 상기 롤러의 일부가 걸어 맞우어지는 상기 외주상에 설치된 홈부를 갖는 것을 특징으로 하는 스타터.
제2항에 있어서, 상기 홈부가 상기 수납부의 수보다 더 많이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스타터.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 롤러와 걸어 맞추어지는 상기 홈부의 표면은 상기 롤러의 반경과 거의 동일한 곡률 반경을 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 스타터.
제1항, 제2항 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내부기어와 상기 제1원통부가 수지 또는 비철금속재로 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 스타터.
제1항, 제2항 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2원통부를 상기 구동축을 회전 가능하게 지지하며, 상기 기어 감속 메카니즘을 감싸고 있는 센터 브래킷과 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 스타터.
제1항, 제2항 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유성기어들을 회전 가능하게 지지하기 위해 상기 구동축의 일단에 대경부가 형성되되, 상기 제2원통부가 상기 대경부의 외주와 적어도 일부가 중첩되도록 설치된 것을 특징으로 하는 스타터.
하우징; 상기 하우징과 결합되어 있으며, 선기어와 함께 형성되어 있는 회전자축을 갖는 스타터 모터; 상기 회전자축과 동축으로 상기 하우징내에 지지되는 구동축; 상기 구동축에 의해 회전 가능하게 지지되며 선기어와 맞물리는 다수의 유성기어들을 갖되, 제1내주에서 상기 유성기어들과 맞물리는 내부기어와 함께 형성되며 상기 제1내주에 축방향으로 인접한 제2내주에서 롤러 수납부와 함께 형성되어 있는 외부 원통부를 더 갖는 기어 메카니즘; 상기 롤러 수납부에 접하도록 외주에서 롤러홈과 함께 형성되어 있는 상기 외부 원통부와 동축으로 상기 하우징내에서 고정 지지되는 내부 원통부; 및 상기 외부 원통부를 상기 내부 원통부와 맞물리게 하거나 분리시키기 위해 상기 외부 원통부와 상기 내부 원통부 사이에 설치된 롤러를 구비하되, 상기 구동축이 상기 회전자축에 대해 오버런될 때에 상기 롤러 수납부와 상기 롤러 홈부가 상기 롤러를 상기 롤러 수납부로 완전히 이동시키도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스타터.