KR920006248B1 - 피니언 시프트 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

피니언 시프트 장치

제1도는 본 발명의 제1의 실시예에 관계하는 피니언 시프트 장치를 적용한 시동기 장치를 도시하는 단면도.

제2도는 본 발명의 제2의 실시예에 관계하는 피니언 시프트 장치를 시동기 장치를 도시하는 단면도.

제3a도 내지 제3d도는 전기 피니언 시프트 장치의 동작을 도시하도록 구성을 간략화한 동작 설명도.

제4도는 전기 피니언 시프트 장치에 있어서의 전자 스위치 장치의 흡인력과 피니언을 누르는 누름 스프링의스프링 특성을 도시하는 특성도.

제5도는 종래의 시동기 장치를 도시하는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2b : 출력 회전축 3 : 피니언 이동체

15 : 후크 25 : 시동기 장치

30 : 피니언 시프트 장치 31 : 전자스위치 장치

32 : 시프트 레버 32a : 요동 지점부

32b : 상단 33 : 플런저

34 : 단부 오목부

본 발명은 피니언 시프트 장치에 관하며, 더욱 상세하게는 예컨대 자동차의 엔진을 시동하는 시동장치에 있어서 기관의 링 기어에 구동력을 전달하는 피니언을 습동시키는 시프트 장치에 관한다.

종래, 자동차의 내연기관을 시동시키는 시동 전동기에는 제5도에 도시되는 것 같은 것이 있고, 이같 은시동 전동기는 이미 잘 알려져 있다.

제5도에 도시되는 종래의 시동 전동기(1)은 직류 전동기(2)와 이 직류 전동기(2)의 전기자(2a)로부터 축방향 전방(제5도에서 우측)으로 연장되는 전기자 회전축의 연장부(이하 출력 회전축이라 칭한다)2b에 습동 가능하게 감장된 피니언 이동체(3)과, 직류 전동기(2)의 측부에 배치된 전자 스위치 장치(4)와 피니언이동체(3)을 습동시키는 시프트 레버(5)로써 주로 구성되어 있다.

전자 스위치 장치(4)는 일단에 벽(6a)를 가지는 통상인 바깥틀(6)을 갖추며, 벽(6A)의 중심 개구에는 플런저(7)이 감삽되어 있다. 바깥틀(6)의 타단에는 플런저(7)과 대향하는 고정 철심(8)이 배설되며, 그 철심(8)의 단벽(8a)는 바깥틀(6)의 타단 내주부에 감합 고착되어서 바깥틀(6)과 더불어 틀체를 구성하여, 그내부에 코일 보빈(9)가 수납되어 있다. 이 코일 보빈(9)에는 여자 코일(10)이 권장되며, 또 철심(8)과 플런저(7)과 새에는 복귀 스프링(11)이 설치되며, 다시 철심(8)의 중심부에 형성된 관통공에는 플런저(7)로부터 연장하는 로드부(7a)가 삽입되며, 그 로드부(7a)의 단부에는 가동 접점(12)가 지지되어 있다.

또한, 부호(13)은 수지제 캡, (14)는 그 캐(13)에 설치된 단자 볼트이며, 내측의 단부가 가능 접점(12)에 접촉하는 고정 접점(14a)로 되어 있다.

바깥틀(6)의 단벽(6a)에서의 중심 개구에 감삽되는 코일 보빈(9)의 중심 통로를 철심(8)로 향해서 흡인이동하는 플런저(7)에는 축방향 외쪽을 향해서 개구한 단부 오목부(7b)가 동심적으로 형성되며, 그 오목부(7b)에는 후단에 플랜지부(15a)를 형성한 피스톤상의 후크(15)가 습동 가능하게 배치되어 있다. 이 후크(15)는 오목부(7b)의 개구단을 폐섹하는 홀더의 중심공을 지나서 외부로 돌출되며, 그 돌출단에는 시프트레버의 상단(5a)가 계합되어 있다. 플렌저(7)의 오목부(7b)내에 있어서 홀더(16)과 후크(15)의 플런저부(15a)와의 새엔 원통상 코일 스프링으로 되는 누름 스프링(17)이 배설되어 있다.

다른 한편, 피니언 이동체(3)은 클러치 아우터(18a), 클러치 인너(18b) 및 양 아우터와 인너와 새에 형성된 각 설형 공간에 배치된 롤러(18c)로 되는 일방향 클러치 장치(18)과, 이 일방향 클러치 장치(18)의 클러치 인너(18b)에 일체적으로 형성된 피니언(19)로 구성되어 있다. 클러치 아우터(18a)에는 그 후부에 통상부(20)이 일체로 형성되며, 이 통상부(20)의 내주면에는 출력회전축(2b)외주부에 형성된 헬리컬 스플라인(2c)에 맞물리는 스플라인이 형성되어 있다. 또, 이 통상부(20)의 외주부에는 고정링(21)이 고정되며, 이고정링(21)과 클러치 아우터(18a)의 후벽과 새에 시프트 레버(5)의 두갈래상 하단(5b)가 계합되어 있다.

시프트 레버(5)의 거의 중간부는 요동 지점부(5c)로 되며, 프론트 브래킷(22)의 지지면(22a)와 금속판(23)에 의해서 협지되도록 전후의 측부가 지지되며, 이것으로 요동 지점부(5c)를 중심으로 한 요동 운동을 가능케 하고 있다.

다음에, 전술한 종래의 시동기 장체에서의 동작을 간단하게 설명한다.

차륜의 키 스위치 온되면, 전자 스위치 장치(4)의 여자 코일(10)에 통전되어서 자력이 발생되며, 플런저(7)이 철심(8)을 향해서 흡인된다. 이 플런저(7)의 이동에 따라서 시프트 레버(5)가 회동되며, 피니언 이동체(3)이 출력 회전축(2b)상을 습동한다. 그때, 피니언(19)가 기관의 링 기어의 측면에 맞닿으면 시프트 레버(5)의 회동은 정지되며, 다른 한편, 플런저(7)은 계속 흡인되어 이동되므로 누름 스프링(17)이 압축된다.이 누름 스프링(17)의 압축에 의한 에너지는 시프트 레버(5)를 거쳐서 피니언(19)를 기관의 링 기어에 누르는 힘으로 된다.

그리고, 플런저(7)의 로드부(7a)에 부착된 가동 접점(12)가 고정 접점(14a)에 접촉되며, 이것으로 직류전동기(2)의 전원이 들어간다. 그 결과 출력 회전축(2b)가 회전되며, 그 회전력은 일방향 클러치 장치(18)을 거쳐서 피니언(19)에 전달된다. 이같이 해서 피니언(19)가 회전하기 시작하자마자, 누름 스프링(17)에 의한 가압력에 의해서 피니언(19)는 기관의 링 기어와 맞물림을 개시한다.

이같이 시동기 장치(1)에 있어서 전자 스위치 장치(4)는 직류 전동기(2)에 전원을 넣는 작용도 함으로 이전자 스위치 장치(4) 및 시프트 레버(5)가 피니언 시프트 장치를 구성하게 된다.

그러나, 종래의 피니언 시프트 장치는 전자 스위치 장치가 크며, 그 소형화 및 경향화가 요망되고 있었다. 특히, 이 피니언 시프트 장치를 시동기 장치에 적용했을 경우의 문제로서 엔진룸으로의 부착성 개선을 위해 전자 스위치 장치의 소형화의 나아가선 차량 전체의 경량화를 포함해서 전자 스위치 장치의 경량화가 요망되었다.

본 발명의 목적은 이같은 종래의 문제점을 해결해서 전자 스위치 장치를 소형 또한 경량으로 한 피니언시프트 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명은 전자력으로 흡인되는 플런저의 단부 오목부에 읍동 가능하게 배치되며, 전기 플런저의 축방향이동으로 누룸 스프링을 거쳐서 인장되는 후크를 가지는 전자 스위치 장치 및 일단이 전기 후크에 계합되며 또한 타단이 지지축상을 습동 가능하게 감장되며, 피동의 기어에 계탈하는 피니언에 계합해서 습동력을 부여하는 시프트 레버를 갖추는 피니언 시프트 장치에 있어서 전기 플런저의 단부 오목부가 그 플런저의 중심축선에 대해서 전기 지지축에 편심한 위치에 형성되어 있음을 특징으로 한다.

본 발명의 피니언 시프트 장치에선, 전자 스위치 장치에 통전되면 플런저는 고정 철심과의 갭이 작으므로 초기 상태로부터 강한 힘으로 흡인되며, 이것으로 레버를 회동시켜서 피니언을 지지축상에서 흡동시킨다.

이하, 본 발명의 피니언 시프트 장치를 첨부도면에 도시된 실시예에 대해서 다시 상세하게 설명한다.

제1도에는 본 발명의 제1의 실시예에 관계하는 피니언 시프트 장치(30)을 쓴 시동기 장치(25)가 도시되어 있다. 이 시동기 장치(25)를 도시하는 제1도에 있어서 제5도에 도시된 종래의 시동기 장치(1)의 구성부분과 마찬가지인 부분은 똑같은 참조부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.

제1도에 도시되는 시동기 장치(25)에선 피니언 이동체(3)을 습동시키는 시프트 장치(30)을 구비하며, 그 시프트 장치(30)은 전자 스위치 장치(31) 및 시프트 레버(32)를 가지며, 이 시프트 레버(32)의 중간부에서 약간 상단측에는 요동 지점부(32a)가 설치되며, 이 요동 지점부(32a)는 제5도에 도시되는 종래의 시동기장치(1)과 마찬가지로 프론트 브래컷(22)의 고정 지지면(22a)와 금속판(26)로 전후가 협지되도록 해서 회동 가능하게 지지되어 있다.

전자 스위치 장치(31)은 후술하는 이유로 고정 철심(8)과 플런저(33)과 새의 초기의 갭 g'는 종래의 것에 비해서 작게 되어 있다. 또, 후크(15)를 습동 가능하게 배치하기 위해 플런저(33)에 설치된 단부 오목부(34)는 그 중심축선을 플런저(33)의 중심축선에 대해서 출력 회전축(2b)쪽으로 편심시켜서 형성되어 있다. 이것으로 시프트 레버(32)에서의 요동 지점부(32a)와 후크(15)에 계합하는 상단(32b)까지의 아암 길이가 짧아지므로 레버비는 크게 되며, 그 분만큼 플런저(33)의 갭(g')를 짧게 할 수 있다. 이같이 플런저(33)의 갭을 짧게 할 수 있다는 것은 전자 스위치 장치의 축방향 길이가 짧아지며, 소형으로 할 수 있다는 것으로된다.

제2도엔 본 발명의 제2의 실시예에 관계하는 피니언 시프트 장치(40)을 쓴 시동기 장치(35)가 도시되어 있다. 이 시동기 장치(35)를 도시하는 제2도에 있어선 제5도에 도시된 종래의 시동기 장치(1)의 구성 부분과 마찬가지인 부분은 같은 참조부호를 붙여서 상세한 설명은 생략한다.

제2도에 도시되는 시동기 장치(35)에 있어서 피니언 이동체(3)을 습동시키는 시프트 장치(40)은 제1의 실시예와 후술하는 부분을 제하고 거의 같은 전자 스위치 장치(31) 및 시프트 레버(32)를 가지며, 그 시프트 레버(32)에서의 요동 지점부(32c)의 후방 지지가 탄성 지지 장치(41)에 의해서 이뤄지고 있다. 탄성 지지 장치(41)은 단면 자형인 스프링 받침 접시부(42a)와, 일단을 스프링 받침 접시부(32a)의 저부에 당접해서 위치 결정 되며, 축선을 전후 방향으로 향해서 배치된 코일 스프링(42b)와 이 스프링(42b)의 타단에 부착되며, 시프트 레버(32)의 요동 지점부(32a)의 후방측부에 접촉해서 이것을 누르는 금속판(42c)로 구성되어 있다. 이 탄성 지지 장치(41)에 있어서의 금속판(42c)는 코일 스프링(42b)를 압축해서 어느 정도 당접해서 그 이동이 지지된다. 이 금속판(42c)의 이동 범위는 본 실시예와 같이 스프링 받침 접시(42a)를 이용해서 적극적으로 규제해도 되며, 또는 코일 스프링의 휨틀이라도 된다.

전자 스위치 장치(31)은 후술하는 이유로 시프트 레버의 상단과 후크(15)와의 계합부가 축방향에 있어서 작동상 필요한 미소 클리어런스로 되어 있다는 것, 고정 철심(8)과 플런저(33)과의 새의 초기의 갭(g')가 제1의 실시예의 것에 비해서 더욱 작게 되어 있다는 것 및 후크(15)의 주위에 배치된 누름 스프링(43)은 종래의 것에 비해서 스프링 상수가 높은 것이 쓰이는 것을 제하고는 제1도에 도시된 제1의 실시예의 것과 같다.

다음에, 본 실시예의 피니언 시프트 장치(40)과 더불어 이것을 적용한 시동기장치(35)의 동작을 제3a도내지 제3d도 및 제4도를 참조해서 설명한다.

차량의 키 스위치가 온되면 전자 스위치 장치(31)의 여자 코일(10)에 통전되어서 자력이 발생되며, 플런저(33)이 철심(8)을 향해서 흡인된다. 이 플런저(33)의 이동에 따라서 시프트 레버(32)의 요동 지점부(32a)가 탄성 지지 장치(41)의 코일 스프링(42b)를 압축하면서 금속판(42c)가 스프링 받침 접시부(42a)의 주위연부에 당접해서 할 때까지 이동함과 더불어 요동 지점부(32a)를 중심으로 하는 시프트 레버(32)의 요동운동으로 하단(32c)는 상단(32b)와는 역방향으로 이동하여, 하단(32c)에 계합한 피니언 이동체(3)이 출력회전축(2b)상을 습동하게 되며, 그 피니언(19)의 단면이 기관의 링기어(26)의 단면에 당접한다. 여기까지의 동작에 있었서의 시프트 장치(40)의 상태는 제3a도 및 제3b도에 개략적으로 도시되며, 플런저(33)이 움직인 거리를 (11)로 한다. 이같이 플런저(33)이 거리(11)만큼 이동하는 동안에 탄성 지지 장치(41)의 코일스프링(42b)가 휨으로 이 코일 스프링(42b)의 스프링 특성선을 제4도에 (S₁)로 도시되듯이 나타내어진다.

그리고 피니언(19)가 링 기어(26)에 당접한 후에도 플런저(33)은 계속 흡인되는데, 그러나 시프트 레버(32)의 요동은 생기지 않으므로 플런저(33)은 시프트레버(32)의 상단(32b)와 계합하고 있는 후크(15)를 남긴채 누름 스프링(43)을 압축하면서 고정 철심(8)을 향해서 이동되며, 플런저(33)의 로드부(7a)에 부착된 가동접점(12)가 고정 접점(14a)에 접촉한다(제3c도). 정지 위치로부터 여기까지의 플런저(33)의 이동 거리를 (12)라 하면, 플런저(33)의 거리(11)의 이동후로부터 (12)의 종점까지의 새에 누름 스프링(43)이 휘므로이 누름 스프링(43)의 스프링 특성선을 제4도에(S₂)로 도시되듯이 나타내어진다. 이 누름 스프링(43)의 압축에 의한 에너지는 스프트 레버(32)를 거쳐서 피니언(19)를 링 기어(26)에 눌러붙이고 힘으로 되는 것이며, 어느 정도의 힘을 필요로 하므로 이짧은 거리 (1₂-1₁)로 소정의 눌러붙이는 힘을 얻기 위해 스프링 상수가 높은 것이 사용된다.

이같이 해서 가동 접점(12)와 고정 접점(14a)가 접촉하면 직류 전동기(2)가 기동되며, 일방향 클러치 장치(18)을 거쳐서 피니언(19)에 그 회전이 전달된다. 그리고, 피니언(19)가 회전하자마자, 누름 스프링(43)에 의한 가압력으로 피니언(19)는 제3d도에 도시되는 바와같이 기관의 링 기어(26)의과 맞물림을 개시한다. 이것으로, 피니언(19)의 회전은 기관의 링 기어(26)을 회전시키며, 기관을 시동한다. 피니언(19)의 전이도에 따라서 탄성 지지 장치(41)은 시프틀 레버(32)의 요동 지점부(32a)를 고정 지지면(22a)로 향해서 되돌리는 듯이 작용하며, 이 작용력은 시프트 레버(32)의 하단(32c)를 거쳐서 피니언(19)를 전방향 즉 제8d도에 화살표(44)로 도시되는 방향으로 항시 시동시키도록 하며, 따라서 피니엄(19)를 전이동 위치에 보지시키도록 작용한다. 이것은, 다음 같은 경우에 큰 효과가 있다.

즉, 기관의 시동중에 기관의 회전 맥동에 의해서 일순간이나마 일방향 클러치 장치(18)에 후퇴력이 생기는 경우가 있다. 그러나, 그때 피니언 이동체(3)을 전방으로 항시 이동시키려는 힘이 작용되고 있으므로 기관의 맥도에 따라서 생기는 피니언 이동체(3)의 정후의 울음의 발생이 없어진다.

이같이 제2의 실시예의 피니언 시프트 장치(40)에 의하면, 상술한 효과와 더불어 플런저(33)에 대한 흡인력이 약한 초기 이동 상태에 있어서, 누름 스프링(43)의 영향을 받지 않도록 한 것으로 제4도에 도시되듯이 플런저의 흡인력을 종래의 곡선(P)로부터 곡선(P')로 내렸을 경우에도 흡인력이 누름 스프링(43)과 균형되어 작동하지 않게 된다는 일없고, 따라서, 소형의 전자 스위치 장치로 피니언 이동체(3)의 전이동을 충분히 보장할 수 있다. 또한, 제2의 실시예의 피니언 스프트 장치(40)에 의하면, 시프트 레버(32)의 상단(32b) 및 하단(32c)와 후크(15) 및 일방향 클러치 장치(18)의 클러치 아우터(18a)와의 각각의 계합부에 있어서의 울림 즉 여유 간격을 없앨 수 있고, 그 결과 플런저(33)과 고정 철심(8)과의 갭g'을 더욱 작게 할 수 있으므로 이것에 의해서 전자 스위치 장치(31)의 가일층의 소형화를 도모할 수 있다. 이같은 이점은 탄성지지 장치(41)의 존재로 얻어진다.

즉, 종래의 전자 스위치 장치에 있어선 시프트 레버의 상단, 하단과 후크 및 클러치 아우터의 각각의 계합부에 있어서의 여유 간극은 절대로 필요한 것이었다. 그 까닭은 가동 접점(12)는 마모등에 의한 접촉 불량이 생기지 않도록 로드부(7a)에 대해서 어느정도 이동될 수 있게 지지되어 있고, 항시 스프링(24)로 눌려 있다. 즉, 가동 접점(12)에는 눌림 여유가 주어져 있다. 따라서 제5도에 도시되는 것 같은 시동기 장치에 있어서, 만약 시프트 레버 상하단 계합부에 여유 간극이 없다고 하면, 기관의 시동후에 플런저(33)이 복귀 스프링(11)에 의해서 근소하게 복귀 이동했을 경우이며 그 이동량이 가동 접점(12)의 눌림 여유내였다고하면, 접점(12), (14a)는 접촉한 체로 피니언(19)가 후퇴해서 링 기어로부터 벗어나려고 한다. 그리나, 접점(12), (14a)의 접촉으로 직류 전동기(2)는 회전한 채이므로 피니언 이동체(3)은 헬리컬 스플라인(2c)의 영향으로 전방으로 뛰쳐 나가려고 함으로 역으로 시프트 레버(32)를 거쳐서 플런저(33)을 밀어 넣으며, 접점(12), (14a)가 가일층 압접되며, 결과적으로 전자 스위치 장치로의 동전을 끊어도 직류 전동기(2)의 전원은 영원히 끊어지는 일이 없다는 사태로 된다.

그러나, 이 제2의 실시예의 피니언 스프트 장치(40)에 의하면 시프트 레버의 상하단 계합부에 작동상 필요한 미소한 클리어런스만이며 그 이상의 여유 간격은 전혀 필용로 하지 않는다. 그 이유는 제3D도로 분명하듯이 플런저(33)이 복귀하기 시작해도 그것에 따르는 시프트 레버(32)의 상단(32b)의 움직임은 요동 지점부(32a)의 복귀 이동에 흡수되어서 하단(32c)를 움직이는 일 없고, 따라서 피니언 이동체(3)에는 복귀력이 작용하지 않는다. 그리고, 플런저(33)이 가동 접점(12)의 눌름 간극분 이상으로 복귀 이동했을 때 요동지점부(32a)가 고정 지지면(22a)에 당접하도록 치수상의 설계를 하면 그 시점으로부터 즉 접점(12), (14a)가 떨어지며, 직류 전동기(2)의 전원이 끊어져서 시프트 레버(32)가 요동 지점부(32a)를 중심으로 요동해서 피니언 이동체(3)을 복귀 이동시키게 된다. 그 결과, 상술한 것 같은 직류 전동기(2)의 전원이 영원이 끊어지지 않는다는 문제는 생기지 않는다.

이같이 탄성 지지 장치(41)의 존재에 의한 플런저(33)의 갭g'의 단축과 레버비를 크게 한 것에 의한 플런저(33)의 갭(g')의 단축과의 합계로 단축된 갭에 대응하는 흡인력은 플런저의 흡인력 특성선이 제4도에 도시되듯이 쌍곡선을 그리므로 매우 높아진다. 따라서, 갭의 단축 정도가 커지면 전자 스위치 장치도 쌍곡선적으로 소형화할 수 있다.

또한, 전술의 각 실시예는 차량의 내연기관을 시동하는 시동기 장치에 적용했을 경우에 대해서 설명했는데, 본 발명의 피니언 시프트 장치는 이같은 시동기 장치에 사용하는 것만에 한정되는 것은 아니며 피동의 기어에 피니언을 계탈시키는 경우에도 적용됨은 말할 것 없다.

이상, 설명한 바와같이 본 발명의 피니언 스프트 장치에 의하면, 시프트 레버와 후크와의 계합부를 지나는 축선을 플런저의 중심 축선에 대해서 편심시켜서 레버비를 크게 한 것으로 플런저와 고정 철심과의 새의 갭을 작게 할 수 있으므로 전자 스위치 장치를 소형 또한 경량으로 할 수 있다.

Claims (1)

1. 전자력으로 흡인되느 플런저의 단부 오목부에 습동 가능하게 배치되며, 전기 플런저의 축방향 이동으로 누름 스프링을 거쳐서 연장되는 후크를 가지는 전자 스위치 장치 및 일단의 전기 후크에 계합되며 또한 타단이 지지축상을 흡동 가능하게 감장되며, 피동의 기어에 계탈하는 피니언에 계합해서 습동력을 부여하는 시프트 레버를 갖추는 피니언 시프트 장치에 있어서, 전기 플런저의 단주 오목부가 그 플런저의 중심축선에 대해서 전기 지지축측에 편심된 위치에 형성되고 있음을 특징으로 하는 피닌언 시프트 장치.

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