JP5273673B2

JP5273673B2 - 小型エンジンの始動装置

Info

Publication number: JP5273673B2
Application number: JP2009119150A
Authority: JP
Inventors: 太郎木原
Original assignee: Starting Industrial Co Ltd
Current assignee: Starting Industrial Co Ltd
Priority date: 2009-05-15
Filing date: 2009-05-15
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2029-05-15
Also published as: JP2010265846A

Description

本発明は、従来の始動装置に対してエンジンを始動させるために必要とされる回転力を、蓄力ゼンマイに対して十分に蓄力させることが可能となるようにした小型エンジンの始動装置に関する。

一般的な小型エンジンの始動装置には、プーリと、ドライブカム（筒状カム）と、蓄力ゼンマイと、ドライブギアとが備えられている。プーリは、エンジンのクランクシャフトに固定されている。また、プーリには、遠心ラチェットが設けられており、この遠心ラチェットは、ドライブカムに設けられるカム爪と係合することが可能となっている。ドライブカムには、蓄力ゼンマイを介してドライブギアが連結されている。

エンジンの始動を行う場合には、ドライブギアを手動又はセルモータで回転させることにより、蓄力ゼンマイに回転力（エネルギー）を蓄えさせる。蓄えられた回転力がエンジンの始動抵抗を上回った場合には、蓄力ゼンマイに蓄えられた回転力が一気に開放されて、ドライブカム、プーリを介して回転力がクランクシャフトに伝達され、エンジンの始動が開始される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２２７７５３公報

このように、蓄力ゼンマイにエンジンの始動抵抗を上回るほどの回転力が蓄力されると、エンジンが蓄力ゼンマイの蓄力エネルギーによって回転されることになるが、エンジンの始動抵抗は常に一定の抵抗値にならないという特性があった。例えば、ピストンが上死点近傍にある場合には、エンジンの始動抵抗が最も高い値となり、下死点近傍である場合には、エンジンの始動抵抗が最も低い値となる。

このように、エンジンの始動抵抗の値は、状況に応じて変化する不安定なものであるため、始動抵抗が低い場合には、蓄力ゼンマイにエンジンの始動を行うために必要とされる回転力（始動回転力）が蓄力される前であっても、蓄力エネルギーが始動抵抗を上回ってしまい、ドライブカムが回転してしまうおそれがあった。このように、不十分な蓄力エネルギーでドライブカムが回転した場合には、エンジンの始動に必要な始動回転力をプーリに伝達することができないため、エンジンを確実に始動させることが困難であるという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、エンジンの始動抵抗の値に左右されることなく、蓄力ゼンマイに対して十分な回転力（エネルギー）を蓄力させて、確実にエンジンの始動を行うことが可能な小型エンジンの始動装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、エンジン側に回転を伝達させるカムプレートと、上記エンジンとセルモータとの間に蓄力ゼンマイによる蓄力機構を設け、上記蓄力機構に蓄力された上記セルモータの回転をカムプレートを介して駆動プーリに伝達させてエンジンを始動させるようにした小型エンジンの始動装置において、上記蓄力ゼンマイからカムプレートに加えられた回転力がエンジンの始動に必要な始動回転力になるまで上記カムプレートの回転をストッパで規制することにより上記セルモータの回転により蓄力ゼンマイが巻き締められて蓄力されるようにし、上記ストッパの規制を解除することにより上記蓄力ゼンマイの蓄力を解放するするとともに、上記ストッパの作動と上記セルモータのオンオフスイッチを連動させるようにし、上記ストッパは、ソレノイドで作動可能とし、スイッチオンでソレノイドを作動させてストッパを上記カムプレートを回転規制状態に固定して上記セルモータの回転により蓄力ゼンマイが巻き締められて蓄力されるようにし、スイッチオフによりソレノイドを復帰させて上記カムプレートの回転規制を解除し、上記蓄力ゼンマイの蓄力を解放させて上記カムプレートを回転させることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、蓄力ゼンマイからカムプレートに加えられた回転力がエンジンの始動に必要な始動回転力になるまで上記カムプレートの回転をストッパで規制することにより上記セルモータの回転により蓄力ゼンマイが巻き締められて蓄力されるようにし、上記ストッパの規制を解除することにより上記蓄力ゼンマイの蓄力を解放するとともに、上記ストッパの作動と上記セルモータのオンオフスイッチを連動させるようにした構成であるから、状況に応じて変化するエンジンの始動抵抗の値に左右されることなく、十分な蓄力を蓄力ゼンマイで蓄えた後に、エンジンの始動に必要な回転力を安定して加えることができるので、エンジンの始動を確実かつ円滑に行うことが可能となる。

また、蓄力ゼンマイの蓄力量を作業者が自由に調整することができるので、エンジンの圧縮力に依存することなくその蓄力を解放することができる。

さらに、スイッチをオフすると、直ちに機構がリセットできるので、スイッチ機構を含めてシンプルな部品構成が可能となる。

本発明に係る第１実施形態におけるエンジン始動装置の要部の断面図である。カムプレートの回転規制機構を示す正面図である。上記機構の回転規制が解除された状態を示す正面図である。カムプレートの回転規制機構の作動状態を示す正面図である。他の実施形態のエンジン始動装置の要部の断面図である。カムプレートの回転規制機構を示す正面図である。

以下、本発明に係る小型エンジンの始動装置を、図面を用いて詳細に説明する。

図１に示すように、小型エンジンの始動装置は、セルモータ１の回転を減速させてカムプレート２に伝達させ、カムプレート２の回転によりエンジンを始動させるものである。

すなわち、装置本体３の内部にはセルモータ１が配置されているとともに、セルモータ１の出力軸４には出力歯車５が固定され、出力歯車５は第１の減速歯車６、第２の減速歯車７および第３の減速歯車８を介して香箱１０の外周に形成された歯に噛合している。

装置本体３には支軸１１が突設され、この支軸１１には香箱１０とカムプレート２とが回転自在に配置されている。香箱１０自体は歯車を構成し、上記第３の減速歯車８に噛合しているが、その内側には蓄力ゼンマイ１２が収容されている。蓄力ゼンマイ１２の一端１２ａは香箱１０の内側に係止され、他端１２ｂはカムプレート２の内側端部に形成された係止部１３に係止している。カムプレート２は、エンジンのクランクシャフト（図示せず）に固定されたプーリアッセンブリ１４に係合可能に構成されている。

上記構成によれば、セルモータ１のスイッチをオンすると、出力歯車５が回転し、その回転力が減速歯車６、７、８から香箱１０に伝達され、香箱１０が回転するので、蓄力ゼンマイ１２が巻き上げられる。回転力が蓄力され、蓄力が一定以上になるとカムプレート２が回転する。カムプレート２が回転すると、プーリアッセンブリ１４に回転力が伝達され、プーリアッセンブリ１４に連結されるクランクシャフトを介してエンジンが始動する。

このように、蓄力ゼンマイ１２に蓄力された回転力がエンジンの始動抵抗を上回ることによりカムプレート２が回転し、プーリの回転に伴ってクランクシャフトが回転する構造となっていた。

しかしながら、エンジンの始動抵抗が低い場合には、蓄力ゼンマイ２１にエンジンの始動に必要な回転力が蓄力される前にカムプレート２が回転してしまい、エンジンの始動に必要な回転力をプーリアッセンブリ１４に伝達することができない。低い始動抵抗に伴う不十分な回転力の伝達により、プーリアッセンブリ１４を回転させることはできるが、エンジンを始動させることができない状況が生じてしまうおそれがあった。

このため、本発明に係る小型エンジンの始動装置では、エンジンの始動抵抗の値に拘わらず、蓄力ゼンマイ１２からカムプレート２に加えられた回転力がエンジンの始動に必要な始動回転力になるまで上記カムプレート２の回転をストッパで規制することにより上記セルモータ１の回転により蓄力ゼンマイ１２が巻き締められて蓄力されるようにし、上記ストッパの規制を解除することにより上記蓄力ゼンマイ１２の蓄力を解放するようになっている。

すなわち、図２に示されるように、カムプレート２の外側面には周方向に３個の係合部１５が一定の間隔を置いて突出形成されている。これに対し、カムプレート２の近傍にはストッパ部材１６が配置されている。ストッパ部材１６の基部は装置本体３に設けられた軸９に揺動可能に支持されている。そして、基部からはカムプレート２の外側面上に出没可能に形成されたストッパ１７と、カムプレート２の外周面に接近離間可能に配置されたストッパアーム１８とが形成されている。これにより、ストッパ部材１６が揺動することにより、実線のようにストッパ１７がカムプレート２の外側面上に突出してカムプレート２の係合部１５に係合する位置と、点線のように上記位置から退避する位置とに移動可能となる。上記軸９にはバネ２０が巻きつけられ、このバネ２０によってストッパ１７は常時係合部１５と係合できる位置（図２（１）の位置）にあるように付勢されている。

また、ストッパアーム１８の先端にはソレノイド２１が設けられている。ソレノイド２１は通電（スイッチオン）時に軸体２２が突出するように構成され、突出したときはストッパアーム１８の先端に係合可能となり、通電遮断（スイッチオフ）時には軸体２２が引っ込んでストッパアーム１８の先端に係合しないように設けられている。したがって、ストッパアーム１８をバネ２０によって回動させてカムプレート２の外周面に接近させた状態でソレノイド２１に通電して軸体２２を突出させれば、ストッパアーム１８を保持してストッパ１７が係合部１５に係合可能な状態となる。

上記ストッパ部材１６の構成によれば、通常時は図２の点線及び図３に示すようにカムプレート２はストッパを逃がしながら回転することができる。しかし、図４のようにスイッチをオンにしたときは、ソレノイド２１が作動してストッパアーム１８をその位置に保持してストッパ１７が係合部１５に係合し、カムプレート２の回転は規制される。さらに、セルモータ１を回転作動させると、上述のように蓄力ゼンマイ１２が巻き締められて回転力が蓄力される。そして、作業者が回転力が十分になったと判断したときに、ソレノイド２１に対する通電を遮断すると、図３のようにソレノイド２１が復帰作動して軸体２２が引っ込み、ストッパアーム１８との係合が外れるので、係合部１５がストッパ１７を退避させてカムプレート２の回転規制が解除され、蓄力ゼンマイ１２に蓄力された回転力が一気に解放され、カムプレート２が回転し、プーリアッセンブリ１４に回転力が伝達され、プーリアッセンブリ１４に連結されるクランクシャフトを介してエンジンが始動する。

このように、状況に応じて変化するエンジンの始動抵抗の値に左右されることなく、十分な蓄力を蓄力ゼンマイ１２で蓄えた後に、プーリアッセンブリ１４およびクランクシャフトの回転を開始させることが可能となる。従って、エンジンの始動に必要な回転力を安定してクランクシャフトに加えることができるので、エンジンの始動を確実かつ円滑に行うことが可能となる。

上述のように、上記ストッパ構成によれば、蓄力ゼンマイ１２の蓄力量を作業者が自由に調整することができるので、エンジンの圧縮力に依存することなくその蓄力を解放することができる。

また、スイッチをオフすると、直ちに機構がリセットできるので、スイッチ機構を含めてシンプルな部品構成が可能となる。

なお、ソレノイド２１とセルモータ１のオンオフは同時に作動する制御であってもよく、別個に作動するようにしてもよい。

次に、ストッパ構成は上述の形態に限定されない。例えば、図５及び図６に示されるように、レバー２４で作動するようにしてもよい。なお、エンジンの始動装置は、上述の形態と同様に、セルモータ１が減速ギア６を介して香箱１０が回転し、蓄力ゼンマイ１２が巻き上げられて回転力が蓄力ゼンマイ１２に蓄力され、蓄力が一定以上になったときにカムプレート２を回転させる構造となっている。

すなわち、ベース１９の一側にはセルモータ１が固定されているとともに、他側には支軸１１が突設されている。セルモータ１の出力軸４には出力歯車５が固定され、出力歯車５は支軸１１に回転自在に支持された減速歯車２３に噛合している。

また、支軸１１には減速歯車２３と同軸上に香箱１０とリール体２５とカムプレート２とが回転自在に配置されている。減速歯車６とリール体２５とは一体に回転するように構成され、リール体２５と香箱１０とは係合可能に形成されている。また、香箱１０の内側には蓄力ゼンマイ１２が収容され、その一端１２ａは香箱１０の内側に係止され、他端１２ｂはカムプレート２の内側端部に形成された突片２６に係止している。カムプレート２は、図示しないが、エンジンのクランクシャフトに固定されたプーリに係合可能に構成されている。

上記構成によれば、セルモータ１のスイッチをオンすると、出力歯車５が回転し、その回転力が減速歯車に伝達される。さらに、香箱１０に係合して香箱１０が回転するので、蓄力ゼンマイ１２が巻きあげられる。回転力が蓄力されると、後述するブレーキの規制が解放された状態でカムプレート２が回転する。カムプレート２が回転すると、プーリアッセンブリ（図示せず）に回転力が伝達され、これに連結されるクランクシャフトを介してエンジンが始動する。

なお、カムプレート２の外周には中央部が開口した皿状のブレーキドラム２７が配置され、ブレーキドラム２７の内周縁に形成された凸部２８がカムプレート２の円板部２９の溝３０に係合し、カムプレート２と一体に回転するようになっている。

次に、カムプレート２の近傍にはブレーキ状のストッパ部材１６が配置されている。ストッパ部材１６はベース１９に設けられた支軸１１に揺動可能に支持されている。そして、ストッパ部材１６の一端には、ブレーキドラム２７の外周面に当接可能な押圧部（ストッパ）３１が形成され、他端はワイヤ３３の先端に固定されている。ワイヤの他端はハンドル軸３４のレバー２４に取り付けられている。なお、ストッパ部材１６は常時はバネ３２により押圧部３１がブレーキドラム２７の外周面から離間するように付勢されている。

３５はストッパ部材１６に係合してその揺動を規制する突部である。また、３６はセルモータ１をオンオフ制御するリミットスイッチで、作動部３７がストッパ部材１６の側端面に当ることができるように配置されている。

上記ストッパ部材１６の構成によれば、通常時、レバー２４を引かない状態のときは、図６に実線で示されるように、押圧部３１はブレーキドラム２７から離れた状態になっているから、ブレーキドラム２７は押圧部３１とは関係なく回転することができる。しかし、レバー２４を引き込み操作したときは、バネ３２に抗してストッパ部材１６が揺動して押圧部３１がブレーキドラム２７の外周面を押圧するので、ブレーキドラム２７の回転は規制される。また、レバー２４が回動すると、その引き込み端部に至る直前でストッパ部材１６がリミットスイッチ３６の作動部３７を押すので、セルモータ１のスイッチがオンして回転作動し、上述のように蓄力ゼンマイ１２が巻き締められて回転力が蓄力される。そして、作業者が回転力が十分になったと判断したときに、レバー２４から手を離すと、レバー２４がバネ３２により回動し、押圧部３１がブレーキドラム２７から離間する。このため、ブレーキドラム２７の回転規制が解除され、蓄力ゼンマイ１２に蓄力された回転力が一気に解放され、カムプレート２が回転し、プーリアッセンブリに連結されるクランクシャフトを介してエンジンが始動する。

上記構成によれば、上記エンジン始動装置には、エンジンの始動抵抗の値に拘わらず、蓄力ゼンマイ１２からカムプレート２に加えられた回転力がエンジンの始動に必要な始動回転力になるまで上記ブレーキドラム２７の回転を押圧部３１で規制することにより上記セルモータ１の回転により蓄力ゼンマイ１２が巻き締められて蓄力されるようにし、上記押圧部３１の規制を解除することにより上記蓄力ゼンマイ１２の蓄力を解放するようになっている。

上記構成によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

１セルモータ
２カムプレート
１２蓄力ゼンマイ
２７ブレーキドラム
１７、３１ストッパ
２１ソレノイド
２４レバー

Claims

エンジン側に結合された駆動プーリと、該駆動プーリへ回転を伝達させるカムプレートと、上記エンジンとセルモータ１との間に蓄力ゼンマイによる蓄力機構を設け、上記蓄力機構に蓄力された上記セルモータの回転をカムプレートを介して駆動プーリに伝達させてエンジンを始動させるようにした小型エンジンの始動装置において、
上記蓄力ゼンマイからカムプレートに加えられた回転力がエンジンの始動に必要な始動回転力になるまで上記カムプレートの回転をストッパで規制することにより上記セルモータの回転により蓄力ゼンマイが巻き締められて蓄力されるようにし、上記ストッパの規制を解除することにより上記蓄力ゼンマイの蓄力を解放するとともに、上記ストッパの作動と上記セルモータのオンオフスイッチを連動させるようにし、
上記ストッパは、ソレノイドで作動可能とし、スイッチオンでソレノイドを作動させてストッパを上記カムプレートを回転規制状態に固定して上記セルモータの回転により蓄力ゼンマイが巻き締められて蓄力されるようにし、スイッチオフによりソレノイドを復帰させて上記カムプレートの回転規制を解除し、上記蓄力ゼンマイの蓄力を解放させて上記カムプレートを回転させることを特徴とする小型エンジンの始動装置。