JPH022468B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジン始動時にピニオンを前進さ
せてエンジンのリングギヤに噛合させ、エンジン
を始動させるための始動装置に関する。

従来、この種の始動装置としては、始動時に励
磁されるソレノイドの吸引力をレバーを介してピ
ニオンの押出し力に変換する方式が一般的であ
り、他に慣性摺動方式やアマチユアシフト方式な
どもあるが、大型化することや衝撃の問題などか
ら、前記ソレノイドによる方式に代替することは
なかつた。ところが、このソレノイドによる方式
では、レバーを配置するために、ハウジングにど
うしても突起部が生じてしまい、エンジン装着上
の大きな問題となつているとともに、その突起部
の重量が総重量の10〜20％を占め、小型、軽量化
の大きな障害となつている。また、ソレノイドの
励磁電流が大きく、たとえば大型のデイーゼル機
関用では100A以上にもなり、トラブルが生じる
原因となるとともに省エネルギ化を図る上での障
害になつている。

本発明は、消費電流を少なくするとともに、小
型、軽量化を図り、しかも外観形状を単純化して
エンジン装着性を向上して従来の欠点を解消し、
さらにピニオンがリングギヤに噛合する際の動作
を円滑にした始動装置を提供することを目的とす
る。

以下、図面により本発明の一実施例について説
明すると、先ず第１図において、ハウジング１
は、モータ収容部２と、減速機収容部３と、作動
機構収容部４とが一体的に結合されて成る。モー
タ収容部２に収容された始動モータ５の出力軸６
は減速機収容部３内に突出され、その出力軸６の
先端部にはピニオン７が一体的に設けられる。減
速機収容部３内で、ピニオン７は内歯歯車８に噛
合し、内歯歯車８の端壁には、作動機構収容部４
を貫通する駆動軸９が一体的に連設される。この
駆動軸９の外周には、駆動軸９と一体的な回転お
よび駆動軸９との軸方向相対移動が可能なように
して摺動筒１０が嵌挿され、摺動筒１０の先端部
外周には、エンジンのリングギヤ１１と噛合し得
るピニオン１２が形成される。

駆動軸９は、その始動モータ５側から順に、大
径部７３、中径部７４および小径部７５が形成さ
れて成り、大径部７３は減速機収容部３と作動機
構収容部４との間の隔壁１６に軸受１７を介して
支承される。中径部７４の外周にはヘリカルスプ
ライン１８が形成され、小径部７５の先端部に
は、短円筒状のストツパ１９が装着される。この
ストツパ１９の小径部７５の先端からの脱落は、
小径部７５に嵌着されたリング２０によつて阻止
される。

摺動筒１０は基本的に円筒状に形成されてお
り、前記ヘリカルスプライン１８に螺合されるヘ
リカルスプライン２１が内周に形成される結合孔
部２２と、駆動軸９の小径部７５の外周面に摺接
する軸受２３を保持する小径孔部２４と、摺動筒
１０の第１図の右方への前進移動時に前記ストツ
パ１９の相対移動を許容するための案内孔部２５
とが、軸線を同一にして始動モータ５側から順に
穿設される。ストツパ１９は摺動筒１０の前記前
進移動時に案内孔部２５と小径孔部２４との段部
２６に当接して、摺動筒１０のそれ以上の前進移
動を阻止する。

摺動筒１０の始動モータ５寄りの部分は小径と
されており、その小径部１５には軸方向に沿つて
延びるキー溝５３が全長にわたつて形成される。
摺動筒１０の先端部寄りの部分と小径部１５との
間の段部５４には、小径部１５に嵌挿されたリン
グ５５が当接され、このリング５５に一端部が当
接するようにして小径部１５には基本的に円筒状
のカラー５６が嵌挿され、カラー５６の他端部に
当接するようにしてワツシヤ５７が小径部１５に
嵌挿される。キー溝５３にはキー５８が嵌入さ
れ、このキー５８は、カラー５６およびワツシヤ
５７に後述のようにして係合する。

第２図において、カラー５６は円筒部５９の一
端部すなわち第１図の右端部に内向き鍔６０を一
体的に設けて成り、この内向き鍔６０の内縁には
一定角度αの範囲にわたつて切欠き６１が形成さ
れる。円筒部５９の外周には軸方向に延びる複数
（この実施例では４つ）のスプライン６２が形成
される。円筒部５９の内径は、前記摺動筒１０に
おける小径部１５の外周面との間にねじりばね６
３（第１図参照）を装入しうる程度に選ばれる。

ワツシヤ５７は、小径部１５が挿通される孔６
４を中心部に有する円板状に形成されており、孔
６４の周縁部には係合溝６５が形成される。キー
５８はカラー５６の軸方向長さｌ１と、ワツシヤ
５７の厚さｌ２との和（ｌ１＋ｌ２）を全長とし
て形成され、その一端部には、第３図で示すよう
に切欠き６１に入り込む突部６６が突設され、他
端部には第４図で示すように係合溝６５に係合さ
れる係止突部６７が突設される。キー５８の幅ｄ
１は、切欠き６１の周方向長さｌ３よりも短く、
したがつてキー５８すなわち摺動筒１０とカラー
５６とは突部６６が切欠き６１の周方向両端に当
接するまで相対回転自在である。また摺動筒１０
の後端方向へのワツシヤ５７の移動を阻止すべ
く、摺動筒１０における小径部１５の外周にはリ
ング６８が嵌着されており、したがつてワツシヤ
５７とキー５８すなわち摺動筒１０とは実質的に
一体化される。

キー５８の突部６６と係止突部６７との間の中
間部分の厚みｄ２はキー溝５３の深さと同一であ
り、したがつて、その中間部分はキー溝５３に嵌
入されたときに、第５図で示すように小径部１５
の外周面と面一になる。そのようにして小径部１
５の外周面と、カラー５６の内周面との間には環
状の空間が画成され、その空間にはねじりばね６
３が収容される。このねじりばね６３の一端は、
カラー５６の内向き鍔６０に穿設された小孔６９
に嵌入され、他端はワツシヤ５７に穿設された小
孔７０に嵌入される。こうして、ねじりばね６３
は、カラー５６と、ワツシヤ５７すなわち実質的
には摺動筒１０との間に介装される。しかも、こ
のねじりばね６３の初期設定ばね力は、駆動軸９
が回転していない状態で、キー５８の突部６６
が、第３図で示すように駆動軸９の回転方向７１
に沿う切欠き６１の上手側端部に当接する程度に
設定される。

小径部１５の後端部にはリング３０が嵌着され
ており、リング３０，３８間で摺動筒１０の小径
部１５には、基本的に大径円板状の保持板３２が
リング３０側で遊嵌されるとともに、リング６８
側で小径円板状のスラスト軸受３３が嵌挿され
る。保持板３２には、第４図および第５図で示す
ように、その周縁部に矩形の切欠き３４が形成さ
れる。また作動機構収容部４の側壁内面には軸方
向に沿つて延びる回転阻止板３５がねじ部材３６
によつて固着されており、この回転阻止板３５は
切欠き３４に嵌入される。したがつて保持板３２
の軸方向移動は許容されるが、軸線まわりの回転
は回転阻止板３５によつて阻止される。

摺動筒１０の先端部寄りの部分は作動機構収容
部４の始動モータ５とは反対側の端壁２８に軸受
２９を介して支承され、ピニオン１２は端壁２８
から外部に突出されている。

作動機構収容部４の側壁の途中には基本的に円
環状のコイル保持体３７が固着される。このコイ
ル保持体３７の外周面は外部に露出されており、
したがつて作動機構収容部４は、実質的には始動
モータ５寄りの有底円筒部と、リングギヤ１１寄
りの有底円筒部とがコイル保持体３７を介して一
体的に連結されて成る。また前記回転阻止板３５
は隔壁１６からコイル保持体３７までの間に延設
される。コイル保持体３７の端壁２８寄りの端部
には半径方向内方に突出した支持鍔３８が突設さ
れており、この支持鍔３８と前記保持板３２との
間には、コイル状の戻しばね３９が介装される。
この戻しばね３９は保持板３２、したがつて摺動
筒１０を始動モータ５側に向けて弾発付勢する。

コイル保持体３７には、保持板３２側に臨んで
保持用コイル４０が支持され、端壁２８側に臨ん
でブレーキ用コイル４１が支持される。しかも両
コイル４０，４１の巻き方向は相互に逆にされて
おり、これにより、作動機構収容部４の中心部す
なわち摺動筒１０や駆動軸９などが磁化されるの
を極力防止することができ、したがつて摺動筒１
０や駆動軸９に磁性粉が付着して円滑な作動を阻
害するような事態が生じるのを防止することがで
きる。

ブレーキ用コイル４１に対向して、コイル保持
体３７と端壁２８との間の空間には中心部に摺動
筒１０が挿通する孔４２を有する円板状ブレーキ
板４３が、軸線まわりの回転および軸方向の移動
を自在にして配置される。ブレーキ板４３の孔４
２の周縁部には、摺動筒１０を外囲しかコイル保
持体３７内に入り込む円筒部４４が連設されてお
り、この円筒部４４の端部には前記カラー５６の
外周のスプライン６２に結合するスプライン４５
が形成された内向き鍔４６が設けられる。したが
つてブレーキ板４３は、カラー５６と一体的な回
転と、カラー５６との軸方向相対移動とが可能で
ある。

第６図は始動モータ５、保持用コイル４０およ
びブレーキ用コイル４１の電気制御回路図であ
り、電源４７は始動スイツチ４８を介して制御手
段４９の第１入力端子I₁に接続される。始動モー
タ５は、第１リレースイツチS₁と抵抗５０とから
成る直列回路を介して電源４７に接続され、前記
直列回路と並列に第２リレースイツチS₂が接続さ
れる。第１リレースイツチS₁は第１リレーコイル
C₁とリレーを構成しており、第１リレーコイル
C₁は制御手段４９の第１出力端子O₁に接続され
る。また第２リレースイツチS₂は第２リレーコイ
ルC₂とリレーを構成しており、第２リレーコイ
ルC₂は制御手段４９の第２出力端子O₂に接続さ
れる。保持用コイル４０およびブレーキ用コイル
４１は、制御手段４９の第３出力端子O₃に接続
される。さらに、制御手段４９には、第２および
第３の入力端子I₂，I₃が設けられており、第２入
力端子I₂には後退位置検出器５１が接続され、第
３入力端子I₃には前進位置検出器５２が接続され
る。後退位置検出器５１は、第１図には図示され
ないが、摺動筒１０が第１図の左方に後退しピニ
オン１２とリングギヤ１１との噛合が外れた状態
を検出するものであり、その状態を検出したとき
に電気信号を第２入力端子I₂に与える。前進位置
検出器５２は、同様に第１図には図示されない
が、摺動筒１０が第１図の右方に前進しピニオン
１２がリングギヤ１１に噛合した状態を検出する
ものであり、その状態を検出したときに電気信号
を第３入力端子I₃に与える。

制御手段４９は、第２入力端子I₂に電気信号が
入力されているときに、始動スイツチ４８が導通
して第１入力端子I₁に信号が与えられると、保持
用コイル４０およびブレーキ用コイル４１を励磁
するとともに、第１リレーコイルC₁を励磁する。
これにより、第１リレースイツチS₁が導通し、抵
抗５０で制限された電力により始動モータ５が駆
動される。また第３入力端子I₃に電気信号が入力
されると、制御手段４９は第１リレーコイルC₁
を消磁し、第２リレーコイルC₂を励磁する。こ
れにより、第１リレースイツチS₁が遮断するとと
もに、第２リレースイツチS₂が導通し、始動モー
タ５は定格電力により駆動される。

次に、この実施例の作用について説明すると、
先ず摺動筒１０が第１図で示すように後退してい
る状態で始動スイツチ４８を押圧して導通するこ
とにより、始動モータ５が制限された電力で駆動
されるとともに保持用コイル４０およびブレーキ
用コイル４１が励磁される。前記始動モータ５の
駆動により駆動軸９は回転動作し、ヘリカルスプ
ライン１８，２１を介して結合された摺動筒１０
を一体的に回転させようとする。しかるにブレー
キ用コイル４１の励磁によつてブレーキ板４３は
コイル保持体３７に吸引されており、このブレー
キ板４３に設けられたスプライン４５はカラー５
６のスプライン６２に結合されている。しかもカ
ラー５６と摺動筒１０との間にねじりばね６３が
介装されているので、ブレーキ板４３したがつて
カラー５６が静止しているのに応じて、摺動筒１
０は前記ねじりばね６３のばね力によつて回転動
作を制止され、第１図の右方に向けて前進する。
この摺動筒１０の前進動作に応じて保持板３２は
リング３０に押圧されて戻しばね３９を圧縮しな
がら前進する。

摺動筒１０の前進によつて、ピニオン１２が位
相の不一致によりリングギヤ１１の側面に当接し
て摺動筒１０のそれ以上の前進を阻まれると、摺
動筒１０は回転方向７１に沿う切欠き６１の下手
側端部にキー５８の突部６６が当接するまで角変
位することが許容されているので、摺動筒１０は
駆動軸９の回転に伴なつてねじりばね６３のばね
力に抗してわずかな角度だけ角変位する。これに
よつてピニオン１２とリングギヤ１１との位相が
一致したときに、摺動筒１０がさらに前進してピ
ニオン１２とリングギヤ１１とが第７図で示すよ
うに噛合する。

このように、摺動筒１０がわずかな設定角度だ
けカラー５６との相対角変位が許容されているこ
とにより、ピニオン１２とリングギヤ１１との噛
合時に、ブレーキ板４３をコイル保持体３７に対
して滑らせる必要がなく、その滑りによる摩耗の
発生を防止することができる。しかもそのような
コイル保持体３７とブレーキ板４３との滑りがな
い状態で摺動筒１０がわずかに角変位してピニオ
ン１２とリングギヤ１１とが噛合するので、その
噛合動作が極めて円滑となる。

この噛合状態において、ブレーキ板４３はワツ
シヤ５７に押圧されてコイル保持体３７から離反
しており、今度は保持板３２が保持用コイル４０
の吸引力によつてコイル保持体３７に吸引され
る。しかもこのような摺動筒１０の前進状態にお
いては、第２リレースイツチS₂（第６図参照）が
導通して始動モータ５は定格電力で駆動される。
したがつて摺動筒１０はピニオン１２を介してリ
ングギヤ１１を定格駆動力で回転駆動してエンジ
ンを始動させ、その反力は、コイル保持体３７に
吸引されている保持板３２でスラスト軸受３３を
介して受けられる。この際、保持板３２は回転阻
止板３５によつて回転を阻止されているので静止
しており、戻しばね３９が捩れることはない。

エンジンの始動終了後においては、始動モータ
５の駆動が停止されるとともに、保持用コイル４
０およびブレーキ用コイル４１が消勢され、それ
に応じて保持板３２が戻しばね３９のばね力によ
り始動モータ５側に戻される。したがつてリング
３０に当接する保持板３２により摺動筒１０は後
退して元に戻る。

以上のように本発明によれば、駆動軸に摺動筒
がヘリカルスプラインを介して螺合され、ハウジ
ングの側壁に固設されたコイル保持体には、摺動
筒の先端側に臨むブレーキ用コイルと、該筒の後
端側に臨む保持用コイルとが支持され、ブレーキ
用コイルに対向するブレーキ板が、摺動筒に装着
されたカラーに、その軸方向相対移動を許容され
るとともに軸線まわりの相対移動を阻止されてス
プライン結合され、保持用コイルに対向する保持
板が軸方向相対移動を阻止されて摺動筒に遊嵌さ
れるので、ブレーキ板のブレーキ用コイルへの吸
引によつて摺動筒の先端側への前進移動が行わ
れ、保持板の保持用コイルへの吸引によつて摺動
筒先端のピニオンとリングギヤとの噛合状態が保
持される。したがつてコイル保持体の径を小さく
選ぶことにより、ハウジングを小型でかつ単純な
形状とすることができ、エンジン装架性が向上す
る。しかもブレーキ用コイルおよび保持用コイル
の励磁電流も小さくてすむので、消費電力が低減
される。また保持板はその回転動作を阻止されて
いるので、保持板を付勢するばねがねじれること
はない。さらに、前記カラーは予め設定された角
度内での相対角変位を許容されて摺動筒に嵌挿さ
れ、摺動筒およびカラー間にはそれらを相対的に
一方向に回転付勢するばねが介装されるので、ピ
ニオンとリングギヤとの噛合時に、ブレーキ板が
コイル保持体に対して滑ることなしに摺動筒がわ
ずかに角変位してピニオンとリングギヤとが噛合
され、したがつてコイル保持体およびブレーキ板
の摩耗が防止されるとともに、ピニオンのリング
ギヤへの噛合動作が円滑になる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第
１図は全体縦断面図、第２図はカラー、キーおよ
びワツシヤを示す分解斜視図、第３図は第１図の
−線断面図、第４図は第１図の−線断面
図、第５図は第１図の−線断面図、第６図は
始動モータ、保持用コイルおよびブレーキ用コイ
ルの電気制御回路図、第７図はピニオンがリング
ギヤに噛合した状態を示す破断面図である。 １…ハウジング、５…始動モータ、９…駆動
軸、１０…摺動筒、１１…リングギヤ、１２…ピ
ニオン、１８，２１…ヘリカルスプライン、３２
…保持板、３４…切欠き、３５…回転阻止板、３
７…コイル保持体、３９…戻しばね、４０…保持
用コイル、４１…ブレーキ用コイル、４３…ブレ
ーキ板、４５，６２…スプライン、５６…カラ
ー、５７…ワツシヤ、５８…キー、α…角度。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ハウジングに、始動モータにより回転駆動さ
   れる駆動軸が回転自在に支承され、該駆動軸の外
   周には、摺動筒が前記駆動軸の回転動作に応じて
   先端側に押出されるようなヘリカルスプラインを
   介して螺合され、前記摺動筒の先端部にはエンジ
   ンのリングギヤに噛合し得るピニオンが固設さ
   れ、前記摺動筒の外周には、該摺動筒との軸方向
   相対移動を阻止されるとともに予め設定された角
   度内での相対角変位を許容されて基本的に円筒状
   のカラーが嵌挿され、該カラー及び前記摺動筒に
   はそれらを相対的に一方向に回転付勢するばねが
   介装され、前記ハウジングの側壁に固設されたコ
   イル保持体には、前記摺動筒の先端側に臨むブレ
   ーキ用コイルと、摺動筒の後端側に臨む保持用コ
   イルとが支持され、前記ブレーキ用コイルに対向
   配置されたブレーキ板が、前記カラーとの軸方向
   相対移動を許容されかつ相対角変位を阻止されて
   前記カラーにスプライン結合され、前記保持用コ
   イルに対向配置されかつ回転動作を阻止された保
   持板が軸方向相対移動を阻止されて前記摺動筒に
   遊嵌され、前記保持板は前記保持用コイルから離
   反する方向にばね付勢されることを特徴とする始
   動装置。