JPH02264151A - 内燃機関の渦巻バネ式始動装置 - Google Patents
内燃機関の渦巻バネ式始動装置Info
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- JPH02264151A JPH02264151A JP8470889A JP8470889A JPH02264151A JP H02264151 A JPH02264151 A JP H02264151A JP 8470889 A JP8470889 A JP 8470889A JP 8470889 A JP8470889 A JP 8470889A JP H02264151 A JPH02264151 A JP H02264151A
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- shaft
- motor
- starting
- spiral spring
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- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、セルスタークなどの自動始動装置に替るエン
ジンの渦巻バネ式始動装置に関する。
ジンの渦巻バネ式始動装置に関する。
小形エンジンのリール式始動装置に替る省人力型始動装
置として、本出願人は渦巻バネをエネルギー蓄力器とし
た始動装置を、特願昭63−10860号および特願昭
63−294600号として出願した。
置として、本出願人は渦巻バネをエネルギー蓄力器とし
た始動装置を、特願昭63−10860号および特願昭
63−294600号として出願した。
また、渦巻バネの回転駆動軸に着脱可能に係合する手動
クランクを有する始動装置を実願昭6387945号と
して出願した。
クランクを有する始動装置を実願昭6387945号と
して出願した。
特願昭63−294600号発明の概要を第6図乃至第
14図を参照して説明する。
14図を参照して説明する。
第6図〜第11図は構造上の主要部の説明図であり、第
12図は制御回路図、第13図〜第14図は動作説明図
である。
12図は制御回路図、第13図〜第14図は動作説明図
である。
第6図乃至第12図において、1はエンジン本体、2は
クランクシャフト、3はマグネットホイール(又は回転
磁極)組立、4はスタータラチェットホイール、5は始
動ラチェットホイール、6は始動ラチェット、7は軸、
9は玉軸受、10はバネ蓄力室、10−1はバネ蓄力室
10のラチェツト歯、1〇−2はバネ蓄力室10の外歯
車、11は蓄力バネ、12はスタータ軸、13は軸受(
すべり又は玉)、加は軸受(すベシ又は玉)、14−1
はラチェツト爪、14−3は軸、14−4はバネ、14
−5は軸、14−6は軸、5はDOモータ、がはフレー
ムA、27はフレームB、28はスペーサ、291を機
:フィル、(9)は発電機、40は高減速比減速機、4
0−1は太陽歯車、40−2は遊星歯車、40−3は可
動内歯歯車、40−4は固定内歯歯車、40−5は遊星
歯車固定フレームA、40−6は遊星歯車固定フレーム
B、4゜7は遊星歯車軸、40−8は固定ピン、40−
9は可動内歯歯車の内歯車、40−10は可動内歯歯車
の外歯、40−11は固定内歯歯車の内歯、関はスパー
クプラグ、(イ)は点火制御装置、70はエンジン停止
スイッチ、80はスイッチ、頒は蓄電池、100はモー
タ制御装置、120は充電回路、130はスイッチ回路
、140は制御回路、121 、123はダイオード、
122゜136はコンデンサ、131.133.127
はトランジスタ、134、135.137は抵抗である
。
クランクシャフト、3はマグネットホイール(又は回転
磁極)組立、4はスタータラチェットホイール、5は始
動ラチェットホイール、6は始動ラチェット、7は軸、
9は玉軸受、10はバネ蓄力室、10−1はバネ蓄力室
10のラチェツト歯、1〇−2はバネ蓄力室10の外歯
車、11は蓄力バネ、12はスタータ軸、13は軸受(
すべり又は玉)、加は軸受(すベシ又は玉)、14−1
はラチェツト爪、14−3は軸、14−4はバネ、14
−5は軸、14−6は軸、5はDOモータ、がはフレー
ムA、27はフレームB、28はスペーサ、291を機
:フィル、(9)は発電機、40は高減速比減速機、4
0−1は太陽歯車、40−2は遊星歯車、40−3は可
動内歯歯車、40−4は固定内歯歯車、40−5は遊星
歯車固定フレームA、40−6は遊星歯車固定フレーム
B、4゜7は遊星歯車軸、40−8は固定ピン、40−
9は可動内歯歯車の内歯車、40−10は可動内歯歯車
の外歯、40−11は固定内歯歯車の内歯、関はスパー
クプラグ、(イ)は点火制御装置、70はエンジン停止
スイッチ、80はスイッチ、頒は蓄電池、100はモー
タ制御装置、120は充電回路、130はスイッチ回路
、140は制御回路、121 、123はダイオード、
122゜136はコンデンサ、131.133.127
はトランジスタ、134、135.137は抵抗である
。
第6図に於て、フレームA26には蓄力バネ駆動用モー
タ5が取り付けられており、その出力軸は高減速比減速
機40の太陽歯車40−1の中心に固定されておυ、高
減速比減速機40の固定内歯歯車4〇−4はフレームB
27に固定されている。
タ5が取り付けられており、その出力軸は高減速比減速
機40の太陽歯車40−1の中心に固定されておυ、高
減速比減速機40の固定内歯歯車4〇−4はフレームB
27に固定されている。
エンジン1のクランク軸2の軸線上には軸12が設けら
れ、一端はフレームA26の側壁に設けられた軸受9で
支持され、他端は、バネ蓄力室10の側面に設けた軸受
13および軸受加を介して、バネ蓄力室10を支持する
。
れ、一端はフレームA26の側壁に設けられた軸受9で
支持され、他端は、バネ蓄力室10の側面に設けた軸受
13および軸受加を介して、バネ蓄力室10を支持する
。
スタータラチェットホイール4の爪35はエンジン1の
クランク軸2の端部に設けられたマグネットホイール組
立3の端面に設けられた爪3−4と一方向回転可能に係
合する。
クランク軸2の端部に設けられたマグネットホイール組
立3の端面に設けられた爪3−4と一方向回転可能に係
合する。
そして始動ラチェットホイール5の外周には第7図に示
す如く、多数の凸起部が設けられ、始動ラチェット6に
よって任意の位置で回転停止できるように係合している
。
す如く、多数の凸起部が設けられ、始動ラチェット6に
よって任意の位置で回転停止できるように係合している
。
始動ラチェット6はフレームA26に固定されだ軸7に
よって回転可能に支持されかつ、スプリング6−1によ
って常時ラチェットホイール5の外縁に当接する力を受
け、外力によってラチェットレバー6を強制的に操作さ
せた時以外はラチェットホイール5が回転するのを防止
する。
よって回転可能に支持されかつ、スプリング6−1によ
って常時ラチェットホイール5の外縁に当接する力を受
け、外力によってラチェットレバー6を強制的に操作さ
せた時以外はラチェットホイール5が回転するのを防止
する。
ラチェットレバー6が外力により変位して、ラチェット
ホイール5の回シ止めを解除する状態になったととは、
接点80aを有するスイッチ閏によって検出する。
ホイール5の回シ止めを解除する状態になったととは、
接点80aを有するスイッチ閏によって検出する。
バネ蓄力室10は軸受13によって、軸12に対して可
動であり軸受加によってフレームB27に対して回転可
能である。一方蓄カバネ室10の外周には歯車10−2
が設けられており、高減速比減速機40の可動内歯歯車
40−3の外周に設けられた外歯4010とかみ合って
減速歯車系を構成している。
動であり軸受加によってフレームB27に対して回転可
能である。一方蓄カバネ室10の外周には歯車10−2
が設けられており、高減速比減速機40の可動内歯歯車
40−3の外周に設けられた外歯4010とかみ合って
減速歯車系を構成している。
バネ蓄力室lOの内部には軸12を取シ巻く状態で蓄力
バネ11が設けられ、蓄力バネ11の両端は、第1O図
に示すように夫々固定されている。
バネ11が設けられ、蓄力バネ11の両端は、第1O図
に示すように夫々固定されている。
また蓄力バネ室10には内歯又は外歯のラチェット歯1
0−1が設けられてお9、フレームB27に設けられた
ラチェット爪14−1によって一方向回転可能な回シ止
め機構となっている。
0−1が設けられてお9、フレームB27に設けられた
ラチェット爪14−1によって一方向回転可能な回シ止
め機構となっている。
軸12のフレームA26側には始動ラチェットホイル5
が固定されており、始動ラチェットホイル5には第9図
に示す如く、爪35を有するスタタラチェットホイール
4が一体的に設けられている。
が固定されており、始動ラチェットホイル5には第9図
に示す如く、爪35を有するスタタラチェットホイール
4が一体的に設けられている。
モータ5の回転トルクは高減速比減速機40を介して、
バネ蓄力室10を回転させる。
バネ蓄力室10を回転させる。
一方軸12はラチェット6およびラチェットホイール5
により回転阻止されているので、蓄力バネ11は軸12
に巻き込まれる。所定の巻き込みが行なわれると、モー
タ50回転は停止するが、巻き込み状態(蓄力状態)の
保持はラチェットホイール10−1およびラチェット爪
14−1で行なわれる。
により回転阻止されているので、蓄力バネ11は軸12
に巻き込まれる。所定の巻き込みが行なわれると、モー
タ50回転は停止するが、巻き込み状態(蓄力状態)の
保持はラチェットホイール10−1およびラチェット爪
14−1で行なわれる。
この状態から始動ラチェット6に力を加えて、ラチェッ
トホイール5の回転を自由にすると、渦巻バネ11に蓄
えられたエネルギーは瞬時に軸12を回転させ、スター
タラチェットホイール4は、マグネットホイール3を介
してクランク軸2を回転させエンジン1を始動する。
トホイール5の回転を自由にすると、渦巻バネ11に蓄
えられたエネルギーは瞬時に軸12を回転させ、スター
タラチェットホイール4は、マグネットホイール3を介
してクランク軸2を回転させエンジン1を始動する。
エンジンが始動するとマグネットホイール3の爪3−4
はスタータラチェット4の爪あとの保合がはずれ、軸1
2の駆動系とは切9離される。
はスタータラチェット4の爪あとの保合がはずれ、軸1
2の駆動系とは切9離される。
以上が機械的な基本動作である。
第12図にモータ部の電源および制御回路を示す。
加はマグネットホイール(又は回転磁極)組立3とコイ
ル四より成る永久磁石回転型発電機であり、ωは点火制
御装置、刃はスーξ−クプラグ、70はエンジン停止ス
イッチ、帥は始動ラチェット6の動作検出のだめのスイ
ッチで80aはその接点、90は蓄電池、100はモー
タ5駆動のための制御装置である。29−1は発電機I
の固定子コイル四の一次コイル、29−2は同じく二次
コイルであり一次および二次コイルは単巻き変圧器を構
成し、共通線はエンジン本体にアースされている。
ル四より成る永久磁石回転型発電機であり、ωは点火制
御装置、刃はスーξ−クプラグ、70はエンジン停止ス
イッチ、帥は始動ラチェット6の動作検出のだめのスイ
ッチで80aはその接点、90は蓄電池、100はモー
タ5駆動のための制御装置である。29−1は発電機I
の固定子コイル四の一次コイル、29−2は同じく二次
コイルであり一次および二次コイルは単巻き変圧器を構
成し、共通線はエンジン本体にアースされている。
発電機関および火点制御装置(イ)およびスパークプラ
グ関とスイッチ70よp構成される部分は従来技術であ
り説明を省略する。
グ関とスイッチ70よp構成される部分は従来技術であ
り説明を省略する。
モータ制御装置100について説明する。
制御装置100は充電回路120、スイッチ回路130
、制御回路140で構成され、スイッチ80の接点80
aを入力信号とし、モータ5を駆動する。
、制御回路140で構成され、スイッチ80の接点80
aを入力信号とし、モータ5を駆動する。
充電回路120はエンジン1に直結して作動する発電機
Iの電力により充電作用をする。整流用ダイオ−)12
1、平滑コンデンサ122、逆流防止ダイオード123
、蓄電池90で構成される。
Iの電力により充電作用をする。整流用ダイオ−)12
1、平滑コンデンサ122、逆流防止ダイオード123
、蓄電池90で構成される。
スイッチ回路130は、初期状態ではトランジスタ13
1がOFFとなっているので制御回路140へは通電さ
れずモータ5は停止している。
1がOFFとなっているので制御回路140へは通電さ
れずモータ5は停止している。
次にラチェットレバー6を押すと渦巻バネ11が数カし
、エンジン1を始動させると同時に、ラチェットレバー
6はスイッチ回を押し、その接点80aは接地される。
、エンジン1を始動させると同時に、ラチェットレバー
6はスイッチ回を押し、その接点80aは接地される。
接点80aは逆流防止ダイオード139を介してPNP
型トランジスタ131のベースに接続されているのでト
ランジスタ131のベース電圧は下りトランジスタ13
1はONL、制御回路140へ通電される。これにより
NPN型トランジスタ133のベースには、抵抗134
,135によってON電圧以上に分圧された電圧が印加
され、トランジスタ133がONとなシ、抵抗132を
介してトランジスタ131のベース電圧を低くして、ト
ランジスタ131のON状態を保持するので、ラチェッ
トレバー6を、元に戻して接点80aが開放状態になっ
ても、制御回路140は通電状態となる。
型トランジスタ131のベースに接続されているのでト
ランジスタ131のベース電圧は下りトランジスタ13
1はONL、制御回路140へ通電される。これにより
NPN型トランジスタ133のベースには、抵抗134
,135によってON電圧以上に分圧された電圧が印加
され、トランジスタ133がONとなシ、抵抗132を
介してトランジスタ131のベース電圧を低くして、ト
ランジスタ131のON状態を保持するので、ラチェッ
トレバー6を、元に戻して接点80aが開放状態になっ
ても、制御回路140は通電状態となる。
制御回路140は、蓄力バネ11巻き上げ用のモータ5
の通電時期を制御するもので、タイマ方式とモータ電流
検知方式の2通電があり、どちらでも良い。
の通電時期を制御するもので、タイマ方式とモータ電流
検知方式の2通電があり、どちらでも良い。
モータ5への通電開始は、制御回路140へ通電開始一
定時間後、即ちエンジン始動所要時間T1時間経過後、
タイマT2をONするか、又はラチェットレバー6の接
点の戻り信号、すなわちスイッチ80の、接点80aを
開くと、ダイオード138を介してLであった信号(イ
)がプルアップ抵抗144を介してHになる立上り信号
を利用する。即ち、制御回路140がONすると同時に
作動するタイマT□によりT□時間経過後、又は接点8
0aの開信号即ち信号(イ)のL)H信号によりタイマ
T2を作動させ72時間経過後トランジスタ127をO
N L、モータ5に通電する。蓄力バネ11の巻き上り
時間T2を制御回路140内部のタイマ回路で設定し、
巻き上り時間になるとトランジスタ127をOFFする
と同時に停止信号(ロ)をHからLにする。停止信号(
ロ)はカップリングコンデンサ136を介してトランジ
スタ133のベースに伝わり、トランジスタ133のベ
ース電位を下げ、トランジスタ133はOFFとなる。
定時間後、即ちエンジン始動所要時間T1時間経過後、
タイマT2をONするか、又はラチェットレバー6の接
点の戻り信号、すなわちスイッチ80の、接点80aを
開くと、ダイオード138を介してLであった信号(イ
)がプルアップ抵抗144を介してHになる立上り信号
を利用する。即ち、制御回路140がONすると同時に
作動するタイマT□によりT□時間経過後、又は接点8
0aの開信号即ち信号(イ)のL)H信号によりタイマ
T2を作動させ72時間経過後トランジスタ127をO
N L、モータ5に通電する。蓄力バネ11の巻き上り
時間T2を制御回路140内部のタイマ回路で設定し、
巻き上り時間になるとトランジスタ127をOFFする
と同時に停止信号(ロ)をHからLにする。停止信号(
ロ)はカップリングコンデンサ136を介してトランジ
スタ133のベースに伝わり、トランジスタ133のベ
ース電位を下げ、トランジスタ133はOFFとなる。
トランジスタ133がOFFになるとトランジスタ13
1のベース電位は上り、OFFとなり、制御回路140
は停電状態となる。従ってトランジスタ127もOFF
になり、モータ5への通電は、停止される。
1のベース電位は上り、OFFとなり、制御回路140
は停電状態となる。従ってトランジスタ127もOFF
になり、モータ5への通電は、停止される。
同第12図に示しだコンデンサ141はノイズ防止用で
あり、省略することもできる。
あり、省略することもできる。
巻き上り検知方式の場合、モータスタートは上記タイマ
方式と同様にしてトランジスタ127をONし、モータ
5へ通電してゼンマイ11を巻き上げ、ゼンマイ11が
巻き上る時期には、モータ電流が増加することを利用し
てモータ電流検出手段により停止信号(ロ)を出し、以
下タイマ方式と同様にしてモータ部を停止させる。
方式と同様にしてトランジスタ127をONし、モータ
5へ通電してゼンマイ11を巻き上げ、ゼンマイ11が
巻き上る時期には、モータ電流が増加することを利用し
てモータ電流検出手段により停止信号(ロ)を出し、以
下タイマ方式と同様にしてモータ部を停止させる。
モータ5が動作中であることはモータ5と並列に表示灯
またはブザーを設けて適宜使用者に知らせることができ
る。
またはブザーを設けて適宜使用者に知らせることができ
る。
以上述べた制御動作の主要部の動作タイミングを第13
図に示す。
図に示す。
図中始動時のクランク軸回転速度の立上り特性を点線で
示すセルスタータ方式と比較すると、セルスタータの場
合モータ容量低減のためクランキングに必要な最低の回
転速度に対して余裕度が少なく、バネ式の瞬発力効果が
あってlJS形化できる方向が判る。
示すセルスタータ方式と比較すると、セルスタータの場
合モータ容量低減のためクランキングに必要な最低の回
転速度に対して余裕度が少なく、バネ式の瞬発力効果が
あってlJS形化できる方向が判る。
エンジン運転中に一次コイルに発生する電圧は第14図
に示す通9であり、図示の如く歪んだ波形となる。この
時バッテリー電圧Eを発生電圧の(−I→側の電位より
や\低めに設定すれば、点火に使用しない斜線部のエネ
ルギーE□をバッテリー90の充電に利用することがで
きる。
に示す通9であり、図示の如く歪んだ波形となる。この
時バッテリー電圧Eを発生電圧の(−I→側の電位より
や\低めに設定すれば、点火に使用しない斜線部のエネ
ルギーE□をバッテリー90の充電に利用することがで
きる。
周方−の場合を考えてバネ蓄力室10のボス部に外部に
通ずる角穴を設けておけは、手動による蓄力も可能であ
る。
通ずる角穴を設けておけは、手動による蓄力も可能であ
る。
次に減速機40について説明する。
減速機40は、要部断面を第11図(b)に示すように
、モータ5の出力軸に固定される太陽歯車40−1と、
円周上に3分等配置された3個の遊星歯車40−2と、
遊星歯車40−2と内接してかみ合い、歯数差が3であ
る可動内歯歯車4O−3(歯数73)、固定内歯歯車4
O−4(歯数Z4)と、3個の遊星歯車の相対位置を固
定するだめの、遊星歯車固定フレームA 40−5、遊
星歯車固定フレームB 40−6、遊星歯車軸40−7
、固定ビン40−8より成り、遊星歯車40−2は遊星
歯車軸40−7の回りに回転可能であシ、固定内歯歯車
40−4はフレーム82′7等の支持枠に固定されてい
て回転しない。
、モータ5の出力軸に固定される太陽歯車40−1と、
円周上に3分等配置された3個の遊星歯車40−2と、
遊星歯車40−2と内接してかみ合い、歯数差が3であ
る可動内歯歯車4O−3(歯数73)、固定内歯歯車4
O−4(歯数Z4)と、3個の遊星歯車の相対位置を固
定するだめの、遊星歯車固定フレームA 40−5、遊
星歯車固定フレームB 40−6、遊星歯車軸40−7
、固定ビン40−8より成り、遊星歯車40−2は遊星
歯車軸40−7の回りに回転可能であシ、固定内歯歯車
40−4はフレーム82′7等の支持枠に固定されてい
て回転しない。
今太陽歯車40−1の歯数をZl、遊星歯車40−2の
歯数を72、太陽歯車40−1の回転速度をω可動内歯
歯車40−3の回転速度をΩ、ω 減速比−mとすると、m=Ω ・・(1)Z
4=23+3 ・・(2) の関係が得られる。
歯数を72、太陽歯車40−1の回転速度をω可動内歯
歯車40−3の回転速度をΩ、ω 減速比−mとすると、m=Ω ・・(1)Z
4=23+3 ・・(2) の関係が得られる。
m中200としてZ2.z3.z4歯車を転位歯車とし
て設計すれば歯数の異なるz3.z4に対して、歯数Z
4の歯車をかみ合せることができる。これは不思議歯車
と称される高減速比減速機であり3に型遊星歯車減速機
である。
て設計すれば歯数の異なるz3.z4に対して、歯数Z
4の歯車をかみ合せることができる。これは不思議歯車
と称される高減速比減速機であり3に型遊星歯車減速機
である。
このような高減速比減速機を使用する場合に必要となる
エンジン始動用電源容量を従来のセルスタータ方式と比
較すると、例えば排気量24CCの単気筒エンジンを例
にとると、下記の表2の如くなる。
エンジン始動用電源容量を従来のセルスタータ方式と比
較すると、例えば排気量24CCの単気筒エンジンを例
にとると、下記の表2の如くなる。
表2
即ち、装置全体が大巾に小型化される。
以上が特願昭63−294600号発明の概容であり、
次項の効果をもたらすものであった。
次項の効果をもたらすものであった。
(11エンジン運転中、従来利用していなかった点火電
源用発電機の+側電力を充電エネルギーに利用する蓄電
池を有するため、渦巻バネへの蓄力が複数回可能となる
。
源用発電機の+側電力を充電エネルギーに利用する蓄電
池を有するため、渦巻バネへの蓄力が複数回可能となる
。
従って、冬季などの始動性が低下する時でも入力を使用
せずに、渦巻バネの復元力を利用したエンジンのクラン
キングを複数回行なうことにより、始動不能の心配がな
い。
せずに、渦巻バネの復元力を利用したエンジンのクラン
キングを複数回行なうことにより、始動不能の心配がな
い。
(2)減速機に不思議歯車を利用することにより、全減
速比を1〜1程度の高減速比とすることが容易である。
速比を1〜1程度の高減速比とすることが容易である。
従って、蓄力に供するモータの容量を1程度(5fll
lW→5W)、バッテリ容量を(1,200mAH−)
180 mAH)と−以下にすることが出来、極軽量化
が行なえる。
lW→5W)、バッテリ容量を(1,200mAH−)
180 mAH)と−以下にすることが出来、極軽量化
が行なえる。
(3)エンジン始動動作後直ちに、蓄力バネの自動巻き
込みを行う様モータ制御を行うので、仮に始動に失敗し
た場合でも待ち時間が少なくてすむ。
込みを行う様モータ制御を行うので、仮に始動に失敗し
た場合でも待ち時間が少なくてすむ。
前述の従来技術には次のような問題点がある。
(1) 渦巻きバネの蓄力エネルギーの量を決める重
要量である渦巻きバネの巻き込み角の決定は、モータ5
のタイマによる運転時間制御または電流値検出法を用い
た間接的手法で行なわれていた。
要量である渦巻きバネの巻き込み角の決定は、モータ5
のタイマによる運転時間制御または電流値検出法を用い
た間接的手法で行なわれていた。
そのため電源電圧の変動による巻き込み角の変化が渦巻
バネの蓄積するエネルギーのバラツキを来だし、始動性
能のバラツキを来たす。
バネの蓄積するエネルギーのバラツキを来だし、始動性
能のバラツキを来たす。
(2) タイマ方式にしろ、電流検出方式にしろ、動
力源であるモータ運転制御回路がかなり複雑であり簡素
化の余地がある。
力源であるモータ運転制御回路がかなり複雑であり簡素
化の余地がある。
(3)始動のためラチェットレバー6を解除する操作が
必要であるが、エンジンが作業機に組み込まれた時には
ボタン操作による遠隔操作とワンタッチ操作できるのが
望ましい。
必要であるが、エンジンが作業機に組み込まれた時には
ボタン操作による遠隔操作とワンタッチ操作できるのが
望ましい。
本発明は上記問題点を解消した渦巻バネ式始動装置を提
供することを目的とするものである。
供することを目的とするものである。
第1図〜第4図に示す如く、
(1)バネ蓄力室10の回転と同位相で回転する駆動歯
車510と駆動歯車510にかみ合って従動する記憶歯
車520とで成る、1回転変換機構500を設ける。
車510と駆動歯車510にかみ合って従動する記憶歯
車520とで成る、1回転変換機構500を設ける。
(2)1回転変換機構500の出力回転角と同位相で回
転し、ラチェットレバー6の係合・解除を制御するカム
600を設ける。
転し、ラチェットレバー6の係合・解除を制御するカム
600を設ける。
(3)1回転変換機構500の出方回転角と同位相で回
転しモータ5の電源を開閉する開閉接点700と、前記
開閉接点700に並列に設けた開閉スイッチ750よυ
成るモータ制御回路を設ける。
転しモータ5の電源を開閉する開閉接点700と、前記
開閉接点700に並列に設けた開閉スイッチ750よυ
成るモータ制御回路を設ける。
(1)1回転変換機構500は、駆動歯車510と従動
記憶歯車520とよりなり、第3図(a)に示すように
、記憶歯車520の歯521と駆動歯車510の歯51
1がかみ合うと、記憶歯車520は駆動歯車510の回
転力によって回転するが、かみ合いが外れると、第3図
(1)lの様に、記憶歯車520の円弧部522、両端
Aと駆動歯車520の円周部512が接し、記憶歯車5
20の回転は阻止される。
記憶歯車520とよりなり、第3図(a)に示すように
、記憶歯車520の歯521と駆動歯車510の歯51
1がかみ合うと、記憶歯車520は駆動歯車510の回
転力によって回転するが、かみ合いが外れると、第3図
(1)lの様に、記憶歯車520の円弧部522、両端
Aと駆動歯車520の円周部512が接し、記憶歯車5
20の回転は阻止される。
従って駆動歯車510、記憶歯車520の歯数、回転角
をそれぞれZd、θa、Zm、θmとすれば、9m
Zd θcl−Zm の関係が成立する。
をそれぞれZd、θa、Zm、θmとすれば、9m
Zd θcl−Zm の関係が成立する。
ここでθm=360°(1回転)、θd = 90Cf
′(2,5回転)とすれば、0m10a=考5を満足す
る歯数Zd、Zmハ、Zd=2 、 Zm=5で与えら
れ、運動軸と駆動歯車を、制御軸と記憶歯車を夫々同期
させれば、運動軸の特定の回転角を制御軸の1回転とし
て出力する。
′(2,5回転)とすれば、0m10a=考5を満足す
る歯数Zd、Zmハ、Zd=2 、 Zm=5で与えら
れ、運動軸と駆動歯車を、制御軸と記憶歯車を夫々同期
させれば、運動軸の特定の回転角を制御軸の1回転とし
て出力する。
本発明の場合、運動軸はバネ蓄力室10の回転軸、即ち
軸12であり、制御軸は記憶歯車520の回転軸であり
、バネ蓄力室10と駆動歯車は同位相で回転し、カム6
00および開閉接点700は記憶歯車と同相で回転する
ので、バネ蓄力室10の特定回転角に対して、カム60
0.と開閉接点700は1回転する。このバネ蓄力室1
0の軸12に対する角変位を前記特定回転角変位に一致
させ、バネ110巻き上は完了時期とすれば、渦巻きバ
ネ11が軸】2に対し所定角巻き上げられる過程を制御
軸530の1回転即ち1周期として設定し得る。
軸12であり、制御軸は記憶歯車520の回転軸であり
、バネ蓄力室10と駆動歯車は同位相で回転し、カム6
00および開閉接点700は記憶歯車と同相で回転する
ので、バネ蓄力室10の特定回転角に対して、カム60
0.と開閉接点700は1回転する。このバネ蓄力室1
0の軸12に対する角変位を前記特定回転角変位に一致
させ、バネ110巻き上は完了時期とすれば、渦巻きバ
ネ11が軸】2に対し所定角巻き上げられる過程を制御
軸530の1回転即ち1周期として設定し得る。
(2)上記(1)項により、バネ蓄力室10の渦巻きバ
ネ110巻き始めから、巻き上は児了筐での1周期を制
御軸530の1回転に変換できたので、制御軸の1回転
中に (イ)始動ラチェットレバー6の解除係合時期の制御を
カム600により、 (ロ)モータの始動、停止をスイッチ750と開閉接点
700により、 制御し、蓄力バネの自動巻き上げ、始動を自動的に行な
うことができる。
ネ110巻き始めから、巻き上は児了筐での1周期を制
御軸530の1回転に変換できたので、制御軸の1回転
中に (イ)始動ラチェットレバー6の解除係合時期の制御を
カム600により、 (ロ)モータの始動、停止をスイッチ750と開閉接点
700により、 制御し、蓄力バネの自動巻き上げ、始動を自動的に行な
うことができる。
まずモータ6の運転停止は次の様に行なわれる。
第4図に於て、開閉接点700は制御軸530に記憶歯
車520と同相に固定された外周にスリット状の絶縁体
711を有する環状導体710と導体板720から構成
され、導体板720はモータ5、直流電源800と直列
に接続されておシ、環状導体710は制御軸530を介
してボディアースされている。
車520と同相に固定された外周にスリット状の絶縁体
711を有する環状導体710と導体板720から構成
され、導体板720はモータ5、直流電源800と直列
に接続されておシ、環状導体710は制御軸530を介
してボディアースされている。
一方開閉接点700はスイッチ750によりアースと並
列接続され、モータ5の電源800の負極はボディアー
スされている。
列接続され、モータ5の電源800の負極はボディアー
スされている。
初期状態の時開閉接点700と導体板720は絶縁体7
11と接触し、開閉接点700は開状態であるとする。
11と接触し、開閉接点700は開状態であるとする。
この状態ではモータ5は電源800と開回路接続である
から停止状態である。
から停止状態である。
ここでスイッチ750を押すとモータ5と電源800は
閉回路となるので、モータ5は回転開始する。
閉回路となるので、モータ5は回転開始する。
モータ5が回転すると、第2図に示す如く、減速機40
、バネ蓄力室10と同期して駆動歯車510が回転する
。
、バネ蓄力室10と同期して駆動歯車510が回転する
。
巻き上げ開始の時、駆動歯車510と記憶歯車520の
夫々の歯をかみ合い状態とし、バネ蓄力室10は巻き上
げ完了直前に選んでおけば、スイッチ750を押すと同
時に制御軸530が回転し始め、巻き上げを完了し、一
定角度回転後開閉接点700は導通状態となるので、ス
イッチ750を放してもモータ5は絶縁体711が来る
まで運転を続ける。
夫々の歯をかみ合い状態とし、バネ蓄力室10は巻き上
げ完了直前に選んでおけば、スイッチ750を押すと同
時に制御軸530が回転し始め、巻き上げを完了し、一
定角度回転後開閉接点700は導通状態となるので、ス
イッチ750を放してもモータ5は絶縁体711が来る
まで運転を続ける。
開閉接点700が導通し、巻き上げが完了した直後にカ
ム600により始道ラチェットレバー6を作動させると
、軸12は回転自由となるので、渦巻きバネ11に蓄積
された歪みエネルギーを放出し、スタータラチェットホ
イール4を駆動し、エンジンを始動する。
ム600により始道ラチェットレバー6を作動させると
、軸12は回転自由となるので、渦巻きバネ11に蓄積
された歪みエネルギーを放出し、スタータラチェットホ
イール4を駆動し、エンジンを始動する。
エンジン始動は瞬時に完了し、その一定時間後にカム6
00は始動ラチェットレバー6を始動ラチェットホイー
ル5に係合させ、始動ラチェットホイール5の回転を停
止し、モータ5による渦巻バネ11の蓄力を開始し、巻
き上げ完了直前になって開閉接点700の導通が切れる
まで続く。
00は始動ラチェットレバー6を始動ラチェットホイー
ル5に係合させ、始動ラチェットホイール5の回転を停
止し、モータ5による渦巻バネ11の蓄力を開始し、巻
き上げ完了直前になって開閉接点700の導通が切れる
まで続く。
以上の動作タイミングを第4図に模式的に示す。
第4図は1巻き上げ回数を2.5とし駆動歯車510の
回転角を基準にしたときの開閉スイッチ750、モータ
5、記憶歯車520、始動ラチェットレバー6、開閉接
点700、スタータラチェットホイール4、のそれぞれ
の動作を模式的に示しだものである。
回転角を基準にしたときの開閉スイッチ750、モータ
5、記憶歯車520、始動ラチェットレバー6、開閉接
点700、スタータラチェットホイール4、のそれぞれ
の動作を模式的に示しだものである。
図に於て矢印は動作の進む方向を示す。
第1図から第4図に本発明の実施例を示す、第1図は本
発明の要部断面図を示し、第2図は本発明に係る機械部
の斜視図、第3図は1回転変換機構の説明図、第4図は
モータ制御回路を示す。
発明の要部断面図を示し、第2図は本発明に係る機械部
の斜視図、第3図は1回転変換機構の説明図、第4図は
モータ制御回路を示す。
第1図から第4図に於て従来と同一の作用を成す部分に
ついては同一符号を付して説明を略す。
ついては同一符号を付して説明を略す。
具体的構成と動作内容は作用の項で説明済なので、補足
事項のみ記載する。
事項のみ記載する。
第1〜第4図に於て夫々の付番に対する名称は次の通り
である。
である。
500は1回転変換機構、510は駆動歯車、511は
歯、512は円板部、520は記憶歯車、521は歯、
522は円弧部、530は制御軸、Aは円弧部の両端、
600はカム、700は開閉接点、710は外周にスリ
ット状絶縁体を有する環状導体、711は絶縁体、72
0は板状導体、750は開閉スイッチ、800は直流電
源である。
歯、512は円板部、520は記憶歯車、521は歯、
522は円弧部、530は制御軸、Aは円弧部の両端、
600はカム、700は開閉接点、710は外周にスリ
ット状絶縁体を有する環状導体、711は絶縁体、72
0は板状導体、750は開閉スイッチ、800は直流電
源である。
本発明の実施例は渦巻きバネ11の巻き込み数を2.5
回とした例を示すが、これに限定されるものでないこと
は以下に述べる1回転変換機構500の特性から明らか
である。
回とした例を示すが、これに限定されるものでないこと
は以下に述べる1回転変換機構500の特性から明らか
である。
(1)バネ蓄力室]0には円板512の外周に歯511
を2枚設けた駆動歯車510が取り付けられ、バネ蓄力
室10と同位相で回転する。
を2枚設けた駆動歯車510が取り付けられ、バネ蓄力
室10と同位相で回転する。
駆動歯車510の外側には駆動歯車510の歯511と
かみ合う歯521を5枚持ったジエネバ状の記憶歯車5
20が設けられ、互の歯がかみ合っていない時は夫々の
外形線で滑シ接触し、従動側の記憶歯車520は回転し
ない。
かみ合う歯521を5枚持ったジエネバ状の記憶歯車5
20が設けられ、互の歯がかみ合っていない時は夫々の
外形線で滑シ接触し、従動側の記憶歯車520は回転し
ない。
この様子を第3図に示す。
今2つの歯車が第3図(alのかみ合いにある時駆動歯
車510が矢印の方向に回転すると記憶歯車520も矢
印の方向に回転するが、やがてかみ合いは外れ、第3図
(1)lの接触状態となシ、駆動歯車510は回るが、
記憶歯車520は回転せず現状維持である。
車510が矢印の方向に回転すると記憶歯車520も矢
印の方向に回転するが、やがてかみ合いは外れ、第3図
(1)lの接触状態となシ、駆動歯車510は回るが、
記憶歯車520は回転せず現状維持である。
駆動歯車510が180°回転すると、先にかみ合って
いた歯と18Cf位相の異なる次の歯が、記憶歯車52
00次の歯とかみ合うようになる。
いた歯と18Cf位相の異なる次の歯が、記憶歯車52
00次の歯とかみ合うようになる。
このようにして、記憶歯車520は駆動歯車510の1
8テ回転に対し72°回転する。即ち、駆動歯車510
が2.5回転すると記憶歯車520は1回転する。
8テ回転に対し72°回転する。即ち、駆動歯車510
が2.5回転すると記憶歯車520は1回転する。
(2)制御軸530に記憶歯車520、カム600、開
閉接点700を固定し、記憶歯車520と同位相で、カ
ム600、開閉接点700が回転する様にし、駆動歯車
510の歯511と、記憶歯車520の歯521がかみ
合っている期間内の特定と時期を巻き上げ完了時期、巻
き上げ完了の手前の時期として制御軸530上に指定す
ることができる。
閉接点700を固定し、記憶歯車520と同位相で、カ
ム600、開閉接点700が回転する様にし、駆動歯車
510の歯511と、記憶歯車520の歯521がかみ
合っている期間内の特定と時期を巻き上げ完了時期、巻
き上げ完了の手前の時期として制御軸530上に指定す
ることができる。
巻き上げ完了時期の手前を初期状態に設定することによ
シ、第5図の動作ダイヤグラム上にカム600が始動ラ
チェットレバー6を解除する時期、開閉接点700およ
び開閉スイッチ750がモータ電源回路を開・閉する時
期を割りつけることができ(「作用」の項参照)、開閉
スイッチ750を押すと、モータ部が回転して巻き上げ
を完了させ、その時期にラチェットレバー6を解除しエ
ンジン1を始動させた後は巻き込み開始し、巻き込み完
了手前で時期するサイクルを行なう。
シ、第5図の動作ダイヤグラム上にカム600が始動ラ
チェットレバー6を解除する時期、開閉接点700およ
び開閉スイッチ750がモータ電源回路を開・閉する時
期を割りつけることができ(「作用」の項参照)、開閉
スイッチ750を押すと、モータ部が回転して巻き上げ
を完了させ、その時期にラチェットレバー6を解除しエ
ンジン1を始動させた後は巻き込み開始し、巻き込み完
了手前で時期するサイクルを行なう。
(3)同第4図に示す電源800は、点火系の電源であ
っても良いし又別電源であっても良く、アス回路は導体
板720を更に1枚設けてスリップリングを構成し専用
線を設けても良い。
っても良いし又別電源であっても良く、アス回路は導体
板720を更に1枚設けてスリップリングを構成し専用
線を設けても良い。
本発明による内燃機関の渦巻バネ式始動装置は、軸と軸
の回りに可回転支持された箱体と、軸と箱体に両端係止
された渦巻きバネよりなる渦巻きバネ式蓄力装置と、前
記軸の回転・停止を制御するラチェット機構と、箱体を
回転駆動するモータおよび減速機よ構成る動力源とで構
成される内燃機関の渦巻きバネ式始動装置に於て箱体と
一体的に回転する歯車と、この歯車とかみ合う歯車とで
箱体の特定の回転角を一回転変換する変換機構と、前記
変換機構の出力軸にこれと一体的に回転可能に設けたカ
ムおよび回転式開閉接点と、手動開閉スイッチとを具え
、開閉スイッチを操作することにより、エンジンの始動
を行なった後自動的にAiJ記蓄力装置のエネルギー蓄
積を行なって待機するよう構成したことにより、次の効
果を有する。
の回りに可回転支持された箱体と、軸と箱体に両端係止
された渦巻きバネよりなる渦巻きバネ式蓄力装置と、前
記軸の回転・停止を制御するラチェット機構と、箱体を
回転駆動するモータおよび減速機よ構成る動力源とで構
成される内燃機関の渦巻きバネ式始動装置に於て箱体と
一体的に回転する歯車と、この歯車とかみ合う歯車とで
箱体の特定の回転角を一回転変換する変換機構と、前記
変換機構の出力軸にこれと一体的に回転可能に設けたカ
ムおよび回転式開閉接点と、手動開閉スイッチとを具え
、開閉スイッチを操作することにより、エンジンの始動
を行なった後自動的にAiJ記蓄力装置のエネルギー蓄
積を行なって待機するよう構成したことにより、次の効
果を有する。
(1)1回転変換機構によp、バネ蓄力室の動力源であ
るモータの運転停止の電気制御回路が簡単になり、始動
ラチェットレバーの操作を前記モタを兼用して行なうこ
とができるようになシ、始動の遠隔操作が可能になる。
るモータの運転停止の電気制御回路が簡単になり、始動
ラチェットレバーの操作を前記モタを兼用して行なうこ
とができるようになシ、始動の遠隔操作が可能になる。
(2)渦巻ばねの巻上完了を巻上回数で横領するため、
常に安定した渦巻バネの出力が得られ、始動性が向上す
る。
常に安定した渦巻バネの出力が得られ、始動性が向上す
る。
Jlil、、□□第1図は本発明の実施例に係る要部の
断面図、第2図は第1図における1回転変換機構の斜視
図、第3図(al(b)はそれぞれ1回転変換機構の説
明図、第4図(a)はモータ制御回路図、第4図(b)
は第4図(alのA−A断面図、第5図は動作ダイヤグ
ラム、第6図は従来装置の要部断面図、第7図は第6図
のA−A断面図、第8図は第6図のB−B断面図、第9
図は第6図のC−C断面図、第10図は第6図のD−D
断面図、第11図(a)(b)は減速機の正面図及び断
面図、第12図は第6図に示した装置の電気制御回路図
、第13図は第6図に示した装置における制御動作の主
要部の動作タイミング図、第14図はエンジン運転中に
一次コイルに発生する電圧波形を示す。 10・・・バネ蓄力室 11・・蓄力バネ12
・・・スタータ軸 5001回転変換機構 (510・・・駆動歯車、520・・・記憶歯車)60
0・・カム 700 開閉接点750・
・・開閉スイッチ
断面図、第2図は第1図における1回転変換機構の斜視
図、第3図(al(b)はそれぞれ1回転変換機構の説
明図、第4図(a)はモータ制御回路図、第4図(b)
は第4図(alのA−A断面図、第5図は動作ダイヤグ
ラム、第6図は従来装置の要部断面図、第7図は第6図
のA−A断面図、第8図は第6図のB−B断面図、第9
図は第6図のC−C断面図、第10図は第6図のD−D
断面図、第11図(a)(b)は減速機の正面図及び断
面図、第12図は第6図に示した装置の電気制御回路図
、第13図は第6図に示した装置における制御動作の主
要部の動作タイミング図、第14図はエンジン運転中に
一次コイルに発生する電圧波形を示す。 10・・・バネ蓄力室 11・・蓄力バネ12
・・・スタータ軸 5001回転変換機構 (510・・・駆動歯車、520・・・記憶歯車)60
0・・カム 700 開閉接点750・
・・開閉スイッチ
Claims (1)
- 軸と軸の回りに可回転支持された箱体と、軸と箱体に両
端係止された渦巻バネよりなる渦巻バネ式蓄力装置と、
前記軸の回転・停止を制御するラチエツト機構と、箱体
を回転駆動するモータおよび減速機より成る動力源とで
構成される内燃機関の渦巻バネ式始動装置に於て、箱体
と一体的に回転する歯車と、前記歯車とかみ合う歯車と
で箱体の特定の回転角を一回転に変換する変換機構と、
前記変換機構の出力軸に同出力軸と一体的に回転可能に
設けたカムおよび回転式開閉接点と、手動開閉スイッチ
とを具え、手動開閉スイッチを操作することにより、エ
ンジンの始動を行なった後、自動的に前記蓄力装置のエ
ネルギー蓄積を行なって待機するよう構成したことを特
徴とする内燃機関の渦巻バネ式始動装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8470889A JPH02264151A (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 内燃機関の渦巻バネ式始動装置 |
| US07/458,374 US5083534A (en) | 1989-04-05 | 1989-12-28 | Spiral spring type starter apparatus for an internal combustion engine |
| US07/683,171 US5163392A (en) | 1989-04-05 | 1991-04-09 | Spiral spring type starter apparatus for an internal combustion engine |
| US07/761,248 US5186134A (en) | 1989-04-05 | 1991-09-17 | Spiral spring type starter apparatus for an internal combustion engine |
| US07/761,247 US5115773A (en) | 1989-04-05 | 1991-09-17 | Spiral spring type starter apparatus for an internal combustion engine |
| US07/761,246 US5113816A (en) | 1989-04-05 | 1991-09-17 | Spiral spring type starter apparatus for an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8470889A JPH02264151A (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 内燃機関の渦巻バネ式始動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02264151A true JPH02264151A (ja) | 1990-10-26 |
Family
ID=13838164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8470889A Pending JPH02264151A (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 内燃機関の渦巻バネ式始動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02264151A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030030053A (ko) * | 2001-10-06 | 2003-04-18 | 전종헌 | 자동차의 시동전력을 발생시키기 위한 장치 및 방법 |
| KR20040001157A (ko) * | 2002-06-27 | 2004-01-07 | 조병진 | 내연기관용 기계식 시동장치 |
| JP2006258090A (ja) * | 2004-10-08 | 2006-09-28 | Komatsu Zenoah Co | 小型エンジン始動装置の電動モーター駆動用バッテリーパック、同パックにより駆動されるエンジン始動装置及び同始動装置を搭載した手作業機 |
| JP2010265846A (ja) * | 2009-05-15 | 2010-11-25 | Starting Ind Co Ltd | 小型エンジンの始動装置 |
-
1989
- 1989-04-05 JP JP8470889A patent/JPH02264151A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030030053A (ko) * | 2001-10-06 | 2003-04-18 | 전종헌 | 자동차의 시동전력을 발생시키기 위한 장치 및 방법 |
| KR20040001157A (ko) * | 2002-06-27 | 2004-01-07 | 조병진 | 내연기관용 기계식 시동장치 |
| JP2006258090A (ja) * | 2004-10-08 | 2006-09-28 | Komatsu Zenoah Co | 小型エンジン始動装置の電動モーター駆動用バッテリーパック、同パックにより駆動されるエンジン始動装置及び同始動装置を搭載した手作業機 |
| JP2010265846A (ja) * | 2009-05-15 | 2010-11-25 | Starting Ind Co Ltd | 小型エンジンの始動装置 |
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