始動装置

专利摘要:
始動装置１０であって、ドライブエンドシールド１９が設けられており、該ドライブエンドシールド１９内に軸受け１２２が取り付けられており、駆動軸１４２が設けられており、前記ドライブエンドシールド１９内の前記軸受け１２２が、駆動軸１４２を少なくとも間接的に支持しており、始動ピニオン２２が設けられており、駆動軸１４２から該始動ピニオン２２へトルクが伝達可能となるように駆動軸１４２に前記始動ピニオン２２が取り付けられており、前記始動ピニオン２２が、端面２０３を有しており、位置固定リング２０９が、駆動軸１４２に位置固定的に配置されており、始動ピニオン２２が、前記端面２０３に切欠き２０６を有しており、該切欠き２０６内に、前記位置固定リング２０９の許容し得ない拡開を阻止する位置固定エレメント２１８が配置されている。
公开号:JP2011516774A
申请号:JP2011502242
申请日:2008-11-27
公开日:2011-05-26
发明作者:ゲルシュヴィッツ ヴァルター；カスケ シュテファン；ピアシュ ローマン
申请人:ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ；
IPC主号:F02N15-06

专利说明:

[0001] 背景技術
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００５０３５６５５号明細書に基づき、「ピニオン片持ち支承形スタータ」として形成されている始動装置が公知である。「ピニオン片持ち支承形（Frei ausstossend）」とは、内燃機関のリングギアに噛み合わされるために設けられたピニオンが、当該ピニオンの片方の端部もしくは片方の軸方向側でのみ支承されていること（片持ち支承）を意味している。上記ドイツ連邦共和国特許出願公開明細書に開示されている始動ピニオンは、駆動軸と始動ピニオンとの間でトルクが伝達され得るように駆動軸に取り付けられている。さらに、この始動ピニオンは、駆動軸に沿って、規定された２つの終端位置の間で軸方向に移動可能である。さらに、この移動可能性の枠内で始動ピニオンは軽度にばね負荷されて構成されているので、始動ピニオンがリングギアに当接すると、フリーホイールと、駆動軸と、始動ピニオンとの全質量慣性力がリングギアに作用するのではなく、著しく低減された規模でその一部だけが作用する。]
[0002] 始動ピニオンは、当業者には、上記ドイツ連邦共和国特許出願公開明細書に開示されている実施形態では、位置固定リング（スナップリング）を用いて位置固定されているように思われる。スナップリングは、当該スナップリングの外側を取り囲むスリーブ状の区分により、遠心力負荷下での拡開に対して防護されている。このような解決手段において不都合となるのは、この解決手段が、不必要に長い駆動軸を必要とすることである。このことは、不必要に高い質量をもたらし、ひいてはリングギアへの必要以上に高い当接力をもたらす。]
[0003] 発明の開示
始動装置であって、ドライブエンドシールドが設けられており、該ドライブエンドシールド内に軸受けが取り付けられており、駆動軸が設けられており、前記ドライブエンドシールド内の前記軸受けが、駆動軸を少なくとも間接的に支持しており、始動ピニオンが設けられており、駆動軸から該始動ピニオンへトルクが伝達可能となるように駆動軸に前記始動ピニオンが取り付けられており、前記始動ピニオンが、端面を有しており、位置固定リングが、駆動軸に位置固定的に配置されている形式の始動装置が提案される。始動ピニオンは、前記端面に切欠きを有しており、該切欠き内に、前記位置固定リングの許容し得ない拡開を阻止する位置固定エレメントが配置されている。]
[0004] 提案された解決手段を用いて、始動ピニオンの端面に、位置固定エレメントが配置される切欠きを設けることによって、位置固定リングの許容し得ない拡開を阻止することが目標とされる。この場合、それと同時に始動ピニオンならびに駆動軸の質量が減じられて、これにより質量慣性力が減じられると望ましい。]
[0005] 本発明の別の実施の形態では、位置固定エレメントが摩擦接続式に、つまり摩擦による結合に基づいて切欠き内に取り付けられる。この場合、位置固定エレメントがリングとして形成されていて、このリングが、切欠き内にプレス嵌めによって保持されていると有利である。]
[0006] 本発明のさらに別の実施の形態では、位置固定エレメントが素材接続式もしくは材料接続式に、つまり材料による結合に基づいて切欠き内に保持されている。この場合、位置固定エレメントがリングとして形成されていると有利であり、このリングは、切欠き内に、接着剤によって、ろうによって、またはたとえば溶接箇所によって保持されている。]
[0007] 本発明のさらに別の実施の形態では、位置固定エレメントが形状接続式に、つまり形状による係合に基づいて切欠き内に保持されている。]
[0008] 特別な実施の形態の利点は、位置固定リングを位置固定的に保持するために、特に少ない材料使用量しか必要とならないことである。]
[0009] 以下に本発明の実施形態を図面につき詳しく説明する。]
図面の簡単な説明

[0010] 始動装置が、いわゆるノーズ形スタータ（Maulstarter）である、つまりドライブエンドシールドが駆動ピニオンにノーズ状に被さっている始動装置の縦断面図である。
いわゆるピニオン片持ち支承形スタータの一端を部分的に示した縦断面図である。
切欠き内にプレス嵌めにより保持された位置固定エレメントを有する始動ピニオンの部分図である。
切欠き内に材料接続式に溶接箇所により保持された位置固定エレメントを有する始動ピニオンの部分図である。
切欠き内に接着箇所により保持された位置固定エレメントを有する始動ピニオンの部分図である。
ピニオンと、位置エレメントを有する切欠きとを、位置エレメントが僅かに円錐状に形成され、それによってやはり円錐状の切欠きに適合し、切欠き内で形状接続により切欠きの円錐状の内壁に位置固定されている様子を示す部分図である。]
[0011] 発明の実施形態
図１には、始動装置１０が図示されている。この始動装置１０は、たとえば１つのスタータモータ１３と、連結用のソレノイドスイッチ（Einrueckrelais）１６とを有している。スタータモータ１３とソレノイドスイッチ１６とは、１つの共通のドライブエンドシールド１９に取り付けられている。始動ピニオン（Andrehritzel）２２が内燃機関（図示せず）のリングギア２５に噛み合わされていると、スタータモータ１３は機能的に、始動ピニオン２２を駆動するために働く。] 図１
[0012] スタータモータ１３は、ハウジングとして磁極管２８を有している。この磁極管２８の内周面は複数の磁極片３１を支持している。これらの磁極片３１にはそれぞれ励磁巻き線３４が巻き付けられている。磁極片３１は、さらにアーマチュア３７を取り囲んでいる。このアーマチュア３７は、薄片４０から構成されたアーマチュア積層鉄心４３と、溝４６内に配置されたアーマチュア巻き線４９とを有している。アーマチュア積層鉄心４３は、駆動軸４４上に押し被せられている。駆動軸４４の、始動ピニオン２２とは反対の側の端部には、さらに整流子５２が取り付けられている。この整流子５２は、とりわけ、個別の整流子薄片５５から構成されている。この整流子薄片５５は、公知の形式でアーマチュア巻き線４９に電気的に接続されていて、この場合、カーボンブラシ５８による整流子薄片５５への通電時に、磁極管２８内でのアーマチュア３７の回転運動が生ぜしめられる。ソレノイドスイッチ１６と、スタータモータ１３との間に配置された給電部６１は、スイッチオン状態で、カーボンブラシ５８にも、励磁コイル３４にも電流を供給する。駆動軸４４は、整流子側で、軸ジャーナル６４により滑り軸受け６７内に支持されている。この滑り軸受け６７は、整流子エンドプレート７０内に位置固定的に保持されている。この整流子エンドプレート７０は、磁極管２８の周面にわたって分配されて配置された抗張材７３（たとえば２，３または４個のねじ）を用いてドライブエンドシールド１９に取り付けられている。この場合、磁極管２８はドライブエンドシールド１９に支持され、整流子エンドプレート７０は磁極管２８に支持されている。]
[0013] 駆動方向で、アーマチュア３７には遊星歯車伝動装置８３の一部であるサンギア８０が続いている。このサンギア８０は、複数のプラネタリギア８６、汎用的には３つのプラネタリギア８６により取り囲まれている。これらのプラネタリギア８６は、転がり軸受け８９を用いて軸ピン９２に支持されている。プラネタリギア８６は、インターナルギア９５内で転動する。このインターナルギア９５は、磁極管２８内で外側で支承されている。出力側に向かう方向で、プラネタリギア８６にはプラネタリキャリア９８が続いている。このプラネタリキャリア９８内には前記軸ピン９２が収容されている。プラネタリキャリア９８は、中間軸受け１０１と、この中間軸受け１０１内に配置された滑り軸受け１０４とに支承される。中間軸受け１０１はポット形に形成されており、この場合、この中間軸受け１０１内にはプラネタリキャリア９８もプラネタリギア８６も収容されている。さらに、このポット形の中間軸受け１０１内には、インターナルギア９５が配置されている。このインターナルギア９５は、最終的に、カバー１０７によってアーマチュア３７に対して閉じられている。中間軸受け１０１もその外周面によって、磁極管２８の内周面に支持されている。アーマチュア３７は、駆動軸４４の、整流子５２とは反対の側の端部に、別の軸ジャーナル１１０を有している。この軸ジャーナル１１０は、同じく滑り軸受け１１３内に収容されている。この滑り軸受け１１３は、プラネタリキャリア９８に設けられた中央の孔内に収容されている。このプラネタリキャリア９８は、出力軸１１６とワンピースに、つまり一体に結合されている。この出力軸１１６の、中間軸受け１０１とは反対の側の端部１１９は、別の軸受け１２２内に支持されている。この軸受け１２２は、ドライブエンドシールド１９に取り付けられている。この場合、この軸受け１２２は、出力軸１１６を介して間接的に駆動軸４４を支持している。]
[0014] 出力軸１１６は、種々の区分に区分けされている。つまり、中間軸受け１０１の滑り軸受け１０４内に配置されている区分には、いわゆる直歯列（内側歯列）１２５を有する区分が続いており、この直歯列１２５は、いわゆる軸−ボス結合部（スプライン結合部）の一部である。この場合、この軸−ボス結合部１２８は、連行部１３１の、軸方向で直線状のスライドを可能にする。この連行部１３１は、スリーブ状の延長部であり、この延長部はフリーホイール１３７のポット形のアウタレース１３２と一体に形成されている。さらに、このフリーホイール１３７（方向ロック手段）は、アウタレース１３２の半径方向内側に配置されたインナレース１４０を有している。インナレース１４０とアウタレース１３２との間には締付け体もしくはスプラグ１３８が配置されている。このスプラグ１３８は、インナレース１４０およびアウタレース１３２と協働して、アウタレース１３２とインナレース１４０との間の、第２の方向における相対回動を阻止する。換言すると、このフリーホイール１３７は、第１の方向へのみインナレース１４０とアウタレース１３２との間の相対運動を可能にする。この実施形態では、インナレース１４０の、フリーホイール１３７とは反対の側の端部が、軸−ボス結合部１４１、たとえばキー歯列または切欠き歯列を有している。この軸−ボス結合部１４１は、インナレース１４０から始動ピニオン２２へのトルクの伝達を可能にする。]
[0015] ここで、念のために噛合い機構について詳しく述べる。連結用のソレノイドスイッチ１６はボルト１５０を有している。このボルト１５０は、電気的なコンタクトであり、電気的なスタータバッテリ（図示せず）の正極に接続されている。このボルト１５０は、ソレノイドスイッチカバー１５３を貫いて案内されている。このソレノイドスイッチカバー１５３は、ソレノイドスイッチハウジング１５６を閉じており、ソレノイドスイッチハウジング１５３は、複数の取付けエレメント１５９（ねじ）を用いてドライブエンドシールド１９に取り付けられている。ソレノイドスイッチ１６内には、さらに、吸引コイル１６２と、いわゆる保持コイル１６５とが配置されている。吸引コイル１６２と、保持コイル１６５とは両方、それぞれスイッチオンされた状態で電磁界を生ぜしめ、この電磁界は（導電磁性の材料から成る）ソレノイドスイッチハウジング１５６と、線状に運動するアーマチュア１６８と、アーマチュア帰路形成体１７１とを通流する。アーマチュア１６８は、プッシュロッド１７４を支持しており、このプッシュロッド１７４は、アーマチュア１６８の線状の引込み時にスイッチピン１７７に向かう方向に運動させられる。スイッチピン１７７に向かうプッシュロッド１７４のこの運動と共に、スイッチピン１７７は、静止位置から２つの接点１８０および１８１の方向に運動させられるので、スイッチピン１７７の、接点１８０、１８１に向かう端部に設けられた接点ブリッジ１８４は、両接点１８０，１８１を互いに電気的に接続する。これによって、ピン１５０から電気的な出力が接点ブリッジ１８４を越えて給電部６１、ひいてはカーボンブラシ５８にまで案内される。このときに、始動モータ１３が通電される。]
[0016] しかし、ソレノイドスイッチ１６もしくはアーマチュア１６８はさらに、引っ張りエレメント１８７を用いてドライブエンドシールド１９に回動可能に配置されたレバーを運動させるという役目を有している。通常はフォーク形レバーとして形成されるレバー１９０は、２つの「歯」（図示せず）をもって２つのディスク１９３、１９４の外周を取り囲み、これによって、これらのディスク１９３，１９４の間に緊締された連行リング１９７をフリーホイール１３７に向かってばね２００の抵抗に抗して運動させることができ、これによって始動ピニオン２２をリングギア２５に噛み合わせることができる。]
[0017] 図２は、ピニオン片持ち支承形スタータの部分縦断面図である。このスタータは、エンドシールド１９を有している。このエンドシールド１９内には、軸受け１２２が挿入されている。この軸受け１２２は、たとえばころ軸受けとして、場合によっては特殊な形でニードル軸受けとして形成されている。しかし軸受け１２２は、滑り軸受けまたは玉軸受けとして形成されていてもよい。] 図２
[0018] 図１および図２に示した両実施例において、駆動軸１４２に始動ピニオン２２が装着されている。このためには、図１および図２の両実施例において、駆動軸１４２の外周面が軸−ボス結合部１４１を有している。この軸−ボス結合部１４１は、インナレース１４０から始動ピニオン２２へのトルクの伝達を可能にする。始動ピニオン２２は孔を有している。この孔の内周面は、キーまたは切欠き歯列を有しており、駆動軸１４２に設けられた対応する対向部材に噛み合う。駆動軸に設けられた軸−ボス結合部の部分は符号「１４３」で、ピニオンに設けられた軸−ボス結合部の部分は符号「１４４」で示されている。始動ピニオン２２は、フリーホイール１３７の方向に向けられた端面１４５でもって、本実施例では皿ばねとして形成されたばねエレメント１４６を用いて、駆動軸１４２に設けられたカラー（図示しない）に支持されている。] 図１ 図２
[0019] 図３には、図１および図２に示した両実施例のための駆動軸１４２と始動ピニオン２２との間の結合箇所が拡大された尺度で示されている。始動ピニオン２２は、別の端面２０３を有している。この端面２０３は、始動ピニオン２２の、軸方向で他方の側に配置されており、したがってフリーホイール１３７とは反対の側に向けられている。始動ピニオン２２のこの側では、端面側に切欠き２０６が加工されている。この切欠き２０６は、図３に示したように中空円筒状に形成されている。この切欠き２０６は、この実施例ではスナップリングとして形成された位置固定リング２０９に被さっている。この位置固定リング２０９は、周方向で駆動軸１４２に加工された環状の溝２１２内に嵌め込まれている。切欠き２０６内には、さらに位置固定エレメント２１８が設けられている。この場合、この位置固定エレメント２１８は、切欠き２０６の円筒状の面もしくは周壁状の表面２１５に支持されている。ここで、組付け順序について述べる。さしあたり未装着の駆動軸側の軸−ボス結合部１４３に、まず、ばねエレメント１４６、つまり皿ばねが被せ嵌められる。これに続いて、切欠き２０６がフリーホイールとは反対の側を向くように始動ピニオン２２が駆動軸１４２に被せ嵌められる。次いで、位置固定リング２０９が、拡開された状態で駆動軸１４２に被せ嵌められ、この場合、位置固定リング２０９は、この位置固定リング２０９が溝２１２内にスナップイン式に係止するまで被せ嵌められる。これにより、位置固定リング２０９は、駆動軸側の軸−ボス結合部１４３のロックにより、駆動軸１４２における始動ピニオン２２の確実な位置を固定する。位置固定リング２０９が遠心力負荷（高い角速度を有する回転）を受けて拡開されて、軸方向の負荷（皿ばね１４６）を受けて駆動軸１４２からずらされてしまわないようにするために、切欠き２０６内には位置固定エレメント２１８が配置されている。この場合、位置固定エレメント２１８は、位置固定リング２０９が許容し得ない程に拡開してしまわないように、半径方向内側に向けられた表面（円筒状）が、位置固定リング２０９の近傍に配置されるように寸法設定されている。この場合、位置固定リング２０９は、位置固定エレメント２１８の半径方向の内面と位置固定リング２０９の外面との間に遊びが存在するように寸法設定されていてよい。この遊びは、これによって、始動ピニオン２２の往復運動により軸方向で位置固定エレメント２１８に力が作用することが回避されるという理由で、存在していることが望ましい。これによって確実な位置が与えられる。図３に示した実施例では、位置固定エレメント２１８が、切欠き２０６内に摩擦接続式に保持されるようになっている。] 図１ 図２ 図３
[0020] したがって、始動装置１０であって、ドライブエンドシールド１９が設けられており、該エンドシールド１９内に軸受け１２２が取り付けられており、駆動軸１４２が設けられており、前記エンドシールド１９内の前記軸受け１２２が、駆動軸１４２を少なくとも間接的に支持しており、始動ピニオン２２が設けられており、駆動軸１４２から該始動ピニオン２２へトルクが伝達可能となるように駆動軸１４２に前記始動ピニオン２２が取り付けられており、前記始動ピニオン２２が、端面２０３を有しており、位置固定リング２０９が、駆動軸１４２に位置固定的に配置されている形式の始動装置が設けられる。この場合、始動ピニオン２２が、前記端面２０３に切欠き２０６を有しており、該切欠き２０６内に、前記位置固定リング２０９の許容し得ない拡開を阻止する位置固定エレメント２１８が配置されている。]
[0021] 位置固定リング２０９は、始動ピニオン２２を、駆動軸１４２からの滑落に対して防護する。]
[0022] 位置固定エレメント２１８は、切欠き２０６内に摩擦接続式に保持されている、つまり位置固定エレメント２１８の円筒状の外面が切欠き２０６の円筒状の内面に嵌め込まれていて、プレス嵌めに基づいた摩擦により切欠き２０６内に保持される。]
[0023] 図４に示した択一的な構成では、位置固定エレメント２１８が材料接続式に、つまり材料による結合に基づいて切欠き２０６内に保持されている。このためには、始動ピニオン２２と位置固定エレメント２１８との間の、たとえば、溶接シームにせよ溶接点にせよ、溶接結合箇所２２１の形態の材料接続式の結合部が、位置固定エレメント２１８の位置を固定することができる。択一的には、適当な材料のペアの場合に、ろう接箇所が設けられてもよい。] 図４
[0024] 図５に示したように、たとえば、接着箇所２２４が設けられていてよい。この接着箇所２２４は、始動ピニオン２２と位置固定エレメント２１８との間で、切欠き２０６内での位置固定エレメント２１８の位置を固定する。] 図５
[0025] 図６には、始動ピニオン２２の切欠き２０６が部分的に示されている。この場合、切欠き２０６は円筒状の内側輪郭を有しているのではなく、円錐形の内側輪郭２２７を有している。この場合、この内側輪郭２２７は、端面２０３を起点として軸方向に拡開している。この円錐状の内側輪郭２２７は、位置固定エレメント２１８を支持している。この場合、この位置固定エレメントはその内周側にスリットを有しており、したがって一貫しておらず、閉じられていない。この位置固定エレメント２１８は、ばね緊張下に切欠き２０６内に導入された位置固定エレメントである。この位置固定エレメントは切欠き２０６内への導入のために軽度に圧縮されて（そのためにスリットが設けられている）切欠き２０６内に導入され、軸方向の適正な位置を占めたあとに弛緩する。これによって、この位置固定エレメント２１８をプリロード下に円錐状の内周面２２７に支持することができる。この実施形態は形状接続式に固定された位置固定エレメント２１８を示している。] 図６

权利要求:

請求項1
始動装置であって、ドライブエンドシールド（１９）が設けられており、該ドライブエンドシールド（１９）内に軸受け（１２２）が取り付けられており、駆動軸（１４２）が設けられており、前記ドライブエンドシールド（１９）内の前記軸受け（１２２）が、駆動軸（１４２）を少なくとも間接的に支持しており、始動ピニオン（２２）が設けられており、駆動軸（１４２）から該始動ピニオン（２２）へトルクが伝達可能となるように駆動軸（１４２）に前記始動ピニオン（２２）が取り付けられており、前記始動ピニオン（２２）が、端面（２０３）を有しており、位置固定リング（２０９）が、駆動軸（１４２）に位置固定的に配置されている形式のものにおいて、前記始動ピニオン（２２）が、前記端面（２０３）に切欠き（２０６）を有しており、該切欠き（２０６）内に、前記位置固定リング（２０９）の許容し得ない拡開を阻止する位置固定エレメント（２１８）が配置されていることを特徴とする、始動装置。
請求項2
位置固定エレメント（２１８）が、前記切欠き（２０６）内に摩擦接続式に保持されている、請求項１記載の始動装置。
請求項3
位置固定エレメント（２１８）がリングであり、該リングが、前記切欠き（２０６）内にプレス嵌めにより保持されている、請求項２記載の始動装置。
請求項4
位置固定エレメント（２１８）が、前記切欠き（２０６）内に材料接続式に保持されている、請求項１記載の始動装置。
請求項5
位置固定エレメント（２１８）がリングであり、該リングが、前記切欠き（２０６）内に接着箇所（２２４）または溶接箇所（２２１）により保持されている、請求項４記載の始動装置。
請求項6
位置固定エレメント（２１８）が、前記切欠き（２０６）内に形状接続式に保持されている、請求項１記載の始動装置。
請求項7
位置固定リング（２０９）が、スナップリングである、請求項１から６までのいずれか１項記載の始動装置。
請求項8
前記始動ピニオン（２２）が、ばねエレメント（１４６）、有利には皿ばねによって、前記駆動軸（１４２）に対して軸方向にばね負荷されて前記駆動軸（１４２）に支承されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の始動装置。
請求項9
前記軸受け（１２２）が、転がり軸受け、有利にはころ軸受けまたは玉軸受けであるか、または滑り軸受けである、請求項１から８までのいずれか１項記載の始動装置。