(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
手動ロープリール（２０）を有する駆動部（Ａ）と従動部（Ｂ）との間の動力伝達系の途中に、緩衝・蓄力手段を介在したスタータ装置（１０）であって、
前記緩衝・蓄力手段は、前記駆動部（Ａ）の駆動によって前記従動部（Ｂ）と緩衝しつつ蓄力するゼンマイ機構（１５）であり、前記従動部（Ｂ）は、従動側の回転による遠心力により係合を解除される遠心クラッチ（３０）を備え、前記駆動部（Ａ）による駆動時には前記遠心クラッチ（３０）を介して前記ゼンマイ機構（１５）と直接連動連結して前記駆動部（Ａ）と一緒に一方向（Ｒ）へ回転するものであり、
前記ゼンマイ機構（１５）は、前記駆動部（Ａ）側のゼンマイ香箱（１６）の外周に形成された円筒部（１６ｃ）にゼンマイ（１８）の外端を係止し従動側の起動プーリ（１７）の中心に形成された円筒部（１７ａ）に前記ゼンマイ（１８）の内端を係止して、前記ゼンマイ香箱（１６）と前記起動プーリ（１７）との間の内部に配設される構成とされ、
前記手動ロープリール（２０）、前記ゼンマイ香箱（１６）及び前記起動プーリ（１７）は、固定軸（１２）と同軸的に位置し、
前記起動プーリ（１７）の前記円筒部（１７ａ）が前記固定軸（１２）に遊嵌し、
前記ゼンマイ香箱（１６）には、中心に円筒部（１６ａ）が形成され、該円筒部（１６ａ）の内周と前記固定軸（１２）の外周との間に、前記ゼンマイ香箱（１６）を前記一方向（Ｒ）にのみ回転させるワンウェイクラッチ（１９）を有していることを特徴とするスタータ装置。
【請求項２】
前記従動部（Ｂ）が、連動プーリ（３５）を含むものであり、該連動プーリ（３５）は、伝達機構としての前記遠心クラッチ（３０）を備え、
該遠心クラッチ（３０）は、前記ゼンマイ機構（１５）の伝達係合突部（３１）と前記連動プーリ（３５）に支持され前記伝達係合突部（３１）に係合する始動爪（３６）とから構成され、
前記手動ロープリール（２０）の回転を前記ゼンマイ機構（１５）を介して内燃エンジン（１）のクランク軸（２）に連結されている前記連動プーリ（３５）に伝達することを特徴とする請求項１に記載のスタータ装置。
【請求項３】
前記手動ロープリール（２０）は、前記ゼンマイ香箱（１６）の前記中心円筒部（１６ａ）の外周に回転可能に支持されると共に、手動ロープ（２１）が巻回される溝部（２０ａ）の内周に係止突部（２４）を突設し、
前記ゼンマイ香箱（１６）は、前記手動ロープリール（２０）との対向面に枢支軸（１６ｂ）を一体的に突設させ、該枢支軸（１６ｂ）に連動爪（２５）を回転可能に支持すると共に該連動爪（２５）を押圧バネ（２６）により前記係止突部（２４）側に押圧させ、前記手動ロープリール（２０）の前記一方向（Ｒ）への回転では前記ゼンマイ香箱（１６）を連動回転させ、他方向の回転では連動回転させない構成とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のスタータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃エンジンのスタータ装置に係り、特に、手動ロープの引き力変動が少なく滑らかに引くことができ、始動性に優れたスタータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種内燃エンジンの手動のスタータ装置は、手動ロープを引くことによりロープリールを回転させ、このロープリールの回転をエンジンのクランク軸に伝達して内燃エンジンの始動を行っている。また、ロープ引きハンドルの引き力を低減するためにデコンプ装置を採用しているスタータ装置もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記構造のスタータ装置は、手動ロープを引くロープ引きハンドルをある程度高速で引く必要があり、引き長さも長い距離が必要であり、力の弱い使用者には、容易に内燃エンジンを始動することができないという問題点があった。また、クランク軸の回転に対して内燃エンジンの負荷が変動するため、ロープ引きハンドルの引き力変動が大きく滑らかな引き操作が行えず、力の弱い使用者は、容易に内燃エンジンを始動することができなかった。さらに、引き力の低減のためデコンプ装置を採用すると、生ガスが大気中へ放出される虞があり、環境上の問題も生じる。
【０００４】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ロープ引きハンドルの引き力変動が小さく滑らかな引き操作が行え、力の弱い使用者でも容易に内燃エンジンを始動させることができるスタータ装置を提供することにある。また、内燃エンジンの始動性に優れ、環境上の問題の少ないスタータ装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成すべく、本発明に係るスタータ装置は、手動ロープリールを有する駆動部と従動部との間の動力伝達系の途中に、緩衝・蓄力手段を介在し、該緩衝・蓄力手段は、前記駆動部の駆動によって前記従動部と緩衝しつつ蓄力するゼンマイ機構であり、前記従動部は、従動側の回転による遠心力により係合を解除される遠心クラッチを備え、前記駆動部による駆動時には前記遠心クラッチを介して前記ゼンマイ機構と直接連動連結して前記駆動部と一緒に一方向へ回転するものであり、前記ゼンマイ機構は、前記駆動部側のゼンマイ香箱の外周に形成された円筒部にゼンマイの外端を係止し従動側の起動プーリの中心に形成された円筒部に前記ゼンマイの内端を係止して、前記ゼンマイ香箱と前記起動プーリとの間の内部に配設される構成とされ、前記手動ロープリール、前記ゼンマイ香箱及び前記起動プーリは、固定軸と同軸的に位置し、前記起動プーリの前記円筒部が前記固定軸に遊嵌し、前記ゼンマイ香箱には、中心に円筒部が形成され、該円筒部の内周と前記固定軸の外周との間に、前記ゼンマイ香箱を前記一方向にのみ回転させるワンウェイクラッチを有していることを特徴としている。
【０００６】
このように構成された本発明のスタータ装置は、駆動部を構成する手動ロープリールと、従動部を構成する内燃エンジンのクランク軸との間に、緩衝・蓄力手段を介在させたものであるので、手動ロープの引き力の全部が直接内燃エンジンの起動に関わるのではなく、内燃エンジンの起動操作においては、手動ロープ引き出し操作の前半過程において前記手動ロープの引き力の一部がゼンマイ機構に蓄えられることになると共に、手動ロープ引き出し操作の後半過程において、前記ゼンマイ機構に蓄えられた引き力と、後半過程で実際に前記手動ロープで引かれる引き力と、が合力となってエンジンを起動する力となる。このため、前記手動ロープを引く力が弱くとも、エンジンを始動することができる。即ち、前記緩衝・蓄力手段は、前記手動ロープの引き力に対して緩衝して該引き力を蓄える作用をすると共に、該蓄えた力を解放してエンジンを始動させる力とせしめて、内燃エンジンを始動させることができる。
【０００７】
そして、本発明に係るスタータ装置の具体的な態様は、前記従動部が、連動プーリを含むものであり、該連動プーリは、伝達機構としての前記遠心クラッチを備え、該遠心クラッチは、前記ゼンマイ機構の伝達係合突部と前記連動プーリに支持され前記伝達係合突部に係合する始動爪とから構成され、前記手動ロープリールの回転を前記ゼンマイ機構を介して内燃エンジンのクランク軸に連結されている前記連動プーリに伝達することを特徴としている。
【０００８】
そして、本発明の好ましい具体的な他の態様としては、前記手動ロープリールは、前記ゼンマイ香箱の前記中心円筒部の外周に回転可能に支持されると共に、手動ロープが巻回される溝部の内周に係止突部を突設し、前記ゼンマイ香箱は、前記手動ロープリールとの対向面に枢支軸を一体的に突設させ、該枢支軸に連動爪を回転可能に支持すると共に該連動爪を押圧バネにより前記係止突部側に押圧させ、前記手動ロープリールの前記一方向への回転では前記ゼンマイ香箱を連動回転させ、他方向の回転では連動回転させない構成とすることを特徴としている。
【０００９】
このように構成された本発明の具体的な態様のスタータ装置は、ロープ引きハンドルにより手動のロープリールを回転させ、この回転力を一旦ゼンマイ機構に伝達してから起動プーリを回転させるため、内燃エンジンの作動行程により変動する負荷を前記ゼンマイ機構で吸収できて、滑らかにロープ引きハンドルを引くことができ、力の弱い使用者でも容易に内燃エンジンを始動させることができる。また、ゼンマイ機構を介してクランク軸を回転させることで、常に始動条件的に最良なタイミングで始動させ得るので、始動特性が良くなる。また前記ゼンマイ機構を、ワンウェイクラッチで一方向にのみ回転させることにより、スタータ装置の動作を確実にし、小型化を達成できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るスタータ装置の一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明に係るスタータ装置の一実施形態の断面図、図２は、図１のII−II線断面図、図３は、図１のIII−III線断面図である。図１〜３において、本発明に係るスタータ装置１０は、小型空冷２サイクルガソリンエンジン等の内燃エンジン１のクランク軸２の一端部２ａに近接して配置される。前記スタータ装置１０は、前記内燃エンジン１の一側部に取付け可能なケース１１を有し、該ケース１１は二部材より構成され、一方のカップ状ケース部材１１ａの底部中央に固定軸１２の一端１２ａがナット１３によりねじ止めされている。
【００１１】
前記スタータ装置１０は、駆動部Ａと従動部Ｂとを備えると共に、前記駆動部Ａを構成する手動のリール２０と、従動部Ｂを構成する連動プーリ３５と、の間に、緩衝・蓄力手段としてのゼンマイ機構１５を介在させ、前記リール２０の回転を、前記ゼンマイ機構１５と前記連動プーリ３５とを介して、前記内燃エンジン１の前記クランク軸２に伝達する。
【００１２】
前記ゼンマイ機構１５は、入力側のゼンマイ香箱１６と出力側の起動プーリ１７との間の内部に配設されたゼンマイ１８を有し、前記ゼンマイ香箱１６と前記起動プーリ１７とは同軸的に位置し、相対的に回転可能に構成され、詳細は図示しないが、従来周知の態様で前記ゼンマイ１８の外端は前記ゼンマイ香箱１６の外周に形成された円筒部１６ｃに係止され、前記ゼンマイ１８の内端は前記起動プーリ１７の中心に形成された円筒部１７ａに係止され、前記ゼンマイ香箱１６と前記起動プーリ１７との一方を他方に対して相対回転させることにより、その他方に回転力が付与されるよう構成されている。
【００１３】
前記ゼンマイ機構１５の前記ゼンマイ香箱１６は、中心に円筒部１６ａが形成され、該中心円筒部１６ａの内周と前記固定軸１２の外周との間にワンウェイクラッチ１９が配設され、前記ゼンマイ香箱１６は、前記固定軸１２の回りに一方向Ｒにのみ回転可能に支持される。前記起動プーリ１７の前記円筒部１７ａは、前記固定軸１２に遊嵌し、前記固定軸１２の他端１２ｂ側から保持用ボルト１４がねじ込まれて、前記起動プーリ１７は前記固定軸１２上で回転可能に支持されている。
【００１４】
前記カップ状ケース部材１１ａと前記ゼンマイ香箱１６との間には、前記手動のロープリール２０が配設されており、該ロープリール２０は、前記ゼンマイ香箱１６の前記中心円筒部１６ａの外周に回転可能に支持されている。前記ロープリール２０は手動にて回転される手動リールであり、外周には手動ロープ２１が巻回される溝部２０ａが形成されている。前記手動ロープ２１は、従来周知の構成のリコイル式スタータ装置におけるものと同様に、一端が前記溝部２０ａの底部に係止され、前記カップ状ケース部材１１ａから外部へ引き出された他端にはロープ引きハンドル２２が係止されている。また、前記ロープリール２０と前記カップ状ケース部材１１ａとの間には、外端が前記ロープリール２０に係止され、内端が前記カップ状ケース部材１１ａの中心部に係止されたリコイル用ゼンマイ２３が配設され、前記ロープリール２０が手動にて前記手動ロープ２１を外部へ引き出すことにより回転されたあと、前記リコイル用ゼンマイ２３の復元力により元位置に復帰させて、前記手動ロープ２１を自動的に巻き取る様にされている。
【００１５】
前記ロープリール２０と前記ゼンマイ香箱１６との連動機構について、図１、３を参照して説明する。前記ロープリール２０の内周には六つの係止突部２４が突設されている。前記ゼンマイ香箱１６の前記ロープリール２０との対向面には枢支軸１６ｂが一体的に突設され、該枢支軸１６ｂには連動爪２５が回転可能に支持されており、外方に向けて押圧する押圧バネ２６により、前記係止突部２４に弾接している。このため、前記ロープリール２０が一方向（図３においては時計方向）Ｒに回転すると、前記ゼンマイ香箱１６も連動して同方向Ｒへ回転し、前記ロープリール２０が前記リコイル用ゼンマイ２３により他方向（図３においては反時計方向）Ｌに回転すると、前記連動爪２５が反時計方向に揺動して空転する構成となっている。
【００１６】
前記起動プーリ１７の中心部には、前記内燃エンジン１の前記クランク軸２との伝達機構３０の一方を構成する二つの伝達係合突部３１が形成されている。該二つの伝達係合突部３１は、円周部３２により連結されている。そして、前記内燃エンジン１側には、前記クランク軸２の前記一端部２ａに前記連動プーリ３５が固着され、該連動プーリ３５には、前記伝達機構３０の他方を構成する四つの始動爪３６が揺動可能に支持されている。該各始動爪３６は、通常は図示していないバネにより内方に向けて付勢され、前記伝達係合突部３１に係合しているが、前記内燃エンジン１が始動されると、前記連動プーリ３５の回転による遠心力で外方に揺動して、前記係合が解除されるよう構成されている。
なお、前記した始動爪は、最低限一つあれば良いものであるが、作動時に生じる衝撃を適宜分散せしめるとともに、作動をより確実にせしめるため、本実施態様においては、四つ備えている。
【００１７】
前記の如く構成された本実施形態のスタータ装置の動作について以下に説明する。前記内燃エンジン１を始動するときは、前記ロープ引きハンドル２２を手で引いて前記ロープリール２０を回転させる。該ロープリール２０の回転は、前記係止突部２４に弾接する前記連動爪２５を介して伝達され、前記ゼンマイ香箱１６が同期して回転する。前記ロープ引きハンドル２２の引張力を緩めると、前記ロープリール２０は前記リコイル用ゼンマイ２３の蓄力により逆転して元位置に復帰し、前記手動ロープ２１は自動的に巻き取られるが、前記ゼンマイ香箱１６は前記ワンウェイクラッチ１９により逆転は阻止され、前記ゼンマイ１８に回転力が付与される。前記ロープ引きハンドル２２の引き力は、前記ゼンマイ１８に回転力を付与するだけなので負荷の変動が小さく、前記手動ロープ２１の滑らかな引き操作を行うことができる。
【００１８】
前記ゼンマイ１８に付与された回転力は、該ゼンマイ１８の内端が係止された前記起動プーリ１７の中心の円筒部１７ａを介して前記起動プーリ１７に付与される。そして、前記した回転力は、前記起動プーリ１７の前記伝達係合突部３１に係合している前記始動爪３６により前記連動プーリ３５に伝達され、前記クランク軸２に伝達される。ところが、前記内燃エンジン１側からの混合気圧縮の為の負荷は大きく、しかも前記クランク軸２の一回転の間にその負荷は変動しており、前記した回転力による前記連動プーリ３５の回転は、大きい負荷の位置（吸入行程の上死点近傍）で一旦止められようとする。
【００１９】
ここで、前記ロープ引きハンドル２２をさらに引いて前記ロープリール２０を回転させると、前記ゼンマイ１８にはさらに回転力が付与されて、前記起動プーリ１７を回転させようとするトルクが徐々に大きくなる。このときも、前記ゼンマイ１８が介装されているので、前記ロープ引きハンドル２２の引き力変動が小さく、滑らかな引き操作が行える。そして、前記起動プーリ１７のトルク値が前記内燃エンジン１側からの負荷より大きくなると、前記クランク軸２を介して前記内燃エンジン１を回転させて始動させる。前記した如く、該内燃エンジン１は、上死点近傍で停止した状態から始動されるため、吸入行程から爆発行程に移行し、前記内燃エンジン１をタイミング良く確実に始動できる。
【００２０】
前記内燃エンジン１が始動すると、前記クランク軸２側からの駆動力により前記連動プーリ３５が回転され、所定回転数を越えると前記始動爪３６は、遠心力により外周側に向け揺動して前記伝達係合突部３１との係合は解かれ、前記内燃エンジン１は、前記スタータ機構１０との連係を断ち、安定して回転を継続する。本実施形態によれば、前記内燃エンジン１を始動しようとするときには、該内燃エンジン１の負荷の大きい位置で前記ゼンマイ機構１５のトルク値が大きくなるため、同様に、常に最良のタイミングで前記内燃エンジン１を確実に始動することができる。
【００２１】
次に、本実施形態のスタータ装置と従来のスタータ装置（手動ロープを引くことによりロープリールを回転させ、このロープリールの回転をエンジンのクランク軸に直接伝達して内燃エンジンの始動を行うもの）との比較実験について説明する。
【００２２】
実験は、排気量の異なる三つの実施例（実施例１、実施例２、実施例３）の小型空冷２サイクルガソリンエンジンを用いて、手動ロープの引き力、再起動性、初起動性、一回の手動ロープ引き出し操作に対するクランキング回数と初期回転数との関係、及び、引き力と引き時間との関係、について行った。
前記本実施形態のスタータ装置と従来例のスタータ装置との実験結果は、表１〜３及び図４の（ａ）、（ｂ）のようになった。
【００２３】
【表１】
0003701598.tif 000002
【００２４】
【表２】
0003701598.tif 000003
【００２５】
【表３】
0003701598.tif 000004
【００２６】
該表１〜３及び図４から理解されるように、本実施形態のスタータ装置は、従来例のスタータ装置に比べて、前記三つの実施例のNon Firing及びFiringの総てにおいて、その手動ロープの引き力が小さくて良いことが明らかになった。本実施形態のスタータ装置は、従来例のスタータ装置に対して、引き力が平均で３０〜４０％減少、局所的には１／４に迄減少するが、再起動性及び初起動性については、いずれの場合でも遜色がなく、手動ロープ引き出し操作のフィーリングはゴツゴツ感がなく、スムーズに行なえる。
【００２７】
また、本実施形態のスタータ装置は、従来例のスタータ装置に比べて、手動ロープによる一回の手動ロープ引き出し操作に対する内燃エンジンのクランキング回数が、その手動ロープの引き速度（普通引き、ゆっくり引き、早引き）にかかわらず多くなると共に、該内燃エンジンの初期回転数も前記手動ロープの引き速度にかかわらず、高くなることが理解される。本実施形態のスタータ装置の手動ロープの引き速度を早くした場合は、７回のクランキング回数、１７４０回／分の回転数となり、スタータ装置内のゼンマイ付きプーリの慣性の効果が大きいと推測される。
【００２８】
特に、図４に示されているグラフから理解されるように、従来のスタータ装置と本実施形態のスタータ装置とを比較した場合、従来のスタータ装置は、手動ロープを早い引き速度でかつ引き力の強い力で内燃エンジンを始動させる必要があるのに対して、本実施形態のスタータ装置は、手動ロープをゆっくりとした引き速度で、かつ引き力の弱い力であっても、内燃エンジンを確実に始動させることができる。
前記実験結果から、本実施形態のスタータ装置は、従来のスタータ装置に比べて、次の特徴があると云える。
【００２９】
従来のリコイルスタータ装置においては、マグネトロータの回転スピードをエンジンを点火するに必要な起電力を発生し得る数値以上にしなければならないために、手動ロープを、ある一定以上のスピード（クランク軸を回転させるスピード）で引く必要があると共に、手動ロープの巻き付け径を小さくすれば、所定の回転スピードとするために引き力を強くしなければならず、巻き付け径を大きくすれば、所定の回転スピードとするために引き速度を早くしなければならないという、相容れない状態になってしまうものであったが、本実施形態のスタータ装置は、引き速度をゆっくりとしても、前記従来のスタータ装置の通常の引き速度で生じるマグネトロータの回転速度と同等以上の回転速度（エンジンの点火に必要な起電力が得られる回転速度）が得られる。
【００３０】
従来のリコイルスタータ装置においては、手動ロープを引くことで、直接、クランク軸（マグネトロータ）を回転させていたので、手動ロープの引き速度が、直接、エンジンの起動性に大きく関わっていたが、本実施形態のスタータ装置は、手動ロープとクランク軸との間にゼンマイ機構（緩衝・蓄力手段）を介在させたものであるので、手動ロープの引き力が直接エンジンの起動に関わるのではなく、起動操作の前半過程においては前記手動ロープの引き力の一部をゼンマイ機構に蓄えることになると共に、起動操作の後半過程においては、該蓄えられた引き力と後半過程で実際引かれる引き力とが合力となってエンジンを起動する力となる。このため、手動ロープを引く力が弱く、遅くても、エンジンを始動することができる。即ち、ゼンマイ機構（緩衝・蓄力手段）は、手動ロープの引き力に対して緩衝して該引き力を蓄える作用をすると共に、該蓄えた力を解放してエンジンを始動させるものである。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載された発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において、種々の変更ができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から理解できるように、本発明のスタータ装置は、ロープ引きハンドルの引き力変動が小さく、滑らかな引き操作で始動させることができる。このため、力の弱い使用者でも容易に内燃エンジンを始動させることができる。また、常に最良のタイミングで内燃エンジンを始動することができるので、始動性にも優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るスタータ装置の一実施形態の断面図。
【図２】  図１のII−II線断面図。
【図３】  図１のIII−III線断面図。
【図４】  スタータ装置のロープ引き力と引き時間との関係を示した図であって、（ａ）は従来例のスタータ装置の関係図であり、（ｂ）は本発明実施形態のスタータ装置の関係図。
【符号の説明】
１    内燃エンジン
２    クランク軸
１０  スタータ装置
１２  固定軸
１５  ゼンマイ機構（緩衝・蓄力手段）
１６  ゼンマイ香箱
１６ａ  中心円筒部
１６ｂ  枢支軸
１６ｃ  外周円筒部
１７  起動プーリ
１７ａ  中心円筒部
１８  ゼンマイ
１９  ワンウェイクラッチ
２０  手動ロープリール
２１  手動ロープ
２４  係止突部
２５  連動爪
２６  押圧バネ
３０  遠心クラッチ
３１  伝達係合突部
３５  連動プーリ
３６  始動爪
Ａ    駆動部
Ｂ    従動部
Ｒ    一方向
【図１】
0003701598.tif 000005
【図２】
0003701598.tif 000006
【図３】
0003701598.tif 000007
【図４】
0003701598.tif 000008