(57)【要約】  本発明は、燃焼エンジンに対する駆動アセンブリ（ブースタ）を有するスタータモータ（１）、およびそれに関連する方法に関する。スタータモータは、電気モータを備え、電気モータは、給電されると、ロータシャフトの回転を、その縦方向軸の周りに始動の回転方向に駆動する。スタータモータは、更に、ドライブシャフトとピニオン（１３）とを備えている。ドライブシャフトは、ロータシャフトに回転結合することができ、ピニオン（１３）は、ドライブシャフトの上に取りつけられて、変位システムによって、休止位置と活性位置との間を並進運動で移動することができる。更に、スタータモータは、ロータシャフト（５）の１つの回転方向の回転運動をピニオン（１３）に結合させる結合システム（３０）を備えており、結合システム（３０）は、非結合状態から結合状態に、またその反対方向に移動することができる。結合状態では、ロータシャフト（５）は、始動の回転方向に回転するピニオン（１３）に強固に取り付けられ、また非結合状態では、ピニオン（１３）は、ロータシャフト（５）のどちらの方向の回転からも切断されている。スタータモータは、変位システムを更に備えており、変位システムは、ピニオン（１３）を、休止位置から活性位置に、またその反対方向に移動させ、ピニオンが活性位置に移動すると、結合システム（３０）を非結合状態に移動させる。【選択図】図２Ａ〜図２Ｅ
2013532794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の熱エンジンのスタータモータ（１）であって、
−縦方向軸（Ｘ）を備えるロータシャフト（５）と、
・ロータシャフト（５）の上に取り付けられた、電機子とも呼ばれるロータ（３）と、
・ロータ（３）の周囲に配置された、誘導子とも呼ばれるステータ（７）とを備え、
・電気モータがオンになると、ロータ（３）が、ロータシャフト（５）の縦方向軸（Ｘ）の周りに、始動の回転方向にロータシャフト（５）の回転を駆動する電気モータと、
−  ロータシャフト（５）に回転結合することができ、ロータシャフト（５）の縦方向軸（Ｘ）の周りに回転することができるドライブシャフト（１５）と、
−  ドライブシャフト（１５）の上に取り付けられ、ドライブシャフト（１５）の縦方向軸（Ｘ）の周りに回転することができ、前記ドライブシャフトに沿って、休止位置と活性位置との間を並進移動することができるピニオン（１３）と、
−  ロータシャフト（５）の回転方向の回転運動をピニオン（１３）に伝達する結合システム（３０）であって、結合システム（３０）は、非結合状態から結合状態に、またその反対方向に移ることができ、
・結合状態では、ロータシャフト（５）は、ピニオン（１３）に始動の回転方向に回転接続され、
・非結合状態では、ピニオン（１３）は、ロータシャフト（５）どちらの方向の回転からも切断される結合システム（３０）と、
−  ピニオン（１３）を休止位置から活性位置に、またその反対方向に移動させる変位システムとを備えていることを特徴とするスタータモータ（１）。
【請求項２】
ピニオン（１３）は、ドライブシャフト（１５）の上に緩くに取り付けられ、
ドライブシャフト（１５）は、ロータシャフト（５）に回転接続され、
結合システム（３０）は、前記非結合状態では、ピニオン（１３）を、ドライブシャフト（１５）のいずれの方向の回転からも切断し、前記結合状態では、ピニオン（１３）を、始動の回転方向にドライブシャフト（１５）に回転接続させることを特徴とする、請求項１に記載のスタータモータ（１）。
【請求項３】
結合システム（３０）は、ピニオン（１３）がピニオン（１３）の軸（Ｘ）に沿っての、ロータシャフト（５）に対する並進移動がブロックされ、前記電気モータがオンになると、前記非結合状態から前記結合状態に移ることができることを特徴とする、請求項１または２に記載のスタータモータ（１）。
【請求項４】
結合システム（３０）は、
−  前記電気モータがオンになると、ドライブシャフト（１５）の軸（Ｘ）に沿って、ピニオン（１３）を非結合位置から結合位置に移動させることができる可動ドライバ（３２、３２ａ、３２ｂ）と、
−  ドライバ（３２、３２ａ、３２ｂ）を移動させる手段と、
−  ドライブシャフト（１５）をピニオン（１３）に回転結合させることができるクラッチ装置（３６、３６ａ）とを備え、
ピニオン（１３）が、ピニオン（１３）の軸（Ｘ）に沿う、ドライブシャフト（１５）に対する並進移動をブロックされると、ドライバ（３２、３２ａ、３２ｂ）は、クラッチ装置（３６、３６ａ）に作用し、クラッチ装置（３６、３６ａ）は、ドライブシャフト（１５）をピニオン（１３）に回転結合させ、ドライバ（３２、３２ａ、３２ｂ）は、ピニオン（１３）に向かって並進移動することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のスタータモータ（１）。
【請求項５】
ドライバ（３２、３２ａ、３２ｂ）を移動させる前記手段は、電磁気装置であることを特徴とする、請求項４に記載のスタータモータ（１）。
【請求項６】
ドライバ（３２、３２ａ、３２ｂ）を移動させる前記手段は、
−  スパイラルグルーブ（３４）を備えるドライブシャフト（１５）の部分と、
−  ドライバ（３２、３２ａ、３２ｂ）の上に、スパイラルグルーブ（３４）に対して相補形状をしたタッピング（３２０）とを備え、
タッピング（３２０）は、スパイラルグルーブ（３４）と共同で動作することにより、ドライブシャフト（１５）に沿って、スパイラル運動に従って、ドライバ（３２、３２ａ、３２ｂ）を初期位置から最終位置に移動させるようになっていることを特徴とする、請求項４に記載のスタータモータ（１）。
【請求項７】
前記クラッチ装置は、摩擦手段（３６、３６ａ）によるものであり、摩擦手段（３６、３６ａ）は、
・ドライバ（３２、３２ａ、３２ｂ）と回転接続され、少なくとも１つの第１の摩擦表面（３６１ｂ、３２１ｂ）を備えている、少なくとも１つの第１の摩擦部分（３６１、３２２ｂ）と、
・ピニオン（１３）に回転接続され、第１の摩擦部分（３６１、３２２ｂ）の第１の摩擦表面（３６１ｂ、３２１ｂ）に対する、少なくとも１つの第２の摩擦表面（３８２ｂ、３８１ｂ）を備えている、少なくとも１つの第２の摩擦部分（３８２、３８ｂ）とを備え、
前記結合状態では、ドライバ（３２、３２ａ、３２ｂ）は、結合位置にあり、第１の摩擦部分（３８２、３８ｂ）に、第２の摩擦部分（３６１、３２２ｂ）に対する力を働かせ、それにより、ドライブシャフト（１５）は、ドライブシャフト（１５）の回転運動をピニオン（１３）に伝達し、
前記非結合状態では、ドライバ（３２、３２ａ、３２ｂ）は、非結合位置にあり、それにより、第１の摩擦部分（３８２、３８ｂ）は、１つまたは複数の摩擦表面（３８２ｂ、３８１ｂ）を、第２の摩擦部分（３６１、３２２ｂ）の第２の摩擦表面（３６１ｂ、３２１ｂ）に対して、滑らせる、または空間を作ることにより、ドライブシャフト（１５）からピニオン（１３）への回転トルクの結合を切断することを特徴とする、請求項４〜６のいずれかに記載のスタータモータ（１）。
【請求項８】
摩擦およびマルチディスククラッチ装置（３６）において、
−  第１の摩擦部分（３６１）は、ドライバ（３２、３２ａ）に回転接続された内部ディスク（３６１）であり、ドライブシャフト（１５）の軸（Ｘ）に沿って、ドライバ（３２、３２ａ）に対して並進移動することができ、
−  第２の摩擦部分（３８２）は、ピニオン（１３）の回転方向にピニオン（１３）に接続された駆動フランジ（３８）の内部に配置された外部ディスク（３８２）であり、外部ディスク（３８２）は、駆動フランジ（３８）に回転接続され、ドライブシャフト（１５）の軸（Ｘ）に沿って、ピニオン（１３）に対して並進移動することができることを特徴とする、請求項７に記載のスタータモータ（１）。
【請求項９】
摩擦クラッチ装置は、コニカルクラッチ（３６ａ）であり、コニカルクラッチ（３６ａ）においては、第１および第２の摩擦表面（３２１ｂ、３８１ｂ）は、２つの相補形状のテーパを有する表面であることを特徴とする、請求項７に記載のスタータモータ（１）。
【請求項１０】
第１の摩擦部分（３２２ｂ）は、ドライバ（３２ｂ）の上に取り付けられ、ドライバ（３２ｂ）の上の肩（３２２ｂ）を形成し、これにより、前記第１の摩擦表面は外部表面（３２１ｂ）になっており、
第２の摩擦部分（３８ｂ）は、前記第１の摩擦部分の周囲を取り囲み、これにより、第２の摩擦表面（３８１ｂ）は、前記第１の摩擦部分の周囲を取り囲む内部表面になっていることを特徴とする、請求９に記載のスタータモータ（１）。
【請求項１１】
前記変位システムは、接触子（２３）とフォーク（２７）とを備え、接触子（２３）は、フォーク（２７）を活性化し、ピニオン（１３）を前記初期位置から前記活性位置に移動させることができることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のスタータモータ（１）。
【請求項１２】
プッシャー（３９１、３９１ａ、３９１ｂ）を形成する部分を備え、前記変位システムの部分に接触して、プッシャーによって押されるようになっており、ピニオン（１３）と並進するように接続さている１つの部分（３９）を備えていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のスタータモータ（１）。
【請求項１３】
ドライバ（３２、３２ａ、３２ｂ）は、ピニオン（１３）とプッシャー（３９１、３９１ａ、３９１ｂ）との間に配置されている肩（３２２、３２２ｂ）を備え、
前記変位システムは、プッシャー部分（３９１、３９１ａ、３９１ｂ）および肩（３２２、３２２ｂ）によってドライバ（３２、３２ａ、３２ｂ）を移動させることができ、
ピニオン（１３）、プッシャー（３９１）、ドライバ（３２）、および変位システムは、前記変位システムが、ピニオン（１３）を前記休止位置から前記活性位置に移動させる時に、前記ピニオンの前記変位システムは、結合システム（３０）を、前記非結合状態から前記結合状態に活性化しないように配置されていることを特徴とする、請求項１２と、請求項４〜１１のいずれか１項とに記載のスタータモータ（１）。
【請求項１４】
ピニオン（１３）とプッシャー（３９１、３９１ａ、３９１ｂ）との間に位置している肩（３２２、３２２ｂ）は、前記第２の摩擦部分を形成している肩であることを特徴とする、請求項１０〜１３のいずれかに記載のスタータモータ（１）。
【請求項１５】
部分（３９）はまた、プラー（３９２）を形成している第２の部分を備え、プラー（３９２）は、プッシャー（３９１）と共にチャネルを形成し、前記チャネルの中に、前記フォークの少なくとも１つの端部が挿入され、プラー（３９２）によって、前記変位システムは、ピニオン（１３）をピニオン（１３）の初期位置に移動させることができることを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載のスタータモータ（１）。
【請求項１６】
ドライバ（３２ａ）は、プラー（３２５）を形成している第２の肩を備え、プラー（３２５）は、プッシャー（３９１）と共にチャネルを形成し、前記チャネルの中に、フォーク（２７）の少なくとも１つの端部が挿入され、プラー（３２５）によって、ピニオン（１３）をピニオン（１３）の初期位置に移動させることができることを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載のスタータモータ（１）。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載のスタータモータ（１）を備えていることを特徴とする自動車。
【請求項１８】
平衡段階にある車両の熱エンジンを始動させる時のブースタ付きスタータモータ（１）を操作する方法であって、
前記スタータモータのピニオン（１３）を前方に移動させる段階Ａであって、ピニオン（１３）が、前記熱エンジンのクランクシャフトに機械的に結合している歯車（１００）と接触するまでは、ピニオン（１３）は、ドライブシャフト（１５）のどちらの方向の回転に対しても自由である段階Ａと、
ピニオン（１３）が、歯車（１００）と歯対歯の位置にある時に、ピニオン（１３）の回転速度を歯車（１００）の回転速度に同期させる、段階Ａの後の段階Ｂと、
ピニオン（１３）が前記歯車と同期した時に、ピニオン（１３）の歯を歯車（１００）の歯とかみ合わせる、段階Ｂの後の段階Ｃと、
段階Ｂおよび段階Ｃが完了していなくても、電気スタータモータをオンにする段階Ｄと、
ピニオン（１３）が並進移動をブロックされている時には、前記ロータに機械的に結合しているドライブシャフト（１５）にピニオン（１３）を回転結合させることにより、結合システム（３０）を活性化する、段階Ｄの後のサブ段階Ｄ１と、
前記ロータによって、前記始動の回転方向に、ピニオン（１３）を駆動する、段階Ｄ１および段階Ｃの後の段階Ｅとを備えていることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載のスタータモータ（１）を操作することを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブースタを備えたスタータモータ（特に、自動車の熱エンジンの）に関し、また、ピニオンをスタータモータのロータシャフトに結合させるシステムに関する。ここで、スタータモータは、ピニオンを備え、ピニオンは、スタータモータのロータシャフトに対して、自由に回転するように取り付けられている。
【背景技術】
【０００２】
車両の熱エンジンを始動させるためには、歯車を介して、モータのクランクシャフトを回転させる機械エネルギーを伝達することができるスタータモータを使用することは知られている。このために、スタータモータは、電気モータのロータによって回転させられるを駆動されるドライブシャフトに搭載されたピニオンを備えている。このピニオンには、モータのクランクシャフトに結合されている歯車の歯に連係されている歯が設けられている。
【０００３】
本発明は、ブースタを備えるスタータモータを備える持つ熱エンジンの、停止および始動機構（後述する）を装備した車両に適用すると、特に有利である。ブースタを備えているスタータモータという用語は、ピニオンは、場所を移動して、休止位置から活性位置に、またその逆の方向に移ることができると言うことを意味している。休止位置では、ピニオンは、熱エンジンに結合している歯車から解放されている状態であり、活性位置では、その逆に、ピニオンは、歯車に結合している状態である。特に、スタータモータは、レバーを介して、ピニオンを休止位置から活性位置に移すことができる可動接触子と結合されているブースタアセンブリを備えている。
【０００４】
自動車を都市内で使用する場合には、車両の流れの中で停止していなければならない時でも、自動車の駆動モータ（熱エンジン）は、常に動作していなければならないので、それによりエネルギーが消費されるということは、よく知られている。従って、熱エンジンの「停止および始動」機能を備える車両が考案されている。「停止および始動」機能により、車両の流れの条件によって車両が停止している時には、熱エンジンを停止させることができる。このタイプの動作では、非常に高い頻度の始動が要求される。この高い頻度の始動は、熱エンジンと電気スタータモータとの間の結合のレベルにおいて、不利さをもたらす。この件に関しては、後述する。
【０００５】
熱エンジンが停止している時は、「平衡段階」と呼ぶことができる段階がある。この平衡段階では、１つ以上のピストンが最後に下降する時に、クランクシャフトは、反対方向に回転（以下では、「逆回転」とも呼ぶことにする）する可能性がある。この平衡段階は、スタータモータに対する機械的な問題を引き起こす。
【０００６】
ブースタを有するタイプのスタータモータの場合には、この平衡段階の間に、ピニオンが歯をかませている段階にある時には、クランクシャフトに接続されている歯車の逆回転は、ピニオンがこの回転に抵抗するので、ピニオンを摩耗させる可能性がある。この抵抗は、ロータが、既に始動の回転方向に駆動されていることと、ロータのコレクタ（集電極）の上にあるブラシの力、および、ロータの、また場合によっては、ロータシャフトとピニオンとの間にある減速機の慣性力によって生ずる抵抗トルクとによるものである。更に、ピニオンが歯車に結合していて、クランクシャフトによって伝達される抵抗トルクが、スタータモータのトルクを超えている時には、ロータのコレクタもまた、反対方向に回転（逆回転）し、それにより、ロータに給電しているブラシを破壊させたり、また早期に疲労させたりする可能性がある。
【０００７】
この問題を回避する１つの公知の解決策は、熱エンジンが完全に停止している時（平衡段階の後）にだけ、ブースタを備えるスタータモータにより、ピニオンを歯車に結合させることである。しかしながら、この解決策では、再始動には、熱エンジンが完全に停止するのを待つために遅延が生ずるという欠点がある。
【０００８】
従って、この欠点を回避するために、製造業者は、常時歯車をかませているスタータモータを好んで導入している。これらのスタータモータはまた、ロータシャフトの上に位置する、反対方向回転を防ぐフリーホイールを備え、ロータシャフトの一部は、スタータモータのボディーに接続され、これにより、ロータが反対方向に回転するのを防いでいる。クランクシャフトと反対方向回転を防ぐフリーホイールとの間の伝達線の上に、トルクリミッタを備えることもでき、これにより、平衡段階で、反対方向回転を防ぐフリーホイールがクランクシャフトの反対方向回転を防ぐことができる。しかし、これらのスタータモータは、いくつかの欠点を有する。
【０００９】
第１の欠点は、スタータモータは、常に雑音を発生するということである。事実、スタータモータは、常に熱エンジンと結合されており、スタータモータの中に設置することができる１組の機械的な部分を、過剰速度のフリーホイール、またはトルクリミッタに至るまで駆動するからである。この雑音問題を回避する１つの解決策は、ピニオンの上流、すなわち、クランクシャフトとスタータモータのピニオンとの間の部分に、過剰速度のフリーホイールを設けることである。しかし、過剰速度のフリーホイールを設けることにより、モータのフライホイールが大型になってしまう。
【００１０】
第２の欠点は、平衡段階における機械的な制約によって、スタータモータのロータとクランクシャフトとの間の伝達線の中で、ある部分が、疲労するか、または大型になってしまう点である。事実、クランクシャフトとフリーホイールとの間で回転を伝達することができる全ての部分は、特に、熱エンジンによってトルクリミッタに加えられる抵抗トルクによって、非常に強い機械応力を受ける。
【００１１】
抵抗トルクとは、回転に対する摩擦力を意味している。更に、この抵抗トルクは、速度減速機によって増倍される。
【００１２】
更に、平衡段階にある間で、フリーホイールが疲労している場合には、ロータは、逆回転をする可能性があり、これにより、ロータに給電しているブラシが破壊されるか、または早期に疲労する可能性がある。
【００１３】
最後に、第３の欠点は、エネルギー消費が余りにも大きいという点である。事実、熱エンジンは、熱エンジンが通常の段階（すなわち、始動の後）にある時に、スタータモータのある部分の回転を駆動することにより、また更に、機械的な損失により、熱エンジンによるエネルギーの過剰消費が引き起こされる。
【００１４】
従って、早期疲労を招くことなく、また、特に逆回転によるピニオンの摩耗、およびブラシの疲労を起こすことなく、平衡段階において熱エンジンを再始動することができる、ブースタを備えたスタータモータが必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
スタータモータの動作性能を改善するために、本発明は、熱エンジンのための、ブースタを備えたスタータモータ（特に自動車の）を提供するものである。このブースタを備えるスタータモータは、電気モータを備えている。電気モータは、ロータと、ステータと、縦方向軸を有するロータシャフトとを備えている。ロータは、電気モータがオンになると、ロータシャフトを、ロータシャフトの縦方向軸の周りに、始動の回転方向に駆動する。スタータモータはまた、ドライブシャフトを備え、ドライブシャフトは、ロータシャフトと回転結合し、その縦方向軸の周りに回転することができる。「結合することができる」という用語は、ドライブシャフトは、直接に、または減速機を介して、または更に、結合システムが活性化された時には結合システムによって、回転接続することができるという事実を意味している。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
スタータモータはまた、ドライブシャフトの上に取りつけられたピニオンを備えている。このピニオンは、ドライブシャフトの縦方向軸の周りに回転することができ、ピニオンは、ドライブシャフトに沿って、休止位置と活性位置との間を並進移動することができる。
【００１７】
スタータモータはまた、ロータシャフトからピニオンへ回転の方向を結合させる回転運動結合システムを備えている。結合システムは、結合状態から非結合状態に、またその逆方向に移ることができる。結合状態では、ロータシャフトは、ピニオンと、始動の回転方向に接続され、非結合状態では、ピニオンは、ロータシャフトのどちらの回転方向からも結合が切断されている。
【００１８】
「回転接続」という用語は、少なくとも始動の回転方向においては、電気モータは、熱エンジンを始動させるために、ピニオンを、始動の回転方向に駆動することができるということを意味している。
【００１９】
スタータモータはまた、変位システムを備え、変位システムによって、ピニオンを休止位置から活性位置に、またその逆方向に移動させ、また、変位システムがピニオンを活性位置に移動させている時には、結合システムを非結合状態に移動させる。
【００２０】
「活性位置」は、ピニオンがクラウンと結合している位置を意味し、「休止位置」は、スタータモータが給電されていない位置を意味している。
【００２１】
上述したように、結合システムは、ドライブシャフトとロータシャフトとの間に設けることができ、またピニオンとドライブシャフトとの間に設けることもできる。どちらの場合にも、ピニオンは、ロータシャフトに緩く取り付けられており（すなわち、回転から解放されている、言い換えれば、電気スタータモータのロータシャフトのどちらの方向の回転からも切り離されている）、ピニオンが活性位置にある時には、結合システムによって、電気モータが生成する回転トルクがピニオンに伝達される。
【００２２】
更に詳細に述べると、本発明によるスタータモータは、ロータを取り囲んでいるステータを有する。ピニオンは、熱エンジン（特に車両の）のクランクシャフトの回転を駆動するようになっている。休止位置では、ピニオンは結合されておらず、活性位置では、ピニオンは、熱エンジンのクランクシャフトに回転接続されている歯車と結合することができる。結合状態にある結合システムは、電気モータが給電されている時には、ロータシャフトによって生成される回転運動を活性位置にあるピニオンに転送することにより、必要なトルクをロータシャフトからピニオンに伝達し、熱エンジンを始動させることができる。
【００２３】
従って、ピニオンおよびピニオンに回転接続された部分は、結合システムが非結合状態の時には、ロータシャフトのどちらの方向の回転にも結合しておらず、また、結合システムが結合状態の時には、作動しているモータによって回転を駆動されることができる。
【００２４】
結合システムは、ピニオンが、始動における回転方向と反対方向に回転させられると、結合状態から非結合状態へ移ることができる。
【００２５】
「ロータのどちらの方向の回転に対しても自由である、または切断されている」とは、機能的には、ピニオンは、どちらの回転方向にも回転することができるが、回転運動またはトルクをロータに伝達することはないということを意味している。
【００２６】
例えば、「ロータのどちらの方向の回転に対しても自由である、または切断されている」とは、構造的には、ピニオンアセンブリは、ロータシャフトにおける始動の回転方向に回転結合している結合システムの部分に対して、遊びを設けて取り付けられていなければならないということを意味している。従って、この遊びによって、回転に対する自由度を与えることができ、従って、回転しているロータシャフトからピニオンを切り離すことができる。
【００２７】
「ピニオンアセンブリ」とは、非結合状態で、ピニオンおよびピニオンと回転接続されている部分を意味している。平衡段階における、この回転の自由度は、ブラシの疲労の問題を解決している。その理由は、ロータシャフト（従って、コレクタもまた）は、既に反対方向の回転を駆動されていないからである。
【００２８】
非結合状態では、ピニオンは、回転に対して自由であり、例えば、ドライブシャフトの上に緩く取り付けられており、ピニオンがロータを駆動している、またはトルクリミッタを使用している場合とは異なり、この逆回転による抵抗トルクは、事実上存在しない（シャフトの上にあるピニオンアセンブリの摩擦によって生ずるトルクだけであり、これは、従来技術におけるスタータモータの抵抗トルクによる慣性力と比較して遙かに小さい慣性力である）。
【００２９】
従って、ピニオンを歯車に結合させる時には、ピニオンは、歯車に同期する。同期する時に、ピニオンの前部側面の一部と歯車の前部側面の一部とが接触している時間は短く、従って、従来技術のように摩耗を起こすことはない。「同期」とは、ピニオンが歯車の回転速度に合わされることを意味している。すなわち、ピニオンは、歯車の速度で回転し、ピニオンの回転速度は、歯車とピニオンとの伝達比に従って増倍される。
【００３０】
従って、本発明は、熱エンジン（特に自動車の）の、ブースタを備えるスタータモータに関するものであり、このブースタ付きスタータモータは、電気モータを備え、電気モータは、縦方向軸を備えているロータシャフトを有する。電気モータはまた、ロータシャフトの上に取りつけられたロータ（電機子とも呼ばれる）を備えている。電気モータは、ロータの周囲にステータ（誘導子とも呼ばれる）を備えている。ロータは、電気モータがオンにされると、ロータシャフトの縦方向軸の周りに、始動の回転方向にロータシャフトを駆動する。
【００３１】
スタータモータはまた、ドライブシャフトを備え、ドライブシャフトは、ロータシャフトと回転結合することができ、ドライブシャフトの縦方向軸の周りに回転することができる。
【００３２】
スタータモータはまた、ピニオンを備え、ピニオンは、ドライブシャフトの上に取りつけられ、ドライブシャフトの縦方向軸の周りに回転することができる。このピニオンは、ドライブシャフトの軸に沿って、休止位置と活性位置との間を並進移動することができる。
【００３３】
スタータモータはまた、変位システムを備え、ピニオンを、休止位置から活性位置に、またその逆方向に移動させることができる。
【００３４】
スタータモータはまた、ロータシャフトからピニオンへ回転方向を伝達する回転運動の結合システムを備え、この結合システムは、非結合状態から結合状態に、またその反対方向に移ることができる。結合状態では、ロータシャフトは、ピニオンに接続され、始動の回転方向に回転し、また、非結合状態では、ピニオンは、ロータシャフトのいずれの方向の回転からも切断されている。
【００３５】
ある実施形態においては、ピニオンは、ドライブシャフトの上に緩く取り付けられ、ドライブシャフトは、ロータシャフトに回転接続されている。結合システムは、非結合状態では、ピニオンを、ドライブシャフトのいずれの方向の回転からも切断している。また、結合状態では、ピニオンをドライブシャフトに回転接続し、ドライブシャフトに結合させることにより、始動の回転方向に回転する。これにより、ピニオンと、ピニオンと両方向に回転接続されている部分とだけが、反対方向に回転することができる。従って、ドライブシャフトは、一定の方向だけに回転するようになっている。
【００３６】
ドライブシャフトは、直接に、または他の要素（例えば、減速機）を介して、ロータシャフトに回転結合されている。
【００３７】
ある実施形態においては、結合システムは、ピニオンが活性位置になる時に、非結合状態から結合状態に移ることができる。これにより、ピニオンが歯車に結合する時には、結合システムが結合状態に移ることを保証することができる。
【００３８】
ある実施形態においては、ロータシャフトの軸に沿うピニオンの並進移動がブロックされ、電気モータがオンにされると、結合システムは、非結合状態から結合状態に移ることができる。
【００３９】
従って、結合システムは、それぞれ、電気モータまたは電源から生成される、機械エネルギーまたは電気エネルギーを使用することができる。電源は、モータに給電し、その状態を変化させ、ピニオンをロータに回転接続させる。
【００４０】
ある実施形態においては、結合システムは、電気モータがオンになっている時に、ドライブシャフトの軸に沿って、ピニオンを非結合位置から結合位置に並進移動させることができる可動ドライバと、この可動ドライバを変位させる手段と、クラッチ装置とを備えている。クラッチ装置は、ドライブシャフトをピニオンに回転結合させることができる。ピニオンがドライブシャフトの軸に沿っての並進移動をブロックされ、クラッチ装置がピニオンに向かって並進移動している時に、ドライバは、クラッチ装置に作用して、ドライブシャフトをピニオンに回転結合させる。
【００４１】
ある実施形態においては、ドライバは、電磁気装置によって移動される。この実施形態によって、電気スタータモータがオンになっているか否かに拘わらず、ドライバの移動を制御することが可能になる。
【００４２】
ある実施形態においては、ドライバを移動させる手段は、スパイラルグルーブを有するドライブシャフトの一部分と、ドライバの上にスパイラルグルーブに対して相補形状をしたタッピングとを備えている。タッピングは、グルーブとの共同動作により、スパイラル運動に従って、ドライブシャフトに沿って、ドライバを初期位置から最終位置まで移動させることができる。この実施形態により、電気モータのエネルギーを使用して、ドライバをピニオンの方向に移動させて、クラッチ装置を結合させ、これにより、回転しているピニオンをロータシャフトに接続することができる。
【００４３】
ある実施形態においては、クラッチ装置は、摩擦によるものであり、少なくとも１つの第１の摩擦部分と少なくとも１つの第２の摩擦部分とを備えている。第１の摩擦部分は、少なくとも１つの第１の摩擦表面を備えているドライバと接続され、第２の摩擦部分は、第１の摩擦部分の第１の摩擦表面に対する、少なくとも１つの第２の摩擦表面を備えているピニオンに回転的に接続されている。そして、結合状態では、ドライバは、結合位置にあって、第１の摩擦部分に、第２の摩擦部分に対する力を加えることにより、ドライブシャフトは、ドライブシャフトの回転運動をピニオンに伝達する。また、非結合状態では、ドライバは非結合位置にあって、これにより、第１の摩擦部分は、その摩擦表面を、第２の摩擦部分の第２の摩擦表面に対して、滑らせるか、または空間を作るかによって、ドライブシャフトの回転トルクのピニオンに対する結合を解除する。
【００４４】
この実施形態により、機械エネルギーを使用して、ドライバをピニオンに向かって移動させて、クラッチ装置と結合させることができる。
【００４５】
ある実施形態においては、摩擦クラッチ装置は、複数のディスクを有し、この摩擦クラッチ装置の第１の摩擦部分は、ドライバに回転接続されている内部ディスクであり、この内部ディスクは、ドライブシャフトの軸に沿って、ドライバに対して並進移動する。また第２の摩擦部分は、外部ディスクであり、ピニオンの回転方向になるようにピニオンに回転接続されている駆動フランジの内部に配置されている。外部ディスクは、駆動フランジに回転接続され、ドライブシャフトの軸に沿ってピニオンに対して並進移動する。
【００４６】
この実施形態においては、複数のディスクを有することにより、全摩擦表面を増加させることができ、これにより、所定の圧迫力に対して伝達し得るトルクを増加させることができる。
【００４７】
ある実施形態においては、摩擦クラッチ装置は、コニカルクラッチを有し、第１および第２の摩擦表面は、相補形状のテーパを有する２つの表面である。
【００４８】
ある実施形態においては、第１の摩擦部分は、ドライバの上に取りつけられて、ドライバの上に肩を形成し、第１の摩擦表面が外部表面となるようにしてある。また、第２の摩擦部分は、第１の摩擦部分の周囲を取り囲み、第２の摩擦表面が、第１の摩擦部分の周囲を取り囲んでいる内部表面となるようにしてある。
【００４９】
この実施形態の利点は、結合システムに必要な空間を減少させることができる点である。
【００５０】
ある実施形態においては、変位システムは、接触子とフォークとを備えており、接触子は、フォークを活性化して、ピニオンを初期位置から活性位置に移動させることができる。
【００５１】
ある実施形態においては、スタータモータは、ピニオンに並進移動して行くように接続されている部分を備え、この部分は、プッシャーを形成する部分を有する。プッシャーは、変位システムの一部と接触することができ、プッシャーは、この一部を押圧することができる。
【００５２】
この実施形態では、変位システムは、ピニオンに対して直接に作用することができるという利点を有する。
【００５３】
ある実施形態においては、ドライバは、ピニオンとプッシャーとの間に配置されている肩を備え、変位システムは、プッシャー部分および肩によって、ドライバを前進させることができ、変位システムによってドライバが前進することにより、結合システムが非結合状態から結合状態に移るのを防ぐことができる。
【００５４】
この実施形態により、ピニオンが結合する以前に、変位システムが結合システムに作用するのを防ぐことができる。
【００５５】
ある実施形態においては、ピニオンとプッシャーとの間に配置される肩は、第２の摩擦部分を形成する肩である。
【００５６】
この実施形態によると、スタータモータを小型化することができる。
【００５７】
ある実施形態においては、変位システムは、ピニオンを引くことにより、ピニオンを活性位置に移動させ、またピニオンを押すことにより、ピニオンを休止位置に移動させることができる。
【００５８】
ある実施形態においては、変位システムは、電磁装置を備え、磁気と戻しバネ手段とによって、ピニオンを活性位置から休止位置に、またその逆方向に移動させることができる。
【００５９】
ある実施形態においては、スタータモータはまた、プラーを形成する第２の部分を備えている。このプラーは、プッシャーと共にチャネルを形成し、そのチャネルの中に、フォークの少なくとも１つの端部が挿入され、このプラーによって、ピニオンをピニオンの初期位置に移動させることができる。
【００６０】
この実施形態は、プッシャーとプラーとの間に一定な空間を確保できるという利点を有する。これにより、フォークの移動行路が邪魔されるのを防ぐことができ、スタータモータの疲労部分（例えば、摩擦表面）によって、ドライバが結合位置と非結合位置との間を変位する距離の変更が必要である場合にも、そのままでピニオンを移動させることができる。
【００６１】
ある実施形態においては、ドライバは、プラーを形成する第２の肩を備えている。プラーは、プッシャーと共にチャネルを形成し、そのチャネルの中に、フォークの少なくとも１つの端部が挿入され、変位システムは、このプラーによって、ピニオンをピニオンの初期位置に移動させることができる。
【００６２】
この実施形態では、ピニオンが歯車との結合から解放される時には、結合システムは、結合状態から非結合状態に必ず移ることができるという利点を有する。
【００６３】
ある実施形態においては、変位システムは、ピニオンを休止位置から活性位置に、またその逆方向に移動させるために、ピニオンに回転接続されている少なくとも１つの部分によって、ピニオンを移動させる。
【００６４】
ある実施形態においては、変位システムは、ピニオンを休止位置から活性位置に、またその逆方向に移動させるために、ピニオンに直接に作用することにより、ピニオンを移動させる。
【００６５】
ある実施形態においては、変位システムは、最初に、スタータモータを移動させずに、ピニオンを活性位置に移動させ、その次に、結合システム全体を移動させる。
【００６６】
ある実施形態においては、変位システムは、駆動フランジに固定されている１つの部分を押圧する。
【００６７】
本発明はまた、上述したスタータモータを備える自動車にも関する。
【００６８】
本発明また、平衡段階にある車両の熱エンジンを始動させる時にブースタ付きスタータモータを操作する方法にも関する。本方法は、次に示す段階を備えている。
−  段階Ａ：スタータモータのピニオンを前進させる。ピニオンが、熱エンジンのクランクシャフトに機械的に結合している歯車に接触するまでは、ピニオンは、ドライブシャフトのどちらの方向の回転に対しても自由である。
−  段階Ｂ：段階Ａの次の段階であり、ピニオンが歯車に対して歯対歯の位置に来た時に、ピニオンの回転速度を歯車の回転速度に同期させる。
−  段階Ｃ：段階Ｂの次の段階であり、ピニオンが歯車に同期した時に、ピニオンを歯車に結合させる。
−  段階Ｄ：段階Ｂおよび段階Ｃが完了していなくても、電気スタータモータをオンにする。
−  サブ段階Ｄ１：段階Ｄの次の段階であり、ピニオンが移動をブロックされている時には、ロータに機械的に結合しているドライブシャフトに、ピニオンを回転結合させることにより、結合システムを活性化する。
−  段階Ｅ：段階Ｄ１および段階Ｃの後の段階であり、ロータによって、始動の回転方向にピニオンの回転を駆動する。
【００６９】
この方法によって、平衡段階にある時に、ピニオンが電気スタータモータを反対方向に駆動しないことを保証することができる。
【００７０】
ある実施形態においては、スタータモータは、上述した、本発明におけるスタータモータである。
【００７１】
ある実施形態においては、同期の段階の間は、ピニオンは、始動の回転方向とは反対方向に回転する。
【００７２】
本発明は、以下の記述を読み、添付の図面を確かめることにより、よく理解されると思う。
【００７３】
これらの図は、単に事例として挙げているものであり、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明によるブースタ付きスタータモータの休止位置における断面図である。
【図２ａ】図１に示すブースタ付きスタータモータの、結合位置にあるマルチディスククラッチ装置を備えた結合システムの第１の例の断面図である。
【図２ｂ】図１に示すブースタ付きスタータモータの、結合位置にあるマルチディスククラッチ装置を備えた結合システムの第１の例の部分断面図である。
【図２ｃ】図１に示すブースタ付きスタータモータの、結合位置にあるマルチディスククラッチ装置を備えた結合システムの第１の例の側面図である。
【図２ｄ】図１に示すブースタ付きスタータモータの、非結合位置にある結合システムの第１の例の断面図である。
【図２ｅ】図１に示すブースタ付きスタータモータの、非結合位置にある結合システムの第１の例の部分断面図である。
【図３】図１に示すブースタ付きスタータモータの活性位置における断面図である。
【図４】図１に示すブースタ付きスタータモータの歯対歯の位置における断面図である。
【図５】別の実施形態のブースタ付きスタータモータにおける結合システムの第２の例の断面図である。
【図６】別の実施形態のブースタ付きスタータモータにおける結合システムの第３の例の断面図であり、クラッチ装置の別の実施形態を備えている。
【図７】別の実施形態のブースタ付きスタータモータにおける結合システムの第４の例の断面図であり、クラッチ装置の別の実施形態を備えている。
【図８】別の実施形態のブースタ付きスタータモータにおける結合システムの第５の例の断面図であり、摩擦コーンクラッチ装置を備えている。
【発明を実施するための形態】
【００７５】
実施形態の例において、同じ、または同様の要素に対しては、図面を通して同じ符号を付してある。
【００７６】
図１、図３、および図４は、本発明の第１の実施形態における異なる位置にあるスタータモータ１の例を示す。スタータモータ１は、「ブースタ付き」タイプである。スタータ１モータは、電気モータを備え、電気モータは、ロータシャフト５に取りつけられ、ロータシャフト５の縦方向Ｘ軸の周りに回転することができるロータ３（電機子とも呼ばれている）と、ロータ３の周囲にあるステータ７（誘導子とも呼ばれている）とを備えている。ロータシャフト５は、その後部端部が、スタータモータ１の背後にあるベアリング１１ｂ（後部ベアリングと呼ばれる）のローラ５ａの中に取りつけられている。「後部」および「前部」という用語については、以下の説明において定義する。
【００７７】
コレクタ（集電極）９は、ロータシャフト５のロータ３の背後に取り付けられ、ロータ５に電気的に接続されている接触部を備えている。
【００７８】
ステータ７は、ボディー１１に支持されている。ステータ７は、複数の永久磁石を備えることができる。１つの変形として、これらの永久磁石は、電磁石で置き換えることができる。
【００７９】
スタータモータ１はまた、ドライブシャフト１５の上に緩く取り付けられたピニオン１３を備えている。ピニオンは、ドライブシャフトの上を、縦方向Ｘ軸に沿って、活性位置と休止位置との間を並進移動することができる。ドライブシャフト１５は、その端部の中の１つがベアリング１１ａ（前部ベアリングと呼ばれる）の上に取りつけられている。ベアリング１１ａは、スタータモータ１の前部にある１つまたは複数のニードルローラベアリング１５ａを備えている。この例では、ピニオン１３は、２つのニードルローラベアリングの上に取りつけられている。更に、ピニオン１３は、Ｘ軸に沿って、ドライブシャフト１５の上を休止位置から活性位置に並進移動するように取り付けられている。活性位置では、ピニオン１３は、歯車１００の回転を駆動し、熱エンジン（図示せず）のクランクシャフトの回転を駆動する。この例では、ドライブシャフト１５のＸ軸は、ロータシャフト５のＸ軸と、基本的には、同一であるが、次で説明する例のように、異なっていてもよい。
【００８０】
従って、後述するように、前部および後部は、ドライブシャフト１５のＸ軸、またはロータシャフト５のＸ軸に沿っていて、前部側は、前部ベアリング１１ａに対向する側であり、後部側は、後部ローラベアリング５ａに対向する側である。
【００８１】
スタータモータ１はまた、ピニオン１３を、休止位置から活性位置に、またその逆方向に移動させる変位システムを備えている。この変位システムは、接触子２３とフォークの形をしたレバーとを備えている。このフォークについては後述する。
【００８２】
スタータモータ１はまた、ロータシャフト５とドライブシャフト１５との間取り付けられた減速機システム１７を備え、その動的な端部は、ロータシャフト５と結合し、もう一方の端部は、ドライブシャフト１５と結合している。減速機システム１７は、この例の場合では、エピサイクロイドギアであるが、他のいずれの型の減速機でもよい。
【００８３】
一例として、減速機システム１７は、２つの歯車を備えることができる。２つの歯車の一方は、ロータシャフト５に接続され、他の一方は、ドライブシャフト１５に接続されている。この例では、ロータシャフト５の軸とドライブシャフト１５の軸とは、互いに平行に配置されている。別の例では、減速機システム１７は、コンカレント歯車、またはねじれ歯車を有していてもよい。これら２つのタイプの減速機システム１７においては、ドライブシャフト１５の軸とロータシャフト５の軸とは、それぞれ、コンカレントか、または、平行でもコンカレントでもない。
【００８４】
１組のブラシ１９ａおよび１９ｂは、ロータ３のコイルに電気を供給するために設けられている。ブラシの少なくとも１つ１９ｂは、スタータモータ１の機構体（例えば、ボディー１１）に電気的に結合している。また、他のブラシの少なくとも１つ１９ａは、接触子２３の電気端子２１ａに電気的に結合している（例えば、線を介して）。ブラシ１９ａおよび１９ｂは、ロータ３が回転している時には、コレクタ９の上を擦っている。スタータモータ１は、複数のブラシを備えることができる。
【００８５】
スタータモータ１の接触子２３はまた、端子２１ａと端子２１ｂとを備えている。端子２１ａは、ブラシ１９ａと結合し、端子２１ｂは、電気結合素子を介して、車両電源（特に電池）（図示せず）の正極端子Ｖ＋に結合するようになっている。電源のＶ＋端子と端子２１ｂとの間に配置されているノーマリーオープンの接点（図示せず）は、接触子２３への電気供給を制御して、電気モータを始動させる。
【００８６】
接触子２３は、可動接触板２５を備え、これにより、端子２１ｂおよび２１ａに電気的に結合し、電気モータに給電することができる。接触子２３はまた、フォーク２７を活性化し、ピニオン１３を、ドライブシャフト１５のＸ軸に沿って、ドライブシャフト１５の上を、休止位置から活性位置に、またその逆方向に移動させることができる。接触子２３はまた、可動コア２９、固定コア２８、固定コイル２６、可動制御ロッド２４、可動ロッド２４１を備えている。
【００８７】
制御ロッド２４は、固定コア２８を貫通しており、制御ロッド２４は、この固定コア２８をガイドとして使用している。この制御ロッド２４は、その前端部は、可動コア２９によって支持され、その後端部は、接触板２５に固定されている。制御ロッド２４は、制御ロッド２４の肩と接触板２５の間にある圧縮された接触ばね（説明せず）の動作によって操作され、可動コア２９が磁化位置と呼ばれる位置にある時に、接触板と端子２１ａおよび２１ｂとの間の電気的接触を保証している。
【００８８】
可動ロッド２４１は、その前端部がフォーク２７に固定されている。コイルが給電されると、可動コア２９は、磁化位置になるまで、固定コア２８の方に引かれて行く。可動コア２９の変位は、同時に可動ロッド２４１、接触板２５、および制御ロッド２４を後方に駆動する。可動ロッド２４１はまた、可動コア２９の内部に収容され、可動ロッド２４１の周囲にある歯対歯ばね２９１によって操作される。この歯対歯ばね２９１は、可動ロッド２４１の前部肩と、可動コア２９の後部肩によって支持されている。この歯対歯ばね２９１は、接触板２５が端子２１ｂ、２１ａに向かって変位し、フォーク２７がピニオン１３を既に前進させ得ない時には、圧縮されている。フォーク２７は、歯車１００の１つ以上の歯によって、Ｘ軸に沿って、歯車１００の方向へのピニオン１３の並進移動がブロックされている時には、前進することができない。このブロック状態は、図４に示されており、以下では「歯対歯の位置」と呼ぶことにする。この位置に関しては、以下で説明する。歯対歯ばね２９１の圧縮によって、フォーク２７の上に力を加え、ピニオン１３を活性位置に向かって移動させることができる。
【００８９】
接触子２３はまた、固定コイル２６と可動コア２９とに支持されている戻しばね２９０を備えている。これにより、戻しばね２９０を、その休止位置に到達するまで前方に押し、また同時に、ピニオン１３が休止位置に至るまで、フォーク２７を移動させることができる。
【００９０】
スタータモータ１はまた、ピニオン１３と減速機システム１７との間に配置されている結合システム３０を備えている。この結合システム３０は、非結合状態から結合状態に、またその逆方向に移ることができる。結合状態では、ロータシャフト５は、ピニオン１３と、始動の回転方向に接続されている。非結合状態では、ピニオン１３は、ロータシャフト５のどちら方向の回転からも分離されている。この結合システムによって、ピニオン１３をドライブシャフト１５に結合させることができる。図２ａは、ドライブシャフト１５がない場合の、この結合システム３０およびピニオン１３の断面を示す。
【００９１】
結合システム３０は、ドライバ３２と駆動フランジ３８とを備えている。
【００９２】
駆動フランジ３８は、ピニオン１３と、少なくとも、始動の回転方向に回転するように接続されている。この例では、駆動フランジ３８は、ピニオン１３と一体化されており、従って、回転および並進移動するように接続されている。
【００９３】
この例では、「並進移動するように接続されている」とは、２つの部分があって、第１の部分が２つの場所の間を移動すると、第２の部分は、第１の部分と同時に移動するように、２つの部分が接続されていると言うことを意味している。
【００９４】
別の例（図示せず）は、ピニオン１３を、駆動フランジ３８の後部部分にピンと溝によって取りつけ、これによって、ピニオン１３を回転だけするように接続することもできる。
【００９５】
この例では、駆動フランジ３８は、ピニオン１３の肩を形成している。この駆動フランジ３８は、軸の周りにドライバ３２の１一部分を取り囲んでいる。「取り囲む」とは、ドライバ３２は、部分的に駆動フランジ３８の空洞の内部に挿入されていることを意味している。
【００９６】
この例では、駆動フランジ３８およびドライバ３２は、それぞれ、ドライブシャフト１５のＸ軸の周りを回転することができる。
【００９７】
ドライバ３２は、前部側から後部側に通っている開口を備えており、この開口に、ドライブシャフト１５が挿入される。この開口は、円筒形をしており、円筒の一部は、ドライバ３２であり、ドライバ３２の内部周辺には溝が掘られていて、タッピングスパイラル３２０（図２ａに示す）を形成している。
【００９８】
このタッピング３２０は、ドライブシャフト１５の一部分にある溝でできているスレッドスパイラル３４に対する補完形状をしている。このタッピングおよびスレッドは、結合システム３０の一部である。スレッド３４は、図１、図３、および図４に示されている。このタッピング３２０およびスレッド３４によって、ドライバ３２は、ドライブシャフト１５の上を、ドライブシャフト１５のＸ軸に沿って並進移動（およびＸ軸の周りに回転）するように駆動される。従って、ドライバ３２は、ドライブシャフト１５に関して、初期位置と呼ばれる位置（図１参照）から最終位置と呼ばれる位置（図３参照）まで移動することができる。
【００９９】
スレッド３４およびタッピング３２０は、ドライバ３２を、ピニオン１３の非結合位置（図１参照）から結合位置（図３参照）に、ピニオン１３に向かって移動させることができる。例えば、ピニオン１３が非結合位置にあり、スタータモータがロータ３の回転を駆動し、ピニオン１３が動いていない時には、ドライバ３２は、ピニオン１３のＸ軸に沿って、ピニオン１３に向かって移動することができる。ピニオン１３に向かってのドライバ３２の変位によって、クラッチ装置３６を活性化し、ドライブシャフト１５をピニオン１３に回転接続することができる。
【０１００】
ドライバ３２はまた、ドライバ３２の外部周辺の上に肩３２２を備えている。ドライバ３２は、この例ではシャフトであり、その外部周辺は溝が掘られ、また肩を有する。ドライブシャフト１５がドライバ３２と一体化して構成されている場合には、ドライバ３２のＸ軸は、ドライブシャフト１５のＸ軸と同一である。
【０１０１】
この肩３２２は、半径方向に少なくとも２つの側面を有している。これらは、支持側面３２３および圧力側面３２４であり、支持側面３２３は、フォーク２７が不活性位置から活性位置へ移る時に、Ｘ軸に沿ってボディー１１に対して、ドライバ３２を前方に並進移動させる。また、圧力側面３２４は、クラッチ装置３６の一部を成している。
【０１０２】
従って、結合システムは、クラッチ装置３６を備え、クラッチ装置３６によって、駆動フランジ３８とドライバ３２とを回転接続し、これにより、ピニオン１３をロータ３に接続することができる。ここで示されている結合システム３０は、摩擦クラッチ装置３６、特にディスクである。
【０１０３】
このディスククラッチ装置３６は、１つ以上のディスク３６１、３８２を備えている。ディスク３６１、３８２は、第１の部分のＸ軸に沿って並進移動し、第１の部分と回転接続することができる。第１の部分は、ドライバ３２、または駆動フランジ３８であってよい。例えば、ディスク３６１、３８２は、スプロケット（突起）３６１ａを備えており、第１の部分は、ディスク３６１、３８２のスプロケット３６１ａに対応するノッチ（溝）を備えている。これにより、ディスク３６１、３８２は、第１の部分３２、３８のＸ軸に沿って並進移動し、第１の部分３２、３８に回転接続することができる。ディスク３６１、３８２は、第２の部分に回転接続されている摩擦表面と接触することができる摩擦表面（摩擦表面３６１ｂ、３８２ｂ）を備えている。第２の部分は、ドライバ３２、または駆動フランジ３８である。ディスク３６１、３８２の摩擦表面３６１ｂと、第２の部分３２、３８に回転接続されている摩擦表面とは、ディスクの表面と摩擦表面との間の所定の軸方向圧縮力に対して、所定のトルクを伝達することができる特性を備えている。所定のトルクは、スタータモータ１が熱エンジンを始動することができるトルクであり、所定の圧縮力は、ドライバ３２が結合位置にある時に、ピニオン１３に対するドライバ３２の圧力に対応している。図に示してあるクラッチ装置３６に関しては、以下で詳細に説明する。
【０１０４】
この例では、ディスククラッチ装置３６は、マルチディスク３６である。このクラッチ装置３６は、内部ディスク３６１、および外部ディスク３８２を備えており、これらのディスクは、それぞれ、ドライバ３２の外部周辺の上、および駆動フランジ３８の空洞の中に取り付けられている。この例では、２つの内部ディスク３６１、および３つの外部ディスク３８２が存在する。
【０１０５】
内部ディスク３６１は、その２つの広い側面の間に亘っている開口を備えており、その開口の内部周辺は、駆動フランジ３８によって周囲が取り巻かれているドライバ３２の外部周辺に、基本的に対応している。内部ディスク３６１は、ドライバ３２に回転接続するように取り付けられ、駆動フランジ３８によって周囲が取り巻かれているドライバ３２の外部周辺を形成する表面の上を並進移動することができる。
【０１０６】
外部ディスク３８２は、駆動フランジ３８の空洞の内部周辺に基本的に対応している外部周辺を備えている。外部ディスク３８２は、駆動フランジ３８に回転接続され、ドライバ３２の一部の周囲を取り囲んでいる駆動フランジ３８の内部周辺表面の上を並進移動するように配置されている
【０１０７】
ディスクは、青銅または鋼等の摩擦材料で作られ、これにより、ドライバ３２が結合位置に移動（所定の圧縮力）した時には、駆動フランジ３８とドライバ３２が同期して作動し、両者の間の摩擦によって、熱エンジンを始動するのに十分なトルク（所定のトルク）を伝達することができる。
【０１０８】
この例では、クラッチ装置３６は、駆動フランジ３８によって周囲を取り囲まれているドライバ３２の外部周辺に配置されている少なくとも１つのノッチ３２１を備えている。ノッチ３２１は、ドライバ３２のＸ軸に沿って延びている。このノッチ３２１の深さは、ドライバ３２の中にＸ軸に向かって半径方向に掘れている。
【０１０９】
この例では、ノッチ３２１は、ドライバ３２の前部側面まで延びており、これにより、内部ディスク３６１のスプロケット３６１ａを挿入することができる。ノッチ３２１のＸ軸に沿う縦方向の長さは、ドライバ３２の前部側面まで延びている端部の反対側の端部が肩３２２の所に位置するような長さになっている。
【０１１０】
この例では、ドライバ３２は、複数のノッチ３２１を備えており、それらは、ドライバ３２の外部周辺の周りに、規則的に分散され、ドライバ３２に対する機械的な制約を分散させていることが望ましい。１つないし近似的に３６０のノッチが存在しいてもよく、駆動フランジ３８によって取り囲まれているドライバ３２の外部周辺の周りに角度で分散されていることが望ましい。この例の場合には２０個あり、図１〜図４には、その中の２個だけが示されている。ノッチ３２１の横壁は、図２ｂに示されており、図２ｂは、図２ａの部分的な拡大図である。
【０１１１】
この場合には、各内部ディスク３６１は、ノッチ３２１と同じ数の内部スプロケット３６１ａを備えている。これらのスプロケット３６１ａは、ドライバ３２のノッチ３２１の相補形状をしている。スプロケット３６１ａおよびノッチ３２１によって、内部ディスクを、Ｘ軸に沿って並進移動させて、ドライバ３２に回転接続させることができる。
【０１１２】
内部ディスク３６１のスプロケット３６１ａは、ドライバ３２のノッチ３２１と共同で動作するように、内部ディスク３６１の開口の内部周辺に配置されている。
【０１１３】
これらの内部ディスク３６１は、駆動フランジ３８の内部周辺に取り付けられている外部ディスク３８２と共同で動作する。
【０１１４】
外部ディスク３８２は、少なくとも１つのスプロケット３８２ａ、およびそれに対応する少なくとも１つのノッチ３８１によって駆動フランジ３８の中に取り付けられる。
【０１１５】
この例では、クラッチ装置３６は、駆動フランジ３８の内部周辺の中に位置する少なくとも１つのノッチ３８１を備えている。このノッチ３８１は、例えば、グルーブであり、その深さは、駆動フランジ３８の中に半径方向に掘れており、またその長さは、Ｘ軸に沿って延びている。
【０１１６】
ノッチ３８１は、駆動フランジ３８の後部側面まで延びており、それにより、各外部ディスク３８２のスプロケット３８２ａをノッチ３８１の中に挿入することが可能になる。駆動フランジ３８のＸ軸に沿うノッチ３８１の長さは、少なくとも、ディスクストップ３８３と駆動フランジ３８の後部側面との間のＸ軸に沿った長さと等しい。このディスクストップ３８３は、駆動フランジ３８の空洞の中に位置している。この例では、ディスクストップ３８３は、駆動フランジ３８の空洞の片側に、駆動フランジ３８のＸ軸に対して垂直に位置している。
【０１１７】
従って、各外部ディスク３８２は、ノッチ３８１に対応している少なくとも１つのスプロケット３８２ａを備えている。このスプロケット３８２ａは、外部ディスク３８２の周辺の上にあって、半径方向に延びている。外部ディスク３８２の上には、駆動フランジ３８の上にあるノッチ３８１の数と等しい数のスプロケット３８２ａが存在する。この例では、外部ディスク３８２毎に、２０のノッチ３８１と２０のスプロケット３８２ａとが存在する。
【０１１８】
各外部ディスク３８２は、駆動フランジ３８の中に入っており、外部ディスク３８２のスプロケット３８２ａが、駆動フランジ３８のノッチ３８１の中に挿入されるようになっている。
【０１１９】
従って、内部ディスク３６１は、ドライバ３２に回転接続され、外部ディスク３８２は、駆動フランジ３８に回転接続されている。ディスク３６１および３８２は、ノッチ３２１、３８１、およびそれらの対応しているスプロケット３６１ａ、３８２ａによって、Ｘ軸に沿ってスライドすることができる。
【０１２０】
結合システム３０はまた、駆動フランジ３８の後部を閉じているリング３９を備えている。この例では、リング３９は、ドライバ３２を取り囲んでいる２つの板３９１、３９２を備えている。この例では、これらの板は、ディスク形状をしている。板３９１、３９２は、それらの板の間に外部半径チャネルを形成している。第１の板３９１は、駆動フランジ３８の後部を閉じており、第２の板３９２は、第１の板に平行である。第１の板３９１は、プッシャー３９１と呼ばれ、第２の板３９２は、プラー３９２と呼ばれる。チャネルは、フォーク２７の２つの端部を収容するようになっている。
【０１２１】
ドライバ３２の後部部分は、リング３９の中に挿入されている。ドライバ３２およびリング３９の間には、遊びが設けられる。
【０１２２】
更に、リング３９は、駆動フランジ３８の後部部分の上に固定されている。この場合には、リング３９は、駆動フランジ３８の後部側面に圧力によって固定されている。詳細には、第１のリング３９の１つの端部は、駆動フランジ３８の後部側面と、駆動フランジ３８の外部周辺の形状に整合している保持部分４１の弾性変形された板との間に圧縮されている。リング３９を固定するための他の方法（例えば、溶接、ネジ止め、または更にクリップ止めでもよい（弾性変形））を使用することもできる。
【０１２３】
従って、プッシャー３９１は、ピニオン１３と、少なくとも並進するように結合している。この例では、それらは、また回転するようにも結合している。
【０１２４】
プッシャー３９１によって、ドライバ３２が活性化された時に、フォーク２７がドライバ３２と直接に接触しないようになっている。従って、フォーク２７は、ドライバ３２を直接に押すことはない。
【０１２５】
更に、プッシャー３９１によって、フォーク２７は、ピニオン１３を休止位置から活性位置に移動させることができる。「活性位置」とは、歯車と結合している位置を意味している。
【０１２６】
従って、ピニオン１３、プッシャー３９１、ドライバ３２、および変位システムは、変位システムがピニオン１３を休止位置から活性位置に移動させる時に、ピストンの変位システムが、クラッチ装置３６を活性化することがないように構成されている。
【０１２７】
プッシャー３９１は、ドライバ３２の肩３２２とロータ３との間に配置されている。従って、ドライバ３２の肩３２２は、プッシャー３９１とクラッチ装置３６のディスク３８２の中の１つとの間に位置している。
【０１２８】
プッシャー３９１は、フォーク２７が不活性位置から活性位置に移る時に、ピニオン１３を前方に押して、Ｘ軸に沿って並進移動させるようになっている。更に、プッシャー３９１はまた、クラッチ装置３６と結合せずに肩３２２を押すことにより、ドライバ３２を前方に押すようになっている。
【０１２９】
プラー３９２は、フォーク２７が活性位置から不活性位置に移る時に、ピニオン１３を後方に引くようになっている。
【０１３０】
リング３９は、ディスク３６１、３８２が疲労した場合でも、プッシャー３９１とプラー３９２との間に、フォーク２７に対して一定の長さのチャネルが設けられているという利点を有する。この一定の遊びによって、フォーク２７が、ドライバ３２がピニオン１３に向かって移動することを妨げることはなく、従って、ドライバ３２がピニオン１３と結合するのを妨げることはない。更に、この第１の例は、スタータモータ１が受動状態にある（給電されていない）場合には、休止位置にあるピニオン１３の移動を防ぐことができるという利点を有する。
【０１３１】
駆動フランジ３８のディスク３６１および３８２、ドライバ３２、およびプッシャー３９１の寸法と構成は、それらが組み上がられた時には、ドライバ３２は、図２ａおよび図２ｂに示す結合位置と、図２ｄおよび図２ｅに示す非結合位置との２つの位置の間を、駆動フランジ３８の（従ってまた、ピニオン１３の）Ｘ軸に沿って並進移動することができるようになっている。
【０１３２】
ディスクストップ３８３とプッシャー３９１の前部側面との間の軸方向の距離は、ディスク３６１および３８２、および肩３２２の厚さの合計を超えている。この差は、図２ｂおよび図２ｅに示す遊びＡに対応している。この遊びＡは、ドライバ３２の位置と駆動フランジ３８の位置との間の距離を示している。
【０１３３】
図２ｂは、結合位置にある外部ディスク３８２および内部ディスク３６１を示している。外部ディスク３８２および内部ディスク３６１は、合わせられて、ディスクストップ３８３および肩３２２によってサンドイッチにされている（両側が挟まれている）。従って、遊びＡは、プッシャー３９１と肩３２２との間に位置している。この位置では、ディスク３６１および３８２は、ディスクストップ３８３と肩３２２との間に互いに圧接されている。この圧接によって、ピニオン１３は、ドライブシャフト１５に結合される。特に、ディスク３６１と３８２とを圧迫することにより、これらのディスク３６１および３８２の間の接着係数が増加し、これにより、ドライバ３２を駆動フランジ３８に、所定のトルクになるまで回転接続することができる。このトルクを超えると、ディスク３６１、３８２は、スライドする。この所定のトルクは、少なくとも、熱エンジンを始動させるために、スタータモータ１の電気モータが生成するべき必要なトルクに対応している。
【０１３４】
図２ｅに示されている遊びＡは、最後のディスク３８２と肩３２２との間に位置している。しかし、遊びＡは、ディスクストップ３８３と、ディスク３６１と、ディスク３８２と、圧力側面３２４との間にある、いくつかの遊びに分割することができる。図２ｅに示される非結合位置では、外部ディスク３８２および内部ディスク３６１は、圧接されずに合わされていて、遊びＡは、最後のディスクと肩３２２との間に位置している。従って、肩３２２は、プッシャー３９１に付着している。
【０１３５】
遊びＡは、調整することができる。特に、駆動フランジ３８のディスクストップ３８３、および／またはドライバ３２の肩３２２を機械加工することにより、または、プッッシャー３９１を後退させることにより、遊びＡを大きくすること、また、肩３２２とプッッシャー３９１との間にワッシャーを加えることにより、遊びＡを小さくすることができる。
【０１３６】
次に、車両の熱エンジンを始動させる、スタータモータ１の動作原理を説明する。図１、図３、および図４では、歯車１００の一部だけが、熱エンジンのクランクシャフトに機械的に結合している。
【０１３７】
図１では、スタータモータ１は、休止状態にあり、つまり接触子２３は活性状態（オン）ではない。この状態では、可動ロッド２４１と結合しているフォーク２７の端部は、戻しばね２９０によって前方に駆動されている。フォーク２７は、不活性位置と呼ばれる位置にある。この位置では、フォーク２７は、プラー３９２によってピニオン１３をブロックすることにより、ピニオン１３を休止位置に置いている。
【０１３８】
固定コイル２６が励起されると、すなわち、接触子がその端子２１ｂによってオンにされると、可動コア２９は、固定コア２８に引かれて行き、これにより、制御ロッド２４を介して、端子２１ｂおよび２１ａの方向への可動接触板の変位と、不活性位置から活性位置へのフォーク２７の変位とが同時に誘起される。フォーク２７のこの変位は、上述したように、同時に、プッシャー３９１を押すことにより、ピニオン１３を前方に移動させる。次に、ピニオン１３が前方に進行して行く間に起こり得る段階の説明を行う。
【０１３９】
先ず第１に、ピニオン１３が前方に進行する時に、外部ディスク３８２は、ドライバ３２がプッシャー３９１に当たって止められるまで、駆動フランジ３８のノッチ３８１の中をスライドして行く。この構成では、遊びＡは、前部ディスク３８２（第１のディスクとも呼ばれる）とディスクストップ３９３との間にある。この全体の構成を見ると、遊びＡは、肩３２２とディスクストップ３８３との間にある、またはこれら間に分散されているという事実によって、ディスク３６１、３８２は、トルクを伝達することができる程には十分に互いに圧接されてはおらず、従って、ドライバ３２に対して、駆動フランジ３８が回転している時に、ディスク３６１、３８２は、接触しても互いに滑り合うだけである。従って、ピニオン１３は、ドライバ３２と回転結合はしてはおらず、すなわち、ドライバ３２の、どちらの方向の回転に対しても、自由になっている。しかしながら、遊びＡをディスク３６１、３８２の間で分散したままにして、この前進段階を通して、それらの摩擦表面を接触させないままにしておくことも可能である。
【０１４０】
第２に、ピニオン１３および外部ディスク３８２は、ドライブシャフト１５に沿って、前方に並進移動する。プッシャー３９１がスパイラル運動に従ってドライブシャフト１５の上を移動することにより、内部ディスク３６１およびドライバ３２は、前方に押されて行く。
【０１４１】
第３に、ピニオン１３は、図４に示すように歯対歯の位置に至る。この位置では、２つの場合があり得る。第１の場合は、ピニオン１３の歯車１００への結合が、熱エンジンが停止状態の時に行われる場合であり、第２の場合は、熱エンジンが平衡段階にある時に行われる場合である。
【０１４２】
どちらの場合も、ピニオン１３は、歯車１００を押圧することにより、可動ロッド２４１がフォーク２７によって後方に移動されるのを防いでいる。歯対歯ばね２９１は、自分自身を圧縮することにより、可動コア２９を固定コア２８の方向に連続して移動させ、また同時に、制御ロッド２４をスタータモータの後方に押すことができる。
【０１４３】
可動コア２９および制御ロッド２４は、接触板２５が両端子２１ｂおよび２１ａと接触するまで移動する。この接触は、スタータモータ１の電気モータをオンにし、すなわち、ロータ３、ロータシャフト５、減速機システム１７、ドライブシャフト１５、およびドライバ３２の回転を同時に励起する。
【０１４４】
しかしながら、ドライバ３２の慣性によって、スレッド３４とタッピング３２０との間には抵抗トルクが発生する。この抵抗トルクによって、ドライブシャフト１５に沿ったドライバ３２の前進が駆動される。この例では、ドライバ３２は、ピニオン１３に向かって、前方に移動する。ドライバ３２は、この前方への移動によって、ディスク３６１、３８２を、ピニオン１３に向かって、前方に押して行く。
【０１４５】
第１の場合には、ディスク３６１、３８２は、ディスク３６１がディスクストップ３８３と接触するまで、前方に移動する。遊びＡは、プッシャー３９１とドライバ３２の肩３２２との間に生ずる。この構成では、抵抗トルクは、ディスク３６１、３８２を共に十分な力で圧迫し、それにより、ディスクが滑り合うのを防ぎ、機械エネルギーを電気モータからピニオン１３に伝達することができる。ピニオン１３は回転し、ピニオン１３の歯を、歯車１００の歯に対向するように移動させる。フォーク２７の移動とプッシャー３９１を介してピニオン１３の上にかかる圧力とによって、ピニオン１３は、歯車１００にかみ合うことができる。
【０１４６】
第２の場合では、歯対歯ばね２９１の圧縮の間、歯車１００は、反対方向に回転し、ピニオン１３の前部側面の一部を歯車１００の前部側面の一部と接触させることによりピニオン１３を駆動する。
【０１４７】
従って、歯対歯の位置および平衡段階では、歯車１００は、接触によってピニオン１３を駆動することにより、ピニオン１３の回転速度（始動の時の回転と反対方向の回転）を歯車１００の回転速度に同期させることが可能になる。
【０１４８】
ドライブシャフト１５から接続が切断されていることにより、急速に同期をとることができ、従って十分に短い接触時間でよく、これにより摩耗を防ぐことができる。どちらの方向の回転からも切断されていることにより、ピニオン１３がロータシャフト５の反対方向の回転を駆動するのを防ぐこともできる。
【０１４９】
ピニオン１３が歯車１００に同期する時には、フォーク２７は、ピニオン１３に対して常に前方への圧力を加えている（圧縮された歯対歯ばね２９１によって）ので、それにより、ピニオン１３が、歯車１００に歯をかみ合わせる時には、ピニオン１３の歯が歯車１００の歯に次第に入って行くようにすることができる。
【０１５０】
歯をかみ合わせる間に、エンジンがオンになっているとしても、ピニオン１３が活性位置に到達していない限り、すなわち、ドライブシャフト１５の上のピニオンストップ１５０に止められていない限り、ドライバ３２は、ピニオン１３に向かって前方に移動することはない。
【０１５１】
ピニオン１３の歯が、歯車１００の歯との間を前方に移動している時には、クラッチ装置は、クラッチが切られた状態にある。従って、ピニオン１３は、ドライバ３２から結合が切断されている。これにより、ピニオン１３の歯と歯車１００の歯との間で生ずるいずれの摩耗も防ぐことができる。従って、フォーク２７は、ピニオン１３がピニオンストップ１５０と接触するまで、すなわち活性位置に至るまで、ピニオン１３の歯を、歯車１００の歯との間で移動させ続ける。
【０１５２】
図３は、活性位置にあるピニオン１３を示す。
【０１５３】
活性位置では、作動している電気モータのロータシャフト５が回転していることと、ピニオンストップ１５０によって、ピニオン１３が並進移動をブロックされていることとによって、ドライバ３２は、結合位置に到達するまで、ピニオン１３に向かって、前方に移動して行く。ドライバ３２がピニオン１３に向かって前方に移動するにより、この例では、ディスク３６１、３８２を圧迫して互いに摩擦を生じさせることにより、クラッチ装置３６を活性化することができる。
【０１５４】
その後、スタータモータ１は結合位置になる。ディスク３６１、３８２を圧迫することにより、電気モータのトルクをスタータモータ１からピニオン１３に伝達することが可能になる。このトルクは、ピニオン１３の逆回転を止め、始動時の回転方向に回転させる。その後、スタータモータ１は、始動段階に入り、すなわち、スタータモータ１は、歯車１００を始動の回転方向に駆動する。従って、平衡段階における時間を短縮して、熱エンジンを再始動することができ、これにより、クランクシャフトと電気スタータモータとの間における回転運動の伝達線の中にある部品の早期疲労を防ぐことができる。
【０１５５】
総じて言えば、始動の時には、ピニオン１３は、ピニオン１３が前方への並進移動をブロックされている時にだけ、ドライバ３２とドライブシャフト１５とに結合する。この場合には、ピニオン１３は、結合位置にあり、ロータ３は、始動の回転方向に回転する。
【０１５６】
熱エンジンが始動されると、ピニオン１３は、クランクシャフトに回転結合し、ロータ３によって回転しているドライブシャフト１５より速く回転するようになる。ドライブシャフト１５の回転速度を超えたピニオン１３の回転速度は、クラッチ装置３６のクラッチの切断を促し、ドライバ３２を後方に移動させる。
【０１５７】
ドライバ３２は、Ｘ軸の周りの回転速度がドライブシャフト１５の回転速度と等しくなるまで後退する。この速度差は、特に、タッピング３２０およびスレッド３４のグルーブ間の角度によるものである。
【０１５８】
事実、結合位置では、ドライブシャフト１５の回転に対して、歯車１００の回転が過剰速度の段階では、ピニオン１３は、熱エンジンによって駆動されていて、電気モータによって駆動されてはいない。従って、過剰速度の段階が始まると、ピニオン１３は、ドライバ３２の回転を駆動し、ドライバ３２は、ネジを抜く効果によって、ドライブシャフト１５およびピニオン１３に対して、後方に移動する。従って、ドライブシャフト１５は、常に電気モータによって回転が駆動される。ドライバ３２は、ピニオン１３に対して後方に移動し、ドライブシャフト１５の回転速度に到達する。従って、摩擦クラッチは、クラッチ切断状態になる。また、ドライバ３２は、ピニオン１３に対して非結合状態になる。
【０１５９】
従って、歯車装置は、平衡位置になり、すなわち、内部ディスク３６１は、外部ディスク３８２と滑り合っている状態であり、ドライブシャフト１５の上をドライバ３２を移動させるトルクと等しいトルクを生成している。
【０１６０】
従って、ピニオン１３の回転速度がドライブシャフト１５の回転速度より速い時には、ドライブシャフト１５は、ピニオン１３と回転結合はしていない。
【０１６１】
上記のように、スタータモータ１のこの実施形態は、スタータモータ１のロータ３が過剰速度、または逆回転に駆動されるのを防ぐことができる。更に、このスタータモータ１では、結合システム３０がフリーホイールとしても動作するので、フリーホイールを有する必要がない。
【０１６２】
ピニオン１３を後退させる段階（すなわち、ピニオン１３が、活性位置から休止位置に変位する段階）を、以下で説明する。
【０１６３】
電気モータおよびスタータモータ１の接触子２３が給電されていない時には、接触子２３のコイルは、励起されてはおらず、ロータ３は、回転を駆動されてはいない。従って、可動コア２９は、固定コア２８の方に引かれることはなく、戻しばね２９０は、可動コア２９をスタータモータ１の前部の方向に押す。これは、制御ロッド２４と接触板２５とを同時に引くことにより、同時にフォーク２７を活性位置から不活性位置に移動させる。
【０１６４】
従って、フォーク２７は、同時に、プラー３９２によって、ピニオン１３を休止位置に移動させる。この後退段階の初期には、ピニオン１３は、歯車１００から解放され、休止位置に到達するまで移動する。この後退段階の間は、ピニオン１３は、ディスクストップ３８３、ディスク３８２、ディスク３６１、および肩３２２によって、ドライバ３２を後方に押す。
【０１６５】
第１の実施形態の別の例においては、リング３９および保持部分４１は、一体化されている。
【０１６６】
別の実施形態においては、プッシャー３９１およびプラー３９２は、２つの別々の部分である。図５は、この実施形態に対応している結合システム３０の第２の例における、ドライバ３２ａ、ディスク３６１、ディスク３８２、およびピニオン１３の構成を示す。結合システム３０の第２の実施形態は、以下に示す要素を除いて、構造的、また機能的に、上述した第１の結合システム３０と同一である。第１の実施形態の上述した例と同一の部分、システム、または装置には、同一の符号を付してある。
【０１６７】
図５に示す結合システム３０においては、プッシャー３９１ａは、ピニオン１３の駆動フランジ３８の一部に固定された（例えば、溶接によって）ワッシャーであり、ドライバ３２ａの肩３２２の背後に折り畳まれている。
【０１６８】
ドライバ３２ａは、肩３２２の他に、プラー３２５として機能する第２の肩３２５を備えている。従って、プラー３９２が駆動フランジ３８に接続されている、上述した第１の実施形態とは異なり、この実施形態の例では、プラー３２５は、ドライバ３２ａに接続されている。
【０１６９】
従って、ピニオン１３の後退段階の時には、ドライバ３２ａの２つの肩３２２、３２５の間のチャネルの中に両端部を有するフォーク２７は、最初は、第２の肩３２５によって、ドライバ３２ａが非結合位置に到達するまで、ドライバ３２ａだけを後方に移動させる。そして次に、最終的に、ドライバ３２ａの第１の肩３２２は、その支持側面３２３によって、プッシャー３９１ａを押して、従って同時に、駆動フランジ３８およびピニオン１３を、それらが休止位置に到達するまで、後方に移動させる。従って、上述した第１の例とは異なり、後退段階は、ディスク３６１、３８２が圧迫されていない時に行われる。事実、上述した例では、この後退段階の間に、ディスク３６１、３８２は、特に、ドライブシャフト１５の上をドライバ３２が後退することにより生ずる抵抗トルクによって圧迫される。
【０１７０】
この差によって、ピニオン１３がドライバ３２ａと結合していない状態で、ピニオン１３の歯が歯車１００の歯から離れることができるという利点がもたらされる。
【０１７１】
別の実施形態においては、ばねを形成している部分は、後部ディスク３６１、３８２と第１の肩３２２との間に取り付けられ、これにより、結合システム３０に対するトルクリミッタの機能を保証している。図６は、この実施形態に対応する第３の例におけるドライバ３２ａ、ディスク３６１、３８２、ピニオン１３、およびプッシャーを示す。
【０１７２】
第３の例は、以下で述べる要素に関して、上述した第２の例とは、構造的、かつ機能的に異なっている。上述した第１または第２の例と同一の部分、システム、または装置には、同一の符号が付してある。
【０１７３】
マルチディスククラッチ装置３６はまた、ばねワッシャー４３（弾性ワッシャーとも呼ばれ、「Ｂｅｌｌｅｖｉｌｌｅ（登録商標）」として公知である）を備えている。クラッチ装置３６はまた、剛性ワッシャー４５を備えている。どちらのワッシャー４３、４５も、ドライバ３２ａの第１の肩３２２と後部ディスク（最後のディスクとも呼ばれる）との間に配置されている。このばねワッシャー４３は、第１の肩３２２の圧力側面３２４に支持されており、剛性ワッシャー４５は、最後のディスクに対向している側面を有する。ばねワッシャー４３は、ディスク３６１、３８２に加えられた力を、所定の圧迫力にすることができる。剛性ワッシャー４５によって、この所定の力を、ディスク（特に、最後のディスク）の表面全体に分散させることができる。
【０１７４】
次に、このトルクリミッタの動作原理を説明する。
【０１７５】
ドライバ３２ａの前方への変位は、このばねワッシャー４３を弾性的に変形させる。この弾性変形によって、剛性ワッシャー４５には軸方向の力が加えられる。この軸方向の力は、ばねワッシャー４３の弾性変形に従って増加する。ディスク３６１、３８２に働く軸方向の力は、ドライバ３２の前方への移動距離、およびばねワッシャー４３の特性に関するパラメータの関数として知ることができる。従って、内部ディスク３６１と外部ディスク３８２との間が滑らない状態で、ドライバ３２ａのピニオン１３に対して伝達可能な最大トルクを、ばねワッシャー４３の弾性変形の関数として知ることも可能である。
【０１７６】
従って、この実施形態によって、ドライバ３２ａとピニオン１３との間で伝達可能な最大トルクを制限することが可能になる。この最大トルクは、事前に決められた値であり、この値は、内燃機関を始動させるのに必要な値よりは高く、また、ノッキングによる破損を起こす可能性がある値よりは低いことが望ましい。
【０１７７】
従って、ディスク３６１、３８２、および弾性（または、ばね）ワッシャー４３の特性を知ることにより、弾性ワッシャーの最大弾性変形を調整することによって、ディスクが滑らない状態で伝達可能な最大トルクを事前に決めることができる。ピニオン１３に対するドライバ３２ａの前方への移動距離を制限することにより、弾性変形の限界を調整することができる。この前方への移動距離は、図６に示すように、駆動フランジ３８の上のドライバストップ３８４と非結合位置にあるドライバ３２ａの前部側面との間の遊びＢに対応している。この例では、ドライバ３２ａの移動を制限するドライバストップ３８４は、ピニオン１３の後部端部とドライバ３２ａの前部端部との間の駆動フランジ３８の上に配置されている。
【０１７８】
１つの変形として、ばねワッシャー４３は、１つ以上のばね（例えば、スパイラル）で置き換えることができる。
【０１７９】
別の例においては、ばねワッシャー４３は、直接に、後部ディスクの上に置くことができる。従って、この場合には、装置は、ワッシャー４５は有していない。
【０１８０】
別の実施形態においては、結合システム３０は、駆動フランジ３８とピニオン１３との間に収容されているフリーホイールローラ装置４７を備えている。図７は、この実施形態に対応する第４の例におけるドライバ３２ａ、ディスク３６１、３８２、ピニオン１３、およびプッシャーを示す。
【０１８１】
第４の例は、以下に示す要素に関して、上述した第３の例とは構造的、かつ機能的に異なっている。第３の例と同一の部分、システム、または装置には、同一の符号を付してある。
【０１８２】
結合システム３０はまた、ピニオン１３と駆動フランジ３８との間に、ローラ４７ａを有するフリーホイールローラ装置４７を備えている。上述した別の実施形態とは異なり、駆動フランジ３８は、ピニオン１３から分離されている部分である。ピニオン１３は、その後部端部の所に円筒パス１３１を備えており、この後部端部は、フリーホイールローラ装置４７の一部となっている。駆動フランジ３８は、前部の所に空洞部分を備えており、この前部は、フリーホイールローラ装置４７の一部となっている。この空洞部分は、ローラ４７ａ、ばね（図示せず）、およびピニオンのパス１３１を収容している。各ローラ４７ａは、ピニオンのパス１３１と空洞部分の表面の上のワーキングランプ（ｗｏｒｋｉｎｇ  ｒａｍｐ）との間に取り付けられている。ローラ４７ａは、それぞれが、ワーキング位置と呼ばれる位置と自由位置と呼ばれる位置との間に対応するワーキングランプの中を変位することができる。ワーキングランプ、ばね、およびローラは、ピニオンのパス１３１の周りに角度に関して規則的に分布している。
【０１８３】
各ローラ４７ａは、ばね（図示せず）に接続され、このバネは、ローラ４７ａをワーキング位置に導く。ワーキング位置では、ローラ４７ａは、駆動フランジ３８をピニオンのパス１３１の方に回転するように結合させ、ワーキングランプとピニオンのパス１３１の外部表面との間に挟まれている。
【０１８４】
ドライバ３２ａが、駆動フランジ３８に結合し、電気モータがオンになると、ドライバ３２ａは、クラッチ装置３６、駆動フランジ３８、およびフリーホイール４７によって（すなわち、ワーキング位置にあるローラによって）、ピニオン１３を駆動して回転させる。
【０１８５】
始動の間には、過剰速度の段階（クランクシャフトがドライブシャフト１５の回転速度より高い回転速度で回転している時）があり、これは、特に熱エンジンのピストンチャンバの減圧段階で生ずる。この過剰速度段階の時には、ピニオンのパス１３１は、ワーキングランプの中にあるローラ４７ａを、次第に拡大する空間に向かって移動させる。各ローラ４７ａは、それらに対応しているばねを、ばねの自由位置に到達するまで圧縮することにより移動して行く。「自由位置」とは、ローラ４７ａは、既に、ピニオンのパス１３１に挟まれてはいないので、ローラ４７ａは、ピニオンのパス１３１を駆動フランジ３８に結合させていないという状態を意味している。
【０１８６】
従って、フリーホイールローラ装置４７によって、熱エンジンは、スタータモータ１の電気モータのロータ３を、始動の回転方向に駆動していないということを保証することが可能になる。従って、フリーホイール４７をピニオン１３とドライバ３２ａとの間に設置することにより、駆動フランジ３８をドライバ３２ａと連動させ続け、ピニオン１３の回転速度を、少なくとも、ドライブシャフト１５の回転速度に等しい値に合わせることができ、これにより、摩擦板の上の疲労を減少させることができる。
【０１８７】
このフリーホイールローラ装置４７は、熱エンジンを始動させる時、および過剰速度段階の時に、始動にかかる時間を減少させるのに特に有効である。事実、この過剰速度段階の後には、熱エンジンは、圧縮段階に移ることができ、この圧縮段階では、クランクシャフトの速度が下がる。この減速の間を通して、スタータモータ１は、クランクシャフトに対して、トルクおよび速度を取り戻させるように働く。しかし、図６に示す結合システム３０の場合には、この減速の間に、スタータモータがトルクを回復させる前に、ピニオン１３の回転速度は、一瞬の間、ドライブシャフト１５の回転速度を下回る。事実、この一瞬は、クラッチを活性化するためにドライバ３２ａが前方に移動している時に対応している。
【０１８８】
フリーホイールの場合には、過剰速度にある間を通して、ドライバ３２ａは、駆動フランジ３８と連動したままであり、ドライバ３２ａは、ドライブシャフト１５と同じ速度で回転する。従って、先に述べた前方に移動する時間はゼロである。従って、ピニオン１３がドライブシャフト１５の回転速度で回転すると直ぐに、ピニオン１３は、電気スタータモータによって回転駆動させられる。従って、この実施形態では、熱エンジンをより迅速に始動することができる。
【０１８９】
従って、このフリーホイール４７は、第３の例で述べた、結合システム３０がクラッチ装置３６（すなわち、トルクリミッタ）を備えている場合に特に有利である。事実、クラッチ時間（ドライバが前方に移動する時間）は、ばねワッシャー４３に弾性変形を与えようとする時間が必要になるので、トルクリミッタがない場合に比べて長くなる。従って、ばねワッシャー４３を使用しない結合システム３０は、トルクリミッタを有するクラッチ装置３６よりも、クラッチ時間が短くなる。
【０１９０】
熱エンジンを始動させるための、ピニオン１３を休止位置から結合位置へと前方に移動させる動作は（特に、同期する時の平衡段階における動作）は、フリーホイール４７がワーキング位置にあるので、図６に示す例と同様である。
【０１９１】
この実施形態の別の例においては、フリーホイール４７は、ローラではなくて、キャッチである。
【０１９２】
前の実施形態の別の例においては、ディスク３６１およびディスク３８２は、ノッチを備え、ドライバと駆動フランジ３８とは、スプロケットを備えている。
【０１９３】
前記した実施形態の１つの例においては、第１の肩３２２は、ドライバの外部表面の上に強固に取り付けられたリングである。
【０１９４】
前の実施形態の１つの例においては、プッシャーは、ドライブシャフト１５のＸ軸から離れて配置されている駆動フランジ３８の上にある肩である。この例では、フォーク２７は、他の例の場合よりも短く、従って、ドライバに直接に接触することはできない。
【０１９５】
前の実施形態の１つの例においては、ピニオン１３の変位システムは、ピニオン１３を活性位置に引き、またピニオン１３を休止位置に押す。この例では、ピニオン１３を移動させることができる、変位システムの可動部分は、例えば、磁化された部分を備えている。この磁化された部分は、少なくともピニオン１３を並進移動させるようになっている前部表面を有する。
【０１９６】
別の実施形態においては、結合システム３０は、コニカル摩擦クラッチ装置３６ａを備えている。図８は、この実施形態に対応している第５の例におけるドライブシャフトアセンブリ１５、ドライバ３２ｂ、ディスク３６１および３８２、ピニオン１３、およびプッシャーの断面図を示す。
【０１９７】
第５の例は、上述した第２の例とは、以下に示す要素に関して、構造的、かつ機能的に異なっている。上述した第１または第２の例と同一の部分、システム、または装置には、同一の符号を付してある。
【０１９８】
駆動フランジ３８ｂは、ピニオン１３と一体化されている。
【０１９９】
結合システム３０のドライバ３２ｂは、その肩３２２ｂの上にテーパを有する摩擦表面３２１ｂを備え、駆動フランジ３８ｂは、相補形状をしたテーパを有する接触表面３８１ｂを備えている。
【０２００】
図８に示す肩３２２ｂは、２つの異なる影を付けた２つのゾーンを備えている。これら２つのゾーンは、材料の差に対応している。第１のゾーン３２１１ｂは、摩擦を与えるようになっている材料を有する。このゾーン３２１１ｂは、テーパを有する摩擦表面３２１ｂの少なくとも１つの部分を備えている。第２のゾーンは、ドライバ３２ｂの残りの部分、特にタッピング３２０を形成するグルーブを備える部分と同一の材料でできている。
【０２０１】
この例では、テーパを有する摩擦表面３２１ｂは、外部表面であり、相補形状をしたテーパを有する接触表面３８１ｂは、内部表面である。
【０２０２】
この例では、駆動フランジ３８ｂは、テーパを有する接触表面３８１ｂを、駆動フランジ３８ｂの後部端部にある空洞の中に備えている。Ｘ軸における断面では、テーパを有する接触表面３８１ｂの直径は、駆動フランジ３８ｂの前部端部から後部端部に行くに従って大きくなっている。
【０２０３】
この例では、ドライバ３２ｂは、その肩３２２ｂの上に、相補形状をしたテーパを有する接触表面３２１ｂを備えている。このテーパを有する前部側面３２１ｂの直径は、ドライブシャフト１５のＸ軸に沿っての断面で、肩３２２ｂの後部側面から前部側面に移動するに従って小さくなっている。
【０２０４】
従って、これらの２つのテーパを有する表面は、摩擦で結合することができる。
【０２０５】
これら２つのテーパを有する表面は、互いに他方のテーパを有する側面と共同で動作して、駆動フランジ３８ｂとドライバ３２ｂとの間に、熱エンジンを始動させるのに十分なトルクを伝達することができる。
【０２０６】
従って、この実施形態においては、摩擦ディスクは存在しない。従って、ドライバ３２ｂとピニオン１３との結合は、ピニオン１３の前方への並進移動がブロックされ、テーパを有する２つの表面３２１ｂと３８１ｂとが互いに十分に押圧しあって、始動トルクを伝達した時に完了する。この押圧する力は、上記で他の実施形態に関して説明したように、ドライバ３２ｂの前方への移動によって伝達される。
【０２０７】
この実施形態によると、以前の実施形態と比較して、スタータモータに必要な軸方向への空間を減少させることができる。
【０２０８】
ドライバ３２ｂの肩３２２ｂの後部側面は、テーパを有する面を備え、支持側面３２３ｂを形成している。この支持側面３２３ｂは、駆動フランジ３８ｂに接続されたプッシャー３９１ｂを押圧することができる。この実施形態においては、プッシャー３９１ｂは、駆動フランジ３８ｂの上に、保持部分４１ｂによって固定されているワッシャーであり、肩３２２ｂの支持側面３２３ｂに対向している側面を有する。
【０２０９】
結合システム３０の他の要素は、結合システムの他の例と同一であり、同様に構成されている。すなわち、ドライバ３２ｂは、ドライブシャフト１５のスレッド３４に対して相補形状をしたスパイラルタッピング３２０を常に備えている。プラー３２５は、ドライバ３２ｂまたは駆動フランジ３８ｂに、上述した例の場合と同じ様式で接続することができる。図８に示すように、この例では、プラー３２５ａは、ドライバ３２ｂの外部表面の上に強固に取り付けられているワッシャー３２５ａである。
【０２１０】
図８はまた、ピニオン１３とドライブシャフト１５との間の結合関係を詳細に示している。この結合関係はまた、以前に記述した実施形態の全ての例に対する、ピニオン１３とドライブシャフト１５との間の結合関係と同じであってもよい。この結合関係に関わる要素と動作原理とを、以下で説明する。
【０２１１】
結合システム３０はまた、ピニオン１３とドライブシャフト１５との間に位置するニードルローラベアリング１５１を備えることができる。複数のニードルローラベアリング１５１を備えることもでき、図１、図３および図４に示す例では、２つである。この１つまたは複数のローラベアリング１５１は、ピニオン１３の開口の中に強固に取り付けられており、ドライブシャフト１５の上を滑るようになっている。図７に示す別の実施形態においては、ピニオン１３は、ニードルローラベアリングを使用せずに、ドライブシャフト１５の上に直接に取り付けられている。
【０２１２】
別の実施形態においては、結合システム３０は、ロータシャフト５とドライブシャフト１５との間に取り付けられている。この実施形態においては、ドライブシャフト１５は、ピニオン１３に接続され、少なくとも１つの方向にピニオン１３と共に回転するようになっている。
【０２１３】
別の実施形態においては、結合システム３０は、電磁気変位手段を備え、これにより、摩擦クラッチ装置３６、３６ａを活性化する。例えば、電磁気変位手段は、スタータモータ１のハウジングに固定された固定コイルを備えることができる。このコイルは、ドライブシャフト１５の少なくとも１つの方向に回転するように接続されている摩擦表面を備えた磁気部分を、ピニオン１３の少なくとも１つの方向に回転するよう接続されている別の部分の摩擦表面に向かって移動させるように構成されている。
【０２１４】
別の実施形態においては、変位システムは液圧式である。
【０２１５】
別の実施形態においては、クラッチ装置は単一ディスクである。この実施形態では、ディスクストップ３８３と肩３２２との間に、単一のディスクが設けられる。ディスクは、駆動フランジ３８またはドライバ３２ｂと回転接続することができ、圧力側面３２４またはディスクストップ３８３は、相互に摩擦表面を形成し、クラッチ動作を保証している。
【０２１６】
言うまでもなく、本発明は、上述した望ましい実施形態に限定されるものではない。
【０２１７】
特に、ドライバを変位させる他の手段、およびピニオンを変位させる他の手段を採用することも可能である。結合システムは、任意のタイプのクラッチ装置を備えることができ、また、電気モータとピニオンとの間の任意の位置に配置することもできる。スタータモータはまた、ドライブシャフトとロータシャフトとの間に１つ以上のシャフトを備えることができる。
【０２１８】
上記した他の実施形態も、それらが添付の特許請求の範囲から由来する限りにおいて、本発明の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０２１９】
１  スタータモータ
３  ロータ
５  ロータシャフト
５ａ  ローラ
７  ステータ
９  コレクタ
１１  ボディー
１１ａ  前部ベアリング
１１ｂ  後部ベアリング
１３  ピニオン
１５  ドライブシャフト
１５ａ  ニードルローラベアリング
１７  減速機  
１９ａ、１９ｂ  ブラシ
２１ａ、２１ｂ  端子
２３  接触子
２４  可動制御ロッド
２５  可動接触板
２６  固定コイル
２７  フォーク
２８  固定コア
２９  可動コア
３０  結合システム
３２、３２ａ、３２ｂ  ドライバ  
３４  スレッドスパイラル
３６  クラッチ装置
３６ａ  コニカル摩擦クラッチ装置
３８、３８ｂ  駆動フランジ
３９  リング
４１、４１ｂ  保持部分
４３  ばねワッシャー
４５  剛性ワッシャー
４７、４７ａ  ローラ
１００  歯車
１３１  円筒パス
１５０  ピニオンストップ
１５１  ニードルローラベアリング
２４１  可動ロッド
２９０  戻しばね
２９１  歯対歯ばね
３２０  タッピングスパイラル
３２１  ノッチ
３２１ｂ  テーパ摩擦表面
３２１１ｂ  第１のゾーン
３２２、３２２ｂ  肩
３２３、３２３ｂ  支持側面
３２４  圧力側面
３２５、３２５ａ  プラー
３６１  内部ディスク
３６１ａ  スプロケット
３６１ｂ  摩擦表面
３８１  ノッチ
３８１ｂ  接触表面
３８２  外部ディスク
３８２ａスプロケット
３８２ｂ  相補形状テーパ摩擦表面
３８３  ディスクストップ
３８４  ドライバストップ
３９１、３９１ａ、３９１ｂ  プッシャー
３９２  プラー
３９３  ディスクストップ
Ｘ  軸
Ａ、Ｂ  遊び
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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2013532794.tif 000016
2013532794.tif 000017
2013532794.tif 000018
2013532794.tif 000019
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