(57)【要約】    【課題】内燃エンジンの始動装置において、始動胴とクランク軸との連結、連結解除を確実にさせる。    【解決手段】本発明は内燃エンジンの始動装置に関わる。少なくとも１つのラチェット機構（１３，２３）を介して内燃エンジンのクランク軸（３）と連結可能な始動胴を有している。ラチェット機構（２３）は回動可能に支持される少なくとも１つの爪（２５）を有し、爪（２５）は第１の位置（４４）で伝動部材（１９）と協働して始動胴をクランク軸（３）と連結させ、第２の位置（４５）でクランク軸（３）と始動胴との連結を解除させる。爪（２５）の回動軸線（２９）の半径方向外側に壁（２８）が配置され、爪（２５）と壁（２８）との間に隙間（３４）が形成されている。本発明によれば、隙間（３４）の幅（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）は爪（２５）の回動時に変化する。    【選択図】図３
2005083385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのラチェット機構（１３，２３）を介して内燃エンジンのクランク軸（３）と連結可能な始動胴を有し、ラチェット機構（２３）が回動可能に支持される少なくとも１つの爪（２５）を有し、爪（２５）が第１の位置（４４）で伝動部材（１９）と協働して始動胴をクランク軸（３）と連結させ、第２の位置（４５）でクランク軸（３）と始動胴との連結を解除させ、爪（２５）の回動軸線（２９）の半径方向外側に壁（２８）が配置され、爪（２５）と壁（２８）との間に隙間（３４）が形成されている、内燃エンジンの始動装置において、
隙間（３４）の幅（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）が爪（２５）の回動時に変化することを特徴とする始動装置。
【請求項２】
爪（２５）がクランク軸（３）の回転軸線（４３）に関し半径方向外側へ回動するときに隙間（３４）が小さくなり、半径方向内側へ回動するときに大きくなることを特徴とする、請求項１に記載の始動装置。
【請求項３】
伝動部材（１９）が爪（２５）の半径方向内側に配置され、爪（２５）が伝動部材（１９）の方向に弾性付勢されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の始動装置。
【請求項４】
爪（２５）がクランク軸（３）と相対回転不能に結合されているファンホイール（２）で支持されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一つに記載の始動装置。
【請求項５】
爪（２５）がその支持領域に凸状の外壁（３３）を有し、壁（２８）が爪（２５）の領域において凹状に形成されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載の始動装置。
【請求項６】
隙間（３４）が爪（２５）の外周の少なくとも６０゜にわたって、特に１２０゜以上にわたって、支持領域に延在していることを特徴とする、請求項５に記載の始動装置。
【請求項７】
隙間（３４）の第１の端部（４６）が第２の端部（４７）よりも幅広であることを特徴とする、請求項５または６に記載の始動装置。
【請求項８】
壁（２８）が爪（２５）の支持領域で円弧状に形成されていることを特徴とする、請求項５から７までのいずれか一つに記載の始動装置。
【請求項９】
爪（２５）の外壁（３３）が支持領域で楕円形に形成され、爪（２５）の回動軸線（２９）が壁（２８）の円弧部分の中心に位置していることを特徴とする、請求項８に記載の始動装置。
【請求項１０】
壁（２８）が周回壁であり、爪（２５）が壁（２８）の半径方向内側に配置されていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一つに記載の始動装置。
【請求項１１】
壁（２８）がファンホイール（２）に配置され、爪（２５）がファンブレード（４８）から切り離されていることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか一つに記載の始動装置。
【請求項１２】
伝動部材（１９）が爪（２５）と協働する少なくとも１つのロック凹部（４１）を有していることを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか一つに記載の始動装置。
【請求項１３】
ラチェット機構（２３）が２つの爪（２５）と４つのロック凹部（４１）とを有していることを特徴とする、請求項１２に記載の始動装置。
【請求項１４】
始動胴がロープスターターのロープ胴（４）であることを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか一つに記載の始動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つのラチェット機構を介して内燃エンジンのクランク軸と連結可能な始動胴を有し、ラチェット機構が回動可能に支持される少なくとも１つの爪を有し、爪が第１の位置で伝動部材と協働して始動胴をクランク軸と連結させ、第２の位置でクランク軸と始動胴との連結を解除させ、爪の回動軸線の半径方向外側に壁が配置され、爪と壁との間に隙間が形成されている、内燃エンジンの始動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１から知られている内燃機関の始動装置では、始動胴がラチェット機構を介して内燃エンジンのクランク軸と連結されている。始動ロープを引っ張ると、始動胴はクランク軸と連結し、エンジンのシリンダ内にあるピストンは回転により往復動する。始動ロープのストロークが終了すると、始動胴はラチェット機構を介してクランク軸との連結を解除され、始動ロープは始動胴のほうへ引っ張られて元の位置へ戻る。ラチェット機構の爪はその支持領域で一部を壁によって取り囲まれている。爪とこの壁との間に塵埃が集積することがあり、爪の回動を困難にし、或いは阻害する。この場合始動装置と内燃エンジンのクランク軸との確実な連結、連結解除は保証されていない。
【０００３】
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許第４１３５４０５Ｃ２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、この種の内燃エンジンの始動装置において、始動胴とクランク軸との連結、連結解除を確実にさせることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、請求項１によれば、爪と前記壁との間に形成されている隙間の幅が爪の回動時に変化することによって解決される。
【０００６】
爪の回動時に隙間課の幅が変化することにより、隙間の幅が狭くなると塵埃が圧縮され、或いは隙間から押し出される。爪が元の位置へ復帰回動すると、隙間の中にある塵埃は弛緩して隙間から落下する。このように隙間の幅が変化することにより始動装置の耐用期間を著しく向上させることができる。始動装置は塵埃の影響を受けず、始動装置のクリーニングのコストが著しく低減する。
【０００７】
爪が半径方向外側へ回動するときに隙間が小さくなり、半径方向内側へ回動するときに大きくなるのが有利である。なお「半径方向」とは、クランク軸の回転軸線に関わるものである。爪の外側への回動は遠心力によって発生する。この場合大きな力が伝動部材に発生するので、存在する塵埃を好適に圧縮させ、或いは隙間から押し出すことができる。爪が元の位置へ復帰回動する場合、たとえば復帰ばねにより発生する力は非常に小さい。復帰回動の際には塵埃を押し出す力は必要ないので、確実な作動が保証されている。伝動部材が爪の半径方向内側に配置され、爪が伝動部材の方向に弾性付勢されているのが有利である。このようにすると、爪の外側への回動運動は伝動部材によっても促される。爪はクランク軸と相対回転不能に結合されているファンホイールで支持されているのが合目的である。
【０００８】
塵埃を好適に除去するには、爪がその支持領域に凸状の外壁を有し、壁が爪の領域において凹状に形成されているのが有利である。この場合、隙間が爪の外周の少なくとも６０゜にわたって、特に１２０゜以上にわたって、支持領域に延在しているのが有利である。その際壁は爪の汚染を外側から防止し、特に塵埃の大きな粒子から防護する。塵埃の好適な除去を可能にするため、隙間の第１の端部は第２の端部よりも幅広である。隙間の幅を変化可能にするには、壁が爪の支持領域で円弧状に形成されていることにより簡単に達成できる。爪の外壁が支持領域で楕円形に形成され、爪の回動軸線が壁の円弧部分の中心に位置しているのが合目的である。これにより、爪の回動運動を介して支持領域での爪の外壁と壁との間隔が変化する。爪を好適に保護するため、壁が周回壁であり、爪が壁の半径方向内側に配置されているのが有利である。これにより、壁は爪と伝動部材とを配置したハウジングを形成する。この場合壁は特にファンホイールに配置され、爪をファンブレードから切り離している。
【０００９】
爪と伝動部材とを確実に連結させるため、伝動部材は爪と協働する少なくとも１つのロック凹部を有している。ラチェット機構が２つの爪と４つのロック凹部とを有しているのが有利である。これにより次のロック凹部までの回動経路が短くて済む。始動胴は特にロープスターターのロープ胴である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明の実施形態を添付の図面を用いて詳細に説明する。
図１に図示した始動装置１は内燃エンジンを始動するために使用し、ケーシング５内に配置されており、特にパワーソー、送風機等の手で操縦される作業機のケーシング内に配置されている。始動装置１はロープ胴４を有している。ロープ胴４は該ロープ胴の周溝３６に配置されるスターターロープ（図示せず）を介して回転させることができる。ロープ胴４はケーシングに固定の軸７で回転可能に支持されている。軸７はケーシング５に鋳造した足部８を有している。ロープ胴４は復帰ばね９を介してケーシング５と結合されている。ロープ胴４の復帰ばね９とは逆の側には第１のラチェット機構１３が配置されている。第１のラチェット機構１３はロープ胴４に回動可能に支持されている爪１４を有している。爪１４とロープ胴４とはロープ胴４の回転軸線４３の方向において案内湾曲体１５により軸７に固定されている。爪１４はロープ胴４のハブ３７の外周に配置されている。爪１４の半径方向外側には縁１６が配置され、縁１６はロープ胴４に隣接するように軸７上に配置された中間ばね１０のケース１１からロープ胴４の方向へ延びている。ケース１１はニードル軸受１７とフリーホイール１８とを用いて軸７に回転可能に配置されている。フリーホイール１８により軸７に対するケース１１の回転は１方向にのみ可能である。中間ばね１０のケース１１は容器状に形成されており、ロープ胴４とは逆の側でカバー１２により閉鎖されている。カバー１２は薄板として形成されている。ケース１１は軸７の領域にフランジ２１を有している。フランジ２１はロープ胴４とは逆の側に延在しており、フランジ２１の内周にはニードル軸受１７とフリーホイール１８とが配置されている。フランジ２１の外周には伝動部材１９が回転可能に支持されている。コイルばねとして形成されている中間ばね１０は一端をケース１１に固定され、他端を伝動部材１９に固定されている。伝動部材１９は軸７の軸線方向においてスナップリング２０により位置固定されている。
【００１１】
伝動部材１９はファンホイール２の領域に延在している。ファンホイール２は、伝動部材１９側に、回転軸線４３に平行に延びる周回壁２８を有している。回転軸線４３はロープ胴４とケース１１と伝動部材１９とファンホイール２とクランク軸３に共通の回転軸線である。ファンホイール２の周回壁２８には２つの爪２５が回動可能に支持されている。これらの爪２５は伝動部材１９とともに第２のラチェット機構２３を形成している。爪２５は支持ピン２４上に配置され、スナップリング２６により支持ピン２４の軸線方向に位置固定されている。爪２５はそれぞれ回転ばね２７を有し、該回転ばねにより伝動部材１９の方向へ付勢されている。爪２５と壁２６との間にして爪２５の支持部の領域には隙間３４が形成されている。ファンホイール２はクランク軸３と相対回転不能に連結されている。ケーシングカバー５には通気穴６が設けられ、これらの通気穴６を通じてファンホイール２が冷気を吸い込んで内燃エンジンへ搬送する。
【００１２】
内燃エンジンを始動させるため、スターターロープを介してロープ胴４を回転させる。この回転運動は第１のラチェット機構１３を介して中間ばね１０のケース１１へ伝わる。伝動部材１９は第２のラチェット機構２３を介してクランク軸３と連結されている。ピストンによる反作用力のために中間ばね１０は緊張し、伝動部材１９は止まっている。スターターロープの最初の行程の後、ロープ胴４は復帰ばね９により逆方向へ回転し、スターターロープは再びロープ胴４に巻き付けられる。巻き付きの際、フリーホイール１８が設けられているためにケース１１は第１のラチェット機構１３により駆動されない。したがって爪１４は縁１６に沿って滑動する。このようにして複数回の始動行程を反復することができ、その間、中間ばね１０は何度も緊張する。中間ばね１０の弾性力が増してくると、内燃エンジンのピストンはクランク軸３を介して運動し、内燃エンジンの燃焼室にある空気を何度も圧縮させる。ピストンが上死点に達すると、これ以上の圧縮は必要ないので、必要とされる力は減少する。中間ばね１０は弛緩し、クランク軸３を安定に回転駆動させる。これにより内燃エンジンの確実な始動を保証することができる。ファンホイール２がある程度の速度に達すると、第２のラチェット機構２３の爪２５は遠心力のために外側に位置し、その結果ファンホイール２と伝動部材１９との連結が解除される。
【００１３】
図２は第１のラチェット機構１３の分解斜視図である。爪１４は壁２２の領域に支持されている。壁２２は爪１４をその支持領域において取り囲んでいる。壁２２と爪１４との間に塵埃が集積することがあり、爪１４の回転運動を阻害する。爪１４と壁２２との間に形成されている隙間は、作動時におけるこの隙間の幅が爪１４の回動時に変化し、その結果隙間内に集積している塵埃が圧縮されて隙間から押し出されるように構成されている。爪１４には、案内湾曲体１５で案内されるピン３５が配置されている。爪１４と案内湾曲体１５との間には案内板３８が配置され、案内板３８は爪１４をロープ胴４とは逆の側において案内する。案内湾曲体１５は図１に図示した軸７に固定されており、案内板３８を介して爪１４を軸線方向において位置固定している。この場合、軸７はロープ胴４のハブ３７を貫通、突出する。爪１４が外側へ回動すると、ピン３５は案内湾曲体１５内で移動する。案内湾曲体１５の形状のために、爪１４は当初ある程度の力で案内湾曲体１５に対し押圧されないと、案内湾曲体１５に設けた屈曲部４９を克服することができない。これにより、爪１４を外側へ回動させるために必要な遠心力を生じさせることができる。
【００１４】
図３と図４はファンホイール２に設けた第２のラチェット機構２３の爪２５を示したもので、図３では爪２５は第１の位置４４で図示されている。爪２５は回動軸線２９のまわりに回動可能に支持ピン２４で支持されている。回動軸線２９はクランク軸３の回転軸線４３に平行に延びている。中心軸線２９は半径方向においてクランク軸３の回転軸線４３の外側に配置されている。爪２５の半径方向外側には、ファンホイール２の周回壁２８が延在している。周回壁２８は爪２５をファンホイール２のファンブレード４８から切り離しており、したがって大きな塵埃が爪２５の領域に達するのを阻止している。
【００１５】
周回壁２８と爪２５の外壁３３との間には隙間３４が形成されている。爪２５の外壁３３は支持部の領域に凸状に形成されており、周回壁２８は外壁３３側に凹状に形成されている。したがって隙間３４は円弧状の構成を有する。隙間３４の幅ｂは、該隙間３４の第１の端部４６のほうが第２の端部４７よりも大きい。この場合幅ｂが第１の端部４６と第２の端部４７との間で連続的に減少しているのが有利である。周回壁２８は円弧状に形成され、円弧の中心は回動軸線２９上にある。爪２５の外壁３３は楕円形に形成され、この場合外壁３３と回動軸線２９との間隔は隙間３４の第１の端部４６から第２の端部４７のほうへ減少している。しかし、爪２５の外壁を支持部の領域において円弧状に形成し、爪２５の回動軸線２９を外壁３３の円弧に対し偏心して配置するのも合目的である。
【００１６】
爪２５は隙間３４の第１の端部４６の領域に突起３０を有している。爪２５の回転方向において内側には、すなわち図３で時計方向には、周回壁２８に第１のストッパー３１が配置されている。伝動部材１９が爪２５の領域に配置されていない場合に、この第１のストッパー３１に対し爪２５が図１に図示した回転ばね２７により押圧される。爪２５は支持部とは反対側の端部に配置されるロック突起４２を有している。ロック突起４２は半径方向内側へ伝動部材１９のほうへ延びている。爪２５は反対側に、周回壁２８側に第２のストッパー３２を有している。第２のストッパー３２は周回壁２８と協働し、爪２５が外側へ回動した位置で周回壁２８に当接する。
【００１７】
図４は爪２５が第２の位置４５にあるときを図示したもので、この位置では第２のストッパー３２が周回壁２８に当接している。隙間３４はその第１の端部４６で幅ｄを有し、この幅ｄは図３に図示した幅ｂよりも狭い。隙間３４は第２の端部４７で幅ｃを有し、この幅ｃは図３に図示した幅ａよりも狭い。したがって、爪２５が図３に図示した第１の位置４４から図４に図示した第２の位置４５へ回動すると隙間３４の幅が減少する。これにより、隙間３４に集積した塵埃が圧縮され、および／または、隙間３４から押し出される。隙間３４の幅ａは爪２５が外側へ回動したときの幅ｃの３倍ないし６倍であるのが有利であり、爪２５が内側へ回動したときの幅ｂは爪２５が外側へ回動したときの幅ｄの１％ないし２０％以上であるのが有利である。これにより、隙間３４に集積した塵埃の圧縮態様を隙間３４の長さ方向において異ならせることができる。したがって隙間３４からの塵埃の押し出しが可能になる。幅ｃはほほ０．１ｍｍないし０．２ｍｍ、幅ｂはほぼ１ｍｍないし１．５ｍｍ、幅ｄはほぼ０．３ｍｍないし０．７ｍｍ、幅ａはほぼ０．３ｍｍないし０．７ｍｍ、幅ｄはほぼ１．２ｍｍないし１．６ｍｍであるのが有利である。
【００１８】
図５は図１の矢印Ｖ方向に見た伝動部材１９の平面図である。伝動部材１９はカム輪郭部３９を有し、全部で４つのロック凹部４１を有している。ロック凹部４１は回転軸線４３に関し回転対称に配置されている。爪２５はそのロック突起４２によりロック凹部４１にロックすることができ、したがってファンホイール２を伝動部材１９と相対回転不能に結合させる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による始動装置の断面図である。
【図２】第１のラチェット機構の分解斜視図である。
【図３】第２のラチェット機構を図１の矢印ＩＩＩ方向に見た平面図である。
【図４】爪を備えた図３のラチェット機構を第２の位置で示した図である。
【図５】図１の矢印Ｖ方向に見た伝動部材の平面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１                  始動装置
２                  ファンホイール
３                  クランク軸
４                  ロープ胴
１３                第１のラチェット機構
１９                伝動部材
２３                第２のラチェット機構
２５                爪
２８                周回壁
２９                爪２５の回動軸線
３３                爪２５の外壁
３４                隙間
４１                ロック凹部
４３                クランク軸３の回転軸線
４６                隙間３４の第１の端部
４７                隙間３４の第２の端部
４８                ファンブレード
【図１】
2005083385.tif 000003
【図２】
2005083385.tif 000004
【図３】
2005083385.tif 000005
【図４】
2005083385.tif 000006
【図５】
2005083385.tif 000007