JP2003120482A

JP2003120482A - スタータ

Info

Publication number: JP2003120482A
Application number: JP2001309337A
Authority: JP
Inventors: Masami Niimi; 正巳新美
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-10-05
Filing date: 2001-10-05
Publication date: 2003-04-23
Also published as: US6720668B2; DE10245542B4; US20030067172A1; DE10245542A1

Abstract

(57)【要約】【課題】ピニオン６の回転規制を行う回転規制手段の
摩耗を低減することにより、スタータの寿命低下を防止
すること。【解決手段】ピニオン６を回転規制する回転規制手段
は、フランジ部２３の外周面に円弧状の凹部２５が周方
向に連続して設けられた被係合部と、ピニオン６を回転
規制する際に、凹部２５に入り込んで被係合部に係合す
る係合部材２６とで構成される。被係合部には、周方向
に隣接する凹部２５同士の間にローラ室が略半円状に凹
設され、このローラ室に円柱形を有するローラ２８が回
転自在に保持されている。これにより、係合部材２６が
ローラ２８を乗り越える際に、係合部材２６に対しロー
ラ２８が回転して転がり接触となるので、係合部材２６
がローラ２８を乗り越える際に生じる摩擦力が大幅に低
減されて、双方の摩耗を抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転規制されたピ
ニオンをヘリカルスプラインの作用により押し出してリ
ングギヤに噛み合わせる回転規制噛合い式スタータに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として、例えば特開平９−４９
４７６号公報に記載されたスタータがある。このスター
タは、出力軸にヘリカルスプライン嵌合するピニオン
と、モータが始動する前にピニオンの回転を規制する規
制部材とを有し、この規制部材により回転規制されたピ
ニオンをヘリカルスプラインの作用により押し出してエ
ンジンのリングギヤに噛み合わせる方式である。なお、
規制部材は、ピニオンの外径部に設けられた凹部（周方
向に連続して設けられている）に入り込んで係合するこ
とによりピニオンの回転規制を行い、ピニオンがリング
ギヤに噛み合うと、回転規制を解除する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の公知
技術では、例えばエンジン始動後にユーザが誤ってスタ
ータを作動させると、既に高速で回転しているリングギ
ヤに対しピニオンが噛み合うことができないため、ピニ
オンが規制部材に回転規制されながら強制的に回転を継
続することになる。この時、規制部材は、周方向に隣接
する凹部同士の間にある凸部を乗り越えながら周方向に
連続する凹部に出入りを繰り返すことになるため、規制
部材と凸部の双方に摩耗を生じる。これにより、両者の
摩耗が進行すると、ピニオンの回転規制が困難となり、
結果的にスタータの寿命低下を招くという問題が生じ
る。

【０００４】本発明は、上記事情に基づいて成されたも
ので、回転規制されたピニオン移動体をヘリカルスプラ
インの作用により押し出してピニオンギヤをリングギヤ
に噛み合わせる方式のスタータにおいて、ピニオン移動
体の回転規制を行う回転規制手段（被係合部と係合部
材）の摩耗を低減することにより、スタータの寿命低下
を防止することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】（請求項１の発明）本発
明の回転規制手段は、ピニオン移動体の外径部に複数の
凹部が周方向に連続して設けられた被係合部と、ピニオ
ン移動体を回転規制する際に、凹部に入り込んで被係合
部に係合する係合部材とを具備し、被係合部と係合部材
の少なくとも一方には、係合部材が凹部に入り込んでい
る状態で、ピニオン移動体が出力軸から強制的に回され
た時に、係合部材が凹部から抜け出して隣接する他の凹
部へ入り込む間に生じる摩擦力を低減する摩擦力低減手
段を具備している。

【０００６】この構成によれば、係合部材が凹部に入り
込んでいる状態でピニオン移動体が出力軸から強制的に
回された時（例えば、エンジン始動後にユーザが誤って
スタータを作動させた場合）に、摩擦力低減手段によっ
て係合部材と被係合部の摩耗を低減できる。その結果、
回転規制手段によるピニオン移動体の回転規制を確実に
行うことができ、スタータの寿命低下を抑制できる。

【０００７】（請求項２の発明）請求項１に記載したス
タータにおいて、摩擦力低減手段は、被係合部と係合部
材との少なくとも一方に回転自在に設けられた回転体で
あり、係合部材が被係合部の周方向に隣合う凹部同士の
間に設けられる凸部を乗り越える際に、回転体が他方に
対して転がり接触する。これにより、例えば被係合部
（または係合部材）に設けられる回転体が係合部材（ま
たは被係合部）に対し転がり接触するので、係合部材が
凸部を乗り越える際に生じる摩擦力が大幅に低減され
て、双方の摩耗が抑制される。

【０００８】（請求項３の発明）請求項２に記載したス
タータにおいて、回転体は、被係合部と係合部材の両方
に設けられ、且つ焼入れを施した中〜高炭素鋼または焼
結金属材によって形成されている。この場合、焼入れに
よって回転体の表面硬さが増大するため、回転体の摩耗
を更に低減できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。（第１実施例）図４はスタータ１の全体図である。本実
施例のスタータ１は、図４に示す様に、回転力を発生す
るモータ２、このモータ２の通電電流をON/OFF制御する
電磁スイッチ３、モータ２の回転軸（アーマチャシャフ
ト９ａ）と同軸に配された出力軸５、モータ２の回転速
度を減速する減速装置（下述する）、減速装置と出力軸
５との間に設けられる周知の一方向クラッチ（図示しな
い）、出力軸５上に配置されるピニオン６、及びピニオ
ン６の回転を規制する回転規制手段（下述する）等より
構成される。

【００１０】モータ２は、ヨーク７、界磁石８（永久磁
石）、アーマチャ９、ブラシ１０等より構成される周知
の直流電動機であり、電磁スイッチ３によってモータ２
の通電回路が閉成されると、ブラシ１０を介してアーマ
チャ９に通電される。出力軸５は、自身の先端部が軸受
１１を介してハウジング１２に回転自在に支持され、後
端側が図示しない軸受を介してセンタケース１３に回転
自在に支持されている。この出力軸５には、ヘリカルス
プライン５ａが形成されている。センタケース１３は、
ハウジング１２とモータ２のヨーク７との間に挟持さ
れ、減速装置の周囲を覆っている。

【００１１】電磁スイッチ３は、図４に示す様に、モー
タ２の反ピニオン側に配置されて、その外周をエンドフ
レーム１４に覆われている。この電磁スイッチ３は、IG
キー（図示しない）の投入によって通電されるコイル１
５、このコイル１５の内周に摺動自在に嵌挿されるプラ
ンジャ１６、及びプランジャ１６に具備される可動接点
１７等を有し、コイル１５が発生する磁力を受けてプラ
ンジャ１６が吸引されると、可動接点１７がモータ接点
１８（一組の固定接点）に当接してモータ２の通電回路
を閉成する。

【００１２】減速装置は、アーマチャシャフト９ａの先
端部に形成されるサンギヤ１９、リング状のインターナ
ルギヤ２０、サンギヤ１９とインターナルギヤ２０とに
噛み合う複数の遊星ギヤ２１等より構成される遊星歯車
減速装置である。この減速装置は、アーマチャ９の回転
によりサンギヤ１９が回転すると、サンギヤ１９とイン
ターナルギヤ２０とに噛み合う遊星ギヤ２１が自転運動
しながらサンギヤ１９の外周を公転運動し、その公転運
動がアーマチャ９の回転速度より減速されて一方向クラ
ッチに伝達される。

【００１３】ピニオン６は、エンジン始動時にリングギ
ヤ（図示しない）と噛み合うギヤ（ピニオンギヤ６ａと
呼ぶ）を有し、出力軸５のヘリカルスプライン５ａに噛
み合って出力軸５上を軸方向に移動可能に設けられ、ス
プリング２２によってモータ側（図４の右側）へ付勢さ
れている。ピニオン６の後端側（モータ側）には、図１
（ｂ）に示す様に、ピニオン６のギヤ外径より大きいフ
ランジ部２３が一体に設けられ、更にフランジ部２３の
後端面には、プレート２４が回転自在に装着されてい
る。

【００１４】回転規制手段は、フランジ部２３の外周面
に円弧状の凹部２５が周方向に連続して設けられた被係
合部Ａ（図２参照）と、ピニオン６を回転規制する際
に、凹部２５に入り込んで被係合部Ａに係合する係合部
材２６とで構成される。被係合部Ａには、図２及び図３
に示す様に、周方向に隣接する凹部２５同士の間にロー
ラ室２７が略半円状に凹設され、このローラ室２７に円
柱形を有するローラ２８が回転自在に保持されている。
なお、ピニオン６の回転遠心力によりローラ２８がロー
ラ室２７から飛び出すことを防止するために、ローラ室
２７の開口幅ｗはローラ２８の直径ｄより小さく設定さ
れている。また、ローラ室２７の軸方向（フランジ部２
３の厚さ方向）両側には、かしめ部２９が４箇所設けら
れて、ローラ２８の軸方向の抜け止めが成されている。

【００１５】係合部材２６は、金属棒材を環状に曲げて
形成された金属環体３０の一端部を略直角に曲げ起こし
て設けられ、図１に示す様に、フランジ部２３の外周面
に近接して軸方向に配置されている。この係合部材２６
は、ピニオンギヤ６ａがリングギヤと完全に噛み合う位
置までピニオン６が出力軸５上を前進した時点で、被係
合部Ａの凹部２５から外れてピニオン６の回転規制を解
除できる様に、係合部材２６の軸方向長さが設定されて
いる。

【００１６】金属環体３０は、軸方向の移動が規制され
た状態で上下方向に移動可能に保持され、図示しない復
帰スプリングによって図４に示す上端位置に付勢されて
いる。また、この金属環体３０は、自身の他端部３０ａ
がワイヤ等の紐状部材３１によって電磁スイッチ３のプ
ランジャ１６に連結されている。これにより、金属環体
３０は、プランジャ１６が吸引されると、復帰スプリン
グの付勢力に抗して図示下方へ引き下げられ、コイル１
５への通電が停止して吸引力が消滅すると、復帰スプリ
ングの付勢力で図４に示す上端位置へ復帰する。

【００１７】次に、本実施例の作動を説明する。IGキー
の投入により電磁スイッチ３のコイル１５に通電されて
プランジャ１６が吸引されると、紐状部材３１を介して
金属環体３０が引き下げられるため、係合部材２６がフ
ランジ部２３の被係合部Ａに設けられた凹部２５に入り
込んでピニオン６を回転規制する。その後、可動接点１
７がモータ接点１８に当接してモータ２の通電回路が閉
成されると、アーマチャ９に通電されてアーマチャ９が
回転し、そのアーマチャ９の回転速度が減速装置で減速
された後、一方向クラッチを介して出力軸５に伝達され
る。

【００１８】出力軸５が回転すると、係合部材２６によ
って回転規制されているピニオン６にヘリカルスプライ
ン５ａを介してスラスト力が付与されるため、ピニオン
６が回転規制された状態で出力軸５上を前進してリング
ギヤに当接する。ここで、一旦ピニオン６の前進が停止
するため、出力軸５からヘリカルスプライン５ａを介し
てピニオン６に回転力が付与される。その結果、ピニオ
ン６は、凹部２５に入り込んでいる係合部材２６を撓ま
せながら強制的に回され、ピニオンギヤ６ａがリングギ
ヤと噛み合い可能な位置まで回転すると、再度出力軸５
上を前進してピニオンギヤ６ａとリングギヤとの噛み合
いを行う。

【００１９】ピニオンギヤ６ａがリングギヤと完全に噛
み合うと、係合部材２６がフランジ部２３の凹部２５か
ら外れてピニオン６の回転規制を解除することにより、
出力軸５の回転がピニオンギヤ６ａからリングギヤに伝
達されてエンジンをクランキングさせる。なお、フラン
ジ部２３の凹部２５から外れた係合部材２６は、プレー
ト２４の後方側に入り込んでピニオン６の後退を規制し
ている。エンジン始動後、IGキーのOFF 操作によりコイ
ル１５への通電が停止して吸引力が消滅すると、プラン
ジャ１６が図示しないリターンスプリングに付勢されて
初期位置（図４に示す位置）まで押し戻される。これに
より、可動接点１７がモータ接点１８から離れてモータ
２の通電回路が開成するため、アーマチャ９への通電が
停止して回転を停止する。

【００２０】一方、プランジャ１６が初期位置まで押し
戻されると、紐状部材３１を介して金属環体３０に作用
する引っ張り力が消滅するため、金属環体３０が復帰ス
プリングに付勢されて図５に示す上端位置へ復帰する。
これにより、係合部材２６がプレート２４の後方側から
抜け出てピニオン６の後退規制を解除するため、スプリ
ング２２の付勢力とリングギヤから受ける後退力とでピ
ニオン６が出力軸５上を後退して初期位置へ復帰する。

【００２１】（第１実施例の効果）エンジン始動後、ユ
ーザが誤ってスタータ１を作動させると、既に高速で回
転しているリングギヤに対してピニオン６が噛み合うこ
とができないため、ピニオン６が係合部材２６に回転規
制されながら強制的に回転を継続することになる。この
時、係合部材２６は、周方向に隣接する凹部２５同士の
間に設けられたローラ２８を乗り越えながら連続する凹
部２５に出入りを繰り返すことになる。この時、ローラ
２８が回転自在に保持されているので、ローラ２８を乗
り越えようとする係合部材２６に対しローラ２８が回転
して転がり接触となる。その結果、係合部材２６がロー
ラ２８を乗り越える際に生じる摩擦力が大幅に低減され
て、双方の摩耗を抑制できる。

【００２２】なお、エンジン始動後に誤ってスタータ１
を作動させた場合に限らず、例えば上記の作動説明に記
載した様に、出力軸５を前進したピニオン６がリングギ
ヤに当接した後、ピニオンギヤ６ａがリングギヤと噛み
合い可能な位置までピニオン６が強制的に回される場合
に、係合部材２６がローラ２８を乗り越えて隣接する他
の凹部２５へ移動することがある。この場合でも、上記
と同様に係合部材２６及びローラ２８の摩耗を低減でき
るので、長期に渡ってピニオン６の回転規制を確実に行
うことができ、スタータ１の寿命低下を防止できる。

【００２３】（第２実施例）図５はピニオン６とその回
転規制手段をピニオン側から見た正面図（ａ）と側面図
（ｂ）である。本実施例は、図５に示す様に、係合部材
２６の外周に中空ローラ３２を回転自在に装着した一例
である。係合部材２６の先端には、かしめ部２６ａが設
けられて、中空ローラ３２の抜け止めが成されている
（図５（ｂ）参照）。

【００２４】一方、フランジ部２３の被係合部Ａは、図
５（ａ）に示す様に、周方向に連続する凹部２５と凹部
２５との間が凸形状（凸部３３と呼ぶ）に設けられてい
る。本実施例の構成においても、例えばエンジン始動後
に誤ってスタータ１を作動させた場合に、係合部材２６
が被係合部Ａの凸部３３を乗り越える際に、凸部３３に
対し中空ローラ３２が回転することで転がり接触とな
る。その結果、第１実施例と同様に、凸部３３及び中空
ローラ３２の摩耗が低減されるため、係合部材２６によ
るピニオン６の回転規制を確実に行うことができる。

【００２５】（変形例）第１実施例と第２実施例の構成
を兼ね備えた回転規制手段を採用することもできる。つ
まり、被係合部Ａの凹部２５と凹部２５との間にローラ
２８を回転自在に組み付けて、係合部材２６の外周に中
空ローラ３２を回転自在に装着しても良い。また、この
場合、ローラ２８及び中空ローラ３２は、焼入れを施し
た中〜高炭素鋼または焼結金属材を用いて形成しても良
い。これにより、ローラ２８及び中空ローラ３２の表面
硬さが増大するため、両者の摩耗を更に低減でき、長寿
命のスタータ１を提供できる。

【００２６】また、上記実施例では、出力軸５上をピニ
オン６が単体で移動する構成であるが、ピニオン６が一
方向クラッチと一体に出力軸５上を移動する構成にも本
発明を適用できる。この場合、被係合部Ａを有するフラ
ンジ部２３に相当する部分を一方向クラッチに設けても
良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】ピニオンとその回転規制手段をピニオン側から
見た正面図（ａ）と側面図（ｂ）である（第１実施
例）。

【図２】ピニオンに設けられた被係合部の斜視図である
（第１実施例）。

【図３】ピニオンに設けられた被係合部の断面図である
（第１実施例）。

【図４】スタータの全体図である。

【図５】ピニオンとその回転規制手段をピニオン側から
見た正面図（ａ）と側面図（ｂ）である（第２実施
例）。

【符号の説明】

１スタータ２モータ５出力軸５ａ出力軸のヘリカルスプライン（ヘリカルスプライ
ン機構）６ａピニオンギヤ６ピニオン（ピニオン移動体）２５凹部２６係合部材２８ローラ（回転体：摩擦力低減手段）３２中空ローラ（回転体：摩擦力低減手段）３３凸部Ａ被係合部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータに駆動されて回転する出力軸と、この出力軸上を軸方向に移動可能に設けられ、且つエン
ジン始動時に前記出力軸上を前進してリングギヤに噛み
合うピニオンギヤを有するピニオン移動体と、前記モータが始動する前に前記ピニオン移動体の回転を
規制する回転規制手段と、この回転規制手段により回転規制された前記ピニオン移
動体に対し、前記出力軸の回転を受けて軸前方へ押し出
すスラスト力を付与するヘリカルスプライン機構とを有
するスタータにおいて、前記回転規制手段は、前記ピニオン移動体の外径部に複
数の凹部が周方向に連続して設けられた被係合部と、前
記ピニオン移動体を回転規制する際に、前記凹部に入り
込んで前記被係合部に係合する係合部材とを具備し、前記被係合部と前記係合部材の少なくとも一方には、前
記係合部材が前記凹部に入り込んでいる状態で、前記ピ
ニオン移動体が前記出力軸から強制的に回された時に、
前記係合部材が前記凹部から抜け出して隣接する他の凹
部へ入り込む間に生じる摩擦力を低減する摩擦力低減手
段を具備していることを特徴とするスタータ。
【請求項２】請求項１に記載したスタータにおいて、前記摩擦力低減手段は、前記被係合部と前記係合部材と
の少なくとも一方に回転自在に設けられた回転体であ
り、前記係合部材が前記被係合部の周方向に隣合う前記
凹部同士の間に設けられる凸部を乗り越える際に、前記
回転体が他方に対して転がり接触することを特徴とする
スタータ。
【請求項３】請求項２に記載したスタータにおいて、前記回転体は、前記被係合部と前記係合部材の両方に設
けられ、且つ焼入れを施した中〜高炭素鋼または焼結金
属材によって形成されていることを特徴とするスター
タ。