JP2004211673A - スタータ - Google Patents

Abstract

【課題】スタータ１の全長が増大することなく、モータ内部へのダストや泥水等の侵入防止に対するシール性を向上できること。
【解決手段】シール部材８は、外径部がノーズ部５Ｂの内面に回転可能に支持され、且つ軸方向の移動が規制されている。このシール部材８には、中央部にピニオン４のギヤ部４ａの形状と略同形状の歯形穴が形成され、ピニオン４の静止位置から軸方向の最大移動位置までの間、歯形穴の内側にピニオン４のギヤ部４ａが常時嵌合している。従って、シール部材８は、ピニオン４が出力軸３上を反モータ方向へ移動する際に、歯形穴の内側をピニオン４のギヤ部４ａが摺動しながらピニオン４と一体に回転し、ギヤ部４ａがリングギヤ９に噛み合ってからもピニオン４と一体に回転する。その結果、ノーズ部５Ｂに形成された開口部からモータ内部へのダストや泥水等の侵入を防止できる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関を始動するためのスタータであり、軸上にピニオンを有する出力軸の端部が軸受を介して回転自在に支持された両持ちタイプのスタータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、特許文献１及び特許文献２に記載されたスタータがある。
特許文献１に記載されたスタータは、図８に示す様に、ピニオン１００ の外周を覆うハウジングのノーズ部１１０ に形成された開口部１２０ からモータ（図示せず）の内部へダストや泥水等が侵入することを防止するためのシール構造を有している。このシール構造は、ノーズ部１１０ の内周にリング状のシール部材１３０ を固定し、そのシール部材１３０ の内径部を、ピニオン１００ の軸方向モータ側（図８の左側）に設けられた円筒部１４０ の外周面に接触させることで成立している。
【０００３】
特許文献２に記載されたスタータは、図９に示す様に、ピニオン２００ の反モータ側（図９の左側）にピニオン２００ と一体に可動するシャッタ２１０ を配置し、このシャッタ２１０ がスタータ停止時にノーズ部２２０ に形成された開口部を閉じることで、その開口部からモータ内部へダストや泥水等が侵入することを防止している。なお、シャッタ２１０ は、スタータ始動時にピニオン２００ と共に図示左方向へ移動して開口部を開放することにより、ピニオン２００ とリングギヤ２３０ との噛み合いを可能にしている。
【０００４】
なお、上記の特許文献１及び２に記載されたスタータは、それぞれ出力軸の反モータ側端部が軸受を介してノーズ部の端部に支持された両持ちタイプであるため、ピニオンとリングギヤとの噛み合い部を露出させるための開口部をノーズ部に形成する必要がある。これに対し、ハウジングに開口部を必要としない片持ちタイプのスタータがある（特許文献３参照）。
【０００５】
この片持ちタイプのスタータは、出力軸の反モータ側端部にピニオンが取り付けられ、出力軸を支持する軸受がピニオンより軸方向モータ側に配置されて、ピニオン及びそのピニオンを支持する出力軸の反モータ側端部のみがハウジングから露出している。この片持ちタイプの構造では、ハウジングに開口部を形成する必要がないので、ダストや泥水等がモータ内部へ侵入する可能性が低く、優れたシール性を有している。
【０００６】
【特許文献１】
特公平７−４４８１１ 号公報
【特許文献２】
特開平８−１５８９９０号公報
【特許文献３】
特開２０００−３２０４３８ 公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献１に記載されたスタータは、シール部材１３０ をピニオン１００ の円筒部１４０ に接触させることでシール機能が確保されるため、円筒部１４０ の軸方向長さをピニオン１００ の軸方向移動可能距離と同等以上に設定する必要がある。このため、円筒部１４０ の軸方向長さ分だけ、必然的にスタータの全長が長くなり、車両への搭載性が悪化するという問題を生じる。
【０００８】
また、ピニオン１００ の軸方向モータ側（図８の左側）にピニオン１００ より外径の大きいクラッチ１５０ を備え、このクラッチ１５０ がピニオン１００ と一体に出力軸１６０ 上を移動する構成であり、且つピニオン１００ が軸方向の最大移動位置（図示しないリングギヤに噛み合う位置）まで移動した時に、クラッチ１５０ がピニオン１００ の軸方向移動範囲内に進出してくるため、ノーズ部１１０ の内側にクラッチ１５０ との干渉を避けるための空間１７０ を設ける必要がある。その結果、ノーズ部１１０ 全体の内径をピニオン１００ の外径に合わせて小さくすることができず、前記空間１７０ を設ける分だけノーズ部１１０ の最大外径が拡大するため、車両搭載性が悪化している。
【０００９】
特許文献２に記載されたスタータでは、ピニオン２００ が出力軸２４０ 上を反モータ方向へ移動してリングギヤ２３０ に噛み合うスタータ作動時には、当然の如くシャッタ２１０ が開口部を開放してシール機能が無くなるため、開口部からモータ内部へダストや泥水等が侵入する虞があった。
【００１０】
また、ノーズ部２２０ に形成された開口部は、径方向の開口面と軸方向の開口面２５０ とを有している。これに対し、シャッタ２１０ は、ピニオン２００ と共に出力軸２４０ 上を反モータ方向へ移動した時にリングギヤとの衝突を避ける必要があるため、軸方向にスライドする平板形状に設けられている。その結果、スタータ停止時には、図９に示す様に、シャッタ２１０ が径方向の開口面を閉じるだけで、軸方向の開口面２５０ を閉じることができないため、その軸方向の開口面２５０ からダストや泥水等が入り込んでモータ内部まで侵入する可能性があり、シール性が不十分であった。
【００１１】
特許文献３に記載されたスタータは、ハウジングに開口部を持たない片持ちタイプであり、特許文献１及び２に記載された両持ちタイプとは構造が異なるため、同列には比較できないが、構造的に両持ちタイプのスタータより全長が長くなるため、車両搭載性の点で不利である。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、スタータの全長が増大することなく、モータ内部へのダストや泥水等の侵入防止に対するシール性を向上できる両持ちタイプのスタータを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
（請求項１の発明）
本発明は、出力軸の反モータ側端部を回転自在に支持すると共に、少なくともピニオンの軸方向移動範囲においてピニオンの外周を覆うノーズ部を有し、このノーズ部にピニオンをリングギヤに噛み合わせるための開口部が形成されたハウジングとを備えるスタータにおいて、
ピニオンの歯形形状と略同形状の歯形穴を有し、外径部がノーズ部の内面に回転可能に支持され、且つ歯形穴の内側にピニオンの歯形部が嵌合してピニオンと一体に回転するシール部材を備え、このシール部材は、ピニオンが出力軸上を反モータ方向へ移動する際に、歯形穴の内側をピニオンの歯形部が摺動し、且つピニオンの静止位置から軸方向の最大移動位置までの間、歯形穴の内側にピニオンの歯形部が常時嵌合していることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、シール部材に形成された歯形穴の内側にピニオンの歯形部が嵌合することにより、歯形部の外周とノーズ部の内面との間の隙間をシール部材によって塞ぐことができる。また、スタータ停止時（ピニオンの静止位置）からスタータ作動時（ピニオンの最大移動位置）までの間、歯形穴の内側にピニオンの歯形部が常時嵌合しているので、スタータの作動状態に係わらず、常時シール機能を持たせることができ、開口部からモータ内部へのダストや泥水等の侵入を防止できる。
【００１４】
更に、本発明によれば、歯形穴の内側にピニオンの歯形部が嵌合することでシール機能を持たせているので、従来技術（特許文献１）で説明したシール構造を実現するための円筒部をピニオン（歯形部）の軸方向モータ側に設ける必要がない。特許文献１のスタータに設けられる円筒部は、ピニオンの軸方向移動可能距離と同等以上の長さを必要とするため、本発明のスタータでは、円筒部を省略できる分、スタータの全長を短縮できるので、車両搭載性が向上する。
【００１５】
（請求項２の発明）
請求項１に記載したスタータにおいて、
シール部材は、軸方向リングギヤ側へ突き出た円筒部を有し、この円筒部の内側に歯形穴が配されており、円筒部の軸方向リングギヤ側端面をＡ端面と呼び、ピニオンの軸方向リングギヤ側端面をＢ端面と呼ぶ時に、
スタータ停止時に、Ａ端面がＢ端面と略同等の軸方向位置、あるいはＢ端面より軸方向リングギヤ側に位置していることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、スタータが停止した状態、つまりピニオンの静止位置において、シール部材の歯形穴から軸方向リングギヤ側に突出するピニオンの歯形部の外周がシール部材の軸方向リングギヤ側へ突き出た円筒部によって覆われるため、歯形部への直接的な被水を低減でき、モータ内部へのダストや泥水等の侵入を更に低減できる。
【００１７】
（請求項３の発明）
請求項１または２に記載したスタータにおいて、
ノーズ部の内側には、シール部材の外周部と軸方向に接触する接触面が設けられ、この接触面とシール部材の外周部とに両者が凹凸嵌合する凹凸嵌合部が全周に亙って設けられていることを特徴とする。
この構成では、ノーズ部の接触面とシール部材の外周部との間に、両者の凹凸嵌合部によってラビリンス構造を形成できるので、シール性が向上する。
【００１８】
（請求項４の発明）
請求項１〜３に記載した何れかのスタータにおいて、
ピニオンは、歯形部の軸方向モータ側に歯形部より大径の鍔部を有し、この鍔部がピニオンと一体に回転及び軸方向に移動し、ノーズ部は、少なくとも鍔部の軸方向移動範囲にある内面形状が、鍔部の外径より若干大きい内径を有する円筒形状であり、且つ鍔部の軸方向移動範囲内でスタータの車両搭載時に略地方向となる位置に、ノーズ部の内外を連通する貫通穴が設けられていることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、万が一、シール部材の歯形穴とピニオンの歯形部との嵌合隙間からダストや泥水等がハウジング内部へ侵入した場合でも、歯形部の軸方向モータ側に有する鍔部によってモータ側への更なる侵入を防止でき、且つノーズ部に設けられた貫通穴からスタータの外部へ排出できるので、シール性に優れたスタータを実現できる。
【００２０】
（請求項５の発明）
請求項１〜３に記載した何れかのスタータにおいて、
ピニオンは、歯形部の軸方向モータ側に歯形部より外径が小さく、且つ歯形部と一体に回転及び軸方向に移動する可動部を有し、内燃機関を始動する際に、可動部を含むピニオン単体で出力軸上を移動することを特徴とする。
この構成では、ピニオン全体（可動部を含む）で歯形部が最大外径となるため、少なくともピニオンの軸方向移動範囲内では、ノーズ部の内径をピニオン歯形部の外径に合わせて必要最小限に抑えることが可能である。その結果、ノーズ部の最大外径を小さくできるので、車両搭載性が向上する。
【００２１】
（請求項６の発明）
請求項４に記載したスタータにおいて、
ピニオンは、鍔部の軸方向モータ側に鍔部より外径が小さく、且つ歯形部及び鍔部と一体に回転及び軸方向に移動する可動部を有し、内燃機関を始動する際に、可動部を含むピニオン単体で出力軸上を移動することを特徴とする。
この構成では、ピニオン全体（可動部を含む）で鍔部が最大外径となるため、少なくともピニオンの軸方向移動範囲内では、ノーズ部の内径を鍔部の外径に合わせて形成することが可能である。その結果、ノーズ部の最大外径を小さくできるので、車両搭載性が向上する。
【００２２】
（請求項７の発明）
請求項１〜６に記載した何れかのスタータにおいて、
シール部材は、表面に摩擦係数低減処理が施されていることを特徴とする。
この場合、シール部材の摩耗を低減できるので、シール部材の寿命を向上でき、且つシール部材がピニオンと共に回転した時に、シール部材の外径部とノーズ部の内面との間で発生する摩擦によるトルク損失を低減できる効果も生じる。
【００２３】
（請求項８の発明）
請求項１〜６に記載した何れかのスタータにおいて、
シール部材は、摩擦係数の低い材料で形成されていることを特徴とする。
この場合、シール部材の摩耗を低減できるので、シール部材の寿命を向上でき、且つシール部材がピニオンと共に回転した時に、シール部材の外径部とノーズ部の内面との間で発生する摩擦によるトルク損失を低減できる効果も生じる。
【００２４】
（請求項９の発明）
請求項１〜８に記載した何れかのスタータにおいて、
シール部材の外径部とノーズ部の内面との間にグリスを充填したことを特徴とする。
この場合、シール部材がピニオンと共に回転した時に、シール部材の外径部とノーズ部の内面との間で発生する摩擦によるトルク損失を低減できる。また、グリスにシール機能を持たせることができるので、シール部材の外径部とノーズ部の内面との間のシール性が向上する。
【００２５】
（請求項１０の発明）
請求項１〜９に記載した何れかのスタータにおいて、
シール部材は、歯形穴の周縁を含む内径部の方が、ノーズ部の内面に支持される外径部より軸方向の厚さが薄く形成されていることを特徴とする。
この構成では、シール部材の内径部を薄く形成することにより、ピニオンが軸方向に移動する際に、シール部材の歯形穴とピニオンの歯形部との間に生じる摩擦を最小限に抑えることができ、且つシール部材の外径部を厚く形成することにより、シール部材の強度を確保できる。
【００２６】
（請求項１１の発明）
請求項１〜１０に記載した何れかのスタータにおいて、
シール部材は、自身の外径部が軸受を介してノーズ部の内面に支持されていることを特徴とする。
この場合、シール部材がピニオンと共に回転した時に、シール部材の外径部とノーズ部の内面との間で摺動摩擦が発生しないので、シール部材の外径部を直接ノーズ部の内面で支持する構成と比較した場合に、トルク損失を低減できる。
【００２７】
（請求項１２の発明）
請求項１〜１１に記載した何れかのスタータにおいて、
ピニオンは、出力軸上にヘリカルスプライン嵌合し、そのヘリカルスプラインに沿って出力軸上を移動可能に設けられ、内燃機関を始動させる際に、モータの回転力とヘリカルスプラインの作用とでピニオンを反モータ方向へ移動させる方式であり、ピニオンが出力軸上を移動してリングギヤに噛み合うまでの間、モータに低電流を通電する第１の通電回路と、ピニオンがリングギヤに噛み合った後、モータに高電流を通電する第２の通電回路とを備えることを特徴とする。
【００２８】
この構成では、ピニオンが出力軸上を移動してリングギヤに噛み合うまでの間、モータに低電流が通電されてモータの回転速度が抑えられるため、出力軸上を移動するピニオンの移動速度も遅くなる。その結果、シール部材の歯形穴とピニオンの歯形部との間に生じる摩耗を低減でき、シール機能を長期に亙って維持できる。
【００２９】
（請求項１３の発明）
請求項１２に記載したスタータにおいて、
出力軸がモータに駆動されて回転する前に、ピニオンの回転を規制するピニオン回転規制手段を有し、このピニオン回転規制手段によりピニオンが回転規制された状態で、モータに低電流を通電して出力軸を回転させることにより、回転規制されたピニオンを反モータ方向へ移動させることを特徴とする。
【００３０】
この構成では、出力軸が回転する前にピニオンが回転規制されるので、出力軸がモータに駆動されて回転した時に、ピニオンが慣性により回転を伴って飛び出すことはなく、モータの低速回転に応じてゆっくりと、且つ少なくともリングギヤに当接するまでは回転を伴わずに出力軸上を移動する。その結果、少なくともピニオンがリングギヤに当接するまでは、シール部材の歯形穴側面にピニオンの歯形部側面が強制的に擦りつけられる作用が発生しないので、シール部材の歯形穴とピニオンの歯形部との間に生じる摩耗をさらに低減でき、シール機能をより長期に亙って維持できる。
【００３１】
【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１はスタータ１の全体図（一部断面を含む）である。
本実施例のスタータ１は、回転力を発生するモータ２と、このモータ２に駆動されて回転する出力軸３、この出力軸３上に配置されるピニオン４、このピニオン４及び出力軸３の外周を覆うハウジング５、モータ２の通電電流をＯＮ／ＯＦＦすると共に、レバー６を介してピニオン４を反モータ方向（図１の左方向）へ押し出す働きを有する電磁スイッチ７、及びピニオン４の外周に嵌合してピニオン４と一体に回転するシール部材８等より構成される。
【００３２】
モータ２は、周知の直流電動機であり、電磁スイッチ７によりモータ２の通電回路（図示せず）が閉成されると、車載バッテリから給電されて、内蔵するアーマチャ（図示せず）に回転力を発生する。
出力軸３は、モータ２の回転軸（アーマチャシャフト）と同軸線上に配置され、減速装置及びクラッチ（共に図示せず）を介してモータ２の回転軸に連結されている（なお、減速装置は無くても良い）。この出力軸３の外周には、外ヘリカルスプライン３ａが形成されている。
【００３３】
クラッチは、例えばスタータ１に多く用いられるローラ式の一方向クラッチであり、エンジン始動時にモータ２の回転力を出力軸３に伝達し、エンジン始動後はエンジンの回転力がアーマチャに伝わらない様に、動力伝達を遮断する。
ピニオン４は、エンジンを始動する際に、エンジンのリングギヤ９に噛み合うギヤ部４ａ（本発明の歯形部）を有し、このギヤ部４ａの軸方向モータ側に鍔部１０とスプラインチューブ１１（本発明の可動部）が一体に設けられている。
【００３４】
鍔部１０は、ギヤ部４ａの外径（歯先径）より大きい外径を有する円板形状に設けられ、ピニオン４全体の最大外径を有している。
スプラインチューブ１１は、鍔部１０より更に軸方向モータ側へ筒状に延びて設けられ、その内側に形成された内ヘリカルスプライン１１ａが出力軸３の外ヘリカルスプライン３ａに噛み合わされている。このスプラインチューブ１１の外径は、ギヤ部４ａの外径（歯先径）より小さく、ギヤ部４ａの歯底径と略同等の大きさに設けられている。
なお、このピニオン４は、出力軸３上に単独で（上記のクラッチと分離して）配置され、エンジン始動時にピニオン４単体で出力軸３上を移動する。
【００３５】
ハウジング５は、エンジンに取り付けるためのフランジ部５Ａと、このフランジ部５Ａより前方（反モータ方向）に、少なくともピニオン４の軸方向移動範囲においてピニオン４の外周を覆う略筒状のノーズ部５Ｂとが設けられ、このノーズ部５Ｂの先端部で軸受１２を介して出力軸３の反モータ側端部を回転自在に支持している。また、ノーズ部５Ｂには、エンジンを始動する際に、ピニオン４のギヤ部４ａをノーズ部５Ｂから露出させてリングギヤ９に噛み合わせるための開口部が形成されている。
【００３６】
ノーズ部５Ｂの内面は、ピニオン４のギヤ部４ａの外径より若干大きい内径を有する第１の円筒内面５ａと、ピニオン４の鍔部１０の外径より若干大きい内径を有する第２の円筒内面５ｂとで形成されている。
第１の円筒内面５ａは、スタータ１の停止時に静止するピニオン４（図１の中心線より上側に示す位置）の前方側（軸方向反モータ側）に、ピニオン４の軸方向移動可能距離と略同等の軸方向長さを有し、この第１の円筒内面５ａの径方向リングギヤ側に前記の開口部が形成されている。
【００３７】
第２の円筒内面５ｂは、ピニオン４の鍔部１０が軸方向に移動できる様に、鍔部１０の軸方向移動範囲以上の軸方向長さを有している。また、第２の円筒内面５ｂには、鍔部１０の軸方向移動範囲内で、スタータ１の車両搭載時に略地方向となる位置に、ノーズ部５Ｂの内外を連通する貫通穴５ｃが開けられている。
なお、ノーズ部５Ｂの最大外径（本実施例では、エンジン側の取り付け穴に嵌合するインロー径）は、第２の円筒内面５ｂの内径に強度上必要な肉厚分を加えた値に設定されている。
【００３８】
電磁スイッチ７は、図示しないイグニッションキーのＯＮ操作により通電される励磁コイル１３と、この励磁コイル１３の内側を摺動自在に嵌挿されたプランジャ１４とを有し、励磁コイル１３が通電されて発生する磁力によりプランジャ１４が吸引される（励磁コイル１３の内側を図１の右方向へ移動する）と、プランジャ１４と共に可動する可動接点が固定接点（共に図示せず）に当接してモータ２の通電回路を閉成する。
【００３９】
シール部材８は、外周形状が円形を有する板状部材であり、その外径部がノーズ部５Ｂの内面に回転可能に支持され、且つシール部材固定部品１５によって軸方向の移動が規制されている。
シール部材固定部品１５は、図３に示す様に、板厚の薄いリング形状を有し、その外径部がノーズ部５Ｂの内面（第２の円筒内面５ｂ）に圧入等により固定され、リング形状の内径がギヤ部４ａの外径（歯先径）より大きく設けられている。
【００４０】
上記のシール部材８には、図２に示す様に、中央部にピニオン４の歯形形状（ギヤ部４ａの形状）と略同形状の歯形穴８ａが形成され、ピニオン４の静止位置（スタータ停止時）から軸方向の最大移動位置までの間、歯形穴８ａの内側にピニオン４のギヤ部４ａが常時嵌合している。従って、シール部材８は、ピニオン４が出力軸３上を反モータ方向へ移動する際に、歯形穴８ａの内側をピニオン４のギヤ部４ａが摺動しながらピニオン４と一体に回転し、ギヤ部４ａがリングギヤ９に噛み合ってからもピニオン４と一体に回転する。
【００４１】
次に、スタータ１の作動を説明する。
電磁スイッチ７の励磁コイル１３が通電されてプランジャ１４が吸引されると、そのプランジャ１４に連結されたレバー６を介してプランジャ１４の移動がピニオン４に伝達されるため、ピニオン４が出力軸３上を反モータ方向へ移動してリングギヤ９の側面に押し当てられる。
その後、モータ２の通電回路が閉成してアーマチャに回転力が発生し、その回転力が出力軸３に伝達されると、出力軸３と共にピニオン４がリングギヤ９と噛み合い可能な位置まで回転してギヤ部４ａがリングギヤ９に噛み合い、ピニオン４からリングギヤ９に回転力が伝達されて、エンジンをクランキングさせる。
【００４２】
エンジン始動後、励磁コイル１３への通電が停止して磁力が消滅すると、プランジャ１４を付勢するリターンスプリング１６（図１参照）の反力でプランジャ１４が押し戻されるため、そのプランジャ１４に連結されたレバー６がエンジン始動時と逆方向に揺動してピニオン４を後退させる。また、プランジャ１４が押し戻されることで、モータ２の通電回路が開成するため、モータ２への通電が停止してアーマチャの回転が停止する。
【００４３】
続いて、本発明に係わる作用及び効果を説明する。
上記のスタータ１は、シール部材８に形成された歯形穴８ａの内側にピニオン４のギヤ部４ａが嵌合しているので、ギヤ部４ａの外周とノーズ部５Ｂの内面との間の隙間をシール部材８によって塞ぐことができる。また、スタータ停止時（ピニオン４の静止位置）からスタータ作動時（ピニオン４の最大移動位置）までの間、歯形穴８ａの内側にピニオン４のギヤ部４ａが常時嵌合しているので、スタータ１の作動状態に係わらず、常時シール性を維持できる。その結果、ノーズ部５Ｂに形成された開口部からモータ内部へのダストや泥水等の侵入を防止できる。
【００４４】
また、シール部材８に形成された歯形穴８ａの内側にピニオン４のギヤ部４ａが嵌合することでシール機能を持たせているので、従来技術（特許文献１）で説明したシール構造を実現するための円筒部１４０ （図８参照）をピニオン４（ギヤ部４ａ）の軸方向モータ側に設ける必要がない。特許文献１のスタータに設けられる円筒部１４０ は、ピニオン１００ の軸方向移動可能距離と同等以上の長さを必要とするため、本実施例の構成によれば、円筒部１４０ を省略できる分、スタータ１の全長を短縮できるので、車両搭載性が向上する。
【００４５】
更に、ギヤ部４ａの軸方向モータ側に鍔部１０を有し、且つノーズ部５Ｂの第２の円筒内面５ｂの内径が鍔部１０の外径より若干大きい内径であるため、鍔部１０と第２の円筒内面５ｂとでシール機能を持たせることができる。従って、万が一、シール部材８の歯形穴８ａとピニオン４のギヤ部４ａとの嵌合隙間からダストや泥水等がノーズ部５Ｂの内部へ侵入した場合でも、鍔部１０によってモータ２側への更なる侵入を防止でき、且つノーズ部５Ｂに設けられた貫通穴５ｃからスタータ１の外部へ排出できるので、シール性に優れたスタータ１を実現できる。
【００４６】
また、本実施例のスタータ１は、出力軸３上をピニオン４と共にクラッチが移動する構成ではなく、ピニオン４が単独で出力軸３上を移動するので、スタータ作動時に、鍔部１０の軸方向モータ側のピニオン最大移動距離と同等の範囲内に、鍔部１０より外径の大きいクラッチが配置されることはない。従って、ノーズ部５Ｂに形成される第２の円筒内面５ｂの内径を鍔部１０の外径に応じて必要最小限に抑えることができ、結果的にノーズ部５Ｂの最大外径（本実施例では、エンジン側の取り付け穴に嵌合するインロー径）を小さくできるので、車両搭載性を向上できる。
【００４７】
（第２実施例）
図４はピニオン周辺の断面図である。
本実施例は、図４に示す様に、軸受１７を使用してシール部材８の外径部を支持する場合の一例である。
軸受１７は、例えばボールベアリングであり、そのボールベアリングの内輪をシール部材８の外径部に固定し、ボールベアリングの外輪を第２の円筒内面５ｂに圧入固定して用いられる。これにより、シール部材８の外径部が軸受１７に支持されて軸方向の移動が阻止されるので、第１実施例で説明したシール部材固定部品１５は不要である。
【００４８】
この構成によれば、ピニオン４と共にシール部材８が回転した時に、そのシール部材８の外径部と第２の円筒内面５ｂとが直接接触することがなく、両者間に摺動摩擦が発生しないので、シール部材８の外径部を直接ノーズ部５Ｂの内面で支持する構成と比較した場合に、トルク損失を低減できる。
なお、軸受１７は、ボールベアリングに限定されるものではなく、ニードルベアリングやプレーンベアリング等、その他の軸受を適用できることは言うまでもない。
【００４９】
（第３実施例）
図５はピニオン周辺の断面図である。
本実施例のシール部材８は、図５に示す様に、軸方向リングギヤ側へ突き出た円筒部８ｂを有し、この円筒部８ｂの内側に歯形穴８ａが配されている。ここで、円筒部８ｂの軸方向リングギヤ側端面をＡ端面と呼び、ピニオン４（ギヤ部４ａ）の軸方向リングギヤ側端面をＢ端面と呼ぶ時に、スタータ停止時（図５に示す状態）において、Ａ端面がＢ端面と略同等の軸方向位置、あるいはＢ端面より軸方向リングギヤ側に位置している。
【００５０】
この構成によれば、スタータ１が停止した状態、つまりピニオン４の静止位置において、シール部材８の歯形穴８ａから軸方向リングギヤ側に突出するピニオン４のギヤ部４ａの外周がシール部材８の円筒部８ｂによって覆われるため、ギヤ部４ａへの直接的な被水を低減できる。その結果、シール部材８の歯形穴８ａとピニオン４のギヤ部４ａとの嵌合隙間から侵入しようとするダストや泥水等を効果的に防止できるので、更にシール性を向上できる。
【００５１】
（第４実施例）
図６はピニオン周辺の断面図である。
本実施例のシール部材８は、図６に示す様に、歯形穴８ａの周縁を含む内径部の方が、ノーズ部５Ｂの内面に支持される外径部より軸方向の厚さ（板厚）が薄く形成されている。
この構成によれば、シール部材８の内径部を薄く形成することにより、ピニオン４が軸方向に移動する際に、シール部材８の歯形穴８ａとピニオン４のギヤ部４ａとの間に生じる摩擦を最小限に抑えることができ、且つシール部材８の外径部を厚く形成することにより、シール部材８の強度を確保できる。
【００５２】
（第５実施例）
図７はピニオン周辺の断面図である。
本実施例は、シール部材８の外周部とノーズ部５Ｂの内面との間にラビリンス構造を形成した場合の一例である。
ノーズ部５Ｂには、例えば第１の円筒内面５ａと第２の円筒内面５ｂとの間に形成される段差面に凹部５ｄ（または凸部）が全周に亙って設けられている。
【００５３】
一方、シール部材８には、ノーズ部５Ｂの段差面に対向する外周部の表面に凸部８ｃ（または凹部）が全周に亙って設けられ、ノーズ部５Ｂの段差面に設けられた凹部５ｄ（または凸部）に嵌合している。
これにより、段差面に設けられた凹部５ｄ（または凸部）とシール部材８に設けられた凸部８ｃ（または凹部）とが嵌合する凹凸嵌合部によってラビリンス構造が全周に形成されるので、シール部材８の外径部とノーズ部５Ｂの内面との間のシール性が向上し、モータ内部へのダストや泥水等の侵入を効果的に防止できる。
【００５４】
（変形例）
第１実施例に記載したスタータ１は、ピニオン４がクラッチと離れて単独で出力軸３上を移動する構成であるが、ピニオン４の軸方向モータ側にクラッチを配置して、ピニオン４とクラッチが一体に出力軸３を移動する構成としても良い。但し、この場合、鍔部１０の外径をクラッチの外径と同等以上に設定する必要があるため、第１実施例の場合より鍔部１０の外径が大きくなると、ノーズ部５Ｂの最大外径（本実施例では、エンジン側の取り付け穴に嵌合するインロー径）を小さくできる効果は得られなくなるが、シール性を向上できる効果は第１実施例と同じである。
【００５５】
また、第１実施例に記載したスタータ１は、電磁スイッチ７の吸引力を利用してピニオン４を押し出す方式であるが、例えば、出力軸３の回転と同時に慣性の原理でピニオン４をヘリカルスプラインに沿って移動させるベンディックス方式のスタータ、あるいは特許文献２に記載された回転規制噛合い方式（図９参照：ピニオン２００ がリングギヤ２３０ に噛み合うまでは、ピニオン２００ の回転を規制した状態でモータに通電して出力軸２４０ を回転させる方式）のスタータに本発明を適用することも可能である。
【００５６】
上記のベンディックス方式のスタータでは、ピニオン４が出力軸３上を反モータ方向へ移動する際に、モータ２の回転速度を低くすることでピニオン４の回転および軸方向の移動速度を抑えることができる。そこで、特許文献２に開示されている様に、ピニオン４がリングギヤ９に噛み合うまではモータ２に低電流を通電し、ピニオン４がリングギヤ９に噛み合った後、モータ２に高電流を通電する二段通電方式を採用することにより、ピニオン４が出力軸３上を移動する間はモータ２の回転速度が抑えられるため、ピニオン４の回転および軸方向の移動速度も遅くなる。その結果、シール部材８の歯形穴８ａとピニオン４のギヤ部４ａとの間に生じる摩耗を低減でき、シール機能を長期に亙って維持できる。
【００５７】
また、回転規制噛合い方式のスタータでは、少なくともピニオン４がリングギヤ９に当接するまでは、ピニオン４が回転を伴わずに出力軸３上を移動するため、少なくともその間（ピニオン４がリングギヤ９に当接するまで）は、シール部材８の歯形穴８ａ側面部にピニオン４のギヤ部４ａ側面部が強制的に擦りつけられる作用が発生しない。そのため、二段通電方式を採用した回転規制噛合い方式のスタータでは、二段通電方式を採用したベンディックス方式のスタータに対し、シール部材８の歯形穴８ａとピニオン４のギヤ部４ａとの間に生じる摩耗をさらに低減でき、シール機能をより長期に亙って維持できる。
【００５８】
上記の実施例に記載したシール部材８の表面に摩擦係数低減処理（例えば潤滑塗料を塗布する、クロムメッキを実施する等）を施しても良い。または、シール部材８を摩擦係数の低い材料（例えばＰＴＦＥ（登録商標テフロン）含有樹脂等）で形成しても良い。これらの場合、シール部材８の摩耗を低減できるので、シール部材８の寿命を向上でき、且つシール部材８がピニオン４と共に回転した時に、シール部材８の外径部とノーズ部５Ｂの内面との間で発生する摩擦によるトルク損失を低減できる。
【００５９】
また、シール部材８の外径部とノーズ部５Ｂの内面との間にグリスを充填しても良い。これにより、シール部材８がピニオン４と共に回転した時に、シール部材８の外径部とノーズ部５Ｂの内面との間で発生する摩擦によるトルク損失を低減できる。また、グリスにシール機能を持たせることができるので、シール部材８の外径部とノーズ部５Ｂの内面との間のシール性が向上する。
上記の実施例では、ピニオン４のギヤ部４ａの軸方向モータ側に鍔部１０を有しているが、鍔部１０を無くしても良い。この場合、鍔部１０によるシール機能は得られないが、シール部材８によるシール機能は第１実施例と同じであり、且つノーズ部５Ｂの最大外径（本実施例では、エンジン側の取り付け穴に嵌合するインロー径）を更に小さくできるので、車両搭載性を更に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スタータの全体図（一部断面を含む）である（第１実施例）。
【図２】シール部材の平面図である。
【図３】シール部材固定部品の平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図４】ピニオン周辺の断面図である（第２実施例）。
【図５】ピニオン周辺の断面図である（第３実施例）。
【図６】ピニオン周辺の断面図である（第４実施例）。
【図７】ピニオン周辺の断面図である（第５実施例）。
【図８】ピニオン周辺の断面図である（特許文献１）。
【図９】ピニオン周辺の断面図である（特許文献２）。
【符号の説明】
１ スタータ
２ モータ
３ 出力軸
３ａ 外ヘリカルスプライン
４ ピニオン
４ａ ギヤ部（歯形部）
５ ハウジング
５Ｂ ノーズ部
５ｃ 貫通穴
５ｄ ノーズ部内面に設けられる凹部（凹凸嵌合部）
８ シール部材
８ａ 歯形穴
８ｂ 円筒部
８ｃ シール部材の外周部に設けられる凸部（凹凸嵌合部）
９ リングギヤ
１０ 鍔部
１１ スプラインチューブ（可動部）
１１ａ 内ヘリカルスプライン
１７ 軸受

Claims (13)

1. 回転力を発生するモータと、
   このモータに駆動されて回転する出力軸と、
   この出力軸上を移動可能に配置され、内燃機関を始動する際に前記出力軸上を反モータ方向へ移動して前記内燃機関のリングギヤに噛み合い、前記出力軸から伝達される回転力を前記リングギヤに伝達するピニオンと、
   前記出力軸の反モータ側端部を回転自在に支持すると共に、少なくとも前記ピニオンの軸方向移動範囲において前記ピニオンの外周を覆うノーズ部を有し、このノーズ部に前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせるための開口部が形成されたハウジングとを備えるスタータにおいて、
   前記ピニオンの歯形形状と略同形状の歯形穴を有し、外径部が前記ノーズ部の内面に回転可能に支持され、且つ前記歯形穴の内側に前記ピニオンの歯形部が嵌合して前記ピニオンと一体に回転するシール部材を備え、
   このシール部材は、前記ピニオンが前記出力軸上を反モータ方向へ移動する際に、前記歯形穴の内側を前記ピニオンの歯形部が摺動し、且つ前記ピニオンの静止位置（スタータ停止時）から軸方向の最大移動位置までの間、前記歯形穴の内側に前記ピニオンの歯形部が常時嵌合していることを特徴とするスタータ。
2. 請求項１に記載したスタータにおいて、
   前記シール部材は、軸方向リングギヤ側へ突き出た円筒部を有し、この円筒部の内側に前記歯形穴が配されており、前記円筒部の軸方向リングギヤ側端面をＡ端面と呼び、前記ピニオンの軸方向リングギヤ側端面をＢ端面と呼ぶ時に、
   前記スタータ停止時に、前記Ａ端面が前記Ｂ端面と略同等の軸方向位置、あるいは前記Ｂ端面より軸方向リングギヤ側に位置していることを特徴とするスタータ。
3. 請求項１または２に記載したスタータにおいて、
   前記ノーズ部の内側には、前記シール部材の外周部と軸方向に接触する接触面が設けられ、この接触面と前記シール部材の外周部とに両者が凹凸嵌合する凹凸嵌合部が全周に亙って設けられていることを特徴とするスタータ。
4. 請求項１〜３に記載した何れかのスタータにおいて、
   前記ピニオンは、前記歯形部の軸方向モータ側に前記歯形部より大径の鍔部を有し、この鍔部が前記ピニオンと一体に回転及び軸方向に移動し、
   前記ノーズ部は、少なくとも前記鍔部の軸方向移動範囲にある内面形状が、前記鍔部の外径より若干大きい内径を有する円筒形状であり、且つ前記鍔部の軸方向移動範囲内で前記スタータの車両搭載時に略地方向となる位置に、前記ノーズ部の内外を連通する貫通穴が設けられていることを特徴とするスタータ。
5. 請求項１〜３に記載した何れかのスタータにおいて、
   前記ピニオンは、前記歯形部の軸方向モータ側に前記歯形部より外径が小さく、且つ前記歯形部と一体に回転及び軸方向に移動する可動部を有し、前記内燃機関を始動する際に、前記可動部を含むピニオン単体で前記出力軸上を移動することを特徴とするスタータ。
6. 請求項４に記載したスタータにおいて、
   前記ピニオンは、前記鍔部の軸方向モータ側に前記鍔部より外径が小さく、且つ前記歯形部及び前記鍔部と一体に回転及び軸方向に移動する可動部を有し、前記内燃機関を始動する際に、前記可動部を含むピニオン単体で前記出力軸上を移動することを特徴とするスタータ。
7. 請求項１〜６に記載した何れかのスタータにおいて、
   前記シール部材は、表面に摩擦係数低減処理が施されていることを特徴とするスタータ。
8. 請求項１〜６に記載した何れかのスタータにおいて、
   前記シール部材は、摩擦係数の低い材料で形成されていることを特徴とするスタータ。
9. 請求項１〜８に記載した何れかのスタータにおいて、
   前記シール部材の外径部と前記ノーズ部の内面との間にグリスを充填したことを特徴とするスタータ。
10. 請求項１〜９に記載した何れかのスタータにおいて、
    前記シール部材は、前記歯形穴の周縁を含む内径部の方が、前記ノーズ部の内面に支持される外径部より軸方向の厚さが薄く形成されていることを特徴とするスタータ。
11. 請求項１〜１０に記載した何れかのスタータにおいて、
    前記シール部材は、自身の外径部が軸受を介して前記ノーズ部の内面に支持されていることを特徴とするスタータ。
12. 請求項１〜１１に記載した何れかのスタータにおいて、
    前記ピニオンは、前記出力軸上にヘリカルスプライン嵌合し、そのヘリカルスプラインに沿って前記出力軸上を移動可能に設けられ、
    前記内燃機関を始動させる際に、前記モータの回転力と前記ヘリカルスプラインの作用とで前記ピニオンを反モータ方向へ移動させる方式であり、
    前記ピニオンが前記出力軸上を移動して前記リングギヤに噛み合うまでの間、前記モータに低電流を通電する第１の通電回路と、
    前記ピニオンが前記リングギヤに噛み合った後、前記モータに高電流を通電する第２の通電回路とを備えることを特徴とするスタータ。
13. 請求項１２に記載したスタータにおいて、
    前記出力軸が前記モータに駆動されて回転する前に、前記ピニオンの回転を規制するピニオン回転規制手段を有し、
    このピニオン回転規制手段により前記ピニオンが回転規制された状態で、前記モータに低電流を通電して前記出力軸を回転させることにより、前記ピニオンを、回転を伴わずに反モータ方向へ移動させることを特徴とするスタータ。

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