JP2004270616A - スタータ - Google Patents

Abstract

【課題】出力軸３の前進移動が停止した後、ヘリカルスプライン３ａ、４ｂによる大きなスラスト力が発生しないスタータ１を提供する。
【解決手段】クラッチインナ４Ｃの内側には、雌側ヘリカルスプライン４ｂが形成され、更に雌側ヘリカルスプライン４ｂの反モータ側端部にストッパ１６が設けられている。出力軸３は、自身の後端部に形成された雄側ヘリカルスプライン３ａが雌側ヘリカルスプライン４ｂに噛み合わされて、軸方向に摺動可能に設けられている。この構成によれば、出力軸３の雄側ヘリカルスプライン３ａがストッパ１６に当接すると、その時点で両ヘリカルスプライン３ａ、４ｂの相対回転が阻止されて出力軸３の移動が停止するため、それ以後、出力軸３にスラスト力が与えられることはなく、出力軸３を支える軸受２０やフロントハウジング１９等へ大きな荷重が加わることがない。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの回転速度を減速して一方向クラッチのクラッチアウタに伝達する遊星ギヤ減速装置を備えた減速型スタータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、例えば特許文献１に記載されたスタータがある。
このスタータは、図２に示す様に、モータ１００ の回転速度を減速して一方向クラッチのクラッチアウタ１１０ に伝達する遊星ギヤ減速装置１２０ と、一方向クラッチのクラッチインナ１３０ の内側にヘリカルスプライン１４０ を介して摺動自在に嵌合する出力軸１５０ と、この出力軸１５０ の反モータ側端部に配置されたピニオンギヤ１６０ と有し、エンジンを始動させる際に、ピニオンギヤ１６０ が出力軸１５０ と一体に図示左方向へ移動して、エンジンのリングギヤに噛み合う方式である。
【０００３】
【特許文献１】
実公平６−２３７４２ 号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のスタータは、出力軸１５０ がヘリカルスプライン１４０ に沿って回転しながら図示左方向へ移動した時に、出力軸１５０ に設けられたストッパ１７０ が、ハウジング１８０ に支持された軸受１９０ の側面に衝突して出力軸１５０ の移動が停止する。この構成では、ストッパ１７０ が軸受１９０ に衝突した後、ヘリカルスプライン１４０ を介して出力軸１５０ に与えられる大きなスラスト力が軸受１９０ とハウジング１８０ に加わるため、その軸受１９０ 及びハウジング１８０ が破壊する虞があった。
【０００５】
さらに、ストッパ１７０ が軸受１９０ に衝突した時の反力により、モータ方向（図示右方向）へのスラスト力が一方向クラッチに加わることで、クラッチ機能の不具合、スラスト力による回転低下を招くことが考えられた。これらの結果、特許文献１に記載された構成では、極めて実用化が困難であった。
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、出力軸の前進移動（反モータ方向への移動）が停止した後、ヘリカルスプラインによる大きなスラスト力が発生しないスタータを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（請求項１の発明）
本発明のスタータは、モータの回転速度を減速する遊星ギヤ減速装置と、この遊星ギヤ減速装置で減速された回転を出力軸に伝達する一方向クラッチとを備え、この一方向クラッチのクラッチインナに対し、出力軸がヘリカルスプラインを介して移動可能に設けられている。
クラッチインナの内側には、出力軸が反モータ方向へ移動した時に、出力軸に形成された雄側ヘリカルスプラインの反モータ側端部が当接することで出力軸を停止させるストッパが設けられていることを特徴とする。
【０００７】
上記の構成によれば、雌側ヘリカルスプラインが形成されたクラッチインナにストッパを設けているので、出力軸に形成された雄側ヘリカルスプラインの反モータ側端部がストッパに当接すると、その時点で雄側ヘリカルスプラインと雌側ヘリカルスプラインとの相対回転が阻止されて出力軸の移動が停止する。この場合、両ヘリカルスプラインの相対回転が阻止されることで、出力軸にスラスト力が与えられることはなく、出力軸を支える軸受やハウジング等へ大きな荷重が加わることがない。
【０００８】
（請求項２の発明）
請求項１に記載したスタータにおいて、
クラッチインナの雌側ヘリカルスプラインは、ねじれ冷鍛成型により形成されていることを特徴とする。
これにより、従来の転造やブローチなどで形成出来なかった雌側ヘリカルスプラインと強固なストッパとを、安価で且つ容易に形成できる。
【０００９】
（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、
クラッチインナは、軸方向の反モータ側端部にベアリングを介して支持される軸受部を有し、この軸受部の径方向内側にストッパが設けられていることを特徴とする。この構成によれば、ベアリングに支持された軸受部の径方向内側にストッパが配置される（ストッパの軸方向位置がベアリングと略同位置に配置される）ので、ストッパ部に掛かる荷重を直接的にベアリングで受けることができる。この場合、ベアリングにモーメント荷重が加わることがないので、ベアリングの小型化が可能になる。
【００１０】
また、クラッチインナに対するストッパの軸方向位置をベアリングと略同位置に設けることにより、両者が軸方向に離れて設けられる場合と比較すると、必然的に一方向クラッチの全長を短縮できる。その結果、スタータ全体の軸長短縮が可能になるため、スタータの搭載性を向上できる効果が得られる。
【００１１】
（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、
クラッチアウタは、ローラの軸方向モータ側を覆う隔壁部を有し、この隔壁部が、モータの回転軸と出力軸との間を通ってクラッチアウタの径方向全体に延設されて、一方向クラッチと出力軸のモータ側全体を袋状に閉塞していることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、クラッチインナに形成された雌側ヘリカルスプラインと出力軸に形成された雄側ヘリカルスプラインとの噛み合い部（摺動部）を略完全にモータ側から隔離することができる。その結果、モータ内部で発生するブラシ粉やギヤの摩耗粉等が両ヘリカルスプラインの噛み合い部に侵入することを防止できるため、クラッチインナに対する出力軸の摺動性を確保できる。また、ヘリカルスプライン部のグリースの飛散も防止され、ヘリカルスプラインの寿命向上にも繋がる。
【００１３】
（請求項５の発明）
請求項４に記載したスタータにおいて、
隔壁部は、出力軸が戻された時に、出力軸の軸方向モータ側端面が当接することで出力軸を停止させる後退ストッパとして機能することを特徴とする。
この構成によれば、出力軸が戻されて停止する時に生じる衝撃力を強固な隔壁部にて受けることができるので、別に専用の後退ストッパを設ける必要がなく、構造を簡素化できる。
【００１４】
（請求項６の発明）
請求項４または５に記載したスタータにおいて、
隔壁部は、遊星ギヤ減速装置の遊星ギヤを回転自在に支持するギヤ軸が固定されるキャリア部として設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、遊星ギヤ減速装置のキャリア部を隔壁部と一体化できるので、キャリア部と隔壁部とを別々に設けた場合と比較すると、トルクの伝達ロスがなく、且つ軸方向の長さを短縮できる効果が得られる。
【００１５】
【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。
図１はスタータ１の断面図である。
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の回転速度を減速する遊星ギヤ減速装置（下述する）、この遊星ギヤ減速装置で減速された回転を出力軸３に伝達する一方向クラッチ４、出力軸３上に配置されるピニオンギヤ５、及びモータ２の通電電流をＯＮ／ＯＦＦすると共に、シフトレバー６を介して出力軸３を軸方向に移動させる電磁スイッチ７等より構成される。
【００１６】
モータ２は、周知の直流電動機であり、電磁スイッチ７に内蔵されたモータ接点（図示せず）が閉じると、車載バッテリからアーマチャ８に通電されて、そのアーマチャ８に回転力が発生する。
遊星ギヤ減速装置は、モータ２の回転軸８ａに形成されたサンギヤ９と、このサンギヤ９と同心に配置されるリング状のインターナルギヤ１０とに噛み合う複数の遊星ギヤ１１を有し、この遊星ギヤ１１の回転運動（自転運動と公転運動）によってアーマチャ８の回転速度を減速する。遊星ギヤ１１は、ギヤ軸１２に回転自在に支持され、そのギヤ軸１２が固定されるキャリア部１３に遊星ギヤ１１の公転運動が伝達される。
【００１７】
一方向クラッチ４は、多くのスタータに用いられる周知のローラ式クラッチであり、クラッチアウタ４Ａ、ローラ４Ｂ、及びクラッチインナ４Ｃ等から構成される。
クラッチアウタ４Ａは、上記キャリア部１３と一体に設けられ、遊星ギヤ１１の公転運動（アーマチャ８の回転速度が減速された回転）に同期して回転する。キャリア部１３は、本発明の隔壁部を構成するもので、図１に示す様に、モータ２の回転軸８ａと出力軸３との間を通ってクラッチアウタ４Ａの径方向全体に延設され、一方向クラッチ４と出力軸３のモータ側全体を袋状に閉塞している。
【００１８】
ローラ４Ｂは、クラッチアウタ４Ａの内側に形成されたカム室（図示せず）に配設され、クラッチアウタ４Ａが回転すると、カム室の内壁面とクラッチインナ４Ｃの外周面との間に挟持されて、クラッチアウタ４Ａからクラッチインナ４Ｃへトルク伝達を行う。
クラッチインナ４Ｃは、ローラ４Ｂとの接触面より軸方向反モータ側（図示左側）に軸受部４ａが一体に設けられ、この軸受部４ａの外周に配置されたベアリング１４を介してセンタケース１５に回転自在に支持されている。このクラッチインナ４Ｃの内側には、雌側ヘリカルスプライン４ｂが、ねじれ冷鍛成型により形成され、更に軸受部４ａの径方向内側に、出力軸３の前進位置を規制するストッパ１６が設けられている。
【００１９】
センタケース１５は、遊星ギヤ減速装置と一方向クラッチ４の外周を覆って、モータヨーク１７の前端に組み付けられ、図示しないエンドカバーと共に、スルーボルト１８によってフロントハウジング１９に固定されている。
出力軸３は、軸受２０を介してフロントハウジング１９に回転自在に支持され、自身の後端部（モータ側端部）に形成された雄側ヘリカルスプライン３ａがクラッチインナ４Ｃの内側に挿入されて、雌側ヘリカルスプライン４ｂに噛み合わされている。従って、出力軸３は、両ヘリカルスプライン３ａ、４ｂの相対回転に伴って軸方向に移動可能である。なお、軸受２０のピニオンギヤ５側には、ハウジング内部への水や埃などの侵入を防止するために、シール部材２１（例えばオイルシール）が配置されている。
【００２０】
ピニオンギヤ５は、出力軸３の先端部（軸受２０より前方へ突き出ている部分）にスプライン結合されて、出力軸３と一体に回転可能に設けられると共に、ピニオンスプリング２２により図示左方向へ付勢され、カラー２３に当接して保持されている。
【００２１】
電磁スイッチ７は、始動スイッチ（図示せず）のＯＮ操作により通電されるコイル２４と、このコイル２４の内側を往復動可能に配置されたプランジャ２５等を有し、コイル２４が通電されると、プランジャ２５がスプリング２６を撓ませながら図示右方向へ吸引されて移動する。このプランジャ２５の移動により、プランジャ２５にフック２７を介して連結されたシフトレバー６が駆動されて出力軸３が反モータ方向へ押し出されると共に、前記モータ接点が閉成される。
【００２２】
次に、スタータ１の作動を説明する。
電磁スイッチ７のコイル２４が通電されてプランジャ２５が吸引されると、シフトレバー６を介して出力軸３が反モータ方向へ押し出される。出力軸３は、クラッチインナ４Ｃに対し雄側ヘリカルスプライン３ａが雌側ヘリカルスプライン４ｂに沿って回転しながら図示左方向へ移動し、ピニオンギヤ５がエンジンのリングギヤ２８に当接した後、ピニオンスプリング２２を押し縮めた状態で一旦停止する。
【００２３】
一方、プランジャ２５の移動によりモータ接点が閉じると、アーマチャ８が通電されて回転し、そのアーマチャ８の回転速度が遊星ギヤ減速装置で減速されてクラッチアウタ４Ａに伝達され、更にクラッチアウタ４Ａからローラ４Ｂを介してクラッチインナ４Ｃにトルク伝達される。その結果、クラッチインナ４Ｃが回転して、その回転力が出力軸３に伝達され、ピニオンギヤ５がリングギヤ２８と噛み合い可能な位置まで回転すると、再び出力軸３がスラスト力を受けて反モータ方向へ移動し、出力軸３に形成された雄側ヘリカルスプライン３ａの反モータ側端部がクラッチインナ４Ｃに設けられたストッパ１６に当接して停止する。
【００２４】
これにより、ピニオンギヤ５は、ピニオンスプリング２２の反力により押し出されてリングギヤ２８に噛み合い、出力軸３の回転をリングギヤ２８に伝達してエンジンをクランキングさせる。
エンジン始動後、始動スイッチがＯＦＦ 操作されると、コイル２４への通電が停止して磁力（吸引力）が消滅するため、プランジャ２５がスプリング２６の反力を受けて初期位置まで押し戻される。このプランジャ２５の移動により、モータ接点が開いてアーマチャ８への通電が停止される。
【００２５】
また、プランジャ２５が初期位置へ押し戻されることにより、シフトレバー６を介して出力軸３が図示右方向へ戻され、ピニオンギヤ５がリングギヤ２８から離脱した後、出力軸３の軸方向後端面（モータ側端面）がキャリア部１３の端面に当接して出力軸３の移動が停止する。
【００２６】
（本実施形態に記載したスタータ１の効果）
上記のスタータ１は、雌側ヘリカルスプライン４ｂが形成されたクラッチインナ４Ｃにストッパ１６を設けているので、出力軸３に形成された雄側ヘリカルスプライン３ａの反モータ側端部がストッパ１６に当接すると、その時点で雄側ヘリカルスプライン３ａと雌側ヘリカルスプライン４ｂとの相対回転が阻止されて出力軸３の移動が停止する。この場合、両ヘリカルスプライン３ａ、４ｂの相対回転が阻止されることで、出力軸３にスラスト力が与えられることはなく、出力軸３を支える軸受２０やフロントハウジング１９等へ大きな荷重が加わることがない。
【００２７】
また、クラッチインナ４Ｃのストッパ１６は、ベアリング１４を介して支持される軸受部４ａの径方向内側に設けられている（ストッパ１６の軸方向位置がベアリング１４と略同位置に配置されている）ので、出力軸３の雄側ヘリカルスプライン３ａがストッパ１６に当たった時に生じる荷重を直接的にベアリング１４で受けることができる。この場合、ベアリング１４にモーメント荷重が加わらないので、ベアリング１４の小型化が可能になる。また、ベアリング１４とストッパ１６とが軸方向に離れて設けられる場合と比較すると、クラッチインナ４Ｃの全長を短縮できるので、スタータ全体の軸長短縮が可能になり、スタータ１の搭載性を向上できる。
【００２８】
クラッチインナ４Ｃの雌側ヘリカルスプライン４ｂは、ねじれ冷鍛成型により形成することができる。これにより、安価で且つ容易に、雌側ヘリカルスプライン４ｂと強固なストッパ１６とを形成できる。
本実施形態に記載したスタータ１は、遊星ギヤ減速装置で減速された回転を一方向クラッチ４のクラッチアウタ４Ａに伝達する構造であるので、遊星ギヤ減速装置のキャリア部１３とクラッチアウタ４Ａとを一体に設けることができる。この場合、キャリア部１３とクラッチアウタ４Ａとを別々に設けた場合と比較すると、トルクの伝達ロスがなく、且つ軸方向の長さを短縮できるメリットがある。
【００２９】
また、キャリア部１３は、クラッチアウタ４Ａと共に、一方向クラッチ４と出力軸３のモータ側全体を袋状に閉塞しているので、雌側ヘリカルスプライン４ｂと雄側ヘリカルスプライン３ａとの噛み合い部（摺動部）を略完全にモータ２側から隔離することができる。その結果、モータ２の内部で発生するブラシ粉やギヤの摩耗粉等が両ヘリカルスプライン３ａ、４ｂの噛み合い部に侵入することを防止できるため、クラッチインナ４Ｃと出力軸３との摺動性を良好に保つことができる。
【００３０】
更に、キャリア部１３は、エンジン始動後、出力軸３が戻された時に、出力軸３の後退位置（スタータ静止時の停止位置）を規制する後退ストッパとして機能する。この場合、出力軸３を停止させる時に生じる衝撃力を強固なキャリア部１３にて受けることができるので、別に専用の後退ストッパを設ける必要がなく、構造を簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるスタータの断面図である。
【図２】スタータの断面図である（従来技術）。
【符号の説明】
１ スタータ
２ モータ
３ 出力軸
３ａ 雄側ヘリカルスプライン
４ 一方向クラッチ
４Ａ クラッチアウタ
４Ｂ ローラ
４Ｃ クラッチインナ
４ａ 軸受部
４ｂ 雌側ヘリカルスプライン
５ ピニオンギヤ
１１ 遊星ギヤ（遊星ギヤ減速装置）
１３ キャリア部（隔壁部）
１４ ベアリング
１６ ストッパ
２８ リングギヤ

Claims (6)

1. 回転力を発生するモータと、
   このモータの回転速度を減速する遊星ギヤ減速装置と、
   この遊星ギヤ減速装置で減速された回転がクラッチアウタに伝達され、このクラッチアウタからローラを介してクラッチインナにトルク伝達を行う一方向クラッチと、
   前記クラッチインナの内周に形成された雌側ヘリカルスプラインに噛み合う雄側ヘリカルスプラインを有し、両ヘリカルスプラインの相対回転により前記クラッチインナの内側を移動可能に設けられた出力軸と、
   この出力軸上に配置され、前記出力軸と一体に反モータ方向へ移動してエンジンのリングギヤに噛み合うピニオンギヤとを備えるスタータにおいて、
   前記クラッチインナの内側には、前記出力軸が反モータ方向へ移動した時、前記出力軸に形成された雄側ヘリカルスプラインの反モータ側端部を当接させることで前記出力軸を停止させるストッパが設けられ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、
   前記クラッチインナの雌側ヘリカルスプラインは、ねじれ冷鍛成型により形成され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、
   前記クラッチインナは、軸方向の反モータ側端部にベアリングを介して支持される軸受部を有し、この軸受部の径方向内側に前記ストッパが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、
   前記クラッチアウタは、前記ローラの軸方向モータ側を覆う隔壁部を有し、この隔壁部が、前記モータの回転軸と前記出力軸との間を通って前記クラッチアウタの径方向全体に延設されて、前記一方向クラッチと前記出力軸のモータ側全体を袋状に閉塞していることを特徴とするスタータ。
5. 請求項４に記載したスタータにおいて、
   前記隔壁部は、前記出力軸が戻された時に、前記出力軸の軸方向モータ側端面が当接することで前記出力軸を停止させる後退ストッパとして機能することを特徴とするスタータ。
6. 請求項４または５に記載したスタータにおいて、
   前記隔壁部は、前記遊星ギヤ減速装置の遊星ギヤを回転自在に支持するギヤ軸が固定されるキャリア部として設けられていることを特徴とするスタータ。

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