JP2006170100A - スタータ - Google Patents

Abstract

【課題】出力シャフトの軸方向進退に伴う潤滑剤移動を良好に抑止可能な潤滑性に優れるスタータを提供すること。
【解決手段】一方向クラッチ７のクラッチインナをなすチューブ２０の前端部には軸受部２０ａが設けられ、この軸受部２０ａは、センタケース１２に回転自在に支持されて出力シャフト３を軸方向進退自在に支持する。軸受部２０ａの内周面又は出力シャフト３の外周面には、チューブ２０の内周面と出力シャフト３の外周面との間の隙間とチューブ２０の外部空間とを連通する空気流通溝２５を有しているので、空気ポンピング作用を防止することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、一方向クラッチのクラッチインナであるチューブの内周面に、ピニオン軸である出力シャフトがヘリカルスプライン嵌合した構造を有するスタータに関する。

ハウジングに回転自在に支承されるシャフト軸支部を前端側に有するとともにスプラインが内周面に形成されたクラッチインナとしてのチューブと、チューブの後端部に嵌着される円筒状のクラッチアウタと、チューブの外周面とクラッチアウタの内周面との間に介設されるクラッチローラとを有する一方向クラッチと、チューブのスプラインに嵌合するスプラインを後端部外周面に有してチューブに軸方向進退可能に嵌入される出力シャフトとを備えるスタータが、たとえば本出願人の出願になる下記の特許文献１などに記載されている。このスタータでは、モータトルクは、クラッチアウタからクラッチローラを通じてチューブに伝達され、更にチューブにスプライン嵌合する出力シャフトに伝達される。なお、このスプライン嵌合はヘリカルスプライン嵌合でもよく、直スプライン嵌合のどちらでもよい。
特願２００３−３５６３４４号公報

上記したスタータにおいて、チューブのシャフト軸支部よりも後方におけるチューブ内の空間、特に、このシャフト軸支部よりも後方、かつ、出力シャフトの後端部のスプラインよりも前方の隙間の空気は出力シャフトの前進時に圧縮され、後退時に膨張される。この空気圧変化は出力シャフトの外周面に沿っての軸方向への空気流の流れを形成することになり、出力シャフトの外周面とチューブの内周面上のグリスが軸方向に付勢されることになる。その結果、空気流により付勢されたグリスは、たとえば出力シャフトの後端面後方のチューブ内部の空間（シャフト後端側空間とも言う）などに落ち込み、これらの動作を長期にわたって繰り返すと出力シャフトやチューブの潤滑が必要な周面のグリス量が不足するという問題を生じさせる可能性があることがわかった。

また、このスタータにおいて、シャフト後端側空間を更に後方空間（たとえば遊星ギヤ機構収容空間）に連通させる態様では、一方向クラッチ内部のグリスが一方向クラッチの後方空間へ流出するという問題が懸念される。この問題を解決するためには、クラッチアウタを椀状としたり、あるいはクラッチアウタの後方開口を閉塞する遮蔽板を設けて、上記したシャフト後端側空間をその後方空間との間を遮断することが考えられる。

しかしながら、上記したシャフト後端側空間の閉塞は、シャフト後端側空間内の空気が出力シャフトの軸方向進退により膨張、圧縮し、それによりシャフト後端側空間の圧力が大きく変動するという問題を生じた。この圧力変動は一方向クラッチ内部の種々の隙間を流れる空気流を形成し、この空気流は出力シャフトの外周面やチューブの内周面上のグリスの移動を促進し、たとえばグリスがシャフト後端側空間へ落ち込むと言う問題を生じさせる。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、出力シャフトの軸方向進退に伴う潤滑剤移動を良好に抑止可能な潤滑性に優れるスタータを提供することをその目的としている。

上記目的を達成する本発明は、ハウジングに回転自在に支承されるシャフト軸支部を前端側に有するとともにスプラインが内周面に形成されたクラッチインナとしてのチューブと、前記チューブの後端部に嵌着される円筒状のクラッチアウタと、前記チューブの外周面と前記クラッチアウタの内周面との間に介設されるクラッチローラとを有し、モータトルクを前記クラッチアウタから前記クラッチローラを通じて前記チューブに伝達する一方向クラッチと、前記チューブのスプラインに嵌合するスプラインを後端部外周面に有して前記チューブに軸方向進退可能に嵌入される出力シャフトとを備えるスタータにおいて、
前記チューブのシャフト軸支部の内周面、及び、この内周面に対面する前記出力シャフトの外周面の少なくとも一方に凹設された空気流通溝を有し、
前記空気流通溝は、前記チューブの前記シャフト軸支部を軸方向に貫通して前記シャフト軸支部より後方の前記チューブ内の空間と前記チューブの外の空間とを連通することを特徴としている。

すなわち、この発明によれば、チューブのシャフト軸支部の内周面、及び、この内周面に対面する前記出力シャフトの外周面の少なくとも一方に空気流通溝を凹設することにより、シャフト軸支部を軸方向に貫通する空気流通溝を設ける。これにより、シャフト軸支部の後方のチューブ内の空間をこの空気流通溝を通じて良好にチューブの外の空間とを連通させることができるので、出力シャフトの軸方向進退動作にもかかわらずチューブ内の空気の圧縮、膨張を良好に抑止することができ、このチューブ内の空気の圧力変化による空気流の創成を抑圧してこの空気流によるあるいは上記圧力の空間的な差による潤滑剤（好適にはグリス）の望ましくない移動を抑止することができる。

また、上記空気圧により生じる出力シャフトの軸方向進退動作の抑制作用も軽減することができる。なお、シャフト軸支部と出力シャフトとの間のクリアランスは、出力シャフトの摺動に差し障りがない範囲で、かつ、出力シャフトの傾きを許容範囲内に抑制するように極小に設定されるべきである。

更に、この空気流通溝は、チューブのシャフト軸支部と出力シャフトとの摺接面に小さい異物が混入した場合でも出力シャフト回転によりこの異物を周方向に近接する空気流通溝へ排除することができるため出力シャフトの軸方向進退動作又はチューブに対する相対回転動作の抵抗となることを防ぐという効果も奏することができる。

好適な態様において、前記チューブのシャフト軸支部は、前記出力シャフトの前進を規制するストッパ端面を有する。このようにすれば、チューブのシャフト軸支部の内部の段差面であるストッパ端面により出力シャフトの前進を停止させることができるとともに、このストッパ端面に接して形成される空間内の空気の膨張、圧縮も抑止することができる。

好適な態様において、前記一方向クラッチは、前記出力シャフトの後端面と前記チューブの内周面とにより区画形成される空間であるシャフト後端側空間を、前記一方向クラッチの更に後方の空間から遮断している。

このようにすれば、シャフト後端側空間を更に後方空間（たとえば遊星ギヤ機構収容空間）から遮断して閉塞するため、このシャフト後端側空間から後方へのグリス流出を防止することができるとともに、出力シャフトの直動によるこのシャフト後端側空間内の空気の圧力変動も良好に抑止することができるため、それに伴うグリス流動も良好に低減することができる。また、上記空気圧変動による出力シャフトの軸方向進退動作を阻害することも防止することができる。

好適な態様において、前記空気流通溝は、前記出力シャフトの任意の軸方向進退位置にて前記連通を確保する。これにより、出力シャフトの軸方向進退動作の全期間にわたってチューブ内空間の圧力変動を抑止することができるので、上述の効果を一層向上することができる。

好適な態様において、前記空気流通溝は、軸方向を基準として前記スプラインと周方向同一向きに傾斜している。このようにすれば、出力シャフトの直動に伴う空気の軸方向移動において空気移動方向の急変を抑止することができ、空気流動抵抗の低減によりチューブ内の圧力変動を一層低減することができる。

好適な態様において、前記空気流通溝は、軸方向を基準として前記スプラインと周方向同一角度で傾斜している。このようにすれば、チューブのスプラインや出力シャフトのスプラインと同一工程でこの空気流通溝を容易に製作することができる。

好適な態様において、前記空気流通溝は、前記出力シャフトの外周面に形成されて前記出力シャフトのスプラインに連なっている。このようにすれば、チューブ内の軸方向への空気流動抵抗を一層低減することができる。また、空気流通溝と出力シャフトのスプラインとを同一工程、同一製造設備で製造できるという製造上の優れた効果を奏することができる。

好適な態様において、前記空気流通溝は、前記チューブのシャフト軸支部の内周面に形成されて前記チューブのスプラインに連なっている。このようにすれば、チューブ内の軸方向への空気流動抵抗を一層低減することができる。また、空気流通溝とチューブのスプラインとを同一工程、同一製造設備で製造できるという製造上の優れた効果を奏することができる。更に、空気流通溝が内周面側に形成されているため、回転時の遠心力によるグリスの飛散を抑止できる効果を期待することができる。

本発明のスタータの好適な実施形態を図面を参照して以下に説明する。ただし、本発明は下記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想を他の公知技術又はそれと必要機能が共通するその他の技術を組み合わせて構成できることはもちろんである。

（全体構成の説明）
この実施例のスタータの全体構成を図１を参照して説明する。図１は、スタータの要部断面図示の側面図である。

図１は実施例１に係わるスタータ１の一部断面を含む全体図である。

本実施例のスタータ１は、回転力を発生するモータ２と、モータ２の回転が後述のトルク伝達機構を通じて伝達される出力シャフト３と、出力シャフト３上に配置されるピニオンギヤ４と、モータ２の通電回路に設けられるメイン接点（後述する）を開閉制御すると共にシフトレバー（図示せず）を介して出力シャフト３を軸方向に前方へ移動させるマグネットスイッチ５等より構成される。

上記トルク伝達機構は、遊星ギヤ機構（減速装置）６と一方向クラッチ７とからなり、モータトルクは、遊星ギヤ機構６、一方向クラッチ７を順次経由して出力シャフト３に伝達される。８はモータ２と前端面を覆う隔壁、９は隔壁８の前端面に密着するスラストワッシャ（単にワッシャとも言う）、１０はモータ２の回転軸（モータ回転軸）である。この実施例の要部をなす出力シャフト３、遊星ギヤ機構６及び一方向クラッチ７の軸方向拡大断面を図２に図示する。

（遊星ギヤ機構６の説明）
遊星ギヤ機構６は、ワッシャ９及び隔壁８を貫通して前方に突出するモータ回転軸１０の前端部に形成されたサンギヤ１１と、センタケース１２に回転規制されたリング状のインターナルギヤ１３と、両ギヤ１１、１３に噛合する複数の遊星ギヤ１４と、ギヤ軸１５に嵌着された軸受けを介して遊星ギヤ１４を回転自在に支持するキャリヤ１６等より構成される周知の遊星歯車減速機であり、モータ回転軸１０の回転速度を遊星ギヤ１４の公転速度まで減速する。ギヤ軸１５は、キャリヤ１６の図示しない穴に圧入等により嵌入、固定されている。

センタケース１２は、モータ２の前方に位置してフロントハウジング１８に収容、固定されて、遊星ギヤ機構６及び一方向クラッチ７を囲覆している。センタケース１２の後端開口はワッシャ９及び隔壁８により遮蔽され、モータ回転軸１０は、軸受けを介して隔壁８に回転自在に支持されている。
隔壁８は、センタケース１２の後端開口を遮蔽して、遊星ギヤ機構６及び一方向クラッチ７を、その後方のモータ２から遮断している。

（一方向クラッチ７の説明）
一方向クラッチ７は、キャリヤ１６と一体化されたクラッチアウタ１９と、クラッチアウタ１９の径方向内側に配置されていわゆるクラッチインナを構成する略円筒形状のチューブ２０と、クラッチアウタ１９の内周面に形成されたくさび状のカム室（図示せず）に不図示のローラスプリングとともに収容されたローラ（クラッチローラ）２１等より構成されている。ローラ２１は、クラッチアウタ１９の内周面から伝達されたトルクをチューブ２０（クラッチインナ）の外周面に伝達する。クラッチアウタ１９は、図２に示すように、前方に開口する凹部を有する椀状部材であって、その底板部が上述のキャリヤを構成している。

クラッチインナをなすチューブ２０は、軸方向前端側に突出する軸受部（シャフト軸支部）２０ａを有している。軸受部２０ａは、ボールベアリング２２を介してセンタケース１２に回転自在に支持されている。

（チューブ２０と出力シャフト３との説明）
チューブ２０には出力シャフト３の後端部が軸方向進退可能に嵌入されており、チューブ２０の軸受部２０ａは、出力シャフト３を軸方向進退可能に軸支している。

チューブ２０の内周面には、軸受部２０ａからチューブ２０の後端まで雌ヘリカルスプライン２０ｃが形成されている。ただし、軸受部２０ａの前端部から雌ヘリカルスプライン２０ｃの前端部までは雌ヘリカルスプライン２０ｃは形成されず、これにより、雌ヘリカルスプライン２０ｃの前端部は、出力シャフト３がエンジン側（図１の左側）へ移動した時に出力シャフト３の移動を規制するためのストッパ２０ｂとして機能する。

出力シャフト３は、フロントハウジング１８に保持された軸受（図示せず）に回転自在、且つ摺動自在に支持される。３ａは出力シャフト３の後端部の外周面に形成された雄ヘリカルスプラインであり、チューブ２０の雌ヘリカルスプライン２０ｃに嵌合している。２３はクラッチアウタ１９の底板部の前端面及び後端面に嵌合するスラストワッシャである。

（その他の構成要素の簡単な説明）
ピニオンギヤ４は、軸受より前方へ突き出た出力シャフト３の前端部に、例えばスプライン結合されて、出力シャフト３と一体に回転可能に設けられると共に、ピニオンギヤ４と出力シャフト３との間に配設されたピニオンスプリング（図示せず）の反力を受けて、出力シャフト３上を前方へ付勢され、出力シャフト３の先端部に取り付けられたカラーに当接して保持されている。

マグネットスイッチ５は、始動スイッチの閉動によりバッテリから通電される励磁コイルと、この励磁コイルの発生する磁力により吸引されるプランジャと、励磁コイルへの通電が停止されて磁力が消滅した時にプランジャを押し戻すためのリターンスプリング（図示せず）等より構成され、プランジャの移動に応じてメイン接点を開閉制御すると共にシフトレバーを介して出力シャフト３を軸方向に移動させる。

（動作説明）
始動スイッチの閉操作によりマグネットスイッチ５の励磁コイルが通電されると、プランジャが吸引されることにより、シフトレバーを介して出力シャフト３が前方へ押し出される。ピニオンギヤ４がエンジンのリングギヤ（図示せず）に噛み合い、可動接点が一組の固定接点に当接してメイン接点が閉じることにより、モータ２に回転力が発生する。ピニオンギヤ４とリングギヤとの噛み合いが完了すると、ピニオンギヤ４からリングギヤに回転力が伝達されてエンジンをクランキングする。

エンジン始動後、始動スイッチが開動されると、励磁コイルへの通電停止により磁力が消滅するため、プランジャがリターンスプリングの反力で押し戻され、可動接点が固定接点から離れることによりモータ２への通電が停止される。また、プランジャが押し戻されると、シフトレバーを介して出力シャフト３が戻されて、出力シャフト３の後端面がスラストワッシャ２３を通じてクラッチアウタ１９に当接して停止する。

（空気流通溝の説明）
この実施例の特徴をなす空気流通溝について、図３を参照して以下に説明する。

この実施例では、チューブ２０の軸受部２０ａの内周面に沿ってこの軸受部２０ａを軸方向に貫通する空気流通溝２５が形成されている。この空気流通溝２５は、チューブ２０の内周面に形成された雌ヘリカルスプライン２０ｃと同一向き同一リード角度で形成されるが、スプラインの数（もしくは溝数）は半分又はそれ以下とされている。更に、空気流通溝２５の各溝は、チューブ２０の雌ヘリカルスプライン２０ｃの各溝に連なっているものとする。

このようにすれば、出力シャフト３の軸方向位置にかかわらず、チューブ２０の内周面と出力シャフト３の外周面との間の隙間空間、更には前進した出力シャフト３の後端面の後方に形成されるシャフト後端側空間Ｓと、チューブ２０の前方の外部空間（センタケース１２の内部空間）とを、雌ヘリカルスプラインからなる空気流通溝２５により連通させることができる。また、軸受部２０ａの後端を出力シャフト３の前進規制用のストッパ２０ｂとして機能させることができる。

（変形態様）
この実施例の特徴をなす空気流通溝について、図４を参照して以下に説明する。

この実施例では、出力シャフト３の外周面に空気流通溝２６が形成されている。この空気流通溝２６は、出力シャフト３の雄ヘリカルスプライン３ａの前端から所定距離だけ前方へ形成されている。ただし、図４の下半分に図示するように出力シャフト３が最も前進位置に到達した場合でも、図４の上半分に図示するように出力シャフト３が最も後退位置に到達した場合でも、空気流通溝２６の前端は、チューブ２０の軸受部２０ａよりも前方に位置している。この空気流通溝２６は、出力シャフト３の外周面後端部に形成された雄ヘリカルスプライン３ａと同一向き同一リード角度をもつ雌ヘリカルスプラインとされている。更に、空気流通溝２６は、周方向に隣接する一対の雄ヘリカルスプライン３ａの間に連通しているものとする。

なお、空気流通溝２６を構成する上記雌ヘリカルスプラインの代わりに、出力シャフト３の雄ヘリカルスプライン３ａに連なる雄ヘリカルスプラインを形成してもよい。ただし、空気流通溝２６としての雄ヘリカルスプライン３ａは、雌ヘリカルスプライン２０ｃに噛合する雄ヘリカルスプライン３ａよりも径小とされ、雌ヘリカルスプライン２０ｃとは歯合しないものとする。

このようにすれば、出力シャフト３の軸方向位置にかかわらず、チューブ２０の内周面と出力シャフト３の外周面との間の隙間空間、更には前進した出力シャフト３の後端面の後方に形成されるシャフト後端側空間Ｓと、チューブ２０の前方の外部空間（センタケース１２の内部空間）とを、雌ヘリカルスプラインからなる空気流通溝２６により連通させることができる。また、軸受部２０ａの後端を出力シャフト３の前進規制用のストッパ２０ｂとして機能させることができる。

（実施例効果）
この実施例及び変形態様によれば、出力シャフト３の軸方向進退動作にもかかわらずチューブ２０内の空気の圧縮、膨張を良好に抑止することができ、このチューブ２０内の空気の圧力変化による空気流の創成を抑圧してこの空気流によるあるいは上記圧力の空間的な差による潤滑剤（好適にはグリス）の望ましくない移動を抑止することができる。また、上記空気圧により生じる出力シャフト３の軸方向進退動作の抑制作用も軽減することができる。

更に、この空気流通溝２５、２６は、チューブ２０の軸受部２０ａと出力シャフト３との摺接面に小さい異物が混入した場合でも出力シャフト３の回転によりこの異物を周方向に近接する空気流通溝２５、２６へ排除することができるため出力シャフト３の軸方向進退動作又はチューブに対する相対回転動作の抵抗となることを防ぐという効果も奏することができる。

その他、出力シャフト３の後端面に面して形成されるシャフト後端側空間Ｓを遊星ギヤ機構６から遮断できるため、シャフト後端側空間Ｓから後方へのグリス流出を防止することができるとともに、出力シャフト３の直動（軸方向進退）によるシャフト後端側空間Ｓ内の空気の圧力変動も良好に抑止することができる。

（変形態様）
上記実施例では、チューブ２０と出力シャフト３とがヘリカルスプライン嵌合する例を説明したが、両者が直スプライン嵌合してもよいことは当然である。また、空気流通溝２５、２６とチューブ２０の雌ヘリカルスプライン２０ｃや出力シャフト３の雄ヘリカルスプライン３ａとを独立に形成してもよいことは当然である。

実施例１のスタータの一部破断側面図である。 図１の一方向クラッチ及び遊星ギヤ機構近傍を拡大図示した部分断面側面図である。 図２の空気流通溝近傍を拡大図示した部分断面側面図である。 変形態様の空気流通溝近傍を拡大図示した部分断面側面図である。

符号の説明

Ｓ シャフト後端側空間
１ スタータ
２ モータ
３ 出力シャフト
３ａ 雄ヘリカルスプライン
４ ピニオンギヤ
５ マグネットスイッチ
６ 遊星ギヤ機構
７ 一方向クラッチ
８ 隔壁
９ ワッシャ
１０ モータ回転軸
１１ サンギヤ
１２ センタケース
１３ インターナルギヤ
１４ 遊星ギヤ
１５ ギヤ軸
１６ キャリヤ
１８ フロントハウジング
１９ クラッチアウタ
２０ チューブ
２０ａ 軸受部
２０ｂ ストッパ
２０ｃ 雌ヘリカルスプライン
２１ ローラ
２２ ボールベアリング
２３ スラストワッシャ
２５ 空気流通溝
２６ 空気流通溝

Claims (8)

1. ハウジングに回転自在に支承されるシャフト軸支部を前端側に有するとともにスプラインが内周面に形成されたクラッチインナとしてのチューブと、前記チューブの後端部に嵌着される円筒状のクラッチアウタと、前記チューブの外周面と前記クラッチアウタの内周面との間に介設されるクラッチローラとを有し、モータトルクを前記クラッチアウタから前記クラッチローラを通じて前記チューブに伝達する一方向クラッチと、前記チューブのスプラインに嵌合するスプラインを後端部外周面に有して前記チューブに軸方向進退可能に嵌入される出力シャフトとを備えるスタータにおいて、
   前記チューブのシャフト軸支部の内周面、及び、この内周面に対面する前記出力シャフトの外周面の少なくとも一方に凹設された空気流通溝を有し、
   前記空気流通溝は、前記チューブの前記シャフト軸支部を軸方向に貫通して前記シャフト軸支部より後方の前記チューブ内の空間と前記チューブの外の空間とを連通することを特徴とするスタータ。
2. 請求項１記載のスタータにおいて、
   前記チューブのシャフト軸支部は、前記出力シャフトの前進を規制するストッパ端面を有することを特徴とするスタータ。
3. 請求項１又は２記載のスタータにおいて、
   前記一方向クラッチは、前記出力シャフトの後端面と前記チューブの内周面とにより区画形成される空間であるシャフト後端側空間を、前記一方向クラッチの更に後方の空間から遮断していることを特徴とするスタータ。
4. 請求項１乃至３のいずれか記載のスタータにおいて、
   前記空気流通溝は、前記出力シャフトの任意の軸方向進退位置にて前記連通を確保することを特徴とするスタータ。
5. 請求項１乃至４のいずれか記載のスタータにおいて、
   前記空気流通溝は、軸方向を基準として前記スプラインと周方向同一向きに傾斜していることを特徴とするスタータ。
6. 請求項５記載のスタータにおいて、
   前記空気流通溝は、軸方向を基準として前記スプラインと周方向同一角度で傾斜していることを特徴とするスタータ。
7. 請求項１乃至６のいずれか記載のスタータにおいて、
   前記空気流通溝は、前記出力シャフトの外周面に形成されて前記出力シャフトのスプラインに連なることを特徴とするスタータ。
8. 請求項１乃至７のいずれか記載のスタータにおいて、
   前記空気流通溝は、前記チューブのシャフト軸支部の内周面に形成されて前記チューブのスプラインに連なることを特徴とするスタータ。

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