JP2006177168A - スタータ - Google Patents

Abstract

【課題】ドライブシャフトとオーバランニングクラッチとのスプライン部における傾斜を抑制することができるスタータを提供する。
【解決手段】スタータは、外周側にシャフトスプライン５ａが形成されるドライブシャフト５と、内周側にシャフトスプライン５ａに噛合するバレルスプライン６１ａが形成されドライブシャフト５に対して軸方向移動可能であり一方向クラッチを構成するオーバランニングクラッチ６と、オーバランニングクラッチ６に一体的に配置され内燃機関のリングギヤ１０に噛合係脱するピニオンギヤ８とを備える。そして、シャフトスプライン５ａの歯先とバレルスプライン６１ａの歯底との径方向隙間Ｘ（＝Ｘ１＋Ｘ２）は、シャフトスプライン５ａとバレルスプライン６１ａとの間のバックラッシＹ（＝Ｙ１＋Ｙ２）より小さくしている。
【選択図】図３

Description

本発明は、オーバランニングクラッチを有するスタータに関するものである。

オーバランニングクラッチを有するスタータについては、例えば、特許文献１に記載されている。このスタータは、スタータモータの動力を伝達し外周側に軸ヘリカルスプラインが形成されるドライブシャフトと、内周側に軸ヘリカルスプラインに噛合する孔ヘリカルスプラインが形成されドライブシャフトに対して軸方向移動可能であり一方向クラッチを構成するオーバランニングクラッチと、オーバランニングクラッチに一体的に配置され内燃機関のリングギヤに噛合係脱するピニオンギヤとを備える。このように、スタータモータの動力を伝達するドライブシャフトとオーバランニングクラッチとがスプライン噛合している。
特公平７−３７７８６号公報

ところで、両スプラインの間には、径方向及び周方向にガタ（隙間）が存在する。そのため、オーバランニングクラッチは、ドライブシャフトに対して傾斜する場合がある。特に、イグニッションスイッチを一度ＯＮした後、内燃機関が始動する前にイグニッションスイッチをＯＦＦして再度ＯＮした場合には、スタータモータの惰性回転によりピニオンギヤが回転した状態のまま内燃機関のリングギヤに噛合しようとする。そうすると、ピニオンギヤの回転は急激に停止されることになる。この場合、ドライブシャフトとオーバランニングクラッチとのスプライン噛合部分に過大衝撃が発生してオーバランニングクラッチとドライブシャフトとが傾斜する。

このようにオーバランニングクラッチとドライブシャフトとが傾斜する結果、スプライン噛合部分の局所的な接触による過大面圧により、両スプラインの接触部分に凝着が発生するおそれがある。

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、ドライブシャフトとオーバランニングクラッチとのスプライン部における傾斜を抑制することができるスタータを提供することを目的とする。

本発明のスタータは、スタータモータの動力を伝達し外周側にシャフトスプラインが形成されるドライブシャフトと、内周側に前記シャフトスプラインに噛合するバレルスプラインが形成され前記ドライブシャフトに対して軸方向移動可能であり一方向クラッチを構成するオーバランニングクラッチと、前記オーバランニングクラッチに一体的に配置され内燃機関のリングギヤに噛合係脱するピニオンギヤと、を備えるスタータにおいて、前記シャフトスプラインの歯先と前記バレルスプラインの歯底との径方向隙間は、前記シャフトスプラインと前記バレルスプラインとの間のバックラッシより小さいことを特徴とする。ここで、前記バックラッシとは、シャフトスプラインとバレルスプラインとのピッチ円周上の遊び距離である。

また、前記ドライブシャフトは、外周側に突出した軸方向移動係止部が形成され、前記オーバランニングクラッチは、前記軸方向移動係止部の外周径より大きな内径からなる内孔が形成され、前記オーバランニングクラッチの前記バレルスプラインは、軸方向一端側が前記軸方向移動係止部に当接可能であり、前記軸方向移動係止部と前記内孔との径方向隙間は、前記バックラッシより小さくするとよい。

また、前記バレルスプラインの軸方向一端側が前記軸方向移動係止部に当接する際に、前記軸方向移動係止部から前記シャフトスプラインと前記バレルスプラインとの噛合部位のうち前記バレルスプラインの軸方向他端側位置までの軸方向距離は、前記シャフトスプラインと前記バレルスプラインとの軸方向の噛合距離よりも長くするとよい。

また、前記軸方向移動係止部は、前記バレルスプラインに対して、前記ピニオンギヤが前記リングギヤに噛合するように前記オーバランニングクラッチが前記軸方向移動する方向に配置されるようにするとよい。

また、前記シャフトスプラインの歯先径と前記軸方向移動係止部の外周径とは略同一であるとよい。

前記ドライブシャフトは、前記ピニオンギヤの軸方向一方側のみにハウジング直接又は間接的に一体固定された支持部材に枢支されるようにしてもよい。つまり、ドライブシャフトは、ハウジングに片持ち支持されている。

ここで、従来のスタータは、シャフトスプライン歯先とバレルスプラインの歯底との径方向隙間と、シャフトスプラインとバレルスプラインとの間のバックラッシとについて、特に規制していなかった。そのため、シャフトスプラインの歯先とバレルスプラインの歯底との径方向隙間は、シャフトスプラインとバレルスプラインとの間のバックラッシより大きくなっていた。その結果、ドライブシャフトとオーバランニングクラッチとが相互に傾斜しようとした場合には、シャフトスプラインの歯面とバレルスプラインの歯面とが局所的に接触する。そのため、上述したように、両スプラインの接触部分に凝着が発生する場合があった。

これに対して、本発明のスタータによれば、シャフトスプラインの歯先とバレルスプラインの歯底との径方向隙間は、シャフトスプラインとバレルスプラインとの間のバックラッシより小さくしている。その結果、ドライブシャフトとオーバランニングクラッチとが相互に傾斜しようとした場合に、シャフトスプラインの歯先とバレルスプラインの歯底とが接触することになる。これにより、ドライブシャフトとオーバランニングクラッチとの傾斜を抑制することができる。その結果、シャフトスプラインの歯面とバレルスプラインの歯面との接触面積が増加するため、シャフトスプラインの歯面とバレルスプラインの歯面とが局所的に接触することがなく、両スプラインの接触部分に凝着が発生することを防止できる。

また、ドライブシャフトに軸方向移動係止部を形成して、軸方向移動係止部と前記内孔との径方向隙間がバックラッシより小さくすることにより、以下の効果を奏する。この場合、シャフトスプラインの歯先及びバレルスプラインの歯底に加えて、軸方向移動係止部及び内孔により、ドライブシャフトとオーバランニングクラッチとの傾斜を抑制することができる。これにより、より確実にシャフトスプラインの歯面とバレルスプラインの歯面との接触面積を増加させることができるため、両スプラインの接触部分に凝着が発生することを防止することができる。

また、バレルスプラインの軸方向一端側が軸方向移動係止部に当接する際に、前記軸方向距離を前記噛合距離よりも長くすることにより、以下の効果を奏する。バレルスプラインの軸方向一端側が軸方向移動係止部に当接する際には、シャフトスプラインとバレルスプラインの噛合距離が短くなるように動作する。しかし、このように噛合距離が短くなる場合であっても、本発明のように前記軸方向距離が当該噛合距離よりも長くすることで、より確実にドライブシャフトとオーバランニングクラッチとの傾斜を抑制することができる。

また、軸方向移動係止部が、バレルスプラインに対して前記軸方向移動する方向に配置されることにより、以下の効果を奏する。一般的に、シャフトスプラインは転造などにより成形されるため、シャフトスプラインの両端は、転造だれ・ひけが発生しやすく、シャフトスプラインの両端の歯面の先端角部に応力が集中し凝着が起こりやすい。しかし、本発明のようにバレルスプラインに対して前記軸方向移動する方向に配置される軸方向移動係止部の外周側によりドライブシャフトとオーバランニングクラッチとの傾斜を抑制することで、シャフトスプラインの両端の転造だれ・ひけの部分へ大きな応力がかかることを回避できる。この理由は、ドライブシャフトとオーバランニングクラッチとの傾斜を規制する箇所の一端側が軸方向移動係止部と内孔の接触部分であり、他端側がバレルスプラインの軸方向他端側位置とシャフトスプラインの軸方向中間の接触部分であるからである。これにより、シャフトスプラインの端部の転造だれ・ひけ部における凝着を防止することができる。

また、シャフトスプラインの歯先径と軸方向移動係止部の外周径とを略同一とすることにより、以下の効果を奏する。ここで、シャフトスプラインは転造などにより成形される場合には、シャフトスプラインの歯先とバレルスプラインの歯底との径方向隙間、及び、軸方向移動係止部と内孔との径方向隙間を前記バックラッシよりも小さくするためには、研削加工などを施すことが必要となる。この場合に、シャフトスプラインの歯先径と軸方向移動係止部の外周径とが略同一とすることにより、シャフトスプライン及び軸方向移動係止部を一度の研削加工により成形することができる。つまり、加工工数を低減することができる。

また、前記ドライブシャフトがハウジングに片持ち支持されている場合には、特にドライブシャフトがオーバランニングクラッチに対して傾斜する角度が大きくなるおそれがある。このような場合であっても、本発明によれば、ドライブシャフトとオーバランニングクラッチとの傾斜を抑制することができる。

次に、実施形態を挙げ、本発明の一実施形態であるスタータについて、図１を参照して説明する。図１は、スタータの軸方向部分断面図を示す。図２は、オーバランニングクラッチ６が前進している状態における図１のＡ部分の拡大図を示す。図３は、図２のＢ−Ｂ断面図を示す。図４は、図２のＣ−Ｃ断面図を示す。以下に、本実施形態におけるスタータの構成の説明した後に、スタータの動作について説明する。

（１）スタータの構成
図１に示すように、スタータは、ハウジング１と、マグネットスイッチ２と、スタータモータ３と、減速機４と、ドライブシャフト５と、オーバランニングクラッチ６と、レバー７と、ピニオンギヤ８とから構成される。このスタータは、イグニッションスイッチがＯＮされると、ピニオンギヤ８が図１の左側へ移動してリングギヤ１０に噛合することにより、内燃機関のリングギヤ１０を回転駆動させるための装置である。なお、説明の容易化のために、ピニオンギヤ８がリングギヤ１０に噛合するように移動する方向、すなわち、図１の左方向を前進方向と言い、ピニオンギヤ８がリングギヤ１０から噛合解除するように移動する方向、すなわち図１の右方向を後退方向と言う。

ハウジング１は、車体に固定されている。そして、このハウジング１にマグネットスイッチ２、スタータモータ３が固定されており、さらに、ハウジング１内に減速機４、ドライブシャフト５、オーバランニングクラッチ６、及びレバー７が収納固定されている。

マグネットスイッチ２は、ソレノイドコイルからなり、ハウジング１のうち図１の上方側に固定されている。このマグネットスイッチ２のプルインコイル及びホールディングコイルがハウジング１に固定されたフレームに巻回されており、プランジャがフレームに対して軸方向（図１の左右方向）に移動可能に配置されている。マグネットスイッチ２のプランジャは、プルインコイル及びホールディングコイルに電流が供給されると吸引され、後退方向（図１の右側）へ移動する。なお、マグネットスイッチ２のプランジャの図１の左端側は、フレームから突出している。

スタータモータ３は、例えばＤＣモータからなり、マグネットスイッチ２と並行にハウジング１に固定されている。具体的には、スタータモータ３のヨークがハウジング１に固定されており、スタータモータ３のアーマチャがヨークに対して回転可能に枢支されている。

減速機４は、例えば遊星歯車機構からなり、スタータモータ３と同軸上にハウジング１内に配置されている。そして、減速機４は、スタータモータ３のアーマチャに連結されている。すなわち、減速機４は、スタータモータ３のアーマチャの回転を減速している。具体的には、減速機４のサンギヤがスタータモータ３のアーマチャに連結され、減速機４のリングギヤがハウジング１に連結され、減速機４のキャリアが出力軸を構成している。

ドライブシャフト５は、スタータモータ３及び減速機４と同軸上にハウジング１内に配置されている。このドライブシャフト５は、減速機４のキャリアに一体的に固定され、ハウジング１に軸受９ａを介して回転可能に枢支されている。すなわち、ドライブシャフト５は、スタータモータ３の動力を伝達している。さらに、このドライブシャフト５は、後述するオーバランニングクラッチ６のクラッチインナ６２の内周側に軸受９ｂ、９ｃを介して枢支されている。

また、ドライブシャフト５の軸方向のほぼ中央付近の外周側には、図３に示すように、ヘリカル状のシャフトスプライン５ａが１０条形成されている。さらに、ドライブシャフト５の外周側には、シャフトスプライン５ａの前進方向側（図１の左側）に軸方向に僅かな隙間を介してストッパ（軸方向移動係止部）５ｂが形成されている。このストッパ５ｂの軸方向断面形状は、図１及び図２に示すように、略台形からなる。また、ストッパ５ｂの径方向断面形状は、図４に示すように、５条の突起が周方向に等間隔に形成されている。具体的には、ストッパ５ｂの周方向幅は、シャフトスプライン５ａの２条分を連成する形状からなる。すなわち、ストッパ５ｂの周方向窓幅（突起と突起の周方向間隔）は、シャフトスプライン５ａの周方向窓幅（歯と歯の周方向間隔）と同一幅とされている。そして、ストッパ５ｂの周方向窓部分は、シャフトスプライン５ａの前進方向の端側の周方向窓部分と同位相に形成されている。このストッパ５ｂの周方向窓部分は、後述するオーバランニングクラッチ６をドライブシャフト５に前進方向側から後退方向側へ向かって挿入するために形成されている。そして、シャフトスプライン５ａの歯先とストッパ５ｂの外周面とは、同時に研削加工が施されている。すなわち、シャフトスプライン５ａの歯先径とストッパ５ｂの外周径とは同一径となるように形成されている。

オーバランニングクラッチ６は、有底筒状からなり、ドライブシャフト５と同軸上にハウジング１内に配置されている。このオーバランニングクラッチ６は、筒部の外周側が軸受９ｄを介してハウジング１に回転可能に枢支されている。さらに、オーバランニングクラッチ６の筒部の内部には、軸受９ｂ、９ｃを介してドライブシャフト５に対して相対回転可能かつ軸方向移動可能に嵌挿されている。そして、オーバランニングクラッチ６は、一方の回転方向のみに回転伝達する一方向クラッチを構成している。このオーバランニングクラッチ６は、具体的には、クラッチアウタ６１と、クラッチインナ６２と、ローラ６３とから構成される。

クラッチアウタ６１は、図１及び図２に示すように略円筒状からなり、図３に示すように内周側にシャフトスプライン５ａに噛合するヘリカル状のバレルスプライン６１ａが５条形成されている。すなわち、バレルスプライン６１ａは、シャフトスプライン５ａと一つおきに噛合するようになる。さらに、このバレルスプライン６１ａは、図４に示すように、シャフトスプライン５ａのうちのストッパ５ｂが形成されている部分に配置されている。換言すると、バレルスプライン６１ａは、シャフトスプライン５ａのうちのストッパ５ｂの周方向窓部分に対応する部分に配置されていない。従って、クラッチアウタ６１が前進方向に移動した場合には、バレルスプライン６１ａの前進方向の端側がストッパ５ｂに当接するようになる。また、クラッチアウタ６１の内周側のうちバレルスプライン６１ａの前進方向側の隣接する位置に内孔６１ｂが形成されている。この内孔６１ｂは、バレルスプライン６１ａの歯底の内径と同一径に形成されている。つまり、内孔６１ｂは、バレルスプライン６１ａの歯底に連続的に形成されている。そして、バレルスプライン６１ａの歯底径及び内孔６１ｂの内径は、シャフトスプライン５ａの歯先径及びストッパ５ｂの外周径よりも僅かに大きな径からなる。なお、シャフトスプライン５ａ、ストッパ５ｂ及びバレルスプライン６１ａ、内孔６１ｂとの寸法関係についての詳細は、後述する。

そして、クラッチアウタ６１がドライブシャフト５に対して前進方向に移動した場合には、図２に示すような位置関係になる。具体的には、バレルスプライン６１ａの前進方向の端側がストッパ５ｂに当接している。このとき、ストッパ５ｂの外周面のうち前進方向の端側からシャフトスプライン５ａとバレルスプライン６１ａの噛合部位のうち後退方向の端側までの距離（軸方向距離）Ｌ１は、シャフトスプライン５ａとバレルスプライン６１ａとの噛合距離Ｌ２よりも長くなるようにされている。

クラッチインナ６２は、図１に示すように、略有底筒状からなり、開口端側がローラ６３を介してクラッチアウタ６１に一方の回転方向のみに係合するように構成されている。さらに、クラッチインナ６２の外周面のうちローラ６３が配置されている位置よりも前進方向側が、軸受９ｄを介してハウジング１に回転可能に枢支されている。さらに、クラッチインナ６２の内周面が、軸受９ｂ、９ｃを介してドライブシャフト５を相対回転可能かつ軸方向移動可能に枢支している。そして、クラッチインナ６２の前進方向の端側は、ハウジング１の外部に突出している。

レバー７は、ほぼ中央付近７ａがハウジング１に固定されている。つまり、レバー７は、ハウジング１に固定されている位置７ａを中心に揺動する。そして、レバー７の一端側が、マグネットスイッチ２のプランジャの左端側にマグネットスイッチ２の軸直交方向に回転可能に連結されている。一方、レバー７の他端側は、クラッチアウタ６１の外周面にクラッチアウタ６１の軸直交方向に回転可能に連結されている。つまり、レバー７は、マグネットスイッチ２のプランジャの動作にオーバランニングクラッチ６を連動させている。

ピニオンギヤ８は、外周側に内燃機関のリングギヤ１０に噛合係脱可能なギヤ８ａが形成されており、クラッチインナ６２の前進方向の端側に一体的に固定されている。

（２）シャフトスプライン５ａ、ストッパ５ｂ及びバレルスプライン６１ａ、内孔６１ｂとの寸法関係
次に、シャフトスプライン５ａ、ストッパ５ｂ及びバレルスプライン６１ａ、内孔６１ｂとの寸法関係について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、シャフトスプライン５ａとバレルスプライン６１ａとが噛合している状態の図である。図４は、ストッパ５ｂと内孔６１ｂとの関係を示す図である。

ここで、シャフトスプライン５ａの歯先とバレルスプライン６１ａの歯底との径方向隙間Ｘは、シャフトスプライン５ａの歯先径とバレルスプライン６１ａの歯底径との差である。具体的には、径方向隙間Ｘは、例えば、シャフトスプライン５ａのうち図３の上側に位置する歯とバレルスプライン６１ａの歯底との隙間Ｘ１と、シャフトスプライン５ａのうち図３の下側に位置する歯とバレルスプライン６１ａの歯底との隙間Ｘ２の合計値である。

また、シャフトスプライン５ａとバレルスプライン６１ａとの間のバックラッシＹは、シャフトスプライン５ａとバレルスプライン６１ａとのピッチ円周上の遊び距離である。具体的には、バックラッシＹは、図３に示すように、シャフトスプライン５ａ及びバレルスプライン６１ａのピッチ円周上において、一方回転方向におけるシャフトスプライン５ａの歯面とバレルスプライン６１ａの歯面との周方向隙間Ｙ１と、他方回転方向におけるシャフトスプライン５ａの歯面とバレルスプライン６１ａの歯面との周方向隙間Ｙ２との合計値である。

また、ストッパ５ｂの外周面と内孔６１ｂの内周面との径方向隙間Ｚは、ストッパ５ｂの外周径と内孔６１ｂの内周径との差である。具体的には、径方向隙間Ｚは、例えば、ストッパ５ｂのうち図４の上側に位置する突起と内孔６１ｂの内周面との隙間Ｚ１と、ストッパ５ｂのうち図４の下側に位置する突起と内孔６１ｂの内周面との隙間Ｚ２との合計値である。なお、ストッパ５ｂの外周径とシャフトスプライン５ａの歯先径とは同一であり、内孔６１ｂの内周径とバレルスプライン６１ａの歯底径と同一であるので、径方向隙間Ｚと上述した径方向隙間Ｘとは同一となる。

そして、シャフトスプライン５ａの歯先とバレルスプライン６１ａの歯底との径方向隙間Ｘ、及び、ストッパ５ｂの外周面と内孔６１ｂの内周面との径方向隙間Ｚは、バックラッシＹよりも小さくなるようにされている。

（３）スタータの動作
次に、上述した構成からなるスタータの動作について説明する。イグニッションスイッチがＯＮされると、マグネットスイッチ２のコイルに電流が供給され、マグネットスイッチ２のプランジャが後退方向（図１の右側）に移動する。マグネットスイッチ２のプランジャの動作に伴い、レバー７が図１の右回りに回転する。そうすると、レバー７の他端側に連結されている。オーバランニングクラッチ６及びピニオンギヤ８が前進方向（図１の左側）に移動する。これにより、ピニオンギヤ８が内燃機関のリングギヤ１０に噛合し始める。

そして、オーバランニングクラッチ６及びピニオンギヤ８がさらに前進方向に移動すると、ピニオンギヤ８はリングギヤ１０と深く噛み合うと共に、バレルスプライン６１ａの前進方向の端側がストッパ５ｂに当接する。バレルスプライン６１ａがストッパ５ｂに当接すると、オーバランニングクラッチ６及びピニオンギヤ８は軸方向への移動を停止する。このとき、ストッパ５ｂは、図２に示すように、内孔６１ｂに対向する位置となる。

続いて、ピニオンギヤ８が内燃機関のリングギヤ１０に完全に噛合した後、スタータモータ３のアーマチャが回転すると、アーマチャの動力が減速機４を介してドライブシャフト５に伝達される。さらに、ドライブシャフト５に伝達された動力は、シャフトスプライン５ａとバレルスプライン６１ａとの噛合により、オーバランニングクラッチ６及びピニオンギヤ８に伝達される。そして、ピニオンギヤ８が回転することにより、内燃機関のリングギヤ１０が回転して、内燃機関を始動する。なお、スタータモータ３のアーマチャの動力がピニオンギヤ８に伝達される場合には、オーバランニングクラッチ６のクラッチアウタ６１とクラッチインナ６２とが係合して回転を伝達するように作用する。

この後、内燃機関が始動して回転が速くなると、ピニオンギヤ８は内燃機関のリングギヤ１０により回転されることになる。そして、ピニオンギヤ８の回転が速くなると、クラッチインナ６２はクラッチアウタ６１よりも速く回転するので、クラッチアウタ６１とクラッチインナ６２とは係合が解除され、いわゆるオーバラン状態となる。その後、マグネットスイッチ２へ電流の供給が解除されることにより、ピニオンギヤ８が後退方向へ移動すると共に、スタータモータ３のアーマチャの回転が停止する。

ところで、上述した動作は、イグニッションスイッチを一度ＯＮした後、内燃機関が始動した後にイグニッションスイッチをＯＦＦした場合である。これに対して、イグニッションスイッチを一度ＯＮした後、内燃機関が始動する前にイグニッションスイッチをＯＦＦして再度ＯＮした場合には、以下のように動作する。

この場合、内燃機関が始動した後にピニオンギヤ８が後退方向へ移動するのではなく、内燃機関が始動する前にピニオンギヤ８が後退方向へ移動し、再度ピニオンギヤ８が内燃機関のリングギヤ１０へ噛合することになる。ここで、ピニオンギヤ８が後退方向へ移動して内燃機関のリングギヤ１０から噛合解除した場合には、スタータモータ３のアーマチャに電流が供給されなくなったとしても、アーマチャなどの慣性力によりピニオンギヤ８は回転し続ける。そして、ピニオンギヤ８が回転している状態のときに、イグニッションスイッチが再びＯＮされることでピニオンギヤ８が再び内燃機関のリングギヤ１０へ噛合する。そうすると、回転していない内燃機関のリングギヤ１０によりピニオンギヤ８は急激に回転停止しようとする。このとき、シャフトスプライン５ａとバレルスプライン６１ａとの間には、過大な衝撃が発生する。

そして、シャフトスプライン５ａとバレルスプライン６１ａとの間に過大な衝撃が発生した場合には、ドライブシャフト５とオーバランニングクラッチ６とが相互に傾斜しようとする。ここで、ドライブシャフト５は、軸受９ａを介してハウジング１に枢支されている。すなわち、ドライブシャフト５は、ピニオンギヤ８の軸方向一方側（後退方向）のみにハウジング１に枢支されている。従って、ドライブシャフト５は、シャフトスプライン５ａ側が自由端側となるいわゆる片持ち支持構造となる。また、オーバランニングクラッチ６は、軸受９ｄを介してハウジング１に枢支されているので、軸受９ｄを中心に揺動する構造となる。従って、シャフトスプライン５ａとバレルスプライン６１ａとの間に過大な衝撃が発生した場合には、ドライブシャフト５は軸受９ａを中心に傾斜しようとし、オーバランニングクラッチ６は軸受９ｄを中心に傾斜しようとする。

このようにドライブシャフト５とオーバランニングクラッチ６とが相互に傾斜する場合、まずはシャフトスプライン５ａの歯先とバレルスプライン６１ａの歯底とが接触すると共に、ストッパ５ｂの外周面と内孔６１ｂの内周面とが接触することにより、ドライブシャフト５とオーバランニングクラッチ６との相互傾斜が規制される。

ここで、シャフトスプライン５ａとバレルスプライン６１ａとの間のバックラッシＹは、シャフトスプライン５ａの歯先とバレルスプライン６１ａの歯底との径方向隙間Ｘ、及び、ストッパ５ｂの外周面と内孔６１ｂの内周面との径方向隙間Ｚより大きいため、シャフトスプライン５ａの歯面とバレルスプライン６１ａの歯面とは、局所的に接触することなく大きな面積にて接触する。特に、図２に示すように、ドライブシャフト５とオーバランニングクラッチ６との相互傾斜を規制する軸方向距離Ｌ１が、シャフトスプライン５ａとバレルスプライン６１ａとの噛合距離Ｌ２よりも長くなるようにされているので、確実に両スプラインの歯面が局所的に接触することを抑制している。

つまり、ドライブシャフト５とオーバランニングクラッチ６とが相互に傾斜する場合であっても、シャフトスプライン５ａの歯面とバレルスプライン６１ａの歯面との接触面積は大きく保持されるので、両者間に凝着などが発生することを抑制できる。

従って、再度イグニッションスイッチがＯＮされてピニオンギヤ８が再び内燃機関のリングギヤ１０へ噛合しようとする場合に、スタータモータ３のアーマチャの動力を確実にピニオンギヤ８に伝達して、内燃機関を始動させることができる。

また、シャフトスプライン５ａとバレルスプライン６１ａとが噛合している部分のうちシャフトスプライン５ａの軸方向端側の部分が、ストッパ５ｂの外周面と両スプラインの噛合部位のうち後退方向の端側との中間位置に位置している。これにより、一般に転造だれ・ひけなどにより応力集中しやすいシャフトスプライン５ａの両端部分に、大きな応力がかからないようにしているので、シャフトスプライン５ａの端部の転造だれ・ひけ部における凝着を防止することができる。

ここで、比較のため、従来のスタータのシャフトスプライン５ａとバレルスプライン６１ａの関係について図５を参照して説明する。図５は、図３に対応する図である。図５に示すように、シャフトスプライン５ａの歯先とバレルスプライン６１ａの歯底との径方向隙間Ｘａは、シャフトスプライン５ａの歯先径とバレルスプライン６１ａの歯底径との差である。具体的には、径方向隙間Ｘａは、例えば、シャフトスプライン５ａのうち図５の上側に位置する歯とバレルスプライン６１ａの歯底との隙間Ｘ３と、シャフトスプライン５ａのうち図５の下側に位置する歯とバレルスプライン６１ａの歯底との隙間Ｘ４の合計値である。

また、シャフトスプライン５ａとバレルスプライン６１ａとの間のバックラッシＹａは、シャフトスプライン５ａとバレルスプライン６１ａとのピッチ円周上の遊び距離である。具体的には、バックラッシＹは、図５に示すように、シャフトスプライン５ａ及びバレルスプライン６１ａのピッチ円周上において、一方回転方向におけるシャフトスプライン５ａの歯面とバレルスプライン６１ａの歯面との周方向隙間Ｙ３と、他方回転方向におけるシャフトスプライン５ａの歯面とバレルスプライン６１ａの歯面との周方向隙間Ｙ４との合計値である。

そして、シャフトスプライン５ａの歯先とバレルスプライン６１ａの歯底との径方向隙間Ｘａは、バックラッシＹａよりも大きい。この場合、ドライブシャフト５とオーバランニングクラッチ６とが相互に傾斜すると、シャフトスプライン５ａの歯面とバレルスプライン６１ａの歯面とが接触する。従って、再度イグニッションスイッチがＯＮされてピニオンギヤ８が再び内燃機関のリングギヤ１０へ噛合しようとする場合に、シャフトスプライン５ａの歯面とバレルスプライン６１ａの歯面とが局所的に接触して、両者間に凝着が発生するおそれがある。その結果、従来のスタータは、スタータモータ３のアーマチャの動力をピニオンギヤ８に伝達されずに内燃機関を始動させることができないおそれがある。

なお、上記実施形態において、ドライブシャフト５がいわゆる片持ち支持構造のスタータについて説明したが、これに限られることなく、例えばピニオンギヤ８の両側にてドライブシャフト５がハウジング１に枢支されるようにしてもよい。ただし、ドライブシャフト５がいわゆる片持ち支持構造の場合には、ドライブシャフト５とオーバランニングクラッチ６の相互傾斜角度が大きくなるため、本発明を適用することよる効果が大きい。

また、上記実施形態において、シャフトスプライン５ａの歯先径とストッパ５ｂの外周径とを同一としたが、両者は異なるようにしてもよい。ただし、両者の径を同一とすることにより、加工工数などの削減による効果がある。

スタータの軸方向部分断面図を示す。 オーバランニングクラッチ６が前進している状態における図１のＡ部分の拡大図を示す。 図２のＢ−Ｂ断面図であり、シャフトスプライン５ａとバレルスプライン６１ａとが噛合している状態の図を示す。 図２のＣ−Ｃ断面図であり、ストッパ５ｂと内孔６１ｂとの関係を示す図を示す。 従来のスタータのシャフトスプライン５ａとバレルスプライン６１ａとが噛合している状態の径方向断面図を示す。

符号の説明

１：ハウジング、 ２：マグネットスイッチ、 ３：スタータモータ、 ４：減速機、 ５：ドライブシャフト、 ５ａ：シャフトスプライン、 ５ｂ：ストッパ、 ６：オーバランニングクラッチ、 ７：レバー、 ８：ピニオンギヤ、 ９ａ〜９ｄ：軸受、 １０：内燃機関のリングギヤ、 ６１：クラッチアウタ、 ６１ａ：バレルスプライン、 ６１ｂ：内孔、 ６２：クラッチインナ、 ６３：ローラ

Claims (6)

1. スタータモータの動力を伝達し、外周側にシャフトスプラインが形成されるドライブシャフトと、
   内周側に前記シャフトスプラインに噛合するバレルスプラインが形成され、前記ドライブシャフトに対して軸方向移動可能であり、一方向クラッチを構成するオーバランニングクラッチと、
   前記オーバランニングクラッチに一体的に配置され、内燃機関のリングギヤに噛合係脱するピニオンギヤと、
   を備えるスタータにおいて、
   前記シャフトスプラインの歯先と前記バレルスプラインの歯底との径方向隙間は、前記シャフトスプラインと前記バレルスプラインとの間のバックラッシより小さいことを特徴とするスタータ。
2. 前記ドライブシャフトは、外周側に突出した軸方向移動係止部が形成され、
   前記オーバランニングクラッチは、前記軸方向移動係止部の外周径より大きな内径からなる内孔が形成され、
   前記オーバランニングクラッチの前記バレルスプラインは、軸方向一端側が前記軸方向移動係止部に当接可能であり、
   前記軸方向移動係止部と前記内孔との径方向隙間は、前記バックラッシより小さいことを特徴とする請求項１記載のスタータ。
3. 前記バレルスプラインの軸方向一端側が前記軸方向移動係止部に当接する際に、前記軸方向移動係止部から前記シャフトスプラインと前記バレルスプラインとの噛合部位のうち前記バレルスプラインの軸方向他端側位置までの軸方向距離は、前記シャフトスプラインと前記バレルスプラインとの軸方向の噛合距離よりも長いことを特徴とする請求項２記載のスタータ。
4. 前記軸方向移動係止部は、前記バレルスプラインに対して、前記ピニオンギヤが前記リングギヤに噛合するように前記オーバランニングクラッチが前記軸方向移動する方向に配置されることを特徴とする請求項２又は３に記載のスタータ。
5. 前記シャフトスプラインの歯先径と前記軸方向移動係止部の外周径とは略同一であることを特徴とする請求項２〜４の何れか一項に記載のスタータ。
6. 前記ドライブシャフトは、前記ピニオンギヤの軸方向一方側のみにハウジングに直接又は間接的に一体固定された支持部材に枢支されることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のスタータ。

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