JP2007255356A - エンジン始動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン始動装置において、クラッチローラの摩耗を防止して耐久性を高める構成とする。
【解決手段】クラッチ装置Ｃを、大径円筒部１０ｃを備えたクラッチアウタ１０ｃと、小径円筒部１１ａを備えたクラッチインナ１１と、これら円筒部１０ｃ、１１ａとのあいだに形成される楔形空間Ｓに内装される駆動軸方向に長い長軸状のクラッチローラ１２と、該クラッチローラ１２を楔部位１０ｅに向けて付勢する弾機１３とを備えて構成し、小径円筒部１１ａの内周面をモータ部配設側ほど肉薄の傾斜面１１ｃとして、傾斜姿勢となったクラッチローラ１２の局部的な摩耗を防止する摩耗防止部に構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載されるエンジン（内燃機関）を始動させるためのエンジン始動装置の技術分野に属するものである。

一般に、この種エンジン始動装置のなかには、モータ部の駆動力を受ける駆動軸とエンジン側のリングギアとのあいだに、モータ部の駆動力は動力伝動するが、エンジンの始動に伴うリングギアの駆動力は動力伝動しないよう構成した一方向回転式のクラッチ装置が設けられる構成としたものある。

このような一方向回転式のクラッチ装置としては、駆動軸側と一体回転するよう連結され、外径側の円筒部を備えたクラッチアウタと、エンジン側のリングギアに係脱自在に噛合され、内径側の円筒部を備えたクラッチインナと、これら内外の円筒部のあいだに形成される楔形空間に内装される駆動軸方向に長い長軸状のクラッチローラと、該クラッチローラを楔部位に向けて付勢する弾機とを備えて構成したものが知られている。
実公昭５９−２６１０７号公報 実開平５−４２６７５号公報

ところで、クラッチ装置は、モータ部側の駆動に伴うクラッチアウタの予め設定される一方向への回転により、クラッチローラがクラッチアウタとクラッチインナとのあいだに形成される楔形空間の楔部位に移動して、クラッチアウタの内周とクラッチインナの外周とのあいだに押し付けられることにより、これらを一体的に回転させるように構成されている。そして、この状態から、エンジン側がオーバーラン状態になると、クラッチインナが僅かに撓む一方で、クラッチローラに楔部位から抜け出す負荷が作用することにより、クラッチローラがフリーになり、クラッチインナがクラッチアウタおよびクラッチローラに対して空転するように構成されている。しかるに、前記従来のものにおいて、前記オーバーラン状態になるときや、クラッチ装置に大きな負荷が作用する等して、クラッチローラが楔部位近傍で移動する場合に、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、クラッチローラ１９が駆動軸に対して平行となる姿勢が崩れて、モータ部配設側ほどクラッチアウタ２０とクラッチインナ２１とのあいだに形成される楔形空間２２の楔部位２２ａ側に位置する傾斜姿勢となることがある。このことは、クラッチアウタ２０を構成する大径円筒部はモータ部配設側に筒底部２０ａが形成されるカップ状に形成されており、回転力を受けた大径円筒部２０ｂは筒底部２０ａ側の方が筒開口２０ｃ側よりも円環強度が高くなっているためと考えられるが、このようにクラッチローラ１９が傾斜姿勢となってしまった状態でクラッチインナ２１が空転し続けると、クラッチインナ２１がクラッチローラ１９のモータ部側端部を摩耗して変形させることがあり、このようになるとクラッチ装置のクラッチ機能が損なわれることがあるという問題があり、ここに本発明の解決すべき課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、モータ部の駆動力を受ける駆動軸とエンジン側のリングギアとのあいだに、モータ部の駆動力は動力伝動するが、エンジンの始動に伴うリングギアの駆動力は動力伝動しないよう構成した一方向回転式のクラッチ装置を設けてなるエンジン始動装置において、前記クラッチ装置を、外径側の円筒部を備えたクラッチアウタと、内径側の円筒部を備えたクラッチインナと、これら内外の円筒部のあいだに形成される楔形空間に内装される駆動軸方向に長い長軸状のクラッチローラと、該クラッチローラを楔部位に向けて付勢する弾機とを備えて構成し、内外の円筒部のうち少なくとも一方には、駆動軸に対し傾斜姿勢となったクラッチローラの摩耗を防止する摩耗防止部が形成されているエンジン始動装置である。
請求項２の発明は、摩耗防止部は、円筒部を肉薄状の肉薄部に形成して円筒部の撓み荷重を小さくすることにより構成されている請求項１に記載のエンジン始動装置である。
請求項３の発明は、摩耗防止部は、クラッチローラの何れか一方の端部に対向して形成されている請求項１または２に記載のエンジン始動装置である。
請求項４の発明は、肉薄部は、次第に肉薄となる傾斜状に形成されている請求項２または３に記載のエンジン始動装置である。
請求項５の発明は、摩耗防止部は、クラッチインナに形成されている請求項１乃至４の何れか一項に記載のエンジン始動装置である。

請求項１の発明とすることにより、クラッチローラの局部的な摩耗を防止して、耐久性のよいエンジン始動装置を提供することができる。
請求項２の発明とすることにより、特別な部材を設けることなく摩耗防止部を構成することができる。
請求項３、４の発明とすることにより、クラッチインナによる摩耗防止を無理なく実施するこができる。
請求項５の発明とすることにより、摩耗防止の構成を一層簡略化することができる。

つぎに、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図面において、１は車両等に搭載されるエンジンを始動するためのエンジン始動装置（スタータ）であって、該エンジン始動装置１を構成するモータ部（電動モータ）Ｍはブラシ式直流モータが用いられており、モータ軸２の基端部は、筒状のヨーク３の基端側開口を塞ぐエンドカバー３ａに回転自在に軸承されている一方、モータ軸２の先端部には、コンミテータ（整流子）４が一体的に外嵌されている。そして、前記コンミテータ４の外周には、リング状のホルダステー５が外嵌状に組み込まれており、該ホルダステー５は、ヨーク３の先端側開口部に組み込まれるように設定されている。

６は有底筒状のケース体であって、該ケース体６は、モータ部Ｍの先端側、つまり、ホルダステー５に隣接する状態で配される減速装置Ｄを構成しており、該ケース体６には前記モータ軸２の先端２ａが内装されている。さらに、ケース体６には、モータ軸先端２ａに相対回転自在に外嵌する状態で駆動軸７の基端部が配されているとともに、モータ軸先端２ａと同芯状に配され、モータ軸先端２ａに噛合して、モータ軸２の回転に伴いケース体６内を周回り方向に回転する複数の遊星ギア８、これら複数の遊星ギア８に支軸９ａを介して一体化されるリング状の支持プレート９が内装されている。そして、支持プレート９の内周面が駆動軸７に一体的に外嵌することで、遊星ギア８の周回り方向の回転が駆動軸７に連動連結するように設定されている。これによって、モータ部Ｍの駆動力は、減速された状態で駆動軸７に動力伝動されるように設定されている。

そして、前記駆動軸７の先端部に一方向回転式のクラッチ装置Ｃが配されている。前記クラッチ装置Ｃを構成する段差状筒体で構成されるクラッチアウタ１０は、小径筒部１０ａの内周面に形成されたヘリカルスプライン１０ｂを駆動軸７の先端部外周面に刻設されたヘリカルスプライン７ａに噛合させる状態で駆動軸７に外嵌組み込みされている。そして、駆動軸７とクラッチアウタ１０とのあいだに所定の回転方向の相対回転が生じたとき、クラッチアウタ１０は駆動軸７のヘリカルスプライン７ａに沿って回転移動するように設定されており、これによって、クラッチアウタ１０は、駆動軸７の基端側に位置する非作用位置（図１における上半部に図示される位置）から、先端側の作用位置とのあいだを移動するように設定されている。
さらに、前記クラッチアウタ１０の先端側には、本発明の外径側の円筒部に相当する大径円筒部（本発明の外径側の円筒部に相当する）１０ｃが形成されており、該大径円筒部１０ｃの内周面には、外径方向に凹設された凹部１０ｄが周回り方向に複数（本実施の形態では五個）形成されている。これら各凹部１０ｄは、大径円筒部１０ｃにクラッチインナ１１の基端部に形成される小径円筒部（本発明の内径側の円筒部に相当する）１１ａを内嵌することにより、小径円筒部１１ａ外周面とのあいだに複数の楔形空間Ｓを形成するように設定されている。

前記クラッチインナ１１は、基端部側の小径円筒部１１ａの先端側にリング状のピニオンギア１１ｂが一体形成されており、該ピニオンギア１１ｂは、クラッチアウタ１０から先端側に向けて突出するように設定されている。
ここで、クラッチインナ１１は、駆動軸７を遊嵌状に外嵌するように形成されており、これによって、クラッチインナ１１が駆動軸７に対して相対回転自在となるように設定されている。

一方、前記各楔形空間Ｓは、周回り方向一方の端部に次第に径方向長さが短くなる楔部位１０ｅが形成されているが、周回り方向他方の端部は一定の径方向長さに形成されている。そして、各楔形空間Ｓの周回り方向一方の空間に、駆動軸７の軸方向に長い円柱状のクラッチローラ１２が配設され、周回り方向他方の空間に、前記クラッチローラ１１を楔部位１０ｅ側に向けて付勢する弾機１３とがそれぞれ内装されている。
尚、１４は、クラッチアウタ大径円筒部１０ｃの外周に配される円筒状のクラッチケースであって、該クラッチケース１４の先端側の開口端には、クラッチアウタ１０とクラッチインナ１１とを軸方向の移動については一体移動可能であるが、周回り方向の回転については相対回転自在とするが一体となる状態での大径側筒部とクラッチインナ１１とは、先端側が開口するカバーリング１４ａが固定されている。

このように構成されたクラッチ装置Ｃは、駆動軸７の駆動停止状態では、基端側（モータ部Ｍ配設側）の非作用位置に位置しており、各楔形空間Ｓに内装されるクラッチローラ１２は、図３（Ａ）に示すように、楔部位１０ｅよりも周回り方向他方に位置して、クラッチアウタ１０とクラッチインナ１１とのあいだの動力伝動がなされない状態となっている。
前記停止状態から、前述したように駆動軸７が所定の回転をして、クラッチアウタ小径筒部１０ａとのあいだに相対回転が生じたとき、クラッチアウタ１０は駆動軸７のヘリカルスプライン７ａに沿って作用位置に位置するが、クラッチ装置Ｃが作用位置に位置することにより、クラッチインナ１１の先端部に配されたピニオンギア１１ｂが、エンジン側のリングギア１５配設位置に達するように設定されている。

一方、前記駆動軸７が所定の方向（図２における矢印方向）に回転すると、図３（Ｂ）に示すように、弾機１３の付勢力を受けたクラッチローラ１２が楔形空間Ｓの楔部位１０ｅに押し込まれるように設定されており、この状態となると、クラッチアウタ１０とクラッチインナ１１とが一体化され、クラッチアウタ１０からの動力がクラッチインナ１１に動力伝動されて一体回転がなされ、これによって、作用位置に位置したクラッチ装置Ｃのピニオンギア１１ｂがリングギア１５に噛合して強制回転させるように構成されている。
さらに、前記状態から、エンジンが始動してリングギア１５の回転数がクラッチアウタ１０の回転数を上回る場合では、リングギア１５と噛合して一体回転しているクラッチインナ１１が撓む一方で、クラッチローラ１２に対し、楔部位１０ｅから抜け出させるような負荷が作用することにより、クラッチインナ１１が駆動軸７と一体回転しているクラッチアウタ１０に対して相対回転（空転）するオーバーラン状態、即ち、クラッチインナ１１からクラッチアウタ１０への動力伝動が断たれた状態となるように構成されている。

一方、クラッチアウタ１０の先端側に位置する大径円筒部１０ｃは、基端側であるモータ部Ｍ配設側に位置する小径筒部１０ｂとのあいだとなる段差部を筒底部１０ｆとし、先端側に開口部１０ｇが形成されたカップ状に形成されていて、モータ部Ｍ配設側が開口部１０ｇ側よりも円環強度が高くなっている。このため、前述したように、クラッチアウタ１０の内周面とクラッチインナ１１の外周面とにより構成される楔形空間Ｓの楔部位１０ｅに押し付けられた状態から抜け出す方向に移動しようとした場合等、クラッチローラ１２が楔部位１０ｅ近傍において移動する場合に、クラッチアウタ１０のモータ部Ｍ配設側の円環強度が高いため、クラッチローラ１２のモータ部Ｍ配設側が楔部位１０ｅからの抜け出し負荷が大きく、リラッチローラ１２のモータ部Ｍ配設部位が周回り方向一方に偏寄し、駆動軸７に対して傾斜する傾斜姿勢となることがある。

そして、このものでは、クラッチインナ１１の小径円筒部１１ａの内周面は、基端側であるモータ部Ｍ配設側ほど外径側に変位する傾斜面１１ｃに形成されており、クラッチインナ１１の肉厚がモータ部Ｍ配設側ほど薄くなって、クラッチインナ１１の円環強度がモータ部Ｍ配設側ほど低下して、該部位における撓み荷重が小さくなって、撓みやすくなるように形成されており、該構成が本発明の摩耗防止部に相当している。
このように構成されることにより、クラッチ装置Ｃのクラッチインナ１１がオーバーラン状態になったとき等、クラッチローラ１２が楔部位１０ｅにおいて傾斜姿勢となり、その状態でクラッチインナ１１が空転したとしても、クラッチインナ１１には、モータ部Ｍ配設側ほど肉薄の傾斜面１１ｃとなった摩擦防止部が形成されていて撓みやすくなっているため、クラッチローラ１２との当接によりクラッチインナ１１が撓むことにより、クラッチローラ１２のモータ部Ｍ配設側部位が局部的に摩耗されることが防止され、これによって、クラッチローラ１２が変形してクラッチ装置Ｃとしての機能が損なわれることがないように構成されている。

尚、図１において、Ｅは図示しないイグニッションスイッチをＯＮ操作することに基づいて電源供給がなされて励磁する電磁制御部、ＳＷは電磁制御部Ｅの励磁に伴いモータ部Ｍに電源供給するスイッチ部、１６、１７はＳＷの切り換え、即ち、駆動軸の回転に伴い、クラッチ装置Ｃが作用位置側に向けて変位するのを付勢する第一、第二付勢ユニットである。

叙述の如く構成された本実施の形態において、エンジン始動装置１は、図示しないイグニッションスイッチをＯＮ作動することに伴い、駆動軸７が所定の回転駆動をし、クラッチ装置Ｃが作用位置に変位することにより、クラッチインナ１１の先端に設けられたピニオンギア１１ｂがリングギア１５と噛合する一方、クラッチアウタ１０とクラッチインナ１１とが一体回転することにより、リングギア１５の回転が始動してエンジンの始動がなされる。このものにおいて、リングギア１５の回転数がクラッチアウタ１０の回転数を上回ってクラッチインナ１１が空転する場合に、クラッチローラ１２のモータ部Ｍ配設側が、クラッチアウタ１０の形状に起因して楔形空間Ｓの楔部位１１ｅ側に変位する傾斜姿勢となったとしても、クラッチインナ１１はモータ部Ｍ配設側ほど肉薄となる傾斜面１１ａを形成して摩耗防止部が形成されているので、クラッチインナ１１が傾斜姿勢のクラッチローラ１２に当接することで撓みを生じることにより、クラッチローラ１２の摩耗を低減させることができ、これによって、従来のもののように、クラッチローラのモータ部Ｍ配設側部位が局部的に摩耗することを防止できる。この結果、クラッチローラ１２が変形してクラッチ装置Ｃとしての機能を喪失してしまうような不具合がなくなって、耐久性のよいエンジン始動装置を提供することができる。
しかも、このものでは、楔部位１０ｅにクラッチローラ１２が押し込まれている状態において、クラッチローラ１２の軸長方向に作用する負荷は、モータ部Ｍ配設側ではクラッチアウタ１０の高い円環強度に対してクラッチインナ１１の傾斜面１１ｃにより低い円環強度が対向していることから、モータ部Ｍ配設側において特に大きな負荷が作用してしまうようなことがなくなり、楔部位１０ｅに押し込まれている状態からクラッチローラ１２が抜け出す抜け出し負荷が均一となることにより、クラッチローラ１２が傾斜姿勢になってしまうこと自体を防止することもできる。

さらに、本発明が実施されたものにあっては、摩耗防止部を、円筒状のクラッチインナ１１の内周面を肉薄状の傾斜面１２ａに形成することにより構成したので、特別な構成部材を設けることなく摩耗防止部を構成することができる。

しかも、このものでは、クラッチローラ１２が高い円環強度を受けるモータ部Ｍ配設側ほど肉薄となる傾斜面１１ｃとしたので、クラッチインナ１１の成形加工を容易に行えるうえ、クラッチインナ１１を無理なく撓ませることができる。

そのうえ、このものでは、摩耗防止部をクラッチアウタ１０ではなく、クラッチインナ１１側に設ける構成とし、しかも、駆動軸７に遊嵌する内周面に形成する構成としたので、摩耗防止部の構成を一層簡略化することができる。

尚、本発明は前記実施の携帯に限定されないことは勿論であって、図４（Ｂ）に示す第二の実施の形態のようにすることもできる。尚、本実施の形態は、基本構成は前記第一の実施の形態と同様であるので、第一の実施の形態と同様の部材に同様の符号を付すことにより、該部材の説明を省略する。
このものは、クラッチインナ１８の小径円筒部１８ａの内周面に段差部１８ｂを設けて、モータ部配設側の半部１８ｃのみが肉薄状に形成することにより摩耗防止部が形成されている。そして、このように構成することにより、クラッチローラ１２が傾斜姿勢になった状態でクラッチインナ１８が空転したような場合であっても、クラッチインナ１８のモータ部配設側の半部１８ｃが撓むことにより、クラッチローラ１２の摩耗をなくすことができて、クラッチローラ１２の変形を防止できる。

エンジン始動装置の一部断面側面図である。 クラッチ装置における正面断面図である。 図３（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれクラッチ装置の作動を説明する要部の正面断面図である。 図４（Ａ）はそれぞれ図１の一部を切り欠いた拡大断面図、図４（Ｂ）は第二の実施の形態における要部の拡大断面図である。 図５（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ従来例においてクラッチローラが傾斜姿勢となっている状態を説明する斜視図、拡大正面断面図である。

符号の説明

１ エンジン始動装置
２ モータ軸
７ 駆動軸
１０ クラッチアウタ
１０ｃ 大径円筒部
１０ｅ 楔部
１１ クラッチインナ
１１ａ 小径円筒部
１１ｂ ピニオンギア
１２ クラッチローラ
１３ 弾機
Ｃ クラッチ装置
Ｍ モータ部
Ｓ 楔形空間

Claims (5)

1. モータ部の駆動力を受ける駆動軸とエンジン側のリングギアとのあいだに、モータ部の駆動力は動力伝動するが、エンジンの始動に伴うリングギアの駆動力は動力伝動しないよう構成した一方向回転式のクラッチ装置を設けてなるエンジン始動装置において、前記クラッチ装置を、外径側の円筒部を備えたクラッチアウタと、内径側の円筒部を備えたクラッチインナと、これら内外の円筒部のあいだに形成される楔形空間に内装される駆動軸方向に長い長軸状のクラッチローラと、該クラッチローラを楔部位に向けて付勢する弾機とを備えて構成し、内外の円筒部のうち少なくとも一方には、駆動軸に対し傾斜姿勢となったクラッチローラの摩耗を防止する摩耗防止部が形成されているエンジン始動装置。
2. 摩耗防止部は、円筒部を肉薄状の肉薄部に形成して円筒部の撓み荷重を小さくすることにより構成されている請求項１に記載のエンジン始動装置。
3. 摩耗防止部は、クラッチローラの何れか一方の端部に対向して形成されている請求項１または２に記載のエンジン始動装置。
4. 肉薄部は、次第に肉薄となる傾斜状に形成されている請求項２または３に記載のエンジン始動装置。
5. 摩耗防止部は、クラッチインナに形成されている請求項１乃至４の何れか一項に記載のエンジン始動装置。

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