JP2008008156A - スタータ - Google Patents

Abstract

【課題】リングギアに対するピニオンの押圧荷重を増加させ、噛合い性を向上させることができるスタータを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のスタータ１は、モータと、減速装置１０と、ドライブシャフト１１と、クラッチ１２と、ピニオン１３と、電磁スイッチ１４と、シフトレバー１５と、から構成されている。シフトレバー１５は、ばね材からなり、円弧板状の頭部１５０と、頭部１５０の端部から伸びる板状の脚部１５１とから構成されている。脚部１５１のばね定数は、頭部１５０のばね定数より大きく設定されている。これにより、別部材としてドライブスプリングを設けることなく、リングギア２に対するピニオン１３の押圧荷重を増加させ、噛合い性を向上させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、出力軸を軸方向に押出し、出力軸上に配置されるピニオンをリングギアに噛合させてエンジンを始動させるスタータに関する。

従来、出力軸を軸方向に押出し、出力軸上に配置されるピニオンをリングギアに噛合させてエンジンを始動させるスタータとして、例えば特開２００５−２８３４号公報に開示されているスタータがある。このスタータは、出力軸と、ピニオンと、電磁スイッチと、シフトレバーとを備えている。出力軸には、ピニオンをリングギア側に押圧するピニオンスプリングが配設されている。電磁スイッチには、シフトレバーを介して出力軸をリングギア側に押圧する、ピニオンスプリングよりばね定数の大きなドライブスプリングが配設されている。電磁スイッチが、シフトレバーを介して出力軸をリングギア側に押出し、ピニオンがリングギアに当接すると、ピニオンには、ピニオンスプリングのばね定数と変位量に応じた押圧荷重が加わる。出力軸が、さらにリングギア側に押出されると、ピニオンスプリングによる荷重に加えて、ドライブスプリングのばね定数と変位量に応じた押圧荷重がシフトレバーを介して加わる。
特開２００５−２８３４号公報

ところで、シフトレバーを押圧する電磁スイッチの出力荷重は、図６に示すように、プランジャのストローク残量に反比例する。ピニオンスプリング及びドライブスプリングは、電磁スイッチの出力荷重の範囲内で変位するようにばね定数を設定しなければならない。そのため、ドライブスプリングのばね定数を大きく設定することができなかった。この場合、電磁スイッチの出力荷重に余裕があるにも係わらず、リングギアに対するピニオンギアの押圧荷重を上げることができない。そのため、ピニオンの押圧荷重によって決まる、リングギアに対するピニオンの噛合い性を向上させることが困難であった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、リングギアに対するピニオンの押圧荷重を増加させ、噛合い性を向上させることができるスタータを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段及び発明の効果

そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、ばね定数の異なる複数のばね部を有するシフトレバーを用いることで、リングギアに対するピニオンの押圧荷重をより増加させ、噛合い性を向上できることを思いつき、本発明を完成するに至った。

すなわち、請求項１に記載のスタータは、出力軸と、出力軸と一体的に軸方向に移動することでエンジンのリングギアと噛合するとともに、一体的に回転することでエンジンを始動するピニオンと、電磁力によって可動コアが軸方向に移動する電磁スイッチと、長手方向の中間部が揺動自在に支持され、一端部が可動コアによって押圧されることで揺動し、他端部が出力軸をリングギア側に押圧するシフトレバーとを備えたスタータにおいて、シフトレバーは、ばね定数の異なる複数のばね部を有することを特徴とする。

この構成によれば、リングギアに対するピニオンの押圧荷重を増加させ、噛合い性を向上させることができる。しかも、従来のように、別部材としてドライブスプリングを設けることなく構成することができる。シフトレバーは、ばね定数の異なる複数のばね部を有している。そのため、これらのばね部によって、リングギアに対するピニオンの押圧荷重を、電磁スイッチの出力荷重に沿って段階的に変化させることができる。これにより、従来のように、別部材としてドライブスプリングを設けることなく、リングギアに対するピニオンの押圧荷重を増加させ、噛合い性を向上させることができる。

請求項２に記載のスタータは、請求項１に記載のスタータにおいて、さらに、シフトレバーは、長手方向の一端部に形成される円弧板状の第１ばね部と、第１ばね部の周方向端部から長手方向の他端部にかけて形成される板状の第２ばね部とからなることを特徴とする。この構成によれば、２つのばね部をシフトレバーに確実に形成することができる。

請求項３に記載のスタータは、請求項２に記載のスタータにおいて、さらに、第２ばね部は、第１ばね部よりばね定数が大きいことを特徴とする。この構成によれば、リングギアに対するピニオンの押圧荷重を効率的に増加させることができる。第１ばね部は、円弧板状である。これに対し、第２ばね部は、シフトレバーの一端部が他端部にかけて形成される板状であり、第１ばね部より変位量を大きくすることができる。また、第２ばね部のばね定数は、第１ばね部より大きく設定されている。そのため、リングギアに対するピニオンの押圧荷重を効率的に増加させることができる。

請求項４に記載のスタータは、請求項２又は３に記載のスタータにおいて、さらに、第２ばね部は、長手方向の中間部に、揺動中心となる軸部に揺動自在に嵌合される筒状に形成された軸受部を有することを特徴とする。この構成によれば、部品点数を増加することなく軸受部を構成することができる。そのため、シフトレバーを安価に構成することができる。

請求項５に記載のスタータは、請求項２〜４のいずれかに記載のスタータにおいて、さらに、シフトレバーは、所定形状の１枚の板状のばね材を屈曲成形して構成されていることを特徴とする。この構成によれば、シフトレバーの製造工程を簡素化することができる。そのため、シフトレバーを安価に構成することができる。

次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。

まず、図１〜図４を参照してスタータの構成について説明する。ここで、図１は、本実施形態におけるスタータの拡大部分断面図である。図２は、シフトレバーの側面図である。図３は、シフトレバーの正面図である。図４は、成形前のシフトレバーの展開図である。なお、図１においては、スタータの作動前後の状態を部分的に示している。

図１に示すように、スタータ１は、モータ（図略）と、減速装置１０と、ドライブシャフト１１と、クラッチ１２と、ピニオン１３と、電磁スイッチ１４と、シフトレバー１５とから構成されている。モータ、減速装置１０、及び電磁スイッチ１４は、フレーム１６に収容され、ハウジング１７に固定されている。また、ドライブシャフト１１、クラッチ１２、及びシフトレバー１５は、ハウジング１７に収容されている。ハウジング１７の端部から前方に突出した、後述するインナシャフト１２２の先端部には、ピニオン１３が固定されている。

以下、各構成要素について説明する。モータは、エンジンを始動するための回転力を発生する装置である。減速装置１０は、モータの発生する回転力を減速する遊星ギア減速装置である。円筒状の出力軸１００の内周面には、ヘリカルスプライン１０１が形成されている。モータ及び減速装置１０は、フレーム１６に固定されている。

ドライブシャフト１１は、減速装置１０の回転力をクラッチ１２に伝達する部材である。軸方向端部の外周面には、ヘリカルスプライン１１０が形成されている。ドライブシャフト１１は、ヘリカルスプライン１１０を、減速装置１０の出力軸１００のヘリカルスプライン１０１に嵌合させた状態で、往復動自在かつ回転自在に配設されている。

クラッチ１２は、シフトレバー１５によって押圧されることで軸方向に移動するとともに、ドライブシャフト１１の回転力をピニオン１３に伝達する装置である。また、ピニオン１３の回転数がドライブシャフト１１の回転数を超えると、空転して回転力の伝達を遮断する装置でもある。クラッチ１２は、アウタ１２０と、ローラ１２１と、インナシャフト１２２（出力軸）とから構成されている。アウタ１２０は、ドライブシャフト１１に固定されている。アウタ１２０に伝達されたドライブシャフト１１の回転力は、ローラ１２１を介してインナシャフト１２２に伝達される。インナシャフト１２２は、先端部をハウジング１７の端部から前方に突出させた状態で、ハウジング１７にブッシュ１２３を介して、往復動自在かつ回転自在に支持されている。

ピニオン１３は、リングギア２と噛合し、インナシャフト１２２の回転力をエンジンに伝達するギアである。ピニオン１３は、インナシャフト１２２の先端部に直スプライン嵌合している。インナシャフト１２２の先端には、ピニオン１３の前方への移動を規制するストッパ１３０が固定されている。また、インナシャフト１２２の段部１２４とピニオン１３の後端面との間には、ピニオン１３をストッパ１３０側に押圧するピニオンスプリング１３１が配設されている。

電磁スイッチ１４は、シフトレバー１５を揺動させるための駆動力を発生する装置である。電磁スイッチ１４は、電磁力によって軸方向に往復動するプランジャ１４０を備えている。また、プランジャ１４０の前方端部には、プランジャロッド１４１が配設されている。電磁スイッチ１４は、モータ及び減速装置１０の上方のフレーム１６に固定されている。

シフトレバー１５は、電磁スイッチ１４の発生する駆動力によって揺動し、クラッチ１２を押圧して軸方向に移動する部材である。図２及び図３に示すように、シフトレバー１５は、上方端部に形成される頭部１５０（第１ばね部）と、頭部１５０から下方端部にかけて形成される脚部１５１（第２ばね部）とから構成されている。また、下方端部には、図１におけるクラッチ１２のアウタ１２０の溝部１２５と係合するシフトレバー受け１５２が保持されている。シフトレバー１５は、図４に示すような形状の１枚の板状のばね材１８を屈曲成形して構成されている。

図２及び図３に示すように、頭部１５０は、図４における長方形状の端部１８０を円弧状に成形して構成されている。頭部１５０には、図４における長孔１８１によって、プランジャロッド１４１と係合する溝部１５３が形成されている。

脚部１５１は、図４における長孔１８２の形成された長円部１８３を折返し、逆Ｙ字板状に成形して構成されている。脚部１５１の長手方向の中間部には、後述する支持ピン１６１と嵌合する筒状の軸受部１５４が形成されている。また、脚部１５１の下方端部には、シフトレバー受け１５２を保持する筒状の保持部１５５が形成されている。

頭部１５０及び脚部１５１は、前後方向に撓むことでばねとして機能する。頭部１５０のばね定数は、電磁スイッチ１４の出力荷重の範囲内で変位でき、ピニオンスプリング１３１のばね定数より大きく設定されている。また、脚部１５１のばね定数は、電磁スイッチ１４の出力荷重の範囲内で変位でき、頭部１５０のばね定数より大きく設定されている。

頭部１５０には、初期荷重を設定するストッパ１５６が設けられている。ストッパ１５６は、図４における長方形状の腕部１８４を折返し、頭部１５０の周方向端部の外周面を保持するように成形して構成されている。ストッパ１５６によって頭部１５０の屈曲の程度を調整することで、頭部１５０による初期荷重を調整し、設定することができる。

図１に示すように、シフトレバー１５は、支持ピンホルダ１６０に固定された支持ピン１６１に軸受部１５４を嵌合させ、揺動自在に支持されている。また、溝部１５３は、プランジャロッド１４１に係合されている。さらに、シフトレバー受け１５２は、アウタ１２０の溝部１２５に係合されている。

次に、図１及び図５を参照してスタータの動作について説明する。ここで、図５は、プランジャのストローク残量と、電磁スイッチの出力荷重、及びリングギアに対するピニオンの押圧荷重との関係を示すグラフである。

図１において、イグニッションスイッチ（図略）がオンすると、電磁スイッチ１４に電圧が印加される。電磁力によって、プランジャ１４０が後方へ移動する。それに伴って、プランジャロッド１４１も後方へ移動する。シフトレバー１５の頭部１５０は、プランジャロッド１４１によって後方へ押圧される。それに伴って、シフトレバー１５が揺動し、シフトレバー受け１５２がアウタ１２０を前方に押圧する。ピニオン１３は、インナシャフト１２２とともに前方に移動する。ピニオン１３がリングギア２に当接すると、ばね定数の最も小さいピニオンスプリング１３１が撓む。ピニオン１３には、図５のａ点〜ｂ点に示すように、ピニオンスプリング１３１のばね定数と変位量に応じた押圧荷重が加わる。

引き続き、電磁力によって、プランジャ１４０が後方に移動する。それに伴って、ピニオン１３は、インナシャフト１２２とともに前方に移動する。このとき、ピニオンスプリング１３１は撓みきっており、ピニオンスプリング１３１の次にばね定数の小さいシフトレバー１５の頭部１５０が撓む。ピニオン１３には、図５のｃ点〜ｄ点に示すように、ピニオンスプリング１３１による荷重に加えて、頭部１５０のばね定数と変位量に応じた押圧荷重がシフトレバー１５を介して加わる。

引き続き、電磁力によって、プランジャ１４０が後方に移動する。それに伴って、ピニオン１３は、インナシャフト１２２とともに前方に移動する。このとき、シフトレバー１５の頭部１５０は撓みきっており、最もばね定数の大きいシフトレバー１５の脚部１５１が撓む。ピニオン１３には、図５のｄ点〜ｅ点に示すように、ピニオンスプリング１３１及び頭部１５０による荷重に加えて、脚部１５１のばね定数と変位量に応じた押圧荷重がシフトレバー１５を介して加わる。

モータの回転力は、減速装置１０にヘリカルスプライン嵌合されたドライブシャフト１１に伝達される。ドライブシャフト１１の回転力は、アウタ１２０及びローラ１２１を介してインナシャフト１２２に伝達され、ピニオン１３が回転する。ピニオン１３は、ピニオンスプリング１３１、シフトレバー１５の頭部１５０及び脚部１５１による充分に大きな荷重でリングギア２に押圧されているため、スムーズに嵌合してエンジンを始動する。

最後に、効果について説明する。本実施形態によれば、リングギア２に対するピニオン１３の押圧荷重を増加させ、噛合い性を向上させることができる。しかも、従来のように、別部材としてドライブスプリングを設けることなく構成することができる。シフトレバー１５は、ばね定数の異なる頭部１５０と脚部１５１を有している。そのため、頭部１５０及び脚部１５１によって、リングギア２に対するピニオン１３の押圧荷重を、電磁スイッチ１４の出力荷重に沿って段階的に変化させることができる。これにより、従来のように、別部材としてドライブスプリングを設けることなく、リングギア２に対するピニオン１３の押圧荷重を増加させ、噛合い性を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、ばね材１８の端部１８０を円弧状に成形するとともに、長円部１８３を折返して逆Ｙ字板状に成形することで、ばね定数の異なる頭部１５０及び
脚部１５１を確実に形成することができる。

さらに、本実施形態によれば、脚部１５１のばね定数を頭部１５０のばね定数より大きく設定することで、リングギア２に体するピニオン１３の押圧荷重を効率的に増加させることができる。脚部１５１は、逆Ｙ字板状であり、円弧状の頭部１５０より変位量を大きくすることができる。そのため、脚部１５１のばね定数を頭部１５０のばね定数より大きく設定することで、リングギア２に体するピニオン１３の押圧荷重を効率的に増加させることができる。

加えて、本実施形態によれば、１枚の板状のばね材１８を屈曲成形して頭部１５０、脚部１５１、及び軸受部１５４を構成することで、部品点数を削減するとともに、製造工程を簡素化することができる。そのため、シフトレバー１５を安価に構成することができる。

本実施形態におけるスタータの拡大部分断面図である。 シフトレバーの側面図である。 シフトレバーの正面図である。 成形前のシフトレバーの展開図である。 プランジャのストローク残量と、電磁スイッチの出力荷重、及びリングギアに対するピニオンの押圧荷重との関係を示すグラフである。 従来のスタータにおける、プランジャのストローク残量と、電磁スイッチの出力荷重、及びリングギアに対するピニオンの押圧荷重との関係を示すグラフである。

符号の説明

１・・・スタータ、１０・・・減速装置、１００・・・出力軸、１０１・・・ヘリカルスプライン、１１・・・ドライブシャフト、１１０・・・ヘリカルスプライン、１２・・・クラッチ、１２０・・・アウタ、１２１・・・ローラ、１２２・・・インナシャフト（出力軸）、１２３・・・ブッシュ、１２４・・・段部、１２５・・・溝部、１３・・・ピニオン、１３０・・・ストッパ、１３１・・・ピニオンスプリング、１４・・・電磁スイッチ、１４０・・・プランジャ、１４１・・・プランジャロッド、１５・・・シフトレバー、１５０・・・頭部（第１ばね部）、１５１・・・脚部（第２ばね部）、１５２・・・シフトレバー受け、１５３・・・溝部、１５４・・・軸受部、１５５・・・保持部、１５６・・・ストッパ、１６・・・フレーム、１６０・・・支持ピンホルダ、１６１・・・支持ピン、１７・・・ハウジング、１８・・・ばね材、１８０・・・端部、１８１、１８２・・・長孔、１８３・・・長円部、１８４・・・腕部、２・・・リングギア

Claims (5)

1. 出力軸と、該出力軸と一体的に軸方向に移動することでエンジンのリングギアと噛合するとともに、一体的に回転することで該エンジンを始動するピニオンと、電磁力によって可動コアが軸方向に移動する電磁スイッチと、長手方向の中間部が揺動自在に支持され、一端部が該可動コアによって押圧されることで揺動し、他端部が該出力軸を該リングギア側に押圧するシフトレバーとを備えたスタータにおいて、
   該シフトレバーは、ばね定数の異なる複数のばね部を有することを特徴とするスタータ。
2. 前記シフトレバーは、長手方向の一端部に形成される円弧板状の第１ばね部と、該第１ばね部の周方向端部から長手方向の他端部にかけて形成される板状の第２ばね部とからなることを特徴とする請求項１に記載のスタータ。
3. 前記第２ばね部は、前記第１ばね部よりばね定数が大きいことを特徴とする請求項２に記載のスタータ。
4. 前記第２ばね部は、長手方向の中間部に、揺動中心となる軸部に揺動自在に嵌合される筒状に形成された軸受部を有す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. 前記シフトレバーは、所定形状の１枚の板状のばね材を屈曲成形して構成されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のスタータ。

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