JP2008082252A - アイドルギヤ付始動電動機 - Google Patents

Abstract

【課題】リングギヤとの噛合時にアイドルギヤに付加される軸方向の押圧力を緩和し、始動電動機の耐久性向上を図る。
【解決手段】アイドルギヤ付の始動電動機にて、ピニオンギヤ１４の右端側に、ゴム等の弾性部材にて形成された緩衝材９６を配置する。アイドルギヤ１５とリングギヤ１６がスムーズに噛合せずアイドルギヤ１５にスラスト荷重が加わると、ピニオンギヤ１４にもフランジ部９５を介して軸方向の力が加わる。ピニオンギヤ１４が軸方向に押されると、その押圧力によって緩衝材９６が押し縮められる。緩衝材９６が縮むとそれに応じた弾性力が生じ、これにより、両ギヤ１５,１６の当接に伴う軸方向の押圧力が吸収され、アイドルギヤ１５に加わる軸方向の押圧力が緩和される。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等のエンジンに取り付けられる始動電動機に関し、特に、電動機によって回転駆動され軸方向に移動可能なアイドルギヤを備えた始動電動機に関する。

自動車や自動二輪車、大型発電機等に使用されるエンジンでは、エンジンに取り付けられた始動電動機（スタータモータ）によって始動動作が行われるのが一般的である。このような始動電動機としては、特許文献１〜４のように、軸方向に移動可能なアイドルギヤが備えたものが知られている。このアイドルギヤは、エンジンのリングギヤと噛合・離脱可能に配置されており、エンジン始動時に両ギヤが噛合し、エンジン始動後にそれらの噛合が解除されるようになっている。アイドルギヤはまた、始動電動機によって回転駆動されるピニオンと噛合しており、ピニオンはオーバーランニングクラッチを介してモータの回転軸に接続されている。

図３は、このような従来の始動電動機の構成を示す説明図である。始動電動機101は、大別すると、モータ部102、ギヤ部103、マグネットスイッチ部104、ケース部105及びアイドル部106とから構成されている。モータ部102には駆動源であるモータ111が配設され、ギヤ部103には減速装置である遊星歯車機構112やオーバーランニングクラッチ113、ピニオンギヤ114などが配設されている。アイドル部106には、ピニオンギヤ114と噛合するアイドルギヤ115が配設されている。アイドルギヤ115は、軸方向（図中左右方向）に移動可能に取り付けられており、図中左方向に移動するとエンジンのリングギヤ116と噛合する。アイドルギヤ115の図中右端面は、ピニオンギヤ114に形成されたフランジ部117と当接している。

モータ111が回転すると、その回転は、遊星歯車機構112及びオーバーランニングクラッチ113を介してピニオンギヤ114に伝わる。その際、ピニオンギヤ114は、ヘリカルスプライン部118の作用により図中左方に移動し、アイドルギヤ115は、ピニオンギヤ114と共に、回転しつつ左方に移動する。これにより、アイドルギヤ115がリングギヤ116と噛合し、モータ111の回転力がアイドルギヤ115を介してリングギヤ116へと伝達され、エンジンが始動される。
特開平4-303175号公報 特開平11-37021号公報 特開2002-180937号公報 特願2004-305020号

しかしながら、このような始動電動機では、アイドルギヤ115が軸方向に移動したとき、アイドルギヤ115とリングギヤ116のギヤ歯がタイミング良く噛み合わないと、両ギヤの側面同士が当接した状態となる。ところが、この状態でも、ピニオンギヤ114は、慣性によって軸方向に動き続けようとするが、アイドルギヤ115の軸方向への動きは、リングギヤ116と当接により規制されており、その状態でピニオンギヤ114が軸方向に移動すると、アイドルギヤ115に過大なスラスト荷重が加わる。このため、両ギヤがスムーズに噛合しないと、このスラスト荷重によって、アイドルギヤ115の歯面がダメージを受けるおそれがある。また、アイドルギヤ115とリングギヤ116がスムーズに噛み合わないと、ギヤ飛び込み音（衝突音）が増大したり、異音が生じたりするなどの問題があり、その対策が求められていた。

本発明の目的は、アイドルギヤが軸方向に移動してリングギヤに噛合するタイプの始動電動機において、リングギヤとの噛合時にアイドルギヤに付加される軸方向の押圧力を低減させることにある。

本発明のアイドルギヤ付始動電動機は、電動機によって回転される出力軸と、前記出力軸に形成されたスプライン部に取り付けられ、前記スプライン部に沿って軸方向に移動可能なオーバーランニングクラッチと、前記オーバーランニングクラッチを介して前記出力軸に接続され、前記出力軸の回転に伴って一方向に回転駆動されると共に、前記オーバーランニングクラッチと共に軸方向に移動するピニオンギヤと、前記出力軸と平行に配設されたアイドルシャフトと、前記アイドルシャフトに回転自在かつ軸方向に移動可能に支持され、軸方向の移動によってエンジンのリングギヤに噛合・離脱するアイドルギヤと、を有するアイドルギヤ付始動電動機であって、前記オーバーランニングクラッチ内に、弾性部材にて形成され、前記ピニオンギヤの軸方向端部に当接する緩衝部材を配置したことを特徴とする。

本発明にあっては、アイドルギヤ付始動電動機のオーバーランニングクラッチ内に、弾性部材にて形成された緩衝部材を配置し、ピニオンギヤの軸方向端部をこの緩衝部材に当接するようにしたので、例えば、ギヤがスムーズに噛合せずアイドルギヤに軸方向の力が加わっても、その力が緩衝部材のダンパ作用によって吸収される。これにより、両ギヤ当接時に加わる荷重が緩和され、始動電動機の耐久性向上が図られる。

前記アイドルギヤ付始動電動機において、前記オーバーランニングクラッチを、前記スプライン部に取り付けられるクラッチアウタと、前記ピニオンギヤと一体に形成され前記クラッチアウタ内に挿入されたクラッチインナと、前記クラッチアウタ内周と前記クラッチインナ外周との間に配設されたローラとを備えた構成とし、前記緩衝部材を、前記クラッチインナの軸方向端部と前記クラッチアウタとの間に介設するようにしても良い。また、前記緩衝部材を前記クラッチアウタ内に形成された凹部内に収容し、前記クラッチインナの軸方向端部を前記凹部内の前記緩衝部材に当接するようにしても良い。

本発明のアイドルギヤ付始動電動機によれば、アイドルシャフトに回転自在かつ軸方向に移動可能に支持され、軸方向の移動によってエンジンのリングギヤに噛合・離脱するアイドルギヤを備えた始動電動機のオーバーランニングクラッチ内に、弾性部材にて形成され、ピニオンギヤの軸方向端部に当接する緩衝部材を配置したので、アイドルギヤとリングギヤがスムーズに噛合せずアイドルギヤに軸方向の力が加わっても、その力を緩衝部材のダンパ作用によって吸収することが可能となる。このため、両ギヤ当接時に始動電動機内に生じる荷重が緩和され、始動電動機の耐久性向上が図られる。また、リングギヤ飛び込み時の衝撃が吸収されるため、アイドルギヤとリングギヤの衝突音を低減させることが可能となり、始動電動機の静音化が図られる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例である始動電動機の構成を示す断面図である。図１の始動電動機１は、自動車用エンジンの始動に使用され、停止しているエンジンに対して、燃料の吸入、微粒化、圧縮、点火に必要な回転を与える。

始動電動機１は、大別すると、モータ部２、ギヤ部３、マグネットスイッチ部４、ケース部５及びアイドル部６とから構成されている。モータ部２には駆動源であるモータ（電動機）１１が配設され、ギヤ部３には減速装置である遊星歯車機構１２やオーバーランニングクラッチ１３、ピニオンギヤ１４などが配設されている。アイドル部６には、ピニオンギヤ１４と噛合するアイドルギヤ１５が配設されている。アイドルギヤ１５は、軸方向（図中左右方向）に移動可能に取り付けられており、図中左方向（以下、左右方向は図１を基準とし「図中」の記載は省略する）に移動すると、エンジンのリングギヤ１６と噛合する。モータ１１の回転力は、遊星歯車機構１２及びオーバーランニングクラッチ１３を介してピニオンギヤ１４に伝わり、アイドルギヤ１５からリングギヤ１６へと伝達され、エンジンが始動される。

モータ１１は、円筒形状のモータハウジング２１内にアーマチュア２２を回動自在に配置した構成となっている。モータハウジング２１はモータ１１のヨークを兼ねており、鉄等の磁性体金属によって形成されている。モータハウジング２１の右端部には、金属製のエンドカバー２３が取り付けられる。一方、モータハウジング２１の左端部は、ケース部５のギヤカバー２４に取り付けられる。エンドカバー２３はセットボルト２５によってギヤカバー２４に固定され、モータハウジング２１はエンドカバー２３とギヤカバー２４との間に固定される。

モータハウジング２１の内周面には、周方向に複数個の永久磁石２６が固定されており、永久磁石２６の内側にはアーマチュア２２が配設される。アーマチュア２２は、モータシャフト２７に固定されたアーマチュアコア２８と、アーマチュアコア２８に巻装されたアーマチュアコイル２９とから構成されている。モータシャフト２７の右端部は、エンドカバー２３に取り付けられたメタル軸受３１によって回動自在に支持されている。一方、モータシャフト２７の左端部は、ピニオンギヤ１４等が取り付けられたドライブシャフト（出力軸）３２の端部に回動自在に支持されている。ピニオンシャフト３２の右端部には軸受部３３が凹設されており、モータシャフト２７はそこに取り付けられたメタル軸受３４によって回動自在に支持される。

アーマチュアコア２８の一端側には、モータシャフト２７に外嵌固定されたコンミテータ３５が隣接配置されている。コンミテータ３５の外周面には、導電材にて形成されたコンミテータ片３６が複数個取り付けられており、各コンミテータ片３６にはアーマチュアコイル２９の端部が固定されている。モータハウジング２１の左端部には、ブラシホルダ３７が取り付けられている。ブラシホルダ３７には、周方向に間隔をあけて、ブラシ収容部３８が４個配置されている。各ブラシ収容部３８にはそれぞれブラシ３９が出没自在に内装されている。ブラシ３９の突出先端部（内径側先端部）は、コンミテータ３５の外周面に摺接している。

ブラシ３９の後端側には図示しないピグテールが取り付けられており、ブラシホルダ３７の導電プレート４１と電気的に接続されている。導電プレート４１にはスイッチ部４２が設けられており、スイッチプレート４３が導電プレート４１に接触すると電源ターミナル４４とブラシ３９との間が電気的に接続され、コンミテータ３５に電源が供給される。スイッチプレート４３はスイッチシャフト４５に取り付けられており、マグネットスイッチ部４が通電されると、スイッチシャフト４５が左方に移動し、スイッチプレート４３が導電プレート４１に接触するようになっている。

ギヤ部３の遊星歯車機構１２には、インターナルギヤユニット４６とドライブプレートユニット４７が設けられている。インターナルギヤユニット４６は、ギヤカバー２４の右端部に固定されており、その内周側には内歯歯車４８が形成されている。インターナルギヤユニット４６の中央にはメタル軸受４９が内装されており、ピニオンシャフト３２の右端側が回動自在に支持されている。ドライブプレートユニット４７は、ピニオンシャフト３２の右端部に固定されており、遊星歯車５１が３個等分間隔で取り付けられている。遊星歯車５１は、ベースプレート５２に固定された支持ピン５３に、メタル軸受５４を介して回動自在に支持されている。遊星歯車５１は内歯歯車４８と噛合している。

モータシャフト２７の左端部には、太陽歯車５５が形成されている。太陽歯車５５は遊星歯車５１と噛合しており、遊星歯車５１は、太陽歯車５５と内歯歯車４８との間で、自転しつつ公転する。モータ１１が作動すると、モータシャフト２７と共に太陽歯車５５が回転し、太陽歯車５５の回転に伴い、遊星歯車５１が内歯歯車４８と噛み合いながら太陽歯車５５の周りを公転する。これにより、ピニオンシャフト３２に固定されたベースプレート５２が回転し、モータシャフト２７の回転が減速されてピニオンシャフト３２に伝達される。

オーバーランニングクラッチ１３は、遊星歯車機構１２によって減速された回転をピニオンギヤ１４に対し一回転方向に伝達する。オーバーランニングクラッチ１３は、クラッチアウタ５６とクラッチインナ５７との間に、ローラ５８及びクラッチスプリング５９を配した構成となっている。クラッチアウタ５６は、ボス部５６ａとクラッチ部５６ｂとからなり、ボス部５６ａは、ピニオンシャフト３２のヘリカルスプライン部６１に取り付けられている。ボス部５６ａの内周側には、ヘリカルスプライン部６１と噛み合うスプライン部６２が形成されている。これにより、クラッチアウタ５６は、ピニオンシャフト３２上をヘリカルスプライン部６１に沿って軸方向に移動可能となっている。

ピニオンシャフト３２にはストッパ６３が取り付けられている。ストッパ６３は、ピニオンシャフト３２に装着されたサークリップ６４によって軸方向の移動が規制されている。ストッパ６３には、ギヤリターンスプリング６５の一端側が取り付けられている。ギヤリターンスプリング６５の他端側は、ボス部５６ａの内端壁６６に当接している。クラッチアウタ５６は、このギヤリターンスプリング６５によって右方向に付勢されており、通常時（非通電時）には、クラッチアウタ５６はギヤカバー２４に固定されたクラッチストッパ６７に当接した位置で保持される。

クラッチアウタ５６のクラッチ部５６ｂ内周には、ピニオンギヤ１４と一体に形成されたクラッチインナ５７が配設されている。クラッチ部５６ｂの内周右端中央部には、凹部５６ｃが形成されており、凹部５６ｃには緩衝材（緩衝部材）９６が配置されている。緩衝材９６は、ゴム等の弾性部材にてリング状に形成されており、円形孔状の凹部５６ｃ内に全周に亘って収容されている。凹部５６ｃにはクラッチインナ５７の右端部が挿入されており、凹部５６ｃ内の緩衝材９６と当接している。クラッチアウタ５６とクラッチインナ５７の間には、ローラ５８及びクラッチスプリング５９が複数組配置されている。また、クラッチ部５６ｂの外周にはクラッチカバー６８が外装されており、クラッチ部５６ｂの左端面とクラッチカバー６８との間には、クラッチワッシャ６９が取り付けられている。このクラッチワッシャ６９によって、ローラ５８及びクラッチスプリング５９は、クラッチ部５６ｂの内周側に、軸方向の移動を規制された状態で収容される。

クラッチ部５６ｂの内周壁はカム面となっており、楔状斜面部と曲面部が形成されている。ローラ５８は、通常、クラッチスプリング５９によって曲面部側に押されている。クラッチアウタ５６が回転し、クラッチスプリング５９の付勢力に抗して、ローラ５８が楔状斜面部とクラッチインナ５７の外周面との間に挟持されると、クラッチインナ５７はローラ５８を介してクラッチアウタ５６と一体に回転する。これにより、モータ１１が作動しピニオンシャフト３２が回転すると、その回転はクラッチアウタ５６からローラ５８を介してクラッチインナ５７に伝達され、ピニオンギヤ１４が回転する。

これに対し、エンジンが始動し、クラッチインナ５７がクラッチアウタ５６よりも早く回転すると、ローラ５８は曲面部側に移動し、クラッチインナ５７はクラッチアウタ５６に対し空転状態となる。すなわち、クラッチインナ５７がオーバーラン状態となると、ローラ５８が楔状斜面部とクラッチインナ外周面との間には挟持されず、クラッチインナ５７の回転はクラッチアウタ５６には伝達されない。従って、エンジン始動後、エンジン側からより高い回転数でクラッチインナ５７が回されても、その回転はオーバーランニングクラッチ１３にて遮断され、モータ１１側には伝達されない。

ピニオンギヤ１４は冷間鍛造によって形成された鋼製部材であり、アイドルギヤ１５と噛合している。ピニオンギヤ１４とアイドルギヤ１５には、クロム鋼（例えば、SCr 420H）に浸炭処理を施したものが使用されている。ピニオンギヤ１４はクラッチインナ５７と一体に成形されており、クラッチインナ５７の左方には、ギヤ部７１とボス部９４が形成されている。ボス部９４の外径はギヤ部７１の歯底外径よりも小径となっており、ピニオンギヤ１４を容易に冷鍛加工できるようになっている。ピニオンギヤ１４は、冷鍛加工にて形成されているため、ギヤ部７１の軸方向寸法の精度が高く、ピニオンギヤ１４とアイドルギヤ１５間など部品間のガタが小さく、摩耗や破損が抑えられている。また、冷間鍛造によってギヤ部７１を形成することにより、加工硬化が生じ、ギヤ部７１の強度が増大し、ギヤ連結部の強度向上も図られている。

ボス部９４には、鋼製のピニオンワッシャ７２が外挿されている。ピニオンワッシャ７２は、ボス部９４に装着されたＣリング７３によって軸方向に抜け止め固定されている。ピニオンワッシャ７２の外周部は、アイドルギヤ１５の左側面に当接しており、エンジン始動後、始動電動機１が停止する際に、ピニオンギヤ１４と共にアイドルギヤ１５を右方に移動させ、アイドルギヤ１５をリングギヤ１６から離脱させる。また、ギヤ部７１の右側にはフランジ部９５が形成されている。

ピニオンギヤ１４の内径側には、シャフト孔７４とスプリング収容部７５が形成されている。シャフト孔７４にはピニオンギヤメタル７６が取り付けられており、ピニオンギヤ１４は、ピニオンギヤメタル７６を介してピニオンシャフト３２に回動自在に支持される。スプリング収容部７５はクラッチインナ５７の内周側に形成されており、そこには、ストッパ６３やギヤリターンスプリング６５が収容される。

マグネットスイッチ部４は、遊星歯車機構１２の左方にモータ１１や遊星歯車機構１２と同心状に配設されている。マグネットスイッチ部４は、ギヤカバー２４に固定された鋼製の固定部７７と、固定鉄心８２に沿って左右方向に移動自在に配置された可動部７８とからなる。固定部７７には、ギヤカバー２４に固定されたケース７９と、ケース７９内に収容されたコイル８１及びケース７９の内周側に取り付けられた固定鉄心８２が設けられている。可動部７８には、スイッチシャフト４５が取り付けられた可動鉄心８３が設けられ、可動鉄心８３の内周側にはギヤプランジャ８４が取り付けられている。可動鉄心８３の外周側（図中下端側）には、スイッチリターンスプリング９０が取り付けられている。スイッチリターンスプリング９０の他端側はギヤカバー２４に当接しており、可動鉄心８３は右方に付勢されている。

可動鉄心８３の内周にはさらに、ブラケットプレート８５が固定されている。ブラケットプレート８５には、プランジャスプリング８６の一端がカシメ固定されている。プランジャスプリング８６の他端側は、イグニッションキースイッチがＯＦＦのとき（図１の状態のとき）は、ギヤプランジャ８４に当接しており、ギヤプランジャ８４はプランジャスプリング８６によって左方に付勢されている。ギヤプランジャ８４はピニオンシャフト３２に軸方向に移動可能取り付けられており、可動鉄心８３の内周面との間には摺動鉄心８７が介設されている。

ケース部５はアルミダイカスト製のギヤカバー２４を備えており、ギヤカバー２４には、メタル軸受８８を介してピニオンシャフト３２の左端側が回動自在に支持されている。ギヤカバー２４にはまた、アイドルギヤ１５を支持するアイドルシャフト８９が取り付けられている。アイドルシャフト８９の左端側は、図示しないアイドルシャフトストッパにて抜け止めされている。ギヤカバー２４内には、前述のように、合成樹脂製（例えば、ガラス繊維強化ポリアミド）のクラッチストッパ６７やケース７９等が固定され、右端面側には、モータハウジング２１やエンドカバー２３がセットボルト２５によって固定されている。

アイドル部６には、アイドルギヤ１５が配設されている。アイドルギヤ１５は、アイドルシャフト８９にメタル軸受９１を介して回動自在に支持されている。アイドルギヤ１５には、ギヤ部９２とボス部９３が設けられており、ギヤ部９２はピニオンギヤ１４のギヤ部７１と噛合している。アイドルギヤ１５の右端面は、ピニオンギヤ１４に形成されたフランジ部９５の左端面に当接している。これにより、アイドルギヤ１５は、フランジ部９５と、ピニオンギヤ１４の左端部に取り付けられたピニオンワッシャ７２との間に挟まれる形となり、ピニオンギヤ１４が軸方向（左右方向）に移動すると、それと共に軸方向に移動する。

次に、このような始動電動機１を用いたエンジン始動動作について説明する。まず、自動車のイグニッションキースイッチがＯＦＦされているときは、図１のように、ギヤリターンスプリング６５の付勢力によって、クラッチアウタ５６はクラッチストッパ６７に当接した状態にある。このとき、スイッチプレート４３は導電プレート４１から離れており、モータ１１への給電は行われない。また、アイドルギヤ１５は、右方の離脱位置にあり、リングギヤ１６とは噛み合っていない状態にある。これに対し、イグニッションキースイッチをＯＮすると、アイドルギヤ１５が左方へ移動し、リングギヤ１６に噛み合う。

すなわち、イグニッションキースイッチをＯＮすると、まず、コイル８１に電流が流れ、マグネットスイッチ部４に吸引力が発生する。コイル８１が励磁されると、ケース７９及び固定鉄心８２を通る磁路が形成され、可動鉄心８３が左方に吸引される。可動鉄心８３がスイッチリターンスプリング９０の付勢力に抗して左方に移動すると、スイッチシャフト４５も左方へ移動し、スイッチプレート４３が導電プレート４１に接触して接点が閉じる。これにより、電源ターミナル４４とブラシ３９との間が電気的に接続され、コンミテータ３５に電源が供給されてモータ１１が起動しアーマチュア２２が回転する。また、ブラケットプレート８５も左方へ移動し、それに伴って、プランジャスプリング８６も押し縮められる。

アーマチュア２２が回転すると、遊星歯車機構１２を介してピニオンシャフト３２が回転する。ピニオンシャフト３２の回転に伴い、ヘリカルスプライン部６１に取り付けられたクラッチアウタ５６もまた回転する。ヘリカルスプライン部６１は、ピニオンシャフト３２の回転方向を考慮してねじり方向が設定されており、クラッチアウタ５６の回転数が増大すると、その慣性マスによって、クラッチアウタ５６がヘリカルスプライン部６１に沿って左方に移動する（静止位置→作動位置）。クラッチアウタ５６が左方へ飛び出すと、ピニオンギヤ１４もクラッチアウタ５６と共に左方に移動する。このとき、ギヤリターンスプリング６５もクラッチアウタ５６に押されて縮められる。

クラッチアウタ５６が左方へ移動すると、アイドルギヤ１５もまたピニオンフランジ部９５に押されて左方へ移動し、リングギヤ１６に噛み合う。アイドルギヤ１５がリングギヤ１６と噛み合うと、モータ１１の回転がリングギヤ１６に伝達され、リングギヤ１６が回転する。リングギヤ１６はエンジンのクランク軸に接続されており、リングギヤ１６の回転に伴ってクランク軸が回転され、エンジンが始動される。エンジンが始動すると、リングギヤ１６からアイドルギヤ１５を介してピニオンギヤ１４が高回転で回転されるが、オーバーランニングクラッチ１３の作用によって、その回転はモータ１１側には伝達されない。

また、クラッチアウタ５６が左方に移動すると、押し縮められていたプランジャスプリング８６の付勢力によってギヤプランジャ８４が左方に移動し、ギヤプランジャ８４はクラッチアウタ５６の右端面に当接する。このとき、プランジャスプリング８６は自然長状態となり、クラッチアウタ５６に当接した状態のギヤプランジャ８４とプランジャスプリング８６との間には、若干の隙間が生じる。

ここで、エンジンが始動するとピニオンギヤ１４は高回転で回転され、オーバーランニングクラッチ１３は空転方向に回転される。オーバーランニングクラッチ１３が空転方向に回されるとクラッチ内に空転トルクが生じ、クラッチアウタ５６には切れトルクと呼ばれる回転力が働く。この回転力により、クラッチアウタ５６にはヘリカルスプライン部６１を介して右方へのスラスト力が生じ、クラッチアウタ５６が右方へ移動しアイドルギヤ１５がリングギヤ１６から離脱するおそれがある。このため、始動電動機１では、ギヤプランジャ８４によってクラッチアウタ５６を作動位置にて保持し、アイドルギヤ１５の右方への移動を規制してアイドルギヤ１５の離脱を防止している。

一方、エンジンが始動しイグニッションキースイッチがＯＦＦされると、マグネットスイッチ部４への通電も停止され、その吸引力も消滅する。すると、スイッチリターンスプリング９０の付勢力によってブラケットプレート８５が右方に押され、それまで固定鉄心８２による吸引力にて左方に保持されていた可動鉄心８３が右方に移動する。可動鉄心８３が右方に移動すると、スイッチシャフト４５も右方へ移動し、スイッチプレート４３が導電プレート４１から離れ接点が開く。これにより、モータ１１に対する給電が遮断され、ピニオンシャフト３２の回転が停止し、クラッチアウタ５６の回転も停止する。

クラッチアウタ５６の回転が停まると、その慣性マスによる軸方向への移動力も消滅する。このため、押し縮められていたギヤリターンスプリング６５の付勢力によって、クラッチアウタ５６は、ヘリカルスプライン部６１に沿って作動位置から静止位置へと右方へ移動する。このとき、ギヤプランジャ８４もクラッチアウタ５６に押されて図１の状態に戻る。なお、ギヤリターンスプリング６５の付勢力は、この時点におけるプランジャスプリング８６の付勢力よりも大きくなるように設定されている。

クラッチアウタ５６が右方に移動すると、ピニオンギヤ１４もまた右方に移動する。ピニオンギヤ１４が右方に移動すると、ピニオンワッシャ７２がアイドルギヤ１５の左端面に当接する。これにより、アイドルギヤ１５はピニオンワッシャ７２によって右方に移動し、アイドルギヤ１５がリングギヤ１６から離脱し、図１の状態となる。

ところで、アイドルギヤ１５が左方へ移動したとき、アイドルギヤ１５は回転しながらリングギヤ１６と噛み合おうとするため、両者がタイミング良く噛み合わず、ギヤ同士がスムーズに噛合しない場合がある。その場合、図３のような従来の始動電動機では、前述のようにアイドルギヤ１５に大きなスラスト荷重が掛かり、歯面ダメージやギヤ飛び込み音増大などの問題があった。これに対し、本発明による始動電動機１では、アイドルギヤ１５がリングギヤ１６に当接してスラスト荷重が加わると、その荷重はフランジ部９５を介してピニオンギヤ１４に伝わり、ピニオンギヤ１４の右端側に配された緩衝材９６によって吸収される。

図２は、図１の始動電動機１におけるアイドルギヤ１５の動作を示す説明図であり、（ａ）は静止時、（ｂ）はアイドルギヤ１５が移動したがリングギヤ１６に噛み合わず両ギヤが当接した状態、（ｃ）はアイドルギヤ１５がリングギヤ１６に飛び込み噛合した状態をそれぞれ示している。図２（ａ）→（ｂ）に示すように、モータ１１が回転しピニオンギヤ１４が左方に移動すると、アイドルギヤ１５が左方に移動するが、その際、アイドルギヤ１５とリングギヤ１６がスムーズに噛合しないと、図２（ｂ）のように両ギヤ１５,１６が当接する。このとき、アイドルギヤ１５の左方への移動が規制されているにも関わらず、ピニオンギヤ１４はさらに左方に移動しようとするため、アイドルギヤ１５には軸方向の押圧力（スラスト荷重）が加わる。

このスラスト荷重は、アイドルギヤ１５の右端面に当接しているフランジ部９５を介して、ピニオンギヤ１４に伝わり、ピニオンギヤ１４にも軸方向の押圧力が加わる。すなわち、アイドルギヤ１５とリングギヤ１６の当接により、ピニオンギヤ１４もまた軸方向右側に押される形となる。これに対し、ピニオンギヤ１４の右端側には、ゴム製の緩衝材９６が環状に配されており、ピニオンギヤ１４が軸方向に押圧されると、その押圧力は緩衝材全周にて受け止められ、緩衝材９６が押し縮められる。緩衝材９６が縮むとそれに応じた弾性力が生じ、これにより、両ギヤ１５,１６の当接に伴う軸方向の押圧力が吸収され、アイドルギヤ１５に加わるスラスト荷重が緩和される。特に、緩衝材９６は、ピニオンギヤ１４の右端全周を受けつつ押圧力を吸収するため、効果的にスラスト荷重を緩和できる。

そして、緩衝材９６が縮んでいる間に、アイドルギヤ１５が回転してリングギヤ１６と歯が揃い、アイドルギヤ１５がリングギヤ１６に飛び込み、図２（ｃ）に示すように両ギヤ１５,１６が噛合する。このように、始動電動機１では、ピニオンギヤ１４の右端側に弾性部材からなる緩衝材９６が配することにより、両ギヤ１５,１６がスムーズに噛合しない場合に生じる力をこの緩衝材９６のダンパ作用によって吸収することができる。このため、両ギヤ当接時にアイドルギヤ１５に加わる荷重が緩和され、過大なスラスト荷重によるアイドルギヤ１５の歯面ダメージを防止することが可能となる。また、ギヤ歯面に掛かる荷重が低減するため、各ギヤの摩耗も抑えられ、始動電動機１の耐久性向上が図られる。

さらに、リングギヤ飛び込み時の衝撃が吸収されるため、アイドルギヤ１５とリングギヤ１６の衝突音が低減し、作動音の静音化が図られる。加えて、スラスト荷重低減に伴い、メタル軸受９１に掛かる荷重も低減し、アイドルギヤ１５やピニオンギヤ１４への偏荷重も低減する。また、スラスト荷重が低減するため、アイドルギヤ１５やフランジ部９５の厚さを減らすことができ、アイドルギヤ１５やフランジ部９５をより肉薄構造化し、部品コストや重量の低減を図ることも可能となる。

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前述の実施例では、緩衝材９６としてゴムを用いた例を示したが、緩衝材９６は軸方向の押圧力を吸収可能な弾性部材であれば良く、ゴムに代えて、合成樹脂やフェルトなどを用いても良く、機械的な構成として、皿ばねや圧縮コイルばね、板ばね等を配置することも可能である。また、前述の実施例では、緩衝材９６を凹部５６ｃの内部に配置し、クラッチインナ５７の右端部を凹部５６ｃに挿入する形を採っているが、緩衝材９６を凹部５６ｃの入口面（クラッチ部５６ｂ内部の軸方向底面）と面一あるいは軸方向に突出させて配置し、その状態でクラッチインナ５７の右端部と当接させても良い。

一方、前述の実施例では、遊星歯車機構１２を介してモータ１１によって回転されるピニオンシャフト３２にオーバーランニングクラッチ１３を取り付ける形態の始動電動機を示したが、モータシャフト２７の先端部にオーバーランニングクラッチを装着した形態の始動電動機や、レバー等によってアイドルギヤを移動させる形態の始動電動機にも本発明は適用可能である。

本発明の一実施例である始動電動機の構成を示す断面図である。 図１の始動電動機におけるアイドルギヤの動作を示す説明図であり、（ａ）は静止時、（ｂ）はアイドルギヤが移動したがリングギヤに噛み合わず両ギヤが当接した状態、（ｃ）はアイドルギヤがリングギヤに飛び込み噛合した状態をそれぞれ示している。 従来の始動電動機の構成を示す説明図である。

符号の説明

１ 始動電動機
２ モータ部
３ ギヤ部
４ マグネットスイッチ部
５ ケース部
６ アイドル部
７ 緩衝機構
１１ モータ（電動機）
１２ 遊星歯車機構
１３ オーバーランニングクラッチ
１４ ピニオンギヤ
１５ アイドルギヤ
１５ａ 凹部
１５ｂ 底面
１６ リングギヤ
２１ モータハウジング
２２ アーマチュア
２３ エンドカバー
２４ ギヤカバー
２５ セットボルト
２６ 永久磁石
２７ モータシャフト
２８ アーマチュアコア
２９ アーマチュアコイル
３１ メタル軸受
３２ ピニオンシャフト（出力軸）
３３ 軸受部
３４ メタル軸受
３５ コンミテータ
３６ コンミテータ片
３７ ブラシホルダ
３８ ブラシ収容部
３９ ブラシ
４１ 導電プレート
４２ スイッチ部
４３ スイッチプレート
４４ 電源ターミナル
４５ スイッチシャフト
４６ インターナルギヤユニット
４７ ドライブプレートユニット
４８ 内歯歯車
４９ メタル軸受
５１ 遊星歯車
５２ ベースプレート
５３ 支持ピン
５４ メタル軸受
５５ 太陽歯車
５６ クラッチアウタ
５６ａ ボス部
５６ｂ クラッチ部
５６ｃ 凹部
５７ クラッチインナ
５８ ローラ
５９ クラッチスプリング
６１ ヘリカルスプライン部
６２ スプライン部
６３ ストッパ
６４ サークリップ
６５ ギヤリターンスプリング
６６ 内端壁
６７ クラッチストッパ
６８ クラッチカバー
６９ クラッチワッシャ
７１ ギヤ部
７２ ピニオンワッシャ
７３ Ｃリング
７４ シャフト孔
７５ スプリング収容部
７６ ピニオンギヤメタル
７７ 固定部
７８ 可動部
７９ ケース
８１ コイル
８２ 固定鉄心
８３ 可動鉄心
８４ ギヤプランジャ
８５ ブラケットプレート
８６ プランジャスプリング
８７ 摺動鉄心
８８ メタル軸受
８９ アイドルシャフト
９０ スイッチリターンスプリング
９１ メタル軸受
９２ ギヤ部
９３ ボス部
９４ ボス部
９５ フランジ部
９６ 緩衝材
101 始動電動機
102 モータ部
103 ギヤ部
104 マグネットスイッチ部
105 ケース部
106 アイドル部
111 モータ
112 遊星歯車機構
113 オーバーランニングクラッチ
114 ピニオンギヤ
115 アイドルギヤ
116 リングギヤ
117 スリッププレート
118 ヘリカルスプライン部

Claims (3)

1. 電動機によって回転される出力軸と、
   前記出力軸に形成されたスプライン部に取り付けられ、前記スプライン部に沿って軸方向に移動可能なオーバーランニングクラッチと、
   前記オーバーランニングクラッチを介して前記出力軸に接続され、前記出力軸の回転に伴って一方向に回転駆動されると共に、前記オーバーランニングクラッチと共に軸方向に移動するピニオンギヤと、
   前記出力軸と平行に配設されたアイドルシャフトと、
   前記アイドルシャフトに回転自在かつ軸方向に移動可能に支持され、軸方向の移動によってエンジンのリングギヤに噛合・離脱するアイドルギヤと、を有するアイドルギヤ付始動電動機であって、
   前記オーバーランニングクラッチ内に、弾性部材にて形成され、前記ピニオンギヤの軸方向端部に当接する緩衝部材を配置したことを特徴とするアイドルギヤ付始動電動機。
2. 請求項１記載のアイドルギヤ付始動電動機において、前記オーバーランニングクラッチは、前記スプライン部に取り付けられるクラッチアウタと、前記ピニオンギヤと一体に形成され前記クラッチアウタ内に挿入されたクラッチインナと、前記クラッチアウタ内周と前記クラッチインナ外周との間に配設されたローラとを備えており、前記緩衝部材は、前記クラッチインナの軸方向端部と前記クラッチアウタとの間に介設されることを特徴とするアイドルギヤ付始動電動機。
3. 請求項２記載のアイドルギヤ付始動電動機において、前記緩衝部材は前記クラッチアウタ内に形成された凹部内に収容され、前記クラッチインナの軸方向端部は前記凹部内の前記緩衝部材に当接することを特徴とするアイドルギヤ付始動電動機。

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