JP2008115743A - スタータ - Google Patents

Abstract

【課題】電磁スイッチ６を小型化できると共に、シフトレバー５の摩耗を抑制できるスタータ１を提供する。
【解決手段】出力軸３上に配置されるピニオン移動体４は、出力軸３の外周にヘリカルスプライン嵌合する鉄製のピニオン９と、シフトレバー５に係合する樹脂製のホルダ部１０とで構成され、このホルダ部１０が、弾性を利用したスナップフィット（爪部）によってピニオン９に相対回転可能に組み付けられている。
上記の構成によれば、ピニオン９とホルダ部１０とが同一材料（例えば鉄）で一体に形成されている従来品と比較した場合に、ホルダ部１０の質量を低減できるので、ピニオン移動体４を軽量化できる。その結果、シフトレバー５を介してピニオン移動体４をエンジン側へ押し出すための力（電磁石の吸引力）を小さくできるため、電磁スイッチ６の小型化が可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、出力軸上を移動可能に設けられたピニオン移動体をシフトレバーによりエンジン側へ押し出して、ピニオンをリングギヤに噛み合わせる方式のスタータに関する。

従来技術として、特許文献１に記載されたスタータがある。
このスタータは、図６に示す様に、モータ１００の駆動トルクがクラッチ１１０を介して伝達される出力軸１２０と、この出力軸１２０の外周にヘリカルスプライン嵌合するスプラインチューブ１３０と、このスプラインチューブ１３０と一体に設けられたピニオン１４０とを備え、電磁スイッチ１５０によって駆動されるシフトレバー１６０を介してスプラインチューブ１３０をエンジン側（図示右側）へ押し出すことにより、ピニオン１４０をエンジンのリングギヤ１７０に噛み合わせる方式である。
特開平９−２０９８９０号公報

ところが、上記のスタータは、ピニオン１４０とスプラインチューブ１３０とが一体に設けられると共に、比重が大きく、機械的強度の高い材料（例えば鉄）で形成されているため、ピニオン１４０とスプラインチューブ１３０とを合わせた全体の質量が大きくなっている。特に、スタータハウジング１８０のエンジン取付け面からピニオン１４０の静止位置までの距離Ｌを大きく設定する場合は、スプラインチューブ１３０を軸方向に長く形成する必要があるため、シフトレバー１６０を介して押し出す質量がさらに大きくなる。このため、シフトレバー１６０を介してスプラインチューブ１３０を押し出すための力（電磁石の吸引力）を確保するために、電磁スイッチ１５０の体格が大型化する問題があった。

また、スプラインチューブ１３０に係合するシフトレバー１６０の端部（レバー端部と呼ぶ）は、スプラインチューブ１３０に形成されたフランジ面１３１に僅かな面積で接触しているため、レバー端部に掛かる面圧が高くなる。このため、軽量化及び低コスト化のために樹脂製のシフトレバー１６０を採用した場合は、回転するフランジ面１３１との摩擦によってレバー端部が摩耗するため、ピニオン１４０をエンジン側へ押し出す寸法が減少して、ピニオン１４０とリングギヤ１７０との噛み合い不良を招く恐れがあった。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、電磁スイッチを小型化できると共に、シフトレバーの摩耗を抑制できるスタータを提供することにある。

（請求項１の発明）
本発明は、回転力を発生するモータと、このモータの駆動トルクがクラッチを介して伝達される出力軸と、この出力軸の外周に嵌合するピニオンを有し、このピニオンと一体に出力軸上を軸方向に移動可能に設けられたピニオン移動体と、このピニオン移動体に係合するシフトレバーと、電磁コイルへの通電によって電磁石を形成し、この電磁石の吸引力を利用してシフトレバーを駆動する電磁スイッチとを備え、この電磁スイッチによりシフトレバーを駆動してピニオン移動体をエンジン側へ押し出すことにより、ピニオンをリングギヤに噛み合わせる方式のスタータであって、ピニオン移動体は、ピニオンと、シフトレバーに係合するホルダ部とで構成され、このホルダ部は、ピニオンより比重の小さい材料で形成されていることを特徴とする。

上記の構成によれば、ホルダ部がピニオンより比重の小さい材料で形成されているので、ピニオンとホルダ部とが同一材料（例えば鉄）で一体に形成されている従来品と比較した場合に、ピニオン移動体の質量を低減できる。これにより、シフトレバーを介してピニオン移動体をエンジン側へ押し出すための力（電磁石の吸引力）を小さくできるので、電磁スイッチの小型化が可能である。
また、ピニオンの静止位置をエンジン側へ移動させる場合、つまり、ハウジングのエンジン取付け面からピニオンの静止位置までの距離を大きく設定する場合は、ホルダ部の全長を長くすることで対応できる。この場合、上記の従来品と比較して、ホルダ部の全長を長くすることに伴うピニオン移動体の質量増大を小さくできるので、電磁スイッチの体格を大きくする必要がない。

（請求項２の発明）
請求項１に記載したスタータにおいて、ピニオン移動体は、ピニオンとホルダ部とが相対回転可能に組み合わされていることを特徴とする。
この場合、ピニオンの回転によってホルダ部が強制的に回されることはないので、例えば、樹脂製のシフトレバーを採用した場合でも、ホルダ部に係合するレバー端部の摩耗を抑制できる。

（請求項３の発明）
請求項２に記載したスタータにおいて、ホルダ部は樹脂製であり、且つ、弾性を利用したスナップフィットによってピニオンに組み付けられていることを特徴とする。
この場合、ホルダ部の樹脂成形が容易であり、且つ、ピニオンとホルダ部との組み付けを簡単に行うことができる。

（請求項４の発明）
請求項３に記載したスタータにおいて、ピニオン移動体は、ピニオンとホルダ部との摺動部にグリスを充填したグリス溜めが設けられていることを特徴とする。
この場合、ピニオンとホルダ部とが相対回転した時に、両者の摺動面をグリス潤滑できるので、ピニオンとの相対回転に伴うホルダ部の摩耗を抑制できる。

（請求項５の発明）
請求項２に記載したスタータにおいて、ピニオン移動体は、ピニオンとホルダ部とが軸受を介して相対回転自在に組み合わされていることを特徴とする。
この場合、ピニオンとホルダ部とが直接摺動することはなく、両者が軸受を介して相対回転自在に組み合わされるので、ピニオンとの相対回転に伴うホルダ部の摩耗を防止できる。

（請求項６の発明）
請求項１〜５に記載した何れかのスタータにおいて、
ピニオン移動体は、ピニオンの内周に雌ヘリカルスプラインが形成され、この雌ヘリカルスプラインが、出力軸の外周に形成された雄ヘリカルスプラインに噛み合わされていることを特徴とする。
上記の構成によれば、ホルダ部に雌ヘリカルスプラインを設ける必要がないので、ホルダ部の形状を単純化できるため、ホルダ部の製造が容易である。

本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。

図１はスタータ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、図１に示す様に、回転力を発生するモータ２と、このモータ２の駆動トルクがクラッチ（図示せず）を介して伝達される出力軸３と、この出力軸３上に配置されるピニオン移動体４（後述する）と、シフトレバー５を介してピニオン移動体４をエンジン側（図１の左方向）へ押し出す働きを有すると共に、モータ回路に設けられるメイン接点を開閉する電磁スイッチ６等より構成される。
モータ２は、電磁スイッチ６によりメイン接点が閉操作されると、車載バッテリ（図示せず）より電力の供給を受けて電機子（図示せず）に回転力を発生する周知の直流電動機である。

クラッチは、エンジン始動時にモータ２の駆動トルクを出力軸３に伝達すると共に、エンジンの始動により、エンジン回転がスタータ１に伝達された時は、そのエンジン回転がクラッチの入力側（モータ側）へ伝わらない様に、入力側と出力側との間が切り離される一方向クラッチとして構成されている。
なお、モータ２とクラッチとの間に減速機を配置しても良い。この減速機は、例えば、モータ２の電機子軸と同軸上で減速できる遊星歯車減速機であり、モータ２の回転速度を減速して、駆動トルクを増大する働きを有する。

出力軸３は、反モータ側の端部が軸受７を介してスタータハウジング８に回転自在に支持され、モータ２側の端部がクラッチに連結されている。
電磁スイッチ６は、始動スイッチ（図示せず）の閉操作によって車載バッテリから通電される電磁コイル（図示せず）と、この電磁コイルの内側を可動するプランジャ（図示せず）とを有し、電磁コイルへの通電によって電磁石が形成されると、その電磁石にプランジャが吸引されてメイン接点を閉操作する。また、電磁コイルへの通電が停止して電磁石の吸引力が消滅すると、図示しないリターンスプリングの反力によりプランジャが押し戻されてメイン接点を開操作する。

シフトレバー５は、樹脂製であり、スタータハウジング８に揺動自在に支持されるレバー支点部（図示せず）を有し、そのレバー支点部より一端側のレバー端部が電磁スイッチ６のプランジャに取り付けられたレバー用フック（図示せず）に連結され、レバー支点部より他端側のレバー端部５ａがピニオン移動体４に係合している。このシフトレバー５は、プランジャが電磁石に吸引されて図１の右方向へ移動すると、レバー用フックに連結された一端側のレバー端部がプランジャに引かれることにより、他端側のレバー端部５ａがレバー支点部を中心に揺動して、ピニオン移動体４を反モータ方向（エンジン側）へ押し出す働きを有する。

続いて、本発明に係るピニオン移動体４の構成について、図２を基に説明する。
ピニオン移動体４は、出力軸３の外周に嵌合するピニオン９と、シフトレバー５に係合するホルダ部１０とで構成される。
ピニオン９は、例えば、鉄製であり、内周に雌ヘリカルスプライン９ａが形成され、この雌ヘリカルスプライン９ａが、出力軸３の外周に形成された雄ヘリカルスプライン３ａ（図１参照）に噛み合わされている。また、ピニオン９には、エンジン始動時にリングギヤ（図示せず）に噛み合う歯部９ｂの反エンジン側に円筒部９ｃが設けられ、この円筒部９ｃの外周面全周に凹部９ｄが形成されている。

ホルダ部１０は、鉄製のピニオン９より比重の小さい材料（例えば樹脂）で筒状に形成され、図２に示す様に、弾性を利用したスナップフィットによってピニオン９に相対回転可能に組み付けられている。つまり、ホルダ部１０は、ピニオン９の円筒部９ｃの外径より若干大きい内径を有するリング部１０ａが設けられると共に、そのリング部１０ａの内周に爪部１０ｂが形成され、リング部１０ａをピニオン９の円筒部９ｃに対して軸方向から嵌め合わせることにより、円筒部９ｃの外周面に形成された凹部９ｄに爪部１０ｂが嵌まり込んでピニオン９に組み付けられる。
ホルダ部１０の後端（軸方向反ピニオン側の端部）には、ホルダ部１０の径方向外側に向かって突き出るフランジ部１０ｃが設けられ、このフランジ部１０ｃとリング部１０ａとの間にシフトレバー５の端部（レバー端部５ａ）が係合される。

次に、スタータ１の作動を説明する。
始動スイッチの閉操作により、電磁コイルに通電されて電磁石が形成されると、電磁石にプランジャが吸引されて、そのプランジャの動きがシフトレバー５を介してピニオン移動体４に伝達される。これにより、ピニオン移動体４が出力軸３上を回転しながらエンジン側（図１の左側）へ押し出されて、ピニオン９がリングギヤに噛み合わされる。
一方、プランジャの移動によりモータ回路のメイン接点が閉じると、バッテリからモータ２に給電されて電機子に回転力が生じる。この電機子の回転がクラッチを介して出力軸３に伝達され、その出力軸３と一体にピニオン９が回転することにより、ピニオン９からリングギヤにモータ２の駆動トルクが伝達されて、エンジンをクランキングする。

クランキングからエンジンが完爆して始動スイッチが開操作されると、電磁コイルへの通電が停止して電磁石の吸引力が消滅することにより、リターンスプリングの反力でプランジャが押し戻される。その結果、メイン接点が開いてバッテリからモータ２への給電が停止され、電機子の回転が次第に減速して停止する。
また、プランジャが押し戻されると、エンジン始動時と反対方向にシフトレバー５が揺動することにより、ピニオン移動体４が反エンジン側へ押し戻されて、ピニオン９がリングギヤから離脱した後、図１に示す静止位置まで後退して停止する。

（実施例１の効果）
本実施例のピニオン移動体４は、ピニオン９とホルダ部１０とで構成され、鉄製のピニオン９に対し、ホルダ部１０はピニオン９より比重の小さい材料（例えば樹脂）で形成されている。
上記の構成によれば、ピニオン９とホルダ部１０とが同一材料（例えば鉄）で一体に形成されている従来品と比較した場合に、ホルダ部１０の質量を低減できるので、ピニオン移動体４を軽量化できる。その結果、シフトレバー５を介してピニオン移動体４をエンジン側へ押し出すための力（電磁石の吸引力）を小さくできるため、電磁スイッチ６の小型化が可能である。

また、ピニオン９の静止位置をエンジン側へ移動させる場合、つまり、スタータハウジング８のエンジン取付け面８ａ（図１参照）からピニオン９の静止位置までの距離Ｌ（図１参照）を大きく設定する場合は、図３に示す様に、ホルダ部１０の全長を長くすることで対応できる。この場合、上記の従来品と比較して、ホルダ部１０の全長を長くすることに伴うピニオン移動体４の質量増大を小さくできるので、電磁スイッチ６の体格を大きくする必要がない。

また、ピニオン移動体４は、ピニオン９とホルダ部１０とが相対回転可能に組み合わされているので、ピニオン９の回転によってホルダ部１０が強制的に回されることはなく、リング部１０ａの後端面に接触するレバー端部５ａの摩耗を抑制できる。
さらに、ホルダ部１０は、弾性を利用したスナップフィットによってピニオン９に結合される。つまり、ホルダ部１０は、ピニオン９の円筒部９ｃの外周にリング部１０ａを軸方向から嵌め合わせて、リング部１０ａの内周に形成された爪部１０ｂを円筒部９ｃの外周面に形成された凹部９ｄに嵌め込むだけで、容易にピニオン９に組み付けることができる。

また、実施例１に示すピニオン移動体４は、ピニオン９の内周に雌ヘリカルスプライン９ａが形成され、この雌ヘリカルスプライン９ａが、出力軸３の外周に形成された雄ヘリカルスプライン３ａに噛み合わされている。この場合、ホルダ部１０に雌ヘリカルスプラインを設ける必要がないので、ホルダ部１０の形状を単純化できるため、ホルダ部１０の製造が容易である。

図４はピニオン移動体４の半断面図である。
この実施例２に示すピニオン移動体４は、ピニオン９とホルダ部１０との摺動部にグリス溜め１０ｄを設けたことを特徴とする。
ホルダ部１０には、ピニオン９の後端面と軸方向に向かい合うリング部１０ａの前端面にグリス溜め１０ｄ（凹部）が形成され、このグリス溜め１０ｄにグリスが充填されている。これにより、ピニオン９とホルダ部１０とが相対回転した時に、両者の摺動面をグリス潤滑できるので、ピニオン９との相対回転に伴うリング部１０ａの摩耗を抑制できる。 なお、リング部１０ａと相対回転するピニオン９の摺動面にグリス溜めを設けることも可能である。

図５はピニオン移動体４の半断面図である。
この実施例３に示すピニオン移動体４は、ピニオン９とホルダ部１０とが軸受１１を介して相対回転自在に組み合わされていることを特徴とする。
ピニオン９とホルダ部１０は、図５に示す様に、軸受１１（例えばボールベアリング）を介して相対回転自在に組み合わされている。この場合、ピニオン９とホルダ部１０とが直接摺動することはないので、ピニオン９との相対回転に伴うホルダ部１０の摩耗を防止できる。また、ピニオン９の回転にホルダ部１０が連れ回りすることは殆どないので、ホルダ部１０のリング部１０ａに接触するレバー端部５ａの摩耗を防止できる。

スタータの全体図である。 ピニオン移動体の半断面図である（実施例１）。 ピニオン移動体の半断面図である（実施例１）。 ピニオン移動体の半断面図である（実施例２）。 ピニオン移動体の半断面図である（実施例３）。 従来技術に係るスタータの断面図である。

符号の説明

１ スタータ
２ モータ
３ 出力軸
３ａ 雄ヘリカルスプライン
４ ピニオン移動体
５ シフトレバー
６ 電磁スイッチ
９ ピニオン
９ａ 雌ヘリカルスプライン
１０ ホルダ部
１０ｂ 爪部（スナップフィット）
１０ｄ グリス溜め
１１ 軸受

Claims (6)

1. 回転力を発生するモータと、
   このモータの駆動トルクがクラッチを介して伝達される出力軸と、
   この出力軸の外周に嵌合するピニオンを有し、このピニオンと一体に前記出力軸上を軸方向に移動可能に設けられたピニオン移動体と、
   このピニオン移動体に係合するシフトレバーと、
   電磁コイルへの通電によって電磁石を形成し、この電磁石の吸引力を利用して前記シフトレバーを駆動する電磁スイッチとを備え、
   この電磁スイッチにより前記シフトレバーを駆動して前記ピニオン移動体をエンジン側へ押し出すことにより、前記ピニオンをリングギヤに噛み合わせる方式のスタータであって、
   前記ピニオン移動体は、前記ピニオンと、前記シフトレバーに係合するホルダ部とで構成され、このホルダ部は、前記ピニオンより比重の小さい材料で形成されていることを特徴とするスタータ。
2. 請求項１に記載したスタータにおいて、
   前記ピニオン移動体は、前記ピニオンと前記ホルダ部とが相対回転可能に組み合わされていることを特徴とするスタータ。
3. 請求項２に記載したスタータにおいて、
   前記ホルダ部は樹脂製であり、且つ、弾性を利用したスナップフィットによって前記ピニオンに組み付けられていることを特徴とするスタータ。
4. 請求項３に記載したスタータにおいて、
   前記ピニオン移動体は、前記ピニオンと前記ホルダ部との摺動部にグリスを充填したグリス溜めが設けられていることを特徴とするスタータ。
5. 請求項２に記載したスタータにおいて、
   前記ピニオン移動体は、前記ピニオンと前記ホルダ部とが軸受を介して相対回転自在に組み合わされていることを特徴とするスタータ。
6. 請求項１〜５に記載した何れかのスタータにおいて、
   前記ピニオン移動体は、前記ピニオンの内周に雌ヘリカルスプラインが形成され、この雌ヘリカルスプラインが、前記出力軸の外周に形成された雄ヘリカルスプラインに噛み合わされていることを特徴とするスタータ。
   

Images