JP2008121472A - スタータ - Google Patents

Abstract

【課題】コストの上昇を招くことなく、シール部材１３の寿命を向上できるスタータを提供する。
【解決手段】ピニオン６は、軸受１２よりハウジングの外側へ突き出るピニオン軸５の前端部５ａに支持され、自身の後端面とハウジングの先端壁部９ｂとの間に設けられる最小の隙間が１．５ｍｍ以下に設定されている。また、ピニオン６の軸方向後端にハウジング側へ突き出る首部６ｂが設けられ、この首部６ｂが、先端壁部９ｂの内周に入り込んで、先端壁部９ｂと軸方向に所定の長さだけラップしている。
上記の構成によれば、ピニオン６の首部６ｂとシール部材１３との間へダストが侵入できる経路を制限でき、且つ、ピニオン６の回転によって発生した空気の流れによって、ハウジング９の先端壁部９ｂの前面に堆積するダストを吹き飛ばすことができるので、シール部材１３へ到達するダストの量を低減でき、シール部材１３の寿命を向上できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、軸受よりハウジングの外側へ突き出るピニオン軸の端部にピニオンを支持する片持ち構造のスタータに関する。

従来、ハウジングの外側に突き出るピニオン軸の端部にピニオンを具備する片持ち構造のスタータがある。このスタータは、ピニオン軸を支持する軸受のピニオン側にシール部材を配置することにより、軸受とピニオン軸との摺動隙間より異物が侵入することを防止している。
しかし、片持ち構造のスタータは、ピニオンがハウジングの外側に露出しているため、ピニオンとシール部材との間にダスト等の異物が入り込んで堆積することがあり、その堆積したダスト等の影響でシール部材の性能が早期に低下する恐れがあった。

そこで、本出願人は、図４に示す様に、ピニオン１００の軸方向反エンジン側（図示右側）の端面に円板状の遮蔽板１１０を取り付けて、ピニオン軸１２０が静止状態（図４に示す状態）の時に、遮蔽板１１０の外周に設けられたリング部１１１が、ハウジング１３０の前端面に形成された環状溝１３１に入り込む構造を提案した（特許文献１参照）。この先願技術によれば、遮蔽板１１０によってピニオン１００とシール部材１４０との間に大量のダストが堆積することを防止できるので、シール部材１４０の性能低下を抑制でき、シール部材１４０の寿命向上を図ることができる。
特願２００５−２００５４７号

ところが、上記の先願発明では、ピニオン１００と別体に製造された遮蔽板１１０を使用するため、部品点数が増大して、コストが上昇するという問題があった。
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、コストの上昇を招くことなく、シール部材の寿命を向上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ピニオン軸と、軸受を介してピニオン軸を回転自在及び摺動自在に支持するハウジングと、軸受よりハウジングの外側へ突き出るピニオン軸の端部に支持され、ピニオン軸と一体に回転するピニオンと、軸受の軸方向ピニオン側に配置され、ピニオン軸の外周面に摺接するシール部材とを備え、ピニオン軸をエンジン側へ押し出して、ピニオンをエンジンのリングギヤに噛み合わせる方式のスタータであって、ハウジングは、シール部材の軸方向反軸受側に回り込んで、軸受との間にシール部材を挟み込む先端壁部を有し、ピニオンは、自身の歯部がハウジングの先端壁部より軸方向外側に露出した状態でピニオン軸に支持されると共に、歯先径が先端壁部の内径より大きく形成され、且つ、ピニオンの軸方向反エンジン側の端面と先端壁部との間に設けられる最小の隙間が１．５ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする。

上記の構成によれば、ピニオンの反エンジン側端面とハウジングの先端壁部とを軸方向に近接させることで、両者の間にダストが入り難くなる。また、モータの駆動トルクが出力軸に伝達されてピニオンが回転すると、そのピニオンから径方向外側へ向かう空気の流れが発生するため、この空気の流れにより、ピニオンとハウジングの先端壁部との間に堆積するダストを吹き飛ばすことができる。その結果、シール部材へ到達するダストの量を低減でき、シール部材の寿命を向上できる。また、本発明では、先願技術に使用される遮蔽板の様な部品が不要であるため、部品点数が増加することもなく、コストアップを回避できる。

（請求項２の発明）
請求項１に記載したスタータにおいて、ハウジングの先端壁部は、軸方向ピニオン側の端面が、径方向の外周から内周へ向かって次第にピニオン側へ近接し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発生する空気の流れがハウジングの先端壁部に沿って径方向外側へ流れ易くなるため、ピニオンとハウジングの先端壁部との間に堆積するダストを空気の流れによって効果的に吹き飛ばすことができる。

（請求項３の発明）
請求項１または２に記載したスタータにおいて、ピニオンは、軸方向の後端に反エンジン側へ突き出る首部が設けられ、この首部の外径がハウジングの先端壁部の内径より小さく、且つ、シール部材の内径より大きく形成されると共に、ピニオン軸が静止状態の時に、首部が先端壁部の内周に入り込んで、先端壁部と軸方向に所定の長さだけ重なることを特徴とする。
上記の構成によれば、首部とシール部材との間へダストが侵入できる経路を制限できるので、シール部材へ到達するダストの量を更に低減できるため、シール部材の寿命をより向上できる。

（請求項４の発明）
請求項１〜３に記載した何れかのスタータにおいて、ピニオンは、歯底径がハウジングの先端壁部の内径より大きく形成されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、ピニオンとシール部材との間へダストが侵入できる経路を制限できるので、シール部材へ到達するダストの量を更に低減できるため、シール部材の寿命をより向上できる。

（請求項５の発明）
請求項１〜４に記載した何れかのスタータにおいて、ピニオンは、軸方向の反エンジン側端部に、周方向に隣合う歯部と歯部との間を塞ぐ遮蔽部が一体に設けられると共に、この遮蔽部の外径がハウジングの先端壁部の内径より大きく、且つ、ピニオンの歯先径より小さいことを特徴とする。
上記の構成によれば、ピニオンの歯部と歯部の間に遮蔽部が設けられるので、ピニオンの歯部と歯部の間を通ってピニオンとハウジングの先端壁部との間にダストが侵入することを抑制できる。また、遮蔽部の外径がハウジングの先端壁部の内径より大きく、且つ、ピニオンの歯先径より小さいので、ピニオンの回転によって発生する空気の流れが遮蔽部で遮られることはなく、ダストを吹き飛ばす効果を維持できる。その結果、シール部材へ到達するダストの量を更に低減できるため、シール部材の寿命をより向上できる。

（請求項６の発明）
請求項５に記載したスタータにおいて、遮蔽部は、軸方向エンジン側の端面が、ピニオンの歯先側から歯底側へ向かって次第に軸方向エンジン側へ傾斜し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発生する空気の流れを遮蔽部によってハウジングの先端壁部に案内できるので、先端壁部の前面に堆積するダストを吹き飛ばす効果を高めることができる。その結果、シール部材へ到達するダストの量を更に低減できるため、シール部材の寿命をより向上できる。

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側面図、図２は本発明に係るスタータ１の要部断面図である。
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に駆動されて回転する出力軸３と、この出力軸３にクラッチ４を介して連結されるピニオン軸５と、このピニオン軸５の前端部５ａ（反モータ側の端部）に支持されるピニオン６と、モータ２の通電回路（モータ回路と呼ぶ）に設けられるメイン接点（図示せず）を開閉すると共に、シフトレバー７を介してピニオン軸５をクラッチ４と一体に反モータ方向（図示左方向）へ押し出す働きを有する電磁スイッチ８等より構成される。

モータ２は、電磁スイッチ８によりメイン接点が閉操作されると、バッテリから電力の供給を受けて、内蔵する電機子（図示せず）に回転力を発生する周知の直流電動機であり、ハウジング９に複数本のスルーボルト１０を締め付けて固定されている。
出力軸３は、モータ２の電機子軸（図示せず）と同一軸線上に配置され、その電機子軸に減速装置（図示せず）を介して連結されている。
減速装置は、例えば、電機子軸と同軸上で減速できる遊星歯車減速機構であり、電機子の回転速度を減速することにより、モータ２の駆動トルクを増幅して出力軸３に伝達する。なお、減速装置を持たない構成として、電機子軸と出力軸３とを直結しても良い。

クラッチ４は、出力軸３の外周にヘリカルスプライン嵌合するアウタ４ａと、ピニオン軸５と一体に設けられたインナ４ｂと、アウタ４ａとインナ４ｂとの間でトルクの伝達を断続するローラ４ｃ等より構成され、出力軸３からピニオン軸５へのトルク伝達を許容し、ピニオン軸５から出力軸３へのトルク伝達を遮断する一方向クラッチ４である。
ピニオン軸５は、ピニオン６を支持する前端部５ａより後方側が円筒形状に設けられ、その円筒形状の内周に圧入された軸受１１（図２参照）を介して出力軸３の外周に相対回転自在及び軸方向に摺動自在に嵌合すると共に、円筒形状の外周面がハウジング９のノーズ部９ａに保持された軸受１２（例えばボールベアリング）を介して回転自在及び軸方向に摺動自在に支持されている。

また、円筒形状を有するピニオン軸５の外周上には、軸受１２の軸方向ピニオン６側に隣接してシール部材１３が配置されている。このシール部材１３は、ハウジング９の先端部内周に圧入等によって固定され、ピニオン軸５の外周面に摺接して、軸受１２とピニオン軸５との摺動隙間より異物が侵入することを防止している。
ピニオン６は、軸受１２よりハウジング９の外側へ突き出るピニオン軸５の前端部５ａにスプライン結合されると共に、ピニオン６の後端側内周に配設されたスプリング１４によってピニオン軸５の前方（エンジン側）へ付勢され、ピニオン軸５の先端部に取り付けられたピニオンストッパ１５に当接して位置決めされている。

電磁スイッチ８は、始動スイッチ（図示せず）の閉操作によって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１６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１６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１６が押し戻されてメイン接点を開操作する。この電磁スイッチ８は、図１に示す様に、モータ２の径方向外側に近接して配置され、図示しないボルトによりハウジング９に固定されている。

シフトレバー７は、ハウジング９に揺動自在に支持されるレバー支点部７ａを有し、そのレバー支点部７ａより一端側のレバー端部が、電磁スイッチ８のプランジャ１６に取り付けられたレバー用フック１７に連結され、レバー支点部７ａより他端側のレバー端部がクラッチ４に係合している。このシフトレバー７は、プランジャ１６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１７に連結された一端側のレバー端部がプランジャ１６に引かれて移動することにより、他端側のレバー端部がレバー支点部７ａを中心に揺動して、クラッチ４と一体にピニオン軸５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、本発明に係るハウジング９とピニオン６との関係について、図２を参照しながら説明する。
ハウジング９は、エンジンブロック等の壁面に開口するスタータ取付け孔（図示せず）からエンジン側へ挿入されるノーズ部９ａを有し、このノーズ部９ａの先端がシール部材１３の反軸受側に回り込んで、軸受１２との間にシール部材１３を挟み込んでいる。以後、シール部材１３の反軸受側に回り込むノーズ部９ａの先端部分を先端壁部９ｂと呼ぶ。 この先端壁部９ｂは、軸方向にピニオン６と対向する前端面が、径方向の外周から内周へ向かって次第にピニオン６側へ近接するテーパ状に設けられている。

ピニオン６は、エンジン始動時にリングギヤ（図示せず）に噛み合う自身の歯部６ａが、ハウジング９の先端壁部９ｂより軸方向外側に露出した状態でピニオン軸５の前端部５ａに支持され、そのピニオン６の軸方向後端面（図示右端面）と先端壁部９ｂの前端面との間に設けられる最小の隙間が１．５ｍｍ以下に設定されている。また、ピニオン６の歯底径Ｄ１は、ハウジング９の先端壁部９ｂの内径ｄ１より大きく形成されている。
さらに、ピニオン６は、歯底径Ｄ１より内径側の軸方向の後端に反エンジン側（図示右側）へ突き出る首部６ｂが設けられている。この首部６ｂは、外径ｄ２がハウジング９の先端壁部９ｂの内径ｄ１より小さく、且つ、シール部材１３の内径より大きく形成されると共に、ピニオン軸５が静止状態（図２に示す状態）の時に、首部６ｂが先端壁部９ｂの内周に入り込んで、先端壁部９ｂと軸方向に所定の長さだけラップしている。

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、電磁スイッチ８の電磁コイルに通電されて電磁石が形成されると、その電磁石にプランジャ１６が吸引されて、図１の右方向へ移動する。このプランジャ１６の移動がシフトレバー７を介してクラッチ４に伝達されると、クラッチ４とピニオン軸５とが一体に出力軸３上を反モータ方向へ移動して、ピニオン軸５に支持されたピニオン６の端面がリングギヤの端面に当接して停止する。

一方、プランジャ１６の移動によって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減速装置で減速されて出力軸３に伝達され、更に、出力軸３からクラッチ４を介してピニオン軸５に伝達されると、出力軸３と一体にピニオン６が回転してリングギヤに噛み合うことにより、ピニオン６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１６が押し戻される。その結果、モータ回路の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ることにより、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１６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７が揺動することにより、ピニオン軸５が反エンジン側へ押し戻されて、ピニオン６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）
上記のスタータ１は、ピニオン６の軸方向後端面とハウジング９の先端壁部９ｂの前端面との間の最小隙間が１．５ｍｍ以下に設定されているので、両者の隙間にダストが入りにくく、大量のダストが堆積することを抑制できる。また、モータ２の駆動トルクが出力軸３に伝達されてピニオン６が回転すると、そのピニオン６から径方向外側へ向かう空気の流れが発生する（図２参照）。特に、ハウジング９の先端壁部９ｂは、軸方向の前端面がテーパ状に傾斜している、つまり、径方向の外周から内周へ向かって次第にピニオン６側へ近接しているので、ピニオン６の回転によって発生する空気の流れが先端壁部９ｂの前端面に沿って径方向外側へ流れ易くなる。これにより、ピニオン６の回転によって発生する空気の流れによって、ハウジング９の先端壁部９ｂの前面に堆積するダストを効果的に吹き飛ばすことができる。

また、ピニオン６は、歯底径Ｄ１がハウジング９の先端壁部９ｂの内径ｄ１より大きく形成されると共に、その歯底径Ｄ１より内径側の軸方向の後端に反エンジン側へ突き出る首部６ｂが設けられ、ピニオン軸５が静止状態の時に、首部６ｂがハウジング９の先端壁部９ｂの内周に入り込んで、先端壁部９ｂと軸方向に所定の長さだけラップしている。この構成によれば、首部６ｂとシール部材１３との間へダストが侵入できる経路を制限できるので、シール部材１３へ到達するダストの量を更に低減できるため、シール部材１３の寿命をより向上できる。
また、本実施例のスタータ１は、先願技術に使用される遮蔽板の様な部品が不要であるため、部品点数が増加することもなく、コストアップを回避できる。

図３（ａ）はピニオン６の軸方向正面図、（ｂ）本発明に係るスタータ１の要部断面図である。
この実施例２では、ピニオン６の軸方向反エンジン側の端部に、周方向に隣合う歯部６ａと歯部６ａとの間を塞ぐ遮蔽部６ｃを一体に設けた一例である。
遮蔽部６ｃは、図３（ａ）に示す様に、外径がピニオン６の歯先径Ｄ２より小さく形成されている。つまり、遮蔽部６ｃは、ピニオン６の歯部６ａと歯部６ａとの間を歯底径Ｄ１から歯先径Ｄ２まで完全に塞ぐものではなく、歯底径Ｄ１と歯先径Ｄ２との略中間まで設けられている。また、遮蔽部６ｃは、図３（ｂ）に示す様に、軸方向エンジン側（図示左側）の端面が、ピニオン６の歯先側から歯底側へ向かって次第に軸方向エンジン側へ傾斜して設けられている。

上記の構成によれば、ピニオン６の歯部６ａと歯部６ａの間に遮蔽部６ｃが設けられるので、歯部６ａと歯部６ａの間を通ってピニオン６とハウジング９の先端壁部９ｂとの間にダストが侵入することを抑制できる。また、遮蔽部６ｃの外径がピニオン６の歯先径Ｄ２より小さく形成されているので、ピニオン６の回転によって発生する空気の流れが遮蔽部６ｃで遮られることはない。
さらに、遮蔽部６ｃの軸方向エンジン側の端面が傾斜しているので、図３（ｂ）の矢印で示す様に、ピニオン６の回転によって発生する空気の流れを遮蔽部６ｃによってハウジング９の先端壁部９ｂ側へ向かわせることができる。これにより、先端壁部９ｂの前面に堆積するダストを吹き飛ばす効果を高めることができ、シール部材１３へ到達するダストの量を更に低減できるので、シール部材１３の寿命をより向上できる。

スタータの一部断面を含む全体側面図である（実施例１）。 本発明に係るスタータの要部断面図である（実施例１）。 （ａ）ピニオンの軸方向正面図、（ｂ）本発明に係るスタータの要部断面図である（実施例２）。 先願技術に係るスタータの要部断面図である。

符号の説明

１ スタータ
２ モータ
４ クラッチ
５ ピニオン軸
６ ピニオン
６ａ ピニオンの歯部
６ｂ ピニオンの首部
６ｃ ピニオンの遮蔽部
９ ハウジング
９ｂ ハウジングの先端壁部
１２ 軸受
１３ シール部材
Ｄ１ ピニオンの歯底径
Ｄ２ ピニオンの歯先径
ｄ１ 先端壁部の内径

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ピニオン軸と、
   軸受を介して前記ピニオン軸を回転自在及び摺動自在に支持するハウジングと、
   前記軸受より前記ハウジングの外側へ突き出る前記ピニオン軸の端部に支持され、前記ピニオン軸と一体に回転するピニオンと、
   前記軸受の軸方向ピニオン側に配置され、前記ピニオン軸の外周面に摺接するシール部材とを備え、
   前記ピニオン軸をエンジン側へ押し出して、前記ピニオンをエンジンのリングギヤに噛み合わせる方式のスタータであって、
   前記ハウジングは、前記シール部材の軸方向反軸受側に回り込んで、前記軸受との間に前記シール部材を挟み込む先端壁部を有し、
   前記ピニオンは、自身の歯部が前記ハウジングの先端壁部より軸方向外側に露出した状態で前記ピニオン軸に支持されると共に、歯先径が前記先端壁部の内径より大きく形成され、且つ、前記ピニオンの軸方向反エンジン側の端面と前記先端壁部との間に設けられる最小の隙間が１．５ｍｍ以下に設定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、
   前記ハウジングの先端壁部は、軸方向ピニオン側の端面が、径方向の外周から内周へ向かって次第に前記ピニオン側へ近接していることを特徴とするスタータ。
3. 請求項１または２に記載したスタータにおいて、
   前記ピニオンは、軸方向の後端に反エンジン側へ突き出る首部が設けられ、この首部の外径が前記ハウジングの先端壁部の内径より小さく、且つ、前記シール部材の内径より大きく形成されると共に、前記ピニオン軸が静止状態の時に、前記首部が前記先端壁部の内周に入り込んで、前記先端壁部と軸方向に所定の長さだけ重なることを特徴とするスタータ。
4. 請求項１〜３に記載した何れかのスタータにおいて、
   前記ピニオンは、歯底径が前記ハウジングの先端壁部の内径より大きく形成されていることを特徴とするスタータ。
5. 請求項１〜４に記載した何れかのスタータにおいて、
   前記ピニオンは、軸方向の反エンジン側端部に、周方向に隣合う歯部と歯部との間を塞ぐ遮蔽部が一体に設けられると共に、この遮蔽部の外径が前記ハウジングの先端壁部の内径より大きく、且つ、前記ピニオンの歯先径より小さいことを特徴とするスタータ。
6. 請求項５に記載したスタータにおいて、
   前記遮蔽部は、軸方向エンジン側の端面が、前記ピニオンの歯先側から歯底側へ向かって次第に軸方向エンジン側へ傾斜していることを特徴とするスタータ。
   

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