JP2008240542A - 始動電動機 - Google Patents

Abstract

【課題】アイドルシャフトの加工工程を削減してコスト低減を図ると共に、アイドルシャフト組付作業の効率化を図る。
【解決手段】軸受部９８,９９にはそれぞれ軸孔101，軸穴溝102が形成されており、軸受部９９の下側には軸穴溝104を備えた軸受カバー103が取り付けられる。軸穴溝104には、アイドルシャフト８９に形成された嵌合溝111と嵌合する嵌合片112が設けられている。軸受カバー103の一端部側には、ゴムブッシュ115が取り付けられるブッシュ装着部109が設けられている。軸受カバー103を軸受部９９の下面部９９ａに取り付けると、嵌合溝111と嵌合片112が嵌合して、アイドルシャフト８９は、回り止めかつ抜け止めされた状態で、軸受部９９に取り付けられる。
【選択図】図１

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５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201は、大別すると、モータ部202、ギヤ部203、マグネットスイッチ部204、ケース部205及びアイドル部206とから構成されている。モータ部202には駆動源であるモータ211が配設され、ギヤ部203には減速装置である遊星歯車機構212やオーバーランニングクラッチ213、ピニオンギヤ214などが配設されている。アイドル部206には、ピニオンギヤ214と噛合するアイドルギヤ215が配設されている。アイドルギヤ215は、ケース部205のギヤカバー219内に収容されており、ギヤカバー219に取り付けられたアイドルシャフト220に回転自在に取り付けられている。また、アイドルギヤ215は、軸方向（図中左右方向）に移動可能となっており、図中左方向に移動すると、エンジンのリングギヤ216と噛合する。アイドルギヤ215の図中右端面は、ピニオンギヤ214に形成されたフランジ部217と当接している。

モータ211が回転すると、その回転は、遊星歯車機構212及びオーバーランニングクラッチ213を介してピニオンギヤ214に伝わる。その際、ピニオンギヤ214は、ヘリカルスプライン部218の作用により図中左方に移動し、アイドルギヤ215は、ピニオンギヤ214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215がリングギヤ216と噛合し、モータ211の回転力がアイドルギヤ215を介してリングギヤ216へと伝達され、エンジンが始動される。
特開2006-274874号公報

一方、このような始動電動機では、アイドルシャフト220は、回り止め、抜け止めのため、図５に示すように、ギヤカバー219に固定ネジ221によって固定されている。ところが、このようなネジ止め構造の場合、アイドルシャフト220のネジ挿通孔やギヤカバー219の雌ネジ孔等、種々の加工が必要となる。図６は、アイドルシャフト220の加工工程を示す説明図である。ここでは、まず、(1)切断・圧造工程にて、棒状のブランク材を所定長さに切断すると共に、一方の端面にネジ孔形成方向を示すネジ孔指標222を凹設する。また、それと共に、シャフトの端部に平面状の挿通孔形成部223を成形する。その後、(2)第１切削加工工程にて、挿通孔形成部223にネジ挿通孔224を形成すると共に、ネジ挿通孔224の一方側（表側）に面取り加工を行う（面取加工(a)）。この第１切削加工を行った後、(3)第２切削加工工程にて、ネジ挿通孔224の他方側（裏側）を面取り加工する（面取加工(b)）。そして、これらの加工を終えた後、(4)熱処理加工を行い、さらに、(5)研削加工にてシャフト表面を仕上げることにより、アイドルシャフト220が形成される。

また、ギヤカバー219側にも、アイドルシャフト220をネジ止めするため、固定ネジ挿入孔225と雌ネジ孔226を形成する。アイドルシャフト220は、ギヤカバー219に形成した軸穴227に挿通され、その状態で固定ネジ221が挿入される。固定ネジ221は、雌ネジ孔226にねじ込まれ、これによりアイドルシャフト220がギヤカバー219に固定される。このように、アイドルシャフト220をギヤカバー219にネジ止め固定するには、多くの加工工程が必要となる。このため、図５のような始動電動機では、加工コストが高くなり、製品コストが増大するという問題があった。

さらに、図５の始動電動機では、アイドルシャフト220のネジ止めに際し、ネジ挿通孔224を外部から直視することができない。このため、アイドルシャフト220にネジ孔指標222を設けるなどして、作業性の改善を図っているものの、ギヤカバー219の外側からネジ孔を合わせるのはやはり難しく、組み付け性が良くないという問題もあった。

本発明の目的は、アイドルシャフトの加工工程を削減してコスト低減を図ると共に、アイドルシャフト固定作業の効率化を図ることにある。

本発明の始動電動機は、電動機によって回転駆動され、軸方向に移動することによりエンジンのリングギヤと噛合するアイドルギヤと、前記アイドルギヤを回転自在かつ軸方向に移動可能に支持するアイドルシャフトと、前記エンジンに取り付けられ、前記アイドルシャフトの両端部を支持するカバー部材とを有してなる始動電動機であって、前記アイドルシャフトの外周に形成された嵌合溝と、前記カバー部材に取り付けられ、前記アイドルシャフトの一端側を支持する軸受カバーと、前記軸受カバーに形成され、前記嵌合溝に嵌合し、前記カバー部材に対する前記アイドルシャフトの回転方向及び軸方向の移動を規制する嵌合片とを有することを特徴とする。

本発明にあっては、アイドルシャフトの外周に嵌合溝を形成し、この嵌合溝に嵌合する嵌合片を備えた軸受カバーをカバー部材に取り付けることにより、この嵌合片によって、アイドルシャフトが回り止め、抜け止めされた状態でカバー部材に取り付けられる。このようなアイドルシャフト取付構造を採用することにより、アイドルシャフトに止め具を取り付けるだけでアイドルシャフトの組み付けが完了するため、アイドルシャフトの組付作業が容易化され、組付性の改善も図られる。

前記始動電動機において、前記カバー部材に、前記アイドルシャフトの一端側が収容される軸穴溝を備えた軸受カバー取付部を設けると共に、前記軸受カバーに、前記アイドルシャフトの一端側が収容される軸穴溝を前記カバー部材の前記軸穴溝に対向して設け、この軸受カバーの前記軸穴溝内に前記嵌合片を形成するようにしても良い。また、前記軸受カバーに、前記カバー部材の前記アイドルギヤ側の端面に対向してブッシュ装着部を配置し、このブッシュ装着部に、前記アイドルシャフトに装着されるブッシュ部材が取り付けるようにしても良い。

本発明の始動電動機によれば、電動機によって回転駆動され、軸方向に移動することによりエンジンのリングギヤと噛合するアイドルギヤと、前記アイドルギヤを回転自在かつ軸方向に移動可能に支持するアイドルシャフトと、前記エンジンに取り付けられ、前記アイドルシャフトの両端部を支持するカバー部材とを有してなる始動電動機にて、アイドルシャフトの外周に嵌合溝を形成し、この嵌合溝に嵌合する嵌合片を備えた軸受カバーをカバー部材に取り付けるようにしたので、この嵌合片によって、回り止め、抜け止めした状態でアイドルシャフトをカバー部材に取り付けることが可能となる。このようなアイドルシャフト取付構造を採用することにより、カバー部材に軸受カバーを取り付けるだけでアイドルシャフトの組み付けが完了するため、アイドルシャフトの組付作業が容易化され、組付性の改善を図ることが可能となる。

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（スタータ）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。ギヤカバー２４にはアイドルギヤ取付部100が設けられており、そこにアイドルギヤ１５がアイドルシャフト８９に軸支された状態で配設される。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。ボス部９３には、合成樹脂製（例えば、ガラス繊維強化ポリアミド）のカラー９６が外装されている。カラー９６は、アイドルギヤ１５の端面とピニオンギヤ１４のフランジ部９５との間に介設されている。カラー９６と、フランジ部９５及びアイドルギヤ１５との間には、摺動性向上のため潤滑剤としてグリスが塗布される。カラー９６の右端部には、ボス部９３に取り付けられたＣリング９７が当接している。カラー９６は、このＣリング９７によって軸方向に抜け止め固定されている。

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。アイドルシャフト８９は、ギヤカバー２４に設けられた軸受部９８,９９に軸支されている。軸受部９８,９９にはそれぞれ軸孔101，軸穴溝102が形成されており、軸受部９９の下側には、軸受カバー103が取り付けられる。図２は、軸受カバー103の構成を示す斜視図、図３は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図、図４は、軸受部９９を下方（矢示Ｘ方向）から見た状態を示す説明図である。図５に示すように、軸受カバー103には、軸穴溝102に対応して軸穴溝104が設けられており、軸受部９９の下面部９９ａにネジ105によって固定される（図４参照）。アイドルシャフト８９は、アイドルギヤ１５を軸支した状態で、軸孔101と、軸穴溝102,104によって形成される軸穴106との間に取り付けられる。

図２に示すように、軸受カバー103は、軸穴溝104を備えた軸受部107と、軸受部107の両側に設けられた平板状の取付部108と、軸受カバー103の一端部側に形成されたブッシュ装着部109とを備えた構成となっている。軸受部107は半円形のドーム状に形成されており、その内側は軸穴溝104となっている。軸穴溝104内には、アイドルシャフト８９の端部が収容され、その内部には嵌合片112が設けられている。図４に示すように、嵌合片112は、半円断面形状となっており、軸受部９９の下面部９９ａに軸受カバー103を取り付けると、アイドルシャフト８９に形成された半円断面形状の嵌合溝111と嵌合するようになっている。軸穴溝104の奥部は奥壁113となっており、軸穴溝104と軸受部９９側の軸穴溝102を合わせることにより、非貫通形態の軸穴106が形成される。

取付部108にはネジ孔114が設けられており、このネジ孔114には、下面部９９ａに軸受カバー103を取り付ける際、ネジ105が挿通される。ブッシュ装着部109は両上端側が直線状となった略馬蹄形状となっており、その内側には同様の外形を有するゴムブッシュ115が取り付けられる。ゴムブッシュ115の中央には軸孔116が設けられており、軸孔116の上端部には切れ目117が形成されている。アイドルシャフト８９は、この切れ目117から軸孔116内に挿通される。ブッシュ装着部109の右端面側には段部118が凹設されており、ゴムブッシュ115はこの段部118内に装着される。軸受カバー103は、ゴムブッシュ115をこの段部118に取り付けた状態で軸受部９９にネジ固定される。

また、図１に示すように、ブッシュ装着部109及びゴムブッシュ115は、静止状態のアイドルギヤ１５と軸受部９９の左端面９９ｂとの間に配置される。図５に示すように、従来の始動電動機では、アイドルギヤ215と軸受部左端面との間に隙間があり、この間に異物が侵入したり、この隙間からアイドルシャフト220とアイドルギヤ215との間や軸穴内に埃が入ったりするおそれがあった。これに対し、当該始動電動機１では、軸受部左端面９９ｂとアイドルギヤ１５との間にゴムブッシュ115等が配置され、その間の隙間を塞ぐ形となっているため、シャフト−カバー間への異物侵入や、シャフト−ギヤ間、軸穴106内などへの埃の侵入などを抑えることができる。また、アイドルシャフト８９にゴムブッシュ115が取り付けられているため、シャフトのブレも抑えられる。

このような始動電動機１では、アイドルシャフト８９は、軸孔101側からギヤカバー２４に取り付けられ、軸孔101，軸穴溝102に挿入される。そして、アイドルシャフト８９を軸穴溝102の奥部まで挿入した後、軸受カバー103を軸受部９９の下面部９９ａにネジ105を用いて固定する。その際、アイドルシャフト８９は、切れ目117を介してゴムブッシュ115に挿通される。また、アイドルシャフト８９の嵌合溝111には、軸受カバー103側の嵌合片112が嵌合する。これにより、アイドルシャフト８９の回転方向の移動と軸方向への移動が共に規制され、アイドルシャフト８９は、回り止めかつ抜け止めされた状態で、軸受部９９に取り付けられる。このようにしてアイドルシャフト８９をギヤカバー２４に取り付けた後、アイドルシャフト８９の軸受部９８側の端部には、ゴム製の防塵キャップ119が取り付けられる。

このように、アイドルシャフト８９は、軸孔101,軸穴溝102にシャフトを挿入した後、軸受カバー103を取り付けるだけで、抜け止め、回り止めされた状態でギヤカバー２４に組み付けられる。このため、当該始動電動機１では、アイドルシャフト８９の組付作業が非常に容易であり、アイドルシャフト８９の組付性の改善が図られる。

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。

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、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。 軸受カバーの構成を示す斜視図ある。 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 軸受部を下方（図１の矢示Ｘ方向）から見た状態を示す説明図である。 従来の始動電動機の構成を示す説明図である。 従来の始動電動機におけるアイドルシャフトの加工工程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
１１ モータ
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
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（カバー部材）
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
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
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 カラー
９７ Ｃリング
９８ 軸受部
９９ 軸受部
９９ａ 下面
９９ｂ 左端面
100 アイドルギヤ取付部
101 軸孔
102 軸穴溝
103 軸受カバー
104 軸穴溝
105 ネジ
106 軸穴
107 軸受部
108 取付部
109 ブッシュ装着部
111 嵌合溝
112 嵌合片
113 奥壁
114 ネジ孔
115 ゴムブッシュ
116 軸孔
117 切れ目
118 段部
119 防塵キャップ
201 始動電動機
202 モータ部
203 ギヤ部
204 マグネットスイッチ部
205 ケース部
206 アイドル部
211 モータ
212 遊星歯車機構
213 オーバーランニングクラッチ
214 ピニオンギヤ
215 アイドルギヤ
216 リングギヤ
217 フランジ部
218 ヘリカルスプライン部
219 ギヤカバー
220 アイドルシャフト
221 固定ネジ
222 ネジ孔指標
223 挿通孔形成部
224 ネジ挿通孔
225 固定ネジ挿入孔
226 雌ネジ孔
227 軸穴

Claims (3)

1. 電動機によって回転駆動され、軸方向に移動することによりエンジンのリングギヤと噛合するアイドルギヤと、
   前記アイドルギヤを回転自在かつ軸方向に移動可能に支持するアイドルシャフトと、
   前記エンジンに取り付けられ、前記アイドルシャフトの両端部を支持するカバー部材とを有してなる始動電動機であって、
   前記アイドルシャフトの外周に形成された嵌合溝と、
   前記カバー部材に取り付けられ、前記アイドルシャフトの一端側を支持する軸受カバーと、
   前記軸受カバーに形成され、前記嵌合溝に嵌合し、前記カバー部材に対する前記アイドルシャフトの回転方向及び軸方向の移動を規制する嵌合片とを有することを特徴とする始動電動機。
2. 請求項１記載の始動電動機であって、前記カバー部材は、前記アイドルシャフトの一端側が収容される軸穴溝を備えた軸受カバー取付部を有し、前記軸受カバーは、前記カバー部材の前記軸穴溝に対向して形成され、前記アイドルシャフトの一端側が収容される軸穴溝を有し、前記嵌合片は、前記軸受カバーの前記軸穴溝内に形成されることを特徴とする始動電動機。
3. 請求項１又は２記載の始動電動機であって、前記軸受カバーは、前記カバー部材の前記アイドルギヤ側の端面に対向して配置されるブッシュ装着部を有し、前記ブッシュ装着部には、前記アイドルシャフトに装着されるブッシュ部材が取り付けられることを特徴とする始動電動機。

Images