JP2009052448A - 中間歯車付スタータ - Google Patents

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Abstract

【課題】中間歯車の軸方向のがたつきを抑えるとともに、クラッチの配置位置の変更に対しても、大幅な設計変更を伴わずに対応することができる中間歯車付スタータを提供する。
【解決手段】本発明の中間歯車付スタータ1は、クラッチ5と、ピニオン6と、中間歯車9と、繋留部材10とを備えている。ピニオン6のボス部61には、鍔部610、611が、中間歯車9のボス部91には、鍔部910、911が形成されている。繋留部材10の上方端側は、鍔部610、611に当接した状態で、鍔部610、611の間に形成される溝部612に、下方端側は、鍔部910、911に当接した状態で、鍔部910、911の間に形成される溝部912に係合している。従来のように、クラッチ5の軸方向寸法のばらつきや、配置位置の影響を受けることがない。そのため、中間歯車の軸方向のがたつきを抑え、クラッチの配置位置の変更に対しても、大幅な設計変更を伴わずに対応できる。
【選択図】図1

Description

本発明は、ピニオンと噛合し、ピニオンの回転力によって回転する中間歯車を介してエンジンを始動する中間歯車付スタータに関する。
従来、中間歯車付スタータとして、例えば特開2002−180937号公報に開示されているものがある。この中間歯車付スタータは、クラッチと、ピニオンと、中間歯車と、繋留部材とを備えている。繋留部材は、ピニオンと中間歯車との間の軸方向の相対移動を規制する部材である。繋留部材の一端側は、ピニオンとクラッチとの間に配置され、ピニオンに設けられたピニオンボス部に相対回転可能に係合している。また、他端側は、中間歯車に設けられた円筒ボス部に相対回転可能に係合している。クラッチとピニオンとが一体的に軸方向に移動することで、繋留部材を介して中間歯車が軸方向に移動してエンジンのリングギアと噛合し、エンジンを始動する。
特開2002−180937号公報
ところで、クラッチは、複数の部材を組合せて構成されている。そのため、各部材の寸法のばらつきが積上げられることとなり、クラッチとして寸法のばらつきを抑えることは困難である。クラッチの軸方向の寸法のばらつきが大きくなると、繋留部材の軸方向のがたつきも大きくなる。それに伴って、中間歯車の軸方向のがたつきが大きくなってしまうという問題があった。
また、車両搭載時における他部材との干渉を避けるため、ピニオンと中間歯車の配置位置はそのままに、クラッチを後方に配置してスペースを確保したい場合がある。この場合、ピニオンとクラッチとの間の寸法が増加するため、それに伴って繋留部材を厚くしなければならない。また、繋留部材と係合する中間歯車の円筒ボス部の形状も変更しなければならない。そのため、大幅な設計変更が必要となり、コストを抑えることが難しいという問題もあった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、中間歯車の軸方向のがたつきを抑えるとともに、クラッチの配置位置の変更に対しても、大幅な設計変更を伴わずに対応することができる中間歯車付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、ピニオンボス部に一対のピニオン鍔部を設け、一対のピニオン鍔部の間に形成される溝部に、繋留部材の一端側を当接した状態で係合させることで、中間歯車の軸方向のがたつきを抑えるとともに、クラッチの配置変更に対しても大幅な設計変更を伴わずに対応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に記載の中間歯車付スタータは、モータの回転力を出力する出力軸と、出力軸に、軸方向に移動可能に設けられ、出力軸の回転力を伝達するクラッチと、ピニオンボス部を有し、出力軸に、軸方向に移動可能かつ相対回転可能に設けられ、ピニオンボス部の軸方向一端面がクラッチに連結され、クラッチを介して出力軸の回転力が伝達されることで回転するピニオンと、出力軸と平行に配設される中間軸と、中間歯車ボス部を有し、中間軸に、軸方向に移動可能かつ相対回転可能に設けられ、ピニオンと噛合し、ピニオンの回転力によって回転する中間歯車と、ピニオンボス部と中間歯車ボス部とにそれぞれ相対回転可能に係合するとともに、ピニオンと中間歯車との軸方向の相対移動を規制する繋留部材とを備え、クラッチとピニオンとが一体的に軸方向に移動することで、繋留部材を介して中間歯車が軸方向に移動してエンジンのリングギアと噛合し、エンジンを始動する中間歯車付スタータにおいて、ピニオンは、ピニオンボス部の外周面に、軸方向に対向する一対のピニオン鍔部を有し、中間歯車は、中間歯車ボス部の外周面に、軸方向に対向する一対の中間歯車鍔部を有し、繋留部材は、一端側が一対のピニオン鍔部に当接した状態で、一対のピニオン鍔部の間に形成される溝部に係合するとともに、他端側が一対の中間歯車鍔部に当接した状態で、一対の中間歯車鍔部の間に形成される溝部に係合することを特徴とする。
この構成によれば、ピニオンボス部に、一対のピニオン鍔部が設けられている。繋留部材は、一対のピニオン鍔部の間の形成される溝部に係合している。しかも、ピニオン鍔部に当接した状態で係合している。そのため、クラッチの軸方向の寸法のばらつきの影響を受けることなく、繋留部材の軸方向のがたつきを抑えることができる。それに伴って、中間歯車の軸方向のがたつきを抑えることができる。また、繋留部材は、前述したように、一対のピニオン鍔部の間に形成された溝部に係合している。そのため、クラッチの配置位置を変更しても、出力軸とピニオンボス部の軸方向長を変更するのみで、繋留部材や中間歯車ボス部を変更する必要はない。従って、クラッチの配置位置の変更に対しても大幅な設計変更を伴わずに対応することができる。
請求項2に記載の中間歯車付スタータは、請求項1に記載の中間歯車付スタータにおいて、クラッチ側のピニオン鍔部は、繋留部材に当接する端面の最外径が、クラッチのピニオン側端面の最外径より小さいことを特徴とする。この構成によれば、クラッチ側のピニオン鍔部の繋留部材に当接する端面の最外径が、クラッチのピニオン側端面の最外径より小さく設定されている。ピニオンが回転すると、クラッチ側のピニオン鍔部は繋留部材に摺接する。しかし、クラッチ側のピニオン鍔部の最外径は、クラッチのピニオン側端面の最外径より小さく設定されている。そのため、従来のように、クラッチのピニオン側端面が繋留部材に摺接する場合に比べ、摺接する面積を抑えることができる。しかも、最外径が小さいため、摺接時の速度も抑えることができる。従って、摺接に伴うクラッチ側のピニオン鍔部と繋留部材との間の磨耗を抑えることができる。
請求項3に記載の中間歯車付スタータは、請求項1又は2に記載の中間歯車付スタータにおいて、さらに、クラッチ側のピニオン鍔部の外周面に、ピニオン側からクラッチ側への異物の侵入を防止する環状の異物侵入防止部材を有することを特徴とする。この構成によれば、ピニオン側からクラッチ側への粉塵や水の飛沫等の異物の侵入を抑えることができる。
請求項4に記載の中間歯車付スタータは、請求項3に記載の中間歯車付スタータにおいて、異物侵入防止部材は、繋留部材との間に隙間を有することを特徴とする。この構成によれば、異物侵入防止部材を繋留部材と非接触状態にすることができる。そのため、ピニオンが回転しても、異物侵入防止部材が繋留部材に摺接することはない。従って、回転に伴う異物侵入防止部材と繋留部材との間の磨耗を防止することができる。
請求項5に記載の中間歯車付スタータは、請求項1〜4のいずれかに記載の中間歯車付スタータにおいて、クラッチは、出力軸に、軸方向に移動可能かつ相対回転不能に設けられる筒状のクラッチアウタと、クラッチアウタの内側に同心状に配置され、出力軸に、軸方向に移動可能かつ相対回転可能に設けられ、軸方向一端面がピニオンボス部に連結される筒状のクラッチインナと、クラッチアウタの内周面とクラッチインナの外周面との間の配置される円柱状のクラッチローラと、クラッチアウタの開口端側に配置され、クラッチローラの軸方向の移動を規制する環状のワッシャと、内径がピニオンの最外径より大きい貫通孔を底部に有し、クラッチインナを貫通孔に挿通させた状態でクラッチアウタの開口端側を覆い、ワッシャをクラッチアウタに固定する有底筒状のクラッチカバーとを有することを特徴とする。
この構成によれば、クラッチインナには、ピニオンが連結されている。クラッチカバーには、クラッチインナが挿通する貫通孔が設けられている。しかも、貫通孔の内径は、ピニオンの最外径より大きく設定されている。そのため、クラッチアウタ、クラッチインナ、クラッチローラ及びワッシャを組付けた状態で、貫通孔にピニオンを貫通させてクラッチカバーを組付けることができる。従って、組付け性を向上させることができる。
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3を参照して中間歯車付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中間歯車付スタータの部分断面図である。図2は、図1におけるピニオン及び中間歯車周辺の拡大部分断面図である。図3は、繋留部材の正面図である。なお、図中における前後方向及び上下方向は、方向を区別するために便宜的に導入したものである。
図1に示すように、中間歯車付スタータ1は、モータ2と、減速装置3と、出力軸4と、クラッチ5と、ピニオン6と、異物侵入防止部材7と、中間軸8と、中間歯車9と、繋留部材10と、電磁スイッチ11と、シフトレバー12とから構成されている。
モータ2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。具体的には、直流モータである。減速装置3は、モータ2の回転力を減速して出力軸4に伝達する装置である。具体的には、遊星ギア減速装置である。減速装置3は、センタケース13に固定されている。モータ2は、減速装置3の後方に配置され、センタケース13に固定されている。モータ2及び減速装置3は、センタケース13とともにハウジング14の後方端部に固定されている。
出力軸4は、減速装置3によって減速されたモータ2の回転力を出力する、金属からなる略円柱状の部材である。出力軸4の軸方向中間部の外周面には、ヘリカルスプライン40が形成されている。出力軸4の後方端部は、減速装置3に固定されている。出力軸4は、軸受を介してハウジング14に回転可能の支持されている。
クラッチ5は、出力軸4に、軸方向に移動可能に設けられ、シフトレバー12によって押圧されることで軸方向に移動するとともに、出力軸4の回転力をピニオン6に伝達する装置である。また、ピニオン6の回転数が出力軸4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。図2に示すように、クラッチ5は、クラッチアウタ50と、クラッチインナ51と、クラッチローラ52と、ワッシャ53と、クラッチカバー54とから構成されている。
クラッチアウタ50は、出力軸4に、軸方向に移動可能かつ相対回転不能に設けられる、金属からなる略円筒状の部材である。クラッチアウタ50の後方端部側の内周面には、ヘリカルスプライン500が形成されている。クラッチアウタ50は、ヘリカルスプライン500を出力軸4のヘリカルスプライン40に嵌合させた状態で配設されている。これにより、クラッチアウタ50が、出力軸4に、軸方向に移動可能かつ回転不能に支持されることとなる。
クラッチインナ51は、クラッチアウタ50の内側に同心状に配置され、出力軸4に、軸方向に移動可能かつ相対回転可能に設けられる、金属からなる略円筒状の部材である。クラッチインナ51の前方端面は、後述するピニオン6のボス部61に連結されている。クラッチインナ51は、軸受を介して出力軸4に、軸方向に移動可能かつ相対回転可能に支持されている。
クラッチローラ52は、クラッチアウタ50の内周面とクラッチインナ51の外周面との間に配置され、クラッチアウタ50とクラッチインナ51とを機械的に結合する、金属からなる円柱状の部材である。クラッチローラ52は、クラッチアウタ50の内周面とクラッチインナ51の外周面とによって形成される空間に、周方向に移動可能に配設されている。
ワッシャ53は、クラッチアウタ50に対して、クラッチローラ52の軸方向の移動を規制する、金属からなる円環板状の部材である。ワッシャ53は、クラッチアウタ50の前方の開口端側に配置されている。具体的には、外周側をクラッチアウタ50の前方端面に、内周側をクラッチローラ52の前方端面にそれぞれ当接させた状態で配設されている。
クラッチカバー54は、貫通540を底部に有し、クラッチインナ51を貫通孔540に挿通させた状態でクラッチアウタ50の開口端側を覆い、ワッシャ53をクラッチアウタ50に固定する、金属からなる有底円筒板状の部材である。貫通孔540の内径は、ピニオン6の最外径より大きく設定されている。
ピニオン6は、出力軸4に、軸方向に移動可能かつ相対回転可能に設けられ、クラッチ5を介して出力軸4の回転力が伝達されることで回転する、金属からなる略円筒状の部材である。ピニオン6は、歯部60と、ボス部61(ピニオンボス部)とから構成されている。歯部60は、中間歯車9と噛合する略円筒状の部位である。ボス部61は、歯部60の後方端面に同心状に形成される円筒状の部位である。ボス部61の外周面には、軸方向に対向する円環状の一対の鍔部610、611が形成されている。鍔部610、611の外径は、クラッチ5の外径、具体的にはクラッチカバー54の外径より小さく設定されている。鍔部610、611の間に形成される溝部612の軸方向寸法は、係合する繋留部材10の軸方向寸法よりわずかに大きく設定されている。ボス部61の後方端面は、クラッチインナ51の前方端面に連結されている。ピニオン6は、軸受を介して出力軸4に、軸方向に移動可能かつ相対回転可能に支持されている。
異物侵入防止部材7は、ピニオン6側からクラッチ5側への粉塵や水の飛沫等の異物の侵入を防止するゴムからなる円環板状の部材である。異物侵入防止部材7は、ピニオン6の鍔部611の外周面に同心状に固定されている。異物侵入防止部材7は、繋留部材10との間に隙間が形成されるように、軸方向寸法が設定されている。
中間軸8は、出力軸4と平行に配設される、金属からなる円柱状の部材である。中間軸8の両端部はハウジング14に固定されている。
中間歯車9は、中間軸8に、軸方向に移動可能かつ相対回転可能に設けられ、ピニオン6と噛合し、ピニオン6の回転力によって回転する、金属からなる略円筒状の部材である。中間歯車9は、歯部90と、ボス部91(中間歯車ボス部)とから構成されている。歯部90は、ピニオン6の歯部60と噛合する略円筒状の部位である。ボス部91は、歯部90の後方端面に同心状に形成される円筒状の部位である。ボス部91の外周面には、軸方向に対向する円環状の一対の鍔部910、911が形成されている。鍔部910、911の間に形成される溝部912の軸方向寸法は、係合する繋留部材10の軸方向寸法よりわずかに大きく設定されている。
繋留部材10は、ピニオン6のボス部61と中間歯車9のボス部91とにそれぞれ相対回転可能に係合するとともに、ピニオン6と中間歯車9との軸方向の相対移動を規制する、金属又は樹脂からなる略矩形板状の部材である。図3に示すように、繋留部材10の上方端側には、ピニオン6のボス部61に係合する半長円状の切欠き部100が形成されている。また、下方端側には、中間歯車9のボス部91に係合する半円状の切欠き部101が形成されている。図2に示すように、繋留部材10の上方端側は、切欠き部100周辺の前方端面及び後方端面を鍔部610、611にそれぞれ当接した状態で、溝部612に係合している。また、下方端側は、切欠き部101周辺の前方端面及び後方端面を鍔部910、911にそれぞれ当接した状態で、溝部912に係合している。
図1に示すように、電磁スイッチ11は、シフトレバー12を揺動させるための駆動力を発生するとともに、接点(図略)を介してモータ2に直流電力を供給する装置である。電磁スイッチ11は、磁力によって軸方向に往復動するプランジャ110を備えている。電磁スイッチ11は、ハウジング14の後方端部に固定されている。
シフトレバー12は、電磁スイッチ11の発生する駆動力によって揺動し、クラッチ5を押圧して軸方向に移動させる部材である。シフトレバー12は、上方端部をプランジャ110に、下方端部をクラッチアウタ50にそれぞれ係合させた状態で、ピン120によって、ハウジング2に揺動可能に支持されている。
次に、図1を参照して中間歯車付スタータの動作について説明する。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11に通電される。磁力によって、プランジャ110が後方に移動する。プランジャ110の移動に伴ってシフトレバー12が揺動し、クラッチ5とピニオン6とが一体的に前方に移動する。ピニオン6が前方に移動することで、繋留部材10を介して中間歯車9が前方に移動してエンジンのリングギア15と噛合する。このとき、電磁スイッチ11の接点がオンし、モータ2に直流電力が供給される。モータ2はエンジンを始動するための回転力を発生する。モータ2の発生した回転力は、減速装置3で減速され出力軸4に伝達される。さらに、クラッチ5からピニオン6を経て中間歯車9へと伝達され、エンジンが始動する。
エンジンが始動し、イグニッションスイッチがオフすると、電磁スイッチ11への通電が遮断される。プランジャ110が前方に移動する。プランジャ110の移動に伴ってシフトレバー12が揺動し、クラッチ5とピニオン6が一体的に後方に移動する。ピニオン6が後方に移動することで、繋留部材10を介して中間歯車9が後方に移動しリングギア15から離脱する。このとき、電磁スイッチ11の接点がオフし、モータ2への直流電力の供給が遮断される。それに伴ってモータ2が停止し、エンジンの始動が完了する。
最後に、効果について説明する。本実施形態によれば、ピニオン6のボス部61に、鍔部610、611が設けられている。繋留部材10は、鍔部610、611の間の形成される溝部612に係合している。しかも、鍔部610、611に当接した状態で係合している。そのため、従来のように、クラッチ5の軸方向の寸法のばらつきの影響を受けることなく、繋留部材10の軸方向のがたつきを抑えることができる。それに伴って、中間歯車9の軸方向のがたつきを抑えることができる。また、繋留部材10は、前述したように、溝部612に係合している。そのため、車両搭載時における他部材との干渉を避けるため、ピニオン6と中間歯車9の配置位置はそのままに、モータ2、減速装置3、クラッチ5及び電磁スイッチ11を後方に配置してスペースを確保したい場合においても、出力軸4とピニオン6のボス部61の軸方向長を長くするだけで、繋留部材10や中間歯車9のボス部91を変更する必要はない。従って、クラッチ5等の配置位置の変更に対しても、大幅な設計変更を伴わずに対応することができる。
また、本実施形態によれば、鍔部611の外径が、クラッチカバー54の外径より小さく設定されている。ピニオン6が回転すると、鍔部611は繋留部材10に摺接する。しかし、鍔部611の外径は、クラッチカバー54の外径より小さく設定されている。そのため、従来のように、クラッチのピニオン側端面が繋留部材に摺接する場合に比べ、摺接する面積を抑えることができる。しかも、外径が小さいため、摺接時の速度も抑えることができる。従って、摺接に伴う鍔部611と繋留部材10との間の磨耗を抑えることができる。
さらに、本実施形態によれば、鍔部611の外周面に、異物侵入防止部材7が固定されている。そのため、エンジンの始動に伴う、ピニオン6側からクラッチ5側への粉塵や水の飛沫等の異物の侵入を抑えることができる。また、異物侵入防止部材7と繋留部材10との間に隙間が設けられている。そのため、ピニオン6が回転しても、異物侵入防止部材7が繋留部材10に摺接することはない。従って、回転に伴う異物侵入防止部材7と繋留部材10との間の磨耗を防止することができる。
加えて、本実施形態によれば、ピニオン6がクラッチインナ51に連結されている。しかし、クラッチカバー54には、クラッチインナ51が挿通する貫通孔540が設けられている。しかも、貫通孔540の内径は、ピニオン6の最外径より大きく設定されている。具体的には、歯部60及び鍔部610、611の外径より大きく設定されている。そのため、クラッチアウタ50、クラッチインナ51、クラッチローラ52及びワッシャ53を組付けた状態で、貫通孔540にピニオン6を挿通させてクラッチカバー54を組付けることができる。従って、組付け性を向上させることができる。
本実施形態における中間歯車付スタータの部分断面図である。 図1におけるピニオン及び中間歯車周辺の拡大部分断面図である。 繋留部材の正面図である。
符号の説明
1・・・中間歯車付スタータ、2・・・モータ、3・・・減速装置、4・・・出力軸、40・・・ヘリカルスプライン、5・・・クラッチ、50・・・クラッチアウタ、500・・・ヘリカルスプライン、51・・・クラッチインナ、52・・・クラッチローラ、53・・・ワッシャ、54・・・クラッチカバー、540・・・貫通孔、6・・・ピニオン、60・・・歯部、61・・・ボス部(ピニオンボス部)、610、611・・・鍔部(ピニオン鍔部)、612・・・溝部、7・・・異物侵入防止部材、8・・・中間軸、9・・・中間歯車、90・・・歯部、91・・・ボス部(中間歯車ボス部)、910、911・・・鍔部(中間歯車鍔部)、912・・・溝部、10・・・繋留部材、100、101・・・切欠き部、11・・・電磁スイッチ、110・・・プランジャ、12・・・シフトレバー、120・・・ピン、13・・・センタケース、14・・・ハウジング、15・・・リングギア

Claims (5)

  1. モータの回転力を出力する出力軸と、前記出力軸に、軸方向に移動可能に設けられ、前記出力軸の回転力を伝達するクラッチと、ピニオンボス部を有し、前記出力軸に、軸方向に移動可能かつ相対回転可能に設けられ、前記ピニオンボス部の軸方向一端面が前記クラッチに連結され、前記クラッチを介して前記出力軸の回転力が伝達されることで回転するピニオンと、前記出力軸と平行に配設される中間軸と、中間歯車ボス部を有し、前記中間軸に、軸方向に移動可能かつ相対回転可能に設けられ、前記ピニオンと噛合し、前記ピニオンの回転力によって回転する中間歯車と、前記ピニオンボス部と前記中間歯車ボス部とにそれぞれ相対回転可能に係合するとともに、前記ピニオンと前記中間歯車との軸方向の相対移動を規制する繋留部材とを備え、前記クラッチと前記ピニオンとが一体的に軸方向に移動することで、前記繋留部材を介して前記中間歯車が軸方向に移動してエンジンのリングギアと噛合し、エンジンを始動する中間歯車付スタータにおいて、
    前記ピニオンは、前記ピニオンボス部の外周面に、軸方向に対向する一対のピニオン鍔部を有し、前記中間歯車は、前記中間歯車ボス部の外周面に、軸方向に対向する一対の中間歯車鍔部を有し、前記繋留部材は、一端側が前記一対のピニオン鍔部に当接した状態で、前記一対のピニオン鍔部の間に形成される溝部に係合するとともに、他端側が前記一対の中間歯車鍔部に当接した状態で、前記一対の中間歯車鍔部の間に形成される溝部に係合することを特徴とする中間歯車付スタータ。
  2. クラッチ側のピニオン鍔部は、前記繋留部材に当接する端面の最外径が、前記クラッチのピニオン側端面の最外径より小さいことを特徴とする請求項1に記載の中間歯車付スタータ。
  3. 前記クラッチ側のピニオン鍔部の外周面に、前記ピニオン側から前記クラッチ側への
    異物の侵入を防止する環状の異物侵入防止部材を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の中間歯車付スタータ。
  4. 前記異物侵入防止部材は、前記繋留部材との間に隙間を有することを特徴とする請求項3に記載の中間歯車付スタータ。
  5. 前記クラッチは、前記出力軸に、軸方向に移動可能かつ相対回転不能に設けられる筒状のクラッチアウタと、前記クラッチアウタの内側に同心状に配置され、前記出力軸に、軸方向に移動可能かつ相対回転可能に設けられ、軸方向一端面が前記ピニオンボス部に連結される筒状のクラッチインナと、前記クラッチアウタの内周面と前記クラッチインナの外周面との間の配置される円柱状のクラッチローラと、前記クラッチアウタの開口端側に配置され、前記クラッチローラの軸方向の移動を規制する環状のワッシャと、内径が前記ピニオンの最外径より大きい貫通孔を底部に有し、前記クラッチインナを前記貫通孔に挿通させた状態で前記クラッチアウタの開口端側を覆い、前記ワッシャを前記クラッチアウタに固定する有底筒状のクラッチカバーとを有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の中間歯車付スタータ。
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