JP2009168181A

JP2009168181A - スタータ用クラッチ

Info

Publication number: JP2009168181A
Application number: JP2008007949A
Authority: JP
Inventors: Shinji Usami; 伸二宇佐見
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2008-01-17
Filing date: 2008-01-17
Publication date: 2009-07-30
Also published as: US20090183594A1

Abstract

【課題】極めて厳しい使用条件下でも、クラッチ内部への異物の侵入を抑制できる技術を提供する。
【解決手段】クラッチ２には、クラッチアウタ２０の軸方向ピニオンギヤ側の端面に当接して配置される平ワッシャ２４と、この平ワッシャ２４の軸方向ピニオンギヤ側に隣接して配置される半割れワッシャ２５と、ピニオン首部６の外周に嵌合して半割れワッシャ２５の軸方向ピニオンギヤ側に隣接して配置され、塵や埃あるいは水分等の異物がクラッチ２の内部へ侵入することを防止する遮蔽部材２６とが設けられ、クラッチカバー２７により固定されている。遮蔽部材２６は、例えば、油を含浸させた紙材によってリング状に形成され、且つ、ピニオン首部６への組み付けを容易にするために、周方向の一ヶ所に切れ目を有している。また、遮蔽部材２６は、中央部に開口する丸孔の内径とピニオン首部６の外径との間に生じる隙間が１ｍｍ以下に設定されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、モータの駆動トルクをピニオンギヤに伝達するスタータ用クラッチに関する。

従来技術として、特許文献１に記載されたスタータが公知である。
このスタータは、ハウジングの内周面とクラッチの外周面との間の隙間をシールするシール機構を有している。このシール機構は、ハウジングの内周面またはクラッチの外周面に取り付けられる磁石と、この磁石に保持されて前記隙間に充填される磁性流体とで構成される。これにより、前記隙間を磁性流体によって完全にシールできるので、優れた防水性、防塵性を確保できる。
特開平１−９２５７４号公報

ところで、スタータは、通常の使用時は問題とならないが、例えば、車両が悪路を走行する際等、極めて悪条件で使われた場合は、塵や埃、あるいは、リングギヤが掻き上げた水等が、ハウジングの開口部からスタータの内部まで入り込む恐れがある。
しかし、上記の特許文献１は、ハウジングの内周面とクラッチの外周面との間の隙間をシールする技術であり、モータ側への異物の侵入を防止することは出来ても、クラッチ内部への異物の侵入を防止することまでは考えられていない。
このため、極めて厳しい条件下で使用された場合に、クラッチの内部へ異物が侵入することが懸念され、塵や埃等の異物を含んだ水分がクラッチの摺動部に入り込むことで、クラッチの作動不良による性能低下を招く恐れがある。
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、極めて厳しい使用条件下においても、クラッチ内部への異物の侵入を抑制でき、クラッチの性能低下を防止できる技術を提供することにある。

（請求項１の発明）
本発明は、モータの駆動トルクをピニオンギヤに伝達するスタータ用クラッチであって、内周にカム室が形成されると共に、このカム室の軸方向反ピニオンギヤ側に壁面を有し、カム室の軸方向ピニオンギヤ側が開口するクラッチアウタと、このクラッチアウタの内径側に相対回転可能に配置されるクラッチインナと、このクラッチインナの外周上でカム室に配設され、クラッチアウタとクラッチインナとの間でトルクの伝達を断続するクラッチローラと、クラッチアウタの軸方向ピニオンギヤ側の端面に当接して配置され、カム室の軸方向ピニオンギヤ側を閉塞する平ワッシャと、この平ワッシャの軸方向ピニオンギヤ側に配置され、径方向に二分割された半割れワッシャと、この半割れワッシャの軸方向ピニオンギヤ側に配置され、カム室への異物の侵入を防止するプレート状の遮蔽部材と、クラッチアウタに対し、平ワッシャ、半割れワッシャ、および、遮蔽部材を固定するクラッチカバーとを備えている。
上記の構成によれば、半割れワッシャの軸方向ピニオンギヤ側に遮蔽部材を配置することにより、クラッチの内部（カム室）へ異物が侵入することを防止でき、作動不良に伴うクラッチの性能低下を防止できる。

（請求項２の発明）
請求項１に記載したスタータ用クラッチにおいて、クラッチインナの軸方向ピニオンギヤ側には、クラッチインナの外周面より外径が小さく形成された小径円筒部が設けられ、半割れワッシャと遮蔽部材は、共に小径円筒部の外周に配置され、且つ、遮蔽部材は、周方向の一ヶ所に内径縁から外径縁まで切断された切れ目を有していることを特徴とする。遮蔽部材に切れ目を設けることにより、クラッチインナの外周面より外径が小さく形成された小径円筒部の外周にも容易に遮蔽部材を組み付けることができる。

（請求項３の発明）
請求項２に記載したスタータ用クラッチにおいて、遮蔽部材の切れ目と半割れワッシャの合わせ目とが周方向の異なる位置に配置されていることを特徴とする。
遮蔽部材の切れ目と半割れワッシャの合わせ目とが周方向の同位置にあると、遮蔽部材の切れ目と半割れワッシャの合わせ目を通って、異物がクラッチの内部へ侵入する恐れがあるのに対し、遮蔽部材の切れ目と半割れワッシャの合わせ目とを周方向の異なる位置に配置することで、遮蔽部材による異物の侵入防止効果を確保できる。

（請求項４の発明）
請求項２または３に記載したスタータ用クラッチにおいて、遮蔽部材の内径と小径円筒部の外径との間に隙間を有し、その隙間が１ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする。遮蔽部材の内径が小径円筒部の外径に完全に密着接触していると、ピニオンギヤに回転ロスが生じる。これに対し、遮蔽部材の内径と小径円筒部の外径との間に隙間を確保することで、ピニオンギヤの回転ロスを無くすことができ、且つ、前記隙間を極力小さく（１ｍｍ以下に）設定することにより、隙間から異物が侵入することを抑制できる。

（請求項５の発明）
請求項４に記載したスタータ用クラッチにおいて、遮蔽部材の内径側には、小径円筒部の外周に沿ってピニオンギヤ側へ筒状に延びる円筒部が設けられていることを特徴とする。
この場合、遮蔽部材の内径（円筒部の内径）と小径円筒部の外径との間に確保される隙間を軸方向に長く形成できる、つまり、円筒部の長さ分だけ隙間を形成できるので、クラッチ内部への異物の侵入を、より確実に防止できる。

（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用クラッチにおいて、遮蔽部材は、油を含浸させた紙材によって形成されていることを特徴とする。

（請求項７の発明）
請求項１〜５に記載した何れかのスタータ用クラッチにおいて、遮蔽部材は、樹脂部材によって形成されていることを特徴とする。

（請求項８の発明）
請求項１〜５に記載した何れかのスタータ用クラッチにおいて、遮蔽部材は、ゴム部材によって形成されていることを特徴とする。

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の全体図である。
本発明のクラッチ２は、図１に示されるエンジン始動用のスタータ１に用いられ、モータ３の駆動トルクをピニオンギヤ４に伝達する働きを有する。
以下、クラッチ２の構成について図２〜図５を基に説明する。
本実施例のクラッチ２は、図２（ａ）、（ｂ）に示す様に、内周に複数のカム室２０ａが形成されるクラッチアウタ２０と、このクラッチアウタ２０の内径側に相対回転可能に配置されるクラッチインナ２１と、このクラッチインナ２１の外周上でカム室２０ａに配設されるクラッチローラ２２と、このクラッチローラ２２をカム室２０ａの狭小方向へ付勢するスプリング２３と、クラッチアウタ２０に対して２枚のワッシャ２４、２５と１枚の遮蔽部材２６を固定するクラッチカバー２７等より構成される。

クラッチアウタ２０は、出力軸５の外周にヘリカルスプライン嵌合するバレル部２０ｂと一体に設けられ、このバレル部２０ｂに連結される壁面２０ｃによってカム室２０ａの軸方向反ピニオンギヤ側が閉塞され、カム室２０ａの軸方向ピニオンギヤ側が開口している。
カム室２０ａは、クラッチインナ２１の外周面に対して周方向の一方側から他方側へ向かって次第に狭くなるくさび状に形成され、且つ、周方向の一方側（広大側と呼ぶ）では、クラッチローラ２２の直径より大きく形成され、周方向の他方側（狭小側と呼ぶ）では、クラッチローラ２２の直径より小さく形成されている。なお、カム室２０ａには、潤滑用のグリスが注入されている。

クラッチインナ２１は、ピニオンギヤ４と一体に設けられている。クラッチインナ２１とピニオンギヤ４との間には、クラッチインナ２１の外周面より外径が小さく形成されたピニオン首部６〔図２（ｂ）参照〕が形成されている。
クラッチローラ２２は、モータ３の駆動トルクがクラッチアウタ２０に伝達されて、クラッチアウタ２０が図２（ａ）に示す矢印方向へ回転すると、カム室２０ａの狭小側でクラッチアウタ２０とクラッチインナ２１との間に挟み込まれることにより、クラッチアウタ２０の回転をクラッチインナ２１へ伝達する。また、エンジンの回転がピニオンギヤ４に伝達されて、クラッチインナ２１の回転速度がクラッチアウタ２０の回転速度を上回ると、カム室２０ａの広大側へ移動して空転することにより、クラッチアウタ２０とクラッチインナ２１との間でトルクの伝達を遮断する。

２枚のワッシャ２４、２５は、クラッチアウタ２０の軸方向ピニオンギヤ側の端面に当接して配置される平ワッシャ２４と、この平ワッシャ２４の軸方向ピニオンギヤ側に隣接して配置される半割れワッシャ２５である。
平ワッシャ２４は、図４に示す様に、リング形状を有し、カム室２０ａの軸方向ピニオンギヤ側を閉塞することにより、クラッチローラ２２がカム室２０ａから飛び出すことを防止している。
半割れワッシャ２５は、図５に示す様に、径方向に二分割され、ピニオン首部６の外周で組み合わされている。この半割れワッシャ２５は、内径がクラッチインナ２１の外径より小さく形成され、クラッチインナ２１の軸方向ピニオンギヤ側の端面を抑えることにより、クラッチアウタ２０に対してクラッチインナ２１が軸方向に抜けることを防止している。

遮蔽部材２６は、例えば、油を含浸させた紙材（例えば、登録商標であるノーメックス）によって形成され、図３に示す様に、厚さｔが０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度のプレート状を有し、径方向の中央部に丸孔２６ａが開口するリング状に設けられると共に、周方向の一ヶ所に内径縁から外径縁まで切断された切れ目２６ｂを有している。
この遮蔽部材２６は、ピニオン首部６の外周に嵌合して、半割れワッシャ２５の軸方向ピニオンギヤ側に隣接して配置され、塵や埃あるいは水分等の異物がクラッチ２の内部へ侵入することを防止する働きを有する。また、遮蔽部材２６は、丸孔２６ａの内径がピニオン首部６の外径より若干大きく形成されている。具体的には、丸孔２６ａの内径とピニオン首部６の外径との間に生じる隙間が１ｍｍ以下に設定されている。

クラッチカバー２７は、クラッチアウタ２０に対し、平ワッシャ２４、半割れワッシャ２５、遮蔽部材２６を重ね合わせた状態で固定している。但し、遮蔽部材２６と半割れワッシャ２５は、遮蔽部材２６の切れ目２６ｂが半割れワッシャ２５の合わせ目２５ａ（図５参照）と一致しない様に、つまり、遮蔽部材２６の切れ目２６ｂと半割れワッシャ２５の合わせ目２５ａとが周方向の異なる位置に配置される様に固定されている。

（実施例１の効果）
本実施例のクラッチ２は、半割れワッシャ２５の軸方向ピニオンギヤ側に隣接してプレート状の遮蔽部材２６を配置しているので、塵や埃あるいは水分等の異物がクラッチ２の内部（カム室２０ａ）へ侵入することを防止できる。その結果、極めて厳しい使用条件下においても、クラッチ２の作動不良による性能低下を防止できるので、所望のスタータ性能を維持できる。
特に、遮蔽部材２６は、丸孔２６ａの内径とピニオン首部６の外径との間に隙間を有し、その隙間が１ｍｍ以下に設定されている。この場合、クラッチ２の作動時に、遮蔽部材２６がピニオン首部６の外周に接触することはないので、遮蔽部材２６の摩耗およびピニオンギヤ４の回転ロスを無くすことができ、且つ、前記隙間を極力小さく設定することにより、隙間から異物が侵入することを抑制できる。

また、遮蔽部材２６は、ピニオン首部６への組み付けを容易にするために、周方向の一ヶ所に切れ目２６ｂを有しているが、この切れ目２６ｂと半割れワッシャ２５の合わせ目２５ａとが周方向の異なる位置に配置される様に固定される。これにより、遮蔽部材２６の切れ目２６ｂに異物が入り込んだ場合でも、その異物が半割れワッシャ２５の合わせ目２５ａに生じる隙間からクラッチ２の内部へ侵入することを抑制できるので、遮蔽部材２６による異物の侵入防止効果を確保できる。

図６はクラッチ２とピニオンギヤ４の半断面図、図７（ａ）は遮蔽部材２６の平面図、同図（ｂ）は遮蔽部材２６の断面図である。
本実施例の遮蔽部材２６は、図７に示す様に、丸孔２６ａの内周に円筒部２６ｃが設けられている。この円筒部２６ｃは、図６に示す様に、ピニオン首部６の外周に沿ってピニオンギヤ側へ筒状に延びて形成されている。この場合、遮蔽部材２６の内径（円筒部２６ｃの内径）とピニオン首部６の外径との間に確保される隙間を軸方向に長く形成できる、つまり、円筒部２６ｃの長さ分だけ隙間を形成できるので、クラッチ２の内部（カム室２０ａ）へ異物が侵入することを、より確実に防止できる。

（変形例）
遮蔽部材２６に使用される材料は、紙材に限定されるものではなく、例えば、樹脂部材、ゴム部材等を用いることもできる。
実施例１に記載したクラッチ２は、クラッチインナ２１がピニオンギヤ４と一体に設けられているが、両者を別体に構成したスタータにも本発明を適用できる。

スタータの全体図である。（ａ）クラッチの径方向半断面図、（ｂ）クラッチの軸方向半断面図である（実施例１）。（ａ）遮蔽部材の平面図、（ｂ）遮蔽部材の断面図である（実施例１）。（ａ）平ワッシャの平面図、（ｂ）平ワッシャの断面図である。（ａ）半割れワッシャの平面図、（ｂ）半割れワッシャの端面図である。クラッチとピニオンギヤの半断面図である（実施例２）。（ａ）遮蔽部材の平面図、（ｂ）遮蔽部材の断面図である（実施例２）。

符号の説明

１スタータ
２クラッチ
３モータ
４ピニオンギヤ
６ピニオン首部（小径円筒部）
２０クラッチアウタ
２０ａカム室
２０ｃカム室の軸方向反ピニオンギヤ側に有する壁面
２１クラッチインナ
２２クラッチローラ
２４平ワッシャ
２５半割れワッシャ
２５ａ半割れワッシャの合わせ目
２６遮蔽部材
２６ｂ遮蔽部材の切れ目
２６ｃ遮蔽部材の内径側に設けられる円筒部
２７クラッチカバー

Claims

モータの駆動トルクをピニオンギヤに伝達するスタータ用クラッチであって、
内周にカム室が形成されると共に、このカム室の軸方向反ピニオンギヤ側に壁面を有し、前記カム室の軸方向ピニオンギヤ側が開口するクラッチアウタと、
このクラッチアウタの内径側に相対回転可能に配置されるクラッチインナと、
このクラッチインナの外周上で前記カム室に配設され、前記クラッチアウタと前記クラッチインナとの間でトルクの伝達を断続するクラッチローラと、
前記クラッチアウタの軸方向ピニオンギヤ側の端面に当接して配置され、前記カム室の軸方向ピニオンギヤ側を閉塞する平ワッシャと、
この平ワッシャの軸方向ピニオンギヤ側に配置され、径方向に二分割された半割れワッシャと、
この半割れワッシャの軸方向ピニオンギヤ側に配置され、前記カム室への異物の侵入を防止するプレート状の遮蔽部材と、
前記クラッチアウタに対し、前記平ワッシャ、前記半割れワッシャ、および、前記遮蔽部材を固定するクラッチカバーとを備えたスタータ用クラッチ。
請求項１に記載したスタータ用クラッチにおいて、
前記クラッチインナの軸方向ピニオンギヤ側には、前記クラッチインナの外周面より外径が小さく形成された小径円筒部が設けられ、
前記半割れワッシャと前記遮蔽部材は、共に前記小径円筒部の外周に配置され、且つ、前記遮蔽部材は、周方向の一ヶ所に内径縁から外径縁まで切断された切れ目を有していることを特徴とするスタータ用クラッチ。
請求項２に記載したスタータ用クラッチにおいて、
前記遮蔽部材の切れ目と前記半割れワッシャの合わせ目とが周方向の異なる位置に配置されていることを特徴とするスタータ用クラッチ。
請求項２または３に記載したスタータ用クラッチにおいて、
前記遮蔽部材の内径と前記小径円筒部の外径との間に隙間を有し、その隙間が１ｍｍ以下に設定されていることを特徴とするスタータ用クラッチ。
請求項４に記載したスタータ用クラッチにおいて、
前記遮蔽部材の内径側には、前記小径円筒部の外周に沿って前記ピニオンギヤ側へ筒状に延びる円筒部が設けられていることを特徴とするスタータ用クラッチ。
請求項１〜５に記載した何れかのスタータ用クラッチにおいて、
前記遮蔽部材は、油を含浸させた紙材によって形成されていることを特徴とするスタータ用クラッチ。
請求項１〜５に記載した何れかのスタータ用クラッチにおいて、
前記遮蔽部材は、樹脂部材によって形成されていることを特徴とするスタータ用クラッチ。
請求項１〜５に記載した何れかのスタータ用クラッチにおいて、
前記遮蔽部材は、ゴム部材によって形成されていることを特徴とするスタータ用クラッチ。