JP2009209843A - Starter - Google Patents

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JP2009209843A JP2008055093A JP2008055093A JP2009209843A JP 2009209843 A JP2009209843 A JP 2009209843A JP 2008055093 A JP2008055093 A JP 2008055093A JP 2008055093 A JP2008055093 A JP 2008055093A JP 2009209843 A JP2009209843 A JP 2009209843A
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clutch
torque
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reverse rotation
starter
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Tomohiro Omura
知宏 大村
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Denso Corp
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Denso Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a constant mesh type starter equipped with a shock absorbing function capable of reducing shock occurring during engine stop and engine stall. <P>SOLUTION: This starter is equipped with a reverse rotation preventing clutch 8 for preventing reverse rotation of an armature. The reverse rotation preventing clutch 8 has a clutch outer 81 having the shock absorbing function. Namely, the clutch outer 81 is composed of a fixed outer part 81a fixed non-rotatably to a housing, and a movable outer part 81b press-fitted in the inner periphery of the fixed outer part 81a and restricted in rotation with respect to the fixed outer part 81a by prescribed sliding torque. When load torque (torque generated by reverse rotation of the engine) larger than the sliding torque is applied to an armature shaft, the movable outer part 81b slides in the circumferential direction with respect to the fixed outer part 81a so that the generated shock can be reduced by absorbing the load torque. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、エンジン側のリングギヤにピニオンギヤが常時噛み合わされている常時噛合い式スタータに関する。   The present invention relates to a constant mesh starter in which a pinion gear is always meshed with a ring gear on an engine side.

従来、エンジン側のリングギヤにピニオンギヤが直接または中間ギヤ等を介して常時噛み合っている常時噛合い式スタータが知られている(特許文献1参照)。この常時噛合い式スタータでは、エンジン始動後、ピニオンギヤがリングギヤから離脱することはなく、常時噛み合っているので、エンジンが停止する前の再始動も可能である。
ところが、常時噛合い式スタータでは、例えば、エンジンが停止する際に生じるクランク軸の揺動によってエンジンが逆回転した場合、あるいは、登板路でのエンストにより車両が後退する時にエンジンが逆回転すると、その逆回転がリングギヤからピニオンギヤに伝達されて、エンジン始動時とは逆方向の回転力がスタータの出力軸に伝わる。その結果、リングギヤとピニオンギヤとのギヤ比を乗じた回転数(内部減速機を有するスタータでは、更に内部減速比を乗じた回転数)でモータの電機子が回されることになり、ブラシの寿命低下を招くと共に、電機子が遠心力によって破損すること等が懸念される。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a constant mesh starter in which a pinion gear is always meshed with an engine side ring gear directly or via an intermediate gear (see Patent Document 1). In this constant mesh starter, the pinion gear does not disengage from the ring gear after the engine is started, and is always meshed. Therefore, restart before the engine stops is possible.
However, in the always-mesh starter, for example, when the engine rotates backward due to the swing of the crankshaft that occurs when the engine stops, or when the engine rotates backward when the vehicle moves backward due to the stall on the climbing path, The reverse rotation is transmitted from the ring gear to the pinion gear, and the rotational force in the direction opposite to that when starting the engine is transmitted to the output shaft of the starter. As a result, the armature of the motor is rotated at the number of rotations multiplied by the gear ratio between the ring gear and the pinion gear (in the case of a starter having an internal reduction gear, the number of rotations multiplied by the internal reduction ratio). In addition to causing a decrease, there is a concern that the armature is damaged by centrifugal force.

そこで、本出願人は、電機子の逆回転を防止できる逆転防止クラッチを備えたスタータを提案している(特許文献2参照)。
この逆転防止クラッチは、モータの電機子軸に設けられたインナと、このインナの外周面との間にくさび状のカム室を形成し、且つ、ハウジングに回転不能に固定されたアウタと、カム室に配設されるローラ等より構成され、エンジン始動時には、ローラが空転して電機子の回転を許容し、エンジンの逆回転が電機子軸に伝達された時は、ローラがカム室の狭小方向へ移動してインナとアウタとの間にロックされることにより、電機子の逆回転を防止する働きを有する。
Therefore, the present applicant has proposed a starter provided with a reverse rotation prevention clutch capable of preventing reverse rotation of the armature (see Patent Document 2).
The reverse rotation prevention clutch has a wedge-shaped cam chamber formed between an inner provided on the armature shaft of the motor and an outer peripheral surface of the inner, and an outer cam fixed to the housing in a non-rotatable manner. When the engine is started, the roller idles to allow the armature to rotate, and when the reverse rotation of the engine is transmitted to the armature shaft, the roller is narrowed in the cam chamber. By moving in the direction and being locked between the inner and the outer, it has a function of preventing reverse rotation of the armature.

ところで、エンジンの逆回転が電機子軸に伝達された時に、逆転防止クラッチが働く(ローラがインナとアウタとの間にロックされる)と、スタータのトルク伝達経路に大きな衝撃が発生する。特に、車両のエンスト時には、車両全体の慣性を逆転防止クラッチで受けることになるため、非常に大きな衝撃が発生する。
これに対し、上記の特許文献2では、過大衝撃の入力を想定して、電機子と出力軸との間に摩擦式のトルクリミッタを設定することを提案している。これにより、エンジン側から過大な衝撃が入力されると、摩擦板(回転ディスク)が滑ることによって過大な衝撃をカットできるので、トルク伝達経路に発生する衝撃を低減できる。
特開2004−225544号公報 特開2006−226146号公報
When the reverse rotation of the engine is transmitted to the armature shaft, if the reverse rotation prevention clutch is activated (the roller is locked between the inner and the outer), a large impact is generated in the torque transmission path of the starter. In particular, when the vehicle is stalled, the inertia of the entire vehicle is received by the reverse rotation prevention clutch, so that a very large impact is generated.
On the other hand, the above-mentioned Patent Document 2 proposes setting a frictional torque limiter between the armature and the output shaft on the assumption of an excessive impact input. As a result, when an excessive impact is input from the engine side, the excessive impact can be cut by sliding the friction plate (rotating disk), so that the impact generated in the torque transmission path can be reduced.
JP 2004-225544 A JP 2006-226146 A

しかし、電機子と出力軸との間にトルクリミッタを設定した場合、スタータによってエンジンを始動させる時にもトルクリミッタは働くことになる。ここで問題となるのが、エンジンを確実に始動するために必要なトルクを確保することである。
つまり、エンジン始動時にトルクリミッタの摩擦板が滑ると、モータで発生したトルクをリングギヤに伝えることができず、エンジンを始動できなくなる。そこで、通常は、低温時や高温時でも確実にエンジンを始動できるように、低温時および高温時でのエンジンの最大フリクションを想定し、始動時に必要なトルクを算出した上で、トルクリミッタの滑りトルクを設定している(図5参照)。言い換えると、摩擦板が滑ってエンジンが始動できなくならない様に、トルクリミッタの最低滑りトルクが決められており、この最低滑りトルク以下には、滑りトルクを下げることができない。
However, when a torque limiter is set between the armature and the output shaft, the torque limiter works even when the engine is started by the starter. The problem here is ensuring the torque necessary to start the engine reliably.
In other words, if the friction plate of the torque limiter slips when the engine is started, the torque generated by the motor cannot be transmitted to the ring gear, and the engine cannot be started. Therefore, in order to ensure that the engine can be started even at low and high temperatures, the maximum friction of the engine at low and high temperatures is assumed and the torque required for start-up is calculated. Torque is set (see FIG. 5). In other words, the minimum slip torque of the torque limiter is determined so that the friction plate does not slip and the engine cannot be started, and the slip torque cannot be lowered below this minimum slip torque.

このため、エンジン側から入力される過大な衝撃をトルクリミッタにより低減するにしても、エンジン始動時に必要なトルクリミッタの滑りトルクに支配されるため、発生衝撃を低減するのにも限界があった。
また、特許文献2に記載されるトルクリミッタは、内部減速機(遊星歯車減速機)の内歯歯車を利用して構成されているため、内部減速機を持たない構造に対してはトルクリミッタの設定が困難であった。
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、エンジン停止時や、エンスト時等に発生する衝撃を低減できる性能を向上できる衝撃吸収機能を備えた常時噛合い式のスタータを提供することにある。
For this reason, even if the excessive impact input from the engine side is reduced by the torque limiter, it is governed by the slip torque of the torque limiter required when starting the engine, so there is a limit to reducing the generated impact. .
Moreover, since the torque limiter described in Patent Document 2 is configured using an internal gear of an internal speed reducer (planetary gear speed reducer), the torque limiter is not used for a structure without an internal speed reducer. Setting was difficult.
The present invention has been made based on the above circumstances, and its purpose is to provide a constant mesh starter having an impact absorbing function capable of improving performance capable of reducing impact generated when the engine is stopped or stalled. Is to provide.

(請求項1の発明)
本発明は、電機子軸に回転力を発生するモータと、このモータの回転力が伝達されて回転する出力軸と、この出力軸の外周に軸受を介して相対回転可能に配置されると共に、エンジン側のリングギヤに常時噛み合わされ、モータが発生する回転力をリングギヤに伝達するピニオンギヤと、電機子軸がエンジン始動時の回転方向と逆方向に回転することを防止する逆転防止クラッチとを備える。
逆転防止クラッチは、電機子軸上に設けられるクラッチインナと、このクラッチインナと同心に配置され、クラッチインナの外周面との間にくさび状のカム室を形成するクラッチアウタと、カム室に配設されるローラとを有し、エンジンの逆回転が電機子軸に伝達された時に、ローラがカム室の狭小方向へ移動してクラッチアウタとクラッチインナとの間にロックされることにより、クラッチインナの回転を阻止して電機子軸の逆回転を防止する。
逆転防止クラッチに用いられるクラッチアウタは、回転不能に固定された固定アウタ部と、この固定アウタ部の内側に配置されてクラッチインナの外周面との間にカム室を形成すると共に、固定アウタ部に対し所定の滑りトルクで回転規制されている可動アウタ部とを有し、エンジン側から入力される逆回転が電機子軸に伝達されて、滑りトルクより大きな負荷トルクが電機子軸に加わった時に、可動アウタ部が固定アウタ部に対し周方向に滑ることで、負荷トルクを吸収する働きを有することを特徴とする。
(Invention of Claim 1)
The present invention is a motor that generates a rotational force on an armature shaft, an output shaft that is rotated by transmission of the rotational force of the motor, and an outer periphery of the output shaft that is disposed so as to be relatively rotatable via a bearing, A pinion gear that is always meshed with the ring gear on the engine side and transmits the rotational force generated by the motor to the ring gear, and a reverse rotation prevention clutch that prevents the armature shaft from rotating in the direction opposite to the rotation direction when the engine is started.
The reverse rotation prevention clutch is disposed in the cam chamber, a clutch inner provided on the armature shaft, a clutch outer that is arranged concentrically with the clutch inner, and forms a wedge-shaped cam chamber between the outer periphery of the clutch inner. And when the reverse rotation of the engine is transmitted to the armature shaft, the roller moves in the narrowing direction of the cam chamber and is locked between the clutch outer and the clutch inner. The inner shaft is prevented from rotating to prevent the armature shaft from rotating backward.
The clutch outer used in the reverse rotation prevention clutch forms a cam chamber between a fixed outer portion fixed so as not to rotate and an outer peripheral surface of the clutch inner disposed inside the fixed outer portion. In contrast, a reverse rotation input from the engine side is transmitted to the armature shaft, and a load torque larger than the slip torque is applied to the armature shaft. Sometimes, the movable outer part has a function of absorbing load torque by sliding in the circumferential direction with respect to the fixed outer part.

本発明の逆転防止クラッチは、モータが発生する回転力をピニオンギヤからリングギヤに伝達してエンジンを始動させる時(エンジン始動時)に、ローラが空転して電機子の回転を許容する。つまり、エンジン始動時に逆転防止クラッチが働く(ローラがクラッチアウタとクラッチインナとの間にロックされる)ことはなく、正常にエンジン始動を行うことができる。
一方、エンジン停止時に生じるクランク軸の揺動や、登板路でのエンストにより車両が後退する時等にエンジンが逆回転して、その逆回転がスタータに入力されると、逆転防止クラッチが働くことにより、電機子の逆回転を防止できる。
In the reverse rotation prevention clutch of the present invention, when the rotational force generated by the motor is transmitted from the pinion gear to the ring gear to start the engine (when the engine is started), the roller rotates idly to allow the armature to rotate. In other words, the reverse rotation prevention clutch does not work when the engine is started (the roller is locked between the clutch outer and the clutch inner), and the engine can be normally started.
On the other hand, if the engine reverses when the vehicle is moved backward due to crankshaft swinging or engine stall on the climbing path, and the reverse rotation is input to the starter, the reverse rotation prevention clutch will work. Thus, reverse rotation of the armature can be prevented.

ところで、エンジンの逆回転が電機子軸に伝達された時に、逆転防止クラッチが働くと、スタータのトルク伝達経路に衝撃が発生する。特に、車両のエンスト時には、車両全体の慣性を逆転防止クラッチで受けることになるため、非常に大きな衝撃が発生する。これに対し、本発明の逆転防止クラッチは、クラッチアウタに持たせた衝撃吸収機能により、発生衝撃を低減できる。すなわち、クラッチアウタは、固定アウタ部に対し可動アウタ部が所定の滑りトルクで回転規制されているため、その滑りトルクより大きな負荷トルク(逆回転によって生じるトルク)が電機子軸に加わると、可動アウタ部が固定アウタ部に対し周方向に滑ることにより、負荷トルクを吸収して発生する衝撃を低減できる。   By the way, when the reverse rotation of the engine is transmitted to the armature shaft and the reverse rotation prevention clutch is operated, an impact is generated in the torque transmission path of the starter. In particular, when the vehicle is stalled, the inertia of the entire vehicle is received by the reverse rotation prevention clutch, so that a very large impact is generated. On the other hand, the reverse rotation prevention clutch of the present invention can reduce the generated impact by the impact absorbing function provided to the clutch outer. That is, since the movable outer portion is restricted from rotating with a predetermined slip torque with respect to the fixed outer portion, the clutch outer is movable when a load torque (torque generated by reverse rotation) larger than the slip torque is applied to the armature shaft. When the outer part slides in the circumferential direction with respect to the fixed outer part, it is possible to reduce the impact generated by absorbing the load torque.

なお、可動アウタ部が固定アウタ部に対し滑る時に、ローラとクラッチインナも共に動き始める(回転する)ため、クラッチインナが設けられる電機子軸も回転(逆回転)する。しかし、過大な負荷トルクが加わるのは、滑りトルクの設定値にもよるが、入力速度の非常に高い衝撃を受けた時であり、長時間発生するものではないため、電機子が連続的に回転し続けることはない。すなわち、逆転防止クラッチは、電機子軸に負荷トルクが加わった時に、可動アウタ部が滑ることで瞬間的に電機子の逆回転を許容するが、可動アウタ部が滑ることにより負荷トルクが吸収された後は、本来の機能により電機子の逆回転を防止できる。   When the movable outer portion slides with respect to the fixed outer portion, both the roller and the clutch inner begin to move (rotate), so that the armature shaft provided with the clutch inner also rotates (reversely rotates). However, excessive load torque is applied depending on the set value of the slip torque, but when it receives an impact with a very high input speed, it does not occur for a long time. It will not continue to rotate. That is, when the load torque is applied to the armature shaft, the reverse rotation prevention clutch momentarily allows the armature to reversely rotate by sliding, but the load torque is absorbed by the sliding of the movable outer portion. After that, the reverse rotation of the armature can be prevented by the original function.

また、本発明の逆転防止クラッチは、エンジン始動時にローラが空転して衝撃吸収機能が働くことはないので、エンジンの最大フリクションを想定して滑りトルクを設定する必要はない。つまり、エンジン始動時に必要なトルクの影響を受けることなく、固定アウタ部に対する可動アウタ部の滑りトルクを任意に設定できる。これにより、従来の摩擦式トルクリミッタより、滑りトルクを低く設定できるので、発生衝撃を低減できる。
また、発生衝撃の低減により、各強度部品(例えば、逆転防止クラッチ、遊星歯車減速機等)の小型、軽量化が可能であり、且つ、低強度材を採用することによるコスト低減も可能となる。
さらに、クラッチアウタに持たせた衝撃吸収機能は、内部減速機を利用したものではないので、内部減速機を有しない常時噛合い式スタータにも、逆転防止クラッチを利用して衝撃吸収機能を持たせることができる。
In the reverse rotation prevention clutch of the present invention, the roller does not run idle when the engine is started and the shock absorbing function does not work. Therefore, it is not necessary to set the slip torque assuming the maximum friction of the engine. That is, the sliding torque of the movable outer portion with respect to the fixed outer portion can be arbitrarily set without being affected by the torque required when starting the engine. Thereby, since the slip torque can be set lower than the conventional friction type torque limiter, the generated impact can be reduced.
Further, by reducing the generated impact, each strength component (for example, a reverse rotation prevention clutch, a planetary gear speed reducer, etc.) can be reduced in size and weight, and cost can be reduced by using a low strength material. .
Furthermore, since the shock absorbing function provided to the clutch outer does not use an internal speed reducer, the constant mesh starter that does not have an internal speed reducer also has a shock absorbing function using a reverse rotation prevention clutch. Can be made.

(請求項2の発明)
請求項1に記載したスタータにおいて、クラッチアウタは、固定アウタ部の内周に可動アウタ部が圧入され、この圧入により得られる周方向の回転に対する固定力が滑りトルクとして設定されることを特徴とする。
クラッチアウタの衝撃吸収機能は、固定アウタ部の内周に可動アウタ部を圧入嵌合させるだけの簡易な構造によって提供でき、且つ、圧入荷重(圧入により得られる周方向の回転に対する固定力)に応じて滑りトルクを調整することができる。
(Invention of Claim 2)
The starter according to claim 1, wherein the clutch outer is configured such that the movable outer portion is press-fitted into an inner periphery of the fixed outer portion, and a fixing force with respect to rotation in a circumferential direction obtained by the press-fitting is set as a slip torque. To do.
The shock absorbing function of the clutch outer can be provided by a simple structure in which the movable outer portion is press-fitted to the inner periphery of the fixed outer portion, and the press-fit load (fixing force against circumferential rotation obtained by press-fitting) can be provided. The slip torque can be adjusted accordingly.

(請求項3の発明)
請求項2に記載したスタータにおいて、固定アウタ部と可動アウタ部との圧入部には、潤滑材が塗布されていることを特徴とする。
圧入部に潤滑材を塗布することにより、摩擦係数のばらつきを小さくできるので、滑りトルクの狙い値をシビア(厳格)に設定できる。また、圧入面の摩耗を抑制できるので、耐久性を向上できる。
(Invention of Claim 3)
The starter described in claim 2 is characterized in that a lubricant is applied to a press-fit portion between the fixed outer portion and the movable outer portion.
By applying a lubricant to the press-fit portion, the variation in the friction coefficient can be reduced, so that the target value of the sliding torque can be set to be severe (strict). Further, since the wear of the press-fit surface can be suppressed, durability can be improved.

(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、モータの回転を減速して出力軸に伝達する減速機と、エンジンの始動時にエンジン側からピニオンギヤを介して出力軸に過大トルクが伝達された時に、その過大トルクを吸収するトルクリミッタとを備え、減速機は、電機子軸に設けられる太陽歯車と、この太陽歯車と同心に配置される環状の内歯歯車と、太陽歯車と内歯歯車とに噛み合う遊星歯車とを有し、この遊星歯車の公転運動が出力軸に伝達される遊星歯車減速機であり、トルクリミッタは、内歯歯車に係合して回転可能に設けられ、且つ、摩擦力によって回転規制される回転ディスクを有し、摩擦力によって得られる回転ディスクの滑りトルクを超える過大トルクが内歯歯車に加わった時に、回転ディスクが摩擦力に抗して滑ることにより、過大トルクを吸収することを特徴とする。
(Invention of Claim 4)
The starter according to any one of claims 1 to 3, wherein an excessive torque is transmitted from the engine side to the output shaft via a pinion gear when the engine is started, and the reduction gear that decelerates the rotation of the motor and transmits it to the output shaft. And a torque limiter that absorbs the excessive torque, and the speed reducer includes a sun gear provided on the armature shaft, an annular internal gear arranged concentrically with the sun gear, a sun gear, and an internal gear. And a planetary gear speed reducer in which the revolving motion of the planetary gear is transmitted to the output shaft, and the torque limiter is rotatably engaged with the internal gear, and Having a rotating disk whose rotation is restricted by the frictional force, when the excessive torque exceeding the sliding torque of the rotating disk obtained by the frictional force is applied to the internal gear, the rotating disk slides against the frictional force. And by, characterized by absorbing the excessive torque.

クラッチアウタに持たせた衝撃吸収機能は、エンジン始動時に働くことはないが、エンジン始動時でも、例えば、エンジンの誤爆やエンジン停止直前の再始動等で過大衝撃が発生することも考えられる。
これに対し、本発明のスタータは、減速機を利用した摩擦板(回転ディスク)式のトルクリミッタを備えることにより、エンジン始動時に発生する衝撃も低減できる。
The shock absorbing function provided to the clutch outer does not work when the engine is started. However, even when the engine is started, an excessive shock may occur due to, for example, erroneous engine explosion or restart immediately before the engine stops.
On the other hand, the starter of the present invention includes a friction plate (rotating disk) type torque limiter that uses a speed reducer, so that it is possible to reduce the impact generated when the engine is started.

(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は、エンジンの停止および再始動を自動制御するエンジン自動停止/再始動システムに用いられることを特徴とする。
エンジン自動停止/再始動システムを搭載する車両では、必然的にスタータによるエンジンの始動回数が増加する。このため、逆転防止クラッチを持たないスタータを上記システムに採用した場合、エンジン停止毎に発生する電機子の逆回転の頻度が大幅に増加するため、ブラシの寿命に影響を与える。また、整流子上をブラシが摺動する際に異音(摺動音)が発生する回数も多くなり、ユーザに不快感を与える。
これに対し、本発明では、逆転防止クラッチを備えることにより、電機子の逆回転を防止できるので、ブラシの寿命を向上でき、且つ、ユーザに与える不快感も解消できる。
(Invention of Claim 5)
The starter according to any one of claims 1 to 4 is used for an engine automatic stop / restart system that automatically controls stop and restart of the engine.
A vehicle equipped with an automatic engine stop / restart system inevitably increases the number of times the engine is started by the starter. For this reason, when a starter that does not have a reverse rotation prevention clutch is employed in the above system, the frequency of reverse rotation of the armature that occurs each time the engine is stopped greatly increases, which affects the life of the brush. In addition, the number of times an abnormal noise (sliding noise) is generated when the brush slides on the commutator increases, giving the user an unpleasant feeling.
On the other hand, in the present invention, by providing the reverse rotation prevention clutch, the reverse rotation of the armature can be prevented, so that the life of the brush can be improved and the uncomfortable feeling given to the user can be eliminated.

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。   The best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the following examples.

図1は常時噛合い式スタータ1の断面図である。
実施例1に係るスタータ1は、図1に示す様に、電機子2aに回転力を発生するモータ2と、バッテリ(図示せず)から電機子2aに通電するためのモータ回路に設けられるメイン接点(後述する)を開閉する電磁リレー3と、電機子2aの回転を減速する減速機4(図2参照)と、この減速機4を介してモータ2の駆動トルクが伝達される出力軸5と、この出力軸5の外周に軸受6を介して嵌合するピニオンギヤ7と、電機子2aの逆回転を防止する逆転防止クラッチ8等より構成される。なお、このスタータ1は、エンジンの停止および再始動を自動制御するエンジン自動停止/再始動システム(アイドルストップ、エコランシステム等とも呼ばれる)に用いることができる。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a constant mesh starter 1.
As shown in FIG. 1, a starter 1 according to the first embodiment includes a motor 2 that generates a rotational force in an armature 2a, and a main circuit that is provided in a motor circuit for energizing the armature 2a from a battery (not shown). An electromagnetic relay 3 that opens and closes contacts (to be described later), a speed reducer 4 that slows down the rotation of the armature 2a (see FIG. 2), and an output shaft 5 through which the drive torque of the motor 2 is transmitted via the speed reducer 4 And a pinion gear 7 fitted to the outer periphery of the output shaft 5 via a bearing 6, a reverse rotation prevention clutch 8 for preventing reverse rotation of the armature 2a, and the like. The starter 1 can be used for an engine automatic stop / restart system (also called an idle stop, an eco-run system, or the like) that automatically controls engine stop and restart.

モータ2は、電機子2aの回転を出力する電機子軸2bの一端側(図示右側)に整流子9が設けられ、この整流子9の外周に配置されるブラシ10を介して電機子2aに通電される周知の整流子電動機である。電機子軸2bは、整流子9が設けられる一端側の端部が、軸受11を介してエンドフレーム12に回転自在に支持され、反整流子側(他端側)の端部が、出力軸5のモータ側端部に穿設された凹部の内周に軸受13(図2参照)を介して相対回転可能に挿入されている。
エンドフレーム12は、モータ2の磁気回路を形成するヨーク14のエンド側開口部に嵌合して組み付けられ、複数本のスルーボルト(図示せず)をハウジング15に締め付けて固定される。
The motor 2 is provided with a commutator 9 on one end side (right side in the drawing) of the armature shaft 2b that outputs the rotation of the armature 2a, and the armature 2a is connected to the armature 2a via a brush 10 disposed on the outer periphery of the commutator 9. It is a known commutator motor that is energized. The armature shaft 2b has an end on one end where the commutator 9 is provided rotatably supported by the end frame 12 via a bearing 11, and an end on the counter-commutator side (the other end) has an output shaft. 5 is inserted into the inner periphery of a recess formed in the motor side end through a bearing 13 (see FIG. 2) so as to be relatively rotatable.
The end frame 12 is fitted and assembled to the end opening of the yoke 14 that forms the magnetic circuit of the motor 2, and a plurality of through bolts (not shown) are fastened to the housing 15 and fixed.

電磁リレー3は、電磁コイル16とプランジャ17とを内蔵するソレノイドにより構成され、このソレノイドに固定される樹脂カバー18の内部にメイン接点が配置される。
ソレノイドは、電磁コイル16への通電により電磁石を形成してプランジャ17を吸引する周知の働きを有し、このプランジャ17と一体に可動する可動接点19によりメイン接点を閉操作する。また、電磁コイル16への通電が停止して電磁石の吸引力が消滅すると、リターンスプリング20に蓄えられた反力により、プランジャ17が図示左方向へ押し戻されてメイン接点を開操作する。
The electromagnetic relay 3 is configured by a solenoid that incorporates an electromagnetic coil 16 and a plunger 17, and a main contact is disposed inside a resin cover 18 that is fixed to the solenoid.
The solenoid has a well-known function of attracting the plunger 17 by forming an electromagnet by energizing the electromagnetic coil 16, and the main contact is closed by a movable contact 19 that moves integrally with the plunger 17. When the energization of the electromagnetic coil 16 is stopped and the attraction force of the electromagnet disappears, the reaction force stored in the return spring 20 causes the plunger 17 to be pushed back in the left direction in the figure to open the main contact.

メイン接点は、B端子ボルト21を介してモータ回路の高電位側(バッテリ側)に接続されるB固定接点22と、M端子ボルト23を介してモータ回路の低電位側(モータ側)に接続されるM固定接点24とで形成され、上記の可動接点19によって両固定接点22、24間を断続する。つまり、可動接点19が両固定接点22、24に当接して両固定接点22、24間が導通することによりメイン接点が閉状態となり、可動接点19が両固定接点22、24から離れて両固定接点22、24間の導通が遮断されることによりメイン接点が開状態となる。   The main contact is connected to the B potential contact (battery side) of the motor circuit via the B terminal bolt 21 and to the low potential side (motor side) of the motor circuit via the M terminal bolt 23. The fixed contact 24 is formed between the fixed contacts 22 and 24 by the movable contact 19. That is, when the movable contact 19 abuts on both the fixed contacts 22 and 24 and the fixed contacts 22 and 24 are brought into conduction, the main contact is closed, and the movable contact 19 is separated from both the fixed contacts 22 and 24 and fixed on both sides. When the continuity between the contacts 22 and 24 is interrupted, the main contact is opened.

B端子ボルト21とM端子ボルト23は、それぞれ樹脂カバー18に固定され、この樹脂カバー18より軸方向(図1の右方向)に突き出るB端子ボルト21にバッテリケーブル(図示せず)のターミナルが接続され、同様に、樹脂カバー18より軸方向に突き出るM端子ボルト23にモータリード線25のターミナルが接続される。なお、モータリード線25の反ターミナル側(モータ側)の端部は、ヨーク14とエンドフレーム12との間に挟持されるゴム製のグロメット26を介してモータ2の内部に引き込まれ、正極側のブラシ10と電気的に接続されている。   B terminal bolt 21 and M terminal bolt 23 are respectively fixed to resin cover 18, and a terminal of a battery cable (not shown) is connected to B terminal bolt 21 protruding in the axial direction (right direction in FIG. 1) from resin cover 18. Similarly, the terminal of the motor lead wire 25 is connected to the M terminal bolt 23 protruding in the axial direction from the resin cover 18. The end of the motor lead wire 25 on the side opposite to the terminal (motor side) is drawn into the motor 2 via a rubber grommet 26 sandwiched between the yoke 14 and the end frame 12, and is on the positive electrode side. The brush 10 is electrically connected.

減速機4は、図2に示す様に、電機子軸2bと同軸上で減速できる遊星歯車減速機であり、電機子軸2bの反整流子側に形成された太陽歯車27と、以下に説明するトルクリミッタを介して回転規制される内歯歯車28と、両歯車27、28に噛み合う複数の遊星歯車29と、この遊星歯車29の公転運動を出力する遊星キャリア30とで構成され、この遊星キャリア30が出力軸5と一体に設けられている。
トルクリミッタは、図2に示す様に、センタケース31に回転不能に固定される固定ディスク32と、この固定ディスク32とセンタケース31との間に挟持され、摩擦力によって回転規制される回転ディスク33と、センタケース31と固定ディスク32との間に回転ディスク33を挟み込んで軸方向に弾力を付与する皿ばね34等より構成され、回転ディスク33の滑りトルクを超える過大なトルクが内歯歯車28に加わると、回転ディスク33が摩擦力に抗して滑る(回転する)ことにより、内歯歯車28の回転が許容されて、過大トルクの伝達を遮断する。
As shown in FIG. 2, the speed reducer 4 is a planetary gear speed reducer that can be decelerated coaxially with the armature shaft 2b. The sun gear 27 formed on the side opposite to the commutator of the armature shaft 2b will be described below. A planetary gear 30 that outputs rotation motion of the planetary gear 29, and a planetary carrier 30 that outputs the revolving motion of the planetary gear 29. A carrier 30 is provided integrally with the output shaft 5.
As shown in FIG. 2, the torque limiter includes a fixed disk 32 that is fixed to the center case 31 so as not to rotate, and a rotating disk that is sandwiched between the fixed disk 32 and the center case 31 and whose rotation is restricted by a frictional force. 33, and a disc spring 34 or the like that sandwiches the rotating disk 33 between the center case 31 and the fixed disk 32 and imparts elasticity in the axial direction, and an excessive torque exceeding the sliding torque of the rotating disk 33 is generated by the internal gear. When applied to 28, the rotating disk 33 slides (rotates) against the frictional force, allowing the internal gear 28 to rotate and interrupting transmission of excessive torque.

センタケース31は、ハウジング15の内部に出力軸5と直交して配置され、ハウジング15の内周に設けられた段差に当接して軸方向に位置決めされると共に、ハウジング15に対し周方向に回り止めされている。
出力軸5は、電機子軸2bと同一軸線上に配置されると共に、反減速機側の端部が軸受35(図1参照)を介してハウジング15の先端部に回転自在に支持され、減速機側の端部が軸受36(図2参照)を介してセンタケース31に回転自在に支持されている。
ピニオンギヤ7は、エンジン側のリングギヤ37に常時噛み合わされ、且つ、以下に説明する衝撃吸収装置を介して出力軸5に連結されている。
The center case 31 is disposed inside the housing 15 at right angles to the output shaft 5, abuts against a step provided on the inner periphery of the housing 15, is positioned in the axial direction, and rotates in the circumferential direction with respect to the housing 15. It has been stopped.
The output shaft 5 is disposed on the same axis as the armature shaft 2b, and the end portion on the side opposite to the speed reducer is rotatably supported on the tip end portion of the housing 15 via a bearing 35 (see FIG. 1). An end on the machine side is rotatably supported by the center case 31 via a bearing 36 (see FIG. 2).
The pinion gear 7 is always meshed with a ring gear 37 on the engine side, and is connected to the output shaft 5 via an impact absorbing device described below.

衝撃吸収装置は、図1に示す様に、ピニオンギヤ7に連結されるリングドライブ38と、出力軸5に連結されるリングドライブ39と、リングドライブ38とリングドライブ39との間にリングスペース40を介して組み込まれる複数個のゴムダンパ41等より構成される。
リングドライブ38は、径方向の中央部に円筒状のボス部38aが設けられ、このボス部38aがピニオンギヤ7と一体に設けられた円筒部7aの外周にスプライン嵌合して、ピニオンギヤ7に対し相対回転不能に連結されている。
リングドライブ39は、リングドライブ38と同様に、径方向の中央部に円筒状のボス部39aが設けられ、このボス部39aが出力軸5の外周にスプライン嵌合して、出力軸5に対し相対回転不能に連結されている。
As shown in FIG. 1, the impact absorbing device includes a ring drive 38 connected to the pinion gear 7, a ring drive 39 connected to the output shaft 5, and a ring space 40 between the ring drive 38 and the ring drive 39. It comprises a plurality of rubber dampers 41 and the like that are incorporated via the vias.
The ring drive 38 is provided with a cylindrical boss portion 38 a at the center in the radial direction, and this boss portion 38 a is spline-fitted to the outer periphery of the cylindrical portion 7 a provided integrally with the pinion gear 7. They are connected so that they cannot rotate relative to each other.
Similar to the ring drive 38, the ring drive 39 is provided with a cylindrical boss portion 39 a at the center in the radial direction, and this boss portion 39 a is spline fitted to the outer periphery of the output shaft 5 to They are connected so that they cannot rotate relative to each other.

リングスペース40は、リングドライブ38とリングドライブ39との間に配置され、リングドライブ39に設けられたボス部39aの外周に回転可能に嵌合している。
軸方向に対向するリングドライブ38とリングスペース40との間、および、リングスペース40とリングドライブ39との間には、それぞれ、ゴムダンパ41を収納するためのダンパスペースが周方向に複数ヶ所形成されている。
ゴムダンパ41は、上記のダンパスペースにそれぞれ1個ずつ(図1では1段あたり3個×2段の計6個)収納され、このゴムダンパ41を介して、リングドライブ38とリングスペース40、および、リングスペース40とリングドライブ39とが、それぞれ相対回転可能に設けられている。
The ring space 40 is disposed between the ring drive 38 and the ring drive 39, and is rotatably fitted to the outer periphery of a boss portion 39 a provided in the ring drive 39.
A plurality of damper spaces for accommodating the rubber dampers 41 are formed in the circumferential direction between the ring drive 38 and the ring space 40 facing each other in the axial direction and between the ring space 40 and the ring drive 39. ing.
Each of the rubber dampers 41 is accommodated in the above-described damper space (a total of 6 pieces of 3 × 2 stages per stage in FIG. 1), and through this rubber damper 41, the ring drive 38, the ring space 40, and A ring space 40 and a ring drive 39 are provided so as to be relatively rotatable.

次に、本発明に係る逆転防止クラッチ8について説明する。
逆転防止クラッチ8は、図3に示す様に、電機子軸2bに設けられたクラッチインナ80と、このクラッチインナ80と同心に配置されるクラッチアウタ81と、クラッチインナ80とクラッチアウタ81との間でトルクの伝達を断続するローラ82と、このローラ82を付勢するスプリング83等より構成される。
クラッチインナ80は、電機子軸2bの反整流子側に設けられ、太陽歯車27の歯先径より大きい外径を有している(図2参照)。なお、本実施例のクラッチインナ80は、電機子軸2bと一体に設けられているが、例えば、電機子軸2bとは別体でリング形状を設けて、電機子軸2bの外周に圧入嵌合しても良い。
Next, the reverse rotation prevention clutch 8 according to the present invention will be described.
As shown in FIG. 3, the reverse rotation prevention clutch 8 includes a clutch inner 80 provided on the armature shaft 2 b, a clutch outer 81 disposed concentrically with the clutch inner 80, and a clutch inner 80 and a clutch outer 81. The roller 82 is configured to intermittently transmit torque, and the spring 83 biases the roller 82.
The clutch inner 80 is provided on the counter commutator side of the armature shaft 2b and has an outer diameter larger than the tooth tip diameter of the sun gear 27 (see FIG. 2). The clutch inner 80 according to the present embodiment is provided integrally with the armature shaft 2b. For example, a ring shape is provided separately from the armature shaft 2b and is press-fitted to the outer periphery of the armature shaft 2b. May be combined.

クラッチアウタ81は、回転不能に固定される固定アウタ部81aと、この固定アウタ部81aの内側に配置されてクラッチインナ80の外周面との間にくさび状のカム室84を形成する可動アウタ部81bとで形成される。
固定アウタ部81aは、径方向の外側へ延設されるアウタ壁部81cを有し、このアウタ壁部81cの外周部が、モータ2のヨーク14とスペーサ部材42(図2参照)との間に挟持されて軸方向に位置決めされ、且つ、アウタ壁部81cの外周に設けられた一対の係合部81d(図3参照)が、ハウジング15の内周に形成される係合凹部(図示せず)に係合して回転規制されている。
スペーサ部材42は、センタケース31とアウタ壁部81cとの間を軸方向に覆う円筒形状を有し、図2に示す様に、センタケース31の外周部に設けられた段差部に軸方向の前端部が嵌合して径方向に位置決めされている。
The clutch outer 81 is a movable outer portion that forms a wedge-shaped cam chamber 84 between a fixed outer portion 81a that is fixed so as not to rotate and an outer peripheral surface of the clutch inner 80 that is disposed inside the fixed outer portion 81a. 81b.
The fixed outer portion 81a has an outer wall portion 81c extending outward in the radial direction, and the outer peripheral portion of the outer wall portion 81c is between the yoke 14 of the motor 2 and the spacer member 42 (see FIG. 2). A pair of engaging portions 81d (see FIG. 3) which are sandwiched between the two and are positioned in the axial direction and provided on the outer periphery of the outer wall portion 81c are formed in an engaging recess (not shown) on the inner periphery of the housing 15. ) And the rotation is restricted.
The spacer member 42 has a cylindrical shape that covers the space between the center case 31 and the outer wall portion 81c in the axial direction. As shown in FIG. 2, the spacer member 42 has a stepped portion provided on the outer peripheral portion of the center case 31 in the axial direction. The front end is fitted and positioned in the radial direction.

可動アウタ部81bは、固定アウタ部81aの内周に圧入嵌合して、固定アウタ部81aに対し所定の滑りトルクで回転規制されており、且つ、クラッチインナ80の外周面との間に複数のカム室84を形成している。また、固定アウタ部81aと可動アウタ部81bとの圧入部には、グリース等の潤滑材が塗布されている。
カム室84は、図4(a)に示す様に、クラッチインナ80の外周面との間に形成される空間が、周方向の一方側(スプリング83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、周方向の一方側では、ローラ82の外径(ローラ径)より広く形成され、周方向の他方側では、ローラ径より狭く形成されている。
ローラ82は、カム室84に配設され、スプリング83によってカム室84の空間が狭くなる方向(狭小方向)へ付勢されている。
The movable outer portion 81b is press-fitted into the inner periphery of the fixed outer portion 81a, is restricted in rotation with a predetermined slip torque with respect to the fixed outer portion 81a, and a plurality of movable outer portions 81b are provided between the outer peripheral surface of the clutch inner 80 and the like. The cam chamber 84 is formed. A lubricant such as grease is applied to the press-fit portion between the fixed outer portion 81a and the movable outer portion 81b.
As shown in FIG. 4A, the space formed between the cam chamber 84 and the outer peripheral surface of the clutch inner 80 is gradually narrowed from one side (spring 83 side) in the circumferential direction toward the other side. It is formed in a wedge shape, and is formed wider than the outer diameter (roller diameter) of the roller 82 on one side in the circumferential direction, and narrower than the roller diameter on the other side in the circumferential direction.
The roller 82 is disposed in the cam chamber 84 and is urged by a spring 83 in a direction (narrow direction) in which the space of the cam chamber 84 is narrowed.

次に、スタータ1の作動および効果を説明する。
電磁リレー3によりモータ回路のメイン接点が閉操作されると、バッテリから電機子2aに通電されて電機子軸2bに回転力を発生する。この時、逆転防止クラッチ8は、図4(b)に示す様に、電機子軸2bに設けられたクラッチインナ80が図中矢印で示す反時計回転方向に回転することにより、ローラ82がスプリング83を押し縮めながらカム室84の空間が広くなる方向へ移動して空転することにより、電機子軸2bの回転を許容する。つまり、エンジン始動時には、逆転防止クラッチ8が働くことはない。
電機子軸2bの回転は、減速機4で減速されて出力軸5に伝わり、更に、出力軸5からピニオンギヤ7に伝達され、このピニオンギヤ7の回転がリングギヤ37に伝達されて、エンジンをクランキングする。このクランキング時に生じる衝撃(例えば、リングギヤ37がピニオンギヤ7を叩くことにより生じる衝撃)は、衝撃吸収装置により吸収される。つまり、リングスペース40を介してリングドライブ38とリングドライブ39とが相対回転し、ゴムダンパ41が周方向に撓む(圧縮変形する)ことにより衝撃を吸収する。
Next, the operation and effect of the starter 1 will be described.
When the main contact of the motor circuit is closed by the electromagnetic relay 3, the armature 2a is energized from the battery to generate a rotational force on the armature shaft 2b. At this time, as shown in FIG. 4 (b), the reverse rotation prevention clutch 8 rotates the clutch inner 80 provided on the armature shaft 2b in the counterclockwise direction indicated by the arrow in the drawing, so that the roller 82 is spring-loaded. The armature shaft 2b is allowed to rotate by moving in the direction in which the space of the cam chamber 84 is widened while idling 83 and shrinking. That is, when the engine is started, the reverse rotation prevention clutch 8 does not work.
The rotation of the armature shaft 2b is decelerated by the speed reducer 4 and transmitted to the output shaft 5, and further transmitted from the output shaft 5 to the pinion gear 7, and the rotation of the pinion gear 7 is transmitted to the ring gear 37 to crank the engine. To do. The impact generated during the cranking (for example, the impact caused by the ring gear 37 hitting the pinion gear 7) is absorbed by the impact absorbing device. That is, the ring drive 38 and the ring drive 39 rotate relative to each other via the ring space 40, and the rubber damper 41 is bent (compressed and deformed) in the circumferential direction to absorb the impact.

また、衝撃吸収装置で吸収しきれない過大な衝撃、例えば、エンジンの誤爆やエンジン停止直前の再始動等で過大衝撃が発生した場合は、トルクリミッタの回転ディスク33が摩擦力に抗して滑ることにより、衝撃力の伝達を遮断する。これにより、スタータ1のトルク伝達経路に過大な衝撃が加わることはなく、エンジン側から受ける衝撃による損傷を回避できる。
エンジンが完爆してエンジン回転数がスタータ回転数を上回ると、例えば、リングギヤ37に内蔵された一方向クラッチ(図示せず)が空転して、エンジンのクランク軸とリングギヤ37との間でトルクの伝達が遮断されるため、エンジンの回転がピニオンギヤ7に伝達されることはなく、電機子2aのオーバランを防止できる。
Further, when an excessive shock that cannot be absorbed by the shock absorbing device, for example, an excessive shock occurs due to an erroneous explosion of the engine or a restart immediately before the engine is stopped, the rotating disk 33 of the torque limiter slides against the frictional force. This interrupts the transmission of impact force. Thereby, an excessive impact is not applied to the torque transmission path of the starter 1, and damage due to the impact received from the engine side can be avoided.
When the engine completes explosion and the engine speed exceeds the starter speed, for example, a one-way clutch (not shown) built in the ring gear 37 idles, and torque is generated between the engine crankshaft and the ring gear 37. Therefore, the engine rotation is not transmitted to the pinion gear 7 and the overrun of the armature 2a can be prevented.

ところで、エンジンに逆回転が発生した場合、例えば、エンジンが停止する際に生じるクランク軸の揺動による逆回転、あるいは、登板路でのエンストにより車両が後退する時にエンジンが逆回転した時には、リングギヤ37に内蔵された一方向クラッチが結合状態となる。このため、エンジンの逆回転がリングギヤ37からピニオンギヤ7→出力軸5→衝撃吸収装置→減速機4→電機子軸2bへと伝達され、図4(c)に示す様に、クラッチインナ80が図中矢印で示す時計回転方向に回転すると、ローラ82がカム室84の狭小方向へ移動してクラッチインナ80と可動アウタ部81bとの間にロックされることにより、クラッチインナ80の回転が阻止される。その結果、電機子軸2bがエンジン始動時と逆方向に回転することを防止できる。   By the way, when reverse rotation occurs in the engine, for example, when the engine rotates backward when the vehicle moves backward due to the crankshaft swinging when the engine stops, or when the engine reverses due to the climb on the climbing road, The one-way clutch built in 37 is engaged. For this reason, the reverse rotation of the engine is transmitted from the ring gear 37 to the pinion gear 7 → the output shaft 5 → the shock absorbing device → the speed reducer 4 → the armature shaft 2b. As shown in FIG. When rotating in the clockwise direction indicated by the middle arrow, the roller 82 moves in the narrow direction of the cam chamber 84 and is locked between the clutch inner 80 and the movable outer portion 81b, thereby preventing the clutch inner 80 from rotating. The As a result, it is possible to prevent the armature shaft 2b from rotating in the direction opposite to that when starting the engine.

また、エンジンの逆回転が電機子軸2bに伝達された時に、逆転防止クラッチ8が働くと、スタータ1のトルク伝達経路に衝撃が発生する。特に、車両のエンスト時には、車両全体の慣性を逆転防止クラッチ8で受けることになるため、非常に大きな衝撃が発生する。この時、クラッチアウタ81の固定アウタ部81aに対する可動アウタ部81bの滑りトルクより大きな負荷トルクが電機子軸2bに加わると、可動アウタ部81bが固定アウタ部81aに対し周方向に滑る(回転する)ことで、負荷トルクを吸収して発生する衝撃を低減できる。   Further, when the reverse rotation prevention clutch 8 is operated when the reverse rotation of the engine is transmitted to the armature shaft 2b, an impact is generated in the torque transmission path of the starter 1. In particular, when the vehicle is stalled, the inertia of the entire vehicle is received by the reverse rotation prevention clutch 8, so that a very large impact is generated. At this time, when a load torque larger than the sliding torque of the movable outer portion 81b with respect to the fixed outer portion 81a of the clutch outer 81 is applied to the armature shaft 2b, the movable outer portion 81b slides (rotates) in the circumferential direction with respect to the fixed outer portion 81a. Therefore, the impact generated by absorbing the load torque can be reduced.

なお、可動アウタ部81bが固定アウタ部81aに対し滑る時に、ローラ82とクラッチインナ80も共に動き始める(回転する)ため、クラッチインナ80が設けられる電機子軸2bも回転する。しかし、過大な負荷トルクが加わるのは、滑りトルクの設定値にもよるが、入力速度の非常に高い衝撃を受けた時であり、長時間発生するものではないため、電機子2aが連続的に回転し続けることはない。すなわち、逆転防止クラッチ8は、電機子軸2bに過大な負荷トルクが加わった時に、可動アウタ部81bが滑ることで瞬間的に電機子2aの逆回転を許容するが、可動アウタ部81bが滑ることにより負荷トルクが吸収された後は、本来の逆転防止機能により電機子2aの逆回転を防止できる。   When the movable outer portion 81b slides relative to the fixed outer portion 81a, both the roller 82 and the clutch inner 80 start to move (rotate), so the armature shaft 2b provided with the clutch inner 80 also rotates. However, although the excessive load torque is applied depending on the set value of the slip torque, it is when it receives an impact with a very high input speed and does not occur for a long time. Will never continue to rotate. That is, the reverse rotation prevention clutch 8 allows the armature 2a to rotate backward instantaneously by sliding the movable outer portion 81b when an excessive load torque is applied to the armature shaft 2b, but the movable outer portion 81b slides. Thus, after the load torque is absorbed, the reverse rotation of the armature 2a can be prevented by the original reverse rotation prevention function.

また、逆転防止クラッチ8は、エンジン始動時にローラ82が空転して衝撃吸収機能が働くことはないので、エンジンの最大フリクションを想定して滑りトルクを設定する必要はない。つまり、従来の摩擦式トルクリミッタは、図5に示す様に、エンジンの最大フリクションに対し所定の余裕度を持たせた上で最低滑りトルクが決められているので、この最低滑りトルク以下には、滑りトルクを下げることができない。このため、エンジン側から入力される過大な衝撃をトルクリミッタにより低減するにしても、エンジン始動時に必要なトルクリミッタの滑りトルクに支配されるため、発生衝撃を低減するのにも限界があった。   Further, the reverse rotation prevention clutch 8 does not need to set the slip torque assuming the maximum friction of the engine because the roller 82 does not idle at the time of engine start and the shock absorbing function does not work. In other words, as shown in FIG. 5, in the conventional friction type torque limiter, the minimum slip torque is determined with a predetermined margin with respect to the maximum friction of the engine. Can not lower the sliding torque. For this reason, even if the excessive impact input from the engine side is reduced by the torque limiter, it is governed by the slip torque of the torque limiter required when starting the engine, so there is a limit to reducing the generated impact. .

これに対し、本実施例のスタータ1では、逆転防止クラッチ8のクラッチアウタ81に衝撃吸収機能を持たせているので、エンジン始動時に必要なトルクの影響を受けることなく、固定アウタ部81aに対する可動アウタ部81bの滑りトルクを任意に設定できる。その結果、図5に示す様に、従来のトルクリミッタより滑りトルクを低く設定できるので、図示矢印Aで示す様に、従来より発生衝撃を低減できる。
また、発生衝撃の低減により、スタータ1の各強度部品(例えば、逆転防止クラッチ8、遊星歯車減速機4等)の小型、軽量化が可能であり、且つ、低強度材を採用することによるコスト低減も可能となる。
さらに、実施例1に記載したスタータ1は、内部減速機4を有しているが、逆転防止クラッチ8のクラッチアウタ81に持たせた衝撃吸収機能は、内部減速機(遊星歯車減速機4)を利用したものではないので、内部減速機を有しない常時噛合い式スタータにも、逆転防止クラッチ8を利用して衝撃吸収機能を持たせることができる。
On the other hand, in the starter 1 of the present embodiment, the clutch outer 81 of the reverse rotation prevention clutch 8 is provided with an impact absorbing function, so that it can be moved relative to the fixed outer portion 81a without being affected by the torque required when starting the engine. The sliding torque of the outer part 81b can be set arbitrarily. As a result, as shown in FIG. 5, since the slip torque can be set lower than that of the conventional torque limiter, the generated impact can be reduced as compared with the conventional arrow A as shown by the arrow A in the figure.
Further, by reducing the generated impact, each strength component of the starter 1 (for example, the reverse rotation prevention clutch 8, the planetary gear speed reducer 4 and the like) can be reduced in size and weight, and the cost due to the use of a low strength material. Reduction is also possible.
Further, the starter 1 described in the first embodiment includes the internal speed reducer 4, but the shock absorbing function provided to the clutch outer 81 of the reverse rotation prevention clutch 8 is the internal speed reducer (planetary gear speed reducer 4). Therefore, a constant meshing starter that does not have an internal speed reducer can also be provided with an impact absorbing function by using the reverse rotation prevention clutch 8.

また、クラッチアウタ81の衝撃吸収機能は、固定アウタ部81aの内周に可動アウタ部81bを圧入嵌合させるだけの簡易な構造によって実現でき、且つ、圧入荷重(圧入により得られる周方向の回転に対する固定力)に応じて滑りトルクを任意に調整することができる。
さらに、固定アウタ部81aと可動アウタ部81bとの圧入部にグリース等の潤滑材を塗布することにより、摩擦係数のばらつきを小さくできるので、滑りトルクの狙い値をシビア(厳格)に設定できる。また、潤滑材によって圧入面の摩耗を抑制できるので、耐久性を向上できる。
Further, the shock absorbing function of the clutch outer 81 can be realized by a simple structure in which the movable outer portion 81b is press-fitted and fitted to the inner periphery of the fixed outer portion 81a, and a press-fit load (a circumferential rotation obtained by press-fitting). The sliding torque can be arbitrarily adjusted according to the fixing force).
Further, by applying a lubricant such as grease to the press-fitted portion between the fixed outer portion 81a and the movable outer portion 81b, the variation in the friction coefficient can be reduced, so that the target value of the sliding torque can be set to be severe (strict). Moreover, since the wear of the press-fit surface can be suppressed by the lubricant, the durability can be improved.

本実施例のスタータ1は、ピニオンギヤ7がリングギヤ37に常時噛み合わされているので、エンジンの停止および再始動を自動制御するエンジン自動停止/再始動システムに用いることができる。このエンジン自動停止/再始動システムを搭載する車両では、必然的にスタータ1によるエンジンの始動回数が増加する。このため、逆転防止クラッチ8を持たないスタータを上記システムに採用した場合は、エンジン停止毎に発生する電機子2aの逆回転の頻度が大幅に増加するため、ブラシ10の寿命に影響を与える。また、整流子9の外周をブラシ10が摺動する際に異音(摺動音)が発生する回数も多くなり、ユーザに不快感を与える。
これに対し、本実施例のスタータ1は、逆転防止クラッチ8により電機子2aの逆回転を防止できるので、ブラシ10の寿命を向上でき、且つ、ユーザに与える不快感も解消できる。
The starter 1 of this embodiment can be used for an engine automatic stop / restart system that automatically controls stop and restart of the engine because the pinion gear 7 is always meshed with the ring gear 37. In a vehicle equipped with this engine automatic stop / restart system, the number of times the engine is started by the starter inevitably increases. For this reason, when a starter that does not have the reverse rotation prevention clutch 8 is employed in the above system, the frequency of reverse rotation of the armature 2a that occurs each time the engine is stopped is greatly increased, which affects the life of the brush 10. Further, when the brush 10 slides on the outer periphery of the commutator 9, the number of times that abnormal noise (sliding noise) is generated increases, which makes the user uncomfortable.
On the other hand, since the starter 1 of the present embodiment can prevent the armature 2a from rotating backward by the reverse rotation prevention clutch 8, the life of the brush 10 can be improved and the discomfort given to the user can be eliminated.

スタータの断面図である。It is sectional drawing of a starter. 逆転防止クラッチとトルクリミッタの断面図である。It is sectional drawing of a reverse rotation prevention clutch and a torque limiter. 逆転防止クラッチの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a reverse rotation prevention clutch. (a)逆転防止クラッチの一部を示す拡大断面図、(b)エンジン始動時の同クラッチの作動説明図、(c)エンジンの逆回転が入力された時の同クラッチの作動説明図である。(A) Enlarged sectional view showing a part of the reverse rotation prevention clutch, (b) Operation explanatory diagram of the clutch at the time of starting the engine, (c) Operation explanatory diagram of the clutch when reverse rotation of the engine is inputted. . 逆転防止クラッチの滑りトルクとエンジンフリクションとの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the slipping torque of a reverse rotation prevention clutch, and an engine friction.

符号の説明Explanation of symbols

1 スタータ
2 モータ
2b 電機子軸
4 減速機
5 出力軸
6 軸受
7 ピニオンギヤ
8 逆転防止クラッチ
27 太陽歯車
28 内歯歯車
29 遊星歯車
33 回転ディスク
37 リングギヤ
80 クラッチインナ
81 クラッチアウタ
81a 固定アウタ部
81b 可動アウタ部
82 ローラ
84 カム室
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Starter 2 Motor 2b Armature shaft 4 Reduction gear 5 Output shaft 6 Bearing 7 Pinion gear 8 Reverse rotation prevention clutch 27 Sun gear 28 Internal gear 29 Planetary gear 33 Rotating disk 37 Ring gear 80 Clutch inner 81 Clutch outer 81a Fixed outer part 81b Movable outer Part 82 roller 84 cam chamber

Claims (5)

電機子軸に回転力を発生するモータと、
このモータの回転力が伝達されて回転する出力軸と、
この出力軸の外周に軸受を介して相対回転可能に配置されると共に、エンジン側のリングギヤに常時噛み合わされ、前記モータが発生する回転力を前記リングギヤに伝達するピニオンギヤと、
前記電機子軸がエンジン始動時の回転方向と逆方向に回転することを防止する逆転防止クラッチとを備え、
この逆転防止クラッチは、
前記電機子軸上に設けられるクラッチインナと、このクラッチインナと同心に配置され、前記クラッチインナの外周面との間にくさび状のカム室を形成するクラッチアウタと、前記カム室に配設されるローラとを有し、エンジンの逆回転が前記電機子軸に伝達された時に、前記ローラが前記カム室の狭小方向へ移動して前記クラッチアウタと前記クラッチインナとの間にロックされることにより、前記クラッチインナの回転を阻止して前記電機子軸の逆回転を防止するスタータであって、
前記クラッチアウタは、回転不能に固定された固定アウタ部と、この固定アウタ部の内側に配置されて前記クラッチインナの外周面との間に前記カム室を形成すると共に、前記固定アウタ部に対し所定の滑りトルクで回転規制されている可動アウタ部とを有し、エンジン側から入力される逆回転が前記電機子軸に伝達されて、前記滑りトルクより大きな負荷トルクが前記電機子軸に加わった時に、前記可動アウタ部が前記固定アウタ部に対し周方向に滑ることで、前記負荷トルクを吸収する働きを有することを特徴とするスタータ。
A motor that generates rotational force on the armature shaft;
An output shaft that rotates when the rotational force of the motor is transmitted;
A pinion gear that is arranged on the outer periphery of the output shaft so as to be relatively rotatable via a bearing, is always meshed with a ring gear on the engine side, and transmits the rotational force generated by the motor to the ring gear;
A reverse rotation preventing clutch that prevents the armature shaft from rotating in a direction opposite to the rotation direction at the time of starting the engine;
This reverse rotation prevention clutch
A clutch inner provided on the armature shaft, a clutch outer disposed concentrically with the clutch inner and forming a wedge-shaped cam chamber between the clutch inner and an outer peripheral surface of the clutch inner, and the cam chamber. And when the reverse rotation of the engine is transmitted to the armature shaft, the roller moves in the narrowing direction of the cam chamber and is locked between the clutch outer and the clutch inner. The starter prevents rotation of the clutch inner and prevents reverse rotation of the armature shaft,
The clutch outer forms a cam chamber between a fixed outer portion that is fixed in a non-rotatable manner and an outer peripheral surface of the clutch inner and is disposed inside the fixed outer portion. A movable outer portion whose rotation is restricted by a predetermined slip torque, reverse rotation input from the engine side is transmitted to the armature shaft, and a load torque larger than the slip torque is applied to the armature shaft. When the movable outer portion slides in the circumferential direction with respect to the fixed outer portion, the starter has a function of absorbing the load torque.
請求項1に記載したスタータにおいて、
前記クラッチアウタは、前記固定アウタ部の内周に前記可動アウタ部が圧入され、この圧入により得られる周方向の回転に対する固定力が前記滑りトルクとして設定されることを特徴とするスタータ。
The starter according to claim 1,
In the clutch outer, the movable outer portion is press-fitted into an inner circumference of the fixed outer portion, and a fixing force against circumferential rotation obtained by the press-fitting is set as the slip torque.
請求項2に記載したスタータにおいて、
前記固定アウタ部と前記可動アウタ部との圧入部には、潤滑材が塗布されていることを特徴とするスタータ。
The starter according to claim 2,
A starter, wherein a lubricant is applied to a press-fit portion between the fixed outer portion and the movable outer portion.
請求項1〜3に記載した何れかのスタータにおいて、
前記モータの回転を減速して前記出力軸に伝達する減速機と、
前記エンジンの始動時に前記エンジン側から前記ピニオンギヤを介して前記出力軸に過大トルクが伝達された時に、その過大トルクを吸収するトルクリミッタとを備え、
前記減速機は、前記電機子軸に設けられる太陽歯車と、この太陽歯車と同心に配置される環状の内歯歯車と、前記太陽歯車と前記内歯歯車とに噛み合う遊星歯車とを有し、この遊星歯車の公転運動が前記出力軸に伝達される遊星歯車減速機であり、
前記トルクリミッタは、前記内歯歯車に係合して回転可能に設けられ、且つ、摩擦力によって回転規制される回転ディスクを有し、前記摩擦力によって得られる前記回転ディスクの滑りトルクを超える過大トルクが前記内歯歯車に加わった時に、前記回転ディスクが摩擦力に抗して滑ることにより、前記過大トルクを吸収することを特徴とするスタータ。
The starter according to any one of claims 1 to 3,
A decelerator that decelerates the rotation of the motor and transmits it to the output shaft;
A torque limiter that absorbs the excessive torque when the excessive torque is transmitted to the output shaft from the engine side via the pinion gear when the engine is started,
The speed reducer has a sun gear provided on the armature shaft, an annular internal gear arranged concentrically with the sun gear, and a planetary gear meshing with the sun gear and the internal gear, A planetary gear reducer in which the revolving motion of the planetary gear is transmitted to the output shaft;
The torque limiter has a rotating disk that is rotatably engaged with the internal gear and that is restricted in rotation by a frictional force, and exceeds an excessive slip torque of the rotating disk obtained by the frictional force. A starter characterized in that when the torque is applied to the internal gear, the rotating disk absorbs the excessive torque by sliding against the frictional force.
請求項1〜4に記載した何れかのスタータは、エンジンの停止および再始動を自動制御するエンジン自動停止/再始動システムに用いられることを特徴とするスタータ。   5. The starter according to claim 1, wherein the starter is used in an engine automatic stop / restart system that automatically controls stop and restart of the engine.
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