JP2009236265A - エンジン始動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン始動装置を構成する減速部を、コスト低下するとともに、耐久性を図れるように構成する。
【解決手段】モータ軸（出力軸）２と駆動軸７とが同芯状に配されるエンジン始動装置１の減速部Ｄを、モータ部Ｍのモータ軸２の外周に形成されるギア歯（太陽ギア）２ｂに噛合する複数の遊星ギア８と、駆動軸７と同芯状に配され、前記複数の遊星ギア８が噛合する内歯リングギア９とを用いて構成するにあたり、前記内歯リングギア９を、軸芯方向に積層された複数枚のプレート体２１により構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両等の内燃機関を始動させるためのエンジン始動装置の技術分野に属するものである。

一般に、この種エンジン始動装置のなかには、モータ部と、該モータ部の出力軸と同芯状に配される駆動軸と、出力軸と駆動軸とを減速して動力伝動する減速部と、前記駆動軸に移動自在に設けられるピニオンギアと、前記モータ部をバッテリ電源に接続するとともに、ピニオンギアをエンジン側のリングギアに噛合するよう変位せしめる電磁制御部とを用いて構成したものが提唱されており、このように、出力軸と駆動軸とを同芯状に配設することにより径方向のコンパクト化が図れることが知られている。

このようなものでは、減速部を、出力軸先端部に形成されるギア歯を太陽ギアとし、該太陽ギアに噛合する遊星ギアと、遊星ギアが噛合する内歯リングギアとを用いて構成することにより径方向の小型化を損なうことがなく、その一例としては、減速部を、駆動軸の基端部外周に相対回転自在に外嵌する有底筒状のケース体を用いて構成し、ケース体にモータ軸先端を内装し、該モータ軸先端に形成される太陽ギアに複数の遊星ギアを噛合するとともに、これら遊星ギアを、ケース体の筒部の内周面に形成した内歯リングギアに噛合させる構成としたものが知られている。そして、このものでは、複数の遊星ギアを支持する支持プレートを駆動軸に一体的に連動連結することで、出力軸の駆動力が減速した状態で駆動軸に伝動するように構成されている。
特開平１０−２５２６２１号公報

しかるに、前記従来のものにおいて、ケース体は、内周面の内歯リングギアとともに一体形成される構成であり、このようなケース体を樹脂材で一体形成した場合では、高回転に対して強度不足となる惧れがあるばかりでなく、内歯リングギアの精度を出しにくいという問題がある。一方、ケース体を焼結により形成した場合では、エンジン始動装置自体が重量化してしまうという別の問題も生じることになり、何れの場合も問題があり、これらに本発明を解決するべき課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、モータ部と、該モータ部の出力軸と同芯状に配される駆動軸と、出力軸と駆動軸とを減速して動力伝動する減速部と、前記駆動軸に移動自在に設けられるピニオンギアと、前記モータ部をバッテリ電源に接続するとともに、ピニオンギアをエンジン側のリングギアに噛合するよう変位せしめる電磁制御部とを備えたエンジン始動装置において、前記減速部を、出力軸外周に形成される太陽ギアに噛合する複数の遊星ギアと、駆動軸と同芯状に配されて前記複数の遊星ギアが噛合する内歯リングギアとを用いて構成するにあたり、前記内歯リングギアは、軸芯方向に積層された複数枚のプレート体により構成されているエンジン始動装置である。
請求項２の発明は、内歯リングギアは、金属製板材をプレス加工して形成されるもとのし、プレート体の積層部に形成されるプレスダレによる空隙部がグリース溜まりに構成されている請求項１に記載のエンジン始動装置である。
請求項３の発明は、内歯リングギアは、駆動軸が相対回転自在に外嵌する貫通孔と、複数の遊星ギアを外嵌する筒部とを備えた有底筒状の樹脂材からなるケース体に支持されている請求項１または２に記載のエンジン始動装置である。

請求項１の発明とすることにより、低コスト化を実現することができるばかりでなく、エンジン始動装置の作動を円滑にでき、しかも、耐久性を向上することができる。
請求項２の発明とすることにより、減速部へのグリース供給を長期化することができて、エンジン始動装置の耐久性を一層向上できる。
請求項３の発明とすることにより、内歯リングギアと駆動軸との芯出しが容易で、しかも、内歯リングギアの強度アップ、精度の向上が図れるうえ、軽量化を図ることができる。

次ぎに、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図面において、１は車両等に搭載されるエンジンを始動するためのエンジン始動装置（スタータ）であって、該エンジン始動装置１を構成するモータ部（電動モータ）Ｍは、汎用のブラシ式直流モータが用いられており、モータ軸（出力軸）２の基端部は、筒状のヨーク３の基端側開口を塞ぐエンドカバー３ａに回転自在に軸承されている一方、モータ軸２の先端部には、コンミテータ（整流子）４が一体的に外嵌されている。そして、前記コンミテータ４の外周には、リング状のホルダステー５が外嵌状に組込まれており、該ホルダステー５は、ヨーク３の先端側開口部に内嵌状に組込まれるように設定されている。

そして、モータ部Ｍの先端側には減速部Ｄが設けられており、モータ部Ｍと減速部Ｄとの間には、ヨーク３の開口端部を塞ぐようにして金属製板材により形成されたリング状の仕切りプレート３ｂが設けられている。
前記減速部Ｄは、有底筒状のケース体６を備えて構成されており、該ケース体６の開口端部が前記仕切りプレート３ｂに突き当てられ、該仕切りプレート体３ｂとケース体６とにより囲繞された空間に、仕切りプレート３ｂを貫通したモータ軸２の先端２ａが内装されるように構成されている。一方、ケース体６の底片６ａには貫通孔６ｂが形成されており、該貫通孔６ｂには、駆動軸７の基端部が回転自在に軸承されており、該駆動軸７の基端部を前記モータ軸先端２ａに対して相対回転自在に外嵌させることにより、モータ軸２と駆動軸７とが同芯となるように構成されている。
前記ケース体６に内装されるモータ軸先端２ａは、外周面に複数のギア歯（太陽ギア）２ｂが形成されており、ケース体６内には、前記ギア歯２ｂに噛合する複数の遊星ギア８が内装されている。そして、これら複数の遊星ギア８は、ケース体６の筒部６ｃに設けられた後述する内歯リングギア９にそれぞれ噛合するように構成されている。そして、モータ軸２が回転することに伴い、複数の遊星ギア８は、出力軸２のギア歯２ｂと内歯リングギア９とに噛合する状態でケース体６内を周回り方向に回転するように構成されており、これら複数の遊星ギア８の軸芯部に軸承された支軸１０ａは、それぞれリング状の支持プレート１０に一体的に連結され、該支持プレート１０のリング部１０ｂを、駆動軸７の基端部に回り止め状に外嵌することにより、遊星ギア８の周回り方向の回転が駆動軸７に連動するように構成され、これによって、モータ部Ｍの駆動力が減速された状態で駆動軸７に動力伝動されるように構成されている。

そして、前記駆動軸７の先端部に一方向回転式のクラッチ部Ｃが配されるが、該クラッチ部Ｃを構成するクラッチアウタ１１は、駆動軸７に対してヘリカルスプライン嵌合されており、駆動軸７とクラッチアウタ１１とのあいだに所定の回転方向の相対回転が生じたとき、クラッチアウタ１１が駆動軸７に沿って回転移動するように構成されている。これによって、クラッチアウタ１１は、駆動軸７の基端側に位置する非始動位置（図２における上半部に図示される位置）から、先端側の始動位置（図２における下半部に図示される位置）とのあいだを移動（変位）自在となるように構成されている。
また、前記クラッチアウタ１１には、軸芯方向への移動（変位）については一体となり、周回り方向への移動（回転）については所定（一方）の回転方向には一体回動するが他方の回転方向には自由になる状態で連動連結されたクラッチインナ１２が設けられている。さらに、クラッチインナ１２は、駆動軸７に遊嵌状に組込まれており、駆動軸７に対して相対回転自在となるように設けられている。そして、クラッチインナ１２は、駆動軸７が前記所定の回転方向に回転することに伴うクラッチアウタ１１の非始動位置から始動位置への変位により先端側に押し出されて、先端側に形成されたピニオンギア１２ａがエンジン側のリングギア１３に噛合するように設定されており、この状態で駆動軸７が所定の回転方向に回転することに伴い、エンジンを始動させるように構成されている。
また、クラッチアウタ１１は、駆動軸７先端側に設けたストッパ部材７ａとのあいだに弾装された第一弾機１１ａにより、駆動軸７の軸芯方向基端側（非始動位置側）に向けて付勢されている。

さらに、減速部Ｄとクラッチ部Ｃとのあいだには電磁制御部Ｅが設けられるが、該電磁制御部Ｅは、減速部Ｄ、クラッチ部Ｃとともに筒状のギアカバー１４に内装され、該ギアカバー１４がエンジン側への取付け部材となるように構成されている。
前記電磁制御部Ｅを構成する励磁コイル１５は、駆動軸７外周面とのあいだに所定間隔を存する状態で外嵌されている。そして、励磁コイル１５の内周面と駆動軸７の外周面との間のリング状の空間に、軸芯方向移動自在な第一プランジャ１６と、該第一プランジャ１６に対し軸方向の相対摺動が自在な状態で配される第二プランジャ１７と、第二プランジャ１７の軸方向の変位をクラッチアウタ１１およびクラッチインナ１２に伝動するためのシフト部材１８とがそれぞれ配設されている。一方、励磁コイル１５の先端側には励磁コイル１５の励磁に伴い磁化される励磁片１９が設けられており、該励磁片１９の磁化に伴い、前記第一、第二プランジャ１６、１７は、基端側に位置する非作用位置（図２における上半部）から励磁片１９に近接する作用位置（図２における下半部）に変位するように構成されている。

そして、前記第一プランジャ１６の基端部には鍔状部１６ａが形成されているが、該鍔状部１６ａは、第一プランジャ１６の非作用位置において減速装置Ｄのケース体６の底片６ａに近接対向するように構成されている。さらに、前記鍔状部１６ａには、スイッチシャフト２０の基端部が一体的に連結されており、第一プランジャ１６が非作用位置から作用位置に変位することに伴い、スイッチシャフト２０を軸芯方向に変位させるように構成されており、該スイッチシャフト２０の変位がなされると、バッテリ電源がモータ部Ｍに供給されるように構成されている。
さらに、電磁制御部Ｅには、第一プランジャ１６を非作用位置に向けて付勢する第二復帰弾機１６ｂが設けられるとともに、第一プランジャ１６と第二プランジャ１７とのあいだには第三復帰弾機１７ａが介装されている。

このように構成されたエンジン始動装置１において、車両側に設けられた図示しないイグニッションスイッチをＯＮ状態として励磁コイル１５が励磁され、励磁片１９が磁化されると、第一プランジャ１６が作用位置に変位してスイッチシャフト２０を変位せしめ、バッテリ電源がモータ部Ｍに供給される。この状態になると、モータ部Ｍの出力軸２が回転して駆動軸７を回転し、クラッチ装置Ｃのクラッチアウタ１１とクラッチインナ１２とを始動位置側に向けて変位する。一方、第一プランジャ１６の作用位置への変位に伴い第二プランジャ１７との間に設けた第三復帰弾機１７ｃが付勢され、第二プランジャ１７を作用位置側に変位させるように付勢するが、このとき、第二プランジャ１７は、励磁片１９による吸引も受ける状態で作用位置に変位するように設定され、これによって、クラッチ部Ｃは円滑に始動位置に変位した状態が保持されて、エンジン始動を行うように構成されている。
尚、エンジンの始動がなされて励磁コイル１５の励磁が消失すると、第二付勢弾機１６ｂの付勢力を受けて第一プランジャ１７が非作用位置に復帰し、クラッチ部Ｃ、第二プランジャ１７、シフト部材１８は、第一弾機１１ａの付勢力を受けて非始動位置、非作用位置にそれぞれ復帰するように構成されている。

さて、前記減速部Ｄを構成するケース体６は、樹脂材により一体成型されており、前述したように、底片６ａ軸芯部に駆動軸７の基端部を回転自在に軸承する貫通孔６ｂが形成された有底筒状に形成されている。そして、ケース体６の筒部６ｃに内歯リングギア９が設けられており、ケース体６の貫通孔６ｂに駆動軸７を軸承することにより、内歯リングギア９と駆動軸７との芯合わせがなされるように構成されている。
前記内歯リングギア９は、金属製の平板材をプレス加工することにより形成されたリング状のプレート体２１の複数枚（本実施の形態では１１枚）を、軸芯方向に積層することにより構成されており、これによって、コスト低下が図れるように構成されている。そして、各プレート体２１は、複数の遊星ギア８のギア歯が噛合する複数のギア歯２１ａが形成されている一方、外径は、ケース体筒部６ｃの内径に圧入される大きさに形成されている。さらに、プレート体２１の一方のプレート面には周回り方向複数箇所（本実施の形態では三箇所）に位置して突部２１ｂが形成され、これら突部２１ｂ形成部位に相当する他方のプレート面には、前記突部２１ｂを嵌着可能な凹部２１ｃが形成されている。そして、複数のプレート体２１は、プレート体２１の突部２１ｂを、該プレート体に積層されるプレート体２１の凹部２１ｃに嵌着する状態で順次積層することにより、積層されるプレート体２１同士が互いに回り止めされた状態で一体化された内歯リングギア９に構成されている。
そして、内歯リングギア９は、ケース体筒部６ｃに圧入することによりケース体６に一体的に支持固定されるように設定されている。

ここで、減速部Ｄは円滑な動力伝動が求められ、出力軸先端２ａのギア歯（太陽ギア）２ｂ、遊星ギア８、内歯リングギア９との間にグリース（潤滑油）が供給されている。一方、内歯リングギア９は、複数枚のプレート体２１を積層することにより構成されていて、プレート体２１同士の積層部にグリースが入り込むことができ、該グリースが、ギア２ｂ、８、９に対して長期にわたり供給されることにより、減速部Ｄの円滑な作動を長期間保持することができるように構成されている。
さらに、本実施の形態のプレート体２１は、前述したように、平板材をプレス加工することにより形成されているため、各プレート体２１のプレス方向基端側の端面にプレスダレ２１ｄが形成されている。そして、各プレート体２１を積層したとき、隣接するプレート体２１同士の積層部にはプレスダレ２１ｄ形成部において、僅かではあるが空隙部Ｓが形成されている。これによって、積層部に形成される空隙部Ｓにグリースが入り込むことにより、空隙部Ｓがあたかもグリース溜りとなってグリースを貯留することができ、ギア２ｂ、８、９へのグリース供給が一層長期間なされて、耐久性のさらなる向上が果せるように構成されている。

叙述の如く構成された本実施の形態において、エンジン始動装置１は、図示しないイグニッションスイッチをＯＮ作動することに伴い、電磁制御部Ｅの励磁コイルユニット１５への通電がなされ、第一、第二プランジャユニット１６、１７、シフト部材８が作動して、クラッチ部Ｃのピニオンギア１２ａとエンジン側のリングギア１３とを噛合させ、エンジンが始動する。この場合に、減速部Ｄを構成する内歯リングギア９は、複数枚のプレート体２１を積層することにより構成されており、低コスト化を実現することが可能となるが、さらに、このものでは、出力軸先端２ａのギア歯２ｂ、遊星ギア８、内歯リングギア９に供給されるグリースが内歯リングギア９を構成する各プレート体２１の積層部に入り込むことにより、減速部Ｄに対して長期にわたってグリースを供給することができる。この結果、エンジン始動装置１の作動を円滑にできるばかりでなく、耐久性を向上させることが可能となる。

さらに、このものにおいて、各プレート体２１は、プレス加工で形成されていて、プレス方向基端部にプレスダレ２１ｄが形成されているが、これらプレート体２１を積層したとき、前記各プレート体２１の積層部に位置するプレスダレ２１ｄが空隙部Ｓとなってグリース溜りとすることができ、減速部Ｄへのグリース供給を一層長期化することができて、エンジン始動装置１の耐久性を一層向上させることができる。

また、このものにおいて、内歯リングギア９は、樹脂材で形成され、駆動軸７を軸承するケース体６の筒部６ｃに支持されるように構成されていて、内歯リングギア９と駆動軸７との芯出しが容易に行えるものであるが、さらにこのものでは、内歯リングギア９が金属製であるため、強度アップが図れ、しかも、ギアの精度を向上できるものでありながら、内歯リングギア９を樹脂製のケース体６に支持することでエンジン始動装置１の軽量化を図ることが可能となる。

図１（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれエンジン始動装置の正面図、底面図である。 エンジン始動装置の一部断面正面図である。 図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれケース体の側面図、側面図、図３（Ｂ）におけるＸ−Ｘ断面図である。 図４（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれプレート体の側面図、図４（Ａ）のＸ−Ｘ断面図である。 ケース体に内歯リングギアを組込んだ状態における断面正面図である。 図６（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれケース体に内歯リングギアを組込んだ状態における斜視図、図６（Ａ）の一部拡大図である。

符号の説明

１ エンジン始動装置
２ モータ軸
６ ケース体
６ｂ 貫通孔
６ｃ 筒部
７ 駆動軸
８ 遊星ギア
９ 内歯リングギア
１０ 支持プレート
１１ クラッチアウタ
１５ 励磁コイル
１６ 第一プランジャ
２１ プレート体
２１ａ ギア歯
２１ｂ 突部
２１ｄ プレスダレ

Claims (3)

1. モータ部と、該モータ部の出力軸と同芯状に配される駆動軸と、出力軸と駆動軸とを減速して動力伝動する減速部と、前記駆動軸に移動自在に設けられるピニオンギアと、前記モータ部をバッテリ電源に接続するとともに、ピニオンギアをエンジン側のリングギアに噛合するよう変位せしめる電磁制御部とを備えたエンジン始動装置において、前記減速部を、出力軸外周に形成される太陽ギアに噛合する複数の遊星ギアと、駆動軸と同芯状に配されて前記複数の遊星ギアが噛合する内歯リングギアとを用いて構成するにあたり、前記内歯リングギアは、軸芯方向に積層された複数枚のプレート体により構成されているエンジン始動装置。
2. 内歯リングギアは、金属製板材をプレス加工して形成されるもとのし、プレート体の積層部に形成されるプレスダレによる空隙部がグリース溜まりに構成されている請求項１に記載のエンジン始動装置。
3. 内歯リングギアは、駆動軸が相対回転自在に外嵌する貫通孔と、複数の遊星ギアを外嵌する筒部とを備えた有底筒状の樹脂材からなるケース体に支持されている請求項１または２に記載のエンジン始動装置。

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