JP2010084769A - 始動装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】始動装置であって、内部に軸受１２２が取り付けられた駆動部軸受シールド１９を含み、さらに駆動軸１４２を備え、駆動部軸受シールド内の軸受は駆動軸１４２を支えており、さらに始動ピニオン２２を備え、始動ピニオンは駆動軸に次のように取り付けられ、つまり駆動軸から始動ピニオンにトルクを伝達できるようになっており、始動ピニオンは、駆動部とは逆の側の端面２０３を有し、駆動軸上に位置不動に配置された止め輪２０９を備えかつストッパーリング２１８を有し、ストッパーリングは一体成形のつば２２０でもって止め輪２０９を覆っている形式のものにおいて、ストッパーリングのつばは、塑性変形されている。
【効果】塑性変形可能な構成部材若しくは構成部品を用いることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、始動装置、有利には自由に突出している始動装置であって、始動装置は駆動部軸受シールドを含んでおり、駆動部軸受シールド（駆動部軸受収容ハウジング若しくは駆動部軸受保持ケーシング）内に軸受を取り付け若しくは保持してあり、さらに駆動軸を含んでおり、駆動部軸受シールド内の軸受は駆動軸を少なくとも間接的に、つまり直接又は間接的に支えており、始動装置はさらに始動ピニオンを含んでおり、始動ピニオンは駆動軸に取り付けられていて、駆動軸からトルクを伝達されるようになっており、始動ピニオンは、始動装置の駆動部とは逆の側に向いている端面を有しており、始動装置はさらに、駆動軸上に位置不動（定位置）に配置された止め輪を備え、かつストッパーリングを有しており、ストッパーリングは一体成形されたつばでもって止め輪を越えて延びている形式のものに関する。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００５０３５６５５Ａ１号明細書により公知の始動装置は、いわゆる自由に突出しているスタータとして形成されている。「自由に突出している」とは、内燃機関のリングギヤ内に押し込まれる、つまりリングギヤとかみ合わされるピニオンが該ピニオンの一方の端部でのみ、若しくは軸線方向の一方の端面でのみ支承若しくは支持されていることを意味している（片側支承若しくは片側支持）。該公知の始動装置において、始動ピニオンは、駆動軸上に取り付けられていて、駆動軸からトルクを伝達されるようになっている。さらに始動ピニオンは駆動軸に沿って軸線方向で規定された２つの終端位置間を摺動可能である。該摺動可能（移動可能）な範囲において始動ピニオンは軽くばね荷重（ばね負荷）を掛けた状態で案内されるように構成されており、その結果、リングギヤへのピニオンの当接に際して、フリーホイールクラッチ、駆動軸及びピニオンの全質量慣性力がリングギヤに作用するのではなく、著しく減少して、つまり全質量慣性力の一部分のみしかリングギヤに作用しないようになっている。

始動ピニオンは前記公知技術では止め輪（スナップリング）を用いてロック若しくは確保されているものと思われ、スナップリングは、該スナップリングの外側を取り囲むスリーブ状の部分若しくは区分によって、遠心力作用下での拡開を防止されるようになっている。このような公知技術は、欠点として不当に長い駆動軸を必要とするものである。このことは、大きな質量を不当に増大し、ひいてはリングギヤへの当接力若しくは移動力を必要以上に高めてしまうことになる。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００５０３５６５５Ａ１号明細書

本発明の課題は、冒頭に述べた形式の始動装置、有利には始動ピニオンが自由に突出している始動装置、つまり始動ピニオンを片側でのみ支承若しくは支持してなる始動装置において、公知技術の欠点を避けるようにすることである。

始動装置において、本発明に基づく構成では、ストッパーリングの、止め輪を外側から取り囲むつばは、塑性変形されている。

本発明に基づく上記構成により、従来技術のように硬化されたストッパーリングの使用を避けて、塑性変形可能な構成部材若しくは構成部品を用いることができるようになっている。硬化されたストッパーリングは、高い荷重（負荷）を受け止め得るものの、極めて高いコストを必要とするものである。

本発明の実施態様では、ストッパーリングのつばは周囲に、塑性変形加工によって成形された少なくとも１つの塑性変形加工部を有している。塑性変形加工部（加工成形部）はストッパーリングの全周にわたって延びていて、つまり環状に形成されていてよい。

本発明の有利な実施態様では、塑性変形加工部は、該塑性変形加工部とストッパーリングの座着区分との間にアンダーカット部を画成しており、このようなアンダーカット部によってストッパーリングは軸線方向の移動運動を実質的に阻止されるようになっている。

本発明の有利な実施態様では、止め輪はスナップリングとして形成されている。本発明の実施態様では始動ピニオンは、有利には皿ばねから成るばね部材によって駆動軸に対して軸線方向でばね弾性的に駆動軸に支承され、つまり、軸線方向に作用するばね部材若しくは皿ばねを介して軸線方向で駆動軸にばね弾性的に支えられている。これによって、リングギヤへの始動ピニオンの衝突力若しくは衝撃力は減衰されるようになっている。

本発明の実施態様では、軸受は転がり軸受、若しくは円筒ころ軸受又はニードル軸受、若しくは玉軸受、或いは滑り軸受として形成されている。

始動装置の縦断面図である。 始動装置の端部の部分縦断面図である。 始動装置の端部の部分拡大縦断面図である。

図１に示す始動装置１０は、フード収容式スタータとも称され、フード収容式スタータとは、ハウジング若しくはケーシングとして形成された開口部を有する駆動部軸受シールド（開口部付きケーシング若しくは開口部付きハウジング）が始動ピニオンをフード状に覆っていて、始動ピニオンが駆動部軸受シールド（フード）の開口部の領域へ押し出されて開口部を介してリングギヤと係合させられるようになっているものである。

図示の電気始動式の始動装置１０は、実施例でスタータスイッチ若しくは作動リレー１６及び始動モータ１３を含んでいる。始動モータ１３及び作動リレー（かみ合い作動リレー）１６は共有の１つの駆動部軸受シールド１９内に取り付けられている。始動モータ１３は機能的に、始動ピニオン２２が内燃機関（図示省略）のリングギヤ２５にかみ合った場合に始動ピニオン２２を駆動するようになっている。

始動モータ１３はケーシングとして磁極管２８を有しており、該磁極管は内周に磁極シュー３１を支持しており、該磁極シューは界磁巻線３４によって取り囲まれていて、電気的な界磁装置を形成している。このような電気的な界磁装置の代わりに永久磁石装置を用いることも可能である。

磁極シュー３１は電機子３７を取り囲んでおり、該電機子は、積層薄板４０から成る電機子鉄心４３及び溝４６内に配置された電機子巻線４９を有している。電機子鉄心４３内に駆動軸４４を圧入してある。駆動軸４４の、始動ピニオン２２と逆の側の端部に整流子５２を取り付けてあり、該整流子は複数の整流子片５５によって形成されている。整流子片５５は、炭素ブラシ５８を介した整流子片５５への給電に際して磁極管２８内での電機子３７の回転運動を生ぜしめるように、周知の形式で電機子巻線４９と電気的に接続されている。作動リレー１６と始動モータ１３との間に配置された電流供給部６１は、接続状態で炭素ブラシ５８にも、界磁巻線（コイル）３４にも電流を供給するようになっている。駆動軸４４は整流子側で軸ジャーナル６４を介して滑り軸受６７内に支えられており、該滑り軸受は、整流子支承カバー７０内に定位置に、つまり位置不動に保持されている。整流子支承カバー７０は、磁極管２８の周囲に分配して設けられた複数、例えば２つ、３つ若しくは４つのタイロッド（ねじ又はボルト）７３を用いて駆動部軸受シールド１９に固定されている。この場合に、磁極管２８は駆動部軸受シールド１９に支えられ、整流子支承カバー７０は磁極管２８に支えられている。

駆動方向で若しくは動力伝達経路に従って電機子３７には太陽車８０を接続してあり、該太陽車（サンギヤ）は遊星車装置（プラネタリーギヤ装置）の構成部分である。太陽車８０は複数の遊星車８６、有利には３つの遊星車８６によって取り囲まれており、該遊星車（プラネタリーギヤ）は転がり軸受８９を介して軸ピン９２に支えられている。遊星車８６は環状車９５に沿って転動するようになっており、該環状車（リングギヤ又は内歯車）は磁極管２８内に支承（保持）されている。出力側に向かって、遊星車支持体９８を接続してあり、該遊星車内に軸ピン９２を受容してある。遊星車支持体９８は滑り軸受１０４を介して中間軸受１０１内に支承されており、つまり遊星車支持体９８が滑り軸受１０４内に支承され、滑り軸受１０４が中間軸受１０１内に配置されている。中間軸受１０１はカップ状に形成されており、該カップ状の中間軸受１０１内に遊星車支持体９８も遊星車８６も収容してある。さらにカップ状の中間軸受１０１内には、環状車９５を配置してあり、カップ状の中間軸受１０１は最終的に電機子３７に対してカバー１０７によって閉鎖されるようになっている。中間軸受１０１もその外周でもって磁極管２８の内周面に支えられている。電機子３７は駆動軸４４の、整流子５２とは逆の側の端部に別の軸ジャーナル１１０を有しており、該軸ジャーナルは同じく滑り軸受１１３内に受容されている。滑り軸受１１３は、遊星車支持体９８の中央の孔内に受容されている。遊星車支持体９８は出力軸１１６と一体に結合されている。出力軸１１６は中間軸受１０１と逆の側の端部１１９でもって、駆動部軸受シールド１９に取り付けられた別の軸受１２２内に支えられている。この場合に軸受１２２は、出力軸１１６を介して直接に駆動軸４４を支えている。

出力軸１１６は、種々の区分に区分けされ、つまり複数の区分によって形成されている。すなわち、中間軸受１０１内の滑り軸受１０４内に配置された区分（部分）に、いわゆる直歯歯列（内歯歯列）１２５の設けられた区分を続けてあり、該直歯歯列は、軸とボスとを連結する軸・ボス連結部（スプライン嵌合部若しくはセレーション嵌合部）の構成部分である。軸・ボス連結部１２８は、図示の実施例では連行体１３１の軸線方向の直線摺動運動を可能にしている。連行体１３１はスリーブ状の付加部（延長部）として形成されていて、フリーホイールクラッチ１３７のカップ状の外周リング１３２と一体である。一方向ロック手段若しくは一方向係止手段とも称されるフリーホイールクラッチ１３７は、さらに内周リング１４０を含んでおり、該内周リングは半径方向で外周リング１３２の内側に配置されている。内周リング１４０と外周リング１３２との間には複数のスプラグ１３８を配置してある。スプラグ１３８は、内周リング（内輪）及び外周リング（外輪）と協働して、外周リングと内周リングとの間の第２（１つ）の方向での相対回動を阻止するようになっている。換言すれば、フリーホイールクラッチ１３７は、外周リング１４０と内周リング１３２との間の相対回動を第１（１つ）の方向でのみ可能にするものである。図示の実施例では内周リング１４０は、フリーホイールクラッチ１３７と逆の側の端部に軸・ボス連結部１４１（スプライン嵌合部又はセレーション嵌合部或いはノッチかみ合い部）を有しており、該軸・ボス連結部は内周リング１４０から始動ピニオン２２へのトルクの伝達を可能にしている。

理解のためにさらにかみ合い作動装置について述べると、作動リレー１６はボルト１５０を含んでおり、該ボルトは電気的な接触部として形成されていて、スタータバッテリー（図示省略）のプラス極に接続されるようになっている。ボルト１５０はリレーカバー１５３を通して案内され、つまりリレーカバーを貫通している。リレーカバー１５３はリレーケーシング１５６を閉鎖しており、該リレーケーシングは複数の固定部材（取り付け部材、例えばねじ若しくはボルト）１５９を用いて駆動部軸受シールド１９に固定されている。作動リレー１６はさらにプルインコイル１６２及びホールディングコイル１６５を含んでおり、プルインコイル１６２及びホールディングコイル１６５はそれぞれ、接続された状態で磁束を形成し、該磁束（磁場）は、例えば磁性材料から成るリレーケーシング１５６、直動式の接極子１６８、及び接極子用磁路部材１７１を通って流れるようになっている。接極子１６８は押し棒１７４を保持しており、該押し棒は接極子１６８の直線状の引き込み運動に際して切換ピン１７７に向けて移動させられるようになっている。切換ピン１７７に向けた押し棒のこのような移動運動によって、切換ピンは該切換ピンの静止位置から２つの接点部１８０，１８１に向けて移動させられ、その結果切換ピン１７７の、接点部１８０，１８１に向いている側の端部に設けられた１つの橋絡接点部１８４は両方の接点部１８０，１８１を相互に電気的に接続するようになっている。これによって、ボルト１５０から電気的な出力、つまり電流は橋絡接点部１８４を介して電流供給部６１、ひいては炭素ブラシ５８へ導かれ、始動モータ１３が給電されるようになっている。

作動リレー１６若しくは接極子１６８はさらに次のような機能を有しており、つまり、引っ張り部材１８７を用いて、駆動部軸受シールド１９に回動運動可能に配置されたレバーを運動させるようになっている。一般的にはフォーク形レバーとして形成されている該レバー１９０は、ここでは詳細には示されていない２つの歯部（二叉部）でもって２つの円板（ディスク）１９３，１９４の外周部に係合していて、該円板間に締め込まれた連行体リング１９７を、ばね２００のばね力に抗して、フリーホイールクラッチ１３７に向けて移動させて、その結果、始動ピニオン２２をリングギヤ２５にかみ合わせるようになっている。

図２には、自由に突出している形式のスタータの一部分を示してある。スタータ（始動装置）は軸受シールド１９を含んでおり、該軸受シールド（支承シールド）内に軸受１２２を装着してあり、該軸受は例えば転がり軸受として、有利にはニードル軸受として形成されている。該軸受は滑り軸受若しくは玉軸受として形成されていてよいものである。

図１及び図２に示してある両方の実施例において、駆動軸１４２に始動ピニオン２２を取り付けてある。このために、駆動軸１４２は外周に軸・ボス連結部１４１を有しており、該軸・ボス連結部は内周リング１４０から始動ピニオン２２へのトルクの伝達を可能にしている。始動ピニオン２２は内周に、全周にわたって配列（形成）されたキー列若しくはノッチ列を有しており、該キー列若しくはノッチ列（スプライン嵌合部又はセレーション嵌合部）は、該キー列若しくはノッチ列に対応（対向）して駆動軸１４２に設けられた対向部と係合している。軸・ボス連結部（連結嵌合部）の、駆動軸上における構成部分は、符号１４３で表してあり、軸・ボス連結部の、ピニオン内における構成部分は、符号１４４で表してある。始動ピニオン２２は、フリーホイールクラッチ１３７に向けられている端面１４５でもって、実施例では皿ばねとして形成されたばね部材１４６を介して、駆動軸１４２の概略的に示す段部に支えられている。

図２に示してあるように、始動ピニオン２２は別の端面２０３を有しており、該端面は始動ピニオン２２の軸線方向で別の側に配置されていて、つまりフリーホイールクラッチ１３７とは反対の方向に向いている。始動ピニオン２２の軸線方向の別の側で該始動ピニオンの端面には、１つの凹設部２０６を設けてあり、該凹設部（切欠き部）は円筒状（中空シリンダー状）に形成されている。凹設部２０６の画成面（画定面）は外側から止め輪２０９を越えて延びて、つまり止め輪の外周部を覆っており、換言すれば凹設部は止め輪を収容（受容）するようになっており、該止め輪は実施例ではスナップリングとして形成されている。止め輪２０９は、駆動軸１４２に成形されて周方向に延びる環状の溝２１２内に取り付けられている。さらに凹設部２０６内にはストッパーリング２１８を設けてあり、該ストッパーリングは、一体成形されたつば２２０でもって止め輪２０９を覆っている。

上記構成部分の組立順序について述べると、まず、駆動軸側の軸・ボス連結部１４３上にばね部材１４６、つまり皿ばねを被せ嵌める。これに続いて始動ピニオン２２を、凹設部２０６がフリーホイールクラッチ１３７とは逆に向いた状態で駆動軸１４２上に被せ嵌める。次いで、ストッパーリング２１８がまだ未変形の状態で駆動軸１４２に被せ嵌められる。次いで止め輪２０９が拡開された状態で駆動軸１４２上に被せ嵌められて、溝２１２内に係合（係止）され、つまり溝内にはめ込まれる。これによって止め輪２０９は、駆動軸側の軸・ボス連結部１４３におけるロックに基づき、間接的に駆動軸１４２上での始動ピニオン２２の確実な位置決めを保証している。軸線方向荷重（皿ばね１４６の作用）下では駆動軸１４２から押し出され得るような止め輪２０９を、遠心荷重若しくは遠心負荷（高い角速度での回転）下でも拡開させないようにするために、ストッパーリング２１８は設けられている。

始動装置１０は、内部に軸受１２２が収容（保持）され若しくは取り付けられた駆動部軸受シールド１９、該軸受シールド１９内で少なくとも間接的に軸受１２２によって支えられた駆動軸１４２、及び駆動軸１４２から始動ピニオン２２にトルクを伝達可能に駆動軸１４２に取り付けられた始動ピニオン２２を備えており、始動ピニオン２２は端面２０３を有しており、ストッパーリング２１８は駆動軸１４２上に位置不動に配置されている。この場合に、始動ピニオン２２は端面２０３に凹設部２０６を備えており、該凹設部内にストッパーリング２１８を配置（収容）してあり、該ストッパーリングは止め輪２０９の不当な拡開を阻止するようになっている。

図３において、ストッパーリング２１８は環状の座着区分２２６を有しており、該座着区分（座着部分）によって駆動軸１４２上にセンタリングされ、つまり直径方向で位置決め（中心位置決め）されている。ストッパーリング２１８の半径方向外側の箇所から軸線方向で始動ピニオン２２とは逆の方向に、つまり始動ピニオン２２から離間する方向につば２２０が延びており、換言すれば、ストッパーリング２１８は、ストッパーリング２１８の半径方向外側の箇所から軸線方向で始動ピニオン２２とは逆の方向に有利には止め輪２０９を越えて延びるつば２２０を有しており、該つばは、外側（半径方向外側）から止め輪２０９を取り囲んでいる。つば２２０は、止め輪２０９の向こう側に、つまり該つばの自由な端部の側に、塑性変形加工された塑性変形加工部２２３を有している。半径方向内側へ塑性変形加工された塑性変形加工部（塑性変形加工成形部）２２３によって、ストッパーリング２１８の座着区分２２６と変形加工部２２３との間にアンダーカット部２４０を形成（画成）してある。このような構成によりストッパーリング２１８は、外側から止め輪２０９を包囲して、若しくは止め輪に係合していて、止め輪２０９の半径方向の拡開、ひいては軸線方向の移動を阻止するようになっている。

１３ 始動モータ、 １９ 駆動部軸受シールド、 ２２ 始動ピニオン、 ２５ リングギヤ、 １１６ 出力軸、 １２２ 軸受、 １３７ フリーホイールクラッチ、 １４２ 駆動軸、 １４５ 端面、２０３ 端面、 ２０９ 止め輪、 ２１８ ストッパーリング、 ２２０ つば、 ２２３ 変形加工部、 ２２６ 座着区分、 ２４０ アンダーカット部

Claims (6)

1. 始動装置、有利には自由に突出している始動装置であって、駆動部軸受シールド（１９）を含んでおり、該駆動部軸受シールド内に軸受（１２２）を取り付けてあり、さらに駆動軸（１４２）を備えており、前記駆動部軸受シールド（１９）内の前記軸受（１２２）は前記駆動軸（１４２）を少なくとも間接的に支えており、さらに始動ピニオン（２２）を備えており、該始動ピニオンは前記駆動軸（１４２）に次のように取り付けられており、つまり、前記駆動軸（１４２）から前記始動ピニオン（２２）にトルクを伝達できるようになっており、前記始動ピニオン（２２）は、前記始動装置の駆動部とは逆の側に向いている端面（２０３）を有しており、前記始動装置はさらに、前記駆動軸（１４２）上に位置不動に配置された止め輪（２０９）を備え、かつストッパーリング（２１８）を有しており、該ストッパーリングは一体成形されたつば（２２０）でもって前記止め輪（２０９）を越えて延びている形式のものにおいて、前記ストッパーリング（２１８）のつばは、塑性変形されていることを特徴とする、始動装置。
2. 前記つば（２２０）は周囲に、少なくとも１つの塑性変形加工部（２２３）を有している請求項１に記載の始動装置。
3. 前記塑性変形加工部（２２３）は、該塑性変形加工部と前記ストッパーリング（２１８）の座着区分（２２６）との間にアンダーカット部（２４０）を画成していて、前記ストッパーリング（２１８）の軸線方向の移動を阻止している請求項２に記載の始動装置。
4. 前記止め輪（２０９）はスナップリングとして形成されている請求項１から３のいずれか１項に記載の始動装置。
5. 前記始動ピニオン（２２）は、ばね部材（１４６）若しくは皿ばねによって前記駆動軸（１４２）に対して軸線方向でばね弾性的に該駆動軸（１４２）に支承されている請求項１から４のいずれか１項に記載の始動装置。
6. 前記軸受（１２２）は転がり軸受、若しくは円筒ころ軸受、若しくは玉軸受、若しくは滑り軸受として形成されている請求項１から５のいずれか１項に記載の始動装置。

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