JP2010209692A - スタータ - Google Patents

Abstract

【課題】シール部材の磨耗を抑制することで耐久性と信頼性を向上したスタータを提供すること。
【解決手段】ピニオンギヤ４と一方向クラッチ５が一体となったピニオン移動体が出力軸３上を移動するタイプのスタータ１において、一方向クラッチ５にはホルダ６が組み付けられる。そして、リング状を有するシール部材８が、その外周端部がハウジング７のノーズ部７ａの内側に固定され、内周端部がホルダ６の外周面に摺動可能に当接するように設けられる。ここで、ホルダ６は一方向クラッチ５に対して相対回転可能に設けられている。即ち、ホルダ６はハウジング７に対して回転しないため、シール部材８を高速回転する一方向クラッチ５に当接させる場合に比べ、シール部材８の磨耗を格段に抑制することができる。これによって、スタータ１内部への異物や水分の侵入を防ぐシール性を長期に亘って維持することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電磁スイッチの動作に連動してピニオンギヤが押し出され、エンジン側のリングギヤと噛み合うことでエンジンを始動するスタータに関する。

従来より、電磁スイッチによって駆動されるシフトレバーによってピニオンギヤが出力軸上を押し出され、エンジンのクランク軸に設けられたリングギヤと噛合うことでエンジンをクランキングするスタータが知られている。

特許文献１に記載のスタータは、ピニオンギヤと一方向クラッチが一体となったピニオン移動体が出力軸上を移動するタイプの電磁押し込み式スタータである。このスタータは、ピニオン移動体とハウジングのノーズ部の内周面との間からスタータ内部への異物や水分の侵入を防ぐために、ノーズ部の内周面にリング状のシール部材を設けている。このシール部材は、外径端部がノーズ部の内周面に固定され、内径端部がピニオン移動体の外周面と摺動可能に当接している。このような構成とすることで、ピニオン移動体の移動を規制することなく、シール性を確保している。

特開２００３−１７６７６７号公報

上記の構成のスタータの作動時において、ピニオン移動体はモータの回転力を受けて高速で回転する。しかし、シール部材はハウジングの内周面に固定されるため、回転しない。このため、シール部材はピニオン移動体の回転による摩擦を受け、その内径端部が磨耗することで、シール性能が低下する懸念がある。

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、シール部材の磨耗を抑制することで耐久性と信頼性を向上したスタータの提供にある。

（請求項１の発明）
通電によって回転力を発生するモータと、このモータの回転トルクを受けて回転する出力軸と、この出力軸上に軸方向移動可能に設けられるピニオンギヤを有するピニオン移動体と、このピニオン移動体を内部に収容するハウジングと、ピニオン移動体とこのハウジングとの間をシールするシール部材と、を備え、ピニオン移動体が軸方向に押し出されることでピニオンギヤがリングギヤに噛み合いエンジンをクランキングするスタータにおいて、ピニオン移動体は、その外径側にピニオンギヤに対して相対回転可能に設けられることでピニオンギヤの回転速度よりも小さい回転速度となるように回転が規制されたホルダを有すると共に、シール部材は、ハウジングの内周面とホルダの外周面との間に介設されることを特徴とする。

シール部材を、ハウジングの内周面と、ピニオンギヤよりも小さい回転速度となるように回転を規制されたホルダの外周面との間に介設することによって、ホルダを設けない場合に比べてシール部材の磨耗を格段に抑制することができる。これによって、スタータ内部への異物や水分の侵入を防ぐシール性を長期に亘って維持することができるため、スタータの耐久性と信頼性を向上させることができる。

（請求項２の発明）
請求項１に記載のスタータにおいて、ピニオン移動体は、シフトレバーによって出力軸上を軸方向に移動するものであって、シフトレバーの先端部はホルダに当接していることを特徴とする。

シフトレバーがホルダを介してピニオン移動体の軸方向移動を駆動することによって、ホルダを設けない場合に比べ、シフトレバーの先端部が磨耗することを抑制できる。このため、ピニオンギヤのリングギヤへの接触を均一にできるほか、シフトレバーの耐久性が向上する。

（請求項３の発明）
請求項２に記載のスタータにおいて、ホルダとシフトレバーの当接部には回り止め部が形成されると共に、シフトレバーの先端部が回り止め部に当接することを特徴とする。

これによって、ホルダが回転を始めても回り止め部がシフトレバーの先端部に引っかかることで、ホルダの回転を規制することができる。このため、シール部材やシフトレバーが磨耗することをより抑制できる。

（請求項４の発明）
請求項１〜３に記載の何れかのスタータにおいて、ホルダは、外径方向に突出した凸部を有し、ハウジングの内周面において軸方向に延在する溝部が、凸部と係合することを特徴とする。

これによって、ホルダに回転力が伝達されても、凸部と溝部とが係合することでホルダがハウジングに対して相対回転不能に規制される。また、溝部は軸方向に延在しているので、凸部は溝部に対して軸方向の移動が許容されるため、ピニオン移動体の押し出しは規制されない。

（請求項５の発明）
請求項１〜４に記載の何れかのスタータにおいて、シール部材は、ピニオン移動体が軸方向に移動した場合でも、常時ハウジングとホルダとの隙間をシールすることを特徴とする。

これによって、スタータの動作状態に関わらずシール性を維持することができるため、スタータの外部から内部への異物や水分の侵入を確実に防止することができる。

（請求項６の発明）
請求項１〜５に記載の何れかのスタータにおいて、ホルダは、潤滑性を有する樹脂からなることを特徴とする。

これによって、ホルダとピニオン移動体の回転部との相対回転において生じる摩擦を低減することができる。このため、ホルダの磨耗を抑制し、耐久性を確保することができる。また、ホルダの組付けを弾性を利用したスナップフィットによる場合、スムーズに組み付けることができる。

スタータの非作動時における断面図である（実施例１）。 スタータの作動時における断面図である（実施例１）。 ホルダの断面図と、そのＡ−Ａ断面図である（実施例１）。 スタータの要部拡大図と、そのＢ−Ｂ断面図である（実施例２）。 非作動時のスタータの断面図である（実施例３）。 非作動時のスタータの断面図である（実施例４）。 非作動時のスタータの断面図である（実施例５）。

（実施例１）
実施例１のスタータ１について、図１〜３を用いて説明する。図１はスタータ１の非作動時における断面図、図２はスタータ１の作動時における断面図、図３は本発明の要部であるホルダ６の断面図とそのＡ−Ａ断面図である。

実施例１のスタータ１は、図１に示す様に、通電によって回転力を発生するモータ２と、このモータ２の回転トルクを受けて回転する出力軸３と、この出力軸３に軸方向移動可能に設けられるピニオンギヤ４とクラッチ４ｂとホルダ６を有するピニオン移動体（後述する）と、このピニオン移動体を内部に収容するハウジング７と、ピニオン移動体とこのハウジング７との間をシールするシール部材８と、モータ２の通電回路に設けられるメイン接点（図示せず）を開閉する電磁スイッチ９と、この電磁スイッチ９の動作に連動してピニオン移動体の軸方向移動を駆動するシフトレバー１０等より構成される。

モータ２は、電磁スイッチ９によりメイン接点が閉操作されると、車載バッテリ（図示せず）より電力の供給を受けて電機子に回転力を発生する周知の直流電動機である。

出力軸３は、モータ２の電機子軸と同一軸線上に配置され、軸方向の反モータ側端部が、ハウジング７に設けられるノーズ部７ａの先端部に軸受を介して回転自在に支持され、モータ２の回転力を受けて回転可能に設けられている。

ピニオン移動体は、ピニオンギヤ４と一方向クラッチ５とホルダ６とで構成され、ハウジング７のノーズ部の内部であって、出力軸３上を軸方向移動可能に設けられる。

ピニオンギヤ４は、出力軸３の外周に回転可能に設けられ、リングギヤ１２に回転力を伝達する働きを有する。このピニオンギヤ４は、軸方向の反リングギヤ側にインナ部４ａが一体に設けられ、インナ部４ａは後述の一方向クラッチ５の一部を構成する。

一方向クラッチ５は、出力軸３の外周に形成されたヘリカルスプラインに嵌合して出力軸３と一体に回転可能に設けられている。エンジン始動時には、モータ２の駆動トルクはインナ部４ａを介してピニオンギヤ４に伝達される。一方で、エンジンの始動によってエンジン回転がスタータ１に伝達された時には、そのエンジン回転が一方向クラッチ５の入力側（モータ２側）へ伝わらない様に、入力側と出力側（ピニオンギヤ４側）との間が切り離されて、トルクの伝達を遮断する。

ホルダ６は、内径が一方向クラッチ５の外径よりも大きく設けられた有底円筒状を有し、一方向クラッチ５を内部に収容するように、一方向クラッチ５の外径側に反ピニオンギヤ４側から組み付けられる。ホルダ６の底部の中心には、出力軸３が挿通される円孔が形成される。ホルダ６の内周面と一方向クラッチ５の外周面は摺動可能であり、一方向クラッチ５とホルダ６は相対回転可能に設けられることで、ホルダ６の回転速度はピニオンギヤの回転速度よりも小さく規制される。また、ホルダ６は、その開口部内側に爪部６ａが形成され、弾性を利用したスナップフィットによって爪部６ａが一方向クラッチ５の外周端部に引っかかることで、一方向クラッチ５と一体に軸方向移動を可能にしている。ホルダ６の底部側には、軸方向反ピニオンギヤ４側に延設して形成されるシフトレバー１０との当接部６ｂが設けられている。当接部６ｂは円柱形状を有し、その外径はホルダ６の一方向クラッチ５が収容される部分よりも小さく設けられている。また当接部６ｂの端部には鍔部６ｃが形成されており、この鍔部６ｃと底部との間にシフトレバー１０の先端部が入り込むように構成されている。また、当接部６ｂには、外径方向に突出した回り止め部６ｄが形成され、シフトレバー１０の先端部と当接するように設けられている。ここで、ホルダ６は、例えばナイロンなどの潤滑性を有する樹脂からなる。

なお、モータ２とピニオン移動体との間に減速機を配置しても良い。減速機は、例えば、モータ２の電機子軸と同軸上で減速できる遊星歯車減速装置を採用できる。

ハウジング７は、モータ２等が収容されるケースに嵌合し、反モータ２側には内部にピニオン移動体が移動する空間を有するノーズ部７ａが形成されている。また、電磁スイッチ９はこのハウジング７に取り付けられている。

シール部材８は、リング状を有する例えばゴム製のリップシールであり、その外周端部がハウジング７のノーズ部７ａの内側に固定されている。そして、シール部材８の内周端部はホルダ６の外周面と摺動可能に当接、または近接（約０．１〜０．５ｍｍ）しており、ハウジング７の開口部からスタータ１内部へ異物や水分が侵入することを防いでいる。そして、ピニオン移動体が出力軸３上の、スタータ１非作動時（図１参照）から作動時（図２参照）のいずれの位置にあっても、シール部材８がホルダ６に当接、または近接するように設けられ、常時ハウジングとホルダとの隙間をシールしている。

電磁スイッチ９は、始動スイッチ（図示せず）の閉操作によって車載バッテリから通電される電磁コイル（図示せず）と、この電磁コイルの内側を可動するプランジャとを有し、電磁コイルへの通電によって電磁石が形成されると、その電磁石にプランジャが吸引されてメイン接点を閉操作する。また、電磁コイルへの通電が停止して電磁石の吸引力が消滅すると、図示しないリターンスプリングに蓄えられた反力によりプランジャが押し戻されてメイン接点を開操作する。

シフトレバー１０は、その一端が電磁スイッチ９のプランジャに連結されており、他端がホルダ６に一体に形成された当接部６ｂに係合している。そして、プランジャの動作に連動してピニオン移動体の軸方向移動を駆動する。

次に、スタータ１の作動を説明する。

始動スイッチの閉操作により、電磁スイッチ９の電磁コイルへの通電により電磁石が形成されると、電磁石にプランジャが吸引され、そのプランジャの動きがシフトレバー１０を介してピニオン移動体に伝達される。これにより、ピニオン移動体が出力軸３上をヘリカルスプラインの作用で回転しながらエンジン側（図１の左側）へ押し出されて、ピニオンギヤ４がリングギヤ１２に噛み合わされる。

一方、プランジャの移動によりモータ回路のメイン接点が閉じると、バッテリからモータ２に給電されて電機子に回転力が生じる。この電機子の回転が一方向クラッチ５を介して出力軸３に伝達され、出力軸３と一体にピニオンギヤ４が回転することにより、ピニオンギヤ４からリングギヤ１２にモータ２の駆動トルクが伝達されて、エンジンをクランキングする。

クランキングからエンジンが完爆して始動スイッチが開操作されると、電磁コイルへの通電が停止して電磁石の吸引力が消滅することにより、リターンスプリングに蓄えられた反力でプランジャが押し戻される。その結果、メイン接点が開いてバッテリからモータ２への給電が停止され、電機子の回転が次第に減速して停止する。

また、プランジャが押し戻されると、エンジン始動時と反対方向にシフトレバー１０が揺動するため、ピニオン移動体が反エンジン方向（図１の右方向）へ押し戻されることにより、ピニオンギヤ４がリングギヤ１２から離脱して、図１に示す停止位置まで後退する。

（実施例１の効果）
本実施例のスタータ１のピニオン移動体に組み付けられるホルダ６は、一方向クラッチ５に対して相対回転可能に設けられることで、ピニオンギヤ４の回転速度よりも小さい回転速度となるように規制され、更にホルダ６にはシフトレバー１０と当接する回り止め部が形成されることで、ホルダ６はハウジング７に対して回転不能に設けられている。そこで、シール部材８をハウジング７の内周面とホルダ６の外周面との間に介設させることによって、シール部材８を高速回転する一方向クラッチ５に当接させる場合に比べ、シール部材８の磨耗を格段に抑制することができる。これによって、スタータ１内部への異物や水分の侵入を防ぐシール性を長期に亘って維持することができるため、スタータ１の耐久性と信頼性を向上させることができる。

そして、シール部材８がピニオン移動体の移動する全範囲においてホルダ６と当接、または近接することによって、スタータ１の動作状態に関わらずシール性を維持することができるため、スタータ１の外部から内部への異物や水分の侵入を確実に防止することができる。

また、シフトレバー１０がホルダ６を介してピニオン移動体の軸方向移動を駆動することによって、シフトレバー１０を高速回転する一方向クラッチ５に当接させる場合に比べ、シフトレバー１０の先端部が磨耗することを抑制できる。このため、ピニオンギヤ４のリングギヤ１２への接触を均一にできるほか、シフトレバー１０の耐久性が向上する。

ホルダ６はナイロンなどの潤滑性を有する樹脂からなることによって、ホルダ６とピニオン移動体の回転部との相対回転において生じる摩擦を低減することができる。このため、ホルダ６の磨耗を抑制し、耐久性を確保することができる。また、ホルダ６の組付けを弾性を利用したスナップフィットによる場合、スムーズに組み付けることができる。

（実施例２）
実施例２のスタータ１について、図４を用いて説明する。図４はスタータ１の要部拡大図とＢ−Ｂ断面図である。

本実施例２のスタータ１は、ホルダ６の開口部の外周面に外径方向に突出した凸部６ｅを複数有する。また、ハウジング７のノーズ部７ａの内周面には軸方向に延在する溝部７ｂが複数形成され、凸部６ｅに係合するように構成している。

これによって、ホルダ６に回転力が伝達されても、凸部６ｅと溝部７ｂとが係合することでホルダ６がハウジング７のノーズ部７ａに対して相対回転不能に規制される。また、溝部７ｂは軸方向に延在しているので、凸部６ｅは溝部７ｂに対して軸方向の移動が許容されるため、ピニオン移動体の押し出しは規制されない。

（実施例３）
実施例３のスタータ１について、図５を用いて説明する。図５はスタータ１の非作動時における断面図である。

本実施例３のスタータ１は、実施例１、２のスタータ１が、ピニオンギヤ４と一方向クラッチ５が一体となったピニオン移動体が出力軸３上を移動するタイプであるのに対し、ピニオンギヤ４と一方向クラッチ５が分離して設けられ、ピニオンギヤ４のみが出力軸３上を移動するタイプである。

このタイプのスタータ１においては、ホルダ６はピニオンギヤ４に組み付けられる。ホルダ６は、その開口部内側には爪部６ａが形成され、弾性を利用したスナップフィットにより爪部６ａがピニオンギヤ４の反ギヤ側に形成された凹部に係合することで、ピニオンギヤ４と一体に軸方向移動を可能にしている。また、ピニオンギヤ４とホルダ６は相対回転可能に設けられる。

これによって、ピニオンギヤ４のみが出力軸３上を移動するタイプのスタータにおいても、ホルダ６を設けることによって、実施例１と同様にシール部材の磨耗を抑制する効果が得られる。

その他の構成や効果は、実施例１と同様である。

（実施例４）
実施例４のスタータ１について、図６を用いて説明する。図６はスタータ１の非作動時における断面図である。

本実施例４のスタータ１は、実施例３と同様にピニオンギヤ４のみが出力軸上を移動するタイプである。実施例１〜３のスタータ１では、シール部材８の外周端部がハウジング７のノーズ部７ａの内側に固定されているのに対し、本実施例４のスタータ１では、シール部材８の内周端部がホルダ６の外側に固定されている。そして、シール部材８の外周端部がノーズ部７ａの内側面と摺動可能に当接、または近接（約０．１〜０．５ｍｍ）しており、ハウジング７の開口部からスタータ１内部へ異物や水分が侵入することを防いでいる。

尚、ピニオンギヤ４と一方向クラッチ５が一体に出力上を移動するタイプのスタータにおいても、本実施例４のようにシール部材８をホルダ６に固定する構成をとすることができる。

その他の構成や効果は、実施例１と同様である。

（実施例５）
実施例５のスタータ１について、図７を用いて説明する。図７はスタータ１の非動作時における断面図である。

実施例５のスタータ１は、実施例１〜４のスタータ１のホルダ６が、その開口部内側に形成された爪部６ａを利用したスナップフィットによって一方向クラッチ５と一体に軸方向移動するのに対し、ホルダ６の当接部６ｂの端部にＣリング等を設けることによって一方向クラッチ５と一体に軸方向移動を可能にしている。

尚、実施例３、４のように、ピニオンギヤ４のみが出力軸３上を移動するタイプのスタータ１においても、Ｃリング等を用いた組み付けが可能である。

その他の構成、効果は実施例１と同様である。

１ スタータ
２ モータ
３ 出力軸
４ ピニオンギヤ
６ ホルダ
６ａ 爪部
６ｂ 係合部
６ｄ 回り止め部
６ｅ 凸部
７ ハウジング
７ｂ 溝部
８ シール部材
１０ シフトレバー

Claims (6)

1. 通電によって回転力を発生するモータと、
   このモータの回転トルクを受けて回転する出力軸と、
   この出力軸上に軸方向移動可能に設けられるピニオンギヤを有するピニオン移動体と、
   このピニオン移動体を内部に収容するハウジングと、
   前記ピニオン移動体とこのハウジングとの間をシールするシール部材と、を備え、
   前記ピニオン移動体が軸方向に押し出されることで前記ピニオンギヤがリングギヤに噛み合いエンジンをクランキングするスタータにおいて、
   前記ピニオン移動体は、その外径側に前記ピニオンギヤに対して相対回転可能に設けられることで前記ピニオンギヤの回転速度よりも小さい回転速度となるように回転が規制されたホルダを有すると共に、前記シール部材は、前記ハウジングの内周面と前記ホルダの外周面との間に介設されることを特徴とするスタータ。
2. 請求項１に記載のスタータにおいて、
   前記ピニオン移動体は、シフトレバーによって前記出力軸上を軸方向に移動するものであって、前記シフトレバーの先端部は前記ホルダに当接していることを特徴とするスタータ。
3. 請求項２に記載のスタータにおいて、
   前記ホルダと前記シフトレバーの当接部には回り止め部が形成されると共に、前記シフトレバーの先端部が前記回り止め部に当接することを特徴とするスタータ。
4. 請求項１〜３に記載の何れかのスタータにおいて、
   前記ホルダは、外径方向に突出した凸部を有し、前記ハウジングの内周面において軸方向に延在する溝部が、前記凸部と係合することを特徴とするスタータ。
5. 請求項１〜４に記載の何れかのスタータにおいて、
   前記シール部材は、前記ピニオン移動体が軸方向に移動した場合でも、常時前記ハウジングと前記ホルダとの隙間をシールすることを特徴とするスタータ。
6. 請求項１〜５に記載の何れかのスタータにおいて、
   前記ホルダは、潤滑性を有する樹脂からなることを特徴とするスタータ。

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