JP2012167648A - スタータ - Google Patents

Abstract

【課題】ピニオンギヤの大きさに関わらずエンジンスタータに搭載可能な、ギヤ端面摩耗防止用のダンパ機構を提供する。
【解決手段】スタータ１は、電動モータ２よって駆動されるドライブシャフト４と、ドライブシャフト４上を軸方向に移動可能なオーバーランニングクラッチ５を有する。オーバーランニングクラッチ５は、クラッチアウタ５６と、クラッチアウタ５６とローラ５８を介して接続されたクラッチインナ５７を備える。クラッチインナ５７は、ピニオンギヤ６とは別体となっており、両者間に、ピニオンギヤ６とリングギヤ８の当接による軸方向の押圧力Ｆを吸収するダンパ機構９０を配置する。ダンパ機構９０は、クラッチ側嵌合部９３と、ピニオン側嵌合部９５、ピニオンスプリング９６を備え、ピニオンスプリング９６の変形により押圧力Ｆを吸収する。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等のエンジンに取り付けられるスタータに関し、特に、電動モータによって回転駆動されるピニオンギヤを軸方向に作動させてエンジン側リングギヤと噛合させるエンジンスタータに関する。

自動車や自動二輪車、大型発電機等に使用されるエンジンは、電動モータを用いたエンジン始動装置（スタータ）によって起動されるのが一般的である。例えば、特許文献１には、モータの回転力によってピニオンギヤが軸方向に移動し、エンジンのリングギヤに噛合する形式のスタータが記載されている。図４は、特許文献１のスタータにおけるピニオンギヤ部分の構成を示す説明図である。図４のスタータでは、ピニオンギヤ101は、クラッチ102のインナ側と一体化されたインナチューブ103の外周に、スプライン結合部104を介して、軸方向に移動可能に支持されている。ピニオンギヤ101とインナチューブ103との間には、ピニオンスプリング105が配されており、ピニオンギヤ101は、ピニオンスプリング105によって、インナチューブ103の先端方向に付勢されている。

図４のスタータでは、エンジン始動の際、ピニオンギヤ101は、クラッチ102と共に図中左方側へ押し出され、リングギヤ106の端面に当接する。ピニオンギヤ101は、リングギヤ106に当接後、ヘリカルスプライン結合部107により、リングギヤ106に噛み合い可能な位置まで回転する。そして、ピニオンスプリング105に蓄えられた反力によって、ピニオンギヤ101は、リングギヤ106に噛み合わされる。これにより、大きな衝撃力が加わることなくピニオンギヤ101とリングギヤ106が噛み合い、ピニオンギヤ101やリングギヤ106の耐久性向上が図られる、とされている。

特開2006-161590号公報

前述のように、従来のスタータでは、ピニオンギヤ101とリングギヤ106が噛み合う際に、ピニオンスプリング105がダンパとして作用する。すなわち、ピニオンギヤを内側部材と外側部材に分け、両部材の間にスプリングを配することにより、ピニオンギヤ自体にダンパ機能を持たせている。そしてこれにより、ピニオンギヤ101等の端面磨耗などを改善し、耐久性を向上させている。

ところが、特許文献１のように、ピニオンギヤを内側部材と外側部材に分けた場合、トルク伝達のため、両者間をスプライン結合部によって接続させる必要がある。つまり、内側部材と外側部材には、それぞれ、スプライン結合部を形成する部位が必要となる。しかしながら、ピニオンギヤが小径の場合、ギヤを内外部材に分割し、かつ、それらにスプライン結合部を形成する寸法的余裕がなく、ピニオンギヤ自体にダンパ機能を持たせることができないという問題があった。

本発明の目的は、ピニオンギヤの大きさに関わらずスタータに搭載可能なダンパ機構を提供し、ピニオンギヤやリングギヤの端面磨耗を防止することにある。

本発明のスタータは、電動モータによって回転駆動されるドライブシャフトと、前記ドライブシャフトに取り付けられ、前記ドライブシャフト上を軸方向に移動可能なオーバーランニングクラッチと、前記ドライブシャフト上にて前記オーバーランニングクラッチと軸方向に隣接して配置されると共に、前記オーバーランニングクラッチを介して前記ドライブシャフトに接続され、前記ドライブシャフトの回転に伴って一方向に回転し、前記オーバーランニングクラッチと共に軸方向に移動するピニオンギヤと、を備え、前記ピニオンギヤを軸方向に移動させ、該ピニオンギヤをエンジンのリングギヤに噛合させることにより、前記エンジンを始動させるスタータであって、前記オーバーランニングクラッチは、前記ドライブシャフト上に取り付けられ軸方向に移動可能なクラッチアウタと、該クラッチアウタとローラを介して接続され前記クラッチアウタと共に軸方向に移動するクラッチインナと、を備え、前記クラッチインナと前記ピニオンギヤの間に、前記ピニオンギヤと前記リングギヤとの当接によって生じる軸方向の押圧力を吸収するダンパ機構を介設したことを特徴とする。

本発明にあっては、クラッチインナとピニオンギヤの間にダンパ機構を設け、ピニオンギヤとリングギヤが当接したときに生じる軸方向の押圧力をそこで吸収する。これにより、外径の小さなピニオンギヤを持つスタータであってもダンパ機能を持たせることが可能となり、ギヤの端面磨耗を改善し、スタータの耐久性向上が図られる。

前記スタータにおいて、前記ダンパ機構を前記ピニオンギヤの軸方向の隣接位置に配置しても良く、また、前記ダンパ機構を、前記クラッチインナに形成された第１嵌合部と、前記ピニオンギヤに形成され、前記第１嵌合部に軸方向に移動可能な状態で嵌合する第２嵌合部と、前記クラッチインナと前記ピニオンギヤの間に介設され、前記ピニオンギヤと前記リングギヤとの当接によって生じる前記押圧力を受けて軸方向に変形するピニオンスプリングと、を有する構成とし、該ダンパ機構が、前記ピニオンスプリングの変形によって、前記ピニオンギヤが前記クラッチインナに対し軸方向に相対的に移動することにより、前記押圧力を吸収するようにしても良い。

また、前記第１嵌合部に、前記クラッチインナの前記ピニオンギヤ側端面に形成され、前記クラッチインナの端面から軸方向に沿って突出する複数個の第１凸部と、前記第１凸部の間に形成された第１凹部を設け、前記第２嵌合部に、前記ピニオンギヤの前記クラッチインナ側端面に形成され、前記ピニオンギヤの端面から軸方向に沿って突出する複数個の第２凸部と、前記第２凸部の間に形成された第２凹部を設け、前記第１凸部を前記第２凹部と、前記第２凸部を前記第１凹部と、それぞれ、軸方向に移動可能、かつ、互いに周方向の移動が規制された状態で嵌合させるようにしても良い。

さらに、前記クラッチインナに、前記ピニオンギヤに形成された軸孔に摺動自在に挿入される円筒状のボス部を設けると共に、前記第１及び第２嵌合部を、前記ボス部の外周側に設け、前記ピニオンスプリングを、前記ボス部に外挿しつつ、前記第１及び第２嵌合部と前記ボス部との間に配置するようにしても良い。

また、本発明の他のスタータは、電動モータによって回転駆動されるドライブシャフトと、前記ドライブシャフトに取り付けられ、前記ドライブシャフト上を軸方向に移動可能なオーバーランニングクラッチと、前記ドライブシャフト上にて前記オーバーランニングクラッチと軸方向に隣接して配置されると共に、前記オーバーランニングクラッチを介して前記ドライブシャフトに接続され、前記ドライブシャフトの回転に伴って一方向に回転し、前記オーバーランニングクラッチと共に軸方向に移動するピニオンギヤと、を備え、前記ピニオンギヤを軸方向に移動させ、該ピニオンギヤをエンジンのリングギヤに噛合させることにより、前記エンジンを始動させるスタータであって、前記オーバーランニングクラッチは、前記ドライブシャフト上に取り付けられ軸方向に移動可能なクラッチアウタと、該クラッチアウタとローラを介して接続され前記クラッチアウタと共に軸方向に移動するクラッチインナと、を備え、前記クラッチインナは、前記ピニオンギヤに形成された軸孔に摺動自在に挿入される円筒状のボス部と、該クラッチインナの前記ピニオンギヤ側端面に形成され、前記ボス部の径方向外側に配置された第１嵌合部と、を備え、前記ピニオンギヤは、該ピニオンギヤの前記クラッチインナ側端面に形成され、前記第１嵌合部に軸方向に移動可能な状態で嵌合する第２嵌合部と、を備え、前記クラッチインナと前記ピニオンギヤの間に、前記ピニオンギヤと前記リングギヤとの当接によって生じる前記押圧力を受けて軸方向に変形するピニオンスプリングを介設し、該ピニオンスプリングの変形により、前記ピニオンギヤが前記クラッチインナに対し軸方向に相対的に移動することを特徴とする。

本発明にあっては、クラッチインナ端面に第１嵌合部を設けると共に、ピニオンギヤ端面に、第１嵌合部に軸方向に移動可能な状態で嵌合する第２嵌合部を設け、さらに、クラッチインナとピニオンギヤの間に、ピニオンギヤとリングギヤとの当接によって生じる押圧力を受けて軸方向に変形するピニオンスプリングを介設し、該ピニオンスプリングの変形により、ピニオンギヤがクラッチインナに対し軸方向に相対的に移動するようにしたので、ピニオンギヤとリングギヤが当接したときに生じる軸方向の押圧力を、ピニオンギヤとクラッチインナの間にて吸収することができる。これにより、外径の小さなピニオンギヤを持つスタータであってもダンパ機能を持たせることが可能となり、ギヤの端面磨耗を改善し、スタータの耐久性向上が図られる。

本発明のスタータによれば、クラッチインナとピニオンギヤの間にダンパ機構を設け、ピニオンギヤとリングギヤが当接したときに生じる軸方向の押圧力をこのダンパ機構にて吸収するようにしたので、ピニオンギヤの寸法の制約を受けることなく、ギヤ端面の摩耗を防ぐダンパ機構をスタータに搭載することが可能となり、スタータの耐久性向上を図ること可能となる。

また、本発明の他のスタータによれば、クラッチインナ端面に第１嵌合部を設けると共に、ピニオンギヤ端面に、第１嵌合部に軸方向に移動可能な状態で嵌合する第２嵌合部を設け、さらに、クラッチインナとピニオンギヤの間に、ピニオンギヤとリングギヤとの当接によって生じる押圧力を受けて軸方向に変形するピニオンスプリングを介設し、該ピニオンスプリングの変形により、ピニオンギヤがクラッチインナに対し軸方向に相対的に移動するようにしたので、ピニオンギヤとリングギヤが当接したときに生じる軸方向の押圧力を、ピニオンギヤとクラッチインナの間にて吸収することが可能となる。これにより、ピニオンギヤの寸法の制約を受けることなく、ギヤ端面の摩耗を防ぐダンパ機構をスタータに搭載することが可能となり、スタータの耐久性向上を図ること可能となる。

本発明の一実施例であるスタータの構成を示す断面図であり、中心線より上側は静止状態を、下側は通電状態を示している。 ピニオンギヤの取付構造を示す説明図である。 クラッチインナとピニオンギヤの組付状態を示す説明図であり、（ａ）は両者を組み付けた状態、（ｂ）は両者を分解した状態をそれぞれ示している。 従来のスタータの要部構成を示す説明図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例であるエンジン始動装置の構成を示す断面図であり、中心線より上側は静止状態を、下側は通電状態を示している。図１のスタータ１は、自動車用エンジンの起動に使用され、駆動源として、電動モータ（以下、モータと略記する）２を備えている。モータ２は減速装置３と接続されており、モータ２の回転は減速装置３を介してドライブシャフト４に伝達される。ドライブシャフト（出力軸）４上には、オーバーランニングクラッチ５とピニオンギヤ６が軸方向に移動自在に設けられている。

スタータ１は、マグネットスイッチ７がドライブシャフト４と同軸状に配置された１軸タイプのスタータとなっており、ピニオンギヤ６は、マグネットスイッチ７の作用によって、オーバーランニングクラッチ５と共に軸方向に移動し、エンジンのリングギヤ８と噛合する。ピニオンギヤ６とリングギヤ８はヘリカルギヤに形成されており、静かで滑らかな噛み合い状態となっている。

モータ２は、円筒形状のモータハウジング２１内にアーマチュア２２を回転自在に配置した構成となっている。モータハウジング２１はモータ２のヨークを兼ねており、鉄等の磁性体金属によって形成されている。モータハウジング２１の右端部には、金属製のエンドカバー２３が取り付けられる。一方、モータハウジング２１の左端部は、ピニオンギヤ６が収容されるギヤカバー２４に取り付けられる。エンドカバー２３はセットボルト２５によってギヤカバー２４に固定され、モータハウジング２１はエンドカバー２３とギヤカバー２４との間に固定される。

モータハウジング２１の内周面には、周方向に複数個のマグネット２６が固定されており、マグネット２６の内側にはアーマチュア２２が配置される。アーマチュア２２は、モータシャフト２７に固定されたアーマチュアコア２８と、アーマチュアコア２８に巻装されたアーマチュアコイル２９とから構成されている。モータシャフト２７の右端部は、エンドカバー２３に取り付けられたメタル軸受３１によって回転自在に支持されている。一方、モータシャフト２７の左端部は、ピニオンギヤ６等が取り付けられたドライブシャフト４の端部に回転自在に支持されている。ドライブシャフト４の右端部には軸受部３２が凹設されており、モータシャフト２７はそこに取り付けられたメタル軸受３３によって回転自在に支持される。これにより、ドライブシャフト４は、モータ２のモータシャフト２７と同軸状に配置される。

アーマチュアコア２８の一端側には、モータシャフト２７に外嵌固定されたコンミテータ３４が隣接配置されている。コンミテータ３４の外周面には、導電材にて形成されたコンミテータ片３５が複数個取り付けられており、各コンミテータ片３５にはアーマチュアコイル２９の端部が固定されている。モータハウジング２１の左端部には、ブラシホルダ３６が取り付けられている。ブラシホルダ３６には、周方向に間隔をあけて、ブラシ収容部３７が複数個配置されている。各ブラシ収容部３７にはそれぞれブラシ３８が出没自在に内装されている。ブラシ３８の突出先端部（内径側先端部）は、コンミテータ３４の外周面に摺接している。

ブラシ３８の後端側には図示しないピグテールが取り付けられており、ブラシホルダ３６に設けられた導電プレート４１の第１プレート４１ａと電気的に接続されている。導電プレート４１は、この第１プレート４１ａと、電源ターミナル４４と電気的に接続された第２プレート４１ｂとから構成されており、両プレート４１ａ,４１ｂの間には両者間を絶縁する絶縁部４１ｃが設けられている（以下、第１及び第２プレート４１ａ,４１ｂは、それぞれ、プレート４１ａ,プレート４１ｂと略記する）。絶縁部４１ｃには、スイッチプレート４３が対向配置されており、導電プレート４１（プレート４１ａ,４１ｂ）とスイッチプレート４３の両電気接点によってスイッチ部４２が形成されている。

スイッチプレート４３はスイッチシャフト４５に取り付けられており、エンジンのイグニッションスイッチがＯＮされてマグネットスイッチ７が通電されると、スイッチシャフト４５が左方に移動する。スイッチプレート４３がプレート４１ａ,４１ｂに接触すると、絶縁部４１ｃが導通しスイッチ部４２がＯＮ状態となる。これにより、図示しない給電ケーブルが取り付けられた電源ターミナル４４とブラシ３８との間が電気的に接続され、バッテリからコンミテータ３４に電源が供給される。これに対し、イグニッションスイッチがＯＦＦのときは、絶縁部４１ｃが開放されてスイッチ部４２がＯＦＦ状態となり、導電プレート４１とスイッチプレート４３の間には空隙が形成され、モータ２への給電が停止する。

減速装置３の遊星歯車機構１１には、インターナルギヤユニット４６とドライブプレートユニット４７が設けられている。インターナルギヤユニット４６は、ギヤカバー２４の右端部に固定されており、その内周側には内歯リングギヤ４８が形成されている。インターナルギヤユニット４６の中央にはメタル軸受４９が内装されており、ドライブシャフト４の右端側が回転自在に支持されている。ドライブプレートユニット４７は、ドライブシャフト４の右端部に固定されており、プラネタリギヤ５１が３個等分間隔で取り付けられている。プラネタリギヤ５１は、ベースプレート５２に固定された支持ピン５３に、メタル軸受５４を介して回転自在に支持されている。プラネタリギヤ５１は内歯リングギヤ４８と噛合している。

モータシャフト２７の左端部には、サンギヤ５５が形成されている。サンギヤ５５はプラネタリギヤ５１と噛合しており、プラネタリギヤ５１は、サンギヤ５５と内歯リングギヤ４８との間で、自転しつつ公転する。モータ２が作動すると、モータシャフト２７と共にサンギヤ５５が回転し、サンギヤ５５の回転に伴い、プラネタリギヤ５１が内歯リングギヤ４８と噛み合いながらサンギヤ５５の周りを公転する。これにより、ドライブシャフト４に固定されたベースプレート５２が回転し、モータシャフト２７の回転が減速されてドライブシャフト４に伝達される。

オーバーランニングクラッチ５は、遊星歯車機構１１によって減速された回転をピニオンギヤ６に対し一回転方向に伝達する。オーバーランニングクラッチ５は、クラッチアウタ５６とクラッチインナ５７との間に、ローラ５８とクラッチスプリング９８を配した構成となっている。クラッチアウタ５６は、ボス部５６ａとクラッチ部５６ｂとからなり、ボス部５６ａは、ドライブシャフト４のヘリカルスプライン部６１に取り付けられている。ボス部５６ａの内周側には、ヘリカルスプライン部６１と噛み合うスプライン部６２が形成されている。これにより、クラッチアウタ５６は、ドライブシャフト４上をヘリカルスプライン部６１に沿って軸方向に移動可能となっている。

ドライブシャフト４にはストッパ６３が取り付けられている。ストッパ６３は、ドライブシャフト４に装着されたサークリップ６４によって軸方向の移動が規制されている。ストッパ６３には、ギヤリターンスプリング６５の一端側が取り付けられている。ギヤリターンスプリング６５の他端側は、ボス部５６ａの内端壁６６に当接している。クラッチアウタ５６は、このギヤリターンスプリング６５によって右方向に付勢されており、通常時（非通電時）には、クラッチアウタ５６はギヤカバー２４に固定されたクラッチストッパ６７に当接した位置で保持される。

クラッチアウタ５６のクラッチ部５６ｂ内周には、クラッチインナ５７が配置されている。クラッチインナ５７は、冷間鍛造によって形成された鋼製部材であり、クロム鋼（例えば、SCr 420H）に浸炭処理を施したものが使用される。クラッチインナ５７の内径側にはシャフト孔７１が形成されており、シャフト孔７１にはメタル軸受７２が取り付けられている。クラッチインナ５７は、このメタル軸受７２を介してドライブシャフト４に回転自在に支持される。一方、クラッチインナ５７の内径側にはスプリング収容部７３が形成されており、そこには、ストッパ６３やギヤリターンスプリング６５が収容されている。

クラッチインナ５７の左端側には、クラッチインナ５７と同様の材料・製造方法にて形成されたピニオンギヤ６が取り付けられている。図２は、ピニオンギヤ６の取付構造を示す説明図、図３は、クラッチインナ５７とピニオンギヤ６の組付状態を示す説明図である。本発明のスタータ１では、ピニオンギヤ６とクラッチインナ５７が別部材にて分割形成されており、それらの間にダンパ機構９０が設けられている。図２,３に示すように、クラッチインナ５７の左端側には、円筒状のボス部９１が軸方向に沿って延設されている。ピニオンギヤ６には、ボス部９１が挿入可能な軸孔９２が形成されており、ピニオンギヤ６は、ボス部９１の外側に、軸方向に摺動可能な状態で装着される。

クラッチインナ５７の左端部には、凹凸形状のクラッチ側嵌合部９３（第１嵌合部：以下、嵌合部９３と略記する）が設けられている。嵌合部９３には、軸方向に突出した凸部９３ａ（第１凸部）と、凸部９３ａの間に形成された凹部９３ｂ（第１凹部）が、周方向に沿って等分に複数個（ここでは各６個）設けられている。凸部９３ａと凹部９３ｂの内周側には、ボス部９１との間に円周状のスプリング収容溝９４が形成されている。これに対し、ピニオンギヤ６の左端部には、凹凸形状のピニオン側嵌合部９５（第２嵌合部：以下、嵌合部９５と略記する）が設けられている。嵌合部９５にも、軸方向に突出した凸部９５ａ（第２凸部）と、凸部９５ａの間に形成された凹部９５ｂ（第２凹部）が、周方向に沿って等分に複数個（前述同様、各６個）設けられている。凸部９５ａは凹部９３ｂに、凹部９５ｂは凸部９３ａにそれぞれ嵌合可能な寸法に形成されている。凸部９５ａと凹部９５ｂの内外径は、それぞれ、凸部９３ａと凹部９３ｂと略同径に形成されている。

クラッチインナ５７とピニオンギヤ６は、図３に示すように、嵌合部９３,９５を軸方向から噛み合わせる形で接続される。すなわち、凸部９３ａと凹部９５ｂ、凸部９５ａと凹部９３ｂを、それぞれ軸方向から嵌合させる。これにより、クラッチインナ５７とピニオンギヤ６は、軸方向への相対的な移動を許容しつつ、互いの周方向への移動が規制される（周り止め）。従って、クラッチインナ５７が回転すると、ピニオンギヤ６もクラッチインナ５７と一体となって回転する。クラッチインナ５７とピニオンギヤ６を組み付ける際、両者の間には、ピニオンスプリング９６が取り付けられる。ピニオンスプリング９６は、ボス部９１の外側に嵌装（外挿）され、スプリング収容溝９４内に収容された状態で、嵌合部９３,９５の内周側に装着される。

ピニオンスプリング９６を介設した状態で嵌合部９３,９５を嵌め合わせた後、ボス部９１の左端にＣリング９７を取り付け、ピニオンギヤ６を軸方向に抜け止めする。これにより、ピニオンギヤ６は、ピニオンスプリング９６によって軸方向に付勢された状態でクラッチインナ５７に取り付けられ、クラッチインナ５７とピニオンギヤ６の間には、嵌合部９３,９５とピニオンスプリング９６によって構成されたダンパ機構９０が配される。クラッチインナ５７とピニオンギヤ６は、このダンパ機構９０により、軸方向に相対的に移動可能な状態でドライブシャフト４上に取り付けられる。

クラッチアウタ５６とクラッチインナ５７の間には、ローラ５８及びクラッチスプリング９８が複数組配置されている。また、クラッチ部５６ｂの外周にはクラッチカバー６８が外装されており、クラッチ部５６ｂの左端面とクラッチカバー６８との間には、クラッチワッシャ６９が取り付けられている。このクラッチワッシャ６９によって、ローラ５８及びクラッチスプリング９８は、クラッチ部５６ｂの内周側に、軸方向の移動を規制された状態で収容される。

クラッチ部５６ｂの内周壁はカム面となっており、楔状斜面部と曲面部が形成されている。ローラ５８は、通常、クラッチスプリング９８によって曲面部側に押されている。クラッチアウタ５６が回転し、クラッチスプリング９８の付勢力に抗して、ローラ５８が楔状斜面部とクラッチインナ５７の外周面との間に挟持されると、クラッチインナ５７はローラ５８を介してクラッチアウタ５６と一体に回転する。これにより、モータ２が作動しドライブシャフト４が回転すると、その回転はクラッチアウタ５６からローラ５８を介してクラッチインナ５７に伝達され、ピニオンギヤ６が回転する。

これに対し、エンジンが始動し、ピニオンギヤ６とクラッチインナ５７がクラッチアウタ５６よりも早く回転すると、ローラ５８は曲面部側に移動し、クラッチインナ５７はクラッチアウタ５６に対し空転状態となる。すなわち、クラッチインナ５７がオーバーラン状態となると、ローラ５８が楔状斜面部とクラッチインナ外周面との間には挟持されず、クラッチインナ５７の回転はクラッチアウタ５６には伝達されない。従って、エンジン始動後、エンジン側からより高い回転数でクラッチインナ５７が回されても、その回転はオーバーランニングクラッチ５にて遮断され、モータ２側には伝達されない。

マグネットスイッチ７は、遊星歯車機構１１の左方にドライブシャフト４と同軸状に配置されており、モータ２や遊星歯車機構１１とも同心状となっている。マグネットスイッチ７は、ギヤカバー２４に固定された鋼製の固定部７４と、ボビン７８に沿って左右方向に移動自在、すなわち、ボビン７８に対し相対移動可能に配置された可動部７５とからなる。固定部７４には、ギヤカバー２４に固定されたケース７６と、ケース７６内に収容されたコイル７７及びケース７６の内周側に取り付けられたボビン７８が設けられている。コイル７７は、図示しないイグニッションスイッチと電気的に接続されている。

マグネットスイッチ７は、遊星歯車機構１１の左方にドライブシャフト４と同軸状に配置されており、モータ２や遊星歯車機構１１とも同心状となっている。マグネットスイッチ７は、ギヤカバー２４に固定された鋼製の固定部７４と、ボビン７８に沿って左右方向に移動自在、すなわち、ボビン７８に対し相対移動可能に配置された可動部７５とからなる。固定部７４には、ギヤカバー２４に固定されたケース７６と、ケース７６内に収容されたコイル７７及びケース７６の内周側に取り付けられたボビン７８が設けられている。コイル７７は、図示しないイグニッションスイッチと電気的に接続されている。可動部７５には、スイッチシャフト４５が取り付けられた可動鉄心７９が設けられ、可動鉄心７９の内周側にはギヤプランジャ８１が取り付けられている。可動鉄心７９の外周側（図中下端側）には、スイッチリターンスプリング８６が取り付けられている。スイッチリターンスプリング８６の他端側はギヤカバー２４に当接しており、可動鉄心７９は右方に付勢されている。

可動鉄心７９の内周にはさらに、ブラケットプレート８２が固定されている。ブラケットプレート８２には、プランジャスプリング８３の一端がカシメ固定されている。プランジャスプリング８３の他端側は、イグニッションキースイッチがＯＦＦのとき（図１の上半分の状態のとき）は、ギヤプランジャ８１に当接しており、ギヤプランジャ８１はプランジャスプリング８３によって左方に付勢されている。ギヤプランジャ８１はドライブシャフト４に軸方向に移動可能取り付けられており、可動鉄心７９の内周面との間には摺動鉄心８４が介設されている。

ギヤカバー２４はアルミダイカストにて形成されており、ギヤカバー２４の左端部には、メタル軸受８５を介してドライブシャフト４の左端側が回転自在に支持されている。ギヤカバー２４内には、合成樹脂製（例えば、ガラス繊維強化ポリアミド）のクラッチストッパ６７やケース７６等が固定されている。また、ギヤカバー２４の右端面側には、モータハウジング２１やエンドカバー２３がセットボルト２５によって固定されている。

次に、このようなスタータ１を用いたエンジン始動動作について説明する。まず、自動車のイグニッションキースイッチがＯＦＦされているときは、図１の上半分のように、ギヤリターンスプリング６５の付勢力によって、クラッチアウタ５６はクラッチストッパ６７に当接した状態にある。このとき、スイッチプレート４３は導電プレート４１から離れており、モータ２への給電は行われない。また、ピニオンギヤ６は、右方の離脱位置にあり、リングギヤ８とは噛み合っていない状態にある。

これに対し、イグニッションキースイッチをＯＮすると、まず、コイル７７に電流が流れ、マグネットスイッチ７に吸引力が発生する。コイル７７が励磁されると、ケース７６及びボビン７８を通る磁路が形成され、可動鉄心７９が左方に吸引される。可動鉄心７９が左方に吸引されると、ブラケットプレート８２が左方へ移動し、プランジャスプリング８３が押し縮められる。このときのプランジャスプリング８３の反発力は、ギヤリターンスプリング６５の反発力よりも大きくなるように設定されており、ギヤプランジャ８１は、摺動鉄心８４に加わる吸引力と、プランジャスプリング８３によって左方に押される。これにより、クラッチアウタ５６がヘリカルスプライン部６１上を軸方向に沿って移動し、それと共にピニオンギヤ６もまた左方へ移動する。

一方、可動鉄心７９がスイッチリターンスプリング８６の付勢力に抗して左方に移動すると、スイッチシャフト４５も左方へ移動し、スイッチプレート４３が導電プレート４１に接触して接点が閉じる。これにより、電源ターミナル４４とブラシ３８との間が電気的に接続され、コンミテータ３４に電源が供給されてモータ２が作動しアーマチュア２２が回転する。モータ２が作動し、アーマチュア２２が回転すると、遊星歯車機構１１を介してドライブシャフト４が回転する。

ドライブシャフト４の回転に伴い、ヘリカルスプライン部６１に取り付けられたクラッチアウタ５６もまた回転する。ヘリカルスプライン部６１は、ドライブシャフト４の回転方向を考慮してねじり方向が設定されており、クラッチアウタ５６の回転数が増大すると、その慣性マスによって、クラッチアウタ５６がヘリカルスプライン部６１に沿って左方に移動する。モータ２の回転に伴ってクラッチアウタ５６が左方へ飛び出すと、ピニオンギヤ６もクラッチアウタ５６と共に左方に移動し、ピニオンギヤ６はリングギヤ８と噛合する。クラッチアウタ５６が左方に移動すると、ギヤリターンスプリング６５もクラッチアウタ５６に押されて縮められる。

すなわち、イグニッションキースイッチＯＮに伴い、ピニオンギヤ６は、まず、ギヤプランジャ８１によって左方に押され、その後、モータ２の作動と共に一気に左方に飛び出す。その際、ピニオンギヤ６とリングギヤ８は、まず、両ギヤの端面同士が当接し、その後、互いのギヤ歯が噛み合い可能な状態となると、ピニオンギヤ６がさらに進み、両ギヤが噛み合い状態となる。従来のスタータでは、このように両ギヤが当接状態となると、ピニオンギヤ内のダンパ機構にて、ピニオンとリングギヤが強く擦れ合うのを防止している。しかしながら、前述のように、ピニオンギヤ６が小さい当該モータでは、ピニオンギヤ６の径方向内側にダンパ機構を設けるゆとりがない。

そこで、当該スタータ１では、ピニオンギヤ６の径方向ではなく、ピニオンギヤ６の軸方向背後にダンパ機構９０を設け、ギヤの端面摩耗を防止している。すなわち、ピニオンギヤ６とクラッチインナ５７を別部材にて形成し、この両者間にダンパ機構９０を配することにより、ピニオンギヤ６とリングギヤ８の当接によって生じる力を吸収している。スタータ１では、ピニオンギヤ６とリングギヤ８の端面同士が当接すると、その際に生じる軸方向の押圧力Ｆは、ピニオンギヤ６からピニオンスプリング９６を介して、クラッチインナ５７に伝わる。その際、ピニオンスプリング９６は、押圧力Ｆによって押し縮められ、ピニオンギヤ６は、ボス部９１上をオーバーランニングクラッチ５側に移動する。つまり、押圧力Ｆを受けてピニオンスプリング９６が縮み、ピニオンギヤ６がクラッチインナ５７に対し軸方向に相対的に移動する。これにより、両ギヤ６,８の当接による軸方向への押圧力Ｆは、スター１の他の部位に伝達されることなく、ダンパ機構９０によって吸収される。

このように、本発明によれば、外径の小さなピニオンギヤを使用するスタータであっても、ギヤ当接時の押圧力を吸収するダンパをスタータ内に設けることできる。従って、ギヤの端面磨耗を改善し、スタータの耐久性向上を図ることが可能となる。また、ギヤ端面の摩耗を防ぐダンパ機構を、ピニオンギヤのサイズによらずスタータに搭載することが可能となり、スタータの汎用性や設計の自由度の向上も図られる。

ピニオンギヤ６がリングギヤ８に当接し、ピニオンギヤ６の軸方向の隣接位置に配置したダンパ機構９０によってその当接力を吸収しつつ、両ギヤ６,８が噛合すると、ピニオンギヤ６は、図１の下半分の状態のような作動位置に移動する。これにより、モータ２の回転がリングギヤ８に伝達され、リングギヤ８が回転する。リングギヤ８はエンジンのクランク軸に接続されており、リングギヤ８の回転に伴ってクランク軸が回転し、エンジンが起動する。

エンジンが始動するとピニオンギヤ６は高回転で回転され、オーバーランニングクラッチ５は空転方向に回転される。すなわち、エンジンが起動すると、リングギヤ８によってピニオンギヤ６は高回転で回転されるが、オーバーランニングクラッチ５の作用によりその回転はモータ２側には伝達されない。オーバーランニングクラッチ５が空転方向に回されるとクラッチ内に空転トルクが生じ、クラッチアウタ５６には切れトルクと呼ばれる回転力が働く。この回転力により、クラッチアウタ５６にはヘリカルスプライン部６１を介して右方へのスラスト力が生じ、クラッチアウタ５６が右方へ移動しピニオンギヤ６がリングギヤ８から離脱するおそれがある。そこで、スタータ１では、摺動鉄心８４に加わる電磁吸引力によって、ギヤプランジャ８１を移動左端位置（図１の下半分参照）にて保持し、クラッチアウタ５６の移動を規制する。これにより、ピニオンギヤ６の右方への移動が規制され、ピニオンギヤ６の離脱が抑えられる。

一方、エンジンが始動しイグニッションキースイッチがＯＦＦされると、マグネットスイッチ７への通電も停止され、その吸引力も消滅する。すると、スイッチリターンスプリング８６の付勢力によって可動鉄心７９が右方に押され、それまでボビン７８による吸引力にて左方に保持されていた可動鉄心７９が右方に移動する。可動鉄心７９が右方に移動すると、スイッチシャフト４５も右方へ移動し、スイッチプレート４３が導電プレート４１から離れ接点が開く。これにより、モータ２に対する給電が遮断され、ドライブシャフト４の回転が停止し、クラッチアウタ５６の回転も停止する。

クラッチアウタ５６の回転が停まると、その慣性マスによる軸方向への移動力も消滅する。このため、押し縮められていたギヤリターンスプリング６５の付勢力によって、クラッチアウタ５６は、ヘリカルスプライン部６１に沿って作動位置から静止位置へと右方へ移動する。このとき、ギヤプランジャ８１もクラッチアウタ５６に押されて図１の上半分の状態となる。クラッチアウタ５６が右方に移動すると、ピニオンギヤ６もまた右方に移動してリングギヤ８から離脱し、図１の上半分の状態へと戻る。

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

１ スタータ
２ 電動モータ
３ 減速装置
４ ドライブシャフト
５ オーバーランニングクラッチ
６ ピニオンギヤ
７ マグネットスイッチ
８ リングギヤ
１１ 遊星歯車機構
２１ モータハウジング
２２ アーマチュア
２３ エンドカバー
２４ ギヤカバー
２５ セットボルト
２６ マグネット
２７ モータシャフト
２８ アーマチュアコア
２９ アーマチュアコイル
３１ メタル軸受
３２ 軸受部
３３ メタル軸受
３４ コンミテータ
３５ コンミテータ片
３６ ブラシホルダ
３７ ブラシ収容部
３８ ブラシ
４１ 導電プレート
４１ａ 第１プレート
４１ｂ 第２プレート
４１ｃ 絶縁部
４２ スイッチ部
４３ スイッチプレート
４４ 電源ターミナル
４５ スイッチシャフト
４６ インターナルギヤユニット
４７ ドライブプレートユニット
４８ 内歯リングギヤ
４９ メタル軸受
５１ プラネタリギヤ
５２ ベースプレート
５３ 支持ピン
５４ メタル軸受
５５ サンギヤ
５６ クラッチアウタ
５６ａ ボス部
５６ｂ クラッチ部
５７ クラッチインナ
５８ ローラ
６１ ヘリカルスプライン部
６２ スプライン部
６３ ストッパ
６４ サークリップ
６５ ギヤリターンスプリング
６６ 内端壁
６７ クラッチストッパ
６８ クラッチカバー
６９ クラッチワッシャ
７４ 固定部
７５ 可動部
７６ ケース
７７ コイル
７８ ボビン
７９ 可動鉄心
８１ ギヤプランジャ
８２ ブラケットプレート
８３ プランジャスプリング
８４ 摺動鉄心
８５ メタル軸受
８６ スイッチリターンスプリング
９０ ダンパ機構
９１ ボス部
９２ 軸孔
９３ クラッチ側嵌合部（第１嵌合部）
９３ａ 凸部（第１凸部）
９３ｂ 凹部（第１凹部）
９４ スプリング収容溝
９５ ピニオン側嵌合部（第２嵌合部）
９５ａ 凸部（第２凸部）
９５ｂ 凹部（第２凹部）
９６ ピニオンスプリング
９７ Ｃリング
９８ クラッチスプリング
101 ピニオンギヤ
102 クラッチ
103 インナチューブ
104 スプライン結合部
105 ピニオンスプリング
106 リングギヤ
107 ヘリカルスプライン結合部
Ｆ 軸方向の押圧力

Claims (5)

1. 電動モータによって回転駆動されるドライブシャフトと、
   前記ドライブシャフトに取り付けられ、前記ドライブシャフト上を軸方向に移動可能なオーバーランニングクラッチと、
   前記ドライブシャフト上にて前記オーバーランニングクラッチと軸方向に隣接して配置されると共に、前記オーバーランニングクラッチを介して前記ドライブシャフトに接続され、前記ドライブシャフトの回転に伴って一方向に回転し、前記オーバーランニングクラッチと共に軸方向に移動するピニオンギヤと、を備え、
   前記ピニオンギヤを軸方向に移動させ、該ピニオンギヤをエンジンのリングギヤに噛合させることにより、前記エンジンを始動させるスタータであって、
   前記オーバーランニングクラッチは、前記ドライブシャフト上に取り付けられ軸方向に移動可能なクラッチアウタと、該クラッチアウタとローラを介して接続され前記クラッチアウタと共に軸方向に移動するクラッチインナと、を備え、
   前記クラッチインナと前記ピニオンギヤの間に、前記ピニオンギヤと前記リングギヤとの当接によって生じる軸方向の押圧力を吸収するダンパ機構を介設したことを特徴とするスタータ。
2. 請求項１記載のスタータにおいて、前記ダンパ機構は、
   前記クラッチインナに形成された第１嵌合部と、
   前記ピニオンギヤに形成され、前記第１嵌合部に軸方向に移動可能な状態で嵌合する第２嵌合部と、
   前記クラッチインナと前記ピニオンギヤの間に介設され、前記ピニオンギヤと前記リングギヤとの当接によって生じる前記押圧力を受けて軸方向に変形するピニオンスプリングと、を有し、
   該ダンパ機構は、前記ピニオンスプリングの変形によって、前記ピニオンギヤが前記クラッチインナに対し軸方向に相対的に移動することにより、前記押圧力を吸収することを特徴とするスタータ。
3. 請求項２記載のスタータにおいて、
   前記第１嵌合部は、前記クラッチインナの前記ピニオンギヤ側端面に形成され、前記クラッチインナの端面から軸方向に沿って突出する複数個の第１凸部と、前記第１凸部の間に形成された第１凹部と、を備え、
   前記第２嵌合部は、前記ピニオンギヤの前記クラッチインナ側端面に形成され、前記ピニオンギヤの端面から軸方向に沿って突出する複数個の第２凸部と、前記第２凸部の間に形成された第２凹部と、を備え、
   前記第１凸部は前記第２凹部と、前記第２凸部は前記第１凹部と、それぞれ、軸方向に移動可能、かつ、互いに周方向の移動が規制された状態で嵌合することを特徴とするスタータ。
4. 請求項２又は３記載のスタータにおいて、
   前記クラッチインナは、前記ピニオンギヤに形成された軸孔に摺動自在に挿入される円筒状のボス部を備え、
   前記第１及び第２嵌合部は、前記ボス部の外周側に設けられ、
   前記ピニオンスプリングは、前記ボス部に外挿され、前記第１及び第２嵌合部と前記ボス部との間に配置されることを特徴とするスタータ。
5. 電動モータによって回転駆動されるドライブシャフトと、
   前記ドライブシャフトに取り付けられ、前記ドライブシャフト上を軸方向に移動可能なオーバーランニングクラッチと、
   前記ドライブシャフト上にて前記オーバーランニングクラッチと軸方向に隣接して配置されると共に、前記オーバーランニングクラッチを介して前記ドライブシャフトに接続され、前記ドライブシャフトの回転に伴って一方向に回転し、前記オーバーランニングクラッチと共に軸方向に移動するピニオンギヤと、を備え、
   前記ピニオンギヤを軸方向に移動させ、該ピニオンギヤをエンジンのリングギヤに噛合させることにより、前記エンジンを始動させるスタータであって、
   前記オーバーランニングクラッチは、前記ドライブシャフト上に取り付けられ軸方向に移動可能なクラッチアウタと、該クラッチアウタとローラを介して接続され前記クラッチアウタと共に軸方向に移動するクラッチインナと、を備え、
   前記クラッチインナは、前記ピニオンギヤに形成された軸孔に摺動自在に挿入される円筒状のボス部と、該クラッチインナの前記ピニオンギヤ側端面に形成され、前記ボス部の径方向外側に配置された第１嵌合部と、を備え、
   前記ピニオンギヤは、該ピニオンギヤの前記クラッチインナ側端面に形成され、前記第１嵌合部に軸方向に移動可能な状態で嵌合する第２嵌合部と、を備え、
   前記クラッチインナと前記ピニオンギヤの間に、前記ピニオンギヤと前記リングギヤとの当接によって生じる前記押圧力を受けて軸方向に変形するピニオンスプリングを介設し、該ピニオンスプリングの変形により、前記ピニオンギヤが前記クラッチインナに対し軸方向に相対的に移動することを特徴とするスタータ。

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