JP2012184732A - スタータ - Google Patents

Abstract

【課題】アイドルストップ車用スタータにて、カム室内の容積変化によって発生するポンプ効果の圧力を逃がし、クラッチグリスの流出を防止し、耐久性を向上させる。
【解決手段】アイドルストップ車用のエンジンスタータ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とローラ５８及びクラッチインナ５７を備える。クラッチアウタ５６は、ローラ５８とクラッチスプリング６０を収容するカム室９１と、カム室９１間を隔離する隔壁部９６と、隔壁部９６に形成され隣接するカム室９１間を接続するグリス誘導溝９５を有する。ローラ５８の揺動に伴うポンプ効果によってカム室９１内に圧力が生じると、カム室９１内のグリスＧをグリス誘導溝９５に導入し、ポンプ効果の圧力をグリス誘導溝９５によって逃がす。
【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、信号待ち時などにおけるエンジンの無用なアイドリングを回避するいわゆるアイドリングストップ機構を備えた車両（以下、アイドルストップ車と略記する）に使用されるスタータに適用して有効な技術に関する。

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スタータ（エンジン始動装置）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３は、このようなスタータの要部構成を示す説明図である。図３のスタータでは、自動車のイグニッションキースイッチがＯＦＦ状態のときは、ピニオンギヤ101は右方の離脱位置にあり、リングギヤ102とは噛み合っていない状態となっている（図３の上半分の状態）。これに対し、イグニッションキースイッチをＯＮすると、ピニオンギヤ101は、オーバーランニングクラッチ103と共に左方へ移動し、ピニオンギヤ101はリングギヤ102と噛合してエンジンを起動させる（図３の下半分の状態）。

このようなスタータでは、モータの回転は、遊星歯車を用いた図示しない減速装置を介して出力軸104に伝えられる。出力軸104には、クラッチアウタ105とクラッチインナ106を備えたオーバーランニングクラッチ103が取り付けられており、クラッチアウタ105は、ヘリカルスプライン部107を介して、出力軸104に取り付けられている。クラッチアウタ105とクラッチインナ106の一端側との間にはローラ108が介設されており、オーバーランニングクラッチ103は一方向の回転のみを伝達するようになっている。クラッチインナ106は、出力軸104上に軸方向に移動自在に取り付けられており、その他端側にはピニオンギヤ101が形成されている。

特開2006-161590号公報 特開平5-215053号公報

ここで、スタータに使用されているオーバーランニングクラッチ103では、ローラ108を円滑に動作させるため、ローラ108の近傍にはグリスが塗布されている。ところが、従来のスタータでは、オーバーランニングクラッチ103の軸方向端部を単純にクラッチワッシャ109にて塞いだだけの構造が多く、ローラの揺動に伴うポンプ効果により、図３の矢示Ａのように、クラッチ内のグリスが部品の隙間を伝って外部に流出してしまうおそれがある。

図４は、従来のオーバーランニングクラッチの構成を示す説明図である。図４に示すように（矢示）、オーバーランニングクラッチ103では、クラッチのＯＮ／ＯＦＦに伴い、カム室111内にてローラ108が周方向に移動する。ローラ108が移動すると、カム室111内の容積、特に、グリス充填量の多いローラ側の部位の容積が変化する。すると、ローラ108の移動によるポンプ効果がカム室111内に生じ、ローラ近傍のグリスＧが、カム室111外に押し出されてしまう可能性がある。自動車用エンジンスタータでは、始動の際、上下死点を境に駆動側と被動側が短時間に交代する現象があり、それに伴ってローラ108も微小に移動し、このポンプ効果が繰り返される。このため、グリスＧは、エンジン始動のたびにポンプ効果の圧力を繰り返し受ける。

図４に示すように、隣接するカム室111間には、クラッチアウタ105とクラッチインナ106の間にわずかな隙間112がある。しかしながら、ローラ移動による圧力は隙間112のみでは吸収しきれない。このため、図３の矢示Ａのように、クラッチワッシャ109−クラッチインナ106間などの微小クリアランスからグリスＧがクラッチ外に漏れ出てしまい、クラッチグリスが枯渇するおそれがある。

特に、アイドルストップ車では、車両が停止状態となったり、車速が所定速度以下に低下し、完全に停止はしていないものの停止状態とみなし得る状態となったりしたときなど、車両の停止判定条件が成立したときにエンジンを自動停止させる一方、ブレーキの解放やハンドルの操作など所定の発進準備動作が検知されたりしたときなど、車両の再始動条件が成立したときにエンジンを自動始動させる、という動作を繰り返す。つまり、エンジンの停止、再始動という動作が頻繁に繰り返され、エンジン始動動作回数が従来の車両よりも飛躍的に多くなる（約３０万回：従来の約１０倍）。このため、クラッチグリスの流出が生じると、従来の車両では大きな影響がない量であっても、アイドリングストップ仕様での耐久終期（従来の耐久回数の約１０倍程度）に至ると、クラッチ内のグリスが枯渇してしまい、ローラの摩耗によりクラッチの機能不全が生じるおそれがある。近年、環境対策や自動車排ガス規制への対応策として、アイドリングストップ機構の採用が増加しており、アイドルストップ車におけるクラッチグリスの流出と、それに伴うグリス枯渇問題への対策が求められていた。

一方、特許文献２には、クラッチアウタの端面に環状部材を圧入装着し、クラッチ内にグリス溜室やシール室を設ける構造が提案されている。特許文献２では、グリス溜室によってグリス充填量を確保しつつ、シール室とリップシールによってクラッチインナ側からのグリス流出を防止している。ところが、特許文献２の構成においても、ローラの揺動によってポンプ効果が発生するため、アイドリングストップ仕様の場合、耐久期間内にリップシールが劣化し、クラッチインナ側からグリス漏れが生じる。また、環状部材やリップシールを用いるため、部品点数や組付工数が増大し、その分、製品コストが嵩むという問題が生じる。

本発明の目的は、アイドルストップ車用スタータにて、カム室内の容積変化によって発生するポンプ効果の圧力を逃がすことにより、オーバーランニングクラッチからのグリスの流出を防止し、スタータの耐久性を向上させる。

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出力軸と、前記出力軸に取り付けられ、前記出力軸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、前記オーバーランニングクラッチを介して前記出力軸に接続され、前記出力軸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、前記出力軸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複数本の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、前記クラッチアウタは、前記ローラ及び該ローラを所定方向に付勢するクラッチスプリングが収容される複数個のカム室と、隣接する前記カム室の間を隔離する隔壁部と、該隔壁部に形成され隣接する前記両カム室間を接続する連通部と、を有することを特徴とする。

本発明にあっては、クラッチアウタのカム室を隔離する隔壁部に、隣接するカム室間を接続する連通部を設けることにより、ローラの揺動に伴うポンプ効果によりカム室内に充填されたグリスが内部圧力を受けても、当該グリスは連通部に導入される。すなわち、カム室内の容積変化によって発生するポンプ効果の圧力を連通部によって逃がすことができ、オーバーランニングクラッチからのグリスの流出が抑えられる。

本発明の他のスタータは、車両の停止判定条件が成立したときにエンジンを自動停止し、車両の再始動条件が成立したときに前記エンジンを自動始動させるアイドリングストップ機構を備えた車両に使用されるエンジンスタータであって、該スタータは、電動モータによって回転駆動される出力軸と、前記出力軸に取り付けられ、前記出力軸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、前記オーバーランニングクラッチを介して前記出力軸に接続され、前記出力軸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、前記オーバーランニングクラッチは、前記出力軸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複数本の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、前記クラッチアウタは、前記ローラ及び該ローラを所定方向に付勢するクラッチスプリングが収容される複数個のカム室と、隣接する前記カム室の間を隔離する隔壁部と、該隔壁部に形成され隣接する前記両カム室間を接続する連通部と、を有することを特徴とする。

本発明にあっては、車両の停止判定条件が成立したときにエンジンを自動停止させる一方、車両の再始動条件が成立したときにエンジンを自動始動させるアイドリングストップ機構を備えた車両に使用されるエンジンスタータにおいて、クラッチアウタのカム室を隔離する隔壁部に、隣接するカム室間を接続する連通部を設けることにより、ローラの揺動に伴うポンプ効果によりカム室内に充填されたグリスが内部圧力を受けても、当該グリスは連通部に導入される。すなわち、カム室内の容積変化によって発生するポンプ効果の圧力を連通部によって逃がすことができ、アイドルストップ車用エンジンスタータにおいて、オーバーランニングクラッチからのグリスの流出が抑えられる。

前記スタータにおいて、前記連通部として、前記クラッチアウタの軸方向端面に、前記端面に開口する凹溝を形成しても良い。また、前記カム室内に潤滑用のグリスを充填すると共に、前記グリスを、前記ローラの揺動に伴って前記カム室内に生じる内部圧力によって、前記連通部に導入するようにしても良い。さらに、前記グリスを、前記連通部を介して隣接する前記カム室内に流入させると共に、前記クラッチアウタと前記クラッチインナの間の隙間を介して元の前記カム室内に還送させ、これにより、前記グリスを隣接する前記カム室間にて循環流動させても良い。

本発明のスタータによれば、オーバーランニングクラッチのクラッチアウタに、ローラとクラッチスプリングを収容する複数個のカム室と、隣接するカム室を隔離する隔壁部と、該隔壁部に形成され隣接する両カム室間を接続する連通部と、を設けることにより、ローラの揺動に伴うポンプ効果によって発生する圧力を連通部によって逃がすことが可能となる。このため、カム室内にグリスが充填されている場合、当該グリスがポンプ効果による内部圧力を受けても、このグリスを連通部に導入することができる。従って、オーバーランニングクラッチからのグリスの流出を防止することが可能となり、オーバーランニングクラッチの耐久性向上が図られる。

また、本発明の他のスタータによれば、アイドルストップ車に使用されるエンジンスタータにおいて、オーバーランニングクラッチのクラッチアウタに、ローラとクラッチスプリングを収容する複数個のカム室と、隣接するカム室を隔離する隔壁部と、該隔壁部に形成され隣接する両カム室間を接続する連通部と、を設けることにより、ローラの揺動に伴うポンプ効果によって発生する圧力を連通部によって逃がすことが可能となる。このため、カム室内にグリスが充填されている場合、当該グリスがポンプ効果による内部圧力を受けても、このグリスを連通部に導入することができる。従って、エンジンの始動回数が飛躍的に多くなるアイドルストップ車においても、オーバーランニングクラッチからのグリスの流出を防止することが可能となり、アイドルストップ車に求められる性能を十分にクリアできる耐久性を確保することが可能となる。

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。 図１のスタータにて使用されているオーバーランニングクラッチの内部構成を示す説明図である。 一般的なスタータの要部構成を示す説明図である。 従来のオーバーランニングクラッチの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。図１のスタータ１は、アイドルストップ車（ここでは四輪自動車）のエンジン始動用の装置であり、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。当該スタータ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。

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６０（図２参照）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、ピニオンギヤ６と一体に形成されたクラッチインナ５７が配置されている。図２は、オーバーランニングクラッチ５の内部構成を示す説明図であり、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６０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の内周側には、カム室９１が形成されている。カム室９１には、ローラ５８とクラッチスプリング６０が収容されている。カム室９１には、くさび斜面９２と遊動部９３が形成されている。ローラ５８は、通常、クラッチスプリング６０によってくさび斜面９２側に押されている。クラッチアウタ５６が矢示Ｘ方向に回転すると、ローラ５８は、くさび斜面９２とクラッチインナ５７の外周面９４との間に挟持される。これにより、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。従って、エンジン始動時にモータ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、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、クラッチスプリング６０の付勢力に抗してくさび斜面９２から離脱し、遊動部９３側に移動する。これにより、クラッチインナ５７はクラッチアウタ５６に対し空転（オーバーランニング）状態となる。すなわち、リングギヤ８がピニオンギヤ６よりも早く回転する状態となると、ローラ５８がくさび斜面９２とクラッチインナ外周面９４との間には挟持されないオーバーランニング状態となり、クラッチインナ５７の回転はクラッチアウタ５６側には伝達されなくなる。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。

一方、スタータ１では、図２に示すように、クラッチアウタ５６の端面５６ｃに、グリス誘導溝（連通部）９５が設けられている。グリス誘導溝９５は凹溝となっており、端面５６ｃに開口する形で、クラッチアウタ５６の隔壁部９６に凹設されている。グリス誘導溝９５の両端は、隔壁部９６の周方向の両端面９６ａ,９６ｂに開口しており、グリス誘導溝９５は、隣接するカム室９１同士を連通接続する形で設けられている。スタータ１においても、ローラ５８近傍には、ローラ動作を円滑にすべくグリスが塗布されており、ローラ５８が揺動すると（図２矢示Ｐ参照）、カム室９１内の容積変化によるポンプ効果が生じる。前述のように、従来のスタータでは、このポンプ効果により、カム室内のグリスが軸方向に押し出され、クラッチ外に流出してしまうおそれがあり、特に、アイドルストップ車では、クラッチグリスの流出によるグリス枯渇の問題があり、その対策が求められていた。

これに対し、当該スタータ１は、隣接するカム室９１の間に両室をつなぐグリス誘導溝９５が設けられているため、ローラ揺動に伴うポンプ効果の圧力をそこで逃がすことができる。すなわち、スタータ１においても、クラッチ動作に伴ってローラ５８が揺動しポンプ効果が生じるが、その際の圧力にて押されたグリスＧは、矢示Ｑのように、グリス誘導溝９５内に導かれる。この際、カム室９１内のグリスＧは、クラッチワッシャ６９とクラッチインナ５７の間のような狭いクリアランスの部位には入り込まず、まず、流入障壁の少ないグリス誘導溝９５に入り込む。また、グリス誘導溝９５内に押し込まれたグリスＧも、ポンプ効果の圧力によって、やがて隣接するカム室９１に流入する。その後、隣接するカム室９１に流入したグリスＧは、更なるグリスＧの流入により、クラッチアウタ５６とクラッチインナ５７の間の隙間９７から元のカム室９１に戻る（矢示Ｒ）。つまり、グリスＧは、グリス誘導溝９５と隙間９７を流路として、隣接するカム室９１にて循環流動する。

このように、オーバーランニングクラッチ５では、ポンプ効果の圧力によってグリスＧが流動しても、その流れをクラッチ内にて循環させることができ、クラッチの内部圧力によってグリスＧがクラッチ外に流出してしまうのを防止することが可能となる。従って、グリスの枯渇によるローラの摩耗や発錆を抑えることができ、クラッチの機能不全を防止し、製品の耐久性、信頼性の向上を図ることが可能となる。特に、エンジンの始動回数が飛躍的に多くなるアイドルストップ車においても、オーバーランニングクラッチからのグリスの流出を防止することが可能となり、アイドルストップ車に求められる性能を十分にクリアできる耐久性を確保することが可能となる。

また、従来のオーバーランニングクラッチのようにスラスト方向にグリス溜りを設ける必要がないため、クラッチのスラスト方向の寸法を小さくすることも可能となる。さらに、グリス誘導溝９５がグリス溜りとしても機能し得るため、従来のオーバーランニングクラッチのように、別部材を用いることなくグリス溜りを形成でき、部品点数や組付工数を削減することも可能となる。加えて、グリス誘導溝９５により、グリス溜りをクラッチアウタ５６内に設けることができるため、グリスＧを効率良く使用でき、グリスＧの使用量を少なくすることも可能となる。

クラッチインナ５７の左端側には、ピニオンギヤ６が一体に形成されている。ピニオンギヤ６（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。ピニオンギヤ６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にはピニオンギヤメタル７２が取り付けられている。ピニオンギヤ６は、このピニオンギヤメタル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。

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とさらに深く噛合する。これにより、ピニオンギヤ６が図１の下半分の状態のような作動位置に移動し、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。

なお、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。また、プランジャスプリング８３は、ギヤプランジャ８１を左方に押し出し、ピニオンギヤ６とリングギヤ８が完全に噛み合った状態となると解放され、自然長状態となる。このため、クラッチアウタ５６に当接した状態のギヤプランジャ８１とプランジャスプリング８３との間には、図１の下半分の状態のように、若干の隙間が生じる。

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。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の付勢力によってブラケットプレート８２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。なお、ギヤリターンスプリング６５の付勢力は、この時点におけるプランジャスプリング８３の付勢力よりも大きくなるように設定されている。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。
例えば、前述の実施例では、グリス誘導溝９５をクラッチアウタ５６の端面５６ｃに設けた構成を示したが、カム室９１間の連通部であるグリス誘導溝９５の形成位置は端面５６ｃには限定されず、隙間９７に臨んだクラッチアウタ５６の内壁面５６ｄに形成することも可能である。また、連通部の形態は溝には限定されず、例えば、隔壁部９６に、隣接するカム室９１間を連通接続させる連通孔を設けても良く、隔壁部９６の内端縁を面取りして隙間９７を拡張し、面取り部を連通部としても良い。

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
５６ｃ 端面
５６ｄ 内壁面
５７ クラッチインナ
５８ ローラ
６０ クラッチスプリング
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
７１ シャフト孔
７２ ピニオンギヤメタル
７３ スプリング収容部
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
９１ カム室
９２ くさび斜面
９３ 遊動部
９４ 外周面
９５ グリス誘導溝（連通部）
９６ 隔壁部
９６ａ 両端面
９７ 隙間
101 ピニオンギヤ
102 リングギヤ
103 オーバーランニングクラッチ
104 出力軸
105 クラッチアウタ
106 クラッチインナ
107 ヘリカルスプライン部
108 ローラ
109 クラッチワッシャ
111 カム室
112 隙間
Ｇ グリス

Claims (5)

1. 電動モータによって回転駆動される出力軸と、
   前記出力軸に取り付けられ、前記出力軸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、
   前記オーバーランニングクラッチを介して前記出力軸に接続され、前記出力軸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、前記出力軸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複数本の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、
   前記クラッチアウタは、前記ローラ及び該ローラを所定方向に付勢するクラッチスプリングが収容される複数個のカム室と、隣接する前記カム室の間を隔離する隔壁部と、該隔壁部に形成され隣接する前記両カム室間を接続する連通部と、を有することを特徴とするスタータ。
2. 車両の停止判定条件が成立したときにエンジンを自動停止し、車両の再始動条件が成立したときに前記エンジンを自動始動させるアイドリングストップ機構を備えた車両に使用されるエンジンスタータであって、該スタータは、
   電動モータによって回転駆動される出力軸と、
   前記出力軸に取り付けられ、前記出力軸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、
   前記オーバーランニングクラッチを介して前記出力軸に接続され、前記出力軸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、
   前記オーバーランニングクラッチは、前記出力軸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複数本の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、
   前記クラッチアウタは、前記ローラ及び該ローラを所定方向に付勢するクラッチスプリングが収容される複数個のカム室と、隣接する前記カム室の間を隔離する隔壁部と、該隔壁部に形成され隣接する前記両カム室間を接続する連通部と、を有することを特徴とするスタータ。
3. 請求項１又は２記載のスタータにおいて、前記連通部として、前記クラッチアウタの軸方向端面に、前記端面に開口する凹溝を形成したことを特徴とするスタータ。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載のスタータにおいて、前記カム室内には潤滑用のグリスが充填され、前記グリスは、前記ローラの揺動に伴って前記カム室内に生じる内部圧力によって、前記連通部に導入されることを特徴とするスタータ。
5. 請求項４記載のスタータにおいて、前記グリスは、前記連通部を介して隣接する前記カム室内に流入すると共に、前記クラッチアウタと前記クラッチインナの間の隙間を介して元の前記カム室内に還送され、隣接する前記カム室間にて循環流動することを特徴とするスタータ。

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