JP2014238078A - Starter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンを始動させるためのスタータに関する。 The present invention relates to a starter for starting an engine.
近年、地球温暖化の問題に対処するため、内燃機関を利用した自動車においても、二酸化炭素(CO2)の削減目的で、停車時にエンジンを停止することにより、燃費を向上する所謂アイドルストップを導入する動きが加速している。しかし、アイドルストップにおいては、渋滞中の一般道で多数の車両がエンジン始動を一斉に行うケースが増加するため、エンジン始動時に発生する音による道路周辺の騒音問題が懸念される。従って、アイドルストップ普及のためには、エンジン始動時に発生する音の低減が課題になると考えられる。このエンジン始動時に発生する音には、スタータの作動音が含まれる。 In recent years, in order to deal with the problem of global warming, so-called idle stops have been introduced in automobiles that use internal combustion engines to improve fuel efficiency by stopping the engine when it is stopped for the purpose of reducing carbon dioxide (CO 2 ). The movement to do is accelerating. However, in idling stop, the number of cases where a large number of vehicles start the engine at the same time on a general road in a traffic jam increases, so there is a concern about the noise problem around the road due to the sound generated when the engine is started. Therefore, in order to spread idle stop, it is considered that the reduction of sound generated at the time of engine start becomes a problem. The sound generated when the engine is started includes the operation sound of the starter.
スタータの作動音として主たるものは、ピニオンがエンジンのリングギヤに衝突して噛み合うことにより発生するギヤ音と、電磁スイッチの作動音があり、これらのギヤ音および電磁スイッチの作動音の低減が、エンジン始動時に発生する音の発生源対策として重要である。 The main starter operating sounds are gear sounds generated when the pinion collides with the ring gear of the engine and meshes with it, and electromagnetic switch operating sounds. Reduction of these gear sounds and electromagnetic switch operating sounds This is important as a countermeasure for the source of sound generated at start-up.
なお、ピニオンとリングギヤとの間で発生するギヤ音には、ピニオンのギヤ歯の軸方向端面がリングギヤのギヤ歯の軸方向端面に衝突した時に発生するギヤ端面衝突音と、ピニオンがリングギヤに噛み合って回転する際に発生するギヤ噛合音とがある。 The gear noise generated between the pinion and the ring gear includes the gear end surface collision sound generated when the axial end surface of the pinion gear teeth collides with the axial end surface of the gear teeth of the ring gear, and the pinion meshes with the ring gear. There is a gear meshing sound that occurs when the motor rotates.
特許文献1では、ギヤ音を低減するための技術として、ピニオンを複数枚の鋼板を積層して構成し、且つ、各鋼板でギヤ歯部分が相互に軸方向に撓むようにした技術が開示されている。 In Patent Document 1, as a technique for reducing gear noise, a technique is disclosed in which a pinion is formed by laminating a plurality of steel plates, and the gear tooth portions of each steel plate are bent in the axial direction. Yes.
しかしながら、この技術では、ピニオンを鋼板のみで構成するため、質量が大きく、ピニオンとリングギヤとが衝突した際の衝突力が大きくなる傾向にある。
このため、ある程度はギヤ音を低減できるものの、よりギヤ音を低減したいという要求に応えるには、この構造では限界があった。
However, in this technique, since the pinion is composed only of a steel plate, the mass is large, and the collision force when the pinion collides with the ring gear tends to increase.
For this reason, although the gear noise can be reduced to some extent, there is a limit in this structure in order to meet the demand for further reducing the gear noise.
そこで、本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、スタータにおいて、ピニオンとリングギヤとの衝突音をさらに低減することにある。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to further reduce the collision noise between the pinion and the ring gear in the starter.
本発明のスタータは、回転力を発生するモータと、モータの出力軸上に回転可能且つ軸方向に移動可能に配され、エンジンのリングギヤに噛合可能なピニオンとを備え、ピニオンをリングギヤに向かって軸方向に移動させることにより、ピニオンをリングギヤに噛み合わせる方式のスタータである。 The starter of the present invention includes a motor that generates a rotational force, a pinion that is rotatably and axially movable on an output shaft of the motor, and that can mesh with a ring gear of the engine, and the pinion is directed toward the ring gear. This is a starter that engages the pinion with the ring gear by moving in the axial direction.
ピニオンは、周方向に並ぶ複数のギヤ歯を有し、複数のギヤ歯は、それぞれ、一部に他の部分よりも弾性係数の小さい材料で形成された低弾性部を有する。 The pinion has a plurality of gear teeth arranged in the circumferential direction, and each of the plurality of gear teeth has a low elastic portion formed of a material having a smaller elastic coefficient than that of other portions.
これによれば、リングギヤとの衝突時の衝撃を低弾性部によって吸収でき、衝突音を低減することができる。 According to this, the impact at the time of the collision with the ring gear can be absorbed by the low elastic portion, and the collision sound can be reduced.
本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。 The mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the following examples.
〔実施例1〕
〔実施例1の構成〕
実施例1の構成を図1〜5を用いて説明する。
スタータ1は、回転力を発生するモータ2と、このモータ2の回転が伝達される出力軸3と、この出力軸3上に配される一方向クラッチ4とピニオン5と、シフトレバー(図示せず)を介して一方向クラッチ4とピニオン5をリングギヤR側(図1の左方向)へ押し出す機能及びモータ回路に設けられるメイン接点を開閉してモータ2への通電を断続する機能を有する電磁スイッチ8等より構成される。
[Example 1]
[Configuration of Example 1]
The configuration of the first embodiment will be described with reference to FIGS.
The starter 1 includes a
モータ2は、電磁スイッチ8によりメイン接点が閉じると、バッテリ(図示せず)から給電されて電機子軸(図示せず)に回転力を発生する周知の直流電動機である。
The
軸方向反モータ側である一端側(図示左側)の端部がハウジング12に回転自在に支持され、他端側の端部が電機子軸に連結されている。なお、電機子軸と出力軸3との間に減速装置(例えば遊星歯車減速機)を設けて、電機子軸の回転を減速装置で減速して出力軸3に伝達する構成でも良い。
One end side (left side in the figure) that is on the side opposite to the axial direction is rotatably supported by the
一方向クラッチ4は、出力軸3の外周に設けられたヘリカルスプライン部3aと嵌合するアウタ4a、このアウタ4aの内周に相対回転自在に配置されるインナ4b、アウタ4aとインナ4bとの間で回転力の伝達を断続するローラ4c等を有している。ローラ4cを介してアウタ4aからインナ4bへ一方向のみ回転力を伝達する。
The one-
ピニオン5は、周方向に並ぶ複数のギヤ歯15を有する回転体であって、インナ4bを軸方向反モータ側へ延長したインナチューブ4dの外周に直スプライン結合されている。すなわち、ピニオン5は、インナチューブ4dと一体に回転すると共に、インナチューブ4dに対し軸方向に所定距離移動可能に支持されている。なお、インナチューブ4dは、出力軸3の外周に相対回転自在に嵌合している。
The
なお、インナチューブ4dの先端部には、ピニオン5のインナチューブ4d上での軸方向反モータ側への移動を規制するピニオンストッパ18が設けられており、ピニオン5はスプリング19によってリングギヤ側(押出方向)に付勢され、ピニオンストッパ18にピニオン5の先端面が当接している。
A pinion stopper 18 for restricting the movement of the
電磁スイッチ8は、内蔵する電磁コイル(図示せず)への通電により電磁石を形成してプランジャ(図示せず)を吸引する周知のソレノイドを用いて構成され、プランジャの動きに連動し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力が消滅すると、図示しないリターンスプリングの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。
The
メイン接点は、電磁スイッチ8に固定される2本の端子ボルト20、21を介してモータ回路に接続される一組の固定接点と、電磁スイッチ8のプランジャと一体に可動して一組の固定接点の間を電気的に断続する可動接点とで形成される。
The main contact is integrally movable with a set of fixed contacts connected to the motor circuit via two
シフトレバーは、揺動中心となるレバー支点部より一端側のレバー端部がプランジャに組み込まれたシフト用ロッド(図示せず)に連結され、レバー支点部より他端側のレバー端部が一方向クラッチ4に係合して、プランジャの動きを一方向クラッチ4に伝達する。
The shift lever is connected to a shift rod (not shown) having a lever end on one end side of the lever fulcrum serving as the pivot center, and the lever end on the other end side of the lever fulcrum is one. Engaging the
〔スタータ1の作動〕
電磁スイッチ8の作動により、シフトレバーを介して一方向クラッチ4と一体にピニオン5が反モータ方向へ押し出される。
このとき、リングギヤRのギヤ歯Raとピニオン5のギヤ歯15が噛み合わず、リングギヤRのギヤ歯Raの軸方向端面とピニオン5のギヤ歯15の軸方向端面とが当接する場合がある。
[Operation of starter 1]
By actuating the
At this time, the gear teeth Ra of the ring gear R and the
そして、当接した後に、モータ2による回転もしくはヘリカルスプライン部3aの作用等によりピニオン5とリングギヤRとの回転方向の相対位置が噛み合い可能な位置になると、ピニオン5がさらに押し出されて、リングギヤRと噛み合い、モータ2の回転がピニオン5からリングギヤRに伝達されて、エンジンをクランキングする。
Then, after the contact, when the relative position in the rotational direction of the
〔本実施例の特徴〕
本実施例のスタータ1によれば、複数のギヤ歯15が、それぞれ、一部に他の部分よりも弾性係数の小さい材料で形成された低弾性部15aを有する。
本実施例では、ギヤ歯15が、鉄鋼材料等の縦弾性係数の高い材料による高弾性層26と、樹脂やゴム等による高弾性層よりも縦弾性係数の低い低弾性層25とが軸方向に積層されて構成されている。そして、低弾性層25が低弾性部15aをなす。
[Features of this embodiment]
According to the starter 1 of the present embodiment, each of the plurality of
In the present embodiment, the
具体的には、ピニオン5は、鋼板27と、鋼板27の材料よりも縦弾性係数の低い樹脂製の板材(以下、樹脂板28と呼ぶ)とが交互に軸方向に積層された構造となっている。層数及び各層の厚さは、要求される強度等に応じて適宜設定される。
なお、鋼板27と樹脂板28とは接着や締結等などにより少なくとも歯底よりも内径側の部分で固定されている。
Specifically, the
The
鋼板27と樹脂板28にはそれぞれ、ギヤ歯形状が形成されており、積層されることによってギヤ歯15が形成される。つまり、ギヤ歯15は、鋼板27による高弾性層26と樹脂板28による低弾性層25とが交互に積層された構造を呈している。
Each of the
また、図2(a)、図3、及び図4に示すように、ギヤ歯15は、全歯たけに亘って、低弾性層25の歯厚が、高弾性層26の歯厚よりも大きい。
本実施例では、樹脂板28のギヤ歯15をなす部分は、鋼板27のギヤ歯15をなす部分よりも、周方向に膨出している。
Further, as shown in FIGS. 2A, 3, and 4, in the
In this embodiment, the portion forming the
このため、図5及び図6(a)に示すように、ピニオン5とリングギヤRとが噛み合って回転する際に、リングギヤRが当接するギヤ歯15の径方向における位置を位置Aとし、この位置Aにおける歯厚をピッチ点歯厚とすると、低弾性層25でのピッチ点歯厚t1は、高弾性層26でのピッチ点歯厚t2よりも大きくなっている。
Therefore, as shown in FIGS. 5 and 6 (a), when the
〔実施例1の作用効果〕
本実施例のスタータは、ギヤ歯15が、鋼板27による高弾性層26と樹脂板28による低弾性層25(低弾性部15a)とが軸方向に積層されて構成されている。
[Effects of Example 1]
In the starter of this embodiment, the
これによれば、ピニオン5のギヤ歯15の軸方向端面がリングギヤRのギヤ歯15の軸方向端面に衝突した場合の衝撃を低弾性部15aによって吸収でき、ギヤ端面衝突音を低減することができる。
また、ピニオン5の一部を樹脂により形成することになるため、ピニオン5が軽量となり、衝突力が過剰になりすぎるのを避けることができる。
According to this, the impact when the axial end surface of the
In addition, since a part of the
また、ギヤ歯15は、低弾性層25での歯厚が、高弾性層26での歯厚よりも大きくなっている。
これによれば、図6に示すように、ピニオン5とリングギヤRが噛み合って回転する際、低弾性部15aが先にリングギヤRに当接して、低弾性部15aの弾性変形(図6(b)参照)によって、衝撃を吸収する。これにより、ギヤ噛合音を低減できる。
Further, the
According to this, as shown in FIG. 6, when the
すなわち、リングギヤRとの衝突時の衝撃を低弾性部15aによって吸収でき、衝突音を低減することができる。
That is, the impact at the time of collision with the ring gear R can be absorbed by the low
〔実施例2〕
実施例2を、実施例1とは異なる点を中心に、図7及び図8を用いて説明する。
なお、実施例1と同じ符号は、同一の機能物を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施例では、インサート成型によって、ギヤ歯15に樹脂層31(低弾性層25)と金属層32(高弾性層26)とを形成している。
例えば、ギヤ歯15の軸方向両端にそれぞれ樹脂層31を形成し、各樹脂層31がギヤ歯15の歯底よりも内径側の連結部33で連結されるように、インサート成型されている。
本実施例によっても、実施例1と同様の作用効果を奏する。
[Example 2]
A second embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8 with a focus on differences from the first embodiment.
In addition, the same code | symbol as Example 1 shows the same functional thing, Comprising: The previous description is referred.
In this embodiment, the resin layer 31 (low elastic layer 25) and the metal layer 32 (high elastic layer 26) are formed on the
For example, the resin layers 31 are formed on both ends of the
Also according to the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
〔実施例3〕
実施例3を、実施例1とは異なる点を中心に、図9及び図10を用いて説明する。
なお、実施例1と同じ符号は、同一の機能物を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施例では、金属にて形成されたギヤ歯15に対して、各ギヤ歯15の周方向の両側面に周方向に膨出する樹脂部35をインサート成型によって付属させている。
例えば、本実施例では、各側面に軸方向に亘って3つの樹脂部35が設けられている。
Example 3
A third embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10 with a focus on differences from the first embodiment.
In addition, the same code | symbol as Example 1 shows the same functional thing, Comprising: The previous description is referred.
In the present embodiment,
For example, in this embodiment, three
これによれば、樹脂部35が低弾性部15aをなし、実施例1と同様に、ピニオン5とリングギヤRが噛み合って回転する際、低弾性部15aが先にリングギヤRに当接して、低弾性部15aの弾性変形によって、衝撃を吸収することができ、衝突音を低減できる。
なお、本実施例は実施例1や2とは異なり、低弾性層25と高弾性層26とを軸方向に交互に積層するものではないため、ギヤ端面衝突音の低減効果は実施例1及び実施例2の方が高い。
According to this, when the
In this embodiment, unlike the first and second embodiments, the low
(変形例)
実施例1のスタータ1は、ピニオン5と一方向クラッチ4とをともにシフトレバー7で押し出すタイプであったが、ピニオン5のみを押し出すタイプであってもよい。
また、電磁スイッチ8は、ピニオン5を軸方向に押し出すソレノイドと、モータの通電電流をオン/オフするためのソレノイドとの2つのソレノイドを備えるタンデムタイプであってもよい。
(Modification)
The starter 1 of the first embodiment is a type in which both the
Further, the
1 スタータ、2 モータ、3 出力軸、5 ピニオン、15 ギヤ歯、15a 低弾性部
1 Starter, 2 Motor, 3 Output shaft, 5 Pinion, 15 Gear teeth, 15a Low elastic part
Claims (3)
前記モータ(2)の出力軸(3)上に回転可能且つ軸方向に移動可能に配され、エンジンのリングギヤ(R)に噛合可能なピニオン(5)とを備え、
前記ピニオン(5)を前記リングギヤ(R)に向かって軸方向に移動させることにより、前記ピニオン(5)を前記リングギヤ(R)に噛み合わせる方式のスタータであって、
前記ピニオン(5)は、周方向に並ぶ複数のギヤ歯(15)を有し、
前記複数のギヤ歯(15)は、それぞれ、一部に他の部分よりも弾性係数の小さい材料で形成された低弾性部(15a)を有することを特徴とするスタータ。 A motor (2) for generating a rotational force;
A pinion (5) disposed on the output shaft (3) of the motor (2) so as to be rotatable and movable in the axial direction, and capable of meshing with an engine ring gear (R);
A starter of a type in which the pinion (5) is engaged with the ring gear (R) by moving the pinion (5) in the axial direction toward the ring gear (R),
The pinion (5) has a plurality of gear teeth (15) arranged in the circumferential direction,
Each of the plurality of gear teeth (15) has a low elastic part (15a) formed of a material having a smaller elastic coefficient than that of the other part in each of the plurality of gear teeth (15).
前記ギヤ歯(15)は、弾性係数の高い材料によりなる高弾性層(26)と、前記高弾性層(26)を形成する材料よりも弾性係数の低い材料によりなる低弾性層(25)とが軸方向に積層されて構成されており、
前記低弾性層(25)が前記低弾性部(15a)をなすことを特徴とするスタータ。 The starter according to claim 1,
The gear teeth (15) include a high elastic layer (26) made of a material having a high elastic modulus, and a low elastic layer (25) made of a material having a lower elastic modulus than the material forming the high elastic layer (26). Are stacked in the axial direction,
The starter characterized in that the low elastic layer (25) forms the low elastic portion (15a).
前記ピニオン(5)と前記リングギヤ(R)とが噛み合って回転する際に、前記リングギヤ(R)が当接する位置における前記ギヤ歯(15)の歯厚をピッチ点歯厚とすると、
前記低弾性層(25)でのピッチ点歯厚t1は、前記高弾性層(26)でのピッチ点歯厚t2よりも大きいことを特徴とするスタータ。 The starter according to claim 2,
When the tooth thickness of the gear teeth (15) at the position where the ring gear (R) abuts when the pinion (5) and the ring gear (R) rotate while meshing with each other,
The pitch point tooth thickness t1 in the low elastic layer (25) is larger than the pitch point tooth thickness t2 in the high elastic layer (26).
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