JP2023068729A

JP2023068729A - スタータ

Info

Publication number: JP2023068729A
Application number: JP2021179988A
Authority: JP
Inventors: 純貴菅野; Junki Kanno; 憲恭八汐; Noriyasu Yashio
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-11-04
Filing date: 2021-11-04
Publication date: 2023-05-18

Abstract

【課題】モータによるエンジンの始動を行うための遊星減速機構と備えたスタータでは、エンジン側から来る衝撃によって内歯が歪み、遊星ギヤとのかみ合いが悪くなることがあった。【解決手段】円筒状のヨークを有するモータと、前記モータの出力によりエンジンの始動を行うための遊星減速機構と、を備えたスタータであって、前記遊星減速機構には、前記モータの軸に連結されたサンギヤと、前記サンギヤを取り囲む内周面に内歯を設けたインターナルギヤと、前記サンギヤと前記インターナルギヤの前記内歯とに噛合ってエンジンを駆動する駆動軸に接続された遊星ギヤと、を有し、前記インターナルギヤは前記内歯の外周部に立設する複数個の突起部を有し、前記突起部が前記ヨークの内周面に当接するように設けた。【選択図】図２

Description

本願は、エンジンを始動するスタータに関するものである。

スタータは自動車などに搭載されるエンジンを始動させるための装置である。一般にエンジン用スタータとしての直流電動機は電機子に回転トルクを発生させるモータと、電機子の回転軸に連結され電機子の回転を減速する遊星減速機構部とを備え、遊星減速機構部は電機子の回転軸に連結されたサンギヤと、サンギヤの周囲を回転する遊星ギヤ、内歯を持つインターナルギヤから構成される。インターナルギヤは内歯の一端面が遊星ギヤとの当接面を形成して、他端面となる外周部を支えるものがなく開口している。インターナルギヤの固定方法として、フロントブラケットまたはモータ部のヨークに設けられたホルダにインターナルギヤと一体となる非開口部側を固定したものがある。例えば、特許文献１参照。

特開平５－７１４５２号公報

従来の構造では、インターナルギヤの外周部にではなく、インターナルギヤと一体となった非開口部側にヨークとの嵌合部位を設けているため、インターナルギヤの内歯の外周部である開口部と外部部品との間に隙間があり、遊星ギヤより与えられる径方向外側への力を抑えるものがない。そのため、例えばエンジンが反回転しているときにピニオンがリングギヤに噛合うことによる衝撃など、エンジン側から来る衝撃によってインターナルギヤの内歯が歪み、遊星ギヤとのかみ合いが悪くなることがある。

本願は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、インターナルギヤの回動を固定するとともに、エンジン側から来る衝撃に対して、インターナルギヤと遊星ギヤのかみ合い不良を防ぐスタータを得ることを目的としている。

本願に係わるスタータは、円筒状のヨークを有するモータと、前記モータの出力によりエンジンの始動を行うための遊星減速機構と、を備えたスタータであって、前記遊星減速機構には、前記モータの軸に連結されたサンギヤと、前記サンギヤを取り囲む内周面に内歯を設けたインターナルギヤと、前記サンギヤと前記インターナルギヤの前記内歯とに噛合ってエンジンを駆動する駆動軸に接続された遊星ギヤと、を有し、前記インターナルギヤは前記内歯の外周部に立設する複数個の突起部を有し、前記突起部が前記ヨークの内周面に当接しているものである。

本願によれば、インターナルギヤの外周部に複数個の突起部を設け、モータのヨークの内周面に当接するように配置されている。これらの突起部によって、インターナルギヤの回動を固定するとともに、エンジン側から来る衝撃によるインターナルギヤの内歯に加わる径方向の荷重をインターナルギヤの外周部で支えることができる。これにより、インターナルギヤの内歯の径方向の歪を抑止し、インターナルギヤと遊星ギヤのかみ合い不良を防ぐことができる。

実施の形態１に係わるスタータを示す部分断面図である。実施の形態１に係わるスタータのインターナルギヤを示す斜視図である。実施の形態１に係わるスタータのインターナルギヤを示す平面図である。実施の形態２に係わるスタータのインターナルギヤを示す斜視図である。実施の形態３に係わるスタータのインターナルギヤを示す斜視図である。実施の形態４に係わるスタータのインターナルギヤを示す斜視図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係わるスタータの構成を示す部分断面図である。スタータ１００は、ソレノイドスイッチ１と、モータ部２と、フロントブラケット７１と、リヤブラケット７２とを備えている。通しボルト７３により、リヤブラケット７２とフロントブラケット７１とが連結され、モータ部２を挟持して固定されている。モータ部２は磁石２２を備える円筒状のヨーク２３、この内部に収容される電機子２１、電機子２１を整流するブラシ（図示せず）から構成される。電機子２１の回転を伝える軸２４にはサンギヤ３１が連結されている。ヨーク２３の端面はリヤブラケット７２とフロントブラケット７１に接続されている。
以下の説明では、モータ部２の電機子２１および軸２４の回転方向を周方向、回転軸の方向を軸方向、回転中心から外周側に向かう方向を径方向とする。

遊星減速機構部３はサンギヤ３１、インターナルギヤ３３および遊星ギヤ３２を備え、電機子２１の回転を減速して駆動軸５に伝達する。インターナルギヤ３３はサンギヤ３１を取り囲む内周面に内歯３３ａを備える。遊星ギヤ３２は、サンギヤ３１と内歯３３ａとの間に設けられ、サンギヤ３１と内歯３３ａとに噛合い、インターナルギヤ３３の内側で公転運動する。

フロントブラケット７１の内部には、伝達機構部４を搭載している。伝達機構部４はモータ部２で発生し遊星減速機構部３で減速された回転力を駆動軸５に伝達する。また、フロントブラケット７１の内部にはエンジンのリングギヤ（図示せず）と接続されるピニオン６が配置されている。ピニオン６は、ソレノイドスイッチ１がオンの間、シフトレバー１１によって伝達機構部４と一緒に駆動軸５の上でスライドし、リングギヤに接続されてエンジンの始動を行う。その後、ソレノイドスイッチ１がオフになるとピニオン６は駆動軸５の上をスライドし元の位置まで復帰してリングギヤから切り離される。

次に、インターナルギヤ３３について説明する。図２は実施の形態１に係わるスタータ１００のインターナルギヤ３３の外観を示す斜視図である。インターナルギヤ３３は内歯３３ａと、内歯３３ａの外周部３３ｂから径方向外側に放射状に、軸方向に延伸して立設する突起部となる板状の壁部３３ｃを複数個備えている。このインターナルギヤ３３の平面図を図３に示す。インターナルギヤ３３をヨーク２３に圧入するとき、外周部３３ｂにおける壁部３３ｃの立設位置をＡ、ヨーク２３の内周面と当接する壁部３３ｃの当接位置をＢ、インターナルギヤ中心をＣとする。このとき、壁部３３ｃは、直線ＡＢとなる外周部３３ｂの立設位置Ａからヨーク２３の内周面との当接位置Ｂへの方向が、直線ＣＡの延長線となる立設位置Ａにおける径方向との間で角度θを有するように配置されている。

直線ＣＡの延長線と直線ＡＢとの間に角度θがあるため、インターナルギヤ３３をヨーク２３に圧入する際に、壁部３３ｃは周方向に変形する。そのため、インターナルギヤ３３の外周部３３ｂは径方向への変形が小さくなり、内歯３３ａの径方向への変形を抑制できる。これによって、圧入による変形がインターナルギヤ３３の内歯３３ａのギヤ精度へ及ぼす影響を減らすことができる。また、放射状に設けた壁部３３ｃをヨーク２３の内周面に当接させることで、インターナルギヤ３３はモータの軸２４の軸心に合わせて直接位置決めされて圧入固定される。これにより、インターナルギヤ３３の内歯３３ａの歯車中心とヨーク２３内部の電機子２１の回転中心を精度よく合わせることができ、モータ部２と遊星減速機構部３、伝達機構部４の芯ずれを防止し、騒音の低減、および伝達効率向上によるモータ出力の向上が得られる。さらに、インターナルギヤ３３の突起部となる壁部３３ｃを鉄製のヨーク２３で直接押さえることにより、エンジンから発生し伝達機構部４を通して遊星ギヤ３２から伝達される衝撃に対して、インターナルギヤ３３の内歯３３ａの径方向の歪を防止し、歯車開口部の口開きを軽減し、ギヤ精度を保つことができる。また、部品点数を増やすことなく、インターナルギヤ３３と遊星ギヤ３２のかみ合い不良による振動、騒音、出力低下を防ぐことができる。

なお、インターナルギヤ３３が樹脂からなる場合、鉄製のヨーク２３に対してヤング率が低くなるためヨーク２３を大きく変形させることなく圧入することが可能である。また、インターナルギヤ３３の突起部となる壁部３３ｃを形成する材料として内歯３３ａを形成する材料よりも変形しやすいものを使用することで、内歯３３ａの径方向の歪をより抑制することが可能である。

実施の形態２．
図４は実施の形態２に係わるスタータ１００のインターナルギヤ３３の外観を示す斜視図である。実施の形態１に説明した構成部分と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略し、実施の形態２において変化した構成部分について説明する。
図４において、インターナルギヤ３３の外周部３３ｂに設けられた突起部となる壁部３３ｃには、ヨーク２３の内周面に当接する軸方向の先端部に、面取り３３ｄが施されている。このように形成することで、組立作業時に、インターナルギヤ３３をモータ部２のヨーク２３へ圧入し易くなり、作業性を向上させることができる。また、ヨーク２３への圧入時に壁部３３ｃに加わる荷重を滑らかに増加させることができ、放射状に複数個配置された壁部３３ｃへの変形量を均等に配分することが可能となり、組込み精度が向上する。なお、面取り部の個数と形状、大きさはこれに限るものではない。

実施の形態３．
図５は実施の形態３に係わるスタータ１００のインターナルギヤ３３の外観を示す斜視図である。実施の形態１に説明した構成部分と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略し、実施の形態３において変化した構成部分について説明する。
図５において、インターナルギヤ３３の外周部３３ｂに設けられた突起部となる壁部３３ｃは、ヨーク２３の内周面に当接する先端がかぎ形に形成されている。このように形成することで、実施の形態１で説明した角度θを形成することができる。すなわち、壁部３３ｃは、インターナルギヤ３３の外周部３３ｂの立設位置からヨーク２３の内周面との当接位置への方向が、立設位置の径方向との間で角度θを有するように形成することが容易にできる。また、折り曲げたかぎ形の角度を鈍角にすることによって、ヨーク２３への圧入時、壁部３３ｃのかぎ形の角度を変形させることで容易に挿入することができる。したがって、実施の形態１で述べたのと同じ効果を得ることができる。また、実施の形態２において説明した面取りを施すことも可能であり、実施の形態２において述べたことと同じ効果を得ることができる。

実施の形態４．
図６は実施の形態４に係わるスタータ１００のインターナルギヤ３３の外観を示す斜視図である。実施の形態１に説明した構成部分と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略し、実施の形態４において変化した構成部分について説明する。
図６において、インターナルギヤ３３の外周部３３ｂに設けられた突起部となる壁部３３ｃは、その両端が外周部３３ｂに接続された半円柱状のアーチ形状に形成されている。このように形成することで、組立時、壁部３３ｃのアーチ形状の径方向外側の先端部がヨーク２３に当接して、圧入される。このような、壁部３３ｃの形状であっても、インターナルギヤ３３をヨーク２３の内周面に圧入させるとアーチ形状の壁部３３ｃは径方向内側にひしげて変形する。そのため、インターナルギヤ３３の外周部３３ｂそのものは径方向への変形は小さく、内歯３３ａの径方向への変形を抑制することができる。実施の形態１の壁部３３ｃとは形状が異なるものの、実施の形態１と同等な効果を得ることができる。また、実施の形態２において説明した面取りを施すことも可能であり、実施の形態２において述べたことと同じ効果を得ることができる。

以上の実施の形態１から４では、インターナルギヤ３３の壁部３３ｃをヨーク２３に圧入する構造を説明したが、フロントブラケット７１の内周面に圧入するようにしても同様の効果が得られる。ただし、内歯３３ａの中心とヨーク２３内部の電機子２１の中心を精度よく合わせることができ、モータ部と減速機構部、伝達機構部の芯ずれを防止し、騒音の低減、および伝達効率向上によるモータ出力の向上が得られる、という点においては、本願実施の形態１から３に述べたようにヨーク２３の内周面に圧入することが望ましい。
また、外周部３３ｂには１２個の突起部となる壁部３３ｃを設けた例で示したが、この個数と形状、大きさはこれに限るものではない。

本願は、様々な例示的な実施の形態および実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１ソレノイドスイッチ、１１シフトレバー、２モータ部、２１電機子、２２磁石、２３ヨーク、２４軸、３遊星減速機構部、３１サンギヤ、３２遊星ギヤ、３３インターナルギヤ、３３ａ内歯、３３ｂ外周部、３３ｃ壁部、４伝達機構部、５駆動軸、６ピニオン、７１フロントブラケット、７２リヤブラケット、７３通しボルト、１００スタータ。

Claims

円筒状のヨークを有するモータと、
前記モータの出力によりエンジンの始動を行うための遊星減速機構と、
を備えたスタータであって、
前記遊星減速機構には、前記モータの軸に連結されたサンギヤと、
前記サンギヤを取り囲む内周面に内歯を設けたインターナルギヤと、
前記サンギヤと前記インターナルギヤの前記内歯とに噛合ってエンジンを駆動する駆動軸に接続された遊星ギヤと、を有し、
前記インターナルギヤは前記内歯の外周部に立設する複数個の突起部を有し、
前記突起部が前記ヨークの内周面に当接していることを特徴とするスタータ。
前記突起部は、前記インターナルギヤの前記外周部から径方向外側に放射状に、前記モータの軸方向に延伸して立設する板状の壁部であることを特徴とする請求項１に記載のスタータ。
前記壁部は、前記モータの軸方向に垂直な断面において、前記インターナルギヤの前記外周部の立設位置から前記ヨークの内周面との当接位置への方向が、径方向と角度を有することを特徴とする請求項２に記載のスタータ。
前記壁部は、前記ヨークの内周面に当接する先端がかぎ形に形成されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のスタータ。
前記突起部は、前記インターナルギヤの前記外周部から径方向外側に放射状に、前記モータの軸方向に延伸して立設するアーチ形状の壁部であることを特徴とする請求項１に記載のスタータ。
前記壁部には、前記ヨークの内周面に当接する軸方向の先端部に、面取りが施されていることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載のスタータ。
前記インターナルギヤは、前記突起部によって前記ヨークの内周面に圧入固定されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のスタータ。
前記インターナルギヤは樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のスタータ。
前記インターナルギヤの前記突起部が、前記内歯よりも変形しやすいことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のスタータ。