JP2795380B2 - スタータ - Google Patents
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- starter
- synthetic resin
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエンジンを始動させるス
タータに関する。
タータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、スタータの分野では、部品の
加工性を向上させるためと、ピニオンとリングギヤとの
噛み合い時に発生する衝撃荷重を緩和するために、衝撃
荷重のかかる各種構成部品に合成樹脂が使われつつあ
る。
加工性を向上させるためと、ピニオンとリングギヤとの
噛み合い時に発生する衝撃荷重を緩和するために、衝撃
荷重のかかる各種構成部品に合成樹脂が使われつつあ
る。
【０００３】なお、この種の装置として関連するものに
は、例えば実公平２−７２６３号公報に記載のスタータ
がある。
は、例えば実公平２−７２６３号公報に記載のスタータ
がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにスタータ
の機構部品を合成樹脂で成形した場合、樹脂がガラス転
移温度以上の高温下にあると、低温下に比べて樹脂の強
度が極度に低下する。以上からすれば、スタータが約−
４０℃から約１５０℃までの範囲で使用されるので、特
に１００℃以上の高温の使用条件の下でもスタータ異常
使用時の衝撃荷重に耐えられる材料を用いる必要があ
る。
の機構部品を合成樹脂で成形した場合、樹脂がガラス転
移温度以上の高温下にあると、低温下に比べて樹脂の強
度が極度に低下する。以上からすれば、スタータが約−
４０℃から約１５０℃までの範囲で使用されるので、特
に１００℃以上の高温の使用条件の下でもスタータ異常
使用時の衝撃荷重に耐えられる材料を用いる必要があ
る。
【０００５】しかし、従来はスタータの構成部品として
合成樹脂を用いる場合に、衝撃荷重を緩和するための弾
性率を主に着目して素材を選択し、素材のガラス転移温
度とスタータ異常使用時の樹脂強度の関係についての考
察が必ずしも十分ではなかった。
合成樹脂を用いる場合に、衝撃荷重を緩和するための弾
性率を主に着目して素材を選択し、素材のガラス転移温
度とスタータ異常使用時の樹脂強度の関係についての考
察が必ずしも十分ではなかった。
【０００６】具体的には、従来はガラス転移温度Ｔｇが
６０℃程度の合成樹脂を用いていた。このような条件の
合成樹脂を用いた場合、スタータの正常使用時には、エ
ンジンルーム内が１００℃を超えるような高温条件（こ
のような条件は、例えば、外気温が約５０℃以上の運
転，高速運転などのエンジン停止直後になる）の下でも
さほど問題とならないが、高温条件とスタータの異常使
用条件（例えばキースイッチの異常操作やエンジンの過
早着火等により、ピニオンとリングギヤが異常に噛み合
い過大な衝撃荷重が発生する条件）が重なった場合に
は、衝撃荷重で機構部品がこわれ易くなる。
６０℃程度の合成樹脂を用いていた。このような条件の
合成樹脂を用いた場合、スタータの正常使用時には、エ
ンジンルーム内が１００℃を超えるような高温条件（こ
のような条件は、例えば、外気温が約５０℃以上の運
転，高速運転などのエンジン停止直後になる）の下でも
さほど問題とならないが、高温条件とスタータの異常使
用条件（例えばキースイッチの異常操作やエンジンの過
早着火等により、ピニオンとリングギヤが異常に噛み合
い過大な衝撃荷重が発生する条件）が重なった場合に
は、衝撃荷重で機構部品がこわれ易くなる。
【０００７】本発明は以上の点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、部品加工性が良く、衝撃
緩和能力が高く、さらに高温時にスタータが異常使用さ
れた場合であっても、スタータの機構部品の衝撃荷重応
力（破壊強度）を高めて部品の破損防止を図ることにあ
る。
で、その目的とするところは、部品加工性が良く、衝撃
緩和能力が高く、さらに高温時にスタータが異常使用さ
れた場合であっても、スタータの機構部品の衝撃荷重応
力（破壊強度）を高めて部品の破損防止を図ることにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、エンジン始動用のスタータにおいて、ピニオンとリ
ングギア噛み合い時の衝撃荷重が加わる少なくとも一部
の機構部品をガラス転移温度が９０℃以上の合成樹脂成
形品で構成した。
め、エンジン始動用のスタータにおいて、ピニオンとリ
ングギア噛み合い時の衝撃荷重が加わる少なくとも一部
の機構部品をガラス転移温度が９０℃以上の合成樹脂成
形品で構成した。
【０００９】
【作用】合成樹脂は、金属材料に比べて弾性率が低いた
め、ピニオンとリングギヤが噛合う時に発生する衝撃荷
重を緩和することができる。このピニオンとリングギア
の噛み合い時に生じる衝撃荷重がかかる具体的なスター
タ構成部品については実施例で述べてあるので、参照さ
れたい。
め、ピニオンとリングギヤが噛合う時に発生する衝撃荷
重を緩和することができる。このピニオンとリングギア
の噛み合い時に生じる衝撃荷重がかかる具体的なスター
タ構成部品については実施例で述べてあるので、参照さ
れたい。
【００１０】スタータの機構部品に合成樹脂を使用した
場合、合成樹脂の物性として温度上昇に伴い衝撃荷重応
力が低下するが、ガラス転移温度が９０℃以上の物性を
有する場合は、エンジンルーム内が１００℃以上の雰囲
気でも衝撃荷重応力がスタータ異常使用時の過大な衝撃
力に耐える応力値を保つことが、本発明者らの実験結果
より確認された。なお、この実験結果は、実施例の項で
第２図の特性線図に基づき説明してある。
場合、合成樹脂の物性として温度上昇に伴い衝撃荷重応
力が低下するが、ガラス転移温度が９０℃以上の物性を
有する場合は、エンジンルーム内が１００℃以上の雰囲
気でも衝撃荷重応力がスタータ異常使用時の過大な衝撃
力に耐える応力値を保つことが、本発明者らの実験結果
より確認された。なお、この実験結果は、実施例の項で
第２図の特性線図に基づき説明してある。
【００１１】
【実施例】本発明の一実施例を図１により説明する。
【００１２】図１のスタータは、一例として電磁押し込
み式のものを例示してある。
み式のものを例示してある。
【００１３】すなわち、マグネチックスイッチ１のプラ
ンジャ２がトーションばね１７付きのシフトレバー３を
介してピニオンスリーブ４Ａと連結される。ピニオンス
リーブ４Ａは、オーバランニングクラッチ１０及びピニ
オン４を有し、ヘリカルスプラインを介して遊星歯車減
速機構の出力軸であるピニオンシャフト１１に軸方向に
移動自在に嵌合されている。
ンジャ２がトーションばね１７付きのシフトレバー３を
介してピニオンスリーブ４Ａと連結される。ピニオンス
リーブ４Ａは、オーバランニングクラッチ１０及びピニ
オン４を有し、ヘリカルスプラインを介して遊星歯車減
速機構の出力軸であるピニオンシャフト１１に軸方向に
移動自在に嵌合されている。
【００１４】ピニオンシャフト１１の一端はスタータの
フロントケース１２に軸受１８を介して支持され、他端
は軸受１９を介してセンタブラケット１４に支持され
る。
フロントケース１２に軸受１８を介して支持され、他端
は軸受１９を介してセンタブラケット１４に支持され
る。
【００１５】１３はピニオンスリーブ４Ａの移動を規制
するＥリング、１５はスタータの本体後部を構成するリ
ヤブラケットで、リヤブラケット１５内にはモータのブ
ラシホールド（図示せず）が配置される。
するＥリング、１５はスタータの本体後部を構成するリ
ヤブラケットで、リヤブラケット１５内にはモータのブ
ラシホールド（図示せず）が配置される。
【００１６】遊星歯車機構は、電動機６の回転軸上の太
陽歯車７，遊星歯車８，内歯歯車９で構成され、内歯歯
車９と一体のギヤカバー１６で覆われる。上記構成にお
いて、図示しないキースイッチをオンすると、エンジン
始動用スタータのマグネチックスイッチ１のソレノイド
が通電され、プランジャ２がＡ方向に吸引され、トーシ
ョンばね１７の力に抗してシフトレバー３が回動してピ
ニオン４がエンジン側のリングギヤ５側に押し込まれ、
リングギヤ５と噛み合う。
陽歯車７，遊星歯車８，内歯歯車９で構成され、内歯歯
車９と一体のギヤカバー１６で覆われる。上記構成にお
いて、図示しないキースイッチをオンすると、エンジン
始動用スタータのマグネチックスイッチ１のソレノイド
が通電され、プランジャ２がＡ方向に吸引され、トーシ
ョンばね１７の力に抗してシフトレバー３が回動してピ
ニオン４がエンジン側のリングギヤ５側に押し込まれ、
リングギヤ５と噛み合う。
【００１７】一方、マグネチックスイッチ１に内蔵され
ている接点がプランジャ２に押されてオンし、電動機６
がトルクを発生する。このトルクは遊星歯車機構で減速
されピニオンシャフト１１からヘリカルスプラインを介
してクラッチ１０に伝わり、ピニオン４まで伝達され
る。
ている接点がプランジャ２に押されてオンし、電動機６
がトルクを発生する。このトルクは遊星歯車機構で減速
されピニオンシャフト１１からヘリカルスプラインを介
してクラッチ１０に伝わり、ピニオン４まで伝達され
る。
【００１８】ピニオン４まで伝達されたトルクによっ
て、リングギヤ５を回し、エンジンを始動させる。
て、リングギヤ５を回し、エンジンを始動させる。
【００１９】以上のようなスタータ動作時に、ピニオン
４とリングギヤ５が衝突しつつ噛み合う。その時に発生
する衝撃トルクにより、ピニオンシャフト１１，フロン
ト軸受１８を介してフロントケース１２に噛み合い反力
Ｆ１が発生する。
４とリングギヤ５が衝突しつつ噛み合う。その時に発生
する衝撃トルクにより、ピニオンシャフト１１，フロン
ト軸受１８を介してフロントケース１２に噛み合い反力
Ｆ１が発生する。
【００２０】また、センタブラケット１４には、ピニオ
ンスリーブ４Ａ，ピニオンシャフト１１，Ｅリング１３
を介して噛み合いスラスト荷重Ｆ２が発生する。
ンスリーブ４Ａ，ピニオンシャフト１１，Ｅリング１３
を介して噛み合いスラスト荷重Ｆ２が発生する。
【００２１】また、電動機６の回転軸の軸方向の動きを
止めているリヤブラケット１５と、シフトレバー３にも
スラスト荷重Ｆ３，Ｆ４が発生する。
止めているリヤブラケット１５と、シフトレバー３にも
スラスト荷重Ｆ３，Ｆ４が発生する。
【００２２】さらに、内歯歯車９には、ピニオン４，ク
ラッチ１０，ピニオンシャフト１１，遊星歯車８を伝わ
り衝撃トルクが負荷され、歯元に曲げ応力が発生する。
ラッチ１０，ピニオンシャフト１１，遊星歯車８を伝わ
り衝撃トルクが負荷され、歯元に曲げ応力が発生する。
【００２３】本実施例では、以上のような衝撃荷重のか
かるスタータ構成部品、すなわちシフトレバー３，内歯
歯車９，内歯歯車９と一体のギヤカバー１６，フロント
ケース１２，センタブラケット１４，リヤブケット１５
やリヤブラケット１５と一体の図示しないブラシホール
ド部品等を、ガラス転移温度が９０℃以上の合成樹脂で
成形する。例えば芳香族共重合ナイロン系の合成樹脂を
用いる。
かるスタータ構成部品、すなわちシフトレバー３，内歯
歯車９，内歯歯車９と一体のギヤカバー１６，フロント
ケース１２，センタブラケット１４，リヤブケット１５
やリヤブラケット１５と一体の図示しないブラシホール
ド部品等を、ガラス転移温度が９０℃以上の合成樹脂で
成形する。例えば芳香族共重合ナイロン系の合成樹脂を
用いる。
【００２４】ところで、前記衝撃トルクは、エンジンと
スタータ相方の各要素部品の慣性モーメントと捩り剛
さ、およびピニオン４とリングギヤ５が噛合う直前のス
タータとエンジンの相対回転エネルギーに支配されるた
め、スタータの異常使用（キースイッチの異常操作，エ
ンジンの過早着火等）が起った場合、スタータ構成部品
は、過大な衝撃荷重下にさらされる。一方、温度が高い
と、合成樹脂の強度は弱まり、捩り剛さは柔らかくな
る。
スタータ相方の各要素部品の慣性モーメントと捩り剛
さ、およびピニオン４とリングギヤ５が噛合う直前のス
タータとエンジンの相対回転エネルギーに支配されるた
め、スタータの異常使用（キースイッチの異常操作，エ
ンジンの過早着火等）が起った場合、スタータ構成部品
は、過大な衝撃荷重下にさらされる。一方、温度が高い
と、合成樹脂の強度は弱まり、捩り剛さは柔らかくな
る。
【００２５】しかし、本実施例では、１００℃以上の高
温雰囲気下で上記のようなスタータ異常使用がなされて
も、以下に述べる図２の実験結果よりも明らかなように
十分な衝撃荷重応力を保つ。
温雰囲気下で上記のようなスタータ異常使用がなされて
も、以下に述べる図２の実験結果よりも明らかなように
十分な衝撃荷重応力を保つ。
【００２６】図２において、横軸は温度℃、縦軸は応力
ｋｇｆ／ｍｍ２を示す。また、図２の破線は、衝撃トル
クにより発生する内歯歯車９に必要な歯元曲げ応力と温
度の関係を示し、この破線より上の領域であれば、前記
したスタータ異常使用時に生じる過大衝撃荷重に対して
も必要な応力を満たしている。なお、この破線で示す歯
元曲げ応力・温度特性線は、温度が高くなるにつれて次
第に下る。その理由は、温度が高くなるにつれて、内歯
歯車の捩り剛さが柔らかくなり、衝撃荷重緩和能力が上
るため、その衝撃荷重に対する必要な応力が小さくてす
むためである。
ｋｇｆ／ｍｍ２を示す。また、図２の破線は、衝撃トル
クにより発生する内歯歯車９に必要な歯元曲げ応力と温
度の関係を示し、この破線より上の領域であれば、前記
したスタータ異常使用時に生じる過大衝撃荷重に対して
も必要な応力を満たしている。なお、この破線で示す歯
元曲げ応力・温度特性線は、温度が高くなるにつれて次
第に下る。その理由は、温度が高くなるにつれて、内歯
歯車の捩り剛さが柔らかくなり、衝撃荷重緩和能力が上
るため、その衝撃荷重に対する必要な応力が小さくてす
むためである。
【００２７】図２の実線は、ガラス転移温度９０℃未満
の合成樹脂、例えばナイロン６６系の曲げ破壊応力と温
度の関係を、一点鎖線はガラス転移温度９０℃以上の合
成樹脂（芳香族共重合ナイロン系）の曲げ破壊応力と温
度の関係を示す一例である。また、実線ａと一点鎖線ａ
は結晶性の合成樹脂、実線ｂと一点鎖線ｂは非結晶性の
合成樹脂の特性の一例を示している。Ｔｇは合成樹脂の
ガラス転移温度を、Ｔｍは合成樹脂の融点をそれぞれ示
している。
の合成樹脂、例えばナイロン６６系の曲げ破壊応力と温
度の関係を、一点鎖線はガラス転移温度９０℃以上の合
成樹脂（芳香族共重合ナイロン系）の曲げ破壊応力と温
度の関係を示す一例である。また、実線ａと一点鎖線ａ
は結晶性の合成樹脂、実線ｂと一点鎖線ｂは非結晶性の
合成樹脂の特性の一例を示している。Ｔｇは合成樹脂の
ガラス転移温度を、Ｔｍは合成樹脂の融点をそれぞれ示
している。
【００２８】図２からも明らかなように、実線及び一点
鎖線で示す合成樹脂の曲げ破壊応力は、温度がガラス転
移温度を超えると急激に低下するため、高温で過大衝撃
トルクが発生すると、その衝撃荷重が曲げ破壊応力（衝
撃荷重応力）を超え該内歯歯車９は破壊する。
鎖線で示す合成樹脂の曲げ破壊応力は、温度がガラス転
移温度を超えると急激に低下するため、高温で過大衝撃
トルクが発生すると、その衝撃荷重が曲げ破壊応力（衝
撃荷重応力）を超え該内歯歯車９は破壊する。
【００２９】そして、この曲げ破壊応力を比較した場
合、スタータ構成部品が図２の実線で示す特性（ガラス
転移温度が９０℃以下）のものである場合には、雰囲気
温度が１００℃に満たないところで破線を下回り、図２
の一点鎖線で示すような特性（ガラス転移温度が９０℃
以上）のものである場合には、雰囲気温度が１００℃を
超えても破線を上回る。図２の一点鎖線で示すそのもの
の特性（ガラス転移温度が１４０℃）である場合には、
雰囲気温度が１５０℃を超えても破線を上回る。
合、スタータ構成部品が図２の実線で示す特性（ガラス
転移温度が９０℃以下）のものである場合には、雰囲気
温度が１００℃に満たないところで破線を下回り、図２
の一点鎖線で示すような特性（ガラス転移温度が９０℃
以上）のものである場合には、雰囲気温度が１００℃を
超えても破線を上回る。図２の一点鎖線で示すそのもの
の特性（ガラス転移温度が１４０℃）である場合には、
雰囲気温度が１５０℃を超えても破線を上回る。
【００３０】従って、本実施例によれば、約−４０℃か
ら約１５０℃までどの温度でも使用されるスタータにお
いて、シフトレバー３，内歯歯車９，ギヤカバー１６，
フロントケース１２，センタブラケット１４，リヤブラ
ケット１５を、ガラス転移温度９０℃以上の合成樹脂で
成形しているので、スタータが１００℃以上の高温雰囲
気で異常使用されたとしても、スタータ構成部品の健全
性を保つことができる。
ら約１５０℃までどの温度でも使用されるスタータにお
いて、シフトレバー３，内歯歯車９，ギヤカバー１６，
フロントケース１２，センタブラケット１４，リヤブラ
ケット１５を、ガラス転移温度９０℃以上の合成樹脂で
成形しているので、スタータが１００℃以上の高温雰囲
気で異常使用されたとしても、スタータ構成部品の健全
性を保つことができる。
【図１】図１は本発明の一実施例を示す説明図。
【図２】図２はスタータ構成部品に合成樹脂を用いた場
合の温度と衝撃荷重応力との関係を示す特性図。
合の温度と衝撃荷重応力との関係を示す特性図。
１…マグネチックスイッチ、３…シフトレバー、４…ピ
ニオン、５…リングギヤ、６…電動機、７…太陽歯車、
８…遊星歯車、９…内歯歯車、１０…クラッチ、１１…
ピニオンシャフト、１２…フロントケース、１４…セン
タブラケット、１５…リヤブラケット、１６…ギヤカバ
ー、１８，１９…軸受。
ニオン、５…リングギヤ、６…電動機、７…太陽歯車、
８…遊星歯車、９…内歯歯車、１０…クラッチ、１１…
ピニオンシャフト、１２…フロントケース、１４…セン
タブラケット、１５…リヤブラケット、１６…ギヤカバ
ー、１８，１９…軸受。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−123764（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−218865（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−21362（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−215873（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−182574（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−26765（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−202158（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−143040（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−143041（ＪＰ，Ｕ) 実公 平２−7263（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02N 11/00 F
Claims (3)
- 【請求項１】 エンジン始動用のスタータにおいて、ピ
ニオンとリングギヤ噛み合い時の衝撃荷重が加わる少な
くとも一部の機構部品をガラス転移温度が９０℃以上の
合成樹脂成形品で構成したことを特徴とするスタータ。 - 【請求項２】 前記ガラス転移温度が９０℃以上の合成
樹脂成形品は、ピニオンシャフトの一端を軸受を介して
回転自在に支持するフロントケース、ピニオンシャフト
の一端を軸受を介して回転自在に支持するセンタブラケ
ット、本体後部を構成するリヤブラケット、ピニオンを
エンジンのリングギヤに噛込ませるべく軸方向に移動さ
せるシフトレバー、モータの動力をピニオンに伝達する
遊星歯車減速機構の遊星歯車、該遊星歯車と一体のギヤ
カバーの少なくとも一つである請求項１記載のスター
タ。 - 【請求項３】 前記ガラス転移温度が９０℃以上の合成
樹脂成形品は、芳香族共重合ナイロン系である請求項１
又は請求項２記載のスタータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3013234A JP2795380B2 (ja) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | スタータ |
| US07/830,846 US5231307A (en) | 1991-02-04 | 1992-02-04 | Starter for starting internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3013234A JP2795380B2 (ja) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | スタータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04255569A JPH04255569A (ja) | 1992-09-10 |
| JP2795380B2 true JP2795380B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=11827501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3013234A Expired - Fee Related JP2795380B2 (ja) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | スタータ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5231307A (ja) |
| JP (1) | JP2795380B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06284607A (ja) * | 1993-03-26 | 1994-10-07 | Mitsubishi Electric Corp | 永久磁石式回転電機 |
| JPH08177691A (ja) * | 1994-12-28 | 1996-07-12 | Hitachi Ltd | 永久磁石式スタータ |
| JPH09203365A (ja) * | 1996-01-26 | 1997-08-05 | Denso Corp | スタータ |
| AU2003254625A1 (en) * | 2002-08-01 | 2004-03-03 | Pan-Plast Gmbh And Co. Kg | Free-wheel housing and pinion assembly for an electric starter, and electric starter comprising a pinion assembly of this type |
| JP4174386B2 (ja) * | 2003-08-04 | 2008-10-29 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の始動装置 |
| JP4552924B2 (ja) * | 2006-11-02 | 2010-09-29 | 株式会社デンソー | スタータ |
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