JP3302883B2 - 遊星減速形スタータのヨークの製造方法 - Google Patents

遊星減速形スタータのヨークの製造方法

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JP3302883B2 JP17141296A JP17141296A JP3302883B2 JP 3302883 B2 JP3302883 B2 JP 3302883B2 JP 17141296 A JP17141296 A JP 17141296A JP 17141296 A JP17141296 A JP 17141296A JP 3302883 B2 JP3302883 B2 JP 3302883B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、たとえば自動車
用エンジンに用いられる遊星ギア減速装置を内蔵した遊
星減速形スタータのヨークの製造方法に関し、特にヨー
ク内に形成された内周ギア部の高精度化およびスタータ
作動時におけるギア音の低減化を実現した遊星減速形ス
タータのヨークの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、たとえば自動車用エンジンの
始動時にクランク軸を駆動するスタータとしては、遊星
ギアを含む遊星ギア減速装置を内蔵した遊星減速形スタ
ータが用いられている。図３は従来の内周ギア部一体形
のヨークを含む遊星減速形スタータを一部断面図で示す
側面図である。
【０００３】図３において、遊星減速形スタータのモー
タの界磁として機能する円筒形状のヨーク１は、肉厚部
からなる底部１２に近接した内周側面に形成された環状
の内周ギア部１１と、底部１２の中央の開口部１５内に
嵌合された軸受１３と、底部１２と対向する開口側に形
成された薄肉部１４とを有している。
【０００４】軸受１３に軸支されたフランジ部２は、ヨ
ーク１内に拡張された端面に複数のピン２２が立設され
ている。各ピン２２は、フランジ部２の回転中心軸に対
して同心的に円弧状に配列されており、各ピン２２には
遊星ギア４が回転自在に設けられている。
【０００５】フランジ部２は、端面側では内周ギア部１
１および遊星ギア４と協動して減速装置を構成し、他端
はスタータの始動出力軸２１に固定されており、モータ
の回転出力を遊星ギア減速装置を介して始動出力軸２１
に伝達する。
【０００６】底部１２の開口部１５の端面には、始動出
力軸２１の軸方向に突出された環状突出部が形成されて
おり、軸受１３を嵌合保持するための軸方向長さを確保
している。これにより、底部１２の厚さを比較的薄く形
成しても軸受１３を嵌合可能にし、底部１２の肉厚を抑
制して軽量化を実現している。
【０００７】始動出力軸２１の先端部は、フロント部を
覆うブラケット５により軸支されており、始動出力軸２
１の中間部には、オーバーランニングクラッチ２４およ
びピニオンギア２５が軸方向に移動可能に設けられてい
る。ブラケット５は、ヨーク１の底部１２の外周端面に
固着されている。
【０００８】オーバーランニングクラッチ２４およびピ
ニオンギア２５は、スタータ作動時において、始動出力
軸２１と一体に回転しながら矢印方向に移動し、ピニオ
ンギア２５の外周側面のギア部を介して始動対象（たと
えば、自動車用エンジンのクランク軸）を駆動する。
【０００９】始動時に駆動されるモータは、モータ出力
軸３１に連結された回転子すなわち電機子３と、界磁装
置となる永久磁石３３およびヨーク１とを備えている。
永久磁石３３は径方向に着磁されており、磁路形成部と
なるヨーク１内の円周方向に磁束を発生させる。電機子
３に連結されたモータ出力軸３１は、円筒形状のヨーク
１の薄肉部１４内に収納されている。モータ出力軸３１
の先端は、ヨーク１内の軸受１３に近傍まで延長されて
いる。
【００１０】モータ出力軸３１は、始動出力軸２１のフ
ランジ部２内に同軸収納され、フランジ部２内の軸受２
３に軸支されている。フランジ部２上の各ピン２２に回
転自在に枢着された複数の遊星ギア４は、モータ出力軸
３１上の外周ギア部３２と、ヨーク１の内周ギア部１１
とにそれぞれ係合されている。
【００１１】ヨーク１の内周ギア部１１は、フランジ部
２上の遊星ギア４およびモータ出力軸３１と相互に関連
して遊星ギア減速装置を構成しており、ヨーク１の底部
１２側に収納されている。遊星ギア減速装置は、スター
タ作動時にモータ出力軸３１の回転を遊星ギア４を介し
て減速し、始動出力軸２１およびピニオンギア２５を介
して始動対象（クランク軸）に伝達する。
【００１２】ブラケット５に取り付けられてヨーク１上
に配置されたスイッチ装置６は、図示しないが、スター
タ作動時にキースイッチ等に連動してモータに給電する
スイッチ回路と、オーバーランニングクラッチ２４を駆
動するためのプランジャとを内蔵している。
【００１３】回転軸７１に枢着されたレバー７は、一端
がスイッチ装置６内のプランジャに係合され且つ他端が
オーバーランニングクラッチ２４に係合されており、プ
ランジャの駆動時に回転軸７１を中心に反時計方向に回
転し、始動出力軸２１上のオーバーランニングクラッチ
２４およびピニオンギア２５を矢印方向に移動させる。
【００１４】次に、図３に示した従来のヨーク１を用い
た遊星減速形スタータの動作について説明する。まず、
スタータの作動前においては、レバー７の位置が図３に
示す状態であり、オーバーランニングクラッチ２４が移
動しておらず、ピニオンギア２５はクランク軸に係合し
ていない。
【００１５】ここで、キースイッチのオンによりスター
タを作動させると、スイッチ装置６からの給電により通
電付勢されるモータの電機子３は、永久磁石３３の付勢
力を受けて回転し、電機子３と一体のモータ出力軸３１
を回転駆動する。また、スイッチ装置６内のプランジャ
により駆動されるレバー７は、回転軸７１を中心に反時
計方向に回転し、オーバーランニングクラッチ２４を矢
印方向に移動させ、ピニオンギア２５をクランク軸に係
合させる。
【００１６】このとき、モータの電機子３から出力され
る回転トルクは、モータ出力軸３１の外周ギア部３２か
ら遊星ギア４に伝達される。これにより、遊星ギア４
は、ピン２２を中心に回転しながら、モータ出力軸３１
の外周ギア部３２とヨーク１の内周ギア部１１との間で
回動する。
【００１７】遊星ギア４の回動により、遊星ギア４を枢
着しているフランジ部２は、モータ出力軸３１の回転よ
りも減速されて回転し、減速回転出力を始動出力軸２１
に伝達する。始動出力軸２１は、オーバーランニングク
ラッチ２４およびピニオンギア２５を介してクランク軸
を減速回転させる。
【００１８】次に、図４および図５の側断面図を参照し
ながら、ヨーク１の製造装置および製造方法について説
明する。図４はヨーク１の金属素材としてあらかじめ薄
肉部１４が形成されたもの用いた場合、図５はヨーク１
の金属素材として底部１２の肉厚の大きいもの用いた場
合をそれぞれ示す。
【００１９】各図において、ヨーク１の底部１２には、
軸受１３（図３参照）が嵌合される開口部１５があらか
じめ形成されているものとする。また、ここでは、金型
８およびダイス９間に挟み込まれたヨーク１の金属素材
が加工される（内周ギア部１１が形成される）直前の状
態を示している。
【００２０】ヨーク１内に矢印方向に挿入される金型８
は、ヨーク１の開口部１５に位置決め挿入される先端凸
部８１と、内周ギア部１１に対応するように先端部の外
周に形成された歯形部８２と、歯形部８２の後方に形成
されて薄肉部１４の内径に対応した径大部８５とを有す
る。
【００２１】また、金型８に軸中心を一致させて対向配
置されたダイス９は、コップ形状を有しており、金型８
の挿入時にヨーク１の外周形状を形成する。ここでは、
便宜的にダイス９を薄く記載しているが、実際には金型
８の押圧力に対向できるように十分大きい肉厚を有す
る。ヨーク１を加工成形する場合、まず、金属素材をダ
イス９内に挿入した後、金型８が挿入される。
【００２２】図４の形状のヨーク素材を用いた場合、薄
肉部１４の内径で径大部８５をガイドしながら金型８を
ヨーク１内に挿入し、金型８の挿入時においては、先端
凸部８１を開口部１５内に挿入して開口部１５をガイド
としながら所定位置まで挿入し、ヨーク１内の内周ギア
部１１に歯形部８２を形成する。
【００２３】この場合、内周ギア部１１に対応する位置
のヨーク素材は、薄肉部１４よりもあらかじめ厚く構成
されており、歯形部８２の外径よりも小さい内径を有し
ている。したがって、金型８の歯形部８２の挿入によ
り、ヨーク素材の肉厚部が金型８の後方の径大部８５に
流れ込みながら、内周ギア部１１および薄肉部１４が形
成されていく。
【００２４】同様に、図５の形状のヨーク素材を用いた
場合も、金型８の挿入時にヨーク素材が径大部８５側に
流れ込みながら、内周ギア部１１および薄肉部１４が形
成される。図５のヨーク素材の場合、図４のヨーク素材
の場合よりも後方に流れ込む素材量が多く、薄肉部１４
の形成のための金型８の加圧力は大きくなる。
【００２５】このとき、歯形部８２は、金型８の先端部
まで形成されているので、内周ギア部１１は、底部１２
の近傍まで形成される。また、同時に、ダイス９の内径
形状にならってヨーク１の外周形状が形成される。
【００２６】こうして形成される内周ギア部１１の加工
度（断面減少率に相当）は、特に図５のヨーク素材を用
いた場合には約７０％以上に達する。したがって、歯形
部８２と内周ギア部１１の素材との焼き付きを防止する
ために、通常、歯形部８２の先端部の外径は、歯形部８
２の後方の外径よりも大きく形成され、逃げ部（図示せ
ず）を構成している。
【００２７】しかし、歯形部８２に上記のような逃げ部
を構成した場合、歯形部８２の後方にヨーク素材が流れ
込みにくくなり、内周ギア部１１を高精度に形成するこ
とが困難になる。
【００２８】また、金型８の前方にヨーク素材が残存し
易いので、金型８により前方に押し出された残存素材
が、ヨーク１の内径方向に破線で示すような膨らみ部１
６（図４参照）を形成する。この膨らみ部１６は、さら
に、金型８の先端部と底部１２との間で圧縮され、崩壊
し易い状態で残存してしまうおそれがある。
【００２９】このようにヨーク素材の一部が不安定な状
態で残存すると、スタータの駆動中に崩壊して、付近の
ギア部に入り込み、動作不能な状態になるおそれがあ
る。また、ヨーク１内の肉厚部が全て加工されて、内周
ギア部１１が底部１２付近まで形成されるので、ヨーク
１の機械的剛性が低下してしまい、減速駆動中の騒音が
増大することになる。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】従来の遊星減速形スタ
ータのヨークの製造方法は以上のように、ヨーク１内の
底部１２まで内周ギア部１１が形成されるので、内周ギ
ア１１の形成時に膨らみ部１６が発生して、ヨーク１の
素材が内周ギア部１１に流れ込まなくなり、ヨーク１の
内周ギア部１１の精度が劣化するという問題点があっ
た。
【００３１】また、ヨーク１の完成後に膨らみ部１６が
不安定な状態で残存すると、使用中に内周ギア部１１等
に落下してしまい、ヨーク１の機能を損なうおそれがあ
るという問題点があった。
【００３２】さらに、ヨーク１内の底部１２まで内周ギ
ア部１１が形成されることから、ヨーク１の機械的剛性
が低くなり、作動時のギア音が増大してユーザに不快感
を与えるという問題点があった。
【００３３】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、底部の近傍に内周ギア部が形成
されない環状肉厚部を設けることにより、ヨーク内の残
存素材を抑制して内周ギア部の高精度化を実現するとと
もに、作動時のギア音を低減させた遊星減速形スタータ
のヨークの製造方法を得ることを目的とする。
【００３４】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る遊星減速形スタータのヨークの製造方法は、モータ出
力軸の回転を減速して始動出力軸に伝達する遊星減速形
スタータのモータの界磁として機能する円筒形状のヨー
クの製造方法であって、遊星減速形スタータの始動出力
軸を軸支するためにヨークの底部に形成された開口部
と、ヨークの底部の近傍に形成された内周ギア部と、内
周ギア部と底部との間の内周側面に形成された環状肉厚
部とを備え、始動出力軸のフランジ部と、フランジ部に
枢着され且つモータ出力軸の外周ギア部および内周ギア
部に係合された遊星ギアとが内蔵されたヨークを構成す
るために、ヨーク内に挿入される金型からなる製造装置
を用い、金型は、先端部に形成された円筒形状部と、円
筒形状部の後方に形成され且つ円筒形状部よりも径大の
歯形部とを有し、ヨークの底部方向への挿入時に、円筒
形状部により環状肉厚部を形成し、歯形部により内周ギ
ア部を形成するように構成され、ヨークの金属素材は、
円筒形状の薄肉部と、開口部を有する底部と、底部の近
傍に形成されて薄肉部よりも小さい内径を有する環状肉
厚部とを備え、ヨーク内に挿入される金型は、歯形部の
後方に形成されて薄肉部の内径に対応した径大部を有し
ており、金属素材内に金型を挿入し、薄肉部の内径によ
り径大部をガイドするとともに、歯形部を環状肉厚部に
挿入することより内周ギア部を形成するものである。
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【００３８】
【発明の実施の形態】実施の形態１． 以下、この発明の実施の形態１を図について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１により製造されるヨーク
１を含む遊星減速形スタータを一部断面図で示す側面図
であり、図１において、前述（図３参照）と同様の構成
要素については、同一符号を付してその詳述を省略す
る。
【００３９】この場合、ヨーク１は、内周ギア部１１と
底部１２との間の内側面に、ギアが形成されない環状肉
厚部１８を有する。環状肉厚部１８の幅ｗは、フランジ
部２の厚さｔよりも小さく設定されており、遊星ギア４
と係合する内周ギア部１１の幅を確保している。
【００４０】図２はこの発明の実施の形態１によるヨー
ク１の製造装置および製造方法を示す断面図であり、前
述（図４参照）と同様の構成要素については、同一符号
を付してその詳述を省略する。この場合、内周ギア部１
１に対応する肉厚部と円筒形状の薄肉部１４とがあらか
じめ形成されたヨーク素材を用いている。
【００４１】図２において、ヨーク１の製造装置すなわ
ち金型８の先端部には、歯形部を有していない径小の円
筒形状部８３が形成されている。円筒形状部８３の長さ
Ｌはヨーク１の環状肉厚部１８の幅ｗ（図１参照）に対
応している。また、金型８の円筒形状部８３の後方に
は、円筒形状部８３よりも径大の歯形部８２が形成され
ている。
【００４２】この発明の実施の形態１において、図１に
示すスタータの回転動作および減速動作については、前
述と同様なのでここでは説明しない。以下、図２を参照
しながら、この発明の実施の形態１によるヨーク１の製
造装置の動作（ヨーク１の製造方法）について説明す
る。
【００４３】まず、前述と同様に、コップ形状のダイス
９内にヨーク素材を挿入し、薄肉部１４内で径大部８５
によりガイドしながら、金型８を所定位置まで挿入す
る。このとき、先端凸部８１を開口部１５内に挿入し、
開口部１５をガイドとしてヨーク素材の肉厚部に歯形部
８２を挿入する。これにより、ヨーク１内の肉厚部の素
材が金型８の後方の径大部８５側に流れ込み、内周ギア
部１１が形成されていく。
【００４４】また、金型８の先端部に形成された円筒形
状部８３の外径は、ヨーク１内の環状肉厚部１８の内径
よりもわずかに大きく設定されているので、円筒形状部
８３は、環状肉厚部１８の内面を円筒形状部８３の外周
形状に一致させながら前進する。
【００４５】また、円筒形状部８３の後方に位置する歯
形部８２は、必要最小限の幅からなる内周ギア部１１を
形成する。したがって、内周ギア部１１が底部１２の近
傍まで形成されることはなく、底部１２に近接して、幅
ｗの環状肉厚部１８が残存形成される。
【００４６】また、このときの内周ギア部１１の加工度
は約２０％程度に抑制されるので、歯形部８２とヨーク
素材との焼き付きが発生するおそれはなく、歯形部８２
の先端部に径大の逃げ部を構成する必要がない。
【００４７】また、金型８の挿入時に、円筒形状部８３
が環状肉厚部１８を形成し、環状肉厚部１８の後方にお
いて、歯形部８２が内周ギア部１１を形成していくの
で、膨らみ部１６（図４参照）が発生することもなく、
ヨーク素材の後方への流れ込みが円滑に行われ、内周ギ
ア部１１を高精度に形成することができる。また、ヨー
ク１内に不安定な素材片が残存してギア部に落下するこ
ともない。
【００４８】また、ヨーク１内に環状肉厚部１８を形成
することにより、ヨーク１および内周ギア部１１の歯面
の機械的剛性が増大し、減速運転中の騒音も抑制するこ
とができる。さらに、環状肉厚部１８の幅ｗをフランジ
部２の厚さｔよりも小さく設定したので、遊星ギア４が
環状肉厚部１８に干渉することがなく、減速機構の構成
を損なうこともない。
【００４９】
【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれ
ば、モータ出力軸の回転を減速して始動出力軸に伝達す
る遊星減速形スタータのモータの界磁として機能する円
筒形状のヨークの製造方法であって、遊星減速形スター
タの始動出力軸を軸支するためにヨークの底部に形成さ
れた開口部と、ヨークの底部の近傍に形成された内周ギ
ア部と、内周ギア部と底部との間の内周側面に形成され
た環状肉厚部とを備え、始動出力軸のフランジ部と、フ
ランジ部に枢着され且つモータ出力軸の外周ギア部およ
び内周ギア部に係合された遊星ギアとが内蔵されたヨー
クを構成するために、ヨーク内に挿入される金型からな
る製造装置を用い、金型は、先端部に形成された円筒形
状部と、円筒形状部の後方に形成され且つ円筒形状部よ
りも径大の歯形部とを有し、ヨークの底部方向への挿入
時に、円筒形状部により環状肉厚部を形成し、歯形部に
より内周ギア部を形成するように構成され、ヨークの金
属素材は、円筒形状の薄肉部と、開口部を有する底部
と、底部の近傍に形成されて薄肉部よりも小さい内径を
有する環状肉厚部とを備え、ヨーク内に挿入される金型
は、歯形部の後方に形成されて薄肉部の内径に対応した
径大部を有しており、金属素材内に金型を挿入し、薄肉
部の内径により径大部をガイドするとともに、歯形部を
環状肉厚部に挿入することより内周ギア部を形成するよ
うにしたので、ヨーク内の残存素材を抑制して内周ギア
部の高精度化を実現するとともに、作動時のギア音を低
減させた遊星減速形スタータのヨークのヨークの製造方
法が得られる効果がある。
【００５０】
【００５１】
【００５２】
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１により製造されるヨ
ークを用いた遊星減速形スタータを一部断面図で示す側
面図である。
【図２】 この発明の実施の形態１により用いられるヨ
ークの製造装置を示す断面図である。
【図３】 従来のヨークを用いた遊星減速形スタータを
一部断面図で示す側面図である。
【図４】 従来のヨークの製造装置を示す断面図であ
る。
【図５】 従来のヨークの製造装置の他の例を示す断面
図である。
【符号の説明】
１ ヨーク、１１ 内周ギア部、１２ 底部、１５ 開
口部、１８ 環状肉厚部、２ フランジ部、２１ 始動
出力軸、３ 電機子、３１ モータ出力軸、３２ 外周
ギア部、４ 遊星ギア、８ 金型、８２ 歯形部、８３
円筒形状部、８５ 径大部、ｔ フランジ部の厚さ、
ｗ 環状肉厚部の幅。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−117633（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−104684（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−59874（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 15/02 H02K 1/12 H02K 7/10 H02K 7/12

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 モータ出力軸の回転を減速して始動出力
    軸に伝達する遊星減速形スタータのモータの界磁として
    機能する円筒形状のヨークの製造方法であって、 前記遊星減速形スタータの始動出力軸を軸支するために
    前記ヨークの底部に形成された開口部と、 前記ヨークの底部の近傍に形成された内周ギア部と、 前記内周ギア部と前記底部との間の内周側面に形成され
    た環状肉厚部とを備え、 前記始動出力軸のフランジ部と、前記フランジ部に枢着
    され且つモータ出力軸の外周ギア部および前記内周ギア
    部に係合された遊星ギアとが内蔵された前記ヨークを構
    成するために、 前記ヨーク内に挿入される金型からなる製造装置を用
    い、 前記金型は、 先端部に形成された円筒形状部と、前記円筒形状部の後
    方に形成され且つ前記円筒形状部よりも径大の歯形部と
    を有し、 前記ヨークの底部方向への挿入時に、前記円筒形状部に
    より前記環状肉厚部を形成し、前記歯形部により前記内
    周ギア部を形成するように構成され、 前記ヨークの金属素材は、円筒形状の薄肉部と、前記開
    口部を有する底部と、前記底部の近傍に形成されて前記
    薄肉部よりも小さい内径を有する環状肉厚部とを備え、 前記ヨーク内に挿入される金型は、前記歯形部の後方に
    形成されて前記薄肉部の内径に対応した径大部を有して
    おり、 前記金属素材内に前記金型を挿入し、前記薄肉部の内径
    により前記径大部をガイドするとともに、前記歯形部を
    前記環状肉厚部に挿入することより前記内周ギア部を形
    成する ことを特徴とする遊星減速形スタータのヨークの
    製造方法。
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