JP3620130B2 - スタータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関を始動するためのスタータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、ＵＳＰ２，３３２，０８６号明細書に開示されたスタータがある。
このスタータは、シャフトに対してピニオンの回転を規制する規制部材を有し、この規制部材でピニオンの回転を規制しながらシャフトに回転力を付与することで、ピニオンがヘリカルスプラインの作用でシャフト上を前方へ移動してエンジンのリングギヤと噛み合うことができる。規制部材は、マグネットスイッチのプランジャに連結されて、プランジャが吸引された時にピニオン側へ移動してピニオンと噛み合うことによりピニオンの回転を規制することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のスタータは、規制部材がピニオンの歯先に当接してピニオンと噛み合わなかった場合でもプランジャが移動してモータ接点を閉じることができる様に、プランジャと規制部材との間にドライブスプリングが介在されている。このため、部品点数が多くなるとともに、組み付け性も悪くなると言った問題があった。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、部品点数の低減と組み付け性の向上を図ったスタータを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、規制部材がピニオン移動体に設けられた係合部と噛み合わないで規制部材の移動が規制された時に、移動部材が弾性変形することによりプランジャの移動が可能となってモータ接点を閉じることができる。これにより、従来のスタータに使用していたドライブスプリングが不要となる上に、ジョイントをプランジャと一体化することも可能となる。その結果、部品点数を低減して組み付け性の向上を図ることができる。
【０００５】
請求項２の発明では、ピニオンがエンジンのリングギヤに当接してピニオン移動体の前進移動が制止された時に、係合部と噛み合っている規制部材がピニオン移動体の回転方向または反回転方向へ撓むことによってピニオン移動体の回転を許容することができる。これにより、ピニオン移動体が少なくともピニオンの歯１／２ピッチ分だけ回転する間に、ピニオンがリングギヤと噛み合うことができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のスタータを図面に基づいて説明する。
図１はスタータの要部断面図である。
本実施例のスタータ１は、通電を受けて回転力を発生する始動モータ２、この始動モータ２のアーマチャシャフト３（本発明の回転軸）にヘリカルスプライン４を介して嵌合するピニオン移動体（後述する）、スタータ１の始動時にピニオン移動体の回転を規制する規制部材５、スプリング部材６（本発明の移動部材）を介して規制部材５を駆動するマグネットスイッチ７等から構成されている。
【０００７】
始動モータ２は、マグネットスイッチ７内部に設けられたモータ接点（図示しない）が閉じることにより、モータ接点に繋がるリード線８を通じてバッテリ（図示しない）から給電されてアーマチャ（図示しない）が回転する。アーマチャシャフト３は、その先端部が軸受９を介してハウジング１０に回転自在に支持されて、後端部が図示しない軸受を介してエンドカバー１１により回転自在に支持されている。
【０００８】
ピニオン移動体は、アーマチャシャフト３の外周に軸受１２を介して嵌合するピニオン１３と、このピニオン１３に始動モータ２の回転力を伝達する一方向クラッチ１４とから構成されている。
ピニオン１３は、ヘリカルスプライン４に沿ってアーマチャシャフト３上を前方へ移動することでエンジンのリングギヤ１５と噛み合うことができる。
一方向クラッチ１４は、ヘリカルスプライン４を介してアーマチャの回転力が伝達されるアウタ１６、ピニオン１３と一体に設けられてアーマチャシャフト３の外周に嵌合するインナ１７、トルク伝達時にアウタ１６とインナ１７とを連結してアウタ１６の回転力をインナ１７へ伝達するローラ１８等より構成されている。
【０００９】
このピニオン移動体は、ピニオン１３の前方側に配されたスプリング１９により後方へ（図１の右側へ）付勢されて初期位置（図１に示す位置）に静止している。そのスプリング１９は、アーマチャシャフト３に取り付けられたストップカラー２０とピニオン１３との間に配されている。ストップカラー２０は、アーマチャシャフト３の先端部外周に形成された周溝３ａに嵌合するスナップリング２１を介して取り付けられている。
【００１０】
規制部材５は、図２に示すように、断面形状が略Ｔ字形に設けられて、ピニオン１３の径方向外周で規制部材５の先端がピニオン１３側を向いた状態で一組のスプリング２２によりハウジング１０に支持され、そのスプリング２２が伸縮することで径方向に移動可能に設けられている。この規制部材５は、ピニオン移動体が静止している時（作動前の状態）に、スプリング部材６を介して径方向の内側へ押圧されると、規制部材５の先端がピニオン１３の歯１３ａ（本発明の係合部）と歯１３ａの間に入り込んでピニオン１３と噛み合うことができる。
【００１１】
また、規制部材５は、その両側を一組のスプリング２２によって支持されているため、各スプリング２２の変形量（伸縮度合い）に応じてピニオン１３の周方向へ自在に揺動できる。従って、規制部材５がピニオン１３と噛み合った状態でも、規制部材５が揺動することにより、ピニオン１３は少なくとも自身の歯１／２ピッチ分だけ回転（または逆回転）することが可能である。
規制部材５の両側でスプリング２２を支持するハウジング１０は、規制部材５の揺動を可能とするために、規制部材５を挟んで対向するガイド面１０ａが滑らかな凸曲面（Ｒ形状）で構成されている（図２参照）。
【００１２】
マグネットスイッチ７は、図示しないスタータスイッチがＯＮ操作されて内蔵するコイル（図示しない）が通電されると、コイルに発生する磁力によってプランジャ２３を吸引し、そのプランジャ２３の移動によってモータ接点を閉じることができる。なお、モータ接点は、始動モータ２の電流回路に介在された一組の固定接点（図示しない）と、プランジャ２３の後端部に設けられた可動接点（図示しない）とから成り、コイルの磁力によりプランジャ２３が吸引されて全ストローク移動した時に、可動接点が両固定接点に当接して電流回路が閉成されることにより、バッテリから始動モータ２へ給電される。
【００１３】
スプリング部材６は、一端がプランジャ２３の先端に設けられた溝部２３ａに引っ掛けられて、他端が規制部材５の背面に形成された係合溝５ａ（図２参照）に係合され、ハウジング１０に設けられた支点２４を基点として回転可能に設けられている。従って、このスプリング部材６は、プランジャ２３が移動すると、プランジャ２３の溝部２３ａに引っ掛けられた一端側がプランジャ２３の移動に追従することにより、規制部材５の係合溝５ａに係合する他端側が支点２４を基点として揺動することができる。このスプリング部材６には、他端側から支点２４側へ向かって支点２４からの距離が次第に大きくなるような湾曲部６ａが設けられている。これにより、スプリング部材６は、プランジャ２３が吸引されて移動すると、支点２４を基点として回転することにより、規制部材５の係合溝５ａと係合する部位が他端部から次第に湾曲部６ａへと変化するため、支点２４からの距離が大きくなるにつれて規制部材５を径方向の内周側へ（図１の下方へ）押し出すことができる。
【００１４】
次に、本実施例の作動を説明する。
スタータスイッチがＯＮ操作されてマグネットスイッチ７のコイルが通電されると、コイルの磁力によりプランジャ２３が吸引されて移動する（図１で右側へ移動する）ことにより、プランジャ２３に連結されたスプリング部材６が支点２４を基点として図１の時計方向へ回転する。これにより、スプリング部材６は、規制部材５の係合溝５ａに係合する部位が他端側から湾曲部６ａへと滑らかに移行することにより、スプリング２２の付勢力に抗して規制部材５を下方（ピニオン１３側）へ押圧する。その結果、規制部材５は下降してピニオン１３と噛み合うことができる。この時、規制部材５の先端がピニオン１３の歯先に当接してピニオン１３と噛み合うことができなかった場合には、スプリング部材６の湾曲部６ａが撓むことでプランジャ２３の移動を可能にしている。
【００１５】
一方、プランジャ２３の移動に伴ってマグネットスイッチ７内部のモータ接点が閉じると、リード線８を通じて始動モータ２が通電されることにより、アーマチャに回転力が発生する。これにより、ヘリカルスプライン４を介してアーマチャシャフト３に嵌合している一方向クラッチ１４のアウタ１６が回転しようとするが、インナ１７と一体を成すピニオン１３の回転が規制部材５によって規制されているため、インナ１７とともにアウタ１６の回転も規制される。この結果、ピニオン１３および一方向クラッチ１４は、回転するアーマチャシャフト３に対してヘリカルスプライン４の作用により前進してリングギヤ１５側へ移動する。
【００１６】
ここで、前進したピニオン１３がリングギヤ１５と互いの端面同士が当接して噛み合うことができなかった場合、ピニオン１３は、アーマチャシャフト３の回転力を受けて規制部材５を回転方向に押圧する。この時、規制部材５がピニオン１３の周方向へ自在に揺動できる構成であるため、ピニオン１３は規制部材５が揺動できる範囲内で回転することができる（図５参照）。その結果、ピニオン１３は、少なくとも自身の歯１／２ピッチ分だけ回転する間にリングギヤ１５との歯筋が合致することでリングギヤ１５と噛み合うことができる。リングギヤ１５と噛み合ったピニオン１３は、リングギヤ１５と噛み合いながら更に前進して、前端面がストップカラー２０に当接する位置（図４参照）で停止する。この位置では、ピニオン１３の歯１３ａが規制部材５から抜け出して規制部材５による回転規制が解除されるため、ピニオン１３がアーマチャシャフト３の回転力を受けて回転してリングギヤ１５を駆動することによりエンジンを始動する。
【００１７】
一方、それまでピニオン１３との係合によって下方への移動が規制されていた規制部材５は、ピニオン１３の歯１３ａが規制部材５から抜け出したことにより更にスプリング２２を押し縮めながら押し下げられて、図３に示すように、スプリング２２を支持している規制部材５の両端部がハウジング１０の端面に当接するまで下降する。この時、規制部材５は、その先端がピニオン１３の歯底より下方に位置している。
【００１８】
その後、エンジンが始動し始めてピニオン１３の方がアーマチャシャフト３より高速で回転するオーバラン状態になると、スプリング１９の付勢力とともにヘリカルスプライン４の作用によってピニオン１３に後退力が加わる。この後退力を受けてピニオン１３がアーマチャシャフト３上を後退しようとするが、ピニオン１３の後方で規制部材５の先端がピニオン１３の歯底より下方に位置しているため、ピニオン１３後端面の歯底周辺部が規制部材５の先端部に当接してピニオン１３の後退が阻止される。これにより、ピニオン１３がリングギヤ１５から離脱するのを防止できる。
【００１９】
エンジンが始動した後、スタータスイッチをＯＦＦ操作してコイルへの通電を停止すると、コイルの磁力が消滅してプランジャ２３を吸引する吸引力が消失することから、それまで吸引されていたプランジャ２３が図示しないリターンスプリングの付勢力を受けて初期位置（図１に示す位置）へ戻される。このプランジャ２３の移動に伴って、プランジャ２３に連結されたスプリング部材６が支点２４を基点として始動時と反対側へ回転しながら作動前の状態に復帰するとともに、そのスプリング部材６によって押し下げられていた規制部材５もスプリング２２の付勢力を受けて上昇することにより作動前の状態に戻ることができる。
また、ピニオン１３と一方向クラッチ１４は、規制部材５によるピニオン１３の後退規制が解除されるため、スプリング１９の付勢力を受けて初期位置へ押し戻される。
【００２０】
（本実施例の効果）
本実施例のスタータ１は、スプリング部材６を介して押圧された規制部材５の先端がピニオン１３の歯先と当接してピニオン１３と噛み合うことができなかった場合でも、スプリング部材６の湾曲部６ａが撓むことにより、プランジャ２３が移動を続けてモータ接点を閉じることができる。これにより、アーマチャの回転力が伝達されてピニオン１３が少なくとも半ピッチ分だけ回転することにより、規制部材５がピニオン１３と噛み合ってピニオン１３の回転を規制することができる。この結果、従来のスタータにおいてプランジャとジョイントとの間に介在されるドライブスプリングが不要となるばかりでなく、プランジャとジョイントとを一体化することもできるため、部品点数を低減して組み付け性の向上を図ることができる。
【００２１】
また、本実施例では、スプリング部材６と一組のスプリング２２との弾性変形による作用、およびハウジング１０のガイド面１０ａが滑らかな凸曲面（Ｒ形状）で構成されていることから、規制部材５がピニオン１３の周方向に自在に揺動できる構成である。従って、ピニオン１３とリングギヤ１５の端面同士が当接して両者が噛み合わなかった場合でも、ピニオン１３に伝わる回転力を受けてピニオン１３と噛み合っている規制部材５が揺動することによってピニオン１３は少なくとも自身の歯１／２ピッチ分だけ回転することができ、その間にリングギヤ１５と噛み合うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スタータ（静止状態）の要部断面図である。
【図２】作動前のダンパの状態を示す断面図である。
【図３】駆動時およびオーバラン時のダンパの状態を示す断面図である。
【図４】スタータ（作動状態）の要部断面図である。
【図５】ダンパが揺動した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ スタータ
２ 始動モータ
３ アーマチャシャフト（回転軸）
４ ヘリカルスプライン
５ 規制部材
６ スプリング部材（移動部材）
７ マグネットスイッチ
１３ ピニオン（ピニオン移動体）
１３ａ ピニオンの歯（係合部）
１４ 一方向クラッチ（ピニオン移動体）
１５ リングギヤ
２３ プランジャ

Claims (2)

1. プランジャを移動させてモータ接点を閉じることにより始動モータへの通電を行うマグネットスイッチと、
   前記始動モータに回転駆動される回転軸と、
   この回転軸の外周にヘリカルスプラインを介して嵌合するピニオン移動体と、
   このピニオン移動体の径方向に移動可能に設けられて、前記ピニオン移動体に設けられた係合部と噛み合うことで前記ピニオン移動体の回転を規制する規制部材と、
   前記プランジャと前記規制部材との間に介在されて、前記プランジャの移動に連動して前記規制部材を前記係合部側へ移動させる移動部材とを備えたスタータであって、
   前記移動部材は、前記規制部材が前記係合部と噛み合わないで前記規制部材の移動が規制された時に、少なくとも前記モータ接点を閉じる位置まで前記プランジャが移動できるように弾性変形可能であることを特徴とするスタータ。
2. 前記規制部材は、前記ピニオン移動体に設けられたピニオンがエンジンのリングギヤに当接して前記ピニオン移動体の前進移動が制止された時に、前記ピニオン移動体の回転方向または反回転方向へ撓むことにより、少なくとも前記ピニオンの歯１／２ピッチ分だけ前記ピニオン移動体の回転を許容することを特徴とする請求項１記載のスタータ。

Images