JP3760956B2

JP3760956B2 - スタータ

Info

Publication number: JP3760956B2
Application number: JP00642596A
Authority: JP
Inventors: 登久稲垣; 幸男名和
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-01-18
Filing date: 1996-01-18
Publication date: 2006-03-29
Anticipated expiration: 2016-01-18
Also published as: JPH09195902A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、特開平７−１６７０２３号公報に開示された慣性摺動式スタータがある（図６参照）。このスタータは、ヘリカルスプライン１００を介して出力軸１１０に嵌合するピニオンギヤ１２０を含む回転部１３０と、この回転部１３０の回転開始位置で回転部１３０に摺動自在に接触する摺接部材１４０とを備え、その摺接部材１４０と回転部１３０との接触面積が回転部１３０の前進に伴って減少するように構成されている。これにより、出力軸１１０および回転部１３０の回転開始時には、摺接部材１４０が回転部１３０の回転を抑制することで回転部１３０に大きな前進加速度が与えられる。また、ピニオンギヤ１２０がリングギヤとの噛み合いを完了してピニオンギヤ１２０の前進がカラー１５０で停止される前に、摺接部材１４０と回転部１３０との摩擦に基づく回転抵抗が減少して回転部１３０の前進力が減少することから、その分だけ回転部１３０の前進を停止させる際のショックが小さくなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のスタータでは、エンジン始動後にピニオンギヤ１２０がリングギヤから離脱して回転部１３０が後退する際に、摺接部材１４０が回転部１３０の後退を規制してしまうため、回転部１３０が正常に戻らないという問題があった。
また、回転部１３０が後退する時、モータ１６０の回転が停止する前に回転部１３０が摺接部材１４０に接触して、再度回転部１３０に回転抵抗が生じると、再び回転部１３０に前進力が付与されてピニオンギヤ１２０がリングギヤに当接することが予想される。
本発明は、上記に事情に基づいて成されたもので、その目的は、エンジン始動後、回転部が静止位置まで正常に戻ることのできる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、摺接部材の反モータ側に設けられたストッパにより、回転部が出力軸上を反モータ方向へ移動する前進時には、摺接部材が回転部の前進方向へ撓むことを抑えることができ、回転部が出力軸上をモータ方向へ移動する後退時には、摺接部材が回転部の後退方向へ撓むことを許容できる。その結果、回転部が出力軸上を前進（反モータ方向へ移動）する際に、その回転部に弾力を有して摺動自在に接触する摺接部材が、回転部が出力軸上を後退する際には、その回転部の後退方向へ撓むことができる。これにより、回転部の後退が摺接部材によって規制されることはなく、回転部は静止位置へ正常に戻ることができる。
また、スタータを通常車両に装着するため及び出力軸を軸支するために必要なハウジングに直接摺接部材が固定されるので、特に摺接部材を回転部の外周に支持するための別部品が必要なく、簡単な構造で本発明の構成が達成できるため、コスト上昇を抑止できる。
【０００７】
【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。
（第１実施例）
図１はスタータの要部（クラッチ近傍）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（本発明の出力軸）に嵌合する回転部（後述する）、この回転部がアーマチャシャフト３上を前進する際に、回転部に対して弾力を有して摺動自在に接触する摺接部材４、この摺接部材４の前面側に設けられたストッパ５、および始動モータ２の電流回路に介在されたモータ接点（図示しない）を開閉するマグネットスイッチ（図示しない）等より構成されている。
【０００８】
始動モータ２は、エンドカバー６に取り付けられた端子ボルト７を通じてバッテリ（図示しない）から給電されることでアーマチャ（図示しない）が回転する。アーマチャシャフト３は、その中央部と後端部が、それぞれ軸受８（後端側の軸受は図示せず）を介してハウジング９とエンドカバー６により回転自在に支持されて、軸受８で支持された中央部より前端側がハウジング９から前方へ突出している。このアーマチャシャフト３には、軸受８で支持された中央部より前端側にヘリカルスプライン溝３ａが所定の長さに亘って形成されている。また、アーマチャシャフト３には、前端部外周に周溝３ｂが形成されて、この周溝３ｂに嵌合するスナップリング１０を介して、回転部の前進規制を行うストップカラー１１が取り付けられている。
【０００９】
回転部は、ヘリカルスプライン溝３ａより前端側で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ギヤ１３と、このピニオンギヤ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、アーマチャシャフト３上をヘリカルスプライン溝３ａに沿って摺動可能に設けられている。
ピニオンギヤ１３は、回転部の前方側に設けられて、一方向クラッチ１４と一体にアーマチャシャフト３上を前進する（図１の左側へ移動する）ことでエンジンのリングギヤ（図示しない）と噛み合うことができる。
【００１０】
一方向クラッチ１４は、アウタ１５、インナ１６、およびローラ１７等から構成されて、クラッチカバー１８により覆われている。
アウタ１５は、内周面にアーマチャシャフト３のヘリカルスプライン溝３ａに嵌合するヘリカルスプライン歯１９ａが形成されたシャフト嵌合部１９と一体に設けられている。また、シャフト嵌合部１９の外周には、アウタ１５の外周面より径方向の外側へ突出する径大部２０が設けられている。インナ１６は、ピニオンギヤ１３と一体に設けられてアウタ１５の内周に位置する。ローラ１７は、径方向に対向するアウタ１５とインナ１６との間に介在されて、図示しないスプリングにより周方向へ付勢されている。
【００１１】
この一方向クラッチ１４は、ヘリカルスプライン溝３ａとヘリカルスプライン歯１９ａとの嵌合によってアーマチャシャフト３の回転がアウタ１５へ伝達されると、ローラ１７がアウタ１５とインナ１６との間に食い込み、両者（アウタ１５とインナ１６）を連結することにより、アウタ１５の回転力がインナ１６へ伝達されてピニオンギヤ１３を回転することができる。また、エンジン始動後、リングギヤを介してピニオンギヤ１３が高速で回転してインナ１６の方がアウタ１５より回転速度が大きくなると、ローラ１７がアウタ１５とインナ１６との間を切り離すことにより、アーマチャのオーバランを防止できる。
【００１２】
上記のピニオンギヤ１３と一方向クラッチ１４とから成る回転部は、アーマチャシャフト３の外周でピニオンギヤ１３とストップカラー１１との間に配されたリターンスプリング２１により後方（図１の右方向）へ付勢されて、シャフト嵌合部１９の後端面がハウジング９の端面に固定されたプレート２２に当接することで後退規制されている。また、この回転部は、ヘリカルスプライン溝３ａに沿ってアーマチャシャフト３上を前進した時に、ピニオンギヤ１３の前端面がストップカラー１１の後端面に当接することで前進規制される。
【００１３】
摺接部材４は、例えばゴム等の弾性を有する材質で断面Ｌ字形状に設けられており、そのＬ字形の一辺４ａが内周方向を向いた状態で、Ｌ字形の他辺４ｂが一方向クラッチ１４の外周でハウジング９の内面に接着等の方法により固定されている（図１参照）。但し、この摺接部材４は、内周方向を向いたＬ字形の一辺４ａが、回転部が静止状態の時（シャフト嵌合部１９の後端面がプレート２２に当接して後退規制されている状態）に、一方向クラッチ１４の径大部２０より若干前方側に位置し（図１に示す状態）、回転部がアーマチャシャフト３上を前進してピニオンギヤ１３がストップカラー１１に前進規制された時に、径大部２０より若干後方側に位置する様に固定されている。また、Ｌ字形の一辺４ａは、回転部がアーマチャシャフト３上を前進する際に、一方向クラッチ１４の径大部２０を覆うクラッチカバー１８に対して弾力を有して摺動自在に接触できるとともに、回転部が静止状態の時および前進規制された時には、クラッチカバー１８と非接触となる様な長さに設定されている。
【００１４】
ストッパ５は、摺接部材４の前面側で摺接部材４の一辺４ａに接触して、その一辺４ａと同様に内周方向を向いてハウジング９に固定されている。但し、ストッパ５は、回転部がアーマチャシャフト３上を前進した時に、一方向クラッチ１４の径大部２０を覆っているクラッチカバー１８と干渉しないように、ストッパ５の先端内周面が径大部２０を覆っているクラッチカバー１８の外表面より若干外周に位置している。
【００１５】
このストッパ５により、前記の摺接部材４は、Ｌ字形の一辺４ａがストッパ５側へ撓むことは殆どできないが、反ストッパ側へは大きく撓むことが可能である。これにより、回転部が摺接部材４に押圧される力は、回転部が静止位置側からストップカラー１１側に移動する時の方が、ストップカラー１１側から静止位置側に戻る時の２倍以上の設定にすれば、回転部は、スタータ駆動後に正常に戻り易くなる。また、この差を５倍以上に設定すれば、更に優れた効果が得られることは容易に類推できることである。なお、Ｌ字形の一辺４ａと他辺４ｂとで形成される隅には、Ｌ字形の一辺４ａが反ストッパ側へ撓み易くするために、断面円弧状の切り欠きが設けられている。
【００１６】
マグネットスイッチは、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（図示しない）を吸引し、そのプランジャ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を導通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。
【００１７】
次に、本実施例の作動を説明する。
キースイッチ（図示しない）のＯＮによりマグネットスイッチ内部のモータ接点が閉じて始動モータ２に通電されると、アーマチャに回転力が発生してアーマチャシャフト３が回転する。この時、回転部とアーマチャシャフト３との間に、回転部の慣性による回転抵抗が生じるため、回転部はアーマチャシャフト３との相対回転差に応じてヘリカルスプライン溝３ａに沿ってアーマチャシャフト３上を前進する。
回転部が前進を開始した直後、一方向クラッチ１４の径大部２０を覆うクラッチカバー１８に摺接部材４が接触する。ここで、摺接部材４は、前面側に設けられたストッパ５によってＬ字形の一辺４ａが回転部の前進方向へ撓むことができないため、クラッチカバー１８に対して大きな接触抵抗を有して接触することができる。これにより、摺接部材４とクラッチカバー１８との間に充分な摩擦力が得られて回転部の回転が抑制されるため、アーマチャシャフト３に対する回転部の回転抵抗が大きくなって、その分、回転部に付与される前進力が増大する。
【００１８】
リターンスプリング２１を圧縮しながらアーマチャシャフト３上を前進する回転部は、ピニオンギヤ１３がリングギヤと噛み合った後、ピニオンギヤ１３の前端面がストップカラー１１の後端面に衝突することで前進規制される。但し、この時点では、摺接部材４（Ｌ字形の一辺４ａ）とクラッチカバー１８とが非接触となり、アーマチャシャフト３に対する回転部の回転抵抗が減少して回転部に付与される前進力が低下するため、ピニオンギヤ１３がストップカラー１１に衝突する時の衝撃力を軽減できる。
【００１９】
ピニオンギヤ１３と噛み合ったリングギヤは、始動モータ２の回転上昇と共に回転数が上昇してエンジンを始動する。
エンジン始動後、マグネットスイッチ内部のモータ接点が開いて始動モータ２への通電が停止すると、アーマチャの回転力が消滅してアーマチャシャフト３が減速していく。これにより、エンジン駆動時の駆動抵抗とアーマチャシャフト３の回転によってヘリカルスプラインの作用で回転部に付与されていた前進力が低下して、その前進力よりリターンスプリング２１の付勢力の方が大きくなると、回転部はアーマチャシャフト３上をヘリカルスプライン溝３ａに沿って後退して、ピニオンギヤ１３がリングギヤから離脱する。
【００２０】
回転部がアーマチャシャフト３上を後退する際に、再び摺接部材４のＬ字形の一辺４ａがクラッチカバー１８と接触するが、図２に示すように、Ｌ字形の一辺４ａが回転部の後退方向へ大きく撓むことができる。このため、摺接部材４（Ｌ字形の一辺４ａ）とクラッチカバー１８との接触抵抗は回転部の前進時と比較して非常に小さく、両者間に生じる摩擦力も小さくなるため、回転部は殆ど摺動規制を受けることなく、静止位置へ確実に戻ることができる。
【００２１】
（本実施例の効果）
本実施例では、回転部がアーマチャシャフト３上を後退する際に、摺接部材４（Ｌ字形の一辺４ａ）が回転部の後退方向へ大きく撓むことができるため、回転部（クラッチカバー１８）と摺接部材４との摩擦力が回転部の前進時と比較して極めて小さいため、回転部は摺接部材４によって殆ど摺動規制されることはなく、静止位置へ正常に戻ることができる。
【００２２】
（第２実施例）
図３は摺接部材４の断面形状を示すスタータ１の要部断面図である。
本実施例は、摺接部材４の形状を断面Ｉ字形とした場合の一例を示すものである。この断面Ｉ字形の摺接部材４でも、回転部の前進方向へはストッパ５によって殆ど撓むことはできないが、回転部の後退方向へは大きく撓むことができるため、第１実施例と同様の効果を得ることができる。
【００２３】
（第３実施例）
図４および図５は軸方向の先端側から見た摺接部材４とストッパ５の形状を示す正面図である。
摺接部材４とストッパ５は、図４に示すように、円周方向の一部分（または複数箇所）に設けてもよいし、図５に示すように、摺接部材４およびストッパ５を環状体としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】回転部と摺接部材との位置関係を示すスタータの要部断面図である。
【図２】回転部が後退する時の摺接部材の作用を示すスタータの要部断面図である。
【図３】摺接部材周辺を示すスタータの要部断面図である（第２実施例）。
【図４】摺接部材とストッパの形状を示す正面図である（第３実施例）。
【図５】摺接部材とストッパの形状を示す正面図である（第３実施例）。
【図６】摺接部材の形状を示すスタータの要部断面図である（従来技術）。
【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（出力軸）
３ａヘリカルスプライン溝（ヘリカルスプライン）
４摺接部材
５ストッパ
９ハウジング
１１ストップカラー（前進規制部材）
１３ピニオンギヤ（回転部）
１４一方向クラッチ（回転部）
１９ａヘリカルスプライン歯（ヘリカルスプライン）

Claims

始動モータの機枠を構成するハウジングと、
前記始動モータにより回転駆動され、前記ハウジングに軸支される出力軸と、
この出力軸にヘリカルスプラインを介して嵌合し、ピニオンギヤと一体に前記出力軸上を進退可能に設けられた回転部と、
この回転部が前記出力軸上を移動して前記ピニオンギヤがエンジンのリングギヤに噛み合った後、前記回転部の前進位置を規制する前進規制部材と、
前記回転部の外周で前記ハウジングに固定された弾性体によって形成され、前記始動モータの回転により前記回転部が前記ヘリカルスプラインの作用で前記出力軸上を反モータ方向へ移動する際に、前記回転部の外周を押圧して、摩擦力により前記回転部の回転を抑制する摺接部材とを備えたスタータにおいて、
前記回転部が前記出力軸上を反モータ方向へ移動する前進時には、前記摺接部材が前記回転部の移動方向（前進方向）へ撓むことを抑えると共に、前記回転部が前記出力軸上をモータ方向へ移動する後退時には、前記摺接部材が撓むことを許容するストッパが前記摺接部材の反モータ側に設けられ、
前記摺接部材は、前記回転部が前記出力軸上を反モータ方向へ移動開始する前の静止状態および前記前進規制部材により前進位置が規制された状態で前記回転部と非接触となる様に設けられ、且つ前記回転部が前記出力軸上を後退する時には、その後退方向へ前記摺接部材が撓むことにより、前記回転部が前記出力軸上を前進する時と比べて、前記回転部を押圧する力が小さくなることを特徴とするスタータ。