JP4124091B2 - スタータ - Google Patents
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Description
また、ボールベアリング100は、内径が大きくなる程、市場性が小さくなるため、コストも高くなってしまう。なお、チューブ120の外径を大きく設計して、且つスタータの体格を制限しようとすると、特殊サイズのベアリングを使用することになり、更にコスト高となることは避けられない。
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、チューブの外周面を支持するボールベアリングの内輪を廃止してチューブの設計自由度を向上すると共に、潤滑性に優れ、且つ異物の巻き込みを抑制できる軸受構造を備えたスタータを提供することにある。
本発明のスタータは、円筒形状の内周に雌スプラインが形成され、且つ軸方向の少なくとも一端側がボールベアリングを介してフレームに支持される軸受部として形成されたチューブと、このチューブの他端側がクラッチインナとして形成され、モータの回転力をクラッチアウタからローラを介してクラッチインナに伝達する一方向クラッチと、チューブの内周に挿通される軸部を有し、この軸部の外周にチューブの雌スプラインと係合する雄スプラインが形成された出力軸とを備え、チューブに対して出力軸が軸方向に移動可能に設けられている。ボールベアリングは、チューブの軸受部を内輪として利用し、その軸受部の外周面に断面円弧状の転動溝が形成され、この転動溝にボールベアリングのボールが回転自在に保持されているとともに、転動溝のボールが転動するボール転動面の径は、ローラが転動するローラ転動面の径より小径に設定したことを特徴とする。
更に、ボールベアリングは、内輪を廃止したことにより、内輪を有する従来のボールベアリングと比較して、同一外径であれば、使用するボールのサイズ(直径)を大きくできる。その結果、ベアリング自体の許容荷重を大きくできる。
更に、ボールベアリングの規格に捕らわれることなく、転動溝が形成される軸受部の外周面を自由に削り加工で製作できるので、チューブの設計自由度を上げることができる。
また、ボールベアリングのボールが転動溝に保持されて、チューブとボールベアリングとを一体構造にできるので、従来の様に、ボールベアリングの内輪をチューブに圧入しなくても、チューブからボールベアリングが抜けることはなく、且つ、圧入した場合の様に、ボールベアリングのラジアル隙間が減少することがないので、精度の良い軸受構造を提供できる。
請求項1に記載したスタータにおいて、チューブの内周には、クラッチインナの内周側から軸受部の内周側まで雌スプラインが形成され、その雌スプラインの終端が、転動溝の最深部と軸方向に略同位置の所に設定されていることを特徴とする。
「背景技術」にて説明した特許文献1に示される公知技術では、ボールベアリングの規格寸法に合わせてチューブの外径が決定される。このため、ボールベアリングに支持される軸受部の内径側まで雌スプラインを形成すると、軸受部の肉厚が薄くなって強度不足を招く虞がある。従って、軸受部の内径側まで雌スプラインを形成することができないため、必然的に雌スプラインの終端から軸受部の端面までの距離(雌スプラインが形成されていない部分の長さ)が長くなり、チューブ全体の長さが長くなってしまう。
請求項1または2に記載のスタータにおいて、チューブは、転動溝が形成された軸受部の外周面とクラッチインナの外周面との間に段差が設けられ、一方向クラッチは、ローラの軸方向一端側に配されて、ローラのスラスト力を受けるスラスト受けワッシャを備え、このスラスト受けワッシャの内径側端部が、チューブの外周面に設けられた段差に支持されていることを特徴とする。
この構成によれば、チューブの外周面にスラスト受けワッシャを固定するための溝などを形成する必要がなく、軸受部の外周面とクラッチインナの外周面との間に設けられる段差を利用してスラスト受けワッシャを支持することができる。
請求項1または2に記載のスタータにおいて、ボールベアリングは、外輪をフレームに隙間嵌めして組み付けられていることを特徴とする。
この構成によれば、フレームに対して組み付けが容易であり、且つボールベアリングのラジアル隙間の減少を考えなくても良いため、精度の良い軸受構造を提供できる。
請求項1または2に記載のスタータにおいて、ボールベアリングは、外輪をフレームに圧入して組み付けられていることを特徴とする。
この構成によれば、内輪を有する従来のボールベアリングにおいて、内輪と外輪の両方を圧入して組み付ける場合と比較すると、圧入によるラジアル隙間の減少量が小さく(理論上は1/2)なり、且つ内輪側の圧入代の公差幅分だけラジアル隙間の公差幅を小さくできるので、圧入代のばらつきの影響を受け難く、精度の良い軸受を提供できる。
本実施例のスタータ1は、回転力を発生するモータ2と、このモータ2の回転速度を減速する減速装置(後述する)と、この減速装置で減速された回転が一方向クラッチ3(図2参照)を介して伝達される出力軸4と、この出力軸4上に配置されるピニオン5と、モータ2の通電回路に設けられるメイン接点(後述する)を開閉制御すると共に、シフトレバー6を介して出力軸4を軸方向に移動させる電磁スイッチ7等より構成される。
界磁は、磁気回路を形成するヨーク2cの内周に界磁極2dが固定され、その界磁極2dに界磁コイル2eを巻線して構成される。なお、巻線式界磁に替えて磁石式界磁を用いても良い。
減速装置は、周知の遊星歯車機構によって構成され、電機子2aの回転速度を遊星歯車9の公転運動に変換して減速する。減速された回転は、遊星歯車9を回転自在に支持するギヤ軸9aを介してキャリア9bに伝達される。
クラッチインナ3bを形成するチューブ10は、クラッチインナ3bの軸方向反モータ側(図示左側)に軸受部10aが設けられ、この軸受部10aの外周に配置されたボールベアリング11を介して、本発明のフレームであるセンタケース12に回転自在に支持されている。
センタケース12は、モータ2のヨーク2cと、エンジンへの取付けフランジを有するハウジング13との間に配置され、減速装置と一方向クラッチ3を内部に収容している。
なお、図1において、出力軸4の中心線より上側は、スタータ1の静止状態を示し、中心線より下側は、スタータ1の作動状態(出力軸4が前進してピニオン5がエンジンのリングギヤ15に噛み合った状態)を示している。
なお、出力軸4に対するピニオン5の後退位置は、ピニオンスプリング16が全圧縮された時に、そのピニオンスプリング16の全圧縮量によって規制される。
なお、図1において、プランジャ19の中心線より上側は、電磁スイッチ7の静止状態(励磁コイル18の通電停止状態)を示し、中心線より下側は、電磁スイッチ7の作動状態(励磁コイル18の通電状態)を示している。
始動スイッチSWの閉操作により電磁スイッチ7の励磁コイル18が通電されると、プランジャ19が吸引されることにより、シフトレバー6を介して出力軸4が反モータ方向へ押し出される。ここで、出力軸4上のピニオン5がスムーズにリングギヤ15に噛み合った場合は、可動接点27が一組の固定接点26に当接してメイン接点が閉じることにより、電機子2aに回転力が発生する。
ピニオン5とリングギヤ15との噛み合いが完了すると、ピニオン5からリングギヤ15に回転力が伝達されてエンジンをクランキングさせる。
上記のスタータ1は、チューブ10の軸受部10aをボールベアリング11の内輪として利用し、軸受部10aの外周面に形成された転動溝10bと、外輪11aに形成された転動溝11bとの間に複数のボール11cが回転自在に保持されている。これにより、ボールベアリング自体の内輪を廃止でき、部品点数を削減できる。また、チューブ10とボールベアリング11とを一体構造にできるので、内輪の廃止による部品点数の削減と、組み付け工数の削減によるコストダウンを図ることができる。
更に、チューブ10の軸受部10aは、ボールベアリング11の規格に捕らわれることなく、転動溝10bが形成される外周面を自由に削り加工で製作できるので、チューブ10の設計自由度を上げることができる。
また、ボールベアリング自体の内輪を廃止することにより、チューブ10の外径を大きく設計した場合でも、ボールベアリング11の外径サイズを大きくする必要はなく、市場性のあるボールベアリング11を使用できるので、コストアップを回避できる。
また、チューブ10の軸受部10aをボールベアリング11の内輪として利用することで、従来より軸受部10aの外径を大きくでき、軸受部10aの肉厚を増大できるため、防炭等の特殊処理をしなくても強度を確保できる。
なお、チューブ10の外周面に形成される段差10eは、軸受部10aの外径よりクラッチインナ3bの外径の方を小さくして設けても良い。
本実施例のスタータ1は、図4に示す様に、チューブ10の両端側にそれぞれ軸受部10aが設けられている場合の一例である。
チューブ10は、実施例1と比較して、軸方向に長く設けられ、その両軸受部10aがそれぞれボールベアリング11を介してフレーム31に回転自在に支持されて、両軸受部10aの間に一方向クラッチ3のクラッチインナ3bが形成されている。
出力軸4は、実施例1と同様に、チューブ10の内部に挿通された軸部の外周に雄ヘリカルスプライン4aが形成され、この雄ヘリカルスプライン4aがチューブ10の内周に形成された雌ヘリカルスプライン10cに噛み合って、チューブ10に対し軸方向に移動可能に設けられている。
また、チューブ10の他端側の軸受部10aに形成された転動溝10bが軸方向内側の半分だけ形成されているので、ボールベアリング11の組み付け、及び分解を容易に行うことができる。
また、実施例2に記載した転動溝10bを軸方向半分だけ形成する方法は、実施例1に適用することもできる。つまり、実施例1に記載した軸受部10aに形成される転動溝10bを軸方向内側(クラッチインナ3b側)だけ形成し、軸方向外側を転動溝10bの最深部と同一外径を有する円筒面として形成しても良い。
2 モータ
3 一方向クラッチ
3a クラッチアウタ
3b クラッチインナ
3c ローラ
3d スラスト受けワッシャ
4 出力軸
4a 雄ヘリカルスプライン(雄スプライン)
9 遊星歯車
9a ギヤ軸
10 チューブ
10a 軸受部(内輪)
10b 転動溝
10c 雌ヘリカルスプライン(雌スプライン)
10e 段差
11 ボールベアリング
11a 外輪
11c ボール
12 センタケース(フレーム)
31 フレーム(実施例2)
Claims (5)
- 回転力を発生するモータと、円筒形状の内周に雌スプラインが形成され、且つ軸方向の少なくとも一端側がボールベアリングを介してフレームに支持される軸受部として形成されたチューブと、このチューブの他端側がクラッチインナとして形成され、前記モータの回転力をクラッチアウタからローラを介して前記クラッチインナに伝達する一方向クラッチと、前記チューブの内周に挿通される軸部を有し、この軸部の外周に前記チューブの雌スプラインと係合する雄スプラインが形成された出力軸とを備え、前記チューブに対して前記出力軸が軸方向に移動可能に設けられたスタータにおいて、前記ボールベアリングは、前記チューブの軸受部を内輪として利用し、その軸受部の外周面に断面円弧状の転動溝が形成され、この転動溝に前記ボールベアリングのボールが回転自在に保持されているとともに、
前記転動溝の前記ボールが転動する軸受部の外周面(ボール転動面)の径は、前記ローラが転動する前記クラッチインナの外周面(ローラ転動面)の径より小径に設定した
ことを特徴とするスタータ。 - 請求項1に記載したスタータにおいて、
前記チューブの内周には、前記クラッチインナの内周側から前記軸受部の内周側まで前記雌スプラインが形成され、その雌スプラインの終端が、前記転動溝の最深部と軸方向に略同位置の所に設定されていることを特徴とするスタータ。 - 請求項1または2に記載のスタータにおいて、前記チューブは、前記転動溝が形成された前記軸受部の外周面と前記クラッチインナの外周面との間に段差が設けられ、前記一方向クラッチは、前記ローラの軸方向一端側に配されて、前記ローラのスラスト力を受けるスラスト受けワッシャを備え、このスラスト受けワッシャの内径側端部が、前記チューブの外周面に設けられた段差に支持されていることを特徴とするスタータ。
- 請求項1または2に記載のスタータにおいて、前記ボールベアリングは、外輪を前記フレームに隙間嵌めして組み付けられていることを特徴とするスタータ。
- 請求項1または2に記載のスタータにおいて、前記ボールベアリングは、外輪を前記フレームに圧入して組み付けられていることを特徴とするスタータ。
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