JP4265543B2 - Always mesh starter - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンのリングギヤにピニオンが常時噛み合わされている常時噛合い式のスタータに関し、特に、エンジンの停止及び再始動を自動制御するアイドルストップシステムに用いて好適である。   The present invention relates to a constantly meshing starter in which a pinion is constantly meshed with a ring gear of an engine, and is particularly suitable for an idle stop system that automatically controls stop and restart of an engine.

近年、エンジンの停止及び再始動を自動制御するエンジン制御システム(アイドルストップシステム、エコランシステム等とも呼ばれる)が徐々に採用されている。同システムは、例えば、交差点や渋滞等で車両が一旦停止した時に、エンジンを自動停止させ、発進時にエンジンを自動的に再始動させるもので、車両の燃費向上あるいは排気エミッションの改善に効果がある。   In recent years, engine control systems (also called idle stop systems, eco-run systems, etc.) that automatically control engine stop and restart have been gradually adopted. This system, for example, automatically stops the engine when the vehicle is temporarily stopped due to an intersection or traffic jam, and automatically restarts the engine when starting, which is effective in improving the fuel efficiency of the vehicle or improving exhaust emissions. .

上記システムに採用されるスタータの一例として、ベルト駆動によりエンジンを始動するベルト駆動型始動装置が知られている。この始動装置は、図4に示す様に、エンジン側のクランクプーリにベルトを介して常時連結されるスタータプーリ100を備え、このスタータプーリ100からベルト伝動によってクランクプーリにモータ110の回転力を伝達してエンジンを始動させるものであり、エンジン始動後のオーバラン(エンジンの回転によってモータ110が回されること)を防止するために、機械式の一方向クラッチ120を内蔵している。   As an example of a starter employed in the above system, a belt-driven starter that starts an engine by belt drive is known. As shown in FIG. 4, this starting device includes a starter pulley 100 that is always connected to a crank pulley on the engine side via a belt, and transmits the rotational force of the motor 110 from the starter pulley 100 to the crank pulley by belt transmission. The engine is started, and a mechanical one-way clutch 120 is incorporated in order to prevent overrun after the engine is started (the motor 110 is rotated by the rotation of the engine).

しかし、上記の始動装置では、例えば、登り坂でエンストした時等に、エンジンが逆回転すると、一方向クラッチ120が接続されるため、エンジンの回転がクラッチ120を介してモータ110側に伝達される。この時、モータ110の回転軸に連結される減速機130(遊星歯車減速装置)によって回転数が倍速されるため、モータ110に多大なストレスが加わる。
そこで、エンジン始動後に、エンジンとモータとを完全に切り離すために、電磁クラッチを内蔵した始動装置が提案されている(特許文献1参照)。
特開2001−342935公報
However, in the starter described above, for example, when the engine rotates in reverse on an uphill, the one-way clutch 120 is connected, so that the rotation of the engine is transmitted to the motor 110 side via the clutch 120. The At this time, since the rotational speed is doubled by the speed reducer 130 (planetary gear speed reduction device) connected to the rotation shaft of the motor 110, a great stress is applied to the motor 110.
Therefore, a starter incorporating an electromagnetic clutch has been proposed in order to completely disconnect the engine and the motor after the engine is started (see Patent Document 1).
JP 2001-342935 A

ところが、上記の特許文献1に記載された始動装置では、エンジンの始動開始時に発生する衝撃トルクやエンジンからの急激なトルク変動が直接電磁クラッチに伝達されるため、クラッチ滑りが発生する可能性がある。このため、過大なトルクに対応できる様に、電磁クラッチを大型化する必要があり、車両への搭載性が悪化する問題を有していた。
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、モータとピニオンとの間でトルクの伝達を断続できる電磁クラッチを有し、その電磁クラッチを小型化できる常時噛合い式スタータを提供することにある。
However, in the starter described in the above-mentioned Patent Document 1, the impact torque generated at the start of engine start and the sudden torque fluctuation from the engine are directly transmitted to the electromagnetic clutch, so that clutch slip may occur. is there. For this reason, it is necessary to enlarge the electromagnetic clutch so as to be able to cope with an excessive torque, and there is a problem that mountability to a vehicle is deteriorated.
The present invention has been made based on the above circumstances, and an object thereof is to provide an always-mesh starter having an electromagnetic clutch capable of intermittently transmitting torque between a motor and a pinion and capable of reducing the size of the electromagnetic clutch. Is to provide.

(請求項1の発明)
本発明の常時噛合い式スタータは、回転力を発生するモータと、このモータの回転が減速装置を介して伝達される出力軸と、この出力軸に支持され、エンジンのリングギヤに常時噛み合わされるピニオンと、モータとピニオンとの間でトルクの伝達を断続する電磁クラッチと、この電磁クラッチとピニオンとの間に設けられ、トルクの伝達開始時に生じる衝撃トルクおよびエンジンから伝達される急激なトルク変動を緩和する衝撃緩和装置とを備え、減速装置は、モータの電機子軸に設けられる太陽歯車と、この太陽歯車と同心に配置されて回転可能に設けられた内歯歯車と、両歯車に噛み合う遊星歯車とで構成され、内歯歯車の回転が拘束された状態で、太陽歯車が回転することにより、遊星歯車が自転運動と公転運動を行い、その公転運動が出力軸に伝達される遊星歯車減速装置であり、電磁クラッチは、内歯歯車に直接または間接的に連結されたクラッチ板を有し、このクラッチ板を電磁力により吸引して内歯歯車の回転を拘束することでトルクの伝達を可能にし、電磁力の消滅によりクラッチ板を切り離して内歯歯車の回転を許容することでトルクの伝達を遮断することを特徴とする。
(Invention of Claim 1)
The constant mesh starter of the present invention includes a motor that generates rotational force, an output shaft through which rotation of the motor is transmitted via a speed reducer, and is supported by the output shaft and is always meshed with an engine ring gear. A pinion, an electromagnetic clutch that intermittently transmits torque between the motor and the pinion, and an impact torque that is provided between the electromagnetic clutch and the pinion and is generated between the electromagnetic clutch and the pinion and a sudden torque fluctuation transmitted from the engine The speed reducer meshes with both gears, a sun gear provided on the armature shaft of the motor, an internal gear disposed concentrically with the sun gear and rotatably provided. The planetary gear rotates and revolves when the sun gear rotates while the rotation of the internal gear is constrained. Is transmitted to the output shaft, and the electromagnetic clutch has a clutch plate connected directly or indirectly to the internal gear, and the clutch plate is attracted by electromagnetic force to attract the internal gear. Torque can be transmitted by restraining the rotation, and the clutch plate is disconnected by the disappearance of the electromagnetic force, and the rotation of the internal gear is allowed to block the torque transmission.

上記の構成によれば、エンジン始動後に電磁クラッチをオフすることで、モータとピニオンとの間でトルクの伝達を遮断できる。これにより、例えば、登り坂でエンストした時等にエンジンが逆回転した場合でも、エンジンの回転がモータに伝達されることはなく、モータに多大なストレスが加わることを防止できる。
また、電磁クラッチとピニオンとの間に衝撃緩和装置を設けているので、エンジンの始動開始時に発生する衝撃トルクや、急激なエンジンのトルク変動を衝撃緩和装置にて低減できる。その結果、電磁クラッチに過剰なトルクが加わることはなく、電磁クラッチの小型化が可能となり、スタータ全体の小型軽量化を達成できる。
さらに、エンジン始動時に、電磁クラッチにより内歯歯車の回転が拘束されると、モータの回転が太陽歯車から遊星歯車に伝達され、その遊星歯車が自転しながら公転することで、その公転運動が出力軸に伝達されてピニオンが回転する。
エンジンが始動すると、リングギヤに常時噛み合っているピニオンがエンジンによって回されるため、そのピニオンの回転が出力軸に伝達され、出力軸が回転することで遊星歯車が公転運動する。この時、電磁クラッチにより内歯歯車の回転が許容されていると、その内歯歯車が遊星歯車の公転運動を受けて回転するため、遊星歯車の回転が太陽歯車に伝達されることはなく、モータ側へのトルク伝達が遮断される。
According to said structure, transmission of a torque can be interrupted | blocked between a motor and a pinion by turning off an electromagnetic clutch after engine starting. As a result, for example, even when the engine rotates in reverse on an uphill or the like, the rotation of the engine is not transmitted to the motor, and a great amount of stress can be prevented from being applied to the motor.
In addition, since the impact reducing device is provided between the electromagnetic clutch and the pinion, the impact reducing device can reduce the impact torque generated at the start of engine start and the sudden engine torque fluctuation. As a result, excessive torque is not applied to the electromagnetic clutch, and the electromagnetic clutch can be reduced in size, and the entire starter can be reduced in size and weight.
Furthermore, when the rotation of the internal gear is constrained by the electromagnetic clutch when the engine is started, the rotation of the motor is transmitted from the sun gear to the planetary gear, and the planetary gear revolves while rotating to output the revolution motion. The pinion rotates by being transmitted to the shaft.
When the engine is started, the pinion that is always meshed with the ring gear is rotated by the engine, so that the rotation of the pinion is transmitted to the output shaft, and the planetary gear rotates by rotating the output shaft. At this time, if the rotation of the internal gear is allowed by the electromagnetic clutch, the internal gear receives the revolving motion of the planetary gear and rotates, so that the rotation of the planetary gear is not transmitted to the sun gear. Torque transmission to the motor side is interrupted.

(請求項の発明)
請求項1に記載した常時噛合い式スタータにおいて、衝撃緩和装置は、出力軸の外周に配設され、ピニオンは、出力軸の外周に軸受を介して相対回転可能に嵌合すると共に、衝撃緩和装置を介して出力軸に連結されていることを特徴とする。
これにより、エンジン始動時には、減速後のモータトルクが出力軸より衝撃緩和装置を介してピニオンに伝達され、そのトルク伝達時に発生する衝撃トルクが衝撃緩和装置により低減される。一方、エンジン始動後は、エンジンのトルク変動がピニオンから出力軸に伝達される際に、衝撃緩和装置により低減される。
(Invention of Claim 2 )
2. The constant mesh starter according to claim 1, wherein the impact mitigating device is disposed on an outer periphery of the output shaft, and the pinion is fitted to the outer periphery of the output shaft so as to be relatively rotatable via a bearing, and the impact mitigating device is provided. It is connected to the output shaft through a device.
As a result, when the engine is started, the motor torque after deceleration is transmitted from the output shaft to the pinion via the impact mitigation device, and the impact torque generated during the torque transmission is reduced by the impact mitigation device. On the other hand, after the engine is started, when the torque fluctuation of the engine is transmitted from the pinion to the output shaft, it is reduced by the impact mitigation device.

(請求項の発明)
請求項に記載した常時噛合い式スタータにおいて、電磁クラッチは、電磁力を発生する励磁コイルを有し、この励磁コイルが衝撃緩和装置の外周側に配置されることを特徴とする。
この構成によれば、出力軸の外周に衝撃緩和装置と電磁クラッチとを同心状に配置できるので、衝撃緩和装置と電磁クラッチの配置スペースを小さくでき、延いては、電磁クラッチと衝撃緩和装置とを設けることによるスタータの大型化を回避できる。
(Invention of Claim 3 )
According to a second aspect of the present invention, the electromagnetic clutch includes an exciting coil that generates an electromagnetic force, and the exciting coil is disposed on the outer peripheral side of the shock absorbing device.
According to this configuration, since the shock absorbing device and the electromagnetic clutch can be arranged concentrically on the outer periphery of the output shaft, the arrangement space for the shock absorbing device and the electromagnetic clutch can be reduced, and as a result, the electromagnetic clutch and the shock absorbing device It is possible to avoid an increase in the size of the starter due to the provision of.

(請求項の発明)
請求項1〜に記載した何れかの常時噛合い式スタータにおいて、モータからピニオンに至るトルクの伝達経路に過大トルクの伝達を遮断できるトルクリミッタを設けたことを特徴とする。
これにより、衝撃緩和装置の能力を超える過大トルクが加わった時には、トルクリミッタが作動して過大トルクをカットできるので、電磁クラッチに過大トルクが加わることはなく、電磁クラッチの小型軽量化を実現できる。
(Invention of Claim 4 )
The constant mesh starter according to any one of claims 1 to 3 , wherein a torque limiter capable of interrupting transmission of excessive torque is provided in a torque transmission path from the motor to the pinion.
As a result, when an excessive torque exceeding the capacity of the impact mitigation device is applied, the torque limiter is activated to cut the excessive torque, so that the excessive torque is not applied to the electromagnetic clutch, and the electromagnetic clutch can be reduced in size and weight. .

(請求項の発明)
請求項に記載した常時噛合い式スタータにおいて、電磁クラッチのクラッチ板は、請求項に記載したトルクリミッタを介して内歯歯車に連結されていることを特徴とする。 この場合、クラッチ板と内歯歯車との間にトルクリミッタを設けているので、クラッチ板が電磁力によって吸引されている状態でも、減速装置に過大トルクが加わると、トルクリミッタが作動して、クラッチ板と内歯歯車との連結状態が解除され、内歯歯車が回転することにより、電磁クラッチに過大トルクが加わることを回避できる。
(Invention of Claim 5 )
In constant-mesh type starter according to claim 1, the clutch plate of the electromagnetic clutch, characterized in that it is connected to the internal gear through a torque limiter according to claim 4. In this case, since the torque limiter is provided between the clutch plate and the internal gear, even if the clutch plate is attracted by electromagnetic force, if excessive torque is applied to the reduction gear, the torque limiter is activated, When the coupling state between the clutch plate and the internal gear is released and the internal gear rotates, it can be avoided that an excessive torque is applied to the electromagnetic clutch.

(請求項の発明)
請求項1〜に記載した何れかの常時噛合い式スタータは、エンジンの停止および再始動を自動制御するエンジン自動停止/再始動システムに用いられることを特徴とする。
本発明のスタータは、エンジン始動後にピニオンがエンジンのリングギヤから離脱することはなく、常時噛み合わされているため、上記のエンジン自動停止/再始動システムに用いた場合、エンジンを再始動する際に、通常のピニオン飛び込み式スタータの様に、ピニオンを移動してリングギヤに噛み合わせる必要がなく、エンジンの再始動を短時間で行うことが可能である。

(Invention of Claim 6 )
Any one of the constant mesh starters described in claims 1 to 5 is used for an engine automatic stop / restart system that automatically controls stop and restart of the engine.
In the starter of the present invention, since the pinion does not detach from the ring gear of the engine after the engine is started and is always meshed, when used in the engine automatic stop / restart system, when the engine is restarted, Unlike a normal pinion dive starter, it is not necessary to move the pinion to mesh with the ring gear, and the engine can be restarted in a short time.

本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the following examples.

図1はスタータ1の断面図、図2はスタータ1の一部拡大断面図である。
実施例1に係るスタータ1は、例えば、交差点や渋滞等で車両が一旦停止した時にエンジン2(図3参照)を自動停止させ、発進時にエンジン2を自動的に再始動させるエンジン自動停止/再始動システム(アイドルストップシステムと呼ぶ)に適用される。
FIG. 1 is a cross-sectional view of the starter 1, and FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view of the starter 1.
The starter 1 according to the first embodiment automatically stops / restarts the engine 2 that automatically stops the engine 2 (see FIG. 3) when the vehicle temporarily stops due to an intersection or traffic jam, and automatically restarts the engine 2 when starting. Applies to starting systems (called idle stop systems).

このスタータ1は、図1に示す様に、回転力を発生するモータ3と、このモータ3の通電回路に設けられるメイン接点4(図3参照)を開閉する電磁スイッチ5と、モータ3の回転が減速装置6を介して伝達される出力軸7と、この出力軸7に支持されるピニオン8と、モータ3と出力軸7との間でトルクの伝達を断続する電磁クラッチ9と、過大トルクの伝達を遮断するトルクリミッタ10と、トルクの伝達開始時に生じる衝撃トルク等を緩和する衝撃緩和装置11等より構成される。   As shown in FIG. 1, the starter 1 includes a motor 3 that generates a rotational force, an electromagnetic switch 5 that opens and closes a main contact 4 (see FIG. 3) provided in an energization circuit of the motor 3, and a rotation of the motor 3. Is transmitted via the reduction gear 6, the pinion 8 supported by the output shaft 7, the electromagnetic clutch 9 that intermittently transmits torque between the motor 3 and the output shaft 7, and excessive torque The torque limiter 10 that cuts off the transmission of the torque and the impact mitigation device 11 that mitigates the impact torque and the like generated at the start of torque transmission.

モータ3は、磁束を発生する界磁12と、整流子13を有する電機子14と、整流子13上に配置されるブラシ15等より構成される周知の直流電動機であり、センタハウジング16を介してフロントハウジング17に固定されている。
界磁12は、磁気回路を形成するヨーク12aの内周に複数の永久磁石12bを周方向等間隔に配置して構成される。なお、永久磁石12bに替えて、界磁コイルを使用することもできる。
電機子14は、電機子軸14aに固定された電機子鉄心14bに電機子コイル14cを巻線して構成され、電機子軸14aの両端が回転自在に支持されている。
The motor 3 is a well-known DC motor including a field 12 for generating magnetic flux, an armature 14 having a commutator 13, a brush 15 disposed on the commutator 13, and the like. And fixed to the front housing 17.
The field 12 is configured by arranging a plurality of permanent magnets 12b at equal intervals in the circumferential direction on the inner periphery of a yoke 12a forming a magnetic circuit. A field coil can be used instead of the permanent magnet 12b.
The armature 14 is configured by winding an armature coil 14c around an armature core 14b fixed to the armature shaft 14a, and both ends of the armature shaft 14a are rotatably supported.

電磁スイッチ5は、図3に示す様に、スタータリレー18を介してバッテリ19から通電されるソレノイド5aを内蔵し、このソレノイド5aへの通電によって発生する電磁力を利用してメイン接点4を開閉する。この電磁スイッチ5は、モータ3の径方向外側に配設され、前記センタハウジング16に固定されている。
なお、スタータリレー18は、最初のエンジン始動を行う時に、運転者が始動スイッチ20をST位置(図3参照)に投入することで、リレーコイル18aに通電されて閉作動するが、エンジン2の再始動時には、エンジン2の自動停止及び再始動を制御するアイドルストップ用のECU21(図3参照)を通じてリレーコイル18aに通電される。
As shown in FIG. 3, the electromagnetic switch 5 has a built-in solenoid 5a energized from the battery 19 via the starter relay 18, and opens and closes the main contact 4 using the electromagnetic force generated by energizing the solenoid 5a. To do. The electromagnetic switch 5 is disposed outside the motor 3 in the radial direction and is fixed to the center housing 16.
The starter relay 18 is closed by energizing the relay coil 18a when the driver puts the start switch 20 into the ST position (see FIG. 3) when the engine is first started. At the time of restart, the relay coil 18a is energized through the ECU 21 (see FIG. 3) for idling stop that controls the automatic stop and restart of the engine 2.

減速装置6は、図2に示す様に、モータ3の電機子軸14aに形成された太陽歯車6aと、この太陽歯車6aと同心に配置されて回転可能に設けられた内歯歯車6bと、両歯車6a、6bに噛み合う複数の遊星歯車6cとで構成される周知の遊星歯車減速機である。この減速装置6は、内歯歯車6bの回転が拘束された状態で、電機子14が回転すると、電機子14の回転が太陽歯車6aから遊星歯車6cに伝達され、その遊星歯車6cが自転しながら太陽歯車6aの周囲を公転することで、その公転運動が出力軸7に伝達される。   As shown in FIG. 2, the reduction gear 6 includes a sun gear 6 a formed on the armature shaft 14 a of the motor 3, an internal gear 6 b disposed concentrically with the sun gear 6 a and rotatably provided. This is a well-known planetary gear reducer composed of a plurality of planetary gears 6c meshing with both gears 6a, 6b. In the reduction gear 6, when the armature 14 rotates in a state where the rotation of the internal gear 6 b is restricted, the rotation of the armature 14 is transmitted from the sun gear 6 a to the planetary gear 6 c, and the planetary gear 6 c rotates. However, the revolution motion is transmitted to the output shaft 7 by revolving around the sun gear 6a.

出力軸7は、モータ3の電機子軸14aと同軸線上に配置されて、一端側が軸受22を介してフロントハウジング17に回転自在に支持され、他端側が減速装置6を介して電機子軸14aに連結されている。
ピニオン8は、出力軸7の外周に軸受23を介して相対回転可能に嵌合すると共に、エンジン2のリングギヤ24に常時噛み合わされている。
The output shaft 7 is disposed coaxially with the armature shaft 14 a of the motor 3, one end side is rotatably supported by the front housing 17 via the bearing 22, and the other end side is armature shaft 14 a via the speed reduction device 6. It is connected to.
The pinion 8 is fitted to the outer periphery of the output shaft 7 through a bearing 23 so as to be relatively rotatable, and is always meshed with the ring gear 24 of the engine 2.

電磁クラッチ9は、スタータリレー18を介してバッテリ19より通電される励磁コイル9aと、この励磁コイル9aの周囲に磁気回路を形成するハウジング9bと、このハウジング9bの端面に対向して軸方向(図1の左右方向)に可動するクラッチ板9c等より構成される。クラッチ板9cは、ゴム等の弾性材25を介してトルクリミッタ10に連結され、そのトルクリミッタ10と一体に回転可能に設けられている。この電磁クラッチ9は、励磁コイル9aの無通電時に、ハウジング9bの端面とクラッチ板9cとの間に所定のギャップ(例えば、0.3mm)が維持されることで、クラッチ板9cの回転が許容されている。一方、励磁コイル9aに通電されて電磁力が発生すると、ハウジング9bとクラッチ板9cとの間に吸引力が作用して、クラッチ板9cがハウジング9bの端面に吸着されることで、クラッチ板9cの回転が拘束される。   The electromagnetic clutch 9 includes an exciting coil 9a energized from a battery 19 via a starter relay 18, a housing 9b that forms a magnetic circuit around the exciting coil 9a, and an axial direction facing the end face of the housing 9b ( The clutch plate 9c is movable in the left-right direction in FIG. The clutch plate 9c is connected to the torque limiter 10 via an elastic material 25 such as rubber, and is provided so as to be rotatable integrally with the torque limiter 10. The electromagnetic clutch 9 is allowed to rotate the clutch plate 9c by maintaining a predetermined gap (for example, 0.3 mm) between the end face of the housing 9b and the clutch plate 9c when the exciting coil 9a is not energized. Has been. On the other hand, when an electromagnetic force is generated by energizing the exciting coil 9a, an attractive force acts between the housing 9b and the clutch plate 9c, and the clutch plate 9c is attracted to the end surface of the housing 9b, thereby causing the clutch plate 9c to be attracted. Is restricted.

トルクリミッタ10は、図2に示す様に、ボールベアリング26を介してセンタハウジング16に回転自在に支持されると共に、電磁クラッチ9の弾性材25を介してクラッチ板9cに連結されたセンタプレート10aと、このセンタプレート10aに対し摩擦力によって回転規制され、且つ減速装置6の内歯歯車6bに連結された回転ディスク10bと、この回転ディスク10bをセンタプレート10aに押圧して前記摩擦力を発生させる皿ばね10c等より構成される。   As shown in FIG. 2, the torque limiter 10 is rotatably supported by the center housing 16 via a ball bearing 26 and is connected to the clutch plate 9c via an elastic member 25 of the electromagnetic clutch 9. A rotation disk 10b that is rotationally restricted by the frictional force with respect to the center plate 10a and connected to the internal gear 6b of the speed reducer 6, and the rotation disk 10b is pressed against the center plate 10a to generate the frictional force. It is comprised from the disc spring 10c to be made.

このトルクリミッタ10は、センタプレート10aの回転が拘束された状態、つまり、電磁クラッチ9のクラッチ板9cがハウジング9bの端面に吸着されている状態で、回転ディスク10bの静止トルクを越える過大トルクが減速装置6に加わると、センタプレート10aに対し回転ディスク10bが滑る(回転する)ことにより、内歯歯車6bの回転が許容されて過大トルクを吸収することができる。   The torque limiter 10 has an excessive torque exceeding the stationary torque of the rotary disk 10b in a state where the rotation of the center plate 10a is constrained, that is, in a state where the clutch plate 9c of the electromagnetic clutch 9 is attracted to the end surface of the housing 9b. When applied to the speed reducer 6, the rotating disk 10b slides (rotates) with respect to the center plate 10a, whereby the internal gear 6b is allowed to rotate and excessive torque can be absorbed.

衝撃緩和装置11は、ピニオン8に連結されてピニオン8と一体に回転する回転部材11aと、出力軸7の外周に例えばセレーション嵌合して出力軸7と一体に回転する回転部材11bと、両回転部材11a、11bの間に介在されるゴム等の弾性部材11c等より構成され、図1に示す様に、弾性部材11cが中間部材11dを介して直列に複数個使用されている。
この衝撃緩和装置11は、例えば、エンジン始動時に発生する衝撃トルク、あるいはエンジン2から受ける急激なトルク変動に対し、弾性部材11cが変形する(撓む)ことによって、衝撃トルクやトルク変動を吸収することができる。
The impact mitigation device 11 includes a rotating member 11a that is connected to the pinion 8 and rotates integrally with the pinion 8, a rotating member 11b that is serrated to the outer periphery of the output shaft 7 and rotates integrally with the output shaft 7, The elastic member 11c is made of rubber or the like interposed between the rotating members 11a and 11b. As shown in FIG. 1, a plurality of elastic members 11c are used in series via an intermediate member 11d.
For example, the impact reducing device 11 absorbs the impact torque and the torque fluctuation by deforming (bending) the elastic member 11c with respect to the impact torque generated at the time of starting the engine or a sudden torque fluctuation received from the engine 2. be able to.

次に、上記スタータ1の作動及び効果を説明する。
エンジン2の再始動時には、アイドルストップ用のECU21により、スタータリレー18を介して電磁スイッチ5のソレノイド5aと電磁クラッチ9の励磁コイル9aに同時に通電される。この時、電磁スイッチ5によりモータ3のメイン接点4が閉じるタイミングより、電磁クラッチ9が作動する(クラッチ板9cがハウジング9bの端面に吸着される)タイミングの方が早くなる。これは、電磁クラッチ9のハウジング9bとクラッチ板9cとの間に設定されるギャップがコンマ数ミリ(例えば、0.3mm)であり、メイン接点4の開閉ストロークと比較して極めて小さいためである。仮に、メイン接点4が閉じるタイミングと、クラッチ板9cがハウジング9bの端面に吸着されるタイミングとが同じであっても、モータ3が実際に回転を開始するまでには、モータ3の慣性モーメントによって立ち上がりに時間が掛かるため、結果的に、モータ3の回転開始より電磁クラッチ9の方が早く作動することになる。
Next, the operation and effect of the starter 1 will be described.
When the engine 2 is restarted, the ECU 21 for idling stop energizes the solenoid 5a of the electromagnetic switch 5 and the exciting coil 9a of the electromagnetic clutch 9 through the starter relay 18 simultaneously. At this time, the timing at which the electromagnetic clutch 9 is actuated (the clutch plate 9c is attracted to the end face of the housing 9b) is earlier than the timing at which the main contact 4 of the motor 3 is closed by the electromagnetic switch 5. This is because the gap set between the housing 9b of the electromagnetic clutch 9 and the clutch plate 9c is a few millimeters (for example, 0.3 mm) and is extremely small compared to the opening / closing stroke of the main contact 4. . Even if the timing at which the main contact 4 is closed and the timing at which the clutch plate 9c is attracted to the end face of the housing 9b are the same, the moment of inertia of the motor 3 will not occur until the motor 3 actually starts rotating. Since it takes time to start up, as a result, the electromagnetic clutch 9 operates earlier than the rotation start of the motor 3.

電磁クラッチ9が作動すると、トルクリミッタ10を介してクラッチ板9cに連結される内歯歯車6bの回転が拘束されるため、モータ3から出力軸7へのトルク伝達が可能となる。これにより、モータ3の回転が減速装置6を介して出力軸7に伝達され、出力軸7の回転がピニオン8からリングギヤ24に伝達されて、エンジン2をクランキングする。この時、大きな慣性エネルギを持ったエンジン2を始動させるため、ピニオン8からリングギヤ24にトルクが伝達される際に衝撃トルクが発生する。この衝撃トルクは、ピニオン8と出力軸7との間に設けられた衝撃緩和装置11によって効果的に吸収される。   When the electromagnetic clutch 9 is actuated, the rotation of the internal gear 6b connected to the clutch plate 9c via the torque limiter 10 is restricted, so that torque transmission from the motor 3 to the output shaft 7 becomes possible. As a result, the rotation of the motor 3 is transmitted to the output shaft 7 via the speed reduction device 6, and the rotation of the output shaft 7 is transmitted from the pinion 8 to the ring gear 24 to crank the engine 2. At this time, an impact torque is generated when torque is transmitted from the pinion 8 to the ring gear 24 in order to start the engine 2 having a large inertial energy. This impact torque is effectively absorbed by the impact relaxation device 11 provided between the pinion 8 and the output shaft 7.

エンジン2が再始動すると、電磁スイッチ5のソレノイド5aと電磁クラッチ9の励磁コイル9aへの通電が同時に停止される。これにより、バッテリ19からモータ3への通電が停止されて電機子14の回転が停止すると共に、電磁クラッチ9のクラッチ板9cが弾性材25の復元力によってハウジング9bの端面から引き離され、回転可能になることで、トルクリミッタ10を介してクラッチ板9cに連結された内歯歯車6bの回転が許容される。その結果、モータ3と出力軸7との間でトルクの伝達経路が遮断される。   When the engine 2 is restarted, energization of the solenoid 5a of the electromagnetic switch 5 and the exciting coil 9a of the electromagnetic clutch 9 is simultaneously stopped. As a result, energization from the battery 19 to the motor 3 is stopped, the rotation of the armature 14 is stopped, and the clutch plate 9c of the electromagnetic clutch 9 is pulled away from the end surface of the housing 9b by the restoring force of the elastic member 25 to be rotatable. Thus, rotation of the internal gear 6b connected to the clutch plate 9c via the torque limiter 10 is allowed. As a result, the torque transmission path is interrupted between the motor 3 and the output shaft 7.

また、エンジン2が始動すると、常時リングギヤ24に噛み合っているピニオン8がエンジン2によって回されるが、上記の様にクラッチ板9cが切り離されて、モータ3と出力軸7との間でトルクの伝達経路が遮断されるため、ピニオン8の回転がモータ3側へ伝達されることはない。従って、登り坂等でエンストしてエンジン2が逆回転した場合でも、エンジン2の回転が増速されてモータ3に伝達されることはなく、モータ3に多大なストレスが加わることを防止できる。
更に、エンジン2が自動停止する寸前(エンジン2が自身の慣性で回転している状態)で再始動する必要がある場合でも、モータ3の回転開始より先に電磁クラッチ9が作動し、且つ始動時に発生する衝撃トルクを衝撃緩和装置11にて吸収できるので、エンジン回転中であっても、本スタータ1を作動させて、エンジン2を再始動できる。
When the engine 2 is started, the pinion 8 that is always meshed with the ring gear 24 is rotated by the engine 2, but the clutch plate 9 c is disconnected as described above, and the torque between the motor 3 and the output shaft 7 is reduced. Since the transmission path is blocked, the rotation of the pinion 8 is not transmitted to the motor 3 side. Therefore, even when the engine 2 is reversely rotated due to an engine stall on an uphill or the like, the rotation of the engine 2 is not accelerated and transmitted to the motor 3, and it is possible to prevent a great stress from being applied to the motor 3.
Furthermore, even when it is necessary to restart immediately before the engine 2 automatically stops (in a state where the engine 2 rotates with its own inertia), the electromagnetic clutch 9 operates and starts before the motor 3 starts rotating. Since the impact torque generated at the time can be absorbed by the impact relaxation device 11, the starter 1 can be operated and the engine 2 can be restarted even during engine rotation.

この様に、本実施例のスタータ1は、エンジン始動時に発生する衝撃トルク、およびエンジン2の急激なトルク変動等を衝撃緩和装置11にて吸収できる。また、衝撃緩和装置11で吸収しきれない過大な衝撃は、トルクリミッタ10でカットできる。その結果、電磁クラッチ9に過大なトルクが加わることはなく、クラッチ滑りが発生することもないため、前述の特許文献1に記載された公知技術と比較して、クラッチ板9cを吸着する電磁クラッチ9の吸引力を低減することが可能であり、それに伴って、電磁クラッチ9の小型軽量化が可能となる。   As described above, the starter 1 of the present embodiment can absorb the impact torque generated when the engine is started, the sudden torque fluctuation of the engine 2, and the like by the impact relaxation device 11. Further, an excessive impact that cannot be absorbed by the impact relaxation device 11 can be cut by the torque limiter 10. As a result, excessive torque is not applied to the electromagnetic clutch 9 and clutch slip does not occur. Therefore, the electromagnetic clutch that adsorbs the clutch plate 9c as compared with the known technique described in Patent Document 1 described above. Accordingly, the electromagnetic clutch 9 can be reduced in size and weight.

スタータの断面図である。It is sectional drawing of a starter. 減速装置とトルクリミッタの構成を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the structure of a reduction gear and a torque limiter. スタータの電気回路図である。It is an electric circuit diagram of a starter. 従来技術に係わるベルト式スタータの断面図である。It is sectional drawing of the belt type starter concerning a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1 スタータ
2 エンジン
3 モータ
6 減速装置
6a 太陽歯車
6b 内歯歯車
6c 遊星歯車
7 出力軸
8 ピニオン
9 電磁クラッチ
9a 励磁コイル
9c クラッチ板
10 トルクリミッタ
11 衝撃緩和装置
14a 電機子軸
24 リングギヤ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Starter 2 Engine 3 Motor 6 Reduction gear 6a Sun gear 6b Internal gear 6c Planetary gear 7 Output shaft 8 Pinion 9 Electromagnetic clutch 9a Excitation coil 9c Clutch plate 10 Torque limiter 11 Impact mitigation device 14a Armature shaft 24 Ring gear

Claims (6)

回転力を発生するモータと、
このモータの回転が減速装置を介して伝達される出力軸と、
この出力軸に支持され、エンジンのリングギヤに常時噛み合わされるピニオンと、
前記モータと前記ピニオンとの間でトルクの伝達を断続する電磁クラッチと、
この電磁クラッチと前記ピニオンとの間に設けられ、トルクの伝達開始時に生じる衝撃トルクおよびエンジンから伝達される急激なトルク変動を緩和する衝撃緩和装置とを備えた常時噛合い式スタータにおいて、
前記減速装置は、前記モータの電機子軸に設けられる太陽歯車と、この太陽歯車と同心に配置されて回転可能に設けられた内歯歯車と、両歯車に噛み合う遊星歯車とで構成され、前記内歯歯車の回転が拘束された状態で、前記太陽歯車が回転することにより、前記遊星歯車が自転運動と公転運動を行い、その公転運動が前記出力軸に伝達される遊星歯車減速装置であり、
前記電磁クラッチは、前記内歯歯車に直接または間接的に連結されたクラッチ板を有し、このクラッチ板を電磁力により吸引して前記内歯歯車の回転を拘束することでトルクの伝達を可能にし、前記電磁力の消滅により前記クラッチ板を切り離して前記内歯歯車の回転を許容することでトルクの伝達を遮断することを特徴とする常時噛合い式スタータ。
A motor that generates rotational force;
An output shaft through which the rotation of the motor is transmitted via a speed reducer;
A pinion supported by this output shaft and always meshed with the ring gear of the engine;
An electromagnetic clutch for intermittently transmitting torque between the motor and the pinion;
In the always-mesh starter provided between the electromagnetic clutch and the pinion, and provided with an impact mitigation device that mitigates an impact torque generated at the start of torque transmission and an abrupt torque fluctuation transmitted from the engine ,
The speed reducer is composed of a sun gear provided on the armature shaft of the motor, an internal gear disposed concentrically with the sun gear and rotatably provided, and a planetary gear meshing with both gears, A planetary gear reduction device in which the planetary gear rotates and revolves when the sun gear rotates while the rotation of the internal gear is constrained, and the revolving motion is transmitted to the output shaft. ,
The electromagnetic clutch has a clutch plate that is directly or indirectly connected to the internal gear, and can transmit torque by attracting the clutch plate by electromagnetic force and restricting the rotation of the internal gear. And the transmission of torque is cut off by allowing the internal gear to rotate by separating the clutch plate by the disappearance of the electromagnetic force .
請求項1に記載した常時噛合い式スタータにおいて、
前記衝撃緩和装置は、前記出力軸の外周に配設され、
前記ピニオンは、前記出力軸の外周に軸受を介して相対回転可能に嵌合すると共に、前記衝撃緩和装置を介して前記出力軸に連結されていることを特徴とする常時噛合い式スタータ。
The always-mesh starter according to claim 1 ,
The impact mitigation device is disposed on the outer periphery of the output shaft,
The pinion is fitted to the outer periphery of the output shaft so as to be relatively rotatable via a bearing, and is connected to the output shaft via the impact mitigating device.
請求項に記載した常時噛合い式スタータにおいて、
前記電磁クラッチは、電磁力を発生する励磁コイルを有し、この励磁コイルが前記衝撃緩和装置の外周側に配置されることを特徴とする常時噛合い式スタータ。
In the always meshing starter according to claim 2 ,
The electromagnetic clutch has an exciting coil that generates electromagnetic force, and the exciting coil is disposed on the outer peripheral side of the shock absorbing device.
請求項1〜に記載した何れかの常時噛合い式スタータにおいて、
前記モータから前記ピニオンに至るトルクの伝達経路に過大トルクの伝達を遮断できるトルクリミッタを設けたことを特徴とする常時噛合い式スタータ。
In the always meshing starter according to any one of claims 1 to 3 ,
A constant mesh starter characterized in that a torque limiter capable of interrupting transmission of excessive torque is provided in a torque transmission path from the motor to the pinion.
請求項に記載した常時噛合い式スタータにおいて、
前記電磁クラッチのクラッチ板は、請求項に記載したトルクリミッタを介して前記内歯歯車に連結されていることを特徴とする常時噛合い式スタータ。
The always-mesh starter according to claim 1 ,
A clutch plate of the electromagnetic clutch is connected to the internal gear via a torque limiter according to claim 4 , and is a constant mesh starter.
請求項1〜に記載した何れかの常時噛合い式スタータは、
エンジンの停止および再始動を自動制御するエンジン自動停止/再始動システムに用いられることを特徴とする常時噛合い式スタータ。
Any one of the constantly meshing starters according to claims 1 to 5 ,
A constant mesh starter used in an automatic engine stop / restart system for automatically controlling engine stop and restart.
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