JP4453227B2 - スタータ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピニオンを嵌合するピニオン軸がピニオンと一体に前後移動する方式のスタータに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来技術として、例えば、特開2000−9003号公報に開示されたスタータがある。このスタータは、一方向クラッチのインナと一体に設けられたピニオン軸と、このピニオン軸に回転規制されて嵌合するピニオンとを具備し、マグネットスイッチの作動力(プランジャを吸引する力)を利用して、ピニオンと一体にピニオン軸を前方へ押し出す方式であり、ピニオン軸に対しEクリップによってピニオンの軸方向移動を規制している。
【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、図9に示す様に、Eクリップ100を装着するためにピニオン軸110に凹設された周溝120の幅をEクリップ100の厚さより大きく設定する必要があるため、Eクリップ100を周溝120に装着した状態で、Eクリップ100とピニオン130との間に隙間が生じている。このため、ピニオン軸110とピニオン130との間でガタツキが発生し、微小な振動によるフレッチングでピニオン130が摩耗してエンジン始動時に異音を発生する要因となる。また、ピニオン130のガタツキにより、ピニオン130と噛み合うリングギヤの摩耗が促進される不具合も生じる。
【0004】
また、エンジン始動直後、ピニオン130がリングギヤに噛み合ったままエンジンから高速に回されると、Eクリップ100が自身の遠心力によって拡がり、周溝120から外れ、ピニオン軸110から脱落する可能性があった。
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、エンジン始動時にピニオン軸と一体にピニオンを前方へ押し出す方式のスタータにおいて、ピニオン軸に対するピニオンのガタツキを防止することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
(請求項1の手段)
マグネットスイッチの作動力を利用してピニオン軸と一体にピニオンを前方へ押し出す方式のスタータであって、
ピニオンは、自身の後端面がピニオン軸に設けられたスラスト受け面に当接して軸後方側への移動が阻止され、且つ、ピニオンボス部の内径側に軸方向前方へ突き出る段付き部が設けられて、この段付き部の前端面が止め輪を介して軸後方へ押圧されている。
この構成によれば、ピニオンがピニオン軸に抑えつけられて軸方向の移動が阻止されるため、ピニオン軸に対しガタツキ無く装着できる。
また、ピニオン軸の周溝に嵌合する止め輪の内周側前面と、その内周側前面と対向する周溝の前側立ち上がり面とにそれぞれテーパを設け、止め輪が内径方向へ収縮しようとする弾力がテーパ面に作用することで、ピニオンを軸後方へ押圧する分力を発生させている。これにより、軸方向の分力が止め輪を介してピニオンの前端面に付与されることで、ピニオンが軸後方へ付勢され、ピニオン軸のスラスト受け面に対し押圧固定される。
さらに、ピニオンは、段付き部より外径側のピニオンボス部の前端面(ボス部端面と呼ぶ)が、歯部の前端面と軸方向に同一の位置に形成され、ボス部端面と段付き部の外周面とが交差する内角部に径方向内側へ窪む凹部が形成されている。
一方、カバーは、軸方向の前端面が閉じたキャップ状に設けられると共に、ピニオン軸の先端側から止め輪の外周を覆ってピニオンの段付き部の外周に嵌合する筒状嵌合部を有し、この筒状嵌合部の先端縁部を凹部に係合させてピニオンにかしめ固定されている。これにより、ピニオン軸が高速回転した時に、止め輪が径方向外側へ拡開してピニオン軸からカバーが脱落することを防止できる。
また、カバーは、軸方向の前端面が閉じたキャップ状に設けられているので、ピニオンとピニオン軸との嵌合隙間から異物が侵入することを防止できる。
【0007】
(請求項2の手段)
マグネットスイッチの作動力を利用してピニオン軸と一体にピニオンを前方へ押し出す方式のスタータであって、
ピニオンは、自身の後端面がピニオン軸に設けられたスラスト受け面に当接して軸後方側への移動が阻止され、且つ、ピニオンボス部の内径側に軸方向前方へ突き出る段付き部が設けられて、この段付き部の前端面が止め輪を介して軸後方へ押圧されている。
この構成によれば、ピニオンがピニオン軸に抑えつけられて軸方向の移動が阻止されるため、ピニオン軸に対しガタツキ無く装着できる。
また、止め輪は、ピニオン軸の周溝に装着されて弾力を発生し、この弾力によってピニオンを軸後方へ押圧している。この場合、止め輪の弾力によって、ピニオンをピニオン軸のスラスト受け面に対し押圧固定できる。
さらに、ピニオンは、段付き部より外径側のピニオンボス部の前端面(ボス部端面と呼ぶ)が、歯部の前端面と軸方向に同一の位置に形成され、ボス部端面と段付き部の外周面とが交差する内角部に径方向内側へ窪む凹部が形成されている。
一方、カバーは、軸方向の前端面が閉じたキャップ状に設けられると共に、ピニオン軸の先端側から止め輪の外周を覆ってピニオンの段付き部の外周に嵌合する筒状嵌合部を有し、この筒状嵌合部の先端縁部を凹部に係合させてピニオンにかしめ固定されている。これにより、ピニオン軸が高速回転した時に、止め輪が径方向外側へ拡開してピニオン軸からカバーが脱落することを防止できる。
また、カバーは、軸方向の前端面が閉じたキャップ状に設けられているので、ピニオンとピニオン軸との嵌合隙間から異物が侵入することを防止できる。
【0008】
(請求項3の手段)
請求項1または2に記載したスタータにおいて、
ピニオンの後端面から段付き部の前端面までの軸方向距離をL1 とし、ピニオンの後端面が当接するピニオン軸のスラスト受け面から周溝の後側立ち上がり面までの軸方向距離をL2 とした時に、以下の関係が成立する。
L1 >L2
この場合、ピニオンの前端面の方が周溝の後側立ち上がり面より軸前方側へ出ているので、ピニオンに対して止め輪による押圧力をより効果的に発生させることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のスタータの実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施例)
図1はピニオン周辺の断面図(a)、カバーの取付け状態を示す断面図(b)、図2はスタータの全体図(一部断面を含む)である。
本実施例のスタータ1は、図2に示す様に、回転力を発生する始動モータ2と、この始動モータ2を通電するマグネットスイッチ3と、始動モータ2に回転駆動される出力軸4と、この出力軸4に対し軸方向(図2の左右方向)に移動可能に設けられたピニオン軸5と、このピニオン軸5に回転規制されて嵌合するピニオン6と、出力軸4の回転をピニオン軸5に伝達する一方向クラッチ7等より構成される。
【0017】
始動モータ2は、周知の直流電動機であり、キースイッチ(図示しない)がONされてマグネットスイッチ3の内部接点(図示しない)を閉じると、内蔵するアーマチャ(図示しない)に通電されてアーマチャが回転する。
マグネットスイッチ3は、軸方向(図2の左右方向)に移動可能に設けられたプランジャ3aと、このプランジャ3aを移動させる吸引力を発生するコイル3bとを具備し、プランジャ3aの移動に伴って前記内部接点を開閉するとともに、プランジャ3aを移動させる吸引力がレバー8を介して一方向クラッチ7に伝達される。
【0018】
出力軸4は、始動モータ2の回転軸(図示しない)と同軸に設けられ、図示しない減速装置(図示しない)を介して始動モータ2の回転が伝達される。
ピニオン軸5は、前端部の外周面にピニオン6を結合するためのスプライン5a(図1参照)が形成され、前端部より後方側が円筒形状に設けられて、その円筒部分が出力軸4の外周に軸受9を介して嵌合し、且つ円筒部分の外周面がフロントケース10に固定された軸受11に対し、回転可能及び摺動可能(前後に移動可能)に支持されている。また、ピニオン軸5の先端部外周面には、図1に示す様に、止め輪12(後述する)を装着するための周溝13が凹設されている。
【0019】
一方向クラッチ7は、ヘリカルスプラインを介して出力軸4の回転が伝達されるアウタ7aと、ピニオン軸5の円筒部分と一体に設けられたインナ7bと、アウタ7aの回転をインナ7bに伝達するローラ7c等から構成される。
この一方向クラッチ7は、エンジン始動時に出力軸4の回転をピニオン軸5に伝達するとともに、エンジンの始動によってピニオン軸5の回転速度が出力軸4の回転速度を上回ると、出力軸4とピニオン軸5との間で動力の伝達を遮断して、アーマチャのオーバランを防止する。
【0020】
ピニオン6は、図1に示す様に、ピニオン軸5の前端部にスプライン結合され、自身の後端面6aがピニオン軸5に設けられたスラスト受け面5bに当接して軸後方側への移動が阻止され、且つピニオン軸5の周溝13に装着される止め輪12によって軸前方への移動が阻止されている。
このピニオン6は、図1(b)に示す様に、エンジンのリングギヤ(図示しない)に噛み合う歯部6cの内周側にピニオンボス部6dを有し、このピニオンボス部6dの内径側に軸方向前方へ突き出る段付き部6eが設けられて、この段付き部6eの前端面が止め輪12を介して軸後方へ押圧されている。また、段付き部6eより外径側のピニオンボス部6dの前端面(ボス部端面6d1と呼ぶ)が歯部6cの前端面と軸方向に同一の位置に形成され、且つ、ボス部端面6d1と段付き部6eの外周面とが交差する内角部に径方向内側へ窪む凹部6fが形成されている。
なお、上記のピニオン軸5とピニオン6は、図1(a)に示す様に、ピニオン6の後端面6aから段付き部6eの前端面6bまでの軸方向距離をL1 とし、ピニオン6の後端面6aが当接するピニオン軸5のスラスト受け面5bから周溝13の後側立ち上がり面13aまでの軸方向距離をL2 とした時に、以下の寸法関係が成立する様に設計されている。 L1 >L2
【0021】
止め輪12は、図3(a)に示す様に、周方向の1箇所に開口部12aを有するリング形状に設けられ、ピニオン軸5の外周面に凹設された周溝13に嵌合して装着される。
但し、止め輪12の内周側前面には、図3(b)に示す様に、テーパ12bが設けられ、止め輪12の内周側前面と対向する周溝13の前側立ち上がり面にもテーパ13b(図1参照)が設けられている。なお、止め輪12の内径は、ピニオン軸5の前端部の外径より若干小さく設定されていることは言うまでもない。
【0022】
この止め輪12は、周溝13に装着する時に、一旦開口部12aを周方向に押し拡げて内径を拡大した状態でピニオン軸5に通し、その後、開口部12aを押し拡げていた力を取り去ることにより、自身の弾力によって内径方向に収縮して周溝13に嵌合する。この時、止め輪12は、自身の後面(ピニオン側の端面)がピニオン6の段付き部6eの前端面6bに当接し、且つ自身のテーパ12bと周溝13のテーパ13bとが当接することにより、自然体の状態(弾力が発生していない状態)まで収縮することはなく、弾力が残存している。これにより、止め輪12の弾力が周溝13のテーパ13bに加わるため、テーパ13bに対し軸方向の分力が発生し、その分力が止め輪12を介して段付き部6eの前端面6bに付与されている。
【0023】
また、ピニオン軸5の先端部には、周溝13に装着されている止め輪12が径方向外側へ拡がることを規制するためのカバー14が被せられている。このカバー14は、図1(b)に示す様に、軸方向の前端面(図示左端面)が閉じたキャップ状に設けられて、ピニオン軸5の先端側から止め輪12の外周を覆って段付き部6eの外周に嵌合する筒状嵌合部14aを有し、この筒状嵌合部14aの先端縁部を上記の凹部6fに係合させて、ピニオン6にかしめ固定されている。
【0024】
次に、スタータ1の作動を説明する。
キースイッチがONされると、マグネットスイッチ3の内部接点が閉じてアーマチャに通電され、アーマチャが回転を始める。アーマチャの回転は、減速装置で減速されて出力軸4に伝達され、更に出力軸4から一方向クラッチ7を介してピニオン軸5に伝達される。
一方、マグネットスイッチ3の吸引力がレバー8を介して一方向クラッチ7に伝達されると、一方向クラッチ7と一体にピニオン軸5が出力軸4上を前方(図2の左方向)へ押し出され、ピニオン軸5に結合しているピニオン6がエンジンのリングギヤ(図示しない)と噛み合ってリングギヤを回転させる。
【0025】
リングギヤの回転によってエンジンが始動した後、キースイッチがOFFされると、コイル3bへの通電が遮断されてマグネットスイッチ3の吸引力が消滅するため、リターンスプリング3cによってプランジャ3aが静止位置(図2に示す位置)へ押し戻される。このプランジャ3aを押し戻す力がレバー8を介して一方向クラッチ7に伝達されると、一方向クラッチ7と一体にピニオン軸5が出力軸4上を後方(図2の右方向)へ引き戻され、ピニオン6がリングギヤから離脱して静止位置まで戻る。また、マグネットスイッチ3の内部接点が開くことにより、アーマチャへの電流が遮断されて、アーマチャの回転が停止する。
【0026】
(本実施例の作用及び効果)
本実施例のスタータ1は、ピニオン軸5の周溝13と止め輪12とにそれぞれテーパ13b、12bを設けることにより、止め輪12によるクサビ力をピニオン6に付与することができる。その結果、ピニオン6は、自身の後端面6aがピニオン軸5のスラスト受け面5bに当接して軸後方側への移動が阻止された状態で、段付き部6eの前端面6bが止め輪12を介して軸後方へ押圧される。これにより、ピニオン6は、ピニオン軸5に対し押圧固定されて軸方向の移動が阻止されるので、微小な振動によるフレッチング等でピニオン6が摩耗することを防止できる。また、ピニオン軸5とピニオン6とのガタツキが無いので、リングギヤの摩耗が促進される不具合も大幅に低減され、異音の発生も抑制できる。
【0027】
更に、本実施例では、ピニオン軸5の先端部に止め輪12の外周を覆ってカバー14を被せて、そのカバー14をピニオン6にかしめ固定しているので、ピニオン軸5が高速回転した時等に、止め輪12が自身に加わる遠心力によって径方向外側へ拡がることを阻止できる。その結果、ピニオン軸5から止め輪12が外れることを防止できると共に、カバー14の脱落も防止できる。
また、カバー14は、軸方向の前端面が閉じているキャップ状に設けられており、そのカバー14でピニオン軸5の先端部を覆っているので、ピニオン6とピニオン軸5との嵌合隙間等から異物が侵入することを防止でき、耐塵性に優れたスタータ1を提供できる。 なお、本実施例では、ピニオン6に対して止め輪12によるクサビ力を有効に発揮させるために、L1 >L2 の関係を規定しているが、L1 =L2 でも良い。この場合でも、止め輪12を介してピニオン6を軸方向に押圧することは可能である。
【0028】
(第2実施例)
図4はピニオン周辺の断面図である。
本実施例は、止め輪12がピニオン軸5の周溝13に装着された状態で、止め輪12自体にピニオン6を軸後方へ押圧できる弾力を発生させる一例である。
この場合、図4に示す様に、止め輪12の内周端が周溝13の前側立ち上がり面13cに係合し、止め輪12の外周端がピニオン6の段付き部6eの前端面6bに係合して、周溝13の前側立ち上がり面13cと段付き部6eの前端面6bとの間で止め輪12に弾性変形を持たせて装着している。
【0029】
これにより、止め輪12は、いわゆる皿ばねと同様の作用を有するため、止め輪12の弾力が直接ピニオン6の段付き部6eの前端面6bに付与され、ピニオン6を軸後方へ押圧することにより、ピニオン軸5に対しピニオン6を押圧固定できる。
この実施例で使用される止め輪12の一例を図5に示す。
なお、本実施例の場合でも、必ずしもL1 >L2 の関係を規定する必要はなく、L1 =L2 でも良い。あるいは、止め輪12の弾力をピニオン6に付与できる範囲内であれば、L1 <L2 でも良い。
【0030】
(第3実施例)
図6はスタータ1の全体図である。
本実施例のスタータ1は、第1実施例で説明したスタータと、ピニオン軸5に対するピニオン6のガタツキを防止する構造が異なるもので、その一例を以下に説明する。なお、図6に示すスタータ1の基本的な構成は図2に示したスタータと同じであり、ここでの説明は省略する。
【0031】
ピニオン軸5は、図7に示す様に、前端部の外周面にスプライン5aが形成され、そのスプライン5aの後方側にピニオン6の軸後方側への移動を阻止するスラスト受け面5bが設けられている。また、ピニオン軸5の先端部外周面には周溝13が凹設され、その周溝13に止め輪12(例えばCクリップ)が嵌合して装着される。
【0032】
ピニオン6は、ピニオン軸5にスプライン結合され、段付き部6eの前端面6bが止め輪12に当接することで軸前方側への移動が阻止されている。ピニオン6の後端部内周側には、ピニオン軸5との間に所定の空間を確保するスプリング室(図7参照)が形成され、そのスプリング室にピニオン6とピニオン軸5とに係合するスプリング15が配設されている。
また、このピニオン6は、図7に示す様に、スプリング室の外径側の一部が歯の後端より後方へ突き出ており、その後端面6aがピニオン軸5のスラスト受け面5bと軸方向に近接して対向している。
【0033】
スプリング15は、一端がスプリング室の前側壁面に係合し、他端がピニオン軸5のスラスト受け面5bに係合して、ピニオン軸5に対しピニオン6を軸前方側へ付勢している。これにより、ピニオン6は、段付き部6eの前端面6bが止め輪12に押圧されて、ピニオン軸5に対する軸方向の移動が規制されている。
また、ピニオン軸5の先端部にはカバー14が被せられている。このカバー14は、図7に示す様に、止め輪12の外周を覆ってピニオン6の段付き部6eに嵌合して固定されている。
【0034】
上記の構成によれば、スプリング15によりピニオン6を止め輪12に押圧することで、ピニオン軸5に対するピニオン6の軸方向の移動が規制されるので、ピニオン6のガタツキを抑制できる。
また、ピニオン6の後端面6aがピニオン軸5のスラスト受け面5bと軸方向に近接しているので、ピニオン6がリングギヤと噛み合う際に、ピニオン6の後端面6aがピニオン軸5のスラスト受け面5bに当接することで、ピニオン軸5に対するピニオン6の傾きが抑制される。その結果、ピニオン6とリングギヤとの噛み合いを良好に行うことができる。
【0035】
更に、ピニオン6の軸前方側への移動を1つの部品である止め輪12だけで阻止しているので、ピニオン6より前方へ突出するピニオン軸5の突出長さを短く設定することができ、スタータ1の軸長短縮化を図ることが可能である。
また、ピニオン軸5の先端部をカバー14で覆うことにより、ピニオン6とピニオン軸5との嵌合隙間等から異物が侵入することを防止でき、耐塵性に優れたスタータ1を提供できる。
【0036】
なお、第3実施例では、ピニオン6を軸前方側へ付勢する付勢手段としてスプリング15を用いているが、例えば図8に示す様に、スプリング15に代えてゴム等の弾性部材16を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ピニオン周辺の断面図(a)、カバーの取付け状態を示す断面図(b)である(第1実施例)。
【図2】 スタータの全体図(一部断面を含む)である(第1実施例)。
【図3】 止め輪の正面図(a)と断面図(b)である(第1実施例)。
【図4】 ピニオン周辺の断面図である(第2実施例)。
【図5】 止め輪の正面図(a)と断面図(b)である(第2実施例)。
【図6】 スタータの全体図である(第3実施例)。
【図7】 ピニオン周辺の断面図である(第3実施例)。
【図8】 ピニオン周辺の断面図である(第3実施例)。
【図9】 ピニオン周辺の断面図である(従来技術)。
【符号の説明】
1 スタータ
2 始動モータ
3 マグネットスイッチ
5 ピニオン軸
5b ピニオン軸のスラスト受け面
6 ピニオン
6a ピニオンの後端面
6b 段付き部の前端面
6c ピニオンの歯部
6d ピニオンボス部
6d1 ボス部端面(ピニオンボス部の前端面)
6e ピニオンの段付き部
6f 段付き部に形成された凹部
12 止め輪
12b 止め輪のテーパ
13 周溝
13b 周溝のテーパ
14 カバー
14a カバーの筒状嵌合部
Claims (3)
- 回転力を発生する始動モータと、
この始動モータの通電回路を開閉するマグネットスイッチと、
前記始動モータの動力が伝達されて回転するとともに、軸方向に移動可能に支持されたピニオン軸と、
このピニオン軸に対し回転規制された状態で嵌合すると共に、自身の後端面が前記ピニオン軸に設けられたスラスト受け面に当接して軸後方側への移動が阻止されているピニオンと、
前記ピニオン軸の外周面に凹設された周溝に装着され、前記ピニオンの軸前方側への移動を阻止する止め輪と、
前記周溝に装着されている前記止め輪が径方向外側へ拡がることを規制するカバーとを具備し、
前記マグネットスイッチの作動力を利用して前記ピニオン軸と一体に前記ピニオンを前方へ押し出す方式のスタータであって、
前記ピニオン軸の周溝に嵌合する前記止め輪の内周側前面と、その内周側前面と対向する前記周溝の前側立ち上がり面とにそれぞれテーパを設け、前記止め輪が内径方向へ収縮しようとする弾力がテーパ面に作用することで、前記ピニオンを軸後方へ押圧する分力を発生させ、
前記ピニオンは、エンジンのリングギヤに噛み合う歯部の内周側にピニオンボス部を有し、このピニオンボス部の内径側に軸方向前方へ突き出る段付き部が設けられて、この段付き部の前端面が前記止め輪を介して軸後方へ押圧され、且つ、前記段付き部より外径側の前記ピニオンボス部の前端面(ボス部端面と呼ぶ)が、前記歯部の前端面と軸方向に同一の位置に形成され、前記ボス部端面と前記段付き部の外周面とが交差する内角部に径方向内側へ窪む凹部が形成されており、
前記カバーは、軸方向の前端面が閉じたキャップ状に設けられると共に、前記ピニオン軸の先端側から前記止め輪の外周を覆って前記ピニオンの段付き部の外周に嵌合する筒状嵌合部を有し、この筒状嵌合部の先端縁部を前記凹部に係合させて前記ピニオンにかしめ固定されていることを特徴とするスタータ。 - 回転力を発生する始動モータと、
この始動モータの通電回路を開閉するマグネットスイッチと、
前記始動モータの動力が伝達されて回転するとともに、軸方向に移動可能に支持されたピニオン軸と、
このピニオン軸に対し回転規制された状態で嵌合すると共に、自身の後端面が前記ピニオン軸に設けられたスラスト受け面に当接して軸後方側への移動が阻止されているピニオンと、
前記ピニオン軸の外周面に凹設された周溝に装着されて弾力を発生し、この弾力によって前記ピニオンを軸後方へ押圧することにより、前記ピニオンの軸前方側への移動を阻止する止め輪と、
前記周溝に装着されている前記止め輪が径方向外側へ拡がることを規制するカバーとを具備し、
前記マグネットスイッチの作動力を利用して前記ピニオン軸と一体に前記ピニオンを前方へ押し出す方式のスタータであって、
前記ピニオンは、エンジンのリングギヤに噛み合う歯部の内周側にピニオンボス部を有し、このピニオンボス部の内径側に軸方向前方へ突き出る段付き部が設けられて、この段付き部の前端面が前記止め輪を介して軸後方へ押圧され、且つ、前記段付き部より外径側の前記ピニオンボス部の前端面(ボス部端面と呼ぶ)が、前記歯部の前端面と軸方向に同一の位置に形成され、前記ボス部端面と前記段付き部の外周面とが交差する内角部に径方向内側へ窪む凹部が形成されており、
前記カバーは、軸方向の前端面が閉じたキャップ状に設けられると共に、前記ピニオン軸の先端側から前記止め輪の外周を覆って前記ピニオンの段付き部の外周に嵌合する筒状嵌合部を有し、この筒状嵌合部の先端縁部を前記凹部に係合させて前記ピニオンにかしめ固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に記載したスタータにおいて、
前記ピニオンの後端面から前記段付き部の前端面までの軸方向距離をL1 とし、前記ピニオンの後端面が当接する前記ピニオン軸のスラスト受け面から前記周溝の後側立ち上がり面までの軸方向距離をL2 とした時に、
L1 >L2
上記の関係が成立することを特徴とするスタータ。
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