JP4552955B2 - スタータ - Google Patents
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Description
このクラッチは、モータの駆動トルクをピニオンギヤに伝達する際に、アウタとインナとがローラを介して連結される係合状態となり、エンジンが始動してピニオンギヤがリングギヤにより回されると、アウタとインナとの間が切り離されて、インナの回転がアウタの回転より速くなるオーバラン状態となる。
これに対し、上記の特許文献1には、アウタの偏心を規制することで、オーバラン状態を良好に維持できる技術が開示されている。具体的には、出力軸の外周に軸スプラインとは別個独立して形成されたツバを設けると共に、バレルの内周に孔スプラインとは別個独立して形成された内孔を設けて、ピニオンギヤがリングギヤに噛み合った状態でツバと内孔とが嵌合することにより、アウタの偏心が規制される。
例えば、エンジンを始動する際に、運転者がキー操作を誤って二回連続して行う様な場合、つまり、ピニオンギヤがリングギヤから離脱した直後(モータの惰性回転中)に再度リングギヤにピニオンギヤが噛み込むと、ピニオンギヤとリングギヤとの間に大きな衝撃が発生して、軸スプラインと孔スプラインとが噛み合うスプライン部に過大な力が作用する。その結果、軸スプラインに対し孔スプラインに傾きが生じて、局所的な接触による過大な面圧が発生することにより、軸スプラインと孔スプラインとの凝着が発生する問題があった。
本発明は、回転力を発生するモータと、このモータに駆動されて回転する出力軸と、この出力軸にヘリカルスプラインにて嵌合するピニオンギヤとを有し、ピニオンギヤをエンジンのリングギヤに噛み合わせた後、モータの駆動トルクをピニオンギヤからリングギヤに伝達してエンジンを始動させるスタータであって、出力軸は、外周にヘリカルスプライン(軸スプラインと呼ぶ)が設けられ、反モータ側の端部が軸受を介してハウジングに回転自在に支持されており、ピニオンギヤは、内周にヘリカルスプライン(孔スプラインと呼ぶ)が設けられ、この孔スプラインが出力軸の外周で軸スプラインに嵌合しているものであり、軸スプラインの歯底径と、孔スプラインの歯先径との隙間をX、軸スプラインの歯面と孔スプラインの歯面との間に設けられるバックラッシをYとした時に、
X<Y………………………(1)
上記(1)式の関係が成立していることを特徴とする。
より、ピニオンギヤとリングギヤとの間に大きな衝撃が発生した時に、出力軸に対するピ
ニオンギヤの傾きが抑制される。その結果、軸スプラインと孔スプラインの歯面同士の接
触面積が増大するため、局所的な面圧過大によるスプライン凝着を防止できる。
請求項1に記載したスタータにおいて、出力軸は、軸スプラインより軸方向エンジン側に軸スプラインの歯底径と同一の外径を有する摺動部が設けられ、ピニオンギヤは、リングギヤに噛み合う位置まで出力軸上を移動した時に、孔スプラインの軸方向反エンジン側が軸スプラインと噛み合った状態で、孔スプラインの軸方向エンジン側が摺動部に支持されていることを特徴とする。
請求項1または2に記載したスタータにおいて、ピニオンギヤには、孔スプラインの軸方向エンジン側の端部に、孔スプラインの歯先径と同一の内径を有するつば部が全周に設けられていることを特徴とする。
ピニオンギヤの静止状態において、ピニオンギヤよりエンジン側に突き出ている出力軸の外周部分には、ダストや泥等が堆積する可能性がある。このため、ピニオンギヤに設けられる孔スプラインが軸方向に貫通していると、ピニオンギヤが出力軸上をエンジン側へ移動した時に、孔スプラインと軸スプラインとの間にダストや泥等を噛み込み、ピニオンギヤの摺動不良を招く恐れがある。これに対し、本発明では、孔スプラインの軸方向エンジン側の端部につば部が全周に設けられているので、ピニオンギヤが出力軸上をエンジン側へ移動した時に、ダストや泥等をつば部で払い落とすことが可能である。その結果、ダストや泥等の噛み込みによるピニオンギヤの摺動不良を防止できる。
本実施例のスタータ1は、図1に示す様に、回転力を発生するモータ2と、このモータ2の回転を減速する減速装置3と、この減速装置3の出力側にクラッチ4を介して連結される出力軸5と、この出力軸5の外周にヘリカルスプライン嵌合するピニオンギヤ6と、モータ2の通電回路(モータ回路と呼ぶ)に設けられるメイン接点(後述する)を開閉すると共に、シフトレバー7を介してピニオンギヤ6を反モータ方向(図示左方向)へ押し出す働きを有する電磁スイッチ8等より構成される。
モータ2は、電磁スイッチ8によりメイン接点が閉操作されると、バッテリから電力の供給を受けて電磁力を発生させ、その電磁力の作用により電機子(図示せず)に回転力を発生させる。
クラッチ4は、エンジン始動時に減速装置3で増幅されたモータ2の駆動トルクを出力軸5へ伝達すると共に、エンジンが始動してオーバラン状態になると、エンジンの回転が減速装置3を介してモータ2側へ伝わらない様に、出力軸5と減速装置3との間でトルクの伝達を遮断する働きを有する。
出力軸5は、電機子軸9と同軸線上に配置され、反モータ側(図示左側)の端部が軸受10を介してハウジング11に回転自在に支持され、モータ2側の端部がクラッチ4を介して減速装置3に連結されている。
電磁スイッチ8は、バッテリから通電されて電磁石を形成する電磁コイル(図示せず)と、この電磁コイルの内周を軸方向(図示左右方向)に可動するプランジャ(図示せず)とを内蔵し、電磁コイルへの通電により電磁石が形成されてプランジャが吸引されると、そのプランジャの動きに連動してメイン接点を閉操作する。また、電磁コイルへの通電が停止して電磁石の吸引力が消滅すると、図示しないリターンスプリングの反力にプランジャが押し戻されてメイン接点を開操作する。
2本の外部端子13、14は、バッテリケーブルを介してバッテリの+ターミナルに接続されるB端子13と、モータ2から取り出されたモータリード線15が接続されるM端子14であり、電磁スイッチ8の樹脂製カバー8aに固定されている。
出力軸5の外周には、ピニオンギヤ6の静止位置にヘリカルスプライン(軸スプライン5aと呼ぶ)が形成されている。また、軸スプライン5aより軸方向エンジン側(反モータ側)には、軸スプライン5aの歯底径と同一の外径dを有する摺動部5bが設けられている〔図3(b)参照〕。
一方、ピニオンギヤ6の内周には、出力軸5の軸スプライン5aに噛み合うヘリカルスプライン(孔スプライン6aと呼ぶ)が設けられている。
X<Y………………………(1)
上記(1)式の関係が成立している。
また、ピニオンギヤ6は、図2に示す様に、エンジンのリングギヤ16(図1参照)に噛み合う位置まで出力軸5上を反モータ方向へ移動した時に、孔スプライン6aの軸方向反エンジン側が軸スプライン5aと噛み合った状態で、孔スプライン6aの軸方向エンジン側が出力軸5の摺動部5bに支持されている。
始動スイッチ(図示せず)の閉操作により、電磁スイッチ8の電磁コイルに通電されてプランジャが吸引されると、そのプランジャの動きがシフトレバー7を介してピニオンギヤ6に伝達される。その結果、ピニオンギヤ6は、出力軸5上をヘリカルスプラインに沿って反モータ方向へ押し出される。
その後、モータ回路のメイン接点が閉操作されると、バッテリからモータ2に給電されて電機子に回転力が発生する。電機子の回転は、減速装置3により減速された後、クラッチ4を介して出力軸5に伝達される。これにより、ピニオンギヤ6がリングギヤ16に噛み合い、減速装置3で増幅されたモータ2の駆動トルクがピニオンギヤ6からリングギヤ16に伝達されて、エンジンをクランキングする。
エンジン始動後、電磁スイッチ8によりメイン接点が開操作されると、バッテリからモータ2への給電が停止されるため、電機子の回転が次第に減速して停止する。
また、リターンスプリングの反力でプランジャが押し戻されると、シフトレバー7がエンジン始動時とは反対方向に揺動してピニオンギヤ6を押し出す力が解消されるため、ピニオンギヤ6は、ピニオンスプリング12に付勢されて、図1に示す静止位置まで押し戻されて停止する。
本実施例のスタータ1は、ピニオンギヤ6とリングギヤ16との間に大きな衝撃が発生した場合、ピニオンギヤ6とリングギヤ16とが噛み合っている部分が荷重点となるが、この荷重点の直下にヘリカルスプライン(軸スプライン5aおよび孔スプライン6a)を設けている。そして、出力軸5に設けられる軸スプライン5aの歯底径と、ピニオンギヤ6に設けられる孔スプライン6aの歯先径との隙間Xを、両者の歯面同士の間に設けられるバックラッシYより小さくしている。
また、出力軸5は、軸スプライン5aより軸方向エンジン側に設けられる摺動部5bの外径dが軸スプライン5aの歯底径と同一寸法であり、ピニオンギヤ6は、リングギヤ16に噛み合う位置まで出力軸5上を移動した時に、図3(a)に示す様に、孔スプライン6aの軸方向反エンジン側が軸スプライン5aと噛み合った状態で、孔スプライン6aの軸方向エンジン側が摺動部5bに支持されている。
この実施例2に示すピニオンギヤ6は、図4に示す様に、孔スプライン6aの軸方向エンジン側(図示左側)の端部に、孔スプライン6aの歯先径と同一の内径を有するつば部6bが全周に設けられている。
実施例1に記載したピニオンギヤ6は、孔スプライン6aが軸方向に貫通しているが、この実施例2に示すピニオンギヤ6は、孔スプライン6aの軸方向エンジン側の端部がつば部6bによって閉じられている。つまり、摺動部5bの外径とつば部6bの内径との間には、実施例1に記載した軸スプライン5aの歯底径と孔スプライン6aの歯先径との隙間Xと同一寸法の隙間が全周に渡って形成されている(図5参照)。
2 モータ
5 出力軸
5a 軸スプライン
5b 摺動部
6 ピニオンギヤ
6a 孔スプライン
6b つば部
16 リングギヤ
Claims (3)
- 回転力を発生するモータと、
このモータに駆動されて回転する出力軸と、
この出力軸にヘリカルスプラインにて嵌合するピニオンギヤとを有し、
前記ピニオンギヤをエンジンのリングギヤに噛み合わせた後、前記モータの駆動トルクを前記ピニオンギヤから前記リングギヤに伝達して前記エンジンを始動させるスタータであって、
前記出力軸は、外周にヘリカルスプライン(軸スプラインと呼ぶ)が設けられ、反モータ側の端部が軸受を介してハウジングに回転自在に支持されており、
前記ピニオンギヤは、内周にヘリカルスプライン(孔スプラインと呼ぶ)が設けられ、この孔スプラインが前記出力軸の外周で前記軸スプラインに嵌合しているものであり、
前記軸スプラインの歯底径と前記孔スプラインの歯先径との隙間をX、前記軸スプラインの歯面と前記孔スプラインの歯面との間に設けられるバックラッシをYとした時に、
X<Y………………………(1)
上記(1)式の関係が成立している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、
前記出力軸は、前記軸スプラインより軸方向エンジン側に前記軸スプラインの歯底径と同一の外径を有する摺動部が設けられ、
前記ピニオンギヤは、前記リングギヤに噛み合う位置まで前記出力軸上を移動した時に、前記孔スプラインの軸方向反エンジン側が前記軸スプラインと噛み合った状態で、前記孔スプラインの軸方向エンジン側が前記摺動部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に記載したスタータにおいて、
前記ピニオンギヤには、前記孔スプラインの軸方向エンジン側の端部に、前記孔スプラインの歯先径と同一の内径を有するつば部が全周に設けられていることを特徴とするスタータ。
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