JP4699471B2

JP4699471B2 - 始動電動機

Info

Publication number: JP4699471B2
Application number: JP2007536436A
Authority: JP
Inventors: 信哉齋藤; 千博堀越; 茂之円角; 一志小野
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2005-09-21
Filing date: 2006-09-01
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2026-09-01
Also published as: US8069740B2; CN101273196A; DE112006002520B4; WO2007034666A1; JPWO2007034666A1; US20090038436A1; CN101273196B; DE112006002520T5

Description

本発明は、自動車等のエンジンに取り付けられる始動電動機に関し、特に、エンジンのリングギヤと噛合するアイドルギヤを軸支するアイドルシャフトの位置決め構造に関する。

自動車や自動二輪車、大型発電機等に使用されるエンジンでは、エンジンに取り付けられた始動電動機（スタータモータ）によって始動動作が行われるのが一般的である。図７は、このような始動電動機151の全体構成を示す斜視図である。始動電動機151は、図中手前側のエンジン取付面166にて図示しないエンジンに取り付けられる。始動電動機151には、軸方向に移動可能なアイドルギヤ（中間歯車）152を備えており、エンジンのリングギヤ（図示せず）と噛合・離脱可能に設けられている。アイドルギヤ152は、アイドルシャフト153に回転自在かつ軸方向に移動自在に軸支されており、モータ154によって回転駆動されるピニオン（図示せず）と噛合している。ピニオンはオーバーランニングクラッチを介してモータ154の回転軸に接続されている。

アイドルギヤ152は、エンジン始動時にリングギヤと噛合する。イグニッションキースイッチＯＮに伴い、アイドルギヤ152は静止位置から軸方向（図７において上方向）に移動してリングギヤと噛合し、エンジンのクランクシャフトを回転させる。エンジンが始動し、ピニオンの回転数がモータ154の回転数よりも高くなった場合には、オーバーランニングクラッチがオーバーラン状態となり、アイドルギヤ152とピニオンは空転状態となる。エンジン始動後、アイドルギヤ152は軸方向に移動し、リングギヤから離脱する。これにより、両ギヤの噛合が解除され、アイドルギヤ152は静止位置に復帰する。

一方、このような始動電動機151では、アイドルシャフト153は、図７に示すように、ギヤカバー155に形成された軸受部156,157に支持され、アイドルシャフト固定ネジ158（以下、固定ネジ158と略記する）によってギヤカバー155に固定される。また、アイドルシャフト153の上端部には、ゴム製の防塵キャップ159が取り付けられる。図８は、アイドルシャフト153のネジ固定部の構成を示す説明図である。図８に示すように、ギヤカバー155の軸受部157には、同一軸線上に雌ネジ部161とネジ取付孔162が形成されている。アイドルシャフト153には、雌ネジ部161やネジ取付孔162に合わせて、ネジ挿通孔163が形成されている。このネジ取付孔162から、ネジ挿通孔163を介して雌ネジ部161に固定ネジ158をねじ込むことにより、アイドルシャフト153はギヤカバー155に固定される。

図９,１０は、アイドルシャフト153をギヤカバー155に組付・固定する工程を示す説明図、図１１は、その場合の主な組付工程を示す工程図である。始動電動機151では、まず、ギヤカバー155のアイドルギヤ取付部164に、アイドルギヤ152を含むアイドルギヤアッセンブリ165を配置する。その状態で、ギヤカバー155の図中上端側から、軸受部156に形成された軸孔にアイドルシャフト153を挿通する。この際、ギヤカバー155のネジ取付孔162と、アイドルシャフト153のネジ挿通孔163がある程度一致するようにアイドルシャフト153をギヤカバー155に挿入する（工程(1)）。

続いて、アイドルシャフト153をアイドルギヤアッセンブリ165に挿通し、その後、軸受部157に形成された軸穴に挿入する。そして、ネジ取付孔162とネジ挿通孔163の位置を確認し、両者がずれている場合には、アイドルシャフト153を回転させて孔を一致させる（工程(2)）。その後、図９に示すように、ネジ取付孔162から固定ネジ158を挿入し、それをネジ挿通孔163を介して雌ネジ部161にねじ込む（工程(3)）。このようにして、アイドルシャフト153をギヤカバー155に固定した後、防塵キャップ159を取り付ける（工程(4)）。
特開2003-239834号公報

しかしながら、前述の始動電動機151では、アイドルシャフト153の挿入時に、ネジ取付孔162とネジ挿通孔163の位置をある程度合わせて作業が行われるものの、アイドルシャフト153の組み付けに際しては、シャフトのネジ固定のために、両孔の位置合わせが必要となる。そして、ネジ締めの際に多少なりとも位置ずれがあると、アイドルシャフト153を挿入した状態で再度孔位置を合わせる必要がある。すなわち、シャフト固定に際し、孔位置の確認や孔の位置合わせが必要となり、作業性が良くない上に、その分、工数が嵩み製造コストが増大するという問題があった。特に、図７の始動電動機151では、他の部品との干渉を考慮して、ネジ挿通孔163がエンジン取付面166から３０°の位置にあり、直角位置など、基準を取りやすい位置に孔がある場合に比して位置合わせが行いにくく、その改善が求められていた。

また、前述の孔位置合わせは、ネジ取付孔162を覗きながら図１０のＰ部を持ってアイドルシャフト153を回転させ、ネジ挿通孔163とネジ取付孔162とを合わせる、という形で行われる。このため、アイドルシャフト153の挿入後では、Ｐ部の幅が狭く回転しづらい上に、アイドルギヤ152とアイドルシャフト153の間はグリス塗布部であり、そこを作業者が触れるのは品質上好ましくない。さらに、位置合わせ際に作業者の手も汚れるため、作業環境的にも好ましくない。加えて、アイドルシャフト153の挿入とネジ締めを自動ラインで行う場合、孔が一致しているかどうかを検出する工程を設定するのは困難であり、始動電動機151の組み付け自動化の妨げともなっていた。

本発明の目的は、アイドルシャフト取付時の孔位置合わせが容易かつ正確にでき、再度の位置合わせを行うことなく、アイドルシャフトをギヤカバーにネジ固定可能な始動電動機を提供することにある。

本発明の始動電動機は、電動機によって回転駆動され、軸方向に移動することによりエンジンのリングギヤと噛合するアイドルギヤと、前記アイドルギヤを回転自在かつ軸方向に移動可能に支持するアイドルシャフトと、前記エンジンに取り付けられ、前記アイドルシャフトの両端部を支持するカバー部材と、前記カバー部材に形成された取付孔から挿入され、前記アイドルシャフトに設けられた挿通孔に挿入されるシャフト固定部材とを有してなる始動電動機であって、所定位置に配することにより前記取付孔と前記挿通孔が前記シャフト固定部材を挿通可能な状態で対向する位置合わせ部を前記アイドルシャフトに設けることを特徴とする

本発明にあっては、アイドルシャフトに位置合わせ部を設け、この位置合わせ部を所定位置に配することにより、カバー部材側の取付孔とアイドルシャフト側の挿通孔が対向した状態でアイドルシャフトを取り付けることができるので、アイドルシャフト取り付け時に取付孔と挿通孔の位置決めを容易かつ正確に行える。このため、取付孔と挿通孔が一致しているかどうかを確認することなく、シャフト固定部材を取り付けることができ、シャフト固定部材の取り付けに際して、孔位置の確認や孔の位置合わせが不要となる。また、アイドルシャフトを持って孔位置を調整する作業も不要となる。

前記始動電動機において、前記位置合わせ部を、前記挿通孔と所定の位置関係の下、前記アイドルシャフトの端面に設けても良い。また、前記位置合わせ部を、前記ギヤカバーのエンジン取付面に対し所定の位置関係にて配することにより、前記取付孔と前記挿通孔とが対向するようにしても良い。この場合、前記位置合わせ部を前記ギヤカバーのエンジン取付面に対し直角位置に配することにより、前記取付孔と前記挿通孔とが対向するようにしても良い。なお、前記位置合わせ部を前記ギヤカバーのエンジン取付面に対し平行位置に配することにより、前記取付孔と前記挿通孔とが対向するようにしても良い。さらに、前記位置合わせ部として、前記アイドルシャフトの端面に径方向に延びる溝又は突起を形成し、この溝又は突起を前記アイドルシャフトの中心軸線を中心として、前記挿通孔の位置から周方向に所定角度回転した位置に設けるようにしても良い。

前記始動電動機において、前記アイドルシャフトの一端側に取り付けられる被覆部材をさらに設け、前記被覆部材に前記位置合わせ部と所定の位置関係にて接合される接合部を設けるようにしても良い。また、前記被覆部材を前記接合部を介して前記位置合わせ部に取り付けたとき、前記ギヤカバーのエンジン取付面と面一となる位置合わせ面を前記被覆部材に設けても良く、これにより、被覆部材を用いて取付孔と挿通孔の位置合わせを行うことも可能となる。この場合、前記位置合わせ面を前記エンジン取付面と面一に配したとき、前記取付孔と前記挿通孔とが対向するようにしても良い。

本発明の始動電動機によれば、エンジンのリングギヤと噛合しアイドルシャフトに回転自在かつ軸方向に移動可能に支持されたアイドルギヤと、アイドルシャフトの両端部を支持するカバー部材と、カバー部材に形成された取付孔から挿入されアイドルシャフトに設けられた挿通孔に挿入されるシャフト固定部材とを有してなる始動電動機にて、所定位置に配することにより取付孔と挿通孔がシャフト固定部材を挿通可能な状態で対向する位置合わせ部をアイドルシャフトに設けたので、アイドルシャフトを取り付ける際に取付孔と挿通孔の間の位置決めを行うことが可能となる。このため、その後の工程において、孔位置の確認や孔の位置合わせが不要となり、組付工程における作業性が向上すると共に、工数削減を図ることが可能となる。また、アイドルシャフトを持って孔位置を調整する作業も不要となり、グリス塗布部へ作業者が接触することがなくなり、製品品質も向上すると共に、作業者の手も汚れず、作業環境の改善を図ることも可能となる。

本発明によるアイドルシャフト位置決め構造を採用した始動電動機の構成を示す断面図である。図１の始動電動機の底面図（図１の矢視Ｘ）である。図１の始動電動機におけるアイドルシャフトと防塵キャップの形状を従来の形状と比較して示した説明図であり、(a)はアイドルシャフト、(b)は防塵キャップの構成をそれぞれ示している。アイドルシャフトをギヤカバーに取り付けた状態を示す説明図である。アイドルシャフトをギヤカバーに組付・固定する工程を示す説明図である。アイドルシャフトをギヤカバーに組付・固定する場合の主な組付工程を示す工程図である。従来の始動電動機の全体構成を示す斜視図である。図７の始動電動機におけるアイドルシャフトのネジ固定部の構成を示す説明図である。アイドルシャフトをギヤカバーに組付・固定する従来の工程を示す説明図である。アイドルシャフトをギヤカバーに組付・固定する従来の工程を示す説明図である。従来の始動電動機においてアイドルシャフトをギヤカバーに組付・固定する場合の主な組付工程を示す工程図である。

符号の説明

１始動電動機２モータ部
３ギヤ部４マグネットスイッチ部
５ケース部６アイドル部
１１モータ１２遊星歯車機構
１３オーバーランニングクラッチ１４ピニオン
１５アイドルギヤ１６リングギヤ
２１モータハウジング２２アーマチュア
２３エンドカバー２４ギヤカバー（カバー部材）
２５セットボルト２６永久磁石
２７モータ軸２８アーマチュアコア
２９アーマチュアコイル３１メタル軸受
３２ドライブシャフト３３軸受部
３４メタル軸受３５コンミテータ
３６コンミテータ片３７ブラシホルダ
３８ブラシ収容部３９ブラシ
４１導電プレート４２スイッチ部
４３スイッチプレート４４電源ターミナル
４５スイッチシャフト４６インターナルギヤユニット
４７ドライブプレートユニット４８内歯歯車
４９メタル軸受５１遊星歯車
５２ベースプレート５３支持ピン
５４メタル軸受５５太陽歯車
５６クラッチアウタ５６ａボス部
５６ｂクラッチ部５７クラッチインナ
５８ローラ５９クラッチスプリング
６１ヘリカルスプライン部６２スプライン部
６３ストッパ６４サークリップ
６５ギヤリターンスプリング６６内端壁
６７クラッチストッパ６８クラッチカバー
６９クラッチワッシャ７１ギヤ部
７２ピニオンワッシャ７３Ｃリング
７４シャフト孔７５スプリング収容部
７６ピニオンギヤメタル７７固定部
７８可動部７９ケース
８１コイル８２固定鉄心
８３可動鉄心８４ギヤプランジャ
８５ブラケットプレート８６プランジャスプリング
８７摺動軸受８８メタル軸受
８９アイドルシャフト９０スイッチリターンスプリング
９１メタル軸受９２ギヤ部
９３ボス部９４ボス部
９５カラー９５ａフランジ部
９５ｂボス部９６Ｃリング
９７アイドルギヤアッセンブリ９８軸受部
９９軸受部 100 アイドルギヤ取付部
101 軸孔 102 軸穴
103 防塵キャップ（被覆部材） 104 ネジ挿通孔
105 雌ネジ部 106 ネジ取付孔
107 アイドルシャフト固定ネジ（アイドルシャフト固定部材）
108 位置合わせ溝（位置合わせ部） 109 嵌合突起（接合部）
111 エンジン取付面 112 切欠面（位置合わせ面）
151 始動電動機 152 アイドルギヤ
153 アイドルシャフト 154 モータ
155 ギヤカバー 156 軸受部
157 軸受部 158 アイドルシャフト固定ネジ
159 防塵キャップ 161 雌ネジ部
162 ネジ取付孔 163 ネジ挿通孔
164 アイドルギヤ取付部 165 アイドルギヤアッセンブリ
166 エンジン取付面

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明によるアイドルシャフト位置決め構造を採用した始動電動機の構成を示す断面図、図２は、図１の始動電動機の底面図（図１の矢視Ｘ）である。図１の始動電動機１は、自動車用エンジンの始動に使用され、停止しているエンジンに対して、燃料の吸入、微粒化、圧縮、点火に必要な回転を与える。

始動電動機１は、大別すると、モータ部２、ギヤ部３、マグネットスイッチ部４、ケース部５及びアイドル部６とから構成されている。モータ部２には駆動源であるモータ（電動機）１１が配設され、ギヤ部３には減速装置である遊星歯車機構１２やオーバーランニングクラッチ１３、ピニオン１４などが配設されている。アイドル部６には、ピニオン１４と噛合するアイドルギヤ１５が配設されている。アイドルギヤ１５は、軸方向（図中左右方向）に移動可能に取り付けられており、図中左方向に移動すると、エンジンのリングギヤ１６と噛合する。モータ１１の回転力は、遊星歯車機構１２及びオーバーランニングクラッチ１３を介してピニオン１４に伝わり、アイドルギヤ１５からリングギヤ１６へと伝達され、エンジンが始動される。

モータ１１は、円筒形状のモータハウジング２１内にアーマチュア２２を回動自在に配置した構成となっている。モータハウジング２１はモータ１１のヨークを兼ねており、鉄等の磁性体金属によって形成されている。モータハウジング２１の右端部には、金属製のエンドカバー２３が取り付けられる。一方、モータハウジング２１の左端部は、ケース部５のギヤカバー（カバー部材）２４に取り付けられる。エンドカバー２３はセットボルト２５によってギヤカバー２４に固定され、モータハウジング２１はエンドカバー２３とギヤカバー２４との間に固定される。

モータハウジング２１の内周面には、周方向に複数個の永久磁石２６が固定されており、永久磁石２６の内側にはアーマチュア２２が配設される。アーマチュア２２は、モータ軸２７に固定されたアーマチュアコア２８と、アーマチュアコア２８に巻装されたアーマチュアコイル２９とから構成されている。モータ軸２７の右端部は、エンドカバー２３に取り付けられたメタル軸受３１によって回動自在に支持されている。一方、モータ軸２７の左端部は、ピニオン１４等が取り付けられたドライブシャフト（出力軸）３２の端部に回動自在に支持されている。ドライブシャフト３２の右端部には軸受部３３が凹設されており、モータ軸２７はそこに取り付けられたメタル軸受３４によって回動自在に支持される。

アーマチュアコア２８の一端側には、モータ軸２７に外嵌固定されたコンミテータ３５が隣接配置されている。コンミテータ３５の外周面には、導電材にて形成されたコンミテータ片３６が複数個取り付けられており、各コンミテータ片３６にはアーマチュアコイル２９の端部が固定されている。モータハウジング２１の左端部には、ブラシホルダ３７が取り付けられている。ブラシホルダ３７には、周方向に間隔をあけて、ブラシ収容部３８が４個配置されている。各ブラシ収容部３８にはそれぞれブラシ３９が出没自在に内装されている。ブラシ３９の突出先端部（内径側先端部）は、コンミテータ３５の外周面に摺接している。

ブラシ３９の後端側には図示しないピグテールが取り付けられており、ブラシホルダ３７の導電プレート４１と電気的に接続されている。導電プレート４１にはスイッチ部４２が設けられており、スイッチプレート４３が導電プレート４１に接触すると電源ターミナル４４とブラシ３９との間が電気的に接続され、コンミテータ３５に電源が供給される。スイッチプレート４３はスイッチシャフト４５に取り付けられており、マグネットスイッチ部４が通電されると、スイッチシャフト４５が左方に移動し、スイッチプレート４３が導電プレート４１に接触するようになっている。

ギヤ部３の遊星歯車機構１２には、インターナルギヤユニット４６とドライブプレートユニット４７が設けられている。インターナルギヤユニット４６は、ギヤカバー２４の右端部に固定されており、その内周側には内歯歯車４８が形成されている。インターナルギヤユニット４６の中央にはメタル軸受４９が内装されており、ドライブシャフト３２の右端側が回動自在に支持されている。ドライブプレートユニット４７は、ドライブシャフト３２の右端部に固定されており、遊星歯車５１が３個等分間隔で取り付けられている。遊星歯車５１は、ベースプレート５２に固定された支持ピン５３に、メタル軸受５４を介して回動自在に支持されている。遊星歯車５１は内歯歯車４８と噛合している。

モータ軸２７の左端部には、太陽歯車５５が形成されている。太陽歯車５５は遊星歯車５１と噛合しており、遊星歯車５１は、太陽歯車５５と内歯歯車４８との間で、自転しつつ公転する。モータ１１が作動すると、モータ軸２７と共に太陽歯車５５が回転し、太陽歯車５５の回転に伴い、遊星歯車５１が内歯歯車４８と噛み合いながら太陽歯車５５の周りを公転する。これにより、ドライブシャフト３２に固定されたベースプレート５２が回転し、モータ軸２７の回転が減速されてドライブシャフト３２に伝達される。

オーバーランニングクラッチ１３は、遊星歯車機構１２によって減速された回転をピニオン１４に対し一回転方向に伝達する。オーバーランニングクラッチ１３は、クラッチアウタ５６とクラッチインナ５７との間に、ローラ５８及びクラッチスプリング５９を配した構成となっている。クラッチアウタ５６は、ボス部５６ａとクラッチ部５６ｂとからなり、ボス部５６ａは、ドライブシャフト３２のヘリカルスプライン部６１に取り付けられている。ボス部５６ａの内周側には、ヘリカルスプライン部６１と噛み合うスプライン部６２が形成されている。これにより、クラッチアウタ５６は、ドライブシャフト３２上をヘリカルスプライン部６１に沿って軸方向に移動可能となっている。

ドライブシャフト３２にはストッパ６３が取り付けられている。ストッパ６３は、ドライブシャフト３２に装着されたサークリップ６４によって軸方向の移動が規制されている。ストッパ６３には、ギヤリターンスプリング６５の一端側が取り付けられている。ギヤリターンスプリング６５の他端側は、ボス部５６ａの内端壁６６に当接している。クラッチアウタ５６は、このギヤリターンスプリング６５によって右方向に付勢されており、通常時（非通電時）には、クラッチアウタ５６はギヤカバー２４に固定されたクラッチストッパ６７に当接した位置で保持される。

クラッチアウタ５６のクラッチ部５６ｂ内周には、ピニオン１４と一体に形成されたクラッチインナ５７が配設されている。クラッチアウタ５６とクラッチインナ５７の間には、ローラ５８及びクラッチスプリング５９が複数組配置されている。また、クラッチ部５６ｂの外周にはクラッチカバー６８が外装されており、クラッチ部５６ｂの左端面とクラッチカバー６８との間には、クラッチワッシャ６９が取り付けられている。このクラッチワッシャ６９によって、ローラ５８及びクラッチスプリング５９は、クラッチ部５６ｂの内周側に、軸方向の移動を規制された状態で収容される。

クラッチ部５６ｂの内周壁はカム面となっており、楔状斜面部と曲面部が形成されている。ローラ５８は、通常、クラッチスプリング５９によって曲面部側に押されている。クラッチアウタ５６が回転し、クラッチスプリング５９の付勢力に抗して、ローラ５８が楔状斜面部とクラッチインナ５７の外周面との間に挟持されると、クラッチインナ５７はローラ５８を介してクラッチアウタ５６と一体に回転する。これにより、モータ１１が作動しドライブシャフト３２が回転すると、その回転はクラッチアウタ５６からローラ５８を介してクラッチインナ５７に伝達され、ピニオン１４が回転する。

これに対し、エンジンが始動し、クラッチインナ５７がクラッチアウタ５６よりも早く回転すると、ローラ５８は曲面部側に移動し、クラッチインナ５７はクラッチアウタ５６に対し空転状態となる。すなわち、クラッチインナ５７がオーバーラン状態となると、ローラ５８が楔状斜面部とクラッチインナ外周面との間には挟持されず、クラッチインナ５７の回転はクラッチアウタ５６には伝達されない。従って、エンジン始動後、エンジン側からより高い回転数でクラッチインナ５７が回されても、その回転はオーバーランニングクラッチ１３にて遮断され、モータ１１側には伝達されない。

ピニオン１４は冷間鍛造によって形成された鋼製部材であり、アイドルギヤ１５と噛合している。ピニオン１４はクラッチインナ５７と一体に成形されており、クラッチインナ５７の左方には、ギヤ部７１とボス部９４が形成されている。ボス部９４の外径はギヤ部７１の歯底外径よりも小径となっており、ピニオン１４を容易に冷鍛加工できるようになっている。ピニオン１４を冷鍛加工することにより、ギヤ部７１の軸方向寸法の精度が向上し、ピニオン１４とアイドルギヤ１５間など、部品間のガタを小さくすることができ、部品の摩耗や破損を防止できる。また、冷間鍛造によってギヤ部７１を形成することにより、加工硬化が生じ、ギヤ部７１の強度が増大し、ギヤ連結部の強度アップを図ることが可能となる。

ボス部９４には、鋼製のピニオンワッシャ７２が外挿されている。ピニオンワッシャ７２は、ボス部９４に装着されたＣリング７３によって軸方向に抜け止め固定されている。ピニオンワッシャ７２の外周部は、アイドルギヤ１５の左側面に当接している。これにより、ピニオン１４が右方に移動すると、それと共にアイドルギヤ１５も右方に移動し、エンジン始動後にアイドルギヤ１５がリングギヤ１６から離脱する。

ピニオン１４の内径側には、シャフト孔７４とスプリング収容部７５が形成されている。シャフト孔７４にはピニオンギヤメタル７６が取り付けられており、ピニオン１４は、ピニオンギヤメタル７６を介してドライブシャフト３２に回動自在に支持される。スプリング収容部７５はクラッチインナ５７の内周側に形成されており、そこには、ストッパ６３やギヤリターンスプリング６５が収容される。

マグネットスイッチ部４は、遊星歯車機構１２の左方にモータ１１や遊星歯車機構１２と同心状に配設されている。マグネットスイッチ部４は、ギヤカバー２４に固定された鋼製の固定部７７と、ドライブシャフト３２にそって左右方向に移動自在に配置された可動部７８とからなる。固定部７７には、ギヤカバー２４に固定されたケース７９と、ケース７９内に収容されたコイル８１及びケース７９の内周側に取り付けられた固定鉄心８２が設けられている。可動部７８には、スイッチシャフト４５が取り付けられた可動鉄心８３が設けられ、可動鉄心８３の内周側にはギヤプランジャ８４が取り付けられている。可動鉄心８３の外周側（図中下端側）には、スイッチリターンスプリング９０が取り付けられている。スイッチリターンスプリング９０の他端側はギヤカバー２４に当接しており、可動鉄心８３は右方に付勢されている。

可動鉄心８３の内周にはさらに、ブラケットプレート８５が固定されている。ブラケットプレート８５には、プランジャスプリング８６の一端がカシメ固定されている。プランジャスプリング８６の他端側は、イグニッションキースイッチがＯＦＦのとき（図１の状態のとき）は、ギヤプランジャ８４に当接しており、ギヤプランジャ８４はプランジャスプリング８６によって左方に付勢されている。ギヤプランジャ８４はドライブシャフト３２に軸方向に移動可能取り付けられており、可動鉄心８３の内周面との間には摺動軸受８７が介設されている。

ケース部５はアルミダイカスト製のギヤカバー２４を備えており、ギヤカバー２４には、メタル軸受８８を介してドライブシャフト３２の左端側が回動自在に支持されている。ギヤカバー２４にはまた、アイドルギヤ１５を支持するアイドルシャフト８９が取り付けられている。アイドルシャフト８９の左端側は、図示しないアイドルシャフトストッパにて抜け止めされている。ギヤカバー２４内には、前述のように、合成樹脂製（例えば、ガラス繊維強化ポリアミド）のクラッチストッパ６７やケース７９等が固定され、右端面側には、モータハウジング２１やエンドカバー２３がセットボルト２５によって固定されている。

アイドル部６には、アイドルギヤ１５が配設されている。ギヤカバー２４にはアイドルギヤ取付部100が設けられており、そこにアイドルギヤ１５がアイドルシャフト８９に軸支された状態で配設される。アイドルギヤ１５には、ギヤ部９２とボス部９３が設けられており、ギヤ部９２はピニオン１４のギヤ部７１と噛合している。ボス部９３には、合成樹脂製（例えば、ガラス繊維強化ポリアミド）のカラー９５が外装されている。カラー９５はフランジ部９５ａとボス部９５ｂとからなり、フランジ部９５ａの外周部は、アイドルギヤ１５の端面とクラッチカバー６８との間に介設されている。カラー９５と、クラッチカバー６８及びアイドルギヤ１５との間には、摺動性向上のため潤滑剤としてグリスが塗布される。ボス部９５ｂの端部には、ボス部９３に取り付けられたＣリング９６が当接している。カラー９５は、このＣリング９６によって軸方向に抜け止め固定されており、アイドルギヤ１５と共にアイドルギヤアッセンブリ９７を形成する。

アイドルギヤ１５は、アイドルシャフト８９にメタル軸受９１を介して回動自在に支持されている。アイドルシャフト８９は、ギヤカバー２４に設けられた軸受部９８,９９に軸支されている。軸受部９８,９９にはそれぞれ軸孔101，軸穴102が形成されており、アイドルシャフト８９は、アイドルギヤ１５を軸支した状態で軸孔101に挿通され、軸穴102に挿入される。アイドルシャフト８９の軸受部９８側の端部には、ゴム製の防塵キャップ（被覆部材）103が取り付けられる。アイドルシャフト８９の軸受部９９側の端部には、ネジ挿通孔104が形成されている。軸受部９９には、図８と同様に、同一軸線上に雌ネジ部105とネジ取付孔106が形成されている。ネジ取付孔106から、ネジ挿通孔104を介して雌ネジ部105にアイドルシャフト固定ネジ107（アイドルシャフト固定部材、以下、固定ネジ107と略記する）をねじ込むことにより、アイドルシャフト８９はギヤカバー２４に固定される。

アイドルシャフト８９の軸受部９８側の端面（図中左端面）には、ネジ取付孔106とネジ挿通孔104との間の位置決め用に、位置合わせ溝（位置合わせ部）108が没設されている。また、防塵キャップ103には、位置合わせ溝108に合わせて、嵌合突起109（接合部）が突設されている。図３は、アイドルシャフト８９と防塵キャップ103の形状を従来の形状と比較して示した説明図であり、(a)はアイドルシャフト８９、(b)は防塵キャップ103の構成を示している。なお、図３の図中左側が従来の構成、右側が本発明による構成である。また、図４は、アイドルシャフト８９をギヤカバー２４に取り付けた状態を示す説明図である（アイドルシャフト８９の取付構造を明確に示すため、アイドルギヤアッセンブリ９７を省いて示している）。

図３(a)右図上部に示した平面図から分かるように、位置合わせ溝108（中心線Ｏ_２）とネジ挿通孔104（中心線Ｏ_１）は、アイドルシャフト８９の中心軸線Ｏｓを中心として、互いに角度θ_１（ここでは６０°）だけずれた位置に形成されている。ここで、ネジ取付孔106は、ギヤカバー２４のエンジン取付面111（Ｙ）に対し３０°（θ_２）の位置にある。従って、このアイドルシャフト８９をギヤカバー２４に取り付け、図４に示すように、位置合わせ溝108をエンジン取付面111に対し直角（θ_３）に配すると、ネジ取付孔106とネジ挿通孔104がちょうど対向する形となる（θ_３＝θ_１＋θ_２；９０°＝６０°＋３０°）。

また、図３(b)右図下部に示した平面図から分かるように、防塵キャップ103の切欠面（位置合わせ面）112は、嵌合突起109に対して９０°（θ_４）の位置に形成されている。従って、嵌合突起109を位置合わせ溝108に嵌合させる形で、防塵キャップ103をアイドルシャフト８９に取り付けると、防塵キャップ103の切欠面112はエンジン取付面111と面一となる（θ_４＝θ_３）。

次に、このような始動電動機１を用いたエンジン始動動作について説明する。まず、自動車のイグニッションキースイッチがＯＦＦされているときは、図１のように、ギヤリターンスプリング６５の付勢力によって、クラッチアウタ５６はクラッチストッパ６７に当接した状態にある。このとき、スイッチプレート４３は導電プレート４１から離れており、モータ１１への給電は行われない。また、アイドルギヤ１５は、右方の離脱位置にあり、リングギヤ１６とは噛み合っていない状態にある。これに対し、イグニッションキースイッチをＯＮすると、アイドルギヤ１５が左方へ移動し、リングギヤ１６に噛み合う。

すなわち、イグニッションキースイッチをＯＮすると、まず、コイル８１に電流が流れ、マグネットスイッチ部４に吸引力が発生する。コイル８１が励磁されると、ケース７９及び固定鉄心８２を通る磁路が形成され、可動鉄心８３が左方に吸引される。可動鉄心８３がスイッチリターンスプリング９０の付勢力に抗して左方に移動すると、スイッチシャフト４５も左方へ移動し、スイッチプレート４３が導電プレート４１に接触して接点が閉じる。これにより、電源ターミナル４４とブラシ３９との間が電気的に接続され、コンミテータ３５に電源が供給されてモータ１１が起動しアーマチュア２２が回転する。また、ブラケットプレート８５も左方へ移動し、それに伴って、プランジャスプリング８６も押し縮められる。

アーマチュア２２が回転すると、遊星歯車機構１２を介してドライブシャフト３２が回転する。ドライブシャフト３２の回転に伴い、ヘリカルスプライン部６１に取り付けられたクラッチアウタ５６もまた回転する。ヘリカルスプライン部６１は、ドライブシャフト３２の回転方向を考慮してねじり方向が設定されており、クラッチアウタ５６の回転数が増大すると、その慣性マスによって、クラッチアウタ５６がヘリカルスプライン部６１に沿って左方に移動する（静止位置→作動位置）。クラッチアウタ５６が左方へ飛び出すと、ピニオン１４もクラッチアウタ５６と共に左方に移動する。このとき、ギヤリターンスプリング６５もクラッチアウタ５６に押されて縮められる。

クラッチアウタ５６が左方へ移動すると、アイドルギヤ１５もまたクラッチアウタ５６に押されて左方へ移動し、リングギヤ１６に噛み合う。アイドルギヤ１５がリングギヤ１６と噛み合うと、モータ１１の回転がリングギヤ１６に伝達され、リングギヤ１６が回転する。リングギヤ１６はエンジンのクランク軸に接続されており、リングギヤ１６の回転に伴ってクランク軸が回転され、エンジンが始動される。エンジンが始動すると、リングギヤ１６からアイドルギヤ１５を介してピニオン１４が高回転で回転されるが、オーバーランニングクラッチ１３の作用によって、その回転はモータ１１側には伝達されない。

また、エンジンが始動しアイドルギヤ１５が高速で回転すると、クラッチカバー６８と、アイドルギヤ１５及びピニオン１４との間にはオーバーランに伴う回転数差が生じる。この回転数差により、クラッチカバー６８とアイドルギヤ１５との間に介設されたカラー９５は、クラッチカバー６８やアイドルギヤ１５と摺接する。その際、カラー９５は、合成樹脂にて形成されグリスが塗布されていることから、クラッチカバー６８の摩耗や各部材の焼き付きも発生しにくい。

クラッチアウタ５６が左方に移動すると、押し縮められていたプランジャスプリング８６の付勢力によってギヤプランジャ８４が左方に移動し、ギヤプランジャ８４はクラッチアウタ５６の右端面に当接する。このとき、プランジャスプリング８６は自然長状態となり、クラッチアウタ５６に当接した状態のギヤプランジャ８４とプランジャスプリング８６との間には、若干の隙間が生じる。

ここで、エンジンが始動するとピニオン１４は高回転で回転され、オーバーランニングクラッチ１３は空転方向に回転される。オーバーランニングクラッチ１３が空転方向に回されるとクラッチ内に空転トルクが生じ、クラッチアウタ５６には切れトルクと呼ばれる回転力が働く。この回転力により、クラッチアウタ５６にはヘリカルスプライン部６１を介して右方へのスラスト力が生じ、クラッチアウタ５６が右方へ移動しアイドルギヤ１５がリングギヤ１６から離脱するおそれがある。そこで、当該始動電動機１では、ギヤプランジャ８４によってクラッチアウタ５６を作動位置にて保持し、アイドルギヤ１５の右方への移動を規制してアイドルギヤ１５の離脱を防止している。

一方、エンジンが始動しイグニッションキースイッチがＯＦＦされると、マグネットスイッチ部４への通電も停止され、その吸引力も消滅する。すると、スイッチリターンスプリング９０の付勢力によってブラケットプレート８５が右方に押され、それまで固定鉄心８２による吸引力にて左方に保持されていた可動鉄心８３が右方に移動する。可動鉄心８３が右方に移動すると、スイッチシャフト４５も右方へ移動し、スイッチプレート４３が導電プレート４１から離れ接点が開く。これにより、モータ１１に対する給電が遮断され、ドライブシャフト３２の回転が停止し、クラッチアウタ５６の回転も停止する。

クラッチアウタ５６の回転が停まると、その慣性マスによる軸方向への移動力も消滅する。このため、押し縮められていたギヤリターンスプリング６５の付勢力によって、クラッチアウタ５６は、ヘリカルスプライン部６１に沿って作動位置から静止位置へと右方へ移動する。このとき、ギヤプランジャ８４もクラッチアウタ５６に押されて図１の状態に戻る。なお、ギヤリターンスプリング６５の付勢力は、この時点におけるプランジャスプリング８６の付勢力よりも大きくなるように設定されている。

クラッチアウタ５６が右方に移動すると、ピニオン１４もまた右方に移動する。ピニオン１４が右方に移動すると、ピニオンワッシャ７２がアイドルギヤ１５の左端面に当接する。これにより、アイドルギヤ１５はピニオンワッシャ７２によって右方に移動し、アイドルギヤ１５がリングギヤ１６から離脱する。

ところで、このような構成を備えた始動電動機１では、次のようにしてアイドルシャフト８９が組み付けられる。図５は、アイドルシャフト８９をギヤカバー２４に組付・固定する工程を示す説明図、図６は、その場合の主な組付工程を示す工程図である。図５に示すように、始動電動機１では、まず、ギヤカバー２４のアイドルギヤ取付部100に、アイドルギヤ１５を含むアイドルギヤアッセンブリ９７を配置する。その状態で、ギヤカバー２４の図５において上方側から、軸受部９８に形成された軸孔101にアイドルシャフト８９を挿通する。この際、アイドルシャフト８９の位置合わせ溝108が、エンジン取付面111に対し直角（９０°）となるように、アイドルシャフト８９を軸孔101に挿入する（図６(a)工程(1)）。これにより、ネジ取付孔106とネジ挿通孔104がちょうど対向する形で、アイドルシャフト８９がギヤカバー２４に取り付けられる。

続いて、アイドルシャフト８９をアイドルギヤアッセンブリ９７に挿通し、その後、軸受部９９に形成された軸穴102に挿入する。前述のように、この際、ネジ取付孔106とネジ挿通孔104は、位置合わせ溝108とエンジン取付面111を直角位置としたことにより、両者が一致した状態となっている。このため、孔位置を確認することなく、ネジ取付孔106から固定ネジ107を挿入でき、ネジ挿通孔104を介して固定ネジ107を雌ネジ部105にねじ込むことができる（図６(a)工程(2)）。このようにして、アイドルシャフト８９をギヤカバー２４に固定した後、防塵キャップ103を取り付ける（図６(a)工程(3)）。防塵キャップ103は、その嵌合突起109を位置合わせ溝108に嵌合させる形でアイドルシャフト８９に取り付けられ、このとき、防塵キャップ103の切欠面112はエンジン取付面111と面一となる。

このように、本発明による始動電動機１では、アイドルシャフト８９の上端面にネジ挿通孔104の位置を示す位置合わせ溝108を設けたので、それを所定方向（本実施例では、エンジン取付面111と直角）に取り付けることにより、ネジ取付孔106とネジ挿通孔104がちょうど対向するようにアイドルシャフト８９をギヤカバー２４に取り付けることができる。すなわち、アイドルシャフト８９挿入前に、アイドルシャフト固定用のネジ孔の位置決めが可能となる。このため、ネジ取付孔106とネジ挿通孔104が一致しているかどうかを確認することなく、ネジ取付孔106から固定ネジ107を挿入でき、後の工程において、孔位置の確認や孔の位置合わせが不要となる。従って、組付工程における作業性が向上すると共に、工数の削減が図られ製造コストを低減させることが可能となる。

また、孔位置合わせが不要のため、図９のＰ部を持った作業性の良くない調整も不要となる。このため、グリス塗布部へ作業者が接触することがなくなり、製品品質も向上すると共に、作業者の手も汚れず、作業環境も改善される。さらに、孔の一致を確認する必要がなくなるため、アイドルシャフト８９の挿入とネジ締めを自動ラインで行うことも容易となり、始動電動機１の組み付けを自動化することも可能となる。

一方、防塵キャップ103を用いて、ネジ取付孔106とネジ挿通孔104の位置合わせをすることも可能である。すなわち、防塵キャップ103をアイドルシャフト８９に取り付け、その切欠面112をエンジン取付面111と面一にすれば、両孔が対向する形でアイドルシャフト８９を挿入することができる。従って、アイドルシャフト８９の組付工程を、図６(b)のような形にすることも可能である。ここでは、まず、防塵キャップ103を取り付けた状態でアイドルシャフト８９を軸孔101及び軸穴102に挿入し、その際、切欠面112をエンジン取付面111と面一にする（図６(b)工程(1)）。これにより、ネジ取付孔106とネジ挿通孔104がちょうど対向する形で、アイドルシャフト８９がギヤカバー２４に取り付けられる。

そして、アイドルシャフト８９をアイドルギヤアッセンブリ９７に挿通し、その後、軸受部９９に形成された軸穴102に挿入する。この際、ネジ取付孔106とネジ挿通孔104は一致した状態となっており、孔位置を確認することなく、ネジ取付孔106から固定ネジ107を挿入でき、ネジ挿通孔104を介して固定ネジ107を雌ネジ部105にねじ込むことができる（図６(b)工程(2)）。このように、予め防塵キャップ103をアイドルシャフト８９に取り付け、防塵キャップ103を位置決めの指標に用いてアイドルシャフト８９を組み付ければ、図６(b)に示すように、組付工程をさらに簡略化することができる。なお、アイドルシャフト８９を特に位置合わせすることなく軸孔101及び軸穴102に挿入し、その後、防塵キャップ103を取り付け、その際に防塵キャップ103を適宜回転させて孔位置を合わせても良い。

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
前述の実施例では、位置合わせ溝108をエンジン取付面111と直角に取り付けることにより、ネジ取付孔106とネジ挿通孔104がちょうど対向する構成としたが、位置決めが容易に可能な構成であれば直角位置には限定されず、エンジン取付面111と一致する方向（平行位置）など、適宜設定可能である。例えば、ネジ挿通孔104と同じ方向に位置合わせ溝108を設け、ギヤカバー２４や軸受部９８の図５において上端面に、取付位置を示す表示（矢印等）を設けても良い。また、孔位置表示は、溝には限定されず、作業者が容易に視認できる形態であれば、突起や切欠でも良く、シールやペイントなどによる矢印表示などでも良い。さらに、アイドルシャフト８９の位置合わせのために、軸孔101とアイドルシャフト８９に凹凸嵌合部を設けても良い。

また、前述の実施例では、アイドルシャフト固定部材として固定ネジ107を用いた構成を示したが、例えば、ピンなどのネジ以外の固定部材を用いることも可能である。さらに、前述の実施例では、遊星歯車機構１２を介してモータ１１によって回転されるドライブシャフト３２にオーバーランニングクラッチ１３を取り付ける形態の始動電動機を示したが、始動電動機の形態には特に制限はなく、モータ軸２７の先端部にオーバーランニングクラッチを装着した形態の始動電動機など種々の形態の始動電動機にも本発明は適用可能である。

Claims

電動機によって回転駆動され、軸方向に移動することによりエンジンのリングギヤと噛合するアイドルギヤと、
前記アイドルギヤを回転自在かつ軸方向に移動可能に支持するアイドルシャフトと、
前記エンジンに取り付けられ、前記アイドルシャフトの両端部を支持するカバー部材と、
前記カバー部材に形成された取付孔から挿入され、前記アイドルシャフトに設けられた挿通孔に挿入されるシャフト固定部材とを有してなる始動電動機であって、
前記アイドルシャフトは、所定位置に配することにより、前記取付孔と前記挿通孔が前記シャフト固定部材を挿通可能な状態で対向する位置合わせ部を有し、
前記位置合わせ部は、前記アイドルシャフトの端面に設けられ、前記挿通孔と所定の位置関係を有することを特徴とする始動電動機。
請求項１記載の始動電動機において、前記位置合わせ部は、前記カバー部材のエンジン取付面に対し該位置合わせ部を所定の位置関係に配することにより、前記取付孔と前記挿通孔とが対向することを特徴とする始動電動機。
請求項２記載の始動電動機において、前記位置合わせ部を前記カバー部材のエンジン取付面に対し直角位置に配することにより、前記取付孔と前記挿通孔とが対向することを特徴とする始動電動機。
電動機によって回転駆動され、軸方向に移動することによりエンジンのリングギヤと噛合するアイドルギヤと、
前記アイドルギヤを回転自在かつ軸方向に移動可能に支持するアイドルシャフトと、
前記エンジンに取り付けられ、前記アイドルシャフトの両端部を支持するカバー部材と、
前記カバー部材に形成された取付孔から挿入され、前記アイドルシャフトに設けられた挿通孔に挿入されるシャフト固定部材とを有してなる始動電動機であって、
前記アイドルシャフトは、所定位置に配することにより、前記取付孔と前記挿通孔が前記シャフト固定部材を挿通可能な状態で対向する位置合わせ部を有し、
前記位置合わせ部は、前記アイドルシャフトの端面に設けられた径方向に延びる溝又は突起であり、前記アイドルシャフトの中心軸線を中心として、前記挿通孔の位置から周方向に所定角度回転した位置に設けられることを特徴とする始動電動機。
電動機によって回転駆動され、軸方向に移動することによりエンジンのリングギヤと噛合するアイドルギヤと、
前記アイドルギヤを回転自在かつ軸方向に移動可能に支持するアイドルシャフトと、
前記エンジンに取り付けられ、前記アイドルシャフトの両端部を支持するカバー部材と、
前記カバー部材に形成された取付孔から挿入され、前記アイドルシャフトに設けられた挿通孔に挿入されるシャフト固定部材とを有してなる始動電動機であって、
前記アイドルシャフトは、所定位置に配することにより、前記取付孔と前記挿通孔が前記シャフト固定部材を挿通可能な状態で対向する位置合わせ部を有し、
前記始動電動機はさらに、前記アイドルシャフトの一端側に取り付けられる被覆部材を有し、前記被覆部材は前記位置合わせ部と所定の位置関係にて接合される接合部を備えることを特徴とする始動電動機。
請求項５記載の始動電動機において、前記被覆部材は、該被覆部材を前記接合部を介して前記位置合わせ部に取り付けたとき、前記カバー部材のエンジン取付面と面一となる位置合わせ面を有することを特徴とする始動電動機。
請求項６記載の始動電動機において、前記位置合わせ面を前記エンジン取付面と面一に配したとき、前記取付孔と前記挿通孔とが対向することを特徴とする始動電動機。