JP4816596B2 - スタータ - Google Patents

Description

本発明は、衝撃吸収装置を備えるスタータに関する。

特許文献１に示されるスタータには、多板式の衝撃吸収装置が採用されている。
この衝撃吸収装置は、図１４（ｂ）に示す様に、環状の底面を有する円筒状のケース１００と、このケース１００の内部に回転可能に収納される複数枚の回転ディスク１１０と、この回転ディスク１１０を両側から挟み込んで、ケース１００の内部に回転不能に収納される複数枚の固定ディスク１２０と、回転ディスク１１０と固定ディスク１２０とを重ね合わせたディスク積層体に弾力を加える皿ばね１３０と、この皿ばね１３０の撓み量を調節するナット１４０等より構成される。
回転ディスク１１０は、内周全周に複数の歯１５０が形成されると共に、この歯１５０が遊星歯車減速装置のインターナルギヤとして設けられ、このインターナルギヤを介して回転ディスク１１０に所定値以上の負荷トルクが加わると、固定ディスク１２０との間に生じる摩擦力に抗して滑りながら回転することにより、遊星歯車減速装置に加わる衝撃を吸収することができる。
特開２００５−１１３８１６号公報

ところが、上記の衝撃吸収装置は、ナット１４０によって皿ばね１３０の撓み量を調節するため、ケース１００の内周にナット１４０を締め付けるための雌ねじ１０１を形成する必要がある。また、ナット１４０を雌ねじ１０１に締め付けながら皿ばね１３０を撓ませて、回転ディスク１１０（インターナルギヤ）の滑りトルクを規定値に設定した後、雌ねじ１０１の一部を潰して回り止め１６０〔図１４（ａ）参照〕を設けることにより、ナット１４０の緩みを防止している。上記の構成では、ねじの加工工数およびトルク設定工数が高くなるため、コストアップの要因となっていた。
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、雌ねじの加工を廃止でき、且つ、インターナルギヤのトルク設定工数を少なくすることにより、衝撃吸収装置の低コスト化を図ることにある。

（請求項１の発明）
本発明のスタータは、モータの回転を減速する遊星歯車減速装置と、この遊星歯車減速装置に使用されるインターナルギヤの回転を摩擦力によって規制すると共に、インターナルギヤに所定値以上の負荷トルクが加わった時に、インターナルギヤが摩擦力に抗して回転することにより衝撃を吸収する衝撃吸収装置とを備えている。
衝撃吸収装置は、環状の底面を有する円筒状のケースと、このケースの内部に回転不能に収納される複数枚の固定ディスクと、この複数枚の固定ディスクの間に１枚ずつ交互に挟み込んでケースの内部に回転可能に収納され、インターナルギヤを構成する複数枚の回転ディスクと、複数枚の固定ディスクと複数枚の回転ディスクとを積層して形成されるディスク積層体の一方のサイドがケースの底面側に配置され、ディスク積層体の他方のサイドがケースの開口部側に配置された状態で、ディスク積層体の他方のサイドからディスク積層体を押圧する弾性体と、この弾性体のディスク積層体と反対側に配置される押圧板とを有し、この押圧板をケースの内周に圧入して弾性体を撓ませることにより、回転ディスクの滑りトルクを規定値に設定することを特徴とする。

上記の構成によれば、押圧板をケースの内周に圧入して弾性体を撓ませているので、弾性体を撓ませるためにナットを用いる必要はなく、そのナットを締め付けるための雌ねじをケースの内周に形成する必要もない。また、ケースの内周に圧入される押圧板の圧入深さに応じて弾性体の撓み量を任意に調節できるので、インターナルギヤの滑りトルクを規定値に設定するためのトルク設定工数を少なくできる。上記の結果、特許文献１に示される従来技術と比較して、より安価な衝撃吸収装置を提供できる。

（請求項２の発明）
請求項１に記載したスタータにおいて、ケースの開口部の一部をケースの内側に折り曲げて折り曲げ部を形成し、この折り曲げ部により押圧板を固定することを特徴とする。
これにより、押圧板の圧入位置を確実に固定できるので、安定した滑りトルクを確保できる。

（請求項３の発明）
請求項２に記載したスタータにおいて、折り曲げ部は、ケースの開口部の周方向に所定の間隔で一対の切り込みを入れて、その一対の切り込みの間に設けられる切り込み部をケースの内側に折り曲げて形成されることを特徴とする。

（請求項４の発明）
請求項２に記載したスタータにおいて、折り曲げ部は、ケースの開口部の肉厚方向の間に切り込みを入れながら、その切り込みより内周側の切り込み部をケースの内側に倒して形成されることを特徴とする。

（請求項５の発明）
請求項２に記載したスタータにおいて、折り曲げ部は、ケースの開口端より凸状に突き出て設けられており、その凸状部分をケースの内側に折り曲げて形成されることを特徴とする。

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。

図１はスタータ１の一部を示す断面図である。
本実施例のスタータ１は、図１に示す様に、電機子２に通電されて回転力を発生するモータ３と、電機子２の回転を減速する減速機４と、この減速機４にクラッチ５を介して連結される出力軸６と、この出力軸６の軸上に支持されるピニオンギヤ７と、バッテリ（図示せず）から電機子２に通電するためのモータ回路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８を介して出力軸６を軸方向に移動させる働きを有する電磁スイッチ（図示せず）と、エンジン始動時に生じる衝撃力を吸収する衝撃吸収装置９等より構成される。なお、図１に示す出力軸６の中心線より上側は、スタータ１の停止状態を表し、中心線より下側は、スタータ１の作動状態を表している。

モータ３は、電機子２の回転を出力する電機子軸１０の一端側（反減速機側）に整流子（図示せず）が設けられ、この整流子の外周に摺接するブラシ（図示せず）を介して電機子２に通電される周知の整流子電動機である。
減速機４は、電機子軸１０と同軸上で減速できる遊星歯車減速機であり、電機子軸１０に形成される太陽ギヤ１１と、この太陽ギヤ１１と同心に配置され、且つ、衝撃吸収装置９を介して回転規制されるインターナルギヤ１２と、両ギヤ１１、１２に噛み合う複数の遊星ギヤ１３とで構成され、この遊星ギヤ１３の公転運動がクラッチ５を介して出力軸６に伝達される。

クラッチ５は、減速機４と出力軸６との間に設けられ、エンジンを駆動する時に、減速機４で増幅されたモータ３の駆動トルクを出力軸６に伝達する働きを有すると共に、出力軸６からモータ側へのトルク伝達を遮断する一方向クラッチとして構成されている。
出力軸６は、電機子軸１０と同軸線上に配置され、一端側がクラッチ５の内周に挿入されてヘリカルスプライン結合され、他端側が軸受１４を介してフロントハウジング１５に回転自在及び摺動自在に支持されている。
ピニオンギヤ７は、軸受１４より前方（図１の左方向）へ突き出る出力軸６の先端部にセレーション嵌合して出力軸６と一体に回転可能に設けられ、モータ３の駆動トルクをエンジンのリングギヤ１６に伝達する働きを有する。

電磁スイッチは、電磁コイルへの通電により電磁石を形成してプランジャを吸引する働きを有し、こ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、電磁スイッチに内蔵されるリターンスプリングの反力によりプランジャが押し戻されてメイン接点を開操作する。
メイン接点は、モータ回路の高電位側（バッテリ側）に接続されるＢ固定接点（図示せず）と、モータ回路の低電位側（モータ側）に接続されるＭ固定接点（図示せず）と、プランジャと一体に移動して両固定接点間を断続する可動接点（図示せず）とで形成され、この可動接点が両固定接点に当接して両固定接点間が導通することでメイン接点が閉状態となり、可動接点が両固定接点から離れて両固定接点間の導通が遮断されることでメイン接点が開状態となる。

次に、本発明に係る衝撃吸収装置９について詳述する。
衝撃吸収装置９は、図２に示す様に、円筒ケース１７、固定ディスク１８、回転ディスク１９、皿ばね２０（本発明の弾性体）、及び、押圧板２１等より構成される。
円筒ケース１７は、フロントハウジング１５とモータ３との間に挟持されるセンタハウジング２２（図１参照）の内部に回転不能に配置される。円筒ケース１７には、図２（ｂ）に示す右端から内径側へ折り曲げられた環状の底面（以下、ケース底面１７ａと呼ぶ）が設けられている。ケース底面１７ａの内径は、減速機４の遊星ギヤ１３と干渉しない大きさを有している。また、円筒ケース１７の内周には、固定ディスク１８の回転を規制するための凹部１７ｂが複数箇所形成されている〔図２（ａ）参照〕。

固定ディスク１８は、図３に示す様に、金属板（例えば、りん青銅）をプレス成形してリング状に設けられ、表面に多数のディンプル１８ａが形成されている。この固定ディスク１８は、外周部に外径方向へ突き出る凸部１８ｂが周方向に複数箇所形成され、この凸部１８ｂが円筒ケース１７の内周に設けられた凹部１７ｂに凹凸係合して、円筒ケース１７の内部に回転不能に収納される。なお、固定ディスク１８の内径は、減速機４の遊星ギヤ１３と干渉しない大きさを有している。

回転ディスク１９は、図４に示す様に、固定ディスク１８より板厚が厚い金属板（例えば、鋼材）をプレス成形してリング状に設けられ、表面に多数のディンプル１９ａが形成されている。この回転ディスク１９は、円筒ケース１７の内周径より僅かに小さい外径を有し、円筒ケース１７の内部に回転可能に収納される。また、回転ディスク１９には、内周に減速機４のインターナルギヤ１２を形成する複数の歯が設けられ、これらの歯に遊星ギヤ１３が噛み合わされている（図１参照）。つまり、インターナルギヤ１２は、複数枚の回転ディスク１９により構成されている。

上記の固定ディスク１８と回転ディスク１９は、図２（ｂ）に示す様に、１枚ずつ交互に重ね合わされ、且つ、両サイドにそれぞれ固定ディスク１８を配置してディスク積層体を形成し、このディスク積層体の一方のサイドに配置される固定ディスク１８がケース底面１７ａに当接した状態で円筒ケース１７の内部に収納されている。また、固定ディスク１８と回転ディスク１９の表面には、潤滑剤であるグリースが塗布されている。
皿ばね２０は、ディスク積層体の他方のサイドに配置される固定ディスク１８との間にリング状の中間プレート２３を挟んで円筒ケース１７の内部に収納され、その中間プレート２３を介してディスク積層体を積層方向に押圧することにより、固定ディスク１８と回転ディスク１９との間に摩擦力を発生させている。この皿ばね２０は、仕切り板２４を挟んで直列二段に配置されている。

押圧板２１は、図５に示す様に、金属板をプレス成形してリング状に設けられ、且つ、固定ディスク１８と同様に、外周部に外径方向へ突き出る凸部２１ａが周方向に複数箇所形成されている。この押圧板２１は、回転ディスク１９の滑りトルクを規定値に設定するために、皿ばね２０の撓み量を調節する働きを有している。つまり、押圧板２１は、円筒ケース１７の内部にディスク積層体、中間プレート２３、および、皿ばね２０を収納した後、その皿ばね２０の外側（反中間プレート側）から円筒ケース１７の内部に収納され、皿ばね２０を撓ませた状態で、円筒ケース１７の内周に設けられた凹部１７ｂに押圧板２１の凸部２１ａが圧入されて円筒ケース１７の内部に保持されている（図６参照）。

なお、押圧板２１は、例えば、図７に示す様に、治具２５を使用して円筒ケース１７の内周に圧入され、その圧入深さ（圧入位置）に応じて皿ばね２０の撓み量を調節することにより、回転ディスク１９の滑りトルクを規定値に設定する。
また、押圧板２１は、円筒ケース１７の内周に圧入された後、図２に示す様に、円筒ケース１７の開口部の一部を円筒ケース１７の内側に折り曲げて複数の折り曲げ部２６を形成し、これらの折り曲げ部２６を押圧板２１に当接させて固定されている。なお、折り曲げ部２６は、例えば、円筒ケース１７の周方向に所定の間隔で一対の切り込みを入れて、その一対の切り込みの間に形成される切り込み部を円筒ケース１７の内側へ折り曲げて形成される。

次に、スタータ１の作動を説明する。
始動スイッチ（図示せず）の閉操作により、電磁スイッチ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８を介して出力軸６に伝達される。その結果、出力軸６は、クラッチ５の内周をヘリカルスプラインの作用で回転しながら反モータ方向（図１の左方向）へ移動し、ピニオンギヤ７の端面がリングギヤ１６の端面に当接した後、ピニオンスプリング２７（図１参照）を押し縮めた状態で一旦停止する。

その後、電磁スイッチに内蔵されるドライブスプリング（図示せず）に反力を蓄えながらプランジャが更に移動してメイン接点を閉じると、バッテリからモータ３に給電されて電機子２に回転力が発生し、その電機子２の回転が減速機４で減速された後、クラッチ５を介して出力軸６に伝達される。これにより、出力軸６が強制的に回されるため、ピニオンギヤ７がリングギヤ１６に噛み合い可能な位置まで回転した時点で、ドライブスプリングに蓄えられた反力によりピニオンギヤ７が押し出されてリングギヤ１６に噛み合い、減速機４で増幅されたモータ３の駆動トルクがピニオンギヤ７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。

上記のクランキング時には、ピニオンギヤ７がリングギヤ１６に噛み合ってリングギヤ１６を駆動する際に衝撃力が発生する。この衝撃力は、ピニオンギヤ７から出力軸６→クラッチ５→遊星ギヤ１３→インターナルギヤ１２へと伝達される。この時、インターナルギヤ１２に伝わる衝撃力が回転ディスク１９の滑りトルクを超えると、回転ディスク１９が固定ディスク１８との間に生じる摩擦力に抗して滑りながら回転することにより、衝撃力が吸収される。
エンジン始動後、始動スイッチの開操作により、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、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ため、メイン接点が開いてバッテリからモータ３への給電が停止されることにより、電機子２の回転が次第に減速して停止する。
一方、プランジャが押し戻されると、エンジン始動時とは反対方向にシフトレバー８が揺動して、出力軸６が後退する。

（実施例１の効果）
上記の衝撃吸収装置９は、押圧板２１を円筒ケース１７の内周に圧入して皿ばね２０を撓ませているので、皿ばね２０を撓ませるためにナットを用いる必要はなく、そのナットを締め付けるための雌ねじを円筒ケース１７の内周に形成する必要もない。
また、円筒ケース１７の内周に圧入される押圧板２１の圧入深さに応じて皿ばね２０の撓み量を任意に調節できるので、インターナルギヤ１２の滑りトルクを規定値に設定するためのトルク設定工数を少なくできる。従来技術（特許文献１）の様に、回転ディスク１９の滑りトルクを規定値に設定した後、雌ねじの一部を潰して回り止めを設ける必要もない。これらの結果、特許文献１に示される従来技術と比較して、より安価な衝撃吸収装置９を提供できる。

図８は衝撃吸収装置９の一部平面図である。
本実施例の衝撃吸収装置９は、図８に示す様に、円筒ケース１７の凸部１７ｃ（内周に凹部１７ｂを形成する部分）に折り曲げ部２６を設けて、この折り曲げ部２６により押圧板２１の凸部２１ａを固定する一例である。この場合、円筒ケース１７の凹部１７ｂに圧入される押圧板２１の凸部２１ａを折り曲げ部２６によって直接固定するので、押圧板２１の圧入深さ（圧入位置）を確実に維持できる。つまり、車両振動等の影響で押圧板２１の圧入位置が変動することを防止できるので、安定した滑りトルクを確保できる。

図９は衝撃吸収装置９の一部平面図である。
本実施例の衝撃吸収装置９は、図９に示す様に、押圧板２１の外周を円筒ケース１７の内周に圧入する一例である。つまり、本実施例の押圧板２１は、実施例１に記載した凸部２１ａ（図５参照）を設けていない、外周形状が単純な円形であり、その円形の外周を円筒ケース１７の内周に圧入して皿ばね２０を撓ませている。押圧板２１を円筒ケース１７の内周に圧入した後、円筒ケース１７の開口部に形成された折り曲げ部２６によって押圧板２１を固定する構成は、実施例１と同じである。

図１０は衝撃吸収装置９の半断面図である。
本実施例の衝撃吸収装置９は、押圧板２１を円筒ケース１７の内周に圧入するのではなく、板厚方向に移動可能な状態で円筒ケース１７の内部に収納され、円筒ケース１７の開口部に形成された切り込み部を円筒ケース１７の内側へ倒して折り曲げ部２６を形成し、その折り曲げ部２６により押圧板２１を押さえ付けて皿ばね２０を撓ませる一例である。 なお、折り曲げ部２６は、図１０に示す様に、円筒ケース１７の開口部の肉厚方向の間に、カッター２８により切り込みを入れながら、その切り込みより内周側に設けられる切り込み部を内側へ倒すことにより形成される。
この実施例４では、押圧板２１を円筒ケース１７の内周に圧入する必要はないので、図１１に示す様に、押圧板２１の外周に凸部２１ａを設ける必要がなく、押圧板２１の外周形状を単純な円形に形成できる。あるいは、押圧板２１の外周に凸部２１ａを設けて、この凸部２１ａを円筒ケース１７の内周に形成された凹部１７ｂに圧入することなく、固定ディスク１８と同様に、単に凹凸嵌合させて円筒ケース１７に回転規制させる構成でも良い。

図１２は衝撃吸収装置９の半断面図である。
上記の実施例４では、折り曲げ部２６と皿ばね２０との間に押圧板２１を配置しているが、押圧板２１を廃止することもできる。つまり、図１２に示す様に、折り曲げ部２６により直接皿ばね２０を押圧して撓ませても良い。

図１３（ａ）は円筒ケースの開口端に設けた凸状部の斜視図、（ｂ）凸状部を折り曲げて形成される折り曲げ部の側面図である。
実施例１〜５では、円筒ケース１７の開口部に切り込みを入れて折り曲げ部２６を形成しているが、例えば、図１３（ａ）に示す様に、円筒ケース１７の開口端より突き出る凸状部１７ｄを設けておき、同図（ｂ）に示す様に、凸状部１７ｄを円筒ケース１７の内側へ折り曲げて折り曲げ部２６を形成することもできる。
この構成によれば、例えば、実施例１と比較した場合に、図１３（ｂ）に示す寸法Ｌだけ円筒ケース１７の長さを短くできるので、衝撃吸収装置９の全長短縮にも効果がある。

スタータの一部断面図である。 （ａ）衝撃吸収装置の軸方向平面図、（ｂ）同装置のＡ−Ａ断面図である。 固定ディスクの平面図である。 回転ディスクの平面図である。 押圧板の平面図である。 押圧板を円筒ケースの内部に組み込んだ状態を示す平面図である。 押圧板の圧入状態を示す衝撃吸収装置の一部拡大断面図である。 衝撃吸収装置の一部を示す平面図である（実施例２）。 衝撃吸収装置の一部を示す平面図である（実施例３）。 衝撃吸収装置の半断面図である（実施例４）。 衝撃吸収装置の一部を示す平面図である（実施例４）。 衝撃吸収装置の半断面図である（実施例５）。 （ａ）円筒ケースの開口端に設けた凸状部の斜視図、（ｂ）凸状部を折り曲げて形成される折り曲げ部の側面図である（実施例６）。 （ａ）衝撃吸収装置の軸方向平面図、（ｂ）同装置のＢ−Ｂ断面図である（従来技術）。

符号の説明

１ スタータ
３ モータ
４ 減速機（遊星歯車減速装置）
９ 衝撃吸収装置
１２ インターナルギヤ
１７ 円筒ケース（ケース）
１８ 固定ディスク
１９ 回転ディスク
２０ 皿ばね（弾性体）
２１ 押圧板
２６ 折り曲げ部

Claims (5)

1. モータの回転を減速する遊星歯車減速装置と、
   この遊星歯車減速装置に使用されるインターナルギヤの回転を摩擦力によって規制すると共に、前記インターナルギヤに所定値以上の負荷トルクが加わった時に、前記インターナルギヤが摩擦力に抗して回転することにより衝撃を吸収する衝撃吸収装置とを備えるスタータであって、
   前記衝撃吸収装置は、
   環状の底面を有する円筒状のケースと、
   このケースの内部に回転不能に収納される複数枚の固定ディスクと、
   この複数枚の固定ディスクの間に１枚ずつ交互に挟み込んで前記ケースの内部に回転可能に収納され、前記インターナルギヤを構成する複数枚の回転ディスクと、
   前記複数枚の固定ディスクと前記複数枚の回転ディスクとを積層して形成されるディスク積層体の一方のサイドが前記ケースの底面側に配置され、前記ディスク積層体の他方のサイドが前記ケースの開口部側に配置された状態で、前記ディスク積層体の他方のサイドから前記ディスク積層体を押圧する弾性体と、
   この弾性体の前記ディスク積層体と反対側に配置される押圧板とを有し、この押圧板を前記ケースの内周に圧入して前記弾性体を撓ませることにより、前記回転ディスクの滑りトルクを規定値に設定することを特徴とするスタータ。
2. 請求項１に記載したスタータにおいて、
   前記ケースの開口部の一部を前記ケースの内側に折り曲げて折り曲げ部を形成し、この折り曲げ部により前記押圧板を固定することを特徴とするスタータ。
3. 請求項２に記載したスタータにおいて、
   前記折り曲げ部は、前記ケースの開口部の周方向に所定の間隔で一対の切り込みを入れて、その一対の切り込みの間に設けられる切り込み部を前記ケースの内側に折り曲げて形成されることを特徴とするスタータ。
4. 請求項２に記載したスタータにおいて、
   前記折り曲げ部は、前記ケースの開口部の肉厚方向の間に切り込みを入れながら、その切り込みより内周側の切り込み部を前記ケースの内側に倒して形成されることを特徴とするスタータ。
5. 請求項２に記載したスタータにおいて、
   前記折り曲げ部は、前記ケースの開口端より凸状に突き出て設けられており、その凸状部分を前記ケースの内側に折り曲げて形成されることを特徴とするスタータ。

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