JP5580221B2 - Starter - Google Patents
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Description
本発明は、自動車等のエンジンに取り付けられるスタータに関し、特に、電動モータによって回転駆動されるピニオンギヤを軸方向に作動させてエンジン側リングギヤと噛合させるエンジンスタータに関する。 The present invention relates to a starter attached to an engine of an automobile or the like, and more particularly to an engine starter that operates a pinion gear that is rotationally driven by an electric motor in an axial direction to mesh with an engine-side ring gear.
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は、電動モータを用いたエンジン始動装置(スタータ)によって起動されるのが一般的である。例えば、特許文献1には、モータの回転力によってピニオンギヤが軸方向に移動し、エンジンのリングギヤに噛合する形式のスタータが記載されている。図3は、特許文献1のスタータにおけるピニオンギヤ部分の構成を示す説明図である。図3のスタータでは、ピニオンギヤ101は、クラッチ102のインナ側と一体化されたインナチューブ103の外周に、スプライン結合部104を介して、軸方向に移動可能に支持されている。ピニオンギヤ101とインナチューブ103との間には、ピニオンスプリング105が配されており、ピニオンギヤ101は、ピニオンスプリング105によって、インナチューブ103の先端方向に付勢されている。
An engine used for an automobile, a motorcycle, a large generator, or the like is generally started by an engine starter (starter) using an electric motor. For example, Patent Document 1 describes a type of starter in which a pinion gear moves in the axial direction by the rotational force of a motor and meshes with an engine ring gear. FIG. 3 is an explanatory view showing a configuration of a pinion gear portion in the starter of Patent Document 1. In the starter of FIG. 3, the
図3のスタータでは、エンジン始動の際、ピニオンギヤ101は、クラッチ102と共に図中左方側へ押し出され、リングギヤ106の端面に当接する。ピニオンギヤ101は、リングギヤ106に当接後、ヘリカルスプライン結合部107により、リングギヤ106に噛み合い可能な位置まで回転する。そして、ピニオンスプリング105に蓄えられた反力によって、ピニオンギヤ101は、リングギヤ106に噛み合わされる。これにより、大きな衝撃力が加わることなくピニオンギヤ101とリングギヤ106が噛み合い、ピニオンギヤ101やリングギヤ106の耐久性向上が図られる、とされている。
In the starter of FIG. 3, when the engine is started, the
前述のように、従来のスタータでは、ピニオンギヤ101とリングギヤ106が噛み合う際に、ピニオンスプリング105がダンパとして作用する。すなわち、ピニオンギヤを内側部材と外側部材に分け、両部材の間にスプリングを配することにより、ピニオンギヤ自体にダンパ機能を持たせている。そしてこれにより、ピニオンギヤ101等の端面磨耗などを改善し、耐久性を向上させている。
As described above, in the conventional starter, the
ところが、特許文献1のように、ピニオンギヤを内側部材と外側部材に分けた場合、トルク伝達のため、両者間をスプライン結合部によって接続させる必要がある。つまり、内側部材と外側部材には、それぞれ、スプライン結合部を形成する部位が必要となる。しかしながら、ピニオンギヤが小径の場合、ギヤを内外部材に分割し、かつ、それらにスプライン結合部を形成する寸法的余裕がなく、ピニオンギヤ自体にダンパ機能を持たせることができないという問題があった。 However, when the pinion gear is divided into an inner member and an outer member as in Patent Document 1, it is necessary to connect the two by a spline coupling portion for torque transmission. That is, each of the inner member and the outer member requires a part for forming a spline coupling portion. However, when the pinion gear has a small diameter, there is a problem that the gear is divided into inner and outer members and there is no dimensional allowance for forming a spline coupling portion on them, and the pinion gear itself cannot have a damper function.
本発明の目的は、ピニオンギヤの大きさに関わらずスタータに搭載可能なダンパ機構を提供し、ピニオンギヤやリングギヤの端面磨耗を防止することにある。 An object of the present invention is to provide a damper mechanism that can be mounted on a starter regardless of the size of the pinion gear, and to prevent end face wear of the pinion gear or ring gear.
本発明のスタータは、電動モータによって回転駆動されるドライブシャフトと、前記ドライブシャフト上を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ピニオンギヤと、前記ドライブシャフトと同軸状に配置され前記エンジンのイグニッションスイッチのON/OFFに伴って作動するマグネットスイッチと、前記ドライブシャフト上に配置され、前記マグネットスイッチの作動により発生する電磁吸引力によって軸方向に移動するギヤプランジャと、前記ドライブシャフト上に配置され、前記ギヤプランジャの一端側に当接するクラッチアウタと前記ピニオンギヤが形成されたクラッチインナとを有し、前記マグネットスイッチの作動による前記ギヤプランジャの移動に伴い、該ギヤプランジャと共に軸方向に移動するオーバーランニングクラッチと、を有してなるスタータであって、前記ギヤプランジャは、前記ピニオンギヤと前記リングギヤとの当接によって生じる軸方向の押圧力を吸収するダンパ機構を有し、前記ダンパ機構は、前記ドライブシャフト上に軸方向に移動可能に取り付けられたプランジャインナと、前記プランジャインナの外側に該プランジャインナに対して軸方向に移動可能に取り付けられたプランジャアウタと、前記プランジャインナと前記プランジャアウタとの間に形成されたスプリング収容部と、前記プランジャインナと前記プランジャアウタとの間に介設されるよう前記スプリング収容部内に配置され、前記プランジャインナが前記押圧力を受けたとき、該押圧力を受けて軸方向に変形するプランジャスプリングと、を有し、該ダンパ機構は、前記スプリング収容部内にて前記プランジャスプリングが軸方向に変形することによって、前記プランジャインナと前記プランジャアウタが軸方向に相対的に移動し、前記押圧力を吸収することを特徴とする。
The starter of the present invention includes a drive shaft that is rotationally driven by an electric motor, a pinion gear that meshes with a ring gear of the engine by moving in the axial direction on the drive shaft, and the engine arranged coaxially with the drive shaft. A magnet switch that operates in accordance with ON / OFF of the ignition switch, a gear plunger that is disposed on the drive shaft and moves in an axial direction by an electromagnetic attractive force generated by the operation of the magnet switch, and on the drive shaft A clutch outer disposed on one end of the gear plunger and a clutch inner on which the pinion gear is formed, and moves in the axial direction together with the gear plunger as the gear plunger is moved by the operation of the magnet switch. Do A gear running clutch, wherein the gear plunger has a damper mechanism that absorbs an axial pressing force generated by contact between the pinion gear and the ring gear. A plunger inner movably attached to the drive shaft in the axial direction; a plunger outer movably attached to the outside of the plunger inner in the axial direction with respect to the plunger inner; the plunger inner and the plunger; A spring accommodating portion formed between the outer plunger and the plunger inner and the plunger outer, and disposed in the spring accommodating portion so that when the plunger inner receives the pressing force, A plunger spring that is deformed in the axial direction by receiving a pressing force, and The damper mechanism is characterized in that when the plunger spring is deformed in the axial direction in the spring accommodating portion, the plunger inner and the plunger outer move relative to each other in the axial direction to absorb the pressing force. .
本発明にあっては、ピニオンギヤを押し出すギヤプランジャの内部にダンパ機構を設け、ピニオンギヤとリングギヤが当接したときに生じる軸方向の押圧力をそこで吸収する。また、ピニオンギヤを押し出すギヤプランジャを、プランジャインナと、プランジャアウタ、及び、プランジャスプリングを備えた構成とし、プランジャインナが軸方向の押圧力を受けたとき、該押圧力を受けてプランジャスプリングが軸方向に変形し、前記プランジャインナと前記プランジャアウタが軸方向に相対的に移動するよう構成する。これにより、ピニオンギヤとリングギヤが当接したときに生じる軸方向の押圧力を、ギヤプランジャ部分にて吸収することができる。従って、外径の小さなピニオンギヤを持つスタータであってもダンパ機能を持たせることが可能となり、ギヤの端面磨耗を改善し、スタータの耐久性向上が図られる。
In the present invention, a damper mechanism is provided inside the gear plunger that pushes out the pinion gear, and absorbs the axial pressing force generated when the pinion gear and the ring gear come into contact therewith. The gear plunger that pushes out the pinion gear includes a plunger inner, a plunger outer, and a plunger spring. When the plunger inner receives a pressing force in the axial direction, the plunger spring receives the pressing force and the axial direction of the plunger spring The plunger inner and the plunger outer are configured to move relative to each other in the axial direction. Thereby, the axial pressing force generated when the pinion gear and the ring gear come into contact with each other can be absorbed by the gear plunger portion. Therefore, even a starter having a pinion gear with a small outer diameter can be provided with a damper function, improving gear end surface wear and improving the durability of the starter.
前記スタータにおいて、前記プランジャアウタに、前記マグネットスイッチの作動により発生する電磁吸引力によって、前記ギヤプランジャを前記ピニオンギヤと前記リングギヤが噛合する作動位置に保持するための摺動鉄心を設けても良い。また、前記マグネットスイッチに、前記ドライブシャフトに対し軸方向に相対移動可能な可動鉄心を設け、該可動鉄心の内周側に前記ギヤプランジャを配置すると共に、該可動鉄心に前記プランジャアウタの一端側に当接するブラケットプレートを設け、前記マグネットスイッチの作動に伴って、前記プランジャアウタが前記可動鉄心と共に軸方向に移動するようにしても良い。
In the starter, the plunger outer may be provided with a sliding iron core for holding the gear plunger in an operating position where the pinion gear and the ring gear mesh with each other by an electromagnetic attractive force generated by the operation of the magnet switch. Further, the magnet switch is provided with a movable iron core that is movable relative to the drive shaft in the axial direction, the gear plunger is disposed on the inner peripheral side of the movable iron core, and one end side of the plunger outer is disposed on the movable iron core. A bracket plate that abuts on the magnetic switch may be provided so that the plunger outer moves in the axial direction together with the movable iron core in accordance with the operation of the magnet switch.
さらに、前記ドライブシャフトに形成されたヘリカルスプライン部に取り付けられた前記クラッチアウタを押すよう、前記ギヤプランジャを前記クラッチアウタよりも前記電動モータ側に配置し、前記マグネットスイッチの作動に伴って前記ギヤプランジャを軸方向に移動させ、前記オーバーランニングクラッチを前記リングギヤ側に押し出すようにしても良い。
Further, the gear plunger is disposed on the electric motor side of the clutch outer so as to push the clutch outer attached to a helical spline portion formed on the drive shaft, and the gear switch is operated in accordance with the operation of the magnet switch. The plunger may be moved in the axial direction to push the overrunning clutch toward the ring gear.
本発明のスタータによれば、ピニオンギヤを押し出すギヤプランジャの内部にダンパ機構を設け、ピニオンギヤとリングギヤが当接したときに生じる軸方向の押圧力をこのダンパ機構にて吸収するようにしたので、ピニオンギヤの寸法の制約を受けることなく、ギヤ端面の摩耗を防ぐダンパ機構をスタータに搭載することが可能となり、スタータの耐久性向上を図ること可能となる。 According to the starter of the present invention, the damper mechanism is provided inside the gear plunger that pushes out the pinion gear, and the axial pressing force generated when the pinion gear and the ring gear come into contact with each other is absorbed by the damper mechanism. Therefore, it is possible to mount a damper mechanism on the starter for preventing wear of the gear end face without being restricted by the size of the starter, and to improve the durability of the starter.
また、本発明の他のスタータによれば、ピニオンギヤを押し出すギヤプランジャを、プランジャインナと、プランジャアウタ、及び、プランジャスプリングを備えた構成とし、プランジャインナが軸方向の押圧力を受けたとき、該押圧力を受けてプランジャスプリングが軸方向に変形し、プランジャインナとプランジャアウタが軸方向に相対的に移動するようにしたので、ピニオンギヤとリングギヤが当接したときに生じる軸方向の押圧力を、ギヤプランジャ部分にて吸収することが可能となる。これにより、ピニオンギヤの寸法の制約を受けることなく、ギヤ端面の摩耗を防ぐダンパ機構をスタータに搭載することが可能となり、スタータの耐久性向上を図ること可能となる。 According to another starter of the present invention, the gear plunger that pushes out the pinion gear is configured to include a plunger inner, a plunger outer, and a plunger spring, and when the plunger inner receives an axial pressing force, The plunger spring is deformed in the axial direction in response to the pressing force, and the plunger inner and the plunger outer are moved relative to each other in the axial direction, so that the axial pressing force generated when the pinion gear and the ring gear come into contact with each other is Absorption is possible at the gear plunger portion. As a result, it is possible to mount a damper mechanism for preventing wear on the gear end face on the starter without being restricted by the dimensions of the pinion gear, thereby improving the durability of the starter.
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、本発明の一実施例であるエンジン始動装置の構成を示す断面図であり、中心線より上側は静止状態を、下側は通電状態を示している。図1のスタータ1は、自動車用エンジンの起動に使用され、駆動源として、電動モータ(以下、モータと略記する)2を備えている。モータ2は減速装置3と接続されており、モータ2の回転は減速装置3を介してドライブシャフト4に伝達される。ドライブシャフト(出力軸)4上には、オーバーランニングクラッチ5とピニオンギヤ6が軸方向に移動自在に設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an engine starter according to an embodiment of the present invention, in which the upper side from the center line indicates a stationary state, and the lower side indicates an energized state. A starter 1 in FIG. 1 is used for starting an automobile engine, and includes an electric motor (hereinafter abbreviated as a motor) 2 as a drive source. The
スタータ1は、マグネットスイッチ7がドライブシャフト4と同軸状に配置された1軸タイプのスタータとなっており、ピニオンギヤ6は、マグネットスイッチ7の作用によって、オーバーランニングクラッチ5と共に軸方向に移動し、エンジンのリングギヤ8と噛合する。ピニオンギヤ6とリングギヤ8はヘリカルギヤに形成されており、静かで滑らかな噛み合い状態となっている。
The starter 1 is a one-axis type starter in which a
モータ2は、円筒形状のモータハウジング21内にアーマチュア22を回転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2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、ピニオンギヤ6が収容されるギヤカバー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。
The
モータハウジング21の内周面には、周方向に複数個のマグネット26が固定されており、マグネット26の内側にはアーマチュア22が配置される。アーマチュア22は、モータシャフト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。モータシャフト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によって回転自在に支持されている。一方、モータシャフト27の左端部は、ピニオンギヤ6等が取り付けられたドライブシャフト4の端部に回転自在に支持されている。ドライブシャフト4の右端部には軸受部32が凹設されており、モータシャフト27はそこに取り付けられたメタル軸受33によって回転自在に支持される。これにより、ドライブシャフト4は、モータ2のモータシャフト27と同軸状に配置される。
A plurality of
アーマチュアコア28の一端側には、モータシャフト27に外嵌固定されたコンミテータ34が隣接配置されている。コンミテータ34の外周面には、導電材にて形成されたコンミテータ片35が複数個取り付けられており、各コンミテータ片35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36が取り付けられている。ブラシホルダ36には、周方向に間隔をあけて、ブラシ収容部37が複数個配置されている。各ブラシ収容部37にはそれぞれブラシ38が出没自在に内装されている。ブラシ38の突出先端部(内径側先端部)は、コンミテータ34の外周面に摺接している。
A
ブラシ38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36に設けられた導電プレート41の第1プレート41aと電気的に接続されている。導電プレート41は、この第1プレート41aと、電源ターミナル44と電気的に接続された第2プレート41bとから構成されており、両プレート41a,41bの間には両者間を絶縁する絶縁部41cが設けられている(以下、第1及び第2プレート41a,41bは、それぞれ、プレート41a,プレート41bと略記する)。絶縁部41cには、スイッチプレート43が対向配置されており、導電プレート41(プレート41a,41b)とスイッチプレート43の両電気接点によってスイッチ部42が形成されている。
A pigtail (not shown) is attached to the rear end side of the
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、エンジンのイグニッションスイッチがONされてマグネットスイッチ7が通電されると、スイッチシャフト45が左方に移動する。スイッチプレート43がプレート41a,41bに接触すると、絶縁部41cが導通しスイッチ部42がON状態となる。これにより、図示しない給電ケーブルが取り付けられた電源ターミナル44とブラシ38との間が電気的に接続され、バッテリからコンミテータ34に電源が供給される。これに対し、イグニッションスイッチがOFFのときは、絶縁部41cが開放されてスイッチ部42がOFF状態となり、導電プレート41とスイッチプレート43の間には空隙が形成され、モータ2への給電が停止する。
The
減速装置3の遊星歯車機構11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リングギヤ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4の右端側が回転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4の右端部に固定されており、プラネタリギヤ51が3個等分間隔で取り付けられている。プラネタリギヤ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を介して回転自在に支持されている。プラネタリギヤ51は内歯リングギヤ48と噛合している。
The
モータシャフト27の左端部には、サンギヤ55が形成されている。サンギヤ55はプラネタリギヤ51と噛合しており、プラネタリギヤ51は、サンギヤ55と内歯リングギヤ48との間で、自転しつつ公転する。モータ2が作動すると、モータシャフト27と共にサンギヤ55が回転し、サンギヤ55の回転に伴い、プラネタリギヤ51が内歯リングギヤ48と噛み合いながらサンギヤ55の周りを公転する。これにより、ドライブシャフト4に固定されたベースプレート52が回転し、モータシャフト27の回転が減速されてドライブシャフト4に伝達される。
A
オーバーランニングクラッチ5は、遊星歯車機構11によって減速された回転をピニオンギヤ6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5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とクラッチスプリング95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4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4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。
The overrunning clutch 5 transmits the rotation decelerated by the
ドライブシャフト4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4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。
A
クラッチアウタ56のクラッチ部56b内周には、ピニオンギヤ6と一体に形成されたクラッチインナ57が配置されている。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95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95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。
A clutch inner 57 formed integrally with the
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95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95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2が作動しドライブシャフト4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、ピニオンギヤ6が回転する。
The inner peripheral wall of the
これに対し、エンジンが始動し、ピニオンギヤ6とクラッチインナ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5にて遮断され、モータ2側には伝達されない。
On the other hand, when the engine is started and the
マグネットスイッチ7は、遊星歯車機構11の左方にドライブシャフト4と同軸状に配置されており、モータ2や遊星歯車機構11とも同心状となっている。マグネットスイッチ7は、ギヤカバー24に固定された鋼製の固定部74と、ボビン78に沿って左右方向に移動自在、すなわち、ボビン78に対し相対移動可能に配置された可動部75とからなる。固定部74には、ギヤカバー24に固定されたケース76と、ケース76内に収容されたコイル77及びケース76の内周側に取り付けられたボビン78が設けられている。コイル77は、図示しないイグニッションスイッチと電気的に接続されている。
The
可動部75には、スイッチシャフト45が取り付けられた可動鉄心79が設けられている。可動鉄心79の内周側には、ダンパ機構90を内蔵したギヤプランジャ81が取り付けられている。当該スタータ1では、ギヤプランジャ81は、内側部材(プランジャインナ81a)と外側部材(プランジャアウタ81b)とに分割されている。プランジャインナ81aとプランジャアウタ81bの間には、プランジャスプリング83が介設されており、これらの部材によりダンパ機構90を構成している。
The
プランジャインナ81aは、一端にフランジ部91が形成された円筒形状となっており、ドライブシャフト4上に、軸方向に移動可能な状態で取り付けられている。プランジャアウタ81bもまた、一端にフランジ部92が形成された円筒形状となっており、プランジャインナ81aの外側に、プランジャインナ81aに対して軸方向に移動可能な状態で取り付けられている。プランジャインナ81aにはストッパ93が取り付けられており、プランジャアウタ81bは、このストッパ93によって、軸方向の移動が規制される。
The plunger inner 81a has a cylindrical shape with a
プランジャインナ81aとプランジャアウタ81bとの間には、スプリング収容部94となる空隙が形成されている。スプリング収容部94には、プランジャスプリング83が収容されている。プランジャスプリング83は、一端側がプランジャアウタ81bのフランジ部92側の底部に、他端側がプランジャインナ81aのフランジ部91に当接した状態でスプリング収容部94内に配される。なお、プランジャスプリング83は、ほぼ自然長の状態でスプリング収容部94に取り付けられる。
A gap serving as the
可動鉄心79の内周には、ブラケットプレート82が固定されている。ブラケットプレート82には、プランジャアウタ81bの一端側(フランジ部92側の端部:図中右端側)が当接し、可動鉄心79が図中左側に移動すると、プランジャアウタ81bもまたブラケットプレート82に押される形で軸方向に移動する。可動鉄心79の内周面とプランジャアウタ81bとの間には摺動鉄心84が介設されている。一方、可動鉄心79の外周側(図中下端側)には、スイッチリターンスプリング86が取り付けられている。スイッチリターンスプリング86の他端側はギヤカバー24に当接しており、可動鉄心79は右方に付勢されている。
A
ギヤカバー24はアルミダイカストにて形成されており、ギヤカバー24の左端部には、メタル軸受85を介してドライブシャフト4の左端側が回転自在に支持されている。ギヤカバー24内には、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76等が固定されている。また、ギヤカバー24の右端面側には、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。
The
次に、このようなスタータ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の上半分のように、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2への給電は行われない。また、ピニオンギヤ6は、右方の離脱位置にあり、リングギヤ8とは噛み合っていない状態にある。
Next, an engine start operation using such a starter 1 will be described. First, when the ignition key switch of the automobile is OFF, the clutch outer 56 is in contact with the
これに対し、イグニッションキースイッチをONすると、まず、コイル77に電流が流れ、マグネットスイッチ7に吸引力が発生する。コイル77が励磁されると、ケース76及びボビン78を通る磁路が形成され、可動鉄心79が左方に吸引される。可動鉄心79が左方に吸引されると、ブラケットプレート82に押されてプランジャアウタ81bが左方へ移動する。そして、プランジャアウタ81bは、プランジャスプリング83を介して、プランジャインナ81aを左方に押し、ギヤプランジャ81全体が、ギヤリターンスプリング65の反発力に抗して左方に移動する。これにより、クラッチアウタ56がヘリカルスプライン部61上を軸方向に沿って移動し、それと共にピニオンギヤ6もまた左方へ移動する。
On the other hand, when the ignition key switch is turned on, first, a current flows through the
一方、可動鉄心79がスイッチリターンスプリング86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38との間が電気的に接続され、コンミテータ34に電源が供給されてモータ2が作動しアーマチュア22が回転する。モータ2が作動し、アーマチュア22が回転すると、遊星歯車機構11を介してドライブシャフト4が回転する。
On the other hand, when the
ドライブシャフト4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4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。モータ2の回転に伴ってクラッチアウタ56が左方へ飛び出すと、ピニオンギヤ6もクラッチアウタ56と共に左方に移動し、ピニオンギヤ6はリングギヤ8と噛合する。クラッチアウタ56が左方に移動すると、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。
As the
すなわち、イグニッションキースイッチONに伴い、ピニオンギヤ6は、まず、ギヤプランジャ81によって左方に押され、その後、モータ2の作動と共に一気に左方に飛び出す。その際、ピニオンギヤ6とリングギヤ8は、まず、両ギヤの端面同士が当接し、その後、互いのギヤ歯が噛み合い可能な状態となると、ピニオンギヤ6がさらに進み、両ギヤが噛み合い状態となる。従来のスタータでは、このように両ギヤが当接状態となると、ピニオンギヤ内のダンパ機構にて、ピニオンとリングギヤが強く擦れ合うのを防止している。しかしながら、前述のように、ピニオンギヤ6が小さい当該モータでは、ピニオンギヤ6内にダンパ機構を設けるゆとりがない。
That is, with the ignition key switch ON, the
そこで、当該スタータ1では、ピニオンギヤ6を押し出すギヤプランジャ81の内部にダンパ機構90を設け、ギヤの端面摩耗を防止している。図2は、ピニオンギヤがリングギヤに当接したときのスタータの状態を示す説明図である。図2に示すように、ピニオンギヤ6とリングギヤ8の端面同士が当接すると、その際に生じる軸方向の力Fが、プランジャインナ81aに伝わり、プランジャスプリング83を押し縮める。すなわち、両ギヤ6,8の当接による軸方向への押圧力Fは、ギヤプランジャ81内のダンパ機構90によって吸収される。
Therefore, in the starter 1, a
このように、本発明によれば、外径の小さなピニオンギヤを使用するスタータであっても、ギヤ当接時の押圧力を吸収するダンパをスタータ内に設けることできる。従って、ギヤの端面磨耗を改善し、スタータの耐久性向上を図ることが可能となる。また、ギヤ端面の摩耗を防ぐダンパ機構を、ピニオンギヤのサイズによらずスタータに搭載することが可能となり、スタータの汎用性や設計の自由度の向上も図られる。 As described above, according to the present invention, even if the starter uses a pinion gear having a small outer diameter, the damper that absorbs the pressing force at the time of gear contact can be provided in the starter. Therefore, it is possible to improve the end face wear of the gear and improve the durability of the starter. In addition, a damper mechanism for preventing wear of the gear end face can be mounted on the starter regardless of the size of the pinion gear, and the versatility of the starter and the degree of design freedom can be improved.
ピニオンギヤ6がリングギヤ8に当接し、ギヤプランジャ81に内蔵したダンパ機構90により、当接力を吸収しつつ、両ギヤ6,8が噛合すると、図1の下半分の状態のような作動位置に移動し、モータ2の回転がリングギヤ8に伝達され、リングギヤ8が回転する。リングギヤ8はエンジンのクランク軸に接続されており、リングギヤ8の回転に伴ってクランク軸が回転し、エンジンが起動する。
When the
エンジンが始動するとピニオンギヤ6は高回転で回転され、オーバーランニングクラッチ5は空転方向に回転される。すなわち、エンジンが起動すると、リングギヤ8によってピニオンギヤ6は高回転で回転されるが、オーバーランニングクラッチ5の作用によりその回転はモータ2側には伝達されない。オーバーランニングクラッチ5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が右方へ移動しピニオンギヤ6がリングギヤ8から離脱するおそれがある。そこで、スタータ1では、摺動鉄心84に加わる電磁吸引力によって、ギヤプランジャ81を移動左端位置(図1の下半分参照)にて保持し、クラッチアウタ56の移動を規制する。これにより、ピニオンギヤ6の右方への移動が規制され、ピニオンギヤ6の離脱が抑えられる。
When the engine is started, the
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7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86の付勢力によって可動鉄心79が右方に押され、それまでボビン78による吸引力にて左方に保持されていた可動鉄心79が右方に移動する。可動鉄心79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2に対する給電が遮断され、ドライブシャフト4の回転が停止し、クラッチアウタ56の回転も停止する。
On the other hand, when the engine is started and the ignition key switch is turned off, the energization to the
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81もクラッチアウタ56に押されて図1の上半分の状態となる。クラッチアウタ56が右方に移動すると、ピニオンギヤ6もまた右方に移動してリングギヤ8から離脱し、図1の上半分の状態へと戻る。
When the rotation of the clutch outer 56 stops, the moving force in the axial direction due to the inertia mass disappears. For this reason, the clutch outer 56 moves to the right from the operating position to the stationary position along the
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。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
1 スタータ
2 電動モータ
3 減速装置
4 ドライブシャフト
5 オーバーランニングクラッチ
6 ピニオンギヤ
7 マグネットスイッチ
8 リングギヤ
11 遊星歯車機構
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
25 セットボルト
26 マグネット
27 モータシャフト
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 軸受部
33 メタル軸受
34 コンミテータ
35 コンミテータ片
36 ブラシホルダ
37 ブラシ収容部
38 ブラシ
41 導電プレート
41a 第1プレート
41b 第2プレート
41c 絶縁部
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 内歯リングギヤ
49 メタル軸受
51 プラネタリギヤ
52 ベースプレート
53 支持ピン
54 メタル軸受
55 サンギヤ
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
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
74 固定部
75 可動部
76 ケース
77 コイル
78 ボビン
79 可動鉄心
81 ギヤプランジャ
81a プランジャインナ
81b プランジャアウタ
82 ブラケットプレート
83 プランジャスプリング
84 摺動鉄心
85 メタル軸受
86 スイッチリターンスプリング
90 ダンパ機構
91 フランジ部
92 フランジ部
93 ストッパ
94 スプリング収容部
95 クラッチスプリング
101 ピニオンギヤ
102 クラッチ
103 インナチューブ
104 スプライン結合部
105 ピニオンスプリング
106 リングギヤ
107 ヘリカルスプライン結合部
F 軸方向の押圧力
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
101 pinion gear
102 clutch
103 Inner tube
104 Spline joint
105 pinion spring
106 Ring gear
107 Helical spline joint F Axial pressure
Claims (4)
前記ドライブシャフト上を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ピニオンギヤと、
前記ドライブシャフトと同軸状に配置され前記エンジンのイグニッションスイッチのON/OFFに伴って作動するマグネットスイッチと、
前記ドライブシャフト上に配置され、前記マグネットスイッチの作動により発生する電磁吸引力によって軸方向に移動するギヤプランジャと、
前記ドライブシャフト上に配置され、前記ギヤプランジャの一端側に当接するクラッチアウタと前記ピニオンギヤが形成されたクラッチインナとを有し、前記マグネットスイッチの作動による前記ギヤプランジャの移動に伴い、該ギヤプランジャと共に軸方向に移動するオーバーランニングクラッチと、を有してなるスタータであって、
前記ギヤプランジャは、前記ピニオンギヤと前記リングギヤとの当接によって生じる軸方向の押圧力を吸収するダンパ機構を有し、
前記ダンパ機構は、
前記ドライブシャフト上に軸方向に移動可能に取り付けられたプランジャインナと、
前記プランジャインナの外側に該プランジャインナに対して軸方向に移動可能に取り付けられたプランジャアウタと、
前記プランジャインナと前記プランジャアウタとの間に形成されたスプリング収容部と、
前記プランジャインナと前記プランジャアウタとの間に介設されるよう前記スプリング収容部内に配置され、前記プランジャインナが前記押圧力を受けたとき、該押圧力を受けて軸方向に変形するプランジャスプリングと、を有し、
該ダンパ機構は、前記スプリング収容部内にて前記プランジャスプリングが軸方向に変形することによって、前記プランジャインナと前記プランジャアウタが軸方向に相対的に移動し、前記押圧力を吸収することを特徴とするスタータ。 A drive shaft that is rotationally driven by an electric motor;
A pinion gear meshing with an engine ring gear by moving axially on the drive shaft;
A magnet switch that is arranged coaxially with the drive shaft and operates in accordance with ON / OFF of an ignition switch of the engine;
A gear plunger that is disposed on the drive shaft and moves in the axial direction by electromagnetic attraction generated by the operation of the magnet switch;
A clutch outer disposed on the drive shaft and in contact with one end side of the gear plunger; and a clutch inner in which the pinion gear is formed. And an overrunning clutch that moves in the axial direction,
The gear plunger has a damper mechanism that absorbs an axial pressing force generated by contact between the pinion gear and the ring gear;
The damper mechanism is
A plunger inner mounted on the drive shaft so as to be axially movable;
A plunger outer attached to the outside of the plunger inner so as to be axially movable with respect to the plunger inner;
A spring accommodating portion formed between the plunger inner and the plunger outer;
A plunger spring disposed in the spring accommodating portion so as to be interposed between the plunger inner and the plunger outer, and deformed in an axial direction by receiving the pressing force when the plunger inner receives the pressing force; Have
The damper mechanism is characterized in that when the plunger spring is deformed in the axial direction in the spring accommodating portion, the plunger inner and the plunger outer move relative to each other in the axial direction to absorb the pressing force. Starter to do.
前記プランジャアウタは、前記マグネットスイッチの作動により発生する電磁吸引力によって、前記ギヤプランジャを前記ピニオンギヤと前記リングギヤが噛合する作動位置に保持するための摺動鉄心を有することを特徴とするスタータ。 The starter according to claim 1, wherein
The plunger outer has a sliding iron core for holding the gear plunger in an operating position where the pinion gear and the ring gear mesh with each other by an electromagnetic attractive force generated by the operation of the magnet switch.
前記マグネットスイッチは、前記ドライブシャフトに対し軸方向に相対移動可能な可動鉄心を有し、
該可動鉄心は、その内周側に前記ギヤプランジャが配置されると共に、前記プランジャアウタの一端側に当接するブラケットプレートを有し、
前記プランジャアウタは、前記マグネットスイッチの作動に伴って、前記可動鉄心と共に軸方向に移動することを特徴とするスタータ。 The starter according to claim 1 or 2,
The magnet switch has a movable iron core that can move relative to the drive shaft in the axial direction;
The movable iron core has a bracket plate that is arranged on the inner peripheral side of the movable iron core and abuts against one end side of the plunger outer
The plunger outer moves in the axial direction together with the movable iron core in accordance with the operation of the magnet switch.
前記ギヤプランジャは、前記ドライブシャフトに形成されたヘリカルスプライン部に取り付けられた前記クラッチアウタを押すよう、前記クラッチアウタよりも前記電動モータ側に配置され、前記マグネットスイッチの作動に伴って軸方向に移動し、前記オーバーランニングクラッチを前記リングギヤ側に押し出すことを特徴とするスタータ。
The starter according to any one of claims 1 to 3,
The gear plunger is disposed closer to the electric motor than the clutch outer so as to push the clutch outer attached to a helical spline portion formed on the drive shaft, and is axially moved along with the operation of the magnet switch. A starter that moves and pushes the overrunning clutch toward the ring gear.
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