JP5887914B2 - スタータ - Google Patents

Description

本発明は、シフトレバーを介してピニオンをエンジン側へ押し出す方式のスタータに関する。

従来より、シフトレバーを介してピニオンを有するピニオン移動体を出力軸上で押し出すタイプのスタータが存在する。
例えば、図６に示すように、スタータ１００は、モータ１０２の駆動トルクが伝達される出力軸１０３と、出力軸１０３とともに回転するピニオン１０４を有するとともに、出力軸１０３の外周に装着され、出力軸１０３に対して軸方向に摺動自在に支持されるピニオン移動体１０５と、ピニオン移動体１０５に装着され、シフトレバー１０６が係合するレバー係合部材１０７を備える。
そして、シフトレバー１０６の駆動によってピニオン移動体１０５が出力軸上で反モータ側に押し出される。

ここで、レバー係合部材１０７が樹脂により略円筒状に形成されており、レバー係合部材１０７をピニオン移動体１０５の軸方向の所定箇所に固定し、レバー係合部材１０７のピニオン移動体１０５に対する軸方向移動が規制されている。

従来、レバー係合部材１０７の固定方法として、ピニオン移動体１０５の外周に設けられた周溝に、レバー係合部材１０７に設けた環状凸部１１１を嵌め込み、レバー係合部材１０７の軸方向への移動を係止する方法がある（特許文献１参照）。すなわち、弾性を利用したスナップフィットによってレバー係合部材１０７をピニオン移動体１０５の外周に嵌合する方法である。しかしながら、この方法では、レバー係合部材１０７を組み付ける際に、大きめの弾性変形が求められるため、レバー係合部材１０７の剛性を高くすることができず、レバー係合部材１０７の耐久性が低下するという問題がある。

そこで、ピニオン移動体１０５の外周に装着するスナップリングによってレバー係合部材１０７を軸方向に係止する方法が考えられる（特許文献２参照）。
しかしながら、スナップリングはピニオン移動体１０５と共に回転するため、ピニオン移動体１０５が高速回転する際に、遠心力の作用により、スナップリングの開口が開き、スナップリングがピニオン移動体１０５から脱落する虞がある。

特開２００９−１３８６７８号公報 特許第４５４４２３８号公報

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、ピニオン移動体に対するレバー係合部材の軸方向の移動を止めるストッパのピニオン移動体からの脱落を防止することにある。

（請求項１の発明）
請求項１に記載のスタータは、トルクを発生するモータと、このモータの回転軸と同一軸線上に配置されて、モータの駆動トルクが伝達される出力軸と、出力軸とともに回転するピニオンを有するとともに、出力軸の外周に装着され、出力軸に対して軸方向に摺動自在に支持されるピニオン移動体と、電磁石の吸引力によりシフトレバーを駆動し、このシフトレバーを介して、ピニオン移動体を出力軸に対して反モータ方向へ押し出す電磁ソレノイドと、ピニオン移動体の外周に相対回転自在に嵌合し、シフトレバーが係合するレバー係合部材と、レバー係合部材のピニオン移動体に対する軸方向への移動を規制するストッパとを備える。

そして、レバー係合部材は樹脂により形成されており、ピニオン移動体は外周にレバー係合部材が嵌合する嵌合部を有している。
また、ストッパは、周方向の１箇所に開口を有するリング状を呈し、開口が広がるように弾性変形させながら嵌合部に装着されている。
そして、レバー係合部材とストッパとの間には、互いの係合により、ストッパの回転を所定角度範囲に規制し、遠心力による開口の拡開を抑制する規制部が設けられている。

そして、ピニオンは、電磁ソレノイドの作動により、シフトレバーが駆動され、このシフトレバーを介して、ピニオン移動体が出力軸に対し反モータ方向へ押し出されることにより、エンジンのリングギヤに噛み合う。

本手段によれば、ピニオン移動体が回転しても、ストッパはレバー係合部材との係合により回転が所定範囲内に規制される。すなわち、ストッパに遠心力が加わりにくくなるため、遠心力によるストッパの変形は抑制され、ストッパの脱落の虞がなくなる。

（請求項２の発明）
請求項２に記載のスタータによれば、規制部は、ストッパの回転を規制する。すなわち、規制部はストッパがピニオン移動体と共に一切回転しないようにストッパの回転方向の移動を規制する。
これによれば、ストッパがピニオン移動体と連れ回りしないため、遠心力によってストッパが変形及び脱落する虞がなくなる。

（請求項３の発明）
請求項３に記載のスタータによれば、ストッパとレバー係合部材との間には、径方向に延びる凹凸形状によってストッパとレバー係合部材とが係合する凹凸係合部が設けられている。
そして、凹凸係合部が、規制部として機能し、ストッパとレバー係合部材とが回転方向に面接触可能に形成されている。

これによれば、ストッパの回転規制は面接触によりなされるため、点接触の場合と比べ、磨耗が少なく、耐久性に優れる。

（請求項４の発明）
請求項４に記載のスタータによれば、凹凸係合部は、ストッパの開口の径方向反対側に設けられている。
ストッパの組み付け時に開口を開くと、ストッパは変形するが、開口の径方向反対側の部分は最も開口による変形量が小さい箇所である。
そこで、開口の径方向反対側に凹凸係合部を設けることで、変形による凹凸係合部の干渉を気にすることなく、ストッパの組み付けを容易にすることができる。

（請求項５の発明）
請求項５に記載のスタータによれば、規制部は、回転方向の１箇所のみに設けられている。
これによれば、最低限の規制部でストッパの回転を止める構造となるため、構造を簡素化でき、製造コストを低減することができる。

（請求項６の発明）
請求項６に記載のスタータによれば、規制部は、回転方向の複数箇所に設けられている。
これによれば、複数個の規制部でストッパの回転を止めるため、１つ当たりの規制部に加わる負荷が小さくなり、耐久性を向上させることができる。

スタータの一部断面を含む全体図である（実施例１）。 （ａ）は実施例１における図１のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は実施例２における図１のＡ−Ａ断面図である。 スタータの一部断面を含む全体図である（実施例３）。 （ａ）、（ｂ）は変形例における図１のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）はスタータの要部拡大断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である（変形例）。 スタータの一部断面を含む全体図である（従来例）。

本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。

〔実施例１〕
実施例１を図１、図２（ａ）を用いて説明する。
スタータ１は、図１に示す様に、トルクを発生するモータ２、このモータ２の回転を減速する減速装置３、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、この出力軸５の外周に嵌合するとともに、軸方向反モータ側（図示左側）の端部にピニオン６を有するピニオン移動体７、電磁石の吸引力によってシフトレバー８を駆動し、このシフトレバー８を介して、ピニオン移動体７を出力軸５に対して押し出す働きを有すると共に、後述するメイン接点を開閉してモータ２の通電電流を断続する電磁スイッチ９等より構成される。なお、以下の説明では、クラッチ４より軸方向モータ側（図示右側）を後端側、軸方向反モータ側を前端側と定義し、電磁スイッチ９の作動によってピニオン移動体７が出力軸５に対して押し出される方向（図示左方向）を反モータ方向、ピニオン移動体７が押し戻される方向をモータ方向と定義する。

モータ２は、例えば、フレームを兼ねるヨーク２ａの内周に永久磁石（界磁コイルでも良い）を配置して構成される界磁、電機子軸２ｂの外周に整流子（図示せず）を備える電機子、整流子の外周上に配置されるブラシ（図示せず）等を有する直流整流子モータであり、電磁スイッチ９の作動によりメイン接点が閉成して電機子に通電されると、界磁との相互作用により電機子にトルクを発生する。
減速装置３は、電機子軸２ｂの反整流子側（図示左側）に形成される太陽歯車３ａと、この太陽歯車３ａと同心に配置されるリング状の内歯車３ｂと、太陽歯車３ａと内歯車３ｂとに噛み合う複数（例えば３個）の遊星歯車３ｃとで構成され、太陽歯車３ａの回転に伴って、遊星歯車３ｃが自転運動と公転運動を行う遊星歯車減速機である。

クラッチ４は、図１に示す様に、減速装置３の遊星歯車３ｃを回転自在に支持する歯車軸３ｄと一体に設けられたアウタ４ａ、このアウタ４ａの内周に相対回転可能に配置されるインナ４ｂ、アウタ４ａとインナ４ｂとの間に配設されるローラ４ｃ等より構成され、このローラ４ｃを介してアウタ４ａからインナ４ｂへ回転トルクを伝達する一方、インナ４ｂからアウタ４ａへのトルク伝達をローラ４ｃが空転することで遮断する一方向クラッチである。

出力軸５は、モータ２の電機子軸２ｂと同一軸線上に配置されて、クラッチ４のインナ４ｂと共に回転可能に設けられ、外周面が軸受１０を介してセンタケース１１に回転自在に支持されている。
出力軸５には、図１に示す様に、外周面に雄ヘリカルスプライン５ａが形成されている。

ピニオン移動体７は、内周面に雌ヘリカルスプラインが形成された円筒孔を有する筒状を呈しており、軸方向前端側の外周にギア歯が形成されたピニオン６となっている。また、ピニオン６の後端側はピニオン６より外径の小さい小径筒部７ａ（嵌合部）となっている。
そして、ピニオン移動体７は、出力軸５の外周にヘリカルスプライン嵌合しており、出力軸５はピニオン移動体７を貫通し、先端がハウジング１６に軸受けされている。すなわち、本実施例のスタータ１はピニオン６の軸方向両側で軸受けされる両持ちタイプである。

また、小径筒部７ａの外周には、リング状のレバー係合部材２０がピニオン移動体７に対して相対回転自在に嵌合している。
レバー係合部材２０は、樹脂により形成されており、小径筒部７ａの外周に嵌合するカラー２１と、カラー２１と一体に樹脂成形されてシフトレバー８の端部が係合するレバー係合部２２とを有する。
カラー２１は、小径筒部７ａが貫通する貫通穴を有するリング部２１ａと、リング部２１ａの外周縁から軸方向後端側へ筒状に延びる筒部２１ｂとを有する。

また、リング部２１ａの軸方向後端側で且つ筒部２１ｂの内側において、小径筒部７ａの外周にスナップリング２５が装着されている。スナップリング２５は、例えば小径筒部７ａの外周に形成された周溝に嵌めこまれ、小径筒部７ａ上でのリング部２１ａの軸方向後端側への移動を規制するストッパとして機能する。なお、スナップリング２５は、図２に示すように、周方向の１箇所に開口２５ａを有し、弾性変形させて開口２５ａを開いてリング内径を大きくして軸に装着する周知の機械要素である。
そして、リング部２１ａの軸方向前端側への移動は、ピニオン６の後端面により規制されている。

電磁スイッチ９は、電磁石の吸引力によってプランジャを駆動する電磁ソレノイド（図示せず）等により構成される周知の構造を有しており、プランジャの動きがジョイント２７を介してシフトレバー８に伝達される。

〔スタータ１の作動〕
次に、スタータ１の作動を説明する。
ユーザにより始動スイッチ（図示せず）が閉操作されると、バッテリより電磁スイッチ９のソレノイドの励磁コイルに通電されて電磁石が形成され、その電磁石に吸引されてプランジャが移動する。
このプランジャの動きがシフトレバー８及びレバー係合部材２０を介してピニオン移動体７に伝達される。これにより、ピニオン移動体７は、ヘリカルスプラインの作用で出力軸上を回転しながら反モータ方向へ押し出され、ピニオン６がリングギヤＧに噛み合わされる。
そして、電磁スイッチ９においてメイン接点が閉じると、バッテリより電力の供給を受けてモータ２にトルクが発生する。モータ２の発生トルクは、減速装置３で増幅された後、クラッチ４を介して出力軸５に伝達され、さらに、出力軸５からピニオン移動体７に伝達されることで、ピニオン移動体７が回転する。これにより、モータ２の発生トルクがピニオン６からリングギヤＧに伝達されて、エンジンをクランキングする。

〔実施例１の特徴及び作用〕
本実施例によれば、レバー係合部材２０は、スナップリング２５と係合してスナップリング２５の回転を所定角度範囲に規制する規制部を有する。
具体的には、スナップリング２５とレバー係合部材２０との間には、径方向に延びる凹凸形状によって係合する凹凸係合部３０が設けられており、この凹凸係合部３０が規制部として機能する。

すなわち、図２（ａ）に示すように、スナップリング２５は、開口２５ａの径方向反対側において径方向外側に突出する凸部３１を有している。また、レバー係合部材２０は、筒部２１ｂの内周面に、凸部３１が係合する凹部３２を有している。本実施例の凹凸係合部３０は、この凸部３１と凹部３２とで構成されている。そして、凸部３１と凹部３２とは、凹部３２内で凸部３１が回転方向に移動できない程度の寸法公差で形成されており、凸部３１の回転方向両端面と凹部３２の回転方向両端面とは、面接触するように形成されている。

スナップリング２５は小径筒部７ａの外周に装着されているため、ピニオン移動体７が回転するとスナップリング２５も共に回転しようとする。
しかし、本実施例では、凹凸係合部３０によりスナップリング２５はレバー係合部材２０に対して静止状態となる。レバー係合部材２０は、ピニオン移動体７と相対回転自在に配されるとともに、シフトレバー８が係合しているため、ピニオン移動体７が回転しても回転しない。
このため、スナップリング２５は、ピニオン移動体７が回転しても、レバー係合部材２０により回転を規制される。

〔実施例１の効果〕
本実施例によれば、レバー係合部材２０のストッパとして機能するスナップリング２５は、ピニオン移動体７が回転しても、レバー係合部材２０により回転を規制される。
このため、スナップリング２５に遠心力が加わりにくくなるため、遠心力によるスナップリング２５の変形は抑制され、スナップリング２５の脱落の虞がなくなる。

また、本実施例では、スナップリング２５の回転規制が凹凸係合部３０によりなされ、回転規制時には、凸部３１の回転方向両端面と凹部３２の回転方向両端面とが面接触する。
これによれば、スナップリング２５の回転規制は面接触によりなされるため、点接触の場合と比べ、磨耗が少なく、耐久性に優れる。

また、本実施例では、凹凸係合部３０をなす凸部３１がスナップリング２５の開口の径方向反対側に設けられている。
例えば、凸部３１がスナップリング２５の開口２５ａから回転方向９０度の位置に設けられている場合、開口２５ａを開いたときに、レバー係合部材２０に対する凸部３１の位置が回転方向に大きく変化してしまう。このため、レバー係合部材２０の凹部３２をある程度大きくしなければ、スナップリング２５の装着作業時に、スナップリング２５とレバー係合部材２０とが干渉してしまう事態が生じる。

これに対し、開口２５ａの径方向反対側の部分は最も開口による変形量が小さい箇所であるため、開口２５ａの径方向反対側に凹凸係合部３０を設けることで、変形による凹凸係合部３０の干渉を気にすることなく、スナップリング２５の組み付けを容易にすることができる。

本実施例では、凹凸係合部３０は回転方向の１箇所のみに設けられている。
これによれば、最低限の規制部でスナップリング２５の回転を止める構造となるため、構造を簡素化でき、製造コストを低減することができる。

〔実施例２〕
実施例２を、実施例１とは異なる点を中心に図２（ｂ）を用いて説明する。
本実施例では、凹凸係合部３０は、回転方向の複数箇所に設けられている。
すなわち、スナップリング２５は、図２（ｂ）に示すように、開口２５ａの径方向反対側に２つの凸部３１を有している。そして、スナップリング２５の開口縁において径方向に突出している突出部２５ｂも１つの凸部３１とみなす。すなわち、３つの凸部３１を有している。ここで、それぞれの凸部３１を第１凸部３１ａ、第２凸部３１ｂ、第３凸部３１ｃと呼ぶ。

また、レバー係合部材２０は、筒部２１ｂの内周面に、凸部３１が係合する凹部３２を有している。すなわち、第１凸部３１ａが係合する第１凹部３２ａ、第２凸部３１ｂが係合する第２凹部３２ｂ、第３凸部３１ｃが係合する第３凹部３２ｃとを有する。

これにより、第１凸部３１ａと第１凹部３２ａとの係合、第２凸部３１ｂとの第２凹部３２ｂとの係合、第３凸部３１ｃとの第３凹部３２ｃとの係合によって、それぞれ凹凸係合部３０が形成されている。
なお、スナップリング２５において、第１凸部３１ａと第２凸部３１ｂとの間の空間（凹部３２）を第４凹部３２ｄとすると、第１凹部３２ａと第２凹部３２ｂとの間の壁部（凸部３１）が第４凹部３２ｄに係合する第４凸部３１ｄとなり、第４凹部３２ｄと第４凸部３１ｄによっても凹凸係合部３０が形成されている。
すなわち、本実施例では合計４箇所に凹凸係合部３０が設けられている。

そして、各凹凸係合部３０において、凹部３２の回転方向における幅が、凸部３１の回転方向における幅よりも大きく、スナップリング２５の所定角度の回転を許容する寸法となっている。
これによれば、ピニオン移動体７の回転時にスナップリング２５は凹凸係合部３０で回転方向への係止がされる所定角度まで連れ回るが、それ以上は回転しない。このため、スナップリング２５に遠心力は加わりにくく、遠心力によるスナップリング２５の変形は抑制され、スナップリング２５の脱落の虞がなくなる。
また、複数個の凹凸係合部３０でスナップリング２５の回転を止めるため、１つ当たりの凹凸係合部３０に加わる負荷が小さくなり、耐久性を向上させることができる。

〔実施例３〕
実施例３を、実施例１とは異なる点を中心に図３を用いて説明する。
本実施例のスタータ１は、片持ちタイプであり、ピニオン移動体７が、出力軸５の外周にスプライン嵌合するチューブ体３４と、チューブ体３４と別体のピニオン６とから構成されており、チューブ体３４が軸受３５を介してハウジング１６に支持されている。
ピニオン移動体７は、軸受３５に支持される位置よりも軸方向前端側にピニオン６を有しており、軸受３５に支持される位置よりも軸方向前端側のチューブ体３４の外周にレバー係合部材２０が取り付けられている。

チューブ体３４は前端部に直スプライン歯が形成されたピニオン摺動部３４ａを有しており、ピニオン摺動部３４ａの外周にピニオン６が軸方向摺動可能に組み付けられている。
また、ピニオン摺動部３４ａの後端側にピニオン摺動部３４ａよりも径大となる段部３４ｂが設けられており、ピニオン６は、段部３４ｂとピニオン６との間に設けられるピニオンスプリング３６によって前端側へ付勢されている。

また、本実施例においても実施例１と同様に、レバー係合部材２０の軸方向後端側への移動はスナップリング２５によって規制されている。なお、レバー係合部材２０の軸方向後端側への移動は、チューブ体３４の外周に形成された鍔部３７によって規制されている。
スナップリング２５とレバー係合部材２０の係合関係は、実施例１と同様である。

〔スタータ１の動作〕
ユーザにより始動スイッチ（図示せず）が閉操作されると、バッテリより電磁スイッチ９のソレノイドの励磁コイルに通電されて電磁石が形成され、その電磁石に吸引されてプランジャが移動する。
このプランジャの動きがシフトレバー８及びレバー係合部材２０を介してピニオン移動体７に伝達される。これにより、ピニオン移動体７は、ヘリカルスプラインの作用で出力軸上を回転しながら反モータ方向へ押し出される。この時、ピニオン６がリングギヤＧに噛み合わず、ピニオン６の端面がリングギヤＧの端面に当接すると、ピニオン６の移動は停止し、ピニオンスプリング３６を押し縮めながらチューブ体３４のみ押し出される。

この後、プランジャが更に移動してメイン接点が閉じると、バッテリより電力の供給を受けてモータ２にトルクが発生する。モータ２の発生トルクは、減速装置３で増幅された後、クラッチ４を介して出力軸５に伝達され、さらに、出力軸５からチューブ体３４に伝達されることで、チューブ体３４が回転する。チューブ体３４の回転により、ピニオン６がリングギヤＧと噛み合い可能な位置まで回転すると、チューブ体３４が押し出され、さらに、ピニオンスプリング３６の反力でピニオン６が押し出されることで、ピニオン６とリングギヤＧとの噛み合いが成立する。これにより、モータ２の発生トルクがピニオン６からリングギヤＧに伝達されて、エンジンをクランキングする。

〔変形例〕
実施例１〜３では、レバー係合部材２０の軸方向後端側への移動を規制するためにスナップリング２５を用いたが、軸方向前端側への移動を規制するためにもスナップリング２５を用いてもよい。

また、レバー係合部材２０の軸方向移動を規制するためのストッパとしてスナップリング２５を用いたが、スナップリングに限らず、周方向の１箇所に開口を有するリング状を呈し、弾性を利用して組み付けるタイプの要素であればよく、例えば、Ｅリングを用いてもよい。

また、図４（ａ）に示すように、スナップリング２５の開口２５ａに係合する径方向に延びる凸部３１をレバー係合部材２０に設けることで凹凸係合部３０を構成してもよい。
また、図４（ｂ）に示すように、突出部２５ｂの回転方向における一方の端面２５ｘと他方の端面２５ｙとをそれぞれ係止する係止面３９ｘ、３９ｙをレバー係合部材２０に設けることで、スナップリング２５の回転を規制してもよい。

また、スナップリング２５とレバー係合部材２０とを周方向の少なくとも１箇所で軸方向に凹凸係合させることによりスナップリング２５の回転を規制してもよい。すなわち、例えば、図５に示すように、スナップリング２５に軸方向に延びる凸部４０を設け、レバー係合部材２０に凸部４０が嵌合可能な凹部４１を設け、スナップリング２５とレバー係合部材２０とを軸方向に凹凸係合させてもよい。なお、凹部４１は貫通穴でもよい。また、レバー係合部材２０に凸部４０を設け、スナップリング２５に凹部４１を設けてもよい。

１ スタータ
２ モータ
５ 出力軸
６ ピニオン
７ ピニオン移動体
７ａ 小径筒部（嵌合部）
８ シフトレバー
２０ レバー係合部材
２５ スナップリング（ストッパ）
２５ａ 開口
３０ 凹凸係合部

Claims (6)

1. トルクを発生するモータと、
   このモータの回転軸と同一軸線上に配置されて、前記モータの駆動トルクが伝達される出力軸と、
   前記出力軸とともに回転するピニオンを有するとともに、前記出力軸の外周に装着され、前記出力軸に対して軸方向に摺動自在に支持されるピニオン移動体と、
   電磁石の吸引力によりシフトレバーを駆動し、このシフトレバーを介して、前記ピニオン移動体を前記出力軸に対して反モータ方向へ押し出す電磁ソレノイドと、
   前記ピニオン移動体の外周に相対回転自在に嵌合し、前記シフトレバーが係合するレバー係合部材と、
   前記レバー係合部材の前記ピニオン移動体に対する軸方向への移動を規制するストッパとを備えるスタータであって、
   前記レバー係合部材は樹脂により形成されており、
   前記ピニオン移動体は外周に前記レバー係合部材が嵌合する嵌合部を有し、
   前記ストッパは、周方向の１箇所に開口を有するリング状を呈し、前記開口が広がるように弾性変形させながら前記嵌合部に装着されており、
   前記レバー係合部材と前記ストッパとの間には、互いの係合により、前記ストッパの回転を所定角度範囲に規制し、遠心力による前記開口の拡開を抑制する規制部が設けられていることを特徴とするスタータ。
2. 請求項１に記載のスタータにおいて、
   前記規制部は、前記ストッパの回転を規制することを特徴とするスタータ。
3. 請求項１または２に記載のスタータにおいて、
   前記ストッパと前記レバー係合部材との間には、径方向に延びる凹凸形状によって前記ストッパと前記レバー係合部材とが係合する凹凸係合部が設けられており、
   前記凹凸係合部が、前記規制部として機能し、前記ストッパと前記レバー係合部材とが回転方向に面接触可能に形成されていることを特徴とするスタータ。
4. 請求項３に記載のスタータにおいて、
   前記凹凸係合部は、前記ストッパの前記開口の径方向反対側に設けられていることを特徴とするスタータ。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載のスタータにおいて、
   前記規制部は、回転方向の１箇所のみに設けられていることを特徴とするスタータ。
6. 請求項１〜４のいずれか１つに記載のスタータにおいて、
   前記規制部は、回転方向の複数箇所に設けられていることを特徴とするスタータ。

Images