JP6012793B2 - エンジン始動装置 - Google Patents

Description

この発明は、エンジン始動装置に関するものである。

従来のエンジン始動装置においては、ピニオンがブラケットの外側に別部品として組立てられる、いわゆるオーバーハングタイプの始動装置、あるいは特許文献1のように、ピニオンと円筒部材が別部品となったタイプのもので、ピニオンの内周部と円筒部材の外周部に同数のセレーションを設置し、組立時において円筒部材にピニオンバネ、ピニオン、ストッパを順次挿入しリングを溝に嵌め込んだ後、ストッパをリングに圧入固定することでピニオンストッパを設定している始動装置が提案されている。

特開２００６−１６１５９０号公報

上記の従来エンジン始動装置では、ピニオンを組付けた後にピニオンが外れないようにするためには、ストッパリングのような部品を追加して組立てる必要がある。また、このストッパリングは、例えば始動装置をエンジン取付け時にリングギヤに当てるとストッパリングが外れ、その結果ピニオンが外れてしまいエンジンの始動ができなくなり、最悪の場合には、ピニオンがエンジンルーム内で脱落してしまい、エンジンルーム内の異物となるのでこれを取り除くためにエンジンを分解する必要があるという問題があった。
この発明は、係る問題を解決するためになされたものであり、部品点数を減らすことにより組立を容易化し、またエンジンへの取付け時の接触およびピニオンの衝突によりストッパが外れてしまうという懸念に対する信頼性を向上させることを特徴とするエンジン始動装置である。

この発明に係わるエンジン始動装置は、スタータモータの出力軸に軸方向に移動自在に組み付けられ、リヤ側に、スプライン結合部と一方向クラッチ部が配置され、フロント側に、リングギヤとの噛合時に前記スタータモータの回転力が伝達されるピニオンが配置された円筒状移動体を備えたエンジン始動装置であって、前記ピニオンの内周部と前記円筒状移動体の外周部とに、互いに嵌合し前記ピニオンと前記円筒状移動体とを連結する直線状のセレーション部をそれぞれ設け、前記円筒状移動体のセレーション部は、前記ピニオンのセレーション部を前記円筒状移動体内へ移動させるピニオン挿入用貫通溝と、前記ピニオンのセレーション部を嵌合連結させる非貫通のピニオンストッパ用溝とによって構成され、前記ピニオン挿入用貫通溝と前記ピニオンストッパ用溝は、周方向に等間隔に且つ交互に形成されると共に前記ピニオンのセレーション部の歯数は、前記円筒状移動体のセレーション部の歯数に対して半分に設定され、前記円筒状移動体のリングギヤ側端部に設けた段部とピニオンに設けた段部間には、前記ピニオンのセレーション部を前記ピニオンストッパ用溝の溝内端部方向に付勢する弾性部材が張架され、前記ピニオンのセレーション部を前記ピニオンストッパ用溝に嵌合させることによって前記ピニオンと前記円筒状移動体とを連結状態とすると共に前記ピニオンストッパ用溝の溝内端部には、前記弾性部材の付勢で前記ピニオンのセレーション部を当接させることによって前記ピニオンのリングギヤ側への軸方向の移動を規制するストッパ部を構成したものである。

この発明のエンジン始動装置によれば、従来、ピニオン前方に設置されていたストッパリングを廃止することができ、部品点数の削減および全長を短縮することができる。また、従来の別部品となっているストッパに対して、円筒状移動体のセレーション部に設けた第２溝部をストッパとすることにより、エンジン取付け時の接触およびピニオンの衝突に強く、ピニオンの衝突によりストッパが外れてしまうというミスを無くし信頼性の高い構造とすることができる。

この発明の実施の形態１におけるエンジン始動装置の断面図である。 この発明の要部であるピニオンの断面図である。 この発明の実施の形態１におけるエンジン始動装置のピニオンの変形例を示す断面図である。 この発明の実施の形態１及び２おける円筒状移動体とピニオンの組付け工程を示す説明図である。 この発明の実施の形態２におけるエンジン始動装置の断面図である。

以下、図面に基づいて、この発明の各実施の形態を説明する。
なお、各図間において、同一符号は同一あるいは相当部分を示す。

実施の形態１．
図１、２及び４に基づいて実施の形態１に係るエンジン始動装置を説明する。
図１はエンジン始動装置の全体を示す断面図で、図２はこの発明の要部であるオーバーハングタイプピニオンの概略を示す断面図である。

エンジン始動装置１００は、次の部材で構成されている。
図１、２において、エンジン始動装置１００は、電力を供給するとトルクを発生するスタータモータ９と、このスタータモータ９の回転力が伝達される出力軸８と、この出力軸８を介し回転力が伝達されエンジンにリンクしたリングギヤ３と噛合してエンジンへ回転力を伝達するピニオン１７と、スタータモータ９への電力供給のオンオフを切り替える電磁スイッチ１２と、この電磁スイッチ１２内のソレノイドコイル１１に通電することで磁化され往復動するプランジャ１０と、このプランジャ１０に取り付けられたフック１３の移動によりスタータモータ９への電力供給のオンオフを切り替えると同時に揺動するレバーを有する押し出し機構4と、この押し出し機構４に対し電磁スイッチ１２の反対側にあってリングギヤ３に噛合うとピニオン１７とリングギヤ側からのトルクを遮断する一方向クラッチ部５と、出力軸８に対し軸方向に移動自在に組み付けられた円筒状移動体１８０と、この円筒状移動体１８０の主要部である円筒体部１８の後方に配置され、減速トルクを伝達する遊星ギヤ6とインターナルギヤ7からなる減速機構部６７と、出力軸8に設けられた後述のヘリカルスプライン結合部６８と、互いに嵌合しピニオン１７と円筒体部１８とを連結する後述のセレーション部Ｓと、円筒状移動体１８０の軸方向への移動を規制するストッパ２とによって構成されている。

なお、ストッパ２は、出力軸８上に嵌め込まれており、円筒状移動体１８０をリングギヤ側から出力軸８へ挿入組み立てた後に組み付けられ、円筒状移動体１８０を出力軸８上にとどめておく組み付け後の抜け防止の機能を有している。

なお、円筒体部１８の段部とピニオン１７の段部間には、バネなどの弾性部材（ピニオンバネ）１６が張架されている。また、リングギヤ３と適宜噛合するピニオン１７は、円筒体部１８のフロント側端部に配置されたオーバーハングタイプピニオンである。

次にヘリカルスプライン結合部６８と一方向クラッチ部５について説明する。
ヘリカルスプライン結合部６８は、ヘリカルスプライン（歯車）を有しクラッチアウター機能を備えたスラストスプライン１４及びヘリカルスプライン（歯車）を有する出力軸８とによって構成され、更に一方向クラッチ部５は、スラストスプライン１４と円筒体部１８との間に構成された楔形状のローラ１５及び図示しないスプリングとによって構成され、一方向クラッチとして機能する。

次に、図２に基づいてオーバーハングタイプピニオンと、そのセレーション部Ｓについて説明する。
まず、セレーション部Ｓは、円筒体部１８のフロント側外端部に配置されたピニオン１７の内周部、及び円筒体部１８のフロント側端部外周部に、互いに嵌合する直線状のピニオンセレーション部１７ａｂと円筒体部セレーション部１９とをそれぞれ設けることによって構成されている。
円筒体部セレーション部１９は、第１溝部（ピニオン挿入用貫通溝）１９ａと非貫通の第２溝部（ピニオンストッパ用溝）１９ｂとによって構成されている。
また、第１溝部１９ａは、ピニオン１７の組付け時に、ピニオンセレーション部１７ａｂを円筒体部１８内に挿入移動させるものである。
第２溝部１９ｂは、ピニオンセレーション部１７ａｂの円筒体部１８内への移動後に、後述のようにピニオン１７と円筒体部１８とを嵌合連結させると共にピニオン１７のストッパ（ピニオン１７の軸方向の移動を規制）として機能するものである。
また、第１溝部１９ａと第２溝部１９ｂは、平行して設けられ周方向に等間隔且つ交互に形成されている。

したがって、ピニオンセレーション部１７ａｂは、円筒体部セレーション部１９と嵌合することで、円筒状移動体１８０からのトルクをピニオン１７に伝える。
また、この時、ピニオンセレーション部１７ａｂは、弾性部材１６のバネ圧で第２溝部１９ｂの溝内端部に当接するのでピニオン１７の、リングギヤ側への軸方向移動が規制され、第２溝部１９ｂは、ピニオン１７のストッパとして機能する。

なお、この実施の形態１では、円筒体部１８とピニオン１７とが嵌合する際に、円筒体部セレーション部１９（１９ａ、１９ｂ）とピニオンセレーション部１７ａｂとは、位相を合わせたギヤ諸元によるセレーション形状となっている。
また、ピニオンセレーション部１７ａｂと円筒体部セレーション部１９の歯数は、円筒体部セレーション部１９の歯数に対してピニオンセレーション部１７ａｂの歯数を半分に設定しているので、すべて歯が噛み合っておらずピニオン１７の内周側のギヤ形状は、円筒体部１８の外周部に対して間隔をあけて噛み合った１歯飛ばしの隔歯形状となっており、嵌合するピニオン１７のセレーション形状は、第１溝部１９ａと第２溝部１９ｂとにそれぞれ対応したギヤ形状となっている。

次に、図４に基づいてピニオン１７の円筒状移動体１８０への組付け工程の手順を説明する。
（１）まず、円筒状移動体１８０をフロント側へ移動させた状態で、ピニオン１７すなわちピニオンセレーション部１７ａｂを第１溝部１９ａに嵌合させ弾性部材１６を撓ませながら円筒体部１８内の奥まで挿入する。この時、ピニオン１７と第１溝部１９ａが軸方向に対してラップしない（嵌合が外れる）ように設計されている（図４Ａ参照)。
（２）第１溝部１９ａに対するピニオンセレーション部１７ａｂのラップ（嵌合）が外れた時点で、ピニオン１７を円筒体部セレーション部１９のギヤ諸元に対して１歯分周方向に回転させ、ピニオン１７の軸方向を規制する第２溝部１９ｂに組付ける。すなわち、ピニオンセレーション部１７ａｂが第２溝部１９ｂに嵌合するよう第１溝部１９ａを周方向に相対的に１溝分ずらせてから、円筒体部１８内の奥まで挿入されたピニオン１７を外側へ戻し、ピニオンセレーション部１７ａｂを第２溝部１９ｂに嵌合させると共にフロント側方向に移動させることにより、ピニオン１７と円筒状移動体１８０とが連結される。（図４Ｂから図４Ｃ参照）。
（３）最後に、第２溝部１９ｂの溝内端部に、ピニオンセレーション部１７ａｂを当接させることによって連結を完了する。このようにしてピニオン１７をフロント側方向に移動させた後、リヤ方向への軸方向移動を規制（ピニオン１７が反リングギヤ側へ移動する距離を規制）する止めリング２０を取り付ける。この時、ピニオン１７と第２溝部１９ｂが軸方向に対してラップ（嵌合）するように止めリング２０の位置は設計される（図４Ｃ参照）。
このようにして円筒状移動体１８０を通常の位置に戻すことにより組付けを完了する。また、このような構造にすることで、部品点数を減らし、比較的容易に組立てることができる。

また、弾性部材１６は、そのバネ荷重をピニオン１７がリングギヤ３と当接した際の荷重より高くする、もしくは当接の際バネが全圧長（弾性部材が全圧縮された時の弾性部材の長さ）とならないようなバネ荷重に設計することによって、ピニオン１７と第２溝部１９ｂが軸方向に対してラップ（嵌合）する状態を保つことができ、その場合にはリヤ方向への移動を規制する止めリング２０を廃止することも可能となる。

すなわち、上記のように、弾性部材１６のバネ荷重が全圧長になる前にピニオン１７の移動が規制されるよう設定された場合、又はピニオン部端面から受ける荷重と弾性部材１６によりピニオン１７へ加わるリングギヤ側への荷重が、弾性部材１６の全圧長になる前に釣り合うようにバネ荷重が設定された場合には、ピニオン１７が、エンジンのリングギヤ方向に飛び出し且つピニオン１７がリングギヤ３と噛合わず両端面が接触（ピニオン端面がリングギヤ端面に当接）して弾性部材１６を押し縮める状態（撓ませる状態）になっても、すなわち当該弾性部材を押し縮めながらピニオン１７が見掛け上、反リングギヤ側へ移動した場合でもバネが全圧長にならないので、セレーション部Ｓの嵌合が外れることがない。したがって、ピニオンセレーション部１７ａｂは、第２溝部１９ｂに嵌合したままの状態が維持され、止めリング２０によって嵌合状態を保つ必要がなくなって、図３のようにリヤ方向への移動を規制する止めリング２０を廃止することが可能となり、さらに部品点数減が図られるため組立てが容易となる。

実施の形態２．
図５に基づいて実施の形態２に係るエンジン始動装置を説明する。
実施の形態１では、オーバーハングタイプのスタータ装置について説明したが、ピニオン１７と円筒状移動体１８０が別部品となっているような始動装置であれば、図５に示すようなフロントノーズタイプ、すなわち出力軸８上のヘリカルスプラインを介してピニオン１７が軸方向に移動し、且つ出力軸８の先端を、ピニオン１７前方のフロントブラケット１に配置したフロント軸受１ａによって支持するようにしたフロントノーズタイプのスタータ装置においても、次のように同様の効果が得られる。
なお、上記以外の構成は、実施の形態１と同様のため説明を省略する。

以下実施の形態１で説明した図４を援用して組付け工程を説明する。
（１）円筒体部セレーション部１９にピニオン１７を挿入するための第１溝部１９ａにピニオン１７を、弾性部材１６を撓ませて奥まで挿入する。この時、ピニオン１７と第１溝部１９ａが軸方向に対してラップ（嵌合）しないように設計されている（図４Ａ参照）。（２）ピニオン１７を円筒体部セレーション部１９のギヤ諸元に対して1歯分周方向に回転させ、ピニオン１７の軸方向を規制する第２溝部１９ｂに組付ける（図４Ｂ参照)。
（３）ピニオン１７をフロント方向に移動させ、リヤ方向への移動を規制する止めリング２０を取り付ける。この時、ピニオン１７と第２溝部１９ｂが軸方向に対してラップ（嵌合）するように止めリング２０の位置は設計される（図４Ｃ参照）。
そして、円筒状移動体１８０を通常の位置に戻して組付けを完了する。このような構造にすることで、部品点数を減らし、比較的容易に組立てることができる。

また、弾性部材１６は、そのバネ荷重をピニオン１７がリングギヤ３と当接した際の荷重より高くする、もしくは当接の際バネが全圧長とならないようなバネ荷重に設計することによって、ピニオン１７と第２溝部１９ｂが軸方向に対してラップ（嵌合）する状態を保つことができ、その場合にはリヤ方向への移動を規制する止めリング２０を廃止することも可能となる。

すなわち、上記のように、弾性部材１６のバネ荷重が全圧長になる前にピニオン１７の移動が規制されるよう設定された場合、又はピニオン部端面から受ける荷重と弾性部材１６によりピニオン１７へ加わるリングギヤ側への荷重が、弾性部材１６の全圧長になる前に釣り合うようにバネ荷重が設定された場合には、ピニオン１７が、エンジンのリングギヤ方向に飛び出し且つピニオン１７がリングギヤ３と噛合わず両端面が接触（ピニオン端面がリングギヤ端面に当接）して弾性部材１６を押し縮める状態（撓ませる状態）になっても、すなわち当該弾性部材を押し縮めながら、ピニオン１７が見掛け上、反リングギヤ側へ移動した場合でもバネが全圧長にならないので、セレーション部Ｓの嵌合が外れることがない。したがって、ピニオンセレーション部１７ａｂは、第２溝部１９ｂに嵌合したままの状態が維持され、止めリング２０によって嵌合状態を保つ必要がなくなって、図３のようにリヤ方向への移動を規制する止めリング２０を廃止することが可能となり、さらに部品点数減が図られるため組立てが容易となる。

なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

２：ストッパ、 ３：リングギヤ、 ５：一方向クラッチ部、 ７：インターナルギヤ、
８：出力軸、 ９：スタータモータ、 １４：スラストスプライン、 １５：ローラ、
１６：弾性部材、 １７：ピニオン、 １７ａｂ：ピニオンセレーション部、
１８：円筒体部、 １８０：円筒状移動体、 １９：円筒体部セレーション部、
１９ａ：第１溝部（ピニオン挿入用溝）、１９ｂ：第２溝部（ピニオンストッパ用溝）、
２０：止めリング、 ６７：減速機構部、 ６８：ヘリカルスプライン結合部、
Ｓ：セレーション部

Claims (3)

1. スタータモータの出力軸に軸方向に移動自在に組み付けられ、リヤ側に、スプライン結合部と一方向クラッチ部が配置され、フロント側に、リングギヤとの噛合時に前記スタータモータの回転力が伝達されるピニオンが配置された円筒状移動体を備えたエンジン始動装置であって、前記ピニオンの内周部と前記円筒状移動体の外周部とに、互いに嵌合し前記ピニオンと前記円筒状移動体とを連結する直線状のセレーション部をそれぞれ設け、前記円筒状移動体のセレーション部は、前記ピニオンのセレーション部を前記円筒状移動体内へ移動させるピニオン挿入用貫通溝と、前記ピニオンのセレーション部を嵌合連結させる非貫通のピニオンストッパ用溝とによって構成され、前記ピニオン挿入用貫通溝と前記ピニオンストッパ用溝は、周方向に等間隔に且つ交互に形成されると共に前記ピニオンのセレーション部の歯数は、前記円筒状移動体のセレーション部の歯数に対して半分に設定され、前記円筒状移動体のリングギヤ側端部に設けた段部とピニオンに設けた段部間には、前記ピニオンのセレーション部を前記ピニオンストッパ用溝の溝内端部方向に付勢する弾性部材が張架され、前記ピニオンのセレーション部を前記ピニオンストッパ用溝に嵌合させることによって前記ピニオンと前記円筒状移動体とを連結状態とすると共に前記ピニオンストッパ用溝の溝内端部には、前記弾性部材の付勢で前記ピニオンのセレーション部を当接させることによって前記ピニオンのリングギヤ側への軸方向の移動を規制するストッパ部を構成したことを特徴とするエンジン始動装置。
2. 前記弾性部材は、エンジン始動時ピニオンがエンジンのリングギヤ方向に飛び出し且つリングギヤと噛合せずピニオン端面がリングギヤ端面に当接して当該弾性部材を押し縮めながら反リングギヤ側へ移動した場合に、当該弾性部材のバネ荷重が全圧長になる前に前記ピニオンの移動が規制されるよう設定され、前記セレーション部の嵌合が外れないようにしたことを特徴とする請求項１に記載のエンジン始動装置。
3. 前記弾性部材は、エンジン始動時ピニオンがエンジンのリングギヤ方向に飛び出し且つリングギヤと噛合せずピニオン端面がリングギヤ端面に当接して当該弾性部材を押し縮めながら反リングギヤ側へ移動した場合に、ピニオン部端面から受ける荷重と前記弾性部材によりピニオン部へ加わるリングギヤ側への荷重が、弾性部材の全圧長になる前に釣り合うようにバネ荷重が設定され、前記セレーション部の嵌合が外れないようにしたことを特徴とする請求項１に記載のエンジン始動装置。

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