JPH06100169B2

JPH06100169B2 - ピニオンシフト装置

Info

Publication number: JPH06100169B2
Application number: JP63321565A
Authority: JP
Inventors: 瞭森下; 啓一古西
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-12-19
Filing date: 1988-12-19
Publication date: 1994-12-12
Anticipated expiration: 2009-12-12
Also published as: DE68901861D1; EP0375378A1; KR900010217A; EP0375378B1; KR920006229B1; DE68901861T2; JPH02169870A; US5038626A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はピニオンシフト装置に関し、更に詳細には例え
ば自動車のエンジンを始動する始動装置において機関の
リングギヤに駆動力を伝達するとピニオンを摺動させる
シフト装置に関する。

（従来の技術）従来、自動車の内燃機関を始動させる始動電動機には、
第５図に示されるようなものがあり、このような始動電
動機は既によく知られている。

第５図に示される従来の始動電動機１は、直流電動機２
と、この直流電動機２のアマチュアから軸方向前方（第
５図で見て右側）に伸長する電機子回転軸の伸長部（以
下出力回転軸と称す）2aに摺動可能に嵌装されたピニオ
ン移動体３と直流電動機２の側部に配置された電磁スイ
ッチ装置４と、ピニオン移動体３を摺動させるシフトレ
バー５とから主に構成されている。

電磁スイッチ装置４は、一端に壁6aを有する筒状のケー
ス６を備え、該ケース６内には外周凹部に励磁コイル７
を巻装した筒状のボビン８が配置されている。このボビ
８の内部にはスリーブ９が嵌合され、該スリーブ９の前
端はケース６における壁6aの中心開口に嵌合し前方へ開
放されている。このスリーブ９内には前端側に可動なプ
ランジャ10が配置され、且つ後端側に固定鉄心11がプラ
ンジャ10に対峙して配置されている。プランジャ10と固
定鉄心11との間には復帰用のスプリング12が配置され、
励磁コイル７への非通電時にはプランジャ10を元の位置
に復帰させる。

固定鉄心11の中心部には貫通孔が形成され、該貫通孔に
はロッド13が一端をプランジャ10側に所定長さ突出させ
て摺動可能に嵌挿され、且つ他端には可動接点14が支持
されている。また、スリーブ９内を固定鉄心11に向って
吸引移動するプランジャ10には、軸方向外方に向って開
口した凹部10aが形成され、該凹部10aには後端にフラン
ジ部15aを形成したピストン状のフック15が摺動可能に
配置されている。このフック15は凹部10aの開口端を閉
塞するホルダ16の中心孔を通って外部に突出し、その突
出端にはシフトレバー５の上端5aか係合されている。プ
ランジャ10の凹部10a内においてホルダ16とフック15の
フランジ部15aとの間には円筒状コイルバネからなる押
圧スプリング17が配設されている。

なお、符号18は樹脂製のキャップ、19は該キャップ18に
設けられた端子ボルトで、内側の端部が可動接点14に接
触する固定接点19aとされている。

他方、ピニオン移動体３は、オーバランニングクラッチ
装置20と、このクラッチ装置20のクラッチインナに一体
的に形成されたピニオン21とによって構成されている。
クラッチアウタにはその後部に筒状部22が一体に形成さ
れ、この筒状部20の内周面には出力回転軸2a外周部に形
成されたヘリカルスプラインに噛合うスプラインが形成
されている。この筒状部20の外周にはレバー係止装置23
が設けられ、シフトレバー５のフォーク状下端部5bが係
止されている。このレバー係止装置23は筒状の固定係止
環24と可動係止環25とからなり、固定係止環24は径方向
内方へ張り出した前端フランジ部24aと径方向外方へ張
り出した後端フランジ部即ち鍔部24bとを有している。
固定係止環24の前端フランジ部24aは筒状部20に嵌合さ
れ、止め輪によりクラッチアウタの後壁に密着して固定
されている。また、可動係止環25は固定係止環24の外周
部に摺動可能に嵌合され、前端のみが径方向外方へ立ち
上ってフランジ部即ち鍔部25aとされている。この鍔部2
5aとクラッチアウタの後壁との間には円板状のコニカル
スプリングワッシャ26が配置されている。シフトレバー
５のフォーク状下端部5bはレバー係止装置23の各係止環
における鍔部24bと鍔部25aとによって形成される周方向
溝部に、跨ぐように配置され、その前後方向において両
鍔部24b,25aに係止する。

次に、前述した従来のスタータ装置における動作を簡単
に説明する。

車輌のキースイッチがオンされると、電磁スイッチ装置
４の励磁コイル７に通電されて磁力が発生し、プランジ
ャ10が鉄心11に向って吸引される。このプランジャ10の
移動に伴ってシフトレバー５が回動され、ピニオン移動
体３が出力回転軸2a上を摺動される。その際、ピニオン
21が機関のリングギヤの側面に当接すると、シフトレバ
ー５の回動は停止し、他方プランジャ10は吸引され続け
て移動することから押圧スプリング17が圧縮される。こ
の押圧スプリング17の圧縮によるエネルギーはシフトレ
バー５を介してピニオン21を機関のリングギヤに押圧す
る力となる。

そして、プランジャ10が固定鉄心11に当接することによ
って押し込まれるロッド13の移動によって可動接点14が
固定接点19aに接触し、これにより直流電動機２の電源
が入る。その結果、出力回転軸2aが回転し、その回転力
はオーバランニングクラッチ装置20を介してピニオン21
に伝達される。このようにして、ピニオン21が回転し始
めた途端に機関のリングギヤに噛合い、押圧スプリング
17の押圧力によってピニオン21は全移動（ピニオン21の
前端がストッパー27に当接して停止する噛合い位置まで
の摺動）すると共に、押圧スプリング17は、フック15が
プランジャ10の凹部10a奥壁に当接した時点で可動係止
環25を移動させてコニカルスプリングワッシャ26を撓ま
せる押圧力をシフトレバー５を介して付与する。このよ
うにして撓ませられたコニカルスプリングワッシャ26は
スタータ装置１の動作中ピニオン移動体３をストッパー
27に押し付けておく作用をしている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、従来のスタータ装置では、シフトレバー
５の下端部5bの摩耗、ストッパー27又はストッパーリン
グ28の摩耗、或いは該ストッパーリング28が装着される
溝の摩耗などによりコニカルスプリングワッシャ26が作
用しなくなり（撓まなくなり）、ピニオン移動体３をス
トッパー27に押し付けておくことができなくなる。

ピニオン移動体３をストッパー27に押し付けられなくな
るということは、動作中にシフトレバー５の下端部5bと
ストッパー27との間でピニオン移動体３が軸方向に自由
に動くことを意味し、その結果ピニオン移動体３は、ピ
ニオン21からリングギヤを回転力を付与する時にはヘリ
カルスプラインの作用でストッパー27側へ動き、また機
関の回転変動により逆に機関側からピニオン21へ回転力
が付与されるときには、シフトレバー下端部5b側へ動
く。そのため、スタータ装置１の動作中、ピニオン移動
体３が前後に激しく動き、異音の発生と共に各部に大き
な衝撃を与え、しかもリングギヤとピニオンとの歯形の
接触が連続的にならずに断続的となり、早期にピニオン
又はリングギヤの歯が損傷したり或いは各部に損傷を与
えるという問題があった。

本発明の目的は、かかる従来の問題点を解決するために
なされたもので、ピニオン移動体のストッパーへの押し
付け寿命を長くさせて該ピニオン移動体の早期のガタ付
きを防止したピニオンシフト装置を提供することにあ
る。

（課題を解決するための手段）本発明のピニオンシフト装置は、第１に、電磁力により
吸引されるプランジャにより押圧スプリングを介して軸
線方向に引張されるフックを有する電磁スイッチ装置
と、一端が前記フックに係合され且つ他端が支持軸上を
摺動可能に嵌装され、被動のギャに係脱するピニオンを
備えるピニオン移動体に摺動力を付与するシフトレバー
とを含み、前記プランジャの固定鉄心への吸引によって
移動した前記ピニオンか前記被動ギヤへの噛合い位置で
あるストッパー当接位置にあるときの前記フックの停止
位置において前記プランジャによる前記フックの引張可
能空隙を設けたことを特徴とする。

また、本発明のピニオンシフト装置は、第２に、前述し
た第１の特徴に加えて前記ピニオン移動体が前記ピニオ
ンの前記被動ギヤとの噛合い位置てあるストッパー当接
位置にあるときの前記押圧スプリングの撓み状態下でそ
の押圧力によって前記シフトレバーを介して撓ませられ
る弾性部材を前記シフトレバーと前記ピニオン移動体と
の係止部に配置したことを特徴とする。

更に、本発明のピニオンシフト装置は、第３に、前述し
た第１の特徴に加えて前記押圧スプリングが並列に２つ
設けられ、前記ピニオンと前記被動ギヤとの当接時には
前記２つの押圧スプリングが作用して前記ピニオンを前
記被動ギヤに押圧し、前記ピニオンの前記被動ギヤへの
噛合い位置であるストッパー当接位置にあるときは１つ
の前記押圧スプリングのみが作用することを特徴とす
る。

（作用）本発明のピニオンシフト装置によると、プランジャの吸
引移動によりシフトレバーが回動するとピニオン移動体
は最終的にはストッパーに当接して停止する。しかし、
プランジャ凹部内におていフックの後方向にはまだ移動
できる空間があるため、押圧スプリングが撓んだままの
状態となる。換言すれば、この押圧スプリングはシフト
レバーを介してピニオン移動体を依然として前方（スト
ッパー方向）へ移動させようとする押圧力を付与し続け
ることとなる。

また、弾性部材をシフトレバーとピニオン移動体との係
止部に配置したピニオンシフト装置の場合には、プラン
ジャ凹部内においてフックが後方向にまだ移動できる状
態（すなわち押圧スプリングが撓んだままの状態）でこ
の弾性部材も撓ませられるため、ピニオン移動体をスト
ッパーに押し付けておくことのできる寿命がフックのプ
ランジャ凹部内での後方空隙距離だけではなく弾性部材
の撓みが消滅するまでとなり、その時間が非常に延長す
ることとなる。

更に、プランジャ凹部内でフックに引張力を付与する押
圧スプリングを並列に２つ配置したピニオンシフト装置
の場合には、ピニオンが機関のリングギヤに当接したと
きにこれら２つの押圧スプリングで押圧力をピニオン移
動体に作用させ、電動機の回転によってピニオンがリン
グギヤに噛合う（上記押圧力によってピニオンが噛合い
位置に移動される）と、その後は１つの押圧スプリング
のみでピニオン移動体をストッパーに押し付ける。

（実施例）以下、本発明のピニオンシフト装置を添付図面に示され
た実施例について更に詳細に説明する。

第１図には本発明の第１の実施例に係るピニオンシフト
装置30を用いたスタータ装置31が示されている。このス
タータ装置31を示す第１図において、第５図に示された
従来のスタータ装置１の構成部分と同様な部分は同じ参
照符号を付して詳細な説明を省略する。

第１図に示されるスタータ装置31では、ピニオン移動体
３を摺動させるピニオンシフト装置30を備え、該シフト
装置30は電磁スイッチ装置32を有している。この電磁ス
イッチ装置32は、プランジャ10の凹部10a内に配置され
たフック33が第５図に示された従来のフック15よりその
全長を短かくして構成されている。その結果、プランジ
ャ10が吸引されて固定鉄心11に当接し、これに伴ってピ
ニオン移動体３がストッパー27に当接する最終飛出し位
置に摺動させられた時、可動係止環25をl₁だけ押し込ん
でコニカルスプリングワッシャ26を撓ませた状態でなお
プランジャ10の凹部10a内においてフック33の後方（凹
部10aの奥壁側）にはフック33が移動でき得る長さl₂の
空隙34が形成されることとなる。

次に、本実施例のピニオンシフト装置30と共にこれを適
用したスタータ装置31の動作を第２図（ａ）〜第２図
（ｄ）を参照して説明する。

車輌のキースイッチがオンされると、電磁スイッチ装置
32の励磁コイル７に通電されて磁力が発生し、プランジ
ャ10が固定鉄心11に向って吸引される。このプランジャ
10の移動に伴ってシフトレバー５の上端部5aが引っ張ら
れ、これによりシフトレバー５は揺動支点部5cを中心と
して回動し、逆方向に移動する下端部5bに係止したピニ
オン移動体３が出力回転軸2a上を摺動され、そのピニオ
ン21の端面が機関のリングギヤ35の端面に当接する。こ
こまでの動作におけるピニオンシフト装置30の状態は第
２図（ａ）および第２図（ｂ）に概略的に示されてい
る。

そして、ピニオン21がリングギヤ35に当接した後もプラ
ンジャ10は吸引され続けるが、しかしシフトレバー５の
揺動は生じないため、プランジャ10はシフトレバー５の
上端部5aと係合しているフック33を残したまま押圧スプ
リング17を圧縮しながら固定鉄心11に向って移動し、ロ
ッド13を押し込んでこれに支持された可動接点14が固定
接点19aに接触する（第２図（ｃ））。この押圧スプリ
ング17の圧縮によるエネルギーはシフトレバー５を介し
てピニオン21をリングギヤ35に押し付ける力となるもの
であるが、その際可動係止環25を押し込んで（押し込み
距離l₁）コニカルスプリングワッシャ26を撓ませる。従
って、僅かであるがその分だけシフトレバー５は揺動す
る。

このようにして可動接点14と固定接点19aとが接触する
と、直流電動機２が起動され、オーバランニングクラッ
チ装置20を介してピニオン21にその回転が伝達される。
ピニオン21は、押圧スプリング17によってリングギヤ35
に押圧されているためピニオン21が回転し始めた途端に
機関のリングギヤ35に噛合うべくその押圧力によって第
２図（ｄ）に示される如く全移動（ストッパー27に当接
する所定の噛合い位置まで摺動）する。すなわち、プラ
ンジャ10の凹部10a内におけるフック33が後方へ押圧ス
プリング17の力で移動したピニオン移動体３がストッパ
ー27に当接した前記所定の噛合い位置、換言すれば最終
飛出し位置になったところで停止する（第２図
（ｄ））。この状態の時に、プランジャ10の凹部10a内
においてフック33の後方にはまだ移動できる長さl₂の空
隙34が形成されているため、押圧スプリング17の押圧力
はフック33に作用して、シフトレバー５を介してコニカ
ルスプリングワッシャ26を撓ませながら依然としてピニ
オン移動体３をストッパー27に押し続ける。

これにより、スタータ装置１の長期に亘る使用によって
シフトレバー５の下端部5bの摩耗、ストッパー27又はス
トッパーリング28の摩耗、或いはストッパーリング28が
装着される溝の摩耗などが発生しても、これらの摩耗に
よるピニオン移動体３の前方向移動量がl₂×r₂／r₁（但
し、r₁はシフトレバー５の揺動支点部5cと上端部5aとの
長さ、r₂は揺動支点部5cと下端部5bとの長さを示す）に
なるまでは空隙34の存在によって押圧スプリング17の押
圧力がピニオン移動体３に作用し続け、しかものその後
はコニカルスプリングワッシャ26の撓みでピニオン移動
体３を引き続き押圧し続ける結果、長期間前述した摩耗
などによるピニオン移動体３のガタ付きを生ずることが
ない。そのため異音の発生もなく又ピニオン21を含む各
部の損傷がないことから著しい耐久性の延びが達成でき
る。

前述した第１の実施例では、シフトレバー５の下端部5b
とピニオン移動体３との係止部に弾性部材であるコニカ
ルスプリングワッシャ26を設け、押圧スプリング17の押
圧力が発揮されなくなった後もこのコニカルスプリング
ワッシャ26により引き続き押圧力を付与するものであっ
たが、このコニカルスプリングワッシャ26がないもので
あっても押圧スプリング17だけで継続的な押圧を作用さ
せ得ることは前述の通りである。

次に、第３図には本発明の第２の実施例に係るピニオン
シフト装置40を備え且つ前述したコニカルスプリングワ
ッシャのないスタータ装置41が示されている。

このスタータ装置41におけるピニオンシフト装置40は、
シフトレバー５と共に電磁スイッチ装置42を含む。この
電磁スイッチ装置42はプランジャ43がその内部にフック
33を摺動可能に配置する軸方向外方に向って開口した凹
部44を備えて構成されている。この凹部44には開口側か
ら所定長さに亘り拡径部45が形成されている。凹部44の
内周部に形成された拡径部45における後方側（第３図で
みて左側）の端部即ち凹部44との段部にはリング板46が
拡径部45内を軸方向に摺動可能に配置されている。この
リング板46の内径は凹部44の内径より小さく、従って凹
部44の内周面よりも内側に突出している。そのため、フ
ック33がプランジャ43に相対して前方へ移動するとき、
フック33の後端フランジ部33aがリング板46の内周縁に
係合してこれを前方へ摺動させる。このリング板46とホ
ルダ16との間には、押圧スプリング17を第１のスプリン
グとすると、第２の押圧スプリング47が配置されてお
り、従って前述の如くフック33の相対的な前方移動によ
るリング板46の摺動で第２の押圧スプリング47が圧縮さ
れることとなる。

このように構成されたスタータ装置41の動作を第４図
（ａ）および第４図（ｂ）を参照して更に詳細に説明す
る。

車輌のキースイッチがオンされてからピニオン移動体３
が摺動してピニオン21が機関のリングギヤ35に当接する
までは第２図（ａ）および第２図（ｂ）に示される状態
と同じなので省略する。

そこで、ピニオン21がリングギヤ35に当接した後もプラ
ンジャ43は吸引され続けるが、シフトレバー５に連結さ
れたフック33は動くことができないため第４図（ａ）に
示されたようにフック33は相対的に前方へ移動したこと
となって第１の押圧スプリング17と共に第２の押圧スプ
リング47もリング板46の移動によって圧縮される。その
結果、第１および第２の押圧スプリング17,47の両方に
よる強い押圧力がシフトレバー５を介してピニオン移動
体３に作用し、ピニオン21をリングギヤ35に圧接する。

そして、可動接点14の固定接点19aへの接触によって直
流電動機２が回転し始めると、第１図の実施例の場合と
同様にピニオン移動体３が前述の２つの押圧スプリング
17,47の押圧力によって全移動し、ストッパー27に当接
する。ピニオン移動体３が全移動した位置にきたとき、
フック33はその後端フランジ部33aが拡径部45の後方側
における端部即ち凹部44との段部を通過して当該凹部44
内に位置し（換言すれば拡径部45の軸方向所定長さはこ
の状態が現出されるように設計される）、そのため第２
の押圧スプリング47の作用力はリング板46の段部への当
接と共に消滅する。これにより、ピニオン21がストッパ
ー27に当接した後は、フック33が凹部44内の空隙34を移
動し得る間だけ第１の押圧スプリング17の作用力のみが
フック33およびシフトレバー５を介してピニオン移動体
３に継続的に付与され、ストッパー27に対して押し続け
る。これにより、ピニオン21がリングギヤ35に当接した
噛合い待機状態のときは強い力で押圧し、リングギヤ35
に噛合ってストッパー27に当接したときはそれよりも弱
い力で押圧しておくことができる。

なお、前述した第１および第２の実施例におけるピニオ
ンシフト装置30,40では、ピニオン移動体３のピニオン2
1がストッパー27に当接する全移動位置にあるとき、プ
ランジャの凹部内でフック後端側に空隙34を形成するた
め、フック33の長さを短かくしたが、固定鉄心11の位置
を後方へずらしてプランジャの移動距離を長くしてもよ
く、又凹部の長さを長くしてもよい。

（発明の効果）以上説明したように、本発明のピニオンシフト装置によ
れば、ピニオン移動体のピニオンが例えば機関のリング
ギヤの如き被動ギヤに噛合った位置で停止したときのプ
ランジャ凹部内のフックの停止位置において、該位置か
ら更に移動可能な空隙を設けたことにより、ピニオン移
動体のピニオンが被動ギヤに当接した際に該ギヤに押圧
する押圧スプリングを利用して全移動位置でのピニオン
移動体をストッパーに対して継続的に押圧することがで
きるため、シフトレバーの摩耗やストッパー、ストッパ
ーリング又は該リング装着溝等の摩耗が生じてもピニオ
ン移動体にガタ付きが起らず、その結果、異音の発生や
ピニオン又はリングギヤの損傷の発生を防止でき、長期
に亘る安定した作動を保障することができる。

また、本発明のピニオンシフト装置によれば、シフトレ
バーとピニオン移動体との係止部に弾性部材を配置した
ことにより、押圧スプリングの作用力が消滅した後もこ
の弾性部材の撓みによってもピニオン移動体を継続的に
ストッパーに押し付けておくことができ、従って上述し
た部分がかなり摩耗してもなおピニオン移動体のガタの
発生を阻止することができる。

更に、本発明のピニオンシフト装置によれば、押圧スプ
リングを２つ設け、ピニオンが被動ギヤに当接したとき
にはこれら２つの押圧スプリングで押圧し、ピニオンが
ストッパーに当接する全移動位置では１つの押圧スプリ
ングのみが作用するようにしたことによりピニオンの噛
合い待機時には強い力で、又その後は比較的に弱い力で
継続してストッパーに押圧しておくことができる。その
結果、ピニオンの噛合い位置である全移動位置への摺動
即ち移行が極めて迅速且つスムーズで、しかも全移動位
置での前述したガタ付き防止も長期間に亘って維持する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係るピニオンシフト装
置を用いたスタータ装置の断面図、第２図（ａ）ないし
第２図（ｄ）は前記ピニオンシフト装置の構成を簡略化
してその動作を説明する動作説明図、第３図は本発明の
第２の実施例に係るピニオンシフト装置を用いたスター
タ装置の断面図、第４図（ａ）および第４図（ｂ）は前
記第２の実施例のピニオンシフト装置の構成を簡略化し
てその動作の主要部を説明する動作説明図、第５図は従
来のスタータ装置を示す断面図である。 2a…出力回転軸、３…ピニオン移動体、５…シフトレバ
ー、5a…シフトレバー上端部、5b…シフトレバー下端
部、10…プランジャ、11…固定鉄心、14…可動接点、17
…押圧スプリング、19a…固定接点、20…オーバランニ
ングクラッチ、21…ピニオン、26…コニカルスプリング
ワッシャ、27…ストッパー、30,40…ピニオンシフト装
置、40,41…スタータ装置、32…電磁スイッチ装置、33
…フック、33a…フック後端部、34…空隙、43…プラン
ジャ、44…凹部、45…拡径部、46…リング板、47…押圧
スプリング。なお、各図中同一符号は同一部分又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁力により吸引されるプランジャにより
押圧スプリングを介して軸線方向に引張されるフックを
有する電磁スイッチ装置と、一端が前記フックに係合さ
れ且つ他端が支持軸上を摺動可能に嵌装され、被動のギ
ヤに係脱するピニオンを備えるピニオン移動体に摺動力
を付与するシフトレバーとを含み、前記プランジャの固
定鉄心への吸引によって移動した前記ピニオンが前記被
動ギヤへの噛合い位置であるストッパー当接位置にある
ときの前記フックの停止位置において前記プランジャに
よる前記フックの引張可能空隙を設けたことを特徴とす
るピニオンシフト装置。
【請求項２】前記ピニオン移動体が前記ピニオンの前記
被動ギヤとの噛合い位置であるストッパー当接位置にあ
るときの前記押圧スプリングの撓み状態下でその押圧力
によって前記シフトレバーを介して撓ませられる弾性部
材を前記シフトレバーと前記ピニオン移動体との係止部
に配置したことを特徴とする請求項１記載のピニオンシ
フト装置。
【請求項３】前記押圧スプリングが並列に２つ設けら
れ、前記ピニオンと前記被動ギヤとの当接時には前記２
つの押圧スプリングが作用して前記ピニオンを前記被動
ギヤに押圧し、前記ピニオンの前記被動ギヤへの噛合い
位置であるストッパー当接位置にあるときは１つの前記
押圧スプリングのみが作用することを特徴とする請求項
１記載のピニオンシフト装置。