JPH07167023A - 慣性摺動式スタータ - Google Patents

慣性摺動式スタータ

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JPH07167023A
JPH07167023A JP31622793A JP31622793A JPH07167023A JP H07167023 A JPH07167023 A JP H07167023A JP 31622793 A JP31622793 A JP 31622793A JP 31622793 A JP31622793 A JP 31622793A JP H07167023 A JPH07167023 A JP H07167023A
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pinion gear
rotating
sliding contact
clutch
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Tsuyoshi Araki
剛志 荒木
Yasuhiro Nagao
長尾  安裕
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Denso Corp
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NipponDenso Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ピニオンギヤの前進停止時のショック増大を回
避しつつその素早い前進立ち上がりを実現可能な慣性摺
動式スタータを提供する。 【構成】ハウジング1に固定された摺接部9は、少なく
とも回転部の回転開始位置では回転部(一方向クラッ
チ)4に摺動自在に接触しているものの、回転部4の前
進により回転部4との摩擦力が減衰する。その結果、出
力軸2及び回転部4の回転開始時に、摺接部9は、回転
部4の回転を抑制することにより回転部4にはヘリカル
スプライン溝21を通じて大きな前進加速度が与えられ
るものの、ピニオンギヤ6の前進が停止される前に、摺
接部9と回転部4との摩擦に基づく回転抵抗が減少し、
回転部4の前進力が減少した分だけ減少しており、その
分だけ回転部4の前進を停止させる際のショックが小さ
くなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、慣性摺動式スタータに
関する。
【0002】
【従来技術】従来の慣性摺動式スタータは、ハウジング
に回転自在に支持される出力軸にヘリカルスプライン嵌
着されて出力軸の回転により回転しつつ静止位置から噛
合位置まで軸方向に前進するピニオンギヤ、またはそれ
と一体の一方向クラッチを有する。そして、ピニオンギ
ヤがリングギヤと噛合した後、エンジン始動により出力
軸より高速回転すると、上記ヘリカルスプライン溝やリ
ターンスプリングの付勢によりりピニオンギヤが軸方向
に後退し、リングギヤから離脱する。
【0003】すなわち、上記した慣性摺動式スタータで
は、出力軸の回転に伴い回転するピニオンギヤの回転の
遅れにより生じる出力軸とピニオンギヤとの間の相対回
転により、ピニオンギヤがヘリカルスプライン溝に案内
されて軸方向に前進する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
慣性摺動式スタータでは、出力軸の回転開始に対するピ
ニオンギヤの相対回転はピニオンギヤ(又は一方向クラ
ッチを含む)の慣性による回転抵抗より主として生じ、
ピニオンギヤの前進力はこの回転抵抗とヘリカルスプラ
インの半径及び捩じれ角の関数となり、ピニオンギヤの
素早い前進のために前記前進力を増大するには、ピニオ
ンギヤ(又は一方向クラッチを含む)の重量を大型化す
るか、又はヘリカルスプライン捩じれ角度を増大する必
要がある。
【0005】しかし、このような対策によりピニオンギ
ヤの前進開始を確実かつ素早くすることは有益であるも
のの、ピニオンギヤの噛合後、このピニオンギヤの前進
停止に際してのショックが問題となり、そのために、ピ
ニオンギヤの前進力の充分な増大は困難であった。例え
ば、出力軸にピニオンギヤの前進を停止させるストッパ
を設ける場合、このストッパの強度確保、磨耗などが問
題となる。
【0006】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、ピニオンギヤの前進停止時のショック増大を回避
しつつその素早い前進立ち上がりを実現可能な慣性摺動
式スタータを提供することを、その目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1発明の慣性摺動式ス
タータは、ハウジングに回転自在に支持される出力軸
と、前記出力軸にヘリカルスプライン嵌着されて前記出
力回転軸の回転により回転しつつ静止位置から噛み合い
位置まで軸方向に前進するピニオンギヤを含む回転部
と、前記回転部の前進を規制するストッパと、前記回転
部を後退方向へ付勢する付勢手段と、前記ハウジングに
固定されて前記回転部の回転開始位置にて前記回転部に
摺動自在に接触する摺接部とを備える慣性摺動式スター
タにおいて、前記摺動部は弾性体であり、前記回転部の
前進に伴って前記回転部との接触面積が減少することを
特徴とする構成を採用している。
【0008】
【作用及び発明の効果】本発明の慣性摺動式スタータに
おいて、ハウジングに固定された摺接部は、少なくとも
回転部の回転開始位置では回転部に摺動自在に接触して
いるものの、回転部の前進により回転部との接触面積が
減少するため摩擦力が減衰する。その結果、出力軸及び
回転部の回転開始時に、摺接部は、回転部の回転を抑制
することにより回転部には大きな前進加速度が与えられ
るものの、ピニオンギヤとリングギヤとの噛合が完了し
てピニオンギヤの前進がストッパで停止される前に、上
記摺接部と回転部との摩擦に基づく回転抵抗が減少し、
回転部の前進力は摺接部による回転部の回転抑制が減少
した分だけ減少しており、その分だけ回転部の前進を停
止させる際のショックが小さくなる。
【0009】また、摺接部が急激に摩耗することも防止
できる。すなわち、ピニオンギヤの前進停止時のショッ
ク増大を回避しつつその素早い前進立ち上がりを実現可
能な慣性摺動式スタータを提供することができる。
【0010】
【実施例】
(実施例1)本発明の慣性摺動式スタータの一実施例を
図1を参照して以下に説明する。Mは直流モータからな
るスタータモータであって、その駆動軸(本発明でいう
出力軸)2はハウジング1に回転自在に支持されてつつ
ハウジング1から前方へ突出している。駆動軸2には一
方向クラッチ4が嵌着されており、一方向クラッチ4は
クラッチアウタ41、クラッチインナ42、クラッチロ
ーラ43、クラッチスプリング(図示せず)、クラッチ
カバー44などを有している。クラッチアウタ41は前
端が開口する有底円筒からなり、クラッチアウタ41は
駆動軸2に嵌着されて駆動軸2のヘリカルスプライン溝
21に噛合している。クラッチインナ42はクラッチア
ウタ41の前方にて駆動軸2に軸受けメタルを通じて相
対回転自在、軸方向相対摺動自在に嵌着されており、ク
ラッチインナ42の後半部はクラッチアウタ41の内部
空間に嵌まり込んでクラッチアウタ41と同軸配置とな
っている。そしてこのクラッチインナ42の前半部の外
周面にはピニオンギヤ6が形成されている。ピニオンギ
ヤ6の内周面には軸受けメタルが嵌入、固定されてい
る。
【0011】クラッチアウタ41の内部空間は周方向に
楔状に形成され、この内部空間にはクラッチロ−ラ43
が図示されないクラッチスプリングにより押圧されて、
クラッチアウタ41の駆動トルクをクラッチインナ42
に伝達可能となっている。そして、クラッチインナ42
がより高速回転となると図示しないクラッチスプリング
によるクラッチロ−ラ43の押圧が減勢されてクラッチ
インナ42からクラッチアウタ41へのトルク伝達が不
能となる。
【0012】クラッチアウタ41の前端開口は半割りワ
ッシャや輪板で封止され、更にこれら半割りワッシャや
輪板はクラッチアウタ41の外周面に嵌着後、かしめら
れたクラッチカバー44により固定されている。更に、
駆動軸2の前端部には円筒状のストッパ8が嵌着されて
おり、駆動軸2に嵌着されたリターンスプリング7はこ
のストッパ8に係止されて軸受けメタル5を通じて一方
向クラッチ4及びピニオンギヤ6をリヤ方向に付勢して
いる。すなわち、リターンスプリング7にリヤ方向に付
勢される軸受けメタル5と一体のクラッチインナ42の
後端面はクラッチアウタ41をリヤ方向に付勢し、クラ
ッチアウタ41は静止時には図1に示すように後退して
ハウジング1に支承されるワッシャに当接する。なお、
21は円形の周溝であり、20は周溝21に嵌着されて
ストッパ8を係止するC形のサ−クリップであり、スト
ッパ8の反アーマチャ方向への動きを規制している。
【0013】次に、本発明の特徴部分を説明する。ハウ
ジング1はクラッチアウタ41の後端面及び外周面を内
部空間Dを介して囲包する囲包壁部11を有し、この囲
包壁部11の前端内周面には、径方向に伸びる溝12が
形成され、この溝に角棒状の耐油耐熱性のゴム(例えば
シリコンゴム、フッ素ゴムなど)を素材とする摺接部9
が嵌められている。
【0014】図1に示すように静止時において、クラッ
チカバー44の外周面はリターンスプリング7に付勢さ
れて摺接部9の径方向内面に接触しており、摺接部9を
径方向に圧縮しており、これにより摺接部9はクラッチ
アウタ41に回転抵抗を与えている。なお、クラッチア
ウタ41の後端外周部は面取りされており、クラッチア
ウタ41の後退時に摺接部9の内側に円滑に圧入可能と
なっている。摺接部9はここではゴムを素材としたが、
その径方向内面に耐磨耗層を形成することもでき、また
剛体又はそれとばねにより摺接部9を構成することもで
きる。さらに、摺接部9に面取りを追加すればクラッチ
アウタ41がスムーズに摺動可能となる。
【0015】以下、この装置の作動を説明する。図1に
示すように静止時において、摺接部9は一方向クラッチ
4を弾性支持し、一方向クラッチ4及びピニオンギヤ6
が径方向又は軸方向に振動するのを抑止する。キースイ
ッチのオンにより付属のマグネットスイッチMSがオン
されるとモータMに通電され、モータMが起動されると
駆動軸2が回転する。この回転によりピニオンギヤ6及
び一方向クラッチ4はその慣性による回転抵抗及び摺接
部9との摩擦による回転抵抗により遅れて回転し、この
相対的な回転遅れによりクラッチアウタ41は回転しつ
つヘリカルスプライン溝21に沿って前進し、一方向ク
ラッチ4及びピニオンギヤ6はリターンスプリング7を
圧縮しつつ前進し、ピニオンギヤ6とリングギヤ(図示
せず)が噛合する。一方向クラッチ4及びピニオンギヤ
6の前進はピニオンギヤ6(クラッチインナ42)の前
端面がストッパ8の後端面に衝接することにより規制さ
れ、リングギヤを通じてエンジン(図示せず)が始動さ
れる。
【0016】エンジン回転数が上昇すれば、一方向クラ
ッチ4が切れ、駆動軸2からクラッチアウタ41へのト
ルク伝達が消失して、その分力であるクラッチアウタ4
1の軸方向スラストも消失し、逆にピニオンギヤ6及び
一方向クラッチ4が駆動軸2よりも高速回転となること
によりヘリカルスプライン21から後退方向にスラスト
が生じ、その結果、このスラストとリターンスプリング
8の付勢力により一方向クラッチ4が後退し、ピニオン
ギヤ6はリングギヤ(図示せず)から離脱し、クラッチ
カバー46は再び摺接部9を圧縮して、内部空間Dを密
封する。
【0017】ここで重要な点は、一方向クラッチ4の前
進とともに、一方向クラッチ4と摺接部9との間の接触
面積が減少し、両者間の摩擦抵抗すなわち一方向クラッ
チ4の回転抵抗が削減されることである。その結果、一
方向クラッチ4及びピニオンギヤ6の前進付勢力は回転
初期には大きく、必要充分に加速された後、ストッパ8
に衝接して停止する段階ではこの前進付勢力は減少する
わけである。このため、素早い前進と停止時のショック
緩和の両立が可能となる。
【0018】以下、更に細部を説明する。駆動軸2の回
転とともに、一方向クラッチ4は駆動軸2からヘリカル
スプラインに略垂直方向の荷重を受けるが、同時に摺接
部9と一方向クラッチ4間の摩擦による回転抵抗と、一
方向クラッチ4及びピニオンギヤ6の慣性による回転抵
抗を受ける。モータ1から受ける荷重と摩擦、慣性によ
る回転抵抗との合力で一方向クラッチ4、ピニオンギヤ
6は前進力を受け前進する。
【0019】前記摩擦による回転抵抗をT1 、慣性によ
る回転抵抗をT2 、ヘリカルスプラインのピッチ円半径
をr、ねじれ角をαとすると、一方向クラッチ4と、ピ
ニオンギヤ6が受ける前進力F1 は概略下式で表わされ
る(図3参照)。 従来の慣性摺動式スタ−タにおいて、たとえば慣性によ
る回転抵抗T2 =10kgf・cm、ヘリカルスプライ
ンのピッチ円半径r=1cm、ねじれ角α=60°とす
ると、前進力F1 =17kgfとなる。
【0020】ここに、摩擦による回転抵抗T1 =10k
gf・cmを加算すると、ねじれ角αは従来より小さい
40°で同等の前進力を得ることが出来る。ピニオンギ
ヤ6が前記前進力により前進し、図示しないエンジンの
リングギヤと噛合った後、ストッパ8に当接すると、駆
動軸2とピニオンギヤ6が一体となってスタ−タはエン
ジンを駆動する。
【0021】ピニオンギヤ6とストッパ8が当接すると
きに発生するトルクをT3 とすると、ストッパ8に加わ
る荷重F2 は概略下式で表わされる(図4参照)。 発生トルクT3 はモータMのトルク特性、モータMのア
ーマチャの慣性等で決定する。仮に発生トルクT3 =4
00kgf・cmであるとする。
【0022】従来の慣性摺動式スタ−タでは、ねじれ角
α=60°で、ストッパ8に加わる荷重F2 =690k
gfとなり過大な値となる。本考案によれば、前記検討
によりねじれ角α=40°と小さく出来、ストッパに加
わる荷重F2 =340kgfと従来の半分以下に軽減出
来る。これにより、駆動軸2の直径d1 、ストッパ8の
直径d2 、C形クリップ7の直径d3 はそれぞれ従来よ
り小さくすることが出来る。
【0023】また、一方向クラッチ4、ピニオンギヤ6
が相対的に小型軽量でその慣性モ−メントが小さな場合
でも、充分な前進力を得ることができる。またモータ1
の立上がり時の回転加速度が小さくて、クラッチ4、ピ
ニオンギヤ6の慣性による回転抵抗T2 が小さくても、
前述と同様に充分な前進力を確保することができる。 (変形態様)この態様では、摺接部9は環状に形成さ
れ、一方向クラッチ4に嵌着される。
【0024】このようにすれば、静止時において、摺接
部9はクラッチカバー44と密接して内部の軸受けメタ
ルやヘリカルスプライン溝21が収容された内部空間D
を密閉し、外部からの雨水や塵埃が侵入するのを防ぐこ
とができる。これにより、摺接部9は、リングギヤを駆
動するエンジン始動期間を除く期間に一方向クラッチ4
を弾性支持するとともに内部空間Dをシールするので、
一方向クラッチ4の振動低減、慣性摺動式スタータ内部
空間Sの清浄維持といった効果を奏する。 (変形態様)図5に示すように、摺接部9と一方向クラ
ッチ4を複数箇所で摺接させることにより、より大きな
回転抵抗を得ることが出来、ねじれ角をより小さく出来
る。また、摺接位置を駆動軸2の軸について対称にする
ことで駆動軸2と一方向クラッチ4のヘリカルスプライ
ン嵌合部に偏荷重を加えることなく、駆動軸2と一方向
クラッチ4の摺動抵抗を小さく出来る。 (変形態様)図6に示すように、一方向クラッチ4の外
周を周方向に凹凸形状とし、摺接部9を凹凸形状とする
ことにより、より大きな回転抵抗を得ることが出来、ね
じれ角をより小さく出来る。 (実施例2)他の実施例を図7に示す。
【0025】この実施例では、摺接部9はピニオンギヤ
6の外周面(ギヤ面)に摺接している。このようにすれ
ば、大きな回転抵抗を得ることができ、ねじれ角をより
小さくすることができる。以上説明した各実施例では、
一方向クラッチ4がストッパ8に衝接する時点で、摺接
部9は回転部(一方向クラッチ4又はピニオンギヤ6)
から離れるものとしたが、一部接触していても摩擦力は
減少するので同様の効果を奏し得ることがわかるであろ
う。
【0026】また、摺接部9を回転部に固定し、摺接部
9とハウジング1との摺接を行っても同様の効果を奏し
得ることがわかるであろう。更に、上記した実施例で
は、一方向クラッチ4及びピニオンギヤ6をストッパ8
に衝接させて停止させるものであるが、他の形式の回転
部停止方式にも適用できるのは当然である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスタ−タの一実施例を示す一部断面図
である。
【図2】図1のスタ−タの正面図である。
【図3】ピニオンギヤとストッパとの衝接時の力の状態
を示す図である。
【図4】ピニオンギヤの前進開始時の力の状態を示す図
である。
【図5】図1の変形態様を示す正面図である。
【図6】図1の変形態様を示す正面図である。
【図7】他の実施例を示す一部断面図である。
【符号の説明】
1はハウジング、 2は駆動軸(出力軸)、 4は一方向クラッチ(回転部)、 6はピニオンギヤ(回転部)、 21はヘリカルスプライン溝、 7はリターンスプリング(付勢手段)、 9は摺接部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ハウジングに回転自在に支持される出力軸
    と、前記出力軸にヘリカルスプライン嵌着されて前記出
    力回転軸の回転により回転しつつ静止位置から噛み合い
    位置まで軸方向に前進するピニオンギヤを含む回転部
    と、前記回転部の前進を規制するストッパと、前記回転
    部を後退方向へ付勢する付勢手段と、前記ハウジングに
    固定されて前記回転部の回転開始位置にて前記回転部に
    摺動自在に接触する摺接部とを備える慣性摺動式スター
    タにおいて、 前記摺動部は弾性体であり、前記回転部の前進に伴って
    前記回転部との接触面積が減少することを特徴とする慣
    性摺動式スタータ。
JP31622793A 1993-12-16 1993-12-16 慣性摺動式スタータ Expired - Fee Related JP2689873B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013079597A (ja) * 2011-10-04 2013-05-02 Mitsubishi Electric Corp エンジン始動装置
JP5900345B2 (ja) * 2010-10-20 2016-04-06 株式会社豊田中央研究所 歯車嵌脱装置及びエンジン始動装置

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JP5900345B2 (ja) * 2010-10-20 2016-04-06 株式会社豊田中央研究所 歯車嵌脱装置及びエンジン始動装置
JP2013079597A (ja) * 2011-10-04 2013-05-02 Mitsubishi Electric Corp エンジン始動装置

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