JPH0786341B2 - 同軸形スタータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は遊星減速機構を有するエンジン用スタータの
改良に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、遊星歯車減速装置を内蔵したこの種のスタータの
一例として、第３図に示すようなものがある。以下の説
明で、前方とは図の右側を、後方とは図の左側のことを
示す。図において、（100）は直流電動機の電機子であ
り、以下に述べる要素から構成されている。（101）は
電機子コア、（102）は中間部に電機子コア（101）を設
けた電機子回転軸で、電機子（100）の後部にコンミテ
ータ（103）が嵌着される。このコンミテータ（103）に
は電機子コア（101）に巻かれている電機子コイル（10
4）が接続されている。（105）はコンミテータ（103）
に接触するブラシ及び保持器で、ボルト（106）によつ
てリアブラケツト（107）に結合されている。（108）は
電機子回転軸（102）をその後方端部で軸承する軸受で
あり、リアブラケツト（107）の凹部に嵌合されてい
る。（109）は直流電動機のヨークで、電機子（100）に
界磁を発生させる複数個の永久磁石（109a）を内周面上
に固設していて、そのヨーク（109）端面には遊星歯車
減速装置を構成する内歯歯車（110）を嵌着したフロン
トブラケツト（111）が図示の如く装着されている。電
機子回転軸（102）の前端部には平歯車（112）が形成さ
れ、これと内歯歯車（110）の両方に複数の遊星歯車（1
13）が噛合している。（114）はこの遊星歯車（113）の
内周面に嵌着される軸受であり、支持ビン（115）によ
つて軸承される。（116）は、この支持ピン（115）を固
着するフランジであり、遊星歯車減速装置の腕を構成し
ており、出力回転軸（117）に固着される。（118）は上
記内歯歯車（110）の突起内周面に嵌着されるスリーブ
ベアリングであり、出力回転軸（117）を軸承してい
る。（119）は出力回転軸（117）の後部内周面凹所に嵌
着されたスリーブベアリングであり、上記電機子回転軸
（102）の前端部を軸承している。（120）は電機子回転
軸（102）及び出力回転軸（117）の両端部間に設置され
た鋼球でスラスト力を授受する機能を有している。（12
1）は出力回転軸（117）の中間部の外周に形成されたヘ
リカルスプライン歯で、オーバランニングクラツチ（12
2）が前後摺動可能にスプライン嵌合されている。（12
3）はオーバランニングクラツチ（122）に結合されてい
るピニオン（124）の軸方向移動量を規制する出力軸（1
17）の前端部に設けられたストツパであり、（125）は
出力回転軸（117）を前端部で軸承するスリーブベアリ
ングで、フロントブラケツト（111）の前端部内面に嵌
着される。（126）はプラスチツク樹脂によつて成形さ
れた中間部に回転軸（126a）を有するレバーで、電磁ス
イツチ（127）のプランジヤ（128）とオーバランニング
クラツチ（122）の外周部に各端部を図示の如く嵌合さ
れる。（129）は可動接点で、絶縁体（130）を介してロ
ツド（131）に取りつけられ、ロツド（131）は前後摺動
可能な様にコア（132）に挿入されている。（133）は固
定接点で、ナツト（134）によつて、絶縁体であるキヤ
ツプ（135）に固定されている。（136）はプランジヤ
（128）を付勢する励磁コイルで、プラスチツク樹脂で
成形されたボビン（137）に巻装され、ケース（138）に
内蔵されている。（139）はリードワイヤで、固定接点
（133）とブラシ及び保持器（105）のブラシとを接続し
ている。（140）はプランジヤ（128）に内蔵されていて
レバー（126）を介してオーバランニングクラツチ（12
2）を押圧するスプリングであり（141）はプランジヤ
（128）を復帰させるスプリングである。

次に動作について説明する。図示しないスタータスイツ
チを閉成することによつて電磁スイツチ（127）の励磁
コイル（136）が通電され、プランジヤ（128）が付勢さ
れて後方に移動してロツド（131）を後方に押し、可動
接点（129）と固定接点（133）とを当接させる。これに
より、固定接点（133）からリードワイヤ（139）を介し
てブラシ及び保持器（105）を通じて電機子（100）に給
電が行なわれ、電機子（100）が回転力を発生する。電
機子（100）の回転は平歯車（112）から遊星歯車（11
3）に伝達され、遊星歯車減速機構により減速されてオ
ーバランニングクラツチ（122）に伝達される。この時
にオーバランニングクラツチ（122）と係合しているピ
ニオン（124）は回転駆動される。

一方、上記のように付勢されたプランジヤ（128）の力
は、レバー（126）の回転軸（126a）を回転中心として
反時計回り方向に回転させ、オーバランニングクラツチ
（122）をピニオン（124）と共に前方に軸線に沿つて摺
動させる。これによつて、ピニオン（124）は、例えば
図示しないエンジンのクランク軸に取付けられたフライ
ホイールに周設されたリングギヤと噛合する。

エンジンの始動後においては、ピニオン（124）に対す
るエンジンの回転作用によりオーバランニングクラツチ
（122）がピニオン（124）から離脱し、ピニオン（12
4）のみが空転する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のエンジン用スタータは以上のように構成されてい
るので、電動機部と電磁スイツチ部が並列配置となり、
エンジンに装着される場合、電磁スイツチのスペースを
エンジン又は車両側で確保する事が必要で、車両全体に
おけるエンジンレイアウトの制約を招く等の問題点があ
つた。

この問題点を解消するため第２図に示すように、電動機
部と電磁スイツチ部を直列配置したスタータが提案され
ている。

この提案によると、第２図に示されるように、直流電動
機（１）の電機子回転軸（２）を中空にし、従来シフト
レバーを作動させていた電磁石スイツチ装置（３）のプ
ランジヤロツド（４）をこの電機子回転軸（２）の内部
通路（2a）を通して出力回転軸（５）まで伸長させるこ
とが基本的な構成とされ、直流電動機（１）の電機子回
転軸（２）と電磁石スイツチ装置（３）のロツド（４）
と出力回転軸（５）が同一軸線上に配置されていること
からこのようなスタータ装置を同軸形スタータ装置と称
している。

このような同軸形スタータ装置の具体的構成を更に説明
すると、出力回転軸（５）の前端側（第２図でみて右方
向）には機関のリングギヤ（図示せず）に噛合せられる
ピニオン（６）を備えると共に後端は電機子回転軸
（２）の内部通路（2a）に挿入され、その挿入軸部（5
a）は内部通路（2a）の内周部に嵌合固着されたスリー
ブベアリング（７）によつて軸受けされ、出力回転軸
（５）の軸方向への摺動を可能にしている。軸方向へ摺
動し得る出力回転軸（５）へ直流電動機（１）と電機子
回転軸（２）からの駆動力を伝達する手段としてはオー
バランニングクラツチ装置（一方向クラツチ装置）
（８）を含む駆動力伝達装置（９）によつて構成されて
いる。

すなわち、この駆動力伝達装置（９）は、電機子回転軸
（２）の前端外周囲に形成された太陽歯車（10a）およ
び遊星歯車（10b）などを備える遊星歯車減速装置（1
0）と、遊星歯車（10b）の中心支持軸（11）が固着され
たクラツチアウタ（8a）および出力回転軸（５）に形成
された拡径部（5b）の外周部に創設されたヘリカルスプ
ライン（5c）に噛合つたクラツチインナ（8b）を備える
前述の一方向クラツチ装置（８）から構成されている。

しかしながら、上述の如く提案された同軸形スタータ装
置では、電磁石スイツチ装置（３）のプランジヤロツド
（４）によつて前方へ摺動された出力回転軸（５）がス
プリング（12）により元位置に復帰する際電機子回転軸
（２）の前端面に出力回転軸（５）の拡径部（5b）にお
ける後端面が直接当接しスラスト力を受けることとな
る。又クラツチインナ（8b）の後端と、電機子回転軸
（２）は相対すべりを生じながら回転する。すなわちこ
の同軸形スタータ装置は出力回転軸（５）の回転をピニ
オン（６）を介して機関リングギヤ（図示せず）に伝達
するため、当該出力回転軸（５）は機関始動時ピニオン
（６）がリングギヤから外れるまでは機関によつて逆駆
動され高速で回転する。ところが、機関から受ける出力
回転軸（５）の高速回転は直流電動機保護のため一方向
クラツチ装置（８）により逆伝達が遮断され、電機子回
転軸（２）には及ばないようになつているが、出力回転
軸（５）にヘリカルスプライン嵌合しているクラツチイ
ンナ（8b）と、電機子回転軸（２）とでは大きな回転差
を生じ、その当接箇所では激しい摩耗が発生していた。
又、出力回転軸（５）が元位置に復帰する際、電機子回
転軸（２）の前端面に回転差をもつて、かつ衝撃的に衝
突するため、同部にも損傷が発生していた。このため、
従来のスタータに対して寿命の観点から品質低下が生じ
ていた。

又、エンジンに取付けるためのフロントブラケツト（1
3）は、種々のエンジン取付形状に対応した形が必要と
され、かつ、組立完了したスタータを他のエンジンに転
用する場合には、フロントブラケツト（13）をはずし、
内蔵部品の駆動力伝達装置（９）や出力回転軸（５）等
の分解した後、別のフロントブラケツトに再度組付ける
ことが必要であつた。さらにフロントブラケツト（13）
を組みかえる際には、オーバランニングクラツチ装置
（８）や遊星歯車減速装置（10）等が外部に露出するか
ら、この時ゴミや異物が混入するおそれもあり、また直
流電動機（１）との結合をはずすため、各部部品がばら
け、再度組み直す事が必要となる場合もある。

以上の様に、従来の並列配置形スタータの問題点を解消
しようと提案された同軸形スタータにおいても、寿命や
組付け性、清浄管理等の品質的な問題が発生していた。

この発明はこれらの問題点を解消するために成されたも
ので、この発明の第１の目的は電動機部と電磁スイツチ
が直列配置された遊星減速機構を有する同軸形スタータ
であつて、フロントブラケツト（13）を内，外周部に分
割し、外側のブラケツトを各エンジンに対応した取付構
造として組立性を容易にすることである。この発明の第
２の目的は、内側ブラケツトに設けた玉軸受でスラスト
力を受持つ構造とし、かつ電機子回転軸前端面と出力回
転軸の拡径部やクラツチインナとの間に軸方向隙間を設
け、スラスト力による摩耗や損傷を防止して耐久性のあ
る高寿命，高品質の、かつ安価なスタータを得る事であ
る。

〔課題点を解決するための手段〕

この発明に係わる同軸形スタータはフロントブラケツト
を内，外周部に分割し、内側フロントブラケツトの外周
囲に、エンジンの種類に対応して交換する外側フロント
ブラケツトを着脱自在に設け、内側フロントブラケツト
の後端部には遊星歯車減速機構を構成する内歯歯車を設
け、前端段付部に嵌着された玉軸受によつて前記オーバ
ランニングクラツチ装置のインナを支承し、前記玉軸受
のアウタレースの後端を内側フロントブラケツト前端段
付部に、アウタレース前端を外側フロントブラケツトの
内壁端部に対向する様に装着し、さらに該玉軸受のイン
ナレースの後端は前記オーバランニングクラツチ装置の
インナの段部に、またインナレースの前端をエンジンの
リングギヤと係脱するピニオンの後端面に当接するよう
に構成したものである。

〔作 用〕

この発明に於ける同軸形スタータ装置は、フロントブラ
ケツトが２分割され、外側フロントブラケツトがエンジ
ンの種類に対応して取換え可能な構造となり、外側フロ
ントブラケツトの交換のみで各種エンジンにスタータを
適用することが出来、また、オーバランニングクラツチ
装置が発生するスラスト力を、インナ段部から玉軸受を
介し外側フロントブラケツトの内壁端部で受け、更にピ
ニオンが元の位置に復帰するときのスラスト力を、相対
回転なく玉軸受のインナレースを介し内周部フロントブ
ラケツトで受け、その時のピニオンの惰性回転を玉軸受
の玉が転動することで受持つことにより、出力回転軸や
電機子回転軸およびクラツチインナ等との間に発生して
いた相対回転個所をなくし、摩耗や衝撃による損傷をな
くする。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図において、（20）は同軸形スタータ装置で、該装
置は磁気回路を構成し且つ外壁をなすヨーク（21）の内
周面に周方向に間隔をあけて固設された永久磁石（22）
と、ヨーク（21）の中心部に回転可能に配置された電機
子（23）と、該電機子（23）の一端側に設けられた従来
形のコンミテータ（24）とから主に構成される直流電動
機（25）を含む。

この直流電動機（25）における電機子（23）は、中空の
電機子回転軸（26）と該回転軸の外周に取付けられた電
機子コア（27）とから構成されている。直流電動機（2
5）の軸方向の一端側即ち前方側（第１図でみて右側）
には出力回転軸（28）が配置され、駆動力伝達装置（2
9）によつて回転が伝達される。この駆動力伝達装置（2
9）は遊星歯車装置（30）、一方向クラツチ装置（オー
バランニングクラツチ装置）（31）、および出力回転軸
（28）に形成され一方向のクラツチ装置（31）のクラツ
チインナ（31a）と噛み合うヘリカルスプライン（28a）
から構成されている。出力回転軸（28）は直流電動機
（25）の電機子回転軸（26）と同一の軸線上に配置さ
れ、その一端は電機子回転軸（26）の内部通路（26a）
に挿入されその内周面との間に介在された軸受（32）を
介して軸方向に摺動可能に支持されている。なお出力回
転軸の拡径部（28b）と電機子回転軸（26）との間に隙
間（Ｃ）を有している。この隙間（Ｃ）は出力回転軸
（28）のスラスト力が電機子回転軸（26）に伝わらない
ように設けたものである。

電機子回転軸（26）の回転力の出力回転軸（28）への伝
達は遊星歯車減速装置（30）および一方向クラツチ装置
（31）を介してなされる。すなわち、遊星歯車減速装置
（30）は、電機子回転軸（26）の前端外周部に一体に形
成された太陽歯車（30a）と、該太陽歯車（30a）を中心
として内歯歯車（30b）と、太陽歯車（30a）と内歯歯車
（30b）とに噛合し一方向クラツチ装置（31）のクラツ
チアウタ（31b）に固定された中心支持軸（30c）によつ
て回転可能に担持された複数の遊星歯車（30d）とから
構成され、また、一方向クラツチ装置（31）のクラツチ
インナ（31a）は出力回転軸（28）の拡径部（28b）外周
面に形成されたヘリカルスプライン（28a）に噛合つて
いることから、出力回転軸（28）はクラツチインナ（31
a）からの回転力を受けながらも軸方向へ摺動され、出
力回転軸（28）の前端に取付けられたピニオン（35）が
該出力回転軸（28）の摺動によつて後述する外側フロン
トブラケツト（33）から突出し、エンジンのリングギヤ
（図示せず）に噛み合つてこれを回転させる。内歯歯車
形成体（30f）は内側フロントブラケツトを兼用し、ヨ
ーク（21）に後述のボルト（54）で締結され、後端内周
面には内歯歯車（30b）が、前端部には段部（30g）が設
けられていて、玉軸受（32）のアウタレース（32a）の
後端が上記段部（30g）に当接するよう嵌着され、又イ
ンナレース（32b）の後端が上記クラツチインナ（31a）
の前端部分に設けられた端部（31c）に当接している。
（33）はエンジンの種類によつて交換可能な外側フロン
トブラケルトで、上記内歯歯車形成体を兼用している内
側フロントブラケツト（30f）の外周囲にはめこみ装着
され、ボルト（34）で締結される。（33a）は外側フロ
ントブラケツトの内壁端部であり玉軸受（32）のアウタ
レース（32a）の前端に対向し設けられ前方方向へのス
ラスト力を受持つ。（35）はエンジンのリングギヤ（図
示せず）と係脱するピニオンで、その後端面（35a）は
玉軸受（32）のインナレース（32b）に当接してこのイ
ンナレース（32b）はスラスト力を受持つ。（36）はス
トツパで出力回転軸にリングを介して止められていて、
出力回転軸（28）上のスプライン（28c）とスプライン
嵌合するピニオン（35）を係止する役目をもつている。

他方、直流電動機（25）の後端に嵌合装着されたリヤブ
ラケツト（37）の後方側には出力回転軸（28）を摺動さ
せ且つ車輌のキースイツチ（図示せず）閉成によりバツ
テリからの直流電動機（25）への給電を可能とすると電
磁石スイツチ装置（38）が配置されている。この電磁石
スイツチ装置（38）はケース（39）と共に磁路を構成す
るコア（40）に支持されたプラスチツク製のボビンに巻
装された励磁コイル（41）と、ボビンの中央開口部に摺
動可能に配置されたプランジヤ（42）と、該プランジヤ
（42）に一端が取付けられ且つ他端が電機子回転軸（2
6）の後端から内部通路（26a）を進入した非磁性体のス
テンレスからなる管状のロツド（43）と、該ロツド（4
3）上に絶縁体（44）を介して保持された可動接点（4
5）とを含んで構成されている。この管状のロツド（4
3）の内部には押込みロツド（46）が摺動可能に嵌入さ
れ、該押込みロツド（46）のロツド（43）の前端開口部
から前方へ伸長し、その前端は出力回転軸（28）の端面
に形成された凹部の奥壁に鋼球（47）を介して当接され
ている。なお、（48）は管状のロツド（43）の内部にさ
れ押込みロツド（46）に押圧力を付与するコイルスプリ
ング、（49）は押込みロツド（46）の周囲に配置された
鋼球（47）を所定位置に保持するコイルスプリングであ
る。

（50）は固定接点（51）とブラシ（53）を収納する絶縁
体であり、固定接点（51）の他端は端子ボルト部（52）
を成し図示しないバツテリーとケーブルでつながれる。
（54）は通しボルト電磁スイツチ装置（38）リヤブラケ
ツト（37）、電動機（25）、内側プントブラケツト（30
f）を締結している。

次に、前述のスタータ装置（20）の動作について簡単に
説明する。

車輌のスタータスイツチが閉成されると、電磁石スイツ
チ装置（38）に通電されてプランジヤ（42）が前方へ移
動すると、これに伴う管状ロツド（43）の移動により内
部のコイルスプリング（48）が圧縮され、押込みロツド
（46）に押圧力が付与されて出力回転軸（28）が前方へ
摺動させられる。これにより、ピニオン（35）がエンジ
ンのリングギヤに噛み合わされると共に管状のロツド
（43）に設けられた可動接点（45）が固定接点（51）に
当接し、直流電動機（25）への電源投入がなされる。こ
の結果、直流電動機（25）の電機子回転軸（26）の回転
力が遊星歯車減速装置（30）および一方向クラツチ装置
（31）などを介して出力回転（28）に伝達され、ピニオ
ン（35）の回転によりエンジンが駆動される。

エンジンが始動すると電磁石スイツチ装置（38）への通
電は切られ、出力回転軸（28）は適所に設けられた復帰
用のスプリングによつて元の位置へ戻り、ピニオンとエ
ンジンリングギヤとの係合が解除される。復帰したピニ
オン（35）は、その後端面（35a）が玉軸受（32）のイ
ンナーレース（32b）の前端に当接して停止する。

なお、上記実施例では直流電動機（25）の磁界を発生す
るものとして永久磁石（22）を用いたもので説明してい
るが、鉄心にコイルを巻装したものであつても良い。

また、上記実施例では、玉軸受（32）のシール性につい
ては述べられていないが、シール構造をもつもので、防
塵効果をもたせたものでも同様の構造が採用出来、さら
に外側フロントブラケツト（33）の玉軸受（32）のアウ
ターレースと対向する内壁端部（33a）と、ピニオン（3
5）の外周に歯を創設しない部分をもうけて、これらの
間に微少なクリアランスをもたせ、ラビリンス効果をも
たせると、一層防塵効果が高まる。なお、玉軸受（32）
のアウタレース（32a）と外側フロントブラケツト（3
3）の内壁端部（33a）が当接し、スラスト力の授受とシ
ールを行つているが、内壁端部（33a）に段落ち部を設
けこゝに別体のプレート類をボルト等で締付けることで
このプレートにより同一の効果を奏する。

なお、内歯歯車形成体は、アルミの冷間鍛造によつて、
得られたものである事が軽量化と生産性ほり望ましいが
材質は金属であれば、どのようなものでもよく、又、機
械加工により、歯形を創設したものであつてもよい。

以上のように、この発明によれば遊星歯車減速機構を構
成する内歯歯車形成体のフロントブラケツトを径方向に
分割し、内側フロントブラケツトの外周囲に外側フロン
トブラケツトを着脱自在に設けるようにしてエンジンの
種類に対応して交換可能とし、内側フロントブラケツト
の後端部には動力伝達用遊星歯車機構の内歯歯車を設
け、前端に嵌着した玉軸受によつて、オーバランニング
クラツチ装置のインナが支承されると共に外側フロント
ブラケツト内壁端部と内側フロントブラケツト段付部と
インナ段部とピニオン後端面とで玉軸受を保持しインナ
及びピニオンの発生するスラストカを受ける構成とした
ので、装置の組立，分解性が容易となり、従来困難であ
つたフロントブラケツト以外の組立て標準化が計れると
共に、種々のエンジンに対応したスタータが簡単に提供
出来、また安価で耐久性のある高品質の同軸形スタータ
が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わる同軸形スタータの断
面図、第２図は第３図を改良する従来から提案されてい
る直列配置の同軸形スタータの断面図，第３図は従来の
遊星減速機構を有する並列配置形スタータの断面図であ
る。 （36）は電機子回転軸、（28）は出力回転軸、（30f）
は内側フロントブラケツト、（32）は玉軸受、（33）は
外側フロントブラケツトである。 なお、各図中、同一符号は同一部分、又は相当する部分
を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中空の電機子回転軸を有する電動機と、該
   電動機の前端側に配置され一端が上記電機子回転軸の中
   空部に挿入され、他端にエンジンのリングギヤと係脱す
   るピニオンを有した軸方向に摺動可能な出力回転軸と、
   上記電動機の後端側に配置され該電動機に通電すると共
   に上記出力回転軸を摺動させる電磁スイツチと、上記電
   機子回転軸の回転を減速する遊星歯車減速装置と、この
   遊星歯車減速装置で減速された上記電機子回転軸の回転
   を上記出力回転軸に伝えるオーバランニングクラツチと
   から構成され、上記遊星歯車減速装置を構成する内歯歯
   車形成体のフロントブラケツトを内，外周に分割し、外
   側フロントブラケツトを内側フロントブラケツトの外周
   囲に着脱自在に設けたことを特徴とする同軸形スター
   タ。
2. 【請求項２】上記内側フロントブラケツトの前端に上記
   オーバランニングクラツチ装置のインナを支承する玉軸
   受を設け、上記外側フロントブラケツト内壁端部と上記
   内側フロントブラケツト段付部とで上記玉軸受のアウタ
   レースを、上記インナの段部と上記ピニオンの後端面と
   で上記玉軸受のインナレースを保持するよう構成した事
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の同軸形スタ
   ータ。