JPH11141443A - スタータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アーマチャ６の軸方向の位置規制をボールベ
アリング１２以外のスタータ構成部材で行うこと。 【解決手段】 シャフト１３は、両端部がそれぞれボー
ルベアリング１２を介して回転自在に支持されて、軸方
向の一端面がボール１７を介して出力軸１８の後端面と
対向し、軸方向の他端面がボール１９を介してリヤケー
ス８の内壁面と対向しており、各ボール１７、１９を介
して出力軸１８及びリヤケース８により軸方向に位置規
制されている。このシャフト１３を支持する一方のボー
ルベアリング１２ａは、隔壁９と一体に設けられた円筒
部９ａに保持され、他方のボールベアリング１２ｂはリ
ヤケース８に形成された円筒部８ａに保持されている。
このボールベアリング１２の受け箱は、隔壁９と一体に
形成された円筒部９ａ及びリヤケース８に形成された円
筒部８ａに対してボールベアリング１２の径方向の位置
のみを規制している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンを始動す
るためのスタータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として、回転力を発生するアー
マチャのシャフトがボールベアリングを介して回転自在
に支持されたスタータがある。このスタータは、シャフ
トの軸方向の位置規制をボールベアリングにて行う構造
であるため、シャフトの外周面にはボールベアリングに
対する軸方向の位置決めを行うための段差面が形成され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のスタ
ータは、シャフトの外周面に段差加工を必要とするた
め、その加工時の歪みが主因となってアーマチャ回転時
のバランスが乱れ、モータ異音の発生する原因となる場
合があった。また、回転時のバランスの乱れにより、ア
ーマチャコアとポールコアとのギャップが不均一とな
り、モータ性能が不安定になるデメリットも生じてい
る。特に、減速型スタータでは、アーマチャが高速で回
転するため、モータ性能が不安定となる傾向が顕著に表
れてしまう。更には、シャフトの加工形状が複雑になる
ため、シャフトに負荷が生じた場合にシャフトの段差部
に応力が集中して強度が低下するといった問題もあっ
た。

【０００４】また、ボールベアリングをシャフトに圧入
することでシャフトの軸方向の位置規制を行うために
は、ボールベアリングをシャフトへ圧入した後の抜き荷
重をスラスト荷重よりも大きく設定する必要があるた
め、圧入代を管理するためにボールベアリングが圧入さ
れるシャフトの外周面に高い寸法精度が要求される。こ
のため、加工が難しくなり、生産性が低下するといった
問題が生じる。一方、軸受部でシャフトの軸方向の位置
規制を行わない軸受部材に滑り軸受があるが、通常この
軸受方式ではシャフト外周が滑り面となるため、寸法精
度（真円度、真直度）が高く、表面粗さが小さい（滑ら
かである）ことが必要であり、やはり加工が難しく、生
産性が低下する要因となる。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、ボールベアリングを
アーマチャの径方向の位置規制のみに使用し、軸方向の
位置規制をボールベアリング以外のスタータ構成部材で
行うことにより、上記問題を解決できるスタータを提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１〜４の手段によ
れば、アーマチャは、軸受部の少なくとも一箇所がボー
ルベアリングを介して回転自在に支持されたシャフトを
具備し、且つボールベアリング以外のスタータ構成部材
によって軸方向の位置規制が行われている。これによ
り、ボールベアリングはシャフトよりスラスト荷重を受
けないため、ボールベアリングの軸方向の位置決めに自
由度を持たせることが可能となる。また、シャフトの軸
方向の位置規制をボールベアリングで行う必要がないこ
とから、シャフトの外周面に位置決め用の段差加工を行
う必要もない。その結果、加工時の歪みが無くなるた
め、アーマチャ回転時のバランスが安定してモータ異音
を抑えることができるとともに、アーマチャコアとポー
ルコアとのギャップも均一となってモータ性能も安定す
る。

【０００６】更には、シャフトの軸方向の位置規制を行
うためにボールベアリングをシャフトに圧入する必要も
ないことから、ボールベアリングが嵌合するシャフト外
周面の高い寸法精度が要求されないため生産性を向上で
きる。また、シャフトの外周面に段差面を形成する必要
がなく、シャフトの外周面を単一（外径が一定）にでき
る。これにより、シャフトに負荷が加わった時にシャフ
トに応力が集中する箇所がなくなるため、シャフトの強
度を向上できる。また、強度向上に伴って、従来よりシ
ャフトを小径化して軽量化を図ることも可能となる。

【０００７】請求項５の手段によれば、アーマチャは、
スタータ構成部材との間に相対回転自在な中間部材が介
在され、その中間部材を介してスタータ構成部材により
位置規制されている。これにより、アーマチャの回転を
直接スタータ構成部材で受ける必要がないため、アーマ
チャの回転に伴うスタータ構成部材の磨耗を防ぐことが
できる。

【０００８】請求項６の手段によれば、アーマチャの回
転を減速してピニオンギヤに伝達する減速手段を具備し
ている。この減速型スタータでは、減速手段を具備して
いないスタータと比べてアーマチャが高速で回転するた
め、上述した「アーマチャ回転時のバランスが安定す
る」効果は大きい。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明のスタータを図面に
基づいて説明する。 （第１実施例）図１はスタータ１の要部断面図である。
本実施例のスタータ１は、回転力を発生する始動モータ
２、この始動モータ２の回転を減速する遊星歯車減速装
置３（後述する）、この減速装置３を通じて始動モータ
２の回転力が伝達されるピニオンギヤ４等を具備する。

【００１０】始動モータ２は、磁気枠を形成するヨーク
５、このヨーク５の内周面に設けられた界磁装置（下述
する）、その界磁装置の内周で回転自在に配されたアー
マチャ６等より構成される。ヨーク５は、軸方向の一端
側（図１の左側）が減速装置３の外周を覆うセンタケー
ス７の開口端部とインロー嵌合して組み合わされ、他端
側がリヤケース８の開口端部とインロー嵌合して組み合
わされている。また、ヨーク５の一端側には、減速装置
３と始動モータ２との間を隔てる隔壁９が一体的に形成
されている。界磁装置は、ヨーク５の内周面に固定され
たポールコア１０と、このポールコア１０に巻装された
フィールドコイル１１から成る。または、ポールコア１
０とフィールドコイル１１の代わりに複数の永久磁石を
用いることもできる。

【００１１】アーマチャ６は、両端部がそれぞれボール
ベアリング１２（１２ａ、１２ｂ）を介して回転自在に
支持されたシャフト１３、このシャフト１３の外周に嵌
合するアーマチャコア１４、このアーマチャコア１４に
巻装されたアーマチャコイル１５、及びアーマチャコイ
ル１５と電気的に接続された複数のセグメント１６ａを
具備するコンミテータ１６等より構成されている。

【００１２】シャフト１３は、軸方向の一端面がボール
１７を介して出力軸１８の後端面と対向し、軸方向の他
端面がボール１９を介してリヤケース８の内壁面と対向
しており、各ボール１７、１９を介して出力軸１８及び
リヤケース８により軸方向に位置規制されている。な
お、一方のボール１７は、シャフト１３の一端面中央部
に形成された半球状、或いは円錐状に窪む凹部と出力軸
１８の後端面中央部に形成された半球状に、或いは円錐
状に窪む凹部との間に介在されている。但し、その一方
のボール１７は、シャフト１３及び出力軸１８に固定さ
れているのではなく、両者（シャフト１３及び出力軸１
８）に対して回転自在に配されている。また、他方のボ
ール１９は、シャフト１３の他端面中央部に形成された
半球状、或いは円錐状に窪む凹部とリヤケース８の内壁
面中央部に形成された半球状、或いは円錐状に窪む凹部
との間に介在されている。但し、その他方のボール１９
は、シャフト１３及びリヤケース８に固定されているの
ではなく、両者（シャフト１３及びリヤケース８）に対
して回転自在に配されている。

【００１３】アーマチャコア１４は、シャフト１３の外
周面に形成されたセレーション１３ａに嵌合してシャフ
ト１３と一体に回転する。アーマチャコイル１５は、ア
ーマチャコア１４の外周に形成された複数のスロット
（図示しない）に配されて、アーマチャコア１４ととも
にシャフト１３と一体に回転する。コンミテータ１６
は、シャフト１３の他端寄り外周に各セグメント１６ａ
が絶縁材を介してシャフト１３の円周方向に等間隔に配
置され、その各セグメント１６ａの外周面にブラシ２０
が摺接している。

【００１４】シャフト１３を回転自在に支持する一方の
ボールベアリング１２ａは隔壁９と一体に設けられた円
筒部９ａに保持され、他方のボールベアリング１２ｂは
リヤケース８に形成された円筒部８ａに保持されてい
る。ここで、一方のボールベアリング１２ａの外輪部分
を保持する円筒部９ａの直線部分と他のスタータ構成部
品との軸方向の隙間Ｓ1 （ピン２４との距離）、Ｓ2
（アーマチャコア１４との距離）は、図２に示すように
外輪の直線部分の幅Ｗ1 よりも小さく、好ましくはこれ
らの１／２以下になっている。また、他方のボールベア
リング１２ｂの外輪部分を保持する円筒部８ａの直線部
分と他のスタータ構成部品との軸方向の隙間Ｓ3 （コン
ミテータ１６との距離）は、図３に示すように外輪の直
線部分の幅Ｗ2 よりも小さく、好ましくは１／２以下に
なっている。更に、他方のボールベアリング１２ｂの内
輪部分に保持されるシャフト１３の直線部先端とリヤケ
ース８との軸方向の隙間Ｓ4 は、内輪の直線部分の幅Ｗ
3 よりも小さく、好ましくは１／２以下になっている。
要するに、ボールベアリング１２ａ、１２ｂが、それぞ
れを保持する円筒部９ａ、８ａ内で軸方向に移動して
も、ボールベアリング１２ａ、１２ｂがこれらを保持す
る円筒部９ａ、８ａから外れたり、シャフト１３から外
れたりして軸受の機能を果たさなくなるような寸法設定
にはなっておらず、シャフト１３は常に径方向に位置規
制される構造となっている。

【００１５】減速装置３は、シャフト１３の一端側外周
面に形成されたサンギヤ２１（外歯）、このサンギヤ２
１の外周に形成されたインターナルギヤ２２（内歯）、
及びサンギヤ２１とインターナルギヤ２２との間に介在
されて両ギヤ２１、２２に噛み合う複数の遊星ギヤ２３
より成り、この減速装置３の回転出力がピン２４を通じ
て遊星ギヤ２３を支持する出力軸１８に伝達される。ピ
ニオンギヤ４は、出力軸１８上を軸方向に移動可能に設
けられて、電磁スイッチ２５の吸引力を受けて出力軸１
８上を前進する（図１で左側へ移動する）ことによりエ
ンジンのリングギヤ２６と噛み合うことができる。

【００１６】次に、本実施例の作動を説明する。電磁ス
イッチ２５により始動モータ２の通電回路が閉じられる
と、始動モータ２のフィールドコイル１１からブラシ２
０に通電されて、ブラシ２０が摺接するコンミテータ１
６の各セグメント１６ａに接続されたアーマチャコイル
１５に電流が流れる。これにより、アーマチャ６に回転
力が発生し、その回転が減速装置３で減速されて出力軸
１８に伝達される。一方、電磁スイッチ２５の吸引力を
受けてピニオンギヤ４が出力軸１８上を前進することに
よりリングギヤ２６と噛み合う。これにより、出力軸１
８の回転（アーマチャ６の回転力）がピニオンギヤ４を
通じてリングギヤ２６に伝達されてリングギヤ２６が回
転することによりエンジンが始動する。

【００１７】（本実施例の効果）本実施例のスタータ１
は、シャフト１３の軸方向の位置規制をボール１７、１
９を通じて出力軸１８とリヤケース８とで行う構造であ
る。このため、ボールベアリング１２はシャフト１３か
らスラスト荷重を受けないため、ボールベアリング１２
の軸方向の位置決めに自由度を持たせることが可能とな
る。従って、ボールベアリング１２の受け箱となる、隔
壁９と一体に形成された円筒部９ａ及びリヤケース８に
形成された円筒部８ａは、ボールベアリング１２の径方
向の位置のみを規制する構造で充分なため、ボールベア
リング１２の外輪を圧入する場合でも締め代をことさら
多くとって固定する必要はなく、多少軸方向に移動した
としても、それぞれの内外輪の軸方向にある隙間Ｓ1 、
Ｓ2 、Ｓ3 、Ｓ4 が内外輪の直線部分の幅Ｗ1 、Ｗ2 、
Ｗ3 よりも小さいので、円筒部９ａ、８ａから外輪が外
れてしまうこともない。

【００１８】また、シャフト１３の軸方向の位置規制を
ボールベアリング１２で行う必要がないことから、従来
の様にシャフト１３の外周面に位置決め用の段差加工を
行う必要もない。その結果、加工時の歪みが無くなるた
め、アーマチャ６回転時のバランスが安定してモータ異
音を抑えることができるとともに、アーマチャコア１４
とポールコア１０とのギャップも均一となってモータ性
能も安定する。特に、本実施例に示す減速型スタータ１
の場合、アーマチャ６が高速で回転するため、上記の
「アーマチャ６回転時のバランスが安定する」効果は大
きいと言える。

【００１９】更には、シャフト１３の軸方向の位置規制
を行うためにボールベアリング１２をシャフト１３に圧
入する必要もないことから、ボールベアリング１２が嵌
合するシャフト１３外周面の高い寸法精度が要求されな
いため生産性を向上できる。また、シャフト１３の外周
面に段差面を形成する必要がなく、シャフト１３の外周
面を単一（外径が一定）にできる。これにより、シャフ
ト１３に負荷が加わった時にシャフト１３に応力が集中
する箇所がなくなるため、シャフト１３の強度を向上で
きる。また、強度向上に伴って、従来よりシャフト１３
を小径化して軽量化を図ることも可能となる。なお、シ
ャフト１３の軸方向の位置規制を行う出力軸１８及びリ
ヤケース８は、シャフト１３との間にボール１７、１９
が介在されているため、シャフト１３の回転が直接伝わ
ることはなく、シャフト１３が高速で回転しても、その
回転に伴う磨耗を抑えることができる。

【００２０】（第２実施例）図４はスタータ１要部の断
面図である。本実施例は、図４に示す様に、シャフト１
３の一端面と出力軸１８の後端面との間、及びシャフト
１３の他端面とリヤケース８の内壁面との間にそれぞれ
ワッシャ２７が介在されて、このワッシャ２７を介して
出力軸１８とリヤケース８とによってシャフト１３の軸
方向の位置規制が行われている。

【００２１】（第３実施例）図５はスタータ１要部の断
面図である。本実施例は、シャフト１３以外の部位でア
ーマチャ６の軸方向の位置規制を行う一例を示すもので
ある。例えば、図５に示す様に、アーマチャコア１４の
端面が隔壁９と一体に設けられた円筒部９ａの端面によ
って位置規制され、コンミテータ１６の端面がリヤケー
ス８の円筒部８ａの端面によって位置規制されている。
なお、本実施例の場合でも、アーマチャコア１４の端面
と円筒部９ａの端面との間、及びコンミテータ１６の端
面と円筒部８ａの端面との間にそれぞれワッシャ等の回
転自在な中間部材を介在させても良い。

【００２２】（第４実施例）図６はスタータ１要部の断
面図である。本実施例は、シャフト１３を支持する２個
の軸受の何方か一方をボールベアリング１２以外の軸受
とした一例を示すものであり、例えば、図６に示す様
に、シャフト１３の他端側をオイルレスベアリング２８
で回転自在に支持している。この場合、特に荷重の掛か
り易い側やアンバランスの発生しやすい側の軸受にボー
ルベアリングを使用すれば、許容荷重値や芯出し精度が
高く設定できるので本発明の効果は充分期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スタータの要部断面図である（第１実施例）。

【図２】一方のボールベアリング近傍の拡大断面図であ
る（第１実施例）。

【図３】他方のボールベアリング近傍の拡大断面図であ
る（第１実施例）。

【図４】スタータ要部の断面図である（第２実施例）。

【図５】スタータ要部の断面図である（第３実施例）。

【図６】スタータ要部の断面図である（第４実施例）。

【符号の説明】

１ スタータ ３ 遊星歯車減速装置（減速手段） ４ ピニオンギヤ ６ アーマチャ ８ リヤケース（スタータ構成部材） １２ ボールベアリング １３ シャフト １４ アーマチャコア １６ コンミテータ １７ 一方のボール（中間部材） １８ 出力軸（スタータ構成部材） １９ 他方のボール（中間部材） ２６ リングギヤ ２７ ワッシャ（中間部材）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アーマチャに生じる回転力をピニオンギヤ
   に伝達してこのピニオンギヤと噛み合うリングギヤを回
   転させるスタータであって、 前記アーマチャは、軸受部の少なくとも一箇所がボール
   ベアリングを介して回転自在に支持されたシャフトを具
   備し、且つ前記ボールベアリング以外のスタータ構成部
   材によって軸方向の位置規制が行われていることを特徴
   とするスタータ。
2. 【請求項２】前記アーマチャは、前記シャフトの少なく
   とも一方の軸方向端面で前記スタータ構成部材により位
   置規制されていることを特徴とする請求項１記載のスタ
   ータ。
3. 【請求項３】前記アーマチャは、前記シャフトの端部に
   設けられたコンミテータの軸方向端面で前記スタータ構
   成部材により位置規制されていることを特徴とする請求
   項１または２記載のスタータ。
4. 【請求項４】前記アーマチャは、アーマチャコアの少な
   くとも一方の軸方向端面で前記スタータ構成部材により
   位置規制されていることを特徴とする請求項１〜３記載
   の何れかのスタータ。
5. 【請求項５】前記アーマチャは、前記スタータ構成部材
   との間に相対回転自在な中間部材が介在され、その中間
   部材を介して前記スタータ構成部材により位置規制され
   ていることを特徴とする請求項１〜４記載の何れかのス
   タータ。
6. 【請求項６】前記アーマチャの回転を減速して前記ピニ
   オンギヤに伝達する減速手段を具備していることを特徴
   とする請求項１〜５記載の何れかのスタータ。