JPS62223459A - エンジン始動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の訂、１０な説明 ［産業上の利用分野］ この発明は、ヘリカルスプラインの作用によりピニオン
が前進してリングギアに噛み込む方式のエンジン始動装
置（スタータ）に関する。

［従来の技術］ この方式のスタータは、軸方向の寸法がコンパクトで搭
載性に浸れるため汎用エンジン、船外機、雪上車などの
小型エンジンに広く使用されている。

また近年エンジンのリングギア（エンジンギア）のアル
ミニウム合金によるフライホイールとの一体成形化にと
もない該リングギアと噛み合うピニオンのプラスチック
製化が実施されている。

従来この方式のスタータで（ユ、噛み合い時の衝撃緩和
のため、ピニオンとスタータモータ（電動機）の出力軸
（駆動１ＩＩｌｌＩ）との間の衝撃吸収装置として、ゴ
ムクッションが用いられていた。またイギリス特ｒ［第
３３９．１００号には、この衝撃吸収装置として、出力
軸の外周に形成されたヘリカルスプライン部に、外周側
に傾斜部を有するスプラインチューブがスプライン嵌合
されてＪ３す、このスプラインデユープの外周には、傾
斜部ど当接するととしに、ピニオンと一体に形成された
筒状部の内周と直スプライン結合されている摩擦体が、
該筒状部に対して軸方向にのみに移動可能に配設され、
かつ前記筒状部の内周側で筒状部とＦｊｌ１体との間に
はスプリングが挿入された構成が開示されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかるにゴムクッションは、衝撃吸収効果が小さいため
、ピニオンとリングギアとの衝突によるピニオンの端面
摩耗が人ぎくなるのでピニオンの寿命が短く、また通常
噛み合い時の衝撃、更には誤操作などでリングギアの逆
回転中あるいはスタータモータの惰性回転中にスタータ
モータに再通電した場合に生じる人ｖｊＪ撃を充分吸収
できない等の欠点があった。さらに上記従来の摩擦体と
スプリングとの組合せは、摩擦体とスプリングの２つの
部材が必要であり、部品点数が増ずどともに、スプリン
グと摩擦板の２つの部材の軸方向長のために、軸方向の
体格が大きくなり、慣性飛び込み式スタータの利点が失
われる欠点があった。

本発明の目的は、慣竹噛み合い式の特徴である軸方向の
コンパクト性を損わり“、充分な衝撃吸収効果を有し、
耐久性に１受れるスタータを提供するにある。

し問題点を解決するための手段コ 上記目的達成のため本発明のスタータは、電動機と、該
電動機の出力軸に摺動可能および回転可能に外嵌される
とともに後方に筒状部が延設されたピニオンと、前記出
力軸の＋”ｒ０記ピニオンの後ろ側にヘリカルスプライ
ン嵌合されたスプライン部材と、スプライン部材とピニ
オンとの間に配されたコイルスプリングと、前記ピニオ
ンとスプライン部材とを、前記」イルスプリン゛グの弾
性変位の範囲内で軸方向および回転方向の相対変位を許
容し、かつ両者を連結する連結手段とからなる構成を採
用した。

［作用および発明の効果］ 本発明のスタータは、ピニオンの回転方向および軸方向
のｍｓ吸収機構として、コイルスプリングを用いている
ので、軸方向にコンバク１−であるとともに１つの部品
ででき、軽量化できる。またコイルスプリングはゴムに
比較して軸方向および回転方向の衝撃吸収効果が大きく
、ピニオンの耐久性に優れる。

［実施例］ 本発明の第１実施例を第１図および第２図に基づき説明
する。

八は本発明のスタータ、２は通常エンジンのフライホイ
ールの外周に形成されるリングギアを示す、、スタータ
Ａは、電ｉＦ［１と、該電動機１の出力１１１１（アー
マチュアシャフト）３にヘリカルスプライン嵌合された
円環板のスプライン部材４と、前記出力軸３に摺動およ
び回転可能に外１■され、出力！Ｔ１１３が始動したと
ぎ慣性により前記スプライン部材４とと６に前進して前
記リングギア２に噛み込むピニオン５と、前記スプライ
ン部材４とピニオン５との間に介在された衝撃緩和機構
である円錐コイルスプリング６と、ピニオン５とスプラ
イン部材４との連結手段７とからなる。

電動機１は周知の構成を有し、Ｖｉｌ性体により円筒状
に形成されたヨーク１１、その先端に嵌め込まれたフロ
ントカバー１３、ヨーク１１の後端にＩＮめ込まれたリ
アカバー１５を備え、前記出力軸３にはアーマヂ１ア１
７が設けられている。また出力軸３には該フロントカバ
ー１３に近接してアウタヘリカルスプライン３１が設け
られ、先端には周溝３２が形成されている。また出力軸
３の先端には、前記ピニオン５の前進を規制するピニオ
ンストップカラー３５が外嵌され、前記周溝３２に嵌め
込まれた輪止め３３に係止されて取り付けられている。

スプライン部材４は金属製で円環状を呈し、内周に前記
出力軸のアウタヘリカルスプライン３１に螺合するイン
ナヘリカルスプライン４１が設けられている筒部４２と
、前面に半径方向のｉ＾１４３が形成された円環板部／
Ｉ４とからなる。

ピニオン５は、本実施例ではプラスチック製で前記スプ
ライン部材４の前側に軸方向のｊ８動および回転が可能
な状態で外嵌され、前記ピニオンストップカラー３５と
の間に前設されたリターンスプリング３７により後方゛
にＮ”Ａされている。ピニオン５の内周は出力軸３との
摺動面５１とされ、後面には内周側に凹所５２が形成さ
れ、復唱外周から筒状部５３が軸方向に・一体向に延設
され、後端部は段を介して径大の突条５４となっている
。

筒状部５３の内径は後方向に向って段階的または連続的
に径大となっている。

円錐コイルスプリング６は、小径の前端６１は軸方向に
曲げられ前記ピニオンの凹所５２に差し込まれ、大径の
後端６３は軸方向に曲げられるとともに前記スプライン
部材の満４３に差し込まれて前記筒状部５３内に配され
ている。なお円錐コイルスプリング６は必要な’Ｉｌｌ
　７Ｊ向の伸縮変位と捩り変位とが可能な通常のコイル
スプリングでも良く、装Ｍ竹の観点から適宜選択できる
。

連結手段７は、ピニオン５とスプライン部材４とを軸方
向に連結する手段と、回転１ノ向の連結手段とからなる
。

軸方向の連結手段は前記筒状部の突条５４に巻き締めさ
れたカラー７１、および該カラー７１により外周を係止
されて前記筒状部５３の後端面５５に当接され、前記ス
プライン部材４の後面の外周を係止するストップリング
７２とからなり、円錐コイルスプリング６は所定の所期
Ｉ３−縮が付与される。

回転方向の連結手段は、前記円錐コイルスプリング６の
両端が嵌め込まれたピニオンの！Ｍ５２およびスプライ
ン部材の溝４３からなる。なお、この連結手段７はたと
えば円錐コイルスプリング６の両端を堤状またはノック
状に曲げ、スプライン部材４およびピニオン５にこの堤
状部またはフック状部を係止する係止手段を設けるなど
、ピニオン５とスプライン部材４とを円錐コイルスプリ
ング６の変位の許容範囲内で軸方向および回転方向の相
対変位を許容しかつ両名を＆結する機構であれば他の構
成であっても良い。

このスタータは、電！１１１１１の停止中は、ピニオン
５が第１図に実線で示した位置に停止している。

電動曙１のアーマデユア１７に通電がなされると回転力
が発生し、出力軸３が回転を始める。この時スプライン
部材４を含むピニオン５は慣性を有するのでヘリカルス
プラインの作用で回転力と同時に軸方向の分力が加わり
、スプリング３７を圧縮して回転しながら萌方に飛び出
す。飛び出したピニオン５はリングギア２にス１１−ズ
に１−み込むかまたはリングギア２の側面に衝突するが
、いずれの場合にも端面およσ／または歯面に大きい衝
撃荷重が加わる。この廟撃荷重の軸方向成分および回転
方向成分は、円錐コイルスプリング６の軸方向の変位（
伸縮）および／または回転方向の変位＜ＩＰ！りまたは
たわみ）により吸収され、この別撃向重の吸収力は緩衝
１幾溝がゴムの場合に比べ充分大きいので、ピニオン５
の損傷、摩耗は防止され、ピニオンの耐久性は著しく向
上する。本実施〃１の如く円錐コイルスプリング６はそ
の後※１（６３がスプライン部材４の溝４３内を半径方
向に移動可能とすることにより、軸す向の伸縮はこれに
ともなう曲率半径の増減に影響されにくく、ばね特例の
自由な選定が可能となる。とくに円錐コイルスプリング
は捩りおよび伸縮の変位に対し、初期において小さく、
後期において人きい非直線的なばね定数を有するので、
衝撃の大きな外力の吸収効果が良く、かつ大トルクも弾
性の範囲内で行なうことが可能である３゜ ピニオン５がリングギア２と１＠み合ったｉ！２（ピニ
オン５は第１図の一点鎖線の位置にある）は、出力ｌ１
ｉ３の回転力によりリング１ニア２が駆動されエンジン
の始動がなされる。このときピニオン５が円錐コイルス
プリング６により回転方向に弾性支持されているので、
伝ｊヱトルクの変動に対してピニオン５の南面に加わる
衝撃傭巾も緩和される。

この１噛み合い１侍には、噛み合い当初に大きな衝撃が
歯面に加わり、誤操作などでリングギアの逆回転中ある
いはスタータモータの惰性回転中にスターク七−夕に再
通電した場合にはざらに人さな衝撃が加わるが、円錐」
イルスプリングは捩り変位の後期において大きなばね定
数を右するので、大雨撃も弾性変形の範囲内で支持する
ことが可能である。また冷地でのエンジンスタート１１
に生じ易い不整回転に対しても、円７１１　］イルスプ
リングは変位の初期に小さいばね定数を有し、ピニオン
を弾性支持しているので追従性が高く、ピニオンのリン
グギアからの♀明６’ＪＬ説が防止でき、慣慴噛み合い
式スタータにＪノいて通常使用されるローラークラッチ
が不要にできる。

エンジンが自刃回転し始めると、前記ヘリカルスプライ
ンの信用でごニオン５およびスプライン部材４は後方へ
押し戻され、リングギア２とピニオン５との噛み合いは
解除される。

第３図は、第２実施例を示す。

この実施例では、前記ピニオン５の後面の外周部に複数
の円弧状凹所５６を設け、スプライン部材の円環板部４
４の外周から前方に延長され筒部４７を有し該筒部４７
の先端には前記凹所に遊嵌する爪４８が設けられている
。この実施例においては、回転方向の過大衝撃が加わっ
たどき、まず円↑「コイルスプリング６は捩られＣその
’ｃｈｉ撃を吸収し、その（１２り変位に伴い軸方向に
縮み変位し、第３図１・半に示す（第４図に実線で示Ｖ
）如く前記型４８が１１を記凹所５６に１ひ；Ｊ、り込
む。前記型４８はコイルスプリング６のばね荷車に逆ら
って、さらに第４図に一点鎖線で示ず如くピニオン５の
回転方向に回動し前記凹所５６の一万の縁５６ａに係合
する。この際ピニオン５の歯面に加わる回転方向の画！
！を吸収し、ざらに大トルクは前記型４８が前記凹所の
縁を直接押圧して伝達される１゜これにより円錐コイル
スプリング６の変位量を冗長的繰り返し使用可能な範囲
内に制限してスプリング６のへたりを防止している。

なお、上記実施例ではコイルスプリングとして軸方向の
伸縮および戻り変形に対し、ぼね定数が変位の初期にお
いて小さく変位の後期において大きいばね特性を有する
円錐コイルスプリング６を用いたが、つづみ形」イルス
プリング、たる形コイルスプリングなどの、１１円円錐
コイルスプリング線杆が漸変する円筒形コイルスプリン
グ、ざらには−のコイルスプリングの弾竹変（Ｑの途中
から他の］イルスプリングが変位を開始する多重コイル
スプリングを使用しても同様な効果が達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のエンジン始動装置の第１実施例を示寸
断面図、第２図はその要部の斜視図、第３図は第２実施
例の要部の断面図、第４図はそのＡ−Ｂ断面図である。 図中　１・・・電動機　２・・・リングギア　３・・・
出力軸４・・・スプライン部材　５・・・ピニオン　６
・・・円錐コイルスプリング　７・・・ピニオンとスプ
ライン部材との連結手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電動機と、 該電動機の出力軸に摺動可能および回転可能に外嵌され
   るとともに後方に筒状部が延設されたピニオンと、 前記出力軸の前記ピニオンの後ろ側にヘリカルスプライ
   ン嵌合されたスプライン部材と、 スプライン部材とピニオンとの間に配されたコイルスプ
   リングと、 前記ピニオンとスプライン部材とを、前記コイルスプリ
   ングの弾性変位の範囲内で軸方向および回転方向の相対
   変位を許容し、かつ両者を連結する連結手段とからなる
   エンジン始動装置。 ２）前記コイルスプリングは、軸方向の伸縮および回転
   方向の変形に対し、ばね定数が変位の初期において小さ
   く、変位の後期において大きいばね特性を有することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のエンジン始動装
   置。