JPS635160A - 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】 ［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ＩＶｆ　’ｒ１１してリングギ？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１１法がコンパクトで
搭載性に優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ニルとの一体成形化にと
もない該リングギアと噛み合うと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は、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（
駆動軸）との間の衝撃吸収装置として、ゴムクツション
が用いられていた。またアメリカ合衆国特許第２．９３
３．９２６号には、この衝撃吸収装置として、出力軸と
、該出力軸に回転可能に外嵌されるとともにアウタヘリ
カルスプラインが設けられたスクリューシャフトとを１
１１０クラツチ（カップリング）を介して迎結し、該ス
クリューシャフトに調整ナツトを介してスプライン嵌合
させた筒部材内にコイルスプリングを配設し、該筒部材
の先端にピニオンをｌ嵌し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］ しかるにゴムクツションは、衝撃吸収効果が小さいため
、ピニオンとリングギアとの面突によるピニオンの端面
摩際が大きくなるのでピニオンの寿命が短く、また誤操
作などでリングギアの回転中にスタータモータに再通電
した場合に生じる大衝撃を充分吸収できない等の欠点が
ありた１、さらに従来の摩擦クラッチとコ、イルスプリ
ングとの組合せは、摩擦クラッチ、ヘリカルスプライン
、」イルスプリング、およびピニオンが軸方向に直列的
に配設されていたため、軸方向の体格が大きくなり、ｔ
ａ竹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、慣性噛み合い式の特徴である軸方向の
コンパクト性を損わず、充分な衝撃吸収効果を有し、耐
久性に優れるスタータを提供するにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的達成のため本発明は、電動機と、該電動機の出
力軸にヘリカルスプライン嵌合されたスリーブと、該ス
リーブに摺動および回転可能に外嵌され、前記出力軸の
始動時慣性により前記スリーブとともに前進してリング
ギアに噛み込むピニオンと、前記スリーブに設けられ、
前記ピニオンの軸方向の変位範囲のＪＪＨｉｉ１丁段お
よび前記ピニオンを前方（リングギア方向）に付勢する
スプリングからなる軸方向の衝撃吸収機構と、前記ピニ
オンと・−体向に形成された外筒、該外筒の内周にまた
は前記スリーブの外周のいずれか−ｙノに軸Ｉノ向の相
対変位を許容し回転方向の相対変位を阻止して連結され
たクラッチプレート、および前記外筒の内周または前記
スリーブの外周のいずれか他方に連結され、前記クラッ
チプレートに摩擦係合する摩擦面および該摩擦面を首記
クラッチプレート方向に付９ＡするＮ勢手段を備えた摩
漂力臼１与は溝からなり、前記スリーブのインナヘリカ
ルスプライン部分の外周に設けられ、設定幀以上のトル
クが加わったとぎ滑る摩擦クラッチとから構成されるス
タータを採用した。

［作用および発明の効果］ 本発明のスタータは、ａｒｍクラッヂおよび軸方向の衝
撃吸収ｌ幾溝を、駆動軸とヘリカルスプライン嵌合した
スリーブ上に設け、摩擦クシッヂを、ピニオンと一体的
に形成された外筒、該外筒の内周にまたは前記スリーブ
の外周のいずれか一方に軸方向の相対変位を許容し回転
方向の相対変位をｍ止して連結されたクラッチプレート
、および前記外筒の内周または前記スリーブの外周のい
ずれか他方に連結され、前記クラッチプレートに摩擦係
合する摩擦面および該ａ！擦而面前記クラッチプレート
方向に付勢する付勢手段を備えた摩擦力付与機購で構成
し、かつ軸方向の衝撃吸収機構を、スリーブに設けられ
、前記ピニオンの軸方向の変位範囲の規制手段および前
記ピニオンをリングギア方向に付勢するスプリングで構
成しているため、軸方向にコンパクトであるとと６に軽
量化できる。

また摩擦クラッチと＠ｈ向の衝撃吸収機構とを備えるの
でピニオンのＷｉ撃吸収効果が大きく、ピニオンの耐久
慴に優れ、それでいて１２ｍクラッヂの焼き付きが効果
的に防止されるようになり、安定した滑りトルクが得ら
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。

Ａ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、電動機１と、該電動１履１の出力軸（ア〜マブユア
シャフト）３にヘリカルスプライン嵌合されたスリーブ
４と、該スリーブ４に摺動および回転可能に外嵌され、
出力ｌ１１１３が始動したとき慣性により前記スリーブ
４ととしに前ｊμして前記リングギア２に１１み込むと
ニオン５と、前記スリーブ４とピニオン５との間に介在
された軸方向の衝撃吸収機構６および摩擦クラッチ７と
からなる。

電動機１は周知の構成を有し、磁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１３．１−り１１の１１　端に嵌め込まれたリア
カバー１５をｉｌ？ｉ′ｉ２、前記出力軸３にはアーマ
チュア１７が設けられている。また出力＠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３
１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、前記スリーブ４およびピニオン
５の萌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。

スリーブ４は金属製であり、その内周は、後部に前記ア
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、ｍｌにはメタルベアリング
４３が嵌め込まれている。

このスリーブ４は、首記出力軸３に摺動および回転自在
に外嵌され、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ｆｌさ
れている。スリーブ４の外周には、中間部に突条４５が
周設され、先端には周！Ｍ４６が設けられ、後部には前
記インナヘリカルスプライン４１と重なるようアウタセ
レーシ］ン４７が形成されている。

ピニオン５は、本実施例ではプラスチック製で前記スリ
ーブの前部に軸方向の摺動および回転が可能な状態で外
嵌されている。ピニオン５の内周は１１４部が前記スリ
ーブ４との摺動面５１とされ、後部は段５２を介して径
大の環状空間５３とされている。またピニオン５の後端
からやや径大の円形断面を為する外筒５４が軸方向に延
設されて一体成形されるとともにその内周にインプスブ
ライン５５が形成されている。

軸方向の衝撃吸収機構６は、前記突条４５Ｊ３よび前記
周溝４６に嵌め込まれた輪止め６１からなるピニオン５
の軸方向の変（り範囲の規制手段６３と、この間に配さ
れたピニオン５の前記段！：１２ｉＤよび前記突条４５
の間に配され、ピニオンを前方（リングギア方向）に付
勢するスプリング６５とからなる。このようにピニオン
５の内部（この実施例ではピニオン５の内周とスリーブ
４の外周と゛のあいだに設けた環状空間５３）にピニオ
ン５を前方に付勢するスプリング６５を配設することに
より、ピニオン５とスプリング６５とが軸方向に重なる
ため、スタータの軸方向の寸法の短縮が可能となる。

摩擦クラッチ７は、前記外筒５４、該外筒の前記インナ
スプライン５５にスプライン嵌合されたアウタスプライ
ン７１を備え、前記スリーブ外周の突条４５の後に係止
されて外嵌されたクラッチプレート７２と該クラッチプ
レート７２に摩擦係合する摩擦面および該ｆｆ１．擦面
を前記クラッチプレート方向に付勢する付勢手段を備え
た摩擦力付与機構７０とからなる。！！！ＩＩＭ力付与
ｉ構７０は、前記スリーブ４のアウタセレーション４７
に噛み合うインプセレーシコン７３を有し、前記クラッ
チプレート７２との摩擦面となる前面に摩擦材７４が１
妾着された摩擦プレート７５、該摩擦プレート７５に前
設され、践摩１撃プレートをクラッチプレート７２方向
にイ１勢するｆ１勢手段である皿ばね７６、および前記
スリーブ４の後端部外周に設けられた周溝４９に嵌め込
まれた前記皿ばねの係止用輪止め７７からなる。なお外
筒５４とクラッチプレート７２との′Ｍ結、およびｒ！
！擦プレート７５とスリーブ４との連結は、ともに軸方
向の相対変位を許容し回転方向の相対変位を防止する連
Ｆｌ！Ｉ手段ならスプライン嵌合、セレーシ１ン■合以
外であっても良い。また摩擦プレート７５の付勢手段と
しては、ダイヤフラムスプリング、ウェーブスプリング
、コイルスプリングなど他のスプリングが使用できる１
、さらにクラッチプレートと１１！擦プレートとで形成
されるクラッチ面は円錐面、周方向の波状面など平面以
外であっても良い。

この実Ｍ例の如く、摩擦クラッチ７をインナヘリカルス
プライン４１と軸方向に重ねて配置することにより、ス
タータの軸方向の寸法をコンパクトにできる。そして、
スリーブ４の突条部４５とクラッチプレート７２とが重
なり合う部分にはそれぞれ環状の溝４５ａ、７２ａが形
成されており、これら両溝４５ａ　、７２ａにわたって
は摩擦面動部材としてのボール８５が滑動自在に配置さ
れている。

このスタータは、電動１ｍｌの停止中は、ピニオン５が
第１図に実線で示した１つ置に静止している。

電動Ｉ１１のアーマチュア１７に通電がなされると回転
力が発生し、出力＠３が回転を始める。この時スリーブ
４を含むピニオン５は、慣性のため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、リター
ンスプリング３７を圧縮して回転しなから前りに飛び出
す。飛び出したピニオン５はリングギア２にスムーズに
噛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び／または歯面に大ぎい衝撃荷
重が加わる。この衝撃荷重のうち・軸方向成分は衝撃吸
収機構６により吸収され、回転方向の！ｉ撃荷車はｌｆ
ｆ１家クラツチ７が滑ることにより吸収される。

摩擦クラッチ７はリングギア２とピニオン５との１ｖＡ
み合いの瞬間やスタータの惰性回転中の再起動による再
噛み合い時に生じる過大衝Ｍ時に滑るよう設定されてい
る。

この衝撃荷車の吸収力は緩街礪構がゴムの場合に比べ充
分大きいので、ピニオン５の旧傷、摩耗は防止され、ピ
ニオンの耐久性が向上できる。５しからクラッチプレー
ト７２はピニオン５の回転に伴い同り向に回転するが、
クラッチプレート７２と突条部４５との間にはボール８
５を設けたので円滑な回転が持続的に計られ焼き付きな
どが生ずることを効果的に防止でき、常に安定した滑り
トルクが確保される。

ピニオン５がリングギア２と噛み合った後は、出力軸３
の回転力によりリングギア２が駆動されエンジンの始動
がなされる。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ｆ１用でピニオン５およびスリーブ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。

この場合には以下のように構成してもよい。すなわち、
ｍｍプレートおよびクラッチプレー　ト・のそれぞれの
摩擦面に相互に噛合する波型の凹凸部を設けこの凹凸部
の南面のｌ習り向の傾斜を原ｕ＋　８１がエンジンを駆
動するスタータドライブ方向が急傾斜、リングギアがピ
ニオンを駆動するエンジンドライブ方向がゆるやかな傾
斜としている。この構成によれば摩擦クラッチのスター
タドライブ方向とスタータドリブン方向とのすべりトル
ク値に所定の差が付与されリングギアとピニオンとの早
期ＩＩＩＩ脱防止のため設けられるローラクラップの作
用を果すことができる。

なお、この種の始動装置に関連しては実公昭５７−３９
９６４号公報や実開昭５９−３８６８ｊ号公報に記載さ
れたものがある。前者は内歯車と摩擦部材との間に弾性
体を設けたことを特徴とし、後者はドリブンギアの端面
と回転軸の支承部材との間に緩衝体を挟設したものであ
る。この発明は上記の詳細な説明から分かるようにこれ
ら両公報とは全く異なる技術的思想のもとになされてお
り、両公報の量水内容とは具体的構成が自ずと相違する
ものである。

また、この第１実施例の場合、摩擦プレート７５と■ば
ね７６を一体化してスリーブ４の外周にセレーション嵌
合させてもよい。なお、この場合、この皿ばね７６は内
周がスリーブ４の外周に固着されていても良い。これに
より第１実施例に較べ部品点数の低減が可能となってい
る。

第３図は、第２実施例を示す。この第２実施例について
以下説明する１゜ この第２実施例では径大となるように形成した測点８６
を設け、ボール８５の代わりに摩擦板８７を測点８６と
クラッチプレートとしての固定ディスク８１との間に設
けたものである。

このように構成しても第１実施例と同様の効果が得られ
るものである。

なお、第２実施例では、第１実施例と同一部分には同一
符号を付して異なる部分のみ説明した。

第４図は、第３実施例を示す。この第３実施例について
以下説明する。

この実施例において１００はスプライン筒体に嵌め込ま
れた筒状体で、これは直スプライン１０１により連結さ
れておりコイルスプリング１０２により筒状体１００が
前進する方向に付勢されている。ピニオン１０３は筒状
体１００に回転可能に取り付けられ後面にワッシャ１０
４を有している。１０５は摩擦板、１０５ａは摩擦プレ
ート・としてのワッシャ、１０６は皿ばねである。１０
７はカバーで、これは環状板１０７ａと筒状のスカート
部１０７ｂとから成り、環状板１０７ａは筒状体１００
に嵌合されスカート部１０７ｂはワッシャ１０４．１０
５ａ％摩擦板１０５および皿ばね１０６をそれぞれ覆う
ように設けられている。

このように構成するとカバー１０７により内部が防廂お
よび防油されるので、塵などの異物によりＪｌ擦根板１
０５異常に摩耗したり、油などにより極端なすべりが生
じて摩擦係合を不能にしたりしてクラッチｍｌが失なわ
れてしまうことがない、。

なお、上記実施例では固定ディスクを摩擦板に摩擦係合
するように付勢するために皿ばねを用いたが、この皿ば
ねのみに限られず通常の「縮コイルスプリングなどを用
いるようにしてもいい。

また、上記実施例では回転ディスクと固定ディスクとの
間にボールを用いたが、この構成に限られずローラなど
を用いるように構成してもいいことはらちろｌυである
１゜ また、摩擦板１ま１♀擦係数が外部的条件（油、塵埃、
＊ｔａ＋板間の表面あらさ）によって変化するので、こ
れらの点に充分注意する必要があるものである。この場
合、Ｍ街機構を併用してこれ等の点を改善するようにし
てもよい。

その外、具体的な実施にあたっては、発明の要旨を逸脱
しない範囲で種々変更できることは言うまでもないもの
である。

【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実論例を示す
断面図、第２図はその斜視図、第３図は第２実施例の要
部の断面図、第４図は第３実施例の第３図相当図である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電動機と、 該電動機の出力軸にヘリカルスプライン嵌合されたスリ
   ーブと、 該スリーブに摺動および回転可能に外嵌され、前記出力
   軸の始動時慣性によりスリーブとともに前進してリング
   ギアに噛み込むピニオンと、前記スリーブに設けられ、
   前記ピニオンの軸方向の変位範囲の規制手段および前記
   ピニオンを前方に付勢するスプリングからなる軸方向の
   衝撃吸収機構と、 前記ピニオンと一体的に形成された外筒、該外筒の内周
   にまたは前記スリーブの外周のいずれか一方に軸方向の
   相対変位を許容し回転方向の相対変位を阻止して連結さ
   れたクラッチプレート、および前記外筒の内周または前
   記スリーブの外周のいずれか他方に連結され、前記クラ
   ッチプレートに摩擦係合する摩擦面および該摩擦面を前
   記クラッチプレート方向に付勢する付勢手段を備えた摩
   擦力付与機構からなり、前記スリーブのインナヘリカル
   スプライン部分の外周に設けられた摩擦クラッチと、 前記摩擦クラッチのクラッチプレートと前記スリーブ側
   の摺接面間に設けられた摩擦摺動部材とから構成される
   エンジン始動装置。 ２）前記摩擦力付与機構は、前記摩擦面を有し、前記外
   筒の内周にまたは前記スリーブの外周のいずれか他方に
   、軸方向の相対変位を許容し回転方向の相対変位を阻止
   して連結された摩擦プレートと、該摩擦プレートを前記
   クラッチプレート方向に付勢するスプリングとからなり
   、前記摩擦摺動部材は前記クラッチプレートと前記スリ
   ーブ側との間に設けられたボールであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のエンジン始動装置。 ３）前記摩擦力付与機構は、一端が前記摩擦面とされ、
   他端が前記外筒の内周にまたは前記スリーブの外周のい
   ずれか他方に連結された皿ばねであ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。 ４）前記スリーブの外周の中間部には、突条が周設され
   、該突条は前記ピニオンの軸方向の変位範囲の規制手段
   の一方を構成するとともに前記クラッチプレートをスリ
   ーブに係止する係止手段であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１記載のエンジン始動装置。 ５）前記ピニオンを前方に付勢するスプリングは、一端
   を前記突条に係止され、前記ピニオン内にまたはピニオ
   ンとスリーブとの間に形成された筒状空間内に配された
   ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載のエンジン
   始動装置。