WO1988002567A1 - Starter for engines - Google Patents

Description

明 細 書

エ ン ジ ン 用 ス タ ー タ

技術分野

この発明は、 自動車のエ ン ジ ン等に使用 されるェ ン ジ ン用ス タ ータ、 特に遊星歯車減速装置を内蔵する も の 、 改良に関する も のである。

背景技術

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 / 図に示すよ う な も のがあった。 同図 において、 100 は直流電動機の電機子であ り 、 以下に述 ベ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 104 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 アブラケッ 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 ブラケッ 卜 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 の永久磁石磁石 109a を内周面上に固設してお り 、 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 ブラケッ ト 111 が図示の如の 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 星歯車丄 13が』¾合してい る H4はこの.遊星歯車 1ュ 3の 内周面に嵌着される軸受であ り、 支持ピン 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、 遊星歯車婊速装置の腕を構成しており、 出 力回転軸 11 が固着される 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 後部内周面凹听に嵌着されたス リ ーブべア リ ン グであ り 、 :記鬈璣子 1転， 1Ό2 の，端部を' »承 ている。 120は 電機子回転軸 102及び出力回転軸 117 の両端部間に配設 された鋼球でス ラ ス トを授受する機能を有している。

121は出力回転軸 117の中間部の外周に形成さ たへ リ カルス プラ イ ン歯で、 ォーノ ラ ンニ ン グク ラ ッチ 122 力⁵ 後疆働 雜 プラ ¾r 凝合され τ ^ ^ ォ 一バラ ンニン グク ラ ッチ 122に結合されている ビニオ ン 124の軸方向移動量を規制する出力軸 117 の前端部に設 けられたス トッパであ り、 125 は出力回転軸 117 をその 蕭端' ¾¾¾^ ¾ ^ス^' 'ァ ダ 、： -ί^-π^ 'ブラ ケッ ト 111 の前端部内面に嵌着される。 126 は、 プラス チック樹脂によって成形された中間部に回転軸 126 a を 有するレバ一で、 電磁スイ ッチ 127 のプラ ン ジャ 128 と オーバラ ンニ ングク ラ ツチ 122 の外局部に各端部を図示 の如く嵌合される。 12⁹ は可動接点で、 絶縁体 ISO を介 して ロ ッ ド 131 に取 り つけ られ、 ロッ ド 131 は前後摺動 可能な様にコ ア 132 に挿入されている。 1 3 は固定接点 で、 ナッ ト 134 によって、 絶縁体であるキャッ プ 135 に 固定されている。 136 はプラ ンジャ 128 を付勢する励磁 コ イ ルで、 プラ スチッ ク樹脂で成形されたボ ビン 1³⁷ に 卷装され、 ケース 138 に内蔵されている。 139 は リ ー ド ワ イ ヤで、 固定 点 13³ と ブラ シ及び保持器 10⁵ のブラ シ とを接続している。

次に動作について説明する。 図示しないス タ ータ ス ィ ツチを閉成する こ とによって電磁ス ィ ツチ 127 の励磁コ ィ ル 136が通電され、 プラ ンジャ 128 が付勢されて後方 に移動してロ ッ ド 131 を後方に押し、 可動接点 I²⁹ と固 定接点 133 と を当接させる。 これによ 、 固定接点 I³³ 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】 12 から遊星 歯車 113 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 ッチ 122 に伝達される。 この時 にォ一 ノ ラ ンニ ン グク ラ ッチ 122 と係合し ている ビニォ ン 124 は回転駆動される。

—方、 上記のよ う に付勢されたプラ ン ジャ 128の力は、 レ ノマ ー 126 を回転軸 126 a 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 ッチ 122 を ピニ オン 124 と共に前方に軸線に沿って摺動させる。 これに よって、 ビニオン 1 24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 グギヤと嚼合する。

エ ン ジ ンの始動後においては、 ピニオン 1 24に対する エ ン ジ ンの回転作用によ り オーバラ ンニ ン グクラッチ

1 22 力 ίピニオン 1 24力 >ら離脱し、 ピニオン 1 24のみが空 fe "3 る。

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、 電磁スィ ッチと直流電動機は並列軸構成され てお—り、 ェ ンジ 管される場令、 ³ ¾磁スィ，'チ ス ペースをエ ン ジン又はエ ン ジ ン部を除いた車両側で確保 する事が必要で、 車両におけるエ ン ジン レイ ァゥ トの制 約を招く等の問題点があ り ：又、 フ ロ ン 卜ブラケッ トの 先端部がエ ン ジ ン ミ ッ シ ヨ ンハウ ジング内の例えばフ ラ -4 と^; 1¾渉^ ' るため、 フ イホィ ^ 形 状が限定されるなどの問題点があった。

この発明は、 上記問題点を解消するためになされたも ので、 電磁スィ ッチと電動機が直列軸化できると と もに ： 承 ΐピ二ォ :か ; ¾ると ^^ち甚成 す るこ とが可能とな り、 装着性に優れたエ ン ジ ン用ス タ ー タを得ることを目的とする。

発明の開示

…ての HTfこ'係る シジ 用スタ一タ 管状の霄機子面 転軸を有する電動機、 この電動機の軸方向一端側におい て上記電機子回転軸に対して同一軸線上に配置され、 軸 方向に摺動可能に支持された出力回転軸、 上記電機子回 転軸の回転力を上記出力回転軸に伝達するク ラ ッチ機構、 上記電動機の軸方向他端側に設けられ、 電磁力によって、 上記出力回転軸を軸方向に押圧し摺動させる移動体を有 すると共に、 上記電磁力によって可動接点を固定接点に 接触させて上記電動機への給電を行う電磁スィ ッチを備 えたエ ン ジン用ス タ ータであって、 上記各部の軸を直列 的に配設し、 電機子回転軸の管内周面にス リーブベア リ ン グを嵌着し、 出力回転軸後部をス リーブベア リ ングに て軸承するよ うにしたものである。

このよ う にするこ と によって、 出力回転軸の直線及び 回転運動を可能 し、 直列軸化に伴う全長の伸びを低減 する。

図面の簡単な説明

第 1 図は従来のエ ン ジン用ス タ ータ の一例を示す断面 図、 第 2図は この発明の一実施例を示すエ ン ジ ン用ス タ ータの一部分を取り出した断面図である。

発明を実施するための最良の形態

本発明をよ り詳細に説明するために、 以下図面にも と づいて説明する。

第 2図はこの発明の一実施例を示すエ ン ジン用ス タ ー タの一部分を取り出した断面図である。

この第 2図において、 前とは該当構成要素の右側を、 後とはその左側を各々示し、 1 は直流電動機の電機子で あり -以下に.述..ベる要素 J0> 搆成,され Γ .いる。 ，2 ,は電機 子コァ、 3は中間部に電機子コア 2が取付けられ管孔 を有する管状の電機子回転軸で、 後端部にコ ン ミ テータ

⁴が嵌着され、 このコ ン ミ テータ 4には電機子コア 2に 巻力 れている電機子コィ ル 5 が接続されている。

6 はコ ン ミ テータ 4 に接触するよ う に コ ン ミ テータ 4 の外周上に配置されたブラ シ及び保持器、 7 は直流電動 機のリ アブラケッ トで、 後方の端部内側でブラシ及び保 持器 'が図示 な'ぃボル トによつて結合され、 それの後 端部は中央部で内側前方に屈曲されて回転軸線方向であ る前後方向に軸受孔 7aを形成している。 8 は電機子回転 軸 3 の後方最端部を軸承する軸受で、 軸受孔 7 aに嵌着さ れている。 9 は後部端面をリ アブラケッ ト 7 の前部端面 ： 衝 さ i ¾ ¾¾ «暴^?ョータ '還避子 こ界 磁を発生させる複数個の永久磁石 9 aを内周面上に固設し てお り 、 それの前部端面の段差状外縁には遊星歯車装置 を構成する内歯歯車 10 a を創設したフ ロ ン トブラケッ ト

：聊が菌 の鎮^ ¾M¾^¾>^»«¾«» " 装着 される。

このフ ロ ン トブラケッ ト 10は、 後部から前部の方向に 内側に形成されている複数の段状凹部によ り外径が小さ く なっており、 後部内局面に形成された内歯歯車 10 a と 内側中間部に形成された軸受甩凹部 10 b と前部に形成さ れた小径？ L ioc とを有している。 11は電機子回転軸 ³ の 前端部の外周囲に形成された太陽歯車と し ての平歯車、

12は遊星歯車で、 平歯車 11および内歯歯車 10a間でそれ ら両方に嚙合している。 13は遊星歯車 I²の内周面に嵌着 される軸受、 14は軸受 I³を支承する支持ビン、 は従来 と同様のオーバラ ンニ ン グク ラ ッチ機構を有するオーバ ランニングク ラッチで、 軸線に近い位置の内周面に設け たヘ リ カルス プラ イ ン歯 15a とこの前方にこの内径よ り 外径を小さ く する内突起 ISb とを有するオーバラ ンニ ン グク ラ ッチィ ンナー 15Aと これに係合又は離脱する こ と が可能であ り、 後部で支持ピン 14を固着しているオーバ ラ ンニ ングク ラ ッチ アウ タ ー 15B と ォー ノ、*ラ ンニ ン グク ラ ッチイ ンナー 15A と ォー ノ ラ ンニ ン グク ラ ッチァウ タ 一 15B間に配置されたローラ 1⁵C等から構成されている。

16はォー ノ、*ラ ンニ ン グク ラ ッチィ ンナー 15Aに嵌着され ラ ジアル荷重を支承する軸受で、 フ ロ ン ト ブラ ケッ ト 10 ゑ凹部 10bに嵌合される。 17は後部端面に凹部 17aを有 する出力回転軸で、 中間部に電機子回転軸 3 の前端口の 管内径よ り大きい径を有するスプライ ン嵌合歯 ISが形成 されてお り 、 ヘ リ カルス プラ イ ン歯 15a で前後摺動可能 にス プラ イ ン嵌合されている。 19はス プラ イ ン嵌合歯 18 の歯元よ り回転軸線に近いその前方側面と内突起 l⁵bの 後方端面との間に介在するパネで、 出力回転軸 I⁷を常時 後方に付勢している。 ²0は出力回転軸 I⁷の前端部に形成 S

されているス ト レー ト スプライ ン 21に嵌合されたビニォ ン、 ²²は _;出力屈., 軸 1 の,前端:部に殷けられたス小 ッパで、 ビニオン ²0の後部の凹部と出力回転軸 17の段差閭に介在 するパネによ り前方に付勢されている ビニオン 20を出力 回転軸 1⁷に係止させるためのものである。

23は電機子回転軸 ₃の管孔₃₃の内周面に嵌着され、 管 孔 3aの前端口から揷入された出力回転軸 17の後部を軸承 し、 出力回転軸 17の前後方向の直線運動及び回転運動を 可能にしているス リ一ブベア リ ング、 24はヨーク ⁹ の前 、 中央 ^:部にある軸受 ¾に'嵌着されている'載受で、 電，子 コ ア 2取付部と平歯車 11 との間で電機子回転軸 3 を軸承 している。

25は電機子 1 を有する直流電動機の後方に直結された 電磁スィ ッチで、 励磁時に出力回転軸 1ァにス ラ ス トカを え おめぬ' ： 述 暴素か 遍滅さ aて いる。 2⁶は前端側に開口を有するケースで、 前端面をリ アブラケッ ト 7の後端面に突当てた状態で固設されてい る。 27は巻孔を前後方向に向けてケース ²⁶内に収容され た求 球お こ巻疆 .: 翁磁コ^ f レ、 ¾2¾：は ボビン²⁷の中央孔内に収容され前後方向に移動可能な強 磁性体から成るプラ ン ジャであり、 内部が中空で、 この 中空前方端から外部に通じる孔 2&aを有し、 前方端緣が '段差 ²⁹ となつている。 30ほケース 26の -開口部の内周面 に嵌合して段差でボビン 27を固定し、 中央部に軸受用孔 30aを有する コア、 31は支持体 ³0と段差 29a との間に介 在する復元パネで、 プラ ン ジャ ²⁹を後方に付勢している。

32は縦断面が T字形のプラ ンジャロッ ドで、 前部が電機 子回転軸 3 の後端口から管内 3aに挿入され、 鋼球³³を介 して出力回転軸 I⁷の後端の凹部 l?aへと直列的に連設さ れ、 中間部が軸受用孔 30aに嵌着されている軸受 ³⁴で軸 承され、 後端部が孔 29a を通してプラ ン ジャ ²⁹の中空部 に配置され、 この中空部に後方配置されているパネ³⁵に よって前方に付勢され、 プラ ンジャ ²⁹に連結されている。

なお、 プラ ン ジャ 29の後方には図示しない可動接点カ 絶縁体を介して取付けられており、 又、 ケース²⁶の後方 には上記可動接点に対して前方に対向配置された図示し ない固定接点が絶録体を介して取付けられている。 また、 上記可動接点は図示しないリー ドワイ ヤで直流電源の 6> 側端子に接続され、 ブラ シ及び保持器 ⁶ のブラ シの㊀側 は接地され、 残りの㊉側は上記固定接点に図示しないリ ー ドワ イ ヤで接続されている。 さ らに、 励磁コィル ²⁸は 図示しないス タ ータ スィ ツチを介して上記直流電源に接 続されている。

次に、 この発明の一実施例の動作について説明する。 図示しないス タ ータ スイ ッチが開成されている状態の時 には、 励磁コィル 28は非励磁状態であるのでプラ ン ジャ 29にかかる力はパネ 31の力のみであ り、 ブラ ンジャ 2⁹及 びプラ ンジャロッ ド 32は一番後方に位置付けされている。 ： 1.0

これによつて、 出力回転軸 I⁷は、 電磁ス ィ ツチ 2⁵からス ラ ス ト力を受けず、 バネ I⁹による後方への付勢を受けて 電機子回転軸 3 の前端面とズプライ ン展合齒 18の後厠面 とが衝合する図の位置迄後方に位置决めされている。 ま た、 電磁ス ィ ツチ 25のプラ ン ジャ 口 ッ H32の先端は鏑球 3³が出力回転軸 17の凹部 1 から飛び出さないよ うに鏑 球 33に接触している。 勿論、 この時には、 電機子 1 は非 通電状態にあ り停止している。

上記スタ ーダスイ ッチを閉成する こ と によって電磁ス チ の通磁^ Hル2 が通電 れ、 ： : J©励磁に .:発 生した電磁力によってプラ ンジャ ²⁹が付勢されて前方に 移動する。 このプランジャ 29の前方への移動によ り図示 しない上記可動接点が図示しない上記固定接点に当接し、 この固定接点と接続されているブラシ及び保持器 6 のブ ラシに霪 が，流れ、 この電流はコン ミ テータ 4から電機 子コ イ ル 5 を経て、 さ らに、 コ ン ミ テータ ⁴カ ら接地さ れているブラシ及び保持器 6 のブラシを流れて接地側に 至る。 このよ うな電機子 1への通電によ り電機子 1 が回 転カ^.発生する - -の崑機子ュ SDMM.HU , 歯車： 11か ら遊星歯車 12へと伝達され、 遊星歯車 I²の公転力となつ てオーバランニングク ラッチ 15に伝達される。 オーバラ ンニングク ラッチ 15に伝達された公転力は、 ローラ 15c

•の ¾ ^オー ラ^二 ^ rララツチ a s 合 Vて るのでスプライ ン嵌合しているヘリ カ ルスプライ ン歯 15aからス プラ イ ン嵌合歯 l⁸へと伝達される。 これによ つて出力回転軸 I⁷は、 ビニオン 20と共に一体的に電機子 1 の回転に対して減速した形で回転する。

一方、 前方に付勢されたプラ ン ジャ ²⁹の力がパネ³⁵を 介してプランジャロッ ド ³²を前方に押して移動させるの で出力回転軸】⁷は鍋球 ³³を介してプランジャロッ ド ³²カ ら前方へのス ラ ス ト力を受け、 このス ラス ト力によ りノマ ネ 19の力に杭してピニオ ン 20と共に前方に移動する。 こ の時には、 ス プラ イ ン嵌合歯 18は、 ス プラ イ ン歯 15aと 嵌合しながら前方に移動してその嵌合位置を変化させら れる。 出力回転軸 I⁷の前方への移動によ り小径孔 10cか ら前方に突出された ピニオン 20は、 エ ン ジ ンに付設され た フ ラ イ ホ イ ールの外周上の リ ン グギヤ と嚙合する よ つて、 電機子 1 の回転力は、 ピニオン機構によ り減速さ れた形で上記リ ングギヤに伝達され、 上記エ ン ジ ンを始 動させる。

上記エ ン ジ ンの始動直後では、 上記エ ン ジンの回転力 が上記リ ングギヤを介してピニオン 20に伝達されるのでビ 二オン 20が出力回転軸 17と共に回転を早め、 この回転に よ る ローラ 15cの作用によ り オーバラ ンニ ン グク ラ ッチ 15 が離脱し、 ピニオ ン 20は出力回転軸 17等と共に空転する。

さ らにこの始動後、 上記ス タ ータ スイ ッチを開成した 時には、 出力回転軸 I⁷は、 電磁ス ィ ッチ²⁵からス ラス ト 力を受けず付勢パネ I⁹の復元力によ り図の位置迄戻され、 1.2

ス タ ータは上記初期状態 （ 図示状態） に戻る。

なお、 上記実施例では、 太陽歯車 1 1を電機子回転軸 3 に創設した場合について説明したが、 太陽歯車を電機子 回転軸にスプラ イ ン等によって嵌合して も良い。 また、 上記実施例では、 直流電動機の界磁を発生する ものとし て永久磁石⁹ aを使用したも ので説明しているが、 磁極鉄 心にコ イルを巻装したも のであっても上記実施例と同様 の効果を奏する。

また、 上記実施例では、 内歯歯車 10 a をフ ロ ン ト ブラ ケ ί θの端 ¾ に創設 た場;合: つ: て説观 たが、 フ 口 ン トブラケッ トの 面に別体の内歯歯車を嵌着させて も よい。

以上のように、 この発明によれば始動回転力を発生す る電動機の電機子回転軸と、 この電動機から始動回転力

にス ラス 卜力を与える電磁スィ ッチと を直列的な軸構造 とし、 上記電動機の電機子回転軸を管状とし、 上記出力 回転軸と上記電磁スィ ッチの移動体の先端ロッ ド部分を ^： 逆 か ^ こ禪 , 記着 スリ一 ブベアリ ングを嵌着して上記出力回転軸を軸承するよう に構成したので、 全長が短かく しかも直列軸方向と直角 な方向に短かい構造とな り、 車両への装着性が優れ、 ェ ンジン-レィァゥ 制約を招かない ¾ のが得ちれ 果 がある。

Claims

請 求 の 範 囲

1. 管状の電機子回転軸を有する電動機と、 上記電動機 の軸方向一端側において上記電機子回転軸に対して同— 軸線上に配置され、 軸方向に摺動可能に支持された出力 回転軸と、 上記電機子回転軸の回転力を上記出力回転軸 に伝達するク ラッチ機構と、 上記電動機の軸方向他端側 に設けられ、 電磁力によって上記出力回転軸を軸線方向 に押圧し摺動させる移動体を有すると共に上記電磁力に よって可動接点を固定接点に接触させて上記電動機への 給電を行う電磁ス ィ ッ チ とを備えたエ ン ジ ン用ス タ ータ であって、 上記電機子回転軸の管内に上記出力回転軸の 後部と上記移動体の前部を互いに逆方向から挿入し、 上 記電機子回転軸の管内周面に ^;嵌着したス リーブべア リ ン グによって上記出力回転軸を軸承したこ とを特徴とする エ ン ジ ン用スタータ。

2. 上記電機子回転軸の管内径よ り も上記出力回転軸の ス プ ラ イ ン嵌合歯の径を大き く したこ とを特徴とする請 求の範囲第 1項記載のエ ン ジ ン用スタータ。