WO2006043579A1

WO2006043579A1 - アイドルギヤ付始動電動機

Info

Publication number: WO2006043579A1
Application number: PCT/JP2005/019178
Authority: WO
Inventors: Hitoshi Ono; Michio Okada; Shigeyuki Enkaku; Shinya Saito; Chihiro Horikoshi
Original assignee: Mitsuba Corporation
Priority date: 2004-10-20
Filing date: 2005-10-19
Publication date: 2006-04-27
Also published as: EP1806499A1; JPWO2006043579A1; US20080257077A1; CN101044316A

Abstract

　遊星歯車機構１２を介してモータ１１によって回転されるドライブシャフト３２にヘリカルスプライン部６１を形成し、そこに軸方向に移動可能なオーバーランニングクラッチ１３を取り付ける。アイドルギヤ１５と噛合するピニオン１４をオーバーランニングクラッチ１３のクラッチインナ５７と一体に形成する。ピニオン１４の先端部に、アイドルギヤ１５と係合し、ピニオン１４の軸方向への移動に伴って、アイドルギヤ１５をリングギヤ１６から離脱させる移送フランジ７２を形成する。ピニオン１４のギヤ部７１の歯底外径は、クラッチインナ５７の外径よりも小径となっており、ピニオン１４は移送フランジ７２及びクラッチインナ５７と一体に冷間鍛造にて形成される。これにより、部品点数を増大させることなくアイドルギヤとリングギヤを噛合・離脱させることが可能な簡単かつ安価で信頼性の高い始動電動機を提供する。

Description

明細書

アイドルギヤ付始動電動機

技術分野

[0001] 本発明は、自動車等のエンジンに取り付けられる始動電動機に関し、特に、電動機によって回転駆動され軸方向に移動可能なアイドルギヤを備える始動電動機における前記アイドルギヤとエンジンのリングギヤとの間の嚙合 '離脱制御機構に関する。背景技術

[0002] 自動車や自動二輪車、大型発電機等に使用されるエンジンでは、エンジンに取り付けられた始動電動機 (スタータモータ）によって始動動作が行われるのが一般的である。このような始動電動機としては、特許文献 1のように、軸方向に移動可能なアイドルギヤが備えたものが知られている。このアイドルギヤは、エンジンのリングギヤと嚙合'離脱可能に配置されており、エンジン始動時に両ギヤが嚙合し、エンジン始動後にそれらの嚙合が解除されるようになっている。アイドルギヤはまた、始動電動機によつて回転駆動されるピ-オンと嚙合しており、ピ-オンはオーバーランニングクラッチを介してモータの回転軸に接続されて、る。

[0003] 図 5,6は、このような従来の始動電動機における、アイドルギヤとリングギヤの嚙合' 離脱を制御する機構の構成を示す説明図である。図 5の機構は、特許文献 1〜3の始動電動機にて採用されている構成であり、アイドルギヤ 101はシフトレバー 102の動作によって軸方向に移動する。シフトレバー 102は図示しない電磁スィッチによって駆動され、その先端側はオーバーランニングクラッチ 103の一端側と係合している。ォーバーランニングクラッチ 103は軸方向に移動可能となっており、シフトレバー 102が作動するとその動作により図中右方向に移動する。

[0004] オーバーランニングクラッチ 103の他端側は、スぺーサ 104を介してアイドルギヤ 101 と当接している。オーバーランニングクラッチ 103が図中右方向に移動すると、それに伴ってアイドルギヤ 101もまた右方向に移動し、リングギヤ 105と嚙合する。アイドルギャ 101はピ-オン 106と嚙合しており、ピ-オン 106がオーバーランニングクラッチ 103を介してモータ 107によって回転駆動されると、その回転はアイドルギヤ 101からリングギャ 105に伝わり、エンジンを始動させる。

[0005] エンジンが始動すると、リングギヤ 105からアイドルギヤ 101を介してピ-オン 106にその回転が伝達される。この際、ピ-オン 106の回転数がモータ 107の回転数よりも高い場合には、オーバーランニングクラッチ 103がオーバーラン状態となり、モータ 107側にピ-オン 106の回転は伝達されない。一方、電磁スィッチが OFFされると、シフトレバー 102の先端部が図中左方に移動する。これにより、オーバーランニングクラッチ 1 03、ピ-オン 106及びアイドルギヤ 101が左方向に移動し、アイドルギヤ 101はリングギャ 105から離脱する。

[0006] 次に、図 6の機構は、特許文献 4の始動電動機にて採用されている構成であり、ここでは、ピ-オン 111に取り付けられたリング 112によってアイドルギヤ 113が移動する。アイドルギヤ 113の一端側には係合溝 114が形成されており、この係合溝 114にはリング 112が係合している。ピ-オン 111は、オーバーランニングクラッチ 115及び遊星歯車機構 116を介してモータ 117の回転軸 118に接続されている。モータ 117の図中左端側には、図示しない電磁スィッチが配されており、その ONZOFFにより、ピ-オン 11 1が固定された出力軸 119が図中左右方向に移動する。

[0007] 電磁スィッチが作動し、出力軸 119が図中右方向に移動すると、ピ-オン 111は右方向へ移動する。それに伴い、リング 112によって係合接続されたアイドルギヤ 113もまた右方向へ移動し、リングギヤ 121と嚙合する。モータ 117の回転は、その回転軸 118 力遊星歯車機構 116及びオーバーランニングクラッチ 115を介して出力軸 119に伝わり、ピ-オン 111を回転させる。この回転は、アイドルギヤ 113からリングギヤ 121に伝わり、エンジンを始動させる。

[0008] エンジンが始動すると、図 5の機構と同様に、オーバーランニングクラッチ 115がォ一バーラン状態となり、リングギヤ 121側からの回転はモータ 117側には伝達されない。電磁スィッチが OFFされると、図示しないリターンスプリングによって出力軸 119が図中左方向に移動する。これに伴い、ピ-オン 111及びアイドルギヤ 113も左方向へ移動し、アイドルギヤ 113はリングギヤ 121から離脱する。

特許文献 1：特開昭 61-204968号公報

特許文献 2：特開平 5-71454号公報特許文献 3 :特開平 11-37021号公報

特許文献 4：特開平 4-303175号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] しかしながら、始動電動機においては、アイドルギヤ 101, 113をピ-オン 106,111と嚙合させつつ軸方向に移動させてリングギヤ 105,121に対し嚙合 ·離脱させる必要があり、前述のような機構では、それを行うための機構が別途必要となる。例えば、図 5のような機構では、シフトレバー 102やその周辺部品が必要となり、図 6のような機構では、リング 112や係合溝 114などが必要となる。すなわち、従来の始動電動機では、ァィドルギヤ 101, 113をリングギヤ 105,121に押し込んだり、引き戻したりするため、それ専用の特別な機構が配せられており、その分、部品点数が増大し、組付工数も増大し、コストアップにつながるという問題があった。

[0010] また、アイドルギヤ移動用の部材は、エンジン始動時に大きな衝撃を受けやすぐエンジン始動後も高回転の摺動作用を受けるため、部品の破損や摩耗が生じ易いという問題もあった。さらに、特に図 5のような機構では、アイドルギヤ移動用の機構が大きいため、始動電動機全体が大型化するという問題もあった。

[0011] 本発明の目的は、部品点数を増大させることなくアイドルギヤとリングギヤを嚙合- 離脱させることが可能な簡単かつ安価で信頼性の高い始動電動機を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0012] 本発明のアイドルギヤ付始動電動機は、電動機によって回転される出力軸と、前記出力軸に形成されたスプライン部に取り付けられ前記スプライン部に沿って軸方向に移動可能なオーバーランニングクラッチと、前記オーバーランニングクラッチを介して前記出力軸に接続され前記出力軸の回転に伴って一方向に回転駆動されると共に、前記オーバーランニングクラッチと共に軸方向に移動するピ-オンと、前記出力軸と平行に配設されたアイドルシャフトと、前記アイドルシャフトに回転自在かつ軸方向に移動可能に支持され軸方向の移動によってエンジンのリングギヤに嚙合 ·離脱するアイドルギヤと、前記ピ-オンと一体に設けられ、前記アイドルギヤと係合し、前記ピ-オンの軸方向への移動に伴って、前記リングギヤと嚙合状態にある前記アイドルギヤを前記リングギヤ力離脱させるアイドルギヤ移送手段とを有することを特徴とする。

[0013] 本発明のアイドルギヤ付始動電動機にあっては、ピ-オンと一体に形成されたアイドルギヤ移送手段によって、アイドルギヤをリングギヤ力も離脱させるので、従来の始動電動機のように、アイドルギヤとピ-オンギヤを連結させるために複雑な機構や多くの部品を配する必要ない。また、本発明のアイドルギヤ付始動電動機は、従来の装置よりも摺動部品が少ない構成となるため、クランキング時の衝撃等によって部品の破損や摩耗が生じにくい。さら〖こ、既存のピ-オンを利用してアイドルギヤの復帰を行い、特別な機構が不要なため、装置の簡略化、小型化が図られる。

[0014] 前記アイドルギヤ付始動電動機にぉ、て、前記アイドルギヤ移送手段として、前記ピ-オンの先端部に前記ピ-オンと一体に形成された円板状の移送フランジを設けても良い。また、前記移送フランジの基部に曲面部を設けても良い。

[0015] 前記アイドルギヤ付始動電動機において、前記ピ-オンを冷間鍛造にて形成しても良い。ピ-オンを冷間鍛造にて形成することにより、ピ-オンの寸法精度が向上し、ピ-オンとアイドルギヤ間など、各部品間のガタが小さくなる。また、冷間鍛造によつてギヤ部を形成することにより、加工硬化が生じ、ギヤ部の強度が増大する。

[0016] 前記アイドルギヤ付始動電動機にぉ、て、前記オーバーランニングクラッチを、前記出力軸に取り付けられるァウタ部と、前記ァウタ部の内周側に配設されるインナ部と、前記ァウタ部と前記インナ部との間に介設されるローラ部材とを備える構成とし、前記ピ-オンと前記オーバーランニングクラッチの前記インナ部とを一体に形成しても良ぐこれにより、部品点数の削減が図られる。この場合、前記ピニオンに形成されたギヤ部の歯底外径を、前記インナ部の外径よりも大径としても良ぐこれにより、ギャ部の形成に際しクラッチインナが障害となることがなぐクラッチインナとギヤ部が一体となったピ-オンを冷間鍛造によって容易に形成できる。

発明の効果

[0017] 本発明のアイドルギヤ付始動電動機によれば、アイドルギヤと係合し、ピ-オンの軸方向への移動に伴って、リングギヤと嚙合状態にあるアイドルギヤをリングギヤから離脱させるアイドルギヤ移送手段をピ-オンと一体に形成したので、従来の始動電動機のように、アイドルギヤとピ-オンギヤを連結させるために複雑な機構や多くの部品を配する必要なぐ部品点数を削減し、コスト低減を図ることが可能となる。

[0018] また、本発明のアイドルギヤ付始動電動機では、シフトレバーやリング及び係合溝等が不要なため、従来の装置よりも摺動部品が少なくでき、クランキング時の衝撃等によって部品の破損や摩耗が生じにくぐ製品の信頼性も向上する。さらに、既存のピ-オンの一部を利用してアイドルギヤをリングギヤカゝら離脱させるので、特別な機構が不要であり、装置の簡略化、小型化を図ることが可能となり、エンジンのコンパクト化にも寄与できる。

[0019] 一方、ピ-オンを冷間鍛造にて形成することにより、ピ-オンの寸法精度が向上し、ピ-オンとアイドルギヤ間など、部品間のガタが小さくなり、部品の摩耗や破損を防止できる。また、冷間鍛造によってギヤ部を形成すると、加工硬化が生じ、ギヤ部の強度が増大し、ギヤ連結部の強度アップを図ることが可能となる。

[0020] さらに、ピ-オンとオーバーランニングクラッチのインナ部とを一体に形成した場合、ピ-オンに形成されたギヤ部の歯底外径を、インナ部の外径よりも小径とすることにより、ギヤ部の形成に際しクラッチインナが障害となることがなぐクラッチインナとギヤ部がー体となったピ-オンを冷間鍛造によって容易に形成することが可能となる。

図面の簡単な説明

[0021] [図 1]本発明の一実施例である始動電動機の構成を示す断面図である。

[図 2]図 1の始動電動機の要部拡大図である。

[図 3]ピニオンの構成を示す断面図である。

[図 4]図 1の始動電動機が、イグニッションキースィッチ ONに伴って、作動状態となつた場合の構成を示す断面図である。

[図 5]従来の始動電動機におけるアイドルギヤとリングギヤとの間の嚙合 ·離脱を制御する機構の一例を示す説明図である。

[図 6]従来の始動電動機におけるアイドルギヤとリングギヤとの間の嚙合 ·離脱を制御する機構の他の例を示す説明図である。

符号の説明始動電動機 2 モータ部

ギヤ部 4 マグネットスィッチ部ケース部 6 アイドル部

モータ (電動機） 12 遊星歯車機構オーバーランニングクラッチ 14 ピニオン

アイドルギヤ 16 リングギヤ

モータハウジング 22 ァーマチュアエンド力/く一 24 ギヤカノ一

セットボノレ卜 26 永久磁石

モータ軸 28 ァーマチュアコアァーマチュアコイル 31 メタル軸受

ドライブシャフト（出力軸） 33 軸受部

メタル軸受 35 コンミテータ

コンミテータ片 37 ブラシホノレダ

ブラシ収容部 39 ブラシ

導電プレート 42 スィッチ部

スィッチプレート 44 電源ターミナルスィッチシャフト 46 インターナルギヤユニットドライブプレートユニット 48 内! ¾ |S (車

メタル軸受 51 遊呈困車

ベースプレート 53 支持ピン

メタル軸受 55 太陽困-車

クラッチァウタ (ァウタ咅 56a ボス部

クラッチ §β 57 クラッチインナ (インナ部）ローラ（ローラ部材） 59 クラッチスプリングヘリカノレスプライン咅 62 スプライン §

ス卜ッパ 64 サークリップ

ギヤリターンスプリング 66 内端壁 67 クラッチストッパ 68 クラッチカバー

69 クラッチヮッシャ 71 ギヤ部

72 移送移送手段）

73 曲面部 74 シャフト孔

75 スプリング収容部 76 ピニ才ンギヤメタノレ

77 固定部 78 可動部

79 ケース 81 コイル

82 固定鉄心 83 可動鉄心

84 ギヤプランジャ 85 ブラケットプレート

86 87 摺動軸受

88 メタル軸受 89 アイドルシャフト

90 スィッチリターンスプリング 91 メタル軸受

92 ギヤ部 93 ボス部

94 スリッププレート 95 Cリング

101 アイドルギヤ 102

103 才ーノ一ランニングクフツチ 104 スぺーサ

105 リングギヤ 106 ピニオン

107 モータ 111 ピニオン

112 リング 113 アイドルギヤ

114 係合溝 115 オーバーランニングクラッチ

116 遊星歯車機構 117 モータ

118 回転軸 119 出力軸

121 リングギヤ A クラッチインナ外径

B ピニオンギヤ部歯底外径

発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図 1は本発明の一実施例である始動電動機の構成を示す断面図、図 2は図 1の始動電動機の要部拡大図である。図 1の始動電動機 1は、自動車用エンジンの始動に使用され、停止しているエンジンに対して、燃料の吸入、微粒化、圧縮、点火に必要な回転を与える。

[0024] 始動電動機 1は、大別すると、モータ部 2、ギヤ部 3、マグネットスィッチ部 4、ケース部 5及びアイドル部 6とから構成されている。モータ部 2には駆動源であるモータ (電動機） 11が配設され、ギヤ部 3には減速装置である遊星歯車機構 12やオーバーランユングクラッチ 13、ピ-オン 14などが配設されている。アイドル部 6には、ピ-オン 14 と嚙合するアイドルギヤ 15が配設されている。アイドルギヤ 15は、軸方向（図中左右方向）に移動可能に取り付けられており、図中左方向（以下、左右方向は図 1を基準とし「図中」の記載は省略する）に移動すると、エンジンのリングギヤ 16と嚙合する。モータ 11の回転力は、遊星歯車機構 12及びオーバーランニングクラッチ 13を介してピ二オン 14に伝わり、アイドルギヤ 15からリングギヤ 16へと伝達され、エンジンが始動される。

[0025] モータ 11は、円筒形状のモータハウジング 21内にァーマチュア 22を回動自在に配置した構成となつている。モータハウジング 21はモータ 11のヨークを兼ねており、鉄等の磁性体金属によって形成されている。モータハウジング 21の右端部には、金属製のエンドカバー 23が取り付けられる。一方、モータハウジング 21の左端部は、ケース部 5のギヤカバー 24に取り付けられる。エンドカバー 23はセットボルト 25によつてギヤカバー 24に固定され、モータハウジング 21はエンドカバー 23とギヤカバー 24 との間に固定される。

[0026] モータハウジング 21の内周面には、周方向に複数個の永久磁石 26が固定されており、永久磁石 26の内側にはァーマチュア 22が配設される。ァーマチュア 22は、モータ軸 27に固定されたァーマチュアコア 28と、ァーマチュアコア 28に卷装されたァ一マチュアコイル 29と力も構成されている。モータ軸 27の右端部は、エンドカバー 2 3に取り付けられたメタル軸受 31によって回動自在に支持されている。一方、モータ軸 27の左端部は、ピ-オン 14等が取り付けられたドライブシャフト（出力軸） 32の端部に回動自在に支持されている。ドライブシャフト 32の右端部には軸受部 33が凹設されており、モータ軸 27はそこに取り付けられたメタル軸受 34によって回動自在に支持される。

[0027] ァーマチュアコア 28の一端側には、モータ軸 27に外嵌固定されたコンミテータ 35 が隣接配置されている。コンミテータ 35の外周面には、導電材にて形成されたコンミテータ片 36が複数個取り付けられており、各コンミテータ片 36にはァーマチュアコィル 29の端部が固定されている。モータハウジング 21の左端部には、ブラシホルダ 37 が取り付けられている。ブラシホルダ 37には、周方向に間隔をあけて、ブラシ収容部 38が 4個配置されている。各ブラシ収容部 38にはそれぞれブラシ 39が出没自在に内装されている。ブラシ 39の突出先端部（内径側先端部）は、コンミテータ 35の外周面に摺接している。

[0028] ブラシ 39の後端側には図示しな、ビグテールが取り付けられており、ブラシホルダ 37の導電プレート 41と電気的に接続されている。導電プレート 41にはスィッチ部 42 が設けられており、スィッチプレート 43が導電プレート 41に接触すると電源ターミナル 44とブラシ 39との間が電気的に接続され、コンミテータ 35に電源が供給される。スイッチプレート 43はスィッチシャフト 45に取り付けられており、マグネットスィッチ部 4 が通電されると、スィッチシャフト 45が左方に移動し、スィッチプレート 43が導電プレート 41に接触するようになって、る。

[0029] ギヤ部 3の遊星歯車機構 12には、インターナルギヤユニット 46とドライブプレートュニット 47が設けられている。インターナルギヤユニット 46は、ギヤカバー 24の右端部に固定されており、その内周側には内歯歯車 48が形成されている。インターナルギャユニット 46の中央にはメタル軸受 49が内装されており、ドライブシャフト 32の右端側が回動自在に支持されている。ドライブプレートユニット 47は、ドライブシャフト 32 の右端部に固定されており、遊星歯車 51が 3個等分間隔で取り付けられている。遊星歯車 51は、ベースプレート 52に固定された支持ピン 53に、メタル軸受 54を介して回動自在に支持されて、る。遊星歯車 51は内歯歯車 48と嚙合して、る。

[0030] モータ軸 27の左端部には、太陽歯車 55が形成されている。太陽歯車 55は遊星歯車 51と嚙合しており、遊星歯車 51は、太陽歯車 55と内歯歯車 48との間で、自転しつつ公転する。モータ 11が作動すると、モータ軸 27と共に太陽歯車 55が回転し、太陽歯車 55の回転に伴い、遊星歯車 51が内歯歯車 48と嚙み合いながら太陽歯車 55 の周りを公転する。これにより、ドライブシャフト 32に固定されたベースプレート 52が回転し、モータ軸 27の回転が減速されてドライブシャフト 32に伝達される。 [0031] オーバーランニングクラッチ 13は、遊星歯車機構 12によって減速された回転をピ- オン 14に対し一回転方向に伝達する。オーバーランニングクラッチ 13は、クラッチァウタ（ァウタ部） 56とクラッチインナ (インナ部） 57との間に、ローラ（ローラ部材） 58及びクラッチスプリング 59を配した構成となっている。クラッチァウタ 56は、ボス部 56aとクラッチ部 56bと力らなり、ボス部 56aは、ドライブシャフト 32のへリカルスプライン部 6 1に取り付けられている。ボス部 56aの内周側には、ヘリカルスプライン部 61と嚙み合うスプライン部 62が形成されている。これにより、クラッチァウタ 56は、ドライブシャフト 32上をへリカルスプライン部 61に沿って軸方向に移動可能となって、る。

[0032] ドライブシャフト 32にはストッパ 63が取り付けられている。ストッパ 63は、ドライブシャフト 32に装着されたサークリップ 64によって軸方向の移動が規制されている。ストツノ 63には、ギヤリターンスプリング 65の一端側が取り付けられている。ギヤリターンスプリング 65の他端側は、ボス部 56aの内端壁 66に当接している。クラッチァウタ 56は、このギヤリターンスプリング 65によって右方向に付勢されており、通常時 (非通電時 )には、クラッチァウタ 56はギヤカバー 24に固定されたクラッチストッパ 67に当接した位置で保持される。

[0033] クラッチァウタ 56のクラッチ部 56b内周には、ピ-オン 14と一体に形成されたクラッチインナ 57が配設されている。クラッチァウタ 56とクラッチインナ 57の間には、ローラ 58及びクラッチスプリング 59が複数組配置されている。また、クラッチ部 56bの外周にはクラッチカバー 68が外装されており、クラッチ部 56bの左端面とクラッチカバー 6 8との間には、クラッチヮッシャ 69が取り付けられている。このクラッチヮッシャ 69によつて、ローラ 58及びクラッチスプリング 59は、クラッチ部 56bの内周側に、軸方向の移動を規制された状態で収容される。

[0034] クラッチ部 56bの内周壁はカム面となっており、楔状斜面部と曲面部が形成されている。ローラ 58は、通常、クラッチスプリング 59によって曲面部側に押されている。クラッチァウタ 56が回転し、クラッチスプリング 59の付勢力に抗して、ローラ 58が楔状斜面部とクラッチインナ 57の外周面との間に挟持されると、クラッチインナ 57はローラ 58を介してクラッチァウタ 56と一体に回転する。これにより、モータ 11が作動しドライブシャフト 32が回転すると、その回転はクラッチァウタ 56からローラ 58を介してクラッチインナ 57に伝達され、ピ-オン 14が回転する。

[0035] これに対し、エンジンが始動し、クラッチインナ 57がクラッチァウタ 56よりも早く回転すると、ローラ 58は曲面部側に移動し、クラッチインナ 57はクラッチァウタ 56に対し空転状態となる。すなわち、クラッチインナ 57がオーバーラン状態となると、ローラ 58 が楔状斜面部とクラッチインナ外周面との間には挟持されず、クラッチインナ 57の回転はクラッチァウタ 56には伝達されない。従って、エンジン始動後、エンジン側からより高い回転数でクラッチインナ 57が回されても、その回転はオーバーランニングクラッチ 13にて遮断され、モータ 11側には伝達されない。

[0036] ピ-オン 14は冷間鍛造によって形成された鋼製部材であり、アイドルギヤ 15と嚙合している。図 3は、ピ-オン 14の構成を示す断面図である。図 3に示すように、ピ-ォン 14は、クラッチインナ 57と一体に成形されており、そのギヤ部 71の先端部には、円板状の移送フランジ (アイドルギヤ移送手段） 72が形成されている。移送フランジ 72 はアイドルギヤ 15の側面に当接しており、エンジン始動後に通電が停止されると、ピ二オン 14と共にアイドルギヤ 15を右方に移動させ、アイドルギヤ 15をリングギヤ 16から離脱させる。

[0037] クラッチインナ 57の外径 Aは、ギヤ部 71の歯底外径 Bよりも小径 (Aく B)となっている。これにより、ギヤ部 71の形成に際しクラッチインナ 57が障害となることがなぐクラツチインナ 57とギヤ部 71がー体となったピ-オン 14を冷間鍛造によって形成することが可能となる。ピ-オン 14を冷鍛加工することにより、ギヤ部 71の軸方向寸法（図中の寸法 X)の精度が向上し、ピ-オン 14とアイドルギヤ 15間など、部品間のガタを小さくすることができ、部品の摩耗や破損を防止できる。また、冷間鍛造によってギヤ部 71を形成することにより、加工硬化が生じ、ギヤ部 71の強度が増大し、ギヤ連結部の強度アップを図ることが可能となる。

[0038] 移送フランジ 72の基部には、曲面部 73が形成されている。移送フランジ 72は、後述するように、アイドルギヤ 15をリングギヤ 16から離脱させる際に、アイドルギヤ 15に当接し、アイドルギヤ 15を右方に移動させる。その際、移送フランジ 72にはアイドルギヤ 15の移動に伴って負荷が加わり、移送フランジ 72の基部がシャープエッジにてギヤ部 71から立ち上がつている場合、角隅部に応力集中が生じ、強度上問題がある。これに対し、当該始動電動機 1では、移送フランジ 72の基部が曲面部 73となっているので、応力集中が生じにくぐ信頼性向上が図られる。

[0039] ピ-オン 14の内径側には、シャフト孔 74とスプリング収容部 75が形成されている。

シャフト孔 74にはピ-オンギヤメタル 76が取り付けられており、ピ-オン 14は、ピ-ォンギヤメタル 76を介してドライブシャフト 32に回動自在に支持される。スプリング収容部 75はクラッチインナ 57の内周側に形成されており、そこには、ストッパ 63やギヤリターンスプリング 65が収容される。

[0040] マグネットスィッチ部 4は、遊星歯車機構 12の左方にモータ 11や遊星歯車機構 12 と同心状に配設されている。マグネットスィッチ部 4は、ギヤカバー 24に固定された鋼製の固定部 77と、ドライブシャフト 32に沿って左右方向に移動自在に配置された可動部 78と力もなる。固定部 77には、ギヤカバー 24に固定されたケース 79と、ケース 79内に収容されたコイル 81及びケース 79の内周側に取り付けられた固定鉄心 82が設けられている。可動部 78には、スィッチシャフト 45が取り付けられた可動鉄心 83が設けられ、可動鉄心 83の内周側にはギヤプランジャ 84が取り付けられている。可動鉄心 83の外周側（図中下端側）には、スィッチリターンスプリング 90が取り付けられている。スィッチリターンスプリング 90の他端側はギヤカバー 24に当接しており、可動鉄心 83は右方に付勢されている。

[0041] 可動鉄心 83の内周にはさらに、ブラケットプレート 85が固定されている。ブラケットプレート 85には、プランジャスプリング 86の一端がカシメ固定されている。プランジャスプリング 86の他端側は、イグニッションキースィッチが OFFのとき（図 1の状態のとき )は、ギヤプランジャ 84に当接しており、ギヤプランジャ 84はプランジャスプリング 86 によって左方に付勢されている。ギヤプランジャ 84はドライブシャフト 32に軸方向に移動可能取り付けられており、可動鉄心 83の内周面との間には摺動軸受 87が介設されている。

[0042] ケース部 5はアルミダイカスト製のギヤカバー 24を備えており、ギヤカバー 24には、メタル軸受 88を介してドライブシャフト 32の左端側が回動自在に支持されている。ギャカバー 24にはまた、アイドルギヤ 15を支持するアイドルシャフト 89が取り付けられている。アイドルシャフト 89の左端側は、図示しないアイドルシャフトストッパにて抜け止めされている。ギヤカバー 24内には、前述のように、合成樹脂製 (例えば、ガラス繊維強化ポリアミド)のクラッチストツバ 67やケース 79等が固定され、右端面側には、モータハウジング 21やエンドカバー 23がセットボルト 25によって固定されている。

[0043] アイドル部 6には、アイドルギヤ 15が配設されている。アイドルギヤ 15は、アイドルシャフト 89にメタル軸受 91を介して回動自在に支持されている。アイドルギヤ 15には、ギヤ部 92とボス部 93が設けられており、ギヤ部 92はピ-オン 14のギヤ部 71と嚙合している。ボス部 93には、合成樹脂製 (例えば、ガラス繊維強化ポリアミド)のスリッププレート 94が装着されている。スリッププレート 94はリング状に形成され、 Cリング 95によって抜け止めされてボス部 93に外挿される。スリッププレート 94の外径は、ギヤ部 9 2の歯底外径よりも若干小さく形成されており、スリッププレート 94の外周部は、クラッチカバー 68の左端面とギヤ部 92の右端面との間に介設される。

[0044] 次に、このような始動電動機 1を用いたエンジン始動動作について説明する。まず、自動車のイグニッションキースィッチが OFFされているときは、図 1のように、ギヤリターンスプリング 65の付勢力によって、クラッチァウタ 56はクラッチストッパ 67に当接した状態にある。このとき、スィッチプレート 43は導電プレート 41から離れており、モータ 11への給電は行われない。また、アイドルギヤ 15は、右方の離脱位置にあり、リングギヤ 16とは嚙み合っていない状態にある。これに対し、イグニッションキースィッチを ONすると、図 4のように、アイドルギヤ 15が左方へ移動し、リングギヤ 16に嚙み合

[0045] すなわち、イグニッションキースィッチを ONすると、まず、コイル 81に電流が流れ、マグネットスィッチ部 4に吸引力が発生する。コイル 81が励磁されると、ケース 79及び固定鉄心 82を通る磁路が形成され、可動鉄心 83が左方に吸引される。可動鉄心 83 がスィッチリターンスプリング 90の付勢力に抗して左方に移動すると、スィッチシャフト 45も左方へ移動し、スィッチプレート 43が導電プレート 41に接触して接点が閉じる。これにより、電源ターミナル 44とブラシ 39との間が電気的に接続され、コンミテータ 35に電源が供給されてモータ 11が起動しァーマチュア 22が回転する。また、ブラケットプレート 85も左方へ移動し、それに伴って、プランジャスプリング 86も押し縮められる。 [0046] ァーマチュア 22が回転すると、遊星歯車機構 12を介してドライブシャフト 32が回転する。ドライブシャフト 32の回転に伴い、ヘリカルスプライン部 61に取り付けられたクラッチァウタ 56もまた回転する。ヘリカルスプライン部 61は、ドライブシャフト 32の回転方向を考慮してねじり方向が設定されており、クラッチァウタ 56の回転数が増大すると、その ¾'性マスによって、クラッチァウタ 56がへリカルスプライン部 61に沿って左方に移動する（静止位置→作動位置)。クラッチァウタ 56が左方へ飛び出すと、ピニオン 14もクラッチァウタ 56と共に左方に移動する。このとき、ギヤリターンスプリング 6 5もクラッチァウタ 56に押されて縮められる。

[0047] クラッチァウタ 56が左方へ移動すると、アイドルギヤ 15もまたクラッチァウタ 56に押されて左方へ移動し、図 4に示すように、リングギヤ 16に嚙み合う。アイドルギヤ 15がリングギヤ 16と嚙み合うと、モータ 11の回転がリングギヤ 16に伝達され、リングギヤ 1 6が回転する。リングギヤ 16はエンジンのクランク軸に接続されており、リングギヤ 16 の回転に伴ってクランク軸が回転され、エンジンが始動される。エンジンが始動すると、リングギヤ 16からアイドルギヤ 15を介してピ-オン 14が高回転で回転される力ォ一バーランニングクラッチ 13の作用によって、その回転はモータ 11側には伝達されない。

[0048] また、クラッチァウタ 56が左方に移動すると、押し縮められていたプランジャスプリング 86の付勢力によってギヤプランジャ 84が左方に移動し、ギヤプランジャ 84はクラッチアウタ 56の右端面に当接する。このとき、プランジャスプリング 86は自然長状態となり、クラッチァウタ 56に当接した状態のギヤプランジャ 84とプランジャスプリング 86 との間には、若干の隙間が生じる。

[0049] ここで、エンジンが始動するとピ-オン 14は高回転で回転され、オーバーランニングクラッチ 13は空転方向に回転される。オーバーランニングクラッチ 13が空転方向に回されるとクラッチ内に空転トルクが生じ、クラッチァウタ 56には切れトルクと呼ばれる回転力が働く。この回転力により、クラッチァウタ 56にはへリカルスプライン部 61を介して右方へのスラスト力が生じ、クラッチァウタ 56が右方へ移動しアイドルギヤ 15 力 Sリングギヤ 16から離脱するおそれがある。そこで、当該始動電動機 1では、ギヤプランジャ 84によってクラッチァウタ 56を作動位置にて保持し、アイドルギヤ 15の右方への移動を規制してアイドルギヤ 15の離脱を防止している。

[0050] 一方、エンジンが始動しイグニッションキースィッチが OFFされると、マグネットスイツチ部 4への通電も停止され、その吸引力も消滅する。すると、スィッチリターンスプリング 90の付勢力によってブラケットプレート 85が右方に押され、それまで固定鉄心 82 による吸引力にて左方に保持されていた可動鉄心 83が右方に移動する。可動鉄心 83が右方に移動すると、スィッチシャフト 45も右方へ移動し、スィッチプレート 43が導電プレート 41から離れ接点が開く。これにより、モータ 11に対する給電が遮断され、ドライブシャフト 32の回転が停止し、クラッチァウタ 56の回転も停止する。

[0051] クラッチァウタ 56の回転が停まると、その慣性マスによる軸方向への移動力も消滅する。このため、押し縮められていたギヤリターンスプリング 65の付勢力によって、クラッチァウタ 56は、ヘリカルスプライン部 61に沿って作動位置力も静止位置へと右方へ移動する。このとき、ギヤプランジャ 84もクラッチァウタ 56に押されて図 1の状態に戻る。なお、ギヤリターンスプリング 65の付勢力は、この時点におけるプランジャスプリング 86の付勢力よりも大きくなるように設定されて!、る。

[0052] クラッチァウタ 56が右方に移動すると、ピ-オン 14もまた右方に移動する。ピ-オン 14が右方に移動すると、ピ-オン 14の移送フランジ 72がアイドルギヤ 15のギヤ部 9 2の左端に当接する。これにより、アイドルギヤ 15は移送フランジ 72によって右方に移動し、アイドルギヤ 15がリングギヤ 16から離脱する。すなわち、当該始動電動機 1 では、ピ-オン 14に一体的に形成された移送フランジ 72によって、アイドルギヤ 15 が静止位置に戻される。従って、従来の始動電動機のように、アイドルギヤとピ-オンギヤを連結させるために複雑な機構や多くの部品を配する必要なぐ部品点数を削減し、コスト低減を図ることが可能となる。

[0053] また、当該始動電動機 1では、従来の装置よりも摺動部品が少ない構成となるため、クランキング時の衝撃等によって部品の破損や摩耗が生じにくぐ製品の信頼性も向上する。特に、移送フランジ 72はピ-オン 14と一体に冷間鍛造にて形成されるため、精度が高く強度も高いため、破損や摩耗に強い。さらに、既存のピ-オンの一部を利用してアイドルギヤ 15の復帰を行い、特別な機構が不要なため、装置の簡略ィ匕と共に小型化を図ることが可能となり、エンジンのコンパクト化にも大きく寄与することができる。

[0054] 本発明は前記実施例に限定されるものではなぐその要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもな、。

例えば、前述の実施例では、遊星歯車機構 12を介してモータ 11によって回転されるドライブシャフト 32にオーバーランニングクラッチ 13を取り付ける形態の始動電動機を示した力モータ軸 27の先端部にオーバーランニングクラッチを装着した形態の始動電動機にも本発明は適用可能である。

[0055] また、前述の実施例では、移送フランジ 72を円板状に形成した場合について述べた力アイドルギヤ移送手段は、アイドルギヤ 15に係合し、アイドルギヤ 15がピ-ォン 14と共に移動する構成であれば足り、必ずしも円板状である必要はない。例えば、移送フランジ 72の円周を一部切り欠いたような形態や、ピ-オン 14のギヤ部 71の谷を 1個おきに埋めたような形態など、種々の形態を採用し得る。

Claims

請求の範囲

[1] 電動機によって回転される出力軸と、

前記出力軸に形成されたスプライン部に取り付けられ、前記スプライン部に沿って軸方向に移動可能なオーバーランニングクラッチと、

前記オーバーランニングクラッチを介して前記出力軸に接続され、前記出力軸の回転に伴って一方向に回転駆動されると共に、前記オーバーランニングクラッチと共に軸方向に移動するピニオンと、

前記出力軸と平行に配設されたアイドルシャフトと、

前記アイドルシャフトに回転自在かつ軸方向に移動可能に支持され、軸方向の移動によってエンジンのリングギヤに嚙合 '離脱するアイドルギヤと、

前記ピ-オンと一体に設けられ、前記アイドルギヤと係合し、前記ピ-オンの軸方向への移動に伴って、前記リングギヤと嚙合状態にある前記アイドルギヤを前記リングギヤ力離脱させるアイドルギヤ移送手段とを有することを特徴とするアイドルギヤ付始動電動機。

[2] 請求項 1記載のアイドルギヤ付始動電動機において、前記アイドルギヤ移送手段は、前記ピ-オンの先端部に前記ピ-オンと一体に形成された円板状の移送フランジであることを特徴とするアイドルギヤ付始動電動機。

[3] 請求項 2記載のアイドルギヤ付始動電動機において、前記移送フランジの基部に曲面部を設けたことを特徴とするアイドルギヤ付始動電動機。

[4] 請求項 1〜3の何れか 1項に記載のアイドルギヤ付始動電動機において、前記ピニオンは冷間鍛造にて形成されることを特徴とするアイドルギヤ付始動電動機。

[5] 請求項 1〜4の何れか 1項に記載のアイドルギヤ付始動電動機において、前記ォーバーランニングクラッチは、前記出力軸に取り付けられるァウタ部と、前記ァウタ部の内周側に配設されるインナ部と、前記ァウタ部と前記インナ部との間に介設される口一ラ部材とを備え、前記ピ-オンは、前記オーバーランニングクラッチの前記インナ部と一体に形成されることを特徴とするアイドルギヤ付始動電動機。

[6] 請求項 5記載のアイドルギヤ付始動電動機において、前記ピニオンに形成されたギャ部の歯底外径は、前記インナ部の外径よりも大径であることを特徴とするアイドルギャ付始動電動機。