JP2003139032A - スタータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁スイッチの作動軸をアーマチャシャフト
と同軸上に構成して径方向の小型化を実現すること。 【解決手段】 本実施例のスタータ１は、出力軸３の外
周にヘリカルスプライン嵌合するピニオン軸４を有し、
このピニオン軸４を電磁スイッチの吸引力を利用して前
方へ押し出す方式である。電磁スイッチは、ピニオン軸
４の周囲に同心状に構成されている。即ち、励磁コイル
１８は、ピニオン軸４の外周にプランジャ２０が移動で
きる空間を確保してピニオン軸４の径方向外側に配置さ
れ、プランジャ２０は、ピニオン軸４の周囲に同心状に
配置される円筒形状を有し、励磁コイル１８の内周を軸
方向に移動可能に設けられている。この構成によれば、
始動用モータ２の径方向外側に電磁スイッチを並設する
必要がなく、スタータ１の小型化（特に径方向の小型
化）を実現でき、車両への搭載性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、出力軸の外周にヘ
リカルスプライン嵌合するピニオン軸を有し、このピニ
オン軸の先端部にピニオンギヤが設けられている片持ち
タイプのスタータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として、例えば実開平２−９６
４７１号公報に記載された片持ち構造のスタータがあ
る。このスタータは、出力軸の外周に嵌合する筒状のピ
ニオン軸と、このピニオン軸に出力軸の回転を伝達する
一方向クラッチとを備え、この一方向クラッチとピニオ
ン軸とが一体に出力軸上を移動可能に設けられ、ピニオ
ン軸の先端部にピニオンギヤが形成されている。

【０００３】エンジン始動時には、始動用モータの通電
電流を制御する電磁スイッチの吸引力を利用して一方向
クラッチを押し出すことにより、一方向クラッチと一体
にピニオン軸が出力軸上を前進してピニオンギヤがエン
ジンのリングギヤに噛み合い、一方向クラッチを介して
ピニオン軸に伝達される回転力をピニオンギヤからリン
グギヤに伝達してエンジンを始動させている。

【０００４】

【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、電磁スイッチが始動用モータの径方向外側に並
設されて二軸構成となるため、径方向に大型化して車両
への搭載性が悪くなる（特に搭載スペースが限られてい
るエンジンルーム内では径方向に小型化した方が搭載自
由度が向上する）という問題があった。また、一方向ク
ラッチがピニオン軸と一体に出力軸上を移動する構造で
あるため、その移動重量が大きくなる。これに対し、電
磁スイッチの吸引力を増大すると、電磁スイッチが大型
化して更に搭載性が悪化するという問題を生じる。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、片持ちタイプのスタータにおいて、電磁スイッチの
作動軸（プランジャの作動中心軸）をモータ軸と同軸上
に構成して径方向の小型化を実現することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】（請求項１の発明）本発
明のスタータは、回転力を発生する始動用モータと、こ
の始動用モータの通電電流を制御する電磁スイッチと、
始動用モータの回転軸と同軸に配された出力軸と、始動
用モータの回転を出力軸に伝達する一方向クラッチと、
出力軸の外周にヘリカルスプライン嵌合して軸方向に移
動可能に設けられ、且つ自身の外周面が軸受を介して回
転自在及び摺動自在に支持されているピニオン軸と、軸
受より前方へ突出するピニオン軸の先端部に設けられる
ピニオンギヤとを備え、電磁スイッチの吸引力を利用し
てピニオン軸を前方へ押し出す方式であり、電磁スイッ
チは、ピニオン軸の周囲に同心状に構成されている。

【０００６】この構成によれば、電磁スイッチの作動軸
を始動用モータの回転軸と同軸に配置できるので、始動
用モータの径方向外側に電磁スイッチを並設する必要が
なく、スタータを径方向に小型化することができる。ま
た、本発明のスタータは、ピニオン軸（ピニオンギヤを
有している）だけが出力軸上を移動する構造であり、一
方向クラッチはピニオン軸と分離されて移動しないの
で、従来の片持ちタイプのスタータと比較して移動重量
を低減できる。この場合、電磁スイッチの吸引力を増大
する必要がないので、電磁スイッチの小型化が可能であ
り、延いては車両への搭載性が向上する。

【０００７】（請求項２の発明）請求項１に記載したス
タータにおいて、電磁スイッチは、ピニオン軸の径方向
外側に配置された励磁コイルと、ピニオン軸の周囲に同
心状に配置され、且つ励磁コイルの内周を軸方向に移動
可能に設けられたプランジャとを有し、励磁コイルの磁
力を受けてプランジャが軸前方へ吸引されて移動するこ
とにより、そのプランジャの移動がピニオン軸に伝達さ
れてピニオン軸を前方へ押し出すことを特徴とする。

【０００８】この構成では、ピニオン軸を中心として、
その周囲にプランジャ及び励磁コイルを同心状に配置し
ているので、電磁スイッチをピニオン軸の周囲に構成し
たことによる径方向の寸法拡大を極力小さく抑えること
が可能である。言い換えると、従来の片持ちタイプのス
タータでも、ピニオン軸の外周を覆うハウジングの内周
に一方向クラッチが移動できる空間が確保されているの
で、その空間を利用して電磁スイッチを配置することが
可能である。その結果、従来の片持ちタイプのスタータ
と比較しても、ピニオン軸の外周を覆うハウジングの外
径がそれ程大きくなることはない。

【０００９】（請求項３の発明）請求項２に記載したス
タータにおいて、プランジャの移動をピニオン軸に伝達
してピニオン軸を前方へ押し出すスラスト力伝達手段を
備え、このスラスト力伝達手段は、ピニオン軸の外周に
嵌合してピニオン軸の回転を吸収するベアリングと、軸
方向にベアリングとプランジャとの間に介在されてプラ
ンジャの移動をベアリングに伝達するスプリングとを有
している。

【００１０】この構成では、ベアリングがピニオン軸の
回転を吸収するので、ピニオン軸の回転がスプリングに
伝達されることはなく、スプリングの連れ回りを防止で
きる。一方、励磁コイルの磁力を受けてプランジャが軸
前方へ移動すると、そのプランジャの移動がスプリング
を介してベアリングに伝達されるため、そのベアリング
と共にピニオン軸が軸前方へ押し出される。なお、スプ
リングは、ピニオンギヤがリングギヤに当接した時に、
スプリング自身が撓む（縮む）ことでギヤ当接時の衝撃
を緩和することができる。また、ピニオンギヤがリング
ギヤに当接してピニオン軸の移動が停止した時に、スプ
リングが縮むことにより、プランジャの移動を可能に
し、且つそのスプリング力でピニオンギヤをリングギヤ
に噛み合わすことができる。

【００１１】（請求項４の発明）請求項３に記載したス
タータにおいて、ベアリングは、内輪と外輪とが相対回
転できる転がり軸受であり、内輪がピニオン軸に圧入さ
れて軸方向の移動が規制されているか、あるいはピニオ
ン軸に対し軸前方への移動が規制された状態で嵌合して
いる。この場合、内輪がピニオン軸と一体に回転して
も、その内輪に対し外輪が相対回転できるので、ピニオ
ン軸の回転が外輪に伝わることはなく、ピニオン軸の回
転を吸収できる。

【００１２】（請求項５の発明）請求項４に記載したス
タータにおいて、スラスト力伝達手段は、ベアリングに
対してスプリングの端部を受ける樹脂製のスプリングシ
ートを有している。この場合、例えばピニオン軸の回転
時に内輪の回転を受けて外輪が連れ回りすることがあっ
ても、樹脂製のスプリングシートに対しスプリングの端
部が摺動できるので、スプリングの連れ回りを防止でき
る効果がある。

【００１３】（請求項６の発明）請求項１〜５に記載し
た何れかのスタータにおいて、ピニオン軸を支持する軸
受のピニオンギヤ側に隣接して、ピニオン軸の外周面に
摺接するシール部材が配置されている。これにより、外
部から軸受の摺動面に異物が侵入することを防止でき、
ピニオン軸の安定した動作を確保できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１はスタータ１の全体図（一部断
面を有する）である。本実施例のスタータ１は、図１に
示す様に、回転力を発生する始動用モータ２、この始動
用モータ２の回転が伝達されて回転する出力軸３、この
出力軸３の外周にヘリカルスプライン嵌合するピニオン
軸４、及び始動用モータ２の通電電流を制御する電磁ス
イッチ５（図２参照）等より構成され、この電磁スイッ
チ５の吸引力を利用してピニオン軸４を前方（図１の左
方）へ押し出す方式である。

【００１５】始動用モータ２は、周知の直流電動機であ
り、電磁スイッチ５により始動用モータ２の通電回路が
閉じると、バッテリ６から給電されてアーマチャ２ａに
回転力を発生する（図２参照）。アーマチャ２ａの回転
は、減速装置７で減速された後、一方向クラッチ８を介
して出力軸３に伝達される。減速装置７は、例えば、減
速後の回転出力を始動用モータ２の回転軸（アーマチャ
シャフト）と同軸上に取り出すことができる遊星歯車減
速装置である。

【００１６】一方向クラッチ８は、スタータ１に広く用
いられているローラ式クラッチであり、減速装置７と出
力軸３との間に設けられている。具体的には、減速装置
７の出力を受けて回転するアウタ８ａ、出力軸３の後端
部に設けられたインナ８ｂ、アウタ８ａとインナ８ｂと
の間でトルク伝達を断続するローラ８ｃ、このローラ８
ｃを付勢するスプリング８ｄ等より構成されている。

【００１７】出力軸３は、始動用モータ２の前方にアー
マチャシャフトと同軸に配され、軸受９を介してセンタ
ケース１０に回転自在に支持されている。この出力軸３
の外周には、ヘリカルスプライン３ａが設けられてい
る。センタケース１０は、減速装置７と一方向クラッチ
８の外周を覆って、ハウジング１１と始動用モータ２と
の間に挟持されている。

【００１８】ピニオン軸４は、出力軸３の外周に嵌合す
る円筒形状を有し、自身の内周に設けられたヘリカルス
プライン４ａが出力軸３のヘリカルスプライン３ａと噛
み合って軸方向に移動可能に設けられ、且つ自身の外周
面がハウジング１１に固定されたボールベアリング１２
を介して回転自在及び摺動自在に支持されている。ハウ
ジング１１の前端部には、ボールベアリング１２に隣接
してシール部材１３（例えばオイルシール）が配置さ
れ、ピニオン軸４の外周面に摺接してピニオン軸４との
間をシールしている。

【００１９】ボールベアリング１２より前方へ突出する
ピニオン軸４の前端側には、エンジン始動時にリングギ
ヤ１４に噛み合うピニオンギヤ１５が具備されている。
ピニオンギヤ１５は、ピニオン軸４の外周面に設けられ
た直スプラインに嵌合してピニオン軸４に対し回転規制
され、ピニオン軸４の前端部に装着される止め輪１６に
よって軸前方への移動が阻止されている。

【００２０】電磁スイッチ５は、ＩＧキー１７（図２参
照）の投入により通電される励磁コイル１８、この励磁
コイル１８の周囲に形成される磁気回路１９、及び励磁
コイル１８の内周に摺動自在に嵌装されるプランジャ２
０等から構成され、励磁コイル１８が発生する磁力を受
けてプランジャ２０が吸引されると、プランジャ２０に
具備される可動接点２１が一組の固定接点２２（図２参
照）に当接して両固定接点２２間を導通することによ
り、始動用モータ２の通電回路を閉成する。

【００２１】この電磁スイッチ５は、図１に示す様に、
ピニオン軸４の周囲に同心状に構成されている。即ち、
励磁コイル１８は、ピニオン軸４の外周にプランジャ２
０が移動できる空間を確保してピニオン軸４の径方向外
側に配置されている。また、プランジャ２０は、ピニオ
ン軸４の周囲に同心状に配置される円筒形状を有し、励
磁コイル１８の内周を軸方向（図１の左右方向）に移動
可能に設けられている。

【００２２】可動接点２１は、例えば円環状に設けられ
て、絶縁材を介してプランジャ２０の後端側外周に組付
けられ、接点圧スプリング２３により前方（固定接点２
２側）へ付勢されている。一組の固定接点２２は、可動
接点２１と軸方向に対向してプランジャ２０の径方向両
側に配置され、一方の固定接点２２がハウジング１１の
外側に取り出されたバッテリ端子２４（図１参照）に接
続され、他方の固定接点２２が始動用モータ２の正極ブ
ラシ２５（図２参照）に接続されている。

【００２３】プランジャ２０とピニオン軸４との間に
は、プランジャ２０の移動をピニオン軸４に伝達してピ
ニオン軸４を前方へ押し出すためのスラスト力伝達手段
が設けられている。そのスラスト力伝達手段は、ピニオ
ン軸４の外周に嵌合してピニオン軸４の回転を吸収する
ベアリング２６と、軸方向にベアリング２６とプランジ
ャ２０との間に介在されてプランジャ２０の移動をベア
リング２６に伝達するスプリング２７、及びベアリング
２６に対しスプリング２７の端部を受ける樹脂製のスプ
リングシート２８等から構成されている。

【００２４】ベアリング２６は、例えば内輪２６ａと外
輪２６ｂとが相対回転できる転がり軸受（ボールベアリ
ング）であり、内輪２６ａがピニオン軸４の外周面に圧
入固定されている、あるいはピニオン軸４の外周に嵌合
してストッパ等により軸前方への移動が規制されてい
る。外輪２６ｂは、フリーな状態、あるいはプランジャ
２０の内周面に摺接可能な状態である。スプリング２７
は、一端がプランジャ２０の内周側に突き出た小径部に
係合し、他端がスプリングシート２８を介してベアリン
グ２６の外輪２６ｂに係合している。

【００２５】次に、本実施例の作動を説明する。ユーザ
がＩＧキー１７を投入して電磁スイッチ５の励磁コイル
１８に通電されると、プランジャ２０が磁力を受けて吸
引され、図１の左方向へ移動する。これにより、プラン
ジャ２０の移動がスプリング２７を介してベアリング２
６に伝達されるため、そのベアリング２６を具備するピ
ニオン軸４が出力軸３上を前方へ押し出されて、ピニオ
ン軸４の前端部に具備されたピニオンギヤ１５がリング
ギヤ１４に当接する。

【００２６】その後、スプリング２７を撓ませながら更
にプランジャ２０が前方へ移動すると、プランジャ２０
に具備された可動接点２１が一組の固定接点２２に当接
して始動用モータ２の通電回路が閉じることにより、バ
ッテリ６から始動用モータ２に給電されてアーマチャ２
ａに回転力が発生する。

【００２７】アーマチャ２ａの回転は、減速装置７で減
速された後、一方向クラッチ８を介して出力軸３に伝達
されて出力軸３を回転させる。この出力軸３の回転がヘ
リカルスプライン３ａ、４ａを介してピニオン軸４に伝
達され、ピニオン軸４が回転すると、ピニオンギヤ１５
がリングギヤ１４に噛み合ってピニオン軸４の回転がリ
ングギヤ１４に伝達されることにより、エンジンをクラ
ンキングする。

【００２８】エンジン始動後、ユーザによりＩＧキー１
７がOFF 操作されると、励磁コイル１８への通電が停止
されて吸引力が消滅するため、リターンスプリング３０
の反力によりピニオン軸４が軸後方（図１の右方向）へ
押し戻されてピニオンギヤ１５がリングギヤ１４から離
脱する。なお、リターンスプリング３０は、図１に示す
様に、出力軸３とピニオン軸４との間に組み込まれて、
自身の前端が出力軸３の先端部に設けられたストッパ３
１に係止され、後端がピニオン軸４の内周に設けられた
ストッパ３２に係止されている。

【００２９】ピニオン軸４が軸後方へ押し戻されると、
ピニオン軸４に固定されたベアリング２６からスプリン
グ２７を介してプランジャ２０に後退力が伝達されるた
め、プランジャ２０が後方へ押し戻されて初期位置（図
１に示す位置）に復帰する。その結果、可動接点２１が
一組の固定接点２２から離れて始動用モータ２の通電回
路が開くことにより、始動用モータ２への給電が停止し
てアーマチャ２ａの回転が停止する。

【００３０】（本実施例の効果）本実施例のスタータ１
は、電磁スイッチ５がピニオン軸４の周囲に同心状に構
成されている。即ち、励磁コイル１８は、ピニオン軸４
の外周にプランジャ２０が移動できる空間を確保してピ
ニオン軸４の径方向外側に配置され、プランジャ２０
は、ピニオン軸４の周囲に同心状に配置される円筒形状
を有し、励磁コイル１８の内周を軸方向に移動可能に設
けられている。

【００３１】この構成によれば、プランジャ２０の作動
中心軸をアーマチャシャフトと同軸に配置できるので、
始動用モータ２の径方向外側に電磁スイッチ５を並設す
る必要がない。また、従来の片持ちタイプのスタータ
（ボールベアリング１２より前方へ突出するピニオン軸
４の前端側にピニオンギヤ１５が具備されているスター
タ）でも、ピニオン軸４の外周を覆うハウジング１１の
内周に一方向クラッチ８が移動できる空間が確保されて
いるので、その空間を利用して電磁スイッチ５をピニオ
ン軸４の周囲に配置することが可能である。その結果、
従来の片持ちタイプのスタータと比較しても、ピニオン
軸４の外周を覆うハウジング１１の外径がそれ程大きく
なることはない。

【００３２】また、本実施例のスタータ１は、ピニオン
ギヤ１５を具備するピニオン軸４だけが出力軸３上を移
動する構造であり、一方向クラッチ８はピニオン軸４と
分離されて移動しないので、従来の片持ちタイプのスタ
ータと比較して移動重量を低減できる。この場合、電磁
スイッチ５の吸引力を低減できるので、電磁スイッチ５
の小型化が可能である。以上の結果、スタータ１の小型
化（特に径方向の小型化）を実現でき、車両への搭載性
が向上する。

【００３３】更に、スラスト力伝達手段として、ピニオ
ン軸４の回転を吸収するベアリング２６を有しているの
で、ピニオン軸４の回転がスプリング２７に伝達される
ことはなく、スプリング２７の連れ回りを防止すること
ができる。また、ベアリング２６（外輪２６ｂ）に対し
てスプリング２７の端部を受ける樹脂製のスプリングシ
ート２８を設けているので、例えばピニオン軸４の回転
時に内輪２６ａの回転を受けて外輪２６ｂが連れ回りす
ることがあっても、スプリングシート２８に対しスプリ
ング２７の端部が摺動できるので、スプリング２７の連
れ回りを防止できる効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】スタータの全体図（一部断面を有する）であ
る。

【図２】スタータの電気回路図である。

【符号の説明】

１ スタータ ２ 始動用モータ ３ 出力軸 ４ ピニオン軸 ５ 電磁スイッチ ８ 一方向クラッチ １２ ボールベアリング（軸受） １３ シール部材 １５ ピニオンギヤ １８ 励磁コイル ２０ プランジャ ２６ ベアリング（スラスト力伝達手段） ２６ａ 内輪 ２６ｂ 外輪 ２７ スプリング（スラスト力伝達手段） ２８ スプリングシート（スラスト力伝達手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 7/10 Ｈ０２Ｋ 7/10 Ｅ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転力を発生する始動用モータと、 この始動用モータの通電電流を制御する電磁スイッチ
   と、 前記始動用モータの回転軸と同軸に配された出力軸と、 前記始動用モータの回転を前記出力軸に伝達する一方向
   クラッチと、 前記出力軸の外周にヘリカルスプライン嵌合して軸方向
   に移動可能に設けられ、且つ自身の外周面が軸受を介し
   て回転自在及び摺動自在に支持されているピニオン軸
   と、 前記軸受より前方へ突出する前記ピニオン軸の先端部に
   設けられるピニオンギヤとを備え、 前記電磁スイッチの吸引力を利用して前記ピニオン軸を
   前方へ押し出す方式のスタータであって、 前記電磁スイッチは、前記ピニオン軸の周囲に同心状に
   構成されていることを特徴とするスタータ。
2. 【請求項２】請求項１に記載したスタータにおいて、 前記電磁スイッチは、前記ピニオン軸の径方向外側に配
   置された励磁コイルと、前記ピニオン軸の周囲に同心状
   に配置され、且つ前記励磁コイルの内周を軸方向に移動
   可能に設けられたプランジャとを有し、前記励磁コイル
   の磁力を受けて前記プランジャが軸前方へ吸引されて移
   動することにより、そのプランジャの移動が前記ピニオ
   ン軸に伝達されて前記ピニオン軸を前方へ押し出すこと
   を特徴とするスタータ。
3. 【請求項３】請求項２に記載したスタータにおいて、 前記プランジャの移動を前記ピニオン軸に伝達して前記
   ピニオン軸を前方へ押し出すスラスト力伝達手段を備
   え、 このスラスト力伝達手段は、前記ピニオン軸の外周に嵌
   合して前記ピニオン軸の回転を吸収するベアリングと、
   軸方向に前記ベアリングと前記プランジャとの間に介在
   されて前記プランジャの移動を前記ベアリングに伝達す
   るスプリングとを有していることを特徴とするスター
   タ。
4. 【請求項４】請求項３に記載したスタータにおいて、 前記ベアリングは、内輪と外輪とが相対回転できる転が
   り軸受であり、前記内輪が前記ピニオン軸に圧入されて
   軸方向の移動が規制されているか、あるいは前記ピニオ
   ン軸に対し軸前方への移動が規制された状態で嵌合して
   いることを特徴とするスタータ。
5. 【請求項５】請求項３または４に記載したスタータにお
   いて、 前記スラスト力伝達手段は、前記ベアリングに対して前
   記スプリングの端部を受ける樹脂製のスプリングシート
   を有していることを特徴とするスタータ。
6. 【請求項６】請求項１〜５に記載した何れかのスタータ
   において、 前記ピニオン軸を支持する前記軸受の前記ピニオンギヤ
   側に隣接して、前記ピニオン軸の外周面に摺接するシー
   ル部材が配置されていることを特徴とするスタータ。