JP2004183586A

JP2004183586A - スタータ

Info

Publication number: JP2004183586A
Application number: JP2002353429A
Authority: JP
Inventors: Hiromasu Yonejima; 裕升米島; Yoichi Hasegawa; 洋一長谷川; Shuichi Aoki; 修一青木
Original assignee: Denso Corp; Sawafuji Electric Co Ltd
Current assignee: Denso Corp; Sawafuji Electric Co Ltd
Priority date: 2002-12-05
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2004-07-02

Abstract

【課題】ピニオンギヤ５とリングギヤとの噛み合い性の低下を防止できるスタータを提供すること。
【解決手段】ピニオン軸４の前端軸部４ａに取り付けられるピニオンギヤ５は、自身の後側に配置されるドライブスプリング１０によって反モータ方向へ付勢され、自身の前端面が止め輪に当接して移動規制されている。ドライブスプリング１０は、自身の後端部が、ピニオン軸４のストッパ面４ｃに設けられた凹み部１１に保持されている。この凹み部１１は、ドライブスプリング１０に使用される素線の半径ｒより大きい曲率半径Ｒを有する断面円弧状に凹設されている。
これにより、ドライブスプリング１０が圧縮された時に、ドライブスプリング１０の後端部が径方向へ広がることを防止でき、常に所定の荷重でピニオンギヤ５を軸方向に押圧できる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関を始動するスタータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、例えば、特許文献１に記載されたスタータがある。
このスタータは、図３に示す様に、出力軸１００の外周に軸受１１０を介して嵌合する筒状のピニオン軸１２０を備え、そのピニオン軸１２０の後端部（図３の右側端部）が一方向クラッチ１３０のインナ１３１を形成し、ピニオン軸１２０の前端軸部１２１にピニオンギヤ１４０が取り付けられている。
ピニオン軸１２０の前端軸部１２１は、出力軸１００に嵌合する円筒部分１２２より外径が小さく形成され、その外周面にセレーション１２３（図４参照）が形成されている。
【０００３】
ピニオンギヤ１４０は、ピニオン軸１２０のセレーション１２３に係合して回転規制され、且つドライブスプリング１５０により図示左方向へ付勢され、ピニオン軸１２０の先端部に取り付けられた止め輪１６０に当接して移動規制されている。
ドライブスプリング１５０は、図４に示す様に、自身の前端部がピニオンギヤ１４０に凹設された端面１４１に当接して支持され、後端部がピニオン軸１２０のスプリング受け面１２４（前端軸部１２１と円筒部分１２２との段差面）に当接して支持されている。
【０００４】
【特許文献１】
実開平２−８７９６７号公報
【０００５】
【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、ドライブスプリング１５０の後端部が当接するスプリング受け面１２４が平坦面であるため、以下の問題を生じる。
ピニオン軸１２０は、エンジンの始動を行う際に、ピニオンギヤ１４０をエンジンのリングギヤ（図示しない）に噛み合わせるため、出力軸１００に対して図示左方向へ移動する。ここで、ピニオンギヤ１４０がリングギヤに当接してドライブスプリング１５０が圧縮された時に、スプリング受け面１２４に当接するドライブスプリング１５０の後端部が径方向へ広がり、更に何らかの理由で径方向にずれる（ドライブスプリング１５０全体が傾く）と、ピニオンギヤ１４０を所定の荷重で押圧できなくなる。その結果、ピニオンギヤ１４０とリングギヤとの噛み合い性が低下する虞があった。
【０００６】
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、ドライブスプリングの径方向への広がりを防止することにより、ピニオンギヤとリングギヤとの噛み合い性の低下を防止できるスタータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（請求項１の発明）
本発明は、モータの回転力が伝達されて回転するピニオン軸と、このピニオン軸に嵌合してピニオン軸と一体に回転するピニオンギヤと、ピニオン軸に対してピニオンギヤを軸方向の反モータ側へ押圧するドライブスプリングとを備え、ピニオン軸と一体にピニオンギヤを軸方向の反モータ側へ押し出して内燃機関のリングギヤに噛み合わせる方式のスタータであって、ピニオン軸は、ドライブスプリングの荷重を受けるスプリング受け面を有し、このスプリング受け面に、ドライブスプリングの反ピニオンギヤ側端部を保持する凹み部が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、ドライブスプリングの反ピニオンギヤ側端部が、ピニオン軸のスプリング受け面に設けられた凹み部に保持されているので、ピニオン軸と一体にピニオンギヤが押し出されてドライブスプリングが圧縮された時に、ドライブスプリングの反ピニオンギヤ側端部が径方向へ広がることを防止でき、且つ径方向へずれることも防止できる。その結果、ピニオンギヤを押圧するドライブスプリングの荷重が低下することはなく、常に所定の荷重でピニオンギヤを軸方向に押圧できるので、ピニオンギヤとリングギヤとの噛み合い性低下を防止できる。
【０００９】
（請求項２の発明）
請求項１に記載したスタータにおいて、
凹み部は、ドライブスプリングに使用される素線の半径ｒより大きい曲率半径Ｒを有する断面円弧状に凹設され、且つ曲率半径Ｒの内径側終点が、ドライブスプリングが嵌合するピニオン軸の外周面に繋がって設けられていることを特徴とする。
【００１０】
従来のスタータは、ドライブスプリングが嵌合するピニオン軸の外周面とスプリング受け面とが略直角に交差する隅部の曲率半径が小さいため、その隅部に応力が集中しやすい形状となっている。
これに対し、本発明では、凹み部に付与される曲率半径Ｒがドライブスプリングに使用される素線の半径ｒより大きく、且つ曲率半径Ｒの内径側終点が、ドライブスプリングが嵌合するピニオン軸の外周面に繋がっているので、従来の様な隅部を無くすことができる。その結果、応力集中を防ぐことができ、ピニオン軸の強度向上を図ることが可能である。
【００１１】
また、従来のスタータは、スプリング受け面が平坦面であるため、そのスプリング受け面に当接するドライブスプリングの端部を平面研磨している。
これに対し、本発明では、凹み部を断面円弧状に凹設し、且つその凹み部に付与される曲率半径Ｒがドライブスプリングに使用される素線の半径ｒより大きく設定されているので、ドライブスプリングの端部を平面研磨する必要がなく、加工コストを低減できる。
【００１２】
（請求項３の発明）
請求項２に記載したスタータにおいて、
凹み部は、曲率半径Ｒの外径側終点が、ドライブスプリングの最外径より外径側に設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、ドライブスプリングの反ピニオンギヤ側端部をより確実に保持できるので、ドライブスプリングが圧縮された時に、ドライブスプリングの反ピニオンギヤ側端部が径方向へ広がることを防止でき、且つ径方向へずれることも防止できる。
【００１３】
（請求項４の発明）
請求項２に記載したスタータにおいて、
凹み部は、スプリング受け面上から最深部までの深さＤが、素線の半径ｒと略同一またはそれよりも大きいことを特徴とする。
この構成によれば、ドライブスプリングの反ピニオンギヤ側端部をより確実に保持できるので、ドライブスプリングが圧縮された時に、ドライブスプリングの反ピニオンギヤ側端部が径方向へ広がることを防止でき、且つ径方向へずれることも防止できる。
【００１４】
（請求項５の発明）
請求項１〜４に記載した何れかのスタータにおいて、
ピニオン軸は、スプリング受け面より軸方向の反モータ側に前端軸部を有し、この前端軸部の外周面にピニオンギヤが係合して回転規制されるセレーションが設けられ、このセレーションの軸方向モータ側端部がスプリング受け面の近傍まで設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、前端軸部の外周面にセレーションを形成する際に、凹み部を逃がし溝として利用できるので、作業性及び生産性の向上に寄与できる。
【００１５】
【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はスタータの要部断面図である。
本実施例のスタータ１は、エンジンを始動するために必要な回転力を発生するモータ（図示しない）、このモータの通電電流をＯＮ／ＯＦＦする電磁スイッチ（図示しない）、モータの回転力が伝達されて回転する出力軸２、この出力軸２の外周に軸受３を介して嵌合するピニオン軸４、このピニオン軸４に取り付けられるピニオンギヤ５、出力軸２の回転をピニオン軸４に伝達する一方向クラッチ６、及び軸受７を介してピニオン軸４を支持するハウジング８等を備える。
【００１６】
モータは、周知の直流電動機であり、電磁スイッチの作動によってモータ接点（図示しない）が閉じると、車載バッテリから給電されて、内蔵するアーマチャ（図示しない）に回転力を生じる。
電磁スイッチは、ＩＧキー（図示しない）のＯＮ操作により通電されるコイルと、このコイルの内側を往復動可能に挿入されたプランジャとを有し、コイルが通電されて発生する磁気吸引力によりプランジャを駆動してモータ接点を閉成すると共に、プランジャに連結されたレバー（図示しない）を介して一方向クラッチ６を反モータ方向（図１の左方向）へ押し出す働きを有する。
【００１７】
出力軸２は、図示しない減速装置（例えば遊星歯車減速機構）を介してモータの回転軸と同軸方向に配置され、モータの回転が減速装置で減速されて伝達される。出力軸２の後端部（モータ側端部）には、外ヘリカルスプライン２ａが形成されている。
ピニオン軸４は、自身の前端部（反モータ側端部）にピニオンギヤ５を支持する軸部（以下、前端軸部４ａと呼ぶ）を有し、この前端軸部４ａより後方側が円筒形状に設けられて、その円筒内周面に圧入された軸受３を介して出力軸２の外周に回転自在及び摺動自在に嵌合している。
【００１８】
ピニオンギヤ５は、ピニオン軸４の前端軸部４ａに嵌合して取り付けられ、その前端軸部４ａに形成されたセレーション４ｂに係合して回転規制され、ピニオン軸４と一体に回転可能に設けられている。また、ピニオンギヤ５は、前端軸部４ａの先端部に固定された止め輪９と、ピニオン軸４に設けられたストッパ面４ｃ（図２参照／本発明のスプリング受け面）との間で移動可能に設けられ、自身の後側に配置されるドライブスプリング１０によって反モータ方向へ付勢され、自身の前端面が止め輪９に当接して移動規制されている。
なお、止め輪９は、前端軸部４ａに凹設される周溝（図示しない）に嵌合して取り付けられている。
【００１９】
ドライブスプリング１０は、ピニオン軸４の前端軸部４ａに嵌合して、ピニオンギヤ５の内径側後部に凹設されたスプリング組付け穴５ａ（図２参照）に挿入され、そのスプリング組付け穴５ａの軸方向端面５ｂとピニオン軸４に設けられたストッパ面４ｃとの間に圧縮された状態で組み付けられている。
ピニオン軸４のストッパ面４ｃは、前端軸部４ａと出力軸２に嵌合する円筒部分との間に設けられる段差面であり、その段差面（ストッパ面４ｃ）には、ドライブスプリング１０の後端部（反ピニオンギヤ側端部）を保持する凹み部１１が全周に亘って設けられている。
【００２０】
この凹み部１１は、図２に示す様に、ドライブスプリング１０に使用される素線の半径ｒより大きい曲率半径Ｒを有する断面円弧状に凹設され、且つ曲率半径Ｒの内径側終点が、前端軸部４ａの外周面に滑らかに繋がって設けられている。また、凹み部１１は、曲率半径Ｒの外径側終点が、ドライブスプリング１０の最外径より外径側に設けられ、更に、凹み部１１の深さＤ（ストッパ面４ｃ上から最深部までの深さ）が、前記素線の半径ｒと略同一またはそれよりも大きく設けられている。
なお、凹み部１１に保持されるドライブスプリング１０の後端部は、平面研磨されることなく、素線のそのままの形状（断面円形）で使用される。
【００２１】
一方向クラッチ６は、出力軸２の回転が伝達されて回転するアウタ６ａと、ピニオン軸４と一体に設けられたインナ６ｂ、及びアウタ６ａとインナ６ｂとの間で動力の伝達を断続するローラ６ｃ等から構成された周知のローラ式クラッチであり、アウタ６ａと一体に設けられたバレル部６ｄの内側に内ヘリカルスプライン（図示しない）が設けられ、この内ヘリカルスプラインが出力軸２の外ヘリカルスプライン２ａに噛み合って出力軸２上を移動可能に設けられている。
【００２２】
ハウジング８は、エンジンへの取り付け面８ａより前方へ略筒状に延びるノーズ部８ｂを有し、このノーズ部８ｂの前端部に配置される軸受７を介して、ピニオン軸４を回転自在及び摺動自在に支持している。
また、ノーズ部８ｂの先端部（軸受７のピニオンギヤ５側）には、オイルシール１２が配置され、軸受７とピニオン軸４との隙間をシールすることにより、ハウジング８内部への浸水及び塵や埃等の侵入を防止している。
【００２３】
次に、スタータ１の作動を説明する。
ＩＧキーのＯＮ操作により、電磁スイッチのコイルに通電されてプランジャが吸引されると、その吸引力がプランジャに連結されたレバーを介して一方向クラッチ６に伝達される。その結果、一方向クラッチ６と一体にピニオン軸４が出力軸２上を反モータ方向（図１の左方向）へ押し出され、ピニオンギヤ５がエンジンのリングギヤ（図示しない）に当接した後、ピニオンギヤ５の段部５ｃ（図２参照）がピニオン軸４のストッパ面４ｃに接するまでドライブスプリング１０を押し縮める。
【００２４】
一方、プランジャの移動に伴ってモータ接点が閉じると、アーマチャが通電されて回転を開始する。アーマチャの回転は、減速装置で減速されて出力軸２に伝達され、更に出力軸２から一方向クラッチ６を介してピニオン軸４に伝達される。この時、ピニオン軸４の回転に伴って、ピニオンギヤ５がリングギヤと噛み合い可能な位置まで回転すると、ドライブスプリング１０の反力によりピニオンギヤ５が押し出されてリングギヤに噛み合う。これにより、ピニオン軸４の回転力がピニオンギヤ５からリングギヤに伝達されて、エンジンをクランキングする。
【００２５】
エンジンが始動した後、ＩＧキーをＯＦＦ操作すると、電磁スイッチ（コイル）への通電が停止して吸引力が消滅するため、プランジャが図示しないリターンスプリングに付勢されて初期位置（移動する前の静止位置）へ押し戻される。
このプランジャの移動がレバーを介して一方向クラッチ６に伝達されると、一方向クラッチ６と一体にピニオン軸４が出力軸２上を後方（図１の右方向）へ引き戻されることにより、ピニオンギヤ５がリングギヤから離脱して初期位置に復帰する。また、プランジャの移動によってモータ接点が開くことにより、アーマチャへの通電が遮断されて、アーマチャの回転が停止する。
【００２６】
（本実施例の効果）
本実施例のスタータ１は、ピニオン軸４のストッパ面４ｃにドライブスプリング１０の後端部を保持する凹み部１１を設けているので、ピニオン軸４の移動によりピニオンギヤ５がリングギヤに当接してドライブスプリング１０が圧縮された時に、ドライブスプリング１０の後端部が径方向へ広がることを防止でき、且つ径方向へずれることも防止できる。その結果、ピニオンギヤ５を押圧するドライブスプリング１０の荷重が低下することはなく、常に所定の荷重でピニオンギヤ５を軸方向に押圧できるので、ピニオンギヤ５とリングギヤとの噛み合い性低下を防止できる。
【００２７】
また、凹み部１１は、ドライブスプリング１０に使用される素線の半径ｒより大きい曲率半径Ｒを有する断面円弧状に凹設され、且つ曲率半径Ｒの内径側終点が、ドライブスプリング１０が嵌合する前端軸部４ａの外周面に滑らかに繋がって設けられている。この構成によれば、ピニオン軸４のストッパ面４ｃと前端軸部４ａとが略直角に交差することがなく、曲率半径の小さい隅部を無くすことができるので、応力集中を防ぐことができ、ピニオン軸４の強度向上を図ることが可能である。
【００２８】
更に、凹み部１１は、曲率半径Ｒの外径側終点が、ドライブスプリング１０の最外径より外径側に設けられ、且つ凹み部１１の深さＤが、ドライブスプリング１０の素線の半径ｒと略同一またはそれよりも大きく設けられている。この構成によれば、ドライブスプリング１０の後端部をより確実に保持できるので、ドライブスプリング１０が圧縮された時に、ドライブスプリング１０の後端部が径方向へ広がることを確実に防止でき、且つ径方向へずれることも防止できる。
また、凹み部１１に保持されるドライブスプリング１０の後端部を平面研磨する必要がなく、素線のそのままの形状（断面円形）で使用できるので、加工コストを低減できる。
【００２９】
本実施例のスタータ１は、ピニオン軸４の前端軸部４ａにピニオンギヤ５が係合するセレーション４ｂが形成され、このセレーション４ｂの軸方向モータ側端部がピニオン軸４のストッパ面４ｃの近傍まで設けられている（図２参照）。この場合、ピニオン軸４のストッパ面４ｃに設けた凹み部１１を、前端軸部４ａにセレーション４ｂを形成する際の逃がし溝として利用できるので、作業性及び生産性の向上に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示すスタータの要部断面図である。
【図２】ドライブスプリングの組付け状態を示す断面図である。
【図３】スタータの要部断面図である（従来技術）。
【図４】ドライブスプリングの組付け状態を示す断面図である（従来技術）。
【符号の説明】
１スタータ
４ピニオン軸
４ａ前端軸部
４ｂセレーション
４ｃストッパ面（スプリング受け面）
５ピニオンギヤ
１０ドライブスプリング
１１凹み部

Claims

回転力を発生するモータと、
このモータの回転力が伝達されて回転すると共に、軸方向に移動可能に設けられたピニオン軸と、
このピニオン軸に嵌合して前記ピニオン軸と一体に回転するピニオンギヤと、
前記ピニオン軸に対して前記ピニオンギヤを軸方向の反モータ側へ押圧するドライブスプリングとを備え、
前記ピニオン軸と一体に前記ピニオンギヤを軸方向の反モータ側へ押し出して内燃機関のリングギヤに噛み合わせる方式のスタータであって、
前記ピニオン軸は、前記ドライブスプリングの荷重を受けるスプリング受け面を有し、このスプリング受け面に、前記ドライブスプリングの反ピニオンギヤ側端部を保持する凹み部が設けられていることを特徴とするスタータ。
請求項１に記載したスタータにおいて、
前記凹み部は、前記ドライブスプリングに使用される素線の半径ｒより大きい曲率半径Ｒを有する断面円弧状に凹設され、且つ前記曲率半径Ｒの内径側終点が、前記ドライブスプリングが嵌合する前記ピニオン軸の外周面に繋がって設けられていることを特徴とするスタータ。
請求項２に記載したスタータにおいて、
前記凹み部は、前記曲率半径Ｒの外径側終点が、前記ドライブスプリングの最外径より外径側に設けられていることを特徴とするスタータ。
請求項２に記載したスタータにおいて、
前記凹み部は、前記スプリング受け面上から最深部までの深さＤが、前記素線の半径ｒと略同一またはそれよりも大きいことを特徴とするスタータ。
請求項１〜４に記載した何れかのスタータにおいて、
前記ピニオン軸は、前記スプリング受け面より軸方向の反モータ側に前記ピニオンギヤが取り付けられる前端軸部を有し、この前端軸部の外周面に前記ピニオンギヤが係合して回転規制されるセレーションが設けられ、このセレーションの軸方向モータ側端部が前記スプリング受け面の近傍まで設けられていることを特徴とするスタータ。