JP2009209843A - スタータ - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン停止時や、エンスト時等に発生する衝撃を低減できる衝撃吸収機能を備えた常時噛合い式のスタータを提供する。
【解決手段】本発明のスタータは、電機子の逆回転を防止する逆転防止クラッチ８を備え、その逆転防止クラッチ８には、クラッチアウタ８１に衝撃吸収機能を持たせている。すなわち、クラッチアウタ８１は、ハウジング等に回転不能に固定された固定アウタ部８１ａと、この固定アウタ部８１ａの内周に圧入嵌合して、固定アウタ部８１ａに対し所定の滑りトルクで回転規制される可動アウタ部８１ｂとで構成され、前記滑りトルクより大きな負荷トルク（エンジンの逆回転によって生じるトルク）が電機子軸に加わると、可動アウタ部８１ｂが固定アウタ部８１ａに対し周方向に滑ることで、負荷トルクを吸収して発生する衝撃を低減できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジン側のリングギヤにピニオンギヤが常時噛み合わされている常時噛合い式スタータに関する。

従来、エンジン側のリングギヤにピニオンギヤが直接または中間ギヤ等を介して常時噛み合っている常時噛合い式スタータが知られている（特許文献１参照）。この常時噛合い式スタータでは、エンジン始動後、ピニオンギヤがリングギヤから離脱することはなく、常時噛み合っているので、エンジンが停止する前の再始動も可能である。
ところが、常時噛合い式スタータでは、例えば、エンジンが停止する際に生じるクランク軸の揺動によってエンジンが逆回転した場合、あるいは、登板路でのエンストにより車両が後退する時にエンジンが逆回転すると、その逆回転がリングギヤからピニオンギヤに伝達されて、エンジン始動時とは逆方向の回転力がスタータの出力軸に伝わる。その結果、リングギヤとピニオンギヤとのギヤ比を乗じた回転数（内部減速機を有するスタータでは、更に内部減速比を乗じた回転数）でモータの電機子が回されることになり、ブラシの寿命低下を招くと共に、電機子が遠心力によって破損すること等が懸念される。

そこで、本出願人は、電機子の逆回転を防止できる逆転防止クラッチを備えたスタータを提案している（特許文献２参照）。
この逆転防止クラッチは、モータの電機子軸に設けられたインナと、このインナの外周面との間にくさび状のカム室を形成し、且つ、ハウジングに回転不能に固定されたアウタと、カム室に配設されるローラ等より構成され、エンジン始動時には、ローラが空転して電機子の回転を許容し、エンジンの逆回転が電機子軸に伝達された時は、ローラがカム室の狭小方向へ移動してインナとアウタとの間にロックされることにより、電機子の逆回転を防止する働きを有する。

ところで、エンジンの逆回転が電機子軸に伝達された時に、逆転防止クラッチが働く（ローラがインナとアウタとの間にロックされる）と、スタータのトルク伝達経路に大きな衝撃が発生する。特に、車両のエンスト時には、車両全体の慣性を逆転防止クラッチで受けることになるため、非常に大きな衝撃が発生する。
これに対し、上記の特許文献２では、過大衝撃の入力を想定して、電機子と出力軸との間に摩擦式のトルクリミッタを設定することを提案している。これにより、エンジン側から過大な衝撃が入力されると、摩擦板（回転ディスク）が滑ることによって過大な衝撃をカットできるので、トルク伝達経路に発生する衝撃を低減できる。
特開２００４−２２５５４４号公報 特開２００６−２２６１４６号公報

しかし、電機子と出力軸との間にトルクリミッタを設定した場合、スタータによってエンジンを始動させる時にもトルクリミッタは働くことになる。ここで問題となるのが、エンジンを確実に始動するために必要なトルクを確保することである。
つまり、エンジン始動時にトルクリミッタの摩擦板が滑ると、モータで発生したトルクをリングギヤに伝えることができず、エンジンを始動できなくなる。そこで、通常は、低温時や高温時でも確実にエンジンを始動できるように、低温時および高温時でのエンジンの最大フリクションを想定し、始動時に必要なトルクを算出した上で、トルクリミッタの滑りトルクを設定している（図５参照）。言い換えると、摩擦板が滑ってエンジンが始動できなくならない様に、トルクリミッタの最低滑りトルクが決められており、この最低滑りトルク以下には、滑りトルクを下げることができない。

このため、エンジン側から入力される過大な衝撃をトルクリミッタにより低減するにしても、エンジン始動時に必要なトルクリミッタの滑りトルクに支配されるため、発生衝撃を低減するのにも限界があった。
また、特許文献２に記載されるトルクリミッタは、内部減速機（遊星歯車減速機）の内歯歯車を利用して構成されているため、内部減速機を持たない構造に対してはトルクリミッタの設定が困難であった。
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、エンジン停止時や、エンスト時等に発生する衝撃を低減できる性能を向上できる衝撃吸収機能を備えた常時噛合い式のスタータを提供することにある。

（請求項１の発明）
本発明は、電機子軸に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出力軸と、この出力軸の外周に軸受を介して相対回転可能に配置されると共に、エンジン側のリングギヤに常時噛み合わされ、モータが発生する回転力をリングギヤに伝達するピニオンギヤと、電機子軸がエンジン始動時の回転方向と逆方向に回転することを防止する逆転防止クラッチとを備える。
逆転防止クラッチは、電機子軸上に設けられるクラッチインナと、このクラッチインナと同心に配置され、クラッチインナの外周面との間にくさび状のカム室を形成するクラッチアウタと、カム室に配設されるローラとを有し、エンジンの逆回転が電機子軸に伝達された時に、ローラがカム室の狭小方向へ移動してクラッチアウタとクラッチインナとの間にロックされることにより、クラッチインナの回転を阻止して電機子軸の逆回転を防止する。
逆転防止クラッチに用いられるクラッチアウタは、回転不能に固定された固定アウタ部と、この固定アウタ部の内側に配置されてクラッチインナの外周面との間にカム室を形成すると共に、固定アウタ部に対し所定の滑りトルクで回転規制されている可動アウタ部とを有し、エンジン側から入力される逆回転が電機子軸に伝達されて、滑りトルクより大きな負荷トルクが電機子軸に加わった時に、可動アウタ部が固定アウタ部に対し周方向に滑ることで、負荷トルクを吸収する働きを有することを特徴とする。

本発明の逆転防止クラッチは、モータが発生す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る時（エンジン始動時）に、ローラが空転して電機子の回転を許容する。つまり、エンジン始動時に逆転防止クラッチが働く（ローラがクラッチアウタとクラッチインナとの間にロックされる）ことはなく、正常にエンジン始動を行うことができる。
一方、エンジン停止時に生じるクランク軸の揺動や、登板路でのエンストにより車両が後退する時等にエンジンが逆回転して、その逆回転がスタータに入力されると、逆転防止クラッチが働くことにより、電機子の逆回転を防止できる。

ところで、エンジンの逆回転が電機子軸に伝達された時に、逆転防止クラッチが働くと、スタータのトルク伝達経路に衝撃が発生する。特に、車両のエンスト時には、車両全体の慣性を逆転防止クラッチで受けることになるため、非常に大きな衝撃が発生する。これに対し、本発明の逆転防止クラッチは、クラッチアウタに持たせた衝撃吸収機能により、発生衝撃を低減できる。すなわち、クラッチアウタは、固定アウタ部に対し可動アウタ部が所定の滑りトルクで回転規制されているため、その滑りトルクより大きな負荷トルク（逆回転によって生じるトルク）が電機子軸に加わると、可動アウタ部が固定アウタ部に対し周方向に滑ることにより、負荷トルクを吸収して発生する衝撃を低減できる。

なお、可動アウタ部が固定アウタ部に対し滑る時に、ローラとクラッチインナも共に動き始める（回転する）ため、クラッチインナが設けられる電機子軸も回転（逆回転）する。しかし、過大な負荷トルクが加わるのは、滑りトルクの設定値にもよるが、入力速度の非常に高い衝撃を受けた時であり、長時間発生するものではないため、電機子が連続的に回転し続けることはない。すなわち、逆転防止クラッチは、電機子軸に負荷トルクが加わった時に、可動アウタ部が滑ることで瞬間的に電機子の逆回転を許容するが、可動アウタ部が滑ることにより負荷トルクが吸収された後は、本来の機能により電機子の逆回転を防止できる。

また、本発明の逆転防止クラッチは、エンジン始動時にローラが空転して衝撃吸収機能が働くことはないので、エンジンの最大フリクションを想定して滑りトルクを設定する必要はない。つまり、エンジン始動時に必要なトルクの影響を受けることなく、固定アウタ部に対する可動アウタ部の滑りトルクを任意に設定できる。これにより、従来の摩擦式トルクリミッタより、滑りトルクを低く設定できるので、発生衝撃を低減できる。
また、発生衝撃の低減により、各強度部品（例えば、逆転防止クラッチ、遊星歯車減速機等）の小型、軽量化が可能であり、且つ、低強度材を採用することによるコスト低減も可能となる。
さらに、クラッチアウタに持たせた衝撃吸収機能は、内部減速機を利用したものではないので、内部減速機を有しない常時噛合い式スタータにも、逆転防止クラッチを利用して衝撃吸収機能を持たせることができる。

（請求項２の発明）
請求項１に記載したスタータにおいて、クラッチアウタは、固定アウタ部の内周に可動アウタ部が圧入され、この圧入により得られる周方向の回転に対する固定力が滑りトルクとして設定されることを特徴とする。
クラッチアウタの衝撃吸収機能は、固定アウタ部の内周に可動アウタ部を圧入嵌合させるだけの簡易な構造によって提供でき、且つ、圧入荷重（圧入により得られる周方向の回転に対する固定力）に応じて滑りトルクを調整することができる。

（請求項３の発明）
請求項２に記載したスタータにおいて、固定アウタ部と可動アウタ部との圧入部には、潤滑材が塗布されていることを特徴とする。
圧入部に潤滑材を塗布することにより、摩擦係数のばらつきを小さくできるので、滑りトルクの狙い値をシビア（厳格）に設定できる。また、圧入面の摩耗を抑制できるので、耐久性を向上できる。

（請求項４の発明）
請求項１〜３に記載した何れかのスタータにおいて、モータの回転を減速して出力軸に伝達する減速機と、エンジンの始動時にエンジン側からピニオンギヤを介して出力軸に過大トルクが伝達された時に、その過大トルクを吸収するトルクリミッタとを備え、減速機は、電機子軸に設けられる太陽歯車と、この太陽歯車と同心に配置される環状の内歯歯車と、太陽歯車と内歯歯車とに噛み合う遊星歯車とを有し、この遊星歯車の公転運動が出力軸に伝達される遊星歯車減速機であり、トルクリミッタは、内歯歯車に係合して回転可能に設けられ、且つ、摩擦力によって回転規制される回転ディスクを有し、摩擦力によって得られる回転ディスクの滑りトルクを超える過大トルクが内歯歯車に加わった時に、回転ディスクが摩擦力に抗して滑ることにより、過大トルクを吸収することを特徴とする。

クラッチアウタに持たせた衝撃吸収機能は、エンジン始動時に働くことはないが、エンジン始動時でも、例えば、エンジンの誤爆やエンジン停止直前の再始動等で過大衝撃が発生することも考えられる。
これに対し、本発明のスタータは、減速機を利用した摩擦板（回転ディスク）式のトルクリミッタを備えることにより、エンジン始動時に発生する衝撃も低減できる。

（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は、エンジンの停止および再始動を自動制御するエンジン自動停止／再始動システムに用いられることを特徴とする。
エンジン自動停止／再始動システムを搭載する車両では、必然的にスタータによるエンジンの始動回数が増加する。このため、逆転防止クラッチを持たないスタータを上記システムに採用した場合、エンジン停止毎に発生する電機子の逆回転の頻度が大幅に増加するため、ブラシの寿命に影響を与える。また、整流子上をブラシが摺動する際に異音（摺動音）が発生する回数も多くなり、ユーザに不快感を与える。
これに対し、本発明では、逆転防止クラッチを備えることにより、電機子の逆回転を防止できるので、ブラシの寿命を向上でき、且つ、ユーザに与える不快感も解消できる。

本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。

図１は常時噛合い式スタータ１の断面図である。
実施例１に係るスタータ１は、図１に示す様に、電機子２ａに回転力を発生するモータ２と、バッテリ（図示せず）から電機子２ａに通電するためのモータ回路に設けられるメイン接点（後述する）を開閉する電磁リレー３と、電機子２ａの回転を減速する減速機４（図２参照）と、この減速機４を介してモータ２の駆動トルクが伝達される出力軸５と、この出力軸５の外周に軸受６を介して嵌合するピニオンギヤ７と、電機子２ａの逆回転を防止する逆転防止クラッチ８等より構成される。なお、このスタータ１は、エンジンの停止および再始動を自動制御するエンジン自動停止／再始動システム（アイドルストップ、エコランシステム等とも呼ばれる）に用いることができる。

モータ２は、電機子２ａの回転を出力する電機子軸２ｂの一端側（図示右側）に整流子９が設けられ、この整流子９の外周に配置されるブラシ１０を介して電機子２ａに通電される周知の整流子電動機である。電機子軸２ｂは、整流子９が設けられる一端側の端部が、軸受１１を介してエンドフレーム１２に回転自在に支持され、反整流子側（他端側）の端部が、出力軸５のモータ側端部に穿設された凹部の内周に軸受１３（図２参照）を介して相対回転可能に挿入されている。
エンドフレーム１２は、モータ２の磁気回路を形成するヨーク１４のエンド側開口部に嵌合して組み付けられ、複数本のスルーボルト（図示せず）をハウジング１５に締め付けて固定される。

電磁リレー３は、電磁コイル１６とプランジャ１７とを内蔵するソレノイドにより構成され、このソレノイドに固定される樹脂カバー１８の内部にメイン接点が配置される。
ソレノイドは、電磁コイル１６への通電により電磁石を形成してプランジャ１７を吸引する周知の働きを有し、このプランジャ１７と一体に可動する可動接点１９によりメイン接点を閉操作する。また、電磁コイル１６への通電が停止して電磁石の吸引力が消滅すると、リターンスプリング２０に蓄えられた反力により、プランジャ１７が図示左方向へ押し戻されてメイン接点を開操作する。

メイン接点は、Ｂ端子ボルト２１を介してモータ回路の高電位側（バッテリ側）に接続されるＢ固定接点２２と、Ｍ端子ボルト２３を介してモータ回路の低電位側（モータ側）に接続されるＭ固定接点２４とで形成され、上記の可動接点１９によって両固定接点２２、２４間を断続する。つまり、可動接点１９が両固定接点２２、２４に当接して両固定接点２２、２４間が導通することによりメイン接点が閉状態となり、可動接点１９が両固定接点２２、２４から離れて両固定接点２２、２４間の導通が遮断されることによりメイン接点が開状態となる。

Ｂ端子ボルト２１とＭ端子ボルト２３は、それぞれ樹脂カバー１８に固定され、この樹脂カバー１８より軸方向（図１の右方向）に突き出るＢ端子ボルト２１にバッテリケーブル（図示せず）のターミナルが接続され、同様に、樹脂カバー１８より軸方向に突き出るＭ端子ボルト２３にモータリード線２５のターミナルが接続される。なお、モータリード線２５の反ターミナル側（モータ側）の端部は、ヨーク１４とエンドフレーム１２との間に挟持されるゴム製のグロメット２６を介してモータ２の内部に引き込まれ、正極側のブラシ１０と電気的に接続されている。

減速機４は、図２に示す様に、電機子軸２ｂと同軸上で減速できる遊星歯車減速機であり、電機子軸２ｂの反整流子側に形成された太陽歯車２７と、以下に説明するトルクリミッタを介して回転規制される内歯歯車２８と、両歯車２７、２８に噛み合う複数の遊星歯車２９と、この遊星歯車２９の公転運動を出力する遊星キャリア３０とで構成され、この遊星キャリア３０が出力軸５と一体に設けられている。
トルクリミッタは、図２に示す様に、センタケース３１に回転不能に固定される固定ディスク３２と、この固定ディスク３２とセンタケース３１との間に挟持され、摩擦力によって回転規制される回転ディスク３３と、センタケース３１と固定ディスク３２との間に回転ディスク３３を挟み込んで軸方向に弾力を付与する皿ばね３４等より構成され、回転ディスク３３の滑りトルクを超える過大なトルクが内歯歯車２８に加わると、回転ディスク３３が摩擦力に抗して滑る（回転する）ことにより、内歯歯車２８の回転が許容されて、過大トルクの伝達を遮断する。

センタケース３１は、ハウジング１５の内部に出力軸５と直交して配置され、ハウジング１５の内周に設けられた段差に当接して軸方向に位置決めされると共に、ハウジング１５に対し周方向に回り止めされている。
出力軸５は、電機子軸２ｂと同一軸線上に配置されると共に、反減速機側の端部が軸受３５（図１参照）を介してハウジング１５の先端部に回転自在に支持され、減速機側の端部が軸受３６（図２参照）を介してセンタケース３１に回転自在に支持されている。
ピニオンギヤ７は、エンジン側のリングギヤ３７に常時噛み合わされ、且つ、以下に説明する衝撃吸収装置を介して出力軸５に連結されている。

衝撃吸収装置は、図１に示す様に、ピニオンギヤ７に連結されるリングドライブ３８と、出力軸５に連結されるリングドライブ３９と、リングドライブ３８とリングドライブ３９との間にリングスペース４０を介して組み込まれる複数個のゴムダンパ４１等より構成される。
リングドライブ３８は、径方向の中央部に円筒状のボス部３８ａが設けられ、このボス部３８ａがピニオンギヤ７と一体に設けられた円筒部７ａの外周にスプライン嵌合して、ピニオンギヤ７に対し相対回転不能に連結されている。
リングドライブ３９は、リングドライブ３８と同様に、径方向の中央部に円筒状のボス部３９ａが設けられ、このボス部３９ａが出力軸５の外周にスプライン嵌合して、出力軸５に対し相対回転不能に連結されている。

リングスペース４０は、リングドライブ３８とリングドライブ３９との間に配置され、リングドライブ３９に設けられたボス部３９ａの外周に回転可能に嵌合している。
軸方向に対向するリングドライブ３８とリングスペース４０との間、および、リングスペース４０とリングドライブ３９との間には、それぞれ、ゴムダンパ４１を収納するためのダンパスペースが周方向に複数ヶ所形成されている。
ゴムダンパ４１は、上記のダンパスペースにそれぞれ１個ずつ（図１では１段あたり３個×２段の計６個）収納され、このゴムダンパ４１を介して、リングドライブ３８とリングスペース４０、および、リングスペース４０とリングドライブ３９とが、それぞれ相対回転可能に設けられている。

次に、本発明に係る逆転防止クラッチ８について説明する。
逆転防止クラッチ８は、図３に示す様に、電機子軸２ｂに設けられたクラッチインナ８０と、このクラッチインナ８０と同心に配置されるクラッチアウタ８１と、クラッチインナ８０とクラッチアウタ８１との間でトルクの伝達を断続するローラ８２と、このローラ８２を付勢するスプリング８３等より構成される。
クラッチインナ８０は、電機子軸２ｂの反整流子側に設けられ、太陽歯車２７の歯先径より大きい外径を有している（図２参照）。なお、本実施例のクラッチインナ８０は、電機子軸２ｂと一体に設けられているが、例えば、電機子軸２ｂとは別体でリング形状を設けて、電機子軸２ｂの外周に圧入嵌合しても良い。

クラッチアウタ８１は、回転不能に固定される固定アウタ部８１ａと、この固定アウタ部８１ａの内側に配置されてクラッチインナ８０の外周面との間にくさび状のカム室８４を形成する可動アウタ部８１ｂとで形成される。
固定アウタ部８１ａは、径方向の外側へ延設されるアウタ壁部８１ｃを有し、このアウタ壁部８１ｃの外周部が、モータ２のヨーク１４とスペーサ部材４２（図２参照）との間に挟持されて軸方向に位置決めされ、且つ、アウタ壁部８１ｃの外周に設けられた一対の係合部８１ｄ（図３参照）が、ハウジング１５の内周に形成される係合凹部（図示せず）に係合して回転規制されている。
スペーサ部材４２は、センタケース３１とアウタ壁部８１ｃとの間を軸方向に覆う円筒形状を有し、図２に示す様に、センタケース３１の外周部に設けられた段差部に軸方向の前端部が嵌合して径方向に位置決めされている。

可動アウタ部８１ｂは、固定アウタ部８１ａの内周に圧入嵌合して、固定アウタ部８１ａに対し所定の滑りトルクで回転規制されており、且つ、クラッチインナ８０の外周面との間に複数のカム室８４を形成している。また、固定アウタ部８１ａと可動アウタ部８１ｂとの圧入部には、グリース等の潤滑材が塗布されている。
カム室８４は、図４（ａ）に示す様に、クラッチインナ８０の外周面との間に形成される空間が、周方向の一方側（スプリング８３側）から他方側へ向かって次第に狭くなる、くさび状に形成され、且つ、周方向の一方側では、ローラ８２の外径（ローラ径）より広く形成され、周方向の他方側では、ローラ径より狭く形成されている。
ローラ８２は、カム室８４に配設され、スプリング８３によってカム室８４の空間が狭くなる方向（狭小方向）へ付勢されている。

次に、スタータ１の作動および効果を説明する。
電磁リレー３によりモータ回路のメイン接点が閉操作されると、バッテリから電機子２ａに通電されて電機子軸２ｂに回転力を発生する。この時、逆転防止クラッチ８は、図４（ｂ）に示す様に、電機子軸２ｂに設けられたクラッチインナ８０が図中矢印で示す反時計回転方向に回転することにより、ローラ８２がスプリング８３を押し縮めながらカム室８４の空間が広くなる方向へ移動して空転することにより、電機子軸２ｂの回転を許容する。つまり、エンジン始動時には、逆転防止クラッチ８が働くことはない。
電機子軸２ｂの回転は、減速機４で減速されて出力軸５に伝わり、更に、出力軸５からピニオンギヤ７に伝達され、このピニオンギヤ７の回転がリングギヤ３７に伝達されて、エンジンをクランキングする。このクランキング時に生じる衝撃（例えば、リングギヤ３７がピニオンギヤ７を叩くことにより生じる衝撃）は、衝撃吸収装置により吸収される。つまり、リングスペース４０を介してリングドライブ３８とリングドライブ３９とが相対回転し、ゴムダンパ４１が周方向に撓む（圧縮変形する）ことにより衝撃を吸収する。

また、衝撃吸収装置で吸収しきれない過大な衝撃、例えば、エンジンの誤爆やエンジン停止直前の再始動等で過大衝撃が発生した場合は、トルクリミッタの回転ディスク３３が摩擦力に抗して滑ることにより、衝撃力の伝達を遮断する。これにより、スタータ１のトルク伝達経路に過大な衝撃が加わることはなく、エンジン側から受ける衝撃による損傷を回避できる。
エンジンが完爆してエンジン回転数がスタータ回転数を上回ると、例えば、リングギヤ３７に内蔵された一方向クラッチ（図示せず）が空転して、エンジンのクランク軸とリングギヤ３７との間でトルクの伝達が遮断されるため、エンジンの回転がピニオンギヤ７に伝達されることはなく、電機子２ａのオーバランを防止できる。

ところで、エンジンに逆回転が発生した場合、例えば、エンジンが停止する際に生じるクランク軸の揺動による逆回転、あるいは、登板路でのエンストにより車両が後退する時にエンジンが逆回転した時には、リングギヤ３７に内蔵された一方向クラッチが結合状態となる。このため、エンジンの逆回転がリングギヤ３７からピニオンギヤ７→出力軸５→衝撃吸収装置→減速機４→電機子軸２ｂへと伝達され、図４（ｃ）に示す様に、クラッチインナ８０が図中矢印で示す時計回転方向に回転すると、ローラ８２がカム室８４の狭小方向へ移動してクラッチインナ８０と可動アウタ部８１ｂとの間にロックされることにより、クラッチインナ８０の回転が阻止される。その結果、電機子軸２ｂがエンジン始動時と逆方向に回転することを防止できる。

また、エンジンの逆回転が電機子軸２ｂに伝達された時に、逆転防止クラッチ８が働くと、スタータ１のトルク伝達経路に衝撃が発生する。特に、車両のエンスト時には、車両全体の慣性を逆転防止クラッチ８で受けることになるため、非常に大きな衝撃が発生する。この時、クラッチアウタ８１の固定アウタ部８１ａに対する可動アウタ部８１ｂの滑りトルクより大きな負荷トルクが電機子軸２ｂに加わると、可動アウタ部８１ｂが固定アウタ部８１ａに対し周方向に滑る（回転する）ことで、負荷トルクを吸収して発生する衝撃を低減できる。

なお、可動アウタ部８１ｂが固定アウタ部８１ａに対し滑る時に、ローラ８２とクラッチインナ８０も共に動き始める（回転する）ため、クラッチインナ８０が設けられる電機子軸２ｂも回転する。しかし、過大な負荷トルクが加わるのは、滑りトルクの設定値にもよるが、入力速度の非常に高い衝撃を受けた時であり、長時間発生するものではないため、電機子２ａが連続的に回転し続けることはない。すなわち、逆転防止クラッチ８は、電機子軸２ｂに過大な負荷トルクが加わった時に、可動アウタ部８１ｂが滑ることで瞬間的に電機子２ａの逆回転を許容するが、可動アウタ部８１ｂが滑ることにより負荷トルクが吸収された後は、本来の逆転防止機能により電機子２ａの逆回転を防止できる。

また、逆転防止クラッチ８は、エンジン始動時にローラ８２が空転して衝撃吸収機能が働くことはないので、エンジンの最大フリクションを想定して滑りトルクを設定する必要はない。つまり、従来の摩擦式トルクリミッタは、図５に示す様に、エンジンの最大フリクションに対し所定の余裕度を持たせた上で最低滑りトルクが決められているので、この最低滑りトルク以下には、滑りトルクを下げることができない。このため、エンジン側から入力される過大な衝撃をトルクリミッタにより低減するにしても、エンジン始動時に必要なトルクリミッタの滑りトルクに支配されるため、発生衝撃を低減するのにも限界があった。

これに対し、本実施例のスタータ１では、逆転防止クラッチ８のクラッチアウタ８１に衝撃吸収機能を持たせているので、エンジン始動時に必要なトルクの影響を受けることなく、固定アウタ部８１ａに対する可動アウタ部８１ｂの滑りトルクを任意に設定できる。その結果、図５に示す様に、従来のトルクリミッタより滑りトルクを低く設定できるので、図示矢印Ａで示す様に、従来より発生衝撃を低減できる。
また、発生衝撃の低減により、スタータ１の各強度部品（例えば、逆転防止クラッチ８、遊星歯車減速機４等）の小型、軽量化が可能であり、且つ、低強度材を採用することによるコスト低減も可能となる。
さらに、実施例１に記載したスタータ１は、内部減速機４を有しているが、逆転防止クラッチ８のクラッチアウタ８１に持たせた衝撃吸収機能は、内部減速機（遊星歯車減速機４）を利用したものではないので、内部減速機を有しない常時噛合い式スタータにも、逆転防止クラッチ８を利用して衝撃吸収機能を持たせることができる。

また、クラッチアウタ８１の衝撃吸収機能は、固定アウタ部８１ａの内周に可動アウタ部８１ｂを圧入嵌合させるだけの簡易な構造によって実現でき、且つ、圧入荷重（圧入により得られる周方向の回転に対する固定力）に応じて滑りトルクを任意に調整することができる。
さらに、固定アウタ部８１ａと可動アウタ部８１ｂとの圧入部にグリース等の潤滑材を塗布することにより、摩擦係数のばらつきを小さくできるので、滑りトルクの狙い値をシビア（厳格）に設定できる。また、潤滑材によって圧入面の摩耗を抑制できるので、耐久性を向上できる。

本実施例のスタータ１は、ピニオンギヤ７がリングギヤ３７に常時噛み合わされているので、エンジンの停止および再始動を自動制御するエンジン自動停止／再始動システムに用いることができる。このエンジン自動停止／再始動システムを搭載する車両では、必然的にスタータ１によるエンジンの始動回数が増加する。このため、逆転防止クラッチ８を持たないスタータを上記システムに採用した場合は、エンジン停止毎に発生する電機子２ａの逆回転の頻度が大幅に増加するため、ブラシ１０の寿命に影響を与える。また、整流子９の外周をブラシ１０が摺動する際に異音（摺動音）が発生する回数も多くなり、ユーザに不快感を与える。
これに対し、本実施例のスタータ１は、逆転防止クラッチ８により電機子２ａの逆回転を防止できるので、ブラシ１０の寿命を向上でき、且つ、ユーザに与える不快感も解消できる。

スタータの断面図である。 逆転防止クラッチとトルクリミッタの断面図である。 逆転防止クラッチの構成を示す断面図である。 （ａ）逆転防止クラッチの一部を示す拡大断面図、（ｂ）エンジン始動時の同クラッチの作動説明図、（ｃ）エンジンの逆回転が入力された時の同クラッチの作動説明図である。 逆転防止クラッチの滑りトルクとエンジンフリクションとの関係を示す説明図である。

符号の説明

１ スタータ
２ モータ
２ｂ 電機子軸
４ 減速機
５ 出力軸
６ 軸受
７ ピニオンギヤ
８ 逆転防止クラッチ
２７ 太陽歯車
２８ 内歯歯車
２９ 遊星歯車
３３ 回転ディスク
３７ リングギヤ
８０ クラッチインナ
８１ クラッチアウタ
８１ａ 固定アウタ部
８１ｂ 可動アウタ部
８２ ローラ
８４ カム室

Claims (5)

1. 電機子軸に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出力軸と、
   この出力軸の外周に軸受を介して相対回転可能に配置されると共に、エンジン側のリングギヤに常時噛み合わされ、前記モータが発生する回転力を前記リングギヤに伝達するピニオンギヤと、
   前記電機子軸がエンジン始動時の回転方向と逆方向に回転することを防止する逆転防止クラッチとを備え、
   この逆転防止クラッチは、
   前記電機子軸上に設けられるクラッチインナと、このクラッチインナと同心に配置され、前記クラッチインナの外周面との間にくさび状のカム室を形成するクラッチアウタと、前記カム室に配設されるローラとを有し、エンジンの逆回転が前記電機子軸に伝達された時に、前記ローラが前記カム室の狭小方向へ移動して前記クラッチアウタと前記クラッチインナとの間にロックされることにより、前記クラッチインナの回転を阻止して前記電機子軸の逆回転を防止するスタータであって、
   前記クラッチアウタは、回転不能に固定された固定アウタ部と、この固定アウタ部の内側に配置されて前記クラッチインナの外周面との間に前記カム室を形成すると共に、前記固定アウタ部に対し所定の滑りトルクで回転規制されている可動アウタ部とを有し、エンジン側から入力される逆回転が前記電機子軸に伝達されて、前記滑りトルクより大きな負荷トルクが前記電機子軸に加わった時に、前記可動アウタ部が前記固定アウタ部に対し周方向に滑ることで、前記負荷トルクを吸収する働きを有することを特徴とするスタータ。
2. 請求項１に記載したスタータにおいて、
   前記クラッチアウタは、前記固定アウタ部の内周に前記可動アウタ部が圧入され、この圧入により得られる周方向の回転に対する固定力が前記滑りトルクとして設定されることを特徴とするスタータ。
3. 請求項２に記載したスタータにおいて、
   前記固定アウタ部と前記可動アウタ部との圧入部には、潤滑材が塗布されていることを特徴とするスタータ。
4. 請求項１〜３に記載した何れかのスタータにおいて、
   前記モータの回転を減速して前記出力軸に伝達する減速機と、
   前記エンジンの始動時に前記エンジン側から前記ピニオンギヤを介して前記出力軸に過大トルクが伝達された時に、その過大トルクを吸収するトルクリミッタとを備え、
   前記減速機は、前記電機子軸に設けられる太陽歯車と、この太陽歯車と同心に配置される環状の内歯歯車と、前記太陽歯車と前記内歯歯車とに噛み合う遊星歯車とを有し、この遊星歯車の公転運動が前記出力軸に伝達される遊星歯車減速機であり、
   前記トルクリミッタは、前記内歯歯車に係合して回転可能に設けられ、且つ、摩擦力によって回転規制される回転ディスクを有し、前記摩擦力によって得られる前記回転ディスクの滑りトルクを超える過大トルクが前記内歯歯車に加わった時に、前記回転ディスクが摩擦力に抗して滑ることにより、前記過大トルクを吸収することを特徴とするスタータ。
5. 請求項１〜４に記載した何れかのスタータは、エンジンの停止および再始動を自動制御するエンジン自動停止／再始動システムに用いられることを特徴とするスタータ。

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