JP2016156294A - スタータ - Google Patents
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Abstract
Description
ところで、リングギヤに噛合ったピニオンは、さらに磁気力により付勢されてピニオンストッパに当接し、当接音を発生させる。また、電磁ソレノイド内部でも、磁気力によって付勢される可動部が固定部に当接することで当接音を発生させる。このため、スタータでは、電磁ソレノイドの磁気力利用に伴う当接音を抑制して静粛性を高める要請がある。
まず、電磁ソレノイドは、通電により発生する磁気力によって付勢される可動部を有する。次に、レバーは、可動部と機械的に連結され、磁気力により軸方向に揺動自在となるように組み付けられる。さらに、ホルダは、レバーのアームを、自身に対して軸方向に相対移動することができるように保持する。
また、ホルダは、ピニオンと機械的に連結され、相互に軸方向および周方向に反力を及ぼし合う。さらに、レバーおよびホルダは、ピニオンおよびホルダの回転を規制する係止構造を形成したり、解消したりすることができる。ここで、係止構造は、アームに設けられる係止部と、ホルダに設けられる被係止部とが周方向に係合し合うことで形成され、係止部が被係止部に対し軸方向に相対的に移動することで解消される。
また、近年のスタータでは、電動モータの通電オンオフを可動部の移動と機械的に連動しないように設けられた、いわゆるタンデムソレノイドが汎用化しつつある。さらに、レバーおよびホルダのそれぞれに係止部および被係止部を設けることは、さほど大掛かりな改造を施すことなく実施できる。このため、コストアップすることなく当接音を抑制することができる。
電磁ソレノイドでは、ピニオンをリングギヤから離脱させるためのリターンスプリングを備えるものが汎用されている。このため、当接音を抑制することができるスタータにおいて、ピニオンをリングギヤから離脱させるための付勢手段を簡便に設けることができる。
これにより、電動モータが逆回転したときに被係止部を係止部に対し空転させることが容易になる。なお、電動モータの逆回転は、例えば、内燃機関の逆回転や、ピニオン戻し時の逆回転制御により発生することが想定される。
これにより、ピニオンがリングギヤに当接してピニオンの直線的な移動が妨げられたときに、係止部と被係止部との間の軸方向の相対移動が容易になる。このため、ピニオンがリングギヤに当接した後、ピニオンは直ちに回転を開始し、ピニオンはリングギヤと噛み合う位置に到達することができる。
これにより、第4発明と同様の作用効果を奏することができる。
実施例1のスタータ1の構成を、図1を用いて説明する。
スタータ1は、車両(図示せず。)のエンジンルーム内に搭載されて内燃機関(図示せず。)を始動するものであり、以下に説明する電動モータ2、ピニオン3、電磁ソレノイド4、レバー5およびホルダ6を備える。
ドライブシャフト17は、例えば、遊星歯車式の減速機(図示せず。)を介して電動モータ2からトルクを伝達されて回転駆動されるものであり、電動モータ2の出力軸(図示せず。)と同軸に組み付けられている。
また、アウタ19の軸方向他方側にはスプラインバレル23が一体に設けられている。そして、スプラインバレル23の内周にドライブシャフト17が嵌合しており、スプラインバレル23の内周とドライブシャフト17の外周との間にネジスプライン13の嵌合が形成されている。
すなわち、電磁ソレノイド4は、電動モータ2への通電をオンオフする別の電磁ソレノイド41(図2参照。)とともに、いわゆるタンデムソレノイドを構成する(以下、レバー5と連結されている電磁ソレノイド4、電動モータ2への通電をオンオフする電磁ソレノイド41をそれぞれ第1、第2ソレノイド4、41と呼ぶ。)。なお、第2ソレノイド41は、通電されて磁束を発生するコイル42、車載バッテリ43から電動モータ2への通電をオンオフする可動接点44および固定接点45を有する(図2参照。)。
すなわち、レバー5は、支点部48を中心として回転自在に支持され、支点部48から一方に伸びるアーム49Aがジョイント37に連結され、他方に伸びる2つのアーム49Ba、49Bbがホルダ6に保持されている(図1および図3参照。)。
また、他端側規制部52は、スプラインバレル23に同軸に固定される円環板状の金属部品である(図1および図4参照。以下、他端側規制部52を金属板52と呼ぶことがある。)。
ここで、係止構造54は、アーム49Baのレバー端50aに設けられる係止部55と、金属板52に設けられる被係止部56とが周方向に係合し合うことで形成され、係止部55が被係止部56に対し軸方向に相対的に移動することで解消される(図3、図4、図6および図7参照。)。
まず、IG信号がオンになると(図5の時間t0参照。)、第1ソレノイド4の通電がオフのまま、第2ソレノイド41への通電がオンされ、電動モータ2がトルクの発生を開始する。これにより、端縁56が突起55に係合して係止構造54が形成される(図6(a)参照。)。
なお、電動モータ2の通電量は、当初、小さく抑えられて電動モータ2の回転数は低く、トルクはさほど大きくない。
ピニオン3がリングギヤ14に当接すると、ピニオン移動体16は、直線的な移動が妨げられるので、電動モータ2のトルクにより端縁56が突起55を乗り越えて係止構造54が解消され、ピニオン移動体16が回転を開始する(図6(b)参照。)。
実施例1のスタータ1によれば、レバー5およびホルダ6は、ピニオン移動体16の回転を規制する係止構造54を形成したり、解消したりすることができる。そして、係止構造54とネジスプライン13とにより電動モータ2のトルクを軸方向に作用する推力に変換してピニオン移動体16を軸方向一方側へ移動させることができる。
また、スタータ1の第1、第2ソレノイド4、41は、電動モータ2の通電のオンオフを可動部33の移動と機械的に連動しないように設けられた、いわゆるタンデムソレノイドを構成する。また、レバー5およびホルダ6のそれぞれに係止部55および被係止部56を設けることは、さほど大掛かりな改造を施すことなく実施できる。このため、コストアップすることなく当接音を抑制することができる。
これにより、電動モータ2が逆回転したときに被係止部56を係止部55に対し空転させることが容易になる。なお、電動モータ2の逆回転は、例えば、内燃機関の逆回転や、ピニオン3の戻し時の逆回転制御により発生することが想定される。
実施例2のスタータ1によれば、突起55は、図8および図9に示す第2傾斜面60を有する。
第2傾斜面60は、係止構造54が形成されている時に、突起55が切り欠き57から抜け出るのを促す。つまり、第2傾斜面60は、係止構造54が形成されている時に、係止部55が被係止部56に対し軸方向に相対的に移動するのを促す。なお、第2傾斜面60は、例えば、側面視したときに直線として視えるものであり、第2傾斜面60の傾斜はネジスプライン13のリード角に相当する。
実施例3のスタータ1によれば、図10に示すように、端縁56は、係止構造54が形成されているときに、電動モータ2のトルクにより周方向に撓むバネ62の自由端として設けられている。
これにより、実施例2のスタータ1と同様の作用効果を奏することができる。
実施例4のスタータ1によれば、図11に示すように、突起55および切り欠き57はそれぞれ周方向に2箇所に分かれて設けられている。具体的には、突起55は、レバー端50a、50bの両方に設けられ、切り欠き57は、金属板52において角度間隔でほぼ180°離れて2つ設けられている。また、両方の突起55に第1傾斜面58が設けられている。
実施例5のスタータ1によれば、図12に示すように、ホルダ6は、ピニオン3と一方向クラッチ18とにより形成されている。つまり、ホルダ6の一端側規制部51はピニオン3であり、他端側規制部52は一方向クラッチ18である。そして、実施例5のスタータ1では、一方向クラッチ18に、被係止部56としての突起が設けられ、レバー端50aの係止部55としての突起55との間で係止構造54を形成したり、解消したりすることができる。
スタータ1の態様は、実施例に限定されず種々の変形例を考えることができる。
例えば、実施例のスタータ1によれば、逆回転時の空転を促進する構造として、係止部55に第1傾斜面58が設けられ、また、係止構造54の解消を促進する構造として、係止部55に第2傾斜面60が設けられたり、被係止部56にバネ62が設けられたりしていたが、第1、第2傾斜面58、60やバネ62を設ける部分の組合せは、このような態様に限定されない。例えば、係止部55にバネ62を設けるとともに、被係止部56に第1、第2傾斜面58、60を設けてもよい。
また、実施例のスタータ1によれば、一方向クラッチ18がピニオン移動体16に含まれ、一方向クラッチ18がピニオン3とともに軸方向に移動していたが、一方向クラッチ18をピニオン3とともに移動させないスタータ1にも、実施例と同様の係止部55および被係止部56を設けることで、当接音を抑制することができる。
Claims (6)
- 通電によりトルクを発生する電動モータ(2)と、
軸方向に移動可能に組み入れられ、軸方向一方側へ移動して内燃機関のリングギヤ(14)と噛み合うピニオン(3)とを備え、
このピニオン(3)を軸方向一方側に駆動して前記リングギヤ(14)に噛み合わせるとともに、ネジスプライン(13)の嵌合を経由して前記電動モータ(2)のトルクを前記ピニオン(3)に伝達し、前記ピニオン(3)を回転駆動して前記内燃機関を始動するスタータ(1)において、
通電により発生する磁気力によって付勢される可動部(33)を有する電磁ソレノイド(4)と、
前記可動部(33)と機械的に連結され、前記磁気力により軸方向に揺動自在となるように組み付けられたレバー(5)と、
前記レバー(5)のアーム(49Ba、49Bb)を、自身に対して軸方向に相対移動することができるように保持するホルダ(6)とを備え、
前記電動モータ(2)の通電のオンオフは前記可動部(33)の移動と機械的に連動せず、
前記ホルダ(6)は、前記ピニオン(3)と機械的に連結され、相互に軸方向および周方向に反力を及ぼし合い、
前記レバー(5)および前記ホルダ(6)は、前記ピニオン(3)および前記ホルダ(6)の回転を規制する係止構造(54)を形成したり、解消したりすることができ、
この係止構造(54)は、前記アーム(49Ba、49Bb)に設けられる係止部(55)と、前記ホルダ(6)に設けられる被係止部(56)とが周方向に係合し合うことで形成され、前記係止部(55)が前記被係止部(56)に対し軸方向に相対的に移動することで解消され、
前記係止構造(54)と前記ネジスプライン(13)とにより前記電動モータ(2)のトルクを軸方向に作用する推力に変換して前記ピニオン(3)および前記ホルダ(6)を軸方向一方側へ移動させ、
前記ピニオン(3)を前記リングギヤ(14)に噛み合わせるとともに前記係止構造(54)を解消し、
前記磁気力により前記ピニオン(3)および前記ホルダ(6)を軸方向一方側に付勢して前記ピニオン(3)と前記リングギヤ(14)との噛み合いを維持しながら、前記電動モータ(2)のトルクにより前記ピニオン(3)を回転させて前記内燃機関を始動することを特徴とするスタータ(1)。 - 請求項1に記載のスタータ(1)において、
前記電磁ソレノイド(4)は、前記可動部(33)を前記磁気力による付勢方向とは逆方向に付勢する付勢手段(34)を有し、
前記レバー(5)は、前記磁気力および前記付勢手段(34)の付勢力により軸方向に揺動自在となるように組み付けられ、
前記内燃機関の始動後、前記付勢手段(34)の付勢力により前記ピニオン(3)および前記ホルダ(6)を軸方向他方側に駆動して前記ピニオン(3)を前記リングギヤ(14)から離脱させることを特徴とするスタータ(1)。 - 請求項1または請求項2に記載のスタータ(1)において、
前記係止部(55)および前記被係止部(56)の少なくとも一方は、
前記ピニオン(3)および前記ホルダ(6)が前記内燃機関の始動時と逆の方向に回転するときに前記被係止部(56)が前記係止部(55)を乗り越えるのを促す第1傾斜面(58)を有することを特徴とするスタータ(1)。 - 請求項1ないし請求項3の内のいずれか1つに記載のスタータ(1)において、
前記係止部(55)および前記被係止部(56)の少なくとも一方は、
前記係止構造(54)が形成されている時に、前記係止部(55)が前記被係止部(56)に対し軸方向に相対的に移動するのを促す第2傾斜面(60)を有することを特徴とするスタータ(1)。 - 請求項1ないし請求項4の内のいずれか1つに記載のスタータ(1)において、
前記係止部(55)および前記被係止部(56)の少なくとも一方は、
前記係止構造(54)が形成されているときに、前記電動モータ(2)のトルクにより周方向に撓むバネ(62)を有することを特徴とするスタータ(1)。 - 請求項1ないし請求項5の内のいずれか1つに記載のスタータ(1)において、
前記係止部(55)および前記被係止部(56)はそれぞれ周方向に2箇所に分かれて設けられ、
前記係止部(55)の一方と前記被係止部(56)の一方とが周方向に係合し合うことで前記係止構造(54)が形成され、前記係止部(55)の他方と前記被係止部(56)の他方とは周方向に離れており、
前記係止部(55)の他方と前記被係止部(56)の他方との周方向の離間角度(θ)は、前記ピニオン(3)の自然数歯分であることを特徴とするスタータ(1)。
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