JP3818210B2

JP3818210B2 - Starter

Info

Publication number: JP3818210B2
Application number: JP2002125979A
Authority: JP
Inventors: 知宏大村; 一夫平間; 村田　　光広
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2006-09-06
Anticipated expiration: 2022-04-26
Also published as: JP2003314418A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンを始動する際に使用する始動装置に関するものである。さらに詳しくは、遊星歯車を用いた減速機を備える始動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関（以下単に「エンジン」という。）は、その始動に際して始動装置（以下、適宜「スタータ」という。）による回転駆動を必要とする。この始動装置には、ギヤ式スタータ、ベルト式スタータ等があるが、いずれも電気モータ（以下単に「モータ」という。）が駆動源である点で共通する。エンジンの始動には、その種類や排気量にも依るが、比較的大きなトルクが必要となる。このため、モータでエンジンを直接クランキングさせようとすると、モータの体格が自ずと大きくなってしまう。そこで、軽量コンパクト化が求められる最近の始動装置では、減速機をモータとエンジンとの間に介在させて、減速比を大きくすることにより始動に必要な高トルクを得ている。
この減速機にも種々あるが、コンパクトで大きな減速比の得られる遊星歯車式減速機が多用されている。この場合、モータから減速機のサンギヤへ入力された駆動力は、プラネタリギヤを支承するキャリアから出力される。このとき、所定の減速比を得るために、プラネタリギヤの噛合するインターナルギヤはその回転が規制されている。
【０００３】
ところで、エンジンは吸気、圧縮等の工程によって、回転に必要なトルクが急激に変動し、その回転数も脈動する。スタータのモータはこのような荷重変動等に巧く追従できないため、インターナルギヤとその回転規制部との間に衝撃荷重が作用し得る。また、その際に発生する振動は、エンジン始動時の不快音の発生要因ともなる。
ここでインターナルギヤを剛体的に規制すると、上記衝撃荷重に耐え得るように、インターナルギヤやその規制部を補強することが必要となり、スタータの軽量コンパクト化の妨げとなる。そこで、インターナルギヤ等へ作用する衝撃荷重を緩和するために、インターナルギヤとその回転規制部との間にゴム等の弾性体からなる緩衝部材を配設することが行われている。このような開示は、例えば、実公平２−３１５８１号公報、実公平２−３１５８３号公報、特公平４−４０５４９号公報、特開平５−５２１６６号公報等にある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
実公平２−３１５８１号公報、実公平２−３１５８３号公報および特公平４−４０５４９号公報では、緩衝部材をインターナルギヤの外周側に設けることを開示している。しかし、これでは減速機の外径が大きくなり、スタータのコンパクト化を図れない。
また、特開平５−５２１６６号公報では、インターナルギヤの側面から軸方向に延在する突起を緩衝部材（弾性体）で保持するようにしているから、この場合では外径方向へスタータが大型化することはない。しかし、インターナルギヤの突起は緩衝部材により最初から弾性的に保持されていない。そのため、衝撃荷重は、その作用当初から十分に緩和されるとは限らない。特に、軽量、低コスト化等の観点からインターナルギヤ等を合成樹脂製とするような場合、衝撃荷重の緩和が不十分であると、インターナルギヤひいてはスタータの信頼性をも低下させ得る。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、スタータのコンパクト化と共に、エンジンの負荷変動に伴って作用する衝撃荷重を当初から確実に緩和できる始動装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、緩衝部材をインターナルギヤの係止突起に弾性密着して保持することを思いつき、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の始動装置は、駆動モータと、該駆動モータから入力を受けて回転するサンギヤと該サンギヤの外周側を囲繞し該サンギヤに同心的に配設されるインターナルギヤと該インターナルギヤの自由な回転を規制する回転規制部材と該インターナルギヤと該回転規制部材との間に介在して該インターナルギヤに加わる衝撃を緩和する緩衝部材と該サンギヤと該インターナルギヤとに噛合するプラネタリギヤと該プラネタリギヤを回転自在に支承すると共に該サンギヤの入力を減速して出力するキャリアとからなる減速機とを備え、該駆動モータが該減速機を介して該エンジンを始動回転させる始動装置において、
前記インターナルギヤは側面から軸方向へ突出した係止突起を有し、前記回転規制部材は該係止突起を遊嵌し該係止突起の周方向の回動を案内する案内溝を有し、前記緩衝部材は該案内溝に収納保持されていると共に少なくとも該係止突起の周方向両端面に弾性密着しており、該係止突起は該緩衝部材に圧入されて該緩衝部材によって予圧された状態となっていることを特徴とする（請求項１）。
【０００７】
本発明の始動装置によると、先ず、インターナルギヤを係止する係止突起は、その側面から軸方向に延在するため、減速機を外径方向に大型化させることはない。
次に、その係止突起は、インターナルギヤに作用するプラネタリギヤからの反力や衝撃荷重の方向に応じて、回転規制部材の案内溝内をある範囲で回動し得る。このとき、この係止突起は、インターナルギヤに反力が作用しているか否かに拘らず、その案内溝に収納（充填）された緩衝部材によって、周方向の両端面側から弾性支持されている。その結果、インターナルギヤは、反力が作用する当初から弾性保持された状態となっている。そして、その反力や衝撃荷重が解放されたときでも、係止突起の周方向他端面も緩衝部材で弾性支持されてるため、インターナルギヤに急激な荷重が加わることはない。こうして、インターナルギヤに大きな衝撃荷重が作用することが従来以上に抑制防止され、インターナルギヤは確実に保護される。その結果、インターナルギヤが合成樹脂製であるような場合でも、スタータの十分な信頼性が確保される。なお、この衝撃荷重の緩和によって、エンジンの始動時に生じる不快音も解消される。
【０００８】
ところで、このような緩衝部材にはバネ等も含まれるが、コスト、衝撃吸収能等を考慮するなら、ゴム等からなる弾性体が一般的である。その場合、本発明のように係止突起に緩衝部材を弾性密着させるには、例えば、案内溝内に弾性体の塊（つまり、弾性塊）を充填すれば良い。インターナルギヤの係止突起側からみれば、案内溝内に収納された弾性塊の隙間にその係止突起が圧入された状態となる。
もっとも、案内溝内を弾性塊で過度に充填してしまうと、弾性塊の変形抵抗が急激に大きくなり、弾性塊による衝撃吸収能が低下し得る。そこで、弾性塊の変形抵抗をある範囲に確保するために、弾性塊が変形したときに増加する容積を逃す工夫をすると良い。例えば、周方向の略中央部が端部よりも細く括れ、周方向に収縮自在な弾性塊で、緩衝部材を構成すると好ましい（請求項２）。
この弾性塊は中央部が括れているため、案内溝との間に隙間が形成され、その隙間分、弾性塊は安定的に変形を生じ得る。しかも、この弾性塊の場合、係止突起の端面と弾性接触する弾性塊の端部は、逆に太くなっているため、弾性塊はインターナルギヤに作用する反力や衝撃荷重をしっかりと受けることができる。特に、当接する弾性塊の端面と係止突起との端面とが同サイズであれば好ましい。
【０００９】
さらに、弾性塊に安定した変形をさせるには、弾性塊の形状を工夫する以外に、案内溝の容積を弾性塊の収縮に応じて変化するようにしても良い（請求項３）。例えば、緩衝部材が収縮可能な弾性塊である場合、弾性塊の収縮に応じて案内溝の底部を軸方向に可動させ、案内溝の容積を変更し得るようにしても良い。勿論、底部以外の内壁を移動可能としても、案内溝内の容積を変更できる。しかし、減速機の外径を大きくせずに行うには、その底部を軸方向に移動可能とする方がスタータのコンパクト化の要請に合致するし、また、比較的簡易な機構で実現できる。
これまでは、インターナルギヤに周方向の力が作用する場合の緩衝について説明したが、インターナルギヤに加わる各種振動や組付公差等をも考慮すると、インターナルギヤは軸方向にも弾性的に保持されていることが好ましい。そこで、緩衝部材が、軸方向へ突出してインターナルギヤの側端面またはその係止突起の側端面に弾性的に当接する弾性突起を有すると好適である（請求項４）。
【００１０】
次に、区画された案内溝が複数有る場合、係止突起の両端面に弾性密着する弾性体を一個一個嵌入させるには多くの工数がかかるし、部品点数も増加するため好ましくない。そこで、案内溝が周方向に複数均等に配設されているような場合、隣接する案内溝に嵌入される第１弾性塊部および第２弾性塊部と、この第１弾性塊部と第２弾性塊部とを案内溝を跨いで架橋する架橋部とで緩衝部材を構成すると好ましい（請求項５）。これにより、部品点数が減少し、第１弾性塊部および第２弾性塊部を一度に案内溝に組込むことができる。
【００１１】
このとき、前述した弾性突起を、その架橋部に設け、インターナルギヤの側端面に弾性的に当接するようにすると好ましい（請求項６）。緩衝部材が分割されていることを前提にすれば、第１弾性塊部や第２弾性塊部の収縮による影響は案内溝の内壁による規制のため、架橋部へはほとんど及ばない。すなわち、その弾性塊の収縮に引きずられて弾性突起が周方向に移動することもなく、その弾性突起は安定してインターナルギヤを軸方向へ付勢できる。こうして、インターナルギヤの偏摩耗等をより効果的に抑制し、スタータの信頼性を向上させることができる。
【００１２】
なお、本発明の始動装置は、ギア式スタータに限らず、ベルト式スタータでも良い。また、本明細書でいう「周方向」または「軸方向」とは、減速機の回転中心軸に対するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。
（第１実施形態）
本発明の始動装置の一実施形態であるギヤ式スタータ（以下単に「スタータ」という。）Ｓを図１に示す。このスタータＳは、主に、減速機１０と、モータ８０とマグネットスイッチ９０とからなる。詳細は図示していないが、モータ８０の出力は減速機１０を介して、外周面にヘリカルスプラインの形成された出力軸に伝達される。そのヘリカルスプライン上には、オーバランニングクラッチ（ワンウェイクラッチ）とピニオンギヤとが配設されている。そのオーバランニングクラッチおよびピニオンギヤは、始動時、マグネットスイッチ９０によりレバー操作によって軸方向へ（図１の左側へ）押し出される。そして、ピニオンギヤは、エンジンのクランクシャフトに取付けられたリングギヤに一時的に噛合し、エンジンをクランキングする。エンジンが始動すると、オーバランニングクラッチによってスタータＳのピニオンギヤは空転し、モータ８０の過回転が防止されるようになっている。
【００１４】
ところで、減速機１０は、モータ８０のロータ８１から延在するモータ主軸８１１にスプライン嵌合したサンギヤ１１と、その周囲に配設されサンギヤ１１に噛合する３つのプラネタリギヤ１２と、ころ軸受１２２およびピン１２３を介してそれらのプラネタリギヤ１２を自転および公転可能に支持するキャリア１３と、プラネタリギヤ１２の外周側に配設されプラネタリギヤ１２に噛合する内歯を備えたインターナルギヤ１４と、このインターナルギヤ１４の外周側および軸方向前方側（図１の左側）を覆うギヤハウジング（回転規制部材）１８と、インターナルギヤ１４とギヤハウジング１８との間に介在する緩衝部材１５とからなる。
ギヤハウジング１８は、モータ８０を囲繞するモータハウジング８８の軸方向前方に嵌装固定されている。両者の間は覆板１９によって仕切られている。この覆板１９はインターナルギヤ１４の軸方向後端面に当接し、インターナルギヤ１４の軸方向の規制をもしている。なお、インターナルギヤ１４は熱硬化性樹脂製である。
【００１５】
次に、本実施形態の特徴部分であるインターナルギヤ１４と緩衝部材１５とギヤハウジング１８とについて、その拡大斜視図である図２を用いて説明する。
インターナルギヤ１４は、軸方向前端面のやや内周側から係止突起１４３が均等に４カ所突出している。この係止突起１４３の内外周面は円弧面からなり、周方向端面は放射状平面からなる。
緩衝部材１５は、軸方向後端面に係止凹部１５６を有し、軸方向前端面に固定凹部１５５を有する環状ゴム部材である。係止凹部１５６の両側にあるゴム塊（弾性塊）が第１弾性塊部１５１および第２弾性塊部１５２を構成し、それらを連結する固定凹部１５５の裏側部分が架橋部１５３を構成する。また、係止凹部１５６の底面中央からは軸方向後方に小さな半球状の弾性突起１５４が突出している。なお、緩衝部材１５の材質はグリス等が付着しても劣化しない耐油性ゴム（例えば、ＮＢＲ）からなる。
【００１６】
ギヤハウジング１８は、略円筒状部材であり、中央には前述のキャリア１３の出力軸をスリーブベアリング１３２（図１）を介して支承する貫通穴１８３が設けられている。この貫通穴１８３の外周側を囲むように、有底円弧状の案内溝１８１が均等環状に配置されている。なお、各案内溝１８１は、放射状に延びるリブ１８５により区画されている。
【００１７】
これらの各部材は次のようにして組付けられる。先ず、ギヤハウジング１８の案内溝１８１に緩衝部材１５が圧入される。このとき、係止凹部１５６を挟んで対向する第１弾性塊部１５１と第２弾性塊部１５２とは同一の案内溝１８１に嵌入される。また、固定凹部１５５はギヤハウジング１８のリブ１８５に嵌入される。このとき、ギヤハウジング１８と緩衝部材１５との間に周方向の隙間やがたつきはない。この状態で、緩衝部材１５の係止凹部１５６に、インターナルギヤ１４の係止突起１４３が圧入される。従って、係止凹部１５６を挟んだ第１弾性塊部１５１と第２弾性塊部１５２との対向面は、係止突起１４３の周方向両端面に弾性密着した状態となっている。すなわち、係止突起１４３は、第１弾性塊部１５１と第２弾性塊部１５２とによって予圧された状態となっている。このため、緩衝部材１５はインターナルギヤ１４に作用する衝撃荷重を、その周方向変位の当初から緩やかに吸収するようになる。この様子を図３に示す。この図は、インターナルギヤの回転変位と緩衝部材の衝撃吸収能との関係を概念的に示したものである。図３には比較例として、従来のように緩衝部材が係止突起に密着しておらず案内溝の壁面との間に隙間（δ）が存在している場合についても示した。従来の場合、インターナルギヤがその隙間分変位して、漸く、衝撃荷重が吸収されるようになる。しかも、衝撃荷重の吸収が遅れる分、その吸収はかなり急激なものとなる。従って、従来の衝撃吸収構造では、インターナルギヤに作用する衝撃荷重の吸収、低減が不十分であったことが分る。
【００１８】
（第２実施形態）
上述の緩衝部材１５の形状を変更した緩衝部材２５を図４に示す。この実施形態では、４つの独立した同形状の緩衝部材２５によってインターナルギヤ１４に作用する衝撃荷重が吸収される。第１実施形態と同様の部材には、図３中でも同じ符号を付して示した。
緩衝部材２５は、第１弾性塊部２５１と、第２弾性塊部２５２と、両者を架橋する架橋部２５３とからなる。この架橋部２５３上には、インターナルギヤ１４の側端面に弾性的に当接する弾性突起２５４が形成されている。この緩衝部材２５は、緩衝部材１５の場合と同様、ゴムの一体成形により製作される。
【００１９】
この緩衝部材２５は、第１弾性塊部２５１と第２弾性塊部２５２との間、つまり架橋部２５３の裏側に形成される固定凹部２５５が、案内溝１８１を区画するリブ１８５へ圧入される。従って、一つの緩衝部材２５の第１弾性塊部２５１と第２弾性塊部２５２とは、隣接する案内溝１８１にそれぞれ収納されることとなる。また、インターナルギヤ１４の係止突起１４３は、別々の緩衝部材２５からなる第１弾性塊部２５１と第２弾性塊部２５２との間へ圧入される。
【００２０】
インターナルギヤ１４に作用する反力や衝撃荷重は、主にゴム容積の大きな第１弾性塊部２５１によって受圧、吸収される。このとき、架橋部２５３側にある第１弾性塊部２５１の端面は、リブ１８５（案内溝１８１の内壁）で支持されるため、第１弾性塊部２５１が大きく収縮しても、その影響は架橋部２５３へはほとんど及ばない。つまり、緩衝部材１５の場合と異なり、第１弾性塊部２５１の収縮によって架橋部２５３が伸されることもなく、弾性突起２５４は安定した位置でインターナルギヤ１４の側端面を軸方向に押圧する。
【００２１】
（第３実施形態）
次に、緩衝部材２５の形状を変更した緩衝部材３５を図５に示す。この緩衝部材３５も、緩衝部材２５と同様、第１弾性塊部３５１、第２弾性塊部３５２および架橋部３５３からなる。もっとも、第１弾性塊部３５１の中央部が細く括れているところが、緩衝部材２５の第１弾性塊部２５１と大きく異なる。すなわち、この第１弾性塊部３５１は、端部３５１ａ、３５１ｂおよび括れ部３５１ｃからなる。
【００２２】
端部３５１ａ、３５１ｂは、インターナルギヤ１４の係止突起１４３の周方向端面に当接する部分である。また端部３５１ａ、３５１ｂは案内溝１８１の内外壁に緩く密着した状態、つまり緩い圧入状態にある。一方、括れ部３５１ｃは、案内溝１８１のいずれの内壁とも接しておらず、それらの間には空隙が形成されている。そして、インターナルギヤ１４に反力や衝撃荷重が作用して第１弾性塊部３５１が押圧されると、変形抵抗の小さい（剛性の低い）括れ部３５１ｃが主に収縮し始め、外周側に拡径しだす。このとき、括れ部３５１ｃと案内溝１８１の内壁との間には空隙があるため、括れ部３５１ｃは相当の変形能力を発現する。その結果、緩衝部材３５を用いると、緩衝部材２５等よりも一層大きな衝撃吸収能が得られる。
なお、図５には、緩衝部材３５の架橋部３５３が緩衝部材２５の架橋部２５３よりも半径方向に拡幅している場合を示した。
【００２３】
（第４実施形態）
第３実施形態のように、第１弾性塊部３５１の形状を工夫することで、その変形抵抗を低く抑え、衝撃吸収能に優れた緩衝部材３５が得られる。しかし、それにも限度がある。例えば、突発的に予想以上に大きな衝撃荷重が作用した場合、第１弾性塊部３５１は周方向の収縮に応じて外径方向へ拡大し、括れ部３５１ｃの外周面も案内溝１８１の内壁に密着するようになる。すると、急激に、第１弾性塊部３５１の変形抵抗が大きくなり、緩衝部材３５による衝撃吸収性が低下し始める。
【００２４】
そこで、予想以上に大きな衝撃荷重等が作用する場合でも、緩衝部材による衝撃吸収能を確保するには、案内溝１８１の容積を可変にすると良い。このような構造を図６に示す。上記実施形態と同様の部材には、図６中でも同じ符号を付して示した。
本実施形態の場合、インターナルギヤ１４および緩衝部材２５は、第２実施形態の場合と同様である。図６には緩衝部材２５を使用した場合を示したが、それに替えて、緩衝部材１５を用いても良いし、さらに、緩衝部材３５を使用すればより優れた衝撃吸収能が得られる。
本実施形態は、ギヤハウジング４の構造に特徴を有する。このギヤハウジング４は、円弧状に貫通した案内溝４８１を４カ所均等に形成した円盤４８と、その円盤４８の軸方向前方に配設される皿ばね４７と、この円盤４８および皿ばね４７を囲繞し中央に貫通穴４６３を有する有底円筒状のケース４６とからなる。
【００２５】
図６に示すようにこれら各部材を配設し組立てると、皿ばね４７が案内溝４１８の底部を形成するようになる。この皿ばね４７は、軸方向の荷重が印可されたときに、その荷重方向に撓み、案内溝４８１の容積を拡大させる。具体的には、緩衝部材２５の第１弾性塊部２５１がインターナルギヤ１４の係止突起１４３により押圧されて収縮すると、第１弾性塊部２５１は外側に拡大して皿ばね４７を押圧する。この押圧力が所定荷重を超えると、皿ばね４７が撓み、案内溝４８１の容積が拡大される。その結果、周方向に収縮した第１弾性塊部２５１には、さらに外側に拡大する余裕が生じる。こうして、第１弾性塊部２５１の変形抵抗が急激に増加することもなく、緩衝部材２５による安定した衝撃吸収能が確保される。なお、皿ばね４７とケース４６の底部との間には、皿ばね４７が撓むための隙間が確保されていることは言うまでもない。皿ばね４７は、ウェーブワッシャ等に置換しても良い。また、図中には示さなかったが、インターナルギヤの外周側とギヤハウジングとの間には、ストッパが設けられている。これにより、インターナルギヤの許容回転量が最終的に規制されている。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、コンパクトであると共に、減速機内のインターナルギヤに加わる衝撃荷重等がより確実に吸収され、インターナルギヤひいては始動装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態である始動装置の全体図である。
【図２】その始動装置に用いた減速機の要部拡大斜視図である。
【図３】その減速機中のインターナルギヤの回転変位と緩衝部材による衝撃吸収能との関係を示す定性的なグラフである。
【図４】緩衝部材の形状を変更した第２実施形態に係る減速機の要部拡大斜視図である。
【図５】緩衝部材の形状を変更した第３実施形態に係る要部拡大斜視図である。
【図６】第４実施形態である始動装置に用いた減速機の要部拡大斜視図である。
【符号の説明】
Ｓ始動装置
１０減速機
１１サンギヤ
１２プラネタリギヤ
１３キャリア
１４インターナルギヤ
１４３係止突起
１５緩衝部材
１８ギヤハウジング（回転規制部材）
１８１案内溝
８０モータ（駆動モータ）
９０マグネットスイッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a starting device used when starting an engine. More specifically, the present invention relates to a starting device including a reduction gear using a planetary gear.
[0002]
[Prior art]
An internal combustion engine (hereinafter simply referred to as “engine”) requires rotational driving by a starter (hereinafter referred to as “starter” as appropriate) upon starting. The starter includes a gear type starter, a belt type starter, etc., all of which are common in that an electric motor (hereinafter simply referred to as “motor”) is a drive source. A relatively large torque is required to start the engine, although it depends on the type and displacement. For this reason, if the engine is directly cranked by the motor, the physique of the motor naturally increases. Therefore, in a recent starter that is required to be lightweight and compact, a high speed required for starting is obtained by interposing a reduction gear between the motor and the engine and increasing the reduction ratio.
Although there are various types of reduction gears, planetary gear type reduction gears that are compact and provide a large reduction ratio are frequently used. In this case, the driving force input from the motor to the sun gear of the speed reducer is output from the carrier that supports the planetary gear. At this time, in order to obtain a predetermined reduction ratio, the rotation of the internal gear meshing with the planetary gear is restricted.
[0003]
By the way, the torque required for rotation of the engine suddenly fluctuates by processes such as intake and compression, and the rotation speed also pulsates. Since the motor of the starter cannot skillfully follow such load fluctuations, an impact load can act between the internal gear and its rotation restricting portion. Further, the vibration generated at that time becomes a cause of unpleasant noise when starting the engine.
If the internal gear is regulated rigidly here, it is necessary to reinforce the internal gear and its regulating portion so that it can withstand the impact load, which hinders the lightweight and compact starter. Therefore, in order to reduce the impact load acting on the internal gear or the like, a buffer member made of an elastic body such as rubber is disposed between the internal gear and its rotation restricting portion. Such disclosure is disclosed in, for example, Japanese Utility Model Publication No. 2-31581, Japanese Utility Model Application Publication No. 2-31583, Japanese Patent Application Publication No. 4-40549, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-52166, and the like.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Japanese Utility Model Publication No. 2-31581, Japanese Utility Model Publication No. 2-31583, and Japanese Patent Publication No. 4-40549 disclose that a buffer member is provided on the outer peripheral side of the internal gear. However, this increases the outer diameter of the reducer, and the starter cannot be made compact.
In Japanese Patent Laid-Open No. 5-52166, the protrusion extending in the axial direction from the side surface of the internal gear is held by a buffer member (elastic body). In this case, the starter is large in the outer diameter direction. It will not become. However, the protrusion of the internal gear is not elastically held from the beginning by the buffer member. Therefore, the impact load is not always relieved sufficiently from the beginning of its action. In particular, when the internal gear or the like is made of a synthetic resin from the viewpoint of light weight and low cost, if the impact load is not sufficiently reduced, the reliability of the internal gear and thus the starter can be lowered.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a starter capable of reliably mitigating impact loads acting in association with engine load fluctuations from the beginning together with downsizing of the starter. And
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the present inventor has intensively studied to solve this problem, and as a result of repeated trial and error, has come up with the idea that the buffer member is held in elastic contact with the locking projection of the internal gear, and completes the present invention. It came.
That is, the starting device of the present invention includes a drive motor, a sun gear that rotates in response to an input from the drive motor, an internal gear that surrounds the outer periphery of the sun gear and is disposed concentrically with the sun gear, and the internal gear A rotation restricting member that restricts free rotation of the gear, a buffer member that is interposed between the internal gear and the rotation restricting member to reduce an impact applied to the internal gear, the sun gear, and the internal gear; A planetary gear that meshes with the planetary gear and a carrier that rotatably supports the planetary gear and decelerates and outputs the input of the sun gear, and the drive motor starts and rotates the engine via the reducer In the starting device,
The internal gear has a locking projection protruding in the axial direction from the side surface, and the rotation restricting member has a guide groove for loosely fitting the locking projection and guiding the rotation of the locking projection in the circumferential direction. The buffer member is housed and held in the guide groove and is elastically adhered to at least both end surfaces in the circumferential direction of the locking projection, and the locking projection is press-fitted into the buffer member and preloaded by the buffer member. characterized in that it is a state (claim 1).
[0007]
According to the starting device of the present invention, first, the locking projection for locking the internal gear extends in the axial direction from the side surface thereof, so that the reduction gear is not enlarged in the outer diameter direction.
Next, the locking projection can rotate within a certain range in the guide groove of the rotation restricting member according to the reaction force from the planetary gear acting on the internal gear and the direction of the impact load. At this time, regardless of whether or not a reaction force is acting on the internal gear, the locking projection is elastically supported from both end surfaces in the circumferential direction by the buffer member housed (filled) in the guide groove. ing. As a result, the internal gear is elastically held from the beginning when the reaction force acts. Even when the reaction force or impact load is released, the other end surface in the circumferential direction of the locking projection is elastically supported by the buffer member, so that no sudden load is applied to the internal gear. Thus, a large impact load acting on the internal gear is prevented and prevented more than before, and the internal gear is reliably protected. As a result, even when the internal gear is made of synthetic resin, sufficient starter reliability is ensured. In addition, the unpleasant noise that occurs when starting the engine is also eliminated by the relaxation of the impact load.
[0008]
By the way, such a buffer member includes a spring and the like, but an elastic body made of rubber or the like is generally used in consideration of cost, shock absorption capability and the like. In this case, in order to make the buffer member elastically adhere to the locking projection as in the present invention, for example, the elastic groove (that is, the elastic mass) may be filled in the guide groove. When viewed from the locking projection side of the internal gear, the locking projection is press-fitted into the gap of the elastic mass accommodated in the guide groove.
However, if the inside of the guide groove is excessively filled with elastic lumps, the deformation resistance of the elastic lumps rapidly increases, and the impact absorbing ability by the elastic lumps can be reduced. Therefore, in order to ensure the deformation resistance of the elastic mass within a certain range, it is preferable to devise a method for missing the volume that increases when the elastic mass is deformed. For example, it is preferable that the buffer member is formed of an elastic mass that is substantially narrower in the circumferential direction than the end portion and is shrinkable in the circumferential direction.
Since this elastic mass is constricted at the center, a gap is formed between the elastic mass and the elastic mass, and the elastic mass can be stably deformed by the gap. Moreover, in the case of this elastic lump, the end of the elastic lump that is in elastic contact with the end face of the locking projection is thicker on the contrary, so that the elastic lump firmly receives the reaction force and impact load acting on the internal gear. be able to. In particular, it is preferable if the end surface of the elastic mass to be contacted and the end surface of the locking projection are the same size.
[0009]
Further, in order to cause the elastic mass to be stably deformed, in addition to devising the shape of the elastic mass, the volume of the guide groove may be changed according to the contraction of the elastic mass (claim 3). For example, when the buffer member is an elastic mass that can be contracted, the volume of the guide groove may be changed by moving the bottom portion of the guide groove in the axial direction in accordance with the contraction of the elastic mass. Of course, even if the inner wall other than the bottom can be moved, the volume in the guide groove can be changed. However, in order to perform without reducing the outer diameter of the speed reducer, it is possible to achieve a compact starter by making the bottom portion movable in the axial direction, and it can be realized with a relatively simple mechanism.
So far, we have explained the buffering when circumferential force is applied to the internal gear, but considering the various vibrations and assembly tolerances applied to the internal gear, the internal gear is also elastic in the axial direction. It is preferable to be held in Therefore, it is preferable that the buffer member has an elastic protrusion that protrudes in the axial direction and elastically contacts the side end face of the internal gear or the side end face of the locking protrusion (claim 4).
[0010]
Next, when there are a plurality of partitioned guide grooves, it is not preferable because it takes a lot of man-hours and increases the number of parts to insert the elastic bodies that are elastically adhered to both end faces of the locking projections one by one. Therefore, when a plurality of guide grooves are evenly arranged in the circumferential direction, the first elastic lump portion and the second elastic lump portion that are fitted into the adjacent guide grooves, the first elastic lump portion, and the second elastic lump portion. It is preferable that the buffer member is constituted by a bridging portion that bridges the elastic mass portion across the guide groove. As a result, the number of parts is reduced, and the first elastic mass portion and the second elastic mass portion can be incorporated into the guide groove at a time.
[0011]
At this time, it is preferable that the elastic protrusion described above is provided in the bridging portion so as to elastically contact the side end face of the internal gear. If it is assumed that the buffer member is divided, the influence of the contraction of the first elastic mass portion and the second elastic mass portion hardly affects the bridge portion because of the restriction by the inner wall of the guide groove. That is, the elastic protrusions can be stably biased in the axial direction without the elastic protrusions moving in the circumferential direction due to the contraction of the elastic mass. In this way, uneven wear and the like of the internal gear can be more effectively suppressed, and the reliability of the starter can be improved.
[0012]
The starting device of the present invention is not limited to a gear type starter, and may be a belt type starter. In addition, the “circumferential direction” or “axial direction” in this specification refers to the rotation center axis of the speed reducer.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments.
(First embodiment)
FIG. 1 shows a gear type starter (hereinafter simply referred to as “starter”) S which is an embodiment of the starting device of the present invention. The starter S mainly includes a speed reducer 10, a motor 80, and a magnet switch 90. Although details are not shown, the output of the motor 80 is transmitted via the speed reducer 10 to an output shaft having a helical spline formed on the outer peripheral surface. An overrunning clutch (one-way clutch) and a pinion gear are arranged on the helical spline. The overrunning clutch and pinion gear are pushed out in the axial direction (to the left side in FIG. 1) by a lever operation by the magnet switch 90 at the time of starting. The pinion gear temporarily meshes with a ring gear attached to the crankshaft of the engine, and cranks the engine. When the engine is started, the pinion gear of the starter S is idled by the overrunning clutch so that the motor 80 is prevented from over-rotating.
[0014]
By the way, the speed reducer 10 includes a sun gear 11 that is spline-fitted to a motor main shaft 811 extending from a rotor 81 of a motor 80, three planetary gears 12 that are disposed around and meshed with the sun gear 11, a roller bearing 122, and a pin. A carrier 13 that supports the planetary gears 12 so as to be able to rotate and revolve via the 123, an internal gear 14 that is disposed on the outer peripheral side of the planetary gear 12 and has internal teeth that mesh with the planetary gear 12, and the internal gear 14 The gear housing (rotation restricting member) 18 that covers the outer peripheral side and the front side in the axial direction (left side in FIG. 1), and the buffer member 15 interposed between the internal gear 14 and the gear housing 18.
The gear housing 18 is fitted and fixed to the front in the axial direction of the motor housing 88 surrounding the motor 80. The two are separated by a cover plate 19. The cover plate 19 abuts against the axial rear end surface of the internal gear 14 and restricts the axial direction of the internal gear 14. The internal gear 14 is made of a thermosetting resin.
[0015]
Next, the internal gear 14, the buffer member 15, and the gear housing 18 that are characteristic portions of the present embodiment will be described with reference to FIG.
The internal gear 14 has four locking projections 143 that protrude evenly from the slightly inner peripheral side of the front end surface in the axial direction. The inner and outer peripheral surfaces of the locking projections 143 are arc surfaces, and the circumferential end surfaces are radial planes.
The buffer member 15 is an annular rubber member having a locking recess 156 on the rear end surface in the axial direction and a fixed recess 155 on the front end surface in the axial direction. The rubber mass (elastic mass) on both sides of the locking concave portion 156 constitutes the first elastic mass portion 151 and the second elastic mass portion 152, and the back side portion of the fixed concave portion 155 connecting them constitutes the bridging portion 153. A small hemispherical elastic protrusion 154 protrudes axially rearward from the bottom center of the locking recess 156. The material of the buffer member 15 is made of oil-resistant rubber (for example, NBR) that does not deteriorate even when grease or the like adheres.
[0016]
The gear housing 18 is a substantially cylindrical member, and a through hole 183 for supporting the output shaft of the carrier 13 via a sleeve bearing 132 (FIG. 1) is provided at the center. A bottomed arc-shaped guide groove 181 is arranged in an annular shape so as to surround the outer peripheral side of the through hole 183. Each guide groove 181 is defined by radially extending ribs 185.
[0017]
Each of these members is assembled as follows. First, the buffer member 15 is press-fitted into the guide groove 181 of the gear housing 18. At this time, the first elastic mass portion 151 and the second elastic mass portion 152 that are opposed to each other with the locking concave portion 156 interposed therebetween are fitted into the same guide groove 181. The fixed recess 155 is fitted into the rib 185 of the gear housing 18. At this time, there is no circumferential clearance or rattling between the gear housing 18 and the buffer member 15. In this state, the locking projection 143 of the internal gear 14 is press-fitted into the locking recess 156 of the buffer member 15. Therefore, the opposing surfaces of the first elastic mass portion 151 and the second elastic mass portion 152 sandwiching the locking recess 156 are in a state of being elastically adhered to both end surfaces in the circumferential direction of the locking projection 143. That is, the locking protrusion 143 is in a state of being preloaded by the first elastic mass portion 151 and the second elastic mass portion 152. Therefore, the buffer member 15 gradually absorbs the impact load acting on the internal gear 14 from the beginning of the circumferential displacement. This is shown in FIG. This figure conceptually shows the relationship between the rotational displacement of the internal gear and the shock absorbing ability of the buffer member. As a comparative example, FIG. 3 also shows a case where the buffer member is not in close contact with the locking projection as in the prior art and there is a gap (δ) between the wall surface of the guide groove. In the conventional case, the internal gear is displaced by the gap, and the impact load is gradually absorbed. In addition, the absorption of the impact load is delayed, and the absorption is considerably abrupt. Therefore, it can be seen that the conventional shock absorbing structure is insufficient in absorbing and reducing the shock load acting on the internal gear.
[0018]
(Second Embodiment)
FIG. 4 shows a buffer member 25 in which the shape of the buffer member 15 is changed. In this embodiment, the impact load acting on the internal gear 14 is absorbed by the four independent buffer members 25 having the same shape. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals in FIG.
The buffer member 25 includes a first elastic mass portion 251, a second elastic mass portion 252, and a bridging portion 253 that bridges both. On the bridging portion 253, an elastic protrusion 254 that elastically contacts the side end surface of the internal gear 14 is formed. As in the case of the buffer member 15, the buffer member 25 is manufactured by integral molding of rubber.
[0019]
In the buffer member 25, a fixing recess 255 formed between the first elastic lump portion 251 and the second elastic lump portion 252, that is, on the back side of the bridging portion 253 is press-fitted into the rib 185 that partitions the guide groove 181. . Therefore, the first elastic mass portion 251 and the second elastic mass portion 252 of one buffer member 25 are respectively accommodated in the adjacent guide grooves 181. Further, the locking projection 143 of the internal gear 14 is press-fitted between the first elastic lump portion 251 and the second elastic lump portion 252 that are formed of separate buffer members 25.
[0020]
The reaction force and impact load acting on the internal gear 14 are received and absorbed mainly by the first elastic mass portion 251 having a large rubber volume. At this time, since the end surface of the first elastic mass portion 251 on the bridging portion 253 side is supported by the rib 185 (inner wall of the guide groove 181), even if the first elastic mass portion 251 contracts greatly, the effect is It hardly reaches the bridging portion 253. That is, unlike the buffer member 15, the bridging portion 253 is not extended by contraction of the first elastic lump portion 251, and the elastic protrusion 254 presses the side end surface of the internal gear 14 in the axial direction at a stable position. To do.
[0021]
(Third embodiment)
Next, the buffer member 35 in which the shape of the buffer member 25 is changed is shown in FIG. Similarly to the buffer member 25, the buffer member 35 includes a first elastic mass portion 351, a second elastic mass portion 352, and a bridging portion 353. But the place where the center part of the 1st elastic lump part 351 is narrow is greatly different from the 1st elastic lump part 251 of buffer member 25. That is, the first elastic mass portion 351 includes end portions 351a and 351b and a constricted portion 351c.
[0022]
The end portions 351a and 351b are portions that contact the circumferential end surface of the locking projection 143 of the internal gear 14. Further, the end portions 351a and 351b are in a state where they are loosely adhered to the inner and outer walls of the guide groove 181, that is, in a loose press-fit state. On the other hand, the constricted portion 351c is not in contact with any inner wall of the guide groove 181 and a gap is formed between them. Then, when a reaction force or impact load acts on the internal gear 14 and the first elastic mass portion 351 is pressed, the constricted portion 351c having a small deformation resistance (low rigidity) starts to contract mainly, and on the outer peripheral side. The diameter begins to expand. At this time, since there is a gap between the constricted portion 351c and the inner wall of the guide groove 181, the constricted portion 351c exhibits a considerable deformation capability. As a result, when the buffer member 35 is used, a greater shock absorption capability than that of the buffer member 25 or the like can be obtained.
FIG. 5 shows a case where the bridging portion 353 of the buffer member 35 is wider in the radial direction than the bridging portion 253 of the buffer member 25.
[0023]
(Fourth embodiment)
As in the third embodiment, by devising the shape of the first elastic mass portion 351, it is possible to obtain the buffer member 35 that suppresses the deformation resistance to a low level and has an excellent shock absorption capability. However, there are limits. For example, when an unexpectedly large impact load is applied, the first elastic mass portion 351 expands in the outer diameter direction in response to contraction in the circumferential direction, and the outer peripheral surface of the constricted portion 351c is also formed on the inner wall of the guide groove 181. It comes in close contact. Then, the deformation resistance of the first elastic mass portion 351 increases suddenly, and the shock absorption by the buffer member 35 starts to decrease.
[0024]
Therefore, even when an impact load or the like larger than expected is applied, the volume of the guide groove 181 may be made variable in order to ensure the impact absorbing ability of the buffer member. Such a structure is shown in FIG. The same members as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals in FIG.
In the case of this embodiment, the internal gear 14 and the buffer member 25 are the same as in the case of the second embodiment. Although FIG. 6 shows the case where the buffer member 25 is used, the buffer member 15 may be used instead. Further, if the buffer member 35 is used, more excellent shock absorbing ability can be obtained.
The present embodiment is characterized by the structure of the gear housing 4. The gear housing 4 includes a disk 48 in which four guide grooves 481 penetrating in an arc shape are formed uniformly, a disk spring 47 disposed in front of the disk 48 in the axial direction, and the disk 48 and the disk spring 47. A bottomed cylindrical case 46 that surrounds and has a through hole 463 at the center.
[0025]
When these members are arranged and assembled as shown in FIG. 6, the disc spring 47 forms the bottom of the guide groove 418. When a load in the axial direction is applied, the disc spring 47 bends in the load direction and expands the volume of the guide groove 481. Specifically, when the first elastic mass portion 251 of the buffer member 25 is pressed and contracted by the locking protrusion 143 of the internal gear 14, the first elastic mass portion 251 expands outward and presses the disc spring 47. . When this pressing force exceeds a predetermined load, the disc spring 47 is bent and the volume of the guide groove 481 is expanded. As a result, the first elastic mass portion 251 contracted in the circumferential direction has a margin to expand further outward. Thus, the deformation resistance of the first elastic mass portion 251 does not increase abruptly, and the stable shock absorbing ability by the buffer member 25 is ensured. Needless to say, a gap for bending the disc spring 47 is secured between the disc spring 47 and the bottom of the case 46. The disc spring 47 may be replaced with a wave washer or the like. Although not shown in the drawing, a stopper is provided between the outer peripheral side of the internal gear and the gear housing. Thereby, the allowable rotation amount of the internal gear is finally restricted.
[0026]
【The invention's effect】
According to the present invention, while being compact, the impact load applied to the internal gear in the reduction gear can be more reliably absorbed, and the reliability of the internal gear and thus the starting device can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view of a starting device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged perspective view of a main part of a reduction gear used in the starting device.
FIG. 3 is a qualitative graph showing the relationship between the rotational displacement of the internal gear in the speed reducer and the shock absorbing ability of the buffer member.
FIG. 4 is an enlarged perspective view of a main part of a speed reducer according to a second embodiment in which the shape of the buffer member is changed.
FIG. 5 is an enlarged perspective view of a main part according to a third embodiment in which the shape of the buffer member is changed.
FIG. 6 is an enlarged perspective view of a main part of a reduction gear used in a starting device according to a fourth embodiment.
[Explanation of symbols]
S Starter 10 Reducer 11 Sun Gear 12 Planetary Gear 13 Carrier 14 Internal Gear 143 Locking Projection 15 Buffer Member 18 Gear Housing (Rotation Restricting Member)
181 Guide groove 80 Motor (drive motor)
90 Magnet switch

Claims

駆動モータと、
該駆動モータから入力を受けて回転するサンギヤと該サンギヤの外周側を囲繞し該サンギヤに同心的に配設されるインターナルギヤと該インターナルギヤの自由な回転を規制する回転規制部材と該インターナルギヤと該回転規制部材との間に介在して該インターナルギヤに加わる衝撃を緩和する緩衝部材と該サンギヤと該インターナルギヤとに噛合するプラネタリギヤと該プラネタリギヤを回転自在に支承すると共に該サンギヤの入力を減速して出力するキャリアとからなる減速機とを備え、
該駆動モータが該減速機を介して該エンジンを始動回転させる始動装置において、
前記インターナルギヤは側面から軸方向へ突出した係止突起を有し、
前記回転規制部材は該係止突起を遊嵌し該係止突起の周方向の回動を案内する案内溝を有し、
前記緩衝部材は該案内溝に収納保持されていると共に少なくとも該係止突起の周方向両端面に弾性密着しており、該係止突起は該緩衝部材に圧入されて該緩衝部材によって予圧された状態となっていることを特徴とする始動装置。A drive motor;
A sun gear that rotates in response to an input from the drive motor; an internal gear that surrounds the outer periphery of the sun gear and is disposed concentrically with the sun gear; a rotation restricting member that restricts free rotation of the internal gear; A cushioning member that is interposed between the internal gear and the rotation restricting member to relieve an impact applied to the internal gear, a planetary gear meshing with the sun gear and the internal gear, and the planetary gear are rotatably supported. And a speed reducer comprising a carrier that decelerates and outputs the input of the sun gear,
In the starting device in which the drive motor starts and rotates the engine via the speed reducer,
The internal gear has a locking projection protruding in the axial direction from the side surface,
The rotation restricting member has a guide groove that loosely fits the locking projection and guides the circumferential rotation of the locking projection,
The buffer member is housed and held in the guide groove and is elastically adhered to at least both end surfaces in the circumferential direction of the locking projection, and the locking projection is press-fitted into the buffer member and preloaded by the buffer member. A starting device characterized by being in a state .

前記緩衝部材は、周方向の略中央部が端部よりも細く括れ周方向に収縮自在な弾性塊からなる請求項１記載の始動装置。The starting device according to claim 1, wherein the buffer member is formed of an elastic mass that is substantially narrower in the circumferential direction than the end portion and is contractible in the circumferential direction.

前記緩衝部材は、収縮可能な弾性塊からなり、
前記案内溝の底部には、該弾性塊の収縮に応じて軸方向に撓むことで該案内溝の容積を変更し得る皿ばねが配設されている請求項１記載の始動装置。The buffer member is made of a contractible elastic mass,
Wherein the bottom portion of the guide groove, the starting device of claim 1, wherein the disc spring is arranged which can change the volume of the guide groove by flexing in the axial direction in accordance with the contraction of the elastic mass.

前記緩衝部材は、軸方向へ突出して前記インターナルギヤの側端面または前記係止突起の側端面に弾性的に当接する弾性突起を有する請求項１記載の始動装置。2. The starter according to claim 1, wherein the buffer member has an elastic protrusion that protrudes in an axial direction and elastically contacts the side end face of the internal gear or the side end face of the locking protrusion.

前記案内溝は、周方向に均等に複数配設されており、
前記緩衝部材は、該案内溝と同数配設されると共に、隣接する案内溝に嵌入される第１弾性塊部および第２弾性塊部と、該第１弾性塊部と第２弾性塊部とを該案内溝を跨いで架橋する架橋部とからなる請求項１記載の始動装置。A plurality of the guide grooves are evenly arranged in the circumferential direction,
The number of the buffer members is the same as the number of the guide grooves, and the first elastic mass portion and the second elastic mass portion that are fitted into the adjacent guide grooves, the first elastic mass portion and the second elastic mass portion, The starting device according to claim 1, further comprising: a bridging portion that bridges the guide across the guide groove.

前記緩衝部材は、前記架橋部に軸方向へ突出して前記インターナルギヤの側端面に弾性的に当接する弾性突起を有する請求項５記載の始動装置。The starter according to claim 5, wherein the buffer member includes an elastic protrusion that protrudes in the axial direction from the bridging portion and elastically contacts the side end surface of the internal gear.