JP4157488B2 - 機関始動装置 - Google Patents

Description

この発明は、機関の始動装置に関し、特に、ピニオンギヤとリングギヤとが常時噛合い方式の始動装置において、ピニオンギヤと出力軸とのガタツキを防止するようにした機関始動装置に関するものである。

ピニオンギヤを出力軸に固定する方法として、例えば特開２００２−１９５１４０号公報（特許文献１と称す。）に記載のように、テーパー付の止め輪を用いて、止め輪の内径方向に収縮しようとする弾力の軸方向への分力によりピニオンの移動を規制しているものがある。

特開２００２−１９５１４０号公報

しかし、上記特許文献１に示される従来のような方法では、ピニオンギヤと出力軸の回り止めを、単にスプライン結合にて行っているため、回転方向のガタツキが発生する。
そして、エンジン始動時にはエンジン回転変動の影響を受けるが、この時にテーパ付の止め輪により発生する軸方向への分力では、回転方向のガタツキを阻止することが出来ないため、ピニオンギヤと出力軸のスプライン部の衝突が繰り返され摩耗が発生する。
この摩耗が進行するとガタツキが大きくなり、ピニオンギヤの位置精度の悪化となり、噛合い騒音の増加となる。

この発明は、このような問題点に鑑み成されたもので、ピニオンギヤの位置精度を向上させると共に、スプライン部の摩耗を抑制して、ピニオンギヤとリングギヤの噛合い騒音を低減するようにした機関始動装置を提供することを目的とするものである。

（１） この発明に係る機関始動装置は、始動電動機を内蔵するブラケットに固定された軸受けに回転可能に軸支され、前記電動機によって回転駆動される出力軸と、この出力軸の端部に、該出力軸に対し回転規制された状態で装着されるピニオンギヤを備えた機関の始動装置において、前記出力軸には、前記軸受けの内輪の軸方向端面が当接するスラスト受け面と、端部に形成されたねじ部が設けられ、前記ピニオンギヤは、軸受け側の端面が前記軸受けの内輪のピニオンギヤ側端面に当接するよう配置され、前記ねじ部に取り付けられるねじの締め付け力により、前記ピニオンギヤを前記軸受け側に押圧し、前記スラスト受け面と前記ピニオンギヤの軸受け側の端面とが前記軸受けの内輪を挟持するようにして、前記ピニオンギヤと前記出力軸と前記軸受けとを一体に固着すると共に、前記ピニオンギヤの外周の一部または出力軸の先端端面に、ナット形状またはＨカット形状等の回り止め部を設けたものである。さらに

（２） また、この発明に係る機関始動装置は、前記（１）の機関始動装置において、
シール部材を、前記軸受けの反ピニオン側に配設すると共に、該シール部材と前記軸受けとの間に潤滑材を封入したものである。

（３） また、前記（１）または（２）の機関始動装置において、
前記ピニオンギヤの内周部に、歯面ピッチと同軸な嵌め合い部を形成し、前記嵌め合い部と前記出力軸とを同軸に結合させることによって、ピニオンギヤ歯面ピッチと前記出力軸を同軸に連結するようにしたものである。

（５） さらにまた、この発明に係る機関始動装置は、前記（１）〜（３）の機関始動装置において、
前記出力軸のねじ部は、出力軸先端の内側に形成されたねじ穴であって、前記ピニオンギヤの先端内周側には段差部が形成され、前記ねじ穴にねじを締め付けることによって前記段差部を軸受け側に押圧し、前記ピニオンギヤと前記出力軸と前記軸受けとを一体に固着するようにしたものである。

この発明の機関始動装置によれば、ピニオンギヤと出力軸とが軸受けを挟持するようにして一体に固着されているので、ピニオンギヤおよび出力軸の軸方向への移動、および出力軸に対するピニオンギヤの回転方向のガタツキを防止することができる。これによって、ピニオンギヤと出力軸のスプライン部の摩耗や、ピニオンギヤとリングギヤの磨耗を抑制することができ、リングギヤとの噛合い精度の向上や、始動時の噛合い騒音を低減することができる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１の機関始動装置を図にもとづいて説明する。
なお、図中、同一符号は、同一または相当部分を示すものとする。
図１は、この発明の実施の形態１による機関始動装置の一部を断面とする概略全体構成図、図２は、実施の形態１の主要部であるピニオンギヤ機構部を示す部分断面図、図３は、軸受け側から見たピニオンギヤの形状の一例を示す図である。
図１に示すように、機関始動装置は、マグネットスイッチ１０１と、モータ１０２と、ヨーク１０３とフロントブラケット２内に配置された遊星歯車減速機構（図辞せず）と、ピニオンギヤ機構部１（詳細は後述する。）等から構成されている。
機関の始動時、車両のキースイッチを介してバッテリからの電流を、マグネットスイッチ１０１を通じてモータ１０２の電機子コイルに通電し、モータの回転軸を回転駆動させる。モータの回転は、モータの回転軸から遊星歯車減速機構を介して出力軸３に減速して伝達され、出力軸３に装着されたピニオンギヤ５を介して機関のリングギヤ１０４を回転駆動して機関を始動させる。機関が始動すると、リングギヤを介してピニオンギヤ５を駆動しようとするが、機関のクランク軸とリングギヤ間に装着された一方向クラッチによりピニオンギヤ５は空転され、リングギヤ側の回転力はピニオンギヤ５に伝達されない。同時にマグネットスイッチはオフされ、モータへの通電が断たれて、モータは停止される。

次に、この発明の主要部であるピニオンギヤ機構部１の詳細について、図２、図３を用いて説明する。
図２において、３は、フロントブラケット２に配設された軸受４に軸支持された出力軸であり、前述のようにモータ（図示せず）によって回転駆動される。
出力軸３には、後述のピニオンギヤ５と嵌合する、スプライン３ａおよび嵌め合い部３ｂが設けられ、さらに、軸受け４の内輪４ａに当接するスラスト受け面３ｃと、先端外周にねじ部３ｄが形成されている。５は、出力軸３に装着されるピニオンギヤで、ピニオンギヤ５の内周には、出力軸３のスプライン３ａ、および嵌め合い部３ｂに対応して、スプライン５ａ、および嵌め合い部５ｂが形成され、それぞれ対応する部分が回り止めおよび同軸度を向上させるように結合されている。
また、ピニオンギヤ５の軸受け４側の端部には、軸受４の内輪４ａに当接する端面５ｃが形成され、さらに、図３に示すように、ピニオンギヤ５の外周部分の一部に、ナット形状（図３ａ）またはHカット形状（図３ｃ）の回り止め５ｄが設けられている。
６は、軸受け４の反ピニオン側に設けられたシール部材であり、軸受４との間にはグリースなどの潤滑油が封入されている。
７は、出力軸３のねじ部３ｄに装着されたナットである。

以上のように構成された実施の形態１の機関始動装置においては、出力軸３のスラスト受け面３ｃと、ピニオンギヤ５の端面５ｃが、軸受４の内輪４ａに当接し、ナット７の締め付け力によって、軸受４の内輪４ａを、スラスト受け面３ｃと、ピニオンギヤ５の端面５ｃが挟持するようにして、出力軸３と軸受４およびピニオンギヤ５を一体に固着している。

したがって、ナット７の締め付け力により、出力軸３と軸受４およびピニオンギヤ５を強固に固着することができるので、ピニオンギヤおよび出力軸の軸方向への移動、および出力軸に対するピニオンギヤの回転方向のガタツキを防止することができる。
また、これによって、ピニオンギヤと出力軸のスプライン部の摩耗や、ピニオンギヤとリングギヤの磨耗を抑制することができる。

また、ピニオンギヤ５の内周部に、スプライン５ａと共に、歯面ピッチと同軸な嵌め合い部５ｂを形成し、この嵌め合い部５ｂを出力軸の嵌め合い部３ｂに嵌め込むようにしているので、ピニオンギヤ５と出力軸３の同軸度を確保することができる。
これによって、軸受け４を介してピニオンギヤ５とブラケットインロー部の同軸度を向上させることができ、ピニオンギヤとリングギヤとの噛合い率や、噛合い精度の向上を図ることができ、始動時のギヤ騒音および磨耗を低減することができる。

また、出力軸３のねじ部３ｄに螺合するナット７を締め付ける際には、出力軸３を固定することが必要となるが、ピニオンギヤ５の外周部の一部に、ナット形状あるいはHカット形状等の回り止め５ｄが設けられているので、この回り止め５ｄを工具で挟持しピニオンギヤ５を固定することにより、出力軸３はスプライン部を介して固定され、ナット７の出力軸３への締め付け作業が容易となる。
なお、上記図２においては、回り止め５ｄをピニオンギヤ５の軸受４側に設けた場合について説明したが、ナット７側に設けてもよい。

さらに、シール部材６を軸受け４の反ピニオン側に設け、軸受４との間にグリースなどの潤滑材を封入するようにしているので、始動装置内への防油、防塵が可能となり、また、シール部材と出力軸との摺動部の潤滑が良好となりシール部材の耐久性が向上する。

実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２の機関始動装置の一部を断面とする図である。
図４において、実施の形態２の始動装置は、実施の形態１とは、ピニオンギヤ５の固定方法が異なる以外は基本的には同じ構成となるため、以下相違点についてのみ説明する。
出力軸３には、先端部の内側にねじ穴３eが設けられている。また、ピニオンギヤ５の
先端内周側に、段差部５ｅが形成されている。８は、段差部５ｅに係合してねじ９の締め付け力でピニオンギヤ５を軸方向に押圧するワッシャ、９は、ねじ穴３eに螺合され、ワッシャ８を介して出力軸３と軸受４およびピニオンギヤ５を一体に固着するねじである。

この実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができると共に、ピニオンギヤ５の内径部分にねじ９を配置することで、始動装置全長の長さを短縮することができる。

実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３の機関始動装置における出力軸の断面を示す図である。この実施の形態３の機関始動装置は、図５に示すように、出力軸３の先端ねじ部３ｄの内側に、例えばナット形状のような凹形状回り止め部３ｆを形成し、ピニオンギヤ５の回り止め５ｄを不要としたものである。
なお、実施の形態３における始動装置の構成は、上記以外は図２の実施の形態１の構成と同じであるため、ここでの説明は省略する。

この実施の形態３によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができると共に、ピニオンギヤ側に回り止めを設ける必要がなく、装置全長の短縮が可能となる。

この発明の実施の形態１による機関始動装置の一部を断面とする概略全体構成図である。 この発明の実施の形態１におけるピニオンギヤ機構部を示す部分断面図 この発明の実施の形態１におけるピニオンギヤを軸受側から見たときの形状を示す図である。 この発明の実施の形態２の機関始動装置の一部を断面とする図である。 この発明の実施の形態３における出力軸の断面を示す図である。

符号の説明

２：フロントブラケット、 ３：出力軸、 ３ａ：スプライン、
３ｂ：嵌め合い部、 ３ｃ：スラスト受け面、 ３ｄ：ねじ部、
３ｅ：回り止め、 ４：軸受、 ４ａ：内輪、５：ピニオンギヤ、
５ａ：スプライン、 ５ｂ：嵌め合い部、 ５ｃ：端面、５ｄ：回り止め、
６：シール部材、 ７：ナット、 ８：ワッシャ、 ９：ねじ
１０１：マグネットスイッチ、 １０２：モータ、 １０４：リングギヤ

Claims (8)

1. 始動電動機を内蔵するブラケットに固定された軸受けに回転可能に軸支され、前記電動機によって回転駆動される出力軸と、この出力軸の端部に、該出力軸に対し回転規制された状態で装着されるピニオンギヤを備えた機関の始動装置において、前記出力軸には、前記軸受けの内輪の軸方向端面が当接するスラスト受け面と、端部に形成されたねじ部が設けられ、前記ピニオンギヤは、軸受け側の端面が前記軸受けの内輪のピニオンギヤ側端面に当接するよう配置され、前記ねじ部に取り付けられるねじの締め付け力により、前記ピニオンギヤを前記軸受け側に押圧し、前記スラスト受け面と前記ピニオンギヤの軸受け側の端面とが前記軸受けの内輪を挟持するようにして、前記ピニオンギヤと前記出力軸と前記軸受けとを一体に固着すると共に、前記ピニオンギヤの外周の一部に、回り止めとなる形状を設けたことを特徴とする機関始動装置。
2. 前記回り止め形状は、ナット形状またはＨカット形状であることを特徴とする請求項１
   に記載の機関始動装置。
3. 前記出力軸のねじ部は、出力軸先端の内側に形成されたねじ穴であって、前記ピニオンギヤの先端内周側には段差部が形成され、前記ねじ穴にねじを締め付けることによって前記段差部を軸受け側に押圧し、前記ピニオンギヤと前記出力軸と前記軸受けとを一体に固着するようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の機関始動装置。
4. 始動電動機を内蔵するブラケットに固定された軸受けに回転可能に軸支され、前記電動機によって回転駆動される出力軸と、この出力軸の端部に、該出力軸に対し回転規制された状態で装着されるピニオンギヤを備えた機関の始動装置において、前記出力軸には、前記軸受けの内輪の軸方向端面が当接するスラスト受け面と、端部に形成されたねじ部が設けられ、前記ピニオンギヤは、軸受け側の端面が前記軸受けの内輪のピニオンギヤ側端面に当接するよう配置され、前記ねじ部に取り付けられるねじの締め付け力により、前記ピニオンギヤを前記軸受け側に押圧し、前記スラスト受け面と前記ピニオンギヤの軸受け側の端面とが前記軸受けの内輪を挟持するようにして、前記ピニオンギヤと前記出力軸と前記軸受けとを一体に固着すると共に、前記出力軸のねじ部は、出力軸先端の外周面に形成され、出力軸の先端端面に、回り止めとなる凹形状を設けたことを特徴とする機関始動装置。
5. 前記回り止めとなる凹形状は、ナット形状であることを特徴とする請求項４に記載の機関始動装置。
6. シール部材を前記軸受けの反ピニオン側に配設すると共に、該シール部材と前記軸受けとの間に潤滑材を封入したことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の機関始動装置。
7. 前記ピニオンギヤの内周部に、歯面ピッチと同軸な嵌め合い部を形成し、前記嵌め合い部と前記出力軸とを同軸に結合させることによって、ピニオンギヤ歯面ピッチと前記出力軸を同軸に連結させることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の機関始動装置。
8. 前記嵌め合い部は、中心軸が出力軸の中心軸と同心の円筒状体であることを特徴とする請求項７に記載の機関始動装置。

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