JP4165362B2

JP4165362B2 - スタータ

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Publication number: JP4165362B2
Application number: JP2003350086A
Authority: JP
Inventors: 洋一長谷川; 梶野　　定義
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-10-08
Filing date: 2003-10-08
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2023-10-08
Also published as: KR20050033828A; CN1330876C; US7451668B2; FR2861434B1; JP2005113816A; DE102004049176A1; KR100660620B1; DE102004049176B4; CN1616816A; US20050076727A1; FR2861434A1

Description

本発明は、始動モータの回転を減速して出力軸に伝達する遊星歯車減速装置を備えたスタータに関するものであり、特にこのスタータに適用される衝撃吸収装置に関する。

スタータに適用される衝撃吸収装置として、インターナルギヤと係合する単板の摩擦板（回転ディスク）の両側に固定ディスクを配置し、軸方向に圧縮して撓んだ状態で配置された皿バネ（弾性体の一例）の復元力で回転ディスクを両側より固定ディスクで挟み付けるものが知られている。これは、ピニオンギヤとインターナルギヤとの間の衝撃力がインターナルギヤを介して回転ディスクに過大トルクとして印加されると、回転ディスクが回転し、回転ディスクと係合しているインターナルギヤが回転することで衝撃力を吸収するものである（例えば、特許文献１、２参照）。
他の衝撃吸収装置として、インターナルギヤを回転ディスクとして共用するものが知られている。これは、１つしかないインターナルギヤの両側に固定ディスクを配置し、皿バネの復元力でインターナルギヤの両側より固定ディスクを挟み付けるものである（例えば、特許文献３参照）。
特開昭６３−２７７８５９号公報特開平１１−１１７９４６号公報米国特許第６０７６４１３号明細書

特許文献１〜３に開示される技術は、１つの回転ディスク（特許文献３ではインターナルギヤ）と、それを両側から挟み付ける固定ディスクとから構成されるものであるため、スタータに要求されるスペース内において設定できる伝達トルクの上限を高く設定するのは困難である。例えば、ディーゼルエンジンのスタータに、上記特許文献に開示された衝撃吸収装置を適用した場合、インターナルギヤには高トルクが印加されるため、回転ディスクが回転し、伝えるべきトルクが伝達できない。また、無理に設定したとしても、摩擦板の許容面圧を超えるため、摩擦面で焼き付きが生じてしまう。

特に、特許文献３に開示される技術は、回転ディスクとしても用いられるインターナルギヤは１つであり、その摩擦面は歯車より外径側の面となる。このため、摩擦面の径方向寸法が狭く、摩擦面の面積が少ないため、面圧が高くなり耐久性が低い。なお、面圧を低減するべくバネ荷重を下げると、ますます滑り易くなり、伝達可能なトルク値が低くなってしまう。

摩擦面を工夫するなどして高トルクの伝達が可能になったとしても、その高トルクをインターナルギヤの両側の固定ディスクで受けなくてはならない。固定ディスクは、外周のフレーム（回転不能な部材）と係合しているため、そのフレーム係合部の当接面積が少なく、集中荷重が生じる。このため、固定ディスクにおけるフレーム係合部の破損を防止するためには、固定ディスクを厚くする必要が生じる。
固定ディスクを厚くすると、固定ディスクが歪んだ場合、皿バネ等の圧力で歪みを矯正できず、摩擦面積が設定より小さくなり、焼き付きが発生する可能性がある。また、固定ディスクを厚くすることにより、軸方向が大きくなり、スタータ内への搭載が困難になったり、小型化が要求されるスタータが大型化してしまう。

［発明の目的］
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、インターナルギヤの滑り開始のトルク値の上限（トルク伝達の上限）を高く設定できるスタータの提供にある。

［請求項１の手段］
請求項１の手段を採用するスタータの衝撃吸収装置は、インターナルギヤに連結された複数枚の回転ディスクと、この回転ディスクと軸方向に交互に積層され回転不能に設けられた複数枚の固定ディスクと、回転ディスクと固定ディスクとの積層体を復元力によって軸方向に加圧する弾性体とを備える。
上記の構成を採用することにより、次の効果を奏することができる。
（１）衝撃吸収装置は、複数枚の回転ディスクと複数枚の固定ディスクとを交互に積層しているため、摩擦面の数を増加させることができ、インターナルギヤの滑り開始のトルク値の上限（トルク伝達の上限）を高く設定できる。
（２）固定ディスクの数が増え、１枚当たりの固定ディスクの設定トルクを低くできるため、固定ディスクと回転不能な部材との係合部に発生する集中荷重を抑えることができる。この結果、固定ディスクを薄く設けても、固定ディスクと回転不能な部材との係合部における破損を防ぐことができる。
また、請求項１の手段を採用するスタータの衝撃吸収装置は、それぞれの回転ディスクにインターナルギヤを形成するギヤ歯が一体に形成されたものである。即ち、インターナルギヤを複数枚にして、そのインターナルギヤと回転ディスクとを共通化したものである。
上記の構成を採用することにより、次の効果を奏することができる。
（１）インターナルギヤを複数枚にしたことにより、分割されたインターナルギヤがそれぞれ周方向へ微小にズレる。これによって、従来のインターナルギヤ（１つ）とプラネタリギヤとのバックラッシュよりも、バックラッシュが小さくなり、その結果歯打ち音が小さくなり、静寂なスタータを提供できる。
（２）インターナルギヤを複数枚にしたことにより、各板厚が薄くなる。これによって、プレスの打ち抜き加工によってインターナルギヤの成形が可能になり、一般的な焼結のインターナルギヤに比べ、コストを抑えることが可能になる。
（３）複数枚のインターナルギヤ自体が複数枚の回転ディスクであるため、インターナルギヤと固定ディスクとを結合する連結部材を用いる必要がない。このため、連結部材を用いることにより生じる部品点数の増加、重量の増加、大型化、高コスト化するなどの不具合が生じない。
さらに、請求項１の手段を採用するスタータの衝撃吸収装置は、固定ディスクがハウジング内に固定される円筒体の内周に係合するものであり、その円筒体は、固定ディスクに設けられた各外径突起が係合する外径側に突出した係合部を複数備えるものである。

［請求項２の手段］
請求項２の手段を採用するスタータは、円筒体の軸方向の一端に、積層体の端面と当接する壁面が設けられ、円筒体の軸方向の他端に、弾性体と積層体とを軸方向に加圧する曲折部が設けられたものである。
円筒体の他端を変形させて弾性体を加圧するため、部品点数を追加することなく弾性体と積層体を加圧保持することができ、部品点数の追加によるコスト上昇を抑えることができる。

［請求項３の手段］
請求項３の手段を採用するスタータの衝撃吸収装置は、インターナルギヤに連結された複数枚の回転ディスクと、この回転ディスクと軸方向に交互に積層され回転不能に設けられた複数枚の固定ディスクと、回転ディスクと固定ディスクとの積層体を復元力によって軸方向に加圧する弾性体とを備える。
上記の構成を採用することにより、次の効果を奏することができる。
（１）衝撃吸収装置は、複数枚の回転ディスクと複数枚の固定ディスクとを交互に積層しているため、摩擦面の数を増加させることができ、インターナルギヤの滑り開始のトルク値の上限（トルク伝達の上限）を高く設定できる。
（２）固定ディスクの数が増え、１枚当たりの固定ディスクの設定トルクを低くできるため、固定ディスクと回転不能な部材との係合部に発生する集中荷重を抑えることができる。この結果、固定ディスクを薄く設けても、固定ディスクと回転不能な部材との係合部における破損を防ぐことができる。
また、請求項３の手段を採用するスタータの固定ディスクは、ハウジング内に固定される円筒体の内周において軸方向へ変位可能にスプライン嵌合されるものであり、円筒体は、軸方向の両側より積層体と弾性体を直接または間接的に挟み付けるものである。
このように、円筒体は、弾性体および積層体を挟み付けた状態でスタータ内に組付けられるものであるため、弾性体および積層体をスタータに組付ける前にアッシー化することができ、弾性体および積層体をスタータに組付ける際の作業性を向上できる。
さらに、請求項３の手段を採用するスタータの円筒体は、遊星歯車減速装置が配置される空間と、アーマチャが配置される空間とを区画する隔壁が一体に設けられ、この隔壁の内周には、アーマチャシャフトを回転自在に支持する軸受が設けられたものである。
これによって、アーマチャが配置される空間（以下、モータ室）と、遊星歯車減速装置が配置される空間（以下、減速室）とを連通する隙間を無くすことができ、モータ室で発生するブラシ摩耗粉が、減速室に侵入するのを防ぐことができる。この結果、減速室にブラシ摩耗粉が侵入することによって発生するギヤ類、軸受類の摩耗を防ぐことができる。また、サンギヤが設けられるアーマチャシャフトを、インターナルギヤを支持する円筒体の隔壁に設けられた軸受によって支持するため、サンギヤとインターナルギヤの芯ズレを防ぐことができ、遊星歯車減速装置を静寂化できる。

［請求項４の手段］
請求項４の手段を採用するスタータにおける隔壁を含む円筒体は、磁性体金属によって設けられたものである。
これによって、隔壁を含む円筒体は、始動モータにおける固定子側磁気回路の磁束通路として活用できる。この結果、固定子側磁気回路のヨークの軸方向長を短くすることが可能になり、始動モータの短縮化、軽量化が可能になる。

［請求項５の手段］
請求項５の手段を採用するスタータは、始動モータのヨークの端部がセンターハウジングにインロー嵌合し、フロントハウジングとリヤハウジングをスルーボルトによって軸方向に締めつけることにより、センターハウジングとヨークとの間で円筒体が軸方向に挟み付けられて固定されるものである。
［請求項６の手段］
請求項６の手段を採用するスタータの衝撃吸収装置は、インターナルギヤに連結された複数枚の回転ディスクと、この回転ディスクと軸方向に交互に積層され回転不能に設けられた複数枚の固定ディスクと、回転ディスクと固定ディスクとの積層体を復元力によって軸方向に加圧する弾性体とを備える。
上記の構成を採用することにより、次の効果を奏することができる。
（１）衝撃吸収装置は、複数枚の回転ディスクと複数枚の固定ディスクとを交互に積層しているため、摩擦面の数を増加させることができ、インターナルギヤの滑り開始のトルク値の上限（トルク伝達の上限）を高く設定できる。
（２）固定ディスクの数が増え、１枚当たりの固定ディスクの設定トルクを低くできるため、固定ディスクと回転不能な部材との係合部に発生する集中荷重を抑えることができる。この結果、固定ディスクを薄く設けても、固定ディスクと回転不能な部材との係合部における破損を防ぐことができる。
また、請求項６の手段を採用するスタータの衝撃吸収装置は、それぞれの回転ディスクにインターナルギヤを形成するギヤ歯が一体に形成されたものである。即ち、インターナルギヤを複数枚にして、そのインターナルギヤと回転ディスクとを共通化したものである。
上記の構成を採用することにより、次の効果を奏することができる。
（１）インターナルギヤを複数枚にしたことにより、分割されたインターナルギヤがそれぞれ周方向へ微小にズレる。これによって、従来のインターナルギヤ（１つ）とプラネタリギヤとのバックラッシュよりも、バックラッシュが小さくなり、その結果歯打ち音が小さくなり、静寂なスタータを提供できる。
（２）インターナルギヤを複数枚にしたことにより、各板厚が薄くなる。これによって、プレスの打ち抜き加工によってインターナルギヤの成形が可能になり、一般的な焼結のインターナルギヤに比べ、コストを抑えることが可能になる。
（３）複数枚のインターナルギヤ自体が複数枚の回転ディスクであるため、インターナルギヤと固定ディスクとを結合する連結部材を用いる必要がない。このため、連結部材を用いることにより生じる部品点数の増加、重量の増加、大型化、高コスト化するなどの不具合が生じない。
さらに、請求項６の手段を採用するスタータの回転ディスクは、内側において板厚を厚く設けインターナルギヤの歯面積を広く設けたものである。
これによって、インターナルギヤの歯面の面圧を低減でき、インターナルギヤの摩耗を抑えることができる。また、板厚を厚く設けたことによる段差部で固定ディスクとの芯出しが可能になる。

［請求項７の手段］
請求項７の手段を採用するスタータのインターナルギヤの歯面および衝撃吸収装置の摩擦面には、潤滑油が塗布されている。
潤滑油が回転ディスク（インターナルギヤ）と固定ディスクとの当接面に保持されることにより、摩擦面の焼き付きを防止できるとともに、インターナルギヤの潤滑油と共用することができる。これにより、インターナルギヤ、プラネタリギヤ、サンギヤの歯面の摩耗を防止でき、且つ摩擦面の摩耗係数を常に潤滑油を塗布した状態に維持できるので、安定した滑りトルクの装置を提供できる。
また、複数枚の回転ディスク（インターナルギヤ）と固定ディスクを交互に配置しているので、回転ディスク（インターナルギヤ）と固定ディスクの隙間で潤滑油が保持されるため、ギヤ歯面近傍からインターナルギヤの歯面に潤滑油を供給でき、インターナルギヤ、プラネタリギヤ、サンギヤの歯面の摩耗を長期にわたって防止できる。

［請求項８の手段］
請求項８の手段を採用するスタータの衝撃吸収装置の摩擦面には、潤滑油を保持する凹凸形状が設けられている。
摩擦面に設けられた凹凸に潤滑油が保持されるため、耐焼き付き性能を向上することができ、衝撃吸収装置の性能を長期に亘って安定させることができる。また、毛細管現象により、上述の回転ディスク（インターナルギヤ）と固定ディスクの隙間に保持された潤滑油を吸いとることが可能であるため、さらに衝撃吸収装置の性能を長期に亘って安定させることができる。

スタータは、始動モータによって回転駆動されるサンギヤ、このサンギヤに噛み合うプラネタリギヤ、プラネタリギヤに噛み合うインターナルギヤ、プラネタリギヤを回転自在に支持するプラネタリキャリアを有する遊星歯車減速装置と、プラネタリキャリアと一体に回転する出力軸上に設けられ、出力軸の回転をエンジンのリングギヤに伝えるピニオンギヤと、インターナルギヤに過大トルクが伝えられた際にインターナルギヤの回転を摩擦力によって制限しながら許容することによってインターナルギヤの回転規制部を滑らせて衝撃を吸収する衝撃吸収装置とを備える。
この衝撃吸収装置は、インターナルギヤに連結された複数枚の回転ディスクと、この回転ディスクと軸方向に交互に積層され、回転不能に設けられた複数枚の固定ディスクと、回転ディスクと固定ディスクとの積層体を復元力によって軸方向に加圧する弾性体とを備える。
最良の形態１のスタータは、回転ディスクにインターナルギヤを形成するギヤ歯を一体に形成し、さらに固定ディスクがハウジング内に固定される円筒体の内周に係合するものであり、その円筒体は、固定ディスクに設けられた各外径突起が係合する外径側に突出した係合部を複数備える。
最良の形態２のスタータは、固定ディスクがハウジング内に固定される円筒体の内周において軸方向へ変位可能にスプライン嵌合される。円筒体は、軸方向の両側より積層体と弾性体を直接または間接的に挟み付け、且つ、円筒体は、遊星歯車減速装置が配置される空間と、アーマチャが配置される空間とを区画する隔壁が一体に設けられる。この隔壁の内周には、アーマチャシャフトを回転自在に支持する軸受が設けられる。
最良の形態３のスタータは、回転ディスクにインターナルギヤを形成するギヤ歯を一体に形成する。そして、回転ディスクは、内側の板厚が厚く設けられ、インターナルギヤの歯面積が広く設けられる。

実施例１を図１〜図６を参照して説明する。
まず、図１を参照してスタータを説明する。
スタータは、回転力を発生する始動モータ１、この始動モータ１の通電電流をON-OFF制御するマグネットスイッチ２、始動モータ１の回転を減速する遊星歯車減速装置３、この遊星歯車減速装置３で減速された回転力が伝達される出力軸４、この出力軸４上に配置される一方向クラッチ５、この一方向クラッチ５を介して出力軸４の回転が伝達されるピニオンギヤ６、スタータの駆動系に加わる過大トルクを吸収する衝撃吸収装置７を備える。

始動モータ１は、周知の直流電動機であり、マグネットスイッチ２により始動モータ１への通電回路が閉じると、バッテリから給電されてアーマチャ１１に回転力が発生する。

マグネットスイッチ２は、キー操作によってスタータスイッチをONすると、バッテリから給電される励磁コイルと、この励磁コイルの内周に摺動自在に設けられるプランジャとを有している。この励磁コイルが発生する磁力を受けてプランジャが吸引されると、プランジャに具備される可動接点が一組の固定接点に当接して始動モータ１への通電回路を閉じる。

遊星歯車減速装置３は、図２にも示されるように、アーマチャ１１の回転軸であるアーマチャシャフト１２の一端外周に形成されたサンギヤ１３、このサンギヤ１３に噛み合うプラネタリギヤ１４、このプラネタリギヤ１４に噛み合うインターナルギヤ１５、プラネタリギヤ１４を回転自在に支持するプラネタリキャリア１６から構成されている。
このプラネタリキャリア１６は、プラネタリギヤ１４を軸受（滑り軸受）１７を介して回転自在に支持するピン１８と、このピン１８を支持するピンキャリア１９とからなり、このピンキャリア１９は出力軸４の後端にフランジとして一体に設けられている。
インターナルギヤ１５は、それと一体的に構成された衝撃吸収装置７によって周方向へ回転が規制される。この遊星歯車減速装置３は、インターナルギヤ１５が衝撃吸収装置７によって回転が規制されているため、アーマチャ１１が回転すると、サンギヤ１３の回転を受けてプラネタリギヤ１４が回転しながらサンギヤ１３の外周を公転する。そのプラネタリギヤ１４の公転は、プラネタリキャリア１６を介して出力軸４に伝達される。
なお、インターナルギヤ１５の詳細は後述する。

一方向クラッチ５は、インナ、アウタ、ローラおよびクラッチカバーなどから構成されて、出力軸４がエンジンを始動させる回転方向のみをピニオンギヤ６に伝達し、逆回転（エンジンの回転によって出力軸４が駆動される回転）の伝達を空転により遮断するものである。
インナは、軸受（滑り軸受）を介して出力軸４の外周に嵌め合わされている。アウタは、インナの外周に同軸配置されるものであり、ヘリカルスプラインを介して出力軸４と嵌合するスプライン筒部を有する。このスプライン筒部の外周には、マグネットスイッチ２のプランジャによって駆動されるレバーの一端が係合しており、レバーの動きによって一方向クラッチ５が軸方向へ移動する。インナの外周を覆う部分のアウタの内周面には、複数のくさび状のカム室が形成されている。ローラは、各カム室に収容されて、スプリングによりカム室の狭い方向へ付勢されている。クラッチカバーは、ローラの軸方向の移動を規制するプレートとアウタの外周を覆ってアウタおよびプレートを固定している。

ピニオンギヤ６は、インナと一体に回転するものであり、インナの先端において軸方向へ移動可能にスプライン嵌合され、スプリングによってエンジンのリングギヤ側に付勢されている。

衝撃吸収装置７は、図２に示されるように、回転ディスク２１、固定ディスク２２、皿バネ２３（弾性体に相当する）および円筒体２４によって構成されている。衝撃吸収装置７は、ほぼ円筒形に構成されている。衝撃吸収装置７は、インターナルギヤ１５の径方向外側に配置されている。衝撃吸収装置７の軸方向長さは、ほぼインターナルギヤ１５の軸方向長さに相当する。衝撃吸収装置７は、インターナルギヤ１５と一体に構成されている。

回転ディスク２１は、インターナルギヤ１５を軸方向へ複数に分割したような複数枚の金属板である。図１および図２には、３枚の回転ディスク２１を採用した実施例が図示されている。各回転ディスク２１は、環状に形成されている。各回転ディスク２１の径方向外側の部分は、摩擦板として構成され、複数の外側部分の間には、後述する固定ディスク２２が収容される。この構成によるとインターナルギヤ１５としての内側部分と、摩擦式トルクリミッタとしての衝撃吸収装置７をなす外側部分とが、互いの回転方向に関して連動するように連結されている。

特に、この実施例１では、内側部分と外側部分とが連続した材料によって一体に形成されており、インターナルギヤ１５としての部位と、衝撃吸収装置７としての部位とは、連続した材料によって一体的に連結されている。この結果、インターナルギヤ１５自身が軸方向に関して複数の環状板に分割され、それら環状板を交互に回転ディスク２１と固定ディスク２２とに対応させるとともに、それらを軸方向に関して押しつけてなる衝撃吸収装置７が提供される。なお、インターナルギヤ１５としての部位と衝撃吸収装置７としての部位とは、機械的な結合構造を介して連結することも可能である。
各回転ディスク２１の内周は、図３に示すように、プラネタリギヤ１４と噛合するギヤ歯が形成されている。また、各回転ディスク２１の外周は、円筒体２４の内周径より僅かに小さいか、内周径と略一致した円形になっている。このインターナルギヤ１５の外周は、円筒体２４の内周面に対して芯出しされており、円筒体２４に設けたアーマチャシャフト１２の軸受（後述する）と同軸になるよう高い精度で配置されている。

インターナルギヤ１５を複数枚に設けたことにより、各板厚が薄くなる。これによってプレスの打ち抜き加工によってインターナルギヤ１５の成形が可能になり、一般的な焼結のインターナルギヤ１５に比べ、コストを抑えることが可能になる。
インターナルギヤ１５を複数枚にしたことにより、分割されたインターナルギヤ１５がそれぞれ周方向へ微小にズレる。これによって、インターナルギヤ１５とプラネタリギヤ１４とのバックラッシュが小さくなり、その結果歯打ち音が小さくなり、静寂なスタータを提供できる。
インターナルギヤ自体が回転ディスク２１であるため、インターナルギヤ１５と固定ディスク２２とを結合する連結部材を用いる必要がない。このため、連結部材を用いることにより生じる部品点数の増加、重量の増加、大型化、高コスト化するなどの不具合が生じない。

固定ディスク２２は、環状に形成されている。固定ディスク２２は、その径方向外側に回転方向に関して固定ディスク２２自身の回転を規制するための係合部分を有している。固定ディスク２２と回転ディスク２１とは、軸方向に関して互いに隣接し、互いに接触するようにして交互に積層される。両端には、回転ディスク２１または固定ディスク２２のいずれでも配置することが可能である。回転ディスク２１の間に固定ディスク２２が配置される結果、複数の回転ディスク２１の内側に形成されたギヤ歯は、軸方向に関して断続的に配置されるが、軸方向に関しては連続して配置されたインターナルギヤ１５としてのギヤを形成する。

固定ディスク２２は、複数枚の回転ディスク２１と交互に積層される複数枚（図１、図２では４枚の例を示す）の摩擦板であり、固定部材である円筒体２４と係合して回転不能に設けられている。各固定ディスク２２は、図４、図５に示すように、内周はプラネタリギヤ１４と当接しない径の円形になっており、外周には回転ディスク２１の外径側に突出し、円筒体２４とスプライン嵌合する外径突起２５が複数形成されている。
固定ディスク２２の枚数が従来に比較して多いため、固定ディスク２２の１枚当たりの設定トルクを低くできる。このため、固定ディスク２２と回転不能な部材（この実施例１では円筒体２４）との係合部（この実施例１では外径突起２５）に発生する集中荷重を低く抑えることができる。この結果、各固定ディスク２２を薄く形成しても、係合部（この実施例１では外径突起２５）における破損を防ぐことができる。

皿バネ２３は、回転ディスク２１と固定ディスク２２とを軸方向に所定の力で押し付ける弾性体である。回転ディスク２１は、その内側に形成されたギヤ歯とプラネタリギヤ１４との噛み合いによって、プラネタリギヤ１４の歯に沿って軸方向に移動可能である。固定ディスク２２も、軸方向に関しては移動可能に支持されている。このため、皿バネ２３の付勢力によって、回転ディスク２１と固定ディスク２２とは軸方向に関して皿バネ２３による押し付け力に依存する付勢力で互いに押し付けられる。この結果、回転ディスク２１と固定ディスク２２との間に回転方向に関して回転トルクが加えられ、さらにその回転トルクが皿バネ２３に依存する両ディスク２１、２２間の摩擦トルクを上回ると回転ディスク２１と固定ディスク２２との相対的な回転が許容される。

皿バネ２３は、円筒体２４によって軸方向に撓まされた状態で組付けられ、積層体（複数枚の回転ディスク２１と複数枚の固定ディスク２２を交互に積層したもの）を皿バネ２３の復元力によって軸方向に加圧するものである。この皿バネ２３の加圧力によって回転ディスク２１と固定ディスク２２の相対回転が阻止されるとともに、加圧力の設定値によって回転ディスク２１と固定ディスク２２が相対的に滑るトルク伝達上限が設定できる。

円筒体２４は、遊星歯車減速装置３の外周に配置され、センターハウジング２６内に固定されるものであり、円筒体２４の内周壁には、各回転ディスク２１に形成された外径突起２５とスプライン嵌合するスプライン溝２７が複数形成されている。
円筒体２４は、軸方向の両側より皿バネ２３と積層体を挟み付けた状態でスタータ内に組付けられるものである。このため、皿バネ２３と積層体をスタータに組付ける前にアッシー化することができ、皿バネ２３および積層体をスタータに組付ける際の作業性を向上できる。

円筒体２４の軸方向の後端には、積層体の後端面と当接する壁面（後述する隔壁の前壁面）が設けられ、円筒体２４の軸方向の前端には、皿バネ２３と積層体とを軸方向に加圧する曲折部２８が設けられている。
この曲折部２８の折り曲げ量によって、皿バネ２３の撓み量、即ち積層体の加圧力を設定することができる。この折り曲げ量を調整することによってトルク伝達上限を設定できる。
円筒体２４の端部を折り曲げて皿バネ２３を加圧するため、部品点数を追加することなく皿バネ２３と積層体を加圧保持することができ、部品点数の追加によるコスト上昇を抑えることができる。
なお、この実施例１では、円筒体２４の端部に設けた曲折部２８によって、皿バネ２３を撓ませて保持する例を示すが、ネジ部材等により、皿バネ２３を撓ませて保持するように設けても良い。

一方、円筒体２４の後側には、遊星歯車減速装置３が配置される減速室３１と、アーマチャ１１が配置されるモータ室３２とを区画する隔壁３３が一体に設けられており、その隔壁３３の内周には、アーマチャシャフト１２を回転自在に支持する軸受（滑り軸受）３４が設けられている。
このように設けられることによって、モータ室３２と減速室３１とを連通する隙間がなく、モータ室３２で発生したブラシ摩耗粉が、減速室３１に侵入する不具合を回避できる。このため、減速室３１にブラシ摩耗粉が侵入することによって発生するギヤ類、軸受類の摩耗を防ぐことができる。
また、サンギヤ１３が形成されたアーマチャシャフト１２を、インターナルギヤ１５を支持する円筒体２４の隔壁３３に取り付けた軸受３４によって支持するため、サンギヤ１３とインターナルギヤ１５の芯ズレを防ぐことができ、遊星歯車減速装置３の作動音を静寂化できる。

隔壁３３を含む円筒体２４は、磁性体金属（例えば、軟鉄等）によって設けられている。
このように、隔壁３３を含む円筒体２４を磁性体金属によって設けることにより、隔壁３３を含む円筒体２４を始動モータ１における固定子側磁気回路の磁束通路として活用できる。これによって、固定子側磁気回路のヨーク３５の軸方向長を短くすることが可能になり、始動モータ１の短縮化、軽量化を図ることができる。

ヨーク３５の端部がセンターハウジング２６にインロー嵌合するように設けられており、フロントハウジング３６とリヤハウジング３７をスルーボルト３８によって軸方向に締めつけることにより、センターハウジング２６の端部が円筒体２４を軸方向に押し付け、センターハウジング２６とヨーク３５との間で円筒体２４が強固に固定されるように設けられている。

上記構成よりなる衝撃吸収装置７の摩擦面およびインターナルギヤ１５の歯面には、グリス等の潤滑油が塗布されている。
このように、潤滑油が回転ディスク２１と固定ディスク２２との当接面に保持されることにより、摩擦面の焼き付きを防止できる。
また、インターナルギヤ１５の潤滑油により、インターナルギヤ１５、プラネタリギヤ１４、サンギヤ１３の歯面の摩耗を防止できる。

この実施例１の衝撃吸収装置７の摩擦面には、潤滑油を保持する凹凸形状が設けられている。具体的には、図６に示すように、固定ディスク２２の摩擦板の両面に多数の凹部３９を設け、摩擦面に塗布された潤滑油を長期に亘って保持するようになっている。
摩擦面に設けられた多数の凹部３９に潤滑油が保持されるため、摩擦面における焼き付きの発生を防ぐことができ、衝撃吸収装置７の性能を長期に亘って安定させることができる。
なお、図６では、固定ディスク２２の表面に多数の凹部３９を設ける例を示したが、溝など他の手段によって固定ディスク２２の表面に潤滑油を保持する凹凸形状を設けても良い。
また、潤滑油を保持する凹凸形状は、回転ディスク２１のみに設けても良く、また回転ディスク２１と固定ディスク２２の両方に設けても良い。

（スタータの作動説明）
キー操作によってスタータスイッチがONされると、マグネットスイッチ２内の励磁コイルが通電されてプランジャが吸引され、レバー４１が支点４２を中心として揺動する。これにより、レバー４１の一端と係合する一方向クラッチ５が、出力軸４のヘリカルスプラインに沿って回転しながら押し出され、一方向クラッチ５の前端に設けられたピニオンギヤ６がエンジンのリングギヤに向けて移動する。

一方、プランジャの移動に伴ってマグネットスイッチ２の可動接点が固定接点に当接すると、バッテリから始動モータ１に給電されてアーマチャ１１に回転力が発生し、その回転が遊星歯車減速装置３で減速されて出力軸４に伝達される。そして、出力軸４の回転は、一方向クラッチ５を介してピニオンギヤ６に伝えられる。これにより、遊星歯車減速装置３で減速された回転力がピニオンギヤ６を介してリングギヤに伝達され、エンジンの始動を行う。

エンジンが完爆して、ピニオンギヤ６がエンジンによって駆動され、ピニオンギヤ６の回転が出力軸４の回転を上回ると、一方向クラッチ５が上回った回転を遮断するため、アーマチャ１１のオーバーランが防がれる。
エンジンが始動してスタータスイッチがOFF されると、励磁コイルへの通電が停止してプランジャが初期位置へ復帰する。これにより、マグネットスイッチ２の可動接点と固定接点とが離れて始動モータ１への給電が停止されるとともに、レバー４１が支点４２を中心としてエンジン始動時とは反対側へ揺動する。すると、一方向クラッチ５は出力軸４に沿って後退し、ピニオンギヤ６がエンジンのリングギヤから離脱して静止位置へ復帰する。

（衝撃吸収装置７の作動説明）
上述のピニオンギヤ６がエンジンのリングギヤに噛み合う過程において、ピニオンギヤ６がリングギヤに衝突する速度が速い場合には、ピニオンギヤ６とリングギヤとの間に高い衝撃が発生する。この衝撃によってスタータの駆動系に加わるトルクが所定トルク（衝撃吸収装置７におけるトルク伝達上限）に達すると、各固定ディスク２２に挟まれた複数枚の回転ディスク２１が、固定ディスク２２に対して滑りながら回転する。即ち、リングギヤが過大トルクを受けたことにより回転して衝撃を吸収し、プラネタリギヤ１４の自転および公転が抑制される。即ち、インターナルギヤ１５に所定値以上の回転方向トルク、例えば衝撃的なトルク変動が加えられると、多板式トルクリミッタとして構成された衝撃吸収装置７はインターナルギヤ１５の回転を許容し、その衝撃を吸収する。インターナルギヤ１５の回転は、衝撃トルクが設定値を上回っている間は、回転角度無制限に許容される。
このように、ピニオンギヤ６とエンジンのリングギヤとの衝突で発生する高い衝撃力が、衝撃吸収装置７で吸収されるため、遊星歯車減速装置３およびピニオンギヤ６を破損から防ぐことができる。

（実施例１の効果）
スタータに搭載された衝撃吸収装置７は、インターナルギヤ１５を軸方向へ複数分割してなる複数枚の回転ディスク２１と、回転不能に設けられた複数枚の固定ディスク２２とを交互に積層し、この積層体を皿バネ２３の復元力によって軸方向に加圧する構造を採用している。
このため、従来技術に比較して摩擦面の数を増加させることができ、インターナルギヤ１５の滑り開始のトルク値の上限（トルク伝達の上限）を高く設定できる。

即ち、従来技術では、１つしかない回転ディスクの両面の２面のみで摩擦面を形成していたのに対し、この実施例では３枚の回転ディスク２１の両面の合計６面で摩擦面を形成している。このように、回転ディスク２１と固定ディスク２２の積層枚数を増やして、摩擦面の数を増やすことにより、従来技術に対し、少なくとも積層数倍のトルクを伝達できる。
ここで、「滑りトルクＴ＝積層体の加圧力×摩擦半径×摩擦係数×摩擦面の数」であるため、回転ディスク２１と固定ディスク２２との積層数を増やして摩擦面の数を増やすことにより、皿バネ２３による加圧力が小さくても、インターナルギヤ１５の滑り開始のトルク値の上限（トルク伝達の上限）を高く設定できる。

このように、本実施例１のスタータは、エンジン駆動に必要な高トルクを伝達できる。具体的には、従来の衝撃吸収装置を搭載したスタータ（ガソリン車用スタータ）における滑り開始のトルク値が４ｋｇｆｍであるのに対し、回転ディスク２１を３枚用いた本実施例のスタータでは、滑り開始のトルク値を３倍の１２ｋｇｆｍ以上にできる。この結果、高トルクが要求されるディーゼル車用スタータとして適用が可能になる。

実施例２を図７を参照して説明する。
上記実施例１では、回転ディスク２１の一例として、回転ディスク２１をフラットな薄板で設ける例を示した。
これに対し、この実施例２の回転ディスク２１は、図７に示すような断面形状を有している。即ち、回転ディスク２１の径方向内側の部分の板厚Ａは、径方向外側の部分の板厚Ｂより厚い。この回転ディスク２１の内側部分には、インターナルギヤ１５としてのギヤ歯が形成される。また、回転ディスク２１の外側部分は、固定ディスク２２と積層されて接触する摩擦板として形成されている。インターナルギヤ１５としてのギヤ歯と、固定ディスク２２と積層されて接触する摩擦板との間には、段差４３が設けられている。この構成は、ギヤ歯が形成される部分の板厚Ａを積層部分の板厚Ｂよりも段差４３を介して厚く設けてインターナルギヤ１５の歯面積を広く設けたものである。
図示の実施例２では、内側部分の軸方向の幅のほぼ中央に外側部位を立設しているため、インターナルギヤ１５の両側に段差４３を設けている。この構成に代えて、回転ディスク２１の内側部分の軸方向端部から径方向外側に向けて外周部位を立設することにより、内側部位の片側だけに段差４３を設けても良い。
このようにインターナルギヤ１５の歯面の面積を大きく設けることにより、インターナルギヤ１５の歯面の面圧を低減でき、インターナルギヤ１５の摩耗を抑えることができる。

（変形例１）
上記の実施例では、回転ディスク２１の枚数より固定ディスク２２の枚数を１枚多くして、回転ディスク２１の両端を固定ディスク２２が挟み付ける例を示したが、回転ディスク２１の枚数と固定ディスク２２の枚数を同じに設けたり、上記の実施例とは逆に、回転ディスク２１の枚数を固定ディスク２２の枚数より１枚多くしても良い。

上記の実施例では、固定ディスク２２を円筒体２４に組付け、その円筒体２４をスタータ内に組付ける例を示したが、固定ディスク２２を例えばセンターハウジング２６内に直接スプライン係合させて組み付けても良い。その場合、皿バネ２３と積層体をセンターハウジング２６内に組付けた後、センターハウジング２６に隔壁３３等をネジ込むなどして、皿バネ２３と積層体を加圧組付けしても良い。
このように設けることにより、積層体とセンターハウジング２６の間（径方向）から円筒体２４が廃止されるため、積層体の摩擦半径を大きくでき、インターナルギヤ１５の滑り開始のトルク値の上限（トルク伝達の上限）をさらに高く設定できる。

（変形例２）
上記の実施例では、固定ディスク２２はリング形状であったが、周方向に関して複数に分割しても良い。図８は、２つの半環状部材２２’を組み合わせて１つの環状の固定ディスク２２を提供する実施例を示している。この場合には、図７のようにインターナルギヤ１５のギヤ部分に段差４３を設けたものと組み合わせ、円筒体２４のスプライン溝２７（内周溝部）から外れないように芯出しすると良い。こうすることにより、歩溜まりが良い固定ディスク２２を提供でき、コストを低減できる。

一部断面構造を示すスタータの側面図である（実施例１）。スタータの要部断面図である（実施例１）。遊星歯車減速装置の正面図である（実施例１）。固定ディスクの正面図である（実施例１）。固定ディスクが組付けられた円筒体の断面図である（実施例１）。固定ディスクに形成された凹部を示す平面図および断面図である（実施例１）。インターナルギヤの歯面を示す積層体の内周部の断面図である（実施例２）。固定ディスクの正面図である（変形例２）。

符号の説明

１始動モータ
３遊星歯車減速装置
４出力軸
６ピニオンギヤ
７衝撃吸収装置
１１アーマチャ
１２アーマチャシャフト
１３サンギヤ
１４プラネタリギヤ
１５インターナルギヤ
１６プラネタリキャリア
２１回転ディスク
２２固定ディスク
２３皿バネ（弾性体）
２４円筒体
２５外径突起
２６センターハウジング
２８曲折部
３１減速室（遊星歯車減速装置が配置される空間）
３２モータ室（アーマチャが配置される空間）
３３隔壁
３４軸受（隔壁の内周においてアーマチャシャフトを回転自在に支持する軸受）
３５ヨーク
３６フロントハウジング
３７リヤハウジング
３８スルーボルト
３９凹部

Claims

（ａ）通電を受けてアーマチャに回転力が発生する始動モータと、
（ｂ）前記アーマチャのアーマチャシャフトに設けられたサンギヤ、このサンギヤに噛み合うプラネタリギヤ、このプラネタリギヤに噛み合うインターナルギヤ、前記プラネタリギヤを回転自在に支持するプラネタリキャリアを有し、前記インターナルギヤの回転を規制することにより、前記アーマチャの回転を減速して前記プラネタリキャリアから取り出す遊星歯車減速装置と、
（ｃ）前記プラネタリキャリアと一体に回転する出力軸と、
（ｄ）この出力軸上に設けられ、エンジンのリングギヤと噛み合うピニオンギヤと、
（ｅ）前記インターナルギヤの回転を規制するとともに、衝撃を吸収する衝撃吸収装置とを備え、
当該衝撃吸収装置は、前記インターナルギヤに連結された複数枚の回転ディスクと、
該回転ディスクと軸方向に交互に積層され、回転不能に設けられた複数枚の固定ディスクと、
前記回転ディスクと前記固定ディスクとの積層体を復元力によって軸方向に加圧する弾性体とを備え、
それぞれの前記回転ディスクには、前記インターナルギヤを形成するギヤ歯が一体に形成されており、
前記固定ディスクは、ハウジング内に固定される円筒体の内周に係合するものであり、前記固定ディスクは、前記回転ディスクの外径側に突出する複数の外径突起を備え、
前記円筒体は、それぞれの前記外径突起が係合する外径側に突出した複数の係合部を備え、
前記固定ディスクは、前記円筒体の内周において軸方向へ変位可能にスプライン嵌合されることを特徴とするスタータ。
請求項１に記載のスタータにおいて、
前記円筒体の軸方向の一端には、前記積層体の端面と当接する壁面が設けられ、
前記円筒体の軸方向の他端には、前記弾性体と前記積層体とを軸方向に加圧する曲折部が設けられたことを特徴とするスタータ。
（ａ）通電を受けてアーマチャに回転力が発生する始動モータと、
（ｂ）前記アーマチャのアーマチャシャフトに設けられたサンギヤ、このサンギヤに噛み合うプラネタリギヤ、このプラネタリギヤに噛み合うインターナルギヤ、前記プラネタリギヤを回転自在に支持するプラネタリキャリアを有し、前記インターナルギヤの回転を規制することにより、前記アーマチャの回転を減速して前記プラネタリキャリアから取り出す遊星歯車減速装置と、
（ｃ）前記プラネタリキャリアと一体に回転する出力軸と、
（ｄ）この出力軸上に設けられ、エンジンのリングギヤと噛み合うピニオンギヤと、
（ｅ）前記インターナルギヤの回転を規制するとともに、衝撃を吸収する衝撃吸収装置とを備え、
当該衝撃吸収装置は、前記インターナルギヤに連結された複数枚の回転ディスクと、
該回転ディスクと軸方向に交互に積層され、回転不能に設けられた複数枚の固定ディスクと、
前記回転ディスクと前記固定ディスクとの積層体を復元力によって軸方向に加圧する弾性体とを備え、
前記固定ディスクは、ハウジング内に固定される円筒体の内周において軸方向へ変位可能にスプライン嵌合されるものであり、
前記円筒体は、軸方向の両側より前記積層体と前記弾性体を直接または間接的に挟み付け、
且つ、前記円筒体は、前記遊星歯車減速装置が配置される空間と、前記アーマチャが配置される空間とを区画する隔壁が一体に設けられ、
この隔壁の内周には、前記アーマチャシャフトを回転自在に支持する軸受が設けられたことを特徴とするスタータ。
請求項３に記載のスタータにおいて、
前記隔壁を含む前記円筒体は、磁性体金属によって設けられたことを特徴とするスタータ。
請求項３または請求項４に記載のスタータにおいて、
前記始動モータのヨークの端部がセンターハウジングにインロー嵌合し、
フロントハウジングとリヤハウジングをスルーボルトによって軸方向に締めつけることにより、前記センターハウジングと前記ヨークとの間で前記円筒体が軸方向に挟み付けられて固定されることを特徴とするスタータ。
（ａ）通電を受けてアーマチャに回転力が発生する始動モータと、
（ｂ）前記アーマチャのアーマチャシャフトに設けられたサンギヤ、このサンギヤに噛み合うプラネタリギヤ、このプラネタリギヤに噛み合うインターナルギヤ、前記プラネタリギヤを回転自在に支持するプラネタリキャリアを有し、前記インターナルギヤの回転を規制することにより、前記アーマチャの回転を減速して前記プラネタリキャリアから取り出す遊星歯車減速装置と、
（ｃ）前記プラネタリキャリアと一体に回転する出力軸と、
（ｄ）この出力軸上に設けられ、エンジンのリングギヤと噛み合うピニオンギヤと、
（ｅ）前記インターナルギヤの回転を規制するとともに、衝撃を吸収する衝撃吸収装置とを備え、
当該衝撃吸収装置は、前記インターナルギヤに連結された複数枚の回転ディスクと、
該回転ディスクと軸方向に交互に積層され、回転不能に設けられた複数枚の固定ディスクと、
前記回転ディスクと前記固定ディスクとの積層体を復元力によって軸方向に加圧する弾性体とを備え、
それぞれの前記回転ディスクには、前記インターナルギヤを形成するギヤ歯が一体に形成されており、
前記回転ディスクは、内側の板厚が厚く設けられ、前記インターナルギヤの歯面積が広く設けられたことを特徴とするスタータ。
請求項６に記載のスタータにおいて、
前記インターナルギヤの歯面および前記衝撃吸収装置の摩擦面には、潤滑油が塗布されたことを特徴とするスタータ。
請求項７に記載のスタータにおいて、
前記衝撃吸収装置の摩擦面には、潤滑油を保持する凹凸形状が設けられたことを特徴とするスタータ。