JP6076446B1 - スタータ - Google Patents

Abstract

【課題】ピニオンを固定するためには、ピニオン前方にストッパ、リングを構成する必要がありピニオン前方のスタータ全長が延びるためエンジン組み付け性に影響を及ぼす課題がある。【解決手段】スタータモータ、スタータモータ側端部に、オーバーランニングクラッチ部及びヘリカルスプライン結合部を有しリングギヤ側端部にセレーション部で結合されたピニオンを有する円筒状移動体、円筒状移動体とピニオン間に張架されたピニオンスプリング、ピニオンを移動させる押出機構部、スタータモータをＯＮ−ＯＦＦする電磁スイッチを備え、ピニオンのリングギヤ側端面にはセレーション部に延在する筒状凹部を有し円筒状移動体のリングギヤ側端部外周面に有する環状挿入溝には筒状凹部の段差部との係合時にピニオンを係止する位置固定部材が嵌め込み状態で装着され位置固定部材の径方向厚みは筒状凹部内径の半径寸法と円筒状移動体外径の半径寸法との差分より厚く設定されている。【選択図】図２

Description

この発明は、エンジンを始動するためのスタータに関するものである。

従来のスタータは、エンジンに連結されたリングギヤに、ピニオンを噛み合わせ、スタータのモータ部で発生した回転力の伝達が行われているが、両者の噛み合わせ時に発生するピニオン及びリングギヤのダメージを軽減するために、特許文献１に記載のスタータではピニオンをピニオンスプリングの反力で噛み合わせる構造を採用しているものがある。

特開２００６−１６１５９０号公報

上述した特許文献１のピニオンを別部品としてピニオンスプリングを有するスタータにおいては、ピニオンを固定するためにピニオン前方にストッパ、リングを構成する必要があり、ピニオン前方のスタータ全長が延びるため、エンジン組み付け性に影響を及ぼすといった課題がある。また、ピニオンギヤの歯底をストッパ外径以下にはできないため、ストッパ外径サイズにより、ピニオンギヤの歯数選択も限定される。
この発明は、上記のような問題を解決しようとするものであって、ピニオン前方の全長ＵＰを抑制し、エンジン組み付け性を改善すると共に、構造簡素化を行ったスタータを得ることを目的とする。

この発明に係るスタータは、出力軸を有しこの出力軸の端部に配置したリングギヤを駆動するスタータモータ、前記出力軸に対し軸方向に移動自在に組み付けられ、スタータモータ側端部に、オーバーランニングクラッチ部及び前記出力軸と結合するヘリカルスプライン結合部を有し、リングギヤ側端部に、セレーション部で結合され前記リングギヤとの噛合時に前記スタータモータの回転力が伝達されるピニオンを有する円筒状移動体、この円筒状移動体に設けた円筒状移動体側段差部とこの円筒状移動体側段差部と対向して前記ピニオンに設けた段差部間に張架され、前記ピニオンをリングギヤ側に付勢するピニオンスプリング、前記円筒状移動体と共に前記ピニオンを、前記リングギヤとの噛合位置に移動させる押し出し機構部、及び前記スタータモータへの通電電流をＯＮ−ＯＦＦする電磁スイッチを備えたスタータであって、前記ピニオンのリングギヤ側端面には前記セレーション部に向かって延在する筒状凹部を有し、前記円筒状移動体のリングギヤ側端部外周面には前記筒状凹部に対向する環状挿入溝を有し、この環状挿入溝には、前記筒状凹部の段差部との係合時に前記ピニオンスプリングから受ける反力を規制して前記ピニオンを係止する位置固定部材が、嵌め込み状態で装着され、前記位置固定部材の径方向厚みは、筒状凹部内径の半径寸法と円筒状移動体外径の半径寸法との差分より厚く設定され、前記ピニオンスプリングのセット長と前記円筒状移動体に構成されたピニオンの係止部の軸方向長さとの差分である前記ピニオンの移動距離は、前記筒状凹部の軸方向長さより短く設定され、且つ前記筒状凹部の外側端部には、外方に向かって拡径する面取り部が形成されているものである。

この発明に係るスタータは、ピニオンのリングギヤ側端面に、セレーション部に向かって延在する筒状凹部を設け、円筒状移動体のリングギヤ側端部外周面に位置固定部材を嵌め込み状態で装着したので、従来採用されていたストッパが削減でき構造の簡素化が図れる。
また、位置固定部材は、筒状凹部の段差部との係合後ピニオンスプリングから受ける反力を規制してピニオンを係止する際、すなわちピニオン（筒状凹部の段差部）が係止のため位置固定部材に衝突した際に、位置固定部材の外周側への広がりを抑制し、円筒状移動体に構成された環状挿入溝から位置固定部材の脱落を防止することができる。
更に、位置固定部材の径方向厚みは、筒状凹部内径の半径寸法と円筒状移動体外径の半径寸法との差分より厚くすることにより、ピニオンスプリングの反力を受けて、ピニオンが位置固定部材に衝突した際に、位置固定部材の拡開を抑制することができるので、従来のストッパを廃止しピニオンの全長を短縮することができる。

この発明の実施の形態１におけるスタータを示す断面図である。 この発明の実施の形態１におけるオーバーランニングクラッチ部を示す断面図である。 ピニオンスプリングが撓んだ状態のオーバーランニングクラッチ部を示す断面図である。

以下、図面に基づいて、この発明の実施の形態１を説明する。
なお、各図間において、同一符号は同一あるいは相当部分を示す。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１におけるスタータを示す断面図、図２は、スタータのオーバーランニングクラッチ部を示す断面図、図３は、ピニオンスプリングが撓んだ状態のオーバーランニングクラッチ部を示す断面図である。
図において、１は、スタータモータ３の軸方向に押し出されたピニオン２１が、エンジンのリングギヤ９の端面に当接した後、リングギヤ９に噛み合わされて、スタータモータ３の回転力をピニオン２１からリングギヤ９に伝達するスタータである。

このスタータ１は、出力軸７を有しこの出力軸７の端部に配置したリングギヤ９を駆動するスタータモータ３と、通電することでプランジャ５を吸引しその移動によりスタータモータ３への電力供給のＯＮ−ＯＦＦを切り替える電磁スイッチ４と、出力軸７に対し軸方向に移動自在に組み付けられ、スタータモータ側端部に、オーバーランニングクラッチ部２（後述）及び出力軸７とヘリカルスプライン結合されるヘリカルスプライン結合部３０を有し、リングギヤ側端部に、セレーション部２０で結合され、リングギヤ９との噛合時にスタータモータ３の回転力が伝達されるピニオン２１を有する円筒状移動体２３と、この円筒状移動体２３に設けた円筒状移動体側段差部ｄ１とこの円筒状移動体側段差部と対向してピニオン２１のリングギヤ側に設けた段差部ｄ２間の空間部Ｓに所定の反力（初期荷重）を蓄えた状態で張架され、ピニオン２１をリングギヤ側に付勢するピニオンスプリング２２と、円筒状移動体２３と共にピニオン２１を、リングギヤ９との噛み合い位置に移動させる押し出し機構部（以下「レバー」という）６と、円筒状移動体２３の軸方向への移動を規制するストッパ８などによって構成されている。

なお、オーバーランニングクラッチ部２は、レバー６を介してピニオン２１がリングギヤ９に噛み合うとピニオン２１とリングギヤ９側からのトルクを遮断する一方向クラッチ機構を持つ機構であり、ヘリカルスプライン結合部３０を有するクラッチアウター２５、円筒状移動体２３に形成されたクラッチインナー２３ａなどで構成されると共にヘリカルスプライン結合部３０を介して出力軸７の外周に配置されている。そしてピニオン２１が、電磁スイッチ４の通電によるプランジャ５の吸引作動でレバー６、円筒状移動体２３を介してリングギヤ９と噛み合いエンジンにより高速回転され、ピニオン２１の回転速度が出力軸７の回転速度を上回った時に、ピニオン２１の回転が出力軸７に伝わらないように、両者間の動力伝達を遮断する一方向クラッチ機構を持つオーバーランニングクラッチである。
また、ピニオン２１は、ピニオンスプリング２２の初荷重以上の力を受けると、セレーション部２０にて摺動しスタータモータ側に移動するものであり、ピニオン２１のリングギヤ側端面には、セレーション部２０に向かって延在する筒状凹部（後述）２１ａが形成されている。

次に円筒状移動体２３と、ピニオン２１間に設けた位置固定部材２４について説明する。
位置固定部材２４は、例えば硬鋼線又はピアノ線で加工されたＣ状リングが採用され、筒状凹部２１ａ内において円筒状移動体２３のリングギヤ側端部外周面に形成された環状挿入溝２７に圧入し嵌め込み状態で装着され、円筒状移動体２３とピニオン２１がピニオンスプリング２２から受ける反力を規制するものである。
すなわち、位置固定部材２４は、ピニオン２１がリングギヤ側に向かって移動した時、その最終段階でピニオン２１の筒状凹部２１ａの段差部ｄ３を当接、係合させることによってピニオン２１を係止するものである（００１７、００１８参照）。

位置固定部材２４の径方向厚みＣは、筒状凹部内径の半径寸法Ａと円筒状移動体２３のセレーション外径の半径寸法Ｂとの差分より厚く、すなわち太く設定（Ａ−Ｂ＜Ｃ）され、環状挿入溝２７への嵌め込み装着後は脱落しない構造になされている。

このように、位置固定部材２４の径方向厚みＣを、Ａ−Ｂ＜Ｃの寸法関係に設定することにより、ピニオン２１がリングギヤ９に噛み合う動作の際に、ピニオンスプリング２２の反力を受けて、ピニオン２１が位置固定部材２４に衝突（当接）する場合に、位置固定部材２４が外周側へ拡開することを抑制し、位置固定部材２４を保持する環状挿入溝２７からの脱落を抑制することができる。

従来は、ピニオン２１の前方にストッパを構成しており、ストッパ外径とリングギヤ９との干渉を回避するために、ピニオン歯数を増やしてピニオン２１の歯底径をストッパ外径以上になるようにしていたが、ピニオン２１を位置固定部材２４で規制する構成とすることにより、従来ストッパとの干渉回避が不要となり、ピニオン２１の歯数選定の自由度が向上し、更にはストッパが廃止できるため構造の簡素化が図れる。

次に図２、図３に基づいてピニオン２１の移動距離である移動量（Ｄ-Ｅ）と、ピニオン２１の筒状凹部２１ａの軸方向長さＦとの関係、及び筒状凹部２１ａに形成した面取り部２８について説明する。

図２はピニオンスプリング２２がセット長Ｄの長さである状態を示し、図３はピニオンスプリング２２が撓んだ状態を示した断面図である。
ピニオン２１は、ピニオンスプリング２２の撓みで相対移動するが、円筒状移動体セレーション部のスタータモータ側端部に形成された環状溝２６ａの係止部（溝壁）２６によってピニオン２１のセレーション部が係止される。
従って、ピニオン２１の距離（移動量）、すなわちピニオンスプリングの圧縮距離は、ピニオンスプリング２２のセット長Ｄと、円筒状移動体２３に構成された係止部２６と円筒状移動体側段差部ｄ１間の軸方向長さＥとの差分（Ｄ-Ｅ）となる。
そして、この実施の形態１では、ピニオン２１の移動量（Ｄ-Ｅ）を、ピニオン２１に形成された筒状凹部２１ａの軸方向長さＦより小さくなるようにしている（Ｄ-Ｅ＜Ｆ）。

また、ピニオンの筒状凹部２１ａの外側端部には、外方に向かって拡径する面取り部２８が形成されている。
この面取り部２８は、この面取りが無いと位置固定部材２４の環状挿入溝２７への組み付けが困難なため、組み付け性も考慮して位置固定部材２４の圧入時のガイドとしている。
また、この面取り部２８と筒状凹部２１ａとの構成により、ピニオンスプリング２２を撓ませた状態において、位置固定部材２４の外周部に、面取り部２８の軸方向長さ分の外壁をピニオン２１によって構成できるため、ピニオン２１が位置固定部材２４に衝突（当接）する場合の拡開抑制に加えて、位置固定部材２４がスタータモータ回転による遠心力を受けて拡開することをも抑制できる。

また、筒状凹部２１ａの面取り部２８と、環状挿入溝２７のリングギヤ側溝縁との最短距離Ｇは、位置固定部材２４の厚み寸法Ｃと同等、もしくは、厚み寸法Ｃよりもわずかに小さくなるように構成している（Ｃ≧Ｇ）。わずかにとは、具体的に、力を加えて圧入することにより、ピニオン２１、円筒状移動体２３、位置固定部材２４のいずれか、又は各々が弾性変形することにより、位置固定部材２４が面取り部２８と環状挿入溝２７のリングギヤ側溝縁間を通過できる状態である。これにより、ピニオンスプリング２２が撓んだ状態においても、位置固定部材２４の外れを抑制することができる。

なお、この発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１：スタータ、 ２：オーバーランニングクラッチ部、 ２０：セレーション部、
２１：ピニオン、 ２１ａ：ピニオンの筒状凹部、 ２２：ピニオンスプリング、
２３：円筒状移動体、 ２３ａ：クラッチインナー、 ２４：位置固定部材、
２５：クラッチアウター、 ２６：係止部、 ２７：環状挿入溝、
２８：ピニオン筒状凹部の面取り部、 ３０：ヘリカルスプライン結合部、
３：スタータモータ、 ７：出力軸、 ９：リングギヤ、
Ａ：ピニオンの筒状凹部内径の半径寸法、
Ｂ：円筒状移動体のセレーション外径の半径寸法、
Ｃ：位置固定部材の厚み寸法、 Ｄ：ピニオンスプリングのセット長、
Ｅ：係止部の軸方向長さ、 Ｆ：ピニオンの筒状凹部の凹部軸方向長さ、
Ｇ：面取り部と環状挿入溝との最短距離

Claims (2)

1. 出力軸を有しこの出力軸の端部に配置したリングギヤを駆動するスタータモータ、前記出力軸に対し軸方向に移動自在に組み付けられ、スタータモータ側端部に、オーバーランニングクラッチ部及び前記出力軸と結合するヘリカルスプライン結合部を有し、リングギヤ側端部に、セレーション部で結合され前記リングギヤとの噛合時に前記スタータモータの回転力が伝達されるピニオンを有する円筒状移動体、この円筒状移動体に設けた円筒状移動体側段差部とこの円筒状移動体側段差部と対向して前記ピニオンに設けた段差部間に張架され、前記ピニオンをリングギヤ側に付勢するピニオンスプリング、前記円筒状移動体と共に前記ピニオンを、前記リングギヤとの噛合位置に移動させる押し出し機構部、及び前記スタータモータへの通電電流をＯＮ−ＯＦＦする電磁スイッチを備えたスタータであって、
   前記ピニオンのリングギヤ側端面には前記セレーション部に向かって延在する筒状凹部を有し、前記円筒状移動体のリングギヤ側端部外周面には前記筒状凹部に対向する環状挿入溝を有し、この環状挿入溝には、前記筒状凹部の段差部との係合時に前記ピニオンスプリングから受ける反力を規制して前記ピニオンを係止する位置固定部材が、嵌め込み状態で装着され、前記位置固定部材の径方向厚みは、筒状凹部内径の半径寸法と円筒状移動体外径の半径寸法との差分より厚く設定され、前記ピニオンスプリングのセット長と前記円筒状移動体に構成されたピニオンの係止部の軸方向長さとの差分である前記ピニオンの移動距離は、前記筒状凹部の軸方向長さより短く設定され、且つ前記筒状凹部の外側端部には、外方に向かって拡径する面取り部が形成されていることを特徴とするスタータ。
2. 前記面取り部と前記環状挿入溝のリングギヤ側溝縁との最短離間距離は、前記位置固定部材の径方向厚み寸法と同等、もしくは狭く設定されていることを特徴とする請求項１に記載のスタータ。

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