JPH0261365A - ピニオンシフト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はピニオンシフト装置に関し、更に詳細には例え
ば自動車のエンジンを始動する始動装置において機関の
リングギヤに駆動力を伝達するピニオンを摺動させるシ
フト装置に関する。

（従来の技術） 従来、自動車の内燃機関を始動させる始動電動機には、
第５図に示されるようなものがあり、このような始動電
動機は既によく知られている。

第５図に示される従来の始動電動機１は、直流電動機２
と、この直流電動機２のアマチュア２ａから軸方向前方
（第５図でみて右側）に伸長する電機子回転軸の伸長部
（以下出力回転軸と称す）２ｂに摺動可能に嵌装された
ピニオン移動体３と、直流電動機２の側部に配置された
電磁スインチ装置４と、ピニオン移動体３を摺動させる
シフトレバ−５とから主に構成されている。

電磁スイッチ装置４は、一端に壁６ａを有する筒状の外
枠６を備え、壁６ａの中心開口にはプランジ中７が嵌挿
されている。外枠６の他端にはプランジャ７と対向する
固定鉄心８が配設され、該鉄心８の端壁８ａは外枠６の
他端内周部に嵌合固着されて外枠６と共に枠体を構成し
その内部にコイルボビン９が収納されている。このコイ
ルボビン９には励磁コイル１０が巻装され、また鉄心８
とプランジャ７との間には復帰スプリング１１が設けら
れ、更に鉄心８の中心部に形成された貫通孔にはプラン
ジャ７から伸長するロッド部７ａが挿入され、該ロッド
部７ａの端部には可動接点１２が支持されている。

なお、符号１３は樹脂製のキャップ、１４は該キャップ
１３に設けられた端子ボルトで、内側の端部が可能接点
１２に接触する固定接点１４ａとされている。

外枠６の端壁６ａにおける中心開口に嵌挿されコイルボ
ビン９の中心通路を鉄心８に向って吸引移動するプラン
ジャ７には、軸方向外方に向って開口した端部凹所７ｂ
が同心的に形成され、該凹所７ｂには後端にフランジ部
１５ａを形成したピストン状のフック１５が摺動可能に
配置されている。このフック１５は凹所７ｂの開口端を
閉塞するホルダ１６の中心孔を通って外部に突出し、そ
の突出端にはシフトレバ−５の上端５ａが係合されてい
る。プランジャ７の凹所７ｂ内においてホルダ１６とフ
ック１５のフランジ部１５ａとの間には円筒状コイルバ
ネからなる押圧スプリング１７が配設されている。

他方、ピニオン移動体３は、クラッチアウタ１８ａ、　
クラッチインナ１８ｂおよび両アウタとインナとの間に
形成された各模形空間に配置されたローラ１８ｃからな
る一方向りランチ装置１８と、この一方向クラッチ装置
１８のクラッチインナ１８ｂに一体的に形成されたとニ
オン１９とによって構成されている。クラッチアウタ１
８ａにはその後部に筒状部２０が一体に形成され、この
筒状部２０の内周面には出力回転軸２ｂ外周部に形成さ
れたヘリカルスプライン２Ｃに噛み合うスプラインが形
成されている。また、この筒状部２０の外周部には止め
輪２１が固定され、この止め輪２１とクラッチアウタ１
８ａの後壁との間にシフトレバ−５の二叉状下端５ｂが
係合されている。

シフトレバ−５のほぼ中間部は揺動支点部５Ｃとされ、
フロントブラケット２２の支持面２２ａと金属板２３と
によって挟持されるように前後の側部が支持され、これ
により該揺動支点部５Ｃを中心とした揺動運動を可能と
している。

次に、前述した従来のスタータ装置における動作を簡単
に説明する。

車輌のキースイッチがオンされると、電磁スイッチ装置
４の励磁コイル１０に通電されて磁力が発生し、プラン
ジャ７が鉄心８に向って吸引される。このプランジャ７
の移動に伴ってシフトレバ−５が回動され、ピニオン移
動体３が出力回転軸２ｂ上を摺動される。その際、ピニ
オン１９が機関のりングギャの側面に当接すると、シフ
トレバ−５の回動は停止し、他方プランジャ７は吸引さ
れ続けて移動することがら押圧スプリング１７が圧縮さ
れる。この押圧スプリング１７の圧縮によるエネルギー
はシフトレバ−５を介してピニオン１９を機関のリング
ギヤに押圧する力となる。

そして、プランジャ７のロッド部７ａに取付けられた可
動接点１２が固定接点１４ａに接触し、これにより直流
電動機２の電源が入る。その結果出力回転軸２ｂが回転
し、その回転力は一方向りランチ装置１８を介してピニ
オン１９に伝達される。このようにして、ピニオン１９
が回転し始めた途端に、押圧スプリング１７による押圧
力によって、ピニオン１９は機関のリングギヤと噛合を
開始する。

このようにスタータ装置１において電磁スイッチ装置４
は直流電動機２に電源を入れる作用をするが、同時にシ
フトレバ−５を揺動させる作用をもすることから、この
電磁スイッチ装置４およびシフトレバ−５がピニオンシ
フト装置を構成することとなる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来のピニオンシフト装置は電磁スイッ
チ装置が大きく、その小型化、および軽量化が望まれて
いた。特に、このピニオンシフト装置をスタータ装置に
適用した場合の問題として、エンジンルームへの取付は
性改善のため電磁スイッチ装置の小型化と更には車輌全
体の軽量化を含めて電磁スイッチ装置の軽量化が望まれ
た。

本発明の目的は、かかる従来の問題点を解決して電磁ス
イッチ装置を小型且つ軽量にしたピニオンシフト装置を
提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、電磁力により吸引されるプランジャの端部凹
所に摺動可能に配置され、前記プランジャの軸方向移動
により押圧スプリングを介して引張されるフックを有す
る電磁スイッチ装置、および一端が前記フックに係合さ
れ且つ他端が支持軸上を摺動可能に嵌装され、被動のギ
ヤに係脱するビニオンに係合して摺動力を付与するシフ
トレバ−を備えるピニオンシフト装置において、前記プ
ランジャの端部凹所が該プランジャの中心軸線に対して
前記支持軸側に偏心した位置に形成されていることを特
徴とする。

（作　用） 本発明のビニオンシフト装置では、電磁スイッチ装置に
通電されると、プランジャは固定鉄心とのギャップが小
さいため初期状態から強い力で吸引され、これによりレ
バーを回動させてピニオンを支持軸上で摺動させる。

（実施例） 以下、本発明のピニオンシフト装置を添付図面に示され
た実施例について更に詳細に説明する。

第１図には、本発明の第１の実施例に係るビニオンシフ
ト装置３０を用いたスタータ装置２５が示されている。

このスタータ装置２５を示す第１図において、第５図に
示された従来のスタータ装置１の構成部分と同様な部分
は同じ参照符号を付して詳細な説明を省略する。

第１図に示されるスタータ装置２５では、ピニオン移動
体３を摺動させるシフト装置３０を備え、該シフト装置
３０は″ｒＪＩＭ１スイッチ装置３１およびシフトレバ
−３２を有し、このシフトレバ−３２の中間部よりやや
上端側には揺動支点部３２ａが設けられ、この揺動支点
部３２ａは第５図に示される従来のスタータ装置ｌと同
様にフロントブラケット２２の固定支持面２２ａと金属
板２６とに前後を挟持されるようにして回動可能に支持
されている。

電磁スイッチ装置３１は、後述する理由から固定鉄心８
とプランジャ３３との間の初期のギャップｇが従来のも
のに比べて小さくされている。また、フック１５を摺動
可能に配置するためプランジャ３３に設けられた端部凹
所３４は、その中心軸線をプランジャ３３の中心軸線に
対して出力回転軸２ｂ寄りに偏心させて形成されている
。これにより、シフトレバ−３２における揺動支点部３
２ａとフック１５に係合する上端３２ｂまでのアーム長
さが短かくなるため、レバー比が大きくなり、その分だ
けプランジャ３３のギャップｇを短かくすることができ
る。このように、プランジャ３３のギャップｇを短か（
できるということは、電磁スイッチ装置の軸方向長さが
短かくなり、小型にすることができることになる。

第２図には、本発明の第２の実施例に係るビニオンシフ
ト装置４０を用いたスタータ装置３５が示されている。

このスタータ装置３５を示す第２図においては、第５図
に示された従来のスターク装置１の構成部分と同様な部
分は同じ参照符号を付して詳細な説明を省略する。

第２図に示されるスタータ装置３５においてビニオン移
動体３を摺動さ′せるシフト装置４０は第１の実施例と
後述する部分を除きほぼ同じ電磁スイッチ装置３１およ
びシフトレバ−３２を有し、該シフトレバ−３２におけ
る揺動支点部３２ａの後方支持が弾性支持装置４１によ
ってなされている。弾性支持装置４１は断面コ字状のバ
ネ受は皿部４２ａと、一端をバネ受は皿部４２ａの底部
に当接して位置決めされ、軸線を前後方向に向けて配置
されたコイルスプリング４２ｂと、このスプリング４２
ｂの他端に取付けられ、シフトレバ−３２の揺動支点部
３２ａの後方側部に接触してこれを押圧する金属板４２
ｃとから構成されている。

この弾性支持装置４１における金属板４２ｃはコイルス
プリング４２ｂを圧縮しである程度移動したときバネ受
は皿部４２ａの周囲縁部に当接してその移動が阻止され
る。この金属板４２ｃの移動範囲は本実施例のようにバ
ネ受は皿部４２ａを利用して積極的に規制してもよく、
或いはコイルスプリングの撓みしろであってもよい。

電磁スイッチ装置３１は、後述する理由によりシフトレ
バ−の上端とフック１５との係合部が軸方向において作
動上必要な微少クリアランスとされていること、固定鉄
心８とプランジャ３３との間の初期のギャップｇが第１
の実施例のものに比べて更に小さくされていること、お
よびフック１５の周囲に配置された押圧スプリング４３
は従来のものに比べてバネ定数の高いものが用いられる
ことを除いては第１図に示された第１の実施例のものと
同じである。

次に、本実施例のピニオンシフト装置４０と共にこれを
適用したスタータ装置３５の動作を第３図（ａ）〜第３
図（ｄ）および第４図を参照して説明する。

車輌のキースイッチがオンされると、電磁スイッチ装置
３１の励磁コイル１０に通電されて磁力が発生し、プラ
ンジャ３３が鉄心８に向って吸引される。このプランジ
ャ３３の移動に伴ってシフトレバ−３２の上端３２ｂが
引っ張られ、これによりシフトレバ−３２の揺動支点部
３２ａが弾性支持装置４１のコイルスプリング４２ｂを
圧縮しながら金属板４２ｃがバネ受は皿部４２ａの周囲
縁部に当接して停止するまで移動すると共に揺動支点部
３２ａを中心とするシフトレバ−３２の揺動運動によっ
て下端３２ｃは上端３２ｂとは逆方向に移動し、下端３
２ｃに係合したピニオン移動体３が出力回転軸２ｂ上を
摺動され、そのピニオン１９の端面が機関のリングギヤ
２６の端面に当接する。ここまでの動作におけるシフト
装置４０の状態は第３図［ａ）および第３図（ｂ）に概
略的に示され、プランジャ３３の動いた距離を１．　　
とする。

このように、プランジャ３３が距離１１だけ移動する間
に弾性支持装置４１のコイルスプリング４２ｂが撓むた
め、このコイルスプリング４２ｂのバネ特性線は第４図
に３１で示されるように表われる。

そして、ピニオン１９がリングギヤ２６に当接した後も
プランジャ３３は吸引され続けるが、しかしシフトレバ
−３２の揺動は生じないため、プランジャ３３はシフト
レバ−３２の上端３２ｂと係合しているフック１５を残
したまま押圧スプリング４３を圧縮しながら固定鉄心８
に向って移動し、プランジャ３３のロッド部７ａに取付
けられた可動接点１２が固定接点１４ａに接触する（第
３図（Ｃ））、静止位置からここまでのプランジャ３３
の移動距離を２２とすると、プランジャ３３の距ｊｉＩ
ｌＩｌｌ　の移動後から２□の終点までの間に押圧スプ
リング４３が撓むため、この押圧スプリング４３の゛バ
ネ特性線は第４図に３２で示されるように表われる。こ
の押圧スプリング４３の圧縮によるエネルギーはシフト
レバ−３２を介してピニオン１９をリングギヤ２６に押
し付ける力となるものであり、ある程度の力を必要とす
ることから、この短かい距＃（ｆｆｉｔ−ｆｆｉ、）で
所定の押し付は力を得るためバネ定数の高いものが使用
される。

このようにして可動接点１２と固定接点１４ａとが接触
すると、直流電動機２が起動され、一方向クラッチ装置
１８を介してピニオン１９にその回転が伝達される。そ
して、ピニオン１９が回転し始めた途端に、押圧スプリ
ング４３による押圧力によって、ピニオン１９は第３図
（ｄ）に示される如く機関のリングギヤ２６と噛み合い
を開始する。

これにより、ピニオン１９の回転は機関のりングギャ２
６を回転させ、機関を始動する。ピニオン１９の全移動
に伴って弾性支持装置４１はシフトレバ−３２の揺動支
点部３２ａを固定支持面２２ａに向って押し戻すように
作用し、この作用力はシフトレバ−３２の下端３２ｃを
介してピニオン１９を前方即ち第３図（ｄ）に矢印４４
で示される方向に常時移動させようとし、従って、ピニ
オン１９を全移動位置に保持させるべく作用する。この
こは、次のような場合に大きな効果がある。

すなわち、機関の始動中に、機関の回転脈動によって一
瞬ではあるが一方向クラッチ装置１８に後退力を生じる
場合がある。しかし、その際ピニオン移動体３を前方へ
常時移動させようとする力が作用しているため機関の脈
動に伴なって生ずるピニオン移動体３の前後のガタの発
生が無くなる。

このように、第２の実施例のピニオンシフト装置４０に
よると、上述した効果と共にプランジャ３３に対する吸
引力の弱い初期移動状態において押圧スプリング４３の
影響を受けないようにしたことから第４回に示されるよ
うにプランジャの吸引力を従来の曲線Ｐから曲線Ｐ′に
下げた場合でも、吸引力が押圧スプリング４３に釣合っ
て作動しなくなるといったこともな（、従って、小型の
電磁スイッチ装置でピニオン移動体３の全移動を十分に
保障することができる。

更に、第２の実施例のピニオンシフト装置４０によると
、シフトレバ−３２の上端３２ｂおよび下端３２ｃとフ
ック１５および一方向クラッチ装置１８のフランチアウ
タ１８ａとのそれぞれの係合部におけるガタ即ち余裕間
隙を無くすことができ、その結果プランジャ３３と固定
鉄心８とのギャップｇを更に小さくすることができるた
め、これによって電磁スイッチ装置３Ｉの一層の小型化
を図ることができる。このような利点は弾性支持装置４
１の存在によって得られる。

すなわち、従来の電磁スイッチ装置においてはシフトレ
バ−の上端、下端とフックおよびフランチアウタとのそ
れぞれの係合部における余裕間隙は絶対に必要なもので
あった。なぜならば、可動接点１２は摩耗などによる接
触不良をＨＥしないようにロッド部７ａに対しである程
度移動できるように支持されていて、常時スプリング２
４で押圧されている。すなわち、可動接点１２には押し
しるが与えられている。従って、第５図に示されるよう
なスタータ装置においてもしシフトレバ−上下端保合部
に余裕間隙がなかったとすれば、機関の始動後にプラン
ジャ３３が復帰スプリング１１によって僅かに復帰移動
した場合であってその移動量が可動接点１２の押ししろ
分向であったとすると、接点１２．１４ａは接触したま
まで、ピニオン１９が後退してリングギヤから外れよう
とする。しかし、接点１２，１４．ａの接触によって直
流電動機２は回転したままであるため、ピニオン移動体
３はヘリカルスプライン２ｃの影響で前方へ飛び出そう
とすることから逆にシフトレバ−３２を介してプランジ
ャ３３を押し込み、接点１２゜１４ａがより圧接し、結
果的に、電磁スイッチ装置への通電を切っても直流電動
機２の電源は永遠に切れることがないという事態となる
。

しかし、この第２の実施例のピニオンシフト装置４０に
よると、シフトレバ−の上下端係合部に作動上必要な微
少クリアランスのみでそれ以上の余裕間隙はまったく必
要としない。その理由は、第３図（ｄ）から明らかなよ
うに、プランジャ３３が復帰し始めてもそれに伴うシフ
トレバ−３２の上端３２ｂの動きは揺動支点部３２ａの
復帰移動に吸収されて下端３２ｃを動かすことはなく、
従・ってピニオン移動体３には復帰力が作用しない、そ
して、プランジャ３３が可動接点１２の押ししろ分収上
復帰移動した時揺動支点部３２ａが固定支持面２２ａに
当接するように寸法上の設計をすれば、その時点から即
ち接点１２，１４ａが離れ、直流電動機２の電源が切れ
てからシフトレバ−３２が揺動支点部３２ａを中心に揺
動してピニオン移動体３を復帰移動させることとなる。

その結果、上述したような直流電動機２の電源が永遠に
切れない、といった問題は生じない。

このように弾性支持装置４Ｉの存在によるプランジャ３
３のギャップｇの短縮とレバー比を大きくしたことによ
るプランジャ３３のギャップｇの短縮との合計によって
短縮されたギャップに対応する吸引力は、プランジャの
吸引力特性線が第４図に示されるように双曲線を描くこ
とから非常に高くなる。従って、ギャップの短縮程度が
大きくなると電磁スインチ装置も双曲線的に小型化する
ことができる。

なお、前述の各実施例は車輌の内燃機関を始動するスタ
ータ装置に適用した場合について説明したが、本発明の
ピニオンシフト装置は、このようなスタータ装置に用い
ることのみに限定されるものではなく、被動のギヤにピ
ニオンを係脱させるような場合にも適用・できることは
言うまでもない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のピニオンシフト装置によ
れば、シフトレバ−とフックとの保合部を通る軸線をプ
ランジャの中心軸線に対して偏心させてレバー比を大き
くしたことにより、プランジャと固定鉄心との間のギャ
ップを小さくできるため、ｉａｍスイッチ装置を小型且
つ軽量にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係るピニオンシフト装
置を適用したスタータ装置を示す断面図、第２図は本発
明の第２の実施例に係るピニオンシフト装置を適用した
スタータ装置を示す断面図、第３図（ａ）ないし第３図
（ｄ）は前記ピニオンシフト装置の動作を示すべく構成
を簡略化した動作説明図、第４図は前記ピニオンシフト
装置における電磁スイッチ装置の吸引力とピニオンを押
圧する押圧スプリングのバネ特性を示す特性図、第５図
は従来のスタータ装置を示す断面図である。 ２ｂ・・・出力回転軸、３・・・ピニオン移動体、１５
・・・フック、２５・・・スタータ装置、３０・・・ピ
ニオンシフト装置、３１・・・電磁スイッチ装置、３２
・・・シフトレバ−３２ａ・・・揺動支点部、３２ｂ・
・・上端、３３・・・プランジャ、３４・・・端部凹所
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　電磁力により吸引されるプランジャの端部凹所に摺動
   可能に配置され、前記プランジャの軸方向移動により押
   圧スプリングを介して引張されるフックを有する電磁ス
   イッチ装置、および一端が前記フックに係合され且つ他
   端が支持軸上を摺動可能に嵌装され、被動のギヤに係脱
   するピニオンに係合して摺動力を付与するシフトレバー
   を備えるピニオンシフト装置において、前記プランジャ
   の端部凹所が該プランジャの中心軸線に対して前記支持
   軸側に偏心した位置に形成されていることを特徴とする
   ピニオンシフト装置。