JP2008095594A - スタータ - Google Patents

Abstract

【課題】衝撃吸収装置の体格ＵＰを伴うことなく、過大衝撃を低減できるスタータを提供する。
【解決手段】衝撃吸収装置は、ピニオンギヤと一体に設けられた円筒部（ピニオン円筒部）に連結される前側ケース３７と、出力軸に連結される後側ケースと、両ケースの間に配置される中間ケースと、各ケースの間に組み込まれる複数個の緩衝部材等より構成される。前側ケース３７には、中間ケース３９との間で緩衝部材４０の圧縮率を規制するための第１突起部３７ａが設けられると共に、この第１突起部３７ａに中空部３７ｃが形成されている。この中空部３７ｃを有する第１突起部３７ａは、中空部の無い突起部と比較して、断面係数を小さくできる。その結果、前側ケース３７のねじり剛性、つまりスタータのねじり剛性を小さくできるので、過大トルクの入力によって生じる衝撃（過大衝撃）を低減できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジン始動時に生じる衝撃を低減する衝撃吸収装置を備えたスタータに関する。

従来、多くの車両に搭載される一般的な内燃機関（例えば４サイクルエンジン）では、ピストンの各工程によって負荷が急激に変動するため、その回転数も脈動する。
しかし、エンジンの始動を行うスタータは、エンジンの負荷変動に巧く追従できないため、エンジン側のリングギヤとスタータのピニオンギヤとの間に相対速度差が生じて、ピニオンギヤがリングギヤを叩く現象が発生する。
つまり、ピストンが下死点から上死点へ移動する間は、ピニオンギヤがリングギヤを常に押圧しているが、ピストンが上死点を過ぎると、エンジン回転が加速されるため、リングギヤの回転にピニオンギヤがついて行けなくなり、ついにはリングギヤからピニオンギヤが離れる。その後、下死点を過ぎて上死点に近づくと、ピニオンギヤがリングギヤに追いつき衝突する。この時、ピニオンギヤがリングギヤを叩く現象が発生し、衝撃と共に叩き音が発生する。また、エンジン始動時の最初には、静止状態のリングギヤにピニオンギヤが回転しながら噛み合うため、両者の相対速度差が大きくなり、過大な衝撃トルクと噛合い音が発生する。

上記の衝撃にスタータの構成部品を強度的に耐え得る設計とするためには、強度系部品の強度ＵＰや体格ＵＰが必要となり、コストの上昇を招くと共に、エンジンへの搭載性悪化に繋がる。また、ピニオンギヤがリングギヤを叩く時に発生する叩き音や、静止状態のリングギヤにピニオンギヤが回転しながら噛み合う時に発生する噛合い音等は、ユーザにとって不快感となる。
そこで、エンジン始動時に生じる衝撃や不快な叩き音及び噛合い音を低減させる手段として、出力軸とピニオンギヤとの間に衝撃吸収装置を配置したスタータが公知である（特許文献１参照）。

衝撃吸収装置は、ピニオンギヤと相対回転不能に係合する第１のケースと、出力軸と相対回転不能に係合する第２のケースと、両ケースの間に配置されるゴム等の緩衝部材によって構成され、緩衝部材を収納する両ケースには、緩衝部材の圧縮率を規制するストッパ部が設けられている。
なお、第１のケースと第２のケースとの間に少なくとも１つの中間ケースを配置し、この中間ケースを介して緩衝部材を直列多段に配置することもできる。例えば、中間ケースが１つの場合であれば、第１のケースと中間ケースとの間、及び、中間ケースと第２のケースとの間にそれぞれ緩衝部材を配置しても良い。

ストッパ部は、例えば、第１のケースに設けられる突起と、第２のケースに設けられる突起とで構成され、過大負荷（例えば、エンジン誤着火、逆爆、常時噛合式スタータにおいてはエンスト時等に生じる衝撃）が入力されると、緩衝部材が所定の圧縮率だけ圧縮された時点で、両ケースの突起同士が当接することにより、それ以上、緩衝部材が圧縮されることを防止している。
一方、軽負荷（例えば、始動時のクランキング衝撃）の入力に対しては、両ケースの突起同士が当接することはなく、緩衝部材の弾性を利用して、発生衝撃を低減することができる。
特開２００６−２０７５７３号公報

スタータに発生する衝撃トルクは、下記の数式で示される様に、スタータのねじり剛性（ばね定数）の平方根に比例するため、スタータのねじり剛性を小さくすることで、衝撃トルクを低減できる。

また、当接壁がストッパ壁に当接した後のスタータのねじり剛性は、緩衝部材のばね定数に関係なく、ストッパ部（突起）を含めたケースのねじり剛性に影響する。従って、ケースのねじり剛性を小さくすることが、過大衝撃の低減に繋がる。
ところが、ケースのねじり剛性を小さくすると、第１のケースとピニオンギヤとの係合部、及び、第２のケースと出力軸との係合部における強度不足が問題となる。すなわち、第１のケースとピニオンギヤとの係合部、及び、第２のケースと出力軸との係合部では、それぞれトルクが伝達されるため、必要伝達トルクを満足できるだけの強度を確保する必要がある。例えば、セレーション嵌合する構造であれば、セレーションの長さを長くしたり、歯数を増やしたり、モジュールを大きくする等の方法で結合部の強度を確保することは可能である。しかし、何れの方法も係合部の体格ＵＰにつながる。

これに対し、樹脂やアルミニウム等と比較して強度の高い材料（例えば鉄）、あるいは、熱処理を施した金属材料をケースの材料に使用することで、体格ＵＰを招くことなく、結合部の強度を確保することができる。
しかし、一般的に強度の高い材料を用いた場合、その材料の縦弾性係数も増加し、延いては、ねじり剛性も高くなってしまうため、「過大衝撃を低減するためにケースのねじり剛性を小さくする」と言う初期の目的を達成できなくなる。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、衝撃吸収装置の体格ＵＰを伴うことなく、過大負荷の入力によって生じる衝撃（過大衝撃）を低減できるスタータを提供することにある。

（請求項１の発明）
本発明のスタータは、回転力を発生するモータと、このモータの駆動トルクが伝達されて回転する出力軸と、この出力軸上に相対回転可能に配置されると共に、エンジン側のリングギヤに噛み合って、モータの駆動トルクをリングギヤに伝達するピニオンギヤと、出力軸とピニオンギヤとの間に設けられ、トルク伝達時に生じる衝撃を低減する衝撃吸収装置とを備えている。
衝撃吸収装置は、ピニオンギヤと相対回転不能に係合する第１のケースと、出力軸と相対回転不能に係合する第２のケースと、第１のケースと第２のケースとの間に配置されると共に、トルク伝達時の衝撃によって第１のケースと第２のケースとの間に相対回転が生じた時に圧縮変形する緩衝部材とを有し、第１のケース及び第２のケースは、両ケースの相対回転に伴って緩衝部材が圧縮変形した時に、その圧縮率を規制するストッパ部を有すると共に、このストッパ部に中空部が形成されていることを特徴とする。

上記の構成によれば、過大負荷の入力により、緩衝部材が予め規制された圧縮率まで圧縮した場合、つまり、ストッパ部が当接した場合は、緩衝部材のばね定数に関係なく、ストッパ部を含めたケース（第１のケース及び第２のケース）のねじり剛性が、スタータのねじり剛性（ばね定数）に大きく影響する。
ここで、ケースのストッパ部に中空部を形成することで、中空部の無いストッパ部と比較して、ストッパ部の断面係数を小さくできる。その結果、ケースのねじり剛性、つまりスタータのねじり剛性を小さくできるので、過大負荷の入力によって生じる衝撃（過大衝撃）を低減できる。
更に、ストッパ部に中空部を形成することで、ケースの質量を低減でき、ケースの慣性を低減できるので、慣性モーメントの低減による衝撃低減効果も期待できる。

（請求項２の発明）
請求項１に記載したスタータにおいて、第１のケース及び第２のケースは、共に金属製であることを特徴とする。
この場合、ピニオンギヤと相対回転不能に係合する第１のケースの係合部、及び出力軸と相対回転不能に係合する第２のケースの係合部が、共に金属で構成されるので、係合部の体格ＵＰを伴うことなく、必要伝達トルクを満足できるだけの強度を確保できる。

（請求項３の発明）
本発明のスタータは、回転力を発生するモータと、このモータの駆動トルクが伝達されて回転する出力軸と、この出力軸上に相対回転可能に配置されると共に、エンジン側のリングギヤに噛み合って、モータの駆動トルクをリングギヤに伝達するピニオンギヤと、出力軸とピニオンギヤとの間に設けられ、トルク伝達時に生じる衝撃を低減する衝撃吸収装置とを備えている。
衝撃吸収装置は、ピニオンギヤと相対回転不能に係合する第１のケースと、出力軸と相対回転不能に係合する第２のケースと、第１のケースと第２のケースとの間に配置されると共に、トルク伝達時の衝撃によって第１のケースと第２のケースとの間に相対回転が生じた時に圧縮変形する緩衝部材とを有し、第１のケース及び第２のケースは、両ケースの相対回転に伴って緩衝部材が圧縮変形した時に、その圧縮率を規制するストッパ部を有すると共に、このストッパ部が樹脂によって構成され、且つ、ピニオンギヤと相対回転不能に係合する第１のケースの係合部、および出力軸と相対回転不能に係合する第２のケースの係合部が、共に金属で構成されていることを特徴とする。

上記の構成によれば、過大負荷の入力により、緩衝部材が予め規制された圧縮率まで圧縮した場合、つまり、ストッパ部が当接した場合は、緩衝部材のばね定数に関係なく、ストッパ部を含めたケース（第１のケース及び第２のケース）のねじり剛性が、スタータのねじり剛性（ばね定数）に大きく影響する。
ここで、ケースのストッパ部を樹脂により構成することで、ストッパ部を金属で構成した場合と比較して、ストッパ部の剛性を低減できる。その結果、ケースのねじり剛性、つまりスタータのねじり剛性を小さくできるので、過大負荷の入力によって生じる衝撃（過大衝撃）を低減できる。
一方、ピニオンギヤと相対回転不能に係合する第１のケースの係合部、及び出力軸と相対回転不能に係合する第２のケースの係合部は、共に金属で構成されているので、必要伝達トルクを満足できるだけの強度を確保できる。言い換えると、強度確保のために係合部の体格を大きくする必要はなく、係合部の体格ＵＰを伴うことなく、必要な強度を確保できる。

（請求項４の発明）
請求項１〜３に記載した何れかのスタータにおいて、衝撃吸収装置は、第１のケースと第２のケースとの間に少なくとも１個の中間ケースを有し、各ケースの間にそれぞれ緩衝部材が配置され、中間ケースには、第１のケースとの間、及び第２のケースとの間、あるいは中間ケース同士の間で、それぞれ緩衝部材の圧縮率を規制するストッパ部が設けられていることを特徴とする。
この場合、中間ケースを介して緩衝部材を直列多段に配置することにより、衝撃吸収装置の外径が増大することなく、衝撃吸収能力を向上できる。
なお、中間ケースは、１個でも２個以上でも良い。

（請求項５の発明）
請求項４に記載したスタータにおいて、中間ケースに設けられたストッパ部に中空部が形成されていることを特徴とする。
請求項１に係る発明と同様に、中間ケースのストッパ部に中空部を形成することで、中空部の無いストッパ部と比較して、ストッパ部の断面係数を小さくできる。その結果、中間ケースを含めたケース全体のねじり剛性、つまりスタータのねじり剛性を小さくできるので、過大衝撃を低減できる。
更に、中間ケースのストッパ部に中空部を形成することで、ケース全体の質量を低減でき、ケースの慣性を低減できるので、慣性モーメントの低減による衝撃低減効果も期待できる。

（請求項６の発明）
請求項４に記載したスタータにおいて、中間ケースは、樹脂製であることを特徴とする。
中間ケースを樹脂製とすることにより、金属製の中間ケースと比較して、中間ケースのねじり剛性を低減できる。その結果、中間ケースを含めたケース全体のねじり剛性、つまりスタータのねじり剛性を小さくできるので、過大衝撃を低減できる。

（請求項７の発明）
請求項１〜６に記載した何れかのスタータにおいて、モータと出力軸との間のトルク伝達経路に設けられるトルクリミッタを備え、このトルクリミッタは、摩擦力によって回転規制された回転板を有し、この回転板の滑りトルクを超える過大トルクが回転板に加わると、回転板が摩擦力に抗して滑る（回転する）ことにより、過大トルクの伝達を遮断することを特徴とする。
摩擦式のトルクリミッタでは、ある設定したトルク以上の過大トルクが加わった場合に、回転板を滑らせて過大トルクをカットするが、非常に速度の速い衝撃トルクに対しては、設定トルクで完全にカットすることができず、設定トルクを超えたオーバーシュート（ピーク値）が発生してしまう。このピーク値は、トルクリミッタの速度応答性によるもので、衝撃発生源であるピニオンギヤからトルクリミッタまでのトルク伝達経路内のばね定数を低減し、衝撃の伝達速度を低減することで、トルクリミッタの速度応答性を向上することができる。従って、本発明のスタータは、トルクリミッタを備える従来のスタータと比較して、トルクリミッタの速度応答性が向上することにより、ピーク値を低く抑えることができる。

（請求項８の発明）
請求項１〜７に記載した何れかのスタータにおいて、エンジンの停止および再始動を自動制御するエンジン自動停止／再始動システムに用いられることを特徴とする。
エンジン自動停止／再始動システム（アイドルストップ、エコランシステム等とも呼ばれる）は、例えば、交差点や渋滞等で車両が一旦停止した時に、エンジンを自動停止させ、その後、所定の発進操作が行われた時に、エンジンを自動的に再始動させるもので、車両の燃費向上あるいは排気エミッションの改善に効果がある。
このエンジン自動停止／再始動システムを搭載する車両では、同システムを搭載しない車両と比較して、必然的にエンジンの始動回数、つまりスタータの始動回数が大幅に増加する。

ところで、エンジン始動時には、ユーザにとって不快な騒音（ピニオンギヤがリングギヤに噛み合う時の噛合い音やピニオンギヤがリングギヤを叩く時の叩き音）が衝撃と共に発生する。このため、上記システムを搭載する車両では、エンジン再始動の度に不快な騒音及び衝撃が発生することになる。
これに対し、本発明のスタータは、エンジン始動時に発生する衝撃や不快な騒音を衝撃吸収装置によって低減できるので、始動回数の多いエンジン自動停止／再始動システムに好適に用いることができ、ユーザの不快感を低減できる。

本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。

図１はスタータ１の半断面図である。
実施例１のスタータ１は、図１に示す様に、回転力を発生するモータ２と、モータ回路に設けられるメイン接点（後述する）を開閉する電磁リレー３と、モータ２の逆回転を防止する逆転防止用クラッチ４と、モータ２の駆動トルクを増幅する減速機５と、この減速機５を介してモータ２の駆動トルクが伝達される出力軸６と、この出力軸６上に配置されるピニオンギヤ７と、エンジン始動時に生じる衝撃を吸収する衝撃吸収装置８等より構成される。
このスタータ１は、エンジンの停止および再始動を自動制御するエンジン自動停止／再始動システムに用いることができる。同システムは、例えば、車両が交差点で信号ストップあるいは渋滞等で停車した時等に、エンジンを自動停止させ、その後、所定の発進操作（例えば、運転者がブレーキペダルを離した時）に応答して、エンジンを自動的に再始動させるシステムである。

モータ２は、磁気回路を形成する円筒状のヨーク９と、このヨーク９の内周に配置される複数の永久磁石１０（界磁コイルでも良い）と、この永久磁石１０の内周にギャップを有して回転自在に配置される電機子１１等より構成される周知の直流電動機である。
電機子１１は、電機子軸１２の外周に圧入状態でセレーション嵌合する電機子鉄心１３と、この電機子鉄心１３に巻線される電機子コイル１４と、この電機子コイル１４に接続される整流子１５とを有し、この整流子１５に摺接するブラシ１６を通じて電機子コイル１４にバッテリ電流が通電される。
上記のモータ２は、ヨーク９の前端部がハウジング１７の開口部内に嵌合して組み付けられ、ヨーク９の後端開口部にエンドフレーム１８が嵌合して電機子１１の後部を覆うと共に、エンドフレーム１８の後方から複数本のスルーボルト１９を通して、そのスルーボルト１９をハウジング１７に締め付けることによって固定される。

電磁リレー３は、バッテリから通電されて電磁石を形成する電磁コイル（図示せず）と、電磁石に対向して可動するプランジャ２０とを内蔵し、電磁コイルへの通電によって電磁石が形成されると、その電磁石にプランジャ２０が吸引されて移動することにより、プランジャ２０の動きに連動してモータ回路のメイン接点を閉操作する。また、電磁コイルへの通電が停止して電磁石の吸引力が消滅すると、図示しないリターンスプリングの反力にプランジャ２０が押し戻されて、メイン接点を開操作する。

メイン接点は、２本の外部端子２１、２２を介してモータ回路に接続される一組の固定接点（図示せず）と、プランジャ２０と一体に可動して一組の固定接点間を断続する可動接点（図示せず）とで形成され、可動接点が一組の固定接点に当接して両固定接点間が導通することでメイン接点が閉状態となり、一組の固定接点から可動接点が離れて両固定接点間の導通が遮断されることでメイン接点が閉状態となる。
２本の外部端子２１、２２は、バッテリケーブルを介してバッテリに接続されるＢ端子２１と、モータ２から取り出されたモータリード線２３が接続されるＭ端子２２であり、電磁リレー３の樹脂製カバー３ａに固定されている。モータリード線２３は、ヨーク９とエンドフレーム１８との間に挟持されるグロメット２４に保持され、モータ２の内部で正極側のブラシ１６に接続されている。

逆転防止用クラッチ（以下クラッチ４と呼ぶ）は、電機子軸１２に設けられるインナ２５と、このインナ２５と同心に配置され、インナ２５の外周に複数のカム室（図示せず）を形成するアウタ２６と、カム室に配設されるローラ２７等より構成される。
インナ２５は、円筒形状に設けられて、電機子軸１２の外周に圧入等により嵌合して固定され、電機子軸１２と一体に回転する。
アウタ２６は、自身の外径部に相対回転不能に結合されたアウタ壁部２６ａを有し、このアウタ壁部２６ａの外周部がスペーサ部材２８とヨーク９との間に挟持されて軸方向に位置決めされると共に、アウタ壁部２６ａの外周に設けられた係合部（図示せず）がハウジング１７の内周に係合して回転規制されている。
ローラ２７は、図示しないスプリングによってカム室の狭小方向へ付勢され、インナ２５とアウタ２６との間でトルクの伝達を断続する働きを有する。

上記のクラッチ４は、エンジンが逆回転した場合（例えば、エンジンが停止する際に生じるクランク軸の揺動、あるいは登板路のエンストで車両が後退する時等）に、その逆回転が伝達されて電機子１１が逆回転しない様に、電機子１１の逆回転を防止する働きを有している。つまり、エンジンの逆回転が減速機５を介して電機子軸１２に伝達されると、ローラ２７がインナ２５の外周面とカム室の内周面との間にロックされて、インナ２５の回転、すなわち電機子軸１２の逆回転が阻止される。その結果、電機子１１がエンジン始動時と逆方向に回転することを防止できる。
一方、エンジン始動時には、ローラ２７がインナ２５の外周面とカム室の内周面との間で空転することにより、電機子軸１２の回転を許容する。

減速機５は、電機子軸１２に形成された太陽歯車２９と、下記のスリップ式トルクリミッタを介して回転規制される内歯歯車３０と、両歯車２９、３０に噛み合う複数の遊星歯車３１とで構成される周知の遊星歯車減速機であり、クラッチ４の反鉄心側（図示左側）に構成されている。
トルクリミッタは、センタケース３２に対し摩擦力によって回転規制された回転ディスク３３（本発明の回転板）を有し、この回転ディスク３３の滑りトルクを超える過大トルクが内歯歯車３０に加わると、回転ディスク３３が摩擦力に抗して滑る（回転する）ことにより、内歯歯車３０の回転が許容されて、過大トルクを吸収する。

センタケース３２は、ハウジング１７の内部に出力軸６と直交して配置され、ハウジング１７の内周に設けられた段差に当接して軸方向に位置決めされると共に、ハウジング１７に対し回転規制されている。
出力軸６は、電機子軸１２と同軸線上に配置されると共に、反モータ側の端部が軸受３４を介してハウジング１７の先端部に回転自在に支持され、モータ２側の端部が減速機５を介して電機子軸１２に連結され、且つセンタケース３２に回転自在に支持されている。 ピニオンギヤ７は、出力軸６の外周に軸受３５を介して相対回転可能に嵌合すると共に、エンジン側のリングギヤ３６に常時噛み合わされ、更に、以下に説明する衝撃吸収装置８を介して出力軸６に連結されている。

衝撃吸収装置８は、ピニオンギヤ７と一体に設けられた円筒部（ピニオン円筒部７ａと呼ぶ）に連結される前側ケース３７（本発明の第１のケース）と、出力軸６に連結される後側ケース３８（本発明の第２のケース）と、両ケース３７、３８の間に配置される中間ケース３９と、各ケース３７〜３９の間に組み込まれる複数個の緩衝部材４０等より構成される。
前側ケース３７は、図２に示す様に、円筒状のボス部３７０を有する略円盤形状に設けられ、ボス部３７０の内周に形成されたセレーション３７１と、ピニオン円筒部７ａの外周に形成されたセレーション７ｂとを噛み合わせて、ピニオン円筒部７ａの外周に相対回転不能に嵌合している（図１参照）。

この前側ケース３７には、中間ケース３９と対向する後端面に第１の突起群と第２の突起群とが設けられている。
第１の突起群は、図２（ｂ）に示す様に、周方向に１２０度間隔に配置された３個の突起部（第１突起部３７ａと呼ぶ）であり、第２の突起群は、第１の突起群から周方向にずれた位置で周方向に１２０度間隔に配置された３個の突起部（第２突起部３７ｂと呼ぶ）である。
周方向に隣り合う第１突起部３７ａと第２突起部３７ｂとの間には、両者の間隔が大きく設けられたスペースと、小さく設けられたスペースとが周方向に交互に形成され、大きく設けられたスペースＳに緩衝部材４０が配置される。
また、３個の第１突起部３７ａ、及び３個の第２突起部３７ｂには、それぞれ中空部３７ｃが形成されている〔図２（ａ）参照〕。

後側ケース３８は、図３に示す様に、円筒状のボス部３８０を有する略円盤形状に設けられ、ボス部３８０の内周に形成されたセレーション３８１と、出力軸６の外周に形成されたセレーション６ａとを噛み合わせて、出力軸６の外周に相対回転不能に嵌合している（図１参照）。
この後側ケース３８には、中間ケース３９と対向する前端面に第１の突起群と第２の突起群とが設けられている。
第１の突起群は、周方向に１２０度間隔に配置された３個の突起部（第１突起部３８ａと呼ぶ）であり、第２の突起群は、第１の突起群から周方向にずれた位置で周方向に１２０度間隔に配置された３個の突起部（第２突起部３８ｂと呼ぶ）である。

周方向に隣り合う第１突起部３８ａと第２突起部３８ｂとの間には、両者の間隔が大きく設けられたスペースと、小さく設けられたスペースとが周方向に交互に形成され、大きく設けられたスペースＳに緩衝部材４０が配置される。
また、３個の第１突起部３８ａ、及び３個の第２突起部３８ｂには、それぞれ中空部３８ｃが形成されている〔図３（ｂ）参照〕。
中間ケース３９は、後側ケース３８に設けられたボス部３８０の外周に相対回転可能に嵌合する円環形状に設けられ、図４（ｂ）に示す様に、前側ケース３７と対向する前端面（図示左面）、及び後側ケース３８と対向する後端面（図示右面）に、それぞれ第１の突起群（３個の第１突起部３９ａ）と第２の突起群（３個の第２突起部３９ｂ）とが設けられている。

緩衝部材４０は、図５（ａ）に示す様に、ブロック状の主塊部４０ａと、この主塊部４０ａに架橋部４０ｂを介して連結された副塊部４０ｃとが設けられ、耐油性の合成ゴム（例えばＮＢＲ）により一体成形されている。この緩衝部材４０は、前側ケース３７と中間ケース３９との間、及び後側ケース３８と中間ケース３９との間にそれぞれ３個ずつ組み込まれている。
ここで、後側ケース３８と中間ケース３９との間に組み込まれる緩衝部材４０の配置を図５（ａ）に基づき説明する。

緩衝部材４０は、後側ケース３８の第１突起部３８ａと第２突起部３８ｂとの間に設けられたスペースに配置され、中間ケース３９の後端面に設けられた第２突起部３９ｂが緩衝部材４０の主塊部４０ａと副塊部４０ｃとの間に挿入される。これにより、緩衝部材４０は、後側ケース３８の第２突起部３８ｂと中間ケース３９の第２突起部３９ｂとの間に主塊部４０ａが挟み込まれ、中間ケース３９の第２突起部３９ｂと後側ケース３８の第１突起部３８ａとの間に副塊部４０ｃが挟み込まれた状態でセットされる。
前側ケース３７と中間ケース３９との間に組み込まれる緩衝部材４０の配置も実質的に同じである。

また、後側ケース３８と中間ケース３９は、緩衝部材４０を組み込んだ状態で、後側ケース３８の第１突起部３８ａと中間ケース３９の第１突起部３９ａとの間にギャップＧが確保され、このギャップ分だけ両ケース３８、３９が相対回転可能に組み合わされている。同様に、前側ケース３７と中間ケース３９は、緩衝部材４０を組み込んだ状態で、両ケース３７、３９間に確保されるギャップ分だけ相対回転可能に組み合わされている。
従って、前側ケース３７と後側ケース３８との間には、前側ケース３７と中間ケース３９との間に許容される相対回転角と、後側ケース３８と中間ケース３９との間に許容される相対回転角とを合計した相対回転角が与えられている。

次に、衝撃吸収装置８の作用を図５に基づいて説明する。
例えば、クランキング時の衝撃がピニオンギヤ７に伝達されると、図５（ａ）に示す静止状態から、後側ケース３８と中間ケース３９との間にそれぞれ相対回転が生じて、後側ケース３８の第２突起部３８ｂと中間ケース３９の第２突起部３９ｂとの間に挟み込まれている緩衝部材４０の主塊部４０ａが圧縮される。同様に、前側ケース３７と中間ケース３９との間に組み込まれた緩衝部材４０の主塊部４０ａが圧縮される。この緩衝部材４０の圧縮によって、クランキング時の衝撃が吸収される。

また、後側ケース３８と中間ケース３９との相対回転角が所定値に達すると、言い換えると、緩衝部材４０の圧縮率が所定値（例えば、３０％）に達すると、図５（ｂ）に示す様に、中間ケース３９の第１突起部３９ａが後側ケース３８の第１突起部３８ａに当接することにより、両ケース３８、３９の相対回転が阻止される。同様に、前側ケース３７と中間ケース３９との相対回転が阻止される。これにより、緩衝部材４０が予め規制された圧縮率を超えて圧縮されることはなく、緩衝部材４０が損傷あるいは破損することを防止できる。
なお、前側ケース３７に設けられた第１突起部３７ａ、後側ケース３８に設けられた第１突起部３８ａ、及び中間ケース３９に設けられた第１突起部３９ａは、それぞれ本発明のストッパ部を構成している。

次に、上記スタータ１の作動を説明する。
電磁リレー３によりモータ回路のメイン接点が閉操作されると、バッテリから電機子１１に給電されて電機子１１に回転力を発生する。電機子１１の回転は、減速機５を介して出力軸６に伝達され、更に、ピニオンギヤ７からリングギヤ３６に伝達されて、エンジンをクランキングする。このクランキング時に生じる衝撃は、衝撃吸収装置８によって吸収される。なお、本実施例の衝撃吸収装置８は、全ての緩衝部材４０が撓む（圧縮する）ことによって吸収できる最大トルクが、エンジンのクランキング時に発生する最大クランキングトルクより大きく設定されている。

エンジンが完爆してエンジン回転数がスタータ回転数を上回ると、例えば、リングギヤ３６に内蔵された一方向クラッチ（図示せず）が空転して、エンジンのクランク軸からリングギヤ３６が切り離されるため、エンジンの回転がピニオンギヤ７に伝達されることはなく、電機子１１のオーバランを防止できる。
また、エンジンの誤着火や逆爆等によりエンジンが逆回転した場合、あるいはエンスト時等に過大な負荷トルクがスタータ１に入力されると、衝撃吸収装置８の緩衝部材４０が所定の圧縮率まで圧縮して衝撃を低減した後、トルクリミッタに使用される回転ディスク３３が滑ることにより、衝撃吸収装置８で吸収しきれない過大衝撃がカットされる。

（実施例１の効果）
本実施例のスタータ１は、エンジンのクランキング時に発生する最大クランキングトルクより大きな過大トルクが入力されると、衝撃緩衝装置８に内蔵される緩衝部材４０が予め規制された圧縮率まで圧縮されて、ストッパ部を構成する各ケース３７〜３９の第１突起部３７ａ、３８ａ、３９ａ同士が当接して、前側ケース３７と中間ケース３９、及び後側ケース３８と中間ケース３９との相対回転が阻止される。この場合、緩衝部材４０のばね定数に関係なく、ストッパ部を含めた前側ケース３７と後側ケース３８のねじり剛性がスタータ１のねじり剛性（ばね定数）に大きく影響する。
これに対し、本実施例の衝撃吸収装置８は、前側ケース３７と後側ケース３８に設けられる第１突起部３７ａ、３８ａ、及び第２突起部３７ｂ、３８ｂに中空部３７ｃ、３８ｃを形成しているので、中空部の無い突起部と比較して、突起部の断面係数を小さくできる。その結果、前側ケース３７及び後側ケース３８のねじり剛性、つまりスタータ１のねじり剛性を小さくできるので、過大トルクの入力によって生じる衝撃（過大衝撃）を低減できる。

また、前側ケース３７と後側ケース３８は、共に金属製（例えば鉄製）であり、ピニオン円筒部７ａに結合される前側ケース３７のボス部３７０、及び出力軸６に結合される後側ケース３８のボス部３８０は、必要伝達トルクを満足できるだけの強度を確保できる。言い換えると、強度確保のために、セレーションの長さを長くしたり、歯数を増やしたり、あるいはモジュールを大きくする等の方法でボス部３７０、３８０の体格を大きくする必要はない。なお、中間ケース３９は、金属製でも良いが、例えば、樹脂製として軽量化を図ることもできる。

また、本実施例のスタータ１は、衝撃発生源であるピニオンギヤ７からトルクリミッタまでのトルク伝達経路内のばね定数を低減し、衝撃の伝達速度を低減することで、トルクリミッタの速度応答性が向上するため、過大衝撃の伝達を速やかに遮断できる。
さらに、前側ケース３７と後側ケース３８の第１突起部３７ａ、３８ａ、及び第２突起部３７ｂ、３８ｂに中空部３７ｃ、３８ｃを形成することで、前側ケース３７及び後側ケース３８の質量を低減できるので、慣性モーメントの低減による衝撃低減効果も期待できる。
また、前側ケース３７と後側ケース３８は、第１突起部３７ａ、３８ａ、及び第２突起部３７ｂ、３８ｂをプレス成形することが可能となるため、例えば、ケース全体を切削によって形成する場合と比較して、製造コストを大幅に低減でき、且つ量産化も可能である。

図６はスタータ１の半断面図である。
本実施例のスタータ１は、衝撃吸収装置８の各ケース３７〜３９に設けられる突起部を樹脂で構成した一例である。
例えば、前側ケース３７は、図７に示す様に、ピニオン円筒部７ａに結合されるボス部３７０が金属で構成され、第１突起部３７ａ及び第２突起部３７ｂが樹脂で構成されている。
また、後側ケース３８は、図８に示す様に、出力軸６に結合されるボス部３８０が金属で構成され、第１突起部３８ａ及び第２突起部３８ｂが樹脂で構成されている。
中間ケース３９は、第１突起部３９ａ及び第２突起部３９ｂを含むケース全体が樹脂により構成されている。

上記の構成によれば、ストッパ部を構成する各ケース３７〜３９の第１突起部３７ａ、３８ａ、３９ａを金属で構成した場合と比較して、第１突起部３７ａ、３８ａ、３９ａを樹脂化することにより、ストッパ部の剛性を低減できる。その結果、各ケース３７〜３９のねじり剛性、つまりスタータ１のねじり剛性を小さくできるので、過大負荷の入力によって生じる衝撃（過大衝撃）を低減できる。
一方、ピニオン円筒部７ａにセレーション嵌合する前側ケース３７のボス部３７０、及び出力軸６にセレーション嵌合する後側ケース３８のボス部３８０は、それぞれ金属で構成されているので、必要伝達トルクを満足できるだけの強度を確保できる。言い換えると、強度確保のために、セレーションの長さを長くしたり、歯数を増やしたり、あるいはモジュールを大きくする等の方法でボス部３７０、３８０の体格を大きくする必要はなく、ボス部３７０、３８０を体格ＵＰしなくても必要な強度を確保できる。

また、前側ケース３７及び後側ケース３８は、それぞれボス部３７０、３８０を含む金属部のみ形成して、その金属部に熱処理を行い、その後、樹脂部をインサート成形することもできる。これにより、樹脂で構成された突起部が熱処理による歪みの影響を受けることはないので、突起部が熱処理によって変形することなく、ボス部３７０、３８０の強度を向上できるので、ボス部３７０、３８０の小型化も可能である。

（変形例）
上記の実施例では、衝撃吸収装置８の緩衝部材４０に合成ゴムを用いているが、合成ゴム以外の弾性体（例えば、ねじりコイルバネ、弾性を有する樹脂材等）を使用することもできる。
実施例１では、前側ケース３７及び後側ケース３８に設けられる全ての突起部３７ａ、３７ｂ、３８ａ、３８ｂに中空部３７ｃ、３８ｃを形成しているが、ストッパ部を構成する突起部（前側ケース３７の第１突起部３７ａと後側ケース３８の第１突起部３８ａ）のみ中空部３７ｃ、３８ｃを形成しても良い。また、中間ケース３９の第１突起部３９ａ及び第２突起部３９ｂに中空部を形成しても良い。
実施例１及び実施例２に記載した衝撃吸収装置８は、中間ケース３９を介して緩衝部材４０を直列二段に配置しているが、中間ケース３９の数を増やして直列三段以上に配置しても良い。あるいは、中間ケース３９を廃止して、前側ケース３７と後側ケース３８との間に緩衝部材４０を配置しても良い。

スタータの半断面図である（実施例１）。 （ａ）前側ケースのＡ−Ａ断面図、（ｂ）前側ケースの正面図である。 （ａ）後側ケースの正面図、（ｂ）後側ケースのＡ−Ａ断面図である。 （ａ）中間ケースの前方正面図、（ｂ）中間ケースのＡ−Ａ断面図、（ｃ）中間ケースの後方正面図である。 （ａ）衝撃吸収装置の静止状態を示す平面図、（ｂ）衝撃吸収装置の作動状態を示す平面図である スタータの半断面図である（実施例２）。 （ａ）前側ケースのＡ−Ａ断面図、（ｂ）前側ケースの正面図である。 （ａ）後側ケースの正面図、（ｂ）後側ケースのＡ−Ａ断面図である。

符号の説明

１ スタータ
２ モータ
６ 出力軸
７ ピニオンギヤ
８ 衝撃吸収装置
３３ 回転ディスク（回転板）
３６ リングギヤ
３７ 前側ケース（本発明の第１のケース）
３７ａ 前側ケースの第１突起部（前側ケースに設けられたストッパ部）
３７ｃ 中空部
３８ 後側ケース（本発明の第２のケース）
３８ａ 後側ケースの第１突起部（後側ケースに設けられたストッパ部）
３８ｃ 中空部
３９ 中間ケース
４０ 緩衝部材
３７０ ボス部（ピニオンギヤと相対回転不能に係合する前側ケースの係合部）
３８０ ボス部（出力軸と相対回転不能に係合する後側ケースの係合部）

Claims (8)

1. 回転力を発生するモータと、
   このモータの駆動トルクが伝達されて回転する出力軸と、
   この出力軸上に相対回転可能に配置されると共に、エンジン側のリングギヤに噛み合って、前記モータの駆動トルクを前記リングギヤに伝達するピニオンギヤと、
   前記出力軸と前記ピニオンギヤとの間に設けられ、トルク伝達時に生じる衝撃を低減する衝撃吸収装置とを備えたスタータであって、
   前記衝撃吸収装置は、
   前記ピニオンギヤと相対回転不能に係合する第１のケースと、
   前記出力軸と相対回転不能に係合する第２のケースと、
   前記第１のケースと前記第２のケースとの間に配置されると共に、トルク伝達時の衝撃によって前記第１のケースと前記第２のケースとの間に相対回転が生じた時に圧縮変形する緩衝部材とを有し、
   前記第１のケース及び前記第２のケースは、両ケースの相対回転に伴って前記緩衝部材が圧縮変形した時に、その圧縮率を規制するストッパ部を有すると共に、このストッパ部に中空部が形成されていることを特徴とするスタータ。
2. 請求項１に記載したスタータにおいて、
   前記第１のケース及び前記第２のケースは、共に金属製であることを特徴とするスタータ。
3. 回転力を発生するモータと、
   このモータの駆動トルクが伝達されて回転する出力軸と、
   この出力軸上に相対回転可能に配置されると共に、エンジン側のリングギヤに噛み合って、前記モータの駆動トルクを前記リングギヤに伝達するピニオンギヤと、
   前記出力軸と前記ピニオンギヤとの間に設けられ、トルク伝達時に生じる衝撃を低減する衝撃吸収装置とを備えたスタータであって、
   前記衝撃吸収装置は、
   前記ピニオンギヤと相対回転不能に係合する第１のケースと、
   前記出力軸と相対回転不能に係合する第２のケースと、
   前記第１のケースと前記第２のケースとの間に配置されると共に、トルク伝達時の衝撃によって前記第１のケースと前記第２のケースとの間に相対回転が生じた時に圧縮変形する緩衝部材とを有し、
   前記第１のケース及び前記第２のケースは、両ケースの相対回転に伴って前記緩衝部材が圧縮変形した時に、その圧縮率を規制するストッパ部を有すると共に、このストッパ部が樹脂によって構成され、且つ、前記ピニオンギヤと相対回転不能に係合する前記第１のケースの係合部、および前記出力軸と相対回転不能に係合する前記第２のケースの係合部が、共に金属で構成されていることを特徴とするスタータ。
4. 請求項１〜３に記載した何れかのスタータにおいて、
   前記衝撃吸収装置は、前記第１のケースと前記第２のケースとの間に少なくとも１個の中間ケースを有し、各ケースの間にそれぞれ前記緩衝部材が配置され、
   前記中間ケースには、前記第１のケースとの間、及び前記第２のケースとの間、あるいは前記中間ケース同士の間で、それぞれ前記緩衝部材の圧縮率を規制するストッパ部が設けられていることを特徴とするスタータ。
5. 請求項４に記載したスタータにおいて、
   前記中間ケースに設けられたストッパ部に中空部が形成されていることを特徴とするスタータ。
6. 請求項４に記載したスタータにおいて、
   前記中間ケースは、樹脂製であることを特徴とするスタータ。
7. 請求項１〜６に記載した何れかのスタータにおいて、
   前記モータと前記出力軸との間のトルク伝達経路に設けられるトルクリミッタを備え、 このトルクリミッタは、摩擦力によって回転規制された回転板を有し、この回転板の滑りトルクを超える過大トルクが前記回転板に加わると、前記回転板が摩擦力に抗して滑る（回転する）ことにより、過大トルクの伝達を遮断することを特徴とするスタータ。
8. 請求項１〜７に記載した何れかのスタータにおいて、
   エンジンの停止および再始動を自動制御するエンジン自動停止／再始動システムに用いられることを特徴とするスタータ。
   

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