JP4992692B2

JP4992692B2 - スタータ

Info

Publication number: JP4992692B2
Application number: JP2007317543A
Authority: JP
Inventors: 健介平井; 安藤　　和広; 忠博倉沢
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-12-07
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2027-12-07
Also published as: CN101451483A; EP2067985A2; US20090145250A1; JP2009138678A; EP2067985A3; CN101451483B; EP2067985B1; US8601887B2

Description

本発明は、出力軸の外周にヘリカルスプライン嵌合するピニオン移動体をエンジン側（反モータ方向）へ押し出して、ピニオンギヤをリングギヤに噛み合わせる方式のスタータに関する。

従来技術として、特許文献１に記載されたスタータが公知である。
このスタータは、図４に示す様に、エンジン側へ突き出るノーズ部１０１に開口部１０２を有するハウジング１００と、このハウジング１００に固定されるモータ１１０と、減速機１２０およびクラッチ１３０を介してモータ１１０の電機子軸１１１に連結され、且つ、軸方向の反モータ側端部がノーズ部１０１の先端部に軸受１４０を介して回転自在に支持される出力軸１５０と、この出力軸１５０の外周にヘリカルスプライン嵌合するスプラインチューブ１６０と、このスプラインチューブ１６０と一体に設けられたピニオンギヤ１７０等を有し、電磁スイッチ１８０によって駆動されるシフトレバー１９０を介してスプラインチューブ１６０をエンジン側（図示右側）へ押し出すことにより、ピニオンギヤ１７０をエンジンのリングギヤ２００に噛み合わせる方式である。
特開２００６−２０７５７３号公報

ところで、スタータは、通常の使用時は問題とならないが、例えば、車両が悪路を走行する際等、極めて悪条件で使われた場合は、塵や埃、あるいは、リングギヤ２００が掻き上げた水等が、ハウジング１００の開口部１０２からスタータの内部へ浸入する恐れがある。塵や埃等の異物を含んだ水分は、減速機１２０やクラッチ１３０等の摺動部に入り込んだ場合に、摺動不良を引き起す原因となる。
しかし、上記の特許文献１に記載されたスタータは、塵や埃、あるいは水等の浸入を抑制する手段が無く、減速機１２０やクラッチ１３０の摺動不良、または、内部部品の発錆等に起因するスタータの性能低下、作動不良が懸念される。
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、塵や埃、あるいは水等がノーズ部の開口部からハウジングの内部へ浸入することを抑制でき、スタータの性能低下および作動不良を防止できる技術を提供することにある。

（請求項１の発明）
本発明は、エンジンへの取り付け面よりエンジン側へ突き出るノーズ部が設けられ、このノーズ部に開口部を有するハウジングと、このハウジングに固定されるモータと、このモータの電機子軸と同一軸線上に配置され、軸方向の反モータ側端部がノーズ部の先端部に軸受を介して回転自在に支持される出力軸と、エンジンのリングギヤに回転力を伝達するためのピニオンギヤを有し、出力軸の外周にヘリカルスプライン嵌合するピニオン移動体とを備えるスタータであって、ピニオン移動体は、軸方向のリングギヤ側が開口し、且つ、軸方向の反リングギヤ側が閉じた空洞部を形成する有底の円筒形状のピニオン遮蔽部を有し、このピニオン遮蔽部は、ピニオンギヤの歯先径より外径が大きい外周面を有すると共に、ピニオンギヤの軸方向反リングギヤ側にピニオンギヤと別体で、且つピニオンギヤに相対回転可能に組み付けられているとともに、電磁石の吸引力を利用してシフトレバーを駆動し、このシフトレバーを介して、ピニオン移動体をエンジン側へ移動させる電磁スイッチを有し、ピニオン遮蔽部は樹脂製であり、シフトレバーに係合するレバー係合部が一体に設けられていることを特徴とする。

上記の構成によれば、ピニオン遮蔽部の外周面がピニオンギヤの歯先径より大きい外径を有しているので、ノーズ部の内周面とピニオンギヤの歯先径との隙間より、ノーズ部の内周面とピニオン遮蔽部の外周面との隙間を小さくできる。この場合、ピニオン遮蔽部が防水壁として機能するため、塵や埃等の異物、あるいは、リングギヤが掻き上げた水等がハウジングの内部へ浸入することを抑制できる。
また、ピニオン遮蔽部には、軸方向のリングギヤ側が開口し、軸方向の反リングギヤ側が閉じた空洞部が形成されているので、例えば、リングギヤが掻き上げた水がノーズ部の開口部から空洞部に入り込んだ場合でも、空洞部で塞ぎ止められるため、それ以上、スタータの内部へ浸入することを防止できる。また、ノーズ部の開口部より入り込んだ水流の勢いが空洞部で弱められるため、浸水防止の効果が向上する。
ピニオン遮蔽部とレバー係合部を一体に設けることにより、部品点数を低減できる。

（請求項２の発明）
請求項１に記載したスタータにおいて、ピニオンギヤがリングギヤから離脱して停止している停止位置から、ピニオンギヤがリングギヤに噛み合う噛合位置までの間、ノーズ部の内周面とピニオン遮蔽部の外周面との間に確保される隙間が一定であることを特徴とする。これにより、ピニオンギヤの位置（停止位置および噛合位置）に係わりなく、異物や水等がハウジングの内部へ浸水することを抑制できる。

（請求項３の発明）
請求項１または２に記載したスタータにおいて、ピニオン遮蔽部には、空洞部の内周と外周とを半径方向に連結する複数本のリブが設けられていることを特徴とする。
空洞部にリブを設けることによって、ピニオン遮蔽部に空洞部を形成することによる強度低下を補うことができる。また、空洞部が複数本のリブによって複数の空間に分割されるので、空洞部に入り込んだ水流の勢いを抑えることができ、ハウジング内部への浸水を抑制できる効果を高めることができる。

（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、ピニオン遮蔽部は、樹脂製であり、弾性を有するスナップフィットによってピニオンギヤに組み付けられていることを特徴とする。
ピニオン遮蔽部をピニオンギヤと別体に設けることにより、ピニオン遮蔽部を樹脂成形により容易に製造でき、且つ、スナップフィットによってピニオンギヤとピニオン遮蔽部との組み付けも容易にできる。

（請求項５の発明）
請求項１〜４に記載した何れかのスタータにおいて、ピニオン遮蔽部の外周面とピニオンギヤとが、軸方向にオーバーラップしていることを特徴とする。

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の断面図である。
実施例１に示すスタータ１は、電機子（図示せず）に回転力を発生するモータ２と、電機子の回転がクラッチ（図示せず）を介して伝達される出力軸３と、この出力軸３の外周に配置されるピニオン移動体（後述する）と、モータ２の通電回路に設けられるメイン接点（図示せず）を開閉すると共に、シフトレバー４を介してピニオン移動体を軸方向に移動させる働きを有する電磁スイッチ５と、モータ２および電磁スイッチ５が取り付けられるハウジング６等より構成される。
モータ２は、電磁スイッチ５によりメイン接点が閉操作されると、車載バッテリ（図示せず）より電力の供給を受けて電機子に回転力を発生する周知の直流電動機である。

クラッチは、エンジン始動時にモータ２の駆動トルクを出力軸３に伝達すると共に、エンジンの始動によって、エンジン回転がスタータ１に伝達された時には、そのエンジン回転がクラッチの入力側（モータ側）へ伝わらない様に、入力側と出力側（出力軸側）との間が切り離されて、トルクの伝達を遮断する一方向クラッチとして構成されている。
なお、モータ２とクラッチとの間に減速機を配置しても良い。減速機は、例えば、モータ２の電機子軸と同軸上で減速できる遊星歯車減速装置を採用できる。
出力軸３は、モータ２の電機子軸と同一軸線上に配置され、軸方向の反モータ側端部が、ハウジング６に設けられるノーズ部６ａの先端部に軸受７を介して回転自在に支持され、軸方向のモータ側端部がクラッチに連結されている。

電磁スイッチ５は、始動スイッチ（図示せず）の閉操作によって車載バッテリから通電される電磁コイル（図示せず）と、この電磁コイルの内側を可動するプランジャ８とを有し、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８が吸引されて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に蓄えられた反力によりプランジャ８が押し戻されてメイン接点を開操作する。
ハウジング６は、エンジン側への取り付け面６ｂより反モータ方向（図１の左方向）へ突き出るノーズ部６ａを有し、このノーズ部６ａには、以下に説明するピニオンギヤ９とエンジン側のリングギヤ１０とが噛み合うために、開口部６ｃが形成されている。

続いて、本発明に係るピニオン移動体の構成を説明する。
ピニオン移動体は、ピニオンギヤ９とピニオン遮蔽部１１とで構成される。
ピニオンギヤ９は、出力軸３の外周にヘリカルスプライン嵌合して出力軸３と一体に回転可能に設けられ、リングギヤ１０に回転力を伝達する働きを有する。このピニオンギヤ９は、例えば、鉄製であり、軸方向の反リングギヤ側に胴体部９ａ（図１参照）が一体に設けられ、その胴体部９ａの外周面に周溝が形成されている。
ピニオン遮蔽部１１は、例えば、樹脂製であり、ピニオンギヤ９とは別体に設けられ、弾性を利用したスナップフィットによってピニオンギヤ９の胴体部９ａに相対回転可能に組み付けられている。すなわち、ピニオン遮蔽部１１は、図２に示す様に、ピニオンギヤ９の胴体部９ａに嵌合できる円筒部１１ａを有し、その円筒部１１ａの内周側に突設された爪部１１ｂを、ピニオンギヤ９の胴体部９ａに形成された周溝に嵌め込んでピニオンギヤ９に組み付けられる。

上記のピニオン遮蔽部１１は、ピニオンギヤ９の歯先径より外径が大きい円形の外周面を有すると共に、円筒部１１ａと外周面との間に、軸方向のリングギヤ側が開口し、軸方向の反リングギヤ側が閉じた空洞部１１ｃ（凹部）を形成する有底のリング形状に設けられている。また、ピニオン遮蔽部１１をピニオンギヤ９に組み付けた状態では、図２（ａ）に示す様に、ピニオン遮蔽部１１を軸方向のピニオンギヤ９側から見た時に、ピニオンギヤ９の歯先径（図中二点鎖線で示す）より径方向の外側に空洞部１１ｃが開口している。
このピニオン遮蔽部１１は、ピニオンギヤ９がリングギヤ１０から離脱して停止する停止位置（図１に示す位置）において、ノーズ部６ａの内周面とピニオン遮蔽部１１の外周面との間に僅かな隙間（例えば、０．５〜０．２ｍｍ程度）を有し、この隙間が、ノーズ部６ａの内周面とピニオンギヤ９の歯先径との間に生じる隙間より小さく形成されている（図１参照）。

言い換えると、ピニオン移動体が軸方向に移動する際に、ノーズ部６ａの内周面と干渉しない範囲で可能な限り、ノーズ部６ａの内周面とピニオン遮蔽部１１の外周面との間の隙間が小さく設定されている。
さらに、ノーズ部６ａの内周面とピニオン遮蔽部１１の外周面との間の隙間は、ピニオンギヤ９の停止位置から、ピニオンギヤ９がリングギヤ１０に噛み合う噛合位置までの間、略一定になる様に形成されている。つまり、ピニオンギヤ９の停止位置から噛合位置までの間、ピニオン遮蔽部１１の外周面とノーズ部６ａの内周面との間に生じる隙間が大きく変化することはなく、略一定に保たれている。
また、本実施例のピニオン遮蔽部１１には、軸方向の反ピニオンギヤ側に円筒部１１ａを延長したバレル部１１ｄが一体に設けられ、このバレル部１１ｄにシフトレバー４が係合している。

次に、スタータ１の作動を説明する。
始動スイッチの閉操作により、電磁コイルに通電されて電磁石が形成されると、電磁石にプランジャ８が吸引され、そのプランジャ８の動きがシフトレバー４を介してピニオン移動体に伝達される。これにより、ピニオン移動体が出力軸３上をヘリカルスプラインの作用で回転しながらエンジン側（図１の左側）へ押し出されて、ピニオンギヤ９がリングギヤ１０に噛み合わされる。
一方、プランジャ８の移動によりモータ回路のメイン接点が閉じると、バッテリからモータ２に給電されて電機子に回転力が生じる。この電機子の回転がクラッチを介して出力軸３に伝達され、出力軸３と一体にピニオンギヤ９が回転することにより、ピニオンギヤ９からリングギヤ１０にモータ２の駆動トルクが伝達されて、エンジンをクランキングする。

クランキングからエンジンが完爆して始動スイッチが開操作されると、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ことにより、リターンスプリングに蓄えられた反力でプランジャ８が押し戻される。その結果、メイン接点が開いてバッテリからモータ２への給電が停止され、電機子の回転が次第に減速して停止する。
また、プランジャ８が押し戻されると、エンジン始動時と反対方向にシフトレバー４が揺動するため、ピニオン移動体４が反エンジン方向（図１の右方向）へ押し戻されることにより、ピニオンギヤ９がリングギヤ１０から離脱して、図１に示す停止位置まで後退する。

（実施例１の効果）
本実施例のスタータ１は、ピニオン移動体に設けられるピニオン遮蔽部１１の外周面がピニオンギヤ９の歯先径より大きい外径を有しているので、ノーズ部６ａの内周面とピニオンギヤ９の歯先径との間に生じる隙間より、ノーズ部６ａの内周面とピニオン遮蔽部１１の外周面との間に生じる隙間を小さくできる。この場合、ピニオン遮蔽部１１が防水壁として機能するため、塵や埃等の異物、あるいは、リングギヤ１０が掻き上げた水等が、ノーズ部６ａの開口部６ｃからハウジング６の内部へ浸入することを抑制できる。

また、ピニオン遮蔽部１１には、軸方向のリングギヤ側が開口し、軸方向の反リングギヤ側が閉じた空洞部１１ｃが形成されているので、例えば、リングギヤ１０が掻き上げた水がノーズ部６ａの開口部６ｃから空洞部１１ｃに入り込んだ場合でも、空洞部１１ｃで塞ぎ止められるため、それ以上、スタータ１の内部へ浸入することを防止できる。また、ノーズ部６ａの開口部６ｃより入り込んだ水流の勢いが空洞部１１ｃで弱められるため、浸水防止の効果が向上する。
さらに、ピニオンギヤ９の停止位置から噛合位置までの間、ノーズ部６ａの内周面とピニオン遮蔽部１１の外周面との間に確保される隙間が略一定であるため、ピニオンギヤ９の位置（停止位置および噛合位置）に係わりなく、異物や水等がハウジング６の内部へ浸水することを抑制できる。

また、ピニオン移動体は、ピニオンギヤ９とピニオン移動体とを別体に構成することにより、ピニオン遮蔽部１１を樹脂成形により容易に製造でき、且つ、スナップフィットによってピニオンギヤ９とピニオン遮蔽部１１との組み付けも容易にできる。
更に、ピニオン遮蔽部１１は、樹脂成形することにより、シフトレバー４が係合するバレル部１１ｄを一体に設けることが容易であり、部品点数を低減できる効果もある。
本実施例のピニオン移動体は、ピニオンギヤ９とピニオン遮蔽部１１とが別体に構成され、且つ、鉄製のピニオンギヤ９に対し、ピニオン遮蔽部１１はピニオンギヤ９より比重の小さい樹脂製であるため、ピニオン遮蔽部１１の質量を低減できる。その結果、ピニオン移動体を軽量化できるので、シフトレバー４を介してピニオン移動体をエンジン側へ押し出すために必要な力（電磁石の吸引力）を小さくでき、電磁スイッチ５の小型化が可能である。

図３（ａ）はピニオン遮蔽部１１の軸方向正面図、同図（ｂ）はピニオン遮蔽部１１の断面図である。
この実施例２に示すピニオン遮蔽部１１は、ピニオン遮蔽部１１の空洞部１１ｃに複数本のリブ１１ｅを設けた一例である。具体的には、図３（ａ）に示す様に、ピニオン遮蔽部１１には、空洞部１１ｃの内周側である円筒部１１ａと、空洞部１１ｃの外周側である外周面との間を半径方向に連結する複数本のリブ１１ｅが設けられている。この複数本のリブ１１ｅは、空洞部１１ｃの周方向に等間隔に配置されて、空洞部１１ｃを複数の小空間に区画している。
本実施例の構成によれば、空洞部１１ｃにリブ１１ｅを設けることにより、ピニオン遮蔽部１１に空洞部１１ｃを形成することによる強度低下を補うことができる。また、空洞部１１ｃが複数本のリブ１１ｅによって複数の小空間に分割されるので、空洞部１１ｃに入り込んだ水流の勢いを抑えることができ、ハウジング６の内部への浸水を抑制できる効果を高めることができる。

（変形例）
実施例１では、ピニオン遮蔽部１１をピニオンギヤ９と別体に設けているが、両者を同一材料にて一体に構成することもできる。この場合、例えば、切削、鍛造等の方法によりピニオン遮蔽部１１を形成することが可能である。

スタータの断面図である（実施例１）。（ａ）ピニオン遮蔽部の軸方向平面図、（ｂ）ピニオン遮蔽部の断面図である（実施例１）。（ａ）ピニオン遮蔽部の軸方向平面図、（ｂ）ピニオン遮蔽部の断面図である（実施例２）。従来技術を示すスタータの断面図である。

符号の説明

１スタータ
２モータ
３出力軸
４シフトレバー
５電磁スイッチ
６ａハウジングのノーズ部
６ｂハウジングの取り付け面
６ｃノーズ部に形成された開口部
６ハウジング
７軸受
９ピニオンギヤ（ピニオン移動体）
１０リングギヤ
１１ピニオン遮蔽部（ピニオン移動体）
１１ｃピニオン遮蔽部に形成された空洞部
１１ｅ空洞部に設けられるリブ
１１ｄバレル部（レバー係合部）

Claims

エンジンへの取り付け面よりエンジン側へ突き出るノーズ部が設けられ、このノーズ部に開口部を有するハウジングと、
このハウジングに固定されるモータと、
このモータの電機子軸と同一軸線上に配置され、軸方向の反モータ側端部が前記ノーズ部の先端部に軸受を介して回転自在に支持される出力軸と、
前記エンジンのリングギヤに回転力を伝達するためのピニオンギヤを有し、前記出力軸の外周にヘリカルスプライン嵌合するピニオン移動体とを備えるスタータであって、
前記ピニオン移動体は、軸方向のリングギヤ側が開口し、且つ、軸方向の反リングギヤ側が閉じた空洞部を形成する有底の円筒形状のピニオン遮蔽部を有し、
このピニオン遮蔽部は、前記ピニオンギヤの歯先径より外径が大きい外周面を有すると共に、前記ピニオンギヤの軸方向反リングギヤ側に前記ピニオンギヤと別体で、且つ前記ピニオンギヤに相対回転可能に組み付けられているとともに、
電磁石の吸引力を利用してシフトレバーを駆動し、このシフトレバーを介して、前記ピニオン移動体をエンジン側へ移動させる電磁スイッチを有し、
前記ピニオン遮蔽部は樹脂製であり、前記シフトレバーに係合するレバー係合部が一体に設けられていることを特徴とするスタータ。
請求項１に記載したスタータにおいて、
前記ピニオンギヤが前記リングギヤから離脱して停止している停止位置から、前記ピニオンギヤが前記リングギヤに噛み合う噛合位置までの間、前記ノーズ部の内周面と前記ピニオン遮蔽部の外周面との間に確保される隙間が一定であることを特徴とするスタータ。
請求項１または２に記載したスタータにおいて、
前記ピニオン遮蔽部には、前記空洞部の内周と外周とを半径方向に連結する複数本のリブが設けられていることを特徴とするスタータ。
請求項１〜３に記載した何れかのスタータにおいて、
前記ピニオン遮蔽部は、弾性を有するスナップフィットによって前記ピニオンギヤに組み付けられていることを特徴とするスタータ。
請求項１〜４に記載した何れかのスタータにおいて、
前記ピニオン遮蔽部の外周面と前記ピニオンギヤとが、軸方向にオーバーラップしていることを特徴とするスタータ。