(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
始動モータによって回転駆動されるシャフトと、
このシャフトの外周上をヘリカルスプラインに沿って進退可能に設けられたピニオンギヤとを有するスタータにおいて、
前記ピニオンギヤの前部と後部に一体に設けられて、それぞれ外周形状が円形を成す第１円形回転部と第２円形回転部を有し、
前記第１円形回転部と前記第２円形回転部がそれぞれ軸受を介して回転自在および摺動自在に支持され、前記ピニオンギヤの後部に設けられた前記第２円形回転部は、前記シャフトの回転を前記ピニオンギヤへ伝達する一方向クラッチのアウタであることを特徴とするスタータ。
【請求項２】
前記ピニオンギヤは、前記シャフトの前端より前方側に位置して、前記ピニオンギヤの前部に設けられた前記第１円形回転部が、前記シャフトと同軸を成す出力軸として設けられていることを特徴とする請求項１記載のスタータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンを始動させるためのスタータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、例えば、特公平６−３１５９０号公報に開示されたスタータがある。このスタータは、減速装置を介して始動モータの回転力が伝達されるシャフト、このシャフトの外周にヘリカルスプラインを介して嵌合する一方向クラッチ、この一方向クラッチと一体にシャフト上を移動可能に設けられたピニオンギヤ、およびレバーを介して一方向クラッチに前進力を付与するマグネットスイッチ等より構成されて、一方向クラッチがマグネットスイッチより付与された前進力を受けてシャフト上を前進することでピニオンギヤをエンジンのリングギヤに噛み合わせることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のスタータは、一方向クラッチとピニオンギヤが一体でシャフト上を移動する構成であるため、シャフトの全長が長くなるとともに、ピニオンギヤがリングギヤに噛み合う荷重点からシャフトの後端を支持する軸受までの距離が長くなる。このため、スタータがエンジンを駆動する際に、シャフトの撓みよる機械損が発生してスタータの駆動トルクが低下する。そこで、機械損を補ったり、要求される駆動トルクに僅かに満たない場合には、ピニオンギヤの歯数を減らして、ピニオンギヤとリングギヤとの間の減速比を増加させる手段がよく用いられる。しかし、ピニオンギヤの歯数を一定値以上減少させると、ピニオンギヤの歯底とシャフト外周までの肉厚が薄くなって、ピニオンギヤの歯が損傷するという問題が生じる。従って、ピニオンギヤの歯数を減らす方法でも要求トルクを満足できない場合は、出力が１ランク上の大型スタータを使用しなければならず、コストおよび体格の面で不利であった。
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、出力軸の撓みによる機械損を低減できるスタータを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明では、ピニオンギヤの前部と後部に設けられた第１円形回転部と第２円形回転部がそれぞれ軸受を介して回転自在および摺動自在に支持されている。これにより、スタータがエンジンを駆動する際の荷重点となるピニオンギヤの前後で回転を支持できるため、荷重点から前後の軸受までの距離が短縮化されて、ピニオンギヤを支持する軸（出力軸）の撓みが抑えられることから、その軸の撓みによる機械損を低減できる。
また、ピニオンギヤの後部に設けられた第２円形回転部を一方向クラッチのアウタとすることで、特別に第２円形回転部を形成する必要がない。
【０００５】
請求項２の発明では、ピニオンギヤがシャフトの前端より前方側に位置して、第１円形回転部がシャフトと同軸を成す回転軸として設けられている。従って、ピニオンギヤは、シャフトの外周に嵌合する必要がないことから、中空形状ではなく中実形状にできるため、ピニオンギヤの歯数低減の自由度が向上する。その結果、ある程度のエンジン側の要求トルク不足に対しても対応可能となる。
【０００６】
請求項３では、ピニオンギヤの後部に設けられた第２円形回転部を一方向クラッチのアウタとすることで、特別に第２円形回転部を形成する必要がない。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のスタータを図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１はスタータ１の断面図である。
本実施例のスタータ１は、通電を受けて回転力を発生する始動モータ２、この始動モータ２の回転速度を減速する遊星歯車減速装置（後述する）、この減速装置を介して始動モータ２の回転力が伝達されるドライブシャフト３、このドライブシャフト３の外周に嵌合する一方向クラッチ４、この一方向クラッチ４を介してドライブシャフト３の回転が伝達されるピニオンギヤ５、レバー６を介してピニオンギヤ５に前進力を付与するとともに、始動モータ２の通電を制御するマグネットスイッチ７等より構成されている。
【０００８】
始動モータ２は、アーマチャ８、固定磁極９、ヨーク１０等から構成された周知の直流モータであり、図示しないキースイッチがＯＮ操作されてマグネットスイッチ７内部に設けられたモータ接点（図示しない）が閉じることにより、バッテリから給電されてアーマチャ８が回転する。
減速装置は、アーマチャシャフト８ａの外周に形成されたサンギヤ１１、このサンギヤ１１に噛み合う複数の遊星ギヤ１２、各遊星ギヤ１２と噛み合うインターナルギヤ１３より構成される。サンギヤ１１は、アーマチャシャフト８ａと一体に回転することでアーマチャシャフト８ａの回転を各遊星ギヤ１２に伝達する。各遊星ギヤ１２は、サンギヤ１１とインターナルギヤ１３に噛み合ってサンギヤ１１の外周を自転しながら公転する。インターナルギヤ１３は、センタベアリング１４の内周面に圧入されて回転規制されている。なお、センタベアリング１４は、始動モータ２のヨーク１０の前端に形成されたインロー部１０ａに嵌合して回転規制および軸方向に移動規制されている。
【０００９】
ドライブシャフト３は、その外周面にヘリカルスプライン３ａが形成されて、アーマチャシャフト８ａの前方でアーマチャシャフト８ａと同軸に配され、軸方向に移動規制された状態でセンタベアリング１４に軸受１５を介して回転自在に支持されている。また、ドライブシャフト３は、その後端中央部に形成された凹所３ｂ内に軸受１６を介してアーマチャシャフト８ａの前端部を回転自在に支持している。更に、ドライブシャフト３の後端外周には、外径方向に拡大されたフランジ壁３ｃが設けられて、このフランジ壁３ｃに複数のピン１７が圧入等により固定されている。ピン１７は、軸受１８を介して遊星ギヤ１２を回転自在に支持している。従って、各遊星ギヤ１２がサンギヤ１１の外周を公転すると、その公転力がピン１７を通じてフランジ壁３ｃに伝達されてドライブシャフト３に回転力が伝達される。
【００１０】
一方向クラッチ４は、スプラインチューブ１９と一体に設けられたインナ２０、インナ２０の外周に対向するアウタ２１（本発明の第２円形回転部）、このアウタ２１とインナ２０との間に形成される楔状のカム室（図示しない）に収容されるローラ２２、およびワッシャ２３を介してローラ２２の飛び出しを防止するクラッチカバー２４等より構成される。
【００１１】
スプラインチューブ１９は、内周面にドライブシャフト３のヘリカルスプライン３ａと嵌合するヘリカルスプライン１９ａが形成されて、ドライブシャフト３上を軸方向へ移動可能に設けられている。インナ２０は、自身の内周に圧入された軸受２５を介してドライブシャフト３の外周に回転自在および摺動自在に嵌合している。ローラ２２は、ドライブシャフト３の回転がスプラインチューブ１９を通じてインナ２０へ伝達されると、カム室の狭い方向へ移動してインナ２０とアウタ２１とを連結することにより、インナ２０の回転をアウタ２１へ伝達する。また、アウタ２１の方がインナ２０より回転速度が高くなると、カム室の広い方向へ移動してアウタ２１とインナ２０とを切り離すことにより、アウタ２１からインナ２０へのトルク伝達を遮断する。アウタ２１は、スタータハウジング２６に固定された軸受２７の内周に嵌合して、その軸受２７に回転自在および摺動自在（軸方向へ）に支持されている。
【００１２】
ピニオンギヤ５は、一方向クラッチ４より前方側でアウタ２１と一体に設けられるとともに、ピニオンギヤ５の前部にドライブシャフト３と同軸を成す出力軸２８（本発明の第１円形回転部）が一体に設けられて、その出力軸２８の先端外周面がスタータハウジング２６の先端部に固定された軸受２９に回転自在および摺動自在（軸方向へ）に支持されている。このピニオンギヤ５は、一方向クラッチ４および出力軸２８とともにドライブシャフト３に対して前方へ移動することによりエンジンのリングギヤ（図示しない）と噛み合うことができる。従って、ピニオンギヤ５の前部（つまりリングギヤ側）に設けられた出力軸２８は、リングギヤと干渉することなく回転できる様に、その外径がピニオンギヤ５の歯底より小径に設けられている。なお、スタータハウジング２６の先端内面と軸受２９との間には、出力軸２８の前進規制を行うゴム板等の弾性部材３０が配置されている。
【００１３】
マグネットスイッチ７は、キースイッチのＯＮ操作により通電されるコイル（図示しない）、このコイルの中空内部を摺動自在に配されたプランジャ（図示しない）、および前述のモータ接点等を有し、コイルの磁力によりプランジャが吸引されることでモータ接点を閉成するとともに、プランジャに連結されたジョイント３１を介してレバー６を駆動する。
レバー６は、一端がジョイント３１に連結されて、他端がスプラインチューブ１９の外周に連結され、スタータハウジング２６に固定された支点３２を中心として揺動可能に設けられている。
【００１４】
次に、本実施例の作動を説明する。
キースイッチのＯＮ操作によりマグネットスイッチ７内のコイルが通電されてプランジャが吸引されると、ジョイント３１に連結されたレバー６が支点３２を中心として揺動する。この結果、レバー６の他端に連結されたスプラインチューブ１９がドライブシャフト３上をヘリカルスプライン３ａに沿って押し出されることにより、一方向クラッチ４、ピニオンギヤ５、および出力軸２８が一体となって軸受２７、２９の内周を摺動しながら前方へ（図１の左方向へ）移動する。これにより、軸受２９に対する出力軸２８の架かり代は、ピニオンギヤ５が静止状態（図１に示す状態）の時より大きくなる。
【００１５】
前方へ移動するピニオンギヤ５がリングギヤの端面に当接した後、マグネットスイッチ７内のモータ接点が閉じると、バッテリから始動モータ２に電流が流れてアーマチャ８に回転力が発生する。アーマチャ８の回転は、減速装置で減速されてドライブシャフト３に伝達され、更に一方向クラッチ４を介してピニオンギヤ５に伝達される。これにより、ピニオンギヤ５は、少なくとも半ピッチ分回転する間にリングギヤと歯筋が合致してリングギヤと噛み合った後、更に前方へ押し出されてリングギヤと完全に噛み合うことで、ピニオンギヤ５の回転がリングギヤに伝達されてエンジンを始動する。なお、ドライブシャフト３に対する一方向クラッチ４の前進は、出力軸２８の先端面２８ａが弾性部材３０に衝突して規制される。この衝突の際の衝撃力は弾性部材３０の変形によって吸収されることは言うまでもない。
【００１６】
エンジン始動後、キースイッチのＯＦＦ操作によりマグネットスイッチ７の作動が停止して、それまで吸引されていたプランジャが初期位置へ復帰すると、ジョイント３１に連結されたレバー６がエンジン始動時と反対側へ揺動する。この結果、レバー６の他端に連結されたスプラインチューブ１９がドライブシャフト３上をヘリカルスプライン３ａに沿って後退させられるため、一方向クラッチ４、ピニオンギヤ５、および出力軸２８が一体となって軸受２７、２９の内周を摺動しながら後方へ（図１の右方向へ）移動し、ピニオンギヤ５がリングギヤから離脱して静止状態へ戻る。また、プランジャの復帰によってマグネットスイッチ７内のモータ接点が開き、始動モータ２への通電が停止することでアーマチャ８の回転が停止する。
【００１７】
（本実施例の効果）
本実施例では、ピニオンギヤ５がリングギヤと噛み合った状態で、出力軸２８の外周と一方向クラッチ４のアウタ２１の外周がそれぞれ軸受２７、２９により回転自在に支持されている。特に、出力軸２８は、ピニオンギヤ５が静止状態の時より軸受２９に対する架かり代が大きくなるとともに、よりピニオンギヤ５に近い位置で軸支されるため、ピニオンギヤ５とリングギヤとが噛み合う荷重点から前後の軸受２７、２９までの距離を短縮化できる。このため、従来のスタータと比較して出力軸２８の撓みを極めて小さくできるため、出力軸２８の撓みによる機械損を低減でき、駆動トルクの低減を防止できる。
【００１８】
また、本実施例では、ピニオンギヤ５の前部に出力軸２８を一体に設けて、その出力軸２８を軸受２９で回転自在および摺動自在に支持する構成であるため、ピニオンギヤ５の中心部にドライブシャフト３を貫通させる必要がない。即ち、ピニオンギヤ５を中空形状ではなく中実形状とすることができるため、ピニオンギヤ５の歯数低減の自由度が向上する。その結果、ある程度、エンジン側の要求トルク不足に対しても対応可能となる。
【００１９】
（第２実施例）
図２はピニオンギヤ５周辺の断面図である。
本実施例は、クラッチカバー２４をアウタ２１の前端側まで延長して、そのクラッチカバー２４の外周面を軸受２７で回転自在および摺動自在に支持する構成とした一例を示すものである。
【００２０】
（第３実施例）
図３はピニオンギヤ５周辺の断面図である。
本実施例は、軸受２７の前部および軸受２９の後部にそれぞれシール部材３３、３４を配置した場合の一例を示すものである。この場合、埃や水等が掛かる対環境性の悪い条件においても、シール部材３３、３４によって軸受２７、２９部分の防塵効果、および摺動性を良好に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スタータの断面図である（第１実施例）。
【図２】スタータのピニオンギヤ周辺の断面図である（第２実施例）。
【図３】スタータのピニオンギヤ周辺の断面図である（第３実施例）。
【符号の説明】
１    スタータ
２    始動モータ
３    ドライブシャフト（シャフト）
３ａ  ドライブシャフトのヘリカルスプライン
４    一方向クラッチ
５    ピニオンギヤ
１９ａ  スプラインチューブのヘリカルスプライン
２１    アウタ（第２円形回転部）
２７    軸受
２８    出力軸（第１円形回転部）
２９    軸受
【図１】
0003680401.tif 000002
【図２】
0003680401.tif 000003
【図３】
0003680401.tif 000004