(57)【要約】【課題】体格が大型化することなく、減速比を高く設定できるスタータ１を提供する。【解決手段】スタータ１は、モータ３の回転を減速して駆動軸５に伝達する遊星歯車減速装置６と、駆動軸５の外周に係合するスタータギヤ７と、このスタータギヤ７の回転を減速する第１の減速歯車８と、第１の減速歯車８の回転を減速してエンジンのリングギヤ９に伝達する第２の減速歯車１０等より構成される。  第１の減速歯車８は、駆動軸５と平行に配置された中間軸２９に軸受３０を介して回転自在に支持され、スタータギヤ７に設けられた外歯車２８に噛み合って回転することで、スタータギヤ７の回転を減速する。第２の減速歯車１０は、第１の減速歯車８と同軸上に配設され、第１の減速歯車８より外径が小さく設けられることで、第１の減速歯車８の回転を減速してリングギヤ９に伝達する。【選択図】図１
2006090258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転力を発生するモータと、
このモータの回転を三段階に減速する減速手段とを備えるスタータであって、
前記減速手段は、前記モータの電機子軸と同一軸上に配置される駆動軸を有し、この駆動軸に前記モータの回転を減速して伝達する遊星歯車減速装置と、前記駆動軸に伝達された回転を減速する第２の減速装置と、この第２の減速装置で減速された回転を更に減速する第３の減速装置とを備え、この第３の減速装置の回転出力をエンジンに伝達してエンジン始動を行うことを特徴とするスタータ。
【請求項２】
回転力を発生するモータと、
このモータの電機子軸と同一軸上に配置される駆動軸と、
前記モータの電機子軸と前記駆動軸との間に設けられ、前記モータの回転を減速して前記駆動軸に伝達する遊星歯車減速装置と、
前記駆動軸の外周に嵌合する円筒状に設けられると共に、軸方向の一部に外歯車が形成され、前記駆動軸と一体に回転するスタータギヤと、
前記外歯車に噛み合って前記スタータギヤの回転を減速する第１の減速歯車と、
この第１の減速歯車と同軸上に配置されてエンジンギヤに噛み合い、前記第１の減速歯車からトルク伝達されて回転することにより、前記第１の減速歯車の回転を減速して前記エンジンギヤに伝達する第２の減速歯車とを備えることを特徴とするスタータ。
【請求項３】
請求項２に記載したスタータにおいて、
前記第２の減速歯車は、軸方向に前記第１の減速歯車に近接して配置されると共に、前記第１の減速歯車より軸方向のモータ側に配置されていることを特徴とするスタータ。
【請求項４】
請求項２または３に記載したスタータにおいて、
前記第１の減速歯車と前記第２の減速歯車との間に一方向クラッチが配設されていることを特徴とするスタータ。
【請求項５】
請求項４に記載したスタータにおいて、
前記第１の減速歯車と前記第２の減速歯車および前記一方向クラッチは、前記スタータギヤの軸方向長さの範囲内に配置されていることを特徴とするスタータ。
【請求項６】
請求項５に記載したスタータにおいて、
前記スタータギヤは、前記駆動軸の外周にスプライン結合され、このスプライン結合部の軸方向範囲内に、前記外歯車と前記第１の減速歯車との噛合い部の少なくとも一部が配置されていることを特徴とするスタータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの回転を減速してエンジンに伝達する減速型のスタータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、特許文献１に開示されたスタータがある。
このスタータは、モータの電機子軸に形成されたピニオンに噛み合う第１の減速歯車と、この第１の減速歯車と同軸上に設けられて、第１の減速歯車と一体に回転する第２の減速歯車とを有し、この第２の減速歯車がスタータ駆動歯車に噛み合わされている。また、スタータ駆動歯車は、エンジンのクランク軸に固定されたボス部に一方向クラッチを介して連結されている。これにより、モータの回転がピニオンから第１の減速歯車に伝達されて減速され、更に第２の減速歯車により減速されてスタータ駆動歯車に伝達される。このスタータ駆動歯車の回転が一方向クラッチを介してクランク軸に伝達されることでエンジン始動が行われる。
【特許文献１】特開平１０−１２２１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記の特許文献１に記載されたスタータでは、第１の減速歯車と第２の減速歯車とを用いてモータの回転を二段階に減速しているが、この二段階の減速だけでは、エンジンの要求トルクが大きくなった場合に、スタータ側から入力が不足することが考えられる。また、減速歯車のモジュールを変更することで減速比を高くすることも考えられるが、これでは、スタータの体格（特に径方向の体格）が大きくなるため、エンジンへの搭載性が悪化するという問題が生じる。
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、体格の大型化を招くことなく、減速比を高く設定できるスタータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（請求項１の発明）
本発明は、回転力を発生するモータと、このモータの回転を三段階に減速する減速手段とを備えるスタータであって、減速手段は、モータの電機子軸と同一軸上に配置される駆動軸を有し、この駆動軸にモータの回転を減速して伝達する遊星歯車減速装置と、駆動軸に伝達された回転を減速する第２の減速装置と、この第２の減速装置で減速された回転を更に減速する第３の減速装置とを備え、この第３の減速装置の回転出力をエンジンに伝達してエンジン始動を行うことを特徴とする。
【０００５】
上記の構成によれば、３つの減速装置によりモータの回転を三段階に減速することによって減速比を高く設定できる。これにより、エンジンの要求トルクが大きくなった場合でも、スタータの始動トルクを十分に確保できるので、エンジン始動性が向上する。また、減速比を高めるために３つの減速装置を使用するので、特許文献１に記載されたスタータと比較して、スタータの体格が大型化することなく、エンジンへの搭載性にも優れる。
【０００６】
（請求項２の発明）
本発明は、回転力を発生するモータと、このモータの電機子軸と同一軸上に配置される駆動軸と、モータの電機子軸と駆動軸との間に設けられ、モータの回転を減速して駆動軸に伝達する遊星歯車減速装置と、駆動軸の外周に嵌合する円筒状に設けられると共に、軸方向の一部に外歯車が形成され、駆動軸と一体に回転するスタータギヤと、外歯車に噛み合ってスタータギヤの回転を減速する第１の減速歯車と、この第１の減速歯車と同軸上に配置されてエンジンギヤに噛み合い、第１の減速歯車からトルク伝達されて回転することにより、第１の減速歯車の回転を減速してエンジンギヤに伝達する第２の減速歯車とを備えることを特徴とする。
【０００７】
上記の構成によれば、遊星歯車減速装置と第１の減速歯車および第２の減速歯車によりモータの回転を三段階に減速することによって減速比を高く設定できる。これにより、エンジンの要求トルクが大きくなった場合でも、スタータの始動トルクを十分に確保できるので、エンジン始動性が向上する。また、減速比を高めるために三段階に減速しているので、特許文献１に記載されたスタータと比較して、スタータの体格が大型化することなく、エンジンへの搭載性にも優れる。
【０００８】
（請求項３の発明）
請求項２に記載したスタータにおいて、第２の減速歯車は、軸方向に第１の減速歯車に近接して配置されると共に、第１の減速歯車より軸方向のモータ側に配置されていることを特徴とする。
この構成では、第２の減速歯車を第１の減速歯車の軸方向に配置しているので、第２の減速歯車を使用することによって径方向の体格が増大することはなく、且つ、第２の減速歯車を第１の減速歯車より軸方向のモータ側に配置しているので、軸方向の体格アップも抑制できる。
【０００９】
（請求項４の発明）
請求項２または３に記載したスタータにおいて、第１の減速歯車と第２の減速歯車との間に一方向クラッチが配設されていることを特徴とする。
この一方向クラッチにより、エンジン側からスタータ側へのトルク伝達を遮断できるので、エンジン始動後のオーバランを防止できる。
また、第１の減速歯車と第２の減速歯車とが同軸上に配置されるので、両歯車の間に一方向クラッチを好適に配置できる。つまり、両歯車の間に一方向クラッチを配置できるスペースを容易に確保できるので、一方向クラッチの配置自由度が向上して、一方向クラッチを設けることによるスタータの体格アップを抑制できる。
【００１０】
（請求項５の発明）
請求項４に記載したスタータにおいて、第１の減速歯車と第２の減速歯車および一方向クラッチは、スタータギヤの軸方向長さの範囲内に配置されていることを特徴とする。
この場合、第１の減速歯車と第２の減速歯車および一方向クラッチが、スタータギヤの軸方向長さの範囲を超えて配置されることがないので、第１の減速歯車と第２の減速歯車および一方向クラッチを設けることによって軸方向に体格が増大することはなく、軸方向にコンパクトなスタータを実現できる。
【００１１】
（請求項６の発明）
請求項５に記載したスタータにおいて、スタータギヤは、駆動軸の外周にスプライン結合され、このスプライン結合部の軸方向範囲内に、外歯車と第１の減速歯車との噛合い部の少なくとも一部が配置されていることを特徴とする。
スプライン結合部と前記噛合い部とが軸方向に離れていると、トルク伝達時にスタータギヤに捩じりトルクが加わるため、トルクの伝達効率が低下してトルクロスが発生する。これに対し、スプライン結合部の軸方向範囲内に、外歯車と第１の減速歯車との噛合い部の少なくとも一部が配置されると、スタータギヤの捩じれによるトルクロスが小さくなるので、エンジンの始動性が向上する。なお、望ましくは、スプライン結合部の軸方向範囲内に前記噛合い部が配置されていると良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。
【実施例１】
【００１３】
図１はスタータ１の半断面図、図２はフロント側から見たスタータ１の正面図である。  実施例１に示すスタータ１は、図１に示す様に、電機子２に回転力を発生するモータ３と、このモータ３の通電回路に設けられるモータ接点（図示せず）を開閉する電磁スイッチ４と、電機子２の回転軸（電機子軸２ａと呼ぶ）と同一軸上に配置された駆動軸５と、モータ３の回転を減速して駆動軸５に伝達する遊星歯車減速装置６と、駆動軸５の外周に係合して駆動軸５と一体に回転するスタータギヤ７と、このスタータギヤ７の回転を減速する第１の減速歯車８と、この第１の減速歯車８の回転を減速してエンジンのリングギヤ９に伝達する第２の減速歯車１０等より構成される。
【００１４】
モータ３は、磁束を発生する界磁と、整流子１１を有する前記電機子２、および整流子１１上に配置されるブラシ１２等を備える周知の直流電動機であり、電磁スイッチ４によりモータ接点が閉じると、バッテリ（図示せず）から給電されて電機子２に回転力を発生させる。
界磁は、磁気回路を形成するヨーク１３の内周に複数の永久磁石１４を配置して構成される。なお、永久磁石１４の代わりに界磁巻線を用いることもできる。ヨーク１３は、スタータ１の前側（図１の左側）を覆うフロントハウジング１５と、モータ３の後部を覆うエンドフレーム１６との間に配置されて、モータ３の機枠を兼ねている。
【００１５】
電磁スイッチ４は、例えば、運転者が手動操作する始動スイッチ（図示せず）の閉操作によってバッテリから通電される励磁コイルと、この励磁コイルが発生する磁力を受けて作動するプランジャと、このプランジャと一体に、またはプランジャの動きに連動して可動する可動接点と、２本の外部端子１７、１８（図１参照）を介してモータ３の通電回路に接続される一組の固定接点等を内蔵し、可動接点が一組の固定接点に当接して、両固定接点間を導通することでモータ接点が閉状態となり、可動接点が一組の固定接点から離れて、両固定接点間の導通が遮断されることでモータ接点が開状態となる。
【００１６】
遊星歯車減速装置６は、電機子軸２ａに形成されたサンギヤ１９と、衝撃吸収装置２０を介して回転規制されたインターナルギヤ２１と、両ギヤ１９、２１に噛み合う複数の遊星ギヤ２２とを有し、この遊星ギヤ２２が軸受を介して支持ピン２３に回転自在に支持され、その支持ピン２３が、駆動軸５と一体に設けられたキャリア２４に固定されている。この遊星歯車減速装置６では、電機子２の回転がサンギヤ１９を介して遊星ギヤ２２に伝達されると、その遊星ギヤ２２が回転（自転運動）しながらサンギヤ１９の周囲を公転運動することで、電機子２の回転がサンギヤ１９の公転速度まで減速されて、駆動軸５に伝達される。
【００１７】
衝撃吸収装置２０は、インターナルギヤ２１に係合する回転ディスク２５を有し、この回転ディスク２５が固定ディスクを介して皿バネによりセンタプレート２６側（図１の左側）へ付勢され、センタプレート２６と固定ディスクとに摩擦係合して回転規制されている。なお、固定ディスクは、センタプレート２６に回転規制され、そのセンタプレート２６は、フロントハウジング１５の内周に係合して回転規制されている。この衝撃吸収装置２０では、回転ディスク２５の静止トルクを越える過大トルクがインターナルギヤ２１に加わると、回転ディスク２５が滑る（回転する）ことでインターナルギヤ２１の回転が許容されて、過大トルクを吸収することができる。
【００１８】
スタータギヤ７は、円筒形状を有し、その先端内周面に直スプライン７ａが形成され、その直スプライン７ａが、駆動軸５の先端外周面に形成された直スプライン５ａに噛み合って駆動軸５の外周に嵌合すると共に、スタータギヤ７の外周面が一組の軸受２７を介してフロントハウジング１５に回転自在に支持されている。このスタータギヤ７には、軸方向の一部に外歯車２８が形成され、この外歯車２８に第１の減速歯車８が噛み合わされている。外歯車２８は、スタータギヤ７の軸方向先端側、具体的には、直スプライン７ａが形成されている軸方向範囲内に設けられている。
【００１９】
第１の減速歯車８は、駆動軸５と平行に配置された中間軸２９に軸受３０を介して回転自在に支持されている。この第１の減速歯車８は、スタータギヤ７の外歯車２８より直径が大きく設けられ、外歯車２８に噛み合って回転することで、スタータギヤ７の回転を減速する。
中間軸２９は、フロントハウジング１５に両端部が圧入等により固定されている。
第２の減速歯車１０は、第１の減速歯車８と同軸上にクラッチ３１を介して配設されると共に、第１の減速歯車８の軸方向モータ側（図１の右側）に近接して配置され、エンジンのリングギヤ９に噛み合っている。この第２の減速歯車１０は、クラッチ３１を介して第１の減速歯車８と一体に回転することにより、その回転をリングギヤ９に伝達する。但し、第２の減速歯車１０は、第１の減速歯車８と同一回転速度で回転するが、第１の減速歯車８より外径が小さく設けられることで、第１の減速歯車８の回転を減速してリングギヤ９に伝達する。
【００２０】
クラッチ３１は、第１の減速歯車８のボス部８ａと一体に設けられたインナ部３１ａと、第２の減速歯車１０の内周側に係合するアウタ部３１ｂと、インナ部３１ａとアウタ部３１ｂとの間に配設される複数のスプラグ３１ｃ等より構成され、インナ部３１ａとアウタ部３１ｂとが一組のボールベアリング３２を介して相対回転可能に設けられている。このクラッチ３１は、スプラグ３１ｃを介してインナ部３１ａからアウタ部３１ｂにトルク伝達を行うと共に、アウタ部３１ｂからインナ部３１ａへのトルク伝達を遮断する一方向クラッチ３１として構成されている。従って、エンジンの始動により第２の減速歯車１０の回転速度が第１の減速歯車８の回転速度を上回った時は、スプラグ３１ｃが空転してアウタ部３１ｂからインナ部３１ａへのトルク伝達が遮断されることで、第２の減速歯車１０によって第１の減速歯車８が回されることを防止できる。
なお、第１の減速歯車８と第２の減速歯車１０およびクラッチ３１は、図１に示す様に、スタータギヤ７の軸方向長さの範囲内に配置されている。
【００２１】
次に、スタータ１の作動を説明する。
電磁スイッチ４によりモータ接点が閉じて電機子２に給電されると、電機子２に回転力が発生し、その電機子２の回転が遊星歯車減速装置６で減速されて駆動軸５に伝達される。駆動軸５の回転は、スタータギヤ７の外歯車２８に噛み合う第１の減速歯車８によって減速され、さらに第２の減速歯車１０により減速されてリングギヤ９に伝達される。
エンジンの始動により、リングギヤ９に噛み合っている第２の減速歯車１０の回転速度が第１の減速歯車８の回転速度を上回ると、第１の減速歯車８と第２の減速歯車１０との間に配設されたクラッチ３１が切り離されるため、第２の減速歯車１０の回転が第１の減速歯車８に伝達されることはなく、エンジンの駆動トルクがモータ３側に伝わることを防止できる。
【００２２】
（実施例１の効果）
実施例１に記載したスタータ１は、遊星歯車減速装置６と第１の減速歯車８および第２の減速歯車１０によりモータ３の回転を三段階に減速しているので、減速比を高く設定できる。これにより、エンジンの要求トルクが大きくなった場合でも、スタータ１の始動トルクを十分に確保でき、エンジン始動性が向上する。また、遊星歯車減速装置６で減速された回転を更に第１の減速歯車８と第２の減速歯車１０とで減速しているので、第１の減速歯車８および第２の減速歯車１０を比較的小さく設計することが可能であり、特許文献１に記載されたスタータと比較して、スタータ１の体格が大型化することはなく、エンジンへの搭載性にも優れる。
【００２３】
また、第２の減速歯車１０は、第１の減速歯車８と同軸上に配置されているので、第２の減速歯車１０を使用することによって径方向の体格が増大することはなく、且つ、第２の減速歯車１０を第１の減速歯車８の軸方向モータ３側（図１の右側）に配置しているので、軸方向の体格アップも抑制できる。
さらに、第１の減速歯車８と第２の減速歯車１０とが同軸上に配置されるので、両歯車８、１０の間にクラッチ３１を好適に配置できる。つまり、両歯車８、１０の間にクラッチ３１を配置できるスペースを容易に確保できるので、クラッチ３１の配置自由度が向上して、クラッチ３１を設けることによるスタータ１の体格アップを抑制できる。
【００２４】
実施例１に記載したスタータ１では、第１の減速歯車８と第２の減速歯車１０およびクラッチ３１が、スタータギヤ７の軸方向長さの範囲内に配置されている。言い換えると、第１の減速歯車８と第２の減速歯車１０およびクラッチ３１が、スタータギヤ７の軸方向長さの範囲を超えて配置されることがないので、第１の減速歯車８と第２の減速歯車１０およびクラッチ３１を設けることによって軸方向に体格が増大することはなく、軸方向にコンパクトなスタータ１を実現できる。
【００２５】
また、スタータギヤ７に設けられる外歯車２８は、スタータギヤ７の直スプライン７ａが形成されている軸方向範囲内に設けられている。この場合、駆動軸５の直スプライン５ａとスタータギヤ７の直スプライン７ａとが噛み合うスプライン結合部の軸方向範囲内に、外歯車２８と第１の減速歯車８との噛合い部が配置されるので、トルク伝達時のトルクロスを小さくできる。すなわち、スプライン結合部と前記噛合い部とが軸方向に離れていると、トルク伝達時にスタータギヤ７に捩じりトルクが加わるため、トルクの伝達効率が低下してトルクロスが発生する。これに対し、スプライン結合部の軸方向範囲内に前記噛合い部が配置されていると、スタータギヤ７の捩じれによるトルクロスが殆ど発生しないので、エンジンの始動性が向上する。
【実施例２】
【００２６】
図３はスタータ１の一部断面図である。
実施例１では、駆動軸５の直スプライン５ａとスタータギヤ７の直スプライン７ａとが噛み合うスプライン結合部の軸方向範囲内に、外歯車２８と第１の減速歯車８との噛合い部が配置される例を記載したが、図３に示す様に、前記噛合い部の少なくとも一部がスプライン結合部の軸方向範囲内に配置される構成でも良い。
この実施例２の構成でも、トルク伝達時に生じるスタータギヤ７の捩じれを抑制でき、トルクロスを小さくできるので、良好なエンジン始動性を確保できる。
【００２７】
（変形例）
実施例１では、スプラグ式の一方向クラッチ３１を示しているが、アウタ部３１ｂの内周あるいはインナ部３１ａの外周にくさび状のカム室を形成し、そのカム室にローラを配置して、このローラを介してインナ部３１ａからアウタ部３１ｂへトルク伝達するローラ式の一方向クラッチを採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】スタータの半断面図である（実施例１）。
【図２】フロント側から見たスタータの正面図である（実施例１）。
【図３】スタータの一部断面図である（実施例２）。
【符号の説明】
【００２９】
１    スタータ
２ａ  電機子軸
３    モータ
５    駆動軸
６    遊星歯車減速装置
７    スタータギヤ
８    第１の減速歯車（第２の減速装置）
９    リングギヤ（エンジンギヤ）
１０    第２の減速歯車（第３の減速装置）
２８    外歯車
３１    一方向クラッチ
【図１】
2006090258.tif 000003
【図２】
2006090258.tif 000004
【図３】
2006090258.tif 000005