(57)【要約】【課題】ピニオン軸５の一端部を支持するニードル軸受１４を備え、ピニオン軸５に撓みが生じた時に、ニードルローラ２６の角部２６ａによってシェル２５が損傷することを防止できる。【解決手段】ピニオン軸５の一端部を支持するニードル軸受１４は、ハウジングの軸受部１５に形成された圧入孔部２３に圧入され、ニードルローラ２６のピニオン６側の角部２６ａが、圧入孔部２３のピニオン６側の起点２３ａから長さＡだけピニオン６側に突き出ている。これにより、ピニオン６が受ける負荷によってピニオン軸５に撓みが生じた時に、ニードルローラ２６の角部２６ａが当たるシェル２５の荷重集中部をフリーにできるため、ニードルローラ２６の角部２６ａと圧入孔部２３の内周面との間でシェル２５が押し潰されることはなく、シェル２５の損傷を防止できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータに駆動されて回転するピニオン軸と、
このピニオン軸に支持され、前記ピニオン軸上を移動可能に設けられたピニオンと、
軸受を介して前記ピニオン軸の一端部を回転自在に支持する軸受部が設けられたハウジングとを備えるスタータにおいて、
前記軸受部には、軸方向に貫通する軸受孔が設けられ、この軸受孔には、同一孔径で軸方向に所定の長さを有する圧入孔部が形成され、
前記軸受は、シェルの内周に複数のニードルローラを配置して構成されるニードル軸受であって、前記圧入孔部に圧入され、且つ前記ニードルローラのピニオン側の角部あるいはＲ開始点が、前記圧入孔部のピニオン側の起点よりピニオン側に突き出ていることを特徴とするスタータ。
【請求項２】
請求項１に記載したスタータにおいて、
前記軸受孔は、前記圧入孔部のピニオン側の起点から内径が徐々に拡大するＲ形状部を有していることを特徴とするスタータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載したスタータにおいて、
前記軸受は、前記ニードルローラの反ピニオン側の角部あるいはＲ開始点が、前記圧入孔部の反ピニオン側の起点より反ピニオン側に突き出ていることを特徴とするスタータ。  
【請求項４】
請求項３に記載したスタータにおいて、
前記軸受孔は、前記圧入孔部の反ピニオン側の起点から内径が徐々に拡大するＲ形状部を有していることを特徴とするスタータ。
【請求項５】
請求項１〜４に記載した何れかのスタータにおいて、
前記モータの回転を減速して前記ピニオン軸に伝達する減速装置を備え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、ピニオン軸の一端部がニードル軸受を介してハウジングの軸受部に支持されるスタータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン始動用のスタータでは、ハウジングの軸受部に形成された軸受孔にニードル軸受が圧入され、そのニードル軸受を介して、ピニオン軸の一端部が軸受部に支持される構成が知られている。このスタータでは、軸受孔にニードル軸受を圧入する際に、軸受孔の先端側からニードル軸受を打ち込むため、特許文献１に示される様に、軸受孔の先端側に孔径を拡大した逃がしが設けられている。
【特許文献１】特開平３−７０８７０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、上記のスタータでは、ピニオン軸に支持されるピニオンがエンジンのリングギヤに噛み合って回転する時に、リングギヤからピニオンに負荷が加わると、両端部が支持されているピニオン軸に撓みが生じる。この時、ニードル軸受のニードルローラが受ける荷重は、軸方向に均等ではなく、ピニオン側に集中することになる。このため、過大負荷が加わった時に、ニードルローラのピニオン側角部が、ニードル軸受のシェルに強く押し当てられることで、シェルが損傷する恐れがあった。
【０００４】
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、ピニオン軸の一端部を支持するニードル軸受を備え、ピニオン軸に撓みが生じた時に、ニードルローラの角部によってシェルが損傷することを防止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】
【０００５】
（請求項１の発明）
本発明は、モータに駆動されて回転するピニオン軸と、このピニオン軸に支持され、ピニオン軸上を移動可能に設けられたピニオンと、軸受を介してピニオン軸の一端部を回転自在に支持する軸受部が設けられたハウジングとを備えるスタータにおいて、軸受部には、軸方向に貫通する軸受孔が設けられ、この軸受孔には、同一孔径で軸方向に所定の長さを有する圧入孔部が形成され、軸受は、シェルの内周に複数のニードルローラを配置して構成されるニードル軸受であって、圧入孔部に圧入され、且つニードルローラのピニオン側の角部あるいはＲ開始点が、圧入孔部のピニオン側の起点よりピニオン側に突き出ていることを特徴とする。
【０００６】
上記の構成によれば、ピニオンがエンジンのリングギヤから受ける負荷によってピニオン軸に撓みが生じた時に、ニードルローラの角部あるいはＲ開始点から受けるシェルの荷重集中部をフリーにできる。つまり、シェルの荷重集中部が圧入孔部から外れている（圧入孔部よりピニオン側に出ている）ため、ニードルローラの角部あるいはＲ開始点と圧入孔部の内周面との間でシェルが押し潰されることはなく、シェルの損傷を防止できる。
【０００７】
（請求項２の発明）
請求項１に記載したスタータにおいて、軸受孔は、圧入孔部のピニオン側の起点から内径が徐々に拡大するＲ形状部を有していることを特徴とする。
ニードルローラより受ける荷重でシェルが圧入孔部の角部に押し付けられる際に、Ｒ形状部によって面圧を減少できるので、シェルの変形を抑制できる。また、ピニオンに過大負荷が加わり、ピニオン軸の撓み量が大きくなった時に、圧入孔部の孔形状が変形しても、Ｒ形状部によって応力を緩和できるため、軸受部の破損を防止できる効果がある。
【０００８】
（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、軸受は、ニードルローラの反ピニオン側の角部あるいはＲ開始点が、圧入孔部の反ピニオン側の起点より反ピニオン側に突き出ていることを特徴とする。
ピニオンがエンジンのリングギヤから受ける負荷が増大して、ピニオン軸に生じる撓み量が大きくなると、ニードルローラのピニオン側の角部あるいはＲ開始点だけでなく、反ピニオン側の角部あるいはＲ開始点にもピニオン軸から荷重が加わる。この時、ニードルローラの反ピニオン側の角部あるいはＲ開始点が、圧入孔部の反ピニオン側の起点より反ピニオン側に突き出ているので、ニードルローラの反ピニオン側の角部あるいはＲ開始点から受けるシェルの荷重集中部をフリーにできる。その結果、ニードルローラの反ピニオン側の角部あるいはＲ開始点と圧入孔部の内周面との間でシェルが押し潰されることはなく、シェルの損傷を防止できる。
【０００９】
（請求項４の発明）
請求項３に記載したスタータにおいて、軸受孔は、圧入孔部の反ピニオン側の起点から内径が徐々に拡大するＲ形状部を有していることを特徴とする。
ニードルローラより受ける荷重でシェルが圧入孔部の反ピニオン側の角部に押し付けられる際に、Ｒ形状部によって面圧を減少できるので、シェルの変形を抑制できる。また、ピニオンに過大負荷が加わり、ピニオン軸の撓み量が大きくなった時に、圧入孔部の孔形状が変形しても、Ｒ形状部によって応力を緩和できるため、軸受部の破損を防止できる効果がある。
【００１０】
（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、モータの回転を減速してピニオン軸に伝達する減速装置を備えていることを特徴とする。
減速型スタータでは、モータの慣性マスが増大するため、エンジン始動時等に生じる衝撃が過大になりやすい。これに対し、請求項１〜４に記載した何れかの発明は、シェルの損傷を防止でき、且つピニオンに過大負荷が加わった時に、軸受部の破損を防止できるため、減速型スタータに効果的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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】
【００１２】
図１はピニオン軸５の一端部が軸受１４を介してハウジング７の軸受部１５に支持されている状態を示す断面図であり、図４はスタータ１の半断面図である。
実施例１に係るスタータ１は、図４に示す様に、回転力を発生するモータ２と、このモータ２のメイン接点（図示せず）を開閉する電磁スイッチ３と、減速装置４を介してモータ２に駆動されるピニオン軸５と、このピニオン軸５に支持されるピニオン６と、モータ２及び電磁スイッチ３を固定するハウジング７等より構成される。
【００１３】
モータ２は、ヨーク８の内周に永久磁石９（界磁コイルでも良い）を配置して構成される界磁と、この界磁の内側に回転自在に配置される電機子１０と、この電機子１０の端部に設けられる整流子１１に摺接するブラシ１２等より構成される周知の直流電動機であり、電磁スイッチ３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）より電機子１０に通電されて回転力を発生する。
電磁スイッチ３は、始動スイッチ（図示せず）の閉操作によって通電される励磁コイル（図示せず）と、この励磁コイルへの通電時に形成される電磁石に吸引されるプランジャ（図示せず）等を有し、このプランジャを駆動してメイン接点を開閉すると共に、プランジャに連結されるシフトレバー１３を介してピニオン６を軸方向に移動させる働きを有している。
【００１４】
ピニオン軸５は、一端部が軸受１４を介してハウジング７の軸受部１５に回転自在に支持され、他端側が減速装置４を介してモータ２の回転軸（電機子軸２ａ）に連結されている。このピニオン軸５には、ピニオン６がピニオン軸５上を反モータ方向（図４の左方向）へ移動した時に、ピニオン６の移動を停止させるピニオンストッパ１６が配置されている。このピニオンストッパ１６は、図１に示す様に、ピニオン軸５の全周に断面半円形状に窪む周溝１７が形成され、この周溝１７に嵌合するスナップリング１８を介してピニオン軸５に取り付けられている。
【００１５】
減速装置４は、例えば、遊星歯車減速機であり、電機子１０の回転を減速してピニオン軸５に伝達する。この遊星歯車減速機は、内歯歯車１９（インターナルギヤ）がトルクリミッタ２０を介して回転規制されている。
トルクリミッタ２０は、例えば、内歯歯車１９に係合する回転ディスク２１を有し、この回転ディスク２１が摩擦力によって回転規制されている。回転ディスク２１の静止トルクを超える過大トルクが減速装置４に加わると、回転ディスク２１が滑る（回転する）ことにより、内歯歯車１９の回転が許容されて過大トルクの伝達を遮断する。
【００１６】
ピニオン６は、クラッチ２２と一体に構成され、このクラッチ２２を介してピニオン軸５の回転が伝達される。
クラッチ２２は、ピニオン軸５の外周にヘリカルスプライン結合され、エンジン始動時にピニオン軸５の回転をピニオン６に伝達すると共に、ピニオン６がエンジンによって回された時、つまりピニオン６の回転速度がピニオン軸５の回転速度を上回った時に、ピニオン６の回転がピニオン軸５に伝わらない様に、両者間の動力伝達を遮断する一方向クラッチとして構成されている。
【００１７】
ハウジング７は、エンジン側への取付け面７ａを有すると共に、この取付け面７ａより前方（図４の左方向）へ突出してピニオン６の移動空間を覆うノーズ部７ｂが設けられ、このノーズ部７ｂの先端部に軸受部１５が設けられている。
軸受部１５には、軸方向に貫通する軸受孔が形成されている。この軸受孔は、図１に示す様に、内径が異なる段付き状に設けられている。具体的には、軸受部１５の先端（図示左端）からピニオン６側（図示右側）に向かって所定の長さを有する圧入孔部２３と、この圧入孔部２３のピニオン６側に圧入孔部２３より内径が大きい拡大孔部２４とが設けられている。
【００１８】
軸受１４は、シェル２５の内周に複数のニードルローラ２６を配置して構成されるニードル軸受１４であり、軸受部１５の圧入孔部２３に圧入されている。但し、ニードルローラ２６のピニオン６側の角部２６ａ、あるいはニードルローラ２６の角部にＲが付与されている場合に、そのＲ開始点２６ｓは、図１及び図２に示す様に、圧入孔部２３のピニオン６側の起点２３ａから長さＡだけピニオン６側（図示右側）に突き出ている。つまり、ニードルローラ２６の角部２６ａが、圧入孔部２３の起点２３ａを超えて拡大孔部２４側まで入り込んでいる。
【００１９】
次に、上記スタータ１の作動を説明する。
始動スイッチの閉操作により、電磁スイッチ３の励磁コイルに通電されると、プランジャが電磁石に吸引されて、図４の右方向へ移動する。このプランジャの移動により、シフトレバー１３を介してクラッチ２２が反モータ方向へ押し出されるため、クラッチ２２と一体にピニオン６がピニオン軸５上を反モータ方向へ移動して、エンジンのリングギヤ（図示せず）に当接する。
【００２０】
一方、プランジャが移動してモータ２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１０に回転力が発生する。この電機子１０の回転が減速装置４を介してピニオン軸５に伝達されると、ピニオン６がリングギヤに噛み合い可能な位置まで回転した時点で、図示しないドライブスプリングの反力により、ピニオン６がリングギヤに押し込まれて、両者が噛み合う。これにより、モータ２のトルクがピニオン６からリングギヤに伝達されて、クランキングを行う。
【００２１】
クランキングからエンジンが始動して、始動スイッチを開操作すると、励磁コイルへの通電が停止して磁力が消滅するため、それまで吸引されていたプランジャが図示しないリターンスプリングの反力によって押し戻される。その結果、モータ２の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ることで、電機子１０の回転が停止する。  また、プランジャが押し戻されると、シフトレバー１３を介して、クラッチ２２がモータ方向へ引き戻されるため、ピニオン６がリングギヤから離脱して、クラッチ２２と一体にピニオン軸５上をモータ方向へ移動して、図４に示す初期位置に戻る。
【００２２】
（実施例１の効果）
上記のスタータ１は、ピニオン軸５の一端部が、ニードル軸受１４を介してハウジング７の軸受部１５に回転自在に支持されている。ニードル軸受１４は、ニードルローラ２６の角部２６ａ（またはＲ開始点２６ｓ）が、軸受部１５に形成された圧入孔部２３の起点２３ａよりピニオン６側に突き出ている。つまり、ニードルローラ２６の角部２６ａが、圧入孔部２３と拡大孔部２４との段差を超えて拡大孔部２４側まで入り込んでいる。このため、拡大孔部２４側に入り込んでいるシェル２５の外周面は、拡大孔部２４の内周面によって支持されることはなく、フリーになっている。
【００２３】
上記の構成によれば、ピニオン６がリングギヤに噛み合って回転する際に、ピニオン６がリングギヤから受ける負荷によってピニオン軸５に撓みが生じた時に、図３に示す様に、ニードルローラ２６の角部２６ａが当たるシェル２５の荷重集中部をフリーにできる。すなわち、シェル２５の荷重集中部が圧入孔部２３から外れている（圧入孔部２３より拡大孔部２４側に突き出ている）ため、ニードルローラ２６の角部２６ａと圧入孔部２３の内周面との間でシェル２５が押し潰されることはなく、シェル２５の損傷を防止できる。
【実施例２】
【００２４】
図５はピニオン軸５の一端部がニードル軸受１４を介してハウジング７の軸受部１５に支持されている状態を示す断面図である。
実施例１では、ハウジング７の軸受部１５に設けられた軸受孔が、圧入孔部２３と拡大孔部２４との間に段差を有する一例を記載したが、この実施例２は、図５に示す様に、圧入孔部２３の起点２３ａから、拡大孔部２４の内径がテーパ状に拡大する一例である。
この実施例２の構成においても、ニードルローラ２６の角部２６ａ（またはＲ開始点２６ｓ）が、圧入孔部２３の起点２３ａから長さＡだけピニオン６側に突き出ているため、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００２５】
図６はピニオン軸５の一端部がニードル軸受１４を介してハウジング７の軸受部１５に支持されている状態を示す断面図である。
この実施例３に示すハウジング７の軸受部１５には、図６に示す様に、互いの内径が異なる圧入孔部２３と拡大孔部２４とを有する軸受孔が形成され、且つ圧入孔部２３と拡大孔部２４との間にＲ形状部（図示Ｒ部）が設けられている。具体的には、圧入孔部２３の起点２３ａから内径が徐々に拡大するＲ形状部を有し、そのＲ形状部が拡大孔部２４の一部として形成されている。
【００２６】
一方、ニードル軸受１４は、ニードルローラ２６の角部２６ａ（またはＲ開始点２６ｓ）が、圧入孔部２３の起点２３ａから長さＡだけピニオン６側に突き出ている。この時、ニードルローラ２６の角部２６ａは、図６に示す様に、Ｒ形状部の途中（圧入孔部２３の起点２３ａからＲ終了点ｅまでの間）まで突き出ていても良いが、図７に示す様に、Ｒ終了点ｅより更にピニオン６側まで突き出ていても良い。
【００２７】
上記の構成によれば、ニードルローラ２６から受ける荷重でシェル２５が圧入孔部２３の角部に押し付けられた時に、Ｒ形状部によって面圧を減少できるので、シェル２５の変形を抑制できる。また、ピニオン６に過大負荷が加わり、ピニオン軸５の撓み量が大きくなった時に、圧入孔部２３の孔形状が変形しても、Ｒ形状部によって応力を緩和できるため、軸受部１５の破損を防止できる効果がある。
なお、この実施例３に記載した圧入孔部２３と拡大孔部２４との間にＲ形状部を設ける構成は、実施例２に記載した軸受孔にも適用できる。つまり、図８に示す様に、圧入孔部２３の起点２３ａと拡大孔部２４のテーパ部とをＲ形状部で繋いでも良い。
【実施例４】
【００２８】
図９はピニオン軸５の一端部がニードル軸受１４を介してハウジング７の軸受部１５に支持されている状態を示す断面図である。
この実施例４に示すハウジング７の軸受部１５には、圧入孔部２３の軸方向両側にそれぞれ拡大孔部２４を有する軸受孔が形成されている。つまり、図９に示す様に、圧入孔部２３のピニオン６側には、実施例１と同様に、圧入孔部２３より内径が大きい拡大孔部２４が形成され、圧入孔部２３の反ピニオン側にも、圧入孔部２３より内径が大きい拡大孔部２４が形成されている。
【００２９】
一方、ニードル軸受１４は、ニードルローラ２６の角部２６ａ（またはＲ開始点２６ｓ）が、圧入孔部２３の起点２３ａから長さＡだけピニオン６側に突き出ているだけでなく、ニードルローラ２６の反ピニオン側の角部２６ｂ（またはＲ開始点２６ｓ）が、圧入孔部２３の反ピニオン側の起点２３ｂから長さＢだけ反ピニオン側に突き出ている。つまり、圧入孔部２３から拡大孔部２４側に突き出るシェル２５の外周面は、拡大孔部２４の内周面によって支持されることはなく、フリーになっている。
【００３０】
上記の構成によれば、ピニオン６がエンジンのリングギヤから受ける負荷が増大して、ピニオン軸５に生じる撓み量が大きくなると、図１０に示す様に、ニードルローラ２６のピニオン６側の角部２６ａだけでなく、反ピニオン側の角部２６ｂにもピニオン軸５から荷重が加わる。この時、ニードルローラ２６の角部２６ｂが、圧入孔部２３の反ピニオン側の起点２３ｂより反ピニオン側に突き出ているので、ニードルローラ２６の反ピニオン側の角部２６ｂから受けるシェル２５の荷重集中部をフリーにできる。その結果、ニードルローラ２６の角部２６ｂと圧入孔部２３の内周面との間でシェル２５が押し潰されることはなく、シェル２５の損傷を防止できる。
なお、この実施例４の構成は、図１１に示す様に、拡大孔部２４をテーパ形状にした場合にも適用できる。また、反ピニオン側の拡大孔部２４と圧入孔部２３との間にＲ形状部を設けることもできる。
【実施例５】
【００３１】
図１２および図１３は、それぞれピニオン軸５の一端部がニードル軸受１４を介してハウジング７の軸受部１５に支持されている状態を示す断面図である。
この実施例５に示すハウジング７の軸受部１５には、図１２および図１３に示す様に、軸方向に貫通する圧入孔部２３のみが形成されている。つまり、本発明の軸受孔を圧入孔部２３だけで構成した例である。この場合、圧入孔部２３の両側にＲ形状部を設けることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例１に係る軸受部分の断面図である。
【図２】（ａ）実施例１に係る軸受部分の断面図、（ｂ）ニードル軸受の一部拡大断面図である（実施例１）。
【図３】ピニオン軸に撓みが生じた時の軸受状態を示す断面図である（実施例１）。
【図４】スタータの半断面図である。
【図５】実施例２に係る軸受部分の断面図である。
【図６】実施例３に係る軸受部分の断面図である。
【図７】実施例３に係る軸受部分の断面図である。
【図８】実施例３に係る軸受部分の断面図である。
【図９】実施例４に係る軸受部分の断面図である。
【図１０】ピニオン軸に撓みが生じた時の軸受状態を示す断面図である（実施例４）。
【図１１】実施例４に係る軸受部分の断面図である。
【図１２】実施例５に係る軸受部分の断面図である。
【図１３】実施例５に係る軸受部分の断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    スタータ
２    モータ
４    減速装置
５    ピニオン軸
６    ピニオン
７    ハウジング
１４    ニードル軸受（軸受）
１５    ハウジングの軸受部
１６    ピニオンストッパ（ストッパ）
１７    周溝（溝）
２３    圧入孔部（軸受孔）
２３ａ  圧入孔部のピニオン側の起点
２３ｂ  圧入孔部の反ピニオン側の起点
２４    拡大孔部（軸受孔）
２５    ニードル軸受のシェル
２６    ニードルローラ
２６ａ  ニードルローラのピニオン側の角部
２６ｂ  ニードルローラの反ピニオン側の角部
２６ｓ  ニードルローラのＲ開始点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2006274848.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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