(57)【要約】【課題】スタータの部品の破損の防止を図ることができるとともに、部品点数の増加の抑制及び大型化の抑制を図ることができるスタータ、及びスタータの制御方法を得る。【解決手段】スタータにおいて、伝達部材であるローラ８３は、ピニオンギヤ９と一体に回転するクラッチインナ８２と、シャフト７に設けられているクラッチアウタ８１との間で、回転力を伝達可能になっている。クラッチアウタ８１は、スプライン結合によってシャフト７に嵌っている内側嵌合部材８７と、締り嵌めによって内側嵌合部材８７に嵌っている外側嵌合部材８８とを有している。外側嵌合部材８８は、クラッチインナ８２の周囲を囲む筒状のアウタ周壁部８８２を有している。ローラ８３は、アウタ周壁部８８２とクラッチインナ８２との間に配置されている。【選択図】図４
2018009542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ、
前記モータの駆動力によって回転されるシャフト、
前記シャフトに設けられ、前記シャフトの軸線方向へ前記シャフトに対して変位可能なピニオン移動体、及び
前記ピニオン移動体を前記シャフトに対して変位させるシフト装置
を備え、
前記ピニオン移動体は、ピニオンギヤと、前記ピニオンギヤに連結されているオーバーランニングクラッチとを有し、
前記オーバーランニングクラッチは、前記ピニオンギヤと一体に回転するクラッチインナと、前記シャフトに設けられているクラッチアウタと、前記クラッチインナと前記クラッチアウタとの間で回転力を伝達可能な伝達部材とを有し、
前記クラッチアウタは、スプライン結合によって前記シャフトに嵌っている内側嵌合部材と、締り嵌めによって前記内側嵌合部材に嵌っている外側嵌合部材とを有し、
前記外側嵌合部材は、前記クラッチインナの周囲を囲む筒状のアウタ周壁部を有し、
前記伝達部材は、前記アウタ周壁部と前記クラッチインナとの間に配置されているスタータ。
【請求項２】
前記外側嵌合部材は、設定基準値を超えるトルクを受けると、前記内側嵌合部材に対して滑り始めるようになっており、
前記設定基準値は、スタータの最大トルクの１倍〜１．５倍のトルクの値である請求項１に記載のスタータ。
【請求項３】
前記内側嵌合部材及び前記外側嵌合部材のうち、一方は第１の係合部を有し、他方は第２の係合部を有しており、
前記第１の係合部を有する部材には、止め部材用溝が周方向に沿って設けられ、
前記止め部材用溝には、止め部材が嵌っており、
前記第２の係合部は、前記シャフトの軸線方向について、前記第１の係合部と前記止め部材との間に配置された状態で前記第１の係合部及び前記止め部材のそれぞれに係合している請求項１又は請求項２に記載のスタータ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のスタータを制御する方法であって、
エンジンが停止する過程におけるリングギヤの回転中に前記ピニオン移動体を前記シフト装置によって変位させて、前記ピニオンギヤを前記リングギヤに噛み合わせるスタータの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンを始動させるスタータ、及びスタータの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータの出力軸にオーバーランニングクラッチを介してピニオンギヤを移動可能に取り付け、ピニオンギヤ及びオーバーランニングクラッチを移動させてエンジンのリングギヤにピニオンギヤを噛み合わせることにより、モータの回転力をリングギヤに伝えてエンジンを始動させるようにしたスタータが知られている。
【０００３】
近年、エンジンの低燃費化を図るために、アイドリングストップを自動で行うシステムが用いられることがある。アイドリングストップを自動で行うシステムでは、アイドリングストップ直後のリングギヤの回転中にピニオンギヤをリングギヤに噛み合わせることがある。
【０００４】
例えば、アイドリングストップの直後でエンジンの回転がまだ停止していないときに、エンジン制御装置（以下、「ＥＣＵ」という）からスタータへ再始動要求が出たり、エンジンの再始動の時間を短縮するためにピニオンギヤ９をリングギヤ１１に予め噛み合わせておいたりする場合には、アイドリングストップ直後のリングギヤの回転中にピニオンギヤをリングギヤに噛み合わせることがある。この場合、ピニオンギヤがリングギヤに噛み合うときの衝撃トルクが大きくなってしまい、例えばオーバーランニングクラッチ、出力軸等が破損するおそれがある。
【０００５】
従来、ピニオンギヤがリングギヤに噛み合うときの衝撃トルクを緩和するために、出力軸にスプライン結合されている第１の伝達部材と、オーバーランニングクラッチのクラッチアウタと一体になっている第２の伝達部材とのそれぞれに爪部を設け、第１及び第２の伝達部材のそれぞれの爪部同士を周方向について互いに係合させた状態で、出力軸の軸線方向について第１及び第２の伝達部材同士をばねで押し付けるようにしたスタータが提案されている。このような従来のスタータでは、第１の伝達部材と第２の伝達部材との間に過大なトルクが加わると、互いに係合する爪部同士が滑ることで爪部の係合が外れ、ピニオンギヤがリングギヤに噛み合うときの衝撃トルクが緩和される（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−１７２３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に示されている従来のスタータでは、第１及び第２の伝達部材のそれぞれに爪部を設ける必要があるとともに、第１及び第２の伝達部材同士を押し付けるばねも必要になるので、部品点数が多くなってしまい、コストが増大してしまう。また、出力軸の軸線方向について第１の伝達部材及び第２の伝達部材をばねで押すようになっているので、スタータの軸線方向の寸法が拡大してしまい、スタータのレイアウト性が低下してしまう。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、スタータの部品の破損の防止を図ることができるとともに、部品点数の増加の抑制及び大型化の抑制を図ることができるスタータ、及びスタータの制御方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明によるスタータは、モータ、モータの駆動力によって回転されるシャフト、シャフトに設けられ、シャフトの軸線方向へシャフトに対して変位可能なピニオン移動体、及びピニオン移動体をシャフトに対して変位させるシフト装置を備え、ピニオン移動体は、ピニオンギヤと、ピニオンギヤに連結されているオーバーランニングクラッチとを有し、オーバーランニングクラッチは、ピニオンギヤと一体に回転するクラッチインナと、シャフトに設けられているクラッチアウタと、クラッチインナとクラッチアウタとの間で回転力を伝達可能な伝達部材とを有し、クラッチアウタは、スプライン結合によってシャフトに嵌っている内側嵌合部材と、締り嵌めによって内側嵌合部材に嵌っている外側嵌合部材とを有し、外側嵌合部材は、クラッチインナの周囲を囲む筒状のアウタ周壁部を有し、伝達部材は、アウタ周壁部とクラッチインナとの間に配置されている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によるスタータ、及びスタータの制御方法によれば、ピニオンギヤがリングギヤに噛み合うことによって過大な衝撃トルクが生じた場合でも、外側嵌合部材が内側嵌合部材に対して滑ることにより、衝撃トルクを緩和することができる。これにより、スタータの部品の破損の防止を図ることができる。また、クラッチアウタの構成が外側嵌合部材８８を内側嵌合部材８７に嵌めた簡単な構成になっているので、部品点数の増加の抑制及びスタータの大型化の抑制を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１によるスタータを示す分解斜視図である。
【図２】図１のスタータを示す一部破断断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】図２のオーバーランニングクラッチを示す拡大断面図である。
【図５】図４の内側嵌合部材と外側嵌合部材とが互いに外れている状態を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態２によるスタータのオーバーランニングクラッチを示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態３によるスタータのオーバーランニングクラッチを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるスタータを示す分解斜視図である。また、図２は、図１のスタータを示す一部破断断面図である。図において、自動車等の車両に搭載されているスタータは、ブラケット１と、ブラケット１に支持されているスタータ本体２と、スタータ本体２に変位可能に取り付けられているピニオン移動体３と、ブラケット１に支持されピニオン移動体３をスタータ本体２に対して変位させるシフト装置４とを有している。
【００１３】
スタータ本体２は、回転力を発生するモータ５と、モータ５に取り付けられモータ５の回転を減速する減速機構部６と、減速機構部６からブラケット１内に突出し減速機構部６で減速されたモータ５の回転力によって回転するシャフト７とを有している。
【００１４】
ピニオン移動体３は、シャフト７に軸線方向へ変位可能に取り付けられている。これにより、ピニオン移動体３は、前進位置と、前進位置よりもモータ５に近い後退位置との間で変位可能になっている。シャフト７は、ピニオン移動体３を貫通している。シャフト７の先端部には、リング状のストッパ１０が設けられている。ストッパ１０は、ピニオン移動体３がシャフト７の先端部から外れることを防止している。ピニオン移動体３は、オーバーランニングクラッチ８と、オーバーランニングクラッチ８の端部に連結されているピニオンギヤ９とを有している。
【００１５】
ここで、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。また、図４は、図２のオーバーランニングクラッチ８を示す拡大断面図である。オーバーランニングクラッチ８は、シャフト７に設けられている筒状のクラッチアウタ８１と、ピニオンギヤ９に連結されピニオンギヤ９と一体に回転する筒状のクラッチインナ８２と、クラッチアウタ８１及びクラッチインナ８２との間で回転力を伝達可能な伝達部材である複数の円柱状のローラ８３と、クラッチアウタ８１に各ローラ８３を個別に接続する弾性体である複数のばね８４と、クラッチアウタ８１とクラッチインナ８２との間から各ローラ８３が外れることを防止する平板環状のクラッチプレート８５と、クラッチプレート８５をクラッチアウタ８１に保持するクラッチカバー８６とを有している。
【００１６】
クラッチアウタ８１は、シャフト７にスプライン結合している筒状の内側嵌合部材８７と、内側嵌合部材８７に締り嵌めによって嵌っている筒状の外側嵌合部材８８を有している。
【００１７】
内側嵌合部材８７は、筒状の取付部８７１と、取付部８７１の外周面から径方向へ突出しているフランジ部８７２とを有している。
【００１８】
内側嵌合部材８７は、シャフト７に対して軸線方向へ変位可能で、かつシャフト７と一体に回転可能になるようにシャフト７に取り付けられている。この例では、内側嵌合部材８７がヘリカルスプライン結合によってシャフト７に取り付けられている。即ち、シャフト７の外周部には、シャフト７の軸線に対して傾斜するらせん状のシャフト側スプライン部７ａが設けられている。取付部８７１の内周部には、シャフト７の軸線に対して傾斜するらせん状のクラッチ側スプライン部８７１ａが設けられている。内側嵌合部材８７は、クラッチ側スプライン部８７１ａをシャフト側スプライン部７ａに嵌めた状態で、シャフト７に取り付けられている。これにより、この例では、内側嵌合部材８７がシャフト側スプライン部７ａ及びクラッチ側スプライン部８７１ａの傾斜に沿ってシャフト７に対して回転されながら、内側嵌合部材８７がシャフト７に対してシャフト７の軸線方向へ変位される。
【００１９】
フランジ部８７２の外周面は、内側嵌合部材８７の軸線を中心とする円環状面である。この例では、内側嵌合部材８７の軸線を含む平面で内側嵌合部材８７を切断したとき、フランジ部８７２の外周面と内側嵌合部材８７の軸線とが平行になっている。
【００２０】
外側嵌合部材８８は、環状のアウタ支持壁部８８１と、アウタ支持壁部８８１に設けられクラッチインナ８２の周囲を囲む筒状のアウタ周壁部８８２とを有している。
【００２１】
アウタ支持壁部８８１の内周面は、外側嵌合部材８８の軸線を中心とする円環状面である。この例では、外側嵌合部材８８の軸線を含む平面で外側嵌合部材８８を切断したとき、アウタ支持壁部８８１の内周面と外側嵌合部材８８の軸線とが平行になっている。また、アウタ支持壁部８８１の内周面は、内側嵌合部材８７のフランジ部８７２の外周面に締り嵌めによって嵌っている。
【００２２】
これにより、内側嵌合部材８７のフランジ部８７２と外側嵌合部材８８のアウタ支持壁部８８１との間に設定基準値以下のトルクが加わっている状態では、内側嵌合部材８７及び外側嵌合部材８８が一体になって回転する。一方、フランジ部８７２とアウタ支持壁部８８１との間に設定基準値を超える回転トルクが加わると、外側嵌合部材８８が内側嵌合部材８７に対して周方向へ滑り始めるようになっている。
【００２３】
図５は、図４の内側嵌合部材８７と外側嵌合部材８８とが互いに外れている状態を示す断面図である。内側嵌合部材８７と外側嵌合部材８８とが互いに外れている状態では、内側嵌合部材８７のフランジ部８７２の外周面の径ｄ１が、外側嵌合部材８８のアウタ支持壁部８８１の内周面の径ｄ２よりも大きくなっている。アウタ支持壁部８８１に対するフランジ部８７２の締め代、即ち径ｄ１と径ｄ２との差は、外側嵌合部材８８が内側嵌合部材８７に対して滑り始めるトルクの設定基準値に基づいて設定されている。
【００２４】
内側嵌合部材８７及び外側嵌合部材８８は、アウタ支持壁部８８１の内側にフランジ部８７２を軸線方向に沿って入れることにより互いに嵌っている。アウタ支持壁部８８１の内側にフランジ部８７２を嵌める方法には、例えば焼嵌め方法、冷やし嵌め方法等があるが、これ以外の方法でアウタ支持壁部８８１の内側にフランジ部８７２を嵌めてもよい。
【００２５】
焼嵌め方法は、アウタ支持壁部８８１を加熱して熱膨張させることによりアウタ支持壁部８８１の径ｄ２をフランジ部８７２の径ｄ１よりも一時的に大きくし、アウタ支持壁部８８１の内側にフランジ部８７２を嵌めた後、アウタ支持壁部８８１を冷却して熱収縮させる方法である。冷やし嵌め方法は、フランジ部８７２を冷却して熱収縮させることによりフランジ部８７２の径ｄ１をアウタ支持壁部８８１の径ｄ２よりも一時的に小さくし、アウタ支持壁部８８１の内側にフランジ部８７２を嵌めた後、フランジ部８７２の冷却を停止してフランジ部８７２を熱膨張させる方法である。
【００２６】
アウタ周壁部８８２の内周部には、図３に示すように、軸線方向に沿った複数の突起が設けられている。これにより、アウタ周壁部８８２の内周部とクラッチインナ８２の外周部との間には、複数のくさび状の空間が形成されている。
【００２７】
複数のローラ８３は、アウタ周壁部８８２の内周部とクラッチインナ８２の外周部との間に形成された複数のくさび状の空間内にそれぞれ収容されている。また、各くさび状の空間には、ローラ８３がオーバーランニングクラッチ８の周方向へ移動可能に収容されている。各ばね８４は、アウタ周壁部８８２の内周部とローラ８３とに接続されている。
【００２８】
アウタ周壁部８８２がクラッチインナ８２に対して第１の方向（図３では時計回りの方向）へ回転されると、クラッチインナ８２の外周部と各ローラ８３との摩擦力により、各ローラ８３がばね８４を伸ばしながらアウタ周壁部８８２に対して第１の方向とは反対の方向である第２の方向（図３では反時計回りの方向）へ移動し、各ローラ８３がアウタ周壁部８８２とクラッチインナ８２との間に噛み込む。クラッチインナ８２は、各ローラ８３がアウタ周壁部８８２とクラッチインナ８２との間に噛み込むことにより、外側嵌合部材８８と一体に回転する。
【００２９】
一方、アウタ周壁部８８２がクラッチインナ８２に対して第２の方向（図３では反時計回りの方向）へ回転されると、クラッチインナ８２の外周部と各ローラ８３との摩擦力により、各ローラ８３がばね８４を縮ませながらアウタ周壁部８８２に対して第１の方向（図３では時計回りの方向）へ移動し、アウタ周壁部８８２とクラッチインナ８２との間への各ローラ８３の噛み込みが解除される。これにより、アウタ周壁部８８２とクラッチインナ８２との間での回転力の伝達が遮断される。
【００３０】
即ち、各ローラ８３は、クラッチインナ８２に対するアウタ周壁部８８２の回転方向が第２の方向であるときにアウタ周壁部８８２とクラッチインナ８２との間で回転力を伝達せず、クラッチインナ８２に対するアウタ周壁部８８２の回転方向が第１の方向であるときにのみアウタ周壁部８８２とクラッチインナ８２との間で回転力を伝達する。
【００３１】
クラッチインナ８２は、図２に示すように、ピニオンギヤ９と一体になっている。クラッチインナ８２及びピニオンギヤ９は、シャフト７に対して軸線方向へ変位可能で、かつシャフト７に対して回転自在になるようにシャフト７に支持されている。
【００３２】
ピニオンギヤ９は、ピニオン移動体３が前進位置に変位されることにより、エンジンに連動するリングギヤ１１と噛み合い、ピニオン移動体３が後退位置に変位されることによりリングギヤ１１から外れる。
【００３３】
シフト装置４は、図２に示すように、ブラケット１に固定されている電磁スイッチ４１と、電磁スイッチ４１から突出し、電磁スイッチ４１に対する前進及び後退が可能なプランジャ４２と、プランジャ４２に連結され、電磁スイッチ４１の駆動力をピニオン移動体３に伝達するシフトレバー４３とを有している。
【００３４】
電磁スイッチ４１は、電磁マグネット部４４と、電磁マグネット部４４に取り付けられているスイッチ部４５とを有している。
【００３５】
電磁スイッチ４１の軸線は、シャフト７の軸線と平行になっている。プランジャ４２の前進及び後退は、電磁スイッチ４１の軸線方向に沿って行われる。電磁マグネット部４４は、プランジャ４２を前進させる方向へ付勢する付勢ばね４４１と、付勢ばね４４１の付勢力に逆らう電磁吸引力を発生するコイル４４２とを有している。電磁マグネット部４４は、コイル４４２への給電により付勢ばね４４１の付勢力に逆らってプランジャ４２を後退させ、コイル４４２への給電が停止すると付勢ばね４４１の付勢力でプランジャ４２を前進させる。
【００３６】
スイッチ部４５は、図示しないバッテリに電気的に接続されている第１の端子４５１と、モータ５に電気的に接続されている第２の端子４５２と、第１の端子４５１及び第２の端子４５２のそれぞれに対して接触したり離れたりする可動接点部材４５３と、第１の端子４５１及び第２の端子４５２のそれぞれから離れる方向へ可動接点部材４５３を付勢するスイッチばね４５４と、可動接点部材４５３からプランジャ４２に向けて突出している接点軸４５５とを有している。
【００３７】
第１の端子４５１及び第２の端子４５２は、電磁スイッチ４１の軸線と直交する方向について互いに離して配置され、かつ電磁スイッチ４１の軸線方向の同位置にそれぞれ配置されている。可動接点部材４５３は、導電性の板状部材である。これにより、可動接点部材４５３は、第１及び第２の端子４５１，４５２間に跨って接触する。可動接点部材４５３及び接点軸４５５は、電磁スイッチ４１の軸線方向に沿って一体に変位する。
【００３８】
スイッチ部４５では、プランジャ４２が後退することにより、接点軸４５５がプランジャ４２に押されて第１及び第２の端子４５１，４５２のそれぞれに可動接点部材４５３が接触する。これにより、バッテリからモータ５への給電が開始される。また、スイッチ部４５では、プランジャ４２が前進すると、可動接点部材４５３がスイッチばね４５４の付勢力によって変位され、可動接点部材４５３が第１及び第２の端子４５１，４５２のそれぞれから離れる。これにより、バッテリからモータ５への給電が停止される。
【００３９】
シフトレバー４３は、ブラケット１内のレバー軸を中心として回動可能になっている。レバー軸には、シフトレバー４３の中間部が取り付けられている。シフトレバー４３の一端部はプランジャ４２に係合され、シフトレバー４３の他端部はオーバーランニングクラッチ８に係合されている。これにより、電磁スイッチ４１に対するプランジャ４２の変位と、シャフト７に対するピニオン移動体３の変位とは、レバー軸を中心とするシフトレバー４３の回動によって連動する。即ち、電磁スイッチ４１に対してプランジャ４２が前進するとピニオン移動体３が後退位置へ変位され、電磁スイッチ４１に対してプランジャ４２が後退するとピニオン移動体３が前進位置へ変位される。
【００４０】
次に、動作について説明する。まず、エンジンの始動のために図示しない車両のキースイッチがＯＮ操作されると、ＥＣＵからスタータに始動要求が出される。これにより、コイル４４２に電流が流れ、プランジャ４２が後退する。
【００４１】
プランジャ４２が後退すると、シフトレバー４３がレバー軸を中心として図２の反時計回りの方向へ回動し、ピニオン移動体３がリングギヤ１１側の前進位置に向けてシャフト７に対して変位される。このとき、モータ５には電磁スイッチ４１のコイル４４２を経由した弱い電流が流れ、モータ５に弱い回転力が発生している。これにより、モータ５の回転力が減速機構部６及びシャフト７を介してオーバーランニングクラッチ８に伝達される。モータ５の回転力がオーバーランニングクラッチ８に伝達されると、クラッチアウタ８１がクラッチインナ８２に対して第１の方向（図３では時計回りの方向）へ回転し、クラッチインナ８２とアウタ周壁部８８２との間に各ローラ８３が噛み込む。これにより、モータ５の弱い回転力は、オーバーランニングクラッチ８を介してピニオンギヤ９に伝達され、ピニオン移動体３は、前進位置に向けてシフトレバー４３で押されながら一体になって低速で回転する。
【００４２】
ピニオンギヤ９がリングギヤ１１の端面に当たると、ピニオンギヤ９がリングギヤ１１との周方向の噛み合わせ位置まで回転することにより、ピニオン移動体３がリングギヤ１１側へ押し込まれ、ピニオンギヤ９がリングギヤ１１と噛み合う。これにより、ピニオン移動体３が前進位置に達する。
【００４３】
ピニオン移動体３が前進位置に達すると、スイッチ部４５の可動接点部材４５３が第１及び第２の端子４５１，４５２のそれぞれに接触し、図示しないバッテリからモータ５への給電が開始される。これにより、シャフト７及びピニオン移動体３が高速回転され、ピニオンギヤ９の回転力がリングギヤ１１を介してエンジンに伝達される。これにより、エンジンが始動する。このとき、クラッチアウタ８１では、外側嵌合部材８８が内側嵌合部材８７と一体に回転し、外側嵌合部材８８が内側嵌合部材８７に対して滑ることはない。
【００４４】
エンジンが始動すると、ピニオンギヤ９がリングギヤ１１を介してエンジンにより駆動される。エンジンの駆動力によりピニオンギヤ９の回転がシャフト７の回転よりも高速になると、クラッチインナ８２からみるとクラッチアウタ８１が第２の方向（図３では反時計回りの方向）へ回転することになり、クラッチインナ８２とアウタ周壁部８８２との間での各ローラ８３の噛み込みが外れる。これにより、ピニオンギヤ９及びクラッチインナ８２がクラッチアウタ８１に対して空転し、クラッチインナ８２からクラッチアウタ８１への回転力の伝達が遮断される。
【００４５】
この後、キースイッチがＯＦＦ操作されると、コイル４４２への給電が停止され、プランジャ４２が付勢ばね４４１の付勢力により電磁スイッチ４１に対して前進する。これにより、シフトレバー４３が回動してピニオン移動体３がモータ５側の後退位置へ変位され、スタータの復帰が完了する。
【００４６】
次に、アイドリングストップが自動で行われるときのスタータの制御について説明する。アイドリングストップの直後でエンジンの回転がまだ停止していないときに、ＥＣＵからスタータへ再始動要求が出ることがある。また、アイドリングストップ後のエンジンの再始動の時間を短縮するために、アイドリングストップの直後でエンジンの回転がまだ停止していないときに、ピニオンギヤ９をリングギヤ１１に予め噛み合わせておくこともある。このような場合、スタータでは、エンジンが停止する過程におけるリングギヤ１１の回転中に、ピニオン移動体３をシフト装置４によって前進位置へ変位させ、ピニオンギヤ９をリングギヤ１１に噛み合わせる。
【００４７】
ここで、エンジンが停止する過程でリングギヤ１１が減速しながら回転するときには、エンジンの回転が逆回転になることがある。エンジンの回転が逆回転であるときには、リングギヤ１１の回転方向がピニオンギヤ９の回転方向と逆になっている。
【００４８】
リングギヤ１１の回転方向がピニオンギヤ９の回転方向と逆になっているときに、ピニオンギヤ９がリングギヤ１１に噛み合うと、過大な衝撃トルクがピニオンギヤ９からクラッチインナ８２へ伝達される。
【００４９】
このとき、クラッチインナ８２からみるとクラッチアウタ８１が第１の方向（図３では時計回りの方向）へ回転することになる。これにより、クラッチインナ８２とアウタ周壁部８８２との間に各ローラ８３が噛み込み、衝撃トルクがクラッチインナ８２から各ローラ８３を介してアウタ周壁部８８２に伝達される。
【００５０】
アウタ周壁部８８２が受ける衝撃トルクが設定基準値よりも大きい場合、外側嵌合部材８８が内側嵌合部材８７に対して周方向へ滑り、内側嵌合部材８７への衝撃トルクの伝達が緩和される。これにより、ピニオンギヤ９及びオーバーランニングクラッチ８の破損が防止される。
【００５１】
一般的に、ピニオンギヤ９がリングギヤ１１に噛み合うときに生じる衝撃トルクの大きさは、スタータのロックトルク、即ちスタータの最大トルクの３倍〜５倍程度の大きさである。この例では、スタータの部品を保護するために、外側嵌合部材８８が内側嵌合部材８７に対して滑り始めるトルクの設定基準値として、スタータの最大トルクの１倍〜１．５倍のトルクの値が用いられている。
【００５２】
このようなスタータでは、内側嵌合部材８７がスプライン結合によってシャフト７に嵌っており、外側嵌合部材８８が締り嵌めによって内側嵌合部材８７に嵌っているので、ピニオンギヤ９がリングギヤ１１に噛み合うことによって過大な衝撃トルクが生じた場合でも、外側嵌合部材８８が内側嵌合部材８７に対して滑ることにより、衝撃トルクを緩和することができる。これにより、例えばオーバーランニングクラッチ８、シャフト７等のスタータの部品の破損の防止を図ることができ、スタータの耐久性の向上を図ることができる。また、外側嵌合部材８８を内側嵌合部材８７に嵌めてクラッチアウタ８１が構成されているだけで、ばね等の部品を用いないことから、部品点数の増加の抑制、スタータの大型化の抑制、スタータの重量増加の抑制を図ることができる。
【００５３】
また、このようなスタータの制御方法では、エンジンが停止する過程におけるリングギヤ１１の回転中にピニオン移動体３をシフト装置４によって変位させて、ピニオンギヤ９をリングギヤ１１に噛み合わせるので、リングギヤ１１の回転中にエンジンの再始動要求がスタータに入った場合でも、スタータの部品を破損させることなく、エンジンの再始動をより確実に行うことができる。また、アイドリングストップの直後にスタータの部品を破損させることなくピニオンギヤ９をリングギヤ１１に噛み合わせておくことができ、アイドリングストップ後のエンジンの再始動の時間の短縮化をより確実に図ることができる。
【００５４】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２によるスタータのオーバーランニングクラッチを示す断面図である。内側嵌合部材８７は、フランジ部８７２を第１の係合部として有している。内側嵌合部材８７の取付部８７１の外周部には、止め部材用溝８１０が周方向に沿って設けられている。止め部材用溝８１０は、シャフト７の軸線方向についてフランジ部８７２から離れた位置に設けられている。
【００５５】
外側嵌合部材８８は、アウタ支持壁部８８１の内周面から径方向内側へ突出する環状のつば部８８３を第２の係合部として有している。第２の係合部としてのつば部は、シャフト７の軸線方向について、第１の係合部としてのフランジ部８７２と止め部材用溝８１０との間に配置されている。
【００５６】
止め部材用溝８１０には、止め部材である止めリング８９が嵌っている。止めリング８９は、弾性変形可能なＣ字状のリングである。止めリング８９は、止めリング８９の径方向内側への弾性復元力により止め部材用溝８１０に嵌った状態を維持している。
【００５７】
つば部８８３は、フランジ部８７２と止めリング８９との間に挿入されている。従って、つば部８８３は、シャフト７の軸線方向についてフランジ部８７２と止めリング８９との間に配置された状態でフランジ部８７２及び止めリング８９のそれぞれに係合している。これにより、内側嵌合部材８７に対する外側嵌合部材８８の変位がシャフト７の軸線方向について阻止されている。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００５８】
このようなスタータでは、第１の係合部としてのフランジ部８７２を有する内側嵌合部材８７に止め部材用溝８１０が周方向に沿って設けられ、止め部材用溝８１０に嵌った止めリング８９とフランジ部８７２との間に、第２の係合部としてのつば部８８３が配置され、つば部８８３がシャフト７の軸線方向について止めリング８９及びフランジ部８７２のそれぞれに係合しているので、内側嵌合部材８７に対する外側嵌合部材８８の変位をシャフト７の軸線方向について防止することができる。これにより、外側嵌合部材８８が内側嵌合部材８７からシャフト７の軸線方向へ外れることを防止することができ、スタータの耐久性の向上をさらに図ることができる。
【００５９】
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３によるスタータのオーバーランニングクラッチを示す断面図である。外側嵌合部材８８は、アウタ支持壁部８８１の内周面から径方向内側へ突出するつば部８８３を第１の係合部として有している。また、外側嵌合部材８８のアウタ支持壁部８８１の内周面には、止め部材用溝８１０が周方向に沿って設けられている。止め部材用溝８１０は、シャフト７の軸線方向についてつば部８８３から離れた位置に設けられている。
【００６０】
内側嵌合部材８７は、フランジ部８７２を第２の係合部として有している。第２の係合部としてのフランジ部８７２は、シャフト７の軸線方向について、第１の係合部としてのつば部８８３と止め部材用溝８１０との間に配置されている。
【００６１】
止め部材用溝８１０には、止め部材である止めリング８９が嵌っている。止めリング８９は、弾性変形可能なＣ字状のリングである。止めリング８９は、止めリング８９の係合孔外側への弾性復元力により、止め部材用溝８１０に嵌った状態を維持している。
【００６２】
フランジ部８７２の一部は、つば部８８３と止めリング８９との間に挿入されている。従って、フランジ部８７２の一部は、シャフト７の軸線方向についてつば部８８３と止めリング８９との間に配置された状態でつば部８８３及び止めリング８９のそれぞれに係合している。これにより、内側嵌合部材８７に対する外側嵌合部材８８の変位がシャフト７の軸線方向について阻止されている。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００６３】
このようなスタータでは、第１の係合部としてのつば部８８３を有する外側嵌合部材８８に止め部材用溝８１０が周方向に沿って設けられ、止め部材用溝８１０に嵌った止めリング８９とつば部８８３との間に、第２の係合部としてのフランジ部８７２が配置され、フランジ部８７２がシャフト７の軸線方向について止めリング８９及びつば部８８３のそれぞれに係合しているので、実施の形態２と同様に、外側嵌合部材８８が内側嵌合部材８７からシャフト７の軸線方向へ外れることを防止することができ、スタータの耐久性の向上をさらに図ることができる。
【００６４】
なお、上記実施の形態２及び３では、外側嵌合部材８８がつば部８８３を有しているが、内側嵌合部材８７がつば部８８３を有していてもよい。この場合、つば部８８３は、フランジ部８７２から径方向外側へ突出して設けられる。また、この場合、つば部８８３及びアウタ支持壁部８８１のうち、一方が第１の係合部とされ、他方が第２の係合部とされるとともに、内側嵌合部材８７及び外側嵌合部材８８のうち、第１の係合部を有する部材に止め部材用溝８１０が設けられる。さらに、第２の係合部は、シャフト７の軸線方向について、止め部材用溝８１０に嵌った止めリング８９と第１の係合部との間に配置される。
【００６５】
また、各上記実施の形態では、アイドリングストップ時のリングギヤ１１の逆回転中にピニオンギヤ９をリングギヤ１１に噛み合わせているが、アイドリングストップによってリングギヤ１１が完全に停止した後にピニオンギヤ９をリングギヤ１１に噛み合わせてもよい。さらに、アイドリングストップを自動で行うシステムを採用していない車両にこの発明を適用したスタータを搭載してもよい。このようにしても、過大な衝撃トルクが生じた場合に、スタータの部品を破損しにくくすることができる。
【００６６】
また、各上記実施の形態では、内側嵌合部材８７がスプライン結合によってシャフト７に取り付けられているが、シャフト７の軸線と平行なスプライン部同士の嵌め合わせによるスプライン結合によって内側嵌合部材８７をシャフト７に取り付けてもよい。即ち、シャフト７の外周部に設けられたシャフト側スプライン部７ａをシャフト７の軸線方向に沿って形成するとともに、内側嵌合部材８７の取付部８７１の内周部に設けられたクラッチ側スプライン部８７１ａをシャフト７の軸線方向に沿って形成し、クラッチ側スプライン部８７１ａをシャフト側スプライン部７ａに嵌めた状態で、内側嵌合部材８７をシャフト７に取り付けてもよい。
【００６７】
また、各上記実施の形態では、クラッチインナ８２とピニオンギヤ９とが単一部材になっているが、クラッチインナ８２とピニオンギヤ９とを別部材とし、クラッチインナ８２とピニオンギヤ９とを周方向に係合させて連結してもよい。
【００６８】
また、各上記実施の形態では、外側嵌合部材８８が内側嵌合部材８７に対して滑り始めるトルクの設定基準値が、スタータの最大トルクの１倍〜１．５倍のトルクの値になっているが、これに限定されず、スタータの部品を保護可能であれば、外側嵌合部材８８が内側嵌合部材８７に対して滑り始めるトルクの設定基準値を、スタータの最大トルクの１．５倍以上の値としてもよい。
【００６９】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、これらの構成を適宜組み合わせたり、その構成に一部変形を加えたり、構成を一部省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００７０】
３  ピニオン移動体、４  シフト装置、５  モータ、７  シャフト、８  オーバーランニングクラッチ、９  ピニオンギヤ、１１  リングギヤ、８２  クラッチインナ、８１  クラッチアウタ、８３  ローラ（伝達部材）、８７  内側嵌合部材、８８  外側嵌合部材、８９  止めリング（止め部材）、８１０  止め部材用溝、８７２  フランジ部、８８１  アウタ支持壁部、８８２  アウタ周壁部、８８３  つば部。
【図１】
2018009542.tif 000003
【図２】
2018009542.tif 000004
【図３】
2018009542.tif 000005
【図４】
2018009542.tif 000006
【図５】
2018009542.tif 000007
【図６】
2018009542.tif 000008
【図７】
2018009542.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成29年6月9日(2017.6.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ、
前記モータの駆動力によって回転されるシャフト、
前記シャフトに設けられ、前記シャフトの軸線方向へ前記シャフトに対して変位可能なピニオン移動体、及び
前記ピニオン移動体を前記シャフトに対して変位させるシフト装置
を備え、
前記ピニオン移動体は、ピニオンギヤと、前記ピニオンギヤに連結されているオーバーランニングクラッチとを有し、
前記オーバーランニングクラッチは、前記ピニオンギヤと一体に回転するクラッチインナと、前記シャフトに設けられているクラッチアウタと、前記クラッチインナと前記クラッチアウタとの間で回転力を伝達可能な伝達部材とを有し、
前記クラッチアウタは、スプライン結合によって前記シャフトに嵌っている内側嵌合部材と、締り嵌めによって前記内側嵌合部材に嵌っている外側嵌合部材とを有し、
前記外側嵌合部材は、前記クラッチインナの周囲を囲む筒状のアウタ周壁部を有し、
前記伝達部材は、前記アウタ周壁部と前記クラッチインナとの間に配置されており、
前記外側嵌合部材は、設定基準値を超えるトルクを受けると、前記内側嵌合部材に対して滑り始めるようになっているスタータ。
【請求項２】
前記設定基準値は、スタータの最大トルクの１倍〜１．５倍のトルクの値である請求項１に記載のスタータ。
【請求項３】
前記内側嵌合部材及び前記外側嵌合部材のうち、一方は第１の係合部を有し、他方は第２の係合部を有しており、
前記第１の係合部を有する部材には、止め部材用溝が周方向に沿って設けられ、
前記止め部材用溝には、止め部材が嵌っており、
前記第２の係合部は、前記シャフトの軸線方向について、前記第１の係合部と前記止め部材との間に配置された状態で前記第１の係合部及び前記止め部材のそれぞれに係合している請求項１又は請求項２に記載のスタータ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のスタータを制御する方法であって、
エンジンが停止する過程におけるリングギヤの回転中に前記ピニオン移動体を前記シフト装置によって変位させて、前記ピニオンギヤを前記リングギヤに噛み合わせるスタータの制御方法。