(57)【要約】【課題】ピニオンギヤおよびリングギヤの噛合性能を確保しつつ、軸間ピッチや減速比等の設計自由度の大きなスタータを提供する。【解決手段】本発明のスタータは、モータ（Ｍ）と、このモータ軸と同軸上にある第１軸（１１）と、第１軸と一体的に回転する第１歯車（１２）と、第１軸と平行に設けられた第２軸（２１）と、この第２軸と一体的に回転すると共に第１歯車に常時噛合して第１歯車によって駆動される第２歯車（２２）と、第２軸上を軸方向に移動可能であると共に第２軸と一体的に回転してエンジンのリングギヤへ一時的に噛合し得るピニオンギヤ（２４）と、ピニオンギヤを第２軸に沿って進退駆動するスイッチ（ＳＷ）と、モータ側からエンジン側へのみ回転力を伝達するオーバランニングクラッチ（２３）とからなることを特徴とする。【選択図】図１
2004019453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
該モータのモータ軸と同軸上にある第１軸と、
該第１軸に固定され該第１軸と一体的に回転する第１歯車と、
該第１軸と平行に設けられた第２軸と、
該第２軸に固定され該第２軸と一体的に回転すると共に該第１歯車に常時噛合して該第１歯車によって駆動される第２歯車と、
該第２軸上を軸方向に移動可能であると共に該第２軸と一体的に回転し、エンジンの主軸と一体的に回転するリングギヤ側へ飛出すことにより該リングギヤに一時的に噛合し得るピニオンギヤと、
該ピニオンギヤを該第２軸に沿って進退駆動するスイッチと、
該モータ側から該エンジン側へ回転力を伝達する一方、該エンジンから該モータ側への回転力の伝達を遮断するオーバランニングクラッチと、
からなることを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項２】
前記オーバランニングクラッチは、前記ピニオンギヤに近接して配設され該ピニオンギヤと共に前記第２軸上を軸方向に移動可能であり、
前記スイッチは、該ピニオンギヤおよび該オーバランニングクラッチを該第２軸に沿って同時に進退駆動するものである請求項１に記載のエンジン始動装置。
【請求項３】
前記第２軸上には、前記第２歯車、前記オーバランニングクラッチおよび前記ピニオンギヤがそれぞれ順に前記モータ側から配設されている請求項２に記載のエンジン始動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン始動装置（以下、適宜、「スタータ」という。）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関等のエンジンは、通常、モータとマグネットスイッチとを備えたスタータによって始動される。ここでマグネットスイッチは、モータへ流れる大電流を断接制御するリレーの機能と共にスタータのピニオンギヤを軸方向に移動させてエンジンのリングギヤに一時的に噛合させる機能を果す。多くのスタータの場合、モータ軸と同軸上にピニオンギヤが配設されており、マグネットスイッチは、その軸線上に沿ってそのピニオンギヤ（およびオーバランニングクラッチ）を進退駆動する。
【０００３】
ところが、スタータの配置調整等のために、上記モータ軸上と異なる別の位置に第２軸（または中間軸）を設け、その第２軸上にリングギヤに噛合する歯車を配設したスタータもある。例えば、特許第２５５５４９２号公報にそのようなスタータが開示されている。この公報に開示されたスタータの場合、先ず、従来のスタータと同様に、モータ軸と同軸上の第１軸にピニオンギヤおよびオーバランニングクラッチを配設している。それに加えて、その第１軸に平行な第２軸を併設し、その第２軸上にピニオンギヤに噛合する歯車（中間歯車）を設けている。そして、その中間歯車をエンジン側のリングギヤに噛合させるようにしている。
このような構成としているため、このスタータのマグネットスイッチは、従来のオーバランニングクラッチおよびピニオンギヤに加えて、中間歯車をも軸方向に進退駆動する必要がある。また、それを可能とするために、第１軸と第２軸との間に「移動連結体」のような部材を新たに設けて、ピニオンギヤおよびオーバランニングクラッチと中間歯車とが同時移動できるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、スタータをこのような構造とした場合、マグネットスイッチは、従来のピニオンギヤおよびオーバランニングクラッチ等の他に、重量の大きな中間歯車および移動連結体をも、軸方向に進退駆動させなければならない。つまり、マグネットスイッチが進退駆動しなければならない質量が大きく増加する。しかも、移動させる部材が多いため、その分の摺動抵抗も増加する。にも拘わらず、従来と同様のマグネットスイッチを使用した場合、中間歯車の飛出しに多くの時間を要し、中間歯車とリングギヤとの噛合性能が低下しかねない。また、噛合性能を確保するためにマグネットスイッチの駆動力を増大させると、その大型化や重量増加を余儀なくされる。これでは最近のスタータに求められる軽量コンパクト化の要請にマッチしない。
【０００５】
エンジンや車両に応じてスタータの取付性を確保するために、第１軸と第２軸との軸間ピッチを広げようとした場合、上記ピニオンギヤおよび中間歯車の少なくとも一方を大径化する必要が生じる。これは、上記のスタータのマグネットスイッチにとり、軸方向への移動質量がさらに増大する結果となり、噛合性能が一層低下する原因となる。従って、上記スタータのような構造では、マグネットスイッチの大型化等を招くことなしに、軸間ピッチを変更することも困難である。
さらに、上記中間歯車はリングギヤに噛合し得るものの、中間歯車の歯数は減速比に影響せず、第１軸とエンジンの主軸との間の減速比は、ピニオンギヤとリングギヤとによって決定される。従って、ピニオンギヤと中間歯車との間でその減速比を調整することもできない。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものである。つまり、スイッチ（マグネットスイッチ等）の大型化等を回避してピニオンギヤとリングギヤとの噛合性能を確保しつつ、軸間ピッチや減速比等の設計自由度が大きなエンジン始動装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、第１軸と第２軸間で回転力を伝達する歯車系列と、スイッチによって軸方向に駆動される歯車系列を分離することを思いつき、本発明を完成させるに至ったものである。
（請求項１に係る発明）
すなわち、本発明のエンジン始動装置は、モータと、モータのモータ軸と同軸上にある第１軸と、第１軸に固定され第１軸と一体的に回転する第１歯車と、第１軸と平行に設けられた第２軸と、第２軸に固定され第２軸と一体的に回転すると共に第１歯車に常時噛合して第１歯車によって駆動される第２歯車と、第２軸上を軸方向に移動可能であると共に第２軸と一体的に回転し、エンジンの主軸と一体的に回転するリングギヤ側へ飛出すことによりリングギヤに一時的に噛合し得るピニオンギヤと、ピニオンギヤを第２軸に沿って進退駆動するスイッチと、モータ側からエンジン側へ回転力を伝達する一方、エンジンからモータ側への回転力の伝達を遮断するオーバランニングクラッチとからなることを特徴とする。
【０００８】
本発明のエンジン始動装置（スタータ）は、第１軸上の第１歯車と第２軸上の第２歯車との間で回転力が伝達されると共に、それらの歯車とは別に設けられたピニオンギヤが第２軸上を移動してリングギヤに噛合する。
このため、第１軸と第２軸との間の軸間ピッチや第１歯車と第２歯車との間のギヤ比は、第１歯車と第２歯車とを変更することで調整できる。このとき、第２軸上を移動するピニオンギヤ等を変更する必要はない。このため、ピニオンギヤとリングギヤとの間の噛合性能を確保しつつ、取付性や全体的な減速比の調整等の観点から軸間ピッチやギヤ比を自在に変更できるといった、設計自由度の大きなスタータが得られる。
例えば、軸間ピッチやギヤ比を大きくするために、第１歯車および／または第２歯車の外径を大きくした場合を考える。このとき、それらの歯車の質量は増加するとしても、それらの歯車はスイッチによって軸方向に進退される訳ではない。このため、スイッチによるピニオンギヤの軸方向への進退には何ら影響がなく、噛合性能が低下することもない。
このように本発明のスタータの場合、軸間ピッチやギヤ比の変更が噛合性能に影響を及ぼさない。従って、スイッチ等を何ら変更せず、噛合性能を確保しつつ、スタータの取付性や所望の減速比を考慮して第１歯車および第２歯車を変更することにより、軸間ピッチやギヤ比を自在に調整することが可能となる。
【０００９】
本発明でいう第１軸や第２軸は、一体的なものでも、複数の軸に分割されて各軸がスプライン等で結合されたものでも良い。スイッチは、通常、電磁駆動されるプランジャがレバーを介してピニオンギヤを進退させることが多いが、スイッチの機構や構造は問わない。
また、最近のスタータでは、小型化の要請から、体格の小さい高速回転型モータが使用されることが多い。その場合、プラネタリギヤ式等の減速機がモータのモータ軸とスタータの出力軸（本発明の場合は第１軸または第２軸）との間に介在されるのが通常である。従って、本発明のスタータも、適宜そのような減速機が配設されても良い。もっとも、本発明の場合、そのような従来必要とされていた減速機を省略することも可能である。スタータの取付性等が確保される限り、第１歯車および第２歯車の歯数を調整することで、必要となる減速比を得ることも可能だからである。
【００１０】
（請求項２に係る発明）
本発明のスタータでは、ピニオンギヤとオーバランニングクラッチとの配設関係を特に限定していない。
もっとも、オーバランニングクラッチが、そのピニオンギヤに近接して配設されピニオンギヤと共に前記第２軸上を軸方向に移動可能であり、前記スイッチが、このピニオンギヤおよびオーバランニングクラッチを第２軸に沿って同時に進退駆動するものであると好適である。
【００１１】
オーバランニングクラッチがピニオンギヤに近接して配設されていると、エンジンの始動後にピニオンギヤがリングギヤによって逆駆動された場合でも、モータ軸の過回転防止に加えて、ピニオンギヤ周辺にある歯車や軸の過回転をも有効に防止できる。従って、その分、スタータの信頼性が確保される。また、通常は、インナレースまたはアウターレースの一方をピニオンギヤと一体的に形成することが多い。その場合、両者を隣接して一体的に配設することにより、軽量コンパクト化や低コスト化も図れる。
このとき、スイッチは、近接配置されたピニオンギヤおよびオーバランニングクラッチの両方を同時に第２軸に沿って進退させることになる。勿論、この場合でもピニオンギヤやオーバランニングクラッチを何ら変更することなく、第１軸と第２軸との間の軸間ピッチや第１歯車と第２歯車との間のギヤ比を変更可能である。
【００１２】
（請求項３に係る発明）
本発明のスイッチでは、第１軸および第２軸にそれぞれ固定された第１歯車および第２歯車と、第２軸上をスライドするピニオンギヤとが分離されている限り、各歯車やオーバランニングクラッチ等の配置関係を特に問題とはしていない。
もっとも、前記第２軸上に、前記第２歯車、前記オーバランニングクラッチおよび前記ピニオンギヤがそれぞれ順に前記モータ側から配設されていると好適である。
【００１３】
ピニオンギヤやオーバランニングクラッチに比較して、より大きなスペースを必要とする第１歯車および第２歯車をモータ側に配設することにより、無駄なスペースをなくしつつコンパクトなスタータとすることができる。
さらに、前記スイッチが前述したレバー式のマグネットスイッチの場合、前記第２歯車と前記オーバランニングクラッチとの間にそのレバーによって第１軸および／または第２軸上を進退駆動される駆動体が介在していると好適である。
【００１４】
マグネットスイッチの配置にも依るが、通常、レバーを配設するには大きなスペースを必要とする。駆動体を第２歯車とオーバランニングクラッチとの間に設けることで、レバーも自ずとモータ側に配置されることとなる。そのため、スタータ全体がよりコンパクトにでき、従来のマグネットスイッチも流用し易くなる。なお、言うまでもないが、ピニオンギヤおよびオーバランニングクラッチは、駆動体およびレバーを介してスイッチによって第２軸上を進退駆動される。また、レバーと駆動体とは必ずしも別体とする必要はなく、両者一体となっていても良い。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、実施形態を挙げて、本発明をより具体的に説明する。
本発明の一実施形態であるスタータ（エンジン始動装置）Ｓを図１に示す。
スタータＳは、詳細を図示していないが直流モータＭと直流モータＭの前方（図の左側）に設けられた遊星歯車式の減速機Ｇと、この減速機Ｇの出力軸が延在してなる第１軸１１と、この第１軸１１に固定された第１歯車１２と、第１軸１１に平行に配設された第２軸２１と、この第２軸２１に固定された第２歯車２２と、第２軸２１上を軸方向に移動可能なオーバーランニングクラッチ２３およびピニオンギヤ２４と、オーバーランニングクラッチ２３およびピニオンギヤ２４を軸方向にスライドさせる駆動体３１と、この駆動体３１をレバー３２を介して駆動するマグネットスイッチＳＷと、上記各部材を包囲すると共に第１軸１１および第２軸２１を支持するハウジングＨおよびセンターケースＣとから主になる。
【００１６】
第１軸１１は、ハウジングＨの前方壁に嵌装されたころ軸受１８により前端部が回転自在に支承されている。この第１軸１１に固定された第１歯車１２は、第１軸１１の前方から挿入され、第１軸１１の後端側（減速機Ｇ側）に形成された直スプライン１１ａに嵌装されている。そして、ワッシャ１２１およびスナップリング１２２により軸方向に対して規制されている。
第２軸２１は、ハウジングＨの前方壁に嵌装されたころ軸受２８と、ハウジングＨの後方に設けられたセンターケースＣに嵌装されたころ軸受２９により、その前後端部が回転自在に支承されている。また、第２軸２１は、その後端部で、ワッシャ２１２、２１３およびスナップリング２１１によって、センターケースＣおよびころ軸受２９を挟持することにより軸方向への移動が規制されている。
【００１７】
第２歯車２２は、そのころ軸受２９の前方に位置し、第２軸２１の後方に形成された直スプライン２１ａに嵌装されている。また、第２歯車２２は、ワッシャ２２１およびスナップリング２２２により第２軸２１に対して軸方向の移動が規制されている。そして、この第２歯車２２は、前述の第１歯車１２に常時噛合している。
【００１８】
オーバランニングクラッチ２３は、第２歯車２２の前方に位置し、小径円筒部２３１ａと大径円筒部２３１ｂとからなる段付き円筒状のアウターレース２３１と、このアウターレース２３１の大径円筒部２３１ｂの内周側に均等に複数配置されたスプラグ２３２と、さらにそのスプラグ２３２の内周側に配設されたインナーレース２３３と、スプラグ２３２を保持する保持器２３４と、ケース２３５とからなる。
【００１９】
アウターレース２３１の小径円筒部２３１ａは、第２軸２１の略中央付近に形成されたヘリカルスプライン２１ｂに嵌装され、第２軸２１上を回転しつつ軸方向に進退可能である。また、この小径円筒部２３１ａの外周側には、駆動体３１の下部が嵌装しており、スナップリング２３６により軸方向への抜け止がなされている。
【００２０】
インナーレース２３３は、ピニオンギヤ２４のボス部と一体となっており、その内周側は第２軸２１の略中央前方付近に形成されたヘリカルスプライン２１ｃに嵌装されている。そして、ピニオンギヤ２４（インナーレース２３３）とアウターレース２３１等とは、ケース２３５によって軸方向への抜け止がなされている。こうして、オーバランニングクラッチ２３とピニオンギヤ２４とは、マグネットスイッチＳＷの作動により、第２軸２１上を軸方向に一体的に進退する。
【００２１】
このマグネットスイッチＳＷは、電磁駆動されて前後に進退するプランジャ３５と、このプランジャ３５を復帰させるリターンスプリング３６を備える。そして、プランジャ３５の前端部には、支点３５周りに回動可能なレバー３２の上部が連結されている。このレバー３２の下部（図上）は、略Ｕ字状の二股となっており、第１軸１１に嵌挿された駆動体３１の上部を挟持している。
【００２２】
駆動体３１の上部は、略環状の鍔３１ａ、３１ｂを前後に有し、これらの鍔３１ａ、３１ｂによってレバー３２の下部は軸方向に規制される。このような両者の係合により、レバー３２と駆動体３１とが連動する。さらに、駆動体３１の下部は、前述したようにオーバランニングクラッチ２３の小径円筒部２３１ａへ軸方向に規制されつつ係合している。なお、駆動体３１の上部および下部は共に、第１軸１１およびオーバランニングクラッチ２３のアウターレース２３１と遊嵌状態にあり、それらの回転を何ら妨げるものではない。
【００２３】
このスタータＳをエンジンブロックＢに取付けた様子を図２に示す。本実施形態のスタータＳは、従来のスタータのようにピニオンギヤをエンジンブロックに設けた穴へ挿入して固定するタイプではなく、取付面の上方に配設してボルト４１で取付け固定するタイプである。
【００２４】
ところで、エンジンを始動させる際にエンジンのイグニッションキーを「ＳＴＡＲＴ」の位置に入れると、マグネットスイッチＳＷのプランジャ３５がリターンスプリング３６に抗して電磁駆動される。そして、支点３３により支持されたレバー３２の上部が後方へ引寄せられると共にレバー３２の下部が駆動体３１の上部を前方へ押出す。駆動体３１の上部が第１軸１１上を前方に移動すると、駆動体３１の下部に連結されたオーバランニングクラッチ２３も前方へ押出される。
【００２５】
このとき、オーバランニングクラッチ２３とピニオンギヤ２４とは、ヘリカルスプライン２１ｂ、２１ｃ上を軸方向に移動するため、回転しながらリングギヤＲに噛合する。そして、直流モータＭの回転力が減速機Ｇ、第１歯車１２、第２歯車２２およびピニオンギヤ２４を経てリングギヤＲからエンジンの主軸へと所定の減速比の下で伝達されて、エンジンが始動回転される。
【００２６】
エンジンが始動して、ピニオンギヤ２４がリングギヤＲによって回転駆動されるようになると、オーバランニングクラッチ２３が作動して、回転力の後方への伝達は遮断される。そして、イグニッションキーを「ＳＴＡＲＴ」位置から「ＯＮ」位置に戻すと、プランジャ３５がリターンスプリング３６により押戻されて、レバー３２および駆動体３１を介して、オーバランニングクラッチ２３およびピニオンギヤ２４は第２軸２１上を後退し、ピニオンギヤ２４とリングギヤＲとは噛合状態から解放される。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態のスタータＳは、二軸構成でありながら、マグネットスイッチＳＷによって進退駆動されるのは従来と同様に、オーバランニングクラッチ２３とオーバランニングクラッチ２４のみである。従って、第１歯車１２および第２歯車２２の歯数を変更して第１軸１１と第２軸２１との軸間ピッチやギヤ比を調整したとしても、マグネットスイッチＳＷを変更せずにピニオンギヤ２４とリングギヤＲとの間の噛合性能を従来と同程度に確保できる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、マグネットスイッチ等の変更や大型化等を回避しつつも、ピニオンギヤとリングギヤとの噛合性能を確保して、二軸間のピッチや減速比等の設計自由度の大きなエンジン始動装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるエンジン始動装置（ステータ）の要部断面図である。
【図２】そのスタータをエンジンブロックに組付けた状態を示す背面図である。
【符号の説明】
Ｓ　　　　　　ステータ
Ｍ　　　　　　直流モータ
ＳＷ　　　　　マグネットスイッチ
Ｒ　　　　　　リングギヤ
１１　　　　　第１軸
１２　　　　　第１歯車
２１　　　　　第２軸
２２　　　　　第２歯車
２３　　　　　オーバランニングクラッチ
２４　　　　　ピニオンギヤ
３１　　　　　駆動体
３２　　　　　レバー
【図１】
2004019453.tif 000003
【図２】
2004019453.tif 000004