(57)【要約】【課題】  ピニオンとリングギヤの噛合幅を十分に確保しつつ装置の小型化を図ることができ、しかも、簡単な構成でありながら過大な負荷が生じず繰り返し動作に十分に耐えることができるピニオンシフト式スタータ装置を提供する。【解決手段】  本発明のピニオンシフト式スタータ装置は、揺動自在に設けられたレバー３３をマグネティックスイッチ３により駆動して、スタータモータ２の出力軸４に進退可能に連結されたピニオン５をエンジンに連結されたリングギヤ９に噛み合わせる機構であって、上記レバー３３は、その回転量に応じてレバー比Ｒが連続的に変化するように構成されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
揺動自在に設けられたレバーをマグネティック駆動機構により駆動して、スタータモータの出力軸に進退可能に連結されたピニオンをエンジンに連結されたリングギヤに噛み合わせるピニオンシフト式スタータ装置において、上記レバーは、その回転量に応じてレバー比が連続的に変化するように構成されていることを特徴とするピニオンシフト式スタータ装置。
【請求項２】
上記回転量に応じてレバー比が連続的に変化する構成は、上記レバーの支点部がカム形状に形成されているものであることを特徴とする請求項１記載のピニオンシフト式スタータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン始動用のピニオンシフト式スタータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エンジン始動用のピニオンシフト式スタータ装置は、揺動自在に設けられたレバーをマグネティック駆動機構により駆動して、スタータモータの出力軸に進退可能に連結されたピニオンをエンジンに連結されたリングギヤに噛み合わせるものである。
【０００３】
ここで、従来のこの種のピニオンシフト式スタータ装置においては、ピニオンをシフトさせるレバーの支点部が円筒形に形成されており、マグネティック駆動機構によりレバーの力点側端部に力が加わると、レバーは円筒形の支点部を中心にして回転してピニオンをリングギヤと噛み合う位置まで移動させる。
【０００４】
このように、従来装置では、レバーは常に円筒形の支点部を中心にして回転するため、いま、レバーの力点側端部から支点部中心までの距離をＬ１、支点部中心から作用点側端部までの距離をＬ２とすると、そのレバー比Ｒ（＝Ｌ２／Ｌ１）は常に略一定で、概ねＲ＝１．５〜２に設定されている。
【０００５】
従来装置においては、ピニオンとリングギヤとの噛み合いを確実にするために、レバー比Ｒを一定に保った状態でピニオンを大きく移動させようとすると、マグネティック駆動機構を構成するプランジャの移動量も大きくせねばならず、マグネティック駆動機構全体が大型化して小型化の要求が損なわれる。プランジャの移動量を従来のものと変えることなくピニオンの移動量を大きくするためには、例えばレバー比Ｒを大きくすることが考えられる。しかし、その場合には、ピニオンを前進させるのに常時大きな力が必要となり、結局、マグネティック駆動機構全体が大型化して小型化の要求が損なわれる。
【０００６】
そこで、従来技術では、ピニオンの移動量を十分に確保しつつ装置の小型化を図るために、例えば、レバーを力点側に偏位する第１の支点部と、作用点側に偏位する第２の支点部とを備えた構成とし、ピニオンがリングギヤに接近するときには第２の支点部を中心にして回転させ、さらにピニオンが前進してリングギヤに噛み合うときには第１の支点部を中心にして回転させるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１，２等参照）。
【０００７】
これらの特許文献１，２に示される構成の場合、スタータ装置の動作開始初期段階ではレバー比が小さいのでマグネティック駆動機構に加わる負荷が小さくて済み、また、ピニオンが前進してリングギヤに噛み合う段階になるとレバー比が大きくなるためにピニオンの移動量を十分に確保してリングギヤに確実に噛み合わせることができる。
【０００８】
【特許文献１】特許２５２２３２６号公報
【特許文献２】特開昭６０−２７７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記の各特許文献１，２に記載されているような構成のものでは、レバーの回転軸となる第２の支点部から第１の支点部への切り替わりが急激に行われるため、その切り替わりの際に第１の支点部に過大な力が加わる。このため、レバーは、繰り返し動作に耐え得るだけの十分な強度を予め確保しておく必要があり、装置のコストアップの要因となる。また、特に特許文献１に記載されているものでは、レバーを揺動可能に支持するためには、第１，第２支点部に対応した第１，第２支持孔を有するホルダが必要となり、その支持部分の構造が複雑で組み立て作業も煩雑になる。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、ピニオンとリングギヤの噛合幅を十分に確保しつつ装置の小型化を図ることができ、しかも、簡単な構成でありながら過大な負荷が生じず繰り返し動作に十分に耐えることができるレバーを備えたピニオンシフト式スタータ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明のピニオンシフト式スタータ装置にあっては、揺動自在に設けられたレバーをマグネティック駆動機構により駆動して、スタータモータの出力軸に進退可能に連結されたピニオンをエンジンに連結されたリングギヤに噛み合わせる機構であって、上記レバーは、その回転量に応じてレバー比が連続的に変化するように構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のピニオンシフト式スタータ装置によれば、スタータ装置の動作開始初期段階ではレバー比が小さいのでマグネティック駆動機構に加わる負荷が小さくて済む。そして、ピニオンが前進してリングギヤに噛み合う段階になるとレバー比が大きくなるためにマグネティック駆動機構に加わる負荷は幾分大きくなるものの、ピニオンの移動量を十分に確保できるためにリングギヤに確実に噛み合わせることができる。
【００１３】
このように、ピニオンがリングギヤに噛み合うまでのレバーの回転量は少なくてよいので、マグネティック駆動機構を構成するプランジャ等の移動距離も小さくて済む。しかも、スタータ装置の動作開始初期段階ではレバー比が小さいのでマグネティック駆動機構に加わる負荷が小さくて済むことと相俟って、マグネティック駆動機構の小型化を図ることができる。
【００１４】
さらに、レバー比は、従来のように不連続的に変化するのではなくて、レバーの回転に伴って滑らかに連続的に変化するので、レバー比の切り替わりの際にレバーに過大な負荷が急激に発生することはない。このため、ピニオンを進退させる繰り返し動作に十分に耐えることができ、長寿命化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
実施の形態１．
図１および図２は本発明の実施の形態１におけるピニオンシフト式スタータ装置の構成を示す断面図で、図１は動作停止状態、図２はピニオンがリングギヤに噛み合った状態をそれぞれ示している。
【００１６】
この実施の形態１のピニオンシフト式スタータ装置は、バッテリ１を動力源とするスタータモータ２およびマグネティックスイッチ３を備える。スタータモータ２の出力軸４には、ピニオン５、オーバーランニングクラッチ６、およびフランジ片７が一体化された状態でスプライン嵌合されて出力軸４に沿って進退可能に設けられている。そして、ピニオン５は、出力軸４に沿って進出した状態においてエンジンに連結されたフライホイールの外周に形成されたリングギヤ９と噛み合うようになっている。
【００１７】
マグネティックスイッチ３は特許請求の範囲におけるマグネティック駆動機構に対応するもので、固定側のコアスイッチ１２と可動側のプランジャ１３とを有し、両者１２，１３間にはプランジャバネ１４が介在されるとともに、コアスイッチ１２とプランジャ１３の各外周には励磁コイル１７，１８がそれぞれ巻回されている。そして、各励磁コイル１７，１８はキースイッチ１９を介してバッテリに接続されている。
【００１８】
コアスイッチ１２は、ベース２１の中央に軸方向に沿って接点軸２２が摺動可能に設けられ、この接点軸２２に可動接点２３が取り付けられている。そして、この可動接点２３に対して固定接点２４ａ，２４ｂが対向するように配置されている。
【００１９】
一方、プランジャ１３は、シリンダ２５の中央に軸方向に沿ってスライドロッド２６が摺動可能に設けられ、このスライドロッド２６の一端はシリンダ２５の外方突出し、その突出部分にはフック２７が形成されている。また、シリンダ２５の内周とスライドロッド２６の外周との間にはレバーバネ２８が同軸状に介在され、シリンダ２５の端部に取り付けられたストッパ２９により抜け出しが防止されている。
【００２０】
さらに、フロントブラケット８に対向して配置されたプレート３２との間にはレバー３３の支点部３３ｂが揺動自在に支持されており、このレバー３３の力点側となる一端部３３ａは、プランジャ１３のフック２７に係合され、また、レバー３３の作用点側となる他端部３３ｃはオーバーランニングクラッチ６とフランジ片７との間に嵌入されている。
【００２１】
特に、この実施の形態１では、フロントブラケット８とプレート３２との間に支持されているレバー３３の支点部３３ｂは、その左右端面の各曲率がフロントブラケット８とプレート３２との間の距離を直径とする円の曲率よりも大きくなるような円弧状に予め形成されている。これにより、後で詳述するようにレバー３３はその回転に伴ってレバー比Ｒが連続的に変化するようになっている。
【００２２】
上記構成のピニオンシフト式スタータ装置において、図１に示す初期の停止状態では、マグネティックスイッチ３のプランジャ１３がプランジャバネ１４によってコアスイッチ１２から離間する方向に押し付けられており、このため、ピニオン５はリングギヤ９から離れた位置に保持されている。
【００２３】
次に、図２に示すように、キースイッチ１９がオンになると、バッテリ１からマグネティックスイッチ３の各励磁コイル１７，１８に通電されて各励磁コイル１７，１８が励磁されるので、プランジャ１３がプランジャバネ１４のバネ力に抗してコアスイッチ１２に向けて吸引され、プランジャ１３のスライドロッド２６の先端のフック２７に係合されたレバー３３を引っ張る。これに伴い、レバー３３は支点部３３ｂを回転軸として図中反時計方向に回転してレバー３３の作用点側の端部３３ｃがオーバーランニングクラッチ６を押すため、このオーバーランニングクラッチ６と共にピニオン５がスタータモータ２の出力軸４に沿って前進し、ピニオン５がリングギヤ９に当接する。
【００２４】
ピニオン５がリングギヤ９に当接しても両者５，９の歯が未だ噛み合わない状態にあるときには、レバー３３が回転を停止した状態のままプランジャ１３がコアスイッチ１２に向けて吸引され続けるので、レバーバネ２８が圧縮されてピニオン５はレバー３３を介してリングギヤ９側に付勢される。そして、プランジャ１３のシリンダ２５がコアスイッチ１２のベース２１に当接する状態になると、シリンダ２５の端面で接点軸２２が押されるので、接点軸２２に設けられた可動接点２３が固定接点２４ａ，２４ｂに接触してスタータモータ２が起動される。このスタータモータ２の起動により、その回転力が出力軸４からピニオン５に伝達されるので、ピニオン５が回転し始める。その結果、ピニオン５がリングギヤ９と噛合し、リングギヤ９が回転駆動されてエンジンが始動する。
【００２５】
その後、キースイッチ１９がオフになると、マグネティックスイッチ３の各励磁コイル１７，１８への通電が停止されるため、プランジャ１３はプランジャバネ１４のバネ力によってコアスイッチ１２から離間して元の位置まで復帰する。これに伴い、レバー３３は図中時計方向に回転してレバー３３の作用点側の端部３３ｃがフランジ片７を押すので、ピニオン５がオーバーランニングクラッチ６と共に出力軸４に沿って後退し、ピニオン５がリングギヤ９から解放される。
【００２６】
図３はこの実施の形態１のピニオンシフト式スタータ装置におけるプランジャ１３の移動距離Ｘに対するレバー比Ｒの関係を示す特性図、図４はプランジャ１３の移動距離Ｘに対するピニオン５の移動距離Ｙの関係を示す特性図である。
【００２７】
ここで、レバー３３の力点Ａから支点Ｂまでの長さをＬ１、レバー３３の作用点Ｃから支点Ｂまでの長さをＬ２としたとき、図３に破線で示すように、レバー３３の支点部３３ｂが円筒形をした従来のものでは、プランジャ１３の移動距離Ｘ（これはレバー３３の回転量に対応する）に対してレバー比Ｒ（＝Ｌ２／Ｌ１）は殆ど変化しない。このため、図４の破線で示すようにプランジャ１３の移動距離Ｘに応じてピニオン５の移動距離Ｙはリニアに変化する。
【００２８】
これに対して、この実施の形態１では、図３の実線で示すように、プランジャ１３の移動距離Ｘに対してレバー比Ｒは下に凸の放物線状に変化する。すなわち、レバー３３の支点部３３ｂは、その左右端面の各曲率がフロントブラケット８とプレート３２との間の距離を直径とする円の曲率よりも大きくなるように予め円弧状に形成されているので、レバー３３が反時計方向に回転してその回転量が多くなるのに従って支点Ｂの位置が出力軸４側からマグネティックスイッチ３側に連続的に移行していく。その結果、ピニオン５がリングギヤ９の向けて移動するのに伴い、レバー比Ｒが次第に大きくなり、プランジャ１３の移動距離Ｘに対するピニオン５の移動距離Ｙの割合が大きくなる。
【００２９】
したがって、図４に示すように、ピニオン５がリングギヤ９に確実に噛み合うまでに必要なピニオン５の移動距離をＹｏとしたとき、この移動距離Ｙｏまでピニオン５を移動させるのに要するプランジャ１３の移動距離は、従来ではＸ２の距離であったのに対して、この実施の形態１ではＸ１１（＜Ｘ２）の距離で済むようになる。
【００３０】
このように、この実施の形態１のピニオンシフト式スタータ装置は、動作開始初期段階ではレバー比Ｒが小さいのでマグネティックスイッチ３に加わる負荷が小さくて済む。しかも、ピニオン５がリングギヤ９に向けて移動するのに伴い、レバー比Ｒが次第に大きくなる。このため、ピニオン５がリングギヤ９に噛み合うまでのレバー３３の回転量も少なくて済み、プランジャ１３の移動距離Ｘも従来に比べて小さくなる（Ｘ１１＜Ｘ２）。これによりマグネティックスイッチ３の小型化を図ることができる。しかも、プランジャ１３がコアスイッチ１２側に移動する際にレバーバネ２８が縮む量も少なくて済むので、当該バネ２８の疲労寿命の点でも有利となる。
【００３１】
また、ピニオン５が前進してリングギヤ９に噛み合う段階になるとレバー比Ｒが大きくなるためにマグネティックスイッチ３に加わる負荷は幾分大きくなるものの、ピニオン５の移動量を十分に確保できるためにリングギヤ９に確実に噛み合わせることができる。
【００３２】
しかも、レバー比Ｒは、従来のように不連続的に変化するのではなくて、レバー３３の回転に伴って滑らかに連続的に変化するので、レバー比Ｒの切り替わりの際にレバー３３に過大な負荷が急激に発生することはない。このため、ピニオン５を進退させる繰り返し動作に十分に耐えることができ、長寿命化を図ることができる。
【００３３】
実施の形態２．
図５は本発明の実施の形態２におけるピニオンシフト式スタータ装置の構成を示す断面図であり、図１および図２に示した実施の形態１の構成と対応する構成部分には同一の符号を付す。
【００３４】
この実施の形態２における特徴は、レバー３３の支点部３３ｂの形状が、実施の形態１のような単純な円弧状ではなくて、所定のカム形状となるように形成されていることである。
【００３５】
このように、レバー３３の支点部３３ｂの形状を所定のカム形状にすると、図６に実線で示すように、ピニオン５の移動開始直後はレバー比Ｒを幾分大きくしてリングギヤ９に素早く当接させることができる。これにより、レバーバネ２８によってピニオン５がリングギヤ９に十分安定して押し付けられた後にマグネティックスイッチ３の接点が閉じてスタータモータ２が回転を始めるので、ピニオン５とリングギヤ９との噛み合いをより一層確実に行うことができる。
【００３６】
しかも、ピニオン５がリングギヤ９に確実に噛み合うまでに必要なピニオン５の移動距離をＹｏとしたとき、この移動距離Ｙｏまでピニオン５を移動させるのに要するプランジャ１３の移動距離は、従来ではＸ２の距離が必要であったのに対して、この実施の形態２ではＸ１２（＜Ｘ２）の距離で済み、マグネティックスイッチ３の小型化を図ることができる。
その他の構成、および作用効果は、実施の形態１の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
【００３７】
なお、この実施の形態２におけるレバー３３の支点部３３ｂにおけるカム形状には特別な制約はなく、プランジャ１３の移動距離Ｘに対するピニオン５の移動距離Ｙの関係が所望の特性曲線を描くようにレバー比が連続的に変化する形状であれば任意な形状に設定することができる。
【００３８】
また、上記の実施の形態１，２では、レバーバネ２８をプランジャ１３のシリンダ２５内に設けているが、これに限らず、レバー３３の支点部３３ｂ側やピニオン５側に設けることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態１におけるピニオンシフト式スタータ装置の動作停止状態における構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるピニオンシフト式スタータ装置において、ピニオンがリングギヤに噛み合った状態の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１のピニオンシフト式スタータ装置において、プランジャの移動距離Ｘに対するレバー比Ｒの関係を示す特性図である。
【図４】本発明の実施の形態１のピニオンシフト式スタータ装置において、プランジャの移動距離Ｘに対するピニオンの移動距離Ｙの関係を示す特性図である。
【図５】本発明の実施の形態２におけるピニオンシフト式スタータ装置の動作停止状態における構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２のピニオンシフト式スタータ装置において、プランジャの移動距離Ｘに対するピニオンの移動距離Ｙの関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【００４０】
２  スタータモータ、３  マグネティックスイッチ（マグネティック駆動機構）、
４  出力軸、５  ピニオン、９  リングギヤ、３３  レバー。
【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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