(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電機子軸に回転力を発生するモータと、
前記電機子軸の回転を減速する遊星歯車減速機と、
この減速機を介して前記モータの駆動トルクが伝達される出力軸と、
この出力軸上に設けられると共に、エンジン側のリングギヤに常時噛み合い、前記出力軸と一体に回転して前記リングギヤを駆動するピニオンギヤと、
前記電機子軸上に設けられるクラッチインナと、ハウジング等に固定され、且つ前記クラッチインナとの間にカム室を形成するクラッチアウタと、前記カム室に配設されるローラとを有し、エンジン駆動時と逆方向の回転が前記電機子軸に伝達された時に、前記ローラが前記クラッチアウタと前記クラッチインナとに係合して前記電機子軸の逆回転を阻止する逆転防止用クラッチとを備えるスタータであって、
前記逆転防止用クラッチは、前記モータと前記遊星歯車減速機との間に設けられており、
前記クラッチアウタは、前記クラッチインナとの間に前記カム室を形成するカム室形成部と、前記ハウジング等に回転不能に固定されるアウタ固定部とに分割して設けられ、前記カム室形成部と前記アウタ固定部とが相対回転不能に、且つ径方向に所定量偏心可能に組み合わされ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、
前記クラッチアウタは、前記カム室形成部と前記アウタ固定部の何方か一方側に雌型の係合部が設けられ、他方側に雄型の係合部が設けられて、両者の係合部が所定の隙間を有して相対回転不能に係合してい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、
前記カム室形成部は、外周に雄スプライン歯が形成されたスプライン軸部を有し、
前記アウタ固定部は、内周に雌スプライン歯が形成されたスプライン筒部を有し、
前記カム室形成部と前記アウタ固定部は、前記スプライン筒部の内周に前記スプライン軸部がスプライン嵌合して組み合わ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に記載したスタータにおいて、
前記アウタ固定部には、前記雌型の係合部として、内周に凹凸形状を有する中心孔が形成され、前記カム室形成部には、前記雄型の係合部として、前記中心孔に形成された凹凸形状の内周に所定の隙間を有して相対回転不能に噛み合わされる凹凸形状のフランジ部が設けられていることを特徴とするスタータ。
【請求項５】
請求項２に記載したスタータにおいて、
前記アウタ固定部には、前記雌型の係合部として、内周に長円形状あるいは楕円形状を有する中心孔が形成され、前記カム室形成部には、前記雄型の係合部として、前記中心孔の内周に所定の隙間を有して相対回転不能に嵌め合わされる長円形状あるいは楕円形状のフランジ部が設けられていることを特徴とするスタータ。
【請求項６】
請求項２に記載したスタータにおいて、
前記アウタ固定部には、前記雌型の係合部として、内周に多角形状を有する中心孔が形成され、前記カム室形成部には、前記雄型の係合部として、前記中心孔の内周に所定の隙間を有して相対回転不能に嵌め合わされる多角形状のフランジ部が設けられていることを特徴とするスタータ。
【請求項７】
請求項２に記載したスタータにおいて、
前記アウタ固定部には、前記雌型の係合部として、軸方向に貫通孔または凹部が形成され、前記カム室形成部には、前記雄型の係合部として、前記貫通孔または凹部に所定の隙間を有して嵌合するピンまたは凸部が軸方向に突設されていることを特徴とするスタータ。
【請求項８】
請求項２に記載したスタータにおいて、
前記カム室形成部には、前記雌型の係合部として、軸方向に貫通孔または凹部が形成され、前記アウタ固定部には、前記雄型の係合部として、前記貫通孔または凹部に所定の隙間を有して嵌合するピンまたは凸部が軸方向に突設されていることを特徴とするスタータ。
【請求項９】
請求項２〜８に記載した何れかのスタータにおいて、
前記逆転防止用クラッチは、前記アウタ固定部に対し前記カム室形成部の軸方向の動きを規制する規制手段を有することを特徴とするスタータ。
【請求項１０】
請求項９に記載したスタータにおいて、
前記規制手段は、前記カム室形成部の軸方向両側に配置され、それぞれ前記アウタ固定部に固定されるクラッチカバーとアウタプレートとで構成され、
前記クラッチカバーにより前記カム室形成部の軸方向一方への動きが規制され、
前記アウタプレートにより前記カム室形成部の軸方向他方への動きが規制されていることを特徴とするスタータ。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載した何れかのスタータにおいて、
前記規制手段と前記カム室形成部との間に軸方向の隙間が設けられていることを特徴とするスタータ。
【請求項１２】
請求項１１に記載したスタータにおいて、
前記規制手段と前記カム室形成部との間に設けられる前記隙間に弾性体が配置され、
前記カム室形成部は、前記弾性体により軸方向に押圧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、エンジン側のリングギヤにピニオンギヤが常時噛み合わされ、且つモータの電機子軸がエンジン駆動時と逆方向に回転することを防止する逆転防止用クラッチを備えるスタータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スタータのピニオンギヤがエンジン側のリングギヤに常時噛み合っている常時噛合い式スタータが知られている（特許文献１参照）。この常時噛合い式スタータでは、エンジン始動後、ピニオンギヤがリングギヤから離脱することはなく、常時噛み合っているので、エンジンが停止する前の再始動も可能である。
ところが、常時噛合い式スタータでは、エンジンが停止する際に生じるクランク軸の揺動あるいは登板路のエンストで車両が後退する時等にエンジンが逆回転すると、その逆回転がリングギヤに常時噛み合うピニオンギヤに伝達され、エンジン駆動時とは逆方向の回転が出力軸に伝わる。その結果、リングギヤとピニオンギヤとのギヤ比を乗じた回転数（減速機を有するスタータでは、更に減速比を乗じた回転数）でモータの電機子が回されるため、ブラシ寿命の低下や、遠心力によって電機子が破損すること等が懸念される。
【０００３】
そこで、本出願人は、電機子がエンジン駆動時と逆方向に回転することを防止する逆転防止用クラッチを備えたスタータを提案している（特許文献２参照）。
上記の逆転防止用クラッチは、電機子軸に設けられたクラッチインナと、このクラッチインナとの間にくさび状のカム室を形成し、且つハウジング等に回転不能に固定されたクラッチアウタと、カム室に配設されるローラより構成され、エンジン始動時には、ローラが空転して電機子軸の回転を許容し、エンジンの逆回転が電機子軸に伝達されると、ローラがカム室の狭小方向に移動してクラッチインナとクラッチアウタとに係合することにより、電機子の逆回転を阻止する。
【特許文献１】特開２００４−２２５５４４号公報
【特許文献２】特願２００５−３８０８１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、逆転防止用クラッチは、エンジン駆動時にモータの駆動トルクを出力軸に伝達するために、クラッチインナとクラッチアウタとの間でローラが摺動自由な状態に保持されている必要がある。しかし、クラッチインナが軸心に対し傾いたり、クラッチアウタに対して径方向に偏心すると、ローラがクラッチアウタとクラッチインナとの間に挟み込まれてロックする、あるいは摺動ロスが発生する。その結果、スタータの回転が妨げられ、エンジンを正常に始動できなくなる恐れがある。
なお、クラッチインナの傾きや偏心は、電機子軸の両端を支持する軸受の内径と電機子軸の外径との隙間、あるいは軸受自体の位置が径方向にずれること等により発生する。
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、電機子軸の逆回転を防止できる逆転防止用クラッチを備え、この逆転防止用クラッチに用いられるクラッチインナに傾きや偏心が生じても、モータの駆動トルクを確実にエンジン側に伝達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）
本発明のスタータは、モータの電機子軸上に逆転防止用クラッチを備えている。この逆転防止用クラッチは、モータと遊星歯車減速機との間に設けられており、電機子軸上に設けられるクラッチインナと、ハウジング等に固定され、且つクラッチインナとの間にカム室を形成するクラッチアウタと、カム室に配設されるローラとを有し、エンジン駆動時と逆方向の回転が電機子軸に伝達された時に、ローラがクラッチアウタとクラッチインナとに係合して電機子軸の逆回転を防止する。
また、クラッチアウタは、クラッチインナとの間にカム室を形成するカム室形成部と、ハウジング等に回転不能に固定されるアウタ固定部とに分割して設けられ、カム室形成部とアウタ固定部とが相対回転不能に、且つ径方向に所定量偏心可能に組み合わされていることを特徴とする。
【０００６】
上記の構成によれば、クラッチアウタのカム室形成部がアウタ固定部に対して径方向に所定量偏心可能であるため、クラッチインナに傾きや偏心が生じた場合に、その変化にカム室形成部が追従して傾く、あるいは偏心できる。これにより、エンジン駆動時にローラがクラッチアウタとクラッチインナとの間に挟み込まれて移動できなくなる状態を回避でき、クラッチアウタとクラッチインナとの間に摺動自由な状態を保持できる。その結果、エンジン駆動時に摺動ロスが発生することはなく、モータの駆動トルクを正常に出力軸へ伝達できるので、エンジンを確実に始動できる。
また、クラッチアウタをカム室形成部とアウタ固定部とに分割したことにより、カム室形成部とアウタ固定部とを別々に製作できる。例えば、複雑なカム形状を有するカム室形成部を切削により加工し、単純な形状であるアウタ固定部を冷鍛やプレス加工することも可能であり、両者を一体に成形する場合と比較してクラッチアウタの成形性が大きく向上し、低コスト化を図ることが可能である。
【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、クラッチアウタは、カム室形成部とアウタ固定部の何方か一方側に雌型の係合部が設けられ、他方側に雄型の係合部が設けられて、両者の係合部が所定の隙間を有して相対回転不能に係合していることを特徴とする。
これにより、カム室形成部とアウタ固定部とを相対回転不能に、且つ径方向に所定量偏心可能に組み合わせることができる。
【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、カム室形成部は、外周に雄スプライン歯が形成されたスプライン軸部を有し、アウタ固定部は、内周に雌スプライン歯が形成されたスプライン筒部を有し、カム室形成部とアウタ固定部は、スプライン筒部の内周にスプライン軸部がスプライン嵌合して組み合わされていることを特徴とする。
これにより、カム室形成部とアウタ固定部とを相対回転不能に、且つ径方向に所定量偏心可能に組み合わせることができる。
【０００９】
（請求項４の発明）
請求項２に記載したスタータにおいて、アウタ固定部には、雌型の係合部として、内周に凹凸形状を有する中心孔が形成され、カム室形成部には、雄型の係合部として、中心孔に形成された凹凸形状の内周に所定の隙間を有して相対回転不能に噛み合わされる凹凸形状のフランジ部が設けられていることを特徴とする。
アウタ固定部に形成された中心孔と、カム室形成部に形成されたフランジ部とが、互いの凹凸形状が所定の隙間を有して噛み合う様に嵌め合わされることで、カム室形成部とアウタ固定部とを相対回転不能に、且つ径方向に所定量偏心可能に組み合わせることができる。
【００１０】
（請求項５の発明）
請求項２に記載したスタータにおいて、アウタ固定部には、雌型の係合部として、内周に長円形状あるいは楕円形状を有する中心孔が形成され、カム室形成部には、雄型の係合部として、中心孔の内周に所定の隙間を有して相対回転不能に嵌め合わされる長円形状あるいは楕円形状のフランジ部が設けられていることを特徴とする。
カム室形成部に形成された長円形状あるいは楕円形状を有するフランジ部が、アウタ固定部に形成された長円形状あるいは楕円形状を有する中心孔の内周に所定の隙間を有して嵌め合わされることで、カム室形成部とアウタ固定部とを相対回転不能に、且つ径方向に所定量偏心可能に組み合わせることができる。
【００１１】
（請求項６の発明）
請求項２に記載したスタータにおいて、アウタ固定部には、雌型の係合部として、内周に多角形状を有する中心孔が形成され、カム室形成部には、雄型の係合部として、中心孔の内周に所定の隙間を有して相対回転不能に嵌め合わされる多角形状のフランジ部が設けられていることを特徴とする。
カム室形成部に形成された多角形状を有するフランジ部が、アウタ固定部に形成された多角形状を有する中心孔の内周に所定の隙間を有して嵌め合わされることで、カム室形成部とアウタ固定部とを相対回転不能に、且つ径方向に所定量偏心可能に組み合わせることができる。
【００１２】
（請求項７の発明）
請求項２に記載したスタータにおいて、アウタ固定部には、雌型の係合部として、軸方向に貫通孔または凹部が形成され、カム室形成部には、雄型の係合部として、貫通孔または凹部に所定の隙間を有して嵌合するピンまたは凸部が軸方向に突設されていることを特徴とする。
カム室形成部に形成されたピンまたは凸部が、アウタ固定部に形成された貫通孔または凹部に所定の隙間を有して嵌め合わされることで、カム室形成部とアウタ固定部とを相対回転不能に、且つ径方向に所定量偏心可能に組み合わせることができる。
【００１３】
（請求項８の発明）
請求項２に記載したスタータにおいて、カム室形成部には、雌型の係合部として、軸方向に貫通孔または凹部が形成され、アウタ固定部には、雄型の係合部として、貫通孔または凹部に所定の隙間を有して嵌合するピンまたは凸部が軸方向に突設されていることを特徴とする。
アウタ固定部に形成されたピンまたは凸部が、カム室形成部に形成された貫通孔または凹部に所定の隙間を有して嵌め合わされることで、カム室形成部とアウタ固定部とを相対回転不能に、且つ径方向に所定量偏心可能に組み合わせることができる。
【００１４】
（請求項９の発明）
請求項２〜８に記載した何れかのスタータにおいて、逆転防止用クラッチは、アウタ固定部に対しカム室形成部の軸方向の動きを規制する規制手段を有することを特徴とする。  この場合、クラッチアウタがアウタ固定部とカム室形成部とに分割された構成であっても、アウタ固定部に対しカム室形成部の軸方向の動きが規制されるので、ローラの軸方向位置を安定させることができる。その結果、ローラとクラッチインナとを確実に当接させることができ、逆転防止用クラッチを正常に作動させることができる。
また、カム室形成部及びローラが、逆転防止用クラッチに隣接する他部品（例えば遊星歯車や電機子）と干渉することを回避できる。
【００１５】
（請求項１０の発明）
請求項９に記載したスタータにおいて、規制手段は、カム室形成部の軸方向両側に配置され、それぞれアウタ固定部に固定されるクラッチカバーとアウタプレートとで構成され、クラッチカバーによりカム室形成部の軸方向一方への動きが規制され、アウタプレートによりカム室形成部の軸方向他方への動きが規制されていることを特徴とする。この場合、既存のクラッチカバーを利用してカム室形成部の軸方向一方への動きを規制できるので、アウタプレートを追加するだけで、カム室形成部の軸方向の動きを規制することができる。
【００１６】
（請求項１１の発明）
請求項９または１０に記載したスタータにおいて、規制手段とカム室形成部との間に軸方向の隙間が設けられていることを特徴とする。
この場合、規制手段とカム室形成部との間に軸方向の隙間があるので、クラッチカバーとアウタプレートとでカム室形成部の軸方向の動きが規制されている状態であっても、クラッチインナに傾きが生じた場合に、カム室形成部の傾きが阻害されることはなく、クラッチインナの傾きに追従してカム室形成部が傾くことができる。その結果、エンジン駆動時にローラがクラッチアウタとクラッチインナとの間に挟み込まれて移動できなくなる状態を回避でき、クラッチアウタとクラッチインナとの間に摺動自由な状態を保持できる。  
【００１７】
（請求項１２の発明）
請求項１１に記載したスタータにおいて、規制手段とカム室形成部との間に設けられる隙間に弾性体が配置され、カム室形成部は、弾性体により軸方向に押圧されていることを特徴とする。
この場合、カム室形成部が振動等によりがたつくことを防止できるので、クラッチアウタがアウタ固定部とカム室形成部とに分割された構成であっても、ローラの軸方向位置を安定させることができる。その結果、ローラとクラッチインナとを確実に当接させることができ、逆転防止用クラッチを正常に作動させることができる。
また、クラッチインナに傾きが生じた場合は、弾性体の変形を伴ってカム室形成部が傾くことができるので、エンジン駆動時にローラがクラッチアウタとクラッチインナとの間に挟み込まれて移動できなくなることはなく、クラッチアウタとクラッチインナとの間に摺動自由な状態を保持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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】
【００１９】
図１は常時噛合い式スタータ１の半断面図である。
実施例１のスタータ１は、図１に示す様に、回転力を発生するモータ２と、このモータ２の通電回路（モータ回路と呼ぶ）に設けられるメイン接点（後述する）を開閉する電磁リレー３と、モータ２の回転を減速する減速機４と、この減速機４を介してモータ２の駆動トルクが伝達される出力軸５と、この出力軸５に支持されるピニオンギヤ６と、モータ２の逆回転を防止する逆転防止用クラッチ７等より構成される。
このスタータ１は、例えば、交差点や渋滞等で車両が一旦停止し、エンジンＥ（図２参照）が自動停止した後、発進時にエンジンＥを自動的に再始動させるエンジン自動停止／再始動システム（一般にアイドルストップ、エコランシステム等と呼ばれる）に使用される。
【００２０】
モータ２は、磁気回路を形成するヨーク８と、このヨーク８の内周に磁界を形成する永久磁石９（界磁コイルでも良い）と、電磁力の働きにより回転する電機子１０等より構成される周知の直流電動機である。
ヨーク８は、円筒形状を有し、フロントハウジング１１とエンドフレーム１２との間に挟持され、エンドフレーム１２の後端から複数本のスルーボルト１３をフロントハウジング１１に締め付けて固定されている。
永久磁石９は、磁石保持器１４を介してヨーク８の内周面に固定され、ヨーク８の周方向等間隔に複数個配置されている。
【００２１】
電機子１０は、電機子軸１５と、この電機子軸１５の外周にセレーション嵌合する電機子鉄心１６と、この電機子鉄心１６に巻線される電機子コイル１７と、電機子軸１５の一端側に設けられるコンミテータ１８より構成される。
コンミテータ１８は、電機子軸１５の周囲に絶縁材１９を介して円筒状に配置される複数のセグメントによって形成され、各セグメントが電機子コイル１７に電気的且つ機械的に接続されている。また、コンミテータ１８の外周には、複数のカーボンブラシ２０が配置されている。
【００２２】
電磁リレー３は、図２に示す様に、スタータリレー２１を介して車載バッテリ２２から通電される電磁コイル２３を備え、この電磁コイル２３への通電によって電磁石が形成されると、電磁石にプランジャ２４（図１参照）が吸引されて、モータ回路のメイン接点を閉操作する。また、電磁コイル２３への通電が停止して電磁石の吸引力が消滅すると、図示しないリターンスプリングの反力にプランジャ２４が押し戻されて、メイン接点を開操作する。
なお、スタータリレー２１は、最初のエンジン始動を行う時に、運転者が始動スイッチ２５をＳＴ位置に投入することで、車載バッテリ２２からリレーコイル２１ａに通電されて接点２１ｂが閉作動するが、エンジンＥの再始動時には、エンジンＥの自動停止及び再始動を制御するアイドルストップ用のＥＣＵ２６を通じてリレーコイル２１ａに通電される。
【００２３】
メイン接点は、２本の外部端子２７、２８（図１参照）を介してモータ回路に接続される一組の固定接点２９と、プランジャ２４と一体に可動して一組の固定接点２９間を断続する可動接点３０とで形成され、この可動接点３０を通じて一組の固定接点２９間が導通することでメイン接点が閉状態となり、一組の固定接点２９間の導通が遮断されることでメイン接点が開状態となる。
２本の外部端子２７、２８は、バッテリケーブル３１（図２参照）を介して車載バッテリ２２に接続されるＢ端子２７と、モータ２から取り出されたモータリード線３２が接続されるＭ端子２８であり、電磁リレー３のカバー３ａに固定されている。
【００２４】
減速機４は、電機子軸１５と同軸上で減速できる周知の遊星歯車減速機であり、電機子軸１５の他端側（反コンミテータ側）に形成されたサンギヤ３３と、このサンギヤ３３と同心に配置され、且つ下述のトルクリミッタを介して回転規制されるインターナルギヤ３４と、両ギヤ３３、３４に噛み合う複数の遊星ギヤ３５とで構成される。
トルクリミッタは、摩擦力によって回転規制された回転ディスク３６を有し、この回転ディスク３６の静止トルクを超える過大トルクがインターナルギヤ３４に加わると、回転ディスク３６が摩擦力に抗して滑る（回転する）ことにより、インターナルギヤ３４の回転が許容されて、過大トルクを吸収する。
【００２５】
出力軸５は、電機子軸１５と同一軸線上に配置されて、一端側が減速機４を介して電機子軸１５に連結され、他端側が軸受３７を介してフロントハウジング１１に回転自在に支持されている。
ピニオンギヤ６は、軸受３８を介して出力軸５の外周に回転自在に嵌合すると共に、以下に説明する衝撃吸収装置を介して出力軸５に連結され、且つエンジン側のリングギヤ３９に常時噛み合わされている。
【００２６】
衝撃吸収装置は、出力軸５の外周にセレーション嵌合する第１の回転体４０と、ピニオンギヤ６と一体に設けられた円筒部６ａの外周にセレーション嵌合する第２の回転体４１と、両回転体４０、４１の間に配置されるゴム等の弾性体４２等より構成される。なお、弾性体４２は、両回転体４０、４１の間に中間部材４３を介して直列に複数個（図１では１段あたり３個×２段の計６個）配置される。
この衝撃吸収装置は、大きな慣性エネルギを有するエンジンＥを始動する際に、スタータ１に伝わる衝撃トルクを弾性体４２が圧縮変形することによって吸収する。
【００２７】
逆転防止用クラッチ（以下クラッチ７と略す）は、電機子軸１５上に設けられるクラッチインナ４４と、このクラッチインナ４４との間にカム室４５を形成すると共に、フロントハウジング１１に固定されるクラッチアウタ（後述する）と、カム室４５に配設されるローラ４６と、このローラ４６をカム室４５の狭小方向（図示左方向）へ付勢するスプリング４７等より構成される。
【００２８】
クラッチインナ４４は、電機子軸１５に形成されるサンギヤ３３と、電機子軸１５に固定される電機子鉄心１６との間に設けられ、電機子軸１５と一体に成形されている。あるいは、電機子軸１５と別体の円筒部材を電機子軸１５の外周に圧入等により固定しても良い。
カム室４５は、図３に示す様に、クラッチインナ４４の外周面との間に形成される隙間が周方向の一方側（図示右側）から他方側へ向かって次第に狭くなるくさび状に形成され、且つ周方向の一方側ではローラ４６の外径Ｄより広く形成され、周方向の他方側ではローラ４６の外径Ｄより狭く形成されている。
【００２９】
上記のクラッチ７は、図４（ａ）に示す様に、クラッチインナ４４が図中矢印で示す時計回転方向に駆動された時、即ちエンジン駆動時には、ローラ４６がスプリング４７を押し縮めながらカム室４５の一方側（広い側）に移動して、クラッチインナ４４とクラッチアウタとの間で空転することにより、クラッチインナ４４の回転を許容する。
一方、図４（ｂ）に示す様に、クラッチインナ４４が図中矢印で示す反時計回転方向に駆動された時、即ちエンジン駆動時と逆方向に駆動された時は、ローラ４６がカム室４５の他方側（狭い側）に移動してクラッチインナ４４とクラッチアウタとの間に挟み込まれて両者に係合するため、クラッチインナ４４の回転が阻止される。その結果、電機子軸１５がエンジン駆動時と逆方向に回転することを防止する。
【００３０】
本発明に係るクラッチアウタは、図５に示す様に、クラッチインナ４４との間にカム室４５を形成するカム室形成部４８と、フロントハウジング１１に固定される円板状のアウタ固定部４９とに分割して設けられている。
アウタ固定部４９には、径方向の中央部に中心孔４９ａが形成され、その中心孔４９ａの内周に凹凸形状が全周に形成されている。一方、カム室形成部４８には、中心孔４９ａの内周に嵌め合わされるフランジ部４８ａが設けられ、そのフランジ部４８ａの外周に凹凸形状が全周に形成されている。
このクラッチアウタは、中心孔４９ａとフランジ部４８ａとに形成される互いの凹凸形状が所定の隙間を有して噛み合う様に、中心孔４９ａの内周にフランジ部４８ａを嵌め合わせることで、カム室形成部４８とアウタ固定部４９とが相対回転不能に、且つ径方向に所定量偏心可能に組み合わされている。
【００３１】
次に、上記スタータ１の作動及び効果について説明する。
電磁リレー３によりモータ回路のメイン接点が閉操作されると、車載バッテリ２２から電機子コイル１７に通電され、その電機子コイル１７に働く電磁力によって電機子１０に回転力を発生する。電機子１０の回転は、クラッチ７によって阻止されることはなく、減速機４を介して出力軸５に伝達され、更に、ピニオンギヤ６からリングギヤ３９に伝達されてエンジンＥをクランキングする。この時、スタータ１に生じる衝撃トルクは、衝撃吸収装置によって吸収される。また、衝撃吸収装置で吸収しきれない（つまり弾性体４２が全圧縮した場合）過大な衝撃は、トルクリミッタによってカットされる。
【００３２】
エンジンＥが完爆してエンジン回転数がスタータ回転数を上回ると、例えば、リングギヤ３９に内蔵された一方向クラッチ（図示せず）が空転して、エンジンＥのクランク軸からリングギヤ３９が切り離されるため、エンジンＥの回転がピニオンギヤ６に伝達されることはなく、電機子１０のオーバランを防止できる。
また、エンジンＥが停止する際に生じるクランク軸の揺動あるいは登板路のエンストで車両が後退する時等にエンジンＥが逆回転すると、その逆回転がリングギヤ３９に常時噛み合うピニオンギヤ６に伝達され、エンジン駆動時とは逆方向の回転が出力軸５に伝わる。この出力軸５の逆回転が減速機４を介して電機子軸１５に伝達されると、クラッチ７のローラ４６がクラッチインナ４４とクラッチアウタとの間にロックされて、クラッチインナ４４の回転、すなわち電機子軸１５の逆回転が阻止されるため、電機子１０がエンジン駆動時と逆方向に回転することを防止できる。
【００３３】
（実施例１の効果）
本実施例のクラッチ７は、クラッチアウタがカム室形成部４８とアウタ固定部４９とに分割して設けられると共に、その両者が相対回転不能に、且つ径方向に所定量偏心可能に組み合わされている。これにより、クラッチインナ４４に傾きや偏心等が生じた場合に、その変化にカム室形成部４８が追従して傾く、あるいは偏心できるので、エンジン駆動時にローラ４６がクラッチインナ４４とクラッチアウタとの間に挟み込まれて移動できなくなる状態を回避でき、クラッチインナ４４とクラッチアウタとの間に摺動自由な状態を保持できる。その結果、エンジン駆動時に摺動ロスが発生することはなく、モータ２の駆動トルクを正常に出力軸５へ伝達できるので、エンジンＥを確実に始動できる。
【００３４】
また、クラッチアウタをカム室形成部４８とアウタ固定部４９とに分割したことにより、カム室形成部４８とアウタ固定部４９とを別々に製作できる。例えば、複雑なカム形状を有するカム室形成部４８を切削により加工し、単純な形状であるアウタ固定部４９を冷鍛やプレス加工によって製作することも可能である。これに対し、カム室形成部４８とアウタ固定部４９とを一体に成形する場合は、カム室形成部４８の内周に形成されるカム形状が複雑な形状（くさび状）であると共に、カム室形成部４８とアウタ固定部４９との外径が大きく異なるため、クラッチアウタ全体を鍛造で製作することは困難である。
従って、本実施例では、カム室形成部４８とアウタ固定部４９とを一体に成形する場合と比較して、クラッチアウタの成形性が向上し、低コスト化を図ることができる。
【実施例２】
【００３５】
図６は実施例２に係るクラッチ７の斜視図である。
この実施例２に係るクラッチ７は、図６に示す様に、アウタ固定部４９に形成される中心孔４９ａと、カム室形成部４８に設けられるフランジ部４８ａとを、それぞれ略小判形状、言い換えると長円形状あるいは楕円形状に形成した一例である。
この場合も、中心孔４９ａの内周にフランジ部４８ａが所定の隙間を有して相対回転不能に嵌め合わされることで、カム室形成部４８とアウタ固定部４９とを相対回転不能に、且つ径方向に所定量偏心可能に組み合わせることができる。
【実施例３】
【００３６】
図７は実施例３に係るクラッチ７の斜視図である。
この実施例３に係るクラッチ７は、図７に示す様に、アウタ固定部４９に形成される中心孔４９ａと、カム室形成部４８に設けられるフランジ部４８ａとを、それぞれ多角形状に形成した一例である。
この場合も、中心孔４９ａの内周にフランジ部４８ａが所定の隙間を有して相対回転不能に嵌め合わされることで、カム室形成部４８とアウタ固定部４９とを相対回転不能に、且つ径方向に所定量偏心可能に組み合わせることができる。
【実施例４】
【００３７】
図８は実施例４に係るクラッチ７の斜視図である。
この実施例４に係るクラッチ７は、図８に示す様に、アウタ固定部４９に複数の貫通孔４９ｂ（または凹部）を軸方向に形成し、カム室形成部４８には、貫通孔４９ｂ（または凹部）に所定の隙間を有して嵌合する複数のピン４８ｂ（または凸部）が軸方向に突設された一例である。
この場合も、貫通孔４９ｂ（または凹部）にピン４８ｂ（または凸部）が所定の隙間を有して嵌合することで、カム室形成部４８とアウタ固定部４９とを相対回転不能に、且つ径方向に所定量偏心可能に組み合わせることができる。
なお、貫通孔４９ｂとピン４８ｂ（または凹部と凸部）との関係を逆にしても良い。つまり、カム室形成部４８に貫通孔４９ｂ（または凹部）を形成し、アウタ固定部４９にピン４８ｂ（または凸部）を設けることもできる。
【実施例５】
【００３８】
図９は実施例５に係るスタータ１の半断面図である。
この実施例５に係るクラッチ７は、カム室形成部４８とアウタ固定部４９とがスプライン結合して組み合わされると共に、アウタ固定部４９に対しカム室形成部４８の軸方向の動きを規制する規制手段（後述する）を設けた一例である。
実施例１〜３に記載したカム室形成部４８は、外径方向に突き出るフランジ部４８ａを有しているが、本実施例のカム室形成部４８は、フランジ部４８ａを有しておらず、軸方向の全域において外径が同一であり、その外周に雄スプライン歯が形成されたスプライン軸部４８ｃを有している（図１０参照）。
【００３９】
一方、アウタ固定部４９は、スプライン軸部４８ｃの外周にスプライン嵌合するスプライン筒部４９ｃが設けられ、このスプライン筒部４９ｃの内周に雌スプライン歯が形成されている。
このアウタ固定部４９とカム室形成部４８は、図１０に示す様に、スプライン筒部４９ｃの内周に形成された雌スプライン歯と、スプライン軸部４８ｃの外周に形成された雄スプライン歯とが噛み合って、両者が相対回転不能に、且つ径方向に所定量偏心可能に嵌合している。
【００４０】
規制手段は、図１１に示す様に、カム室形成部４８の軸方向両側に配置されるクラッチカバー５０とアウタプレート５１とで構成される。
クラッチカバー５０は、スプライン筒部４９ｃの外周に圧入され、ワッシャ５２を介してクラッチ７の軸方向一端側（図示右側）を覆っている。ワッシャ５２は、カム室４５の開放側（図１１の右側）に配置され、カム室４５からローラ４６及びスプリング４７が飛び出すことを防止している。
アウタプレート５１は、アウタ固定部４９の他端側内周に配置され、スプライン筒部４９ｃの端部にかしめ固定されている。
【００４１】
上記の構成により、カム室形成部４８は、クラッチカバー５０により軸方向一方（図１１の右方向）への動きが規制され、アウタプレート５１により軸方向他方への動きが規制されている。なお、クラッチカバー５０とアウタプレート５１との間の軸方向距離は、カム室形成部４８の軸方向寸法より若干大きく設定されている。すなわち、カム室形成部４８は、クラッチカバー５０とアウタプレート５１との間で軸方向の動きが完全に阻止されているのではなく、軸方向に若干動くことが可能である。
【００４２】
本実施例によれば、クラッチアウタがアウタ固定部４９とカム室形成部４８とに分割された構成であっても、クラッチカバー５０とアウタプレート５１によってカム室形成部４８の軸方向の動きが規制されるので、ローラ４６の位置が軸方向に大きくずれることはなく、ローラ４６の軸方向位置を安定させることができる。その結果、ローラ４６とクラッチインナ４４とを確実に当接させることができるので、クラッチ７を正常に作動させることができる。
また、カム室形成部４８の軸方向の動きが規制されることにより、クラッチ７に隣接する他部品（例えば図９に示す遊星ギヤ３５や電機子１０）にカム室形成部４８が干渉することを回避できる。
【００４３】
さらに、カム室形成部４８は、クラッチカバー５０とアウタプレート５１との間で軸方向に若干動くことができるので、クラッチインナ４４に傾きが生じた場合に、クラッチカバー５０とアウタプレート５１によってカム室形成部４８の傾きが阻害されることはなく、クラッチインナ４４の傾きに追従してカム室形成部４８が傾くことができる。その結果、エンジン駆動時にローラ４６がクラッチアウタとクラッチインナ４４との間に挟み込まれて移動できなくなる状態を回避でき、クラッチアウタとクラッチインナ４４との間に摺動自由な状態を保持できる。
【実施例６】
【００４４】
図１２は実施例６に係るスタータ１の半断面図である。
この実施例６に係るクラッチ７は、図１２に示す様に、カム室形成部４８の軸方向の向きを逆向きに配置した一例である。上記の実施例５に記載したクラッチ７は、図９に示すカム室４５の図示右側が開放されているが、本実施例のクラッチ７は、カム室４５の開放側が逆向き、すなわち、図示左側が開放されている。
この場合も、カム室形成部４８の軸方向両側に配置されるクラッチカバー５０とアウタプレート５１により、カム室形成部４８の軸方向の動きが規制されるので、実施例５と同じく、ローラ４６の軸方向位置を安定させることができ、ローラ４６とクラッチインナ４４とを確実に当接させることができる。
【００４５】
また、実施例５と同じく、カム室形成部４８の軸方向寸法よりクラッチカバー５０とアウタプレート５１との間の軸方向距離の方が若干大きく設定されるので、クラッチインナ４４に傾きが生じた場合に、クラッチカバー５０とアウタプレート５１によってカム室形成部４８の傾きが阻害されることはなく、クラッチインナ４４の傾きに追従してカム室形成部４８が傾くことができる。
さらに、本実施例の構成では、アウタプレート５１によってローラ４６及びスプリング４７の抜け止めを兼ねることができるので、実施例５に記載したワッシャ５２を廃止できる。
【実施例７】
【００４６】
図１３は実施例７に係るクラッチアウタの断面図である。
この実施例７に係るクラッチ７は、実施例５に記載したスタータ１において、図１３に示す様に、カム室形成部４８とアウタプレート５１との間に設けられる軸方向の隙間にスプリング５３を配置した一例である。
これにより、カム室形成部４８は、スプリング５３に付勢されてワッシャ５２に押圧されるので、カム室形成部４８が振動等によってがたつくことを防止できる。その結果、規制手段（クラッチカバー５０とアウタプレート５１）とカム室形成部４８との間に軸方向の隙間が設けられる構成でも、ローラ４６の軸方向位置を安定させることができ、ローラ４６とクラッチインナ４４とを確実に当接させることができるので、クラッチ７を正常に作動させることができる。
【００４７】
また、クラッチインナ４４に傾きが生じた場合は、スプリング５３の変形を伴ってカム室形成部４８が傾くことができるので、エンジン駆動時にローラ４６がクラッチアウタとクラッチインナ４４との間に挟み込まれて移動できなくなることはなく、クラッチアウタとクラッチインナ４４との間に摺動自由な状態を保持できる。
なお、実施例６に記載したクラッチ７の構成、つまり、カム室４５の開放側にアウタプレート５１が配置される構成では、カム室形成部４８とクラッチカバー５０との間にスプリング５３を配置することもできる。
また、スプリング５３の代わりにゴム等の弾性体や皿ばね等を使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】常時噛合い式スタータの半断面図である（実施例１）。
【図２】スタータの電気回路図である。
【図３】クラッチのカム室を示す断面図である。
【図４】（ａ）エンジン駆動時のクラッチの作動説明図、（ｂ）エンジン駆動時と逆方向の回転が入力された時のクラッチの作動説明図である。
【図５】クラッチの斜視図である（実施例１）。
【図６】クラッチの斜視図である（実施例２）。
【図７】クラッチの斜視図である（実施例３）。
【図８】クラッチの斜視図である（実施例４）。
【図９】スタータの半断面図である（実施例５）。
【図１０】クラッチの構成を示す正面図である（実施例５）。
【図１１】クラッチアウタの断面図である（実施例５）。
【図１２】スタータの半断面図である（実施例６）。
【図１３】クラッチアウタの断面図である（実施例７）。
【符号の説明】
【００４９】
１    スタータ
２    モータ
４    遊星歯車減速機
５    出力軸
６    ピニオンギヤ
７    逆転防止用クラッチ
１１    フロントハウジング
１５    電機子軸
１６    電機子鉄心
３９    リングギヤ
４４    クラッチインナ
４５    カム室
４６    ローラ
４８    カム室形成部（クラッチアウタ）
４８ａ  フランジ部
４８ｂ  ピンまたは凸部
４８ｃ  スプライン軸部
４９    アウタ固定部（クラッチアウタ）
４９ａ  中心孔
４９ｂ  貫通孔または凹部
４９ｃ  スプライン筒部
５０    クラッチカバー（規制手段）
５１    アウタプレート（規制手段）
５３    スプリング（弾性体）
【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】
0004487976.tif 000008
【図８】
0004487976.tif 000009
【図９】
0004487976.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
0004487976.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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