(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とを備え、
この逆転防止用クラッチは、前記電機子軸上に設けられるクラッチインナと、このクラッチインナと同心に配置されると共に、ハウジング、または、前記モータの磁気回路を形成するヨークに回転不能に固定され、且つ前記クラッチインナとの間にくさび状の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、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、前記カム室の狭小方向に移動して前記クラッチインナの回転を阻止するクラッチ部材とを有し、
前記クラッチインナは、前記電機子軸と別体に設けられ、且つ前記電機子軸の外周に圧入により固定され、
前記電機子軸は、前記クラッチインナが圧入される部位（インナ圧入部と呼ぶ）の軸方向反鉄心側に、前記電機子軸の回転を前記減速機の遊星ギヤに伝達するサンギヤが形成され、このサンギヤの外径より前記インナ圧入部の外径の方が大きく設けられていることを特徴とするスタータ。
【請求項２】
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とを備え、
この逆転防止用クラッチは、前記電機子軸上に設けられるクラッチインナと、このクラッチインナと同心に配置されると共に、ハウジング、または、前記モータの磁気回路を形成するヨークに回転不能に固定され、且つ前記クラッチインナとの間にくさび状の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、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、前記カム室の狭小方向に移動して前記クラッチインナの回転を阻止するクラッチ部材とを有し、
前記クラッチインナは、前記電機子軸と別体に設けられ、且つ前記電機子軸の外周に圧入により固定されると共に、前記電機子軸に固定される電機子鉄心の軸方向端面に当接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、
前記クラッチインナが圧入される前記電機子軸の外周、または前記クラッチインナの内周には、セレーションが設けられていることを特徴とするスタータ。
【請求項４】
請求項１または２に記載したスタータにおいて、
前記クラッチインナの表面硬度は、前記クラッチインナが圧入される前記電機子軸の表面硬度より高いことを特徴とするスタータ。
【請求項５】
請求項１または２に記載したスタータにおいて、
前記クラッチアウタは、前記カム室を形成するアウタ部と、前記ハウジング、または、前記モータの磁気回路を形成するヨークに回転不能に固定される固定部とが別体に設けられ、且つ前記アウタ部が前記固定部に固定されていることを特徴とするスタータ。
【請求項６】
請求項５に記載したスタータにおいて、
前記固定部は、丸孔を有するリング状に設けられ、
前記アウタ部は、前記固定部の丸孔に圧入により固定されていることを特徴とするスタータ。
【請求項７】
請求項６に記載したスタータにおいて、
前記クラッチインナは、前記電機子軸の外周に圧入により固定され、その圧入部の滑りトルクより、前記アウタ部が前記固定部に圧入される圧入部の滑りトルクの方が大きい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ている常時噛合い式スタータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ピニオンギヤを押し出してエンジン側のリングギヤに噛み合わせる一般的な電磁押し込み式スタータは、始動時以外では、ピニオンギヤがリングギヤに噛み合っておらず、始動時のみピニオンギヤが前進してリングギヤに噛み合い、モータで発生した駆動力をピニオンギヤからリングギヤに伝達してエンジンを駆動し、エンジン始動後は、イグニッションスイッチをＳＴＡＲＴ位置からＯＮ位置に戻すことで、ピニオンギヤがリングギヤから離脱する方式である。
この電磁押し込み式スタータでは、エンジンが停止する前（エンジンが惰性回転している時）に再始動させようとしても、エンジン側のリングギヤが高速で回転しており、そのリングギヤにピニオンギヤを噛み合わせることができないため、エンジンが停止する前に再始動させることは困難である。
【０００３】
一方、エンジン側のリングギヤとスタータ側のピニオンギヤとが直接または中間ギヤ等を介して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。また、電磁押し込み式スタータでは、ピニオンギヤがリングギヤに噛み合う時に噛み合い音が発生するが、常時噛合い式スタータでは、噛み合い音が発生しないため、静音性の点でも優れている。
【０００４】
ところで、エンジンの始動においては、エンジン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、ピニオンギヤがリングギヤに回されることになる。この時、スタータモータの電機子は、リングギヤとピニオンギヤとのギヤ比（一般的にピニオンギヤ：１に対してリングギヤ：８〜１５程度）を乗じた回転数（内部減速機を有するスタータでは、更に内部減速比を乗じた回転数）で回されることになり、電機子が遠心力により破損する原因となる。
これを防止するために、スタータの内部やリングギヤ側に一方向クラッチが設けられている。この一方向クラッチには、エンジン回転数がスタータ回転数を上回ると空転して、エンジン回転数を電機子に伝えない機能を持たせている。
【０００５】
ところが、エンジン回転数がスタータ回転数を上回った時に空転する一方向クラッチは、エンジン停止時の揺動等でエンジンが逆方向に回転した時に契合状態（クラッチが繋がった状態）となるため、常時噛合い式スタータでは、逆回転方向に発生した回転力がエンジン側からスタータ側に伝達されてしまう。その結果、リングギヤとピニオンギヤとのギヤ比（減速比）を乗じた回転数（内部減速機を有するスタータでは、更に内部減速比を乗じた回転数）で電機子が回されることになり、ブラシ寿命の低下や、電機子が遠心力によって破損することが懸念される。
【０００６】
そこで、本出願人は、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クラッチ部材（例えばローラ）等より構成され、エンジン始動時には、クラッチ部材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、クラッチ部材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、電機子軸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】
【０００７】
ところが、特許文献２に記載された逆転防止用クラッチは、クラッチインナが電機子軸と一体に成形されている。このため、電機子軸とクラッチインナとを同一材質とする必要があり、例えば、クラッチの許容トルクを向上させるために、クラッチインナ部分の材質を高強度材料へ変更しようとすると、必然的に電機子軸の材質変更も余儀なくされる。その結果、例えば、電機子軸を鍛造で成形する場合に、電機子軸全体を高強度材料へ変更すると、鍛造加工が困難になり、電機子軸の成形性が悪化する。
【０００８】
また、電機子軸を鍛造で成形する場合は、成形上の理由からクラッチインナの外径が制約される。つまり、電機子軸の外径により鍛造で加工できるクラッチインナの外径に限界があるため、クラッチインナの外径を大きくできない問題がある。仮に、切削で電機子軸を加工する場合は、電機子軸の外径に対しクラッチインナの外径を大きくすると、歩留りが悪化してコストアップを招く。
【０００９】
更に、電機子軸は、磨耗、変形、折損等に対する性能を向上させるため、軸受部、ギヤ部、クラッチインナ部等に高周波焼き入れ等の熱処理を行うが、クラッチインナが電機子軸と一体に成形されていると、以下の問題を生じる。すなわち、電機子軸に電機子鉄心、電機子コイル、コンミテータ等を組み付けて電機子アセンブリとして組み立てた後、電機子の遠心強度を向上させるために、電機子コイルの外周部分に粉体処理を行う場合に、その粉体処理を行う際の熱でクラッチインナ部の焼き入れがなまり、強度が低下してしまう。特に、クラッチインナ部が粉体処理部分の近くに設けられていると、粉体処理時の熱の影響を受け易くなるため、クラッチインナ部の強度低下が懸念される。
【００１０】
また、逆転防止用クラッチのクラッチアウタは、カム室を形成する部分と、ハウジング等に回転不能に固定される部分とが一体に成形されており、且つカム室の形状がいびつ（くさび状）であるため、クラッチアウタを鍛造で製作する場合には、その成形が困難であるという問題もある。
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るスタータにおいて、クラッチインナが電機子軸と一体に設けられることによる不具合を解消することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
（請求項１の発明）
本発明のスタータは、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ている。この逆転防止用クラッチは、電機子軸上に設けられるクラッチインナと、このクラッチインナと同心に配置されると共に、ハウジング、または、モータの磁気回路を形成するヨークに回転不能に固定され、且つクラッチインナとの間にくさび状のカム室を形成するクラッチアウタと、カム室に配設され、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、カム室の狭小方向に移動してクラッチインナの回転を阻止するクラッチ部材とを有し、クラッチインナは、電機子軸と別体に設けられ、且つ電機子軸の外周に圧入により固定され、電機子軸は、クラッチインナが圧入される部位（インナ圧入部と呼ぶ）の軸方向反鉄心側に、電機子軸の回転を減速機の遊星ギヤに伝達するサンギヤが形成され、このサンギヤの外径よりインナ圧入部の外径の方が大きく設けられていることを特徴とする
上記の構成によれば、クラッチインナが電機子軸と別体に設けられるため、クラッチインナと電機子軸の材質を別々に設定できる。これにより、例えば、クラッチインナの耐磨耗性及び強度を向上させるために、クラッチインナの材質のみ高強度材料へ変更することができ、電機子軸の材料には、例えば、鍛造加工が容易な材質を選択できる。また、電機子軸とクラッチインナとに異なる熱処理を施すこともできる。例えば、電機子軸の軸受け部、ギヤ部には高周波焼き入れを実施し、クラッチインナには浸炭焼き入れを実施することもできる。
また、クラッチインナの外径が、電機子軸の成形性に影響を与えることもないので、例えば、電機子軸を鍛造により容易に加工することができ、コスト的にも有利である。
更に、電機子の遠心強度を向上させるために粉体処理を行う場合には、クラッチインナを電機子軸に固定する前に粉体処理を実施し、粉体処理工程が終了した後、クラッチインナを電機子軸に固定することができる。これにより、クラッチインナが粉体処理部分の近くに設けられる場合でも、クラッチインナが粉体処理時の熱の影響を受けることはないので、粉体処理によってクラッチインナの強度が低下する心配もない。
また、クラッチインナを電機子軸の外周に圧入することで、容易に電機子軸に固定できると共に、電機子軸とクラッチインナとの同軸度を出しやすいため、逆転防止用クラッチの性能向上にも寄与する。
さらに、インナ圧入部の外径をサンギヤの外径より大きく設けることにより、クラッチインナを電機子軸のサンギヤ側からインナ圧入部に圧入できるので、電機子軸に電機子鉄心、電機子コイル、コンミテータ等を組み付けて電機子アセンブリとして組み立てた後、電機子軸のインナ圧入部にクラッチインナを圧入により固定できる。
【００１７】
（請求項２の発明）
本発明のスタータは、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ている。この逆転防止用クラッチは、電機子軸上に設けられるクラッチインナと、このクラッチインナと同心に配置されると共に、ハウジング、または、モータの磁気回路を形成するヨークに回転不能に固定され、且つクラッチインナとの間にくさび状のカム室を形成するクラッチアウタと、カム室に配設され、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、カム室の狭小方向に移動してクラッチインナの回転を阻止するクラッチ部材とを有し、クラッチインナは、電機子軸と別体に設けられ、且つ電機子軸の外周に圧入により固定されると共に、電機子軸に固定される電機子鉄心の軸方向端面に当接していることを特徴とする。
上記の構成によれば、クラッチインナが電機子軸と別体に設けられるため、クラッチインナと電機子軸の材質を別々に設定できる。これにより、例えば、クラッチインナの耐磨耗性及び強度を向上させるために、クラッチインナの材質のみ高強度材料へ変更することができ、電機子軸の材料には、例えば、鍛造加工が容易な材質を選択できる。また、電機子軸とクラッチインナとに異なる熱処理を施すこともできる。例えば、電機子軸の軸受け部、ギヤ部には高周波焼き入れを実施し、クラッチインナには浸炭焼き入れを実施することもできる。
また、クラッチインナの外径が、電機子軸の成形性に影響を与えることもないので、例えば、電機子軸を鍛造により容易に加工することができ、コスト的にも有利である。
更に、電機子の遠心強度を向上させるために粉体処理を行う場合には、クラッチインナを電機子軸に固定する前に粉体処理を実施し、粉体処理工程が終了した後、クラッチインナを電機子軸に固定することができる。これにより、クラッチインナが粉体処理部分の近くに設けられる場合でも、クラッチインナが粉体処理時の熱の影響を受けることはないので、粉体処理によってクラッチインナの強度が低下する心配もない。
また、クラッチインナを電機子軸の外周に圧入することで、容易に電機子軸に固定できると共に、電機子軸とクラッチインナとの同軸度を出しやすいため、逆転防止用クラッチの性能向上にも寄与する。
さらに、クラッチインナを電機子鉄心の軸方向端面に当接させることで、クラッチインナを電機子軸に圧入する際に、治具等を用いることなく、電機子軸に対するクラッチインナの圧入位置を規制できる。
（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、クラッチインナが圧入される電機子軸の外周、またはクラッチインナの内周には、セレーションが設けられていることを特徴とする。
この場合、圧入荷重を低減できるため、クラッチインナの変形を抑制できる。
【００１８】
（請求項４の発明）
請求項１または２に記載したスタータにおいて、クラッチインナの表面硬度は、クラッチインナが圧入される電機子軸の表面硬度より高いことを特徴とする。
クラッチインナの表面硬度を高くすることで、クラッチインナの許容面圧も向上できるので、クラッチインナの表面硬度が電機子軸の表面硬度と同一の場合と比較して、クラッチインナの小径化が可能であり、結果的に逆転防止用クラッチの小型化が可能である。
【００１９】
（請求項５の発明）
請求項１または２に記載したスタータにおいて、クラッチアウタは、カム室を形成するアウタ部と、ハウジング、または、モータの磁気回路を形成するヨークに回転不能に固定される固定部とが別体に設けられ、且つアウタ部が固定部に固定されていることを特徴とする。
この場合、アウタ部と固定部とを別々に製作できるため、両者を一体に成形する場合と比較して、成形性が向上する。
【００２０】
（請求項６の発明）
請求項５に記載したスタータにおいて、固定部は、丸孔を有するリング状に設けられ、アウタ部は、固定部の丸孔に圧入により固定されていることを特徴とする。
この場合、アウタ部を固定部の丸孔に圧入することで、両者を容易に一体化できる。  
【００２１】
（請求項７の発明）
請求項６に記載したスタータにおいて、クラッチインナは、電機子軸の外周に圧入により固定され、その圧入部の滑りトルクより、アウタ部が固定部に圧入される圧入部の滑りトルクの方が大きいことを特徴とする。
逆転防止用クラッチの許容トルクを超える過大な衝撃が入力された場合に、圧入部を滑らせることで、過大な衝撃を吸収することができる。この時、クラッチインナと電機子軸との圧入部（インナ側の圧入部と呼ぶ）の滑りトルクより、固定部とアウタ部との圧入部（アウタ側の圧入部と呼ぶ）の滑りトルクの方が大きく設定されることにより、過大な衝撃が入力された時に、必ずインナ側の圧入部を滑らせることができる。この場合、インナ側の圧入部の滑りトルクのみ管理すれば、適当な衝撃吸収能力を発揮できる。また、クラッチインナは、リング状の部材で構造が簡素であるため、圧入部の管理も容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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】
【００２３】
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）を開閉する電磁スイッチ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、エンジンの停止および再始動を自動制御するエンジン自動停止／再始動システム（アイドルストップ、エコランシステム等と呼ばれる）に用いることができる。
【００２４】
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（図示せず）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。
【００２５】
電機子１０は、電機子軸１４と、この電機子軸１４の外周にセレーション嵌合する電機子鉄心１５と、この電機子鉄心１５に巻線される電機子コイル１６と、電機子軸１４の一端側に設けられるコンミテータ１７より構成される。
コンミテータ１７は、電機子軸１４の周囲に絶縁材１８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１６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１７の外周には、複数のカーボンブラシ１９が配置されている。
【００２６】
電磁スイッチ３は、車載バッテリ（図示せず）から通電されて電磁石を形成する電磁コイル（図示せず）と、この電磁コイルの内側に挿入されるプランジャ（図示せず）とを備え、電磁コイルへの通電によって電磁石が形成されると、その電磁石にプランジャが吸引されて、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が押し戻されて、メイン接点を開操作する。
【００２７】
メイン接点は、２本の外部端子２０、２１を介してモータ回路に接続される一組の固定接点（図示せず）と、プランジャと一体に可動して一組の固定接点間を断続する可動接点（図示せず）とで形成され、この可動接点を通じて一組の固定接点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２０、２１は、バッテリケーブルを介して車載バッテリに接続されるＢ端子２０と、モータ２から取り出されたモータリード線２２が接続されるＭ端子２１であり、共に電磁スイッチ３のカバー３ａに固定されている。
【００２８】
減速機４は、電機子軸１４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１４の他端側（反コンミテータ側）に形成されたサンギヤ２３と、このサンギヤ２３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２４と、両ギヤ２３、２４に噛み合う複数の遊星ギヤ２５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２６を有し、この回転ディスク２６の静止トルクを超える過大トルクがインターナルギヤ２４に加わると、回転ディスク２６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２４の回転が許容されて、過大トルクを吸収する。
【００２９】
出力軸５は、電機子軸１４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１４に連結され、他端側が軸受２７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２８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２９に常時噛み合わされている。
【００３０】
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３０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３１と、両回転体３０、３１の間に配置されるゴム等の弾性体３２等より構成される。なお、弾性体３２は、両回転体３０、３１の間に中間部材３３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３２が圧縮変形することによって吸収する。
【００３１】
逆転防止用クラッチ（以下クラッチ７と略す）は、電機子軸１４上に設けられるクラッチインナ３４と、このクラッチインナ３４と同心に配置され、且つクラッチインナ３４との間にくさび状のカム室３５〔図３（ｂ）参照〕を形成するクラッチアウタ３６と、カム室３５に配設されるローラ３７等より構成される。
クラッチインナ３４は、電機子軸１４と別体に設けられたリング形状を有し、電機子軸１４の外周に圧入により固定される。なお、電機子軸１４は、電機子鉄心１５が嵌合するセレーション軸部と、サンギヤ２３が形成されたギヤ形成部との間に、クラッチインナ３４が圧入される部位（インナ圧入部１４ａと呼ぶ）が設けられ、そのインナ圧入部１４ａの外径がサンギヤ２３の外径より若干大きく設けられている〔図２（ｂ）参照〕。
【００３２】
クラッチアウタ３６は、図３に示す様に、内周にカム室３５を形成するアウタ部３６ａと、フロントハウジング１１に対し回転不能に固定される固定部３６ｂとを有する。
このクラッチアウタ３６は、固定部３６ｂの外周がヨーク８の軸方向端部にインロー嵌合して組み合わされると共に、固定部３６ｂの外周に設けられた回転規制部３６ｃ〔図３（ｂ）参照〕がフロントハウジング１１の内周に係合して回転規制されている。
ローラ３７は、図３（ｂ）に示す様に、スプリング３８と共にカム室３５に収容され、スプリング３８によってカム室３５の狭小方向へ付勢されている。
【００３３】
上記のクラッチ７は、電機子軸１４がエンジン駆動時と逆方向に回転することを防止する働きを有する。つまり、エンジン駆動時に電機子軸１４が回転する時は、ローラ３７がカム室３５の一方側（広大方向）に移動して空転することにより、クラッチインナ３４の回転を許容する。一方、エンジン駆動時と逆方向の回転がエンジン側より電機子軸１４に伝達されると、ローラ３７がカム室３５の他方側（狭小方向）に移動して、クラッチアウタ３６とクラッチインナ３４との間にロックされることにより、クラッチインナ３４の回転が阻止される。その結果、電機子軸１４がエンジン駆動時と逆方向に回転することを防止する。
【００３４】
次に、上記スタータ１の作動及び効果について説明する。
電磁スイッチ３によりモータ回路のメイン接点が閉操作されると、車載バッテリから電機子コイル１６に通電され、その電機子コイル１６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２９に伝達されて、エンジン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効果的に吸収される。また、衝撃吸収装置で吸収しきれない（つまり弾性体３２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。
【００３５】
エンジン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２９に内蔵された一方向クラッチ（図示せず）が空転して、エンジンのクランク軸からリングギヤ２９が切り離されるため、エンジン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２９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１４に伝達されると、クラッチ７のローラ３７がロックされて、クラッチインナ３４の回転、すなわち電機子軸１４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。
【００３６】
（実施例１の効果）
本実施例のクラッチ７は、クラッチインナ３４が電機子軸１４と別体に設けられているので、クラッチインナ３４と電機子軸１４の材質を別々に設定できる。これにより、例えば、クラッチインナ３４の耐磨耗性及び強度を向上させるために、クラッチインナ３４の材質のみ高強度材料へ変更することができ、電機子軸１４の材料には、例えば、鍛造加工が容易な材質を選択できる。また、電機子軸１４とクラッチインナ３４とに異なる熱処理を施すこともできる。例えば、電機子軸１４には高周波焼き入れを実施し、クラッチインナ３４には浸炭焼き入れを実施することもできる。
また、クラッチインナ３４と電機子軸１４とを別々に製作できるので、クラッチインナ３４の外径が電機子軸１４の成形性に影響を与えることもない。つまり、電機子軸１４を製作する際に、クラッチインナ３４の外径によって制約を受けることはなく、例えば、電機子軸１４を鍛造により容易に加工することができるので、コスト的にも有利である。
【００３７】
更に、クラッチインナ３４は、電機子軸１４の外周に圧入により固定されるので、容易に電機子軸１４に固定できると共に、電機子軸１４とクラッチインナ３４との同軸度を出しやすいため、クラッチ７の性能向上にも寄与する。
また、クラッチインナ３４を電機子軸１４と別体に設けることにより、クラッチインナ３４の表面硬度を電機子軸１４のインナ圧入部１４ａの表面硬度より高く設定することもできる。この場合、クラッチインナ３４の表面硬度を高くすることで、クラッチインナ３４の許容面圧も向上できるので、クラッチインナ３４の表面硬度が電機子軸１４の表面硬度と同一の場合と比較して、クラッチインナ３４の小径化が可能であり、結果的にクラッチ７の小型化が可能となる。
【００３８】
電機子軸１４は、サンギヤ２３の外径よりインナ圧入部１４ａの外径の方が大きく設けられているので、電機子軸１４に電機子鉄心１５、電機子コイル１６、コンミテータ１７等を組み付けて電機子アセンブリとして組み立てた後、電機子軸１４のサンギヤ２３側からインナ圧入部１４ａにクラッチインナ３４を圧入できる。これにより、電機子アセンブリを組み立てた後、電機子１０の遠心強度を向上させるために、電機子コイル１６の外周部に粉体処理〔図２（ｂ）参照〕を行う場合には、クラッチインナ３４を電機子軸１４に固定する前に粉体処理を実施し、粉体処理工程が終了した後、クラッチインナ３４を電機子軸１４に圧入して固定することができる。その結果、クラッチインナ３４が粉体処理部分の近くに設けられる場合でも、クラッチインナ３４が粉体処理時の熱の影響を受けることはないので、粉体処理によってクラッチインナ３４の強度が低下する心配もない。
【実施例２】
【００３９】
図４はスタータの半断面図、図５はクラッチの半断面図である。
この実施例２に示すクラッチ７は、図４及び図５に示す様に、クラッチアウタ３６がアウタ部３６ａと固定部３６ｂとに分割されている一例である。
固定部３６ｂは、内周に丸孔を有するリング状に設けられ、この丸孔にアウタ部３６ａが圧入により固定されている。
アウタ部３６ａと固定部３６ｂとを一体に成形する場合には、アウタ部３６ａの内周に形成されるカム室３５がいびつな形状（くさび状）であると共に、アウタ部３６ａと固定部３６ｂとの外径が大きく異なるため、クラッチアウタ３６を鍛造で製作することが困難である。
【００４０】
これに対し、本実施例では、アウタ部３６ａと固定部３６ｂとを別々に製作できるため、例えば、鍛造が困難なアウタ部３６ａを切削により加工し、単純な形状である固定部３６ｂを鍛造で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３６の成形性が向上する。
また、アウタ部３６ａが固定部３６ｂの丸孔に圧入される圧入部（アウタ側の圧入部）の滑りトルクと、クラッチインナ３４と電機子軸１４との圧入部（インナ側の圧入部）の滑りトルクとを比較した場合に、インナ側の圧入部の滑りトルクよりアウタ側の圧入部の滑りトルクの方が大きく設定されている。これにより、クラッチ７の許容トルクを超える過大な衝撃が入力された時に、必ずインナ側の圧入部を滑らせることができるので、インナ側の圧入部の滑りトルクのみ管理すれば、適当な衝撃吸収能力を発揮できる。また、クラッチインナ３４は、リング状の部材で構造が簡素であるため、圧入部の管理も容易である。
【００４１】
（変形例）
実施例１及び実施例２では、クラッチインナ３４が圧入される電機子軸１４の外周、またはクラッチインナ３４の内周にセレーションを設けても良い。この場合、圧入荷重を低減できるので、圧入に伴うクラッチインナ３４の変形を抑制できる。
また、クラッチインナ３４は、反減速機側の端面を電機子鉄心１５の軸方向端面に当接させても良い。この場合、クラッチインナ３４を電機子軸１４に圧入する際に、治具等を用いることなく、電機子軸１４に対するクラッチインナ３４の圧入位置を規制できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【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】（ａ）電機子の軸方向正面図、（ｂ）電機子の半断面図である。
【図３】（ａ）クラッチの半断面図、（ｂ）クラッチの平面図である（実施例１）。
【図４】常時噛合い式スタータの半断面図である（実施例２）。
【図５】クラッチの半断面図である（実施例２）。
【符号の説明】
【００４３】
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    ハウジング
１４    電機子軸
１５    電機子鉄心
２３    サンギヤ
２５    遊星ギヤ
２９    リングギヤ
３４    クラッチインナ
３５    カム室
３６    クラッチアウタ
３６ａ  クラッチアウタのアウタ部
３６ｂ  クラッチアウタの固定部
３７    ローラ（クラッチ部材）
【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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