(57)【要約】【課題】ピニオンのリングギア側への押圧荷重を適切に設定でき、また、リングギアに対するピニオンの噛合性を改善でき、さらに、コストを低減できるスタータを提供することを目的とする。【解決手段】本発明のスタータ１は、クラッチインナ１３２の段部１３３とピニオン１４の後端面との間に、並列に組合された皿ばね１４２〜１４５が配設されている。皿ばね１４２〜１４５は、荷重特性の一部に負特性領域を有するように設定されている。これにより、従来のコイルばねに比べ押圧荷重を適切に設定できる。また、噛合状態に応じて押圧荷重が変えられるため噛合性を改善できる。さらに、コイルばねのように収容する必要がなため収容スペースの加工費を低減できる。【選択図】図３
2007120400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力軸と、前記出力軸と一体的に軸方向に移動することでエンジンのリングギアと噛合するとともに、一体的に回転することでエンジンを始動するピニオンと、前記出力軸に対して前記ピニオンを前記リングギア側に押圧する複数の皿ばねからなる押圧手段とを備えたスタータにおいて、
前記皿ばねは、非線形な荷重特性を有することを特徴とするスタータ。
【請求項２】
前記皿ばねは、前記荷重特性の一部に負特性領域を有することを特徴とする請求項１に記載のスタータ。
【請求項３】
前記皿ばねは、前記ピニオンに収納されていないことを特徴とする請求項１又は２に記載のスタータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピニオンを押し出してリングギアと噛合させ、エンジンを始動するスタータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ピニオンを押し出してリングギアと噛合させ、エンジンを始動するスタータにおいて、リングギアに対するピニオンの噛合性を向上することができるスタータとして、特開２０００−６４９３５号公報に開示されているスタータがある。このスタータは、ピニオンと、ピニオンシャフトと、クッションスプリングとを備えている。ピニオンは、ピニオンシャフトの先端部にスプライン嵌合している。ピニオンの前方には、リングギア側への移動を規制するストッパが配置されている。また、ピニオンの後方には、コイルばねからなるクッションスプリングと、クッションスプリングの軸方向への移動を規制するワッシャが配置されている。クッションスプリングは、ピニオンの後方端部に設けられた収納スペースに収納され、その内周面によって、高速回転時の遠心力による広がりが抑えられている。これにより、ピニオンはクッションスプリングによってリングギア側に押圧される。そのため、リングギアに対するピニオンの噛合性を向上させることができる。
【特許文献１】特開２０００−６４９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、スタータは、始動するエンジンに合わせて仕様が決められている。エンジンが異なれば、それに合わせて仕様を変更する必要がある。例えば、仕様変更に伴ってピニオンの歯数を増加させた場合、ピニオン自体の重量も増加する。重量が増加すると、クッションスプリングによる単位重量当りのばね荷重が低下する。そのため、ピニオンの押出し速度や慣性力が低下し、リングギアに対するピニオンの噛合性を悪化させてしまう。そこで、クッションスプリングによるばね荷重を増加させる必要がある。前述したように、クッションスプリングはコイルばねであり、ばね荷重を増加させる場合、寸法を変更しなければならない。しかし、クッションスプリングは、ピニオンに設けられた収納スペースに収納されるため、寸法上の制約があり、ばね荷重を最適に設定することが困難であった。また、ピニオンに、クッションスプリングを収納するための収納スペースを設けなければならず、スタータのコストを低減することが困難であった。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ピニオンのリングギア側への押圧荷重を適切に設定でき、また、リングギアに対するピニオンの噛合性を改善でき、さらに、コストを低減できるスタータ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】
【０００５】
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、ピニオンのリングギア側への押圧手段として、従来のコイルばねに代えて皿ばねを用いることで、押圧荷重を最適に設定でき、また、噛合性を改善でき、さらにコストを低減できることを思いつき、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、請求項１に記載のスタータは、出力軸と、前記出力軸と一体的に軸方向に移動することでエンジンのリングギアと噛合するとともに、一体的に回転することでエンジンを始動するピニオンと、前記出力軸に対して前記ピニオンを前記リングギア側に押圧する複数の皿ばねからなる押圧手段とを備えたスタータにおいて、前記皿ばねは、非線形な荷重特性を有することを特徴とする。この構成によれば、ピニオンのリングギア側への押圧荷重を適切に設定することができる。また、リングギアに対するピニオンの噛合性を改善することができる。皿ばねは、その板厚のみを変えることによって、ばね荷重を自由に設定することができる。また、積層する枚数や、積層の仕方（直列、並列、直並列）を変えることでもばね荷重を変更することができる。そのため、寸法を大幅に変更することなく、ばね荷重を適切に設定することができる。リングギアに対するピニオンの噛合性は、ピニオンの押圧荷重をリングギアとの噛合状態によって増減させることで改善することができる。ピニオンとリングギアとの噛合状態が変化すると、皿ばねのたわみも変化する。そのため、皿ばねのたわみに対するばね荷重、つまり、皿ばねの荷重特性を非線形とすることで、ピニオンとリングギアの噛合状態によってピニオンの押圧荷重を増減させることができる。これにより、リングギアに対するピニオンの噛合性を改善することができる。
【０００７】
請求項２に記載のスタータは、請求項１に記載のスタータにおいて、さらに、前記皿ばねは、前記荷重特性の一部に負特性領域を有することを特徴とする。この構成によれば、リングギアに対するピニオンの噛合性を確実に改善することができる。噛合開始時にはピニオンの押圧荷重を強く、また、噛合中は押圧荷重を低下させることで、リングギアに対してピニオンを確実に噛合させるとともに、噛合による衝撃を低下させることができる。皿ばねは、たわみの増加に伴ってばね荷重が増加する。荷重特性の一部に、たわみの増加に対してばね荷重が減少する負特性領域を持たせることで、噛合開始時にはピニオンの押圧荷重を強く、また、噛合中は押圧荷重を低下させることができる。そのため、リングギアに対するピニオンの噛合性を確実に改善することができる。
【０００８】
請求項３に記載のスタータは、請求項１又は２に記載のスタータにおいて、さらに、前記皿ばねは、前記ピニオンに収納されていないことを特徴とする。この構成によれば、スタータのコストを低減することができる。皿ばねは、高速回転時の遠心力が加わっても、コイルばねのように広がることはない。そのため、コイルばねを用いるときのように、皿ばねをピニオンに収容する必要がない。これにより、コイルばねを用いる際にピニオンに必要された収納スペースが不要となり、その加工費を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に係るスタータの実施形態を図面を参照して以下に説明する。本実施形態におけるスタータの側面図を図１に、ピニオン周辺の部分断面図を図２に、皿ばねの荷重特性を図３にそれぞれ示す。そして、図１〜図３を参照し構成、動作、効果の順で具体的に説明する。
【００１０】
まず、具体的構成について説明する。図１に示すように、スタータ１は、モータ１０と、マグネットスイッチ１１とを備えている。さらに、図２に示すように、レバー１２と、クラッチ１３と、ピニオン１４とを備えている。
【００１１】
モータ１０は、エンジンを始動するための回転力を発生する装置である。モータシャフト１００は、軸受１０１を介してハウジング１５に回転自在に支持されている。マグネットスイッチ１１は、レバー１２を揺動させるための駆動力を発生する装置である。マグネットスイッチ１１は、磁力によって軸方向に往復動するプランジャ１１０を備えている。
【００１２】
レバー１２は、マグネットスイッチ１１の発生する駆動力によって揺動し、クラッチ１３を軸方向に移動する装置である。レバー１２は、ハウジング１５に固定されたレバーホルダ１２０に、揺動自在に支持されている。また、レバー１２の一端部は、プランジャ１１０の端部に係合している。レバー１２の他端部は、後述するクラッチアウタ１３０の端部に係合している。
【００１３】
クラッチ１３は、レバー１２によって押圧されることで軸方向に移動するとともに、モータシャフト１００を介して伝達されるモータ１０の回転力をピニオン１４に伝達する装置である。また、ピニオン１４の回転数がモータシャフト１００の回転数を超えると、空転して回転力の伝達を遮断する装置でもある。クラッチ１３は、クラッチアウタ１３０と、ローラ１３１と、クラッチインナ１３２（出力軸）とから構成されている。  クラッチアウタ１３０は、モータシャフト１００にヘリカルスプライン嵌合している。クラッチアウタ１３０に伝達されたモータ１０の回転力は、ローラ１３１を介してクラッチインナ１３２に伝達される。
【００１４】
ピニオン１４は、リングギア２と噛合し、モータ１０の回転力をエンジンに伝達する部材である。ピニオン１４は、クラッチインナ１３２の先端部にスプライン嵌合している。クラッチインナ１３２の先端部には、ピニオン１４の前方への移動を規制するストップカラー１４０が、スナップリング１４１によって固定されている。また、クラッチインナ１３２の中央部に設けられた段部１３３とピニオン１４の後端面との間には、並列に組合された、例えば４枚の皿ばね１４２〜１４５（押圧手段）が配設されている。皿ばね１４２〜１４５は、図３に示すように、荷重特性の一部に、たわみの増加に対してばね荷重が減少する負特性領域を有するように設定されている。ピニオン１４は、皿ばね１４２〜１４５によってストップカラー１４０側に押圧されている。
【００１５】
次に、具体的動作について説明する。図２において、イグニッションスイッチ（図略）がオンされると、マグネットスイッチ１１に通電され、プランジャ１１０が後方に移動する。プランジャ１１０の移動に伴ってレバー１２が揺動し、クラッチアウタ１３０を前方に押圧する。クラッチインナ１３２は、クラッチアウタ１３０が押圧されることで前方へ移動する。クラッチインナ１３２が前方へ移動すると、先端部に嵌合しているピニオン１４がエンジンのリングギア２と噛合する。ところで、ピニオン１４は、皿ばね１４２〜１４５によって前方へ押圧されている。リングギア２への噛合開始時、皿ばね１４２〜１４５は、図３に示すように、たわみの増加に伴ってばね荷重が増加（０〜ａ間）する。そのため、ピニオン１４をリングギア２側に強く押圧し、確実に噛合させることができる。ピニオン１４がリングギア２へ嵌合すると、たわみに増加に伴ってばね荷重が減少（ａ〜ｂ間）する。これにより、ピニオン１４のリングギア２側に対する押圧荷重が低下し、噛合による衝撃を低減することができる。このとき、図２において、マグネットスイッチ１１の接点（図略）がオンし、電力が供給され、モータ１０は回転力を発生する。モータ１０の発生した回転力は、クラッチ１３、ピニオン１４を介してリングギア２に伝達され、エンジンが始動する。
【００１６】
最後に、具体的効果について説明する。本実施形態によれば、ピニオン１４のリングギア２側への押圧荷重を適切に設定することができる。皿ばね１４２〜１４５は、その板厚のみを変えることによって、ばね荷重を自由に設定することができる。また、積層する枚数や、積層の仕方を変えることでもばね荷重を変更することができる。そのため、寸法を大幅に変更することなく、ばね荷重を適切に設定することができる。
【００１７】
また、本実施形態によれば、リングギア２に対するピニオン１４の噛合性を改善することができる。噛合開始時にはピニオン１４の押圧荷重を強く、また、噛合中は押圧荷重を低下させることで、リングギア２に対してピニオン１４を確実に噛合させるとともに、噛合による衝撃を低下させることができる。図３に示すように、皿ばね１４２〜１４５の荷重特性の一部に、たわみの増加に対してばね荷重が減少する負特性領域を有するように設定されている。リングギア２への噛合開始時、皿ばね１４２〜１４５は、たわみの増加に伴ってばね荷重が増加する。また、ピニオン１４がリングギア２へ嵌合すると、たわみに増加に伴ってばね荷重が減少する。そのため、リングギア２に対してピニオン１４を確実に噛合させるとともに、噛合による衝撃を低下させることができ、噛合性を改善することができる。
【００１８】
さらに、本実施形態によれば、スタータ１のコストを低減することができる。皿ばね１４２〜１４５は、高速回転時の遠心力が加わっても、コイルばねのように広がることはない。そのため、コイルばねを用いるときのように、皿ばね１４２〜１４５をピニオン１４に収容する必要がない。これにより、コイルばねを用いる際にピニオンに必要された収納スペースが不要となり、その加工費を削減することができる。
【００１９】
なお、本実施形態では、並列に組合された皿ばね１４２〜１４５を、クラッチインナ１３２の段部１３３とピニオン１４の後端面との間に配設している例を挙げているが、これに限られるものではない。例えば、図４に示すように、直列に組合された皿ばね１４２’〜１４５’を配設してもよい。また、直列と並列を組合せた直並列であってもよい。必要な荷重特性に合わせ組合せを変えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態におけるスタータの側面図である。
【図２】図１におけるピニオン周辺の部分断面図である。
【図３】図２における皿ばねの荷重特性である。
【図４】別の組合せによる皿ばねの配設されたピニオン周辺の部分断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１・・・スタータ、１０・・・モータ、１００・・・モータシャフト、１０１・・・軸受、１１・・・マグネットスイッチ、１１０・・・プランジャ、１２・・・レバー、１２０・・・レバーホルダ、１３・・・クラッチ、１３０・・・クラッチアウタ、１３１・・・ローラ、１３２・・・クラッチインナ（出力軸）、１３３・・・段部、１４・・・ピニオン、１４０・・・ストップカラー、１４１・・・スナップリング、１４２〜１４５、１４２’〜１４５’・・・皿ばね（押圧手段）、１５・・・ハウジング、２・・・リングギア
【図１】
2007120400.tif 000003
【図２】
2007120400.tif 000004
【図３】
2007120400.tif 000005
【図４】
2007120400.tif 000006