(57)【要約】【課題】繋留部材９に作用する曲げモーメントの低減により、繋留部材９を薄くできる中間歯車付スタータを提供する。【解決手段】中間歯車付スタータは、繋留部材９のリングギヤ側端面に対向するリングギヤ側壁部２８の最外径と、繋留部材９の反リングギヤ側端面に対向するクラッチ５の最外径とが径方向にラップしている。これにより、中間歯車８がリングギヤに噛み合う時に発生する衝撃が繋留部材９に加わった時に、リングギヤ側壁部２８から繋留部材９に加わる衝撃を、その衝撃が加わる方向に対して同軸上かつ対抗方向にてクラッチ５で受けることができ、繋留部材９への傾きの発生を抑制できる。その結果、リングギヤ側壁部２８の最外径とクラッチ５の最外径とが径方向に離れている場合と比較すると、繋留部材９に働く曲げモーメントを低減できるため、その分、繋留部材９の軸方向の厚みを従来より薄くできる、スタータの軸長を短縮できる効果が得られる。【選択図】図１
2007132296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータに駆動されて回転するピニオン軸と、
このピニオン軸にクラッチと一体に軸方向へ移動可能に支持され、且つ前記クラッチを介して前記ピニオン軸の回転が伝達されるピニオンギヤと、
前記ピニオン軸と平行に配設される中間軸と、
この中間軸に回転自在且つ軸方向へ移動可能に支持されると共に、前記ピニオンギヤに常時噛み合わされている中間歯車と、
前記ピニオンギヤに設けられたピニオンボス部と前記中間歯車に設けられた中間歯車ボス部とに係合する繋留部材とを有し、
前記繋留部材を介して前記ピニオンギヤと一体に前記中間歯車を軸方向に移動させてエンジンのリングギヤに噛み合わせ、前記ピニオンギヤに伝達される回転力を前記中間歯車から前記リングギヤに伝達して前記エンジンを始動させる中間歯車付スタータであって、  前記ピニオンギヤのクラッチ側端部に前記ピニオンボス部と直交するピニオン壁部が設けられ、
前記中間歯車ボス部のリングギヤ側及び反リングギヤ側にそれぞれ前記中間歯車ボス部と直交するリングギヤ側壁部及び反リングギヤ側壁部が設けられ、
前記繋留部材は、前記ピニオンボス部に係合する一端側が前記ピニオン壁部と前記クラッチとの間に配置されて、その両者間に軸方向の位置が規制されると共に、前記中間歯車ボス部に係合する他端側が前記リングギヤ側端部と前記反リングギヤ側壁部との間に配置されて、その両者間に軸方向の位置が規制され、
前記繋留部材のリングギヤ側端面に対向する前記リングギヤ側壁部の最外径と、前記繋留部材の反リングギヤ側端面に対向する前記クラッチの最外径とが、前記ピニオン軸と前記中間軸との間で径方向にラップしていることを特徴とする中間歯車付スタータ。
【請求項２】
請求項１に記載した中間歯車付スタータにおいて、
径方向に対向する前記クラッチの外径と前記反リングギヤ側壁部の外径との間に、両者が接触しない程度に必要最小限の隙間が確保されていることを特徴とする中間歯車付スタータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載した中間歯車付スタータにおいて、
前記リングギヤ側壁部の最外径が前記中間歯車の歯底径（歯底円直径）と略等しい、あるいは少しだけ小さく設けられていることを特徴とする中間歯車付スタータ。
【請求項４】
請求項１〜３に記載した何れかの中間歯車付スタータにおいて、
前記ピニオン壁部の最外径が、前記ピニオンギヤの歯先径（歯先円直径）より大きいことを特徴とする中間歯車付スタータ。
【請求項５】
請求項４に記載した中間歯車付スタータにおいて、
径方向に対向する前記ピニオン壁部の外径と前記リングギヤ側壁部の外径との間に、両者が接触しない程度に必要最小限の隙間が確保されていることを特徴とする中間歯車付スタータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピニオンギヤに常時噛み合う中間歯車を有し、この中間歯車をエンジンのリングギヤに噛み合わせてエンジン始動を行う中間歯車付スタータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、例えば、特許文献１に開示された中間歯車付スタータがある。
このスタータは、図３に示す様に、クラッチ１００を介してモータの回転力が伝達されるピニオンギヤ１１０と、このピニオンギヤ１１０に常時噛み合う中間歯車１２０と、ピニオンギヤ１１０に設けられたボス部１３０と中間歯車１２０に設けられたボス部１４０とに係合する繋留部材１５０等を有し、この繋留部材１５０を介してピニオンギヤ１１０と一体に中間歯車１２０を軸方向（図示左方向）に移動させてエンジンのリングギヤ１６０に噛み合わせ、ピニオンギヤ１１０に伝達される回転力を中間歯車１２０からリングギヤ１６０に伝達してエンジンを始動する方式である。
【特許文献１】特開２００２−１８０９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記の中間歯車付スタータは、中間歯車１２０の反リングギヤ側（図示右側）に設けられた段差部１７０の最外径とクラッチ１００の最外径とが径方向に離れているため、中間歯車１２０がリングギヤ１６０に噛み合う時に発生する衝撃が繋留部材１５０に加わると、その衝撃によって繋留部材１５０に曲げモーメントが作用する。このため、曲げモーメントによる繋留部材１５０の変形を防止するために、繋留部材１５０を軸方向に厚くする必要があり、その結果、スタータの全長が長くなるという問題があった。
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、繋留部材に作用する曲げモーメントの低減を図ることにより、繋留部材を薄くできる中間歯車付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】
【０００４】
（請求項１の発明）
本発明は、繋留部材を介してピニオンギヤと一体に中間歯車を軸方向に移動させてエンジンのリングギヤに噛み合わせ、ピニオンギヤに伝達される回転力を中間歯車からリングギヤに伝達してエンジンを始動させる中間歯車付スタータであって、ピニオンギヤのクラッチ側端部にピニオンボス部と直交するピニオン壁部が設けられ、中間歯車ボス部のリングギヤ側及び反リングギヤ側にそれぞれ中間歯車ボス部と直交するリングギヤ側壁部及び反リングギヤ側壁部が設けられ、繋留部材は、ピニオンボス部に係合する一端側がピニオン壁部とクラッチとの間に配置されて、その両者間に軸方向の位置が規制されると共に、中間歯車ボス部に係合する他端側がリングギヤ側端部と反リングギヤ側壁部との間に配置されて、その両者間に軸方向の位置が規制され、繋留部材のリングギヤ側端面に対向するリングギヤ側壁部の最外径と、繋留部材の反リングギヤ側端面に対向するクラッチの最外径とが、ピニオン軸と中間軸との間で径方向にラップしていることを特徴とする。
【０００５】
リングギヤ側壁部の最外径とクラッチの最外径とが径方向に離れている場合には、中間歯車がリングギヤに噛み合う時に発生する衝撃が繋留部材に加わった時に、リングギヤ側壁部から繋留部材に加わる衝撃を、径方向に離れた位置にてクラッチで受け止めるため、繋留部材に傾きが発生して大きな曲げモーメントが働く。
これに対し、本発明では、リングギヤ側壁部の最外径とクラッチの最外径とが径方向にラップしているので、そのラップ部分では、繋留部材を挟んでリングギヤ側壁部とクラッチとが軸方向に対向している。これにより、リングギヤ側壁部から繋留部材に加わる衝撃を、その衝撃が加わる方向に対して同軸上かつ対抗方向にてクラッチで受けることができ、繋留部材への傾きの発生を抑制できる。その結果、繋留部材に働く曲げモーメントを低減できるため、その分、繋留部材の軸方向の厚みを従来より薄くできる、スタータの軸長を短縮できる効果が得られる。
【０００６】
（請求項２の発明）
請求項１に記載した中間歯車付スタータにおいて、径方向に対向するクラッチの外径と反リングギヤ側壁部の外径との間に、両者が接触しない程度に必要最小限の隙間が確保されていることを特徴とする。
この場合、繋留部材の反リングギヤ側端面を受ける反リングギヤ側壁部及びクラッチの受け面積を最大限に設定できる。その結果、ピニオンギヤが作動前の位置へ戻る時に発生する衝撃により繋留部材に働く曲げモーメントを低減できるので、繋留部材をより薄くできる。
【０００７】
（請求項３の発明）
請求項１または２に記載した中間歯車付スタータにおいて、リングギヤ側壁部の最外径が中間歯車の歯底径（歯底円直径）と略等しい、あるいは少しだけ小さく設けられていることを特徴とする。
請求項１により、中間歯車がリングギヤに噛み合う時に発生する衝撃が繋留部材に加わった時に、繋留部材に発生する傾きが殆ど無いため、衝撃の大部分は、リングギヤ側壁部の最外径とクラッチの最外径とが径方向にラップする範囲内にて伝達される。本発明によれば、リングギヤ側壁部の最外径を、ピニオンギヤと干渉することなく最大限大きくできるので、リングギヤ側壁部の最外径とクラッチの最外径とが径方向にラップする量をより大きく設定することが可能である。その結果、リングギヤ側壁部から繋留部材へ衝撃を伝達する面および繋留部材からの衝撃を受けるクラッチ面をより広く確保できるため、繋留部材に働く応力を低減でき、繋留部材の軸方向の厚みをより薄くできる。
【０００８】
（請求項４の発明）
請求項１〜３に記載した何れかの中間歯車付スタータにおいて、ピニオン壁部の最外径が、ピニオンギヤの歯先径（歯先円直径）より大きいことを特徴とする。
この場合、繋留部材のリングギヤ側端面を受けるピニオン壁部の受け面積をより大きく設定できるので、ピニオンギヤが作動前の位置へ戻る時に発生する衝撃により繋留部材に働く曲げモーメントを低減でき、繋留部材をより薄くできる。また、ピニオンギヤの歯数が少なく、ピニオンギヤの歯先径が小さい時でも、その影響を受けることなく、ピニオン壁部に大きな受け面積を設定できる。
【０００９】
（請求項５の発明）
請求項４に記載した中間歯車付スタータにおいて、径方向に対向するピニオン壁部の外径とリングギヤ側壁部の外径との間に、両者が接触しない程度に必要最小限の隙間が確保されていることを特徴とする。
この場合、繋留部材のリングギヤ側端面を受けるピニオン壁部及びリングギヤ側壁部の受け面積を最大限に設定できる。その結果、ピニオンギヤが作動前の位置へ戻る時に発生する衝撃により繋留部材に働く曲げモーメントを低減でき、繋留部材をより薄くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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】
【００１１】
図１は中間歯車付スタータ１の要部断面、図２は中間歯車付スタータ１の一部断面を含む全体図である。
本実施例の中間歯車付スタータ１は、図２に示す様に、回転力を発生するモータ２と、モータ回路に設けられるメイン接点（下述する）を開閉する電磁スイッチ３と、モータ２に駆動されて回転するピニオン軸４と、このピニオン軸４にクラッチ５と一体に支持されるピニオンギヤ６と、ピニオン軸４と平行に配設される中間軸７と、この中間軸７に支持される中間歯車８と、ピニオンギヤ６と中間歯車８とを連結する繋留部材９等を備え、この繋留部材９を介してピニオンギヤ６と一体に中間歯車８を図示左方向へ移動させてエンジンのリングギヤ１０に噛み合わせる方式である。
【００１２】
モータ２は、電磁スイッチ３によりメイン接点が閉操作されて車載バッテリ（図示せず）より給電されると、内蔵する電機子（図示せず）に電磁力が作用して回転力を発生する周知の直流電動機である。
電磁スイッチ３は、電磁コイル１１への通電によって電磁石を形成し、その電磁石の吸引力でプランジャ１２を駆動（吸引）するソレノイドと、このソレノイドに固定される樹脂製の接点カバー１３とを有し、接点カバー１３の内部にメイン接点を配置している。
ソレノイドには、電磁コイル１１への通電停止により電磁石の吸引力が消滅した時に、プランジャ１２を押し戻すためのリターンスプリング１４が内蔵されている。
【００１３】
メイン接点は、２本の外部端子（以下に説明する）を介してモータ回路に接続される一組の固定接点１５と、プランジャ１２に駆動されて一組の固定接点１５間を断続する可動接点１６とで形成され、この可動接点１６を介して一組の固定接点１５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１５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本の外部端子は、バッテリケーブル（図示せず）を介して車載バッテリに接続されるＢ端子１７と、モータ２から取り出されたリード線１８が接続されるＭ端子１９であり、それぞれ接点カバー１３を貫通して配置され、接点カバー１３の内側に固定接点１５を有している。
【００１４】
ピニオン軸４は、モータ２の電機子軸（図示せず）と同一軸線上に配置され、一端側の端部が軸受２０を介してハウジング２１に回転自在に支持され、他端側が図示しない減速装置（例えば遊星歯車減速機）を介して電機子軸に連結されている。なお、減速装置を有することなく、電機子軸とピニオン軸４とを直結した構造でも良い。
クラッチ５は、ピニオン軸４の外周にヘリカルスプライン結合され、エンジン始動時にピニオン軸４の回転をピニオンギヤ６に伝達すると共に、エンジンの始動によってピニオンギヤ６がエンジンにより回された時、つまりピニオンギヤ６の回転速度がピニオン軸４の回転速度を上回った時に、エンジンの回転がピニオン軸４に伝わらない様に、ピニオンギヤ６とピニオン軸４との間で動力の伝達を遮断する一方向クラッチ５として構成されている。このクラッチ５は、シフトレバー２２を介して電磁スイッチ３のプランジャ１２に連結され、そのプランジャ１２の動きがシフトレバー２２を介して伝達されることにより、ヘリカルスプラインの作用でピニオン軸４上を軸方向に移動できる。
【００１５】
シフトレバー２２は、ハウジング２１に揺動可能に支持されるレバー支点部２２ａを有し、このレバー支点部２２ａより一端側のレバー端部２２ｂが電磁スイッチ３のプランジャ１２に連結され、レバー支点部２２ａより他端側のレバー端部２２ｃがクラッチ５に係合して、プランジャ１２の動きをクラッチ５に伝達する。つまり、プランジャ１２が電磁石に吸引されて図２の右方向へ移動すると、プランジャ１２に連結されたレバー端部２２ｂがプランジャ１２に引かれて移動することにより、クラッチ５に係合するレバー端部２２ｃがレバー支点部２２ａを中心に揺動して、クラッチ５を反モータ方向へ押し出す働きを有する。
【００１６】
ピニオンギヤ６は、クラッチ５の反モータ側（図２左側）に配置されて、ピニオン軸４の外周に軸受２３（図１参照）を介して支持され、ピニオン軸４の回転がクラッチ５を介して伝達されると共に、そのクラッチ５と一体にピニオン軸４上を移動可能に設けられている。このピニオンギヤ６は、自身のクラッチ５側に円筒形のピニオンボス部２４が設けられ、このピニオンボス部２４を介してクラッチ５のインナ５ａと一体化されている。
ピニオンギヤ６のクラッチ側端部には、ピニオンギヤ６の全周に渡ってピニオン壁部２５が円形に設けられ、このピニオン壁部２５のクラッチ側端面がピニオンボス部２４に直交して形成されている。
【００１７】
中間軸７は、両端部がハウジング２１に支持され、そのハウジング２１に回り止めされている。                
中間歯車８は、中間軸７の外周に軸受２６（図１参照）を介して回転自在に嵌合すると共に、ピニオンギヤ６に常時噛み合わされている。この中間歯車８には、反リングギヤ側に円筒形の中間歯車ボス部２７が一体に設けられると共に、その中間歯車ボス部２７のリングギヤ側及び反リングギヤ側にそれぞれ中間歯車ボス部２７と直交するリングギヤ側壁部２８及び反リングギヤ側壁部２９が設けられている。
【００１８】
繋留部材９は、例えば、樹脂製であり、ピニオンギヤ６に設けられたピニオンボス部２４と、中間歯車８に設けられた中間歯車ボス部２７とに、それぞれ相対回転可能に係合している。ピニオンボス部２４に係合する一端側は、ピニオン壁部２５とクラッチ５との間に配置されて、その両者間に軸方向の位置が規制され、中間歯車ボス部２７に係合する他端側は、リングギヤ側壁部２８と反リングギヤ側壁部２９との間に配置されて、その両者間に軸方向の位置が規制されている。これにより、ピニオンギヤ６と中間歯車８とが繋留部材９を介して連結されるため、ピニオンギヤ６がピニオン軸４上を軸方向に移動する時に、繋留部材９を介してピニオンギヤ６と一体に中間歯車８が中間軸７上を軸方向に移動できる。
【００１９】
次に、本発明に係る特徴を図１に基づき説明する。
ａ）繋留部材９のリングギヤ側端面（図示左側端面）に対向するリングギヤ側壁部２８の最外径と、繋留部材９の反リングギヤ側端面に対向するクラッチ５の最外径とが、ピニオン軸４と中間軸７との間で径方向にラップしている（径方向に重なっている）。
ｂ）繋留部材９のリングギヤ側端面に対向するリングギヤ側壁部２８の最外径が、中間歯車８の歯底径と略等しい、あるいは少しだけ小さく設けられている（図示Ａ部）。
ｃ）径方向に対向するクラッチ５の外径と反リングギヤ側壁部２９の外径との間に、両者が接触しない程度に必要最小限（例えば、０．５〜１ｍｍ）の隙間が確保されている（図示Ｂ部）。
ｄ）ピニオン壁部２５の最外径が、ピニオンギヤ６の歯先径より大きい（図示Ｃ部）。  
【００２０】
次に、中間歯車付スタータ１の作動を説明する。
電磁スイッチ３の電磁コイル１１に通電されて電磁石が形成されると、プランジャ１２が電磁石に吸引されて、電磁コイル１１の内側を図２の右方向へ移動する。このプランジャ１２の移動がシフトレバー２２を介してクラッチ５に伝達されると、ピニオンギヤ６がクラッチ５と一体にピニオン軸４上を反モータ方向へ移動すると共に、繋留部材９によってピニオンギヤ６に連結される中間歯車８がピニオンギヤ６に噛み合ったまま中間軸７上を移動して、中間歯車８とリングギヤ１０の側面同士が当接した状態で一旦停止する。
【００２１】
一方、電磁スイッチ３によってメイン接点が閉じると、車載バッテリからモータ２に給電されて電機子に回転力が発生し、その回転力が減速装置を介してピニオン軸４に伝達される。ピニオン軸４の回転は、クラッチ５を介してピニオンギヤ６に伝達され、さらにピニオンギヤ６に噛み合う中間歯車８に伝達される。ここで、中間歯車８がリングギヤ１０に噛み合い可能な位置まで回転すると、電磁スイッチ３に内蔵されるドライブスプリング３０（図２参照）の反力がシフトレバー２２を介してクラッチ５に伝達されることにより、中間歯車８が押し出されてリングギヤ１０に噛み合う。これにより、モータ２の駆動トルクがピニオンギヤ６から中間歯車８を介してリングギヤ１０に伝達されて、エンジンをクランキングする。
【００２２】
エンジン始動後、電磁コイル１１への通電停止により電磁石の吸引力が消滅すると、電磁スイッチ３に内蔵されるリターンスプリング１４（図２参照）の反力でプランジャ１２が押し戻され、モータ回路のメイン接点が開くことにより、バッテリからモータ２への通電が停止されて、電機子の回転が停止する。
また、プランジャ１２が押し戻されると、エンジン始動時と反対方向にシフトレバー２２が揺動するため、クラッチ５と一体にピニオンギヤ６がピニオン軸４上を後退すると共に、中間歯車８がリングギヤ１０から離脱して、中間軸７上を反リングギヤ方向（図２の右方向）へ移動する。
【００２３】
（実施例１の効果）
上記の中間歯車付スタータ１は、繋留部材９のリングギヤ側端面に対向するリングギヤ側壁部２８の最外径と、繋留部材９の反リングギヤ側端面に対向するクラッチ５の最外径とが、ピニオン軸４と中間軸７との間で径方向にラップしているので、中間歯車８がリングギヤ１０に噛み合う時に発生する衝撃が繋留部材９に加わった時に、リングギヤ側壁部２８から繋留部材９に加わる衝撃を、その衝撃が加わる方向に対して同軸上かつ対抗方向にてクラッチ５で受けることができ、繋留部材９への傾きの発生を抑制できる。その結果、繋留部材９に働く曲げモーメントを低減できるため、その分、繋留部材９の軸方向の厚みを従来より薄くできる、スタータ１の軸長を短縮できる効果が得られる。
【００２４】
また、径方向に対向するクラッチ５の外径と反リングギヤ側壁部２９の外径との間には、両者が接触しない程度に必要最小限の隙間が確保されている。この場合、繋留部材９の反リングギヤ側端面を受ける反リングギヤ側壁部２９及びクラッチ５の受け面積を最大限に設定できる。
また、リングギヤ側壁部２８の最外径が中間歯車８の歯底径と略等しい、あるいは少しだけ小さく設けられているので、リングギヤ側壁部２８の最外径を、ピニオンギヤ６の歯部と干渉することなく最大限大きくできる。その結果、リングギヤ側壁部２８の最外径とクラッチ５の最外径とが径方向にラップする量を大きく設定することが可能である。
【００２５】
更に、ピニオン壁部２５の最外径がピニオンギヤ６の歯先径より大きく設けられている。この場合、繋留部材９のリングギヤ側端面を受けるピニオン壁部２５の受け面積をより大きく設定できる。また、ピニオンギヤ６の歯数が少なく、ピニオンギヤ６の歯先径が小さい時でも、その影響を受けることなく、ピニオン壁部２５に大きな受け面積を設定できる。
上記の構成によれば、繋留部材９に加わる衝撃によって繋留部材９に働く曲げモーメントを低減できる効果が増大するため、繋留部材９の厚みをより薄く形成することが可能であり、その結果、スタータ１の軸長を更に短くできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る中間歯車付スタータの要部断面図である。
【図２】中間歯車付スタータの一部断面を含む全体図である。
【図３】従来技術に係る中間歯車付スタータの要部断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  中間歯車付スタータ
２  モータ
４  ピニオン軸
５  クラッチ
６  ピニオンギヤ
７  中間軸
８  中間歯車
９  繋留部材
１０  リングギヤ
２４  ピニオンボス部
２５  ピニオン壁部
２７  中間歯車ボス部
２８  リングギヤ側壁部
２９  反リングギヤ側壁部
【図１】
2007132296.tif 000003
【図２】
2007132296.tif 000004
【図３】
2007132296.tif 000005