(57)【要約】【課題】エンジンのクランキング中に生じるクラッチカバーの弾性変形を低減可能なスタータを提供する。【解決手段】スタータ１は、クラッチカバー２３の前壁部２３ｂ内径がインナ部材１４のクラッチインナ１６外径よりも小径であるので、クラッチカバー２３の剛性が向上すると共に、クラッチワッシャ１８とクラッチカバー２３とがクラッチインナ１６と径方向にラップする。よって、エンジンのクランキング時にインナ部材１４に発生する前進力をクラッチカバー２３が受け止めた時に、クラッチカバー前壁部２３ｂに対して主にせん断力が働くことになり、曲げモーメントが抑制されるので、クラッチカバー前壁部２３ｂが外側へ押し広げられるような弾性変形の発生を大幅に低減することできる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの出力軸と同軸上に設けられたクラッチを備えたスタータであって、前記クラッチは、前記出力軸より回転力が伝達されるクラッチアウタと、ピニオンギヤが前端に設けられる軸部及び前記軸部の後端に一体的に形成され前記クラッチアウタの内径側に挿入されるクラッチインナを有するインナ部材と、前記クラッチアウタ内周と前記インナ部材の前記クラッチインナ外周との間に配置されるクラッチローラと、前記クラッチインナ外径より小径の穴部を有し前記軸部の前記クラッチインナに隣接する首部に外嵌されるクラッチワッシャと、前記クラッチアウタ外周を覆う周壁部及び前記周壁部前端から径内側へ延設された前壁部を有するクラッチカバーとを備えるものであり、エンジンのクランキング時に前記インナ部材に発生する前進力を前記クラッチカバーにより直接又は間接的に受け止めるように構成されたスタータにおいて、
前記クラッチカバーの前記前壁部内径は、前記インナ部材の前記クラッチインナ外径よりも小径であることを特徴とするスタータ。
【請求項２】
前記インナ部材の前記軸部外径は、前記クラッチカバーの前記前壁部内径よりも小径であ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】
前記クラッチカバーの前記前壁部と前記インナ部材軸部の前記首部との間に形成される隙間は、前記両部材が接触しない程度に小さく設定されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のスタータ。
【請求項４】
前記クラッチカバーの前記前壁部と前記インナ部材軸部の前記首部との間に形成される隙間は、０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載のスタータ。
【請求項５】
前記クラッチカバーは、前記前壁部内周縁から軸方向前方側へ延設された円筒形状部を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のスタータ。
【請求項６】
前記ピニオンギヤは、前記インナ部材と別体で形成されたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のスタータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの出力軸と同軸上に設けられたクラッチを備えたスタータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータの出力軸と同軸上に設けられたクラッチを備えたスタータにおいて、ピニオンギヤがリングギヤ方向へ前進しきった時にその軸方向の慣性をクラッチワッシャを介して直接、または間接的に一方向クラッチに設けられたカバー（クラッチカバーと称される）にて受け止める構造のものが提案されている（例えば、特許文献１等参照。）。
【０００３】
以下、従来例のスタータ１０１の概略構成について図面を参照しつつ説明する。図４は、従来例のスタータ１０１の一部断面を含む全体側面図である。図５は、従来例のクラッチ１０６部分を拡大して示す断面図である。
【０００４】
従来例のスタータ１０１は、モータ１０２の出力軸１０４と同軸上をピニオンギヤ１０５と一体に移動可能に設けられたクラッチ１０６を備えたスタータであって、クラッチ１０６は、出力軸１０４より回転力が伝達されるクラッチアウタ１１３と、ピニオンギヤ１０５が前端に一体的に形成された軸部１１５及び軸部１１５の後端に一体的に形成されクラッチアウタ１１３の内径側に挿入されるクラッチインナ１１６を有するインナ部材１１４と、クラッチアウタ１１３内周とインナ部材１１４のクラッチインナ１１６外周との間に配置されるクラッチローラ１１７と、クラッチインナ１１６外径より小径の穴部１１８ａを有し軸部１１５のクラッチインナ１１６に隣接する首部１１５ｃに外嵌されるクラッチワッシャ１１８と、クラッチアウタ１１３外周を覆う周壁部１２３ａ及び周壁部１２３ａ前端から径内側へ延設された前壁部１２３ｂを有するクラッチカバー１２３とを備えるものであり、エンジンのクランキング時にインナ部材１１４に発生する前進力をクラッチカバー１２３により直接又は間接的に受け止めるように構成されている。
【特許文献１】特開２００７−１６７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来構造では、クラッチアウタ１１３側に設けられた雌側の捩れスプライン１１３ｂと出力軸１０４側に設けられた雄側の捩れスプライン１０４ａとの作用によって、エンジンのクランキング中にピニオンギヤ１０５に軸方向の動きが繰り返し発生し、その度にクラッチワッシャ１１８を介しクラッチカバー前壁部１２３ｂ内径を外部へ押し広げるような曲げモーメントが発生する。この時、クラッチカバー１２３に弾性変形が起こりクラッチカバー前壁部１２３ｂとクラッチアウタ１１３との間に瞬間的に隙間が発生する。図６は、従来例のクラッチ１０６においてエンジンのクランキング時にクラッチカバー１２３が弾性変形する様子を示す説明図である。そして、従来例のスタータ１０１では、この隙間よりクラッチ内部からクラッチグリスが流出しやすくなるため、クラッチカバーで荷重を受けない別方式の構造（例えば、ナットピニオンストップで荷重を受ける構造）よりもクラッチを大型化して容量を増大させる必要があるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、エンジンのクランキング中に生じるクラッチカバーの弾性変形を低減可能な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】
【０００７】
以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。
【０００８】
１．モータの出力軸と同軸上に移動可能に設けられたクラッチを備えたスタータであって、前記クラッチは、前記出力軸より回転力が伝達されるクラッチアウタと、ピニオンギヤが前端に設けられる軸部及び前記軸部の後端に一体的に形成され前記クラッチアウタの内径側に挿入されるクラッチインナを有するインナ部材と、前記クラッチアウタ内周と前記インナ部材の前記クラッチインナ外周との間に配置されるクラッチローラと、前記クラッチインナ外径より小径の穴部を有し前記軸部の前記クラッチインナに隣接する首部に外嵌されるクラッチワッシャと、前記クラッチアウタ外周を覆う周壁部及び前記周壁部前端から径内側へ延設された前壁部を有するクラッチカバーとを備えるものであり、エンジンのクランキング時に前記インナ部材に発生する前進力を前記クラッチカバーにより直接又は間接的に受け止めるように構成されたスタータにおいて、
前記クラッチカバーの前記前壁部内径は、前記インナ部材の前記クラッチインナ外径よりも小径であることを特徴とするスタータ。
【０００９】
手段１によれば、クラッチカバーの前壁部内径がインナ部材のクラッチインナ外径よりも小径であるので、クラッチカバーの剛性が向上すると共に、クラッチワッシャとクラッチカバーとがクラッチインナと径方向にラップする。よって、エンジンのクランキング時にインナ部材に発生する前進力をクラッチカバーが受け止めた時に、クラッチカバーに対して主にせん断力が働くことになり、曲げモーメントが抑制されるので、クラッチカバー前壁部が外側へ押し広げられるような弾性変形の発生を大幅に低減することできる。また、クラッチカバーの前壁部とインナ部材軸部の首部との間に形成される隙間であって、クラッチ内に充填されたグリスが流出する開口部分が小さくなるため、グリスの流出量を大幅に低減することができ、これによりクラッチを小型軽量化することが可能となる。
【００１０】
２．前記インナ部材の前記軸部外径は、前記クラッチカバーの前記前壁部内径よりも小径であることを特徴とする手段１に記載のスタータ。
【００１１】
手段２によれば、インナ部材の軸部外径は、クラッチカバーの前壁部内径よりも小径であるので、インナ部材が組み付けられたクラッチアウタに対してクラッチカバーを軸方向前方から被せて組み付けることができる。
【００１２】
３．前記クラッチカバーの前記前壁部と前記インナ部材軸部の前記首部との間に形成される隙間は、前記両部材が接触しない程度に小さく設定されたことを特徴とする手段１又は２に記載のスタータ。
【００１３】
手段３によれば、クラッチカバーの前壁部とインナ部材軸部の首部との間に形成される隙間は、両部材が接触しない程度に小さく設定されているので、クラッチカバーの前壁部内径が最小となって、クラッチカバーの剛性が更に向上すると共に、クラッチ内に充填されたグリスが流出する開口部分も最小となり、グリスの流出量を更に低減することができ、これによりクラッチを更に小型軽量化することが可能となる。
【００１４】
４．前記クラッチカバーの前記前壁部と前記インナ部材軸部の前記首部との間に形成される隙間は、０．５ｍｍ以下であることを特徴とする手段３に記載のスタータ。
【００１５】
手段４によれば、クラッチカバーの前壁部とインナ部材軸部の首部との間に形成される隙間は、両部材が接触しない程度に小さい０．５ｍｍ以下であるので、クラッチカバーの剛性が確実に向上すると共に、グリスの流出量を確実に低減することができ、これによりクラッチを更に小型軽量化することが可能となる。
【００１６】
５．前記クラッチカバーは、前記前壁部内周縁から軸方向前方側へ延設された円筒形状部を備えたことを特徴とする手段１乃至４のいずれかに記載のスタータ。
【００１７】
手段５によれば、クラッチカバーは、前壁部内周縁から軸方向前方側へ延設された円筒形状部を備えることにより、クラッチカバーの剛性が更に向上するので、エンジンのクランキング時にインナ部材に発生する前進力をクラッチカバーにより直接又は間接的に受け止めた時に、前壁部が外側へ押し広げられるような弾性変形の発生をより確実に低減でき、グリスの流出量も更に低減してクラッチを更に小型軽量化することが可能となる。
【００１８】
６．前記ピニオンギヤは、前記インナ部材と別体で形成されたことを特徴とする手段１乃至５のいずれかに記載のスタータ。
【００１９】
手段６によれば、ピニオンギヤがインナ部材と別体で形成され、クラッチカバーをクラッチアウタに組付けた後にピニオンギヤをインナ部材の軸部前端に取付けることができるので、ピニオンギヤの歯先径をクラッチカバー前壁部内径より大きく設定することができ、クラッチの小型軽量化を損なうことなく、エンジン側とのマッチングを図ることが必要なピニオンギヤの設計自由度が大幅に向上される。例えば、クラッチ外径よりも歯先径の大きなピニオンギヤを設けることも可能となる。また、ピニオンギヤの仕様に影響されることなく、インナ部材の軸部の外径を必要最小限に細くすることが可能となるため、インナ部材の軸受けを含むノーズ部を小型化して搭載性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明のスタータを具体化した一実施形態について図面を参照しつつ具体的に説明する。図１は、本発明の一実施形態であるスタータ１の一部断面を含む全体側面図である。図２は、クラッチ６部分を拡大して示す断面図である。図３は、クラッチローラ１７周辺を軸方向前方から視た状態を示す断面図である。
【００２１】
スタータ１は、図１に示すように、回転力を発生するモータ２と、このモータ２の通電電流をオン／オフする電磁スイッチ３と、このモータ２に駆動されて回転する出力軸４と、出力軸４の回転をピニオンギヤ５に伝達すると共に出力軸４と同軸上をピニオンギヤ５と一体に移動可能に設けられたクラッチ６と、電磁スイッチ３の作動をクラッチ６に伝達するシフトレバー７等とから構成される。
【００２２】
モータ２は、例えば、界磁と電機子を有する周知の直流電動機であり、電磁スイッチ３によってメイン接点（図示せず）が閉操作されると、車載バッテリ（図示せず）から電機子に通電されて、電機子に回転力を発生する。
【００２３】
電磁スイッチ３は、始動スイッチ（図示せず）の閉操作によって通電される励磁コイル（図示せず）と、この励磁コイルに発生する磁力を受けて可動するプランジャ９等を備え、このプランジャ９の移動によって前記メイン接点を開閉操作する。
【００２４】
出力軸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、その電機子軸に減速装置（図示せず）を介して連結されている。減速装置は、例えば、周知の遊星歯車減速機であり、電機子軸の回転を遊星歯車の公転速度まで減速して出力軸４に伝達する。この出力軸４の外周には、雄側の捩れスプライン４ａが形成されている。尚、減速装置を持たない構成として、電機子軸と出力軸４とを直結しても良い。
【００２５】
クラッチ６は、図１に示すように、クラッチアウタ１３と、インナ部材１４と、クラッチローラ１７と、クラッチワッシャ１８と、クラッチカバー２３等とから構成される一方向クラッチである。
【００２６】
クラッチアウタ１３は、出力軸４より回転力が伝達される部材であり、軸方向後方側には前方側の本体部分よりも外径が小さく且つ内周に雌側の捩れスプライン１３ｂが形成されたクラッチバレル１３ａが一体に設けられている。クラッチアウタ１３は、クラッチバレル１３ａの雌側の捩れスプライン１３ｂが出力軸４の雄側の捩れスプライン４ａに噛み合わされて、出力軸４上に配置されている。
【００２７】
インナ部材１４は、ピニオンギヤ５が軸方向前端に取付けられる軸部１５と、軸部１５の軸方向後端に一体的に形成されクラッチアウタ１３内径側（クラッチアウタ１６本体部分の内径側）に挿入されるクラッチインナ１６とが設けられている。
【００２８】
軸部１５は、ピニオンギヤ５を支持する前端部１５ａより後方側が円筒形状に設けられ、その円筒形状の内周面に圧入された軸受８を介して出力軸４の外周に相対回転自在及び軸方向に摺動自在に嵌合すると共に、円筒形状の外周面がハウジング１０に保持された軸受１１（例えばボールベアリング）を介して回転自在及び軸方向に摺動自在に支持されている。軸部１５は、ピニオンギヤ５を支持する前端部１５ａの外径が、円筒形状に形成された本体軸部１５ｂの外径より小さく設けられ、前端部１５ａと本体軸部１５ｂとの間で径方向に段差が形成されている。
【００２９】
尚、ピニオンギヤ５は、軸受１１よりハウジング１０の外側へ突き出る軸部１５の前端部１５ａに直スプライン結合され、軸部１５に対しリテーナ１９によって抜け止めされている。
【００３０】
クラッチローラ１７は、クラッチアウタ１３本体部分の内周とインナ部材１４のクラッチインナ１６外周との間に配置されるローラ形状のクラッチ係合子である。クラッチローラ１７は、より詳細には、図３に示すように、クラッチアウタ１３内周に形成されたカム室１３ｃに配設され、スプリング２０によってカム室１３ｃの狭小方向へ付勢されている。このクラッチローラ１７は、クラッチアウタ１３が一方向に回転すると、カム室１３ｃの狭小方向（スプリングに付勢される方向）に移動して、クラッチインナ１６の外周面とカム室１３ｃの内周面との間にロックされることで、クラッチアウタ１３の回転がクラッチインナ１６に伝達される。一方、エンジンの始動により、クラッチインナ１６の回転速度がクラッチアウタ１３の回転速度を上回ると、スプリング２０の付勢力に抗して、クラッチローラ１７がカム室１３ｃの広大方向（スプリング２０を圧縮する方向）へ移動するため、クラッチアウタ１３とクラッチインナ１６とがフリーになって、クラッチインナ１６からクラッチアウタ１３へのトルク伝達が遮断される。
【００３１】
クラッチワッシャ１８は、リング状をなす公知のワッシャであって、インナ部材１４のクラッチインナ１６外径より小径且つ軸部１５外径よりも大径の穴部１８ａを有し、軸部１５のクラッチインナ１６に隣接する部分（以下、首部１５ｃと称する）に外嵌されてクラッチアウタ１３及びクラッチインナ１６の前端面に当接する。
【００３２】
クラッチカバー２３は、鉄板を加工することにより作製された部材であって、クラッチアウタ１３外周を覆う周壁部２３ａと、周壁部２３ａ前端から径内側へ延設されクラッチワッシャ１８前端面に当接する前壁部２３ｂと、前壁部２３ｂ内周縁から軸方向前方側へ延設された円筒形状部２３ｃとを有し、周壁部２３ａ後端部でクラッチアウタ１３に固定される。従って、スタータ１において、エンジンのクランキング時にインナ部材１４に発生する前進力は、クラッチカバー２３により直接又は間接的に受け止められる構造となっている。また、クラッチカバー２３の前壁部２３ｂ内径は、インナ部材１４のクラッチインナ１６外径よりも小径であり、且つインナ部材１４の軸部１５外径は、クラッチカバー２３の前壁部２３ｂ内径よりも小径である。クラッチカバー２３の前壁部２３ｂとインナ部材１５の首部１５ｃとの間に形成される隙間は、両部材が接触しない程度に小さい寸法（例えば、０．５ｍｍ以下）に設定されている。
【００３３】
次に、上記スタータ１の作動を説明する。始動スイッチの閉操作によって電磁スイッチ３の励磁コイルが通電されると、励磁コイルに発生する磁力によりプランジャ９が吸引されて、図１の右方向へ移動する。このプランジャ９の移動がシフトレバー７を介してクラッチ６に伝達されると、捩れスプライン４ａ、１３ｂの作用によって、クラッチ６がピニオンギヤ５と一体に出力軸４と同軸上を反モータ方向へ押し出され、ピニオンギヤ５の端面がエンジン側のリングギヤ（図示せず）の端面に当接する。
【００３４】
一方、プランジャ９の移動によりメイン接点が閉じると、車載バッテリからモータ２の電機子に通電されて、電機子に回転力が発生し、その電機子の回転が減速装置を介して出力軸４に伝達される。この出力軸４の回転がクラッチ６を介してピニオンギヤ５に伝達されると、ピニオンギヤ５がリングギヤと噛み合い可能な位置まで回転した時点で、ピニオンギヤ５がリングギヤに噛み合うことにより、ピニオンギヤ５からリングギヤに回転力が伝達されて、エンジンをクランキングする。
【００３５】
エンジン始動後、始動スイッチが開操作されて、励磁コイルの磁力が消滅すると、それまで吸引されていたプランジャ９がリターンスプリングによって押し戻されることにより、メイン接点が開いて、モータ２への通電が停止される。
【００３６】
また、プランジャ９が押し戻されると、シフトレバー７を介してクラッチ６が引き戻されるため、ピニオンギヤ５がリングギヤから離脱して、クラッチ６と一体に元の位置に戻る。
【００３７】
以上詳述したことから明らかなように、本実施形態のスタータ１は、クラッチカバー２３の前壁部２３ｂ内径がインナ部材１４のクラッチインナ１６外径よりも小径であるので、クラッチカバー２３全体の剛性が向上すると共に、クラッチワッシャ１８とクラッチカバー２３とがクラッチインナ１６と径方向にラップする。よって、エンジンのクランキング時にインナ部材１４に発生する前進力をクラッチカバー２３が受け止めた時に、クラッチカバー前壁部２３ｂに対して主にせん断力が働くことになり、曲げモーメントが抑制されるので、クラッチカバー前壁部２３ｂが外側へ押し広げられるような弾性変形の発生を大幅に低減することできる。また、クラッチカバー前壁部２３ｂとインナ部材軸部１５の首部１５ｃとの間に形成される隙間であってクラッチ６内に充填されたグリスが流出する開口部分が小さくなるため、グリスの流出量を大幅に低減することができ、これによりクラッチ６を小型軽量化することが可能となる。
【００３８】
さらに、インナ部材１４の軸部１５外径は、クラッチカバー２３の前壁部２３ｂ内径よりも小径であるので、インナ部材１４が組み付けられたクラッチアウタ１３に対してクラッチカバー２３を軸方向前方から被せて組み付けることができる。
【００３９】
また、クラッチカバー前壁部２３ｂとインナ部材軸部１５の首部１５ｃとの間に形成される隙間は、両部材が接触しない程度に小さい寸法（例えば、０．５ｍｍ以下）に設定されているので、クラッチカバー２３の剛性が確実に向上すると共に、グリスの流出量を確実に低減することができる。尚、クラッチカバー２３は、前壁部２３ｂ内周縁から軸方向前方側へ延設された円筒形状部２３ｃが設けられることによっても、より一層の剛性の向上が図られている。
【００４０】
さらに、ピニオンギヤ５がインナ部材１４と別体で形成され、クラッチカバー２３をクラッチアウタ１３に組付けた後にピニオンギヤ５をインナ部材１４の軸部前端部１５ａに取付けることができるので、ピニオンギヤ５の歯先径をクラッチカバー前壁部２３ｂ内径より大きく設定することができ、クラッチ６の小型軽量化を損なうことなく、エンジン側とのマッチングが必要なピニオンギヤ５の設計自由度が大幅に向上される。特に、図１に示すように、クラッチ６外径よりも歯先径の大きなピニオンギヤ５を設けることも可能となる。また、ピニオンギヤ５の仕様に影響されることなく、インナ部材１４の軸部１５の外径を必要最小限に細くすることが可能となるため、インナ部材１４の軸受１１を含むノーズ部２１を小型化して搭載性の向上を図ることができる。
【００４１】
尚、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能であることは云うまでもない。
【００４２】
例えば、上述した実施形態では、クラッチカバー２３に前壁部２３ｂ内周縁から軸方向前方側へ延設された円筒形状部２３ｃを設ける構成としたが、クラッチカバー２３の前壁部２３ｂ内径がインナ部材１４のクラッチインナ１６外径よりも小径に設定されていれば、円筒形状部２３ｃを省略する構成としても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、エンジンのクランキング時にクラッチのインナ部材に発生する前進力をクラッチカバーにより直接又は間接的に受け止めるように構成されたスタータに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態であるスタータの一部断面を含む全体側面図である。
【図２】クラッチ部分を拡大して示す断面図である。
【図３】クラッチローラ周辺を軸方向前方から視た状態を示す断面図である。
【図４】従来技術におけるスタータの一部断面を含む全体側面図である。
【図５】従来技術のクラッチ部分を拡大して示す断面図である。
【図６】従来技術のクラッチにおいてエンジンのクランキング時にクラッチカバーが弾性変形する様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１    スタータ
２    モータ
４    出力軸
５    ピニオンギヤ
６    クラッチ
１３    クラッチアウタ
１４    インナ部材
１５    軸部
１５ａ  前端部
１５ｃ  首部
１６    クラッチインナ
１７    クラッチローラ
１８    クラッチワッシャ
１８ａ  穴部
２３    クラッチカバー
２３ａ  周壁部
２３ｂ  前壁部
【図１】
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【図２】
2009068389.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009068389.tif 000006
【図５】
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【図６】
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