(57)【要約】【課題】遊星軸１７に亀裂や割れが生じることなく、且つ、遊星軸１７の軸径を均一に加工できるクラッチアウタ１４と、その製造方法を提供する。【解決手段】クラッチアウタ１４は、減速装置の遊星キャリア１３と一体に設けられ、その遊星キャリア１３には、遊星歯車を回転自在に支持する遊星軸１７と、この遊星軸１７と同一方向に突き出る突出ピン１８とが一体に設けられている。また、少なくとも遊星軸１７は、クラッチアウタ１４に形成されるカム室１４ａの内側に設けられる。これにより、カムパンチで素材を押圧する際に、遊星軸１７の径方向全断面に均一の荷重を掛けることができ、材料の流れを均一にできる。また、成形時にアウタパンチとノックアウトピンに与圧することにより、遊星軸１７への材料充填性が向上する。上記の結果、遊星軸１７の軸径を均一に成形でき、且つ、亀裂や割れの無い遊星軸１７を成形できる。【選択図】図１
2009191938.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転速度を減速する遊星歯車減速装置と、
この減速装置で増幅された前記モータの駆動トルクをクラッチアウタからローラを介してクラッチインナへ伝達する一方向クラッチとを備えるスタータにおいて、
前記クラッチアウタは、遊星歯車の公転運動を出力する遊星キャリアと一体に設けられると共に、この遊星キャリアには、前記遊星歯車を回転自在に支持する遊星軸と、この遊星軸と同一方向に突き出る突出ピンとが一体に設けられ、且つ、前記遊星軸と前記突出ピンのうち、少なくとも前記遊星軸は、前記クラッチアウタに形成されるカム室の内側に設けられていることを特徴とするスタータ。
【請求項２】
請求項１に記載したクラッチアウタを製造する方法であって、
前記カム室を形成するためのカムパンチと、
前記クラッチアウタの径方向外周および前記遊星キャリアの軸方向端面を規制すると共に、前記遊星軸と前記突出ピンを形成するための中空孔を有する凹状のダイと、
少なくとも前記遊星軸を形成するための前記中空孔に挿入されて前記遊星軸の軸方向端面を規制するノックアウトピンとを用いて、
前記ダイに素材をセットした後、前記カムパンチで素材を前記ダイ側に押圧する際に、前記ノックアウトピンに与圧しながら成形することを特徴とするクラッチアウタの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載したクラッチアウタの製造方法において、
前記カム室を形成するためのカムパンチと、
前記クラッチアウタの径方向外周および前記遊星キャリアの軸方向端面を規制すると共に、前記遊星軸と前記突出ピンを形成するための中空孔を有する凹状のダイと、
少なくとも前記遊星軸を形成するための前記中空孔に挿入されて前記遊星軸の軸方向端面を規制するノックアウトピンと、
前記カムパンチの外周に配置されて前記クラッチアウタの軸方向端面を規制するアウタパンチとを用いて、
前記ダイに素材をセットした後、前記カムパンチで素材を前記ダイ側に押圧する際に、前記アウタパンチと前記ノックアウトピンに与圧しながら成形することを特徴とするクラッチアウタの製造方法。
【請求項４】
請求項２に記載したクラッチアウタの製造方法において、
前記ノックアウトピンへの与圧を変化させながら成形することを特徴とするクラッチアウタの製造方法。
【請求項５】
請求項３に記載したクラッチアウタの製造方法において、
前記アウタパンチと前記ノックアウトピンへの与圧を変化させながら成形することを特徴とするクラッチアウタの製造方法。
【請求項６】
モータの回転速度を減速する遊星歯車減速装置と、
この減速装置で増幅された前記モータの駆動トルクをクラッチアウタからローラを介してクラッチインナへ伝達する一方向クラッチとを備え、
前記クラッチアウタは、前記減速装置に使用される遊星歯車の公転運動を出力する遊星キャリアが一体に設けられると共に、この遊星キャリアには、前記遊星歯車を回転自在に支持する遊星軸が一体に設けられ、且つ、前記遊星キャリアの径方向中央部に丸孔が開口するスタータにおいて、
前記クラッチアウタを冷間鍛造によって製造する方法であって、
前記クラッチアウタに形成されるカム室の内側に前記遊星軸が設けられると共に、前記遊星キャリアの径方向中央部に前記遊星軸と同一方向に突き出る突出ピンを設けて、その後、前記遊星キャリアの径方向中央部に前記丸孔を形成して前記突出ピンを除去することを特徴とするクラッチアウタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遊星歯車減速装置と一方向クラッチを備えるスタータに係わり、特に、一方向クラッチに使用されるクラッチアウタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、遊星歯車減速装置と一方向クラッチとを備えるスタータにおいて、遊星歯車を回転自在に支持する遊星軸を遊星キャリアと一体に設けて、その遊星キャリアを一方向クラッチのクラッチアウタと一体化した例がある。
遊星キャリアと共に遊星軸をクラッチアウタと一体に設ける方法としては、製造が容易な冷間鍛造が知られている。しかし、冷間鍛造では、クラッチアウタに対して遊星軸の断面積が小さいため、素材を押圧するカムパンチの押圧力が高くなる。その結果、金型に生じる応力が増大して金型が破損する恐れがある。
そこで、遊星軸とは別に、遊星軸と同一方向に突き出る突出ピンを遊星キャリアと一体に設ける従来技術がある（特許文献１参照）。この場合、材料を流す断面積が増加するため、金型に生じる応力を低減でき、型寿命を向上させることが可能である。
【特許文献１】特開２００４−３０１０４９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、特許文献１に示される従来技術では、遊星軸および突出ピンが、クラッチアウタに形成されるカム室の外側に設けられるため、カム室を形成するためのカムパンチで素材を押圧する際に、遊星軸および突出ピンへの材料の流動性が悪くなる。つまり、遊星軸や突出ピンを形成するための中空孔に材料が流れにくくなるため、遊星軸の軸径が均一でなくなる、あるいは、遊星軸の外周に亀裂や割れが生じる恐れがある。
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、遊星キャリアと一体に設けられる遊星軸に亀裂や割れが生じることなく、且つ、遊星軸の軸径を均一に加工できるクラッチアウタと、その製造方法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、モータの回転速度を減速する遊星歯車減速装置と、この減速装置で増幅されたモータの駆動トルクをクラッチアウタからローラを介してクラッチインナへ伝達する一方向クラッチとを備えるスタータにおいて、クラッチアウタは、遊星歯車の公転運動を出力する遊星キャリアと一体に設けられると共に、この遊星キャリアには、遊星歯車を回転自在に支持する遊星軸と、この遊星軸と同一方向に突き出る突出ピンとが一体に設けられ、且つ、遊星軸と突出ピンのうち、少なくとも遊星軸は、クラッチアウタに形成されるカム室の内側に設けられていることを特徴とする。
【０００５】
上記の構成によれば、冷間鍛造によってクラッチアウタを製造する際に、カム室の内側に遊星軸を設けることにより、遊星軸の径方向全断面に均一の荷重を掛けることができる。つまり、カムパンチで素材を押圧してカム室を形成する際に、カム室の外側に遊星軸を設けると、カムパンチにより押された材料が遊星軸側へ流れにくくなるのに対し、カム室の内側に遊星軸を設けることで、カムパンチにより押された材料が遊星軸側へ流れやすくなる。その結果、材料の流れを均一にできるので、遊星軸の軸径を均一に成形でき、且つ、亀裂や割れの無い遊星軸を成形できる。
【０００６】
（請求項２の発明）
請求項１に記載したクラッチアウタを製造する方法であって、カム室を形成するためのカムパンチと、クラッチアウタの径方向外周および遊星キャリアの軸方向端面を規制すると共に、遊星軸と突出ピンを形成するための中空孔を有する凹状のダイと、少なくとも遊星軸を形成するための中空孔に挿入されて遊星軸の軸方向端面を規制するノックアウトピンとを用いて、ダイに素材をセットした後、カムパンチで素材をダイ側に押圧する際に、ノックアウトピンに与圧しながら成形することを特徴とする。
上記の構成によれば、ノックアウトピンに与圧することで、中空孔に流れ込む材料の軸方向端面をノックアウトピンにより規制しながら遊星軸を成形できるので、中空孔への材料充填性を向上できる。その結果、遊星軸の軸径を均一にでき、且つ、亀裂や割れの無い遊星軸を成形できる。
【０００７】
（請求項３の発明）
請求項１に記載したクラッチアウタの製造方法において、カム室を形成するためのカムパンチと、クラッチアウタの径方向外周および遊星キャリアの軸方向端面を規制すると共に、遊星軸と突出ピンを形成するための中空孔を有する凹状のダイと、少なくとも遊星軸を形成するための中空孔に挿入されて遊星軸の軸方向端面を規制するノックアウトピンと、カムパンチの外周に配置されてクラッチアウタの軸方向端面を規制するアウタパンチとを用いて、ダイに素材をセットした後、カムパンチで素材をダイ側に押圧する際に、アウタパンチとノックアウトピンに与圧しながら成形することを特徴とする。
上記の構成によれば、アウタパンチに与圧することで、カム室の外側（クラッチアウタの外径部）への材料流れを抑制でき、且つ、ノックアウトピンに与圧することで、中空孔に流れ込む材料の軸方向端面をノックアウトピンにより規制しながら遊星軸を成形できるので、中空孔への材料充填性を向上できる。その結果、遊星軸の軸径を均一にでき、且つ、亀裂や割れの無い遊星軸を成形できる。
【０００８】
（請求項４の発明）
請求項２に記載したクラッチアウタの製造方法において、ノックアウトピンへの与圧を変化させながら成形することを特徴とする。
上記の構成によれば、材料の流れに応じた背圧をノックアウトピンに与えることができるので、遊星軸を形成する中空孔への材料充填性が更に向上する。
【０００９】
（請求項５の発明）
請求項３に記載したクラッチアウタの製造方法において、アウタパンチとノックアウトピンへの与圧を変化させながら成形することを特徴とする。
上記の構成によれば、材料の流れに応じた背圧をアウタパンチとノックアウトピンに与えることができるので、遊星軸を形成する中空孔への材料充填性が更に向上する。
【００１０】
（請求項６の発明）
本発明は、モータの回転速度を減速する遊星歯車減速装置と、この減速装置で増幅されたモータの駆動トルクをクラッチアウタからローラを介してクラッチインナへ伝達する一方向クラッチとを備え、クラッチアウタは、減速装置に使用される遊星歯車の公転運動を出力する遊星キャリアが一体に設けられると共に、この遊星キャリアには、遊星歯車を回転自在に支持する遊星軸が一体に設けられ、且つ、遊星キャリアの径方向中央部に丸孔が開口するスタータにおいて、クラッチアウタを冷間鍛造によって製造する方法であって、クラッチアウタに形成されるカム室の内側に遊星軸が設けられると共に、遊星キャリアの径方向中央部に遊星軸と同一方向に突き出る突出ピンを設けて、その後、遊星キャリアの径方向中央部に丸孔を形成して突出ピンを除去することを特徴とする。
【００１１】
上記の構成によれば、遊星軸とは別に突出ピンを遊星キャリアの径方向中央部に設けることにより、材料を流す断面積が増加するので、カム室を形成するためのカムパンチの押し圧を低減できる。その結果、金型に生じる応力を低減できるので、型寿命を向上させることが可能である。
また、カム室の内側に遊星軸を設けることにより、遊星軸の径方向全断面に均一の荷重を掛けることができる。つまり、カムパンチで素材を押圧してカム室を形成する際に、カム室の外側に遊星軸を設けると、カムパンチにより押された材料が遊星軸側へ流れにくくなるのに対し、カム室の内側に遊星軸を設けることで、カムパンチにより押された材料が遊星軸側へ流れやすくなる。その結果、材料の流れを均一にできるので、遊星軸の軸径を均一に成形でき、且つ、亀裂や割れの無い遊星軸を成形できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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】
【００１３】
図１（ａ）はクラッチアウタ１４の軸方向正面図、同図（ｂ）はクラッチアウタ１４の断面図（Ａ−Ａ断面図）、図２はスタータ１の断面図である。
本実施例のスタータ１は、図２に示す様に、回転力を発生するモータ２と、このモータ２の回転速度を減速する減速装置３と、モータ２の電機子軸２ａと同一軸線上に配置される出力軸４と、減速装置３で減速された回転を出力軸４に伝達する一方向クラッチ５と、出力軸４の外周にヘリカルスプライン嵌合するピニオンギヤ６と、モータ回路に設けられるメイン接点（図示せず）を開閉すると共に、シフトレバー７を介してピニオンギヤ６を反モータ方向（図示右方向）へ移動させる電磁スイッチ８等より構成され、モータ２が発生する駆動トルクをピニオンギヤ６からエンジンのリングギヤ９に伝達してエンジンを始動させる周知の働きを有する。
【００１４】
次に、本発明に係る減速装置３と一方向クラッチ５について説明する。
減速装置３は、モータ２の電機子軸２ａと同軸上で減速できる遊星歯車減速装置であり、電機子軸２ａに形成された太陽歯車１０と、この太陽歯車１０と同心に配置される環状の内歯歯車１１と、両歯車１０、１１に噛み合う複数の遊星歯車１２と、この遊星歯車１２の公転運動を出力する遊星キャリア１３とで構成される。
一方向クラッチ５は、内周にカム室１４ａ（図１参照）が形成されるクラッチアウタ１４と、このクラッチアウタ１４の内径側に相対回転可能に配置されるクラッチインナ１５と、このクラッチインナ１５の外周上でカム室１４ａに配設されるローラ１６と、このローラ１６を付勢するスプリング（図示せず）等より構成される。
【００１５】
クラッチアウタ１４は、遊星キャリア１３と一体に設けられ、その遊星キャリア１３には、図１（ｂ）に示す様に、遊星歯車１２を回転自在に支持する３本の遊星軸１７と、この遊星軸１７と同一方向に突き出る３本の突出ピン１８とが一体に設けられている。また、遊星キャリア１３の径方向中央部には、丸孔１３ａが開けられている。
遊星軸１７と突出ピン１８は、図１（ａ）に示す様に、カム室１４ａの内側に設けられている。但し、突出ピン１８は、遊星軸１７に支持される遊星歯車１２と干渉しない位置に設けられることは言うまでもない。なお、「カム室１４ａの内側」とは、カム室１４ａの外周を形成するカム壁面１４ｂ〔図１（ａ）参照〕より内側、言い換えると、クラッチアウタ１４を製造する際に、以下に説明するカムパンチ１９により押圧されて軸方向の肉厚が薄く形成される範囲内である。
【００１６】
続いて、クラッチアウタ１４の製造方法について説明する。
クラッチアウタ１４は、以下の製造装置を用いて冷間鍛造により製造される。
製造装置は、図３に示す様に、カム室１４ａを形成するためのカムパンチ１９と、このカムパンチ１９の外周に配置されるアウタパンチ２０と、このアウタパンチ２０に与圧する圧力発生装置２１と、クラッチアウタ１４の径方向外周および遊星キャリア１３の軸方向端面を規制すると共に、中空孔２２ａ、２２ｂを有する凹状のダイ２２と、中空孔２２ａに挿入されるノックアウトピン２３と、このノックアウトピン２３に与圧する圧力発生装置２４とを有する。
【００１７】
アウタパンチ２０は、ダイ２２にセットされた素材２５をカムパンチ１９により押圧する際に、クラッチアウタ１４の軸方向端面を規制する働きを有する。
ノックアウトピン２３は、ダイ２２にセットされた素材２５をカムパンチ１９により押圧する際に、遊星軸１７および突出ピン１８の軸方向端面を規制する働きを有する。
中空孔２２ａは、図１（ａ）に示す３本の遊星軸１７と３本の突出ピン１８に対応して３ヶ所ずつ合計６箇所形成されている。
一方、中空孔２２ｂは、上記の３本の突出ピン１８とは別に、遊星キャリア１３の径方向中央部に１本の突出ピン１８を形成するために設けられている。
【００１８】
（製造工程の説明）
ａ）先ず、図４に示す様に、ダイ２２の内側に素材２５をセットする。
ｂ）次に、図５に示す様に、カムパンチ１９とアウタパンチ２０を素材２５の表面に当接するまで降下させる。
ｃ）続いて、圧力発生装置２１、２４により、アウタパンチ２０とノックアウトピン２３に背圧を付与しながら、カムパンチ１９で素材２５をダイ側に押圧する。これにより、図６に矢印で示す様に、カムパンチ１９の外側、および、ダイ２２に形成された中空孔２２ａと中空孔２２ｂへ材料が流れ込む。
ｄ）更に、図７に示す様に、アウタパンチ２０とノックアウトピン２３に背圧を付与しながら、カムパンチ１９を所定のストローク分だけ降下させて素材２５を押圧することにより、遊星軸１７と突出ピン１８を有するクラッチアウタ１４が製造される。
ｅ）最後に、遊星キャリア１３の径方向中央部に丸孔１３ａを開けて、径方向中央部に設けられた１本の突出ピン１８を除去する。
【００１９】
（実施例１の効果）
上記の製造方法により製造されたクラッチアウタ１４は、遊星軸１７とは別に突出ピン１８を一体に設けることにより、突出ピン１８の無い場合と比較して、材料を流す断面積が増加するため、カムパンチ１９の押し圧を低減できる。その結果、金型に生じる応力を低減できるので、型寿命を向上させることが可能である。
また、遊星軸１７と突出ピン１８は、カム室１４ａの内側に設けられるので、カムパンチ１９で素材２５を押圧する際に、遊星軸１７および突出ピン１８の径方向全断面に均一の荷重を掛けることができ、材料の流れを均一にできる。更に、成形時にアウタパンチ２０とノックアウトピン２３に与圧することにより、遊星軸１７および突出ピン１８への材料充填性が向上する。上記の結果、遊星軸１７および突出ピン１８の軸径を均一に成形でき、且つ、亀裂や割れの無い遊星軸１７および突出ピン１８を成形できる。
【００２０】
（変形例）
実施例１では、カムパンチ１９で素材２５を押圧する際に、アウタパンチ２０とノックアウトピン２３に与圧する（背圧を与える）ことを記載したが、このアウタパンチ２０とノックアウトピン２３への背圧は、材料の流れに応じて経時的または段階的に変化させても良い。例えば、成形初期段階では、背圧を大きく設定して大きな成形負荷を与えることにより、ピン（遊星軸１７、突出ピン１８）の真円形状を作り込み、中期段階では、背圧を小さく設定して小さな成形負荷を与えることで、ピンの伸びを良好にする。さらに、成形終了段階では、背圧を大きく設定して大きな成形負荷を与えることにより、ピン先端部および根元部のダレやヒケ等を無くす。これにより、ピン形状の精度向上および所定のピン高さを得ることができる。また、成形途中で背圧を小さくすることにより、ピンを長く伸ばすことができ、且つ、金型への押し圧が小さくなるので、金型の寿命が向上する。
実施例１では、遊星軸１７と共に突出ピン１８をカム室１４ａの内側に設けているが、遊星軸１７のみカム室１４ａの内側に設けて、突出ピン１８をカム室１４ａの外側に設けることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（ａ）クラッチアウタの軸方向正面図、（ｂ）クラッチアウタのＡ−Ａ断面図である。
【図２】スタータの断面図である。
【図３】製造装置の構成を示す概略図である。
【図４】製造装置に素材をセットした状態を示す断面図である。
【図５】加工途中の製造装置の断面図である。
【図６】加工途中の製造装置の断面図である。
【図７】加工終了時の製造装置の断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    スタータ
２    モータ
３    遊星歯車減速装置
５    一方向クラッチ
１２    遊星歯車
１３    遊星キャリア
１３ａ  丸孔
１４    クラッチアウタ
１４ａ  カム室
１５    クラッチインナ
１６    ローラ
１７    遊星軸
１８    突出ピン
１９    カムパンチ
２０    アウタパンチ
２２    ダイ
２２ａ  中空孔
２３    ノックアウトピン
【図１】
2009191938.tif 000003
【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】
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