(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
始動モータに回転駆動される出力軸と、
この出力軸上をエンジンのリングギヤ側へ移動して、そのリングギヤと噛み合うピニオンギヤと外周面に螺旋状の溝が設けられたスプライン筒部とを有し、前記出力軸の外周に直スプラインを介して摺動自在に嵌合するピニオン移動体と、
前記螺旋状の溝と係合可能な係合手段を有し、前記出力軸と共に回転する前記ピニオン移動体に対して前記係合手段を前記螺旋状の溝に係合させることで前記ピニオン移動体を前記リングギヤ側へ移動させるピニオン移動手段と、
前記ピニオンが前記リングギヤと噛み合った後、前記ピニオン移動体の後退を規制するピニオン後退規制手段とを備えたスタータであって、
前記スプライン筒部は、自身の後端側に前記螺旋状の溝の終端から連続して前記スプライン筒部の周方向に形成された円周溝を有し、その円周溝の方が前記螺旋状の溝より溝底が深く設定され、
前記係合手段は、前記ピニオンが前記リングギヤと噛み合って全ストローク前進した際に、前記螺旋状の溝から前記円周溝へ移行して、その円周溝に係合することにより前記ピニオン移動体の後退を規制する前記ピニオン後退規制手段であることを特徴とするスタータ。
【請求項２】
始動モータに回転駆動される出力軸と、
この出力軸上をエンジンのリングギヤ側へ移動して、そのリングギヤと噛み合うピニオンギヤと外周面に螺旋状の溝が設けられたスプライン筒部とを有し、前記出力軸の外周に直スプラインを介して摺動自在に嵌合するピニオン移動体と、
前記螺旋状の溝と係合可能な係合手段を有し、前記出力軸と共に回転する前記ピニオン移動体に対して前記係合手段を前記螺旋状の溝に係合させることで前記ピニオン移動体を前記リングギヤ側へ移動させるピニオン移動手段と、
前記ピニオンが前記リングギヤと噛み合った後、前記ピニオン移動体の後退を規制するピニオン後退規制手段とを備えたスタータであって、
前記係合手段は、前記ピニオンが前記リングギヤと噛み合って全ストローク前進した際に、前記螺旋状の溝から離脱して前記スプライン筒部の後端側へ入り込むことにより前記ピニオン移動体の後退を規制する前記ピニオン後退規制手段であることを特徴とするスタータ。
【請求項３】
前記ピニオン移動体は、前記ピニオンギヤと前記スプライン筒部とが別体に設けられて、前記ピニオンギヤが前記直スプラインを介して前記出力軸の外周に嵌合し、前記スプライン筒部が平軸受または前記直スプラインを介して前記出力軸に嵌合していることを特徴とする請求項１または２記載のスタータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンを始動させるためのスタータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、モータの始動時にピニオンの回転を規制することで、ピニオンをヘリカルスプラインの作用によってリングギヤ側へ移動させるスタータが提案されている。ピニオンの回転を規制する手段としては、ピニオンの外周部に規制部材を当接させて、ピニオン外周部と規制部材との摩擦力により規制する方法、または、ピニオンの歯部に規制部材を係合させてピニオンの回転を規制する方法が知られている。
しかし、前者の方法では、初期の摩擦力の設定や、摩擦により生じる磨耗粉が摺動面に付着して耐久性に劣るという問題がある。また、後者の方法では、前進したピニオンがリングギヤの端面に当接した場合に、ピニオンが規制部材を押し上げるようにしてピニオンの歯部のピッチ分だけ急に移動するため、ピニオンとリングギヤとが衝突して両者の歯面が損傷するという問題があった。
【０００３】
そこで、本出願人は、上記問題点を解決するスタータを出願した（特願平７−２３９８８５号明細書）。
このスタータは、ピニオンがリングギヤに当接した際に、ピニオンの回転を規制している規制部材自身が回転方向に撓んでピニオンを回動可能としたものである。これにより、ピニオンは、規制部材が撓むことで徐々に回転してリングギヤと噛み合うことができるため、磨耗粉の発生や歯面の損傷もなく、ピニオンとリングギヤとを確実に噛み合わせることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、先願のスタータは、ピニオンが前進してリングギヤに噛み合うと、規制部材がピニオンの後側に落ち込むことで、ピニオンの後退を阻止する構造である。このため、スタータがエンジンを駆動する時、あるいはエンジンが着火し急速に立ち上がる時の変動負荷による反力がピニオンに伝わると、その反力がヘリカルスプラインの作用でピニオン後端を支持している規制部材へ伝達される。この結果、ピニオン後端に接する規制部材の端面が磨耗したり、場合によっては規制部材が破損する可能性もあることから、強固な規制部材が必要となり、規制部材の大型化を招く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、エンジンを駆動する時、あるいはエンジンが着火し急速に立ち上がる時の変動負荷による反力がピニオン後退規制手段に伝わるのを防止することで、ピニオン後退規制手段を小型化したスタータを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、ピニオン移動手段の係合手段をスプライン筒部の外周面に形成された螺旋状の溝に係合させることで、ピニオン移動体が出力軸と共に回転しながら出力軸上をリングギヤ側へ移動することができる。これにより、ピニオン移動体は、出力軸の外周にヘリカルスプラインを介して嵌合する必要はなく、直スプラインを介して嵌合することができる。その結果、ピニオンギヤがリングギヤに噛み合ってエンジンを駆動する時、あるいはエンジンが急速に立ち上がる時の変動負荷による反力がピニオンギヤに伝わっても、その反力がピニオン移動体を後退させる力とはならない。従って、前記反力がピニオン後退規制手段に伝わることがないため、ピニオン後退規制手段の強度を抑えて小型化することができる。
また、ピニオン移動手段の係合手段をピニオン後退規制手段として使用することができる。即ち、ピニオンギヤがリングギヤと噛み合って全ストローク前進した際に、係合手段がスプライン筒部に形成された螺旋状の溝から円周溝へ移行して、その円周溝に係合することによりピニオン移動体の後退を規制することができる。
【０００６】
請求項２の発明によれば、ピニオン移動手段の係合手段をピニオン後退規制手段として使用することができる。即ち、ピニオンギヤがリングギヤと噛み合って全ストローク前進した際に、係合手段がスプライン筒部に形成された螺旋状の溝から円周溝へ移行して、その円周溝に係合することによりピニオン移動体の後退を規制することができる。
【０００７】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様に、ピニオン移動手段の係合手段をピニオン後退規制手段として使用することができる。但し、本発明では、請求項１の発明に記載した様な円周溝をスプライン筒部の外周面に設ける必要がなく、係合手段は、ピニオンギヤがリングギヤと噛み合って全ストローク前進した際に、螺旋状の溝から離脱してスプライン筒部の後端側へ入り込むことによりピニオン移動体の後退を規制することができる。
【０００８】
請求項３の発明によれば、ピニオンギヤとスプライン筒部とが必ずしも一体に設けられている必要はなく、両者が別体であっても良い。但し、この場合（別体の場合）、スプライン筒部がピニオンギヤの後方側に配置されていることは言うまでもないが、少なくともピニオンギヤは直スプラインを介して出力軸に嵌合している必要がある。従って、スプライン筒部は、ピニオンギヤと同じ直スプラインを介して出力軸に嵌合していても良いし、あるいは、平軸受によって出力軸の外周に嵌合していても良い。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のスタータを図面に基づいて説明する。
図１はスタータのピニオン近傍を示す断面図である。
本実施例のスタータ１は、始動モータ（図示しない）のシャフト２（本発明の出力軸）に互いの直スプライン２ａ、３ａを介して摺動自在に嵌合するピニオン移動体３と、このピニオン移動体３をエンジンのリングギヤ４側へ移動させるピニオン移動手段（後述する）とを備える。
始動モータのシャフト２は、前端２ｂが軸受５を介してハウジング６の端部に回転自在に支持されて、後端が図示しないエンドカバーに回転自在に支持されている。なお、始動モータの内部構造は極めて公知であるため、その説明を省略する。
【００１０】
ピニオン移動体３は、シャフト２上を前進してリングギヤ４と噛み合うピニオンギヤ７と、このピニオンギヤ７の後側にピニオンギヤ７と一体に設けられたスプライン筒部８とから成り、スプリング９の弾力を受けて初期位置（図１に示す位置）に静止している。スプライン筒部８は、図２に示す様に、その外周面に螺旋状の溝８ａと円周溝８ｂとが形成されている。但し、円周溝８ｂは、螺旋状の溝８ａの終端から連続してスプライン筒部８の後端部に形成されて、その溝底が螺旋状の溝８ａより深く設けられている（図３参照）。また、螺旋状の溝８ａは、スプライン筒部８の長手方向（図１の左右方向）において、ピニオン移動体３のストローク分と同一の長さに形成されている。従って、ピニオン移動体３が全ストローク前進すると（ピニオンギヤ７が下述のストップカラー１０に当接した時）、ピニオン移動体３が初期位置に静止している時の螺旋状の溝８ａの始端部と同じ位置まで円周溝８ｂが移動することになる。
【００１１】
スプリング９は、エンジン始動後にリングギヤ４からピニオンギヤ７を離脱させてピニオン移動体３を初期位置へ復帰させるものであり、シャフト２の外周でストップカラー１０とピニオンギヤ７との間に介在されている。ストップカラー１０は、ピニオン移動体３の前進規制を行うもので、シャフト２の外周に形成された周溝２ｃに嵌合するスナップリング１１を介してシャフト２の外周に固定されている。
【００１２】
ピニオン移動手段は、スプライン筒部８の外周面に形成された螺旋状の溝８ａと係合可能に設けられた係合部材１２（本発明の係合手段）と、この係合部材１２をワイヤー１３を介して駆動するマグネットスイッチ１４とを備える。
係合部材１２は、略リング形状に設けられて、その内周側に２個の係合歯１２ａ（図４参照）を有し、スプライン筒部８の外周に所定の隙間を持って嵌合している。但し、ピニオン移動体３が初期位置に静止している状態で、スプライン筒部８の長手方向において螺旋状の溝８ａの始端部の外周に位置している（図１参照）。この係合部材１２は、図４に示す様に、その左右両端部が一組の支持部１５に設けられたスリット状の溝１５ａに嵌合して、その溝１５ａに案内されながら上下方向に移動可能に設けられており、ワイヤー１３を通じて図示下方へ引っ張られることで、２個の係合歯１２ａが螺旋状の溝８ａに係合することができる（図５参照）。
【００１３】
また、係合部材１２は、その下端部に開けられた孔１２ｂ（図４参照）にワイヤー１３の一方の端部に連結されたフック１６が係合し、上端部に開けられた孔１２ｃ（図４参照）にリターンスプリング１７の下端部が係合しており、このリターンスプリング１７の弾力とワイヤー１３の張力とが釣り合った位置で静止している（図４に示す状態）。なお、ワイヤー１３の他方の端部は、マグネットスイッチ１４のプランジャ１４ａに連結され、リターンスプリング１７の上端部は、ハウジング６内に設けられた連結ピン１８に連結されている。
【００１４】
マグネットスイッチ１４は、図示しないキースイッチがＯＮ操作されて内蔵するコイル（図示しない）が通電されると、コイルに発生する磁力によってプランジャ１４ａを吸引することにより、このプランジャ１４ａに連結されたワイヤー１３を通じて係合部材１２を図示下方へ駆動操作する。また、マグネットスイッチ１４は、プランジャ１４ａの移動によって、始動モータの電流回路に介在されたモータ接点（図示しない）を閉じることができる。なお、マグネットスイッチ１４の内部構造は極めて公知であるため説明を省略する。
【００１５】
次に、本実施例の作動を説明する。
キースイッチがＯＮ操作されてマグネットスイッチ１４が作動すると、プランジャ１４ａの移動に伴ってモータ接点が閉じることにより、車載バッテリ（図示しない）から始動モータに電流が流れて、始動モータが回転を開始する。
一方、プランジャ１４ａの移動に伴ってワイヤー１３がマグネットスイッチ１４側へ引っ張られることにより、係合部材１２が両端部を支持部１５の溝１５ａに案内されながら下方へ移動する。この結果、図５に示すように、係合部材１２の内周側に設けられた２個の係合歯１２ａがスプライン筒部８の外周面に形成された螺旋状の溝８ａに係合する。
【００１６】
直スプライン２ａ、３ａを介してシャフト２に嵌合するピニオン移動体３は、２個の係合歯１２ａが螺旋状の溝８ａに係合したまま始動モータの回転が伝達されてシャフト２と共に回転する。これにより、螺旋状の溝８ａに沿って２個の係合歯１２ａの係合位置が変化していくため、この変化量に応じてピニオン移動体３がシャフト２上を直スプライン２ａ、３ａに沿って前進することができる。前方へ押し出されたピニオンギヤ７の端面７ａがリングギヤ４の端面４ａに当接すると、ピニオン移動体３の前進移動が一旦停止するが、始動モータの回転力がピニオン移動体３の前進力以上に達した時にピニオンギヤ７とリングギヤ４の端面７ａ、４ａ同士で滑りを生じて、ピニオンギヤ７がリングギヤ４と噛み合い可能な位置まで回転することによりリングギヤ４と噛み合うことができる。
【００１７】
リングギヤ４と噛み合ったピニオンギヤ７がストップカラー１０に当接する位置まで前進すると、それまで螺旋状の溝８ａに係合していた２個の係合歯１２ａが螺旋状の溝８ａから円周溝８ｂへ移行する。この時、円周溝８ｂの方が螺旋状の溝８ａより溝底が深いため、ワイヤー１３を通じてマグネットスイッチ１４の吸引力を受けている係合部材１２が更に図示下方へ移動して、２個の係合歯１２ａの先端が円周溝８ｂの溝底に当接した状態で円周溝８ｂに係合する。これにより、２個の係合歯１２ａが円周溝８ｂから再び螺旋状の溝８ａへ移行することはなく、マグネットスイッチ１４の作動が停止するまで円周溝８ｂに係合し続けることができるため、ピニオン移動体３の後退が２個の係合歯１２ａによって規制される。従って、２個の係合歯１２ａは、ピニオン移動体３の後退を規制するピニオン後退規制手段としても機能する。
【００１８】
始動モータの回転力がピニオンギヤ７を介してリングギヤ４に伝達されてエンジンが始動した後、キースイッチをＯＦＦ操作してマグネットスイッチ１４の作動を停止すると、プランジャ１４ａの復帰に伴ってモータ接点が開くことにより始動モータへの通電が停止して始動モータの回転が停止する。また、プランジャ１４ａの復帰によってワイヤー１３を引っ張っていた力が消滅するため、係合部材１２がリターンスプリング１７の弾力によって初期位置へ復帰する。これにより、それまでピニオン移動体３の後退規制を行っていた２個の係合歯１２ａが円周溝８ｂから離脱するため、ピニオン移動体３はスプリング９の弾力によって初期位置へ復帰することができる。
【００１９】
（本実施例の効果）
本実施例のスタータ１は、ピニオン移動体３がシャフト２と共に回転する時に、係合部材１２の２個の係合歯１２ａをスプライン筒部８に形成された螺旋状の溝８ａに係合させることでピニオン移動体３をシャフト２に対して前進させることができる。このため、ピニオン移動体３は、従来の様にシャフト２の外周にヘリカルスプラインを介して嵌合する必要はなく、互いの直スプライン２ａ、３ａを介して嵌合することができる。その結果、ピニオンギヤ７がリングギヤ４に噛み合ってエンジンを駆動する時、あるいはエンジンが急速に立ち上がる時の変動負荷による反力がピニオンギヤ７に伝わっても、その反力がピニオン移動体３を後退させる力とはならない。従って、前記反力がピニオン後退規制手段である２個の係合歯１２ａを通じて係合部材１２に伝わることがないため、係合部材１２の強度を弱くすることができるとともに、係合部材１２を小型化することもできる。
【００２０】
（変形例）
本実施例では、スプライン筒部８に螺旋状の溝８ａに続く円周溝８ｂを形成して、ピニオンギヤ７がリングギヤ４に噛み合って全ストローク前進した時に、２個の係合歯１２ａが螺旋状の溝８ａから円周溝８ｂに移行してピニオン移動体３の後退を規制する構成としたが、スプライン筒部８の全長を螺旋状の溝８ａの終端までとして円周溝８ｂを無くしても良い。この場合、ピニオンギヤ７がリングギヤ４に噛み合って全ストローク前進した時に、２個の係合歯１２ａが螺旋状の溝８ａから離脱してスプライン筒部８の後端側に入り込むことによりピニオン移動体３の後退を規制することができる。
【００２１】
本実施例では、ピニオン移動体３の略全長に亘って、その内周に直スプライン３ａを設けているが、少なくともピニオンギヤ７の内周側だけに直スプライン３ａを設けて、スプライン筒部８の内周はシャフト２に嵌合する平軸受で受けても良い。また、ピニオンギヤ７とスプライン筒部８とは、必ずしも一体に設ける必要はなく、両者を別体としても良い。但し、この場合、スプライン筒部８がピニオンギヤ７の後方側に配置されていることは言うまでもないが、少なくともピニオンギヤ７は直スプライン２ａ、３ａを介してシャフト２に嵌合している必要がある。従って、スプライン筒部８は、ピニオンギヤ７と同じ直スプライン２ａ、３ａを介してシャフト２に嵌合していても良いし、あるいは、平軸受によってシャフト２の外周に嵌合していても良い。
【００２２】
本実施例では、始動モータに電流を流すための電流回路を図示していないが、始動モータを２段階に通電できる電流回路を構成しても良い。即ち、抵抗を介して始動モータを通電する低電流回路と、抵抗を短絡して始動モータを通電する高電流回路とを形成して、ピニオンギヤ７がリングギヤ４に噛み合うまでは低電流回路を通じて始動モータへ電流を流し、ピニオンギヤ７がリングギヤ４に噛み合ってからは高電流回路を通じて始動モータへ電流を流すことにより、ピニオンギヤ７とリングギヤ４との噛み合いを確実に行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スタータのピニオン近傍を示す断面図である。
【図２】ピニオン移動体の半側面図である。
【図３】ピニオン移動体の半断面図である。
【図４】初期位置にある係合部材の正面図である。
【図５】作動状態を示す係合部材の正面図である。
【符号の説明】
１    スタータ
２    シャフト（出力軸）
２ａ  直スプライン
３    ピニオン移動体
３ａ  直スプライン
４    リングギヤ
７    ピニオンギヤ（ピニオン移動体）
８    スプライン筒部（ピニオン移動体）
８ａ  螺旋状の溝
８ｂ  円周溝
１２    係合部材（係合手段）
１４    マグネットスイッチ（ピニオン移動手段）
【図１】
0003743044.tif 000002
【図２】
0003743044.tif 000003
【図３】
0003743044.tif 000004
【図４】
0003743044.tif 000005
【図５】
0003743044.tif 000006