JPH0138185B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は内燃機関を始動させるために使用され
る内燃機関用スタータに係り、特に自動車等に用
いるに好適な電動機式スタータであつて小形軽量
化のために遊星歯車機構を一体に組込んだ内燃機
関用スタータに関する。

〔発明の背景〕

従来、内燃機関用スタータとしては、第１図に
示すような電動機直結式のものが多く用いられて
いた。この動作の概略を説明すると、運転者のキ
ースイツチ投入によりソレノイドコイル１が励磁
され、それによつてシフトレバー２が移動を開始
し、シフトレバー２の移動完了前に電動機に通電
されて電動機のアーマチヤ３が回転を開始する。
このときシフトレバー２はアーマチヤシヤフト３
ａに一体に形成されたヘリカルスプライン３ｂと
係合している一方向クラツチ４及びピニオン５ａ
を軸方向、図では右側に移動させつつあるので、
図示していない内燃機関のクランク軸に一体に取
付けられた、これも図示していないリングギヤに
ピニオン５ａが係合し内燃機関を始動させる。こ
のような内燃機関用スタータにも最近の自動車の
省エネルギ化、低騒音化等の要請から小形軽量化
が強く要求されて来ているが、電動機直結式の場
合は鉄心部の磁気飽和等の現象から、必要とする
出力トルクが得られなくなるため小形化する限界
があつた。この欠点に鑑み、実開昭58−132171号
公報のように遊星歯車機構を一体に組込んだ方式
が提案されているが、周知のように遊星歯車機構
では同時に複数個の遊星歯車を介して動力を伝達
するため、それら遊星歯車間に動力が等配されな
い場合には過大な負荷のため減速機が破損する、
あるいは振動騒音が増大するという問題点を有し
ている。ところで、内燃機関用スタータには重要
な特徴として、原動側すなわち電動機と被動側す
なわち内燃機関が共に衝撃的なトルク特性を持つ
ている点があげられる。すなわち、内燃機関用ス
タータに用いられる遊星歯車減速機構は動力等配
の面と共に衝撃荷重にも耐えるものでなければな
らない。この観点から考えると、従来の動力等配
機構のうち、まず太陽歯車を軸に対して回転方向
のみ拘束する、いわゆる太陽歯車浮動式の等配機
構は内燃機関側の衝撃負荷が少なくとも遊星歯車
ピン及び遊星歯車と内歯車のかみ合い部にまでは
伝達され得るため好ましくない。同様にキヤリヤ
を浮動させる方法では電動機の発生する衝撃トル
クが太陽歯車、遊星歯車及び内歯車の各かみあい
部に伝達され得る点で好ましくなく、さらにキヤ
リヤと出力軸の締結部にフレツテイングの発生す
る危険性もある。すなわち、動力等配度と衝撃荷
重の緩和の双方を満足させるためには、広義の差
動装置における反力支持部材である内歯車を半径
方向移動可能に浮動支持し、さらに弾性変形可能
とすべきであることがわかる。前記実開昭58−
132171号公報では、衝撃荷重に対してリングギヤ
（インターナルギヤ）が軸方向へ移動することに
よつて吸収できる構造となつているが、動力等配
のために必要な半径方向の移動量は最大限でもヘ
リカルスプラインの歯面法線方向のバツクラツシ
の最小値までであつて、ヘリカルスプラインの精
度を考えれば実質的には半径方向に移動できない
といつても過言ではない。また、この方法ではリ
ングギヤ（インターナルギヤ）部材は外周内周共
に、負荷を支持する歯部を有しているため歯元の
応力集中によつてリムに亀裂が入ることを防ぐた
めリム厚さを厚くしなければならず、リムの可と
う性が著しく低下し、この点でも動力等配性が低
下することになる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上記の点に鑑み小形軽量かつ破
損の恐れなく振動騒音の低い内燃機関用スタータ
を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴とするところは内歯車の浮動し得
る範囲を大きくとれ、かつ内歯車リムの可とう性
を向上できる内歯車支持方式として、内歯車の少
なくとも一方の端面には複数個の係止用溝を、該
端面に対向する減速機ケーシングの内端面には該
溝と同数またはそれ以下の突起を設け、これら溝
と突起を係合させることにより内歯車の受ける反
力を減速機ケーシングへ伝達すると共に、内歯車
の外周と減速機ケーシングの内周との間には少な
くとも内歯車及び突起に生ずる弾性変形量以上の
径方向すきまを設けたものである。

上記の構成であるから、突起が片持ちはりとな
つているので、この突起の自由端に係合している
内歯車は、突起の弾性変形量の範囲内で変位す
る。そのため、衝撃荷重が作用したとき、突起が
変形し、内歯車が半径方向に変位して衝撃が吸収
される。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。第２図は本発明の一実施例を示す縦断面図で
あり、第３図はその要部拡大図である。図におい
て、６はアーマチヤ８の一方の軸端を回転自在に
支持すると共にステータ７を固定するモータハウ
ジングで、このモータハウジング６の一端には嵌
合部６ａが設けてあり、この嵌合部６ａは、減速
機ケーシングを構成する。ブラケツト９及びカバ
ー１０はともにボルトによつてメインブラケツト
１３に嵌合固定されている。ステータ７は着磁さ
れた複数個の永久磁石から成つていてモータの界
磁を構成するが、これは従来公知の直流電動機と
同様なので詳細な説明は省略する。アーマチヤ８
は、アーマチヤシヤフト８ａの略中央部に圧入さ
れたコア８ｂ、コア８ｂに巻付けられた巻線８
ｃ、巻線８ｃに外部から図示しないブラシにより
給電するためのコンミテータ８ｄからなり、アー
マチヤシヤフト８ａの一端はモータハウジング６
内に一体に取付けられた軸受６ｂに回転可能に挿
入されており、他端にはブラケツト９に回転可能
に支持される軸受部８ｅ及び遊星歯車減速機の入
力となる太陽歯車８ｆが一体に形成されている。
モータハウジング６、ブラケツト９及びカバー１
０はスタータを内燃機関のフライホイルハウジン
グ（図示せず）に取付けると共に、スタータを動
作させるためのソレノイドコイル１１、シフトレ
バー１２等を保持するメインブラケツト１３にボ
ルトによつて取付けられている。カバー１０は中
心に遊星歯車減速機のキヤリヤー１４ａが一体に
形成されたスタータ出力軸１４を回転自在に支持
する軸受部１０ａを有していて、その端面には軸
受部１０ａと同心に等角度間隔に６箇所の押出し
部１０ｂが形成されている。この押し出し部１０
ｂには内歯車固定ピン１０ｃが６本圧力固定さ
れ、各固定ピン１０ｃの先端がカバー１０の内歯
車１５に対向する面から突出している。この固定
ピン１０ｃの突出部すなわち突起には内歯車１５
の端面に設けられた溝１５ａが係合し、これによ
つて、内歯車１５は回転方向、半径方向ともある
限度以上の動きを規制されている。内歯車１５の
外周側は、内歯車１５の外周１５ｂよりも内周を
大きく形成したブラケツト９によつておおわれて
おり、この内歯車１５とブラケツト９の間には、
内歯車１５および突起に生ずる弾性変形量以上の
径方向すきまｈが形成されている。カバー１０の
軸受部１０ａ及びメインブラケツトに設けられた
軸受部１３ａによつて回転自在に支持されている
スタータ出力軸１４は一端にキヤリヤ１４ａが一
体に形成されており、略中央部にはヘリカルスプ
ライン１４ｂが形成されている。キヤリヤ１４ａ
には、スタータ出力軸１４と同心に等角度間隔に
遊星歯車支持ピン１４ｃが３本打込固定されてお
り、各遊星歯車支持ピン１４ｃには軸受１６を内
周に挿入された遊星歯車１７が回転自在に支持さ
れ、この遊星歯車１７は太陽歯車８ｆ及び内歯車
１５と各々にかみ合つており、これら太陽歯車８
ｆ、遊星歯車１７、内歯車１５及びキヤリヤ１４
ａによつていわゆるプラネタリ形遊星歯車減速機
が構成されている。スタータ出力軸１４の略中央
部に形成されたヘリカルスプライン１４ｂには、
シフトレバー１２によつてスタータ出力軸１４の
軸方向に移動させられるアウター１８の一端の内
周に設けられたヘリカルスプライン１８ａが係合
しており、このヘリカルスプライン１８ａによつ
てスタータ出力軸１４とアウター１８はある限度
以上の相対回転が不能に結合されている。アウタ
ー１８の他端の内周にはカム１８ｂが形成されて
おり、このカム１８ｂ内に挿入されたローラ１９
及び、一端に内燃機関に設けられたリングギヤ
（図示せず）とかみあうピニオン２０ａを有する
インナー２０によつて一方向クラツチが形成され
ている。

次に、上記のように構成された本発明のスター
タの作動について説明する。ここで運転者がキー
スイツチを入れてからピニオン２０ａがリングギ
ヤにかみあうまでの各リレー等の細い動作は従来
公知の内燃機関用スタータと特に変るところはな
いので省略する。運転者のキースイツチ投入によ
り、ソレノイドコイル１１が励磁され、それによ
つてシフトレバー１２が移動を開始すると、ある
位置までシフトレバー１２が移動したところでア
ーマチヤ８の巻線８ｃに通電され、アーマチヤ
８、したがつて太陽歯車８ｆが急激に回転を始め
る。この太陽歯車８ｆに加えられる回転力は遊星
歯車１７の歯面を介し、まず内歯車１５へ伝達さ
れる。ここで内歯車１５は内歯車固定ピン１０ｃ
によつて減速機ケーシングへ固定されているた
め、モータの発生する過大な衝撃的トルクは内歯
車固定ピン１０ｃ及び内歯車１５のリム部の弾性
変形で吸収される。次いで、内歯車１５及び内歯
車固定ピン１０ｃの弾性変形量が最大となつた後
に、遊星歯車支持ピン１４ｃを介してキヤリヤ１
４ａ及び出力軸１４が回転を開始し、この回転が
ヘリカルスプライン１４ｂ及び１８ｂを介しアウ
ター１８さらにローラ１９及びインナー２０を通
じてピニオン２０ａへと伝達され内燃機関を始動
させる。このとき、内燃機関側から始動不良ある
いは不整着火等によつて、出力軸１４へ過大なト
ルクが加わり、または一方向クラツチの切れが悪
く、出力軸１４が加速されることもあり得る。こ
のような場合も衝撃的な現象であるため、内歯車
１５が弾性支持されていることからこれらの衝撃
負荷を内歯車支持部で吸収し、少なくとも太陽歯
車と遊星歯車のかみあい部には衝撃負荷を作用さ
せないようにできる。このように、本発明によれ
ば内燃機関用スタータの特徴である衝撃荷重を緩
和できる。また、内歯車浮動方式によつて動力等
配度を高めることができる。すなわち、減速機ケ
ーシングに設けた突起の片持ちはりとしての弾性
変形量だけ内歯車が浮動できると共に、内歯車リ
ム部の弾性変形も外周が拘束されていないことお
よびヘリカルスプラインによつて生ずる応力集中
の問題がないことから、内歯車の弾性変形量も大
きくとれるため、動力等配に大きく効果がある。
さらに、端面に設けられた溝と突起を係合させる
組立は従来のようにギヤカツプリングを係合させ
る場合に比べてはるかに容易なため、大量生産の
際には大幅な原価低減が可能となる。

次に本発明の他の実施例を第４図によつて説明
する。第４図は、第２図と同様の視点から見た内
燃機関用スタータの要部縦断面図であつて、特に
内歯車の支持部に着目した図である。この図にお
いてはカバー１０には軸受部１０ａと同心に、内
歯車側に向けて６個の押出し部１０ｂが形成され
ており、一方内歯車１５は浮動し易くするため質
量及び慣性モーメントを小さくするよう合成樹脂
材料で製作され、押出し部１０ｂの外形よりやや
大きい溝１５ａが形成されている。この実施例で
は内歯車１５に伝達された衝撃的なトルクは、溝
１５ａと押出し部１０ｂの間のすきま及び主とし
て溝１５ａが主体となる弾性変形によつて吸収さ
れる。この第２の実施例は、効果においては第１
の実施例と同様であつて、部品点数のさらに低減
及び一層の小形軽量化が図れる上に、内歯車の慣
性抵抗が小さいので動力等配性をより向上させら
れる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、内歯車の
少なくとも一端の端面に係止用溝を設け、その溝
に減速機ケーシング内端面に設けた突起を挿入す
ることにより内歯車を浮動支持し、かつ内歯車の
外周がケーシング内周によつて拘束されない構成
としたので、動力等配度が高く、衝撃荷重を吸収
できる内燃機関用スタータが得られる。これによ
つて内燃機関用スタータの小形軽量化、低コスト
化が図れるので生産時、使用時における省エネル
ギ等経済的な効果も極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の内燃機関用スタータを示す縦断
面図、第２図は本発明の内燃機関用スタータの一
実施例を示す縦断面図、第３図は第２図の要部拡
大図、第４図は本発明の他の実施例を示す図であ
る。 ６…モータハウジング、７…スタータ、８…ア
ーマチヤ、８ｆ…太陽歯車、１０ｂ…押出し部、
１０ｃ…内歯車固定、１５…内歯車、１５ａ…
溝、１７…遊星歯車。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関を始動させるために使用される電動
   機の回転を遊星歯車減速機構によつて減速して内
   燃機関に設けられているリングギヤへ伝達する内
   燃機関用スタータにおいて、遊星歯車機構の反力
   部材である内歯車の少なくとも一方の端面には複
   数個の係止用溝を設け、該溝には減速機ケーシン
   グの、該溝に対向する内端面に設けた突起を挿入
   することによつて内歯車の受ける反力を減速機ケ
   ーシングへ伝達すると共に、前記内歯車の外周と
   前記減速機ケーシングの内周との間には少なくと
   も前記内歯車及び突起に生ずる弾性変形量以上の
   径方向すきまを設けたことを特徴とする内燃機関
   用スタータ。 ２ 前記遊星歯車機構の内歯車の端面に設けられ
   た複数個の溝を減速機ケーシングの内端面に設け
   た突起よりも大きくしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の内燃機関用スタータ。