JPH0147626B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスタータの噛合装置に係り、スタータ
ピニオンとエンジンリングギヤ端面衝突時の衝撃
力によるギヤ端面破損防止を図つたスタータの噛
合装置に関する。

従来、スタータ噛合装置は、例えば特開昭55−
123357号公報等にも示される様に、そのピニオン
ギヤがローラクラツチのインナ部と一体に成形さ
れてピニオンクラツチアツセンブリとして構成さ
れていた。このため、ピニオンギヤとエンジンの
リングギヤとを噛合わせる際、電磁力等で押送さ
れたピニオンクラツチがギヤ端面に激しく衝突
し、リングギヤ端面の欠けや異常摩耗等が発生
し、リングギヤの耐久寿命を低下させる欠点を有
していた。

本発明の目的は、このような点に鑑みてなされ
たものであり、リングギヤの寿命を延ばし、スタ
ータ始動回数を大幅に向上できるスタータの噛合
装置を提供するものである。

このような目的を達成するために本発明は次の
ような考え方に基づいて解決策を案出したもので
ある。すなわち、衝突時の衝撃力低下の手法とし
て、衝突する部材に緩衝ばね等を設け、衝突前の
運動エネルギを緩衝させる方法がある。本発明も
これと同様に、ピニオンクラツチに緩衝ばねを設
置してこのピニオンクラツチの衝撃力緩衝を図つ
たものである。

ここで、緩衝ばねの設置個所としては、ピニオ
ンクラツチをインナ部を含むクラツチ部とピニオ
ンギヤ部とに分けて考えると、緩衝効果の最も大
きな個所はクラツチ部とピニオンギヤ部の間であ
り、この間に緩衝ばねを入れ、運動エネルギの大
きなクラツチ部の衝突を阻止すればよいことにな
る。しかしながら、ピニオンギヤ部はエンジン始
動後リングギヤによつて高速回転され、たとえば
緩衝ばねを飛散防止用の部材なしで設置すること
は短時間で破損に至つてしまう。

したがつて、ピニオン部を従来より大きくして
充分なばね設置用スペースを設けるようにすれば
よいが、一方、ピニオン部の重量増加の為本来の
課題とは逆行し、衝撃力が低下しなくなつてしま
うという問題が残る。

本発明は、従来と形状をほぼ同じにし、かつ小
形で簡単な構成とするため、緩衝ばねをインナ部
の内周面に収納しこれにより遠心力による緩衝ば
ねの拡がりを防止した。この場合、インナ部の肉
厚小による強度低下対策として、従来行なつてい
たインナ部とピニオン部間に設けた溝部を利用し
てクラツチアウタとインナ部を一体化する方法を
採用せず、インナ側に逆にリング状の突起を設置
してクラツチアウタとインナ部との一体化を図つ
たものである。

また、インナ部とピニオンギヤ部間の動力伝達
は平行スプラインの嵌合とし、かつ両者間に設置
した緩衝ばねの押圧力により両者が分離すること
を防止する方法として、ピニオンギヤ部側をイン
ナ部のスプライン部に押し込んだ後に、ピニオン
ギヤ側のスプライン端面をストツパとして利用
し、かつインナ部側のピニオンギヤ側端面部に前
記スプライン端面と接するようにリング状部材を
一体に装着するようにしたものである。

さらに、緩衝ばねのインナ側受座としては、イ
ンナ側内部を貫通してアウタ部で受けることも可
能であるが、緩衝ばねとアウタ部間に相対回転が
生じ異常摩耗を生じるため、緩衝ばねと一体回転
するインナ部材の一部又はインナ部内周にストツ
パ用部材を設置することが最適といえ、本発明で
はインナ部内周のスプラインを段付構成としその
段部を緩衝ばねの受座としたものである。

さらに、本発明では、インナ部とピニオンギヤ
側が分離されるため、前記ばね受座に利用したス
プライン部にメタルを介入して前記インナ部を支
承することによつて、クラツチの正転および逆転
性能の低下を防ぐようにしたものである。

以下、実施側を用いて本発明を詳細に説明す
る。

図面は本発明によるスタータの噛合装置の一実
施例を示した断面図である。モータ部１があり、
このモータ部１の回転はアーマチヤ２、ヘリカル
スプライン４を介して出力シヤフト３に伝達され
るようになつている。一方、クラツチ部５があ
り、このクラツチ部５は、前記ヘリカルスプライ
ン４とスラスト移動可能に嵌合した第１クラツチ
主体（以下クラツチ主体Ａと称す）６およびロー
ラ７、第２クラツチ主体（以下クラツチ主体Ｂと
称す）８から構成されている。クラツチ主体Ｂ８
は内周にインナメタル９を圧入した平行スプライ
ンＡ１０を有するインナ部材１１、および前記イ
ンナ部材１１の一端にインナカバー１２にて一体
に加締られたリング状ストツパ部材１３から構成
されている。前記出力シヤフト３にはピニオンギ
ヤ部材１４が挿入され、このピニオンギヤ部材１
４は平行スプラインＢ１５およびギヤ部１６を有
し、前記インナ部材１１の平行スプラインＡ１０
とスラスト移動可能に嵌合し、かつ平行スプライ
ンＢ１５の端部が前記クラツチ主体Ｂ８のストツ
パ部材１３と接してエンジン側へのスラスト移動
が規制されている。また、緩衝ばね１７があり、
この緩衝ばね１７の一端は前記インナ部材１１の
平行の平行スプラインＡ１０の段部１８にて支承
され、他面はピニオンギヤ部材１４と接してい
る。前記インナ部材１１の外周にはリング状突起
１９が形成され、クラツチ主体Ａ６にクラツチカ
バー２０にて一体に加締られるリングカバー２１
と共にクラツチ主体Ｂ８の移動規制を行なうよう
になつている。また、前記ローラ７の移動規制は
ワツシヤ２２で行なわれるようになつている。な
お、図中、２３はピニオンメタル、２４はエンジ
ンのリングギヤ、２５はストツパ、２６はクリツ
プ、２７はメタル、２８はハウジング、２９はシ
フトレバー、３０はトーシヨンばね、３１はプラ
ンジヤ、３２はソレノイドスイツチ、３３はリン
グワツシヤを示している。

このように構成したスタータの噛合装置の動作
を以下説明する。スタータのキースイツチをON
すると、ソレノイドスイツチ３２に電磁力が発生
し、プランジヤ３１が吸引される。同時にシフト
レバー２９が回転しクラツチ部５をリングギヤ２
４側に押送する。またピニオンギヤ部材１４は充
分に強い緩衝ばね１７を介し、インナ部材１１に
押されてクラツチ部５とともにリングギヤ２４側
に押送される。したがつて、クラツチ部５および
ピニオンギヤ部材１４は同一速度で出力シヤフト
３上を急速に速度を増しながら移動し、ピニオン
ギヤ部材１４のギヤ部１６とリングギヤ２４の各
歯の端面同士が衝突する。このとき、ピニオンギ
ヤ部材１４の運動エネルギが瞬時に放出され、衝
撃力が発生するが、クラツチ部５は緩衝ばね１７
をたわませ、徐々に速度をおとしながら出力シヤ
フト３およびピニオン部材１４上を移動し、クラ
ツチ部５の運動エネルギの瞬時の放出はない。前
記緩衝ばね１７がたわんでいく過程において、ス
タータのモータ１のメイン接点がONされて、ア
ーマチヤ２が回転し、ヘリカルスプライン４を介
し回転がクラツチ部５、ピニオンギヤ部材１４に
伝達され、リングギヤ２４の歯と歯との間にギヤ
部１６の歯がずれ込み、各歯の衝突状態が解除さ
れ、ピニオンギヤ部材１４とリングギヤ２４が噛
み合い、エンジンに回転力が伝達される。

以上の噛合い動作により、ピニオンギヤ部材１
４のギヤ部１６とリングギヤ２４の衝突時、クラ
ツチ部５の運動エネルギーの瞬時の放出を防止で
き、衝突時の衝撃力を低下可能であるという効果
がある。また、通常、エンジン始動後、エンジン
回転の急激な立上りにより、ピニオンギヤ部材１
４がリングギヤ２４からの回転力により毎分数万
回転という高速回転を受けるが、本構造のよう
に、インナ部材１１内に緩衝ばね１７を設置した
ことで、緩衝ばね１７の遠心力による拡がりや破
損を防止できるという効果がある。

またインナメタル９をインナ部材１１の平行ス
プライン１０に直接圧入したこと、およびピニオ
ンギヤ部材１４のヘリカルスプライン１５の端面
をピニオンギヤ部材１４のスラスト移動規制用ス
トツパーとしたことにより、全長が短縮され、噛
合装置を小形化できるという効果がある。

さらに段付の平行スプライン１０の段部１８を
緩衝ばね１７の受座とすることで、特別なストツ
パー装置が不要となり、構造が単純化され、且つ
インナ部材１１のリング状突起によるクラツチ部
５の一体化により、インナ部材１１の強度向上が
得られたという効果がある。

また、シフトレバーにより押送されるピニオン
クラツチの飛出し時の挙動はクラツチ主体Ａとシ
ヤフトの係合方法がストレートスプラインとヘリ
カルスプラインとでは大幅に異なるものである。
ストレートスプラインでは、押送力に対しピニオ
ンクラツチは単にストレートに移動するのみであ
り、ピニオンクラツチの飛出し速度は極めて大き
くなる。これに対し、ヘリカルスプラインの係合
の場合、ピニオンクラツチが移動するためには、
平行移動とともにヘリカルのねじれ角によりピニ
オンクラツチの回転運動が必要となる。したがつ
て押送力は平行移動に要する力とピニオンクラツ
チを回転させる力とに分けられ、前者ストレート
スプライン時より移動速度が大幅におちることと
なる。

したがつて、ピニオンとリングギヤの衝突力を
低下させるためには、ヘリカルスプラインを含む
構造とするのが極めて有効となる。しかしなが
ら、単にクラツチ主体Ａとシヤフト間をヘリカル
スプライン係合すると、トルク伝達時に生じるヘ
リカルのねじ作用によりクラツチ主体Ａに推力が
加わり、クラツチ主体Ｂとピニオン部材間に入れ
た緩衝ばね力に打ち勝つて、クラツチ部がリング
ギヤ側にさらに押し出されることになる。このた
め、クラツチ主体Ａの移動量が従来より大きくな
り、その対策としてソレノイドスイツチのプラン
ジヤ移動量やシフトレバーの形状変更等が必要と
なり、大幅なスタータ設計変更を要求されるもの
となる。

この対策として、最も簡単な方法はローラクラ
ツチ部のスラスト移動を粗止するストツパーを設
置すればよいが、スタータの構造上、ストツパー
はピニオン部材の摺動のないアーマチヤ側のシヤ
フト上にクラツチ部内に内蔵する方法にて設置す
るか、スタータ構造体に設置して、スラスト移動
を粗止することになるが、いずれの場合にも設置
スペースやストツパーの小型化等に問題を有する
ものとなる。

それ故、クラツチ主体Ｂとピニオン間の係合を
同じくヘリカルスプラインとし、クラツチ主体Ａ
の推力とクラツチ主体Ｂに生じる推力の向きを互
いに反対方向として同一の力で釣合わせることに
した。

すなわち、たとえば通常右回転のスタータには
クラツチ主体Ａとシヤフト間のヘリカルスプライ
ンはねじれ方向右のヘリカルを設定する。この場
合トルクの伝達はシヤフト側からクラツチ主体Ａ
に伝わり、クラツチ主体Ａがリングギヤ側に押し
出される。またクラツチ主体Ｂとピニオン間にも
同様右のねじれ角をもつヘリカルスプラインを設
定する。このときトルクの伝達はクラツチ主体Ｂ
からピニオン側へ伝わるため、クラツチ主体Ｂは
シフトレバー側に押し返され、一方ピニオンはス
タータのピニオンストツパーに押圧される。

このように、互にクラツチ主体Ａとクラツチ主
体Ｂが押し合う形になり、両者の推力を打ち消し
合えば、ローラクラツチはトルク伝達直前の状態
で静止し、前記した必要以上の移動はなくなる。

したがつて、出力シヤフトとクラツチ主体Ａお
よびクラツチ主体Ｂとピニオン間の係合をともに
ヘリカルスプラインにすることにより、ピニオン
とリングギヤの衝突時の衝突スピードを大幅に低
下させ衝撃力を低下させるとともに構造が簡単で
かつ安価にすることができる。

以上述べたことから明らかなように、本発明に
よるスタータの噛合装置によれば、緩衝ばねをイ
ンナ部材内部に封入する構成とすることにより、
緩衝ばねの遠心力による破損を防止でき、かつピ
ニオンギヤとリングギヤが衝突したときのクラツ
チ部の運動エネルギを吸収可能となり、衝突時の
衝撃力を大幅に低減し、リングギヤの破損を防止
でき、小形で安価、緩衝効率の優れたものを得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明によるスタータの噛合装置の一実
施例を示す断面図である。 １……モータ部、２……アーマチヤ、３……出
力シヤフト、４……ヘリカルスプライン、５……
クラツチ部、６……クラツチ主体Ａ、７……ロー
ラ、８……クラツチ主体Ｂ、９……インナメタ
ル、１０……平行スプラインＡ、１１……インナ
部材、１２……インナカバー、１３……リング状
ストツパー部材、１４……ピニオンギヤ部材、１
５……平行スプラインＢ、１９……リング状突
起、２０……クラツチカバー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 回転出力シヤフトと、このシヤフトに嵌合さ
   れたスラスト移動体と、前記出力シヤフトの動力
   が伝達される第１クラツチ主体と、エンジン側に
   出力を伝達する第２クラツチ主体と、これらクラ
   ツチ主体間のくさび状空隙部に嵌合されキーの役
   目をして前記第１クラツチ主体の動力を第２クラ
   ツチ主体に伝達するローラからなるローラクラツ
   チと、エンジンのリングギヤと係合し前記ローラ
   クラツチの第２クラツチ主体を介して出力を伝達
   するピニオンギヤとを有し、前記第２クラツチ主
   体は、前記ピニオンギヤの外周に形成したヘリカ
   ルスプラインとスラスト移動可能に係合するスプ
   ラインを内周に設置したインナ部材と、このイン
   ナ部材の前記ピニオンギヤ側の側端部に装着され
   前記ピニオンギヤ側のスプラインの端面に当接す
   る環状のストツパー部材とからなり、かつインナ
   部材の動力伝達部材の内周と出力シヤフトの外周
   間の空隙部にインナ部材とピニオンギヤを押し広
   げるように緩衝部材を設置したことを特徴とする
   スタータの噛合装置。