JPH04255569A - スタータ　　 - Google Patents

スタータ　　

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエンジンを始動させるス
タータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、スタータの分野では、部品の
加工性を向上させるためと、ピニオンとリングギヤとの
噛み合い時に発生する衝撃荷重を緩和するために、衝撃
荷重のかかる各種構成部品に合成樹脂が使われつつある
。
【０００３】なお、この種の装置として関連するものに
は、例えば実公平２−７２６３号公報に記載のスタータ
がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにスタータ
の機械構成部品を合成樹脂で成形した場合、樹脂がガラ
ス転移温度以上の高温下にあると、低温下に比べて樹脂
の強度が極度に低下する。以上からすれば、スタータが
約−４０℃から約１５０℃までの範囲で使用されるので
、特に高温の使用条件の下でもスタータ使用時の衝撃荷
重に耐えられる材料を用いる必要がある。
【０００５】しかし、従来はスタータの構成部品として
合成樹脂を用いる場合に、衝撃荷重を緩和するための弾
性率を主に着目して素材を選択し、素材のガラス転移温
度とスタータ使用時の樹脂強度の関係について十分な考
慮がされていなかった。
【０００６】具体的には、従来はガラス転移温度Ｔｇが
６０℃程度の合成樹脂を用いていた。このような条件の
合成樹脂を用いた場合、スタータの正常使用時には、エ
ンジンルーム内１５０℃程度の高温条件（このような条
件は、例えば、外気温が約５０℃以上の運転，高速運転
などのエンジン停止直後になる）の下でもさほど問題と
ならないが、高温条件とスタータの異常使用条件（例え
ばキースイッチの異常操作やエンジンの過早着火等によ
り、ピニオンとリングギヤが異常に噛み合い過大な衝撃
荷重が発生する条件）が重なった場合には、衝撃荷重で
機械構成部品がこわれ易くなるという問題があった。
【０００７】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
、その目的とするところは、部品加工性が良く、衝撃緩
和能力の高く、さらに高温時にスタータが異常使用され
た場合であっても、スタータの機械構成部品の衝撃荷重
応力（破壊強度）を高めて部品の破損防止を図ることに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、高温条件
，スタータの異常使用等の条件など種々の過酷な使用条
件を重ねて試行した結果、スタータを構成する機械部品
のうち合成樹脂を用いる部品として、ガラス転移温度が
９０℃以上の合成樹脂により成形したものを提案する。
【０００９】
【作用】合成樹脂は、金属材料に比べて弾性率が低いた
め、ピニオンとリングギヤが噛合う時に発生する衝撃荷
重を緩和することができる。このピニオンとリングギア
の噛み合い時に生じる衝撃荷重がかかる具体的なスター
タ構成部品については実施例で述べてあるので、参照さ
れたい。
【００１０】スタータの機械部品に合成樹脂を使用した
場合、合成樹脂の物性として温度上昇に伴い衝撃荷重応
力が低下するが、ガラス転移温度が９０℃以上の物性を
有する場合は、エンジンルーム内が約１５０℃の雰囲気
でも衝撃荷重応力がスタータ異常使用時の過大な衝撃力
に耐える応力値を保つことが、実験結果より確認された
。なお、この実験結果は、実施例の項で第２図の特性線
図に基づき説明してある。
【００１１】
【実施例】本発明の一実施例を図１により説明する。
【００１２】図１のスタータは、一例として電磁押し込
み式のものを例示してある。
【００１３】すなわち、マグネチックスイッチ１のプラ
ンジャ２がトーションばね１７付きのシフトレバー３を
介してピニオンスリーブ４Ａと連結される。ピニオンス
リーブ４Ａは、オーバランニングクラッチ１０及びピニ
オン４を有し、ヘリカルスプラインを介して遊星歯車減
速機構の出力軸であるピニオンシャフト１１に軸方向に
移動自在に嵌合されている。
【００１４】ピニオンシャフト１１の一端はスタータの
フロントケース１２に軸受１８を介して支持され、他端
は軸受１９を介してセンタブラケット１４に支持される
。
【００１５】１３はピニオンスリーブ４Ａの移動を規制
するＥリング、１５はスタータの本体後部を構成するリ
ヤブラケットで、リヤブラケット１５内にはモータのブ
ラシホールド（図示せず）が配置される。
【００１６】遊星歯車機構は、電動機６の回転軸上の太
陽歯車７，遊星歯車８，内歯歯車９で構成され、内歯歯
車９と一体のギヤカバー１６で覆われる上記構成におい
て、図示しないキースイッチをオンすると、エンジン始
動用スタータのマグネチックスイッチ１のソレノイドが
通電され、プランジャ２がＡ方向に吸引され、トーショ
ンばね１７の力に抗してシフトレバー３が回動してピニ
オン４がエンジン側のリングギヤ５側に押し込まれ、リ
ングギヤ５と噛み合う。
【００１７】一方、マグネチックスイッチ１に内蔵され
ている接点がプランジャ２に押されてオンし、電動機６
がトルクを発生する。このトルクは遊星歯車機構で減速
されピニオンシャフト１１からヘリカルスプラインを介
してクラッチ１０に伝わり、ピニオン４まで伝達される
。
【００１８】ピニオン４まで伝達されたトルクによって
、リングギヤ５を回し、エンジンを始動させる。
【００１９】以上のようなスタータ動作時に、ピニオン
４とリングギヤ５が衝突しつつ噛み合う。その時に発生
する衝撃トルクにより、ピニオンシャフト１１，フロン
ト軸受１８を介してフロントケース１２に噛み合い反力
Ｆ１が発生する。
【００２０】また、センタブラケット１４には、ピニオ
ンスリーブ４Ａ，ピニオンシャフト１１，Ｅリング１３
を介して噛み合いスラスト荷重Ｆ２が発生する。
【００２１】また、電動機６の回転軸の軸方向の動きを
止めているリヤブラケット１５と、シフトレバー３にも
スラスト荷重Ｆ３，Ｆ４が発生する。
【００２２】さらに、内歯歯車９には、ピニオン４，ク
ラッチ１０，ピニオンシャフト１１，遊星歯車８を伝わ
り衝撃トルクが負荷され、歯元に曲げ応力が発生する。
【００２３】本実施例では、以上のような衝撃荷重のか
かるスタータ構成部品、すなわちシフトレバー３，内歯
歯車９，内歯歯車９と一体のギヤカバー１６，フロント
ケース１２，センタブラケット１４，リヤブケット１５
，リヤブラケット１５と一体の図示しないブラシホール
ド部品等を、ガラス転移温度が９０℃以上の合成樹脂で
成形する。例えば芳香族共重合ナイロン系の合成樹脂を
用いる。
【００２４】ところで、前記衝撃トルクは、エンジンと
スタータ相方の各要素部品の慣性モーメントと捩り剛さ
、およびピニオン４とリングギヤ５が噛合う直前のスタ
ータとエンジンの相対回転エネルギーに支配されるため
、スタータの異常使用（キースイッチの異常操作，エン
ジンの過早着火等）が起った場合、スタータ構成部品は
、過大な衝撃荷重下にさらされる。一方、温度が高いと
、合成樹脂の強度は弱まり、捩り剛さは柔らかくなる。
【００２５】しかし、本実施例では、約１５０℃の高温
雰囲気下で上記のようなスタータ異常使用がなされても
、以下に述べる図２の実験結果よりも明らかなように十
分な衝撃荷重応力を保つ。
【００２６】図２において、横軸は温度℃、縦軸は応力
ｋｇｆ／ｍｍ２を示す。また、図２の破線は、衝撃トル
クにより発生する内歯歯車９に必要な歯元曲げ応力と温
度の関係を示し、この破線より上の領域であれば、前記
したスタータ異常使用時に生じる過大衝撃荷重に対して
も必要な応力を満たしている。なお、この破線で示す歯
元曲げ応力・温度特性線は、温度が高くなるにつれて次
第に下る。その理由は、温度が高くなるにつれて、内歯
歯車の捩り剛さが柔らかくなり、衝撃荷重緩和能力が上
るため、その衝撃荷重に対する必要な応力が小さくてす
むためである。
【００２７】図２の実線は、ガラス転移温度９０℃未満
の合成樹脂、例えばポリアミド６６系の曲げ破壊応力と
温度の関係を、一点鎖線はガラス転移温度９０℃以上の
合成樹脂（芳香族共重合ナイロン系）の曲げ破壊応力と
温度の関係を示す一例である。また、実線ａと一点鎖線
ａは結晶性の合成樹脂、実線ｂと一点鎖線ｂは非結晶性
の合成樹脂の特性の一例を示している。Ｔｇは合成樹脂
のガラス転移温度を、Ｔｍは合成樹脂の融点をそれぞれ
示している。
【００２８】図２からも明らかなように、実線及び一点
鎖線で示す合成樹脂の曲げ破壊応力は、温度がガラス転
移温度を超えると急激に低下するため、高温で過大衝撃
トルクが発生すると、その衝撃荷重が曲げ破壊応力（衝
撃荷重応力）を超え該内歯歯車９は破壊する。
【００２９】そして、この曲げ破壊応力を比較した場合
、スタータ構成部品が図２の実線で示す特性（ガラス転
移温度が９０℃以下）のものである場合には、周囲温度
が１００℃に満たないところで破線を下回り、図２の一
点鎖線で示す特性（ガラス転移温度が９０℃以上）のも
のである場合には、周囲温度が１５０℃を超えても破線
を上回る。
【００３０】従って、本実施例によれば、約−４０℃か
ら約１５０℃までどの温度でも使用されるスタータにお
いて、シフトレバー３，内歯歯車９，ギヤカバー１６，
フロントケース１２，センタブラケット１４，リヤブラ
ケット１５，ブラシホールド部品等の機械構造部品を、
ガラス転移温度９０℃以上の合成樹脂で成形しているの
で、スタータが約１５０℃程度の高温条件で異常使用さ
れたとしても、スタータ構成部品の健全性を保つことが
できる。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、スタータを構成する機
械部品のうち、合成樹脂を用いるものを、ガラス転移温
度が９０℃以上の合成樹脂で成形することで、極めて過
酷な高温条件でスタータが異常使用されたとしても、ス
タータの健全性を維持するので、スタータ構成部品の加
工容易性，衝撃緩和力が高く、しかも耐温度・衝撃性の
条件を十分に満たした、優れたスタータを提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施例を示す説明図。
【図２】図２はスタータ構成部品に合成樹脂を用いた場
合の温度と衝撃荷重応力との関係を示す特性図。
【符号の説明】
１…マグネチックスイッチ ３…シフトレバー ４…ピニオン ５…リングギヤ ６…電動機 ７…太陽歯車 ８…遊星歯車 ９…内歯歯車 １０…クラッチ １１…ピニオンシャフト １２…フロントケース １４…センタブラケット １５…リヤブラケット １６…ギヤカバー １８，１９…軸受

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　エンジン始動用のスタータにおいて、
    該スタータを構成する機械部品のうち合成樹脂を用いる
    部品を、ガラス転移温度が９０℃以上の合成樹脂で成形
    したことを特徴とするスタータ。
  2. 【請求項２】　　請求項１において、前記スタータを構
    成する機械部品のうち合成樹脂を用いる部品としてピニ
    オンシャフトの一端を軸受を介して回転自在に支持する
    フロントケースを備え、このフロントケースをガラス転
    移温度が９０℃以上の合成樹脂で成形したことを特徴と
    するスタータ。
  3. 【請求項３】　　請求項１または請求項２において、前
    記スタータの機械部品としてピニオンシャフトの一端を
    軸受を介して回転自在に支持するセンタブラケットを備
    え、このセンタブラケットをガラス転移温度が９０℃以
    上の合成樹脂で成形したことを特徴とするスタータ。
  4. 【請求項４】　　請求項１ないし請求項３のいずれか１
    項において、前記スタータの機械部品として本体後部を
    構成するリヤブラケットと、該りヤブラケット内に配置
    されるブラシホールドとを備え、このリヤブラケット及
    びブラシホールドをガラス転移温度が９０℃以上の合成
    樹脂で一体成形したことを特徴とするスタータ。
  5. 【請求項５】　　請求項１ないし請求項４のいずれか１
    項において、前記スタータの機械部品としてピニオンを
    エンジンのリングギヤに噛込ませるべく軸方向に移動さ
    せるシフトレバーを備え、このシフトレバーをガラス転
    移温度が９０℃以上の合成樹脂で成形したことを特徴と
    するスタータ。
  6. 【請求項６】　　請求項１ないし請求項５のいずれか１
    項において、前記スタータの機械部品としてモータの動
    力をピニオンに伝達する遊星歯車減速機構を備え、この
    遊星歯車減速機構の遊星歯車及び該遊星歯車と一体のギ
    ヤカバーをガラス転移温度が９０℃以上の合成樹脂で成
    形したことを特徴とするスタータ。
  7. 【請求項７】　　請求項１ないし請求項６のいずれか１
    項において、前記ガラス転移温度が９０℃以上の合成樹
    脂は、芳香族共重合ナイロン系であることを特徴とする
    スタータ。
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