JPH05248329A

JPH05248329A - スタータ

Info

Publication number: JPH05248329A
Application number: JP4051737A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Innami; 敏之印南; Naoyuki Tanaka; 直行田中; Shigeru Yumiyama; 茂弓山; Hideo Mori; 秀夫森
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-03-10
Filing date: 1992-03-10
Publication date: 1993-09-24

Abstract

(57)【要約】【目的】エンジンを始動するスタータの軽量、小型化
を図ることにある。【構成】本発明はスタータのワンウェイクラッチを減
速機構に内蔵している。モータ４のアーマチャ軸８とサ
ンギヤ１０が一体となって構成され、プラネットギヤ１
２は、インターナルギヤ１１と係合しながらサンギヤ１
０の周りを公転し、インターナルギヤ１１はその外周を
クラッチインナとして、ローラ１８およびローラ押しば
ね１９、固定されたクラッチアウタ２０によって、ワン
ウェイクラッチを構成している。プラネットギヤ１２を
軸支するキャリア１３とピニオン軸１は一体となって構
成され、ピニオン軸１にはピニオンギヤ２が軸方向に移
動可能に配置されている。【効果】ワンウェイクラッチを減速機構に内蔵するこ
とにより、ピニオン軸上のワンウェイクラッチ分の軸方
向の寸法を短縮することができ、スタータを軽量、小型
化することができる。

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
スタータの軽量、小型化に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１２は従来の遊星歯車減速式スタータ
の構成を示す説明図である。

【０００３】図１３は従来の遊星歯車減速式スタータの
トルク伝達部の構成を示す断面図である。

【０００４】図１４は従来の減速機を持たないスタータ
の構成を示す説明図である。

【０００５】図１２及び図１４に示す従来のスタータで
は、ピニオンギヤ２とワンウェイクラッチ３を一体化し
て、ピニオン軸１上に配置している。ワンウェイクラッ
チ３を設ける理由は、エンジンが始動した後、図示せざ
るエンジンのリングギヤがスタータのピニオンギヤ２を
駆動するトルク（以下、このトルクを逆トルクと呼
ぶ。）を遮断し、モータ４の軸受、コンミテータ２９等
の寿命の低下を防止するためである。

【０００６】減速機を持たない従来のスタータを以下、
コンベンショナルスタータと呼ぶ。

【０００７】以下に、従来のスタータのエンジン始動の
動作を説明する。

【０００８】スタータスイッチをオンにすると、まず、
マグネットスイッチ５内のソレノイドに電流が流れ、プ
ランジャ６を吸引する。プランジャ６が吸引されるとシ
フトレバー７によって、一体化されているピニオンギヤ
２とワンウェイクラッチ３が図中右方向のエンジン側に
押し出され、エンジンのフライホイールに刻まれた図示
せざるリングギヤに係合するように付勢される。次に、
プランジャ６によってマグネットスイッチ５の接点が閉
じられ、モータ４が駆動され、エンジンをクランキング
する。

【０００９】図１２に示すように遊星歯車減速式スター
タの場合、モータ４からの出力は、アーマチャ軸８に一
体化されている遊星歯車減速機９のサンギヤ１０を回転
させる。インターナルギヤ１１は固定されているのでサ
ンギヤ１０の回転により、プラネットギヤ１２は、サン
ギヤ１０の周りを公転する。プラネットギヤ１２の公転
をキャリヤ１３で取り出し、ピニオン軸１を回転させ
る。

【００１０】また、図１４に示すようにコンベンショナ
ルスタータの場合、アーマチャ軸８とピニオン軸１とが
一体となっており、モータ４からの出力は、直接ピニオ
ン軸１を回転させる。

【００１１】遊星歯車減速式スタータ、コンベンショナ
ルスタータは共に、ピニオン軸１とワンウェイクラッチ
３のクラッチアウタ１４とは、スプライン１５によって
締結されており、ピニオンギヤ２とワンウェイクラッチ
３は一体となって、軸方向に移動しトルクを伝達する。
そのため、ピニオンギヤ２に逆トルクが加えられた時
は、ワンウェイクラッチ３の動作により、ピニオンギヤ
２のみが空転し、逆トルクはピニオン軸１には伝達され
ず、モータ４を保護する構造となっている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】前述したように従来の
技術では、ピニオンギヤ２に逆トルクが加えられた場合
モータ４を保護するために、ワンウェイクラッチ３のク
ラッチインナ１６をピニオンギヤ２と一体化して逆トル
クが加わることを防止している。前記のような構造をと
ると、ワンウェイクラッチ３の分だけピニオン軸１の軸
方向の寸法が大きくなる。ピニオン軸１の一端はギヤケ
ース１７のノーズ部によって支持されているため、ピニ
オン軸１が長くなると、ギヤケース１７のノーズ部は、
ピニオン軸１支持部にかかる応力に対応するために大き
く重くなる。また、ワンウェイクラッチ３とピニオンギ
ヤ２を一体として前方へ移動させるため、移動部材の重
量が大きくなっている。それ故、マグネットスイッチ５
の容量も大きくしなければならず、マグネットスイッチ
５の重量も大きくなる。従来、以上のような問題点があ
り、その解決の為にワンウェイクラッチ３とピニオンギ
ヤ２とを一体化した可動部を小さくしそれによりピニオ
ン軸を短縮する必要がある。

【００１３】本発明の目的は、エンジンを始動するスタ
ータの軽量、小型化を図ることにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、エンジンを
始動させるトルクを発生するモータと、入力軸が該モー
タの回転軸に連結する減速機構と、該減速機構の出力軸
に連結するピニオン軸と、前記エンジンの始動により該
ピニオン軸に加わる逆トルクでスリップするワンウェイ
クラッチ機構と、前記ピニオン軸上に配置され前記エン
ジンに係合するピニオンギアとを備えたスタータにおい
て、前記ワンウェイクラッチ機構を前記減速機構内に配
置し、前記ピニオンギアを前記ピニオン軸の軸方向に移
動可能としたことにより達成される。

【００１５】上記目的は、エンジンを始動させるトルク
を発生するモータと、該モータの回転軸に連結するピニ
オン軸とを備え、前記エンジンの始動により前記ピニオ
ン軸に加わる逆トルクでスリップするワンウェイクラッ
チ機構及び前記エンジンに係合するピニオンギアとが前
記ピニオン軸上に配置されたスタータにおいて、前記モ
ータの回転軸をクラッチインナとし、前記ピニオン軸を
クラッチアウタとして前記ワンウェイクラッチ機構を構
成し、前記ピニオンギアを前記ピニオン軸の軸方向に移
動可能としたことにより達成される。

【００１６】上記目的は、エンジンを始動させるトルク
を発生するモータと、該モータの回転軸に連結するピニ
オン軸とを備え、前記エンジンの始動により前記ピニオ
ン軸に加わる逆トルクでスリップするワンウェイクラッ
チ機構及び前記エンジンに係合するピニオンギアとが前
記ピニオン軸上に配置されたスタータにおいて、前記モ
ータの回転軸をクラッチアウタとし、前記ピニオン軸を
クラッチインナとして前記ワンウェイクラッチ機構を構
成し、前記ピニオンギアを前記ピニオン軸の軸方向に移
動可能としたことにより達成される。

【００１７】

【作用】上記構成によれば、従来一体となっていたワン
ウェイクラッチ機構とピニオンギアを分離し、ワンウェ
イクラッチ機構を減速機構内に配置し、ピニオンギアを
ピニオン軸の軸方向に移動可能としたことにより、ワン
ウェイクラッチ機構をピニオン軸上から除去し、ピニオ
ン軸の軸方向の寸法をワンウェイクラッチ機構の長さ分
は短縮することができる。ピニオン軸が短縮されること
によりピニオン軸を軽量化することができ、ギヤケース
のノーズ部に発生する応力を下げられるので、ギヤケー
スを軽量化することができる。

【００１８】また、ピニオン軸上を移動するのはピニオ
ンギアのみとなり、エンジンのリングギヤに係合するた
めに移動させる部分の質量が小さくなるため、プランジ
ャを引き込むためのソレノイドの容量を小さくすること
が可能となり、スタータを全体的に軽量化することがで
きる。

【００１９】そして、遊星歯車減速式スタータにおいて
は、遊星歯車減速機がワンウェイクラッチ及びハウジン
グによって包み込まれるため、発生するノイズの低減も
可能となる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。

【００２１】従来のスタータである図１２、図１３及び
図１４と本実施例のスタータとで、同じ機能を有する部
分は同一名称、同一の番号とした。

【００２２】第１実施例図１は本発明の第１実施例のトルク伝達部分の軸方向の
断面図である。

【００２３】図２は本発明の第１実施例のトルク伝達部
分の半径方向の断面図である。

【００２４】本実施例ではモータ４のアーマチャ軸８と
サンギヤ１０が一体となって構成されている。また、イ
ンターナルギヤ１１はその外周をクラッチインナとし
て、ローラ１８およびローラ押しばね１９、固定された
クラッチアウタ２０によって、ワンウェイクラッチを構
成している。エンジン始動の為にモータ４に電流が流れ
アーマチャ軸８が駆動されると、アーマチャ軸８に発生
するトルクは、サンギヤ１０、プラネットギヤ１２、イ
ンターナルギヤ１１の順に伝達される。このときローラ
押しばね１９により付勢されるローラ１８は、クラッチ
アウタ２０の内周面とクラッチインナであるインターナ
ルギヤ１１の外周面で形成されるくさび空間に食い込
み、摩擦力でクラッチアウタ２０の内周面とクラッチイ
ンナであるインターナルギヤ１１の外周面を固定する。
そのため、プラネットギヤ１２は、サンギヤ１０の周り
を公転し、キャリア１３を通してピニオン軸１にトルク
を伝達する。ピニオン軸１にはスプライン１５によっ
て、ピニオンギヤ２が締結されており、ピニオンギヤ２
は軸方向に移動して図示せざるフライホイールの外周面
のリングギヤと噛み合い、エンジンをクランキングす
る。

【００２５】エンジンが始動し、リングギヤの周速がピ
ニオンギヤ２の周速より速くなったとき、ピニオン軸１
には逆トルクが加わる。この逆トルクは、キャリア１３
を通してプラネットギヤ１２からインターナルギヤ１１
に伝達される。インターナルギヤ１１に逆トルク即ち、
図２では反時計方向のトルクが加わると、ローラ１８は
前記くさび空間から反時計方向に移動する。そのためク
ラッチアウタ２０の内周面とクラッチインナであるイン
ターナルギヤ１１の外周面に作用する摩擦力は解消し、
インターナルギヤ１１は空転し、サンギヤ１０には逆ト
ルクを伝達しない。上記のように遊星歯車減速機とワン
ウェイクラッチを一体化することにより、図１２に示す
従来の遊星歯車減速機付きスタータで、ピニオン軸１上
にピニオンギヤ２と一体化して設けていたワンウェイク
ラッチ３を除くことができ、ピニオン軸１を短縮するこ
とができる。その他、図１２におけるギヤケース１７、
マグネットスイッチ５などの部分が軽量化でき、スター
タの小型、軽量化が図れる。

【００２６】上記第１実施例では、遊星歯車減速機のイ
ンタ−ナルギヤ部にワンウェイクラッチ機構を設けたも
のであるが、同様に遊星歯車減速機のサンギヤ部、キャ
リア部にワンウェイクラッチ機構を設けることにより、
同等の効果を得ることができる。

【００２７】第２実施例図３は本発明の第２実施例のトルク伝達部分の軸方向の
断面図である。

【００２８】図１に示されるワンウェイクラッチのクラ
ッチインナである遊星歯車減速機のインターナルギヤ１
１とセンターブラケット２１とを一体化してインターナ
ルギヤ付きセンターブラケット２３としたものである。
インターナルギヤ付きセンターブラケット２３は、回転
方向には固定されておらず、逆トルクによるインターナ
ルギヤの回転と共に回転する。また、軸受金属２８を圧
入したセンターブラケット（Ｐ）２２は、軸方向、回転
方向ともに固定されており、ピニオン軸１の軸受となっ
ている。本実施例によれば、部品点数の低下、組立作業
の容易化を図り、製品のコスト低減をすることができ
る。

【００２９】第３実施例図４は本発明の第３実施例のトルク伝達部分の軸方向の
断面図である。

【００３０】図１に示されるワンウェイクラッチのクラ
ッチアウタ２０とセンターブラケット２１とを一体化し
てクラッチアウタ付きセンターブラケット２４としたも
のである。クラッチアウタ付きセンターブラッケット２
４は軸方向、回転方向ともに固定されている。本実施例
によれば、部品点数の低下、組立作業の容易化を図り、
製品のコスト低減をすることができる。

【００３１】第４実施例図５は本発明の第４実施例のトルク伝達部分の軸方向の
断面図である。

【００３２】図１に示されるワンウェイクラッチのクラ
ッチインナである遊星歯車減速機のインターナルギヤ１
１とセンターブラケット（Ｐ）２２とを一体化してイン
ターナルギヤ付きセンターブラケット（Ｐ）２５とした
ものである。インターナルギヤ付きセンターブラケット
（Ｐ）２５は、回転方向には固定されておらず、逆トル
クによるインターナルギヤの回転と共に回転する。ま
た、軸受金属２８を圧入したセンターブラケット２１
は、軸方向、回転方向ともに固定されており、アーマチ
ャ軸８の軸受となっている。本実施例によれば、部品点
数の低下、組立作業の容易化を図り、製品のコスト低減
をすることができる。

【００３３】第５実施例図６は本発明の第５実施例のトルク伝達部分の軸方向の
断面図である。

【００３４】図１に示されるワンウェイクラッチのクラ
ッチアウタ２０とセンターブラケット（Ｐ）２２とを一
体化してクラッチアウタ付きセンターブラケット（Ｐ）
２６としたものである。クラッチアウタ付きセンターブ
ラッケト（Ｐ）２６は軸方向、回転方向ともに固定され
ている。本実施例によれば、部品点数の低下、組立作業
の容易化を図り、製品のコスト低減をすることができ
る。

【００３５】第６実施例図７は本発明の第６実施例のトルク伝達部分の軸方向の
断面図である。

【００３６】図８は図７のヨーク２７の軸方向断面図で
ある。

【００３７】図９は図７のヨーク２７の半径方向断面図
である。

【００３８】本発明の遊星歯車減速式スタータにおい
て、ワンウェイクラッチのクラッチアウタは常に固定さ
れている。この点に着目して、本実施例では、ヨーク２
７に直接クラッチアウタを加工し、クラッチアウタとス
タータのヨーク２７とを一体化したものである。勿論、
ヨーク２７ではなく図１２におけるギヤケース１７にク
ラッチアウタを加工しても良い。また、前述した実施例
である図４、図６で示した、クラッチアウタ付きセンタ
ーブラケット２３またはクラッチアウタ付きセンターブ
ラケット（Ｐ）２６を直接ヨーク２７、ギヤケース１７
に加工しても良い。また単独にクラッチアウタ２０もし
くはクラッチアウタ付きセンターブラケット２３もしく
はクラッチアウタ付きセンターブラケット（Ｐ）２６を
加工し、組立時にヨーク２７もしくはギヤケース１７に
圧入しても良い。

【００３９】第７実施例図１０は本発明の第７実施例のトルク伝達部分の軸方向
の断面図である。

【００４０】本図は、本発明をコンベンショナルスタ−
タに適用した例であって、モ−タ４のアーマチャ軸８を
クラッチインナ、ピニオン軸１をクラッチアウタにした
スタータのトルク伝達部分を示したものである。本実施
例では、アーマチャ軸８とピニオン軸１との間にワンウ
ェイクラッチ機能を配置し、ピニオン軸１上をピニオン
ギヤ２のみが移動する構造となっている。本図のように
アーマチャ軸８とピニオン軸１の間にワンウェイクラッ
チ機構を配置すると、ピニオン軸１をピニオンギヤ２の
みが移動することになり、ピニオンギヤ２の軸方向寸法
を短縮することができる。その他、図１４におけるギヤ
ケース１７、マグネットスイッチ５などの部分が軽量化
でき、スタータの小型、軽量化が図れる。

【００４１】第８実施例図１１は本発明の第８実施例のトルク伝達部分の軸方向
の断面図である。

【００４２】本図は本発明をコンベンショナルスタ−タ
に適用した例であって、モータ４のアーマチャ軸８をワ
ンウェイクラッチのクラッチアウタとし、ピニオン軸１
をクラッチインナとして、その間にローラ１８を介在さ
せ、ワンウェイクラッチの機能を果たす構造となってい
る。ピニオン軸１とアーマチャ軸８との間にワンウェイ
クラッチ設けることにより、ピニオン軸１上をピニオン
ギヤ２のみが移動することになり、ピニオンギヤ２の軸
方向寸法を短縮することができる。その他、図１４にお
けるギヤケース１７、マグネットスイッチ５などの部分
が軽量化でき、スタータの小型、軽量化が図れる。

【００４３】また、以上の実施例におけるワンウェイク
ラッチ機構において、くさび空間を形成するプロファイ
ル面を工夫することにより、入力軸からのトルクがある
しきい値まではワンウェイクラッチはトルクを伝える
が、前記しきい値を越えるとワンウェイクラッチ内のク
ラッチインナ、クラッチアウタ、ローラ間でスリップを
してトルクを出力軸に伝えないような構造にすると、ピ
ニオン軸がロックもしくは大きな荷重がかかったとき、
モータからの過大トルクはワンウェイクラッチのスリッ
プによって吸収され、減速機のギヤ部やピニオンギヤを
保護することができる。

【００４４】以上述べたように、本実施例の構成により
ワンウェイクラッチをピニオン軸上から除去することが
でき、スタータの軸方向の寸法を短縮することができ
る。ピニオン軸が短縮されることにより、ギヤケースの
ノーズ部に発生する応力を下げられるので、軽量化する
ことができる。

【００４５】エンジンのリングギヤに噛み込むために移
動させる部分の質量が小さくなるため、プランジャを引
き込むためのソレノイドの容量を小さくすることが可能
となり、スタータを全体的に軽量化することができる。

【００４６】遊星歯車減速式スタータにおいては、遊星
歯車減速機がワンウェイクラッチ及びハウジングによっ
て包み込まれるため、発生するノイズの低減も可能とな
る。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、ワンウェイクラッチ機
構を減速機構内に配置し、ピニオン軸の軸方向の寸法を
ワンウェイクラッチ機構の長さ分は短縮することがで
き、ピニオン軸を軽量化することによりスタータの軽
量、小型化を図ることが出来るまた、ピニオンギアのみ
をピニオン軸の軸方向に移動可能としたことにより、エ
ンジンのリングギヤに係合するために移動させる部分の
質量が小さくなるため、プランジャを引き込むためのソ
レノイドの容量を小さくすることが可能となり、スター
タの軽量、小型化を図ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のトルク伝達部分の軸方向
の断面図である。

【図２】本発明の第１実施例のトルク伝達部分の半径方
向の断面図である。

【図３】本発明の第２実施例のトルク伝達部分の軸方向
の断面図である。

【図４】本発明の第３実施例のトルク伝達部分の軸方向
の断面図である。

【図５】本発明の第４実施例のトルク伝達部分の軸方向
の断面図である。

【図６】本発明の第５実施例のトルク伝達部分の軸方向
の断面図である。

【図７】本発明の第６実施例のトルク伝達部分の軸方向
の断面図である。

【図８】図７のヨーク２７の軸方向断面図である。

【図９】図７のヨーク２７の半径方向断面図である。

【図１０】本発明の第７実施例のトルク伝達部分の軸方
向の断面図である。

【図１１】本発明の第８実施例のトルク伝達部分の軸方
向の断面図である。

【図１２】従来の遊星歯車減速式スタータの構成を示す
説明図である。

【図１３】従来の遊星歯車減速式スタータのトルク伝達
部の構成を示す断面図である。

【図１４】従来の減速機を持たないスタータの構成を示
す説明図である。

【符号の説明】

１ピニオン軸２ピニオンギヤ３ワンウェイクラッチ４モータ８アーマチャ軸１０サンギヤ１１インターナルギヤ１２プラネットギヤ１３キャリヤ１４クラッチアウタ１５スプライン１７ギヤケース１８ローラ１９ローラ押しばね２０クラッチアウタ２１センターブラケット２２センターブラケット（Ｐ）２３インターナルギヤ付きセンターブラケット２４クラッチアウタ付きセンターブラケット２５インターナルギヤ付きセンターブラケット（Ｐ）２６クラッチアウタ付きセンターブラケット（Ｐ）２７ヨーク２８軸受金属

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森秀夫茨城県勝田市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンを始動させるトルクを発生する
モータと、入力軸が該モータの回転軸に連結する減速機
構と、該減速機構の出力軸に連結するピニオン軸と、前
記エンジンの始動により該ピニオン軸に加わる逆トルク
でスリップするワンウェイクラッチ機構と、前記ピニオ
ン軸上に配置され前記エンジンに係合するピニオンギア
とを備えたスタータにおいて、前記ワンウェイクラッチ
機構を前記減速機構内に配置し、前記ピニオンギアを前
記ピニオン軸の軸方向に移動可能としたことを特徴とす
るスタータ。
【請求項２】前記減速機構が遊星歯車減速式でサンギ
ア部に前記ワンウェイクラッチ機構を配置したことを特
徴とする請求項１に記載のスタータ。
【請求項３】前記減速機構が遊星歯車減速式でキャリ
ア部に前記ワンウェイクラッチ機構を配置したことを特
徴とする請求項１に記載のスタータ。
【請求項４】エンジンを始動させるトルクを発生する
モータと、該モータの回転軸に連結するピニオン軸とを
備え、前記エンジンの始動により前記ピニオン軸に加わ
る逆トルクでスリップするワンウェイクラッチ機構及び
前記エンジンに係合するピニオンギアとが前記ピニオン
軸上に配置されたスタータにおいて、前記モータの回転
軸をクラッチインナとし、前記ピニオン軸をクラッチア
ウタとして前記ワンウェイクラッチ機構を構成し、前記
ピニオンギアを前記ピニオン軸の軸方向に移動可能とし
たことを特徴とするスタータ。
【請求項５】エンジンを始動させるトルクを発生する
モータと、該モータの回転軸に連結するピニオン軸とを
備え、前記エンジンの始動により前記ピニオン軸に加わ
る逆トルクでスリップするワンウェイクラッチ機構及び
前記エンジンに係合するピニオンギアとが前記ピニオン
軸上に配置されたスタータにおいて、前記モータの回転
軸をクラッチアウタとし、前記ピニオン軸をクラッチイ
ンナとして前記ワンウェイクラッチ機構を構成し、前記
ピニオンギアを前記ピニオン軸の軸方向に移動可能とし
たことを特徴とするスタータ。