JPH0647980B2 - 同軸形スタータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、エンジンを始動するスタータの改良に関す
るものであり、さらに詳細には遊星減速機構を用いた自
動車のエンジン用スタータの改良に係わるものである。

〔従来の技術〕

従来、遊星減速機構を内蔵したこの種のスタータの一例
として、第３図に示すようなものがあった。同図におい
て、３００は直流電動機の電機子であり、以下に述べる
要素から構成されている。３０１は電機子コア、３０２
は中間部に電機子コア３０１を設けた電機子回転軸で、
電機子３００の後部にコンミテータ３０３が嵌着され
る。このコンミテータ３０３には電機子コア３０１に巻
かれている電機子コイル３０４が接続されている。

３０５はコンミテータ３０３に接触するブラシ及び保持
器で、ボルト３０６によってリアブラケット３０７に結
合されている。３０８は電機子回転軸３０２をその後方
端部で支承する軸受であり、リアブラケット３０７の凹
部に嵌合されている。

３０９は直流電動機のヨークで、電機子３００に界磁を
発生させる複数個の永久磁石３０９ａを内周面上に固設
しており、そのヨーク３０９端面には遊星減速機構を構
成する内歯歯車３１０を嵌着したフロントブラケット３
１１が図示の如く装着されている。電機子回転軸３０２
の前端部には平歯車３１２が形成され、これと内歯歯車
３１０の両方に複数の遊星歯車３０３が噛合している。
３１４はこの遊星歯車３１３の内周面に嵌着される軸受
であり、支持ピン３１５によって支承される。３１６
は、この支持ピン３１５を固着するフランジであり、遊
星減速機構の腕を構成しており、出力回転軸３１７が固
着される。３１８は上記内歯歯車３１０のボス部内周面
に嵌着されるスリーブベアリングであり、出力回転軸３
１７を支承している。３１９は出力回転軸３１７の後部
内周面凹所に嵌着されたスリーブベアリングであり、上
記電機子回転軸３０２の前端部を支承している。３２０
は電機子回転軸３０２及び出力回転軸３１７の両端部間
に設置された鋼球でスラスト力を授受する機能を有して
いる。３２１は出力回転軸３１７の中間部の外周に形成
されたヘリカルスプラインで、オーバランニングクラッ
チ装置３２２が前後摺動可能にスプライン嵌合されてい
る。３２３はオーバランニングクラッチ装置３２２に結
合されているピニオン３２４の軸方向移動量を規制する
出力軸３１７の前端部に設けられたストッパであり、３
２５は出力回転軸３１７を前端部で支承するスリーブベ
アリングで、フロントブラケット３１１の前端部内面に
嵌着される。

３２６はプラスチック樹脂によって成形された中間部に
回転軸３２６ａを有するレバーで、電磁スイッチ装置３
２７のプランジャ３２８とオーバランニングクラッチ装
置３２２の外周部に各端部を図示の如く嵌合される。３
２９は可動接点で、絶縁体３３０を介してロッド３３１
に取りつけられ、ロッド３３１は前後摺動可能な様にコ
ア３３２に挿入されている。３３３は固定接点で、ナッ
ト３３４によって、絶縁体であるキャップ３３５に固定
されている。３３６はプランジャ３２８を付勢する励磁
コイルで、プラスチック樹脂で成形されたボビン３３７
に巻装され、ケース３３８に内蔵されている。３３９は
リードワイヤで、固定接点３３３とブラシ及び保持器３
０５のブラシとを接続している。

３４０はプランジャ３２８に内蔵されていてレバー３２
６を介してオーバランニングクラッチ装置３２２を押圧
するスプリングであり、３４１はプランジャ３２８を復
帰させるスプリングである。

次に動作について説明する。図示しないスタータスイッ
チを閉成することによって電磁スイッチ装置３２７の励
磁コイル３３６が通電され、プランジャ３２８が付勢さ
れて後方に移動してロッド３３１を後方に押し、可動接
点３２９と固定接点３３３とを当接させる。これによ
り、固定接点３３３からリードワイヤ３３９を介してブ
ラシ及び保持器３０５を通じて電機子３００に給電が行
なわれ、電機子３００が回転力を発生する。電機子３０
０の回転は平歯車３１２から遊星歯車３１３に伝達さ
れ、遊星減速機構により減速されてオーバランニングク
ラッチ装置３２２に伝達される。この時にオーバランニ
ングクラッチ装置３２２と係合しているピニオン３２４
は回転駆動される。

一方、上記のように付勢されたプランジャ３２８の力
は、レバー３２６を回転軸３２６ａを回転中心として反
時計回り方向に回転させ、オーバランニングクラッチ装
置３２２をピニオン３２４と共に前方に軸線に沿って摺
動させる。これによって、ピニオン３２４は、例えば図
示しないエンジンのクランク軸に取付けられたフライホ
イールに周設されたリングギヤと噛合する。

エンジンの始動後においては、ピニオン３２４に対する
エンジンの回転作用によりオーバランニングクラッチ装
置３２２がピニオン３２４から離脱し、ピニオン３２４
のみが空転する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のスタータは以上のように構成されているので、電
動機部と電磁スイッチ装置とが２軸構成となり、エンジ
ンに装着される場合、電磁スイッチ装置のスペースをエ
ンジン又は車両側の一部で確保することが必要で車両全
体におけるエンジンレイアウトの制約を招く等の課題が
あり、又、フロントブラケットがエンジンのリングギヤ
に対して開口しているために塵埃に対するフロントブラ
ケットの防塵効果上にも課題があり、さらには、ピニオ
ンとオーバランニングクラッチ装置とが結合しているた
めにこれらを軸方向に移動させるための電磁スイッチ装
置に大きな電磁力を必要とし、電磁スイッチ装置の励磁
コイルの巻数が多くなり電磁スイッチ装置を大型化させ
る等の課題があった。

又、上記課題に加えてエンジンへの取付面からエンジン
のフライホイールに周設されるリングギヤ迄の距離はス
タータの構造上から一定レベル以上とするのは困難であ
り、エンジンのミッション廻りの設計制約を招くという
課題もあった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、電動機部と電磁スイッチ装置が直列に構成さ
れ、遊星減速機構を有し、エンジンのリングギヤに対し
て開口部が無いオーバハング構造にすると共にエンジン
に取付け易くした同軸形スタータを得ることを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る同軸形スタータは、電動機部と該電動機
部の電機子の回転を減速する遊星減速機構と、オーバラ
ンニングクラッチ装置と、該オーバランニングクラッチ
装置のクラッチインナー部が後方に形成された出力回転
軸と、該出力回転軸の周上に設置されピニオンを前方に
付勢するための電磁スイッチ装置とを有し、クラッチイ
ンナー部の内面に嵌着された軸受けに太陽歯車を創設し
た電機子回転軸の延長部を挿入し、ピニオンを出力回転
軸に前方部に前後摺動可能にスプライン嵌合させ、ピニ
オンがフロントブラケットの内面に嵌着した軸受内を前
後に摺動可能にしてオーバハング構造にしたものであ
る。

また、上記構成に加えて電磁スイッチの固定接点とつな
がる端子ボルトがオーバランニングクラッチ装置の外周
上でフロントブラケットに絶縁体を介して設置されてい
る。

〔作 用〕

この発明における同軸形スタータは、出力回転軸とクラ
ッチインナー部とが一体となり、又、同クラッチインナ
ー部内面に嵌着された軸受で電機子回転軸を支承又は支
承される事が出来、これによって移動体はピニオンのみ
となり、これを電磁力により移動させる電磁スイッチ装
置の小型化が可能となり、電磁スイッチを覆うフロント
ブラケットの外径も小にすることが出来ることからフロ
ントブラケットとエンジンとの干渉が起こらなくなり、
ピニオンがフロントブラケットの内面に嵌着した軸受内
を摺動する構成のオーバハングタイプとしたので防塵性
にも優れ且つ電動機部と電磁スイッチ装置の軸が直列配
列のレイアウト性の優れたものになる。

また、端子ボルトがフロントブラケット後方にあるので
フロントブラケットの端子ボルトから前方の任意の所に
取付面を設ける事が可能となり、リングギヤと取付面と
の距離を大幅にアップすることが出来、エンジンミッシ
ョン廻りの設計自由度をアップさせる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図について説明する。第１図
において、１００は直流電動機の電機子であり、従来例
と同様に電機子コア１０１，電機子回転軸１０２，コン
ミテータ１０３および電機子コイル１０４で構成され、
コンミテータ１０３にブラシ１０５が摺接している。１
０５ａはブラシ１０５の保持器で、電機子１００の後部
を覆っているリアブラケット１０６にボルト１０７で結
合されている。１０８は電機子回転軸１０２の後端部を
支承する軸受で、リアブラケット１０６の凹部に嵌合さ
れている。１０９は上記直流電動機のヨークで、磁界を
発生させる永久磁石１０９ａがその内周面に固設されて
いる。ヨーク１０９の前方にはその前方中央部に筒状の
下り曲げ１０９ｂが形成されていて、その内面には軸受
１１０が嵌着され、この軸受１１０により電機子回転軸
１０２の前方部を支承している。電機子回転軸１０２の
軸受１１０より前方には太陽歯車である平歯車１１２が
形成されており、これとヨーク１０９の前方に取付けら
れるフロントブラケッ１１１の内側に嵌合された椀状の
内歯歯車構成体１１３の内周面に形成されている内歯歯
車部１１３ａとの間に複数の遊星歯車１１４が噛合して
いる。１１５はこの遊星歯車１１４の内周面に嵌着され
る軸受であり、支持ピン１１６によって軸承される。

１１７はオーバランニングクラッチ装置であり、この構
成体の１つであって楔状のカムを創設したクラッチアウ
ター部１１８の上記支持ピン１１６は図示のように固定
されている。１１９はクラッチアウター部１１８の後部
内面に嵌着された軸受で、電機子回転軸１０２の平歯車
１１２を形成したさらに前方部１０２ａによって支承さ
れ、クラッチアウター部１１８の偏心を防止している。
１２０はトルク伝達機能を有するオーバランニングクラ
ッチ装置１１７のローラ、１２１は電機子回転軸１０２
と同軸上に設けられた出力回転軸で、その後方部１２１
ａはオーバランニングクラッチ装置１１７の一部を成す
クラッチインナー部となっている。このクラッチインナ
ー部１２１ａの軸方向凹部の内側面には軸受１２２が嵌
着されていて、電機子回転時１０２の前方部１０２ａの
軸受１１９より前方部分によって支承されている。上記
内歯歯車構成体１１３は前方部が上記オーバランニング
クラッチ装置１１７を覆うように形成されていて、ワッ
シャ１２３を介して上記出力回転軸１２１のクラッチイ
ンナー部１２１ａの前端面と当接してその軸方向移動を
阻止していると共にスラスト力を受けている。また、電
機子回転軸１０２の回転を減速する遊星減速機構からグ
リスが飛散するのを防止もしている。なお、出力回転軸
１２１は内歯歯車構成体１１３の前端中央部の孔を通っ
て前方に伸長している。

１２４は出力回転軸１２１の周上に設置された電磁スイ
ッチ装置であり、以下に述べる構成要素から構成されて
いる。後端部の開口が狭められた略筒状のケース１２５
がフロンドブラケット１１１の中間前方部の内周に嵌合
され、このケース１２５の前部内周面の凹部に嵌合され
た例えば略リング状のコア１２６が設けられ、ケース１
２５内に励磁コイル１２７が巻装された樹脂製のボビン
１２８が設置されている。１２９は出力回転軸１２１の
軸心方向に移動自在に設けられた筒状のプランジャで、
ボビン１２８の孔内およびその後方を移動する。このプ
ランジャ１２９は出力回転軸１２１上を移動可能に設け
られたホルダ１２９ａをその後部で固着している。この
ホルダ１２９ａには絶縁体を介して可動接点１３０が取
付けられ、その接点面が軸心と直交するように設けられ
ている。また、ホルダ１２９ａの後端は上記内歯歯車構
成体１１３の前方部の外壁面に当接して静止している。
１３１は接点面が可動接点１３０の接点面に前方に対向
して配置された固定接点で、絶縁体１３２を介してフロ
ントブラケット１１１の内面形状にそって屈曲してフロ
ントブラケット１１１のオーバランニングクラッチ装置
１１７の外周上の後方部分に端子ボルト１３３によって
取付けられている。端子ボルト１３３は図示しないバッ
テリと接続する端子およびブラシ１０５とリードワイヤ
によって接続する端子であるが、片方は図では省略して
ある。

１３４は作動時に図示しないエンジンのリングギヤと歯
合うように設けられたピニオンで、その内側で出力回転
軸１２１の前方部の外周に設けられたヘリカルスプライ
ン１２１ｂと前後摺動可能にスプライン嵌合している。
１３５はフロントブラケット１１１の電磁スイッチ装置
１２４より前方の内面に嵌着された軸受で、この内周面
をピニオン１３４の歯車を創設していない部分が摺動す
る。ピニオン１３４の歯車はこの軸受１３５より前方に
位置し、軸受１３５の前端面と衝合して静止し、フロン
トブラケット１１１の前端部がこの歯車外周を囲ってい
る。１３６は出力回転軸１２１の前端部に取付けられた
ストッパで、その後端面がピニオン１３４の内面の段差
と前方で対向し、ピニオン１３４の移動量を規制してい
る。また、１３７はストッパ１３６とピニオン１３４と
の間に設けられたピニオン復帰スプリングである。１３
８はプランジャ１２９とコア１２６との間に設けられた
プランジャ復帰スプリング、１３９は押圧スプリング
で、非磁性体のホルダ１４０と非磁性体の複数のボール
１４１を介してピニオン１３４をその後端面から押圧
し、ホルダ１２９ａとホルダ１４０との間に設けられて
いる。また、ホルダ１４０とプランジャ１２９は前後方
向の移動時に係合するように構成されている。

次に動作について説明する。図示しないスタータスイッ
チを閉成することによって電磁スイッチ装置１２４の励
磁コイル１２７が通電されるとプランジャ１２９が前方
に移動し、プランジャ１２９に固定されているホルダ１
２９ａに取付けられている可動接点１３０と固定接点１
３とが当接する。これにより固定接点１３１からリード
ワイヤを介してブラシ１０５を通じて電機子１００に給
電が行われて電機子１００は回転力を発生する。この回
転力は平歯車１１２から遊星歯車１１４へと遊星減速機
構を介し、さらにオーバランニングクラッチ装置１１７
を介して出力回転軸１２１に伝達される。出力回転軸１
２１に伝達された回転力はさらにヘリカルスプライン１
２１ｂからピニオン１３４に伝達される。

一方、プランジャ１２９の付勢によってホルダ１２９ａ
から押圧スプリング１３９とホルダ１４０とボール１４
１を介してピニオン１３４は前方に移送され、ピニオン
１３４は図示しないエンジンのフライホイールに周設さ
れたリングギヤと噛合う。なお上記スタータスイッチが
開成されるとプランジャ１２９の前方への付勢が消勢さ
れ、プランジャ復帰スプリング１３８の復元力によりプ
ランジャ１２９が後方に付勢されて後方に復帰移動する
と共にピニオン復帰スプリング１３７の復元力によりピ
ニオン１３４も上記リングギヤから離れて図示の位置迄
後方に復帰移動する。一方、この復帰と共に固定接点１
３１と可動接点１３０が離れるので電機子１００への給
電が断たれ、直流電動機は回転力を発生しなくなる。

なお、上記実施例では出力回転軸１２１のクラッチイン
ナー部１２１ａが軸受１２２を介して電機子回転軸１０
２に支承されている場合について説明しているが、第２
図のように出力回転軸２２１に嵌着された軸受２４２を
内歯歯車構成体２１３の前方凹部に嵌合させて出力回転
軸２２１の後方クラッチインナー部２２１ａの内面に嵌
着された軸受１２２では電機子回転軸１０２を支承して
もよい。

また、上記実施例ではコンミテータは電機子の後方部分
に設けられているが、電機子の前方部分に設けて電機子
コアと遊星減速機構との間にブラシを取付け固定接点か
らつながるリードワイヤの長さを短縮した構成のもので
あっても良い。

また、上記実施例では電動機の磁界が発生するものとし
て永久磁石で説明してあるが、鉄製のポールにコイルを
巻装したものであっても良い。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば電機子回転軸の前方部
の遊星減速機構を構成する太陽歯車を創設した箇所をさ
らに前方に延長し出力回転軸の後部のオーバランニング
クラッチ装置のクラッチインナー部に嵌着した軸受にそ
の延長部を挿入し、出力回転軸の外周部に小型の電磁ス
イッチ装置を配置しピニオンのみを移送可能にし、ピニ
オンを出力回転軸にスプライン嵌合させると共にフロン
トブラケットの軸受内で前後に摺動可能にしたオーバハ
ングタイプに構成したので、小型軽量で防塵性に優れ、
エンジンレイアウトの制約を受けないものが得られる効
果がある。

又、端子ボルトをオーバランニングクラッチ装置の外周
部のフロントブラケットに配置するのでエンジンのリン
グギヤからスタータの取付面までの距離が長いものでも
成立でき、エンジンのミッション廻りの設計自由度の向
上したものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による同軸形スタータを示
す断面図、第２図は他の実施例を示す要部断面図、第３
図は従来のスタータの断面図である。 図中、１００……電機子、１０２……電機子回転軸、１
０６……リアブラケット、１０８，１１０，１１５，１
１９，１２２，１３５……軸受、１０９……ヨーク、１
０９ａ……永久磁石、１１１……フロントブラケット、
１１２……平歯車（太陽歯車）、１１３……内歯歯車構
成体、１１４……遊星歯車、１１６……支持ピン、１１
７……オーバランニングクラッチ装置、１２１……出力
回転軸、１２１ａ……クラッチインナー部、１２１ｂ…
…ヘリカルスプライン、１２４……電磁スイッチ装置、
１３１……固定接点、１３２……絶縁体、１３３……端
子ボルト、１３４……ピニオン、１３６……ストッパ、
１３７……ピニオン復帰スプリング。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転力を発生する電動機部と、該電動機部
   の電機子回転軸の回転を減速する遊星減速機構と、係合
   時に上記遊星減速機構の回転出力を伝達するオーバラン
   ニングクラッチ装置と、該オーバランニングクラッチ装
   置のクラッチインナー部が後方部に形成された出力回転
   軸と、該出力回転軸の周上に設置され、エンジンのリン
   グギヤと噛合うピニオンを前方に付勢すると共に前記電
   動機部に通電するための電磁スイッチ装置とを含む同軸
   形スタータであって、前記電機子回転軸の前方部に前記
   遊星減速機構用太陽歯車を創設した箇所のさらに前方の
   前記電機子回転軸を延長し、前記出力回転軸の後部のク
   ラッチインナー部の内面に嵌着した軸受に前記電機子回
   転軸の延長部を挿入し、前記出力回転軸の前方部に前記
   ピニオンを前後摺動可能にスプライン嵌合させ、前記ピ
   ニオンがフロントブラケットの内面に嵌着した軸受内を
   前後に摺動可能にしてオーバハング構造にした事を特徴
   とする同軸形スタータ。
2. 【請求項２】前記電磁スイッチ装置の固定接点とつなが
   る端子ボルトが前記オーバランニングクラッチ装置の外
   周上で前記フロントブラケットに絶縁体を介して設置さ
   れている事を特徴とする請求項１記載の同軸形スター
   タ。