JPH09209890A

JPH09209890A - 遊星歯車減速機構付スタータ

Info

Publication number: JPH09209890A
Application number: JP8014818A
Authority: JP
Inventors: Masanori Omi; 正昇大見; Tsutomu Shiga; 志賀　　孜; Nobuyuki Hayashi; 信行林; Mitsuhiro Murata; 村田　　光広
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-01-31
Filing date: 1996-01-31
Publication date: 1997-08-12
Anticipated expiration: 2016-01-31
Also published as: JP3627341B2

Abstract

(57)【要約】【課題】アウタ２６およびピン２２の強度を維持しな
がら一方向性クラッチ７の小型化を図ること。【解決手段】遊星歯車減速機構の遊星ギヤは、一方向
性クラッチ７のアウタ２６に圧入されたピン２２に軸受
を介して回転自在に支持されている。そのピン２２は、
アウタ２６の円周方向に隣合うカム室３０同士の間に形
成される厚肉部に設けられた軸孔２６ａに圧入され、カ
ム室３０との半径方向の位置関係において、ピン２２の
一部（内周側）がカム室３０の外接円Ｂより内周側に位
置している。つまり、インナ２５の回転中心Ｏからカム
室３０の外接円Ｂまでの半径Ｄｒより軸孔２６ａに圧入
されるピン２２の内接径Ｄｐの方が小さくなるように設
定されている。また、各ピン２２は、軸方向にアウタ２
６の略全幅に渡って圧入されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、始動モータの回転
速度を減速する遊星歯車減速機構を備えたスタータに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として、実開昭５０−４５５２
２号公報に開示された減速型スタータが知られている。
このスタータは、大きな減速比を設定でき、且つ同軸化
が可能な遊星歯車減速機構を採用し、且つ一方向性クラ
ッチの機能統合化により小型化を図っている。具体的に
は、図５に示すように、軸受１００を介して遊星ギヤ１
１０を支持する遊星ギヤ軸１２０（以下ピンと言う）を
一方向性クラッチのアウタ１３０に圧入等により直接固
定することで従来のキャリア部とアウタ１３０とを一体
化するとともに、出力軸１４０の後端部を一方向性クラ
ッチのインナ１５０として構成している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、遊星歯車減
速機構では、ピン１２０に作用する力が大きいことか
ら、ピン１２０の強度を確保するためにピン１２０の直
径を大きくし、且つピン１２０をアウタ１３０に圧入す
る場合には、その圧入長さｌ0 も十分必要であった。そ
のため、従来では、図５に示したように、アウタ１３０
のカム底部に厚肉部を設け、且つカム底とピン１２０と
の間の肉厚ｔ0 も強度上必要であることから軸方向の肉
厚（ｌ0 ＋ｔ0 ）も大きく設定する必要があり、一方向
性クラッチの軸長短縮や軽量化には自ずと限界があっ
た。あえて軸長を短縮するならば、図６に示すように、
アウタ１３０の外径を大きくしてローラ１６０より外径
側へピン１２０を配置し、ローラ１６０とピン１２０と
を軸方向に一部重ねる（−ｔ1 ）ことでアウタ１３０の
肉厚（ｌ1 ）を薄くして軸長短縮を図ることができる
が、これでは、アウタ１３０の外径が大きくなるばかり
でなく、ピン１２０とサンギヤ１７０との中心間距離ｂ
も大きくなるため、サンギヤ１７０を同仕様とすれば、
遊星ギヤ１１０およびインターナルギヤの大型化が必要
となって、スタータが大型化してしまう。

【０００４】一方、外径を拡大することなく、ピン１２
０とサンギヤ１７０との中心間距離ａを同一として軸長
短縮を図る方法として、図７に示すように、ローラ１６
０の直径ｄ0 を小さくすることが考えられるが、この場
合、ローラ１６０のインナ１５０およびアウタ１３０と
の当接部面圧が高くなる。そのため、カム数を増加して
ローラ数を増やすとか、ローラ１６０の長さを増加して
対応する必要があり、実質の小型化は出来ない状況であ
った。また、ローラ数の増加は、インナ１５０およびア
ウタ１３０との面圧の低減を図れるが、スタータ作動時
のエンジンからの振動や負荷変動、あるいはインナ１５
０とアウタ１３０間の芯出し状況に応じて必ずしも全て
のローラ１６０が動力伝達に寄与しているとは言えない
場合があった。その場合、インナ１５０とアウタ１３０
との間は、芯出しの点からも３個のローラ１６０が働け
ば良く、他のローラ１６０はカム室内で食い込みと解放
を繰り返す（所謂バタツキ）ことで、異音の発生や、ロ
ーラ１６０を押圧する弾性部材（例えばスプリング）の
破損を引き起こす場合があった。本発明は、上記事情に
基づいて成されたもので、アウタの強度、およびピンの
強度を維持しながら一方向性クラッチの小型化を図るこ
とでスタータの小型化を達成することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、遊星ギヤを支持する支持軸が、アウタの軸方向に少
なくともローラの一部と重なる位置まで挿入固定されて
いる。これにより、アウタの軸方向の肉厚を大きくする
ことなく、アウタに対する軸方向の挿入長さを十分に確
保できるため、軸長短縮が可能となる。また、支持軸
は、カム室との半径方向の位置関係で、支持軸の少なく
とも一部がカム室の外接円より内周側に位置している。
これにより、軸長短縮が達成された上で、従来と同一の
ローラ径でも回転中心からピン中心までの中心間距離を
大きくする必要がない。これらの結果、アウタおよび支
持軸の強度を低下させることなく一方向性クラッチの軸
長短縮ができ、スタータの小型軽量化を達成できる。な
お、カム室の外接円とは、半径方向でインナの外周面か
ら最も離れた部位（カム室の空間が最も広くなる部位）
を言う。

【０００６】請求項２の発明によれば、支持軸が挿入固
定されるアウタの軸孔を軸方向に貫通させたことによ
り、めくら孔である従来の軸孔より加工性が向上し、容
易に形成することができる。

【０００７】請求項３の発明によれば、支持軸をアウタ
の円周方向に隣合う任意のカム室同士の間に挿入固定す
ることから、支持軸とカム室とが干渉することなくカム
室の拡大が可能となる。そこで、カム室をインナとアウ
タとの芯出しが可能な必要最小限の３か所（従ってロー
ラも３個）とすることにより、カム室が４か所以上の場
合に発生するローラのバタツキによる異音や、ローラを
押圧する弾性部材の破損を防止できる。

【０００８】請求項４の発明によれば、カム室の拡大に
伴ってローラ径を支持軸の直径より大きくすることで、
ローラのインナおよびアウタに対する面圧を小さくでき
るため、強度上有利である。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の遊星歯車減速機構
付スタータを図面に基づいて説明する。（第１実施例）図１は一方向性クラッチの断面図であ
る。本実施例のスタータ１は、図３に示すように、通電
を受けてアーマチャ２に回転力を発生する始動モータ
３、軸上にピニオンギヤ４が嵌合する出力軸５、始動モ
ータ３の回転速度を減速する遊星歯車減速機構６（後述
する）、この減速機構６から出力軸５へ回転力を伝達す
る一方向性クラッチ７（後述する）、および始動モータ
３の通電制御を行うとともに、ピニオンギヤ４の押し出
し力を発生するマグネットスイッチ８等より構成されて
いる。

【００１０】始動モータ３は、周知の直流電動機であ
り、アーマチャ２の他に、アーマチャ２の外周に配置さ
れる固定磁極（ポールコア９とフィールドコイル１
０）、この固定磁極を内周面に固定する円筒状のヨーク
１１等より構成されて、図示しないスタータスイッチが
ＯＮされてマグネットスイッチ８に内蔵されたモータ接
点（図示しない）が閉じることによりアーマチャ２が通
電されて回転する。なお、固定磁極として永久磁石を使
用することもできる。

【００１１】出力軸５は、始動モータ３の前方側（図３
の右側）でアーマチャシャフト２ａと同一軸上に配置さ
れて、その先端部が軸受１２を介してフロントハウジン
グ１３に回転自在に支持されている。出力軸５の後端中
央部には、中空筒状の凹所が形成されて、その凹所内に
軸受１４を介してアーマチャシャフト２ａの先端を回転
自在に支持している。出力軸５の外周にはヘリカルスプ
ライン５ｂが形成されて、そのヘリカルスプライン５ｂ
にピニオンギヤ４と一体に設けられたスプラインチュー
ブ１５が嵌合している。

【００１２】ピニオンギヤ４は、エンジンのリングギヤ
１６と噛み合って始動モータ３の回転力をリングギヤ１
６に伝達するもので、スプラインチューブ１５と一体に
出力軸５上をヘリカルスプライン５ｂに沿って進退可能
に設けられている。但し、ピニオンギヤ４の前進移動
は、出力軸５の先端寄り外周に取り付けられたストップ
カラー１７に当接して規制される。ストップカラー１７
は、出力軸５の外周に形成された周溝５ｃに嵌合するス
ナップリング１８を介して軸方向の移動が規制されてい
る。

【００１３】遊星歯車減速機構６（以下、減速装置と言
う）は、図２に示すように、アーマチャシャフト２ａの
先端部外周に形成されたサンギヤ１９、このサンギヤ１
９に噛み合う複数の遊星ギヤ２０、および各遊星ギヤ２
０が噛み合うインターナルギヤ２１（図３参照）より構
成される。サンギヤ１９は、アーマチャシャフト２ａと
一体に回転することでアーマチャシャフト２ａの回転を
各遊星ギヤ２０に伝達する。各遊星ギヤ２０は、それぞ
れ一方向性クラッチ７のアウタ２６に圧入により挿入固
定されたピン２２（本発明の支持軸）の外周に軸受２３
を介して回転自在に支持され、サンギヤ１９およびイン
ターナルギヤ２１と噛み合って自転しながらサンギヤ１
９の外周を公転する。従って、各遊星ギヤ２０がサンギ
ヤ１９の外周を公転すると、その公転力がピン２２を通
じてアウタ２６に伝達されることによりアウタ２６が回
転する。インターナルギヤ２１は、フロントハウジング
１３とヨーク１１との間に挟持されたセンタベアリング
２４の内周面に圧入等により回転不能な状態で固定され
ている。

【００１４】一方向性クラッチ７は、図１に示すよう
に、インナ２５、アウタ２６、ローラ２７、スプリング
２８、およびクラッチカバー２９（図２参照）より構成
されている。インナ２５は、出力軸５の後端部が径方向
に拡大して設けられたもので、出力軸５と一体に回転す
る。アウタ２６は、インナ２５の外周に配されて、イン
ナ２５の外周面との間で円周方向に複数のくさび状カム
室３０を形成するとともに、このカム室３０に連続する
スプリング室３１が形成されている。このアウタ２６
は、各遊星ギヤ２０がサンギヤ１９の外周を公転する
と、各遊星ギヤ２０の公転とともに回転する。ローラ２
７は、円柱形状に設けられて、カム室３０に収納されて
いる。スプリング２８は、アウタ２６のスプリング室３
１に収納されて、ローラ２７をカム室３０の狭い方（図
１の反時計回転方向）へ付勢している。クラッチカバー
２９は、図２に示すように、ローラ２７の減速装置側に
配されて、ローラ２７の軸方向の移動を規制している。
なお、ローラ２７の反減速装置側への移動は、アウタ２
６と一体に設けられたプレート３２（図２参照）によっ
て規制されている。

【００１５】ここで、各遊星ギヤ２０を支持するピン２
２とアウタ２６との関係について説明する。各ピン２２
は、図１に示すように、アウタ２６の円周方向に隣合う
カム室３０同士の間に形成される厚肉部に設けられた軸
孔２６ａに圧入され、カム室３０との半径方向の位置関
係において、ピン２２の一部（内周側）がカム室３０の
外接円Ｂより内周側に位置している。即ち、インナ２５
回転中心Ｏからカム室３０の外接円Ｂまでの半径Ｄｒよ
り軸孔２６ａに圧入されるピン２２の内接径Ｄｐの方が
小さくなるように設定されている（図１および図２参
照）。なお、カム室３０の外接円Ｂとは、半径方向でイ
ンナ２５の外周面から最も離れた部位（カム室３０の空
間が最も広くなる部位）に外接する円を言う。また、各
ピン２２は、図２に示すように、軸方向にアウタ２６の
略全幅に渡って圧入されている。従って、アウタ２６に
形成された軸孔２６ａは、アウタ２６の全幅（図２の左
右方向の幅）を貫通して開けられている。

【００１６】マグネットスイッチ８は、前述のスタータ
スイッチがＯＮされると、内蔵するコイル（図示しな
い）が通電されて磁力を発生することにより、コイルの
内周に配されたプランジャ（図示しない）を吸引してモ
ータ接点を閉じるとともに、そのプランジャ吸引力によ
ってレバー３３を駆動する。レバー３３は、スプライン
チューブ１５の外周に形成された溝１５ａに係合してお
り、マグネットスイッチ８のプランジャ吸引力をスプラ
インチューブ１５に伝達して、ピニオンギヤ４と一体に
スプラインチューブ１５を前方へ押し出す。

【００１７】次に、本実施例の作動を説明する。スター
タスイッチがＯＮされると、マグネットスイッチ８のモ
ータ接点が閉じてアーマチャ２が通電されることによ
り、アーマチャ２に回転力が発生する。これにより、ア
ーマチャシャフト２ａとともにサンギヤ１９が回転して
各遊星ギヤ２０を回転駆動する。各遊星ギヤ２０は、サ
ンギヤ１９とともにインターナルギヤ２１とも噛み合っ
ているが、インターナルギヤ２１がセンタベアリング２
４に固定されて回転不能であるため、各遊星ギヤ２０
は、ピン２２を中心に自転しながらサンギヤ１９の外周
を公転する。この公転力は、ピン２２を通じてアウタ２
６に伝達されるため、アウタ２６は各遊星ギヤ２０の公
転とともに回転する。アウタ２６が回転すると、ローラ
２７がカム室３０の狭い方へ移動してアウタ２６とイン
ナ２５とを連結することにより、アウタ２６の回転がイ
ンナ２５へ伝達されて出力軸５が回転する。

【００１８】一方、マグネットスイッチ８のプランジャ
吸引力がレバー３３を介してスプラインチューブ１５に
伝達されると、ピニオンギヤ４がスプラインチューブ１
５と一体に出力軸５上をヘリカルスプライン５ｂに沿っ
て前方へ押し出され、リングギヤ１６と噛み合って始動
モータ３の回転力をリングギヤ１６に伝達する。リング
ギヤ１６が回転してエンジンが始動すると、エンジンの
回転力でピニオンギヤ４が回されるため、出力軸５の回
転（即ちインナ２５の回転）がアウタ２６の回転より速
くなるが、アウタ２６とインナ２５との相対回転差によ
りローラ２７がカム室３０の広い方へ移動してインナ２
５とアウタ２６とを切り離すことにより、インナ２５か
らアウタ２６へ回転力が伝達されることはなく、アーマ
チャ２のオーバランを防止できる。エンジン始動後、ス
タータスイッチがＯＦＦされてマグネットスイッチ８の
作動が停止すると、始動モータ３への通電が停止されて
アーマチャ２の回転が停止するとともに、ピニオンギヤ
４がスプラインチューブ１５と一体に出力軸５上をヘリ
カルスプライン５ｂに沿って後退して静止位置（図３に
示す位置）へ戻る。

【００１９】（本実施例の効果）本実施例では、遊星ギ
ヤ２０を支持するピン２２をアウタ２６の略全幅に渡っ
て圧入しているため、アウタ２６の軸方向の肉厚を大き
くすることなく、アウタ２６に対する軸方向の圧入長さ
を十分に確保できるため、一方向性クラッチ７の軸長短
縮が可能となる。また、アウタ２６の半径方向におい
て、ピン２２の一部がカム室３０の外接円Ｂより内周側
に位置する（Ｄｒ＞Ｄｐ）ことができるため、従来と同
一のローラ２７径でも、サンギヤ１９とピン２２との中
心間距離を変更する必要がない。これらの結果、アウタ
２６およびピン２２の強度を低下させることなく一方向
性クラッチ７の軸長短縮ができ、スタータ１の小型軽量
化を達成できる。

【００２０】また、アウタ２６の円周方向に隣合うカム
室３０同士の間にピン２２を圧入することにより、ピン
２２と干渉することなくカム室３０を拡大することが可
能となる。これにより、カム室３０に収納されるローラ
２７の直径を大きくすることができるため、ローラ２７
のアウタ２６およびインナ２５に対する面圧を低減でき
る。また、面圧の低減に伴ってローラ２７数を減少させ
ることも可能となり、強度を保ちながらローラ２７およ
びスプリング２８の部品点数を削減できる。実際には、
インナ２５とアウタ２６との芯出しが可能な必要最小限
の３個のローラ２７とすることもできる。これにより、
必要最低限の個数で強度を保ち、且つ安定したクラッチ
作用を達成できる。

【００２１】アウタ２６に設けた軸孔２６ａは、カム室
３０やスプリング室３１と干渉することがないため、従
来のようにめくら孔とする必要はなく、アウタ２６の全
幅を貫通して開けることができる。めくら孔加工では、
孔の深さ寸法に気を付けながら加工する必要があるが、
貫通孔であればその必要もなく加工性が向上する。ま
た、遊星ギヤ２０を支持するピン２２の長さをアウタ２
６の全幅とせずに、強度を確保できる程度の長さ（例え
ば従来と同程度の長さ）とすることで、更なる軽量化も
達成できる。

【００２２】（第２実施例）図４は一方向性クラッチ７
の断面図である。アウタ２６では、ローラ２７がカム室
３０の終点側（狭い方）に移動した時、最も大きな応力
が図４のＣ部およびＤ部に集中する。従って、アウタ２
６に圧入するピン２２の位置をＣ部とＤ部の間でスプリ
ング室３１の外径側に設けることにより、アウタ２６の
強度を著しく低下させることなくピン２２を設置するこ
とができる。なお、この場合、スプリング室３１の方が
カム室３０より半径方向に狭いため、スプリング室３１
の外径側に軸孔２６ａを開けても、ピン２２の一部がカ
ム室３０の外接円Ｂより内周側に位置することは可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】一方向性クラッチの断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】スタータの断面図である。

【図４】一方向性クラッチの断面図である（第２実施
例）。

【図５】ピンとアウタとの位置関係を示す断面図である
（従来例）。

【図６】ピンとアウタとの位置関係を示す断面図である
（従来例）。

【図７】ピンとアウタとの位置関係を示す断面図である
（従来例）。

【符号の説明】

１スタータ３始動モータ４ピニオンギヤ５出力軸６遊星歯車減速機構７一方向性クラッチ２２ピン（支持軸）２５インナ２６アウタ２６ａ軸孔２７ローラ３０カム室Ｂカム室の外接円

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村田光広愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地日本電装株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸上にピニオンギヤが嵌合する出力軸と、始動モータの回転速度を減速する遊星歯車減速機構と、前記出力軸に固定あるいは一体に構成されたインナ、こ
のインナの外周面との間にくさび状のカム室を円周方向
に複数形成するアウタ、および前記カム室に収納された
ローラから成り、前記遊星歯車減速機構から前記出力軸
へ回転力を伝達する一方向性クラッチとを備え、前記遊星歯車減速機構の遊星ギヤを回転自在に支持する
支持軸が前記アウタに圧入によって固定されたスタータ
であって、前記支持軸は、円周方向に隣合う任意の前記カム室同士
の間で、軸方向に少なくとも前記ローラの一部と重なる
位置まで挿入固定され、且つ前記カム室との半径方向の
位置関係で、前記支持軸の少なくとも一部が前記カム室
の外接円より内周側に位置することを特徴とする遊星歯
車減速機構付スタータ。
【請求項２】前記アウタは、前記支持軸が挿入固定され
る軸孔を有し、この軸孔が軸方向に前記アウタを貫通し
ていることを特徴とする請求項１記載の遊星歯車減速機
構付スタータ。
【請求項３】前記カム室が円周方向に３か所設けられて
いることを特徴とする請求項１または２記載の遊星歯車
減速機構付スタータ。
【請求項４】前記支持軸の直径より前記ローラの直径の
方が大きく設定されていることを特徴とする請求項１〜
３記載の何れかの遊星歯車減速機構付スタータ。