JP2003184719A - 内燃機関を始動させるためのベンディックス式スタータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スタータモータ１と、駆動軸３と、被駆動軸
５と、ピニオン軸１６と、噛み合い運動によって内燃機
関の対抗ピニオンに係合可能である、ピニオン軸１６上
に設けられたピニオン２１とを有している形式の、内燃
機関を始動させるためのベンディックス式スタータ装置
を改良して、ストッパ及びピニオンを有するピニオン軸
・被駆動軸のシステムを特にコンパクトで、しかも非常
に頑丈に構成する。 【解決手段】 前記ピニオン軸１６が、受容室１８を包
囲する中空軸として構成されており、該受容室１８内
に、被駆動軸５に被せ嵌められたストッパ２７が収容さ
れており、該受容室１８は、ストッパ２７とピニオン軸
１６の対抗軸受３２との間に緊締された解除ばね３４を
受容し、また前記受容室１８の自由端部３７内に、ピニ
オン２１を有する別個の挿入部分２２が挿入されてい
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、内燃機関を始動さ
せるためのベンディックス式（Bendix;慣性摺動式）ス
タータ装置であって、スタータモータと、該スタータモ
ータによって駆動される駆動軸と、該駆動軸に連結され
た被駆動軸と、該被駆動軸に並目ねじ山によって取り付
けられたピニオン軸とを有しており、該ピニオン軸はこ
のピニオン軸の噛み合い運動を生ぜしめるための装置に
よって負荷可能で、この噛み合い運動が被駆動軸におい
てストッパによって制限されており、さらに前記ピニオ
ン軸を噛み合い運動に抗して負荷するための解除ばね
と、噛み合い運動によって内燃機関の対抗ピニオンに係
合可能である、ピニオン軸上に設けられたピニオンとを
有している形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】このような形式のスタータ装置は、ドイ
ツ連邦共和国特許出願第１００１６７０６号明細書によ
り公知である。本発明のスタータ装置は、この公知のス
タータ装置の基本原理に基づいていて、スタータモータ
と、このスタータモータによって駆動される駆動軸と、
被駆動軸とを有しており、この被駆動軸は一般的に、遊
星歯車伝動装置を介して駆動軸に連結されている。さら
に被駆動軸にはいわゆるピニオン軸が取り付けられてお
り、これら２つの軸間の連結は、ベンディックス式スタ
ータにおいては並目ねじ山（Ｓｔｅｉｌｇｅｗｉｎｄ
ｅ）を介して行われる。ピニオン軸に設けられた制動装
置によって、ピニオン軸は被駆動軸の回転開始中にロッ
クされるか、又は少なくとも制動され、それによって、
ピニオン軸の慣性モーメントに基づいて、ピニオン軸は
並目ねじ山上で摺動せしめられる。これによって、公知
のスタータにおいてはピニオン軸と一体的に構成された
ピニオンの噛み合い運動が生ぜしめられる。この噛み合
い運動によって、ピニオン軸におけるピニオンは、内燃
機関の対応する対抗ピニオンに係合する。

【０００３】さらに、噛み合い運動に抗してピニオン軸
を負荷するための解除ばねが設けられており、この解除
ばねは、スタータ装置が作動しなくなると、ピニオンを
引き戻し、ひいては内燃機関の対抗ピニオンから解除す
るようになっている。

【０００４】ピニオン軸とピニオンとが一体的に構成さ
れている公知のスタータ装置においては、噛み合い運動
を制限するためのストッパが、ストッパリングとしてピ
ニオン領域の下で被駆動軸の自由端部に配置されてい
る。対抗エレメントとして、ピニオン軸の内側における
狭い環状突起が用いられる。このような構造において
は、ストッパの構造スペース及びひいては寸法が、ピニ
オン歯列の歯元円によって著しく制限されるという問題
点がある。これは、ストッパの得られる剛性及びひいて
は頑丈さに不都合に作用する。

【０００５】さらに公知のスタータにおける欠点は、解
除ばねがピニオン軸の外側に取り付けられているという
点である。解除ばねをスタータピニオン式被駆動軸シス
テムに結合するためには種々異なる軸受リングが必要で
あるので、構造は全体的に高価であって、おおげさなも
のとなり、外部の影響に対してあまり保護されない。

【０００６】さらに、噛み合い運動を制限するためのス
トッパが並目ねじ山内に組み込まれている形式の公知の
ベンディックス式スタータ装置が市販されている。この
ような公知のスタータ装置においては同様に種々の欠点
が生じる。つまりストッパが並目ねじ山とは別個に設け
られているものよりも、並目ねじ山の噛み合いは非常に
悪い。さらに、並目ねじ山の、外側に位置する「ナット
歯列」の端面側が、２つのストッパ面の一方を形成す
る。このようなストッパによって、ねじ山の侵入領域は
変形せしめられ、それによってねじ山は噛み合い運動時
に制動される。それによって噛み合い妨害の危険性があ
る。

【０００７】

【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許出願第１００１６
７０６号明細書

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記のような従来技術
の問題から出発して、本発明の課題は、冒頭に述べた形
式のベンディックス式スタータ装置を改良して、ストッ
パ及びピニオンを有するピニオン軸・被駆動軸のシステ
ムを特にコンパクトで、しかも非常に頑丈に構成するこ
とができるようにすることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この課題を解決した本発
明によれば、ピニオン軸が、受容室を包囲する中空軸と
して構成されており、該受容室内に、被駆動軸に被せ嵌
められたストッパが収容されており、該受容室は、スト
ッパとピニオン軸の対抗軸受との間に緊締された解除ば
ねを受容し、また前記受容室の自由端部内に、ピニオン
を有する別個の挿入部分が挿入されている。

【００１０】

【発明の効果】本発明によれば、ピニオン軸が、受容室
を包囲する中空軸として構成されている。この受容室は
種々の機能を有しており、これらの機能を互いに組み合
わせることによって本発明の目的を満たすことができ
る。例えば、この受容室は一方では、噛み合い運動のた
めのストッパの受容部として用いられる。またこの受容
室は、内側に位置決めされていることに基づいて非常に
大きい容積で、ひいては頑丈に構成することができる。
さらに受容室内には解除ばねが収容されており、それに
よってこの解除ばねが保護されている。解除ばねは有利
には円筒形の圧縮コイルばねとして構成されていて、こ
の圧縮コイルばねは、グリース充填部を備えた受容室内
に配置されている。

【００１１】受容室は、開放した自由端部内に挿入され
た挿入部によって閉鎖されており、この挿入部はスター
タ装置のピニオンを有している。

【００１２】ピニオン軸とピニオンとの２つの部分から
成る構成においては、ストッパ面及び負荷された軸横断
面が増大され、ひいてはより高い強度及びより強い負荷
可能性が得られるので有利である。ピニオン軸受の直径
を増大することなしに、大きい歯列を実現することがで
きる。しかも、２つの部分に分割した構成によって、そ
れぞれ簡単に構成された２つの構成部分が得られ、これ
らの構成部分は、簡単及びひいては安価な方法で製造可
能である。

【００１３】本発明はさらにピニオンユニットに関する
ものであり、このピニオンユニットは、突出した前記中
空のピニオン軸と、このピニオン軸内に配置されたピニ
オン部分とから成っている。ベンディックス式スタータ
装置の有利な実施例は、従属請求項に記載されており、
その特徴、詳細、利点は、図面に関する以下の説明に詳
しく説明されている。

【００１４】

【発明の実施の形態】ベンディックス式スタータ装置の
有利な実施例は従属請求項に記載されており、その特
徴、詳細及び利点は以下に図面を用いて詳しく説明され
ている。

【００１５】図１には、ベンディックス式スタータ装置
の全体が示されている。外側からは、スタータモータ１
はそのケーシング２が示されている。冒頭に述べたドイ
ツ連邦共和国特許公開第１００１６７０６号明細書に
は、ステータとロータと、このロータによって駆動され
る駆動軸３とを備えたスタータモータ１の構成が詳しく
説明されているので、本明細書では繰り返して説明はし
ない。駆動軸３は、図１に詳しく示していない遊星歯車
伝動装置及びオーバーランニングクラッチ４を介して、
符号５で全体が示されている被駆動軸に連結されてい
る。被駆動軸５は、鉢状の中間軸受６内で回転可能に軸
受けされており、この中間軸受６は、駆動軸受ケーシン
グ７内に相対回動不能に（つまり一緒に回転するよう
に）固定されている。この場合、支承力を支持するため
に、駆動軸５と中間軸受６との間に転がり軸受８が配置
されている。この転がり軸受８の後ろに、被駆動軸５と
一体的に構成されたオーバーランニングクラッチ４の内
レース９が位置しており、この内レース９は緊締体１０
を介してオーバーランニングクラッチの外レース１１に
接続されている。外レース１１は、詳しく図示していな
い遊星歯車支持軸によって、駆動軸３と被駆動軸５との
間の前記遊星歯車伝動装置の遊星歯車に連結されてい
る。

【００１６】被駆動軸５は中間軸受６に関連して、一方
では内レース９の端面１２によって、他方では固定リン
グ１３によって固定されている。固定リング１３には、
被駆動軸５の狭隘部１４の、軸方向で後ろに並目雄ねじ
山１５が続いており、この雄ねじ山１５に、対応する並
目雌ねじ山１７を有するピニオン軸１６がかみ合ってい
る。この並目雌ねじ山１７のさらに軸方向で後ろに中空
軸として構成されたピニオン軸１６が半径方向で拡張さ
れていて、それによってこのピニオン軸１６によって包
囲された受容室１８が形成されている。この領域に、ピ
ニオン軸１６が回転可能に駆動軸受ケーシング７内で軸
受１９を介して軸受けされており、この軸受１９は駆動
軸受ケーシング７内に押し込まれていて、軸シールリン
グ２０によって保護されている。

【００１７】スタータモータ１とは反対側で受容室１８
は開放している。この開放された端部内に、スタータ装
置の本来のピニオン２１を有する挿入部分２２が、プレ
ス嵌めによってはめ込まれていて、ピニオン軸１６の壁
部２４のリング状の端面縁部２３の領域内、及びスター
タモータ１に向いたピニオンの側面２５の領域内で、例
えばレーザ溶接によって堅固に結合されている。これに
対して選択的に、軸方向固定ピン又はスナップリングに
よって回転方向で形状接続（形状による束縛）式に固定
された結合、或いはピニオン軸１６内に挿入部分２２を
押し込むことによる摩擦接続（摩擦による束縛）式の嵌
合が可能である。ピニオン軸１６と、ピニオン２１を備
えた挿入部分２２とは、２部分より成るピニオンユニッ
トを形成している。

【００１８】被駆動軸５の並目雄ねじ山１５と挿入部分
２２との間で、被駆動軸５のヘッド状の突起部２６にス
トッパリング２７が配置されており、このストッパリン
グ２７は、スナップリング２８によって突起部２６の溝
２９内に固定されている。ストッパリング２７に関連し
て、スナップリング２８は鉢状の凹部３０内に固定され
ている。ストッパリング２７自体は、相対的に内実のリ
ング体を有しており、このリング体の、スタータモータ
１に向いた端面側がストッパ面３１を形成している。こ
のストッパ面３１は、スタータモータ１とは反対側の、
並目雌ねじ山１７に設けられたリングショルダ３２と協
働してストッパとして作用する。

【００１９】ストッパ面３１とは反対側の端部で、スト
ッパリング２７はさらに、半径方向外側に突出する環状
の薄い環状突起３３を備えており、この環状突起３３
は、同様に受容室１８内に配置された円筒形の圧縮コイ
ルばね３４（スタータ装置のいわゆる解除ばね；Ａｕｓ
ｓｐｕｒｆｅｄｅｒ）のための座部を形成している。こ
の解除ばね３４はその他方の端部が前記環状ショルダ３
２で支えられていて、ここでプレロードを受けて保持さ
れている。解除ばね３４をストッパリング２７上に被せ
嵌めるために、解除ばね３４はやや引き延ばされ、それ
によって解除ばね３４は半径方向の応力を受けてストッ
パリング２７の軸受ショルダ３５に取り付けられる。こ
れによって組み付け時に解除ばねを固定するために、係
止部又はこれと類似のものを形成するための特別な付加
的な手段例えばアンダカットは必要ない。

【００２０】また被駆動軸５の前記突起部２６は、駆動
軸受ケーシング７の正面側の端部を越えるまで延びてい
て、この突起部２６の自由端部３７は、ピニオン２１の
挿入部分２２内に形成された同心的なガイド孔３６内
で、軸方向及び回転方向で摺動可能にガイドされてい
る。ガイド孔３６自体はキャップ３８によって閉鎖され
ている。

【００２１】ピニオン軸１６はその並目雌ねじ山１７の
外側で、全体が符号３９で示されたブレーキ装置を備え
ており、このブレーキ装置３９は、同様に冒頭に述べた
刊行物により従来技術として公知である。このブレーキ
装置３９の主要部は環状のブレーキディスク４０であっ
て、このブレーキディスク４０はその外周部で鋸歯状プ
ロフィール（断面図で示された鋸歯４１によって略示さ
れている）を備えている。この鋸歯状プロフィールはブ
レーキロッカ４２と協働し、このブレーキロッカ４２
は、スタータモータ１によってコントロールされて鋸歯
状プロフィール４１に係合せしめられる。ブレーキディ
スク４０自体は、このブレーキディスク４０の側面に作
用する、同様にピニオン軸１６に被せ嵌められた皿ばね
４３によって軸方向でスナップリング４４に向かって負
荷されている。この場合、皿ばね４３はその半径方向内
側の縁部４５が、並目雌ねじ山１７の領域と、ピニオン
軸１６の受容室１８の領域との間の直径段部４６で支え
られている。このような構成においては、従来技術にお
いてそうであるような、皿ばね４３の対抗支承部のため
の特別な構成部分は必要ない。

【００２２】また受容室１８は詳しく図示していないグ
リース充填部を備えている。

【００２３】次に図１及び図２に示したスタート装置の
機能について説明する。

【００２４】図１に示した初期位置から、スタータモー
タ１が作動せしめられ、これによって駆動軸３の回転運
動は、詳しく図示していない遊星歯車伝動装置を介して
オーバーランニングクラッチ４及び被駆動軸５に伝達さ
れる。スタータモータ及びそのトルク発生装置に給電す
ることによって、詳しく図示していない連結エレメント
を介してブレーキロッカ４２は内方に旋回せしめられ
て、ブレーキディスク４０の鋸歯プロフィール４１に係
合せしめられる。ブレーキロッカ４２がロックされるこ
とによって、皿ばね４３によって制動モーメントがピニ
オン軸１６に加えられ、これによって慣性モーメントに
基づいて、被駆動軸５が回転している場合に、ピニオン
軸１６と被駆動軸５との相対回転が行われる。次いで、
並目雌ねじ山１５，１７によって、ピニオン軸１６は軸
方向でスタータモータ１から離れる方向に移動せしめら
れる。この噛み合い運動は、解除ばね３４による負荷に
抗して、ピニオン軸１６の環状ショルダ３２がストッパ
リング２７のストッパ面３１に当接するまで行われる。
この状態で、ピニオン２１は内燃機関の対応する対抗ピ
ニオンに噛み合い、内燃機関はそれに応じて回転せしめ
られる。始動段階中の噛み合った状態は、図２に示され
ているように、ブレーキロッカ４２が噛み合い運動の最
後にブレーキディスク４０の後ろに落下することによっ
て、維持される。

【００２５】内燃機関が独自に回転し、それに応じてス
タータモータが作動解除されると直ちに、ブレーキロッ
カ４２はその初期位置にもたらされるので、ブレーキデ
ィスク４０に関連したロック作用は解除される。それに
よってピニオン軸１６は解除ばね３４の作用を受けて再
びスタータモータ１方向に戻り移動せしめられて、ピニ
オン２１は、内燃機関における対抗ピニオンとの係合が
解除される。

【図面の簡単な説明】

【図１】スタータピニオンの非作業位置におけるベンデ
ィックス式スタータ装置の軸方向で一部断面した側面図
である。

【図２】スタータピニオンが押し込まれている状態の、
図１に示したスタータ装置の部分断面図である。

【符号の説明】

１ スタータモータ、 ２ ケーシング、 ３ 駆動
軸、 ４ オーバーランニングクラッチ、 ５ 被駆動
軸、 ６ 中間軸受、 ７ 駆動軸受ケーシング、 ８
転がり軸受、 ９ 内レース、 １０ 緊締体、 １
１ 外レース、１２ 端面、 １３ 固定リング、 １
４ 狭隘部、 １６ ピニオン軸、 １７ 並目雌ねじ
山、 １８ 受容室、 １９ 軸受、 ２０ 軸シール
リング、２１ ピニオン、 ２２ 挿入部分、 ２３
端面縁部、 ２４ 壁部、 ２５ 側面、 ２６ 突起
部、 ２７ ストッパリング、 ２８ スナップリン
グ、 ２９ 溝、 ３０ 凹部、 ３１ ストッパ面、
３２ 環状ショルダ、３３ 環状突起、 ３４ 圧縮
コイルばね（解除ばね）、 ３５ 軸受ショルダ、 ３
６ ガイド孔、 ３７ 自由端部、 ３８ キャップ、
３９ ブレーキ装置、 ４０ ブレーキディスク、
４１ 鋸歯状プロフィール、 ４２ ブレーキロッカ、
４３ 皿ばね、 ４４ スナップリング、 ４５ 半
径方向内側の縁部、 ４６ 直径段部

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関を始動させるためのベンディッ
   クス式スタータ装置であって、スタータモータ（１）
   と、該スタータモータ（１）によって駆動される駆動軸
   （３）と、該駆動軸（３）に連結された被駆動軸（５）
   と、該被駆動軸（５）に並目ねじ山（１５，１７）によ
   って取り付けられたピニオン軸（１６）とを有してお
   り、該ピニオン軸（１６）はこのピニオン軸（１６）の
   噛み合い運動を生ぜしめるための装置（３９）によって
   負荷可能で、この噛み合い運動が被駆動軸（５）におい
   てストッパ（２７）によって制限されており、 さらに前記ピニオン軸（１６）を噛み合い運動に抗して
   負荷するための解除ばね（３４）と、噛み合い運動によ
   って内燃機関の対抗ピニオンに係合可能である、ピニオ
   ン軸（１６）上に設けられたピニオン（２１）とを有し
   ている形式のものにおいて、 前記ピニオン軸（１６）が、受容室（１８）を包囲する
   中空軸として構成されており、該受容室（１８）内に、
   被駆動軸（５）に被せ嵌められたストッパ（２７）が収
   容されており、該受容室（１８）は、ストッパ（２７）
   とピニオン軸（１６）の対抗軸受（３２）との間に緊締
   された解除ばね（３４）を受容し、また前記受容室（１
   ８）の自由端部（３７）内に、ピニオン（２１）を有す
   る別個の挿入部分（２２）が挿入されていることを特徴
   とする、内燃機関を始動させるためのベンディックス式
   スタータ装置。
2. 【請求項２】 前記受容室（１８）がグリース充填部を
   備えている、請求項１記載のスタータ装置。
3. 【請求項３】 解除ばね（３４）が円筒形の圧縮コイル
   ばねとして構成されている、請求項１又は２記載のスタ
   ータ装置。
4. 【請求項４】 解除ばね（３４）のストッパ側の端部
   が、ストッパ（２７）の軸受ショルダ（３５）上に半径
   方向応力を受けて固定されている、請求項１から３まで
   のいずれか１項記載のスタータ装置。
5. 【請求項５】 ピニオン挿入部分（２２）が受容室（１
   ８）内に摩擦接続によって固定されている、請求項１か
   ら４までのいずれか１項記載のスタータ装置。
6. 【請求項６】 ピニオン挿入部分（２２）が、受容室
   （１８）の壁部（２４）に、材料接続有利にはレーザ溶
   接によって結合されている、請求項１から４までのいず
   れか１項記載のスタータ装置。
7. 【請求項７】 ピニオン挿入部分（２２）が、受容室
   （１８）の壁部（２４）と、周方向で形状接続によって
   結合されていて、軸方向で補助エレメント有利にはスナ
   ップリングを用いて形状接続によって結合されている、
   請求項１から４までのいずれか１項記載のスタータ装
   置。
8. 【請求項８】 ストッパが、被駆動軸（５）に取り付け
   られたストッパリング（２７）によって形成されてい
   る、請求項１から７までのいずれか１項記載のスタータ
   装置。
9. 【請求項９】 ストッパリング（２７）がスナップリン
   グ（２８）によって被駆動軸（５）に固定されている、
   請求項８記載のスタータ装置。
10. 【請求項１０】 ピニオン挿入部分（２２）が有利には
    貫通するガイド孔（３６）でもって、被駆動軸（５）の
    自由端部（３７）上で軸方向及び回転方向で摺動可能に
    ガイドされている、請求項１から９までのいずれか１項
    記載のスタータ装置。
11. 【請求項１１】 請求項１から１０までのいずれか１項
    記載のスタータ装置のためのピニオンユニットにおい
    て、 ピニオン軸（１６）と、本来のピニオン（２１）を備え
    た別個の挿入部分（２２）との２つの部分より構成され
    ており、ピニオン軸（１６）が中空軸として構成されて
    いて、該中空軸が受容室（１８）を包囲しており、 該受容室（１８）内に、被駆動軸（５）上に固定された
    ストッパ（２７）が収容されており、 該受容室（１８）が、ストッパ（２７）と、ピニオン軸
    （１６）の対抗軸受（３２）との間に緊締された解除ば
    ね（３４）を受容し、 該受容室（１８）の自由端部内に、ピニオン（２１）を
    有する別個の挿入部分（２２）が挿入されている、 ことを特徴とするスタータ装置のためのピニオンユニッ
    ト。