JP4165515B2 - スタータ - Google Patents

Description

本発明は、エンジン側のギヤにピニオンギヤが常時噛み合わされている常時噛合い式スタータに関する。

従来、ピニオンギヤを押し出してエンジン側のリングギヤに噛み合わせる一般的な電磁押し込み式スタータは、始動時以外では、ピニオンギヤがリングギヤに噛み合っておらず、始動時のみピニオンギヤが前進してリングギヤに噛み合い、モータで発生した駆動力をピニオンギヤからリングギヤに伝達してエンジンを駆動し、エンジン始動後は、イグニッションスイッチをＳＴＡＲＴ位置からＯＮ位置に戻すことで、ピニオンギヤがリングギヤから離脱する方式である。
この電磁押し込み式スタータでは、エンジンが停止する前（エンジンが惰性回転している時）に再始動させようとしても、エンジン側のリングギヤが高速で回転しており、そのリングギヤにピニオンギヤを噛み合わせることができないため、エンジンが停止する前に再始動させることは困難である。

一方、エンジン側のリングギヤとスタータ側のピニオンギヤとが直接または中間ギヤ等を介して常時噛み合っている常時噛合い式スタータが知られている（特許文献１参照）。この常時噛合い式スタータでは、エンジン駆動後、ピニオンギヤがリングギヤから離脱することはなく、常時噛み合っているので、エンジンが停止する前の再始動も可能である。また、電磁押し込み式スタータでは、ピニオンギヤがリングギヤに噛み合う時に噛み合い音が発生するが、常時噛合い式スタータでは、噛み合い音が発生しないため、静音性の点でも優れている。

ところで、上記の電磁押し込み式スタータでは、イグニッションスイッチがＳＴＡＲＴ位置に入っている状態、つまり、ピニオンギヤがリングギヤに噛み合っている時に、エンジンが完爆して、エンジン回転数がスタータ回転数を上回ると、ピニオンギヤがリングギヤに回されることになる。
同様に、常時噛合い式スタータでも、ピニオンギヤが常時リングギヤに噛み合っているため、エンジンが完爆して、エンジン回転数がスタータ回転数を上回ると、ピニオンギヤがリングギヤに回されることになる。

この時、スタータモータの電機子は、リングギヤとピニオンギヤとのギヤ比（一般的にピニオンギヤ：１に対してリングギヤ：８〜１５程度）を乗じた回転数（内部減速機を有するスタータでは、更に内部減速比を乗じた回転数）で回されることになり、電機子が遠心力により破損する原因となる。
これを防止するために、スタータの内部やリングギヤ側に一方向クラッチが設けられている。この一方向クラッチには、エンジン回転数がスタータ回転数を上回ると空転して、エンジン回転数を電機子に伝えない機能を持たせている。
特開２００４−２２５５４４号公報

ところが、エンジン回転数がスタータ回転数を上回った時に空転する一方向クラッチは、ある条件（後述する）でエンジンが逆方向に回転した時に契合状態（クラッチが繋がった状態）となるため、常時噛合い式スタータにおいては、逆回転方向に発生した回転力がエンジン側からスタータ側に伝達されてしまう。その結果、リングギヤとピニオンギヤとのギヤ比（減速比）を乗じた回転数（内部減速機を有するスタータでは、更に内部減速比を乗じた回転数）で電機子が回されることになり、ブラシ寿命の低下や、電機子が遠心力によって破損することが懸念される。

ここで、上記ある条件の１つ目は、エンジン停止時の揺動である。一般的に、エンジンが停止する際には、シリンダ内のピストンが往復運動を繰り返しながら、最終的に安定した位置に停止する。このピストンの往復運動に連動して、エンジンのクランク軸が正回転方向と逆回転方向とに揺動する。このクランク軸の揺動がリングギヤに噛み合うピニオンギヤを介してスタータ側に伝達される際に、正回転方向の回転力は一方向クラッチの機能により伝達されないので、結果的に逆回転方向の回転力のみが伝達される。

一方向クラッチが設定される場所により、揺動するギヤと逆回転方向の回転力のみ伝達されるギヤとの関係は変わるが、トルク伝達経路で考えた場合、エンジンから一番遠い電機子は、エンジン側から見て一方向クラッチの後方に配置されるため、エンジン停止時の揺動によって逆回転方向に回されることになる。なお、この電機子の逆転現象は、エンジン駆動後、ピニオンギヤがリングギヤから離脱する電磁押し込み式スタータに生じることはなく、ピニオンギヤがリングギヤに常時噛み合っている常時噛合い式スタータに限定される。

上記の様に、エンジン停止時に電機子の逆転現象が発生すると、エンジンが停止する毎に、整流子上をブラシが摺動するため、ブラシ寿命にも影響を与える。その結果、ブラシを大型化する等の対策が必要となってしまう。また、整流子上をブラシが摺動する際に発生する摺動音が、ユーザにとって不快感を与えることも考えられる。

上記ある条件の２つ目は、坂道発進でエンストした場合である。つまり、登板路で車両側の変速ギヤが前進ギヤとなっている時に、エンストして車両が登板路を後退すると、車輪から逆回転方向の回転力がエンジンに伝達される。この時、一方向クラッチが契合状態となるため、エンジン側のリングギヤ→スタータ側のピニオンギヤ→電機子へと順次回転力が伝達されて、電機子も逆回転方向に回される。この電機子の回転は、車輪の回転数に対して、最終減速比、変速比、リングギヤとピニオンギヤとのギヤ比（減速比）、およびスタータの内部減速比によって高い回転数となるため、電機子が遠心力により破損することが懸念される。

この２つ目の条件は、ブレーキペダルを踏んで車両の後退を止めたり、マニュアル車のクラッチペダルを踏んで動力の伝達を遮断すれば回避できるが、エンスト後、ブレーキペダルもクラッチペダルも踏まず、車両が後退し続けた場合に該当する。
また、２つ目の条件によって生じる電機子の逆転現象は、１つ目の条件と同様に、エンジン停止時でもエンジンから電機子までトルク伝達経路が形成されている必要があるので、電磁押し込み式スタータに生じることはなく、ピニオンギヤがリングギヤに常時噛み合っている常時噛合い式スタータに限定される。

本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、エンジン停止時や、登板路のエンストで車両が後退する時に発生する電機子の逆転現象を抑制できる機能を持ったスタータを提供することにある。

（請求項１の発明）
本発明は、通電を受けて電機子に回転力を発生する始動用モータと、電機子の回転が伝達される出力軸と、この出力軸上に配置され、エンジン側のギヤ（リングギヤと呼ぶ）と常時噛み合っているピニオンギヤとを備え、電機子に発生する回転力をピニオンギヤからリングギヤに伝達してエンジンを駆動するスタータであって、エンジン駆動時には、電機子の回転を許容し、エンジン駆動時と逆方向の回転力が電機子に伝達された時には、電機子の回転を規制する逆転防止用クラッチを備えていることを特徴とする。

上記の構成によれば、エンジン駆動時には、電機子の回転が許容されるため、電機子に発生した回転力をピニオンギヤからリングギヤに伝達してエンジンを駆動することができる。一方、エンジン停止時にクランク軸が揺動する場合、あるいは登板路でエンストして車両が後退した場合等において、エンジン駆動時と逆方向の回転力が電機子に伝達されると、逆転防止用クラッチによって電機子の回転が規制されるので、電機子がエンジン駆動時と逆方向に回転することを防止できる。

（請求項２の発明）
請求項１に記載したスタータにおいて、電機子と出力軸との間に設けられ、電機子の回転を減速して出力軸に伝達する減速装置を備え、逆転防止用クラッチは、電機子の回転軸（電機子軸と呼ぶ）上に配置され、減速装置を介して電機子軸にエンジン駆動時と逆方向の回転力が伝達された時に、電機子軸の回転を規制することを特徴とする。

上記の構成によれば、電機子軸と出力軸との間に減速装置を設けているので、電機子に発生した回転は、減速比分減速して出力軸に伝達され、トルクは減速比分増大して出力軸に伝達される。逆に、エンジン側からスタータへの入力に対しては、出力軸に伝達された回転が減速比分増大して電機子に伝達され、トルクが減速比分減少して電機子に伝達される。

これにより、エンジン駆動時と逆方向の回転がエンジン側からスタータに入力した場合でも、その入力トルクを減速比分減少させることができる。その結果、電機子軸上に逆転防止用クラッチを配置した場合、その逆転防止用クラッチの許容トルクを小さくしても、電機子の回転を規制してエンジン駆動時と逆方向の回転力を止めることができるので、クラッチの体格を小さくすることが可能である。

（請求項３の発明）
請求項２に記載したスタータにおいて、逆転防止用クラッチは、回転不能に固定されたクラッチアウタと、電機子軸に設けられたクラッチインナと、クラッチアウタとクラッチインナとの間に配設され、両者間のトルク伝達を断続するクラッチ部材とを備え、エンジン駆動時には、クラッチアウタとクラッチインナとの間でクラッチ部材が空転して電機子軸の回転を許容し、減速装置を介して電機子軸にエンジン駆動時と逆方向の回転力が伝達された時には、クラッチ部材がクラッチアウタとクラッチインナとに係合して電機子軸の回転を規制することを特徴とする。

上記の構成によれば、エンジン駆動時には、クラッチ部材が空転して電機子軸の回転を許容することで、電機子の回転が減速装置を介して出力軸に伝達され、その出力軸上に配置されたピニオンギヤからリングギヤに回転力を伝達してエンジンを駆動することができる。一方、減速装置を介して電機子軸にエンジン駆動時と逆方向の回転力が伝達された時には、クラッチ部材が電機子軸の回転を規制することで、電機子がエンジン駆動時と逆方向に回転することを防止できる。

（請求項４の発明）
請求項１〜３に記載した何れかのスタータにおいて、電機子と出力軸との間に設けられ、エンジン側より出力軸に過大トルクが伝達された時に、その過大トルクを吸収して電機子へのトルク伝達を遮断する衝撃吸収装置を備えることを特徴とする。
逆転防止用クラッチによって電機子の逆回転を防止できる本発明のスタータでは、エンジン駆動時と逆方向の回転がエンジン側から入力された時、電機子の逆回転を規制しているため、電機子はあたかも無限の慣性を有することになり、電機子の逆回転を規制しないものに対して、大きな入力トルクが発生することが懸念される。

上記の入力トルクがリングギヤから電機子軸までのトルク伝達経路に伝達された場合、その入力トルクに耐え得る様に、トルク伝達経路の構成部品（シャフトやギヤ等）の強度を確保しようとすると、構成部品の体格ＵＰや強度ＵＰが必要となってしまう。
これに対し、請求項４に係る発明では、電機子と出力軸との間に衝撃吸収装置を設けているので、エンジン側より出力軸に過大トルクが伝達された時に、その過大トルクを衝撃吸収装置によって吸収できる。その結果、トルク伝達経路の構成部品の体格や強度をＵＰさせる必要はなく、高い信頼性を得ることが可能である。

（請求項５の発明）
請求項４に記載したスタータにおいて、請求項２に記載した減速装置は、電機子軸に設けられた太陽歯車と、この太陽歯車と同心に配置された内歯歯車と、両歯車に噛み合う遊星歯車とを有し、電機子の回転によって太陽歯車が回転すると、遊星歯車が自転運動と公転運動を行い、その公転運動が出力軸に伝達される遊星歯車減速装置であり、
請求項４に記載した衝撃吸収装置は、内歯歯車に係合して内歯歯車と共に回転可能に設けられた回転ディスクと、この回転ディスクに摩擦係合して回転不能に設けられた摩擦板とを有し、この摩擦板との摩擦係合によって得られる回転ディスクの静止トルクを超える過大トルクが内歯歯車に加わった時に、摩擦板に対し回転ディスクが滑ることで、過大トルクを吸収することを特徴とする。

上記の構成によれば、内歯歯車の回転が衝撃吸収装置を介して規制されることにより、減速装置が機能する。つまり、電機子の回転によって太陽歯車が回転すると、遊星歯車が太陽歯車と内歯歯車とに噛み合いながら自転運動と公転運動を行い、その公転運動が出力軸に伝達される。
また、衝撃吸収装置に使用される回転ディスクの静止トルクを超える過大トルクが内歯歯車に加わると、摩擦板に対し回転ディスクが滑る（回転する）ことで、内歯歯車に加わる過大トルクが吸収される。

（請求項６の発明）
請求項１〜５に記載した何れかのスタータにおいて、出力軸上にピニオンギヤと一体に一方向クラッチが配置され、この一方向クラッチは、エンジン駆動時に出力軸の回転をピニオンギヤに伝達すると共に、エンジンの始動によりピニオンギヤの回転数が出力軸の回転数を上回った時に、ピニオンギヤから出力軸へのトルク伝達を遮断することを特徴とする。
上記の構成によれば、エンジンが始動してリングギヤの回転数が出力軸の回転数を上回ると、一方向クラッチの働きによって、ピニオンギヤから出力軸へのトルク伝達が遮断されるため、エンジンの回転が出力軸に伝達されることはなく、電機子のオーバランを防止できる。

（請求項７の発明）
請求項１〜６に記載した何れかのスタータは、エンジンの停止および再始動を自動制御するエンジン自動停止／再始動システムに用いられることを特徴とする。
本発明のスタータは、エンジン始動後にピニオンギヤがリングギヤから離脱することはなく、常時噛み合っているため、上記のエンジン自動停止／再始動システムに用いて、エンジンの再始動を好適に行うことができる。

すなわち、前述の「背景技術」に記載した電磁押し込み式スタータでは、エンジン始動後にピニオンギヤをリングギヤから離脱させるため、エンジンを自動停止した後、再始動する際に、ピニオンギヤを押し出してリングギヤに噛み合わせる必要があるのに対し、本発明のスタータでは、ピニオンギヤが常時リングギヤに噛み合っているので、エンジンの再始動時にピニオンギヤを押し出す必要がなく、短時間でエンジンの再始動を行うことができる。更に、エンジン自動停止／再始動システムを採用した場合には、エンジン停止毎に発生する電機子の逆転現象の頻度も大幅に増加するため、ブラシ寿命に影響を与えたり、整流子上をブラシが摺動する際に発生する摺動音が、ユーザにとって不快感を与える回数も増えることになるが、本発明のスタータでは、電機子の逆回転を防止しているため、これらの影響を無くすことができる。

本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。

図１は常時噛合い式スタータ１の半断面図である。
実施例１に係るスタータ１は、図１に示す様に、通電を受けて電機子２に回転力を発生する始動用モータ３と、このモータ３の通電回路に設けられるメイン接点（図示せず）を開閉する電磁リレー４と、電機子２の回転を減速して出力軸５に伝達する減速装置６と、出力軸５に支持されるピニオンギヤ７と、電機子２がエンジン駆動時とは逆方向に回転することを防止する逆転防止用クラッチ８（図３参照）等より構成される。

モータ３は、磁気回路を形成するヨーク９の内周に複数の永久磁石１０を周方向等間隔に配置して構成される界磁と、この界磁の内周に回転自在に配置される電機子２と、この電機子２に設けられる整流子１１に摺接するブラシ１２等より構成され、電磁リレー４によってメイン接点が閉制御されると、車載バッテリ（図示せず）から電力の供給を受けて、電機子２に回転力が発生する。なお、界磁は、永久磁石１０に替えて、界磁コイルを使用することもできる。
電磁リレー４は、スタータリレー（図示せず）を介してバッテリから通電されるソレノイド（図示せず）を内蔵し、このソレノイドへの通電によって発生する電磁力を利用してメイン接点を開閉する。

減速装置６は、図２に示す様に、電機子２の回転軸（以下、電機子軸１３と呼ぶ）に形成された太陽歯車１４と、下述する衝撃吸収装置１８を介して回転規制される内歯歯車１５と、両歯車１４、１５に噛み合う複数の遊星歯車１６とで構成される周知の遊星歯車減速装置である。この減速装置６は、内歯歯車１５の回転が拘束された状態で、電機子２が回転すると、電機子２の回転が太陽歯車１４から遊星歯車１６に伝達され、その遊星歯車１６が自転しながら太陽歯車１４の周囲を公転する。遊星歯車１６の公転運動は、遊星歯車１６を回転自在に支持するギヤ軸１７を介して出力軸５に伝達される。

衝撃吸収装置１８は、図２に示す様に、フロントハウジング１９の内周に回転規制されたセンタケース２０を利用して構成される。具体的には、センタケース２０に回転規制された固定ディスク２１と、センタケース２０と固定ディスク２１との間に挟み込まれて、減速装置６の内歯歯車１５に係合する回転ディスク２２と、固定ディスク２１を介して回転ディスク２２をセンタケース２０側（図示左側）へ押圧する皿ばね２３等より構成され、この皿ばね２３の押圧力により、回転ディスク２２がセンタケース２０と固定ディスク２１とに摩擦係合して回転規制されている。
この衝撃吸収装置１８は、回転ディスク２２の静止トルクを超える過大トルクが内歯歯車１５に加わると、回転ディスク２２が滑る（回転する）ことで、内歯歯車１５の回転が許容されて、過大トルクを吸収することができる。

出力軸５は、電機子軸１３と同軸線上に配置されて、一端側が軸受２４を介してフロントハウジング１９に回転自在に支持され、他端側が減速装置６を介して電機子軸１３に連結されている。
ピニオンギヤ７は、出力軸５の外周にスプライン結合されて、出力軸５と一体に回転可能に設けられると共に、エンジンのリングギヤ２５に常時噛み合わされている。

逆転防止用クラッチ８は、センタケース２０とヨーク９との間に回転不能に固定されたクラッチアウタ２６と、電機子軸１３に設けられたクラッチインナ２７と、クラッチアウタ２６とクラッチインナ２７との間に形成されるカム室２８（図３参照）に配設されるクラッチローラ２９と、このクラッチローラ２９をカム室２８の狭小方向へ付勢するスプリング３０（図３参照）等より構成される。なお、カム室２８は、図３（ａ）に示す様に、クラッチアウタ２６の内周面とクラッチインナ２７の外周面との間に形成される隙間が、周方向の一方側（図示右側）から他方側へ向かって次第に狭くなるくさび状に形成され、且つ、周方向の一方側ではローラ径より広く形成され、周方向の他方側ではローラ径より狭く形成されている。

上記の構成によれば、図３（ｂ）に示す様に、クラッチインナ２７が図中矢印で示す右回転方向に回転すると、クラッチローラ２９がカム室２８の一方側（広い側）に移動して空転することで、クラッチインナ２７の回転が許容される。
一方、図４に示す様に、クラッチインナ２７が図中矢印で示す左回転方向に回転すると、クラッチローラ２９がカム室２８の他方側（狭い側）に移動して、クラッチアウタ２６とクラッチインナ２７との間にロックされるため、クラッチインナ２７の回転が規制される。

本実施例のスタータ１に使用される逆転防止用クラッチ８は、エンジン駆動時に、クラッチローラ２９が空転してクラッチインナ２７の回転が許容される方向に構成されている。つまり、エンジン駆動時には、クラッチインナ２７の回転が許容されることで、電機子２の回転が減速装置６を介して出力軸５に伝達される。一方、エンジン駆動時と逆方向の回転力が電機子２に伝達された時は、クラッチローラ２９がロックしてクラッチインナ２７の回転が規制されることで、電機子２がエンジン駆動時と逆方向に回転することを防止する。

次に、上記スタータ１の作動を説明する。
電磁リレー４によりモータ３のメイン接点が閉制御されると、バッテリから電機子２に通電されて、電機子２に回転力が発生する。エンジン駆動時には、逆転防止用クラッチ８のクラッチローラ２９が空転するため、電機子２の回転が逆転防止用クラッチ８によって規制されることはなく、減速装置６を介して出力軸５に伝達され、その出力軸５の回転がピニオンギヤ７からリングギヤ２５に伝達されて、エンジンを駆動する。

エンジン始動後は、例えば、エンジンのクランク軸（図示せず）とリングギヤ２５との間に設けられる一方向クラッチ（図示せず）によって、リングギヤ２５がクランク軸から切り離される（クランク軸の回転がリングギヤ２５に伝達されない）ことで、エンジン回転が出力軸５に伝達されることはなく、電機子２のオーバランを防止できる。
また、エンジン側から出力軸５にエンジン駆動時とは逆方向の回転力が伝達されると、逆転防止用クラッチ８によりクラッチインナ２７の回転が規制されることで、電機子２がエンジン駆動時と逆方向に回転することを防止できる。

（実施例１の効果）
実施例１に記載したスタータ１では、エンジンが停止する際に生じるクランク軸の揺動あるいは登板路のエンストで車両が後退する時等において、エンジン側から出力軸５にエンジン駆動時とは逆方向の回転力が伝達された場合に、逆転防止用クラッチ８によって電機子２が逆方向に回転することを防止できる。これにより、エンジンの回転が減速装置６で増速されて電機子２に伝わることはなく、遠心力による電機子２の破損を防止できると共に、ブラシ１２が整流子１１に摺動する機会が減ることにより、ブラシ１２の寿命を延ばすことが可能である。

また、実施例１では、電機子軸１３と出力軸５との間に減速装置６を設けているので、エンジン側から出力軸５にエンジン駆動時とは逆方向の回転力が伝達された場合に、その回転力（入力トルク）が減速装置６の減速比分減少して電機子２に伝達される。このため、電機子軸１３上に逆転防止用クラッチ８を配置することで、その逆転防止用クラッチ８の許容トルクを小さくしても、電機子２の回転を規制してエンジン駆動時と逆方向の回転力を止めることができるので、クラッチの体格を小さくすることが可能である。

さらに、実施例１に記載したスタータ１では、減速装置６に使用される内歯歯車１５の回転が衝撃吸収装置１８を介して規制されている。この構成によれば、エンジン側より出力軸５に過大トルク（回転ディスク２２の静止トルクを超える過大トルク）が伝達された時に、その過大トルクを衝撃吸収装置１８によって吸収できるので、リングギヤ２５から出力軸５までのトルク伝達経路に用いられる構成部品（出力軸５、ピニオンギヤ７等）の体格や強度をＵＰさせる必要はなく、高い信頼性を得ることが可能である。

なお、実施例１に記載したスタータ１は、ピニオンギヤ７がリングギヤ２５に常時噛み合っているので、エンジンの停止および再始動を自動制御するエンジン自動停止／再始動システム（アイドルストップ、エコランシステム等とも呼ばれる）に用いることで、エンジンの再始動を好適に行うことができる。
同システムでは、赤信号や渋滞等でエンジンを自動停止させた後、発進時にエンジンを自動的に再始動させるため、同システムを搭載していない車両と比較した場合に、エンジンの始動回数が大幅に増加する。このシステムに実施例１のスタータ１を採用した場合、従来の電磁押し込み式スタータの様に、ピニオンギヤ７を押し出してリングギヤ２５に噛み合わせる必要がないので、短時間でエンジンの再始動を行うことができ、且つピニオンギヤ７とリングギヤ２５との噛み合い音も発生しないので、静粛性の点でも優れている。

更に、エンジン自動停止／再始動システムを採用した場合には、エンジン停止毎に発生する電機子２の逆転現象の頻度も大幅に増加するため、ブラシ１２の寿命に影響を与えたり、整流子１１上をブラシ１２が摺動する際に発生する摺動音が、ユーザにとって不快感を与える回数も増えることになるが、本発明のスタータ１では、逆転防止用クラッチ８によって電機子２の逆回転を防止しているため、上記の影響を無くすことができる。

また、実施例１では、クランク軸とリングギヤ２５との間に一方向クラッチを設けることを記載したが、一方向クラッチをスタータ１側に設けることもできる。例えば、出力軸５上にピニオンギヤ７と一体に一方向クラッチを配置することができる。この一方向クラッチは、エンジン駆動時に出力軸５の回転をピニオンギヤ７に伝達すると共に、エンジンの始動によりピニオンギヤ７の回転数が出力軸５の回転数を上回った時に、ピニオンギヤ７から出力軸５へのトルク伝達を遮断することで、電機子２のオーバランを防止できる。

また、実施例１に記載した様に、一方向クラッチをクランク軸とリングギヤ２５との間に配置する場合は、ピニオンギヤ７を出力軸５と一体に設けることも可能である。つまり、実施例１では、ピニオンギヤ７を出力軸５と別体に設けて、そのピニオンギヤ７を出力軸５の外周にスプライン結合しているが、電磁押し込み式スタータの様に、出力軸５に対してピニオンギヤ７を軸方向に移動させる必要がないので、ピニオンギヤ７を出力軸５と一体に設けることもできる。

常時噛合い式スタータの半断面図である（実施例１）。 減速装置と衝撃吸収装置および逆転防止用クラッチの構成を示す拡大断面図である。 （ａ）逆転防止用クラッチの一部断面図、（ｂ）エンジン駆動時の作動を示す逆転防止用クラッチの断面図である。 電機子がエンジン駆動時と逆方向に回転した時の作動を示す逆転防止用クラッチの断面図である。

符号の説明

１ スタータ
２ 電機子
３ 始動用モータ
５ 出力軸
６ 減速装置（遊星歯車減速装置）
７ ピニオンギヤ
８ 逆転防止用クラッチ
１３ 電機子軸（電機子の回転軸）
１４ 太陽歯車
１５ 内歯歯車
１６ 遊星歯車
１８ 衝撃吸収装置
２１ 固定ディスク（摩擦板）
２２ 回転ディスク
２５ リングギヤ（エンジン側のギヤ）
２６ クラッチアウタ
２７ クラッチインナ
２９ クラッチローラ（クラッチ部材）

Claims (7)

1. 通電を受けて電機子に回転力を発生する始動用モータと、
   前記電機子の回転が伝達される出力軸と、
   この出力軸上に配置され、エンジン側のギヤ（リングギヤと呼ぶ）と常時噛み合っているピニオンギヤとを備え、前記電機子に発生する回転力を前記ピニオンギヤから前記リングギヤに伝達してエンジンを駆動するスタータであって、
   エンジン駆動時には、前記電機子の回転を許容し、エンジン駆動時と逆方向の回転力が前記電機子に伝達された時には、前記電機子の回転を規制する逆転防止用クラッチを備えていることを特徴とするスタータ。
2. 請求項１に記載したスタータにおいて、
   前記電機子と前記出力軸との間に設けられ、前記電機子の回転を減速して前記出力軸に伝達する減速装置を備え、
   前記逆転防止用クラッチは、前記電機子の回転軸（電機子軸と呼ぶ）上に配置され、前記減速装置を介して前記電機子軸にエンジン駆動時と逆方向の回転力が伝達された時に、前記電機子軸の回転を規制することを特徴とするスタータ。
3. 請求項２に記載したスタータにおいて、
   前記逆転防止用クラッチは、回転不能に固定されたクラッチアウタと、前記電機子軸に設けられたクラッチインナと、前記クラッチアウタと前記クラッチインナとの間に配設され、両者間のトルク伝達を断続するクラッチ部材とを備え、エンジン駆動時には、前記クラッチアウタと前記クラッチインナとの間で前記クラッチ部材が空転して前記電機子軸の回転を許容し、前記減速装置を介して前記電機子軸にエンジン駆動時と逆方向の回転力が伝達された時には、前記クラッチ部材が前記クラッチアウタと前記クラッチインナとに係合して前記電機子軸の回転を規制することを特徴とするスタータ。
4. 請求項１〜３に記載した何れかのスタータにおいて、
   前記電機子と前記出力軸との間に設けられ、前記エンジン側より前記出力軸に過大トルクが伝達された時に、その過大トルクを吸収して前記電機子へのトルク伝達を遮断する衝撃吸収装置を備えることを特徴とするスタータ。
5. 請求項４に記載したスタータにおいて、
   請求項２に記載した前記減速装置は、前記電機子軸に設けられた太陽歯車と、この太陽歯車と同心に配置された内歯歯車と、両歯車に噛み合う遊星歯車とを有し、前記電機子の回転によって前記太陽歯車が回転すると、前記遊星歯車が自転運動と公転運動を行い、その公転運動が前記出力軸に伝達される遊星歯車減速装置であり、
   請求項４に記載した前記衝撃吸収装置は、前記内歯歯車に係合して前記内歯歯車と共に回転可能に設けられた回転ディスクと、この回転ディスクに摩擦係合して回転不能に設けられた摩擦板とを有し、この摩擦板との摩擦係合によって得られる前記回転ディスクの静止トルクを超える過大トルクが前記内歯歯車に加わった時に、前記摩擦板に対し前記回転ディスクが滑ることで、前記過大トルクを吸収することを特徴とするスタータ。
6. 請求項１〜５に記載した何れかのスタータにおいて、
   前記出力軸上に前記ピニオンギヤと一体に一方向クラッチが配置され、この一方向クラッチは、エンジン駆動時に前記出力軸の回転を前記ピニオンギヤに伝達すると共に、エンジンの始動により前記ピニオンギヤの回転数が前記出力軸の回転数を上回った時に、前記ピニオンギヤから前記出力軸へのトルク伝達を遮断することを特徴とするスタータ。
7. 請求項１〜６に記載した何れかのスタータは、
   エンジンの停止および再始動を自動制御するエンジン自動停止／再始動システムに用いられることを特徴とするスタータ。
   

Images