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技術 スタータ及びその製造方法

出願人 三菱電機株式会社
発明者 伊藤祐亀井光一郎
出願日 2019年4月17日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2019-078329
公開日 2020年10月29日 (3ヶ月経過) 公開番号 2020-176535
状態 特許登録済
技術分野 一方向・自動クラッチ、異種クラッチ組合わせ 減速機2 内燃機関の始動装置
主要キーワード 減速構造 スタータ出力 止まり穴 シフトレバ カム室側 回転対称形状 キャリアピン 電磁スイッチ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年10月29日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

スタータ部品の作製工数を減らすことでコストを低減したスタータを得る。

解決手段

モータ6の回転子軸に設けられた太陽歯車14と内歯車16と太陽歯車と内歯車の間に設けられた遊星歯車18を有し、回転力減速する遊星歯車減速機構7と、クラッチアウタ9とクラッチインナ10を有した一方向クラッチ8と、エンジンリングギヤと噛み合い、一方向クラッチのクラッチインナ10と一体的に回転してエンジンを始動するピニオン2を備え、一方向クラッチ8のクラッチアウタ9は遊星歯車18を回転可能に支持するキャリアピン17を挿入するための貫通穴9eを有し、クラッチアウタ9のモータ側あるいは反モータ側の少なくとも片側には、貫通穴9eの外径よりも大きな凹み9cが複数設けられ、貫通穴9eは凹み9cによって凹んでいる範囲内に位置している。

概要

背景

特許文献1に記されるように、一方向クラッチモータとの間に遊星歯車減速機構が設けられ、一方向クラッチのクラッチアウタ遊星キャリアとして機能している構造のスタータが公知である。
このような構造のスタータでは、クラッチアウタのモータ側に遊星歯車を支持するためのキャリアピンを設ける必要があるが、クラッチアウタに穴を空けてキャリアピンを圧入固定する構造としていた。

概要

スタータ部品の作製工数を減らすことでコストを低減したスタータを得る。モータ6の回転子軸に設けられた太陽歯車14と内歯車16と太陽歯車と内歯車の間に設けられた遊星歯車18を有し、回転力減速する遊星歯車減速機構7と、クラッチアウタ9とクラッチインナ10を有した一方向クラッチ8と、エンジンリングギヤと噛み合い、一方向クラッチのクラッチインナ10と一体的に回転してエンジンを始動するピニオン2を備え、一方向クラッチ8のクラッチアウタ9は遊星歯車18を回転可能に支持するキャリアピン17を挿入するための貫通穴9eを有し、クラッチアウタ9のモータ側あるいは反モータ側の少なくとも片側には、貫通穴9eの外径よりも大きな凹み9cが複数設けられ、貫通穴9eは凹み9cによって凹んでいる範囲内に位置している。

目的

本願は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、スタータの性能に悪影響を及ぼさないクラッチアウタ形状を有したスタータおよびその製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

回転力を発生するモータと、前記モータの回転子軸に設けられた太陽歯車ハウジングに固定された内歯車と前記太陽歯車と内歯車の間に設けられた遊星歯車を有し、前記回転力を減速する遊星歯車減速機構と、クラッチアウタクラッチインナを有した一方向クラッチと、エンジンリングギヤと噛み合い、前記一方向クラッチのクラッチインナと一体的に回転することで前記エンジンを始動するピニオンを備え、前記一方向クラッチのクラッチアウタは前記遊星歯車を回転可能に支持するキャリアピンを挿入するための貫通穴を有し、前記クラッチアウタのモータ側あるいは反モータ側の少なくとも片側には、前記貫通穴の外径よりも大きな凹みが複数設けられ、前記貫通穴は前記凹みによって凹んでいる範囲内に位置していることを特徴とするスタータ

請求項2

前記凹みは回転方向等ピッチで設けられていることを特徴とする請求項1に記載のスタータ。

請求項3

前記凹みの数は前記キャリアピンの数よりも多いことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のスタータ。

請求項4

モータの回転力を遊星歯車減速機構と一方向クラッチを介してエンジンを始動するピニオンに伝達するスタータの製造方法において、前記一方向クラッチは、クラッチアウタとクラッチインナを有し、前記クラッチアウタの製造過程には、少なくとも鍛造による成型加工と、前記遊星歯車減速機構の遊星歯車を回転可能に支持するキャリアピンを挿入する貫通穴を切削する切削加工が含まれ、前記クラッチアウタのモータ側あるいは反モータ側の少なくとも片側に、前記貫通穴が設けられるよりも前に、前記貫通穴に対応する位置に前記貫通穴の外径よりも大きな凹みを設けることを特徴とするスタータの製造方法。

請求項5

前記凹みを前記成型加工にて設けることを特徴とする請求項4に記載のスタータの製造方法。

技術分野

0001

本願は、エンジン始動するスタータ及びその製造方法に関するものである。

背景技術

0002

特許文献1に記されるように、一方向クラッチモータとの間に遊星歯車減速機構が設けられ、一方向クラッチのクラッチアウタ遊星キャリアとして機能している構造のスタータが公知である。
このような構造のスタータでは、クラッチアウタのモータ側に遊星歯車を支持するためのキャリアピンを設ける必要があるが、クラッチアウタに穴を空けてキャリアピンを圧入固定する構造としていた。

先行技術

0003

WO2017/216889 A1公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1の例のように、クラッチアウタに設けられるキャリアピン挿入穴止まり穴とすると、キャリアピンの反モータ側端面から一方向クラッチのカム室底面までに一定の距離が必要となるため、この距離分だけクラッチアウタの全長伸びてスタータの全長増となり、コスト面で不利となる場合がある。

0005

一方、キャリアピン挿入穴を貫通穴とすれば、キャリアピンの反モータ側端面と一方向クラッチのカム室底面との距離を詰めてクラッチアウタ全長の問題を解消することができる。しかし、貫通穴をドリル等の穴あけ加工で設けると、加工時にバリまたはカエリが発生する。このバリまたはカエリは、一方向クラッチのカム室側にあるとカム動き阻害するため、一方向クラッチの性能に悪影響を及ぼす。また、バリまたはカエリが遊星歯車減速機構側にあると、遊星歯車の回転を阻害してしまい、スタータ出力の低下を招く。いずれの場合もスタータの性能に悪影響を及ぼすため、バリまたはカエリの除去加工が必要となり、その分コストが増加する。

0006

本願は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、スタータの性能に悪影響を及ぼさないクラッチアウタ形状を有したスタータおよびその製造方法を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段

0007

本願に係るスタータは、回転力を発生するモータと、モータの回転子軸に設けられた太陽歯車ハウジングに固定された内歯車と太陽歯車と内歯車の間に設けられた遊星歯車を有し、回転力を減速する遊星歯車減速機構と、クラッチアウタとクラッチインナを有した一方向クラッチと、エンジンのリングギヤと噛み合い、一方向クラッチのクラッチインナと一体的に回転することでエンジンを始動するピニオンを備え、一方向クラッチのクラッチアウタは遊星歯車を回転可能に支持するキャリアピンを挿入するための貫通穴を有し、クラッチアウタのモータ側あるいは反モータ側の少なくとも片側には、貫通穴の外径よりも大きな凹みが複数設けられ、貫通穴は凹みによって凹んでいる範囲内に位置しているものである。

0008

本願に係るスタータの製造方法は、モータの回転力を遊星歯車減速機構と一方向クラッチを介してエンジンを始動するピニオンに伝達するスタータの製造方法において、一方向クラッチは、クラッチアウタとクラッチインナを有し、クラッチアウタの製造過程には、少なくとも鍛造による成型加工と、遊星歯車減速機構の遊星歯車を回転可能に支持するキャリアピンを挿入する貫通穴を切削する除去加工が含まれ、クラッチアウタのモータ側あるいは反モータ側の少なくとも片側に、貫通穴が設けられるよりも前に、貫通穴の外径よりも大きな凹みを設けるものである。

発明の効果

0009

本願は、クラッチアウタに設けられる貫通穴の外径よりも大きな凹みを側面に設けることで、貫通穴の開け加工で生じたバリまたはカエリを残したままでもスタータ性能に悪影響を及ぼさない。このため、バリまたはカエリの除去加工が不要となり、製造コストを抑えることが出来る。

図面の簡単な説明

0010

実施の形態1に係るスタータの部分断面図である。
実施の形態1に係るスタータのクラッチアウタを示す拡大断面図と正面図である。
実施の形態1に係るスタータのクラッチアウタにキャリアピン圧入前の要部を示す拡大断面図である。

実施例

0011

実施の形態1.
以下、本願の実施の形態1におけるスタータを図1図3に基づいて説明する。
図1は実施の形態1におけるスタータの部分断面図、図2(a)はスタータのクラッチアウタを示す拡大断面図、図2(b)はクラッチアウタの正面図である。
スタータ1は、エンジンを始動するためのリングギヤ(図示せず)に回転力を伝えるピニオン2を備える出力軸3と、上記リングギヤにピニオン2を噛合させる推力を発生する電磁スイッチ4と、電磁スイッチ4の推力を出力軸3に伝達し、出力軸3を軸方向に移動させるシフトレバー5と、上記リングギヤを回転させる回転力を発生するモータ6と、モータ6で発生した回転力を減速する遊星歯車減速機構7と、遊星歯車減速機構7からの回転力の一方向のみを出力軸3に伝達する一方向クラッチ8を備えている。

0012

本願の実施の形態では、一方向クラッチ8はカム式であり、クラッチアウタ9、クラッチインナ10、及び複数のカム11を有している。クラッチアウタ9は、モータ6の回転力が伝達される筒状の部材である。クラッチインナ10は、クラッチアウタ9の径方向内側に配置される筒状の部材である。クラッチインナ10の内周面には外側ヘリカルスプライン10aが形成されている。カム11はクラッチアウタ9の内周面9aと底面9b、クラッチインナ10の外周面プレート12とによって形成されるカム室に配置された円柱状の部材であり、図示しないバネによって一方向に付勢されている。カム11がカム室内を移動することで、クラッチアウタ9とクラッチインナ10を一方向回転時に限り係合する。

0013

出力軸3のモータ6側には内側ヘリカルスプライン3aが形成され、クラッチインナ10の内周面に形成された外側ヘリカルスプライン10aとヘリカルスプライン結合されている。出力軸3のリングギヤ側はフロントハウジング13に備えられた軸受13aによって回転可能かつ摺動可能に支持されている。

0014

遊星歯車減速機構7は、モータ6の回転子軸に設けられた太陽歯車14と、フロントハウジング13に固定されたセンターハウジング15に固定された内歯車16と、一方向クラッチ8のクラッチアウタ9に固定されたキャリアピン17に回転可能に支持された遊星歯車18とによって構成された遊星歯車減速構造であり、クラッチアウタ9が遊星キャリアとして機能している。遊星歯車18は太陽歯車14と内歯車16との間に配置され、それぞれ太陽歯車14と内歯車16に噛み合っている。

0015

クラッチアウタ9は鍛造などによって成型加工された素材切削加工または焼き入れ等で仕上げることで作製するが、図3に示すように、鍛造の成型加工の段階で、反モータ側となる底面9bには貫通穴9eに対応する位置に複数の凹み9cが設けられており、モータ側の端面9dの同じ位置にも複数の凹み9cが設けられている。キャリアピン17を圧入固定するための貫通穴9eはこの凹み9cの内側に、ドリルによる切削加工で設けるが、この際に貫通穴9eの両縁にはバリ9fまたはカエリ9gが発生する場合がある。

0016

そこで貫通穴9eの開け加工で生じたバリ9fまたはカエリ9gを残したままでもスタータ性能に悪影響を及ぼさないように、クラッチアウタ9に設けられる貫通穴9eの外径よりも大きな凹み9cを、貫通穴9eがクラッチアウタ9に設けられるよりも前の時点で設ける。この凹み9cの深さ(高さ)は、バリ9fまたはカエリ9gが生じても、バリ9fまたはカエリ9gが凹み9cの範囲内に位置するように、充分な深さにしておく。
換言すれば、凹み9cの上面(底面とは反対側)は、貫通穴9eの端面(バリ9fまたはカエリ9gを含む)よりも高くなっている。したがって貫通穴9eは凹み9cのいずれかによって凹んでいる範囲内に位置することになる。

0017

上記のように構成された実施の形態1におけるスタータ1によれば、クラッチアウタ9に設けられたキャリアピン17を固定するための貫通穴9eの縁はクラッチアウタ9の底面9bよりもモータ側に奥まった位置にあるため、もしバリ9fまたはカエリ9gが残っていてもカム11が移動する範囲から外れているために、カム11の移動を妨げず、一方向クラッチ8の機能に影響を与えない。同様に、クラッチアウタ9のモータ側端面9dに対しても反モータ側に遠ざかっているため、バリ9fまたはカエリ9gが遊星歯車18と接触して抵抗となり、スタータ1の出力が低下するのを防ぐことが出来る。このため、クラッチアウタ9の作製においてバリ9fまたはカエリ9gの除去加工を省くことが可能となり、スタータ1の製造コストを低減できる。

0018

加えて、本願の実施の形態では、凹み9cを一方向クラッチ8のカム11と同じ数とすることでクラッチアウタ9を60°毎の回転対称形状としている。これにより、クラッチアウタ9の作製工程に含まれる鍛造または焼入に伴う変形バラツキを抑え、一方向クラッチ8の品質が向上する。

0019

さらに、キャリアピン17は図2に示すように120°毎に3つあるが、凹み9cはその倍の6つなので、貫通穴9eを設ける位置を60°ずらしても同じ形が得られる。これにより貫通穴9eを加工する位置の割り出しを容易にすることができる。

0020

上記の実施の形態において、キャリアピン17が回転方向に等間隔に並んでいるが、この仕様に限らず、任意の位置に設けて良い。凹み9cの形状が丸でなくても良いし、カム11の数がキャリアピン17の数の整数倍である必要もない。キャリアピン17をクラッチアウタ9に固定する方法は圧入に限らず、例えばキャリアピン17とクラッチアウタ9の貫通穴9eとの双方にねじ山を設けてネジ締結としても良い。また、バリ9fまたはカエリ9gの片方のみを除去加工しても良いので、必ずしも凹み9cをクラッチアウタ9の両側に設ける必要はない。

0021

以上のように実施の形態1のスタータは、クラッチアウタ9にキャリアピン17の挿入穴を貫通穴9eとして設けつつ、穴あけ加工で生じるバリ9fまたはカエリ9gがスタータの性能に悪影響を及ぼさないようなクラッチアウタ形状とすることで、バリ9fまたはカエリ9gの除去加工を不要としてコストを抑えたスタータを得ることができる。

0022

本願は、例示的な実施の形態が記載されているが、実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合が含まれるものとする。

0023

1:スタータ、2:ピニオン、3:出力軸、4:電磁スイッチ、5:シフトレバー、
6:モータ、7:遊星歯車減速機構、8:一方向クラッチ、9:クラッチアウタ、
9a:内周面、9b:底面、9c:凹み、9d:モータ側端面、9e:貫通穴、
10:クラッチインナ、11:カム、12:プレート、13:フロントハウジング、
14:太陽歯車、15:センターハウジング、16:内歯車、17:キャリアピン、
18:遊星歯車。

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