技術 スタータ及びその製造方法

0001

本願は、エンジンを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。

0002

特許文献１に記されるように、一方向クラッチと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が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。

0003

ＷＯ２０１７／２１６８８９ Ａ１公報

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を止まり穴とすると、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が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の動きを阻害するため、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。

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と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。

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。

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。

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を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。