JP2013083178A - スタータ - Google Patents

Abstract

【課題】カラー１９の軸方向移動を規制するピニオン側規制部２１及びモータ側規制部２２が高速回転時にピニオンチューブ６から外れることはなく、且つ、ピニオンチューブ６に対しモータ側規制部２２を容易に組み付けることが出来るスタータを提供する。
【解決手段】ピニオンチューブ６の外周には、リング状のカラー１９と、このカラー１９の軸方向移動を規制するピニオン側規制部２１およびモータ側規制部２２とが配設される。ピニオン側規制部２１は、ピニオンチューブ６と一体に設けられて、ピニオンチューブ６の全周に鍔状に突設されている。モータ側規制部２２は、周方向に連続した環状体によってピニオンチューブ６と別体に設けられ、ピニオンチューブ６の外周に圧入嵌合して組み付けられると共に、ピニオンチューブ６の外周面に形成された段差６ｄによって圧入位置が規制される。
【選択図】図１

Description

本発明は、出力軸の外周にスプライン嵌合するピニオンチューブを有し、このピニオンチューブを出力軸に対し反モータ方向へ押し出して、ピニオンチューブに支持されるピニオンをエンジンのリングギヤに噛み合わせる片持ち構造のスタータに関する。

従来、片持ち構造と呼ばれるスタータが特許文献１に記載されている。
このスタータは、図６に示す様に、モータ（図示せず）に駆動される出力軸１００と、この出力軸１００の外周に軸受１１０を介して嵌合するピニオンチューブ１２０と、出力軸１００の回転をピニオンチューブ１２０に伝達するクラッチ１３０と、ピニオンチューブ１２０の軸方向反モータ側（図示左側）の端部に直スプライン嵌合するピニオン１４０と、クラッチ１３０とピニオン１４０との間に配置される軸受１５０を介してピニオンチューブ１２０を支持するハウジング１６０等より構成され、電磁スイッチ（図示せず）によりシフトレバー１７０を駆動して、ピニオンチューブ１２０をクラッチ１３０と一体に出力軸１００に対して反モータ方向（図示左方向）へ押し出して、ピニオン１４０をエンジンのリングギヤに噛み合わせる方式である。

上記のスタータは、電磁スイッチの作動によってピニオンチューブ１２０を反モータ方向へ押し出す際に、ピニオンチューブ１２０と一体にクラッチ１３０が移動する構成であるため、移動体（ピニオンチューブ１２０、クラッチ１３０、ピニオン１４０）の質量が大きくなり、電磁スイッチを小型化する上で課題となっている。
これに対し、特許文献２に記載された片持ち構造のスタータがある。
このスタータは、図７に示す様に、クラッチ１３０のインナチューブ１３１に対してピニオン軸１８０がヘリカルスプライン嵌合によって軸方向へ移動可能に設けられ、そのピニオン軸１８０の軸方向反モータ側の端部にピニオン１４０が組み付けられている。この構成では、電磁スイッチの作動によってピニオン軸１８０を反モータ方向へ押し出す際に、クラッチ１３０が移動しないため、特許文献１のスタータと比較して、移動体（ピニオン軸１８０、ピニオン１４０）の質量を小さくできる。その結果、移動体を押し出すための吸引力を発生する電磁スイッチの小型化を図ることが可能である。

特開２００６−１７７１６８号公報 特許第４５４４２３８号公報

上記の特許文献２に記載されたスタータは、エンジンが完爆してピニオン１４０がエンジンによって回されると、ピニオン１４０を支持するピニオン軸１８０が高速回転するため、シフトレバー１７０をピニオン軸１８０に直接係合させることができない。
そこで、特許文献２に係るスタータでは、図７に示す様に、ピニオン軸１８０の外周に相対回転可能に嵌合するレバーリング１９０を有し、このレバーリング１９０にシフトレバー１７０を係合させている。レバーリング１９０の軸方向ピニオン側（図示左側）には、レバーワッシャ２００と第１のリングワッシャ２１０およびスナップリング２２０が配置され、このスナップリング２２０がピニオン軸１８０に形成された周溝に嵌合して軸方向に固定されることで、レバーリング１９０の軸方向ピニオン側への移動が規制される。一方、レバーリング１９０の軸方向モータ側には、第２のリングワッシャ２３０が配置され、この第２のリングワッシャ２３０がピニオン軸１８０の外周に形成された段差に係合して軸方向に位置決めされることで、レバーリング１９０の軸方向モータ側への移動が規制される。

ところが、上記の構成では、ピニオン１４０がエンジンによって回されるオーバラン時にピニオン軸１８０が高速回転すると、スナップリング２２０が遠心力によってピニオン軸１８０から外れる恐れがあった。
また、ピニオン軸１８０は、スナップリング２２０を固定する位置より反モータ側の外周面が軸受２４０によって回転自在および軸方向に摺動自在に支持され、且つ、軸受２４０の反モータ側にシール部品２５０が配置されるため、ピニオン軸１８０の外周面に傷が付くことは避ける必要がある。このため、ピニオン軸１８０の外周面に傷を付けないように、スナップリング２２０を慎重に組み付ける必要があり、組み付け工程に掛かる時間が長くなって、コストアップの要因となっている。

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、カラーの軸方向移動を規制するピニオン側規制部およびモータ側規制部が高速回転時にピニオンチューブから外れることはなく、且つ、ピニオンチューブに対しピニオン側規制部およびモータ側規制部を容易に組み付けることが可能なスタータを提供することにある。

（請求項１の発明）
本発明のスタータは、トルクを発生するモータと、このモータの回転軸と同一軸線上に配置され、且つ、外周面に雄スプラインが形成された出力軸と、モータの発生トルクを出力軸に伝達するクラッチと、内周面に雌スプラインが形成され、この雌スプラインが雄スプラインに噛み合って出力軸の外周に嵌合すると共に、外周面が軸受を介してハウジングに回転自在および軸方向に摺動自在に支持されるピニオンチューブと、軸受より軸方向反モータ側へ突き出るピニオンチューブの端部に配設されてピニオンチューブと一体に回転するピニオンと、電磁石の吸引力によりシフトレバーを駆動して、ピニオンチューブをピニオンと一体に出力軸に対して反モータ方向へ押し出す電磁ソレノイドと、軸受より軸方向モータ側のピニオンチューブに組み付けられ、シフトレバーを介して受ける反モータ方向への押し出し力をピニオンチューブに伝達する押出力伝達手段とを備える。

押出力伝達手段は、ピニオンチューブの外周に相対回転自在に嵌合するリング状のカラーと、このカラーと一体または別体に形成されてカラーに対し相対回転不能に設けられ、且つ、シフトレバーに係合するレバー係合部と、ピニオンチューブと一体に設けられて、カラーの軸方向ピニオン側への移動を規制するピニオン側規制部と、周方向に連続した環状体によってピニオンチューブと別体に設けられ、カラーの軸方向モータ側への移動を規制するモータ側規制部とを有し、モータ側規制部は、ピニオンチューブの外周にしまりばめにより固定されていることを特徴とする。なお、「しまりばめ」とは、ピニオンチューブの外径とモータ側規制部の内径との間に締め代を与えて嵌合する手段であり、例えば、圧入または焼き嵌め等がある。

上記の構成において、ピニオン側規制部は、ピニオンチューブと一体に設けられているので、特許文献２に記載されたスナップリング２２０のように、高速回転時にピニオンチューブから外れることはない。また、モータ側規制部は、ピニオンチューブと別体に設けられるが、周方向に連続した環状体であるため、ピニオン側規制部と同じく、高速回転時にピニオンチューブから外れることはない。
さらに、ピニオン側規制部がピニオンチューブと一体に設けられるので、モータ側規制部は、必然的に軸方向モータ側の端部からピニオンチューブの外周に嵌合して組み付けられる。この場合、モータ側規制部をピニオンチューブに組み付ける際に、ピニオン側規制部より軸方向反モータ側のピニオンチューブの外周をモータ側規制部が通ることはないので、軸受に支持されるピニオンチューブの外周面に傷が付くことはない。

（請求項２の発明）
本発明のスタータは、トルクを発生するモータと、このモータの回転軸と同一軸線上に配置され、且つ、外周面に雄スプラインが形成された出力軸と、モータの発生トルクを出力軸に伝達するクラッチと、内周面に雌スプラインが形成され、この雌スプラインが雄スプラインに噛み合って出力軸の外周に嵌合すると共に、外周面が軸受を介してハウジングに回転自在および軸方向に摺動自在に支持されるピニオンチューブと、軸受より軸方向反モータ側へ突き出るピニオンチューブの端部に配設されてピニオンチューブと一体に回転するピニオンと、電磁石の吸引力によりシフトレバーを駆動して、ピニオンチューブをピニオンと一体に出力軸に対して反モータ方向へ押し出す電磁ソレノイドと、軸受より軸方向モータ側のピニオンチューブに組み付けられ、シフトレバーを介して受ける反モータ方向への押し出し力をピニオンチューブに伝達する押出力伝達手段とを備える。

押出力伝達手段は、ピニオンチューブの外周に相対回転自在に嵌合するリング状のカラーと、このカラーと一体または別体に形成されてカラーに対し相対回転不能に設けられ、且つ、シフトレバーに係合するレバー係合部と、周方向に連続した環状体によってピニオンチューブと別体に設けられ、カラーの軸方向ピニオン側への移動を規制するピニオン側規制部と、周方向に連続した環状体によってピニオンチューブと別体に設けられ、カラーの軸方向モータ側への移動を規制するモータ側規制部とを有し、ピニオン側規制部およびモータ側規制部は、それぞれピニオンチューブの外周にしまりばめにより固定されていることを特徴とする。なお、「しまりばめ」とは、ピニオンチューブの外径とピニオン側規制部およびモータ側規制部の内径との間に締め代を与えて嵌合する手段であり、例えば、圧入または焼き嵌め等がある。

上記の構成において、ピニオン側規制部およびモータ側規制部は、共にピニオンチューブと別体に設けられるが、それぞれ周方向に連続した環状体であるため、特許文献２に記載されたスナップリング２２０のように、高速回転時にピニオンチューブから外れることはない。
また、ピニオン側規制部およびモータ側規制部は、共に、ピニオンチューブの外周にしまりばめにより固定されるので、ピニオンチューブの外周にピニオン側規制部およびモータ側規制部を位置決めするための段差を設ける必要はない。これにより、ピニオン側規制部およびモータ側規制部は、それぞれ、軸方向モータ側の端部からピニオンチューブの外周に嵌合して組み付けることができる。この場合、ピニオン側規制部およびモータ側規制部をピニオンチューブに組み付ける際に、軸受に支持されるピニオンチューブの外周をピニオン側規制部およびモータ側規制部が通ることはないので、軸受に支持されるピニオンチューブの外周面に傷が付くことはない。

（請求項３の発明）
請求項１または２に記載したスタータにおいて、モータ側規制部は、軸方向に延びてピニオンチューブの外周に嵌合する筒状部と、この筒状部に対して径方向に延びる鍔状部とを有し、筒状部と鍔状部とが断面Ｌ字形状に繋がって一体に形成されていることを特徴とする。
例えば、モータ側規制部をピニオンチューブの外周に圧入して組み付ける場合は、軸方向に所定の圧入長さが必要である。圧入長さを確保するためには、軸方向に長さを持った形状が望ましい。しかし、軸方向に長さを持った形状を一般的な製作方法であるプレスで製作するには、打ち抜く距離が長くなるため、作り難く、且つ、設備が大きくなるため、コストに見合わない。これに対し、モータ側規制部を断面Ｌ字形状に形成することで、バーリング加工での製作が可能であり、作り易さと軸方向長さを同時に確保できる。
なお、圧入に替えて焼き嵌めする場合でも、所定の嵌合長さを確保する必要があるので、モータ側規制部を断面Ｌ字形状に形成することで、圧入の場合と同様、バーリング加工での製作が可能である。

（請求項４の発明）
請求項３に記載したスタータにおいて、モータ側規制部は、筒状部の軸方向端面より鍔状部の軸方向端面の方が平面積が大きく形成され、その鍔状部の軸方向端面がカラーの軸方向モータ側の端面に対向して組み付けられることを特徴とする。
ピニオンチューブと一体に回転するモータ側規制部に対しカラーは回転しない、つまり、モータ側規制部とカラーとは相対回転する。特に、ピニオンがエンジンによって回されるオーバラン時には、両者の相対回転数が大きくなる。このため、カラーの当接面には、モータ側規制部との相対回転によって摩耗が生じる。これに対し、請求項４に係る発明では、筒状部の軸方向端面より平面積が大きく形成された鍔状部の軸方向端面をカラーの軸方向モータ側の端面に対向して組み付けているので、カラーの当接面積を大きく確保できるため、カラーの摩耗を抑制できる。

（請求項５の発明）
請求項３に記載したスタータにおいて、モータ側規制部は、鍔状部の軸方向端面より筒状部の軸方向端面の方が平面積が大きく形成され、その筒状部の軸方向端面がカラーの軸方向モータ側の端面に対向して組み付けられることを特徴とする。
ピニオンチューブと一体に回転するモータ側規制部に対しカラーは回転しない、つまり、カラーとモータ側規制部とは相対回転する。特に、ピニオンがエンジンによって回されるオーバラン時には、両者の相対回転数が大きくなる。このため、カラーの当接面には、モータ側規制部との相対回転によって摩耗が生じる。これに対し、請求項５に係る発明では、鍔状部の軸方向端面より平面積が大きく形成された筒状部の軸方向端面をカラーの軸方向モータ側の端面に対向して組み付けているので、カラーの当接面積を大きく確保できるため、カラーの摩耗を抑制できる。

（請求項６の発明）
請求項１〜５に記載した何れか一つのスタータにおいて、ピニオン側規制部とカラーとの間に両者に対し相対回転可能なワッシャを配設したことを特徴とする。
上記の構成では、ワッシャがピニオン側規制部およびカラーに対して相対回転するため、ワッシャとカラーとの相対回転数がピニオン側規制部とカラーとの相対回転数より小さくなる。その結果、ワッシャを使用しない場合と比較してカラーの摩耗を抑制できる。

（請求項７の発明）
請求項１〜６に記載した何れか一つのスタータにおいて、カラーとモータ側規制部との間に両者に対し相対回転可能なワッシャを配設したことを特徴とする。
上記の構成では、ワッシャがモータ側規制部およびカラーに対して相対回転するため、ワッシャとカラーとの相対回転数がモータ側規制部とカラーとの相対回転数より小さくなる。その結果、ワッシャを使用しない場合と比較してカラーの摩耗を抑制できる。

（請求項８の発明）
請求項６に記載したスタータにおいて、ワッシャは、ピニオン側規制部より外径が大きいことを特徴とする。
この場合、ワッシャとカラーとの当接面積は、ワッシャを使用しない場合のピニオン側規制部とカラーとの当接面積より増加するため、ワッシャを使用することによるカラーの摩耗抑制の効果が大きくなる。
また、ワッシャの外径がピニオン側規制部の外径より大きいので、ピニオン側規制部の回転に対してワッシャが連れ回りし難くなる。その結果、ワッシャとカラーとの相対回転数が更に小さくなるので、カラーの摩耗抑制効果がより大きくなる。

（請求項９の発明）
請求項７に記載したスタータにおいて、ワッシャは、モータ側規制部より外径が大きいことを特徴とする。
この場合、ワッシャとカラーとの当接面積は、ワッシャを使用しない場合のモータ側規制部とカラーとの当接面積より増加するため、ワッシャを使用することによるカラーの摩耗抑制の効果が大きくなる。
また、ワッシャの外径がモータ側規制部の外径より大きいので、モータ側規制部の回転に対してワッシャが連れ回りし難くなる。その結果、ワッシャとカラーとの相対回転数が更に小さくなるので、カラーの摩耗抑制効果がより大きくなる。

（請求項１０の発明）
請求項１〜９に記載した何れか一つのスタータにおいて、カラーとレバー係合部は、両者が一体に樹脂成形されていることを特徴とする。
カラーとレバー係合部とを一体に樹脂成形することで部品点数を減らすことができ、且つ、軽量化を図ることができる。

実施例１に係る押出力伝達手段の構成を示す断面図である。 実施例１に係る押出力伝達手段の構成を示す断面図である。 スタータの一部断面を含む全体図である。 （ａ）スタータ停止時のピニオンチューブ及びピニオンの位置を示す断面図、（ｂ）スタータ駆動時のピニオンチューブ及びピニオンの位置を示す断面図である。 実施例２に係る押出力伝達手段の構成を示す断面図である。 従来技術（特許文献１）に係るスタータの要部断面図である。 従来技術（特許文献２）に係るスタータの要部断面図である。

本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。

（実施例１）
スタータ１は、図３に示す様に、トルクを発生するモータ２と、このモータ２の回転を減速する減速装置３と、この減速装置３の出力側にクラッチ４を介して連結される出力軸５と、この出力軸５の外周にスプライン嵌合するピニオンチューブ６と、このピニオンチューブ６の軸方向反モータ側（図示左側）の端部に組み付けられ、ピニオンチューブ６と一体に回転するピニオン７と、電磁石の吸引力によってシフトレバー８を駆動して、ピニオンチューブ６をピニオン７と一体に出力軸５に対して反モータ方向（図示左方向）へ押し出す働きを有すると共に、後述するメイン接点を開閉してモータ２の通電電流を断続する電磁スイッチ９等より構成される。なお、以下の説明では、軸方向反モータ側を前端側、軸方向モータ側（図示右側）を後端側と定義する。

モータ２は、例えば、フレームを兼ねるヨーク２ａの内周に複数の永久磁石または界磁コイルを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軸２ｂを有し、この電機子軸２ｂの外周に整流子（図示せず）を備える電機子と、この電機子の回転に伴って整流子の外周上を摺動するブラシ（図示せず）等を有する直流整流子モータであり、電磁スイッチ９の作動によりメイン接点が閉成して電機子に通電されると、界磁との相互作用により電機子にトルクを発生する。
減速装置３は、図４（ａ）に示す様に、電機子軸２ｂの反整流子側（図示左側）に形成される太陽歯車３ａと、この太陽歯車３ａと同心に配置されるリング状の内歯車３ｂと、太陽歯車３ａと内歯車３ｂとに噛み合う複数（例えば３個）の遊星歯車３ｃとで構成され、太陽歯車３ａの回転に伴って、遊星歯車３ｃが自転運動と公転運動を行う周知の遊星歯車減速機である。

クラッチ４は、図４（ａ）に示す様に、減速装置３の遊星歯車３ｃを回転自在に支持する歯車軸３ｄと一体に設けられ、内周面にくさび状のカム空間（図示せず）を形成するアウタ４ａと、このアウタ４ａの内周に相対回転可能に配置されるインナ４ｂと、アウタ４ａとインナ４ｂとの間でアウタ４ａのカム空間に配設されるローラ４ｃと、カム空間の狭小方向へローラ４ｃを付勢するスプリング（図示せず）等より構成される。このクラッチは、ローラ４ｃを介してアウタ４ａからインナ４ｂへ回転トルクを伝達する一方、インナ４ｂからアウタ４ａへのトルク伝達をローラ４ｃが空転することで遮断する一方向クラッチとして構成されている。

出力軸５は、図３に示す様に、モータ２の電機子軸２ｂと同一軸線上に配置されて、後端側の端部がクラッチ４のインナ４ｂと一体に設けられ、外周面が軸受１０を介してセンタケース１１に回転自在に支持されている。なお、図３に示す軸受１０は、すべり軸受（平軸受）を図示しているが、すべり軸受に限定するものではなく、例えば、ボールベアリング、ニードルベアリング等を使用することもできる。
軸受１０の後端側には、軸受１０とインナ４ｂとの相対回転による摩耗を抑制するワッシャ１２が配設されている。
出力軸５には、図４（ａ）に示す様に、軸受１０に支持される外周面より前端側の外周面に雄ヘリカルスプライン５ａが形成され、さらに、雄ヘリカルスプライン５ａより前端側には、ピニオンチューブ６の最大前進位置を規制する前進ストッパ５ｂが形成されている。

また、出力軸５の軸受１０に支持される外周面と雄ヘリカルスプライン５ａとの間には、全周に周溝５ｃが凹設され、この周溝５ｃにピニオンチューブ６の停止位置を規制するストッパ部材１３が取り付けられている。
ストッパ部材１３は、例えば、Ｅクリップであり、このＥクリップを周溝５ｃの外周に嵌め込んで使用される。なお、Ｅクリップは、複数枚重ねて使用することもできる。また、Ｅクリップの外周には、出力軸５の回転時に生じる遠心力によってＥクリップが周溝５ｃから外れないように、カバー１４を被せても良い。

ピニオンチューブ６は、図４（ａ）に示す様に、内周面に雌ヘリカルスプライン６ａが形成された円筒孔６ｂを有するチューブ本体６Ａと、このチューブ本体６Ａより前端側に設けられて、チューブ本体６Ａより外径が小さく形成され、且つ、外周面に直スプライン歯６ｃが軸方向に沿って形成されたピニオン摺動部６Ｂとを有する。
このピニオンチューブ６は、チューブ本体６Ａの外周面が軸受１５を介してハウジング１６に回転自在および軸方向に摺動自在に支持されると共に、円筒孔６ｂの内周に出力軸５が挿入されて、雄ヘリカルスプライン５ａと雌ヘリカルスプライン６ａとが噛み合うことにより、出力軸５に対し相対回転可能に、且つ、軸方向へ移動可能に組み付けられている。上述したピニオンチューブ６の最大前進位置は、雌ヘリカルスプライン６ａの前端面が前進ストッパ５ｂの後端面に当接することで規制される。なお、実施例１では、軸受１５にボールベアリングを使用しているが、ボールベアリングに限定するものではなく、例えば、ニードルベアリング、すべり軸受（平軸受）等を使用することもできる。

チューブ本体６Ａの円筒孔６ｂは、軸方向の略中央部より前端側と後端側とで内径が異なり、後端側の方が前端側より内径が大きく形成され、その後端側の内周面に雌ヘリカルスプライン６ａが形成されている。なお、円筒孔６ｂの後端側の内径は、雌ヘリカルスプライン６ａの歯底径と略同一寸法に形成されている。
また、円筒孔６ｂの前端側では、円筒孔６ｂの内周面と出力軸５の外周面との間に生じる径方向のクリアランスが、雄ヘリカルスプライン５ａと雌ヘリカルスプライン６ａとの間に生じる径方向のクリアランスより小さく設定されて、円筒孔６ｂの内周面と出力軸５の外周面とが互いに摺動面を形成している。

さらに、上記の摺動面を形成する円筒孔６ｂの内周面または出力軸５の外周面には、図４（ａ）に示すスタータ停止時から図４（ｂ）に示すスタータ駆動時まで、出力軸５の先端面（前端側の端面）と円筒孔６ｂの軸方向底部との間に形成される空間Ｓと、円筒孔６ｂの後端側とを連通する連通溝１７が軸方向に沿って形成されている。
なお、「スタータ駆動時」とは、ピニオン７がエンジンのリングギヤＧ（図３参照）に噛み合って、モータ２の発生トルクをピニオン７からリングギヤＧに伝達してエンジンをクランキングしている状態を言う。
チューブ本体６Ａの外周には、外部からの異物の侵入を防止するシール部材１８が軸受１５の前端側に配設されている。このシール部材１８は、例えば、ゴム製のオイルシールであり、チューブ本体６Ａの外周面にリップ部が摺接した状態でハウジング１６に保持されている。

チューブ本体６Ａの後端側には、電磁スイッチ９の作動によりシフトレバー８を介して受ける反モータ方向への押し出し力をピニオンチューブ６に伝達する押出力伝達手段が組み付けられている。
この押出力伝達手段は、図１に示す様に、チューブ本体６Ａの外周に相対回転自在に嵌合するリング状のカラー１９と、このカラー１９と一体に樹脂成形されてシフトレバー８の端部に係合するレバー係合部２０と、カラー１９の軸方向ピニオン側（前端側）への移動を規制するピニオン側規制部２１と、カラー１９の軸方向反ピニオン側（後端側）への移動を規制するモータ側規制部２２とで構成される。

ピニオン側規制部２１は、チューブ本体６Ａと一体に設けられ、チューブ本体６Ａの全周に鍔状に突設されている。このピニオン側規制部２１は、モータ側端面がチューブ本体６Ａの軸心方向と直交して形成されている。また、ピニオン側規制部２１とカラー１９との間には、両者に相対回転可能なワッシャ２３が配設されている。このワッシャ２３は、ピニオン側規制部２１より外径が大きく形成されている。
モータ側規制部２２は、周方向に連続した環状体によってピニオンチューブ６と別体に設けられている。このモータ側規制部２２は、断面Ｌ字形状に繋がって一体に形成された筒状部２２ａと鍔状部２２ｂとを有し、チューブ本体６Ａの外周に筒状部２２ａを圧入嵌合して組み付けられ、且つ、鍔状部２２ｂのピニオン側端面がカラー１９のモータ側端面に対向している。

モータ側規制部２２が組み付けられるチューブ本体６Ａの外周面には、モータ側規制部２２の圧入位置を規制する段差６ｄが後端側に向かって形成されている。また、チューブ本体６Ａの段差６ｄより後端側は、チューブ本体６Ａの後端からモータ側規制部２２を圧入できるように、チューブ本体６Ａの外径が同一寸法に形成されている。すなわち、モータ側規制部２２は、チューブ本体６Ａの後端からチューブ本体６Ａの外周に嵌合して、鍔状部２２ｂのピニオン側端面がチューブ本体６Ａに形成された段差６ｄに当接する位置まで圧入される。
なお、図２に示す様に、カラー１９とモータ側規制部２２との間にワッシャ２４を配設しても良い。また、カラー１９のピニオン側に配設されるワッシャ２３、および、モータ側に配設されるワッシャ２４をそれぞれ複数枚重ねて使用することもできる。

ピニオン７は、ピニオンチューブ６と別体に設けられて、ピニオン摺動部６Ｂに対し軸方向に移動可能に組み付けられ、且つ、ピニオンスプリング２５によってピニオン摺動部６Ｂの反モータ方向へ付勢され、ピニオン摺動部６Ｂの前端側の端部に取り付けられたピニオンストッパ２６によって反モータ方向への移動が規制されている（図１参照）。
また、ピニオン７は、図４（ａ）に示す様に、前端側の内周に開口して内周面に直スプライン溝７ａが軸方向に沿って形成された摺動孔７ｂと、この摺動孔７ｂに連通して後端側の内周に開口すると共に、摺動孔７ｂより内径が大きく形成された大径孔７ｃとを有している。

上記のピニオン７は、大径孔７ｃの内周を通って摺動孔７ｂの内周にピニオン摺動部６Ｂが挿入され、直スプライン歯６ｃと直スプライン溝７ａとが噛み合うことで、ピニオン摺動部６Ｂに対し軸方向に移動可能に組み付けられている。また、ピニオン７は、大径孔７ｃの後端側端部の内周にチューブ本体６Ａの前端側端部の外周が嵌合している。
ピニオンスプリング２５は、ピニオンチューブ６のチューブ本体６Ａとピニオン摺動部６Ｂとの間に形成される径方向の段差面と、ピニオン７の大径孔７ｃと摺動孔７ｂとの間に形成される径方向の段差面との間に配設されている。

電磁スイッチ９は、図３に示す様に、電磁石の吸引力によってプランジャ２７を駆動するソレノイドＳＬと、内部にメイン接点を配置する樹脂カバー２８とを有し、この樹脂カバー２８がソレノイドＳＬの磁気回路を兼ねるフレームの開口端部にかしめ固定されている。ソレノイドＳＬは、通電によって電磁石を形成する励磁コイル２９と、この励磁コイル２９の内周を軸方向に移動可能に配置される上記プランジャ２７と、励磁コイル２９への通電が停止して電磁石の吸引力が消滅した時にプランジャ２７を押し戻すためのリターンスプリング３０と、ピニオン７をエンジンのリングギヤＧに噛み合わせるための反力を蓄えるドライブスプリング３１と、このドライブスプリング３１を介してプランジャ２７の動きをシフトレバー８に伝達するジョイント３２等より構成される。

メイン接点は、樹脂カバー２８に固定される２本の端子ボルト３３、３４を介してモータ２の電源ラインに接続される一組の固定接点（図示せず）と、プランジャ２７の動きに連動して一組の固定接点間を電気的に断続する可動接点（図示せず）とで構成される。
このメイン接点は、プランジャ２７が電磁石に吸引されて図３の右方向へ移動する時に、可動接点が一組の固定接点に当接して両固接点間を導通することで閉成し、電磁石の吸引力が消滅してプランジャ２７がリターンスプリング３０によって押し戻される時に、可動接点が一組の固定接点から離れて両固接点間の導通を遮断することで開成する。
シフトレバー８は、ハウジング１６に回動自在に支持されるレバー支点部８ａを有し、このレバー支点部８ａより一端側のレバー端部が電磁スイッチ９のジョイント３２に連結され、レバー支点部８ａより他端側のレバー端部が前述のレバー係合部２０に係合する。

次に、スタータ１の作動を説明する。
ユーザにより始動スイッチ（図示せず）が閉操作されると、バッテリより電磁スイッチ９の励磁コイル２９に通電されて電磁石が形成され、その電磁石に吸引されてプランジャ２７が移動する。このプランジャ２７の動きがシフトレバー８を介してピニオンチューブ６に伝達されることで、ピニオンチューブ６がピニオン７と一体に反モータ方向へ押し出される。この時、ピニオン７がリングギヤＧに噛み合わず、ピニオン７の端面がリングギヤＧの端面に当接すると、ピニオン７の移動は停止し、ピニオンスプリング２５を押し縮めながらピニオンチューブ６のみ押し出される。

この後、ドライブスプリング３１に反力を蓄えながらプランジャ２７が更に移動してメイン接点が閉じると、バッテリより電力の供給を受けてモータ２にトルクが発生する。モータ２の発生トルクは、減速装置３で増幅された後、クラッチ４を介して出力軸５に伝達され、さらに、出力軸５からピニオンチューブ６に伝達されることで、ピニオンチューブ６が回転する。ピニオンチューブ６の回転により、ピニオン７がリングギヤＧと噛み合い可能な位置まで回転すると、ドライブスプリング３１に蓄えられた反力と、モータ２の発生トルクがヘリカルスプライン５ａ、６ａにより変換されて発生する軸方向の推力（前進力）とでピニオンチューブ６が押し出され、さらに、ピニオンスプリング２５の反力でピニオン７が押し出されることで、ピニオン７とリングギヤＧとの噛み合いが成立する。これにより、モータ２の発生トルクがピニオン７からリングギヤＧに伝達されて、エンジンをクランキングする。

クランキングからエンジンが完爆した後、ユーザにより始動スイッチが開操作されると、励磁コイル２９への通電が停止して電磁石の吸引力が消滅するため、リターンスプリング３０の反力でプランジャ２７が押し戻される。その結果、メイン接点が開いてバッテリからモータ２への通電が停止され、電機子の回転が次第に減速して停止する。
また、プランジャ２７が押し戻されると、エンジン始動時と反対方向にシフトレバー８が揺動してピニオンチューブ６がモータ方向へ戻されることにより、ピニオン７がリングギヤＧから離脱して、図４（ａ）に示すスタータ停止位置までピニオンチューブ６と一体に後退する。

（実施例１の作用および効果）
実施例１に示すスタータ１は、押出力伝達手段のピニオン側規制部２１をピニオンチューブ６と一体に設けているので、高速回転時にピニオン側規制部２１がピニオンチューブ６から外れることはない。また、モータ側規制部２２は、ピニオンチューブ６と別体に設けられるが、周方向に連続した環状体であり、チューブ本体６Ａの外周に圧入嵌合して組み付けられるため、ピニオン側規制部２１と同じく、高速回転時にピニオンチューブ６から外れることはない。
さらに、モータ側規制部２２は、チューブ本体６Ａの後端からチューブ本体６Ａの外周に嵌合して、鍔状部２２ｂのピニオン側端面がチューブ本体６Ａに形成された段差６ｄに当接する位置まで圧入される。

上記の場合、モータ側規制部２２をピニオンチューブ６に組み付ける際に、ピニオン側規制部２１より前端側のチューブ本体６Ａの外周をモータ側規制部２２が通ることはないので、軸受１５に支持されるチューブ本体６Ａの外周面に傷が付くことはない。
また、特許文献２に係るスタータでは、本実施例のモータ側規制部２２に相当する第２のリングワッシャ２３０をピニオン軸１８０の先端（図７の左端）から組み付ける必要があるため、組み付け距離が長くなるのに対し、この実施例１に記載したスタータ１は、上記のように、モータ側規制部２２をチューブ本体６Ａの後端から組み付けることができるので、組み付け距離が短くなると共に、組み付ける際にチューブ本体６Ａの外周面に傷が付くことを心配する必要もないので、特許文献２の従来技術と比較して、組み付けが容易であり、組み付け工程に掛かる時間を短縮できる。

さらに、ピニオン側規制部２１とカラー１９との間にワッシャ２３を配設し、そのワッシャ２３がピニオン側規制部２１とカラー１９に対して相対回転するため、ワッシャ２３とカラー１９との相対回転数がピニオン側規制部２１とカラー１９との相対回転数より小さくなる。これにより、ワッシャ２３を使用しない場合と比較して、樹脂部材であるカラー１９の摩耗を抑制できる。
また、ワッシャ２３は、ピニオン側規制部２１より外径が大きいものを使用することで、ワッシャ２３とカラー１９との当接面積が増加するので、ワッシャ２３を使用することによるカラー１９の摩耗抑制の効果が大きくなる。また、外径の大きいワッシャ２３を使用することで、ピニオン側規制部２１の回転に対してワッシャ２３が連れ回りし難くなるため、ワッシャ２３とカラー１９との相対回転数が更に小さくなり、カラー１９の摩耗抑制効果がより大きくなる。なお、モータ側規制部２２とカラー１９との間にワッシャ２４を配設することによる効果も、ワッシャ２３による効果と同じである。

（実施例２）
実施例１に記載した押出力伝達手段は、ピニオン側規制部２１をチューブ本体６Ａと一体に形成しているが、この実施例２は、図５に示す様に、ピニオン側規制部２１を周方向に連続した環状体によってピニオンチューブ６と別体に設けた一例である。
ピニオン側規制部２１は、例えば、リング状のワッシャによって形成され、チューブ本体６Ａの外周に嵌合して所定の位置に圧入固定される。ピニオンチューブ６の外周面には、ピニオン側規制部２１の圧入位置を規制する段差（図示せず）が後端側に向かって形成されている。すなわち、ピニオン側規制部２１は、ピニオンチューブ６の後端からチューブ本体６Ａの外周に嵌合して、ピニオンチューブ６に形成された段差に当接する位置まで圧入される。なお、ピニオン側規制部２１以外の構成は、実施例１と同じである。

特許文献２に記載されたスナップリング２２０は、ピニオン１４０がエンジンによって回されるオーバラン時に、ピニオン軸１８０がモータ方向に力を受けながら高速回転するため、ピニオン軸１８０の周溝に嵌合するスナップリング２２０の嵌合側面に摩耗が生じる。この摩耗が生じる部分は、周溝に対するスナップリング２２０の掛かり代となるため、面積を大きくすることは困難である。つまり、面積が小さく、且つ、周溝の側面に押し付けられながら高速回転するため、スナップリング２２０の摩耗が大きくなり、周溝に対してガタツキが生じる恐れがある。
これに対し、実施例２に示すピニオン側規制部２１は、ピニオンチューブ６と別体に設けられるが、チューブ本体６Ａの外周に圧入嵌合して固定されるため、ピニオンチューブ６とピニオン側規制部２１とが相対回転することはない。言い換えると、ピニオン側規制部２１は、ピニオンチューブ６と一体に回転するため、相対回転に伴う摩耗が生じることはなく、摩耗によるガタツキが発生することもない。

（変形例）
実施例１では、カラー１９とレバー係合部２０とを一体に樹脂成形する一例を記載したが、レバー係合部２０をカラー１９と別体に形成してカラー１９に対し相対回転不能に組み付ける構成でも良い。また、カラー１９およびレバー係合部２０は、樹脂製に限定するものではなく、例えば、金属製であっても良い。
実施例１では、モータ側規制部２２をチューブ本体６Ａの外周に圧入嵌合する一例を記載したが、圧入嵌合に限定するものではなく、圧入以外のしまりばめ（例えば焼き嵌め）によって固定する構成でも良い。

実施例１に記載した電磁スイッチ９は、電磁石によって吸引されたプランジャ２７が移動することで、シフトレバー８を駆動すると共に、メイン接点を閉成する構成であるが、シフトレバー８を駆動してピニオンチューブ６を反モータ方向へ押し出す働きと、メイン接点を開閉する働きとを別々のソレノイドで行う構成でも良い。すなわち、シフトレバー８を駆動してピニオンチューブ６を反モータ方向へ押し出すためのピニオン押し出し用ソレノイド（本発明に係る電磁ソレノイド）と、メイン接点を開閉してモータ２の通電電流を断続するモータ通電用ソレノイドとを備えるタンデム構造の電磁スイッチとすることも出来る。

また、ピニオン押し出し用ソレノイドとモータ通電用ソレノイドは、両者を共通のフレームに収容して一つの電磁スイッチとして構成することもできるが、両ソレノイドをそれぞれ専用のフレームに収容して独立した構成とすることもできる。
このタンデム構造の電磁スイッチは、ピニオン押し出し用ソレノイドとモータ通電用ソレノイドの作動をＥＣＵによって独立に制御することが可能であり、近年、車両への搭載が進んでいるアイドリングストップに対して好適に採用することが出来る。なお、アイドリングストップとは、例えば、交差点での赤信号や渋滞等により車両が一時停止した際に、エンジンへの燃料噴射を停止してエンジンを自動的に停止させるシステムである。

１ スタータ
２ モータ
２ｂ 電機子軸（モータの回転軸）
４ クラッチ
５ 出力軸
５ａ 雄ヘリカルスプライン（雄スプライン）
６ ピニオンチューブ
６Ａ チューブ本体
６Ｂ ピニオン摺動部
６ａ 雌ヘリカルスプライン（雌スプライン）
７ ピニオン
８ シフトレバー
９ 電磁スイッチ
１５ 軸受
１７ ハウジング
１９ カラー
２０ レバー係合部
２１ ピニオン側規制部
２２ モータ側規制部
２２ａ モータ側規制部の筒状部
２２ｂ モータ側規制部の鍔状部
２３ ワッシャ
２４ ワッシャ
Ｇ リングギヤ
ＳＬ ソレノイド（電磁ソレノイド）

Claims (10)

1. トルクを発生するモータと、
   このモータの回転軸と同一軸線上に配置され、且つ、外周面に雄スプラインが形成された出力軸と、
   前記モータの発生トルクを前記出力軸に伝達するクラッチと、
   内周面に雌スプラインが形成され、この雌スプラインが前記雄スプラインに噛み合って前記出力軸の外周に嵌合すると共に、外周面が軸受を介してハウジングに回転自在および軸方向に摺動自在に支持されるピニオンチューブと、
   前記軸受より軸方向反モータ側へ突き出る前記ピニオンチューブの端部に配設されて前記ピニオンチューブと一体に回転するピニオンと、
   電磁石の吸引力によりシフトレバーを駆動して、前記ピニオンチューブを前記ピニオンと一体に前記出力軸に対して反モータ方向へ押し出す電磁ソレノイドと、
   前記軸受より軸方向モータ側の前記ピニオンチューブに組み付けられ、前記シフトレバーを介して受ける反モータ方向への押し出し力を前記ピニオンチューブに伝達する押出力伝達手段とを備えるスタータであって、
   前記押出力伝達手段は、
   前記ピニオンチューブの外周に相対回転自在に嵌合するリング状のカラーと、
   このカラーと一体または別体に形成されて前記カラーに対し相対回転不能に設けられ、且つ、前記シフトレバーに係合するレバー係合部と、
   前記ピニオンチューブと一体に設けられて、前記カラーの軸方向ピニオン側への移動を規制するピニオン側規制部と、
   周方向に連続した環状体によって前記ピニオンチューブと別体に設けられ、前記カラーの軸方向モータ側への移動を規制するモータ側規制部とを有し、
   前記モータ側規制部は、前記ピニオンチューブの外周にしまりばめにより固定されていることを特徴とするスタータ。
2. トルクを発生するモータと、
   このモータの回転軸と同一軸線上に配置され、且つ、外周面に雄スプラインが形成された出力軸と、
   前記モータの発生トルクを前記出力軸に伝達するクラッチと、
   内周面に雌スプラインが形成され、この雌スプラインが前記雄スプラインに噛み合って前記出力軸の外周に嵌合すると共に、外周面が軸受を介してハウジングに回転自在および軸方向に摺動自在に支持されるピニオンチューブと、
   前記軸受より軸方向反モータ側へ突き出る前記ピニオンチューブの端部に配設されて前記ピニオンチューブと一体に回転するピニオンと、
   電磁石の吸引力によりシフトレバーを駆動して、前記ピニオンチューブを前記ピニオンと一体に前記出力軸に対して反モータ方向へ押し出す電磁ソレノイドと、
   前記軸受より軸方向モータ側の前記ピニオンチューブに組み付けられ、前記シフトレバーを介して受ける反モータ方向への押し出し力を前記ピニオンチューブに伝達する押出力伝達手段とを備えるスタータであって、
   前記押出力伝達手段は、
   前記ピニオンチューブの外周に相対回転自在に嵌合するリング状のカラーと、
   このカラーと一体または別体に形成されて前記カラーに対し相対回転不能に設けられ、且つ、前記シフトレバーに係合するレバー係合部と、
   周方向に連続した環状体によって前記ピニオンチューブと別体に設けられ、前記カラーの軸方向ピニオン側への移動を規制するピニオン側規制部と、
   周方向に連続した環状体によって前記ピニオンチューブと別体に設けられ、前記カラーの軸方向モータ側への移動を規制するモータ側規制部とを有し、
   前記ピニオン側規制部および前記モータ側規制部は、それぞれ前記ピニオンチューブの外周にしまりばめにより固定されていることを特徴とするスタータ。
3. 請求項１または２に記載したスタータにおいて、
   前記モータ側規制部は、軸方向に延びて前記ピニオンチューブの外周に嵌合する筒状部と、この筒状部に対して径方向に延びる鍔状部とを有し、前記筒状部と前記鍔状部とが断面Ｌ字形状に繋がって一体に形成されていることを特徴とするスタータ。
4. 請求項３に記載したスタータにおいて、
   前記モータ側規制部は、前記筒状部の軸方向端面より前記鍔状部の軸方向端面の方が平面積が大きく形成され、その鍔状部の軸方向端面が前記カラーの軸方向モータ側の端面に対向して組み付けられることを特徴とするスタータ。
5. 請求項３に記載したスタータにおいて、
   前記モータ側規制部は、前記鍔状部の軸方向端面より前記筒状部の軸方向端面の方が平面積が大きく形成され、その筒状部の軸方向端面が前記カラーの軸方向モータ側の端面に対向して組み付けられることを特徴とするスタータ。
6. 請求項１〜５に記載した何れか一つのスタータにおいて、
   前記ピニオン側規制部と前記カラーとの間に両者に対し相対回転可能なワッシャを配設したことを特徴とするスタータ。
7. 請求項１〜６に記載した何れか一つのスタータにおいて、
   前記カラーと前記モータ側規制部との間に両者に対し相対回転可能なワッシャを配設したことを特徴とするスタータ。
8. 請求項６に記載したスタータにおいて、
   前記ワッシャは、前記ピニオン側規制部より外径が大きいことを特徴とするスタータ。
9. 請求項７に記載したスタータにおいて、
   前記ワッシャは、前記モータ側規制部より外径が大きいことを特徴とするスタータ。
10. 請求項１〜９に記載した何れか一つのスタータにおいて、
    前記カラーと前記レバー係合部は、両者が一体に樹脂成形されていることを特徴とするスタータ。

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