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公開番号2021067239
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210430
出願番号2019194040
出願日20191025
発明の名称スタータ
出願人三菱電機株式会社
代理人特許業務法人ぱるも特許事務所
主分類F02N 15/02 20060101AFI20210402BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】組立工程が単純で、異常摩耗が抑制された長寿命なスタータを得ること。
【解決手段】円筒状のヨークと電機子とを備え、回転トルクを発生させるモータと、電機子に連結されたサンギヤ、サンギヤの内周面に内歯歯車10bを備えたインターナルギヤ10、およびサンギヤと内歯歯車10bと噛合う遊星ギヤを備えた遊星ギヤ減速機構部と、これをを取り囲み、ヨークの端面と接して設けられたフロントブラケット3と、モータと遊星ギヤ減速機構部とを隔て、サンギヤが貫通する開口を中央に備えた円板状で金属製のセンタープレート13と、を備えたスタータであって、センタープレート13は、可撓性を有し、インターナルギヤ10をフロントブラケット3に押圧するようインターナルギヤ10の端面と接した弾性部13bと、ヨークの端面10dと接した飛び出し部13cと、を外周に沿って備えている。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項1】
円筒状のヨークと前記ヨークの内側に設けられた電機子とを備え、前記電機子に回転トルクを発生させるモータと、
前記電機子に連結されたサンギヤ、前記サンギヤを取り囲む内周面に内歯歯車を備えたインターナルギヤ、および前記サンギヤと前記内歯歯車と噛合う遊星ギヤを備えた遊星ギヤ減速機構部と、
前記遊星ギヤ減速機構部を取り囲み、前記ヨークの端面と接して設けられたフロントブラケットと、
前記モータと前記遊星ギヤ減速機構部とを隔て、前記サンギヤが貫通する開口を中央に備えた円板状で金属製のセンタープレートと、を備えたスタータであって、
前記センタープレートは、
可撓性を有し、前記インターナルギヤを前記フロントブラケットに押圧するよう前記インターナルギヤの端面と接した弾性部と、
前記ヨークの端面と接した飛び出し部と、を外周に沿って備えたことを特徴とするスタータ。
続きを表示(約 470 文字)【請求項2】
前記ヨークと対向する前記フロントブラケットの端面の一部を前記フロントブラケットの内周側から外周側に切り欠いた切欠き部と前記飛び出し部とを嵌め合って、
前記センタープレートが前記フロントブラケットに配置されたことを特徴とする請求項1に記載のスタータ。
【請求項3】
前記インターナルギヤの端面から、前記インターナルギヤの端面に垂直な方向に前記インターナルギヤの端面の一部を切り欠いた溝部と、前記飛び出し部とを嵌め合って、
前記センタープレートが前記インターナルギヤに配置されたことを特徴とする請求項2に記載のスタータ。
【請求項4】
前記インターナルギヤの端面の外周側が、前記インターナルギヤの端面から前記モータの方向に突出していることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のスタータ。
【請求項5】
前記インターナルギヤの端面の内周側が、前記インターナルギヤの端面から前記モータの方向に突出していることを特徴とする請求項4に記載のスタータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本願は、スタータに関するものである。
続きを表示(約 8,500 文字)【背景技術】
【0002】
スタータは、自動車などに搭載され、エンジンを始動させるための装置である。一般に、エンジン用スタータとしての直流電動機は、電機子に回転トルクを発生させるモータと、電機子の回転軸に連結され、電機子の回転を減速する遊星ギヤ減速機構部とを備え、モータと遊星ギヤ減速機構部はセンタープレートで仕切られる。遊星ギヤ減速機構部に連結されたピニオンギヤの移動に起因して生じる軸方向の力がセンタープレートに伝達されるため、センタープレートがモータ側に移動しないように、ヨークの内壁に突起形状の部位を設けて、センタープレートを受け止めている。
【0003】
遊星ギヤ減速機構部が備えたインターナルギヤのガタつきによる異常摩耗を防止するための部材を、インターナルギヤとセンタープレートとの間に設置した例が開示されている。この部材としては、例えば、金属製の皿ばね、ウエーブワッシャ、またはゴム、エラストマーによるシール部材である。これらのような弾性体を設けることで、インターナルギヤの軸方向の振動による異常摩耗を抑制することはできる。
【0004】
しかしながら、センタープレートとは別の部材を設けるため、部品点数が増加し、組立工数が増えるといった課題が生じていた。一方、センタープレートとは別の部材を設けるのではなく、部品点数を削減するために、インターナルギヤに樹脂製のつば部を弾性部として設けたスタータが開示されている(例えば特許文献1参照)。つば部にセンタープレートを押し当てることで、モータ側と遊星ギヤ減速機構部側との間をシールし、かつインターナルギヤの振動による異常摩耗を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開2007−77810号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記特許文献1においては、部品点数を削減して、組立工数を低減することはできる。しかしながら、インターナルギヤに設けた樹脂製のつば部でセンタープレートを押す構造では、樹脂はクリープ変形しやすいため、クリープ変形が生じることでつば部がセンタープレートを押す力が徐々に弱くなる。この押す力が弱まったとき、インターナルギヤの振動による異常摩耗が発生するという課題があった。また、センタープレートを受け止めるためにヨークの内壁に突起形状の部位を追加工により設けると、組立工数が増えるという課題、さらにはヨークのメッキが薄くなり突起形状の部分が錆やすくなるという課題もあった。
【0007】
本願は前記のような課題を解決するためになされたものであり、組立工程が単純で、異常摩耗が抑制された長寿命なスタータを得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本願に開示されるスタータは、円筒状のヨークとヨークの内側に設けられた電機子とを備え、電機子に回転トルクを発生させるモータと、電機子に連結されたサンギヤ、サンギヤを取り囲む内周面に内歯歯車を備えたインターナルギヤ、およびサンギヤと内歯歯車と噛合う遊星ギヤを備えた遊星ギヤ減速機構部と、遊星ギヤ減速機構部を取り囲み、ヨークの端面と接して設けられたフロントブラケットと、モータと遊星ギヤ減速機構部とを隔て、サンギヤが貫通する開口を中央に備えた円板状で金属製のセンタープレートとを備えたスタータであって、センタープレートは、可撓性を有し、インターナルギヤをフロントブラケットに押圧するようインターナルギヤの端面と接した弾性部と、ヨークの端面と接した飛び出し部とを外周に沿って備えたものである。
【発明の効果】
【0009】
本願に開示されるスタータによれば、組立工程が単純で、長寿命で、異常摩耗が抑制されている。
【図面の簡単な説明】
【0010】
実施の形態1に係るスタータの構成を示す側面図である。
実施の形態1に係るスタータが備えたセンタープレートの外観を示す斜視図である。
図2の一点鎖線A−Aにおける断面を含むセンタープレートの一部の斜視図である。
実施の形態1に係るスタータのヨークを組み付ける前のセンタープレートの周囲を示す斜視図である。
実施の形態1に係るスタータのヨークを組み付けた後のセンタープレートの周囲を示す斜視図である。
実施の形態1に係るスタータのヨークを組み付ける前のセンタープレートの一部の側面図である。
実施の形態1に係るスタータのヨークを組み付けた後のセンタープレートの一部の側面図である。
実施の形態1に係るスタータのヨークを組み付けた後のセンタープレートの周囲の一部を拡大して示す斜視図である。
実施の形態2に係るスタータのセンタープレートとインターナルギヤを示す斜視図である。
図9の一点鎖線B−Bにおける断面図である。
実施の形態2に係る別のスタータのセンタープレートの飛び出し部の位置での拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本願の実施の形態によるスタータを図に基づいて説明する。各図において同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。
【0012】
実施の形態1.
図1は、スタータ100の構成を示す側面図である。ただし筐体の一部を切り欠いて、スタータ100の内部を示している。スタータ100は、自動車などに搭載され、エンジンを始動させるための装置である。スタータ100は、モータ2と、モータ2に電流を流すソレノイドスイッチ1と、モータ2に連結された遊星ギヤ減速機構部12と、スタータ100の筐体の一部であるフロントブラケット3、リヤブラケット4とを備える。フロントブラケット3は、遊星ギヤ減速機構部12を取り囲み、モータ2の筐体であるヨーク6の端面と接して設けられる。通しボルト5は、フロントブラケット3とリヤブラケット4とを連結する。フロントブラケット3とリヤブラケット4の連結により、モータ2はフロントブラケット3とリヤブラケット4に挟持されて、固定される。
【0013】
モータ2は、ヨーク6、磁石7、および電機子8を備える。円筒状のヨーク6は、内壁に磁石7を備え、磁気回路を形成する。ヨーク6の内側に設けられる電機子8は、電機子コイル(図示せず)を備え、ヨーク6からの磁束により回転トルクを発生する。ヨーク6は、一端側の開口部でリヤブラケット4に組み付けられ、他端側の開口部でフロントブラケット3に組み付けられる。電機子8が備える回転軸(図示せず)には、サンギヤ9が連結されている。
【0014】
遊星ギヤ減速機構部12は、サンギヤ9、インターナルギヤ10、および遊星ギヤ11を備え、電機子8の回転を減速する。遊星ギヤ減速機構部12は、フロントブラケット3に接して設けられる。インターナルギヤ10は、サンギヤ9を取り囲む内周面に内歯歯車10bを備える。遊星ギヤ11はサンギヤ9と内歯歯車10bとの間に設けられ、サンギヤ9と内歯歯車10bと噛合い、インターナルギヤ10の内側で公転運動する。遊星ギヤ減速機構部12とモータ2は、センタープレート13で隔てられる。
【0015】
伝達機構部14は、遊星ギヤ減速機構部12を介してモータ2に連結され、モータ2で発生する回転力をエンジン(図示せず)に伝達する。伝達機構部14は、フロントブラケット3の内部に搭載される。伝達機構部14は、出力軸15、オーバランニングクラッチ16、およびピニオンギヤ17を備える。モータ2の駆動トルクは、出力軸15に伝達される。ピニオンギヤ17はオーバランニングクラッチ16と一体化して設けられ、オーバランニングクラッチ16は出力軸15の外周に設けられる。オーバランニングクラッチ16とピニオンギヤ17は、シフトレバー18を介して連結されたソレノイドスイッチ1の動作により、モータ2の側とは反対方向のエンジンの側に押し出される。
【0016】
本願の要部であるセンタープレート13について説明する。図2は実施の形態1に係るスタータ100が備えたセンタープレート13の外観を示す斜視図、図3は図2の一点鎖線A−Aにおける断面を含むセンタープレートの一部の斜視図、図4はヨーク6をフロントブラケット3に組み付ける前のセンタープレート13の周囲を示す斜視図、図5はヨーク6をフロントブラケット3に組み付けた後のセンタープレート13の周囲を示す斜視図である。図5は、ヨーク6を取り去って示している。なお、図1と図2以降では図の向きが異なり、図1ではZの方向が図の左方向、図2以降ではZの方向が図の上方向となっている。センタープレート13は、Z方向の側に配置されるモータ2と、−Z方向の側に配置される遊星ギヤ減速機構部12とを隔てる。センタープレート13は、サンギヤ9が貫通する開口13aを中央に備えた円板状で、金属製である。センタープレート13は、例えば厚さ1mm程度の鉄板をプレス加工することで作製されるが、材料および作製方法はこれに限るものではない。センタープレート13は、弾性部13bと飛び出し部13cとを、センタープレート13の外周に沿って備える。弾性部13bと飛び出し部13cは、交互にそれぞれ4カ所に設けられているが、これらを設置する位置と個数はこれに限るものではない。
【0017】
飛び出し部13cを含まない位置のセンタープレート13の外径は、ヨーク6のフロントブラケット3の側の内径よりも小さい。そして、飛び出し部13cを含む位置のセンタープレート13の外径がヨーク6のフロントブラケット3の側の内径よりも大きくなるように、飛び出し部13cはセンタープレート13に設けられる。そのため、ヨーク6をフロントブラケット3に組み付けたとき、飛び出し部13cはヨーク6のフロントブラケット3の側の端面と接する。図5にヨーク6を示していないが、図5にフロントブラケット3の端面3aと接するヨーク6の端面の内径の一部を破線DLで示す。ヨーク6のフロントブラケット3の側の端面は、フロントブラケット3の端面3aと同等の厚みを備えている。飛び出し部13cのうち、破線DLから外側の部分がヨーク6の端面と接する。飛び出し部13cは折り曲げ構造にて設けられているが、飛び出し部13cの形状はこれに限るものではなく、折り曲げ構造とせずにセンタープレート13の外側に向けて真っ直ぐ伸長させても構わない。飛び出し部13cの形状は、センタープレート13とヨーク6の位置関係により決定される。図1に示すように、ここではセンタープレート13がヨーク6の中に位置するため、飛び出し部13cは折り曲げ構造で設けられる。
【0018】
弾性部13bは、図3に示すように、センタープレート13の外周の内側を外周に沿って切り離し、−Z方向に向けて湾曲させた箇所であり、Z方向に可撓性を有する。弾性部13bは、図4に示すように、インターナルギヤ10をフロントブラケット3に押圧するようインターナルギヤ10の端面10dの一部である当接面10aと接する。ヨーク6をフロントブラケット3に組み付けたとき、図5に示すように、飛び出し部13cが−Z方向に押し込まれるため、弾性部13bが撓むことで、弾性部13bは当接面10aを押圧する。弾性部13bが当接面10aと接して撓む様子を図6と図7に示す。図6は実施の形態1に係るスタータ100のヨーク6をフロントブラケット3に組み付ける前のセンタープレート13の一部の側面図、図7はスタータ100のヨーク6をフロントブラケット3に組み付けた後のセンタープレート13の一部の側面図である。弾性部13bが撓むことにより、当接面10aは図7に示した矢印の方向に押圧される。インターナルギヤ10の底面はフロントブラケット3の内側で支持されているため、当接面10aが押圧されることでインターナルギヤ10はフロントブラケット3に固定される。弾性部13bは金属製であるため、当接面10aを長期間継続して押圧する。
【0019】
次に、センタープレート13およびインターナルギヤ10のフロントブラケット3に対する回り止め機構について説明する。図8は、実施の形態1に係るスタータ100のヨーク6を組み付けた後のセンタープレート13の周囲の一部を拡大して示す斜視図である。図8は、ヨーク6を取り去って示している。ヨーク6と対向するフロントブラケット3の端面3aの一部には、フロントブラケット3の内周側から外周側に切り欠いた切欠き部3bが設けられる。切欠き部3bと飛び出し部13cとを嵌め合って、センタープレート13がフロントブラケット3に配置される。切欠き部3bの周方向の幅は、飛び出し部13cと嵌め合える幅で設けられる。切欠き部3bと飛び出し部13cとを嵌め合うことで、センタープレート13のフロントブラケット3に対する回転が容易に防止される。
【0020】
インターナルギヤ10の端面10dには、インターナルギヤ10の端面10dから、インターナルギヤ10の端面10dに垂直な方向にインターナルギヤ10の端面10dの一部を切り欠いた溝部10cが設けられる。溝部10cと飛び出し部13cとを嵌め合って、センタープレート13がインターナルギヤ10に配置される。溝部10cの周方向の幅は、飛び出し部13cと嵌め合える幅で設けられる。溝部10cと飛び出し部13cとを嵌め合うことで、センタープレート13のフロントブラケット3に対する回転が防止されるため、インターナルギヤ10のフロントブラケット3に対する回転も容易に防止される。
【0021】
以上のように、実施の形態1によるスタータ100において、金属製のセンタープレート13は、可撓性を有し、インターナルギヤ10をフロントブラケット3に押圧するようインターナルギヤ10の端面10dと接した弾性部13bを外周に沿って備えたため、組立工程が単純で、長寿命で、インターナルギヤ10の振動による異常摩耗を抑制することができる。また、センタープレート13はヨーク6の端面と接した飛び出し部13cを外周に沿って備えたため、単純な組立工程で、スタータ100の軸方向のセンタープレート13に働く力はヨーク6の端面で受け止められてセンタープレート13の移動は防止され、長寿命で、インターナルギヤ10の振動による異常摩耗を抑制することができる。また、スタータ100の軸方向のセンタープレート13に働く力は飛び出し部13cを介してヨーク6の端面で受け止められるため、軸方向のセンタープレート13に働く力による弾性部13bの破損を防止することができる。また、ヨーク6と対向するフロントブラケット3の端面3aの一部をフロントブラケット3の内周側から外周側に切り欠いた切欠き部3bと飛び出し部13cとを嵌め合ってセンタープレート13がフロントブラケット3に配置された場合、単純な組立工程で、センタープレート13のフロントブラケット3に対する回転を防止することができる。また、センタープレート13の回転を防止することで、回転に起因したセンタープレート13、およびセンタープレート13の接触箇所の摩耗を抑制することができる。また、インターナルギヤ10の端面10dから、インターナルギヤ10の端面10dに垂直な方向にインターナルギヤ10の端面10dの一部を切り欠いた溝部10cと飛び出し部13cとを嵌め合って、センタープレート13がインターナルギヤ10に配置された場合、単純な組立工程で、インターナルギヤ10のフロントブラケット3に対する回転を防止することができる。また、インターナルギヤ10の回転を防止することで、回転に起因したインターナルギヤ10、およびインターナルギヤ10の接触箇所の摩耗を抑制することができる。
【0022】
実施の形態2.
実施の形態2に係るスタータ100について説明する。図9はスタータ100のセンタープレート13とインターナルギヤ10を示す斜視図、図10は図9の一点鎖線B−Bにおける断面図である。実施の形態2に係るスタータ100は、インターナルギヤ10の端面10dが実施の形態1とは異なる構成になっている。
【0023】
インターナルギヤ10の端面10dの外周側の一部がインターナルギヤ10の端面10dからモータ2の方向に突出して、突出部10eがインターナルギヤ10の端面10dに設けられる。突出部10eは、図9に示すように、弾性部13bを取り囲んで設けられる。突出部10eは、図10に示すように、センタープレート13よりも高く設けられ、突出部10eとセンタープレート13とでラビリンス構造が形成される。ラビリンス構造を設けることで、遊星ギヤ11の回転または振動によるインターナルギヤ10内部のグリスの遊星ギヤ減速機構部12外部への流出が抑制される。
【0024】
突出部10eの形成は、インターナルギヤ10の端面10dの外周側に限るものではなく、内周側に設けても構わない。図11は、実施の形態2に係る別のスタータ100のヨーク6をフロントブラケット3に組み付ける前のセンタープレート13の飛び出し部13cの位置での拡大断面図である。インターナルギヤ10の端面10dの内周側の一部がインターナルギヤ10の端面10dからモータ2の方向に突出して、突出部10eがインターナルギヤ10の端面10dに設けられる。突出部10eは、飛び出し部13cよりも高く設けられ、飛び出し部13cの折り曲げ構造と突出部10eとでラビリンス構造が形成される。飛び出し部13cを折り曲げ構造とすることで、インターナルギヤ10の端面10dの内周側に突出部10eを設けることができる。内周側の突出部10eは、インターナルギヤ10の端面10dの全周に設けることが可能である。内周側にも突出部10eを設けることで、インターナルギヤ10内部のグリスの遊星ギヤ減速機構部12外部への流出はさらに抑制される。
【0025】
以上のように、実施の形態2によるスタータ100において、インターナルギヤ10の端面10dの外周側の一部が、インターナルギヤ10の端面10dからモータ2の方向に突出して突出部10eが設けられ、突出部10eとセンタープレート13とでラビリンス構造が形成されているため、インターナルギヤ10内部のグリスの遊星ギヤ減速機構部12外部への流出を抑制することができる。また、インターナルギヤ10の端面10dの内周側がモータ2の方向に伸長されて突出部10eが設けられ、飛び出し部13cの折り曲げ構造と突出部10eとでラビリンス構造が形成された場合、インターナルギヤ10内部のグリスの遊星ギヤ減速機構部12外部への流出をさらに抑制することができる。
【0026】
また本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、1つ、または複数の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、本願明細書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、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【0027】
1 ソレノイドスイッチ、2 モータ、3 フロントブラケット、3a 端面、3b 切欠き部、4 リヤブラケット、5 通しボルト、6 ヨーク、7 磁石、8 電機子、9 サンギヤ、10 インターナルギヤ、10a 当接面、10b 内歯歯車、10c 溝部、10d 端面、10e 突出部、11 遊星ギヤ、12 遊星ギヤ減速機構部、13 センタープレート、13a 開口、13b 弾性部、13c 飛び出し部、14 伝達機構部、15 出力軸、16 オーバランニングクラッチ、17 ピニオンギヤ、18 シフトレバー、100 スタータ、DL 破線

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