起動器的製造方法

2023-08-02 00:34:01

起動器的製造方法
【專利摘要】一種起動器(1)，包括：電動機部(3)；輸出軸(4)，該輸出軸(4)受到電動機部(3)的旋轉力而旋轉；小齒輪(74)(小齒輪機構)，該小齒輪(74)能夠與發動機的環形齒輪(23)螺旋嚙合；離合器機構(5)，該離合器機構(5)將輸出軸(4)的旋轉力傳遞到小齒輪(74)；以及電磁裝置(9)，該電磁裝置(9)對離合器機構(5)及小齒輪(74)施加朝向環形齒輪(23)一側的按壓力，電磁裝置(9)設置有使內柱塞(81)的一側端(81a)(作用點)始終與離合器機構(5)彈性抵接的柱塞彈簧(91)(鬆動吸收機構)。
【專利說明】起動器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種例如裝載於汽車的起動器。
[0002]本申請基於2011年11月29日在日本提交的日本專利特願2011 — 260628號及2012年9月27日在日本提交的日本專利特願2012 — 214247號要求優先權，並將這兩者的內容援引於此。
【背景技術】
[0003]以往，作為在汽車啟動時使用的起動器，已知有跳轉式(日文:飛&込々式)的起動器，該跳轉式的起動器在發動機啟動時使小齒輪朝環形齒輪側跳轉而與環形齒輪嚙合，通過利用小齒輪對環形齒輪進行驅動來進行發動機的啟動(例如參照專利文獻I)。
[0004]另外，近年來，為了提高車輛的靜謐性及改善燃料效率，具有在車輛短時間停止時會暫時將發動機切換至關閉的、所謂的怠速停止功能的車輛不斷增加。
[0005]專利文獻I記載的起動器構成為也能夠適用於上述具有怠速停止功能的車輛。在專利文獻I記載的起動器中，啟動用電動機的轉子軸上經由行星齒輪式減速器連接有驅動軸(輸出軸)。驅動軸的軸向的兩端側能自由旋轉地軸支承於起動器的殼體。在驅動軸上以花鍵方式卡合有可動件，通過電磁開關(電磁裝置)，利用槓桿(齒輪柱塞)使上述可動件沿軸向進退移動。另外，在驅動軸上面向環形齒輪地設有沿軸向自由進退的小齒輪，該小齒輪經由單向離合器(離合器機構)與可動件連接。
[0006]發動機啟動時，通過電磁開關，利用槓桿、可動件及單向離合器使小齒輪環形齒輪側跳轉而與環形齒輪嚙合，電動機部的旋轉經由減速機構傳遞至小齒輪，以對環形齒輪進行驅動。環形齒輪及小齒輪由斜齒輪(螺旋齒輪)構成。將環形齒輪及小齒輪的齒的扭轉方向設定為在小齒輪對環形齒輪進行驅動的狀態下對小齒輪施加跳轉方向的推力載荷。
[0007]根據專利文獻1，在小齒輪暫時與環形齒輪嚙合之後，受到因兩個齒輪的齒的扭轉角而產生的推力載荷，以使小齒輪自行朝跳轉方向行進。因而，提高了小齒輪與環形齒輪的嚙合性。
[0008]但是，離合器機構及小齒輪等起動器的各構成部件具有製造時的尺寸誤差。因而，在上述這樣的起動器中，當發動機啟動時小齒輪與環形齒輪嚙合的時候，電磁裝置的作用點與離合器機構之間會產生空隙。
[0009]在此，在以利用電磁開關(電磁裝置)將槓桿(齒輪柱塞)拉到並保持於最大吸引位置的方式設定時，若不存在上述空隙，則在朝部件的尺寸誤差較大的方向振動時，存在因上述誤差而無法將槓桿(齒輪柱塞)拉到並保持於最大吸引位置的可能性。上述空隙是為了在設計時考慮上述誤差量來進行各部件的尺寸設定而產生的。
[0010]另一方面，在專利文獻2記載的起動器中，通過與驅動軸(輸出軸)同軸設置的電磁開關(電磁裝置)，來將第二柱塞單元配置成能夠沿軸向進退移動。在驅動軸上面向環形齒輪地設有沿軸向自由進退的小齒輪。
[0011]現有技術文獻[0012]專利文獻
[0013]專利文獻1:日本專利特開2002 - 130097號公報
[0014]專利文獻2:日本專利特開2007 - 71043號公報

【發明內容】

[0015]發明所要解決的技術問題
[0016]在此，由於小齒輪與環形齒輪是螺旋嚙合(日文:、1J力 >嚙合)的，因此，在發動機啟動時基於小齒輪與環形齒輪之間的旋轉速度差，而使作用於小齒輪的推力載荷的朝向發生變化。具體來說，在環形齒輪的旋轉速度低於小齒輪的旋轉速度時，在小齒輪上朝向環形齒輪側施加有推力載荷，而使小齒輪朝環形齒輪側移位。此外，在環形齒輪的旋轉速度高於小齒輪的旋轉速度時，在小齒輪上朝向與環形齒輪側相反一側施加有推力載荷，而使小齒輪朝與環形齒輪相反一側移位。
[0017]在從上述狀態，變為先前的環形齒輪的旋轉速度低於小齒輪的旋轉速度的狀態，然後變為利用電動機部(電樞)的旋轉力使小齒輪旋轉的狀態時，若槓桿(齒輪柱塞)與離合器機構之間存在鬆動，則離合器機構在軸向上移位與上述鬆動相應的量。因而，電動機部(電樞)的旋轉力向小齒輪的傳遞會相應地稍許延遲。另外，在離合器機構移動與上述鬆動相應的量的過程中，作用於電動機部(電樞)的旋轉的載荷變小。因而，電動機部(電樞)的旋轉處於加速狀態。但是，當到達鬆動盡頭時，對電動機部(電樞)的旋轉施加載荷，而從加速狀態變為恆速狀態。因上述狀態的變化，有時會使電動機部(電樞)的旋轉產生不均勻，因旋轉的不均勻，有可能會產生減速機構的齒輪彼此間的嚙合聲。
[0018]特別是，在具有怠速停止功能的車輛中，通常的發動機啟動時依照使用者的意願來操作主汽缸(日文:々一'> U >夕'一)來進行。由於發動機的啟動聲(起動器的啟動聲)也具有在啟動發動機時的聽覺感知的含義，因而沒有特別被當作問題。但是，當車輛短時間停止後再次開動時等情況下，與使用者的意願無關來進行處於停止狀態的發動機的再啟動。因而，發動機的啟動聲(起動器的啟動聲)的靜溢化的需求不斷提高。這樣，在具有怠速停止功能的車輛中，頻繁地進行發動機的停止、啟動，使用頻率比一般的起動器的使用頻率高。因此，期望有針對上述技術問題的最佳改進方案。
[0019]本發明的目的在於提供一種起動器，能防止在電磁裝置的作用點與離合器機構之間產生空隙，並能防止離合器機構的鬆動，從而能夠抑制噪聲產生。
[0020]解決技術問題所採用的技術方案
[0021]根據本發明的第一方面，起動器包括:電動機部，該電動機部因通電而產生旋轉力；輸出軸，該輸出軸受到所述電動機部的旋轉力而旋轉；小齒輪機構，該小齒輪機構設置成能夠在所述輸出軸上滑動移動，並能夠與發動機的環形齒輪螺旋嚙合；離合器機構，該離合器機構設置在所述輸出軸與所述小齒輪機構之間，並將所述輸出軸的旋轉力傳遞到所述小齒輪機構；以及電磁裝置，該電磁裝置進行對所述電動機部的通電、切斷，並且對所述離合器機構及所述小齒輪機構施加朝向所述環形齒輪側的按壓力。另外，所述電磁裝置設置有使所述電磁裝置的作用點始終與所述離合器機構彈性抵接的鬆動吸收機構。
[0022]根據本發明的第一方面的起動器，由於包括使電磁裝置的作用點與離合器機構始終彈性抵接的鬆動吸收機構，因此，能夠防止電磁裝置的作用點與離合器機構之間產生空隙。藉此，在發動機啟動時，即使因環形齒輪與小齒輪機構的旋轉速度差而使小齒輪機構沿軸向移位，也能夠抑制離合器機構沿軸向鬆動。因而，能夠防止因離合器機構的軸向移位引起的噪聲。
[0023]根據本發明的第二方面，在本發明的第一方面的起動器的基礎上，所述小齒輪機構包括:小齒輪內環，該小齒輪內環嵌套在輸出軸上，並能夠沿所述輸出軸滑動移動；小齒輪，該小齒輪與所述小齒輪內環呈同心圓狀地設置在所述小齒輪內環的徑向外側，並且所述小齒輪能夠與所述環形齒輪螺旋嚙合；以及小齒輪彈簧，該小齒輪彈簧配置在所述小齒輪內環與所述小齒輪之間，對所述小齒輪與所述環形齒輪螺旋嚙合時的衝擊進行吸收。
[0024]根據本發明的第二方面的起動器，由於小齒輪機構包括小齒輪彈簧，因此，能夠吸收小齒輪與環形齒輪抵接時的衝擊。因而，除了根據本發明的第一方面的起動器所獲得的效果之外，還能夠抑制小齒輪及環形齒輪的磨損，並能夠提高起動器的耐久性。
[0025]此外，通過利用小齒輪彈簧對衝擊進行吸收，並利用鬆動吸收機構對離合器機構的鬆動進行吸收，從而將小齒輪彈簧及鬆動吸收機構的功能分離。因而，能夠將小齒輪彈簧及鬆動吸收機構各自的彈性係數設定到最佳。藉此，能夠獲得耐久性及靜謐性優異的起動器。
[0026]根據本發明的第三方面，在本發明的第一方面或第二方面的起動器的基礎上，所述電磁裝置包括:勵磁線圈；以及齒輪柱塞，該齒輪柱塞與所述輸出軸同軸設置，並根據向所述勵磁線圈的通電而沿所述輸出軸滑動移動，並且所述齒輪柱塞對所述離合器機構施加按壓力。另外，所述作用點設置在所述齒輪柱塞的靠所述環形齒輪一側的端部。
[0027]根據本發明的第三方面的起動器，輸出軸與齒輪柱塞同軸設置。因此，能夠實現起動器的小型化，另外，能夠防止電磁裝置的作用點與離合器機構產生空隙來防止離合器機構鬆動，並能夠抑制噪聲的產生。
[0028]根據本發明的第四方面，在本發明的第三方面的起動器的基礎上，所述齒輪柱塞包括:內柱塞，該內柱塞嵌套在輸出軸上，並能夠沿輸出軸滑動移動；外柱塞，該外柱塞與所述內柱塞呈同心圓狀地設置在所述內柱塞的徑向外側，並能夠與所述內柱塞發生連動而沿輸出軸滑動移動；以及柱塞彈簧，該柱塞彈簧設置在所述內柱塞與所述外柱塞之間。另夕卜，所述齒輪柱塞構成為根據向所述勵磁線圈通電而使所述外柱塞滑動移動，並使所述內柱塞以與所述外柱塞發生連動的方式滑動移動。另外，所述柱塞彈簧起到所述鬆動吸收機構的功能。
[0029]根據本發明的第四方面的起動器，通過使用柱塞彈簧，能夠以簡單的結構，低成本地形成鬆動吸收機構。
[0030]根據本發明的第五方面，在本發明的第四方面的起動器的基礎上，所述離合器機構包括:離合器外環，該離合器外環配置在所述齒輪柱塞一側；以及離合器內環，該離合器內環與所述離合器外環呈同心圓狀地設置在所述離合器外環的徑向內側，並與所述小齒輪內環一體形成。另外，所述柱塞彈簧使所述內柱塞與所述離合器外環彈性抵接。
[0031]根據本發明的第五方面的起動器，由於能利用柱塞彈簧使內柱塞與離合器外環彈性抵接，因此，能夠以簡單的結構，低成本地形成鬆動吸收機構。此外，通過使小齒輪內環與離合器內環一體形成，從而能更低成本地形成起動器。
[0032]此外，根據本發明的第六方面，在本發明的第四方面或本發明的第五方面的起動器的基礎上，若將所述柱塞彈簧的彈簧載荷設為α，並將因向所述電磁裝置的所述勵磁線圈通電產生的磁場，而在所述外柱塞上產生的吸引力設為β，則所述彈簧載荷α及所述電磁裝置的吸引力β設定成滿足α < β。
[0033]根據本發明的第六方面的起動器，將構成鬆動吸收機構的柱塞彈簧的彈簧載荷設定成小於電磁裝置的吸引力。因而，能夠克服柱塞彈簧的彈簧載荷而可靠地吸引齒輪柱塞，並且能夠使電磁裝置的作用點與離合器機構彈性抵接。因而，能夠在維持電磁裝置的吸引性能的同時，利用鬆動吸收機構來抑制離合器機構沿軸向鬆動。
[0034]此外，根據本發明的第七方面，在本發明的第四方面至第六方面中任一方面的起動器的基礎上，使所述內柱塞與所述離合器外環抵接，並經由所述離合器外環對所述小齒輪機構施加按壓力，在所述內柱塞的一側端形成有外凸緣部。另外，在所述外柱塞的另一側端形成有內凸緣部，所述柱塞彈簧收納於形成在所述外凸緣部與所述內凸緣部之間的彈簧收納部中。另外，所述柱塞彈簧是同軸地嵌套於所述內柱塞的螺旋彈簧。另外，所述柱塞彈簧的朝向所述離合器機構一側的卷繞方向設定成與所述小齒輪機構的旋轉方向相同。
[0035]根據本發明的第七方面的起動器，所述柱塞彈簧的朝向所述離合器機構一側的卷繞方向設定成與所述小齒輪機構的旋轉方向相同。因而，柱塞彈簧的靠離合器機構一側的端面設置成面向小齒輪機構的旋轉方向。藉此，即使離合器機構和與離合器機構滑動接觸的內柱塞一起旋轉，也能夠抑制柱塞彈黃的端面周緣鉤掛於內柱塞的外周面。因而，能夠防止因柱塞彈簧的端面周緣而使內柱塞的外凸緣部及外柱塞的內凸緣部的內表面側發生磨損。其結果是，能夠獲得耐久性優異的起動器。
[0036]根據本發明的第八方面，在本發明的第七方面的起動器的基礎上，在所述內柱塞的、與所述外柱塞的所述內凸緣部相對應的部位處，形成有爪部，該爪部朝徑向外側突出，並能朝徑向內側彈性變形。另外，所述內凸緣部與該爪部卡合。另外，所述爪部的內周面與所述輸出軸的外周面間的間隙設定成比所述爪部的高度小。
[0037]根據本發明的第八方面的起動器，通過使內柱塞的爪部朝徑向內側彈性變形來與外柱塞的內凸緣部卡合，從而能夠以配合的方式簡單地將內柱塞與外柱塞一體化。由於能夠簡單地形成齒輪柱塞，因而能低成本地獲得起動器。
[0038]此外，所述爪部的內周面與所述輸出軸的外周面間的間隙設定成比所述爪部的高度小。因而，通過在內柱塞與外柱塞一體化後嵌套在輸出軸上，能夠使用輸出軸的外周面來限制爪部向徑向內側進行比爪部的高度更大的移位。藉此，能夠可靠地防止內柱塞與外柱塞間通過配合方式實現的卡合脫離，因此，能夠獲得可靠性高的起動器。
[0039]根據本發明的第九方面，在本發明的第一方面至第八方面中的任一方面的起動器的基礎上，所述電磁裝置與所述輸出軸同軸設置。
[0040]根據本發明的第九方面的起動器，能夠理想地應用於電磁裝置與輸出軸同軸設置的、所謂單軸式起動器。因而，即使在單軸式起動器中，也能夠防止電磁裝置的作用點與離合器機構碰撞。其結果是，能夠防止噪聲的產生。
[0041]發明效果
[0042]根據本發明，由於設置有使電磁裝置的作用點與離合器機構始終彈性抵接的鬆動吸收機構，因此，能夠防止在電磁裝置的作用點與離合器機構之間產生空隙。藉此，當發動機啟動時，即使因環形齒輪與小齒輪機構間的旋轉速度差而使小齒輪機構沿軸向移位，也能夠抑制離合器機構沿軸向鬆動。因而，能夠防止因離合器機構的軸向移位而產生噪聲。【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]圖1是本發明實施方式的起動器的剖視圖。
[0044]圖2是內柱塞(日文:\ 4 > f )及柱塞彈簧的外觀立體圖。
[0045]圖3是齒輪柱塞沿中心軸的剖視圖。
[0046]圖4A是開關柱塞移動之後的說明圖，其是起動器的動作說明圖。
[0047]圖4B是開關柱塞移動之後的說明圖，其是小齒輪的動作說明圖。
[0048]圖5A是可動接點板與固定接點板抵接時的說明圖，其是起動器的動作說明圖。
[0049]圖5B是可動接點板與固定接點板抵接時的說明圖，其是小齒輪的動作說明圖。
[0050]圖6A是小齒輪與環形齒輪嚙合時的說明圖，其是起動器的動作說明圖。
[0051]圖6B是小齒輪與環形齒輪嚙合時的說明圖，其是小齒輪的動作說明圖。
[0052]圖7是參考實施例的說明圖，其是軛單元的垂直於軸向的剖視圖。
【具體實施方式】
[0053]接著，參照附圖，對本發明實施方式的起動器進行說明。
[0054]圖1是本實施方式的起動器I的剖視圖。另外，在圖1中，在中心線的上側示出了起動器I的靜止狀態，在下側示出了起動器I的通電狀態(小齒輪與環形齒輪嚙合的狀態)。
[0055]如圖1所示，起動器I是用於產生未圖示的發動機啟動所需要的旋轉力的裝置。起動器I包括:電動機部3 ;輸出軸4,該輸出軸4與電動機部3的一側(圖1中的左側)連接；離合器機構5及小齒輪機構70,該離合器機構5及小齒輪機構70在輸出軸4上設置成能滑動移動；開關單元7，該開關單元7將對電動機部3進行供電的電源供給線路打開、關閉；以及電磁裝置9，該電磁裝置9用於使開關單元7的可動接點板8及小齒輪機構70沿軸向移動。
[0056]電動機部3由帶電刷的直流電動機51及行星齒輪機構2構成，其中，上述行星齒輪機構2與帶電刷的直流電動機51的轉軸52連接，用於將上述轉軸52的旋轉力傳遞至輸出軸4。
[0057]帶電刷的直流電動機51具有大致呈圓筒狀的電動機軛53及電樞54，其中，上述電樞54配置在電動機軛53的徑向內側,並設置成能夠相對電動機軛53自由旋轉。在電動機軛53的內周面上，以磁極在周向上交替的方式設置有多個(在本實施方式中為六個)永磁體57。
[0058]在永磁體57的徑向內側設置有磁體蓋60。磁體蓋60為大致圓筒狀的構件，由例如不鏽鋼等非磁性材料形成。
[0059]在磁體蓋60的一側(圖1中的左側)形成有朝徑向外側伸出的外凸緣部60a。外凸緣部60a覆蓋永磁體57 —側的端面。
[0060]此外,在磁體蓋60的另一側(圖1中的右側)形成有從一側朝向另一側方向朝徑向外側傾斜的鉚接部60b。磁體蓋60被鉚接固定在永磁體57的徑向內側。通過設置磁體蓋60,來對電動機軛53進行加強,從而使由電動機軛53、永磁體57及磁體蓋60構成的軛單元的強度提高。
[0061]在電動機軛53的另一側(圖1中的右側)的端部設有將電動機軛53的開口部53a封閉的端板55。在端板55的徑向中央設置有用於將轉軸52的另一側端支承成能夠自由旋轉的滑動軸承56a及推力軸承56b。
[0062]電樞54由轉軸52、電樞鐵心58及整流器61構成，其中，上述電樞鐵心58嵌套並固定在轉軸52的與永磁體57相對應的位置處，上述整流器61嵌套並固定在轉軸52的、t匕電樞鐵心58更靠行星齒輪機構2 —側(圖1中的左側)的位置處。
[0063]電樞鐵心58具有呈放射狀形成的多個極齒(未圖示)及形成於在周向上相鄰的各個極齒之間的多個切槽(未圖示)。在周向上隔著規定間隔設置的各個切槽之間，以例如波狀卷繞(日文:波卷)的方式卷繞有線圈59。線圈59的末端部朝向整流器61引出。
[0064]在整流器61上，沿周向且以彼此電絕緣方式隔著規定間隔地設置有多片(例如，在本實施方式中為二十六片)整流片62。
[0065]在各整流片62的靠電樞鐵心58 —側端部，設置有以折返的方式彎曲形成的豎板63。在豎板63上連接有卷繞於電樞鐵心58的線圈59的末端部。
[0066]在電動機軛53的與端板55相反一側，設置有具有底部的筒狀的頂板12。在頂板12的、靠電樞鐵心58 —側的內表面上設置有行星齒輪機構2。
[0067]行星齒輪機構2由太陽齒輪13、多個行星齒輪14及環狀的內齒環形齒輪15構成，其中，上述太陽齒輪13與轉軸52 —體成型，上述多個行星齒輪14與太陽齒輪13嚙合，並以太陽齒輪13為中心公轉，上述環狀的內齒環形齒輪15設於這些行星齒輪14的外周側。
[0068]多個行星齒輪14通過載板16連接。在載板16上的、與各行星齒輪14相對應的位置處豎立設置有多個支承軸16a。行星齒輪14在多個支承軸16a上分別支承成能夠自由旋轉。此外，在載板16的徑向中央處，以鋸齒卡合的方式哨合有輸出軸4。
[0069]內齒環形齒輪15—體地成型在頂板12的靠電樞鐵心58—側的內周面上。在頂板12的內周面的徑向中央處設置有滑動軸承12a。滑動軸承12a將與轉軸52同軸配置的輸出軸4的另一側端(圖1中的右側)支承成能夠自由旋轉。
[0070]此外，在頂板12上，內嵌有輸出軸4、離合器機構5、小齒輪機構70及電磁裝置9等，還安裝有用於將起動器I固定於未圖示的發動機的鋁製外殼17。外殼17通過壓鑄法形成為具有底部的筒狀，在一側(圖1中的左側)具有底部17c，在另一側(圖1中的右側)具有開口部17a。
[0071]在外殼17的開口部17a—側，以將開口部17a封閉的方式接合有頂板12。
[0072]在外殼17的開口部17a —側的外周面上，沿軸向設置有陰螺紋部17b。另外，在配置於電動機軛53的另一側(圖1中的右端側)的端板55上的、與陰螺紋部17b相對應的位置處，形成有螺栓孔55a。通過在該螺栓孔55a中插入螺栓95並使螺栓95與陰螺紋部17b螺合，來使電動機部3與外殼17 —體化。
[0073]在外殼17的內壁上設置有對後述的離合器外環18向電動機部3 —側的移位進行限制的環狀的限位件94。上述限位件94由樹脂或橡膠等形成。限位件94緩解與離合器外環18抵接時的衝擊。
[0074]在外殼17的底部17c，與輸出軸4同軸地形成有具有底部的軸承孔47。軸承孔47的內徑形成為比輸出軸4的外徑大。在軸承孔47上，壓入並固定有滑動軸承17d，該滑動軸承17d用於將輸出軸4的一側端(圖1中的左側端)支承成能夠自由旋轉。上述滑動軸承17d浸有由所希望的基油構成的潤滑油，從而能夠與輸出軸4順暢地滑動接觸。
[0075]此外，在軸承孔47的底部處，在外殼17的底部17c與輸出軸4的一側端面4c之間配置有載荷承受構件50。
[0076]載荷承受構件50是平板狀的金屬構件。載荷承受構件50中採用例如通過衝壓形成的環狀墊圈。載荷承受構件50由硬度比輸出軸4高且耐磨損性優異的材料形成。作為載荷承受構件50的材料，例如適用SK85等碳素工具鋼。
[0077]通過配置載荷承受構件50,即使在輸出軸4上朝向一側(圖1中的左側)方向產生推力載荷時，也能夠利用設於外殼17的載荷承受構件50限制輸出軸4的移動，同時能夠承受輸出軸4的推力載荷。此外，在輸出軸4旋轉時，由於輸出軸4的一側端面4c與載荷承受構件50滑動接觸，因此，能夠防止輸出軸4的一側端面4c與外殼17直接滑動接觸。因而，使得外殼17的耐久性提高。
[0078]另外，在載荷承受構件50的周圍塗覆有用於減少與輸出軸4的一側端面4c滑動接觸時的摩擦的油脂。由於上述油脂採用含有與滑動軸承17d所浸沒的潤滑油相同種類的基油的油脂，因此，能夠長時間地保持滑動軸承17d的潤滑油。
[0079]在輸出軸4的另一側端(圖1中的右側端)形成有能夠供轉軸52的一側端(圖1中的左側端)插入的凹部4a。在凹部4a的內周面上壓入有滑動軸承4b。輸出軸4與轉軸52以能夠相對旋轉的方式連接。
[0080](離合 器機構)
[0081]在輸出軸4的軸向大致中央處形成有螺旋花鍵19。離合器機構5與上述螺旋花鍵19螺旋嚙合。
[0082]離合器機構5具有大致圓筒狀的離合器外環18及與該離合器外環18同軸形成的離合器內環22。在該離合器機構5上設置有將來自離合器外環18側的旋轉力傳遞至離合器內環22且不將來自離合器內環22側的旋轉力傳遞至離合器外環18的、所謂的公知的單向離合器功能。藉此，在發動機啟動時，在離合器內環22的速度比離合器外環18的速度快的超越狀態(日文:才一〃一 ^ > )情況下，能夠阻斷來自發動機的環形齒輪23側的旋轉力。此外，離合器機構5還具有所謂的轉矩限制器功能，當離合器外環18與離合器內環22之間產生的轉矩差及旋轉速度差為規定值以內的情況下，能夠相互傳遞旋轉力，而當轉矩差及旋轉速度差超過規定值的情況下，能夠阻斷旋轉力的傳遞。
[0083]在離合器外環18的另一側(圖1中的右側)一體地形成有縮徑的套筒18a。在套筒18a的內周面上形成有與輸出軸4的螺旋花鍵19嚙合的螺旋花鍵18b。藉此，離合器機構5設置成能夠相對於輸出軸4沿軸向滑動移動。另外，輸出軸4的螺旋花鍵19及離合器外環18的螺旋花鍵18b的傾斜角度設定成相對於軸向為16°左右。
[0084]另外，離合器外環18的內周面的、靠套筒18a的一側，形成有臺階部18c。將臺階部18c的內周面的外徑形成為比套筒18a的內周面的外徑大，在臺階部18c的內周面與輸出軸4的外周面之間形成空間。在該空間中配置有後述的回位彈簧21。
[0085]在輸出軸4上的、比螺旋花鍵19更靠一側(圖1中的左側)的位置處，設置有移動限制部20。
[0086]移動限制部20是嵌套於輸出軸4的大致環狀的構件。[0087]移動限制部20設置成通過簧環(日文:寸一々'J 〃 7° )20a限制向軸向一側的移動的狀態。另外，移動限制部20的外徑形成為比臺階部18c的內周面的外徑大，以便使移動限制部20能夠與形成於離合器外環18的臺階部18c發生幹涉。當如上所述離合器機構5朝一側滑動移動時，離合器外環18的臺階部18c與移動限制部20發生幹涉。藉此，離合器機構5向一側滑動移動的滑動移動量受到限制。
[0088]在位於移動限制部20與離合器外環18的套筒18a間的、臺階部18c的內周面與輸出軸4的外周面之間，以壓縮變形的狀態設置有回位彈簧21，該回位彈簧21以包圍輸出軸4的方式形成。藉此，離合器外環18處於被以始終朝向電動機部3 —側推回的方式施力的狀態。
[0089]在這樣構成的離合器機構5中，在離合器內環22的前端一體地設有小齒輪機構70。
[0090](小齒輪機構)
[0091]小齒輪機構70具有在離合器內環22的前端一體成型的筒狀的小齒輪內環71。在小齒輪內環71的內周面的軸向兩側分別設置有兩個滑動軸承72、72，這兩個滑動軸承72、72用於將小齒輪內環71可滑動地支承於輸出軸4。
[0092]另一方面，在小齒輪內環71的外周面上的、與離合器機構5相反一側的前端側，形成有花鍵73。在該花鍵73上螺旋嵌合有能夠與發動機(未圖示)的環形齒輪23嚙合的小齒輪74。S卩，在小齒輪內環71的前端側形成花鍵73，而在小齒輪74的內周面的前端側形成有與花鍵73嚙合的花鍵74a。藉此，小齒輪內環71與小齒輪74處於設置成彼此不能相對旋轉但能夠沿軸向滑動移動的狀態。
[0093]在此，環形齒輪23及小齒輪74由斜齒輪(螺旋齒輪)構成。環形齒輪23及小齒輪74的齒的扭轉方向設定為在小齒輪74對環形齒輪23進行驅動的狀態下對小齒輪74施加跳轉方向的推力載荷。
[0094]此外，在小齒輪74的內周面的花鍵74a的後端側，隔著臺階部74c形成有擴徑的擴徑部75。在小齒輪內環71與小齒輪74之間形成有收納部76。
[0095]形成於收納部76的離合器機構5側的開口部處於被設於離合器內環22的基端側的臺階部71a封閉的狀態。即，小齒輪74處於被小齒輪內環71支承成能夠沿軸向滑動的狀態。藉此，小齒輪74能夠在不相對於小齒輪內環71發生較大鬆動的情況下沿軸向滑動移動。
[0096]在收納部76內收納有以包圍小齒輪內環71的外周面方式形成的小齒輪彈簧11。小齒輪彈簧11以收納於收納部76中的狀態，通過小齒輪74的擴徑部75的臺階部74c及小齒輪內環71的臺階部71a而壓縮變形。藉此，小齒輪74處於相對於小齒輪內環71被朝向環形齒輪23側施力的狀態。
[0097]如後所述，當小齒輪74與環形齒輪23抵接時，小齒輪彈簧11通過在軸向上發生彈性變形而對衝擊進行吸收，起到減振機構的功能。藉此，抑制小齒輪74及環形齒輪23的磨損，而使起動器I的耐久性提高。
[0098]此外，在小齒輪內環71的一側(圖1中的左側)的外周面上設置有止動環77。藉此，限制小齒輪74相對於小齒輪內環71朝輸出側4的一側拔出。
[0099](電磁裝置)[0100]在外殼17的內周面的、比離合器機構5更靠電動機部3 —側，內嵌並固定有構成電磁裝置9的軛25。軛25由磁性材料構成，並形成為具有底部的筒狀，其底部25a的徑向中央的大部分開口很大。此外，在軛25的與底部25a相反一側設有由磁性材料構成的圓環狀的柱塞保持件26。
[0101]在由上述軛25及柱塞保持件26形成於徑向內側的收納凹部25b中收納有形成為大致圓筒狀的勵磁線圈24。勵磁線圈24通過連接器而與點火開關(均未圖示)電連接。
[0102]在勵磁線圈24的內周面與輸出軸4的外周面之間的空隙中設置有柱塞機構37，該柱塞機構37能夠相對於勵磁線圈24沿軸向滑動移動。
[0103]柱塞機構37具有:由磁性材料形成的大致圓筒狀的開關柱塞27 ；以及齒輪柱塞80，該齒輪柱塞80配置在上述開關柱塞27與輸出軸4的外周面之間的空隙中。上述開關柱塞27和齒輪柱塞80設置在同心圓上，並設置成能夠沿軸向相對移動。此外，在柱塞保持件26與開關柱塞27之間配置有開關回位彈簧27，該開關回位彈簧27將柱塞保持件26和開關柱塞27朝分開的方向施力，並由板簧件形成。
[0104]在開關柱塞27的電動機部3側端一體地成型有外凸緣部29。在該外凸緣部29的外周部側，通過保持構件30a沿軸向豎立設置有開關軸30。上述開關軸30貫穿電動機部3的頂板12及後述的刷握33。在開關軸30的從頂板12突出的端部連接有開關單元7的可動接點板8，該開關單元7的可動接點板8與帶電刷的直流電動機51的整流器61相鄰配置。
[0105]可動接點板8安裝成能夠相對於開關軸30沿軸向滑動移動，並且通過開關彈簧32浮動地支承。此外，可動接點板8構成為能夠相對於固定於後述的刷握33的開關單元7的固定接點板34靠近、分開。
[0106]固定接點板34分割為第一固定接點板34a及第二固定接點板34b而構成,其中，上述第一固定接點板34a夾著開關軸30而配置在靠整流器61 —側、即徑向內側，上述第二固定接點板34b配置在與整流器61相反的一側、即徑向外側。可動接點板8以跨過的方式與上述第一固定接點板34a及第二固定接點板34b抵接。通過將可動接點板8與第一固定接點板34a及第二固定接點板34b抵接,來使第一固定接點板34a及第二固定接點板34b電連接。
[0107]此外，在開關柱塞27的內周面上一體地設置有與後述的齒輪柱塞80抵接及分開的環形部件28。環形部件28是在開關柱塞27朝向環形齒輪23側移動時，用於初期將對齒輪柱塞80朝向環形齒輪23側按壓的構件。
[0108]在此，離合器機構5的離合器外環18通過回位彈簧21而朝向內柱塞81施力。因而，在起動器I處於靜止狀態(圖1中的中心線上側)時，離合器機構5通過齒輪柱塞80及環形部件28而將開關柱塞27朝另一側(圖1中的右側)按壓。藉此，可動接點板8被朝另一側按壓，而處於與固定接點板34分開的狀態。
[0109](齒輪柱塞)
[0110]配置於開關柱塞27的徑向內側的齒輪柱塞80包括:內柱塞81，該內柱塞81配置在徑向內側；外柱塞85，該外柱塞85配置在徑向外側；以及柱塞彈簧91，該柱塞彈簧91配置在內柱塞81與外柱塞85之間。
[0111](內柱塞)[0112]圖2是內柱塞81及柱塞彈簧91的外觀立體圖。
[0113]圖3是齒輪柱塞80沿中心軸的剖視圖。另外，在圖3中，以雙點劃線表示輸出軸
4,省略了齒輪柱塞80及輸出軸4之外的部件的圖不。
[0114]如圖2所示，內柱塞81由樹脂等形成為大致圓筒狀。如圖3所示，內柱塞81的主體部81c形成為比輸出軸4的外周面4d的直徑稍大，從而能嵌套在輸出軸4上。藉此，內柱塞81設置成能夠相對於輸出軸4沿軸向滑動移動。
[0115]在內柱塞81的一側端81a(圖3中的左側端)一體地形成有朝徑向外側伸出的外凸緣部82。如後所述，當內柱塞81朝一側滑動移動時，內柱塞81的一側端81a與離合器外環18的另一側端(參照圖1)抵接，使離合器機構5及小齒輪機構70 (均參照圖1)朝一側滑動移動。即，內柱塞81的一側端81a成為電磁裝置9(參照圖1)的作用點。
[0116]在內柱塞81的另一側端81b (圖3中的右側端)沿周向在多個部位設置有外徑從另一側朝向一側(從圖3中的右側朝向左側)逐漸增大的爪部83。爪部83在徑向內側具有可撓性。通過將後述的外柱塞85的內凸緣部86從另一側朝向一側插入，爪部83與後述的外柱塞85的內凸緣部86能夠以配合的方式卡合。
[0117]爪部83的內周面83a的直徑形成為比輸出軸4的外周面4d的直徑稍大，從而能與主體部81c —起嵌套在輸出軸4上。具體來說，將爪部83的內周面83a與輸出軸4的外周面4d間的間隙設定成比爪部83的高度小。
[0118]此外，在爪部83的一側(圖1中的左側)沿周向形成有槽部84。在槽部84內配置有外柱塞85的內凸緣部86。
[0119](外柱塞)
[0120]外柱塞85與內柱塞81同樣地，由樹脂等形成為大致圓筒狀。外柱塞85的內徑形成為比內柱塞81的外凸緣部82的外徑稍大。外柱塞85嵌套在內柱塞81上。
[0121]在外柱塞85的另一側端85a(圖3中的右側端)上一體地形成有朝徑向內側伸出的內凸緣部86。內凸緣部86的內徑形成為比內柱塞81的爪部83的外徑小，且比內柱塞81的槽部84的底部的外徑大。此外，通過將外柱塞85的內凸緣部86配置在內柱塞81的槽部84內，使內柱塞81與外柱塞85 —體化，以構成柱塞機構37。
[0122]在此，外柱塞85的內凸緣部86的厚度形成為比內柱塞81的槽部84的寬度小。藉此，在外柱塞85的內凸緣部86與內柱塞81的槽部84之間設置有縫隙C。因而，內柱塞81與外柱塞85能夠沿軸向相對地滑動移動與外柱塞85的內凸緣部86和內柱塞81的槽部84間的縫隙C相應的距離。因此，若將上述齒輪柱塞80的、內柱塞81的外凸緣部82外側的端面(圖中左側的端面)與外柱塞85外側的端面(圖中的右側)之間的作用點間的距離的最大伸長尺寸設為L，則其最小收縮尺寸為L 一 C。
[0123]此外，如上所述，內柱塞81的爪部83的內周面83a的直徑形成為比輸出軸4的外周面4d的直徑稍大。此外，爪部83的內周面83a與輸出軸4的外周面4d之間的間隙設定為比爪部83的高度小。因此，當內柱塞81的爪部83與外柱塞85的內凸緣部86以配合方式卡合之後，通過將內柱塞81嵌套在輸出軸4上，就能通過輸出軸4的外周面4d來限制爪部83向徑向內側進行比爪部83的高度更大的移位。藉此，能夠可靠地防止內柱塞81與外柱塞85間通過配合方式實現的卡合不會脫離。
[0124]在外柱塞85的另一側端85a(圖3中的右側端)上一體地形成有朝徑向外側伸出的外凸緣部87。外凸緣部87起到與開關柱塞27的環形構件28抵接的抵接部的功能。
[0125]此外，在位於外凸緣部87的一側(圖3中的左側)的、外柱塞85的外周面上，設有環狀的鐵心88。鐵心88例如通過樹脂模塑而與外柱塞85—體成型。鐵心88通過如後所述對勵磁線圈24供給電流時產生的磁通而被吸引。
[0126](柱塞彈簧)
[0127]在內柱塞81的外凸緣部82與外柱塞85的內凸緣部86之間形成有彈簧收納部90。彈簧收納部90中收納有柱塞彈簧91，該柱塞彈簧91嵌套於內柱塞81的主體部81c，並以包圍主體部81c的外周面的方式形成。
[0128]柱塞彈簧91以收納於彈簧收納部90中的狀態，通過內柱塞81的外凸緣部82和外柱塞85的內凸緣部86而發生壓縮變形。此外，內柱塞81和外柱塞85處於被彼此施力的狀態，其中，內柱塞81被朝向一側(圖3中的左側)施力，外柱塞85被朝向另一側(圖3中的右側)施力。
[0129]藉此，如圖1所示，在起動器I處於靜止狀態(圖1中的中心線上側的狀態)下，利用構成鬆動吸收機構的柱塞彈簧91，內柱塞81被朝向一側(圖1中的左側)施力，外柱塞85被朝向另一側(圖1中的右側)施力，內柱塞81的一側端81a與離合器外環18的另一側端不接觸。藉此，離合器外環18在回位彈簧21的彈簧載荷的作用下，處於被按壓到限位件94的狀態。藉此，在起動器I處於靜止狀態時，離合器機構5不會在柱塞彈簧91的彈簧載荷的作用下被壓出，也就是說，小齒輪機構70設定成不會在無意中被壓出。
[0130]此外，在起動器I處於通電狀態(圖1中的中心線上側的狀態)下，當齒輪柱塞80朝一側(圖1中的左側)發生最大移位時，內柱塞81的一側端81a始終處於與離合器機構5的離合器外環18的另一側端抵接的狀態。
[0131]即，柱塞彈簧91構成防止離合器機構5與齒輪柱塞80之間產生軸向的空隙,並對離合器機構5的鬆動進行吸收的鬆動吸收機構。
[0132]在此，將柱塞彈簧91的彈簧載荷設為α，電磁裝置9的吸引力設為β，則柱塞彈簧91的彈簧載荷α及電磁裝置9的吸引力β設定為滿足
[0133]α < β...(I)。
[0134]通過以滿足式(I)的方式設定柱塞彈簧91的彈簧載荷α及電磁裝置9的吸引力β，則克服構成鬆動吸收機構的柱塞彈簧91的彈簧載荷α，來對電磁裝置9的齒輪柱塞80進行吸引。藉此，即使在齒輪柱塞80處於滑動移動時，作為電磁裝置9的作用點的內柱塞81的一側端81a也始終與離合器外環18的另一側端彈性抵接。
[0135]另外，即使在齒輪柱塞80被吸引而朝一側(圖1中的左側)發生最大限度的移位時，內柱塞81的一側端81a也始終與離合器外環18的另一側端彈性抵接。此外，即使在發動機啟動時離合器機構5因螺旋花鍵19而受到軸向上的載荷時，齒輪柱塞80的吸引狀態也不會解除，此外能夠利用柱塞彈簧91的彈簧載荷來抑制移位。因而，利用柱塞彈簧91，來抑制離合器機構5的軸向移位。
[0136]通過以滿足式(I)的方式設定柱塞彈簧91的彈簧載荷α及電磁裝置9的吸引力β，能夠在維持電磁裝置9的吸引性能的同時，抑制離合器機構5在軸向上鬆動。
[0137]此外，如圖2所示，將柱塞彈簧91同軸地嵌套於內柱塞81的主體部81c時，柱塞彈簧91的朝離合器機構5 —側(圖2中的左側，參照圖1)的卷繞方向設定成與小齒輪機構70的旋轉方向R相同。
[0138]通過如上所述配置柱塞彈簧91，使配置於離合器機構5側的柱塞彈簧91的端面91a的朝向與離合器機構5(參照圖1)的旋轉方向R配置成相同方向。此外，柱塞彈簧91的、與上述端面91a相反一側的端面91b的朝向與上述旋轉方向R相反。
[0139]此外，柱塞彈簧91的端面91a的朝向與離合器機構5的旋轉方向R為相同方向。因此，即使離合器機構5及和離合器機構5滑動接觸的內柱塞81與小齒輪機構70 —起旋轉，也能夠抑制柱塞彈簧91的端面91a周緣鉤掛於內柱塞81的外凸緣部82。因而，能夠防止因柱塞彈簧91的端面91a的周緣而使內柱塞81的外凸緣部82的內表面側發生磨損。
[0140]此外，柱塞彈簧91的、與上述端面91a相反一側的端面91b的朝向與上述旋轉方向R相反。因而，即使當柱塞彈簧91在內柱塞81拖拉下與內柱塞81 —起旋轉的情況下，也能夠抑制柱塞彈黃91的端面91b的周緣鉤掛於外柱塞85的內凸緣部86。因而，能夠防止因柱塞彈簧91的端面91b的周緣而使外柱塞85的內凸緣部86的內表面側發生磨損。
[0141]如圖1所示，在比電磁裝置9及行星齒輪機構2更靠另一側(圖1中的右側)處，設置有刷握33。在此，在第二固定接點板34b的外周側上設置有朝軸向彎曲而一體形成的切起部34c。軸端子44a經由上述切起部34c的插通孔並貫穿刷握33的外壁33a而以朝起動器I的徑向外側突出的方式設置。另外，在軸端子44a的突出側的前端安裝有與蓄電池的陽極電連接的端子螺栓44。另外，上述刷握33安裝有用於對固定接點板34及開關軸30周圍進行保護的蓋45。刷握33及蓋45以被電動機軛53和外殼17夾持的狀態固定。在刷握33的、整流器61的周圍能夠沿徑向進退地配置有四個電刷41。
[0142]在各電刷41的基端側設有電刷彈簧42。利用上述電刷彈簧42使各電刷41朝向整流器61側施力，並使各電刷41的前端與整流器61的整流片62滑動接觸。
[0143]四個電刷41由兩個陽極側電刷及兩個陰極側電刷構成，其中兩個陽極側電刷經由未圖示的軟辮線而與固定接點板34的第一固定接點板34a連接。另一方面，在固定接點板34的第二固定接點板34b，經由端子螺栓44而與未圖示的蓄電池的陽極電連接。
[0144]S卩，當可動接點板8與固定接點板34抵接時，通過端子螺栓44、固定接點板34及軟辮線(未圖示)而對四個電刷41中的兩個陽極側電刷施加電壓，並對線圈59供給電流。
[0145]此外，四個電刷41中的兩個陰極側電刷經由未圖示的軟辮線而與環狀的中央板連接。此外，通過上述中央板、外殼17及未圖示的車體而使四個電刷41中的兩個陰極側電刷與蓄電池的陰極電連接。
[0146](起動器的動作)
[0147]接著，使用附圖，對起動器I的動作進行說明。
[0148]如圖1中的中心線上側所示，在對勵磁線圈24供給電流之前的起動器I的靜止狀態下，被回位彈簧21施力的離合器外環18以對與小齒輪74 一體化的離合器內環22進行牽拉的狀態，朝向電動機部3側(圖1中的右側)最大施力。此外，離合器機構5的離合器外環18在與限位件94抵接的位置處停止，小齒輪74與環形齒輪23的結合斷開。
[0149]在起動器I處於靜止狀態下，利用構成鬆動吸收機構的柱塞彈簧91，使內柱塞81被朝向一側(圖1中的左側)施力，並使外柱塞85被朝向另一側(圖1中的右側)施力，齒輪柱塞80的作用點間的距離處於最大伸長尺寸L的狀態。此時，在內柱塞81的一側端81a與離合器外環18的另一側端之間形成有微小的縫隙。藉此，離合器外環18在回位彈簧21的彈簧載荷的作用下被按壓到限位件94。藉此，在起動器I處於靜止狀態下，離合器機構5不會在柱塞彈簧91的彈簧載荷作用下而被按壓，也就是說，小齒輪機構70設定成不會在無意中被朝環形齒輪23側壓出。
[0150]此外，開關柱塞27被開關回位彈簧27a推回，向電動機部3側(圖1中的右側)最大程度地移動。接著，開關柱塞27的外凸緣部29在與頂板12抵接的狀態下停止。然後，豎立設置於外凸緣部29的開關軸30的可動接點板8與固定接點板34分開，而被電切斷。
[0151]圖4A及圖4B是開關柱塞27移動之後的說明圖。圖4A是起動器I的動作說明圖。圖4B是小齒輪74的動作說明圖。另外，圖4B是從徑向觀察小齒輪74及環形齒輪23時的示意圖。
[0152]在從上述狀態打開車輛的點火開關(未圖示)時，對勵磁線圈24供給電流而被勵磁，而形成磁通經由開關柱塞27及齒輪柱塞80的磁路。藉此，如圖4A所示，開關柱塞27及齒輪柱塞80朝向環形齒輪23側(圖4A及圖4B中的左側)滑動移動。
[0153]如圖1所示，在起動器I處於靜止狀態時，開關柱塞27與柱塞保持件26之間的間隙(軸向縫隙)設定為比齒輪柱塞80的鐵心88與柱塞保持件26之間的間隙(軸向縫隙)小。因而，在開關柱塞27中產生的吸引力比在齒輪柱塞80中產生的吸引力大。因此，開關柱塞27將會先於齒輪柱塞80滑動移動。
[0154]此時，在開關柱塞27的內周面上一體地設有環形構件28。因此，上述環形部件28會對齒輪柱塞80進行按壓，並初期將齒輪柱塞80朝向環形齒輪23側按壓，從而使開關柱塞27及齒輪柱塞80成為一體地朝向環形齒輪23側滑動移動。
[0155]此外，離合器外環18以螺旋花鍵方式與輸出軸4嵌合。此外，套筒18a與齒輪柱塞80的內柱塞81抵接。在此，輸出軸4的螺旋花鍵19及離合器外環18的螺旋花鍵18b的傾斜角度設定為相對於軸向成例如16°左右。因而，如圖4A所示，當開關柱塞27及齒輪柱塞80向環形齒輪23側滑動移動時，螺旋花鍵18b相對於輸出軸4相對旋轉與螺旋花鍵18b的傾斜角度相應的量，並且被稍許壓出。然後，小齒輪機構70也通過離合器機構5而與齒輪柱塞80的滑動移動發生連動，向環形齒輪23側被推出。
[0156]在此，如上所述，柱塞彈簧91的彈簧載荷α及電磁裝置9的吸引力β設定為滿足式⑴。
[0157]因而，齒輪柱塞80克服柱塞彈簧91的彈簧載荷α而被吸引，從而朝一側(圖4Β中的左側)滑動移動。藉此，當齒輪柱塞80滑動移動時，作為電磁裝置9的作用點的內柱塞81的一側端81a始終與離合器外環18的另一側端彈性抵接。
[0158]此時，如圖4B所示，小齒輪74朝環形齒輪23側移動規定距離。接著，小齒輪74的一側(圖4B中的左側)端面74b與環形齒輪23的另一側(圖4B中的右側)端面23a處於抵接或者是兩者間的軸向尺寸距離為零的狀態。
[0159]圖5A及圖5B是可動接點板8與固定接點板34抵接時的說明圖。圖5A是起動器I的動作說明圖。圖5B是小齒輪74的動作說明圖。
[0160]如圖5A所示，當開關柱塞27進一步被吸引而朝向環形齒輪23側滑動移動時，可動接點板8與固定接點板34接觸。可動接點板8被浮動支承成能夠相對於開關軸30在軸向上移位。因而，開關彈簧32的按壓力施加到可動接點板8及固定接點板34。
[0161]此時，小齒輪74的一側端面74b與環形齒輪23的另一側端面23a處於相互抵接或者是兩者間的軸向尺寸距離為零的狀態(參照圖4B)。因而，在小齒輪74的一側的端面74b與環形齒輪23的另一側端面23a相互抵接的情況下，當小齒輪機構70通過開關柱塞27被進一步壓出時，小齒輪彈簧11發生壓縮。藉此，小齒輪74的一側端面74b被朝向環形齒輪23的另一側的端面23a施力。即，小齒輪彈簧11構成對小齒輪74與環形齒輪23抵接時的衝擊進行吸收的減振機構。藉此，即使當小齒輪74的一側的端面74b與環形齒輪23的另一側端面23a處於相互抵接的狀態，也能夠將開關柱塞27壓出到規定位置。另外，能夠抑制小齒輪74的一側的端面74b及環形齒輪23的另一側端面23a的磨損，並能夠提高起動器I的耐久性。
[0162]在此，通過如上所述利用小齒輪彈簧11對衝擊進行吸收，並利用柱塞彈簧91防止離合器機構5的鬆動，從而將小齒輪彈簧11及柱塞彈簧91的功能分離。因而，能夠將小齒輪彈簧11及柱塞彈簧91各自的彈性係數設定到最佳。
[0163]接著，如圖5A所示，當可動接點板8與固定接點板34接觸時，對四個電刷41中的兩個陽極側電刷施加蓄電池(未圖示)的電壓，並經由整流器61的整流片62而使線圈59通電。
[0164]這樣,在電樞鐵心58中產生磁場,在該磁場與設於電動機軛53的永磁體57之間產生磁吸引力或磁排斥力。藉此，使電樞54開始旋轉。接著，上述電樞54的轉軸52的旋轉力經由行星齒輪機構2傳遞至輸出軸4，並使輸出軸4開始旋轉。
[0165]當輸出軸4開始旋轉時，小齒輪74的一側的端面74b與環形齒輪23的另一側端面23a抵接的情況下，解除上述抵接狀態(參照圖4B)。接著，如圖5B所示，利用小齒輪彈簧11的作用力，將小齒輪74朝環形齒輪23側壓出，使小齒輪74與環形齒輪23開始嚙合。
[0166]圖6A及圖6B是小齒輪74與環形齒輪23嚙合時的說明圖。圖6A是起動器I的動作說明圖。圖6B是小齒輪74的動作說明圖。
[0167]當輸出軸4的旋轉速度上升時，在與輸出軸4的螺旋花鍵19嚙合的離合器外環18上作用有慣性力。此時，如上所述，由於小齒輪74與環形齒輪23嚙合，因此，在小齒輪74上產生朝環形齒輪23方向(跳轉方向)的推力。因而，小齒輪74在上述推力的作用下以沿著螺旋花鍵19的方式克服回位彈簧21的作用力而朝向環形齒輪23側(圖6A及圖6B中的左側)移動。此外，如圖6A所示，離合器外環18也在慣性力的作用下以沿著螺旋花鍵19的方式克服回位彈簧21的作用力而朝向環形齒輪23側(圖6A及圖6B中的左側)壓出。
[0168]此時，在齒輪柱塞80上作用有朝向環形齒輪23側的吸引力。因而，齒輪柱塞80以與離合器外環18的滑動移動發生連動的方式對離合器外環18進行按壓，並朝向環形齒輪23側滑動移動。
[0169]藉此，如圖6B所示，小齒輪74與環形齒輪23在規定的嚙合位置處發生嚙合。
[0170]但是，在發動機啟動時的撞齒過程中，環形齒輪23的旋轉速度容易發生變動。
[0171]特別是，在具有怠速停止功能的車輛中，頻繁地進行發動機的停止、啟動，其使用頻率比一般的起動器的使用頻率高。因而，上述環形齒輪23的旋轉速度會頻繁發生變動。
[0172]在此，由於小齒輪74與環形齒輪23螺旋嚙合狀態，因此，當小齒輪74與環形齒輪23之間產生旋轉速度差時，作用在小齒輪74上的推力載荷的朝向會發生變化，小齒輪74會沿軸向移位。具體來說，當環形齒輪23的旋轉速度低於小齒輪74的旋轉速度時，小齒輪74上朝向環形齒輪23側施加有推力載荷，而使小齒輪74朝環形齒輪23側移位。在小齒輪74上產生的推力載荷傳遞到設於小齒輪74 —側的止動環77之後，經由小齒輪內環71、離合器內環22、離合器外環18及移動限制部20、簧環20a而傳遞到輸出軸4。因而，在輸出軸4上朝向一側(圖6A及圖6B中的左側)產生推力載荷，而朝向一側滑動移動。此外，當環形齒輪23的旋轉速度高於小齒輪74的旋轉速度時，在小齒輪74上朝向環形齒輪23側相反的一側施加有推力載荷，而使小齒輪74朝與環形齒輪23相反的一側移位。
[0173]在從上述狀態變為先前的環形齒輪23的旋轉速度低於小齒輪74的旋轉速度的狀態，然後變為利用電樞54的旋轉力使小齒輪74旋轉的狀態時，若齒輪柱塞80與離合器機構5之間具有鬆動,則離合器機構5在軸向上移位與上述鬆動相應的量。因而,相應地電樞54的旋轉力向小齒輪74的傳遞會稍許延遲。另外，當離合器機構5移動與上述鬆動相應的量的過程中，電樞54的旋轉所受的載荷變小，因此，電樞54的旋轉變為加速狀態。然而，當到達鬆動盡頭時，對電樞54的旋轉施加載荷，而從加速狀態變為恆速狀態。因這種狀態的變化，有時在電樞54的旋轉上產生不均勻，且因這種旋轉的不均勻，有可能使行星齒輪機構2的齒輪彼此產生嚙合聲。
[0174]但是，齒輪柱塞80包括構成鬆動吸收機構的柱塞彈簧91。因而，即使在發動機啟動時離合器機構5在軸向上發生移位，在內柱塞81的一側端81a與離合器外環18的另一側端(參照圖1)抵接的狀態下，使柱塞彈簧91發生彈性變形。因而，能夠抑制離合器機構5沿軸向鬆動。
[0175]當發動機啟動，而使小齒輪74的旋轉速度高於輸出軸4的旋轉速度時，離合器機構5的單向離合器的功能起作用，而使小齒輪74空轉。此外，當伴隨發動機啟動而停止向勵磁線圈24的通電時,利用回位彈簧21對於離合器外環18的作用力，而使小齒輪74與環形齒輪23脫離，並使可動接點板8與固定接點板34分開，以使帶電刷的直流電動機51停止運行。
[0176](效果)
[0177]根據本實施方式，由於設置有使作為電磁裝置9的作用點的內柱塞81的一側端81a與離合器機構5始終彈性抵接的鬆動吸收機構，因此，能夠防止在內柱塞81的一側端81a與離合器機構5之間產生空隙。藉此，當發動機啟動時，即使因環形齒輪23與小齒輪74間的旋轉速度差而使小齒輪74沿軸向發生移位，也能夠抑制離合器機構5沿軸向鬆動。因而，能夠防止因離合器機構5的軸向移位引起的噪聲。
[0178]此外，根據本實施方式，由於小齒輪機構70包括小齒輪彈簧11，因此，能夠吸收小齒輪74與環形齒輪23抵接時的衝擊。因而，能夠抑制小齒輪74及環形齒輪23的磨損，並能夠提聞起動器I的耐久性。
[0179]此外，通過利用小齒輪彈簧11對衝擊進行吸收，並利用作為鬆動吸收機構的柱塞彈簧91防止鬆動，從而將小齒輪彈簧11及柱塞彈簧91的功能分離。因而，能夠將小齒輪彈簧11及柱塞彈簧91各自的彈性係數設定到最佳。藉此，能夠獲得耐久性及靜謐性優異的起動器I。
[0180](參考實施例)
[0181]圖7是參考實施例的說明圖，其是軛單元的與軸向正交的剖視圖。
[0182]如圖7所示，在由電動機軛53、永磁體57及磁體蓋60構成的軛單元中，也可以在周向上以大致等間距配置的多個(本參考實施例中為六個)永磁體57之間，配置有防振構件65。
[0183]防振構件65為具有大致矩形截面的柱狀構件，其由橡膠等彈性構件形成。防振構件65的外表面形成為例如蛇腹狀。防振構件65以沿軸向插入相鄰的永磁體57、57之間的方式配置。防振構件65形成為與相鄰的永磁體57、57、電動機軛53及磁體蓋60接觸。藉此，當電樞54 (參照圖1)旋轉時，即使永磁體57、57、電動機軛53及磁體蓋60振動，也能夠利用防振構件65的彈性變形來對振動進行吸收。因而，能夠減低因永磁體57、57、電動機軛53及磁體蓋60的振動引起的噪聲。特別是，在實施方式的包括鬆動吸收機構的起動器I中，通過應用上述防振構件65，能夠更顯著地發揮抑制由鬆動吸收機構引起的噪聲的效果。
[0184]另外，本發明並不局限於上述實施方式，在不脫離本發明的宗旨的範圍內，還包括對上述實施方式進行各種改變。
[0185]在本實施方式中，對電磁裝置9包括勵磁線圈24、柱塞機構37及開關單元7且柱塞機構37與輸出軸4同軸配置的、所謂單軸式起動器I進行了說明。
[0186]但是，本發明的應用並不局限於單軸式的起動器1，只要是包括能夠使小齒輪機構70發生進退動作的結構的起動器，則能夠應用本發明。例如，也可以將本發明應用於將電磁裝置(柱塞機構37)與輸出軸4配置在不同軸上的所謂二軸式起動器、或是將電磁裝置(柱塞機構37)的軸、轉軸52及輸出軸4配置在不同軸上的所謂三軸式起動器等各種形式的起動器。
[0187]在實施方式中，對在輸出軸4上形成有螺旋花鍵19，在離合器外環18上形成有螺旋花鍵18b,通過使離合器機構5與輸出軸4以螺旋花鍵的方式嵌合,將離合器機構5設置成能夠相對於輸出軸4沿軸向滑動移動的情況進行了說明。在此，將輸出軸4的螺旋花鍵19及離合器外環18的螺旋花鍵18b的傾斜角度設定成相對於軸向成16°左右，但不限定於此。輸出軸4的螺旋花鍵19及離合器外環18的螺旋花鍵18b相對於軸向的傾斜角度只要設置成在開關柱塞27及齒輪柱塞80開始向環形齒輪23側滑動移動時，離合器外環18相對於輸出軸4相對旋轉並且被稍許壓出即可。
[0188]在實施方式中，利用由螺旋彈簧構成的柱塞彈簧91，來形成鬆動吸收機構。但是，鬆動吸收機構並不局限於由線圈彈簧形成的情況，例如也可以使用板簧等來形成鬆動吸收機構。
[0189]在實施方式中，在包括具有減振機構的小齒輪機構70的起動器I中，應用具有鬆動吸收機構的電磁裝置9。但是，也可以將具有鬆動吸收機構的電磁裝置9應用在，包括不具有減振機構的小齒輪機構的起動器I中。然而，在對小齒輪74與環形齒輪23抵接時的衝擊進行吸收而能抑制小齒輪74及環形齒輪23的磨損這點上，以及在能將減振機構及鬆動吸收機構各自的彈性係數設定到最佳這點上，實施方式的起動器I更加理想。
[0190]在實施方式中，配置在離合器機構5側(圖1中的左側)的柱塞彈簧91的端面91a配置成面向小齒輪機構70的旋轉方向R，從而防止因柱塞彈簧91的端面91a的周緣而導致內柱塞81的外周面的磨損。除此之外，也可以對柱塞彈簧91的軸向端部進行研磨加工來形成為平坦面，並使柱塞彈簧91的軸向端部與內柱塞81的外凸緣部82以面接觸的方式形成。藉此，通過增加柱塞彈簧91的軸向端部與內柱塞81的外凸緣部82的接觸面積來使面壓降低。因而，能夠進一步防止內柱塞81磨損。藉此，能夠獲得耐久性更優異的起動器I。[0191]在實施方式中，以在汽車啟動時使用的起動器I為例進行了說明。但是，起動器I的應用不限定於汽車，例如也可以應用於二輪摩託車等。
[0192]此外，如上所述，由於本實施方式的起動器I在電磁裝置9中設置有由柱塞彈簧91構成的鬆動吸收機構，因此，本實施方式的起動器I包括抑制發動機啟動時的離合器機構5鬆動的結構。因而，即便在起動器I所應用的汽車中，也能特別理想地應用於起動器I的使用頻率高的、具有怠速停止功能的汽車。
[0193]工業上的可利用性
[0194]根據上述起動器，由於設置有使電磁裝置的作用點與離合器機構始終彈性抵接的鬆動吸收機構，因此，能防止電磁裝置的作用點與離合器機構之間產生空隙。藉此，在發動機啟動時，即使因環形齒輪與小齒輪機構的旋轉速度差而使小齒輪機構沿軸向發生移位，也能夠抑制離合器機構沿軸向鬆動。因而，能夠防止因離合器機構的軸向移位引起的噪聲。
[0195](符號說明)
[0196]I起動器
[0197]3電動機部
[0198]4輸出軸
[0199]5離合器機構
[0200]9電磁裝置
[0201]11小齒輪彈簧
[0202]18離合器外環
[0203]22離合器內環
[0204]23環形齒輪
[0205]24勵磁線圈
[0206]70小齒輪機構
[0207]71小齒輪內環
[0208]74小齒輪
[0209]80齒輪柱塞
[0210]81a內柱塞的一側端(作用點)
[0211]83 爪部
[0212]85外柱塞
[0213]86外柱塞的內凸緣部
[0214]90彈簧收納部
[0215]91柱塞彈簧(鬆動吸收機構)
【權利要求】
1.一種起動器，包括: 電動機部，該電動機部因通電而產生旋轉力； 輸出軸，該輸出軸受到所述電動機部的旋轉力而旋轉； 小齒輪機構，該小齒輪機構設置成能夠在所述輸出軸上滑動移動，並能夠與發動機的環形齒輪螺旋嚙合； 離合器機構，該離合器機構設置在所述輸出軸與所述小齒輪機構之間，並將所述輸出軸的旋轉力傳遞到所述小齒輪機構的離合器機構；以及 電磁裝置，該電磁裝置進行對所述電動機部的通電、切斷，並且對所述離合器機構及所述小齒輪機構施加朝向所述環形齒輪側的按壓力， 其特徵在於， 所述電磁裝置設置有使所述電磁裝置的作用點始終與所述離合器機構彈性抵接的鬆動吸收機構。
2.如權利要求1所述的起動器，其特徵在於， 所述小齒輪機構包括: 小齒輪內環，該小齒輪內環嵌套在輸出軸上，並能夠沿所述輸出軸滑動移動； 小齒輪，該小齒輪與所述小齒輪內環呈同心圓狀地設置在所述小齒輪內環的徑向外偵牝並且所述小齒輪能夠與所述環形齒輪螺旋嚙合；以及 小齒輪彈簧，該小齒輪彈簧配置在所述小齒輪內環與所述小齒輪之間，對所述小齒輪與所述環形齒輪螺旋嚙合時的衝擊進行吸收。
3.如權利要求1或2所述的起動器，其特徵在於， 所述電磁裝置包括: 勵磁線圈；以及 齒輪柱塞，該齒輪柱塞與所述輸出軸同軸設置，並根據向所述勵磁線圈的通電而沿所述輸出軸滑動移動，並且所述齒輪柱塞對所述離合器機構施加按壓力， 所述作用點設置在所述齒輪柱塞的靠所述環形齒輪一側的端部。
4.如權利要求3所述的起動器，其特徵在於， 所述齒輪柱塞包括: 內柱塞，該內柱塞嵌套在輸出軸上，並能夠沿輸出軸滑動移動； 外柱塞，該外柱塞與所述內柱塞呈同心圓狀地設置在所述內柱塞的徑向外側，並能夠與所述內柱塞發生連動而沿輸出軸滑動移動；以及 柱塞彈簧，該柱塞彈簧設置在所述內柱塞與所述外柱塞之間， 所述齒輪柱塞構成為根據向所述勵磁線圈通電而使所述外柱塞滑動移動，並使所述內柱塞以與所述外柱塞發生連動的方式滑動移動， 所述柱塞彈簧起到所述鬆動吸收機構的功能。
5.如權利要求4所述的起動器，其特徵在於， 所述離合器機構包括: 離合器外環，該離合器外環配置在所述齒輪柱塞一側；以及 離合器內環，該離合器內環與所述離合器外環呈同心圓狀地設置在所述離合器外環的徑向內側，並與所述小齒輪內環一體形成，所述柱塞彈簧使所述內柱塞與所述離合器外環彈性抵接。
6.如權利要求4或5所述的起動器，其特徵在於， 若將所述柱塞彈簧的彈簧載荷設為α，並將因向所述電磁裝置的所述勵磁線圈的通電產生的磁場，而在所述外柱塞上產生的吸引力設為β， 則所述彈簧載荷α及所述電磁裝置的吸引力β設定成滿足α < β。
7.如權利要求4至6中任一項所述的起動器，其特徵在於， 使所述內柱塞與所述離合器外環抵接，並經由所述離合器外環對所述小齒輪機構施加按壓力， 在所述內柱塞的一側端形成有外凸緣部，並在所述外柱塞的另一側端形成有內凸緣部， 所述柱塞彈簧收納於形成在所述外凸緣部與所述內凸緣部之間的彈簧收納部中， 所述柱塞彈簧是同軸地嵌套於所述內柱塞的螺旋彈簧，所述柱塞彈簧的朝向所述離合器機構一側的卷繞方向設定成與所述小齒輪機構的旋轉方向相同。
8.如權利要求7所述的起動器，其特徵在於， 在所述內柱塞的、與所述外柱塞的所述內凸緣部相對應的部位處，形成有爪部，該爪部朝徑向外側突出，並能朝徑向內側彈性變形，所述內凸緣部能夠與所述爪部卡合， 所述爪部的內周面與所述輸出軸的外周面間的間隙設定成比所述爪部的高度小。
9.如權利要求1至8中的任一項所述的起動器，其特徵在於，所述電磁裝置與所述輸出軸同軸設置。
【文檔編號】F02N15/06GK103946538SQ201280057683
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2012年11月27日 優先權日:2011年11月29日
【發明者】池守朋彥, 大岡博, 大屋正明, 神戶成広, 小田切昌貴, 小暮光裕, 山田宏樹 申請人:株式會社美姿把