JP2007071043A - エンジン始動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジン始動装置の電磁制御部において、励磁片とプランジャとを、寸法精度よく、しかも、容易に形成できるようにするとともに、励磁片とプランジャとのあいだに異物が挟み込まれてしまうような不具合をなくすように構成する。
【解決手段】 ピニオンギア１１を覆蓋する筒状のケース体１５内周面に励磁コイルユニット１４を配設し、該励磁コイルユニット１４の先端側に配設される励磁片１８の内径側片部１８ｅに、励磁コイルユニット１４の内径側に配される第一、第二プラジャユニット１９、２０の先端側面１９ｆ、２０ｅに対向する内径側プレート面１８ｆを形成し、該内径側プレート面１８ｆを駆動軸７の軸方向に直交する直交面として、簡単な加工で寸法精度よく形成できるように構成する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車両等の内燃機関を始動させるためのエンジン始動装置の技術分野に属するものである。

一般に、この種エンジン始動装置のなかには、モータ部と、該モータ部の駆動力を受けて回転する駆動軸と、該駆動軸にスプライン嵌合するピニオンギアと、前記モータ部とバッテリとを接続し、かつ、ピニオンギアを先端側に変位してエンジン側のリングギヤに噛合せしめる電磁制御部とを備える構成とし、モータ部のモータ軸と駆動軸とが同芯状になるように配設して、径方向のコンパクト化を図るようにしたものがある。このようなものにおいて、電磁制御部を、ピニオンギアを覆蓋する筒状のケース体内周面に配される励磁コイルと、励磁コイルの先端側に配され、励磁コイルの励磁に伴い磁化される励磁片と、励磁コイルとピニオンギアとのあいだのリング状の空隙部に、励磁片に対向する状態で配されるプランジャとにより構成し、励磁コイルの励磁に伴う励磁片の磁化によりプランジャを吸引して変位せしめることにより、モータ部とバッテリとの接続、ピニオンギアの押し出しとの両方の作動を行う構成とした場合、それぞれの作動ストロークが異なるため、プランジャの変位ストロークを長い方の作動ストロークに合わせなければならず、問題があった。

そこで、プランジャを、駆動軸の径方向に積層する外径側の第一プランジャと内径側の第二プランジャとにより構成し、これら第一、第二プランジャを互いに軸芯方向相対移動可能として、第一プランジャによりモータ部とバッテリとの接続を行い、第二プランジャによりピニオンギアの押し出しを行う構成とし、両者の作動ストロークをそれぞれの作動にあったものにできるように構成したものが提唱されている。
特開平１０−１５９６９２

しかるに、前記従来の電磁制御部の第一、第二プランジャは、径方向の大型化を回避する一方で、励磁状態における励磁片の第一、第二プランジャの吸引力が、各作動を確実に実行するのに充分な大きさになるように構成するため、励磁片と、第一、第二プランジャの励磁片との各対向面をそれぞれ補完的形状をなすテーパ面としている。しかも、このものでは、外径側の第一プランジャについては、励磁片の非励磁状態において励磁片との対向間隔が小さく設定されている。このため、テーパ面の加工を精度よく行わないと正確な作動ストロークを確保できなくなってしまうため、加工が難しいばかりでなく取り付け精度も要求され、コストアップの要因となるという問題がある。そのうえ、このものでは、励磁片と第一プランジャとの対向間隙が軸芯方向に長い間隙になるため、励磁された第一プランジャと励磁片との対向間隙に異物が挟まれたような場合に、第一プランジャが非励磁位置に復帰したとしても径方向に開口されることがなく異物が排出されにくく、モータ部とバッテリとのあいだの接続ストローク（スイッチシャフト２１の接続ストローク）が確保できなくなる惧れがある。さらには、第一プランジャの励磁位置と非励磁位置とのあいだの変位が繰り返されることにより、異物を強く挟み込んで作動不良を生じるような惧れもあって問題があり、これらに本発明を解決するべき課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、エンジン始動装置を、モータ部と、該モータ部の駆動力を受けて回転する駆動軸と、該駆動軸にスプライン嵌合するピニオンギアと、前記モータ部をバッテリ電源に接続せしめ、かつ、ピニオンギアを先端側に変位させてエンジン側のリングギヤに噛合せしめる電磁制御部とを備えてなるエンジン始動装置において、前記電磁制御部を、ピニオンギアを覆蓋する筒状のケース体内周面に配される励磁コイルと、励磁コイルの先端側に配され、励磁コイルの励磁に伴い磁化される励磁片と、励磁コイルの内径側に形成されるリング状の空隙部に配され、磁化された励磁片に吸引されるプランジャとを備えて構成するにあたり、前記励磁片は、軸芯方向に直交するプレート面を備え励磁コイルの先端面に沿う外径側片部と、該外径側片部から基端側に延出し励磁コイルの内径側面に沿う中間片部と、該中間片部の基端から内径側に突出し、プランジャに対向するプレート面が軸芯方向に直交状に形成されている内径側片部とにより構成されているエンジン始動装置である。
請求項２の発明は、請求項１において、プランジャは、内径側片部との対向面が軸芯方向に直交する面に形成されているエンジン始動装置である。
請求項３の発明は、請求項１または２の何れか一項において、励磁片は、励磁コイルを構成する有底筒状のコイルホルダの開口端に形成したカシメ代を用いて該開口端にカシメ固定される構成とし、前記コイルホルダのカシメ代形成部位には膨出阻止部が設けられ、カシメ固定に基づく変形部位の外周がコイルホルダの筒部外周より膨出しないように構成されているエンジン始動装置である。
請求項４の発明は、請求項３において、膨出阻止部は、カシメ固定に基づく変形部位の外周面位置をコイルホルダの筒部外周面位置より内径側に位置させるよう段差状に形成することにより構成されているエンジン始動装置である。
請求項５の発明は、請求項１、２、３または４の何れか一項において、プランジャを、外径側に位置する第一プランジャと、該第一プランジャの内径側に位置し、かつ、第一プランジャに対して軸芯方向相対移動自在な第二プランジャとで構成するとともに、励磁コイルの非励磁状態において、第二プランジャの先端側面が第一プランジャの先端側面より基端側に位置するよう配設し、第一プランジャが第二プランジャより先行して励磁片に吸引されるように構成したエンジン始動装置である。
請求項６の発明は、請求項５において、第二プランジャは、ピニオンギアの基端側に当接してピニオンギアを先端側に押圧するシフト部材とともに一体成形されるものとし、第二プランジャの内径側部位はシフト部材に埋設されているエンジン始動装置である。
請求項７の発明は、請求項６において、シフト部材には、基端側が開口するリング状のガイド孔が開設され、該ガイド孔に、第二プランジャを先端側に向けて付勢する復帰弾機が内装されているエンジン始動装置である。

請求項１の発明とすることにより、励磁片をプレス加工を施すのみで精度よく形成でき、取り付け調整も簡単でコスト低下に寄与できるうえ、プランジャと励磁片との対向間に異物が挟み込まれても容易に排出されて、接続不良や作動不良の発生を低減でき、そのうえ、励磁片により励磁コイルの先端部が支持されて、作動性のよいエンジン始動装置とすることができる。
請求項２の発明とすることにより、プランジャをプレス加工を施すのみで精度よく形成でき、取り付け調整も簡単でコスト低下に寄与できるうえ、励磁片との対向間に異物が挟み込まれても容易に排出されて、接続不良や作動不良の発生を一層低減できる。
請求項３の発明とすることにより、励磁片をコイルホルダに固定することにより、ケース体への内装工程に不具合が生じるようなことを回避できる。
請求項４の発明とすることにより、膨出阻止部を簡単な構成とすることができる。
請求項５の発明とすることにより、第一、第二の両プランジャの対向面をそれぞれ軸芯方向に直交する面としたので、成形が容易でコスト低下できるうえ、異物の挟み込みによる不具合を解消できる。
請求項６の発明とすることにより、第二プランジャをシフト部材とともにユニット化したので部品点数の削減、組み込み作業の簡略化を果すことができ、しかも、第二プランジャの内径部位をシフト部材に埋設したので第二プランジャの小径化を果せる。
請求項７の発明とすることにより、組み込み作業の簡略化を図ることができコスト低下を実現できる。

次ぎに、本発明の第一の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図面において、１は車両等に搭載されるエンジンを始動するためのエンジン始動装置（スタータ）であって、該エンジン始動装置１を構成するモータ部（電動モータ）Ｍは、汎用のブラシ式直流モータが用いられており、モータ軸２の基端部は、筒状のヨーク３の基端側開口を塞ぐエンドカバー３ａに回転自在に軸承されている一方、モータ軸２の先端部には、コンミテータ（整流子）４が一体的に外嵌されている。そして、前記コンミテータ４の外周には、リング状のホルダステー５が外嵌状に組み込まれており、該ホルダステー５は、ヨーク３の先端側開口部に内嵌状に組み込まれるように設定されている。

６は、モータ部Ｍの先端側、つまり、ホルダステー５に隣接する状態で配される減速装置Ｄを構成する有底筒状のケース体であって、該ケース体６には、前記モータ軸２の先端２ａが内装されている。さらに、ケース体６には、モータ軸先端２ａに相対回転自在に外嵌する状態で駆動軸７の基端部が配されているとともに、モータ軸先端２ａと同芯状に配され、モータ軸先端２ａに噛合して、モータ軸２の回転に伴いケース体６内を周回り方向に回転する複数の遊星ギア８、これら複数の遊星ギア８に支軸９ａを介して一体化されるリング状の支持プレート９が内装されている。そして、支持プレート９の内周面が駆動軸７に一体的に外嵌することで、遊星ギア８の周回り方向の回転が駆動軸７に連動連結するように設定されている。これによって、モータ部Ｍの駆動力は、減速された状態で駆動軸７に動力伝動されるように設定されている。

そして、前記駆動軸７の先端部には、一方向回転式のクラッチ装置Ｃが配されるが、該クラッチ装置Ｃを構成する段差状筒体で構成されるクラッチアウタ１０は、小径側筒内周面に形成されたヘリカルスプライン１０ａを駆動軸７の先端部外周面に刻設されたヘリカルスプライン７ａに噛合させる状態で駆動軸７に外嵌組み込みされている。そして、駆動軸７とクラッチアウタ１０とのあいだに所定の回転方向の相対回転が生じたとき、クラッチアウタ１０は駆動軸ヘリカルスプライン７ａに沿って回転移動して、駆動軸７の基端側に位置する非作用位置（図１における上半部に図示される位置）から、先端側の作用位置とのあいだを移動するように設定されている。さらに、前記クラッチアウタ１０の先端側の大径側筒内には、先端外周部にピニオンギア１１が形成されたクラッチインナ１２が連結されるが、該クラッチインナ１２は、クラッチアウタ１０に対して軸芯方向への移動は一体となるが、周回り方向への移動は所定（一方）の回転方向については一体回動するが他方の回転方向については自由になる状態で連結されている。さらに、クラッチインナ１２は、駆動軸７に遊嵌状に組み込まれ、駆動軸７に対して相対回転自在となるように設けられている。そして、クラッチインナ１２は、駆動軸７が前記所定の回転方向に回転することに伴うクラッチアウタ１０の非作用位置から作用位置への移動により、先端側のピニオンギア１１がエンジン側のリングギア１３に噛合する位置関係となるように設定されており、この状態で駆動軸７が所定の回転方向に回転することに伴い、エンジンを始動させるように設定されている。
尚、クラッチアウタ１０は、駆動軸７先端側に設けたストッパ部材７ｂとのあいだに弾装された第一復帰弾機１０ｂにより、駆動軸７の軸芯方向基端側（非作用位置側）に向けて付勢されている。

さらに、減速装置Ｄとクラッチ装置Ｃとのあいだには本発明が実施された電磁制御部Ｅが設けられている。前記電磁制御部Ｅを構成する励磁コイルユニット１４は、減速装置Ｄ、クラッチ装置Ｃ、そして、電磁制御部Ｅの外周を覆う筒状のギアカバー（本発明のケース体に相当する）１５の内周面に固定されている。
つまり、励磁コイルユニット１４を構成するコイルホルダ１６は磁性材からなる有底筒形状をしており、筒部１６ａがギアカバー１５の内周面に固定されている。１７はコイルボビン１７ａに巻線１７ｂを巻装することにより構成されたコイル本体１７であって、該コイル本体１７は、コイルホルダ筒部１６ａの内周面に沿い、リング状の底片１６ｂに突き当てるように配設することにより本発明の励磁コイルを構成している。
一方、１８は、本発明の励磁片であって、該励磁片１８は、磁性材からなるリング状プレート材を用いて構成されており、コイルホルダ筒部１６ａの開口端部に設けられている。前記励磁片１８は、外径側にコイルボビン１７ａの一端側鍔片１７ｃ（励磁コイルの先端側面に相当する）に沿う外径側片部１８ａが形成されており、該外径側片部１８ａの駆動軸７の軸芯方向に直交し基端側を向く外径側プレート面１８ｂが、前記一端側鍔片１７ｃ（励磁コイルの先端側面に相当する）に当接し、コイル本体１７の励磁に伴い励磁片１８に磁路を形成するように構成されている。さらに、励磁片１８は、前記外径側片部１８ａの内径端から基端側に突出する中間片部１８ｃを備えており、該中間片部１８ｃの外径側筒状面１８ｄが、コイルボビン１７ａの筒片１７ｄ（励磁コイルの内径側面に相当する）に沿う状態で近接対向し、コイルボビン１７ａの先端側の支持をするように構成されている。そして、前記中間片部１８ｃの基端からは、内径側に突出して軸芯方向に直交する内径側片部１８ｅが形成されており、該内径側片部１８ｅの基端側を向く内径側プレート面１８ｆに、後述する第一、第二プランジャユニット１９、２０が軸芯方向に対向するように設定されている。

そして、励磁片１８とコイルホルダ１６との一体化（固定）は次のように構成されている。
前記励磁片１８を構成する外径側片部１８ａの外周縁部には、外径側プレート面１８ｂ側から板厚を切り欠く状態で段差部１８ｇが形成されている一方、コイルホルダ１６の筒部１６ａ開口端には、内径側から板厚を切り欠く状態で筒長方向（駆動軸７の軸芯方向）に直交する突き当て面１６ｃが形成され、該突き当て面１６ｃに、前記励磁片段差部１８ｇを突き当てることによって、励磁片１８は、開口端に軸芯方向の位置決めがなされた状態で筒部１６ａ開口端に内嵌されるように設定されている。前記筒部１６ａ開口端は、突き当て面１６ｃを形成することにより外径側に肉薄状のカシメ片１６ｄが形成されており、該カシメ片１６ｄを、筒部１６ａ開口端に内嵌された励磁片１８の先端側にカシメ付けることにより、励磁片１８とコイルホルダ１６との固定がなされるように構成されている。そして、本実施の形態のコイルホルダ１６は、カシメ片１６ｄ形成部位、即ち、カシメ片１６ｄからカシメ片１６ｄより基端側に至る部位の外周面が、筒部１６ａの外周面とは段差状となり、該筒部１６ａの外周面の位置よりも内径側に偏寄して位置するように構成され、該構成が本発明の膨出阻止部１６ｅに相当している。

ところで、図７（Ｂ）に示すように、コイルホルダ３０の筒部３０ａの開口端に、突き当て面３０ｂを形成して筒部３０ａの外径部に肉薄状のカシメ片３０ｃを形成し、該カシメ片３０ｃを、筒部３０ａ開口端の突き当て部３０ｂに段差部１８ｇを介して突き当てられた励磁片１８先端側面に折り曲げてカシメる構成とした場合、カシメ作業に伴いカシメ片３０ｃ基端側部位が変形して該変形部３０ｄが筒部３０ａの外周面よりも外径側に膨出する。このようになると、前記変形部３０ｄが邪魔になって、ギアカバー１５にコイルホルダ１６を圧入状に内装することが難しくなる。
しかるに、本実施の形態のものでは、図７（Ａ）に示すように、カシメ片１６ｃ形成部位であり、カシメ作業をすることにより変形する部位が、予め筒部１６ａ外周面よりも内径側に偏寄するよう加工されて膨出阻止部１６ｅに形成されている。これによって、カシメ作業に伴うカシメ片１６ｃ形成部位に変形部１６ｆが形成されたとしても、該変形部１６ｆにおける外周面が筒部１６ａの外周面より外径側に膨出することがなく、コイルホルダ１６（筒部１６ａ）をギアカバー１５に圧入（内装）する作業を、安定、かつ、円滑にし、そのうえ、ギアカバー１５への圧入時に、外径側に膨出する変形部に集中的に負荷が作用する等して、カシメ部の一体化強度が損なわれてしまうような不具合をなくすことができるように構成されている。
因みに、本実施の形態のコイルホルダ１６に形成される膨出阻止部１６ｅは、例えばプレス加工をして筒部１６ａ外周面とのあいだに傾斜面１６ｇを形成することで段差状にしているが、膨出阻止部１６ｅを切り欠いて形成し、筒部１６ａ外周面とのあいだに段差を形成するように形成することもでき、この場合では、切削加工により膨出阻止部を形成することができる。

そして、励磁コイルユニット１４の内周面、即ち、コイルボビン筒体１７ｄの内径側であって、駆動軸７の外周面とのあいだには所定間隔が形成されており、該リング状の間隙に、電磁制御部Ｅの構成部材であるプランジャであって、本実施の形態では、径方向に積層状に配される第一、第二プランジャユニット１９、２０が設けられ、励磁コイルユニット１４（コイル本体１７）の励磁−非励磁の切り換えに基づいてそれぞれ変位するように設定されている。

前記第一プランジャユニット１９は、励磁コイル１４のコイルボビン筒体１７ｄ内周面に沿う筒状の第一プランジャ本体（本発明の第一プランジャに相当する）１９ａと、該第一プランジャ本体１９ａの基端側縁部から外径側に延出する鍔部１９ｂとを一体形成することにより構成されており、該鍔部１９ｂは、減速装置Ｄのケース体６外周部と励磁コイルユニット１４のコイルホルダ１６の底片１６ｂとの対向間に延出するように構成されている。そして、鍔部１９ｂの周回り方向三箇所には、外径側に突出する弾機受け片１９ｃが形成されており、これら弾機受け片１９ｃとギアカバー１５とのあいだにそれぞれ第二復帰弾機１５ａが配され、これによって、第一プランジャユニット１９を軸芯方向基端側に向けて付勢するように設定されている。さらに、鍔部１９ｂの周回り方向上部には、シャフト取り付け部１９ｄが外径側に突出形成されており、ここに、後述するスイッチシャフト２１の先端部が固定されている。
尚、１９ｅは、第一プランジャ本体１９ａの内周面基端側部に配されたリング状の弾機受けプレートである。

さらに、第一プランジャユニット１９の内径側、即ち、第一プランジャ本体１９ａの筒内に位置し、駆動軸７を外嵌する状態で第二プランジャユニット２０が配されるが、該第二プランジャユニット２０は、第一プランジャ本体１９ａと駆動軸７とに対し、軸芯方向の相対移動が自在な状態で配されている。前記第二プランジャユニット２０は、非磁性材からなり、駆動軸７に対し軸芯方向移動自在に外嵌する筒状のシフト部材２０ａと、内周部がシフト部材２０ａの外周に埋め込まれる状態で一体的に設けられ、第一プランジャ本体１９ａの軸芯方向中間部に位置して配されるリング状の第二プランジャ本体（本発明の第一プランジャに相当する）２０ｂとを備えて構成されている。そして、シフト部材２０ａの基端側面には先端側に向けて凹設され、基端側が開口するリング状凹穴２０ｃが形成され、該リング状凹穴２０ｃに第三復帰弾機２０ｄが内装されている。そして、第三復帰弾機２０ｄの基端は、第一プランジャユニット１９の弾機受けプレート１９ｅに支持され、第二プランジャユニット２０をクラッチアウタ１０側に向けて付勢するように設定されている。さらに、第二プランジャユニット２０は、シフト部材２０ａの先端面がクラッチアウタ１０の基端面に当接する状態で配されており、後述するように、励磁コイルユニット１４の励磁に伴う第二プランジャユニット２０が変位することに基づいて、該変位をクラッチアウタ１０に伝動するように設定されている。

このように構成された電磁制御部Ｅにおいて、励磁コイルユニット１４の先端側に配される励磁片１８は、前述したように、コイル本体１７よりも内径側に突出する内径側片部１８ｅの突出長さが、第一プランジャ本体１９ａと第二プランジャ本体２０ｂとの両者に軸芯方向において対向する長さに設定されており、内径側片部１８ｅの基端側を向く直交面である内径側プレート面１８ｆが、第一プランジャ本体１９ａの先端側面１９ｆと第二プランジャ本体２０ｂのシフト部材２０ａの外周から露出する先端側面２０ｅとに対向している。さらに、励磁コイルユニット１４（コイル本体１７）の非励磁状態において、第一プランジャ本体先端側面１９ｆが第二プランジャ本体先端側面２０ｅよりも励磁片１８側に変位して配設されており、コイル本体１７の励磁に伴い、第二プランジャユニット２０に先行して第一プランジャユニット１９が励磁片１８に吸引されるように設定されている。
ここで、励磁片１８と第一、第二プランジャユニット１９、２０との対向面となる内径側プレート面１８ｆ、および、各プランジャ本体先端側面１９ｆ、２０ｅとは、それぞれ駆動軸７の軸芯方向に直交するフラット面で形成されている。これによって、第一、第二プランジャ本体１９ａ、２０ｂを形成する場合に、プレス加工を実施するのみで先端側部１９ｆ、２０ｅの成形を行うことができ、切削加工を施すような面倒を回避できるようにしている。

そうして、電磁制御部Ｅにおいて、励磁コイルユニット１４（コイル本体１７）が非励磁状態にある場合、第一プランジャユニット１９は、第二付勢弾機１５ａの付勢力を受けて鍔部１９ｂが減速装置Ｄのケース体６の底部に当接し、励磁コイルユニット１４の基端側、コイルホルダ１６の底片１６ｂとは離間する非励磁位置に位置するように設定されている（図９（Ａ）参照）。
また、励磁コイルユニット１４の非励磁状態において、第二プランジャユニット２０は、第三復帰弾機２０ｄの付勢力がクラッチアウタ１０に配される第一復帰弾機１０ｂよりも小さく設定されており、クラッチアウタ１０に押し戻される状態でシフト部材２０ａの基端部がケース体６底部に近接する非励磁位置に位置するように設定されている（図８（Ａ）参照）。

前記状態から励磁コイルユニット１４が励磁すると、励磁片１８が磁化されて第一、第二プランジャ本体１９ａ、２０ｂとを吸引することになるが、このとき、第一プランジャ本体１９ａは、前述したように、先端側面１９ｆが第二プランジャ本体２０ｂの先端側面２０ｅよりも励磁片１８側に近接する位置に配されていることから、第一プランジャ本体１９ａが先行して吸引され、鍔部１９ｂがコイルホルダ底片１６ｂに当接して移動規制を受ける励磁位置にまで変位するように設定されており、この状態において、第一プランジャ本体１９ａの先端側面１９ｆは、励磁片１８の内径側プレート面１８ｆとのあいだに所定の間隙を存する近接状態となり、かつ、第二プランジャユニット２０とのあいだに介装された第三復帰弾機２０ｄを蓄勢するように設定されている（図９（Ｂ）参照）。
そして、前記第三復帰弾機２０ｄの付勢力は、前述したように、クラッチアウタ１０を基端側に向けて付勢する第一復帰弾機１０ｂの付勢力よりも小さく設定されるが、励磁コイルユニット１４の励磁に伴い第一プランジャユニット１９が先行して変位すると、次第に蓄勢されて第一復帰弾機１０ｂの付勢力よりも大きくなるように設定されている。また、第一プランジャ本体１９と励磁片１８とは所定の間隙を存して停止していることから、励磁片１８からの漏れ磁束が生じており、第二プランジャユニット２０は、前記励磁片１８の漏れ磁束を受けている。これによって、励磁片１８の吸引力と、第一プランジャユニット１９の変位で蓄勢された第三付勢弾機２０ｄの付勢力との合力を受ける状態となる、即ち、第一プランジャユニット１９に後行する状態で、図９（Ｃ）に示すように、第二プランジャユニット２０が軸芯方向先端側に変位して第二プランジャ本体２０ｂの先端側面が励磁片１８の内径側プレート面１８ｆに当接するように設定されている。これによって、第二プランジャユニット２０は、第一復帰弾機１０ｂの付勢力に抗してクラッチアウタ１０を軸芯方向先端側に押し出し、クラッチインナ１２のピニオン１１とリングギア１３との噛合を円滑にせしめるように設定されている。尚、第二プランジャユニット２０の励磁位置は、クラッチ装置Ｃのクラッチアウタ１０の内筒面に形成された段差部１０ｃが駆動軸７のストッパ部材７ｂに当接することにより先端側への変位が規制される位置に設定されている。
ここで、前記防水プレート１０ｄは、クラッチ装置Ｃと電磁制御部Ｅとのあいだに設けられることにより、リングギア１３噛合部側から浸入した水が駆動軸７のスプライン嵌合部側に流れ込むのを防止するように設定されている。

一方、前記モータ部Ｍを構成するホルダステー５は、絶縁性樹脂材で一体形成されるが、該ホルダステー５は、モータ軸２のコンミテータ４を遊嵌状に貫通する貫通孔が形成された円板状のステー本体５ａを備えて構成され、該ステー本体５ａの基端側面に、周回り方向四個のホルダ部５ｂが、径方向に長く、かつ、軸芯方向基端側に向けて突出状に形成されており、これら各ホルダ部５ｂにブラシ２２がそれぞれ出没自在に内装されている。さらに、ホルダ部５ｂには、ブラシ２２の外径側に位置して付勢弾機２２ａが収容され、ブラシ２２の内径側端面が、モータ軸２に外嵌するコンミテータ４外周面に弾圧状に摺接するように設定されている。
そして、ステー本体５ａの上方部位には、導電性材料で形成された下側接点部材２３が固定されており、該下側接点部材２３に、ステー本体５ａ上半部側に形成されたホルダ部５ｂに収容されるブラシ２２から引き出されたピグテール２２ｂが接続されている。
尚、５ｃはステー本体５ａの下方を切り欠いて形成した切り欠き部である。

さらに、ステー本体５ａの先端側面には、減速装置Ｄを構成するケース体６の開口端部とのあいだに位置してリング状の導電プレート２４が配されており、導電プレート２４の下端部は、ステー本体５ａ下方の切り欠き部５ｃを介して基端側から臨めるように露出しており、該露出部２４ａに、ステー本体５ａ下半部側のホルダ５ｂのブラシ２２から引き出されたピグテール２２ｂが接続されている。そして、導電プレート２４は、図示しない車体側に設けられるバッテリの陰極側に接続されるように設定されている。
尚、導電プレート２４は、内径側縁部は基端側に折曲されて筒状部２４ｂを形成しているが、該筒状部２４ｂはモータ軸２外周面に近接して形成されており、コンミテータ４の先端側内径部に形成された凹部に嵌入させることにより、減速装置Ｄ側に塗布される潤滑剤がモータ部Ｍ側に浸入するのを防止するように構成されている。

一方、ホルダステー５の上方には、上側に突出する状態で起立片部５ｄが形成されており、該起立片部５ｄを先端側面としてスイッチ部Ｓが基端側に向けて形成されている。
そして、スイッチ部Ｓ基端側面５ｄには、前記下側接点部材２３の上縁部から所定間隙を存する状態で導電性材料で形成された上側接点部材２５が設けられている。前記上側接点部材２５は、スイッチ部Ｓの上側片５ｅに沿う上片部２５ａが折曲形成されており、該上片部２５ａに接続された第一軸端子２６の軸部２６ａがスイッチ部Ｓの上側片５ｅから上方に突出するように設定されている。そして、第一軸端子２６の軸部２６ａに、図示しないバッテリ側の陽極端子を接続することにより、上側接点部材２５にバッテリの陽極電源が接続するように設定されている。
ここで、２７はスイッチ部Ｓの開口する基端側部位を覆蓋して防水するためのスイッチ部カバーであり、２８は第一軸端子２６とバッテリ側の端子とのあいだに設けられ、バッテリ側の端子との接続方向を第一軸端子２６とは直交する方向に変換するための中継端子ユニットである。

また、ホルダステー５の上方に配された下側接点部材２３と、スイッチ部Ｓに配された上側接点部材２５とのあいだには貫通孔５ｆが開設されており、ここに、第一プランジャユニット１９の鍔部１９ｂに設けられたスイッチシャフト２１の基端部が貫通してスイッチ部Ｓ側に延出するように設定されている。そして、スイッチシャフト２１のスイッチ部Ｓ側に配される基端側端部には、導電性部材で形成された可動接点２９が軸芯方向移動自在に設けられるとともに、コイル弾機２９ａにより先端側に付勢されている。前記可動接点２９の上半部は上側接点部材２５に、下半部は下側接点部材２３にそれぞれ対向しており、電磁制御部Ｅの励磁コイルユニット１４の励磁−非励磁の切換えに伴う第一プランジャユニット１９の非励磁位置−励磁位置とのあいだを変位することに基づいて、スイッチシャフト２１が変位し、可動接点２９が上側、下側接点部材２５、２３とは離間する非導通位置と、可動接点２９が上側、下側接点部材２５、２３に当接してこれらのあいだを導通する導通位置とのあいだを変位するように設定されている。そして、スイッチシャフト２１が導通位置に変位することにより、可動接点２９が上側、下側接点部材２５、２３に当接することにより、バッテリ側の陽極電源が上側接点部材２５を会して下側接点部材２３に導通され、ステー本体５ａ上半部側のブラシ２２に供給される一方、下半部側のブラシ２２にバッテリの陰極側電源が供給され、これによって、モータ部Ｍへの電源供給がなされて駆動軸７が回転駆動し、駆動軸７とクラッチアウタ１０とのあいだで相対回転がなされ、前述したように、駆動軸７にスプライン嵌合するクラッチ装置Ｃがを先端側に押し出されるように設定されている。

つぎに、エンジン始動装置１の作動状態について詳細に説明する。
車両に設けた図示しないイグニッションスイッチをＯＮ状態として励磁コイルユニット１４のコイル本体１７を励磁すると、励磁片１８が磁化されて、第一、第二プランジャユニット１９、２０を吸引するが、前述したように、外径側の第一プランジャ本体１９ａの先端側面１９ｆが第二プランジャ本体２０ｂの先端側面２０ｅよりも励磁片１８の内径側プレート面１８ｆに近接しているため、第一プランジャユニット１９が先行して非励磁位置から励磁位置に変位する。
このとき、第一プランジャユニット１９と第二プランジャユニット２０とのあいだに配され、第二プランジャユニット２０を先端側に向けて付勢する第三復帰弾機２０ｄは、第一復帰弾機１０ｂよりも小さい付勢力となっており、第一プランジャユニット１９の吸引初期段階では、第二プランジャユニット２０は非励磁位置に保持される。

そして、前記第一プランジャユニット１９の励磁位置側への変位の過程において、スイッチシャフト２１は先端側に変位し、スイッチ部Ｓに収容される可動接点２９が上、下側接点部材２５、２３に当接することにより、バッテリ電源がモータ部Ｍに供給され、モータ部Ｍのモータ軸２が回転駆動する。一方、第一プランジャユニット１９は、鍔部１９ｂが励磁コイルユニット１４のコイルホルダ底片１６ｂに当接する励磁位置にまで変位して停止するが、このとき、励磁片内径側プレート面１８ｆと第一プランジャ本体先端側面１９ｆとの互いに対向する対向面間には僅かな空隙部が形成されている。
このとき、これら互いに対向する内径側プレート面１８ｆと先端側面１９ｆとは、それぞれ軸芯方向に直交する面に形成されているため、対向間に異物がはさまれたとしても第一プランジャ本体１９ａが非励磁位置に変位することにより、径方向に開口する隙間が軸芯方向に幅広く確保されて、異物が対向間から容易に排出されるように構成されている。

前記第一プランジャユニット１９が励磁位置にまで変位すると第三復帰弾機２０ｄが蓄勢され、該第三復帰弾機２０ｄの付勢力と励磁片１８の吸引力とを受けて、第二プランジャユニット２０が励磁位置に変位するが、このとき、先行する第一プランジャユニット１９の変位によりモータ部Ｍが駆動しており、クラッチアウタ１０は駆動軸７の回転に伴い既に作用位置に変位していて、クラッチ装置Ｃ（クラッチアウタ１０）を押し出すことはないが、駆動軸７の回転立ち上がりが遅いような場合では、クラッチ装置Ｃ（クラッチアウタ１０）を押し出すようにしながら変位する。そして、クラッチインナ１２のピニオン１１が回転しながらリングギア１３に噛合する場合に、ピニオン１１とリングギア１３との歯当たりにより、ピニオン１１（クラッチインナ１２）が押し戻されたり、跳ね返されたりするのを、第二プランジャユニット２０を励磁位置に保持しようとする励磁片１８の吸引力と第三復帰弾機２０ｄの付勢力との合力により受け止め、再び作用位置に押しやり、これによって、ピニオン１１のリングギア１３への噛合が円滑、かつ、確実になされるようにしている。
このように、第一、第二プランジャ本体１９ａ、２０ｂは、クラッチ装置Ｃの戻りを防止するに足る磁気力が要求され、該要求に対し、第一、第二プランジャ本体１９ａ、２０ｂの板厚を厚くすることにより対応できるが、このようにした場合では径方向の大型化がなされてしまうことになる。そこで、本実施の形態では、第一、第二プランジャ本体１９ａ、２０ｂの板厚を厚くする分、第二プランジャ本体２０ｂの内径側部位をシフト部材２０ａに埋設させることにより、大径化を回避するようにしている。

叙述の如く構成された本実施の形態において、エンジン始動装置１は、図示しないイグニッションスイッチをＯＮ作動することに伴い、電磁制御部Ｅの励磁コイルユニット１４への通電がなされ、コイル本体１７が励磁する。この状態になると、第一プランジャユニット１９の励磁位置への変位に基づいてスイッチシャフト２１が導通位置に変位し、スイッチ部Ｓの可動接点２９が上側、下側接点部材２５、２３とを接続して、バッテリ電源がモータ部Ｍに供給され、これによって、モータ軸２、駆動軸７とが所定の回転駆動をする一方、第二プランジャユニット２０の励磁位置への変位に基づいてクラッチ装置Ｃのピニオンギア１１がリングギア１２と噛合してエンジンが始動する。この場合に、励磁片１８は、第一、第二プランジャ本体１９ａ、２０ｂと対向する面が軸芯方向に直交する径方向を向く面に形成されている。この結果、励磁片１８を形成する場合に、プレス加工を施すのみで寸法精度よく成形することができ、従来の励磁片と第一、第二プランジャとの対向面をテーパ面に形成するもののように、プレス加工したうえに、さらに、切削加工を施して成形部位の寸法精度を出すような面倒をなくすことができる。そのうえ、励磁片の中間片部により、コイル本体１７の先端側の支持をすることができ、コイル本体１７のガタつきをなくし、第一、第二プランジャユニット１９、２０の配設スペースが安定し、これらの作動性を良好に保持することができる。
そのうえ、このものでは、第一、第二プランジャユニット１９、２０が励磁位置に変位して励磁片１８との対向間が狭まるときに、これらのあいだに異物がはさまったとしても、各プランジャユニット１９、２０が非励磁位置に変位することにより径方向に開口する隙間が形成されて異物が排出しやすく、異物に基づく不具合、即ち、接続不良や作動不良の発生を低減することができる。

さらに、本発明が実施されたものでは、第一、第二プランジャユニットの励磁片１８との対向面となる先端側面１９ｆ、２０ｅについても、軸芯方向に直交する径方向を向く面に形成されている。この結果、第一、第二プランジャユニット１９、２０の加工を寸法精度よく、しかも、容易に成形することができるうえ、第一、第二プランジャユニット１９、２０の取り付け調整も容易になって、コスト低下に寄与できる。

また、このものでは、励磁片１８はコイルホルダ１６の筒部１６ａ開口端にカシメ固定されるものであるが、コイルホルダ１６には、予め膨出阻止部１６ｅが形成されているので、コイルホルダ１６に一体形成されるカシメ片１６ｄを用いて励磁片１８をカシメ固定して、カシメ片１６ｄ形成部位にカシメ固定に基づく変形が生じたとしても、該変形部位の外周面が筒部１６ａの外周よりも膨出しないので、ギアカバー１５への内装工程を円滑、かつ、容易に行えるうえ、該内装工程を実施することでカシメ部が損なわれてしまうような不具合もない。さらには、カシメ固定することにより励磁片１８に負荷が作用することになるが、該負荷は、外径側片部１８ａと中間片部１８ｃとを介してコイル本体１７側で受けることができて、安定したカシメ作業とすることができる。

また、このものでは、コイルホルダに形成される膨出阻止部１６ｅを、カシメ片１６ｄ形成部位の外周を筒部１６ａの外周面より内径側に位置させるよう段差状とすることで構成するため、膨出阻止部１６ｅの形成を容易に行うことができる。

さらに、本実施の形態のものでは、プランジャを第一、第二プランジャユニット１９、２０により構成しているが、第二プランジャユニット２０は、第二プランジャ本体２０ｂと、クラッチ装置Ｃを押し出すシフト部材２０ａを一体成形したものに構成されているので、部品点数の削減、組み込み作業の簡略化を果すことができる。しかも、第二プランジャ本体２０ｂの内径側部位は、シフト部材２０ａに埋設される構成となっているため、第二プランジャ本体２０ｂの磁気力を必要量確保できるよう板厚を厚くしたとしても、第二プランジャユニット２０の径方向が大型化することなく小径化も可能であり、その分、第一プランジャ本体１９ａの板厚を厚くすることができ、従来のテーパ状にして近接するほどに大きな吸引力を得ることに変えて、第一、第二プランジャの板厚を厚くして磁気力を大きく確保したとしても、エンジン始動装置１を大径化してしまうような不具合を回避できる。

さらにこのものでは、第二プランジャユニット２０のシフト部材２０ａに、基端側が開口するリング状凹穴２０ｃを形成し、ここに、第三復帰弾機２０ｄを内装する構成としたので、組み込み作業の簡略化を図ることができコスト低下を実現できる。

図１（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれエンジン始動装置の正面図、底面図である。 エンジン始動装置の一部断面正面図である。 電磁制御部とクラッチ装置との構成を説明する断面図である。 図３から第一、第二プランジャユニットを取り外した状態の側面図である。 図５（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ励磁コイルユニットの一部断面正面図、側面図である。 図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ励磁片の側面図、断面正面図、図６（Ｂ）の一部拡大図である。 図７（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれコイルホルダの励磁片カシメ構成を示す説明図、従来におけるコイルホルダの励磁片カシメ構成を示す説明図である。 図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ第一プランジャユニットの正面断面図、側面図、第二プランジャユニットの正面断面図である。 図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ電磁制御部の作用を説明する断面正面図である。 ホルダステーの側面図である。

符号の説明

１ エンジン始動装置
２ モータ軸
５ ホルダステー
５ｄ 起立片
７ 駆動軸
１０ クラッチアウタ
１４ 励磁コイルユニット
１５ ギアカバー
１６ コイルホルダ
１７ コイル本体
１８ 励磁片
１８ｆ 内径側プレート面
１９ 第一プランジャユニット
１９ａ 第一プランジャ本体
１９ｆ 先端側面
２０ 第二プランジャユニット
２０ｂ 第二プランジャ本体
２０ｅ 先端側面
２１ スイッチシャフト
２６ 第一軸端子
２９ 可動接点

Claims (7)

1. エンジン始動装置を、モータ部と、該モータ部の駆動力を受けて回転する駆動軸と、該駆動軸にスプライン嵌合するピニオンギアと、前記モータ部をバッテリ電源に接続せしめ、かつ、ピニオンギアを先端側に変位させてエンジン側のリングギヤに噛合せしめる電磁制御部とを備えてなるエンジン始動装置において、前記電磁制御部を、ピニオンギアを覆蓋する筒状のケース体内周面に配される励磁コイルと、励磁コイルの先端側に配され、励磁コイルの励磁に伴い磁化される励磁片と、励磁コイルの内径側に形成されるリング状の空隙部に配され、磁化された励磁片に吸引されるプランジャとを備えて構成するにあたり、前記励磁片は、軸芯方向に直交するプレート面を備え励磁コイルの先端面に沿う外径側片部と、該外径側片部から基端側に延出し励磁コイルの内径側面に沿う中間片部と、該中間片部の基端から内径側に突出し、プランジャに対向するプレート面が軸芯方向に直交状に形成されている内径側片部とにより構成されているエンジン始動装置。
2. 請求項１において、プランジャは、内径側片部との対向面が軸芯方向に直交する面に形成されているエンジン始動装置。
3. 請求項１または２の何れか一項において、励磁片は、励磁コイルを構成する有底筒状のコイルホルダの開口端に形成したカシメ代を用いて該開口端にカシメ固定される構成とし、前記コイルホルダのカシメ代形成部位には膨出阻止部が設けられ、カシメ固定に基づく変形部位の外周がコイルホルダの筒部外周より膨出しないように構成されているエンジン始動装置。
4. 請求項３において、膨出阻止部は、カシメ固定に基づく変形部位の外周面位置をコイルホルダの筒部外周面位置より内径側に位置させるよう段差状に形成することにより構成されているエンジン始動装置。
5. 請求項１、２、３または４の何れか一項において、プランジャを、外径側に位置する第一プランジャと、該第一プランジャの内径側に位置し、かつ、第一プランジャに対して軸芯方向相対移動自在な第二プランジャとで構成するとともに、励磁コイルの非励磁状態において、第二プランジャの先端側面が第一プランジャの先端側面より基端側に位置するよう配設し、第一プランジャが第二プランジャより先行して励磁片に吸引されるように構成したエンジン始動装置。
6. 請求項５において、第二プランジャは、ピニオンギアの基端側に当接してピニオンギアを先端側に押圧するシフト部材とともに一体成形されるものとし、第二プランジャの内径側部位はシフト部材に埋設されているエンジン始動装置。
7. 請求項６において、シフト部材には、基端側が開口するリング状のガイド孔が開設され、該ガイド孔に、第二プランジャを先端側に向けて付勢する復帰弾機が内装されているエンジン始動装置。

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