JP2008025364A - スタータ - Google Patents

Abstract

【課題】マグネットスイッチとモータとの間の配線構造を簡素化して部品点数を削減することで、コストを抑えるとともに、軽量化することができるスタータを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のスタータ１は、マグネットスイッチ２と、モータ３と、ターミナル４と、ブッシュ５とを備えている。ターミナル４は、ブッシュ５を介してマグネットスイッチ２とモータ３に固定されている。ターミナル４の一端部は、マグネットスイッチ２内で可動接点２５と対向して配設されている。また、ターミナル４の他端部は、モータ３内でブラシ３７のピグテール３７ａに接続されている。これにより、従来必要とされた外部端子、リード線、ワッシャ、及びナットを削減することができる。従って、スタータ１のコストを抑えるとともに、スタータ１を軽量化することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンを始動するスタータに関する。

従来、エンジンを始動するスタータとして、例えば特許第３４７８２１１号公報に開示されているスタータがある。このスタータは、マグネットスイッチと、始動モータとを備えている。マグネットスイッチは、可動接点と、一組の固定接点とを有している。固定接点は、スイッチカバーに固定された外部端子の可動接点側端面に形成されている。一方の外部端子には、バッテリケーブルを介してバッテリが接続されている。もう一方の外部端子には、リード線を介して始動モータが接続されている。バッテリケーブル及びリード線は、外部端子の螺子部にワッシャ及びナットを介して固定されている。
特許第３４７８２１１号公報

前述したスタータでは、マグネットスイッチの固定接点と始動モータとを配線するために、外部端子、リード線、ワッシャ、及びナットが必要であり、部品点数が多い。それに伴って、組付け工数も増加する。そのため、スタータのコストを抑えることが困難であった。また、軽量化することも難しかった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、マグネットスイッチとモータとの間の配線構造を簡素化して部品点数を削減することで、コストを抑えるとともに、軽量化することができるスタータを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段及び発明の効果

そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、マグネットスイッチとモータとを、接続部材で直接接続することで配線構造を簡素化でき、部品点数を削減し、コストを抑えるとともに軽量化できることを思いつき、本発明を完成するに至った。

すなわち、請求項１に記載のスタータは、軸方向に往復動するプランジャと、プランジャに配設され、プランジャとともに往復動する可動接点と、プランジャの軸方向に可動接点と対向して配設され、電源に接続される固定接点とを備えたマグネットスイッチと、出力軸の軸方向がプランジャの軸方向と略平行になるように配置され、電流を供給されることでエンジンを始動する回転力を発生するモータと、一端部がマグネットスイッチ内でプランジャの軸方向に可動接点と対向して配設されるとともに、他端部がモータ内で配線され、可動接点が接触することで、固定接点及び可動接点を介して電源からモータに電流を供給する接続部材とを有することを特徴とする。この構成によれば、スタータのコストを抑えるとともに、スタータを軽量化することができる。マグネットスイッチとモータとを接続部材で直接接続することで、配線構造が簡素化され、従来必要とされた外部端子、リード線、ワッシャ、及びナットを削減することができる。そのため、スタータのコストを抑えるとともに、スタータを軽量化することができる。なお、出力軸の軸方向が、プランジャの軸方向に対して傾いて配置されていてもよい。その傾きが１５度以内、最大でも３０度以内であれば略平行とみなす。

請求項２に記載のスタータは、請求項１に記載のスタータにおいて、さらに、接続部材は、他端部がモータ内で配線された状態でモータに固定され、マグネットスイッチとモータの組付け時に、一端部がマグネットスイッチ内でプランジャの軸方向に可動接点と対向して配設されることを特徴とする。この構成によれば、マグネットスイッチ、モータ、及び接続部材を容易に組付けることができる。

請求項３に記載のスタータは、請求項１に記載のスタータにおいて、さらに、接続部材は、一端部がマグネットスイッチ内でプランジャの軸方向に可動接点と対向して配設された状態でマグネットスイッチに固定され、マグネットスイッチとモータの組付け時に、他端部がモータ内で配線されることを特徴とする。この構成によれば、マグネットスイッチ、モータ、及び接続部材を容易に組付けることができる。

請求項４に記載のスタータは、請求項２又は３に記載のスタータにおいて、さらに、接続部材は、弾性体からなる支持部材を介して固定されていることを特徴とする。この構成によれば、接続部材に加わる一時的な応力や振動を抑え、接続部材の変形や破損を防止することができる。マグネットスイッチとモータとを組付ける際、接続部材に一時的に応力が加わる可能性がある。また、エンジン始動後には、接続部材に常時エンジンの振動が加わる。しかし、支持部材を介して接続部材を固定することで、接続部材に伝達される一時的な応力や振動を抑えることができる。そのため、接続部材の変形や破損を防止することができる。

請求項５に記載のスタータは、請求項１〜４のいずれかに記載のスタータにおいて、さらに、マグネットスイッチは、内側に可動接点と対向する一面を有し、可動接点を覆う包囲部材を備え、接続部材は、一端部の反可動接点側の一面が、包囲部材の可動接点と対向する一面に、支持部材によって押圧された状態で配設されていることを特徴とする。この構成によれば、可動接点を接続部材に安定して接触させることができる。可動接点が接続部材の一端部に接触すると、接続部材に応力が加わる。しかし、接続部材は、包囲部材の可動接点と対向する一面に、支持部材によって押圧されている。そのため、可動接点が接触しても接続部材が変位することはない。これにより、可動接点を接続部材に安定して接触させることができる。

請求項６に記載のスタータは、請求項１〜５のいずれかに記載のスタータにおいて、さらに、接続部材は、長尺板状の部材であり、長手方向がプランジャの軸方向に直交する方向となるように配設されていることを特徴とする。この構成によれば、接続部材におけるプランジャの軸方向の寸法を抑えることができる。そのため、スタータの軸方向長を抑えることができる。

請求項７に記載のスタータは、請求項６に記載のスタータにおいて、さらに、接続部材は、板厚方向がプランジャの軸方向となるように配設されていることを特徴とする。この構成によれば、接続部材におけるプランジャの軸方向の寸法をさらに抑えることができる。そのため、スタータの軸方向長をさらに抑えることができる。

次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。

まず、図１〜図８を参照してスタータの構成について説明する。ここで、図１は、本実施形態におけるスタータの部分断面図である。図２は、接点カバーの断面図である。図３は、ヨークの部分断面図である。図４は、エンドフレームの部分断面図である。図５は、ヨークとエンドフレームの部分断面図である。図６は、ブッシュの断面図である。図７は、スタータの組付け過程を説明するための説明図である。図８は、スタータの別の組付け過程を説明するための説明図である。

図１に示すように、スタータ１は、マグネットスイッチ２と、モータ３と、ターミナル４（接続部材）と、ブッシュ５（支持部材）とを備えている。

マグネットスイッチ２は、バッテリ（図略）からモータ３に電流を供給するとともに、シフトレバー（図略）を揺動させるための駆動力を発生する装置である。マグネットスイッチ２は、励磁コイル２０と、ステーショナリコア２１と、プランジャ２２と、スイッチフレーム２３と、ロッド２４と、可動接点２５と、接点カバー２６（包囲部材）と、固定接点２７とから構成されている。

励磁コイル２０は、電流が流れることで、プランジャ２２を吸引するための磁力を発生する部材である。

ステーショナリコア２１は、磁路の一部を構成する磁性体からなる円板状の部材である。ステーショナリコア２１の中央部には、貫通孔２１ａが軸方向に形成されている。ステーショナリコア２１は、励磁コイル２０の一端部側に配設されている。

プランジャ２２は、磁路の一部を構成し、励磁コイル２０の発生する磁力によって往復動して、可動接点２５及びシフトレバーを駆動する磁性体からなる円柱状の部材である。プランジャ２２は、一端面をステーショナリコア２１に対向させた状態で、励磁コイル２０の内側に軸方向に往復動自在に配設されている。また、リターンスプリング（図略）によって、反ステーショナリコア２１側に押圧されている。

スイッチフレーム２３は、磁路の一部を構成する磁性体からなる有底円筒状の部材である。スイッチフレーム２３の底部には、貫通孔（図略）が軸方向に形成されている。スイッチフレーム２３は、貫通孔にプランジャ２２を挿通させるとともに、円筒部の端部の内周面をステーショナリコア２１の外周面に当接させた状態で、励磁コイル２０を覆うように配設されている。

ロッド２４は、可動接点２５をプランジャ２２に固定する円柱状の部材である。ロッド２４は、一端部をステーショナリコア２１の貫通孔２１ａから反プランジャ２２側に突出させた状態で、プランジャ２２の一端面に固定されている。

可動接点２５は、ロッド２４を介してプランジャ２２と一体的に往復動することで、固定接点２７とターミナル４とを電気的に接続又は切断する金属からなる板状の部材である。可動接点２５は、ロッド２４の先端部に配設されている。

図１及び図２に示すように、接点カバー２６は、可動接点２５を覆う絶縁材からなる、より具体的には樹脂からなる有底円筒状の部材である。接点カバー２６の内側には、プランジャ２２の軸方向に可動接点２５と対向し、ターミナル４に当接する当接面２６ａが形成されている。また、接点カバー２６の円筒部には、ターミナル４が挿通する貫通孔２６ｂが、当接面２６ａに沿ってプランジャ２２の軸方向に対して直交方向に形成されている。さらに、貫通孔２６ｂの外周面側には、貫通孔２６ｂの軸心に対して可動接点２５側に偏心し、ブッシュ５の一端部が圧入される円形状の凹部２６ｃが形成されている。接点カバー２６は、円筒部の端面をステーショナリコア２１の当接させた状態で、可動接点２５を覆うように配設されている。

図１に示すように、固定接点２７は、可動接点２５によってターミナル４と接続されることで、モータ３に電流を供給する金属からなるボルト状の部材である。固定接点２７は、頭部２７ａの端面を可動接点２５と軸方向に対向させた状態で、接点カバー２６の底部に固定されている。接点カバー２６の外部に突出した螺子部２７ｂには、バッテリに接続されたワイヤハーネス（図略）が固定されている。

このように構成されたマグネットスイッチ２は、ハウジング６の端部に固定されている。モータ３は、電流を供給されることでエンジンを始動するための回転力を発生する装置、より具体的には直流モータである。モータ３は、磁石３０と、ヨーク３１と、エンドフレーム３２と、回転軸３３と、電機子コア３４と、電機子コイル３５と、コンミテータ３６と、ブラシ３７とから構成されている。

磁石３０は、磁束を発生する円弧板状の部材である。

図１及び図３に示すように、ヨーク３１は、磁石３０を固定するとともに、磁路の一部を構成する磁性体からなる円筒状の部材である。ヨーク３１の一端部には、半円状の切欠き部３１ａが形成されている。ヨーク３１の内周面には、磁石３０が周方向に等間隔に固定されている。

図１及び図４に示すように、エンドフレーム３２は、ヨーク３１の一端部を覆う金属からなる有底円筒状の部材である。エンドフレーム３２の円筒部の端部には、半円状の切欠き部３２ａが形成されている。エンドフレーム３２の底部の中央部には、貫通孔３２ｂが軸方向に形成されている。貫通孔３２ｂには、軸受３２ｃが配設されている。エンドフレーム３２は、切欠き部３２ａをヨーク３１の切欠き部３１ａと対向させた状態で、ヨーク３１の一端部を覆うように配設されている。これにより、図１及び図５に示すように、モータ３の外周面に、ブッシュ５の他端部が嵌合する貫通孔３８が形成される。

図１に示すように、回転軸３３は、発生した回転力を出力する金属からなる円柱状の部材である。回転軸３３は、エンドフレーム３２に配設された軸受３２ｃを介して回転自在に支持されている。

電機子コア３４は、電機子コイル３５を収容するとともに、磁路の一部を構成する磁性体からなる円柱状の部材である。電機子コア３４の中央部には、貫通孔３４ａが軸方向に形成されている。また、貫通孔３４ａの周囲には、電機子コイル３５を収容する軸方向に貫通した複数のスロット（図略）が、周方向に等間隔に形成されている。電機子コア３４は、貫通孔３４ａを回転軸３３に挿通させた状態で、回転軸３３に固定されている。

電機子コイル３５は、電流が流れ磁石３０の発生した磁束と鎖交することで回転力を発生するコイル状に形成された金属からなる板状の部材である。電機子コイル３５は、電機子コア３４のスロットに収容されている。また、電機子コイル３５の端部は、電機子コア３４の端面に沿うように屈曲した状態で配設されている。

コンミテータ３６は、電機子コイル３５に流れる電流を切替える部材である。コンミテータ３６は、電機子コア３４の端面沿って配設された電機子コイル３５の端部によって形成されている。

ブラシ３７は、外部からの電流をコンミテータ３６に供給する導電性を有するカーボンからなる直方体状の部材である。ブラシ３７には、電流を供給する配線であるピグテール３７ａが接続されている。ブラシ３７は、一端面をコンミテータ３６に当接させた状態で摺動自在に配設されている。

このように構成されたモータ３は、回転軸３３の軸方向がプランジャ２２の軸方向と平行になるようにし、マグネットスイッチ２に隣接して、ハウジング６の端部に固定されている。このとき、接点カバー２６の貫通孔２６ｂと、ヨーク３１とエンドフレーム３２とによって形成される貫通孔３８とが同一軸上に配置されるよう設定されている。

ターミナル４は、マグネットスイッチ２の接点を構成するとともに、マグネットスイッチ２とモータ３とを電気的に接続する金属からなる長尺板状の部材である。

図１及び図６に示すように、ブッシュ５は、ターミナル４をマグネットスイッチ２とモータ３に固定する、弾性体からなる、より具体的にはゴムからなる略円柱状の部材である。ブッシュ５には、ターミナル４が挿通する長方形状の貫通孔５０が軸方向に形成されている。ブッシュ５の一端部には、貫通孔５０の軸心に対して偏心し、接点カバー２６の凹部２６ａに圧入される円柱部５１が形成されている。また、ブッシュ５の他端部の外周面には、ヨーク３１とエンドフレーム３２とによって形成される貫通孔３８と嵌合する溝部５２が形成されている。

図１に示すように、ターミナル４は、長手方向がプランジャ２２の軸方向に直交する方向となるとともに、板厚方向がプランジャ２２の軸方向となるようにして、ブッシュ５を介してマグネットスイッチ２とモータ３に固定されている。

ターミナル４はブッシュ５の貫通孔５０に挿通している。ターミナル４の一端部は、接点カバー２６内でプランジャ２２の軸方向に可動接点２５と対向して配設されている。一端部の反可動接点２５側の一面は、接点カバー２６の当接面２６ａに当接している。これに対し、ターミナル４の他端部は、モータ３内でブラシ３７のピグテール３７ａにろう付けされている。

ブッシュ５の円柱部５１は、接点カバー２６の凹部２６ｃに圧入されている。円柱部５１は、圧入によって弾性変形し、ターミナル４を当接面２６ａに押圧している。また、貫通孔５０はターミナル４の外周面に、円柱部５１は凹部２６ａの内周面にそれぞれ密着している。これにより、凹部２６ｃ回りの防水性が確保されている。これに対し、ブッシュ５の溝部５２は、ヨーク３１とエンドフレーム３２とによって形成される貫通孔３８に、弾性変形した状態で嵌合している。また、溝部５２は貫通孔３８の内周面に密着している。これにより、貫通孔３８回りの防水性が確保されている。

ここで、ターミナル４は、図７に示すように、他端部が、モータ３内で、ブラシ３７のピグテール３７ａにろう付けされた状態で、ブッシュ５を介してモータ３に固定され、マグネットスイッチ２とモータ３の組付け時に、一端部が、接点カバー２６内で、プランジャ２２の軸方向に可動接点２５と対向して配設されるようにしてもよい。また、図８に示すように、一端部が、接点カバー２６内で、プランジャ２２の軸方向に可動接点２５と対向して配設された状態で、ブッシュ５を介してマグネットスイッチ２に固定され、マグネットスイッチ２とモータ３の組付け時に、他端部が、モータ３内で、ブラシ３７のピグテール３７ａにろう付けされるようにしてもよい。

次に、図１を参照してスタータの動作について説明する。図１において、イグニッションスイッチ（図略）がオンされると、励磁コイル２０に通電される。励磁コイル２０は磁力を発生する。発生した磁力によって、プランジャ２２は、リターンスプリングを押し縮めながらステーショナリコア２１に吸引される。このとき、プランジャ２２は、シフトレバーを駆動してピニオン（図略）をエンジンのリングギヤ（図略）に噛合させる。また、ロッド２４を介して可動接点２５を固定接点２７及びターミナル４の一端部に当接させる。可動接点２５が固定接点２７及びターミナル４に当接すると、バッテリからブラシ３７に電流が供給される。電流は、コンミテータ３６を介して電機子コイル３５に供給される。電機子コイル３５は、電流が流れ、磁石３０の発生した磁束と鎖交することで回転力を発生する。発生した回転力は、回転軸３３を介してピニオンに伝達され、エンジンが始動する。

エンジンが始動しイグニッションスイッチがオフされると、励磁コイル２０への通電が遮断される。励磁コイル２０の発生していた磁力は消滅する。磁力が消滅したことで、プランジャ２２は、リターンスプリングによって押し戻される。それに伴って、シフトレバーも押し戻され、ピニオンがエンジンのリングギヤから離れる。また、可動接点２５も固定接点２７及びターミナル４から離れる。可動接点２５が固定接点２７及びターミナル４から離れることで、バッテリから供給されていた電流が遮断され、モータ３が停止し、エンジンの始動が完了する。

最後に、効果について説明する。本実施形態によれば、スタータ１のコストを抑えるとともに、スタータ１を軽量化することができる。マグネットスイッチ２とモータ３とをターミナル４で直接接続することで、配線構造が簡素化され、従来必要とされた外部端子、リード線、ワッシャ、及びナットを削減することができる。そのため、スタータ１のコストを抑えるとともに、スタータ１を軽量化することができる。

また、本実施形態によれば、マグネットスイッチ２、モータ３、及びターミナル４を容易に組付けることができる。ターミナル４は、他端部がモータ３内で配線された状態でモータ３に固定され、その後、マグネットスイッチ２とモータ３の組付け時に、一端部がマグネットスイッチ２内に配設される。又は、一端部がマグネットスイッチ２内に配設された状態でマグネットスイッチ２に固定され、その後、マグネットスイッチ２とモータ３の組付け時に、他端部がモータ３内で配線される。そのため、マグネットスイッチ２、モータ３、及びターミナル４を容易に組付けることができる。

また、本実施形態によれば、ターミナル４に加わる一時的な応力や振動を抑え、ターミナル４の変形や破損を防止することができる。マグネットスイッチ２とモータ３とを組付ける際、ターミナル４に一時的に応力が加わる可能性がある。また、エンジン始動後には、ターミナル４に常時エンジンの振動が加わる。しかし、弾性体からなるブッシュ５を介してターミナル４を固定することで、ターミナル４に伝達される一時的な応力や振動を抑えることができる。そのため、ターミナル４の変形や破損を防止することができる。

さらに、本実施形態によれば、可動接点２５をターミナル４に安定して接触させることができる。可動接点２５がターミナル４の一端部に接触すると、ターミナル４に応力が加わる。しかし、ターミナル４は、接点カバー２６の当接面２６ａにブッシュ５によって押圧されている。そのため、可動接点２５が接触してもターミナル４が変位することはない。これにより、可動接点２５をターミナル４に安定して接触させることができる。

加えて、本実施形態によれば、スタータ１の軸方向長を抑えることができる。ターミナル４は、長手方向がプランジャ２２の軸方向に直交する方向となるとともに、板厚方向がプランジャ２２の軸方向となるように配設されている。これにより、ターミナル４におけるプランジャ２２の軸方向の寸法を抑えることができる。そのため、プランジャ２２の軸方向と同一方向であるスタータ１の軸方向長を抑えることができる。

なお、本実施形態では、回転軸３３の軸方向がプランジャ２２の軸方向と平行になるように配置されている例を挙げているが、これに限られるものではない。例えば、回転軸33の軸方向が、プランジャ22の軸方向に対して３０度程度傾いていてもよい。傾きが３０度以内であれば略平行と見なす。

本実施形態におけるスタータの部分断面図である。 図１における接点カバーの断面図である。 図１におけるヨークの部分断面図である。 図１におけるエンドフレームの部分断面図である。 図１におけるヨークとエンドフレームの部分断面図である。 図１におけるブッシュの断面図である。 スタータの組付け過程を説明するための説明図である。 スタータの別の組付け過程を説明するための説明図である。

符号の説明

１・・・スタータ、２・・・マグネットスイッチ、２０・・・励磁コイル、２１・・・ステーショナリコア、２１ａ・・・貫通孔、２２・・・プランジャ、２３・・・スイッチフレーム、２４・・・ロッド、２５・・・可動接点、２６・・・接点カバー（包囲部材）、２６ａ・・・当接面、２６ｂ・・・貫通孔、２６ｃ・・・凹部、２７・・・固定接点、２７ａ・・・頭部、２７ｂ・・・螺子部、３・・・モータ、３０・・・磁石、３１・・・ヨーク、３１ａ・・・切欠き部、３２・・・エンドフレーム、３２ａ・・・切欠き部、３２ｂ・・・貫通孔、３２ｃ・・・軸受、３３・・・回転軸、３４・・・電機子コア、３５・・・電機子コイル、３６・・・コンミテータ、３７・・・ブラシ、３７ａ・・・ピグテール、３８・・・貫通孔、４・・・ターミナル（接続部材）、５・・・ブッシュ、５０・・・貫通孔、５１・・・円柱部、５２・・・溝部、６・・・ハウジング

Claims (7)

1. 軸方向に往復動するプランジャと、該プランジャに配設され、該プランジャとともに往復動する可動接点と、該プランジャの軸方向に該可動接点と対向して配設され、電源に接続される固定接点とを備えたマグネットスイッチと、出力軸の軸方向が該プランジャの軸方向と略平行になるように配置され、電流を供給されることでエンジンを始動する回転力を発生するモータと、一端部が該マグネットスイッチ内で該プランジャの軸方向に可動接点と対向して配設されるとともに、他端部が該モータ内で配線され、該可動接点が接触することで、該固定接点及び該可動接点を介して該電源から該モータに電流を供給する接続部材とを有することを特徴とするスタータ。
2. 前記接続部材は、前記他端部が前記モータ内で配線された状態で前記モータに固定され、前記マグネットスイッチと前記モータの組付け時に、前記一端部が前記マグネットスイッチ内で前記プランジャの軸方向に前記可動接点と対向して配設されることを特徴とする請求項１に記載のスタータ。
3. 前記接続部材は、前記一端部が前記マグネットスイッチ内で前記プランジャの軸方向に前記可動接点と対向して配設された状態で前記マグネットスイッチに固定され、前記マグネットスイッチと前記モータの組付け時に、前記他端部が前記モータ内で配線されることを特徴とする請求項１に記載のスタータ。
4. 前記接続部材は、弾性体からなる支持部材を介して固定されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のスタータ。
5. 前記マグネットスイッチは、内側に前記可動接点と対向する一面を有し、前記可動接点を覆う包囲部材を備え、
   前記接続部材は、前記一端部の反可動接点側の一面が、前記包囲部材の前記可動接点と対向する前記一面に、前記支持部材によって押圧された状態で配設されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスタータ。
6. 前記接続部材は、長尺板状の部材であり、長手方向が前記プランジャの軸方向に直交する方向となるように配設されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のスタータ。
7. 前記接続部材は、板厚方向が前記プランジャの軸方向となるように配設されていることを特徴とする請求項６に記載のスタータ。

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