JP2010096103A - エンジン始動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ギヤプランジャにインサートモールドされる摺動鉄心を確実に回り止めする。
【解決手段】エンジン始動装置１は、電動モータ２によって駆動されるピニオンギヤ６を軸方向に移動させてエンジンのリングギヤ８に噛合させる。イグニッションスイッチのＯＮ／ＯＦＦによりマグネットスイッチ７が作動し、それに伴ってギヤプランジャ８１が軸方向に移動してピニオンギヤ６が軸方向に移動する。ギヤプランジャ８１の摺動鉄心８４を複数の鋼製プレート８８を積層して形成する。プレート８８の端面８８ｂにボス部９１を突設すると共に、ボス部９１とは反対側の端面８８ｃにボス孔９２を設ける。摺動鉄心８４は、プレート８８のボス部９１とボス孔９２を嵌合させつつ積層形成され、ボス部９１がプランジャ本体８７内に埋設される形でインサートモールドされる。
【選択図】図３

Description

本発明は、電動モータによって駆動されるエンジン始動装置に関し、特に、ピニオンギヤを軸方向に移動させてエンジンのリングギヤに噛合させる部品の信頼性向上に関する。

自動車や自動二輪車、大型発電機等に使用されるエンジンは、電動モータを用いたエンジン始動装置（スタータ）によって起動されるのが一般的である。例えば、特許文献１には、モータの回転力によってピニオンギヤが軸方向に移動し、エンジンのリングギヤに噛合する形式のエンジン始動装置が記載されている。図６は、このような自動車用エンジン始動装置の要部構成を示す説明図であり、自動車のイグニッションキースイッチがＯＦＦされているときは、図６の上半分のように、ピニオンギヤ101は、右方の離脱位置にあり、リングギヤ102とは噛み合っていない状態にある。

これに対し、イグニッションキースイッチをＯＮすると、コイル103に電流が流れ、マグネットスイッチ104に吸引力が発生して可動鉄心105が左方に吸引される。可動鉄心105が左方に吸引されると、ブラケットプレート106が左方へ移動し、ギヤプランジャ107が摺動鉄心108に加わる吸引力と、プランジャスプリング109によって左方に押される。これにより、オーバーランニングクラッチ110のクラッチアウタ111が軸方向に沿って移動し、それと共にピニオンギヤ101が左方へ移動する。

可動鉄心105が左方に移動すると、図示しないモータスイッチが閉じ、モータの回転と共にドライブシャフト112が回転する。ドライブシャフト112の回転に伴い、クラッチアウタ111がその慣性マスによって、ヘリカルスプライン部113上を左方に移動する。クラッチアウタ111が左方へ飛び出すと、ピニオンギヤ101もクラッチアウタ111と共に左方に移動し、ピニオンギヤ101はリングギヤ102と噛合してエンジンを起動させる。エンジンが始動するとピニオンギヤ101は高回転で回転され、オーバーランニングクラッチ110は空転状態となる。

エンジンが始動しイグニッションキースイッチがＯＦＦされると、マグネットスイッチ104への通電も停止され、スイッチリターンスプリング114の付勢力によってブラケットプレート106が右方に押され、可動鉄心105も右方に移動する。可動鉄心105が右方に移動すると、モータスイッチが開いてドライブシャフト112の回転が停止すると共に、クラッチアウタ111の回転も停止し、クラッチアウタ111はギヤリターンスプリング115の付勢力によって右方へ移動する。これにより、ピニオンギヤ101がリングギヤ102から離脱すると共に、ギヤプランジャ107もクラッチアウタ111に押されてして右方に移動し、図１の上半分の状態へと戻る。

一方、このようなエンジン始動装置にて使用されるギヤプランジャ107は、鉄製リング部材である摺動鉄心108を合成樹脂にてインサートモールドした構成となっている。図７はギヤプランジャ107の構成を示す斜視図、図８は摺動鉄心108の構成を示す斜視図である。摺動鉄心108は、厚板を環状に打ち抜いて成形され、図８に示すように、その内周側には回り止め用の凹部116が形成されている。凹部116は、プレス成形時に形成され、周方向に沿って複数箇所設けられている。摺動鉄心108は、この凹部116に合成樹脂を入り込ませつつインサートモールドされ、摺動鉄心108が一体となった図７のようなギヤプランジャ107が形成される。
特開2007-71043号公報

しかしながら、前述のように、摺動鉄心108は厚板を環状に打ち抜いて成形しているため、その内周に断面が長方形の凹部を形成するのが難しく、凹部116の断面形状が斜辺の傾きが大きい台形状〜楕円形状となり易い。すなわち、従来の摺動鉄心108は厚板からの打ち抜き成形のため、凹部116の成形形状に限界がある。このように、凹部116が台形化等してしまうと、そこで回転方向の力を受け止めきれず、凹部116が周り止めとして機能しないおそれがあるという問題があった。

本発明の目的は、ギヤプランジャにインサートモールドされる摺動鉄心を確実に回り止めすることにある。

本発明のエンジン始動装置は、ドライブシャフト上を軸方向に移動することによりエンジンのリングギヤと噛合するピニオンギヤと、前記ピニオンギヤを回転駆動するためのモータと、前記ドライブシャフトと同軸状に配置され前記エンジンのイグニッションスイッチのＯＮ／ＯＦＦに伴って作動するマグネットスイッチと、前記ドライブシャフト上に配置され、前記マグネットスイッチの作動に伴って軸方向に移動するギヤプランジャと、前記ドライブシャフト上に配置され、前記ギヤプランジャの一端側に当接するクラッチアウタと前記ピニオンギヤが形成されたクラッチインナとを有し、前記ギヤプランジャの移動に伴い、該ギヤプランジャと共に軸方向に移動するオーバーランニングクラッチと、を有してなるエンジン始動装置であって、前記ギヤプランジャは、合成樹脂製のプランジャ本体と、前記プランジャ本体にインサートモールドされた摺動鉄心とを備え、前記摺動鉄心は、複数の鋼製プレートを積層して形成され、前記プレートは、プレート端面に突設され前記プランジャ本体内に埋設されるボス部と、前記ボス部とは反対側のプレート端面に形成され隣接する前記プレートの前記ボス部が嵌合するボス孔とを有することを特徴とする。

本発明にあっては、ピニオンギヤを軸方向に移動させてエンジンのリングギヤに噛合させるギヤプランジャの摺動鉄心を複数の鋼製プレートを積層して形成し、このプレート端面にプランジャ本体内に埋設されるボス部を突設すると共に、ボス部とは反対側のプレート端面に隣接プレートのボス部が嵌合するボス孔を設けたので、ボス部とボス孔を積層時の位置決めに使用する共に、ボス部を樹脂部との周り止めに使用することができ、摺動鉄心に簡単、確実に周り止めを形成できる。

本発明のエンジン始動装置によれば、電動モータによって駆動されるピニオンギヤを軸方向に移動させてエンジンのリングギヤに噛合させるエンジン始動装置にて、エンジンのイグニッションスイッチのＯＮ／ＯＦＦに伴って作動するマグネットスイッチによって軸方向に移動されるギヤプランジャの摺動鉄心を複数の鋼製プレートを積層して形成し、このプレートの端面にプランジャ本体内に埋設されるボス部を突設すると共に、ボス部とは反対側の端面に隣接プレートのボス部が嵌合するボス孔を設けることにより、ボス部とボス孔を積層時の位置決めに使用する共に、ボス部を樹脂部との周り止めに使用することができ、摺動鉄心に簡単、確実に周り止めを形成することが可能となる。これにより、摺動鉄心の周り止め機能が損なわれてしまうのを防止でき、製品信頼性の向上を図ることが可能となる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例であるエンジン始動装置の構成を示す断面図であり、中心線より上側は静止状態を、下側は通電状態を示している。図１のエンジン始動装置（スタータ）１は、自動車用エンジンの起動に使用され、駆動源として、電動モータ（以下、モータと略記する）２を備えている。モータ２は減速装置３と接続されており、モータ２の回転は減速装置３を介してドライブシャフト４に伝達される。ドライブシャフト（出力軸）４上には、オーバーランニングクラッチ５とピニオンギヤ６が軸方向に移動自在に設けられている。当該エンジン始動装置１は、マグネットスイッチ７がドライブシャフト４と同軸状に配置された１軸タイプのスタータとなっており、ピニオンギヤ６は、マグネットスイッチ７の作用によって、オーバーランニングクラッチ５と共に軸方向に移動し、エンジンのリングギヤ８と噛合する。

モータ２は、円筒形状のモータハウジング２１内にアーマチュア２２を回転自在に配置した構成となっている。モータハウジング２１はモータ２のヨークを兼ねており、鉄等の磁性体金属によって形成されている。モータハウジング２１の右端部には、金属製のエンドカバー２３が取り付けられる。一方、モータハウジング２１の左端部は、ピニオンギヤ６が収容されるギヤカバー２４に取り付けられる。エンドカバー２３はセットボルト２５によってギヤカバー２４に固定され、モータハウジング２１はエンドカバー２３とギヤカバー２４との間に固定される。

モータハウジング２１の内周面には、周方向に複数個のマグネット２６が固定されており、マグネット２６の内側にはアーマチュア２２が配置される。アーマチュア２２は、モータシャフト２７に固定されたアーマチュアコア２８と、アーマチュアコア２８に巻装されたアーマチュアコイル２９とから構成されている。モータシャフト２７の右端部は、エンドカバー２３に取り付けられたメタル軸受３１によって回転自在に支持されている。一方、モータシャフト２７の左端部は、ピニオンギヤ６等が取り付けられたドライブシャフト４の端部に回転自在に支持されている。ドライブシャフト４の右端部には軸受部３２が凹設されており、モータシャフト２７はそこに取り付けられたメタル軸受３３によって回転自在に支持される。これにより、ドライブシャフト４は、モータ２のモータシャフト２７と同軸状に配置される。

アーマチュアコア２８の一端側には、モータシャフト２７に外嵌固定されたコンミテータ３４が隣接配置されている。コンミテータ３４の外周面には、導電材にて形成されたコンミテータ片３５が複数個取り付けられており、各コンミテータ片３５にはアーマチュアコイル２９の端部が固定されている。モータハウジング２１の左端部には、ブラシホルダ３６が取り付けられている。ブラシホルダ３６には、周方向に間隔をあけて、ブラシ収容部３７が複数個配置されている。各ブラシ収容部３７にはそれぞれブラシ３８が出没自在に内装されている。ブラシ３８の突出先端部（内径側先端部）は、コンミテータ３４の外周面に摺接している。

ブラシ３８の後端側には図示しないピグテールが取り付けられており、ブラシホルダ３６に設けられた導電プレート４１の第１プレート４１ａと電気的に接続されている。導電プレート４１は、この第１プレート４１ａと、電源ターミナル４４と電気的に接続された第２プレート４１ｂとから構成されており、両プレート４１ａ,４１ｂの間には両者間を絶縁する絶縁部４１ｃが設けられている（以下、第１及び第２プレート４１ａ,４１ｂは、それぞれ、プレート４１ａ,プレート４１ｂと略記する）。絶縁部４１ｃには、スイッチプレート４３が対向配置されており、導電プレート４１（プレート４１ａ,４１ｂ）とスイッチプレート４３の両電気接点によってスイッチ部４２が形成されている。

スイッチプレート４３はスイッチシャフト４５に取り付けられており、エンジンのイグニッションスイッチがＯＮされてマグネットスイッチ７が通電されると、スイッチシャフト４５が左方に移動する。スイッチプレート４３がプレート４１ａ,４１ｂに接触すると、絶縁部４１ｃが導通しスイッチ部４２がＯＮ状態となる。これにより、図示しない給電ケーブルが取り付けられた電源ターミナル４４とブラシ３８との間が電気的に接続され、バッテリからコンミテータ３４に電源が供給される。これに対し、イグニッションスイッチがＯＦＦのときは、絶縁部４１ｃが開放されてスイッチ部４２がＯＦＦ状態となり、導電プレート４１とスイッチプレート４３の間には空隙が形成され、モータ２への給電が停止する。

減速装置３の遊星歯車機構１１には、インターナルギヤユニット４６とドライブプレートユニット４７が設けられている。インターナルギヤユニット４６は、ギヤカバー２４の右端部に固定されており、その内周側には内歯リングギヤ４８が形成されている。インターナルギヤユニット４６の中央にはメタル軸受４９が内装されており、ドライブシャフト４の右端側が回転自在に支持されている。ドライブプレートユニット４７は、ドライブシャフト４の右端部に固定されており、プラネタリギヤ５１が３個等分間隔で取り付けられている。プラネタリギヤ５１は、ベースプレート５２に固定された支持ピン５３に、メタル軸受５４を介して回転自在に支持されている。プラネタリギヤ５１は内歯リングギヤ４８と噛合している。

モータシャフト２７の左端部には、サンギヤ５５が形成されている。サンギヤ５５はプラネタリギヤ５１と噛合しており、プラネタリギヤ５１は、サンギヤ５５と内歯リングギヤ４８との間で、自転しつつ公転する。モータ２が作動すると、モータシャフト２７と共にサンギヤ５５が回転し、サンギヤ５５の回転に伴い、プラネタリギヤ５１が内歯リングギヤ４８と噛み合いながらサンギヤ５５の周りを公転する。これにより、ドライブシャフト４に固定されたベースプレート５２が回転し、モータシャフト２７の回転が減速されてドライブシャフト４に伝達される。

オーバーランニングクラッチ５は、遊星歯車機構１１によって減速された回転をピニオンギヤ６に対し一回転方向に伝達する。オーバーランニングクラッチ５は、クラッチアウタ５６とクラッチインナ５７との間に、ローラ５８とクラッチスプリング（図示せず）を配した構成となっている。クラッチアウタ５６は、ボス部５６ａとクラッチ部５６ｂとからなり、ボス部５６ａは、ドライブシャフト４のヘリカルスプライン部６１に取り付けられている。ボス部５６ａの内周側には、ヘリカルスプライン部６１と噛み合うスプライン部６２が形成されている。これにより、クラッチアウタ５６は、ドライブシャフト４上をヘリカルスプライン部６１に沿って軸方向に移動可能となっている。

ドライブシャフト４にはストッパ６３が取り付けられている。ストッパ６３は、ドライブシャフト４に装着されたサークリップ６４によって軸方向の移動が規制されている。ストッパ６３には、ギヤリターンスプリング６５の一端側が取り付けられている。ギヤリターンスプリング６５の他端側は、ボス部５６ａの内端壁６６に当接している。クラッチアウタ５６は、このギヤリターンスプリング６５によって右方向に付勢されており、通常時（非通電時）には、クラッチアウタ５６はギヤカバー２４に固定されたクラッチストッパ６７に当接した位置で保持される。

クラッチアウタ５６のクラッチ部５６ｂ内周には、ピニオンギヤ６と一体に形成されたクラッチインナ５７が配置されている。クラッチアウタ５６とクラッチインナ５７の間には、ローラ５８及びクラッチスプリングが複数組配置されている。また、クラッチ部５６ｂの外周にはクラッチカバー６８が外装されており、クラッチ部５６ｂの左端面とクラッチカバー６８との間には、クラッチワッシャ６９が取り付けられている。このクラッチワッシャ６９によって、ローラ５８及びクラッチスプリングは、クラッチ部５６ｂの内周側に、軸方向の移動を規制された状態で収容される。

クラッチ部５６ｂの内周壁はカム面となっており、楔状斜面部と曲面部が形成されている。ローラ５８は、通常、クラッチスプリングによって曲面部側に押されている。クラッチアウタ５６が回転し、クラッチスプリングの付勢力に抗して、ローラ５８が楔状斜面部とクラッチインナ５７の外周面との間に挟持されると、クラッチインナ５７はローラ５８を介してクラッチアウタ５６と一体に回転する。これにより、モータ２が作動しドライブシャフト４が回転すると、その回転はクラッチアウタ５６からローラ５８を介してクラッチインナ５７に伝達され、ピニオンギヤ６が回転する。

これに対し、エンジンが始動し、クラッチインナ５７がクラッチアウタ５６よりも早く回転すると、ローラ５８は曲面部側に移動し、クラッチインナ５７はクラッチアウタ５６に対し空転状態となる。すなわち、クラッチインナ５７がオーバーラン状態となると、ローラ５８が楔状斜面部とクラッチインナ外周面との間には挟持されず、クラッチインナ５７の回転はクラッチアウタ５６には伝達されない。従って、エンジン始動後、エンジン側からより高い回転数でクラッチインナ５７が回されても、その回転はオーバーランニングクラッチ５にて遮断され、モータ２側には伝達されない。

クラッチインナ５７の左端側には、ピニオンギヤ６が一体に形成されている。ピニオンギヤ６（クラッチインナ５７）は、冷間鍛造によって形成された鋼製部材であり、クロム鋼（例えば、SCr 420H）に浸炭処理を施したものが使用される。ピニオンギヤ６の内径側にはシャフト孔７１が形成されており、シャフト孔７１にはピニオンギヤメタル７２が取り付けられている。ピニオンギヤ６は、このピニオンギヤメタル７２を介してドライブシャフト４に回転自在に支持される。一方、クラッチインナ５７の内径側にはスプリング収容部７３が形成されており、そこには、ストッパ６３やギヤリターンスプリング６５が収容されている。

マグネットスイッチ７は、遊星歯車機構１１の左方にドライブシャフト４と同軸状に配置されており、モータ２や遊星歯車機構１１とも同心状となっている。マグネットスイッチ７は、ギヤカバー２４に固定された鋼製の固定部７４と、ボビン７８に沿って左右方向に移動自在、すなわち、ボビン７８に対し相対移動可能に配置された可動部７５とからなる。固定部７４には、ギヤカバー２４に固定されたケース７６と、ケース７６内に収容されたコイル７７及びケース７６の内周側に取り付けられたボビン７８が設けられている。コイル７７は、図示しないイグニッションスイッチと電気的に接続されている。可動部７５には、スイッチシャフト４５が取り付けられた可動鉄心７９が設けられ、可動鉄心７９の内周側にはギヤプランジャ８１が取り付けられている。

図２は、ギヤプランジャ８１の構成を示す斜視図である。ギヤプランジャ８１は、合成樹脂製のプランジャ本体８７と、プランジャ本体８７にインサートモールドされた摺動鉄心８４とから構成されている。前述のように、従来のエンジン始動装置では、この摺動鉄心が厚板を環状に打ち抜いて形成されていたため、内周面に形成される回り止め用の凹部の角がダレ易く、回り止め機能が損なわれるおそれがあった。これに対し、当該エンジン始動装置１のギヤプランジャ８１は、環状にプレス抜きした薄板を積層して摺動鉄心８４を形成することにより、回り止め用の凹部の形状を長方形化すると共に、位置決めと回り止めを兼ねたボス部を設け、回り止め機能の問題を解消している。

図３は、摺動鉄心８４の構成を示す分解斜視図である。図３に示すように、摺動鉄心８４は、複数枚のプレート８８を積層した構成となっている。プレート８８は、図４に示すように、鋼製の薄板を環状に打ち抜いた部材であり、従来の摺動鉄心に比して厚さが薄くなっている（本実施例では従来比１／４、２ｍｍ程度）。各プレート８８の内周部８８ａには、軸方向（図３において上下方向）に沿って打ち抜き形成された凹部８９が設けられている。また、プレート８８の端面８８ｂには、軸方向に突出する形で形成されたボス部９１が設けられている。プレート８８の反対側の端面８８ｃ（ボス部９１の裏側）には、隣接するプレート８８のボス部９１が嵌合可能なボス孔９２となっている。凹部８９とボス部９１はそれぞれ等分に４個設けられており、各凹部８９とボス部９１は交互に４５°間隔で配置されている。

摺動鉄心８４は、ボス部９１を隣接プレートのボス孔９２に合わせる形でプレート８８を積層して形成される。その際、ボス部９１とボス孔９２は、各プレート８８の位置決め機能を有しており、両者を嵌合させることにより、複数枚（ここでは４枚）のプレート８８が所定の位置関係で積層される。すなわち、各プレート８８は、図３に示すように、凹部８９が軸方向に揃った形で積層され、積層体である摺動鉄心８４が形成される。なお、ボス部９１とボス孔９２を軽圧入状態で嵌合させ、両者の嵌合により、各プレート８８を積層状態に維持できるようにしても良い。

摺動鉄心８４は、この積層体の形でプランジャ本体８７にインサートモールドされる。その際、摺動鉄心８４の端部に位置するボス部９１（図３において上端のプレート８８のボス部９１）は、プランジャ本体８７に形成されたフランジ部９３に埋設される。つまり、ボス部９１は、積層時の位置決めに使用されると共に、樹脂部との周り止めとしても機能する。一方、プレート８８は、従来の摺動鉄心よりも薄いため、凹部８９を略長方形状に打ち抜き形成することができる。すなわち、凹部８９は、斜辺の傾きが大きい台形状や半楕円形状にならず、略直角の角を持った溝となる。このため、従来の摺動鉄心に比して、回転方向の力を受け止める機能が向上し、凹部８９による回り止め効果が増大する。

このように、当該エンジン始動装置１では、ギヤプランジャ８１の摺動鉄心８４をプレート８８の積層構造とし、各プレート８８に、積層時の位置決めと樹脂部との周り止めを兼ねたボス部９１を設けることにより、簡単、確実に摺動鉄心８４の周り止めを行うことが可能となる。このため、摺動鉄心８４の周り止め機能が損なわれてしまうことがなく、部品信頼性の向上が図られる。また、薄板積層構造とすることにより、凹部８９のダレが抑えられるので、回り止め機能が強化され、この点においても部品信頼性の向上が図られる。

なお、薄板積層構造の採用により、プレート形状の自由度も高くなり、例えば、図５のプレート９４のように、内周部９４ａをギザギザの鋸歯状に形成することも容易となり、樹脂部であるプランジャ本体８７との固定力をさらに増強することも可能となる。また、マグネットスイッチ７におけるギヤプランジャ８１の吸引力（軸方向への移動力）を増大させたい場合も、プレート枚数の増加にて対応でき、設計自由度の向上も図られる。

可動鉄心７９の外周側（図中下端側）には、スイッチリターンスプリング８６が取り付けられている。スイッチリターンスプリング８６の他端側はギヤカバー２４に当接しており、可動鉄心７９は右方に付勢されている。可動鉄心７９の内周にはさらに、ブラケットプレート８２が固定されている。ブラケットプレート８２には、プランジャスプリング８３の一端がカシメ固定されている。プランジャスプリング８３の他端側は、イグニッションキースイッチがＯＦＦのとき（図１の上半分の状態のとき）は、ギヤプランジャ８１に当接しており、ギヤプランジャ８１はプランジャスプリング８３によって左方に付勢されている。ギヤプランジャ８１は、ドライブシャフト４に軸方向に移動可能取り付けられており、可動鉄心７９の内周面との間に摺動鉄心８４が介設される。

ギヤカバー２４はアルミダイカストにて形成されており、ギヤカバー２４の左端部には、メタル軸受８５を介してドライブシャフト４の左端側が回転自在に支持されている。ギヤカバー２４内には、合成樹脂製（例えば、ガラス繊維強化ポリアミド）のクラッチストッパ６７やケース７６等が固定されている。また、ギヤカバー２４の右端面側には、モータハウジング２１やエンドカバー２３がセットボルト２５によって固定されている。

次に、このようなエンジン始動装置１を用いたエンジン始動動作について説明する。まず、自動車のイグニッションキースイッチがＯＦＦされているときは、図１の上半分のように、ギヤリターンスプリング６５の付勢力によって、クラッチアウタ５６はクラッチストッパ６７に当接した状態にある。このとき、スイッチプレート４３は導電プレート４１から離れており、モータ２への給電は行われない。また、ピニオンギヤ６は、右方の離脱位置にあり、リングギヤ８とは噛み合っていない状態にある。

これに対し、イグニッションキースイッチをＯＮすると、まず、コイル７７に電流が流れ、マグネットスイッチ７に吸引力が発生する。コイル７７が励磁されると、ケース７６及びボビン７８を通る磁路が形成され、可動鉄心７９が左方に吸引される。可動鉄心７９が左方に吸引されると、ブラケットプレート８２が左方へ移動し、プランジャスプリング８３が押し縮められる。このときのプランジャスプリング８３の反発力は、ギヤリターンスプリング６５の反発力よりも大きくなるように設定されており、ギヤプランジャ８１は、摺動鉄心８４に加わる吸引力と、プランジャスプリング８３によって左方に押される。これにより、クラッチアウタ５６がヘリカルスプライン部６１上を軸方向に沿って移動し、それと共にピニオンギヤ６もまた左方へ移動する。

一方、可動鉄心７９がスイッチリターンスプリング８６の付勢力に抗して左方に移動すると、スイッチシャフト４５も左方へ移動し、スイッチプレート４３が導電プレート４１に接触して接点が閉じる。これにより、電源ターミナル４４とブラシ３８との間が電気的に接続され、コンミテータ３４に電源が供給されてモータ２が作動しアーマチュア２２が回転する。モータ２が作動し、アーマチュア２２が回転すると、遊星歯車機構１１を介してドライブシャフト４が回転する。

ドライブシャフト４の回転に伴い、ヘリカルスプライン部６１に取り付けられたクラッチアウタ５６もまた回転する。ヘリカルスプライン部６１は、ドライブシャフト４の回転方向を考慮してねじり方向が設定されており、クラッチアウタ５６の回転数が増大すると、その慣性マスによって、クラッチアウタ５６がヘリカルスプライン部６１に沿って左方に移動する。モータ２の回転に伴ってクラッチアウタ５６が左方へ飛び出すと、ピニオンギヤ６もクラッチアウタ５６と共に左方に移動し、ピニオンギヤ６はリングギヤ８と噛合する。すなわち、イグニッションキースイッチＯＮに伴い、ピニオンギヤ６は、まず、ギヤプランジャ８１によって左方に押され、その後、モータ２の作動と共に一気に左方に飛び出し、リングギヤ８と噛み合う。

これにより、ピニオンギヤ６は、図１の下半分の状態のような作動位置に移動し、モータ２の回転がリングギヤ８に伝達され、リングギヤ８が回転する。リングギヤ８はエンジンのクランク軸に接続されており、リングギヤ８の回転に伴ってクランク軸が回転し、エンジンが起動する。エンジンが起動すると、リングギヤ８によってピニオンギヤ６は高回転で回転されるが、オーバーランニングクラッチ５の作用によりその回転はモータ２側には伝達されない。

なお、クラッチアウタ５６が左方に移動すると、ギヤリターンスプリング６５もクラッチアウタ５６に押されて縮められる。また、プランジャスプリング８３は、ギヤプランジャ８１を左方に押し出し、ピニオンギヤ６とリングギヤ８が完全に噛み合った状態となると解放され、自然長状態となる。このため、クラッチアウタ５６に当接した状態のギヤプランジャ８１とプランジャスプリング８３との間には、図１の下半分の状態のように、若干の隙間が生じる。

エンジンが始動するとピニオンギヤ６は高回転で回転され、オーバーランニングクラッチ５は空転方向に回転される。オーバーランニングクラッチ５が空転方向に回されるとクラッチ内に空転トルクが生じ、クラッチアウタ５６には切れトルクと呼ばれる回転力が働く。この回転力により、クラッチアウタ５６にはヘリカルスプライン部６１を介して右方へのスラスト力が生じ、クラッチアウタ５６が右方へ移動しピニオンギヤ６がリングギヤ８から離脱するおそれがある。そこで、エンジン始動装置１では、摺動鉄心８４に加わる電磁吸引力によって、ギヤプランジャ８１を移動左端位置（図１の下半分参照）にて保持し、クラッチアウタ５６の移動を規制する。これにより、ピニオンギヤ６の右方への移動が規制され、ピニオンギヤ６の離脱が抑えられる。

一方、エンジンが始動しイグニッションキースイッチがＯＦＦされると、マグネットスイッチ７への通電も停止され、その吸引力も消滅する。すると、スイッチリターンスプリング８６の付勢力によってブラケットプレート８２が右方に押され、それまでボビン７８による吸引力にて左方に保持されていた可動鉄心７９が右方に移動する。可動鉄心７９が右方に移動すると、スイッチシャフト４５も右方へ移動し、スイッチプレート４３が導電プレート４１から離れ接点が開く。これにより、モータ２に対する給電が遮断され、ドライブシャフト４の回転が停止し、クラッチアウタ５６の回転も停止する。

クラッチアウタ５６の回転が停まると、その慣性マスによる軸方向への移動力も消滅する。このため、押し縮められていたギヤリターンスプリング６５の付勢力によって、クラッチアウタ５６は、ヘリカルスプライン部６１に沿って作動位置から静止位置へと右方へ移動する。このとき、ギヤプランジャ８１もクラッチアウタ５６に押されて図１の上半分の状態となる。なお、ギヤリターンスプリング６５の付勢力は、この時点におけるプランジャスプリング８３の付勢力よりも大きくなるように設定されている。クラッチアウタ５６が右方に移動すると、ピニオンギヤ６もまた右方に移動してリングギヤ８から離脱し、図１の上半分の状態へと戻る。

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、前述の実施例では、摺動鉄心８４の回り止め機能部として、ボス部９１や凹部８９を形成しているが、プレート８８の上面（ボス部９１の存在する面）をローレット目や梨地、エンボス加工等により、ザラザラあるいは凹凸面に形成し、回り止め効果をさらに強化しても良い。なお、摺動鉄心８４としてプレスの打ち抜き品を用いた例を示したが、これに焼結品を用いても良い。その場合にもボス部を設けることにより、樹脂部に対する回り止め効果の向上が図られるが、必ずしも積層構造とする必要はない。

本発明の一実施例であるエンジン始動装置の構成を示す断面図であり、中心線より上側は静止状態を、下側は通電状態を示している。 図１のエンジン始動装置にて使用されるギヤプランジャの構成を示す斜視図である。 ギヤプランジャに使用される摺動鉄心の構成を示す分解斜視図である。 摺動鉄心の構成を示す図面であり、（ａ）は摺動鉄心の平面図、（ｂ）はその側面図である。 摺動鉄心の変形例を示す図面であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は側面図である。 従来の自動車用エンジン始動装置の要部構成を示す説明図である。 従来のギヤプランジャの構成を示す斜視図である。 図７のギヤプランジャにて使用されている摺動鉄心の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ エンジン始動装置
２ 電動モータ
３ 減速装置
４ ドライブシャフト
５ オーバーランニングクラッチ
６ ピニオンギヤ
７ マグネットスイッチ
８ リングギヤ
１１ 遊星歯車機構
２１ モータハウジング
２２ アーマチュア
２３ エンドカバー
２４ ギヤカバー
２５ セットボルト
２６ マグネット
２７ モータシャフト
２８ アーマチュアコア
２９ アーマチュアコイル
３１ メタル軸受
３２ 軸受部
３３ メタル軸受
３４ コンミテータ
３５ コンミテータ片
３６ ブラシホルダ
３７ ブラシ収容部
３８ ブラシ
４１ 導電プレート
４１ａ 第１プレート
４１ｂ 第２プレート
４１ｃ 絶縁部
４２ スイッチ部
４３ スイッチプレート
４４ 電源ターミナル
４５ スイッチシャフト
４６ インターナルギヤユニット
４７ ドライブプレートユニット
４８ 内歯リングギヤ
４９ メタル軸受
５１ プラネタリギヤ
５２ ベースプレート
５３ 支持ピン
５４ メタル軸受
５５ サンギヤ
５６ クラッチアウタ
５６ａ ボス部
５６ｂ クラッチ部
５７ クラッチインナ
５８ ローラ
６１ ヘリカルスプライン部
６２ スプライン部
６３ ストッパ
６４ サークリップ
６５ ギヤリターンスプリング
６６ 内端壁
６７ クラッチストッパ
６８ クラッチカバー
６９ クラッチワッシャ
７１ シャフト孔
７２ ピニオンギヤメタル
７３ スプリング収容部
７４ 固定部
７５ 可動部
７６ ケース
７７ コイル
７８ ボビン
７９ 可動鉄心
８１ ギヤプランジャ
８２ ブラケットプレート
８３ プランジャスプリング
８４ 摺動鉄心
８５ メタル軸受
８６ スイッチリターンスプリング
８７ プランジャ本体
８８ プレート
８８ａ 内周部
８８ｂ 端面
８８ｃ 端面
８９ 凹部
９１ ボス部
９２ ボス孔
９３ フランジ部
９４ プレート
９４ａ 内周部
101 ピニオンギヤ
102 リングギヤ
103 コイル
104 マグネットスイッチ
105 可動鉄心
106 ブラケットプレート
107 ギヤプランジャ
108 摺動鉄心
109 プランジャスプリング
110 オーバーランニングクラッチ
111 クラッチアウタ
112 ドライブシャフト
113 ヘリカルスプライン部
114 スイッチリターンスプリング
115 ギヤリターンスプリング
116 凹部

Claims (1)

1. ドライブシャフト上を軸方向に移動することによりエンジンのリングギヤと噛合するピニオンギヤと、
   前記ピニオンギヤを回転駆動するためのモータと、
   前記ドライブシャフトと同軸状に配置され前記エンジンのイグニッションスイッチのＯＮ／ＯＦＦに伴って作動するマグネットスイッチと、
   前記ドライブシャフト上に配置され、前記マグネットスイッチの作動に伴って軸方向に移動するギヤプランジャと、
   前記ドライブシャフト上に配置され、前記ギヤプランジャの一端側に当接するクラッチアウタと前記ピニオンギヤが形成されたクラッチインナとを有し、前記ギヤプランジャの移動に伴い、該ギヤプランジャと共に軸方向に移動するオーバーランニングクラッチと、を有してなるエンジン始動装置であって、
   前記ギヤプランジャは、合成樹脂製のプランジャ本体と、前記プランジャ本体にインサートモールドされた摺動鉄心とを備え、
   前記摺動鉄心は、複数の鋼製プレートを積層して形成され、
   前記プレートは、プレート端面に突設され前記プランジャ本体内に埋設されるボス部と、前記ボス部とは反対側のプレート端面に形成され隣接する前記プレートの前記ボス部が嵌合するボス孔とを有することを特徴とするエンジン始動装置。

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