JP2012010433A - Brush device and starter motor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a brush device and a starter motor capable of reducing time to be taken for a brush to make surface contact with a segment after the start of operation, and suppressing change in motor performance associating with a lapse of time.SOLUTION: A brush device includes two anode brushes 32A and two cathode brushes 32B, where one of respective brushes has a sliding contact surface 37, on which an inwardly inclined surface 37a2 inclined to a segment side as proceeding from an inner radial direction to an outer radial direction is formed, while each of the other brushes has a sliding contact surface 37, on which an outwardly inclined surface 37a1 inclined to a segment side as proceeding from an outer radial direction to an inner radial direction is formed.

Description

この発明は、ブラシ装置、およびこれを用いたスタータモータに関するものである。   The present invention relates to a brush device and a starter motor using the brush device.

例えば、自動二輪車の始動用に用いられるスタータモータとしては、磁極を有するヨークハウジング内にアーマチュアが回転自在に設けられているものが多い。アーマチュアは、巻線が巻装されているアーマチュアコアと、巻線が接続されているコンミテータとを備えており、このコンミテータに摺接するブラシによって巻線に給電が行われるようになっている。   For example, many starter motors used for starting a motorcycle have an armature rotatably provided in a yoke housing having a magnetic pole. The armature includes an armature core around which a winding is wound, and a commutator to which the winding is connected, and power is supplied to the winding by a brush that is in sliding contact with the commutator.

また、この種のスタータモータは小型化の要望が高く、コンミテータとして、扁平型の所謂ディスクコンミテータが用いられる。ディスクコンミテータは、回転摺動面である端面に、巻線が接続される複数のセグメントが放射状に設けられている。各セグメントは、径方向内側から径方向外側に向かって末広がりとなるように平面視略扇状に形成される。そして、ブラシが軸方向セグメント側に向かってスプリングによって付勢されている(例えば、特許文献1参照)。   In addition, this type of starter motor is highly demanded for miniaturization, and a flat so-called disk commutator is used as a commutator. In the disk commutator, a plurality of segments to which windings are connected are provided radially on an end surface which is a rotational sliding surface. Each segment is formed in a substantially fan shape in a plan view so as to expand from the radially inner side toward the radially outer side. And the brush is urged | biased by the spring toward the axial direction segment side (for example, refer patent document 1).

ここで、特許文献1にあっては、アーマチュアの回転に伴ってディスクコンミテータが回転すると、セグメントとブラシとの間に生じる摩擦抵抗によってブラシが僅かに回転方向に向かって傾倒する。このような場合、スタータモータの初期動作において、セグメントに対してブラシが片当たりした状態になる。すなわち、ブラシの接触面積が減少してしまい、ブラシが摩耗してセグメントに対して面接触するまでに時間がかかる。このため、ブラシの摺接面に、ディスクコンミテータの回転方向に向かうに従ってディスクコンミテータ側に傾斜する傾斜面を形成した技術が開示されている(例えば、特許文献2参照)。   Here, in Patent Document 1, when the disk commutator rotates as the armature rotates, the brush slightly tilts in the rotation direction due to the frictional resistance generated between the segment and the brush. In such a case, in the initial operation of the starter motor, the brush comes into contact with the segment. That is, the contact area of the brush decreases, and it takes time until the brush wears and comes into surface contact with the segment. For this reason, a technique is disclosed in which an inclined surface that is inclined toward the disk commutator as it goes in the rotational direction of the disk commutator is formed on the sliding surface of the brush (see, for example, Patent Document 2).

これによれば、ディスクコンミテータの回転に伴ってブラシが僅かに反回転方向に向かって傾倒すると、傾斜面とセグメントとが面接触するので、セグメントにブラシを面接触させるまでの時間を短縮することが可能になる。   According to this, when the brush is slightly tilted in the counter-rotation direction with the rotation of the disk commutator, the inclined surface and the segment come into surface contact, so the time until the brush comes into surface contact with the segment is shortened. Is possible.

特開2004−304946号公報JP 2004-304946 A 特開2007−209119号公報JP 2007-209119 A

しかしながら、上述の特許文献2にあっては、スタータモータの初動時と所定時間経過後とで、ブラシが接触するセグメント数が変化してしまう。より詳しく、図7に基づいて説明する。   However, in Patent Document 2 described above, the number of segments that the brush contacts changes between when the starter motor first moves and after a predetermined time has elapsed. This will be described in more detail with reference to FIG.

図7は、従来のセグメント、およびブラシを示し、(a)は初動時のセグメントとブラシとの接触状態を示す説明図、(b)は所定時間経過後のセグメントとブラシとの接触状態を示す説明図である。
図7(a)に示すように、ブラシ101の摺接面101aは、ディスクコンミテータ102の回転方向(図7(a)における矢印Y101参照)に向かうに従って、ディスクコンミテータ102側に傾斜するように傾斜面101bが形成されている。このため、スタータモータの初動時にあっては、ブラシ101の摺接面101aにおける回転方向前方側縁104(図7(a)における網掛け部参照)のみがディスクコンミテータ102のセグメント103に接触した状態になっている。すなわち、隣接する2つのセグメント103,103のうちの一方に、ブラシ101の径方向外側が接触した状態になる(図7(a)におけるP101参照)。また、他方にブラシ101の径方向内側が接触した状態になる(図7(a)におけるP102参照)。
7A and 7B show a conventional segment and a brush. FIG. 7A is an explanatory diagram showing a contact state between the segment and the brush at the initial movement, and FIG. It is explanatory drawing.
As shown in FIG. 7A, the sliding contact surface 101a of the brush 101 is inclined so as to incline toward the disk commutator 102 as it goes in the rotation direction of the disk commutator 102 (see arrow Y101 in FIG. 7A). A surface 101b is formed. Therefore, when the starter motor is initially moved, only the rotation direction front side edge 104 (see the shaded portion in FIG. 7A) of the sliding contact surface 101a of the brush 101 is in contact with the segment 103 of the disk commutator 102. It has become. That is, the radially outer side of the brush 101 is in contact with one of the two adjacent segments 103 (see P101 in FIG. 7A). Further, the other side in the radial direction of the brush 101 is in contact with the other (see P102 in FIG. 7A).

これに対し、図7(b)に示すように、ディスクコンミテータ102の回転に伴ってブラシ101が回転方向に向かって僅かに傾倒すると、セグメント103に対してブラシの摺接面101aが面接触した状態になる。このような状態の場合、ディスクコンミテータ102のセグメント103が平面視扇状に形成されていることから、ブラシ101の径方向外側では、1つのセグメント103に接触した状態となる(図7(b)におけるP103参照)。これに対し、ブラシ101の径方向内側では、隣接する3つのセグメント103,103,103に跨るように接触した状態になる(図7(b)におけるP104参照)。   On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the brush 101 slightly tilts in the rotation direction as the disk commutator 102 rotates, the sliding contact surface 101 a of the brush comes into surface contact with the segment 103. It becomes a state. In such a state, since the segment 103 of the disk commutator 102 is formed in a fan shape in a plan view, the segment is in contact with one segment 103 on the radially outer side of the brush 101 (in FIG. 7B). P103). On the other hand, on the radially inner side of the brush 101, the brush 101 is in contact with the three adjacent segments 103, 103, 103 (see P104 in FIG. 7B).

このように、上述の特許文献2にあっては、スタータモータの初動時と所定時間経過後とで、ブラシが接触するセグメント数が変化してしまうので、セグメントに接続されている巻線の有効導体数が変化してしまう。このため、スタータモータの初動時と所定時間経過後とで、スタータモータの性能が大きく変化してしまうという課題がある。   As described above, in Patent Document 2 described above, the number of segments that the brush contacts changes between the initial start of the starter motor and after a lapse of a predetermined time, so that the windings connected to the segments are effective. The number of conductors will change. For this reason, there exists a subject that the performance of a starter motor will change a lot by the time of the initial motion of a starter motor, and after progress for a predetermined time.

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、初動時からブラシがセグメントに面接触するまでの時間を短縮可能で、かつ経時変化に伴うモータ性能の変化を抑制することが可能なブラシ装置、およびスタータモータを提供するものである。   Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can shorten the time from the initial movement until the brush comes into surface contact with the segment, and suppresses the change in motor performance with the passage of time. A brush device and a starter motor are provided.

上記の課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、扁平型のディスクコンミテータの回転摺動面に周方向に沿って配設されている複数のセグメントに摺接し、このセグメントに接続されている巻線に給電を行うための2つの陽極ブラシと、2つの陰極ブラシとを有し、これら陽極ブラシ、および陰極ブラシは、それぞれ異極同士が前記ディスクコンミテータの回転軸を挟んで対向するように、かつ同極同士が周方向に隣り合うように配置されているブラシ装置であって、前記2つの陽極ブラシ、および前記2つの陰極ブラシは、それぞれの一方のブラシの摺接面に、径方向内側から径方向外側に向かうに従って前記セグメント側に傾斜する第1傾斜面が形成されていると共に、他方のブラシの摺接面に、径方向外側から径方向内側に向かうに従って前記セグメント側に傾斜する第2傾斜面が形成されていることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, the invention described in claim 1 slidably contacts a plurality of segments arranged along the circumferential direction on the rotational sliding surface of the flat disk commutator, and is connected to the segments. Have two anode brushes and two cathode brushes for supplying power to the windings, and these anode brushes and cathode brushes are opposed to each other with the opposite poles sandwiching the rotation axis of the disk commutator. And the two anode brushes and the two cathode brushes are arranged on the sliding contact surface of one of the brushes, respectively, so that the same poles are arranged adjacent to each other in the circumferential direction. A first inclined surface that is inclined toward the segment side from the radially inner side toward the radially outer side is formed, and on the sliding contact surface of the other brush, from the radially outer side to the radially inner side. Wherein the second inclined surface inclined to the segment side is formed according to buy.

このように構成することで、初動時において、同極同士の2つのブラシは、このうちの一方のブラシが径方向外側でセグメントに接触すると共に、他方のブラシが径方向内側でセグメントに接触する。すなわち、各ブラシは、周方向の幅全体に亘ってセグメントに接触する。とりわけ、セグメントの径方向内側に接触する他方のブラシにあっては、ブラシが接触するセグメント数が同一になる。このため、経時変化に伴って巻線の有効導体数が変化するのを従来と比較して抑制でき、この結果モータ性能の変化を抑制することが可能になる。
また、初動時において、各ブラシのセグメントに対する接触面積が減少する分、各ブラシのセグメントに対する面圧を増大させることができる。このため、初動時のブラシの摩耗を促進させることができ、初動時から各ブラシがセグメントに面接触するまでの時間を短縮することが可能になる。
By configuring in this way, at the time of initial movement, two brushes of the same polarity are in contact with the segment on the radially outer side, and the other brush contacts the segment on the radially inner side. . That is, each brush contacts the segment over the entire circumferential width. In particular, in the other brush in contact with the radially inner side of the segment, the number of segments with which the brush contacts is the same. For this reason, it can suppress that the number of effective conductors of a coil | winding changes with a time-dependent change compared with the past, As a result, it becomes possible to suppress the change of motor performance.
Further, at the time of initial movement, the contact pressure with respect to each brush segment can be increased as much as the contact area with each brush segment decreases. For this reason, it is possible to promote wear of the brush at the time of initial movement, and it is possible to shorten the time from the initial movement to the time when each brush comes into surface contact with the segment.

請求項2に記載した発明は、各セグメントを、径方向内側から径方向外側に向かって末広がりとなるように平面視扇状に形成すると共に、前記2つの陽極ブラシ、および前記2つの陰極ブラシを、断面四角形状に形成したことを特徴とする。   In the invention described in claim 2, each segment is formed in a fan shape in a plan view so as to spread from the radially inner side toward the radially outer side, and the two anode brushes and the two cathode brushes are It is characterized by being formed in a quadrangular cross section.

このように構成することで、各セグメントの回転方向一辺は、ブラシの幅方向一辺に対して斜めに延在した状態になる。このため、ブラシにおける次のセグメントへの切り替わりが徐々に行われるので、整流性を向上させることが可能になる。
また、各ブラシを断面四角形状とすることにより、ブラシを容易に形成することが可能になる。
By configuring in this way, one side in the rotation direction of each segment is in a state of extending obliquely with respect to one side in the width direction of the brush. For this reason, since switching to the next segment in a brush is performed gradually, it becomes possible to improve rectification | straightening property.
Moreover, it becomes possible to form a brush easily by making each brush into cross-sectional square shape.

請求項3に記載した発明は、直方体状の共有ブラシの摺接面に、径方向内側、および径方向外側の何れか一方に向かうに従って前記セグメント側に傾斜する共有傾斜面を形成し、この共有傾斜面の向きを変化させて配置することにより、1種類の前記供給ブラシを前記2つの陽極ブラシ、および前記2つの陰極ブラシとして構成したことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, a shared inclined surface is formed on the sliding contact surface of the rectangular parallelepiped-shaped shared brush so as to be inclined toward the segment side toward either the radially inner side or the radially outer side. One of the supply brushes is configured as the two anode brushes and the two cathode brushes by changing the direction of the inclined surface.

このように構成することで、2つの陽極ブラシ、および2つの陰極ブラシを共有化することができる。このため、部品点数を低減することができ、部品管理が容易になる。   By comprising in this way, two anode brushes and two cathode brushes can be shared. For this reason, the number of parts can be reduced and parts management becomes easy.

請求項4に記載した発明は、請求項1〜請求項3の何れかに記載のブラシ装置と、前記ブラシ装置によって給電が行われる前記巻線を備えたアーマチュアと、前記アーマチュアを回転自在に支持し、磁極を有するヨークハウジングとを備えたことを特徴とするスタータモータとした。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the brush device according to any one of the first to third aspects, an armature including the winding that is fed by the brush device, and the armature rotatably supported. And a starter motor comprising a yoke housing having a magnetic pole.

このように構成することで、初動時からブラシがセグメントに面接触するまでの時間を短縮可能で、かつ経時変化に伴うモータ性能の変化を抑制することが可能なスタータモータを提供できる。   With such a configuration, it is possible to provide a starter motor that can shorten the time from the initial movement until the brush comes into surface contact with the segment and can suppress a change in motor performance due to a change with time.

本発明によれば、初動時において、同極同士の2つのブラシは、このうちの一方のブラシが径方向外側でセグメントに接触すると共に、他方のブラシが径方向内側でセグメントに接触する。すなわち、各ブラシは、周方向の幅全体に亘ってセグメントに接触する。とりわけ、セグメントの径方向内側に接触する他方のブラシにあっては、ブラシが接触するセグメント数が同一になる。このため、経時変化に伴って巻線の有効導体数が変化するのを従来と比較して抑制でき、この結果モータ性能の変化を抑制することが可能になる。
また、初動時において、各ブラシのセグメントに対する接触面積が減少する分、各ブラシのセグメントに対する面圧を増大させることができる。このため、初動時のブラシの摩耗を促進させることができ、初動時から各ブラシがセグメントに面接触するまでの時間を短縮することが可能になる。
According to the present invention, at the time of initial movement, two brushes of the same polarity have one brush in contact with the segment at the radially outer side and the other brush in contact with the segment at the radially inner side. That is, each brush contacts the segment over the entire circumferential width. In particular, in the other brush in contact with the radially inner side of the segment, the number of segments with which the brush contacts is the same. For this reason, it can suppress that the number of effective conductors of a coil | winding changes with a time-dependent change compared with the past, As a result, it becomes possible to suppress the change of motor performance.
Further, at the time of initial movement, the contact pressure with respect to each brush segment can be increased as much as the contact area with each brush segment decreases. For this reason, it is possible to promote wear of the brush at the time of initial movement, and it is possible to shorten the time from the initial movement to the time when each brush comes into surface contact with the segment.

本発明の実施形態におけるスタータモータの一部断面図である。It is a partial sectional view of a starter motor in an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるコンミテータの概略構成を示す平面図である。It is a top view which shows schematic structure of the commutator in embodiment of this invention. 本発明の実施形態におけるリヤブラケットをフロントブラケット側からみた平面図である。It is the top view which looked at the rear bracket in embodiment of this invention from the front bracket side. 図3のA−A線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the AA line of FIG. 図3のB−B線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the BB line of FIG. 本発明の実施形態におけるセグメントとブラシとの接触状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the contact state of the segment and brush in embodiment of this invention. 従来のセグメント、およびブラシを示し、(a)は初動時のセグメントとブラシとの接触状態を示す説明図、(b)は所定時間経過後のセグメントとブラシとの接触状態を示す説明図である。The conventional segment and a brush are shown, (a) is explanatory drawing which shows the contact state of the segment at the time of initial movement, and a brush, (b) is explanatory drawing which shows the contact state of the segment and brush after progress for a predetermined time. .

(スタータモータ)
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、スタータモータの一部断面図である。
同図に示すように、スタータモータ1は、例えば、不図示の船舶用のエンジンの始動に必要な回転力を発生するための所謂慣性飛び込み式のスタータモータである。スタータモータ1は、フロントブラケット2(図1における上側)と、フロントブラケット2に一端部が固定される円筒状のステータ3と、ステータ3の他端部を閉塞するリヤブラケット4(図1における下側)と、ステータ3内に配置され、フロントブラケット2、およびリヤブラケット4に回転自在に支持されるアーマチュア5と、アーマチュア5の回転軸10の一端側(図1における上端側)に設けられているピニオン機構60とを備えている。
(Starter motor)
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a starter motor.
As shown in the figure, the starter motor 1 is, for example, a so-called inertia dive starter motor for generating a rotational force necessary for starting a marine engine (not shown). The starter motor 1 includes a front bracket 2 (upper side in FIG. 1), a cylindrical stator 3 having one end fixed to the front bracket 2, and a rear bracket 4 (lower in FIG. 1) closing the other end. Side), an armature 5 disposed in the stator 3 and rotatably supported by the front bracket 2 and the rear bracket 4, and one end side (upper end side in FIG. 1) of the rotary shaft 10 of the armature 5 The pinion mechanism 60 is provided.

フロントブラケット2は、例えばアルミダイカスト等により略円板状に形成されたものであって、径方向中央に回転軸10を挿通可能な貫通孔15が設けられている。この貫通孔15を介し、回転軸10の一端がフロントブラケット2から突出している。貫通孔15のステータ3側には、回転軸10の一端部を回転自在に支持する軸受16が圧入固定されている。また、貫通孔15のピニオン機構60側に、オイルシール17が設けられている。   The front bracket 2 is formed in a substantially disc shape by, for example, aluminum die casting, and has a through hole 15 through which the rotary shaft 10 can be inserted in the center in the radial direction. One end of the rotating shaft 10 protrudes from the front bracket 2 through the through hole 15. A bearing 16 that rotatably supports one end of the rotary shaft 10 is press-fitted and fixed to the stator 3 side of the through hole 15. An oil seal 17 is provided on the through-hole 15 on the pinion mechanism 60 side.

さらに、フロントブラケット2の外周縁には、ステータ3の一端が内嵌されるリング状の嵌合部2aがステータ3側に向かって突設されている。
また、フロントブラケット2の外周部には、ボルト19を挿通可能な挿通孔(不図示)が形成されている。この挿通孔にボルト19を挿通し、ステータ3を介してリヤブラケット4にボルト19が締結されることにより、フロントブラケット2がステータ3に固定されるようになっている。
Further, a ring-shaped fitting portion 2a into which one end of the stator 3 is fitted is provided on the outer peripheral edge of the front bracket 2 so as to project toward the stator 3 side.
Further, an insertion hole (not shown) through which the bolt 19 can be inserted is formed on the outer peripheral portion of the front bracket 2. The front bracket 2 is fixed to the stator 3 by inserting bolts 19 into the insertion holes and fastening the bolts 19 to the rear bracket 4 via the stator 3.

ステータ3は、例えば鉄等により形成されたものであって、筒部21Aを有する略円筒状のヨーク21を備えている。ヨーク21のフロントブラケット2側の周縁には、嵌合部2aに嵌合可能な嵌合部3aが形成されている。一方、ヨーク21のリヤブラケット4側の周縁には、リヤブラケット4に内嵌可能な嵌合部3bが形成されている。
また、ヨーク21の内周側には、界磁用の瓦状に形成されたマグネット22が周方向に沿って複数固着されている。マグネット22には、例えば、ネオジウム系の希土類磁石などを用いることができる。
The stator 3 is formed of, for example, iron, and includes a substantially cylindrical yoke 21 having a cylindrical portion 21A. A fitting portion 3a that can be fitted to the fitting portion 2a is formed on the periphery of the yoke 21 on the front bracket 2 side. On the other hand, a fitting portion 3b that can be fitted into the rear bracket 4 is formed on the periphery of the yoke 21 on the rear bracket 4 side.
Further, a plurality of magnets 22 formed in the shape of roof tiles for field are fixed to the inner peripheral side of the yoke 21 along the circumferential direction. As the magnet 22, for example, a neodymium rare earth magnet can be used.

アーマチュア5は、回転軸10にアーマチュアコア11と、コンミテータ12とが外嵌固定されたものである。アーマチュアコア11は、例えば鉄心片を積層して製造され、回転軸10を中心にして放射状に延びる複数のティース6を有する。各ティース6間には、軸方向に長い蟻溝状のスロット7が形成されており、このスロット7を介してティース6に巻線13が巻装されるようになっている。   In the armature 5, an armature core 11 and a commutator 12 are externally fitted and fixed to a rotary shaft 10. The armature core 11 is manufactured, for example, by stacking iron core pieces, and has a plurality of teeth 6 that extend radially about the rotation shaft 10. Between each tooth 6, a slot 7 having a long dovetail shape is formed in the axial direction, and a winding 13 is wound around the tooth 6 through the slot 7.

図2は、コンミテータの概略構成を示す平面図である。
図1、図2に示すように、コンミテータ12は、略円板状に形成された所謂ディスク型コンミテータであって、回転軸10のアーマチュアコア11よりも他端側(図1における下端側)に外嵌固定されている。コンミテータ12のリヤブラケット4側の面は、後述のブラシ32が摺接する回転摺動面に設定されており、ここに複数のセグメント14が回転軸10を中心に放射状に配設されている。
各セグメント14は、径方向中心から径方向外側に向かって徐々に末広がりとなるように軸方向平面視略扇状に形成されている。周方向で隣接するセグメント14,14間には、互いに絶縁を確保するためのスリット18が形成されている。また、各セグメント14には、巻線13の一端が接続されている。
FIG. 2 is a plan view showing a schematic configuration of the commutator.
As shown in FIGS. 1 and 2, the commutator 12 is a so-called disk-type commutator formed in a substantially disk shape, and is located on the other end side (lower end side in FIG. 1) from the armature core 11 of the rotating shaft 10. The outer fitting is fixed. A surface of the commutator 12 on the rear bracket 4 side is set as a rotational sliding surface with which a brush 32 described later is in sliding contact, and a plurality of segments 14 are radially arranged around the rotation shaft 10.
Each segment 14 is formed in a substantially fan shape in an axial plan view so as to gradually widen toward the radially outer side from the radial center. Between the segments 14 adjacent to each other in the circumferential direction, a slit 18 is formed for ensuring insulation. Each segment 14 is connected to one end of a winding 13.

図3は、リヤブラケットをフロントブラケット側からみた平面図である。
図1、図3に示すように、リヤブラケット4は、例えばアルミダイカスト等により有底筒状に形成されたものであって、外周部に刻設されている雌ネジ部23にボルト19が螺入されることにより、ステータ3に固定されるようになっている。リヤブラケット4の底部4Aには、径方向中央にボス部25がステータ3側に向かって突設されている。このボス部25には、アーマチュア5の回転軸10の他端を回転自在に支持するための軸受26が圧入されている。
FIG. 3 is a plan view of the rear bracket as seen from the front bracket side.
As shown in FIGS. 1 and 3, the rear bracket 4 is formed in a bottomed cylindrical shape by, for example, aluminum die casting or the like, and the bolt 19 is screwed into the female screw portion 23 engraved on the outer peripheral portion. By being inserted, it is fixed to the stator 3. On the bottom portion 4A of the rear bracket 4, a boss portion 25 protrudes toward the stator 3 side at the radial center. A bearing 26 for pressurizing and supporting the other end of the rotary shaft 10 of the armature 5 is press-fitted into the boss portion 25.

(ブラシ装置)
リヤブラケット4の底部4Aの内側には、ブラシ装置29が設けられている。ブラシ装置29は、不図示の外部電源からの電力をコンミテータ12を介して巻線13に供給するためのものであって、リヤブラケット4の内面側に固定されたブラシホルダ30を有している。
ブラシホルダ30は略環状の樹脂成型品であり、径方向中央には、リヤブラケット4のボス部25の外周面を覆うように形成されたホルダボス30Aが突設されている。すなわち、リヤブラケット4に突設されたボス部25とブラシホルダ30に突設されたホルダボス30Aとによってアーマチュア5の回転軸10の他端を回転自在に支持する軸受けボスが構成された状態になっている。
(Brush device)
A brush device 29 is provided inside the bottom portion 4A of the rear bracket 4. The brush device 29 is for supplying electric power from an external power source (not shown) to the winding 13 via the commutator 12, and has a brush holder 30 fixed to the inner surface side of the rear bracket 4. .
The brush holder 30 is a substantially annular resin molded product, and a holder boss 30A formed so as to cover the outer peripheral surface of the boss portion 25 of the rear bracket 4 protrudes from the center in the radial direction. That is, the boss portion 25 projecting from the rear bracket 4 and the holder boss 30A projecting from the brush holder 30 constitute a bearing boss that rotatably supports the other end of the rotary shaft 10 of the armature 5. ing.

また、リヤブラケット4には、ホルダボス30Aを囲むように4つのホルダ部31が一体に設けられている。ホルダ部31は、四角筒状に形成されたものであって、軸方向に沿って配置されている。また、4つのホルダ部31は、このうちの2つが回転軸10を中心にして互いに対向するように、配置されている。そして、各ホルダ部31には、それぞれアーマチュア5を構成するコンミテータ12のセグメント14に摺接する導電性のブラシ32が1つずつ摺動自在に収容されている。   The rear bracket 4 is integrally provided with four holder portions 31 so as to surround the holder boss 30A. The holder part 31 is formed in a square cylinder shape, and is disposed along the axial direction. Further, the four holder portions 31 are arranged so that two of them face each other around the rotation shaft 10. Each holder portion 31 accommodates a conductive brush 32 slidably in contact with the segment 14 of the commutator 12 constituting the armature 5 one by one.

図4は、図3のA−A線に沿う断面図、図5は、図3のB−B線に沿う断面図である。
図3〜図5に詳示するように、ブラシ32は、略直方体に形成されたものであって、その横断面長手方向がコンミテータ12の径方向に沿うようにホルダ部31内に収納されている。そして、ブラシ32は、ホルダ部31内に配置されたスプリング33により、コンミテータ12側に向けて付勢されている。ブラシ32の横断面短手方向における側面には、ピグテール34の一端が溶着などによって固定されている。ピグテール34は、ホルダ部31の側部に形成された不図示のスリットから引き出される。
4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
As shown in detail in FIGS. 3 to 5, the brush 32 is formed in a substantially rectangular parallelepiped, and is housed in the holder portion 31 such that the longitudinal direction of the cross section is along the radial direction of the commutator 12. Yes. The brush 32 is urged toward the commutator 12 by a spring 33 disposed in the holder portion 31. One end of the pigtail 34 is fixed to the side surface of the brush 32 in the lateral direction of the cross section by welding or the like. The pigtail 34 is pulled out from a slit (not shown) formed in the side portion of the holder portion 31.

ここで、各ブラシ32のセグメント14に対する摺接面37には、コンミテータ12の径方向に沿って傾斜した傾斜面37aが形成されている。そして、傾斜面37aの傾斜向きが周方向に互い違いになるように配置されている。さらに、4つのブラシ32は、これらのうち、図3における上側の2つのブラシ32,32が陽極ブラシ32A,32Aとして構成され、図3における下側の2つのブラシ32,32が陰極ブラシ32B,32Bとして構成されている。   Here, an inclined surface 37 a that is inclined along the radial direction of the commutator 12 is formed on the slidable contact surface 37 with respect to the segment 14 of each brush 32. And it arrange | positions so that the inclination direction of the inclined surface 37a may become alternate in the circumferential direction. Further, of the four brushes 32, among these, the upper two brushes 32, 32 in FIG. 3 are configured as anode brushes 32A, 32A, and the lower two brushes 32, 32 in FIG. It is configured as 32B.

すなわち、陽極ブラシ32A、および陰極ブラシ32Bは、それぞれ異極同士が回転軸10を中心にして対向するように、かつ同極同士が周方向に隣り合うように配置されていることになる。
また、2つの陽極ブラシ32A,32Aは、これらのうち、一方(図3における左方)の陽極ブラシ32Aの傾斜面37aは、径方向外側から径方向内側に向かうに従ってセグメント14側に傾斜した外向傾斜面37a1となる。また、他方(図3における右方)の陽極ブラシ32Aの傾斜面37aは、径方向内側から径方向外側に向かうに従ってセグメント14側に傾斜した内向傾斜面37a2となる。
That is, the anode brush 32A and the cathode brush 32B are arranged so that the different poles face each other around the rotation axis 10, and the same poles are adjacent to each other in the circumferential direction.
Further, of the two anode brushes 32A and 32A, the inclined surface 37a of one (left side in FIG. 3) of the anode brush 32A is outwardly inclined toward the segment 14 side from the radially outer side toward the radially inner side. It becomes the inclined surface 37a1. Further, the inclined surface 37a of the anode brush 32A on the other side (the right side in FIG. 3) becomes an inwardly inclined surface 37a2 that is inclined toward the segment 14 side from the radially inner side toward the radially outer side.

さらに、2つの陰極ブラシ32B,32Bは、これらのうち、一方(図3における左方)の陰極ブラシ32Bの傾斜面37aは、径方向内側から径方向外側に向かうに従ってセグメント14側に傾斜した内向傾斜面37a2となる。また、他方(図3における右方)の陰極ブラシ32Bの傾斜面37aが径方向外側から径方向内側に向かうに従ってセグメント14側に傾斜した外向傾斜面37a1となる。
このように配置された各ブラシ32は、それぞれセグメント14に対する接触状態が異なる。より具体的に図6に基づいて説明する。
Further, of the two cathode brushes 32B and 32B, the inclined surface 37a of one (left side in FIG. 3) of the cathode brush 32B is inwardly inclined toward the segment 14 side from the radially inner side toward the radially outer side. It becomes the inclined surface 37a2. Further, the inclined surface 37a of the other (right side in FIG. 3) cathode brush 32B becomes an outwardly inclined surface 37a1 inclined to the segment 14 side from the radially outer side toward the radially inner side.
Each brush 32 arranged in this way has a different contact state with the segment 14. This will be described more specifically with reference to FIG.

図6は、セグメントとブラシとの接触状態を示す説明図である。なお、図6は、説明を分かり易くするために、2つの同極同士のブラシ32(2つの陽極ブラシ32A,32A、または2つの陰極ブラシ32B,32B)と複数のセグメント14の一部のみを示し、隣り合う同極ブラシ間の間隔を図3よりも狭く図示している。
同図に示すように、同極同士のブラシ、つまり、2つの陽極ブラシ32A,32A、または2つの陰極ブラシ32B,32Bの一方は、外向傾斜面37a1を有している(図6における右側のブラシ32A,32B参照)。また、2つの陽極ブラシ32A,32A、または2つの陰極ブラシ32B,32Bの他方は、内向傾斜面37a2を有している(図6における左側のブラシ32A,32B参照)。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a contact state between a segment and a brush. In FIG. 6, for easy understanding, only two brushes 32 having the same polarity (two anode brushes 32 </ b> A and 32 </ b> A or two cathode brushes 32 </ b> B and 32 </ b> B) and a part of the plurality of segments 14 are shown. The interval between adjacent homopolar brushes is shown to be narrower than that of FIG.
As shown in the figure, brushes of the same polarity, that is, one of the two anode brushes 32A and 32A or the two cathode brushes 32B and 32B has an outwardly inclined surface 37a1 (on the right side in FIG. 6). Brushes 32A and 32B). The other of the two anode brushes 32A and 32A or the two cathode brushes 32B and 32B has an inwardly inclined surface 37a2 (see the left brushes 32A and 32B in FIG. 6).

このため、一方(図6における左方)の陽極ブラシ32A、および陰極ブラシ32Bの横断面長手方向における一側は、この全体がセグメント14の径方向外側に接触した状態になる。また、他方(図6における右方)の陽極ブラシ32A、および陰極ブラシ32Bの横断面長手方向における他側は、この全体がセグメント14の径方向内側に接触した状態になる。   For this reason, one side (the left side in FIG. 6) of the anode brush 32 </ b> A and the cathode brush 32 </ b> B in the longitudinal direction of the cross section is in a state of being entirely in contact with the radially outer side of the segment 14. Further, the other side in the longitudinal direction of the cross section of the other (right side in FIG. 6) anode brush 32A and cathode brush 32B is in a state of being entirely in contact with the radially inner side of the segment 14.

ここで、各セグメント14は、径方向中心から径方向外側に向かって徐々に末広がりとなるように軸方向平面視略扇状に形成されている。すなわち、セグメント14の内周側の周長は、外周側の周長よりも短く設定されていることになる。一方、陽極ブラシ32A、および陰極ブラシ32Bは、それぞれ略直方体に形成されているので、互いに対向する辺の長さが略同一に設定されていることになる。
このため、例えば、本実施形態においては一方の陽極ブラシ32A、および陰極ブラシ32Bは、1つのセグメント14に接触した状態になる(図6におけるP1部参照)。また、他方の陽極ブラシ32A、および陰極ブラシ32Bは、3つのセグメント14に跨って接触した状態になる(図6におけるP2部参照)。
Here, each segment 14 is formed in a substantially fan shape in an axial plan view so as to gradually widen from the radial center toward the radial outer side. In other words, the circumference on the inner circumference side of the segment 14 is set shorter than the circumference on the outer circumference side. On the other hand, since the anode brush 32A and the cathode brush 32B are each formed in a substantially rectangular parallelepiped, the lengths of the sides facing each other are set to be substantially the same.
For this reason, for example, in this embodiment, one anode brush 32A and cathode brush 32B will be in the state which contacted one segment 14 (refer P1 part in FIG. 6). Further, the other anode brush 32A and cathode brush 32B are in contact with each other across the three segments 14 (see P2 portion in FIG. 6).

図3に示すように、各陽極ブラシ32A,32Aに一端が接続されているピグテール34は、給電板35を介してターミナルボルト36に接続されている。つまり、ピグテール34の他端は、給電板35に溶着などによって接続されている。ピグテール34は、給電板35から末広がり状に配索されて2つのプラス側のブラシ32Aに接続された状態になっている。給電板35は略L字形に屈曲させられており、ブラシホルダ30にインサート成型されている。
一方、陰極ブラシ32B,32Bに一端が接続されているピグテール34の他端は、アース端子40に接続されている。
As shown in FIG. 3, the pigtail 34 having one end connected to each of the anode brushes 32 </ b> A and 32 </ b> A is connected to a terminal bolt 36 via a power supply plate 35. That is, the other end of the pigtail 34 is connected to the power supply plate 35 by welding or the like. The pigtail 34 is arranged in a divergent shape from the power supply plate 35 and is connected to the two plus-side brushes 32A. The power supply plate 35 is bent in a substantially L shape and is insert-molded in the brush holder 30.
On the other hand, the other end of the pigtail 34 whose one end is connected to the cathode brushes 32 </ b> B and 32 </ b> B is connected to the ground terminal 40.

ターミナルボルト36は、不図示の外部電源と給電板35とを電気的に接続するためのものであって、ボルト本体51とボルト本体51の基端に設けられ、ブラシホルダ30内に配置される頭部41とから成る。
ボルト本体51は、ブラシホルダ30、およびリヤブラケット4のそれぞれに形成された端子挿入孔42,43を介して内面側から外側へと突出している。ボルト本体51の先端側には、雄ネジ部52が刻設されており、ここにナット47が螺入されるようになっている。
The terminal bolt 36 is for electrically connecting an external power source (not shown) and the power supply plate 35, and is provided at the base end of the bolt main body 51 and the bolt main body 51 and disposed in the brush holder 30. And a head 41.
The bolt main body 51 protrudes from the inner surface side to the outer side through terminal insertion holes 42 and 43 formed in the brush holder 30 and the rear bracket 4 respectively. A male screw portion 52 is engraved on the front end side of the bolt main body 51, and a nut 47 is screwed therein.

また、ブラシホルダ30、およびリヤブラケット4のそれぞれに設けられた端子挿入孔42,43には、Oリング44が挿入されている。これによって、ターミナルボルト36のボルト本体51と端子挿入孔42,43との間の間隙がシールされる。
一方、リヤブラケット4の外側では、ターミナルボルト36に、樹脂ブッシュ45と、ストッパワッシャ46とを通した後でナット47を締め込んである。このように、ターミナルボルト36とナット47とにより、ブラシホルダ30とリヤブラケット4を挟み込んでいる。また、樹脂ブッシュ45には、ナット47を囲むように絶縁性のリング部材48が一体成形されている。
An O-ring 44 is inserted into the terminal insertion holes 42 and 43 provided in the brush holder 30 and the rear bracket 4 respectively. As a result, the gap between the bolt body 51 of the terminal bolt 36 and the terminal insertion holes 42 and 43 is sealed.
On the other hand, on the outside of the rear bracket 4, the nut 47 is tightened after passing the resin bush 45 and the stopper washer 46 through the terminal bolt 36. In this way, the brush holder 30 and the rear bracket 4 are sandwiched between the terminal bolt 36 and the nut 47. An insulating ring member 48 is integrally formed on the resin bush 45 so as to surround the nut 47.

(ピニオン機構)
ピニオン機構60は、クラッチ61と、ピニオンギヤ62とを有しており、回転軸10の一端側(図1における上端側)の外周に取り付けられている。より具体的には、回転軸10のフロントブラケット2から突出している部位であって、かつフロントブラケット2寄りに、ヘリカルスプライン63が形成されており、ここに、クラッチ61を構成する有底筒状のクラッチハウジング64が螺合されている。
クラッチハウジング64の底部64Aには、回転軸10のヘリカルスプライン63に噛合うヘリカルスプライン65が形成されている。
(Pinion mechanism)
The pinion mechanism 60 includes a clutch 61 and a pinion gear 62, and is attached to the outer periphery of one end side (the upper end side in FIG. 1) of the rotary shaft 10. More specifically, a helical spline 63 is formed in a portion protruding from the front bracket 2 of the rotating shaft 10 and near the front bracket 2, and a bottomed cylindrical shape constituting the clutch 61 is formed here. The clutch housing 64 is screwed.
A helical spline 65 that meshes with the helical spline 63 of the rotary shaft 10 is formed at the bottom 64 </ b> A of the clutch housing 64.

クラッチハウジング64の内側には、回転軸10の周囲を取り囲むように筒状に形成されたクラッチインナ66が回転軸10に対してスライド移動可能に外嵌されている。また、クラッチインナ66は、クラッチローラ67を介し、クラッチハウジング64に対して軸方向に変位不能、かつ相対回転可能に係合されている。さらに、クラッチハウジング64の開口部64Bには、この開口部64Bを閉塞するようにホルダ68が設けられており、この上からクラッチカバー59で周囲が覆われている。   A clutch inner 66 formed in a cylindrical shape so as to surround the periphery of the rotation shaft 10 is fitted inside the clutch housing 64 so as to be slidable with respect to the rotation shaft 10. The clutch inner 66 is engaged with the clutch housing 64 via the clutch roller 67 so as not to be axially displaceable and relatively rotatable. Further, a holder 68 is provided in the opening 64B of the clutch housing 64 so as to close the opening 64B, and the periphery is covered with a clutch cover 59 from above.

ホルダ68は、クラッチハウジング64内への塵埃の侵入を防止するためのものであって、略環状に形成されており、内周縁にシールリング68Aが設けられている。ホルダ68の径方向中央には、クラッチインナ66が軸方向外側に向かって突出されており、クラッチインナ66の外周面がシールリング68Aの内周縁に摺接した状態になっている。   The holder 68 is for preventing intrusion of dust into the clutch housing 64, and is formed in a substantially annular shape, and a seal ring 68A is provided on the inner peripheral edge. At the center in the radial direction of the holder 68, a clutch inner 66 protrudes outward in the axial direction, and the outer peripheral surface of the clutch inner 66 is in sliding contact with the inner peripheral edge of the seal ring 68A.

このように、クラッチ61は、クラッチハウジング64、クラッチインナ66、クラッチローラ67、およびホルダ68を主な構成としている。そして、クラッチ61は、クラッチハウジング64とクラッチインナ66との間に生じるトルク差、および回転速度差が所定値以内の場合、互いに回転力を伝達する一方、トルク差、および回転速度差が所定値を越えた場合、回転力の伝達が遮断されるように構成されている。   As described above, the clutch 61 mainly includes the clutch housing 64, the clutch inner 66, the clutch roller 67, and the holder 68. When the torque difference and the rotational speed difference generated between the clutch housing 64 and the clutch inner 66 are within a predetermined value, the clutch 61 transmits the rotational force to each other, while the torque difference and the rotational speed difference are a predetermined value. When the value exceeds, the transmission of rotational force is cut off.

クラッチインナ66の先端部、つまり、ホルダ68から突出した端部には、ピニオンギヤ62が一体成形されている。
ピニオンギヤ62は、不図示のエンジンのリングギヤ69に噛合うことにより、回転軸10の回転力をリングギヤ69に伝達してエンジンを始動させるためのものである。ピニオンギヤ62は、回転軸10に対してスライド移動自在に外嵌されている。
A pinion gear 62 is integrally formed at the tip of the clutch inner 66, that is, at the end protruding from the holder 68.
The pinion gear 62 is for engaging the ring gear 69 of the engine (not shown) to transmit the rotational force of the rotary shaft 10 to the ring gear 69 to start the engine. The pinion gear 62 is fitted on the rotary shaft 10 so as to be slidable.

回転軸10の一端には、ストッパ71が外嵌されている。ストッパ71は、回転軸10の一端に取り付けられている止め輪72により、抜け方向への移動が規制されている。ストッパ71の抜け方向が規制されることにより、ピニオン機構60の抜け方向も規制される。また、ストッパ71とピニオンギヤ62との間には、回転軸10の周囲を取り囲むように形成されたリターンスプリング73が設けられている。このリターンスプリング73によって、ピニオンギヤ62に常時フロントブラケット2側に向かって押し戻される力が付勢される。   A stopper 71 is fitted on one end of the rotating shaft 10. The stopper 71 is restricted from moving in the removal direction by a retaining ring 72 attached to one end of the rotary shaft 10. By restricting the removal direction of the stopper 71, the removal direction of the pinion mechanism 60 is also restricted. Further, a return spring 73 formed so as to surround the periphery of the rotary shaft 10 is provided between the stopper 71 and the pinion gear 62. The return spring 73 urges the pinion gear 62 to be constantly pushed back toward the front bracket 2 side.

(ブラシの製造方法、取り付け方法)
次に、ブラシ32の製造方法について説明する。
ブラシ32は、導電性を有する金属の角棒を所定長さに切断することにより形成される。そして、切断された角棒の摺接面37側に横断面長手方向に沿う傾斜面37aを形成し、ブラシ32の製造が完了する。
続いて、複数のブラシ32の傾斜面37aの向きを揃え、ブラシ32の横断面短手方向の側面にピグテール34を溶着する。このとき、傾斜面37aの向きが同じなので、接続作業性を向上させることができると共に、ピグテール34の誤溶着を防止できる。
(Brush manufacturing method, mounting method)
Next, a method for manufacturing the brush 32 will be described.
The brush 32 is formed by cutting a conductive metal square bar into a predetermined length. And the inclined surface 37a along a cross-sectional longitudinal direction is formed in the sliding contact surface 37 side of the cut | disconnected square bar, and manufacture of the brush 32 is completed.
Subsequently, the orientations of the inclined surfaces 37 a of the plurality of brushes 32 are aligned, and the pigtails 34 are welded to the side surfaces of the brushes 32 in the lateral cross-sectional direction. At this time, since the direction of the inclined surface 37a is the same, the connection workability can be improved and the erroneous welding of the pigtail 34 can be prevented.

次に、リヤブラケット4に設けられているブラシホルダ30のホルダ部31に、スプリング33を挿入した後、各ブラシ32を挿入する。このとき、傾斜面37aの向きが周方向に沿って互い違いとなるように、かつブラシ32の横断面長手方向がコンミテータ12の径方向に沿うように挿入する。各ブラシ32を周方向に沿って互い違いに挿入することにより、同極同士となるブラシ32のピグテール34の引き出し方向が同方向になる(図3参照)。これにより、ブラシ32の取り付けが完了する。   Next, after inserting the spring 33 into the holder portion 31 of the brush holder 30 provided on the rear bracket 4, each brush 32 is inserted. At this time, it inserts so that the direction of the inclined surface 37a may become alternate along the circumferential direction, and the cross-sectional longitudinal direction of the brush 32 may be along the radial direction of the commutator 12. By alternately inserting the brushes 32 along the circumferential direction, the pull-out directions of the pigtails 34 of the brushes 32 having the same polarity become the same direction (see FIG. 3). Thereby, the attachment of the brush 32 is completed.

(スタータモータの動作)
次に、図1、図3〜図6に基づいて、スタータモータ1の動作について説明する。
図1に示すように、スタータモータ1は、例えば、不図示の船体に、ピニオン機構60が鉛直方向上方を向くように、かつ回転軸10が鉛直方向に沿うように縦置きされる。すなわち、ターミナルボルト36が鉛直方向下方に向かって突出し、これを覆うターミナルカバー83も鉛直下方に位置することになる。また、ターミナルカバー83の導出部85は、開口部95が鉛直方向上方を向いた状態になる。
(Starter motor operation)
Next, the operation of the starter motor 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 3 to 6.
As shown in FIG. 1, the starter motor 1 is placed vertically on a hull (not shown) so that the pinion mechanism 60 is directed upward in the vertical direction and the rotary shaft 10 is along the vertical direction. That is, the terminal bolt 36 protrudes downward in the vertical direction, and the terminal cover 83 covering the terminal bolt 36 is also positioned vertically downward. Further, the lead-out portion 85 of the terminal cover 83 is in a state in which the opening 95 faces upward in the vertical direction.

このような状態で、船舶のエンジンを始動すべく、不図示のイグニションスイッチをオンすると、ターミナルボルト36を介してブラシ32のうち、2つの陽極ブラシ32A,32Aに電圧が印加される。各ブラシ32は、それぞれセグメント14に摺接しているので、セグメント14を介して巻線13に電流が供給される。すると、アーマチュアコア11に磁界が形成され、ヨーク21のマグネット22との間に磁気的な反発力や吸引力が作用し、回転軸10が回転する。   In this state, when an ignition switch (not shown) is turned on to start the marine engine, a voltage is applied to the two anode brushes 32A and 32A of the brush 32 via the terminal bolt 36. Since each brush 32 is in sliding contact with the segment 14, a current is supplied to the winding 13 through the segment 14. Then, a magnetic field is formed in the armature core 11, and a magnetic repulsive force and attractive force act between the yoke 21 and the magnet 22, and the rotating shaft 10 rotates.

ここで、図6に詳示するように、2つの陽極ブラシ32A,32A、および2つの陰極ブラシ32B,32Bの摺接面37には、それぞれ傾斜面37aが形成されているので、スタータモータ1の初動時において、各ブラシ32の接触面積が減少し、各ブラシ32のセグメント14に対する面圧が増大する。
このような状態で回転軸10が回転すると、ブラシ32の面圧が大きい分、摺接面37の摩耗が促進される。そして、所定時間経過後、セグメント14に対してブラシ32が面接触する(図7(b)参照)。つまり、本実施形態にあっては、3つのセグメント14に跨るように各ブラシ32が摺接した状態になる。
Here, as shown in detail in FIG. 6, since the sliding surfaces 37 of the two anode brushes 32A and 32A and the two cathode brushes 32B and 32B are respectively formed with inclined surfaces 37a, the starter motor 1 In the initial movement, the contact area of each brush 32 decreases, and the surface pressure of each brush 32 against the segment 14 increases.
When the rotating shaft 10 rotates in such a state, wear of the sliding contact surface 37 is promoted as the surface pressure of the brush 32 increases. Then, after a predetermined time has elapsed, the brush 32 comes into surface contact with the segment 14 (see FIG. 7B). That is, in this embodiment, the brushes 32 are in sliding contact so as to straddle the three segments 14.

また、各セグメント14は、径方向中心から径方向外側に向かって徐々に末広がりとなるように軸方向平面視略扇状に形成されているので、各セグメント14の回転方向一側14aが各ブラシ32の横断面短手方向における一側32aに対して斜めに延在した状態になる。このため、各ブラシ32における次のセグメント14への切り替わりが徐々に行われる。   Further, each segment 14 is formed in a substantially fan shape in a plan view in the axial direction so as to gradually widen from the radial center toward the radially outer side. It will be in the state extended diagonally with respect to the one side 32a in the transversal short direction. For this reason, switching to the next segment 14 in each brush 32 is performed gradually.

回転軸10が回転することにより、回転軸10のヘリカルスプライン63に噛合うクラッチハウジング64が連れ回り、クラッチ61に慣性力が作用する。そして、慣性力によってピニオン機構60がリターンスプリング73のバネ力に抗し、ヘリカルスプライン63に沿うように回転しながら、リングギヤ69側、つまり、重力方向とは反対側の上方に向かって押し出される。すると、リングギヤ69にピニオンギヤ62が噛み合い、回転軸10の回転力がピニオン機構60を介してリングギヤ69に伝達される。そして、エンジンが起動する。   As the rotating shaft 10 rotates, the clutch housing 64 that meshes with the helical spline 63 of the rotating shaft 10 is rotated, and an inertial force acts on the clutch 61. Then, the pinion mechanism 60 is pushed out toward the ring gear 69 side, that is, the upper side opposite to the direction of gravity while rotating along the helical spline 63 against the spring force of the return spring 73 by the inertial force. Then, the pinion gear 62 meshes with the ring gear 69, and the rotational force of the rotary shaft 10 is transmitted to the ring gear 69 via the pinion mechanism 60. Then, the engine starts.

エンジンが起動し、ピニオンギヤ62の回転速度が回転軸10の回転速度を上回ると、クラッチ61が作用してピニオンギヤ62が空転する。これにより、エンジンが起動することによるリングギヤ69の回転力が回転軸10に伝達されてしまうことを防止できる。
さらに、回転軸10の回転が安定すると、ピニオン機構60に作用する慣性力が弱まる。すると、この慣性力よりもリターンスプリング73のバネ力が上回ると共に、ピニオン機構60の自重により、ピニオン機構60が鉛直方向下方に向かって押し戻される。そしてこの後、スタータモータ1を停止する。
When the engine is started and the rotational speed of the pinion gear 62 exceeds the rotational speed of the rotary shaft 10, the clutch 61 acts to cause the pinion gear 62 to idle. Thereby, it is possible to prevent the rotational force of the ring gear 69 due to the start of the engine from being transmitted to the rotary shaft 10.
Furthermore, when the rotation of the rotating shaft 10 is stabilized, the inertial force acting on the pinion mechanism 60 is weakened. Then, the spring force of the return spring 73 exceeds the inertial force, and the pinion mechanism 60 is pushed back downward in the vertical direction by the weight of the pinion mechanism 60. Thereafter, the starter motor 1 is stopped.

(効果)
したがって、上述の実施形態によれば、スタータモータ1の初動時において、一方の陽極ブラシ32A、および陰極ブラシ32Bは、1つのセグメント14に接触した状態になると共に、他方の陽極ブラシ32A、および陰極ブラシ32Bは、3つのセグメント14に跨って接触した状態になるので、従来と比較して初動時から所定時間経過後に至るまでのブラシ32が接触するセグメント数の変化を小さくできる。とりわけ、他方(図6における右方)の陽極ブラシ32A、および陰極ブラシ32Bは、初動時に3つのセグメント14に跨って接触しているので、初動時と所定時間経過後とで接触するセグメント数が変化しない。このため、経時変化に伴って巻線13の有効導体数が変化するのを従来と比較して抑制でき、この結果スタータモータ1のモータ性能の変化を抑制することが可能になる。
(effect)
Therefore, according to the above-described embodiment, when the starter motor 1 is initially moved, the one anode brush 32A and the cathode brush 32B are in contact with one segment 14, and the other anode brush 32A and the cathode are in contact with each other. Since the brush 32B is in contact with the three segments 14, the change in the number of segments in contact with the brush 32 from the initial movement to the end of a predetermined time can be reduced compared to the conventional case. In particular, the anode brush 32A and the cathode brush 32B on the other side (on the right side in FIG. 6) are in contact with each other across the three segments 14 at the time of initial movement, so that the number of segments in contact at the time of initial movement and after a predetermined time has elapsed. It does not change. For this reason, it can suppress that the number of effective conductors of the coil | winding 13 changes with a time-dependent change compared with the past, As a result, it becomes possible to suppress the change of the motor performance of the starter motor 1. FIG.

また、初動時において、各ブラシ32のセグメント14に対する接触面積が減少する分、各ブラシ32のセグメント14に対する面圧を増大させることができる。このため、初動時のブラシ32の摩耗を促進させることができ、初動時から各ブラシ32がセグメント14に面接触するまでの時間を短縮することが可能になる。   Further, at the time of the initial movement, the contact pressure of each brush 32 with respect to the segment 14 can be increased by the amount that the contact area of each brush 32 with the segment 14 is reduced. For this reason, the wear of the brush 32 at the time of initial movement can be promoted, and it is possible to shorten the time from the time of initial movement until each brush 32 comes into surface contact with the segment 14.

さらに、各セグメント14を、径方向内側から径方向外側に向かって末広がりとなるように平面視扇状に形成すると共に、各ブラシ32を断面長方形状に形成することにより、各セグメント14の回転方向一側14aが各ブラシ32の横断面短手方向における一側32aに対して斜めに延在した状態になる。このため、各ブラシ32における次のセグメント14への切り替わりが徐々に行われる。この結果、整流性を向上させることが可能になる。また、各ブラシ32を容易に製造することが可能になる。   Further, each segment 14 is formed in a fan shape in a plan view so as to spread from the radially inner side to the radially outer side, and each brush 14 is formed in a rectangular cross section so that the rotation direction of each segment 14 is uniform. The side 14 a is in a state of extending obliquely with respect to the one side 32 a in the transverse direction of each brush 32. For this reason, switching to the next segment 14 in each brush 32 is performed gradually. As a result, it is possible to improve rectification. Further, each brush 32 can be easily manufactured.

そして、各ブラシ32に形成されている傾斜面37aの向きが周方向に沿って互い違いとなるように配置し、それぞれ周方向に隣り合うブラシ32同士を陽極ブラシ32Aとして構成すると共に、陰極ブラシ32Bとして構成している。このため、各ブラシ32にピグテール34を溶着する際、傾斜面37aの向きを同じにした状態で作業を行うことができる。ブラシ32へのピグテール34の接続作業性の向上化、誤溶着の防止化を図ることができる。よって、製造歩留まりを向上させることが可能になると共に、陽極ブラシ32Aと陰極ブラシ32Bとをそれぞれ別々に管理する必要がなく、部品管理を容易に行うことができる。
しかも、ホルダ部31にブラシ32を組み付けた際に、同極同士となるブラシ32のピグテール34の引き出し方向を同方向にすることができる(図3参照)。このため、ピグテール34を無駄に引き回すことを防止でき、ブラシホルダ30内のレイアウト性が向上する。
And it arrange | positions so that the direction of the inclined surface 37a currently formed in each brush 32 may become alternate along the circumferential direction, and while configuring the brushes 32 which adjoin each circumferential direction as anode brush 32A, cathode brush 32B. It is configured as. For this reason, when the pigtail 34 is welded to each brush 32, the work can be performed in the state where the directions of the inclined surfaces 37a are the same. The workability of connecting the pigtail 34 to the brush 32 can be improved, and erroneous welding can be prevented. Therefore, it is possible to improve the manufacturing yield, and it is not necessary to manage the anode brush 32A and the cathode brush 32B separately, and the components can be easily managed.
And when the brush 32 is assembled | attached to the holder part 31, the pull-out direction of the pigtail 34 of the brush 32 used as the same polarity can be made into the same direction (refer FIG. 3). For this reason, it is possible to prevent the pigtail 34 from being routed unnecessarily, and the layout in the brush holder 30 is improved.

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、スタータモータ1は、例えば、不図示の船舶用のエンジンの始動に必要な回転力を発生するためのものである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、自動二輪車等のエンジン始動用にスタータモータ1を用いることも可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
In the above-described embodiment, the case where the starter motor 1 is for generating a rotational force necessary for starting a marine engine (not shown) has been described. However, the present invention is not limited to this, and the starter motor 1 can be used for starting an engine of a motorcycle or the like.

1 スタータモータ
5 アーマチュア
10 回転軸
12 コンミテータ(ディスクコンミテータ)
13 巻線
14 セグメント
21 ヨーク(ヨークハウジング)
22 マグネット(磁極)
29 ブラシ装置
32 ブラシ(共有ブラシ)
32A 陽極ブラシ
32B 陰極ブラシ
37 摺接面
37a 傾斜面(共有傾斜面)
37a1 外向傾斜面(第2傾斜面)
37a2 内向傾斜面(第1傾斜面)
1 Starter motor 5 Armature 10 Rotating shaft 12 Commutator (disc commutator)
13 Winding 14 Segment 21 Yoke (Yoke Housing)
22 Magnet (magnetic pole)
29 Brush device 32 Brush (shared brush)
32A Anode brush 32B Cathode brush 37 Sliding surface 37a Inclined surface (shared inclined surface)
37a1 Outwardly inclined surface (second inclined surface)
37a2 Inwardly inclined surface (first inclined surface)

Claims (4)

扁平型のディスクコンミテータの回転摺動面に周方向に沿って配設されている複数のセグメントに摺接し、このセグメントに接続されている巻線に給電を行うための2つの陽極ブラシと、2つの陰極ブラシとを有し、
これら陽極ブラシ、および陰極ブラシは、それぞれ異極同士が前記ディスクコンミテータの回転軸を挟んで対向するように、かつ同極同士が周方向に隣り合うように配置されているブラシ装置であって、
前記2つの陽極ブラシ、および前記2つの陰極ブラシは、
それぞれの一方のブラシの摺接面に、径方向内側から径方向外側に向かうに従って前記セグメント側に傾斜する第1傾斜面が形成されていると共に、他方のブラシの摺接面に、径方向外側から径方向内側に向かうに従って前記セグメント側に傾斜する第2傾斜面が形成されていることを特徴とするブラシ装置。
Two anode brushes for slidingly contacting a plurality of segments arranged along the circumferential direction on the rotational sliding surface of the flat disk commutator and supplying power to the windings connected to the segments; Two cathode brushes,
The anode brush and the cathode brush are brush devices that are arranged so that different poles face each other across the rotation axis of the disk commutator, and the same poles are adjacent to each other in the circumferential direction,
The two anode brushes and the two cathode brushes are:
A first sloping surface that slopes toward the segment side from the radially inner side toward the radially outer side is formed on the sliding contact surface of each one brush, and the radially outer side is formed on the sliding contact surface of the other brush. A brush device is characterized in that a second inclined surface that is inclined toward the segment side as it goes radially inward is formed.
各セグメントを、径方向内側から径方向外側に向かって末広がりとなるように平面視扇状に形成すると共に、
前記2つの陽極ブラシ、および前記2つの陰極ブラシを、断面四角形状に形成したことを特徴とする請求項1に記載のブラシ装置。
Each segment is formed in a fan shape in a plan view so as to expand from the radially inner side toward the radially outer side,
The brush device according to claim 1, wherein the two anode brushes and the two cathode brushes are formed in a quadrangular cross section.
直方体状の共有ブラシの摺接面に、径方向内側、および径方向外側の何れか一方に向かうに従って前記セグメント側に傾斜する共有傾斜面を形成し、
この共有傾斜面の向きを変化させて配置することにより、1種類の前記共有ブラシを前記2つの陽極ブラシ、および前記2つの陰極ブラシとして構成したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のブラシ装置。
On the sliding contact surface of the rectangular parallelepiped shared brush, a shared inclined surface that is inclined toward the segment side as it goes to either the radially inner side or the radially outer side,
3. The one or more types of the shared brush are configured as the two anode brushes and the two cathode brushes by changing the direction of the shared inclined surface. The brush apparatus as described.
請求項1〜請求項3の何れかに記載のブラシ装置と、
前記ブラシ装置によって給電が行われる前記巻線を備えたアーマチュアと、
前記アーマチュアを回転自在に支持し、磁極を有するヨークハウジングとを備えたことを特徴とするスタータモータ。
The brush device according to any one of claims 1 to 3,
An armature including the winding to be fed by the brush device;
A starter motor comprising a yoke housing that rotatably supports the armature and has a magnetic pole.
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