JP2012044842A

JP2012044842A - Starter

Info

Publication number: JP2012044842A
Application number: JP2010186337A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Maruzumi; 茂之円角; Masataka Odagiri; 昌貴小田切; Hiroaki Yokoyama; 洋朗横山; Narihiro Kanbe; 成広神戸
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2010-08-23
Filing date: 2010-08-23
Publication date: 2012-03-01

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a starter in which life of a commutator surface and a brush in a motor can be prolonged and which has high durability by suppressing spark generation while an increase of manufacturing cost is suppressed.SOLUTION: In a DC motor with a brush, a plurality of segments 62 arranged along a circumference of the commutator 61 and brushes 41a to 41d are electrically brought into contact with each other by elastically depressing the rotating commutator 61 by the brushes 41a to 41d energized by a coil spring 42. The motor includes a seating face changing energizing force of the coil spring 42 so that force with which the brushes 41a to 41d depress the commutator 61 becomes smaller in a downstream side in a rotary direction of the commutator 61 rather than in an upstream side in the rotary direction.

Description

この発明は、自動車等の車両のスタータに関するものである。 The present invention relates to a starter for a vehicle such as an automobile.

近年、信号待ちや渋滞等での停車時にエンジンを自動的に停止することで、余分な燃料消費を抑えるとともに、排出ガスを低減するアイドルストップシステムを搭載する車両が増えている。
従来、自動車等の車両のスタータ用モータにあっては、周方向に複数の整流片を備えるコンミテータにブラシの端面を押し当て整流片とブラシとを接触させるものがあるが、アイドルストップシステムを搭載する車両においては、アイドルストップシステムを搭載しない車両に比べ、スタータの使用頻度が高くなり。スタータ用モータのコンミテータの回転方向の下流側において、ブラシから整流片が離脱する際にアーク放電等による火花が発生してブラシの摩耗が促進されたり、コンミテータの表面を荒らしてしまっていた。そのため、近年、ブラシから整流片が離脱する際に発生する火花を抑制するべく、電流を流し難い高抵抗素材を上記回転方向下流側に配置した２層ブラシが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。 In recent years, an increasing number of vehicles are equipped with an idle stop system that suppresses excessive fuel consumption and reduces exhaust gas by automatically stopping the engine when the vehicle stops due to traffic light or traffic jams.
Conventionally, there are motors for starters of vehicles such as automobiles, in which the end face of the brush is pressed against a commutator having a plurality of rectifying pieces in the circumferential direction to bring the rectifying piece into contact with the brush, but an idle stop system is installed. The starter is used more frequently in vehicles that do not have an idle stop system. On the downstream side of the commutator rotation direction of the starter motor, when the rectifying piece is detached from the brush, a spark due to arc discharge or the like is generated, and the wear of the brush is promoted or the surface of the commutator is roughened. Therefore, in recent years, a two-layer brush has been proposed in which a high-resistance material that is difficult to pass a current is arranged on the downstream side in the rotation direction in order to suppress sparks generated when the rectifying piece is detached from the brush (for example, Patent Documents). 1 and 2).

特開２００７−２８２３６２号公報JP 2007-282362 A 特開２００２−１７６７５０号公報JP 2002-176750 A

しかしながら、低抵抗素材と高抵抗素材とを積層して一体化した２層ブラシは、一般的な単層のブラシと比較して高価となるため、モータの製造コストが増加してしまうという課題がある。 However, since a two-layer brush in which a low-resistance material and a high-resistance material are laminated and integrated is more expensive than a general single-layer brush, there is a problem that the manufacturing cost of the motor increases. is there.

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、製造コストの増加を抑制しつつ、整流片とブラシとの間の火花発生を抑制することで、モータのコンミテータ表面およびブラシの長寿命化が図られ、耐久性の高いスタータを提供するものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and by suppressing the generation of sparks between the rectifying piece and the brush while suppressing an increase in manufacturing cost, the life of the motor commutator surface and the brush is extended. Therefore, a highly durable starter is 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、弾性部材により付勢されたブラシが回転するコンミテータを弾性的に押圧することで、前記コンミテータの外周に沿って複数配置された整流片と前記ブラシとが電気的に接触されるモータにおいて、前記ブラシが前記コンミテータを押圧する力が、前記コンミテータの回転方向上流側よりも回転方向下流側の方が小さくなるように前記弾性部材の付勢力を変化させる付勢力変化手段を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the invention described in claim 1 is arranged in a plurality along the outer periphery of the commutator by elastically pressing the commutator in which the brush urged by the elastic member rotates. In the motor in which the rectifying piece and the brush are in electrical contact, the elastic member is such that the force with which the brush presses the commutator is smaller on the downstream side in the rotational direction than on the upstream side in the rotational direction of the commutator. An urging force changing means for changing the urging force is provided.

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載の発明において、前記付勢力変化手段が、前記弾性部材を支持する座面であり、該座面は、前記コンミテータの回転方向上流側から回転方向下流側に向かうほど前記コンミテータから離れる傾斜面であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the biasing force changing means is a seat surface that supports the elastic member, and the seat surface rotates from the upstream side in the rotational direction of the commutator. It is an inclined surface which leaves | separates from the said commutator, so that it goes to the direction downstream side.

請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記ブラシが単層ブラシであることを特徴とする。 The invention described in claim 3 is the invention described in claim 1 or 2, wherein the brush is a single-layer brush.

請求項４に記載した発明は、請求項１乃至３の何れか一項に記載の発明において、前記弾性部材が、コイルバネであることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the elastic member is a coil spring.

請求項１に記載した発明によれば、ブラシがコンミテータを押圧する力が、コンミテータの回転方向上流側よりも回転方向下流側の方が小さくなるので、ブラシの上記回転方向下流側と整流片との接触抵抗が大きくなり、ブラシの上記回転方向下流側と整流片との間の電気抵抗を大きくすることができるため、ブラシが整流片から離脱する際に生じる火花の発生を防止することができるとともに、２層ブラシを用いずに上記回転方向下流側と整流片との電気抵抗を大きくできるため、製造コストの増加を抑制することができる効果がある。 According to the first aspect of the present invention, the force with which the brush presses the commutator is smaller on the downstream side in the rotational direction than on the upstream side in the rotational direction of the commutator. Since the contact resistance of the brush increases and the electrical resistance between the downstream side in the rotation direction of the brush and the rectifying piece can be increased, it is possible to prevent the occurrence of sparks when the brush is detached from the rectifying piece. In addition, since the electrical resistance between the downstream side in the rotational direction and the rectifying piece can be increased without using a two-layer brush, an increase in manufacturing cost can be suppressed.

請求項２に記載した発明によれば、請求項１の効果に加え、弾性部材を支持する座面を、コンミテータの回転方向上流側から回転方向下流側に向かうほどコンミテータから離れる方向に傾斜させることで、弾性部材がブラシを付勢する力を、コンミテータの回転方向上流側から回転方向下流側に向かうほど弱めて、ブラシの上記回転方向下流側と整流片との間の接触抵抗を増加させることができるため、部品点数が増加すること無しに簡単な構造で火花の発生を防止することができる効果がある。 According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, the seat surface supporting the elastic member is inclined in a direction away from the commutator as it goes from the upstream side in the rotational direction of the commutator to the downstream side in the rotational direction. Thus, the force with which the elastic member urges the brush is weakened from the upstream side in the rotational direction of the commutator toward the downstream side in the rotational direction, thereby increasing the contact resistance between the downstream side in the rotational direction of the brush and the rectifying piece. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of sparks with a simple structure without increasing the number of parts.

請求項３に記載した発明によれば、請求項１又は２の効果に加え、単層ブラシを用いて２層ブラシと同様に火花の発生を防止することができるため、２層ブラシを用いた場合と比較して安価な単層ブラシを用いる分だけコスト増加を抑制できると共に、熱膨張による接合面の剥がれ等が発生しない分、信頼性を向上させることができる。 According to the invention described in claim 3, in addition to the effect of claim 1 or 2, the generation of sparks can be prevented using a single-layer brush in the same manner as the two-layer brush. Compared to the case, an increase in cost can be suppressed by using an inexpensive single-layer brush, and reliability can be improved because peeling of the joint surface due to thermal expansion does not occur.

請求項４に記載した発明によれば、より簡単な構造でブラシの付勢力に変化を付けることができるため、コスト増加を抑制することができる効果がある。 According to the invention described in claim 4, since it is possible to change the urging force of the brush with a simpler structure, there is an effect that an increase in cost can be suppressed.

本発明の実施形態におけるスタータの断面図である。It is sectional drawing of the starter in embodiment of this invention. 本発明の実施形態におけるブラシステーの正面図である。It is a front view of the brush stay in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるブラシホルダの説明図である。It is explanatory drawing of the brush holder in embodiment of this invention. 本発明の実施形態におけるコンミテータが回転する方向に沿うブラシの各部の相対的な電流の大きさを示す図である。It is a figure which shows the magnitude | size of the relative electric current of each part of the brush along the direction in which the commutator rotates in embodiment of this invention. 本発明の実施形態におけるブラシがコンミテータのセグメントを押圧する力と接触抵抗との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the force in which the brush in embodiment of this invention presses the segment of a commutator, and contact resistance. 本発明の実施形態の第１変形例における図３に相当する説明図である。It is explanatory drawing equivalent to FIG. 3 in the 1st modification of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の第２変形例における図３に相当する説明図である。It is explanatory drawing equivalent to FIG. 3 in the 2nd modification of embodiment of this invention.

次に、この発明の実施形態におけるモータおよびスタータについて図面を参照しながら説明する。
図１は、この実施形態のモータであるブラシ付直流モータ５１を備えたスタータ１を示している。このスタータ１は、自動車等の車両の内燃機関であるエンジン（不図示）の始動に必要な回転力を発生するものであり、モータ部３と、モータ部３に連結されている出力軸４と、出力軸４上に摺動自在に設けられたクラッチ５、およびピニオン６と、モータ部３に対する電源供給路を開閉するスイッチユニット７と、スイッチユニット７の可動接点板８、およびピニオン６を軸線方向に沿って移動させるための電磁装置９とを有している。 Next, a motor and a starter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a starter 1 including a brushed DC motor 51 which is a motor of this embodiment. The starter 1 generates a rotational force necessary for starting an engine (not shown) that is an internal combustion engine of a vehicle such as an automobile, and includes a motor unit 3 and an output shaft 4 connected to the motor unit 3. The clutch 5 and the pinion 6 slidably provided on the output shaft 4, the switch unit 7 that opens and closes the power supply path to the motor unit 3, the movable contact plate 8 of the switch unit 7, and the pinion 6 are axes. And an electromagnetic device 9 for moving along the direction.

モータ部３は、ブラシ付直流モータ５１と、ブラシ付直流モータ５１の回転軸５２に連結され、この回転軸５２の回転力を出力軸４に伝達するための遊星歯車機構２とにより構成される。
ブラシ付直流モータ５１は、略円筒状のヨーク５３と、ヨーク５３の径方向内側に配置され、ヨーク５３に対して回転自在に設けられているアーマチュア５４とを有している。ヨーク５３の内周面には、複数（例えば、この実施形態では６つ）の永久磁石５７が周方向に磁極が順番となるように配設される。 The motor unit 3 includes a brushed DC motor 51 and a planetary gear mechanism 2 that is connected to the rotating shaft 52 of the brushed DC motor 51 and transmits the rotational force of the rotating shaft 52 to the output shaft 4. .
The brushed DC motor 51 includes a substantially cylindrical yoke 53 and an armature 54 that is disposed on the radially inner side of the yoke 53 and is rotatably provided to the yoke 53. A plurality (for example, six in this embodiment) of permanent magnets 57 are arranged on the inner peripheral surface of the yoke 53 so that the magnetic poles are in order in the circumferential direction.

ヨーク５３の遊星歯車機構２とは反対側の一端には、ヨーク５３の開口部５３ａを閉塞するエンドプレート５５が設けられている。エンドプレート５５の径方向中央には、回転軸５２の一端を回転自在に支持するための滑り軸受け５６が設けられる。
アーマチュア５４は、回転軸５２と、回転軸５２の永久磁石５７に対応する位置に外嵌固定されているアーマチュアコア５８と、回転軸５２のアーマチュアコア５８よりも遊星歯車機構２側（図１における左側）に外嵌固定されているコンミテータ６１とにより構成されている。 An end plate 55 that closes the opening 53 a of the yoke 53 is provided at one end of the yoke 53 opposite to the planetary gear mechanism 2. A slide bearing 56 for rotatably supporting one end of the rotating shaft 52 is provided at the center in the radial direction of the end plate 55.
The armature 54 includes an armature core 58 that is externally fitted and fixed at a position corresponding to the permanent magnet 57 of the rotating shaft 52, and the planetary gear mechanism 2 side of the armature core 58 of the rotating shaft 52 (in FIG. 1). And a commutator 61 that is externally fitted and fixed to the left side).

アーマチュアコア５８は、放射状に形成された複数のティース（不図示）と、周方向に隣接する各ティース間に形成された複数のスロット（不図示）とを有している。周方向に所定間隔をあけた２つのスロット間には、コイル５９が例えば波巻により巻装される。コイル５９の端末部は、コンミテータ６１に向かって引き出される。 The armature core 58 has a plurality of teeth (not shown) formed radially and a plurality of slots (not shown) formed between the teeth adjacent in the circumferential direction. A coil 59 is wound, for example, by wave winding between two slots spaced at a predetermined interval in the circumferential direction. The terminal portion of the coil 59 is drawn toward the commutator 61.

コンミテータ６１には、複数枚（例えば、２６枚等）のセグメント６２が周方向に沿って、かつ互いに絶縁されるように所定間隔をあけた状態で配設される。
各セグメント６２のアーマチュアコア５８側端には、折り返すように曲折形成されたライザ６３が設けられている。このライザ６３にアーマチュアコア５８に巻装されているコイル５９の端末部が接続される。 In the commutator 61, a plurality of (for example, 26, etc.) segments 62 are arranged along the circumferential direction and at a predetermined interval so as to be insulated from each other.
A riser 63 that is bent so as to be folded is provided at the end of each segment 62 on the armature core 58 side. A terminal portion of a coil 59 wound around the armature core 58 is connected to the riser 63.

ヨーク５３の他端には、有底筒状のトッププレート１２が設けられており、このトッププレート１２のアーマチュアコア５８側の内面に、遊星歯車機構２が配置される。
遊星歯車機構２は、回転軸５２に外嵌固定されているサンギヤ１３と、サンギヤ１３に噛合され、サンギヤ１３を中心に公転する複数のプラネタリギヤ１４と、これらプラネタリギヤ１４の外周側に設けられた環状の内歯リングギヤ１５とにより構成される。 A bottomed cylindrical top plate 12 is provided at the other end of the yoke 53, and the planetary gear mechanism 2 is disposed on the inner surface of the top plate 12 on the armature core 58 side.
The planetary gear mechanism 2 includes a sun gear 13 that is externally fitted and fixed to a rotary shaft 52, a plurality of planetary gears 14 that mesh with the sun gear 13 and revolve around the sun gear 13, and an annular ring that is provided on the outer peripheral side of these planetary gears 14. Of the internal ring gear 15.

複数のプラネタリギヤ１４は、キャリアプレート１６により連結される。このキャリアプレート１６の各プラネタリギヤ１４に対応する位置には、支持シャフト１６ａが立設されて、ここにプラネタリギヤ１４が回転自在に支持される。キャリアプレート１６の径方向中央には、出力軸４の一端が接合される。 The plurality of planetary gears 14 are connected by a carrier plate 16. A support shaft 16a is erected at a position corresponding to each planetary gear 14 of the carrier plate 16, and the planetary gear 14 is rotatably supported here. One end of the output shaft 4 is joined to the center of the carrier plate 16 in the radial direction.

内歯リングギヤ１５は、トッププレート１２の内周面に一体成形されており、このトッププレート１２の底面には、径方向中央に滑り軸受け１２ａが配設される。この滑り軸受け１２ａは、回転軸５２と同軸上に配置されている出力軸４の一端を回転自在に支持する。 The internal ring gear 15 is integrally formed on the inner peripheral surface of the top plate 12, and a sliding bearing 12 a is disposed on the bottom surface of the top plate 12 at the radial center. The sliding bearing 12a rotatably supports one end of the output shaft 4 arranged coaxially with the rotating shaft 52.

トッププレート１２には、エンジンにスタータ１を固定するためのハウジング１７が接合される。このハウジング１７は有底筒状に形成され、その開口部１７ａ側にトッププレート１２が開口部１７ａを閉塞するように接合される。
ハウジング１７の開口部１７ａ側の外周面には、軸線方向に沿うように雌ネジ部１７ｂが刻設される。 A housing 17 for fixing the starter 1 to the engine is joined to the top plate 12. The housing 17 is formed in a bottomed cylindrical shape, and the top plate 12 is joined to the opening 17a side so as to close the opening 17a.
On the outer peripheral surface of the housing 17 on the opening 17a side, a female screw portion 17b is engraved along the axial direction.

一方、ブラシ付直流モータ５１のヨーク５３の一端側（図１における右端側）に配置されたエンドプレート５５には、雌ネジ部１７ｂに対応する位置にボルト孔５５ａが形成される。このボルト孔５５ａにボルト９１を挿入し、雌ネジ部１７ｂにボルト９１を螺入することによって、モータ部３とハウジング１７とが一体化される。
さらに、ハウジング１７には、底部１７ｃの径方向中央に出力軸４の一端を回転自在に支持するための滑り軸受け１７ｄが配設される。 On the other hand, a bolt hole 55a is formed at a position corresponding to the female screw portion 17b in the end plate 55 arranged on one end side (right end side in FIG. 1) of the yoke 53 of the brushed DC motor 51. The bolt 91 is inserted into the bolt hole 55a and the bolt 91 is screwed into the female screw portion 17b, whereby the motor portion 3 and the housing 17 are integrated.
Further, the housing 17 is provided with a sliding bearing 17d for rotatably supporting one end of the output shaft 4 at the radial center of the bottom portion 17c.

出力軸４の一端には、回転軸５２の他端を挿入可能な凹部４ａが形成される。この凹部４ａの内周面には、滑り軸受け４ｂが圧入されており、出力軸４と回転軸５２とが相対回転可能に連結されるようになっている。 A concave portion 4 a into which the other end of the rotating shaft 52 can be inserted is formed at one end of the output shaft 4. A sliding bearing 4b is press-fitted into the inner peripheral surface of the recess 4a, and the output shaft 4 and the rotating shaft 52 are connected so as to be relatively rotatable.

出力軸４の軸線方向略中央には、外周面にヘリカルスプライン１９が形成される。このヘリカルスプライン１９には、クラッチ５を構成する略円筒状のクラッチアウタ１８が噛合される。クラッチアウタ１８には、モータ部３側に縮径形成されたスリーブ１８ａが一体成形されており、このスリーブ１８ａの内周面にヘリカルスプライン１９に噛合うヘリカルスプライン１８ｂが形成される。 A helical spline 19 is formed on the outer peripheral surface substantially at the center in the axial direction of the output shaft 4. The helical spline 19 is engaged with a substantially cylindrical clutch outer 18 constituting the clutch 5. The clutch outer 18 is integrally formed with a sleeve 18a having a reduced diameter on the motor unit 3 side, and a helical spline 18b that meshes with the helical spline 19 is formed on the inner peripheral surface of the sleeve 18a.

出力軸４のヘリカルスプライン１９よりも他端側（図１における左側）には、ストッパプレート２０が設けられている。ストッパプレート２０とクラッチアウタ１８のスリーブ１８ａとの間には、出力軸４を取り囲むように形成された第２リターンスプリング（バネ部材）２１が圧縮変形した状態で設けられている。これにより、クラッチアウタ１８は、常時モータ部３側へ向かって押し戻されるように付勢された状態になる。 A stopper plate 20 is provided on the other end side (left side in FIG. 1) of the output shaft 4 from the helical spline 19. A second return spring (spring member) 21 formed so as to surround the output shaft 4 is provided between the stopper plate 20 and the sleeve 18a of the clutch outer 18 in a compressed and deformed state. As a result, the clutch outer 18 is constantly biased so as to be pushed back toward the motor unit 3 side.

ハウジング１７の内壁には、クラッチアウタ１８のモータ部３側への変位を規制するリング状のストッパ９４が設けられている。このストッパ９４は、樹脂やゴム等により形成され、クラッチアウタ１８が当接した際の衝撃を緩和できるようになっている。 A ring-shaped stopper 94 that restricts the displacement of the clutch outer 18 toward the motor unit 3 is provided on the inner wall of the housing 17. The stopper 94 is made of resin, rubber, or the like, and can relieve an impact when the clutch outer 18 abuts.

クラッチアウタ１８には、クラッチ５を構成するクラッチインナ２２がクラッチアウタ１８に相対的に軸線方向に変位不能、かつ相対回転不能に係合される。
ここで、クラッチ５は、クラッチアウタ１８とクラッチインナ２２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る。 A clutch inner 22 constituting the clutch 5 is engaged with the clutch outer 18 so as not to be relatively displaceable in the axial direction relative to the clutch outer 18 and to be relatively unrotatable.
Here, when the torque difference generated between the clutch outer 18 and the clutch inner 22 and the rotational speed difference are within a predetermined value, the clutch 5 transmits the rotational force to each other, while the torque difference and the rotational speed difference are predetermined. When the value is exceeded, the transmission of the rotational force is cut off.

クラッチ５のクラッチインナ２２は略円筒状に形成されており、出力軸４にスライド移動可能に外嵌される。クラッチインナ２２のストッパプレート２０に対応する一端側には、ストッパプレート２０との干渉を避けるように凹部２２ａが形成される。 The clutch inner 22 of the clutch 5 is formed in a substantially cylindrical shape, and is fitted on the output shaft 4 so as to be slidable. A recess 22 a is formed on one end side of the clutch inner 22 corresponding to the stopper plate 20 so as to avoid interference with the stopper plate 20.

一方、クラッチインナ２２の他端側には、ピニオン６がクラッチインナ２２に対してスライド移動可能、かつ相対回転不能に外嵌される。ピニオン６は、エンジンのリングギヤ２３に噛合うことにより、モータ部３の回転力をリングギヤ２３に伝達し、この結果、エンジンが始動されることとなる。 On the other hand, the pinion 6 is fitted on the other end side of the clutch inner 22 so as to be slidable with respect to the clutch inner 22 and not relatively rotatable. The pinion 6 is engaged with the ring gear 23 of the engine, thereby transmitting the rotational force of the motor unit 3 to the ring gear 23. As a result, the engine is started.

ピニオン６の内周面には、段差により拡径された拡径部６ａが形成されており、クラッチインナ２２とピニオン６との間に収納部６ｂが形成される。また、クラッチインナ２２の外周面には、収納部６ｂの開口部を閉塞するように段差により拡径された拡径部２２ｂが形成される。 On the inner peripheral surface of the pinion 6, an enlarged diameter portion 6 a that is enlarged by a step is formed, and a storage portion 6 b is formed between the clutch inner 22 and the pinion 6. Further, the outer diameter of the clutch inner 22 is formed with an enlarged diameter portion 22b that is enlarged by a step so as to close the opening of the storage portion 6b.

そして、収納部６ｂには、クラッチインナ２２の外周面を取り囲むように形成されたコイルスプリング１１が収納されている。このコイルスプリング１１は、ピニオン６とリングギヤ２３との噛合い時に両者６，２３の噛合わせ位相がずれている場合の衝撃を緩和する。 And the coil spring 11 formed so that the outer peripheral surface of the clutch inner 22 may be enclosed is accommodated in the accommodating part 6b. The coil spring 11 relieves an impact when the meshing phases of both the pinions 6 and the ring gear 23 are shifted when the pinion 6 and the ring gear 23 are engaged.

コイルスプリング１１は、収納部６ｂに収納された状態で、ピニオン６の拡径部６ａの段差面と、クラッチインナ２２の拡径部２２ｂの段差面とにより圧縮変形されている。これによりピニオン６は、クラッチインナ２２に対してリングギヤ２３側に向かって付勢された状態になる。ここで、クラッチインナ２２の外周面には、他端側にピニオン６の抜けを規制する止め輪２２ｃが設けられている。 The coil spring 11 is compressed and deformed by the step surface of the enlarged diameter portion 6 a of the pinion 6 and the step surface of the enlarged diameter portion 22 b of the clutch inner 22 in the state of being accommodated in the accommodation portion 6 b. As a result, the pinion 6 is urged toward the ring gear 23 with respect to the clutch inner 22. Here, on the outer peripheral surface of the clutch inner 22, a retaining ring 22 c that restricts the pinion 6 from coming off is provided on the other end side.

ハウジング１７の内周面には、クラッチ５よりもモータ部３側に、略円筒状に形成された励磁コイル２４が設けられている。この励磁コイル２４は、径方向中央の大部分が大きく開口された有底筒状のヨーク２５と、ヨーク２５の底部２５ａとは反対側端に設けられた円環状のプランジャホルダ２６とにより形成される収納凹部２５ｂに収納されている。励磁コイル２４は、スイッチユニット７に設けられたダイオード９２、およびコネクタ９３を介し、不図示のイグニションスイッチに電気的に接続されている。 On the inner peripheral surface of the housing 17, an exciting coil 24 formed in a substantially cylindrical shape is provided on the motor unit 3 side with respect to the clutch 5. The exciting coil 24 is formed by a bottomed cylindrical yoke 25 having a large opening at the center in the radial direction, and an annular plunger holder 26 provided at the end opposite to the bottom 25a of the yoke 25. In the storage recess 25b. The exciting coil 24 is electrically connected to an ignition switch (not shown) via a diode 92 and a connector 93 provided in the switch unit 7.

励磁コイル２４の内周面と出力軸４の外周面との間の空隙には、磁性材で形成された略円筒状のスイッチプランジャ２７が励磁コイル２４に対して軸線方向にスライド可能に設けられている。さらに、このスイッチプランジャ２７と出力軸４の外周面との間の空隙に略円筒状のギヤプランジャ２８が設けられている。
これらスイッチプランジャ２７とギヤプランジャ２８は、互いに同心円上に設けられ、軸線方向に相対移動可能に設けられている。 A substantially cylindrical switch plunger 27 made of a magnetic material is provided in the gap between the inner peripheral surface of the excitation coil 24 and the outer peripheral surface of the output shaft 4 so as to be slidable in the axial direction with respect to the excitation coil 24. ing. Further, a substantially cylindrical gear plunger 28 is provided in the gap between the switch plunger 27 and the outer peripheral surface of the output shaft 4.
The switch plunger 27 and the gear plunger 28 are provided concentrically with each other, and are provided so as to be relatively movable in the axial direction.

スイッチプランジャ２７のモータ部３側端には、外フランジ部２９が一体成形されている。この外フランジ部２９の外周部側には、連結ロッド３０が軸線方向に沿って立設されている。この連結ロッド３０は、モータ部３のトッププレート１２を貫通している。連結ロッド３０のトッププレート１２から突出した端部には、ブラシ付直流モータ５１のコンミテータ６１に隣接配置されたスイッチユニット７の可動接点板８が連結されている。 An outer flange portion 29 is integrally formed at the end of the switch plunger 27 on the motor portion 3 side. On the outer peripheral side of the outer flange portion 29, a connecting rod 30 is erected along the axial direction. The connecting rod 30 passes through the top plate 12 of the motor unit 3. A movable contact plate 8 of the switch unit 7 disposed adjacent to the commutator 61 of the DC motor 51 with brush is connected to the end of the connecting rod 30 protruding from the top plate 12.

可動接点板８は、連結ロッド３０に対して軸線方向に沿ってスライド移動可能に取り付けられていると共に、コイルバネ３２によって浮動的に支持されている。そして、可動接点板８は、コンミテータ６１の周囲に設けられたブラシステー３３に固定されているスイッチユニット７の固定接点板３４に対し、近接離反可能になっている。 The movable contact plate 8 is attached to the connecting rod 30 so as to be slidable along the axial direction, and is floatingly supported by a coil spring 32. The movable contact plate 8 can be moved close to and away from the fixed contact plate 34 of the switch unit 7 fixed to the brush stay 33 provided around the commutator 61.

固定接点板３４は、連結ロッド３０を挟んでコンミテータ６１側である径方向内側に配置された第１固定接点板３４ａと、コンミテータ６１とは反対側である径方向外側に配置された第２固定接点板３４ｂとに分割構成されている。これら第１固定接点板３４ａ、および第２固定接点板３４ｂに可動接点板８が跨るように当接するようになっている。可動接点板８が第１固定接点板３４ａ、および第２固定接点板３４ｂに当接することにより、両者３４ａ，３４ｂが導通される。 The fixed contact plate 34 includes a first fixed contact plate 34 a disposed on the radially inner side on the commutator 61 side with the connecting rod 30 interposed therebetween, and a second fixed disposed on the radially outer side opposite to the commutator 61. It is divided into contact plates 34b. The movable contact plate 8 contacts the first fixed contact plate 34a and the second fixed contact plate 34b. The movable contact plate 8 is brought into contact with the first fixed contact plate 34a and the second fixed contact plate 34b, whereby the both 34a and 34b are brought into conduction.

また、スイッチプランジャ２７は、外フランジ部２９とハウジング１７の内壁との間に圧縮した状態で設けられている第１リターンスプリング３５によって、モータ部３側に向かって付勢された状態になっている。これにより、スイッチプランジャ２７は、通常、接点間を開いた状態（図１における中心線よりも上側の状態）で静止している。 Further, the switch plunger 27 is urged toward the motor unit 3 by the first return spring 35 provided in a compressed state between the outer flange portion 29 and the inner wall of the housing 17. Yes. Thereby, the switch plunger 27 is normally stationary in a state where the contacts are opened (a state above the center line in FIG. 1).

ギヤプランジャ２８は、樹脂で形成されたものであって、モータ部３側の外周面にリング状の鉄心２８ａが装着されている。また、ギヤプランジャ２８のモータ部３側には、軸線方向平面視略円環状の凹部２８ｂが形成されており、ここに出力軸４を取り囲むように形成されたシフトスプリング３６が収納されている。 The gear plunger 28 is formed of resin, and a ring-shaped iron core 28a is attached to the outer peripheral surface on the motor unit 3 side. Further, a substantially annular recess 28b is formed on the motor plunger 3 side of the gear plunger 28 in a plan view in the axial direction, and a shift spring 36 formed so as to surround the output shaft 4 is housed therein.

一方、スイッチプランジャ２７の内周面にシフトスプリング３６の端部に対応する位置に、軸線方向平面視略円環状の受け皿４８が設けられている。この受け皿４８とギヤプランジャ２８の凹部２８ｂの底面とにより、不作動時ギヤプランジャ２８をクラッチアウタ１８側へ付勢している。 On the other hand, on the inner peripheral surface of the switch plunger 27, a substantially circular tray 48 is provided in a position corresponding to the end of the shift spring 36 in the axial direction in plan view. The gear plunger 28 is urged toward the clutch outer 18 side by the receiving tray 48 and the bottom surface of the recess 28b of the gear plunger 28 when not operating.

図２は、４つのブラシ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄの配置、およびこれらブラシ４１ａ〜４１ｄのセグメント６２に対する接触状態を示す説明図である。
図１、図２に示すように、スイッチユニット７の固定接点板３４が固定されているブラシステー３３には、コンミテータ６１の周囲に４つのブラシ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄが進退可能に放射状に配置されている。 FIG. 2 is an explanatory diagram showing the arrangement of the four brushes 41a, 41b, 41c, and 41d and the contact state of the brushes 41a to 41d with the segment 62.
As shown in FIGS. 1 and 2, on the brush stay 33 to which the fixed contact plate 34 of the switch unit 7 is fixed, the four brushes 41a, 41b, 41c and 41d are radially arranged around the commutator 61 so as to be able to advance and retract. Has been placed.

各ブラシ４１ａ〜４１ｄの基端側には、コイルスプリング４２が設けられている。このコイルスプリング４２によって、各ブラシ４１ａ〜４１ｄがコンミテータ６１側に向かって付勢され、各ブラシ４１ａ〜４１ｄの先端がコンミテータ６１のセグメント６２に接触するようになっている。 A coil spring 42 is provided on the base end side of each brush 41a to 41d. The coil springs 42 urge the brushes 41 a to 41 d toward the commutator 61, and the tips of the brushes 41 a to 41 d come into contact with the segments 62 of the commutator 61.

４つのブラシ４１ａ〜４１ｄのうち、２つの陽極側ブラシ４１ａ，４１ｂに一端が接続されているピグテール４０ａ，４０ａの他端は、固定接点板３４の第１固定接点板３４ａに接続され、固定接点板３４の第２固定接点板３４ｂには、ターミナルボルト４４を介して不図示のバッテリの陽極が電気的に接続される。すなわち、固定接点板３４に可動接点板８が当接した際、ターミナルボルト４４、固定接点板３４、ピグテール４０ａを介して陽極側ブラシ４１ａ，４１ｂに電流が供給される。 Of the four brushes 41a to 41d, the other ends of the pigtails 40a and 40a, one end of which is connected to the two anode-side brushes 41a and 41b, are connected to the first fixed contact plate 34a of the fixed contact plate 34 and fixed contact A battery anode (not shown) is electrically connected to the second fixed contact plate 34 b of the plate 34 via a terminal bolt 44. That is, when the movable contact plate 8 contacts the fixed contact plate 34, current is supplied to the anode brushes 41a and 41b via the terminal bolt 44, the fixed contact plate 34, and the pigtail 40a.

ターミナルボルト４４は、スタータ１内への異物の侵入を防ぐためのカバー４５を有している。カバー４５は、ヨーク５３、およびハウジング１７に挟持された状態で固定される。 The terminal bolt 44 has a cover 45 for preventing foreign matter from entering the starter 1. The cover 45 is fixed while being sandwiched between the yoke 53 and the housing 17.

一方、４つのブラシ４１ａ〜４１ｄのうち、２つの陰極側ブラシ４１ｃ，４１ｄに一端が接続されているピグテール４０ｂ，４０ｂの他端は、後述のセンタープレート４３に接続され、このセンタープレート４３、ハウジング１７、および不図示の車体を介して、バッテリの陰極に陰極側ブラシ４１ｃ，４１ｄが電気的に接続される。 On the other hand, among the four brushes 41a to 41d, the other ends of the pigtails 40b and 40b whose one ends are connected to the two cathode side brushes 41c and 41d are connected to a center plate 43 described later. 17, and cathode brushes 41c and 41d are electrically connected to the cathode of the battery via a vehicle body (not shown).

ブラシステー３３とトッププレート１２との間には、金属により形成されたリング状のセンタープレート４３が介設されており、遊星歯車機構２とブラシ付直流モータ５１との間を隔絶している。このセンタープレート４３の径方向略中央には、円筒部４３ａ（図１参照）がコンミテータ６１側に向かって突設されている。 A ring-shaped center plate 43 formed of metal is interposed between the brush stay 33 and the top plate 12 to isolate the planetary gear mechanism 2 from the brushed DC motor 51. A cylindrical portion 43a (see FIG. 1) is provided projecting toward the commutator 61 side at a substantially central position in the radial direction of the center plate 43.

円筒部４３ａの内径は、回転軸５２の直径よりもやや大きく設定されており、円筒部４３ａと回転軸５２との間の微小間隙が形成されるようになっている。この円筒部４３ａの遊端は、コンミテータ６１の端面に形成された凹部６１ａに臨まされ、遊星歯車機構２のグリスがコンミテータ６１側へ漏洩することを防止している。 The inner diameter of the cylindrical portion 43a is set to be slightly larger than the diameter of the rotating shaft 52, and a minute gap is formed between the cylindrical portion 43a and the rotating shaft 52. The free end of the cylindrical portion 43a faces a recess 61a formed on the end surface of the commutator 61, and prevents the grease of the planetary gear mechanism 2 from leaking to the commutator 61 side.

ここで、図２に示すように、４つのブラシ４１ａ〜４１ｄは、２つの陽極側ブラシ４１ａ，４１ｂと、２つの陰極側ブラシ４１ｃ，４１ｄとがそれぞれ回転軸５２を中心にして点対称位置となるように配置されている。すなわち、異極同士のブラシは回転軸５２を中心にして対向配置される一方、同極同士のブラシは周方向に隣り合うように配置される。 Here, as shown in FIG. 2, the four brushes 41 a to 41 d have two anode-side brushes 41 a and 41 b and two cathode-side brushes 41 c and 41 d that are point-symmetrical about the rotation axis 52. It is arranged to be. That is, the brushes of different poles are arranged opposite to each other around the rotation shaft 52, while the brushes of the same pole are arranged adjacent to each other in the circumferential direction.

次に、上述したスタータ１の動作について説明する。
まず、励磁コイル２４に電流を供給する前の静止状態にあっては、スイッチプランジャ２７は、第１リターンスプリング３５に付勢されてモータ部３側（図１における右側）へ一杯に移動し、外フランジ部２９がトッププレート１２に当接した状態で停止している。そして、外フランジ部２９に立設されている連結ロッド３０に設けられている可動接点板８は、固定接点板３４に対して離間している。 Next, the operation of the starter 1 described above will be described.
First, in a stationary state before supplying current to the exciting coil 24, the switch plunger 27 is urged by the first return spring 35 and moves fully to the motor unit 3 side (right side in FIG. 1). The outer flange portion 29 stops in contact with the top plate 12. The movable contact plate 8 provided on the connecting rod 30 erected on the outer flange portion 29 is separated from the fixed contact plate 34.

これと同時に、第２リターンスプリング２１に付勢されたクラッチアウタ１８が、ピニオン６と一体化されているクラッチインナ２２、およびギヤプランジャ２８をモータ部３側へ一杯に移動している。そして、クラッチ５のクラッチアウタ１８がストッパ９４に当接した位置で停止しており、ピニオン６とリングギヤ２３との結合が断たれている（図１における中心線の上側の状態）。 At the same time, the clutch outer 18 biased by the second return spring 21 moves the clutch inner 22 integrated with the pinion 6 and the gear plunger 28 to the motor unit 3 side. Then, the clutch outer 18 of the clutch 5 stops at a position where it abuts against the stopper 94, and the coupling between the pinion 6 and the ring gear 23 is broken (a state above the center line in FIG. 1).

この状態からイグニションスイッチをオンすると、励磁コイル２４に電流が供給されて励磁される。すると、スイッチプランジャ２７、およびギヤプランジャ２８を磁束が通る磁路が形成され、これらスイッチプランジャ２７、およびギヤプランジャ２８がリングギヤ２３側（図１における左側）へ向かって移動する。このとき、スイッチプランジャ２７がギヤプランジャ２８の鉄心２８ａよりもプランジャホルダ２６に近接しているので、ギヤプランジャ２８に先行してスイッチプランジャ２７が移動する。 When the ignition switch is turned on from this state, a current is supplied to the exciting coil 24 to be excited. Then, a magnetic path through which the magnetic flux passes through the switch plunger 27 and the gear plunger 28 is formed, and the switch plunger 27 and the gear plunger 28 move toward the ring gear 23 side (left side in FIG. 1). At this time, since the switch plunger 27 is closer to the plunger holder 26 than the iron core 28 a of the gear plunger 28, the switch plunger 27 moves prior to the gear plunger 28.

ここで、シフトスプリング３６のばね力は、ピニオン６の静止状態にあってはクラッチアウタ１８に設けられた第２リターンスプリング２１の弾発力より弱く設定されている。また、ギヤプランジャ２８よりも先に移動するスイッチプランジャ２７による最大圧縮状態に至る途中で、第２リターンスプリング２１の弾発力より強くなるように設定されている。
すなわち、シフトスプリング３６のばね力は、第２リターンスプリング２１の弾発力より弱いため、スイッチプランジャ２７の吸引移動の初期ではギヤプランジャ２８の静止状態が保たれて、先にコイルばね３６が圧縮変形される。 Here, the spring force of the shift spring 36 is set to be weaker than the elastic force of the second return spring 21 provided in the clutch outer 18 when the pinion 6 is stationary. Further, it is set so as to be stronger than the elastic force of the second return spring 21 in the middle of reaching the maximum compression state by the switch plunger 27 moving ahead of the gear plunger 28.
That is, since the spring force of the shift spring 36 is weaker than the elastic force of the second return spring 21, the stationary state of the gear plunger 28 is maintained at the initial stage of the suction movement of the switch plunger 27, and the coil spring 36 is compressed first. Deformed.

スイッチプランジャ２７がリングギヤ２３側へ向かって移動すると、外フランジ部２９、および連結ロッド３０を介して可動接点板８が固定接点板３４側に向かって移動し、固定接点板３４に接触する。このとき、スイッチプランジャ２７のフルストロークに対して早めに可動接点板８が固定接点板３４に接触し、かつ可動接点板８が連結ロッド３０に対して軸線方向変位可能に浮動支持されているので、コイルばね３２の押圧力が両接点板８，３４間に加わることになる。 When the switch plunger 27 moves toward the ring gear 23, the movable contact plate 8 moves toward the fixed contact plate 34 through the outer flange portion 29 and the connecting rod 30 and comes into contact with the fixed contact plate 34. At this time, the movable contact plate 8 comes into contact with the fixed contact plate 34 earlier than the full stroke of the switch plunger 27, and the movable contact plate 8 is supported floatingly with respect to the connecting rod 30 so as to be axially displaceable. The pressing force of the coil spring 32 is applied between the contact plates 8 and 34.

固定接点板３４に可動接点板８が接触すると、陽極側ブラシ４１ａ，４１ｂにバッテリの電力が供給され、コンミテータ６１のセグメント６２を介してコイル５９が通電される。すると、アーマチュアコア５８に磁界が発生し、この磁界とヨーク５３に設けられている永久磁石５７との間で磁気的な吸引力や反発力が生じる。これにより、アーマチュア５４が継続的に回転する。 When the movable contact plate 8 comes into contact with the fixed contact plate 34, battery power is supplied to the anode brushes 41 a and 41 b, and the coil 59 is energized via the segment 62 of the commutator 61. Then, a magnetic field is generated in the armature core 58, and a magnetic attractive force or a repulsive force is generated between the magnetic field and the permanent magnet 57 provided in the yoke 53. Thereby, the armature 54 rotates continuously.

ここで、アーマチュア５４の回転に伴って、各ブラシ４１ａ〜４１ｄと各セグメント６２との接触状態が随時切り替わる。しかしながら、ブラシ４１ａ〜４１ｄのセグメント６２に対する接触状態が切り替わっても、常に４つのブラシ４１ａ〜４１ｄを用いてコイル５９に電流を供給するので、各ブラシ４１ａ〜４１ｄに供給される電流値は、ほぼ一定となる。 Here, with the rotation of the armature 54, the contact state between the brushes 41a to 41d and the segments 62 is switched at any time. However, even if the contact state of the brushes 41a to 41d with respect to the segment 62 is switched, current is always supplied to the coil 59 using the four brushes 41a to 41d, so the current values supplied to the brushes 41a to 41d are almost equal. It becomes constant.

図１に示すように、スイッチプランジャ２７がリングギヤ２３側へ向かって移動した状態において、スイッチプランジャ２７とプランジャホルダ２６との間に励磁コイル２４の磁束が通り、この磁束によりギヤプランジャ２８の鉄心２８ａが吸引される。 As shown in FIG. 1, in a state where the switch plunger 27 is moved toward the ring gear 23, the magnetic flux of the exciting coil 24 passes between the switch plunger 27 and the plunger holder 26, and this magnetic flux causes the iron core 28a of the gear plunger 28 to pass. Is sucked.

また、スイッチプランジャ２７がリングギヤ２３側へ向かって移動することにより、このスイッチプランジャ２７とギヤプランジャ２８との間に設けられているシフトスプリング３６が圧縮変形する。すると、このシフトスプリング３６に復元力が作用し、この復元力と磁束の吸引力との合力によって、ギヤプランジャ２８にリングギヤ２３側へ向かう力が作用する。 Further, when the switch plunger 27 moves toward the ring gear 23, the shift spring 36 provided between the switch plunger 27 and the gear plunger 28 is compressed and deformed. Then, a restoring force acts on the shift spring 36, and a force directed toward the ring gear 23 acts on the gear plunger 28 due to the resultant force of the restoring force and the attractive force of the magnetic flux.

一方、アーマチュア５４が回転することにより、このアーマチュア５４の回転軸５２の回転力が遊星歯車機構２を介して出力軸４に伝達され、出力軸４が回転する。出力軸４が回転することにより、出力軸４のヘリカルスプライン１９に噛合うクラッチアウタ１８が連れ回る際に、クラッチ５に慣性力が作用する。そして、出力軸４の回転方向を正回転としたとき、慣性力によってクラッチ５がヘリカルスプライン１９に沿うようにリングギヤ２３側へ向かって移動する。
ここで、ギヤプランジャ２８には、リングギヤ２３側へ向かう力が作用しているので、クラッチ５の移動に伴ってギヤプランジャ２８もリングギヤ２３側へ向かって移動する。 On the other hand, when the armature 54 rotates, the rotational force of the rotating shaft 52 of the armature 54 is transmitted to the output shaft 4 via the planetary gear mechanism 2, and the output shaft 4 rotates. When the output shaft 4 rotates, an inertial force acts on the clutch 5 when the clutch outer 18 that meshes with the helical spline 19 of the output shaft 4 rotates. When the rotation direction of the output shaft 4 is positive, the clutch 5 is moved toward the ring gear 23 along the helical spline 19 by the inertial force.
Here, since a force toward the ring gear 23 is acting on the gear plunger 28, the gear plunger 28 also moves toward the ring gear 23 as the clutch 5 moves.

クラッチ５がリングギヤ２３側へ向かって移動することにより、クラッチ５と一体化しているピニオン６がリングギヤ２３側へと押し出される。
このとき、ピニオン６とリングギヤ２３との噛合わせ位相がずれていると、リングギヤ２３にピニオン６が歯当たりして噛合わない。この場合、ピニオン６とクラッチ５のクラッチインナ２２との間に設けられているコイルスプリング１１が圧縮変形し、ピニオン６のリングギヤ２３に対する歯当たりの衝撃を吸収しつつ、ピニオン６にリングギヤ２３側に向かう付勢力を付与する。 When the clutch 5 moves toward the ring gear 23 side, the pinion 6 integrated with the clutch 5 is pushed out toward the ring gear 23 side.
At this time, if the meshing phase of the pinion 6 and the ring gear 23 is shifted, the pinion 6 contacts the ring gear 23 and does not mesh. In this case, the coil spring 11 provided between the pinion 6 and the clutch inner 22 of the clutch 5 is compressed and deformed to absorb the impact of the pinion 6 against the ring gear 23 and to the pinion 6 toward the ring gear 23. Giving the urging force to go.

ピニオン６が回転し、リングギヤ２３に噛み合うと、出力軸４にヘリカルスプライン結合されているピニオン６が、出力軸４の回転に伴ってリングギヤ２３へ十分に噛み合う位置までピニオン６が移動し得るため、ピニオン６をリングギヤ２３へより大きな力で噛み合わせることができる。 When the pinion 6 rotates and meshes with the ring gear 23, the pinion 6 that is helically splined to the output shaft 4 can move to a position where the pinion 6 fully meshes with the ring gear 23 as the output shaft 4 rotates. The pinion 6 can be engaged with the ring gear 23 with a greater force.

ピニオン６の噛み合い位置では、ストッパプレート２０にクラッチアウタ１８が当接するようになっている。ストッパプレート２０によってクラッチアウタ１８の軸線方向への移動が規制されるので、出力軸４の回転力がヘリカルスプライン結合しているピニオン６を介してリングギヤ２３に伝達され、これによってエンジンが始動に必要な回転をリングギヤ２３に加える。 The clutch outer 18 comes into contact with the stopper plate 20 at the meshing position of the pinion 6. Since the stopper plate 20 restricts the movement of the clutch outer 18 in the axial direction, the rotational force of the output shaft 4 is transmitted to the ring gear 23 via the pinion 6 that is helically splined, thereby requiring the engine to start. To the ring gear 23.

エンジンが起動し、ピニオン６の回転速度が出力軸４の回転速度を上回ると、クラッチ５が作用してピニオン６が空転する。
また、励磁コイル２４への通電を停止すると、クラッチアウタ１８に対する第２リターンスプリング２１の付勢力、およびスイッチプランジャ２７に対する第１リターンスプリング３５の付勢力により、ピニオン６がリングギヤ２３から離脱すると共に、可動接点板８が固定接点板３４から離間してブラシ付直流モータ５１が停止することとなる。 When the engine is started and the rotational speed of the pinion 6 exceeds the rotational speed of the output shaft 4, the clutch 5 acts and the pinion 6 rotates idly.
When the energization of the exciting coil 24 is stopped, the pinion 6 is detached from the ring gear 23 by the urging force of the second return spring 21 against the clutch outer 18 and the urging force of the first return spring 35 against the switch plunger 27. The movable contact plate 8 is separated from the fixed contact plate 34 and the brushed DC motor 51 is stopped.

ところで、図２に示すように、上述したスタータ１を駆動するブラシ付直流モータ５１のブラシステー３３には、放射状にブラシホルダ４６が形成されている。このブラシホルダ４６内には、単層ブラシである上述したブラシ４１ａ〜４１ｄと、これらブラシ４１ａ〜４１ｄを付勢するコイルスプリング４２とが収納される。ブラシホルダ４６は、最も外側にコイルスプリング４２を支持する座面４７を備えており、この座面４７が斜めに傾斜して形成される。座面４７の傾斜は、コンミテータ６１の回転方向下流側よりも、回転方向上流側の方がコンミテータ６１に接近する方向、換言すれば、コンミテータ６１の回転方向上流側から回転方向下流側に向かって、コンミテータ６１から離れる方向に傾斜される。 By the way, as shown in FIG. 2, the brush holder 46 of the brush direct current motor 51 which drives the starter 1 mentioned above is radially formed with the brush holder 46. As shown in FIG. In the brush holder 46, the above-described brushes 41a to 41d, which are single-layer brushes, and a coil spring 42 that urges the brushes 41a to 41d are housed. The brush holder 46 includes a seat surface 47 that supports the coil spring 42 on the outermost side, and the seat surface 47 is formed to be inclined obliquely. The inclination of the seat surface 47 is such that the upstream side of the commutator 61 is closer to the commutator 61 than the downstream side of the commutator 61 in the rotational direction, in other words, from the upstream side of the commutator 61 in the rotational direction. Inclined in a direction away from the commutator 61.

座面４７は、コイルスプリング４２の付勢力を変化させる付勢力変化手段であり、図３に示すように、座面４７の傾斜により、コイルスプリング４２は、コンミテータ６１の回転方向上流側が回転方向下流側よりも圧縮された状態となり、これによりブラシ４１ａ〜４１ｄがコンミテータ６１を押圧する力が、コンミテータ６１の回転方向上流側よりも回転方向下流側の方が小さくなる。 The seat surface 47 is an urging force changing means for changing the urging force of the coil spring 42. As shown in FIG. 3, the coil spring 42 has an upstream side in the rotational direction of the commutator 61 due to the inclination of the seat surface 47. Thus, the force by which the brushes 41 a to 41 d press the commutator 61 becomes smaller on the downstream side in the rotational direction than on the upstream side in the rotational direction of the commutator 61.

図５は、縦軸をブラシ４１ａ〜４１ｄとコンミテータ６１のセグメント６２との接触抵抗、横軸をブラシ４１ａ〜４１ｄがコンミテータ６１のセグメント６２を押圧する力としたグラフであって、このグラフからも分かるように、押圧する力が弱くなるとブラシ４１ａ〜４１ｄの接触抵抗が急激に大きくなり、一方、押圧する力が強くなるほど接触対抗が小さくなる。これにより、図４に示すように、ブラシ４１ａ〜４１ｄに流れる電流（図４中、電流の大きさを矢印の数で示す）は、接触抵抗が小さいコンミテータ６１の回転方向上流側ほど大きくなり、一方、接触抵抗が大きいコンミテータ６１の回転方向下流側ほど小さくなる。そして、ブラシ４１ａ〜４１ｄのセグメント６２から離脱する最も回転方向下流側の部分が最も接触抵抗が大きくなり流れる電流が小さくなる。なお、図３、図４では、ブラシに対してコンミテータ６１のセグメント６２が３つ同時にブラシ４１ａ〜４１ｄに接触可能な場合を一例に図示したが、この構成に限られるものではない。 FIG. 5 is a graph in which the vertical axis represents the contact resistance between the brushes 41a to 41d and the segment 62 of the commutator 61, and the horizontal axis represents the force with which the brushes 41a to 41d press the segment 62 of the commutator 61. As can be seen, the contact resistance of the brushes 41a to 41d increases abruptly when the pressing force is weakened, while the contact resistance decreases as the pressing force increases. As a result, as shown in FIG. 4, the current flowing through the brushes 41 a to 41 d (in FIG. 4, the magnitude of the current is indicated by the number of arrows) increases toward the upstream side of the commutator 61 in which the contact resistance is small, On the other hand, the smaller the commutator 61 with a larger contact resistance, the smaller the downstream side in the rotational direction. The portion of the brush 41a to 41d that is separated from the segment 62 on the most downstream side in the rotational direction has the highest contact resistance and the flowing current is reduced. 3 and 4 exemplify the case where three segments 62 of the commutator 61 can contact the brushes 41a to 41d at the same time with respect to the brush. However, the present invention is not limited to this configuration.

したがって、上述した実施形態のスタータ１およびブラシ付直流モータ５１によれば、各ブラシ４１ａ〜４１ｄにおけるコンミテータ６１のセグメント６２を押圧する力が、コンミテータ６１の回転方向上流側よりも回転方向下流側の方が小さくなるので、各ブラシ４１ａ〜４１ｄにおけるコンミテータ６１の回転方向下流側の部分とセグメント６２との接触抵抗が大きくなり、各ブラシ４１ａ〜４１ｄにおけるコンミテータ６１の回転方向下流側とセグメント６２との間の電気抵抗（接触抵抗）を大きくすることができるため、ブラシ４１ａ〜４１ｄがセグメント６２から離脱する際に生じる火花の発生を防止することができるとともに、２層ブラシを用いずに、ブラシ４１ａ〜４１ｄにおけるコンミテータ６１の回転方向下流側とセグメント６２との電気抵抗を大きくできるため、製造コストの増加を抑制することができる。 Therefore, according to the starter 1 and the brushed DC motor 51 of the above-described embodiment, the force pressing the segment 62 of the commutator 61 in each of the brushes 41 a to 41 d is on the downstream side in the rotational direction with respect to the upstream side in the rotational direction of the commutator 61. Therefore, the contact resistance between the segment 62 on the downstream side in the rotational direction of the commutator 61 in each brush 41a to 41d and the segment 62 on the downstream side in the rotational direction of the commutator 61 in each brush 41a to 41d is increased. Since the electrical resistance (contact resistance) between them can be increased, it is possible to prevent the occurrence of sparks when the brushes 41a to 41d are detached from the segment 62, and to use the brush 41a without using a two-layer brush. ˜41d downstream of the commutator 61 in the rotational direction and the segment Because it can increase the electrical resistance between bets 62, it is possible to suppress an increase in manufacturing cost.

また、コイルスプリング４２を支持する座面４７を、コンミテータ６１の回転方向上流側から回転方向下流側に向かうほどコンミテータ６１から離れるように傾斜させることで、コイルスプリング４２が各ブラシ４１ａ〜４１ｄを付勢する力を、コンミテータ６１の回転方向上流側から回転方向下流側に向かうほど弱めて、コンミテータ６１の回転方向下流側とセグメント６２との間の接触抵抗を増加させているため、部品点数の増加無しに簡単な構造で火花の発生を防止することができる。
そして、単層ブラシを用いて２層ブラシと同様に火花の発生を防止することができるため、２層ブラシを用いた場合と比較して、安価な単層ブラシを用いる分だけコスト増加を抑制できると共に、熱膨張等による接合面の剥がれ等が発生しない分、信頼性を向上させることができる。 In addition, the seat spring 47 that supports the coil spring 42 is inclined so as to move away from the commutator 61 from the upstream side in the rotational direction of the commutator 61 toward the downstream side in the rotational direction, whereby the coil spring 42 attaches the brushes 41a to 41d. Since the contact force between the downstream side in the rotational direction of the commutator 61 and the segment 62 is increased by decreasing the force to be applied from the upstream side in the rotational direction of the commutator 61 toward the downstream side in the rotational direction, the number of parts is increased. Without any simple structure, it is possible to prevent the occurrence of sparks.
And since the generation of sparks can be prevented using a single-layer brush as in the case of a two-layer brush, the increase in cost is suppressed by the use of an inexpensive single-layer brush compared to the case of using a two-layer brush. In addition, the reliability can be improved because the joint surface does not peel off due to thermal expansion or the like.

さらに、各ブラシ４１ａ〜４１ｄを付勢する弾性部材として、従来どおりコイルスプリング４２を利用できるため、より簡単な構造でブラシの付勢力に変化を付けることができ、コスト増加を抑制することができる。
また、エンジンを始動するスタータ１用のモータとして上述した座面４７を備えるブラシ付直流モータ５１を用いることで、とりわけ耐久性が要求される車両用のスタータのモータの信頼性を大型化すること無しに向上することができると共に、とりわけアイドルストップを行う車両のように更なる耐久性が要求される場合に有利となる。 Furthermore, since the coil spring 42 can be used as an elastic member for urging the brushes 41a to 41d as usual, the urging force of the brush can be changed with a simpler structure, and an increase in cost can be suppressed. .
Further, by using the brushed DC motor 51 provided with the seating surface 47 described above as the motor for the starter 1 for starting the engine, the reliability of the starter motor for a vehicle particularly required for durability is increased. This is advantageous in the case where further durability is required, such as a vehicle that performs idle stop.

次に、上述した実施形態の第１変形例について図６を参照しながら説明する。なお、この第１変形例のスタータは、上述したスタータ１のブラシホルダおよびブラシの形状を変更したものであるため、上述した実施形態と同一部分に同一符号を付して説明する（第２変形例についても同様）。
この第１変形例のブラシホルダ１４６は、上述した実施形態のブラシホルダ４６と同様に、ブラシ付き直流モータ５１のブラシステー３３に放射状に配置されて形成される。 Next, a first modification of the above-described embodiment will be described with reference to FIG. Since the starter of the first modification is obtained by changing the shape of the brush holder and the brush of the starter 1 described above, the same reference numerals are given to the same parts as those of the embodiment described above (second modification). The same applies to the example).
The brush holder 146 of the first modification is formed by being radially arranged on the brush stay 33 of the brushed DC motor 51, similarly to the brush holder 46 of the above-described embodiment.

図６に示すように、ブラシホルダ１４６内には、単層ブラシであるブラシ１４１ａ〜１４１ｄと、これらブラシ１４１ａ〜１４１ｄを付勢する弾性部材であるコイルスプリング１４２とが収納される。ブラシホルダ１４６は、最も外側にコイルスプリング１４２を支持する座面１４７を備えている。この座面１４７は、ブラシ１４１ａ〜１４１ｄをガイドするブラシホルダ１４６の側壁の内面１４６ａに対して略垂直に形成される。 As shown in FIG. 6, in the brush holder 146, brushes 141a to 141d that are single-layer brushes and a coil spring 142 that is an elastic member that urges the brushes 141a to 141d are housed. The brush holder 146 includes a seat surface 147 that supports the coil spring 142 on the outermost side. The seat surface 147 is formed substantially perpendicular to the inner surface 146a of the side wall of the brush holder 146 that guides the brushes 141a to 141d.

一方、ブラシ１４１ａ〜１４１ｄは、コンミテータ６１のセグメント６２と接する面Ｓと反対側に形成された、コイルスプリング１４２に押圧される押圧面１５０が、傾斜して形成される。この押圧面１５０の傾斜は、上述した実施形態の座面４７と反対に、コンミテータ６１の回転方向上流側よりも、回転方向下流側の方がコンミテータ６１に接近する方向、換言すれば、コンミテータ６１の回転方向下流側から回転方向上流側に向かって、コンミテータ６１から離れる方向に傾斜される。 On the other hand, in the brushes 141a to 141d, a pressing surface 150 that is formed on the opposite side of the surface S that contacts the segment 62 of the commutator 61 and that is pressed by the coil spring 142 is inclined. The inclination of the pressing surface 150 is opposite to the seating surface 47 of the above-described embodiment, in the direction in which the downstream side in the rotational direction approaches the commutator 61 rather than the upstream side in the rotational direction of the commutator 61, in other words, the commutator 61. Is inclined in a direction away from the commutator 61 from the downstream side in the rotational direction toward the upstream side in the rotational direction.

ブラシ１４１ａ〜１４１ｄの押圧面１５０は、コイルスプリング１４２の付勢力を変化させる付勢力変化手段であり、押圧面１５０の傾斜によってコイルスプリング１４２は、コンミテータ６１の回転方向上流側が回転方向下流側によりも圧縮された状態となる。そして、ブラシ１４１ａ〜１４１ｄがコンミテータ６１を押圧する力は、上述したブラシ４１ａ〜４１ｄと同様に、コンミテータ６１の回転方向上流側よりも回転方向下流側の方が小さくなる。 The pressing surfaces 150 of the brushes 141a to 141d are urging force changing means for changing the urging force of the coil spring 142. Due to the inclination of the pressing surface 150, the coil spring 142 has a rotation direction upstream side of the commutator 61 more than a rotation direction downstream side. It is in a compressed state. The force with which the brushes 141a to 141d press the commutator 61 is smaller on the downstream side in the rotational direction than on the upstream side in the rotational direction of the commutator 61, similarly to the brushes 41a to 41d described above.

上述した第１変形例のスタータによれば、ブラシ１４１ａ〜１４１ｂの押圧面１５０を傾斜面とすることで、既存のブラシホルダを用いて、上述した実施形態と同様に、ブラシ１４１ａ〜１４１ｄがコンミテータ６１を押圧する力がコンミテータ６１の回転方向上流側よりも回転方向下流側の方を小さくすることができるため、更なるコスト低減を図ることが可能となる。 According to the starter of the first modified example described above, the pressing surfaces 150 of the brushes 141a to 141b are inclined surfaces, so that the brushes 141a to 141d are replaced with the commutator using the existing brush holder as in the above-described embodiment. Since the force for pressing 61 can be made smaller on the downstream side in the rotational direction than on the upstream side in the rotational direction of the commutator 61, further cost reduction can be achieved.

次に、上述した実施形態の第２変形例について図７を参照しながら説明する。
この第２変形例のブラシホルダ２４６は、上述した実施形態のブラシホルダ４６と同様に、ブラシ付き直流モータ５１のブラシステー３３に放射状に配置されて形成される。
図７に示すように、ブラシホルダ２４６は、弾性部材であるコイルスプリング２４２が圧縮状態で収納されるコイルスプリング収納部２６０と、ブラシ２４１ａ〜２４１ｄをスライド自在に収納するブラシ収納部２６１とを備えて構成される。 Next, a second modification of the above-described embodiment will be described with reference to FIG.
The brush holder 246 of the second modified example is formed by being radially arranged on the brush stay 33 of the DC motor 51 with brush, similarly to the brush holder 46 of the above-described embodiment.
As shown in FIG. 7, the brush holder 246 includes a coil spring storage portion 260 that stores a coil spring 242 that is an elastic member in a compressed state, and a brush storage portion 261 that slidably stores the brushes 241a to 241d. Configured.

コイルスプリング収納部２６０は、その最も外側にコイルスプリング２４２を支持する座面２４７を備える。この座面２４７は、コイルスプリング収納部２６０の側壁内面２６０ａに対して略垂直に形成される。
コイルスプリング収納部２６０は、ブラシ収納部２６１に比べて幅が狭く形成され、ブラシ収納部２６１に対してコンミテータ６１の回転方向上流側で連通される。なお、図７では、ブラシ収納部２６１とコイルスプリング２４２の上記回転方向上流側の内面の位置が、回転方向で一致している場合を示しているが、ブラシ収納部２６１の幅方向中央部（図７中、一点鎖線で示す）に対してコイルスプリング収納部２６０の幅方向中央部（図７中、一点鎖線で示す）が、上記回転方向上流側にずれて配置されていれば良い。 The coil spring accommodating portion 260 includes a seat surface 247 that supports the coil spring 242 on the outermost side. The seating surface 247 is formed substantially perpendicular to the side wall inner surface 260 a of the coil spring housing portion 260.
The coil spring storage part 260 is formed narrower than the brush storage part 261 and communicates with the brush storage part 261 on the upstream side in the rotational direction of the commutator 61. FIG. 7 shows a case where the positions of the inner surfaces of the brush storage portion 261 and the coil spring 242 on the upstream side in the rotation direction coincide with each other in the rotation direction. The width direction center part (indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 7) of the coil spring housing portion 260 only needs to be shifted to the upstream side in the rotational direction with respect to the alternate long and short dashed line in FIG. 7.

この構成により、圧縮されたコイルスプリング２４２がブラシ２４１ａ〜２４１ｄの回転方向上流側を主に押圧することになるため、上述した実施形態と同様に、ブラシ２４１ａ〜２４１ｄによるコンミテータ６１のセグメント６２を押圧する力が、コンミテータ６１の回転方向上流側よりも、回転方向下流側の方が小さくなる。つまり、これらコイルスプリング収納部２６０とブラシ収納部２６１とにより、付勢力変化手段が構成される。 With this configuration, the compressed coil spring 242 mainly presses the upstream side in the rotation direction of the brushes 241a to 241d. Therefore, the segment 62 of the commutator 61 is pressed by the brushes 241a to 241d as in the above-described embodiment. The force that acts on the downstream side in the rotational direction is smaller than the upstream side in the rotational direction of the commutator 61. That is, the coil spring storage portion 260 and the brush storage portion 261 constitute an urging force changing means.

上述した第２変形例のスタータによれば、コイルスプリング２４２の幅方向中央部をブラシ収納部２６１の幅方向中央部よりもコンミテータ６１の回転方向上流側にずらして配置することで、ブラシ２４１ａ〜２４１ｄとセグメント６２との電気抵抗を、コンミテータ６１の回転方向上流側よりも回転方向下流側の方が増加させることができるため、上述した実施形態と同様に、部品点数を増加することなしに単層ブラシを用いてブラシ２４１ａ〜２４１ｄの回転方向下流側とセグメント６２との間の火花発生を抑制することができる。 According to the starter of the second modification described above, the central portion of the coil spring 242 in the width direction is shifted from the central portion in the width direction of the brush storage portion 261 to the upstream side in the rotational direction of the commutator 61, so that the brushes 241 a to 241. Since the electrical resistance between the 241d and the segment 62 can be increased on the downstream side in the rotational direction than the upstream side in the rotational direction of the commutator 61, the electrical resistance between the segment 62 and the segment 62 can be increased without increasing the number of parts as in the above-described embodiment. Generation of a spark between the segment 62 and the downstream side in the rotation direction of the brushes 241a to 241d can be suppressed using the layer brush.

なお、この発明は上述した実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
例えば、上述した実施形態では、弾性部材としてコイルスプリング４２を用いる場合について説明したが、圧縮バネの機能を備える弾性部材であればコイルスプリング４２に限られるものではない。
また、上述した実施形態では、スタータ１に用いられるブラシ付直流モータ５１を一例に説明したが、ブラシ付直流モータ５１をスタータ１以外の様々な電動機に適用可能である。
さらに、座面４７、押圧面１５０が平面である場合を一例に説明したが、コンミテータ６１の回転方向下流側ほど、コイルスプリングの圧縮力が小さくなる形状であればよく、例えば、曲面に形成したり有段形成してもよい。
また、上述した実施形態の第２変形例では、弾性部材が圧縮バネであるコイルスプリング２４２の場合について説明したが、ねじりコイルバネを用いても良い。この場合は、ブラシ２４１ａ〜２４１ｄを押圧するねじりコイルバネの押圧端部を、ブラシ２４１ａ〜２４１ｄの幅方向中央部よりもコンミテータ６１の回転方向上流側にずらして配置するようにすればよい。 In addition, this invention is not restricted to the structure of embodiment mentioned above, A design change is possible in the range which does not deviate from the summary.
For example, in the above-described embodiment, the case where the coil spring 42 is used as the elastic member has been described. However, the elastic member having the function of a compression spring is not limited to the coil spring 42.
In the above-described embodiment, the brushed DC motor 51 used for the starter 1 has been described as an example. However, the brushed DC motor 51 can be applied to various electric motors other than the starter 1.
Furthermore, although the case where the seating surface 47 and the pressing surface 150 are flat has been described as an example, any shape may be used as long as the compressive force of the coil spring becomes smaller toward the downstream side of the commutator 61 in the rotation direction. Alternatively, it may be stepped.
Moreover, although the case where the elastic member is the coil spring 242 which is a compression spring has been described in the second modification of the above-described embodiment, a torsion coil spring may be used. In this case, the pressing end portion of the torsion coil spring that presses the brushes 241a to 241d may be shifted from the central portion in the width direction of the brushes 241a to 241d to the upstream side in the rotation direction of the commutator 61.

１スタータ
４１ａ〜４１ｄブラシ
４２コイルスプリング（弾性部材）
４７座面（付勢力変化手段）
６１コンミテータ
６２セグメント（整流片）
５１ブラシ付直流モータ 1 Starter 41a-41d Brush 42 Coil spring (elastic member)
47 Seat (biasing force changing means)
61 Commutator 62 Segment (rectifying piece)
51 DC motor with brush

Claims

In a starter comprising a motor in which a plurality of rectifying pieces arranged along the outer periphery of the commutator and the brush are in electrical contact with each other by elastically pressing a commutator rotating by a brush urged by an elastic member ,
And a biasing force changing unit that changes the biasing force of the elastic member so that the force with which the brush presses the commutator is smaller on the downstream side in the rotational direction than on the upstream side in the rotational direction of the commutator. Starter to do.

The biasing force changing means is a seating surface that supports the elastic member, and the seating surface is inclined in a direction away from the commutator from the upstream side in the rotational direction of the commutator toward the downstream side in the rotational direction. The starter according to claim 1.

The starter according to claim 1, wherein the brush is a single layer brush.

The starter according to any one of claims 1 to 3, wherein the elastic member is a coil spring.