JP2012072759A - スタータ - Google Patents

Abstract

【課題】ギヤ部のスムーズな移動を安定して確保することができるスタータを提供する。
【解決手段】出力軸４に外嵌され、かつ出力軸４に沿って進退移動可能に設けられ、エンジンを始動するために用いられるピニオン６の先端に、このピニオン６の内周面と出力軸４の外周面との間のシール性を確保するシール部材８０を設けたスタータであって、シール部材８０は、出力軸４の周囲を取り囲むように形成されたリング部８１と、リング部８１の内周縁に形成され、弾性変形可能なリップ部８２とを有し、リップ部８２は、リング部８１の内周縁から径方向内側に向かうに従って漸次ピニオン６の進行方向前方に向かうように、斜めに延出形成されており、出力軸４の外周面にリップ部８２の内周縁が摺接している。
【選択図】図２

Description

この発明は、例えば、自動車に搭載されるスタータに関するものである。

一般に、自動車の始動用に用いられるスタータは、モータ部と、このモータ部の回転軸と同軸上に配置された出力軸と、この出力軸にヘリカルスプライン嵌合されているギヤ部（ピニオン）とを備えている。このギヤ部を出力軸に沿って押出し、エンジンのリングギヤに噛合わせるようになっている。リングギヤにギヤ部が噛合うことにより、モータ部の回転が回転軸、出力軸、ギヤ部、およびリングギヤを介してエンジンに伝達され、エンジンが始動する（例えば、特許文献１参照）。
ここで、出力軸に対するギヤ部の相対移動を円滑に行うために、ヘリカルスプライン嵌合されている部分にグリスを塗布する場合がある。

実開平１−１３１８７０号公報

しかしながら、上述の従来技術にあっては、スタータに雨水等が被水することにより、スタータ内部に水が浸入し、ヘリカルスプライン嵌合部のグリスが流出する虞がある。このため、出力軸に対するギヤ部の相対移動が円滑に行われなくなるという課題がある。
また、出力軸上に付着した水滴が凍結してしまうと、この凍結物がギヤ部の進行を妨げる阻害物となり、ギヤ部の移動に影響を及ぼす虞があるという課題がある。

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、ギヤ部のスムーズな移動を安定して確保することができるスタータを提供するものである。

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、出力軸に外嵌され、かつ出力軸に沿って進退移動可能に設けられ、エンジンを始動するために用いられるギヤ部の先端に、このギヤ部の内周面と前記出力軸の外周面との間のシール性を確保するシール部材を設けたスタータであって、前記シール部材は、前記出力軸の周囲を取り囲むように形成されたリング部と、前記リング部の内周縁に形成され、弾性変形可能なリップ部とを有し、前記リップ部は、前記リング部の内周縁から径方向内側に向かうに従って漸次前記ギヤ部の進行方向前方に向かうように、斜めに延出形成されており、前記出力軸の外周面に前記リップ部の内周縁が摺接していることを特徴とする。

このように構成することで、シール部材のリップ部がギヤ部の進行方向前方から水圧を受けると、リップ部がギヤ部の後退方向斜め内側に押し付けられ、出力軸の外周面に対するリップ部の密着度が高まる。このため、出力軸とギヤ部との嵌合部に雨水等が被水するのを防止でき、ギヤ部の移動を安定してスムーズに行うことができる。
また、リップ部が斜めに延出形成されているので、例えばシール部材の進行方向前方に凍結物が存在していても、この凍結物をリップ部が容易に乗り上げることができる。しかも、凍結物は、シール部材におけるギヤ部の後退方向には形成されず、進行方向前方に形成されることになる。このため、凍結物とギヤ部との間の距離を確保することができ、ギヤ部を凍結物に邪魔されることなく移動させることができる。よって、さらにギヤ部の移動を安定してスムーズに行うことが可能になる。

請求項２に記載した発明は、前記リップ部の内周縁に、前記出力軸に摺接する小リング部を形成し、この小リング部は、内径が前記ギヤ部の進行方向前方に向かうに従って漸次拡径するように形成されていることを特徴とする。
この場合、請求項３に記載した発明のように、前記小リング部は、断面略円形状に形成されていることが望ましい。

このように構成することで、凍結物に小リング部が当接すると、この小リング部に凍結物を乗り上げる方向に向かう力が作用する。このため、凍結物に対するリップ部の乗り上げ性をさらに向上させることができ、さらにギヤ部の移動をスムーズに行うことが可能になる。
また、例えばエンジンが始動することによって、リングギヤに噛合しているギヤ部が高速回転した場合、小リング部に遠心力が作用し、この小リング部が出力軸の外周面から離反するようにリップ部が弾性変形する。このため、シール部材の出力軸に対する摩耗を抑制することができる。

請求項４に記載した発明は、前記リップ部の肉厚を、前記リング部の肉厚よりも薄肉に設定したことを特徴とする。

このように構成することで、リップ部を容易に弾性変形させることができる。このため、水圧による出力軸との密着性をより高めることができると共に、凍結物に対するリップ部の乗り上げ性をより向上させることができる。
また、例えばギヤ部の高速回転時に、遠心力を利用して出力軸の外周面からリップ部の内周縁を容易に離反させることができる。このため、さらにシール部材の出力軸に対する摩耗を抑制することができる。

請求項５に記載した発明は、前記リップ部の付け根部の全周であって、かつ前記ギヤ部の進行方向前方側に、溝部を形成したことを特徴とする。

このように構成することで、溝を基点としたリップ部の可撓性を高めることができる。このため、水圧による出力軸との密着性をさらに高めることができると共に、凍結物に対するリップ部の乗り上げ性をさらに向上させることができる。
また、より確実にシール部材の出力軸に対する摩耗を抑制することができる。

請求項６に記載した発明は、前記小リングの表面に、フッ素樹脂コートを形成したことを特徴とする。

このように構成することで、リップ部の出力軸に対する耐摩耗性を向上させることができる。また、出力軸に対するリップ部の摺動摩擦抵抗を低減でき、よりスムーズにギヤ部を移動させることが可能になる。

請求項７に記載した発明は、有底筒状のシールカバーに前記シール部材をアウトサート成形すると共に、前記ギヤ部の先端に、前記シールカバーを外嵌固定可能な取付部を形成したことを特徴とする。

このように構成することで、ギヤ部の先端に、容易にシール部材を取り付けることができる。

請求項８に記載した発明は、前記リング部に、前記ギヤ部に向けて突出するとともに、弾性変形可能な凸条部を形成し、前記凸条部は、前記ギヤ部の進行方向前方側の端面に圧縮変形された状態で当接していることを特徴とする。

このように構成することで、ギヤ部の進行方向前方側の端面に凸条部を押し当てることで、凸条部が圧縮変形し、リング部とギヤ部との間のシール性を高めることができる。

請求項９に記載した発明は、前記凸条部を、前記リング部の外周側から径方向内側に向かうに従って漸次前記ギヤ部の進行方向後方に向かうように斜めに延出形成したことを特徴とする。

このように構成することで、凸条部をリング部から斜めに延出形成することで、シール部材の組み付け時に凸条部が付け根部分を起点に撓み変形（座屈変形）しながらギヤ部に組み付けられる。これにより、凸条部をギヤ部に向けて押し当てた際の、押し込み量の増加に伴う押し込み荷重の増加を抑制することが可能になる。したがって、組み付け性を向上させることができる。しかも、押し込み量のばらつきに伴う押し込み荷重のばらつきを抑制することも可能である。

請求項１０に記載した発明は、前記リング部における前記凸条部に対して径方向内側に位置する部分に、前記ギヤ部の進行方向前方側に窪んだ溝部を形成したことを特徴とする。

このように構成することで、リング部に溝部を形成することで、凸条部が撓み変形し易くなる。さらに、撓み変形後の凸条部が溝部内に収容されることになるので、リング部全体を縮径部に当接させることができる。これにより、リング部とギヤ部との間のシール性をより一層向上させることができる。

本発明によれば、シール部材のリップ部がギヤ部の進行方向前方から水圧を受けると、リップ部がギヤ部の後退方向斜め内側に押し付けられ、出力軸の外周面に対するリップ部の密着度が高まる。このため、出力軸とギヤ部との嵌合部に雨水等が被水するのを防止でき、ギヤ部の移動を安定してスムーズに行うことができる。

また、リップ部が斜めに延出形成されているので、例えばシール部材の進行方向前方に凍結物が存在していても、この凍結物をリップ部が容易に乗り上げることができる。しかも、凍結物は、シール部材におけるギヤ部の後退方向には形成されず、進行方向前方に形成されることになる。このため、凍結物とギヤ部との間の距離を確保することができ、ギヤ部を凍結物に邪魔されることなく移動させることができる。よって、さらにギヤ部の移動を安定してスムーズに行うことが可能になる。

本発明の実施形態におけるスタータの断面図である。 図１のＡ部拡大図である。 本発明の第１実施形態におけるシール部材を示し、（ａ）はピニオン側からみた斜視図、（ｂ）はピニオンとは反対側の前方からみた斜視図である。 本発明の実施形態におけるシール部材の挙動説明図である。 本発明の実施形態におけるシール部材の挙動説明図である。 本発明の実施形態におけるシール部材の挙動説明図である。 本発明の第２実施形態におけるシール部材をピニオン側からみた部分斜視図である。 本発明の第２実施形態における図２に相当する断面図である。 本発明の実施形態におけるシール部材の挙動説明図である。 圧入変位に対する圧入荷重の関係を示すグラフである。

（第１実施形態）
（スタータ）
次に、この発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、スタータの断面図であって、中心線より上側に静止状態を示し、下側に通電状態を示している。
同図に示すように、スタータ１は、不図示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って、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。

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とにより構成されている。
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ている。

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５６が設けられている。
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。

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ている。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ている。

コンミテータ６１には、複数枚（例えば、この実施形態では２６枚）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ている。
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ようになっている。

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が配置されている。
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とにより構成されている。

複数のプラネタリギヤ１４は、キャリアプレート１６により連結されている。キャリアプレート１６には、各プラネタリギヤ１４に対応する位置に支持シャフト１６ａが立設されており、ここにプラネタリギヤ１４が回転自在に支持されている。また、キャリアプレート１６の径方向中央には、出力軸４の一端が接合されている。

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いる。トッププレート１２の底面には、径方向中央に滑り軸受１２ａが設けられている。この滑り軸受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ためのものである。

また、トッププレート１２には、不図示のエンジンにスタータ１を固定するためのハウジング１７が接合されている。ハウジング１７は有底筒状に形成されており、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ている。
ハウジング１７の開口部１７ａ側外周面には、軸方向に沿うように雌ネジ部１７ｂが刻設されている。

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が形成されている。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１７ｄが設けられている。

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が形成されている。この凹部４ａの内周面には、滑り軸受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。

出力軸４の軸方向略中央には、外周面にヘリカルスプライン１９が形成されている。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が噛合されている。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が形成されている。
このようにヘリカルスプライン嵌合されている出力軸４とクラッチアウタ１８との間には、このクラッチアウタ１８の相対移動を円滑に行うための不図示のグリス等が塗布されている。

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。

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。

また、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に相対的に軸方向に変位不能、かつ相対回転不能に係合されている。
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ている。

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ている。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が形成されている。

一方、クラッチインナ２２の他端側には、出力軸４に摺動可能に外嵌されたピニオン６が一体成形されている。ピニオン６は、不図示の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に伝達してエンジンを始動させるためのものである。ピニオン６の軸方向両端には、内周面に出力軸４に摺接される一対の滑り軸受６ａ，６ｂが圧入されている。
また、ピニオン６の先端には、段差により縮径形成された縮径部４６が突出形成されており、ここに出力軸４とピニオン６との間のシール性を確保するためのシール部材８０が設けられている。

（シール部材）
図２は図１のＡ部拡大図、図３はシール部材を示し、（ａ）はピニオン側からみた斜視図、（ｂ）はピニオンとは反対側の前方からみた斜視図である。
図２、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、シール部材８０は、弾性を有するゴム材により形成されたものであって、ピニオン６の縮径部４６の先端に接触するように形成されたリング部８１と、リング部８１の内周縁に一体形成されたリップ部８２とにより構成されている。そして、シールカバー８３を介して縮径部４６に取り付けられている。

リング部８１は、この外径が縮径部４６の外径と略同一に設定されており、内径が縮径部４６の内径と略同一に設定されている。そして、リング部８１の縮径部４６側の面には、軸方向平面視で略円環状の凸条部８４が突出形成されている。この凸条部８４は、縮径部４６にリング部８１を押し当てることにより圧縮変形し、リング部８１と縮径部４６との間のシール性を高めるためのものである。凸条部８４の両側には、凸条部８４の圧縮変形を容易化するための溝８５ａ，８５ｂが形成されている。

一方、リング部８１の縮径部４６とは反対側の面には、複数（この実施形態では４つ）の凸部８６が周方向に等間隔で突出形成されている。これら凸部８６は、リング部８１とシールカバー８３とを係合させるためのものである。
また、リング部８１の内周縁に一体成形されているリップ部８２は、リング部８１の内周縁から径方向内側に向かうに従って漸次出力軸４の他端側（図２における左側）、つまりピニオン６の進行方向前方に向かうように斜めに延出形成されている。

リップ部８２の内周縁には、断面略円形状の小リング部８７が一体成形され、この小リング部８７が出力軸４の外周面に摺接している。小リング部８７は断面略円形状に形成されているので、換言すれば小リング部８７は、この内径がピニオン６の進行方向前方に向かうに従って漸次拡径するように形成されていることになる。
また、小リング部８７の外表面には、フッ素樹脂コート７５が形成されている。このフッ素樹脂コート７５により、シール部材８０と出力軸４との摺動摩擦抵抗が低減される。
なお、図２において、フッ素樹脂コート７５を認識可能な大きさとするため、このフッ素樹脂コート７５の縮尺を変更している。

ここで、リップ部８２の肉厚Ｔ１は、リング部８１の肉厚Ｔ２よりも薄肉に設定され、かつ小リング部８７の直径Ｄ１よりも小さくなるように設定されている。そして、リップ部８２の付け根部８２ａには、縮径部４６とは反対側の前方に断面円弧状の溝部８８が形成されている。これにより、リップ部８２は、付け根部８２ａを基点として弾性変形し易くなっている。

また、リング部８１の肉厚Ｔ２は、ピニオン６の先端に形成されている縮径部４６の突出量をＴ３とし、ピニオン６が静止状態（図１における中心線より上側の状態）からリングギヤ２３に噛み込むまでの距離をＸ１としたとき（図１参照）、
Ｔ２＋Ｔ３＞Ｘ１・・・（１）
を満たすように設定されている。具体的には、リング部８１の肉厚Ｔ２は、例えば約２ｍｍ程度に設定されている。

このように形成されたシール部材８０は、これを固定するためのシールカバー８３にアウトサート成形されている。シールカバー８３は、有底筒状に形成されており、底部８３ａを出力軸４の他端側（図２における左側）に向けた状態で配置されている。そして、縮径部４６にシールカバー８３の周壁部８３ｂが外嵌固定されている。

底部８３ａの径方向中央には、挿通孔８９が形成されている。この挿通孔８９は、出力軸４を挿通可能、かつシールカバー８３とシール部材８０のリップ部８２との干渉を回避可能なように形成されている。また、シールカバー８３の底部８３ａには、シール部材８０の凸部８６に対応する部位に、この凸部８６を挿入可能な取付孔９０が形成されている。この取付孔９０に凸部８６が挿入されるように、底部８３ａの内側にシール部材８０がアウトサート成形される。

（電磁装置）
図１に戻り、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、電磁装置９を構成する励磁コイル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。

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、軸方向に相対移動可能に設けられている。

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。

可動接点板８は、連結ロッド３０に対して軸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。

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。

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。

一方、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。
また、スイッチプランジャ２７の内周面には、シフトスプリング３６の端部に対応する位置に、軸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、シフトスプリング３６の軸方向への移動が規制されている。

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の周囲に複数（この実施形態では４つ）のブラシ４１が進退可能に配置されている。各ブラシ４１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４１がコンミテータ６１側に向かって付勢され、各ブラシ４１の先端がコンミテータ６１のセグメント６２に摺接するようになっている。
ブラシ４１は、陽極側ブラシと陰極側ブラシとで構成され、このうちの陽極側ブラシが不図示のピグテールを介して固定接点板３４の第１固定接点板３４ａに接続されている。一方、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（不図示）を介してブラシ４１の陽極側ブラシに電圧が印加され、コイル５９に電流が供給されるようになっている。また、ブラシ４１の陰極側ブラシは、不図示のピグテールを介して後述のセンタープレート４３に接続されている。そして、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、バッテリの陰極にブラシ４１の陰極側ブラシが電気的に接続されるようになっている。なお、ターミナルボルト４４とブラシ付直流モータ５１のヨーク５３との間隙に、内部への塵埃等の侵入を防止するためのカバー４５が設けられている。

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がコンミテータ６１側に向かって突設されている。
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。

（スタータの動作）
次に、図１に基づいて、スタータ１の動作について説明する。
同図に示すように、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。

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。

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とのギャップ（軸方向クリアランス）が小さく、吸引力が大きいので、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。

ここで、シフトスプリング３６のバネ力は、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のバネ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のバネ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のバネ力は、第２リターンスプリング２１のバネ力より弱いため、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。

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。

固定接点板３４に可動接点板８が接触すると、ブラシ４１の陽極側ブラシにバッテリの電圧が印加され、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。

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が連れ回り、クラッチ５に慣性力が作用する。そして、慣性力によってクラッチ５がヘリカルスプライン１９に沿うように第２リターンスプリング２１のバネ力に抗してリングギヤ２３側へ向かって押し出される。
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。

クラッチ５がリングギヤ２３側へ向かって押し出されることにより、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側へと回転しながら押し出される。ピニオン６が押出されてリングギヤ２３に噛合うと、出力軸４の回転力がリングギヤ２３に伝達され、エンジンが始動する。

ここで、アーマチュア５４の回転が安定し、加速が止まると、出力軸４の回転、およびヘリカルスプライン結合によるピニオン６をリングギヤ２３側へ向かって移動させる慣性力が弱まることになる。しかしながら、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ので、この力がピニオン６をリングギヤ２３側へ向かって移動させる推進力を増大させる。このため、リングギヤ２３に向かってより大きな突入力をもってピニオン６が噛み込む。

さらに、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、この力、およびコイルばね３６の復元力によって、リングギヤ２３に対するピニオン６の噛合状態が確実に維持される。
そして、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の軸方向への移動が規制される。

続いて、エンジンが始動し、ピニオン６の回転数が出力軸４の回転数を上回ると、クラッチ５が作用してピニオン６が空転する。このような状態になると、不図示の制御機器からの信号に基づいて、イグニションスイッチがオフされ、励磁コイル２４への通電が停止される。より具体的には、不図示の制御機器は、リングギヤ２３の回転数が、例えば約４００ｒｐｍ以上になると励磁コイル２４への通電を遮断する信号を出力する。なお、リングギヤ２３の回転数は、車体に設けられた不図示の回転センサ等を用いて検出する。

ここで、励磁コイル２４への通電を停止すると、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消磁され、励磁コイル２４によるスイッチプランジャ２７、およびギヤプランジャ２８のリングギヤ２３側への付勢力が作用しなくなる。さらに、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の付勢力が作用する。これによって、ピニオン６がリングギヤ２３から離脱して後退し、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。

（シール部材の作用）
次に、図４〜図６に基づいて、シール部材８０の作用について説明する。
図４は、スタータの外部から雨水等が浸入した場合のシール部材の挙動説明図である。
同図に示すように、スタータ１の外部から雨水等が浸入すると、この雨水がシールカバー８３の挿通孔８９を介してシール部材８０のリップ部８２に飛散する。すなわち、リップ部８２は、前方から水圧を受けることになる。

ここで、リップ部８２は、リング部８１の内周縁からピニオン６の進行方向前方に向かって斜めに延出形成されていると共に、付け根部８２ａを基点として弾性変形し易くなっている。このため、リップ部８２は、水圧を受けることにより、ピニオン６の後退方向斜め内側へと押し付けられる（図４における矢印Ｙ１参照）。この結果、出力軸４の外周面に対する小リング部８７の密着度が高まり、出力軸４とピニオン６との間への雨水等の侵入が確実に防止される。

図５（ａ）、図５（ｂ）は、出力軸４に雨水等が被水し、これが凍結した場合のシール部材の挙動説明図である。
図５（ａ）に示すように、シール部材８０の内側、つまり、ピニオン６側（図５（ａ）における右側）への雨水等の侵入は、リップ部８２により防止される。このため、シール部材８０よりも前方（図５（ａ）における左側）に雨水等が被水し、これが凍結する場合がある。ここで、図中Ｗは、凍結物を示す。

図５（ｂ）に示すように、出力軸４上に凍結物Ｗが付着している状態でピニオン６が押出されると、シール部材８０の小リング部８７が凍結物Ｗに当接する。このとき、小リング部８７が断面略円形状に形成されているので、この小リング部８７に凍結物Ｗを乗り上げる方向に向かって力が作用する。
このため、リップ部８２は、付け根部８２ａを基点として小リング部８７が凍結物Ｗを乗り上げるように弾性変形する（図５（ｂ）における二点鎖線部参照）。また、小リング部８７は凍結物Ｗ上に引っ掛かることなく、凍結物Ｗの形状に追随するように滑らかに乗り上げる。

ここで、小リング部８７が凍結物Ｗを乗り上げると、この凍結物Ｗがシール部材８０の内側に入り込むことになる。しかしながら、シール部材８０におけるリング部８１の肉厚Ｔ２、およびピニオン６の先端に形成されている縮径部４６の突出量Ｔ３の設定値より、凍結物Ｗにピニオン６の滑り軸受６ａが接触することなく、リングギヤ２３にピニオン６を噛み込ませることができる。

すなわち、リング部８１の肉厚Ｔ２、および縮径部４６の突出量Ｔ３は、ピニオン６が静止状態（図１における中心線より上側の状態）からリングギヤ２３に噛み込むまでの距離Ｘ１（図１参照）に対して式（１）を満たすように設定されている。また、凍結物Ｗは、シール部材８０よりも前方に形成される。
このため、凍結物Ｗとピニオン６の滑り軸受６ａとの間の距離を、少なくとも距離Ｘ１（図１参照）だけ確保することができる。この結果、凍結物Ｗに滑り軸受６ａが接触する前に、確実にリングギヤ２３にピニオン６を噛み込ませることができる。

図６は、ピニオンが回転している場合のシール部材の挙動説明図である。
同図に示すように、出力軸４の回転に伴ってピニオン６が回転する場合、および不図示のエンジンが始動することにより、リングギヤ２３を介してピニオン６が高速回転する場合、シール部材８０には遠心力が作用する。この遠心力により、小リング部８７に出力軸４から離反する方向に向かって力が作用する。
ここで、小リング部８７が形成されているリップ部８２は、リング部８１に片持ち支持された状態になっている。このため、リップ部８２が付け根部８２ａを基点として弾性変形し、出力軸４から小リング部８７が離反し、小リング部８７の摩耗が抑制される。

（効果）
したがって、上述の実施形態によれば、出力軸４の外周面に対する小リング部８７の密着度が高まり、出力軸４とピニオン６との間への雨水等の侵入が確実に防止される。このため、ヘリカルスプライン嵌合されている出力軸４とクラッチアウタ１８との間に塗布されているグリス等が流出することを防止でき、ピニオン６の押出しをスムーズに行うことが可能になる。

また、リップ部８２がリング部８１の内周縁から前方に向かって斜めに延出形成されていることに加え、リップ部８２の内周縁に断面略円形状の小リング部８７が一体形成されている。このため、シール部材８０のリップ部８２が出力軸４上に付着した凍結物Ｗを容易に乗り上げることができる。よって、さらにピニオン６の押出しをスムーズに行うことが可能になる。
そして、ピニオン６の回転に伴う遠心力を利用して、出力軸４から小リング部８７が離反するようにリップ部８２が弾性変形するので、シール部材８０の出力軸４に対する摩耗を抑制することができる。

また、リップ部８２の肉厚Ｔ１は、リング部８１の肉厚Ｔ２よりも薄肉に設定され、かつ小リング部８７の直径Ｄ１よりも小さくなるように設定されている。これに加え、リップ部８２の付け根部８２ａに断面円弧状の溝部８８を形成している。このため、リップ部８２を、付け根部８２ａを基点として容易に弾性変形させることができる。よって、さらにシール部材８０のシール性を高めたり、凍結物Ｗに対する乗り上げ性を向上させたりすることができる。

また、小リング部８７の外表面には、フッ素樹脂コート７５が形成されており、シール部材８０と出力軸４との摺動摩擦抵抗が低減されるようになっている。このため、よりスムーズにピニオン６を移動させることができると共に、よりスムーズに小リング部８７が凍結物Ｗを乗り上げることができる。
さらに、有底筒状のシールカバー８３にシール部材８０をアウトサート成形する一方、ピニオン６の先端に、シールカバー８３を外嵌固定可能な縮径部４６を突出形成している。このため、ピニオン６の先端にシール部材８０を容易に取り付けることができる。

（第２実施形態）
次に、この発明の第２実施形態について説明する。なお、以下の説明では、上述した第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明は省略する。本実施形態では、シール部材１８０の凸条部１８４を斜めに延出させた点で上述した第１実施形態と相違している。
図７，８に示すように、シール部材１８０には、リング部８１の縮径部４６側の面（以下、対向面８１ａという）に凸条部１８４が形成されている。この凸条部１８４は、リング部８１の外周側から径方向内側に向かうに従って漸次出力軸４の一端側（図７における上側）、つまりピニオン６の進行方向後方に向かうように斜めに延出形成されている。なお、凸条部１８４は、延出方向に沿って肉厚が一様に形成されるとともに、その先端部１８４ａ（出力軸４の一端側）が曲面形状をなしている。

また、リング部８１における凸条部１８４の径方向内側には、出力軸４の他端側に向けて窪んだ溝部１８５が形成されている。そして、縮径部４６にシールカバー８３の周壁部８３ｂが外嵌固定（圧入）された状態において、凸条部１８４は付け根部１８４ｂを起点にして撓み変形（座屈変形）して溝部１８５内に収容されている。また、この状態でシール部材１８０は、リング部８１の対向面８１ａ、及び凸条部１８４における外側に位置する面（図７参照）が縮径部４６の先端面４６ａに当接している。

ここで、上述したようにシール部材１８０は、アウトサート成形されたシールカバー８３の周壁部８３ｂを縮径部４６に外嵌固定することで、ピニオン６に取り付けられる。この場合、シールカバー８３の周壁部８３ｂを縮径部４６に向けて外嵌固定すると、まず図９（ａ）に示すように、シール部材１８０における凸条部１８４の先端部１８４ａが縮径部４６の先端面４６ａに接触する。

すると、図９（ｂ）に示すように、凸条部１８４が圧縮変形しながら、シールカバー８３の周壁部８３ｂが縮径部４６に圧入されていく。そして、シールカバー８３を縮径部４６側にさらに押し込むと、図９（ｃ）に示すように、凸条部１８４が付け根部１８４ｂを起点にして撓み変形（座屈変形）することになる。具体的に、凸条部１８４は、先端部１８４ａが縮径部４６の先端面４６ａ上を径方向内側に向けて摺動しながら、径方向内側（溝部１８５内）に向けて倒れ込むように撓み変形する。

そして、最終的には上述した図８に示すように、リング部８１の対向面８１ａが縮径部４６の先端面４６ａに当接するまでシールカバー８３を押し込むことで、凸条部１８４が溝部１８５内に完全に収容される。これにより、リング部８１の対向面８１ａ、及び凸条部１８４における外側に位置する面が当接した状態で、シール部材１８０、及びシールカバー８３が縮径部４６に組み付けられることになる。

図１０は、上述した第１実施形態のシール部材８０と、第２実施形態のシール部材１８０と、をそれぞれシールカバー８３を介して縮径部４６に外嵌固定した場合の、圧入変位に対する圧入荷重の関係を示すグラフである。なお、図中において第１実施形態のシール部材８０を実線で、第２実施形態のシール部材１８０を破線で示している。
図１０に示すように、第１実施形態のシール部材８０（図２参照）を組み付ける場合、圧入変位の増加に伴い圧入荷重が増加している。これは、第１実施形態のシール部材８０は、凸条部８４がリング部８１から垂直、すなわちシールカバー８３の圧入方向と同一方向に向けて延出しているため、シールカバー８３を圧入していくに従い、凸条部８４が圧入方向とは逆方向に漸次圧縮変形していくためであると考えられる。

一方、第２実施形態のシール部材１８０（図９参照）を組み付ける場合、初期段階では圧入変位の増加に伴い圧入荷重は増加するが、その増加量は第１実施形態のシール部材８０に比べて小さくなっている。さらに、第２実施形態のシール部材１８０では、所定の圧入変位に達した時点で、それ以上圧入変位が増加しても圧入荷重の変化が少なくなっている。これは、第２実施形態のシール部材１８０は、凸条部１８４がリング部８１から斜めに延出形成されているため、上述したようにシールカバー８３を縮径部４６側に押し込んでいくと、初めは凸条部１８４が圧縮変形しながら、シールカバー８３が縮径部４６に圧入されていくが、その後、凸条部１８４が付け根部１８４ｂを起点にして撓み変形（座屈変形）することになる。これにより、圧入荷重の増加を抑制した上で、圧入変位を増加させることができたものと考えられる。

このように、本実施形態では、上述した第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、凸条部１８４をリング部８１から斜めに延出形成することで、シール部材１８０（シールカバー８３）の組み付け時に凸条部１８４が撓み変形しながら組み付けられるので、圧入変位の増加に伴う圧入荷重の増加を抑制することが可能になる。しかも、圧入変位のばらつきに伴う圧入荷重のばらつきを抑制することも可能である。したがって、組み付け性を向上させることができる。
この場合、リング部８１の対向面８１ａに溝部１８５を形成することで、凸条部１８４が撓み変形し易くなる。さらに、撓み変形後の凸条部１８４が溝部１８５内に収容されることになるので、リング部８１全体を縮径部４６に当接させることができる。これにより、リング部８１と縮径部４６との間のシール性をより一層向上させることができる。

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。
例えば、上述の実施形態では、リップ部８２の付け根部８２ａに断面円弧状の溝部８８を形成した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、リップ部８２の弾性変形をサポート可能な形状であればよい。例えば、断面円弧状の溝部８８に代わってＶ溝を形成してもよい。

また、上述の実施形態では、小リング部８７の外表面には、フッ素樹脂コート７５を形成した場合について説明したが、出力軸４に対して円滑な摺動性を確保できれば小リング部８７にフッ素樹脂コート７５を形成しなくてもよい。また、フッ素樹脂コート７５に代わって手動摩擦抵抗を低減可能な膜を形成してもよい。

さらに、上述の実施形態では、小リング部８７を断面略円形状に形成した場合について説明した。しかしながら、小リング部８７の断面形状は円形である必要はなく、その内径がピニオン６の進行方向前方に向かうに従って漸次拡径するような形状であればよい、すなわち、例えば小リング部８７の摺接面が前方に向かって末広がりとなるようにテーパ状に形成されていてもよい。このように形成した場合であっても凍結物Ｗに当接した際、凍結物Ｗを乗り上げる方向に向かって力を作用させることができる。

そして、上述の実施形態では、電磁装置９を、励磁コイル２４と、プランジャ機構３７と、スイッチユニット７とを備えた構成とし、プランジャ機構３７を、出力軸４と同軸上に配置した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、ピニオン機構７０を進退動作させることができる構成を含むスタータであれば、本実施形態のシール部材８０を適用することができる。

また、上述した第２実施形態では、凸条部１８４をリング部８１の外周側から径方向内側に向けて斜めに延出形成する場合について説明したが、これに限らず、内周側から径方向外側に向けて斜めに延出形成する等、適宜設計変更が可能である。

１ スタータ
４ 出力軸
６ ピニオン（ギヤ部）
４６ 縮径部（取付部）
４６ａ 先端面（端面）
７５ フッ素樹脂コート
８０ シール部材
８１ リング部
８２ リップ部
８２ａ 付け根部
８３ シールカバー
８４，１８４ 凸条部
８４ａ，１８４ｂ 付け根部
８５ａ，８５ｂ，１８５ 溝部
８７ 小リング部
８８ 溝部
Ｄ１ 直径
Ｔ１，Ｔ２ 肉厚

Claims (10)

1. 出力軸に外嵌され、かつ出力軸に沿って進退移動可能に設けられ、エンジンを始動するために用いられるギヤ部の先端に、このギヤ部の内周面と前記出力軸の外周面との間のシール性を確保するシール部材を設けたスタータであって、
   前記シール部材は、
   前記出力軸の周囲を取り囲むように形成されたリング部と、
   前記リング部の内周縁に形成され、弾性変形可能なリップ部とを有し、
   前記リップ部は、前記リング部の内周縁から径方向内側に向かうに従って漸次前記ギヤ部の進行方向前方に向かうように、斜めに延出形成されており、
   前記出力軸の外周面に前記リップ部の内周縁が摺接していることを特徴とするスタータ。
2. 前記リップ部の内周縁に、前記出力軸に摺接する小リング部を形成し、
   この小リング部は、内径が前記ギヤ部の進行方向前方に向かうに従って漸次拡径するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスタータ。
3. 前記小リング部は、断面略円形状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のスタータ。
4. 前記リップ部の肉厚を、前記リング部の肉厚よりも薄肉に設定したことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載のスタータ。
5. 前記リップ部の付け根部の全周であって、かつ前記ギヤ部の進行方向前方側に、溝部を形成したことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載のスタータ。
6. 前記小リングの表面に、フッ素樹脂コートを形成したことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか記載のスタータ。
7. 有底筒状のシールカバーに前記シール部材をアウトサート成形すると共に、
   前記ギヤ部の先端に、前記シールカバーを外嵌固定可能な取付部を形成したことを特徴とする請求項１〜請求項６の何れかに記載のスタータ。
8. 前記リング部に、前記ギヤ部に向けて突出するとともに、弾性変形可能な凸条部を形成し、
   前記凸条部は、前記ギヤ部の進行方向前方側の端面に圧縮変形された状態で当接していることを特徴とする請求項１〜請求項７の何れかに記載のスタータ。
9. 前記凸条部を、前記リング部の外周側から径方向内側に向かうに従って漸次前記ギヤ部の進行方向後方に向かうように斜めに延出形成したことを特徴とする請求項８記載のスタータ。
10. 前記リング部における前記凸条部に対して径方向内側に位置する部分に、前記ギヤ部の進行方向前方側に窪んだ溝部を形成したことを特徴とする請求項９記載のスタータ。

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