JP2760082B2 - スタータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、プランジャの移動速度を、プランジャの移
動に伴う室内の圧力上昇によって減速するスタータに関
する。

［従来の技術］ 従来の技術として、実開昭56−143568号の公報に開示
された技術が知られている。この従来技術は、プランジ
ャを収納し、プランジャの移動に伴い圧力が変化する室
を有するハウジングを備えたものである。

この技術を具体的に示す。スタータのピニオンギアを
エンジンのリングギアに噛合させるべく、電磁コイルが
通電されると、プランジャが移動を開始する。すると、
ハウジング内の室の圧力が上昇する。この室内の圧力が
上昇すると、上昇した圧力がプランジャの移動を阻止す
るように働く。この結果、プランジャの移動に伴う室内
の圧力上昇によって、プランジャの移動速度が減速され
る。そして、このプランジャの移動速度が減速されるこ
とによって、ピニオンギアとリングギアとの噛合性が改
善される。

次に、プランジャの移動に伴う、プランジャにかかる
荷重の変化について、第10図を用いて説明する。

電磁コイルが通電を受けると、プランジャは、復帰位
置a1より、作動を開始する。プランジャは、電磁コイル
が通電されると、リターンスプリング荷重Ａに抗して荷
重a2に達する事により、移動を開始する。そして、プラ
ンジャが電磁コイルの吸引力によって移動するする際、
プランジャは、リターンスプリング荷重Ａの増加の他
に、プランジャの移動に伴う室内の圧力上昇による、プ
ランジャの移動を阻止する力（減速効果）Ｂを受ける。

プランジャが、リターンスプリング荷重Ａおよび減速
効果Ｂに打ち勝って移動するに従い、ドライブスプリン
グおよびドライブレバーを介してピニオンギアをリング
ギアに向けて移動させる。そして、プランジャの位置a3
え、ピニオンギアとリングギアとが当接する。このピニ
オンギアとリングギアとの当接以後、プランジャの移動
に伴い、ドライブスプリングが撓み始める。この結果、
プランジャは、ドライブスプリング荷重Ｃを受けて、プ
ランジャの受ける荷重が上昇する。そして、プランジャ
の位置b1で、ピニオンギアとリングギアとが噛み合う。

そして、プランジャは、リターンスプリング荷重Ａ、
減速効果Ｂおよびドライブスプリング荷重Ｃに打ち勝っ
て移動し、位置b2で、マグネットスイッチが閉じる。す
ると、プランジャの移動に伴い、ドライブスプリングが
撓み、プランジャはコンタクトスプリング荷重Ｄを受け
る。

［発明が解決しようとする課題］ 上記の従来技術では、プランジャを移動する際、電磁
コイルの吸引力が、プランジャの受ける荷重α２に打ち
勝つ必要がある。つまり、電磁コイルの吸引力を示す吸
引曲線β２が、荷重α２を上回る必要がある。

一方、第10図の一点鎖線に示す荷重α３は、減速効果
Ｂを備えないタイプのスタータの、プランジャの受ける
荷重を示す。この減速効果Ｂを備えないタイプは、吸引
曲線β２より吸引力の低い吸引曲線β１で、プランジャ
の移動が可能となる。

この結果、減速効果Ｂを備えたスタータは、減速効果
Ｂを備えないスタータに比較して、電磁コイルの吸引力
を大きくする必要がある。つまり、減速効果Ｂを備えた
スタータは、電磁コイルへの供給電流を多くする必要が
ある。

また、電源（バッテリ）の電圧が降下した場合や、電
流の供給障害が生じた場合など、減速効果Ｂを備えない
スタータは、作動するにもかかわらず、減速効果Ｂを備
えたスタータでは作動しなくなってしまう問題点を備え
ていた。

本発明の目的は、プランジャの移動速度を減速する手
段を備えたスタータを、少ない供給電流で作動させるこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明のスタータは、
次の技術的手段を採用する。

スタータは、出力軸が回転駆動されるモータと、前記
出力軸の軸方向へ摺動可能に支持されたピニオンギア
と、このピニオンギアに連結され、前記ピニオンギアを
軸方向へ操作するドライブレバーと、このドライブレバ
ーに連結されたドライブスプリングと、このドライブス
プリングを介して前記ドライブレバーを操作するととも
に、リターンスプリングによって付勢されたプランジ
ャ、前記ドライブスプリングおよび前記リターンスプリ
ングの付勢力に打ち勝って前記プランジャを移動させる
電磁コイル、前記プランジャを収納し、前記プランジャ
の移動に伴い圧力が変化する室を備えたハウジングを具
備し、前記プランジャの移動に伴う前記室内の圧力の上
昇によって前記プランジャの移動速度を減速するピニオ
ン移動装置と、前記プランジャの移動中、前記プランジ
ャが前記リターンスプリングの付勢力に打ち勝って移動
する所定の区間においてのみ前記室内の圧力を抜く圧力
解放手段とを備える。

［作用］ 本発明の圧力解放手段は、次に示すように作用する。

電磁コイルが通電を受けると、電磁コイルの発生する
吸引力によって、プランジャが移動し、ドライブスプリ
ング、ドライブレバーを介してピニオンギアがモータの
出力軸に沿って移動する。つまり、スタータのピニオン
ギアが、エンジンのリングギアに向けて移動し、ピニオ
ンギアがリングギアに噛合する。

このプランジャの移動中、プランジャがリターンスプ
リングの付勢力に打ち勝って移動する所定の区間まで
は、圧力解放手段は室内の圧力を抜かない。このため、
プランジャの移動量に伴いハウジングの室内の容積が減
少して室内の圧力が上昇し、プランジャの移動阻止力が
大きくなり、プランジャの移動速度が減速される。

プランジャの移動中、プランジャがリターンスプリン
グの付勢力に打ち勝って移動する所定の区間に達した際
に圧力解放手段が室内の圧力を抜く。すると、室内の圧
力上昇によるプランジャの移動阻止力が喪失するが、プ
ランジャにかかる荷重を低減できる。

プランジャの移動中、プランジャがリターンスプリン
グの付勢力に打ち勝って移動する所定の区間が過ぎる
と、圧力解放手段は室内の圧力を再び抜かなくなる。す
ると、再びプランジャの移動量に伴いハウジングの室内
の容積が減少して室内の圧力が上昇し、プランジャの移
動阻止力が大きくなり、プランジャの移動速度が減速さ
れる。

［発明の効果］ プランジャの移動中、プランジャがリターンスプリン
グの付勢力に打ち勝って移動する所定の区間においての
み室内の圧力が抜かれるため、ピニオンギアに高い減速
効果を与えながら、プランジャにかかる荷重を少なくす
ることができる。言い換えると、本発明によって、ピニ
オンギアに高い減速効果を与えながら、プランジャ移動
に要する供給電流が抑えることができる。

［実施例］ 次に、本発明のスタータを、図に示す一実施例に基づ
き説明する。

（第１実施例の構成） 第１図ないし第６図は本発明の第１実施例を示し、第
５図はスタータの概略図を示す。

スタータ１は、エンジンのリングギア２に噛合可能な
ピニオンギア３と、このピニオンギア３を回転駆動する
モータ４と、このピニオンギア３をモータ４の出力軸５
に沿って変位させ、ピニオンギア３とリングギア２との
噛合、離脱を行うマグネットスイッチ６とに大別され
る。

ピニオンギア３は、一方向クラッチ７を介してモータ
４の出力軸５に駆動される。このため、エンジンの回転
によってモータ４が駆動されることが防がれる。

また、ピニオンギア３は、一方向クラッチ７に形成さ
れたスリーブ８を介してドライブレバー９の一端と連結
している。このドライブレバー９は、支点10を中心に回
転自在に支持されている。このドライブレバー９の支点
10よりスリーブ８側は、ドライブスプリング11の一端に
連結されている。このドライブスプリング11は、支点10
の周囲を巻部を有し、他端がマグネットスイッチ６に連
結している。

次に、マグネットスイッチ６について、第１図を用い
て説明する。

マグネットスイッチ６は、プランジャ12と電磁コイル
13からなるピニオン移動装置14と組み合わされ、ハウジ
ング15によって覆われている。このハウジング15は、気
密に設けられている。このため、ハウジング15内の室16
は、プランジャ12の移動に伴って体積が変化し、圧力も
変化する。

プランジャ12は、ハウジング15内に固着されたスプリ
ング15aの内周によって、軸方向へ摺動自在に、かつ室1
6内の気密状態が保たれるように支持されている。ま
た、プランジャ12は、リターンスプリング17によって、
ハウジング15より突出する方向へ向けて付勢されてい
る。ハウジング15より突出したプランジャ12の一端に
は、ドライブスプリング11を係止するための凹み18が形
成されている。ハウジング15の内側に配されるプランジ
ャ12の他端には、マグネットスイッチ６の可動接触子19
が、軸方向へ移動可能に支持されている。なお、可動接
触子19は、ストッパ20によって軸方向の規制がなされて
いる。また、可動接触子19は、コンタクトスプリング21
によって、マグネットスイッチ６の固定接触子22へ向け
て付勢されている。

プランジャ12の周囲には、凹部23が設けられている。
この凹部23は、プランジャ12の移動途中でハウジング15
内の室16と、ハウジング15の外部と連通させるための圧
力解放手段で、凹部23がハウジング15の外部と、スリー
ブ15a内に形成された空気孔16aとの両方にかかった時
に、室16内の圧力を抜き、室16内の圧力を低下させるも
のである。なお、本実施例では、ピニオンギア３とリン
グギア２とが当接する位置で、室16内の圧力を低下させ
るように、凹部23が設けられている。

また、室16は、ハウジング15に設けられた電磁弁24の
開閉によって、外部と、連通、遮断が行われる。この電
磁弁24は、内部にＴ字形の空気通路25を備えた弁体26
と、この弁体26を付勢して、室16を外部と連通させる復
帰スプリング26と、この復帰スプリング27に抗して弁体
26を吸引し、弁体26の空気通路25を閉じる電磁コイル28
とからなる。なお、電磁弁24は、電磁コイル13の外周と
ハウジング15との間に形成された空気孔16bを介して室1
6に連通している。

電磁コイル13は、吸引コイル29と保持コイル30とから
なり、第５図に示すように、キースイッチ31を閉じ、バ
ッテリ32と接続されると、磁力を発生してプランジャ12
を吸引する。なお、吸引コイル29は、第１図に示すよう
にマグネットスイッチ６が閉じられると、通電が停止す
るように設けられている。

（実施例の作動） 次に、第６図を用いて、上記実施例の作動を説明す
る。

エンジンを始動する際、使用者によって、キースイッ
チ31が閉じられると、キースイッチ31が閉じられている
間、保持コイル30と、電磁弁24の電磁コイル28とが通電
され、マグネットスイッチ６が閉じるまでの間、吸引コ
イル29が通電される。

電磁弁24の電磁コイル28が通電されると、弁体26が復
帰スプリング27に抗して移動し、弁体26の空気通路25が
塞がれる。

一方、吸引コイル29および保持コイル30が通電を受け
ると、プランジャ12は、復帰位置a1（第１図の位置）よ
り、リターンスプリング荷重Ａに抗して荷重a2に達する
事により、移動を開始する。そして、プランジャ12が、
吸引コイル29および保持コイル30の吸引力によって移動
する際（第２図参照）、プランジャ12は、リターンスプ
リング荷重Ａの増加の他に、プランジャ12の移動に伴う
室16内の圧力上昇によるプランジャ12の移動を阻止する
力（減速効果）B1を受ける。

プランジャ12が、リターンスプリング荷重Ａおよび減
速効果B1に打ち勝って移動するに従い、プランジャ12が
ドライブスプリング11およびドライブレバー９を介して
ピニオンギア３をリングギア２に向けて移動させる。そ
して、プランジャ12の位置a3で、ピニオンギア３とリン
グギア２とが当接する（第３図参照）。

すると、プランジャ12に形成された凹部23によって、
室16内と、ハウジング15の外部とが連通され、室16内の
圧力が抜かれる。この結果、室16内の圧力により、プラ
ンジャ12の移動を阻止する力がなくなり、荷重a4に示す
ように、プランジャ12にかかる負荷は、リターンスプリ
ング荷重Ａのみとなる。

また、ピニオンギア３とリングギア２とが当接する
と、ドライブスプリング11が撓み始め、プランジャ12
は、ドライブスプリング荷重Ｃを受ける。そして、プラ
ンジャ12の位置a5で、ピニオンギア３とリングギア２と
が噛み合う。

ピニオンギア３とリングギア２との噛合以後、プラン
ジャ12の移動に伴い、凹部23がハウジング15内に侵入し
て、凹部23による室16内とハウジング15の外部との連通
が阻止される（第４図参照）。すると、プランジャ12の
移動に伴い、再び室16内の圧力が上昇する。この結果、
プランジャ12は、移動に伴い、リターンスプリング荷重
Ａ、ドライブスプリング荷重Ｃを受けるとともに、室16
内の圧力上昇によるプランジャ12の移動を阻止する力
（減速効果）B2を受ける。

プランジャ12の移動によって、位置a6で、マグネット
スイッチ６が閉じる。すると、プランジャ12の移動に伴
い、コンタクトスプリング21が撓み、プランジャ12はコ
ンタクトスプリング荷重Ｄを受ける。

つまり、プランジャ12を移動するには、電磁コイル13
が、プランジャ12に掛かる荷重α１に打ち勝つ吸引力を
発生する必要がある。この荷重α１に打ち勝つ吸引力
は、従来の減速効果を備えたスタータの、プランジャを
駆動するのに必要な吸引曲線β２（第10図参照）より低
い、例えば吸引曲線β１で可能となる。

なお、復帰時は、キースイッチ31を開くことにより、
保持コイル30への電流の供給が無くなり、リターンスプ
リング17などの付勢力により、第１図の復帰位置に戻
る。また、キースイッチ31が開かれることにより、電磁
弁24の電磁コイル28の通電も停止され、弁体26が復帰ス
プリング27によって復帰し、弁体26を介して室16内がハ
ウジング15の外部と連通する。このため、プランジャ12
の復帰にともない低下する室16内の圧力は、弁体26の空
気通路25を介して導入される空気によって補充される。
この結果、プランジャ12は、復帰時に減速効果もなく、
復帰が良好に行われる。

（実施例の効果） 本実施例では、圧力解放手段であるプランジャ12の凹
部23によって、プランジャ12の移動途中でプランジャ12
にかかる荷重を少なくすることができる。これにより、
プランジャ12を駆動するのに必要な吸引力が、従来の吸
引曲線β２（第10図参照）に比較して小さくなる。この
結果、電磁コイル13に供給される電流値を、従来に比較
して小さくすることができる。

つまり、プランジャ12の移動途中で、圧力解放手段を
作動させることによって、少ない供給電流でプランジャ
12の移動が可能となるとともに、プランジャ12の移動速
度の減速を行うことができる。

また、例えば、電磁コイル13の吸引力を、従来と同
じ、第６図の吸引曲線β２で、プランジャ12を駆動させ
た場合、バッテリ32の電圧が降下した場合や、電流の供
給障害が生じた場合でも、電磁コイル13の吸引力が吸引
曲線β１に低下するまでスタータ１を作動させることが
できる。

この実施例の変形例を示す。電磁弁24にかわり、室16
内の圧力を保持する一方向弁でも良い。

（第２実施例） 第７図および第８図に第２実施例を示す。

第１図実施例では、プランジャ12に設けた凹部（第１
実施例参照）によって、プランジャ12の移動途中で、室
16内の圧力を解放したが、本実施例では、電磁弁24（圧
力解放手段）によって、プランジャ12の移動途中で、室
16内の圧力を解放するものである。

具体的には、プランジャ12の外周には、第１実施例の
凹部は形成されておらず、プランジャ12とスリーブ８と
の間は、常に気密に保たれる。そして、電磁弁24は、制
御回路33によって、開閉制御される。この制御回路33
は、キースイッチ31の状態や、位置検出手段34によっ
て、検出したプランジャ12の位置に応じて、電磁弁24の
電磁コイル28の通電制御を行うものである。この制御回
路33の一例を示す。制御回路33は、キースイッチ31がON
されると電磁弁24をONするが、プランジャ12が例えばリ
ングギア２とピニオンギア３とが当接する位置に達した
ときのみ、電磁弁24をOFFし、室16内の圧力を抜くもの
である。

なお、位置検出手段34の例としては、磁気センサ、光
センサ、接触式センサなどがある。

この実施例の変形例を示す。ピニオンギア３や、ドラ
イブレバー９、一方向クラッチ７など、プランジャ12に
よって変位する物の位置に位置検出手段34を設けて、電
磁弁24の通電制御を行っても良い。

（第３実施例） 第９図に第３実施例を示す。

本実施例は、電磁コイル13へ供給される電圧値、電流
値に応じて電磁弁24（圧力解放手段）の作動状態を変化
させるものである。具体的な例を示せば、制御回路33
は、キースイッチ31がONされた際、マグネットスイッチ
６の電磁コイル13に供給される電流値、または電圧値に
応じて、電磁弁24の開閉を制御するものである。つま
り、制御回路33は、バッテリ32より供給される電流値あ
るいは電圧値が高く、電磁コイル13の発生する吸引力
が、第10図の吸引曲線β２よりも高い場合は、電磁弁24
を通電して、プランジャ12に減速効果を与える。逆に、
バッテリ32より供給される電流値あるいは電圧値が低
く、電磁コイル13の発生する吸引力が、第10図の吸引曲
線β２よりも低い場合は、電磁コイル13の通電を停止し
て、プランジャ12の移動を行うものである。

この実施例により、電磁コイル13への供給電力が大き
い場合にのみ、プランジャ12の移動に伴う室16内の圧力
上昇によって、プランジャ12の移動速度を減速すること
ができる。

（変形例） 上記実施例では、リングギア２とピニオンギア３とが
当接した際に、圧力解放手段を作動させたが、例えば、
リングギア２とピニオンギア３とが当接した後に、圧力
解放手段を作動させるなど、圧力解放手段の作動位置を
変えても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は第１実施例を示し、第１図ないし
第４図はマグネットスイッチの断面図、第５図はスター
タの概略図、第６図はプランジャの移動位置とプランジ
ャにかかる荷重との関係を示したグラフである。 第７図および第８図は第２実施例を示し、第７図はスタ
ータの概略図、第８図はマグネットスイッチの断面図で
ある。 第９図は第３実施例を示すスタータの概略図である。 第10図は従来のスタータのプランジャの移動位置とプラ
ンジャにかかる荷重との関係を示したグラフである。 図中、１…スタータ、３…ピニオンギア、４…モータ、
５…出力軸、９…ドライブレバー、11…ドライブスプリ
ング、12…プランジャ、14…ピニオン移動装置、15…ハ
ウジング、16…室、17…リターンスプリング、23…凹部
（圧力解放手段）、29…吸引コイル（電磁コイル）、30
…保持コイル（電磁コイル）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−280851（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−143568（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭49−67041（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−86636（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−32637（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭27−3105（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭26−410（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02N 11/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）出力軸が回転駆動されるモータと、 （ｂ）前記出力軸の軸方向へ摺動可能に支持されたピニ
   オンギアと、 （ｃ）このピニオンギアに連結され、前記ピニオンギア
   を軸方向へ操作するドライブレバーと、 （ｄ）このドライブレバーに連結されたドライブスプリ
   ングと、 （ｅ）（ｅ−１）このドライブスプリングを介して前記
   ドライブレバーを操作するとともに、リターンスプリン
   グによって付勢されたプランジャ、 （ｅ−２）前記ドライブスプリングおよび前記リターン
   スプリングの付勢力に打ち勝って前記プランジャを移動
   させる電磁コイル、 （ｅ−３）前記プランジャを収納し、前記プランジャの
   移動に伴い圧力が変化する室を備えたハウジングを具備
   し、 前記プランジャの移動に伴う前記室内の圧力の上昇によ
   って前記プランジャの移動速度を減速するピニオン移動
   装置と、 （ｆ）前記プランジャの移動中、前記プランジャが前記
   リターンスプリングの付勢力に打ち勝って移動する所定
   の区間においてのみ前記室内の圧力を抜く圧力解放手段
   と を備えるスタータ。