JP2822955B2 - スタータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関始動用と
して用いられるスタータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】実開昭６１ー１０５７６１号公報には、
モータの筐体内部に、このモータの筐体の一端部を覆う
エンドフレームに固定された固定接点に当接させる可動
接点を有し、この可動接点にはナットによって銅より線
の一端側が螺着され、この銅より線の他端側は、フィー
ルドコイルの入力端部にソレノイドコイルの出力側リー
ド線とともに直接接続された構成が開示されている。

【０００３】また、スイッチ内には、通電されると吸引
する吸引コイルと、この吸引コイルの内周部にあるプラ
ンジャとが配設されている。このプランジャの一端部に
はロッドが接続され、他端部にはオーバーラニングクラ
ッチを摺動させるシフトレバーが接続されている。ロッ
ドの後端部には、レバーが止め輪によって固定され、こ
のレバーはモータの筐体内部に挿入されるとともに、こ
の挿入端部には可動接点がナットによって螺着されてお
り、さらに、レバーをゴムカバーで覆っているスタータ
構造も開示されている。

【０００４】上記スタータの作動を説明すると、吸引コ
イルに通電され、この吸引コイルの起磁力によってプラ
ンジャが吸引され、プランジャとともにレバーに固定さ
れた可動接点が移動し、エンドフレームに固定された固
定接点と当接することにより、可動接点に接続された銅
より線を介してフィルドコイルにバッテリ電圧が印加さ
れ、さらにブラシ及び整流子を介して電機子に通電し、
スタータが駆動する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スタータは、エンジン始動時、スタータにはアーマチャ
に大電流が流れるため、スタータは急速に発熱すること
になる。特に、整流子とブラシとの当接部の発熱は、最
も高温になる。そして、上記公報のブラシの放熱経路
は、ブラシ→フィールドコイル→銅より線→可動接点→
固定接点→バッテリケーブルであり、放熱経路が非常に
長く、かつ放熱経路中に界磁磁極をなすフィールドコイ
ルがあるため、ブラシが十分冷却されず、ブラシ寿命が
低下する虞があった。

【０００６】そこで、本発明は、放熱効率を高め、ブラ
シ寿命が向上できるスタータを提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１では、界磁を内周に有するヨークと、電機
子コイルが巻装された電機子コアを回転自在に支持する
アーマチャシャフトと、前記電機子コイルに電流を供給
するための整流子上に摺動可能に設けられたブラシとを
有するモータと、 通電されると起磁力を発生する吸引
コイルと、この吸引コイルの起磁力によって吸引され、
可動接点を駆動するプランジャと、前記可動接点と対向
して配設され、バッテリと接続される固定接点とを有す
るマグネットスイッチと、一端が前記ブラシに機械的か
つ電気的に直接接続され、他端が前記可動接点に機械的
かつ電気的に直接接続されるブラシ接続部とを備えるこ
とを特徴とするスタータを採用した。

【０００８】請求項２では、請求項１記載のスタータに
対し、前記ヨーク内の界磁磁極として永久磁石を配設
し、前記ブラシは陽極側ブラシと陰極側ブラシとかな
り、前記可動接点と前記固定接点との当接が解除された
後、前記陽極側ブラシと陰極側ブラシとを短絡させるこ
とを特徴とするスタータを採用した。請求項３では、請
求項１記載のスタータに対し、前記ブラシが前記可動接
点の近傍に配設されていることを特徴とするスタータを
採用した。

【０００９】請求項４では、前記モータのヨークの一端
部を覆う有底筒状のエンドフレームを有し、このエンド
フレームの内部に、前記吸引コイルと前記プランジャと
前記プランジャシャフトと前記可動接点と前記エンドフ
レームに固定された前記固定接点とを配設したことを特
徴とするスタータを採用した。請求項５では、請求項１
記載のスタータに対し、内燃機関のリングギヤと噛み合
うピニオンギヤを軸上に有する出力軸に前記アーマチャ
シャフトの回転を減速して伝達する減速機構を備えるこ
とを特徴とするスタータを採用した。

【００１０】請求項６では、請求項１記載のスタータに
対し、前記プランジャが吸引されることにより、出力軸
上に配設されたピニオンギヤを摺動させ、前記ピニオン
ギヤを内燃機関のリングギヤに噛み合わせる噛み合わせ
手段を有することを特徴とするスタータを採用した。

【００１１】

【作用及び発明の効果】本発明によれば、請求項１で
は、プランジャはプランジャシャフトを有し、このプラ
ンジャの一端には、可動接点が配設され、この可動接点
が吸引コイルの吸引力によって、プランジャとともに移
動し、可動接点に対向して設けられ、バッテリと接続さ
れた固定接点に当接し、可動接点にブラシの接続部を直
接接続したので、モータ回転時に、ブラシで発生する発
熱をブラシ、ブラシの接続部、可動接点、固定接点を介
して、バッテリケーブルから外部に効率的に放熱がなさ
れ、ブラシの寿命向上が図れる。

【００１２】また、モータ側固定接点やこの固定接点と
マグネットスイッチの固定接点とを接続するリード線、
そのリード線の絶縁カバー等が不要で部品点数が大幅に
低減できる。請求項２では、モータのヨーク内に界磁磁
極として永久磁石を配設し、可動接点と固定接点との当
接が解除された後、陽極側ブラシと陰極側ブラシとを短
絡させるので、永久磁石の磁力によって、モータの惰性
回転により電機子コイルに起電力が生じ、モータの惰性
回転に対して制動力が与えられ、モータの停止時間が短
くできる。そのため、請求項１の効果に加え、仮に、内
燃機関始動に失敗してスタータを停止させた場合に、ス
タータは速やかに停止するので、引き続きスタータの始
動を行っても、ピニオンギヤが惰性回転した状態でリン
グギヤに噛み合ってスタータ内の駆動系部品に過大な衝
撃を与える機会が格段に減少し、部品の耐久性が向上す
る。

【００１３】請求項３では、可動接点の近傍にブラシを
配設したので、放熱経路中のブラシの接続部が短くで
き、さらに、バッテリケーブルから効率的に放熱がなさ
れ、ブラシの寿命向上が図れる。請求項４では、エンド
フレームの内部に、吸引コイルとプランジャとプランジ
ャシャフトと可動接点とエンドフレームに固定された固
定接点とを配設したので、プランジャに接続されたロッ
ド、このロッドの後端部に止め輪によって固定されたレ
バー等が必要なく、部品点数が低減でき、ブラシと可動
接点との距離が短くなり、例えば、エンジン振動を受け
て振動する部分が少なくなるので断線を起こしにくくな
り、ブラシと可動接点間で通電不良になることが防止で
きる。

【００１４】また、マグネットスイッチの接点部とモー
タのブラシ部とを接続する接続部がエンドフレーム内に
納められると、ブラシからの熱がエンドフレーム内にこ
もってしまうが、請求項１のようにブラシの給電部を直
接機械的かつ電気的に可動接点に接続してあるので、ブ
ラシの発熱を効率よく外部に伝熱でき、エンドフレーム
内部の温度上昇を抑えることができる。

【００１５】請求項５では、内燃機関のリングギヤと噛
み合うピニオンギヤを軸上に有する出力軸にアーマチャ
シャフトの回転を減速して伝達する減速機構を備えてい
るスタータにおいては、出力回転を減速できる分、モー
タの発生トルクが低く、高回転な小型モータとすること
ができるが、反面熱容量が小さくなるので、特に、モー
タ回転時に整流子とブラシの当接部間で発生する発熱を
解消する必要があり、上記請求項１のような構成を採用
すれば、上記に示すようにブラシの発熱がバッテリケー
ブルから効率的に放熱がなされ、減速機構を備えるスタ
ータ、つまり、モータが高回転するスタータに対して絶
大なる効果がある。

【００１６】請求項６では、請求項１のスタータに対し
て、プランジャが吸引されることにより、出力軸上に配
設されたピニオンギヤを摺動させ、ピニオンギヤを内燃
機関のリングギヤに噛み合わせる噛み合わせ手段を有す
るので、好適な噛み合いが実現できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明のスタータを、図１
ないし図７に示す一実施例に基づき説明する。スタータ
は、エンジンに配設されたリングギヤ１００に噛み合う
ピニオン２００や遊星歯車減速機構３００を内包するハ
ウジング４００と、モータ５００と、マグネットスイッ
チ６００を内包するエンドフレーム７００とに大別され
る。また、スタータの内部では、ハウジング４００とモ
ータ５００との間がモータ隔壁８００によって区画さ
れ、モータ５００とエンドフレーム７００との間がブラ
シ保持部材９００によって区画されている。

【００１８】〔ピニオン２００の説明〕図１に示すよう
に、ピニオン２００には、エンジンのリングギヤ１００
に噛合するピニオンギヤ２１０が形成されている。ピニ
オンギヤ２１０の内周面には、出力軸２２０に形成され
たヘリカルスプライン２２１に嵌まり合うピニオンヘリ
カルスプライン２１１が形成されている。

【００１９】ピニオンギヤ２１０の反リングギヤ側に
は、ピニオンギヤ２１０の外径寸法よりも大径なフラン
ジ２１３が環状に形成されている。このフランジ２１３
の外周には、全周に亘ってピニオンギヤ２１０の外歯枚
数よりも多い凹凸２１４が形成されている。この凹凸２
１４は、ピニオン回転規制部材２３０（噛み合わせ手段
とも言う）の規制爪２３１が嵌まり合うためのものであ
る。ワッシャ２１５は、ピニオンギヤ２１０の後端に形
成した円環部２１６を外周側へ曲げ込むことにより、フ
ランジ２１３の後面において回転自在で、且つ軸方向へ
抜けない構造としている。

【００２０】このように、ピニオンギヤ２１０のフラン
ジ２１３の後面に、回転自在なワッシャ２１５を設ける
ことにより、ピニオンギヤ２１０の後側にピニオン回転
規制部材２３０が落ち込んだ際、ピニオン回転規制部材
２３０の規制爪２３１の前端がワッシャ２１５に当た
る。このため、ピニオンギヤ２１０の回転が直接、ピニ
オン回転規制部材２３０の規制爪２３１に当たらず、ワ
ッシャ２１５が相対回転してピニオンギヤ２１０がピニ
オン回転規制部材２３０の規制爪２３１によって磨耗す
るのを防ぐ。

【００２１】〔遊星歯車減速機構３００の説明〕遊星歯
車減速機構３００は、図１に示すように、後述するモー
タ５００の回転数を減速して、モータ５００の出力トル
クを増大する減速手段である。遊星歯車減速機構３００
は、モータ５００のアーマチャシャフト５１０（後述す
る）の前側外周に形成されたサンギヤ３１０と、このサ
ンギヤ３１０に噛合し、このサンギヤ３１０の周囲で回
転する複数のプラネタリーギヤ３２０と、このプラネタ
リーギヤ３２０をサンギヤ３１０の周囲で回転自在に支
持する出力軸２２０と一体形成されたプラネットキャリ
ア３３０と、プラネタリーギヤ３２０の外周においてプ
ラネタリーギヤ３２０と噛合する筒状で、かつ樹脂から
なるインターナルギヤ３４０とからなる。

【００２２】また、オーバーランニングクラッチ３５０
は、インターナルギヤ３４０を、一方向のみ（エンジン
の回転を受けて回転する方向のみ）回転可能に支持され
ている。オーバーランニングクラッチ３５０は、インタ
ーナルギヤ３４０の前側に一体形成された第１の円筒部
をなすクラッチアウタ３５１と、遊星歯車減速機構３０
０の前方を覆う固定側をなすセンターブラケット３６０
の後面に形成され、クラッチアウタ３５１の内周と対抗
して配置された第２の円筒部をなす環状のクラッチイン
ナ３５２と、これらクラッチアウタ３５１戸クラッチイ
ンナ３５２との間にローラ３５３が配置された構成であ
る。

【００２３】〔モータ５００の説明〕モータ５００は、
ヨーク５０１、モータ隔壁８００、ブラシ保持部材９０
０に囲まれて構成される。モータ５００は、図１に示す
ように、アーマチャシャフト５１０、このアーマチャシ
ャフト５１０に固定されて一体に回転する電機子鉄心５
２０および電機子コイル５３０から構成されるアーマチ
ャ５４０と、アーマチャ５４０を回転させる固定磁極５
５０とから構成され、固定磁極５５０はヨーク５０１の
内周に固定される。

【００２４】〔アーマチャシャフト５１０の説明〕アー
マチャシャフト５１０は、遊星歯車減速機構３００のプ
ラネットキャリア３３０の後内部のプラネットキャリア
軸受３８０、およびブラシ保持部材９００の内周に固着
されたブラシ保持部材軸受５６４によって回転自在に支
持される。このアーマチャシャフト５１０の前端は、遊
星歯車減速機構３００の内側に挿通されるとともに、ア
ーマチャシャフト５１０の前端外周には遊星歯車減速機
構３００のサンギヤ３１０が形成されている。また、こ
のアーマチャシャフト５１０と同軸上にはピニオンギヤ
２１０を軸上に有する出力軸２２０が配置されている。

【００２５】〔電機子コイル５３０の説明〕電機子コイ
ル５３０は、本実施例では複数（例えば２５本）の上層
コイルバー５３１と、この上層コイルバー５３１と同数
の下層コイルバー５３２とを用い、それぞれの上層コイ
ルバー５３１と下層コイルバー５３２とを径方向に積層
した２層巻コイルを採用する。そして、各上層コイルバ
ー５３１と各下層コイルバー５３２とを組み合わせ、各
上層コイルバー５３１の端部と各下層コイルバー５３２
の端部とを電気的に接続して環状のコイルを構成してい
る。

【００２６】〔上層コイルバー５３１の説明〕上層コイ
ルバー５３１は、電導性に優れた材質（例えば銅）より
なり、固定磁極５５０に対して平行に伸び、スロット５
２４の外周側に保持される上層コイル辺５３３と、この
上層コイル辺５３３の両端から内側に曲折され、アーマ
チャシャフト５１０の軸方向に対して垂直方向に伸びる
２つの上層コイル端５３４とを備える。なお、上層コイ
ル辺５３３および２つの上層コイル端５３４は、冷間鍛
造によって一体成形したものであっても、プレスによっ
てコ字状に曲折して形成したものであっても、別部品で
形成した上層コイル辺５３３と２つの上層コイル端５３
４とを溶接等の接合技術で接合して形成したものであっ
ても良い。

【００２７】また、上層コイル端５３４は、ブラシ９１
０と当接する整流子をなす。 〔下層コイルバー５３２の説明〕下層コイルバー５３２
は、上層コイルバー５３１と同様、電導性に優れた材質
（例えば銅）よりなり、固定磁極５５０に対して平行に
伸び、スロット５２４の内側に保持される下層コイル辺
５３６と、この下層コイル辺５３６の両端から内側に曲
折され、シャフト５１０の軸方向に対して垂直方向に伸
びる２つの下層コイル端５３７とを備える。なお、下層
コイル辺５３６および２つの下層コイル端５３７は、上
層コイルバー５３１と同様、冷間鍛造によって一体成形
したものであっても、プレスによってコ字状に曲折して
形成したものであっても、別部品で形成した下層コイル
辺５３６と２つの下層コイル端５３７とを溶接等の接合
技術で接合して形成したものであっても良い。

【００２８】なお、各上層コイル端５３４と各下層コイ
ル端５３７との絶縁は、絶縁スペーサ５６０によって確
保され、各下層コイル端５３７と電機子鉄心５２０との
絶縁は、樹脂製（例えばナイロンやフェノール樹脂）の
絶縁リング５９０によって確保される。また、２つの上
層コイル端５３４の内周端部には、軸方向に伸びる上層
内部延長部５３８を備える。この上層内部延長部５３８
の内周面は、前述した下層コイルバー５３２の内端に設
けられた下層内部延長部５３９の外周に重ね合わされ、
溶接等の接合技術で電気的、且つ機械的に接続される。
また、上層内部延長部５３８の外周面は、アーマチャシ
ャフト５１０に圧入固定された固定部材５７０の外周環
状部５７１の内面に、絶縁キャップ５８０を介して当接
する。

【００２９】〔ヨーク５０１の説明〕ヨーク５０１は、
図３及び図４に示すように、鋼板を丸めて成形した筒状
体で、周囲には、軸方向に伸びる内周に向かって凹んだ
複数の凹溝５０２が形成されている。この凹溝５０２
は、スルーボルトを配置するとともに、ヨーク５０１の
内周において固定磁極５５０の位置決めに用いられる。

【００３０】〔固定磁極５５０の説明〕固定磁極５５０
は、本実施例では永久磁石を用いたもので、図３に示す
ように、複数（例えば６つ）の主磁極５５１と、この主
磁極５５１の各間に配置される極間磁極５５２とから構
成される。なお、固定磁極５５０として永久磁石の代わ
りに通電によって磁力を発生するフィールドコイルを用
いても良い。

【００３１】主磁極５５１は、上述したヨーク５０１の
凹溝５０２の内側の両端によって、位置決めがなされ、
各主磁極５５１の間に極間磁極５５２を配置した状態
で、固定磁極５５０の内周に配置される固定スリーブ５
５３によって、ヨーク５０１の内部に固定される。固定
スリーブ５５３は、非磁性体（例えば、アルミ）の薄板
を丸めて加工したもので、軸方向の両端５５４が、外径
方向に向けて折り曲げられ、固定磁極５５０がヨーク５
０１の軸方向にずれるのを防ぐ。また、固定スリーブ５
５３は、図４に示すように、固定磁極５５０の内側にお
いて突き合わされる２つの端辺５５５、５５６（第１の
端部、第２の端部）を備える。一方の端辺５５５は、軸
方向に対して傾斜した直線に設けられ、他方の端辺５５
６は、軸方向に傾斜するとともに緩やかな曲線に設けら
れている。このように、一方端辺５５５が直線、他方の
端辺５５６が曲線に設けられることにより、固定磁極５
５０の内径寸法に多少の誤差が生じても、一方の端辺５
５５と他方の端辺５５６との突き合わせ位置を軸方向に
ずらすことで、固定スリーブ５５３を外径側に拡げ、こ
の誤差を吸収する。この結果、固定スリーブ５５３の径
寸法が固定されるため、固定スリーブ５５３とヨーク５
０１との間に固定磁極５５０が強固に固定される。

【００３２】〔マグネットスイッチ６００の説明〕マグ
ネットスイッチ６００は、図１、図５および図６に示す
ように、ブラシ保持体９００に保持されて、後述するエ
ンドフレーム７００内に配置され、アーマチャシャフト
５１０に対して略垂直方向になるように固定されてい
る。マグネットスイッチ６００は、通電によって、プラ
ンジャ６１０を上方へ駆動し、プランジャ６１０と一体
に移動する２つの接点（下側可動接点６１１と上側可動
接点６１２）を、順次、端子ボルト６２０の頭部６２１
および固定接点６３０の当接部６３１に当接させるもの
である。なお、端子ボルト６２０には、図示されないバ
ッテリケーブルが接続されている。

【００３３】マグネットスイッチ６００は、磁性体製
（例えば鉄製）の有底筒状のマグネットスイッチカバー
６４０の内側に構成されている。マグネットスイッチカ
バー６４０は例えば軟鋼板をカップ状にプレス成形した
もので、マグネットスイッチカバー６４０の底の中央に
は、プランジャ６１０を上下方向に移動自在に挿通する
穴６４１を備える。また、マグネットスイッチカバー６
４０の上側開口は、磁性体製（例えば鉄製）のステーシ
ョナリコア６４２によって塞がれている。

【００３４】ステーショナリコア６４２は、上側の大径
部６４３と、下側の中径部６４４と、さらに下側の小径
部６４５とからなり、大径部６４３の外周が、マグネッ
トスイッチカバー６４０の上端を内側へカシメることに
よって、ステーショナリコア６４２がマグネットスイッ
チカバー６４０の上側開口内に固定されている。中径部
６４４の周囲には、吸引コイル６５０の上端が装着され
ている。ステーショナリコア６４２の小径部６４５の外
周には、プランジャ６１０を下方に付勢する圧縮コイル
バネ６６０の上端が装着されている。

【００３５】吸引コイル６５０は、通電を受けると磁力
を発生して、プランジャ６１０を引きつける吸着手段
で、吸引コイル６５０は、上端がステーショナリコア６
４２の中径部６４４に装着され、プランジャ６１０を上
下方向に摺動自在に覆うスリーブ６５１を備える。この
スリーブ６５１は、非磁性体（例えば銅板、真鍮、ステ
ンレス）の薄板を丸めて加工したもので、このスリーブ
６５１の上端および下端には、樹脂等よりなる絶縁ワッ
シャ６５２が設けられている。この２つの絶縁ワッシャ
６５２の間のスリーブ６５１の周囲には、薄い樹脂（例
えばセロハン、ナイロンフィルム）や紙などよりなる絶
縁フィルム（図示しない）が巻かれ、さらにその絶縁フ
ィルムの周囲に細いエナメル線を所定回数、巻いて吸引
コイル６５０が構成されている。

【００３６】プランジャ６１０は、磁性体製金属（例え
ば鉄）で、上側の小径部６１３と下側の大径部６１４と
を備える略円柱形状を呈する。小径部６１３は、圧縮コ
イルバネ６６０の下端が装着され、比較的軸方向に長い
大径部６１４は、スリーブ６５１内において上下方向に
移動可能に保持される。プランジャ６１０の上側には、
プランジャ６１０の上方へ伸びるプランジャシャフト６
１５が固定されている。このプランジャシャフト６１５
は、ステーショナリコア６４２の中央に設けられた貫通
穴から上方に突出している。このプランジャシャフト６
１５のステーショナリコア６４２の上側には、上側可動
接点６１２がプランジャシャフト６１５に沿って上下方
向に摺動自在に挿通されている。この上側可動接点６１
２は、図５に示すように、プランジャシャフト６１５の
上端に取り付けられた止め輪６１６によって、プランジ
ャシャフト６１５の上端より上方に移動しないように規
制されている。この結果、上側可動接点６１２は、止め
輪６１６とステーショナリコア６４２の間においてプラ
ンジャシャフト６１５に沿って上下方向に摺動自在とさ
れている。なお、上側可動接点６１２は、プランジャシ
ャフト６１５に取り付けられた板バネよりなる接点圧ス
プリング６７０によって、常に上方へ付勢されている。

【００３７】上側可動接点６１２は、銅など導電性に優
れた金属よりなり、上側可動接点６１２の両端が上側に
移動した際、固定接点６３０に設けられた２つの当接部
６３１に当接する。また、上側可動接点６１２には、一
対のブラシ９１０の各リード線９１１が、カシメや溶接
等によって、電気的、且つ機械的に固定されている。さ
らに、上側可動接点６１２の溝部には、複数（本実施例
では２つ）の制限手段をなす抵抗体６１７の端部が、挿
入され、電気的、且つ機械的に固定されている。

【００３８】なお、上側可動接点６１２には、ブラシ９
１０の各リード線９１１が、カシメや溶接等によって電
気的、且つ機械的に固定されているが、上側可動接点６
１２とブラシ９１０の各リード線９１１とを一体形成し
ても良い。抵抗体６１７は、スタータの起動初期時に、
モータ５００の回転を低速回転させるためのもので、抵
抗値の大きな金属線を複数巻いて構成されている。抵抗
体６１７の他端には、端子ボルト６２０の頭部６２１の
下側に位置する下側可動接点６１１がカシメ等によって
固定されている。

【００３９】下側可動接点６１１は、銅など導電性に優
れた金属よりなり、マグネットスイッチ６００が停止し
て、プランジャ６１０が下方に位置する際にステーショ
ナリコア６４２の上面に当接し、抵抗体６１７がプラン
ジャシャフト６１５の移動に伴って上方に移動する際、
上側可動接点６１２が固定接点６３０の当接部６３１に
当接する前に、端子ボルト６２０の頭部６２１に当接す
るように設けられている。

【００４０】プランジャ６１０の下面には、紐状部材６
８０（例えば、ワイヤ）の後端に設けられた球体６８１
を収容する凹部６８２を備える。この凹部６８２の内周
壁には、雌ネジ６８３が形成されている。この雌ネジ６
８３は、凹部６８２内に球体６８１を固定する固定ネジ
６８４が螺合される。この固定ネジ６８４は、雌ネジ６
８３へのねじ込み量を調節することにより、紐状部材６
８０の長さの調節も行うものである。なお、紐状部材６
８０の長さ調節は、プランジャシャフト６１５が上方へ
移動して、下側可動接点６１１が端子ボルト６２０に当
接する際に、ピニオン回転規制部材２３０の図示されな
い規制爪が、ピニオンギヤ２１０の外周の凹凸２１４に
嵌まり合うように調節される。なお、雌ネジ６８３と固
定ネジ６８４は調整機構をなす。

【００４１】〔エンドフレーム７００の説明〕エンドフ
レーム７００は、図１に示すように、樹脂製（例えばフ
ェノール樹脂）のマグネットスイッチカバーで、内部に
マグネットスイッチ６００を収容する。エンドフレーム
７００の後面には、ブラシ９１０を前方へ付勢する圧縮
コイルバネ９１４を保持するバネ保持柱７１０が、ブラ
シ９１０の位置に応じて前方に突出して設けられてい
る。さらに、圧縮コイルバネ９１４は、ブラシ保持体９
００のマグネットスイッチ６００の固定側で、モータ５
００軸方向において、マグネットスイッチ６００の外周
側で、かつマグネットスイッチ６００に径寸法内に配置
されている。

【００４２】端子ボルト６２０は、エンドフレーム７０
０の内部から挿入され、エンドフレーム７００の後方に
突出する鉄製のボルトで、前側にはエンドフレーム７０
０の内面に当接する頭部６２１を備える。そして、エン
ドフレーム７００の後方に突出した端子ボルト６２０に
カシメワッシャ６２２が取りつけられることによって、
端子ボルト６２０がエンドフレーム７００に固定され
る。端子ボルト６２０の前端には、銅よりなる固定接点
６３０がカシメによって固定されている。固定接点６３
０は、エンドフレーム７００の内部上端に位置する１つ
または複数（本実施例では２つ）の当接部６３１を備
え、この当接部６３１の下面は、マグネットスイッチ６
００の作動によって上下する上側可動接点６１２の上面
が当接可能に設けられている。

【００４３】〔ブラシ保持体９００の説明〕ブラシ保持
体９００は、ヨーク５０１の内部とエンドフレーム７０
０の内部とを区画してアーマチャシャフト５１０の後端
をブラシ保持体軸受５６４を介して回転自在に支持する
役目のほか、ブラシホルダの役目、マグネットスイッチ
６００を保持する役目、および紐状部材６８０を案内す
る滑車６９０を保持する役目を果たす。なお、ブラシ保
持体９００には、紐状部材６８０が通る図示されない穴
部を有している。

【００４４】〔実施例の作動〕次に、上記スタータの作
動を図７（ａ）ないし（ｃ）の電気回路図に従い、説明
する。乗員によって、キースイッチ１０がスタート位置
に設定されると、バッテリ２０から、マグネットスイッ
チ６００の吸引コイル６５０に通電される。吸引コイル
６５０が通電されると、吸引コイル６５０の発生する磁
力にプランジャ６１０が引き寄せられ、プランジャ６１
０が下方位置から上方へ上昇する。

【００４５】プランジャ６１０が上昇を開始すると、プ
ランジャシャフト６１５の上昇に伴って上側可動接点６
１２および下側可動接点６１１が上昇するとともに、紐
状部材６８０の後端も上方に上昇する。紐状部材６８０
の後端が上昇すると、紐状部材６８０の前端は下方に引
かれ、ピニオン回転規制部材２３０が下降する。ピニオ
ン回転規制部材２３０の下降によって、規制爪２３１が
ピニオンギヤ２１０の外周の凹凸２１４に嵌まり合う時
点で、下側可動接点６１１が端子ボルト６２０の頭部６
２１に当接する（図７（ａ）参照）。端子ボルト６２０
には、バッテリ２０の電圧が印加されており、端子ボル
ト６２０の電圧が、下側可動接点６１１→抵抗体６１７
→上側可動接点６１２→リード線９１０ａを介して上側
のブラシ９１０に伝えられる。つまり、抵抗体６１７を
介した低電圧が上側のブラシ９１０を介して電機子コイ
ル５３０に伝えられる。そして、下側のブラシ９１０
は、ブラシ保持体９００を介して常にアース接地されて
いるため、各上層コイルバー５３１と各下層コイルバー
５３２とを組み合わせてコイル状に構成された電機子コ
イル５３０が低電圧で通電される。すると、電機子コイ
ル５３０が比較的弱い磁力を発生し、この磁力が固定磁
極５５０の磁力に作用（吸着あるいは反発）して、アー
マチャ５４０が低速回転する。

【００４６】アーマチャシャフト５１０が回転すると、
遊星歯車減速機構３００のプラネタリーギヤ３２０が、
アーマチャシャフト５１０の前端のサンギヤ３１０によ
って回転駆動される。プラネタリーギヤ３２０がプラネ
ットキャリア３３０を介してリングギヤ１００を回転駆
動する方向の回転トルクをインターナルギヤ３４０に与
える場合は、オーバーランニングクラッチ３５０の作動
によって、インターナルギヤ３４０の回転が規制され
る。つまり、インターナルギヤ３４０は回転しないた
め、プラネタリーギヤ３２０の回転によって、プラネッ
トキャリア３３０が減速回転する。プラネットキャリア
３３０が回転すると、ピニオンギヤ２１０も回転しよう
とするが、ピニオンギヤ２１０はピニオン回転規制部材
２３０によって回転が規制されているため、ピニオンギ
ヤ２１０は出力軸２２０のヘリカルスプライン２２１に
沿って前進する。

【００４７】ピニオンギヤ２１０の前進に伴い、シャッ
タ４２０も前進し、ハウジング４００の開口部４１０を
開く。そして、ピニオンギヤ２１０の前進によって、ピ
ニオンギヤ２１０がエンジンのリングギヤ１００に完全
に噛合し、その後、ピニオン係止リング２５０に当接す
る。また、ピニオンギヤ２１０が前進すると、図示され
ない規制爪がピニオンギヤ２１０の凹凸２１４から外
れ、その後、規制爪の前端が、ピニオンギヤ２１０の後
面に設けられたワッシャ２１５の後側に落ち込む。

【００４８】一方、ピニオンギヤ２１０が前進した状態
で、上側可動接点６１２が固定接点６３０の当接部６３
１に当接する。すると、端子ボルト６２０のバッテリ電
圧が、上側可動接点６１２→リード線９１０ａを介して
直接上側のブラシ９１０に伝えられる。つまり、各上層
コイルバー５３１および各下層コイルバー５３２よりな
る電機子コイル５３０に高い電流が流れ、電機子コイル
５３０が強い磁力を発生し、アーマチャ５４０を高速回
転する。

【００４９】アーマチャシャフト５１０の回転は、遊星
歯車減速機構３００によって減速されて回転トルクが増
大し、プラネットキャリア３３０を回転駆動する。この
とき、ピニオンギヤ２１０は、前端がピニオン係止リン
グ２５０に当接して、プラネットキャリア３３０と一体
に回転する。そして、ピニオンギヤ２１０は、エンジン
のリングギヤ１００に噛合しているため、ピニオンギヤ
２１０は、リングギヤ１００を回転駆動して、エンジン
の出力軸を回転駆動する。

【００５０】このようにしてクラッチアウタ３５１、す
なわちインターナルギヤ３４０が空転することにより、
アーマチャシャフト５１０に形成されたサンギヤ３１０
へのエンジン駆動力の伝達が遮断され、アーマチャ５４
０が過回転するのを防止する。次に、エンジンが始動
し、エンジンのリングギヤ１００がピニオンギヤ２１０
の回転よりも速く回転すると、ヘリカルスプラインの作
用によって、ピニオンギヤ２１０に後退力が生じる。し
かるに、ピニオンギヤ２１０の後方に落ち込んだ回転規
制爪２３１によって、ピニオンギヤ２１０の後退が阻止
され、ピニオンギヤ２１０の早期離脱を防止して、エン
ジンを確実に始動することができる（図７（ｂ）参
照）。

【００５１】また、エンジンの始動によって、エンジン
のリングギヤ１００がピニオンギヤ２１０の回転よりも
速く回転されると、リングギヤ１００の回転によってピ
ニオンギヤ２１０が回転駆動される。すると、リングギ
ヤ１００からピニオンギヤ２１０に伝えられた回転トル
クは、プラネットキャリア３３０を介してプラネタリー
ギヤ３２０を支持するピン３３２に伝えられる。つま
り、プラネットキャリア３３０によってプラネタリーギ
ヤ３２０が駆動される。すると、インターナルギヤ３４
０には、エンジン始動時とは逆回転のトルクがかかるた
め、オーバーランニングクラッチ３５０がリングギヤ１
００の回転を許す。つまり、インターナルギヤ３４０に
エンジン始動時とは逆回転のトルクがかかると、オーバ
ーランニングクラッチ３５０のローラ３５３が、クラッ
チインナ３５２の図示されない凹部の外側へ離脱し、イ
ンターナルギヤ３４０の回転が可能になる。

【００５２】つまり、エンジンが始動して、エンジンの
リングギヤ１００がピニオンギヤ２１０を回転駆動する
相対回転は、オーバーランニングクラッチ３５０で吸収
され、エンジンによってアーマチャ５４０が回転駆動さ
れることがない。エンジンが始動すると、乗員によって
キースイッチ１０がスタート位置から外され、マグネッ
トスイッチ６００の吸引コイル６５０への通電が停止さ
れる。吸引コイル６５０の通電が停止されると、プラン
ジャ６１０が圧縮コイルバネ６６０の作用によって、下
方に戻される。

【００５３】すると、上側可動接点６１２が固定接点６
３０の当接部６３１から離れるとともに、その後下側可
動接点６１１も端子ボルト６２０の頭部６２１から離
れ、上側のブラシ９１０への通電が停止する。また、プ
ランジャ６１０が下方に戻されると、ピニオン回転規制
部材２３０の復帰バネ部２３６の作用によって、ピニオ
ン回転規制部材２３０が上方に復帰し、規制爪２３１が
ピニオンギヤ２１０の後方から離脱する。すると、ピニ
オンギヤ２１０は、戻しバネ２４０の作用によって後方
に戻され、ピニオンギヤ２１０とエンジンのリングギヤ
１００との噛み合いが外れるとともに、ピニオンギヤ２
１０の後端が出力軸２２０のフランジ形突出部２２２に
当接する。つまり、ピニオンギヤ２１０が、スタータの
始動前に戻される（図７（ｃ）参照）。

【００５４】さらに、プランジャ６１０が下方に戻され
ることにより、下側可動接点６１１が、マグネットスイ
ッチ６００のステーショナリコア６４２の上面に当接
し、上側のブラシ９１０のリード線９１０ａが、上側可
動接点６１２→抵抗体６１７→下側可動接点６１１→ス
テーショナリコア６４２→マグネットスイッチカバー６
４０→ブラシ保持体９００の順に導通する。つまり、上
側のブラシ９１０と下側のブラシ９１０とが、ブラシ保
持体９００を介して短絡する。一方、アーマチャ５４０
の惰性回転により電機子コイル５３０には、起電力が生
じる。そして、この起電力が、上側のブラシ９１０、ブ
ラシ保持体９００、下側のブラシ９１０を介して短絡す
るため、アーマチャ５４０の惰性回転に制動力が与えら
える。この結果、アーマチャ５４０は急速に停止する。

【００５５】本実施例のような構成にすれば、上側可動
接点６１２にブラシ９１０の各リード線９１０ａが直接
接続されているため、ブラシ９１０で発生する発熱をリ
ード線９１０ａ、上側可動接点６１２、端子ボルト６２
０を介して、この端子ボルト６２０に接続され、スター
タ外部に位置するバッテリーケーブルから効率的に放熱
がなされ、ブラシ９１０の寿命向上が図れる。

【００５６】また、モータ側固定接点やこの固定接点と
マグネットスイッチの固定接点とを接続するリード線、
そのリード線の絶縁カバー等が不要で部品点数が大幅に
低減できる。さらに、モータ５００のヨーク５０１内の
界磁磁極５５０として永久磁石を配置し、可動接点６１
２と固定接点６３０との当接が解除された後、陽極側ブ
ラシ９１０と陰極側ブラシ９１０とを短絡させるので、
永久磁石の磁力によって、モータの惰性回転により電機
子コイル５３０に起電力が生じ、モータ５００の惰性回
転に対して制動力が与えられ、モータ５００の停止時間
が短くなるため、ブラシ９１０と整流子間で発熱する熱
を抑えることができるとともに、仮に、内燃機関始動に
失敗しても、速やかにスタータは停止するので、引き続
きスタータの始動を行っても、惰性回転中のピニオンギ
ヤをリングギヤに噛み合わせてスタータ内部の駆動系部
品に過大な衝撃を与える機会が格段に減少し、部品の耐
久性が向上する。

【００５７】さらに、可動接点５３４の近傍にブラシ９
１０を配設したので、放熱経路中のブラシ９１０の接続
部が短くでき、さらに、バッテリケーブルから効率的に
放熱がなされ、ブラシ９１０の寿命向上が図れる。さら
に、エンドフレーム７００の内部に、吸引コイル６５０
とプランジャ６１０とプランジャシャフト６１５と上側
可動接点６１２とエンドフレーム７００に固定された固
定接点６３０とを配設したので、プランジャ６１０に接
続されたロッド、このロッドの後端部に止め輪によって
固定されたレバー等が必要なく、部品点数が低減でき、
ブラシ９１０と上側可動接点６１２との距離が短くな
り、エンジンの振動を受けて振動する部分が少なくなる
ので断線を起こしにくくなり、ブラシ９１０と上側可動
接点６１２間で通電不良になることが防止できる。

【００５８】また、マグネットスイッチの固定接点６３
０、上側可動接点６１２、ブラシ９１０、各リード線９
１０ａ等がエンドフレーム７００内に納められると、ブ
ラシ９１０からの熱がエンドフレーム７００内にこもっ
てしまうが、ブラシ９１０の給電部であるリード線９１
０ａを直接機械的かつ電気的に上側可動接点６１２に接
続してあるので、ブラシ９１０の発熱を効率よく外部に
伝熱でき、エンドフレーム７００内部の温度上昇を抑え
ることができる。

【００５９】さらに、内燃機関のリングギヤと噛み合う
ピニオンギヤを軸上に有する出力軸にアーマチャシャフ
ト５１０の回転を減速して伝達する遊星歯車減速機構を
備えているスタータにおいては、出力回転を減速できる
分、モータ５００は小型化され、熱容量が小さくなるの
で、特に、モータ５００回転時に整流子５３４とブラシ
９１０の当接部間で発生する発熱を解消する必要があ
り、ブラシ９１０の発熱がバッテリケーブルから効率的
に放熱がなされ、遊星歯車減速機構を備えるスタータ、
つまり、モータが高回転するスタータに対して絶大なる
効果がある。さらに、プランジャ６１０が吸引されるこ
とにより、出力軸２２０上に配設されたピニオンギヤ２
１０を摺動させ、ピニオンギヤ２１０をリングギヤ１０
０に噛み合わせる噛み合わせ手段２３０を有するので、
好適な噛み合いが実現できる。更に、スタータ体格を小
型軽量にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を表すスタータ側面断面図である。

【図２】アーマチャの側面断面図である。

【図３】ヨークの正面図である。

【図４】ヨークの側面断面図である。

【図５】マグネットスイッチのプランジャ及び固定接点
の分解斜視図である。

【図６】マグネットスイッチのプランジャを示す断面図
である。

【図７】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、スタータ作動状
態を示してある、電気回路図である。

【符号の説明】

１００ リングギヤ ２１０ ピニオンギヤ ２３０ ピニオン回転規制部材（噛み合わせ手段） ３００ 遊星歯車減速機構（減速機構） ５００ モータ ５０１ ヨーク ５２１ コアプレート ５３０ 電機子コイル ５４０ アーマチャ ５５０ 固定磁極 ５５１ 永久磁石 ６００ マグネットスイッチ ６１０ プランジャ ６１２ 上側可動接点（可動接点） ６１５ プランジャシャフト ６３０ 固定接点 ６５０ 吸引コイル ７００ エンドフレーム ９１０ ブラシ

フロントページの続き (72)発明者 新美 正巳 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−223671（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−185670（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−45074（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−105461（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−75566（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−74049（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−168979（ＪＰ，Ｕ) 特表 平４−501151（ＪＰ，Ａ) 米国特許5252878（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02N 11/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 界磁を内周に有するヨークと、電機子コ
   イルが巻装された電機子コアを回転自在に支持するアー
   マチャシャフトと、前記電機子コイルに電流を供給する
   ための整流子上に摺動可能に設けられたブラシとを有す
   るモータと、 通電されると起磁力を発生する吸引コイルと、この吸引
   コイルの起磁力によって吸引され、可動接点を駆動する
   プランジャと、前記可動接点と対向して配設され、バッ
   テリと接続される固定接点とを有するマグネットスイッ
   チと、 一端が前記ブラシに機械的かつ電気的に直接接続され、
   他端が前記可動接点に機械的かつ電気的に直接接続され
   るブラシ接続部と、 を備えることを特徴とするスタータ。
2. 【請求項２】 前記ヨーク内の界磁磁極として永久磁石
   を配設し、前記ブラシは陽極側ブラシと陰極側ブラシと
   からなり、前記可動接点と前記固定接点との当接が解除
   された後、前記陽極側ブラシと陰極側ブラシとを短絡さ
   せることを特徴とする請求項１記載のスタータ。
3. 【請求項３】 前記ブラシが前記可動接点の近傍に配設
   されていることを特徴とする請求項１記載のスタータ。
4. 【請求項４】 前記モータのヨークの一端部を覆う有底
   筒状のエンドフレームを有し、このエンドフレームの内
   部に、前記吸引コイルと前記プランジャと前記可動接点
   と前記エンドフレームに固定された前記固定接点とを配
   設したことを特徴とする請求項１記載のスタータ。
5. 【請求項５】 内燃機関のリングギヤと噛み合うピニオ
   ンギヤを軸上に有する出力軸に前記アーマチャシャフト
   の回転を減速して伝達する減速機構を備えることを特徴
   とする請求項１記載のスタータ。
6. 【請求項６】 前記プランジャが吸引されることによ
   り、出力軸上に配設されたピニオンギヤを摺動させ、前
   記ピニオンギヤを内燃機関のリングギヤに噛み合わせる
   噛み合わせ手段を有することを特徴とする請求項１記載
   のスタータ。