JP2998343B2 - スタータ - Google Patents

スタータ

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JP2998343B2
JP2998343B2 JP27060891A JP27060891A JP2998343B2 JP 2998343 B2 JP2998343 B2 JP 2998343B2 JP 27060891 A JP27060891 A JP 27060891A JP 27060891 A JP27060891 A JP 27060891A JP 2998343 B2 JP2998343 B2 JP 2998343B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ピニオンギヤとプラン
ジャシャフトとが同一軸心上に配された減速式スタータ
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、スタータモータの回転が伝え
られるピニオンギヤと、このピニオンギヤを内燃機関の
リングギヤに噛み込み易くするためのピニオンスプリン
グと、ピニオンギヤをリングギヤ側に押し出すプランジ
ャシャフトと、このプランジャシャフトの後端部を摺動
自在に保持するプランジャと、電流が流れるとプランジ
ャを吸引するマグネットコイルと、プランジャ内におい
てプランジャとプランジャシャフトとに保持されたドラ
イブスプリングとが同一軸心上に配されたスタータが知
られている。なお、プランジャの外周には、マグネット
コイルの起磁力によりピニオンギヤ側に移動した時に固
定接点に接触する可動接点と、この可動接点に固定接点
への接触圧を与える接点圧スプリングとが組み付けられ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】また、従来より、減速
式スタータにおいては、図3のグラフに示したように、
マグネットコイルのプランジャ吸引力とピニオンスプリ
ング、ドライブスプリングおよび接点圧スプリングとの
間に所定の条件がある。すなわち、12V仕様のスター
タにおいては、マグネットスイッチの作動電圧は6V程
度に設定されているので、マグネットコイルのプランジ
ャ吸引力が、ドライブスプリングのスプリング力をポイ
ントa付近で上回るように設定されている。ところが、
従来の減速式スタータにおいては、接点圧スプリングが
作用する付近、すなわち、ピニオンギヤがリングギヤに
当接し、ドライブスプリングのスプリング力により押圧
されている時の、マグネットコイルのプランジャ吸引力
は、図3のグラフに破線で示したドライブスプリングの
スプリング力より大幅に上回っている。この結果、ピニ
オンギヤがリングギヤに当接し、噛合を成す位置におい
て、ピニオンギヤをリングギヤ側へ押し出す力が十分発
揮されず、ピニオンギヤのリングギヤへの噛合性が低下
するという課題があった。本発明は、マグネットコイル
のプランジャ吸引力とドライブスプリングのスプリング
力との関係を改良してピニオンギヤのリングギヤへの噛
合性を向上させたスタータの提供を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、スタータモータの回転力を内燃機関のリングギヤに
伝えるピニオンギヤと、通電されると起磁力を発生する
マグネットコイルと、前記ピニオンギヤと同一軸心上に
配され、前記マグネットコイルの起磁力によって前記ピ
ニオンギヤ側に吸引されるプランジャと、このプランジ
ャと同一軸心上に配され、前記ピニオンギヤを前記リン
グギヤ側に押し出すプランジャシャフトと、前記プラン
ジャと前記プランジャシャフトとの間に保持された単数
もしくは複数のドライブスプリングとを備え、前記単数
もしくは複数のドライブスプリングは、前記マグネット
コイルのプランジャ吸引力の増加割合に対応して段階的
にスプリング力が増加するよう設定され、前記ピニオン
ギヤが前記リングギヤに当接した後、前記プランジャの
前記ピニオンギヤ側への移動に伴って作用し、前記プラ
ンジャシャフトを前記ピニオンギヤ側に押圧することを
特徴とする技術手段を採用した。請求項2に記載の発明
は、請求項1に記載のスタータに加えて、前記複数のド
ライブスプリングは、2本の第1、第2ドライブスプリ
ングよりなり、前記第2ドライブスプリングは、前記第
1ドライブスプリングより短く、且つ前記第1ドライブ
スプリング内に収納されていることを特徴とする。
【0005】
【作用】本発明は、マグネットコイルが通電されると、
マグネットコイルの起磁力によりプランジャがピニオン
ギヤ側に吸引される。なお、マグネットコイルのプラン
ジャ吸引力は、プランジャがピニオンギヤ側に近づくに
つれて増加していく。一方、ドライブスプリングは、ピ
ニオンギヤがリングギヤに当接後、プランジャのピニオ
ンギヤ側への移動に伴って作用し、プランジャシャフト
をピニオンギヤ側に押圧する。よって、プランジャシャ
フトが、ピニオンギヤをリングギヤ側に押し出し、ピニ
オンギヤがリングギヤに噛み込む。なお、本発明では、
プランジャとプランジャシャフトとの間に保持されたド
ライブスプリングが、マグネットコイルのプランジャ吸
引力の増加割合に対応して段階的にスプリング力を増加
するよう単数もしくは複数のドライブスプリングを設定
している。このため、ピニオンギヤがリングギヤに当接
し、噛合を成す位置までプランジャが吸引されている時
の、マグネットコイルのプランジャ吸引力の増加割合に
ドライブスプリングのスプリング力が段階的に追随する
こととなる。この結果、ピニオンギヤがリングギヤに当
接し、噛合を成す位置において、ドライブスプリングが
プランジャシャフトを介してピニオンギヤをリングギヤ
側へ押し出す力が十分得られるので、ピニオンギヤがリ
ングギヤに噛み込み易くなる。
【0006】
【実施例】本発明のスタータを図1ないし図3に示す一
実施例に基づき説明する。図1は自動車用減速式スター
タを示した図である。自動車用減速式スタータ1は、ス
タータモータ2およびマグネットスイッチ3を備える。
スタータモータ2のアーマチュア(図示せず)には、ア
ーマチュアの回転速度を減速伝達するアイドルギヤ4が
連結されている。このアイドルギヤ4には、スタータモ
ータ2の回転力をスプラインシャフト5を介してピニオ
ンシャフト6に伝えるクラッチギヤ7が連結されてい
る。また、ピニオンシャフト6は、先端部に内燃機関の
リングギヤ8に噛み込むピニオンギヤ9を設けており、
このピニオンギヤ9にスタータモータ2の回転力を伝え
る。そして、スプラインシャフト5の内周とピニオンシ
ャフト6の外周との間には、ピニオンシャフト6を移動
位置から静止位置に戻すリターンスプリング10が配さ
れている。さらに、ピニオンシャフト6の外周とピニオ
ンギヤ9の内周との間には、ピニオンギヤ9をリングギ
ヤ8に噛み込み易くするためのピニオンスプリング11
が配されている。
【0007】マグネットスイッチ3は、フレーム12、
マグネットコイル13、プランジャ14、プランジャシ
ャフト15および第1、第2ドライブスプリング16、
17等から構成されている。フレーム12は、フロント
ハウジング18とスイッチカバー19との間に連結され
ている。このフレーム12は、フロントハウジング18
とともにベアリング20、21を介してスプラインシャ
フト5を回転自在に支持する。マグネットコイル13
は、太い線で巻かれたプルインコイル、および細い線で
巻かれ、プルインコイルより起磁力の弱いホールディン
グコイルから構成され、プランジャシャフト15の外周
に嵌め合わされたボビン22に巻回されている。このマ
グネットコイル13のプランジャ吸引力は、図3のグラ
フに示したように、プランジャ14がピニオンギヤ9側
にストロークするにつれて増加していく。また、マグネ
ットコイル13のプランジャ吸引力は、作動電圧6Vで
第1ドライブスプリング16のスプリング力をポイント
a(図3のグラフ参照)付近で上回るように設定されて
いる。
【0008】プランジャ14は、ピニオンギヤ9と同一
軸心上に配され、所定のプランジャストロークLだけピ
ニオンギヤ9側に移動する。なお、プランジャ14は、
内部に第1、第2ドライブスプリング16、17を保持
する軸方向穴23を形成している。この軸方向穴23の
後端部には、図2に示したように、バーリング部24を
形成したワッシャ25が溶接等により接合されている。
また、プランジャ14の外周には、絶縁性のブッシュ2
6、27に挟持された可動接点28が固定され、ブッシ
ュ27とワッシャ25の外周部分との間には、可動接点
28にフレーム12に固定された固定接点29への接触
圧を与える接点圧スプリング30が保持されている。な
お、可動接点28と固定接点29とが接触すると、バッ
テリとスタータモータ2とが電気的に接続される。
【0009】プランジャシャフト15は、ピニオンギヤ
9と同一軸心上に配され、外周にプランジャ14を移動
位置から静止位置に戻すリターンスプリング31を具備
する。また、プランジャシャフト15の先端部は、スチ
ールボール32を介してピニオンシャフト6に当接され
る。さらに、プランジャシャフト15の後端部は、すな
わち、プランジャシャフト15のフラット部33は、軸
方向穴23内に摺動自在に嵌め合わされてプランジャ1
4に保持されている。
【0010】第1ドライブスプリング16は、軸方向穴
23内において、先端がプランジャシャフト15のフラ
ット部33に保持され、後端がワッシャ25に保持さ
れ、プランジャシャフト15およびピニオンシャフト6
を介してピニオンギヤ9をリングギヤ8側に押圧するよ
うに押し出し力が働く。第2ドライブスプリング17
は、第1ドライブスプリング16より軸方向寸法が所定
寸法L1 (図3参照)だけ短く、軸方向穴23内におい
て、後端がバーリング部24に嵌め合わされてワッシャ
25に保持され、先端がプランジャシャフト15のフラ
ット部33に当接するとプランジャシャフト15および
ピニオンシャフト6を介してピニオンギヤ9をリングギ
ヤ8側に押圧するように押し出し力が働く。なお、これ
らの第1、第2ドライブスプリング16、17は、マグ
ネットコイル13の作動電圧(6V)によるプランジャ
吸引力より低く、しかもマグネットコイル13のプラン
ジャ吸引力の増加割合に対応して、2段階に増加するよ
うにそれぞれスプリング力が設定されている。すなわ
ち、第1、第2ドライブスプリング16、17は、図3
のグラフに実線で示したように、第2ドライブスプリン
グ17が作用する点(ポイントb)までプランジャ14
がストローク(L1 +L 2 )してから第1ドライブスプ
リング16を作用させ、ポイントbから第2ドライブス
プリング17を段階的に作用させることにより、プラン
ジャストロークL終了点のドライブスプリングのスプリ
ング力をF1 からF2 に増加させることによって、ピニ
オンギヤ9のリングギヤ8への押し出し力をプランジャ
吸引力Pに段階的に追随させるようにスプリング力が設
定されている。
【0011】この自動車用減速式スタータ1の作動を図
1ないし図3に基づき説明する。スタータスイッチ(図
示せず)をオンすることによりマグネットコイル13に
6V以上の作動電圧が印加されると、マグネットコイル
13に起磁力が発生し、このマグネットコイル13の起
磁力によってプランジャ14がピニオンギヤ9側に吸引
される。このとき、プランジャ14がプランジャストロ
ークL2 (図3のグラフ参照)だけ、すなわち、リング
ギヤ8とピニオンギヤ9とのギャップ分だけ吸引される
と、ピニオンギヤ9がリングギヤ8に当接する。する
と、第1ドライブスプリング16のスプリング力により
ピニオンスプリング11が撓んで、プランジャストロー
クL3 (図3のグラフ参照)だけプランジャ14がピニ
オンギヤ9側に移動する。
【0012】さらに、マグネットコイル13のプランジ
ャ吸引力により第1ドライブスプリング16が撓んで、
第1、第2ドライブスプリング16、17の軸方向寸法
の差L1 だけプランジャ14が移動したポイントb(図
3のグラフ参照)で、第2ドライブスプリング17の先
端がプランジャシャフト15のフラット部33に当接す
る。よって、第1ドライブスプリング16に加えて第2
ドライブスプリング17も作用し始め、ピニオンギヤ9
のリングギヤ8への押し出し力が段階的に増加する。さ
らに、プランジャ14がプランジャストロークL4 分吸
引されると、第1、第2ドライブスプリング16、17
が撓み、ポイントc(図3のグラフ参照)にて可動接点
28が固定接点29に当接し、このポイントc(図3の
グラフ参照)から接点圧スプリング30が作用し始め
る。つづいて、接点圧スプリング30がプランジャスト
ロークL5 (図3のグラフ参照)だけ撓むポイントd
(図3のグラフ参照)までプランジャ14が移動する
と、マグネットコイル13によるプランジャ14の吸引
(プランジャストロークL)が完了する。このとき、ピ
ニオンギヤ9のリングギヤ8への押し出し力はF 2 (図
3のグラフ参照)に至る。
【0013】一方、可動接点28が固定接点29に当接
すると、バッテリとスタータモータ2とが電気的に接続
されるのでスタータモータ2が回り始める。すると、こ
のスタータモータ2の回転力がアイドルギヤ4、クラッ
チギヤ7、スプラインシャフト5およびピニオンシャフ
ト6を介してピニオンギヤ9に伝えられ、ピニオンギヤ
9がリングギヤ8に当接した状態で回転し始める。そし
て、ピニオンギヤ9に押し出し合成力F2 (図3のグラ
フ参照)が加わることによりピニオンギヤ9がリングギ
ヤ8に噛み合うため内燃機関が始動する。すなわち、こ
の実施例では、図3のグラフに示したように、マグネッ
トコイル13のプランジャ吸引力の上昇カーブよりマグ
ネットコイル13の作動電圧6Vを確保し、且つマグネ
ットコイル13のプランジャ吸引力に余裕が生じる、プ
ランジャストロークL1 後に、第1ドライブスプリング
16に加えて第2ドライブスプリング17も作用させ、
ピニオンギヤ9をリングギヤ8へ押し出す合成押し出し
力F2 を得ることができる。このため、ピニオンギヤ9
のリングギヤ8への押し出し力が従来技術のF1 と比較
してF2 となり、マグネットコイル13のプランジャ吸
引力に近づくように増加させることができる。この結
果、ピニオンギヤ9がリングギヤ8に当接した後に、第
1、第2ドライブスプリング16、17におけるピニオ
ンギヤ9のリングギヤ8への押し出し力を十分得ること
ができる。したがって、自動車用減速式スタータ1の作
動電圧を上げることなく、ピニオンギヤ9のリングギヤ
8への噛合性を著しく向上させることができる。
【0014】本実施例では、ドライブスプリングを2本
の第1、第2ドライブスプリング16、17により構成
したが、ドライブスプリングを3本以上のドライブスプ
リングにより構成しても良い。なお、1本以上のドライ
ブスプリングのスプリング力を、マグネットコイルのプ
ランジャ吸引力の増加割合に対応して2段階以上に増加
するように、図4に示したように、粗密を有する巻き方
とし、ばね定数を段階的に変化させるように設定しても
良い。
【0015】
【発明の効果】本発明は、ピニオンギヤがリングギヤに
当接した後において、ドライブスプリングによる、ピニ
オンギヤをリングギヤ側へ押し出す力が十分得られるの
で、ピニオンギヤがリングギヤに噛み込み易くなるた
め、ピニオンギヤのリングギヤへの噛合性を著しく向上
させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】自動車用減速式スタータを示した断面図であ
る。
【図2】マグネットスイッチの主要部を示した断面図で
ある。
【図3】ピニオンギヤのリングギヤへの押し出し力とプ
ランジャストロークとの関係を示したグラフである。
【図4】ドライブスプリングのばね定数を段階的に変化
させる粗密を有する巻き方を示した模式図である。
【符号の説明】
1 自動車用減速式スタータ 2 スタータモータ 3 マグネットスイッチ 8 リングギヤ 9 ピニオンギヤ 13 マグネットコイル 14 プランジャ 15 プランジャシャフト 16 第1ドライブスプリング 17 第2ドライブスプリング

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)スタータモータの回転力を内燃機関
    のリングギヤに伝えるピニオンギヤと、 (b)通電されると起磁力を発生するマグネットコイル
    と、 (c)前記ピニオンギヤと同一軸心上に配され、前記マ
    グネットコイルの起磁力によって前記ピニオンギヤ側に
    吸引されるプランジャと、 (d)このプランジャと同一軸心上に配され、前記ピニ
    オンギヤを前記リングギヤ側に押し出すプランジャシャ
    フトと、 (e)前記プランジャと前記プランジャシャフトとの間
    に保持された単数もしくは数のドライブスプリングと
    を備え 前記単数もしくは複数のドライブスプリングは、前記マ
    グネットコイルのプランジャ吸引力の増加割合に対応し
    て段階的にスプリング力が増加するよう設定され、前記
    ピニオンギヤが前記リングギヤに当接した後、前記プラ
    ンジャの前記ピニオンギヤ側への移動に伴って作用し、
    前記プランジャシャフトを前記ピニオンギヤ側に押圧す
    ることを特徴とする スタータ。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のスタータにおいて、 前記複数のドライブスプリングは、2本の第1、第2ド
    ライブスプリングよりなり、 前記第2ドライブスプリングは、前記第1ドライブスプ
    リングより短く、且つ前記第1ドライブスプリング内に
    収納されていることを特徴とするスタータ。
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