JP3233818B2 - エンジン始動装置 - Google Patents

エンジン始動装置

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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、エンジン始動装置に関
し、特に電動機の回転軸とピニオンの摺動軸とピニオン
及びスイッチ駆動用電磁装置とが同軸上に配置されたエ
ンジン始動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のエンジン始動装置は、リングギヤ
に噛合するピニオンを軸方向移動可能に支持した出力軸
と、ピニオンを軸方向に駆動する電磁装置の軸心とが、
互いに並列に配置されることが一般的である。この2軸
構成の始動装置は、電動機の側方に電磁装置が突出する
ために径方向寸法が削減できず、取り付けスペースを確
保する上に少なからぬ制約があるものであった。
【0003】このような不都合を改善するために、出力
軸を外囲する位置に電磁装置を設けた同軸型始動装置
が、特開平1−208564号公報に提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】さて、この同軸型始動
装置の場合、電動機に対する電源供給路を開閉するスイ
ッチの可動接点板と、エンジンのリングギヤに噛合する
向きにピニオンを押し出すシフタとが、励磁コイルの内
周側を軸方向移動するアーマチュアの各端に連結されて
いる。従って、この形式によると、ピニオンの移動量に
相応する移動代をアーマチュアに付与した上で、励磁コ
イルを挟んでピニオンの反対側に、かつピニオンの移動
に干渉しないように可動接点板の移動空間を設けねばな
らないため、軸方向寸法のより一層の短寸化が困難であ
った。
【0005】本発明は、このような従来技術の不都合を
解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、
軸方向寸法をより一層短寸化することの可能な同軸型エ
ンジン始動装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、電動機(3)と、電動機で駆動される出力
(4)と、出力軸にスプライン結合したリングギヤ駆
動用ピニオン(6)と、電動機への給電路を開閉するス
イッチ(7)と、ピニオン及びスイッチの可動接点板
(8)に軸方向変位を与えるべく出力軸を外囲して設け
られた円筒状アーマチュア及び励磁コイルからなる電磁
装置(9)とを有するエンジン始動装置に於いて、前記
アーマチュアを、互いに個別に軸方向変位可能に内外二
重に係合した第1の部分(アーマチュアアウタ27)と
第2の部分(アーマチュアインナ28)とからなるもの
とし、そのいずれか一方に前記可動接点板を連結し、そ
の他方に前記ピニオンを連結するものとすることによっ
て達成される。
【0007】
【作用】このような構成によれば、ピニオンと可動接点
板とが、互いに個別のアーマチュアで駆動されることと
なる。従って、ピニオンの所要ストロークと可動接点板
の所要ストロークとが互いに異なることに対応して二分
割のアーマチュアの各々の移動代を最適設定し得るの
で、アーマチュアの励磁コイルからの突出量をより一層
短寸化し得る。
【0008】
【実施例】以下に添付の図面に示された具体的な実施例
に基づいて本発明の構成を詳細に説明する。
【0009】図1は、本発明に基づき構成されたエンジ
ン用始動装置としての減速機付スタータの全体図であ
り、中心線より上側は静止状態を、下側は通電状態を示
している。このスタータ1は、エンジンの始動に必要な
回転力を発生するものであり、遊星歯車式減速機2を備
えた電動機3と、減速機2を介して電動機3に連結され
た出力軸4と、出力軸4上に摺動自在に設けられた一方
向ローラクラッチ5及びピニオン6と、電動機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及びピニオン6を軸方向に
移動させるための電磁装置9とからなっている。
【0010】電動機3は、公知の整流子式直流電動機か
らなり、そのロータ軸10は、図に於ける右端がボトム
プレート11の中心に枢着され、図に於ける左端が、ロ
ータ軸10と同軸配置された出力軸4の右端の中心に枢
着されている。
【0011】減速機2は、電動機3のトッププレート1
2の内面に設けられている。この減速機2は、ロータ軸
10の出力軸4に対する支持部に隣接する位置に形成さ
れたサンギヤ13と、サンギヤ13に噛合した複数のプ
ラネタリギヤ14と、複数のプラネタリギヤ14が噛合
するべくトッププレート12の内周面に形成された内歯
リングギヤ15とからなっている。また、複数のプラネ
タリギヤ14を支持した支持板16が、トッププレート
12の中心に枢支された出力軸4の右端に結合されてい
る。
【0012】トッププレート12には、エンジンに対す
る固定ブラケットを兼ねるピニオンハウジング17が接
合されている。このピニオンハウジング17の左壁の内
面中心部に、出力軸4の左端が枢着されている。
【0013】出力軸4の中間部の外周面には、一方向ロ
ーラクラッチ5のクラッチアウタ18の内周部が、ヘリ
カルスプライン19を介して結合している。このクラッ
チアウタ18は、ヘリカルスプライン19による出力軸
4との結合部18aと、出力軸4の左端に抜け止め支持
されたストッパプレート20との間に縮設されたリター
ンスプリング21により、常時右方へ弾発付勢されてい
る。なお、リターンスプリング21は、クラッチアウタ
18の内周部に形成されたスリーブ状部分18bの内周
面と出力軸4の外周面との間に画成された空隙に巻装さ
れている。
【0014】クラッチアウタ18には、一方向ローラク
ラッチ5のクラッチインナ22が、相対軸方向変位不能
に且つ相対回転可能に係合している。このクラッチイン
ナ22の左端の外周部には、エンジンのリングギヤ23
に噛合してエンジンを駆動するために、前記したピニオ
ン6が一体的に形成されている。このピニオン6が一体
形成されたクラッチインナ22は、回転自在に且つ軸方
向変位自在に出力軸4の左端部に嵌装されている。
【0015】ピニオンハウジング17の中間部には、非
磁性材で形成された出力軸4を外囲する励磁コイル24
が固設されている。この励磁コイル24は、出力軸4が
貫通する内向きフランジ25aを有するカップ状のホル
ダ25及びリング状円板26で構成されたヨークで囲ま
れている。そして励磁コイル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アーマチ
ュアアウタ27とアーマチュアインナ28とが、内外二
重に相対摺動自在に装着されている。これらアーマチュ
ア27・28の左端面は、ホルダ25の内向きフランジ
25aの中央部の内面と対向しており、内向きフランジ
25aの中央部が両アーマチュア27・28に対するポ
ールとなっている。
【0016】アーマチュアの第1の部分であるアーマチ
ュアアウタ27の右端は、連結プレート29と、電動機
3のトッププレート12を貫通した連結ロッド30とを
介し、電動機3の整流子部31に隣接配置されたスイッ
チユニット7の可動接点板8に連結されている。この可
動接点板8は、連結ロッド30に対して軸方向変位可能
に取り付けられると共に、コイルばね32にて浮動的に
支持されており、整流子部31の周囲に設けられたブラ
システー33に固設されたスイッチユニット7の固定接
点板34に対し、接離移動可能になっている。またアー
マチュアアウタ27は、励磁コイル24のホルダ25に
設けられた内向きフランジ25aとの間に縮設されたリ
ターンスプリング35によって右方へ常時弾発付勢され
ており、通常は接点間を開いた状態で静止している。
【0017】アーマチュアの第2の部分であるアーマチ
ュアインナ28は、クラッチアウタ18に設けられたリ
ターンスプリング21の弾発力より弱いばね力のコイル
ばね36をもって、トッププレート12から左方へ常時
弾発付勢されている。またアーマチュアインナ28に
は、その左端がクラッチインナ22の右端に当接する非
磁性材で形成されたシフタ部材37が結合している。
【0018】励磁コイル24は、スイッチユニット7に
設けられたコネクタ38(図2参照)を介し、図示され
ていないイグニッションスイッチに電気的に接続されて
いる。
【0019】スイッチユニット7の固定接点板34に
は、図示されていないバッテリの陽極が電気的に接続さ
れ、スイッチユニット7の可動接点板8には、図2に併
せて示すように、一対の陽極ブラシ39に連結された一
対のピグテール40が、スポット溶接にて固着されてい
る。また一対の陽極ブラシ39と線対称位置に、一対の
陰極ブラシ41が設けられている。この陰極ブラシ41
のピグテール42は、後述のセンタプレート43に接続
され、かつピニオンハウジング17及び図示されていな
い車体を介してバッテリの陰極に接続されている。なお
スイッチユニット7は、一対の陽極ブラシ39に挟まれ
た空間に設けられている。
【0020】ブラシステー31とトッププレート12と
の間には、リング状の金属製センタープレート43が介
設されており、減速機2と電動機3との間を隔絶してい
る。このセンタープレート43の中心部には、その内周
面がロータ軸10の外周面と微小間隙をおいて対向する
円筒部43aが、整流子部31側へ向けて突出形成され
ている。この円筒部43aの遊端は、整流子部31の軸
線方向端面に形成された凹部31aに入り込み、減速機
2のグリスが整流子部31側へ漏洩することを防止して
いる。
【0021】スイッチユニット7は、スタータ1の上方
に位置しており、ブラシステー33に固設された固定接
点板34および可動接点板8などの接点部は、ヨークと
してのモータケーシング44内に於いてブラシステー3
1とカバー45とで覆われており、スイッチユニット7
の接点部にブラシ粉が侵入することを防いでいる。
【0022】次に上記実施例の作動要領について説明す
る。励磁コイル24に電流を加えない静止状態にあって
は、アーマチュアアウタ27はリターンスプリング35
に付勢されて右方へ一杯に移動しており、これに連結さ
れた可動接点板8は固定接点板34から離間している。
これと同時に、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と一体をなすクラッチ
インナ22、シフタ部材37及びアーマチュアインナ2
8を伴って右方へ一杯に移動しており、ピニオン6とリ
ングギヤ23との結合が断たれている。
【0023】イグニッションスイッチをスタータオンポ
ジションにすると、励磁コイル24に通電されてこれが
励磁される。するとアウタ・インナ両アーマチュア27
・28を磁束が通る磁路が形成され、アウタ・インナ両
アーマチュア27・28が左方へ移動する。この時、ホ
ルダ25の内向きフランジ25aの中央部(ポール)に
対してアーマチュアアウタ27側がより近接しているた
め、これがアーマチュアインナ28に先行して移動す
る。すると連結プレート29及び連結ロッド30を介し
て可動接点板8が左方へ移動し、固定接点板34に接触
する。これにより電動機3にバッテリの電力が供給さ
れ、ロータ軸10が回転する。ここでアーマチュアアウ
タ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8・34間に加わ
ることになる。一方アーマチュアアウタ27は、これの
右端側に一体形成された外向きフランジ27aがリング
状円板26に当接したところで、これの左端面と内向き
フランジ25aの中央部との間に隙間を開けた状態で停
止する。
【0024】ロータ軸10が回転すると、この回転力
は、減速機2で減速されて出力軸4に伝達される。この
時、ヘリカルスプライン19を介して出力軸4に係合し
たクラッチアウタ18は、慣性抵抗で静止しようとする
ため、ヘリカルスプライン19の働きによる軸方向力が
クラッチアウタ18に加わり、クラッチアウタ18が左
方への移動を開始する。これと同時に、アーマチュアイ
ンナ28には励磁コイル24による左方への吸引力とコ
イルばね36の押圧力とが同時に作用しており、アーマ
チュアインナ28も左方への移動を開始する。しかして
この移動力も、シフタ部材37を介してクラッチアウタ
18に軸方向力として加わる。
【0025】これらの軸方向力により、リターンスプリ
ング21の付勢力に抗してクラッチアウタ18が左方へ
押し出され、クラッチアウタ18と一体的に結合したク
ラッチインナ22と一体のピニオン6も左方へ押し出さ
れる。そしてクラッチアウタ18がストッパプレート2
0に当接すると共に、リングギヤ23との正規噛み合い
位置にピニオン6が到達すると、出力軸4の回転力がリ
ングギヤ23に伝達されてエンジンが起動される。この
時、アーマチュアインナ28の左端面はホルダ25の内
向きフランジ25aの中央部に当接し、アーマチュアイ
ンナ28と一体的に移動したシフタ部材37の左端面と
クラッチアウタ18との間に微小な間隙が形成されてい
る。このように、ホルダ25の内向きフランジ25aの
中央部に当接することで、アーマチュアインナ28には
励磁コイル24の吸引力が最大に作用するので、リング
ギヤ23から抜け出す力がピニオン6に作用しても、ク
ラッチアウタ18の右方への移動をシフタ部材37を介
して阻止することとなり、リングギヤ23からのピニオ
ン6の抜け出しが防止される。
【0026】ここでフルストロークしたアーマチュア2
7・28を静止させておくのに要する電流は、アーマチ
ュア27・28を起動するのに要する電流に比して小さ
くて済む。即ち、上記のように、ヘリカルスプライン1
9による軸方向力を、ピニオン6を含む一方向ローラク
ラッチ5の起動力として利用することにより、励磁コイ
ル24の出力を低減し得るので、励磁コイル24をより
一層小径化することができる。なお、エンジンが起動し
てピニオン6の回転速度を上回ると、一方向ローラクラ
ッチ5の作用でピニオン6が空転する点については、従
来構成と全く同様である。
【0027】励磁コイル24への通電を停止すると、ク
ラッチアウタ18に対するリターンスプリング21の付
勢力、並びにアーマチュアアウタ27に対するリターン
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から離間して電動機3が停止する。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、スイッチの開閉ス
トロークは、ピニオンのリングギヤとの係合・離脱スト
ロークに比して格段に小さくて済む。ところが従来は、
共通のアーマチュアでピニオンとスイッチとを駆動して
いたため、スイッチ側にもピニオンと同等の移動代を設
けねばならず、特にスイッチ側の励磁コイルからのアー
マチュアの突出量を低減することができなかった。それ
が本発明によれば、上記実施例に示したように、電動機
のスイッチとピニオンとの駆動用アーマチュアを分割
し、これらを互いに個別に移動可能なように構成したの
で、励磁コイルの前後に無駄な軸方向空間を設ける必要
がなくなる。従って、本発明により、エンジン始動装置
の軸方向寸法の短寸化を推進する上に多大な効果を奏す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に基づいて構成されたエンジン始動装置
の断面図。
【図2】図1のII−II線に沿う断面図。
【符号の説明】
1 スタータ 2 減速機 3 電動機 4 出力軸 5 一方向ローラクラッチ 6 ピニオン 7 スイッチユニット 8 可動接点板 9 電磁装置 10 ロータ軸 11 ボトムプレート 12 トッププレート 13 サンギヤ 14 プラネタリギヤ 15 内歯リングギヤ 16 支持板 17 ピニオンハウジング 18 クラッチアウタ 19 ヘリカルスプライン 20 ストッパプレート 21 リターンスプリング 22 クラッチインナ 23 リングギヤ 24 励磁コイル 25 ホルダ、25a 内向きフランジ 26 リング状円板 27 アーマチュアアウタ 28 アーマチュアインナ 29 連結プレート 30 連結ロッド 31 整流子部、31a 凹部 32 コイルばね 33 ブラシステー 34 固定接点板 35 リターンスプリング 36 コイルばね 37 シフタ部材 38 コネクタ 39 陽極ブラシ 40 ピグテール 41 陰極ブラシ 42 ピグテール 43 センタプレート、43a 円筒部 44 モータケーシング 45 カバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02N 15/06 F02N 15/06 G (72)発明者 長島 慎一 群馬県桐生市広沢町1丁目2681番地 株 式会社三ツ葉電機製作所内 (72)発明者 木村 栄一 群馬県桐生市広沢町1丁目2681番地 株 式会社三ツ葉電機製作所内 (56)参考文献 特開 平4−33537(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02N 11/00 F02N 15/06

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電動機と、電動機で駆動される出力軸
    と、出力軸にスプライン結合したリングギヤ駆動用ピニ
    オンと、電動機への給電路を開閉するスイッチと、ピニ
    オン及びスイッチの可動接点板に軸方向変位を与えるべ
    く出力軸を外囲して設けられた円筒状アーマチュア及び
    励磁コイルからなる電磁装置とを有するエンジン始動装
    置であって、 前記アーマチュアは、互いに個別に軸方向変位可能に内
    外二重に係合した第1の部分と第2の部分とからなるも
    のであり、 そのいずれか一方に前記可動接点板が連結され、その他
    方に前記ピニオンが連結される ことを特徴とするエンジ
    ン始動装置。
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