JP3240567B2

JP3240567B2 - スタータ

Info

Publication number: JP3240567B2
Application number: JP52224595A
Authority: JP
Inventors: 志賀　　孜; 信行林; 正昇大見; 梶野　　定義
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1994-12-19
Filing date: 1994-12-19
Publication date: 2001-12-17
Anticipated expiration: 2016-12-17
Also published as: DE69424187T2; DE69424187D1; JPH09509994A; EP0745185B1; ES2145257T3; AU1280195A; US5760485A; WO1996019662A1; EP0745185A1

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、エンジンを始動させるための、減速機械を
有しているスタータに関するものである。

背景技術従来においては、特開平２−238171号公報に示すよう
に、遊星歯車減速機構付スタータにおいて、遊星減速比
を最大5.45と上げることで、電動機を小型化したスター
タを提供している。

しかしながら、上述した従来のものでは、遊星減速比
を上げて、単に電動機の小型化のみを達成しようとして
いるのみで、スタータの全体としての小型化について
は、全く考慮していない。すなわち、減速比が増加する
につれて、遊星歯車減速機構のインターナルギヤの歯数
が増加してしまい、インターナルギヤの外周径が増加し
てしまう。そのために、遊星歯車減速機構の体積は、イ
ンターナルギヤの外周径の二乗を比例して増加してしま
う。従って、減速比を上げることで、電動機の小径化を
はかることはできるが、逆に減速機構は大型化してしま
うという不具合がある。

また、減速比を増加することにより電動機の電機子の
回転エネルギーＥがで、電気子の慣性モーメントＪに対し、回転角速度（回
転数）ｗの２乗でエネルギーＥが増加する為、減速比の
増加により電機子のｗが増加しスタータ始動時における
噛合衝撃、又は、スタータ情勢回転中における再噛合時
等に大きな衝撃トルクが発生し、スタータのトルク伝達
部品が破損する恐れがある。よって、減速比増加手段の
１つとしての歯車仕様Ｍ（モジュール）を、小さくし、
内歯歯車の外径を抑制しつつ減速比を増加する方法に
は、歯の強度的な問題が残され、又、同様に太陽歯車の
歯数を低減し、減速比を増加させる手段においても、太
陽歯車と、隣り合う軸受径を従来径より更に低減させる
必要（太陽歯車歯底径・双下に）があり、前記同様強度
的に問題が残されている。

さらに、低減比の増加と共に、それにＳモータ表面か
らの熱放射が減少し、生ずる。これは、熱放射がＥ＝Ｃ（T/100）^４〔kj/m⁴h〕で一般的に表され、m²の面積に比例することからわか
る。

Ｃは物体の放射定数Ｔは絶対温厚である。

本発明の目的は、上記の事情に鑑みてなされたもの
で、減速比の最適範囲を明確にし、スタータの全体とし
て小型化することができるスタータを提供することであ
る。

発明の開示上記目的を達成するために、本発明では、アーマチャ
コイルが巻装されたアーマチャコアと、このアーマチャ
コアを回転自在に保持するアーマチャシャフトとを有す
るスタータモータと、エンジンのリングギアと噛み合う
ピニオンを有するドライブシャフトと、前記ドライブシ
ャフトと前記スタータモータのアーマチャシャフトとの
間に装着され、前記アーマチャシャフトの回転を減速し
て、前記ドライブシャフトに伝えるための１つの減速機
構とを備え、前記減速機構の減速比を６から10とする構
成を採用した。

この構成において、減速機構の減速比を６〜10内に設
定とした為、スタータのモータと減速機構の体積からみ
た最適範囲内に設定でき、スタータの小型軽量化が最も
有効に設定できる。

した。

さらに、上記構成に加え、前記アーマチャコイルは、
前記アーマチャコアのスロット内に収納される上層およ
び下層のコイル辺と、この下層のコイル辺の一端に接続
されると共に、前記アーマチャコアの軸方向端面に略平
行で前記シャフト方向にのびる第１の接続部と、前記上
層のコイル辺の一端に接続されると共に、前記第１の接
続部と略平行で、かつ第１の接続部の他端と接続される
第２の接続部とを有する構成を採用した。

この構成では、第１および第２の接続部をアーマチャ
シャフトの端面に略平行に設けており、第２の接続部を
第１の接続部の他端と接続することにより、アーマチャ
コアよりも軸方向に突出する少ない隙間において、第１
および第２の接続部を収納するだ。できるために、従来
のものにおける筒状整流子およびアーマチャコイルの慣
性が低減され、アーマチャとして主に慣性が低減でき
る。

更に、後述する図６に示すように、太陽歯車側軸受の
反力における１′/L′を、図26に示す従来の１′/L′に比
べ、筒状整流子の分小さく出来る為、受軸反力Ｒ′が筒
状整流子の重量分と１′/L′を併せて低減出来る。

よって、電機子の慣性低減と、軸受の反力Ｒ′の低減
から、軸受径が従来に比べ更に細く設定出来る為、太陽
歯車の歯車仕様、Ｍ（モジュール）及び、歯数の低減
（歯底径の低減）が、可能となり、内歯歯車外径が従来
のモータ外径、以下の範囲内にて、減速比Ｉ＝６〜10の
設定を可能なものとできる。

更に、後述する図19および図40に示すように、軸受ス
パンＬがＬ′と筒状製流子の分短縮出来ることから、軸
のたわみが減少でき、軸受の傾き、こじりの面で更に有
利なものとなると供に、モータ軸方向長短縮に大きく寄
与することができる。

さらに、上記構成に加え、前記第１の接続部および前
記アーマチャコアとの間、および前記第１の接続部およ
び第２の接続部との間に設けられた絶縁体を有し、かつ
ブラシを第２の接続部の外周に摺動自在に配置した。

この構成において、耐熱性の問題に対しては、第１、
第２の接続部を、電機子コアー側面に絶縁体を介して近
接させることにより、ブラシと第２の接続部との間に発
生する抵抗熱を電機子コアに直接伝えることで、小型化
によるモータの耐熱性低下の問題も解消することができ
る。

さらに、上記構成に加え、前記スタータモータのブラ
シとの摺動面を冷却するための冷却ファンが設けられて
いる。

この構成において、冷却ファンを設けることで、さら
にブラシと第２の接続部とに発生する抵抗熱を確実に冷
却することができる。

さらに、上記構成に加え、アーマチャシャフトの回転
方向に対して突出するように形成された、前記第２の接
続部間に形成された絶縁のための溝部が、アーマチャコ
アの回転により、冷却風を発生させる前記冷却ファンで
ある構成を採用した。

この構成において、冷却ファンを、隣接する第２の接
続部間に形成された溝とすることで、別に冷却ファンを
取り付けることなく、部品点数を低減することができ
る。

さらに、上記構成に加え、前記減速機構は、前記アー
マチャシャフトの一端に形成されたサンギアと、前記ド
ライブシャフトの一端に設けられ、前記サンギヤと噛み
合うプラネタリギアと、このプラネタリギアと噛み合
う、固定側をなすインターナルギヤとからなる遊星歯車
減速機構である構成を採用した。

この構成により、格段な小型軽量化が図れる。

さらに、上記構成に加え、前記スタータモータへの通
電を所定時間に制限する制限手段を有している。

この構成において、制限手段を有していることで、モ
ータ発熱部、例えば、ヨーク、界磁装置、ブラシ装置、
エンドルーム等、モータの発熱を受ける部分にバイメタ
ル等の感熱素子を設置し、保護回路をもって、スタータ
モータへの通電を防止することで、熱の異常上昇をおさ
えることができる。

図面の簡単な説明図１は、本発明スタータの実施例１を示す側面断面図
である。図２のＡ及びＢは、ピニオン回転規制部材をピ
ニオン部に組付けた際の正面図及び一部断面側面図であ
る。図３は、センターブラケットの後面図である。図４
は、センターブラケットの側面断面図である。図５は、
センターブラケットの正面図である。図６は、アーマチ
ュアの側面断面図である。図７は、コアプレートの平面
図である。図８は、上層コイルバーの側面図である。図
９は、上層コイルバーの正面図である。図10は、上層コ
イルバーおよび下層コイルバーの配置状態を示す概略斜
視図である。図11は、スロット内に収容される上層コイ
ル辺および下層コイル辺の断面図である。図12は、電機
子鉄心に組み漬けられた上層コイル端の正面図である。
図13は、絶縁スペーサの正面図である。図14は、固定部
材の側面断面図である。図15は、絶縁キャップの正面図
である。図16は、ヨークの正面図である。図17は、マグ
ネットスイッチのプランジャーおよび固定接点の分解斜
視図である。図18は、マグネットスイッチのプランジャ
ーを示す斜視図である。図19は、エンドフレームおよび
ブラシスプリングを示す断面図である。図20は、ブラシ
保持体を示す正面図である。図21は、図26のＡ−Ａ線に
沿う断面図である。図22は、図26のＢ−Ｂ線に沿う断面
図である。図23のＡ、Ｂ及びＣは、ピニオンの作動状態
を示してある、電気回路図である。図24は、冷却空気通
路を示すスタータの側面断面図である。図25は、体積と
減速比との関係を示す特性図である。図26は、従来の電
機子を示す断面図である。

発明を実施するための最良の形態次に、本発明装置スタータを、図１ないし図25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。

〔ピニオン200の説明〕図１または図2A,B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。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214は、後述するピニオン回転規制部材230の規制爪23
1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。

一方、ピニオンギヤ210は、圧縮コイルバネよりなる
リターンスプリング240により、常に出力軸220の後方へ
付勢されている。

〔ピニオン回転規制部材230の説明〕回転規制部材232の一端には、ピニオンギヤ210のフラ
ンジ213に形成された多数の凹凸214に係合する軸方向に
のびる規制部をなす規制爪231が設けられている。この
規制爪231は、ピニオンギヤ210の凹凸214に勘合すると
共に、径方向内側に折れ曲げられ、断面Ｌ字状に形成さ
れている。

ピニオン回転規制部材230の作動を説明する。紐状部
材680は、マグネットスイッチ600の作動を規制爪231に
伝達する伝達手段で、マグネットスイッチ600の作動に
よって、回転規制部232を下方へ引き、規制爪231と、ピ
ニオンギヤ210のフランジ213の凹凸214とを係合させ
る。その際、復帰バネ部233の一端部236が、位置の規制
のための規制棚362に当接されており、復帰バネ部233が
たわむこととなる。規制爪231がピニオンギヤ210の凹凸
214に係合しているので、モータ500のアーマチャシャフ
ト510及び遊星減速機構300を介して、ピニオンギヤ210
を回転させようとすると、ピニオンギヤ210が出力軸220
のヘリカルスプライン221に沿って、前進する。ピニオ
ンギヤ210が、リングギヤ100に当接し、ピニオンギヤ21
0の前進が防止されると、出力軸220の更なる回動力によ
り、ピニオン回転規制部材230自身がたわんで、ピニオ
ンギヤ210がわずかに回動し、リングギヤ100に噛み合
う。そして、ピニオンギヤ210が前進すると、規制爪231
が凹凸214から外れ、規制爪231がピニオンギヤ210のフ
ランジ213の後方に落ち込み、規制爪231の前端がワッシ
ャ215の後面に当たり、ピニオンギヤ210がエンジンのリ
ングギヤ100の回転を受けて後退するのを防ぐ。

マグネットスイッチ600の作動が停止し、紐状部材680
が回転規制部232を下方へ引くのを停止すると同時に、
復帰バネ部233の作用で、回転規制部232が元の位置に復
帰する。

〔ピニオン係止リング250の説明〕ピニオン係止リング250は、出力軸220の周囲に形成さ
れた断面矩形の環状溝内に固定されている。このピニオ
ン係止リング250は、断面矩形の鋼材を丸め加工して形
成したもので、両端のそれぞれには、略Ｓ字状の凹凸25
1（係合手段の一例）が形成され、一方の凸部が他方の
凹部に係合し、他方の凸部が一方の凹部に係合してい
る。

〔遊星歯車機構300の説明〕遊星歯車機構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。遊星歯車機構300は、モータ5
00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（歯数Zs＝８）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３対
のプラネタリーギヤ320（歯数Zp＝25）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（歯数Zi＝58）とからなる。

遊星歯車減速機構300の減速比は、図25に示す、横軸
に減速比、縦軸に体積との特性図に基づいて説明する。
ここにおいて、Ｄは第１図に示すスタータモータのヨー
ク501の外周径、Ｌはヨーク50の軸方向長を示してお
り、スタータモータの体積V₁は、V₁＝1/4・πD²・Ｌで
表される。また、遊星歯車減速機構300の体積V₂は、イ
ンターナルギヤ340の外周径ｄ、インターナルギヤ340の
軸方向ｌとすると、V₂＝1/4・πd²・Ｌとなる。従っ
て、スタータに影響する。

体積V_T＝V₁＋V₂1/4・πD²・L1/4・πd²・Ｌとなる。

図25から明らかな如く、スタータの体積V₁は点線に示
す如く、減速比を高めるにつれて、減少するのに対し、
一方、遊星歯車減速機機構300の体積V₂は、一点鎖線に
示す如く、減速比を高めるにつれて徐々に大きくなって
いる。これから、全体の体積V_Tは、ある減速比（８付
近）を最小として、それ以上の減速比では再び上昇す
る。

従って、スタータの全体体積V_Tを小さくするために
は、減速比６〜10とすることが有効である。特に、減速
比８近辺が効果的である。上記、遊星歯車減速装置は、
遊星歯車の噛合条件、Zs＋Zi/N（遊星歯車数）＝整流を
満足し、減速比を構成する。図25に示す定格出力、12v−0.6kw〜3.0kw
・24v−2.0kw〜5.5kwにおけるモータサイズと減速装置
体積の関係図に示される最適範囲、減速比６〜10の内の
Ｉ＝8.25を最適値としている。又、実施例の歯車使用選
定結果を表１に示す。

制約条件は、スタータ小型化の検地からモータ１の外
径を従来径以下Φ68とし、内歯歯車22の外径Diを構成状
Φ58以下とした。又、サンギヤ12は、通常製作可能なZs
＝８枚までとし、電機子540の慣性低減から成立つ応力
配で、下限Ｍモジュールは、0.8まで、歯底径Zsは、Φ
５（mm）以上としている。

また、転位を0.5としている。

〔オーバーランニングクラッチ350の説明〕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、遊星歯車機構300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、クラッチアウタ351の内周面に傾
斜して形成されたローラ収納部に収納されるローラ353
とを有している。

〔センターブラケット360の説明〕センターブラケット360は、ハウジング400の後側の内
部に配置されている。ハウジング400とセンターブラケ
ット360とは、一端がハウジング400に係止され、他端が
センターブラケット360に係止されたリングバネ390によ
って連結され、オーバーランニングクラッチ350を構成
するクラッチインナ352の受ける回転反力をリングバネ3
90で吸収し、反力が直接ハウジング400に伝わらないよ
うに設けられている。

〔プラネットキャリア330の説明〕プラネットキャリア330は、後端に、プラネタリーギ
ヤ320を支持するために径方向に伸びるフランジ形突出
部331を備える。このフランジ形突出部331には、後方に
伸びるピン332が固定されており、このピン332がメタル
軸受333を介してプラネタリーギヤ320を回転自在に支持
している。

また、プラネットキャリア330は、前側端部がハウジ
ング400の前端内部に固定されたハウジング軸受440と、
センターブラケット360の内周の内側筒部365内に固定さ
れたセンターブラケット軸受370とによって、回転自在
に支持されている。

このプラネットキャリア330は、内側筒部365の前端位
置に環状溝を備え、この環状溝334には、止め輪335が嵌
め合わされている。この止め輪335と内側筒部365の前端
との間には、プラネットキャリア330に対して回転自在
に装着されたワッシャ336が設けられており、止め輪335
がワッシャ336を介して内側筒部365の前端に当接するこ
とにより、プラネットキャリア330が後方に移動するこ
とが規制される。また、プラネットキャリア330の後側
を支持するセンターブラケット軸受370の後端は、内側
筒部365の後端と、フランジ形突出部331との間に挟まれ
るフランジ部371を備え、フランジ形突出部331がフラン
ジ部371を介して内側筒部365の後端に当接することによ
り、プラネットキャリア330が前方に移動することが規
制される。

なお、プラネットキャリア330の後面には、軸方向に
伸びる凹部337を備え、この凹部337内に配置されるプラ
ネットキャリア軸受380を介してシャフト510の前端を回
転自在に支持している。

〔ハウジング400の説明〕ハウジング400は、ハウジング400の前端内部に固定さ
れたハウジング軸受440で出力軸220を軸支するととも
に、開口部410からの雨水等の進入を極力低減するため
に、開口部410の下部においてハウジング400とピニオン
ギヤ210の外径との隙間を極力小さくする遮水壁460を備
えている（図１参照）。

〔シャッタ420の説明〕シャッタ420は、樹脂性部材（例えばナイロン）から
なり、出力軸220の周囲に装着され、リターンスプリン
グ240とピニオンギヤ210との間に挟持されるリング体42
1と、ハウジング400の開口部410を開閉する遮水部422と
からなる。遮水部422は、図12に示すように、ハウジン
グ400の前端の下部に形成された軸方向へ伸びる２つの
スライド溝（図示しない）に両側から嵌まり合うように
曲折して設けられている。これによって、遮水部422
は、リング体421とともにハウジング400に対して軸方向
のみ移動可能とされる。なお、シャッタ420とピニオン
ギヤ210との間にはワッシャ480が配設されている。

シャッタ420の作動は、スタータが起動してピニオン
ギヤ210が出力軸220に沿って前方へ移動すると、リング
体421がピニオンギヤ210ともに前方へ移動する。する
と、リング体421と一体の遮水部422が前方へ移動し、ハ
ウジング400の開口部410を開く。スタータの作動が停止
してピニオンギヤ210が出力軸220に沿って後方へ移動す
ると、リング体421もピニオンギヤ210とともに後方へ移
動する。すると、リング体421と一体の遮水部422も後方
へ移動し、ハウジング400の開口部410を閉じる。この結
果、開閉手段をなすシャッタ420は、スタータの非作動
時には、リングギヤ100の遠心力等によって飛散する雨
水等が遮水部422によってハウジング400内に進入するの
を防ぐ。

〔モータ500の説明〕モータ500は、ヨーク501、モータ隔壁800、後述する
ブラシ保持部材900に囲まれて構成される。なお、モー
タ隔壁800は、センターブラケット360との間で遊星歯車
機構300を収納するもので、遊星歯車機構300内の潤滑油
がモータ500に進入するのを防ぐ役目も果たす。

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520および電機子コイル530から構成
されるアーマチュア540と、アーマチュア540を回転させ
る固定磁極550とから構成され、固定磁極550はヨーク50
1の内周に固定される。

〔アーマチャシャフト510の説明〕アーマチャシャフト510は、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、遊星歯車機構300の内側に挿通されるとと
もに、上述のように、アーマチャシャフト510の前端外
周には遊星歯車機構300のサンギヤ310が形成されてい
る。

〔電機子鉄心520の説明〕電機子鉄心520は、図７に示すコアプレート521を多数
積層して、中央に設けられた穴522内にアーマチャシャ
フト510を圧入固定したものである。コアプレート521
は、薄い鋼板をプレス加工によって打ち抜いて形成され
たもので、表面に絶縁処理が施されている。コアプレー
ト521の内径側（穴522の周囲）には、コアプレート521
の軽量化を図る打抜き穴523が複数形成されている。コ
アプレート521の外周には、電機子コイル530を収納する
複数（例えば25個）のスロット524が形成されている。
さらに、コアプレート521の外周端部の各スロット524間
には、スロット524内に収納された電機子コイル530をス
ロット524内に固定するための固定爪525が形成されてい
る。この固定爪525は、後述する電機子コイル530の固定
手段において説明する。

〔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53
1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。

〔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524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第２
の接続部をなす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、
冷間鋳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5
34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。

上層コイル辺533は、図８ないし図11に示すように、
断面矩形の直線状の棒で、図11に示すように、周囲が上
層絶縁フィルム125（例えばナイロン等の樹脂薄膜や
紙）に覆われた状態で、後述する下層コイル辺536とと
もに、スロット524内に強固に収容される。

図10に示す如く、２つの上層コイル端534のうち、一
方の上層コイル端534は、回転方向に対して前進側に傾
斜して設けられ、他方の上層コイル端534は、回転方向
に対して後退側に傾斜して設けられている。２つの上層
コイル端534の径方向に対する傾斜角は、上層コイル辺5
33に対して同一の傾斜角で、且つ２つの上層コイル端53
4は、同一の形状に設けられている。これによって、上
層コイルバー531を中心に180゜反転させても、上層コイ
ルバー531は反転前と同一の形状となる。つまり、２つ
の上層コイル端534には区別がないため、上層コイルバ
ー531を電機子鉄心520に組付ける際の作業性に優れる。

２つの上層コイル端534のうち、マグネットスイッチ6
00側に位置する上層コイル端534は、後述するブラシ910
と直接当接して電機子コイル86を通電する。そのため、
少なくともブラシ910が当接する上層コイル端534の表面
は、平滑に処理されている。本実施例のスタータは、電
機子コイル530を通電するための独立した整流子を設け
る必要がない。つまり、独立した整流子が不要となるた
め、部品点数を低減することができるとともに、スター
タの製造工程を少なくでき、製造コストを抑えることが
できる。また、独立した整流子をスタータ内に配置する
必要がなくなることにより、スタータの軸方向の体格を
小型化できる効果も生じる。

さらに、上層コイル端534がブラシ910と直接当接する
ことにより、上層コイル端534とブラシ910との摺接によ
る熱が、上層コイル端534から上層コイル辺533や、電機
子鉄心520、アーマチャシャフト510等に伝わる。電機子
コイル530、電機子鉄心520、アーマチャシャフト510等
の熱容量は、従来独立した整流子に比較して熱容量が大
変大きいため、上層コイル端534とブラシ910との摺接部
分の温度を低く保つことができる。

上層コイル端534の形状は、図12に示すように、形状
が径方向に向かって広がって設けられるとともに、各上
層コイル端534の周方向の間隔が内周から外周に亘って
ほぼ一定に設けられている。このため、ブラシ910と当
接する上層コイル端534とブラシ910との接触面積が大変
大きくなる。この結果、ブラシ910の熱がコイルバーに
伝わり易くなり、ブラシ910の温度を大変低く抑えるこ
とができる。なお、図12は、上層コイル端534の形状を
分かりやすくする説明するためのもので、上層コイル端
534の数は、図８のスロット524の数と一致しない。

また、ブラシ910と当接する各上層コイル端534の間隔
の溝535の形状は、図12に示すように、外径に向かうに
従い回転方向に対して後退する略渦巻状に設けられてい
る。このように、溝535の形状を傾斜させることによ
り、フラシ910は回転速度の遅い上層コイル端534の内側
から、回転速度の速い外側に順次当接する。この結果、
上層コイル端534に摺接するブラシ910が、上層コイル端
534でジャンピングするのを防ぐことができる。

また、電機子コイル530が回転すると、上層コイル端5
34の溝535による遠心風が、内径から外径に向けて生じ
る。そして、ブラシ910と当接する各上層コイル端534の
各溝535の回転によって生じる遠心風は、後述するよう
に、ブラシ910と上層コイル端534との摺接による発熱の
冷却、およびブラシ粉の外部排出に利用される。２つの
上層コイル端534は、外周側で互いに対抗する面に、軸
方向に突出する小径の突起534aを備える。この突起534a
は、上層コイル端534と後述する下層コイル端537との間
に配されて、上層コイル端534と下層コイル端537とを絶
縁する絶縁スペーサ560に設けられた穴561に嵌め合わさ
れる（図13参照）。

〔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
に伸びる第１の接続部をなす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、冷間鋳造によ
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。

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。

下層コイル辺536は、図８および図11に示すように、
断面矩形の直線状の棒で、図19に示すように、上層コイ
ル辺533とともに、スロット524内に強固に収容される。
なお、下層コイル辺536は、上層絶縁フィルム125で覆わ
れた上層コイル辺533とともに、下層絶縁フィルム105
（例えばナイロンや紙）で覆われた状態で、スロット52
4内に収容される。

２つの下層コイル端537のうち、スタータの前側に位
置する下層コイル端537は、上層コイル端534の傾斜方向
とは逆方向に傾斜して設けられ、後側の下層コイル端53
7も上層コイル端534の傾斜方向とは逆方向に傾斜して設
けられている。２つの下層コイル端537の径方向に対す
る傾斜角は、下層コイル辺536に対して同一の傾斜角
で、且つ２つの下層コイル端537は、同一の形状に設け
られている。これによって、上層コイルバー531と同
様、下層コイルバー532を中心に180゜反転させても、下
層コイルバー102は反転前と同一の形状となる。つま
り、２つの下層コイル端537には区別がないため、下層
コイルバー532を電機子鉄心520に組付ける際の作業性に
優れる。

２つの下層コイル端537の内周端部には、軸方向に伸
びる下層内部延長部539を備える。この下層内部延長部5
39の外周面は、絶縁スペーサ560の内周に形成された凹
部562に嵌まり合うとともに、上層コイル端534の端部の
上層内部延長部538の内周に重ね合わされ、溶接等の接
合技術で電気的、且つ機械的に接続される。なお、下層
内部延長部539の内周面は、アーマチャシャフト510に対
して離れて絶縁配置される。

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、後述する下層コイルバー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。

〔絶縁スペーサ560の説明〕絶縁スペーサ560は、樹脂製（例えばエポキシ樹脂、
フェノール樹脂、ナイロン）の薄板リングで、図13に示
すように、外周側に各上層コイル端534の突起534aが嵌
め合わされる複数の穴561が形成されている。また、絶
縁スペーサ560の内周には、下層コイル端537の内側の下
層内部延長部539が嵌め合わされる凹部562が形成されて
いる。この絶縁スペーサ560の穴561および凹部562は、
後述するように、電機子コイル530の位置決め、および
固定に用いられる。

〔固定部材570の説明〕固定部材570は、鉄製の環状体で、図14に示すよう
に、アーマチャシャフト510に圧入される内周環状部572
と、上層コイル端534および下層コイル端537が軸方向に
広がるのを阻止する軸方向に垂直に伸びる規制リング57
3と、上層コイル端534の上層内部延長部538を内包し
て、電機子コイル530の内径が、遠心力によって広がる
のを防ぐ外周環状部571とから構成される。なお、この
固定部材570は、上層コイル端534および下層コイル端53
7との絶縁を確保するために、上層コイル端534および下
層コイル端537との間に、図28に示す樹脂製（例えばナ
イロン）の円盤状の絶縁キャップ580を介在させてい
る。

スタータの前側に配置された固定部材570は、この固
定部材570の前方に隣接するモータ隔壁800の後面に当接
して、アーマチャ540の前方への移動を規制するスラス
ト受け部としても作用する。一方、スタータの後側に配
置された固定部材570は、この固定部材570の後方に隣接
するブラシ保持体900の前面に当接して、アーマチャ540
の後方への移動を規制するスラスト受け部としても作用
する。

このように、電機子コイル530の内側端部を固定する
それぞれの固定部材570が、アーマチャ540のスラスト受
け部として作用するため、別途、アーマチャ540のスラ
スト受け部を別途設ける必要がない。このため、スター
タの部品点数を低減し、且つ組付工数を低減することが
できる。

〔電機子コイル530の固定の説明〕電機子コイル530の上層コイルバー531および下層コイ
ルバー532を、電機子鉄心520に位置決めおよび固定する
手段として、電機子鉄心520のスロット524および固定爪
525、絶縁スペーサ560の穴561および凹部562、およびア
ーマチャシャフト510に圧入固定される固定部材570を備
える。

電機子鉄心520のスロット524は、上層コイル辺533お
よび下層コイル辺536を収容し、固定爪525を図11の矢印
に示すように内径側に折り曲げることにより、上層コイ
ル辺533および下層コイル辺536が各スロット524内に強
固に固定され、スロット524内から上層コイル辺533およ
び下層コイル辺536が遠心力を受けても外径側へ移動す
るのを防ぐ。なお、上層コイル辺533の外周表面は、下
層絶縁フィルム125と上層絶縁フィルム105の２層で絶縁
されるため、固定爪525を内周側に強固に折り曲げて
も、充分な絶縁を確保できる。

絶縁スペーサ560の内周の凹部562は、下層コイル端53
7の下層内部延長部539が嵌め合わされて下層コイル端53
7の位置決めを行うとともに、下層コイル端537にかかる
遠心力を受けて、下層コイル端537が外径側へ移動する
のを防ぐ。

絶縁スペーサ560の外周側の穴561は、上層コイル端53
4の突起534aに嵌め合わされて、上層コイル端534の位置
決めを行うとともに、上層コイル端534にかかる遠心力
を受けて、上層コイル端534が外径側へ移動するのを防
ぐ。

固定部材570は、接合された上層内部延長部538と下層
内部延長部539を周囲から保持し、電機子コイル530の内
径部分が遠心力によって外径側へ移動するのを防ぐ。

また、固定部材570は、接合された上層内部延長部538
と下層内部延長部539の軸方向端部の移動を規制し、電
機子コイル530の軸方向寸法が長くなることを防ぐ。な
お、上層コイル端534および下層コイル端537がスタータ
の使用中に軸方向寸法が長くなると、予め変形によるス
ペースをスタータ内に確保する必要が生じるが、固定部
材570によって、上層コイル端534および下層コイル端53
7が軸方向に長くなることが防がれるため、本実施例の
スタータは予備スペースを無くすことができ、この結
果、スタータの軸方向寸法を短くすることができる。

〔ヨーク501の説明〕ヨーク501は、図16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。

〔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16に示すように、複数（例えば６つ）の主磁極55
1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。

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553によって、ヨーク501の内部に
固定される。

〔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17および図18に
示すように、後述するブラシ保持体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。また、マグネットスイッチ600は、アーマチャ
シャフト510が軸方向に対し、直交して配置されてい
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。

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640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。

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64
2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。

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642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。

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615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615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612は、図31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。

上側可動接点612は、銅など導電性に優れた金属より
なる、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910a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。なお、上側可動接点612には、ブラシ910の
各リード線910a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612とブラ
シ910の各リード線910a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。

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6
10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6
30の当接部631に当接する前に、端子ボルト620の頭部62
1に当接するように設けられている。

プランジャ610の下面には、紐状部材680（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683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683へのねじ込み量を25調節することにより、紐
状部材680の長さの調節も行うものである。なお、紐状
部材680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。

〔エンドフレーム700の説明〕エンドフレーム700は、図19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、図１に示すようにマ
グネットスイッチ600のプランジャ610の軸方向に対し、
径方向の外周側に配置されている。

端子ボルト620は、エンドフレーム700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700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630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600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。

〔プラジ保持体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700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60
0を保持する役目、および紐状部材680を案内する滑車69
0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。

ブラシ保持体900は、アルミニウム等の金属を鋳造技
術によって成形した隔壁で、図35ないし図37に示すよう
に、ブラシ910を軸方向に保持するブラシ保持穴911、91
2を複数（本実施例では上側に２つ、下側に２つ）備え
る。上側のブラシ保持穴911は、プラス電圧を受けるブ
ラシ910を保持する穴で、この上側のブラシ保持穴911
は、樹脂製（例えばナイロン、フェノール樹脂）の絶縁
筒913を介してブラシ910を保持する（図21は図20のＡ−
Ａ断面図であり、図22は図20のＢ−Ｂ断面図である）。
また、下側のブラシ保持穴912は、アース接地されるブ
ラシ910を保持する穴で、この下側のブラシ保持穴912
は、穴の内部で直接ブラシ910を保持する。

このように、プラシ保持体900によって、ブラシ910を
保持させることにより、スタータに独立したブラシホル
ダを設ける必要がない。このため、スタータの部品点数
を低減し、組付工数を低減することができる。

また、ブラシ910は、圧縮コイルバネ914によって、前
端面が電機子コイル530の後側の上層コイル端534の後面
に付勢される。

なお、上側のブラシ910のリード線910aは、マグネッ
トスイッチ600によって移動する上側可動接点612に溶接
やカシメ等の接合技術で電気的、且つ機械的に結合され
ている。また、下側のブラシ910のリード線910aは、ブ
ラシ保持体900の後面に形成された凹部920内にカシメら
れて、電気的、且つ機械的に結合されている。なお、本
実施例では、下側のブラシ910が１対設けられており、
１本のリード線910aに１対の下側のブラシ910が接合さ
れており、リード線910aの中央がブラシ保持体900の後
面の凹部920内にカシメられている。

ブラシ保持体900の後面には、マグネットスイッチ600
の前面側が当接する２つの台座930と、マグネットスイ
ッチ600の周囲を抱え込む２本の固定柱940が形成されて
いる。

台座930は、外径が円筒形状を呈するマグネットスイ
ッチ600と当接するために、マグネットスイッチ600の外
形形状と一致するように設けられている。また、２本の
固定柱940は、マグネットスイッチ600を台座930に当接
した状態で、それぞれの後端は内側にカシメることで、
マグネットスイッチ600を保持している。

ブラシ保持体900の後面の下側には、紐状部材680の移
動方向を、マグネットスイッチ600の上下方向から軸方
向に変換する滑車690を保持する滑車保持部950が形成さ
れている。

ブラシ保持体900の後面には、過熱保護用の温度スイ
ッチ（図示しない）を保持する保持部960が設けられて
いる。この保持部960は、温度スイッチを上側のブラシ
保持穴911と、下側のブラシ保持穴912との間で、且つマ
グネットスイッチ600の近傍に保持するものである。な
お、温度スイッチは、所定温度に達すると、マグネット
スイッチ600をOFFし、スタータモータへの通電を停止し
て、スタータを保護するものである。

ブラシ保持体900の前面は、ブラシ910と当接する上層
コイル端534の後面と接近して設けられている。このた
め、上層コイル端534の各間の溝535の回転により生じる
遠心風が外径方向へ強制的に導かれる。つまり、後側の
上層コイル端534とブラシ保持体900との間で遠心風が生
じる。

スタータには、図24に示すように、後側の上層コイル
端534とブラシ保持体900との間の内側へ空気を導くとと
もに、遠心風をスタータの外部へ放出する冷却空気通路
が形成されている。

この冷却空気通路は、ブラシ保持体900の内周部分に
開口され、エンドフレーム700内の空気を、後側の上層
コイル端534とブラシ保持体900との間の内側へ導く導入
口970と、エンドフレーム700の内部と、ブラシ保持体90
0の上側周囲に開成され、ヨーク501内において主磁極55
1と主磁極551との間の隙間に連通するブラシ保持体連通
穴980と、このブラシ保持体連通穴980に連通する主磁極
551と主磁極551との間の隙間590と、モータ隔壁800の上
側周囲に開成され、主磁極551間の隙間590に連通するモ
ータ隔壁連通穴810と、このモータ隔壁連通穴810に連通
するセンターブラケット360の上側の切欠部364と、ハウ
ジング400内とから構成される。そして、ハウジング400
の開口部410から吸い込んだ空気を、ハウジング400内→
センターブラケット360の上側の切欠部364→モータ隔壁
連通穴810→主磁極551間の隙間590→ブラシ保持体連通
穴980→エンドフレーム700内→導入口970を介して、後
側の上層コイル端534とブラシ保持体900との間の内側へ
導く。

後側の上層コイル端534とブラシ保持体900との間で生
じた遠心風は、ブラシ910の摺接面およびその周辺を冷
却した後、摺接面で発生したブラシ粉とともにヨーク50
1の下端に設けられた排出穴503を介してスタータの外部
へ排出される。

このように、整流子として作用する上層コイル端534
が遠心ファンとして作用して遠心風が生じることによ
り、整流子として作用する上層コイル端534とブラシ910
との摺動部分の温度を低く保つことができる。また、ブ
ラシ910の磨耗によって生じたブラシ粉が遠心風によっ
て排出穴503に運ばれ、排出穴503からスタータの外部へ
排出されるため、ブラシ粉による故障等の発生が防がれ
る。

〔実施例の作動〕

次に、上記スタータの作動を図23A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610が下方位置から上方へ上
昇する。

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612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621に当接する（図23A参照）。端子ボルト620には2
5、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9
10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。アーマチャシャフト510が回
転すると、遊星歯車機構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５、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。

ピニオンギヤ210の前進に伴い、シャッタ420も前進
し、ハウジンク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、規制爪231がピニオンギヤ210の凹凸214から外
れ、その後、規制爪231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。

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631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。

アーマチャシャフト510の回転は、遊星歯車機構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1
00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。

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23B参
照）。

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3
30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340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100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の凹部355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。

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6
60の作用によって、下方に戻される。

すると、上側可動接点612が固定接点630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210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23C参
照）。

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640→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9
00、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れる。この結果、ア
ーマチャ540は急速に停止する。

〔実施例の効果〕

上記実施例においては、第１および第２の接続部をな
す下層コイル端537,上層コイル端534が、電機子鉄心500
端面に絶縁体を介して当接されているので、従来におけ
る筒状整流子およびアーマチャコイルの慣性が低減さ
れ、アーマチャ540として大幅に慣性が低減される。よ
って、ピニオンギヤ21がリングギヤ100に噛み合い時、
惰性回転時等の衝撃トルクを低減し、歯車使用を、Ｍ＝
0.9と低減出来、かつ、電機子軸受570の反力R₁を従来の
筒型粒子の重量分及び反力R₁の支持配分を従来の1/Lか
ら１′/Lに低減することにより軸受径が低減できる。こ
のことから、サンギヤ310の歯数をZs＝８（歯底径Φ5.8
5）に低減し、減速比Ｉ＝8.25を設定、することができ
る。よって、図25に示すように、モータ体積が、従来の
Ｉ＝６以下に対し、Ｉ＝8.25まで低減され、小型化でき
た。

また、各上層コイル端534の間隔の溝535により、電機
子コイル530が回転すると、上層コイル端534の溝535に
よる遠心風が、内径から外径に向けて生じる。そして、
プラシ910と当接する各上層コイル端534の各溝535ハウ
ジング400の開口部410から吸い込んだ空気を、ハウジン
グ400内→センターブラケット360の上側の切欠部364→
モータ隔壁連通穴810→主磁極551間の隙間590→ブラシ
保持体連通穴980→エンドフレーム700内→導入口970を
介して、後側のコイル端534とブラシ保持体900との間の
内側へ導く。

このように、整流子として作用する上層コイル端534
が遠心ファンとして作用して遠心風が生じることによ
り、整流子として作用する上層コイル端534とブラシ910
との摺動部分の温度を低く保つことができる。

よって、減速比Ｉ＝8.25にて、従来に対し、モータ表
面積減少による熱放射不足を、空冷効果で解消し、十分
な耐熱性能をもって、スタータの小型化が可能となる。

又、他の例とし、モータ発熱を感熱し、スタータモー
タ500への通電を防止する所定時間に制限する手段とし
ては、感熱部分、ブラシ装置900、界磁装置550、ヨーク
501、エンドフレーム700の近接にベイメタル等の感熱素
子を配置し、モータ温度が設定温度に達した時点で、マ
グネットスイッチ600の吸引コイル650への通電をOFF
し、スタータモータへの給電を絶つ保護装置を用いても
よい。バイメタルは、常用型であり、開した時、開状態
を保持する自己保持型を使用してもよい。又、前記保護
装置を併用する場合は、電機子コアに略渦巻状の整流片
をもつ電機子を、併用する必要はなく従来型の電機子を
用いてもよい。更に、スタータ作動回路にタイマー装置
を、組入れ、スタータへの通電時間を制限してもよい。

しかるべくして、本考案は、従来実施されてないに高
減速比域Ｉ＝6:以上において最適範囲６〜10を明確に
し、Ｉ＝8.25の設定をすることにより、従来スタータに
対し、大幅に、スタータの小型、軽量化を達成した。

実施例に示す如くスタータの大幅小型化が可能な為、
従来にないスタータの装着方法とし、エンジンフライホ
イール内、エンジン下部オイルパン部等、従来スタータ
の装着出来なかったデッドスペースの有効利用も可能と
なる等、数々の効果が生じる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＨ０２Ｋ 9/06 Ｈ０２Ｋ 9/06 Ｚ 23/26 23/26 (72)発明者梶野定義愛知県刈谷市昭和町１―１日本電装株式会社内 (56)参考文献特開平６−159205（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02N 15/02 F02N 11/00 F02N 11/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】アーマチャコイルが巻装されたアーマチャ
コアと、このアーマチャコアを回転自在に保持するアー
マチャシャフトとを有するスタータモータと、エンジンのリングギアと噛み合うピニオンを有するドラ
イブシャフトと、前記ドライブシャフトと前記スタータモータのアーマチ
ャシャフトとの間に装着され、前記アーマチャシャフト
の回転を減速して、前記ドライブシャフトに伝えるため
の１つの減速機構とを備え、前記減速機構の減速比を６から10とし、前記アーマチャコイルは、前記アーマチャコアのスロッ
ト内に収納される上層および下層のコイル辺と、この下
層のコイル辺の一端に接続されると共に、前記アーマチ
ャコアの軸方向端面に略平行で前記シャフト方向にのび
る第１の接続部と、前記上層のコイル辺の一端に接続さ
れると共に、前記第１の接続部と略平行で、かつ第１の
接続部の他端と接続される第２の接続部とを有し、前記第１の接続部および前記アーマチャコアとの間、お
よび前記第１の接続部および第２の接続部との間に設け
られた絶縁体を有し、かつブラシを第２の接続部上に摺
動自在に配置したことを特徴とするスタータ。
【請求項２】請求項１に記載のスタータにおいて、前記スタータモータのブラシとの摺動面を冷却するため
の冷却ファンが設けられていることを特徴とするスター
タ。
【請求項３】請求項２に記載のスタータにおいて、アーマチャシャフトの回転方向に対して突出するように
形成された、前記第２の接続部間に形成された絶縁のた
めの溝部が、アーマチャコアの回転により、冷却風を発
生させる前記冷却ファンであることを特徴とするスター
タ。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載のスタ
ータにおいて、前記スタータモータへの通電を所定時間に制御する制限
手段を有していることを特徴とするスタータ。