JP3750896B2 - 始動電動機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンを始動する始動電動機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来の始動電動機を示す部分断面図、図４は従来の始動電動機を示す背面図である。
図３および図４において、始動電動機は、回転力を発生する始動モータ３と、この始動モータ３の回転を減速して出力する遊星減速装置５、遊星減速装置５の出力軸４に嵌合するオーバーランニングクラッチ６、このオーバーランニングクラッチ６と一体に出力軸４上を摺動可能に設けられたピニオン７、始動モータ３への通電を制御するとともに、シフトレバー１０を介してオーバーランニングクラッチ６と一体にピニオン７をエンジンのリングギヤ８側へ付勢する電磁スイッチ９等から構成されている。
【０００３】
始動モータ３は、底部を有する円筒形状に形成され、外枠と磁気回路を兼ねるヨーク１１、このヨーク１１の内周面に周方向に等間隔で配設される永久磁石１２、この永久磁石１２の内周に配されるアマーチャ１３、アマーチャ１３の回転軸１４に装着された整流子１５、この整流子１５に摺接するように配設されたブラシ１７等から構成される。そして、リヤブラケット２がヨーク１１の後端外周に嵌合されてヨーク１１に結合されて、回転軸１４の後端を支承している。また、フロントブラケット１がヨーク１１の前端外周に嵌合されてヨーク１１に結合されている。
ブラシ１７は、アマーチャ１３の後端側に設けられた整流子１５の径方向外側に配置され、ブラシホルダ１６に摺動可能な状態で保持されて、ブラシスプリング４６により常に整流子１５に付勢されている。
遊星減速装置５は、回転軸１４の前端に装着され、その出力軸４がフロントブラケット１に支承されている。オーバーランニングクラッチ６は、軸方向の移動が可能で、かつ、回転運動が伝達されるように出力軸４に装着されている。シフトレバー１０は、その中間の支点部１０ａを中心として回動可能に取り付けられ、その一端１０ｂがオーバーランニングクラッチ６に係合され、他端１０ｃが始動モータ３上方に取り付けられた電磁スイッチ９のプランジャ２０に連結されている。また、パッキン１８がシフトレバー１０の支点部１０ａを支持するようにフロントブラケット１に嵌め込まれている。
【０００４】
電磁スイッチ９は、始動モータ３および遊星減速装置５の外周に位置し、その中心軸が出力軸４と略平行に配されている。この電磁スイッチ９は、通電を受けて磁力を発生するスイッチコイル２１、このスイッチコイル２１の外周を覆って磁気回路の一部を構成するフレーム２２、スイッチコイル２１の内周の後端側に配されて磁気回路の一部を構成するコア２３、スイッチコイル２１の内周に軸方向に摺動自在に配されたプランジャ２０、コア２３とプランジャ２０との間に配設されてプランジャ２０を常時前方へ付勢するリターンスプリング２４、プランジャ２０の内周に軸方向に摺動自在に配されたフック２５、コア２３の軸心位置に軸方向に摺動自在に配されたロッド２６、ロッド２６の後端に取り付けられて始動モータ３への通電回路を開閉する可動接点２７、可動接点２７に相対して配されて外部配線との接続を行う一対の固定接点２８等により構成されている。
フック２５は、レバーばね２９により常時後方に付勢されている。そして、フック２５のプランジャ２０からの延出端に設けられた係合部２５ａがシフトレバー１０の他端１０ｃに係合している。また、ロッド２６は、スプリング（図示せず）により常時前方に付勢されている。さらに、ストッパ３１がプランジャ２０の開放端に取り付けられてレバーばね２９の抜けを阻止している。
【０００５】
つぎに、このように構成された従来の始動電動機の動作について説明する。
キースイッチ（図示せず）を閉じると、電流がスイッチコイル２１に流れ、プランジャ２０がスイッチコイル２１の発生する磁力を受けてコア２３に吸引される。これにより、プランジャ２０は、リターンスプリング２４の付勢力に抗して後方（図３中矢印Ａの方向）に移動する。このプランジャ２０の移動に伴って、フック２５が後方側に移動する。そして、係合部２５ａがシフトレバー１０の他端１０ｃに係合し、シフトレバー１０が支点部１０ａを回動中心として図３中反時計回りに回動する。このシフトレバー１０の回動によりオーバーランニングクラッチ６が押圧され、オーバーランニングクラッチ６とピニオン７とが一体となって出力軸４上を前方（図３中矢印Ｂの方向）に移動する。ピニオン７の端面がリングギヤ８の端面に当接した時点で、オーバーランニングクラッチ６とピニオン７との移動は止まるが、プランジャ２０は、レバーばね２９を圧縮させながらさらに吸引されて移動し、ロッド２６に当接する。そして、可動接点２７が固定接点２８に当接すると、プランジャ２０は、スプリング３０を圧縮させながら更にロッド２６を押圧しつつ移動し、プランジャ２０の端面がコア２３の端面に到達した時点で移動を停止する。
【０００６】
可動接点２７が一対の固定接点２８に当接すると、電流がリード線３２、ブラシ１７および整流子１５を介してアマーチャ１３に流れ、アマーチャ１３が回転する。アマーチャ１３の回転トルクが遊星減速装置５を介して出力軸４に伝達され、出力軸４が回転する。この時、アマーチャ１３の回転は、遊星減速装置５により減速さて出力軸４に伝達される。
この出力軸４の回転に伴ってピニオン７も回転し、ピニオン７のリングギヤ８に対する当接位置が噛み合い可能な位置までずれると、レバーばね２９の付勢力によりオーバーランニングクラッチ６とピニオン７とが前方に押し出され、ピニオン７がリングギヤ８に噛み合う。これにより、出力軸４の回転トルクがリングギヤ８に伝達され、エンジンが駆動される。
エンジンが着火された後、キースイッチを切ると、スイッチコイル２１への通電が停止される。そこで、プランジャ２０がリターンスプリング２４の付勢力により前方に戻されて、図３に示される状態となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の始動電動機は、電磁スイッチ９がその中心軸を出力軸４と略平行にして、始動モータ３および遊星減速装置５の外周に、始動モータ３および遊星減速装置５と所定間隙をもって配設されているので、始動電動機の径方向寸法が大きくなってしまい、車両設計時にエンジンレイアウト上大きな制約を受けてしまうという課題があった。
そこで、始動電動機の径方向寸法を小さくするために、電磁スイッチを扁平化することが考えられるが、この場合、特殊な工作が必要となり、高コスト化が避けられないという課題があった。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、始動モータの配置を変更し、径方向寸法の大径化を抑えてエンジンに装着時に周辺の補機類との干渉を防止し、レイアウト性を向上させることができる始動電動機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る始動電動機は、アマーチャが回転軸に固着されて円筒状のケース内に収納され、整流子が該アマーチャの一端側に位置するように該回転軸に固着されて円筒状のケース内に収納され、かつ、ブラシが該整流子に摺接するように該整流子の外周外側に周方向に複数配されて該ケース内に収納されてなる始動モータと、この始動モータに回転駆動される出力軸と、この出力軸にスプライン結合されたオーバーランニングクラッチと、このオーバーランニングクラッチと一体に上記出力軸上を軸方向に摺動可能に設けられ、上記オーバーランニングクラッチを介して伝達された回転をエンジンのリングギヤに伝達するピニオンと、上記オーバーランニングクラッチと上記ピニオンとを一体的に上記リングギヤの方向に付勢する電磁スイッチとを備えた始動電動機において、上記始動モータは、上記整流子を上記ピニオン側に向けて配置され、上記ケースの上記整流子の径方向外側の外周壁面が上記ブラシ間に入り込む円弧状凹部を形成するように成形され、上記電磁スイッチは、上記円弧状凹部に納められて、上記アマーチャの鉄心部の整流子側端面と上記オーバーランニングクラッチの整流子側端面との間に、上記整流子の径方向外側に、中心軸を上記回転軸と略平行に、かつ、その一部を上記始動モータの外周面より径方向の内側に位置させるように配置されているものである。
【００１０】
また、上記回転軸の回転を減速して上記出力軸に伝達する遊星減速装置を備え、上記電磁スイッチが上記整流子および上記遊星減速装置のインターナルギヤの径方向外側に配置されているものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る始動電動機を示す部分断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。
図１および図２において、始動電動機は、回転力を発生する始動モータ４０と、この始動モータ４０の回転を減速して出力する遊星減速装置５、遊星減速装置５の出力軸４に嵌合するオーバーランニングクラッチ６、このオーバーランニングクラッチ６と一体に出力軸４上を摺動可能に設けられたピニオン７、始動モータ４０への通電を制御するとともに、シフトレバー１０を介してオーバーランニングクラッチ６と一体にピニオン７をエンジンのリングギヤ８側へ付勢する電磁スイッチ９等から構成されている。
【００１２】
始動モータ４０は、円筒形状に形成され、外枠と磁気回路を兼ねるケースとしてのヨーク４１、底部を有する円筒形状に形成され、その開放端をヨーク４１の前端外周に嵌合させてヨーク４１に結合されたケースとしてのセンターブラケット４２、ヨーク４１の内周面に周方向に等間隔で配設される永久磁石１２、巻線が鉄心に納められてなる鉄心部を有し、この永久磁石１２の内周に配されるアマーチャ１３、回転軸１４のアマーチャ１３前端側（図１中右側）に装着された整流子１５、この整流子１５に摺接するように配設されたブラシ１７等から構成される。そして、リヤブラケット２がヨーク４１の後端外周に嵌合されてヨーク４１に結合されて、回転軸１４の後端（図１中左側）を支承している。また、フロントブラケット１がセンターブラケット４２の前端外周に嵌合されてセンターブラケット４２に結合されている。
ブラシ１７は、アマーチャ１３の前端側に設けられた整流子１５の径方向外側に配置され、ブラシホルダ１６に摺動可能な状態で保持されて、ブラシスプリング４６により常に整流子１５に付勢されている。
整流子１５およびブラシホルダ１６はセンターブラケット４２内に配されている。そして、回転軸１４の前端側がセンターブラケット４２の底部中央に穿設された開口から延出されている。
【００１３】
ここで、ブラシ１７は、図２に示されるように、周方向に配列されており、これにより、センターブラケット４２内の上部側にブラシ１７間の空きスペースが形成される。そして、センターブラケット４２の外周壁面の一部が、この空きスペース内に入り込む円弧状凹部を形成するように成形されている。この円弧状凹部は、整流子１５の後端側からセンターブラケット４２の前端に至るように延設されている。また、切り欠きが、フロントブラケット１の後端側の外周壁面に、センターブラケット４２に形成された円弧状凹部に連なるように、形成されている。
【００１４】
遊星減速装置５は、回転軸１４の前端外周に形成されたサンギヤ４３、このサンギヤ４３と噛み合う複数の遊星ギヤ４４、各遊星ギヤ４４と噛み合うインターナルギヤ４５とから構成されている。サンギヤ４３は、回転軸１４と一体に回転することで回転軸１４の回転を各遊星ギヤ４４に伝達する。遊星ギヤ４４は、出力軸４の後端に形成されたアウタ４ａに固定されたピン４ｂを介してアウタ４ａに回転自在に支持され、サンギヤ４３の回転を受けてサンギヤ４３の外周を自転しながら公転する。インターナルギヤ４５は、フロントブラケット１に回転規制されている。出力軸４は、その後端が回転軸１４の前端に回転自在に嵌合され、前端がフロントブラケット１に支承されている。
オーバーランニングクラッチ６は、軸方向の移動が可能で、かつ、回転運動が伝達されるように出力軸４に装着されている。シフトレバー１０は、その中間の支点部１０ａを中心として回動可能に取り付けられ、その一端１０ｂがオーバーランニングクラッチ６に係合され、他端１０ｃが始動モータ４０上方に取り付けられた電磁スイッチ９のプランジャ２０に連結されている。また、パッキン１８がシフトレバー１０の支点部１０ａを支持するようにフロントブラケット１の切り欠きに嵌め込まれている。
【００１５】
電磁スイッチ９は、その下部側がセンターブラケット４２に形成された円弧状凹部内に納められて、始動モータ４０および遊星減速装置５の外周に位置し、その中心軸が出力軸４と略平行に配されている。この時、電磁スイッチ９の前端側は、フロントブラケット１の切り欠き内にパッキン１８を介して納められている。この電磁スイッチ９は、通電を受けて磁力を発生するスイッチコイル２１、このスイッチコイル２１の外周を覆って磁気回路の一部を構成するフレーム２２、スイッチコイル２１の内周の後端側に配されて磁気回路の一部を構成するコア２３、スイッチコイル２１の内周に軸方向に摺動自在に配されたプランジャ２０、コア２３とプランジャ２０との間に配設されてプランジャ２０を常時前方へ付勢するリターンスプリング２４、プランジャ２０の内周に軸方向に摺動自在に配されたフック２５、コア２３の軸心位置に軸方向に摺動自在に配されたロッド２６、ロッド２６の後端に取り付けられて始動モータ４０への通電回路を開閉する可動接点２７、可動接点２７に相対して配されて外部配線との接続を行う固定接点２８等により構成されている。
フック２５は、レバーばね２９により常時後方に付勢されている。そして、フック２５のプランジャ２０からの延出端に設けられた係合部２５ａがシフトレバー１０の他端１０ｃに係合している。また、ロッド２６は、スプリング（図示せず）により常時前方に付勢されている。さらに、ストッパ３１がプランジャ２０の開放端に取り付けられてレバーばね２９の抜けを阻止している。
【００１６】
このように構成された始動電動機は、図３および図４に示される従来の始動電動機と同様に動作するので、ここではその説明を省略する。
【００１７】
このように、この実施の形態１によれば、始動モータ４０が整流子１５およびブラシ１７を遊星減速装置５側に向けて配設されているので、センターブラケット４２の外周壁面をブラシ１７間に形成される空きスペースに入り込む円弧状凹部を形成するように成形させることができる。そして、電磁スイッチ９の中心軸を回転軸１４と略平行にして電磁スイッチ９をこの円弧状凹部内に納めるように配置させているので、電磁スイッチ９の一部が始動モータ４０の外周面より径方向の内側に位置し、始動電動機の径方向寸法の小径化が達成される。
従って、本始動電動機をエンジンに装着する際に、始動電動機と周辺の補機類との干渉が発生しにくく、レイアウト性を向上させることができる。
また、ブラシ１７間に形成される空きスペースを有効に活用して電磁スイッチ９を配置しているので、軸方向寸法の増大が抑えられ、ピニオン静止位置も従来装置と同様な範囲で設定することができる。このピニオン静止位置とは、始動電動機を作動させていない状態におけるエンジン取付面からピニオン先端までの距離を示す。そして、この距離は、エンジンにより異なることから、より広い範囲に対応できることが有利となる。
また、遊星減速装置５を備えているので、回転軸１４が出力軸４と一体化された直動型始動電動機に比べて、始動モータ４０の軸方向寸法および径方向寸法を小さくすることができる。
【００１８】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、回転軸１４の回転を出力軸４に伝達する遊星減速装置５を備えた始動電動機に適用するものとしているが、この実施の形態２では、回転軸１４の前端側が延設されて出力軸４と一体化された直動型の始動電動機に適用するものとしている。
この実施の形態２においても、始動モータ４０が整流子１５およびブラシ１７をオーバーランニングクラッチ６側に向けて配設されている。そこで、センターブラケット４２の外周壁面をブラシ１７間に形成される空きスペースに入り込む円弧状凹部を形成するように成形させることができる。そして、電磁スイッチ９の中心軸を回転軸１４と略平行にして電磁スイッチ９をこの円弧状凹部内に納めるように配置させることにより、電磁スイッチ９の一部が始動モータ４０の外周面より径方向の内側に位置し、始動電動機の径方向寸法の小径化が達成されるので、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。この時、電磁スイッチ９は、アマーチャ１３の鉄心部の整流子側端面とオーバーランニングクラッチ６の整流子側端面との間に配置されている。
【００１９】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２０】
この発明によれば、アマーチャが回転軸に固着されて円筒状のケース内に収納され、整流子が該アマーチャの一端側に位置するように該回転軸に固着されて円筒状のケース内に収納され、かつ、ブラシが該整流子に摺接するように該整流子の外周外側に周方向に複数配されて該ケース内に収納されてなる始動モータと、この始動モータに回転駆動される出力軸と、この出力軸にスプライン結合されたオーバーランニングクラッチと、このオーバーランニングクラッチと一体に上記出力軸上を軸方向に摺動可能に設けられ、上記オーバーランニングクラッチを介して伝達された回転をエンジンのリングギヤに伝達するピニオンと、上記オーバーランニングクラッチと上記ピニオンとを一体的に上記リングギヤの方向に付勢する電磁スイッチとを備えた始動電動機において、上記始動モータは、上記整流子を上記ピニオン側に向けて配置され、上記ケースの上記整流子の径方向外側の外周壁面が上記ブラシ間に入り込む円弧状凹部を形成するように成形され、上記電磁スイッチは、上記円弧状凹部に納められて、上記アマーチャの鉄心部の整流子側端面と上記オーバーランニングクラッチの整流子側端面との間に、上記整流子の径方向外側に、中心軸を上記回転軸と略平行に、かつ、その一部を上記始動モータの外周面より径方向の内側に位置させるように配置されているので、径方向寸法の大径化を抑えてエンジンに装着時に周辺の補機類との干渉を防止し、レイアウト性を向上させることができる始動電動機が得られる。
【００２１】
また、上記回転軸の回転を減速して上記出力軸に伝達する遊星減速装置を備え、上記電磁スイッチが上記整流子および上記遊星減速装置のインターナルギヤの径方向外側に配置されているので、モータ部の小型化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る始動電動機を示す部分断面図である。
【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。
【図３】 従来の始動電動機を示す部分断面図である。
【図４】 従来の始動電動機を示す背面図である。
【符号の説明】
４ 出力軸、５ 遊星減速装置、６ オーバーランニングクラッチ、７ ピニオン、８ リングギヤ、９ 電磁スイッチ、１３ アマーチャ、１４ 回転軸、１７ ブラシ、４０ 始動モータ、４１ ヨーク（ケース）、４２ センターブラケット（ケース）、４５ インターナルギヤ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンを始動する始動電動機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来の始動電動機を示す部分断面図、図４は従来の始動電動機を示す背面図である。
図３および図４において、始動電動機は、回転力を発生する始動モータ３と、この始動モータ３の回転を減速して出力する遊星減速装置５、遊星減速装置５の出力軸４に嵌合するオーバーランニングクラッチ６、このオーバーランニングクラッチ６と一体に出力軸４上を摺動可能に設けられたピニオン７、始動モータ３への通電を制御するとともに、シフトレバー１０を介してオーバーランニングクラッチ６と一体にピニオン７をエンジンのリングギヤ８側へ付勢する電磁スイッチ９等から構成されている。
【０００３】
始動モータ３は、底部を有する円筒形状に形成され、外枠と磁気回路を兼ねるヨーク１１、このヨーク１１の内周面に周方向に等間隔で配設される永久磁石１２、この永久磁石１２の内周に配されるアマーチャ１３、アマーチャ１３の回転軸１４に装着された整流子１５、この整流子１５に摺接するように配設されたブラシ１７等から構成される。そして、リヤブラケット２がヨーク１１の後端外周に嵌合されてヨーク１１に結合されて、回転軸１４の後端を支承している。また、フロントブラケット１がヨーク１１の前端外周に嵌合されてヨーク１１に結合されている。
ブラシ１７は、アマーチャ１３の後端側に設けられた整流子１５の径方向外側に配置され、ブラシホルダ１６に摺動可能な状態で保持されて、ブラシスプリング４６により常に整流子１５に付勢されている。
遊星減速装置５は、回転軸１４の前端に装着され、その出力軸４がフロントブラケット１に支承されている。オーバーランニングクラッチ６は、軸方向の移動が可能で、かつ、回転運動が伝達されるように出力軸４に装着されている。シフトレバー１０は、その中間の支点部１０ａを中心として回動可能に取り付けられ、その一端１０ｂがオーバーランニングクラッチ６に係合され、他端１０ｃが始動モータ３上方に取り付けられた電磁スイッチ９のプランジャ２０に連結されている。また、パッキン１８がシフトレバー１０の支点部１０ａを支持するようにフロントブラケット１に嵌め込まれている。
【０００４】
電磁スイッチ９は、始動モータ３および遊星減速装置５の外周に位置し、その中心軸が出力軸４と略平行に配されている。この電磁スイッチ９は、通電を受けて磁力を発生するスイッチコイル２１、このスイッチコイル２１の外周を覆って磁気回路の一部を構成するフレーム２２、スイッチコイル２１の内周の後端側に配されて磁気回路の一部を構成するコア２３、スイッチコイル２１の内周に軸方向に摺動自在に配されたプランジャ２０、コア２３とプランジャ２０との間に配設されてプランジャ２０を常時前方へ付勢するリターンスプリング２４、プランジャ２０の内周に軸方向に摺動自在に配されたフック２５、コア２３の軸心位置に軸方向に摺動自在に配されたロッド２６、ロッド２６の後端に取り付けられて始動モータ３への通電回路を開閉する可動接点２７、可動接点２７に相対して配されて外部配線との接続を行う一対の固定接点２８等により構成されている。
フック２５は、レバーばね２９により常時後方に付勢されている。そして、フック２５のプランジャ２０からの延出端に設けられた係合部２５ａがシフトレバー１０の他端１０ｃに係合している。また、ロッド２６は、スプリング（図示せず）により常時前方に付勢されている。さらに、ストッパ３１がプランジャ２０の開放端に取り付けられてレバーばね２９の抜けを阻止している。
【０００５】
つぎに、このように構成された従来の始動電動機の動作について説明する。
キースイッチ（図示せず）を閉じると、電流がスイッチコイル２１に流れ、プランジャ２０がスイッチコイル２１の発生する磁力を受けてコア２３に吸引される。これにより、プランジャ２０は、リターンスプリング２４の付勢力に抗して後方（図３中矢印Ａの方向）に移動する。このプランジャ２０の移動に伴って、フック２５が後方側に移動する。そして、係合部２５ａがシフトレバー１０の他端１０ｃに係合し、シフトレバー１０が支点部１０ａを回動中心として図３中反時計回りに回動する。このシフトレバー１０の回動によりオーバーランニングクラッチ６が押圧され、オーバーランニングクラッチ６とピニオン７とが一体となって出力軸４上を前方（図３中矢印Ｂの方向）に移動する。ピニオン７の端面がリングギヤ８の端面に当接した時点で、オーバーランニングクラッチ６とピニオン７との移動は止まるが、プランジャ２０は、レバーばね２９を圧縮させながらさらに吸引されて移動し、ロッド２６に当接する。そして、可動接点２７が固定接点２８に当接すると、プランジャ２０は、スプリング３０を圧縮させながら更にロッド２６を押圧しつつ移動し、プランジャ２０の端面がコア２３の端面に到達した時点で移動を停止する。
【０００６】
可動接点２７が一対の固定接点２８に当接すると、電流がリード線３２、ブラシ１７および整流子１５を介してアマーチャ１３に流れ、アマーチャ１３が回転する。アマーチャ１３の回転トルクが遊星減速装置５を介して出力軸４に伝達され、出力軸４が回転する。この時、アマーチャ１３の回転は、遊星減速装置５により減速さて出力軸４に伝達される。
この出力軸４の回転に伴ってピニオン７も回転し、ピニオン７のリングギヤ８に対する当接位置が噛み合い可能な位置までずれると、レバーばね２９の付勢力によりオーバーランニングクラッチ６とピニオン７とが前方に押し出され、ピニオン７がリングギヤ８に噛み合う。これにより、出力軸４の回転トルクがリングギヤ８に伝達され、エンジンが駆動される。
エンジンが着火された後、キースイッチを切ると、スイッチコイル２１への通電が停止される。そこで、プランジャ２０がリターンスプリング２４の付勢力により前方に戻されて、図３に示される状態となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の始動電動機は、電磁スイッチ９がその中心軸を出力軸４と略平行にして、始動モータ３および遊星減速装置５の外周に、始動モータ３および遊星減速装置５と所定間隙をもって配設されているので、始動電動機の径方向寸法が大きくなってしまい、車両設計時にエンジンレイアウト上大きな制約を受けてしまうという課題があった。
そこで、始動電動機の径方向寸法を小さくするために、電磁スイッチを扁平化することが考えられるが、この場合、特殊な工作が必要となり、高コスト化が避けられないという課題があった。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、始動モータの配置を変更し、径方向寸法の大径化を抑えてエンジンに装着時に周辺の補機類との干渉を防止し、レイアウト性を向上させることができる始動電動機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る始動電動機は、アマーチャが回転軸に固着されて円筒状のケース内に収納され、整流子が該アマーチャの一端側に位置するように該回転軸に固着されて円筒状のケース内に収納され、かつ、ブラシが該整流子に摺接するように該整流子の外周外側に周方向に複数配されて該ケース内に収納されてなる始動モータと、この始動モータに回転駆動される出力軸と、この出力軸にスプライン結合されたオーバーランニングクラッチと、このオーバーランニングクラッチと一体に上記出力軸上を軸方向に摺動可能に設けられ、上記オーバーランニングクラッチを介して伝達された回転をエンジンのリングギヤに伝達するピニオンと、上記オーバーランニングクラッチと上記ピニオンとを一体的に上記リングギヤの方向に付勢する電磁スイッチとを備えた始動電動機において、上記始動モータは、上記整流子を上記ピニオン側に向けて配置され、上記ケースの上記整流子の径方向外側の外周壁面が上記ブラシ間に入り込む円弧状凹部を形成するように成形され、上記電磁スイッチは、上記円弧状凹部に納められて、上記アマーチャの鉄心部の整流子側端面と上記オーバーランニングクラッチの整流子側端面との間に、上記整流子の径方向外側に、中心軸を上記回転軸と略平行に、かつ、その一部を上記始動モータの外周面より径方向の内側に位置させるように配置されているものである。
【００１０】
また、上記回転軸の回転を減速して上記出力軸に伝達する遊星減速装置を備え、上記電磁スイッチが上記整流子および上記遊星減速装置のインターナルギヤの径方向外側に配置されているものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る始動電動機を示す部分断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。
図１および図２において、始動電動機は、回転力を発生する始動モータ４０と、この始動モータ４０の回転を減速して出力する遊星減速装置５、遊星減速装置５の出力軸４に嵌合するオーバーランニングクラッチ６、このオーバーランニングクラッチ６と一体に出力軸４上を摺動可能に設けられたピニオン７、始動モータ４０への通電を制御するとともに、シフトレバー１０を介してオーバーランニングクラッチ６と一体にピニオン７をエンジンのリングギヤ８側へ付勢する電磁スイッチ９等から構成されている。
【００１２】
始動モータ４０は、円筒形状に形成され、外枠と磁気回路を兼ねるケースとしてのヨーク４１、底部を有する円筒形状に形成され、その開放端をヨーク４１の前端外周に嵌合させてヨーク４１に結合されたケースとしてのセンターブラケット４２、ヨーク４１の内周面に周方向に等間隔で配設される永久磁石１２、巻線が鉄心に納められてなる鉄心部を有し、この永久磁石１２の内周に配されるアマーチャ１３、回転軸１４のアマーチャ１３前端側（図１中右側）に装着された整流子１５、この整流子１５に摺接するように配設されたブラシ１７等から構成される。そして、リヤブラケット２がヨーク４１の後端外周に嵌合されてヨーク４１に結合されて、回転軸１４の後端（図１中左側）を支承している。また、フロントブラケット１がセンターブラケット４２の前端外周に嵌合されてセンターブラケット４２に結合されている。
ブラシ１７は、アマーチャ１３の前端側に設けられた整流子１５の径方向外側に配置され、ブラシホルダ１６に摺動可能な状態で保持されて、ブラシスプリング４６により常に整流子１５に付勢されている。
整流子１５およびブラシホルダ１６はセンターブラケット４２内に配されている。そして、回転軸１４の前端側がセンターブラケット４２の底部中央に穿設された開口から延出されている。
【００１３】
ここで、ブラシ１７は、図２に示されるように、周方向に配列されており、これにより、センターブラケット４２内の上部側にブラシ１７間の空きスペースが形成される。そして、センターブラケット４２の外周壁面の一部が、この空きスペース内に入り込む円弧状凹部を形成するように成形されている。この円弧状凹部は、整流子１５の後端側からセンターブラケット４２の前端に至るように延設されている。また、切り欠きが、フロントブラケット１の後端側の外周壁面に、センターブラケット４２に形成された円弧状凹部に連なるように、形成されている。
【００１４】
遊星減速装置５は、回転軸１４の前端外周に形成されたサンギヤ４３、このサンギヤ４３と噛み合う複数の遊星ギヤ４４、各遊星ギヤ４４と噛み合うインターナルギヤ４５とから構成されている。サンギヤ４３は、回転軸１４と一体に回転することで回転軸１４の回転を各遊星ギヤ４４に伝達する。遊星ギヤ４４は、出力軸４の後端に形成されたアウタ４ａに固定されたピン４ｂを介してアウタ４ａに回転自在に支持され、サンギヤ４３の回転を受けてサンギヤ４３の外周を自転しながら公転する。インターナルギヤ４５は、フロントブラケット１に回転規制されている。出力軸４は、その後端が回転軸１４の前端に回転自在に嵌合され、前端がフロントブラケット１に支承されている。
オーバーランニングクラッチ６は、軸方向の移動が可能で、かつ、回転運動が伝達されるように出力軸４に装着されている。シフトレバー１０は、その中間の支点部１０ａを中心として回動可能に取り付けられ、その一端１０ｂがオーバーランニングクラッチ６に係合され、他端１０ｃが始動モータ４０上方に取り付けられた電磁スイッチ９のプランジャ２０に連結されている。また、パッキン１８がシフトレバー１０の支点部１０ａを支持するようにフロントブラケット１の切り欠きに嵌め込まれている。
【００１５】
電磁スイッチ９は、その下部側がセンターブラケット４２に形成された円弧状凹部内に納められて、始動モータ４０および遊星減速装置５の外周に位置し、その中心軸が出力軸４と略平行に配されている。この時、電磁スイッチ９の前端側は、フロントブラケット１の切り欠き内にパッキン１８を介して納められている。この電磁スイッチ９は、通電を受けて磁力を発生するスイッチコイル２１、このスイッチコイル２１の外周を覆って磁気回路の一部を構成するフレーム２２、スイッチコイル２１の内周の後端側に配されて磁気回路の一部を構成するコア２３、スイッチコイル２１の内周に軸方向に摺動自在に配されたプランジャ２０、コア２３とプランジャ２０との間に配設されてプランジャ２０を常時前方へ付勢するリターンスプリング２４、プランジャ２０の内周に軸方向に摺動自在に配されたフック２５、コア２３の軸心位置に軸方向に摺動自在に配されたロッド２６、ロッド２６の後端に取り付けられて始動モータ４０への通電回路を開閉する可動接点２７、可動接点２７に相対して配されて外部配線との接続を行う固定接点２８等により構成されている。
フック２５は、レバーばね２９により常時後方に付勢されている。そして、フック２５のプランジャ２０からの延出端に設けられた係合部２５ａがシフトレバー１０の他端１０ｃに係合している。また、ロッド２６は、スプリング（図示せず）により常時前方に付勢されている。さらに、ストッパ３１がプランジャ２０の開放端に取り付けられてレバーばね２９の抜けを阻止している。
【００１６】
このように構成された始動電動機は、図３および図４に示される従来の始動電動機と同様に動作するので、ここではその説明を省略する。
【００１７】
このように、この実施の形態１によれば、始動モータ４０が整流子１５およびブラシ１７を遊星減速装置５側に向けて配設されているので、センターブラケット４２の外周壁面をブラシ１７間に形成される空きスペースに入り込む円弧状凹部を形成するように成形させることができる。そして、電磁スイッチ９の中心軸を回転軸１４と略平行にして電磁スイッチ９をこの円弧状凹部内に納めるように配置させているので、電磁スイッチ９の一部が始動モータ４０の外周面より径方向の内側に位置し、始動電動機の径方向寸法の小径化が達成される。
従って、本始動電動機をエンジンに装着する際に、始動電動機と周辺の補機類との干渉が発生しにくく、レイアウト性を向上させることができる。
また、ブラシ１７間に形成される空きスペースを有効に活用して電磁スイッチ９を配置しているので、軸方向寸法の増大が抑えられ、ピニオン静止位置も従来装置と同様な範囲で設定することができる。このピニオン静止位置とは、始動電動機を作動させていない状態におけるエンジン取付面からピニオン先端までの距離を示す。そして、この距離は、エンジンにより異なることから、より広い範囲に対応できることが有利となる。
また、遊星減速装置５を備えているので、回転軸１４が出力軸４と一体化された直動型始動電動機に比べて、始動モータ４０の軸方向寸法および径方向寸法を小さくすることができる。
【００１８】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、回転軸１４の回転を出力軸４に伝達する遊星減速装置５を備えた始動電動機に適用するものとしているが、この実施の形態２では、回転軸１４の前端側が延設されて出力軸４と一体化された直動型の始動電動機に適用するものとしている。
この実施の形態２においても、始動モータ４０が整流子１５およびブラシ１７をオーバーランニングクラッチ６側に向けて配設されている。そこで、センターブラケット４２の外周壁面をブラシ１７間に形成される空きスペースに入り込む円弧状凹部を形成するように成形させることができる。そして、電磁スイッチ９の中心軸を回転軸１４と略平行にして電磁スイッチ９をこの円弧状凹部内に納めるように配置させることにより、電磁スイッチ９の一部が始動モータ４０の外周面より径方向の内側に位置し、始動電動機の径方向寸法の小径化が達成されるので、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。この時、電磁スイッチ９は、アマーチャ１３の鉄心部の整流子側端面とオーバーランニングクラッチ６の整流子側端面との間に配置されている。
【００１９】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２０】
この発明によれば、アマーチャが回転軸に固着されて円筒状のケース内に収納され、整流子が該アマーチャの一端側に位置するように該回転軸に固着されて円筒状のケース内に収納され、かつ、ブラシが該整流子に摺接するように該整流子の外周外側に周方向に複数配されて該ケース内に収納されてなる始動モータと、この始動モータに回転駆動される出力軸と、この出力軸にスプライン結合されたオーバーランニングクラッチと、このオーバーランニングクラッチと一体に上記出力軸上を軸方向に摺動可能に設けられ、上記オーバーランニングクラッチを介して伝達された回転をエンジンのリングギヤに伝達するピニオンと、上記オーバーランニングクラッチと上記ピニオンとを一体的に上記リングギヤの方向に付勢する電磁スイッチとを備えた始動電動機において、上記始動モータは、上記整流子を上記ピニオン側に向けて配置され、上記ケースの上記整流子の径方向外側の外周壁面が上記ブラシ間に入り込む円弧状凹部を形成するように成形され、上記電磁スイッチは、上記円弧状凹部に納められて、上記アマーチャの鉄心部の整流子側端面と上記オーバーランニングクラッチの整流子側端面との間に、上記整流子の径方向外側に、中心軸を上記回転軸と略平行に、かつ、その一部を上記始動モータの外周面より径方向の内側に位置させるように配置されているので、径方向寸法の大径化を抑えてエンジンに装着時に周辺の補機類との干渉を防止し、レイアウト性を向上させることができる始動電動機が得られる。
【００２１】
また、上記回転軸の回転を減速して上記出力軸に伝達する遊星減速装置を備え、上記電磁スイッチが上記整流子および上記遊星減速装置のインターナルギヤの径方向外側に配置されているので、モータ部の小型化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る始動電動機を示す部分断面図である。
【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。
【図３】 従来の始動電動機を示す部分断面図である。
【図４】 従来の始動電動機を示す背面図である。
【符号の説明】
４ 出力軸、５ 遊星減速装置、６ オーバーランニングクラッチ、７ ピニオン、８ リングギヤ、９ 電磁スイッチ、１３ アマーチャ、１４ 回転軸、１７ ブラシ、４０ 始動モータ、４１ ヨーク（ケース）、４２ センターブラケット（ケース）、４５ インターナルギヤ。
Claims (2)
- アマーチャが回転軸に固着されて円筒状のケース内に収納され、整流子が該アマーチャの一端側に位置するように該回転軸に固着されて円筒状のケース内に収納され、かつ、ブラシが該整流子に摺接するように該整流子の外周外側に周方向に複数配されて該ケース内に収納されてなる始動モータと、
この始動モータに回転駆動される出力軸と、
この出力軸にスプライン結合されたオーバーランニングクラッチと、
このオーバーランニングクラッチと一体に上記出力軸上を軸方向に摺動可能に設けられ、上記オーバーランニングクラッチを介して伝達された回転をエンジンのリングギヤに伝達するピニオンと、
上記オーバーランニングクラッチと上記ピニオンとを一体的に上記リングギヤの方向に付勢する電磁スイッチとを備えた始動電動機において、
上記始動モータは、上記整流子を上記ピニオン側に向けて配置され、
上記ケースの上記整流子の径方向外側の外周壁面が上記ブラシ間に入り込む円弧状凹部を形成するように成形され、
上記電磁スイッチは、上記円弧状凹部に納められて、上記アマーチャの鉄心部の整流子側端面と上記オーバーランニングクラッチの整流子側端面との間に、上記整流子の径方向外側に、中心軸を上記回転軸と略平行に、かつ、その一部を上記始動モータの外周面より径方向の内側に位置させるように配置されていることを特徴とする始動電動機。 - 上記回転軸の回転を減速して上記出力軸に伝達する遊星減速装置を備え、上記電磁スイッチが上記整流子および上記遊星減速装置のインターナルギヤの径方向外側に配置されていることを特徴とする請求項１記載の始動電動機。
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