JP5765974B2 - スタータ - Google Patents

Description

この発明は、例えば、自動車に搭載されるスタータに関するものである。

自動車の始動用に用いられるスタータとして、ハウジング内に、モータ部（モータ）と、モータ回路に設けられるメイン接点を開閉する電磁スイッチと、モータ部に駆動されて回転するピニオン軸と、このピニオン軸にクラッチと一体に支持されるピニオンギヤと、ピニオン軸と平行に配設される中間軸と、この中間軸に支持される中間歯車と、ピニオンギヤと中間歯車とを連結する繋留部材等を設けたものがある。そして、この繋留部材を介してピニオンギヤと一体に中間歯車を移動させてエンジンのリングギヤに噛み合わせるようになっている。

電磁スイッチは、電磁コイルへの通電によって電磁石を形成し、その電磁石の吸引力でプランジャを駆動（吸引）するソレノイドと、このソレノイドに固定される樹脂製の接点カバーとを有し、接点カバーの内部にメイン接点を配置している。また、クラッチは、シフトレバーを介して電磁スイッチのプランジャに連結され、そのプランジャの動きがシフトレバーを介して伝達されることにより、ヘリカルスプラインの作用でピニオン軸上を軸方向に移動できるようになっている。

このような構成のもと、電磁スイッチの電磁コイルに通電されて電磁石が形成されると、プランジャが電磁石に吸引されて移動する。このプランジャの移動がシフトレバーを介してクラッチに伝達されると、ピニオンギヤがクラッチと一体にピニオン軸上をモータ部とは反対方向に向かって移動すると共に、繋留部材によってピニオンギヤに連結される中間歯車がピニオンギヤに噛み合ったまま移動する。

また、電磁スイッチによってメイン接点が閉じると、車載バッテリからモータ部に給電されて電機子に回転力が発生し、その回転力が減速装置を介してピニオン軸に伝達される。ピニオン軸の回転は、クラッチを介してピニオンギヤに伝達され、さらにピニオンギヤに噛み合う中間歯車に伝達される。そして、モータ部の駆動トルクがピニオンギヤから中間歯車を介してリングギヤに伝達されて、エンジンをクランキングする（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１３２２９６号公報

ところで、上述の従来技術にあっては、例えば自動車の前突時にスタータに過大な荷重がかかると、ハウジングが変形する虞がある。このような場合であって、かつハウジングの変形箇所が例えば電磁スイッチやシフトレバーに対応する箇所である場合、ハウジングの変形に伴って電磁スイッチやシフトレバー等が変形してしまうことが考えられる。電磁スイッチやシフトレバー等が変形するとメイン接点が閉状態となる虞があり、このような場合、モータ部に不要な電力が供給されてしまう。

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、過大な荷重がかかった場合であってもモータ部に不要な電力が供給されることを確実に防止することができるスタータを提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、モータ部と、前記モータ部の回転力を受けて回転する出力軸と、前記出力軸の回転力をエンジンのリングギヤに伝達するための歯車機構と、前記モータ部への通電、遮断を行う接点機構と、前記接点機構の通電、遮断動作に伴って前記歯車機構を移動し、この歯車機構と前記リングギヤとを連係させる歯車移動機構とを有するスタータであって、少なくとも前記出力軸、前記歯車機構、前記接点機構、および前記歯車移動機構をハウジング内に収納し、前記ハウジングの前記接点機構が配置されている箇所を避けた部位に、前記ハウジングの剛性を弱めるための脆弱部を設けたことを特徴とする。

このように構成することで、スタータに過大な荷重がかかった場合、接点機構を避けた部位に設けられている脆弱部に応力が集中し、この脆弱部が変形する。このため、スタータにかかる荷重の接点機構への影響を回避でき、接点機構が閉じてモータ部に不要な電力が供給されるのを確実に防止することができる。

請求項２に記載した発明は、少なくとも前記出力軸、前記歯車機構、前記接点機構、および前記歯車移動機構をハウジング内に収納し、前記ハウジングの前記接点機構が配置されている箇所を避けた位置に、前記ハウジングの剛性を弱めるためのハウジング溝部を形成し、このハウジング溝部を前記脆弱部として設定したことを特徴とする。

このように構成することで、スタータに過大な荷重がかかった場合、ハウジング溝部に応力が集中し、このハウジング溝部を中心にしてハウジングが変形する。このため、接点機構がハウジングの変形の影響を受けてしまうことを回避できる。よって、スタータに過大な荷重がかかった場合において、接点機構が閉じてモータ部に不要な電力が供給されるのを簡素な構造で確実に防止することができる。

請求項３に記載した発明は、前記歯車移動機構は、前記歯車機構と前記接点機構とを連結するレバーを有し、このレバーに剛性を弱めるためのレバー溝部を形成し、このレバー溝部を前記脆弱部として設定したことを特徴とする。

このように構成することで、例えば、歯車機構側で受けた荷重がレバーを介して接点機構に伝達される際、荷重の大きさが所定以上になるとレバーがレバー溝部を中心にして変形し、接点機構側に荷重が伝達されるのが抑制される。このため、荷重によって接点機構が閉じ、モータ部に不要な電力が供給されるのを確実に防止することができる。

請求項４に記載した発明は、前記歯車移動機構は、前記歯車機構と前記接点機構とを連結するレバーを有し、前記レバーに、このレバーと、前記歯車機構、および前記接点機構の少なくとも何れか一方との連結が容易に解除可能な易解除部を設けたことを特徴とする。

このように構成することで、例えば、歯車機構側で受けた荷重がレバーを介して接点機構に伝達される際、荷重の大きさが所定以上になるとレバーと、歯車機構、および接点機構の少なくとも何れか一方との連結が解除される。このため、歯車機構側で受けた荷重がレバーを介して接点機構側に伝達されることが防止される。このため、荷重によって接点機構が閉じ、モータ部に不要な電力が供給されるのを確実に防止することができる。

請求項５に記載した発明は、前記ハウジングの一方側に前記出力軸、および前記歯車機構を配置すると共に、前記ハウジングの他方側に前記接点機構を配置し、前記ハウジングの前記接点機構が配置されている箇所よりも一方側に、前記ハウジング溝部を形成したことを特徴とする。

このように構成することで、スタータに過大な荷重がかかった場合に接点機構が閉じてしまうことを、より確実に防止することができる。

請求項６に記載した発明は、前記ハウジングの周方向全体に亘って前記ハウジング溝部を形成したことを特徴とする。

このように構成することで、スタータに過大な荷重がかかった場合に接点機構が閉じてしまうことを、さらに確実に防止することができる。

本発明によれば、スタータに過大な荷重がかかった場合、接点機構を避けた部位に設けられている脆弱部に応力が集中し、この脆弱部が変形する。このため、スタータにかかる荷重の接点機構への影響を回避でき、接点機構が閉じてモータ部に不要な電力が供給されるのを確実に防止することができる。

本発明の第１実施形態におけるスタータの断面図である。 本発明の第１実施形態におけるハウジングを一方からみた斜視図である。 本発明の第１実施形態におけるハウジングを他方からみた斜視図である。 本発明の第２実施形態におけるスタータの一部断面側面図である。 本発明の第２実施形態の第１変形例におけるシフトレバーの概略構成図である。 本発明の第２実施形態の第２変形例におけるシフトレバーの概略構成図である。

（第１実施形態）
（スタータ）
次に、この発明の第１実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
図１は、スタータの断面図であって、中心線より上側に静止状態を示し、下側に通電状態を示している。
同図に示すように、スタータ１は、不図示のエンジンの始動に必要な回転力を発生するためのものであって、モータ部３と、モータ部３に連結されている出力軸４と、出力軸４の回転力を不図示のエンジンのリングギヤ２３に伝達するための歯車機構１２０と、電磁装置９とを有している。電磁装置９は、モータ部３に対する電源供給路を開閉するスイッチユニット７を備え、このスイッチユニット７の可動接点板８、およびピニオン６を軸方向に沿って移動させるためのものである（詳細は後述する）。

モータ部３は、ブラシ付直流モータ５１と、ブラシ付直流モータ５１の回転軸５２に連結され、この回転軸５２の回転力を出力軸４に伝達するための遊星歯車機構２とにより構成されている。
ブラシ付直流モータ５１は、略円筒状のヨーク５３と、ヨーク５３の径方向内側に配置され、ヨーク５３に対して回転自在に設けられているアーマチュア５４とを有している。
ヨーク５３の内周面には、複数の永久磁石５７が周方向に磁極が順番となるように配設されている。

ヨーク５３の遊星歯車機構２とは反対側の一端には、ヨーク５３の開口部５３ａを閉塞するエンドプレート５５が設けられている。エンドプレート５５の径方向中央には、回転軸５２の一端を回転自在に支持するための滑り軸受５６が設けられている。
アーマチュア５４は、回転軸５２と、回転軸５２の永久磁石５７に対応する位置に外嵌固定されているアーマチュアコア５８と、回転軸５２のアーマチュアコア５８よりも遊星歯車機構２側（図１における左側）に外嵌固定されているコンミテータ６１とにより構成されている。

アーマチュアコア５８は、放射状に形成された複数のティース（不図示）と、周方向に隣接する各ティース間に形成された複数のスロット（不図示）とを有している。周方向に所定間隔をあけた２つのスロット間には、コイル５９が例えば波巻により巻装されている。コイル５９の端末部は、コンミテータ６１に向かって引き出されている。

コンミテータ６１には、複数枚のセグメント６２が周方向に沿って、かつ互いに絶縁されるように所定間隔をあけた状態で配設されている。
各セグメント６２のアーマチュアコア５８側端には、折り返すように曲折形成されたライザ６３が設けられている。このライザ６３にアーマチュアコア５８に巻装されているコイル５９の端末部が接続されるようになっている。

ヨーク５３の他端には、有底筒状のトッププレート１２が設けられており、このトッププレート１２のアーマチュアコア５８側の内面に、遊星歯車機構２が配置されている。
遊星歯車機構２は、回転軸５２に外嵌固定されているサンギヤ１３と、サンギヤ１３に噛合され、サンギヤ１３を中心に公転する複数のプラネタリギヤ１４と、これらプラネタリギヤ１４の外周側に設けられた環状の内歯リングギヤ１５とにより構成されている。

複数のプラネタリギヤ１４は、キャリアプレート１６により連結されている。キャリアプレート１６には、各プラネタリギヤ１４に対応する位置に支持シャフト１６ａが立設されており、ここにプラネタリギヤ１４が回転自在に支持されている。また、キャリアプレート１６の径方向中央には、出力軸４の一端が接合されている。

内歯リングギヤ１５は、トッププレート１２の内周面に一体成形されている。トッププレート１２の底面には、径方向中央に滑り軸受１２ａが設けられている。この滑り軸受１２ａは、回転軸５２と同軸上に配置されている出力軸４の一端を回転自在に支持するためのものである。

また、トッププレート１２には、不図示のエンジンにスタータ１を固定するためのハウジング１７が接合されている。ハウジング１７は有底筒状に形成されており、開口部１７ａ側に、トッププレート１２が開口部１７ａを閉塞するように接合されている。
ハウジング１７の開口部１７ａ側外周面には、軸方向に沿うように雌ネジ部１７ｂが刻設されている。

一方、ブラシ付直流モータ５１のヨーク５３の一端側（図１における右端側）に配置されたエンドプレート５５には、雌ネジ部１７ｂに対応する位置にボルト孔５５ａが形成されている。このボルト孔５５ａにボルト９１を挿入し、雌ネジ部１７ｂにボルト９１を螺入することによって、モータ部３とハウジング１７とが一体化される。
さらに、ハウジング１７には、底部１７ｃの径方向中央に出力軸４の一端を回転自在に支持するための滑り軸受１７ｄが設けられている。

出力軸４の一端には、回転軸５２の他端を挿入可能な凹部４ａが形成されている。この凹部４ａの内周面には、滑り軸受４ｂが圧入されており、出力軸４と回転軸５２とが相対回転可能に連結されるようになっている。

出力軸４の軸方向略中央には、外周面にヘリカルスプライン１９が形成されている。このヘリカルスプライン１９には、クラッチ５を構成する略円筒状のクラッチアウタ１８が噛合されている。クラッチアウタ１８には、モータ部３側に縮径形成されたスリーブ１８ａが一体成形されており、このスリーブ１８ａの内周面にヘリカルスプライン１９に噛合うヘリカルスプライン１８ｂが形成されている。
このようにヘリカルスプライン嵌合されている出力軸４とクラッチアウタ１８との間には、このクラッチアウタ１８の相対移動を円滑に行うための不図示のグリス等が塗布されている。

出力軸４のヘリカルスプライン１９よりも他端側（図１における左側）には、ストッパプレート２０が設けられている。ストッパプレート２０とクラッチアウタ１８のスリーブ１８ａとの間には、出力軸４を取り囲むように形成された第２リターンスプリング２１が圧縮変形した状態で設けられている。これにより、クラッチアウタ１８は、常時モータ部３側へ向かって押し戻されるように付勢された状態になる。

ハウジング１７の内壁には、クラッチアウタ１８のモータ部３側への変位を規制するリング状のストッパ９４が設けられている。このストッパ９４は、樹脂やゴム等により形成され、クラッチアウタ１８が当接した際の衝撃を緩和できるようになっている。

また、クラッチアウタ１８には、クラッチ５を構成するクラッチインナ２２がクラッチアウタ１８に相対的に軸方向に変位不能、かつ相対回転不能に係合されている。
ここで、クラッチ５は、クラッチアウタ１８とクラッチインナ２２との間に生じるトルク差、および回転速度差が所定値以内の場合、互いに回転力を伝達する一方、トルク差、および回転速度差が所定値を越えた場合、回転力の伝達が遮断されるように構成されている。

クラッチ５のクラッチインナ２２は略円筒状に形成されており、出力軸４にスライド移動可能に外嵌されている。クラッチインナ２２のストッパプレート２０に対応する一端側には、ストッパプレート２０との干渉を避けるように凹部２２ａが形成されている。

（歯車機構）
一方、クラッチインナ２２の他端側には、ピニオン６が一体成形されている。ピニオン６は、歯車機構１２０の一方を構成するものである。ピニオン６は、出力軸４に摺動可能に外嵌されている筒部７１と、この外周面に一体成形され、後述のアイドルギヤ８０に噛合される外歯車部７２とからなる。そして、筒部７１とクラッチインナ２２とが一体成形されている。

また、筒部７１の基端側であるクラッチ５側には、外フランジ部７３が一体成形されている。さらに、筒部７１の先端側には、この筒部７１よりも縮径形成された筒状のボス部７４が筒部７１と同軸上に一体成形されている。これら筒部７１とボス部７４との内周面に、一対の滑り軸受６ａ，６ｂが圧入固定されている。

ボス部７４には、ピニオンワッシャ７５が外嵌固定されている。ピニオンワッシャ７５は、ボス部７４に取り付けられている止め輪７６によって抜け方向への移動が規制されている。そして、ピニオンワッシャ７５と外フランジ部７３との間に、歯車機構１２０の他方を構成するアイドルギヤ８０が介在するようになっている。
アイドルギヤ８０は、ハウジング１７に設けられたアイドルシャフト８１に軸支されている。

ここで、ハウジング１７の一側には、アイドルギヤ８０に対応する位置に、ハウジング１７を不図示のエンジンに固定するためのフランジ部１０５が形成されており（図１〜図３参照）、このフランジ部１０５にアイドルシャフト８１も固定することができるようになっている。より詳しくは、フランジ部１０５には、アイドルギヤ８０、およびアイドルシャフト８１が一側に露出される開口部７７が形成されていると共に、底部１７ｃからアイドルシャフト８１を挿通可能な挿通孔７８が形成されている。

挿通孔７８は、この軸方向が出力軸４の軸方向と平行になるように形成されている。このように形成された挿通孔７８に挿入されたアイドルシャフト８１は、フランジ部１０５側から螺入されるセットスクリュー７９によって抜け方向への移動、および軸周り方向の回転が規制されるようになっている。

アイドルシャフト８１に軸支されているアイドルギヤ８０は、アイドルシャフト８１に摺動可能に外嵌されている筒部８２と、この筒部８２の外周面に一体成形され、ピニオン６の外歯車部７２、および不図示のエンジンのリングギヤ２３に噛合う外歯車部８３とを有している。筒部８２の内周面には一対の滑り軸受８４ａ，８４ｂが圧入固定されており、これによってアイドルシャフト８１にアイドルギヤ８０が摺動可能に軸支される。

また、筒部８２における外歯車部８３のクラッチ５側には、円板状のカラー８４が外嵌されている。カラー８４の抜け方向への移動は、筒部８２に取り付けられている止め輪８５によって規制されている。また、カラー８４の外径は、外歯車部８３の外径と略同一になるように設定されている。さらに、カラー８４と外歯車部８３との軸方向の厚さは、ピニオン６の外フランジ部７３とピニオンワッシャ７５との間の距離と略同一、またはそれよりも若干小さくなる程度に設定されている。

すなわち、アイドルギヤ８０は、外歯車部８３とカラー８４とがピニオン６の外フランジ部７３とピニオンワッシャ７５とによって摺動可能に挟持された状態になっている。そして、アイドルギヤ８０は、ピニオン６と共にアイドルシャフト８１上を移動するようになっている。これにより、アイドルギヤ８０がリングギヤ２３に噛合されたり、噛合解除されたりする。
ここで、カラー８４は、ピニオン６とアイドルギヤ８０との間の摺動性を向上させるための役割を有しており、潤滑剤としてのグリス等が塗布されている。また、ハウジング１７に形成されている開口部７７の軸方向の幅Ｗ１は、アイドルギヤ８０がピニオン６と共に軸方向に移動可能な大きさに設定されている。

（電磁装置）
また、ハウジング１７の内周面には、クラッチ５よりもモータ部３側に、略円筒状に形成され、電磁装置９を構成する励磁コイル２４が設けられている。この励磁コイル２４は、径方向中央の大部分が大きく開口された有底筒状のヨーク２５と、ヨーク２５の底部２５ａとは反対側端に設けられた円環状のプランジャホルダ２６とにより形成される収納凹部２５ｂに収納されている。励磁コイル２４は、スイッチユニット７に設けられた不図示のダイオード、およびコネクタを介し、不図示のイグニションスイッチに電気的に接続されている。

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略円筒状のスイッチプランジャ２７が励磁コイル２４に対して軸方向にスライド可能に設けられている。さらに、このスイッチプランジャ２７と出力軸４の外周面との間の空隙に略円筒状のギヤプランジャ２８が設けられている。
これらスイッチプランジャ２７とギヤプランジャ２８は、互いに同心円状に設けられ、軸方向に相対移動可能に設けられている。

スイッチプランジャ２７のモータ部３側端には、外フランジ部２９が一体成形されている。この外フランジ部２９の外周部側には、連結ロッド３０が軸方向に沿って立設されている。この連結ロッド３０は、モータ部３のトッププレート１２を貫通している。連結ロッド３０のトッププレート１２から突出した端部には、ブラシ付直流モータ５１のコンミテータ６１に隣接配置されたスイッチユニット７の可動接点板８が連結されている。

可動接点板８は、連結ロッド３０に対して軸方向に沿ってスライド移動可能に取り付けられていると共に、コイルバネ３２によって浮動的に支持されている。そして、可動接点板８は、コンミテータ６１の周囲に設けられたブラシステー３３に固定されているスイッチユニット７の固定接点板３４に対し、近接離反可能になっている。

固定接点板３４は、連結ロッド３０を挟んでコンミテータ６１側である径方向内側に配置された第１固定接点板３４ａと、コンミテータ６１とは反対側である径方向外側に配置された第２固定接点板３４ｂとに分割構成されている。これら第１固定接点板３４ａ、および第２固定接点板３４ｂに可動接点板８が跨るように当接するようになっている。可動接点板８が第１固定接点板３４ａ、および第２固定接点板３４ｂに当接することにより、両者３４ａ，３４ｂが導通される。

また、スイッチプランジャ２７は、外フランジ部２９とハウジング１７の内壁との間に圧縮した状態で設けられている第１リターンスプリング３５によって、モータ部３側に向かって付勢された状態になっている。これにより、スイッチプランジャ２７は、通常、接点間を開いた状態（図１における中心線よりも上側の状態）で静止している。

一方、ギヤプランジャ２８は樹脂で形成されたものであって、モータ部３側の外周面にリング状の鉄心２８ａが装着されている。また、ギヤプランジャ２８のモータ部３側には、軸方向平面視略円環状の凹部２８ｂが形成されており、ここに出力軸４を取り囲むように形成されたシフトスプリング３６が収納されている。
また、スイッチプランジャ２７の内周面には、シフトスプリング３６の端部に対応する位置に、軸方向平面視略円環状の受け皿４８が設けられている。この受け皿４８とギヤプランジャ２８の凹部２８ｂの底面とにより、シフトスプリング３６の軸方向への移動が規制されている。

スイッチユニット７の固定接点板３４が固定されているブラシステー３３には、コンミテータ６１の周囲に複数のブラシ４１が進退可能に配置されている。各ブラシ４１の基端側には、コイルスプリング４２が設けられている。このコイルスプリング４２によって、各ブラシ４１がコンミテータ６１側に向かって付勢され、各ブラシ４１の先端がコンミテータ６１のセグメント６２に摺接するようになっている。
ブラシ４１は、陽極側ブラシと陰極側ブラシとで構成され、このうちの陽極側ブラシが不図示のピグテールを介して固定接点板３４の第１固定接点板３４ａに接続されている。一方、固定接点板３４の第２固定接点板３４ｂには、ターミナルボルト４４を介して不図示のバッテリの陽極が電気的に接続される。

すなわち、固定接点板３４に可動接点板８が当接した際、ターミナルボルト４４、固定接点板３４、ピグテール（不図示）を介してブラシ４１の陽極側ブラシに電圧が印加され、コイル５９に電流が供給されるようになっている。
ターミナルボルト４４は、スタータ１に取り付けるためのカバー４５を有している。カバー４５は、ヨーク１０、およびハウジング１７に挟持された状態で固定されている。
また、ブラシ４１の陰極側ブラシは、不図示のピグテールを介して後述のセンタープレート４３に接続されている。そして、このセンタープレート４３、ハウジング１７、および不図示の車体を介して、バッテリの陰極にブラシ４１の陰極側ブラシが電気的に接続されるようになっている。

ブラシステー３３とトッププレート１２との間には、金属により形成されたリング状のセンタープレート４３が介設されており、遊星歯車機構２とブラシ付直流モータ５１との間を隔絶している。このセンタープレート４３の径方向略中央には、円筒部４３ａがコンミテータ６１側に向かって突設されている。
円筒部４３ａの内径は、回転軸５２の直径よりもやや大きく設定されており、円筒部４３ａと回転軸５２との間の微小間隙が形成されるようになっている。この円筒部４３ａの遊端は、コンミテータ６１の端面に形成された凹部６１ａに臨まされ、遊星歯車機構２のグリスがコンミテータ６１側へ漏洩することを防止している。

（ハウジングとこれに形成されている脆弱部の作用）
図２は、ハウジングを一方からみた斜視図、図３は、ハウジングを他方からみた斜視図である。
ここで、図１〜図３に示すように、ハウジング１７は、クラッチ５、およびピニオン６が収納されている部位よりも電磁装置９、およびスイッチユニット７が収納されている開口部１７ａ側が段差により拡径形成されている。すなわち、ハウジング１７の周壁１７ｅは、底部１７ｃ側の小径部１０１と、開口部１７ａ側の大径部１０２とを連続形成することにより構成されている。

また、大径部１０２のスイッチユニット７に対応する箇所に、スイッチ収納部１０３が一体成形された状態になっている。さらに、ハウジング１７の一側に形成されているフランジ部１０５は、底部１７ｃから大径部１０２の軸方向略中央よりもやや小径部１０１側に至る間に延在した状態になっている。

このように構成されたハウジング１７の小径部１０１には、大径部１０２との接続部、およびフランジ部１０５との接続部に沿うように、溝部１０４が一連に形成されている。すなわち、溝部１０４は、スイッチ収納部１０３よりも底部１７ｃ側に位置する小径部１０１と大径部１０２との接続部に形成されている。また、溝部１０４は、ハウジング１７のスイッチ収納部１０３を避けるように、小径部１０１とフランジ部１０５との接続部に形成されている。

ハウジング１７に溝部１０４を形成することにより、この溝部１０４が形成されている箇所の剛性が弱まる。すなわち、溝部１０４は、例えば車両の前突等によりハウジング１７にかかる荷重の応力を集中させる脆弱部１１０として機能する。
より具体的に説明すると、例えば車両前突時にスタータ１に過大な前突荷重がかかった際、不図示のエンジンにハウジング１７のフランジ部１０５が固定されているので、モータ部３に慣性力が作用して、このモータ部３がフランジ部１０５を基点として振れる。

モータ部３が振れると、ハウジング１７に曲折荷重がかかる。このとき、ハウジング１７には、脆弱部１１０である溝部１０４が形成されているので、この溝部１０４に応力が集中する。このため、ハウジング１７は、溝部１０４を中心にして曲折変形する。溝部１０４は、スイッチ収納部１０３を避けるように形成されているので、例えば可動接点板８をスライド移動させる連結ロッド３０の変形が防止される。つまり、スイッチユニット７の変形が防止される。
よって、例えばスタータ１に過大な前突荷重がかかった場合、固定接点板３４と可動接点板８とが接触してしまうことを防止でき、モータ部３に電力が供給されてしまうのを確実に防止できる。

（スタータの動作）
次に、図１に基づいて、スタータ１の動作について説明する。
同図に示すように、まず、励磁コイル２４に電流を供給する前の静止状態にあっては、スイッチプランジャ２７は、第１リターンスプリング３５に付勢されてモータ部３側（図１における右側）へ一杯に移動し、外フランジ部２９がトッププレート１２に当接した状態で停止している。そして、外フランジ部２９に立設されている連結ロッド３０に設けられている可動接点板８は、固定接点板３４に対して離間している。

これと同時に、第２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と一体化されているクラッチインナ２２、およびギヤプランジャ２８をモータ部３側へ一杯に移動している。そして、クラッチ５のクラッチアウタ１８がストッパ９４に当接した位置で停止しており、ピニオン６とリングギヤ２３との結合が断たれている。

この状態からイグニションスイッチをオンすると、励磁コイル２４に電流が供給されて励磁される。すると、スイッチプランジャ２７、およびギヤプランジャ２８を磁束が通る磁路が形成され、これらスイッチプランジャ２７、およびギヤプランジャ２８がリングギヤ２３側（図１における左側）へ向かって移動する。
このとき、スイッチプランジャ２７がギヤプランジャ２８の鉄心２８ａよりもプランジャホルダ２６とのギャップ（軸方向クリアランス）が小さく、吸引力が大きいので、ギヤプランジャ２８に先行してスイッチプランジャ２７が移動する。

ここで、シフトスプリング３６のバネ力は、ピニオン６の静止状態にあってはクラッチアウタ１８に設けられた第２リターンスプリング２１のバネ力より弱く設定されている。
また、ギヤプランジャ２８よりも先に移動するスイッチプランジャ２７による最大圧縮状態に至る途中で、第２リターンスプリング２１のバネ力より強くなるように設定されている。
すなわち、シフトスプリング３６のバネ力は、第２リターンスプリング２１のバネ力より弱いため、スイッチプランジャ２７の吸引移動の初期ではギヤプランジャ２８の静止状態が保たれて、先にシフトスプリング３６が圧縮変形される。

スイッチプランジャ２７がリングギヤ２３側へ向かって移動すると、外フランジ部２９、および連結ロッド３０を介して可動接点板８が固定接点板３４側に向かって移動し、固定接点板３４に接触する。このとき、スイッチプランジャ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の押圧力が両接点板８，３４間に加わることになる。

固定接点板３４に可動接点板８が接触すると、ブラシ４１の陽極側ブラシにバッテリの電圧が印加され、コンミテータ６１のセグメント６２を介してコイル５９が通電される。すると、アーマチュアコア５８に磁界が発生し、この磁界とヨーク１０に設けられている永久磁石５７との間で磁気的な吸引力や反発力が生じる。これにより、アーマチュア５４が継続的に回転する。

アーマチュア５４が回転することにより、このアーマチュア５４の回転軸５２の回転力が遊星歯車機構２を介して出力軸４に伝達され、出力軸４が回転する。出力軸４が回転することにより、出力軸４のヘリカルスプライン１９に噛合うクラッチアウタ１８が連れ回り、クラッチ５に慣性力が作用する。そして、慣性力によってクラッチ５がヘリカルスプライン１９に沿うように第２リターンスプリング２１のバネ力に抗してリングギヤ２３側へ向かって押し出される。
ここで、ギヤプランジャ２８には、リングギヤ２３側へ向かう力が作用しているので、クラッチ５の移動に伴ってギヤプランジャ２８もリングギヤ２３側へ向かって移動する。

クラッチ５がリングギヤ２３側へ向かって押し出されることにより、クラッチ５と一体化しているピニオン６がリングギヤ２３側へと回転しながら押し出される。すると、ピニオン６と共にアイドルギヤ８０が押出される。そして、リングギヤ２３とアイドルギヤ８０の外歯車部８３が噛合い、出力軸４の回転力がリングギヤ２３に伝達される（図１における中心線よりも下側の状態）。

すなわち、クラッチ５と、このクラッチ５のクラッチアウタ１８が嵌合されている出力軸４のヘリカルスプライン１９が形成されている部分がピニオン６やアイドルギヤ８０を移動させ、このアイドルギヤ８０をリングギヤ２３に噛合させる歯車移動機構として機能している。そして、リングギヤ２３とアイドルギヤ８０の外歯車部８３が噛合い、出力軸４の回転力がリングギヤ２３に伝達されることによって、エンジンが始動する。

ここで、アーマチュア５４の回転が安定し、加速が止まると、出力軸４の回転、およびヘリカルスプライン結合によるピニオン６をリングギヤ２３側へ向かって移動させる慣性力が弱まることになる。しかしながら、ギヤプランジャ２８にリングギヤ２３側へ向かう力が作用するので、この力がピニオン６、およびアイドルギヤ８０をリングギヤ２３側へ向かって移動させる推進力を増大させる。このため、リングギヤ２３に向かってより大きな突入力をもってアイドルギヤ８０の外歯車部８３が噛み込む。

さらに、ギヤプランジャ２８には、リングギヤ２３側へ向かう力が作用しているので、この力、およびシフトスプリング３６の復元力によって、リングギヤ２３に対するピニオン６の噛合状態が確実に維持される。
そして、ピニオン６の噛み合い位置では、ストッパプレート２０にクラッチアウタ１８が当接するようになっている。ストッパプレート２０によってクラッチアウタ１８の軸方向への移動が規制される。

続いて、エンジンが始動し、ピニオン６の回転数が出力軸４の回転数を上回ると、クラッチ５が作用してピニオン６が空転する。このような状態になると、不図示の制御機器からの信号に基づいて、イグニションスイッチがオフされ、励磁コイル２４への通電が停止される。より具体的には、不図示の制御機器は、リングギヤ２３の回転数が、例えば約４００ｒｐｍ以上になると励磁コイル２４への通電を遮断する信号を出力する。なお、リングギヤ２３の回転数は、車体に設けられた不図示の回転センサ等を用いて検出する。

ここで、励磁コイル２４への通電を停止すると、スイッチプランジャ２７、およびギヤプランジャ２８を磁束が通る磁路が消磁され、励磁コイル２４によるスイッチプランジャ２７、およびギヤプランジャ２８のリングギヤ２３側への付勢力が作用しなくなる。さらに、クラッチアウタ１８に対する第２リターンスプリング２１の付勢力、およびスイッチプランジャ２７に対する第１リターンスプリング３５の付勢力が作用する。これによって、アイドルギヤ８０がリングギヤ２３から離脱し、アイドルギヤ８０、およびピニオン６が後退する。また、これと同時に、可動接点板８が固定接点板３４から離間してブラシ付直流モータ５１が停止する。

（効果）
したがって、上述の第１実施形態によれば、ハウジング１７の小径部１０１には、大径部１０２との接続部、およびフランジ部１０５との接続部に沿うように、溝部１０４が一連に形成されているので、例えばスタータ１に過大な前突荷重がかかった場合、固定接点板３４と可動接点板８とが接触してしまうことを防止でき、モータ部３に電力が供給されてしまうのを確実に防止できる。
また、ハウジング１７に溝部１０４を形成し、これを荷重応力を集中させる脆弱部１１０として機能させるので、脆弱部１１０を低コストに形成することができる。

（第２実施形態）
（スタータ）
次に、この発明の第２実施形態について、図４に基づいて説明する。なお、第１実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明する。
図４は、第２実施形態のスタータの一部断面側面図であって、中心線より上側に静止状態を示し、下側に通電状態を示している。
同図に示すように、第２実施形態のスタータ２０１は、モータ部３と、モータ部３にクラッチ２０５を介して連結されているピニオン軸２０４とピニオン軸２０４に支持されているピニオン２０６と、ピニオン軸２０４にシフトレバー２１０を介して連結されている電磁装置２０９とを有している。

電磁装置２０９は、モータ部３に電源供給路を開閉するスイッチユニット２０７と、励磁コイル２２４と、この励磁コイル２２４への通電によって形成される磁界による磁気的な吸引力で駆動するプランジャ２２７とを有している。プランジャ２２７は、励磁コイル２２４が消磁された際に押し戻されるようにリターンスプリング２３５やピニオン２０６をリングギヤ２３に噛合させるための反力を蓄えるドライブスプリング２３６に付勢されている。
このドライブスプリング２３６を介し、プランジャ２２７と、シフト用ロッド２２８とが連結されている。シフト用ロッド２２８は、プランジャ２２７の動きをシフトレバー２１０に伝達するためのものである。

スイッチユニット２０７は、一組の固定接点と、これら一組の固定接点間を断続する可動接点（何れも不図示）とを有している。可動接点は、プランジャ２２７と一体に可動するように構成されている。そして、可動接点が固定接点に接触すると、一組の固定接点間が導通され、モータ部３に電力が供給されるように構成されている。
シフトレバー２１０は、揺動自在に支持されるレバー支点部２１０ａを有し、このレバー支点部２１０ａより一端側のレバー端部２１０ｂが、シフト用ロッド２２８に連結され、レバー支点部２１０ａより他端側のレバー端部２１０ｃがピニオン軸２０４に係合している。そして、プランジャ２２７の動きをピニオン軸２０４に伝達するようになっている。

すなわち、プランジャ２２７が励磁コイル２２４に吸引されてスイッチユニット２０７側（図４における右側）へ移動すると、シフト用ロッド２２８に連結されたレバー端部２１０ｂがプランジャ２２７に引かれて移動することにより、レバー端部２１０ｃがレバー支点部２１０ａを中心に揺動して、ピニオン軸５をモータ部３とは反対側（図４における左側）へ押出す。これにより、リングギヤ２３にピニオン２０６が噛合い、モータ部３の回転力がリングギヤ２３に伝達されることによって、エンジンが始動する。

ここで、シフトレバー２１０には、短手方向に沿って溝部２１４が形成されている。これにより、シフトレバー２１０の溝部２１４が形成されている箇所の剛性が弱まる、すなわち、溝部２１４は、例えば車両の前突等によりシフトレバー２１０にかかる荷重の応力を集中させる脆弱部３１０として機能する。

より具体的に説明すると、例えばスタータ２０１のモータ部３側に荷重がかかると、この荷重がシフトレバー２１０を介して電磁装置２０９側に伝達される。ここで、例えば車両前突時による過大な荷重がかかると、シフトレバー２１０に過大な曲折荷重がかかる。このとき、シフトレバー２１０には、溝部２１４が形成されているので、この溝部２１４に応力が集中する。このため、シフトレバー２１０は、溝部２１４を中心にして曲折変形する。このように、シフトレバー２１０に所定値を超えた荷重がかかると、この荷重が電磁装置２０９側に伝達されてしまうことを防止できる。
したがって、上述の第２実施形態によれば、前述の第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

なお、上述の第２実施形態では、シフトレバー２１０に溝部２１４を形成し、シフトレバー２１０に荷重がかかると、このシフトレバー２１０が溝部２１４を中心にして曲折変形する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、シフトレバー２１０は、モータ部３側に過大な荷重がかかった場合に、この荷重の電磁装置２０９側への伝達を遮断可能に構成されていればよい。より具体的に、以下の図５、図６に基づいて説明する。

（第２実施形態の第１変形例）
図５は、シフトレバーの第１変形例を示す概略構成図である。
同図に示すように、第１変形例のシフトレバー４１０は、一対のレバー片３１１ａ，３１１ｂを互いに重ね合わせるように接合されてなるものである。また、モータ部３、および電磁装置２０９は、それぞれモータ部３にかかる荷重Ｆ１の力方向に沿うように並んで配置されている。
すなわち、シフトレバー４１０は、モータ部３にかかる荷重Ｆ１の力方向を中心にして両側に一対のレバー片３１１ａ，３１１ｂが位置するように設けられている。このような、一対のレバー片３１１ａ，３１１ｂは、荷重Ｆが所定値を超えると互いに脱着可能に接合されている。

このような構成のもと、例えば車両の前突等によりモータ部３に荷重Ｆ１がかかると、シフトレバー４１０の一対のレバー片３１１ａ，３１１ｂに、互いに離反する方向に向かう力Ｆ２が作用する。このとき、荷重Ｆ１が所定値を超えていると、一対のレバー片３１１ａ，３１１ｂが離反し、シフトレバー４１０を介したピニオン軸２０４と電磁装置２０９のシフト用ロッド２２８との連結が解除される。
すなわち、シフトレバー４１０を構成する一対のレバー片３１１ａ，３１１ｂは、例えば車両の前突時にピニオン軸２０４とシフト用ロッド２２８との連結を容易に解除するための易解除部４０１として機能している。このため、モータ部３にかかる荷重Ｆ１が電磁装置２０９に伝達されることが防止される。よって、前述の第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

（第２実施形態の第２変形例）
図６は、シフトレバーの第２変形例を示す概略構成図である。
同図に示すように、第２変形例のシフトレバー５１０は、一端側のレバー端部５１０ａと他端側のレバー端部５１０ｂとにそれぞれフック部５１１，５１２を有している。これらフック部５１１，５１２のうち、モータ部３側のピニオン軸２０４に連結されているフック部５１２は、モータ部３にかかる荷重Ｆ１の力方向側に向かって開口するように設けられている。
また、モータ部３、および電磁装置２０９は、それぞれモータ部３にかかる荷重Ｆ１の力方向に対して交差するように並んで配置されている。すなわち、シフトレバー５１０は、この長手方向がモータ部３にかかる荷重Ｆ１の力方向に対して交差する向きで設けられている。

このような構成のもと、例えば車両の前突等によりモータ部３に荷重Ｆ１がかかると、ピニオン軸２０４がフック部５１２から外れる方向に向かって（図６における左側に向かって）変位する。このため、シフトレバー５１０とピニオン軸２０４との連結が解除される。すなわち、シフトレバー５１０の他端側のレバー端部５１０ｂに設けられているフック部５１２は、例えば車両の前突時にピニオン軸２０４とシフト用ロッド２２８との連結を容易に解除するための易解除部５０１として機能している。
このため、モータ部３にかかる荷重Ｆ１が電磁装置２０９に伝達されることが防止され、前述の第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の第１実施形態では、ハウジング１７に溝部１０４を形成し、これを脆弱部１１０として設定した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、ハウジング１７の剛性を弱め、荷重応力を集中することができるものであればよい。例えば、溝部１０４に代わって、ハウジング１７の小径部１０１に他の部分の肉厚よりも薄肉となる薄肉部を形成し、この薄肉部を脆弱部１１０として設定してもよい。

また、溝部１０４の断面形状は特に限定されるものではなく、丸溝やＶ溝等、さまざまな形状を採用することができる。
さらに、上述の第１実施形態では、ハウジング１７の小径部１０１における、大径部１０２との接続部、およびフランジ部１０５との接続部に沿うように、溝部１０４を形成した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものはなく、ハウジング１７のスイッチユニット７が配置されている位置を避けるように溝部１０４が形成されていればよい。

そして、上述の第１実施形態では、スタータ１のモータ部３、電磁装置９、出力軸４、およびピニオン６を同軸上に配置した場合について説明した。そして、モータ部３の駆動に伴って出力軸４が回転することにより、クラッチ５に生じる慣性力を利用してピニオン機構７０をリングギヤ２３側に向かって移動させる場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、電磁装置９がモータ部３の径方向外側に配置され、例えばシフトレバーを用いてピニオン機構をスライド移動させるように構成したスタータのハウジングにも、スイッチユニットが配置された箇所を避けるように溝部を形成することが可能である。

また、上述の第１実施形態では、ピニオン６、およびアイドルギヤ８０を介してリングギヤ２３に出力軸４の回転力を伝達する、所謂サイドマウントタイプのスタータ１のハウジング１７に溝部１０４を形成した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、リングギヤにピニオンを直接噛合いさせて出力軸の回転力をリングギヤに伝達するタイプのスタータのハウジングにも、溝部１０４を形成することが可能である。

１，２０１ スタータ
３ モータ部
４，２０４ 出力軸
５，２０５ クラッチ（歯車移動機構）
６，２０６ ピニオン（歯車機構）
７，２０７ スイッチユニット（接点機構）
９，２０９ 電磁装置
１７ ハウジング
１８ クラッチアウタ（歯車移動機構）
１８ａ ヘリカルスプライン（歯車移動機構）
１９ ヘリカルスプライン（歯車移動機構）
２３ リングギヤ
８０ アイドルギヤ（歯車機構）
１０４ 溝部（ハウジング溝部）
１１０，３１０ 脆弱部
１２０ 歯車機構
２１０，４１０，５１０ シフトレバー（レバー）
２１４ 溝部（レバー溝部）
４０１，５０１ 易解除部

Claims (6)

1. モータ部と、
   前記モータ部の回転力を受けて回転する出力軸と、
   前記出力軸の回転力をエンジンのリングギヤに伝達するための歯車機構と、
   前記モータ部への通電、遮断を行う接点機構と、
   前記接点機構の通電、遮断動作に伴って前記歯車機構を移動し、この歯車機構と前記リングギヤとを連係させる歯車移動機構とを有するスタータであって、
   少なくとも前記出力軸、前記歯車機構、前記接点機構、および前記歯車移動機構をハウジング内に収納し、
   前記ハウジングの前記接点機構が配置されている箇所を避けた部位に、前記ハウジングの剛性を弱めるための脆弱部を設けたことを特徴とするスタータ。
2. 前記脆弱部は、前記ハウジングに形成されたハウジング溝部であることを特徴とする請求項１に記載のスタータ。
3. 前記歯車移動機構は、前記歯車機構と前記接点機構とを連結するレバーを有し、
   このレバーに剛性を弱めるためのレバー溝部を形成し、このレバー溝部を前記脆弱部として設定したことを特徴とする請求項１に記載のスタータ。
4. 前記歯車移動機構は、前記歯車機構と前記接点機構とを連結するレバーを有し、
   前記レバーに、このレバーと、前記歯車機構、および前記接点機構の少なくとも何れか一方との連結が容易に解除可能な易解除部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のスタータ。
5. 前記ハウジングの一方側に前記出力軸、および前記歯車機構を配置すると共に、前記ハウジングの他方側に前記接点機構を配置し、
   前記ハウジングの前記接点機構が配置されている箇所よりも一方側に、前記ハウジング溝部を形成したことを特徴とする請求項２に記載のスタータ。
6. 前記ハウジングの周方向全体に亘って前記ハウジング溝部を形成したことを特徴とする請求項２または請求項５に記載のスタータ。

Images