JP6873189B2 - スタータおよびスタータの組立方法 - Google Patents

Description

本願は、スタータに関する。

一般にエンジン始動用スタータのような直流電動機において、電機子軸端部に設置された整流子と、整流子の外周方向に設置されたブラシとで整流作用を得ている。
ブラシはブラシホルダに摺動自在に収納されており、同じくブラシホルダに収納されるスプリングによって整流子外周面に押圧されながら摺接し、そのブラシホルダがベースに組付けられるブラシ保持装置を有する電動機が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００９−７１９２５号公報

しかしながら、特許文献１のスタータにおいては、電機子軸を回転支持する軸受がリヤブラケットに設置されており、また整流子外周面に摺接するブラシはブラシホルダを介してベースに保持され、そのベースとリヤブラケットをネジで締め付けることにより固定する構成となっている。この構成では、ベースをヨークに位置決めした後、リヤブラケットをベースに位置決めして固定するため、ベースとヨークとの位置決めを安定して行うことができないと、リヤブラケットに設けられた軸受とヨークとの位置精度が悪化する。この影響で、スプリングによりブラシを整流子外周面に押圧する荷重にアンバランスが発生することから、振動による騒音の発生またはブラシの偏摩耗の要因となっていた。
また、リヤブラケットを直接ヨークに位置決めする方法として、リヤブラケットに構成した凸形状部がベースを貫通することで、ヨークに位置決めする方法も知られている。しかし、これを実現するためにはリヤブラケットの厚みを厚くする必要があり、重量およびコスト増加の要因となっていた。

本願は、上記の問題点を解決するためになされたもので、ブラシと整流子との芯ずれによる騒音と、ブラシ偏摩耗を抑制するとともに、軽量かつ低コストなスタータを提供することを目的とする。

本願に開示されるスタータは、
磁気回路を形成する円筒状のヨーク、このヨークからの磁束により回転トルクを発生する電機子、電機子の回転軸と同軸上に設置され、外周部に摺動面を構成する整流子、整流子の摺動面に外周方向からスプリングにより押圧され摺接するブラシ、ブラシとスプリングを収納するブラシホルダ、ブラシホルダを保持する円盤状のベースを備えたものであって、ベースには、その中央部にバーリング加工により形成された孔部からなり電機子を回転自在に支持する軸受を保持する軸受保持部、ブラシホルダを保持する径方向に延びるガイド壁、ガイド壁と軸受保持部との間にブラシを仮止めするための治具を挿入するための貫通孔、ガイド壁の形成されていない外周部にヨークの一端側開口部内径と一定の幅で面接触する位置決めのための複数の突起部、が形成されており、ベースは、位置決めのための複数の突起部によりヨークに位置決めされた状態で当接しているとともに、ベースと同等の厚みの平板状部材で形成されたリヤブラケットとヨークとに挟持され固定されている、ことを特徴とする

本願に開示されるスタータによれば、突起部を設けることにより、ベースとヨークとの位置決めを安定的に行うことができる。これにより、電機子とブラシとの軸位置ずれを解消でき、ブラシ摺動音およびブラシ偏摩耗の発生を抑制することができる。また、リヤブラケットの厚みを厚くする必要がなくなり、軽量化かつ低コストとすることができる。

実施の形態１のスタータの一部断面図である。 実施の形態１のベースの斜視図である。 実施の形態１のブラシ保持装置の斜視図である。

以下、本願に係るスタータの好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、同一内容および相当部については同一符号を配し、その詳しい説明は省略する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態1に係るスタータの構成を示す一部断面図である。スタータは、ソレノイドスイッチ１と、モータ部２と、フロントブラケット１８と、リヤブラケット６とを備えている。通しボルト１６により、リヤブラケット６とフロントブラケット１８を連結され、モータ部２を挟持して固定している。フロントブラケット１８内には、モータ部２で発生する回転力をエンジンに伝達する伝達機構部（図示せず）を搭載している。

モータ部２は磁気回路を形成する円筒状のヨーク４、ヨーク４の一端側開口部にリヤブラケット６が嵌合され、この内部に収容される電機子７、電機子７の軸である電機子軸８、電機子軸８の端部に設置された整流子９、整流子９の外周に摺接するブラシ１０を備えている。また、ブラシ保持装置２０は、ブラシ１０を整流子９の外周側に付勢するスプリング１１、ブラシ１０を保持するブラシホルダ１２、ブラシホルダ１２が固定される円盤状のベース１３から構成される。

次に、本願のスタータの動作を説明する。ソレノイドスイッチ１がオンされると、バッテリ（図示せず）からブラシ１０、整流子９を介して電機子コイル３に電流が供給される。電機子コイル３に流れる電流が、ヨーク４に設置した磁石５からの磁束と鎖交することで回転力を発生し、電機子７が回転する。電機子７が回転すると、電機子７と一体に配設された整流子９と、整流子９の外周面を摺動するブラシ１０とで整流が行われる。

図２はベース１３の斜視図である。ベース１３には、ブラシホルダ１２を組付けるためにベース１３から切り起されて鉤型（Ｌ字型）に折り曲げられた一対のガイド壁１３ｆが形成される。この一対のガイド壁１３ｆは、ベース１３の周方向に所定の間隔を隔てて設けられ、両者が周方向に対向する方向に折り曲げられて、その内側にスライド溝１３ａを形成している。このスライド溝１３ａにブラシホルダ１２の底板部が挿入される。

ベース１３の外周近傍には、複数の突起部１３ｂが設置されている、突起部１３ｂは、周方向に延びる凸形状で形成され、この突起部１３ｂの凸形状に形成された外周側と、ヨーク４の開口部内径とが一定の幅で面接触することにより、ベース１３が位置決めされ、ヨーク４の径方向外側へのベース１３の移動が阻止される。この状態で、ベース１３とヨーク４の一端側開口部とを当接させる。その後、その上からリヤブラケット６を覆い被せて、通しボルト１６にてリヤブラケット６とフロントブラケット１８を連結することにより、リヤブラケット６とヨーク４との間にベース１３を挟持する。これによりベース１３は固定される。またベース１３の中央部に、電機子７方向にバーリング加工により形成した孔部からなる軸受保持部１３ｃを構成する。これにより、電機子軸８を回転支持する軸受１４を保持できる。図２では、軸受保持部１３ｃを電機子７側に設けているが、リヤブラケット６側に設けても同様の効果が得られる。

また、ベース１３のガイド壁１３ｆと軸受保持部１３ｃとの間には、ブラシホルダ１２を仮止めするための治具１５を挿入するための貫通孔１３ｅが形成されている。

次にブラシ保持装置２０の組み付け工程について、図２および図３を用いて説明する。まず、４個のブラシホルダ１２の内部にそれぞれスプリング１１とブラシ１０を挿入した状態で、４個のブラシホルダ１２をベース１３に組み付ける。この時、ブラシホルダ１２は、ベース１３の外周側または内周側より一対のガイド壁１３ｆの間に底板部をスライド溝１３ａに挿入する。

図３Ｂのように、貫通孔１３ｅに治具１５が下部から挿入され、治具１５から伸びる脚部１５ａとブラシ１０が当接する。これにより、スプリング１１によりブラシホルダ１２から抜け出る方向に付勢されているブラシ１０を保持する。また、スプリング１１の反力により、ベース１３から外周方向にブラシホルダ１２が抜けないように、ベース１３の一部である抜け止め１３ｄを切り起こしてブラシホルダ１２をベース１３に固定している。

このような構成により、ブラシホルダ１２を位置決めする。この後、スタータを組み立てる際に整流子９を上部から挿入しながら治具１５を下方向に抜く。このような構成により、図３Ａに示した比較例の、治具１５の側面でブラシ１０と当接するものに比べ、軸受保持部１３ｃを形成したベース１３でも治具１５の抜き差しを容易に行うことができる。

このようにブラシ保持装置２０は、ベース１３にブラシ１０毎に貫通孔１３ｅを備えた形状として、ベース１３に設けられた組立て用の貫通孔１３ｅに治具１５を挿通することで、スタータ組付け前は従来と同様に構成することが可能であり、作業性の悪化は発生しない。

突起部１３ｂは、図２では４か所に、凸形状部が形成された構成としているが、位置決めに十分な長さの凸形状部を、ベース１３の対向する位置に２か所設置することでもよい。３か所設置する場合は、正三角形、または二等辺三角形の頂点に突起部１３ｂが位置するよう設置してもよい。さらに４か所以上に突起部１３ｂを設置することも可能である。また、突起部１３ｂは凸形状部より長さの短い凸部をベース１３の周方向に一定の間隔を置いて複数並べて構成してもよい。

以上のようにブラシ保持装置２０を構成することにより、ベース１３とヨーク４を、突起部１３ｂにより位置決めするので、ベース１３とヨーク４との位置決めを安定して行うことができ、リヤブラケット６に設けられた軸受とヨーク４との位置精度が悪化することはなくなった。これにより、スプリング１１によりブラシ１０を整流子９の外周面に押圧する荷重にアンバランスが発生することはなくなり、振動による騒音の発生およびブラシ１０の偏摩耗は解消される。

さらには、リヤブラケット６に電機子７の軸回転を支持する軸受１４を保持する構成でも、ベース１３に軸受保持部１３ｃを構成することにより、リヤブラケット６に円筒状の軸受保持部の構成が不要となり、加工工程の簡素化および部材の減少を図ることができる。

さらには、リヤブラケット６を直接、ヨーク４に位置決めをするためには、ベース１３を貫通する凸形状部を構成するため、リヤブラケット６の厚みを厚くする必要があったが、ベース１３に突起部１３ｂを設けることにより、厚みを厚くする必要がなく軽量化を図ることができ、かつリヤブラケット６の加工を容易にすることで低コストとなる。

本願は、例示的な実施の形態が記載されているが、実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合が含まれるものとする。

１：ソレノイドスイッチ、２：モータ部、３：電機子コイル、４：ヨーク、５：磁石、６：リヤブラケット、７：電機子、８：電機子軸、９：整流子、１０：ブラシ、１１：スプリング、１２：ブラシホルダ、１３：ベース、１３ａ：スライド溝、１３ｂ：突起部、１３ｃ：軸受保持部、１３ｄ：抜け止め、１４：軸受、１５：治具、１６：通しボルト、１８：フロントブラケット、２０：ブラシ保持装置

Claims (2)

1. 磁気回路を形成する円筒状のヨーク、前記ヨークからの磁束により回転トルクを発生する電機子、前記電機子の回転軸と同軸上に設置され、外周部に摺動面を構成する整流子、前記整流子の摺動面に外周方向からスプリングにより押圧され摺接するブラシ、前記ブラシと前記スプリングを収納するブラシホルダ、前記ブラシホルダを保持する円盤状のベースを備えたスタータにおいて、
   前記ベースには、
   その中央部にバーリング加工により形成された孔部からなり前記電機子を回転自在に支持する軸受を保持する軸受保持部、
   前記ブラシホルダを保持する径方向に延びるガイド壁、
   前記ガイド壁と前記軸受保持部との間で、前記ブラシを仮止めするための治具を挿入するための貫通孔、
   前記ガイド壁の形成されていない外周部に前記ヨークの一端側開口部内径と一定の幅で面接触する位置決めのための複数の突起部、
   が形成されており、
   前記ベースは、
   前記位置決めのための複数の突起部により前記ヨークに位置決めされた状態で当接しているとともに、
   前記ベースと同等の厚みの平板状部材で形成されたリヤブラケットと前記ヨークとに挟持され固定されている、
   ことを特徴とするスタータ。
2. 磁気回路を形成する円筒状のヨーク、前記ヨークからの磁束により回転トルクを発生する電機子、前記電機子の回転軸と同軸上に設置され、外周部に摺動面を構成する整流子、前記整流子の摺動面に外周方向からスプリングにより押圧され摺接するブラシ、前記ブラシと前記スプリングを収納するブラシホルダ、前記ブラシホルダを保持する円盤状のベース、を備えたスタータの組立方法において、
   前記ベースの上部の面には、中央部に前記電機子を回転自在に支持する軸受を保持する軸受保持部、前記ブラシホルダを保持する径方向に延びるガイド壁、前記ガイド壁と前記軸受保持部との間に前記ブラシを仮止めするための治具を挿入するための貫通孔、前記ガイド壁の形成されていない外周部に前記ヨークの一端側開口部内径と一定の幅で面接触する位置決めのための複数の突起部、が形成されており、
   前記ブラシホルダの内部に前記スプリングと前記ブラシを挿入した状態で、前記ブラシホルダを前記ガイド壁により形成されたスライド溝に挿入するとともに、前記貫通孔に、前記ベースの下部から前記治具が挿入され、前記治具から伸びる脚部と前記ブラシが当接して前記ブラシを保持することにより前記ブラシホルダを位置決めし、
   前記整流子を、前記ベースの上部から挿入しながら、前記治具を前記ベースの下方向に引き抜くことにより、前記ブラシを前記整流子の外周面に押圧するよう設置し、
   前記突起部により前記ベースが前記ヨークに位置決めされた状態で前記ヨークの一端側開口部と前記ベースとを当接させ、その上から平板状のリヤブラケットを覆い被せて、通しボルトにて前記リヤブラケットとフロントブラケットとを連結することにより、前記リヤブラケットと前記ヨークとの間に前記ベースを挟持することを特徴とするスタータの組み立て方法。

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