JPH04133639A - 回転電機の電機子のスラスト受け機構及びこれを用いたスタータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、回転電機の電機子軸に加わるスラストをコン
ミテータの絶縁ボス部を介してブラケット側のスラスト
受け部で受けるようにしたスラスト受け機構及びこれを
用いたスタータに関する。

〔従来の技術〕

例えば、エンジン始動に用いるスタータは、マグネチッ
クスイッチ機構を駆動させて、スタータの出力軸に設け
た一方向回転りラッチ付きピニオンをエンジンのリング
ギア側に押し込むが、このピニオンとリングギアとの噛
み今時の回転により生じる反力がスラストとして電機子
軸に加わる。

このスラストは、電機子軸一端に設けたコンミテータの
絶縁ボス部の一端面がスタータのりアブラケットの内壁
に直接当接するか、或いはスラストワッシャを介して間
接的に当接することで受けられる（スラストワッシャを
ブラケット内壁と絶縁ボス部との間に介在させたものと
しては、例えば、実開昭５８−１５９８７８号、実開昭
６０−１９２６５１号公報に開示されたものがある）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のようなスラスト受けの状態では、電機子は高速回
転状態にあるので、コンミテータの絶縁ボス部がスラス
ト受け部の面上で高速で摺動し摩擦熱が発生する。この
摩擦熱が絶縁ボス部の摩耗を助長する要因となる。

例えば、絶縁ボス部には、フェノール樹脂のような合成
樹脂モールドが使用されるているが、フェノール樹脂の
場合には、３００℃程度になると摩耗量が増大する。

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、第１の発明
の目的とするところは、スラスト受けにより発生するコ
ンミテータの絶縁ボス部の摩擦熱を効率よく放熱させて
冷却効果を高め、絶縁ボス部の摩耗を抑えることにある
。

第２の発明の目的とするところは、上記のような絶縁ボ
ス部の冷却に加えて、電機子の回転速度を正常に保ちつ
つスラスト受け部に対する摺動速度のみを他の介在部材
を用いて低減させ、絶縁ボス部のより一層の摩耗防止と
摺動に伴う騒音防止を図ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために、基本的には次の
ような課題解決手段を提案する。

第１の課題解決手段は、回転時の電機子軸に加わるスラ
ストを、電機子軸一端に設けたコンミテータの絶縁ボス
部を介してブラケット内面のスラスト受け部で受けるよ
うにしたスラスト受け機構において、前記絶縁ボス部の
うち前記スラスト受け部に対向する端面に放熱用の溝部
を配設してなる。

第２の課題解決手段は、上記同様に電機子軸に加わるス
ラストを絶縁ボス部の一端面を介してブラケット側のス
ラスト受け部で受けるようにした機構において、前記絶
縁ボス部と前記スラスト受け部との間に環状の摺動板を
前記絶縁ボス部及びスラスト受け部と独立させて回転自
在に介在させ、この摺動板と対向する前記絶縁ボス部一
端面に放熱用の溝部を配設してなる。

〔作用７〕 第１の課題解決手段の作用・・回転時の電機子軸にスラ
ストが加わると、このスラストは、コンミテータの絶縁
ボス部一端面がブラケット側のスラスト受け部に当接す
ることで受けられる。

この場合、回転電機が回転状態にあると、絶縁ボス部に
は、摺動による多量のＪｌ！擦熱が発生するが、絶縁ボ
ス部のうち摩擦熱が生じる側（摺動する側）の端面に放
熱溝が設けであるので効率良く放熱され、絶縁ボス部を
冷却させる。

その結果、スラスト受け時の絶縁ボス部の温度上昇を抑
制し、ひいては経時的な絶縁ボス部の摩耗量を低減させ
てコンミテータの寿命を向上させる。

第２の課題解決手段の作用・ブラケットのスラスト受け
部と絶縁ボス部との間に介在された摺動板には、電機子
軸の回転力が絶縁ボス部を介して与えられるが、摺動板
は、前記絶縁ボス部及びスラスト受け部に対し独立して
回転自在の状態にあるので、スラスト受け部からの摩擦
力を受けて減速される。すなわち、摺動板の前記絶縁ボ
ス部及びスラスト受け部に対する相対速度が電機子軸ひ
いてはコンミテータの回転速度よりも大幅に低減され、
その分、摩耗量と騒音発生を減少させ、しかも摩耗促進
の原因となる摩擦熱の発生量を少なくする。

さらに、摺動板に対する絶縁ボス部の摺動端面には、放
熱用の溝部が形成しであるので、絶縁ボス部の冷却をよ
り助長して、摩耗防止効果をよリー層高めることができ
る。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は、本発明の第１実施例を示す要部断面図、第２
図は、第１実施例に用いるコンミテータの斜視図である
。

まず、本実施例のスラスト受け機構の説明に先立ち、第
４図により本実施例の適用対象となるスタータの一例に
ついて説明する。

１はフロントブラケット、２はリアブラケットで、これ
らのブラケット内に電機子の軸（スタータ回転軸）３が
貫通し、軸３の両端がラジアル軸受４．５を介して支持
される。

リアブラケット２の内部には、電機子１３．固定子磁石
１５等が組み込まれる。

電機子１３は、軸３に固着された鉄心１３Ａにコイル１
４が巻装され、コイル１４が軸３のリア側一端に設けた
コンミテータ６の整流子片８と接続される。

コンミテータ６は、合成樹脂よりなる絶縁ボス部６Ａと
、その内周に嵌め込んだスリーブ７と、その外周に配設
した整流子片８とを、モールド成形機により一体に成形
してなる。整流子片８の外側に接触する整流ブラシ９は
、リアブラケット２の内壁に取り付けられる。

絶縁ボス部６Ａは、例えばフェライト樹脂が素材として
用いられる。従来はこの種の合成樹脂モールド６Ａを強
化するため、樹脂中に直径０．２５ミクロン以下のアス
ベストを添加していたが、最近では健康上の問題からこ
れに代わって直径数ミクロンから数十ミクロンのガラス
繊維を含有させたいわゆるノーアスベスト合成樹脂が使
用される傾向にある。

一方向回転クラッチ２１付きのピニオン１７は、ヘリカ
ルスプライン２２を介して軸３のフロント側に嵌装され
る。

電機子軸３は左右にそれぞれギャップｇ２．　ｇの寸法
だけ摺動できるようになっている。これは、製作上の精
度と、温度変化による軸３の延び量を考慮し、数ミクロ
ンから約１ｍｍ程度に設定されている。ギャップｇ２１
ｇｌを調整するため、軸移動規制用のワッシャ１０の枚
数や厚みを変更して取り付け、ストッパ１】によって脱
落を防止している。

マグネチックスイッチＩ９を励磁させると、シフトレバ
−２０が中央を支点として反時計方向に動作し、一方向
性回転クラッチ２１が図の右方向にヘリカルスプライン
２２に案内されて軸３上を回転しつつシフトする。これ
によって、ピニオン１７がエンジン（図示省略）に直結
されたリングギア１８を噛み合う。この動作終了時点で
マグネチックスイッチ１９の内部でモータ駆動接点が閉
じて、ブラシ９．整流子片８を経て電機子コイル１４に
電流が流れ、電磁石（固定子）１５との間でトルクが働
き、電機子軸３が回転する。

また、スプライン２２係合によって、ピニオンギア１７
は同じ回転数で回転し、リングギア１８を回転させエン
ジンを始動する。

この時のピニオンエフとリングギア１８の噛み合いの反
力によって軸３には図の左方向（リア側方向）にスラス
トが発生する。

本実施例では、このスラストをコンミテータ６の絶縁ボ
ス部６Ａの一端がリアブラケット２の内面（スラスト受
け部）２Ａに当接することで受け止めている。

エンジンが始動すれば、マグネデックスイッチ１９の励
磁を解くことにより、シフトレバ−２０が時計方向に動
作し、ピニオンギア１７とリングギア１８とは離れ、マ
グネチックスィッチ１９内部の接点も開いて電機子コイ
ル１４にも電流が流れなくなり、スタータは停止する。

ここで、第１図及び第２図により本実施例における電機
子のスラスト受け機構について説明する。

第１図及び第２図の符号のうち、第４図と同一のものは
同−或いは共通する要素を示す。

本実施例においては、コンミテータ６の絶縁ボス部６Ａ
の端面６ａがリアブラケット２のスラスト受け部２Ａに
直接に摺動接触することでスラスト受けを行っているが
、絶縁ボス部６Ａの端面６ａには、放射状に拡がる放熱
ｆｉ６ｂが多数配設されている。この放熱溝６ｂは溝の
全域にわたり同−深さであってもよいが、絶縁ボス部６
Ａの強度と放熱とのかねあいを配慮して、各溝６ｂは、
その底部がボス部６Ａ外周に寄るほど浅く、ボス部６Ａ
内周に寄るほど次第に深くなるよう勾配をつけである。

しかして、この放熱溝６ｂが存在することで、次のよう
な冷却作用がなされる。

すなわち、スタータでは、高速回転時にスラストが電機
子軸３に加わり（図面の左方向）、これをコンミテータ
６の絶縁ボス部６Ａがブラケット内面２Ａに当接するこ
とで受けられるが、この時に絶縁ボス部６Ａの端面６ａ
はブラケット内面２Ａに摺動するので、摩擦熱が発生す
る。

そして、この摩擦熱は、絶縁ボス部６Ａの摺動面６ａに
こもらずに、この摺動面６ａに設けた多数の放熱溝６ｂ
を介して効率よく外部に放散される。その結果、絶縁ボ
ス部６Ａの冷却を効果的に行い、絶縁ボス部６Ａの温度
上昇を抑制し、ひいてはその摩耗を抑制してコンミテー
タの寿命を向」ニさせることができる。

なお、放熱溝６ｂは放射形に配設する態様のほかに、螺
旋形あるいは多重同心円状に配設してもよく、その配列
は限定するものではない。

次に本発明の第２実施例を第３図により説明する。第３
図において、既述の第１実施例に用いた符号と同一のも
のは同一あるいは共通する要素を示す。

本実施例のスラスト受け機構は、第１実施例と同様の放
熱溝６ｂを絶縁ボス部端部６ａに設けるほかに、円環状
の摺動板２３を次にようにして設ける。

すなわち、絶縁ボス部６Ａのリア側端面６ａとリアブラ
ケット２側のスラスト受け部２Ａとの間には、円環状の
摺動板２３が絶縁ボス部６Ａ及びスラスト受け部２Ａに
対して独立して回動自在に介在される。本実施例では、
リアブラケット２の端部中央がブラケット２内側に入る
ことでラジアル軸受４の収容部２Ｂを形成しであるので
、この収容部２Ｂの外周に摺動板２３を回転自在に遊嵌
しである。

摺動板２３は、例えば両面が平滑な高硬度の金属板或い
は耐熱、耐摩耗性の高い合成樹脂等で形成される。

摺動板２３が存在することで、摺動板２３・スラスト受
け部２Ａ間と、摺動板２３・絶縁ボス部端面６ａ間の各
ギャップｇｚ＋、　ｇｚ□がワッシャ１０により適宜調
整される。スラストが左方向に作用すると、上記各ギャ
ップは零となる。

このうち、ギャップｇｚｚ−〇になると摺動板２３は絶
縁ボス部６Ａに連れられて回転する。スラストを受けた
場合には、ｇ２□＝Ｏ，ｇ、、＝０となり、摺動板２３
の回転速度は両側の摩擦係数の大きさにより決定され、
摩擦係数が同一であると、摺動板２３は、絶縁ボス部６
Ａの回転の１／２で回転することになる。

従って、摺動板２３を介在させることで、リアブラケッ
ト２側のスラスト受け部２Ａと摺動板２３との相対速度
、及び摺動板２３と絶縁ボス部６Ａとの相対速度をそれ
ぞれ低減できる。

本実施例によれば、第１実施例でも述べた放熱溝６ｂの
絶縁ボス部６Ａに対する冷却効果のほかに次のような効
果を奏し得る。

すなわち、スラスト受け部２Ａ・摺動板２３間の相対速
度、及び摺動板２３・絶縁ボス部６Ａ間の相対速度を低
減させることで、これらの間の摺動部の摩耗を抑制する
。

なお、従来使用していたアスベスト含有の絶縁ボス部は
、耐摩耗、耐熱性に優れ、しかも比較的柔軟性に富むの
で、スラスト受け部２Ａ上を摺動しても、比較的摩耗量
は少なかった。これに対し、最近使用されるノーアスベ
スト合成樹脂は、これよりも直径の太いガラス繊維を使
用するので、スラスト受け部表面や自身を研削し摩耗量
が比較的多いが、本実施例によれば、摺動板２３による
絶縁ボス部６Ａ・摺動板２３間及び摺動板２３・スラス
ト受け部２Ａ間の摺動速度低減作用と、放熱溝６ｂによ
る冷却作用との相乗作用により絶縁ボス部６Ａの経時的
な摩耗を大幅に減らしてコンミテータの寿命の向上を図
ることができる。また、摺動速度低減により騒音の発生
を抑制する利点がある。

なお、摺動板２３を２枚以上介在させれば、摺動の相対
速度はより低減され、騒音と冷却の面でより一層の効果
を期待できる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、第１の課題解決手段（
発明）では、スラスト受けにより発生するコンミテータ
の絶縁ボス部の摩擦熱を効率よく放熱させて冷却効果を
高め、絶縁ボス部の摩耗を抑えることができる。

また、第２の課題解決手段によれば、上記効果に加えて
、摺動板が絶縁ボス部及びブラケット側のスラスト受け
部に対し相対的な摺動速度を低減させるので、より一層
の摩耗、騒音抑制を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例の要部断面図、第２図は
、上記実施例に用いるコンミテータの斜視図、第３図は
、本発明の第２実施例の要部断面図、第４図は、本発明
の適用対象の一例たるスタータを示す半裁断面図である
。 ２　リアブラケット、２Ａ・スラス）・受け部、３　電
機子軸、６　コンミテータ、６Ａ　絶縁ボス部、６ａ・
・ボス部一端面、６ｂ・放熱溝、８・整流子片、１７　
ピニオン、１８　・リングギア、１９　マグネチックス
イッチ、２１・・・一方向回転クラッチ、２３　摺動板
。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転時の電機子軸に加わるスラストを、電機子軸一
   端に設けたコンミテータの絶縁ボス部を介してブラケッ
   ト内面のスラスト受け部で受けるようにしたスラスト受
   け機構において、 前記絶縁ボス部のうち前記スラスト受け部に対向する端
   面に放熱用の溝部を配設してなることを特徴とする回転
   電機の電機子のスラスト受け機構。 ２、回転時の電機子軸に加わるスラストを、電機子軸一
   端に設けたコンミテータの絶縁ボス部を介してブラケッ
   ト側のスラスト受け部で受けるようにしたスラスト受け
   機構において、 前記絶縁ボス部と前記スラスト受け部との間に環状の摺
   動板を前記絶縁ボス部及びスラスト受け部と独立させて
   回転自在に介在させ、この摺動板と対向する前記絶縁ボ
   ス部一端面に放熱用の溝部を配設してなることを特徴と
   する回転電機の電機子のスラスト受け機構。３、第１請
   求項又は第２請求項において、前記放熱用の溝部は、前
   記絶縁ボス部一端面に放射状に複数配設されてなる回転
   電機の電機子のスラスト受け機構。 ４、第３請求項において、前記放熱用の溝部は、その溝
   底が前記絶縁ボス部の外周寄りが浅く、内周寄りが深く
   なるように勾配をつけてなる回転電機の電機子のスラス
   ト受け機構。 ５、第１請求項ないし第４請求項のいずれか１項におい
   て、前記絶縁ボス部は、アスベストを含有せず１００ミ
   クロン以下のガラス繊維を重量比１０％から６０％含有
   するノーアスベスト合成樹脂よりなる回転電機の電機子
   のスラスト受け機構。 ６、スタータの電機子軸がブラケット内部にラジアル軸
   受を介して回転可能に内装され、スタータ駆動時のピニ
   オンとエンジン側リングギアとの回転時の噛み合いの反
   力で発生するスラストを、前記電機子軸一端に設けたコ
   ンミテータの絶縁ボス部を介して前記ブラケット側のス
   ラスト受け部で受けるようにしたスタータにおいて、前
   記絶縁ボス部のうち前記スラスト受け部に対向する端面
   に放熱用の溝部を配設してなることを特徴とするスター
   タ。 ７、第６請求項において、前記絶縁ボス部と前記スラス
   ト受け部との間に環状の摺動板を前記コンミテータ及び
   固定受け面と独立させて回転自在に介在させてなるスタ
   ータ。