JPH08144902A - スタータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来より格段に軸方向長の短縮及びそれによる
小型化が可能なスタ−タを提供する。 【解決手段】スタータのソレノイドスイッチ１は、スタ
ータ出力軸２８の周辺にスタータ出力軸２８を中心とし
て略周方向へ円弧状に延在する姿勢でブラケット１７に
固定され、プランジャ３は、スタータ出力軸２８を中心
として略周方向へ回動してモータ電流制御用の接点を開
閉する。したがって、スタータ出力軸２８を基準として
その径方向及び軸方向においてソレノイドスイッチ１の
収容に必要な寸法を短縮でき、スタータの小型化が可能
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ電流制御用
のソレノイドスイッチを高密度に収容した内燃機関始動
用のスタータに関する。

【０００２】

【従来の技術】本出願人の出願になる平成５年特許願第
２７６２１６号公報は、スタ−タにおける小型化、特に
径小化の手段の１つとし、モータ、クラッチ、スイッチ
が同一軸上に配置される同軸型スタ−タを提案してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た同軸型のスタータでは、各部品が同一軸上に配列され
るので軸方向長が必然的に長くなり、スタ−タ装着性の
悪化、特にスタ−タ後方部品との干渉が危惧され、更に
スタータ取付面からスタ−タの重心が離れることによる
振動の増大などの不具合も生じた。

【０００４】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、従来より格段に軸方向長の短縮及びそれによる
小型化が可能なスタ−タを提供することを目的としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の構成は、
ピニオンを有するスタータ出力軸と、モータ電流制御用
の接点を開閉するプランジャを有するソレノイドスイッ
チとを備え、前記ソレノイドスイッチは、前記スタータ
出力軸の周囲に前記スタータ出力軸を中心として略周方
向へ円弧状に延在する姿勢でブラケットに固定されると
ともに前記プランジャを前記スタータ出力軸を中心とし
て略周方向へ回動させるものであることを特徴とするス
タータである。

【０００６】本発明の第２の構成は、上記第１の構成に
おいて更に、前記スタータ出力軸が、前記モータの回転
軸と同一軸心上に配設されることを特徴としている。本
発明の第３の構成は、上記第１又は第２の構成において
更に、前記ソレノイドスイッチに近接して前記スタ−タ
出力軸の後端部に配設されるピニオン規制リングと前記
プランジャに駆動されて前記ピニオン規制リングの回転
を規制する規制部材とを備えることを特徴としている。

【０００７】本発明の第４の構成は、上記第３の構成に
おいて更に、前記ピニオン規制リング及び規制部材は前
記ソレノイドスイッチの内周側に配設されることを特徴
としている。本発明の第５の構成は、上記第３又は第４
の構成において更に、前記規制部材が、前記プランジャ
の駆動により径内方向へ変位して前記ピニオン規制リン
グの外周に形成された係合歯に係合することにより前記
ピニオン規制リング、スタータ出力軸及びピニオンの回
転を規制する係合突起を有し、前記係合突起が、前記回
転の規制に伴う前記スタータ出力軸の軸方向前進により
前記係合歯から軸方向に離脱するものであることを特徴
としている。

【０００８】本発明の第６の構成は、上記第５の構成に
おいて更に、前記規制部材が、前記ピニオン規制リング
の外周を囲んで配設されるとともに基端が前記ハウジン
グに、付勢端が前記プランジャに固定される円弧状の板
ばねに固定されることを特徴としている。本発明の第７
の構成は、上記第６のいずれかの構成において更に、前
記板ばねが、前記ソレノイドスイッチのリターンスプリ
ングを兼ねることを特徴としている。

【０００９】

【作用及び発明の効果】本発明の第１の構成によれば、
スタータのソレノイドスイッチは、スタータ出力軸の周
辺にスタータ出力軸を中心として略周方向へ円弧状に延
在する姿勢でブラケットに固定され、プランジャは、ス
タータ出力軸を中心として略周方向へ回動してモータ電
流制御用の接点を開閉する。

【００１０】したがって、本構成のスタータによれば、
スタータ出力軸を基準としてその径方向及び軸方向にお
いてソレノイドスイッチ収容に必要な軸方向長寸法を短
縮でき、スタータの小型化が可能となる。本発明の第２
の構成によれば、上記第１の構成において更に、スター
タ出力軸がモータの回転軸と同一軸心上に配設されるの
で、モータとソレノイドスイッチとが同一軸心に沿って
配列されることになり、しかも上記のようにソレノイド
スイッチがこの軸心の周囲に周方向へ円弧状に配設され
るので、ソレノイドスイッチの外周端がモータの外周端
より径外へ突出することを容易に防止することができ、
一層の小型化を実現することができる。

【００１１】また、ソレノイドスイッチがプランジャに
固定された可動接点をもつこととなり、この回動接点が
円弧状に移動するので、固定接点もモータ外径より径小
に設定でき、その結果、ターミナル及びケーブルをスタ
ータ後端側から引き出すことができ、径小化に有利であ
る。本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の
構成において更に、モータの回転軸に対しヘリカルスプ
ライン機構を通じて連結されるスタータ出力軸の回転を
規制してスタータ出力軸を前進させるためのピニオン規
制リングが、ソレノイドスイッチに近接してソレノイド
スイッチとともにスタータ出力軸の後端側に配設され、
そして、このピニオン規制リングの回転をプランジャに
駆動されるピニオン規制部材で規制して前記ピニオン及
びスタータ出力軸の前進を図る。

【００１２】したがって、本構成では、ピニオン規制リ
ング及び規制部材からなる前進付勢機構がソレノイドス
イッチに近接してコンパクトに配設することができ、小
型化に有利となる。本発明の第４の構成によれば、上記
第３の構成において更に、ピニオン規制リング及び規制
部材はソレノイドスイッチの内周側に配設されるので、
一層のスタータの小型化を実現することができる。

【００１３】本発明の第５の構成によれば、上記第３又
は第４の構成において更に、規制部材の係合突起が、プ
ランジャの駆動により径内方向へ変位してピニオン規制
リングの外周に形成された係合歯に係合することにより
ピニオン規制リングの回転を規制し、更に、この回転の
規制に伴うスタータ出力軸の軸方向前進により係合歯か
ら軸方向に離脱する構成を採用しているので、ピニオン
をリングギヤに噛合させるためのスタータ出力軸の所定
距離の軸方向への前進を容易かつ小型の機構でに実現す
ることができる。

【００１４】本発明の第６の構成によれば、上記第５の
構成において更に、規制部材が、ピニオン規制リングの
外周を囲んで配設されるとともに基端がハウジングに、
付勢端がプランジャに固定される円弧状の板ばねに固定
されるので、構成を簡単とし、小型化を図ることができ
る。本発明の第７の構成によれば、上記第６の構成にお
いて更に、この板ばねが、ソレノイドスイッチのリター
ンスプリングを兼ねるので、部品点数の削減及び小型化
を図ることができる。

【００１５】

【実施例】

（構造説明）図１に本実施例のスタータの軸方向断面図
を示し、図２はそのソレノイドスイッチ部分の径方向断
面図を示す。このスタータは、中央部にモータハウジン
グ１８に収容された遊星ギヤ減速機構付のモータ１００
を有し、後端部に樹脂からなるモーターカバー１６に囲
包されたスイッチ１（本発明でいうソレノイドスイッ
チ）１を有しており、モータハウジング１８の後端部及
びモーターカバー１６の前端部にブラケット１７が挟
持、固定されている。ブラケット１７は、上記遊星ギヤ
減速機構やスイッチ１を支持している。

【００１６】スイッチ１は、円弧状に形成されており、
出力軸（本発明でいうスタータ出力軸）２８の後端部の
回りに周方向に配設されている。出力軸２８は、モータ
軸（本発明でいうモータ１００の回転軸）２０の中央軸
孔にモータ軸２０に対して相対回転可能かつ軸方向変位
可能に貫挿されており、出力軸２８の前端部にピニオン
３７が配設されている。

【００１７】スイッチ１は、円弧状に形成された単コイ
ル式のコイル２を有し、コイル２は円弧状に湾曲するコ
イルボビン２ａに絶縁銅線を巻装して形成されている。
したがって、コイル２の径方向内側部分は密となり、円
弧外側は粗となる。コイルボビン２ａは円弧筒状のケー
ス５ａ内に嵌着され、ケース５ａはアルミダイカスト製
品からなるブラケット１７にかしめ部１７ａにて固定さ
れている。コイルボビン２ａには円弧状のプランジャ３
がコイルボビン２ａの内周面に摺動自在に保持され、こ
れによりプランジャ３は出力軸２８の周方向に回動可能
となっている。プランジャ３の前端面中央部には絶縁体
例えば布入りフェノール樹脂等から成る円弧状のロッド
４が固定されている。ロッド４はコア５の孔を相対変位
自在に貫通して配設されており、プランジャ３及びコア
５は軟磁性体からなる。ロッド４の先端には可動接点８
がロッド４に対してこのスイッチ１の円弧軸心に沿って
相対変位可能に配設されている。基端が後述する第２の
接点６ａに係止されるとともにロッド４に巻装された接
点圧スプリング７の付勢端は可動接点８を先端方向に付
勢し、ロッド４の先端の抜け止め用の径大部が可動接点
８の抜け止めを行っている。

【００１８】６はニクロム線等の線材からなる抵抗体で
あり、その一端は可動接点８に、その他端は第２の接点
６ａに接続されて、両接点８、６ａとともに回動可能と
なっている。また、可動接点８にはブラシリード線１９
ａが接続、固定されている。第２の接点６ａは、非作動
時においては、後述する板ばね１１の付勢力によりコア
５の前端面に押し付けれて接地されている。

【００１９】板ばね１１は、出力軸２８の周囲を略一周
する形状に配設されており、その基端（内端）は規制部
材ガイド１２の穴部１２ａに挿入されており（図５参
照）、その付勢端（外端）はナット１４にてプランジャ
３の後端に固定されている。１２ｂは後述する板ばね１
１の回動動作を案内する部分円筒形状のガイドであり、
規制部材ガイド１２は略円筒状に形成されている。ガイ
ド１２及び規制部材ガイド１２はブラケット１７と一体
成形されてブラケット１７の円板状の主部から軸方向後
方へ突出しており、板ばね１１を挟んで同心状に配置さ
れている。すなわち、板ばね１１はガイド１２ｂの内周
面に規制されてそれ以上径外方向へ膨らむのが規制され
ている。

【００２０】コイル２の非通電時に板ばね１１により後
方へ付勢されるプランジャ３は、ブラケット１７から突
出するブラケットストッパ１４ａによりその後退を規制
されている（図２参照）。なお、コイル２の一端はブラ
ケット１７に絶縁固定されたスイッチ端子３ａに接続さ
れ、その他端はコアー５に接地されている。また、円弧
状に移動するプランジャ３とコア５との当接面及び可動
接点８と固定接点９との当接面は、当接時に全面接触と
なるべく各当接面が出力軸２８の径方向に延びる略テー
パ状とされている。

【００２１】一方、規制部材ガイド１２の内周側に位置
して、出力軸２８にはピニオン規制リング１３が嵌着さ
れ、ナット１４で固定されている。ピニオン規制リング
１３はその外周面に周方向に所定ピッチで係合歯１３ｃ
を有している。また、板ばね１１の内周面の所定位置に
は規制部材１０が固定されている。規制部材ガイド１０
は板ばね１１の内周面に溶接される湾曲板部の一端から
径内方向へ突出する爪（係合突起）１０ａを備え、爪１
０ａは後述するようにピニオン規制リング１３の係合歯
１３ｃに係合可能となっている。爪１０ａは、コイル２
の非通電時には径外方向へ膨らもうとする自己の弾性力
によりピニオン規制リング１３の係合歯１３ｃに対して
非当接となり、コイル２の通電時には、前進するプラン
ジャ３により板ばね１１が引かれて規制部材１０の爪１
０ａが係合歯１３ｃの間の溝部１３ｂに落下するように
なっている。なお、板ばね１１及び規制部材１０は、そ
の軸方向において、ブラケット１７及びモータカバー１
６に摺動可能に挟持される（図３参照）。

【００２２】また、略円筒状の規制部材ガイド１２は、
出力軸２８の軸心を基準として角度θの切欠部１２ｃを
有している。切欠部１２ｃは爪１０ａをガイドし、切欠
部１２ｃの端部は爪１０ａの移動（回動）を規制してい
る。なお、切欠部１２ｃの上記角度θはピニオン３７が
リングギヤ４２に噛合う際、歯と歯が当接しても最低１
歯分だけピニオン３７が回転してリングギヤ４２に噛合
が可能となる角度に設定されている。

【００２３】一方、出力軸２８はその後端部外周面に形
成されたヘリカルスプライン２７でプラネタリーキャリ
ヤ２６と係合するとともに、ブッシュ３１、３３にてモ
ータ軸２０に回転自在軸方向移動自在に支持されてい
る。また、モータ軸２０の内部にて出力軸２８にはリタ
ンスプリング２９が巻装されており、リタンスプリング
２９の基端はブッシュ３３に支持され、その付勢端は出
力軸２８に嵌着、固定されたワッシャ２９ａを後方へ付
勢している。更に、出力軸２８の前端部に形成された直
スプライン３８にはピニオン３７が嵌着されている。４
１は基端が出力軸２８の段差に係止されてピニオン３７
を前方へ付勢するピニオンスプリングであり、３９は上
記付勢によるピニオン３７の逸脱を防止するストップカ
ラーであり、４０はストップカラー３９を出力軸２８に
係止するスナップリングである。ここで、ピニオン３７
と出力軸２８とは直スプラインで係合されている例を示
したが、ヘリカルスプラインによる係合としてもよく、
更にはピニオン３７と出力軸２８とを一体に形成しても
よい。

【００２４】モータ１００の電機子鉄心１６ａが嵌着、
固定されたモータ軸２０はベアリング３０、３２でによ
りハウジング４３及びブラシ保持器３４に個別に軸承さ
れる。モータ軸２０の後端部には太陽ギヤ２１が形成さ
れ、この太陽ギヤ２１は遊星ギヤ２２、ピン２３、イン
ターナルギヤ２４、オバーランニングクラッチ２５、プ
ラネットキャリヤ２６とともに遊星ギヤ減速機構を構成
しているが、この遊星ギヤ減速機構の構造及び減速動作
自体は周知であるため、これ以上の説明は省略する。

【００２５】モータハウジング１８の内周面には電機子
鉄心１６ａの外周面に対面する位置にて永久磁石からな
る界磁極心１７ａが固定されている。モータハウジング
１８には略円盤状のブラシ保持器３４が嵌入、固定され
ており、ブラシ保持器３４には軸方向にブラシ摺動孔が
偶数個貫設され、これらブラシ摺動孔にブラシ１９及び
それを前方へ付勢するブラシスプリング３５が摺動自在
に収容される樹脂筒が嵌入されている。ブラシ１９はリ
ード線１９ａの一端に接続され、リード線１９ａは絶縁
材１９ｂに包まれつつ遊星ギヤ減速機構の外周に形成さ
れた外周切欠部を通じてスイッチ１側へ延設されて可動
接点８に接続されている。

【００２６】３６は隔壁ワッシヤであり、ブラシ保持器
３４と上記遊星ギヤ減速機構とを隔てている。モータカ
バー１６は絶縁樹脂でモ−ルド成型され、固定接点９が
固着されたバッテリ端子９５がワッシヤ１５ａにて係止
され、軸方向に延びる姿勢にて固定されている。４４は
ハウジング４３、モータハウジング１８、モータカバー
１６を締結するためのスルーボルトである。

【００２７】（作動説明）図示されていないキースイッ
チをＯＮすると、スイッチターミナル３ａを介し、スイ
ッチ１のコイル２に通電され、プランジャ３が吸引さ
れ、規制部材１０を固定する板ばね１１が巻き込まれ、
ピニオン規制リング１３の歯溝１３ｂに規制部材１０の
爪１０ａが噛み込む（図３参照）。これにより、出力軸
２８と直スプライン３８で嵌合され一体となったピニオ
ン３７の回転が規制されると同時に、抵抗体６の第２の
接点６ａが固定接点９ａから第２の接点６ａ側へ向けて
延びる第２の固定接点９ａと当接し、抵抗体６、可動接
点８、ブラシリード線１９ａ、ブラシ１９を介し電機子
１６に通電される。この時、規制部材１０の爪１０ａが
ピニオン規制リング１３の歯溝１３ｂと噛合っているの
で、規制部材１０が板スプリング１１を介してプランジ
ャ３の前進（吸引）を規制し、これにより可動接点８と
固定接点９との接触が防止される。

【００２８】次に、通電された電機子１６が低速で回転
すると、モータ軸２０に形成された太陽歯車２１から遊
星ギヤ２２、インターナルギヤ２４を介しプラネットキ
ャリヤ２６が回転する一方、出力軸２８がピニオン規制
リング１３及び規制部材１０の係合による回転規制され
ているので、プラネットキャリヤ２６が出力軸２８のヘ
リカルスプライン２７に作用して出力軸２８を前進方向
へ付勢し、出力軸２８がピニオン３７と一体に押し出さ
れてピニオン３７がリングギヤ４２と当接する。する
と、ピニオン規制リング１３が規制部材ガイド１２の切
欠部１２ｃの切欠き角θだけピニオン３７の歯の１枚分
だけ、規制部材１０もろとも回転させられ、その結果、
出力軸２８と連結されているピニオン３７がリングギヤ
４２と噛合う。

【００２９】出力軸２８及びピニオン３７の前進により
ピニオン３７がリングギヤ４２と噛合うと、規制部材１
０の爪１０ａがピニオン規制リング１３の歯溝１３ｂか
ら軸方向へ外れて、ピニオン戻り防止部１３ａに係合
し、その分だけ板ばね１１が巻込まれ、プランジャ３が
完全に吸引され、可動接点８と固定接点９が閉じられ、
スタ−タが作動する。

【００３０】また、スタ−タ動作中においては、規制部
材１０とピニオン規制リング１３のピニオン戻り防止部
１３ａとにより、出力軸２８及びピニオン３７の戻りが
防止される。詳しく説明すると、ピニオン戻り防止部１
３ａはピニオン規制リング１３の歯車状の主部の軸方向
後部に隣接して配設される円筒体からなり、ピニオン戻
り防止部１３ａの径はピニオン規制リング１３の係合歯
１３ｃの最大径より径小とされている。したがって、出
力軸２８と一体のピニオン規制リング１３が軸方向に前
進して規制部材１０の爪１０ａの先端がこのピニオン戻
り防止部１３ａの外周面上に落ちると、規制部材１０の
爪１０ａがピニオン規制リング１３の歯溝１３ｂに再噛
合することはなく、その結果、ピニオン３７、出力軸２
８及びピニオン規制リング１３が軸方向に後退しようと
しても図３の（ｂ）に示すように、規制部材１０の爪１
０ａがピニオン規制リング１３の側面に接触してそれら
の後退が規制される。なお、規制部材１０は規制部材ガ
イド１２の切欠部１２ｃとブラケット１７とモータカバ
ー１６との間で保持される。また、抵抗体６の回路は可
動接点８と固定接点９が閉じられると短絡され、通電さ
れない。

【００３１】次に、図示されないキースイッチをＯＦＦ
すれば、コイル２への通電が断たれ、プランジャ３が板
ばね１１の戻り力で戻され、可動接点８と固定接点９が
開かれ、電機子１６への通電が断たれ、それと同時に板
ばね１１に固定された規制部材１０がピニオン規制リン
グ１３のピニオン戻り防止部１３ａより径外方向へ外
れ、ピニオン規制リング１３、出力軸２８、ピニオン３
７が軸方向初期位置へ戻される。また、プランジャ３が
戻されると、抵抗体６の第２の接点６ａがコア５に当接
して接地され、電機子１６がブラシ１９、可動接点８、
抵抗体６を介し接地され、電気ブレーキ効果により電機
子１６が急停止する。

【００３２】（その他の実施例）上記実施例では、スイ
ッチ１を出力軸後端部に配設した例を示すが、その他、
出力軸２８の前端部（例えばピニオン３７の外周部）に
上記円弧状のスイッチ１を配設することもでき。この場
合にはピニオン３７を直接、規制部材１０の爪１０ａで
規制することができる。また、上記円弧状のスイッチ１
をオーバーランニングクラッチ（図示せず）の外周に配
置してもよい。なおスタータは上記説明した減速型スタ
−タに限ることはなく、非減速型スタ−タに適用できる
ことは当然である。また、直スプラインの代わりにヘリ
カルスプラインを採用することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスタータの一実施例を示す軸方向断面
図である。

【図２】図１のスタータのスイッチ１部分の径方向断面
図である。

【図３】図１、図２のピニオン規制リング１３と規制部
材１０との係合を示す軸方向部分断面図であり、（ａ）
は回転規制時、（ｂ）は戻り防止時を示す。

【図４】図１、図２の板ばね１１の基端がガイド１２の
孔１２ａに嵌入、係止される状態を示す模式斜視図であ
る。

【符号の説明】

１はスイッチ（本発明でいうソレノイドスイッチ）、２
はコイル、３はプランジャ、１７はブラケット、３７は
ピニオン、１００はモータ、２８は出力軸（本発明でい
うスタータ出力軸）、２０はモータ軸（モータ１００の
回転軸）、１３はピニオン規制リング、１０は規制部
材、１３ｃはピニオン規制リング１３の係合歯１３ｃ、
１０ａは規制部材１０の爪（係合突起）、１１は板ば
ね。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新美 正巳 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 梶野 定義 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ピニオンを有するスタータ出力軸と、モー
   タ電流制御用の接点を開閉するプランジャを有するソレ
   ノイドスイッチとを備え、前記ソレノイドスイッチは、
   前記スタータ出力軸の周囲に前記スタータ出力軸を中心
   として略周方向へ円弧状に延在する姿勢でブラケットに
   固定されるとともに前記プランジャを前記スタータ出力
   軸を中心として略周方向へ回動させるものであることを
   特徴とするスタータ。
2. 【請求項２】前記スタータ出力軸は、前記モータの回転
   軸と同一軸心上に配設される請求項１記載のスタ−タ。
3. 【請求項３】前記ソレノイドスイッチに近接して前記ス
   タ−タ出力軸の後端部に配設されるピニオン規制リング
   と、前記プランジャに駆動されて前記ピニオン規制リン
   グの回転を規制する規制部材とを備える請求項１又は２
   記載のスタータ。
4. 【請求項４】前記ピニオン規制リング及び規制部材は前
   記ソレノイドスイッチの内周側に配設される請求項３記
   載のスタ−タ。
5. 【請求項５】前記規制部材は、前記プランジャの駆動に
   より径内方向へ変位して前記ピニオン規制リングの外周
   に形成された係合歯に係合することにより前記ピニオン
   規制リング、スタータ出力軸及びピニオンの回転を規制
   する係合突起を有し、 前記係合突起は、前記回転の規制に伴う前記スタータ出
   力軸の軸方向前進により前記係合歯から軸方向に離脱す
   るものである請求項３又は４記載のスタータ。
6. 【請求項６】前記規制部材は、前記ピニオン規制リング
   の外周を囲んで配設されるとともに基端が前記ハウジン
   グに、付勢端が前記プランジャに固定される円弧状の板
   ばねに固定される請求項５記載のスタータ。
7. 【請求項７】前記板ばねは、前記ソレノイドスイッチの
   リターンスプリングを兼ねる請求項６のいずれか記載の
   スタータ。