JPH08144907A - スタータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トルク伝達が確実に行われる、信頼性の高い
オーバーランニングクラッチを有するスタータを提供す
ることにある。 【解決手段】 クラッチインナ３５２およびクラッチア
ウタ３５１にそれぞれ溝３５５、３５２ａを形成するこ
とで、ローラ３５３をそれぞれの溝のローラ接触面でト
ルク伝達方向前後から挟み込むようにしているので、そ
れぞれの接触面とローラとの接触部に、楔効果を利用し
たローラ式オーバーランニングクラッチのような大きな
応力がかからず、クラッチインナもしくはクラッチアウ
タを樹脂、もしくは非鉄金属ですることができる。それ
により、クラッチの慣性が少なくなり、ピニオンがリン
グギヤに噛み合う時に発生する衝撃力も、極力おさえる
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関始動用に用い
られるオーバーランニングクラッチを有するスタータに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の実開昭５２−１９５２８号公報に
示す遊星歯車減速機構付スタータにおいては、遊星歯車
減速機構のインターナルギヤの外周面と、この遊星歯車
減速機構を収容する固定側をなすケーシングの内周面と
の間にオーバーランニングクラッチを配設することを開
示している。

【０００３】上述の従来のものでは、遊星歯車減速機構
の外周にオーバーランニングクラッチが配設されている
ので、オーバーランニングクラッチの占有する軸方向の
スペースが不要となり、デッドスペースが小さく、重量
増加による製造コストのアップが小さくてすむという利
点がある。また、高負荷のオーバーランニングクラッチ
として直径が大きな動力伝達部を必要とする場合にも、
遊星歯車減速機構の外周を利用できる利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のものでは、クラッチアウタの内周に設けられた、周
方向に傾斜したカム状の溝と、インターナルギヤの外周
であるクラッチインナの外周面とで形成される楔状空間
の狭小方向にローラが食い込んで、線接触となり、そこ
に発生する摩擦力によってトルクを伝達する機構なの
で、クラッチアウタおよびクラッチインナは、ローラと
の接触面に発生する非常に大きな応力に耐える必要があ
る。そのため、クラッチインナおよびクラッチアウタの
素材に、高強度金属材料（例えば、熱処理を施した鉄鋼
材料）を採用しなければならなかった。そのために、遊
星歯車減速機構のインターナルギヤを樹脂により製作
し、プラネタリーギヤとの噛み合いによる作動音を少な
くしようとすることは、不可能である。

【０００５】また、このオーバーランニングクラッチ
は、クラッチアウタである固定側のブラケットの内周に
設けられた、周方向に傾斜したカム状の溝と、クラッチ
インナである遊星歯車減速機構の内歯歯車外周とで形成
された楔状空間の狭小方向にローラが食い込んで回転力
を伝達する機構であるので、スタータがオーバーランさ
れる時には、クラッチインナをなす内歯歯車は高速回転
させられ、その素材が金属であり重量物であることか
ら、回転時の慣性エネルギーが大きく、オーバーラン状
態から急激にエンジン駆動状態に移行したときに、他の
クラッチ部品に与える衝撃が増加したり、回転時のアン
バランスを発生したりして、装置の破損や駆動時の異音
が生じるという問題があった。

【０００６】さらに、このクラッチのクラッチアウタ
（ローラカム）はフロントブラケットに嵌着されてお
り、スタータがエンジンによりオーバーランされたと
き、その回転をスタータモータに伝達しないようにする
ために、エンジンにより回されるピニオンギヤとスター
タモータの回転差を吸収すべくリングギヤ（クラッチイ
ンナ）が回転する。このとき、このクラッチインナの外
周にローラを常に接するように構成しているので、ロー
ラが摩耗してしまうという問題もある。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、上記の事情に鑑みてなされた
もので、第１の目的は、トルク伝達が確実に行われる、
信頼性の高いオーバーランニングクラッチを有するスタ
ータを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のオーバーランニ
ングクラッチを有するスタータは、次の技術的手段を採
用した。 〔請求項１の手段〕円周面が互いに対抗するように配置
された、２つの円筒部材であるクラッチインナおよびク
ラッチアウタと、前記クラッチインナと前記クラッチア
ウタとの間に配設されるローラとを有するオーバーラン
ニングクラッチを備えたスタータにおいて、前記クラッ
チインナもしくは前記クラッチアウタは、樹脂もしくは
非鉄金属で形成されると共に、前記クラッチインナの外
周面と前記クラッチアウタの内周面のそれぞれに形成さ
れた、前記ローラを収納する第１および第２の溝を有
し、かつこれら第１および第２の溝のどちらか一方は、
前記ローラを他方の面に接しない位置まで収納する。

【０００９】〔請求項２の手段〕請求項１に記載のスタ
ータにおいて、前記クラッチアウタの第２の溝は、前記
ローラが、前記クラッチインナの外周面に接しない位置
まで収納する。 〔請求項３の手段〕請求項２に記載のスタータにおい
て、前記クラッチインナの前記第１の溝の数は、前記第
２の溝の数よりも多い。

【００１０】〔請求項４の手段〕請求項２もしくは３に
記載のスタータにおいて、前記第１の溝は、前記ローラ
の半径と略同一の曲率半径を有する。 〔請求項５の手段〕請求項１ないし４に記載のスタータ
において、前記第１および第２の溝の一部が前記ローラ
の半径と略同一の曲率半径を有する。

【００１１】

【作用および発明の効果】

〔請求項１の作用および発明の効果〕請求項１のスター
タは、クラッチインナおよびクラッチアウタにそれぞれ
溝を形成することで、ローラをそれぞれの溝の当接、つ
まり第１および第２の溝間のローラ接触面でトルク伝達
方向前後から挟み込むようにしているので、それぞれの
接触面とローラとの接触部に、楔効果を利用したローラ
式オーバーランニングクラッチのような大きな応力がか
からず、クラッチインナもしくはクラッチアウタを樹
脂、もしくは非鉄金属ですることができる。そのため、
例えば鉄鋼材料より材料費、加工費が安価で軽量な材料
を使用することも可能で、低コストで、軽量なオーバー
ランニングクラッチを提供できる。それにより、クラッ
チの慣性が少なくなり、ピニオンがリングギヤに噛み合
う時に発生する衝撃力も、極力おさえることができる。
さらに、クラッチアウタおよびおインナに複雑な溝を形
成する際の加工も容易となる。

【００１２】〔請求項２の作用および発明の効果〕請求
項２のスタータは、スタータがエンジンによりオーバー
ランされた時、スタータモータとピニオンギヤとの回転
差を吸収するようにクラッチアウタがクラッチインナに
対し空転すると、ローラはその遠心力を受けてクラッチ
インナ外周面から離脱し、ローラやクラッチインナ外周
面の異常磨耗が防止される。

【００１３】〔請求項３の作用および発明の効果〕請求
項３のスタータは、クラッチインナの第１の溝の数は、
第２の溝の数よりも多くしているので、スタータを始動
させる時、ローラがローラ溝に係合していない状態から
起動したり、スタータがオーバーランされた状態から急
にエンジンが停止して再度エンジン駆動状態に移行する
場合など、ローラをローラ溝に再係合する時に、クラッ
チインナおよびクラッチアウタ間の空転距離が少なくな
り、係合時に発生する衝撃を低く抑えることができ、滑
らかな駆動が可能になる。

【００１４】〔請求項４の作用および発明の効果〕請求
項４のスタータは、ローラ係合面をローラの半径と略同
一の曲率半径を有する曲面としているので、トルクの伝
達面が広くなり、トルク容量の大きなクラッチを供給で
きる。 〔請求項５の作用および発明の効果〕請求項５のスター
タは、ローラを、第１および第２の溝におけるローラ係
合面をローラの半径と略同一の曲率半径を有する曲面と
しているので、さらに、トルク容量の大きなクラッチを
供給できる。

【００１５】

【実施例】次に、本発明装置スタータを、図１ないし図
１１に示す一実施例に基づき説明する。スタータは、エ
ンジンに配設されたリングギヤ１００に噛み合うピニオ
ン２００や遊星歯車機構３００を内包するハウジング４
００と、モータ５００と、マグネットスイッチ６００を
内包するエンドフレーム７００とに大別される。また、
スタータの内部では、ハウジング４００とモータ５００
との間がモータ隔壁８００によって区画され、モータ５
００とエンドフレーム７００との間がブラシ保持部材９
００によって区画されている。

【００１６】〔ピニオン２００の説明〕図１または図２
に示すように、ピニオン２００には、エンジンのリング
ギヤ１００に噛合するピニオンギヤ２１０が形成されて
いる。ピニオンギヤ２１０の内周面には、出力軸２２０
に形成されたヘリカルスプライン２２１に嵌まり合うピ
ニオンヘリカルスプライン２１１が形成されている。

【００１７】ピニオンギヤ２１０の反リングギヤ側に
は、ピニオンギヤ２１０の外径寸法よりも大径なフラン
ジ２１３が環状に形成されている。このフランジ２１３
の外周には、全周に亘ってピニオンギヤ２１０の外歯枚
数よりも多い凹凸２１４が形成されている。この凹凸２
１４は、後述するピニオン回転規制部材２３０の規制爪
２３１が嵌まり合うためのものである。ワッシャ２１５
は、ピニオンギヤ２１０の後端に形成した円環部２１６
を外周側へ曲げ込むことにより、フランジ２１３の後面
において回転自在で、且つ軸方向へ抜けない構造として
いる。

【００１８】一方、ピニオンギヤ２１０は、圧縮コイル
バネよりなるリターンスプリング２４０により、常に出
力軸２２０の後方へ付勢されている。リターンスプリン
グ２４０は、直接ピニオンギヤ２１０を付勢するのでは
なく、本実施例では、ハウジング４００の開口部４１０
を開閉する後述するシャッタ４２０のリング体４２１を
介してピニオンギヤ２１０を付勢する。

【００１９】〔ピニオン回転規制部材２３０の説明〕回
転規制部２３２の一端には、ピニオンギヤ２１０のフラ
ンジ２１３に形成された多数の凹凸２１４に嵌まり合う
軸方向にのびる規制部をなす規制爪２３１が設けられて
いる。この規制爪２３１は、ピニオンギヤ２１０の凹凸
２１４に嵌合するとともに、規制爪２３１の剛性を向上
するために、軸方向に長く形成されるとともに、径方向
内側に折り曲げられ、断面Ｌ字状に形成されている。
（棒状となっている） ピニオン回転規制部材２３０の作動を説明する。紐状部
材６８０は、マグネットスイッチ６００の作動を規制爪
２３１に伝達する伝達手段で、マグネットスイッチ６０
０の作動によって、回転規制部２３２を下方へ引き、規
制爪２３１と、ピニオンギヤ２１０のフランジ２１３の
凹凸２１４とを係合させる。その際、復帰バネ部２３３
の一端部２３６が、位置の規制のための規制棚３６２に
当接されており、復帰バネ部２３３がたわむこととな
る。規制爪２３１がピニオンギヤ２１０の凹凸２１４に
係合しているので、モータ５００のアーマチャシャフト
５１０及び遊星減速機構３００を介して、ピニオンギヤ
２１０を回転させようとすると、ピニオンギヤ２１０が
出力軸２２０のヘリカルスプライン２２１に沿って、前
進する。ピニオンギヤ２１０が、リングギヤ１００に当
接し、ピニオンギヤ２１０の前進が防止されると、出力
軸２１０の更なる回動力により、ピニオン回転規制部材
２３０自身がたわんで、ピニオンギヤ２１０がわずかに
回動し、リングギヤ１００に噛み合う。そして、ピニオ
ンギヤ２１０が前進すると、規制爪２３１が凹凸２１４
から外れ、規制爪２３１がピニオンギヤ２１０のフラン
ジ２１３の後方に落ち込み、規制爪２３１の前端がワッ
シャ２１５の後面に当たり、ピニオンギヤ２１０がエン
ジンのリングギヤ１００の回転を受けて後退するのを防
ぐ。

【００２０】〔ピニオン係止リング２５０の説明〕ピニ
オン係止リング２５０は、出力軸２２０の周囲に形成さ
れた断面矩形の環状溝内に固定されている。このピニオ
ン係止リング２５０は、断面矩形の鋼材を丸め加工して
形成したもので、両端のそれぞれには、図４ないし図６
に示すように、略Ｓ字状の凹凸２５１（係合手段の一
例）が形成され、一方の凸部が他方の凹部に係合し、他
方の凸部が一方の凹部に係合している。

【００２１】〔遊星歯車機構３００の説明〕遊星歯車機
構３００は、図１に示すように、後述するモータ５００
の回転数を減速して、モータ５００の出力トルクを増大
する減速手段である。遊星歯車機構３００は、モータ５
００のアーマチャシャフト５１０（後述する）の前側外
周に形成されたサンギヤ３１０と、このサンギヤ３１０
に噛合し、このサンギヤ３１０の周囲で回転する複数の
プラネタリーギヤ３２０と、このプラネタリーギヤ３２
０をサンギヤ３１０の周囲で回転自在に支持する出力軸
２２０と一体形成されたプラネットキャリア３３０と、
プラネタリーギヤ３２０の外周においてプラネタリーギ
ヤ３２０と噛合する筒状で、かつ樹脂からなるインター
ナルギヤ３４０とからなる。

【００２２】〔オーバーランニングクラッチ３５０の説
明〕図３に示すように、オーバーランニングクラッチ３
５０は、インターナルギヤ３４０を、一方向のみ（エン
ジンの回転を受けて回転する方向のみ）回転可能に支持
されている。オーバーランニングクラッチ３５０は、イ
ンターナルギヤ３４０の前側に一体形成された第１の円
筒部をなすクラッチアウタ３５１と、遊星歯車機構３０
０の前方を覆う固定側をなすセンターブラケット３６０
の後面に形成され、クラッチアウタ３５１の内周と対抗
して配置された第２の円筒部をなす環状のクラッチイン
ナ３５２と、クラッチアウタ３５１の内周面に傾斜して
形成されたローラ収納部３５１ａに収納されるローラ３
５３とを有している。このローラ収納部３５１ａは周方
向に傾斜しており、スタータ駆動時にローラ３５３と係
合するローラ係合面３５１ｂを有している。このローラ
係合面３５１ｂはローラ３５３の曲率半径と同じか、そ
れよりも大きい曲率半径を有する略同一の曲率半径のＲ
面を形成している。

【００２３】クラッチインナ３５２の外周面には、周方
向に複数個のローラ溝部３５５が形成されている。この
ローラ溝部３５５はスタータ駆動時にローラ３５３を係
合するローラ係合面３５２ｂと、このローラ収納部３５
２ｂに導くローラガイド面３５２ｃとを有している。こ
のローラ係合面３５２ｂはローラ３５３の曲率半径と同
じか、それとも大きい曲率半径を有する略同一の曲率の
Ｒ面を形成している。

【００２４】また、ローラ収納部３５１ａのローラ係合
面３５１ｂの対面側には、スタータオーバーラン時に、
ローラ３５３をローラ収納部３５１ａにすくい上げる働
きをするローラ収納ガイド部３５１ｄを備える。クラッ
チアウタ３５１のローラ係合面３５１ｂと、クラッチイ
ンナ３５２のローラ係合面３５２ｂとの位置関係は、ス
タータ駆動時にローラ３５３をそれぞれの面でトルク伝
達方向前後から挟み込みように構成されている。

【００２５】また、クラッチアウタ３５１のローラ収納
部３５１ａは、スタータオーバーラン時に、ローラ３５
３を収納した際に、ローラ３５３の最内径がクラッチイ
ンナ３５２の最外径より若干大きくなるように設定され
ている。このように構成すれば、遊星歯車機構３００の
インターナルギヤ３４０に設けられた第１の円筒部をク
ラッチアウタ３５１となし、固定側をなす第２の円筒部
をクラッチインナ３５２とするともに、クラッチアウタ
３５１の内周にローラ３５３のローラ収納部３５１ａを
形成しているので、スタータがエンジンによりオーバー
ランされた時に、モータ５００とピニオンギヤ２１０と
の回転差を吸収するようにクラッチアウタ３５１である
インターナルギヤ３４０がクラッチインナ３５２に対し
空転すると、ローラ３５３はその遠心力を受けてクラッ
チインナ３５２外周面から離脱し、ローラ３５３やクラ
ッチインナ３５２外周面の異常摩耗が防止できる。

【００２６】また、第２の円筒部をなすクラッチインナ
３５２にも、ローラ係合面３５２ｂとローラ３５３との
接触部に、楔効果を利用したローラ式一方向クラッチの
ような大きな応力がかからず、トルク容量の大きな一方
向クラッチが供給できる。さらに、オーバランニングク
ラッチ３５０は、出力軸２２０を軸受３７０を介して回
転自在に支持するセンターブラケット３６０を利用して
いるので、軸方向長も長くすることをなし、小型化を計
ることができる。

【００２７】〔センターブラケット３６０の説明〕セン
ターブラケット３６０は、図４および図５に示すもの
で、ハウジング４００の後側の内部に配置されている。
ハウジング４００とセンターブラケット３６０とは、一
端がハウジング４００に係止され、他端がセンターブラ
ケット３６０に係止されたリングバネ３９０によって連
結され、オーバーランニングクラッチ３５０を構成する
クラッチインナ３５２の受ける回転反力をリングバネ３
９０で吸収し、反力が直接ハウジング４００に伝わらな
いように設けられている。

【００２８】また、センターブラケット３６０の前面に
は、ピニオン回転規制部材２３０を保持する２本の支持
腕３６１と、ピニオン回転規制部材２３０の下端が搭載
される規制棚３６２が設けられている。さらに、センタ
ーブラケット３６０の周囲には、ハウジング４００の内
側の凸部（図示しない）と嵌まり合う切欠部３６３が複
数形成されている。また、センターブラケット３６０の
下端には、紐状部材６８０（後述する）を軸方向に挿通
する凹部３６４が形成されている。

【００２９】〔プラネットキャリア３３０の説明〕プラ
ネットキャリア３３０は、後端に、プラネタリーギヤ３
２０を支持するために径方向に伸びるフランジ形突出部
３３１を備える。このフランジ形突出部３３１には、後
方に伸びるピン３３２が固定されており、このピン３３
２がメタル軸受３３３を介してプラネタリーギヤ３２０
を回転自在に支持している。

【００３０】また、プラネットキャリア３３０は、前側
端部がハウジング４００の前端内部に固定されたハウジ
ング軸受４４０と、センターブラケット３６０の内周の
内側筒部３６５内に固定されたセンターブラケット軸受
３７０とによって、回転自在に支持されている。このプ
ラネットキャリア３３０は、内側筒部３６５の前端位置
に環状溝３３４を備え、この環状溝３３４には、止め輪
３３５が嵌め合わされている。この止め輪３３５と内側
筒部３６５の前端との間には、プラネットキャリア３３
０に対して回転自在に装着されたワッシャ３３６が設け
られており、止め輪３３５がワッシャ３３６を介して内
側筒部３６５の前端に当接することにより、プラネット
キャリア３３０が後方に移動することが規制される。ま
た、プラネットキャリア３３０の後側を支持するセンタ
ーブラケット軸受３７０の後端は、内側筒部３６５の後
端と、フランジ形突出部３３１との間に挟まれるフラン
ジ部３７１を備え、フランジ形突出部３３１がフランジ
部３７１を介して内側筒部３６５の後端に当接すること
により、プラネットキャリア３３０が前方に移動するこ
とが規制される。

【００３１】なお、プラネットキャリア３３０の後面に
は、軸方向に伸びる凹部３３７を備え、この凹部３３７
内に配置されるプラネットキャリア軸受３８０を介して
アーマチャシャフト５１０の前端を回転自在に支持して
いる。 〔ハウジング４００の説明〕ハウジング４００は、ハウ
ジング４００の前端内部に固定されたハウジング軸受４
４０で出力軸２２０を軸支するとともに、開口部４１０
からの雨水等の進入を極力低減するために、開口部４１
０の下部においてハウジング４００とピニオンギヤ２１
０の外径との隙間を極力小さくする遮水壁４６０を備え
ている。また、ハウジング４００の前端の下部には、軸
方向に伸びる２つのスライド溝４５０が設けられ、この
スライド溝４５０に後述するシャッタ４２０が配設され
る。

【００３２】〔シャッタ４２０の説明〕シャッタ４２０
は、樹脂性部材（例えばナイロン）からなり、出力軸２
２０の周囲に装着され、リターンスプリング２４０とピ
ニオンギヤ２１０との間に挟持されるリング体４２１
と、ハウジング４００の開口部４１０を開閉する遮水部
４２２とからなる。

【００３３】シャッタ４２０の作動は、スタータが起動
してピニオンギヤ２１０が出力軸２２０に沿って前方へ
移動すると、リング体４２１がピニオンギヤ２１０とも
に前方へ移動する。すると、リング体４２１と一体の遮
水部４２２が前方へ移動し、ハウジング４００の開口部
４１０を開く。スタータの作動が停止してピニオンギヤ
２１０が出力軸２２０に沿って後方へ移動すると、リン
グ体４２１もピニオンギヤ２１０とともに後方へ移動す
る。すると、リング体４２１と一体の遮水部４２２も後
方へ移動し、ハウジング４００の開口部４１０を閉じ
る。この結果、開閉手段をなすシャッタ４２０は、スタ
ータの非作動時には、リングギヤ１００の遠心力等によ
って飛散する雨水等が遮水部４２２によってハウジング
４００内に進入するのを防ぐ。

【００３４】〔シール部材４３０の説明〕シール部材４
３０は、端面に環状溝４３０ａが配設され、この環状溝
４３０ａに、リターンスプリング２４０の一端が配置さ
れる。このシール部材４３０は、出力軸２２０の周囲を
シールするもので、ハウジング４００の開口部４１０よ
り進入した雨水や塵等が、ハウジング４００の前端のハ
ウジング軸受４４０へ進入するのを阻止している。

【００３５】〔モータ５００の説明〕モータ５００は、
ヨーク５０１、モータ隔壁８００、後述するブラシ保持
部材９００に囲まれて構成される。なお、モータ隔壁８
００は、センターブラケット３６０との間で遊星歯車機
構３００を収納するもので、遊星歯車機構３００内の潤
滑油がモータ５００に進入するのを防ぐ役目も果たす。

【００３６】モータ５００は、図１に示すように、アー
マチャシャフト５１０、このアーマチャシャフト５１０
に固定されて一体に回転する電機子鉄心５２０および電
機子コイル５３０から構成されるアーマチュア５４０
と、アーマチュア５４０を回転させる固定磁極５５０と
から構成され、固定磁極５５０はヨーク５０１の内周に
固定される。

【００３７】〔アーマチャシャフト５１０の説明〕アー
マチャシャフト５１０は、プラネットキャリア３３０の
後内部のプラネットキャリア軸受３８０、およびブラシ
保持部材９００の内周に固着されたブラシ保持部材軸受
５６４によって回転自在に支持される。このアーマチャ
シャフト５１０の前端は、遊星歯車機構３００の内側に
挿通されるとともに、上述のように、アーマチャシャフ
ト５１０の前端外周には遊星歯車機構３００のサンギヤ
３１０が形成されている。

【００３８】〔電機子コイル５３０の説明〕電機子コイ
ル５３０は、本実施例では複数（例えば２５本）の上層
コイルバー５３１と、この上層コイルバー５３１と同数
の下層コイルバー５３２とを用い、それぞれの上層コイ
ルバー５３１と下層コイルバー５３２とを径方向に積層
した２層巻コイルを採用する。そして、各上層コイルバ
ー５３１と各下層コイルバー５３２とを組み合わせ、各
上層コイルバー５３１の端部と各下層コイルバー５３２
の端部とを電気的に接続して環状のコイルを構成してい
る。

【００３９】〔上層コイルバー５３１の説明〕上層コイ
ルバー５３１は、電導性に優れた材質（例えば銅）より
なり、固定磁極５５０に対して平行に伸び、スロット５
２４の外周側に保持される上層コイル辺５３３と、この
上層コイル辺５３３の両端から内側に曲折され、アーマ
チャシャフト５１０の軸方向に対して垂直方向に伸びる
２つの上層コイル端５３４とを備える。なお、上層コイ
ル辺５３３および２つの上層コイル端５３４は、冷間鍛
造によって一体成形したものであっても、プレスによっ
てコ字状に曲折して形成したものであっても、別部品で
形成した上層コイル辺５３３と２つの上層コイル端５３
４とを溶接等の接合技術で接合して形成したものであっ
ても良い。

【００４０】〔下層コイルバー５３２の説明〕下層コイ
ルバー５３２は、上層コイルバー５３１と同様、電導性
に優れた材質（例えば銅）よりなり、固定磁極５５０に
対して平行に伸び、スロット５２４の内側に保持される
下層コイル辺５３６と、この下層コイル辺５３６の両端
から内側に曲折され、シャフト５１０の軸方向に対して
垂直方向に伸びる２つの下層コイル端５３７とを備え
る。なお、下層コイル辺５３６および２つの下層コイル
端５３７は、上層コイルバー５３１と同様、冷間鋳造に
よって一体成形したものであっても、プレスによってコ
字状に曲折して形成したものであっても、別部品で形成
した下層コイル辺５３６と２つの下層コイル端５３７と
を溶接等の接合技術で接合して形成したものであっても
良い。

【００４１】なお、各上層コイル端５３４と各下層コイ
ル端５３７との絶縁は、絶縁スペーサ５６０によって確
保され、各下層コイル端５３７と電機子鉄心５２０との
絶縁は、樹脂製（例えばナイロンやフェノール樹脂）の
絶縁リング５９０によって確保される。また、２つの上
層コイル端５３４の内周端部には、軸方向に伸びる上層
内部延長部５３８を備える。この上層内部延長部５３８
の内周面は、前述した下層コイルバー５３２の内端に設
けられた下層内部延長部５３９の外周に重ね合わされ、
溶接等の接合技術で電気的、且つ機械的に接続される。
また、上層内部延長部５３８の外周面は、アーマチャシ
ャフト５１０に圧入固定された固定部材５７０の外周環
状部５７１の内面に、絶縁キャップ５８０を介して当接
する。

【００４２】このアーマチャ５４０においては、電機子
コイル５３０を構成する上層コイルバー５３１の両端の
上層コイル端５３４、および下層コイルバー５３２の両
端の下層コイル端５３７が、それぞれアーマチャシャフ
ト５１０の軸方向に対して、垂直に設けられているた
め、アーマチャ５４０の軸方向寸法を短くできるため、
モータ５００の軸方向寸法も短くでき、この結果、スタ
ータを従来に比較して小型化できる。

【００４３】〔固定磁極５５０の説明〕固定磁極５５０
は、固定磁極５５０の内周に配置される固定スリーブ５
５３によって、ヨーク５０１の内部に固定され、本実施
例では永久磁石を用いたものであるが、永久磁石の代わ
りに通電によって磁力を発生するコイルを用いても良
い。

【００４４】〔マグネットスイッチ６００の説明〕マグ
ネットスイッチ６００は、図１に示すように、後述する
ブラシ保持体９００に保持されて、後述するエンドフレ
ーム７００内に配置され、アーマチャシャフト５１０に
対して略垂直方向になるように固定されている。マグネ
ットスイッチ６００は、通電によって、プランジャ６１
０を上方へ駆動し、プランジャ６１０と一体に移動する
２つの接点（下側可動接点６１１と上側可動接点６１
２）を、順次、端子ボルト６２０の頭部６２１および固
定接点６３０の当接部６３１に当接させるものである。
なお、端子ボルト６２０には、図示されないバッテリケ
ーブルが接続されている。

【００４５】プランジャ６１０の上側には、プランジャ
６１０の上方へ伸びるプランジャシャフト６１５が固定
されている。このプランジャシャフト６１５は、ステー
ショナリコア６４２の中央に設けられた貫通穴から上方
に突出している。このプランジャシャフト６１５のステ
ーショナリコア６４２の上側には、上側可動接点６１２
がプランジャシャフト６１５に沿って上下方向に摺動自
在に挿通されている。この上側可動接点６１２は、図７
に示すように、プランジャシャフト６１５の上端に取り
付けられた止め輪６１６によって、プランジャシャフト
６１５の上端より上方に移動しないように規制されてい
る。この結果、上側可動接点６１２は、止め輪６１６と
ステーショナリコア６４２の間においてプランジャシャ
フト６１５に沿って上下方向に摺動自在とされている。
なお、上側可動接点６１２は、プランジャシャフト６１
５に取り付けられた板バネよりなる接点圧スプリング６
７０によって、常に上方へ付勢されている。

【００４６】上側可動接点６１２は、銅など導電性に優
れた金属よりなり、上側可動接点６１２の両端が上側に
移動した際、固定接点６３０に設けられた２つの当接部
６３１に当接する。また、上側可動接点６１２には、一
対のブラシ９１０の各リード線９１１が、カシメや溶接
等によって、電気的、且つ機械的に固定されている。さ
らに、上側可動接点６１２の溝部には、複数（本実施例
では２つ）の制限手段をなす抵抗体６１７の端部が、挿
入され、電気的、且つ機械的に固定されている。

【００４７】なお、上側可動接点６１２には、ブラシ９
１０の各リード線９１１が、カシメや溶接等によって電
気的、且つ機械的に固定されているが、上側可動接点６
１２とブラシ９１０の各リード線９１１とを一体形成し
ても良い。抵抗体６１７は、スタータの起動初期時に、
モータ５００の回転を低速回転させるためのもので、抵
抗値の大きな金属線を複数巻いて構成されている。抵抗
体６１７の他端には、端子ボルト６２０の頭部６２１の
下側に位置する下側可動接点６１１がカシメ等によって
固定されている。

【００４８】下側可動接点６１１は、銅など導電性に優
れた金属よりなり、マグネットスイッチ６００が停止し
て、プランジャ６１０が下方に位置する際にステーショ
ナリコア６４２の上面に当接し、抵抗体６１７がプラン
ジャシャフト６１５の移動に伴って上方に移動する際、
上側可動接点６１２が固定接点６３０の当接部６３１に
当接する前に、端子ボルト６２０の頭部６２１に当接す
るように設けられている。

【００４９】〔エンドフレーム７００の説明〕エンドフ
レーム７００は、図８に示すように、樹脂製（例えばフ
ェノール樹脂）のマグネットスイッチカバーで、内部に
マグネットスイッチ６００を収容する。エンドフレーム
７００の後面には、ブラシ９１０を前方へ付勢する圧縮
コイルバネ９１４を保持するバネ保持柱７１０が、ブラ
シ９１０の位置に応じて前方に突出して設けられてい
る。

【００５０】〔ブラシ保持体９００の説明〕ブラシ保持
体９００は、ヨーク５０１の内部とエンドフレーム７０
０の内部とを区画してアーマチャシャフト５１０の後端
をブラシ保持体軸受５６４を介して回転自在に支持する
役目のほか、ブラシホルダの役目、マグネットスイッチ
６００を保持する役目、および紐状部材６８０を案内す
る滑車６９０を保持する役目を果たす。なお、ブラシ保
持体９００には、紐状部材６８０が通る図示されない穴
部を有している。

【００５１】また、ブラシ９１０は、圧縮コイルバネ９
１４によって、前端面が電機子コイル５３０の後側の上
層コイル端５３４の後面に付勢される。 〔実施例の作動〕次に、上記スタータの作動を図１１
（ａ）ないし（ｃ）の電気回路図に従い、説明する。

【００５２】乗員によって、キースイッチ１０がスター
ト位置に設定されると、バッテリ２０から、マグネット
スイッチ６００の吸引コイル６５０に通電される。吸引
コイル６５０が通電されると、吸引コイル６５０の発生
する磁力にプランジャ６１０が引き寄せられ、プランジ
ャ６１０が下方位置から上方へ上昇する。プランジャ６
１０が上昇を開始すると、プランジャシャフト６１５の
上昇に伴って上側可動接点６１２および下側可動接点６
１１が上昇するとともに、紐状部材６８０の後端も上方
に上昇する。紐状部材６８０の後端が上昇すると、紐状
部材６８０の前端は下方に引かれ、ピニオン回転規制部
材２３０が下降する。ピニオン回転規制部材２３０の下
降によって、規制爪２３１がピニオンギヤ２１０の外周
の凹凸２１４に嵌まり合う時点で、下側可動接点６１１
が端子ボルト６２０の頭部６２１に当接する（図１１
（ａ）参照）。端子ボルト６２０には、バッテリ２０の
電圧が印加されており、端子ボルト６２０の電圧が、下
側可動接点６１１→抵抗体６１７→上側可動接点６１２
→リード線９１１を介して上側のブラシ９１０に伝えら
れる。つまり、抵抗体６１７を介した低電圧が上側のブ
ラシ９１０を介して電機子コイル５３０に伝えられる。
そして、下側のブラシ９１０は、ブラシ保持体９００を
介して常にアース接地されているため、各上層コイルバ
ー５３１と各下層コイルバー５３２とを組み合わせてコ
イル状に構成された電機子コイル５３０が低電圧で通電
される。すると、電機子コイル５３０が比較的弱い磁力
を発生し、この磁力が固定磁極５５０の磁力に作用（吸
着あるいは反発）して、アーマチャ５４０が低速回転す
る。

【００５３】アーマチャシャフト５１０が回転すると、
遊星歯車機構３００のプラネタリーギヤ３２０が、アー
マチャシャフト５１０の前端のサンギヤ３１０によって
回転駆動される。プラネタリーギヤ３２０がプラネット
キャリア３３０を介してリングギヤ１００を回転駆動す
る方向の回転トルクをインターナルギヤ３４０に与える
場合は、オーバーランニングクラッチ３５０の作動によ
って、インターナルギヤ３４０の回転が規制される。つ
まり、インターナルギヤ３４０は回転しないため、プラ
ネタリーギヤ３２０の回転によって、プラネットキャリ
ア３３０が減速回転する。プラネットキャリア３３０が
回転すると、ピニオンギヤ２１０も回転しようとする
が、ピニオンギヤ２１０はピニオン回転規制部材２３０
によって回転が規制されているため、ピニオンギヤ２１
０は出力軸２２０のヘリカルスプライン２２１に沿って
前進する。

【００５４】ピニオンギヤ２１０の前進に伴い、シャッ
タ４２０も前進し、ハウジング４００の開口部４１０を
開く。そして、ピニオンギヤ２１０の前進によって、ピ
ニオンギヤ２１０がエンジンのリングギヤ１００に完全
に噛合し、その後、ピニオン係止リング２５０に当接す
る。また、ピニオンギヤ２１０が前進すると、規制爪２
３１がピニオンギヤ２１０の凹凸２１４から外れ、その
後、規制爪２３１の前端が、ピニオンギヤ２１０の後面
に設けられたワッシャ２１５の後側に落ち込む。

【００５５】一方、ピニオンギヤ２１０が前進した状態
で、上側可動接点６１２が固定接点６３０の当接部６３
１に当接する。すると、端子ボルト６２０のバッテリ電
圧が、上側可動接点６１２→リード線９１１を介して直
接上側のブラシ９１０に伝えられる。つまり、各上層コ
イルバー５３１および各下層コイルバー５３２よりなる
電機子コイル５３０に高い電流が流れ、電機子コイル５
３０が強い磁力を発生し、アーマチャ５４０を高速回転
する。

【００５６】アーマチャシャフト５１０の回転は、遊星
歯車機構３００によって減速されて回転トルクが増大
し、プラネットキャリア３３０を回転駆動する。このと
き、ピニオンギヤ２１０は、前端がピニオン係止リング
２５０に当接して、プラネットキャリア３３０と一体に
回転する。そして、ピニオンギヤ２１０は、エンジンの
リングギヤ１００に噛合しているため、ピニオンギヤ２
１０は、リングギヤ１００を回転駆動して、エンジンの
出力軸を回転駆動する。

【００５７】さらに、オーバーランニングクラッチ３５
０について詳しく言うと、オーバーラン時に、エンジン
の駆動力は出力軸２２０から、プラネタリーギヤ３２０
に伝達されるが、この時ピニオンギヤ２１０の回転数は
アーマチャ５４０による回転数より高くなり、プラネタ
リーギヤ３２０が噛み合うインターナルギヤ３４０と一
体のクラッチアウタ３５１は図３の矢印Ｃ方向へ回り出
す。すると、その遠心力により、ローラ３５３はローラ
収納ガイド部３５１ｄとローラガイド部３５２ｃによっ
て、クラッチアウタ３５１のローラ収納部３５１ａ内に
収納され、クラッチアウタ３５１はクラッチインナ３５
２の外周を空転する。

【００５８】このようにしてクラッチアウタ３５１、す
なわちインターナルギヤ３４０が空転することにより、
アーマチャシャフト５１０に形成されたサンギヤ３１０
へのエンジン駆動力の伝達が遮断され、アーマチャ５４
０が過回転するのを防止する。次に、エンジンが始動
し、エンジンのリングギヤ１００がピニオンギヤ２１０
の回転よりも速く回転すると、ヘリカルスプラインの作
用によって、ピニオンギヤ２１０に後退力が生じる。し
かるに、ピニオンギヤ２１０の後方に落ち込んだ回転規
制爪２３１によって、ピニオンギヤ２１０の後退が阻止
され、ピニオンギヤ２１０の早期離脱を防止して、エン
ジンを確実に始動することができる（図１１（ｂ）参
照）。

【００５９】また、エンジンの始動によって、エンジン
のリングギヤ１００がピニオンギヤ２１０の回転よりも
速く回転されると、リングギヤ１００の回転によってピ
ニオンギヤ２１０が回転駆動される。すると、リングギ
ヤ１００からピニオンギヤ２１０に伝えられた回転トル
クは、プラネットキャリア３３０を介してプラネタリー
ギヤ３２０を支持するピン３３２に伝えられる。つま
り、プラネットキャリア３３０によってプラネタリーギ
ヤ３２０が駆動される。すると、インターナルギヤ３４
０には、エンジン始動時とは逆回転のトルクがかかるた
め、オーバーランニングクラッチ３５０がリングギヤ１
００の回転を許す。つまり、インターナルギヤ３４０に
エンジン始動時とは逆回転のトルクがかかると、オーバ
ーランニングクラッチ３５０のローラ３５３が、クラッ
チインナ３５２の凹部３５５の外側へ離脱し、インター
ナルギヤ３４０の回転が可能になる。

【００６０】つまり、エンジンが始動して、エンジンの
リングギヤ１００がピニオンギヤ２１０を回転駆動する
相対回転は、オーバーランニングクラッチ３５０で吸収
され、エンジンによってアーマチャ５４０が回転駆動さ
れることがない。エンジンが始動すると、乗員によって
キースイッチ１０がスタート位置から外され、マグネッ
トスイッチ６００の吸引コイル６５０への通電が停止さ
れる。吸引コイル６５０の通電が停止されると、プラン
ジャ６１０が圧縮コイルバネ６６０の作用によって、下
方に戻される。

【００６１】すると、上側可動接点６１２が固定接点６
３０の当接部６３１から離れるとともに、その後下側可
動接点６１１も端子ボルト６２０の頭部６２１から離
れ、上側のブラシ９１０への通電が停止する。また、プ
ランジャ６１０が下方に戻されると、ピニオン回転規制
部材２３０の復帰バネ部２３６の作用によって、ピニオ
ン回転規制部材２３０が上方に復帰し、規制爪２３１が
ピニオンギヤ２１０の後方から離脱する。すると、ピニ
オンギヤ２１０は、戻しバネ２４０の作用によって後方
に戻され、ピニオンギヤ２１０とエンジンのリングギヤ
１００との噛み合いが外れるとともに、ピニオンギヤ２
１０の後端が出力軸２２０のフランジ形突出部２２２に
当接する。つまり、ピニオンギヤ２１０が、スタータの
始動前に戻される（図１１（ｃ）参照）。さらに、プラ
ンジャ６１０が下方に戻されることにより、下側可動接
点６１１が、マグネットスイッチ６００のステーショナ
リコア６４２の上面に当接し、上側のブラシ９１０のリ
ード線が、上側可動接点６１２→抵抗体６１７→下側可
動接点６１１→ステーショナリコア６４２→マグネット
スイッチカバー６４０→ブラシ保持体９００の順に導通
する。つまり、上側のブラシ９１０と下側のブラシ９１
０とが、ブラシ保持体９００を介して短絡する。一方、
アーマチャ５４０の惰性回転により電機子コイル５３０
には、起電力が生じる。そして、この起電力が、上側の
ブラシ９１０、ブラシ保持体９００、下側のブラシ９１
０を介して短絡するため、アーマチャ５４０の惰性回転
に制動力が与えらえる。この結果、アーマチャ５４０は
急速に停止する。

【００６２】〔実施例の効果〕遊星歯車機構３００のイ
ンターナルギヤ３４０に設けられた第１の円筒部をクラ
ッチアウタ３５１をなし、固定側をなす第２の円筒部を
クラッチインナ３５２とするともに、クラッチアウタ３
５１の内周にローラ３５３のローラ収納部３５２ｂを形
成しているので、スタータがエンジンによりオーバーラ
ンされた時に、モータ５００とピニオンギヤ２１０との
回転差を吸収するようにクラッチアウタ３５１であるイ
ンターナルギヤ３４０がクラッチインナ３５２に対し空
転すると、ローラ３５３はその遠心力を受けてクラッチ
インナ３５２外周面から離脱し、ローラ３５３やクラッ
チインナ３５２外周面の異常摩耗が防止できる。

【００６３】また、第２の円筒部をなすクラッチインナ
３５２にも、ローラ３５３の一部を収納するローラ溝部
３５２ａを設け、そこにローラ３５３を介在させて、ロ
ーラ収納部３５２ｂ及びローラ溝部３５２ａのローラ接
触面でトルク伝達方向前後から挟み込むようにしている
ので、それぞれの接触面とローラ３５３との接触部に、
楔効果を利用したローラ式一方向クラッチのような大き
な応力がかからず、トルク容量の大きな一方向クラッチ
が供給できる。

【００６４】〔実施例２〕実施例２を図１２を参照して
説明する。ただし、実施例１と共通機能の構成要素は同
一符号を付す。この実施例２は、クラッチインナ３５２
の外周側に、クラッチアウタ３５１の内周面と当接しな
い位置まで、ローラ３５３が収納される第２の収納溝３
５２ａが形成され、クラッチアウタ３５１の内周面に
は、ローラ３５３の一部が収納される第１の溝３５１ａ
が形成されている。

【００６５】〔実施例３〕この実施例３は、図１３に示
すように、ローラ３５３をクラッチインナ３５２のロー
ラ溝部３５２ａ方向に押圧するように、ローラ押しバネ
３５６をクラッチアウタ３５１のローラ収納部３５１ａ
に配設するとともに、ローラ押しバネ３５６の一端を収
納するローラ押しバネ収納部３５１ｅをローラ収納部３
５１ａに併設したものである。さらに、クラッチアウタ
３５１とクラッチインナ３５２に設けられたローラ係合
面３５１ｂ、３５２ｂを、ローラ３５３の半径と略同一
の曲率半径を有する曲面で構成したものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明スタータの実施例１を示す側面断面図で
ある。

【図２】（ａ）及び（ｂ）は、ピニオン回転規制部材を
ピニオン部に組付けた際の正面図及び一部断面側面図で
ある。

【図３】オーバーランニングクラッチの要部を示す断面
図である。

【図４】センターブラケットの後面図である。

【図５】センターブラケットの側面断面図である。

【図６】アーマチュアの側面断面図である。

【図７】マグネットスイッチのプランジャーを示す斜視
図である。

【図８】エンドフレームおよびブラシスプリングを示す
断面図である。

【図９】ブラシ保持体を示す縦断面図である。

【図１０】ブラシ保持体を示す横断面図である。

【図１１】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、ピニオンの作
動状態を示してある、電気回路図である。

【図１２】実施例２のクラッチの要部拡大断面図であ
る。

【図１３】実施例３のクラッチの要部拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

１００ リングギヤ ２００ ピニオン ２２０ 出力軸 ３００ 遊星歯車減速機構 ３１０ サンギヤ ３２０ プラネタリギヤ ３４０ インターナルギヤ ３５０ オーバーランニングクラッチ ３５１ クラッチアウタ ３５１ａ 収納部 ３５２ クラッチインナ ３５２ａ 溝部 ３５３ ローラ ３６０ センターブラケット ５００ スタータモータ ５１０ シャフト ５５０ 固定磁極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長尾 安裕 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 (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円周面が互いに対抗するように配置され
   た、２つの円筒部材であるクラッチインナおよびクラッ
   チアウタと、前記クラッチインナと前記クラッチアウタ
   との間に配設されるローラとを有するオーバーランニン
   グクラッチを備えたスタータにおいて、 前記クラッチ
   インナもしくは前記クラッチアウタは、樹脂もしくは非
   鉄金属で形成されると共に、 前記クラッチインナの外周面と前記クラッチアウタの内
   周面のそれぞれに形成された、前記ローラを収納する第
   １および第２の溝を有し、かつこれら第１および第２の
   溝のどちらか一方は、前記ローラを他方の面に接しない
   位置まで収納することができることを特徴とするスター
   タ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のスタータにおいて、 前記クラッチアウタの第２の溝は、前記ローラが、前記
   クラッチインナの外周面に接しない位置まで収納するこ
   とができることを特徴とするスタータ。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のスタータにおいて、 前記クラッチインナの前記第１の溝の数は、前記第２の
   溝の数よりも多いことを特徴するスタータ。
4. 【請求項４】 請求項２もしくは３に記載のスタータに
   おいて、 前記第１の溝は、前記ローラの半径と略同一の曲率半径
   を有することを特徴とするスタータ。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４に記載のスタータにお
   いて、 前記第１および第２の溝の一部が前記ローラの半径と略
   同一の曲率半径を有することを特徴とするスタータ。