JPH09203365A

JPH09203365A - スタータ

Info

Publication number: JPH09203365A
Application number: JP8011462A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kato; 雅浩加藤; Tsutomu Shiga; 志賀　　孜
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-01-26
Filing date: 1996-01-26
Publication date: 1997-08-05
Also published as: US5834852A

Abstract

(57)【要約】【課題】アーマチャが高回転時に、アーマチャのアン
バランスによる軸方向の移動を規制し、整流の悪化を抑
制するスタータを提供することを目的とする。【解決手段】第１の上層コイル端５３４ａがアーマチ
ャシャフト５１０に対して略垂直でアーマチャシャフト
５１０方向に延びるアーマチャ５４０において、アーマ
チャ５４０が高回転時に、アーマチャのアンバランスに
よって、軸方向に移動しようとしても、このアーマチャ
５４０のアーマチャシャフト５１０を軸支する第１、第
２の軸受１１００、１２００の内少なくとも一方は、ボ
ールベアリング軸受であり、このボールベアリング軸受
の内輪１１００ａ、１２００ａがアーマチャシャフト５
１０に固定され、ボールベアリング軸受の外輪１１００
ｂ、１２００ｂが保持部５０２の筒部５０２ａもしくは
ブラシ保持部材８００の保持板８１０の筒部８１０ａに
固定されており、さらに、アーマチャ５４０がブラシス
プリング９１４によって、軸方向に押圧されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明はエンジンを始動させ
るスタータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のスタータは、オーストラリア公開
特許９４８０４８６号公報に示すように、アーマチャシ
ャフトに固定された電機子コアのスロット内に、上層及
び下層コイル辺が組み込まれ、この下層コイル辺の両端
が、アーマチャシャフトに対してそれぞれ略垂直に延び
る一対の下層コイル端部に接続されるとともに、上層コ
イル辺の両端が、アーマチャシャフトに対してそれぞれ
略垂直に延びる一対の上層コイル端部に接続され、か
つ、上層コイル端部の先端部と下層コイル端部の先端部
が接続されたアーマチャであり、このアーマチャは、上
層コイル端部が整流子片を兼ねており、この上層コイル
端部上にブラシが配設され、このブラシがブラシスプリ
ングによって、上層コイル端部側、即ち、軸方向側に押
圧されている。

【０００３】また、アーマチャシャフトの一端は、出力
軸のプラネットキャリアの後端部内部に設けられた金属
からなる第１の軸受によって軸支され、他端は、ブラシ
ホルダ内に設けられた金属からなる第２の軸受によって
軸支されており、アーマチャシャフトの第１の軸受で軸
支される箇所と電機子コアとの間には、遊星歯車機構の
プラネタリギヤに噛み合うサンギヤが設けられている。
プラネットキャリアは出力軸と一体に形成され、この出
力軸上にエンジンのリングギヤに噛み合うピニオンが配
設されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のスタータにおいて、アーマチャシャフトと第
１、第２の軸受との間には、アーマチャが回転する上
で、それぞれ僅かながら径方向にクリアランスがあり、
アーマチャを高回転させた時、アーマチャのアンバラン
スによって、アーマチャが軸方向でブラシ側及び反ブラ
シ側に繰り返し移動することがわかり、このため、整流
子片に当接しているブラシも、軸方向前後に移動する
が、ブラシを押圧するブラシスプリングはスプリングと
しての性質上、アーマチャの前後振動に共振して固有振
動することがある。このためブラシを常に製流子面に当
接させておくことができなくなって、ブラシが整流子片
上で踊り、整流が悪化する恐れがあった。

【０００５】また、ピニオンがエンジンのリングギヤに
噛み合い、エンジンを駆動している時でも、エンジン側
からピニオン、出力軸、遊星歯車機構を介してアーマチ
ャに振動が伝達され、アーマチャが高回転している時に
上述のアーマチャのアンバランスによるアーマチャの移
動が助長される。そこで、本発明は上記事情に鑑みてな
されたものであり、アーマチャが高回転時に、アーマチ
ャのアンバランスによる軸方向の移動を規制し、整流の
悪化を抑制するスタータを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１記載の手段を採用することができる。この手
段によると、アーマチャが高回転時に、アーマチャのア
ンバランスによって、軸方向に移動しようとしても、整
流子が電機子コアの軸方向端面側でアーマチャシャフト
に対して略垂直に設けられたアーマチャにおいて、この
アーマチャのアーマチャシャフトを軸支する第１、第２
の軸受の内少なくとも一方は、ボールベアリング軸受で
あり、このボールベアリング軸受の内輪がアーマチャシ
ャフトに固定され、ボールベアリング軸受の外輪が第１
もしくは第２の保持手段に固定されており、さらに、ア
ーマチャが押圧手段によって、軸方向に押圧されている
ので、ボールベアリングからなる第１の軸受及び第２の
軸受はそれぞれクリアランスがつまるとともに、アーマ
チャが軸方向に移動することが規制され、整流子に摺接
するブラシが踊ることがなくなり、整流の悪化を抑制す
ることができ、小型軽量で高回転に対応するスタータが
提供できる。さらに、このボールベアリングによって、
アーマチャの軸方向のスラスト受けを行うことができ
る。

【０００７】請求項２の手段によると、電機子コアのス
ロットに組み込まれた上層及び下層コイル辺と、一端が
下層コイル辺の一端に電気的に接続され、アーマチャシ
ャフトに対して略垂直でアーマチャシャフト方向に延
び、電機子コアの端面近傍に設けられた下層コイル端部
と、一端が前記上層コイル辺の一端に電気的に接続さ
れ、アーマチャシャフトに対して略垂直でアーマチャシ
ャフト方向に延び、かつ他端が下層コイル端部の他端と
接続され、上層コイル端部近傍に設けられ、ブラシが摺
接する上層コイル端部とからなるアーマチャにおいて、
第１の軸受が、下層コイル辺の他端側の電機子コア側近
傍に配設され、かつ第２の軸受が、上層コイル端部近傍
に配置されるので、第１の軸受及び第２の軸受がアーマ
チャに近接し、第１の軸受と第２の軸受との距離が短く
なるため、アーマチャが高回転しても、アーマチャのア
ンバランスの影響が少なくなり、さらに、整流子に摺接
するブラシが踊ることがなくなり、整流の悪化を抑制す
ることができる。

【０００８】請求項３の手段によると、アーマチャの回
転を減速させる減速手段と、この減速手段で減速された
回転が伝達される出力軸と、アーマチャシャフトの先端
に設けられた減速手段の一部をなすギヤとを有し、この
ギヤと電機子コアとの間に、第１の軸受を配置したの
で、従来のように、アーマチャシャフトのギヤ、即ち、
減速手段のプラネタリギヤと噛み合うサンギヤより、さ
らにアーマチャシャフトの先端部で軸支されていたため
に、軸受間の距離ができる限り短くする設計が可能とな
る。

【０００９】請求項４の手段によると、第１の保持手段
が、内周に界磁極を有するヨークと一体に設けられた保
持板であるので、第１の軸受の位置を電機子コア近傍に
配設することが可能となるとともに、剛性が高まり耐振
性が向上する。請求項５の手段によると、第２の保持手
段が、アーマチャの整流子に摺接するブラシを保持する
ブラシ保持器の保持板としたので、第２の軸受の位置を
整流子近傍まで近づけることができ、さらに軸受間隔を
短くすることが可能となる。

【００１０】請求項６の手段によると、アーマチャシャ
フトは、電機子コアが固定される電機子コア固定部と、
第１、第２の軸受でそれぞれ保持される第１、第２の保
持部とがあり、電機子コア保持部の外径と第１、第２の
保持部の外径とが略同一であるので、保持部の剛性が向
上するため、アーマチャが高回転時に、アーマチャアン
バランスによってアーマチャシャフトがたわむことがな
く、耐振性が向上する。

【００１１】請求項７の手段によると、押圧手段が、ブ
ラシをアーマチャの整流子に押圧するブラシスプリング
であるので、整流子が電機子コアの軸方向端面側でアー
マチャシャフトに対して略垂直に設けられたアーマチャ
において、押圧手段の設定が容易にできる。請求項８の
手段によると、電機子コアのスロットに組み込まれた上
層及び下層コイル辺と、この下層コイル辺の両端にそれ
ぞれ電気的に接続され、下層コイル辺の両端から、アー
マチャシャフトに対して略垂直でアーマチャシャフト方
向に延びた第１、第２の下層コイル端部と、一端が前記
上層コイル辺の両端にそれぞれ電気的に接続され、アー
マチャシャフトに対して略垂直でアーマチャシャフト方
向にそれぞれ延び、かつ他端が下層コイル端部の他端と
それぞれ接続された第１、第２の上層コイル端部とから
なるアーマチャにおいて、ブラシが、第１の上層コイル
端部上に設けられた構造であるため、従来から周知であ
る電機子コアの軸方向端面側に整流子片が樹脂等によっ
て構成された別部材のコンミテータを配置してものに対
して、このコミテータがない分、軸長が短くなり、アー
マチャアンバランスが生じにくいが、さらに、第１の軸
受の軸方向中心から第２の軸受の軸方向中心までの半分
の位置と、アーマチャの重心の位置とを略同一とするこ
とで、さらに、アーマチャアンバランスが生じにくく、
高回転に適したスタータとなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明装置スタータを図１
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２
００や遊星歯車機構３００を内包するハウジング４００
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５００
とエンドフレーム７００との間がプレート１０００によ
って区画されている。

【００１３】〔ピニオン２００の説明〕図１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に嵌まり合う図示されない
ピニオンヘリカルスプラインが形成されている。

【００１４】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、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。

【００１５】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
を開閉するシャッタ４２０を介してピニオンギヤ２１０
を付勢する。

【００１６】〔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）の先端の
外周に形成されたサンギヤ３１０と、このサンギヤ３１
０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３
２０をサンギヤ３１０の周囲で回転自在に支持し、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。

【００１７】〔オーバーランニングクラッチ３５０の説
明〕オーバーランニングクラッチ３５０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３４
０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３００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図示され
ないローラ収納部に収納されるローラ３５３とを有して
いる。

【００１８】〔センターブラケット３６０の説明〕セン
ターブラケット３６０は、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３９０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。

【００１９】〔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。

【００２０】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
に図示されない環状溝を備え、この環状溝には、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、フランジ形突出部３３１がセンターブラケット軸受
３７０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。

【００２１】〔モータ５００の説明〕モータ５００は、
ヨーク５０１、このヨークと一体に設けられた保持板５
０２（本発明でいう第１の保持手段）、後述するブラシ
保持部材８００の保持板８１０（本発明でいう第２の保
持手段）に囲まれて構成される。なお、保持板５０２
は、センターブラケット３６０との間で遊星歯車機構３
００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。

【００２２】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ャ５４０（図
２参照）と、アーマチャ５４０を回転させる固定磁極５
５０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。

【００２３】〔アーマチャシャフト５１０の説明〕アー
マチャシャフト５１０の両端部には、第１の保持部５１
０ａ及び第２の保持部５１０ｂがあり、この第１の保持
部５１０ａ及び第２の保持部５１０ｂが、それぞれ第１
の軸受１１００、第２の軸受１２００で軸支され、この
両軸受がボールベアリングである。そして、この２つの
ボールベアリングの内輪１１００ａ、１２００ａは、そ
れぞれ第１の保持部５１０ａ及び第２の保持部５１０ｂ
に圧入固定されており、この第１の軸受１１００をなす
ボールベアリングの外輪１１００ｂが、保持部５０２の
筒部５０２ａ内に圧入固定されている。

【００２４】なお、第２の軸受１２００をなすボールベ
アリングの外輪１２００ｂは、ブラシ保持部材８００の
保持板８１０の筒部８１０ａ内に係合している。なお、
第１の軸受１１００をなすボールベアリングは、電機子
鉄心５２０の近傍に配置され、第２の軸受１２００をな
すボールベアリングは、後述する第１の上層コイル端５
３４ａの近傍に配置される。

【００２５】また、第１の保持部５１０ａと第２の保持
部５１０ｂとの間には、電機子鉄心５２０が圧入固定さ
れる電機子鉄心部５１０ｃが設けられている。第１の保
持部５１０ａのさらに先端には、遊星歯車機構３００の
プラネタリーギヤ３２０に噛み合うサンギヤ３１０が設
けられている。また、第１の保持部５１０ａの外径と第
２の保持部５１０ｂの外径と電機子鉄心固定部５１０ｃ
の外径は、それぞれ略同一である。

【００２６】なお、本実施例では、第１の軸受１１００
であるボールベアリングの外輪１１００ｂが、保持部５
０２の筒部５０２ａ内に圧入固定されているが、第２の
軸受１２００をなすボールベアリングの外輪１２００ｂ
が、ブラシ保持部材８００の保持板８１０の８１０ａ内
に圧入固定されてもよい。〔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５
３１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。

【００２７】〔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の軸方向に対してそれぞれ略垂直方
向に伸びる第１の上層コイル端５３４ａ及び第２の上層
コイル端５３４ｂとを備える。なお、上層コイル辺５３
３、第１の上層コイル端５３４ａおよび第２の上層コイ
ル端５３４ｂ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
第１の上層コイル端５３４ａと第２の上層コイル端５３
４ａ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。

【００２８】〔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
それぞれ略垂直方向に伸びる第１の下層コイル端５３７
ａ及び第２の下層コイル端５３７ｂとを備える。

【００２９】なお、下層コイル辺５３６、第１の下層コ
イル端５３７ａ及び第２の下層コイル端５３７ｂ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、第１の下層コイル端５３７ａ及び第２の下層
コイル端５３７ｂ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。

【００３０】なお、第１の上層コイル端５３４ａと第１
の下層コイル端５３７ａとの絶縁は、絶縁スペーサ５６
０によって確保され、第２の上層コイル端５３４ｂと第
２の下層コイル端５３７ｂとの絶縁は、絶縁スペーサ５
６１によって確保されている。第１の下層コイル端５３
７ａ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、第２の下層コイル端５３７ｂと電機子鉄心５
２０との絶縁も、樹脂製（例えばナイロンやフェノール
樹脂）の絶縁リング５９１によって確保されている。

【００３１】また、第１の上層コイル端５３４ａの内周
端部には、軸方向に伸びる第１の上層内部延長部５３８
ａを備える。この第１の上層内部延長部５３８ａの内周
面は、後述する下層コイルバー５３２の内端に設けられ
た第１の下層内部延長部５３９ａ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。

【００３２】また、第１の上層内部延長部５３８ａ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。第２の上層コイル端５３４
ｂの内周端部は、第２の下層コイル端５３７ｂの内端に
設けられた第２の下層内部延長部５３９ｂに接続され
る。

【００３３】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
第１、第２の上層コイル端５３４ａ、５３４ｂ、および
下層コイルバー５３２の両端の第１、第２の下層コイル
端５３７ａ、５３７ｂが、それぞれアーマチャシャフト
５１０の軸方向に対して、略垂直に設けられている。〔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５５３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。

【００３４】〔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
図示されない２つの接点（下側可動接点と上側可動接
点）を、順次、端子ボルト６２０の図示されない頭部お
よび図示されない固定接点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。

【００３５】なお、図示されない上側可動接点には、ブ
ラシ９１０の図示されないリード線９１０ａ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。なお、図示されない上側可動接点と図示されない下
側可動接点とは、図示されない抵抗体で電気的に接続さ
れている。〔エンドフレーム７００の説明〕エンドフレーム７００
は、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。

【００３６】〔ブラシ保持部材８００の説明〕ブラシ保
持部材８００は、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
シ保持部材８００には、紐状部材６８０が通る図示され
ない穴部を有している。

【００３７】また、ブラシ９１０は、圧縮コイルバネか
らなるブラシスプリング９１４によって、電機子コイル
５３０の第１の上層コイル端５３４ａに押圧されてい
る。また、このブラシ保持部材８００は、保持板８１０
と係合し、この保持板８１０を保持している。この保持
板８１０は、ヨーク５０１とエンドフレーム７００とで
狭持され、ブラシ保持部材８００の保持板８１０の筒部
８１０ａ内は、第２の軸受１２００をなすボールベアリ
ングの外輪１２００ｂを保持している。

【００３８】〔実施例の作動〕次に、上記スタータの作
動を説明する。マグネットスイッチ６００が通電される
と、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６１０が上昇を開始すると、プランジャシャ
フト６１５の上昇に伴って図示されない上側可動接点６
１２および図示されない下側可動接点６１１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、図示されない下側可動接点が端子ボ
ルト６２０の図示されない頭部に当接する。

【００３９】端子ボルト６２０には、バッテリの電圧が
印加されており、端子ボルト６２０の電圧が、図示され
ない下側可動接点→図示されない抵抗体→図示されない
上側可動接点→図示されないリード線を介して上側のブ
ラシ９１０に伝えられる。つまり、図示されない抵抗体
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。

【００４０】そして、下側のブラシ９１０は、ブラシ保
持部材８００の保持板８１０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。

【００４１】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２１０は
出力軸２２０のヘリカルスプライン２２１に沿って前進
する。

【００４２】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
に噛合する。また、ピニオンギヤ２１０が前進すると、
規制爪２３１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２１
０の後面側に落ち込む。

【００４３】一方、ピニオンギヤ２１０が前進した状態
で、図示されない上側可動接点が図示されない固定接点
の当接部に当接する。すると、端子ボルト６２０のバッ
テリ電圧が、図示されない上側可動接点→図示されない
リード線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５３０が強い磁力を発生し、アーマ
チャ５４０を高速回転する。

【００４４】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、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２１０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。

【００４５】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。

【００４６】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との結合が解除され、インターナルギヤ
３４０の回転が可能になる。

【００４７】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。〔実施例の効果〕本実施例では、整流子をなす第１の上
層コイル端５３４ａがアーマチャシャフト５１０に対し
て略垂直でアーマチャシャフト５１０方向に延びるアー
マチャ５４０において、アーマチャ５４０が高回転時
に、アーマチャのアンバランスによって、軸方向に移動
しようとしても、このアーマチャ５４０のアーマチャシ
ャフト５１０を軸支する第１、第２の軸受１１００、１
２００の内少なくとも一方は、ボールベアリング軸受で
あり、このボールベアリング軸受の内輪１１００ａ、１
２００ａがアーマチャシャフト５１０に固定され、ボー
ルベアリング軸受の外輪１１００ｂ、１２００ｂが保持
部５０２の筒部５０２ａもしくはブラシ保持部材８００
の保持板８１０の筒部８１０ａに固定されており、さら
に、アーマチャ５４０がブラシスプリング９１４によっ
て、軸方向に押圧されているので、ボールベアリングか
らなる第１の軸受１１００及び第２の軸受１２００はそ
れぞれクリアランスがつまるとともに、アーマチャ５４
０が軸方向に移動することが規制され、整流子をなす第
１の上層コイル端５３４ａに摺接するブラシ９１０が踊
ることがなくなり、整流の悪化を抑制することができ、
小型軽量で高回転に対応するスタータが提供できる。さ
らに、このボールベアリング１１００、１２００によっ
て、アーマチャ５４０の軸方向のスラスト受けを行うこ
とができる。

【００４８】また、アーマチャ５４０が、電機子鉄心５
２０のスロット５２４に組み込まれた上層コイル辺５３
３及び下層コイル辺５３６と、一端が下層コイル辺５３
３の一端に電気的に接続され、アーマチャシャフト５１
０に対して略垂直でアーマチャシャフト５１０方向に延
び、電機子鉄心５２０の端面近傍に設けられた第１の下
層コイル端５３７ａと、一端が上層コイル辺５３３の一
端に電気的に接続され、アーマチャシャフト５１０に対
して略垂直でアーマチャシャフト５１０方向に延び、か
つ他端が第１の下層コイル端５３７ａの他端と接続さ
れ、第１の上層コイル端５３４ａ近傍に設けられ、ブラ
シ９１０が摺接する第１の上層コイル端５３４ａとから
なり、第１の軸受１１００が第２の上層コイル５３４ｂ
近傍に配置され、かつ第２の軸受１２００が第１の上層
コイル端部５３４ａ近傍に配置されているので、第１の
軸受１１００及び第２の軸受１２００がアーマチャ５４
０近接にでき、軸受間の距離が短くすることが可能とな
り、アーマチャ５４０が高回転しても、アーマチャアン
バランスの影響が少なくなる。

【００４９】また、アーマチャ５４０の回転を減速させ
る遊星歯車機構３００と、この遊星歯車機構３００で減
速された回転が伝達される出力軸２２０と、アーマチャ
シャフト５１０の先端に設けられた遊星歯車機構３００
の一部をなすサンギヤ３１０とを有し、このサンギヤ３
１０と電機子鉄心５２０との間に、第１の軸受１１００
を配置したので、従来のように、アーマチャシャフトの
ギヤ、即ち、減速手段のプラネタリギヤと噛み合うサン
ギヤより、さらにアーマチャシャフトの先端部で軸支さ
れていたために、軸受間の距離ができる限り短くする設
計が可能となる。

【００５０】また、第１の軸受１１００を軸支するの
が、内周に固定磁極５５０を有するヨーク５０１と一体
に設けられた保持板５０２であるので、第１の軸受１１
００の位置を電機子鉄心５２０近傍に配設することが可
能となるとともに、剛性が高まり耐振性が向上する。ま
た、第２の軸受１２００を軸支するのが、アーマチャ５
４０の第１の上層コイル端５３４ａに摺接するブラシ９
１０を保持するブラシ保持部材８００の保持板８１０で
あるので、さらに、第２の軸受１２００がアーマチュ５
４０側に近づけることができるため、軸受間隔を短くす
ることが可能となる。

【００５１】また、アーマチャシャフト５１０は、電機
子鉄心５２０が固定される電機子鉄心固定部５１０ｃ
と、第１、第２の軸受１１００、１２００でそれぞれ保
持される第１、第２の保持部５１０ａ、５１０ｂとがあ
り、電機子鉄心保持部５１０ｃの外径と第１、第２の保
持部５１０ａ、５１０ｂの外径とが略同一であるので、
保持部５１０ａ、５１０ｂの剛性が向上するため、アー
マチャ５４０が高回転時に、アーマチャアンバランスに
よってアーマチャシャフト５１０がたわむことがなく、
耐振性が向上する。

【００５２】また、ブラシ９１０をアーマチャ５４０の
第１の上層コイル端５３４ａに押圧するブラシスプリン
グ９１４によって、アーマチャ５４０がピニオン２１０
側に押圧されるので、第１、第２の軸受１１００、１２
００がアーマチャ５４０を介して軸方向に押圧すること
が容易となる。〔変形例〕上記実施例において、第１の軸受１１００と
第２の軸受１２００との位置及びアーマチャ５４０の重
心の位置を図３に示し、説明する。

【００５３】第１の軸受１１００の軸方向の長さをＡ
１、第１の軸受１１００の内径をＤ１、第２の軸受１２
００の軸方向の長さをＡ２、第２の軸受１２００の内径
をＤ２、第１の軸受１１００の軸方向における中心位置
から第２の軸受１２００の軸方向における中心位置まで
の長さをＬ、第１の軸受１１００の軸方向中心位置から
第２の軸受１２００方向にＬ／２の長さ移動させた位置
とアーマチャ５４０の重心との長さの差をＬ’とする
と、Ｌ’／Ｌ≦（Ａ１・Ｄ１−Ａ２・Ｄ２）／２・（Ａ１・
Ｄ１＋Ａ２・Ｄ２）とすれば、上述したアーマチャ５４０であれば、従来か
ら周知である電機子鉄心の軸方向端面側に整流子片が樹
脂等によって構成された別部材のコンミテータを配置し
ているものに対して、このコンミテータがない分、軸長
が短くなり、アーマチャアンバランスが生じにくいが、
さらに、第１の軸受１１００の軸方向中心から第２の軸
受１２００の軸方向中心までの長さの半分の位置と、ア
ーマチャ５４０の重心の位置とを略同一とすることで、
さらに、アーマチャバランスが生じにくく、高回転に適
したスタータとなる。また、両軸受１１００、１２００
に加わる力も略同一にでき、両軸受１１００、１２００
の寿命が略同一になり、一方の軸受だけが、短寿命とな
ることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明スタータを示す側面断面図である。

【図２】アーマチャの側面断面図である。

【図３】第１の軸受１１００と第２の軸受１２００との
位置及びアーマチャ５４０の重心の位置を示す概略図で
ある。

【符号の説明】

５０１保持板（第１の保持手段）５１０アーマチャシャフト５２０電機子鉄心５３４ａ第１の上層コイル端（整流子）５４０アーマチャ８００ブラシ保持部材８１０保持板（第２の保持手段）１１００第１の軸受１２００第２の軸受

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アーマチャシャフトと、このアーマチャ
シャフトに固定された電機子コアと、この電機子コアの
軸方向端面側で前記アーマチャシャフトに対して略垂直
に設けられた整流子とを有するアーマチャと、前記アーマチャシャフトの両端部をそれぞれ軸支する第
１、第２の軸受と、この第１、第２の軸受をそれぞれ保持する第１、第２の
保持手段と、前記アーマチャを軸方向に押圧する押圧手段と、前記アーマチャの回転が伝達され、エンジンのリングギ
ヤに噛み合い前記リングギヤを回転させるピニオンと、を有するスタータであって、前記第１、第２の軸受の内少なくとも一方は、ボールベ
アリング軸受であり、このボールベアリング軸受の内輪
は前記アーマチャシャフトに固定され、前記ボールベア
リング軸受の外輪は前記第１もしくは第２の保持手段に
固定されるとともに、前記押圧手段によって、アーマチ
ャを軸方向に押圧し、前記アーマチャの軸方向の移動を
規制することを特徴とするスタータ。
【請求項２】前記アーマチャは、前記電機子コアのス
ロットに組み込まれた上層及び下層コイル辺と、一端が
前記下層コイル辺の一端に電気的に接続され、前記アー
マチャシャフトに対して略垂直で前記アーマチャシャフ
ト方向に延び、前記電機子コアの端面近傍に設けられた
下層コイル端部と、一端が前記上層コイル辺の一端に電
気的に接続され、前記アーマチャシャフトに対して略垂
直で前記アーマチャシャフト方向に延び、かつ他端が前
記下層コイル端部の他端と接続され、前記下層コイル端
部近傍に設けられ、ブラシが摺接する上層コイル端部と
からなり、前記第１の軸受が、前記下層コイル辺の他端側の電機子
鉄心側近傍に配設され、前記第２の軸受が、前記上層コ
イル端部近傍に配設されたことを特徴とする請求項１記
載のスタータ。
【請求項３】前記アーマチャの回転を減速させる減速
手段と、この減速手段で減速された回転が伝達される出
力軸と、前記アーマチャシャフトの先端に設けられた減
速手段の一部をなすギヤとを有し、このギヤと前記電機
子コアとの間に、前記第１の軸受を配置したことを特徴
とする請求項１記載のスタータ。
【請求項４】前記第１の保持手段は、内周に界磁極を
有するヨークと一体に形成された保持板であることを特
徴とする請求項１記載のスタータ。
【請求項５】前記第２の保持手段は、前記アーマチャ
の整流子に摺接するブラシを保持するブラシ保持器の保
持板であることを特徴とする請求項１記載のスタータ。
【請求項６】前記アーマチャシャフトは、前記電機子
コアが固定される電機子コア固定部と、前記第１、第２
の軸受でそれぞれ保持される第１、第２の保持部とがあ
り、前記電機子コア保持部の外径と前記第１、第２の保
持部の外径とが略同一であることを特徴とする請求項１
記載のスタータ。
【請求項７】前記押圧手段は、前記ブラシを前記アー
マチャの整流子に押圧するブラシスプリングであること
を特徴とする請求項１記載のスタータ。
【請求項８】前記アーマチャは、前記電機子コアのス
ロットに組み込まれた上層及び下層コイル辺と、この下
層コイル辺の両端にそれぞれ電気的に接続され、前記下
層コイル辺の両端から、前記アーマチャシャフトに対し
て略垂直で前記アーマチャシャフト方向に延びた第１、
第２の下層コイル端部と、一端が前記上層コイル辺の両
端にそれぞれ電気的に接続され、前記アーマチャシャフ
トに対して略垂直で前記アーマチャシャフト方向にそれ
ぞれ延び、かつ他端が前記第１、第２の下層コイル端部
の他端とそれぞれ接続された第１、第２の上層コイル端
部とからなり、前記ブラシは、前記第１の上層コイル端
部上に設けられ、第１の軸受の軸方向中心から第２の軸受の軸方向中心ま
での長さの半分の位置と、アーマチャの重心の位置とを
略同一とすることを特徴とする請求項１記載のスター
タ。