【発明の詳細な説明】
遊星歯車減速機構付スタータ
技術分野
本発明は、エンジンを始動させるための遊星歯車機構付スタータに関するもの
である。
背景技術
従来の特開昭６３−１１０９３１号公報に示す遊星歯車減速機構付スタータに
おいては、スタータモータの整流子が、アーマチャシャフトの軸方向に対して、
略垂直方向に形成されているフェイス型コンミテータが開示されている。
しかしながら、上述した従来のものでは以下のような問題点がある。
遊星歯車減速機構、スタータモータの界磁極、ブラシ装置、マグネットスイッ
チが、同一軸上に個々に重ねられる構成から、特に、出力向上を計るために、ス
タータモータの体格を増加させると、更に、軸方向の体格が大きくなり、スター
タのエンジンへの装着性が著しく低下してしまう。また、スタータのエンジンへ
の取り付けにおいて、取り付け面からモータ、マグネットスイッチまでの長さが
長くなり、耐振性が悪化してしまう。
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、軸方向長をお
さえ、かつ装着性および耐振性を向上させた遊星歯車減速機構付スタータを提供
することにある。
発明の開示
上記目的を達成するために、本発明では、アーマチャコイルが巻装
されたアーマチャコアを回転自在に保持するアーマチャシャフトと、前記アーマ
チャコイルに接続され、前記アーマチャコアの端部と略平行に配置された整流子
と、この整流子に摺動自在に保持されたブラシと、前記アーマチャコアの外周に
設けられた界磁極とを有するスタータモータと、このスタータモータのアーマチ
ャシャフトの外周に形成されたサンギヤと、前記アーマチャシャフトの同一軸心
上に配置されるドライブシャフトの一端に枢支され、前記サンギヤと噛合するプ
ラネタリーギヤと、このプラネタリーギヤと噛合するインターナルギヤとを有す
る遊星歯車減速装置と、前記スタータモータの界磁極の端部が、前記遊星歯車減
速装置もしくは前記ブラシの少なくとも一方とオーバーラップする構成を採用し
た。
この構成によれば、前記スタータモータの界磁極の端部が、前記遊星歯車減速
装置の外周もしくは前記ブラシの外周のいずれか一方とオーバーラップさせるこ
とにより、従来必要とされていた界磁極の軸方向の長さを、外周側の空間で吸収
しており、軸方向長を短縮することができる。その結果、スタータの装着性、耐
振性を向上させることができる。さらに、アーマチャコアの外径を大きくするこ
とから、トルクを大きく設定でき、スタータの向上を計ることができる。
さらに、上記構成に加え、前記アーマチャコイルの端部は、前記アーマチャコ
アの端面と略平行に設けられ、かつ前記コイルの端部が整流子として構成される
。
この構成によれば、アーマチャコイルの端部は、前記アーマチャコアの端面と
略平行に設けられ、かつ前記コイルの端部を整流子として利用しているので、従
来の整流子を必要とすることなく、アーマチャ自身の軸方向長を著しく短縮でき
つつ、かつブラシの径方向外周側の空間に、界磁極の端部を配置することができ
、スタータの全体としての軸方向長を短縮することができる。
さらに、上記構成に加え、前記スタータモータへの通電を行うため
のマグネットスイッチは、前記スタータモータのブラシ側に、前記アーマチャシ
ャフトの軸方向に対して、略直交させる。
この構成によれば、マグネットスイッチを前記スタータモータのブラシ側に、
前記アーマチャシャフトの軸方向に対して、略直交させているので、更に、マグ
ネットスイッチの端部までの軸方向長が短縮することができる。
図面の簡単な説明
図１は、本発明スタータの実施例を説明するための側面断面図である。図２の
（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は、アーマチャの側面断面図である。図４は、
コアプレートの平面図である。図５は、上層コイルバーの側面図である。図６は
、上層コイルバーの正面図である。図７は、上層コイルバーおよび下層コイルバ
ーの配置状態を示す概略斜視図である。図８は、スロット内に収容される上層コ
イル辺および下層コイル辺の断面図である。図９は、電機子鉄心に組み漬けられ
た上層コイル端の正面図である。図１０は、絶縁スペーサの正面図である。図１
１は、固定部材の側面断面図である。図１２は、絶縁キャップの正面図である。
図１３は、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１４は、
エンドフレームの断面図である。図１５は、ブラシ保持体を示す正面図である。
図１６は、図１４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図１７の（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。
発明を実施するための最良の形態
次に、本発明遊星歯車減速機構付スタータを、図１ないし図１７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４００と、モータ５０
０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
ブラシ保持部材９００によって区画されている。
〔ピニオン２００〕
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１
００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。
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２１４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。
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２
４０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２
４０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。
〔ピニオン回転規制部材２３０〕
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６００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。
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５
００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１
００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２
１０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２
１０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。
〔遊星歯車機構３００〕
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５００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３１
０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。
〔オーバーランニングクラッチ３５０〕
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ローラ収納部３
５１ａに収納されるローラ３５３とを有している。
〔センターブラケット３６０〕
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４０
０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。
〔プラネットキャリア３３０〕
プラネットキャリア３３０は、後端に、プラネタリーギヤ３２０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３
３１には、後方に伸びるピン３３２が固定されており、このピン３３２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。
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３３０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３
６５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３８１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。
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を介してシャ
フト５２０の前端を回転自在に支持している。
〔モータ５００〕
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８００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。
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。
〔アーマチャシャフト５１０〕
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。
〔電機子鉄心５２０〕
電機子鉄心５２０は、図４に示すコアプレート５２１を多数積層して、中央に
設けられた穴５２２内にアーマチャシャフト５１０を圧入固定したものである。
コアプレート５２１は、薄い鋼板をプレス加工によって打ち抜いて形成されたも
ので、表面に絶縁処理が施されている。コアプレート５２１の内径側（穴５２２
の周囲）には、コアプレート５２１の軽量化を図る打抜き穴５２３が複数形成さ
れている。コアプレート５２１の外周には、電機子コイル５３０を収納する複数
（例えば２５個）のスロット５２４が形成されている。さらに、コアプレート５
２１の外周端部の各スロット５２４間には、スロット５２４内に収納された電機
子コイル５３０をスロット５２４内に固定するための固定爪５２５が形成されて
いる。この固定爪５２５は、後述する電機子コイル５３０の固定手段において説
明する。
〔電機子コイル５３０〕
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５３
２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。
〔上層コイル〕
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５２４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、別部品で形成した上層コイル辺５３３と２つの
上層コイル端５３４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。
上層コイル辺５３３は、図５ないし図８に示すように、断面矩形の直線状の棒
で、図２４に示すように、周囲が上層絶縁フィルム（例えばナイロン等の樹脂薄
膜や紙）に覆われた状態で、後述する下層コイル辺５３６とともに、スロット５
２４内に強固に収容される。
図７に示す如く、２つの上層コイル端５３４のうち、一方の上層コイル端５３
４は、回転方向に対して前進側に傾斜して設けられ、他方の上層コイル端５３４
は、回転方向に対して後退側に傾斜して設けられている。２つの上層コイル端５
３４の径方向に対する傾斜角は、上層コイル辺５３３に対して同一の傾斜角で、
且つ２つの上層コイル端５３４は、同一の形状に設けられている。これによって
、上層コイルバー５３１を中心に１８０°反転させても、上層コイルバー５３１
は反転前と同一の形状となる。つまり、２つの上層コイル端５３４には区別がな
いため、上層コイルバー５３１を電機子鉄心５２０に組付ける際の作業性に優れ
る。
２つの上層コイル端５３４のうち、マグネットスイッチ６００側に位置する上
層コイル端５３４は、後述するブラシ９１０と直接当接して電機子コイル８６を
通電する。そのため、少なくともブラシ９１０が当接する上層コイル端５３４の
表面は、平滑に処理されている。本実施例のスタータは、電機子コイル５３０を
通電するための独立した
整流子を設ける必要がない。つまり、独立した整流子が不要となるため、部品点
数を低減することができるとともに、スタータの製造工程を少なくでき、製造コ
ストを抑えることができる。また、独立した整流子をスタータ内に配置する必要
がなくなることにより、スタータの軸方向の体格を小型化できる効果も生じる。
さらに、上層コイル端５３４がブラシ９１０と直接当接することにより、上層
コイル端５３４とブラシ９１０との摺接による熱が、上層コイル端５３４から上
層コイル辺５３３や、電機子鉄心５２０、アーマチャシャフト５１０等に伝わる
。電機子コイル５３０、電機子鉄心５２０、アーマチャシャフト５１０等の熱容
量は、従来独立した整流子に比較して熱容量が大変大きいため、上層コイル端５
３４とブラシ９１０との摺接部分の温度を低く保つことができる。
〔下層コイルバー５３２〕
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。
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。
下層コイル辺５３６は、図５および図６に示すように、断面矩形の
直線状の棒で、図３に示すように、上層コイル辺５３３とともに、スロット５２
４内に強固に収容される。なお、下層コイル辺５３６は、上層絶縁フィルムで覆
われた上層コイル辺５３３とともに、下層絶縁フィルム（例えばナイロンや紙）
で覆われた状態で、スロット５２４内に収容される。
２つの下層コイル端５３７のうち、スタータの前側に位置する下層コイル端５
３７は、上層コイル端５３４の傾斜方向とは逆方向に傾斜して設けられ、後側の
下層コイル端５３７も上層コイル端５３４の傾斜方向とは逆方向に傾斜して設け
られている。２つの下層コイル端５３７の径方向に対する傾斜角は、下層コイル
辺５３６に対して同一の傾斜角で、且つ２つの下層コイル端５３７は、同一の形
状に設けられている。これによって、上層コイルバー５３１と同様、下層コイル
バー５３２を中心に１８０°反転させても、下層コイルバー１０２は反転前と同
一の形状となる。つまり、２つの下層コイル端５３７には区別がないため、下層
コイルバー５３２を電機子鉄心５２０に組付ける際の作業性に優れる。
２つの下層コイル端５３７の内周端部には、軸方向に伸びる下層内部延長部５
３９を備える。この下層内部延長部５３９の外周面は、絶縁スペーサ５６０の内
周に形成された凹部５６１に嵌まり合うとともに、上層コイル端５３４の端部の
上層内部延長部５３８の内周に重ね合わされ、溶接等の接合技術で電気的、且つ
機械的に接続される。なお、下層内部延長部５３９の内周面は、アーマチャシャ
フト５１０に対して離れて絶縁配置される。
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、後述する下層コイ
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５
３８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。
〔絶縁スペーサ５６０〕
絶縁スペーサ５６０は、樹脂製（例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ナイ
ロン）の薄板リングで、図１０に示すように、外周側に各上層コイル端５３４の
突起５３６が嵌め合わされる複数の穴５６１が形成されている。また、絶縁スペ
ーサ５６０の内周には、下層コイル端５３７の内側の下層内部延長部５３９が嵌
め合わされる凹部５６２が形成されている。この絶縁スペーサ５６０の穴５６１
および凹部５６２は、後述するように、電機子コイル５３０の位置決め、および
固定に用いられる。
〔固定部材５７０〕
固定部材５７０は、鉄製の環状体で、図１１に示すように、アーマチャシャフ
ト５１０に圧入される内周環状部５７２と、上層コイル端５３４および下層コイ
ル端５３７が軸方向に広がるのを阻止する軸方向に垂直に伸びる規制リング５７
３と、上層コイル端５３４の上層内部延長部５３８を内包して、電機子コイル５
３０の内径が、遠心力によって広がるのを防ぐ外周環状部５７１とから構成され
る。なお、この固定部材５７０は、上層コイル端５３４および下層コイル端５３
７との絶縁を確保するために、上層コイル端５３４および下層コイル端５３７と
の間に、図１２に示す樹脂製（例えばナイロン）の円盤状の絶縁キャップ５８０
を介在させている。
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。
そして、本実施例では、モータ５００の軸方向寸法の短縮スペースと、独立し
た整流子を廃止することによって生じた短縮スペースとに、マグネットスイッチ
６００を配置したため、従来に比較してスタータの軸方向寸法は対して変わらな
いものの、従来ではモータ５００の上方に搭載されていたマグネットスイッチ６
００のスペースが不要となるため、スタータの占める体積を、従来に比較して飛
躍的に小さくすることができる。
〔固定磁極５５０〕
固定磁極５５０は、ヨーク５０１内に配置されたステータコア５５８およびこ
のステータコア５５８に巻装されたステータコイル５５９である。このステータ
コイル５５９の一端部は、遊星歯車減速機構３００の外周側、即ち、センターブ
ラケット３６０の外周側の空間に配置されている（Ｌ１交差している）。なお、
モータ隔壁８００は、上記一端部を収納すべく、段部８１０を有している（Ｌ２
交差している）。また、ステータコイル５５９の他端部は、後述するブラシ９１
０の外周側の空間に配置されている。つまり、遊星歯車減速機構３００の外径ｄ
は、ステータコイル５５９の内周径Ｄよりも、小さく設定されている。
従って、ステータコイル５５９の端部が、外周側の空間に配置することができ
るため、スタータモータのアーマチャコア５２０と遊星歯車減速機構３００との
間の間隔を少なくすることができ、軸方向の体格を少なくすることができる。
よって、アーマチャコア５３０の外径Ｄ２が、積厚Ｌに対して、大きく設定す
ることができ、Ｄ2・Ｌのトルクを大きく設定することができ、スタータの出力
向上を計ることができる。
また、ブラシ９１０と当接するアーマチャコイル５３４の面積を広くとること
ができ、ブラシの幅も、電機子外径の増加に比例して増加することができること
から、ブラシ抵抗が低下し、さらに出力向上に
効果を発揮する。
〔マグネットスイッチ６００〕
マグネットスイッチ６００は、図１および図１３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。また
、マグネットスイッチ６００は、アーマチャシャフト５１０に軸方向に対し、直
交して配置されている。
マグネットスイッチ６００は、通電によって、プランジャ６１０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６１２）を、順次、端子ボルト６２０の頭部６２１および固定接点６３
０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。
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６１
２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３１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６
１５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６１５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。
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。
なお、上側可動接点６１２には、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が、上側可動接点６１２
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。
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。
プランジャ６１０の下面には、紐状部材６８０（例えば、ワイヤ）の後端に設
けられた球体６８１を収容する凹部６８２を備える。この凹部６８２の内周壁に
は、雌ネジ６８３が形成されている。この雌ネジ６８３は、凹部６８２内に球体
６８１を固定する固定ネジ６８４が螺合される。この固定ネジ６８４は、雌ネジ
６８３へのねじ込み量を調節することにより、紐状部材６８０の長さの調節も行
うものである。なお、紐状部材６８０の長さ調節は、プランジャシャフト６１５
が
上方へ移動して、下側可動接点６１１が端子ボルト６２０に当接する際に、ピニ
オン回転規制部材２３０の規制爪２３１が、ピニオンギヤ２１０の外周の凹凸２
１４に嵌まり合うように調節される。なお、雌ネジ６８３と固定ネジ６８４は調
整機構をなす。
さらに、マグネットスイッチ６００は、アーマチャシャフト５１０が、アーマ
チャシャフト５１０に軸方向に対し、直交して配置されているため、マグネット
スイッチ６００の径方向長のみが、スタータ全体の軸方向長に加算されるのみで
、スタータ全体の体格を大きくすることもない。
〔エンドフレーム７００〕
エンドフレーム７００は、図１４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。
〔ブラシ保持体９００〕
ブラシ保持体９００は、ヨーク５０１の内部とエンドフレーム７００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６０
０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。
ブラシ保持体９００は、アルミニウム等の金属を鋳造技術によって成形した隔
壁で、図１５および図１６に示すように、ブラシ９１０を軸方向に保持するブラ
シ保持穴９１１、９１２を複数（本実施例では上側に２つ、下側に２つ）備える
。上側のブラシ保持穴９１１は、プ
ラス電圧を受けるブラシ９１０を保持する穴で、この上側のブラシ保持穴９１１
は、樹脂製（例えばナイロン、フェノール樹脂）の絶縁筒９１３を介してブラシ
９１０を保持する。また、下側のブラシ保持穴９１２は、アース接地されるブラ
シ９１０を保持する穴で、この下側のブラシ保持穴９１２は、穴の内部で直接ブ
ラシ９１０を保持する。
このように、ブラシ保持体９００によって、ブラシ９１０を保持させることに
より、スタータに独立したブラシホルダを設ける必要がない。このため、スター
タの部品点数を低減し、組付工数を低減することができる。
また、ブラシ９１０は、圧縮コイルバネ９１４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。
なお、上側のブラシ９１０のリード線９１０ａは、マグネットスイッチ６００
によって移動する上側可動接点６１２に溶接やカシメ等の接合技術で電気的、且
つ機械的に結合されている。また、下側のブラシ９１０のリード線９１０ａは、
ブラシ保持体９００の後面に形成された凹部９２０内にカシメられて、電気的、
且つ機械的に結合されている。なお、本実施例では、下側のブラシ９１０が１対
設けられており、１本のリード線９１０ａに１対の下側のブラシ９１０が接合さ
れており、リード線９１０ａの中央がブラシ保持体９００の後面の凹部９２０内
にカシメられている。
ブラシ保持体９００の後面には、マグネットスイッチ６００の前面側が当接す
る２つの台座９３０と、マグネットスイッチ６００の周囲を抱え込む２本の固定
柱９４０が形成されている。２本の固定柱９４０は、マグネットスイッチ６００
を台座９３０に当接した状態で、それぞれの後端を内側にカシメることで、マグ
ネットスイッチ６００を保持している。
ブラシ保持体９００の後面の下側には、紐状部材６８０の移動方向
を、マグネットスイッチ６００の上下方向から軸方向に変換する滑車６９０を保
持する滑車保持部９５０が形成されている。
〔実施例の作動〕
次に、上記スタータの作動を図１７に基づいて説明する。
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２
０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
って上側可動接点６１２および下側可動接点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、下側可動接点６１１が端子ボルト６２０
の頭部６２１に当接する（図１７（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６１
１→抵抗体６１７→上側可動接点６１２→リード線９１０ａを介して上側のブラ
シ９１０に伝えられる。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。
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
グキヤ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３
２０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。
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４０
０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
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２１０の後面に設けられたワッシャ２１５の後側に落ち込む
。
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６３１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９１０ａ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。
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２１０は、リングギヤ１０
０を回転駆動
して、エンジンの出力軸を回転駆動する。
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３
８（ｂ）参照）。
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２
１０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３４０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１００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。
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２
１０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。
すると、上側可動接点６１２が固定接点６３０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３８（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
９１０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９１０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。
〔実施例の効果〕
ステータコイル５５９の一端部は、遊星歯車減速機構３００の外周側、即ち、
センターブラケット３６０の外周側の空間に配置され、か
つステータコイル５５９の他端部は、後述するブラシ９１０の外周側の空間に配
置されている。つまり、遊星歯車減速機構３００の外径ｄは、ステータコイル５
５９の内周径Ｄよりも、小さく設定されているので、スタータモータの電機子鉄
心５２０と遊星歯車減速機構３００との間の間隔を少なくすることができ、軸方
向の体格を少なくすることができる。
よって、アーマチャコア５３０の外径Ｄ２が、積厚Ｌに対して、大きく設定す
ることができ、Ｄ2・Ｌのトルクを大きく設定することができ、スタータの出力
向上を計ることができる。また、電機子鉄心５２０を径方向に拡げることで、ブ
ラシ９１０と当接する上層コイル端５３４の面積を広くとることができ、ブラシ
の幅も、電機子外径の増加に比例して増加することができることから、ブラシ抵
抗が低下し、さらに出力向上に効果を発揮する。
〔他の実施例〕
なお、本発明においては、ステータコイル５５９の一端が、遊星歯車減速機構
３００の外周側、かつステータコイル５５９の他端は、後述するブラシ９１０の
外周側の空間に配置されているが、一端のみが、遊星歯車減速機構３００の外周
側、もしくはブラシ９１０の外周側の空間に配置されてもよい。
また、固定磁極５５０を、ステータコア５５８およびステータコイル５５９と
しているが、この代わりに磁石を使用してもよい。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明に係わるスタータは、減速機関を有するスタータの軸方
向長をおさえ、かつ装着性および耐振性を向上できるスタータとして利用できる
。
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フロントページの続き
(72)発明者 梶野 定義
愛知県刈谷市昭和町１―１ 日本電装株式
会社内