JPH05106537A - スタータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マグネットコイルのプランジャ吸引力とドラ
イブスプリングのスプリング力との関係を改良して、ピ
ニオンギヤのリングギヤへの噛合性を向上する。 【構成】 ピニオンギヤ９を内燃機関のリングギヤ８側
にプランジャシャフト１５およびピニオンシャフト６を
介して押し出すドライブスプリングを、先端がプランジ
ャシャフト１５のフラット部３３に保持され、後端がプ
ランジャ１４の後端部に固定されたワッシャ２５に保持
された第１ドライブスプリング１６と、この第１ドライ
ブスプリング１６より軸方向寸法が短く、後端がワッシ
ャ２５に保持され、先端がプランジャ１４のストローク
途中でプランジャシャフト１５のフラット部３３に当接
する第２ドライブスプリング１７とにより構成する。そ
して、第１、第２ドライブスプリング１６、１７のスプ
リング力を、マグネットコイル１３のプランジャ吸引力
の増加割合に対応して２段階に増加するように設定し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ピニオンギヤとプラン
ジャシャフトとが同一軸心上に配された減速式スタータ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、スタータモータの回転が伝え
られるピニオンギヤと、このピニオンギヤを内燃機関の
リングギヤに噛み込み易くするためのピニオンスプリン
グと、ピニオンギヤをリングギヤ側に押し出すプランジ
ャシャフトと、このプランジャシャフトの後端部を摺動
自在に保持するプランジャと、電流が流れるとプランジ
ャを吸引するマグネットコイルと、プランジャ内におい
てプランジャとプランジャシャフトとに保持されたドラ
イブスプリングとが同一軸心上に配されたスタータが知
られている。なお、プランジャの外周には、マグネット
コイルの起磁力によりピニオンギヤ側に移動した時に固
定接点に接触する可動接点と、この可動接点に固定接点
への接触圧を与える接点圧スプリングとが組み付けられ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】また、従来より、減速
式スタータにおいては、図３のグラフに示したように、
マグネットコイルのプランジャ吸引力とピニオンスプリ
ング、ドライブスプリングおよび接点圧スプリングとの
間に所定の条件がある。すなわち、１２Ｖ仕様のスター
タにおいては、マグネットスイッチの作動電圧は６Ｖ程
度に設定されているので、マグネットコイルのプランジ
ャ吸引力が、ドライブスプリングのスプリング力をポイ
ントａ付近で上回るように設定されている。ところが、
従来の減速式スタータにおいては、接点圧スプリングが
作用する付近、すなわち、ピニオンギヤがリングギヤに
当接し、ドライブスプリングのスプリング力により押圧
されている時の、マグネットコイルのプランジャ吸引力
は、図３のグラフに破線で示したドライブスプリングの
スプリング力より大幅に上回っている。この結果、ピニ
オンギヤがリングギヤに当接し、噛合を成す位置におい
て、ピニオンギヤをリングギヤ側へ押し出す力が十分発
揮されず、ピニオンギヤのリングギヤへの噛合性が低下
するという課題があった。本発明は、マグネットコイル
のプランジャ吸引力とドライブスプリングのスプリング
力との関係を改良してピニオンギヤのリングギヤへの噛
合性を向上させたスタータの提供を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、スタータモー
タの回転力を内燃機関のリングギヤに伝えるピニオンギ
ヤと、通電されると起磁力を発生するマグネットコイル
と、前記ピニオンギヤと同一軸心上に配され、前記マグ
ネットコイルの起磁力によって前記ピニオンギヤ側に吸
引されるプランジャと、このプランジャと同一軸心上に
配され、前記ピニオンギヤを前記リングギヤ側に押し出
すプランジャシャフトと、前記プランジャと前記プラン
ジャシャフトとの間に保持され、前記マグネットコイル
のプランジャ吸引力の増加割合に対応して段階的にスプ
リング力が増加するよう設定された単数もしくは複数の
ドライブスプリングとを備えた技術手段を採用した。

【０００５】

【作用】本発明は、マグネットコイルが通電されると、
マグネットコイルの起磁力によりプランジャがピニオン
ギヤ側に吸引される。なお、マグネットコイルのプラン
ジャ吸引力は、プランジャがピニオンギヤ側に近づくに
つれて増加していく。一方、ドライブスプリングは、ピ
ニオンギヤがリングギヤに当接後、プランジャのピニオ
ンギヤ側への移動に伴って作用し、プランジャシャフト
をピニオンギヤ側に押圧する。よって、プランジャシャ
フトが、ピニオンギヤをリングギヤ側に押し出し、ピニ
オンギヤがリングギヤに噛み込む。なお、本発明では、
プランジャとプランジャシャフトとの間に保持されたド
ライブスプリングが、マグネットコイルのプランジャ吸
引力の増加割合に対応して段階的にスプリング力を増加
するよう単数もしくは複数のドライブスプリングを設定
している。このため、ピニオンギヤがリングギヤに当接
し、噛合を成す位置までプランジャが吸引されている時
の、マグネットコイルのプランジャ吸引力の増加割合に
ドライブスプリングのスプリング力が段階的に追随する
こととなる。この結果、ピニオンギヤがリングギヤに当
接し、噛合を成す位置において、ドライブスプリングが
プランジャシャフトを介してピニオンギヤをリングギヤ
側へ押し出す力が十分得られるので、ピニオンギヤがリ
ングギヤに噛み込み易くなる。

【０００６】

【実施例】本発明のスタータを図１ないし図３に示す一
実施例に基づき説明する。図１は自動車用減速式スター
タを示した図である。自動車用減速式スタータ１は、ス
タータモータ２およびマグネットスイッチ３を備える。
スタータモータ２のアーマチュア（図示せず）には、ア
ーマチュアの回転速度を減速伝達するアイドルギヤ４が
連結されている。このアイドルギヤ４には、スタータモ
ータ２の回転力をスプラインシャフト５を介してピニオ
ンシャフト６に伝えるクラッチギヤ７が連結されてい
る。また、ピニオンシャフト６は、先端部に内燃機関の
リングギヤ８に噛み込むピニオンギヤ９を設けており、
このピニオンギヤ９にスタータモータ２の回転力を伝え
る。そして、スプラインシャフト５の内周とピニオンシ
ャフト６の外周との間には、ピニオンシャフト６を移動
位置から静止位置に戻すリターンスプリング１０が配さ
れている。さらに、ピニオンシャフト６の外周とピニオ
ンギヤ９の内周との間には、ピニオンギヤ９をリングギ
ヤ８に噛み込み易くするためのピニオンスプリング１１
が配されている。

【０００７】マグネットスイッチ３は、フレーム１２、
マグネットコイル１３、プランジャ１４、プランジャシ
ャフト１５および第１、第２ドライブスプリング１６、
１７等から構成されている。フレーム１２は、フロント
ハウジング１８とスイッチカバー１９との間に連結され
ている。このフレーム１２は、フロントハウジング１８
とともにベアリング２０、２１を介してスプラインシャ
フト５を回転自在に支持する。マグネットコイル１３
は、太い線で巻かれたプルインコイル、および細い線で
巻かれ、プルインコイルより起磁力の弱いホールディン
グコイルから構成され、プランジャシャフト１５の外周
に嵌め合わされたボビン２２に巻回されている。このマ
グネットコイル１３のプランジャ吸引力は、図３のグラ
フに示したように、プランジャ１４がピニオンギヤ９側
にストロークするにつれて増加していく。また、マグネ
ットコイル１３のプランジャ吸引力は、作動電圧６Ｖで
第１ドライブスプリング１６のスプリング力をポイント
ａ（図３のグラフ参照）付近で上回るように設定されて
いる。

【０００８】プランジャ１４は、ピニオンギヤ９と同一
軸心上に配され、所定のプランジャストロークＬだけピ
ニオンギヤ９側に移動する。なお、プランジャ１４は、
内部に第１、第２ドライブスプリング１６、１７を保持
する軸方向穴２３を形成している。この軸方向穴２３の
後端部には、図２に示したように、バーリング部２４を
形成したワッシャ２５が溶接等により接合されている。
また、プランジャ１４の外周には、絶縁性のブッシュ２
６、２７に挟持された可動接点２８が固定され、ブッシ
ュ２７とワッシャ２５の外周部分との間には、可動接点
２８にフレーム１２に固定された固定接点２９への接触
圧を与える接点圧スプリング３０が保持されている。な
お、可動接点２８と固定接点２９とが接触すると、バッ
テリとスタータモータ２とが電気的に接続される。

【０００９】プランジャシャフト１５は、ピニオンギヤ
９と同一軸心上に配され、外周にプランジャ１４を移動
位置から静止位置に戻すリターンスプリング３１を具備
する。また、プランジャシャフト１５の先端部は、スチ
ールボール３２を介してピニオンシャフト６に当接され
る。さらに、プランジャシャフト１５の後端部は、すな
わち、プランジャシャフト１５のフラット部３３は、軸
方向穴２３内に摺動自在に嵌め合わされてプランジャ１
４に保持されている。

【００１０】第１ドライブスプリング１６は、軸方向穴
２３内において、先端がプランジャシャフト１５のフラ
ット部３３に保持され、後端がワッシャ２５に保持さ
れ、プランジャシャフト１５およびピニオンシャフト６
を介してピニオンギヤ９をリングギヤ８側に押圧するよ
うに押し出し力が働く。第２ドライブスプリング１７
は、第１ドライブスプリング１６より軸方向寸法が所定
寸法Ｌ₁ （図３参照）だけ短く、軸方向穴２３内におい
て、後端がバーリング部２４に嵌め合わされてワッシャ
２５に保持され、先端がプランジャシャフト１５のフラ
ット部３３に当接するとプランジャシャフト１５および
ピニオンシャフト６を介してピニオンギヤ９をリングギ
ヤ８側に押圧するように押し出し力が働く。なお、これ
らの第１、第２ドライブスプリング１６、１７は、マグ
ネットコイル１３の作動電圧（６Ｖ）によるプランジャ
吸引力より低く、しかもマグネットコイル１３のプラン
ジャ吸引力の増加割合に対応して、２段階に増加するよ
うにそれぞれスプリング力が設定されている。すなわ
ち、第１、第２ドライブスプリング１６、１７は、図３
のグラフに実線で示したように、第２ドライブスプリン
グ１７が作用する点（ポイントｂ）までプランジャ１４
がストローク（Ｌ₁ ＋Ｌ ₂ ）してから第１ドライブスプ
リング１６を作用させ、ポイントｂから第２ドライブス
プリング１７を段階的に作用させることにより、プラン
ジャストロークＬ終了点のドライブスプリングのスプリ
ング力をＦ₁ からＦ₂ に増加させることによって、ピニ
オンギヤ９のリングギヤ８への押し出し力をプランジャ
吸引力Ｐに段階的に追随させるようにスプリング力が設
定されている。

【００１１】この自動車用減速式スタータ１の作動を図
１ないし図３に基づき説明する。スタータスイッチ（図
示せず）をオンすることによりマグネットコイル１３に
６Ｖ以上の作動電圧が印加されると、マグネットコイル
１３に起磁力が発生し、このマグネットコイル１３の起
磁力によってプランジャ１４がピニオンギヤ９側に吸引
される。このとき、プランジャ１４がプランジャストロ
ークＬ₂ （図３のグラフ参照）だけ、すなわち、リング
ギヤ８とピニオンギヤ９とのギャップ分だけ吸引される
と、ピニオンギヤ９がリングギヤ８に当接する。する
と、第１ドライブスプリング１６のスプリング力により
ピニオンスプリング１１が撓んで、プランジャストロー
クＬ₃ （図３のグラフ参照）だけプランジャ１４がピニ
オンギヤ９側に移動する。

【００１２】さらに、マグネットコイル１３のプランジ
ャ吸引力により第１ドライブスプリング１６が撓んで、
第１、第２ドライブスプリング１６、１７の軸方向寸法
の差Ｌ₁ だけプランジャ１４が移動したポイントｂ（図
３のグラフ参照）で、第２ドライブスプリング１７の先
端がプランジャシャフト１５のフラット部３３に当接す
る。よって、第１ドライブスプリング１６に加えて第２
ドライブスプリング１７も作用し始め、ピニオンギヤ９
のリングギヤ８への押し出し力が段階的に増加する。さ
らに、プランジャ１４がプランジャストロークＬ₄ 分吸
引されると、第１、第２ドライブスプリング１６、１７
が撓み、ポイントｃ（図３のグラフ参照）にて可動接点
２８が固定接点２９に当接し、このポイントｃ（図３の
グラフ参照）から接点圧スプリング３０が作用し始め
る。つづいて、接点圧スプリング３０がプランジャスト
ロークＬ₅ （図３のグラフ参照）だけ撓むポイントｄ
（図３のグラフ参照）までプランジャ１４が移動する
と、マグネットコイル１３によるプランジャ１４の吸引
（プランジャストロークＬ）が完了する。このとき、ピ
ニオンギヤ９のリングギヤ８への押し出し力はＦ ₂ （図
３のグラフ参照）に至る。

【００１３】一方、可動接点２８が固定接点２９に当接
すると、バッテリとスタータモータ２とが電気的に接続
されるのでスタータモータ２が回り始める。すると、こ
のスタータモータ２の回転力がアイドルギヤ４、クラッ
チギヤ７、スプラインシャフト５およびピニオンシャフ
ト６を介してピニオンギヤ９に伝えられ、ピニオンギヤ
９がリングギヤ８に当接した状態で回転し始める。そし
て、ピニオンギヤ９に押し出し合成力Ｆ₂ （図３のグラ
フ参照）が加わることによりピニオンギヤ９がリングギ
ヤ８に噛み合うため内燃機関が始動する。すなわち、こ
の実施例では、図３のグラフに示したように、マグネッ
トコイル１３のプランジャ吸引力の上昇カーブよりマグ
ネットコイル１３の作動電圧６Ｖを確保し、且つマグネ
ットコイル１３のプランジャ吸引力に余裕が生じる、プ
ランジャストロークＬ₁ 後に、第１ドライブスプリング
１６に加えて第２ドライブスプリング１７も作用させ、
ピニオンギヤ９をリングギヤ８へ押し出す合成押し出し
力Ｆ₂ を得ることができる。このため、ピニオンギヤ９
のリングギヤ８への押し出し力が従来技術のＦ₁ と比較
してＦ₂ となり、マグネットコイル１３のプランジャ吸
引力に近づくように増加させることができる。この結
果、ピニオンギヤ９がリングギヤ８に当接した後に、第
１、第２ドライブスプリング１６、１７におけるピニオ
ンギヤ９のリングギヤ８への押し出し力を十分得ること
ができる。したがって、自動車用減速式スタータ１の作
動電圧を上げることなく、ピニオンギヤ９のリングギヤ
８への噛合性を著しく向上させることができる。

【００１４】本実施例では、ドライブスプリングを２本
の第１、第２ドライブスプリング１６、１７により構成
したが、ドライブスプリングを３本以上のドライブスプ
リングにより構成しても良い。なお、１本以上のドライ
ブスプリングのスプリング力を、マグネットコイルのプ
ランジャ吸引力の増加割合に対応して２段階以上に増加
するように、図４に示したように、粗密を有する巻き方
とし、ばね定数を段階的に変化させるように設定しても
良い。

【００１５】

【発明の効果】本発明は、ピニオンギヤがリングギヤに
当接した後において、ドライブスプリングによる、ピニ
オンギヤをリングギヤ側へ押し出す力が十分得られるの
で、ピニオンギヤがリングギヤに噛み込み易くなるた
め、ピニオンギヤのリングギヤへの噛合性を著しく向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動車用減速式スタータを示した断面図であ
る。

【図２】マグネットスイッチの主要部を示した断面図で
ある。

【図３】ピニオンギヤのリングギヤへの押し出し力とプ
ランジャストロークとの関係を示したグラフである。

【図４】ドライブスプリングのばね定数を段階的に変化
させる粗密を有する巻き方を示した模式図である。

【符号の説明】

１ 自動車用減速式スタータ ２ スタータモータ ３ マグネットスイッチ ８ リングギヤ ９ ピニオンギヤ １３ マグネットコイル １４ プランジャ １５ プランジャシャフト １６ 第１ドライブスプリング １７ 第２ドライブスプリング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）スタータモータの回転力を内燃機
   関のリングギヤに伝えるピニオンギヤと、 （ｂ）通電されると起磁力を発生するマグネットコイル
   と、 （ｃ）前記ピニオンギヤと同一軸心上に配され、前記マ
   グネットコイルの起磁力によって前記ピニオンギヤ側に
   吸引されるプランジャと、 （ｄ）このプランジャと同一軸心上に配され、前記ピニ
   オンギヤを前記リングギヤ側に押し出すプランジャシャ
   フトと、 （ｅ）前記プランジャと前記プランジャシャフトとの間
   に保持され、 前記マグネットコイルのプランジャ吸引力の増加割合に
   対応して段階的にスプリング力が増加するよう設定され
   た単数もしくは複数のドライブスプリングとを備えたス
   タータ。