JPH09310665A - スタータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハウジング１９側だけを固定する所謂片持ち
状態の固定方式で耐振性の向上を図ること。 【解決手段】 スタータ１のハウジング１９は、エンジ
ン側の枠体２０（エンジン本体またはフライホイールハ
ウジング等）へ取り付けるためのインロー部２１とフラ
ンジ部２２とを有する。インロー部２１は、軸方向から
見た外周形状が円形に設けられて、枠体２０の取付け面
２０ａに空けられた嵌合穴２０ｂにインロー嵌合され
る。但し、インロー部２１の外径Ｈ0 は、枠体２０の取
付け面２０ａからアーマチャ８の重心Ｗ（電機子コア１
２の中心）までの距離より大きくなる様に設定されてい
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、エンジンを始動す
るためのスタータに関する。

【０００２】

【従来の技術】スタータは、ハウジングのインロー部を
エンジン側の枠体に空けられた嵌合穴にインロー嵌合
し、ハウジングに設けられた取付フランジを枠体の取付
け面に当接させた状態で、ボルト等の締め付けにより枠
体に固定される、所謂片持ち状態で固定されている。一
方、車両側では、エンジンの高回転化に伴う振動の増大
や高排気量化によるフリクションの増大、及び補機類の
増加によるエンジンルーム内の過密化が進んでおり、そ
れに対応して、耐振性が高く、且つ小型で高出力のスタ
ータが要求されている。この要求に対して、減速機構を
備えたスタータが提供されているが、外歯噛合の減速機
構を用いた場合、重量の大きなモータ部と出力軸とが偏
心するため、片持ち状態の固定方式では耐振性に問題が
ある。また、遊星歯車減速機構を用いた場合、モータ部
を出力軸と同軸に配置できるが、出力軸とモータ部との
間に減速機構部が配置されるため、重量の大きいモータ
部が枠体の取付け面から離れてしまうことから、やはり
耐振性が問題となる。

【０００３】そこで、実開昭６３−６５８６１号公報で
は、ハウジング側を固定する以外に、スタータのリヤカ
バーにステーを形成して、このステーを介してリヤカバ
ーをエンジン側に固定する方法が提案されている。ま
た、他の従来技術では、スタータを軸方向に固定するス
ルーボルトの頭部（リヤカバー側）にねじ部を加工し、
このねじ部に取り付けられたステーを介してリヤカバー
をエンジン側に固定する方法も行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術で
は、別部品としてステーを必要とするとともに、エンジ
ン側にはステーを固定するための螺子部やボルト部等を
形成する必要がある。また、スタータの前後（ハウジン
グ側とリヤカバー側）で固定するためには、種々の部品
で組付けられるスタータ後端部位置の公差を吸収しうる
精度またはステー形状等の対応が必要となる。更には、
そのスタータをエンジンに装着する際の工数増大を招く
とともに、ステーのスペース確保のためスタータの搭載
性も限定されてしまうという課題を有していた。本発明
は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、
ハウジング側だけを固定する所謂片持ち状態の固定方式
で耐振性の向上を図ったスタータを提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１および２の発明
では、スタータのハウジングに設けられた嵌合部の外径
が、エンジン側枠体の取付け面からアーマチャの重心ま
での距離よりも大きく設定されている。この場合、重量
の最も重いアーマチャの重心を荷重点として、その荷重
を受ける枠体の取付け面を片持ちはりの固定端として考
えると、固定端の長さに対して固定端から荷重点までの
距離の方が大きくなると、急激に応力が増大する。言い
換えれば、固定端の長さより固定端から荷重点までの距
離の方が小さければ、固定端に掛かる応力が小さくな
る。この結果、本発明によれば、嵌合部の外径の方が枠
体の取付け面からアーマチャの重心までの距離よりも大
きく設定されていることから、嵌合部が嵌合する嵌合穴
の周囲に形成される取付け面に掛かる応力を小さくでき
る。これにより、ハウジング側だけをエンジン側へ固定
する片持ち状態であっても、エンジンの高回転化による
振動増大に対して耐振性を高めることができる。

【０００６】請求項３の発明では、スタータのハウジン
グに設けられた嵌合部の外径が、エンジン側枠体の取付
け面からアーマチャの電機子コアの反取付け面側の端面
までの距離よりも大きく設定されている。この場合、上
述の片持ちはりで考えると、固定端から荷重点までの距
離に対して固定端の長さを更に大きくすることになるた
め、より一層耐振性を向上できる。

【０００７】請求項４の発明では、上述した様にスター
タの耐振性を向上できることから、マグネットスイッチ
をアーマチャの反ピニオン側に配置することができる。
即ち、耐振性の向上によってエンジンからスタータ側へ
の振動の影響が低減されるため、枠体の取付け面から離
れた位置にマグネットスイッチを配置した構成を採用で
きる。この場合、マグネットスイッチが始動モータの径
方向外側に併設されたスタータと比較して、軸方向の投
影面積を小さくできるため、スタータの搭載性が向上す
る。また、上記スタータ（マグネットスイッチが始動モ
ータの径方向外側に併設されたスタータ）と比較して、
アーマチャの回転軸に対して径方向にマグネットスイッ
チの重心位置を近づけることができるため、マグネット
スイッチに対する振動の影響を少なくできる。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明のスタータを図面に
基づいて説明する。 （第１実施例）図１はスタータ１の全体断面図である。
本実施例のスタータ１は、通電を受けて回転力を発生す
る始動モータ２、この始動モータ２に回転駆動される出
力軸３、この出力軸３上を軸方向へ移動可能に設けられ
たピニオン４、始動モータ２の回転速度を減速する遊星
歯車減速装置（後述する）、この減速装置から出力軸３
へ回転力を伝達する一方向クラッチ（後述する）、及び
始動モータ２の通電制御を行うとともに、ピニオン４の
押し出し力を発生するマグネットスイッチ５等より構成
されている。

【０００９】始動モータ２は、略円筒形のモータケーシ
ング６、このモータケーシング６の内周面に固定された
界磁装置７、その界磁装置７の内周側に配されたアーマ
チャ８、このアーマチャ８の一端側（図１の右端側）に
形成される整流子９に摺接するブラシ１０、及びブラシ
１０を保持するブラシホルダ１１等より構成される。ア
ーマチャ８は、電機子コア１２と、この電機子コア１２
に保持された電機子導体１３と、電機子コア１２の中央
部に圧入されたシャフト１４から成り、電機子導体１３
の一端側が整流子９を形成している。また、シャフト１
４は、一端側がブラシホルダ１１に設けられた軸受部１
１ａに軸受１５を介して回転自在に支持され、他端側が
出力軸３の一端側凹部に配設された軸受１６を介して回
転自在に支持されている。ブラシ１０は、ブラシホルダ
１１によって軸方向に移動可能な状態で保持され、モー
タカバー１７に保持されたブラシスプリング１８によっ
て整流子９に押圧されている。ブラシホルダ１１は、そ
の外周部がモータケーシング６とモータカバー１７との
間に挟持されて軸受部１１ａの芯出しが行われている。

【００１０】モータカバー１７は、モータケーシング６
の開口部を覆うもので、図示しない複数本のスルーボル
トによってモータケーシング６とともにハウジング１９
に締結されている。ハウジング１９は、エンジン側の枠
体２０（エンジン本体またはフライホイールハウジング
等）へ取り付けるためのインロー部２１（本発明の嵌合
部）とフランジ部２２（図２参照）とを有する。インロ
ー部２１は、軸方向から見た外周形状が円形に設けられ
て、枠体２０の取付け面２０ａに空けられた嵌合穴２０
ｂにインロー嵌合される。但し、インロー部２１の外径
Ｈ0 は、枠体２０の取付け面２０ａからアーマチャ８の
重心Ｗ（アーマチャの重心はほぼ電機子コア１２の中心
と考えられる）までの距離Ｌｗより大きくなる様に設定
されている。フランジ部２２は、インロー部２１よりモ
ータ側（図１の右側）で径方向に拡大して設けられ、端
面に取付ボルト（図示しない）を挿通する取付穴２２ａ
が２か所空けられている（図２参照）。取付ボルトは、
ハウジング１９を枠体２０へ固定するもので、枠体２０
に設けられた螺子穴（図示しない）に螺着される。

【００１１】出力軸３は、アーマチャ８の他方側でシャ
フト１４と同軸に配されて、その一端側が軸受２３を介
してセンタケース２４に回転自在に支持され、他端側が
軸受２５を介してハウジング１９に回転自在に支持され
ている。出力軸３の外周には、ヘリカルスプライン３ａ
が形成されて、そのヘリカルスプライン３ａにピニオン
４が嵌合している。ピニオン４は、エンジンのリングギ
ヤ２６と噛み合って始動モータ２の回転力をリングギヤ
２６へ伝達するもので、ヘリカルスプライン３ａに沿っ
て出力軸３上を進退可能に設けられている。なお、ピニ
オン４の前進移動は、出力軸３の外周に設けられたスト
ップカラー２７に当接して規制される。

【００１２】減速装置は、シャフト１４の外周に形成さ
れたサンギヤ２８、このサンギヤ２８に噛み合う複数の
遊星ギヤ２９、各遊星ギヤ２９に噛み合うインターナル
ギヤ３０より構成される。サンギヤ２８は、シャフト１
４と一体に回転することでシャフト１４の回転を各遊星
ギヤ２９に伝達する。各遊星ギヤ２９は、一方向クラッ
チのアウタ３１に圧入固定されたピン３２に軸受３３を
介して回転自在に支持されており、サンギヤ２８および
インターナルギヤ３０と噛み合って、自転しながらサン
ギヤ２８の外周を公転する。インターナルギヤ３０は、
センタケース２４の内周面に形成されて回転不能に設け
られている（センタケース２４自体がハウジング１９に
対して回転不能に設けられている）。

【００１３】一方向クラッチは、インナ３４、アウタ３
１、及びローラ３５等より構成されている。インナ３４
は、出力軸３の一端に設けられた径大部であり、ローラ
３５を通じてアウタ３１から回転力が伝達されることで
出力軸３と一体に回転する。アウタ３１は、インナ３４
の外周に配されて、インナ３４の外周面と対向する内周
面に複数のくさび状カム室（図示しない）を形成してい
る。ローラ３５は、カム室に収納されて、図示しないス
プリングによりカム室の狭い方向へ付勢されている。

【００１４】マグネットスイッチ５は、始動モータ２の
径方向外側に配されて、外殻を成すスイッチケーシング
３６が図示しないボルトとナットの締結によりハウジン
グ１９に固定され、スイッチケーシング３６の一端側開
口部がスイッチカバー３７によって覆われている。スイ
ッチケーシング３６の内部には、通電を受けて磁力を発
生する励磁コイル３８、この励磁コイル３８の中空内部
を移動可能に設けられたプランジャ３９、励磁コイル３
８の一端側に取り付けられたステーショナリコア４０、
励磁コイル３８への通電が停止された際にプランジャ３
９を初期位置（図１の位置）へ戻すためのスプリング４
１等が配設され、ステーショナリコア４０、スイッチケ
ーシング３６、及びプランジャ３９によって磁気回路を
構成している。

【００１５】スイッチカバー３７には、図示しないケー
ブルを介してバッテリと電気的に接続される電源端子
（図示しない）と、リード線４２を通じて始動モータ２
へ通電するモータ端子４３が取り付けられている。この
スイッチカバー３７の内部には、電源端子およびモータ
端子４３と一体に設けられた一対の固定接点４４と、各
固定接点４４に対応する可動接点４５とが設けられ、そ
の可動接点４５は、プランジャ３９の一端側に突出する
プランジャロッド４６の先端に取り付けられて、プラン
ジャ３９と一体に移動する。

【００１６】このマグネットスイッチ５は、励磁コイル
３８の発生する磁力によりプランジャ３９を吸引する
（プランジャ３９がステーショナリコア４０側へ移動す
る）ことで可動接点４５が固定接点４４に当接して始動
モータ２への通電を行うとともに、プランジャ吸引力が
シフトレバー４７を介してピニオン４に伝達されること
により、ピニオン４をリングギヤ２６側へ押し出すこと
ができる。シフトレバー４７は、ハウジング１９に支持
された支点４８を中心として一方の端部と他方の端部が
揺動可能に設けられ、その一方の端部がプランジャ３９
の他端側に設けられたジョイント４９に係合し、他方の
端部がピニオン４に係合している。

【００１７】次に、本実施例の作動を説明する。図示さ
れないキースイッチをＯＮすると、マグネットスイッチ
５の励磁コイル３８に通電されてプランジャ３９が吸引
される。このプランジャ３９の移動に伴ってプランジャ
ロッド４６に取り付けられた可動接点４５が一対の固定
接点４４に当接し、電源端子とモータ端子４３とが導通
することにより、バッテリからブラシ１０を通じてアー
マチャ８に通電される。この結果、アーマチャ８に回転
力が発生し、その回転力が減速装置で減速された後、一
方向クラッチを介して出力軸３に伝達される。一方、プ
ランジャ３９の移動に伴い、シフトレバー４７が支点４
８を中心として回動する（図１で時計回り方向）こと
で、ピニオン４が出力軸３上をヘリカルスプライン３ａ
に沿って前進し、リングギヤ２６と噛み合って始動モー
タ２の回転力がピニオン４からリングギヤ２６に伝達さ
れることによりエンジンが始動する。

【００１８】エンジン始動後、ピニオン４がリングギヤ
２６を介してエンジンにより回され、出力軸３の回転速
度（インナ３４の回転速度）がアウタ３１の回転速度よ
り大きくなると、ローラ３５がカム室の広い方へ移動し
てカム室内で空転する。これにより、インナ３４とアウ
タ３１との連結状態が解除されて、インナ３４の回転力
がアウタ３１へ伝達されることはなく、アーマチャ８の
オーバランを防止できる。エンジンの始動が完了してキ
ースイッチがＯＦＦされると、励磁コイル３８への通電
が停止してプランジャ３９がスプリング４１の付勢力を
受けて初期位置へ復帰する。これにより、アーマチャ８
への給電が停止されてアーマチャ８の回転が停止すると
ともに、シフトレバー４７を通じてピニオン４がリング
ギヤ２６から離脱して静止位置（図１に示す位置）へ戻
る。

【００１９】（本実施例の特徴および効果）本実施例の
スタータ１は、ハウジング１９に設けられたインロー部
２１を枠体２０に空けられた嵌合穴２０ｂにインロー嵌
合して、ハウジング１９のフランジ部２２に空けられた
取付穴２２ａに挿通された取付ボルトを枠体２０の螺子
穴へ螺着することで枠体２０へ固定されている。即ち、
本スタータ１は、軸方向（図１の左右方向）においてハ
ウジング１９とモータカバー１７の両側が枠体２０に固
定されるのではなく、ハウジング１９側のみが枠体２０
に固定された片持ち状態である。

【００２０】この様に片持ち状態でスタータ１を枠体２
０へ固定した場合、枠体２０の嵌合穴２０ｂにインロー
嵌合されるインロー部２１の外径Ｈ0 を、枠体２０の取
付け面２０ａから最も重量の重いアーマチャ８の重心Ｗ
までの距離Ｌｗより大きくすることで、取付け面２０ａ
に加わる応力を小さくできる。これは、重量の最も重い
アーマチャ８の重心Ｗを荷重点として、その荷重を受け
る枠体２０の取付け面２０ａを片持ちはりの固定端とし
て説明すると、固定端の長さに対して固定端から荷重点
までの距離の方が大きくなると急激に応力が増大する。
言い換えれば、固定端の長さより固定端から荷重点まで
の距離の方が小さければ、固定端に加わる応力が小さく
なる。

【００２１】以上の説明から言える様に、インロー部２
１の外径Ｈ0 を枠体２０の取付け面２０ａからアーマチ
ャ８の重心Ｗまでの距離Ｌｗより大きくしたことで、枠
体２０の取付け面２０ａに加わる応力を小さくできる。
なお、スタータ１が振動することで取付け面２０ａに掛
かる荷重は、取付ボルトが螺着される周囲と、天地方向
におけるフランジ部２２の上下部分（図２のａ部及びｂ
部）に相当する部位とで受けている。これにより、従来
の片持ち固定式のスタータと比較して耐振性を向上で
き、エンジンから伝わる振動の影響を低減できる。その
結果、アーマチャ８の振動による軸受部の磨耗や、性能
低下を抑えることができるため、エンジンの高回転化に
よる振動増大に対して耐振性の高いスタータ１を提供で
きる。

【００２２】また、インロー部２１の外径Ｈ0 を枠体２
０の取付け面２０ａから電機子コア１２の反取付け面側
の端面までの距離Ｌｏより大きくすることで、より一層
大きな効果（耐振性の向上）を得ることができることは
言うまでもない。なお、本実施例で説明したＨ0 とＬｗ
（またはＬｏ）との関係は、図３に示すように、直径Ｈ
0 の円を底面として、高さＨ0 の円錐体の中にＬｗ（ま
たはＬｏ）が存在していることを意味する。特に、図２
に示したａ部及びｂ部に相当する部位の幅に限定した円
錐の中にＬｗ（またはＬｏ）が存在していれば（図４参
照）、更に耐振性及び強度的にも良いことは明らかであ
る。

【００２３】（第２実施例）図５はスタータ１の全体断
面図である。本実施例のスタータ１は、マグネットスイ
ッチ５をアーマチャ８の反ピニオン側に配置した場合の
一例を示すものである。そのマグネットスイッチ５は、
プランジャ３９の作動方向がアーマチャシャフト１４と
略直角を成す様に配置され、第１実施例のシフトレバー
４７に相当するピニオン移行手段５０とプランジャ３９
とが伝達手段５１によって連結されている。本実施例に
おいても、インロー部２１の外径Ｈ0 を、枠体２０の取
付け面２０ａからアーマチャ８の重心Ｗまでの距離Ｌｗ
（または電機子コア１２の反取付け面側の端面までの距
離Ｌｏ）より大きくして耐振性を高めることにより、マ
グネットスイッチ５をアーマチャ８の反ピニオン側に配
置した構成を採用することができる。

【００２４】この様に、マグネットスイッチ５をアーマ
チャ８の反ピニオン側に配置した構成によれば、図６
（ａ）に示すマグネットスイッチ５が始動モータ２の径
方向外側に併設されたスタータ１００（例えば、第１実
施例で説明したスタータ）と比較して、図６（ｂ）に示
す本実施例のスタータ１の方が軸方向の投影面積を小さ
くできるため、スタータ１の搭載性が向上する。また、
マグネットスイッチ５が始動モータ２の径方向外側に併
設されたスタータと比較して、アーマチャシャフト１４
に対して径方向にマグネットスイッチ５の重心位置を近
づけることができるため、マグネットスイッチ５に対す
る振動の影響をより少なくできる。

【００２５】（第３実施例）図７は枠体２０とスタータ
１との関係を示す図である。本実施例のスタータ１は、
ハウジング１９の先端に設けられた円筒部５２が枠体２
０に空けられた穴２０ｃに嵌合することでピニオン４と
リングギヤ２６とのセンターピッチＰが決定されてい
る。このスタータ１は、ハウジング１９の円筒部５２が
枠体２０の穴２０ｃに嵌合して保持されるため、ハウジ
ング１９の外周面に設けられた凸部５３（本発明の嵌合
部）は、枠体２０の取付け面２０ａに空けられた嵌合穴
２０ｂに対してインロー嵌合されるわけではなく、嵌合
穴２０ｂの内周面と凸部５３の外周面との間に若干の隙
間が形成されている。この様な構成においては、嵌合穴
２０ｂの内径Ｈ1 を、枠体２０の取付け面２０ａからア
ーマチャ８の重心Ｗまでの距離Ｌｗ（または電機子コア
１２の反取付け面側の端面までの距離Ｌｏ）より大きく
することで耐振性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スタータの全体断面図である。

【図２】インロー部とフランジ部の形状を示す概略図で
ある。

【図３】インロー部の外径と枠体の取付け面からアーマ
チャの重心までの距離との関係を示す模式図である。

【図４】インロー部の外径と枠体の取付け面からアーマ
チャの重心までの距離との関係を示す他の模式図であ
る。

【図５】スタータの全体断面図である（第２実施例）。

【図６】スタータの投影面積を示す図である（第２実施
例）。

【図７】枠体とスタータとの関係を示す図である（第３
実施例）。

【符号の説明】

１ スタータ ２ 始動モータ ３ 出力軸 ４ ピニオン ５ マグネットスイッチ ８ アーマチャ １２ 電機子コア １９ ハウジング ２０ 枠体 ２０ａ 枠体の取付け面 ２０ｂ 嵌合穴 ２１ インロー部（嵌合部） ２６ リングギヤ ５３ 凸部（嵌合部） Ｈ0 インロー部の外径 Ｌｗ 取付け面からアーマチャの重心までの距離 Ｌｏ 取付け面から電機子コアの反取付け面側の端面
までの距離

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】通電を受けてアーマチャに回転力を発生す
   る始動モータと、 この始動モータに回転駆動される出力軸と、 この出力軸上を進退可能に設けられ、エンジンのリング
   ギヤと噛み合って前記始動モータの回転力を前記リング
   ギヤに伝達するピニオンと、 前記出力軸の一端を回転自在に支持して、前記エンジン
   側の枠体に固定されるハウジングとを備え、 このハウジングは、前記枠体の取付け面に空けられた嵌
   合穴に嵌合する嵌合部を有し、この嵌合部の外径が前記
   取付け面から前記アーマチャの重心までの距離よりも大
   きく設定されていることを特徴とするスタータ。
2. 【請求項２】アーマチャの電機子コア部の中心がほぼア
   ーマチャの重心であることを特徴とする請求項１記載の
   スタータ。
3. 【請求項３】通電を受けてアーマチャに回転力を発生す
   る始動モータと、 この始動モータに回転駆動される出力軸と、 この出力軸上を進退可能に設けられ、エンジンのリング
   ギヤと噛み合って前記始動モータの回転力を前記リング
   ギヤに伝達するピニオンと、 前記出力軸の一端を回転自在に支持して、前記エンジン
   側の枠体に固定されるハウジングとを備え、 このハウジングは、前記枠体の取付け面に空けられた嵌
   合穴に嵌合する嵌合部を有し、この嵌合部の外径が、前
   記取付け面から前記アーマチャの電機子コアの反取付け
   面側の端面までの距離よりも大きく設定されていること
   を特徴とするスタータ。
4. 【請求項４】前記ピニオンを前記リングギヤ側へ押し出
   すための力を発生するマグネットスイッチを有し、この
   マグネットスイッチが前記アーマチャの反ピニオン側に
   配置されていることを特徴とする請求項１〜３記載の何
   れかのスタータ。