JPH1030533A

JPH1030533A - スタータ

Info

Publication number: JPH1030533A
Application number: JP18568096A
Authority: JP
Inventors: Masahiro So; 正浩宗; Nobuyuki Hayashi; 信行林
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-07-16
Filing date: 1996-07-16
Publication date: 1998-02-03
Anticipated expiration: 2016-07-16
Also published as: EP0819847A1; EP0819847B1; DE69704094D1; JP3603486B2; DE69704094T2

Abstract

(57)【要約】【課題】ピニオンギヤ７をリングギヤ８に噛み合わせ
るための付勢力を発生するスプリング５０の荷重を低減
して電磁スイッチ５の小型化を実現すること。【解決手段】出力軸３上にヘリカルスプライン嵌合す
るピニオン移動体４は、電磁スイッチ５の作動力（吸引
力）が伝達されて作動するピニオン押出レバー６により
前方へ押し出される。前方へ押し出されたピニオン移動
体４のピニオンギヤ７がエンジンのリングギヤ８端面に
当接した後、電磁スイッチ５のプランジャ４０の移動に
伴ってプランジャ４０に具備されたスプリング５０に反
力が蓄えられる。このスプリング５０の反力でピニオン
ギヤ７がリングギヤ８に噛み合うと、電磁スイッチ５の
作動力を受けて移動するピニオン後退抑止部材９の上部
突出部９ｂがピニオン移動体４の後方に入り込んでピニ
オン移動体４の後退を抑止する。

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
るスタータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として、例えば特開昭５８−１
７８８６５号公報に記載されたスタータがある。このス
タータは、ピニオンギヤと一方向クラッチとを分離し
て、ピニオンギヤのみ出力軸上を移動可能に構成し、電
磁スイッチの作動力（吸引力）でピニオンギヤをリング
ギヤ端面まで移動させた後、噛み合い用付勢スプリング
に蓄えられた反力でピニオンギヤをリングギヤに噛み合
わせる構造である。これにより、ピニオンギヤと一方向
クラッチとを連動して移動させる構造のスタータと比較
して、電磁スイッチや噛み合い用付勢スプリングで移動
させる移動体の質量が大幅に軽減されるため、噛み合い
用付勢スプリングの荷重や電磁スイッチの吸引力を低減
でき、電磁スイッチの小型化に効果があった。特に、電
動機の回転を減速して出力軸に伝達する減速形スタータ
では、ピニオンギヤの回転立ち上がりが遅くなるため、
噛み合い用付勢スプリングの荷重をより一層低減するこ
とができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のピニ
オンギヤと一方向クラッチとを分離して、ピニオンギヤ
のみ出力軸上を移動可能に構成したスタータでは、エン
ジンを駆動する際に生じる回転数の変動でリングギヤの
回転数がピニオンギヤの回転数を上回った時に、ピニオ
ンギヤの内周と出力軸の外周に各々形成されているヘリ
カルスプラインの歯面上にピニオンギヤを後退させる力
が働く。このピニオンギヤの後退を押さえるのが噛み合
い用付勢スプリングの荷重であるため、この噛み合い用
付勢スプリングの荷重がピニオンギヤに作用する後退力
より弱いと、エンジンが着火する以前にピニオンギヤと
リングギヤとの噛み合いが解除されて着火できない状態
となる。

【０００４】従って、電磁スイッチを小型化するために
噛み合い用付勢スプリングの荷重を低減できても、ピニ
オンギヤの後退を押さえる必要性から、噛み合い用付勢
スプリングの荷重低減には限度があり、電磁スイッチの
小型化においても大幅な効果が得られなかった。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、
ピニオンギヤをリングギヤに噛み合わせるための付勢力
を発生するスプリングの荷重を低減して、電磁スイッチ
の小型化を可能にし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の手段によれ
ば、電動機の回転力が出力軸に伝達されてピニオンギヤ
リングギヤと噛み合う位置まで回転した時に、スプリン
グに蓄えられた反力がピニオン押出手段に伝達されてピ
ニオンギヤをリングギヤに噛み合わせるスタータであっ
て、ピニオンギヤがリングギヤに噛み合った後、プラン
ジャに連動してピニオンギヤの後退を抑止するピニオン
後退抑止部材を備えている。これにより、エンジンを駆
動する際に生じる回転数変動に伴ってピニオンギヤに後
退力が作用しても、そのピニオンギヤの後退をピニオン
後退抑止部材によって抑止することができる。即ち、本
発明では、スプリングの反力が伝達されるピニオン押出
手段によってピニオンギヤの後退を抑止する必要がない
ため、従来の噛み合い用付勢スプリングの荷重でピニオ
ンギヤの後退を抑止する構造のスタータと比較して、ス
プリング荷重を大幅に低減できることから、電磁スイッ
チの小型化を実現できる。

【０００６】請求項２の手段によれば、電動機の回転を
減速して出力軸に伝達する減速装置を備えている。これ
により、減速装置を持たないスタータと比較してピニオ
ンギヤの回転立ち上がりが遅くなるため、より一層、ス
プリング荷重の低減を図ることができる。

【０００７】

【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。図１はスタータの断面図である。本
実施例のスタータ１は、回転力を発生する始動モータ
２、この始動モータ２の回転を減速する遊星歯車減速装
置（後述する）、この減速装置の回転出力を受けて回転
する出力軸３、この出力軸３に嵌合するピニオン移動体
４、始動モータ２への通電を制御する電磁スイッチ５、
この電磁スイッチ５の作動力が伝達されてピニオン移動
体４を前方へ押し出すピニオン押出レバー６、ピニオン
ギヤ７がリングギヤ８と噛み合った後、ピニオンギヤ７
の後退を抑止するピニオン後退抑止部材９（図３参
照）、及びこれらの各構成部品を収納する機枠体等から
構成されている。この機枠体は、フロントケース１０、
センタケース１１、継鉄１２、ブラシホルダ１３、及び
リヤケース１４から構成されて、全体が略円筒形状に設
けられている。

【０００８】始動モータ２は、機枠体の一部と磁気枠と
を兼ねる継鉄１２の内周面に固定磁極１５（例えば複数
の永久磁石）が固着されて、その固定磁極１５の内周に
アーマチャ１６が回転自在に配され、アーマチャ１６の
端部に設けられた整流子１７上にブラシ１８が配設され
ている。円筒形を成す継鉄１２は、一端側がセンタケー
ス１１の開口端部とインロー嵌合し、他端側がブラシホ
ルダ１３の開口端部とインロー嵌合して組み合わされて
いる。アーマチャ１６は、回転軸１９の一端が出力軸３
の他端に形成された凹所２０内に挿入されて、その凹所
２０の内周に嵌合する軸受２１を介して回転自在に支持
され、他端がブラシホルダ１３の軸受部１３ａに保持さ
れた軸受２２を介して回転自在に支持されている。整流
子１７は、回転軸１９の他端側外周に複数の整流子片を
円筒状に組み合わせて形成されている。ブラシ１８は、
ブラシホルダ１３とプレート２３によって形成される箱
状のブラシ収納室２４に配設されて、ブラシスプリング
２５により整流子１７の外周面に付勢されている。な
お、ブラシ１８は、ブラシ収納室２４を径方向（図１の
上下方向）に摺動可能で回転方向に移動規制されてい
る。

【０００９】減速装置は、回転軸１９の一端側外周に形
成されたサンギヤ２６（外歯）、サンギヤ２６の径方向
外周に位置するインターナルギヤ２７（内歯）、サンギ
ヤ２６とインターナルギヤ２７との間に配されて両ギヤ
に噛み合う複数の遊星ギヤ２８より成る。インターナル
ギヤ２７は、センタケース１１の内周に配設されたギヤ
構成部材２９の内周面に形成されている。そのギヤ構成
部材２９は、センタケース１１の内筒部１１ａとの間に
ローラ３０が介在されて、内筒部１１ａ及びローラ３０
とともに一方向クラッチを構成し、その一方向クラッチ
の機能によりセンタケース１１に対してアーマチャ１６
の回転方向に回転不能で、アーマチャ１６の反回転方向
に回転可能に設けられている。遊星ギヤ２８は、出力軸
３の他端外周に設けられた径大部３ａにピン３１が圧入
されて、そのピン３１の外周に嵌合する軸受３２を介し
て回転自在に支持されている。

【００１０】出力軸３は、回転軸１９と同軸に配され
て、一端がフロントケース１０に保持された軸受３３を
介して回転自在に支持され、他端側がセンタケース１１
の内筒部１１ａに保持された軸受３４を介して回転自在
に支持され、センタケース１１に対して軸方向に移動規
制されている。センタケース１１より前方（図１の左方
向）へ突出する出力軸３の外周面にはヘリカルスプライ
ン３ｂが形成されて、そのヘリカルスプライン３ｂにピ
ニオン移動体４の内周に形成されたヘリカルスプライン
４ａが嵌合している。

【００１１】ピニオン移動体４は、エンジンの駆動軸に
設けられたリングギヤ８と噛み合うためのピニオンギヤ
７が一体に形成されて、そのピニオンギヤ７の後端側
（図１の右端側）にコロ３５を介して回転自在に支持さ
れたワッシャ３６が配設されている。このピニオン移動
体４は、出力軸３のヘリカルスプライン３ｂとピニオン
移動体４のヘリカルスプライン４ａとの噛み合いよって
出力軸３上を軸方向に移動可能に設けられ、ピニオンギ
ヤ７の前方に配されたリターンスプリング３７によって
常時スタータ１の後方側（反リングギヤ８側）へ付勢さ
れている。

【００１２】電磁スイッチ５は、スタータ１の後端（ブ
ラシホルダ１３の後方）に配されて、碗状に形成された
リヤケース１４の内周に固定されている。この電磁スイ
ッチ５は、キースイッチ３８（図５参照）が閉じて通電
される吸引コイル３９と、この吸引コイル３９の内周を
移動可能に配されたプランジャ４０とを具備し、そのプ
ランジャ４０の移動に伴って始動モータ２の通電回路Ｍ
（図４参照）に介在されたモータ接点（下述する）を開
閉する。なお、吸引コイル３９及びプランジャ４０は、
プランジャ４０の移動方向がリヤケース１４の径方向
（図１の上下方向）となる様に配設されている。

【００１３】モータ接点は、図５に示す様に、プランジ
ャ４０の上端部に取り付けられた可動接点４１、リヤケ
ース１４に固定されるバッテリ端子４２と一体に設けら
れたバッテリ側固定接点４３、およびブラシ１８（正極
側）に接続されたモータ側固定接点４４から成り、プラ
ンジャ４０が吸引されて図１の上方へ移動した時に、可
動接点４１が両固定接点４３、４４に当接することで両
固定接点４３、４４が導通する。なお、バッテリ端子４
２には、バッテリ４５に直結するケーブル４６が接続さ
れて、バッテリ４５から電力が供給される。

【００１４】ピニオン押出レバー６は、一端がセンタケ
ース１１の前方に配されたプレート４７の突出部４７ａ
に支点６Ａで回動自在に支持され、他端がピニオン移動
体４の後端に配されたワッシャ３６に当接して傾斜した
状態（図１参照）に配設されている。また、ピニオン押
出レバー６には、細長い溝部６ａが形成されて、その溝
部６ａにピニオン後退抑止部材９に設けられた下部突出
部９ａの先端部９ｃが係合している（図２参照）。この
ピニオン押出レバー６は、下部突出部９ａの先端部９ｃ
と溝部６ａとの係合に伴って支点６Ａを中心として回転
する（図１で反時計回転方向へ回転する）ことによりピ
ニオン移動体４を前方へ押し出すことができる。

【００１５】ピニオン後退抑止部材９は、図３に示す様
に、例えば金属製の棒状部材から成り、この棒状部材の
両端側をそれぞれ同一方向へ折り曲げて形成された前述
の下部突出部９ａと上部突出部９ｂとを有し、下部突出
部９ａの先端部９ｃは更に下部突出部９ａに対して略直
角に折り曲げられている。このピニオン後退抑止部材９
は、下部突出部９ａと上部突出部９ｂとの間がセンタケ
ース１１の前端面とプレート４７との間に形成される空
間に配されて、下部突出部９ａ及び上部突出部９ｂが共
にプレート４７に空けられた開口部４７ｂ、４７ｃ（図
２参照）を通ってプレート４７より前方へ取り出され、
プレート４７に対して全体が図１の上下方向に移動可能
に設けられている。但し、ピニオン後退抑止部材９は、
プレート４７に固定されたバネ部材４８（図２参照）が
上部突出部９ｂに係合しており、そのバネ部材４８の反
力で常時図１の上方へ付勢されている。このピニオン後
退抑止部材９は、プランジャ４０に具備されたロッド４
９とスプリング５０、及びロッド４９に連結された紐状
部材５１を通じて電磁スイッチ５の作動力（プランジャ
４０の移動）が伝達されることにより、バネ部材４８の
反力に抗して図１の下方へ移動することができる。

【００１６】ロッド４９は、プランジャ４０の底部に設
けられた孔よりプランジャ４０の内部に形成された空洞
部４０ａ内へ挿通され、孔の内周を摺動して空洞部４０
ａ内を上下方向に移動可能に設けられている。スプリン
グ５０は、空洞部４０ａ内でロッド４９の外周に同軸状
に配されて、下端がプランジャ４０の底部内面に係合
し、上端がロッド４９の上端に設けられた径大部４９ａ
に係合して、ロッド４９をプランジャ４０に対して常時
上方へ付勢している。紐状部材５１は、一端が、プラン
ジャ４０の孔より下方へ突出するロッド４９の下端部に
連結されて、他端がピニオン後退抑止部材９の下部突出
部９ａに連結されている。

【００１７】次に、本実施例の作動を説明する。キース
イッチ３８を閉じると、バッテリ４５から電磁スイッチ
５の吸引コイル３９に電流が流れて磁力が発生し、その
磁力によりプランジャ４０が図１の上方へ吸引される。
このプランジャ４０が移動すると、スプリング５０に付
勢されたロッド４９がプランジャ４０と一体に移動する
ため、そのロッド４９に連結された紐状部材５１にピニ
オン後退抑止部材９が引っ張られて、バネ部材４８を撓
ませながら図１の下方へ移動する。このピニオン後退抑
止部材９が下方へ移動すると、下部突出部９ａの先端部
９ｃがピニオン押出レバー６の溝部６ａを押圧するた
め、ピニオン押出レバー６が支点６Ａを中心として図１
の反時計回転方向へ回転する。

【００１８】このピニオン押出レバー６の回転により、
ピニオン移動体４がリターンスプリング３７の付勢力に
抗してリングギヤ８側へ押し出される。押し出されたピ
ニオンギヤ７の端面がリングギヤ８の端面に当接してピ
ニオン移動体４の移動が停止するとピニオン押出レバー
６の回転も停止する。このピニオン押出レバー６の回転
停止によってピニオン後退抑止部材９の移動が規制され
るため、紐状部材５１を通じてピニオン後退抑止部材９
に連結されたロッド４９の移動も停止する。しかし、電
磁スイッチ５内のプランジャ４０は、吸引コイル３９の
磁力を受けて吸引されているため、スプリング５０を撓
ませながら更に図１の上方へ移動する。このプランジャ
４０の移動により、プランジャ４０の上端部に設けられ
た可動接点４１が両固定接点４３、４４に当接して両固
定接点４３、４４間を閉じると、バッテリ４５からアー
マチャ１６に電流が流れてアーマチャ１６が回転を開始
する。

【００１９】アーマチャ１６の回転は、減速装置で減速
された後、出力軸３に伝達される。これにより、出力軸
３が回転してピニオンギヤ７がリングギヤ８と噛み合う
位置まで回転すると、それまで前方への移動が規制され
ていたピニオン移動体４が移動可能な状態となるため、
スプリング５０の反力でロッド４９がプランジャ４０の
空洞部４０ａ内を上方へ移動する。このロッド４９の移
動に伴って、紐状部材５１を通じてピニオン後退抑止部
材９が下方へ移動し、ピニオン押出レバー６が更に回転
してピニオン移動体４を前方へ押し出すことにより、ピ
ニオンギヤ７とリングギヤ８とが噛み合い、始動モータ
２の回転力がリングギヤ８に伝達されてエンジンを始動
する。

【００２０】その後、電磁スイッチ５のプランジャ４０
は、可動接点４１が両固定接点４３、４４に当接してか
ら更に上方へ移動するため、ロッド４９及び紐状部材５
１を通じてピニオン後退抑止部材９が下方へ移動して、
ピニオン後退抑止部材９の上部突出部９ｂがピニオン移
動体４の後方に入り込む。これにより、エンジンを駆動
する際に生じる回転数変動に伴ってピニオン移動体４に
後退力が作用しても、上部突出部９ｂの先端面がピニオ
ン移動体４のワッシャ３６に当接することで、ピニオン
移動体４の後退を抑止することができる。なお、ここ
で、図４に示す様に、ピニオン後退抑止部材９の上部突
出部９ｂとプレート４７の端面までの距離をＬ1 、ピニ
オン押出レバー６の最大傾き時のプレート４７の端面か
らの距離をＬ2 とすると、Ｌ1 とＬ2 との間に以下の関
係が成立することにより、上部突出部９ｂがピニオンギ
ヤ７とリングギヤ８との噛み合い時に支障を来すことな
くスムーズに噛み合いできる。Ｌ1 ≦Ｌ2

【００２１】エンジン始動後、キースイッチ３８を開く
と、吸引コイル３９への電流が断たれてプランジャ４０
を吸引する力が無くなるため、バネ部材４８の反力によ
ってピニオン後退抑止部材９が上方へ押し戻される。こ
れにより、ピニオン後退抑止部材９の上部突出部９ｂが
ワッシャ３６から外れてピニオン移動体４の後退規制が
解除されるため、ピニオン移動体４がリターンスプリン
グ３７に付勢されて出力軸３上を後退し、静止位置へ押
し戻される。一方、ピニオン後退抑止部材９が上方へ押
し戻されると、紐状部材５１を通じてロッド４９が下方
へ引っ張られるため、そのロッド４９とともに電磁スイ
ッチ５のプランジャ４０が下方へ移動して可動接点４１
が両固定接点４３、４４から離れるため、アーマチャ１
６への電流が断たれてアーマチャ１６の回転が停止す
る。

【００２２】（本実施例の効果）本実施例によれば、エ
ンジンを駆動する際に生じる回転数変動に伴ってピニオ
ン移動体４に後退力が作用しても、そのピニオン移動体
４の後退をピニオン後退抑止部材９の上部突出部９ｂに
よって抑止することができる。即ち、スプリング５０の
反力が伝達されるピニオン押出レバー６によってピニオ
ン移動体４の後退を抑止する必要がないため、スプリン
グ５０は、ピニオン押出レバー６を通じてピニオンギヤ
７をリングギヤ８に噛み合わせるだけの反力を蓄えるだ
けで良い。このため、従来の噛み合い用付勢スプリング
の荷重でピニオンギヤ７の後退を抑止する構造のスター
タと比較して、スプリング５０の荷重を大幅に低減でき
ることから、電磁スイッチ５の小型化を実現できる。

【００２３】また、本実施例では、始動モータ２の回転
を減速して出力軸３に伝達する減速装置を備えている。
これにより、減速装置を持たないスタータと比較してピ
ニオンギヤ７の回転立ち上がりが遅くなるため、より一
層、スプリング５０の荷重低減を図ることができる。な
お、本実施例では、スタータ１の各構成部品が略円筒形
状を成す機枠体に収納されているが、電磁スイッチ５が
始動モータ２の径方向外側に配置される所謂２軸式スタ
ータにおいても本実施例と同様の構成でピニオン移動体
４の後退を規制することにより、スプリング５０の荷重
を低減して電磁スイッチ５の小型化を図ることができ
る。また、本実施例では、減速装置を備えているが、減
速装置を持たないスタータに本発明の構成を適用しても
良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】スタータの断面図である。

【図２】フロントケースを取り除いた状態でスタータを
前方から見た正面図である。

【図３】ピニオン後退規制部材の斜視図である。

【図４】ピニオンギヤがリングギヤと噛み合った状態を
示すスタータの要部断面図である。

【図５】始動モータの通電回路図である。

【符号の説明】

１スタータ２始動モータ（電動機）３出力軸３ｂヘリカルスプライン（出力軸）４ａヘリカルスプライン（ピニオン移動体）５電磁スイッチ６ピニオン押出レバー（ピニオン押出手段）７ピニオンギヤ８リングギヤ９ピニオン後退抑止部材１０フロントケース（機枠体）１１センタケース（機枠体）１２継鉄（機枠体）１３ブラシホルダ（機枠体）１４リヤケース（機枠体）３９吸引コイル４０プランジャ４１可動接点（モータ接点）４３バッテリ側固定接点（モータ接点）４４モータ側固定接点（モータ接点）５０スプリングＭ通電回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転力を発生する電動機と、通電により磁力を発生するコイル、このコイルの磁力に
より吸引されるプランジャを有し、このプランジャの移
動に伴って前記電動機の通電回路に介在されたモータ接
点を開閉する電磁スイッチと、前記電動機の回転力が伝達されて回転する出力軸と、この出力軸の外周にヘリカルスプラインを介して嵌合
し、エンジンのリングギヤと噛み合うことで前記電動機
の回転力を前記リングギヤに伝達するピニオンギヤと、前記プランジャの移動が伝達されて前記ピニオンギヤを
前方へ押し出すピニオン押出手段と、前方へ押し出された前記ピニオンギヤが前記リングギヤ
に当接した後、前記プランジャが更に吸引されることで
反力を蓄えるスプリングと、前記電動機の回転力が前記出力軸に伝達されて前記ピニ
オンギヤが前記リングギヤと噛み合う位置まで回転した
時に、前記スプリングに蓄えられた反力が前記ピニオン
押出手段に伝達されて前記ピニオンギヤを前記リングギ
ヤに噛み合わせるスタータであって、前記ピニオンギヤが前記リングギヤに噛み合った後、前
記プランジャに連動して前記ピニオンギヤの後退を抑止
するピニオン後退抑止部材を備えたことを特徴とするス
タータ。
【請求項２】前記電動機の回転を減速して前記出力軸に
伝達する減速装置を備えたことを特徴とする請求項１記
載のスタータ。