JPH1047215A - エンジン始動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直流電動機の整流子部に近接配置された直流
電動機への給電路を開閉するスイッチの可動接点板に、
ブラシのピグテールが直接接続されたエンジン始動装置
において、電源断続時にピグテールの可動接点板との接
合部に生じる繰り返し応力を小さくして疲労による断線
が起き難いようにする。 【解決手段】 可動接点板８に固着されたピグテール４
０の端末４０ｂの軸線を、可動接点板８の作動方向に沿
う向きに延在させるものとする。特に、可動接点板８
に、その作動方向に突出する突片８ａを設け、該突片８
ａにピグテール４０の端末を固着するものとする。これ
により、可動接点板８の移動による電源断続時のピグテ
ール４０の変形量が小さくなるため、疲労による断線が
生じ難くなり、ピグテール４０の耐久性を高めることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン始動装置
に関し、特に、直流電動機の回転軸とピニオンの摺動軸
とピニオン及びスイッチ駆動用電磁装置とを同軸上に配
置してなるエンジン始動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のエンジン始動装置は、バッテリと
の接続端子とブラシのピグテールとの接続端子とをそれ
ぞれ固定接点に接続し、ピニオン駆動用電磁装置のアー
マチュアに連結された可動接点で両固定接点間の断続を
行うように構成されることが一般的である。

【０００３】上記従来構成のスイッチ機構によると、バ
ッテリ接続用とピグテール接続用との２つの固定接点を
設けねばならないため、部品点数を低減できないことは
もとより、スペース的な制約から径方向寸法あるいは軸
方向寸法の低減が困難であった。そこでこれらの問題点
を解消するべく、本件出願人は、特願平７−１５３８１
８号等の明細書において、ブラシのピグテールを可動接
点板に直接接続した構成のエンジン始動装置を先に提示
した。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記新規な
構成のスイッチ機構の場合、電源断続時に、可動接点板
の動きに伴ってピグテールが屈曲変形し、ピグテールの
可動接点板との接合部に繰り返し応力が発生するので、
疲労による断線といった不具合が生じないようにピグテ
ールの接続方法に配慮する必要がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、電
源断続時にピグテールの可動接点板との接合部に生じる
繰り返し応力を小さくして疲労による断線が起き難いよ
うにするために、直流電動機と、該直流電動機で駆動さ
れる出力軸と、該出力軸にスプライン結合したリングギ
ヤ駆動用ピニオンと、前記直流電動機への給電路を開閉
するスイッチと、該スイッチの可動接点板及び前記ピニ
オンに軸方向変位を与えるべく前記出力軸を外囲して設
けられた電磁装置とを有し、前記直流電動機の整流子部
に近接配置された前記スイッチの可動接点板にブラシの
ピグテールを接続してなるエンジン始動装置において、
前記可動接点板に固着された前記ピグテールの端末の軸
線を、前記可動接点板の作動方向に概ね沿う向きに延在
させたものとした。

【０００６】特に、前記可動接点板に、該可動接点板の
作動方向に概ね沿う向きに突出する突片を設け、該突片
に前記ピグテールの端末を固着すると好ましい。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に添付の図面に示された実施
形態に基づいて本発明の構成を詳細に説明する。

【０００８】図１は、本発明に基づき構成されたエンジ
ン用始動装置としての減速機付スタータの全体図であ
り、中心線より上側は静止状態を、下側は通電状態を示
している。このスタータ１は、エンジンの始動に必要な
回転力を発生するものであり、遊星歯車式減速機２を備
えた電動機３と、減速機２を介して電動機３に連結され
た出力軸４と、出力軸４上に摺動自在に設けられた一方
向ローラクラッチ５及びピニオン６と、電動機３に対す
る電源供給路を開閉するスイッチユニット７と、スイッ
チユニット７の可動接点板８及びピニオン６を軸方向に
移動させるための電磁装置９とからなっている。

【０００９】電動機３は、公知の整流子式直流電動機か
らなり、そのロータ軸１０は、図に於ける右端がボトム
プレート１１の中心に枢着され、図に於ける左端が、ロ
ータ軸１０と同軸配置された出力軸４の右端の中心に枢
着されている。

【００１０】減速機２は、電動機３のトッププレート１
２の内面に設けられている。この減速機２は、ロータ軸
１０の出力軸４に対する支持部に隣接する位置に形成さ
れたサンギヤ１３と、サンギヤ１３に噛合した複数のプ
ラネタリギヤ１４と、複数のプラネタリギヤ１４が噛合
するべくトッププレート１２の内周面に形成された内歯
リングギヤ１５とからなっている。また、複数のプラネ
タリギヤ１４を支持した支持板１６が、トッププレート
１２の中心に枢支された出力軸４の右端に結合されてい
る。

【００１１】トッププレート１２には、エンジンに対す
る固定ブラケットを兼ねるピニオンハウジング１７が接
合されている。このピニオンハウジング１７の左壁の内
面中心部に、出力軸４の左端が枢着されている。

【００１２】出力軸４の中間部の外周面には、一方向ロ
ーラクラッチ５のクラッチアウタ１８の内周部が、ヘリ
カルスプライン１９を介して結合している。このクラッ
チアウタ１８は、ヘリカルスプライン１９による出力軸
４との結合部１８ａと、出力軸４の左端に抜け止め支持
されたストッパプレート２０との間に縮設されたリター
ンスプリング２１により、常時右方へ弾発付勢されてい
る。なお、リターンスプリング２１は、クラッチアウタ
１８の内周部に形成されたスリーブ状部分１８ｂの内周
面と出力軸４の外周面との間に画成された空隙に巻装さ
れている。

【００１３】クラッチアウタ１８には、一方向ローラク
ラッチ５のクラッチインナ２２が、相対軸方向変位不能
に且つ相対回転可能に係合している。このクラッチイン
ナ２２の左端の外周部には、エンジンのリングギヤ２３
に噛合してエンジンを駆動するために、前記したピニオ
ン６が一体的に形成されている。このピニオン６が一体
形成されたクラッチインナ２２は、回転自在に且つ軸方
向変位自在に出力軸４の左端部に嵌装されている。

【００１４】ピニオンハウジング１７の中間部には、非
磁性材で形成された出力軸４を外囲する励磁コイル２４
が固設されている。この励磁コイル２４は、出力軸４が
貫通する内向きフランジ２５ａを有するカップ状のホル
ダ２５及びリング状円板２６で構成されたヨークで囲ま
れている。そして励磁コイル２４の内周面と出力軸４の
外周面との間の空隙には、磁性材で形成されたアーマチ
ュアアウタ２７とアーマチュアインナ２８とが、内外二
重に相対摺動自在に装着されている。これらアーマチュ
ア２７・２８の左端面は、ホルダ２５の内向きフランジ
２５ａの中央部の内面と対向しており、内向きフランジ
２５ａの中央部が両アーマチュア２７・２８に対するポ
ールとなっている。

【００１５】アーマチュアアウタ２７の右端は、連結プ
レート２９と、電動機３のトッププレート１２を貫通し
た連結ロッド３０とを介し、電動機３の整流子部３１に
隣接配置されたスイッチユニット７の可動接点板８に連
結されている。この可動接点板８は、連結ロッド３０に
対して軸方向変位可能に取り付けられると共に、コイル
ばね３２にて浮動的に支持されており、整流子部３１の
周囲に設けられたブラシステー３３に固設されたスイッ
チユニット７の固定接点板３４に対し、接離移動可能に
なっている。またアーマチュアアウタ２７は、励磁コイ
ル２４のホルダ２５に設けられた内向きフランジ２５ａ
との間に縮設されたリターンスプリング３５によって右
方へ常時弾発付勢されており、通常は接点間を開いた状
態で静止している。

【００１６】アーマチュアインナ２８は、クラッチアウ
タ１８に設けられたリターンスプリング２１の弾発力よ
り弱いばね力のコイルばね３６をもって、トッププレー
ト１２から左方へ常時弾発付勢されている。またアーマ
チュアインナ２８には、その左端がクラッチインナ２２
の右端に当接する非磁性材で形成されたシフタ部材３７
が結合している。

【００１７】励磁コイル２４は、スイッチユニット７に
設けられたコネクタ３８（図２参照）を介し、図示され
ていないイグニッションスイッチに電気的に接続されて
いる。

【００１８】スイッチユニット７の固定接点板３４に
は、図示されていないバッテリの陽極が電気的に接続さ
れ、スイッチユニット７の可動接点板８には、図２に併
せて示すように、一対の陽極ブラシ３９に連結された一
対のピグテール４０が、スポット溶接にて固着されてい
る。また一対の陽極ブラシ３９と線対称位置に、一対の
陰極ブラシ４１が設けられている。この陰極ブラシ４１
のピグテール４２は、後述のセンタプレート４３に接続
され、かつピニオンハウジング１７及び図示されていな
い車体を介してバッテリの陰極に接続されている。なお
スイッチユニット７は、一対の陽極ブラシ３９に挟まれ
た空間に設けられている。

【００１９】ブラシステー３３とトッププレート１２と
の間には、リング状の金属製センタープレート４３が介
設されており、減速機２と電動機３との間を隔絶してい
る。このセンタープレート４３の中心部には、その内周
面がロータ軸１０の外周面と微小間隙をおいて対向する
円筒部４３ａが、整流子部３１側へ向けて突出形成され
ている。この円筒部４３ａの遊端は、整流子部３１の軸
線方向端面に形成された凹部３１ａに入り込み、減速機
２のグリスが整流子部３１側へ漏洩することを防止して
いる。

【００２０】スイッチユニット７は、スタータ１の上方
に位置しており、ブラシステー３３に固設された固定接
点板３４および可動接点板８などの接点部は、ヨークと
してのモータケーシング４４内に於いてブラシステー３
３とカバー４５とで覆われており、スイッチユニット７
の接点部にブラシ粉が侵入することを防いでいる。

【００２１】次に上記実施形態の作動要領について説明
する。励磁コイル２４に電流を加えない静止状態にあっ
ては、アーマチュアアウタ２７はリターンスプリング３
５に付勢されて右方へ一杯に移動しており、これに連結
された可動接点板８は固定接点板３４から離間してい
る。これと同時に、リターンスプリング２１に付勢され
たクラッチアウタ１８が、ピニオン６と一体をなすクラ
ッチインナ２２、シフタ部材３７及びアーマチュアイン
ナ２８を伴って右方へ一杯に移動しており、ピニオン６
とリングギヤ２３との結合が断たれている。

【００２２】イグニッションスイッチをスタータオンポ
ジションにすると、励磁コイル２４に通電されてこれが
励磁される。するとアウタ・インナ両アーマチュア２７
・２８を磁束が通る磁路が形成され、アウタ・インナ両
アーマチュア２７・２８が左方へ移動する。この時、ホ
ルダ２５の内向きフランジ２５ａの中央部（ポール）に
対してアーマチュアアウタ２７側がより近接しているた
め、これがアーマチュアインナ２８に先行して移動す
る。すると連結プレート２９及び連結ロッド３０を介し
て可動接点板８が左方へ移動し、固定接点板３４に接触
する。これにより電動機３にバッテリの電力が供給さ
れ、ロータ軸１０が回転する。ここでアーマチュアアウ
タ２７のフルストロークに対して早めに可動接点板８が
固定接点板３４に接触し、かつ可動接点板８が連結ロッ
ド３０に対して軸方向変位可能に浮動支持されているの
で、コイルばね３２の押圧力が両接点８・３４間に加わ
ることになる。一方アーマチュアアウタ２７は、これの
右端側に一体形成された外向きフランジ２７ａがリング
状円板２６に当接したところで、これの左端面と内向き
フランジ２５ａの中央部との間に隙間を開けた状態で停
止する。

【００２３】ロータ軸１０が回転すると、この回転力
は、減速機２で減速されて出力軸４に伝達される。この
時、ヘリカルスプライン１９を介して出力軸４に係合し
たクラッチアウタ１８は、慣性抵抗で静止しようとする
ため、ヘリカルスプライン１９の働きによる軸方向力が
クラッチアウタ１８に加わり、クラッチアウタ１８が左
方への移動を開始する。これと同時に、アーマチュアイ
ンナ２８には励磁コイル２４による左方への吸引力とコ
イルばね３６の押圧力とが同時に作用しており、アーマ
チュアインナ２８も左方への移動を開始する。しかして
この移動力も、シフタ部材３７を介してクラッチアウタ
１８に軸方向力として加わる。

【００２４】これらの軸方向力により、リターンスプリ
ング２１の付勢力に抗してクラッチアウタ１８が左方へ
押し出され、クラッチアウタ１８と一体的に結合したク
ラッチインナ２２と一体のピニオン６も左方へ押し出さ
れる。そしてクラッチアウタ１８がストッパプレート２
０に当接すると共に、リングギヤ２３との正規噛み合い
位置にピニオン６が到達すると、出力軸４の回転力がリ
ングギヤ２３に伝達されてエンジンが起動される。この
時、アーマチュアインナ２８の左端面はホルダ２５の内
向きフランジ２５ａの中央部に当接し、アーマチュアイ
ンナ２８と一体的に移動したシフタ部材３７の左端面と
クラッチアウタ１８との間に微小な間隙が形成されてい
る。このように、ホルダ２５の内向きフランジ２５ａの
中央部に当接することで、アーマチュアインナ２８には
励磁コイル２４の吸引力が最大に作用するので、リング
ギヤ２３から抜け出す力がピニオン６に作用しても、ク
ラッチアウタ１８の右方への移動をシフタ部材３７を介
して阻止することとなり、リングギヤ２３からのピニオ
ン６の抜け出しが防止される。

【００２５】ここでフルストロークしたアーマチュア２
７・２８を静止させておくのに要する電流は、アーマチ
ュア２７・２８を起動するのに要する電流に比して小さ
くて済む。即ち、上記のように、ヘリカルスプライン１
９による軸方向力を、ピニオン６を含む一方向ローラク
ラッチ５の起動力として利用することにより、励磁コイ
ル２４の出力を低減し得るので、励磁コイル２４をより
一層小径化することができる。なお、エンジンが起動し
てピニオン６の回転速度を上回ると、一方向ローラクラ
ッチ５の作用でピニオン６が空転する点については、従
来構成と全く同様である。

【００２６】励磁コイル２４への通電を停止すると、ク
ラッチアウタ１８に対するリターンスプリング２１の付
勢力、並びにアーマチュアアウタ２７に対するリターン
スプリング３５の付勢力により、ピニオン６がリングギ
ヤ２３から離脱すると共に、可動接点板８が固定接点板
３４から離間して電動機３が停止する。

【００２７】ところで、陽極ブラシ３９の半径方向に沿
う面に一端４０ａが連結されたピグテール４０は、図３
に示すように、紙面に概ね直交する向きから略Ｓ字形状
に湾曲して電動機３のロータ側へ延出された後、その他
端４０ｂがロータから遠ざかる向きに屈曲されている。
他方、可動接点板８には、図４に併せて示すように、そ
の半径方向内端を連結ロッド３０の軸線に沿って電動機
３のロータ側へ折り曲げることにより、可動接点板８の
作動方向に沿って突出する突片８ａが形成されている。
そしてこの突片８ａの径方向外側面に、ピグテール４０
の他端４０ｂが、その軸線を可動接点板８の作動方向に
対して平行にして固着されている。

【００２８】このようにして、ピグテール４０の可動接
点板８に対する接続端４０ｂの軸線を可動接点板８の作
動方向に対して平行にしたので、ピグテール４０は、図
４（ａ）部に示した電磁装置９の励磁コイル２４に電流
を加えない静止状態と、図４（ｂ）部に示した励磁コイ
ル２４に通電されて可動接点板８が左方へ移動した状態
との間で、可動接点板８の移動に応じて湾曲状態が若干
変化するものの、全体的には略Ｓ字形状を保持してお
り、ピグテール４０が全体として変形することで局部的
に曲げ応力が集中しないようになっている。

【００２９】なお、可動接点板８の突片８ａに換えて、
図５に示すように、可動接点板８の周方向両端を電動機
３のロータ側へ折り曲げることにより、可動接点板８の
作動方向に対して傾斜状に突出する突片８ｂ・８ｃを形
成し、この突片８ｂ・８ｃの内側面に、ピグテール４０
の他端４０ｂを固着するようにしても良い。このとき、
ピグテール４０は、上記図３に示すものと略同様に、陽
極ブラシ３９側の一端４０ａから略Ｓ字形状に湾曲して
電動機３のロータ側へ引き回された後、その他端４０ｂ
がロータから遠ざかる向きに屈曲されている。この場合
も、ピグテール４０は、可動接点板８の移動に対して全
体的には略Ｓ字形状を保持しており、ピグテール４０に
局部的な曲げ応力が生じないようになっている。

【００３０】

【発明の効果】このように本発明によれば、可動接点板
に接続されたピグテールが、電源断続時の可動接点板の
動きに追随するべく全体的に変形することから、ピグテ
ールに局部的な曲げ応力が生じなくなるので、疲労によ
る断線が生じ難くなり、ピグテールの耐久性を高める上
に極めて顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づいて構成されたエンジン始動装置
を示す断面図。

【図２】図１のII−II線に沿う断面図。

【図３】ピグテール周辺部の上面図。

【図４】ａとｂとからなり、可動接点板の動作に伴うピ
グテールの変形状況を示す要部断面図。

【図５】本発明に基づいて構成されたエンジン始動装置
の第２の実施形態を示す図３と同様の要部上面図。

【符号の説明】

１ スタータ ２ 減速機 ３ 電動機 ４ 出力軸 ５ 一方向ローラクラッチ ６ ピニオン ７ スイッチユニット ８ 可動接点板、８ａ・８ｂ・８ｃ 突片 ９ 電磁装置 １０ ロータ軸 １１ ボトムプレート １２ トッププレート １３ サンギヤ １４ プラネタリギヤ １５ 内歯リングギヤ １６ 支持板 １７ ピニオンハウジング １８ クラッチアウタ １９ ヘリカルスプライン ２０ ストッパプレート ２１ リターンスプリング ２２ クラッチインナ ２３ リングギヤ ２４ 励磁コイル ２５ ホルダ、２５ａ 内向きフランジ ２６ リング状円板 ２７ アーマチュアアウタ、２７ａ 外向きフランジ ２８ アーマチュアインナ ２９ 連結プレート ３０ 連結ロッド ３１ 整流子部、３１ａ 凹部 ３２ コイルばね ３３ ブラシステー ３４ 固定接点板 ３５ リターンスプリング ３６ コイルばね ３７ シフタ部材 ３８ コネクタ ３９ 陽極ブラシ ４０ ピグテール ４１ 陰極ブラシ ４２ ピグテール ４３ センタプレート、４３ａ 円筒部 ４４ モータケーシング ４５ カバー

フロントページの続き (72)発明者 岡田 道夫 群馬県桐生市広沢町１丁目2681番地 株式 会社三ツ葉電機製作所内 (72)発明者 長島 愼一 群馬県桐生市広沢町１丁目2681番地 株式 会社三ツ葉電機製作所内 (72)発明者 木村 栄一 群馬県桐生市広沢町１丁目2681番地 株式 会社三ツ葉電機製作所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電動機と、該直流電動機で駆動さ
   れる出力軸と、該出力軸にスプライン結合したリングギ
   ヤ駆動用ピニオンと、前記直流電動機への給電路を開閉
   するスイッチと、該スイッチの可動接点板及び前記ピニ
   オンに軸方向変位を与えるべく前記出力軸を外囲して設
   けられた電磁装置とを有し、前記直流電動機の整流子部
   に近接配置された前記スイッチの可動接点板にブラシの
   ピグテールを接続してなるエンジン始動装置であって、 前記可動接点板に固着された前記ピグテールの端末の軸
   線を、前記可動接点板の作動方向に概ね沿う向きに延在
   させたことを特徴とするエンジン始動装置。
2. 【請求項２】 前記可動接点板に、該可動接点板の作
   動方向に概ね沿う向きに突出する突片を設け、該突片に
   前記ピグテールの端末を固着することを特徴とする請求
   項１に記載のエンジン始動装置。