(57)【要約】【課題】アイドリングストップに対応でき、且つ突入電流抑制機能を内蔵した小型軽量の電磁ソレノイド装置８を搭載したスタータを提供する。【解決手段】電磁ソレノイド装置８は、メインソレノイド２６と、第１小型ソレノイド５０および第２小型ソレノイド６０と、両小型ソレノイド５０、６０の作動時間を制御するＩＣ６８を内蔵している。第１小型ソレノイド５０は、メインソレノイド２６の作動開始後、第１スイッチが閉成される前に、第１可動接点５３の動きを規制し、プランジャ３３が吸着してから所定時間後に第１可動接点５３の動きを規制解除する。第２小型ソレノイド６０は、メインソレノイド２６の作動開始後、第２スイッチが閉成される前に、第２可動接点６３の動きを規制し、第１小型ソレノイド５０が第１可動接点５３の動きを規制解除してから所定時間後に第２可動接点６３の動きを規制解除する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電によって回転力を発生する整流子モータ（以下、モータ（２）と略す）と、
エンジンのリングギヤ（２４）に噛み合わされて前記モータ（２）の回転力を前記リングギヤ（２４）に伝達するピニオン（６）と、
前記モータ（２）と並設されてスタータハウジング（７）に固定される電磁ソレノイド装置（８）とを備えるスタータ（１）であって、
前記電磁ソレノイド装置（８）は、
前記モータ（２）の始動回路に設けられる一対の第１固定接点（５１、５２）と、この第１固定接点（５１、５２）に対向して可動する第１可動接点（５３）とを有し、前記第１固定接点（５１、５２）に対する前記第１可動接点（５３）の開閉動作に応じて前記モータ（２）の通電電流を断続する第１スイッチと、
この第１スイッチと直列に前記始動回路に接続され、前記第１スイッチの閉成時に前記始動回路を流れる突入電流を抑制する抑制抵抗（５８）と、
この抑制抵抗（５８）をバイパスして前記始動回路に設けられる一対の第２固定接点（６１、６２）と、この第２固定接点（６１、６２）に対向して可動する第２可動接点（６３）とを有し、この第２可動接点（６３）が前記第２固定接点（６１、６２）に接触する接点閉成時に前記抑制抵抗（５８）の両端を短絡する短絡経路を形成し、前記第２可動接点（６３）が前記第２固定接点（６１、６２）より開離する接点開成時に前記短絡経路を開放する第２スイッチと、
通電によって電磁石（以下、メイン電磁石と呼ぶ）を形成し、このメイン電磁石に吸引されて軸方向に移動するプランジャ（３３）を有し、このプランジャ（３３）の動きに連動して前記ピニオン（６）を前記リングギヤ（２４）側へ押し出すと共に、前記第１可動接点（５３）および前記第２可動接点（６３）を駆動するメインソレノイド（２６）と、  前記第１スイッチの閉成動作に対し、前記第１可動接点（５３）の動きを規制して前記第１可動接点（５３）と前記第１固定接点（５１、５２）とを非接触とする規制位置と、前記第１可動接点（５３）の動きを規制解除して前記第１可動接点（５３）と前記第１固定接点（５１、５２）との接触を許容する規制解除位置との間で移動可能に設けられる第１規制部材（４９）と、
前記第２スイッチの閉成動作に対し、前記第２可動接点（６３）の動きを規制して前記第２可動接点（６３）と前記第２固定接点（６１、６２）とを非接触とする規制位置と、前記第２可動接点（６３）の動きを規制解除して前記第２可動接点（６３）と前記第２固定接点（６１、６２）との接触を許容する規制解除位置との間で移動可能に設けられる第２規制部材（５９）と、
通電によって電磁石（以下、第１電磁石と呼ぶ）を形成し、この第１電磁石がオンする作動時に前記第１規制部材（４９）を前記規制位置へ駆動し、前記第１電磁石がオフする非作動時に前記第１規制部材（４９）を前記規制解除位置へ復帰させる第１小型ソレノイド（５０）と、
通電によって電磁石（以下、第２電磁石と呼ぶ）を形成し、この第２電磁石がオンする作動時に前記第２規制部材（５９）を前記規制位置へ駆動し、前記第２電磁石がオフする非作動時に前記第２規制部材（５９）を前記規制解除位置へ復帰させる第２小型ソレノイド（６０）とを備え、
前記第１小型ソレノイド（５０）は、前記メインソレノイド（２６）が作動して前記第１スイッチが閉成する前に、前記第１規制部材（４９）を前記規制位置へ駆動して前記第１可動接点（５３）の動きを規制し、前記プランジャ（３３）が吸着してから所定時間後に前記第１規制部材（４９）が前記規制解除位置へ復帰して前記第１可動接点（５３）の動きを規制解除するように前記第１電磁石のオン／オフ動作が制御され、
前記第２小型ソレノイド（６０）は、前記メインソレノイド（２６）が作動して前記第２スイッチが閉成する前に、前記第２規制部材（５９）を前記規制位置へ駆動して前記第２可動接点（６３）の動きを規制し、前記第１規制部材（４９）が前記第１可動接点（５３）の動きを規制解除してから所定時間後に前記第２規制部材（５９）が前記規制解除位置へ復帰して前記第２可動接点（６３）の動きを規制解除するように前記第２電磁石のオン／オフ動作が制御されることを特徴とするスタータ。
【請求項２】
請求項１に記載したスタータ（１）において、
前記第１小型ソレノイド（５０）および前記第２小型ソレノイド（６０）は、それぞれ前記第１電磁石および前記第２電磁石に吸引されて軸方向に移動するプランジャ（５７、６７）を有し、このプランジャ（５７、６７）の動きに連動して前記第１規制部材（４９）および前記第２規制部材（５９）が前記規制位置と前記規制解除位置との間で移動可能に設けられ、
前記第１規制部材（４９）および前記第２規制部材（５９）を前記規制位置へ駆動する際に、前記第１可動接点（５３）および前記第２可動接点（６３）が前記第１規制部材（４９）および前記第２規制部材（５９）に当接するより先に、前記プランジャ（５７、６７）が吸着する構造を有することを特徴とするスタータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載したスタータ（１）において、
前記第１スイッチと前記第２スイッチは、前記メインソレノイド（２６）の作動が停止して、前記第１可動接点（５３）および前記第２可動接点（６３）がそれぞれ前記第１固定接点（５１、５２）および前記第２固定接点（６１、６２）から開離する時に、前記第２可動接点（６３）の方が前記第１可動接点（５３）より先に開離する接点構造を有することを特徴とするスタータ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載したスタータ（１）において、
前記電磁ソレノイド装置（８）は、前記メインソレノイド（２６）の磁気回路を兼ねる筒状のフレーム（２７）と、このフレーム（２７）の開口部を閉塞して前記フレーム（２７）に固定されるスイッチカバー（２８）とを有し、前記スイッチカバー（２８）には、前記始動回路のバッテリ（４７）側に接続される第１の接続端子（以下、Ｂ端子（４２）と呼ぶ）と、前記始動回路の前記モータ（２）側に接続される第２の接続端子（以下、Ｍ端子（４３）と呼ぶ）とが固定され、
前記スイッチカバー（２８）の内部には、前記Ｂ端子（４２）に接続されるＢ固定接点と、前記Ｍ端子（４３）に接続されるＭ固定接点と、前記Ｂ固定接点と対を組むＢ中間固定接点と、前記Ｍ固定接点と対を組むＭ中間固定接点とが配置され、
前記第１固定接点（５１、５２）と前記第２固定接点（６１、６２）のうち、どちらか一方が前記Ｂ固定接点と前記Ｂ中間固定接点とで構成され、他方が前記Ｍ固定接点と前記Ｍ中間固定接点とで構成され、且つ、前記Ｂ中間固定接点と前記Ｍ中間固定接点とが電気的に接続されていることを特徴とするスタータ。
【請求項５】
請求項４に記載したスタータ（１）において、
前記Ｂ中間固定接点と前記Ｍ中間固定接点とが共通の中間固定接点（５２、６２）として一体に設けられていることを特徴とするスタータ。
【請求項６】
請求項４または５に記載したスタータ（１）において、
前記抑制抵抗（５８）は、一端が前記Ｂ固定接点に接続され、他端が請求項４に記載した前記Ｂ中間固定接点または請求項５に記載した前記共通の中間固定接点（５２、６２）に接続されていることを特徴とするスタータ。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか一項に記載したスタータ（１）において、
前記第１小型ソレノイド（５０）および前記第２小型ソレノイド（６０）の作動時間を制御する制御回路（６８）を備えることを特徴とするスタータ。
【請求項８】
請求項７に記載したスタータ（１）において、
前記制御回路（６８）は、前記電磁ソレノイド装置（８）に内蔵されていることを特徴とするスタータ。
【請求項９】
請求項７または８に記載したスタータ（１）において、
前記バッテリ（４７）にハーネスを介して接続される通電端子を有し、この通電端子は、前記ハーネスとの接続側が１端子タイプであり、前記通電端子より前記メインソレノイド（２６）、前記第１小型ソレノイド（５０）、前記第２小型ソレノイド（６０）、および、前記制御回路（６８）へ分岐して結線されることを特徴とするスタータ。
【請求項１０】
請求項４〜９のいずれか一項に記載したスタータ（１）において、
前記第１小型ソレノイド（５０）と前記第２小型ソレノイド（６０）は、共に前記スイッチカバー（２８）の内部に配置され、通電時に前記第１電磁石および前記第２電磁石を形成する両コイル（５６、６６）のマイナス側が共に前記Ｍ端子（４３）に結線されて前記モータ（２）を経由してアースされていることを特徴とするスタータ。
【請求項１１】
請求項４〜９のいずれか一項に記載したスタータ（１）において、
前記第１小型ソレノイド（５０）と前記第２小型ソレノイド（６０）は、共に前記スイッチカバー（２８）の内部に配置され、少なくとも前記第１小型ソレノイド（５０）は、通電時に前記第１電磁石を形成するコイル（５６）のマイナス側が前記Ｍ端子（４３）に結線されて前記モータ（２）を経由してアースされ、
前記モータ（２）は、整流子（１１）の外周を摺動するブラシ（１３）の摩耗によって前記モータ（２）が前記エンジンの再始動に必要な性能を失うよりも前に、前記整流子（１１）に対する前記ブラシ（１３）の接触が不安定になる構造を有し、
前記第１小型ソレノイド（５０）は、前記ブラシ（１３）と前記整流子（１１）との接触が不安定になると、前記コイル（５６）に印加される駆動電圧が低下することで、前記第１規制部材（４９）を介して前記第１可動接点（５３）の動きを規制するために必要な規制力が得られなくなることを特徴とするスタータ。
【請求項１２】
請求項１１に記載したスタータ（１）において、
前記モータ（２）は、前記ブラシ（１３）が摩耗して寿命となる以前に、前記ブラシ（１３）を保持するブラシホルダ（６９）にブラシピグテール（７０）が引っ掛かることで前記ブラシ（１３）と前記整流子（１１）との接触が不安定になる構造を有することを特徴とするスタータ。
【請求項１３】
請求項７〜９のいずれか一項に記載したスタータ（１）において、
前記Ｍ端子（４３）は、金属製の板状部材によって形成され、この板状部材の一端側が前記スイッチカバー（２８）の内部で前記Ｍ固定接点を形成し、前記板状部材の他端側が前記スイッチカバー（２８）の径方向側面より突出して前記モータ（２）の内部へ挿入され、そのモータ（２）の内部でブラシ（１３）と電気的に接続されており、
前記制御回路（６８）は、前記スイッチカバー（２８）の内部に配置されて、前記Ｍ固定接点に対し軸方向の反可動接点側に設置されていることを特徴とするスタータ。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載したスタータ（１）と、
アイドリングストップによって停止した前記エンジンを再始動する際に、前記第１小型ソレノイド（５０）が正常に作動したか否かを判定する第１小型ソレノイド作動判定手段（４８）とを有するエンジン始動装置であって、
前記第１小型ソレノイド作動判定手段（４８）は、前記メインソレノイド（２６）および前記第１小型ソレノイド（５０）への通電開始から前記第１スイッチの接点当接時に流れる突入電流によって電圧降下が発生するまでの時間を計測すると共に、その計測時間を基に前記電圧降下が発生したタイミングを検出し、そのタイミングが正常時のタイミングより早い時は、前記第１小型ソレノイド（５０）が正常に作動していないと判定することを特徴とするエンジン始動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プランジャの移動に連動してピニオンの押し出しを行う機能と、モータへの通電電流をオン／オフする機能、および、モータの起動時に流れる突入電流を抑制できる機能を内蔵した電磁ソレノイド装置を備えるスタータに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、二酸化炭素の削減と燃費向上等を目的として、エンジンの停止及び再始動を自動制御するためのアイドリングストップシステム（以下、ＩＳＳと略して呼ぶ）を搭載する車両が増加している。
エンジンの始動を行う従来のスタータは、アイドリングストップが実施された後、エンジンが完全に停止するまでの間、すなわち、エンジンの惰性回転中にエンジンを再始動させることはできない。なお、従来のスタータとは、ピニオンをエンジンのリングギヤ側へ押し出す動作と、モータの通電電流を断続するためのメイン接点の開閉動作とを一つのソレノイドスイッチ（ここでは、非ＩＳＳ用スイッチと呼ぶ）によって行う方式を言う。
【０００３】
これに対し、エンジンの惰性回転中であっても、ドライバーの再始動要求に応じてエンジンの再始動を行うことができるタンデムソレノイドスイッチ（以下、ＩＳＳ用スイッチと呼ぶ）を搭載したスタータが公知である（特許文献１参照）。
ＩＳＳ用スイッチとは、ピニオンを押し出すためのソレノイドＳＬ１と、メイン接点を開閉するためのソレノイドＳＬ２とを持ち、両ソレノイドＳＬ１、ＳＬ２の作動を独立して制御できるように構成されている。すなわち、ソレノイドＳＬ１によるピニオンを押し出す動作と、ソレノイドＳＬ２によるメイン接点の開閉動作とを別々に制御できるので、エンジンの惰性回転中であっても、ピニオンをリングギヤに噛み合わせてエンジンを再始動させることが可能である。
【０００４】
ところで、ＩＳＳを搭載する車両は、例えば、交差点での信号停止や渋滞等による一時停止の度にエンジンを停止し、その後、再始動要求に応じてエンジンを再始動するため、ＩＳＳを搭載していない車両と比べて、エンジンの始動回数が大幅に増加する。
このアイドリングストップ実施後のエンジン再始動時におけるモータ起動時に流れる大電流（一般に始動電流あるいは突入電流と呼ばれる）が問題となる。つまり、モータの起動時に大電流が流れると、バッテリの端子電圧が大きく低下して、メータ類やオーディオあるいはナビゲーション等の電気機器が瞬間的に作動停止する、いわゆる「瞬断」と呼ばれる現象が発生する。通常、ＩＳＳを搭載する車両は、道路上でアイドリングストップが実施されるため、スタータを作動させる度に大電流が流れて「瞬断」が発生すると、ドライバーへの悪影響（心理的な負担）が大きくなる。
【０００５】
そこで、「瞬断」の発生を防止する手段として、抑制抵抗を内蔵したＩＣＲリレーと呼ばれる電磁継電器をモータの始動回路に接続し、リレー接点のオン／オフ動作に応じて低抵抗経路と高抵抗経路とを切り換える技術が公知である（特許文献２参照）。
このＩＣＲリレーは、モータの起動時にリレー接点が開成（オフ）することで、抑制抵抗を含む高抵抗経路が形成される。その結果、バッテリから抑制抵抗を通ってモータに抑制された電流が流れることで、バッテリの端子電圧が大幅に低下することを防止できる。その後、リレー接点が閉成（オン）すると、抑制抵抗の両端が短絡されて低抵抗経路が形成されることにより、バッテリの全電圧がモータに印加される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１４４７９９号公報
【特許文献２】特開２０１１−１４２０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、従来のＩＳＳ用スイッチは、両ソレノイドＳＬ１、ＳＬ２を作動順序に関係なく独立して作動させるため、両ソレノイドＳＬ１、ＳＬ２とも、スタータの定格作動時間＋余裕度の連続通電に耐えられる熱容量が必要となる。その結果、耐熱性を確保するために両ソレノイドＳＬ１、ＳＬ２が大型化するという課題がある。
また、両ソレノイドＳＬ１、ＳＬ２の制御は、車両側のＥＣＵで実施するため、両ソレノイドＳＬ１、ＳＬ２へ通電するための端子（以下、５０端子と呼ぶ）が二端子化する。つまり、図１６に示す様に、ＳＬ１用の５０端子Ｔ１と、ＳＬ２用の５０端子Ｔ２とを別々に設けているため、５０端子Ｔ１、Ｔ２のコネクタ１００が大型化する。その結果、車両側への搭載性が悪化するだけでなく、５０端子Ｔ１、Ｔ２に接続されるハーネスとスタータリレーも二系統必要となるためシステムコストが増加する。
【０００８】
さらに、非ＩＳＳ用スイッチと同等のピニオン噛み合い性能を確保するために、ソレノイドＳＬ１のプランジャを保持する電流値が、非ＩＳＳ用スイッチの同電流値と比較して大きくなっている。このため、車種によっては、５０端子ハーネス用のヒューズ容量を大きくしたり、ハーネス線径を拡大する必要があることから、ＩＳＳのシステムコストが増加するという課題がある。
また、従来のＩＣＲリレーは、スタータとは独立した製品であるため、ＩＣＲリレーを作動させるための信号線およびＩＣＲリレーとスタータとを結線するためのハーネスが別に必要である。このため、結線に要する工数や部品点数の増加によるシステムコストの増加という課題がある。加えて、ＩＣＲリレーとスタータとを結線することにより、始動回路としては、追加されたハーネスの分だけ回路抵抗が増加するため、スタータの実出力が低下し、車種によっては１ランク出力の大きなスタータを使用する必要がある。
【０００９】
さらに、ＩＣＲリレーを固定するための固定部をスタータのハウジングもしくは車両側に設ける必要があり、車種によっては搭載性が困難なものが発生している。なお、図１６は、ＩＣＲリレー１１０をＩＳＳ用スイッチ１２０と共にスタータのハウジング１３０にボルト１４０で固定する構成を示している。
また、ＩＣＲリレーを電磁スイッチのＢ端子（バッテリケーブルが接続される端子ボルト）よりバッテリ側に配置する場合は、ＩＣＲリレーの接続端子に常時電圧が印加された状態となる。このため、異物や工具等が接続端子に接触することによる不用意な短絡を防ぐために、接続端子を保護カバー等で覆う必要があり、さらに部品点数および作業工数が増えることで、システムコストが増大する要因となる。
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、アイドリングストップに対応でき、且つ突入電流抑制機能を内蔵した小型軽量の電磁ソレノイド装置を搭載したスタータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（請求項１に係る発明）
本発明のスタータは、通電によって回転力を発生する整流子モータ（以下、モータと呼ぶ）と、エンジンのリングギヤに噛み合わされてモータの回転力をリングギヤに伝達するピニオンと、モータと並設されてスタータハウジングに固定される電磁ソレノイド装置とを備える。
電磁ソレノイド装置は、
ａ）モータの始動回路に設けられる一対の第１固定接点と、この第１固定接点に対向して可動する第１可動接点とを有し、第１固定接点に対する第１可動接点の開閉動作に応じてモータの通電電流を断続する第１スイッチと、
ｂ）第１スイッチと直列に始動回路に接続され、第１スイッチの閉成時に始動回路を流れる突入電流を抑制する抑制抵抗と、
ｃ）抑制抵抗をバイパスして始動回路に設けられる一対の第２固定接点と、この第２固定接点に対向して可動する第２可動接点とを有し、この第２可動接点が第２固定接点に接触する接点閉成時に抑制抵抗の両端を短絡する短絡経路を形成し、第２可動接点が第２固定接点より開離する接点開成時に短絡経路を開放する第２スイッチと、
ｄ）通電によってメイン電磁石を形成し、このメイン電磁石に吸引されて軸方向に移動するプランジャを有し、このプランジャの動きに連動してピニオンをリングギヤ側へ押し出すと共に、第１可動接点および第２可動接点を駆動するメインソレノイドと、
ｅ）第１スイッチの閉成動作に対し、第１可動接点の動きを規制して第１可動接点と第１固定接点とを非接触とする規制位置と、第１可動接点の動きを規制解除して第１可動接点と第１固定接点との接触を許容する規制解除位置との間で移動可能に設けられる第１規制部材と、
ｆ）第２スイッチの閉成動作に対し、第２可動接点の動きを規制して第２可動接点と第２固定接点とを非接触とする規制位置と、第２可動接点の動きを規制解除して第２可動接点と第２固定接点との接触を許容する規制解除位置との間で移動可能に設けられる第２規制部材と、
ｇ）通電によって第１電磁石を形成し、この第１電磁石がオンする作動時に第１規制部材を規制位置へ駆動し、第１電磁石がオフする非作動時に第１規制部材を規制解除位置へ復帰させる第１小型ソレノイドと、
ｈ）通電によって第２電磁石を形成し、この第２電磁石がオンする作動時に第２規制部材を規制位置へ駆動し、第２電磁石がオフする非作動時に第２規制部材を規制解除位置へ復帰させる第２小型ソレノイドとを備え、
第１小型ソレノイドは、メインソレノイドが作動して第１スイッチが閉成される前に、第１規制部材を規制位置へ駆動して第１可動接点の動きを規制し、プランジャが吸着してから所定時間後に第１規制部材が規制解除位置へ復帰して第１可動接点の動きを規制解除するように第１電磁石のオン／オフ動作が制御され、
第２小型ソレノイドは、メインソレノイドが作動して第２スイッチが閉成される前に、第２規制部材を規制位置へ駆動して第２可動接点の動きを規制し、第１規制部材が第１可動接点の動きを規制解除してから所定時間後に第２規制部材が規制解除位置へ復帰して第２可動接点の動きを規制解除するように第２電磁石のオン／オフ動作が制御されることを特徴とする。
【００１１】
本発明のスタータに搭載される電磁ソレノイド装置は、メインソレノイドが作動して第１、第２スイッチが閉成する前に、第１、第２小型ソレノイドの作動によって第１、第２可動接点の動きを規制することができる。具体的には、第１、第２小型ソレノイドの通電タイミングを独立して設定することで、プランジャの移動によりピニオンがリングギヤ側へ押し出されてから、第１スイッチが閉成するまでの間に所定の時間差を設定でき、さらに、第１スイッチが閉成してから第２スイッチが閉成するまでの間に所定の時間差を設定できる。これにより、従来のＩＳＳ用スイッチの機能＋ＩＣＲリレーの機能（モータの起動時に突入電流を抑制する機能）を備えた電磁ソレノイド装置を構成できる。
ここで、第１、第２小型ソレノイドは、それぞれ第１、第２規制部材を規制位置へ駆動してから規制解除位置へ復帰するまでの作動時間が短い（おおよそ数十ｍｍＳｅｃ〜百数十ｍｍＳｅｃ）ので、第１、第２小型ソレノイドの通電による発熱量を大幅に小さくできる。
【００１２】
また、第１、第２小型ソレノイドは、第１、第２規制部材をそれぞれ規制位置へ駆動して第１、第２可動接点の動きを規制する際に、メインソレノイドのプランジャ本体の動きを規制することはない。このため、第１、第２可動接点の動きを規制するために必要な第１、第２小型ソレノイドの規制力は、プランジャに作用しているメイン電磁石の吸引力を上回る必要がないので、第１、第２小型ソレノイドを小型化できる。
また、第１小型ソレノイドの作動中、つまり、第１規制部材により第１可動接点の動きが規制されている間は、第１可動接点と第１固定接点とが非接触となるため、バッテリ電圧がモータに印加されることはない。すなわち、第１小型ソレノイドの作動中は、モータに通電されないので、突入電流によるバッテリ電圧の大幅な低下が発生することもない。よって、第１小型ソレノイドの作動時に突入電流による電圧降下を考慮する必要が無いため、第１小型ソレノイドを更に小型化できる。
【００１３】
さらに、第２小型ソレノイドの作動中は、第２可動接点の動きが規制されて第２スイッチが開成しているので、第１小型ソレノイドによる第１可動接点の動きが規制解除されて第１スイッチが閉成した時に、バッテリより抑制抵抗を経由してモータに通電される。これにより、第１スイッチの閉成時に流れる突入電流が抑制抵抗によって大幅に低減されるＩＣＲリレーの機能を備えることができるので、突入電流による電圧降下の影響も小さくなるため、第２小型ソレノイドを更に小型化できる。
また、第１、第２小型ソレノイドは、共に第１電磁石および第２電磁石が形成される作動時にプランジャが押し出されて第１規制部材および第２規制部材をそれぞれ規制位置へ駆動する構造である。このため、仮に、第１小型ソレノイドが作動不良を起こした場合、つまり、第１小型ソレノイドが通電されても作動しない場合は、第１規制部材が規制位置へ駆動されることはない。同様に、第２小型ソレノイドが通電されても作動しない場合は、第２規制部材が規制位置へ駆動されることはない。この場合、従来の非ＩＳＳ用スイッチと同様の作動が可能であり、第１、第２小型ソレノイドの少なくとも一方が作動不良を起こした場合でも、すぐに始動不良とはならないため、ロバスト性の高い電磁ソレノイド装置を構成できる。
【００１４】
また、本発明のスタータは、従来のＩＣＲリレーの機能を電磁ソレノイド装置に内蔵したことにより、電磁ソレノイド装置とＩＣＲリレーとを結線するためのハーネスが不要となる。これにより、ハーネスの抵抗ロスが無くなるため、ＩＣＲリレーをスタータと組み合わせた場合と比べて、スタータの実出力が向上する。
さらに、部品点数の低減によるシステムコストの低減、およびＩＣＲリレーを独立して設けた場合の搭載スペースが不要となるため、スタータの搭載性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】スタータの半断面図である。
【図２】スタータを軸方向の反ピニオン側から見た背面図である。
【図３】電磁ソレノイド装置の断面図である。
【図４】図３に示す電磁ソレノイド装置のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】図３に示す電磁ソレノイド装置のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】スタータの回路図である。
【図７】メインソレノイドが作動して第１、第２スイッチが閉成する前に、第１、第２可動接点の動きを規制した状態を示すスタータの半断面図である。
【図８】図７に相当するスタータの回路図である。
【図９】メインソレノイドのプランジャが吸着した後、第１可動接点の動きを規制解除した状態を示すスタータの半断面図である。
【図１０】図９に相当するスタータの回路図である。
【図１１】第１可動接点と第２可動接点の動きを規制解除した状態を示すスタータの半断面図である。
【図１２】図１１に相当するスタータの回路図である。
【図１３】エンジンが停止する直前にオーバーシュート（逆回転）する状態を示すエンジン回転数のグラフである。
【図１４】実施例２に係る電磁ソレノイド装置の断面図である。
【図１５】実施例３に係るブラシ周辺の構成を示す断面図である。
【図１６】従来技術に係るスタータを軸方向の反ピニオン側から見た背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【００１７】
（実施例１）
実施例１のスタータ１は、図１に示す様に、通電によって回転力を発生する整流子モータ２と、このモータ２の回転速度を減速する減速装置３と、この減速装置３を介してモータ２の電機子軸２ａに連結される出力軸４と、エンジン側より伝達される過大な衝撃を吸収する衝撃吸収装置（後述する）と、減速装置３で増幅されたモータ２の発生トルクを出力軸４に伝達するクラッチ５と、出力軸４の軸上に配置されるピニオン６と、モータ２と共にスタータハウジング７に固定される電磁ソレノイド装置８等より構成される。
モータ２は、磁気回路を形成するヨーク９の内周に複数の永久磁石１０を配置して構成される界磁子と、電機子軸２ａの反減速装置側（図示右側）の端部に整流子１１を備える電機子１２と、整流子１１の外周上に配置されるブラシ１３等を備える。なお、図１では、永久磁石界磁を図示しているが、電磁石界磁でも良い。
【００１８】
減速装置３は、電機子軸２ａの回転を受けて複数の遊星ギヤ１４が自転と公転を行う周知の遊星歯車減速装置である。
出力軸４は、モータ２の電機子軸２ａと同一軸線上に配置されて、一方の端部が軸受１５を介してスタータハウジング７に回転自在に支持され、他方の端部が軸受１６を介してセンタケース１７に回転自在に支持されている。
衝撃吸収装置は、回転規制された固定プレート１８と、皿ばね１９に押圧されて固定プレート１８に摩擦係合する摩擦プレート２０とを交互に配置して構成され、エンジン側より過大なトルクが伝達された時に、摩擦プレート２０が摩擦力に抗して滑る（回転する）ことで衝撃を吸収する。なお、摩擦プレート２０は、減速装置３のインターナルギヤを兼ねて形成されている。
【００１９】
クラッチ５は、遊星ギヤ１４の公転運動が伝達されて回転するアウタ２１と、このアウタ２１の内周側に配置され、且つ出力軸４と一体に設けられるインナ２２と、アウタ２１とインナ２２との間で動力の伝達を断続するローラ２３等より構成される。このクラッチ５は、ローラ２３を介してアウタ２１からインナ２２へ回転トルクを伝達する一方、インナ２２からアウタ２１へのトルク伝達をローラ２３が空転することによって遮断する一方向クラッチとして構成される。
ピニオン６は、出力軸４の外周にヘリカルスプライン嵌合して軸上を移動可能に配置され、エンジンの始動を行う際にエンジン側のリングギヤ２４（図１参照）に噛み合わされて、減速装置３で増幅されたモータ２の回転トルクをリングギヤ２４に伝達する。
【００２０】
次に、電磁ソレノイド装置８の構成を図１〜図６を参照して説明する。
なお、以下の説明では、図３に示す電磁ソレノイド装置８の図示左側を前端側と呼び、図示右側を後端側と呼ぶ。
電磁ソレノイド装置８は、シフトレバー２５（図１参照）を駆動してピニオン６をリングギヤ２４側へ押し出すメインソレノイド２６と、このメインソレノイド２６の磁気回路を兼ねる筒状のフレーム２７にかしめ固定されるスイッチカバー２８と、このスイッチカバー２８の内部に配置される第１の接点ユニットおよび第２の接点ユニット等より構成される。
メインソレノイド２６は、通電によって電磁石（以下、メイン電磁石と呼ぶ）を形成するコイル２９と、このコイル２９の外周に配置される円筒ヨーク３０と、コイル２９の後端側に隣接する環状の固定鉄心３１と、コイル２９の前端側に隣接する環状の固定プレート３２と、コイル２９の内周を軸方向に可動するプランジャ３３と、このプランジャ３３の後端面に固定されるプランジャロッド３４と、プランジャ３３を反固定鉄心方向（図示左方向）へ付勢するリターンスプリング３５等より構成される。
【００２１】
コイル２９は、樹脂製のボビン３６に巻回され、図６に示す様に、一方のコイル端部が通電端子（実施例１では５０端子３７と呼ぶ）に接続され、他方のコイル端部が、例えば固定鉄心３１の表面に接続されてアースされる。
円筒ヨーク３０は、軸方向の後端が固定鉄心３１に当接し、軸方向の前端が固定プレート３２に当接して、固定鉄心３１と固定プレート３２との間を磁束が通る磁束通路を形成している。
固定鉄心３１は、径方向の内周側がボビン３６の内径より内側に入り込んで、プランジャ３３と軸方向に対向して設けられている。
固定プレート３２は、固定鉄心３１と同じく鉄等の強磁性体によって形成され、メイン電磁石が形成されることで磁化される。
【００２２】
プランジャ３３は、内周に円筒孔が形成され、この円筒孔の後端側に底面を有し、円筒孔の前端側が開口する有底円筒状に設けられている。
プランジャロッド３４は、軸方向の前端側にフランジ部３４ａが設けられ、このフランジ部３４ａがプランジャ３３の端面に溶接あるいは接着等により固定されている。このプランジャロッド３４は、固定鉄心３１の中央部に開口する円形孔の内周を通り抜けて軸方向に延設され、反プランジャ側（後端側）の端部がスイッチカバー２８の内側に形成される接点室３８へ入り込んでいる。また、反プランジャ側の端部には、ロッド径が拡大するロッド径大部３４ｂが設けられ、さらに、ロッド径大部３４ｂの径方向両側（図３の上下両側）に延出する接点保持板３４ｃが一体に設けられている。
リターンスプリング３５は、軸方向の後端が固定プレート３２の反コイル側端面に支持され、軸方向の前端が、プランジャ３３の前端面に固定されるスプリング受け座３９に支持されている。
【００２３】
プランジャ３３に形成された円筒孔には、プランジャ３３の軸方向の動きをシフトレバー２５に伝達するためのジョイント４０と、このジョイント４０の外周に配置されるドライブスプリング４１とが挿入される。
ジョイント４０は、後端側の端部にフランジ部４０ａが設けられ、このフランジ部４０ａがドライブスプリング４１の荷重を受けて円筒孔の底面に押し付けられている。また、プランジャ３３の円筒孔より突き出るジョイント４０の前端部に係合溝４０ｂが形成され、この係合溝４０ｂにシフトレバー２５の端部が二股に係合している（図１参照）。
ドライブスプリング４１は、メイン電磁石によって磁化された固定鉄心３１にプランジャ３３が吸着される間に圧縮されて、ピニオン６をリングギヤ２４に押し込むための反力を蓄える。
【００２４】
スイッチカバー２８には、モータ２の始動回路に接続される２本の接続端子４２、４３と、前述の５０端子３７が設けられる。
２本の接続端子４２、４３は、バッテリ側のハーネスが接続されるＢ端子４２と、モータ２側に接続されるＭ端子４３である。Ｂ端子４２は、図３に示す様に、ボルト頭部４２ａと雄ねじ部４２ｂとを有するボルト形状に設けられて、ボルト頭部４２ａがスイッチカバー２８に埋設され、雄ねじ部４２ｂがスイッチカバー２８の後端より軸方向に突き出ている。
【００２５】
Ｍ端子４３は、金属製（例えば銅製）の板状部材によって形成され、この板状部材がゴム製のグロメット４４に保持されて、スイッチカバー２８の接点室３８とモータ２の内部との間を径方向に渡って配設される。具体的には、図１に示す様に、グロメット４４より突き出る一端側がスイッチカバー２８の側面より接点室３８へ挿入され、グロメット４４より突き出る他端側がモータ２の内部へ挿入されて、モータ２の内部で金属プレート等を介して正極側のブラシ１３と電気的に接続される。
【００２６】
５０端子３７は、例えば、平板状のブレード端子によって形成され、図２に示す様に、スイッチカバー２８の外側に１端子だけ突設され、その周囲にスイッチカバー２８と一体に樹脂成形されたコネクタ４５が設けられる。この５０端子３７には、図６に示す様に、スタータリレー４６を介してバッテリ４７に繋がるハーネスが接続され、スタータリレー４６が閉成することで、バッテリ４７より電力が供給される。
スタータリレー４６は、アイドリングストップが実施された後、ユーザーの再始動要求に応じてエンジンを再始動させる時に、車両側のＥＣＵ４８によって閉成制御される。
【００２７】
第１の接点ユニットは、モータ２への通電電流を断続する第１スイッチと、第１規制部材４９を駆動して第１スイッチの閉成動作を規制する第１小型ソレノイド５０とを有する。第１スイッチは、一対の第１固定接点５１、５２と、この第１固定接点５１、５２に対向して軸方向に可動する第１可動接点５３とで構成される。
第１固定接点５１、５２のうち、一方の固定接点５１は、上記のＭ端子４３と一体に設けられて、本発明のＭ固定接点を形成している。すなわち、図５に示す様に、スイッチカバー２８の側面より接点室３８へ挿入されるＭ端子４３の一端側が一方の固定接点５１として形成される。他方の固定接点５２は、一方の固定接点５１との間に所定の間隔を有してスイッチカバー２８に固定され、本発明のＭ中間固定接点を形成している。以下、他方の固定接点５２を中間固定接点５２と呼ぶ。
【００２８】
第１可動接点５３は、プランジャロッド３４に設けられた接点保持板３４ｃの一端側に接点支持具５４を介して保持され、この接点支持具５４に対し軸方向に移動可能に設けられると共に、接点保持板３４ｃとの間に配設される接点圧スプリング５５によって反接点保持板方向（図３の右方向）へ付勢されている。
接点支持具５４は、接点保持板３４ｃに形成された丸孔（図示せず）の内周に摺動可能に嵌合する円柱形状を有し、接点保持板３４ｃに対し軸方向に移動可能に取り付けられる。この接点支持具５４の軸方向前端には、接点保持板３４ｃの丸孔から接点支持具５４を抜け止めするフランジ部５４ａが設けられている。一方、接点支持具５４の軸方向後端には、接点圧スプリング５５に付勢される第１可動接点５３を接点支持具５４から抜け止めするフランジ板５４ｂが設けられている。
【００２９】
第１規制部材４９は、図３に示す様に、第１可動接点５３と軸方向に対向して配置され、第１小型ソレノイド５０の作動時に以下に説明する規制位置へ駆動され、第１小型ソレノイド５０の非作動時に規制解除位置へ復帰する。
規制位置とは、第１スイッチの閉成動作に対し、第１可動接点５３と第１固定接点５１、５２との間に隙間を有した状態で第１可動接点５３が第１規制部材４９に当接するように、第１可動接点５３の動きを規制して第１可動接点５３と第１固定接点５１、５２とを非接触とする位置である。具体的には、メインソレノイド２６に通電されない状態での第１可動接点５３の接点面と第１固定接点５１、５２の接点面との間の位置である。
規制解除位置とは、第１可動接点５３の動きを規制解除して、第１可動接点５３と第１固定接点５１、５２との接触を許容する位置である。具体的には、第１固定接点５１、５２の接点面より反可動接点側の位置である。
【００３０】
第１小型ソレノイド５０は、図６に示す様に、通電によって電磁石（以下、第１電磁石と呼ぶ）を形成するコイル５６と、第１電磁石のオン／オフ動作に応じて軸方向に可動する小型プランジャ５７とを有し、この小型プランジャ５７の動きに第１規制部材４９が連動する。なお、第１電磁石のオン／オフ動作とは、コイル５６への通電／非通電と同義である。
この第１小型ソレノイド５０は、第１電磁石を形成して小型プランジャ５７を吸引し、その小型プランジャの移動に連動して第１規制部材４９を規制位置へ駆動する際に、第１可動接点５３が第１規制部材４９に当接するより先に、小型プランジャ５７を吸着する構造を有する。なお、第１小型ソレノイド５０により第１可動接点５３の動きが規制されている時に、第１可動接点５３を押圧する接点圧スプリング５５の押圧荷重は、第１小型ソレノイド５０が第１可動接点５３の動きを規制する規制力より小さいことは言うまでもない。
【００３１】
第２の接点ユニットは、第１スイッチと直列にモータ２の始動回路に接続される抑制抵抗５８と、この抑制抵抗５８をバイパスして始動回路に設けられる第２スイッチと、第２規制部材５９を駆動して第２スイッチの閉成動作を規制する第２小型ソレノイド６０とを有する。
抑制抵抗５８は、第１スイッチを閉成してバッテリ４７からモータ２に通電する際に、始動回路を流れる電流が抑制抵抗５８を通ることで、モータ２に流れる突入電流を抑制する。第２スイッチは、一対の第２固定接点６１、６２と、この第２固定接点６１、６２に対向して軸方向に可動する第２可動接点６３とで構成される。この第２スイッチは、第２可動接点６３が第２固定接点６１、６２に接触する接点閉成時に抑制抵抗５８の両端を短絡する短絡経路を形成し、第２可動接点６３が第２固定接点６１、６２より開離する接点開成時に短絡経路を開放する。
【００３２】
第２固定接点６１、６２のうち、一方の固定接点６１は、図３に示す様に、スイッチカバー２８に固定されるＢ端子４２と電気的に接続されて、本発明のＢ固定接点を形成している。他方の固定接点６２は、図５に示す様に、一方の固定接点６１との間に所定の間隔を有してスイッチカバー２８に固定され、本発明のＢ中間固定接点を形成している。以下、他方の固定接点６２を中間固定接点６２と呼ぶ。この中間固定接点６２は、前述の中間固定接点５２と一体に設けられて、本発明の請求項５に記載した「共通の中間固定接点」を形成している。また、第１固定接点５１、５２および第２固定接点６１、６２の各接点面は、第１可動接点５３および第２可動接点６３の移動方向（軸方向）において同じ位置に設けられている。
抑制抵抗５８は、一端が一方の固定接点６１に接続され、他端が中間固定接点６２に接続されている。
【００３３】
第２可動接点６３は、プランジャロッド３４に設けられた接点保持板３４ｃの他端側に接点支持具６４を介して保持され、この接点支持具６４に対し軸方向に移動可能に設けられると共に、接点保持板３４ｃとの間に配設される接点圧スプリング６５によって反接点保持板方向（図３の右方向）へ付勢されている。
接点支持具６４の構成は、第１可動接点５３を支持する接点支持具５４と同じであり、詳細な説明は省略する。但し、前述の第１可動接点５３と第１固定接点５１、５２との間の接点間距離をＬ１とし、第２可動接点６３と第２固定接点６１、６２との間の接点間距離をＬ２とすると、Ｌ１＜Ｌ２の関係が成立している（図３参照）。
前述の第１可動接点５３と第２可動接点６３は、図４に示す様に、接点長手方向（図示上下方向）に所定の隙間を有して、それぞれ接点支持具５４、６４に支持されている。
【００３４】
第２規制部材５９は、図３に示す様に、第２可動接点６３と軸方向に対向して配置され、第２小型ソレノイド６０の作動時に以下に説明する規制位置へ駆動され、第２小型ソレノイド６０の非作動時に規制解除位置へ復帰する。
規制位置とは、第２スイッチの閉成動作に対し、第２可動接点６３と第２固定接点６１、６２との間に隙間を有した状態で第２可動接点６３が第２規制部材５９に当接するように、第２可動接点６３の動きを規制して第２可動接点６３と第２固定接点６１、６２とを非接触とする位置である。
規制解除位置とは、第２可動接点６３の動きを規制解除して、第２可動接点６３と第２固定接点６１、６２との接触を許容する位置である。具体的には、第２固定接点６１、６２の接点面より反可動接点側の位置である。
【００３５】
第２小型ソレノイド６０は、図６に示す様に、通電によって電磁石（以下、第２電磁石と呼ぶ）を形成するコイル６６と、第２電磁石のオン／オフ動作に応じて軸方向に可動するプランジャ６７とを有し、このプランジャ６７の動きに第２規制部材５９が連動する。なお、第２電磁石のオン／オフ動作とは、コイル６６への通電／非通電と同義である。
この第２小型ソレノイド６０は、第２電磁石を形成してプランジャ６７を吸引し、そのプランジャ６７の移動に連動して第２規制部材５９を規制位置へ駆動する際に、第２可動接点６３が第２規制部材５９に当接するより先に、プランジャ６７を吸着する構造を有する。なお、第２小型ソレノイド６０により第２可動接点６３の動きが規制されている時に、第２可動接点６３を押圧する接点圧スプリング６５の押圧荷重は、第２小型ソレノイド６０が第２可動接点６３の動きを規制する規制力より小さいことは言うまでもない。
【００３６】
第１小型ソレノイド５０と第２小型ソレノイド６０の作動時間、すなわち、第１電磁石および第２電磁石のオン／オフ動作は、電磁ソレノイド装置８に内蔵されたＩＣ６８によって制御される。このＩＣ６８は、本発明の請求項７、８に記載した制御回路であり、図３に示す様に、スイッチカバー２８の側面より接点室３８に挿入された板状の固定接点５１に対し、軸方向の反可動接点側（図３では第１小型ソレノイド５０の後方）に設置される。この電磁ソレノイド装置８は、前述のスタータリレー４６が閉成すると、バッテリ４７より５０端子３７に電力が供給され、その５０端子３７を通じてメインソレノイド２６、第１小型ソレノイド５０、第２小型ソレノイド６０、およびＩＣ６８へ通電される。つまり、スイッチカバー２８の内側で１つの５０端子３７からメインソレノイド２６、第１小型ソレノイド５０、第２小型ソレノイド６０、およびＩＣ６８に分岐して結線されている。
【００３７】
次に、スタータ１の作動を説明する。
ここでは、アイドリングストップが実施されてエンジンが自動停止した後、ユーザーの再始動要求に応じてエンジンを再始動させる時の作動を説明する。
ＥＣＵ４８は、エンジン再始動の要求を受けると、スタータリレー４６を閉成する。
スタータリレー４６が閉成すると、バッテリ４７より５０端子３７に電力が供給され、５０端子３７よりメインソレノイド２６、第１小型ソレノイド５０、第２小型ソレノイド６０、およびＩＣ６８に通電される。
メインソレノイド２６は、コイル２９への通電によりメイン電磁石が形成されると、プランジャ３３がリターンスプリング３５を押し縮めながら固定鉄心３１に吸引されて移動する。
【００３８】
プランジャ３３の移動により、シフトレバー２５を介してピニオン６が出力軸４の軸上を反モータ方向（図１の左方向）へ押し出され、リングギヤ２４の軸方向端面にピニオン６の軸方向端面が当接してピニオン６の移動が停止する。なお、ピニオン６の端面がリングギヤ２４の端面に当接することなく、そのままスムーズに噛み合うことも可能性としては有り得るが、確率的には極めて小さく、通常はピニオン６の端面がリングギヤ２４の端面に当接する。一方、プランジャ３３の移動と共にプランジャロッド３４が押し出されると、接点支持具５４、６４を介して接点保持板３４ｃに保持された第１可動接点５３および第２可動接点６３が、それぞれ第１固定接点５１、５２および第２固定接点６１、６２に向かって移動する。
【００３９】
ここで、第１小型ソレノイド５０および第２小型ソレノイド６０は、メインソレノイド２６が作動して第１スイッチおよび第２スイッチが閉成する前に、第１規制部材４９および第２規制部材５９をそれぞれ規制位置へ駆動して、第１可動接点５３および第２可動接点６３の動きを規制する。これにより、第１スイッチは、図７に示す様に、第１可動接点５３が接点支持具５４と一体に接点保持板３４ｃに対して軸方向に移動し、それに伴い、接点圧スプリング５５が圧縮して、第１可動接点５３と第１固定接点５１、５２との間に隙間を有する状態で維持される。同様に、第２スイッチは、第２可動接点６３と第２固定接点６１、６２との間に隙間を有する状態で維持される。すなわち、第１スイッチおよび第２スイッチが共に閉成していないので、図８に示す様に、モータ２の始動回路に電流が流れることはない。
【００４０】
第１小型ソレノイド５０は、メインソレノイド２６のプランジャ３３が固定鉄心３１に吸着してから所定時間後（数十ｍｍＳｅｃ〜百数十ｍｍＳｅｃ）にコイル５６への通電が停止されて第１電磁石がオフする。
第１小型ソレノイド５０の作動が停止すると、図示しないリターンスプリングの反力により小型プランジャ５７が押し戻されて第１規制部材４９が規制解除位置へ復帰することで、第１可動接点５３の動きを規制解除する。その結果、図９に示す様に、第１可動接点５３が第１固定接点５１、５２に当接して、接点圧スプリング５５に付勢されることにより第１スイッチが閉成する。
【００４１】
第１スイッチが閉成した時点では、未だ第２可動接点６３の動きが第２規制部材５９によって規制されている、つまり、第２小型ソレイド６０は作動中であるため、第２スイッチは開成している。第２スイッチが開成している状態で第１スイッチが閉成すると、モータ２の始動回路に抑制抵抗５８を含む高抵抗経路が形成される。その結果、図１０に示す様に、バッテリ４７から抑制抵抗５８を通ってモータ２に抑制された電流が流れるため、バッテリ４７の端子電圧が大幅に低下することを防止できる。
また、モータ２が抑制された電流によって低速度で回転し、その回転がピニオン６に伝達されると、ピニオン６がリングギヤ２４と噛み合い可能な位置、すなわち、一方の歯が他方の歯間スペースと一致する位置まで回転して他方の歯間スペースに入り込むことでリングギヤ２４に噛み合うことができる。
【００４２】
第２小型ソレノイド６０は、第１スイッチが閉成した後、所定時間後（数十ｍｍＳｅｃ〜百数十ｍｍＳｅｃ）にコイル６６への通電が停止されて第２電磁石がオフする。
第２小型ソレノイド６０の作動が停止すると、図示しないリターンスプリングの反力によりプランジャ６７が押し戻されて第２規制部材５９が規制解除位置へ復帰することで、第２可動接点６３の動きを規制解除する。その結果、図１１に示す様に、第２可動接点６３が第２固定接点６１、６２に当接して、接点圧スプリング６５に付勢されることにより第２スイッチが閉成する。これにより、抑制抵抗５８の両端が短絡される短絡経路が形成されるため、図１２に示す様に、バッテリ４７から抑制抵抗５８を経由することなくモータに通電される。すなわち、バッテリ４７の全電圧がモータ２に印加されるので、モータ２が高速度で回転し、そのモータ２の回転がピニオン６からリングギヤ２４に伝達されてエンジンをクランキングする。
【００４３】
なお、上記の作動説明では、アイドリングストップが実施されてエンジンが自動停止した後、エンジンを再始動させる時の事例を記載しているが、以下に説明するチェンジオブマインドあるいは減速時アイドリングストップにも対応可能である。
チェンジオブマインドとは、例えば、車両が停止状態で、図１３に示す様に、エンジンが停止する直前に一旦オーバーシュートして逆回転する領域を含むエンジン完全停止前の状態において、ユーザーの再始動要求に応答してエンジンを再始動させることを言う。
また、減速時アイドリングストップとは、車両が完全に停止する前、すなわち、車両速度がゼロになるまでの減速期間中にユーザーの再始動要求に応答してエンジンを再始動させることを言う。
【００４４】
（実施例１の作用および効果）
実施例１の電磁ソレノイド装置８は、メインソレノイド２６が作動して第１スイッチおよび第２スイッチが閉成する前に、第１小型ソレノイド５０および第２小型ソレノイド６０（以下、両小型ソレノイド５０、６０と呼ぶ）の作動によって第１可動接点５３および第２可動接点６３の動きを規制することができる。さらに、第１小型ソレノイド５０の作動停止により第１可動接点５３の動きを規制解除してから、第２小型ソレノイド６０の作動停止により第２可動接点６３の動きを規制解除するまでの間に所定の時間差が設定される。この第１可動接点５３の動きを規制解除してから第２可動接点６３の動きを規制解除するまでの間、すなわち、第１スイッチが閉成してから、高出力でモータ２を回転させる第２スイッチが閉成するまでの間は、抑制抵抗５８を通ってモータ２に通電されるので、突入電流を抑制できる。
【００４５】
上記のように、電磁ソレノイド装置８は、メインソレノイド２６のプランジャ３３が吸着してから第１スイッチおよび第２スイッチが閉成するまでの間に所定の時間差を設定して瞬断現象の発生を低減できる。また、設定した時間後には、高出力でモータ２を回転させて短時間にエンジンの再始動を可能にでき、且つ、突入電流を抑制する機能を内蔵したことで、アイドリングストップに対応可能なスタータ１を構成できる。
また、両小型ソレノイド５０、６０の作動、非作動のタイミングを独立に制御して、ピニオン６の押し出しタイミングに対する抑制抵抗５８を通してのモータ通電タイミングと、抑制抵抗５８を通さないモータ通電タイミングとをそれぞれ自在に制御できる。
【００４６】
ここで、両小型ソレノイド５０、６０は、いずれも作動時間が短い（おおよそ数十ｍｍＳｅｃ〜百数十ｍｍＳｅｃ）ので、従来のＩＳＳ用スイッチに用いられるソレノイドＳＬ１、ＳＬ２と比べて、通電による発熱量を大幅に小さくできる。その結果、ＩＳＳ用スイッチのソレノイドＳＬ１、ＳＬ２と同等の耐熱性を確保する必要はないので、両小型ソレノイド５０、６０を小型化できる。
また、両小型ソレノイド５０、６０は、第１規制部材４９および第２規制部材５９をそれぞれ規制位置へ駆動して第１可動接点５３および第２可動接点６３の動きを規制する際に、メインソレノイド２６のプランジャ３３の動きを規制することはない。このため、第１可動接点５３および第２可動接点６３の動きを規制するために必要な両小型ソレノイド５０、６０の規制力は、プランジャ３３に作用しているメイン電磁石の吸引力を上回る必要がないので、両小型ソレノイド５０、６０を小型化できる。
【００４７】
また、第１小型ソレノイド５０の作動中、つまり、第１規制部材４９により第１可動接点５３の動きが規制されている間は、第１可動接点５３と第１固定接点５１、５２とが非接触となるため、バッテリ電圧がモータ２に印加されることはない。すなわち、第１小型ソレノイド５０の作動中は、モータ２に通電されないので、突入電流によるバッテリ電圧の大幅な低下が発生することもない。よって、第１小型ソレノイド５０の作動時に突入電流による電圧降下を考慮する必要が無いため、第１小型ソレノイド５０を更に小型化できる。
【００４８】
また、第２小型ソレノイド６０の作動中は、第２可動接点６３の動きが規制されて第２スイッチが開成している。よって、第１小型ソレノイド５０による第１可動接点５３の動きが規制解除されて第１スイッチが閉成した時に、バッテリ４７より抑制抵抗５８を経由してモータ２に通電される。つまり、第１スイッチの閉成時に流れる突入電流が抑制抵抗５８により大幅に低減されて、突入電流による電圧降下の影響も小さくなるため、第２小型ソレノイド６０を更に小型化できる。
【００４９】
さらに、両小型ソレノイド５０、６０は、第１電磁石および第２電磁石が形成される作動時に小型プランジャ５７、６７が押し出されて第１規制部材４９および第２規制部材５９をそれぞれ規制位置へ駆動する構造である。このため、仮に、第１小型ソレノイド５０が作動不良を起こした場合、つまり、第１小型ソレノイド５０が通電されても作動しない場合は、第１規制部材４９が規制位置へ駆動されることはない。同様に、第２小型ソレノイド６０が通電されても作動しない場合は、第２規制部材５９が規制位置へ駆動されることはない。この場合、従来の非ＩＳＳ用スイッチと同様の作動が可能であり、両小型ソレノイド５０、６０の少なくとも一方が作動不良を起こした場合でも、すぐに始動不良とはならないため、ロバスト性が高く、小型軽量な電磁ソレノイド装置８を構成できる。
【００５０】
また、第１可動接点５３および第２可動接点６３の動きを規制する第１小型ソレノイド５０および第２小型ソレノイド６０の規制力は、それぞれ第１可動接点５３および第２可動接点６３を押圧する接点圧スプリング５５および接点圧スプリング６５の押圧荷重より大きければ良い。言い換えると、第１可動接点５３および第２可動接点６３を押圧する接点圧スプリング５５および接点圧スプリング６５の押圧荷重を上回る程度の規制力で良いので、第１小型ソレノイド５０および第２小型ソレノイド６０を小型化できる。
【００５１】
さらに、第１小型ソレノイド５０は、小型プランジャ５７を吸引して第１規制部材４９を規制位置へ駆動する際に、第１可動接点５３が第１規制部材４９に当接するより先に、小型プランジャ５７を吸着する（小型プランジャ５７が図示しない固定鉄心に吸着される）構造を有する。同様に、第２小型ソレノイド６０は、プランジャ６７を吸引して第２規制部材５９を規制位置へ駆動する際に、第２可動接点６３が第２規制部材５９に当接するより先に、プランジャ６７を吸着する構造を有する。この構造であれば、両小型ソレノイド５０、６０は、それぞれ第１規制部材４９および第２規制部材５９により第１可動接点５３および第２可動接点６３を規制するために必要な規制力を小さくできる。つまり、両小型ソレノイド５０、６０に必要な規制力は、それぞれの固定鉄心と離れた小型プランジャ５７、６７を吸引する第１電磁石および第２電磁石の吸引力よりも大きい小型プランジャ５７、６７の吸着力で達成すれば良い。このため、固定鉄心と離れた小型プランジャ５７、６７で規制するものよりも、小型プランジャ５７、６７の吸引力の設定を小さくでき、両小型ソレノイド５０、６０の小型化に寄与する。
【００５２】
さらに、第１スイッチと第２スイッチは、第２スイッチの方が第１スイッチより接点間距離が大きく設定されている。具体的には、第１固定接点５１、５２および第２固定接点６１、６２の各接点面が第１可動接点５３および第２可動接点６３の移動方向において同じ位置に設けられ、且つ、メインソレノイド２６のコイル２９に通電しない状態で第１可動接点５３の接点面が第２可動接点６３の接点面より固定接点側になるように設けられる。これにより、第１可動接点５３と第１固定接点５１、５２との間の接点間距離Ｌ１より、第２可動接点６３と第２固定接点６１、６２との間の接点間距離Ｌ２の方が大きく設定される（Ｌ１＜Ｌ２）。
【００５３】
上記の接点構造によれば、スタータ１の作動を停止する際、つまり、スタータリレー４６が開成した時に、第１スイッチより第２スイッチの方が先に開成する。これにより、第１可動接点５３が第１固定接点５１、５２から開離する際には、抑制抵抗５８を経由してモータ２に通電されている低電流のみを第１スイッチで遮断することになる。このため、抑制抵抗５８をバイパスしてモータ２に通電される全電流を第１スイッチで遮断する場合に比べて、第１スイッチの負荷を低減できる。その結果、第１スイッチの接点寿命を大幅に向上できると共に、接点寿命に余裕ができた分だけ、第１可動接点５３および第１固定接点５１、５２を小型化できるので、電磁ソレノイド装置８の小型軽量化に寄与する。
【００５４】
また、第１スイッチと第２スイッチは、両方の中間固定接点５２、６２を一体に設けているので、中間固定接点５２と中間固定接点６２とを電気的に接続するための構造が不要である。これにより、スイッチカバー２８の接点室３８を小型化できるので、電磁ソレノイド装置８をより小型軽量化できる。
実施例１の電磁ソレノイド装置８は、スイッチカバー２８に固定されるＢ端子４２に熱容量の大きなバッテリハーネスが接続される。この場合、周囲温度が下がった時に、スタータ本体よりも先にハーネスの温度が下がることで、そのハーネスが接続されているＢ端子４２の温度が最初に低下する。このため、接点室３８の中でＢ端子４２に接続されている固定接点６１の表面に結露が発生しやすく、その水分が氷結した場合に導通不良となる恐れがある。このため、従来のＩＳＳ用スイッチでは、可動接点が固定接点に当接した時の衝撃で固定接点上の氷を粉砕できるように、ソレノイドの吸引力を大きくしておく必要がある。
【００５５】
これに対し、実施例１の構成では、抑制抵抗５８の両端が第２固定接点６１、６２に接続されている。つまり、固定接点６１と中間固定接点６２との間に熱伝導性の低い抑制抵抗５８が接続されることで、固定接点６１と比較して中間固定接点６２は急冷され難い。このため、周囲温度が下がった場合でも、中間固定接点６２の表面には結露しにくくなるため、氷結する恐れも低い。仮に、固定接点６１の表面が氷結して一時的に導通不良となった場合でも、第１スイッチが閉成して抑制抵抗５８に電流が流れることで抑制抵抗５８が発熱し、その熱で固定接点６１の氷が溶融されるため、通電可能となる。これにより、接点表面の氷を粉砕するために必要となるメインソレノイド２６の吸引力を低減できるので、電磁ソレノイド装置８の更なる小型軽量化が可能である。
【００５６】
また、両小型ソレノイド５０、６０の作動時間を制御するＩＣ６８を電磁ソレノイド装置８に内蔵しているので、第１スイッチおよび第２スイッチの作動タイミングを車両側で制御する必要はなく、スタータ１のみで制御できる。この場合、車両側での制御は、非ＩＳＳ用スイッチを搭載するスタータ１の作動制御と同様にできるので、ＩＳＳシステムの制御を簡素化できる。
【００５７】
さらに、電磁ソレノイド装置８は、メインソレノイド２６の作動と両小型ソレノイド５０、６０の作動とを独立して制御する必要がないので、ＩＳＳ用スイッチのように、５０端子３７を二端子化する必要はない。つまり、非ＩＳＳ用スイッチと同様に、５０端子３７を１端子にでき、その５０端子３７からメインソレノイド２６、両小型ソレノイド５０、６０、およびＩＣ６８へ分岐して結線することができる。これにより、車両側のハーネスとスタータリレー４６を二系統にする必要はなく、非ＩＳＳ用スイッチと同様に一組のハーネスとスタータリレー４６とで構成できるので、低コストなＩＳＳシステムを構成できる。また、５０端子３７を１端子とすることで、５０端子３７のコネクタ４５を非ＩＳＳ用スイッチと同一形状にできるので、ＩＳＳ用スイッチのようにコネクタ４５が大型化することはなく、搭載性の点でも有利である。
【００５８】
また、実施例１のスタータ１は、従来のＩＣＲリレーの機能（突入電流を抑制する機能）を電磁ソレノイド装置８に内蔵したことにより、スタータ１とＩＣＲリレーとを結線するためのハーネスが不要となる。これにより、不要となるハーネス分の抵抗ロスが無くなるため、ＩＣＲリレーをスタータ１と組み合わせた場合と比べて、スタータ１の実出力が向上する。
さらに、ＩＣＲリレーを電磁ソレノイド装置８とは別にモータ２の始動回路に独立して設けた場合と比べて、部品点数の低減によるシステムコストの低減が可能であり、且つ、ＩＣＲリレーの搭載スペースが不要となるため、スタータ１の搭載性が向上する。
【００５９】
実施例１では、Ｍ端子４３が金属製の板状部材によって形成され、この板状部材の一端側がスイッチカバー２８の側面より接点室３８へ挿入され、他端側がモータ２の内部へ挿入されて正極側のブラシ１３と電気的に接続されている。この場合、Ｍ端子４３をＢ端子４２と同じくボルト形状とした場合と比較すると、そのボルト形状のＭ端子４３がスイッチカバー２８を軸方向に挿通して取り付けられる場所にＩＣ６８を配置できるスペースを確保できる。これにより、必要な部品をスイッチカバー２８の内部に効率良く配置できるので、電磁ソレノイド装置８の小型軽量化に寄与する。
【００６０】
以下、本発明に係る他の実施例（実施例２、３）について説明する。
なお、実施例１と共通する構成部品については、実施例１と同一番号を付与し、その説明は省略する。
（実施例２）
この実施例２は、図１４に示す様に、Ｍ端子４３を実施例１に記載したＢ端子４２と同様のボルト形状とした事例である。
この場合、第１小型ソレノイド５０および第２小型ソレノイド６０は、両コイル５６、６６のマイナス側を、共にスイッチカバー２８の内部でＭ端子４３に容易に結線でき、そのＭ端子４３からモータ２を経由してアースに接続することができる。
なお、両小型ソレノイド５０、６０の作動時間を制御するＩＣ６８は、両小型ソレノイド５０、６０の作動回路の中に直列に接続される。すなわち、両小型ソレノイド５０、６０とアースとの間、もしくは、５０端子３７と両小型ソレノイド５０、６０との間にＩＣ６８を接続する。
【００６１】
この実施例２に示すボルト形状のＭ端子４３は、従来のＩＳＳ用スイッチあるいは非ＩＳＳ用スイッチと同様に、スイッチカバー２８より軸方向に突き出る雄ねじ部にモータリード線（図示せず）のターミナルが接続される。モータリード線の反ターミナル側は、図示しないグロメットを挿通してモータ２の内部に挿入され、正極側のブラシ１３と電気的に接続される。これにより、スイッチカバー２８の内部で両小型ソレノイド５０、６０の結線が出来るため、構造が簡素であり、且つ、メインソレノイド２６へのスイッチカバー２８の組み付けが容易な電磁ソレノイド装置８を構成できる。
【００６２】
（実施例３）
この実施例３は、少なくとも第１小型ソレノイド５０を実施例２と同様にＭ端子４３に結線した上で、ブラシ１３の寿命付近まで有効にスタータ１を使用できるように構成した事例である。
整流子モータ２を使用するスタータ１は、ブラシ１３の摩耗による寿命を正確に検出できないため、車両側でスタータ１の作動回数をカウントして、一定回数に達すると、ユーザーにスタータ１の交換を促す仕組みになっている。この場合、車両側が想定している回数よりもスタータ１の寿命が短くならないように、かなり余裕を持たせた設計となっているため、ブラシ１３を寿命付近まで有効に使用することができない。
【００６３】
一方、ブラシ１３が摩耗して寿命付近になると、整流子１１とブラシ１３との接圧が低下して接触抵抗が急激に増加するため、モータ２の性能が低下する。しかし、通常、スタータ１は、低温時に最大出力付近を活用するように設定されるため、特に常温付近でのエンジン再始動に必要な性能にはかなりの余裕がある。従って、ブラシ１３が寿命付近まで摩耗してモータ２の性能が低下し始めても、エンジンの始動は可能である。
そこで、ブラシ１３が寿命付近まで摩耗してモータ２がエンジンを始動できなくなる前に、整流子１１とブラシ１３との接触が不安定になる様に構成する。具体的には、図１５に示す様に、ブラシ１３を保持するブラシホルダ６９とブラシピグテール７０との引っ掛かりを利用することができる。つまり、ブラシホルダ６９の側面にブラシピグテール７０を取り出すためのＵ溝６９ａを形成し、ブラシ１３が寿命付近まで摩耗した時点でブラシピグテール７０がＵ溝６９ａの底部に引っ掛かる構成とする。
【００６４】
ここで、第１小型ソレノイド５０は、コイル５６のマイナス側がＭ端子４３に結線され、モータ２を経由してアースされるので、整流子１１とブラシ１３との接触が不安定になると、第１小型ソレノイド５０が正常に作動できなくなる。すなわち、第１小型ソレノイド５０は、整流子１１とブラシ１３との接触が不安定になると、コイル５６に印加される駆動電圧が低下することで、第１可動接点５３の動きを規制するために必要な規制力が得られなくなる。この場合、第１可動接点５３の動きが規制されないので、第１スイッチが閉成するタイミングが早くなり、スタータリレー４６が閉成してから突入電流による電圧降下発生までのタイミングが短くなる。このタイミングを車両側のＥＣＵ４８で検出して、第１小型ソレノイド５０が正常に作動しているか否かを判定する。
【００６５】
つまり、ＥＣＵ４８は、スタータリレー４６が閉成してから突入電流による電圧降下が発生するまでの時間を計測し、その計測時間を基に電圧降下が発生したタイミングを検出する。このタイミングが正常時のタイミングより早い時に、第１小型ソレノイド５０が正常に作動していないと判定する。
また、ＥＣＵ４８は、第１小型ソレノイド５０が正常に作動していないと判定した場合に、その旨をユーザーに警告することができる。これにより、仮に、ブラシ１３が寿命付近まで摩耗した場合でも、スタータ１が完全にエンジン始動不能となる前の安全なうちにスタータ１の交換を促すことができる。その結果、常にブラシ１３の寿命付近まで有効にスタータ１を使用可能となるので、ブラシ寿命の余裕を低減して、より小型軽量のスタータ１とすることができる。
【００６６】
なお、上記の事例は、整流子１１とブラシ１３との接触が不安定になることで、第１小型ソレノイド５０が第１可動接点５３の動きを規制できなくなり、その結果、電圧降下が発生するタイミングが早くなることを検出している。つまり、第１小型ソレノイド５０自体に何らかの異常が発生している訳ではなく、コイル５６に印加される駆動電圧が低下することにより、第１可動接点５３を規制するために必要な規制力が得られなくなる場合を想定している。
これに対し、第１小型ソレノイド５０に何らかの異常が発生して作動不良を生じる場合であっても、第１小型ソレノイド５０が正常に作動する場合と比較して、第１スイッチが閉成するタイミングが早くなる。従って、上記の事例と同様に、突入電流によって電圧降下が発生するタイミングをＥＣＵ４８で検出し、そのタイミングが正常時のタイミングより早い時は、第１小型ソレノイド５０が正常に作動していないと判定できる。
【００６７】
上記のように、第１小型ソレノイド５０の不作動により第１可動接点５３の動きが規制できなくなると、すぐに始動不良とはならないが、ピニオン６とリングギヤ２４との噛み合い時にリングギヤ２４へのダメージが増加する。このため、リングギヤ２４の摩耗が加速することにより、想定していたスタータ１の作動回数よりも早期に噛み合い不良となる恐れがある。これに対し、車両側のＥＣＵ４８で第１小型ソレノイド５０が正常に作動していないと判定した場合は、ＩＳＳ作動を禁止してユーザーへ異常を警告することが可能となる。その結果、リングギヤ２４の摩耗が想定外に増大する前の安全なうちに、正常なスタータ１への交換をユーザーに促すことができる。
【００６８】
また、ＥＣＵ４８は、突入電流による電圧降下の発生タイミングが正常時より早い時に、ブラシ１３の摩耗によって整流子１１との接触が不安定になっているのか、第１小型ソレノイド５０自体に異常が生じているのかを判定することも可能である。例えば、スタータ１の作動回数が予め設定された回数に達していない場合は、ブラシ１３の摩耗によって整流子１１との接触が不安定になっているのではなく、第１小型ソレノイド５０に何らかの異常が生じていると判定することができる。
【００６９】
（変形例）
実施例１では、第１スイッチを第２スイッチよりモータ２側に配置しているが、第１スイッチを第２スイッチよりバッテリ４７側に配置する構成も可能である。
また、実施例１では、第１スイッチ側の中間固定接点５２と第２スイッチ側の中間固定接点６２とを一体に設けているが、両中間固定接点５２、６２を別々に形成して、その両中間固定接点５２、６２を金属プレートなどにより電気的に接続する構成でも良い。
実施例２、３では、ボルト形状のＭ端子４３に両小型ソレノイド５０、６０（実施例３では少なくとも第１小型ソレノド６０）のコイル５６、６６のマイナス側を結線しているが、実施例１に記載したＭ端子４３、すなわち金属製の板状部材にコイル５６、６６のマイナス側を結線する構成を否定するものではない。つまり、Ｍ端子４３が板状部材であっても、コイル５６、６６のマイナス側を容易に結線できるように、結線用の係止部等を予め設けておくこともできる。
【符号の説明】
【００７０】
１    スタータ
２    モータ
６    ピニオン
７    スタータハウジング
８    電磁ソレノイド装置
２４    リングギヤ
２６    メインソレノイド
２８    スイッチカバー
３３    メインソレノイドのプランジャ
３７    ５０端子（通電端子）
４８    ＥＣＵ（第１小型ソレノイド作動判定手段）
４９    第１規制部材
５０    第１小型ソレノイド
５１    固定接点（第１固定接点）
５２    中間固定接点（第１固定接点）
５３    第１可動接点
５８    抑制抵抗
５９    第２規制部材
６０    第２小型ソレノイド
６１    固定接点（第２固定接点）
６２    中間固定接点（第２固定接点）
６３    第２可動接点
６８    ＩＣ（制御回路）
【図１】
2014214625.tif 000003
【図２】
2014214625.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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