(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機枠の一部を構成し、その内側に界磁装置を備えた始動モータのヨークと、
このヨークの内周面に沿って略環状の換気通路を形成する通路形成部材と、
エンジン装着時に前記機枠の略地方向となる位置に開口して、前記換気通路と前記機枠外部とを連通する第１の換気孔と、
エンジン装着時に前記通路形成部材の略天方向となる位置に開口して、前記換気通路と前記始動モータの内部とを連通する第２の換気孔とを備えたスタータ。
【請求項２】
前記通路形成部材は、前記ヨークの一方の開口端から径方向の内側へ伸びて配された隔壁と、この隔壁及び前記ヨークの内面を各々一壁面として前記換気通路を形成する通路壁部材とから成り、この通路壁部材の略天方向となる位置に前記第２の換気孔が形成されていることを特徴とする請求項１記載のスタータ。
【請求項３】
前記界磁装置は永久磁石による界磁装置であり、
前記通路壁部材は、前記永久磁石の内周を一体的に覆っていることを特徴とする請求項１または２記載のスタータ。
【請求項４】
前記通路壁部材は、前記永久磁石の軸方向または周方向の移動を規制し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。
【請求項５】
前記隔壁は、前記ヨークと一体に設けられていることを特徴とする請求項２〜４記載の何れかのスタータ。
【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係わり、特にスタータ内部と外部とを通気させるための換気構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、車両用スタータにおいては、スタータ内部と外部に温度差が生じた時に、呼吸作用で空気が出入りする換気孔が設けられている。しかし、近年の車両のエンジンルーム内は、補機類の増加で搭載スペースが高密度化し、スタータがエンジンの下方に追いやられて装着されたり、ＲＶ車の増加で水路走行の機会が増える等、スタータが車輪の回転によって跳ね上げられた強い水飛沫等の水流に晒される場合が多くなっている。そこで、換気孔からの浸水を防止するために、換気孔に通じる換気通路の途中に遮水壁を設けてラビリンス構造（迷路構造）としたり、スタータの機枠に換気孔に通じる換気パイプ（ゴム等の成形品）を装着して通路長を長くしたものがある。
また、実開昭５８−１３４０６２号公報では、スタータの後部機枠の外方にカバーを被冠して、後部機枠の外周面とカバー内周面との間に閉空間を形成し、その閉空間と外気とを連通するダクトを設けたスタータが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、換気孔だけを設けたものは、スタータが上記の様な強い水流を受けた場合に、換気孔から水が逆流してスタータ内部に浸水する可能性がある。
一方、スタータの機枠に換気パイプを装着したり、機枠自体にカバーを被冠して通気ダクトを設けたものは、車両毎に異なるエンジンルームのアンダーカバーやボディ形状によって被水の方向や量が様々な流れになるので、それらに個々に対応するように換気パイプや通気ダクトを設定するのは非効率的である。また、他の補機類やボディ部品によって、換気パイプや通気ダクトを必ずしも最適な位置に設定できなかったり、あるいは、機枠の外側に余分な部品が装着されて体格が増すことから、スタータ自体が本来必要な位置に装着できなくなるという問題が生じる。
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、機枠の外形スペースを増加することなく、スタータに掛かる強い水流に対してもスタータ内部の機能部品まで浸水することのない信頼性に優れたスタータを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の手段によれば、ヨークの内周面に沿って形成された略環状の換気通路と機枠外部とを連通する第１の換気孔が機枠の略地方向となる位置に開口し、換気通路と始動モータ内部とを連通する第２の換気孔が通路形成部材の略天方向となる位置に開口している。これにより、車両が水たまり等の水路を走行して車輪が跳ね上げる水流が第１の換気孔に掛かった場合でも、その第１の換気孔から換気通路内に浸入した水が、ヨークの内周面に沿って略環状に形成された換気通路の中を通って略天方向に開口した第２の換気孔に辿り着く前に、換気通路の内壁に衝突してその勢いが弱められる。このため、第１の換気孔から浸入した水が第２の換気孔まで達することはなく、第２の換気孔から始動モータの内部へ浸入し、機能部品まで浸水することはない。
また、ヨークの内周面に沿って略環状の換気通路を形成することから、スタータ機枠の外側に張り出す部品が無く、エンジンへの装着自由度が向上する。
【０００５】
請求項２の手段によれば、ヨークの一方の開口端から径方向の内側へ伸びて配された隔壁（通常、減速機構を有するスタータでは、始動モータと減速機構との間に両者を隔てる隔壁が設けられている）を通路形成部材の一部として利用することができる。このため、換気通路を容易に形成することができる。また、隔壁とともに通路形成部材を構成する通路壁部材の形状を簡単にできるため、通路壁部材の加工が容易になる。
【０００６】
請求項３の手段によれば、通路壁部材が界磁装置である永久磁石の内周を一体的に覆っているため、永久磁石の内周を保持するための保持部材が不要となり、その分、部品点数を削減できる。
【０００７】
請求項４の手段によれば、通路壁部材で界磁装置である永久磁石の軸方向または周方向の移動を規制することにより、換気通路の形成と同時に永久磁石の位置決めも行うことができる。
【０００８】
請求項５の手段に記載した様に、隔壁をヨークと一体に設けた場合（即ち、隔壁がヨークと同材質で形成される）には、永久磁石が隔壁に当接して磁束が漏れない様に、隔壁と永久磁石との間を空ける必要がある。これに対し、本発明では、隔壁とともに通路形成部材を構成する通路壁部材が隔壁と永久磁石との間に介在されて両者間のスペーサとして機能するため、容易に隔壁から永久磁石を離して配置できる。
【０００９】
【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はスタータの全体図である。
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機構（後述する）、この減速機構を介して始動モータ２の回転力が伝達される出力軸（図示しない）、この出力軸上を前後方向（図１の左右方向）に移動可能に設けられ、エンジンのリングギヤ３と噛み合ってエンジンを回転駆動するピニオンギヤ４、図示しないピニオン移送手段を介してピニオンギヤ４をリングギヤ３側（図１の左側）へ押し出す力を発生するとともに、始動モータ２への通電を制御する電磁スイッチ５、およびスタータ１の内部と外部とを通気するための換気機構（後述する）等から構成される。
【００１０】
始動モータ２は、界磁装置としての継鉄を構成するヨーク６、このヨーク６の内周面に固定された界磁極である永久磁石７、通電されると界磁装置の磁界を受けて回転するアーマチャ８、このアーマチャ８の端部に設けられた整流子９の外周面に摺接するブラシ１０、このブラシ１０を整流子９上で摺接自在に保持するブラシホルダ１１等から構成されている。
ヨーク６は、両端が開口した円筒形状を呈し、両開口端にはそれぞれインロー部６ａ、６ｂが設けられて、一方のインロー部６ａはセンタケース１２のインロー部１２ａと嵌合し、他方のインロー部６ｂはエンドフレーム１３と嵌合している。なお、センタケース１２、ヨーク６、及びエンドフレーム１３は、通しボルト１４によってハウジング１５に締結されている。
【００１１】
永久磁石７は、ヨーク６の円周方向に等間隔をおいて複数個固定されている。但し、永久磁石７のエンドフレーム１３側端面には嵌合溝７ａが形成されており、この嵌合溝７ａが、ヨーク６の内周に部分的に打ち出された突起６ｃと嵌合することにより、永久磁石７のヨーク６に対する周方向の位置決め及び軸方向のエンドフレーム１３側への位置決めが行われる。
アーマチャ８は、回転軸８ａの両端部がセンタケース１２とエンドフレーム１３にそれぞれ嵌合された軸受（図示しない）により回転可能に支持され、図示しないスタータスイッチがＯＮされて電磁スイッチ５に内蔵されたモータ接点（図示しない）が閉じることにより通電される。
【００１２】
減速機構は、回転軸８ａの外周に形成されたサンギヤ１６、このサンギヤ１６と外歯噛合いする複数の遊星ギヤ１７、各遊星ギヤ１７と内歯噛合いするインターナルギヤ１８等から構成され、各遊星ギヤ１７の公転力がピン１９を介して出力軸に伝達される。ピン１９は、軸受２０を介して遊星ギヤ１７を回転自在に支持している。この減速機構は、センタケース１２の内側に配設されて、ヨーク６の内側と隔壁２１によって隔てられている。なお、隔壁２１は、ヨーク６と別体に設けられて、ヨーク６のインロー部６ａ端面とセンタケース１２のインロー部１２ａの段差面との間に挟持されている。
【００１３】
出力軸は、その両端部が軸受（図示しない）を介してハウジング１５とセンタケース１２に回転自在に支持されて、図示しない一方向クラッチを介して減速装置と連結されている。なお、一方向クラッチは、始動モータ２の回転力を出力軸へ伝達する時に減速機構と出力軸とを連結し、ピニオンギヤ４がリングギヤ３と噛み合ってエンジンにより高速で回転した時には、ピニオンギヤ４の回転が始動モータ２のアーマチャ８へ伝達されない様に出力軸と減速機構とを切り離すものである。
ピニオンギヤ４は、出力軸の外周にヘリカルスプラインを介して嵌合しており、そのヘリカルスプラインに沿って出力軸上を前方へ（図１の左側へ）押し出されることにより、エンジンのリングギヤ３と噛み合うことができる。
【００１４】
電磁スイッチ５は、内蔵されたコイル（図示しない）が通電されて磁力を発生することにより、スイッチ内部に収容されたプランジャ（図示しない）を吸引してモータ接点を閉じるとともに、ピニオン移送手段を駆動してピニオンの押し出し力を発生する。この電磁スイッチ５は、ハウジング１５に対して減速機構及び始動モータ２と併設されて、ハウジング１５の端部に螺子手段（電磁スイッチ５のケース５ａに形成されたボルト５ｂとナット５ｃ）で結合されている。また、電磁スイッチ５には、バッテリからの給電線が接続される電源端子２２と、モータ側の給電線であるモータリード線２３が接続されるモータ端子２４とが設けられ、電磁スイッチ５が作動する（プランジャが吸引される）ことで両端子２２、２４間が導通される。
【００１５】
換気機構は、ヨーク６の内周面に沿って環状に形成された換気通路２５、この換気通路２５とスタータ１外部とを連通する外部換気孔２６、換気通路２５とスタータ１内部とを連通する内部換気孔２７から構成される。
換気通路２５は、ヨーク６の内周で隔壁２１と永久磁石７との間に配設された非磁性体製の換気リング２８（本発明の通路壁部材）と、この換気リング２８と共にそれぞれ換気通路２５の一壁面を形成するヨーク６及び隔壁２１から形成される。
【００１６】
換気リング２８は、回転軸８ａに沿った軸方向に伸びる円筒部２８ａと、回転軸８ａに対して径方向に伸びる鍔部２８ｂとから成る断面Ｌ字形に設けられて、円筒部２８ａの端面が全周に亘って隔壁２１のモータ側端面に当接し、鍔部２８ｂの端面が全周に亘ってヨーク６の内周面に当接した状態で配設されている。また、換気リング２８の内周面（円筒部２８ａの内周面）は、永久磁石７の内周面と略同一の高さ（回転中心からの距離が略同一）に設けられている。
この換気リング２８は、鍔部２８ｂの一部が軸方向に突出した張り出し部２８ｃを有し、この張り出し部２８ｃが、図２（始動モータ２の内部側から外部換気孔２６方向を見た平面図）に示すように、周方向に隣合う永久磁石７相互間に介在されることにより、周方向における永久磁石７相互間の間隔を一定に保って永久磁石７の位置決めを行っている。
【００１７】
外部換気孔２６は、ヨーク６のインロー部６ａに設けられた溝６ｄと、センタケース１２のインロー部１２ａに設けられた溝１２ｂとが周方向に重なることで形成される（図２参照）。即ち、各溝６ｄ、１２ｂは、スタータ１として組付けられた時に周方向に重なる位置に形成されており、且つスタータ１が車両に搭載された時に、概ね地方向を向くように位置が決められている。この外部換気孔２６を通じて換気通路２５と機枠（ヨーク６及びセンタケース１２）の外部とが連通する。
内部換気孔２７は、換気リング２８の円筒部２８ａに形成されて、換気通路２５と始動モータ２の内部とを連通している。但し、この内部換気孔２７は、換気通路２５の周方向で外部換気孔２６と概ね反対側の位置、即ちスタータ１を車両に搭載した時に概ね天方向となる位置に形成されている。
【００１８】
次に、本実施例の作用および効果を説明する。
通常、スタータ１が作動して内部の温度が上昇したり、スタータ１は停止していても、運転されているエンジンの発熱でスタータ１周囲の温度が上昇したりして、相対的にスタータ１内外の温度差が生じると、内部換気孔２７、換気通路２５、及び外部換気孔２６を通じて呼吸作用を担っている。
そこで、車両が水溜まり等の水路を走行し、車輪が跳ね上げる水流が機枠の略地方向に設けられた外部換気孔２６付近に掛かると、外部換気孔２６から換気通路２５内に水が浸入してくる。しかし、換気通路２５内に浸入した水は、換気通路２５の中を略地方向に開口した外部換気孔２６から略天方向に開口した内部換気孔２７に辿り着く前に、円環状に形成された換気通路２５の内壁に衝突してその勢いが弱められる。このため、外部換気孔２６から換気通路２５内に浸入した水が内部換気孔２７まで達することはなく、内部換気孔２７から始動モータ２の内部へ浸入して、機能部品が浸水することはない。
【００１９】
この様に、本実施例では、隔壁２１と永久磁石７との間に設けられるスペースを有効に利用して、ヨーク６の全周に亘ってヨーク６の内周に換気通路２５を形成することで十分な通路長さを確保できる。このため、スタータ１の機枠の外側に張り出す部品が無くてエンジンへの装着自由度が高く、且つスタータ１に掛かる強い水流に対しても始動モータ２の内部にまで浸水することのない信頼性に優れたスタータ１を提供できる。
また、本実施例では、界磁装置を永久磁石７とし、換気リング２８によって位置決め等を行っているが、巻線式の界磁装置でも同様に応用できることは容易に類推できることである。
【００２０】
（第２実施例）
図３は換気機構を示す始動モータ２内部の断面図、図４は界磁装置の半断面図である。
本実施例は、第１実施例で説明した換気リング２８の円筒部２８ａを軸方向に延長して、その換気リング２８によって永久磁石７の内周面側を保持した場合の一例を示すものである。
【００２１】
換気リング２８は、延長された円筒部２８ａの一部に内径方向へ窪んだ凹部２８ｄを有する。この凹部２８ｄは永久磁石７の内周側の外形に一致させており、凹部２８ｄの外周側とヨーク６の内周との間に永久磁石７を囲包している。即ち、凹部２８ｄを設けたことで換気通路２５を形成する円筒部２８ａに対して軸方向及び周方向に段差２８ｅが形成されるため、この段差２８ｅと鍔部２８ｂとによって複数の永久磁石７の位置決めを行うことができる。また、換気リング２８には、周方向に隣合う永久磁石７相互間で、鍔部２８ｂの一部が軸方向の隔壁２１側へ窪んだ凹部２８ｆが設けられており、この凹部２８ｆがヨーク６の内周に打ち出された突起６ｃに嵌合することでヨーク６に対する換気リング２８と永久磁石７の位置決めが行われる。
【００２２】
上記の構成にすれば、換気リング２８、ヨーク６の内周面、及び隔壁２１によって形成される換気通路２５の閉空間は、周方向に隣合う永久磁石７相互間に形成されるスペース分だけ第１実施例より増加するため、この広い閉空間がエアダンパとして作用し、外部換気孔２６から浸入した水流の勢いを鎮める効果が増大する。
【００２３】
（第３実施例）
図５は換気機構を示す始動モータ２内部の断面図である。
本実施例は、第１実施例及び第２実施例に示したヨーク６と隔壁２１とを一体に形成した、いわゆる底付きの深絞りヨーク６を使用した場合の一例を示すものである。但し、換気リング２８の形状、組付け状態は第１実施例と同じである。
この様な底付きヨーク６は、継鉄と同材質で底部６ｅ（隔壁２１に相当する部分）が形成されるため、永久磁石７の磁束を有効に性能に反映するためには、底部６ｅに永久磁石７が当接して磁束が漏れないように底部６ｅと永久磁石７との間にスペーサを入れたり、ヨーク６に設けた打ち出し部に永久磁石７の端面を当接させて底部６ｅと永久磁石７との間隔を空ける必要がある。
【００２４】
これに対し、本実施例では、換気通路２５を形成するための換気リング２８がヨーク６の底部６ｅと永久磁石７との間に介在されて両者間を隔てるスペーサとして機能するため、専用のスペーサを使用したり、ヨーク６に打ち出し部を設ける等の必要がなく、且つ第１実施例と同様の効果が得られるため、生産性、信頼性の高い換気構造を提供することができる。
なお、本実施例では、ヨーク６とエンドフレーム１３によって挟持される磁石押さえ部材２９を使用し、この磁石押さえ部材２９に永久磁石７のエンドフレーム１３側端面を当接させることで、永久磁石７のエンドフレーム１３側軸方向の位置決めが行われている。
【００２５】
（第４実施例）
図６は内部換気孔２７を含む換気リング２８の断面図、図７は外部換気孔２６を含む換気リング２８の断面図である。
本実施例は、図６及び図７に示すように、断面口字形を成す中空状の換気リング２８を使用して換気通路２５を形成した場合の一例を示すものである。但し、内部換気孔２７は、スタータを車両に搭載した時に概ね天方向となる位置で換気リング２８の内周側壁面に形成されて、外部換気孔２６は、スタータを車両に搭載した時に概ね地方向となる位置で、ヨーク６のインロー部６ａに設けられた溝６ｄ、センタケース１２のインロー部１２ａに設けられた溝１２ｂ、及び換気リング２８の外周側壁面に開けられた連通口３０が周方向に重なることで形成されている。
この実施例においても、第１実施例と同様にヨーク６の全周に亘ってヨーク６の内周に環状の換気通路２５を形成することができるため、第１実施例と同様の効果を得ることができる。
【００２６】
（変形例）
第１実施例及び第２実施例では、ヨーク６の打ち出しによって形成された突起６ｃを利用して永久磁石７の位置決めを行っているが、各永久磁石７の位置を治具にて割り出して接着による組付けを採用しても良い。この場合、永久磁石７の組付け時に位置割り出しのための治具の補助としてヨーク６の突起６ｃを使用することもできる。
なお、第３実施例では、磁石押さえ部材２９を使用した例を示したが、第１実施例及び第２実施例と同様に、ヨーク６の突起６ｃを利用して永久磁石７の位置決めを行っても良いし、上記の様に各永久磁石７の位置を治具にて割り出して接着による組付けを採用しても良い。
【００２７】
第１実施例及び第２実施例では、ヨーク６、隔壁２１、及び換気リング２８によって換気通路２５を形成しているが、換気通路２５の一壁面である隔壁２１部分を換気リング２８と一体に設けて、断面コ字形の通路形成部材を使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スタータの全体図である（第１実施例）。
【図２】始動モータの内部側から外部換気孔方向を見た平面図である（第１実施例）。
【図３】換気機構を示す始動モータ内部の断面図である（第２実施例）。
【図４】界磁装置の半断面図である（第２実施例）。
【図５】換気機構を示す始動モータ内部の断面図である（第３実施例）。
【図６】内部換気孔を含む換気リングの断面図である（第４実施例）。
【図７】外部換気孔を含む換気リングの断面図である（第４実施例）。
【符号の説明】
１    スタータ
２    始動モータ
６    ヨーク（機枠）
６ｅ  ヨークの底部（隔壁に相当する部分）
７    永久磁石（磁石式界磁装置）
１２    センタケース（機枠）
２１    隔壁（通路形成部材）
２５    換気通路
２６    外部換気孔（第１の換気孔）
２７    内部換気孔（第２の換気孔）
２８    換気リング（通路壁部材／通路形成部材）
【図１】
0003550864.tif 000002
【図２】
0003550864.tif 000003
【図３】
0003550864.tif 000004
【図４】
0003550864.tif 000005
【図５】
0003550864.tif 000006
【図６】
0003550864.tif 000007
【図７】
0003550864.tif 000008