(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力の供給を受けてトルクを発生するモータ（２）と、
このモータのトルクを入力して一方と他方の二系統に分割できる機能を有すると共に、前記一方の系統に分割されたトルクを取り出す第１出力部（１７、７０）と前記他方の系統に分割されたトルクを取り出す第２出力部（１５、６７）を有する動力分割機構と、
前記第１出力部に取り出されたトルクが伝達されて回転する出力軸（３）と、
この出力軸の外周にスプライン嵌合して前記出力軸の軸上を移動可能に設けられるピニオン（５）と、
前記第２出力部に取り出されたトルクが伝達されて回転するカムシリンダ（４２）を有し、このカムシリンダの回転運動を軸方向の直線運動に変換して前記ピニオンに伝達するピニオン押出機構と、
前記第１出力部に連結される強磁性体のブレーキ板（２９、５３）を有し、磁力を利用して前記ブレーキ板の回転を規制できる電磁ブレーキ装置とを備えるスタータ（１）。
【請求項２】
請求項１に記載したスタータにおいて、
前記動力分割機構は、前記電磁ブレーキ装置により前記ブレーキ板の回転が規制されることにより、前記モータのトルクが前記第２出力部に取り出されて、前記第２出力部が前記モータの回転方向と反対方向に回転し、
前記ピニオン押出機構は、前記第２出力部が前記モータの回転方向と反対方向に回転するときに、前記ピニオンに軸方向の押出力を付与して前記ピニオンをエンジンのリングギヤに向けて移動させ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において、
前記動力分割機構は、
前記モータの回転軸（９）に設けられる太陽歯車（１４）と、
この太陽歯車の回転中心と同心に配置されて回転可能に設けられる内歯車（１５）と、
前記太陽歯車と前記内歯車とに噛み合って自転運動と公転運動が可能な遊星歯車（１６と、
自転軸（１８）を介して前記遊星歯車を回転自在に支持する遊星キャリア（１７）とを有する遊星歯車装置によって構成され、
前記遊星キャリアが前記第１出力部として設けられ、前記内歯車が前記第２出力部として設けられることを特徴とするスタータ。
【請求項４】
請求項１または２に記載したスタータにおいて、
前記動力分割機構は、
前記モータに駆動されて回転する駆動側大傘歯車（６６）と、
この駆動側傘歯車と軸方向に対向して回転可能に配置される従動側大傘歯車（６７）と、
前記駆動側大傘歯車と前記従動側大傘歯車とに噛み合って自転運動と公転運動が可能な小傘歯車（６８）と、
自転軸を介して前記小傘歯車を回転自在に支持する傘歯車ホルダ（７０）とを有する差動歯車装置によって構成され、
前記傘歯車ホルダが前記第１出力部として設けられ、前記従動側大傘歯車が前記第２出力部として設けられることを特徴とするスタータ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載したスタータにおいて、
前記第２出力部に取り出される前記モータのトルクが伝達されて前記カムシリンダと一体に回転する強磁性体の磁極形成部（７３）を有し、磁力を利用して前記磁極形成部の回転を規制することで前記カムシリンダの回転を規制できる回転規制装置を備え、
前記ピニオン押出機構は、前記ピニオンがエンジンのリングギヤに噛み合ってエンジンをクランキングする際に、前記回転規制装置により前記カムシリンダの回転が規制されることを特徴とするスタータ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載したスタータにおいて、
前記モータの回転軸（９）に連結されて前記回転軸と一体に回転する強磁性体のモータ回転板（５９）と、前記ブレーキ板と一体に設けられる、または、前記ブレーキ板と別体に設けられて前記遊星キャリアに連結される強磁性体のクラッチ板（５３、６５）とを有し、前記モータ回転板と前記クラッチ板との間を磁気的に結合できる電磁クラッチ装置を備え、
前記動力分割機構は、前記電磁ブレーキ装置が前記ブレーキ板の回転を許容している状態で、前記電磁クラッチ装置により前記モータ回転板と前記クラッチ板との間が磁気的に結合されると、前記モータのトルクが前記第１出力部と前記第２出力部とに分割されて、前記第２出力部が前記モータの回転方向と同方向に回転することを特徴とするスタータ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載したスタータにおいて、
前記電磁ブレーキ装置は、
前記ブレーキ板に対向して配置されるブレーキ磁極片（３４）と、
このブレーキ磁極片を磁化する永久磁石（３５）と、
通電により磁界を形成し、この磁界が前記ブレーキ磁極片に対して前記永久磁石が形成する磁界を打ち消す方向に働くブレーキ解除コイル（３１）とを有し、
前記ブレーキ板は、前記ブレーキ解除コイルが非通電の時に前記ブレーキ磁極片に吸引されて摩擦により回転が抑制されることを特徴とするスタータ。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか一項に記載したスタータにおいて、
前記電磁ブレーキ装置は、
前記ブレーキ板に対向して配置されるブレーキ磁極片（３４）と、
通電により磁界を形成して前記ブレーキ磁極片を磁化するブレーキコイル（５０）とを有し、
前記ブレーキ板は、前記ブレーキコイルが通電された時に、前記ブレーキ磁極片に吸引されて摩擦により回転が抑制されることを特徴とするスタータ。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか一項に記載したスタータにおいて、
前記電磁ブレーキ装置は、
前記ブレーキ板が磁気ヒステリシス特性を有し、そのブレーキ板の一部を軸方向に折り曲げて形成されるブレーキ円筒部（２９ｃ）と、
前記ブレーキ円筒部を径方向の内周側と外周側から非接触に挟み込んで配置されるブレーキ磁極片（３４）と、
通電により磁界を形成して前記ブレーキ磁極片を磁化するブレーキコイル（５０）とを有し、
前記ブレーキ板は、前記ブレーキコイルが通電された時に、前記ブレーキ磁極片と前記ブレーキ円筒部との間に働く磁気的な制動力によって回転が抑制されることを特徴とするスタータ。
【請求項１０】
請求項１〜６のいずれか一項に記載したスタータにおいて、
前記電磁ブレーキ装置は、
通電により磁界を形成するブレーキコイル（５０）と、
周方向に等間隔に配置される複数の磁極爪（５１ａ、５２ａ）を有し、前記ブレーキコイルへの通電により前記磁極爪が磁化されて周方向にＳ極とＮ極とが交互に形成される環状の磁極コア（５１、５２）とを備え、
前記ブレーキ板は、前記磁極爪の内周に対向して配置され、且つ、周方向に凹凸形状が連続して形成される波型リング部（２９ｂ）を有し、前記ブレーキコイルが通電された時に、磁化された前記磁極爪と前記波型リング部との間に生じる静止トルクによって回転が抑制されることを特徴とするスタータ。
【請求項１１】
請求項１〜６のいずれか一項に記載したスタータにおいて、
前記電磁ブレーキ装置は、
前記ブレーキ板に対向して非接触に配置されるブレーキ磁極片（３４）と、
通電により磁界を形成して前記ブレーキ磁極片を磁化するブレーキコイル（５０）とを有し、
前記ブレーキ板と前記ブレーキ磁極片は、互いの対向面にそれぞれ周方向に凹凸形状が連続して設けられ、前記ブレーキコイルへの通電により、互いの前記凹凸形状の凸部同士の間に磁気吸引力が働くことで前記ブレーキ板の回転が抑制されることを特徴とするスタータ。
【請求項１２】
請求項５に記載したスタータにおいて、
前記回転規制装置は、
前記磁極形成部に対向して非接触に配置される固定磁極片（７４）と、
通電により磁界を形成して前記固定磁極片を磁化する回転規制コイル（７５）とを有し、
前記磁極形成部と前記固定磁極片は、互いの対向面にそれぞれ周方向に凹凸形状が連続して設けられ、前記回転規制コイルへの通電により、互いの前記凹凸形状の凸部同士の間に磁気吸引力が働くことで前記磁極形成部の回転が抑制されることを特徴とするスタータ。
【請求項１３】
請求項６に記載したスタータにおいて、
前記電磁クラッチ装置は、
前記モータ回転板と一体に設けられて、前記クラッチ板に対向して配置されるクラッチ回転磁極（６２）と、
このクラッチ回転磁極に対向して軸方向の反クラッチ板側に配置されるクラッチ磁極片（５７）と、
通電により磁界を形成して前記クラッチ磁極片を磁化するクラッチコイル（５８）とを有し、
前記クラッチ板は、前記クラッチコイルへの通電により前記クラッチ磁極片に吸引されて前記クラッチ回転磁極に吸着されることで前記モータ回転板と磁気的に連結されることを特徴とするスタータ。
【請求項１４】
請求項６に記載したスタータにおいて、
前記電磁クラッチ装置は、
磁気ヒステリシス特性を有する前記クラッチ板の一部を軸方向に折り曲げて形成されるクラッチ円筒部（６５ａ）と、
前記モータ回転板と一体に設けられて、前記クラッチ円筒部を径方向の内周側と外周側から非接触に挟み込んで配置されるクラッチ回転磁極（６２）と、
このクラッチ回転磁極に対向して配置されるクラッチ磁極片（５７）と、
通電により磁界を形成して前記クラッチ磁極片を磁化するクラッチコイル（５８）とを有し、
前記クラッチ板は、前記クラッチコイルへの通電により、前記クラッチ磁極片を介して磁化される前記クラッチ回転磁極と前記クラッチ円筒部との間に働く磁気的な結合力により前記モータ回転板と磁気的に連結されることを特徴とするスタータ。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載したスタータにおいて、
前記ピニオン押出機構は、
前記ピニオンの外周を軸方向に延びて配置されるシリンダ円筒部（４２ａ）を有し、このシリンダ円筒部に軸方向の始端から終端に向かって周方向に捩れたカム溝（４１）が形成される前記カムシリンダと、
前記シリンダ円筒部の径方向外側または内側に配置されて軸方向及び周方向に固定され、且つ、前記カム溝と軸方向に交差するストレート溝（４３）が形成される固定部材（２６、４９）と
前記カム溝と前記ストレート溝とが交差する部位に配置されて前記カム溝と前記ストレート溝とに係合する係合ピン（４５）と、
前記カムシリンダの回転に伴い前記ストレート溝内を軸方向へ移動する前記係合ピンの移動を前記ピニオンに伝達する伝達部材（４４）とを有することを特徴とするスタータ。
【請求項１６】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載したスタータにおいて、
前記ピニオン押出機構は、
前記ピニオンの外周を軸方向に延びて配置されるシリンダ円筒部（４２ａ）を有し、このシリンダ円筒部に軸方向に沿って延びるストレート溝（４３）が形成された前記カムシリンダと、
前記シリンダ円筒部の径方向外側または内側に配置されて軸方向及び周方向に固定され、且つ、前記ストレート溝と斜めに交差するカム溝（４１）が形成される固定部材（２６、４９）と、
前記ストレート溝と前記カム溝とが交差する部位に配置されて前記ストレート溝と前記カム溝とに係合する係合ピン（４５）と、
前記カムシリンダの回転に伴い前記ストレート溝内を軸方向へ移動する前記係合ピンの移動を前記ピニオンに伝達する伝達部材（４４）とを有することを特徴とするスタータ。
【請求項１７】
請求項１５に記載したスタータにおいて、
前記固定部材は、スタータハウジング（２６）であり、このスタータハウジングは、前記シリンダ円筒部の外周面に対向する円筒内周面を有し、この円筒内周面に前記ストレート溝が形成されることを特徴とするスタータ。
【請求項１８】
請求項１６に記載したスタータにおいて、
前記固定部材は、スタータハウジング（２６）であり、このスタータハウジングは、前記シリンダ円筒部の外周面に対向する円筒内周面を有し、この円筒内周面に前記カム溝が形成されることを特徴とするスタータ。
【請求項１９】
請求項１５に記載したスタータにおいて、
前記固定部材は、スタータハウジング（２６）に固定されて軸方向及び周方向に移動不能に配置される円筒部材（４９）であり、この円筒部材に前記ストレート溝が形成されることを特徴とするスタータ。
【請求項２０】
請求項１６に記載したスタータにおいて、
前記固定部材は、スタータハウジング（２６）に固定されて軸方向及び周方向に移動不能に配置される円筒部材（４９）であり、この円筒部材に前記カム溝が形成されることを特徴とするスタータ。
【請求項２１】
請求項１５〜２０のいずれか一項に記載したスタータにおいて、
前記伝達部材は、前記係合ピンを保持して前記ピニオンに対し相対回転可能かつ軸方向へ移動不能に組み付けられることを特徴とするスタータ。
【請求項２２】
請求項１〜２１のいずれか一項に記載したスタータにおいて、
前記ピニオンは、前記出力軸に設けられる捩れスプライン（２８）に嵌合することを特徴とするスタータ。
【請求項２３】
請求項１〜２１のいずれか一項に記載したスタータにおいて、
前記ピニオンは、前記出力軸に設けられる直スプラインに嵌合することを特徴とするスタータ。
【請求項２４】
請求項１〜２３のいずれか一項に記載したスタータにおいて、
前記モータは、正逆両方向に回転可能に構成される直流モータまたは交流モータであることを特徴とするスタータ。
【請求項２５】
請求項１〜２３のいずれか一項に記載したスタータにおいて、
前記モータは、直流整流子モータであることを特徴とするスタータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン始動用のスタータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に開示されたスタータがある。
同スタータは、出力軸に設けられる捩れスプラインに嵌合するピニオンクラッチと、外部から制御される界磁コイルに付勢されてピニオンクラッチの外周に押し当てられる回転抑制部材とを有する。回転抑制部材によりピニオンクラッチの回転が抑制された状態で出力軸を回転させると、捩れスプラインの作用でピニオンクラッチが出力軸上を反モータ方向へ移動して、ピニオンがエンジンのリングギヤに噛み合う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１７７６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のスタータは、出力軸の回転による捩れスプラインの作用（以下、送りねじ作用と呼ぶ）を利用してピニオンクラッチを反モータ方向へ移動させる構成である。このため、捩れスプラインが必須であり、捩れスプラインに替えて直スプラインを用いることはできない。また、捩れスプラインの捩れ角が小さい場合は、送りねじ作用が正常に働かなかったり、ピニオンクラッチを押し出すために大きな回転トルクが必要になる。言い換えると、回転抑制部材によりピニオンクラッチの外周を押圧して、ピニオンクラッチの回転を抑制するために必要なトルクが大きくなる。
【０００５】
さらに、ピニオンクラッチの回転を抑制するために回転抑制部材をピニオンクラッチの外周に押し当てているため、ピニオンクラッチが出力軸上を移動する際に摺動ロスが発生してモータの消費電力が増大する問題もある。
本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、出力軸に設けられるスプラインの捩れ角に左右されることなく、モータの回転を利用してピニオンを軸方向に押し出すことができる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】
【０００６】
請求項１に係る本発明のスタータは、電力の供給を受けてトルクを発生するモータと、このモータのトルクを入力して一方と他方の二系統に分割できる機能を有すると共に、前記一方の系統に分割されたトルクを取り出す第１出力部と前記他方の系統に分割されたトルクを取り出す第２出力部を有する動力分割機構と、前記第１出力部に取り出されたトルクが伝達されて回転する出力軸と、この出力軸の外周にスプライン嵌合して前記出力軸の軸上を移動可能に設けられるピニオンと、前記第２出力部に取り出されたトルクが伝達されて回転するカムシリンダを有し、このカムシリンダの回転運動を軸方向の直線運動に変換して前記ピニオンに伝達するピニオン押出機構と、前記第１出力部に連結される強磁性体のブレーキ板を有し、磁力を利用して前記ブレーキ板の回転を規制できる電磁ブレーキ装置とを備える。
【０００７】
本発明のスタータは、ピニオン押出機構によりカムシリンダの回転運動を軸方向の直線運動に変換してピニオンに伝達することでピニオンを軸方向へ移動させることができる。この構成によれば、捩れスプラインによる送りねじ作用を利用することなくピニオンを軸方向へ移動できるので、必ずしも出力軸に捩れスプラインを設ける必要はない。例えば、出力軸に直スプラインを設けて、その直スプラインに嵌合するピニオンをピニオン押出機構の働きで軸方向に移動させることができる。これにより、捩れスプラインの捩れ角に左右されることなくピニオンを軸方向へ移動させることができる。なお、本発明では、捩れ角＝０度のスプラインを直スプラインと定義する。
また、ピニオンが出力軸の軸上を移動する際に、ピニオンの外周を押圧して回転を規制する必要がないので、特許文献１に開示されるスタータと比較して摺動ロスを小さくでき、結果的にモータの消費電力を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１に係るスタータの断面図である。
【図２】実施例１に係るスタータの遊星歯車装置とクラッチを含む分解斜視図である。
【図３】実施例１に係るスタータの磁力発生部と周辺部品の分解斜視図である。
【図４】実施例１に係るスタータのピニオン押出機構と周辺部品の分解斜視図である。
【図５】実施例１に係るスタータの作動説明図（ピニオン静止時）である。
【図６】実施例１に係るスタータの作動説明図（ピニオン移動途中）である。
【図７】実施例１に係るスタータの作動説明図（ピニオン最大移動時）である。
【図８】実施例２に係るスタータのモータ部を除く断面図である。
【図９】実施例２に係るスタータの主要構成部を示す斜視図である。
【図１０】実施例３に係るスタータのモータ部を除く断面図である。
【図１１】実施例３に係るスタータの主要構成部を示す斜視図である。
【図１２】実施例４に係るスタータの断面図である。
【図１３】実施例４に係るスタータの主要構成部を示す斜視図である。
【図１４】実施例５に係るスタータの断面図である。
【図１５】実施例５に係る電磁ブレーキ装置と電磁クラッチ装置の分解斜視図である。
【図１６】実施例５に係る電磁ブレーキ装置と電磁クラッチ装置の断面図である。
【図１７】実施例５に係る遊星歯車装置の作動状態を説明する共線図である。
【図１８】実施例５に係る遊星歯車装置の作動状態を説明する共線図である。
【図１９】実施例５に係る遊星歯車装置の作動状態を説明する共線図である。
【図２０】実施例６に係るスタータの断面図である。
【図２１】実施例６に係る電磁ブレーキ装置と電磁クラッチ装置の分解斜視図である。
【図２２】実施例７に係るスタータの断面図である。
【図２３】実施例７に係る差動歯車装置と周辺の構成を示す断面図である。
【図２４】実施例７に係る電磁ブレーキ装置と電磁クラッチ装置および差動歯車装置の分解斜視図である。
【図２５】実施例７に係る電磁ブレーキ装置の作動状態を示す断面図である。
【図２６】実施例７に係る電磁クラッチ装置の作動状態を示す断面図である。
【図２７】実施例８に係るスタータのモータ部を除く断面図である。
【図２８】実施例８に係るブレーキ板の斜視図である。
【図２９】実施例８に係る磁極形成部の斜視図である。
【図３０】実施例８に係る電磁ブレーキ装置の磁束の流れを示す断面図（図２７のＡ部拡大図）である。
【図３１】実施例８に係る回転規制装置の磁束の流れを示す断面図（図２７のＡ部拡大図）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【実施例】
【００１０】
〔実施例１〕
実施例１のスタータ１は、以下に説明するモータ２、遊星歯車装置、出力軸３、クラッチ４、ピニオン５、電磁ブレーキ装置、およびピニオン押出機構などを含んで構成される。
モータ２は、図１に示すように、固定子６と回転子７とを有し、正逆両方向に回転可能に構成される交流モータである。固定子６は、外殻を形成するヨーク８の内周に固定される固定子鉄心６ａと、この固定子鉄心６ａに巻装される三相の電機子巻線６ｂとを備え、インバータ（図示せず）より電機子巻線６ｂに三相交流が印加されて回転磁界を発生する。回転子７は、例えば、モータ２の回転軸（以下、モータ軸９と言う）の外周に嵌合する鉄心の内部に永久磁石を埋め込む埋込磁石型、あるいは鉄心の表面に永久磁石を貼り付ける表面磁石型として構成され、回転磁界に同期して回転する。なお、永久磁石を使わない突極形状の回転子７を採用することもできる。
【００１１】
ヨーク８の一端側内周には、固定子６及び回転子７が配置される空間（以下、モータ室と呼ぶ）と遊星歯車装置との間を仕切るモータ隔壁１０が設けられる。モータ隔壁１０は、モータ軸９と径方向に直交して配置され、その径方向の中央部に円筒状のボス部１０ａが設けられる。ボス部１０ａの内周には、モータ軸９の外周をシールするオイルシール１１が組み付けられる。モータ軸９は、一端側がオイルシール１１の内周を挿通してモータ隔壁１０より反モータ室側（図１の左側）へ突き出ている。モータ軸９の他端側は、軸受１２を介してエンドフレーム１３に回転自在に支持される。
以下、モータ隔壁１０より反モータ室側に配置される各構成部品に対して、軸方向の一端側（図１の左側）を反モータ側と呼び、軸方向の他端側をモータ側と呼ぶ。
【００１２】
遊星歯車装置は、図１及び図２に示すように、モータ軸９に設けられる太陽歯車１４と、太陽歯車１４の回転中心と同心に配置されて回転可能に設けられる内歯車１５と、太陽歯車１４と内歯車１５とに噛み合って自転運動と公転運動が可能な遊星歯車１６と、遊星歯車１６の公転運動を出力する遊星キャリア１７とを含んで構成される。
太陽歯車１４は、モータ隔壁１０より反モータ室側へ突き出るモータ軸９の一端側に設けられてモータ軸９と一体に回転する。なお、太陽歯車１４は、モータ軸９と別体に設けてモータ軸９の外周に圧入嵌合あるいはセレーション嵌合等によってモータ軸９に固定する構成でも良い。
【００１３】
内歯車１５には、図４に示すように、軸方向の反モータ側に円筒壁部２０が一体に設けられる。円筒壁部２０は、軸方向の略中央部に段差を有し、この段差より反モータ側の方がモータ側より肉厚が薄く形成され、且つ、軸方向の端部に位置決め突起２０ａが周方向の複数個所（例えば４カ所）に設けられる。
遊星歯車１６は、遊星キャリア１７に設けられる自転軸１８に軸受１９を介して回転自在に支持され、図２に示すように、周方向に等間隔に３個配置される。
【００１４】
遊星キャリア１７は、以下に説明するクラッチ４のアウタ２１と一体に設けられ、遊星歯車１６の公転運動によって回転する。
クラッチ４は、カム室に配置されるローラ２２を介してアウタ２１からインナ２３へトルクを伝達する一方、インナ２３からアウタ２１へのトルク伝達を遮断するローラ式の一方向クラッチである。但し、ローラ式に限定する必要はなく、例えば、スプラグ式の一方向クラッチでも良い。
【００１５】
アウタ２１は、例えば、冷間鍛造によって遊星キャリア１７と一体に製造される。遊星キャリア１７と自転軸１８を冷間鍛造によってアウタ２１と一体に製造する場合、遊星キャリア１７に比べて自転軸１８の断面積が小さいため、素材を押圧するパンチの押圧力が高くなる。その結果、型に生じる応力が増大して型寿命が低下する恐れがある。そこで、実施例１では、図２に示すように、自転軸１８の他にダミーピン２４を設けている。ダミーピン２４は、自転軸１８と同じく３本であり、遊星歯車１６と干渉しない位置に設けられる。自転軸１８の他にダミーピン２４を設けることにより、パンチで押圧する際に材料が流れる断面積が増大するため、型に生じる応力が低減されて型寿命が向上する。
【００１６】
出力軸３は、図１に示すように、モータ軸９と同一軸線上に配置されて、反モータ側の端部が軸受２５を介してスタータハウジング２６に回転自在に支持され、モータ側の端部にクラッチ４のインナ２３を形成する径大部が設けられる。径大部の内周には、モータ側の端面から軸方向に穿設された円筒孔を有し、この円筒孔の内周に軸受２７を介してモータ軸９の一端側端部が相対回転可能に挿入される。出力軸３の略中央部には、雄側の捩れスプライン２８が形成されている。
ピニオン５は、図４に示すように、内周に雌側の捩れスプライン５ａが形成され、この捩れスプライン５ａが出力軸３の捩れスプライン２８に噛み合って出力軸３の軸上を移動可能に配置される。
【００１７】
電磁ブレーキ装置は、図３に示すように、強磁性体（例えば鉄製）のブレーキ板２９と、このブレーキ板２９の反モータ側に対向して配置される摩擦板３０と、この摩擦板３０を介してブレーキ板２９を吸引する磁力発生部（下述する）と、この磁力発生部の磁力を打ち消すブレーキ解除コイル３１等を有する。
ブレーキ板２９は、図２に示すように、周方向の３カ所に小径孔２９ａを有する円形プレートであり、モータ軸９と径方向に直交して配置される。このブレーキ板２９は、小径孔２９ａに挿通されるボルト３２をダミーピン２４に形成される螺子孔に結合して遊星キャリア１７に支持され、遊星キャリア１７に対し相対回転が規制される。
【００１８】
なお、ブレーキ板２９は、ボルト３２によってダミーピン２４に固定される訳ではなく、軸方向に僅かな距離（例えば、コンマ数ミリ程度）だけ移動可能に配置される。具体的には、ブレーキ板２９の反モータ側の表面が摩擦板３０に当接する軸方向位置と、ブレーキ板２９のモータ側（反摩擦板側）の表面がボルト頭部３２ａの裏面に当接する軸方向位置との間で移動可能に配置され、ダミーピン２４の外周に装着されるコイルスプリング３３により反摩擦板側へ付勢されている。
摩擦板３０は、ブレーキ板２９と略同一の外径を有するリング状に設けられ、以下に説明する磁力発生部の軸方向端面に当接して配置されると共に、磁力発生部に対し周方向に回転規制される。
【００１９】
磁力発生部は、図３に示すように、摩擦板３０に対しブレーキ板２９と反対側に配置されるブレーキ磁極片３４と、このブレーキ磁極片３４を磁化する永久磁石３５とを有する。
永久磁石３５は、例えば、樹脂等の非磁性材料で形成される位置決め部材３６を介して周方向の４カ所に位置決めされ、それぞれ径方向に着磁されている。
位置決め部材３６の外周には、摩擦板３０を周方向に回転規制するための係合溝３６ａが形成される。摩擦板３０は、径方向の外周に複数の腕部３０ａが設けられ、この腕部３０ａを軸方向に折り曲げて係合溝３６ａに係合させることにより周方向に回転規制される。
【００２０】
ブレーキ磁極片３４は、永久磁石３５の外側磁極（例えばＮ極）に吸着されて永久磁石３５の径方向外側に配置される外側磁極片３４ａと、永久磁石３５の内側磁極（例えばＳ極）に吸着されて永久磁石３５の径方向内側に配置される内側磁極片３４ｂとを有する。このブレーキ磁極片３４は、永久磁石３５より軸方向の反モータ側へ長く設けられており、その反モータ側の端部が径方向に近接するように屈曲されて、互いの端面同士が径方向に隙間を有して対向している。以下、径方向に屈曲されるブレーキ磁極片３４の反モータ側の端部を磁極ティースと呼ぶ。
【００２１】
ブレーキ解除コイル３１は、図３に示すように、樹脂製のボビン３７と磁極ティースの周囲に巻回される。ブレーキ磁極片３４とブレーキ解除コイル３１との間は、絶縁紙等によって絶縁される。このブレーキ解除コイル３１は、通電により発生する磁界がブレーキ磁極片３４に対して永久磁石３５が形成する磁界を打ち消す方向に働く。
ボビン３７は、円環状のコイル保持体３８と一体に設けられ、磁極ティースの周囲を三方（軸方向の反モータ側と周方向の両側）から囲むように配置される。
位置決め部材３６は、永久磁石３５の周方向位置をブレーキ磁極片３４と合わせた状態で接着等によりコイル保持体３８に固定される。
【００２２】
コイル保持体３８は、内歯車１５の外径より数ミリ程度大きい内径を有するリング状の内枠体３８ａと、この内枠体３８ａの外側を囲む多角形状（図３は八角形）の外枠体３８ｂと、内枠体３８ａと外枠体３８ｂとの間を補強するリブ３８ｃとで構成される。ボビン３７は、外枠体３８ｂの平面上に設けられる。このコイル保持体３８は、円弧状に湾曲するボビン３７の外周面をセンタケース３９の内周に圧入して回転規制される。
センタケース３９は、図１に示すように、スタータハウジング２６とヨーク８との間に配置されて、反モータ側の外周がスタータハウジング２６の内周にインロー嵌合し、モータ側の外周がヨーク８の内周にインロー嵌合して固定される。また、センタケース３９の反モータ側内周には、図３に示すように、軸方向と直交するプレート壁３９ａが一体に設けられ、このプレート壁３９ａの内周に軸受４０が配置される。
【００２３】
ピニオン押出機構は、図４に示すように、カム溝４１を有するカムシリンダ４２と、カム溝４１と軸方向に交差するストレート溝４３を有する固定部材（後述する）と、ピニオン５に組み付けられる押出カラー４４と、この押出カラー４４に保持されてカム溝４１とストレート溝４３とに係合する係合ピン４５等を備える。
カムシリンダ４２は、ピニオン５の外周を軸方向に延びて配置されるシリンダ円筒部４２ａを有し、このシリンダ円筒部４２ａがスタータハウジング２６に形成される円筒内周面に回転可能に保持される。カム溝４１は、シリンダ円筒部４２ａの径方向に対向する２カ所（点対称の位置）に形成され、それぞれ、モータ側の始端と反モータ側の終端とがシリンダ円筒部４２ａの周方向で異なる位置に有し、始端から終端に向かってシリンダ円筒部４２ａの周方向に捩れて形成される。
【００２４】
カムシリンダ４２のモータ側の端部には、出力軸３と径方向に直交して配置されるシリンダ底部４２ｂを有し、このシリンダ底部４２ｂがシリンダ円筒部４２ａと一体に設けられる。シリンダ底部４２ｂには、径方向の中央部に丸孔が開口し、この丸孔の内周全周に複数の凸部４２ｃが等間隔に設けられる。このカムシリンダ４２は、以下に説明する係合プレート４６を介して内歯車１５に連結され、係合プレート４６と共に内歯車１５と一体に回転可能に設けられる。
係合プレート４６は、内歯車１５に設けられた円筒壁部２０の外周に嵌合する大径筒部４６ａと、シリンダ底部４２ｂに開口する丸孔に挿入されて凹凸嵌合する小径筒部４６ｂとを有し、この小径筒部４６ｂの外周が軸受４０を介してセンタケース３９に回転可能に支持される。
【００２５】
大径筒部４６ａには、図４に示すように、周方向の複数個所に位置決め溝４６ｃが形成され、円筒壁部２０に設けられる位置決め突起２０ａが位置決め溝４６ｃに嵌合して内歯車１５と係合プレート４６との相対回転が規制される。
小径筒部４６ｂは、軸受４０（図３参照）に支持される外周面より反モータ側の全周に複数の凹部４６ｄが等間隔に設けられ、この凹部４６ｄとシリンダ底部４２ｂに設けられる凸部４２ｃとが凹凸嵌合して係合プレート４６とカムシリンダ４２との相対回転が規制される。また、小径筒部４６ｂの反モータ側端部の全周に周溝４６ｅが凹設され、この周溝４６ｅに装着される止め輪（図１参照）によってカムシリンダ４２の抜けが防止される。小径筒部４６ｂの内周には、出力軸３の径大部（インナ２３）と捩れスプライン２８との間の外周を回転自在に支持する軸受４７が配置される。
【００２６】
実施例１の固定部材はスタータハウジング２６であり、図４に示すように、円筒内周面の径方向に対向する２カ所（点対称の位置）にストレート溝４３が形成される。ストレート溝４３は、軸方向のモータ側が開放され、反モータ側に終端を有する。
押出カラー４４は、図１に示すように、ピニオン５の歯部５ｂよりモータ側の端部に配置されて、ピニオン５に対し相対回転可能、且つ、軸方向へ移動不能に組み付けられる。この押出カラー４４は、シリンダ円筒部４２ａの内周に挿入されてシリンダ円筒部４２ａに対し相対回転可能かつ軸方向へ摺動可能に設けられ、径方向に対向する２カ所（点対称の位置）にピン挿入孔４４ａが形成される。
係合ピン４５は、軸心方向の一端側がピン挿入孔４４ａに挿入され、他端側がピン挿入孔４４ａより径方向の外側へ突出してカム溝４１及びストレート溝４３に係合している（図５参照）。
【００２７】
続いて、スタータ１の作動を説明する。
ブレーキ解除コイル３１がＯＦＦの状態では、永久磁石３５によって磁化されているブレーキ磁極片３４にブレーキ板２９が吸引されて摩擦板３０に当接するため、ブレーキ板２９と摩擦板３０との間に生じる摩擦力によってブレーキ板２９の回転が規制される。ブレーキ板２９は、遊星キャリア１７に対し相対回転が規制されているので、ブレーキ板２９の回転が規制されることで遊星キャリア１７の回転も規制される。遊星キャリア１７の回転が規制された状態でインバータによりモータ２に通電されると、モータ軸９の回転が太陽歯車１４から遊星歯車１６に伝達されて、遊星歯車１６が自転軸１８を中心に回転（自転）する。その結果、内歯車１５が太陽歯車１４の回転方向と逆向きに回転し、その内歯車１５の回転が係合プレート４６を介してカムシリンダ４２に伝達される。
【００２８】
カムシリンダ４２がモータ２の回転方向と逆向きに回転すると、ストレート溝４３とカム溝４１とが交差する位置に配置される係合ピン４５に反モータ方向のスラスト力が働く。その結果、係合ピン４５は、図５〜図７に示すように、カムシリンダ４２の回転に伴ってカム溝４１内を移動しながらストレート溝４３内を反モータ方向へ移動する。係合ピン４５に働くスラスト力は、押出カラー４４を介してピニオン５を軸方向に押し出す力（以下、押出力と言う）として作用するため、ピニオン５が出力軸３上を捩れスプライン２８に沿って回転しながら反モータ方向へ移動する。
ピニオン５がエンジンのリングギヤ（図示せず）に当接して反モータ方向への移動が一旦停止すると、その時点でカムシリンダ４２の回転が規制されて内歯車１５の回転が停止する。この後、モータ２の軸トルクがブレーキ板２９と摩擦板３０との間に生じる摩擦トルクより大きくなると、ブレーキ板２９と摩擦板３０との間に滑りが生じて遊星キャリア１７が回転する。
【００２９】
遊星キャリア１７の回転は、クラッチ４を介して出力軸３に伝達されることにより、ピニオン５がリングギヤに当接した状態で出力軸３と一体に回転する。ピニオン５の歯筋がリングギヤの歯溝と合致する位置までピニオン５が回転する、言い換えると、ピニオン５がリングギヤと噛み合い可能な位置まで回転すると、カムシリンダ４２が再び回転できるようになるため、ピニオン８に軸方向の押出力が付与される。これにより、ピニオン５が出力軸３の軸上を更に移動してリングギヤに噛み合うことができる。リングギヤに噛み合ったピニオン５は、出力軸３に取り付けられるストッパ４８（図１参照）に当接して反モータ方向への移動が規制される。
【００３０】
ピニオン５がストッパ４８に当接して軸方向の移動が停止すると、必然的にカムシリンダ４２の回転が規制される。つまり、ピニオン５がリングギヤに噛み合ってストッパ４８に当接した状態では、それ以上、カムシリンダ４２が回転することはない。また、カムシリンダ４２の回転が規制された状態では、係合ピン４５がカム溝４１の終端に突き当たることはなく、係合ピン４５とカム溝４１の終端との間に僅かな隙間を生じている。
【００３１】
ピニオン５がリングギヤに噛み合った後、ブレーキ解除コイル３１をＯＮする。
ブレーキ解除コイル３１が発生する磁界は、ブレーキ磁極片３４に対して永久磁石３５が形成する磁界を打ち消す方向に働く。すなわち、永久磁石３５によるブレーキ板２９を吸引する磁力がブレーキ解除コイル３１への通電によって打ち消されるため、ブレーキ板２９はコイルスプリング３３に付勢されて摩擦板３０から切り離される。これにより、遊星キャリア１７の回転規制が解除されるので、モータ２のトルクが遊星歯車装置で増幅された後、クラッチ４を介して出力軸３に伝達される。その結果、出力軸３と一体にピニオン５が回転してリングギヤを回転駆動することでエンジンをクランキングする。
【００３２】
クランキングを経てエンジンが始動した後、ブレーキ解除コイル３１をＯＦＦすると共に、インバータによってモータ２をクランキング時と逆方向に回転させる。ブレーキ解除コイル３１をＯＦＦすることでブレーキ板２９と共に遊星キャリア１７の回転が規制されるため、モータ２の逆回転を受けてカムシリンダ４２がクランキング時と逆方向に回転する。このカムシリンダ４２の逆回転により、係合ピン４５にモータ方向へのスラスト力が働き、そのスラスト力が押出カラー４４を介してピニオン５に戻し力として加わることにより、ピニオン５がリングギヤから離脱して出力軸３の軸上を後退する。なお、戻し力とは、ピニオン５を軸方向に押し戻す力、つまり、押出力と反対方向の力である。
ピニオン５が出力軸３上の静止位置（図１に示す位置）まで後退した後、インバータによるモータ２への通電が停止される。
【００３３】
〔実施例１の作用および効果〕
実施例１のスタータ１は、本発明の動力分割機構を構成する遊星歯車装置により、モータ２のトルクを遊星キャリア１７に伝達する一方の系統と、内歯車１５に伝達する他方の系統とに振り分けることができる。また、電磁ブレーキ装置によって遊星キャリア１７の回転を規制することにより、モータ２のトルクを内歯車１５より取り出すことができる。内歯車１５の回転が係合プレート４６を介してカムシリンダ４２に伝達されると、ピニオン押出機構によりカムシリンダ４２の回転運動が軸方向の直線運動に変換されてピニオン５に伝達されることでピニオン５を軸方向に移動させることができる。
【００３４】
１）上記の構成によれば、ピニオン５をエンジンのリングギヤに向けて移動させる際に、出力軸３を回転させる必要がない。つまり、出力軸３に設けられる捩れスプライン２８の作用でピニオン５を軸方向に押し出す必要がない。言い換えると、捩れスプライン２８の送りねじ作用を利用することなくピニオン５をリングギヤに向けて移動できるので、必ずしも出力軸３に捩れスプライン２８を設ける必要はなく、例えば、捩れスプライン２８に替えて直スプラインを採用することも可能である。
２）実施例１のスタータ１は、ピニオン５が出力軸３上を移動する際に、ピニオン５の外周を押圧してピニオン５の回転を規制する必要がないので、特許文献１に開示されるスタータと比較して摺動ロスを小さくでき、結果的にモータ２の消費電力を抑制できる。
【００３５】
３）カムシリンダ４２は、ピニオン５がリングギヤに噛み合ってストッパ４８に当接した時点で回転規制されるため、それ以上、カムシリンダ４２が回転することはない。また、カム溝４１内を移動する係合ピン４５は、係合プレート４６の回転が規制された時点でカム溝４１の終端に突き当たることはなく、カム溝４１の終端との間に僅かな隙間を保って停止する。よって、カム溝４１が形成されるカムシリンダ４２に係合ピン４５を通じて荷重が加わることはないので、カムシリンダ４２の肉厚を薄くして軽量化を図ることもできる。
【００３６】
以下、本発明に係る他の実施例について説明する。
なお、実施例１と共通する部品および構成を示すものは、実施例１と同一の符号を付与し、詳細な説明は省略（実施例１を参照）する。
〔実施例２〕
実施例２は、図９に示すように、カムシリンダ４２のシリンダ円筒部４２ａにストレート溝４３を形成し、スタータハウジング２６の円筒内周面にカム溝４１を形成する事例である。
押出カラー４４には、実施例１と同じく、ピン挿入孔４４ａ（図８参照）に係合ピン４５が挿入され、この係合ピン４５の他端側がストレート溝４３及びカム溝４１に係合している。
【００３７】
内歯車１５と共にカムシリンダ４２が回転すると、ストレート溝４３とカム溝４１とに係合する係合ピン４５が回転方向に力を受けながらカム溝４１に沿って反モータ方向へ移動する。この係合ピン４５の軸方向の動きが押出カラー４４を介してピニオン５に伝達されるため、ピニオン５が出力軸３上を反モータ方向へ移動してリングギヤに噛み合うことができる。
この実施例２のスタータ１は、シリンダ円筒部４２ａにストレート溝４３を形成し、スタータハウジング２６の円筒内周面にカム溝４１を形成すること以外は、実施例１と同じ構成を有するので実施例１と同様の効果を得ることができる。  
【００３８】
〔実施例３〕
実施例３は、図１０に示すように、カムシリンダ４２のシリンダ円筒部４２ａの内周に円筒部材４９を配置し、この円筒部材４９にストレート溝４３を形成する事例である。
円筒部材４９は、スタータハウジング２６の内周に圧入等により固定されて軸方向及び周方向に移動不能である。
カムシリンダ４２には、実施例１と同様に、シリンダ円筒部４２ａにカム溝４１が形成されている（図１１参照）。押出カラー４４のピン挿入孔４４ａに挿入される係合ピン４５は、ピン挿入孔４４ａより突き出る他端側が円筒部材４９の板厚方向にストレート溝４３を貫通してカム溝４１に係合している。
この実施例３のスタータ１は、ストレート溝４３をスタータハウジング２６ではなく円筒部材４９に形成し、その円筒部材４９をカム溝４１が形成されるシリンダ円筒部４２ａの内周側に配置したこと以外は、実施例１と同じ構成を有するので実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
〔実施例４〕
実施例４のスタータ１は、本発明に係る電磁ブレーキ装置の構成が実施例１とは異なり、電磁石の磁力を利用してブレーキ板２９の回転を抑制する事例である。
電磁ブレーキ装置は、図１２に示すように、通電により磁界を形成するブレーキコイル５０と、このブレーキコイル５０を軸方向の両側から挟み込むように配置される一対の磁極コア５１、５２とを有する。
一対の磁極コア５１、５２は、ブレーキコイル５０への通電によりＳ極に磁化される一方の磁極コア５１と、Ｎ極に磁化される他方の磁極コア５２であり、図１３に示すように、互いの磁極爪５１ａ、５２ａがブレーキコイル５０の内周で周方向に交互に噛み合うように配置される。つまり、Ｓ極に磁化される磁極爪５１ａとＮ極に磁化される磁極爪５２ａとが周方向に交互に配置される。
【００４０】
ブレーキ板２９は、図１３に示すように、凹凸形状が周方向に連続して設けられる波型リング部２９ｂを有し、この波型リング部２９ｂがブレーキコイル５０の内周に配置されて、磁化される磁極爪５１ａ、５２ａと波型リング部２９ｂとの間に生じる静止トルクによって回転規制される。すなわち、実施例４の電磁ブレーキ装置は、ブレーキコイル５０への通電によってブレーキ板２９の回転を規制できる。
ブレーキ板２９の回転が規制された状態、すなわち遊星キャリア１７（図１２参照）の回転が規制された状態でモータ２に通電すると、実施例１と同じく、ピニオン押出機構の働きによりピニオン５が出力軸３の軸上を反モータ方向へ移動してリングギヤに噛み合うことができる。
【００４１】
ピニオン５がリングギヤに噛み合った後、ブレーキコイル５０への通電が停止されると、ブレーキ板２９の回転規制が解除されて遊星キャリア１７が回転可能となる。その結果、モータ２のトルクがピニオン５に伝達されてリングギヤを回転駆動することができる。
この実施例４においても、電磁ブレーキ装置により遊星キャリア１７の回転が規制されることで内歯車１５が太陽歯車１４の回転方向と逆向きに回転し、その内歯車１５の回転が係合プレート４６を介してカムシリンダ４２に伝達される。カムシリンダ４２の回転運動は、ピニオン押出機構により軸方向の直線運動に変換されてピニオン５に伝達される。よって、出力軸３に設けられる捩れスプライン２８の送りねじ作用を利用することなくピニオン５をリングギヤに向けて移動できるので、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
〔実施例５〕
実施例５のスタータ１は、直流整流子モータ２を使用すると共に、電磁石のＯＮ／ＯＦＦ動作に応じて作動する電磁ブレーキ装置と電磁クラッチ装置とを備える。
モータ２は、図１４に示すように、界磁子を構成する固定子６と、電機子を構成する回転子７と、モータ軸９の端部に設けられる整流子（図示せず）と、この整流子の外周上に配置されるブラシ（図示せず）とを含んで構成される周知の直流整流子モータである。
界磁子は、ヨーク８の内周に複数の永久磁石を配置して構成される。但し、永久磁石に替えて界磁コイルを用いた電磁石界磁を採用することもできる。電機子は、強磁性体の薄板を複数枚積層してモータ軸９の外周に嵌合する電機子コアと、この電機子コアに形成されるスロットを介して電機子コアに巻装される電機子コイルとを有し、この電機子コイルが整流子を構成する各整流子セグメントに接続される。
【００４３】
電磁ブレーキ装置と電磁クラッチ装置は、両者が共有する強磁性体（例えば鉄製）のブレーキ＆クラッチ板５３を有する。
ブレーキ＆クラッチ板５３は、図１５に示すように、円環状の板ばね５４を介して非磁性体のベース板５５に結合され、そのベース板５５に対し板ばね５４が撓むことにより軸方向のモータ側へ移動可能に設けられる。このブレーキ＆クラッチ板５３には、磁気の流れを遮るための磁気遮断溝５３ａが形成される。磁気遮断溝５３ａは、ブレーキ＆クラッチ板５３の板厚方向に貫通して形成され、且つ、ブレーキ＆クラッチ板５３の略全周にわたって周方向に非連続となる円弧状に形成される。
板ばね５４は、径方向の外周部でリベット等によりブレーキ＆クラッチ板５３に固定され、径方向の内周部でリベット等によりベース板５５に固定される。
【００４４】
ベース板５５は、板厚方向に貫通する丸孔５５ａが周方向に間隔を空けて３ヵ所形成され、各丸孔５５ａにそれぞれダミーピン２４が嵌合すると共に、そのダミーピン２４に形成される螺子孔にボルト３２を結合して遊星キャリア１７に支持される(図１６参照)。このベース板５５は、軸方向に僅かな距離だけ移動可能に配置され、ダミーピン２４の外周に装着されるコイルスプリング３３によりモータ方向へ付勢されている。ベース板５５の軸方向位置は、図１６に示すように、モータ側の表面がボルト頭部３２ａの裏面に当接することでモータ側の位置が規制され、ブレーキ＆クラッチ板５３が摩擦板３０に当接することで反モータ側の位置が規制される。
【００４５】
電磁ブレーキ装置は、図１４に示すように、ブレーキ＆クラッチ板５３より反モータ側に配置されてセンタケース３９に固定されるブレーキ磁極片３４と、通電により磁界を形成してブレーキ磁極片３４を磁化させるブレーキコイル５０と、ブレーキ磁極片３４のモータ側に配置される摩擦板３０等を備える。
ブレーキ磁極片３４は、図１６に示すように、軸方向のモータ側が開口して径方向の内周側と外周側および軸方向の反モータ側の三方を閉じた円環状の磁路断面を形成する。
ブレーキコイル５０は、ボビン５６に巻回されてブレーキ磁極片３４の内部空間に収容される。
摩擦板３０は、例えば、ブレーキ磁極片３４に固定されてブレーキ＆クラッチ板５３との間に僅かな隙間を有して配置される。なお、上記のベース板５５が軸方向に移動可能な距離は、摩擦板３０とブレーキ＆クラッチ板５３との間の距離より若干大きい。
【００４６】
電磁クラッチ装置は、図１４に示すように、ブレーキ＆クラッチ板５３よりモータ側に配置されてモータ隔壁１０に固定されるクラッチ磁極片５７と、通電により磁界を形成してクラッチ磁極片５７を磁化させるクラッチコイル５８と、モータ軸９と一体に回転する強磁性体（例えば鉄製）のモータ回転板５９等を備える。
クラッチ磁極片５７は、図１６に示すように、軸方向の反モータ側が開口して径方向の内周側と外周側および軸方向のモータ側の三方を閉じた円環状の磁路断面を形成する。
クラッチコイル５８は、ボビン６０に巻回されてクラッチ磁極片５７の内部空間に収容される。
モータ回転板５９は、図１４、図１５に示すように、モータ隔壁１０に設けられるボス部１０ａの外周に嵌合するボールベアリング６１を介して回転可能に支持され、径方向の中心部に空けられる非円形孔５９ａにモータ軸９の非円形断面部９ａが挿入されてモータ軸９に対し相対回転が規制される。
【００４７】
モータ回転板５９に形成される非円形孔５９ａと、モータ軸９に設けられる非円形断面部９ａは、モータ軸９とモータ回転板５９との相対回転を規制できる形状であれば良く、例えば、非円形孔５９ａと非円形断面部９ａを多角形あるいは楕円形に形成しても良い。
モータ回転板５９には、ブレーキ＆クラッチ板５３とクラッチ磁極片５７との間にそれぞれ僅かな隙間を有して配置されるプレート状のクラッチ回転磁極６２が一体に設けられる。クラッチ回転磁極６２には、ブレーキ＆クラッチ板５３に形成される磁気遮断溝５３ａの径方向位置より内径側と外径側とにそれぞれ磁気の流れを遮るための磁気遮断溝６２ａが形成される。この磁気遮断溝６２ａは、図１５に示すように、クラッチ回転磁極６２の板厚方向に貫通して形成され、且つ、クラッチ回転磁極６２の略全周にわたって周方向に非連続となる円弧状に形成される。
【００４８】
次に、実施例５に係るスタータ１の作動を説明する。
エンジンの始動要求に応答してブレーキコイル５０及びモータ２に通電される。
ブレーキコイル５０への通電によりブレーキ磁極片３４が磁化されると、ブレーキ＆クラッチ板５３が吸引されて摩擦板３０に当接するため、両者間に発生する摩擦力によってブレーキ＆クラッチ板５３の回転が規制される。これにより、ブレーキ＆クラッチ板５３に板ばね５４を介して連結されるベース板５５の回転が規制され、そのベース板５５を支持する遊星キャリア１７の回転が規制される。遊星キャリア１７の回転が規制された状態でモータ軸９の回転が太陽歯車１４から遊星歯車１６に伝達されると、遊星歯車１６が自転軸１８を中心に自転することによって内歯車１５が太陽歯車１４の回転方向と逆向きに回転する。
【００４９】
ここで、遊星歯車装置の作動を共線図に基づいて説明する。
図１７に示す共線図は、左側の縦軸、中央の縦軸、右側の縦軸がそれぞれ太陽歯車１４、遊星キャリア１７、および内歯車１５の回転方向と回転速度を表し、横軸と交差する点が回転速度０（停止）であり、横軸より上側が正回転方向、下側が逆回転方向を表している。左側の縦軸と中央の縦軸との間隔をＸ１、中央の縦軸と右側の縦軸との間隔をＸ２、内歯車１５の歯数をＺｉ、太陽歯車１４の歯数をＺｓで表すと、Ｘ１：Ｘ２＝Ｚｉ：Ｚｓとなっている。
減速装置に遊星歯車機構を用いる従来のスタータでは、図中の実線で示されるように、内歯車１５が固定された状態で、太陽歯車１４の回転を入力として遊星キャリア１７の回転速度まで減速して出力する。太陽歯車１４の回転速度をＮｓ、遊星キャリア１７の回転速度をＮｃとすると、減速比は以下の（１）式によって表すことができる。
Ｎｃ：Ｎｓ＝Ｚｓ：（Ｚｉ＋Ｚｓ）  ………………………………………（１）
∴  Ｎｃ＝Ｎｓ×Ｚｓ／（Ｚｉ＋Ｚｓ）
【００５０】
図１８に示す共線図は、遊星キャリア１７の回転を規制して太陽歯車１４を回転させた時に、内歯車１５が太陽歯車１４と反対方向に回転することを表している。遊星キャリア１７を完全に固定すると、図中の実線で示されるように、内歯車１５は回転速度Ｎｉで回転するが、遊星キャリア１７に滑りが生じると、図中の破線で示されるように、遊星キャリア１７の滑りに応じて内歯車１５が回転速度Ｎｉｉ（Ｎｉ＞Ｎｉｉ）で回転する。この場合、遊星キャリア１７が完全に固定される時と比較して内歯車１５の回転速度は遅くなるが、ピニオン５をリングギヤに向けて移動させるためには、内歯車１５が逆方向（太陽歯車１４の回転方向と反対方向）に回れば良いので、遊星キャリア１７が完全に固定されずに滑りが生じても問題はない。
【００５１】
内歯車１５の回転は、係合プレート４６を介してカムシリンダ４２に伝達され、カムシリンダ４２が回転することで係合ピン４５にスラスト力が働き、そのスラスト力がピニオン５に押出力として作用することでピニオン５が反モータ方向へ移動する。
ピニオン５がリングギヤに当接した後、ブレーキ＆クラッチ板５３と摩擦板３０との間に滑りが発生して遊星キャリア１７が回転すると、ピニオン５の歯筋がリングギヤの歯溝と合致する位置までピニオン５が回転してリングギヤに噛み合う。内歯車１５の回転が係合プレート４６を介してカムシリンダ４２に伝達された後、ピニオン押出機構の働きによりピニオン５が反モータ方向へ移動してリングギヤに噛み合うまでの動作は実施例１と同じである。
【００５２】
ピニオン５がリングギヤに噛み合った後、ブレーキコイル５０への通電が停止されると、ブレーキ＆クラッチ板５３が摩擦板３０から切り離されて摩擦制動力が消滅するため、遊星キャリア１７の回転規制が解除される。その結果、モータ２のトルクが摩擦による損失を生じることなくクラッチ４を介して出力軸３に伝達され、出力軸３と一体にピニオン５が回転してリングギヤを回転駆動することでエンジンをクランキングする。
クランキングを経てエンジンが始動した後、クラッチコイル５８に通電される。
クラッチコイル５８への通電によって発生した磁界は、クラッチ磁極片５７を磁化させ、さらにクラッチ回転磁極６２及びブレーキ＆クラッチ板５３を磁化させる。これにより、クラッチ回転磁極６２とブレーキ＆クラッチ板５３との間に吸引力が働き、その吸引力によってブレーキ＆クラッチ板５３が板ばね５４を撓ませながらクラッチ回転磁極６２に吸着される。
【００５３】
クラッチ回転磁極６２を有するモータ回転板５９は、モータ軸９に嵌合してモータ軸９と一体に回転するので、ブレーキ＆クラッチ板５３は、モータ軸９と同一方向に回転、或いは追従して回転しようとする。ブレーキ＆クラッチ板５３は、板ばね５４を介してベース板５５に連結され、そのベース板５５が遊星キャリア１７に対し相対回転が規制されるので、遊星キャリア１７もモータ軸９と同一回転しようと追従する。モータ軸９と遊星キャリア１７とが同一回転することで内歯車１５も回転追従しようとする。この内歯車１５の回転方向は、図１９に示す共線図で表されるように、太陽歯車１４及び遊星キャリア１７と同一方向、つまり、モータ軸９の回転方向と同一である。
【００５４】
ここで、遊星キャリア１７を完全に太陽歯車１４の回転に同期させると、図中の実線で表されるように、内歯車１５は回転速度Ｎｉで正方向に回転する。しかし、ピニオン５を引き戻すためには内歯車１５が正方向に回れば良いので、図中の破線で表されるように、遊星キャリア１７が完全に太陽歯車１４に同期しないで引きずられて追従し、回転速度Ｎｉｉ（Ｎｉ＞Ｎｉｉ）で正方向に回転しても良い。
内歯車１５の回転方向は、ピニオン５をリングギヤに向けて移動させる時と反対方向になるため、内歯車１５の回転がピニオン５を反リングギヤ方向（モータ方向）へ移動させる戻し力に変換されて、ピニオン５がリングギヤから離脱して後退する。
【００５５】
この実施例５で説明したスタータ１は、エンジンが始動した後、電磁クラッチ装置によりブレーキ＆クラッチ板５３をクラッチ回転磁極６２に吸着させることで、遊星キャリア１７をモータ軸９と同方向に回転させることができる。これにより、エンジンのクランキング時とは逆向きに内歯車１５が回転するため、ピニオン５をリングギヤから離脱させる際に、モータ２をクランキング時と逆方向に回転させる必要はない。言い換えると、ピニオン５をリングギヤに向けて移動させる時と、リングギヤから離脱させて後退させる時とで、モータ２の回転方向は同一である。この場合、モータ２の回転方向を切り換える必要はないため、直流整流子モータ２を使用できる。また、出力軸３に設けられる捩れスプライン２８の送りねじ作用を利用することなく、ピニオン５を軸方向に移動できるので、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
〔実施例６〕
実施例６のスタータ１は、実施例５と同じく直流整流子モータ２を使用し、且つ、実施例５で説明した電磁ブレーキ装置および電磁クラッチ装置をそれぞれヒステリシス式として構成した事例である。
以下、ヒステリシス式の電磁ブレーキ装置および電磁クラッチ装置の構成を図２０、図２１を参照して説明する。
電磁ブレーキ装置は、非磁性体であるプレート支持盤６３にビス６４で固定されるブレーキ板２９と、センタケース３９に固定されるブレーキ磁極片３４と、通電により磁界を形成してブレーキ磁極片３４を磁化させるブレーキコイル５０とを含んで構成される。
【００５７】
プレート支持盤６３は、例えば、ボルト３２によりダミーピン２４に固定されて、遊星キャリア１７に対し相対回転が規制されている。
ブレーキ板２９は、例えば、永久磁石の材料として使用されるフェライト製であり、磁気ヒステリシス特性を有する。このブレーキ板２９には、径方向の外周に軸方向の反モータ側へ屈曲するブレーキ円筒部２９ｃが設けられる。
ブレーキ磁極片３４は、ブレーキ円筒部２９ｃを径方向の内周側と外周側から非接触に挟み込むように配置され、その内周側と外周側とにそれぞれ磁極を形成する複数の凸状部が周方向に一定の間隔を有して設けられる。
ブレーキコイル５０は、ボビンに巻回されてブレーキ磁極片３４に形成される内部空間に収容される。
【００５８】
電磁クラッチ装置は、ブレーキ板２９と共に共通のビス６４でプレート支持盤６３に固定されるクラッチ板６５と、モータ回転板５９と一体に設けられるクラッチ回転磁極６２と、このクラッチ回転磁極６２のモータ側に配置されてモータ隔壁１０に固定されるクラッチ磁極片５７と、通電により磁界を形成してクラッチ磁極片５７を磁化させるクラッチコイル５８とを含んで構成される。
クラッチ板６５は、ブレーキ板２９と同じくフェライト製であり、磁気ヒステリシス特性を有する。このクラッチ板６５には、径方向の外周に軸方向のモータ側へ屈曲するクラッチ円筒部６５ａが設けられる。
【００５９】
クラッチ回転磁極６２は、クラッチ円筒部６５ａを径方向の内周側と外周側から非接触に挟み込むように配置され、その内周側と外周側とにそれぞれ磁極を形成する複数の凸状部が周方向に一定の間隔を有して設けられる。
クラッチ磁極片５７は、軸方向の反モータ側が開口して径方向の内周側と外周側および軸方向のモータ側の三方を閉じた円環状の磁路断面を形成する。
クラッチコイル５８は、ボビンに巻回されてクラッチ磁極片５７の内部空間に収容される。このクラッチコイル５８に通電されてクラッチ磁極片５７が磁化されると、クラッチ磁極片５７を介してクラッチ回転磁極６２が磁化される。
【００６０】
次に、実施例６に係るスタータ１の作動を説明する。
エンジンの始動要求に応答してブレーキコイル５０及びモータ２に通電される。
ブレーキコイル５０への通電によりブレーキ磁極片３４が磁化されると、内外の磁極に流れる磁束がブレーキ円筒部２９ｃを板厚方向に貫くため、内外の磁極とブレーキ円筒部２９ｃとの間に磁気的な制動力が働くことでブレーキ板２９の回転が抑制される。これにより、ブレーキ板２９が連結されるプレート支持盤６３の回転が規制され、そのプレート支持盤６３を支持する遊星キャリア１７の回転が規制される。遊星キャリア１７の回転が規制された状態でモータ軸９の回転が太陽歯車１４から遊星歯車１６に伝達されると、遊星歯車１６が自転軸１８を中心に回転（自転）することにより、内歯車１５が太陽歯車１４の回転方向と逆向きに回転する。内歯車１５の回転が係合プレート４６を介してカムシリンダ４２に伝達された後、ピニオン押出機構の働きによりピニオン５が反モータ方向へ移動してリングギヤに噛み合うまでの動作は実施例１と同じである。
【００６１】
ピニオン５がリングギヤに噛み合った後、ブレーキコイル５０への通電が停止されると、ブレーキ板２９に対する磁気的な制動力が消滅するため、ブレーキ板２９と共に遊星キャリア１７の回転が許容される。その結果、モータ２のトルクがクラッチ４を介して出力軸３に伝達され、出力軸３と一体にピニオン５が回転してリングギヤを回転駆動することでエンジンをクランキングする。
クランキングを経てエンジンが始動した後、クラッチコイル５８に通電される。
クラッチコイル５８への通電によりクラッチ磁極片５７を介してクラッチ回転磁極６２が磁化されると、内外の磁極に流れる磁束がクラッチ円筒部６５ａを板厚方向に貫くことで、クラッチ円筒部６５ａとクラッチ回転磁極６２とが磁気的に結合される。
【００６２】
クラッチ回転磁極６２を有するモータ回転板５９は、モータ軸９と一体に回転するので、クラッチ円筒部６５ａを有するクラッチ板６５がモータ軸９と同一方向に回転、或いは追従して回転しようとする。また、クラッチ板６５は、プレート支持盤６３を介して遊星キャリア１７に対し相対回転が規制されるので、遊星キャリア１７もモータ軸９と同一回転しようと追従する。モータ軸９と遊星キャリア１７とが同一回転することで内歯車１５も回転追従しようとする。内歯車１５の回転方向は、ピニオン５がリングギヤに向けて移動する時と反対方向になる。その結果、内歯車１５と一体に回転するカムシリンダ４２の回転運動がピニオン押出機構によりピニオン５を反リングギヤ方向へ移動させる戻し力に変換されて、ピニオン５がリングギヤから離脱して後退する。
【００６３】
この実施例６で説明したスタータ１は、エンジンが始動した後、電磁クラッチ装置によりクラッチ板６５とモータ回転板５９とを磁気的に結合することで、遊星キャリア１７をモータ軸９と同方向に回転させることができる。これにより、エンジンのクランキング時とは逆向きに内歯車１５が回転するため、ピニオン５をリングギヤから離脱させる際に、モータ２をクランキング時と逆方向に回転させる必要はない。その結果、実施例５と同様に、ピニオン５をリングギヤに向けて移動させる時と、リングギヤから離脱させて後退させる時とでモータ２の回転方向は同一であり、モータ２の回転方向を切り換える必要はないため、直流整流子モータ２を使用できる。また、出力軸３に設けられる捩れスプライン２８の送りねじ作用を利用することなく、ピニオン５を軸方向に移動できるので、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
〔実施例７〕
実施例７のスタータ１は、実施例５、６と同じく直流整流子モータ２を使用し、且つ、本発明の動力分割機構に差動歯車装置を採用した事例である。
差動歯車装置は、図２２、図２３に示すように、モータ軸９と同心に配置されて軸方向に対向する二つの大傘歯車６６、６７と、この二つの大傘歯車６６、６７に噛み合う複数の小傘歯車６８と、シャフト６９を介して小傘歯車６８を回転自在に支持する円環状の傘歯車ホルダ７０（図２４参照）とを含んで構成される。
二つの大傘歯車６６、６７は、それぞれ回転中心に対して歯筋が放射状に延びて形成される傘歯形成部を有する駆動側大傘歯車６６と従動側大傘歯車６７であり、互いの傘歯形成部が軸方向に対向して配置される。
【００６５】
駆動側大傘歯車６６は、図２４に示すように、傘歯形成部の外周より軸方向のモータ側へ延びる円筒形状部に複数の突起部６６ａが設けられ、この突起部６６ａがモータ回転板５９に形成される嵌合溝５９ｂに嵌合してモータ回転板５９との相対回転が規制される。
従動側大傘歯車６７は、図２４に示すように、傘歯形成部の外周より軸方向の反モータ側へ延びる円筒形状部に複数の突起部６７ａが設けられ、この突起部６７ａが係合プレート４６に形成される位置決め溝４６ｃに係合して係合プレート４６との相対回転が規制される。
小傘歯車６８は、シャフト６９を中心に回転する自転運動と、モータ軸９を中心として傘歯車ホルダ７０と一体に回転する公転運動とが可能である。
【００６６】
傘歯車ホルダ７０には、図２４に示すように、シャフト６９を通すための挿通孔を半径方向に形成する径方向円筒部７０ａと、後述する連結ピン７１を通すための貫通孔を軸方向に形成する軸方向円筒部７０ｂとがそれぞれ４箇所ずつ、周方向に交互に、且つ、等間隔に設けられる。
シャフト６９は、一方の端部に設けられるシャフト頭部６９ａが挿通孔の内周に圧入等により嵌合して固定され、小傘歯車６８より径方向の内側へ突き出る他方の端部がクラッチバレル７２に形成される嵌合孔７２ａに嵌合して取り付けられる。
クラッチバレル７２は、図２３に示すように、遊星キャリア１７のモータ側へ円筒状に延びて設けられ、嵌合孔７２ａが４箇所に穿設されている。
【００６７】
連結ピン７１は、電磁ブレーキ装置のブレーキ板２９と電磁クラッチ装置のクラッチ板６５とを連結する部品であり、軸方向円筒部７０ｂの内周に挿通されるピン本体７１ａと、このピン本体７１ａの両端部に設けられる一組のピン端部７１ｂとを有する。
ピン本体７１ａは、図２３に示すように、軸方向の長さが軸方向円筒部７０ｂより若干長く形成され、貫通孔の内周を軸方向に摺動可能に設けられる。ピン端部７１ｂは、径方向の寸法がピン本体７１ａの外径より若干小さく形成されて筒状に設けられる。
【００６８】
一方のピン端部７１ｂは、ブレーキ板２９に形成される小径孔２９ｄ（図２４参照）に挿入された後、軸方向から加圧して外径側へ塑性変形させることによりブレーキ板２９に固定される。他方のピン端部７１ｂは、クラッチ板６５に形成される小径孔６５ｂ（図２４参照）に挿入された後、軸方向から加圧して外径側へ塑性変形させることによりクラッチ板６５に固定される。なお、ブレーキ板２９およびクラッチ板６５には、塑性変形されたピン端部７１ｂが端面から突出しないように、小径孔２９ｄの端部および小径孔６５ｂの端部にそれぞれ座ぐりが形成されている。
【００６９】
連結ピン７１によって連結されたブレーキ板２９とクラッチ板６５は、図２５に示すブレーキ板２９が摩擦板３０に当接する軸方向位置と、図２６に示すクラッチ板６５がクラッチ回転磁極６２に当接する軸方向位置との間で軸方向に移動可能である。言い換えると、ブレーキ板２９が摩擦板３０に当接する軸方向位置では、クラッチ板６５がクラッチ回転磁極６２から離れており、クラッチ板６５がクラッチ回転磁極６２に当接する軸方向位置では、ブレーキ板２９が摩擦板３０から離れている。
電磁ブレーキ装置と電磁クラッチ装置は、実施例５で説明したブレーキ＆クラッチ板５３をブレーキ板２９とクラッチ板６５とに分離して形成する以外、基本的な構成および作動は実施例５と同じである。
【００７０】
次に、実施例７に係るスタータ１の作動を説明する。
エンジンの始動要求に応答してブレーキコイル５０及びモータ２に通電される。
ブレーキコイル５０への通電によりブレーキ板２９がブレーキ磁極片３４に吸引されて摩擦板３０に当接すると、摩擦板３０との間に働く摩擦力によってブレーキ板２９の回転が規制される。これにより、ブレーキ板２９とクラッチ板６５とを連結する連結ピン７１を保持する傘歯車ホルダ７０の回転が規制されるため、この傘歯車ホルダ７０にシャフト６９を介して支持される小傘歯車６８の公転運動が規制される。
一方、モータ軸９の回転がモータ回転板５９を介して駆動側大傘歯車６６に伝達され、さらに駆動側大傘歯車６６に噛み合う小傘歯車６８に伝達されると、小傘歯車６８がシャフト６９を中心に回転（自転）することで従動側大傘歯車６７が駆動側大傘歯車６６の回転方向と逆向きに回転する。
【００７１】
従動側大傘歯車６７の回転が係合プレート４６を介してカムシリンダ４２に伝達された後、ピニオン押出機構の働きによりピニオン５が反モータ方向へ移動してリングギヤに噛み合うまでの動作は実施例１と同じである。
ピニオン５がリングギヤに噛み合った後、ブレーキコイル５０への通電が停止されると、ブレーキ板２９に対する摩擦制動力が消滅してブレーキ板２９の回転が許容されるため、傘歯車ホルダ７０の回転規制が解除される。これにより、係合プレート４６を介して回転が規制されている従動側大傘歯車６７と、モータ軸９の回転が伝達されて回転する駆動側大傘歯車６６との回転数差に応じて小傘歯車６８が自転運動と公転運動を行い、その公転運動が傘歯車ホルダ７０を介してクラッチバレル７２に伝達される。その結果、モータ２のトルクがクラッチ４を介して出力軸３に伝達され、出力軸３と一体にピニオン５が回転してリングギヤを回転駆動することでエンジンをクランキングする。
【００７２】
クランキングを経てエンジンが始動した後、クラッチコイル５８に通電される。
クラッチコイル５８への通電により、磁化されたクラッチ回転磁極６２にクラッチ板６５が吸着されることで、クラッチ板６５および傘歯車ホルダ７０がモータ軸９と同一方向に回転、或いは追従して回転しようとする。これにより、モータ回転板５９を介してモータ軸９に連結される駆動側大傘歯車６６と傘歯車ホルダ７０とが同一回転することで従動側大傘歯車６７も回転追従しようとする。この従動側大傘歯車６７の回転方向は、駆動側大傘歯車６６及び傘歯車ホルダ７０と同一方向である。つまり、駆動側大傘歯車６６、傘歯車ホルダ７０、および従動側大傘歯車６７が一体となって、モータ軸９と同一方向に回転する。
この従動側大傘歯車６７の回転方向は、ピニオン５をリングギヤに向けて移動させる時と反対方向になるため、従動側大傘歯車６７の回転がピニオン５を反リングギヤ方向へ移動させる戻し力に変換されて、ピニオン５がリングギヤから離脱して後退する。
【００７３】
この実施例７の構成においても、ピニオン５をリングギヤから離脱させる際に、モータ２をクランキング時と逆方向に回転させる必要はない。すなわち、ピニオン５をリングギヤに向けて移動させる時と、リングギヤから離脱させて後退させる時とでモータ２の回転方向は同一であるため、実施例５、６と同様に、直流整流子モータ２を使用できる。また、出力軸３に設けられる捩れスプライン２８の送りねじ作用を利用することなく、ピニオン５を軸方向に移動できるので、実施例１と同様の効果を得ることができる。
なお、電磁ブレーキおよび電磁クラッチは、実施例６に記載したヒステリシス式を採用することもできる。
【００７４】
〔実施例８〕
実施例８のスタータ１は、非接触式の電磁ブレーキ装置と、エンジンのクランキング時に内歯車１５の回転を規制する回転規制装置とを備える事例である。
電磁ブレーキ装置は、図２７に示すように、遊星歯車装置のダミーピン２４にボルト３２で固定されるリング状のブレーキ板２９と、このブレーキ板２９に対向して非接触に配置されるブレーキ磁極片３４と、通電により磁界を形成してブレーキ磁極片３４を磁化させるブレーキコイル５０とを含んで構成される。
【００７５】
ブレーキ板２９は、図２８に示すように、ブレーキ磁極片３４との対向面に凹凸形状が周方向に連続して設けられている。
ブレーキ磁極片３４は、ブレーキ板２９に対向する反モータ側（図２７の左側）が開口して径方向の内周側と外周側および軸方向モータ側の三方を閉じた円環状の磁路断面を形成し、ブレーキ板２９との対向面に凹凸形状が周方向に連続して設けられている。このブレーキ磁極片３４は、例えば、モータ隔壁１０に固定される。
ブレーキコイル５０は、図示しないボビンに巻回されてブレーキ磁極片３４の内部空間に収容される。
【００７６】
回転規制装置は、内歯車１５のモータ側端面にボルト等で固定される磁極形成部７３と、この磁極形成部７３に対向して非接触に配置される固定磁極片７４と、通電により磁界を形成して固定磁極片７４を磁化する回転規制コイル７５とを含んで構成される。
磁極形成部７３は、図２９に示すように、強磁性体（例えば鉄製）によってリング形状に設けられ、固定磁極片７４との対向面に凹凸形状が周方向に連続して設けられている。
固定磁極片７４は、磁極形成部７３に対向する反モータ側が開口して径方向の内周側と外周側および軸方向モータ側の三方を閉じた磁路断面を形成し、磁極形成部７３との対向面に凹凸形状が周方向に連続して設けられている。この固定磁極片７４は、例えば、ブレーキ磁極片３４と一体に構成されてモータ隔壁１０に固定される。
回転規制コイル７５は、図示しないボビンに巻回されて固定磁極片７４の内部空間に収容される。
【００７７】
次に、実施例８に係るスタータ１の作動を説明する。
エンジンの始動要求に応答してブレーキコイル５０及びモータ２に通電される。
ブレーキコイル５０への通電によりブレーキ磁極片３４が磁化されると、図３０に示すように、ブレーキ磁極片３４とブレーキ板２９との間を流れる磁束ΦＡが発生する。この磁束ΦＡは、ブレーキ磁極片３４とブレーキ板２９との間で磁気抵抗が最も小さくなる互いの凸部同士の間を流れようとするため、両者の凸部間に磁気吸引力が働き、その磁気吸引力によってブレーキ板２９の回転が規制される。
【００７８】
電磁ブレーキ装置によりブレーキ板２９の回転が規制され、そのブレーキ板２９が固定される遊星キャリア１７の回転が規制されることで、モータ２のトルクが内歯車１５に伝達されて、内歯車１５がモータ２の回転方向と逆向きに回転する。
内歯車１５の回転がピニオン移動機構を介してピニオン５に伝達され、ピニオン５がリングギヤに噛み合うまでの動作は、実施例１と同じである。
ピニオン５がリングギヤに噛み合った後、ブレーキコイル５０への通電が停止され、且つ、回転規制コイル７５に通電される。
【００７９】
ブレーキコイル５０への通電が停止されると、遊星キャリア１７の回転規制が解除されるため、モータ２のトルクが遊星キャリア１７に取り出されて、遊星キャリア１７がモータ２の回転方向と同方向に回転する。遊星キャリア１７の回転は、クラッチ４を介して出力軸３に伝達され、出力軸３と一体にピニオン５が回転してリングギヤを回転駆動することでエンジンをクランキングする。
クランキング時には、エンジンのトルク変動によってリングギヤの相対回転速度がピニオン５より速くなる、言い換えると、ピニオン５がリングギヤによって回されることがある。この時、カムシリンダ４２の回転が規制されていないと、カムシリンダ４２がモータ２の回転方向と同方向に回転してピニオン５に戻し力（図２７の右方向へ押し戻す力）が加わるため、ピニオン５がリングギヤから離脱する恐れがある。
【００８０】
これに対し、実施例８のスタータ１は、回転規制装置により内歯車１５の回転を規制することでカムシリンダ４２の回転を規制できる。すなわち、回転規制コイル７５への通電により固定磁極片７４が磁化されると、図３１に示すように、固定磁極片７４と磁極形成部７３との間を流れる磁束ΦＢが発生する。この磁束ΦＢは、固定磁極片７４と磁極形成部７３との間で磁気抵抗が最も小さくなる互いの凸部同士の間を流れようとするため、両者の凸部間に磁気吸引力が働き、その磁気吸引力によって磁極形成部７３の回転が規制され、磁極形成部７３が固定される内歯車１５の回転が規制される。内歯車１５は、係合プレート４６を介してカムシリンダ４２に連結されているので、内歯車１５の回転が規制されることでカムシリンダ４２の回転も規制される。
【００８１】
この実施例８のスタータ１においても、出力軸３に設けられる捩れスプライン２８の送りねじ作用を利用することなくピニオン５をリングギヤに向けて移動できるので、実施例１と同様の効果を得ることができる。また、クランキング時に内歯車１５の回転を規制できる回転規制装置を備えているので、エンジンのトルク変動によってリングギヤの相対回転速度がピニオン５より速くなった場合に、カムシリンダ４２の回転を規制することでピニオン５がリングギヤから離脱することを防止できる。
なお、実施例８に記載した回転規制装置は、実施例１〜７に記載したスタータ１にも適用できる。
【００８２】
〔変形例〕
実施例１では、交流モータ２を使用する事例を記載したが、回転方向を切り替えるための正逆転回路を備えた直流モータを採用することも可能である。
実施例１、５、７に記載した電磁ブレーキ装置は、ブレーキ磁極片３４とブレーキ板２９（実施例５はブレーキ＆クラッチ板５３）との間に摩擦板３０を配置しているが、摩擦板３０を廃止することもできる。つまり、摩擦板３０は、ブレーキ板２９との間で安定した摩擦係合を得るために使用するので、ブレーキ板２９とブレーキ磁極片３４との摩擦係合によってブレーキ板２９の回転を確実に規制できるだけの制動力を得ることができれば、必ずしも摩擦板３０を使用する必要はない。
【００８３】
実施例１では、ダミーピン２４に形成される螺子孔にボルト３２を結合してブレーキ板２９を支持する構成を記載したが、ダミーピン２４ではなく、自転軸１８を使用してブレーキ板２９を支持する構成でも良い。また、ダミーピン２４は本発明の必須な構成要件ではないので廃止することもできる。
実施例３では、円筒部材４９にストレート溝４３が形成され、カムシリンダ４２にカム溝４１が形成されるが、円筒部材４９にカム溝４１を形成して、カムシリンダ４２にストレート溝４３を形成することもできる。
【００８４】
実施例１では、エンジンを始動する時のスタータ１の作動を説明したが、例えば、アイドリングストップシステムを搭載する車両で、エンジンが自動停止した後にピニオン５をリングギヤに噛み合わせた状態を維持しておくことも可能である。この場合、エンジンの再始動要求に応答してモータ２に通電することで即座にエンジンを再始動できるので、エンジンの再始動時間を短縮できる。
【符号の説明】
【００８５】
１    スタータ                          ２    モータ
３    出力軸                            ５    ピニオン
９    モータ軸（モータの回転軸）      １４    太陽歯車
１５    内歯車（第２出力部）            １６    遊星歯車
１７    遊星キャリア（第１出力部）      １８    自転軸
２６    スタータハウジング（固定部材）  ２８    出力軸の捩れスプライン
２９    ブレーキ板                      ２９ｂ  波型リング部
２９ｃ  ブレーキ円筒部                  ３０    摩擦板（吸着部材）
３１    ブレーキ解除コイル              ３４    ブレーキ磁極片
３５    永久磁石                        ４１    カム溝
４２    カムシリンダ                    ４２ａ  シリンダ円筒部
４３    ストレート溝                    ４４    押出カラー（伝達部材）
４５    係合ピン                        ４９    円筒部材（固定部材）
５０    ブレーキコイル                  ５１、５２  磁極コア
５３    ブレーキ＆クラッチ板（ブレーキ板、クラッチ板）
５７    クラッチ磁極片                  ５８    クラッチコイル
５９    モータ回転板                    ６２    クラッチ回転磁極
６５    クラッチ板                      ６５ａ  クラッチ円筒部
６６    駆動側大傘歯車                  ６７    従動側大傘歯車（第２出力部）
６８    小傘歯車                        ６９    シャフト（自転軸）
７０    傘歯車ホルダ（第１出力部）      ７３    磁極形成部
７４    固定磁極片                      ７５    回転規制コイル
【図１】
0006528731.tif 000002
【図２】
0006528731.tif 000003
【図３】
0006528731.tif 000004
【図４】
0006528731.tif 000005
【図５】
0006528731.tif 000006
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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