(57)【要約】【課題】イグニッションキースイッチＯＦＦ時にスタータ側に発生する逆起電力により、イグニッションキースイッチの接点間に発生するアークを防止する。【解決手段】スタータ１は、モータ１１と、モータ１１に対する電力供給を制御するマグネットスイッチ部４と、モータ１１によって駆動されエンジンのリングギヤ１６と噛合するアイドルギヤ１５とを有する。ケース部５内には、ダイオード９６を備えたダイオードユニット９７が配置されている。ダイオード９６は、マグネットスイッチ部４と接続されており、イグニッションキースイッチＯＦＦ時にマグネットスイッチ部４のコイル８１に発生する逆起電力を吸収する逆起電力吸収回路を形成する。ダイオード９６は、マグネットスイッチ部４と電気的に接続されたスイッチ端子内に収容しても良い。【選択図】図１
2008196373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと、前記電動モータに対する電力供給を制御するスイッチ部と、前記電動モータによって駆動されエンジンのリングギヤと噛合するアイドルギヤとを有してなるエンジン始動用のスタータであって、
前記スイッチ部は、ダイオードを備えた逆起電力吸収回路を有することを特徴とするスタータ。
【請求項２】
請求項１記載のスタータにおいて、前記スタータは、前記スイッチ部と電気的に接続され前記スタータ外の電源と接続されるスイッチ端子を備え、前記ダイオードは、前記スイッチ端子内に収容されることを特徴とするスタータ。
【請求項３】
請求項２記載のスタータにおいて、前記スイッチ部は、前記スイッチ端子と電気的に接続されたコイルと、前記コイルが巻装された固定鉄心と、前記固定鉄心の内側に配置された可動鉄心と、前記可動鉄心に接続され前記可動鉄心と協働するスイッチプレートと、前記スイッチプレートが接触することにより前記電動モータと電源との間を電気的に接続する導電プレートとを有し、
前記ダイオードは、一端側が前記スイッチ端子と前記コイルとの間に接続され、他端側が接地され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、自動車等のエンジンに取り付けられるエンジン始動用のスタータに関し、特に、イグニッションキースイッチＯＦＦ時にスタータ側に発生する逆起電力によってイグニッションキースイッチに生じるアーク防止技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や自動二輪車、大型発電機等に使用されるエンジンでは、エンジンに取り付けられたスタータ（始動電動機）によって始動動作が行われるのが一般的である。特許文献１には、このようなスタータとして、軸方向に移動可能なアイドルギヤを備えたものが記載されている。この場合、アイドルギヤは、スタータによって回転駆動されるピニオンと噛合しており、ピニオンは、オーバーランニングクラッチを介してモータの回転軸に接続されている。
【０００３】
アイドルギヤはまた、エンジンのリングギヤと噛合・離脱可能に配置されている。イグニッションキースイッチがＯＮされると、スタータに併設されたマグネットスイッチのコイルに電力が供給され、その作用によりアイドルギヤが軸方向に移動する。図６は、従来のスタータの回路構成を示す説明図であり、図６に示すように、静止状態（図６（ａ））からイグニッションキースイッチ１５１がＯＮされると（図６（ｂ））、バッテリ１５２から、マグネットスイッチ１５３のコイル１５４に電力が供給される。コイル１５４が励磁されると、マグネットスイッチ１５３が作動し、モータ１５５に対してバッテリ１５２から電力が供給され、モータ１５５が起動する（図６（ｃ））。
【０００４】
モータ１５５が始動すると、アイドルギヤが軸方向に移動してアイドルギヤとリングギヤとが噛合し、リングギヤがスタータによって駆動され、エンジンが始動する。エンジン始動に伴い、ピニオンの回転数がモータ回転軸の回転数よりも早くなると、オーバーランニングクラッチの作用によりピニオンが空転し、エンジンの回転はモータ側には伝達されずクラッチ部分にて遮断される。エンジン始動後、イグニッションキースイッチ１５１がＯＦＦされると、アイドルギヤは先とは逆方向に移動し、両ギヤの噛合が解除され、スタータは当初の状態に復帰する。
【０００５】
【特許文献１】特開昭61-204968号公報
【特許文献２】WO 2006/043579 A1号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、イグニッションキースイッチ１５１がＯＦＦされると、コイル１５４には自己誘導による逆起電力が発生する。しかしながら、図６のような回路構成のスタータでは、コイル１５４部分は開回路となっているため、そこで発生した起電力には逃げ場が存在しない。このため、図６（ｄ）に示すように、コイル１５４の逆起電力によって、イグニッションキースイッチ１５１の接点間に放電（アーク）が発生するおそれがあるという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、イグニッションキースイッチＯＦＦ時にスタータ側に発生する逆起電力により、イグニッションキースイッチの接点間に発生するアークを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のスタータは、電動モータと、前記電動モータに対する電力供給を制御するスイッチ部と、前記電動モータによって駆動されエンジンのリングギヤと噛合するアイドルギヤとを有してなるエンジン始動用のスタータであって、前記スイッチ部は、ダイオードを備えた逆起電力吸収回路を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明にあっては、スイッチ部にダイオードを備えた逆起電力吸収回路を設けたので、イグニッションキースイッチＯＦＦ時にスタータ側に発生する逆起電力は、逆起電力吸収回路に流れる。このため、逃げ場のない逆起電力によって、イグニッションキースイッチの接点間にアークが発生するのを防止できる。
【００１０】
前記スタータに、前記スイッチ部と電気的に接続され前記スタータ外の電源と接続されるスイッチ端子を設け、前記ダイオードを前記スイッチ端子内に収容するようにしても良く、これにより、スタータ内にダイオードを収容・配置するための部品や部分が不要となる。
【００１１】
また、前記スイッチ部に、前記スイッチ端子と電気的に接続されたコイルと、前記コイルが巻装された固定鉄心と、前記固定鉄心の内側に配置された可動鉄心と、前記可動鉄心に接続され前記可動鉄心と協働するスイッチプレートと、前記スイッチプレートが接触することにより前記電動モータと電源との間を電気的に接続する導電プレートとを設け、前記ダイオードの一端側を前記スイッチ端子と前記コイルとの間に接続し、他端側を接地するようにしても良い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のスタータによれば、電動モータを用いたエンジン始動用のスタータにて、電動モータに対する電力供給を制御するスイッチ部に、ダイオードを備えた逆起電力吸収回路を設けたので、イグニッションキースイッチＯＦＦ時にスタータ側に発生する逆起電力を逆起電力吸収回路に逃がすことができ、逃げ場のない逆起電力によってイグニッションキースイッチ接点間に発生するアークを防止することが可能となる。
【００１３】
また、スイッチ部と電気的に接続されたスイッチ端子内にダイオードを収容することにより、スタータ内にダイオードを収容・配置するための部品が不要となり、部品点数や組付工数の削減を図ることができ、製品コストを低減させることが可能となる。また、ダイオードを収容するスペースを省くことができ、スタータの小型化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明の実施例１であるスタータの構成を示す断面図である。図１のスタータ１は、自動車用エンジンの始動に使用され、停止しているエンジンに対して、燃料の吸入、微粒化、圧縮、点火に必要な回転を与える。
【００１６】
スタータ１は、大別すると、モータ部２、ギヤ部３、マグネットスイッチ部４、ケース部５及びアイドル部６とから構成されている。モータ部２には駆動源であるモータ（電動モータ）１１が配設され、ギヤ部３には減速装置である遊星歯車機構１２やオーバーランニングクラッチ１３、ピニオン１４などが配設されている。アイドル部６には、ピニオン１４と噛合するアイドルギヤ１５が配設されている。アイドルギヤ１５は、軸方向（図中左右方向）に移動可能に取り付けられており、図中左方向（以下、左右方向は図１を基準とし「図中」の記載は省略する）に移動すると、エンジンのリングギヤ１６と噛合する。モータ１１の回転力は、遊星歯車機構１２及びオーバーランニングクラッチ１３を介してピニオン１４に伝わり、アイドルギヤ１５からリングギヤ１６へと伝達され、エンジンが始動される。
【００１７】
モータ１１は、円筒形状のモータハウジング２１内にアーマチュア２２を回動自在に配置した構成となっている。モータハウジング２１はモータ１１のヨークを兼ねており、鉄等の磁性体金属によって形成されている。モータハウジング２１の右端部には、金属製のエンドカバー２３が取り付けられる。一方、モータハウジング２１の左端部は、ケース部５のギヤカバー２４に取り付けられる。エンドカバー２３はセットボルト２５によってギヤカバー２４に固定され、モータハウジング２１はエンドカバー２３とギヤカバー２４との間に固定される。
【００１８】
モータハウジング２１の内周面には、周方向に複数個の永久磁石２６が固定されており、永久磁石２６の内側にはアーマチュア２２が配設される。アーマチュア２２は、モータ軸２７に固定されたアーマチュアコア２８と、アーマチュアコア２８に巻装されたアーマチュアコイル２９とから構成されている。モータ軸２７の右端部は、エンドカバー２３に取り付けられたメタル軸受３１によって回動自在に支持されている。一方、モータ軸２７の左端部は、ピニオン１４等が取り付けられたドライブシャフト（出力軸）３２の端部に回動自在に支持されている。ドライブシャフト３２の右端部には軸受部３３が凹設されており、モータ軸２７はそこに取り付けられたメタル軸受３４によって回動自在に支持される。
【００１９】
アーマチュアコア２８の一端側には、モータ軸２７に外嵌固定されたコンミテータ３５が隣接配置されている。コンミテータ３５の外周面には、導電材にて形成されたコンミテータ片３６が複数個取り付けられており、各コンミテータ片３６にはアーマチュアコイル２９の端部が固定されている。モータハウジング２１の左端部には、ブラシホルダ３７が取り付けられている。ブラシホルダ３７には、周方向に間隔をあけて、ブラシ収容部３８が４個配置されている。各ブラシ収容部３８にはそれぞれブラシ３９が出没自在に内装されている。ブラシ３９の突出先端部（内径側先端部）は、コンミテータ３５の外周面に摺接している。
【００２０】
ブラシ３９の後端側には図示しないピグテールが取り付けられており、ブラシホルダ３７の導電プレート４１と電気的に接続されている。導電プレート４１にはスイッチ部４２が設けられており、スイッチプレート４３が導電プレート４１に接触すると電源ターミナル４４とブラシ３９との間が電気的に接続され、コンミテータ３５に電力が供給される。スイッチプレート４３はスイッチシャフト４５に取り付けられており、マグネットスイッチ部４が通電されると、スイッチシャフト４５が左方に移動し、スイッチプレート４３が導電プレート４１に接触するようになっている。
【００２１】
ギヤ部３の遊星歯車機構１２には、インターナルギヤユニット４６とドライブプレートユニット４７が設けられている。インターナルギヤユニット４６は、ギヤカバー２４の右端部に固定されており、その内周側には内歯歯車４８が形成されている。インターナルギヤユニット４６の中央にはメタル軸受４９が内装されており、ドライブシャフト３２の右端側が回動自在に支持されている。ドライブプレートユニット４７は、ドライブシャフト３２の右端部に固定されており、遊星歯車５１が３個等分間隔で取り付けられている。遊星歯車５１は、ベースプレート５２に固定された支持ピン５３に、メタル軸受５４を介して回動自在に支持されている。遊星歯車５１は内歯歯車４８と噛合している。
【００２２】
モータ軸２７の左端部には、太陽歯車５５が形成されている。太陽歯車５５は遊星歯車５１と噛合しており、遊星歯車５１は、太陽歯車５５と内歯歯車４８との間で、自転しつつ公転する。モータ１１が作動すると、モータ軸２７と共に太陽歯車５５が回転し、太陽歯車５５の回転に伴い、遊星歯車５１が内歯歯車４８と噛み合いながら太陽歯車５５の周りを公転する。これにより、ドライブシャフト３２に固定されたベースプレート５２が回転し、モータ軸２７の回転が減速されてドライブシャフト３２に伝達される。
【００２３】
オーバーランニングクラッチ１３は、遊星歯車機構１２によって減速された回転をピニオン１４に対し一回転方向に伝達する。オーバーランニングクラッチ１３は、クラッチアウタ（アウタ部）５６とクラッチインナ（インナ部）５７との間に、ローラ（ローラ部材）５８及びクラッチスプリング５９を配した構成となっている。クラッチアウタ５６は、ボス部５６ａとクラッチ部５６ｂとからなり、ボス部５６ａは、ドライブシャフト３２のヘリカルスプライン部６１に取り付けられている。ボス部５６ａの内周側には、ヘリカルスプライン部６１と噛み合うスプライン部６２が形成されている。これにより、クラッチアウタ５６は、ドライブシャフト３２上をヘリカルスプライン部６１に沿って軸方向に移動可能となっている。
【００２４】
ドライブシャフト３２にはストッパ６３が取り付けられている。ストッパ６３は、ドライブシャフト３２に装着されたサークリップ６４によって軸方向の移動が規制されている。ストッパ６３には、ギヤリターンスプリング６５の一端側が取り付けられている。ギヤリターンスプリング６５の他端側は、ボス部５６ａの内端壁６６に当接している。クラッチアウタ５６は、このギヤリターンスプリング６５によって右方向に付勢されており、通常時（非通電時）には、クラッチアウタ５６はギヤカバー２４に固定されたクラッチストッパ６７に当接した位置で保持される。
【００２５】
クラッチアウタ５６のクラッチ部５６ｂ内周には、ピニオン１４と一体に形成されたクラッチインナ５７が配設されている。クラッチアウタ５６とクラッチインナ５７の間には、ローラ５８及びクラッチスプリング５９が複数組配置されている。また、クラッチ部５６ｂの外周にはクラッチカバー６８が外装されており、クラッチ部５６ｂの左端面とクラッチカバー６８との間には、クラッチワッシャ６９が取り付けられている。このクラッチワッシャ６９によって、ローラ５８及びクラッチスプリング５９は、クラッチ部５６ｂの内周側に、軸方向の移動を規制された状態で収容される。
【００２６】
クラッチ部５６ｂの内周壁はカム面となっており、楔状斜面部と曲面部が形成されている。ローラ５８は、通常、クラッチスプリング５９によって曲面部側に押されている。クラッチアウタ５６が回転し、クラッチスプリング５９の付勢力に抗して、ローラ５８が楔状斜面部とクラッチインナ５７の外周面との間に挟持されると、クラッチインナ５７はローラ５８を介してクラッチアウタ５６と一体に回転する。これにより、モータ１１が作動しドライブシャフト３２が回転すると、その回転はクラッチアウタ５６からローラ５８を介してクラッチインナ５７に伝達され、ピニオン１４が回転する。
【００２７】
これに対し、エンジンが始動し、クラッチインナ５７がクラッチアウタ５６よりも早く回転すると、ローラ５８は曲面部側に移動し、クラッチインナ５７はクラッチアウタ５６に対し空転状態となる。すなわち、クラッチインナ５７がオーバーラン状態となると、ローラ５８が楔状斜面部とクラッチインナ外周面との間には挟持されず、クラッチインナ５７の回転はクラッチアウタ５６には伝達されない。従って、エンジン始動後、エンジン側からより高い回転数でクラッチインナ５７が回されても、その回転はオーバーランニングクラッチ１３にて遮断され、モータ１１側には伝達されない。
【００２８】
ピニオン１４は冷間鍛造によって形成された鋼製部材であり、アイドルギヤ１５と噛合している。ピニオン１４は、クラッチインナ５７と一体に成形されており、そのギヤ部７１の先端部には、円板状の移送フランジ（アイドルギヤ移送手段）７２が形成されている。移送フランジ７２はアイドルギヤ１５の側面に当接しており、後述するように、ピニオン１４と共にアイドルギヤ１５を右方に移動させ、アイドルギヤ１５をリングギヤ１６から離脱させる。
【００２９】
クラッチインナ５７の外径Ａは、ギヤ部７１の歯底外径Ｂよりも小径（Ａ＜Ｂ）となっている。これにより、ギヤ部７１の形成に際しクラッチインナ５７が障害となることがなく、クラッチインナ５７とギヤ部７１が一体となったピニオン１４を冷間鍛造によって形成することが可能となる。ピニオン１４を冷鍛加工することにより、ギヤ部７１の軸方向寸法（図中の寸法Ｘ）の精度が向上し、ピニオン１４とアイドルギヤ１５間など、部品間のガタを小さくすることができ、部品の摩耗や破損を防止できる。また、冷間鍛造によってギヤ部７１を形成することにより、加工硬化が生じ、ギヤ部７１の強度が増大し、ギヤ連結部の強度アップを図ることが可能となる。
【００３０】
移送フランジ７２の基部には、曲面部７３が形成されている。移送フランジ７２は、後述するように、アイドルギヤ１５をリングギヤ１６から離脱させる際に、アイドルギヤ１５に当接し、アイドルギヤ１５を右方に移動させる。その際、移送フランジ７２にはアイドルギヤ１５の移動に伴って負荷が加わり、移送フランジ７２の基部がシャープエッジにてギヤ部７１から立ち上がっている場合、角隅部に応力集中が生じ、強度上問題がある。これに対し、当該スタータ１では、移送フランジ７２の基部が曲面部７３となっているので、応力集中が生じにくく、信頼性向上が図られる。
【００３１】
ピニオン１４の内径側には、シャフト孔７４とスプリング収容部７５が形成されている。シャフト孔７４にはピニオンギヤメタル７６が取り付けられており、ピニオン１４は、ピニオンギヤメタル７６を介してドライブシャフト３２に回動自在に支持される。スプリング収容部７５はクラッチインナ５７の内周側に形成されており、そこには、ストッパ６３やギヤリターンスプリング６５が収容される。
【００３２】
マグネットスイッチ部４は、モータ１１に対する電力供給を制御する部位であり、遊星歯車機構１２の左方にモータ１１や遊星歯車機構１２と同心状に配設されている。マグネットスイッチ部４は、ギヤカバー２４に固定された鋼製の固定部７７と、ドライブシャフト３２にそって左右方向に移動自在に配置された可動部７８とからなる。固定部７７には、ギヤカバー２４に固定されたケース７９と、ケース７９内に収容されたコイル８１及びケース７９の内周側に取り付けられた固定鉄心８２が設けられている。可動部７８には、スイッチシャフト４５が取り付けられた可動鉄心８３が設けられ、可動鉄心８３の内周側にはギヤプランジャ８４が取り付けられている。可動鉄心８３の外周側（図中下端側）には、スイッチリターンスプリング９０が取り付けられている。スイッチリターンスプリング９０の他端側はギヤカバー２４に当接しており、可動鉄心８３は右方に付勢されている。
【００３３】
可動鉄心８３の内周にはさらに、ブラケットプレート８５が固定されている。ブラケットプレート８５には、プランジャスプリング８６の一端がカシメ固定されている。プランジャスプリング８６の他端側は、イグニッションキースイッチがＯＦＦのとき（図１の状態のとき）は、ギヤプランジャ８４に当接しており、ギヤプランジャ８４はプランジャスプリング８６によって左方に付勢されている。ギヤプランジャ８４はドライブシャフト３２に軸方向に移動可能取り付けられており、可動鉄心８３の内周面との間には摺動軸受８７が介設されている。
【００３４】
マグネットスイッチ部４のコイル８１には、ケース部５に取り付けられたスイッチ端子４０から電力が供給される。図２はケース部５の構成を示す説明図であり、図２に示すように、スイッチ端子４０はケース部５の外周部に配置されている。また、当該スタータ１では、コイル８１とスイッチ端子４０との間にダイオード９６が接続されている。ダイオード９６は、ダイオードユニット９７内に収容されており、図１に示すように、ケース部５内に取り付けられている。
【００３５】
図３は、ダイオードユニット９７の構成を示す説明図であり、図３に示すように、ダイオードユニット９７は、合成樹脂製のケース９８内にダイオード９６を収容した構成となっている。ケース９８には、導電片９９ａ,９９ｂが圧入固定されており（図３（ａ）,（ｂ））、ダイオード９６は、導電片９９ａ,９９ｂの間に半田付けにて固定される（図３（ｃ））。ダイオードユニット９７には、ダイオード９６を取り付けた状態で合成樹脂製の充填材１００が充填され（図３（ｄ））、ダイオード９６がケース９８内に絶縁状態で保持される。
【００３６】
前述のように、マグネットスイッチ部４では、イグニッションキースイッチがＯＦＦされるとコイル８１に逆起電力が生じ、従来の始動発電機では、この逆起電力によりイグニッションキースイッチの接点間にアークが発生するおそれがあった。これに対し、当該スタータ１では、マグネットスイッチ部４のコイル８１にダイオード９６を接続し、コイル８１に生じた逆起電力をこのダイオード９６を介して逃がしている。図４は、スタータ１の回路構成を示す説明図であり、図４に示すように、マグネットスイッチ部４には、ダイオード９６を備えた逆起電力吸収回路１０１が設けられている。逆起電力吸収回路１０１では、イグニッションキースイッチ１０２とコイル８１の間に、ダイオード９６の一端側が接続されている。一方、ダイオード９６の他端側は、コイル８１の一端側と同様に接地されている。
【００３７】
このようなスタータ１にて、静止状態（図４（ａ））からイグニッションキースイッチ１０２がＯＮされると（図４（ｂ））、バッテリ（電源）１０３から、コイル８１に電力が供給され、スイッチプレート４３と導電プレート４１が接触してモータ１１が起動する（図４（ｃ））。一方、エンジン始動後、イグニッションキースイッチ１０２がＯＦＦされると、コイル８１に逆起電力が発生するが、当該スタータ１では、図４（ｄ）に示すように、この逆起電力は逆起電力吸収回路１０１によって吸収される。すなわち、ここでは、図６の場合と異なり、コイル８１で発生した起電力には、逆起電力吸収回路１０１という逃げ場が存在する。このため、コイル８１に逆起電力が生じても、イグニッションキースイッチ１０２の接点間に電位差が生じることがなく、イグニッションキースイッチ１０２におけるアーク発生を防止でき、製品信頼性の向上が図られる。
【００３８】
ケース部５はアルミダイカスト製のギヤカバー２４を備えており、ギヤカバー２４には、メタル軸受８８を介してドライブシャフト３２の左端側が回動自在に支持されている。ギヤカバー２４にはまた、アイドルギヤ１５を支持するアイドルシャフト８９が取り付けられている。アイドルシャフト８９の左端側は、図示しないアイドルシャフトストッパにて抜け止めされている。ギヤカバー２４内には、前述のように、合成樹脂製（例えば、ガラス繊維強化ポリアミド）のクラッチストッパ６７やケース７９等が固定され、右端面側には、モータハウジング２１やエンドカバー２３がセットボルト２５によって固定されている。
【００３９】
アイドル部６には、アイドルギヤ１５が配設されている。アイドルギヤ１５は、アイドルシャフト８９にメタル軸受９１を介して回動自在に支持されている。アイドルギヤ１５には、ギヤ部９２とボス部９３が設けられており、ギヤ部９２はピニオン１４のギヤ部７１と噛合している。ボス部９３には、合成樹脂製（例えば、ガラス繊維強化ポリアミド）のスリッププレート９４が装着されている。スリッププレート９４はリング状に形成され、Ｃリング９５によって抜け止めされてボス部９３に外挿される。スリッププレート９４の外径は、ギヤ部９２の歯底外径よりも若干小さく形成されており、スリッププレート９４の外周部は、クラッチカバー６８の左端面とギヤ部９２の右端面との間に介設される。
【００４０】
次に、このようなスタータ１を用いたエンジン始動動作について説明する。まず、自動車のイグニッションキースイッチ１０２がＯＦＦされているときは、図１のように、ギヤリターンスプリング６５の付勢力によって、クラッチアウタ５６はクラッチストッパ６７に当接した状態にある。このとき、スイッチプレート４３は導電プレート４１から離れており、モータ１１への給電は行われない。また、アイドルギヤ１５は、右方の離脱位置にあり、リングギヤ１６とは噛み合っていない状態にある。これに対し、イグニッションキースイッチ１０２をＯＮすると、アイドルギヤ１５が左方へ移動し、リングギヤ１６に噛み合う。
【００４１】
すなわち、イグニッションキースイッチ１０２をＯＮすると、まず、コイル８１に電流が流れ、マグネットスイッチ部４に吸引力が発生する。コイル８１が励磁されると、ケース７９及び固定鉄心８２を通る磁路が形成され、可動鉄心８３が左方に吸引される。可動鉄心８３がスイッチリターンスプリング９０の付勢力に抗して左方に移動すると、スイッチシャフト４５も左方へ移動し、スイッチプレート４３が導電プレート４１に接触して接点が閉じる。これにより、電源ターミナル４４とブラシ３９との間が電気的に接続され、コンミテータ３５に電力が供給されてモータ１１が起動しアーマチュア２２が回転する。また、ブラケットプレート８５も左方へ移動し、それに伴って、プランジャスプリング８６も押し縮められる。
【００４２】
アーマチュア２２が回転すると、遊星歯車機構１２を介してドライブシャフト３２が回転する。ドライブシャフト３２の回転に伴い、ヘリカルスプライン部６１に取り付けられたクラッチアウタ５６もまた回転する。ヘリカルスプライン部６１は、ドライブシャフト３２の回転方向を考慮してねじり方向が設定されており、クラッチアウタ５６の回転数が増大すると、その慣性マスによって、クラッチアウタ５６がヘリカルスプライン部６１に沿って左方に移動する（静止位置→作動位置）。クラッチアウタ５６が左方へ飛び出すと、ピニオン１４もクラッチアウタ５６と共に左方に移動する。このとき、ギヤリターンスプリング６５もクラッチアウタ５６に押されて縮められる。
【００４３】
クラッチアウタ５６が左方へ移動すると、アイドルギヤ１５もまたクラッチアウタ５６に押されて左方へ移動し、リングギヤ１６に噛み合う。アイドルギヤ１５がリングギヤ１６と噛み合うと、モータ１１の回転がリングギヤ１６に伝達され、リングギヤ１６が回転する。リングギヤ１６はエンジンのクランク軸に接続されており、リングギヤ１６の回転に伴ってクランク軸が回転され、エンジンが始動される。エンジンが始動すると、リングギヤ１６からアイドルギヤ１５を介してピニオン１４が高回転で回転されるが、オーバーランニングクラッチ１３の作用によって、その回転はモータ１１側には伝達されない。
【００４４】
また、クラッチアウタ５６が左方に移動すると、押し縮められていたプランジャスプリング８６の付勢力によってギヤプランジャ８４が左方に移動し、ギヤプランジャ８４はクラッチアウタ５６の右端面に当接する。このとき、プランジャスプリング８６は自然長状態となり、クラッチアウタ５６に当接した状態のギヤプランジャ８４とプランジャスプリング８６との間には、若干の隙間が生じる。
【００４５】
ここで、エンジンが始動するとピニオン１４は高回転で回転され、オーバーランニングクラッチ１３は空転方向に回転される。オーバーランニングクラッチ１３が空転方向に回されるとクラッチ内に空転トルクが生じ、クラッチアウタ５６には切れトルクと呼ばれる回転力が働く。この回転力により、クラッチアウタ５６にはヘリカルスプライン部６１を介して右方へのスラスト力が生じ、クラッチアウタ５６が右方へ移動しアイドルギヤ１５がリングギヤ１６から離脱するおそれがある。そこで、当該スタータ１では、ギヤプランジャ８４によってクラッチアウタ５６を作動位置にて保持し、アイドルギヤ１５の右方への移動を規制してアイドルギヤ１５の離脱を防止している。
【００４６】
一方、エンジンが始動しイグニッションキースイッチ１０２がＯＦＦされると、マグネットスイッチ部４への通電も停止され、その吸引力も消滅する。すると、スイッチリターンスプリング９０の付勢力によってブラケットプレート８５が右方に押され、それまで固定鉄心８２による吸引力にて左方に保持されていた可動鉄心８３が右方に移動する。可動鉄心８３が右方に移動すると、スイッチシャフト４５も右方へ移動し、スイッチプレート４３が導電プレート４１から離れ接点が開く。これにより、モータ１１に対する給電が遮断され、ドライブシャフト３２の回転が停止し、クラッチアウタ５６の回転も停止する。なお、イグニッションキースイッチ１０２のＯＦＦに伴い、前述のように、コイル８１に逆起電力が生じるが、この起電力は逆起電力吸収回路１０１に流れるため、従来のスタータのようにイグニッションキースイッチ１０２にアークが発生することはない。
【００４７】
クラッチアウタ５６の回転が停まると、その慣性マスによる軸方向への移動力も消滅する。このため、押し縮められていたギヤリターンスプリング６５の付勢力によって、クラッチアウタ５６は、ヘリカルスプライン部６１に沿って作動位置から静止位置へと右方へ移動する。このとき、ギヤプランジャ８４もクラッチアウタ５６に押されて図１の状態に戻る。なお、ギヤリターンスプリング６５の付勢力は、この時点におけるプランジャスプリング８６の付勢力よりも大きくなるように設定されている。
【００４８】
クラッチアウタ５６が右方に移動すると、ピニオン１４もまた右方に移動する。ピニオン１４が右方に移動すると、ピニオン１４の移送フランジ７２がアイドルギヤ１５のギヤ部９２の左端に当接する。これにより、アイドルギヤ１５は移送フランジ７２によって右方に移動し、アイドルギヤ１５がリングギヤ１６から離脱する。すなわち、スタータ１では、ピニオン１４に一体的に形成された移送フランジ７２によって、アイドルギヤ１５が静止位置に戻される。
【実施例２】
【００４９】
次に、本発明の実施例２であるスタータについて説明する。なお、実施例２では、実施例１と同様の部材、部分については同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００５０】
前述のように、実施例１のスタータ１では、ダイオード９６を備えた逆起電力吸収回路１０１により、コイル８１に生じる逆起電力を逃がし、イグニッションキースイッチ１０２でのアーク発生を防止している。しかしながら、ダイオード９６をダイオードユニット９７に収容してケース部５内に配置する構成のため、部品点数が多く、組付工数も嵩むという問題があった。また、ケース部５内にダイオードユニット９７を配置するスペースが必要なため、ケース部５のサイズが大きくなり、スタータ１のレイアウト性が良くないという問題もあった。
【００５１】
そこで、本発明者らは、これらの課題を解決すべく、ダイオード９６をスイッチ端子４０内に配置する構成に想到した。図５は、実施例２のスタータにて使用されるスイッチ端子１１０の構成を示す説明図である。スイッチ端子１１０は、合成樹脂製のケース１１１と、端子板１１２ａ,１１２ｂ及びダイオード９６とから構成されている。図５（ａ）に示すように、ダイオード９６はケース１１１内に収容され、端子板１１２ａ,１１２ｂの間に半田付けにて固定される。スイッチ端子１１０には、ダイオード９６を取り付けた状態で合成樹脂製の充填材１１３が充填され（図５（ｂ））、ダイオード９６はケース１１１内に絶縁状態で保持される。
【００５２】
このように、実施例２のスタータでは、ダイオード９６がスイッチ端子１１０に内蔵されているため、ダイオードユニット９７は不要となる。また、ケース部５においても、ダイオードユニット９７を収容する部分は不要となる。従って、実施例１のスタータ１に比して、部品点数を削減することができ、また、ダイオードユニット９７を組み付けるための工数も不要となり、製品コストの低減が図られる。さらに、ケース部５のダイオードユニット収容部分を削減することにより、ケース部５のサイズを小さくすることができ、スタータの小型化を図ることが可能となる。このため、スタータの省スペース化が図られ、車載レイアウト性も向上する。
【００５３】
なお、実施例２のスタータにおけるスイッチ端子１１０以外の部分は、ダイオードユニット９７を省くと共に、ケース部５のダイオードユニット収容部分を削減した点を除いて、実施例１のスタータ１と同様である。
【００５４】
本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前述の実施例では、遊星歯車機構１２を介してモータ１１によって回転されるドライブシャフト３２にオーバーランニングクラッチ１３を取り付ける形態のスタータを示したが、モータ軸２７の先端部にオーバーランニングクラッチを装着した形態のスタータにも本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施例１であるスタータの構成を示す断面図である。
【図２】図１のスタータに使用されるケース部の構成を示す説明図である。
【図３】ダイオードユニットの構成を示す説明図である。
【図４】図１のスタータの回路構成を示す説明図である。
【図５】本発明の実施例２であるスタータにて使用されるスイッチ端子の構成を示す説明図である。
【図６】従来のスタータの回路構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５６】
１    スタータ
２    モータ部
３    ギヤ部
４    マグネットスイッチ部
５    ケース部
６    アイドル部
１１    モータ
１２    遊星歯車機構
１３    オーバーランニングクラッチ
１４    ピニオン
１５    アイドルギヤ
１５    移動しアイドルギヤ
１６    リングギヤ
２１    モータハウジング
２２    アーマチュア
２３    エンドカバー
２４    ギヤカバー
２５    セットボルト
２６    永久磁石
２７    モータ軸
２８    アーマチュアコア
２９    アーマチュアコイル
３１    メタル軸受
３２    ドライブシャフト
３３    軸受部
３４    メタル軸受
３５    コンミテータ
３６    コンミテータ片
３７    ブラシホルダ
３８    ブラシ収容部
３９    ブラシ
４０    スイッチ端子
４１    導電プレート
４２    スイッチ部
４３    スイッチプレート
４４    電源ターミナル
４５    スイッチシャフト
４６    インターナルギヤユニット
４７    ドライブプレートユニット
４８    内歯歯車
４９    メタル軸受
５１    遊星歯車
５２    ベースプレート
５３    支持ピン
５４    メタル軸受
５５    太陽歯車
５６    クラッチアウタ
５６ａ  ボス部
５６ｂ  クラッチ部
５７    クラッチインナ
５８    ローラ
５９    クラッチスプリング
６１    ヘリカルスプライン部
６２    スプライン部
６３    ストッパ
６４    サークリップ
６５    ギヤリターンスプリング
６６    内端壁
６７    クラッチストッパ
６８    クラッチカバー
６９    クラッチワッシャ
７１    ギヤ部
７２    移送フランジ
７３    曲面部
７４    シャフト孔
７５    スプリング収容部
７６    ピニオンギヤメタル
７７    固定部
７８    可動部
７９    ケース
８１    コイル
８２    固定鉄心
８３    可動鉄心
８４    ギヤプランジャ
８５    ブラケットプレート
８６    プランジャスプリング
８７    摺動軸受
８８    メタル軸受
８９    アイドルシャフト
９０    スイッチリターンスプリング
９１    メタル軸受
９２    ギヤ部
９３    ボス部
９４    スリッププレート
９５    Ｃリング
９６    ダイオード
９７    ダイオードユニット
９８    ケース
９９ａ,９９ｂ    導電片
１００  充填材
１０１  逆起電力吸収回路
１０２  イグニッションキースイッチ
１１０  スイッチ端子
１１１  ケース
１１２ａ,１１２ｂ  端子板
１１３  充填材
１５１  イグニッションキースイッチ
１５２  バッテリ
１５３  マグネットスイッチ
１５４  コイル
１５５  モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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