(57)【要約】【課題】マグネットスイッチの吸引力を維持しつつ、マグネティックスイッチの小形軽量化を図るとともに、低電圧でも確実に動作する信頼性の高いソレノイド及びスタータを提供することにある。【解決手段】スタータ１０のマグネットスイッチ３を構成するソレノイドは、通電されて磁力を発生する励磁コイル３ｆと、磁気回路の一部を構成する可動部材である可動コアであるプランジャ３ａと、この可動コアと対向して配置され磁気回路の一部を構成する固定コア３ｊとからなる。ここで、可動コアであるプランジャ３ａは、同心状に複数個に分割された第１プランジャ３１ａと、第２プランジャ３２ａとから構成される。第２プランジャ３２ａが吸引された後、第１プランジャ３１ａが吸引される構造である。【選択図】　図２
2004068601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電されて磁力を発生する励磁コイルと、磁気回路の一部を構成する可動部材である可動コアと、この可動コアと対向して配置され磁気回路の一部を構成する固定コアとを有するソレノイドにおいて、
上記可動コアが上記固定コアに吸引された状態を基準とした上記可動コア位置よりも、上記可動コアと上記固定コアの軸方向の空隙が小さくなるように構成されていることを特徴とするソレノイド。
【請求項２】
通電されて磁力を発生する励磁コイルと、磁気回路の一部を構成する可動部材である可動コアと、この可動コアと対向して配置され磁気回路の一部を構成する固定コアとを有するソレノイドにおいて、
上記可動コア及び上記固定コアの少なくとも一方は、同心状に複数個に分割された部材から構成され、いずれか一つの部材が吸引された後、他の部材が吸引される構造であることを特徴とするソレノイド。
【請求項３】
通電されて磁力を発生する励磁コイルと、磁気回路の一部を構成する可動部材である可動コアと、この可動コアと対向して配置され磁気回路の一部を構成する固定コアとを有するソレノイドにおいて、
上記可動コア及び上記固定コアの少なくとも一方は、同心状に複数個に分割された部材から構成され、
上記可動コアの移動方向の距離は、上記可動コア若しくは上記固定コアの分割された一つの部材と上記固定コア若しくは上記可動コアとの間の距離が、上記可動コア若しくは上記固定コアの分割された他の部材と上記固定コア若しくは上記可動コアとの間の距離よりも短く構成されたことを特徴とするソレノイド。
【請求項４】
エンジンに装着され、回転駆動力を発生させるモータと、
このモータの回転駆動力をエンジンに伝達する動力伝達機構と、
通電されて磁力を発生する励磁コイルと、磁気回路の一部を構成する可動部材である可動コアと、この可動コアと対向して配置され磁気回路の一部を構成する固定コアとから構成されるソレノイドとを有し、
このソレノイドの動作により、上記動力伝達機構を駆動し、また、上記モータに通電するスタータにおいて、
上記ソレノイドの上記可動コアが上記固定コアに吸引された状態を基準とした上記可動コア位置よりも、上記可動コアと上記固定コアの軸方向の空隙が小さくなるように構成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記載のスタータにおいて、
上記励磁コイルの通電時に、上記可動コアが吸引されて、上記固定コアに衝突したときに上記固定コアに発生する衝撃力を複数回に分散する分散手段を備えたことを特徴とするスタータ。
【請求項６】
請求項４記載のスタータにおいて、
上記分散手段は、上記可動コアが複数個の可動コア部品に分割されて構成され、
上記可動コア部品は、上記可動コアの移動方向に互いに相対移動可能に構成されていることを特徴とするスタータ。
【請求項７】
請求項６記載のスタータにおいて、
上記可動コアを構成する複数個の上記可動コア部品は、上記固定コア側の端面に軸方向の段差が生じるように構成されていることを特徴とするスタータ。
【請求項８】
請求項６記載のスタータにおいて、上記可動コアは、上記可動コア部品の相対移動に伴って弾性変形する弾性体で構成された緩衝部材を備えたことを特徴とするスタータ。
【請求項９】
請求項４記載のスタータにおいて、
上記分散手段は、上記固定コアが複数個の固定コア部品に分割されて構成され、
上記固定コア部品は、上記可動コアの移動方向に互いに相対移動可能に構成されていることを特徴とするスタータ。
【請求項１０】
請求項９記載のスタータにおいて、
上記固定コアを構成する複数個の上記固定コア部品は、上記可動コア側の端面に軸方向の段差が生じるように構成されていることを特徴とするスタータ。
【請求項１１】
請求項９記載のスタータにおいて、
上記固定コアは、上記固定コア部品の相対移動に伴って弾性変形する弾性体で構成された緩衝部材を備えたことを特徴とするスタータ。
【請求項１２】
エンジンに装着され、回転駆動力を発生させるモータと、
このモータの回転駆動力をエンジンに伝達する動力伝達機構と、
通電されて磁力を発生する励磁コイルと、磁気回路の一部を構成する可動部材である可動コアと、この可動コアと対向して配置され磁気回路の一部を構成する固定コアとから構成されるソレノイドとを有し、
このソレノイドの動作により、上記動力伝達機構を駆動し、また、上記モータに通電するスタータにおいて、
上記ソレノイドの上記可動コア及び上記固定コアの少なくとも一方は、同心状に複数個に分割された部材から構成され、いずれか一つの部材が吸引された後、他の部材が吸引される構造であることを特徴とするスタータ。
【請求項１３】
エンジンに装着され、回転駆動力を発生させるモータと、
このモータの回転駆動力をエンジンに伝達する動力伝達機構と、
通電されて磁力を発生する励磁コイルと、磁気回路の一部を構成する可動部材である可動コアと、この可動コアと対向して配置され磁気回路の一部を構成する固定コアとから構成されるソレノイドとを有し、
このソレノイドの動作により、上記動力伝達機構を駆動し、また、上記モータに通電するスタータにおいて、
上記ソレノイドの上記可動コア及び上記固定コアの少なくとも一方は、同心状に複数個に分割された部材から構成され、
上記可動コアの移動方向の距離は、上記可動コア若しくは上記固定コアの分割された一つの部材と上記固定コア若しくは上記可動コアとの間の距離が、上記可動コア若しくは上記固定コアの分割された他の部材と上記固定コア若しくは上記可動コアとの間の距離よりも短く構成されたことを特徴とするスタータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マグネティックスイッチに用いられるソレノイド及び、このマグネティックスイッチを用いたスタータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスタータは、例えば、特開平１１−２３００１４号公報に記載されているように、マグネティックスイッチの吸引力を利用してピニオンを回転軸方向にシフトさせ、モータの出力軸をエンジンのリングギヤと噛合せて、モータの回転駆動力でエンジンを始動させるようにしている。キースイッチが投入されると、バッテリからマグネティックスイッチに通電されてプランジャが吸引され、マグネティックスイッチの内部常開接点が閉じる。このマグネティックスイッチの内部常開接点が閉じると、モータに通電され、そのモータの回転駆動力は、ローラクラッチ，ピニオン及びリングギヤを介してエンジンに伝達され、エンジンを始動する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、車両に搭載される電装品の小型化のニーズが高くなり、それに伴って、スタータに用いるモータの小型化は、検討されている。しかしながら、マグネットスイッチの小型化までは、検討されていないものである。マグネットスイッチを単に小型化すると、マグネティックスイッチのプランジャの吸引力が十分に確保できないという問題が生じてくる。また、マグネットスイッチを単に小型化すると、バッテリが低電圧になった際に、マグネットスイッチの動作が不確実になり、エンジン始動を確実に行えないという問題も生じている。
【０００４】
本発明の目的は、マグネットスイッチの吸引力を維持しつつ、マグネティックスイッチの小形軽量化を図るとともに、低電圧でも確実に動作する信頼性の高いソレノイド及びスタータを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するため、本発明は、通電されて磁力を発生する励磁コイルと、磁気回路の一部を構成する可動部材である可動コアと、この可動コアと対向して配置され磁気回路の一部を構成する固定コアとを有するソレノイドにおいて、上記可動コアが上記固定コアに吸引された状態を基準とした上記可動コア位置よりも、上記可動コアと上記固定コアの軸方向の空隙が小さくなるように構成されているものである。
かかる構成により、マグネットスイッチの吸引力を維持しつつ、マグネティックスイッチの小形軽量化を図るとともに、低電圧でも確実に動作して信頼性を向上し得るものとなる。
【０００６】
（２）上記目的を達成するために、本発明は、通電されて磁力を発生する励磁コイルと、磁気回路の一部を構成する可動部材である可動コアと、この可動コアと対向して配置され磁気回路の一部を構成する固定コアとを有するソレノイドにおいて、上記可動コア及び上記固定コアの少なくとも一方は、同心状に複数個に分割された部材から構成され、いずれか一つの部材が吸引された後、他の部材が吸引される構造としたものである。
かかる構成により、マグネットスイッチの吸引力を維持しつつ、マグネティックスイッチの小形軽量化を図るとともに、低電圧でも確実に動作して信頼性を向上し得るものとなる。
【０００７】
（３）上記目的を達成するために、本発明は、通電されて磁力を発生する励磁コイルと、磁気回路の一部を構成する可動部材である可動コアと、この可動コアと対向して配置され磁気回路の一部を構成する固定コアとを有するソレノイドにおいて、上記可動コア及び上記固定コアの少なくとも一方は、同心状に複数個に分割された部材から構成され、上記可動コアの移動方向の距離は、上記可動コア若しくは上記固定コアの分割された一つの部材と上記固定コア若しくは上記可動コアとの間の距離が、上記可動コア若しくは上記固定コアの分割された他の部材と上記固定コア若しくは上記可動コアとの間の距離よりも短く構成したものである。
かかる構成により、マグネットスイッチの吸引力を維持しつつ、マグネティックスイッチの小形軽量化を図るとともに、低電圧でも確実に動作して信頼性を向上し得るものとなる。
【０００８】
（４）上記目的を達成するために、本発明は、エンジンに装着され、回転駆動力を発生させるモータと、このモータの回転駆動力をエンジンに伝達する動力伝達機構と、通電されて磁力を発生する励磁コイルと、磁気回路の一部を構成する可動部材である可動コアと、この可動コアと対向して配置され磁気回路の一部を構成する固定コアとから構成されるソレノイドとを有し、このソレノイドの動作により、上記動力伝達機構を駆動し、また、上記モータに通電するスタータにおいて、上記ソレノイドの上記可動コアが上記固定コアに吸引された状態を基準とした上記可動コア位置よりも、上記可動コアと上記固定コアの軸方向の空隙が小さくなるように構成したものである。
かかる構成により、マグネットスイッチの吸引力を維持しつつ、マグネティックスイッチの小形軽量化を図るとともに、低電圧でも確実に動作して信頼性を向上し得るものとなる。
【０００９】
（５）上記（４）において、このましくは、上記励磁コイルの通電時に、上記可動コアが吸引されて、上記固定コアに衝突したときに上記固定コアに発生する衝撃力を複数回に分散する分散手段を備えるようにしたものである。
【００１０】
（６）上記（４）において、このましくは、上記分散手段は、上記可動コアが複数個の可動コア部品に分割されて構成され、上記可動コア部品は、上記可動コアの移動方向に互いに相対移動可能に構成したものである。
【００１１】
（７）上記（６）において、このましくは、上記可動コアを構成する複数個の上記可動コア部品は、上記固定コア側の端面に軸方向の段差が生じるように構成したものである。
【００１２】
（８）上記（６）において、このましくは、上記可動コアは、上記可動コア部品の相対移動に伴って弾性変形する弾性体で構成された緩衝部材を備えるようにしたものである。
【００１３】
（９）上記（４）において、このましくは、上記分散手段は、上記固定コアが複数個の固定コア部品に分割されて構成され、上記固定コア部品は、上記可動コアの移動方向に互いに相対移動可能に構成したものである。
【００１４】
（１０）上記（９）において、このましくは、上記固定コアを構成する複数個の上記固定コア部品は、上記可動コア側の端面に軸方向の段差が生じるように構成したものである。
【００１５】
（１１）上記（９）において、このましくは、上記固定コアは、上記固定コア部品の相対移動に伴って弾性変形する弾性体で構成された緩衝部材を備えるようにしたものである。
【００１６】
（１２）上記目的を達成するために、本発明は、エンジンに装着され、回転駆動力を発生させるモータと、このモータの回転駆動力をエンジンに伝達する動力伝達機構と、通電されて磁力を発生する励磁コイルと、磁気回路の一部を構成する可動部材である可動コアと、この可動コアと対向して配置され磁気回路の一部を構成する固定コアとから構成されるソレノイドとを有し、このソレノイドの動作により、上記動力伝達機構を駆動し、また、上記モータに通電するスタータにおいて、上記ソレノイドの上記可動コア及び上記固定コアの少なくとも一方は、同心状に複数個に分割された部材から構成され、いずれか一つの部材が吸引された後、他の部材が吸引される構造としたものである。
かかる構成により、マグネットスイッチの吸引力を維持しつつ、マグネティックスイッチの小形軽量化を図るとともに、低電圧でも確実に動作して信頼性を向上し得るものとなる。
【００１７】
（１３）上記目的を達成するために、本発明は、エンジンに装着され、回転駆動力を発生させるモータと、このモータの回転駆動力をエンジンに伝達する動力伝達機構と、通電されて磁力を発生する励磁コイルと、磁気回路の一部を構成する可動部材である可動コアと、この可動コアと対向して配置され磁気回路の一部を構成する固定コアとから構成されるソレノイドとを有し、このソレノイドの動作により、上記動力伝達機構を駆動し、また、上記モータに通電するスタータにおいて、上記ソレノイドの上記可動コア及び上記固定コアの少なくとも一方は、同心状に複数個に分割された部材から構成され、上記可動コアの移動方向の距離は、上記可動コア若しくは上記固定コアの分割された一つの部材と上記固定コア若しくは上記可動コアとの間の距離が、上記可動コア若しくは上記固定コアの分割された他の部材と上記固定コア若しくは上記可動コアとの間の距離よりも短く構成したものである。
かかる構成により、マグネットスイッチの吸引力を維持しつつ、マグネティックスイッチの小形軽量化を図るとともに、低電圧でも確実に動作して信頼性を向上し得るものとなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４を用いて、本発明の第１の実施形態によるスタータおよびそれに用いるソレノイドの構成について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態によるスタータの全体構成を示す断面図である。図２は、本発明の第１の実施形態によるスタータに用いるマグネットスイッチの全体構成を示す断面図である。図３及び図４は、本発明の第１の実施形態によるスタータに用いるマグネットスイッチの動作説明図である。
【００１９】
図１に示すスタータ１０は、自動車に搭載されたバッテリからの電力供給を受けて動作し、エンジンである内燃機関を始動させるための回転駆動力を発生する始動装置である。スタータ１０は、機能上、回転駆動力発生部と、回転駆動力伝達部と、回転駆動力伝達制御部から構成されている。すなわち、回転駆動力発生部は、エンジン始動用の回転駆動力を発生するモータ１から構成される。回転駆動力伝達部は、モータ１の回転駆動力をエンジンのリングギヤに伝達するローラクラッチ６や、ピニオンなどで構成される。回転駆動力伝達制御部は、ローラクラッチ６やピニオンを回転軸方向に摺動させる動力源であって、モータ１の電源の開閉を行なうマグネティックスイッチ３で構成される。
【００２０】
モータ１とマグネティックスイッチ３は、ボルトなどの固定手段によって、フロントブラケット４に固定されている。ローラクラッチ６とピニオンは、フロントブラケット４の内部で回転可能に支承されている。
【００２１】
モータ１には、継鉄（ヨーク）１ｅと、界磁固定子（界磁極）１ｆが設けられている。円筒状の継鉄（ヨーク）１ｅは、モータ１の外郭を構成する。界磁固定子（界磁極）１ｆは、継鉄１ｅの内周側に配置され、継鉄１ｅと共に磁気回路を構成する。
【００２２】
界磁固定子１ｆの内周側には、所定の空隙を介して、回転子２（電機子）が回転可能に支承され設けられている。回転子２は、磁気鉄心（回転子鉄心）２ａを備えている。磁気鉄心２ａは、磁気回路を構成するものである。磁気鉄心２ａの外周部には、スロットが複数形成されている。スロットの各々には、電機子コイル（回転子巻線）２ｂが挿入されている。磁気鉄心２ａの一端側には、電機子コイル２ｂに電気的に接続された整流子（コンミテータ）２ｃが設けられている。磁気鉄心２ａ及び整流子２ｃは、出力軸２ｄに固定されている。出力軸２ｄの先端（整流子２ｃの反対側）には、ローラクラッチ６とピニオンが軸方向に摺動可能に設けられている。出力軸２ｄの両端は、軸受４ｂ，５ａによって回転自在に支承されている。
【００２３】
整流子２ｃの外周円筒面には、ブラシ１ｇが複数摺動接触している。ブラシ１ｇは、バッテリから供給された電力を整流子２ｃに供給する＋側ブラシと、＋側ブラシ及び整流子２ｃを介して電機子コイル２ｂに供給された電力を車両のアース側に放電する−側ブラシとから構成されている。ブラシ１ｇの各々には、電力供給線であるブラシリード線（図示せず）の一方が一体成形されている。継鉄１ｅの一端側（整流子２ｃ側）には、ブラシ１ｇの各々を保持すると共に、ブラシ１ｇの各々を整流子２ｃの外周円筒面に押圧接触させるブラシ保持器１ｈが設けられている。また、継鉄１ｅの一端側（整流子２ｃ側）には、ブラシ保持器１ｈを覆うと共に、ブラシ保持器１ｈを固定するリヤブラケット（リヤカバーともいう）が設けられている。リヤブラケットには、出力軸２ｄの一端を支持する軸受が設けられている。
【００２４】
回転子２の出力軸２ｄは、フロントブラケット４のノーズ部４ａに設けた軸受４ｂと、リヤブラケットの軸受とにより回転可能に支持される。出力軸２ｄには、ローラクラッチ６とピニオンとが、摺動可能に支持されている。
【００２５】
マグネティックスイッチ３は、モータ１への電力供給を制御すると共に、エンジンのリングギヤへの回転駆動力伝達を制御するものである。マグネティックスイッチ３は、モータ１の外側に並設され、モータ１のスイッチング作用と、ローラクラッチ６とピニオンを回転軸方向に移動させる駆動力を発生する。
【００２６】
円筒状の枠体であるコイルケース３ｈは、マグネティックスイッチ３の磁気回路の一部を構成している。コイルケース３ｈの内部には、通電されて磁力を発生する吸引コイル（巻線）３ｆと、保持コイル（巻線）３ｇが設けられている。吸引コイル３ｆ，保持コイル３ｇの内周には、軸方向に摺動可能な可動部材であるプランジャ（可動コア）３ａが配置されている。吸引コイル３ｆ，保持コイル３ｇの内周の後端側（図２の左方向）には、磁気回路の一部を構成するボス（固定コア）３ｊが配置されている。ボス３ｊの軸心位置には、軸方向に摺動可能な可動シャフト３ｋが配置されている。
【００２７】
可動シャフト３ｋの後端（図２の左方向）には、モータ１への通電回路を開閉する可動接点３ｂが取り付けられている。マグネティックスイッチ３の後端部であって、可動接点３ｂと対向する部位には、可動接点３ｂと接離可能であると共に、モータ１への通電回路を開閉するためのバッテリ側固定接点３ｃと、モータ側固定接点３ｄが、接点ケース３ｒに設けられている。バッテリ側固定接点３ｃには、バッテリと接続されるバッテリ端子３ｎが一体に形成されている。モータ側固定接点３ｄには、モータリード線１ａを介してモータ１と接続されるモータ端子３ｍが一体に形成されている。また、マグネティックスイッチ３の後端部には、吸引コイル３ｆ，保持コイル３ｇの一端と電気的に繋がりキースイッチを介してバッテリと接続されるスイッチ端子３ｐが設けられている。モータ端子３ｍ，バッテリ端子３ｎ及びスイッチ端子３ｐは、マグネティックスイッチ３の接点ケース３ｒの後端部から外方に突出している。
【００２８】
マグネティックスイッチ３のプランジャ３ａは、スプリング３ｅによって付勢されている。スプリング３ｅのバネ荷重は、エンジン始動後にプランジャ３ａ及びシフトレバー８を元の位置（図２の右方向）に戻すように作用する。
【００２９】
プランジャ３ａ前端（図２の右方向）の突出部には、角穴部３ｑが設けられている。角穴部３ｑは、ピニオン側の方向にマグネティックスイッチ３の端部から突出している。プランジャ３ａの角穴部３ｑには、シフトレバー８のプランジャ係合部８ｂが挿入され、係合されている。これにより、プランジャ３ａとシフトレバー８は連結されている。シフトレバー８の中間には、支点部８ｃが設けられている。支点部８ｃには、レバースプリング９が係合されている。レバースプリング９は、シフトレバー８の支点部８ｃを中心に、シフトレバー８を回動可能に支持する。レバースプリング９は、シフトレバー８の動作の支点となり、レバースプリング９のバネ荷重は、エンジン始動の際にローラクラッチ６とピニオンをリングギヤ側に移動させる噛み込み力として作用する。シフトレバー８の他端（ピニオン側）は、ローラクラッチ６の後端部と係合している。
【００３０】
ローラクラッチ６は、外周側にクラッチアウタ６ａが配置され、内周側にクラッチインナ６ｃがそれぞれ配置されるとともに、内部にローラ及びスプリングを備えた動力伝達装置である。ローラクラッチ６は、モータ１の回転駆動力をピニオンに伝達するが、ピニオンの回転はモータ１に伝達しない一方向クラッチである。
【００３１】
ピニオンは、クラッチインナ６ｃと一体に形成されており、ローラクラッチ６を介して伝達されたモータ１の回転駆動力をリングギヤに伝達する動力伝達機構である。ピニオンは、ローラクラッチ６と一体に回転子２の出力軸２ｄ上で摺動可能及び回転可能に構成されている。出力軸２ｄの外周には、クラッチアウタ６ａの後端内周に設けられたヘリカルスプライン６ｂと係合してモータ１の回転駆動力をローラクラッチ６に伝達するヘリカルスプライン２ｅが設けられている。出力軸２ｄのヘリカルスプライン２ｅとローラクラッチ６のヘリカルスプライン６ｂにより、ローラクラッチ６とピニオンは、出力軸２ｄ上で摺動可能であると共に回転駆動力の伝達が可能に係合されている。
【００３２】
ローラクラッチ６とピニオンとは、マグネティックスイッチ３の動力（プランジャ３ａの吸引力）により、シフトレバー８を介して、出力軸２ｄの軸方向に摺動される。
【００３３】
ピニオンがリングギヤに噛み合うと、モータ１の回転駆動力がエンジンに伝達される。
【００３４】
スタータ１０のフロントブラケット４のインロー部４ｃは、エンジンのスタータ取付部と嵌合し、フロントブラケット４のフランジ部４ｄの取付け穴４ｅにボルトを通してエンジンにねじ止めすることにより、スタータ１０をエンジンに装着している。
【００３５】
次に、図２を用いて、本実施形態によるスタータに用いるマグネットスイッチ３のプランジャ（可動コア）３ａの構成について説明する。
【００３６】
プランジャ３ａは、外周側を構成する第１プランジャ３１ａと、内周側を構成する第２プランジャ３２ａとの分割構造となっており、第１プランジャ３１ａと第２プランジャ３２ａの軸方向空隙部には、緩衝部材として、皿状板バネ３３ａを設けている。
【００３７】
図２に示す状態においては、吸引コイル３ｆには通電されていない状態を示している。第１プランジャ３１ａと、第２プランジャ３２ａは、同軸構造となっており、それぞれ、独立に軸方向に摺動可能である。
【００３８】
第１プランジャ３１ａの端面とボス（固定コア）３ｊの間の距離をＬ２とし、第２プランジャ３２ａの端面とボス（固定コア）３ｊの間の距離をＬ１とすると、Ｌ１＞Ｌ２の関係としている。距離Ｌ２は、プランジャ３ａが吸引コイル３ｆに通電することにより吸引されて、ボス３ｊと衝突するまでの距離（ストローク）である。この距離（ストローク）Ｌ１は、シフトレバー８を回動させ、エンジン始動の際に、ローラクラッチ６とピニオンをリングギヤに噛み合わせるに必要なストロークである。そして、第１プランジャ３１ａとボス３ｊの間の距離Ｌ２は、距離（ストローク）Ｌ１よりも短くしている。結果として、第１プランジャ３１ａの端面と第２プランジャ３２ａの端面の間には、高さ（Ｌ１−Ｌ２）の段差が設けられている。
【００３９】
第１プランジャ３１ａの他方の端部（図２の右側）においては、第２プランジャ３２ａと係合しており、吸引コイル３ｆに通電されて、第１プランジャ３１ａが矢印Ｘ方向（電源ＯＮによる通電時の動作方向）に動作するときは、第１プランジャ３１ａと第２プランジャ３２ａは一体的に移動する。第１プランジャ３１ａがボス３ｊに突き当たると、第１プランジャ３１ａの移動は停止し、第１プランジャ３１ａと第２プランジャ３２ａの係合が解かれて、第２プランジャ３２ａのみが、ボス３ｊの方向に移動可能である。
【００４０】
吸引コイル３ｆの通電が遮断されると、スプリング３ｅの作用により、第２プランジャ３２ａは、矢印Ｘ方向と逆方向（図２の右方向）に移動する。このとき、第１プランジャ３１ａと第２プランジャ３２ａは係合しているので、第１プランジャ３１ａも同じ方向に移動する。
【００４１】
次に、図１及び図２を用いて、スタータ１０の動作について説明する。
【００４２】
自動車等のエンジン始動時に、運転者が図示しないキースイッチを投入（ＯＮ）すると、図示しないバッテリーからマグネティックスイッチ３の吸引コイル３ｆと保持コイル３ｇに通電される。通電されると、プランジャー３ａが、吸引コイル３ｆと保持コイル３ｇの発生する磁力を受けてボス３ｊに吸引される。プランジャー３ａは、プランジャー戻しバネ３ｅのバネ力に抗して、後方（図１の左方向）に移動する。プランジャー３ａの移動に伴って、レバー部材８は、レバースプリング９によって支持された支点部８ｃを中心に、反時計回りに回動する。レバー部材８の回動により、ローラクラッチ６とピニオンとが、出力軸２ａ上をリングギヤ側に移送される。
【００４３】
このとき、ピニオンとリングギヤの歯の端面どうしが当接（衝突）しない場合には、ピニオンはそのままリングギヤと噛み合う。
【００４４】
ここで、ピニオンとリングギヤの歯の端面どうしが当接した場合には、ローラクラッチ６とピニオンの軸方向の移動は止まるが、プランジャー３ａはレバースプリング９を撓ませながら（弾性変形させながら）さらに吸引されて移動し、可動シャフト３ｋを移動させる。そして、可動接点３ｈが固定接点３ｊに当接すると、モータ１に通電されてモータ１が回転する。この回転駆動力によって、レバースプリング９のバネ力でレバー部材８を介してリングギヤ側に押し付けられているローラクラッチ６とピニオンが回転して、ピニオンとリングギヤの歯の端面における当接状態が噛み合い可能な位置までずれると、レバースプリング９のバネ力でローラクラッチ６とピニオンがリングギヤ側に押し出され、ピニオンとリングギヤが噛み合う。
【００４５】
そして、モータ１の回転駆動力は、ローラクラッチ６、ピニオン及びリングギヤを介してエンジンに伝達され、エンジンを回転駆動し、エンジンが始動される。
【００４６】
エンジン始動後、運転者が図示しないキースイッチを開放（ＯＦＦ）すると、プランジャー３ａが戻しバネ３ｅのバネ力で元の位置に戻される方向に力が作用し、プランジャー３ａが元の位置に戻る。このプランジャー３ａの動きに伴って可動シャフト３ｇも元の位置に戻り、可動接点３ｈが固定接点３ｊから離れてモータ１への通電が遮断されモータ１の回転が停止する。一方で、プランジャー３ａと係合したレバー部材８は、レバースプリング９によって支持された支点部８ｃを中心に時計回りに回動して、ローラクラッチ６とピニオンを、図１に示す元の位置に戻して、ピニオンとリングギヤとを離間させる（ピニオンとリングギヤとの噛み合いを解除する）。
【００４７】
次に、図２〜図４を用いて、マグネティックスイッチ３の動作の詳細について説明する。
【００４８】
図２において、運転者が図示しないキースイッチを投入（ＯＮ）することにより、図示しないバッテリーからマグネティックスイッチ３の吸引コイル３ｆと保持コイル３ｇに電流が流れる。その結果、プランジャー３ａが吸引コイル３ｆと保持コイル３ｇに発生する磁力を受けて、ボス３ｊの方向（矢印Ｘ方向）に吸引され、図３に示すように、可動シャフト３ｋを押しながらさらに吸引される。
【００４９】
可動接点３ｂと対向する部位には、可動接点３ｂと接離可能であると共に、モータ１への通電回路を開閉するためのバッテリ側固定接点３ｃ，モータ側固定接点３ｄが配置されている。可動接点３ｂとバッテリ側固定接点３ｃ、および、モータ側固定接点３ｄが接続状態になるとモータ１に通電され、同時に、図４に示すように、プランジャ３ａが完全に吸引されて、モータが回転を開始する。
【００５０】
マグネティックスイッチ３の吸引コイル３ｆと保持コイル３ｇに通電された時にプランジャ３ａに作用する吸引力は、プランジャ３ａとボス３ｊの軸方向のギャップ（空隙）に反比例し、ギャップが小さくなるほどプランジャ３ａに作用する吸引力は大きくなる。図２に示すように、第１プランジャ３１ａとボス３ｊのギャップは、Ｌ１であり、第２プランジャ３２ａとボス３ｊのギャップは、Ｌ２となっている。プランジャ３ａが分割されずにプランジャ３ａとボス３ｊのギャップが、Ｌ１である状態に比べて、大きな吸引力が作用する。
【００５１】
したがって、本例のスタータでは、マグネティックスイッチ３の吸引コイル３ｆと保持コイル３ｇのコイル巻数を少なくして、マグネティックスイッチ３の小形化することができる。また、吸引力を大きくできるので、バッテリの電圧が低くなっても、確実に動作するようにすることができる。
【００５２】
また、従来のマグネティックスイッチにおいては、プランジャ３ａが吸引されてボス３ｊに衝突すると、プランジャ３ａの全質量Ｍの運動エネルギが一度にボス３ｊに作用するため、大きな衝撃力が発生する。この衝撃力は、ボス３ｊ，接点ケース３ｒへと伝搬して、バッテリ側固定接点３ｃとモータ側固定接点３ｄに伝わり、バッテリ側固定接点３ｃとモータ側固定接点３ｄが振動して、これらに接している可動接点３ｂとの間に位相差が生じると、バッテリ側固定接点３ｃとモータ側固定接点３ｄ及び可動接点３ｂは、断続的接触状態（チャタリング）となる。チャタリング状態となると、接点間にアークが発生して、この時発生するアーク熱によってバッテリ側固定接点３ｃとモータ側固定接点３ｄ及び可動接点３ｂが溶解することにより、接点どうしが溶着して離れなくなる場合がある。このような状態になると、モータ１が連続通電状態となり、高回転で連続動作することにより破損に至る場合がある。
【００５３】
しかしながら、本例のスタータ１０では、マグネティックスイッチ３のプランジャ３ａは、外周側を構成する第１プランジャ３１ａと内周側を構成する第２プランジャ３２ａとの分割構造となっており、第１プランジャ３１ａと第２プランジャ３２ａの端面に軸方向の段差が生じるように構成されているので、プランジャ３ａが吸引されて動作すると、第２プランジャ３２ａが先にボス３ｊに衝突し、その後、第１プランジャ３１ａが衝突する。
【００５４】
したがって、ボス３ｊに発生する衝撃力を２回に分散し、ボス３ｊに発生する振動を低減することができるので、バッテリ側固定接点３ｃとモータ側固定接点３ｄに伝搬する振動エネルギも低減でき、可動接点３ｂとの間に断続的接触状態（チャタリング）が発生するのを抑制することができる。本例によるスタータ１０のマグネティックスイッチ３を採用すれば、両接点間で断続的開放状態（チャタリング）は発生しなくなるので、アーク熱の発生もなくなり、両接点間の溶着も発生しなくなる。よって、キースイッチＯＦＦ後の連続通電によるモータや動力伝達部品の損傷を防止できる。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態によれば、マグネティックスイッチ３のプランジャ３ａに作用する吸引力を大きくすることができるので、マグネティックスイッチ３の小形軽量化が可能になる。また、バッテリの電圧が低くなっても確実に動作するものとすることができる。さらに、マグネティックスイッチ３のチャタリングも発生しない信頼性を向上することができる。
【００５６】
次に、図５を用いて、本発明の第２の実施形態によるスタータおよびそれに用いるソレノイドの構成について説明する。なお、本実施形態によるスタータの全体構成は、図１に示したものと同様である。
図５は、本発明の第２の実施形態によるスタータに用いるマグネットスイッチの全体構成を示す断面図である。なお、図２と同一符号は、同一部分を示している。
【００５７】
プランジャ３ａ’は、図２に示したように、第１プランジャ３１ａ，第２プランジャ３２ａとバネ３３ａから構成されるものと異なり、一体的に構成されている。一方、ボス（固定コア）３ｊは、第１ボス３１ｊと、第２ボス３２ｊと、皿状板バネ３３ｊとから構成されている。第１ボス３１ｊは、外周側に構成され、第２ボス３２ｊは内周側に構成される。両者は同軸構成となっている。第１ボス３１ｊと第２ボス３２ｊの軸方向空隙部には、緩衝部材として、皿状板バネ３３ｊが設けられている。
【００５８】
プランジャ３ａ’の端面と第２ボス３２ｊの間の距離をＬ２とし、プランジャ３ａ’の端面と第１ボス３１ｊの間の距離をＬ１とすると、Ｌ１＞Ｌ２の関係としている。距離Ｌ２は、プランジャ３ａ’が吸引コイル３ｆに通電することにより吸引されて、第１ボス３１ｊと衝突するまでの距離（ストローク）である。この距離（ストローク）Ｌ１は、シフトレバー８を回動させ、エンジン始動の際に、ローラクラッチ６とピニオンをリングギヤに噛み合わせるに必要なストロークである。そして、プランジャ３ａ’と第２ボス３２ｊの間の距離Ｌ２は、距離（ストローク）Ｌ１よりも短くしている。結果として、第１ボス３１ｊの端面と第２ボス３２ｊの端面の間には、高さ（Ｌ１−Ｌ２）の段差が設けられている。距離Ｌ１は、例えば、図２の例と同様に、１０ｍｍとし、距離Ｌ２は、例えば、８ｍｍとしている。
【００５９】
吸引コイル３ｆに通電されて、プランジャ３ａ’が矢印Ｘ方向（電源ＯＮによる通電時の動作方向）に動作すると、プランジャ３ａ’は、最初に、第２ボス３２ｊに当接する。さらに、プランジャ３ａ’は、バネ３３ｊの抗力に抗しながら、同一方向に移動し、第１ボス３１ｊと当接すると移動が停止する。
【００６０】
図示するように、プランジャ３ａ’と第１ボス３１ｊのギャップは、Ｌ１であり、プランジャ３ａ’と第２のボス３２ｊのギャップは、Ｌ２となっている。距離Ｌ２は、距離Ｌ１よりも短いので、プランジャ３ａ’には、大きな吸引力が作用する。したがって、本例のスタータでは、マグネティックスイッチ３の吸引コイル３ｆと保持コイル３ｇのコイル巻数を少なくして、マグネティックスイッチ３の小形化することができる。また、吸引力を大きくできるので、バッテリの電圧が低くなっても、確実に動作するようにすることができる。
【００６１】
また、本例のスタータ１０では、マグネティックスイッチ３のボス３ｊは、第１ボス３１ｊと、第２ボス３２ｊとの分割構造となっており、第１ボス３１ｊと第２ボス３２ｊの端面に軸方向の段差が生じるように構成されているので、プランジャ３ａ’が吸引されて動作すると、プランジャ３２ａは先に第２ボス３２ｊに衝突し、その後、第１ボス３２ａに衝突する。したがって、ボスに発生する衝撃力を２回に分散し、ボスに発生する振動を低減することができるので、バッテリ側固定接点３ｃとモータ側固定接点３ｄに伝搬する振動エネルギも低減でき、可動接点３ｂとの間に断続的接触状態（チャタリング）が発生するのを抑制することができる。本例によるスタータ１０のマグネティックスイッチ３を採用すれば、両接点間で断続的開放状態（チャタリング）は発生しなくなるので、アーク熱の発生もなくなり、両接点間の溶着も発生しなくなる。よって、キースイッチＯＦＦ後の連続通電によるモータや動力伝達部品の損傷を防止できる。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態によれば、マグネティックスイッチ３のプランジャ３ａに作用する吸引力を大きくすることができるので、マグネティックスイッチ３の小形軽量化が可能になる。また、バッテリの電圧が低くなっても確実に動作するものとすることができる。さらに、マグネティックスイッチ３のチャタリングも発生しない信頼性を向上することができる。
【００６３】
次に、図６を用いて、本発明の第３の実施形態によるスタータおよびそれに用いるソレノイドの構成について説明する。なお、本実施形態によるスタータの全体構成は、図１に示したものと同様である。
図６は、本発明の第３の実施形態によるスタータに用いるマグネットスイッチの全体構成を示す断面図である。なお、図２と同一符号は、同一部分を示している。
【００６４】
プランジャ３ａは、図２に示したように、第１プランジャ３１ａ，第２プランジャ３２ａとバネ３３ａから構成されている。また、ボス（固定コア）３ｊは、図５と同様に、第１ボス３１ｊと、第２ボス３２ｊと、皿状板バネ３３ｊとから構成されている。第１ボス３１ｊは、外周側に構成され、第２ボス３２ｊは内周側に構成される。両者は同軸構成となっている。第１ボス３１ｊと第２ボス３２ｊの軸方向空隙部には、緩衝部材として、皿状板バネ３３ｊが設けられている。
【００６５】
第２プランジャ３２ａの端面と第２ボス３２ｊの間の距離をＬ３とし、第１プランジャ３１ａの端面と第１ボス３１ｊの間の距離をＬ１とすると、Ｌ１＞Ｌ３の関係としている。第１ボス３１ｊの端面と第２ボス３２ｊの端面の間、及び第１プランジャ３１ａと第２プランジャ３２ａの間には、それぞれ、高さ（Ｌ１−Ｌ３）／２の段差が設けられている。距離Ｌ１は、例えば、図２の例と同様に、１０ｍｍとし、距離Ｌ３は、例えば、６ｍｍとしている。
【００６６】
図示するように、第１プランジャ３１ａと第１ボス３１ｊのギャップは、Ｌ１であり、第２プランジャ３２ａと第２のボス３２ｊのギャップは、Ｌ３となっている。距離Ｌ３は、距離Ｌ１よりも短く、また、図２や図５に示した距離Ｌ２よりも短くできるので、プランジャ３ａには、さらに、大きな吸引力が作用する。したがって、本例のスタータでは、マグネティックスイッチ３の吸引コイル３ｆと保持コイル３ｇのコイル巻数を少なくして、マグネティックスイッチ３の小形化することができる。また、吸引力を大きくできるので、バッテリの電圧が低くなっても、確実に動作するようにすることができる。
【００６７】
また、ボスに発生する衝撃力を２回に分散し、ボスに発生する振動を低減することができるので、バッテリ側固定接点３ｃとモータ側固定接点３ｄに伝搬する振動エネルギも低減でき、可動接点３ｂとの間に断続的接触状態（チャタリング）が発生するのを抑制することができる。本例によるスタータ１０のマグネティックスイッチ３を採用すれば、両接点間で断続的開放状態（チャタリング）は発生しなくなるので、アーク熱の発生もなくなり、両接点間の溶着も発生しなくなる。よって、キースイッチＯＦＦ後の連続通電によるモータや動力伝達部品の損傷を防止できる。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態によれば、マグネティックスイッチ３のプランジャ３ａに作用する吸引力をさらに大きくすることができるので、マグネティックスイッチ３の小形軽量化が可能になる。また、バッテリの電圧が低くなっても確実に動作するものとすることができる。さらに、マグネティックスイッチ３のチャタリングも発生しない信頼性を向上することができる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、マグネットスイッチの吸引力を維持しつつ、マグネティックスイッチの小形軽量化を図るとともに、低電圧でも確実に動作でき信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態によるスタータの全体構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態によるスタータに用いるマグネットスイッチの全体構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態によるスタータに用いるマグネットスイッチの動作説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態によるスタータに用いるマグネットスイッチの動作説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態によるスタータに用いるマグネットスイッチの全体構成を示す断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態によるスタータに用いるマグネットスイッチの全体構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１…モータ
２…回転子
３…マグネティックスイッチ
３ａ…プランジャ
３ｂ…可動接点
３ｃ…バッテリ側固定接点
３ｄ…モータ側固定接点
３ｆ…吸引コイル
３ｇ…保持コイル
３ｊ…ボス
３ｒ…接点ケース
４…フロントブラケット
５…リヤブラケット
６…ローラクラッチ
８…レバー部材
９…レバースプリング
１０…スタータ
３１ａ…第１プランジャ
３２ａ…第２プランジャ
３３ａ…皿状板バネ
３１ｊ…第１ボス
３２ｊ…第２ボス
３３ｊ…皿状板バネ
【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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