(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電によりトルクを発生する電動モータ（２）と、
軸方向に移動可能に組み入れられ、軸方向一方側へ移動して内燃機関のリングギヤ（１４）と噛み合うピニオン（３）とを備え、
このピニオン（３）を軸方向一方側に駆動して前記リングギヤ（１４）に噛み合わせるとともに、ネジスプライン（１３）の嵌合を経由して前記電動モータ（２）のトルクを前記ピニオン（３）に伝達し、前記ピニオン（３）を回転駆動して前記内燃機関を始動するスタータ（１）において、
通電により発生する磁気力によって付勢される可動部（３３）を有する電磁ソレノイド（４）と、
前記可動部（３３）と機械的に連結され、前記磁気力により軸方向に揺動自在となるように組み付けられたレバー（５）と、
前記レバー（５）のアーム（４９Ｂａ、４９Ｂｂ）を、自身に対して軸方向に相対移動することができるように保持するホルダ（６）とを備え、
前記電動モータ（２）の通電のオンオフは前記可動部（３３）の移動と機械的に連動せず、
前記ホルダ（６）は、前記ピニオン（３）と機械的に連結され、相互に軸方向および周方向に反力を及ぼし合い、
また、前記ホルダ（６）は、
前記アーム（４９Ｂａ、４９Ｂｂ）の先端部（５０ａ、５０ｂ）の軸方向一方側に配置され、前記先端部（５０ａ、５０ｂ）に軸方向一方側で接触して前記先端部（５０ａ、５０ｂ）の軸方向の移動を規制する一端側規制部（５１）、
および、前記先端部（５０ａ、５０ｂ）の軸方向他方側に配置されて前記先端部（５０ａ、５０ｂ）に軸方向他方側で接触して前記先端部（５０ａ、５０ｂ）の軸方向の移動を規制する他端側規制部（５２）を有し、
前記レバー（５）および前記ホルダ（６）は、前記ピニオン（３）および前記ホルダ（６）の回転を規制する係止構造（５４）を形成したり、解消したりすることができ、
この係止構造（５４）は、前記先端部（５０ａ、５０ｂ）に設けられる係止部（５５）と、前記他端側規制部（５２）に設けられる被係止部（５６）とが周方向に係合し合うことで形成され、前記係止部（５５）が前記被係止部（５６）に対し軸方向に相対的に移動することで解消され、
前記係止構造（５４）と前記ネジスプライン（１３）とにより前記電動モータ（２）のトルクを軸方向に作用する推力に変換して前記ピニオン（３）および前記ホルダ（６）を軸方向一方側へ移動させ、
前記ピニオン（３）を前記リングギヤ（１４）に噛み合わせるとともに前記係止構造（５４）を解消し、
前記磁気力により前記ピニオン（３）および前記ホルダ（６）を軸方向一方側に付勢して前記ピニオン（３）と前記リングギヤ（１４）との噛み合いを維持しながら、前記電動モータ（２）のトルクにより前記ピニオン（３）を回転させて前記内燃機関を始動することを特徴とするスタータ（１）。
【請求項２】
請求項１に記載のスタータ（１）において、
前記電磁ソレノイド（４）は、前記可動部（３３）を前記磁気力による付勢方向とは逆方向に付勢する付勢手段（３４）を有し、
前記レバー（５）は、前記磁気力および前記付勢手段（３４）の付勢力により軸方向に揺動自在となるように組み付けられ、
前記内燃機関の始動後、前記付勢手段（３４）の付勢力により前記ピニオン（３）および前記ホルダ（６）を軸方向他方側に駆動して前記ピニオン（３）を前記リングギヤ（１４）から離脱させることを特徴とするスタータ（１）。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のスタータ（１）において、
前記係止部（５５）および前記被係止部（５６）の少なくとも一方は、
前記ピニオン（３）および前記ホルダ（６）が前記内燃機関の始動時と逆の方向に回転するときに前記被係止部（５６）が前記係止部（５５）を乗り越えるのを促す第１傾斜面（５８）を有することを特徴とするスタータ（１）。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の内のいずれか１つに記載のスタータ（１）において、
前記係止部（５５）および前記被係止部（５６）の少なくとも一方は、
前記係止構造（５４）が形成されている時に、前記係止部（５５）が前記被係止部（５６）に対し軸方向に相対的に移動するのを促す第２傾斜面（６０）を有することを特徴とするスタータ（１）。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４の内のいずれか１つに記載のスタータ（１）において、
前記係止部（５５）および前記被係止部（５６）の少なくとも一方は、
前記係止構造（５４）が形成されているときに、前記電動モータ（２）のトルクにより周方向に撓むバネ（６２）を有することを特徴とするスタータ（１）。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５の内のいずれか１つに記載のスタータ（１）において、
前記係止部（５５）および前記被係止部（５６）はそれぞれ周方向に２箇所に分かれて設けられ、
前記係止部（５５）の一方と前記被係止部（５６）の一方とが周方向に係合し合うことで前記係止構造（５４）が形成され、前記係止部（５５）の他方と前記被係止部（５６）の他方とは周方向に離れており、
前記係止部（５５）の他方と前記被係止部（５６）の他方との周方向の離間角度（θ）は、前記ピニオン（３）の自然数歯分であることを特徴とするスタータ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関を始動するスタータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、スタータでは、ピニオンをリングギヤの方に移動させてリングギヤに噛み合わせるため、電磁ソレノイドの通電により発生する磁気力を利用するものが周知である（例えば、特許文献１〜３参照。）。
ところで、リングギヤに噛合ったピニオンは、さらに磁気力により付勢されてピニオンストッパに当接し、当接音を発生させる。また、電磁ソレノイド内部でも、磁気力によって付勢される可動部が固定部に当接することで当接音を発生させる。このため、スタータでは、電磁ソレノイドの磁気力利用に伴う当接音を抑制して静粛性を高める要請がある。
【０００３】
しかし、磁気力はコイルの通電量の２乗に比例して増加するので、磁気力を状況に応じて制御することは極めて困難である。このため、電磁ソレノイドの磁気力によらずに、ピニオンをリングギヤの方に移動させてリングギヤに噛み合わせることができる構成が求められている。
【０００４】
なお、電磁ソレノイドの磁気力によらず、電動モータの通電オンによりピニオン等に慣性力を作用させ、慣性力によりピニオンをリングギヤの方に移動させてリングギヤに噛み合わせる構成が公知となっている（例えば、特許文献４参照。）。しかし、慣性力を利用する場合も、慣性力を制御することが極めて難しく、当接音を抑制することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１３７０１４号公報
【特許文献２】特開２０１４−１７７９４５号公報
【特許文献３】特開２００１−３１７４３９号公報
【特許文献４】特許３４９７８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、スタータにおいて、ピニオンをリングギヤに噛み合わせる際に発生する当接音を抑制して静粛性を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の第１発明によれば、スタータは、通電によりトルクを発生する電動モータと、  軸方向に移動可能に組み入れられ、軸方向一方側へ移動して内燃機関のリングギヤと噛み合うピニオンとを備える。そして、ピニオンを軸方向一方側に駆動してリングギヤに噛み合わせるとともに、ネジスプラインの嵌合を経由して電動モータのトルクをピニオンに伝達し、ピニオンを回転駆動して内燃機関を始動する。
【０００８】
そして、スタータは、次のような電磁ソレノイド、レバーおよびホルダを備える。
まず、電磁ソレノイドは、通電により発生する磁気力によって付勢される可動部を有する。次に、レバーは、可動部と機械的に連結され、磁気力により軸方向に揺動自在となるように組み付けられる。さらに、ホルダは、レバーのアームを、自身に対して軸方向に相対移動することができるように保持する。
【０００９】
そして、電動モータの通電のオンオフは可動部の移動と機械的に連動しない。
また、ホルダは、ピニオンと機械的に連結され、相互に軸方向および周方向に反力を及ぼし合う。さらに、ホルダは、それぞれ、アームの先端部の軸方向一方側、他方側に配置され、先端部に軸方向一方側、他方側で接触して先端部の軸方向の移動を規制する一端側、他端側規制部を有する。
さらに、レバーおよびホルダは、ピニオンおよびホルダの回転を規制する係止構造を形成したり、解消したりすることができる。ここで、係止構造は、先端部に設けられる係止部と、他端側規制部に設けられる被係止部とが周方向に係合し合うことで形成され、係止部が被係止部に対し軸方向に相対的に移動することで解消される。
【００１０】
そして、係止構造とネジスプラインとにより電動モータのトルクを軸方向に作用する推力に変換してピニオンおよびホルダを軸方向一方側へ移動させる。また、ピニオンをリングギヤに噛み合わせるとともに係止構造を解消する。さらに、磁気力によりピニオンを軸方向一方側に付勢してピニオンとリングギヤとの噛み合いを維持しながら、電動モータのトルクによりピニオンを回転させて内燃機関を始動する。
【００１１】
これにより、電磁ソレノイドの磁気力を利用せずにピニオンをリングギヤに噛み合わせることができるので、ピニオンをリングギヤに噛み合わせる際に発生する当接音を抑制して静粛性を高めることができる。
また、近年のスタータでは、電動モータの通電オンオフを可動部の移動と機械的に連動しないように設けられた、いわゆるタンデムソレノイドが汎用化しつつある。さらに、レバーおよびホルダのそれぞれに係止部および被係止部を設けることは、さほど大掛かりな改造を施すことなく実施できる。このため、コストアップすることなく当接音を抑制することができる。
【００１２】
本願の第２発明のスタータによれば、電磁ソレノイドは、可動部を磁気力による付勢方向とは逆方向に付勢する付勢手段を有し、レバーは、磁気力および付勢手段の付勢力により軸方向に揺動自在となるように組み付けられている。そして、内燃機関の始動後、付勢手段の付勢力によりピニオンおよびホルダを軸方向他方側に駆動してピニオンをリングギヤから離脱させる。
電磁ソレノイドでは、ピニオンをリングギヤから離脱させるためのリターンスプリングを備えるものが汎用されている。このため、当接音を抑制することができるスタータにおいて、ピニオンをリングギヤから離脱させるための付勢手段を簡便に設けることができる。
【００１３】
本願の第３発明によれば、係止部および被係止部の少なくとも一方は、ピニオンおよびホルダが内燃機関の始動時と逆の方向に回転するときに被係止部が係止部を乗り越えるのを促す第１傾斜面を有する。
これにより、電動モータが逆回転したときに被係止部を係止部に対し空転させることが容易になる。なお、電動モータの逆回転は、例えば、内燃機関の逆回転や、ピニオン戻し時の逆回転制御により発生することが想定される。
【００１４】
本願の第４発明のスタータによれば、係止部および被係止部の少なくとも一方は、係止構造が形成されている時に、係止部が被係止部に対し軸方向に相対的に移動するのを促す第２傾斜面を有する。
これにより、ピニオンがリングギヤに当接してピニオンの直線的な移動が妨げられたときに、係止部と被係止部との間の軸方向の相対移動が容易になる。このため、ピニオンがリングギヤに当接した後、ピニオンは直ちに回転を開始し、ピニオンはリングギヤと噛み合う位置に到達することができる。
【００１５】
本願の第５発明のスタータによれば、係止部および被係止部の少なくとも一方は、係止構造が形成されているときに、電動モータのトルクにより周方向に撓むバネを有する。
これにより、第４発明と同様の作用効果を奏することができる。
【００１６】
本願の第６発明のスタータによれば、係止部および被係止部はそれぞれ周方向に２箇所に分かれて設けられ、係止部の一方と被係止部の一方とが周方向に係合し合うことで係止構造が形成され、係止部の他方と被係止部の他方とは周方向に離れている。また、係止部の他方と被係止部の他方との周方向の離間角度は、ピニオンの自然数歯分である。
【００１７】
これにより、ピニオンがリングギヤに当接して、一旦、係止構造が解消された後、ピニオンの自然数歯分、回転することで再度、係止構造を形成することができる。このため、リングギヤ当接後のピニオンをリングギヤと噛み合う位置まで押し込むドライブスプリング等がスタータに設けられていないときでも、再度、形成される係止構造により、ピニオンを直線的に移動させてリングギヤに押し込み、噛み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】スタータの全体構成図である（実施例１）。
【図２】スタータの回路図である（実施例１）。
【図３】（ａ）はレバーの側面図であり、（ｂ）はレバーの背面図である（実施例１）。
【図４】（ａ）は金属板の正面図であり、（ｂ）は側面から視た金属板の部分断面図である（実施例１）。
【図５】内燃機関の始動装置の動作を経時的に示すタイムチャートである（実施例１）。
【図６】スタータの要部の動作を示す状態図であり、（ａ）は係止構造を形成した時、（ｂ）はピニオンがリングギヤに当接した時、（ｃ）は、ピニオンとリングギヤとの噛み合いが完了した時、（ｄ）は第１ソレノイドへの通電をオンした時、それぞれの状態図である（実施例１）。
【図７】スタータの要部の動作（係止部の突出幅が大きい場合）を示す状態図であり、（ａ）は係止構造を形成した時、（ｂ）はピニオンがリングギヤに当接した時、（ｃ）は、ピニオンとリングギヤとの噛み合いが完了した時、（ｄ）は第１ソレノイドへの通電をオンした時、それぞれの状態図である（実施例１）。
【図８】（ａ）はレバーの側面図であり、（ｂ）はレバーの背面図である（実施例２）。
【図９】スタータの要部の動作を示す状態図であり、（ａ）は係止構造を形成した時、（ｂ）はピニオンがリングギヤに当接した時、（ｃ）は、ピニオンとリングギヤとの噛み合いが完了した時、（ｄ）は第１ソレノイドへの通電をオンした時、それぞれの状態図である（実施例２）。
【図１０】（ａ）は金属板の正面図であり、（ｂ）はバネの斜視図である（実施例３）。
【図１１】係止部および被係止部が２組存在する場合で、一方の組で係止構造が形成されているときに、他方の組に形成される周方向の離間角度θを示す説明図である（実施例４）。
【図１２】スタータの要部を示す状態図である（実施例５）。
【図１３】内燃機関の始動装置の動作を経時的に示すタイムチャートである（変形例）。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施形態のスタータを実施例に基づき説明する。
【実施例】
【００２０】
〔実施例１の構成〕
実施例１のスタータ１の構成を、図１を用いて説明する。
スタータ１は、車両（図示せず。）のエンジンルーム内に搭載されて内燃機関（図示せず。）を始動するものであり、以下に説明する電動モータ２、ピニオン３、電磁ソレノイド４、レバー５およびホルダ６を備える。
【００２１】
また、スタータ１は、図２に示すように、電動モータ２および電磁ソレノイド４の通電を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）８とともに、内燃機関の始動装置９を構成する。なお、ＥＣＵ８は、入力された信号を処理する入力回路、入力された信号に基づき制御処理や演算処理を行うＣＰＵ、制御処理や演算処理に必要なデータやプログラム等を記憶して保持する各種のメモリ、ＣＰＵの処理結果に基づき必要な信号を出力する出力回路等を有するマイコンを備えて構成される。
【００２２】
まず、電動モータ２は、例えば、ブラシ１０とコンミテータ１１との摺接により通電される電機子１２を有し（図２参照。）、通電によりトルクを発生する周知構造の直流電動機である。そして、電動モータ２は、発生したトルクをネジスプライン１３の嵌合を経由してピニオン３に伝達し、ピニオン３を回転させる。
【００２３】
また、ピニオン３は、軸方向に移動可能に組み入れられ、軸方向一方側に移動して内燃機関のリングギヤ１４と噛み合ったり、軸方向他方側に移動してリングギヤ１４から離脱したりするものである。そして、ピニオン３は、リングギヤ１４と噛み合っているときに、電動モータ２が発生するトルクによってリングギヤ１４を回し、内燃機関を始動する。
【００２４】
ここで、ピニオン３は、他の部品と併せて、軸方向に移動する単位としてのピニオン移動体１６を構成する。つまり、ピニオン移動体１６を構成するピニオン３以外の部品は、直接的または間接的に、ピニオン３と機械的に連結されて相互に軸方向に反力を及ぼし合い、ピニオン３とともに軸方向に移動する。
【００２５】
また、ピニオン移動体１６を構成する一部の部品は、相互に周方向に反力を及ぼし合い、電動モータ２のトルクによりピニオン３とともに回転する。そして、スタータ１は、ピニオン移動体１６を軸方向一方側に駆動してピニオン３をリングギヤ１４に噛み合わせるとともに、ネジスプライン１３の嵌合を経由して電動モータ２のトルクをピニオン移動体１６に伝達し、ピニオン３を回転駆動して内燃機関を始動する。
【００２６】
また、電動モータ２からピニオン３に至るトルクの伝達経路には、ドライブシャフト１７および一方向クラッチ１８が介在する。
ドライブシャフト１７は、例えば、遊星歯車式の減速機（図示せず。）を介して電動モータ２からトルクを伝達されて回転駆動されるものであり、電動モータ２の出力軸（図示せず。）と同軸に組み付けられている。
【００２７】
一方向クラッチ１８は、内燃機関の始動後、空転して内燃機関のトルクが電動モータ２の出力軸に伝わるのを遮断するものである。また、一方向クラッチ１８は、ピニオン移動体１６を構成するものであり、ピニオン３と機械的に連結されてピニオン３とともに軸方向に移動し、かつ、電動モータ２のトルクによりピニオン３とともに回転する。
【００２８】
そして、一方向クラッチ１８は、周知機能を有するアウタ１９、インナ２０およびローラ２１等を具備する。
また、アウタ１９の軸方向他方側にはスプラインバレル２３が一体に設けられている。そして、スプラインバレル２３の内周にドライブシャフト１７が嵌合しており、スプラインバレル２３の内周とドライブシャフト１７の外周との間にネジスプライン１３の嵌合が形成されている。
【００２９】
また、インナ２０の軸方向一方側にはインナチューブ２４が一体に設けられ、ドライブシャフト１７は、軸受２５を介してインナチューブ２４に対し相対回転自在となるように嵌合している。そして、インナチューブ２４の外周にはピニオン３が嵌合しており、ピニオン３の内周とインナチューブ２４の外周との間には直スプライン２６の嵌合が形成されている。
【００３０】
さらに、ピニオン３とインナチューブ２４との間にはスプリング２７がセットされ、スプリング２７は、ピニオン３をインナチューブ２４に対して相対的に軸方向一方側に付勢している。また、ピニオン３は、インナチューブ２４の軸方向一端に装着されたピニオンストッパ２８により、軸方向一方側への移動が規制されている。そして、スプリング２７は、例えば、ピニオン３がリングギヤ１４に当接した後、リングギヤ１４に噛合い可能となる位置まで回転したときに、ピニオン３を軸方向一方側に押し込んで噛み合わせるドライブスプリングとして機能する（以下、スプリング２７をドライブスプリング２７と呼ぶ。）。
【００３１】
なお、ドライブシャフト１７には、ピニオン移動体１６の軸方向一方側への移動を規制するカラー２９が装着されている。また、ドライブシャフト１７は、カラー２９の軸方向一方側で軸受３０により回転自在に支持されている。
【００３２】
次に、電磁ソレノイド４は、コイル３２への通電により発生する磁気力によって付勢される可動部３３、および、可動部３３を磁気力による付勢方向とは逆方向に付勢する付勢手段３４を有する。そして、電磁ソレノイド４は、レバー５およびホルダ６を介して、磁気力および付勢手段３４の付勢力を出力し、ピニオン移動体１６を軸方向に付勢したり移動させたりする。
【００３３】
すなわち、電磁ソレノイド４は、コイル３２の内周で可動部３３の軸方向他方側に配置される固定鉄心３５、固定鉄心３５の軸方向一方側に対向配置されて軸方向他方側に磁気吸引されるプランジャ３６を有する。そして、プランジャ３６は、可動部３３とレバー５とを連結するジョイント３７、ジョイント３７をプランジャ３６に一体化させるスプリング３８等とともに可動部３３を構成する。
【００３４】
また、ジョイント３７およびスプリング３８は、プランジャ３６に設けられた孔３９に収容され、ジョイント３７の一端が孔３９から突き出てレバー５と連結されている。さらに、付勢手段３４は、コイルスプリングであり、固定鉄心３５とプランジャ３６との間で軸方向にセットされている（以下、付勢手段３４をリターンスプリング３４と呼ぶ。）。
【００３５】
ここで、電動モータ２の通電のオンオフは可動部３３の移動と機械的に連動しない。
すなわち、電磁ソレノイド４は、電動モータ２への通電をオンオフする別の電磁ソレノイド４１（図２参照。）とともに、いわゆるタンデムソレノイドを構成する（以下、レバー５と連結されている電磁ソレノイド４、電動モータ２への通電をオンオフする電磁ソレノイド４１をそれぞれ第１、第２ソレノイド４、４１と呼ぶ。）。なお、第２ソレノイド４１は、通電されて磁束を発生するコイル４２、車載バッテリ４３から電動モータ２への通電をオンオフする可動接点４４および固定接点４５を有する（図２参照。）。
【００３６】
そして、第１、第２ソレノイド４、４１への通電は互いに機械的に連動することなく、ＥＣＵ８により個別に制御される。すなわち、ＥＣＵ８は、リレー４６をオンオフすることで、第１ソレノイド４への通電をオンオフしてレバー５を揺動させるとともに、リレー４６のオンオフとは別に第２ソレノイド４１への通電をオンオフすることで、車載バッテリ４３から電動モータ２への通電をオンオフする。なお、電動モータ２の通電量は、図示しないドライバ回路において、ＥＣＵ８から出力される制御信号によって増減制御される。
【００３７】
次に、レバー５は、第１ソレノイド４から出力される磁気力およびリターンスプリング３４の付勢力により軸方向に揺動自在となるように組み付けられている。
すなわち、レバー５は、支点部４８を中心として回転自在に支持され、支点部４８から一方に伸びるアーム４９Ａがジョイント３７に連結され、他方に伸びる２つのアーム４９Ｂａ、４９Ｂｂがホルダ６に保持されている（図１および図３参照。）。
【００３８】
そして、磁気力によりレバー５が回転すると、アーム４９Ａ、アーム４９Ｂａ、４９Ｂｂは、それぞれ軸方向他方側、一方側に揺動し、リターンスプリング３４の付勢力によりレバー５が回転すると、アーム４９Ａ、アーム４９Ｂａ、４９Ｂｂは、それぞれ軸方向一方側、他方側に揺動する。
【００３９】
次に、ホルダ６は、アーム４９Ｂａ、４９Ｂｂの先端部（以下、アーム４９Ｂａ、４９Ｂｂそれぞれの先端部をレバー端５０ａ、５０ｂと呼ぶ。）を自身に対して軸方向に相対移動することができるように保持する。すなわち、ホルダ６は、以下のような一端側、他端側規制部５１、５２を有し、一端側、他端側規制部５１、５２により形成される領域にレバー端５０ａ、５０ｂを収容している。
【００４０】
一端側、他端側規制部５１、５２は、レバー端５０ａ、５０ｂに軸方向一方側、他方側それぞれの側で接触してレバー端５０ａ、５０ｂの軸方向の移動を規制する部分である。また、第１ソレノイドで磁気力が発生していない状態において、一端側、他端側規制部５１、５２の軸方向の距離は、レバー端５０ａ、５０ｂの軸方向の厚さよりも大きい（図１参照。）。このため、レバー端５０ａ、５０ｂは、ホルダ６内でホルダ６に対し軸方向に相対移動することができる。
【００４１】
なお、一端側規制部５１は、アウタ１９およびスプラインバレル２３と一体に設けられる部分であって一方向クラッチの一部をなし、径方向に広がってアウタ１９とスプラインバレル２３とを径方向に接続する部分である。
また、他端側規制部５２は、スプラインバレル２３に同軸に固定される円環板状の金属部品である（図１および図４参照。以下、他端側規制部５２を金属板５２と呼ぶことがある。）。
【００４２】
さらに、ホルダ６は、ピニオン移動体１６を構成するものであり、ピニオン３と機械的に連結されてピニオン３とともに軸方向に移動し、かつ、電動モータ２のトルクによりピニオン３とともに回転する。
【００４３】
そして、レバー５およびホルダ６は、ピニオン移動体１６の回転を規制する係止構造５４を形成したり、解消したりすることができる（図６および図７参照）。
ここで、係止構造５４は、アーム４９Ｂａのレバー端５０ａに設けられる係止部５５と、金属板５２に設けられる被係止部５６とが周方向に係合し合うことで形成され、係止部５５が被係止部５６に対し軸方向に相対的に移動することで解消される（図３、図４、図６および図７参照。）。
【００４４】
具体的には、アーム４９Ｂａのレバー端５０ａには、軸方向他方側に突き出る突起が設けられ、突起が係止部５５として機能し、金属板５２には切り欠き５７が設けられ、切り欠き５７の周方向の端縁が被係止部５６として機能する（以下、係止部５５を突起５５と呼ぶことがあり、被係止部５６を端縁５６と呼ぶことがある。）。つまり、ピニオン移動体１６が回転すると、端縁５６が突起５５に係合して係止構造５４が形成され、レバー５が揺動してアーム４９Ｂａが軸方向一方側に移動すると、突起５５が切り欠き５７から抜け出て係止構造５４が解消される。
【００４５】
そして、スタータ１は、内燃機関を始動するときに、ＥＣＵ８の指令に応じて以下のように動作する（図５および図６参照。）。
まず、ＩＧ信号がオンになると（図５の時間ｔ０参照。）、第１ソレノイド４の通電がオフのまま、第２ソレノイド４１への通電がオンされ、電動モータ２がトルクの発生を開始する。これにより、端縁５６が突起５５に係合して係止構造５４が形成される（図６（ａ）参照。）。
なお、電動モータ２の通電量は、当初、小さく抑えられて電動モータ２の回転数は低く、トルクはさほど大きくない。
【００４６】
そして、係止構造５４とネジスプライン１３とにより電動モータ２のトルクが軸方向に作用する推力に変換されてピニオン移動体１６に伝わり、ピニオン移動体１６は軸方向一方側へ移動していき、やがて、ピニオン３がリングギヤ１４に当接する（図５の時間ｔ１参照。）。
ピニオン３がリングギヤ１４に当接すると、ピニオン移動体１６は、直線的な移動が妨げられるので、電動モータ２のトルクにより端縁５６が突起５５を乗り越えて係止構造５４が解消され、ピニオン移動体１６が回転を開始する（図６（ｂ）参照。）。
【００４７】
そして、ピニオン３がリングギヤ１４と噛み合う位置に到達すると、ドライブスプリング２７の付勢力により、ピニオン３がリングギヤ１４に噛み合う（図５の時間ｔ２および図６（ｃ）参照。）。また、ピニオン３がリングギヤ１４に噛み合うのとほぼ同時に、第１ソレノイド４の通電がオンされて磁気力が発生し、レバー端５０ａ、５０ｂが一端側規制部５１に当たる（図６（ｄ）参照。）。
【００４８】
その後、電動モータ２の通電量が引き上げられて電動モータ２の回転数が上がり、トルクが大きくなる。これにより、内燃機関の回転数が完爆回転数まで上昇し、内燃機関が始動する（図５の時間ｔ３参照。）。この間、ピニオン移動体１６は磁気力によって軸方向一方側に付勢され、ピニオン３とリングギヤ１４との噛み合いが維持される。
【００４９】
また、内燃機関の回転数が完爆回転数に達するのとほぼ同時に、ＩＧ信号がオフになり、電動モータ２の通電量の引き下げが始まり、電動モータ２の回転数が下がっていく。そして、電動モータ２の回転数がゼロになるのとほぼ同時に（図５の時間ｔ４参照。）、第１ソレノイド４の通電がオフされて磁気力が発生しなくなる。これにより、ピニオン移動体１６は、リターンスプリング３４の付勢力により軸方向他方側に駆動され、ピニオン３はリングギヤ１４から離脱する。
【００５０】
なお、突起５５は、ピニオン移動体１６が内燃機関の始動時と逆の方向に回転するときに端縁５６が突起５５を乗り越えるのを促す第１傾斜面５８を有する。また、第１傾斜面５８は、例えば、側面視したときに軸方向他方側に凸をなす曲面として視える（図３（ａ）参照。）。
【００５１】
また、突起５５の軸方向他方側への突出幅が大きい場合（図７参照。）、ピニオン３がリングギヤ１４に当接すると、端縁５６が突起５５を完全に乗り越えていない状態で、ピニオン３とリングギヤ１４との噛み合いが完了する（図７（ｂ）、（ｃ）参照。）。すなわち、突起５５の軸方向他方側への突出幅が大きい場合、係止構造５４が完全に解消していない状態で、ピニオン３とリングギヤ１４との噛み合いが完了し、第１ソレノイド４の通電オンにより磁気力によって係止構造５４が完全に解消される（図７（ｄ）参照。）。
【００５２】
〔実施例１の効果〕
実施例１のスタータ１によれば、レバー５およびホルダ６は、ピニオン移動体１６の回転を規制する係止構造５４を形成したり、解消したりすることができる。そして、係止構造５４とネジスプライン１３とにより電動モータ２のトルクを軸方向に作用する推力に変換してピニオン移動体１６を軸方向一方側へ移動させることができる。
【００５３】
また、内燃機関の始動中には、第１ソレノイド４の磁気力によりピニオン移動体１６を軸方向一方側に付勢してピニオン３とリングギヤ１４との噛み合いを維持することができる。さらに、内燃機関の始動後、リターンスプリング３４の付勢力によりピニオン移動体１６を軸方向他方側に駆動してピニオン３をリングギヤ１４から離脱させることができる。
【００５４】
これにより、第１ソレノイド４の磁気力を利用せずにピニオン３をリングギヤ１４に噛み合わせることができるので、ピニオン３をリングギヤ１４に噛み合わせる際に発生する当接音を抑制して静粛性を高めることができる。
また、スタータ１の第１、第２ソレノイド４、４１は、電動モータ２の通電のオンオフを可動部３３の移動と機械的に連動しないように設けられた、いわゆるタンデムソレノイドを構成する。また、レバー５およびホルダ６のそれぞれに係止部５５および被係止部５６を設けることは、さほど大掛かりな改造を施すことなく実施できる。このため、コストアップすることなく当接音を抑制することができる。
【００５５】
また、突起５５は、ピニオン移動体１６が内燃機関の始動時と逆の方向に回転するときに被係止部５６が係止部５５を乗り越えるのを促す第１傾斜面５８を有する。
これにより、電動モータ２が逆回転したときに被係止部５６を係止部５５に対し空転させることが容易になる。なお、電動モータ２の逆回転は、例えば、内燃機関の逆回転や、ピニオン３の戻し時の逆回転制御により発生することが想定される。
【００５６】
〔実施例２〕
実施例２のスタータ１によれば、突起５５は、図８および図９に示す第２傾斜面６０を有する。
第２傾斜面６０は、係止構造５４が形成されている時に、突起５５が切り欠き５７から抜け出るのを促す。つまり、第２傾斜面６０は、係止構造５４が形成されている時に、係止部５５が被係止部５６に対し軸方向に相対的に移動するのを促す。なお、第２傾斜面６０は、例えば、側面視したときに直線として視えるものであり、第２傾斜面６０の傾斜はネジスプライン１３のリード角に相当する。
【００５７】
これにより、ピニオン３がリングギヤ１４に当接してピニオン移動体１６の直線的な移動が妨げられたときに、係止部５５と被係止部５６との間の軸方向の相対移動が容易になる（図９（ｂ）、（ｃ）参照。）。このため、ピニオン３がリングギヤ１４に当接した後、ピニオン移動体１６は、より迅速に回転を開始し、ピニオン３は、より早期にリングギヤ１４と噛み合う位置に到達することができる。
【００５８】
〔実施例３〕
実施例３のスタータ１によれば、図１０に示すように、端縁５６は、係止構造５４が形成されているときに、電動モータ２のトルクにより周方向に撓むバネ６２の自由端として設けられている。
これにより、実施例２のスタータ１と同様の作用効果を奏することができる。
【００５９】
〔実施例４〕
実施例４のスタータ１によれば、図１１に示すように、突起５５および切り欠き５７はそれぞれ周方向に２箇所に分かれて設けられている。具体的には、突起５５は、レバー端５０ａ、５０ｂの両方に設けられ、切り欠き５７は、金属板５２において角度間隔でほぼ１８０°離れて２つ設けられている。また、両方の突起５５に第１傾斜面５８が設けられている。
【００６０】
そして、一方の突起５５と一方の切り欠き５７の端縁５６とが周方向に係合し合うことで係止構造５４が形成され、他方の突起５５と他方の切り欠き５７の端縁５６とは周方向に離れている。また、他方の突起５５と他方の端縁５６との周方向の離間角度θは、ピニオン３の自然数歯分である。
【００６１】
これにより、ピニオン３がリングギヤ１４に当接して、一旦、係止構造５４が解消された後、ピニオン３の自然数歯分、回転することで再度、係止構造５４を形成することができる。このため、ドライブスプリング２７がスタータ１に備わっていなくても、再度、形成される係止構造５４により、ピニオン３を直線的に移動させてリングギヤ１４に押し込み、噛み合わせることができる。
【００６２】
なお、突起５５および切り欠き５７が１組しかなく、かつ、ドライブスプリング２７がないスタータでも、ピニオン３をリングギヤ１４に噛み合わせることは可能である。すなわち、ピニオン３がリングギヤ１４に当接して、一旦、係止構造５４が解消された後、ピニオン移動体１６が回転を続けると、ピニオン３は、リングギヤ１４に噛合い可能な位置に到達してリングギヤ１４に僅かに噛み合う。これにより、ピニオン移動体１６は、リングギヤ１４によって回転が規制されるので、リングギヤ１４による回転規制とネジスプライン１３とにより、電動モータ２のトルクが推力に変換されてピニオン移動体１６に伝わり、ピニオン３がリングギヤ１４に押し込まれて噛み合う。
【００６３】
しかし、万一、リングギヤ１４が動いてピニオン３の回転を規制できない場合、ピニオン３がリングギヤ１４に押し込まれず完全に噛み合うことができない。そこで、突起５５および切り欠き５７を、２組、設けて一方の組で係止構造５４を形成するとともに他方の組にピニオン３の自然数歯分の離間角度θを形成することで、リングギヤ１４がピニオン３の回転を規制できないときでも、再度形成される係止構造５４によってピニオン３の回転を確実に規制する。これにより、ドライブスプリング２７がないスタータでも、リングギヤ１４による回転規制に依存せずにピニオン３をリングギヤ１４に押し込んで完全に噛み合わせることができる。
【００６４】
〔実施例５〕
実施例５のスタータ１によれば、図１２に示すように、ホルダ６は、ピニオン３と一方向クラッチ１８とにより形成されている。つまり、ホルダ６の一端側規制部５１はピニオン３であり、他端側規制部５２は一方向クラッチ１８である。そして、実施例５のスタータ１では、一方向クラッチ１８に、被係止部５６としての突起が設けられ、レバー端５０ａの係止部５５としての突起５５との間で係止構造５４を形成したり、解消したりすることができる。
【００６５】
〔変形例〕
スタータ１の態様は、実施例に限定されず種々の変形例を考えることができる。
例えば、実施例のスタータ１によれば、逆回転時の空転を促進する構造として、係止部５５に第１傾斜面５８が設けられ、また、係止構造５４の解消を促進する構造として、係止部５５に第２傾斜面６０が設けられたり、被係止部５６にバネ６２が設けられたりしていたが、第１、第２傾斜面５８、６０やバネ６２を設ける部分の組合せは、このような態様に限定されない。例えば、係止部５５にバネ６２を設けるとともに、被係止部５６に第１、第２傾斜面５８、６０を設けてもよい。
【００６６】
また、実施例のスタータ１によれば、電動モータ２の回転数は、ＩＧ信号がオンした後、小さめの一定値に保たれていたが、例えば、ＩＧ信号がオンした後、電動モータ２の回転数を少しずつ大きくしていき、ピニオン３の噛合い完了と同時に増加幅を拡大してもよい（図１３参照。）。この場合、電動モータ２の回転数が早期に上がり始めるので、内燃機関の回転数を、より早期に完爆回転数まで到達させることができる。
【００６７】
また、実施例のスタータ１によれば、ピニオン３とリングギヤ１４との噛み合い完了とほぼ同時に第１ソレノイド４の通電をオンして磁気力を発生させていたが、例えば、ピニオン３がリングギヤ１４に当接するのとほぼ同時に第１ソレノイド４の通電をオンしてもよい。
また、実施例のスタータ１によれば、一方向クラッチ１８がピニオン移動体１６に含まれ、一方向クラッチ１８がピニオン３とともに軸方向に移動していたが、一方向クラッチ１８をピニオン３とともに移動させないスタータ１にも、実施例と同様の係止部５５および被係止部５６を設けることで、当接音を抑制することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１  スタータ  ２  電動モータ  ３  ピニオン  ４  第１ソレノイド（電磁ソレノイド）  ５  レバー  ６  ホルダ  １３  ネジスプライン  １４  リングギヤ  ３３  可動部  ４９Ｂａ、４９Ｂｂ  アーム  ５０ａ、５０ｂ レバー端（先端部） ５１ 一端側規制部 ５２ 他端側規制部  ５４  係止構造  ５５  係止部、突起  ５６  被係止部、端縁
【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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【図７】
0006372390.tif 000008
【図８】
0006372390.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0006372390.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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