(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状を有し、内部にアーマチャが収納され、半径方向に延びる取付孔が形成されたモータ部のヨークと、
前記取付孔に挿通された中空形状で絶縁性の取付部材と、前記取付部材に装着され前記ヨークの外部に位置する一端が第１導電体を介してスイッチ部の一部に接続され、該ヨークの内部に位置する他端が直接又は第２導電体を介して前記ヨーク内の機器に接続された中空形状の導電部材とから成り、前記取付部材の一端は前記ヨークの外部に位置し、他端は該ヨークの内部に位置し、かつ中空形状の前記取付部材に中空形状の前記導電部材が挿入され、該導電部材の中空孔が前記ヨークの内部と外部とを連通する換気孔を形成している端子と、
前記換気孔の外側開口を覆う開口覆い部を少なくとも有するキャップと、
から成ることを特徴とするスタータの換気構造。
【請求項２】
前記キャップは、前記取付部材に保持された底部と、前記外側開口を覆う半球状部と、から成る前記開口覆い部と、前記開口覆い部から延び前記第１導電体を覆い先端が開口した筒状の導電体覆い部とを含む請求項１に記載のスタータの換気構造。
【請求項３】
前記導電体覆い部の開口は前記ヨークの取付孔よりも上方に位置している請求項２に記載のスタータの換気構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スタータ、特にそのモータ部の換気構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スタータ（始動電動機）は自動車等の車両においてエンジンを始動させるものである。細部構造は目的及び用途に応じて異なるが、スタータは機能上モータ部と、スイッチ部と、クラッチ部とに分けて考えることができる。モータ部は回転力を発生する部分であり、円筒形状のヨーク、その内部に回転可能に収納された電機子（アーマチャ）等を含む。スイッチ部はモータ部に電流を供給する部分であり、電磁スイッチ、レバー等を含む。クラッチ部はモータ部の回転力をエンジンに伝達する部分であり、オーバラニングクラッチ、ピニオンギヤ等を含む。
【０００３】
上記モータ部の作動時、アーマチャが熱を発生する。アーマチャが収納されたヨークは全体として密封されているので、アーマチャにおける発熱によりヨークの内部の温度が上昇する。この状態で道路のはね水等がスタータにかかり被水すると、モータ部が急冷されて温度が下がり、その内部に負圧が発生する。
【０００４】
モータ部の内部に過度の負圧が発生するのを抑制するために、モータ部に換気口乃至換気孔を設ける場合がある。例えば特開平９−２５２５５９号公報に開示された直流電動機は、図３に示すように、磁界をつくるフィールドコイルを巻かれたポールコアを内周に保持する円筒形状のヨーク（継鉄）１０１と、ポールコアと相対回転するアーマチャ（図示せず）と、ヨーク１０１の後端部の開口部を塞ぐエンドフレーム１０４と、ヨーク１０１の内部への水の浸入を防止する機能及びヨーク１０１の内部と外部とを通気する機能を持つ換気パイプ１０７と、から構成されている。
【０００５】
ヨーク１０１は円筒形状に形成され、エンドフレーム１０４との嵌合部分に換気孔１０２を有している。この換気孔１０２は、ヨーク１０１の内部と外部とを通気させる長円形状の通気孔である。また、ヨーク１０１の開口端には凹状の嵌合部１０３が形成されている。エンドフレーム１０４は所定形状に形成され、ヨーク１０１の嵌合部１０３に嵌め合わされる凸状の被嵌合部１０５を有する。
【０００６】
換気パイプ１０７は可撓性素材から成り、ヨーク１０１の内部と外部とを通気する換気筒部１０８と、ヨーク１０１の外周面に接合されて換気孔１０２及びその周囲を塞ぐシート部１０９とが一体成形されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例は、以下の点で改良の余地があることが判明した。
【０００８】
先ず、従来例では、本来ヨーク１０１の換気のために設けた換気筒部１０８の換気孔１０２から水がヨーク１０１の内部に侵入するおそれがある。この従来例では、換気筒部１０８の換気孔１０２が下向きに開口しており、上方に開口している場合に比べると浸水の可能性は低い。
【０００９】
しかし、下方に開口している場合でも、スタータがエンジンの下方に装着されたり、自動車が水路を走行するとき等に、車輪によって跳ね上げられた飛沫等が換気孔１０２からヨーク１０１内に侵入するおそれがある。侵入した水はブラシの導電性を損ねる等の弊害をもたらす。このように、換気と浸水とは表裏一体の関係にあり、換気の問題を考えるときは浸水の可能性を併せて考慮しなければならない。
【００１０】
次に、従来例では換気筒部１０８はヨーク１０１の下方に取り付けられており、ヨーク１０１内への浸水の可能性を減少させる点では望ましい。しかし、浸水の可能性を減らすために換気筒部１０８をヨーク１０１の下方に取り付けることは、モータ部ひいてはスタータの設計の自由度を制約することがある。
【００１１】
即ち、モータ部の周辺に配置される機器や部材との関係で、換気筒部１０８をヨーク１０１の下方以外の部分に（例えばヨーク１０１の上方）に取り付け、換気孔１０２を上方に開口させる方が望ましい場合もある。しかるに、従来例において仮に換気筒部１０８をヨーク１０１の上方に配置すると、上方に開口した換気孔１０２から水が浸入する可能性が高まる。よって、従来の換気筒部１０８はヨーク１０１の下方に取り付けざるを得ない。
【００１２】
従来例にはこの他にも、換気口からの浸水を防止するために、換気口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）としたものがある。このようにすると、防水性はある程度向上するかも知れないが、部品点数が増大し、結果的に製造コストが上昇する。
【００１３】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、換気孔からヨーク内に水が侵入する可能性が少なく、しかもヨーク上の所望の位置に配置することができるスタータの換気構造を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本願の発明者は、換気構造に換気孔の開口を覆う開口覆い部を設けることを考えた。開口覆い部により浸水が防止されるので、換気構造をヨークの円周方向において上方に配置することが可能となる。
【００１５】
スタータの一種に、モータ部の上方にスイッチ部が配置されているタイプがある。このタイプのスタータでは、換気構造がヨークの上方に配置できれば、スイッチ部からの電気信号をモータ部に伝達するためにヨークに取り付けら端子に換気構造を形成することが可能となる。
【００１６】
本発明によるスタータの換気構造は、請求項１に記載のように、円筒形状を有し、内部にアーマチャが収納され、半径方向に延びる取付孔が形成されたモータ部のヨークと；取付孔に挿通された中空形状で絶縁性の取付部材と、取付部材に装着されヨークの外部に位置する一端が第１導電体を介してスイッチ部の一部に接続され、ヨークの内部に位置する他端が直接又は第２導電体を介してヨーク内の機器に接続された中空形状の導電部材とから成り、取付部材の一端はヨークの外部に位置し、他端はヨークの内部に位置し、かつ中空形状の前記取付部材に中空形状の導電部材が挿入され、該導電部材の中空孔がヨークの内部と外部とを連通する換気孔を形成している端子と；換気孔の外側開口を覆う開口覆い部を少なくとも有するキャップと；から成ることを特徴とする。
【００１７】
本発明のスタータの換気構造では、端子はモータ部内の機器をスイッチ部の一部に接続するという本来の機能に加えて、換気構造の一構成要素となる。端子に形成した換気孔がヨークの内部と外部とを連通し、ヨーク内の暖気のヨークの外部への流通路となる。キャップの開口覆い部は換気孔の外部開口を覆い、換気孔からヨーク内への浸水を防止する。
また、中空形状の取付部材に中空形状の導電部材が挿入され、導電部材の中空孔が換気孔を形成している。中空形状の導電部材の周りに樹脂材料で取付部材を成形することにより、換気孔を持ち導電部材と取付部材とが一体化された端子が得られる。
【００２２】
請求項２に記載の換気構造は、請求項１において、キャップの開口覆い部は、取付部材に保持された底部と、外側開口を覆う半球状部とから成る。この換気構造によれば、キャップが底部において取付部材に取り付けられるとともに、開口覆い部が換気孔の外部開口を覆うことができる。更に、キャップは、開口覆い部から延び第１導電体を覆い先端が開口した筒状の導電体覆い部を含む。従って、導電体覆い部が第１導電体を覆い、該第１導電体の被水、及びそれに基づく発錆を防止することができる。
【００２４】
請求項３に記載の換気構造は、請求項２において、導電体覆い部の開口はヨークの取付孔よりも上方に位置している。この換気構造によれば、仮にモータ部が冠水し水位がヨークの取付孔の位置よりも高くなった場合でも、導電体覆い部の開口の位置よりも低い限り、ヨーク内への浸水が防止される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
＜スタータ＞
スタータは一般的にモータ部、スイッチ部及びクラッチ部を含む。本発明を適用する上で特に望ましいのは、モータ部の上方にスイッチ部が配置されているタイプのスタータである。ここで、「上方」とは直上方の他、斜め上方も含む意である。
＜ヨーク＞
ヨークはモータ部の外枠を構成するものであり、導電材料から成り全体として円筒形状を有する。軸方向及び円周方向及の所定位置に、半径方向に貫通して延びる取付孔が形成されている。取付孔は例えばヨークの軸方向の一端部で、円周方向の上部に形成することができるが、軸方向の中間部や他端部、円周方向の下部や側部に形成することもできる。ヨークの内部にはアーマチャが回転可能に収納されている。
＜端子＞
端子は取付部材及び導電部材を含み、換気孔が形成されている。
▲１▼取付部材は絶縁材料から成り、中空棒形状を持ち、その中心部に軸方向に延びる中空孔が形成されている。ヨークの取付孔に隙間なく挿通されており、ヨークの円周方向において上部、下部又は側部に位置している。
【００２８】
ヨークの取付孔に挿通される際、その一端がヨークの外部に他端がヨークの内部に位置することが望ましい。但し、例えば換気孔が導電部材に形成される場合は、一端及び他端はヨークの外周面及び内周面の近傍に位置しても良い。尚、取付部材が絶縁材料から成るのは、ヨークと導電体との間を電気的に絶縁するため、換言すれば導電部材を接地（アース）させないためである。
(2)導電部材は導電性材料から成り、中空棒形状を持つ。取付部材の中空孔に挿入され、その一端及び他端が取付部材の一端及び他端よりも軸方向に突出していることが望ましい。
【００２９】
ヨークの外部に位置する導電部材の一端にスイッチ部の一部が第１導電体を介して接続され、内部に位置する他端は直接又は第２導電体を介してヨーク内の機器に接続されている。スイッチ部の一部とは、例えばホールディングコイル又はモータ固定端子である。ヨーク内の機器とは、例えばシャントコイル、フィールドコイル又はブラシに接続される導体である。
【００３０】
尚、上記取付部材と導電部材とは、取付部材の成形時に導電部材を一体化（インサート成形）することが望ましい。一体化された取付部材及び導電部材がヨークの取付孔に取り付けられる。  但し、取付部材と導電部材とを別々に製作し、その後組み合わせても良い。
(3)ヨークの内部と外部とを連通する換気孔は、導電部材に形成される。
【００３２】
導電部材に換気孔を形成する場合、中空棒形状の導電部材を取付部材の中空孔に挿入し、該導電部材の中空孔を利用する。
＜キャップ＞
キャップは、換気孔の外部開口を覆う開口覆い部を少なくとも含む。開口覆い部は例えば円形の底部と半球状の覆い部とから成ることができる。底部において取付部材に取り付けられ、覆い部が外部開口を覆い換気孔内への浸水を防止する。この場合、例えば底部に開口を設けることが望ましい。
【００３３】
キャップは、更に第１導電体を覆うため導体覆い部を含むことができる。導体覆い部は例えば細長い筒形状を持ち開口覆い部の一部から半径方向外向きに延びることができ、第１導電体を水から遮断して、発錆を防止する。導電体覆い部はヨークの軸方向、半径方向に延びることができる。
【００３５】
また、導電体覆い部の開口は端子の換気孔の外部開口よりも高い位置に形成することが望ましい。そのためには、導電体覆い部を長くしてヨークの外周面から離れる方向（例えば半径方向外向き）に延ばすことができる。
【００３６】
尚、キャップは絶縁材から成ることが望ましく、例えば開口覆い部と導体覆い部とを樹脂材料等により一体成形することができる。
【００３７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図１及び図２を参照しつつ説明する。
（第１実施例の構成）
図１に示すように、スタータはモータ部１０、クラッチ部２５及びスイッチ部３５に大別される。
▲１▼モータ部
モータ部１０はアーマチャ１１、ヨーク１８、ブラシ２１及び減速機構２４等から成る。このうち、アーマチャ１１はアーマチャシャフト１２、アーマチャコア１３、アーマチャコイル１４、コンミテータ１７等を含む。ハウジング１６により回転可能に支持されたアーマチャシャフト１２にアーマチャコア１３が取り付けられ、その外周にアーマチャコイル１４が巻かれている。
【００３８】
コンミテータ１７は互いに絶縁され円周方向に分割された複数のセグメントから成る。バッテリからアーマチャコイル１４に流れる電流の方向を変化させ、後述するフィールドコイルの磁界に対しアーマチャ１１が発生する磁界の極性を常に一定にする（整流する）。
【００３９】
ヨーク１８は円筒形状を有し、モータ部１０の外枠を構成する。ヨーク１８の内側に配置されたポールコア１９の外周にフィールドコイル及びシャントコイル２０が巻かれている。アーマチャコア１３、ヨーク１８及びポールコアでモータ部１０の磁気回路を構成する。ブラシ２１はコンミテータ１７に付勢されている。
【００４０】
減速機構２４は、アーマチャシャフト１２の端部に形成されたアーマチャギヤと、複数個のプラネタリギヤ２２と、ハウジング１６に保持された円筒状のインターナルギヤ２３とを含む。プラネタリギヤ２２はドライブシャフト２６の端部のフランジ部に立設されたピンにより回転可能に支持され、内周側の一部においてアーマチャギヤに噛合し、外周側の一部においてインターナルギヤ２３に噛合している。
▲２▼クラッチ部
クラッチ部２５はドライブシャフト２６、その上に配置されたオーバランニングクラッチ（以下、適宜「クラッチ」と略称する）２７及びピニオンギヤ３１等を含む。クラッチ２７はドライブシャフト２６にねじれスプラインによりスプライン嵌合されたアウタ２８と、その内部に保持されたローラ２９等から成る。エンジンの回転数がスタータの回転数を上回ると空転し、エンジンの回転がアーマチャ１１に伝わることを阻止する。ピニオンギヤ３１は、ドライブシャフト２６に遊嵌され、エンジン側のリングギヤ（不図示）に噛合している。
▲３▼スイッチ部
スイッチ部３５は電磁（マグネット）スイッチ３６、レバー４７等から構成される。電磁スイッチ３６はケーシング３７、可動鉄心（プランジャ）３８、グランドプレート、プルインコイル及びホールディングコイル、可動接点及び固定接点（何れも不図示）等を含む。
【００４１】
ケーシング３７は有底円筒形状を有し、その底部に形成された開口をプランジャ３８の一端が貫通している。ケーシング３７にはプランジャ３８に対向してグランドプレートが固定され、プランジャ３８の一端に可動接点が取り付けられている。
【００４２】
ケーシング３７とプランジャ３８及びグランドプレートとの間に配置されプルインコイル及びホールディングコイル（何れも不図示）に接続された端子４５及びホールディングコイルリード線（以下「第１リード線」と略称する）３３により上記モータ部１０の端子５５を介してシャントコイルに接続されている。これについては後述する。
【００４３】
プランジャ３８、グランドプレート及びケーシング３７で磁気回路を構成し、プルインコイル及びホールディングコイルに電流が流れるとプランジャ３８は右方向に吸引される。バッテリ固定端子４１はケーシング３７に被せられた樹脂製のカバー３９に取り付けられバッテリから給電される。モータ固定端子４２がカバー３９に取り付けられ、モータリード線（以下「第２リード線」と略称する）３４を介してモータ部１０のアーマチャコイル１４に電流を供給する。
【００４４】
レバー４７は中間部を回転可能に支持され、その一端４８ａがプランジャ３８に係合し、他端４８ｂがクラッチ部２５のアウタ２８に係合している。
▲４▼換気構造
図２に示すように（図１とは左右反転している）、換気構造はヨーク１８の右端部と、端子５５と、キャップ７０とから成る。
【００４５】
上記ヨーク１８の一（右）端には円周方向の上部に取付孔５１が形成されている。取付孔５１は円形断面で、ヨーク１８を半径方向に貫通している。
【００４６】
端子５５は取付部材（ブッシュ）５２と、換気孔６２を備えた導電部材６０とから成る。ブッシュ５２は絶縁性樹脂から成り、中空形状を有する。中心部にはほぼ全長に亘って内径が均一の中空孔５３が形成されている。外径は軸方向の各部において異なり、上端側の大径部５４と、下端側の小径部５６と、中間の中径部５７とから成る。中径部５７においてヨーク１８の取付孔５１に保持され、大径部５４はヨーク１８の外部に位置し、小径部５７は内部に位置している。よって、中空孔５３の一端がヨーク１８の外部で開口し、他端が内部で開口している。
【００４７】
導電部材６０は導電性材料から成り、第１導電片６１及び第２導電片６５を含む。第１導電片６１は中空形状を有し、中心部には全長に亘って内径が均一の中空孔（換気孔）６２が形成されている。長さはブッシュ５２のそれよりも長く、換気孔６２の一端（上端）がヨーク１８の外部で開口し、他端（下端）が内部で開口している。
【００４８】
第１導電片６１の内径及び外径はブッシュ５２のそれよりも小さい。外径はほぼ全長に亘って均一であり、ブッシュ５２の中空孔５３の内径にほぼ等しく、中空孔５３に隙間なしで挿通されている。第１導電片６１の上端はブッシュ５２の上端から上方に突出し、下端はブッシュ５２の下端から下方に突出している。上端寄りに形成されたフランジ部６３がブッシュ５２の大径部５４に支持されている。
【００４９】
第２導電片６５はその一（右）端において第１導電片６１の上端に嵌合され、ねじ６６により固定されている。第２導電片６５には、スイッチ部３５の端子４５から延びた第１リード線３３が接続されている。第１導電片６１の下端にはヨーク１８の内側のポールコア１９に巻かれたシャントコイル２０が接続されている。
【００５０】
尚、端子５５を構成するブッシュ５２と導電部材６０とは、ブッシュ５２の成形時に金型内に導電部材６０をセットしておくことにより、一体化（インサート成形）されたものである。
【００５１】
キャップ７０は絶縁性樹脂材料から成り、導電体覆い部７３と、リード線覆い部７１とが一体成形されている。導電体覆い部７３は円形の底部７４ａ及び半球状部の覆い部７４ｂを含み、底部７４ａの取付孔において上記ブッシュ５２に嵌合され、覆い部７４ｂが第１導電片６１の外部開口を覆っている。
【００５２】
細い筒状のリード線覆い部７１は導電体覆い部７３の円周方向の一部から半径方向外向き及びヨーク１８の外周面から離れる方向（上方）に延び、隙間を保って第２導電片６５及びリード線３３を覆っている。リード線覆い部７１の開口の高さはヨーク１８の取付孔５１の高さよりも高くなっている。
（第１実施例の作用効果）
▲１▼スタータの作動
イグニションスイッチ（不図示）が「ＳＴＡＲＴ」位置に入れられると、プルインコイル等が励磁されスイッチ部３５のプランジャ３８が右方向に吸引される。これに伴い、レバー４７が時計方向に回転し、クラッチ２７を左方向に押し出す。
【００５３】
プランジャ３８の移動により可動接点が両固定接点間を閉じ、プランジャ３８はグランドプレートに当接し移動を停止する。可動接点が両固定接点間を閉じた時点で、プルインコイルには電流が流れず、プランジャ３８はホールディングコイルの吸着力のみで保持される。また、端子４５、第１リード線３３及び端子５５を介してモータ部１０のシャントコイル２０に電流が流れ、励磁される。
【００５４】
一方、固定接点の閉鎖によりモータ固定端子４２及び第２リード線３４を介してモータ部１０のアーマチャ１１のアーマチャコイル１４に電流が流れる。これによりアーマチャ１１がヨーク１８に対して回転し、減速機構２４、ドライブシャフト２６及びクラッチ２７を介してピニオンギヤ３１が回転する。こうして、モータ部１０の回転力がエンジンに伝達される。
【００５５】
エンジンが燃料で回転を開始した後、イグニションスイッチを「ＳＴＡＲＴ」位置から解除すると、可動接点及び固定接点を通し、ホールディングコイルには吸引時と同方向、プルインコイルには吸引時と逆方向の電流が流れる。その結果、双方の吸着力が互いに打ち消し合い、プランジャ３８が左方向に移動し元の位置に戻り、レバー４７が反時計方向に回転しクラッチ２７及びピニオンギヤ３１が右方向に移動し元の位置に戻る。
▲２▼モータ部の換気、防水
スタータの作動時、ヨーク１８の内部ではアーマチャ１１において熱が発生する。しかし、この熱により温められた暖気は第１導電片６１の下端開口から中空孔６２に流入し外部開口からキャップ７０の導電体覆い部７３内に流入し、その後リード線覆い部７１を通ってヨーク１８の外部に流出する。こうして、アーマチャ１１での発熱によりヨーク１８の内部の温度が上昇することが抑制、防止される。
【００５６】
また、第１導電片６１は換気のために換気孔６２を持つが、その外部開口は上方に開口している。スタータが配置されたエンジンルームはボンネットにより覆われているので、従来のように換気手段が下方に開口している場合に比べて、遙かに浸水の可能性が少ない。加えて、換気孔６２の外部開口は導電体覆い部７３の覆い部７４ｂにより上方から覆われている。よって、例えば洗車時等に上方から水が降りかかっても、換気孔６２内への浸水が防止される。
【００５７】
また、キャップ７０は、ヨーク１８の上方で軸方向に延び、第２導電片６５及び第１リード線３３を覆う筒状のリード線覆い部７１を持つ。よって、第２導電片６５及び第１リード線３３に水が降りかかること及びそれに基づく発錆が防止される。
【００５８】
リード線覆い部７１の先端は開口しているが、ヨーク１８の外周面から上方に離れており、取付孔５１よりも相当高い位置にある。よって、モータ部１０が冠水し水位がヨーク１８の取付孔５１よりも高くなった場合でも、リード線覆い部７１の開口の高さよりも低い限り、この開口からの浸水が防止される。
【００６２】
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明のスタータの換気構造によれば、通常ヨークに取り付ける端子を利用し、該端子に防水機能を持つ換気構造を形成した。その結果、端子及び換気構造を形成するための部品点数が半減し、製造コストが低減される。
【００６３】
そして、端子に形成した換気孔がヨークの内部と外部とを連通しており、端子がヨークの円周方向及び軸方向のどの部分に取り付けられた場合でも、換気が達成される。また、キャップの開口覆い部が端子の換気孔の外部開口を覆っており、端子がヨークの円周方向及び軸方向のどの部分に取り付けられた場合でも、ヨーク内への水の侵入が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスタータの第１実施例を示す正面図（一部断面図）である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】従来例の一つを示す要部断面図である。
【符号の説明】
１０：モータ部                      ２５：クラッチ部
３５：スイッチ部                    ５１：取付孔
５２：ブッシュ                      ５５：端子
６０：導電部材                      ６１、６５：導電片
６２：換気孔                        ７０：キャップ
７１：リード線覆い部                ７３：導電体覆い部
【図１】
0004021226.tif 000002
【図２】
0004021226.tif 000003
【図３】
0004021226.tif 000004