(57)【要約】 【課題】特別な電圧降下抑制装置が不要で装置全体の体格を変更することなく、車載の電気機器の瞬断を発生させずにエンジンを始動させることが可能な、構造簡単・安価なエンジン始動装置を提供する。【解決手段】スタータモータに既設のブラシ１３およびコンミテータ１１をスタータ内部抵抗として積極的に活用すべく、ブラシ１３として、コンミテータ１１を摺動する接触面１３ａ側に溝２４を有し、この溝２４の深さＤがブラシ１３自体の所定の摩耗代Ｆより浅く形成されているブラシを用いることで、使用の初期（新品時）にはブラシ１３でスタータ内部抵抗を増加させ、また、溝２４が消滅するまでブラシ１３の摩耗が進んだ使用の中期以降にはコンミテータ１１の表面に形成される酸化被膜でスタータ内部抵抗を増加させる。よって、特別な電圧降下抑制装置を一切要することなく、瞬断を抑制できる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源（２）から電力供給を受けて回転力を発生するスタータモータ（３）と、前記スタータモータ（３）の電機子軸（１０）に連結されるピニオン軸（１４）と、前記ピニオン軸（１４）に支持されて前記ピニオン軸（１４）と一体に回転するピニオン（４）とを備え、前記ピニオン軸（１４）に伝達される駆動トルクを前記ピニオン（４）からエンジンのクランクシャフトに伝達して前記エンジンを始動させるエンジン始動装置（１）であって、
前記スタータモータ（３）は、ブラシ（１３）およびコンミテータ（１１）を有する直流電動機として構成され、
前記ブラシ（１３）は、前記コンミテータ（１１）を摺動する接触面（１３ａ）側に溝（２４）を有し、前記溝（２４）の深さ（Ｄ）が前記ブラシ（１３）の所定の摩耗代（Ｆ）より浅く形成されており、
前記ブラシ（１３）および前記コンミテータ（１１）をスタータ内部抵抗として用いることを特徴とするエンジン始動装置（１）。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジン始動装置（１）において、
前記ブラシ（１３）が有する前記溝（２４）は、前記コンミテータ（１１）の回転方向に対して平行に形成されていることを特徴とするエンジン始動装置（１）。
【請求項３】
請求項２に記載のエンジン始動装置（１）において、
前記ブラシ（１３）は、低抵抗の材料で形成される低抵抗材層（２６）と高抵抗の材料で形成される高抵抗材層（２７）とからなる多層構造であって、回転する前記コンミテータ（１１）に対して、前記低抵抗材層（２６）から摺接し前記高抵抗材層（２７）から離間するように配置されており、
前記溝（２４）は、前記低抵抗材層（２６）と前記高抵抗材層（２７）とに跨って形成されていることを特徴とするエンジン始動装置（１）。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載のエンジン始動装置（１）において、
前記ブラシ（１３）が有する前記溝（２４）は、前記コンミテータ（１１）に向けて溝幅が拡幅する谷形状を呈していることを特徴とするエンジン始動装置（１）。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載のエンジン始動装置（１）において、
前記ブラシ（１３）が有する前記溝（２４）は、前記コンミテータ（１１）を摺動する接触面（１３ａ）側において、前記ブラシ（１３）の両端部分を残して形成されていることを特徴とするエンジン始動装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンをスタータモータで始動させるエンジン始動装置、とりわけ、所定のエンジン停止条件が成立した時にアイドリングストップを実施する車両に搭載されて好適なエンジン始動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
〔従来の技術〕
自動車等の車両におけるエンジン始動装置は、エンジンを始動する場合、マグネットスイッチのコイルに通電を行いマグネットスイッチのメイン接点を閉じることにより車両用電源（以下、単にバッテリとも呼ぶ。）よりスタータモータへ電力を供給しスタータモータに回転トルクを発生させ、噛合わされたピニオンとリングギヤを介しスタータモータの回転力をエンジンのクランクシャフトへ伝えエンジンを始動させる基本構成である。
しかし、この始動時において、マグネットスイッチのメイン接点オン直後にはまだスタータモータが静止状態にあり逆起電圧を発生していないため、極めて小さいスタータ内部抵抗により数百〜千数百アンペアの突入電流がバッテリから流れる。その際に、バッテリは内部の固有抵抗により端子電圧が低下する電圧降下を発生する。
【０００３】
そして、このようなスタータモータ起動時の突入電流による車両用電源の電圧降下により、車両に搭載されている他の電気機器、例えばステレオ、ナビゲーションシステム、エアコン等の使用時に瞬断を引き起こす問題があった。この瞬断は通常のエンジンの始動時にはさほど問題にならないものの、特に、アイドリングストップ機能の搭載された車両においては、アイドリングストップ後の再始動を行う毎に瞬断が発生し、運転手および同乗者に不快感を与える等の問題を招いていた。
そこで、この瞬断を回避するための効果的な方策として、スタータモータ起動時に電流制限抵抗により抑制された電流をスタータモータに通電するようにしてバッテリの電圧低下を防ぐ電圧降下抑制手段が知られている。
【０００４】
かかる手段を備えた装置として賞用されているものに、例えば特許文献１に示されるごときエンジン始動装置がある。
このエンジン始動装置は、電流制限抵抗とこの抵抗を制御するリレーとタイマ回路とからなる電圧降下抑制装置を、車両用電源のバッテリとマグネットスイッチとの間に接続することにより、スタータモータ起動時に電流制限抵抗により抑制された電流をスタータモータに通電し、所定の時限が経過した後、この電流制限抵抗をリレーによって短絡もしくは切り離すことで、スタータモータの起動時におけるバッテリの電圧低下を防ぎ、車載の電気機器の瞬断を回避するようにしている。
【０００５】
〔従来技術の問題点〕
ところが、近年、エンジンの高性能化等に伴ってエンジンルームに収納される機器が増大する傾向にあり、とりわけ、エンジン性能に係るすべての機器には従前にも増して厳しい諸要求が課せられ、上述のエンジン始動装置に対しても、より一層の小型化・低コスト化が希求されている。
したがって、電圧降下抑制装置をエンジン始動装置に装備することが、体格・コストの両面で困難になってきており、体格・コストの両面で資する電圧降下抑制手段を早急に開発することが当業者の課題である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１８５１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者は、この種のエンジン始動装置についてより一層の機能改善を図るべく数多の実験・研究を重ねてきたが、このたび、スタータモータの実態を精査したところ、次のような事象が内在していることを突き止めるに至った。
【０００８】
（１）スタータモータは、基本的にはブラシとコンミテータ（整流子）を有する直流電動機で構成されている。そして、コンミテータは、外周面をブラシが摺動しているものの経年変化により表面が酸化することが知られている。この事象は、コンミテータの外周面に酸化被膜によって抵抗が形成されることを意味することから、この抵抗値がスタータ内部抵抗として機能する可能性について探究してみた。
（２）そこで、この酸化被膜が何時頃如何なる抵抗値を呈することになるのかについて検討したところ、スタータを例えば５万回程度使用すると、上記酸化被膜が電流制限抵抗に匹敵する程度の高抵抗値を示し、スタータ内部抵抗としての機能を果たし得る可能性があることを確認することができた。つまり、それ以降は上述のごとき電圧降下抑制装置を使用しなくても瞬断を抑止することが可能になるわけである。
（３）また、コンミテータの外周面を摺動しているブラシは、摩耗する消耗部材であるものの、長寿命化が図られており、かつ、スタータモータの通電回路を構成する一機能部品に相違ないことから、かかるブラシを使用の初期過程でスタータ内部抵抗として有効活用し得る何らかの方策を見いだせれば、電圧降下抑制装置の全廃を実現できる可能性があることが判明した。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、従来のごとき特別な電圧降下抑制装置が不要で装置全体の体格を変更することなく、車載の電気機器の瞬断を発生させずにエンジンを始動させることが可能な、構造簡単・安価で、安定性、信頼性に優れたエンジン始動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のエンジン始動装置は、スタータモータがブラシおよびコンミテータを有する直流電動機として構成されている特質を最大限に生かし、
ブラシには、コンミテータを摺動する接触面側に溝を有し、この溝の深さがブラシ自体の所定の摩耗代より浅く形成されているブラシを用い、
ブラシおよびコンミテータをスタータ内部抵抗として積極的に活用することを特徴としている。
【００１１】
上記構成によれば、スタータモータの使用の初期（新品時）には、ブラシとコンミテータとの実質的な摺接面積（接触面積）が小さいため、ブラシが高抵抗を呈することでスタータ内部抵抗を増加させ、また、溝が消滅するまでブラシの摩耗が進んだ使用の中期以降になると、コンミテータの表面に形成される酸化被膜による抵抗効果によってコンミテータが高抵抗を呈することでスタータ内部抵抗を増加させることができる。
よって、スタータモータの起動時には、電源（バッテリ）からスタータモータへの突入電流を抑制し、車載の電気機器の瞬断を招くことなくエンジンを始動させることができる。
また、ブラシおよびコンミテータは、スタータモータに基本構成として既設の機能部品であり、かかるブラシおよびコンミテータをスタータ内部抵抗として活用するだけであるため、特別な電圧降下抑制装置を一切必要とせず装置全体の体格を変更することなく、構造も簡単、安価である。
したがって、小型で低コストのエンジン始動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のエンジン始動装置の基本的な一実施形態を示す回路構成図である（実施例１）。
【図２】本発明のエンジン始動装置で用いるスタータ（スタータモータを含む）の一例を示す要部縦断面図である（実施例１）。
【図３】本発明装置で適用するブラシおよびコンミテータの第１実施形態の構造説明に供するもので、（ａ）はブラシ単体の斜視図、（ｂ）はコンミテータとの摺接状態を示す参考図である（実施例１）。
【図４】本発明装置で適用するブラシおよびコンミテータの第２実施形態の構造説明に供するもので、（ａ）はブラシ単体の斜視図、（ｂ）はコンミテータとの摺接状態を示す参考図である（実施例２）。
【図５】本発明装置で適用するブラシおよびコンミテータの第３実施形態の構造説明に供するもので、（ａ）はブラシ単体の斜視図、（ｂ）はコンミテータとの摺接状態を示す参考図である（実施例３）
【図６】本発明装置で適用するブラシおよびコンミテータの第３実施形態の構造説明に供するもので、（ａ）はブラシ単体の斜視図、（ｂ）はコンミテータとの摺接状態を示す参考図である（実施例３）
【図７】本発明装置の各実施形態で適用可能な２層ブラシの構造例および当該ブラシとコンミテータとの摺接状態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例にしたがって詳細に説明する。
【実施例】
【００１４】
本実施例では、例えば、エンジンの停止および再始動を自動制御するアイドリングストップ機能（装置）が搭載された車両に適用して好適なエンジン始動装置を示している。ただし、アイドリングストップ機能（装置）は従来周知であるため、当該機能（装置）そのものについての図示および作動説明を省略することとする。
【００１５】
〔実施例１〕
まずは、本発明のエンジン始動装置の基本的な一実施形態を示す回路構成について、図１を参照しながら説明する。
【００１６】
エンジン始動装置１は、スタータ７でエンジンを始動させるものである。
このスタータ７は、車両のバッテリ（電源）２から電力供給を受けて回転力を発生するスタータモータ３（以下、単にモータ３と略称する。）と、モータ３の回転力を受けて一体に回転するピニオン４と、モータ３の通電を制御すると共にピニオン４をエンジンのリングギヤ５に噛み合わせるマグネットスイッチ（電磁スイッチ）６とを主要構成要素として備えており、ピニオン４に伝達される駆動トルクをピニオン４からエンジンのリングギヤ５を介してクランクシャフト（図示せず）に伝達しエンジンを始動させる。
【００１７】
ここで、前述した従来のエンジン始動装置においては、仮想線で示される電圧降下抑制装置１００、つまり、電流制限抵抗１０１とこの電流制限抵抗１０１を制御するリレー１０２とタイマ回路１０３からなる電圧降下抑制装置が、電磁スイッチ６のメイン接点８、９とバッテリ２との間に接続されていた。
【００１８】
これに対し、本発明のエンジン始動装置１では、上記の電圧降下抑制装置１００が完全に取り除かれると共に、マグネットスイッチ６のメイン接点８、９が直接バッテリ２に接続されるものである。つまり、マグネットスイッチ６の正極側のメイン接点８がバッテリ２の正極側に直接接続されるため、メイン接点８、９がオンすることでバッテリ２から直接モータ３への通電が行なわれる。
【００１９】
モータ３は、例えば、永久磁石あるいは電磁石によって形成される界磁（図示せず）と、電機子軸１０の一方の端部にコンミテータ（整流子）１１を有する電機子１２と、コンミテータ１１の外周に配置される給電用のブラシ１３等とからなる一般的な直流電動機で構成されている。
【００２０】
ピニオン４は、電機子軸１０の他方の端部に連結されるピニオン軸１４に対してクラッチ１５を介して結合されている。
クラッチ１５は、モータ３によって駆動されるピニオン軸１４の回転をピニオン４に伝達し、かつ、エンジンの始動によってピニオン４の回転速度がピニオン軸１４の回転速度を上回った時に、ピニオン４側からピニオン軸１４側へのトルク伝達を遮断する一方向クラッチとして構成されている。
【００２１】
マグネットスイッチ６は、前述のメイン接点８、９に加え、通電によって電磁石を形成する励磁コイル１６と、この励磁コイル１６の励磁／非励磁に応じて、軸方向に可動するプランジャ１７とを備えており、このプランジャ１７の動きに連動して、メイン接点８、９を開閉（オン・オフ）すると共に、シフトレバー１８を介してピニオン４をクラッチ１５と一体にエンジン側（反モータ方向）へ移動させる機能を有する。
励磁コイル１６は、吸引コイル１６ａと保持コイル１６ｂとから構成されており、吸引コイル１６ａはバッテリ２側の端子１９ａとメイン接点９側の端子１９ｂとの間に、保持コイル１６ｂはバッテリ２側の端子１９ａとアースとの間にそれぞれ接続され、バッテリ２側の端子１９ａが始動スイッチ２０を介してバッテリ２に接続されている。
【００２２】
なお、給電用のブラシ１３は正極側ブラシ１３Ａと負極側ブラシ１３Ｂとの一対のブラシで構成され、正極側ブラシ１３Ａがメイン接点９に、負極側ブラシ１３Ｂがアースにそれぞれ接続されている。
【００２３】
上記構成において、例えば、マグネットスイッチ６のメイン接点８、９がバッテリ２に直接接続されている場合には、始動スイッチ２０がオンすると、マグネットスイッチ６の励磁コイル１６に通電が行なわれ電磁スイッチ６のメイン接点８、９を閉じることでバッテリ２よりモータ３への通電回路が形成されるものの、このメイン接点８、９のオン直後にはスタータ内部抵抗が極めて小さいため突入電流が流れ、バッテリ２に電圧降下が発生する。
【００２４】
そこで、従来装置においては、仮想線で示される電圧降下抑制装置１００をマグネットスイッチ６のメイン接点８、９とバッテリ２との間に接続していた。
これにより、始動スイッチ２０がオンしたときには、電圧降下抑制装置１００の電流制限抵抗１０１がバッテリ２とメイン接点８、９との間に介在して電流制限抵抗１０１により抑制された電流がモータ３に流れた後、タイマ回路１０３の時限にしたがってリレー１０２が電流制限抵抗１０１を短絡することで、モータ３の起動時に瞬断が生じないようにしていた。
【００２５】
本発明のエンジン始動装置１は、上述のごとき電圧降下抑制装置１００を一切用いることなく、つまり、マグネットスイッチ６のメイン接点８、９をバッテリ２に直接接続したままで、モータ３の起動時に車載の電気機器に瞬断が生じないようにする点を第１の特徴点としている。
加えて、本発明のエンジン始動装置１は、既設の機能部品、とりわけ、スタータ７の構成部品を有効活用して電圧降下抑制機能を得るようにした点を第２の特徴点としている。  
以下それらの特徴点について詳説する。
【００２６】
〔実施例１の特徴〕
本発明で用いるスタータ７は、前述したように、モータ３と、ピニオン４と、マグネットスイッチ６とを主要構成要素として備える一般的なものであり、全体として図２に示すごとき基本構造を有している。
【００２７】
そこでまず、図２を参照しながら、当該スタータ７の具体的な構造について補説することとする。  
【００２８】
スタータハウジング２１には、モータ３とマグネットスイッチ６とが、モータ３の上にマグネットスイッチ６が載置されるようにして取り付けられている。
モータ３の電機子１２と同軸的に減速装置２２が配置されており、この減速装置２２を介して電機子軸１０の一端側にピニオン軸１４が連結されている。
ピニオン軸１４は出力軸をなすものであり、このピニオン軸１４に駆動されて回転しリングギヤ５にトルク伝達を行なうピニオン４が、ピニオン軸１４の外周上にクラッチ（一方向クラッチ）１５と一体に配置され、シフトレバー１８により駆動されてピニオン軸１４の外周上を軸方向に移動可能に設けられている。
モータ３は、電機子軸１０の他端側にコンミテータ１１と、コンミテータ１１の外周側に配置される給電用のブラシ１３を有する。
【００２９】
本発明は、上述のスタータ７、とりわけ、モータ３のコンミテータ１１および給電用のブラシ１３をスタータ内部抵抗として有効に活用するものであり、特に、給電用のブラシ１３の構造を工夫している。
【００３０】
図３は、コンミテータ１１と給電用のブラシ１３との組合せについての第１実施形態を示すものである。
【００３１】
まず、コンミテータ１１は、従前通りの構造を有するものであって、図７にも示すように、中心に電機子軸１０に嵌着される取付孔を有する円筒状のモールド樹脂１１ａと、その外周を覆うように配列（埋設）された多数のセグメント（整流子片）１１ｂとで構成され、セグメント１１ｂ、１１ｂ間には絶縁ギャプをなす段差１１ｃが形成されている。
なお、各セグメント１１ｂは、銅のごとき導電材で形成されており、表面には周知のごとく経年変化によって酸化被膜が生成されるものである。
【００３２】
これに対し、このコンミテータ１１の外周面を摺接する一対のブラシ１３は、正極側ブラシ１３Ａおよび負極側ブラシ１３Ｂのいずれも周知の材料、例えば銅粉を含有するカーボンで作製され、そして、給電線としてのピグテール２３を備えているが、次のごとき具体的な形状・構造を有している。
【００３３】
ブラシ１３は、図３（ａ）に示すように、全体的には周方向の幅Ｗ１に対し軸方向の幅Ｗ２が大きく所定の長さＬを有する直方体形状を呈しており、コンミテータ１１の表面上を摺接する摺接面（接触面）１３ａには、コンミテータ１１の曲率半径に略等しいＲ面取りが施され、かつ、その両端部分を残した領域（中央領域）に矩形状の断面を有する一条の溝（凹部）２４が設けられている。したがって、ブラシ１３の両端部分は矩形状の断面を有する凸部２５になっている。
【００３４】
そして、この溝２４は、図３（ｂ）に示すように、溝方向がコンミテータ１１の回転方向（図示矢印方向）と平行になるように周方向で、かつ、所定の摩耗代Ｆより浅い深さＤで形成されている。なお、「所定の摩耗代Ｆ」とは、モータ３の耐久性能等に応じて適宜定められるブラシ寿命のことであり、通常、例えば３０万回程度の使用に耐えられるように設定されている。
【００３５】
〔実施例１の効果〕
本発明のエンジン始動装置１は、上記構成を有するものであり、次のような作用・効果を得ることができる。
（１）第１に、モータ３の起動時には、車載の電気機器の瞬断を招くことなくエンジンを始動させることができる。
実施例１のエンジン始動装置１においては、マグネットスイッチ６のメイン接点８、９がバッテリ２に直接接続されているため、始動スイッチ２０がオンすると、マグネットスイッチ６の励磁コイル１６に通電が行なわれマグネットスイッチ６のメイン接点８、９がオンすることで、バッテリ２よりモータ３への通電回路が直接形成されることになる。
ところが、モータ３には図３に示すブラシ１３が備えられている。このブラシ１３は、溝２４の効果によってコンミテータ１１との実質的な摺接面積（接触面積）が小さく、高抵抗を呈することになるため、上記通電回路にはスタータ内部抵抗として大きな抵抗値を確保することができる。
このように、スタータ７の使用の初期（ブラシ１３の新品時）には、ブラシ１３とコンミテータ１１との実質的な摺接面積（接触面積）が小さく、ブラシ１３が高抵抗を呈することでスタータ内部抵抗が増大しているため、メイン接点８、９のオン直後でもバッテリ２からモータ３に対しての突入電流を抑制し、バッテリ２の電圧降下を抑制する。
【００３６】
しかして、ブラシ１３はモータ３の使用頻度に応じて摩耗していき、ついには溝２４が消滅することになるが、その一方で、コンミテータ１１の表面にはブラシ１３が摺動しているものの、経年変化によって次第に酸化被膜が形成されることになる。
したがって、溝２４が消滅するまでブラシ１３の摩耗が進んだ使用の中期（例えば５万回程度の使用回数）に至ると、コンミテータ１１の表面に高抵抗値を示す酸化被膜が形成される。このため、コンミテータ１１が高抵抗を呈することで上記通電回路におけるスタータ内部抵抗を増大することができ、メイン接点８、９のオン直後でもバッテリ２からモータ３に対しての突入電流を抑制し、バッテリ２の電圧降下を抑制する。
かくして、モータ３の起動時には、車載の電気機器に瞬断を発生させることなくエンジンを始動させることができる。
【００３７】
（２）第２には、上述のごとき瞬断抑止効果を、モータ３に基本構成として既設のブラシ１３およびコンミテータ１１を巧みに活用するだけで得られるため、従来のごとき特別な電圧降下抑制装置１００を一切必要とせず、装置全体の体格を変更することなく、構造も簡単、安価である。
したがって、小型で低コストのエンジン始動装置１を提供することができる。
【００３８】
（３）第３には、モータ３の回転時における「ブラシ１３の踊り現象」を緩和することができる。
ブラシ１３の接触面１３ａには、溝２４がコンミテータ１１の回転方向に対して平行（周方向）に設けられている。これにより、図３（ｂ）のごとく、溝２４の方向（凸部２５の方向）と、コンミテータ１１のセグメント１１ｂまたは段差１１ｃの方向とが直交するため、溝２４の方向を軸方向にしてセグメント１１ｂまたは段差１１ｃの方向と同方向にする場合に比して、コンミテータ１１の段差１１ｃに当接するブラシ１３の接触面１３ａの領域（軸方向幅Ｗ２に占める領域）を最小限にすることができる。したがって、ブラシ１３がコンミテータ１１の段差１１ｃ部分で飛び跳ねる、所謂「踊り現象」を抑制することができる。
【００３９】
〔実施例２〕
次に、本発明装置で適用するブラシおよびコンミテータの第２実施形態を図４に基づいて説明する。
本実施例は、上記実施例１に比して、ブラシ１３（ブラシ１３Ａ，１３Ｂ）に設ける溝２４の数を多くしたものであって、図４（ａ）に示すように、矩形状の断面を有する溝２４と矩形状の断面を有する凸部２５とが軸方向幅Ｗ２に沿って交互に配列されている。
【００４０】
本実施例においても、ブラシ１３（ブラシ１３Ａ，１３Ｂ）に溝２４を設けているため、上記実施例1と同様の作用効果を得ることができる。
特に、本実施例によれば、ブラシ１３（ブラシ１３Ａ，１３Ｂ）には、軸方向幅Ｗ２に沿って多数の溝２４を設けており、接触面１３ａに多数の凸部２５を有しているため、図４（ｂ）に示すように、ブラシ１３がコンミテータ１１に対して軸方向の多数箇所で当接するため、ブラシ１３がコンミテータ１１上を安定して摺接し、モータ３の性能を向上させることができる。
【００４１】
〔実施例３〕
次に、本発明装置で適用するブラシおよびコンミテータの第３実施形態を図５に基づいて説明する。
本実施例は、上記実施例２と比較すると、ブラシ１３（ブラシ１３Ａ，１３Ｂ）に設ける溝２４（凸部２５）の数を多くした点では同じであるものの、軸方向幅Ｗ２に沿って交互に配列する溝２４および凸部２５の断面形状を山谷形状に形成した点に特徴を有している。
つまり、図５（ｂ）に示すように、ブラシ１３（ブラシ１３Ａ，１３Ｂ）には、各溝２４が、コンミテータ１１に向けて溝幅が拡幅する断面形状（谷状）に形成してあり、各凸部２５が、コンミテータ１１に向けて突出幅が縮まる断面形状（山状）に形成してある。
【００４２】
本実施例においても、ブラシ１３（ブラシ１３Ａ，１３Ｂ）に多数の溝２４（凸部２５）を設けているため、上記実施例２と同様の作用効果を得ることができる。
特に、本実施例によれば、ブラシ１３（ブラシ１３Ａ，１３Ｂ）の接触面１３ａが山谷面をなしているため、ブラシ摩耗に伴なうコンミテータ１１との接触面積の変化（増加）を滑らかに進行させることができ、スタータ７（モータ３）の急激な特性変動を抑制することができる。
【００４３】
〔実施例４〕
次に、本発明装置で適用するブラシおよびコンミテータの第４実施形態を図６に基づいて説明する。
本実施例は、上記実施例３と比較すると、ブラシ１３（ブラシ１３Ａ，１３Ｂ）に設ける溝２４（凸部２５）の数を多くすると共に、溝２４および凸部２５の断面形状を山谷形状に形成した点では同じであるものの、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ブラシ１３の両端部分には凸部２５の頂部が位置するようにしている。換言すれば、溝２４は、ブラシ１３に対して、先の実施例１および実施例２と同様、ブラシ１３の両端部分をきちんと残すように形成されている。
【００４４】
例えば、図５に示した上記実施例３のごとく、ブラシ１３（ブラシ１３Ａ，１３Ｂ）の両端部分（角部）を削り取るように溝２４を設けると、ブラシ１３が傾きやすくなるが，本実施例によれば、そのような危惧をも解消することができる。
つまり、本実施例においては、先の実施例１および実施例２も同様であるが、ブラシ１３（ブラシ１３Ａ，１３Ｂ）の溝２４が、コンミテータ１１を摺動する接触面１３ａ側において、ブラシ１３の両端部分をきちんと残存させて形成されており、必ず凸部２５が存在しているので、図３（ｂ）、図４（ｂ）、図６（ｂ）からも明らかなごとく、ブラシ１３の軸方向幅Ｗ２の全域を有効活用して、特に、ブラシ１３の両端部分をコンミテータ１１に確実に接地させることができ、ブラシ１３の傾きを抑制し、ブラシ１３の偏摩耗を防ぐことができる。
【００４５】
〔実施例５〕
次に、本発明装置で適用するブラシおよびコンミテータの第５実施形態を図７に基づいて説明する。
本実施例のブラシ１３（ブラシ１３Ａ，１３Ｂ）は、銅粉を含有するカーボンブラシであるものの、銅の含有量に応じて抵抗値が異なる低抵抗材層２６と高抵抗材層２７とを幅Ｗ１方向に積層した２層構造を有し、コンミテータ１１の回転方向（図示矢印方向）に対し入口側に低抵抗材層２６が配置され、出口側に高抵抗材層２７が配置されている。
なお、溝２４および凸部２５は、上述した実施例１〜４のいずれかの形態でコンミテータ１１の回転方向（図示矢印方向）と平行に形成されており、低抵抗材層２６と高抵抗材層２７との両層に跨って形成されている。
【００４６】
上記構成の本実施例によれば、ブラシ１３（ブラシ１３Ａ，１３Ｂ）は、溝２４および凸部２５が、低抵抗材層２６と高抵抗材層２７との両層に跨って形成されているため、初期状態からブラシ１３の高抵抗側（高抵抗材層２７）をコンミテータ１１に確実に当接させることができる。これにより、２層ブラシの効果、即ち、ブラシ１３の出口側に高抵抗材層２７を配置することで火花の発生を抑制する効果を得ることができ、モータ３の初期性能を安定させることができる。
【００４７】
〔変形例〕
以上本発明の５実施例について詳述してきたが、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々変形することが可能であり、その他の実施形態としていくつかの変形例を例示する。
【００４８】
（１）上記の各実施例においては、ブラシ１３（ブラシ１３Ａ，１３Ｂ）が有する溝２４をコンミテータ１１の回転方向に対して平行になるように周方向に形成したが、コンミテータ１１の回転方向に対して直交するように軸方向に形成しても、ブラシ１３の初期抵抗を高め、スタータ内部抵抗として有効活用することができることは勿論である。
【００４９】
（２）また、上記の実施例においては、ブラシ１３（ブラシ１３Ａ，１３Ｂ）が有する溝２４（凸部２５）の断面形状として矩形状と山谷状の２種類を例示したが、台形状のごときその他の形状を採用しても良く、かつ、それらの形状を適宜組み合わせても良い。また、溝２４（凸部２５）の条数も、適宜選択することができる。
【００５０】
（３）さらに、実施例５では、ブラシ１３（ブラシ１３Ａ，１３Ｂ）の多層化として２層構造を例示したが、低抵抗材層２６と高抵抗材層２７との少なくともいずれかの層を複数層で形成して３層以上の多層構造にすることも可能であり、ブラシ１３の材質も銅粉を含有するカーボンブラシに限定されるものではない。
【００５１】
以上詳述してきた本発明の特徴点および特記すべき作用効果を、特許請求の範囲において従属項として記載した各手段にしたがって要約列挙すれば、次の通りである。
【００５２】
（特徴点１＝請求項２の手段）
請求項１に記載のエンジン始動装置１において、
ブラシ１３が有する溝２４（凸部２５）は、コンミテータ１１の回転方向に対して平行に形成されていることを特徴としている（実施例１〜５参照）。
上記手段によれば、ブラシ１３の接触面１３ａがコンミテータ１１の段差１１ｃに当接する領域（軸方向幅Ｗ２に占める領域）を最小限にすることができ、モータ３の回転時に、ブラシ１３がコンミテータ１１の段差１１ｃ部分で飛び跳ねる、所謂「踊り現象」を抑制することができる。
【００５３】
（特徴点２＝請求項３の手段）
請求項２に記載のエンジン始動装置１において、
ブラシ１３は、低抵抗の材料で形成される低抵抗材層２６と高抵抗の材料で形成される高抵抗材層２７とからなる多層構造であって、回転する前記コンミテータ１１に対して、前記低抵抗材層２６から摺接し高抵抗材層２７から離間するように配置されており、
溝２４は、低抵抗材層２６と高抵抗材層２７とに跨って形成されていることを特徴としている（実施例５参照）。
上記手段によれば、ブラシ１３の出口側に高抵抗材層２７を配置することで火花の発生を抑制する効果を得ることができ、モータ３の初期性能を安定させることができる。
【００５４】
（特徴点３＝請求項４の手段）
請求項１〜請求項３のいずれかに記載のエンジン始動装置１において、
ブラシ１３が有する溝２４は、コンミテータ１１に向けて溝幅が拡幅する谷形状を呈していることを特徴としている（実施例３、４参照）。
上記手段によれば、ブラシ１３の摩耗に伴なうコンミテータ１１との接触面積の変化（増加）を滑らかに進行させることができ、スタータ７（モータ３）の急激な特性変動を抑制することができる。
【００５５】
（特徴点４＝請求項５の手段）
請求項１〜請求項４のいずれかに記載のエンジン始動装置１において、
ブラシ１３が有する溝２４は、コンミテータ１１を摺動する接触面１３ａ側において、ブラシ１３の両端部分を残して形成されていることを特徴としている（実施例３を除く各実施例参照）。
上記手段によれば、ブラシ１３の軸方向幅Ｗ２の全域を有効活用して、特に、ブラシ１３の両端部分をコンミテータ１１に確実に接地させることができ、ブラシ１３の傾きを抑制し、ブラシ１３の偏摩耗を防ぐことができる。
【符号の説明】
【００５６】
１…エンジン始動装置、２…バッテリ（電源）、３…スタータモータ、４…ピニオン、１０…ピニオン軸、１１…コンミテータ、１３…ブラシ、１３Ａ…正極側ブラシ、１３Ｂ…負極側ブラシ、１３ａ…ブラシ摺接面（接触面）、１４…ピニオン軸、２４…溝、２５…凸部、Ｄ…深さ、Ｆ…摩耗代、Ｗ１…周方向幅、Ｗ２…軸方向幅。
【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】
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