(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸長方向に移動してエンジンのリングギヤに噛み合い、このリングギヤを回転駆動するピニオンと、
界磁コイルをもつ固定子と回転する電機子とをもち、このピニオンを回転駆動する直流モータと、
このピニオンを移動させてこのリングギヤに噛み合わせるプランジャと、このプランジャを吸引して保持する保持コイルと、このプランジャの一端に保持された主可動接点を介してこの直流モータに通電する主接点とをもったマグネットスイッチと、
を有するスタータであって、
前記界磁コイルは、比較的小さな電流が流れる予備駆動コイルと、比較的大きな電流が流れるメインコイルとをもち、
前記マグネットスイッチは、前記プランジャによって作動しこのプランジャが吸引され始めると少なくとも前記予備駆動コイルおよび前記電機子に通電する補助接点と、前記主接点および前記補助接点を収容するカバーと、前記主接点の主可動接点と前記補助接点の補助可動接点とを前記プランジャの一端に保持する絶縁部材とをさらにもち、
前記補助可動接点は、互いに異なる半径方向に突出し基端で互いに導通している複数の腕部をもつバネ板と、これらの腕部の先端にそれぞれ固定された複数の接点金具とをもつことを特徴とする、
スタータ。
【請求項２】
前記補助接点は、前記プランジャが復帰すると、前記予備駆動コイルおよび前記メインコイルのうち少なくとも一方と前記電機子とを短絡させる、
請求項１記載のスタータ。
【請求項３】
前記マグネットスイッチは、前記主接点の前記主可動接点が接触する底部と、前記補助接点の前記補助可動接点が接触する突出部とが、一体に形成された正極固定接点をもつ、
請求項１記載のスタータ。
【請求項４】
前記メインコイルおよび前記予備駆動コイルは、互いに直列に接続された直巻界磁コイルであって、この予備駆動コイルの一端は前記補助接点に接続され、このメインコイルとこの予備駆動コイルとの接続部は前記主接点に接続されている、
請求項１記載のスタータ。
【請求項５】
前記メインコイルおよび前記予備駆動コイルは、互いに並列に接続された直巻界磁コイルであって、この予備駆動コイルの一端は前記補助接点に接続され、このメインコイルの一端は前記主接点に接続されている、
請求項１記載のスタータ。
【請求項６】
軸長方向に移動してエンジンのリングギヤに噛み合い、このリングギヤを回転駆動するピニオンと、
界磁コイルをもつ固定子と回転する電機子とをもち、このピニオンを回転駆動する直流モータと、
このピニオンを移動させてこのリングギヤに噛み合わせるプランジャと、このプランジャを吸引して保持する保持コイルと、このプランジャの一端に保持された主可動接点を介してこの直流モータに通電する主接点とをもったマグネットスイッチと、
を有するスタータであって、
前記界磁コイルは、比較的小さな電流が流れる予備駆動コイルと、比較的大きな電流が流れるメインコイルとをもち、
前記マグネットスイッチは、前記プランジャによって作動しこのプランジャが吸引され始めると少なくとも前記予備駆動コイルおよび前記電機子に通電する補助接点をさらにもち、
前記メインコイルおよび前記予備駆動コイルは、互いに直列に接続された直巻界磁コイルであって、この予備駆動コイルの一端は前記補助接点に接続され、このメインコイルとこの予備駆動コイルとの接続部は前記主接点に接続されていることを特徴とする、
スタータ。
【請求項７】
前記補助接点は、前記プランジャが復帰すると、前記予備駆動コイルおよび前記メインコイルのうち少なくとも一方と前記電機子とを短絡させる、
請求項６記載のスタータ。
【請求項８】
前記マグネットスイッチは、前記主接点および前記補助接点を収容するカバーと、前記主接点の主可動接点と前記補助接点の補助可動接点とを前記プランジャの一端に保持する絶縁部材とをもつ、
請求項６記載のスタータ。
【請求項９】
前記マグネットスイッチは、前記主接点の前記主可動接点が接触する底部と、前記補助接点の前記補助可動接点が接触する突出部とが、一体に形成された正極固定接点をもつ、
請求項８記載のスタータ。
【請求項１０】
前記補助可動接点は、互いに異なる半径方向に突出し基端で互いに導通している複数の腕部をもつバネ板と、これらの腕部の先端にそれぞれ固定された複数の接点金具とをもつ、
請求項８記載のスタータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レシプロケーティング・エンジン等の内燃機関を始動するエンジンスタータの技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、スタータは、たとえば図９に示すような構成をもち、ピニオン１をエンジン（図略）のリングギヤＲに突入嵌合させて、ピニオン１を回転駆動することによりエンジンをクランキングして始動する。この際、マグネットスイッチ３’の主接点６が閉じると、直巻分巻モータである直流モータ２’がいきなり全力で回転するので、ピニオン１はリングギヤＲに当接する前後から回転駆動されて、ピニオン１とリングギヤＲとが噛み合う瞬間にある程度大きな衝撃を生じてしまう。その結果、ピニオン１の歯の端部が変形したり欠けたりしやすくなるので、スタータの寿命が短くなるうえに、噛み合い時の衝撃音を生じるという不都合があった。
【０００３】
そこで、ピニオンがリングギヤに突入嵌合する際、ピニオンがリングギヤに噛み合い易いように、ピニオンがリングギヤに接触する前にピニオンをゆっくりと回転させておき、スムースにピニオンの歯をリングギヤの歯に嵌合させることが望ましい。それゆえ、従来からキースイッチを閉じると先ず直流モータがゆっくりと回転を始め、ピニオンがリングギヤに嵌合してから全力で直流モータが回転するようにしたスタータがある。
【０００４】
すなわち、従来技術の一例としては、特開平８−２１３４４号公報に開示されたスタータがある。このスタータは、固定子の界磁が永久磁石だけによって形成される直流モータと、ピニオンがリングギヤに嵌合するまでは抵抗素子を介して電機子に比較的小さな電流を通すリレーとを有する。このスタータによれば、キースイッチを閉じると、先ず抵抗素子を介し少しだけ電機子に通電されて直流モータがゆっくりと回転を始める。そして、ピニオンがリングギヤに嵌合すると、マグネットスイッチの接点が閉じて電機子に大電流が流れ、直流モータは全力で回転する。
【０００５】
しかしながら、このスタータでは、固定子の界磁が永久磁石によって形成されているので界磁が弱く、全力運転しても直流モータの出力があまり大きくならない。それゆえ、十分なモータ出力を得ようとすると、直流モータの体格が大きくなり、スタータの重量や容積が大きくなってしまうという不都合がある。そのうえ、強力な永久磁石は高価であるから、スタータの価格も高価にならざるを得ないという不都合もある。
【０００６】
なお、ドイツ特許公報ＤＥ４２４２９３０Ｃ２には、リレーを内蔵したマグネットスイッチが開示されている。しかしながら、このリレーは、キースイッチを開いた後に直流モータの両端子の間を短絡させて電磁制動させるためのものであって、直流モータをゆっくりと回転させてピニオンをリングギヤに嵌合させる機能を有するものではない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、モータをゆっくりと回転させてピニオンをリングギヤに噛み合わせることができながら、前述の従来技術よりも小型軽量かつ安価なスタータを提供することを解決すべき課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、発明者は以下の手段を発明した。
【０００９】
（第１手段）
本発明の第１手段は、請求項１記載のスタータである。すなわち、本手段のスタータは次のような特徴を持つ。
【００１０】
先ず、直流モータの固定子は、メインコイルおよび予備駆動コイルからなる界磁コイルをもつ。ここで、界磁コイルは直巻分巻界磁コイルである必要はなく、メインコイルおよび予備駆動コイルの接続の仕方は一種類に限定されるものではない。次に、マグネットスイッチは、ピニオンを移動させてリングギヤに噛み合わせるプランジャと、プランジャを吸引して保持する保持コイルと、プランジャの一端に保持された主可動接点を介して直流モータに通電する主接点とをもつ。そして、マグネットスイッチは、プランジャによって作動し、プランジャが吸引され始めると少なくとも予備駆動コイルおよび電機子に通電する補助接点をさらにもつ。
【００１１】
一方、界磁コイルは、補助接点から通電されて比較的小さな電流が流れる予備駆動コイルと、主接点から通電されて比較的大きな電流が流れるメインコイルとをもつ。
【００１２】
本手段では、キースイッチが閉じられるなどして保持コイルに通電され、プランジャが吸引され始めると、主接点に先んじて補助接点が閉じ、補助接点７を通じて予備駆動コイルおよび電機子に通電される。すると、ピニオンがリングギヤに当接する前であっても、直流モータが予備的なゆっくりとした回転を始め、ピニオンもゆっくりと回転を始める。この状態でピニオンはリングギヤの端面に当接し、押圧付勢されながら回動するので、ピニオンはリングギヤに噛み合うに至る。
【００１３】
しかる後、マグネットスイッチのプランジャがさらに吸引され、主接点が閉じるに及んで、主接点を介して直流モータに大電流が流れ、ピニオンが力強く駆動されてエンジンが始動されるに至る。この際、界磁コイルのうちメインコイルに通電されれば十分に強力な界磁が得られるので、予備駆動コイルには通電されていてもいなくてもよいものとする。
【００１４】
本手段では、従来技術と異なって、マグネットスイッチの他にリレーを必要としないうえに、永久磁石ではなく界磁コイルを界磁磁石として用いるので、小型軽量であるうえに安価である。また、マグネットスイッチは、ソレノイドコイルとして単一のコイル（保持コイル）だけをもてば済み、吸引コイルは必要とされないので、本手段のスタータはなお安価になる。それでいながら、補助接点から予備駆動コイルおよび電機子に予備的に電流を流すことにより、直流モータをゆっくりと回転させながら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、ピニオンの耐久性を向上させることができる。
【００１５】
したがって、本手段のスタータによれば、直流モータをゆっくりと回転させてピニオンをリングギヤに噛み合わせることができながら、前述の従来技術よりも小型軽量かつ安価に製造することができるという効果がある。
【００１６】
（第２手段）
本発明の第２手段は、請求項２記載のスタータである。
【００１７】
本手段では、補助接点は、キースイッチが開くなどしてプランジャが復帰すると、予備駆動コイルおよびメインコイルのうち少なくとも一方と電機子とを短絡させるので、直流モータの回転が電磁的に制動される。それゆえ、エンジンが始動した後、速やかにスタータが停止するので、軸受け部などの摩滅が減り、スタータの寿命が延びる。
【００１８】
したがって、本手段のスタータによれば、前述の第１手段の効果に加えて、スタータの寿命が延びるという効果がある。
【００１９】
（第３手段）
本発明の第３手段は、請求項３記載のスタータである。
【００２０】
本手段では、マグネットスイッチは、主接点および補助接点を収容するカバーと、主接点の主可動接点と補助接点の補助可動接点とをプランジャの一端に保持する絶縁部材とをもつ。それゆえ、補助接点は主接点と同一の内部空間に収容され、別途カバーを設けることを要さない。また、補助可動接点は主可動接点を保持する絶縁部材に保持されているので、別途に補助可動接点を保持する部材をプランジャに設ける必要もない。すなわち、在来のマグネットスイッチに比べてマグネットスイッチの構成要素に補助接点が増えていても、マグネットスイッチの構成は比較的シンプルであり、在来品に比べて部品点数の増加も少ないうえに、製造もさほど難しくはならず容易である。
【００２１】
したがって、本手段のスタータによれば、マグネットスイッチの容積増加やコストアップは最低限に抑制されており、前述の第１手段の効果がより強化されるという効果がある。
【００２２】
（第４手段）
本発明の第４手段は、請求項４記載のスタータである。
【００２３】
本手段では、前述の第３手段において、マグネットスイッチは、主接点の主可動接点が接触する底部と補助接点の補助可動接点が接触する突出部とが一体に形成された正極固定接点をもつ。それゆえ、マグネットスイッチの正極固定接点は単体で済み、補助可動接点のために別途他の正極固定接点を設ける必要がない。
【００２４】
したがって、本手段のスタータによれば、前述の第３手段の効果に加えて、コストダウンがより強化されるという効果がある。
【００２５】
（第５手段）
本発明の第５手段は、請求項５記載のスタータである。
【００２６】
本手段では、前述の第３手段において、補助可動接点は、互いに異なる半径方向に突出し基端で互いに導通している複数の腕部をもつバネ板と、これらの腕部の先端にそれぞれ固定された複数の接点金具とをもつ。それゆえ、補助可動接点の構成はシンプルであり、補助可動接点を含む補助接点の増設に伴うマグネットスイッチの容積増加やコストアップは最低限に抑制されている。
【００２７】
したがって、本手段のスタータによれば、マグネットスイッチの構成がシンプルであるので、前述の第３手段の効果に加えて、コストダウンおよび小型軽量化がより強化されるという効果がある。
【００２８】
（第６手段）
本発明の第６手段は、請求項６記載のスタータである。
【００２９】
本手段では、メインコイルおよび予備駆動コイルは互いに直列に接続された直巻界磁コイルであって、予備駆動コイルの一端は補助接点に接続され、メインコイルと予備駆動コイルとの接続部は前記主接点に接続されている。
【００３０】
すると先ず、マグネットスイッチの作動時の初期にプランジャが吸引され始めると、主接点および補助接点のうち補助接点だけが閉じた予備駆動状態に一時的になり、補助接点を通じて予備駆動コイル、メインコイルおよび電機子に通電される。その結果、比較的小さな電流でも直流モータの界磁が適度な強さで形成されるので、予備駆動コイルが過熱しにくい。
【００３１】
しかる後、プランジャが十分に吸引されると、補助接点だけではなく主接点も閉じた全力駆動状態になる。すると、メインコイルおよび電機子に主接点から直接大電流が流れ込み、メインコイルが強力な界磁を形成して直流モータは全力駆動される。この際、予備駆動コイルの両端は主接点および補助接点を介して同電位となるので、予備駆動コイルにはもはや電流が流れず、予備駆動コイルが過熱することはない。
【００３２】
したがって、本手段のスタータによれば、前述の第１手段の効果に加えて、予備駆動コイルの過熱が防止されているという効果がある。
【００３３】
（第７手段）
本発明の第７手段は、請求項７記載のスタータである。
【００３４】
本手段では、メインコイルおよび予備駆動コイルは互いに並列に接続された直巻界磁コイルであって、予備駆動コイルの一端は補助接点に接続され、メインコイルの一端は主接点に接続されている。
【００３５】
すると先ず、マグネットスイッチの作動時の初期にプランジャが吸引され始めると、主接点および補助接点のうち補助接点だけが閉じた予備駆動状態に一時的になり、補助接点を通じて予備駆動コイルおよび電機子に通電される。この際、主接点がまだ閉じていないので、メインコイルには通電されない。
【００３６】
しかる後、プランジャが十分に吸引されると、補助接点だけではなく主接点も閉じるので、予備駆動コイルにだけではなく並行してメインコイルにも通電され、直流モータは全力駆動状態になる。すると、いずれも直巻界磁コイルであり互いに並列なメインコイルおよび予備駆動コイルから並行して、電機子に大電流が流れ込む。
【００３７】
その結果、メインコイルおよび予備駆動コイルが強力な界磁を形成するばかりではなく、メインコイルだけではなく予備駆動コイルからの電流も加わって電機子にもより大きな電流が流れ、直流モータは全力で駆動される。この際、メインコイルおよび予備駆動コイルの両方に通電されてより強力な界磁が形成されるうえに、電機子にも大電流が流れてより強く励磁されるので、直流モータの軸出力は、前述の第６手段に比べてより大きくなる。
【００３８】
したがって、本手段のスタータによれば、前述の第１手段の効果に加えて、直流モータの軸出力がより大きくなるという効果がある。
【００３９】
【発明の実施の形態】
本発明のスタータの実施の形態については、当業者に実施可能な理解が得られるよう、以下の実施例で明確かつ十分に説明する。
【００４０】
［実施例１］
（実施例１の構成）
本発明の実施例１としてのスタータは、図１に模式的に示すように、代表的な機能要素として、ピニオン１、直流モータ２、マグネットスイッチ３およびドライブレバー９を有する。
【００４１】
ピニオン１は、マグネットスイッチ３によりドライブレバー９を介して押し出され、軸長方向に移動してエンジン（図略）のリングギヤＲに噛み合ってリングギヤＲを回転駆動する機能をもつ。ピニオン１には、ワンウェイクラッチ５が付設されている。
【００４２】
直流モータ２は、界磁コイル２１をもつ固定子（図略）と回転する電機子２４とをもち、ピニオン１を回転駆動してエンジンをクランキングする機能をもつ。ここで、界磁コイル２１は、電気抵抗が高く比較的小さな電流が流れる予備駆動コイル２３と、電気抵抗が低く比較的大きな電流が流れるメインコイル２２とからなる。メインコイル２２および予備駆動コイル２３は、互いに直列に接続された直巻界磁コイルである。すなわち、メインコイル２２および予備駆動コイル２３の一端は、それぞれマグネットスイッチ３の後述の主接点６および補助接点７に接続されており、メインコイル２２の他端はブラシおよび整流子を介して電機子２４に接続されている。そして、固定子の各突極（図略）には、先ず比較的細い被覆銅線からなる予備駆動コイル２３が巻装されており、その外側から帯状の比較的太い被覆導線からなるメインコイル２２が巻装されている。
【００４３】
マグネットスイッチ３は、ピニオン１を移動させてリングギヤＲに噛み合わせるプランジャ４と、プランジャ４を吸引して保持する保持コイル５と、プランジャ４の一端に保持された主可動接点６０を介して直流モータ２に通電する主接点６とをもつ。さらに、マグネットスイッチ３は、プランジャ４によって作動し、プランジャ４が吸引され始めると、少なくとも予備駆動コイル２３および電機子２４に通電する補助接点７をももつ。
【００４４】
そして、界磁コイル２１のうち予備駆動コイル２３の一端は、補助接点７に接続されている。一方、メインコイル２２と予備駆動コイル２３との接続部は、主接点６に接続されている。また、メインコイル２２の他端は、電機子２４に接続され、電機子２４を介してフレーム（図略）に接地されている。さらに、本実施例のスタータの休止状態においては、予備駆動コイル２３の一端は、補助接点７を介してやはりフレームに接地されている。それゆえ、このような休止状態においては、補助接点７、予備駆動コイル２３、メインコイル２２および電機子２４を回路要素とする直列回路は、その両端でフレームに接地されている。
【００４５】
ここで、図２〜図４を参照しつつ、マグネットスイッチ３の要部構成について具体的に説明する。
【００４６】
先ず、マグネットスイッチ３の後半部の側断面図を図２に示すが、図２は図１に対して左右反転していることに注意されたい。
【００４７】
マグネットスイッチ３は、主接点６および補助接点７を収容する合成樹脂製のカバー３４と、主接点６の主可動接点６０と補助接点７の補助可動接点７０とをプランジャ４の一端に保持する絶縁部材４２とをもつ。それゆえ、主可動接点６０と補助可動接点７０とは、プランジャ４の後端部を構成する小径部４１に、互いに絶縁されて絶縁部材４２により保持されている。なお、補助可動接点７０は主可動接点６０に対し所定の間隔をおいて前方に配設されている。
【００４８】
カバー３４は、リング状のパッキング３３を挟んで、ナイロンボビン５０に巻装された保持コイル５を覆う鋼製のフレームの後端部に、固定ボルト３５（図４参照）により固定されている。マグネットスイッチ３に装備されたコイルは保持コイル５だけであって、吸引コイルは装備されていない。カバー３４の後端部には、正極端子６３と負極端子６４とがそれぞれ金属ブッシュ６５を介して圧入固定されており、それぞれカバー３４内部の正極固定接点６１と負極固定接点６２と導電性の一体部材を形成している。
【００４９】
ここで、マグネットスイッチ３は、主接点６の主可動接点６０が接触する底部６１１と、補助接点７の補助可動接点７０が接触する突出部６１２とが、一体に形成された正極固定接点６１をもつ。すなわち、前述の正極端子６３のボルトに一体的に形成されて導通している正極固定接点６１は、断面形状がＬ字状の導電性一体成型部材であり、大きく分けて主可動接点６０が当接する底部６１１と補助可動接点７０が当接する突出部６１２とをもつ。なお、突出部６１２の前端には、補助可動接点７０の接点金具７１０と当接して電気的な導通をとる接点金具が溶接されている。
【００５０】
すなわち、主接点６は、カバー３４の後端部に固定された一対の正極固定接点６１および負極固定接点６２と、プランジャ４の後端部に絶縁部材４２によって保持された主可動接点６０とから構成されている。
【００５１】
一方、補助接点７は、一組の固定接点としての正極固定接点６１、補助固定接点７０２およびストッパ部材３２と、補助可動接点７０とから構成されている。ここで、正極固定接点６１および補助固定接点７０２は、カバー３４の後端部に固定された一組の固定接点であり、それぞれ正極端子６３および補助端子７４（図４参照）に導通している。また、ストッパ部材３２は、保持コイル５の後端を封止して全周でフレーム３１の後端部にかしめ固定された鋼製の部材であり、フレーム３１に導通して接地している。一方、ストッパ部材３２が補助可動接点７０と接する部分には、図示しないメッキによる表面処理が施され、接点としての耐久性が高められている。そして、補助可動接点７０は、プランジャ４の後端部に絶縁部材４２によって主可動接点６０よりも前方に保持されており、主可動接点６０および補助可動接点７０は、ともに絶縁部材４２に保持されてプランジャ４に連動する。
【００５２】
ここで、主可動接点６０および補助可動接点７０を保持している絶縁部材４２は、モールド樹脂からなる一体成形部材であり、保持スプリング８２によってプランジャ４の後端に向かって付勢されている。逆に、プランジャ４は、リターンスプリング８１によって前方に付勢されている。
【００５３】
補助可動接点７０は、図３に示すように、バネ板７００および三つの接点金具７１０，７２０，７３０からなる。バネ板７００は、約１２０°ずつ空けて三方の互いに異なる半径方向に突出しリング状の基端で互いに導通している三本の腕部７１，７２，７３と、各腕部７１，７２，７３を基端で連結させる中央のリング状の部分とからなる。そして、各腕部７１，７２，７３の先端部には、それぞれ接点金具７１０，７２０，７３０が溶接されている。それゆえ、三つの接点金具７１０，７２０，７３０は、ベリリウム銅などの導電性バネ材からなるバネ板７００を介して、互いに導通している。
【００５４】
ここで、三つの接点金具７１０，７２０，７３０のうち、接点金具７１０は正極固定接点６１の突出部６１２に対応した位置にあり、接点金具７２０は補助固定接点７０２に対応した位置にあり、最後の接点金具７３０はストッパ部材３２の背面に対向した位置にある。再び図２に示すように、二つの接点金具７１０，７２０はそれぞれ腕部７１，７２の先端部の背面側に溶接されており、残る一つの接点金具７３０は腕部７３の先端部の正面側に溶接されている。
【００５５】
なお、補助可動接点７０の接点金具７１０，７２０，７３０と、正極固定接点６１および補助固定接点７０２の先端部を構成する接点金具とは、いずれも接点用金属製の小さなブロックである。
【００５６】
そして、マグネットスイッチ３の背面には、図４に示すように、正極端子６３，負極端子６４，スイッチ端子５１，補助端子７４および固定ボルト３５が突出している。ここで、再び図２に示すように、正極端子６３は正極固定接点６１に、負極端子６４は負極固定接点６２に、スイッチ端子５１は保持コイル５の一端に、そして補助端子７４は補助固定接点７０２に、それぞれ導通している。
【００５７】
なお、同じく図２に示すように、スタータが休止状態にあるときには、バネ板７００のバネ弾性によって付勢された補助可動接点７０が接触しているので、補助固定接点７０２とストッパ部材３２とは、補助接点７を介し互いに導通して接地されている。しかし、正極固定接点６１には補助可動接点７０が接触しておらず、バッテリＢ（図１参照）からの電流はどこへも流れない。
【００５８】
以上のような主接点６および補助接点７の作用については、次の作用効果の項で順を追って説明する。なお、再び図１に示すように、プランジャ４が復帰すると、補助接点７は、直流モータ２の予備駆動コイル２３およびメインコイル２２と電機子２４とを短絡させ、直流モータ２を電磁制動する作用があるが、これについても次の作用効果の項で説明する。
【００５９】
（実施例１の作用効果）
本実施例のスタータは、以上のように構成されているので、以下のような作用効果を発揮する。
【００６０】
先ず、図５に示すように、キースイッチＫが閉じられると、保持コイル５に通電され、プランジャが保持コイル５に吸引されて後方に移動し始める。すると、補助接点７が閉じて予備駆動コイル２３、メインコイル２２および電機子２４に通電される。
【００６１】
すなわち、補助接点７の補助可動接点７０は、接地されたストッパ部材３２から離れる一方で、正極端子６３の突出部６１２に接触する。一方、補助可動接点７０は補助固定接点７０２に接触したままであるから、補助可動接点７０を介して正極固定接点６１と補助固定接点７０２とが導通する。すると、バッテリＢから正極固定接点６１、補助可動接点７０および補助固定接点７０２を順に経て、直列に接続された予備駆動コイル２３、メインコイル２２および電機子２４を通る予備駆動回路が形成される。この際、ピニオン１がリングギヤＲに当接する以前に予備駆動回路が形成されるように、スタータ各部のギャップが設定されている。
【００６２】
すると、ピニオン１がリングギヤＲに当接する前であっても、比較的電気抵抗が高い予備駆動コイル２３を介して通電されるので、直流モータ２は予備的なゆっくりとした回転を始め、ピニオン１もゆっくりと回転を始める。この状態を予備駆動状態と呼ぶことにする。ピニオン１は、予備駆動状態でリングギヤＲの端面に当接し、押圧付勢されながらゆっくりと回動するので、ほとんど衝撃なしにリングギヤＲに噛み合うに至る。
【００６３】
次いで、図６に示すように、マグネットスイッチ３のプランジャ４が保持コイル５にさらに吸引され、主接点６が閉じるに及んでは、主接点６を介して直流モータ２に大電流が流れる。すなわち、主可動接点６０が正極固定接点６１および負極固定接点６２に当接し、主接点６が閉じてバッテリＢからの電流が直接、直巻されたメインコイル２２と電機子とに流れる。
【００６４】
この際、予備駆動コイル２３の両端は、主接点６および補助接点７を介して短絡しているので同電位になり、予備駆動コイル２３には電流が流れず励磁されない。逆に、メインコイル２２および電機子２４には、抵抗が比較的大きな予備駆動コイル２３を介さずに、直接的にバッテリＢからの電流が流れるので、回路の抵抗は小さくなり直流モータ２には大電流が流れる。その結果、十分に深くリングギヤＲに噛み合ったピニオン１が、直流モータ２により力強く駆動されてエンジンが始動されるに至る。
【００６５】
しかる後、図７に示すように、キースイッチＫが開けられると、プランジャ４は、リターンスプリング１（図２参照）等の付勢力によって、図１および図２と同様の原位置に復帰する。すると、マグネットスイッチ３の主接点６は開かれ、補助接点７も正極固定接点６１から離れるが、補助接点７によって補助固定接点７０２とストッパ部材３２とは接続されている。すなわち、補助接点７を介して電機子２４、メインコイル２２および予備駆動コイル２３を含む直列回路が閉じており、惰性で回転を続けている電機子２４が発電する電力は主に電気抵抗が比較的大きな予備駆動コイル２３で消費される。その結果、直流モータ２には電磁制動がかかるので、電機子２４の回転は速やかに停止する。
【００６６】
本実施例のスタータでは、前述の従来技術とは異なって、マグネットスイッチ３の他にリレーを必要としないうえに、永久磁石ではなく界磁コイルを界磁磁石として用いるので、小型軽量であるうえに安価である。また、マグネットスイッチ３は保持コイル５だけをもち吸引コイルをもっていないので、その分だけマグネットスイッチ３は小型軽量化され、その価格は安価になる。一方、マグネットスイッチ３は補助接点７をもっているが、補助接点７の構成は前述のように簡素であり、軽量であるばかりでなく、補助接点７は主接点６と一緒にカバー３４に収容されているので小型でもある。それゆえ、補助接点７をもつことによって生じるコストアップは最低限に抑制されているので、本実施例のスタータは、前述の従来技術のスタータよりも小型軽量かつ安価になる。
【００６７】
それでいながら、予備駆動状態では、補助接点７から予備駆動コイルを介してメインコイル２２および電機子２４に予備的に電流を流すことにより、直流モータ２をゆっくりと回転させることができる。すると、ピニオン１が緩やかに回転しながらリングギヤＲに当接し、スムースにピニオン１をリングギヤＲに噛み合わせることができる。それゆえ、ピニオン１がリングギヤＲに噛み合う際の衝撃は低減されるので、やはりピニオン１を含むスタータの耐久性を向上させることができる。
【００６８】
さらに、エンジンが始動してキースイッチＫが開けられると、プランジャ４が原位置に復帰し、補助接点７を介して予備駆動コイル２３とメインコイル２２と電機子２４とが短絡する。それゆえ、直流モータ２の回転が電磁的に制動されてエンジン始動後には速やかにスタータが停止するので、軸受け部などの摩滅が減り、本実施例のスタータの耐久性はさらに向上する。
【００６９】
以上詳述したように、本実施例のスタータによれば、直流モータ２を緩やかに回転させてピニオン１をリングギヤＲにスムースに噛み合わせることができながら、前述の従来技術よりも小型軽量かつ安価に製造することができるという効果がある。
【００７０】
（実施例１の変形態様１）
本実施例の変形態様１として、図８に示すように、直流モータ２においてメインコイル２２に対する予備駆動コイル２３の接続の仕方が異なるスタータの実施が可能である。
【００７１】
すなわち、本変形態様では、予備駆動コイル２３が、メインコイル２２の下流ではなく上流に接続されている。より詳しくは、メインコイル２２および予備駆動コイル２３は、実施例１とは異なり、互いに並列に接続された直巻界磁コイルである。そして、予備駆動コイル２３の一端は、実施例１と同様に補助固定接点７０２を介して補助接点７に接続されている一方、メインコイル２２の一端は、実施例１とは異なって主接点６に接続されている。
【００７２】
本変形態様において、キースイッチＫが閉じられてプランジャ４が保持コイル５に吸引され始めると、先ず、実施例１と同様に補助接点７だけが閉じた予備駆動状態に一時的になる。すると、補助接点７を通じて予備駆動コイル２３および電機子２４に通電され、ピニオン１が緩やかに回動される予備駆動状態になる。この際、主接点６はまだ閉じていないので、メインコイル２２には通電されず、直流モータ２は適度に弱いトルクでしか回転しない。
【００７３】
しかる後、プランジャ４が保持コイル５に十分に吸引されると、補助接点７だけではなく主接点６も閉じ、予備駆動コイル２３だけではなくメインコイル２２にも通電されて全力駆動状態になる。すると、いずれも直巻界磁コイルであり互いに並列なメインコイル２２および保持コイル２３から電機子２４に大電流が流れ込む。その結果、メインコイル２２だけではなく保持コイル２３にも通電されるので、強力な界磁が形成される。そればかりではなく、メインコイル２２からの電流だけではなく予備駆動コイル２３からの電流も加わって、電機子２４には実施例１よりも大きな電流が流れる。それゆえ、予備駆動コイル２３の分だけ界磁が強力になるばかりではなく、電機子２４もより強力に励磁されるので、直流モータ２は全力で駆動される。その結果、直流モータ２の軸出力は、前述の実施例１に比べてより大きくなる。
【００７４】
したがって、本変形態様のスタータによれば、前述の実施例１と同様な効果に加えて、直流モータ２の軸出力がより大きくなるという効果もある。
【００７５】
なお、本変形態様においては、直流モータ２の界磁コイル２１を形成するメインコイル２２および予備駆動コイル２３は、実施例１とは導線の断面積や巻回回数などが異なっている。しかし、これらは設計事項であるので、ここで詳しくは言及しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例１としてのスタータの構成を示す模式図
【図２】  実施例１のマグネットスイッチの要部構成を示す側断面図
【図３】  実施例１のマグネットスイッチの端子配置を示す背面図
【図４】  実施例１の補助接点および主接点の構成を示す正断面図
【図５】  実施例１の作用を予備駆動状態で示す模式図
【図６】  実施例１の作用を全力駆動状態で示す模式図
【図７】  実施例１の作用を電磁制動状態で示す模式図
【図８】  実施例１の変形態様１としてのスタータの構成を示す模式図
【図９】  通常のスタータの一構成を示す模式図
【符号の説明】
１：ピニオン    １１：ワンウェイクラッチ
２：直流モータ（直巻モータ）
２１：界磁コイル
２２：メインコイル    ２３：予備駆動コイル
２４：電機子
３：マグネットスイッチ
３１：フレーム    ３２：ストッパ部材
３３：パッキング    ３４：カバー    ３５：固定ボルト
４：プランジャ
４１：小径部    ４２：絶縁部材
５：保持コイル    ５０：ナイロンボビン    ５１：スイッチ端子
６：主接点
６０：主可動接点
６１：正極固定接点
６１１：底部    ６１２：突出部
６２：負極固定接点
６３：正極端子
６４：負極端子    ６４１：ターミナルプレート
６５：金属ブッシュ
７：補助接点
７０：補助可動接点
７００：バネ板    ７１，７２，７３：腕部
７１０，７２０，７３０：接点金具
７０２：補助固定接点    ７４：補助端子
８１：リターンスプリング    ８２：保持スプリング
９：ドライブレバー
２’：直流モータ（直巻分巻モータ）
２１’：界磁コイル
２２’：直巻界磁コイル    ２３’：分巻界磁コイル
３’：マグネットスイッチ
５’：ソレノイドコイル
５１’：吸引コイル    ５２’：保持コイル
Ｂ：バッテリ    Ｋ：キースイッチ    Ｌ：リレー    Ｒ：リングギヤ
【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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【図８】
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【図９】
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