(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電動機と、該直流電動機で駆動される出力軸と、該出力軸にスプライン結合したリングギヤ駆動用ピニオンと、前記直流電動機への給電路を開閉するべく前記直流電動機の整流子部の近傍に配置されたスイッチと、前記スイッチの可動接点板及びピニオンに軸方向変位を与えるべく前記直流電動機と前記ピニオンとの間に前記出力軸を外囲して設けられた電磁装置と、該電磁装置と前記直流電動機との間に配置された減速装置と、前記スイッチに近接配置された外部接続端子と、前記電磁装置及び減速装置を外囲するハウジングとを有するエンジン始動装置であって、
前記出力軸寄りに配置された前記電磁装置の給電ワイヤーを、前記ハウジングの内部を通って前記外部接続端子に接続するべく、前記減速装置の支持体の外周部にワイヤー挿通孔が貫設されると共に、
前記ワイヤー挿通孔から前記電磁装置に向かって漏斗状に拡開し、且つ径方向内側位置で前記電磁装置から引き出された前記給電ワイヤーを、前記ワイヤー挿通孔のある径方向外側位置に向けて誘導するように傾斜したガイド面を有するガイド部が、前記減速装置の支持体に設けられたことを特徴とするエンジン始動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン始動装置に関し、特に、直流電動機の回転軸とピニオンの摺動軸とピニオン及びスイッチ駆動用電磁装置とを同軸上に配置してなるエンジン始動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエンジン始動装置は、リングギヤに噛合するピニオンを軸方向移動可能に支持した出力軸と、ピニオンを軸方向に駆動する電磁装置の軸心とが、互いに並列に配置されることが一般的である。この２軸構成の始動装置は、電動機の側方に電磁装置が突出するために径方向寸法が削減できず、取り付けスペースを確保する上に少なからぬ制約があるものであった。
【０００３】
このような不都合を改善するために、出力軸を外囲する位置に電磁装置を設けた同軸型のエンジン始動装置が種々提案されているが、構造の複雑化を招かずに、外部配線を省略し、かつ軸方向寸法をより一層短寸化することの可能な同軸型のエンジン始動装置を、特願平７−１５３８１８号等の明細書において、本件出願人が先に提示したところである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
さて、この新規な構成の同軸型始動装置の場合、直流電動機とピニオン間に電磁装置を配置すると共に、直流電動機の整流子部を電磁装置側に配置し、かつ直流電動機への電源を断続するスイッチとの接点並びに電磁装置への給電用外部接続端子を、ブラシステーと共通の絶縁部材に配置している。そして電磁装置の励磁コイルへの給電ワイヤーを、電磁装置と直流電動機との間に配置された減速装置の支持体であるトッププレートに貫設されたワイヤー挿通孔を通して外部接続端子に接続するようにしている。
【０００５】
ところが、給電用外部接続端子はエンジン始動装置の外周側に配置され、励磁コイルは径寸法をできるだけ小さくしたいので出力軸寄りに配置されるため、励磁コイルからの給電ワイヤーの引出位置と外部接続端子の接続位置とが径方向に大きくずれてしまい、組み付け時に給電ワイヤーをワイヤー挿通孔に挿通する作業が面倒になるといった不都合がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、このような課題を解決して、組み付け性を向上させるために、本発明では、直流電動機と、該直流電動機で駆動される出力軸と、該出力軸にスプライン結合したリングギヤ駆動用ピニオンと、前記直流電動機への給電路を開閉するべく前記直流電動機の整流子部の近傍に配置されたスイッチと、前記スイッチの可動接点板及びピニオンに軸方向変位を与えるべく前記直流電動機と前記ピニオンとの間に前記出力軸を外囲して設けられた電磁装置と、該電磁装置と前記直流電動機との間に配置された減速装置と、前記スイッチに近接配置された外部接続端子と、前記電磁装置及び減速装置を外囲するハウジングとを有するエンジン始動装置において、前記出力軸寄りに配置された前記電磁装置の給電ワイヤーを、前記ハウジングの内部を通って前記外部接続端子に接続するべく、前記減速装置の支持体の外周部にワイヤー挿通孔が貫設されると共に、前記ワイヤー挿通孔から前記電磁装置に向かって漏斗状に拡開し、且つ径方向内側位置で前記電磁装置から引き出された前記給電ワイヤーを、前記ワイヤー挿通孔のある径方向外側位置に向けて誘導するように傾斜したガイド面を有するガイド部が、前記減速装置の支持体に設けられたものとした。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面に示された実施形態に基づいて本発明の構成を詳細に説明する。
【０００８】
図１は、本発明に基づき構成されたエンジン用始動装置としての減速機付スタータの全体図であり、中心線より上側は静止状態を、下側は通電状態を示している。このスタータ１は、エンジンの始動に必要な回転力を発生するものであり、遊星歯車式減速機２を備えた電動機３と、減速機２を介して電動機３に連結された出力軸４と、出力軸４上に摺動自在に設けられた一方向ローラクラッチ５及びピニオン６と、電動機３に対する電源供給路を開閉するスイッチユニット７と、スイッチユニット７の可動接点板８及びピニオン６を軸方向に移動させるための電磁装置９とからなっている。
【０００９】
電動機３は、公知の整流子式直流電動機からなり、そのロータ軸１０は、図に於ける右端がボトムプレート１１の中心に枢着され、図に於ける左端が、ロータ軸１０と同軸配置された出力軸４の右端の中心に枢着されている。
【００１０】
減速機２は、電動機３のトッププレート１２の内面に設けられている。この減速機２は、ロータ軸１０の出力軸４に対する支持部に隣接する位置に形成されたサンギヤ１３と、サンギヤ１３に噛合した複数のプラネタリギヤ１４と、複数のプラネタリギヤ１４が噛合するべくトッププレート１２の内周面に形成された内歯リングギヤ１５とからなっている。また、複数のプラネタリギヤ１４を支持した支持板１６が、トッププレート１２の中心に枢支された出力軸４の右端に結合されている。
【００１１】
トッププレート１２には、エンジンに対する固定ブラケットを兼ねるピニオンハウジング１７が接合されている。このピニオンハウジング１７の左壁の内面中心部に、出力軸４の左端が枢着されている。
【００１２】
出力軸４の中間部の外周面には、一方向ローラクラッチ５のクラッチアウタ１８の内周部が、ヘリカルスプライン１９を介して結合している。このクラッチアウタ１８は、ヘリカルスプライン１９による出力軸４との結合部１８ａと、出力軸４の左端に抜け止め支持されたストッパプレート２０との間に縮設されたリターンスプリング２１により、常時右方へ弾発付勢されている。なお、リターンスプリング２１は、クラッチアウタ１８の内周部に形成されたスリーブ状部分１８ｂの内周面と出力軸４の外周面との間に画成された空隙に巻装されている。
【００１３】
クラッチアウタ１８には、一方向ローラクラッチ５のクラッチインナ２２が、相対軸方向変位不能に且つ相対回転可能に係合している。このクラッチインナ２２の左端の外周部には、エンジンのリングギヤ２３に噛合してエンジンを駆動するために、前記したピニオン６が一体的に形成されている。このピニオン６が一体形成されたクラッチインナ２２は、回転自在に且つ軸方向変位自在に出力軸４の左端部に嵌装されている。
【００１４】
ピニオンハウジング１７の中間部には、非磁性材で形成された出力軸４を外囲する励磁コイル２４が固設されている。この励磁コイル２４は、出力軸４が貫通する内向きフランジ２５ａを有するカップ状のホルダ２５及びリング状円板２６で構成されたヨークで囲まれている。そして励磁コイル２４の内周面と出力軸４の外周面との間の空隙には、磁性材で形成されたアーマチュアアウタ２７とアーマチュアインナ２８とが、内外二重に相対摺動自在に装着されている。これらアーマチュア２７・２８の左端面は、ホルダ２５の内向きフランジ２５ａの中央部の内面と対向しており、内向きフランジ２５ａの中央部が両アーマチュア２７・２８に対するポールとなっている。
【００１５】
アーマチュアアウタ２７の右端は、連結プレート２９と、電動機３のトッププレート１２を貫通した連結ロッド３０とを介し、電動機３の整流子部３１に隣接配置されたスイッチユニット７の可動接点板８に連結されている。この可動接点板８は、連結ロッド３０に対して軸方向変位可能に取り付けられると共に、コイルばね３２にて浮動的に支持されており、整流子部３１の周囲に設けられたブラシステー３３に固設されたスイッチユニット７の固定接点板３４に対し、接離移動可能になっている。またアーマチュアアウタ２７は、励磁コイル２４のホルダ２５に設けられた内向きフランジ２５ａとの間に縮設されたリターンスプリング３５によって右方へ常時弾発付勢されており、通常は接点間を開いた状態で静止している。
【００１６】
アーマチュアインナ２８は、クラッチアウタ１８に設けられたリターンスプリング２１の弾発力より弱いばね力のコイルばね３６をもって、トッププレート１２から左方へ常時弾発付勢されている。またアーマチュアインナ２８には、その左端がクラッチインナ２２の右端に当接する非磁性材で形成されたシフタ部材３７が結合している。
【００１７】
励磁コイル２４は、スイッチユニット７に設けられた平ピン端子３８（図２参照）を介し、図示されていないイグニッションスイッチに電気的に接続されている。
【００１８】
スイッチユニット７の固定接点板３４には、図示されていないバッテリの陽極が電気的に接続され、スイッチユニット７の可動接点板８には、図２に併せて示すように、一対の陽極ブラシ３９に連結された一対のピグテール４０が、スポット溶接にて固着されている。また一対の陽極ブラシ３９と線対称位置に、一対の陰極ブラシ４１が設けられている。この陰極ブラシ４１のピグテール４２は、後述のセンタプレート４３に接続され、かつピニオンハウジング１７及び図示されていない車体を介してバッテリの陰極に接続されている。なおスイッチユニット７は、一対の陽極ブラシ３９に挟まれた空間に設けられている。
【００１９】
ブラシステー３３とトッププレート１２との間には、リング状の金属製センタープレート４３が介設されており、減速機２と電動機３との間を隔絶している。このセンタープレート４３の中心部には、その内周面がロータ軸１０の外周面と微小間隙をおいて対向する円筒部４３ａが、整流子部３１側へ向けて突出形成されている。この円筒部４３ａの遊端は、整流子部３１の軸線方向端面に形成された凹部３１ａに入り込み、減速機２のグリスが整流子部３１側へ漏洩することを防止している。
【００２０】
スイッチユニット７は、スタータ１の上方に位置しており、ブラシステー３３に固設された固定接点板３４および可動接点板８などの接点部は、ヨークとしてのモータケーシング４４内に於いてブラシステー３３とカバー４５とで覆われており、スイッチユニット７の接点部にブラシ粉が侵入することを防いでいる。
【００２１】
ところで、電磁装置９の励磁コイル２４からは、図３に示すように、トッププレート１２側の端面から給電ワイヤー４７が引き出されており、この給電ワイヤー４７は、トッププレート１２の中心部の内歯リングギア１５を避けてトッププレート１２の外周部に開設されたワイヤー挿通孔４８を経て、ブラシステー３３の外面に突出形成されたメス型コネクタ４６の凹部の底面から突出する平ピン端子３８の基部に固着されている。
【００２２】
トッププレート１２には、出力軸４寄りに配置された励磁コイル２４から延出した給電ワイヤー４７を、トッププレート１２の外周部に設けられたワイヤー挿通孔４８に案内するためのガイド部４９が一体的に形成されている。このガイド部４９は、その内面に傾斜したガイド面４９ａが形成されており、全体として、励磁コイル側が拡開し、ワイヤー挿通孔４８に向かって次第に縮径した漏斗状をなしている。
【００２３】
ブラシステー３３には、ワイヤー挿通孔４８を抜け出た給電ワイヤー４７を平ピン端子３８の基部の接合部に案内するため、トッププレート１２側が広がった円錐状をなす案内孔５０が開設されている。
【００２４】
ガイド部４９のガイド面４９ａとの対向面４９ｂは、図４に併せて示すように、連結ロッド挿通孔５１に対して周方向にずれた位置に設けられたワイヤー挿通孔４８の軸線に沿って励磁コイル側が拡径された断面が半円弧状の曲面をなしている。一方、ガイド面４９ａも、ワイヤー挿通孔４８から励磁コイル側に向けて次第に拡径された半円弧状断面の曲面をなしており、ワイヤー挿通孔４８に対して径方向及び周方向にずれた励磁コイル２４からの給電ワイヤー４７の引出位置にガイド面４９ａの開口端部が対向するように、その傾斜の向きが定められている。
【００２５】
次に上記実施形態の作動要領について説明する。励磁コイル２４に電流を加えない静止状態にあっては、アーマチュアアウタ２７はリターンスプリング３５に付勢されて右方へ一杯に移動しており、これに連結された可動接点板８は固定接点板３４から離間している。これと同時に、リターンスプリング２１に付勢されたクラッチアウタ１８が、ピニオン６と一体をなすクラッチインナ２２、シフタ部材３７及びアーマチュアインナ２８を伴って右方へ一杯に移動しており、ピニオン６とリングギヤ２３との結合が断たれている。
【００２６】
イグニッションスイッチをスタータオンポジションにすると、励磁コイル２４に通電されてこれが励磁される。するとアウタ・インナ両アーマチュア２７・２８を磁束が通る磁路が形成され、アウタ・インナ両アーマチュア２７・２８が左方へ移動する。この時、ホルダ２５の内向きフランジ２５ａの中央部（ポール）に対してアーマチュアアウタ２７側がより近接しているため、これがアーマチュアインナ２８に先行して移動する。すると連結プレート２９及び連結ロッド３０を介して可動接点板８が左方へ移動し、固定接点板３４に接触する。これにより電動機３にバッテリの電力が供給され、ロータ軸１０が回転する。ここでアーマチュアアウタ２７のフルストロークに対して早めに可動接点板８が固定接点板３４に接触し、かつ可動接点板８が連結ロッド３０に対して軸方向変位可能に浮動支持されているので、コイルばね３２の押圧力が両接点８・３４間に加わることになる。一方アーマチュアアウタ２７は、これの右端側に一体形成された外向きフランジ２７ａがリング状円板２６に当接したところで、これの左端面と内向きフランジ２５ａの中央部との間に隙間を開けた状態で停止する。
【００２７】
ロータ軸１０が回転すると、この回転力は、減速機２で減速されて出力軸４に伝達される。この時、ヘリカルスプライン１９を介して出力軸４に係合したクラッチアウタ１８は、慣性抵抗で静止しようとするため、ヘリカルスプライン１９の働きによる軸方向力がクラッチアウタ１８に加わり、クラッチアウタ１８が左方への移動を開始する。これと同時に、アーマチュアインナ２８には励磁コイル２４による左方への吸引力とコイルばね３６の押圧力とが同時に作用しており、アーマチュアインナ２８も左方への移動を開始する。しかしてこの移動力も、シフタ部材３７を介してクラッチアウタ１８に軸方向力として加わる。
【００２８】
これらの軸方向力により、リターンスプリング２１の付勢力に抗してクラッチアウタ１８が左方へ押し出され、クラッチアウタ１８と一体的に結合したクラッチインナ２２と一体のピニオン６も左方へ押し出される。そしてクラッチアウタ１８がストッパプレート２０に当接すると共に、リングギヤ２３との正規噛み合い位置にピニオン６が到達すると、出力軸４の回転力がリングギヤ２３に伝達されてエンジンが起動される。この時、アーマチュアインナ２８の左端面はホルダ２５の内向きフランジ２５ａの中央部に当接し、アーマチュアインナ２８と一体的に移動したシフタ部材３７の左端面とクラッチアウタ１８との間に微小な間隙が形成されている。このように、ホルダ２５の内向きフランジ２５ａの中央部に当接することで、アーマチュアインナ２８には励磁コイル２４の吸引力が最大に作用するので、リングギヤ２３から抜け出す力がピニオン６に作用しても、クラッチアウタ１８の右方への移動をシフタ部材３７を介して阻止することとなり、リングギヤ２３からのピニオン６の抜け出しが防止される。
【００２９】
ここでフルストロークしたアーマチュア２７・２８を静止させておくのに要する電流は、アーマチュア２７・２８を起動するのに要する電流に比して小さくて済む。即ち、上記のように、ヘリカルスプライン１９による軸方向力を、ピニオン６を含む一方向ローラクラッチ５の起動力として利用することにより、励磁コイル２４の出力を低減し得るので、励磁コイル２４をより一層小径化することができる。なお、エンジンが起動してピニオン６の回転速度を上回ると、一方向ローラクラッチ５の作用でピニオン６が空転する点については、従来構成と全く同様である。
【００３０】
励磁コイル２４への通電を停止すると、クラッチアウタ１８に対するリターンスプリング２１の付勢力、並びにアーマチュアアウタ２７に対するリターンスプリング３５の付勢力により、ピニオン６がリングギヤ２３から離脱すると共に、可動接点板８が固定接点板３４から離間して電動機３が停止する。
【００３１】
【発明の効果】
このように本発明によれば、ガイド部の漏斗状内面に案内されて給電ワイヤーがワイヤー挿通孔内に円滑にかつ確実に挿通されるため、組み付け性を向上させる上に多大な効果を奏する。しかも、給電ワイヤーに急な曲がりが生じないため、耐久性を高める上にも効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づいて構成されたエンジン始動装置の断面図。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図。
【図３】ワイヤー挿通孔周辺部の断面図。
【図４】トッププレートの要部正面図。
【符号の説明】
１  スタータ
２  減速機
３  電動機
４  出力軸
５  一方向ローラクラッチ
６  ピニオン
７  スイッチユニット
８  可動接点板
９  電磁装置
１０  ロータ軸
１１  ボトムプレート
１２  トッププレート
１３  サンギヤ
１４  プラネタリギヤ
１５  内歯リングギヤ
１６  支持板
１７  ピニオンハウジング
１８  クラッチアウタ
１９  ヘリカルスプライン
２０  ストッパプレート
２１  リターンスプリング
２２  クラッチインナ
２３  リングギヤ
２４  励磁コイル
２５  ホルダ、２５ａ  内向きフランジ
２６  リング状円板
２７  アーマチュアアウタ、２７ａ  外向きフランジ
２８  アーマチュアインナ
２９  連結プレート
３０  連結ロッド
３１  整流子部、３１ａ  凹部
３２  コイルばね
３３  ブラシステー
３４  固定接点板
３５  リターンスプリング
３６  コイルばね
３７  シフタ部材
３８  平ピン端子
３９  陽極ブラシ
４０  ピグテール
４１  陰極ブラシ
４２  ピグテール
４３  センタプレート、４３ａ  円筒部
４４  モータケーシング
４５  カバー
４６  メス型コネクタ
４７  給電ワイヤー
４８  ワイヤー挿通孔
４９  ガイド部、４９ａ  ガイド面、４９ｂ  対向面
５０  案内孔
５１  連結ロッド挿通孔
【図１】
0003751691.tif 000002
【図２】
0003751691.tif 000003
【図３】
0003751691.tif 000004
【図４】
0003751691.tif 000005