(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電を受けてアーマチャに回転力を発生する始動モータと、
前記アーマチャの回転を減速する遊星歯車減速装置と、
前記アーマチャの回転軸と同軸に配されて、前記遊星歯車減速装置の回転出力を受けて回転する駆動軸と、
エンジンのリングギヤと噛み合うピニオンを有し、前記駆動軸上を進退可能に設けられたピニオン移動体と、
前記始動モータへ通電する電流回路に設けられたモータ接点を開閉するとともに、前記ピニオン移動体を前記リングギヤ側へ移動させる作動力を発生する電磁スイッチと、
この電磁スイッチの作動力を受けて前記ピニオン移動体を前記リングギヤ側へ移動させるピニオン移動装置とを備えたスタータであって、
前記電磁スイッチは、軸方向における前記遊星歯車減速装置と前記アーマチャとの間の前記回転軸の外周に配置され、且つ前記モータ接点の開閉を行うプランジャが前記回転軸を中心として略円周方向に回動することを特徴とするスタータ。
【請求項２】
前記ピニオン移動装置は、支点を中心として回動する端部が前記ピニオン移動体に係合するレバーと、前記プランジャの移動を前記レバーに伝達して前記レバーを回動させる伝達手段とを備え、
この伝達手段は、略円周方向に回動する前記プランジャの移動を軸方向の移動に変換して前記レバーに伝達することを特徴とする請求項１記載のスタータ。
【請求項３】
前記ピニオン移動装置は、支点を中心として回動する端部が前記ピニオン移動体に係合するレバーと、前記プランジャの移動を前記レバーに伝達して前記レバーを回動させる伝達手段とを備え、
この伝達手段は、前記支点を中心として前記レバーと一体に回転するレバー歯車と、前記プランジャの移動を回転力に変換して前記レバー歯車を回転させる回転力伝達装置とから成ることを特徴とする請求項１記載のスタータ。
【請求項４】
前記ピニオン移動装置は、前記プランジャの移動寸法が前記ピニオン移動体の移動寸法より大きくなる様に構成されていることを特徴とする請求項１〜３記載の何れかのスタータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンを始動するスタータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、電磁スイッチを電動機の後方に同軸に配設した同軸型スタータ（特開平５−３３２２２９号公報参照）と、電磁スイッチをピニオンギヤと遊星歯車減速装置との間に配設したスタータ（特開昭６３−２６８９７４号公報参照）がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の同軸型スタータは、電磁スイッチが電動機の後方に配設されるため、スタータのエンジン取付け面から最も離れた位置となり、エンジン振動の影響を大きく受ける。このため、細線を溶接等によって結線する電磁スイッチをスタータの受ける最大振幅（振動）部へ配設するためには、耐振性を確保するための何らかの手段が必要となり、その分、コストアップを招いてしまう。
一方、電磁スイッチをピニオンギヤと遊星歯車減速装置との間に配設したスタータは、電磁スイッチの位置がエンジン取付け面に近いことから同軸型スタータと比較して耐振性の点では有利であるが、電磁スイッチの接点が歯車室または取付ハウジング内に設けられるため、防水、防塵、防油に対する対策を施さないと、接点寿命が短くなる可能性が高い。
【０００４】
また、両スタータとも、電磁スイッチの押出し力（プランジャ吸引力）でそのままピニオン、またはピニオンと一体となったピニオン移動体を押し出す構造である。従って、電磁スイッチは、ピニオン重量またはピニオン移動体の重量を押し出すためのプランジャ吸引力を必要とするため、必然的に体格が大きくなって小型化の障害となっている。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、低コストな手段で電磁スイッチの防水、防塵、防油の対策を実現するとともに、その電磁スイッチの小型化を可能としたスタータを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１〜３の手段によれば、電磁スイッチが遊星歯車減速装置とアーマチャとの間の回転軸の外周に配置されているため、電磁スイッチの防水、防塵、防油に対する対策が可能である。また、電磁スイッチを始動モータよりピニオン側に配置したことにより、電磁スイッチを始動モータの後方に配置した従来のスタータと比較して耐振性が向上する。
【０００６】
また、電磁スイッチは、モータ接点の開閉を行うプランジャが回転軸を中心として略円周方向に回動する構造である。このため、プランジャが軸方向に摺動する従来のスタータと比較して、軸方向の長さを格段に短くできる効果を有する。
【０００７】
請求項４の手段によれば、ピニオン移動装置は、プランジャの移動寸法がピニオン移動体の移動寸法より大きくなる様に構成されている。このため、支点を中心として回動するレバーを梃子として考えた場合、レバーの支点から作用点（ピニオン移動体と係合する点）までの長さより支点から力点（電磁スイッチの作動力が加わる点）までの長さの方を長く設定できる。従って、梃子の原理より、力点に加わる力は、作用点に得られる力（ピニオン移動体を押し出す力）よりレバー比（支点から作用点までの長さと支点から力点までの長さの比）分だけ低減される。この結果、力点に加わる力である電磁スイッチのプランジャ吸引力を小さくできるため、その分だけ電磁スイッチの小型化を図ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のスタータを図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１はスタータの半断面図である。
本実施例のスタータ１は、回転力を発生する始動モータ２、この始動モータ２の回転を減速する遊星歯車減速装置（後述する）、この減速装置の回転出力を受けて回転する駆動軸３、この駆動軸３の外周に嵌合するピニオン移動体４、始動モータ２の通電回路に設けられたモータ接点（後述する）を開閉するとともに、ピニオン移動体４をエンジンのリングギヤ５側へ押し出す作動力を発生する電磁スイッチ６、及び電磁スイッチ６の作動力を受けてピニオン移動体４をリングギヤ５側へ移動させるピニオン移動装置（後述する）等より構成される。
【０００９】
始動モータ２は、内周面に複数の固定磁極７が固着されたヨーク８、固定磁極７の内周で回転自在に支持されたアーマチャ９、このアーマチャ９に設けられた整流子１０に摺接するブラシ１１等より構成される。
ヨーク８は、固定磁極７の磁気枠と始動モータ２の外枠を兼ねるもので、略円筒形状に設けられ、後端側開口部がエンドカバー１２によって閉塞される。
アーマチャ９は、エンドカバー１２に保持されたベアリング１３と電磁スイッチ６のスイッチケーシング１４（内筒部１４ｂ）に保持されたベアリング１５により回転自在に支持された回転軸１６と、この回転軸１６の外周に圧入固定された積層コア１７と、この積層コア１７に巻線されたアーマチャコイル１８と、前記整流子１０から成る。但し、整流子１０は、アーマチャ９のピニオン移動体４側（反エンドカバー１２側）に設けられている。
ブラシ１１は、整流子１０の外周面上でブラシホルダ１９により整流子１０の径方向に摺動可能な状態で保持され、ブラシスプリング２０によって整流子１０側へ付勢されている。
【００１０】
減速装置は、回転軸１６の一端側端部の外周に形成されたサンギヤ２１、このサンギヤ２１に噛み合う複数の遊星ギヤ２２、各遊星ギヤ２２に噛み合うインターナルギヤ２３より構成されている。
サンギヤ２１は、回転軸１６と一体に回転することで回転軸１６の回転を各遊星ギヤ２２に伝達する。遊星ギヤ２２は、駆動軸３の後端外周に形成されたフランジ部３ａにピン２４が圧入されて、そのピン２４に軸受２５を介して回転自在に支持されている。各遊星ギヤ２２は、サンギヤ２１及びインターナルギヤ２３と噛み合って、サンギヤ２１の外周を自転しながら公転する。インターナルギヤ２３は、電磁スイッチ６より前方側を覆うハウジング２６の内周面に回転規制されている。
【００１１】
駆動軸３は、回転軸１６と同軸に配されて、ハウジング２６に保持されたベアリング２７とインターナルギヤ２３の軸受部２３ａに保持されたベアリング２８により回転自在に支持されている。また、駆動軸３の外周には、ヘリカルスプライン３ｂが形成されている。
ピニオン移動体４は、エンジンのリングギヤ５と噛み合ってアーマチャ９の回転力（駆動軸３の回転）をリングギヤ５に伝達するためのピニオン２９と、駆動軸３の回転をピニオン２９に伝達する一方向クラッチ３０から成る。
ピニオン２９は、一方向クラッチ３０のインナ３１と一体に設けられて、駆動軸３の外周にブッシュ３２を介して回転自在に嵌合するとともに、このブッシュ３２と一体に駆動軸３上を摺動可能に設けられている。
【００１２】
一方向クラッチ３０は、駆動軸３のヘリカルスプライン３ｂに噛み合うスプライン筒部３３、このスプライン筒部３３と一体に設けられたアウタ３４、このアウタ３４の内周に配された前述のインナ３１、及びアウタ３４とインナ３１との間に介在されたローラ３５等より構成される。なお、一方向クラッチ３０の作動は極めて周知であるため、その説明は省略する。
ピニオン移動体４の前進移動は、ピニオン２９より前方の駆動軸３上に配されたストップカラー３６にピニオン２９の先端面が当接することで規制される。また、ストップカラー３６とピニオン２９との間には、ピニオン移動体４を後方へ付勢するリターンスプリング３７が配されている。
【００１３】
電磁スイッチ６は、軸方向においてアーマチャ９と減速装置との間で回転軸１６の外周に同軸に配置されている。この電磁スイッチ６は、図２及び図３に示すように、ハウジング２６とヨーク８との間に挟持されるスイッチケーシング１４と、このスイッチケーシング１４に収納される軸受ブッシュ３８、コイル３９、プランジャ４０、スプリング４１、前述のモータ接点等の各部品と、スイッチケーシング１４の外部に設けられて外部配線との接続を行う外部端子（後述する）等より構成されている。
スイッチケーシング１４は、アルミニウム又は鉄等の金属製で、ダイキャスト又は絞り成形されて、外周壁面を形成する外筒部１４ａ、内周壁面を形成する内筒部１４ｂ、減速装置との間を隔てる隔壁部１４ｃから成る略円環状に形成されている。また、スイッチケーシング１４のアーマチャ９側開口端部には、電磁スイッチ６とアーマチャ９との間を隔てる隔壁板４２が配設されている。
【００１４】
軸受ブッシュ３８は、例えば樹脂製で環状体に形成され、スイッチケーシング１４の内筒部１４ｂの外周面に圧入等により固定されてスイッチケーシング１４に対して回転規制されている。コイル３９は、軸受ブッシュ３８に保持されて、スイッチケーシング１４の外筒部１４ａの内周面に沿って円弧状に湾曲して配設されている。プランジャ４０は、磁性体の金属製で、コイル３９の中空内部を回転軸１６の円周方向に移動可能な円弧形状に形成され、軸受ブッシュ３８の外周に回転自在に嵌合するリング部４３と一体に設けられている。スプリング４１は、プランジャ４０の内周面に沿って円弧状に配されて、コイル３９に対してプランジャ４０を静止位置側（図１の時計回転方向）へ付勢している。なお、スプリング４１に付勢されたプランジャ４０は、リング部４３とプランジャ４０とを連結する連結部４３ａの端面が軸受ブッシュ３８に設けられた段差部３８ａに当接して静止する（図１に示す状態）。
【００１５】
モータ接点は、下述のバッテリ端子４４と一体に又は溶接されたバッテリ側固定接点４５、電気渡り線４６を介してブラシ１１と電気的に接続されたモータ側固定接点４７、及びリング部４３と一体に設けられた可動接点４８から成る。
バッテリ側固定接点４５は、銅または銅合金から成り、絶縁ブッシュ４９を介して外筒部１４ａの内周面に配設されている。モータ側固定接点４７は、銅または銅合金から成り、電気渡り線４６と一体化または溶接等により固定されて、バッテリ側固定接点４５の内周側に配設されている。モータ側固定接点４７とリング部４３との間には樹脂製の絶縁ブッシュ５０が介在されて、モータ側固定接点４７とリング部４３（即ちプランジャ４０）とが電気的に絶縁されている。電気渡り線４６は、円弧状に設けられて軸受ブッシュ３８に固定されている。可動接点４８は、リング部４３の外周に突設する接点保持部４３ｂに対して樹脂製の絶縁ブッシュ５１を介して固定され、リング部４３（即ちプランジャ４０）と電気的に絶縁されている。
【００１６】
外部端子は、バッテリ（図示しない）に直結されたケーブルが接続されるバッテリ端子４４と、バッテリからキースイッチ（図示しない）を経由した配線が接続されるスイッチ端子５２である。
バッテリ端子４４は、スイッチケーシング１４の外筒部１４ａを貫通して、樹脂製の絶縁ブッシュ５３と前述の絶縁ブッシュ４９とを介して外筒部１４ａと（スイッチケーシング１４と）電気的に絶縁された状態で配設され、外筒部１４ａの外側へ突出するバッテリ端子４４の螺子部４４ａにナット（図示しない）を締め付けて外筒部１４ａに固定されている。スイッチ端子５２は、スイッチケーシング１４の外筒部１４ａに絶縁ブッシュ５４を介して電気的に絶縁された状態で圧入固定され、スイッチケーシング１４の内部でコイル３９の引出し線３９ａと電気的に接続されている。
【００１７】
ピニオン移動装置は、ピニオン移動体４に係合するレバー５５、このレバー５５とプランジャ４０とを連結するワイヤ等の連結部材（以下、ワイヤ５６と言う）、このワイヤ５６を支持するローラ５７（図３参照）から構成される。
レバー５５は、ハウジング２６に固定されたピン５８に支持されて、ピニオン移動体４に係合する一端側とワイヤ５６に連結された他端側とがピン５８を中心として回動可能に設けられている。但し、このレバー５５は、ピニオン移動体４との係合点からピン５８までの長さより、ワイヤ５６との連結部４３ａからピン５８までの長さの方が長く設けられている。ワイヤ５６は、コイル３９の磁力を受けて吸引された時のプランジャ４０の移動（図２で反時計回転方向への回転）をレバー５５に伝達する。ローラ５７は、プランジャ４０の移動に伴って円周方向に引っ張られたワイヤ５６の移動方向を軸方向に変換する。
【００１８】
次に、本実施例の作動を説明する。
キースイッチを閉じてバッテリからスイッチ端子５２を通じてコイル３９に電流が流れると、そのコイル３９の発生する磁力を受けてプランジャ４０が吸引されて、スプリング４１の付勢力に抗して図２の反時計回転方向へ移動（回転）する。このプランジャ４０の移動がワイヤ５６を介してレバー５５に伝達され、そのレバー５５がピン５８を中心として図１の反時計回転方向へ回転すると、ピン５８を支点とした梃子の原理でピニオン移動体４が前方へ（図１の左側へ）押し出されることにより、ピニオン２９とリングギヤ５とが噛み合う。
その後、更にプランジャ４０が回転して可動接点４８が両固定接点４５、４７に当接して両固定接点４５、４７間が短絡されると、ブラシ１１を通じてアーマチャ９が通電されることにより、アーマチャ９に回転力が発生する。アーマチャ９の回転は、減速装置で減速されて駆動軸３に伝達された後、一方向クラッチ３０を介してピニオン２９に伝達される。これにより、ピニオン２９と噛み合うリングギヤ５が回転してエンジンが始動する。
【００１９】
エンジン始動後、キースイッチを開いてコイル３９への通電を停止すると、コイル３９の吸引力が消滅するため、それまで吸引されていたプランジャ４０がスプリング４１の反力を受けて図２の時計回転方向へ回転し、プランジャ４０の連結部４３ａ端面が軸受ブッシュ３８の段差部３８ａに当接して静止する。また、プランジャ４０が静止位置へ戻ることで可動接点４８が両固定接点４５、４７から離れて両固定接点４５、４７間を開くことにより、アーマチャ９への通電が停止されてアーマチャ９の回転が停止する。
一方、プランジャ４０が静止位置へ戻ることで、それまでワイヤ５６を通じてレバー５５を引っ張っていた力が消滅するため、リターンスプリング３７の反力によってピニオン移動体４が押し戻される。これにより、ピニオン２９とリングギヤ５との噛み合いが解除されて、ピニオン移動体４が静止位置（図１に示す位置）へ戻る。
【００２０】
（本実施例の効果）
本実施例のスタータ１は、電磁スイッチ６の各構成部品がスイッチケーシング１４と隔壁板４２とで形成される独立した室に収納されているため、電磁スイッチ６の防水、防塵、防油に対して効果的である。また、整流子１０とブラシ１１との摺接によって生じるブラシ粉のスイッチ内部への侵入も防止できる。また、電磁スイッチ６を始動モータ２よりピニオン移動体４側に配置したことにより、電磁スイッチ６を始動モータ２の後方に配置した従来のスタータと比較して耐振性が向上する。
更に、電磁スイッチ６は、モータ接点の開閉を行うプランジャ４０が回転軸１６を中心として円周方向に回動する構造であるため、プランジャ４０が軸方向に摺動する従来のスタータと比較して、軸方向の長さを格段に短くできる。
【００２１】
また、本実施例では、プランジャ４０が回転軸１６の円周方向に回動する構造を採用することによって、レバー５５によりピニオン移動体４が押し出される軸方向寸法より、プランジャ４０の移動に伴ってワイヤ５６が引っ張られる軸方向寸法の方を長く設定できる。このため、レバー５５の支点であるピン５８からピニオン移動体４との係合点までの長さより、ピン５８からワイヤ５６との連結部までの長さの方を長くすることにより、レバー５５の力点（ワイヤ５６との連結部）に加わる力を、作用点（ピニオン移動体４との係合部）に得られる力よりレバー比（ピン５８から作用点までの長さとピン５８から力点までの長さの比）分だけ低減できる。この結果、力点に加わる力である電磁スイッチ６のプランジャ４０吸引力をレバー比分だけ小さくできるため、コイル３９の巻き数を減らして電磁スイッチ６の小型化を図ることができる。
【００２２】
（第２実施例）
図４はスタータ１の始動モータ２より前方側を示す断面図である。
本実施例は、第１実施例のスタータ１とピニオン移動装置の構造が異なる。
ピニオン移動装置は、ハウジング２６に一体に設けられた軸受５９と隔壁板４２に一体に設けられた軸受６０とによって回転自在に支持されたドライブシャフト６１、プランジャ４０の外周面に形成されたギヤ部６２、スイッチケーシング１４内でドライブシャフト６１に固定されてプランジャ４０のギヤ部６２と噛み合う歯車６３、ピン５８を中心としてレバー５５と一体に回転するレバー歯車６４、ハウジング２６内でドライブシャフト６１に固定されてレバー歯車６４と噛み合うウォームギヤ６５より構成される。なお、軸受５９及び軸受６０は、オイルレスベアリング等を用いてハウジング２６及び隔壁板４２と分離しても良い。
【００２３】
このピニオン移動装置は、コイル３９の磁力によりプランジャ４０が吸引されて図５の反時計回転方向へ回転すると、ギヤ部６２に噛み合う歯車６３と一体にドライブシャフト６１が回転してウォームギヤ６５を介してレバー歯車６４が回転する。これにより、レバー歯車６４と一体にレバー５５がピン５８を中心として回転（図５の時計回転方向）し、ピニオン移動体４が押し出されて駆動軸３上を前進することにより、ピニオン２９がリングギヤ５と噛み合うことができる。
【００２４】
なお、エンジン始動後、ピニオン移動体４を静止位置へ戻すためのリターンスプリングはなく、ピニオン移動装置によって静止位置へ戻される。即ち、コイル３９への通電が停止してプランジャ４０がスプリング４１の反力を受けて静止位置へ戻されると、ギヤ部６２に噛み合う歯車６３がエンジン始動時とは逆回転するため、ウォームギヤ６５と噛み合うレバー歯車６４も逆回転してレバー５５が反時計回転方向へ回転することにより、ピニオン移動体４が静止位置へ戻ることができる。その他の作動は第１実施例と同じであるため、その説明は省略する。本実施例では、第１実施例とピニオン移動装置の構造が異なるだけで、第１実施例と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スタータの半断面図である。
【図２】図１に示すスタータの始動モータより前方側の拡大断面図である。
【図３】図２に示すスタータのＡ−Ａ断面図である。
【図４】スタータの始動モータより前方側を示す断面図である。
【図５】図４に示すスタータのＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
１    スタータ
２    始動モータ
３    駆動軸
３ｂ  ヘリカルスプライン
４    ピニオン移動体
５    リングギヤ
６    電磁スイッチ
９    アーマチャ
１６    回転軸
２９    ピニオン
４０    プランジャ
４５    バッテリ側固定接点（モータ接点）
４７    モータ側固定接点（モータ接点）
４８    可動接点（モータ接点）
５５    レバー
５６    ワイヤ（伝達手段／第１実施例）
５７    ローラ（伝達手段／第１実施例）
５８    ピン（支点）
６１    ドライブシャフト（回転力伝達装置／第２実施例）
６２    ギヤ部（回転力伝達装置／第２実施例）
６３    歯車（回転力伝達装置／第２実施例）
６４    レバー歯車
６５    ウォームギヤ（回転力伝達装置／第２実施例）
【図１】
0003767018.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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