JP2004218627A

JP2004218627A - 内燃機関用スタータ

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Publication number: JP2004218627A
Application number: JP2003161049A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Shiga; 孜志賀; Masami Niimi; 新美　　正已; Mitsuhiro Murata; 村田　　光広; Masanori Omi; 正昇大見; Yasuyuki Wakahara; 若原　　康行
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-11-19
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2004-08-05
Also published as: EP1426611A1; US20040093967A1; KR20040044362A; CN1502798A

Abstract

【課題】始動時初期の高トルクから終盤の高回転で内燃機関を駆動できるのでコストアップなしで環境に優しいスタータを提供すること。
【解決手段】可動カムプレート３２の内周テーパー部３２ｂはクラッチ１０の外カム１０ｂの外周部１０ａに押しつけられ外カム１０ｂとインターナルギヤー２０ｃは一体となり同一回転数で回る。そうすると遊星減速の原理により太陽ギヤー２０ａ、遊星ギヤー２０ｂ、腕部は同一回転言い換えれば減速比１の状態になる。また、可動カムプレート３２の外周テーパー部３２ａはハウジング９のテーパー部９ａに圧接されインターナルギヤーは回転不能に固定される。その結果は一般的な遊星減速と同じ状態となり高減速比になる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に内燃機関を始動するための始動装置であるスタータであって、該スタータの出力特性に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
近年、環境問題への対応のためスタータへも小型でありながら高トルク、高回転の特性が求められている。一般的には内燃機関の始動のためにはその初期には高トルクが、初爆後には低トルク高回転が要求される。そのため基本的には直巻式が用いられてきたが、小型化のためにますますスタータの内部の減速比をあげてトルクを出す傾向がでてきた。これは初爆のときには有利になったが、結果として完爆以降の回転が得られにくい傾向になってきたことを意味する。最近はコストダウン、小型化のため磁石式（いわゆる分巻式に同じ）になってきたが、このためますます回転数が稼げない傾向になってきた。
【０００３】
このため、図１６に示したようにエンジンの低温時と高温時の両方に最適な減速比が得られない状態である。図１６は、２ｋＷスタータの場合に、種々の減速比におけるトルク−回転数の特性カーブを示すグラフである。これに対処するため現実には数種類の減速比を用意しておいて対応しているので標準化にもならない。最近ではエミッション低減のためにエンジン着火後（いわゆるスタータにとってはオーバラン状態）にスタータの回転数を上げたいという要求もあるが、これに対処するためにはスタータの体格をあげているのが現実である。たとえば始動だけなら１．４ｋＷ程度で良いものが２ｋＷを使用してトルクと回転の両立をはかっている。これでは何のための小型軽量化か全くわからなくなってしまう。
【０００４】
これに対処するために、スタータの内部減速比を多段に切り替えて高トルクと高回転の両立をはかる試みもある。特許文献１ではソレノイドの力で２段減速に切り替える案が提案されている。特許文献２では歯車で無段に変速する案が提案されている。しかしこれらの技術では、減速機構部が複雑で体格が大きくなってしまう不具合がある。
【０００５】
すなわち、前者の案ではソレノイド部が大きくしかもそれを動かすため温度センサー等の特別な制御が必要である。後者の案では無段変速のためにモーター以上の体格の減速装置が必要である。このようにいずれの案も体格が大きくしかも複雑でありコストアップも大きい。これでは前記したように標準のスタータを１（または２）サイズアップして使った方がかえって小型でコストも少なく有利となる。このように可変速の案には、実用的な案がないのが現実である。なお、特許文献３、特許文献４に開示されるスタータも提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１５３００８号公報
【特許文献２】
特開昭６３−１９５３８３号公報
【特許文献３】
特開２００１−２９５８６５号公報
【特許文献４】
特開平１０−１１５２７４号公報
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記問題を解決するため、通常スタータで使われる内歯歯車式遊星減速機構を使い可変減速を実現し、しかもその可変に複雑な制御機構を必要としないスタータを提供する。
【０００８】
すなわち、通常の遊星減速機構はインターナルギヤーを固定して所定の減速比を得ているが、この固定を解除してたとえば遊星ギヤー軸（いわゆる腕部）と同じ回転数にすると減速せずにそのままの回転数がアウトプットされる。またインターナルギヤーと腕部をスベリ接触させると中間の減速比が出来ることに注目した。
【０００９】
たとえば、１．８ｋＷスタータで計算した例を述べる。図２に示したように腕部の回転（ピニオン回転に同じ）が０から約１０００ｒｐｍの間はインターナルギヤーを固定し、約８０００ｒｐｍ以上では腕部とインターナル部を同じ回転にし、１０００から８０００ｒｐｍの間はその中間にする。そうすると、図１に示したように、図中ＡからＢの間（回転数が低いとき）は高減速比７．９で、ＣからＤ（高回転時）は減速なし（減速比１）で、中間のＢからＣの間は減速比を徐々に７．９から１に変化させる。この結果、常に最高のトルクと回転が簡単に得られる。
【００１０】
このような機構を用いることにより小型でコストアップのないスタータを実現することを目的としている。
【００１１】
請求項１では、遊星歯車減速装置を設け、該遊星歯車減速装置の遊星歯車列を構成する要素の１つの回転を固定状態から解除状態の間で変化させることにより、構造が簡単でしかもスタータの寸法を変えることなく減速比を複数または無段に変化させることができ、始動時初期の高トルクから終盤の高回転で内燃機関を駆動できるのでコストアップなしで環境に優しいスタータとなる。
【００１２】
請求項２では、内歯歯車を用いた遊星歯車列で行い、そのインターナルギヤーの回転を変化させることにより減速比を変えるのでより簡単、コストアップなしで可変減速を得られる。
【００１３】
請求項３では、モーターのトルクまたは回転数の少なくとも一方の値の情報により要素（例えばインターナルギヤー）の回転変化を行うので、スタータの内部の情報（特性）で減速比を変化させることができる。よって、内燃機関（エンジン）、バッテリーの違い等の、外部の影響を考慮する必要がないので、特別なセンサーも必要なく、コストのかからない、しかも安定な減速比の変化が可能である。
【００１４】
請求項４では、クランキング時、内燃機関初爆の時はインターナルギヤーを固定することにより高減速比状態を保ち、その後インターナルギヤーの回転数をアーマチャまたは遊星ギヤー軸の回転数に等しいかまたはほぼ等しくすることにより減速比１の状態または低減速比状態にしてエンジンを駆動するので、よりエンジン負荷に対応した始動ができる。
【００１５】
請求項５では、モーターのアーマチャ軸に設けた太陽ギヤー、それに噛合う遊星ギヤー、インターナルギヤー及び遊星ギヤーの軸により遊星歯車減速装置を構成し、遊星ギヤーの軸はクラッチを介してピニオンに連結されるものにおいて、クランキング初期はインターナルギヤーを固定し、その後インターナルギヤーの回転数をアーマチャまたは遊星ギヤー軸と同じにすることにより減速比を２段に切り変えるので構造が簡単でありながら従来の固定減速比のような特性より良い状態でエンジンを始動できる。
【００１６】
請求項６では、モーターのアーマチャ軸に設けた太陽ギヤー、それに噛合う遊星ギヤー、インターナルギヤー、及び遊星ギヤーの軸により遊星歯車減速装置を構成し、遊星ギヤーの軸はクラッチを介してピニオンに連結されるものにおいて、クランキング初期はインターナルギヤーを固定し、最終的にはインターナルギヤーの回転数をアーマチャまたは遊星ギヤー軸と同じにし、その中間ではインターナルギヤーをアーマチャまたは遊星ギヤー軸にすべり接触させることによりインターナルギヤーの回転数を徐々に変えることにより減速比を無段に変えるので、トルク反力の少ないインターナルギヤー部ですべり接触させしかも一瞬であるのでトルクロスが少なく、かつ構造が簡単でありながらエンジン始動時に必要な理想的な特性が得られる。
【００１７】
請求項７では、低減速比状態はインターナルギヤーをクラッチに接触させるだけで実現できるので特別なスペースも必要なく、しかもコストも安い。なお、クラッチは、一般的なオーバーランクラッチでよい。
【００１８】
請求項８では、モーターの最高出力時にモーターの回転数、トルク、電流または出力等の情報によりインターナルギヤーの固定を解除し低減速比に変えるので、その定格出力で得られる最高のＴＮ特性が得られる。ＴＮ特性とは、トルク−回転数特性を指す。
【００１９】
請求項９では、モーターのトルクのインターナルギヤー部での反力を感知して作動する部材によりインターナルギヤーの固定と解除を行うので、バッテリーの違い等に影響されることなく電流により一義的に定まるトルク（力）で制御できるので減速比の切り替えタイミングが容易にとれる。
【００２０】
請求項１０では、モーターのアーマチャ軸に設けた太陽ギヤー、それに噛合う遊星ギヤー、インターナルギヤー、及び遊星ギヤーの軸により遊星歯車減速装置を構成し、遊星ギヤーの軸はクラッチを介してピニオンに連結されるものにおいて、クランキング初期はインターナルギヤーをスタータの本体に直接または間接に固定し減速比を高い状態にし、クランキング後半はインターナルギヤーをクラッチに直接または間接に接触させることによりその回転数を遊星ギヤー軸とはほぼ同じにし（クラッチに同じ）て、減速比を１または低減速比状態にし、その切り替えをインターナルギヤー部のトルクを感知して行うようにしたので、高減速状態と低減速状態が、特別な部品をあまり作ることなく、大部分は既存部品と共通のままで出来るのでコストアップがない。
【００２１】
請求項１１では、固定カムプレートと可動カムプレートとボールによるカム機構でインターナルギヤーの固定と離脱を行い、しかもその一方はインターナルギヤー部と共用するので小型でしかもコストのかからない変速機構が得られる。
【００２２】
請求項１２では、可動カムプレートを固定カムプレート側へ近接または離隔させる状態にするために、モーターのトルクのインターナルギヤー部での反力と弾性部材のセット荷重の大小により作動させインターナルギヤーの固定と解除を行うので、切り換えの設定値を弾性部材の荷重を変えるだけで簡単に行え、所定の特性が容易に得られ、しかもコストがかからない。
【００２３】
請求項１３では、弾性部材のセット荷重をスタータの出力最大電流相当のトルクに相当する力にするので、その定格出力で得られる最高のＴＮ（トルク、回転数）特性が得られなおかつコストがかからずに実現できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例を図３ないし図１１に基づき説明する。
【００２５】
２０は遊星歯車減速装置としての内歯歯車を用いた内歯歯車式の遊星減速機構部であり太陽ギヤー２０ａ、遊星ギヤー２０ｂ、インターナルギヤー２０ｃのギヤー部２０ｅ、遊星ギヤー軸２０ｄにより構成されている。太陽ギヤー２０ａはアーマチャ１の軸１ａに、遊星ギヤー軸２０ｄはオーバーランニングクラッチ１０の外カム１０ｂにそれぞれ繋がっている。従って結果的にクラッチ１０の外カム１０ｂは遊星減速機構の腕部の役目を果たしている。
【００２６】
３０はカム機構部である。カム機構部３０は、一方が軸方向不動に、他方が軸方向変位可能な状態に同軸状に対抗配設され、かつ互いの対抗面に一対の適当な数のカム溝３１ｃ、３２ｃを有する一対の固定カムプレート３１および可動カムプレート３２と、両カムプレート３１、３２の一対のカム溝３１ｃ、３２ｃ間に転動可能に収納されるボール３３と、可動カムプレート３２を固定カムプレート３１側に弾性付勢する弾性部材３４とを有している。この実施例では、固定カムプレート３１に４本のカム溝３１ｃが形成され、可動カムプレート３２にも４本のカム溝３２ｃが形成されている。この結果、両カムプレート３１、３２間には、４対のカム溝が配置される。この実施例では、一対のカム溝に１個のボール３３が配置される。この結果、カム機構部３０は、４個のボール３３を有する。可動カムプレート３２の連結部３２ｄは、筒部３５の溝３５ｄに挿入され、可動カムプレート３２は軸方向移動可能、周方向移動不能状態になっている。この実施例では、溝３５ｄは、６個であるが他の適当な数でもよい。部材３５ａ、３５ｂを別々に作っておき連結部３２ｄと溝３５ｄとを嵌装後適当な方法で一体化する。固定カムプレート３１、可動カムプレート３２、ボール３３、および弾性部材３４は、筒部３５の両端の鍔部により一体的に固定されており、全体としてカム機構部３０をなしている。
【００２７】
上記の一方のカム溝に、少なくとも周方向一方へ向けて深さが浅くなる斜面が、また、上記の他方のカム溝に、少なくとも周方向他方へ向けて深さが浅くなる斜面が設けられており、両カム溝それぞれの最深位置の深さが、ボールの半径より小さい寸法に設定され、また両カム溝それぞれの最も浅い位置の深さがボールの抜け出しを阻止する寸法に設定されており、さらにこれらカム溝の寸法を、両カムプレートの相対的な回転に伴い両カム溝の最も深い位置にボールが位置することにより可動カムプレートを固定カムプレート側に近接させる状態に、また両カムプレートの相対的な回転に伴いカム溝の最も浅い位置にボールが位置することにより可動カムプレートを固定カムプレート側から離隔させる状態になるような寸法にしておく。この実施例では、カム溝３１ｃ、３２ｃは、周方向の両側に向けて深さが一様に浅くなる斜面によって区画されている。カム溝３１ｃ、３２ｃは、図１１に図示されるように、周方向に関して等間隔に配置されている。カム溝３１ｃ、３２ｃの径方向に関する幅は、その最深部においての最も大きく、周方向に向けてその深さが浅くなるに従って徐々に小さくなる。
【００２８】
カム機構部の詳細は特開２００１−２９５８６５号公報に記載されており、その記載を援用する。
【００２９】
固定カムプレート３１と筒部３５は、固定カムプレート３１の内周部に筒部３５を圧入するなどの適当な方法で固定される。また、固定カムプレート３１はインターナルギヤー２０ｃの側面部を成している。更にインターナルギヤー２０ｃは軸受け２１によりスタータ本体に支えられている。なお、遊星ギヤー２０ｂが３個以上の時はこれにより芯が出るので軸受け２１は省略可能である。スイッチ６の力は、連結棒７を介し回転規制部材８を動かすことにより、ピニオン５１を出力軸４１上をエンジンのリングギヤー１００側へ動かす。
【００３０】
本発明になる作動を説明する。図示してないバッテリーからの電流はブラシ５を通り、軸受け４ａ、４ｂに支えられたアーマチャ１に供給されヨーク３の界磁極２とともに回転力を発生する。図３、６、８において、ピニオン５１がリングギヤー１００に噛合うまでの段階ではモーターの発生トルクが少ないので、従ってインターナルギヤー２０ｃの反力も少なく、弾性部材３４の力で可動カムプレート３２はボール３３および固定カムプレート３１の方向へ押しつけられている。そうすると可動カムプレート３２の内周テーパー部３２ｂはクラッチ１０の外カム１０ｂの外周部１０ａに押しつけられ、外カム１０ｂとインターナルギヤー２０ｃは一体となり同一回転数で回る。そうすると遊星減速の原理により太陽ギヤー２０ａ、遊星ギヤー２０ｂ、腕部は同一回転数、言い換えれば減速比１の状態になる。
【００３１】
更に進んで（図４、７、９参照）ピニオン５１がリングギヤーに噛合いエンジンを始動し始めると、モーターにはロック相当のトルクが発生し、従ってインターナルギヤー２０ｃの反力が大きくなり弾性部材３４の力を上回り、ボール３３とカム溝３１ｃ、３２ｃの作用により固定カムプレート３１から可動カムプレート３２が離隔された状態になる。その結果、外カム１０ｂの外周部１０ａと可動カムプレート３２の内周テーパー部３２ｂは離れ、逆に可動カムプレート３２の外周テーパー部３２ａはハウジング９のテーパー部９ａに圧接されインターナルギヤーは回転不能に固定される。その結果は、一般的な遊星減速と同じ状態となり高減速比になる。
【００３２】
この状態で初爆がすぎ、エンジンの回転が上がり負荷が軽くなり、従ってモーターのトルクが減少し、インターナルギヤー２０ｃへの反力が減少して弾性部材３４の力が上回ると（図５、６、８参照）、また可動カムプレート３２が固定カムプレート３１側へ動き、減速比１で駆動される。また弾性部材３４の荷重の設定値次第で任意のトルク（電流値）で減速比の切り換えができるのはいうまでもない。その他の作動は特開平１０−１１５２７４号公報に記載されており、その記載を援用する。
【００３３】
図１２は第２の実施例であり、可動カムプレート３２の内外周のテーパー部にゴム等の弾性部材３２ｅ、３２ｆを張り付けた例である。このようにすると可動カムプレート３２のテーパー部３２ｂと外カム１０ｂの外周部１０ａやハウジング９のテーパー部９ａとの断続がすべりを伴って行われるので高減速比から減速比１への変化が徐々に行われ、従って無段変速と類似の特性が得られる。
【００３４】
図１３は第３の実施例であり、遊星減速部分をはす歯歯車を使用して構成し、そのトルクの軸方向成分を利用して弾性部材３４との力の大小でインターナルギヤー２０ｃの固定、解除を行う案である。
【００３５】
図１４は第４の実施例であり、第３の実施例に加えて、更に遊星減速部を２段にした案である。従って、遊星ギヤーは、遊星ギヤー２０ｂ１、２０ｂ２を備える。インターナルギヤーは、インターナルギヤー２０ｃ１、２０ｃ２を備える。この結果、遊星ギヤー２０ｂ１とインターナルギヤー２０ｃ１によって規定される歯数、および遊星ギヤー２０ｂ２とインターナルギヤー２０ｃ２によって規定される歯数によって、この遊星歯車減速装置は２つの歯数を持つ。このようにすると高減速比から低減速比に切り替えた場合に、減速比１ではなく適当な値にセットできる。たとえば減速比９と減速比３のように減速比を設定できる。
【００３６】
このように、本発明によればほとんどコストアップなしでしかも体格を大きくすることなしに減速比を多段または無段に変速できる。しかもエンジン、バッテリー等の外部要因を考えなくてもスタータのモーター性能自体を感知して減速比を変化させるので、エンジン等のマッチングを考える必要もないので有利である。また減速比を変化させるための特別なセンサー、大がかりな機構も必要ない。更に弾性部材３４の荷重を調節すればもっとエンジン始動時に最適なトルク、回転カーブ（ＴＮカーブ）を得ることが出来る。すなわち図１５に記載したように従来と出力カーブを同じにした場合、初爆の間は高トルク、完爆時には高回転が得られ、なおかつ出力ピ−ク近傍で変速する事が可能であるので従来のどの減速比よりもよいＴＮカーブとなる。そのためエンジン、バッテリー毎に減速比に適応を考える必要がなくなり、標準化が図れ、しかも特別な部品もほとんどいらないのでコストアップも防げる。更に磁石式にしても直巻式以上の特性がえられ、この意味からもコストアップがない。従って最近の環境対策への対応も容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明を適用した一実施例にかかるスタータのトルク−回転数特性の事例である。
【図２】図２は本発明を適用した一実施例にかかるスタータのインターナルギヤーとピニオン部（腕部または遊星ギヤー軸に同じ）の回転数の関係の事例である。
【図３】図３は本発明を適用した一実施例にかかるスタータの静止時の断面図である。
【図４】図４は本発明を適用した一実施例にかかるスタータのエンジン駆動時（高減速比状態）の断面図である。
【図５】図５は本発明を適用した一実施例にかかるスタータのエンジン駆動時（低減速比状態）の断面図である。
【図６】図６は本発明を適用した一実施例にかかるスタータのカム機構部の低減速比状態の断面図である。
【図７】図７は本発明を適用した一実施例にかかるスタータのカム機構部の高減速比状態の断面図である。
【図８】図８は図６のボール部周辺の周方向断面図である。
【図９】図９は図７のボール部周辺の周方向断面図である。
【図１０】図１０は本発明を適用した一実施例にかかるスタータに使用する筒部の断面図である。
【図１１】図１１は本発明を適用した一実施例にかかるスタータに使用する可動カムプレートの正面図である。
【図１２】図１２は本発明を適用した第２の実施例に使用する可動カムプレートの断面図である。
【図１３】図１３は本発明を適用した第３の実施例になるスタータの断面図である。
【図１４】図１４は本発明を適用した第４の実施例になるスタータの断面図である。
【図１５】図１５は本発明を適用した実施例にかかるスタータの効果を説明した特性図である。
【図１６】図１６は従来のスタータのエンジン負荷との関係を説明したトルク−回転数特性である。
【符号の説明】
２０遊星歯車減速装置
３１固定カムプレート
３２可動カムプレート
３３ボール

Claims

内燃機関のリングギヤーに噛合うピニオンと、そのピニオンを駆動するモーターと、前記ピニオンとモーターとの間にクラッチと遊星歯車減速装置を設け、その遊星歯車減速装置の減速比を複数または無段に変化させるスタータにおいて、
前記遊星歯車減速装置の歯車列を構成する要素の１つの回転を固定状態から解除状態の間で変化させることにより減速比を可変とすることを特徴とする内燃機関用スタータ。
前記減速比の可変を、内歯歯車を用いた遊星歯車列で行い、その要素のインターナルギヤーの回転を変化させることにより行なうことを特徴とする請求項１記載の内燃機関用スタータ。
前記モーターのトルクまたは回転数の少なくとも一方の値の情報により、前記要素の回転変化を行う手段を備えていることを特徴とする請求項１もしくは２記載の内燃機関用スタータ。
クランキング時、内燃機関初爆の時は前記インターナルギヤーを固定することにより高減速比状態を保ち、その後前記インターナルギヤーの回転数を前記モータのアーマチャまたは前記減速装置の遊星ギヤー軸の回転数に等しいかまたはほぼ等しくすることにより、減速比が１の状態または低減速比状態にして内燃機関を始動することを特徴とする請求項１ないし３項のいずれかに記載の内燃機関用スタータ。
前記モーターのアーマチャ軸に設けた太陽ギヤー、該太陽ギヤーに噛合う遊星ギヤー、インターナルギヤー、及び遊星ギヤーの軸により前記遊星歯車減速装置を構成し、前記遊星ギヤーの軸が前記クラッチを介して前記ピニオンに連結されるものにおいて、
クランキング初期は前記インターナルギヤーを固定し、その後前記インターナルギヤーの回転数を前記モーターのアーマチャまたは前記遊星ギヤー軸と同じにすることにより減速比を２段に変化させることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の内燃機関用スタータ。
前記モーターのアーマチャの軸に設けた太陽ギヤー、前記太陽ギヤーに噛合う遊星ギヤー、インターナルギヤー、及び遊星ギヤーの軸により前記遊星歯車減速装置を構成し、前記遊星ギヤーの軸が前記クラッチを介して前記ピニオンに連結されるものにおいて、
クランキング初期は前記インターナルギヤーを固定し、最終的には前記インターナルギヤーの回転数を前記モーターのアーマチャまたは前記遊星ギヤー軸と同じにし、その中間では前記インターナルギヤーを前記アーマチャまたは前記遊星ギヤー軸にすべり接触させることにより前記インターナルギヤーの回転数を徐々に変えることにより、減速比を無段に変化させることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の内燃機関用スタータ。
クランキング時、内燃機関初爆の時は前記インターナルギヤーを固定することにより高減速比状態を保ち、その後前記インターナルギヤーを前記クラッチに接触させることにより前記インターナルギヤーの回転を変化させ減速比を複数または無段に変化させることを特徴とする請求項５もしくは６記載の内燃機関用スタータ。
始動直後は減速比を高い状態に保ち、前記モーターの最高出力時に前記モーターの回転数、トルク、電流または出力等の情報により前記インターナルギヤーの固定を解除し、低減速比に変えることを特徴とする請求項２ないし７のいずれかに記載の内燃機関用スタータ。
前記モーターのトルクの前記インターナルギヤーでの反力を感知して作動する部材により前記インターナルギヤーの固定と解除を行うことを特徴とする請求項２ないし８のいずれかに記載の内燃機関用スタータ。
内燃機関のリングギヤーに噛合わせまたは解除可能に配置されたピニオンと、そのピニオンを駆動するモーターとの間にクラッチと内歯歯車タイプの遊星歯車減速装置を設け、前記モーターのアーマチャ軸に設けた太陽ギヤー、それに噛合う遊星ギヤー、インターナルギヤー及び遊星ギヤーの軸により前記遊星歯車減速装置を構成し、前記遊星ギヤーの軸は前記クラッチを介して前記ピニオンに連結される内燃機関用スタータにおいて、
クランキング初期は前記インターナルギヤーを前記スタータの本体に直接または間接に固定し減速比を高い状態にし、クランキング後半は前記インターナルギヤーを前記クラッチに直接または間接に接触させることによりその回転数を前記遊星ギヤー軸とはほぼ同じにして、減速比を１または低減速比状態にし、その切り替えを前記インターナルギヤー部のトルクを感知して行うことを特徴とする内燃機関用スタータ。
一方が軸方向不動に、他方が軸方向変位可能な状態に同軸状に対抗配設され、かつ互いの対抗面に一対のカム溝が振り分けられる一対の固定および可動カムプレートと、前記両カムプレートの一対のカム溝間に転動可能に収納されるボールと、前記可動カムプレートを前記固定カムプレート側に弾性付勢する弾性部材とを有し、
前記一方のカム溝に、少なくとも周方向一方へ向けて深さが浅くなる斜面が、また前記他方のカム溝に、少なくとも周方向他方へ向けて深さが浅くなる斜面が設けられており、
前記両カム溝それぞれの最深位置の深さが、前記ボールの半径より小さい寸法に設定され、また前記両カム溝それぞれの最も浅い位置の深さが前記ボールの抜け出しを阻止する寸法に設定されており、
前記両カムプレートの相対的な回転に伴い前記両カム溝の最も深い位置に前記ボールが位置することにより前記可動カムプレートを前記固定カムプレート側に近接させる状態になり、また
前記両カムプレートの相対的な回転に伴い前記両カム溝の最も浅い位置に前記ボールが位置することにより前記可動カムプレートを前記固定カムプレート側から離隔させる状態になるカム機構を備え、
前記固定カムプレートまたは前記可動カムプレートのいずれか一方を前記インターナルギヤーの側面などの一部と共用したことを特徴とする請求項１０記載の内燃機関用スタータ。
請求項１１に記載の内燃機関用スタータにおいて、
前記可動カムプレートを前記固定カムプレート側へ近接または離隔させる状態にするために、前記モーターのトルクの前記インターナルギヤーでの反力と前記弾性部材のセット荷重の大小により作動させ前記インターナルギヤーの固定と解除を行うことを特徴とする内燃機関用スタータ。
請求項１２に記載の内燃機関用スタータにおいて、
前記弾性部材のセット荷重を前記スタータの出力最大電流相当のトルクに相当する力にすることを特徴とする内燃機関用スタータ。