JP2010048130A

JP2010048130A - エンジン始動装置

Info

Publication number: JP2010048130A
Application number: JP2008211724A
Authority: JP
Inventors: Shinya Saito; 信哉齋藤; Tomohiko Ikemori; 朋彦池守; Yoshikazu Sato; 善和佐藤; Chihiro Horikoshi; 千博堀越
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2008-08-20
Filing date: 2008-08-20
Publication date: 2010-03-04

Abstract

【課題】ピニオンギヤとリングギヤの噛合時における衝撃を緩和し、両ギヤの摩耗を抑えてエンジン始動装置の耐久性を向上させる。
【解決手段】エンジン始動装置１は、ドライブシャフト４上を軸方向に移動してエンジンのリングギヤ８と噛合するピニオンギヤ６と、ピニオンギヤ６を回転駆動するためのモータ２と、ドライブシャフト４と同軸状に配されたマグネットスイッチ７によって作動しモータ２の動作を制御するスイッチ部４２とを備える。スイッチ部４２がＯＦＦ状態からＯＮ状態となる際のスイッチストロークＬｓは、スイッチ部４２がＯＦＦ状態のときのピニオンギヤ６とリングギヤ８との間の距離Ｌｐ、つまり、ピニオンギヤ６がリングギヤ８と当接するまでの移動距離よりも大きい（Ｌｓ＞Ｌｐ）。ピニオンギヤ６は、リングギヤ８と当接した後に回転し、両ギヤ６,８はスムーズに噛合する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動モータによって駆動されるピニオンギヤをエンジンのリングギヤに噛合させてエンジンを起動させるエンジン始動装置に関し、特に、モータの回転力によってピニオンギヤが軸方向に移動してリングギヤと噛合する形式のエンジン始動装置に関する。

自動車や自動二輪車、大型発電機等に使用されるエンジンは、電動モータを用いたエンジン始動装置（スタータ）によって起動されるのが一般的である。例えば、特許文献１には、モータの回転力によってピニオンギヤが軸方向に移動し、エンジンのリングギヤに噛合する形式のエンジン始動装置が記載されている。図２は、このような形式のエンジン始動装置の構成を示す断面図である。図２のエンジン始動装置101は、エンジンのリングギヤ102と噛合するピニオンギヤ103を備えており、電動モータ104によって駆動される。

エンジン始動装置101では、モータ104の回転は、遊星歯車を用いた減速装置105を介して出力軸106に伝えられる。出力軸106には、クラッチアウタ107とクラッチインナ108を備えたオーバーランニングクラッチ109が取り付けられている。クラッチアウタ107は、ヘリカルスプライン部111を介して、出力軸106に取り付けられている。クラッチアウタ107とクラッチインナ108の一端側との間にはローラ112が介設されており、オーバーランニングクラッチ109は一方向の回転のみを伝達するようになっている。クラッチインナ108は、出力軸106上に軸方向に移動自在に取り付けられており、その他端側にはピニオンギヤ103が形成されている。

モータ104が作動すると、出力軸106と共にクラッチアウタ107が回転する。クラッチアウタ107は、その回転に伴い、ヘリカルスプライン部111の作用によって図中左方側へと移動する。クラッチアウタ107の移動と共にクラッチインナ108もまた、回転しつつ図中左方側へと移動する。これにより、ピニオンギヤ103が回転しつつ軸方向に移動し、図２の下半分に示すように、リングギヤ102と噛合してエンジンを起動させる。
特開平10-318105号公報特開2005-2860号公報

しかしながら、このようなエンジン始動装置では、ピニオンギヤ103が回転しつつリングギヤ102に当接し、噛合するため、噛合時に両ギヤに加わる衝撃力が大きいという問題があった。ギヤ噛合時に大きな衝撃力が両ギヤに加わると、エンジン起動時にギヤ衝撃音が発生するのみならず、噛合時の衝撃力により両ギヤの磨耗が大きくなるという問題があった。

本発明の目的は、ピニオンギヤとリングギヤの噛合時における衝撃を緩和し、両ギヤの摩耗を抑えてエンジン始動装置の耐久性を向上させることにある。

本発明のエンジン始動装置は、ドライブシャフト上を軸方向に移動することによりエンジンのリングギヤと噛合するピニオンギヤと、前記ピニオンギヤを回転駆動するためのモータと、前記ドライブシャフトと同軸状に配置され前記エンジンのイグニッションスイッチのＯＮ／ＯＦＦに伴って作動するマグネットスイッチと、前記マグネットスイッチによって作動され前記モータの動作を制御するスイッチ部とを備え、前記ピニオンギヤが前記スイッチ部の動作と連動して軸方向に移動するエンジン始動装置であって、前記スイッチ部は、該スイッチ部がＯＦＦ状態からＯＮ状態となる際の電気接点の動作距離が、該スイッチ部がＯＦＦ状態のときの前記ピニオンギヤと前記リングギヤとの間の距離よりも大きいことを特徴とする。

本発明にあっては、スイッチ部の電気接点の動作距離が、ピニオンギヤとリングギヤが当接するまでの移動距離よりも大きいため、ピニオンギヤがリングギヤと当接する以前にスイッチ部が閉じることがなく、ピニオンギヤがリングギヤと当接した後にモータが回転する。このため、ピニオンギヤは回転駆動されない状態でリングギヤと噛み合い、両ギヤは、大きな衝撃力を発生させることなくスムーズに噛合する。

前記エンジン始動装置において、前記スイッチ部の電気接点に、前記モータ側と接続された第１プレートと、電源側と接続され前記第１プレートと絶縁部によって離隔された第２プレートとを備えた導電プレートと、前記導電プレートと前記動作距離を隔てて配置され、前記第１及び第２プレートと接触することにより、前記絶縁部を導通させ前記モータ側と前記電源側とを電気的に接続するスイッチプレートとを設けても良い。

また、当該エンジン始動装置において、前記マグネットスイッチの動作に連動して、前記スイッチプレートを前記導電プレートと接触・離間させたり、前記ピニオンギヤを軸方向に移動させたりしても良い。

さらに、前記マグネットスイッチに、前記イグニッションスイッチと電気的に接続されたコイルと、該コイルが収容されたボビンとを備える固定部と、前記固定部に対し相対移動可能に設けられ、前記スイッチプレートと接続された可動鉄心を備える可動部とを設けると共に、前記ドライブシャフト上に、前記可動鉄心の内周側に設けられ前記可動鉄心と摺動鉄心を介して接触するギヤプランジャと、前記ドライブシャフトに形成されたヘリカルスプライン部上に配置され前記ギヤプランジャの一端側に当接するクラッチアウタと前記ピニオンギヤが形成されたクラッチインナとを有するオーバーランニングクラッチを共に軸方向に移動自在に設け、前記イグニッションスイッチがＯＮされると、それに伴い前記コイルが励磁されて前記可動部と前記ギヤプランジャが軸方向に移動し、該ギヤプランジャの移動により、前記オーバーランニングクラッチが前記ヘリカルスプライン部上を軸方向に沿って移動するのに伴い前記ピニオンギヤが軸方向に移動し、その際、前記ピニオンギヤは、前記スイッチ部の電気接点が閉じる前に、前記リングギヤと当接するようにしても良い。これにより、当該エンジン始動装置においては、マグネットスイッチがピニオンギヤをリングギヤに噛合させる電磁押し込み機構として作用する。

本発明のエンジン始動装置によれば、モータによって回転駆動されドライブシャフト上を軸方向に移動することによりエンジンのリングギヤと噛合するピニオンギヤと、ドライブシャフトと同軸状に配置されたマグネットスイッチによって作動されモータの動作を制御するスイッチ部とを備え、ピニオンギヤがスイッチ部の動作と連動して移動するエンジン始動装置にて、スイッチ部の電気接点の動作距離を、ピニオンギヤとリングギヤが当接するまでの移動距離よりも大きく設定したので、ピニオンギヤとリングギヤが当接した後にモータを回転駆動させることが可能となる。このため、大きな衝撃力を発生させることなく、ピニオンギヤとリングギヤを噛合させることができ、噛合時の衝撃による両ギヤの摩耗を抑えることが可能となる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例であるエンジン始動装置の構成を示す断面図であり、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。図１のエンジン始動装置（スタータ）１は、自動車用エンジンの起動に使用され、駆動源として、電動モータ（以下、モータと略記する）２を備えている。モータ２は減速装置３と接続されており、モータ２の回転は減速装置３を介してドライブシャフト４に伝達される。ドライブシャフト（出力軸）４上には、オーバーランニングクラッチ５とピニオンギヤ６が軸方向に移動自在に設けられている。当該エンジン始動装置１は、マグネットスイッチ７がドライブシャフト４と同軸状に配置された１軸タイプのスタータとなっており、ピニオンギヤ６は、マグネットスイッチ７の作用によって、オーバーランニングクラッチ５と共に軸方向に移動し、エンジンのリングギヤ８と噛合する。

モータ２は、円筒形状のモータハウジング２１内にアーマチュア２２を回転自在に配置した構成となっている。モータハウジング２１はモータ２のヨークを兼ねており、鉄等の磁性体金属によって形成されている。モータハウジング２１の右端部には、金属製のエンドカバー２３が取り付けられる。一方、モータハウジング２１の左端部は、ピニオンギヤ６が収容されるギヤカバー２４に取り付けられる。エンドカバー２３はセットボルト２５によってギヤカバー２４に固定され、モータハウジング２１はエンドカバー２３とギヤカバー２４との間に固定される。

モータハウジング２１の内周面には、周方向に複数個のマグネット２６が固定されており、マグネット２６の内側にはアーマチュア２２が配置される。アーマチュア２２は、モータシャフト２７に固定されたアーマチュアコア２８と、アーマチュアコア２８に巻装されたアーマチュアコイル２９とから構成されている。モータシャフト２７の右端部は、エンドカバー２３に取り付けられたメタル軸受３１によって回転自在に支持されている。一方、モータシャフト２７の左端部は、ピニオンギヤ６等が取り付けられたドライブシャフト４の端部に回転自在に支持されている。ドライブシャフト４の右端部には軸受部３２が凹設されており、モータシャフト２７はそこに取り付けられたメタル軸受３３によって回転自在に支持される。これにより、ドライブシャフト４は、モータ２のモータシャフト２７と同軸状に配置される。

アーマチュアコア２８の一端側には、モータシャフト２７に外嵌固定されたコンミテータ３４が隣接配置されている。コンミテータ３４の外周面には、導電材にて形成されたコンミテータ片３５が複数個取り付けられており、各コンミテータ片３５にはアーマチュアコイル２９の端部が固定されている。モータハウジング２１の左端部には、ブラシホルダ３６が取り付けられている。ブラシホルダ３６には、周方向に間隔をあけて、ブラシ収容部３７が複数個配置されている。各ブラシ収容部３７にはそれぞれブラシ３８が出没自在に内装されている。ブラシ３８の突出先端部（内径側先端部）は、コンミテータ３４の外周面に摺接している。

ブラシ３８の後端側には図示しないピグテールが取り付けられており、ブラシホルダ３６に設けられた導電プレート４１の第１プレート４１ａと電気的に接続されている。導電プレート４１は、この第１プレート４１ａと、電源ターミナル４４と電気的に接続された第２プレート４１ｂとから構成されており、両プレート４１ａ,４１ｂの間には両者間を絶縁する絶縁部４１ｃが設けられている。絶縁部４１ｃには、スイッチプレート４３が対向配置されており、導電プレート４１（第１及び第２プレート４１ａ,４１ｂ）とスイッチプレート４３の両電気接点によってスイッチ部４２が形成されている。

スイッチプレート４３はスイッチシャフト４５に取り付けられており、エンジンのイグニッションスイッチがＯＮされてマグネットスイッチ７が通電されると、スイッチシャフト４５が左方に移動する。スイッチプレート４３が第１及び第２プレート４１ａ,４１ｂに接触すると、絶縁部４１ｃが導通しスイッチ部４２がＯＮ状態となる。これにより、電源ターミナル４４とブラシ３８との間が電気的に接続され、コンミテータ３４に電源が供給される。これに対し、イグニッションスイッチがＯＦＦのときは、絶縁部４１ｃが開放されてスイッチ部４２がＯＦＦ状態となり、導電プレート４１とスイッチプレート４３の間には、スイッチストロークＬｓ（スイッチプレート４３の動作距離）分の間隙が形成される。

減速装置３の遊星歯車機構１１には、インターナルギヤユニット４６とドライブプレートユニット４７が設けられている。インターナルギヤユニット４６は、ギヤカバー２４の右端部に固定されており、その内周側には内歯リングギヤ４８が形成されている。インターナルギヤユニット４６の中央にはメタル軸受４９が内装されており、ドライブシャフト４の右端側が回転自在に支持されている。ドライブプレートユニット４７は、ドライブシャフト４の右端部に固定されており、プラネタリギヤ５１が３個等分間隔で取り付けられている。プラネタリギヤ５１は、ベースプレート５２に固定された支持ピン５３に、メタル軸受５４を介して回転自在に支持されている。プラネタリギヤ５１は内歯リングギヤ４８と噛合している。

モータシャフト２７の左端部には、サンギヤ５５が形成されている。サンギヤ５５はプラネタリギヤ５１と噛合しており、プラネタリギヤ５１は、サンギヤ５５と内歯リングギヤ４８との間で、自転しつつ公転する。モータ２が作動すると、モータシャフト２７と共にサンギヤ５５が回転し、サンギヤ５５の回転に伴い、プラネタリギヤ５１が内歯リングギヤ４８と噛み合いながらサンギヤ５５の周りを公転する。これにより、ドライブシャフト４に固定されたベースプレート５２が回転し、モータシャフト２７の回転が減速されてドライブシャフト４に伝達される。

オーバーランニングクラッチ５は、遊星歯車機構１１によって減速された回転をピニオンギヤ６に対し一回転方向に伝達する。オーバーランニングクラッチ５は、クラッチアウタ５６とクラッチインナ５７との間に、ローラ５８とクラッチスプリング（図示せず）を配した構成となっている。クラッチアウタ５６は、ボス部５６ａとクラッチ部５６ｂとからなり、ボス部５６ａは、ドライブシャフト４のヘリカルスプライン部６１に取り付けられている。ボス部５６ａの内周側には、ヘリカルスプライン部６１と噛み合うスプライン部６２が形成されている。これにより、クラッチアウタ５６は、ドライブシャフト４上をヘリカルスプライン部６１に沿って軸方向に移動可能となっている。

ドライブシャフト４にはストッパ６３が取り付けられている。ストッパ６３は、ドライブシャフト４に装着されたサークリップ６４によって軸方向の移動が規制されている。ストッパ６３には、ギヤリターンスプリング６５の一端側が取り付けられている。ギヤリターンスプリング６５の他端側は、ボス部５６ａの内端壁６６に当接している。クラッチアウタ５６は、このギヤリターンスプリング６５によって右方向に付勢されており、通常時（非通電時）には、クラッチアウタ５６はギヤカバー２４に固定されたクラッチストッパ６７に当接した位置で保持される。

クラッチアウタ５６のクラッチ部５６ｂ内周には、ピニオンギヤ６と一体に形成されたクラッチインナ５７が配置されている。クラッチアウタ５６とクラッチインナ５７の間には、ローラ５８及びクラッチスプリングが複数組配置されている。また、クラッチ部５６ｂの外周にはクラッチカバー６８が外装されており、クラッチ部５６ｂの左端面とクラッチカバー６８との間には、クラッチワッシャ６９が取り付けられている。このクラッチワッシャ６９によって、ローラ５８及びクラッチスプリングは、クラッチ部５６ｂの内周側に、軸方向の移動を規制された状態で収容される。

クラッチ部５６ｂの内周壁はカム面となっており、楔状斜面部と曲面部が形成されている。ローラ５８は、通常、クラッチスプリングによって曲面部側に押されている。クラッチアウタ５６が回転し、クラッチスプリングの付勢力に抗して、ローラ５８が楔状斜面部とクラッチインナ５７の外周面との間に挟持されると、クラッチインナ５７はローラ５８を介してクラッチアウタ５６と一体に回転する。これにより、モータ２が作動しドライブシャフト４が回転すると、その回転はクラッチアウタ５６からローラ５８を介してクラッチインナ５７に伝達され、ピニオンギヤ６が回転する。

これに対し、エンジンが始動し、クラッチインナ５７がクラッチアウタ５６よりも早く回転すると、ローラ５８は曲面部側に移動し、クラッチインナ５７はクラッチアウタ５６に対し空転状態となる。すなわち、クラッチインナ５７がオーバーラン状態となると、ローラ５８が楔状斜面部とクラッチインナ外周面との間には挟持されず、クラッチインナ５７の回転はクラッチアウタ５６には伝達されない。従って、エンジン始動後、エンジン側からより高い回転数でクラッチインナ５７が回されても、その回転はオーバーランニングクラッチ５にて遮断され、モータ２側には伝達されない。

クラッチインナ５７の左端側には、ピニオンギヤ６が一体に形成されている。ピニオンギヤ６（クラッチインナ５７）は、冷間鍛造によって形成された鋼製部材であり、クロム鋼（例えば、SCr 420H）に浸炭処理を施したものが使用される。ピニオンギヤ６の内径側にはシャフト孔７１が形成されており、シャフト孔７１にはピニオンギヤメタル７２が取り付けられている。ピニオンギヤ６は、このピニオンギヤメタル７２を介してドライブシャフト４に回転自在に支持される。一方、クラッチインナ５７の内径側にはスプリング収容部７３が形成されており、そこには、ストッパ６３やギヤリターンスプリング６５が収容されている。

マグネットスイッチ７は、遊星歯車機構１１の左方にドライブシャフト４と同軸状に配置されており、モータ２や遊星歯車機構１１とも同心状となっている。マグネットスイッチ７は、ギヤカバー２４に固定された鋼製の固定部７４と、ボビン７８に沿って左右方向に移動自在、すなわち、ボビン７８に対し相対移動可能に配置された可動部７５とからなる。固定部７４には、ギヤカバー２４に固定されたケース７６と、ケース７６内に収容されたコイル７７及びケース７６の内周側に取り付けられたボビン７８が設けられている。コイル７７は、図示しないイグニッションスイッチと電気的に接続されている。可動部７５には、スイッチシャフト４５が取り付けられた可動鉄心７９が設けられ、可動鉄心７９の内周側にはギヤプランジャ８１が取り付けられている。可動鉄心７９の外周側（図中下端側）には、スイッチリターンスプリング８６が取り付けられている。スイッチリターンスプリング８６の他端側はギヤカバー２４に当接しており、可動鉄心７９は右方に付勢されている。

可動鉄心７９の内周にはさらに、ブラケットプレート８２が固定されている。ブラケットプレート８２には、プランジャスプリング８３の一端がカシメ固定されている。プランジャスプリング８３の他端側は、イグニッションキースイッチがＯＦＦのとき（図１の上半分の状態のとき）は、ギヤプランジャ８１に当接しており、ギヤプランジャ８１はプランジャスプリング８３によって左方に付勢されている。ギヤプランジャ８１はドライブシャフト４に軸方向に移動可能取り付けられており、可動鉄心７９の内周面との間には摺動鉄心８４が介設されている。

ギヤカバー２４はアルミダイカストにて形成されており、ギヤカバー２４の左端部には、メタル軸受８５を介してドライブシャフト４の左端側が回転自在に支持されている。ギヤカバー２４内には、合成樹脂製（例えば、ガラス繊維強化ポリアミド）のクラッチストッパ６７やケース７６等が固定されている。また、ギヤカバー２４の右端面側には、モータハウジング２１やエンドカバー２３がセットボルト２５によって固定されている。

次に、このようなエンジン始動装置１を用いたエンジン始動動作について説明する。まず、自動車のイグニッションキースイッチがＯＦＦされているときは、図１の上半分のように、ギヤリターンスプリング６５の付勢力によって、クラッチアウタ５６はクラッチストッパ６７に当接した状態にある。このとき、スイッチプレート４３は導電プレート４１から離れており、モータ２への給電は行われない。また、ピニオンギヤ６は、右方の離脱位置にあり、リングギヤ８とは噛み合っていない状態にある。

これに対し、イグニッションキースイッチをＯＮすると、まず、コイル７７に電流が流れ、マグネットスイッチ７に吸引力が発生する。コイル７７が励磁されると、ケース７６及びボビン７８を通る磁路が形成され、可動鉄心７９が左方に吸引される。可動鉄心７９がスイッチリターンスプリング８６の付勢力に抗して左方に移動すると、スイッチシャフト４５も左方へ移動し、スイッチプレート４３が導電プレート４１に接触して接点が閉じる。これにより、電源ターミナル４４とブラシ３８との間が電気的に接続され、コンミテータ３４に電源が供給されてモータ２が作動しアーマチュア２２が回転する。

ここで、図２のような従来のエンジン始動装置では、スイッチプレートと導電プレートの間の距離が、ピニオンギヤとリングギヤとの間の距離とほぼ同じ寸法に設定されているため（例えば、共に３mm程度）、両プレートが接触してモータが作動した後、あるいは、作動とほぼ同時にピニオンギヤがリングギヤに噛合する。このため、ピニオンギヤは、回転しながらリングギヤに飛び込む形となり、前述のように、両ギヤの噛合時に大きな衝撃力が発生するという問題があった。

これに対し、本発明によるエンジン始動装置１では、スイッチ部４２のスイッチストロークＬｓが、ピニオンギヤ６がリングギヤ８と当接するまでの移動距離Ｌｐよりも大きく設定されている（Ｌｓ＝例えば６mm＞Ｌｐ＝例えば３mm）。すなわち、ここでは、スイッチ部４２がＯＦＦ状態からＯＮ状態となる際の電気接点の動作距離（スイッチプレート４３と導電プレート４１の間の距離）が、スイッチ部４２がＯＦＦ状態のときのピニオンギヤ６とリングギヤ８との間の距離よりも大きくなっており、両ギヤ６,８が当接した後にモータ２が作動するようになっている。

つまり、エンジン始動装置１では、ピニオンギヤ６がリングギヤ８と当接するまではスイッチ部４２が閉じない設定となっており、ピニオンギヤ６は、モータ２によって回転駆動される前にリングギヤ８に噛み合う。そして、ピニオンギヤ６とリングギヤ８が当接した後、スイッチ部４２が閉じてモータ２が作動し、ピニオンギヤ６が回転する。従って、モータ２によって回転駆動されない状態でピニオンギヤ６をリングギヤ８と噛み合わせることができ、大きな衝撃力を発生させることなく、ピニオンギヤ６とリングギヤ８をスムーズに噛合させることが可能となる。このため、噛合時の衝撃による両ギヤ６,８の摩耗が抑えられ、従来のエンジン始動装置に比して、装置の耐久性向上が図られる。また、噛合時の衝撃音も抑えられ、エンジン起動時のギヤ衝撃音も低減する。

そこで、当該エンジン始動装置１では、コイル７７が励磁され可動鉄心７９が左方に吸引されると、ブラケットプレート８２が左方へ移動し、まず、プランジャスプリング８３が押し縮められる。このときのプランジャスプリング８３の反発力は、ギヤリターンスプリング６５の反発力よりも大きくなるように設定されており、ギヤプランジャ８１は、摺動鉄心８４に加わる吸引力と、プランジャスプリング８３によって左方に押される。これにより、クラッチアウタ５６がヘリカルスプライン部６１上を軸方向に沿って移動し、それと共にピニオンギヤ６もまた左方へ移動してやがてリングギヤ８と噛み合う。すなわち、マグネットスイッチ７が電磁押込み機構として作用し、ピニオンギヤ６をリングギヤ８に噛合させる。

このようにしてピニオンギヤ６とリングギヤ８が噛み合った後、スイッチプレート４３と導電プレート４１が接触し、モータ２が作動する。モータ２が作動し、アーマチュア２２が回転すると、遊星歯車機構１１を介してドライブシャフト４が回転する。ドライブシャフト４の回転に伴い、ヘリカルスプライン部６１に取り付けられたクラッチアウタ５６もまた回転する。ヘリカルスプライン部６１は、ドライブシャフト４の回転方向を考慮してねじり方向が設定されており、クラッチアウタ５６の回転数が増大すると、その慣性マスによって、クラッチアウタ５６がヘリカルスプライン部６１に沿って左方に移動する。

モータ２の回転に伴ってクラッチアウタ５６が左方へ飛び出すと、ピニオンギヤ６もクラッチアウタ５６と共に左方に移動し、ピニオンギヤ６はリングギヤ８とさらに深く噛合する。これにより、ピニオンギヤ６が図１の下半分の状態のような作動位置に移動し、モータ２の回転がリングギヤ８に伝達され、リングギヤ８が回転する。リングギヤ８はエンジンのクランク軸に接続されており、リングギヤ８の回転に伴ってクランク軸が回転し、エンジンが起動する。エンジンが起動すると、リングギヤ８によってピニオンギヤ６は高回転で回転されるが、オーバーランニングクラッチ５の作用によりその回転はモータ２側には伝達されない。

なお、クラッチアウタ５６が左方に移動すると、ギヤリターンスプリング６５もクラッチアウタ５６に押されて縮められる。また、プランジャスプリング８３は、ギヤプランジャ８１を左方に押し出し、ピニオンギヤ６とリングギヤ８が完全に噛み合った状態となると解放され、自然長状態となる。このため、クラッチアウタ５６に当接した状態のギヤプランジャ８１とプランジャスプリング８３との間には、図１の下半分の状態のように、若干の隙間が生じる。

エンジンが始動するとピニオンギヤ６は高回転で回転され、オーバーランニングクラッチ５は空転方向に回転される。オーバーランニングクラッチ５が空転方向に回されるとクラッチ内に空転トルクが生じ、クラッチアウタ５６には切れトルクと呼ばれる回転力が働く。この回転力により、クラッチアウタ５６にはヘリカルスプライン部６１を介して右方へのスラスト力が生じ、クラッチアウタ５６が右方へ移動しピニオンギヤ６がリングギヤ８から離脱するおそれがある。そこで、エンジン始動装置１では、摺動鉄心８４に加わる電磁吸引力によって、ギヤプランジャ８１を移動左端位置（図１の下半分参照）にて保持し、クラッチアウタ５６の移動を規制する。これにより、ピニオンギヤ６の右方への移動が規制され、ピニオンギヤ６の離脱が抑えられる。

一方、エンジンが始動しイグニッションキースイッチがＯＦＦされると、マグネットスイッチ７への通電も停止され、その吸引力も消滅する。すると、スイッチリターンスプリング８６の付勢力によってブラケットプレート８２が右方に押され、それまでボビン７８による吸引力にて左方に保持されていた可動鉄心７９が右方に移動する。可動鉄心７９が右方に移動すると、スイッチシャフト４５も右方へ移動し、スイッチプレート４３が導電プレート４１から離れ接点が開く。これにより、モータ２に対する給電が遮断され、ドライブシャフト４の回転が停止し、クラッチアウタ５６の回転も停止する。

クラッチアウタ５６の回転が停まると、その慣性マスによる軸方向への移動力も消滅する。このため、押し縮められていたギヤリターンスプリング６５の付勢力によって、クラッチアウタ５６は、ヘリカルスプライン部６１に沿って作動位置から静止位置へと右方へ移動する。このとき、ギヤプランジャ８１もクラッチアウタ５６に押されて図１の上半分の状態となる。なお、ギヤリターンスプリング６５の付勢力は、この時点におけるプランジャスプリング８３の付勢力よりも大きくなるように設定されている。クラッチアウタ５６が右方に移動すると、ピニオンギヤ６もまた右方に移動してリングギヤ８から離脱し、図１の上半分の状態へと戻る。

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

本発明の一実施例であるエンジン始動装置の構成を示す断面図であり、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。従来のエンジン始動装置の構成を示す断面図である。

符号の説明

１エンジン始動装置
２電動モータ
３減速装置
４ドライブシャフト
５オーバーランニングクラッチ
６ピニオンギヤ
７マグネットスイッチ
８リングギヤ
１１遊星歯車機構
２１モータハウジング
２２アーマチュア
２３エンドカバー
２４ギヤカバー
２５セットボルト
２６マグネット
２７モータシャフト
２８アーマチュアコア
２９アーマチュアコイル
３１メタル軸受
３２軸受部
３３メタル軸受
３４コンミテータ
３５コンミテータ片
３６ブラシホルダ
３７ブラシ収容部
３８ブラシ
４１導電プレート
４１ａ第１プレート
４１ｂ第２プレート
４１ｃ絶縁部
４２スイッチ部
４３スイッチプレート
４４電源ターミナル
４５スイッチシャフト
４６インターナルギヤユニット
４７ドライブプレートユニット
４８内歯リングギヤ
４９メタル軸受
５１プラネタリギヤ
５２ベースプレート
５３支持ピン
５４メタル軸受
５５サンギヤ
５６クラッチアウタ
５６ａボス部
５６ｂクラッチ部
５７クラッチインナ
５８ローラ
６１ヘリカルスプライン部
６２スプライン部
６３ストッパ
６４サークリップ
６５ギヤリターンスプリング
６６内端壁
６７クラッチストッパ
６８クラッチカバー
６９クラッチワッシャ
７１シャフト孔
７２ピニオンギヤメタル
７３スプリング収容部
７４固定部
７５可動部
７６ケース
７７コイル
７８ボビン
７９可動鉄心
８１ギヤプランジャ
８２ブラケットプレート
８３プランジャスプリング
８４摺動鉄心
８５メタル軸受
８６スイッチリターンスプリング
Ｌｐピニオンギヤがリングギヤと当接するまでの移動距離
Ｌｓスイッチプレートと導電プレートの間の距離
101 エンジン始動装置
102 リングギヤ
103 ピニオンギヤ
104 電動モータ
105 減速装置
106 出力軸
107 クラッチアウタ
108 クラッチインナ
109 オーバーランニングクラッチ
111 ヘリカルスプライン部
112 ローラ

Claims

ドライブシャフト上を軸方向に移動することによりエンジンのリングギヤと噛合するピニオンギヤと、前記ピニオンギヤを回転駆動するためのモータと、前記ドライブシャフトと同軸状に配置され前記エンジンのイグニッションスイッチのＯＮ／ＯＦＦに伴って作動するマグネットスイッチと、前記マグネットスイッチによって作動され前記モータの動作を制御するスイッチ部とを備え、前記ピニオンギヤが前記スイッチ部の動作と連動して軸方向に移動するエンジン始動装置であって、
前記スイッチ部は、該スイッチ部がＯＦＦ状態からＯＮ状態となる際の電気接点の動作距離が、該スイッチ部がＯＦＦ状態のときの前記ピニオンギヤと前記リングギヤとの間の距離よりも大きいことを特徴とするエンジン始動装置。
請求項１記載のエンジン始動装置において、前記スイッチ部の電気接点は、
前記モータ側と接続された第１プレートと、電源側と接続され前記第１プレートと絶縁部によって離隔された第２プレートとを備えた導電プレートと、
前記導電プレートと前記動作距離を隔てて配置され、前記第１及び第２プレートと接触することにより、前記絶縁部を導通させ前記モータ側と前記電源側とを電気的に接続するスイッチプレートとを有することを特徴とするエンジン始動装置。
請求項２記載のエンジン始動装置において、
前記スイッチプレートは、前記マグネットスイッチの動作に連動して前記導電プレートと接触・離間し、
前記ピニオンギヤは、前記マグネットスイッチの動作に連動して軸方向に移動することを特徴とするエンジン始動装置。
請求項２記載のエンジン始動装置において、前記マグネットスイッチは、
前記イグニッションスイッチと電気的に接続されたコイルと、該コイルが収容されたボビンとを備える固定部と、
前記固定部に対し相対移動可能に設けられ、前記スイッチプレートと接続された可動鉄心を備える可動部とを有し、
前記ドライブシャフト上には、前記可動鉄心の内周側に設けられ前記可動鉄心と摺動鉄心を介して接触するギヤプランジャと、前記ドライブシャフトに形成されたヘリカルスプライン部上に配置され前記ギヤプランジャの一端側に当接するクラッチアウタと前記ピニオンギヤが形成されたクラッチインナとを有するオーバーランニングクラッチが共に軸方向に移動自在に設けられ、
前記イグニッションスイッチがＯＮされると、それに伴い前記コイルが励磁されて前記可動部と前記ギヤプランジャが軸方向に移動し、該ギヤプランジャの移動により、前記オーバーランニングクラッチが前記ヘリカルスプライン部上を軸方向に沿って移動するのに伴い前記ピニオンギヤが軸方向に移動し、その際、前記ピニオンギヤは、前記スイッチ部の電気接点が閉じる前に、前記リングギヤと当接することを特徴とするエンジン始動装置。