JP2013130077A - Starter - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば自動車に搭載されるスタータに関するものである。 The present invention relates to a starter mounted on, for example, an automobile.
従来から、自動車の始動用に用いられるスタータとして、エンジン始動時にリングギヤ側にピニオンギヤを飛び込ませ、このピニオンギヤとリングギヤとを噛み合わせる、所謂飛び込み式のスタータが知られている。このものは、リングギヤにピニオンギヤを介してモータ部の回転を伝達し、リングギヤを回転させることによりエンジンの始動を行うようになっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a starter used for starting an automobile, a so-called jump-in type starter is known in which a pinion gear is jumped into the ring gear side when the engine is started and the pinion gear and the ring gear are engaged with each other. In this system, rotation of a motor unit is transmitted to a ring gear via a pinion gear, and the engine is started by rotating the ring gear.
この種のスタータとしては、例えば、始動用のモータ部のロータ軸に、遊星歯車式減速機を介して出力軸（駆動軸）が連結されているものがある。
出力軸は、軸方向の両端側がスタータのハウジングに回転自在に軸支されている。出力軸には、電磁装置（マグネットスイッチ）によりレバーを介して軸方向に進退移動する可動子がスプライン係合されている。また、出力軸には、リングギヤに向けてピニオンギヤが軸方向に進退自在に設けられており、クラッチ機構（ワンウェイクラッチ）を介して可動子に連結されている。
As this type of starter, for example, there is one in which an output shaft (drive shaft) is connected to a rotor shaft of a starting motor unit via a planetary gear type reduction gear.
The output shaft is pivotally supported by the starter housing at both axial ends. A movable element that moves forward and backward in the axial direction via a lever by an electromagnetic device (magnet switch) is spline-engaged with the output shaft. Further, a pinion gear is provided on the output shaft so as to be able to advance and retract in the axial direction toward the ring gear, and is connected to the mover via a clutch mechanism (one-way clutch).
このような構成のもと、エンジン始動時には、電磁装置によりレバー、可動子、及びクラッチ機構を介してリングギヤ側にピニオンギヤを飛び込ませ、このピニオンギヤとリングギヤとを噛み合わせる。そして、モータ部の回転がピニオンギヤに伝達され、リングギヤが駆動するようになっている（例えば、特許文献１参照）。 Under such a configuration, when the engine is started, an electromagnetic device causes the pinion gear to jump into the ring gear via the lever, the mover, and the clutch mechanism, and the pinion gear and the ring gear are engaged with each other. And rotation of a motor part is transmitted to a pinion gear, and a ring gear drives (for example, refer to patent documents 1).
また、スタータとして、出力軸と同軸上に、且つ同心円状となるように、電磁装置、スイッチプランジャ（第一プランジャユニット）、及びギヤプランジャ（第二プランジャユニット）を設けた、所謂慣性摺動式のスタータがある。この慣性摺動式のスタータは、出力軸にスイッチプランジャ、及びギヤプランジャがピニオンギヤ側に向けて進退自在に設けられている。また、ピニオンギヤもリングギヤに向けて軸方向に沿って進退自在に設けられている。 Further, as a starter, a so-called inertia sliding type in which an electromagnetic device, a switch plunger (first plunger unit), and a gear plunger (second plunger unit) are provided so as to be concentric with and coaxial with the output shaft. There is a starter. In this inertial sliding starter, a switch plunger and a gear plunger are provided on an output shaft so as to be able to advance and retract toward the pinion gear. The pinion gear is also provided so as to be movable forward and backward along the axial direction toward the ring gear.
そして、電磁装置が発生する磁力よってスイッチプランジャが吸引され、次いでモータ部の回転により慣性によってピニオンギヤがリングギヤに向かって飛び込むように構成されている。また、ギヤプランジャも電磁装置の磁力によってピニオンギヤの飛び込み動作に追随して移動するようになっている（例えば、特許文献２参照）。 The switch plunger is attracted by the magnetic force generated by the electromagnetic device, and then the pinion gear jumps toward the ring gear due to inertia by the rotation of the motor unit. Further, the gear plunger is also moved following the jumping operation of the pinion gear by the magnetic force of the electromagnetic device (see, for example, Patent Document 2).
さらに、近年、電磁装置が発生する磁力のみでリングギヤに向かってピニオンギヤを飛び込ませるようにした、所謂電磁押込み式のスタータがある。このように構成することで、モータ部の回転をピニオンギヤ伝達する前にリングギヤにピニオンギヤを噛合わせたり、リングギヤへのピニオンギヤの噛合を安定させたりすることができる（例えば、特許文献３参照）。 Further, in recent years, there is a so-called electromagnetic push type starter in which the pinion gear is made to jump toward the ring gear only by the magnetic force generated by the electromagnetic device. With this configuration, the pinion gear can be meshed with the ring gear before the rotation of the motor unit is transmitted to the pinion gear, or the meshing of the pinion gear with the ring gear can be stabilized (for example, see Patent Document 3).
ところで、電磁装置が発生する磁力のみでリングギヤに向かってピニオンギヤを飛び込ませるには、電磁装置の磁力により、スイッチプランジャ、及びギヤプランジャを、リングギヤ側に向かって十分に進行させる必要がある。 By the way, in order to make the pinion gear jump into the ring gear only by the magnetic force generated by the electromagnetic device, it is necessary to sufficiently advance the switch plunger and the gear plunger toward the ring gear side by the magnetic force of the electromagnetic device.
しかしながら、上述の特許文献２、及び特許文献３の電磁装置では、スイッチプランジャ、及びギヤプランジャを、リングギヤ側に向かって十分に進行させるだけの磁気的な吸引力の設定が難しく、このような磁気的な吸引力を確保するためには、電磁装置を大きくする必要がある。このため、スタータが大型化してしまうという課題がある。
However, in the electromagnetic devices disclosed in
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、電磁装置の磁気的な吸引力を高め、装置全体の小型化を図ることができるスタータを提供するものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a starter that can increase the magnetic attractive force of an electromagnetic device and reduce the size of the entire device.
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、通電により回転力を発生するモータ部と、前記モータ部の回転力を受けて回転する出力軸と、前記出力軸上にスライド移動可能、且つエンジンのリングギヤと噛合可能に設けられ、前記出力軸の回転を前記リングギヤに伝達するためのピニオンギヤ機構と、前記モータ部への通電、遮断を行うと共に、前記ピニオンギヤ機構に前記リングギヤ側に向かう押圧力を付勢するための電磁装置とを備え、前記電磁装置は、筒状に設けられた励磁コイルと、前記励磁コイルの前記ピニオンギヤ機構側に設けられるプランジャホルダと、前記励磁コイルへの通電に基づいて発生する磁力に吸引されて前記励磁コイル内を軸方向に沿ってスライド移動し、前記ピニオンギヤ機構に押圧力を付勢する筒状のスイッチプランジャとを備え、前記プランジャホルダは、前記励磁コイル内に臨まされるホルダ筒部を有していると共に、前記スイッチプランジャは、前記励磁コイルの磁力により吸引されている状態で、先端部が前記ホルダ筒部に径方向でラップするように形成されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention described in
このように構成することで、ホルダ筒部を磁化させ、ホルダ筒部の磁気的な吸引力をスイッチプランジャに作用させることができる。このため、電磁装置の磁気的な吸引力を高めつつ、電磁装置の大型化を抑制することができる。よって、電磁装置の磁力のみでリングギヤに向かってピニオンギヤを確実に飛び込ませることが可能で、且つ小型なスタータを提供できる。 By comprising in this way, a holder cylinder part can be magnetized and the magnetic attraction force of a holder cylinder part can be made to act on a switch plunger. For this reason, the enlargement of the electromagnetic device can be suppressed while increasing the magnetic attractive force of the electromagnetic device. Therefore, the pinion gear can be surely jumped toward the ring gear only by the magnetic force of the electromagnetic device, and a small starter can be provided.
請求項２に記載した発明は、前記励磁コイルの磁力により、前記スイッチプランジャが吸引されている状態において、このスイッチプランジャの前記先端部の径方向内側に、前記プランジャホルダの前記ホルダ筒部が位置していることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the state where the switch plunger is attracted by the magnetic force of the excitation coil, the holder cylinder portion of the plunger holder is positioned radially inward of the tip end portion of the switch plunger. It is characterized by that.
このように構成することで、励磁コイルにスイッチプランジャを近接配置することができ、励磁コイルによる磁力をスイッチプランジャにより確実に作用させることができる。 By comprising in this way, a switch plunger can be arrange | positioned close to an exciting coil, and the magnetic force by an exciting coil can be made to act reliably by a switch plunger.
請求項３に記載した発明は、前記スイッチプランジャよりも径方向内側に、前記励磁コイルの磁力により吸引されて軸方向に沿ってスライド移動するギヤプランジャを設け、このギヤプランジャを介して前記スイッチプランジャが前記ピニオンギヤ機構に押圧力を付勢することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, a gear plunger that is attracted by the magnetic force of the exciting coil and slides along the axial direction is provided on the radially inner side of the switch plunger, and the switch plunger is interposed via the gear plunger. Urges a pressing force to the pinion gear mechanism.
このように構成することで、スイッチプランジャ、及びギヤプランジャそれぞれのストローク量を抑えつつ、プランジャ全体としてリングギヤにピニオンギヤ機構を飛び込ませるのに十分なストローク量を確保することが可能になる。 With this configuration, it is possible to secure a stroke amount sufficient to cause the pinion gear mechanism to jump into the ring gear as a whole plunger while suppressing the stroke amounts of the switch plunger and the gear plunger.
請求項４に記載した発明は、前記スイッチプランジャに、前記ギヤプランジャと当接・離間可能なプレートを設けたことを特徴とする。
The invention described in
このように構成することで、簡素な構造でスイッチプランジャの押圧力をギヤプランジャに伝達させることができ、励磁コイルによるスイッチプランジャの吸引時に、初期的にギヤプランジャを押圧することが可能となり、スイッチプランジャ、及びギヤプランジャの吸引動作を円滑に行うことが可能になる。 With this configuration, the pressing force of the switch plunger can be transmitted to the gear plunger with a simple structure, and the gear plunger can be initially pressed when the switch plunger is attracted by the exciting coil. The suction operation of the plunger and the gear plunger can be performed smoothly.
請求項５に記載した発明は、前記出力軸と同軸上に、前記励磁コイル、前記スイッチプランジャ、及び前記ギヤプランジャを配置すると共に、これら励磁コイル、スイッチプランジャ、及びギヤプランジャを同心円状に配置したことを特徴とする。
In the invention described in
このように構成することで、小型なスタータを提供できる。 With such a configuration, a small starter can be provided.
請求項６に記載した発明は、前記ギヤプランジャは、前記出力軸に外挿され、出力軸に沿ってスライド移動可能なプランジャインナと、前記プランジャインナの径方向外側に、前記プランジャインナと同心円状に設けられ、前記プランジャインナと連動して出力軸に沿ってスライド移動可能なプランジャアウタと、前記プランジャインナと前記プランジャアウタとの間に設けられたプランジャスプリングとを備え、前記励磁コイルの磁力により、前記プランジャアウタが吸引されてスライド移動し、これと連動して前記プランジャインナがスライド移動するように構成され、前記プランジャスプリングは、前記プランジャアウタに対して前記プランジャインナを常に前記ピニオンギヤ機構側へと付勢するように設けられていることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, the gear plunger is extrapolated to the output shaft and is slidable along the output shaft, and is formed concentrically with the plunger inner on the radially outer side of the plunger inner. A plunger outer that is slidably movable along an output shaft in conjunction with the plunger inner, and a plunger spring provided between the plunger inner and the plunger outer. The plunger outer is sucked and slid, and the plunger inner slides in conjunction with the plunger outer. The plunger spring always moves the plunger inner toward the pinion gear mechanism with respect to the plunger outer. It is provided to be energized .
このように構成することで、簡素な構造でピニオンギヤ機構とギヤプランジャとの間にガタが生じるのを防止できる。このため、ピニオンギヤ機構の変位に伴って騒音が発生してしまうのを防止できる。
また、プランジャアウタに対してプランジャインナを常にピニオンギヤ機構側へと付勢するので、ピニオンギヤの作動位置を安定させることができる。
With this configuration, it is possible to prevent rattling from occurring between the pinion gear mechanism and the gear plunger with a simple structure. For this reason, it can prevent that noise will generate | occur | produce with the displacement of a pinion gear mechanism.
Further, since the plunger inner is always urged toward the pinion gear mechanism with respect to the plunger outer, the operating position of the pinion gear can be stabilized.
請求項７に記載した発明は、前記ピニオンギヤ機構は、前記リングギヤにヘリカル噛合可能なピニオンギヤを有し、前記ピニオンギヤは、前記リングギヤとのヘリカル噛合時に、前記リングギヤの回転速度よりも前記ピニオンギヤの回転速度が速い場合、前記リングギヤに噛合う方向に向かってスラスト荷重が発生するように形成され、且つ前記リングギヤとのヘリカル噛合時に、前記リングギヤの回転速度よりも前記ピニオンギヤの回転速度が遅い場合、前記リングギヤから離間する方向に向かってスラスト荷重が発生するように形成されており、前記電磁装置の励磁コイルの磁力による前記ギヤプランジャの吸引力をＦ１とし、前記リングギヤから離間する方向に向かって作用するスラスト荷重をＦ２としたとき、吸引力Ｆ１は、
Ｆ２＜Ｆ１
を満たすように設定されていることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, the pinion gear mechanism includes a pinion gear that can be helically engaged with the ring gear, and the pinion gear rotates at a rotational speed of the pinion gear that is higher than a rotational speed of the ring gear when helically engaged with the ring gear. If the rotational speed of the pinion gear is lower than the rotational speed of the ring gear when helically engaged with the ring gear, the ring gear is formed so that a thrust load is generated in the direction of meshing with the ring gear. A thrust load is generated so that a thrust load is generated in a direction away from the ring gear, and an attraction force of the gear plunger by a magnetic force of an excitation coil of the electromagnetic device is F1, and acting in a direction away from the ring gear When the load is F2, the suction force F1 is
F2 <F1
It is set so that it may satisfy | fill.
このように構成することで、リングギヤとピニオンギヤとがヘリカル噛合されるスタータにおいて、電磁装置に通電されている間、確実にギヤプランジャを吸引し続け、ピニオンギヤ機構をリングギヤ側に向かって押圧し、このリングギヤにピニオンギヤを確実に噛合させることができる。 With such a configuration, in the starter in which the ring gear and the pinion gear are helically meshed, while the electromagnetic device is energized, the gear plunger is surely kept sucked and the pinion gear mechanism is pressed toward the ring gear side. The pinion gear can be reliably meshed with the ring gear.
請求項８に記載した発明は、前記出力軸と前記ピニオンギヤ機構との間にクラッチ機構を設け、このクラッチ機構を介して前記出力軸の回転が前記ピニオンギヤ機構に伝達されることを特徴とする。
The invention described in
このように構成することで、リングギヤとピニオンギヤとの回転速度差により、出力軸が逆転してしまうのを防止することができる。このため、確実にスタータを安定動作させることができる。 With this configuration, it is possible to prevent the output shaft from reversing due to a difference in rotational speed between the ring gear and the pinion gear. For this reason, the starter can be reliably operated stably.
本発明によれば、ホルダ筒部を磁化させ、ホルダ筒部の磁気的な吸引力をスイッチプランジャに作用させることができる。このため、電磁装置の磁気的な吸引力を高めつつ、電磁装置の大型化を抑制することができる。よって、電磁装置の磁力のみでリングギヤに向かってピニオンギヤを確実に飛び込ませることが可能で、且つ小型なスタータを提供できる。 According to the present invention, the holder tube portion can be magnetized and the magnetic attractive force of the holder tube portion can be applied to the switch plunger. For this reason, the enlargement of the electromagnetic device can be suppressed while increasing the magnetic attractive force of the electromagnetic device. Therefore, the pinion gear can be surely jumped toward the ring gear only by the magnetic force of the electromagnetic device, and a small starter can be provided.
（スタータ）
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、スタータ１の断面図である。尚、図１では、中心線より上側にスタータ１の静止状態を示し、下側にスタータ１の通電状態（ピニオンギヤ７４とリングギヤ２３とが噛合した状態）を示している。
(Starter)
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of the
同図に示すように、スタータ１は、自動車の不図示のエンジンの始動に必要な回転力を発生するためのものであって、モータ部３と、モータ部３の一方側（図１における左側）に連結されている出力軸４と、出力軸４上にスライド移動可能に設けられたクラッチ機構５、及びピニオンギヤ機構７０と、モータ部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、及びピニオンギヤ機構７０を軸方向に沿って移動させるための電磁装置９とを有している。
As shown in the figure, a
（モータ部）
モータ部３は、ブラシ付直流モータ５１と、ブラシ付直流モータ５１の回転軸５２に連結され、この回転軸５２の回転力を出力軸４に伝達するための遊星歯車機構２とにより構成されている。
ブラシ付直流モータ５１は、略円筒状のモータヨーク５３と、モータヨーク５３の径方向内側に配置され、モータヨーク５３に対して回転自在に設けられているアーマチュア５４とを有している。モータヨーク５３の内周面には、複数（本実施形態では６個）の永久磁石５７が、周方向に磁極が交互となるように設けられている。
(Motor part)
The motor unit 3 includes a brushed
The brushed
モータヨーク５３の軸方向他方側（図１における右側）の端部には、モータヨーク５３の開口部５３ａを閉塞するエンドプレート５５が設けられている。エンドプレート５５の径方向略中央には、回転軸５２の他方側端を回転自在に支持するための滑り軸受５６ａ、及びスラスト軸受５６ｂが設けられている。
アーマチュア５４は、回転軸５２と、回転軸５２の永久磁石５７に対応する位置に外嵌固定されているアーマチュアコア５８と、回転軸５２のアーマチュアコア５８よりも遊星歯車機構２側（図１における左側）に外嵌固定されているコンミテータ６１とにより構成されている。
An end plate 55 that closes the
The
アーマチュアコア５８は、放射状に形成された複数のティース（不図示）と、周方向に隣接する各ティース間に形成された複数のスロット（不図示）とを有している。周方向に所定間隔をあけた各スロット間には、コイル５９が例えば波巻により巻装されている。コイル５９の端末部は、コンミテータ６１に向かって引き出されている。
The
コンミテータ６１には、複数枚（例えば、この実施形態では２６枚）のセグメント６２が周方向に沿って、且つ互いに電気的に絶縁されるように所定間隔を空けた状態で設けられている。各セグメント６２のアーマチュアコア５８側端には、折り返すように曲折形成されたライザ６３が設けられている。ライザ６３には、アーマチュアコア５８に巻装されているコイル５９の端末部が接続されている。このように構成されたセグメント６２には、４つのブラシ４１が摺接されている。
The
ブラシ４１は、不図示の外部バッテリに電気的に接続され、コンミテータ６１に外部バッテリの電力を供給するためのものである（詳細は後述する）。ブラシ４１は、モータヨーク５３の軸方向一方側（図１における左側）に設けられたブラシホルダ３３に保持されている。
ブラシホルダ３３は、モータヨーク５３の軸方向一方側の開口部５３ｂを閉塞するホルダ本体１０１と、ホルダ本体１０１の側部から径方向外側に向かって突出する電源端子接続部１０２とが一体成形されたものである。
The
In the
ホルダ本体１０１には、ブラシ４１が収納される４つのブラシ収納部１０４がコンミテータ６１の周囲を取り囲むように配置されている。ブラシ収納部１０４の内部に、ブラシ４１が径方向に沿って、且つコンミテータ６１に向かって進退自在に収納される。各ブラシ４１の基端側には、ブラシスプリング４２が設けられている。このブラシスプリング４２によって、各ブラシ４１がコンミテータ６１側に向かって付勢され、各ブラシ４１の先端がコンミテータ６１のセグメント６２に摺接するようになっている。
In the holder
また、ホルダ本体１０１には、この中心よりも電源端子接続部１０２側に、固定接点板３４の一方を構成する第一固定接点板３４ａが固定されている。この第一固定接点板３４ａには、ホルダ本体１０１の中心から電源端子接続部１０２側に配置されている２つのブラシ４１から延びる不図示のピグテールがそれぞれ電気的に接続されている。
Further, a first fixed
一方、電源端子接続部１０２は、軸方向他方側と、ホルダ本体１０１側が開口するように箱状に形成されたものである。電源端子接続部１０２には、電磁装置９を構成するスイッチシャフト３０が挿入される筒状のシャフト挿入部１１２が軸方向一方側（図１における左側）に向かって立設されている。また、シャフト挿入部１１２の第一固定接点板３４ａとは反対側には、固定接点板３４の他方を構成する第二固定接点板３４ｂが固定されている。
第二固定接点板３４ｂは、断面略Ｌ字状に形成されており、電源ベース部１０９から前壁１１１に沿うように屈曲延出する切起し部３４ｃを有している。
On the other hand, the power
The second fixed
この切起し部３４ｃ、及び電源端子接続部１０２の径方向最外側に位置する前壁１１１には、それぞれ同軸上に貫通孔３４ｄ，１１１ａが形成されている。これら貫通孔３４ｄ，１１１ａには、軸端子４４ａが挿入されており、軸端子４４ａの先端が前壁１１１を介して径方向外側に突出している。この前壁１１１から突出している軸端子４４ａの先端には、外部バッテリの陽極が電気的に接続されるターミナルボルト４４ｂが電気的に取付けられている。
ここで、モータヨーク５３には、電源端子接続部１０２に対応する部位に、凹部１１５が形成されており、この凹部１１５に電源端子接続部１０２の根元が嵌まり込むようになっている。
Through
Here, a
また、ブラシホルダ３３のホルダ本体１０１には、ブラシ収納部１０４が形成されている側とは反対側の面に、略円環状のセンタープレート４３が設けられている。
センタープレート４３の外径は、本体ベース部１０３よりも大径になるように設定されており、ブラシホルダ３３のシャフト挿入部１１２に対応する箇所には、シャフト挿入部１１２を挿通可能な貫通孔４３ａが形成されている。
The holder
The outer diameter of the
また、センタープレート４３の径方向略中央には、ブラシ付直流モータ５１の回転軸５２が挿通可能な筒部４３ｂがブラシホルダ３３側（コンミテータ６１側）に向かって突出するように一体成形されている。コンミテータ６１には、筒部４３ｂを受け入れ可能な略円環状の溝部６１ａが形成されており、この溝部６１ａに筒部４３ｂが臨まされている。これにより、後述の遊星歯車機構２等に使用される潤滑剤がブラシ付直流モータ５１側に侵入してしまうのが防止される。
Further, a
ここで、ホルダ本体１０１には、この中心を挟んで電源端子接続部１０２とは反対側（図１における下側）に、不図示の切除部が形成されており、ここからセンタープレート４３が露出するようになっている。この露出した部位に、ホルダ本体１０１の中心から電源端子接続部１０２とは反対側に配置されている２つのブラシ４１から延びる不図示のピグテールがそれぞれ電気的に接続されている。センタープレート４３は、ハウジング１７、及び車体を介して、外部バッテリ（何れも不図示）の陰極に電気的に接続されている。
Here, the holder
すなわち、ブラシホルダ３３に配置されている４つのブラシ４１は、２つの陽極側ブラシと２つの陰極側ブラシとで構成され、このうち２つの陽極側ブラシが本体ベース部１０３の中心から電源端子接続部１０２側に配置される。そして、ここに配置された２つの陽極側ブラシ（ブラシ４１）のピグテールが、第一固定接点板３４ａに接続される。
That is, the four brushes 41 arranged in the
一方、本体ベース部１０３の中心から電源端子接続部１０２側に２つの陰極側ブラシ（ブラシ４１）が配置され、これら陰極側ブラシのピグテールがセンタープレート４３に電気的に接続される。そして、固定接点板３４に可動接点板８が当接すると、ターミナルボルト４４ｂ、固定接点板３４、及び不図示のピグテールを介して２つの陽極側ブラシに電圧が印加され、コイル５９に電流が供給されるようになっている。
尚、このブラシホルダ３３には、電源端子接続部１０２を保護するカバー４５が装着されている。
On the other hand, two cathode-side brushes (brushes 41) are disposed on the power supply
The
モータヨーク５３のエンドプレート５５とは反対側には、有底筒状のトッププレート１２が設けられている。トッププレート１２には、アーマチュアコア５８側の内面に、遊星歯車機構２が設けられている。
遊星歯車機構２は、回転軸５２と一体成形されているサンギヤ１３と、サンギヤ１３に噛合され、サンギヤ１３を中心に公転する複数のプラネタリギヤ１４と、これらプラネタリギヤ１４の外周側に設けられた環状の内歯リングギヤ１５とにより構成されている。
On the opposite side of the
The
複数のプラネタリギヤ１４は、キャリアプレート１６により連結されている。キャリアプレート１６には、各プラネタリギヤ１４に対応する位置に、それぞれ支持シャフト１６ａが立設されており、ここにプラネタリギヤ１４が回転自在に支持されている。また、キャリアプレート１６の径方向略中央には、出力軸４がセレーション接合により噛合されている。
The plurality of
内歯リングギヤ１５は、トッププレート１２のアーマチュアコア５８側の内面に一体成形されている。トッププレート１２の内周面における径方向略中央には、滑り軸受１２ａが設けられている。滑り軸受１２ａは、回転軸５２と同軸上に配置されている出力軸４の他方側端（図１における右側端）を回転自在に支持している。
The
また、トッププレート１２には、出力軸４、クラッチ機構５、ピニオンギヤ機構７０、及び電磁装置９等が内装されており、不図示のエンジンにスタータ１を固定するためのアルミニウム製のハウジング１７が装着されている。ハウジング１７は、軸方向一方側（図１における左側）に底部１７ｃを有し、軸方向他方側（図１における右側）に開口部１７ａを有する有底筒状にダイカスト鋳造にて形成されている。
The
ハウジング１７の開口部１７ａ側には、トッププレート１２が開口部１７ａを閉塞するように接合されている。
ハウジング１７の開口部１７ａ側の外周面には、軸方向に沿うように雌ネジ部１７ｂが刻設されている。また、モータヨーク５３の軸方向他方側（図１における右端側）に配置されたエンドプレート５５には、雌ネジ部１７ｂに対応する位置にボルト孔５５ａが形成されている。このボルト孔５５ａにボルト９５を挿入し、雌ネジ部１７ｂにボルト９５を螺入することによって、モータ部３とハウジング１７とが一体化される。
The
On the outer peripheral surface of the
ハウジング１７の内壁には、後述するクラッチアウタ１８のモータ部３側への変位を規制するリング状のストッパ９４が設けられている。このストッパ９４は、樹脂やゴム等により形成され、クラッチアウタ１８が当接した際の衝撃を緩和できるようになっている。
On the inner wall of the
ハウジング１７の底部１７ｃには、出力軸４と同軸に、有底の軸受孔４７が形成されている。軸受孔４７の内径は、出力軸４の外径よりも大きく設定されている。
また、軸受孔４７の軸受圧入部４７ａには、出力軸４の一方側端（図１における左側端）を回転自在に支持するための滑り軸受１７ｄが圧入固定されている。この滑り軸受１７ｄには所望の基油からなる潤滑油が含浸されており、出力軸４を円滑に摺接させることができるようになっている。
A bottomed bearing
Further, a sliding
また、軸受孔４７の底部には、ハウジング１７の底部１７ｃと出力軸４の一方側端面４ｃとの間に、荷重受部材５０が配置されている。荷重受部材５０は、平板状の金属部材であり、例えばプレスにより形成されたリング状のワッシャが採用される。荷重受部材５０は、硬度が出力軸４よりも高く耐摩耗性に優れた材料により形成されている。
A
尚、荷重受部材５０の周囲には、出力軸４の一方側端面４ｃとの摺接時の摩擦を軽減するためのグリスが塗布されている。このグリスに、滑り軸受１７ｄに含浸される潤滑油と同種の基油を含むものが採用されているため、滑り軸受１７ｄの潤滑油を長期間保持できるようになっている。
Note that grease is applied around the
一方、出力軸４の軸方向他方側端（図１における右側端）には、回転軸５２の一方側端（図１における左側端）を挿入可能な凹部４ａが形成されている。凹部４ａの内周面には、滑り軸受４ｂが圧入されており、出力軸４と回転軸５２とが相対回転可能に連結される。
On the other hand, a
（クラッチ機構）
出力軸４の軸方向略中央には、ヘリカルスプライン１９が形成されている。ヘリカルスプライン１９には、クラッチ機構５がヘリカル噛合されている。
クラッチ機構５は、略円筒状のクラッチアウタ１８と、このクラッチアウタ１８と同軸に形成されたクラッチインナ２２と、クラッチアウタ１８、及びクラッチインナ２２を一体的に固定するクラッチカバー６とを有している。
(Clutch mechanism)
A
The
クラッチ機構５としては、所謂公知のワンウェイクラッチ機能が採用されている。すなわち、クラッチ機構５は、クラッチインナ２２にクラッチアウタ１８側からの回転力を伝達する一方、クラッチアウタ１８にクラッチインナ２２側からの回転力を伝達しないように構成されている。これにより、エンジン始動時に、クラッチアウタ１８の回転速度よりもクラッチインナ２２の回転速度が速くなるオーバーラン状態になった際、エンジンのリングギヤ２３側からの回転力を遮断することができる。
As the
また、クラッチ機構５は、クラッチアウタ１８とクラッチインナ２２との間に生じるトルク差、及び回転速度差が所定値以内の場合、互いに回転力を伝達する一方、トルク差、及び回転速度差が所定値を越えた場合、回転力の伝達が遮断される所謂トルクリミッタ機能も備えている。
In addition, when the torque difference and the rotational speed difference generated between the clutch outer 18 and the clutch inner 22 are within a predetermined value, the
クラッチアウタ１８の軸方向他方側（図１における右側）には、縮径されたスリーブ１８ａが一体成形されている。この内周面に、出力軸４のヘリカルスプライン１９に噛合するヘリカルスプライン１８ｂが形成されている。これにより、クラッチ機構５は、出力軸４に対し、軸方向にスライド移動可能になる。尚、出力軸４のヘリカルスプライン１９、及びクラッチアウタ１８のヘリカルスプライン１８ｂの傾斜角度は、軸方向に対して例えば１６°程度に設定されている。
On the other axial side of the clutch outer 18 (right side in FIG. 1), a
クラッチアウタ１８の内周面におけるスリーブ１８ａの軸方向一方側には、段差部１８ｃが形成されている。段差部１８ｃの内周面は、スリーブ１８ａの内周面よりも大径に形成されており、段差部１８ｃの内周面と出力軸４の外周面との間には空間が形成される。この空間には、後述するリターンスプリング２１が配置されている。
クラッチアウタ１８の外周面１８ｄには、クラッチカバー６が、例えばカシメ等により固定されている。
A stepped
The
クラッチインナ２２は、クラッチアウタ１８のスリーブ１８ａよりも拡径形成されており、クラッチインナ２２、段差部１８ｃの内周面、及び出力軸４との間に、空間が形成されている。この空間には、後述するリターンスプリング２１が配置されている。
クラッチインナ２２の外周面には、クラッチアウタ１８の軸方向一方側端面と径方向で対応した位置に、略円盤状のクラッチワッシャ６４が外嵌固定されている。
The clutch inner 22 has a larger diameter than the
A substantially disc-shaped
クラッチワッシャ６４の軸方向一方側（図１における左側）には、規制段差部２２ｂが形成されている。規制段差部２２ｂは、クラッチインナ２２の外周面が全周にわたって径方向外側に張り出して形成されている。規制段差部２２ｂは、ピニオンギヤ７４の軸方向他方側（図１における右側）に形成された延長筒部７４ｄと当接することにより、ピニオンギヤ７４の軸方向他方側へのスライド移動量を規制する第一規制部９７を構成している。
A regulating
クラッチカバー６は、本体筒部６８と、本体筒部６８の軸方向一方側（図１における左側）の底壁６６とを有する有底筒状の部材であり、例えば鉄等の金属板材を絞り加工することにより形成されている。
本体筒部６８は、クラッチアウタ１８、及びクラッチワッシャ６４に外挿され、本体筒部６８の軸方向他方側の縁部をクラッチアウタ１８の軸方向他方側端面にカシメることにより、クラッチアウタ１８、及びクラッチワッシャ６４に固定される。
The
The main body cylinder portion 68 is externally inserted into the clutch outer 18 and the
クラッチカバー６の底壁６６には、径方向略中央に、軸方向一方側と軸方向他方側とを貫通する開口が形成されており、ここに出力軸４が挿通されている。また、底壁６６の開口には、軸方向一方側に向かって延びる補強筒部６７が一体的に形成されている。補強筒部６７は、出力軸４と同心円状に形成されている。補強筒部６７の内径は、規制段差部２２ｂの外径よりも大きく設定されている。これにより、補強筒部６７は、規制段差部２２ｂと干渉することなく、規制段差部２２ｂの径方向外側に配置される。
In the
出力軸４のヘリカルスプライン１９よりも一方側（図１における左側）には、移動規制部２０が設けられている。
移動規制部２０は、出力軸４に外嵌された略リング状の部材であり、サークリップ２０ａによって軸方向一方側への移動が規制された状態で設けられている。また、移動規制部２０は、この直径がクラッチアウタ１８に形成された段差部１８ｃと干渉可能なように、段差部１８ｃの内周面よりも大径に設定されている。
A
The
そして、クラッチ機構５が軸方向一方側にスライド移動したときには、クラッチアウタ１８の段差部１８ｃと移動規制部２０とが干渉するようになっている。これにより、クラッチ機構５、及びピニオンギヤ機構７０の軸方向一方側へのスライド移動量が規制される。
When the
移動規制部２０とクラッチアウタ１８のスリーブ１８ａとの間であって、且つ段差部１８ｃの内周面と出力軸４の外周面との間には、出力軸４を取り囲むように形成されたリターンスプリング２１が、圧縮変形した状態で設けられている。これにより、クラッチアウタ１８は、常時モータ部３側へ向かって押し戻されるように付勢された状態になる。
このように形成されたクラッチ機構５には、クラッチインナ２２の先端に、ピニオンギヤ機構７０が一体的に設けられている。
A return formed so as to surround the
The
（ピニオンギヤ機構）
ピニオンギヤ機構７０は、クラッチインナ２２の先端に一体成形された筒状のピニオンインナ７１を有している。ピニオンインナ７１の内周面には、軸方向両側にそれぞれ出力軸４にピニオンインナ７１を摺動可能に支持するための２つの滑り軸受７２，７２が設けられている。
(Pinion gear mechanism)
The
一方、ピニオンインナ７１の外周面には、クラッチ機構５とは反対側である先端側に、スプライン７３が形成されている。このスプライン７３には、不図示のエンジンのリングギヤ２３に噛合可能なピニオンギヤ７４がスプライン噛合されている。すなわち、ピニオンインナ７１の先端側に、スプライン７３が形成されている一方、ピニオンギヤ７４の内周面の先端側に、スプライン７３に噛合うスプライン７４ａが形成されている。これにより、ピニオンインナ７１とピニオンギヤ７４とは、互いに相対回転不能、且つ軸方向にスライド移動可能に設けられた状態になる。
On the other hand, a
ここで、リングギヤ２３、及びピニオンギヤ７４は、はすば歯車（ヘリカルギヤ）で構成されている。リングギヤ２３とピニオンギヤ７４との歯のねじれ方向は、ピニオンギヤ７４がリングギヤ２３を駆動する状態でピニオンギヤ７４に飛び込み方向のスラスト荷重が発生するように設定されている。
また、リングギヤ２３、及びピニオンギヤ７４は、スタータ１の通電状態において、最大噛み合い代Ｌ１（図１における下側参照）は、リングギヤ２３の軸方向の幅と略同一となるように設定されている。
Here, the
Further, the
ピニオンギヤ７４の内周面には、スプライン７４ａの後端側に、段差部７４ｃを介して拡径された拡径部７５が形成されており、ピニオンインナ７１とピニオンギヤ７４との間に収納部７６が形成されている。
収納部７６のクラッチ機構５側に形成されている開口部は、クラッチインナ２２の基端側に設けられた段差部７１ａによって閉塞された状態になっている。すなわち、ピニオンギヤ７４は、ピニオンインナ７１によって軸方向に摺動可能に支持された状態になっている。これにより、ピニオンギヤ７４は、ピニオンインナ７１に対して大きくガタつくことなく軸方向にスライド移動する。
On the inner peripheral surface of the
An opening formed on the
収納部７６には、ピニオンインナ７１の外周面を取り囲むように形成されたピニオンスプリング１１が収納されている。ピニオンスプリング１１は、収納部７６に収納された状態で、ピニオンギヤ７４の拡径部７５の段差部７４ｃと、ピニオンインナ７１の段差部７１ａとにより圧縮変形されている。これによりピニオンギヤ７４は、ピニオンインナ７１に対してリングギヤ２３側に向かって付勢された状態になる。
ピニオンスプリング１１は、ピニオンギヤ７４とリングギヤ２３とが当接したときに軸方向に弾性変形することで衝撃を吸収する、ダンパ機構として機能している。これにより、ピニオンギヤ７４、及びリングギヤ２３の摩耗を抑制し、スタータ１の耐久性向上を図っている。
The
The
ピニオンギヤ７４の軸方向他方側（図１における右側）の端面には、軸方向他方側に向かって延びる延長筒部７４ｄが設けられている。延長筒部７４ｄは、出力軸４と同心円状に形成されている。延長筒部７４ｄは、ピニオンスプリング１１が弾性変形してピニオンギヤ７４が軸方向他方側（図１における右側）にスライド移動したとき、クラッチインナ２２の規制段差部２２ｂと当接するようになっている。
An extended
すなわち、ピニオンギヤ７４の延長筒部７４ｄ、及びクラッチインナ２２の規制段差部２２ｂは、互いに当接することでピニオンギヤ７４の軸方向他方側への移動を規制する第一規制部９７を構成している。
ここで、延長筒部７４ｄの外径は、クラッチカバー６の開口部６６ａの直径及び補強筒部６７の内径よりも小さく設定されている。これにより、ピニオンギヤ７４が軸方向他方側に移動しても、延長筒部７４ｄがクラッチカバー６と干渉することなく、規制段差部２２ｂと当接できる。
That is, the
Here, the outer diameter of the
ここで、第一規制部９７を構成するピニオンギヤ７４の延長筒部７４ｄと、クラッチインナ２２の規制段差部２２ｂとの離間距離Ｌ２は、
Ｌ１＞Ｌ２・・・（１）
を満たすように設定されている。このように設定することで、リングギヤ２３から離間する方向にピニオンギヤ７４がピニオンスプリング１１の離間距離Ｌ２だけスライド移動しても、ピニオンギヤ７４とリングギヤ２３との噛合が外れることがない。
Here, the separation distance L2 between the extended
L1> L2 (1)
It is set to satisfy. By setting in this way, even if the
また、ピニオンインナ７１の軸方向一方側（図１における左側）には、出力軸４に外嵌固定された止め輪７７が設けられている。これにより、ピニオンインナ７１に対して出力軸４の一方側にピニオンギヤ７４が抜けるのが規制される。
A retaining
（電磁装置）
図２は、電磁装置９を構成するプランジャホルダ２６の斜視図、図３は、電磁装置９を構成するスイッチプランジャ２７の斜視図である。
図１〜図３に示すように、ハウジング１７の内周面には、クラッチ機構５よりもモータ部３側に、電磁装置９を構成するヨーク２５が内嵌固定されている。ヨーク２５は磁性材からなる有底筒状に形成されており、底部２５ａの径方向略中央の大部分が大きく開口されている。
(Electromagnetic device)
FIG. 2 is a perspective view of the
As shown in FIGS. 1 to 3, a
また、ヨーク２５の底部２５ａとは反対側端には、磁性材からなる円環状のプランジャホルダ２６が設けられている。プランジャホルダ２６は、ヨーク２５の底部２５ａに対応するように略円環状に形成されたホルダ本体部２６ａと、このホルダ本体部２６ａの内周縁から軸方向他方側に向かって屈曲延出されたホルダ円筒部２６ｂが一体成形されたものである。
Further, an
ヨーク２５、及びプランジャホルダ２６によって径方向内側に形成される収納凹部２５ｂには、略円筒状に形成された励磁コイル２４が収納されている。励磁コイル２４は、コネクタを介してイグニションスイッチ（何れも不図示）に電気的に接続されている。
このように、プランジャホルダ２６は、ヨーク２５と協働して励磁コイル２４を保持する役割を有している。
An
Thus, the
ここで、プランジャホルダ２６のホルダ円筒部２６ｂの内径Ｅ１は、このホルダ円筒部２６ｂと励磁コイル２４との間に、後述のスイッチプランジャ２７を受け入れることができる間隙が形成可能な大きさに設定されている。また、プランジャホルダ２６のホルダ円筒部２６ｂの外径Ｅ２は、このホルダ円筒部２６ｂと出力軸４との間に、後述のギヤプランジャ８０を挿入可能な大きさに設定されている。
Here, the inner diameter E1 of the holder
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、プランジャ機構３７が励磁コイル２４に対して軸方向にスライド移動可能に設けられている。
プランジャ機構３７は、磁性材で形成された略円筒状のスイッチプランジャ２７と、このスイッチプランジャ２７と出力軸４の外周面との間の空隙に配置されたギヤプランジャ８０とを有している。これらスイッチプランジャ２７とギヤプランジャ８０とは、互いに同心円状に設けられ、軸方向に相対移動可能に設けられている。以下、スイッチプランジャ２７と、ギヤプランジャ８０とについて詳述する。
In the gap between the inner peripheral surface of the
The
（スイッチプランジャ）
スイッチプランジャ２７は、磁性材により形成され、励磁コイル２４に電流が供給されたときに発生する磁束により吸引される円筒部２７ａを有している。この円筒部２７ａの外径は、励磁コイル２４の内径よりもやや小さい程度に設定されている。また、円筒部２７ａの肉厚は、プランジャホルダ２６のホルダ円筒部２６ｂと励磁コイル２４との間隙に挿入可能な厚さに設定されている。
(Switch plunger)
The
円筒部２７ａのブラシホルダ３３側（図１における右側）端には、径方向外側に向かって屈曲延出された外フランジ部２９が一体的に形成されている。この外フランジ部２９の直径Ｅ３は、励磁コイル２４のヨーク２５の底部２５ａの直径と略同一に設定されている。換言すれば、外フランジ部２９の直径Ｅ３は、ヨーク２５の底部２５ａを覆う大きさに設定されている。
At the
また、外フランジ部２９には、励磁コイル２４との干渉を避けるようにコイル逃げ凹部２９ａが４箇所形成されている。さらに、外フランジ部２９には、ブラシホルダ３３の電源端子接続部１０２に対応する一側に、スイッチシャフト３０を支持する支持片２９ｂが径方向外側に向かって延出形成されている。支持片２９ｂは、二又状に形成された一対の爪部２９ｃ，２９ｃを有し、これら爪部２９ｃ，２９ｃの間にスイッチシャフト３０が係合されている。
The
スイッチシャフト３０は、モータ部３のトッププレート１２を貫通するように、スイッチプランジャ２７の支持片２９ｂにホルダ部材３０ａを介して立設されている。スイッチシャフト３０は、基端側に配置され、支持片２９ｂに係合可能なプランジャ係合部１３１と、このプランジャ係合部１３１からブラシホルダ３３側に向かって突出する摺動軸１３２と、摺動軸１３２からさらにブラシホルダ３３側に向かって突出し、摺動軸１３２よりも段差により縮径形成された先端部１３３とが一体成形されたものである。
The
摺動軸１３２は、ブラシホルダ３３のシャフト挿入部１１２に挿入され、このシャフト挿入部１１２内をスライド移動可能に摺動する。摺動軸１３２には、プランジャ係合部１３１側の端部から先端部１３３側の端部のやや手間に至る間に、軸方向に沿う３つの溝条部１３４が周方向に略等間隔に形成されている。
The sliding
これら溝条部１３４は、摺動軸１３２とシャフト挿入部１１２との間に浸入する水を溝条部１３４内に局所的に誘導し、シャフト挿入部１１２に対する水の接触面積を小さくしたり、摺動軸１３２とシャフト挿入部１１２との間に、所定量以上の水溜まらないように排水したりするためのものである。このように構成することで、例え、摺動軸１３２とシャフト挿入部１１２との間に浸入した水が凍結した場合であっても、この氷着力を電磁装置９の磁力よりも小さくすることができる。
These
先端部１３３には、ブラシ付直流モータ５１のコンミテータ６１に隣接配置された、スイッチユニット７の可動接点板８が連結されている。可動接点板８は、スイッチシャフト３０に対して軸方向に沿ってスライド移動可能に取り付けられていると共に、スイッチスプリング３２によって摺動軸１３２部側に付勢された状態で支持されている。これにより、可動接点板８は、ブラシホルダ３３に固定されているスイッチユニット７の固定接点板３４に対し、当接・離間可能になる。
A
すなわち、固定接点板３４を構成する第一固定接点板３４ａ、及び第二固定接点板３４ｂに、可動接点板８が跨るように当接する。可動接点板８が出力軸４に沿ってストロークし、第一固定接点板３４ａ、及び第二固定接点板３４ｂに当接することにより、第一固定接点板３４ａ及び第二固定接点板３４ｂがＯＮ状態となって電気的に接続される。
That is, the
また、スイッチプランジャ２７の内周面には、ギヤプランジャ８０の軸方向他端（図１における右端）に当接・離間可能なリング部材２８が一体的に設けられている。リング部材２８は、スイッチプランジャ２７がリングギヤ２３側へ向かって移動する際、初期的にギヤプランジャ８０をリングギヤ２３側に向かって押圧するためのものである。
Further, on the inner peripheral surface of the
クラッチ機構５のクラッチアウタ１８は、リターンスプリング２１によりプランジャインナ８１へ向かって付勢されている。したがって、スタータ１の静止状態（図１における中心線より上側）において、クラッチ機構５は、ギヤプランジャ８０、及びリング部材２８を介して、スイッチプランジャ２７を軸方向他方側（図１における右側）に向かって押圧している。これにより、可動接点板８が軸方向他方側に向かって押圧され、固定接点板３４と離間したＯＦＦ状態となる。
The clutch outer 18 of the
ここで、スタータ１の静止状態（図１における中心線より上側）における可動接点板８と固定接点板３４との離間距離、すなわち可動接点板８がＯＦＦ状態からＯＮ状態になる際の可動接点板８の軸方向に沿ったストローク量をＬ３とし、リングギヤ２３とピニオンギヤ７４との最大離間距離をＬ４としたとき、ストローク量Ｌ３、及び最大離間距離Ｌ４は、
Ｌ３＞Ｌ４・・・（２）
を満たすように設定されている。したがって、電磁装置９がピニオンギヤ７４と可動接点板８とを軸方向一方側（図１における左側）にスライド移動させたときに、可動接点板８がＯＮ状態となる前に、ピニオンギヤ７４がリングギヤ２３に当接する。
Here, the distance between the
L3> L4 (2)
It is set to satisfy. Therefore, when the
（ギヤプランジャ）
スイッチプランジャ２７の径方向内側に配置されたギヤプランジャ８０は、径方向内側に配置されたプランジャインナ８１と、径方向外側に配置されたプランジャアウタ８５と、プランジャインナ８１とプランジャアウタ８５との間に配置されるプランジャスプリング９１とを備えている。
(Gear plunger)
The
プランジャインナ８１は、樹脂等により略円筒形状に形成されている。プランジャインナ８１の内径は、出力軸４に外挿可能なように、出力軸４の外径よりも若干大きく設定されている。これにより、プランジャインナ８１は、出力軸４に対して軸方向にスライド移動可能に設けられている。
The plunger inner 81 is formed in a substantially cylindrical shape with resin or the like. The inner diameter of the plunger inner 81 is set slightly larger than the outer diameter of the
プランジャインナ８１の軸方向一方側端８１ａ（図１における左側端）には、径方向外側に張り出した外フランジ部８２が一体成形されている。プランジャインナ８１が軸方向一方側にスライド移動したとき、プランジャインナ８１の軸方向一方側端８１ａがクラッチアウタ１８の軸方向他方側端と当接し、クラッチ機構５、及びピニオンギヤ機構７０を軸方向一方側にスライド移動させている。
An
プランジャインナ８１の軸方向他方側端８１ｂ（図１における右側端）には、軸方向他方側から軸方向一方側に向かって漸次外径が大きくなる爪部８３が周方向に沿って複数形成されている。また、爪部８３の軸方向一方側（図１における左側）には、周方向に沿って溝部８４が形成されている。
プランジャアウタ８５は、プランジャインナ８１と同様に樹脂等により略円筒形状に形成されている。プランジャアウタ８５の内径は、プランジャインナ８１の外フランジ部８２の外径よりも若干大きく設定されており、プランジャインナ８１に外挿されている。
プランジャアウタ８５の軸方向他方側端８５ａ（図１における右側端）には、径方向内側に張り出した内フランジ部８６が一体的に形成されている。
The plunger outer 85 is formed in a substantially cylindrical shape with resin or the like, like the plunger inner 81. The inner diameter of the plunger outer 85 is set slightly larger than the outer diameter of the
An
内フランジ部８６の内径は、プランジャインナ８１の爪部８３の外径よりも小さく、且つプランジャインナ８１の溝部８４の底部の外径よりも大きくなるように設定されている。そして、プランジャインナ８１の溝部８４内にプランジャアウタ８５の内フランジ部８６を配置することで、プランジャインナ８１とプランジャアウタ８５とが一体化され、プランジャ機構３７が構成される。
The inner diameter of the
プランジャアウタ８５の内フランジ部８６の肉厚は、プランジャインナ８１の溝部８４の幅よりも薄くなるように設定されている。これにより、プランジャアウタ８５の内フランジ部８６とプランジャインナ８１の溝部８４との間にはクリアランスが設けられる。したがって、プランジャインナ８１とプランジャアウタ８５とは、プランジャアウタ８５の内フランジ部８６とプランジャインナ８１の溝部８４とのクリアランス分だけ、軸方向に相対的にスライド移動可能となっている。
The thickness of the
プランジャアウタ８５の軸方向他方側端８５ａ（図１における右側端）には、径方向外側に張り出した外フランジ部８７が一体的に形成されている。外フランジ部８７は、スイッチプランジャ２７のリング部材２８と当接する当接部として機能している。
また、外フランジ部８７の軸方向一方側（図１における左側）であって、プランジャアウタ８５の外周面には、リング状の鉄心８８が設けられている。鉄心８８は、例えば樹脂モールドにより、プランジャアウタ８５と一体成型されている。鉄心８８は、励磁コイル２４に電流が供給されたときに発生する磁束により吸引される。
An
In addition, a ring-shaped
プランジャインナ８１の外フランジ部８２と、プランジャアウタ８５の内フランジ部８６との間には、収納部９０が形成されている。収納部９０には、プランジャインナ８１の外周面を取り囲むように形成されたプランジャスプリング９１が収納されている。
A
プランジャスプリング９１は、収納部９０に収納された状態で、プランジャインナ８１の外フランジ部８２と、プランジャアウタ８５の内フランジ部８６とにより圧縮変形させられている。そして、プランジャインナ８１は軸方向一方側（図１における左側）に向かって、プランジャアウタ８５は軸方向他方側（図１における右側）に向かって、互いに付勢された状態となっている。
また、プランジャホルダ２６とスイッチプランジャ２７との間には、両者を離間方向に付勢する板ばね材からなるスイッチリターンスプリング２７ｂが配設されている。
The
Further, between the
このような構成のもと、図１に示すように、スタータ１の静止状態（図１における中心線より上側の状態）においては、プランジャスプリング９１により、プランジャインナ８１が軸方向一方側（図１における左側）に向かって付勢される。一方、プランジャアウタ８５が他方側（図１における右側）に向かって付勢される。
With this configuration, as shown in FIG. 1, when the
プランジャインナ８１の軸方向一方側端８１ａと、クラッチアウタ１８の他方側端は、互いに接触しておらず、これにより、クラッチアウタ１８は、リターンスプリング２１のばね荷重によって、ストッパ９４に押圧された状態になる。したがって、スタータ１の静止状態では、プランジャスプリング９１のばね荷重によって、クラッチ機構５を押出さない、つまり、ピニオンギヤ機構７０を不用意に押出さないように設定されていることになる。
One
また、スタータ１の通電状態（図１における中心線より下側の状態）において、ギヤプランジャ８０が軸方向一方側（図１における左側）に最大変位したとき、プランジャインナ８１の軸方向一方側端８１ａは、常にクラッチ機構５のクラッチアウタ１８の軸方向他方側端と当接した状態になる。
すなわち、プランジャスプリング９１は、クラッチ機構５とギヤプランジャ８０との間における軸方向の空隙の発生を防止し、クラッチ機構５のガタつきを吸収するガタ吸収機構を構成している。
Further, when the
That is, the
（スタータの動作）
続いて、図１、図４〜図６に基づいて、スタータ１の動作について説明する。
図１における中心線の上側の状態に示すように、励磁コイル２４に電流を供給する前のスタータ１の静止状態では、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、ピニオンギヤ７４と一体化されているクラッチインナ２２を引張った状態でモータ部３側（図１における右側）へ一杯に付勢されている。そして、クラッチ機構５のクラッチアウタ１８がストッパ９４に当接した位置で停止しており、ピニオンギヤ７４とリングギヤ２３とが最大離間距離Ｌ４を有した状態で結合が断たれている。
(Starter operation)
Subsequently, the operation of the
As shown in the state on the upper side of the center line in FIG. 1, the clutch outer 18 biased by the
また、スタータ１の静止状態では、プランジャインナ８１の軸方向一方側端８１ａとクラッチアウタ１８の軸方向他方側端とは僅かにクリアランスをもった状態とされている。これにより、クラッチアウタ１８は、リターンスプリング２１のばね荷重によって、ストッパ９４に押圧された状態になっている。したがって、スタータ１の静止状態では、プランジャスプリング９１のばね荷重によって、クラッチ機構５を押圧しない、つまり、不用意にピニオンギヤ機構７０をリングギヤ２３側に押出さないように設定されていることになる。
Further, when the
さらに、スイッチプランジャ２７は、スイッチリターンスプリング２７ｂにより押し戻され、モータ部３側（図１における右側）へ一杯に移動している。そして、スイッチプランジャ２７の外フランジ部２９がトッププレート１２に当接した状態で停止している。さらに、外フランジ部２９に立設されているスイッチシャフト３０の可動接点板８は、固定接点板３４に対して距離Ｌ３（すなわち可動接点板８のストローク量Ｌ３）だけ離間しており、電気的に切断されている。
Further, the
図４は、スイッチプランジャ２７の移動直後の説明図であり、（ａ）は、スタータ１の動作を示し、（ｂ）は、ピニオンギヤ７４の動作を示す。尚、図４（ｂ）は、ピニオンギヤ７４及びリングギヤ２３を径方向から見たときの模式図となっている。また、図４（ｂ）において、移動前のピニオンギヤ７４を２点鎖線で図示している。
図４（ａ）に示すように、スイッチプランジャ２７の移動直後の状態から車両のイグニションスイッチ（不図示）をオンすると、励磁コイル２４に電流が供給されて励磁され、スイッチプランジャ２７、及びギヤプランジャ８０を磁束が通る磁路が形成される。これにより、スイッチプランジャ２７、及びギヤプランジャ８０がリングギヤ２３側（図４（ａ）における左側）へ向かってスライド移動する。
4A and 4B are explanatory diagrams immediately after the movement of the
As shown in FIG. 4 (a), when an ignition switch (not shown) of the vehicle is turned on immediately after the
図１に示すように、スタータ１の静止状態において、スイッチプランジャ２７とプランジャホルダ２６とのギャップ（軸方向クリアランス）は、ギヤプランジャ８０の鉄心８８とプランジャホルダ２６とのギャップ（軸方向クリアランス）よりも小さく設定されている。このため、スイッチプランジャ２７に発生する吸引力は、ギヤプランジャ８０に発生する吸引力よりも大きいので、ギヤプランジャ８０に先行してスイッチプランジャ２７がスライド移動しようとする。
As shown in FIG. 1, when the
このとき、スイッチプランジャ２７の内周面にリング部材２８が一体的に設けられていることから、このリング部材２８がギヤプランジャ８０を押圧し、初期的にギヤプランジャ８０をリングギヤ２３側に向かって押圧することで、スイッチプランジャ２７、及びギヤプランジャ８０が一体となってリングギヤ２３側へ向かってスライド移動する。
At this time, since the
また、クラッチアウタ１８は、出力軸４にヘリカルスプライン噛合されており、スリーブ１８ａがギヤプランジャ８０のプランジャインナ８１と当接している。ここで、出力軸４のヘリカルスプライン１９、及びクラッチアウタ１８のヘリカルスプライン１８ｂの傾斜角度は、軸方向に対して例えば１６°程度に設定されている。
The clutch outer 18 is in helical spline engagement with the
したがって、図４（ａ）に示すように、スイッチプランジャ２７、及びギヤプランジャ８０がリングギヤ２３側へスライド移動すると、クラッチアウタ１８が、出力軸４に対してヘリカルスプライン１８ｂの傾斜角度分、若干相対回転しながら押出される。さらに、ピニオンギヤ機構７０も、クラッチ機構５を介してギヤプランジャ８０のスライド移動に連動し、リングギヤ２３側へ押出される。
Therefore, as shown in FIG. 4A, when the
このとき、図４（ｂ）に示すように、リングギヤ２３側にリングギヤ２３とピニオンギヤ７４との最大離間距離Ｌ４だけピニオンギヤ７４が軸方向一方側（図４（ｂ）における左側）に移動する。そして、ピニオンギヤ７４の軸方向一方側端面７４ｂと、リングギヤ２３の軸方向他方側（図４（ｂ）における右側）端面２３ａとが当接するか、又は両者間の軸方向寸法距離がゼロの状態になる。
また、このとき、スイッチプランジャ２７は、ギヤプランジャ８０と一体となってリングギヤ２３側へ向かってスライド移動するため、スイッチプランジャ２７、及びこれと連動する可動接点板８も、最大離間距離Ｌ４だけ軸方向一方側（図４（ｂ）における左側）に移動する。
At this time, as shown in FIG. 4B, the
At this time, since the
ここで、可動接点板８のストローク量Ｌ３、及びリングギヤ２３とピニオンギヤ７４との最大離間距離Ｌ４は、
Ｌ３＞Ｌ４・・・（４）
を満たすように設定されている。したがって、ピニオンギヤ７４との最大離間距離Ｌ４だけ軸方向一方側（図４（ａ）における左側）に移動したときであっても、可動接点板８と固定接点板３４との間に、ストローク量Ｌ３と最大離間距離Ｌ４との差に等しいクリアランスＣを有した状態で、可動接点板８がＯＦＦ状態となっている。すなわち、可動接点板８がＯＮ状態となる前に、ピニオンギヤ７４の軸方向一方側端面７４ｂとリングギヤ２３の軸方向他方側（図４（ｂ）における右側）端面２３ａとが当接するか、又は両者間の軸方向寸法距離がゼロの状態となる。
Here, the stroke amount L3 of the
L3> L4 (4)
It is set to satisfy. Therefore, even when moving to one side in the axial direction (left side in FIG. 4A) by the maximum separation distance L4 from the
図５は、可動接点板８と固定接点板３４とが当接したときの説明図であり、（ａ）は、スタータ１の動作を示し、（ｂ）は、ピニオンギヤ７４の動作を示す。
図５（ａ）に示すように、スイッチプランジャ２７が吸引され、さらにリングギヤ２３側へ向かってスライド移動すると、スイッチプランジャ２７の円筒部２７ａとプランジャホルダ２６のホルダ円筒部２６ｂとが径方向でラップした状態になる。このため、ホルダ円筒部２６ｂとスイッチプランジャ２７の円筒部２７ａとの間の磁束が増し、励磁コイル２４のスイッチプランジャ２７に対する磁力が大きくなる。よって、スイッチプランジャ２７のスライド移動した状態が確実に保持される。
5A and 5B are explanatory diagrams when the
As shown in FIG. 5A, when the
また、スイッチプランジャ２７が吸引され、さらにリングギヤ２３側へ向かってスライド移動することにより、可動接点板８のストローク量Ｌ３が最大になる。そして、固定接点板３４に可動接点板８が接触する。可動接点板８は、スイッチシャフト３０に対して軸方向に変位可能なように浮動支持されているので、スイッチスプリング３２の押圧力が可動接点板８、及び固定接点板３４に加わることになる。
Further, when the
このとき、ピニオンギヤ７４の軸方向一方側端面７４ｂと、リングギヤ２３の軸方向他方側端面２３ａとは、互いに当接するか、又は両者間の軸方向寸法距離がゼロの状態になる（図４（ｂ）参照）。このため、ピニオンギヤ７４の軸方向一方側端面７４ｂと、リングギヤ２３の軸方向他方側端面２３ａとが互いに当接していた場合、スイッチプランジャ２７によってピニオンギヤ機構７０がさらに押出されると、ピニオンスプリング１１が縮む。これにより、ピニオンギヤ７４の軸方向一方側端面７４ｂは、リングギヤ２３の軸方向他方側端面２３ａに向かって付勢される。
At this time, the one
すなわち、ピニオンスプリング１１は、ピニオンギヤ７４とリングギヤ２３とが当接したときのスラスト荷重を吸収するダンパ機構として機能している。したがって、ピニオンギヤ７４の軸方向一方側端面７４ｂと、リングギヤ２３の軸方向他方側端面２３ａとが互いに当接していた状態であっても、スイッチプランジャ２７を所定の位置にまで押出すことができると共に、ピニオンギヤ７４の軸方向一方側端面７４ｂ、及びリングギヤ２３の軸方向他方側端面２３ａの摩耗を抑制でき、スタータ１の耐久性向上を図ることができる。
That is, the
さらに、このとき、ピニオンギヤ７４とクラッチ機構５は、ピニオンスプリング１１が縮むことにより、相対的に近接するようにスライド移動する。そして、ピニオンギヤ７４がピニオンスプリング１１の離間距離Ｌ２だけ軸方向他方側にスライド移動すると、ピニオンギヤ７４の延長筒部７４ｄと、クラッチインナ２２の規制段差部２２ｂとが当接して第一規制部９７が機能する。これにより、ピニオンギヤ７４とクラッチ機構５との相対スライド移動量が規制される。
Further, at this time, the
ここで、クラッチカバー６の補強筒部６７は、第一規制部９７を構成する延長筒部７４ｄ及び規制段差部２２ｂよりも径方向外側に配置されている。したがって、クラッチカバー６の補強筒部６７と第一規制部９７とが干渉することなく、ピニオンスプリング１１によるダンパ機構が機能できる。
Here, the reinforcing
続いて、固定接点板３４に可動接点板８が接触すると、４つのブラシ４１のうちの２つの陽極側ブラシに不図示の外部バッテリの電圧が印加され、コンミテータ６１のセグメント６２を介してコイル５９が通電される。
すると、アーマチュアコア５８に磁界が発生し、この磁界とモータヨーク５３に設けられている永久磁石５７との間で磁気的な吸引力や反発力が生じる。これにより、アーマチュア５４が回転し始める。そして、アーマチュア５４が回転することにより、このアーマチュア５４の回転軸５２の回転力が遊星歯車機構２を介して出力軸４に伝達され、出力軸４が回転し始める。
Subsequently, when the
Then, a magnetic field is generated in the
出力軸４が回転し始めると、ピニオンギヤ７４の軸方向一方側端面７４ｂとリングギヤ２３の軸方向他方側端面２３ａとが当接していた場合には、その当接状態（図４（ｂ）参照）が解除される。そして、図５（ｂ）に示すように、ピニオンスプリング１１の付勢力により、ピニオンギヤ７４がリングギヤ２３側に押出され、ピニオンギヤ７４とリングギヤ２３とが噛合し始める。
When the
図６は、ピニオンギヤ７４とリングギヤ２３とが噛合したときの説明図であり、（ａ）は、スタータ１の動作を示し、（ｂ）は、ピニオンギヤ７４の動作を示す。
図６（ａ）に示すように、出力軸４の回転速度が上昇すると、出力軸４のヘリカルスプライン１９に噛合されたクラッチアウタ１８に慣性力が作用する。このとき、ピニオンギヤ７４とリングギヤ２３とがヘリカル噛合していることから、ピニオンギヤ７４にリングギヤ２３方向（飛び込み方向）へのスラスト荷重が発生する。
6A and 6B are explanatory diagrams when the
As shown in FIG. 6A, when the rotational speed of the
そして、このスラスト荷重によってピニオンギヤ７４はヘリカルスプライン１９に沿うように、リターンスプリング２１の付勢力に抗してリングギヤ２３側（図６（ａ）における左側）へ向かって移動する。また、クラッチアウタ１８も、慣性力によってヘリカルスプライン１９に沿うように、リターンスプリング２１の付勢力に抗してリングギヤ２３側（図６における左側）へ向かって押し出される。
Then, the thrust load causes the
このとき、ギヤプランジャ８０には、電磁装置９の励磁コイル２４の磁力により、リングギヤ２３側へ向かう吸引力Ｆ１が作用している。したがって、ギヤプランジャ８０は、クラッチアウタ１８のスライド移動に連動するように、クラッチアウタ１８を押圧しつつリングギヤ２３側へ向かってスライド移動する。これにより、図６（ｂ）に示すように、ピニオンギヤ７４とリングギヤ２３とが所定の噛み合い位置で噛合する。
At this time, an attractive force F <b> 1 directed toward the
ここで、ピニオンギヤ７４とリングギヤ２３とはヘリカル噛合しているため、出力軸４の回転力をピニオンギヤ７４からリングギヤ２３に伝達すると、ピニオンギヤ７４には軸方向一方側（図６（ａ）における左側）に向かってスラスト荷重が発生する。ピニオンギヤ７４に発生したスラスト荷重は、ピニオンギヤ７４の一方側に設けられた止め輪７７に伝達された後、ピニオンインナ７１、クラッチインナ２２、クラッチアウタ１８、移動規制部２０、及びサークリップ２０ａを介し、出力軸４に伝達される。このため、出力軸４には一方側（図６（ａ）における左側）に向かってスラスト荷重が発生し、一方側に向かってスライド移動する。
Here, since the
しかしながら、ハウジング１７の底部１７ｃには、荷重受部材５０が設けられているので、この荷重受部材５０に出力軸４の一方側端面４ｃが当接し、出力軸４の軸方向一方側（図６（ａ）における左側）へのスライド移動が規制される。これにより、出力軸４に加わるスラスト荷重を効果的に受けることができる。
一方、ピニオンギヤ７４とリングギヤ２３との噛合後、エンジン始動時におけるクランキングの際には、リングギヤ２３の回転速度に変動が生じる。これにより、ピニオンギヤ７４には軸方向一方側（図６（ａ）における左側）、及び軸方向他方側（図６（ａ）における右側）に向かってスラスト荷重が発生する。
However, since the
On the other hand, after the meshing of the
具体的には、リングギヤ２３の回転速度がピニオンギヤ７４の回転速度よりも遅いときには、ピニオンギヤ７４にはリングギヤ２３に接近する方向（図６（ａ）における左側）にスラスト荷重が発生する。また、リングギヤ２３の回転速度がピニオンギヤ７４の回転速度よりも速いときには、ピニオンギヤ７４にはリングギヤ２３から離間する方向（図６（ａ）における右側）にスラスト荷重Ｆ２が発生する。
特に、アイドルストップ機能を備えた車両においては、エンジンの停止／始動が頻繁に行われ、一般のスタータよりも使用頻度が高まるため、上述のようなスラスト荷重が頻繁に発生する。
Specifically, when the rotational speed of the
In particular, in a vehicle having an idle stop function, the engine is frequently stopped / started, and the use frequency is higher than that of a general starter. Therefore, the thrust load as described above is frequently generated.
ここで、電磁装置９の励磁コイル２４は、この励磁コイル２４による磁力によりギヤプランジャ８０を吸引する吸引力Ｆ１が、
Ｆ２＜Ｆ１・・・（１）
を満たすように設定されている。
Here, the
F2 <F1 (1)
It is set to satisfy.
すなわち、励磁コイル２４によるギヤプランジャ８０の吸引力Ｆ１は、リングギヤ２３の回転速度がピニオンギヤ７４の回転速度よりも高いときにピニオンギヤ７４に作用するスラスト荷重Ｆ２（リングギヤ２３から離間する方向に向かって作用するスラスト荷重Ｆ２）よりも大きくなるように設定されている。
このため、リングギヤ２３の回転速度がピニオンギヤ７４の回転速度よりも速くなり、ピニオンギヤ７４にリングギヤ２３から離間する方向にスラスト荷重Ｆ２が発生した場合であっても、確実にギヤプランジャ８０を吸引し続け、リングギヤ２３とピニオンギヤ７４との噛合状態を確実に維持することができる。
That is, the attractive force F1 of the
For this reason, even when the rotational speed of the
また、ピニオンギヤ７４に発生したスラスト荷重は、ピニオンギヤ７４の軸方向一方側に設けられた止め輪７７に伝達された後、ピニオンインナ７１、クラッチインナ２２、及びクラッチワッシャ６４を介し、クラッチカバー６の底壁６６に伝達される。しかしながら、底壁６６には補強筒部６７が一体的に形成されているので、クラッチカバー６の軸方向への変形が抑制される。
The thrust load generated in the
エンジンが始動し、ピニオンギヤ７４の回転速度が出力軸４の回転速度を上回ると、クラッチ機構５のワンウェイクラッチ機能が作用してピニオンギヤ７４が空転する。また、エンジンが始動に伴って励磁コイル２４への電流の供給を停止すると、クラッチアウタ１８に対するリターンスプリング２１の付勢力により、ピニオンギヤ７４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から離間してブラシ付直流モータ５１が停止する。
When the engine is started and the rotational speed of the
（スイッチプランジャ、及びギヤプランジャに対する励磁コイルの磁気的な作用）
次に、図７に基づいて、スイッチプランジャ２７、及びギヤプランジャ８０に対する励磁コイル２４の磁気的な作用について説明する。
図７は、励磁コイル２４とスイッチプランジャ２７、及びギヤプランジャ８０との間の磁束流線図であって、（ａ）は、励磁コイル２４に電流が供給された直後の状態を示し、（ｂ）は、スイッチプランジャ２７が励磁コイル２４による磁力に吸引されている途中の状態を示し、（ｃ）は、励磁コイル２４にスイッチプランジャ２７が完全に吸引された状態を示す。
(Magnetic action of exciting coil on switch plunger and gear plunger)
Next, the magnetic action of the
FIG. 7 is a magnetic flux flow diagram between the
図７（ａ）に示すように、励磁コイル２４に電流が供給されて励磁されると、スイッチプランジャ２７、及びギヤプランジャ８０を磁束が通る磁路が形成される。
ここで、プランジャホルダ２６にはホルダ円筒部２６ｂが軸方向他方側に向かって屈曲延出されている。すなわち、ホルダ円筒部２６ｂが励磁コイル２４の径方向内側に臨まされた状態になっている。このため、ホルダ円筒部２６ｂとスイッチプランジャ２７の円筒部２７ａとの離間距離が狭くなると共に、ホルダ円筒部２６ｂが十分に磁化されて、プランジャホルダ２６のホルダ円筒部２６ｂとスイッチプランジャ２７の円筒部２７ａとの間に、十分な磁束が形成される。
As shown in FIG. 7A, when a current is supplied to the
Here, a holder
また、スイッチプランジャ２７には、ヨーク２５の底部２５ａを覆うように形成された外フランジ部２９が形成されている。このため、ヨーク２５の底部２５ａとスイッチプランジャ２７との間に、十分な磁束が形成される。
これらにより、励磁コイル２４による吸引力が、スイッチプランジャ２７を吸引するのに十分な大きさになる。
Further, the
As a result, the attractive force generated by the
ここで、プランジャホルダ２６のホルダ円筒部２６ｂは、この外径Ｅ２（図２参照）がホルダ円筒部２６ｂと出力軸４との間に、ギヤプランジャ８０を挿入可能な大きさに設定されているので、励磁コイル２４により、スイッチプランジャ２７をリングギヤ２３側（図７（ａ）における左側）に向かって十分スライド移動させることができる（図７（ｂ）、図７（ｃ）参照）。
Here, the holder
また、図７（ｃ）に示すように、スイッチプランジャ２７がリングギヤ２３側に向かってスライド移動しきった状態では、スイッチプランジャ２７の円筒部２７ａとプランジャホルダ２６のホルダ円筒部２６ｂとが径方向でラップした状態になっている。このため、ホルダ円筒部２６ｂとスイッチプランジャ２７の円筒部２７ａとの間の磁束が増し、励磁コイル２４のスイッチプランジャ２７に対する磁力が大きくなる。
In addition, as shown in FIG. 7C, when the
さらに、スイッチプランジャ２７の円筒部２７ａの外径を、励磁コイル２４の内径よりもやや小さい程度に設定することができる。すなわち、励磁コイル２４に対してスイッチプランジャ２７の円筒部２７ａを近接配置することができる。このため、さらに確実に、励磁コイル２４による吸引力を、スイッチプランジャ２７を吸引するのに十分な大きさにすることができる。
Furthermore, the outer diameter of the
一方、図７（ｂ）、図７（ｃ）に示すように、励磁コイル２４の径方向内側にプランジャホルダ２６のホルダ円筒部２６ｂが臨まされることにより、ホルダ円筒部２６ｂとギヤプランジャ８０の鉄心８８との離間距離も狭くなる。このため、プランジャホルダ２６による鉄心８８の吸引力を大きくすることができる。
On the other hand, as shown in FIGS. 7B and 7C, when the holder
（効果）
したがって、上述の実施形態によれば、スイッチプランジャ２７がリングギヤ２３側に向かってスライド移動しきった状態で、スイッチプランジャ２７の円筒部２７ａとプランジャホルダ２６のホルダ円筒部２６ｂとが径方向でラップした状態となるように構成されているので、励磁コイル２４のスイッチプランジャ２７に対する磁力を十分大きくすることができる。このため、電磁装置９の磁気的な吸引力を高めつつ、電磁装置９の大型化を抑制することができる。よって、電磁装置９の磁力のみでリングギヤ２３に向かってピニオンギヤ７４を確実に飛び込ませることが可能で、且つ小型なスタータ１を提供できる。
(effect)
Therefore, according to the above-described embodiment, the
また、スイッチプランジャ２７の円筒部２７ａとプランジャホルダ２６のホルダ円筒部２６ｂとが径方向でラップした状態のとき、スイッチプランジャ２７の円筒部２７ａの径方向外側にプランジャホルダ２６のホルダ円筒部２６ｂが位置するように構成されている。
このため、励磁コイル２４に対してスイッチプランジャ２７の円筒部２７ａを近接配置することができ、さらに確実に、励磁コイル２４による吸引力を、スイッチプランジャ２７を吸引するのに十分な大きさにすることができる。
Further, when the
For this reason, the
さらに、プランジャ機構３７を、スイッチプランジャ２７と、このスイッチプランジャ２７と出力軸４の外周面との間の空隙に配置されたギヤプランジャ８０とにより構成し、ギヤプランジャ８０がピニオンギヤ機構７０にリングギヤ２３側に向かう押圧力を付勢している。このため、スイッチプランジャ２７、及びギヤプランジャ８０それぞれのストローク量を抑えつつ、プランジャ機構３７全体として、リングギヤ２３にピニオンギヤ７４を飛び込ませるのに十分なストローク量を確保することが可能になる。
Further, the
そして、スイッチプランジャ２７の内周面にリング部材２８を一体的に設け、このリング部材２８によって、ギヤプランジャ８０をリングギヤ２３側に向かって押圧するように構成している。このため、簡素な構造でスイッチプランジャ２７の押圧力をギヤプランジャ８０に伝達させることができ、励磁コイル２４によるスイッチプランジャ２７の吸引時に、初期的にギヤプランジャ８０を押圧することが可能となり、スイッチプランジャ２７、及びギヤプランジャ８０の吸引動作を円滑に行うことが可能になる。
また、ギヤプランジャ８０から離間してスイッチプランジャ２７のみ引き戻させることができるので、エンジンが始動した後にモータ部３への通電を確実に遮断できる。
A
Further, since only the
また、出力軸４と同軸上に、励磁コイル２４、スイッチプランジャ２７、及びギヤプランジャ８０が配置され、且つこれら励磁コイル２４、スイッチプランジャ２７、及びギヤプランジャ８０が同心円状に配置されているので、スタータ１全体を小型化することができる。
Further, since the
さらに、ギヤプランジャ８０を、径方向内側に配置されたプランジャインナ８１と、径方向外側に配置されたプランジャアウタ８５と、プランジャインナ８１とプランジャアウタ８５との間に配置されるプランジャスプリング９１とにより構成している。そして、このプランジャスプリング９１により、プランジャインナ８１が軸方向一方側（図１における左側）に向かって付勢される一方、プランジャアウタ８５が他方側（図１における右側）に向かって付勢されるようになっている。
Further, the
このため、クラッチ機構５とギヤプランジャ８０との間における軸方向の空隙の発生を防止でき、クラッチ機構５のガタつきを吸収することができる。この結果、ピニオンギヤ機構７０の変位に伴って騒音が発生してしまうのを防止できる。
また、プランジャアウタ８５に対してプランジャインナ８１を常にピニオンギヤ機構７０側へと付勢するので、ピニオンギヤ７４の作動位置を安定させることができる。
For this reason, generation | occurrence | production of the space | gap of the axial direction between the
Further, since the plunger inner 81 is always urged toward the
さらに、電磁装置９の励磁コイル２４は、この励磁コイル２４による磁力によりギヤプランジャ８０を吸引する吸引力Ｆ１が、式（１）を満たすように設定されている。このため、リングギヤ２３の回転速度がピニオンギヤ７４の回転速度よりも速くなり、ピニオンギヤ７４にリングギヤ２３から離間する方向にスラスト荷重Ｆ２が発生した場合であっても、確実にギヤプランジャ８０を吸引し続け、リングギヤ２３とピニオンギヤ７４との噛合状態を確実に維持することができる。
Further, the
そして、出力軸４とピニオンギヤ機構７０との間にクラッチ機構５を設けることにより、エンジン始動時に、クラッチアウタ１８の回転速度よりもクラッチインナ２２の回転速度が速くなるオーバーラン状態になった際、エンジンのリングギヤ２３側からの回転力を遮断することができる。このため、出力軸４の逆転を防止でき、確実にスタータ１を安定動作させることができる。
Then, by providing the
尚、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、自動車の始動用に用いられるスタータ１を例に挙げて説明をしているが、スタータ１の適用は自動車に限定されることはなく、例えば自動二輪車等に適用してもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the
１ スタータ
３ モータ部
４ 出力軸
５ クラッチ機構
９ 電磁装置
２３ リングギヤ
２４ 励磁コイル
２６ プランジャホルダ
２６ｂ ホルダ円筒部（ホルダ筒部）
２７ スイッチプランジャ
２７ａ 円筒部
２８ リング部材（プレート）
７０ ピニオンギヤ機構
７４ ピニオンギヤ
８０ ギヤプランジャ
８１ プランジャインナ
８５ プランジャアウタ
９１ プランジャスプリング
DESCRIPTION OF
27
70
Claims (8)
前記モータ部の回転力を受けて回転する出力軸と、
前記出力軸上にスライド移動可能、且つエンジンのリングギヤと噛合可能に設けられ、前記出力軸の回転を前記リングギヤに伝達するためのピニオンギヤ機構と、
前記モータ部への通電、遮断を行うと共に、前記ピニオンギヤ機構に前記リングギヤ側に向かう押圧力を付勢するための電磁装置とを備え、
前記電磁装置は、
筒状に設けられた励磁コイルと、
前記励磁コイルの前記ピニオンギヤ機構側に設けられるプランジャホルダと、
前記励磁コイルへの通電に基づいて発生する磁力に吸引されて前記励磁コイル内を軸方向に沿ってスライド移動し、前記ピニオンギヤ機構に押圧力を付勢する筒状のスイッチプランジャとを備え、
前記プランジャホルダは、前記励磁コイル内に臨まされるホルダ筒部を有していると共に、
前記スイッチプランジャは、前記励磁コイルの磁力により吸引されている状態で、先端部が前記ホルダ筒部に径方向でラップするように形成されていることを特徴とするスタータ。 A motor unit that generates rotational force when energized;
An output shaft that rotates in response to the rotational force of the motor unit;
A pinion gear mechanism that is slidably movable on the output shaft and is capable of meshing with an engine ring gear, and for transmitting rotation of the output shaft to the ring gear;
An electromagnetic device for energizing and shutting off the motor unit and energizing the pinion gear mechanism with a pressing force toward the ring gear;
The electromagnetic device is
An exciting coil provided in a cylindrical shape;
A plunger holder provided on the pinion gear mechanism side of the excitation coil;
A cylindrical switch plunger that is attracted by the magnetic force generated based on energization of the excitation coil and slides in the excitation coil along the axial direction, and biases the pinion gear mechanism with a pressing force;
The plunger holder has a holder cylinder portion facing the excitation coil,
The starter characterized in that the switch plunger is formed so as to wrap in the radial direction on the holder tube portion in a state where the switch plunger is attracted by the magnetic force of the exciting coil.
このギヤプランジャを介して前記スイッチプランジャが前記ピニオンギヤ機構に押圧力を付勢することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスタータ。 Provided on the radially inner side of the switch plunger is a gear plunger that is attracted by the magnetic force of the excitation coil and slides along the axial direction,
The starter according to claim 1 or 2, wherein the switch plunger urges the pinion gear mechanism through the gear plunger.
前記出力軸に外挿され、出力軸に沿ってスライド移動可能なプランジャインナと、
前記プランジャインナの径方向外側に、前記プランジャインナと同心円状に設けられ、前記プランジャインナと連動して出力軸に沿ってスライド移動可能なプランジャアウタと、
前記プランジャインナと前記プランジャアウタとの間に設けられたプランジャスプリングとを備え、
前記励磁コイルの磁力により、前記プランジャアウタが吸引されてスライド移動し、これと連動して前記プランジャインナがスライド移動するように構成され、
前記プランジャスプリングは、前記プランジャアウタに対して前記プランジャインナを常に前記ピニオンギヤ機構側へと付勢するように設けられていることを特徴とする請求項５に記載のスタータ。 The gear plunger is
A plunger inner that is extrapolated to the output shaft and is slidable along the output shaft;
A plunger outer that is provided concentrically with the plunger inner on the radially outer side of the plunger inner, and is slidable along an output shaft in conjunction with the plunger inner;
A plunger spring provided between the plunger inner and the plunger outer;
The plunger outer is attracted and slid by the magnetic force of the excitation coil, and the plunger inner slides in conjunction with this,
The starter according to claim 5, wherein the plunger spring is provided so as to constantly urge the plunger inner toward the pinion gear mechanism with respect to the plunger outer.
前記ピニオンギヤは、
前記リングギヤとのヘリカル噛合時に、前記リングギヤの回転速度よりも前記ピニオンギヤの回転速度が速い場合、前記リングギヤに噛合う方向に向かってスラスト荷重が発生するように形成され、
且つ前記リングギヤとのヘリカル噛合時に、前記リングギヤの回転速度よりも前記ピニオンギヤの回転速度が遅い場合、前記リングギヤから離間する方向に向かってスラスト荷重が発生するように形成されており、
前記電磁装置の励磁コイルの磁力による前記ギヤプランジャの吸引力をＦ１とし、前記リングギヤから離間する方向に向かって作用するスラスト荷重をＦ２としたとき、
吸引力Ｆ１は、
Ｆ２＜Ｆ１
を満たすように設定されていることを特徴とする請求項３〜請求項６の何れか１項に記載のスタータ。 The pinion gear mechanism has a pinion gear that can be helically meshed with the ring gear,
The pinion gear is
When the rotational speed of the pinion gear is higher than the rotational speed of the ring gear at the time of helical meshing with the ring gear, a thrust load is generated toward the direction of meshing with the ring gear,
In addition, when the rotational speed of the pinion gear is slower than the rotational speed of the ring gear at the time of helical meshing with the ring gear, a thrust load is generated in a direction away from the ring gear,
When the attractive force of the gear plunger due to the magnetic force of the exciting coil of the electromagnetic device is F1, and the thrust load acting in the direction away from the ring gear is F2,
The suction force F1 is
F2 <F1
The starter according to any one of claims 3 to 6, wherein the starter is set so as to satisfy.
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