JP4022844B2 - 回転電機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヨークの内周面に永久磁石から成る複数の磁極を配置した固定子を有する回転電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、磁極として永久磁石を用いた固定子では、巻線式より鋼板製ヨークの板厚を薄くできるため、小型軽量化に好適である。しかし、ヨークの板厚が薄くなると、高振動下において使用されるスタータに用いた場合、ヨークの剛性が低いために、エンジン等の外部からの振動と共振することがある。この場合、締結部材である通しボルトに緩みが生じ、その結果、各部品同士間の異常摩耗等が発生することが考えられる。この解決策として、特開平８−１６３７９８号公報では、周方向に隣合う磁極（永久磁石）間において、ヨークの円筒壁部に外周側から内周側へ向けて窪んだ凹部を設け、この凹部に通しボルトを配設した回転電機が記載されている（図４参照）。この場合、凹部がリブの作用を果たし、通しボルトの締め付け力を凹部の端面によって受けることができるため、ヨークの板厚を薄くしても十分な剛性を確保できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の様にヨークの円筒壁部に凹部を設けると、その凹部が周方向に隣合う磁極間に入り込んでくるため、ヨークの円筒壁部に凹部を設けていない場合より、磁極側面とヨーク（凹部）との距離が小さくなる。その結果、磁極側面とヨーク（凹部）との間の磁気洩れが増加して、回転電機の性能が低下するという問題があった。
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、ヨークの内周面に永久磁石から成る磁極を備えた回転電機において、磁極側面からヨークへの磁気洩れを低減でき、且つ剛性に優れた回転電機を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
（請求項１の手段）
ヨークには、周方向に隣合う磁極間に、ヨーク内周面と磁極側面との交点付近を起点として内周側から外周側へ向かって膨らむ膨出部が軸方向に沿って設けられている。この場合、磁極側面とヨーク内周面との交点において磁極側面とヨーク内周面の接線とが成す角度より、磁極側面と膨出部の起点から外周側へ伸びる膨出部内周面との成す角度の方が大きくなる。これにより、従来の様に磁極間のヨークに内周側へ窪む凹部を設けた場合より、磁極側面とヨーク（膨出部）との距離を大きくできるため、磁極側面からヨークへの磁気洩れを低減でき、その結果、回転電機の性能向上を達成できる。
また、通しボルトが膨出部の内周側を通って配設されると共に、その通しボルトの中心からヨークの内周面に接する２本の接線間の角度の内、膨出部を含む側の角度（α）が１８０度より大きいことを特徴とする。この場合、従来の様にヨークに凹部を設けて、その凹部に通しボルトを配設した場合より、通しボルトの締め付け力を受けるヨーク端面（座面）の面積を大きく確保できるため、座面の座乗性（座りの良さ）を向上できる。また、座面の座乗性向上により、ヨークの開口端部を閉塞する閉塞部材の剛性を高める必要がなくなるため、従来の鋼板やアルミダイカスト等の金属に代えて、例えば樹脂製とすることも可能となる。その結果、更なる軽量化、低コスト化を図ることができる。
【０００５】
（請求項２の手段）
周方向に隣合う磁極間に補助磁極を配置したことにより、補助磁極の減磁性能を向上できる。つまり、ヨークの筒状壁部に設けた膨出部の内周側に補助磁極が配置されるため、ヨークに膨出部がない場合よりヨークの内周面（膨出部の内周面）と補助磁極との距離を大きくすることができる。これにより、補助磁極を含む磁気回路の磁気抵抗が大きくなるため、結果的に補助磁極の減磁性能を向上できることになる。
【０００７】
（請求項３の手段）
電磁スイッチの駆動力を受けて回転規制部材を作動させるレバーは、アーマチャの径方向外側を通って直線状に延びる棒状部を有し、この棒状部が膨出部の内周側に配設されている。この場合、ヨークの膨出部をレバーの棒状部を収納する収納スペースとして利用できるため、新たにレバーの棒状部を収納するための収納スペースを設ける必要がない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の回転電機を図面に基づいて説明する。
図１は固定子１の径方向断面図である。
本実施例の回転電機は、例えば自動車用スタータに用いられる直流モータであり、図１に示す様に、ヨーク２の内周面に複数の磁極３を有する固定子１（界磁）を備える。
ヨーク２は、磁性体である軟鋼板製で略円筒状に形成され、少なくとも軸方向一端側の開口端部が図示しないエンドカバー（本発明の閉塞部材）によって閉塞されて、複数本（図１では２本）の通しボルト４により締め付け固定されている。
磁極３は、フェライト等の永久磁石から成り、略直方体形状に設けられてヨーク２の周方向に等間隔に配置され、径方向にＳ極とＮ極が現れる様に着磁されている。但し、周方向に隣合う磁極３同士は、図１に示す様に、互いの磁極３が異なる様に（つまり、各磁極３が周方向に交互にＳ極、Ｎ極となる様に）着磁されている。
【０００９】
また、ヨーク２には、周方向に隣合う磁極３間に、ヨーク２内周面と磁極側面３ａとの交点付近を起点として内周側から外周側へ向かって膨らむ膨出部５が軸方向に沿って設けられている。この膨出部５は、図１に示す様に、その断面形状が半円形状に形成され、且つヨーク２の円筒壁部２ａとアール５ａによって結ばれている。ここで、磁極側面３ａと膨出部５の内周面との成す角度θ2 は、磁極側面３ａとヨーク２の円筒壁部２ａの内周面との成す角度θ1 に対し、以下の関係（数１）が成り立つ様に構成されている。
【数１】
θ2 ＞θ1
なお、通しボルト４は、図１に示す様に、それぞれ膨出部５の内周に近接して配設されている。
【００１０】
本実施例の様に、固定子１の磁極３として永久磁石を用いた場合、特に多用されるフェライト磁石と空気との透磁率が略等しいため、磁極側面３ａからの磁気洩れが性能に影響する。この磁気洩れは、下記の数式（数２）で求められる洩れパーミアンス係数Ｐｅで表される。
【数２】
Ｐｅ＝（１８０／π・θ）×（Ｌｍ／Ａｍ）×Ｗｍ
なお、Ｌｍ：磁石（磁極３）の径方向厚さ、Ａｍ：磁石（磁極３）の断面積、Ｗｍ：磁石（磁極３）の軸方向幅、θ：磁石側面（磁極側面３ａ）とヨーク２内周面との成す角度（図２参照）。
また、磁極３の有効磁束量Φｍは、下記の数式（数３）により求められる。
【数３】
Φｍ＝（Ｂｄ−２Ｐｅ・Ｈｄ）×Ａｍ
上記の関係により、洩れパーミアンス係数Ｐｅで表される磁気洩れを小さくするためには、θをできる限り大きくとることが有効であり、その結果、有効磁束量Φｍが増加して回転電機の出力が向上することが分かる。
【００１１】
（本実施例の効果）
本実施例によれば、ヨーク２の磁極３間に内周側から外周側へ向かって膨らむ膨出部５を設けたことにより、磁極側面３ａと膨出部５の内周面との成す角度θ2 を磁極側面３ａとヨーク２の円筒壁部２ａの内周面との成す角度θ1 より大きく取れるため、上述の関係（数２及び数３）からも分かる様に、磁極側面３ａからの磁気洩れを小さくできる。その結果、有効磁束量Φｍが増加して回転電機の出力を向上できる。
また、通しボルト４を膨出部５の内側に通し、且つ膨出部５の内周面に近接して配設したことにより、膨出部５がない場合（周方向に隣合う磁極３間に通しボルト４を配設している）と比較して、通しボルト４と磁極側面３ａ間の距離を大きく取ることができる。その結果、隣接する磁極３間の磁気洩れを低減できる効果がある。これは、耐振性を高めるために通しボルト４を多く（３本以上）使用した時（但し、最大極数分）に、特に効果が大である。
【００１２】
更に、本実施例では、通しボルト４の締め付け力を受けるヨーク２端面（座面）の座乗性を向上させることができる。つまり、図３に示す様に、通しボルト４の中心Ｏからヨーク２の内周面に接する２本の接線Ｘを引いた場合、膨出部５を含む２本の接線Ｘの成す角度αは１８０度より大きくなる。一方、従来技術で説明した様に、ヨーク２の磁極３間に凹部６を形成した場合は、図４に示す様に、通しボルト４の中心Ｏからヨーク２の外周面に接する２本の接線Ｙを引くと、凹部６を含む２本の接線Ｙの成す角度βは１８０度より小さくなる。なお、図３及び図４において一点鎖線で示す円４ａは、通しボルト４の頭部直径を表す想像線である。また、図中のφＤは、径方向の対向位置に配設された通しボルト４間の直径である。
【００１３】
以上により、本実施例の方が従来の場合より通しボルト４の締め付け力を受ける座面の面積を大きく取ることができるため、座面の座乗性が向上し、通しボルト４を強く締め付けた場合でも座面が傾くことがなく、より強い締め付け力を確保することができる。これにより、ヨーク２の開口端部を塞ぐエンドカバーの剛性を高める必要がないため、エンドカバーを従来の鋼板やアルミダイカスト等の金属に代えて、例えば樹脂製とすることも可能となり、更なる軽量化、低コスト化を図ることができる。
上述の様に、本発明によれば、従来より性能を向上できるとともに、軽量且つ低コストの回転電機を提供できる。これは、軽量で高出力が要求され、且つ高振動下で使用されるスタータモータとして好適である。
【００１４】
（第２実施例）
図５は固定子１の径方向断面図である。
本実施例は、ヨーク２の磁極３間に設けた膨出部５の形状を変更して更なる出力向上を図った一例を示すものである。
膨出部５は、図５に示す様に、ヨーク２の円筒壁部２ａに対して略直線状に結ばれている。この場合、磁極側面３ａと膨出部５の略直線部５ｂとの成す角度θ3 は、第１実施例に示したθ2 より大きく（θ3 ＞θ2 ）することができるため、磁極側面３ａからの磁気洩れを更に小さくでき、より大きな効果（磁気洩れ低減による出力向上）を得ることができる。
【００１５】
（第３実施例）
図６は回転電機の径方向断面図である。
本実施例では、周方向に隣合う磁極３（以下、主磁極３と呼ぶ）間に補助磁極７を配設した一例を示す。
補助磁極７は、主磁極３と同様にフェライト等の永久磁石から成り、周方向にＳ極とＮ極が現れる様に着磁されている。但し、隣接する主磁極３の内面側と極性が同一となる様に着磁されている。
この補助磁極７は、図７に示す様に、主磁極３間の電機子起磁力の最大点に位置するため、補助磁極７の減磁性能は、補助磁極７を含む磁気回路（図６に破線で示す）の磁気抵抗が大きく影響する。つまり、磁気回路の磁気抵抗が大きくなる程、補助磁極７の減磁性能が向上する。なお、図６及び図７において、電機子（アーマチャ）を符号８で示す。
【００１６】
ここで、磁気抵抗Ｒは、下記の数式（数４）により求められる。
【数４】
Ｒ＝Ｌ／μ・Ａ
Ｌ：補助磁極７とヨーク２内周面との距離
Ａ：補助磁極７の断面積
μ：空気の透磁率
この数式より、補助磁極７とヨーク２内周面との距離Ｌが大きくなる程、磁気抵抗Ｒも大きくなることが分かる。
本実施例では、周方向に隣合う主磁極３間に補助磁極７を配置しているため、図６に示す様に、補助磁極７とヨーク２内周面との距離Ｌは、補助磁極７と膨出部５の内周面との距離Ｌ2 となり、膨出部５がない時の距離Ｌ1 より大きくなる。この結果、膨出部５がない時より磁気抵抗が大きくなり、補助磁極７の減磁性能が向上するため、主磁極３間の漏洩磁束が更に低減されて出力向上を図ることができる。
【００１７】
（第４実施例）
次に、本発明の固定子を具備するスタータの実施例を図８〜図１２に基づいて説明する。
図８はスタータ１０の全体断面図である。
なお、第１〜第３実施例に記載した同一名称の部品（ヨーク２、磁極３、通しボルト４、膨出部５、アーマチャ８）については、そのまま同一符号を付けて説明する。
スタータ１０は、通電を受けて回転力を発生するスタータモータ１１、このスタータモータ１１の回転軸と同軸に配された出力軸１２、スタータモータ１１の回転力を出力軸１２へ伝達する回転力伝達手段（後述する）、出力軸１２の外周に嵌め合されたピニオン１３、このピニオン１３をエンジンのリングギヤ（図示しない）に噛み合わせる際に、ピニオン１３が出力軸１２上を移動する推力を得るためにピニオン１３の回転を規制する回転規制部材１４、ピニオン１３がリングギヤと噛み合った後にピニオン１３の後退を規制する後退規制部材１５、スタータモータ１１の後方に配置されたマグネットスイッチ１６等より構成されている。
【００１８】
（スタータモータ１１の説明）
スタータモータ１１は、ヨーク２、磁極３、アーマチャ８、ブラシ１７等より構成されている。
ヨーク２は、円筒状に設けられ、その後端側（図８の右端側）に配置される軸受保持板１８とともにハウジング１９とエンドカバー２０との間に挟持されている。
アーマチャ８は、回転軸を成すシャフト２１、このシャフト２１の外周に設けられたコア２２、このコア２２に巻装されたコイル２３等より構成され、コイル２３の後端面をコンミテータとして形成している。このアーマチャ８は、出力軸１２の後方でシャフト２１が出力軸１２と同軸に配され、シャフト２１の一端側が隔壁部２４に配設された軸受２５を介して回転自在に支持され、シャフト２１の他端側が軸受保持板１８に保持された軸受２６を介して回転自在に支持されている。隔壁部２４は、アーマチャ８と遊星歯車減速装置（後述する）とを区画するもので、ヨーク２の前端側にヨーク２と一体に設けられている。
ブラシ１７は、軸受保持板１８に係合したホルダ２７に保持され、エンドカバー２０に組み込まれたスプリング（図示しない）によりコンミテータ（コイル２３の後端面）に押圧されている。
【００１９】
（出力軸１２の説明）
出力軸１２は、その先端が軸受２８を介してハウジング１９の先端部に回転自在に支持され、後端部が軸受２９を介してセンタケース３０に回転自在に支持されている。
センタケース３０は、ハウジング１９の後端側内周に固定されて、回転力伝達手段の外周を覆っている。
【００２０】
（回転力伝達手段の説明）
回転力伝達手段は、遊星歯車減速装置と一方向クラッチとから構成される。
遊星歯車減速装置は、スタータモータ１１の回転速度を減速して、スタータモータ１１の出力トルクを増大する減速装置であり、シャフト２１の先端外周に形成されたサンギヤ３１、このサンギヤ３１の外周に噛み合う３個の遊星ギヤ３２、各遊星ギヤ３２と噛み合うインターナルギヤ３３、及び出力軸１２の後端に装着されたプラネットキャリア３４より構成される。３個の遊星ギヤ３２は、それぞれプラネットキャリア３４に固定されたピン３５に軸受３６を介して回転自在に支持されている。
一方向クラッチは、周知の機能を有するもので、プラネットキャリア３４が兼ねるクラッチアウタ、出力軸１２に設けられたクラッチインナ３７、及びローラ３８等により構成されている。
【００２１】
（ピニオン１３の説明）
ピニオン１３は、ハウジング１９の内部で出力軸１２の先端寄り外周にヘリカルスプライン嵌合されて、ピニオン１３の先端側に配されたスプリング３９により常時出力軸１２の後方（図８の右方向）へ付勢されている。
スプリング３９は、ピニオン１３の前方で出力軸１２の外周に嵌め合わされたシャッタ４０を介してピニオン１３を付勢している。シャッタ４０は、ピニオン１３の移動に連動してハウジング１９のリングギヤ側に開口する開口部（図示しない）を開閉するものである。
ピニオン１３の後端側には、ピニオン１３より外径寸法が大径で、その外周に多数の凹部４１ａが形成されたフランジ４１が一体に設けられている。なお、凹部４１ａは、ピニオン１３の外歯枚数より多く形成されている。また、フランジ４１の後端側には、スラストベアリング４２を介してピニオン１３の回転方向に回転自在なスラストリング４３が組付けられている。
【００２２】
（後退規制部材１５の説明）
後退規制部材１５は、図９（回転規制部材１４と後退規制部材１５とを図８のＡ方向から見た矢視図）に示すように、プレート４４に設けられた２つのプレート突起部４４ａ、４４ｂにそれぞれ配設された穴（図示しない）に係合する接続部１５ａと、回転規制部材１４の第１の突起部１４ａに当接する当接部１５ｂとから構成されている。後退規制部材１５の外周の一部は、スラストリング４３に設けられた２つの爪部（図示しない）によって係合され、ピニオン１３とともに、前記穴を支点として後退規制部材１５が揺動する。
プレート４４は、ハウジング１９とセンタケース３０との間に挟持され、外周に設けられた突起４４ｃ（図９参照）がハウジング１９に設けられた溝（図示しない）に係合して回転方向の位置決めがされている。
【００２３】
（回転規制部材１４の説明）
回転規制部材１４は、棒状の金属材を巻回して形成され、それぞれの先端部には、後退規制部材１５の当接部１５ｂに当接する第１の突起部１４ａと、レバー４５（後述する）に設けられた作動部４５ａに当接する第２の突起部１４ｂとが設けられるとともに、この第１、第２の突起部１４ａ、１４ｂが径方向の対向位置で同一方向へ直角に曲げ起こされて突出している。
この回転規制部材１４は、センタケース３０とプレート４４との間の空間部に収納され、第１、第２の突起部１４ａ、１４ｂがプレート４４から前方に取り出されており、空間部を図９のＢ−Ｃ方向に移動可能に配置されている。また、回転規制部材１４は、プレート４４に取り付けられたリターンスプリング４６によって常時図９のＢ方向へ付勢されており、レバー４５を介してマグネットスイッチ１６の吸引力が第２の突起部１４ｂに伝達されると、回転規制部材１４全体がリターンスプリング４６の付勢力に抗して図９のＣ方向へ移動し、マグネットスイッチ１６がオフされて吸引力が消滅すると、リターンスプリング４６の付勢力により図９のＢ方向へ移動して初期位置へ復帰する。
【００２４】
（マグネットスイッチ１６の説明）
マグネットスイッチ１６は、図８に示すように、軸受保持板１８の後端側に保持されて、エンドカバー２０の内側に配され、スタータモータ１１のシャフト２１に対して動作方向が交差するように固定されている。
このマグネットスイッチ１６は、スイッチカバー４７、コイル４８、固定鉄心４９、プランジャ５０、スプリング５１、及びロッド５２等により構成されている。
スイッチカバー４７は、磁性体製（例えば鉄製）でカップ状にプレス成形され、カバー底面（図８の下面）の中央部に、プランジャ５０を摺動自在に挿通する挿通穴が空けられている。
コイル４８は、車両の始動スイッチ（イグニッションスイッチ／図示しない）を介して車載バッテリ（図示しない）に接続され、始動スイッチがオンされて通電されることにより磁力を発生する。
【００２５】
固定鉄心４９は、コイル４８の上端側に配されて、スイッチカバー４７の開口部にかしめ固定されている。
プランジャ５０は、磁性体製（例えば鉄製）で略円柱形状を呈し、コイル４８の中空内部に固定鉄心４９と対向して配置され、コイル４８への通電時に磁化された固定鉄心４９側（図８の上方）へ吸引される。なお、プランジャ５０の底部には、レバー４５の移動部４５ｂが係合されている。
スプリング５１は、コイル４８の内周でプランジャ５０と固定鉄心４９との間に介在され、固定鉄心４９に対してプランジャ５０を図８の下方へ付勢している。即ち、コイル４８への通電が停止された時に、それまでスプリング５１の付勢力に抗して固定鉄心４９側へ吸引されていたプランジャ５０を初期位置へ復帰させる。
ロッド５２は、プランジャ５０の上部側に固定されて、コイル４８の中空内部を通り、固定鉄心４９の中央部に空けられた貫通穴を摺動自在に貫通して上方へ突出されている。
【００２６】
マグネットスイッチ１６の接点構造は、エンドカバー２０に取り付けられた端子ボルト５３、この端子ボルト５３の頭部５３ａに固定され、起動抵抗体５４が接続された固定接点５５、正極側ブラシのリード線（図示しない）に接続される主可動接点５６、この主可動接点５６に銅板を介して接続される副可動接点５７より構成される。
端子ボルト５３は、エンドカバー２０の底壁を貫通して先端側がエンドカバー２０の外部に露出した状態で取付けられ、ワッシャ５８の締め付けによりエンドカバー２０に固定されている。この端子ボルト５３は、給電線（図示しない）により車載バッテリの正極に接続されている。
固定接点５５は、エンドカバー２０の内部で端子ボルト５３の頭部５３ａに溶接等により固定されている。
主可動接点５６は、固定接点５５に対向して配置され、マグネットスイッチ１６のロッド５２に摺動自在に嵌め合わされている。
【００２７】
起動抵抗体５４は、例えばニッケル線をコイル状に巻回して設けられ、一端が固定接点５５に接続され、他端が副可動接点５７に対向して配置される。
副可動接点５７は、起動抵抗体５４に対向して配置され、マグネットスイッチ１６がオンされてプランジャ５０が吸引されると、ロッド５２の移動に伴って端子ボルト５３に電気的に接続される起動抵抗体５４に当接し、マグネットスイッチ１６がオフされると、固定鉄心４９の外側端面に当接して電気的に導通状態となっている。
なお、主可動接点５６と固定接点５５との間隔より副可動接点５７と起動抵抗体５４との間隔の方が小さく設定されており、マグネットスイッチ１６がオンされてプランジャ５０が固定鉄心４９側へ吸引された時は、主可動接点５６が固定接点５５に当接する前に副可動接点５７が端子ボルト５３に電気的に接続される起動抵抗体５４に当接して、バッテリ電圧が起動抵抗体５４を介してスタータモータ１１のアーマチャ８に印加される。
【００２８】
（レバー４５の説明）
レバー４５は、適度な弾性を有する材料、例えば鉄から形成されている。このレバー４５は、プランジャ５０に係合し、プランジャ５０に連動して移動する移動部４５ｂ（図１０参照）と、回転規制部材１４の第２の突起部１４ｂに当接して回転規制部材１４を作動させる作動部４５ａ（図９参照）と、移動部４５ｂと作動部４５ａとを連結する直線棒状の棒状部４５ｃとから構成される。この棒状部４５ｃは、図１１（固定子１の断面図）に示すように、ヨーク２の膨出部５内に配置され、アーマチャ８のシャフト２１と略平行に延びている。
移動部４５ｂと作動部４５ａは、棒状部４５ｃの軸を中心に径方向外側に向かって棒状部４５ｃの両端からそれぞれ延びており、棒状部４５ｃの軸を中心として移動部４５ｂと作動部４５ａとの成す角度は、所定の角度（例えば６０度程度）である。棒状部４５ｃは、２つの樹脂から成る軸受５９、６０によって軸支されている。一方の軸受５９はハウジング１９とセンタケース３０との間で挟持され、他方の軸受６０はエンドカバー２０と軸受保持板１８との間で挟持されている。
【００２９】
エンドカバー２０には、図１２に示すように、通しボルト４（本実施例では２本）が挿入され、且つ頭部４ａが当接する貫通穴２０ａが形成されている。そして、通しボルト４の先端の雄ネジ部４ｂをエンドカバー２０の貫通穴２０ａに貫通させて、ハウジング１９の雌ネジ部１９ａに螺合させ、エンドカバー２０とハウジング１９とを強固に固定している。なお、２本の通しボルト４は、図１１に示すように、径方向に対向するヨーク２の膨出部５内に収納されている。
また、通しボルト４及びレバー４５の棒状部４５ｃが収納されていないヨーク２の膨出部５は、ヨーク２内の空気通路を形成している。
【００３０】
次に、本実施例の作動を説明する。
乗員により始動スイッチがオンされて、マグネットスイッチ１６のコイル４８が通電されると、プランジャ５０がスプリング５１の付勢力に抗して、磁化された固定鉄心４９側へ吸引される。このプランジャ５０の移動に伴ってレバー４５の移動部４５ｂが棒状部４５ｃの軸を中心に回動し、さらに棒状部４５ｃの軸を中心にして作動部４５ａが回動することにより、作動部４５ａが回転規制部材１４の第２の突起部１４ｂに当接しながら、その回転規制部材１４が図９のＣ方向へ所定量移動して、第１の突起部１４ａがフランジ４１の外周に設けられた凹部４１ａに係合することにより、ピニオン１３の回転が規制される。
【００３１】
一方、プランジャ５０の上昇に伴って副可動接点５７が端子ボルト５３に電気的に接続されている起動抵抗体５４に当接し、起動抵抗体５４を介して正極側ブラシに通電されることによりスタータモータ１１が起動されてアーマチャ８が低電圧で印加された状態で回転する。アーマチャ８の回転は、遊星歯車減速装置で減速されて出力軸１２に伝達され、出力軸１２が回転する。この出力軸１２の回転によってピニオン１３も回転しようとするが、ピニオン１３は第１の突起部１４ａにより回転規制されていることから、出力軸１２の回転力は、ピニオン１３に対して軸方向に押し出す推力として作用する。この結果、ピニオン１３は、出力軸１２上をヘリカルスプラインに沿って前進してリングギヤと噛み合うことができる。
後退規制部材１５は、プレート４４に設けられた２つのプレート突起部４４ａ、４４ｂの穴を支点として、ピニオン１３の前進に伴ってスラストリング４３に引っ張られ、ピニオン１３とともに揺動する。また、回転規制部材１４は、ピニオン１３が完全にリングギヤに噛み合うと、第１の突起部１４ａの先端がフランジ４１の凹部４１ａから外れて、後退規制部材１５の後端側に落ち込むことにより、ピニオン１３の回転規制を解除する。
【００３２】
その後、主可動接点５６が固定接点５５に当接すると、起動抵抗体５４が短絡されてスタータモータ１１に定格電圧が印加され、アーマチャ８が高速で回転する。これにより、アーマチャ８の回転が遊星歯車減速装置を介して出力軸１２に伝達され、回転規制が解除されたピニオン１３が出力軸１２と共に回転してリングギヤを回転することによりエンジンを始動することができる。
ピニオン１３が前進してリングギヤと噛み合った状態では、ピニオン１３の先端側に配されたスプリング３９の付勢力が大きくなる。また、エンジン始動後、ピニオン１３がリングギヤによって回転されると、エンジンの回転力がヘリカルスプラインの作用によってピニオン１３を後退させる方向へ作用する。これらの力により、ピニオン１３は出力軸１２上を後退しようとするが、回転規制部材１４の第１の突起部１４ａが後退規制部材１５の当接部１５ｂに当接することによってピニオン１３の後退が規制され、ピニオン１３がアーマチャ８側に後退することを阻止できる。
【００３３】
その後、始動スイッチがオフされて、マグネットスイッチ１６のコイル４８への通電が停止されると、コイル４８の磁力が消滅することで、それまで固定鉄心４９側へ吸引されていたプランジャ５０がスプリング５１の付勢力によって初期位置へ戻される（図８で下方へ移動する）。このプランジャ５０が初期位置へ戻ることにより、レバー４５を介して回転規制部材１４の第２の突起部１４ｂに当接し下方へ押圧した力が消滅することから、回転規制部材１４はリターンスプリング４６のバネ力によって初期位置へ復帰する。この時、後退規制部材１５は、回転規制部材１４の第１の突起部１４ａが係合凹部から外れて係合状態が解除されるとともに、レバー４５の作動部４５ａが回転規制部材１４の第２の突起部１４ｂから離脱し、当接が解除される。この結果、リングギヤから後退力を受けるピニオン１３が静止位置に戻される。
以上のように、本実施例では、レバー４５の棒状部４５ｃが膨出部５の内周側に配設されている。この場合、ヨーク２の膨出部５をレバー４５の棒状部４５ｃを収納する収納スペースとして利用できるため、新たにレバー４５の棒状部４５ｃを収納するための収納スペースを設ける必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】固定子の径方向断面図である（第１実施例）。
【図２】永久磁石の斜視図である。
【図３】ヨークの膨出部近傍の断面図である。
【図４】ヨークの凹部近傍の断面図である（従来例）。
【図５】固定子の径方向断面図である（第２実施例）。
【図６】回転電機の径方向断面図である（第３実施例）。
【図７】電機子起磁力と補助磁極との位置関係を示す回転子と固定子の一部展開図である（第３実施例）。
【図８】スタータの全体断面図である（第４実施例）。
【図９】回転規制部材と後退規制部材とを図８のＡ方向から見た平面図である（第４実施例）。
【図１０】エンドカバーの内部構造を示す断面図である（第４実施例）。
【図１１】固定子の開口部を軸方向から見た正面図である（第４実施例）。
【図１２】通しボルトの締結状態を示すスタータの全体図である（第４実施例）。
【符号の説明】
１ 固定子
２ ヨーク
３ 磁極（永久磁石）
４ 通しボルト
５ 膨出部
７ 補助磁極
８ アーマチャ
１２ 出力軸
１３ ピニオン
１４ 回転規制部材
１６ マグネットスイッチ（電磁スイッチ）
４５ レバー
４５ｃ 棒状部

Claims (3)

1. 筒状ヨークの内周面周方向に永久磁石から成る複数の磁極を略等間隔に配置した固定子と、
   少なくとも前記ヨークの軸方向一端側の開口端部を閉塞する閉塞部材と、
   この閉塞部材を前記ヨークに固定するための通しボルトとを備える回転電機において、
   前記ヨークには、周方向に隣合う前記磁極間に、前記ヨーク内周面と磁極側面との交点付近を起点として内周側から外周側へ向かって膨らむ膨出部が軸方向に沿って設けられており、
   前記通しボルトが前記膨出部の内周側を通って配設されると共に、その通しボルトの中心から前記ヨークの内周面に接する２本の接線間の角度の内、前記膨出部を含む側の角度（α）が１８０度より大きいことを特徴とする回転電機。
2. 周方向に隣合う前記磁極間に補助磁極を配置したことを特徴とする請求項１に記載した回転電機。
3. 回転力を発生するアーマチャと、
   このアーマチャの回転力が伝達されて回転する出力軸と、
   この出力軸上にヘリカルスプライン結合され、前記出力軸上を移動してエンジンのリングギヤに噛み合うことができるピニオンと、
   前記出力軸上を前記ピニオンを移動させるために前記ピニオンの回転を規制する回転規制部材と、
   この回転規制部材を作動させるための駆動力を発生する電磁スイッチと、
   この電磁スイッチの駆動力を受けて前記回転規制部材を作動させるレバーと
   を備え、
   前記レバーは、前記アーマチャの径方向外側を通って直線状に延びる棒状部を有し、この棒状部が前記膨出部の内周側に配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載した回転電機。

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