JPH08319925A - エンジン始動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造の複雑化を招かずに、外部配線を省略
し、かつ軸方向寸法をより一層短寸化することの可能な
同軸型のエンジン始動装置を提供する。 【構成】 直流電動機３で駆動される出力軸４にスプラ
イン結合したリングギヤ駆動用ピニオン６と、直流電動
機への給電路を開閉するスイッチ７と、スイッチの可動
接点板８及びピニオンに軸方向変位を与えるべく出力軸
を外囲して設けられた円筒状アーマチュア及び励磁コイ
ルからなる電磁装置９とを有するエンジン始動装置の構
成を、直流電動機とピニオン間に電磁装置を配置すると
共に、直流電動機の整流子部２９を電磁装置側に配置
し、かつスイッチの接点を一対のブラシ３８間に配置す
るものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジン始動装置に関
し、特に、直流電動機の回転軸とピニオンの摺動軸とピ
ニオン及びスイッチ駆動用電磁装置とを同軸上に配置し
てなるエンジン始動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のエンジン始動装置は、リングギヤ
に噛合するピニオンを軸方向移動可能に支持した出力軸
と、ピニオンを軸方向に駆動する電磁装置の軸心とが、
互いに並列に配置されることが一般的である。この２軸
構成の始動装置は、電動機の側方に電磁装置が突出する
ために径方向寸法が削減できず、取り付けスペースを確
保する上に少なからぬ制約があるものであった。

【０００３】このような不都合を改善するために、出力
軸を外囲する位置に電磁装置を設けた同軸型スタータ
が、特開平１−２０８５６４号公報および特開昭６３−
９０６６６号公報に提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記２軸構
成の始動装置は、ピニオンを軸方向に駆動する電磁装置
が電動機への給電路を開閉するスイッチの駆動装置をも
兼ねており、電動機と電磁装置とが互いに並列配置され
ることから、電磁スイッチの接点とブラシ間の接続線を
最短化するために、電磁スイッチの接続端子部と電動機
の整流子部とが共に同一方向に設けられている。

【０００５】一方、特開平１−２０８５６４号公報に開
示された同軸形スタータは、従来の２軸型スタータの電
動機と電磁装置とをそのまま直列配置した構成であるた
め、軸方向寸法が長寸化しがちである上、電動機の給電
端子と電磁スイッチの端子とが軸方向に離間することと
なり、両者間の接続に外部配線を設けねばならない。ま
た、特開昭６３−９０６６６号公報に開示のものは、電
磁スイッチと整流子部とが隣接配置されているので外部
配線は省略し得るものの、電磁装置をピニオンと反対側
の端部に配置しているため、アーマチュアの変位をピニ
オンに伝達するための伝達部材が長寸となり、その処理
が厄介になりがちである。

【０００６】本発明は、このような従来技術の不都合を
解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、
構造の複雑化を招かずに、外部配線を省略し、かつ軸方
向寸法をより一層短寸化することの可能な同軸型のエン
ジン始動装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、直流電動機と、直流電動機で駆動される出
力軸と、出力軸にスプライン結合したリングギヤ駆動用
ピニオンと、直流電動機への給電路を開閉するスイッチ
と、スイッチの可動接点板及びピニオンに軸方向変位を
与えるべく出力軸を外囲して設けられた円筒状アーマチ
ュア及び励磁コイルからなる電磁装置とを有するエンジ
ン始動装置の構成を、直流電動機とピニオン間に電磁装
置を配置すると共に、直流電動機の整流子部を電磁装置
側に配置し、かつスイッチの接点を一対のブラシ間に配
置するものとすることによって達成される。

【０００８】

【作用】このような構成によれば、整流子部とスイッチ
の接点とが隣接配置されるので、ブラシとスイッチ間の
接続線を簡略化し得る。また電磁装置とピニオンとが隣
接配置されるので、両者間の伝達部材が長寸化せずに済
む。しかもスイッチの接点を一対のブラシ間に設けれ
ば、軸方向寸法をより一層短寸化し得る。

【０００９】

【実施例】以下に添付の図面に示された具体的な実施例
に基づいて本発明の構成を詳細に説明する。

【００１０】図１は、本発明に基づき構成されたエンジ
ン用始動装置としての減速機付スタータの全体図であ
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。このスタータ１は、エンジンの始動に必要な
回転力を発生するものであり、遊星歯車式減速機２を備
えた電動機３と、減速機２を介して電動機３に連結され
た出力軸４と、出力軸４上に摺動自在に設けられた一方
向ローラクラッチ５及びピニオン６と、電動機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６を軸方向に
移動させるための電磁装置９とからなっている。

【００１１】電動機３は、公知の整流子式直流電動機か
らなり、そのロータ軸１０は、図に於ける右端がボトム
プレート１１の中心に枢着され、図に於ける左端が、ロ
ータ軸１０と同軸配置された出力軸４の右端の中心に枢
着されている。

【００１２】減速機２は、電動機３のトッププレート１
２の内面に設けられている。この減速機２は、ロータ軸
１０の出力軸４に対する支持部に隣接する位置に形成さ
れたサンギヤ１３と、サンギヤ１３に噛合した複数のプ
ラネタリギヤ１４と、複数のプラネタリギヤ１４が噛合
するべくトッププレート１２の内周面に形成された内歯
リングギヤ１５とからなっている。また、複数のプラネ
タリギヤ１４を支持した支持板１６が、トッププレート
１２の中心に枢支された出力軸４の右端に結合されてい
る。

【００１３】トッププレート１２には、エンジンに対す
る固定ブラケットを兼ねるピニオンハウジング１７が接
合されている。このピニオンハウジング１７の左壁の内
面中心部に、出力軸４の左端が枢着されている。

【００１４】出力軸４の中間部の外周面には、一方向ロ
ーラクラッチ５のクラッチアウタ１８の内周部が、ヘリ
カルスプライン１９を介して結合している。このクラッ
チアウタ１８は、ヘリカルスプライン１９による出力軸
４との結合部１８ａと、出力軸４の左端に抜け止め支持
されたストッパプレート２０との間に縮設されたリター
ンスプリング２１により、常時右方へ弾発付勢されてい
る。なお、リターンスプリング２１は、クラッチアウタ
１８の内周部に形成されたスリーブ状部分１８ｂの内周
面と出力軸４の外周面との間に画成された空隙に巻装さ
れている。

【００１５】クラッチアウタ１８には、一方向ローラク
ラッチ５のクラッチインナ２２が、相対軸方向変位不能
に且つ相対回転可能に係合している。このクラッチイン
ナ２２の左端の外周部には、エンジンのリングギヤ２３
に噛合してエンジンを駆動するために、前記したピニオ
ン６が一体的に形成されている。このピニオン６が一体
形成されたクラッチインナ２２は、回転自在に且つ軸方
向変位自在に出力軸４の左端部に嵌装されている。

【００１６】ピニオンハウジング１７の中間部には、非
磁性材で形成された出力軸４を外囲する励磁コイル２４
が固設されている。この励磁コイル２４は、出力軸４が
貫通する内向きフランジ２５ａを有するカップ状のホル
ダ２５及びリング状円板２６で構成されたヨークで囲ま
れている。そして励磁コイル２４の内周面と出力軸４の
外周面との間の空隙には、磁性材で形成されたアーマチ
ュアアウタ２７とアーマチュアインナ２８とが、内外二
重に相対摺動自在に装着されている。これらアーマチュ
ア２７・２８の左端面は、ホルダ２５の内向きフランジ
２５ａの中央部の内面と対向しており、内向きフランジ
２５ａの中央部が両アーマチュア２７・２８に対するポ
ールとなっている。

【００１７】アーマチュアアウタ２７の右端は、連結プ
レート２９と、電動機３のトッププレート１２を貫通し
た連結ロッド３０とを介し、電動機３の整流子部３１に
隣接配置されたスイッチユニット７の可動接点板８に連
結されている。この可動接点板８は、連結ロッド３０に
対して軸方向変位可能に取り付けられると共に、コイル
ばね３２にて浮動的に支持されており、整流子部３１の
周囲に設けられたブラシステー３３に固設されたスイッ
チユニット７の固定接点板３４に対し、接離移動可能に
なっている。またアーマチュアアウタ２７は、励磁コイ
ル２４のホルダ２５に設けられた内向きフランジ２５ａ
との間に縮設されたリターンスプリング３５によって右
方へ常時弾発付勢されており、通常は接点間を開いた状
態で静止している。

【００１８】アーマチュアインナ２８は、クラッチアウ
タ１８に設けられたリターンスプリング２１の弾発力よ
り弱いばね力のコイルばね３６をもって、トッププレー
ト１２から左方へ常時弾発付勢されている。またアーマ
チュアインナ２８には、その左端がクラッチインナ２２
の右端に当接する非磁性材で形成されたシフタ部材３７
が結合している。

【００１９】励磁コイル２４は、スイッチユニット７に
設けられたコネクタ３８（図２参照）を介し、図示され
ていないイグニッションスイッチに電気的に接続されて
いる。

【００２０】スイッチユニット７の固定接点板３４に
は、図示されていないバッテリの陽極が電気的に接続さ
れ、スイッチユニット７の可動接点板８には、図２に併
せて示すように、一対の陽極ブラシ３９に連結された一
対のピグテール４０が、スポット溶接にて固着されてい
る。また一対の陽極ブラシ３９と線対称位置に、一対の
陰極ブラシ４１が設けられている。この陰極ブラシ４１
のピグテール４２は、後述のセンタプレート４３に接続
され、かつピニオンハウジング１７及び図示されていな
い車体を介してバッテリの陰極に接続されている。なお
スイッチユニット７は、一対の陽極ブラシ３９に挟まれ
た空間に設けられている。

【００２１】ブラシステー３１とトッププレート１２と
の間には、リング状の金属製センタープレート４３が介
設されており、減速機２と電動機３との間を隔絶してい
る。このセンタープレート４３の中心部には、その内周
面がロータ軸１０の外周面と微小間隙をおいて対向する
円筒部４３ａが、整流子部３１側へ向けて突出形成され
ている。この円筒部４３ａの遊端は、整流子部３１の軸
線方向端面に形成された凹部３１ａに入り込み、減速機
２のグリスが整流子部３１側へ漏洩することを防止して
いる。

【００２２】スイッチユニット７は、スタータ１の上方
に位置しており、ブラシステー３３に固設された固定接
点板３４および可動接点板８などの接点部は、ヨークと
してのモータケーシング４４内に於いてブラシステー３
１とカバー４５とで覆われており、スイッチユニット７
の接点部にブラシ粉が侵入することを防いでいる。

【００２３】次に上記実施例の作動要領について説明す
る。励磁コイル２４に電流を加えない静止状態にあって
は、アーマチュアアウタ２７はリターンスプリング３５
に付勢されて右方へ一杯に移動しており、これに連結さ
れた可動接点板８は固定接点板３４から離間している。
これと同時に、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６と一体をなすクラッチ
インナ２２、シフタ部材３７及びアーマチュアインナ２
８を伴って右方へ一杯に移動しており、ピニオン６とリ
ングギヤ２３との結合が断たれている。

【００２４】イグニッションスイッチをスタータオンポ
ジションにすると、励磁コイル２４に通電されてこれが
励磁される。するとアウタ・インナ両アーマチュア２７
・２８を磁束が通る磁路が形成され、アウタ・インナ両
アーマチュア２７・２８が左方へ移動する。この時、ホ
ルダ２５の内向きフランジ２５ａの中央部（ポール）に
対してアーマチュアアウタ２７側がより近接しているた
め、これがアーマチュアインナ２８に先行して移動す
る。すると連結プレート２９及び連結ロッド３０を介し
て可動接点板８が左方へ移動し、固定接点板３４に接触
する。これにより電動機３にバッテリの電力が供給さ
れ、ロータ軸１０が回転する。ここでアーマチュアアウ
タ２７のフルストロークに対して早めに可動接点板８が
固定接点板３４に接触し、かつ可動接点板８が連結ロッ
ド３０に対して軸方向変位可能に浮動支持されているの
で、コイルばね３２の押圧力が両接点８・３４間に加わ
ることになる。一方アーマチュアアウタ２７は、これの
右端側に一体形成された外向きフランジ２７ａがリング
状円板２６に当接したところで、これの左端面と内向き
フランジ２５ａの中央部との間に隙間を開けた状態で停
止する。

【００２５】ロータ軸１０が回転すると、この回転力
は、減速機２で減速されて出力軸４に伝達される。この
時、ヘリカルスプライン１９を介して出力軸４に係合し
たクラッチアウタ１８は、慣性抵抗で静止しようとする
ため、ヘリカルスプライン１９の働きによる軸方向力が
クラッチアウタ１８に加わり、クラッチアウタ１８が左
方への移動を開始する。これと同時に、アーマチュアイ
ンナ２８には励磁コイル２４による左方への吸引力とコ
イルばね３６の押圧力とが同時に作用しており、アーマ
チュアインナ２８も左方への移動を開始する。しかして
この移動力も、シフタ部材３７を介してクラッチアウタ
１８に軸方向力として加わる。

【００２６】これらの軸方向力により、リターンスプリ
ング２１の付勢力に抗してクラッチアウタ１８が左方へ
押し出され、クラッチアウタ１８と一体的に結合したク
ラッチインナ２２と一体のピニオン６も左方へ押し出さ
れる。そしてクラッチアウタ１８がストッパプレート２
０に当接すると共に、リングギヤ２３との正規噛み合い
位置にピニオン６が到達すると、出力軸４の回転力がリ
ングギヤ２３に伝達されてエンジンが起動される。この
時、アーマチュアインナ２８の左端面はホルダ２５の内
向きフランジ２５ａの中央部に当接し、アーマチュアイ
ンナ２８と一体的に移動したシフタ部材３７の左端面と
クラッチアウタ１８との間に微小な間隙が形成されてい
る。このように、ホルダ２５の内向きフランジ２５ａの
中央部に当接することで、アーマチュアインナ２８には
励磁コイル２４の吸引力が最大に作用するので、リング
ギヤ２３から抜け出す力がピニオン６に作用しても、ク
ラッチアウタ１８の右方への移動をシフタ部材３７を介
して阻止することとなり、リングギヤ２３からのピニオ
ン６の抜け出しが防止される。

【００２７】ここでフルストロークしたアーマチュア２
７・２８を静止させておくのに要する電流は、アーマチ
ュア２７・２８を起動するのに要する電流に比して小さ
くて済む。即ち、上記のように、ヘリカルスプライン１
９による軸方向力を、ピニオン６を含む一方向ローラク
ラッチ５の起動力として利用することにより、励磁コイ
ル２４の出力を低減し得るので、励磁コイル２４をより
一層小径化することができる。なお、エンジンが起動し
てピニオン６の回転速度を上回ると、一方向ローラクラ
ッチ５の作用でピニオン６が空転する点については、従
来構成と全く同様である。

【００２８】励磁コイル２４への通電を停止すると、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、並びにアーマチュアアウタ２７に対するリターン
スプリング３５の付勢力により、ピニオン６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から離間して電動機３が停止する。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、従来は、電動機の
整流子部の端子と電磁スイッチの端子とが軸方向に離間
するために両者間の接続に外部配線を設けねばならなく
なったり、電磁装置がピニオンから隔置しているため、
アーマチュアの変位をピニオンに伝達するために長寸な
伝達部材が必要であったのが、本発明によれば、整流子
部とスイッチの接点とが互いに隣接配置されるので、ブ
ラシとスイッチ間の接続線を簡略化し得る。また電磁装
置とピニオンとが隣接配置されるので、両者間の伝達部
材が長寸化せずに済む。しかもスイッチの接点を一対の
ブラシ間に設けるので、軸方向寸法をより一層短寸化し
得る。従って、本発明により、エンジン始動装置の構造
の簡略化および軸方向寸法の短寸化を推進する上に多大
な効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づいて構成されたエンジン始動装置
の断面図。

【図２】図１のII−II線に沿う断面図。

【符号の説明】

１ スタータ ２ 減速機 ３ 電動機 ４ 出力軸 ５ 一方向ローラクラッチ ６ ピニオン ７ スイッチユニット ８ 可動接点板 ９ 電磁装置 １０ ロータ軸 １１ ボトムプレート １２ トッププレート １３ サンギヤ １４ プラネタリギヤ １５ 内歯リングギヤ １６ 支持板 １７ ピニオンハウジング １８ クラッチアウタ １９ ヘリカルスプライン ２０ ストッパプレート ２１ リターンスプリング ２２ クラッチインナ ２３ リングギヤ ２４ 励磁コイル ２５ ホルダ、２５ａ 内向きフランジ ２６ リング状円板 ２７ アーマチュアアウタ ２８ アーマチュアインナ ２９ 連結プレート ３０ 連結ロッド ３１ 整流子部、３１ａ 凹部 ３２ コイルばね ３３ ブラシステー ３４ 固定接点板 ３５ リターンスプリング ３６ コイルばね ３７ シフタ部材 ３８ コネクタ ３９ 陽極ブラシ ４０ ピグテール ４１ 陰極ブラシ ４２ ピグテール ４３ センタプレート、４３ａ 円筒部 ４４ モータケーシング ４５ カバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｎ 15/06 Ｆ０２Ｎ 15/06 Ａ (72)発明者 長島 慎一 群馬県桐生市広沢町１丁目2681番地 株式 会社三ツ葉電機製作所内 (72)発明者 木村 栄一 群馬県桐生市広沢町１丁目2681番地 株式 会社三ツ葉電機製作所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電動機と、直流電動機で駆動される
   出力軸と、出力軸にスプライン結合したリングギヤ駆動
   用ピニオンと、直流電動機への給電路を開閉するスイッ
   チと、スイッチの可動接点板及びピニオンに軸方向変位
   を与えるべく出力軸を外囲して設けられた円筒状アーマ
   チュア及び励磁コイルからなる電磁装置とを有するエン
   ジン始動装置であって、 前記直流電動機と前記ピニオン間に前記電磁装置を配置
   すると共に、前記直流電動機の整流子部を前記電磁装置
   側に配置し、かつ前記スイッチの接点を一対のブラシ間
   に配置したことを特徴とするエンジン始動装置。