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自転軸16に軸受を介して回転自在に支持され、自転軸16を中心に回転する自転運動と、太陽歯車12の周囲を公転する公転運動とが可能である。遊星キャリア15は、クラッチ6のアウタ17と一体に設けられ、遊星歯車14の公転運動を拾ってアウタ17に伝達する。図2図30012クラッチ6は、カム室に配置されるローラ18を介してアウタ17からインナ19へトルクを伝達する一方、インナ19からアウタ17へのトルク伝達を遮断する一方向クラッチである。出力軸7は、図2に示すように、モータ軸4aと同一軸線上に配置されて、反モータ側(図示左側)の端部が軸受20を介してスタータハウジング21に回転自在に支持され、モータ側(図示右側)の端部にクラッチ6のインナ19が一体に設けられる。出力軸7の略中央部には、雄側の捩れスプライン7aが設けられている。この出力軸7は、モータ4に駆動されて回転することでピニオン8に回転運動を与える本発明の回転方向動作部として機能する。図20013ピニオン8は、内周に雌側の捩れスプライン8a(図5参照)が設けられ、この捩れスプライン8aが出力軸7の捩れスプライン7aに噛み合って出力軸7の軸上を初期位置と最終位置との間で移動可能に配置される。ピニオン8の初期位置は、例えば、出力軸7に設けられるストッパ部(図示せず)にピニオン8の一部(例えば、捩れスプライン8aを形成するスプライン歯のモータ側端部)が当接することで規制される。ピニオン8の最終位置は、ピニオン8がエンジン1のクランク軸1aに取り付けられるリングギヤG(図1参照)に噛み合った状態であり、図2に二点鎖線で示すように、ピニオン8の反モータ側端面(図示左端面)が出力軸7に取り付けられるピニオンストッパ22に当接することで規制される。図2図50014磁気ブレーキ装置9は、図4に示すように、強磁性体のブレーキ板23と、このブレーキ板23の反モータ側に配置される摩擦板24と、この摩擦板24を介してブレーキ板23を吸引する磁力発生部(下述する)と、ブレーキ解除コイル25等より構成される。ブレーキ板23は、遊星キャリア15に設けられるダミーピン26(図3参照)にネジ27を結合して遊星キャリア15に支持され、且つ、ダミーピン26の外周に装着されるコイルスプリング28により反摩擦板側へ付勢される。摩擦板24は、ブレーキ板23と略同一の外径を有するリング状のプレートであり、下記の位置決め部材29に係合して回転規制されている。図3図40015磁力発生部は、永久磁石30と、この永久磁石30によって磁化されるブレーキ磁極片31とを有する。永久磁石30は、樹脂等の非磁性材料で形成される位置決め部材29を介して周方向の4カ所に位置決めされ、それぞれ径方向に着磁されている。ブレーキ磁極片31は、永久磁石30の径方向外側に配置される外側磁極片31aと、永久磁石30の径方向内側に配置される内側磁極片31bとを有する。ブレーキ解除コイル25は、通電によって磁力を発生し、その磁力がブレーキ磁極片31に対して永久磁石30の磁力を打ち消す方向に働く。0016軸方向動作部10は、係合プレート37を介して内歯車13に連結される押出シリンダ32と、この押出シリンダ32の回転運動を軸方向の直線運動に変換してピニオン8に伝達する運動方向変換部(以下に説明する)とで構成される。押出シリンダ32は、請求項5に記載した本発明の回転部材であり、スタータハウジング21に形成される円筒内周面に回転可能に保持される筒形状を有し、係合プレート37を介して内歯車13と一体に回転可能に設けられる。この押出シリンダ32には、図5に示すように、捩れ溝33が形成されている。捩れ溝33は、軸方向モータ側の始端と反モータ側の終端との間で押出シリンダ32の周方向へ捩れて形成される。図50017運動方向変換部は、捩れ溝33と交差して軸方向に延びるストレート溝34と、ピニオン8に対し相対回転可能に組み付けられる押出カラー35と、この押出カラー35に保持されて捩れ溝33とストレート溝34とに係合する係合ピン36等を有する。ストレート溝34は、スタータハウジング21の円筒内周面に形成される。押出カラー35は、図2に示すように、ピニオン8の歯部よりモータ側に組み付けられて押出シリンダ32の内周に挿入され、押出シリンダ32に対し相対回転可能かつ軸方向へ移動可能に配置される。この押出カラー35には、係合ピン36を挿入するためのピン挿入孔35aが形成される。係合ピン36は、一方の端部がピン挿入孔35aに挿入され、他方の端部が捩れ溝33とストレート溝34とが交差する部位に係合している。図20018続いて、スタータ2の動作を説明する。磁気ブレーキ装置9は、ブレーキ解除コイル25が非励磁の時に、ブレーキ板23が吸引されて摩擦板24に摩擦接触することでブレーキ板23の回転が規制される。ブレーキ板23は、遊星キャリア15に対し相対回転が規制されているので、ブレーキ板23の回転が規制されることで遊星キャリア15の回転も規制される。ブレーキ解除コイル25が励磁されると、ブレーキ板23を吸引する磁力が打ち消されるため、ブレーキ板23がコイルスプリング28に付勢されて摩擦板24から離れることで、遊星キャリア15の回転規制が解除される。以下、ブレーキ解除コイル25が非励磁の状態をブレーキモードと呼び、ブレーキ解除コイル25が励磁された状態をブレーキ解除モードと呼ぶ。0019ブレーキモード時にモータ4が正方向に回転すると、遊星歯車14の自転運動により内歯車13が太陽歯車12の回転方向と逆方向に回転する。内歯車13の回転は、係合プレート37を介して押出シリンダ32に伝達され、押出シリンダ32が内歯車13と同一方向(図6に示す矢印方向)に回転する。押出シリンダ32が回転すると、その回転運動が運動方向変換部により軸方向の直線運動に変換されてピニオン8に伝達される。具体的には、押出シリンダ32の回転によって係合ピン36が捩れ溝33内を移動しながらストレート溝34内を反モータ方向へ移動し、その係合ピン36の移動が押出カラー35を介してピニオン8に作用する。ピニオン8に軸方向の押出力が働くことで、ピニオン8が出力軸7の軸上を初期位置から最終位置へ向かって移動する。図60020ピニオン8がリングギヤGに当接して軸方向の移動が一旦停止すると、押出シリンダ32の回転が規制されて内歯車13の回転が停止する。この後、モータ4の軸トルクがブレーキ板23と摩擦板24との間に働く摩擦トルクより大きくなると、摩擦板24とブレーキ板23との間に滑りが生じて遊星キャリア15の回転が許容される。これにより、モータ4のトルクがクラッチ6を介して出力軸7に伝達され、出力軸7が回転してピニオン8がリングギヤGと噛み合い可能な位置まで回転すると、押出シリンダ32が再び回転してピニオン8に軸方向の押出力が付与される。この押出力を受けてピニオン8の歯がリングギヤGの歯と歯の間に入り込むことができる。リングギヤGに噛み合ったピニオン8は、出力軸7に取り付けられるピニオンストッパ22に当接して軸方向の移動が規制される。0021ピニオン8がピニオンストッパ22に当接した後、ブレーキ解除コイル25に通電されてブレーキ解除モードに切り替わると、遊星キャリア15の回転規制が解除されるので、モータ4のトルクがピニオン8からリングギヤGに伝達されてエンジン1をクランキングする。エンジン1が完爆した後、ブレーキ解除コイル25への通電が停止されてブレーキモードに切り替わり、モータ4が逆方向に回転すると、内歯車13がクランキング時とは逆方向に回転するため、ピニオン8に軸方向の戻し力が働く。戻し力とは、ピニオン8を反リングギヤ方向へ押し戻す力である。この戻し力によりピニオン8が出力軸7の軸上を後退して初期位置まで移動した後、モータ4への通電が停止される。0022制御装置3は、図1に示すように、モード切替スイッチ38を介して磁気ブレーキ装置9の動作を制御するブレーキ制御部3aと、インバータ11を介してモータ4の動作を制御するモータ制御部3bとを有する。ブレーキ制御部3aは、ブレーキモードからブレーキ解除モードに切り替える時に、モード切替スイッチ38をオン制御してブレーキ解除コイル25に通電する。ブレーキ解除モードからブレーキモードに切り替える時に、モード切替スイッチ38をオフ制御してブレーキ解除コイル25への通電を停止する。モータ制御部3bは、ピニオン8がリングギヤGに当接する手前およびピニオンストッパ22に当接する手前でピニオン8の移動速度を抑制するピニオン速度制御を実行する。d1を端面距離と呼ぶ。この端面距離は、スタータ2とエンジン1との組み付け公差のバラツキによって変化する。従って、ピニオン速度制御を行うためには、スタータ2がエンジン1に搭載された状態で予め端面距離を正確に把握しておく必要がある。ピニオン8とリングギヤGとの間の端面距離は、モータ4の回転角度に相関する。ピニオン8が初期位置から軸方向に移動してリングギヤGに当接するまでの間に回転するモータ4の回転角度に相当する。図70024図8は、モータ4を一定速度指令で回転させた時のモータトルクの変化を表すグラフであり、時刻t1でピニオン8がリングギヤGに当接して軸方向の移動が停止した後、モータトルクが変化(増大)している。その後、ピニオン8がリングギヤGに噛み合い可能な位置(時刻t2)まで回転した後、再びモータトルクが変化(減少)する。時刻t3でピニオン8がピニオンストッパ22に到達してピニオン8の移動が停止した後、モータトルクが変化(増加)する。このように、ピニオン8を軸方向へ移動させるために必要なモータトルクと、ピニオン8の移動が規制された状態でブレーキ板23を滑らせることによりピニオン8を回転させるために必要なモータトルクとが異なる。ピニオン8がリングギヤGに当接する前と当接した後とで所定のトルク変化が現れるため、モータ4に通電してから所定のトルク変化が現れるまでのモータ4の回転角度を検知することで端面距離を把握できる。図80025モータ4の回転角度は、例えば、エンコーダやレゾルバ等の回転角センサ39(図1参照)によって検出できる。モータ4のトルクは、例えば、インバータ11よりモータ4に流れる電流を電流センサ40(図1参照)で検出し、その検出された電流値より推定できる。モータ4のトルク変化を基に把握される端面距離は、その端面距離に対応するモータ4の回転角度(以下、基準モータ回転角度と言う)としてモータ制御部3bに予め記憶される。図10026以下、モータ制御部3bによるピニオン速度制御の一例を説明する。モータ制御部3bは、例えば、図9または図10に示すように、ピニオン8がリングギヤGに当接する手前およびピニオンストッパ22に当接する手前でピニオン8の移動速度が抑制されるように、モータ4の回転速度を次第に小さく(減速)する。望ましくは、ピニオン8がリングギヤGに当接する直前およびピニオンストッパ22に当接する直前でピニオン8の移動速度が0となるように制御する。図9は、ピニオン8とリングギヤGとの間の端面距離d1が比較的小さい時のピニオン速度制御の一例であり、図10は、端面距離d1が比較的大きい時のピニオン速度制御の一例である。ピニオン8とピニオンストッパ22との間の軸方向距離d2(図7参照)は、スタータ2とエンジン1との組み付け公差の影響を受けることはなく一定である。図10図7図90027〔実施例1の作用効果〕モータ制御部3bは、ピニオン8とリングギヤGとの間の端面距離に対応するモータ4の回転角度(基準モータ回転角度)を予め記憶しているので、モータ4への通電が開始された後、ピニオン8がリングギヤGに当接する手前でピニオン8の移動速度を抑制できる。モータ4への通電を開始した後、回転角センサ39で検出されるモータ4の回転角度が基準モータ回転角度に達する前にモータ4の回転を減速することで、ピニオン8がリングギヤGに当接する前にピニオン8の移動速度を抑制できる。望ましくは、ピニオン8がリングギヤGに当接する直前にピニオン8の移動速度を0にする。その結果、ピニオン8がリングギヤGに当接する際に生じる音を低減できる。モータ4の回転が減速された状態からピニオン8をリングギヤGに噛み合わせることができるので、ピニオン8とリングギヤGとの噛み合い時に生じる騒音も小さくなる。0028さらに、ピニオン8の歯がリングギヤGの歯と歯の間に入り込んだ後、ピニオン8の移動速度を一旦大きくしてから、ピニオン8がピニオンストッパ22に当接する手前(望ましくは直前)でピニオン8の移動速度を抑制しているので、ピニオン8がピニオンストッパ22に当たる時に生じる当接音も低減できる。図9および図10に示すピニオン速度制御では、ピニオン8が端面距離d1の略中間位置へ移動するまでモータ4の回転速度を次第に大きくし、その後、ピニオン8がリングギヤGに当接するまでの間にモータ4の回転速度を次第に小さくしている。この場合、ピニオンクラッチの移動速度を適切に制御できない特許文献1の従来技術と比較して、ピニオン8がリングギヤGに噛み合うまでの時間を短縮することが可能である。これにより、実施例1のエンジン始動装置は、ピニオン8とリングギヤGとの噛み合い音の低減と、ピニオン8がリングギヤGに噛み合うまでの噛合い時間の短縮とを両立できる。図10図90029以下、本発明に係る他の実施例について説明する。実施例1と共通する部品および構成を示すものは、実施例1と同一の符号を付与し、詳細な説明は省略(実施例1を参照)する。実施例2は、エンジン1の始動要求が制御装置3に出力される前に、予めピニオン8をリングギヤGに向けて移動させる始動準備モードの一例を説明する。エンジン1の始動要求は、例えば、アイドリングストップが実行された後、運転者により発進操作(ブレーキペダルを緩める、シフトレバーをDレンジに入れる等の動作)が行われた時にエンジンECU(図示せず)から制御装置3へ出力される。0030制御装置3は、始動準備指令に応答して始動準備モードを実行する。始動準備指令は、例えば、アイドリングストップが実行された後、エンジン1の始動要求が出力される前に、エンジン回転数が所定回転数以下(例えば500rpm以下)まで低下した時にエンジンECUから制御装置3へ出力される。始動準備モードは、ブレーキ制御部3aによりモード切替スイッチ38がオフ制御された状態(ブレーキモード)でモータ制御部3bにより行われる。0031モータ制御部3bは、ピニオン8がリングギヤGに当接する手前でピニオン8が停止するようにモータ4の回転速度を制御する。ピニオン8がリングギヤGに当接する手前(望ましくはピニオン8がリングギヤGに当接する直前)でピニオン8の移動速度が0になるようにモータ4の回転を減速する。この実施例2では、始動準備モードによって予めピニオン8をリングギヤG側へ移動させておくので、エンジン1の始動要求に応答してピニオン8をリングギヤGに噛み合わせる際の騒音を小さくできる。エンジン1の始動要求が発生してからピニオン8を押し出してリングギヤGに噛み合わせる場合と比較してエンジン1の始動時間を短縮できる。1では、交流モータ4を使用する事例を記載したが、回転方向を切り替えるための正逆転回路を備えた直流モータを採用することも可能である。実施例1に記載した磁石ブレーキ装置は、永久磁石35の磁力を利用してブレーキ板29を吸引する構成であるが、永久磁石35ではなく電磁石の磁力を利用してブレーキ板29を吸引する構成でも良い。実施例1で説明したスタータ2は、ピニオン8がリングギヤGに当接する前と当接した後のモータ4のトルク変化を基に端面距離d1を把握しているが、このトルク変化を基に端面距離d1を把握する方法は、例えば、特許文献1のスタータに適用することも可能である。リングギヤページトップへこの技術を出願した法人この情報を共有FacebookTwitterGoogle+LinkedInこの技術を発明した人物この情報を共有FacebookTwitterGoogle+LinkedInページトップへ関連する挑戦したい社会課題この情報を共有FacebookTwitterGoogle+LinkedIn交通渋滞のない社会を実現する交通渋滞のない社会を実現すると、移動時のストレスがなくなり、廃棄ガス量の減少など環境問題の解決にも大きく貢献します。交通渋滞によって生じる経済的な損失は非常に大きく、2017年には国内だけで年...最終更新日:2018/06/18手足の欠損や麻痺をおぎなう社会を実現する手足の欠損や麻痺をおぎなうことが出来ると、日本国内だけでも約200万人の対象者とその家族の生活を快適にすることができます。