JP2006271160A - Starter of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor (a starter of an internal combustion engine) which can be reduced in a manufacturing cost and can correspond to the motor characteristics of low torque/high rotation type with a small amount setting of magnetic field. <P>SOLUTION: This motor 1 has a magnetic field constituted by arranging a plurality of magnets 3 on the inner periphery of a yoke 2, wherein the dimension ratio (Lm/Lc=0.2 to 0.9) between the axial direction length Lm of the magnet 3 and the axial direction length Lc of an armature core 13 is set smaller as compared with the same dimension ratio (substantially 1.1) of a conventional armature, resulting in reducing the magnetic flux amount to obtain the characteristics of low torque/high rotation. Consequently, the inertial energy Iω<SP>2</SP>of the armature 4 becomes larger, and when, for example, the armature is applied to one or two-cylinder engine of motorcycles or the like, cranking rotation is improved (raised) to enhance the ignition performance of the engine. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、磁石界磁式の内燃機関用始動機に関する。   The present invention relates to a magnet field internal combustion engine starter.

従来、磁石界磁を有するスタータモータが公知である。例えば、非特許文献１に記載された電動機は、図５に示す様に、磁気回路を形成するヨーク１００の内周に複数個の磁石１１０が固定され、その磁石１１０の内側に電機子１２０が回転自在に配置されている。 ヨーク１００は、ハウジング１３０とエンドフレーム１４０との間に挟持されて、スルーボルト１５０の締め付けにより固定されている。磁石１１０は、ヨーク１００の内周面に周方向等間隔に配置されて、磁石界磁を形成している。
電機子１２０は、電機子軸１６０に固定された鉄心１７０に電機子コイル１８０を巻き付けて構成され、電機子軸１６０の両端が軸受１９０、２００を介してハウジング１３０とエンドフレーム１４０とに回転自在に支持されている。 Conventionally, a starter motor having a magnet field is known. For example, in the electric motor described in Non-Patent Document 1, as shown in FIG. 5, a plurality of magnets 110 are fixed to the inner periphery of a yoke 100 forming a magnetic circuit, and an armature 120 is placed inside the magnet 110. It is arranged so that it can rotate freely. The yoke 100 is sandwiched between the housing 130 and the end frame 140 and is fixed by tightening the through bolts 150. The magnets 110 are arranged on the inner peripheral surface of the yoke 100 at equal intervals in the circumferential direction to form a magnet field.
The armature 120 is configured by winding an armature coil 180 around an iron core 170 fixed to the armature shaft 160, and both ends of the armature shaft 160 are rotatable to the housing 130 and the end frame 140 via bearings 190 and 200. It is supported by.

ところで、スタータモータの磁石界磁は、低価格なフェライト磁石が一般的に用いられている（特許文献２参照）。このフェライト磁石を用いて高い回転トルクを得るためには、電機子鉄心に充分な磁束量、すなわち、充分な磁束密度を与える必要がある。このため、上記の非特許文献１に示される電動機では、電機子鉄心１７０の軸方向長さＬｃより、磁石１１０の軸方向長さＬｍの方が長く設定されている。   By the way, a low-cost ferrite magnet is generally used as the magnet field of the starter motor (see Patent Document 2). In order to obtain a high rotational torque using this ferrite magnet, it is necessary to give a sufficient amount of magnetic flux, that is, a sufficient magnetic flux density to the armature core. For this reason, in the electric motor shown in Non-Patent Document 1, the axial length Lm of the magnet 110 is set longer than the axial length Lc of the armature core 170.

近年、磁石の材質として、フェライトではなく、希土類を用いた磁石界磁式の電動機が量産化されている。希土類磁石には、ネオジム、鉄、ボロンを主成分とするネオジム磁石が採用されている。このネオジム磁石は、磁束密度が高く、同じ大きさのフェライト磁石と比較した時に、磁気エネルギ積が極めて大きくなるため、フェライト磁石を用いた場合より、電動機の小型、高性能化を実現できる。ちなみに、ネオジム磁石を用いた電動機では、ネオジム磁石の軸方向長さが、電機子鉄心の軸方向長さの約１．１倍前後に設定されている。
日本電装公開技報（整理番号２３−０５６）、発行日：１９８１年７月２０日 特許第３３４７８９０号公報 In recent years, magnet field-type electric motors using rare earths instead of ferrite as magnet materials have been mass-produced. As the rare earth magnet, a neodymium magnet mainly composed of neodymium, iron, and boron is employed. Since this neodymium magnet has a high magnetic flux density and has an extremely large magnetic energy product when compared with a ferrite magnet of the same size, the motor can be made smaller and higher performance than when a ferrite magnet is used. Incidentally, in an electric motor using a neodymium magnet, the axial length of the neodymium magnet is set to about 1.1 times the axial length of the armature core.
NIPPON ELECTRONICS ENGINEERING REPORT (Reference No. 23-056), Issue Date: July 20, 1981 Japanese Patent No. 3347890

ところが、ネオジム磁石は、グラム単価がフェライト磁石の何十倍もするため、電動機の製造コストが大幅に上昇する問題がある。
更に、２輪車等に搭載される１〜２気筒エンジン用のスタータモータは、低トルク・高回転型のモータ特性が要求されている。この理由は、電機子の慣性エネルギーＩω2 をピストン下降時に電機子に蓄えることにより、そのエネルギーをピストン圧縮に要する仕事量（負荷）に対して費やすことで、結果として、クランキングスピードを向上することが可能である。すなわち、電機子の慣性エネルギーを利用してクランキングスピードを向上するために、低トルク・高回転型の性能が設定されている。 However, neodymium magnets have a problem that the manufacturing cost of an electric motor increases significantly because the unit price in grams is tens of times that of a ferrite magnet.
Furthermore, a starter motor for a 1-2 cylinder engine mounted on a two-wheeled vehicle or the like is required to have a low torque / high rotation type motor characteristic. The reason for this is that by storing the inertial energy Iω 2 of the armature in the armature when the piston descends, the energy is consumed with respect to the work (load) required for piston compression, and as a result, the cranking speed is improved. It is possible. That is, in order to improve the cranking speed using the inertial energy of the armature, the performance of the low torque / high rotation type is set.

通常は、電機子コイルの巻き数を減らすことで、低トルク・高回転型仕様に対応しているが、２輪車等の１〜２気筒エンジン用のスタータモータは、エンジンの機種等に応じて、電機子軸の先端に歯の大きさ（モジュール）や歯数が異なるピニオンギヤが一体的に形成されているため、電機子ＡＳＳＹの種類が増えて生産工程内での識別が困難になるという問題を抱えている。
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、製造コストを低減でき、且つ、低トルク・高回転型のモータ特性を磁石界磁の少量設定で対応可能な内燃機関用始動機を提供することにある。 Normally, the number of turns of the armature coil is reduced to support low-torque and high-rotation type specifications, but starter motors for 1-2-cylinder engines such as motorcycles depend on the engine model, etc. Since the pinion gears with different tooth sizes (modules) and the number of teeth are integrally formed at the tip of the armature shaft, the number of types of armature assembly is increased, making it difficult to identify in the production process. I have a problem.
The present invention has been made based on the above circumstances, and its purpose is for an internal combustion engine that can reduce the manufacturing cost and can cope with low-torque / high-rotation type motor characteristics by setting a small amount of magnet field. It is to provide a starter.

（請求項１の発明）
本発明の内燃機関用始動機は、ヨークの内周に複数個の磁石を配置して構成される磁石界磁と、この磁石界磁の内側に回転自在に配置される電機子とを備え、磁石の軸方向長さをＬｍ、電機子の鉄心の軸方向長さをＬｃとした場合に、
Ｌｍ／Ｌｃ＝０．２〜０．９…………………（１）
上記（１）式の関係が成立していることを特徴とする。
この構成によれば、例えば、非特許文献１に記載された電動機と比較した場合に、Ｌｍ／Ｌｃの値が小さく設定されるため、界磁磁束が減少する分、低トルク・高回転型の特性が得られる。この場合、電機子コイルの巻き数を減らすことで低トルク・高回転型仕様に対応する必要はなく、磁石界磁（ヨークアッセンブリ）の少量設定で対応可能なため、生産性が向上する。 (Invention of Claim 1)
An internal combustion engine starter of the present invention includes a magnet field configured by arranging a plurality of magnets on the inner periphery of a yoke, and an armature that is rotatably disposed inside the magnet field, When the axial length of the magnet is Lm and the axial length of the armature core is Lc,
Lm / Lc = 0.2 to 0.9 (1)
The relationship of the above formula (1) is established.
According to this configuration, for example, when compared with the electric motor described in Non-Patent Document 1, the value of Lm / Lc is set to be small. Characteristics are obtained. In this case, by reducing the number of turns of the armature coil, it is not necessary to correspond to the low torque / high rotation type specification, and it is possible to cope with setting a small amount of magnet field (yoke assembly), thereby improving productivity.

（請求項２の発明）
請求項１に記載した内燃機関用始動機において、磁石は、ネオジムを主成分とする希土類磁石であることを特徴とする。
本発明の内燃機関用始動機は、請求項１に記載した様に、Ｌｍ／Ｌｃ＝０．２〜０．９に設定される。つまり、磁石の軸方向長さＬｍが電機子鉄心の軸方向長さＬｃより短く設定されるため、ネオジム磁石を用いた従来の電動機（Ｌｍ／Ｌｃ＝１．１）と比較した場合に、磁石の製造コストを低減できる。 (Invention of Claim 2)
The starter for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the magnet is a rare-earth magnet mainly composed of neodymium.
The starter for an internal combustion engine of the present invention is set to Lm / Lc = 0.2 to 0.9 as described in claim 1. That is, since the axial length Lm of the magnet is set to be shorter than the axial length Lc of the armature core, when compared with a conventional electric motor using a neodymium magnet (Lm / Lc = 1.1), the magnet The manufacturing cost can be reduced.

（請求項３の発明）
請求項１または２に記載した内燃機関用始動機において、電機子は、鉄心を支持する電機子軸の端部にピニオンギヤが一体的に形成され、このピニオンギヤを介して電機子の回転を内燃機関に伝達することを特徴とする。
本発明では、低トルク・高回転型の特性を得るために、電機子の仕様（電機子コイルの巻き数）を変更する必要はないので、電機子の種類が増えることを抑制できる。 (Invention of Claim 3)
The starter for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the armature is integrally formed with a pinion gear at an end of an armature shaft that supports the iron core, and the rotation of the armature is transmitted through the pinion gear. It is characterized by transmitting to.
In the present invention, it is not necessary to change the specifications of the armature (the number of turns of the armature coil) in order to obtain a low torque / high rotation type characteristic, and therefore it is possible to suppress an increase in the number of types of armature.

本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described in detail by the following examples.

図１は内燃機関用始動機の断面図である。
実施例１に係る内燃機関用始動機は、図１に示す様に、磁気回路を形成するヨーク２と、このヨーク２の内周に配置される複数個の磁石３と、この磁石３の内側に回転自在に配置される電機子４と、整流用のブラシ５等を有する直流電動機（以下、モータ１と呼ぶ）である。
ヨーク２は、両端が開口する円筒形状の鋼管によって製作され、ハウジング６とエンドフレーム７とに挟持されて、スルーボルト８の締め付けにより固定されている。
複数個の磁石３は、ヨーク２の内周面に周方向等間隔に配置されて、磁石界磁を形成している。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a starter for an internal combustion engine.
As shown in FIG. 1, the internal combustion engine starter according to the first embodiment includes a yoke 2 that forms a magnetic circuit, a plurality of magnets 3 disposed on the inner periphery of the yoke 2, and an inner side of the magnet 3. A DC motor (hereinafter referred to as a motor 1) having an armature 4 that is rotatably arranged, a brush 5 for rectification, and the like.
The yoke 2 is manufactured by a cylindrical steel pipe having both ends open, and is sandwiched between the housing 6 and the end frame 7 and fixed by tightening through bolts 8.
The plurality of magnets 3 are arranged on the inner peripheral surface of the yoke 2 at equal intervals in the circumferential direction to form a magnet field.

ハウジング６は、図示しないエンジンのクランクケース内に挿入される円筒部６ａが一体に設けられ、この円筒部６ａの外周には、クランクケース内のオイル漏出を阻止するＯリング９が取り付けられている。また、円筒部６ａの内周には、ベアリング１０が圧入固定されている。
エンドフレーム７には、モータ１をエンジンに取付けるための取付け用ステー７ａが一体に設けられ、この取付け用ステー７ａを介してエンジン側の取付けボスにネジ締め固定される。このエンドフレーム７には、筒状の軸受部７ｂが設けられ、この軸受部７ｂの内周にベアリング１１が圧入固定されている。 The housing 6 is integrally provided with a cylindrical portion 6a that is inserted into an engine crankcase (not shown), and an O-ring 9 that prevents oil leakage in the crankcase is attached to the outer periphery of the cylindrical portion 6a. . A bearing 10 is press-fitted and fixed to the inner periphery of the cylindrical portion 6a.
The end frame 7 is integrally provided with a mounting stay 7a for mounting the motor 1 to the engine, and is screwed and fixed to a mounting boss on the engine side through the mounting stay 7a. The end frame 7 is provided with a cylindrical bearing portion 7b, and a bearing 11 is press-fitted and fixed to the inner periphery of the bearing portion 7b.

電機子４は、電機子軸１２と、この電機子軸１２に固定される電機子鉄心１３と、この電機子鉄心１３に巻線される電機子コイル１４とを有し、電機子軸１２に整流子１５が設けられている。
電機子軸１２は、一端側が前記ベアリング１０を介してハウジング６に支持され、他端側が前記ベアリング１１を介してエンドフレーム７に支持されている。電機子軸１２の一端側端部には、ピニオンギヤ１６が形成され、このピニオンギヤ１６がベアリング１０より外側（ハウジング６の円筒部６ａより外側）に取り出されており、エンジンのアイドルギヤ（図示せず）に噛み合わされる。 The armature 4 includes an armature shaft 12, an armature core 13 fixed to the armature shaft 12, and an armature coil 14 wound around the armature core 13. A commutator 15 is provided.
One end side of the armature shaft 12 is supported by the housing 6 via the bearing 10, and the other end side is supported by the end frame 7 via the bearing 11. A pinion gear 16 is formed at one end of the armature shaft 12, and the pinion gear 16 is taken out of the bearing 10 (outside of the cylindrical portion 6 a of the housing 6), and is an engine idle gear (not shown). ).

電機子鉄心１３は、例えば、円板状の珪素鋼板を複数枚積層して電機子軸１２に圧入固定されるラミネートコアであり、電機子鉄心１３の外周には、多数の巻線用スロット１３ａがそれぞれ軸方向に沿って形成されている。
電機子コイル１４は、巻線用スロット１３ａに挿入されて電機子鉄心１３に巻線されている。
整流子１５は、互いに絶縁された複数のセグメントを電機子軸１２の外周に円筒状に配置して構成され、個々のセグメントがそれぞれ電機子コイル１４に接続されている。 The armature core 13 is, for example, a laminate core in which a plurality of disk-shaped silicon steel plates are stacked and press-fitted and fixed to the armature shaft 12. A large number of winding slots 13 a are provided on the outer periphery of the armature core 13. Are formed along the axial direction.
The armature coil 14 is inserted into the winding slot 13 a and wound around the armature core 13.
The commutator 15 is configured by arranging a plurality of insulated segments in a cylindrical shape on the outer periphery of the armature shaft 12, and each segment is connected to the armature coil 14.

ブラシ５は、整流子１５の外周に配置され、スプリング１７によって整流子１５の外周面に押し付けられている。このブラシ５には、給電用端子１８に接続される正極側ブラシ５ａと、エンドフレーム７を介してアース接続される負極側ブラシ５ｂとが設けられている。
給電用端子１８は、エンドフレーム７に取り付けられ、一端側がエンドフレーム７の内部で正極側ブラシ５ａのリード線（図示せず）に接続され、他端側がエンドフレーム７の外部に取り出されて、図示しないセルスイッチを介してバッテリに接続される。 The brush 5 is disposed on the outer periphery of the commutator 15 and is pressed against the outer peripheral surface of the commutator 15 by a spring 17. The brush 5 is provided with a positive brush 5a connected to the power supply terminal 18 and a negative brush 5b connected to the ground via the end frame 7.
The power supply terminal 18 is attached to the end frame 7, one end side is connected to the lead wire (not shown) of the positive brush 5a inside the end frame 7, and the other end side is taken out of the end frame 7, It is connected to the battery via a cell switch (not shown).

ところで、モータ１の電気性能を示すトルクＴ及び回転数（回転速度）Ｎは、以下の一般式（２）、（３）で表される。なお、Φ：磁束量、Ｉ：電機子電流、Ｖ：端子電圧、Ｒ：モータ抵抗、ｋ１：定数、ｋ２：定数である。
Ｔ＝ｋ１・Φ・Ｉ……………………（２）
Ｎ＝ｋ２（Ｖ−ＩＲ）／Φ…………（３）
上記の一般式（２）、（３）より、低トルク・高回転型のモータ仕様を得るには、磁束量Φを下げれば良いことが分かる。 Incidentally, the torque T and the rotational speed (rotational speed) N indicating the electric performance of the motor 1 are represented by the following general formulas (2) and (3). Here, Φ: magnetic flux amount, I: armature current, V: terminal voltage, R: motor resistance, k1: constant, k2: constant.
T = k1 ・ Φ ・ I …………………… （2）
N = k2 (V-IR) / Φ ………… (3)
From the above general formulas (2) and (3), it can be seen that the magnetic flux amount Φ can be lowered in order to obtain a low torque / high rotation motor specification.

また、前述した様に、１〜２気筒エンジンに対して高回転型のモータ１を適用するとクランキング回転数が上がる理由は、電機子４の慣性エネルギーＩω2 に関係がある。即ち、エンジン負荷の少ないピストン下死点近傍で電機子４の慣性エネルギーＩω2 を蓄積し、次のピストン圧縮工程における圧縮負荷に対して、蓄積された慣性エネルギーＩω2 をあてることで、クランキング回転数を上げることができる。
そこで、本実施例のモータ１は、磁石３の軸方向長さＬｍと、電機子鉄心１３の軸方向長さＬｃとの寸法比（Ｌｍ／Ｌｃ）を、従来品の同寸法比より小さくする、つまり磁束量Φを減らすことで、低トルク・高回転型のモータ仕様に対応している。 As described above, the reason why the cranking speed increases when the high-rotation type motor 1 is applied to the 1-2 cylinder engine is related to the inertial energy Iω 2 of the armature 4. That is, the inertial energy I [omega] 2 of the armature 4 is accumulated in the piston bottom dead center vicinity low engine load, the compression load in the subsequent piston compression stroke, by applying the stored inertial energy I [omega] 2, cranking The rotation speed can be increased.
Therefore, in the motor 1 of this embodiment, the dimensional ratio (Lm / Lc) between the axial length Lm of the magnet 3 and the axial length Lc of the armature core 13 is made smaller than that of the conventional product. In other words, by reducing the amount of magnetic flux Φ, it corresponds to the low-torque and high-rotation motor specifications.

図２は、Ｌｍ／Ｌｃ＝１．０８に設定された従来のモータ（通常品）と、Ｌｍ／Ｌｃ＝０．４９に設定された本発明のモータ１（検討品）を用いて、クランキング回転数を測定した結果である。なお、車両は排気量６５０ｃｃの単気筒エンジンを使用した。
図２に示される通常品と検討品は、モータ１の体格及び電機子コイル１４の巻き数が共に固定であり、磁石３の軸方向長さＬｍと、電機子鉄心１３の軸方向長さＬｃのみが異なる。また、磁石界磁には、ネオジム磁石を使用している。
上記の測定によれば、Ｌｍ／Ｌｃの値が通常品より小さい検討品の方が、電機子４の慣性エネルギーＩω2 が大きくなり、クランキング回転数が向上する結果が得られた。 FIG. 2 shows a cranking using a conventional motor (ordinary product) set to Lm / Lc = 1.08 and a motor 1 (examined product) of the present invention set to Lm / Lc = 0.49. It is the result of measuring the number of rotations. The vehicle used a single cylinder engine with a displacement of 650 cc.
In the normal product and the examined product shown in FIG. 2, the physique of the motor 1 and the number of turns of the armature coil 14 are both fixed, and the axial length Lm of the magnet 3 and the axial length Lc of the armature core 13 are shown. Only the difference. A neodymium magnet is used as the magnet field.
According to the above measurement, the examined product having a smaller value of Lm / Lc has a larger inertial energy Iω 2 of the armature 4 and the cranking speed is improved.

続いて、Ｌｍ／Ｌｃの設定範囲について説明する。
図３は、磁石３の軸方向長さＬｍを１０、２５、４０ｍｍに設定した場合に、電機子鉄心１３の軸方向長さＬｃとの寸法比（Ｌｍ／Ｌｃ）を示すグラフである。このグラフでは、Ｌｃが大きくなるに従って、同寸法比（Ｌｍ／Ｌｃ）が飽和する傾向にある。そこで、同寸法比（Ｌｍ／Ｌｃ）が略飽和する値を選定することができる。しかし、Ｌｃが大きくなると、必然的にモータ１の重量が増加するため、これを回避するためには、Ｌｍ／Ｌｃ＝０．２以上であることが望ましい。 Next, the setting range of Lm / Lc will be described.
FIG. 3 is a graph showing a dimensional ratio (Lm / Lc) to the axial length Lc of the armature core 13 when the axial length Lm of the magnet 3 is set to 10, 25, and 40 mm. In this graph, the same dimensional ratio (Lm / Lc) tends to saturate as Lc increases. Therefore, a value at which the dimensional ratio (Lm / Lc) is substantially saturated can be selected. However, when Lc increases, the weight of the motor 1 inevitably increases. To avoid this, it is desirable that Lm / Lc = 0.2 or more.

一方、性能面での寸法比（Ｌｍ／Ｌｃ）の上限は、ネオジム磁石の磁力が強力であるため、Ｌｍ／Ｌｃ＝１．１前後で充分である。しかし、ＬｃをＬｍより大きくすることで、磁石３の軸方向端面での漏洩磁束（フリンジング）を収集できるため、トルクを重視した場合の寸法比（Ｌｍ／Ｌｃ）は、図４に示す様に、０．９以下を選定すれば良い。なお、図４は、寸法比（Ｌｍ／Ｌｃ）とトルク変化率との相関を示すグラフであるが、寸法比（Ｌｍ／Ｌｃ）が０．９以下の領域では、寸法比（Ｌｍ／Ｌｃ）に対してトルク変化率が大きく異なるが、寸法比（Ｌｍ／Ｌｃ）が０．９を超えると、トルク変化率が飽和する傾向にあるため、上記の様に、トルクを重視する場合は、Ｌｍ／Ｌｃ＝０．９以下で充分である。これにより、トルクアップ分だけ磁石ボリュームを低減させることが可能であり、コスト低減を達成できる。   On the other hand, the upper limit of the dimensional ratio (Lm / Lc) in terms of performance is sufficient to be around Lm / Lc = 1.1 because the magnetic force of the neodymium magnet is strong. However, since the leakage magnetic flux (fringing) at the axial end face of the magnet 3 can be collected by making Lc larger than Lm, the dimensional ratio (Lm / Lc) when torque is emphasized is as shown in FIG. And 0.9 or less may be selected. FIG. 4 is a graph showing the correlation between the dimension ratio (Lm / Lc) and the torque change rate. In the area where the dimension ratio (Lm / Lc) is 0.9 or less, the dimension ratio (Lm / Lc). Although the torque change rate is greatly different from the above, if the dimensional ratio (Lm / Lc) exceeds 0.9, the torque change rate tends to saturate. /Lc=0.9 or less is sufficient. As a result, the magnet volume can be reduced by the amount of torque increase, and cost reduction can be achieved.

なお、図２に示した様に、通常品に使用されるネオジム磁石の寸法は、Ｌｍ＝２７ｍｍが一般的であるが、磁石３の軸方向長さを短くすることによるコスト改善の効果を考えると、Ｌｍ＝２０ｍｍ前後が良い。また、電機子鉄心１３の軸方向長さＬｃは、慣性アップより長い方が好ましいが、モータ１の重量を抑えるためには、Ｌｃ＝４０ｍｍ前後が良い。従って、ネオジム磁石を用いた場合の最適な寸法比は、Ｌｍ／Ｌｃ＝０．４〜０．６となる。   As shown in FIG. 2, the size of a neodymium magnet used for a normal product is generally Lm = 27 mm, but the effect of cost reduction by shortening the axial length of the magnet 3 is considered. And Lm = 20 mm is good. Further, the axial length Lc of the armature core 13 is preferably longer than the increase in inertia, but in order to suppress the weight of the motor 1, Lc = about 40 mm is preferable. Therefore, the optimum dimensional ratio when using a neodymium magnet is Lm / Lc = 0.4 to 0.6.

（実施例１の効果）
実施例１に記載したモータ１は、磁石３の軸方向長さＬｍと、電機子鉄心１３の軸方向長さＬｃとの寸法比（Ｌｍ／Ｌｃ）が、従来の電動機（図２に示す通常品）の同寸法比と比較した場合に、小さく設定されるため、磁束量が減少して、低トルク・高回転型の特性が得られる。この場合、電機子コイル１４の巻き数を減らすことで低トルク・高回転型仕様に対応する必要はなく、エンジンのバリエーションにも、磁石界磁（ヨークアッセンブリ）の少量設定で対応可能なため、生産性が向上する。 (Effect of Example 1)
In the motor 1 described in the first embodiment, the dimensional ratio (Lm / Lc) between the axial length Lm of the magnet 3 and the axial length Lc of the armature core 13 is a conventional electric motor (ordinary shown in FIG. 2). When compared with the same dimensional ratio of the product), the magnetic flux amount is reduced and a low torque / high rotation type characteristic can be obtained. In this case, by reducing the number of turns of the armature coil 14, it is not necessary to correspond to the low torque / high rotation type specification, and it is possible to deal with engine variations by setting a small amount of magnet field (yoke assembly). Productivity is improved.

また、上記の寸法比（Ｌｍ／Ｌｃ）を小さく設定することで、電機子４の慣性エネルギーＩω2 が大きくなるため、例えば、２輪車等の１〜２気筒エンジンに適用することで、クランキング回転数が改善（上昇）されて、エンジンの着火性が向上する。
更に、フェライト磁石と比較してグラム単価が高いネオジム磁石を使用した場合でも、同寸法比（Ｌｍ／Ｌｃ）が小さく設定されることで、従来の電動機と比較して、磁石３の製造コストを低減できる。 Moreover, since the inertial energy Iω 2 of the armature 4 is increased by setting the dimensional ratio (Lm / Lc) to be small, for example, by applying it to a 1-2 cylinder engine such as a two-wheeled vehicle, The ranking rotational speed is improved (increased), and the ignitability of the engine is improved.
Furthermore, even when a neodymium magnet having a higher gram unit price than a ferrite magnet is used, the same dimensional ratio (Lm / Lc) is set to be small, so that the manufacturing cost of the magnet 3 can be reduced compared to a conventional electric motor. Can be reduced.

内燃機関用始動機の断面図である。It is sectional drawing of the starter for internal combustion engines. クランキング回転数の実測結果である。It is an actual measurement result of cranking rotation speed. 磁石の軸方向長さと電機子鉄心の軸方向長さとの寸法比（Ｌｍ／Ｌｃ）を示すグラフである。It is a graph which shows the dimension ratio (Lm / Lc) of the axial direction length of a magnet, and the axial direction length of an armature core. 磁石の軸方向長さと電機子鉄心の軸方向長さとの寸法比（Ｌｍ／Ｌｃ）とトルク変化率との相関を示すグラフである。It is a graph which shows the correlation with the dimensional ratio (Lm / Lc) of the axial direction length of a magnet, and the axial direction length of an armature core, and a torque change rate. 電動機の断面図である（従来技術）。It is sectional drawing of an electric motor (prior art).

符号の説明Explanation of symbols

１ モータ（内燃機関用始動機）
２ ヨーク
３ 磁石
４ 電機子
１２ 電機子軸
１３ 電機子鉄心
１６ ピニオンギヤ
Ｌｍ 磁石の軸方向長さ
Ｌｃ 電機子鉄心の軸方向長さ
1 Motor (starter for internal combustion engine)
2 Yoke 3 Magnet 4 Armature 12 Armature shaft 13 Armature core 16 Pinion gear Lm Axial length of magnet Lc Axial length of armature core

Claims (3)

磁気回路を形成するヨークの内周に複数個の磁石を配置して構成される磁石界磁と、
この磁石界磁の内側に回転自在に配置される電機子とを備え、この電機子の回転を内燃機関に伝達して前記内燃機関を始動する内燃機関用始動機であって、
前記磁石の軸方向長さをＬｍ、前記電機子の鉄心の軸方向長さをＬｃとした場合に、
Ｌｍ／Ｌｃ＝０．２〜０．９…………………（１）
上記（１）式の関係が成立していることを特徴とする内燃機関用始動機。 A magnet field configured by arranging a plurality of magnets on the inner periphery of a yoke forming a magnetic circuit;
An internal combustion engine starter comprising: an armature rotatably disposed inside the magnet field; and transmitting the rotation of the armature to the internal combustion engine to start the internal combustion engine,
When the axial length of the magnet is Lm and the axial length of the armature core is Lc,
Lm / Lc = 0.2 to 0.9 (1)
A starter for an internal combustion engine, wherein the relationship of the above formula (1) is established. 請求項１に記載した内燃機関用始動機において、
前記磁石は、ネオジムを主成分とする希土類磁石であることを特徴とする内燃機関用始動機。 The starter for an internal combustion engine according to claim 1,
The starter for an internal combustion engine, wherein the magnet is a rare earth magnet mainly composed of neodymium. 請求項１または２に記載した内燃機関用始動機において、
前記電機子は、前記鉄心を支持する電機子軸の端部にピニオンギヤが一体的に形成され、このピニオンギヤを介して前記電機子の回転を前記内燃機関に伝達することを特徴とする内燃機関用始動機。
The starter for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
In the internal combustion engine, the armature is integrally formed with an end of an armature shaft that supports the iron core, and the rotation of the armature is transmitted to the internal combustion engine through the pinion gear. Starter.
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