JP4161066B2 - 補助回転式スタータ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車等のエンジン始動時に用いられる補助回転式スタータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図8は、実開昭57−174760号公報に開示された従来の補助回転式スタータを示す電気結線図である。図8において、従来の補助回転式スタータ101では、主回路部103とこの主回路部103に並列に接続された補助回路部104とを介してバッテリ電源105にスタータモータ102が電気的に接続されている。主回路部103は、バッテリ電源105からスタータモータ102への電気的接続を開閉する主接点部106を有している。補助回路部104は、主接点部106を開閉する駆動コイル部107を有している。補助回路部104には、バッテリ電源105から駆動コイル部107への電気的接続を開閉するリレー108が設けられている。また、主回路部103には、ヒューズ109が設けられている。ヒューズ109は、主接点部106とスタータモータ102との間に配置されている。
【0003】
スタータモータ102には、主接点部106の開閉に伴って軸線方向に移動されるピニオンギヤ110が連結されている。また、ピニオンギヤ110の近傍には、エンジンに連結されたリングギヤ111が配置されている。ピニオンギヤ110は、主接点部106の閉極に伴う移動によりリングギヤ111に噛合される。
【0004】
次に、動作について説明する。まず、リレー108のON動作により、駆動コイル部107及びスタータモータ102が通電される。このとき、スタータモータ102は、駆動コイル部107を介して通電されることから、比較的小さい回転力がスタータモータ102の出力軸に出力されて補助回転状態とされる。また、駆動コイル部107に通電されることから、主接点部106が閉極動作され始めるとともに、この動作に伴ってピニオンギヤ110がリングギヤ111側に向かって移動される。従って、ピニオンギヤ110は、補助回転されながら移動される。
【0005】
この移動によりピニオンギヤ110は、リングギヤ111の表面に当接される。このとき、補助回転を伴っていることから、ピニオンギヤ110はリングギヤ111の表面に押圧されながら摺動される。この摺動によりピニオンギヤ110の各歯がリングギヤ111の各歯の間の挿入位置に達したところで、ピニオンギヤ110の各歯がリングギヤ111の各歯の間に挿入され、ピニオンギヤ110はリングギヤ111に噛合される。また、この噛合と同時に主接点部106は閉極される。主接点部106が閉極されると主回路部103に電流が流れ、スタータモータ102が高速回転されてエンジンがクランキングされる。
【0006】
このような補助回転式スタータ101では、例えばクランキングあるいはオーバーラン等での長時間の通電によって、主回路部103及び補助回路部104が異常高温になる虞があるが、主回路部103に設けられたヒューズ109が溶断されることによってこの異常高温が防止される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スタータモータ102に通電される電流値は補助回転時よりもクランキング時のほうが大きいので、主回路部103に設けられたヒューズ109の遮断容量は、クランキング時に通電される電流値を基準に設定される。しかし、このようなヒューズ109の容量設定では、補助回転時の電流は遮断されない。このことから、例えば異物あるいは傷等の引っかかりでピニオンギヤ110がリングギヤ111に完全に噛合されないことによってスタータモータ102の補助回転が連続される場合には、駆動コイル部107は長時間通電されコイル被膜が溶損されてしまうという問題点があった。
【0008】
そこでこの発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするもので、始動時の長時間の通電によって駆動コイル部が熱損傷されることを防止する補助回転式スタータを得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る補助回転式スタータは、電源からの通電により駆動されるスタータモータと、スタータモータ及び電源の間に接続され、主接点部を有する主回路部と、主接点部を開閉する駆動コイル部を有し、リレーコイル部の通電の有無により電源と駆動コイル部との電気的接続を開閉するリレー接点部が設けられ、主接点部に対して並列に接続される補助回路部と、補助回路部の駆動コイル部とリレー接点部との間に設けられ、所定の温度で溶断されることにより駆動コイル部への通電を遮断する可溶体を有し、外部に露出されたヒューズとを備えている。
【0011】
また、可溶体の溶融温度は、駆動コイル部が通電による熱損傷を受ける前に溶断するように設定されている。
【0012】
また、可溶体は、銅よりも溶融温度の低い材料で形成されている。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る補助回転式スタータの電気結線図である。図1において、補助回転式スタータ1では、スタータモータ3は、主回路部4とこの主回路部4に対して並列な補助回路部5とを介して電源2に電気的に接続されている。主回路部4は、電源2からスタータモータ3への電気的接続を開閉する主接点部7を有している。補助回路部5は、主接点部7を開閉する駆動コイル部8を有している。また、補助回路部5には、ヒューズ6と、電源2から駆動コイル部8及びスタータモータ3への電気的接続を開閉するリレー接点部13とが設けられている。ヒューズ6は、電源2とリレー接点部13との間に配置されている。このヒューズ6は、接続端子32を介して電源2に電気的に接続され、接続端子33を介してリレー接点部13に電気的に接続されている。
また、電源2には、始動回路部14が接続されている。この始動回路部14には、リレー接点部13を開閉させるリレーコイル部15、及びこのリレーコイル部15と電源2との電気的接続を開閉するキースイッチ16が設けられている。
さらに、主接点部7を開閉及び閉極保持させる保持コイル部17が駆動コイル部8及びスタータモータ3に対して並列に接続されている。なお、駆動コイル部8及び保持コイル部17は、接続端子34を介してリレー接点部13に電気的に接続されている。
【0014】
主接点部7は、接続端子28を介して電源2に電気的に接続された電源側固定接触子9と、接続端子29を介してスタータモータ3に電気的に接続されたスタータモータ側固定接触子10と、電源側固定接触子9及びスタータモータ側固定接触子10に接離するように移動可能に設けられた可動接触子11とを有している。この可動接触子11は、駆動コイル部8及び補助コイル部17の通電により駆動される棒状の可動部12に取り付けられている。
【0015】
リレー接点部13は、接続端子30を介して電源2に電気的に接続された第1固定接触子19と、接続端子31を介して駆動コイル部8に電気的に接続された第2固定接触子20と、第1固定接触子19及び第2固定接触子20に接離するように移動可能に設けられたリレー可動接触子21とを有している。
【0016】
ここで、駆動コイル部8及び保持コイル部17によって主コイル部18が構成されている。また、主接点部7、主コイル部18及び可動部12から電磁スイッチ24が構成されている。さらに、リレー接点部13及びリレーコイル部からリレースイッチ37が構成されている。
【0017】
図2は、図1の補助回転式スタータの側断面図であり、図3は、図2の矢印Aに沿って視た正面図である。図2及び図3において、スタータモータ3は、電磁スイッチ24とともにハウジング39に取り付けられている。スタータモータ3の出力軸には、エンジンに連結されたリングギヤ26に噛合されるピニオンギヤ23がオーバーランニングクラッチ22を介して連結されている。また、電磁スイッチ24は、可動部12の軸線がスタータモータ3の軸線に平行になるようにスタータモータ3に隣接されて設けられている。可動部12は、一端部12aに可動接触子11が取り付けられ、他端部12bに小径部25a及び円板部25bを有する係止部25が形成されている。
【0018】
また、可動部12とスタータモータ3の出力軸とはレバー27によって連結されている。このレバー27は、可動部12の軸線とスタータモータ3の軸線との間に配置されたピン部材36に回動自在に設けられている。さらに、レバー27は、一端部27aが係止部25の小径部25aに配置され、他端部27bがスタータモータ3及びオーバーランニングクラッチ22の間に配置されている。
【0019】
ハウジング39には、取付部材40を介してリレースイッチ37が取り付けられている。また、リレースイッチ37には、ヒューズ6が搭載されユニット化されている。
【0020】
ここで、ヒューズ6は、通電による温度上昇により溶断される可溶体35を有している。この可溶体35は、主コイル部18への通電時間が正常の補助回転動作時よりも長時間である場合に溶断されるようになっている。即ち、可溶体35は、駆動コイル部8が通電による熱損傷を受ける前に溶断されるように溶融温度が設定されている。この可溶体35は、銅(溶融温度1083℃)よりも溶融温度の低い材料である亜鉛(Zn、溶融温度420℃)により形成されている。このヒューズ6は、交換可能に外部に露出されて設けられている。
【0021】
なお、接続端子28、29及び34は、電磁スイッチ24に取り付けられている。また、接続端子30、31は、ヒューズ6に取り付けられている。さらに、これらの接続端子28乃至34は、ボルト及びナットから構成されている。
【0022】
このように構成された補助回転式スタータ1は、エンジン始動時に以下のように動作される。まず、キースイッチ16がON動作されて、リレーコイル部15に通電される。この通電によるリレーコイル部15の電磁作用によってリレー接点部13は閉極される。リレー接点部13が閉極されると、電源2から補助回路部5を介してスタータモータ3に通電される。この通電によりスタータモータ3は駆動されるが、スタータモータ3に直列接続された駆動コイル部8にも通電されることから、比較的小さい回転力がスタータモータ3の出力軸に出力されて補助回転状態とされる。このとき、駆動コイル部8及び保持コイル部17の電磁作用によって可動部12も移動される。この可動部12の移動に伴って、主接点部7の可動接触子11は電源側固定接触子9及びスタータモータ側固定接触子10に向かって移動されるとともに、レバー27も一端部27aが係止部25に係止されつつ移動されてピン部材36を中心に回動される。この回動に伴って、オーバーランニングクラッチ22は、レバー27の他端部27bによって押圧され、ピニオンギヤ23とともに押圧方向に移動される。
【0023】
その後、ピニオンギヤ23は、リングギヤ26の表面に当接される。このとき、補助回転を伴っていることから、ピニオンギヤ23はリングギヤ26の表面に押圧されながら摺動される。この摺動によりピニオンギヤ23の各歯がリングギヤ26の各歯の間の挿入位置に達したところで、ピニオンギヤ23の各歯がリングギヤ26の各歯の間に挿入され、ピニオンギヤ23はリングギヤ26に噛合される。このとき、主接点部7の可動接触子11も電源側固定接触子9及びスタータモータ側固定接触子10に接触して主接点部7が閉極される。
【0024】
主接点部7が閉極されると、駆動コイル部8の両接続端子29、34間の電位差がほとんど無くなることから、主接点部7の閉極保持に必要な微小電流が保持コイル部17に流れるだけで、ほとんどの電流が主回路部4を介してスタータモータ3に供給される。このとき、大きな回転力がスタータモータ3の出力軸に出力されてクランキング状態とされる。
【0025】
何らかの原因、例えばピニオンギヤ23あるいはリングギヤ26の変形等によってピニオンギヤ23がリングギヤ26に完全に噛合されない場合、補助回路部5に通電されても主接点部7は閉極されない。このように、補助回路部5に通電されているにもかかわらず主接点部7が閉極されない状態、即ち補助回転状態が続くと、補助回路部5は温度上昇される。その後、ヒューズ6の可溶体35は、この温度上昇により補助回路部5が異常温度状態となる前に溶断される。
【0026】
従って、このような補助回転式スタータ1においては、何らかの原因によってピニオンギヤ23がリングギヤ26に完全に噛合されない場合でも、ヒューズ6における可溶体35の溶断により補助回転状態が長時間維持されることが防止され、駆動コイル部8のコイル被膜が溶損されることを防止することができる。
【0027】
また、ヒューズ6は、クランキング状態で大電流が流れる主回路部4ではなく、駆動コイル部8が接続された補助回路部5に設けられているので、駆動コイル部8の通電電流値を基準に遮断容量を設定することができ、クランキング状態の主回路部4の通電電流値が確保されたまま駆動コイル部8のコイル被膜が溶損されることを防止することができる。
【0028】
また、ヒューズ6の可溶体35は、銅よりも溶融温度の低い亜鉛で形成されているので、周囲の部品、例えばヒューズ6の支持部材等に熱損傷を与えることを抑制することができる。さらに、可溶体35は、断面積が極端に小さくされることなく長時間の通電によって溶融温度に達するように作製されることができるので、強度が維持されたまま遮断容量が小さく確保されるようにすることができる。従って、可溶体35は、例えば振動による切断の発生も抑制される。
【0029】
また、ヒューズ6は、外部に露出されて取り付けられているので、溶断された場合でも新しいヒューズと容易に交換することができる。
【0030】
実施の形態2.
図4は、この発明の実施の形態2に係る補助回転式スタータの電気結線図である。また、図5は、図4の補助回転式スタータを示す正面図である。図4及び図5において、補助回転式スタータ41におけるヒューズ6は、補助回路部5のリレー接点部13と主コイル部18との間に設けられている。即ち、ヒューズ6は、接続端子33がリレー接点部13の接続端子31に電気的に接続され、端子32が主コイル部18の端子34に電気的に接続されている。なお、接続端子28と接続端子30とは、ヒューズを介さず電気的に接続されている。
他の構成は実施の形態1と同様である。
【0031】
従って、補助回転式スタータ41も、ヒューズ6が補助回路部5に設けられているので、駆動コイル部8の通電電流値を基準に遮断容量を設定することができ、クランキング状態の主回路部4の通電電流値が確保されたまま駆動コイル部8のコイル被膜が溶損されることを防止することができる。
【0032】
また、ヒューズ6の可溶体35は、銅よりも溶融温度の低い亜鉛で形成されているので、周囲の部品、例えばヒューズ6の支持部材等に熱損傷を与えることを抑制することができる。さらに、可溶体35は、断面積が極端に小さくされることなく長時間の通電によって溶融温度に達するように作製されることができるので、強度が維持されたまま遮断容量が小さく確保されるようにすることができる。従って、可溶体35は、例えば振動による切断の発生も抑制される。
【0033】
また、ヒューズ6は、外部に露出されて取り付けられているので、溶断された場合でも新しいヒューズとの交換を容易にすることができる。
【0034】
実施の形態3.
図6は、この発明の実施の形態3に係る補助回転式スタータの電気結線図である。また、図7は、図6の補助回転式スタータを示す正面図である。図6及び図7において、補助回転式スタータ51におけるヒューズ6は、補助回路部5に設けられている。また、ヒューズ6は、駆動コイル部8とスタータモータ3との間に設けられている。即ち、ヒューズ6は、接続端子33が駆動コイル部8に電気的に接続され、接続端子32が接続端子29に電気的に接続されている。また、ヒューズ6は、リレースイッチ36にではなく電磁スイッチ24に取り付けられている。なお、接続端子28と接続端子30とは、ヒューズを介さず電気的に接続されている。
他の構成は実施の形態1と同様である。
【0035】
従って、補助回転式スタータ41は、実施の形態1と同様の効果を奏するとともに、ヒューズ6が電磁スイッチ24に取り付けられていることから、補助回転式スタータ41からリレースイッチ36が分離されている場合であっても、一般に用いられるリレースイッチが補助回転式スタータ41に接続されることによって、長時間の補助回転状態が防止されることができる。従って、リレースイッチは、正常の補助回転動作時における補助回路部5の電流を遮断できる接点開閉容量を有するものであれば、その仕様に関係なく適用されることができる。
【0036】
なお、実施の形態1及び実施の形態2においても、補助回転式スタータは、ヒューズ6が電磁スイッチ24に取り付けられることもできるので、上記と同様に一般に用いられるリレースイッチが適用されることもできる。
【0037】
また、上記各実施の形態において、ヒューズの可溶体は、銅よりも溶融温度が低い材料であってもよいので、例えば亜鉛合金、すず(Sn、溶融温度232℃)、鉛(Pb、溶融温度327℃)、これらの合金、又はアルミニウム(Al、溶融温度660℃)であっても構わない。これらを材料とする可溶体は、銅を材料とする可溶体に比べて断面積が大きいので、耐振性及び遮断容量が確保される。従って、可溶体は、溶融温度が200〜700℃程度の導電性材料で形成されるものであれば構わない。
【0038】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明に係る補助回転式スタータは、電源からの通電により駆動されるスタータモータと、スタータモータ及び電源の間に接続され、主接点部を有する主回路部と、主接点部を開閉する駆動コイル部を有し、リレーコイル部の通電の有無により電源と駆動コイル部との電気的接続を開閉するリレー接点部が設けられ、主接点部に対して並列に接続される補助回路部と、補助回路部の駆動コイル部とリレー接点部との間に設けられ、所定の温度で溶断されることにより駆動コイル部への通電を遮断する可溶体を有するヒューズとを備えているので、駆動コイル部の通電電流値を基準に遮断容量を設定することができ、クランキング状態の主回路部の通電電流値が確保されたまま駆動コイル部のコイル被膜が溶損されることを防止することができる。
【0040】
また、可溶体の溶融温度は、駆動コイル部が通電による熱損傷を受ける前に溶断するように設定されているので、駆動コイル部のコイル被膜が溶損されることを防止することができる。
【0041】
また、可溶体は、銅よりも溶融温度の低い材料で形成されているので、周囲の部品、例えばヒューズの支持部材等に熱損傷を与えることを抑制することができる。さらに、可溶体は、断面積が極端に小さくされることなく長時間の通電によって溶融温度に達するように作製されることができるので、強度が維持されたまま遮断容量が小さく確保されるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1に係る補助回転式スタータの電気結線図である。
【図2】 図1の補助回転式スタータの側断面図である。
【図3】 図2の矢印Aに沿って視た正面図である。
【図4】 この発明の実施の形態2に係る補助回転式スタータの電気結線図である。
【図5】 図4の補助回転式スタータを示す正面図である。
【図6】 この発明の実施の形態3に係る補助回転式スタータの電気結線図である。
【図7】 図6の補助回転式スタータを示す正面図である。
【図8】 従来の補助回転式スタータの電気結線図である。
【符号の説明】
1,41,51 補助回転式スタータ、2 電源、3 スタータモータ、4 主回路部、5 補助回路部、6 ヒューズ、7 主接点部、8 駆動コイル部、35 可溶体。
Claims (3)
- 電源からの通電により駆動されるスタータモータと、
前記スタータモータ及び前記電源の間に接続され、主接点部を有する主回路部と、
前記主接点部を開閉する駆動コイル部を有し、リレーコイル部の通電の有無により前記電源と前記駆動コイル部との電気的接続を開閉するリレー接点部が設けられ、前記主接点部に対して並列に接続される補助回路部と、
前記補助回路部の前記駆動コイル部と前記リレー接点部との間に設けられ、所定の温度で溶断されることにより前記駆動コイル部への通電を遮断する可溶体を有し、外部に露出されたヒューズと
を備えたことを特徴とする補助回転式スタータ。 - 前記可溶体の溶融温度は、前記駆動コイル部が通電による熱損傷を受ける前に溶断するように設定されていることを特徴とする請求項1に記載の補助回転式スタータ。
- 前記可溶体は、銅よりも溶融温度の低い材料からなっていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の補助回転式スタータ。
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