JPS635398Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は自動車エンジンの始動などに用いられ
る始動用電動機の起動回路に関し、更に具体的に
は、駆動電力を供給したにもかかわらず始動用電
動機が起動しなかつた場合の部品の焼損を避ける
装置を備えているそのような回路に関する。

始動用電動機によつてエンジンを始動すると
き、始動用電動機に対する起動スイツチを入れる
とピニオンがリングギヤに噛み合う位置に飛び出
すと共に電動機には駆動電力が供給されるが、ピ
ニオンとリングギヤとの噛み合いが不具合いの場
合は、電動機が起動されないばかりか、電動機に
過大電流が流れてそれを焼損させてしまう恐れが
ある。これを防止するための手段としてブロツキ
ングリレーが用いられている。このブロツキング
リレーは、電動機に電源を接続した後一定時間内
にそれが起動しない場合は、電源を所定時間の間
切り離した後再び接続するという操作を自動的か
つ繰返し的に行なうリレーである。このようなリ
レーは、起動スイツチ投入後電動機に駆動電力が
供給されるまでの時間を定めるオフ−オン時間設
定用タイマー回路と、電動機に駆動電力が供給さ
れた後起動の失敗の検出により電力供給をしや断
するまでの時間を定めるオン−オフ時間設定用タ
イマー回路とを含むリレー制御回路を有する。

上述した種類の従来のブロツキングリレーで
は、電子式のものの場合、オフ−オン時間設定用
タイマー回路とオン−オフ時間設定用タイマー回
路は個々に動作させ２つの機能を交互に働らかせ
る必要があつた。そのため、オフ−オン時間設定
用タイマー回路とオン−オフ時間設定用タイマー
回路を１つにまとめて使用する場合であつても、
オフ−オン時間設定用タイマー回路を使用してオ
ンからオフへの切り換えを行なうには必ず電源回
路をオフにするリセツト回路の組込みが必要であ
り、回路が複雑にならざるを得なかつた。すなわ
ち、タイマー回路の時限回路には一般に抵抗−コ
ンデンサ時定数回路が用いられており、１つのタ
イマー回路で２つの動作を行なう場合、オフ−オ
ン動作に抵抗−コンデンサ時定数回路の充電特性
を利用したとすれば、オン−オフ時にはそれの放
電特性を利用する必要があり、そのための切替回
路が必要であつた。

本考案の目的は、上記した従来技術の欠点を除
去し、構成が簡単でしかも極めて小型にしうる始
動用電動機起動回路を提供することにある。

以下本考案をその好ましい実施例を示す図面を
参照しながら説明する。

第１図はエンジン始動用に用いられた場合の本
考案の実施例を示す概略回路図、第２図は第１図
の回路で用いられているリレーに対する制御回路
の構成例を示す図、第３図は第２図に対する動作
波形説明図である。第１図において、ＰおよびＮ
はそれぞれ正および負の電源端子、SPは始動用
電動機SMの外面に取付けられている電磁接触器
であり、電磁ソレノイドと、この電磁ソレノイド
の内側に設けられ、この電磁ソレノイドの電磁力
によつて移動し、その一端に係合するシフトレバ
ーを介して始動用電動機SMの回転子の一端に備
えられたピニオンギヤを前後に動かすプランジヤ
と、このプランジヤの移動によるピニオンの噛み
合い状態によつてオンオフし、電磁ソレノイドが
非通電時に開放している常開接点SPaとを備えて
いる。

８８Saは第２図に示すリレー８８Ｓの常開接
点、Shは前記電磁接触器SPに組込まれかつ電磁
ソレノイドと同芯に巻付けられているものであり
電磁接触器SPの電磁ソレノイドと同様にピニオ
ンの飛出しを制御しかつ電磁ソレノイドで動作し
たプランジヤをピニオンギヤが離脱しないように
保持する役目を行つている保持用のソレノイドで
ある。なおこの電磁接触器SPは一般に知られた
ものである。

Ｍはピニオンのリングギヤに対する噛み合いが
完全で始動用電動機SMが起動したか或いはその
噛み合いが不完全で電動機SMが起動しないかを
検出するために設けた電動機SMの電機子電圧検
出用端子である。

第１図の回路は、簡単に云えば、接点８８Sa
が閉じている間は電磁接触器SPの電磁ソレノイ
ド及び保持用のソレノイドShが作動されてピニ
オンが噛み合い位置に飛び出すと前記プランジヤ
に連動している接点SPaの閉成により電動機SM
に駆動電力が供給され、逆に、接点８８Saが開
いている間はピニオンは噛み合い位置と逆の位置
をとりかつ電動機SMには駆動電力は供給されな
いようにしたもので、第２図の回路はその接点８
８Saの開閉を制御する。

第２図のリレー制御回路は図示されたように接
続された直流電源端子Ｐ，Ｎ、電動機起動スイツ
チ４、リレーコイル８８Ｓ、充放電用抵抗Ｒ３１
０とコンデンサＣ３０４からなる時定数回路、反
転増幅器HIC−４、および、第１図で言及した端
子Ｍを有する。その他の図示されている構成要素
は、抵抗Ｒ３１３、ツエナーダイオードＤ３０
６、コンデンサＣ３０５、抵抗Ｒ３１２およびＲ
３１１、ダイオードＤ３１８、抵抗Ｒ３０９、ダ
イオードＤ３１６で、これらは端子Ｍに現われる
電圧のコンデンサＣ３０４への結合および反転増
幅器HIC−４の動作上必要とされるものである。
電源端子Ｐ，Ｎ間の電圧Eoは、始動用電動機の
電源電圧が直流24ボルトに選ばれている場合は、
同じく直流24ボルトに選ばれるのが好ましいの
で、以下の説明はEo＝24ボルトで端子Ｍに現わ
れる電圧も24ボルトの場合を考えているものとす
る。なお、ツエナーダイオードＤ３０６のツエナ
ー電圧EzはEo／２以上且つ反転増幅器HIC−４
をONさせる電圧、即ちここでは16ボルトに選ば
れている。

エンジン始動時において、起動スイツチ４が閉
じられ、これにより電源端子Ｐからリレーコイル
８８Ｓおよび抵抗Ｒ３１０を通してコンデンサＣ
３０４は充電され、コンデンサＣ３０４の電圧
Ecは第３図イに実線で示すように０ボルトから
次第に16ボルトに近づく。

反転増幅器HIC−４は、入力電圧が０ボルトか
ら上昇して16ボルトになる間、その出力端子に電
源端子Ｎに対して＋24を発生し、16ボルト以上に
上昇するとその出力端子は０ボルトになる。そし
て、反転増幅器HIC−４は、入力電圧が16ボルト
から下降して８ボルトになる間、その出力端子に
０ボルトを発生し、８ボルト以下に下降するとそ
の出力端子は24ボルトになる、ヒステリシス特性
を有している。また、第２図の例ではリレー８８
Ｓには定格24ボルトのものが用いられ、このよう
なリレーは一般に定格電圧の約67％、すてわち16
ボルト程度で動作し、一たん動作すると電圧が定
格の約33％、すなわち８ボルト程度まで低下しな
いと復帰しないという特性を有する。上記のよう
にコンデンサＣ３０４が充電されていくと、それ
に従つて反転増幅器HIC−４の出力電圧Eoutは
減少し、従つてリレーコイル８８Ｓ両端間に加わ
る電圧は増していき、リレーコイル８８Ｓの両端
間の電圧Esが16ボルト程度に達すると、リレー
８８Ｓは作動され、その接点８８Saが閉じる。
これは第３図に示された時点t₁で生ずる。なお、
t₀はコンデンサＣ３０４の充電開始時点、すなわ
ち起動スイツチ閉成時点を表わす。

ここで接点SPaはピニオンの噛み合い状態によ
つてオンオフする機械的な接点であり、ピニオン
が噛み合つた場合はSPaはオンとなり電動機SM
は駆動され、逆起電力が生じて端子Ｍの電圧はほ
ぼ電源電圧まで上昇する。しかし、ピニオンが噛
み合わない場合はSPaはオフとなり、端子Ｍの電
圧はほぼ０になる。なお、電磁接触器SPが不動
作になると接点SPaは開成される。

ピニオンのリングギヤとの噛み合いが完全で電
動機SMが起動したときには、端子Ｍに＋24ボル
トの電圧が現われる。コンデンサＣ３０４は時点
t₁以後においても更に充電され、その電圧Ecが16
ボルトになると、反転増幅器HIC−４の出力電圧
Eoutは０ボルトとなり、コンデンサＣ３０４の
充電は終り抵抗Ｒ３１０を通しての放電が開始さ
れるのであるが、しかしながらこの場合は、コン
デンサＣ３０４には端子Ｍ側からツエナーダイオ
ードＤ３０６によつて規制された16ボルトの電圧
が加わるので、コンデンサ電圧Ecは16ボルトを
維持する。このようにコンデンサＣ３０４の最初
の充電動作で電動機SMが起動した場合の動作を
全体的に分り易く示すため、コンデンサ電圧Ec
の波形、反転増幅器HIC−４の出力電圧Eoutの
波形、リレーコイル８８Ｓ両端間に加えられる電
圧Esの波形、および、リレー８８Ｓのオン，オ
フの状態が第３図イ，ロ，ハおよびニに実線で示
されている。

これに反し、ピニオンとリングギヤとの噛み合
いが不完全で電動機SMが起動しない場合は、端
子Ｍに＋24ボルトの電圧は現われず、従つて、抵
抗３１０を通して充電され第３図イに破線で示す
ように、時点t₁後僅か後のコンデンサ電圧Ecが＋
16ボルトとなりEoutが０ボルトとなる時点で、
コンデンサＣ３０４の抵抗３１０を通しての放電
が開始される。コンデンサ電圧Ecが減少するに
つれてリレーコイル８８Ｓの両端間に加えられる
電圧Esも減少する。しかしながら、前述したよ
うに、このようなリレー８８Ｓは一たん作動され
た後はそれへの印加電圧が定格の約33％、すなわ
ち８ボルト程度にまで低下しないと非作動状態に
復帰しないという特性を有する。第３図ハに破線
で示すように時点t₂で電圧Esが８ボルト程度の電
圧に達すると、リレー８８Ｓは第３図ニに破線で
示すように非作動状態となる。その後にコンデン
サ電圧Ecが０ボルトに達すると、コンデンサＣ
３０４は最初の充電動作におけるのと同じように
して再充電される。このような再充電および放電
は電動機SMが起動されるまで繰返される。この
ようにコンデンサＣ３０４の最初の充電動作で電
動機SMが起動しない場合の前述した電圧Ec、
EoutおよびEsの波形ならびにリレー８８Ｓの状
態は全体的に第３図イ〜ニに破線で示されてお
り、同図中t₃からt₄までの時間内に生ずる動作は
t₁からt₂までの時間内に生ずる動作と同じであ
り、また、t₂からt₃までの時間内に生ずる動作は
t₂からそのすぐ後にEcが０になるまでの時間内の
動作を除いて考えればt₀からt₁までの時間内に生
ずる動作と同じである。起動スイツチ閉成直後の
充電期間t₀からt₁までだけが他の充電期間t_2oから
t₂n＋１（ｎ＝１，２，……）と較べて僅かな放電
期間を有している点で異なつているのである。

以上説明したように、本考案は集積回路で構成
される増幅器の極性反転増幅機能を利用すると共
に抵抗−容量時定数回路の抵抗とコンデンサの回
路を個々に分離し、充放電切替回路を削除して回
路を簡単化させたもので、他のブリント板である
自動始動回路に統合でき、費用の点のみならず使
用の融通性の点で極めて有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図はエンジン始動用に用いられた場合の本
考案の実施例を示す概略図、第２図は第１図の回
路で用いられているリレーに対する制御回路の構
成例を示す図、第３図は第２図に対する動作波形
説明図である。 Ｐ，Ｎ……直流電源端子、SC……始動用電動
機、８８Ｓ……リレー、８８Sa……リレーの常
開接点、SP……電磁接触器、SPa……電磁接触
器の常開接点、４……起動スイツチ、Ｒ３１０…
…抵抗、Ｃ３０４……コンデンサ、HIC−４……
反転増幅器、Ｍ……電動機動作状態検出信号出力
端子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 作動状態では始動電動機と被始動機とを機械的
   に接合させると同時に常開接点を閉成するように
   構成された電磁接触器を介して前記始動電動機に
   駆動用電力を供給するように接続されているリレ
   ーと、リレー作動用直流電源の端子間に起動スイ
   ツチおよび前記リレーのコイルを介して接続され
   ている抵抗とコンデンサからなる時定数回路と、
   前記起動スイツチ閉成後における前記コンデンサ
   の充電電圧を入力電圧としかつその入力端子およ
   び出力端子間には前記抵抗を接続させた反転増幅
   器とを具備し、前記反転増幅器は所定値以上の入
   力電圧が加えられたときはその出力端子の電位を
   前記リレーを作動させるような低い値にし、前記
   電動機が起動した場合は前記コンデンサに対しそ
   の充電電圧を前記所定値以上に維持する電圧を供
   給し、前記コンデンサは前記所定値以上に充電さ
   れたとき電動機が起動されない場合は前記抵抗を
   通して放電された後に前記電源によつて再充電さ
   れ、このような再充電が電動機が起動されるまで
   繰返されるようにした始動用電動機起動回路。