-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Technisches Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Starter, der einen Betrieb, bei dem ein Ritzel zur Seite eines Zahnkranzes einer Maschine, vorzugsweise eines Verbrennungsmotors, auswärts geschoben wird, und eine Schaltaktion eines elektrischen Kontakts, der einen Stromfluss in einen Elektromotor unterbricht, unabhängig voneinander steuern kann.
-
BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
-
In den letzten Jahren ist ein Leerlaufstopp von Fahrzeugen zu einer wichtigen Einrichtung als eine der CO2-reduzierenden Maßnahmen im Kampf gegen die globale Erwärmung geworden.
-
Der Leerlaufstopp ist ein System, das eine Kraftstoffeinspritzung in einen Verbrennungsmotor unterbricht, um den Verbrennungsmotor automatisch anzuhalten, wenn die Fahrzeuge z. B. wegen einer Ampel an einer Kreuzung, wegen eines Verkehrsstaus usw. stehen.
-
In einem herkömmlichen Starter bzw. Anlasser, der den Verbrennungsmotor startet, muss ein Zahnkranz des Verbrennungsmotors angehalten werden, oder ein Ritzel kann nicht gründlich mit dem Zahnkranz in Eingriff gebracht werden.
-
Aus diesem Grund kann der Verbrennungsmotor nicht sofort neu gestartet werden, wenn der Leerlaufstopp durchgeführt wird, weil zum Beispiel eine Ampel an einer Kreuzung rot ist, und die Ampel auf Grün schaltet, bevor die Drehung des Verbrennungsmotors ganz aufgehört hat.
-
Daher besteht der Wunsch nach einer Technik, mit der der Verbrennungsmotor sofort neu gestartet werden kann, wenn ein Nutzer eine Startbetätigung durchführt (zum Beispiel eine Bremse loslässt, in einen Antriebsgangbereich schaltet usw.), das heißt eine Neustartforderung gestellt wird, auch wenn die Drehung des Verbrennungsmotors wegen der Trägheit des Verbrennungsmotors noch im Sinken begriffen ist.
-
Um eine solche Technik zu verwirklichen, muss das Ritzel des Starters mit dem sich drehenden Zahnkranz in Eingriff gebracht werden.
-
Ein Verfahren, mit dem ein Betrieb, bei dem das Ritzel zur Seite des Zahnkranzes des Verbrennungsmotors auswärts geschoben wird, und ein Betrieb, bei dem ein elektrischer Kontaktpunkt geöffnet und geschlossen wird, um einen Strom, der in einen Elektromotor fließt, zu unterbrechen, unabhängig voneinander gesteuert werden, ist eine Einrichtung, um die Technik zu ermöglichen (siehe die offengelegte
japanische Patentanmeldung Nr. 2009-191843 ).
-
Wichtige Voraussetzungen für eine unabhängige Steuerung des Betriebs, bei dem das Ritzel zur Seite des Zahnkranzes auswärts geschoben wird, und des Betriebs, bei dem der elektrische Kontakt geöffnet und geschlossen wird, beinhalten die relative Zahl der Umdrehungen bzw. den Drehzahlunterschied des Zahnkranzes und des Ritzels, und man braucht nicht zu betonen, dass ein Einrücken des Ritzels in den Zahnkranz umso problemloser abläuft, je kleiner die relative Zahl der Umdrehungen ist.
-
Insbesondere dann, wenn die Neustartforderung gestellt wird, wenn die Umdrehungen des Verbrennungsmotors in einem hohen Bereich liegen, kann die benötigte relative Zahl der Umdrehungen (beispielsweise 100 UpM oder weniger), mit der der Zahnkranz und das Ritzel problemlos in kürzerer Zeit in Eingriff gebracht bzw. eingerückt werden können, dadurch erhalten werden, dass der Elektromotor gestartet wird, bevor das Ritzel zur Seite des Zahnkranzes geschoben wird, wodurch die Zeit für den Neustart verkürzt wird, und was außerdem den Vorteil bietet, dass der Kraftstoffverbrauch verringert ist.
-
Außerdem liegt es nahe, die Drehzahl des Ritzels anhand eines Werts zu betrachten, der in ein Zähnezahlverhältnis in Bezug auf den Zahnkranz umgewandelt ist.
-
Wie bereits gesagt, muss bei der Steuerung, die das Ritzel auswärts anschiebt und in den Zahnkranz einrückt, nachdem der Elektromotor gestartet worden ist, die Drehzahl von sowohl des Zahnkranzes als auch des Ritzels ermittelt werden.
-
Es ist zwar möglich, die Drehung des Zahnkranzes beispielsweise mittels des Drehsignals von einem bereits vorhandenen Kurbelwinkelsensor usw. erfassen zu lassen, aber die Drehung des Ritzels muss anhand eines unabhängigen Drehdetektors erfasst werden.
-
Beispielsweise kann, wie in der offengelegten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2009-529114 gezeigt, ein Verfahren, bei dem die Drehung des Ritzels anhand des nahe am Ritzel angeordneten Drehdetektors erfasst wird, oder ein Verfahren in Betracht gezogen werden, bei dem eine Ankerwelle des Elektromotors in einer axialen Richtung über einen Endrahmen hinaus steht, wobei die Drehung der Ankerwelle anhand des Drehdetektors, der nahe am distalen Ende der Welle angeordnet ist, erfasst wird und die Drehzahl des Ritzels aus den Drehung der Ankerwelle oder dergleichen erhalten wird.
-
Wenn der unabhängige Drehdetektor verwendet wird, um die Drehung des Ritzels zu erfassen, wenn die Drehung des Ritzels direkt erfasst wird oder wenn die Drehung der Ankerwelle, die über den Rahmen hinaus steht, erfasst wird und die Drehzahl des Ritzels erhalten wird, sollte der Drehdetektor jedoch außerhalb des Starters angeordnet sein.
-
Da in diesen Fällen ein Montageraum für den Drehdetektor erforderlich ist und die Montagemöglichkeiten begrenzt sind, ist es schwierig, einen Drehdetektor an einer geeigneten Stelle anzuordnen.
-
Andererseits offenbart die offengelegte
japanische Patentanmeldung Nr. 2011-29138 ein Steuerverfahren, das keinen Drehdetektor für das Ritzel vorsieht, sondern eine Drehstarteigenschaft des Elektromotors im internen Speicher einer Steuervorrichtung speichert und die Drehzahl des Ritzels auf Basis der Zeit bestimmt, die nach dem Einschalten des Elektromotors vergangen ist.
-
Da der Elektromotor, der für den Starter verwendet wird, im Allgemeinen ein Gleichstrom-Kommutatormotor ist, besteht jedoch der Nachteil, dass eine Drehzahl zeitabhängig nicht leicht zu stabilisieren ist.
-
Das heißt, da ein mechanischer Verlust bedingt durch einen Bürstenverschleiß abnimmt und ein elektrischer Verlust zunimmt, kann sich das Drehverhalten leicht ändern.
-
Wenn die Drehzahl sich ändert, ändert sich wahrscheinlich auch die geeignete relative Zahl der Umdrehungen des Ritzels und des Zahnkranzes, wodurch ein Einrückgeräusch lauter wird die Zahnräder schlimmstenfalls vorzeitig verschleißen.
-
Da mit der herkömmlichen Technik, die in
'138 offenbart ist, eine Steuerlogik gebaut werden muss, die die Änderung des Drehverhaltens voraussagt, wird die Steuerung kompliziert, und es ist schwierig, eine exakte Steuerung durchzuführen, um die Drehung des Ritzels mit dem Zahnkranz zu synchronisieren, dessen Drehung langsamer wird.
-
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der oben geschilderten Probleme durchgeführt, und ihre Aufgabe ist die Schaffung eines Starters, der einen Drehdetektor aufweist, der ein Drehsignal gemäß einer Drehzahl eines Elektromotors ausgibt, und in dem der Drehdetektor unter Verwendung eines Innenraums des Elektromotors angeordnet ist, so dass im Falle einer Neustartforderung, die während der Durchführung eines Verbrennungsmotorstopps gestellt wird, eine exakte Steuerung zum Neustarten des Verbrennungsmotors durch Einrücken des Ritzels in den Zahnkranz, dessen Drehung langsamer wird, bei einer geeigneten relativen Zahl von Umdrehungen durchgeführt werden kann, ohne die Montagemöglichkeiten zu begrenzen.
-
In einem Starter gemäß dem ersten Aspekt beinhaltet der Starter einen Elektromotor, der einen Anker mit einem Kommutator aufweist, der an einem Ende einer Ankerwelle angeordnet ist, und der ein Drehmoment in dem Anker erzeugt, einen Drehzahlminderer bzw. ein Reduktionsgetriebe, der bzw. das eine Drehzahl des Elektromotors reduziert und ein Antriebsdrehmoment erhöht, wobei das Reduktionsgetriebe in dem Elektromotor gegenüber dem Kommutator angeordnet ist, und ein Ritzel, das das Antriebsdrehmoment, das vom Reduktionsgetriebe erhöht worden ist, auf einen Zahnkranz des Verbrennungsmotors überträgt.
-
Der Starter weist ferner auf: eine Trennwand, die zwischen dem Elektromotor und dem Reduktionsgetriebe angeordnet ist, um den Elektromotor und das Reduktionsgetriebe voneinander zu trennen, wobei die Trennwand ein Loch aufweist, das in einem mittleren Teil ausgebildet ist, damit das Ende der Ankerwelle hindurch passt, eine Ritzelantriebs-Magnetspule, die, wenn sie bestromt wird, einen ersten Elektromagneten bildet und das Ritzel mittels einer Anziehungskraft des ersten Elektromagneten zur Seite des Zahnkranzes auswärts schiebt, und einen Schalter zum Bestromen des Elektromotors, der eine zweite Magnetspule aufweist, die, wenn sie bestromt wird, einen zweiten Elektromagneten bildet und einen elektrischen Kontaktpunkt öffnet und schließt, was mit einer EIN/AUS-Betätigung der Magnetspule verbunden ist, um einen Strom, der in den Elektromotor fließt, zu unterbrechen.
-
Der Starter ist in der Lage, einen Betrieb der Ritzelantriebs-Magnetspule und einen Betrieb des Schalters, der den Elektromotor bestromt, unabhängig voneinander zu steuern, wobei der Starter ferner einen Drehdetektor aufweist, der eine Drehsignal mit einer Frequenz, die proportional ist zur Drehzahl des Elektromotors, ausgibt, und der Drehdetektor in einem Innenraum, der von der Trennwand geteilt ist, auf der Seite des Elektromotors angeordnet ist.
-
Gemäß dem Aufbau der vorliegenden Erfindung ist es nicht nötig, Montageraum für den Drehdetektor außerhalb des Starters zu reservieren, und daher ist die Montage am Verbrennungsmotor nicht erschwert.
-
Da die Drehzahl des Elektromotors auf Basis des Drehsignals berechnet werden kann, das vom Drehdetektor ausgegeben wird, wird beispielsweise im Vergleich zu dem Verfahren, das in der
'138 -Schrift offenbart ist, das heißt dem Verfahren, das die Drehstarteigenschaft des Elektromotors im internen Speicher der Steuervorrichtung speichert und die Drehzahl des Ritzels auf Basis der Zeit annimmt, die seit dem Einschalten des Elektromotors vergangen ist, eine exaktere Steuerung des Starters möglich.
-
Außerdem wird das Drehsignal, das vom Drehdetektor ausgegeben wird, in eine Steuervorrichtung (eine elektronische Steuereinheit, die allgemein als ECU bezeichnet wird) eingegeben, die jeweils den Betrieb einer Ritzelantriebs-Magnetspule und eines Schalters, der den Elektromotor bestromt, steuert.
-
Die Steuervorrichtung berechnet die Drehzahl des Elektromotors auf Basis des eingegebenen Drehsignals und kann die Drehzahl des Ritzels durch Multiplizieren eines Bremsverhältnisses mit der Drehzahl des Elektromotors ermitteln.
-
Dadurch kann die relative Zahl der Umdrehungen des Zahnkranzes und des Ritzels mit ausreichender Genauigkeit durch Berechnen der Drehzahl des Ritzels aus der Drehzahl des Elektromotors erhalten werden, auch wenn die Neustartforderung gestellt wird, nachdem ein Leerlaufstopp durchgeführt worden ist und bevor die Drehung des Verbrennungsmotors ganz aufgehört hat.
-
Daher kann die relative Zahl der Umdrehungen beim Einrücken des Ritzels in den Zahnkranz klein gehalten werden.
-
Anders ausgedrückt ist es auch möglich, das Ritzel in den Zahnkranz einzurücken, wenn die Umdrehungen des Ritzels mit den Umdrehungen des Zahnkranzes synchronisiert sind.
-
Infolgedessen können die Milderung des Einrückgeräusches und die Verringerung des Verschleißes der Zahnräder für lange Zeit aufrecht erhalten werden.
-
In dem Starter gemäß einem zweiten Aspekt weist der Drehdetektor eine Detektorspule auf, die ringförmig um den Umfang der Ankerwelle herum angeordnet ist und eine induzierte Spannung gemäß Änderungen eines Magnetflusses erzeugt, der mit der Drehung der Ankerwelle im Zusammenhang steht. Eine periodische Änderung der induzierten Spannung, die in der Detektorspule erzeugt wird, wird als Drehsignal ausgegeben.
-
Da in einer Lücke zwischen dem Ankerkern, der von der Ankerwelle getragen wird, und einer Trennwand auf der Seite des Elektromotors, die von der Trennwand abgeteilt ist, ein Spielraum vorhanden ist, kann eine Detektorspule unter Nutzung dieser Lücke um die Ankerwelle herum angeordnet werden.
-
In dem Starter gemäß einem dritten Aspekt weist der Drehdetektor eine Mehrzahl von Detektionsszähnen auf, die einem Innenumfang der Detektorspule gegenüberliegen und in einer Umfangsrichtung der Ankerwelle in gleichen Abständen angeordnet sind, und die Detektorspule wird magnetisiert, um ein Bias-Magnetfeld zu erzeugen, und der Magnetfluss, der mit der Detektorspule verbunden ist, ändert sich periodisch aufgrund der Drehung der Mehrzahl von Zähnen in dem Bias-Magnetfeld.
-
In dem Starter gemäß einem vierten Aspekt ist der Drehzahlminderer ein epizyklisches Reduktionsgetriebe, das Planetenräder aufweist, die in ein Sonnenrad eingreifen, das an einem anderen Ende der Ankerwelle ausgebildet ist, und die Planetenräder greifen in das Sonnenrad ein und drehen sich um ihre Achsen und kreisen um die Ankerwelle. Die Mehrzahl von Detektionsszähnen, die an der Ankerwelle ausgebildet ist, wird von dem Sonnenrad gebildet.
-
In dem Starter gemäß einem fünften Aspekt weist der Drehdetektor auf: einen Dauermagneten, der an der Ankerwelle oder an einer Stirnseite, die dem Kommutator des Ankerkerns, der von der Ankerwelle getragen wird, gegenüber liegt und sich zusammen mit dem Anker dreht, und ein Joch, das einen magnetischen Kreis von der Art eines Klauenpols bildet und das an einem Umfang der Detektorspule angeordnet ist, die mit dem Dauermagneten magnetisiert wird.
-
In dem Starter gemäß einem sechsten Aspekt besteht die Trennwand aus einem Blechmaterial, bei dem es sich um eine ferromagnetische Substanz handelt.
-
In dem Starter gemäß einem siebten Aspekt bildet der Schalter, der den Elektromotor bestromt, den elektrischen Kontaktpunkt zwischen einem batterieseitigen Anschluss und einem elektromotorseitigen Anschluss, die mit einer Leistungsversorgungsleitung zum Zuführen von elektrischer Leistung von einer Batterie zum Elektromotor verbunden sind, und die elektrische Leistung wird durch den batterieseitigen Anschluss oder den elektromotorseitigen Anschluss zum Drehdetektor geliefert.
-
In dem Starter gemäß einem achten Aspekt weist der Drehdetektor eine Leiterplatte auf, die eine Wellenform-Verarbeitungsschaltung aufweist, die eine periodische Änderung einer induzierten Spannung, die in den Detektorspulen auftritt, verarbeitet, und die Leiterplatte ist an einer Wand der Trennwand, wo sich der Elektromotor befindet, angebracht.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
In den beigefügten Zeichnungen zeigen:
-
1 eine Schnittansicht eines Starters in einer ersten Ausführungsform;
-
2 einen elektrischen Schaltplan des Starters;
-
3 eine Schnittansicht des Starters in einer zweiten Ausführungsform;
-
4 eine perspektivische Explosionsdarstellung, die einen Aufbau eines Drehdetektors zeigt, der in der zweiten Ausführungsform verwendet wird; und
-
5 eine Schnittansicht des Starters in einer dritten Ausführungsform.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Mit Bezug auf die Zeichnungen wird im Folgenden eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben.
-
(Erste Ausführungsform)
-
Ein Starter 1 der ersten Ausführungsform besteht hauptsächlich aus einem Elektromotor 2, der ein Drehmoment erzeugt, einem Reduktionsgetriebe 3, einer Ausgangswelle 4, die mit dem Reduktionsgetriebe 3 verbunden ist, einem Ritzel 6, einer Ritzelantriebs-Magnetspule 8, einem Schalter 9 für die Bestromung des Elektromotors, der einen Hauptkontakt (später genannt) öffnet und schließt, wie in 1 dargestellt.
-
Der Drehzahlminderer 3 reduziert eine Drehzahl des Elektromotors 2 und erhöht ein Antriebsdrehmoment.
-
Das Ritzel 6 ist an einem Außenumfang der Ausgangswelle 4 zusammen mit der Kupplung 5 angeordnet.
-
Die Ritzelantriebs-Magnetspule 8 schiebt das Ritzel 6 zusammen mit der Kupplung 5 über einen Schalthebel 7 auswärts zu einer Seite der Ausgangswelle 4, die dem Elektromotor 2 gegenüber liegt (nach links in 1).
-
Der Haupt-Kontaktpunkt unterbricht einen Strom, der in den Elektromotor 2 fließt.
-
Ferner weist der Starter 1 einen (später genannten) Drehdetektor auf, der ein Drehsignal mit einer Frequenz, die proportional ist zu einer Drehzahl des Elektromotors 2, ausgibt.
-
Der Elektromotor 2 besteht hauptsächlich aus einem Magnetfeldsystem, einem Anker 12 und Bürsten 14.
-
Das Magnetfeldsystem besteht aus Anordnungen einer Mehrzahl von Dauermagneten 11 an einem Innenumfang eines Jochs 10, die einen magnetischen Kreis bilden.
-
Der Anker 12 wird durch Anordnen eines Kommutators 13 an einem Ende einer Ankerwelle 12a gebildet.
-
Die Bürsten 14 kommen infolge einer Drehung der Ankerwelle 12a gleitend mit einem Außenumfang des Kommutators 13 in Kontakt.
-
Der Elektromotor 2 ist ein Gleichstrom-Kommutatormotor, der als Reaktion auf eine Zufuhr von elektrischer Leistung von der Batterie 15 (siehe 2) ein Drehmoment im Anker 12 erzeugt, wenn der Hauptkontaktpunkt vom Schalter 9, der den Elektromotor bestromt, eingeschaltet wird.
-
Man beachte, dass das Magnetfeldsystem des Elektromotors 2 ein Elektro-Magnetfeldsystem sein kann, das eine Feldwicklung anstelle der Dauermagneten 11 verwendet.
-
Das Reduktionsgetriebe 3 weist Planetenräder 17 auf, die in ein Sonnenrad 16 eingreifen, das an einem anderen Ende der Ankerwelle 12a ausgebildet ist.
-
Das Reduktionsgetriebe 3 ist ein allgemein bekanntes epizyklisches Reduktionsgetriebe, in dem die Planetenräder 17 in das Sonnenrad 16 eingreifen und um ihre Achsen rotieren und um die Ankerwelle 12a kreisen, wenn sich die Ankerwelle 12a dreht.
-
Eine Trennwand 18, die den Elektromotor 2 und das Reduktionsgetriebe 3 trennt, ist zwischen dem Elektromotor 2 und dem Reduktionsgetriebe 3 angeordnet.
-
Die Trennwand 18 verhindert, dass Verschleißpartikel usw. beispielsweise von den Bürsten 14, die durch einen Schleifkontakt mit dem Kommutator 13 verschlissen werden, oder von einem in Gleitkontakt stehenden Teil der Ausgangswelle 4 in das Innere des Reduktionsgetriebes 3 (in Lücken zwischen Zahnradeingriffen) kommen.
-
Die Trennwand 18 besteht aus einem Blechmaterial, beispielsweise aus Eisen, bei dem es sich um eine ferromagnetische Substanz handelt, und hat zum Beispiel die Form einer Scheibe. Die Trennwand 18 ist in einer radialen Richtung angeordnet, die die Ankerwelle 12a senkrecht schneidet. Ein Außenumfang der Trennwand 18 is so an einen Innenumfang des Jochs 10 gepasst, dass eine Bewegung der Trennwand 18 in der radialen Richtung verhindert wird.
-
Ein kreisförmiges Loch ist in einem mittleren Teil der Trennwand 18 ausgebildet, und das Ende der Ankerwelle 12a verläuft durch das kreisförmige Loch hindurch.
-
Außerdem ist ein Innendurchmesser des kreisförmigen Lochs etwas größer als ein Außendurchmesser (in diesem Fall ein Spitzendurchmesser des Sonnenrads 16) der Ankerwelle 12a, so dass das kreisförmige Loch die Ankerwelle 12a nicht behindert.
-
Darüber hinaus ist das Sonnenrad 16, das an der Ankerwelle 12a ausgebildet ist, so ausgebildet, dass es sowohl auf der Seite, wo sich das Untersetzungsgetriebes 3 befindet, als auch auf der Seite, wo sich der Elektromotor 2 befindet, in der Längsrichtung der Ankerwelle 12a (einer axialen Richtung) über die Trennwand übersteht.
-
Die Ausgangswelle 4 ist über das Reduktionsgetriebe 3 coaxial an der Ankerwelle 12a des Elektromotors 2 angeordnet, und das Antriebsdrehmoment des Elektromotors 2, das durch das Reduktionsgetriebe 3 erhöht worden ist, wird auf Ausgangswelle 4 übertragen und bewirkt eine Drehung der Ausgangswelle 4.
-
Die Kupplung 5 ist durch Verrastung mit einer Schraubverzahnung, die am Außenumfang der Ausgangswelle 4 ausgebildet ist, an der Ausgangswelle 4 angeordnet.
-
Die Kupplung 5 besteht aus einer Freilaufkupplung, die das Antriebsdrehmoment des Elektromotors 2, das auf die Ausgangswelle 4 übertragen wird, auf das Ritzel überträgt, während es die Drehmomentübertragung vom Ritzel 6 auf die Ausgangswelle 4 blockiert.
-
Das Ritzel 6 bildet eine Einheit mit der Kupplung 5 und ist so angeordnet, dass es sich zusammen mit der Kupplung 5 auf der Ausgangswelle 4 bewegen kann, wenn die Kupplung 5 sich zusammen mit der Schraubverzahnung dreht.
-
Das Ritzel 6 bewegt sich in entgegengesetzter Richtung zum Elektromotor (nach links in 1) auf der Ausgangswelle 4 und greift in einen Zahnkranz 19 eines Verbrennungsmotors ein (siehe 2).
-
Das Ritzel 6 überträgt das Antriebsdrehmoment des Elektromotors 2, das über die Kupplung 5 übertragen wird, auf den Zahnkranz 19, wenn es mit dem Zahnkranz 19 in Eingriff steht.
-
Wie in 1 dargestellt ist, sind sowohl die Ritzelantriebs-Magnetspule 8 als auch der Schalter 9, der den Elektromotor bestromt, in axialer Richtung in Reihe geschaltet und bilden zusammen eine elektromagnetische Schaltvorrichtung.
-
Die elektromagnetische Schaltvorrichtung besteht hauptsächlich aus einem zylindrischen Rahmen 20 mit einem Boden, einer Magnetspuleneinheit (später genannt) und eine Harzabdeckung 21.
-
Der Rahmen 21 weist an einem Ende einen ringförmigen Boden auf und ist am anderen Ende offen. Die Magnetspuleneinheit ist in den Rahmen 20 eingeführt.
-
Die Harzabdeckung 21 blockiert eine Öffnung, die am anderen Ende des Rahmens offen ist, und ist am Rahmen 20 befestigt.
-
Der Rahmen 20 ist so ausgebildet, dass er als magnetischer Kreis dient, der der Ritzelantriebs-Magnetspule 8 und dem Schalter 9, der den Elektromotor bestromt, gemeinsam ist, und ist mit zwei Stiftbolzen (nicht dargestellt) am Startergehäuse 22 befestigt.
-
Die Magnetspuleneinheit weist eine erste Spule 23, die für die Ritzelantriebs-Magnetspule 8 verwendet wird, und eine zweite Spule 24 (eine zweite Magnetspule) auf, die für den Schalter 9 verwendet wird, der den Elektromotor bestromt.
-
Die erste Spule 23 ist an einem Ende (einer Befestigungsflächenseite) des Rahmens 20 untergebracht und ist über ein Antriebsrelais 25, das in 2 dargestellt ist, mit der Batterie 15 verbunden, und bildet einen ersten Elektromagneten, wenn sie von der Batterie bestromt wird.
-
Die zweite Spule 24 ist am anderen Ende des Rahmens 20 untergebracht, und ist über ein Antriebsrelais 26, das in 2 dargestellt ist, mit der Batterie 15 verbunden, und bildet einen zweiten Elektromagneten, wenn es von der Batterie 15 bestromt wird.
-
Die Antriebsrelais 25 und 26 werden durch Empfangen eines EIN-Signals von einer ECU 27 (siehe 2), die später genannt wird, geschlossen und werden durch Empfangen eines AUS-Signals geöffnet.
-
Ein gemeinsamer fester Eisenkern 28 ist zwischen der ersten Spule 23 und der zweiten Spule 24 angeordnet.
-
Ein erster Tauchkolben 29, der auf eine Stirnfläche (die linke Stirnfläche in 1) des befestigten Eisenkerns 28 gerichtet ist und in einer axialen Richtung bewegt werden kann, ist innerhalb der ersten Spule 23 angeordnet.
-
Darüber hinaus ist ein zweiter Tauchkolben 30, der auf die andere Stirnfläche des festen Eisenkerns 28 gerichtet ist und in einer axialen Richtung bewegt werden kann, innerhalb der zweiten Spule 24 angeordnet.
-
Wenn der feste Eisenkern 28 durch Bestromen der ersten Spule 23 magnetisiert wird, widersteht der erste Tauchkolben 28 einer Reaktionskraft einer Rückstellfeder 31, die zwischen dem festen Eisenkern 28 und dem ersten Tauchkolben 29 angeordnet ist, und wird zu der einen Stirnfläche des festen Eisenkerns 28 gezogen.
-
Darüber hinaus wird die erste Spule 23, wenn die Bestromung der ersten Spule 23 unterbrochen wird, durch die Reaktionskraft der Rückstellfeder 31 in entgegengesetzter Richtung zum festen Eisenkern 28 (nach links in 1) geschoben.
-
Der erste Tauchkolben 29 ist in einer im Wesentlichen zylindrischen Form mit einem (nicht dargestellten) zylindrischen Loch in einem in einer radialen Richtung mittleren Teil ausgebildet.
-
Das zylindrische Loch ist an einem Ende (links in 1) des ersten Tauchkolbens 29 offen und weist an einem anderen Ende einen Boden auf.
-
Ein Gelenk 32, das eine Bewegung des ersten Tauchkolbens 29 auf den Schalthebel 7 überträgt, und eine (nicht dargestellte) Antriebsfeder, die eine Reaktionskraft zum Einrücken des Ritzels 6 in den Zahnkranz 19 des Verbrennungsmotors speichert, sind in das zylindrische Loch des ersten Tauchkolbens 29 eingeführt.
-
Wenn der feste Eisenkern 28 durch Bestromen der zweiten Spule 24 magnetisiert wird, widersteht der zweite Tauchkolben 30 einer Reaktionskraft einer Rückstellfeder 33, die zwischen dem festen Eisenkern 28 und dem zweiten Tauchkolben 30 angeordnet ist, und wird zur anderen Stirnfläche des festen Eisenkerns 28 gezogen.
-
Darüber hinaus wird die zweite Spule 24, wenn die Bestromung der zweiten Spule 24 unterbrochen wird, durch die Reaktionskraft der Rückstellfeder 33 in entgegengesetzter Richtung zum festen Eisenkern 28 (nach rechts in 1) zurückgeschoben.
-
Die Harzabdeckung 21 weist einen zylindrischen Schenkelabschnitt auf. Ein Ende des Schenkelabschnitts ist in einen Innenumfang einer Öffnung des anderen Endes des Rahmens 20 eingeführt, und der Schenkelabschnitt ist durch Krimpen des Endes des Rahmens 20 über einen flachen Abschnitt, der an einem Außenumfang des Schenkelabschnitts ausgebildet ist, am Rahmen befestigt.
-
Zwei Anschlussbolzen 34 und 35, die mit einer Leistungszufuhrleitung verbunden sind, um elektrische Leistung von der Batterie 15 zum Elektromotor 2 zu liefern, sind an der Harzabdeckung 21 befestigt.
-
Die beiden Anschlussbolzen 34 und 35 sind ein B-Anschlussbolzen 34, der mit einer Hochpotentialseite der Leistungszufuhrleitung (einer Seite, wo sich die Batterie 15 befindet) verbunden ist, und ein M-Anschlussbolzen 35, der mit einer Niederpotentialseite der Leistungszufuhrleitung (einer Seite, wo sich der Elektromotor 2 befindet) verbunden ist.
-
Die Anschlussbolzen 34 und 35 verlaufen durch Einführungslöcher, die in der Harzabdeckung 21 ausgebildet sind, durch die Harzabdeckung 21 hindurch und sind durch Krimpen von Beilagscheiben 36 an der Harzabdeckung 21 befestigt.
-
Ein Satz aus festen Kontakten 37 und ein beweglicher Kontakt 38, die den oben genannten Haupt-Kontaktpunkt bilden, sind innerhalb der Harzabdeckung 21 angeordnet.
-
Der Satz aus festen Kontakten 37 ist elektrisch mit den beiden Anschlussbolzen 34 und 35 verbunden und mechanisch aufgebaut.
-
Das heißt, der Satz aus festen Kontakten 37 und die beiden Anschlussbolzen 34 und 35 werden getrennt hergestellt, und untere Teile der Anschlussbolzen 34 und 35 werden beispielsweise durch Presspassung in kreisförmige Löcher, die in den festen Kontakten 37 ausgebildet sind, an der Harzabdeckung 21 befestigt.
-
Darüber hinaus können die Anschlussbolzen 34 und 35 durch Ausbilden einer Zahnung an den unteren Teilen der Anschlussbolzen 34 und 35 und Presspassen der unteren Teile in die kreisförmigen Löcher des festen Kontakts 37 an der Harzabdeckung 21 befestigt werden.
-
Die beiden Anschlussbolzen 34 und 35 und der Satz aus festen Kontakten 37 können auch aus unterschiedlichen Metallarten gebildet sein.
-
Beispielsweise kann der feste Kontakt 37 aus Kupfermaterial geformt sein, das eine hohe Leitfähigkeit aufweist, und die beiden Anschlussbolzen 34 und 35 können aus Eisenmaterial geformt sein, das eine hohe mechanische Festigkeit aufweist.
-
Darüber hinaus kann auch eine Verkupferung oder Verzinnung auf Oberflächen der Anschlussklemmen 34 und 35, die aus dem Eisenmaterial geformt sind, aufgebracht werden.
-
In diesem Fall kann zusätzlich zu der mechanischen Festigkeit des Eisenmaterials die Leitfähigkeit durch Plattieren der Oberflächen der Anschlussbolzen 34 und 35 erhöht werden.
-
Außerdem können der feste Kontakt 37 und die Anschlussbolzen 34 und 35 als Einheit ausgebildet werden, und Köpfe der Anschlussbolzen 34 und 35 können beispielsweise als fester Kontakt 37 verwendet werden.
-
Der bewegliche Kontakt 38 wird von einem Ende einer Welle 39 getragen, die aus einem Harz besteht, das am zweiten Tauchkolben 30 befestigt ist.
-
Darüber hinaus wird der bewegliche Kontakt 38 als Reaktion auf den Druck einer Kontaktdruckfeder 40 an das Ende der Welle 39 gepresst.
-
Da die Kontaktdruckfeder 40 jedoch so aufgebaut ist, dass ihr Druck kleiner ist als der der Rückstellfeder 33, wird der bewegliche Kontakt 38 in dem Zustand, wo die Druckfeder 40 angeschoben und zusammengedrückt wird, zu einem innenseitigen Ende der Harzabdeckung 21 geschoben, wenn die zweite Spule 24 nicht bestromt wird (in dem in 1 dargestellten Zustand).
-
Wenn der bewegliche Kontakt 38, auf den die Kontaktdruckfeder 40 drückt, den Satz von festen Kontakten 37 berührt und die festen Kontakte 37 elektrisch verbunden werden, geht der Haupt-Kontaktpunkt in einen geschlossenen Zustand (EIN) über, und wenn der bewegliche Kontakt 38 sich von dem Satz aus festen Kontakten 37 trennt und die elektrische Verbindung zwischen den festen Kontakten 37 unterbrochen wird, geht der Haupt-Kontaktpunkt in einen offenen Zustand (AUS) über.
-
Nun wird der Drehdetektor erläutert.
-
Der Drehdetektor ist in dem Innenraum, der von der Trennwand 18 abgeteilt ist, auf der Seite des Elektromotors 2 angeordnet, wie in 1 dargestellt.
-
Der Drehdetektor besteht aus einer Mehrzahl von Detektionsszähnen 41, Detektorspulen 42, einem Gehäuse 43 und einer Signalverarbeitungseinheit 44.
-
Genauer sind die zu detektierenden Zähne 41 am anderen Ende der Ankerwelle 12a ausgebildet.
-
Die Detektorspulen 42 sind so angeordnet, dass sie einen Umfang der Ankerwelle 12a da, wo die zu detektierenden Zähne 41 ausgebildet sind, ringförmig umgeben.
-
Das Gehäuse 42 enthält die Detektorspulen 42 und ist an der Trennwand 18 befestigt.
-
Die Signalverarbeitungseinheit 44 gibt eine periodische Änderung einer induzierten Spannung, die in den Detektorspulen 42 erzeugt wird, als Drehsignal aus.
-
Die zu detektierenden Zähne 41 sind konvexe Teile, die auf den jeweiligen Innenumfang der Detektorspulen 42 gerichtet sind, und sind in regelmäßigen Abständen in einer Umfangsrichtung der Ankerwelle 12a angeordnet.
-
In der ersten Ausführungsform kann das Sonnenrad 16, das am anderen Ende der Ankerwelle 12a ausgebildet ist, als die zu erfassenden Zähne 41 verwendet werden.
-
Jedoch ist es auch möglich, die Mehrzahl von Detektionsszähnen bzw. zu erfassenden Zähnen 41 unabhängig vom Sonnenrad 16 auszubilden.
-
Die Detektorspulen 42 werden durch die Signalverarbeitungseinheit 44 magnetisiert und bilden ein Bias-Magnetfeld.
-
Der Magnetfluss, der mit den Detektorspulen 42 verbunden ist, ändert sich periodisch, weil sich die Mehrzahl von Detektionsszähnen bzw. zu erfassenden Zähnen 41 in dem Bias-Magnetfeld dreht.
-
Die induzierte Spannung wird gemäß den Änderungen des Magnetflusses erzeugt.
-
Das Gehäuse 43 wird durch Biegen eines Blechmaterials, das aus einer ferromagnetischen Substanz besteht, beispielsweise aus Eisen, gebildet und enthält die Detektorspulen 42 zwischen der Trennwand 18 und dem Gehäuse 43 und bildet zusammen mit der Trennwand 18 den magnetischen Kreis.
-
In der Signalverarbeitungseinheit 44 sind eine Magnetisierungsschaltung, eine Wellenform-Verarbeitungsschaltung, eine Leistungszufuhrschaltung und dergleichen auf einer Leiterplatte angeordnet.
-
Die Magnetisierungsschaltung magnetisiert die Detektorspulen 42, um das Bias-Magnetfeld zu bilden.
-
Die Wellenform-Verarbeitungseinheit verarbeitet die periodische Änderung der induzierten Spannung, die an den Detektorspulen 42 auftritt.
-
Die Leistungszufuhrschaltung liefert elektrische Leistung zur Wellenform-Verarbeitungsschaltung.
-
Außerdem können die Magnetisierungsschaltung und die Leistungszufuhrschaltung identisch sein.
-
In der Signalverarbeitungseinheit 44 ist die Leiterplatte beispielswese am Gehäuse 43 befestigt, und das Gehäuse 43 kann auf einer Seite, wo sich der Elektromotor befindet, an einer Wand der Trennwand 18 befestigt sein.
-
Verfahren zum Befestigen des Gehäuses 43 an der Trennwand 18 können beispielsweise eine Befestigung mittels Schrauben beinhalten, oder sie können auch durch einen Umgießen mit Harz befestigt werden.
-
Darüber hinaus ist eine Leistungszufuhrleitung der Signalverarbeitungsschaltung 44 beispielsweise mit dem B-Anschlussbolzen 34 oder dem M-Anschlussbolzen 35 verbunden, der an der Harzabdeckung 21 der elektromagnetischen Schaltvorrichtung befestigt ist (siehe 2), und die Signalverarbeitungsschaltung 44 kann die elektrische Leistungszufuhr von der Batterie 15 über den B-Anschlussbolzen 34 oder den M-Anschlussbolzen 35 erhalten, die mit der Leistungszufuhrleitung des Elektromotors 2 verbunden sind.
-
Das Signal, das in der Signalverarbeitungsschaltung 44 verarbeitet wird, d. h. das Drehsignal, das durch eine Wellenformverarbeitung der periodischen Änderung der induzierten Spannung erhalten wird, die in den Detektorspulen 42 auftritt, wird an die externe ECU 27 ausgegeben, die mit dem Ausgangsanschluss 44a verbunden ist, der in
-
2 dargestellt ist, und die Drehzahl des Elektromotors 2 wird von der ECU 27 berechnet.
-
Die ECU 27 ist eine elektronische Steuereinheit, die einen Leerlaufstopp steuert, und ein Verbrennungsmotor-Drehsignal, ein Positionssignal eines Getriebeschalthebels, ein EIN/AUS-Signal eines Bremsschalters usw. werden von einer (nicht dargestellten) Verbrennungsmotor-ECU, die den Betriebszustand des Verbrennungsmotors steuert, eingegeben.
-
Ein Verbrennungsmotor-Stoppsignal wird an die Verbrennungsmotor-ECU gesendet, wenn die ECU 27 auf Basis der eingegebenen Informationen entscheidet, dass eine Bedingung, die eine Voraussetzung für das Stoppen des Verbrennungsmotors ist, erfüllt ist.
-
Darüber hinaus entscheidet die ECU 27, dass eine Neustartforderung vorliegt, wenn Betätigungen (beispielsweise ein Loslassen der Bremse, ein Schalten in eine Antriebsganggruppe usw.), mit denen ein Fahrer einen Start des Fahrzeugs einleitet, durchgeführt werden, nachdem der Leerlaufstopp durchgeführt worden ist, und sendet ein Signal für eine Neustartforderung an die Verbrennungsmotor-ECU, während das EIN-Signal an die Antriebsrelais 25 und 26 ausgegeben wird.
-
Nun wird eine Funktionsweise des Starters 1 erläutert.
-
Die elektromagnetische Schaltvorrichtung, die in dem Starter 1 der vorliegenden Ausführungsform vorgesehen ist, kann den Betrieb der Ritzelantriebs-Magnetspule 8 und den Betrieb des Schalters 9, der den Elektromotor bestromt, unabhängig voneinander durch die ECU 27 steuern.
-
Im Folgenden wird eine Funktionsweise, wenn die Neustartforderung gestellt wird, während ein Verbrennungsmotorstopp durchgeführt wird (während einer trägheitsbedingten Drehung bis zu einem vollständigen Stopp der Drehung), als Beispiel für die Durchführung eines Leerlaufstopps erläutert.
-
Wenn die Neustartforderung gestellt wird, während ein Verbrennungsmotorstopp durchgeführt wird, gibt die ECU 27 zunächst das EIN-Signal an das Antriebsrelais 25 aus, dann wird zu der Zeit, zu der die Drehzahl des Ritzels 6 und die Drehzahl des Zahnkranzes 19 kleiner als eine vorgegebene relative Zahl von Umdrehungen (beispielsweise 100 UpM), das EIN-Signal an das Antriebsrelais 26 ausgegeben.
-
Die ECU 27 berechnet die Drehzahl des Elektromotors 2 auf Basis des Drehsignals, das von der Signalverarbeitungseinheit 44 eingegeben wird, und berechnet ferner die Drehzahl des Ritzels 6 durch Multiplizieren eines Bremsverhältnisses des Reduktionsgetriebes 3 mit der Drehzahl des Elektromotors 2.
-
Andererseits wird die Drehzahl des Zahnkranzes 19 auf Basis des Drehsignals berechnet, das von einem in 2 dargestellten Drehdetektor 45 ausgegeben wird.
-
Außerdem kann der Drehdetektor so angeordnet sein, dass er die Drehung des Zahnkranzes 19 direkt erfasst, aber er kann auch einen vorhandenen Kurbelwinkelsensor nutzen.
-
Wenn das Antriebsrelais 26 sich als Reaktion auf das EIN-Signal schließt, das von der ECU 27 ausgegeben wird, wird die zweite Spule 24 von der Batterie 15 bestromt, und der Schalter 9, der den Elektromotor bestromt, wird betätigt, wodurch der Haupt-Kontaktpunkt geschlossen wird.
-
Infolgedessen dreht sich der Anker 12 des Elektromotors 2 als Reaktion auf die Zufuhr der elektrischen Leistung von der Batterie 15, und das Antriebsdrehmoment des Ankers 12 wird mit dem Reduktionsgetriebe 3 verstärkt und auf das Ritzel 6 übertragen, um das Ritzel 6 zum Drehen zu bringen.
-
Wenn die relative Zahl der Umdrehungen des Ritzels 6 und des Zahnkranzes 19 dann unter den vorgegebenen Wert fällt (beispielsweise 100 UpM), wird das Antriebsrelais 25 geschlossen und bestromt die erste Spule 23 von der Batterie 15.
-
Dadurch nimmt die Ritzelantriebs-Magnetspule 8 ihren Betrieb auf und schiebt das Ritzel 6 zusammen mit der Kupplung 5 über den Schalthebel 7 in entgegengesetzter Richtung zum Elektromotor 2 (zur Seite des Zahnkranzes 19), so dass das Ritzel 6 in einem Zustand, wo das Ritzel 6 im Wesentlichen synchron ist mit der Drehung des Zahnkranzes 19, in den Zahnkranz 19 eingreifen kann.
-
Infolgedessen wird das Antriebsdrehmoment des Elektromotors 2 vom Ritzel 6 auf den Zahnkranz 19 übertragen und kann den Verbrennungsmotor sofort starten.
-
(Wirkung der ersten Ausführungsform)
-
In der ersten Ausführungsform kann die Drehzahl des Elektromotors 2 von der ECU 27 auf Basis des Drehsignals berechnet werden, das von der Signalverarbeitungsschaltung 44 ausgegeben wird, die im Starter 1 eingebaut ist, und daher kann der Verbrennungsmotor sofort neu gestartet werden, wenn die Neustartforderung gestellt wird, nachdem der Leerlaufstopp durchgeführt worden ist.
-
Das heißt, wenn die Neustartforderung gestellt wird, während die Drehung des Verbrennungsmotors langsamer wird, nachdem der Befehl zum Stoppen des Verbrennungsmotors ausgegeben wurde, wird der Elektromotor 2 zum Drehen gebracht, bevor das Ritzel 6 zur Seite des Zahnkranzes 19 auswärts geschoben wird, und das Ritzel 6 kann auswärts geschoben werden und in den Zahnkranz 19 eingreifen, wenn die relative Zahl der Umdrehungen des Ritzels 6 und des Zahnkranzes 19 unter einen vorgegebenen Wert fällt.
-
In diesem Fall wird eine im Vergleich zu einem Verfahren, das in der offengelegten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2011-29138 offenbart ist, exaktere Steuerung des Starters
1 möglich, wobei das letztgenannte Verfahren die Drehstarteigenschaft des Elektromotors
2 in einem internen Speicher einer Steuervorrichtung speichert und die Drehzahl des Ritzels
6 auf Basis der Zeit bestimmt, die nach dem Einschalten des Elektromotors
2 vergangen ist.
-
Da es möglich ist, das Ritzel 6 und den Zahnkranz 19 problemlos einzurücken, können daher eine Milderung des Einrückgeräuschs und eine Begrenzung des Verschleißes der Zahnräder für einen langen Zeitraum beibehalten werden.
-
Darüber hinaus weist der Starter 1, der in der ersten Ausführungsform dargestellt ist, den Rotationsdetektor auf, der im Innenraum, der von der Trennwand 18 geteilt ist, auf der Seite des Elektromotors 2 angeordnet ist.
-
Da es nicht nötig ist, einen Montageraum für den Drehdetektor außerhalb des Starters 1 vorzusehen, wird daher eine Art und Weise der Installation am Verbrennungsmotors nicht beeinträchtigt, weil der Drehdetektor darin installiert ist.
-
Da die Trennwand 18, die den Elektromotor 2 vom Reduktionsgetriebe 3 trennt, aus dem Blechmaterial gebildet ist, beispielsweise aus Eisen, bei dem es sich um eine ferromagnetische Substanz handelt, kann die Trennwand 18 zusammen mit dem Gehäuse 43, das die Detektorspulen 42 enthält, den magnetischen Kreis bilden.
-
Das heißt, da die Trennwand 18 als Teil des magnetischen Kreises verwendet werden kann, kann die Anzahl der Teile, die nur zur Bildung des magnetischen Kreises verwendet werden, verringert werden.
-
Infolgedessen kann eine Gesamtzahl von Teilen verringert werden und der Aufbau des Drehdetektors kann vereinfacht werden.
-
Darüber hinaus kann durch Verbinden der Leistungszufuhrleitung mit dem B-Anschlussbolzen 34 oder dem M-Anschlussbolzen 35, der an der Harzabdeckung 21 der elektromagnetischen Schaltvorrichtung befestigt ist, die Signalverarbeitungsschaltung 44 des Drehdetektors über den B-Anschlussbolzen 34 oder den M-Anschlussbolzen 35 eine elektrische Leistungszufuhr von der Batterie 15 erhalten.
-
Gemäß dem oben genannten Aufbau ist es nicht nötig, eine Leitung für die Zufuhr elektrischer Leistung zur ausschließlichen Nutzung von außerhalb des Starters 1 zur Signalverarbeitungsschaltung 44 vorzusehen, und daher wird die Verdrahtung in Bezug auf die Fahrzeugseite nicht umfangreicher.
-
Daher wird die Installationsfreundlichkeit des Starters 1 nicht dadurch beeinträchtigt, dass ein Drehdetektor vorhanden ist.
-
Ferner ist die Leiterplatte auf der Seite, wo sich der Elektromotor befindet, an der Wand der Trennwand 18 angebracht, und daher können die Detektorspulen 42 und die Leiterschaltung nahe aneinander angeordnet werden, und da die Leiterschaltung nicht über den Starter 1 hinaus steht, kann die Signalverarbeitungsschaltung 44 die Leiterschaltung vor Nässe usw. schützen.
-
(Zweite Ausführungsform)
-
Man beachte, dass in den folgenden Ausführungsformen die Komponenten, die denen der ersten Ausführungsform gleich oder ähnlich sind, mit den gleichen Bezugszahlen versehen sind wie diejenigen der ersten Ausführungsform, um auf ihre nochmalige Erklärung verzichten zu können.
-
Der Aufbau des Drehdetektors in der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem der ersten Ausführungsform, und wie in 3 dargestellt ist ein Joch, das einen magnetischen Kreis eines Klauenpol-Typs bildet, am Umfang der Detektorspulen 42 angeordnet, und Dauermagnete 46 sind an der Ankerwelle 12a angeordnet.
-
Das Joch, das den magnetischen Kreis eines Klauenpol-Typs bildet, wird von der Trennwand 18 und dem Gehäuse 43 gebildet.
-
Wie in 4 dargestellt, ist eine Mehrzahl von stiftähnlichen Magnetpolen 18b, die von einem Rand eines kreisförmigen Lochs 18a aus in einer axialen Richtung verlängert sind, in einer Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen an der Trennwand 18 ausgebildet.
-
Andererseits ist eine Mehrzahl von stiftartigen Magnetpolen 43a, die von einem Innenumfangsrand aus in der axialen Richtung verlängert sind, in der Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen am Gehäuse 43, das die Detektorspulen 42 zwischen der Trennwand 18 enthält, ausgebildet.
-
Das Joch wird durch abwechselndes Anordnen der stiftartigen Magnetpole 18b, die in der Trennwand 18 ausgebildet sind, und der Magnetpole 43a, die im Gehäuse 43 ausgebildet sind, in der Umfangsrichtung so, dass die Magnetpole 18b und die Magnetpole 43a ineinander greifen, gebildet.
-
Der Dauermagnet 46 ist an einem konkaven Abschnitt, der zwischen den Zähnen des an der Ankerwelle 12a ausgebildeten Sonnenrads 16 ausgebildet ist, angeordnet und beispielsweise festgeklebt.
-
In dem Drehdetektor, der in der zweiten Ausführungsform dargestellt ist, ändert sich eine Polarität des Magnetpols 18b der Trennwand 18 und des Magnetpols 43a des Gehäuses 43 alternierend aufgrund einer Drehung des Dauermagneten 46, der an der Ankerwelle 12a angebracht ist, und daher wird ein alternierende Fluss an dem Joch erzeugt, das den magnetischen Kreis bildet.
-
Da die induzierte Spannung gemäß der Frequenz eines alternierenden Flusses in den Detektorspulen 42 auftritt, kann deshalb das Drehsignal ähnlich wie in der ersten Ausführungsform durch eine Wellenformverarbeitung der periodischen Änderung der induzierten Spannung durch die Wellenform-Verarbeitungsschaltung ermittelt werden.
-
Außerdem können auch Bonded-Magnets, die gemäß den Formen von konkaven Abschnitten, die zwischen den Zähnen des Sonnenrads 16 ausgebildet sind, geformt sind, als der Dauermagnet 46 verwendet werden.
-
Darüber hinaus kann die Anzahl der verwendeten Dauermagnete 46 verringert werden, obwohl der Dauermagnet 46 zwischen sämtlichen Zähnen des Sonnenrads 16 angeordnet sein kann.
-
(Dritte Ausführungsform)
-
Die dritte Ausführungsform ist ein weiteres Beispiel für den Drehdetektor, in dem das Joch, das den magnetischen Kreis des Klauenpol-Typs bildet, am Umfang der Detektorspule 42 angeordnet ist wie in der zweiten Ausführungsform, und der den Dauermagneten 46 verwendet.
-
Ein Unterschied zur zweiten Ausführungsform ist die Anordnung des Dauermagneten 46. Das heißt, in der dritten Ausführungsform wird, wie in 5 dargestellt, eine Mehrzahl von Dauermagneten 46 von einer ringartigen Halterung 47 gehalten, die an einem Ende gegenüber dem Kommutator 13 des Ankerkerns 12b angebracht ist, der von der Ankerwelle 12a getragen wird.
-
Der Aufbau des Jochs, das die Detektorspulen 42 und den magnetischen Kreis bildet, ist der gleiche wie in der zweiten Ausführungsform.
-
Da am Joch wegen der Umdrehung des Dauermagneten 46 der alternierende Fluss auftritt und die Spannung gemäß dem alternierenden Fluss von den Detektorspulen 42 induziert wird wie in der zweiten Ausführungsform, kann das Drehsignal durch eine Wellenformverarbeitung der periodischen Änderung der induzierten Spannung ermittelt werden, wie im Aufbau der dritten Ausführungsform.
-
(Modifikation)
-
Obwohl die erste Ausführungsform die Funktionsweise erläutert, wenn die Neustartforderung während der Durchführung des Leerlaufstopps auftritt und der Verbrennungsmotor noch nicht ganz zum Stehen gekommen ist, kann der Starter 1 der vorliegenden Erfindung den Betrieb der Ritzelantriebs-Magnetspule 8 und den Betrieb des Schalters 9, der den Elektromotor bestromt, unabhängig voneinander steuern, und daher kann der Starter 1 auch dann auf geeignete Weise reagieren, wenn neu gestartet wird, nachdem der Verbrennungsmotor durch den Leerlaufstopp vollständig angehalten wurde.
-
Obwohl der Drehdetektor, der in den ersten bis dritten Ausführungsformen offenbart ist, so aufgebaut ist, dass die induzierte Spannung in den Detektorspulen 42 durch Ändern des Magnetflusses erzeugt wird, und die periodische Änderung der induzierten Spannung als das Drehsignal ausgibt, können die Detektorspulen 42 auch beispielsweise durch ein Hallelement, ein MR-Element (magneto-resistives Element), eine photoelektrisches Element usw. ersetzt werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- JP 2009-191843 [0008]
- JP 2009-529114 [0014]
- JP 2011-29138 [0017, 0021, 0027, 0152]
