JP2002213330A - 始動電動機装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 騒音の発生並びに始動遅れが少なく、燃料消
費や排気エミッションの低減が計れ、さらには、エンジ
ン搭載性に優れた始動電動機装置を得る。 【解決手段】 ケース６，７に軸支持された回転軸８、
回転軸８に固着され電機子鉄心１０、及び電機子鉄心１
０に巻装された電機子コイル１１を有するモータ９と、
内燃機関に伝達手段を介して常時接続されたプーリー２
２と、回転軸８の回転力をプーリー２２に伝達・遮断す
る電磁クラッチ２１とを有する始動電動機装置であっ
て、電機子鉄心１０の外径が軸方向長さより大きくされ
て偏平とされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機関の始動・停止
を実行する始動電動機装置に関し、特に、燃料を節約
し、また、排気エミッションを低減させる始動電動機装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の始動電動機装置の一部を断
面とする側面図である。従来、車両が停止し、所定の停
止条件下でエンジンを停止させ、その後、所定の始動条
件下でエンジンを始動させる等の働きをする始動電動機
装置には、図４に示すような構造のものが用いられてい
た。

【０００３】図４において、１は、モータ、２は、モー
タ１で発生したトルクを増幅する遊星減速機構、３は、
増幅されたトルクをエンジンリングギヤに伝達するオー
バーランニングクラッチ、３ａは、オーバーランニング
クラッチ３に設けられたピニオン、４は、オーバーラン
ニングクラッチ３を出没移動させるレバー、５は、モー
タ１への電流の開閉、及びレバー４を駆動する電磁スイ
ッチである。

【０００４】次に動作について説明する。図示していな
いキースイッチが閉じられる、あるいは所定の始動条件
下で電磁スイッチ５が動作すると、レバー４が支点を中
心に回転し、オーバーランニングクラッチ３を図示して
いないエンジンリングギヤ側に移動させ、ピニオン３ａ
をエンジンリングギヤに歯合させる。

【０００５】次に図示していない電磁スイッチ５の接点
が閉じられモータ１に電流が印可され回転力が発生す
る。この回転力は、オーバーランニングクラッチ３を回
転させ、エンジンリングギヤとピニオン３ａが噛み合い
エンジンを始動する。そして、エンジンが始動した後、
エンジン回転数が規定回転数以上になったときに電磁ス
イッチ５への通電を遮断する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような構成の従来
の始動電動機装置においては、エンジン始動時にピニオ
ン３ａのエンジンリングギヤへの飛び込み音やクランキ
ング音（両ギヤの噛合音）がエンジン始動の毎に発生し
ており問題であった。また、始動動作の遅れが発生し問
題であった。さらには、ピニオン３ａとエンジンリング
ギヤとの噛み合い不良などの不具合が発生し問題であっ
た。

【０００７】本発明は、このような問題点に鑑みなされ
たもので、騒音の発生並びに始動遅れが少なく、燃料消
費や排気エミッションの低減が計れ、さらには、エンジ
ン搭載性に優れた始動電動機装置を得ることを目的とし
ている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の始動電動機装
置においては、ケースに軸支持された回転軸、回転軸に
固着された電機子鉄心、及び電機子鉄心に巻装された電
機子コイルを有するモータと、内燃機関に伝達手段を介
して常時接続されたプーリーと、回転軸の回転力をプー
リーに伝達・遮断する電磁クラッチとを有する始動電動
機装置であって、電機子鉄心の外径が軸方向長さより大
きくされて偏平とされている。

【０００９】また、電機子コイルのコイルエンドの内周
側に、コイルエンドと径方向に重なるように減速機構が
配設されている。

【００１０】また、減速機構は、遊星減速機構であり、
遊星減速機構のインターナルギヤは、挟着部材によっ
て、ケースに所定の締付力で挟着されている。

【００１１】また、電磁クラッチの可動鉄心の内周側
に、可動鉄心と径方向に重なるようにワンウェイクラッ
チが配設されている。

【００１２】さらに、可動鉄心とワンウェイクラッチの
クラッチアウターとが、弾性部材にて結合されている。

【００１３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本実施の形
態の始動電動機装置の一部を断面とする側面図である。
図１において、６は、フロントブラケット、７は、リヤ
ブラケットであり、両者でケースを構成している。８
は、ケースに軸支持された回転軸である。９は、回転軸
８と回転軸８に固着された電機子鉄心１０、及びこの電
機子鉄心１０に巻装された電機子コイル１１を有するモ
ータである。電機子鉄心１０は、外径が軸方向長さより
大きくされて偏平とされている。電機子コイル１１は、
モータ９のフロント側に電機子鉄心１０から延出して折
り返されたコイルエンド１１ａが形成されている。

【００１４】また、３０は、エンジンとの連結部の減速
比を加味して、モータ９の最高出力ポイントで運転可能
なように減速比を選定した減速機構である。減速機構３
０は、さらに詳しくは、遊星減速機構である。減速機構
３０は、構成部材の一つであるインターナルギヤ３１を
有し、モータ９のコイルエンド１１ａの径方向内側に埋
設するように配設されている。また、インターナルギヤ
３１は、断面Ｌ字型で環状の挟着部材３３によって、フ
ロントブラケット６に所定の締付力で挟着されている。

【００１５】２１は、モータ９とエンジンとを嵌脱する
電磁クラッチである。２２は、エンジンと連結させるベ
ルトを掛ける溝２２ｂを有したモータ側のプーリーであ
る。２３は、電磁力により軸方向に吸引される電磁クラ
ッチ２１の可動鉄心である。

【００１６】２４は、一方向にのみ回転力を伝達するワ
ンウェイクラッチである。ワンウェイクラッチ２４は、
主構成部品としてクラッチアウター２４ａ、クラッチイ
ンナー２４ｂ、ローラ２４ｃ、図示していないスプリン
グから成り、電磁クラッチ２１の径方向内側に埋設する
ように配設されている。

【００１７】可動鉄心２３は、ワンウェイクラッチ２４
のクラッチアウター２４ａにさら状の弾性部材２６を介
して接続され、回転軸８の軸方向にのみ可動できるよう
結合されている。２７は、可動鉄心２３と電磁クラッチ
プーリー２２との間に形成された間隙である。２８は、
コイル２９を巻いたボビンでコア部２８ａを有してい
る。

【００１８】次に本実施の形態の始動電動機装置の動作
について説明する。車のキースイッチで、あるいは所定
の始動条件下で、図示していないモータ駆動用リレーと
電磁クラッチ２１が励磁されると、磁束が、コア部２８
ａ→電磁クラッチプーリー２２→間隙２７→可動鉄心２
３の順で通り、可動鉄心２３がコア部２８ａ側に吸引さ
れ、プーリー２２と可動鉄心２３が当接する。

【００１９】また、ほとんど同時にモータ９に通電が開
始され回転力が発生し、減速機構３０を介して回転力が
電磁クラッチ２１のプーリー２２に伝達され図示してい
ないベルトを介してエンジンを始動させる。

【００２０】なお、始動電動機装置に衝撃的なトルクが
作用した場合、インターナルギヤ３１は、フロントブラ
ケット６と挟着部材３３と所定の締付力で挟着されてい
るので、インターナルギヤ３１は締付力以上の力が加わ
った場合回転し衝撃力を和らげることが可能となる。

【００２１】なお、上述の実施の形態では、エンジンと
の連結を伝達手段としてベルトで説明したが、伝達手段
は、歯車やチェーンなどの連結手段であっても同様の効
果を奏する。

【００２２】図２は上述で説明した始動電動機装置のエ
ンジンへの搭載例を示す図である。また、図３はエンジ
ンの側面から見た始動電動機装置のエンジンへの搭載例
を示す図である。図２及び図３において、５０は、エン
ジン、５１は、エンジンクランク軸に取り付けられてい
るクランクプーリーである。

【００２３】５２は、ベルト７０の張力を調整するオー
トテンショナであり、スプリングとダンパで構成されて
いる。５３は、本発明における始動電動機装置を示す。
５４，５５は、オルタネータなどの補機類である。５６
は、アイドラプーリーを示している。また、６０は、エ
ンジンの排気管である。図３の反対側の側面には図示し
ていないが排気管と同様に吸気管が配設されている。こ
のような配置により、始動電動機装置５３を含む補機類
に関しては、個々の全長を抑えなければエンジン側の構
成部材と干渉することとなり、エンジン側の設計変更無
しにこれらの補機類を搭載できないこととなる。

【００２４】一方、本実施の形態の始動電動機装置５３
は、モータ１の偏平化によりエンジン側の改良無しで取
り付けることが可能となる。さらに、具体的に説明する
と、図の始動電動機装置５３の搭載位置には、一般的に
油圧パワーステアリングのオイルポンプが搭載されてい
る。しかし、パワーステアリングの電動化により、スペ
ースが確保されエンジン側を何ら変更すること無しにこ
の位置に始動電動機装置５３を搭載することが可能とな
る。

【００２５】すなわち、本発明は、エンジンと始動電動
機装置５３とを常時連結させておき、機関始動時にモー
タ１の駆動力を伝達し、エンジン始動後にはエンジン側
から駆動されることを防止するために、モータ１側の常
時連結されている回転部材の直後に動力遮断・伝達を行
う電磁クラッチ２１を配置させ、さらに、エンジン搭載
性を向上さるためモータ１を外径方向に拡大し全長を短
くし偏平にしたことを特徴とする。

【００２６】また、本発明においては、エンジン始動を
短縮することができ、低騒音であり、燃料の節約や排気
エミッションの低減が計れる高性能かつ信頼性の高い始
動電動機が得られる。

【００２７】近年、エンジンの補機類例えば、ウオータ
ーポンプ、エアコンコンプレッサー、パワーステアリン
グポンプ等を電動化する傾向にある。この理由として
は、エンジンに取り付けられているこれらの補機類は、
常にエンジンによって回されており、必要のない場合に
おいてもエンジンの負荷となり、加速フィーリングの悪
化、燃料の無駄な消費、および排気エミッションの増加
をきたし環境の悪化を招いている。このため補機類を電
動化し必要なときにそれら補機類を運転することによっ
てエンジンの燃料消費や排気エミッションを低減する傾
向となってきている。

【００２８】本発明による始動電動機装置５３は、モー
タ９を偏平としたことにより、全長の短縮が計れ、エン
ジン側の排気管や吸気管と干渉すること無しに、これら
電動化された補機類の位置に搭載することが可能となる
ので何らエンジン側の変更をきたすことなくエンジンに
搭載でき、車両搭載性に優れた始動電動機装置が得られ
る。さらには、燃料の節約や排気エミッションの低減が
計れる。また、衝撃的なトルクが作用した場合、機構部
などを保護する衝撃吸収機構を全長を伸ばすことなく配
設したので高性能かつ信頼性の高い始動電動機装置が得
られる。

【００２９】上述のように、本実施の形態の始動電動機
装置においては、ケース６，７に軸支持された回転軸
８、回転軸８に固着され電機子鉄心１０、及び電機子鉄
心１０に巻装された電機子コイル１１を有するモータ９
と、内燃機関に伝達手段を介して常時接続されたプーリ
ー２２と、回転軸８の回転力をプーリー２２に伝達・遮
断する電磁クラッチ２１とを有する始動電動機装置であ
って、電機子鉄心１０の外径が軸方向長さより大きくさ
れて偏平とされている。そのため、エンジン始動時のピ
ニオンのリングギヤへの飛び込み音やクランキング音
（両ギヤの噛合音）を無くすことができ、また、ピニオ
ンとリングギヤとの噛み合い不良を解消することがで
き、燃料消費や排気エミッションの低減が計れ、さらに
は、モータ１が偏平となり、装置の全長の短縮が計れ、
エンジン側の排気管や吸気管と干渉すること無しに、こ
れら電動化された補機類の位置に搭載することが可能と
なるので何らエンジン側の変更をきたすことなくエンジ
ンに搭載でき、車両搭載性に優れた始動電動機装置とす
ることができる。

【００３０】また、電機子コイル１１のコイルエンド１
１ａの内周側に、コイルエンド１１ａと径方向に重なる
ように減速機構３０が配設されている。そのため、さら
に全長の短縮を計ることができ、さらに車両搭載性に優
れた始動電動機装置とすることができる。

【００３１】また、減速機構１０は、遊星減速機構であ
り、遊星減速機構のインターナルギヤ３１は、挟着部材
３３によって、フロントブラケット６に所定の締付力で
挟着されている。そのため、始動電動機装置に衝撃的な
トルクが作用した場合など、インターナルギヤ３１は締
付力以上の力が加わった場合回転するので衝撃力を和ら
げることが可能となる。

【００３２】また、電磁クラッチ２１の可動鉄心２３の
内周側に、可動鉄心２３と径方向に重なるようにワンウ
ェイクラッチ２４が配設されている。そのため、さらに
全長の短縮を計ることができ、さらに車両搭載性に優れ
た始動電動機装置とすることができる。

【００３３】さらに、可動鉄心２３とワンウェイクラッ
チ２４のクラッチアウター２４ａとが、さら状の弾性部
材２６の内周部と外周部にて結合されている。そのた
め、可動鉄心２３を、簡単な構成でかつ軸方向に場所を
とらずに、回転軸８の軸方向にのみ可動できるよう配設
することができ、さらに全長の短縮を計ることができ、
さらに車両搭載性に優れた始動電動機装置とすることが
できる。

【００３４】

【発明の効果】この発明の始動電動機装置においては、
ケースに軸支持された回転軸、回転軸に固着された電機
子鉄心、及び電機子鉄心に巻装された電機子コイルを有
するモータと、内燃機関に伝達手段を介して常時接続さ
れたプーリーと、回転軸の回転力をプーリーに伝達・遮
断する電磁クラッチとを有する始動電動機装置であっ
て、電機子鉄心の外径が軸方向長さより大きくされて偏
平とされている。そのため、エンジン始動時のピニオン
のリングギヤへの飛び込み音やクランキング音（両ギヤ
の噛合音）を無くすことができ、また、ピニオンとリン
グギヤとの噛み合い不良を解消することができ、燃料消
費や排気エミッションの低減が計れ、さらには、モータ
を偏平としたことにより、全長の短縮が計れ、エンジン
側の排気管や吸気管と干渉すること無しに、これら電動
化された補機類の位置に搭載することが可能となるので
何らエンジン側の変更をきたすことなくエンジンに搭載
でき、車両搭載性に優れた始動電動機装置とすることが
できる。

【００３５】また、電機子コイルのコイルエンドの内周
側に、コイルエンドと径方向に重なるように減速機構が
配設されている。そのため、さらに全長の短縮を計るこ
とができ、さらに車両搭載性に優れた始動電動機装置と
することができる。

【００３６】また、減速機構は、遊星減速機構であり、
遊星減速機構のインターナルギヤは、挟着部材によっ
て、ケースに所定の締付力で挟着されている。そのた
め、始動電動機装置に衝撃的なトルクが作用した場合な
ど、インターナルギヤは締付力以上の力が加わった場合
回転するので衝撃力を和らげることが可能となる。

【００３７】また、電磁クラッチの可動鉄心の内周側
に、可動鉄心と径方向に重なるようにワンウェイクラッ
チが配設されている。そのため、さらに全長の短縮を計
ることができ、さらに車両搭載性に優れた始動電動機装
置とすることができる。

【００３８】さらに、可動鉄心とワンウェイクラッチの
クラッチアウターとが、弾性部材にて結合されている。
そのため、可動鉄心を、簡単な構成でかつ軸方向に場所
をとらずに、回転軸の軸方向にのみ可動できるよう配設
することができ、さらに全長の短縮を計ることができ、
さらに車両搭載性に優れた始動電動機装置とすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施の形態の始動電動機装置の一部を断面
とする側面図である。

【図２】 始動電動機装置のエンジンへの搭載例を示す
図である。

【図３】 エンジンの側面から見た始動電動機装置のエ
ンジンへの搭載例を示す図である。

【図４】 従来の始動電動機装置の一部を断面とする側
面図である。

【符号の説明】

６ フロントブラケット（ケース）、７ リヤブラケッ
ト（ケース）、８ 回転軸、９ モータ、１０ 電機子
鉄心、１１ 電機子コイル、１１ａ コイルエンド、３
０ 減速機構（遊星減速機構）、３１ インターナルギ
ヤ、３３ 挟着部材、２１ 電磁クラッチ、２２ プー
リー、２２ｂ 溝、２３ 可動鉄心、２４ ワンウェイ
クラッチ、２４ａ クラッチアウター、２４ｂ クラッ
チインナー、２４ｃ ローラ、２６ 弾性部材、２８
ボビン、２８ａ コア部、２９コイル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯田 仁志 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H607 AA04 BB01 CC01 CC03 CC09 EE04 EE28 EE33 FF11 FF22

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケースに軸支持された回転軸、該回転軸
   に固着された電機子鉄心、及び該電機子鉄心に巻装され
   た電機子コイルを有するモータと、 内燃機関に伝達手段を介して常時接続されたプーリー
   と、 上記回転軸の回転力を上記プーリーに伝達・遮断する電
   磁クラッチとを有する始動電動機装置であって、 上記電機子鉄心の外径が軸方向長さより大きくされて偏
   平とされていることを特徴とする始動電動機装置。
2. 【請求項２】 上記電機子コイルのコイルエンドの内周
   側に、該コイルエンドと径方向に重なるように減速機構
   が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の始
   動電動機装置。
3. 【請求項３】 上記減速機構は、遊星減速機構であり、
   該遊星減速機構のインターナルギヤは、挟着部材によっ
   て、上記ケースに所定の締付力で挟着されていることを
   特徴とする請求項２に記載の始動電動機装置。
4. 【請求項４】 上記電磁クラッチの可動鉄心の内周側
   に、該可動鉄心と径方向に重なるようにワンウェイクラ
   ッチが配設されていることを特徴とする請求項１から３
   のいずれかに記載の始動電動機装置。
5. 【請求項５】 上記可動鉄心と上記ワンウェイクラッチ
   のクラッチアウターとが、弾性部材にて結合されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の始動電動機装置。