JP2005061365A

JP2005061365A - スタータ

Info

Publication number: JP2005061365A
Application number: JP2003295261A
Authority: JP
Inventors: Motoi Hisamoto; 基久本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-08-19
Filing date: 2003-08-19
Publication date: 2005-03-10
Anticipated expiration: 2023-08-19
Also published as: JP4117234B2

Abstract

【課題】
一般にスタータは、連続通電や短時間サイクルの断続通電で運転されると電機子や界磁コイルが高温になり絶縁破壊に至る。また、キースイッチの戻り不良等による連続オーバーランの場合、整流子のモールドが熱により劣化し電機子整流子がバーストに至る。最悪の場合、電機子や界磁コイルの絶縁皮膜から発生した有機ガスが発火に至る可能性がある。
【解決手段】
モータ部７への電力供給をＯＮ／ＯＦＦするリレー部６のＭ端子２に接続される導電性の端子板３とモータ部７に接続されたリード線５とを４００〜７００℃で溶融するロー材１０で溶接し、高温時にロー材の溶融により溶接部を分離してモータ部への通電を遮断する。
【選択図】図１

Description

この発明は、エンジン始動用のスタータに関するもので、特に取り扱い不良等によるスタータの焼損を防止する構造に関するものである。

一般にスタータは、連続通電や短時間サイクルの断続通電で運転されると電機子や界磁コイルが高温になり絶縁破壊に至る。また、キースイッチの戻り不良等による連続オーバーランの場合、整流子のモールドが熱により劣化し電機子、整流子がバーストに至る。最悪の場合、電機子や界磁コイルの絶縁皮膜から発生した有機ガスが発火に至る可能性がある。
これを防止するため、エンジン始動装置として、Ｍリード線の一端に６００〜８５０℃で溶断する材料を可溶体とした温度ヒューズを接続することにより、Ｍリード線またはＭ端子とＭリード線との接続部の蓄熱温度を感知し、絶縁被覆を熱的絶縁破壊させるときの蓄熱温度９００℃に達する前に温度ヒューズを溶断させ、モータ回路を遮断し蓄熱を停止させるようにしたものが特許文献１に開示されている。

再公表特許国際公開番号ＷＯ００／１９０９１

従来のエンジン始動装置では、モータ回路の一部に温度ヒューズを挿入しているため、温度ヒューズそのものはもちろんのこと、ヒューズを取り付ける端子など必要部品点数が増し、さらに組み立て工数が増すという問題点があった。また、Ｍリード線自身あるいは端子自身を可溶体とした場合、溶断に至る時間にばらつきが生じることがあり、信頼性に難点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、始動時の加熱トラブルを防止したスタータにおいて、必要部品点数が少なく、組み付けが簡単なスタータを得ることを目的とする。また、回路の切断時間のばらつきを少なくし、信頼性の高いスタータを得ることを目的とする。

この発明に係るスタータは、スタータのモータ部、バッテリから上記モータ部への電力供給をＯＮ／ＯＦＦするリレー部、および上記リレー部と上記モータ部とを接続するリード線を備えたスタータにおいて、上記リード線は、その一端に４００〜７００℃で溶融するロー材で溶接された端子板を有し、この端子板を介して上記リレー部に接続されている構造を有する。

また、スタータのモータ部に電力供給するリード線と上記モータ部の界磁コイルとを、４００〜７００℃で溶融するロー材で溶接したものである。

また、スタータのモータ部に電力供給するリード線と上記モータ部のブラシリード線とを、４００〜７００℃で溶融するロー材で溶接したものである。

この発明のスタータによれば、連続通電や短時間サイクルの断続通電による運転で電機子や界磁コイルが高温になることによる絶縁破壊に至ることを安価に防止できる。また、キースイッチの戻り不良等による連続オーバーランの場合、整流子のモールドが熱により劣化し電機子整流子がバーストに至るのを安価に防止できる。最悪の場合、電機子や励磁コイルの絶縁皮膜から発生した有機ガスが発火に至るのを安価に防止できる。

実施の形態１．
図1はこの発明に係るスタータのリヤカバー側から見た正面図である。本発明に係るスタータは、バッテリからの通電により回転するモータ部７と、モータ部7への電力供給をＯＮ／ＯＦＦするリレー部６とを有する。リレー部６は、バッテリよりバッテリーハーネスを介して常に電力が供給されているスタータＢ端子１とリレー６のＯＮ／ＯＦＦによりモータ部７に電力供給するＭ端子２を備えている。Ｍ端子２はＭナット８が螺合されており、これにより後述する端子を螺着する。モータ部７はＭリード線５を介してＭ端子２と電気的に接続されているが、Ｍリード線５の一端には溶接部４により端子板３が溶接され、この端子板３がＭ端子２にＭナット８で締結されている。Ｍリード線５は絶縁チューブ９で被覆され、また、モータ部７との接続部にはグロメット１３が設けられている。このグロメット１３は一般的にはゴムあるいは樹脂などの弾性体で作られている。

図２は端子板３と、Ｍリード線５と、両者の溶接部４と、グロメット１３との関係を示す図であり、（ａ）は端子板３をＭ端子２に組み付ける前の状態を、（ｂ）は端子板３をＭ端子２に組み付けた状態をそれぞれ示している。なお、Ｍリード線５の湾曲は説明の便宜上無視して図示をしている。グロメット１３はゴムあるいは樹脂などの弾性材で作られているが、その自然な形状は図（ａ）のようにグロメット基部が図の水平方向に対して緩やかな傾斜を持つようになされている。これに対して、端子３をＭ端子２に組み付ける際には、グロメット基部の傾斜を大きくする方向に与圧（テンション）を加えて図（ｂ）のような形状で行う。他の例を図３に示す。図３では、芯に弾性ワイヤ５０を封入したＭリード線５を用いる。Ｍリード線５は自然な形状では図（ａ）のように図の水平方向とＭリード線５のなす角が緩やかになるようになされている。これに対して、端子板３をＭ端子２に組み付ける際には、図の水平方向に対するＭリード線５なす傾斜を大きくする与圧を加えて図（ｂ）のような形状で行う。

図４は図1の溶接部４のＡ−Ａ線に沿う断面を示している。Ｍリード線５は端子板３とロー材１０で溶接されているが、このロー材１０には４００〜７００℃で溶融する、端子板３より低融点のロー材を用いる。

以上の構成において、運転者がキーをＯＮすると、リレー部６の内部でＢ端子１とＭ端子２とが閉合（ＯＮ）し、バッテリからＭリード線５を通して電流がモータ部７に供給され、モータ部７が回転し、エンジンを始動する。このエンジン始動動作において、スタータへバッテリーからの連続通電や短時間サイクルの断続通電が行われたり、キースイッチの戻り不良による連続オーバーランが発生した場合、スタータが過熱して、モータ部７の電機子や界磁コイルが高温になることによる絶縁破壊に至ったり、整流子のモールドが熱により劣化し電機子整流子がバーストに至ったり、最悪の場合、電機子や励磁コイルの絶縁皮膜から発生した有機ガスが発火に至ることがある。

スタータが過熱するほどの電流が流れるときはＭリード線５から端子板３に至るリード線部分も蓄熱して高温になるが、モータ部７の絶縁破壊等が起こる前に、Ｍリード線５と端子板３との溶接部４のロー材１０が溶融する。Ｍリード線５にはグロメット１３の弾性、または弾性ワイヤ５０により与圧が与えられているため、その復元力によりロー材１０の溶融と同時に端子板３とＭリード線５は溶接部４で分離され、モータ部７に供給されるバッテリからの電流が強制的に遮断される。これによりモータ部７の過熱による損傷が防止される。ロー材の溶融温度を４００〜７００℃としたのは次の理由による。ロー材の溶融温度が２００〜３００℃レベルであれば、低温時のようにスタータの負荷が大きい場合、スタータへの通電電流が大きくなり、溶接部の温度が高くなることによりロー材が溶融してエンジン始動前に溶接部が外れる可能性がある。また、溶接部の温度が７００℃を超えるとスタータに採用している樹脂等からガスが発生し、雰囲気中の酸素と何らかの火種により発火する危険性があるからである。

端子板３とＭリード線５とは低融点ロー材を用いて溶接するだけでもモータ回路の遮断は可能であるが、ロー材が溶融しただけでは回路がすぐに遮断されない場合も考えられる。しかし、上述のように端子板３をＭ端子２に組み付ける際にＭリード線５に、溶接部が分離しやすいような与圧を加えておけば、ロー材の溶融と同時にモータ回路の遮断が行われ、動作の信頼性が増す。

実施の形態２．
溶接部４のロー材１０の溶融を早めるようにした実施の形態２を図５により説明する。図５はＭリード線５と端子板３の溶接部４を示す図である。図において、導電性の端子板３にはリレー６のＭ端子２に挿入される貫通穴１１が設けられている。端子板３には、溶接部４に近い側に、電流通路の断面積を小さくするためのくびれ１２を設ける。

くびれ１２を設けることにより電流通路の断面積が小さくなり電流密度が大きくなる。よって、くびれ１２部の発熱が大きくなることにより溶接部４の温度が高くなり、導電性の端子板３とＭリード線５を接合しているロー材１０が溶融しやすくなる。

また、溶接部４が通電によりさらに温度が高くなるように、導電性の端子板３あるいはリレー６のＭ端子２を銅よりも体積抵抗率の大きい材質、例えば黄銅、鉄、アルミ等にすることでも端子板３の発熱が大きくなる。よって、溶接部４の温度が急速に高くなり、端子３とＭリード線５を溶接しているロー材１０が溶融しやすくなる。上記のように電機子や界磁コイルが高温になり絶縁破壊に至る前や、電機子や励磁コイルの絶縁皮膜から発生した有機ガスが発火する前に、端子板３とＭリード線５の溶接部４が４００〜７００℃になり、ロー材１０が溶融することにより端子板３とＭリード線５の溶接が外れバッテリからスタータのモータ部７への通電を遮断する。

実施の形態３．
上記実施の形態では、Ｍ端子２に締着される端子板３とＭリード線５との溶接部を低融点のロー材で溶接した例を示したが、本実施の形態３は、Ｍリード線とモータ部の界磁コイルとの溶接部を低融点ロー材で溶接した例である。図６にスタータのモータ部に電力供給するＭリード線と界磁コイルを、その溶接部において４００〜７００℃で溶融する低融点のロー材で溶接したものの正面図を示す。図７はその側面断面図である。

図６、図７において、Ｍリード線２２は一端に端子板２１が溶接部２３において溶接され、他端はグロメット２５を通してモータ部に導入されている。そのモータ部では、Ｍリード線２２は界磁コイル２６と溶接部２７において溶接されている。２４はＭリード線２２の絶縁チューブである。図８は溶接部２７を拡大して示すもので、Ｍリード線２２と界磁コイル２６とは４００〜７００℃で溶融する低融点ロー材２８にて溶接されている。

エンジンを始動するためスタータのモータ部７にバッテリからＭリード線２２を通して電流が供給されると、Ｍリード線２２と界磁コイル２６は高温になり溶接部２７も高温になる。モータ部７への連続通電、断続繰り返し通電等により溶接部２７が４００℃を超える高温になると、電機子や界磁コイルが高温による絶縁破壊に至る前や、電機子や励磁コイルの絶縁皮膜から発生した有機ガスが発火する前に、Ｍリード線２２と界磁コイル２６の溶接部２７が４００℃以上になり、ロー材２８が溶融してＭリード線２２と界磁コイル２６の溶接が外れ、バッテリからスタータのモータ部への通電を遮断する。これによりスタータモータを保護することができる。

グロメットの弾性またはＭリード線そのものの弾性を利用して、ロー材が溶融すると同時に溶接部が分離するような与圧をＭリード線に与えておけば、モータ部への電力遮断の動作がより確実になる。

実施の形態４．
図９にスタータのモータ部に電力供給するリード線とブラシリード線の溶接部を４００〜７００℃で溶融する低融点ロー材で溶接した実施の形態４を示す。図１と同じＭ端子２にＭナット８で締結される導電性の端子板３１を一端に溶接したＭリード線３２は、バッテリからの電力をスタータのモータ部に供給する。Ｍリード線３２の一端は溶接部４０において２本のブラシリード線３６、３７に溶接されている。３３、３４はモータ部の電機子に電力を供給するブラシ、３５はグロメットである。

図１０はＭリード線３２とブラシリード線３６、３７の接続部を示す斜視図、図１１は図９のＢ−Ｂ線における溶接部４０の断面を拡大して示す図である。図から明らかなように、Ｍリード線３２の一端はブラシリード線３６、３７の端部と重ね合わせられ、各導体間を融点が４００〜７００℃のロー材３８、３９で溶接されている。

スタータのモータ部に電力が供給されるとブラシリード線３６、３７とＭリード線３２は高温になり溶接部４０も同時に高温になる。前記実施の形態と同様に、電機子や界磁コイルが高温になり絶縁破壊に至る前や、電機子や界磁コイルの絶縁皮膜から発生した有機ガスが発火する前に、Ｍリード線３２とブラシリード線３６、３７の溶接部が４００〜７００℃になると、ロー材３８、３９が溶融することによりＭリード線３２とブラシリード線３６、３７の溶接が外れバッテリからスタータのモータ部への通電を遮断する。

この発明は、エンジン始動用のスタータに適用できる。

この発明の実施の形態１に係るスタータの正面図である。図1におけるＭリード線に沿う断面を概念的に示す図である。図1におけるＭリード線に沿う断面を概念的に示す図である。図１のＡ−Ａに沿う拡大断面図である。この発明の実施の形態２に係るスタータの端子を示す正面図である。この発明の実施の形態３に係るスタータのＭリード線と界磁コイルとを示す正面図である。図６のＭリード線に沿う断面側面図である。図６のＭリード線と界磁コイルの溶接部を示す拡大正面図である。この発明の実施の形態４に係るスタータのＭリード線とブラシリード線を示す正面図である。図９のＭリード線とブラシリード線との溶接部を示す斜視図である。図９のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図である。

符号の説明

１Ｂ端子、２Ｍ端子、
３端子板、４溶接部、
５Ｍリード線、６リレー部、
７モータ部、８Ｍナット、
９絶縁チューブ、１０ロー材、
１１貫通穴、１２くびれ、
１３グロメット、２１端子板、
２２Ｍリード線、２３溶接部、
２４絶縁チューブ、２５グロメット、
２６界磁コイル、２７溶接部、
２８ロー材、３１端子板、
３２Ｍリード線、３３ブラシ、
３４ブラシ、３５グロメット、
３６ブラシリード線、３７ブラシリード線、
３８ロー材、３９ロー材、
４０溶接部、５０弾性ワイヤ。

Claims

スタータのモータ部、バッテリから上記モータ部への電力供給をＯＮ／ＯＦＦするリレー部、および上記リレー部と上記モータ部とを接続するリード線を備えたスタータにおいて、上記リード線は、その一端に４００〜７００℃で溶融するロー材で溶接された端子板を介して上記リレー部に接続されていることを特徴とするスタータ。
上記端子板は上記ロー材より融点が高い材質からなることを特徴とする請求項１に記載のスタータ。
上記端子板には上記リード線との溶接部の近くに電流通路断面積を小さくするくびれ部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のスタータ。
スタータのモータ部に電力供給するリード線と上記モータ部の界磁コイルとを、４００〜７００℃で溶融するロー材で溶接したことを特徴とするスタータ。
スタータのモータ部に電力供給するリード線と上記モータ部のブラシリード線とを、４００〜７００℃で溶融するロー材で溶接したことを特徴とするスタータ。
上記リード線には、上記ロー材が溶融したとき、上記リード線と溶接されている部材とが分離し易いような予圧が加えられていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のスタータ。