JP2005110484A - スタータ - Google Patents

Abstract

【課題】モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた場合に、確実に且つ安全にモータ回路を遮断できるスタータを提供する。
【解決手段】モータ回路には、モータリード線３２とプラス側のブラシリード線３３との間に鉄製の中間プレート３４が設けられている。この中間プレート３４は、モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた時に、自身が溶断することでモータ回路を遮断できるヒューズ機能を有している。
これにより、例えば、始動スイッチの戻り不良等に伴い、バッテリからモータに数百アンペアの大電流が連続通電されると、モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が加わるため、中間プレート３４が溶断して、モータ回路が遮断されることにより、モータへの連続通電が回避される。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関始動用のスタータに係わり、特にスタータの過熱防止に関する。

一般に、自動車エンジンの始動時には、ユーザの始動スイッチ操作により、スタータの動作を手動制御しているが、例えば、始動スイッチの戻り不良等の異常が生じた場合に、電機子コイルの絶縁破壊によりコイル間で短絡すると、電源よりスタータモータに数百アンペアの大電流が長時間連続通電され、スタータに過大な熱的負荷が加わる恐れがある。 また、何らかの原因で電磁スイッチに不具合が生じた場合には、スタータモータが無負荷状態で連続通電される恐れもある。
この様に、過大な熱的負荷が生じる異常時には、何らかの手段で電源からスタータモータを電気的に切り離すことが考えられる。例えば、特許文献１に記載されたスタータには、ブラシリード線（ブラシピグテール）の断面積を一部分小さくすることでヒューズ機能を設けた構造が示されている。
実開平４−６４９７２号公報

上記の特許文献１に示された公知技術では、スタータモータが長時間連続通電された時にブラシリード線を溶断させる構造であるが、そのブラシリード線が銅材によって形成されているため、溶断時の溶融温度が１１００℃を超えてしまう。更に、銅の熱伝導性が良好なため、ブラシリード線が溶断しても、そのブラシリード線を介して周囲の部品に高熱が伝わり易くなる。その結果、周囲の部品が高温により損傷する可能性が考えられ、安全性の面で問題があった。

また、モータの界磁に永久磁石を使用したスタータでは、図９に示す様に、ブラシリード線１００が直接モータリード線１１０に結線（溶接）されるため、その結線部が、モータリード線１１０を保持しているグロメット１２０の近傍に配置される。この場合、特許文献１の様に、ブラシリード線１００にヒューズ機能を設けると、ブラシリード線１００の溶断時にグロメット１２０が高熱により損傷する恐れがある。

なお、ブラシリード線やモータリード線等の様に、多くの細線を束ねて構成された線同士の溶接は、細線間の接触抵抗が大きいため、溶接が非常に困難であり、ろう付けを余儀無くされることが多い。この場合、溶接と比較して生産性が悪く、コストアップの要因となっている。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた場合に、確実に且つ安全にモータ回路を遮断できるスタータを提供することにある。

（請求項１の発明）
本発明のスタータは、バッテリからモータに始動電流を流すためのモータ回路を有している。そのモータ回路は、グロメットを挿通して一端側がフレームの外側に取り出され、他端側がフレームの内側に引き出されるモータリード線と、モータの内部に始動電流が流れる電流経路を形成するモータ内部回路とを有し、モータリード線とモータ内部回路との間、あるいはモータ内部回路の途中に金属製の中間部材が電気的に接続されている。
中間部材は、モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた時に溶断して、モータ回路を遮断するヒューズ機能を有していることを特徴とする。

上記の構成によれば、モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた時に、中間部材が溶断することで、モータ回路を遮断でき、モータへの連続通電を回避できる。
また、例えば、モータリード線とモータ内部回路との間に中間部材を配置する場合は、モータリード線とモータ内部回路とを、ろう付け等によって直接接続する必要がなく、両者を中間部材に接続することができる。この場合、モータリード線とモータ内部回路とを中間部材の金属表面に溶接によって接続することが可能であり、溶接が困難なリード線同士を接続する場合と比較して、生産性を向上できる。

（請求項２の発明）
本発明のスタータは、バッテリからモータに始動電流を流すためのモータ回路を有している。そのモータ回路は、グロメットを挿通して一端側がフレームの外側に取り出され、他端側がフレームの内側に引き出されるモータリード線と、モータの内部に始動電流が流れる電流経路を形成するモータ内部回路とを有し、このモータ内部回路に電流経路の一部を形成するコネクションバーが設けられている。
コネクションバーは、第１のバー部材と第２のバー部材とに分割され、その第１のバー部材と第２のバー部材との間に金属製の中間部材が配置されて、この中間部材に第１のバー部材と第２のバー部材とがそれぞれ電気的に接続されている。
中間部材は、モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた時に溶断して、モータ回路を遮断するヒューズ機能を有していることを特徴とする。

上記の構成によれば、モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた時に、中間部材が溶断することで、モータ回路を遮断でき、モータへの連続通電を回避できる。
また、コネクションバーの途中に中間部材を配置しているので、熱の影響を受けたくないグロメット（一般的にゴム製）と中間部材との距離を比較的長く採ることが可能であり、中間部材が溶断した時に、グロメットに伝わる熱を抑制でき、高熱によるグロメットの損傷を防止できる。更には、コネクションバーを分割する位置に応じて、中間部材の位置を変更できる。つまり、コネクションバーの任意の場所に中間部材を配置できるので、中間部材を配置する場所の自由度が増え、スペース上の都合による中間部材の大きさや形状の制限が緩和される。

（請求項３の発明）
本発明のスタータは、バッテリからモータに始動電流を流すためのモータ回路を有し、そのモータ回路は、グロメットを挿通して一端側がフレームの外側に取り出され、他端側がフレームの内側に引き出されるモータリード線と、モータの内部に始動電流が流れる電流経路を形成するモータ内部回路とを有している。モータ内部回路には、電流経路の一部を形成するコネクションバーが設けられ、そのコネクションバーとモータリード線との間に金属製の中間部材が配置されて、この中間部材に両者がそれぞれ電気的に接続されている。中間部材は、モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた時に溶断して、モータ回路を遮断するヒューズ機能を有していることを特徴とする。
上記の構成によれば、モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた時に、中間部材が溶断することで、モータ回路を遮断でき、モータへの連続通電を回避できる。

（請求項４の発明）
本発明のスタータは、バッテリからモータに始動電流を流すためのモータ回路を有し、そのモータ回路は、グロメットを挿通して一端側がフレームの外側に取り出され、他端側がフレームの内側に引き出されるモータリード線と、モータの内部に始動電流が流れる電流経路を形成するモータ内部回路とを有している。モータ内部回路には、電流経路の一部を形成するコネクションバーと、このコネクションバーの低電位側に配設される内部導体とが設けられる共に、コネクションバーと内部導体との間に金属製の中間部材が配置されて、この中間部材に両者がそれぞれ電気的に接続されている。
中間部材は、モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた時に溶断して、モータ回路を遮断するヒューズ機能を有していることを特徴とする。

上記の構成によれば、モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた時に、中間部材が溶断することで、モータ回路を遮断でき、モータへの連続通電を回避できる。
また、コネクションバーの低電位側に中間部材を配置しているので、熱の影響を受けたくないグロメット（一般的にゴム製である）と中間部材との距離を比較的長く採ることが可能であり、中間部材が溶断した時に、グロメットに伝わる熱を抑制でき、高熱によるグロメットの損傷を防止できる。

（請求項５の発明）
本発明のスタータは、バッテリからモータに始動電流を流すためのモータ回路を有し、そのモータ回路は、グロメットを挿通して一端側がフレームの外側に取り出され、他端側がフレームの内側に引き出されるモータリード線と、モータの内部に始動電流が流れる電流経路を形成するモータ内部回路とを有している。モータ内部回路には、プラス側のブラシに接続されて電流経路の一部を形成するブラシリード線が設けられ、このブラシリード線とモータリード線との間に金属製の中間部材が配置されて、この中間部材に両リード線がそれぞれ電気的に接続されている。
中間部材は、モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた時に溶断して、モータ回路を遮断するヒューズ機能を有していることを特徴とする。

上記の構成によれば、モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた時に、中間部材が溶断することで、モータ回路を遮断でき、モータへの連続通電を回避できる。
また、モータリード線とブラシリード線とを、ろう付け等によって直接接続する必要がなく、両者を中間部材に接続することができる。この場合、モータリード線とブラシリード線とを中間部材の金属表面に溶接によって接続することが可能であり、溶接が困難なリード線同士を接続する場合と比較して、生産性を向上できる。

（請求項６の発明）
本発明のスタータは、バッテリからモータに始動電流を流すためのモータ回路を有し、そのモータ回路は、グロメットを挿通して一端側がフレームの外側に取り出され、他端側がフレームの内側に引き出されるモータリード線と、モータの内部に始動電流が流れる電流経路を形成するモータ内部回路とを有している。モータ内部回路には、電流経路の一部を形成する界磁コイルが設けられ、この界磁コイルとモータリード線との間に金属製の中間部材が配置されて、この中間部材に両者がそれぞれ電気的に接続されている。
中間部材は、モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた時に溶断して、モータ回路を遮断するヒューズ機能を有していることを特徴とする。

上記の構成によれば、モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた時に、中間部材が溶断することで、モータ回路を遮断でき、モータへの連続通電を回避できる。
また、モータリード線と界磁コイルとを、ろう付け等によって直接接続する必要がなく、両者を中間部材に接続することができる。この場合、モータリード線と界磁コイルとを中間部材の金属表面に溶接によって接続することが可能であり、溶接が困難なリード線同士を接続する場合と比較して、生産性を向上できる。

（請求項７の発明）
請求項１〜６に記載した何れかのスタータにおいて、中間部材は、モータリード線及びモータ内部回路より電気抵抗が大きく、且つモータリード線及びモータ内部回路より熱伝導率が低い材料を使用して形成されていることを特徴とする。
例えば、前記の特許文献１に開示された公知技術の様に、ブラシリード線の断面積を小さくしてヒューズ機能を設けた場合、必然的にブラシリード線自体の機械的強度が低下する。

これに対し、本発明では、電気抵抗の大きい中間部材にヒューズ機能を持たせているので、中間部材の機械的強度が低下することはなく、モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた場合に、中間部材が溶断してモータ回路を確実に遮断することができる。 また、中間部材は、モータリード線及びモータ内部回路より熱伝導率が低い材料を使用して形成されるので、中間部材が溶断した時に、その溶断部位の高熱が周囲に伝わり難くなる。その結果、例えば、モータリード線を保持しているグロメットを高熱から保護することができる。

（請求項８の発明）
請求項１〜７に記載した何れかのスタータにおいて、中間部材には、この中間部材を始動電流が流れる電流経路の一部に断面積を小さくした小断面積部が設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が加わった時に、中間部材の小断面積部で確実に溶断させることができるため、ヒューズ機能の信頼性を高めることができる。

（請求項９の発明）
請求項５または６に記載したスタータにおいて、中間部材は、３つの凸部を有する凸形状に設けられて、中央の凸部にモータリード線が接続され、両側の凸部にそれぞれモータ内部回路（請求項５の発明ではブラシリード線、請求項６の発明では界磁コイル）が接続されると共に、中央の凸部と両側の凸部との間に、それぞれ切欠き部が形成されて、中央の凸部から両側の凸部に至る電流経路の一部に、切欠き部によって断面積が小さくなる小断面積部が設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が加わった時に、中間部材の小断面積部で確実に溶断させることができるため、ヒューズ機能の信頼性を高めることができる。

（請求項１０の発明）
請求項１〜９に記載した何れかのスタータにおいて、中間部材に使用される材料は、鉄であることを特徴とする。
鉄の電気抵抗は、一般にリード線に使用される銅の電気抵抗の約６倍であり、銅より早く溶断させることができる。また、鉄の熱伝導率は、銅の約１／５であり、中間部材に接続されるモータリード線及びモータ内部回路への熱伝導を抑えることができる。更に、鉄は、容易に入手できる材料であり、コストの面で安価であることは言うまでもない。

（請求項１１の発明）
請求項１〜１０に記載した何れかのスタータにおいて、中間部材は、板状に形成され、中間部材に電気的に接続される部品が、中間部材の表面に溶接されていることを特徴とする。この構成によれば、中間部材が板状に形成されているので、例えば、プレス加工によって容易に中間部材を形成できる。また、中間部材の表面（平面）にモータリード線あるいはモータ内部回路を溶接できるので、溶接作業が容易であり、溶接が困難なリード線同士を接続する場合と比較して生産性を向上できる。

（請求項１２の発明）
請求項１１に記載したスタータにおいて、中間部材は、その表面に安定した溶接強度を確保するための表面処理が施されていることを特徴とする。
一般的に、モータ回路に使用される、例えばモータリード線、モータ内部回路等の部品は、スタータ内部の電気抵抗を下げるために、銅が使用されている。また、中間部材に鉄等の融点の高い部材を用いた場合、融点の高い材料同士の溶接となり、車両走行中の振動等に耐え得る十分な溶接強度を確保することが困難である。

そこで、中間部材の表面に融点の低い材料の表面処理（例えばすずメッキ）を施すことで、溶接性を向上させ、車両走行中の振動等で溶接部が剥がれることなく、本来のヒューズ機能（モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた時に溶断してモータ回路を遮断する機能）を確実にでき、ヒューズ機能の信頼性を高めることができる。

本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。

図１はヒューズ機能を有する中間プレート３４と、その中間プレート３４に接続されたモータ回路の一部を示す平面図であり、図３はスタータ１の半断面図である。
本実施例のスタータ１は、図３に示す様に、回転力を発生するモータ２と、このモータ２に駆動されて回転する出力軸３と、この出力軸３上に配置されるピニオン移動体（後述する）と、シフトレバー４を介してピニオン移動体を反モータ方向（図３の左方向）へ押し出す働きを有すると共に、モータ回路（図４参照）に設けられた接点手段Ａ（後述する）を開閉する電磁スイッチ５等より構成される。

モータ２は、磁束を発生する界磁６と、整流子７を有する電機子８、及び整流子７上に配置されるブラシ９等より構成される周知の直流電動機である。
界磁６は、円筒形状のヨーク６ａと、このヨーク６ａの内周に配置される複数の永久磁石６ｂとで構成される。ヨーク６ａは、フロントハウジング１０とエンドフレーム１１との間に挟持されて、磁気回路を形成すると共に、モータ２の機枠を兼ねている。複数の永久磁石６ｂは、ヨーク６ａの周方向に等間隔に配置されている。

電機子８は、モータ２の回転軸を成す電機子軸８ａを有し、この電機子軸８ａの一端側端部が軸受１２を介して出力軸３に相対回転可能に支持され、電機子軸８ａの他端側端部が軸受１３を介してエンドフレーム１１に回転自在に支持されている。
整流子７は、電機子軸８ａの後端部外周に絶縁保持された複数のセグメントを円筒形状に配置して構成され、各セグメントがそれぞれ電機子コイル８ｂに電気的、且つ機械的に接続されている。

ブラシ９は、図４に示す様に、電機子８のプラス側に配置されるプラス側ブラシ９ａと、電機子８のマイナス側に配置されるマイナス側ブラシ９ｂとを有し、それぞれブラシホルダ１４（図３参照）に収納されて整流子７の外周上に配置され、ブラシスプリング１５（図３参照）により整流子７の外周面に押圧されている。
出力軸３は、減速装置を介して電機子軸８ａと同軸線上に配置され、反モータ側である一方の端部が軸受１６を介してフロントハウジング１０に回転自在に支持され、他方の端部が軸受１７を介してセンタケース１８に回転自在に支持されている。

減速装置は、周知の遊星歯車機構によって構成され、電機子８の回転速度を遊星歯車１９の公転速度まで減速する。減速された遊星歯車１９の回転（公転運動）は、遊星歯車１９を支持するギヤ軸２０を介して出力軸３に伝達される。
センタケース１８は、フロントハウジング１０の開口部内側に配されて、減速装置のインターナルギヤ２１を回転規制している。

ピニオン移動体は、一方向クラッチ２２とピニオンギヤ２３とで構成される。
一方向クラッチ２２は、出力軸３の回転をピニオンギヤ２３に伝達するもので、出力軸３にヘリカルスプライン嵌合するスプラインチューブ２２ａと、このスプラインチューブ２２ａと一体に設けられたアウタ２２ｂ、このアウタ２２ｂの内側に配置されるインナ２２ｃ、及びアウタ２２ｂとインナ２２ｃとの間に形成されるくさび状空間に配置されるローラ２２ｄ等から構成される。
ピニオンギヤ２３は、一方向クラッチ２２のインナ２２ｃと一体に設けられて、インナ２２ｃの軸方向反モータ側（図３の左側）に配置され、出力軸３に軸受２４を介して支持されている。

電磁スイッチ５は、始動スイッチ２５（図４参照）の閉操作により、バッテリ２６から通電されて磁力を発生する励磁コイル５ａと、この励磁コイル５ａの内側に挿入され、励磁コイル５ａに発生する磁力を受けて図３の右方向へ吸引されるプランジャ５ｂ、及び励磁コイル５ａへの通電が停止されて磁力が消滅した時に、プランジャ５ｂを押し戻すためのリターンスプリング５ｃ等より構成される。
シフトレバー４は、電磁スイッチ５のプランジャ５ｂと一方向クラッチ２２のスプラインチューブ２２ａとを連結して、支点部４ａを中心に揺動可能に設けられ、プランジャ５ｂの動きをピニオン移動体に伝達する。

接点手段Ａは、２本の外部端子２７、２８を介してモータ回路に接続される一組の固定接点２９（２９ａ、２９ｂ）と、プランジャ５ｂの動きに連動して（またはプランジャ５ｂと一体に）可動する可動接点３０とで構成され、この可動接点３０が一組の固定接点２９に当接して、両固定接点２９間が導通することにより閉状態となり、可動接点３０が一組の固定接点２９から離れることで開状態となる。

２本の外部端子２７、２８は、一方の固定接点２９ａと電気的且つ機械的に結合されたバッテリ端子２７と、他方の固定接点２９ｂ（図４参照）と電気的且つ機械的に結合されたモータ端子２８であり、共に電磁スイッチ５の接点カバー５ｄに固定されている。
バッテリ端子２７には、接点カバー５ｄの外側に取り出されたボルト部にバッテリケーブル３１（図４参照）が接続され、モータ端子２８には、同じく接点カバー５ｄの外側に取り出されたボルト部にモータリード線３２が接続される。

モータ回路には、図１に示す様に、モータリード線３２と、プラス側ブラシ９ａに接続されるブラシリード線３３とが設けられ、且つモータリード線３２とブラシリード線３３との間に金属製の中間プレート３４（本発明の中間部材）が電気的に接続されている。
モータリード線３２は、エンドフレーム１１に取り付けられるグロメット３５を挿通して、一端側がエンドフレーム１１の外側に取り出され、他端側がエンドフレーム１１の内側に引き出されている。

モータリード線３２の一端側は、その端部にリング状のターミナル部３２ａが設けられて、このターミナル部３２ａがモータ端子２８に嵌合して、ナット３６により締め付け固定されている（図３参照）。モータリード線３２の他端側は、その端部が中間プレート３４の表面に溶接されている（図１参照）。
グロメット３５は、例えば、ゴム製であり、略中央部に丸孔（図示せず）が形成されて、この丸孔にモータリード線３２が挿通され、エンドフレーム１１に対しモータリード線３２を絶縁保持している。
ブラシリード線３３は、図１に示す様に、一端側端部がプラス側ブラシ９ａに電気的且つ機械的に接続され、他端側端部が中間プレート３４の表面に溶接されている。

中間プレート３４は、モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた時に、自身が溶断することでモータ回路を遮断できるヒューズ機能を有している。この中間プレート３４は、例えば、鉄製であり、図１及び図２に示す様に、プレス加工により３つの凸部３４ａ、３４ｂ、３４ｃを有する凸型に形成され、その中央の凸部３４ａにモータリード線３２が接続され、左右両側の凸部３４ｂ、３４ｃにそれぞれブラシリード線３３が接続されて、モータリード線３２とブラシリード線３３とを電気的に接続している。また、中間プレート３４には、中央の凸部３４ａと左右両側の凸部３４ｂ、３４ｃとの間に、それぞれ切欠き部３４ｄが形成され、その切欠き部３４ｄによって断面積が小さくなる小断面積部３４ｅが設けられている。

更に、中間プレート３４の形状について図２を参照しながら詳述する。
中間プレート３４は、３つの凸部３４ａ、３４ｂ、３４ｃを有する凸型あるいは略三角形と呼び得る形状であり、その１つの凸部３４ａにモータリード線３２が接続され、残り２つの凸部３４ｂ、３４ｃにそれぞれブラシリード線３３が接続される。切欠き部３４ｄは、中央の凸部３４ａと左右両側の凸部３４ｂ、３４ｃとが略直角に交わる両側角部の２か所と、中央部の凸部３４ａと反対側の辺における前記角部と対向する位置の２か所の合計４か所に形成されている。

中間プレート３４の角部に形成される切欠き部３４ｄは、中央部の凸部３４ａと反対側の辺に向かって、例えばＵ字状に切り込まれ、中央部の凸部３４ａと反対側の辺に形成される切欠き部３４ｄは、角部に形成される切欠き部３４ｄに対向して、例えばＵ字状に切り込まれている。また、３つの凸部３４ａ、３４ｂ、３４ｃにおいては、モータリード線３２、ブラシリード線３３との接続作業性や接続後の強度等を考慮して、一定の表面積および断面積が確保されている。

上記の結果、中間プレート３４は、角部に形成される切欠き部３４ｄと、中央部の凸部３４ａと反対側の辺に形成される切欠き部３４ｄとの間が狭く形成されることにより、中央の凸部３４ａと図示左側の凸部３４ｂとの間および中央の凸部３４ａと図示右側の凸部３４ｃとの間にそれぞれ断面積が小さくなる小断面積部３４ｅが設けられている。この小断面積部３４ｅは、モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が加わった時に溶断する部位（溶断部位）であり、図示左側の凸部３４ｂの近傍、および図示右側の凸部３４ｃの近傍に設けられることで、中央の凸部３４ａから比較的離れた位置にあり、高熱に弱いグロメット３５と溶断部位との間の距離が確保されている。
なお、中間プレート３４の表面には、モータリード線３２及びブラシリード線３３との溶接強度を確保するために、例えば、すずメッキ等の表面処理を施すことができる。

次に、スタータ１の作動を説明する。
始動スイッチ２５の閉操作により、電磁スイッチ５の励磁コイル５ａが通電されてプランジャ５ｂが吸引されると、シフトレバー４を介してピニオン移動体が出力軸３上を反モータ方向へ押し出され、ピニオンギヤ２３がエンジンのリングギヤ３７（図３参照）に当接して停止する。
一方、プランジャ５ｂの移動により接点手段Ａが閉じると、電機子８が通電されて回転し、その電機子８の回転が減速装置で減速されて出力軸３に伝達される。

出力軸３が回転すると、出力軸３の回転が一方向クラッチ２２を介してピニオンギヤ２３に伝達され、ピニオンギヤ２３がリングギヤ３７に噛み合い可能な位置まで回転してリングギヤ３７に噛み合うと、ピニオンギヤ２３からリングギヤ３７に回転力が伝達されてエンジンをクランキングさせる。
エンジン始動後、始動スイッチ２５が開操作されると、励磁コイル５ａへの通電が停止して磁力が消滅するため、リターンスプリング５ｃの反力でプランジャ５ｂが押し戻される。このプランジャ５ｂの移動により、接点手段Ａが開いてモータ２への通電が停止されると共に、シフトレバー４を介してピニオン移動体が出力軸３上を反リングギヤ方向へ後退して、図３に示す静止位置に停止する。

上記の作動において、例えば、始動スイッチ２５の戻り不良が生じた場合、あるいは何らかの原因によりモータ２が無負荷状態で連続通電された場合等に、電機子コイル８ｂに絶縁破壊が生じてコイル間が短絡すると、バッテリ２６からモータ２に数百アンペアの大電流が連続通電されることにより、モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が加わる。この時、中間プレート３４の温度が所定温度まで上昇すると、中間プレート３４が小断面積部３４ｅにて溶断するため、モータ回路が遮断されて、モータ２への連続通電が回避される。

（実施例１の効果）
本実施例のスタータ１は、銅と比較して電気抵抗が大きい鉄製の中間プレート３４にヒューズ機能を持たせているので、モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた時に、銅線を束ねて構成されるモータリード線３２及びブラシリード線３３よりも早く且つ確実に中間プレート３４を溶断させることができる。
また、鉄の熱伝導率が銅の約１／５と小さいため、中間プレート３４が溶断した時に、その中間プレート３４に接続されているモータリード線３２及びブラシリード線３３への熱伝導を抑えることができ、モータリード線３２を保持しているグロメット３５を高熱から保護することができる。

また、本実施例では、モータリード線３２やブラシリード線３３等より電気抵抗の大きい鉄製の中間プレート３４にヒューズ機能を設けているので、モータリード線３２やブラシリード線３３等に断面積を小さくしてヒューズ機能を持たせた場合と比較して、モータリード線３２及びブラシリード線３３の機械的強度が低下することはなく、信頼性の高いスタータ１を提供できる。
更に、中間プレート３４の材料として、入手が容易であり、且つ安価な鉄を採用することで、コスト削減を図ることができると共に、プレス加工によって中間プレート３４を容易に形成できる利点もある。

中間プレート３４には、切欠き部３４ｄが４か所形成されて、モータリード線３２との接続部からブラシリード線３３との接続部に至る電流経路の断面積が一部分小さくなる小断面積部３４ｅが２か所設けられている。これにより、モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた場合に、中間プレート３４の小断面積部３４ｅで確実に溶断できるため、溶断部位及び溶断時間の信頼性を高めることができる。

また、本実施例のスタータ１は、中間プレート３４を介してモータリード線３２とブラシリード線３３とが電気的に接続されている。つまり、モータリード線３２とブラシリード線３３は、両者を直接接合する必要がなく、中間プレート３４の表面に溶接にて接合できるので、溶接が困難なリード線同士を溶接する場合と比較して、生産性が向上する。
更には、中間プレート３４の表面に融点の低い材料の表面処理（例えばすずメッキ）を施すことで、モータリード線３２及びブラシリード線３３を中間プレート３４に溶接する際の溶接性を向上させることができる。その結果、車両走行中の振動等で溶接部が剥がれることはなく、ヒューズ機能の信頼性を高めることができる。

図５は実施例２に係わる中間プレート３４と、その中間プレート３４に接続されたモータ回路の一部を示す平面図である。
この実施例２は、実施例１に記載した中間プレート３４の変形例を示すものである。
実施例２に示す中間プレート３４は、図５に示す様に、実施例１に記載した中間プレート３４と同様に、３つの凸部３４ａ、３４ｂ、３４ｃを有する凸型あるいは略三角形状に形成され、その中央の凸部３４ａにモータリード線３２が接続され、左右両側の凸部３４ｂ、３４ｃにそれぞれブラシリード線３３が接続されている。中央の凸部３４ａと反対側の辺には、左右両側の略中間部に切欠き部３４ｄが１か所形成されている。

上記の切欠き部３４ｄは、モータリード線３２が接続される中央の凸部３４ａと反対側の辺から中央の凸部３４ａ側に向かって半円形状あるいは略Ｕ字状に切り込まれている。この結果、一つの切欠き部３４ｄにより、中央の凸部３４ａから左右両側の凸部３４ｂ、３４ｃに至る２つの電流経路の断面積がそれぞれ均等に狭められて、小断面積部３４ｅを形成している。また、３つの凸部３４ａ、３４ｂ、３４ｃにおいては、略正方形の部位が残されており、各リード線３２、３３との接続作業性および接続後の強度を考慮して、一定の面積および断面積が確保されている。

この実施例２に記載した中間プレート３４は、切欠き部３４ｄの位置や数等の設計が異なるだけで、基本的な構成は実施例１に記載した中間プレート３４と同一である。即ち、中間プレート３４にヒューズ機能を持たせているので、モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた場合は、中間プレート３４の小断面積部３４ｅが溶断することで、モータ回路を遮断することができ、モータ２への連続通電を回避できる。

図６は実施例３に係わるモータ２の内部構造を示す平面図、図７は実施例３に係わるスタータ１の半断面図、図８はモータ回路図である。
本実施例のスタータ１は、モータ２の界磁を巻線式として構成した一例を示すもので、実施例１に記載したスタータ１とは、主にモータ内部の電流経路が異なり、その他の構成は略同一である。なお、本実施例において、実施例１に記載したスタータ１と実質的に同一である構成部品については、同一番号を記して図示しているが、その説明は省略する。

以下に、実施例１と異なるモータ内部の電流経路を中心に説明する。
本実施例の巻線式界磁は、図７に示す様に、磁気回路を形成するヨーク６ａと、このヨーク６ａの内周に固定される界磁極３８と、この界磁極３８に巻線される界磁コイル３９とで構成される。但し、本実施例では、界磁極３８および界磁コイル３９がそれぞれ４個ずつ設けられる４極モータ２として説明する。
４個の界磁コイル３９は、図８に示す様に、それぞれの一端側がコネクションバー４０に接続され、他端側がプラス側ブラシ９ａに接続されている。

コネクションバー４０は、電流経路の一部を構成する棒状の金属部品（例えば銅製）であり、モータリード線３２と４個の界磁コイル３９とを電気的に接続して、モータリード線３２を通じて供給される始動電流を４個の界磁コイル３９に並列に流すことができる。 このコネクションバー４０は、図６に示す様に、第１のバー部材４０ａと第２のバー部材４０ｂとに分割されて、それぞれ樹脂製のインシュレータ４１により絶縁保持され、ヨーク６ａのエンドフレーム側開口部の内側に配設されている。

第１のバー部材４０ａは、第２のバー部材４０ｂより全長が長く設けられ、その略中央部にモータリード線３２の他端側端部が溶接等により結合されて電気的に接続されている。また、第１のバー部材４０ａの一端側端部には、２個の界磁コイル３９の一端側が共通に接続されている。なお、モータリード線３２は、実施例１と同じく、エンドフレーム１１に取り付けられるグロメット３５の丸孔を挿通して、一端側がエンドフレーム１１の外側に取り出されて電磁スイッチ５のモータ端子２８に接続され、他端側がエンドフレーム１１の内側に引き出されている（図７参照）。
第２のバー部材４０ｂは、第１のバー部材４０ａの他端側に配設され、以下に説明する中間プレート３４を介して第１のバー部材４０ａと電気的に接続されている。また、第２のバー部材４０ｂの一端側端部には、残り２個の界磁コイル３９の一端側が共通に接続されている。

中間プレート３４は、実施例１と同じく、モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた時に、自身が溶断することでモータ回路を遮断できるヒューズ機能を持たせている。この中間プレート３４は、例えば、鉄製であり、図６に示す様に、全体が緩やかに湾曲した弓型に設けられ、且つ中間プレート３４の両側辺には、左右両側の略中央部に、例えば円弧状の窪みが形成されている。中間プレート３４の一端側端部には、第１のバー部材４０ａの他端側端部が溶接等により結合されて電気的に接続され、中間プレート３４の他端側端部には、第２のバー部材４０ｂの一端側端部が溶接等により結合されて電気的に接続されている。また、中間プレート３４の表面には、第１のバー部材４０ａ及び第２のバー部材４０ｂとの溶接強度を確保するために、例えば、すずメッキ等の表面処理を施すことができる。

第１のバー部材４０ａおよび第２のバー部材４０ｂが接続される中間プレート３４の両端部には、第１のバー部材４０ａおよび第２のバー部材４０ｂとの接続作業性や接続後の強度等を考慮して、一定の表面積および断面積が確保されている。また、第１のバー部材４０ａが接続される中間プレート３４の一端側端部と第２のバー部材４０ｂが接続される中間プレート３４の他端側端部との間、つまり中間プレート３４の長手方向中央部には、中間プレート３４の両側辺に前記円弧状の窪みが形成されることで、プレート幅が狭くなる小断面積部３４ｅが設けられている。この小断面積部３４ｅは、モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が加わった時に溶断する部位（溶断部位）となる。

（実施例３の効果）
実施例３に記載したスタータ１は、銅と比較して電気抵抗が大きい鉄製の中間プレート３４にヒューズ機能を持たせているので、モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた時に、中間プレート３４の両側に接続されたコネクションバー４０よりも早く且つ確実に中間プレート３４を溶断させることができる。
また、鉄の熱伝導率が銅の約１／５と小さいため、中間プレート３４が溶断した時に、その中間プレート３４に接続されているコネクションバー４０及びそのコネクションバー４０（第１のバー部材４０ａ）に溶接接合されているモータリード線３２への熱伝導を抑えることができ、モータリード線３２を保持しているグロメット３５を高熱から保護することができる。

また、本実施例では、コネクションバー４０やモータリード線３２等より電気抵抗の大きい鉄製の中間プレート３４にヒューズ機能を設けているので、コネクションバー４０やモータリード線３２等の断面積を小さくしてヒューズ機能を持たせた場合と比較して、コネクションバー４０及びモータリード線３２の機械的強度が低下することはなく、信頼性の高いスタータ１を提供できる。
更に、中間プレート３４の材料として、入手が容易であり、且つ安価な鉄を採用することにより、コスト削減を図ることができると共に、プレス加工によって容易に形成できる利点もある。

本実施例の中間プレート３４には、両側辺の略中央部に円弧状の窪みが形成されて、中間プレート３４の幅が狭くなる小断面積部３４ｅが設けられている。これは、第１のバー部材４０ａが接続される中間プレート３４の一端側端部から第２のバー部材４０ｂが接続される中間プレート３４の他端側端部に至る電流経路の途中（略中央部）に小断面積部３４ｅが設けられることになるため、モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた場合に、前記小断面積部３４ｅで確実に溶断することができ、溶断部位及び溶断時間の信頼性を高めることができる。

更には、中間プレート３４の表面に融点の低い材料の表面処理（例えばすずメッキ）を施すことで、第１のバー部材４０ａ及び第２のバー部材４０ｂを中間プレート３４に溶接する際の溶接性を向上させることができる。その結果、車両走行中の振動等で溶接部が剥がれることはなく、ヒューズ機能の信頼性を高めることができる。

実施例１に記載したスタータ１では、中間プレート３４にモータリード線３２とブラシリード線３３とを接続しているので、必然的に中間プレート３４を配置する位置が限定される。これに対し、実施例３に記載したスタータ１は、コネクションバー４０の任意の場所に中間プレート３４を配置することが可能である。つまり、コネクションバー４０を第１のバー部材４０ａと第２のバー部材４０ｂとに分割する位置に応じて、中間プレート３４を配置する位置を任意に変更できる。その結果、中間プレート３４を配置する場所の自由度が増えるため、スペース上の都合によって中間プレート３４の大きさや形状が大きく制限されることはなく、ヒューズ機能を有する中間プレート３４として適切な大きさ及び形状を選定することが可能である。

（変形例）
実施例１では、モータ２の界磁に永久磁石６ｂを使用する磁石式界磁を記載したが、界磁コイル３９を備える巻線式界磁を持つモータ２に本発明を適用することもできる。この巻線式界磁を持つモータ２において、界磁コイル３９が電機子８の低電位側（アース側）に配置される場合は、実施例１と同様に、プラス側のブラシリード線３３が中間プレート３４に接続されるが、界磁コイル３９が電機子８の高電位側（バッテリ２６側）に配置される場合は、その界磁コイル３９の反ブラシ側端部が中間プレート３４に接続される。

実施例３では、コネクションバー４０を分割して、その間に中間プレート３４を配置しているが、これ以外の例として、例えば、モータリード線３２とコネクションバー４０との間に中間プレート３４を配置して、この中間プレート３４を介してモータリード線３２とコネクションバー４０とを電気的に接続することもできる。あるいは、コネクションバー４０と界磁コイル３９との間に中間プレート３４を配置して、この中間プレート３４を介してコネクションバー４０と界磁コイル３９とを電気的に接続することもできる。

また、実施例３に記載したスタータ１は、モータ内部にコネクションバー４０を有し、且つ界磁コイル３９を持つ巻線式界磁のモータ２を搭載しているが、巻線式界磁に替えて永久磁石６ｂを有する磁石式界磁を採用することもできる。この場合、モータリード線３２とプラス側のブラシリード線３３との間にコネクションバー４０を配置して、このコネクションバー４０を介して両リード線３２、３３を電気的に接続することができる。この磁石式界磁を持つモータ２の場合でも、（１）コネクションバー４０の途中に中間プレート３４を配置する、（２）モータリード線３２とコネクションバー４０との間に中間プレート３４を配置する、（３）コネクションバー４０とブラシリード線３３との間に中間プレート３４を配置することが可能である。

実施例１〜３では、本発明の中間部材として、鉄製の中間プレート３４を記載したが、中間プレート３４の材料としては、鉄以外に、銅より電気抵抗が大きく、且つ熱伝導率が低い材料、例えば、アルミニウム、錫などを採用することができる。
また、中間部材の形状は、実施例１〜３に記載したプレート状、つまり板状である必要はなく、例えば、筒状、棒状、塊状等でも良く、その一部に断面積の小さい小断面積部３４ｅを形成してヒューズ機能を持たせても良い。

実施例１に係わる中間プレートと、その中間プレートに接続されたモータ回路の一部を示す平面図である。 実施例１に係わる中間プレートの拡大平面図である。 実施例１に係わるスタータの半断面図である。 実施例１に係わるスタータの電気回路図である。 実施例２に係わる中間プレートと、その中間プレートに接続されたモータ回路の一部を示す平面図である。 実施例３に係わるモータの内部回路を示す軸方向平面図である。 実施例３に係わるスタータの半断面図である。 実施例３に係わるモータ回路図である。 背景技術に係わるモータリード線とブラシリード線との接続構造を示す平面図である。

符号の説明

１ スタータ
２ モータ
５ 電磁スイッチ
６ 界磁
６ａ ヨーク
６ｂ 永久磁石
７ 整流子
８ 電機子
９ ブラシ
１１ エンドフレーム（フレーム）
２６ バッテリ
３２ モータリード線
３３ ブラシリード線（モータ内部回路）
３４ 中間プレート（中間部材）
３４ｄ 切欠き部
３４ｅ 小断面積部
３５ グロメット
３９ 界磁コイル（モータ内部回路）
４０ コネクションバー（モータ内部回路）
４０ａ 第１のバー部材（コネクションバー）
４０ｂ 第２のバー部材（コネクションバー）

Claims (12)

1. 始動電流の供給を受けて回転力を発生するモータと、
   バッテリから前記モータに始動電流を流すためのモータ回路に設けられて、始動電流を断続する電磁スイッチとを備えたスタータにおいて、
   前記モータ回路は、
   前記モータのフレームに取り付けられるグロメットを挿通して、一端側が前記フレームの外側に取り出されて前記電磁スイッチに接続され、他端側が前記フレームの内側に引き出されるモータリード線と、
   前記モータの内部に、前記モータリード線を通じて供給される始動電流が流れる電流経路を形成するモータ内部回路とを有し、
   前記モータリード線と前記モータ内部回路との間、あるいは前記モータ内部回路の途中に金属製の中間部材が電気的に接続され、
   前記中間部材は、前記モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた時に溶断して、前記モータ回路を遮断するヒューズ機能を有していることを特徴とするスタータ。
2. 始動電流の供給を受けて回転力を発生するモータと、
   バッテリから前記モータに始動電流を流すためのモータ回路に設けられて、始動電流を断続する電磁スイッチとを備えたスタータにおいて、
   前記モータ回路は、
   前記モータのフレームに取り付けられるグロメットを挿通して、一端側が前記フレームの外側に取り出されて前記電磁スイッチに接続され、他端側が前記フレームの内側に引き出されるモータリード線と、
   前記モータの内部に、前記モータリード線を通じて供給される始動電流が流れる電流経路を形成するモータ内部回路とを有し、
   このモータ内部回路は、前記電流経路の一部を形成するコネクションバーを有すると共に、このコネクションバーが第１のバー部材と第２のバー部材とに分割され、その第１のバー部材と第２のバー部材との間に金属製の中間部材が配置されて、この中間部材に前記第１のバー部材と第２のバー部材とがそれぞれ電気的に接続されており、
   前記中間部材は、前記モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた時に溶断して、前記モータ回路を遮断するヒューズ機能を有していることを特徴とするスタータ。
3. 始動電流の供給を受けて回転力を発生するモータと、
   バッテリから前記モータに始動電流を流すためのモータ回路に設けられて、始動電流を断続する電磁スイッチとを備えたスタータにおいて、
   前記モータ回路は、
   前記モータのフレームに取り付けられるグロメットを挿通して、一端側が前記フレームの外側に取り出されて前記電磁スイッチに接続され、他端側が前記フレームの内側に引き出されるモータリード線と、
   前記モータの内部に、前記モータリード線を通じて供給される始動電流が流れる電流経路を形成するモータ内部回路とを有し、
   このモータ内部回路は、前記電流経路の一部を形成するコネクションバーを有し、このコネクションバーと前記モータリード線との間に金属製の中間部材が配置されて、この中間部材に両者がそれぞれ電気的に接続されており、
   前記中間部材は、前記モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた時に溶断して、前記モータ回路を遮断するヒューズ機能を有していることを特徴とするスタータ。
4. 始動電流の供給を受けて回転力を発生するモータと、
   バッテリから前記モータに始動電流を流すためのモータ回路に設けられて、始動電流を断続する電磁スイッチとを備えたスタータにおいて、
   前記モータ回路は、
   前記モータのフレームに取り付けられるグロメットを挿通して、一端側が前記フレームの外側に取り出されて前記電磁スイッチに接続され、他端側が前記フレームの内側に引き出されるモータリード線と、
   前記モータの内部に、前記モータリード線を通じて供給される始動電流が流れる電流経路を形成するモータ内部回路とを有し、
   このモータ内部回路は、前記電流経路の一部を形成するコネクションバーと、このコネクションバーの低電位側に配設される内部導体とを有すると共に、前記コネクションバーと前記内部導体との間に金属製の中間部材が配置されて、この中間部材に両者がそれぞれ電気的に接続されており、
   前記中間部材は、前記モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた時に溶断して、前記モータ回路を遮断するヒューズ機能を有していることを特徴とするスタータ。
5. 始動電流の供給を受けて回転力を発生するモータと、
   バッテリから前記モータに始動電流を流すためのモータ回路に設けられて、始動電流を断続する電磁スイッチとを備えたスタータにおいて、
   前記モータ回路は、
   前記モータのフレームに取り付けられるグロメットを挿通して、一端側が前記フレームの外側に取り出されて前記電磁スイッチに接続され、他端側が前記フレームの内側に引き出されるモータリード線と、
   前記モータの内部に、前記モータリード線を通じて供給される始動電流が流れる電流経路を形成するモータ内部回路とを有し、
   このモータ内部回路は、プラス側のブラシに接続されて前記電流経路の一部を形成するブラシリード線を有し、このブラシリード線と前記モータリード線との間に金属製の中間部材が配置されて、この中間部材に両リード線がそれぞれ電気的に接続されており、 前記中間部材は、前記モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた時に溶断して、前記モータ回路を遮断するヒューズ機能を有していることを特徴とするスタータ。
6. 始動電流の供給を受けて回転力を発生するモータと、
   バッテリから前記モータに始動電流を流すためのモータ回路に設けられて、始動電流を断続する電磁スイッチとを備えたスタータにおいて、
   前記モータ回路は、
   前記モータのフレームに取り付けられるグロメットを挿通して、一端側が前記フレームの外側に取り出されて前記電磁スイッチに接続され、他端側が前記フレームの内側に引き出されるモータリード線と、
   前記モータの内部に、前記モータリード線を通じて供給される始動電流が流れる電流経路を形成するモータ内部回路とを有し、
   このモータ内部回路は、前記電流経路の一部を形成する界磁コイルを有し、この界磁コイルと前記モータリード線との間に金属製の中間部材が配置されて、この中間部材に両者がそれぞれ電気的に接続されており、
   前記中間部材は、前記モータ回路に通常使用時より過大な熱的負荷が生じた時に溶断して、前記モータ回路を遮断するヒューズ機能を有していることを特徴とするスタータ。
7. 請求項１〜６に記載した何れかのスタータにおいて、
   前記中間部材は、前記モータリード線及び前記モータ内部回路より電気抵抗が大きく、且つ前記モータリード線及び前記モータ内部回路より熱伝導率が低い材料を使用して形成されていることを特徴とするスタータ。
8. 請求項１〜７に記載した何れかのスタータにおいて、
   前記中間部材には、この中間部材を始動電流が流れる電流経路の一部に断面積を小さくした小断面積部が設けられていることを特徴とするスタータ。
9. 請求項５または６に記載したスタータにおいて、
   前記中間部材は、３つの凸部を有する凸形状に設けられて、中央の凸部に前記モータリード線が接続され、両側の凸部にそれぞれ前記モータ内部回路が接続されると共に、前記中央の凸部と前記両側の凸部との間に、それぞれ切欠き部が形成されて、前記中央の凸部から前記両側の凸部に至る電流経路の一部に、前記切欠き部によって断面積が小さくなる小断面積部が設けられていることを特徴とするスタータ。
10. 請求項１〜９に記載した何れかのスタータにおいて、
    前記中間部材に使用される材料は、鉄であることを特徴とするスタータ。
11. 請求項１〜１０に記載した何れかのスタータにおいて、
    前記中間部材は、板状に形成され、前記中間部材に電気的に接続される部品が、前記中間部材の表面に溶接されていることを特徴とするスタータ。
12. 請求項１１に記載したスタータにおいて、
    前記中間部材は、その表面に安定した溶接強度を確保するための表面処理が施されていることを特徴とするスタータ。
    

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