JP2007224876A - スタータ - Google Patents

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Abstract

【課題】モータに異常電流が流れたときの電流を確実に遮断し、また通常の通電電流のときにおける電流遮断の発生を低減させることができるスタータを得る。
【解決手段】この発明に係るスタータは、界磁コイル23を有するモータと、バッテリ30からの電流をモータに供給してピニオンギヤを介してエンジンを始動させる電磁スイッチとを備えたスタータにおいて、電流が供給される界磁コイル23の上流側には、金属導体33aが接続されており、この金属導体33aには、ヒューズ機能を有する、断面積が狭小の狭小部34が形成されている。
【選択図】図2

Description

この発明は、界磁コイルを有するモータと、バッテリからの電流を前記モータに供給してピニオンギヤを介してエンジンを始動させる電磁スイッチとを備えたスタータに関するものである。
従来のスタータとして、バッテリからブラシを介して通電される電機子を有し電機子に回転力を発生させるモータと、電機子にバッテリ電流を流す電流をON、OFF制御する電磁スイッチとを備え、前記ブラシに接続されるピグテールの一部がヒューズ機能を果たす低融点材料で構成されたスタータが知られている(例えば、特許文献1参照)。
このものの場合、始動スイッチの故障等でバッテリ電流がモータに連続通電された場合に、ピグテールが溶断することで電機子への通電が停止され、スタータの破損を防止している。
また、同様にスタータの破損を防止する目的で、一端部がブラシに機械的かつ電気的に接続され、他端部が電磁スイッチの可動接点に直接軟ろう付けされたブラシリード線を備えたスタータも知られている(例えば、特許文献2参照)。
特開2003-148315号公報 特開2005-83259号公報
しかしながら、上記特許文献1に記載の上記ピグテールは、摺動自在なブラシに接続されており、例えばブラシに連動して移動したピグテールが、近傍の部品と接近した状態のときに異常電流が流れ、溶断したピグテールが近傍の部品と接触してショートし、バッテリ電流を遮断できない場合があった。
また、上記特許文献2に記載のブラシリード線は、融点温度は使用する軟ろう材により定まり、通常軟ろう材の融点は低いために、通常の通電電流が通電された場合でも溶断され、エンジンを始動できない場合があった。
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、モータに異常電流が流れたときの電流を確実に遮断し、また通常の通電電流のときにおける電流遮断の発生を低減させることができる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では、界磁コイルを有するモータと、バッテリからの電流を前記モータに供給してピニオンギヤを介してエンジンを始動させる電磁スイッチとを備えたスタータにおいて、前記電流が供給される前記界磁コイルの上流側には、金属導体が接続されており、この金属導体には、ヒューズ機能を有する、断面積が狭小の狭小部が形成されている。
また、この発明に係るスタータでは、界磁コイルを有するモータと、バッテリからの電流を前記モータに供給してピニオンギヤを介してエンジンを始動させる電磁スイッチとを備えたスタータにおいて、前記電流が供給される前記界磁コイルの上流側には、金属導体が接続されており、この金属導体は、ヒューズ機能を有し、前記界磁コイルよりも電気抵抗の大きな材料で構成されている。
この発明に係るスタータによれば、モータに異常電流が流れたときの電流を確実に遮断し、また通常の通電電流のときにおける電流遮断の発生を低減させることができる。
以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各実施の形態において同一、または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1によるスタータを示す断面図、図2は図1のスタータの電気回路図である。
このスタータは、モータ1と、モータ1への通電を入切する電磁スイッチ2と、モータ1に接続された減速機構42と、モータ1のシャフトの軸線方向に移動可能なワンウエイクラッチ3と、このワンウエイクラッチ3に連結されワンウエイクラッチ3とともに回転するピニオンギヤ4と、電磁スイッチ2とワンウエイクラッチ3との間にそれぞれ回動自在に設けられたレバー5とを備えている。減速機構42、ワンウエイクラッチ3及びレバー5は、ハウジング6内に収納されている。
電磁スイッチ2では、ソレノイドケース7の開口部にスイッチカバー8が結合されている。
ソレノイドケース7内には、円筒状のボビン10が設けられている。このボビン10の外周部には、導線が巻回されて構成された吸引コイル11が設けられている。この吸引コイル11の外側には絶縁シートを介して導線が巻回されて構成された保持コイル12が設けられている。吸引コイル11及び保持コイル12のそれぞれの導線は、逆方向に巻回されている。
ボビン10の左側の内径部には、固定鉄心13が圧入されている。この固定鉄心13の内径部には、往復摺動可能なプランジャ14が挿入されている。このプランジャ14の反レバー5側の端部には、可動接点15が固定されている。この可動接点15は、モータ端子16の端部に形成された固定接点17と対向している。可動接点15とプランジャ14との間には、可動接点15と固定接点17との開離距離の寸法誤差を吸収するとともに可動接点15の固定接点17に対する接圧を調整する接圧ばね18が設けられている。ソレノイドケース7の内径部とプランジャ14のレバー5側の端部との間には、可動接点15を固定接点17から開離する方向にプランジャ14に付勢力を付与した開離ばね19が設けられている。
上記モータ1は、モータケース9に固定された固定子20と、この固定子20の内径側に設けられ回転可能な電機子21とを備えている。
図3はモータケース9の一部を切り欠き固定子20の内部構造を示す斜視図、図4は図3に示した固定子20の展開図、図5は図4のAの部位の拡大図である。
固定子20は、固定子鉄心22と、この固定子鉄心22に銅製の導線が巻回されて構成された界磁コイル23と、この界磁コイル23の両側にそれぞれ固定されたC形状の金属導体33a,33bとを備えている。電流が供給される界磁コイル23の上流側の金属導体33aには、ヒューズ機能を有する、断面積が狭小の狭小部34が形成されている。金属導体33bは、ブラシ25とピグテール43を介して接続されている。界磁コイル23及び金属導体33a、33bは銅で構成されている。
次に、上記構成のスタータの動作について主に図2の回路図に基づいて説明する。
スタータは、始動スイッチ31が閉成されることにより、バッテリ30からの電流は、スイッチ端子32(S)を介して吸引コイル11に流れ、開離ばね19の弾性力に逆らってプランジャ14及び可動接点15が固定接点17に向けて駆動される。それと同時にプランジャ14がレバー5を介してワンウエイクラッチ3とピニオンギヤ4をリングギヤ40に向けて押出す。そして、可動接点15は、接圧ばね18による弾性力が付与された状態で固定接点17と面接触し、モータ1が通電され、ピニオンギヤ4が回転する。
このようにして、ピニオンギヤ4は回転しながら押出され、リングギヤ40に歯合してエンジンは始動する。また、可動接点15が固定接点17と面接触した場合、吸引コイル11の両端の電位は等しくなるため、吸引コイル11への通電は停止される。但し、保持コイル12への通電は継続され、この保持コイル12によって作られる磁束により可動接点15が固定接点17と面接触した状態が保持される。
続いて、始動スイッチ31が開放されると、バッテリ30からの電流は、可動接点15が面接触した固定接点17、モータ端子16(M)に流れ、引き続き吸引コイル11、スイッチ端子32、保持コイル12を通じてグランドに流れる。これにより、吸引コイル11と保持コイル12とが互いに磁束を打消し合い吸引力を失うため、可動接点15及びプランジャ14は、開離ばね19の弾性力により押し戻される。そして、可動接点15は固定接点17から離間し、バッテリ30からモータ1への通電がなされなくなると同時に、プランジャ14の移動により回動するレバー5に連動してピニオンギヤ4が移動し、ピニオンギヤ4とリングギヤ40との噛合状態が解除される。
ところで、何らかの原因で、始動スイッチ31が閉成し続けると、モータ1は長時間通電される。この状態が続き、界磁コイル23や整流子41、電機子21等がデッドアース或いはレアショートして短絡電流が発生し、短絡電流がモータ1への電流の入口側にある金属導体33aを通じてモータ1の内部に流れようとする。しかしながら、抵抗が大きく発熱量の大きい金属導体33aの狭小部34は、溶断温度に達して直ちに溶断し、電流が遮断されるので、モータ1内部の部品の異常電流による破損は防止される。
また、何らかの原因で、例えば固定接点17に可動接点15が溶着したまま復帰しない状態が続くと、始動スイッチ31を開放してもモータ1は連続通電される。このとき、可動接点15はプランジャ14と一体であり、プランジャ14も移動不可の状態であり、ピニオンギヤ4は復帰せずリングギヤ40と歯合したまま、モータ1は回転駆動し続ける。
また、図示していないが、プランジャと可動接点が別体式のスタータであればピニオンギヤは復帰したまま、モータは回転駆動し続ける。
両タイプのスタータとも、このような状態が続き、短絡電流が生じた場合、その短絡電流はモータ1の内部に流れようとするが、このような場合にも、金属導体33aの狭小部34は、直ちに溶断し、電流が遮断されるので、モータ1内部の部品の異常電流による破損は防止される。
以上説明したように、上記構成のスタータによれば、電流が供給される界磁コイル23の上流側に、金属導体33aが接続されており、この金属導体33aには、ヒューズ機能を有する、断面積が狭小の狭小部34が形成されている。
従って、モータ1に連続通電されて異常電流がモータ1の内部に流れようとしたときには確実に電流が遮断され、また通常使用時の電流遮断の発生を抑制することができる。
また、剛性の金属導体33aは、界磁コイル23に固定されているので、溶断時に金属導体33aの近傍の部品と接触してショートし、バッテリ電流を遮断できないといった事態の発生を低減することができる。
また、金属導体33aは、界磁コイル23に固定された既存の金属導体に狭小部34を形成したものであり、わざわざヒューズ機能を有する部品を付設する必要性は無く、製造コストが抑制される。
また、溶断する電流値の調整は、狭小部34の幅、深さを変えることで容易に調整することができる。
実施の形態2.
この実施の形態では、界磁コイル23が銅製である点は実施の形態1と同じであるが、金属導体33aの全体が銅よりも電気抵抗値が大きく、黄銅製でヒューズ機能を有する点で実施の形態1と異なる。
この実施の形態では、金属導体33aは、界磁コイル23を構成する銅よりも電気抵抗値が大きな黄銅製でヒューズ機能を有しているので、短絡電流が生じ、モータ1の内部に短絡電流が流れようとした場合、金属導体33a自身の発熱により、ある部位で溶断し、電流を遮断するので、モータ1内部の部品の異常電流による破損が防止される。
なお、実施の形態1と同様に、黄銅製の金属導体33aに狭小部34を形成することで、その狭小部34で電流を確実に遮断することができるようにしてもよい。
なお、上記実施の形態1、2では界磁コイル23を銅で構成し、また金属導体33aについては、実施の形態1では銅で構成し、実施の形態2では黄銅で構成したが、勿論これらの材料に限定されるものではなく、金属導体は、界磁コイルよりも電気抵抗が大きく、ヒューズ機能を有するものであればよい。
この発明の実施の形態1によるスタータを示す断面図である。 図1のスタータの電気回路図である。 図1のモータケースの一部を切り欠き固定子の構造を示す斜視図である。 図3に示した固定子の展開図である。 図4のAの部位の拡大図である。
符号の説明
1 モータ、2 電磁スイッチ、4 ピニオンギヤ、21 電機子、23 界磁コイル、30 ヒューズ、33a,33b 金属導体、34 狭小部。

Claims (5)

  1. 界磁コイルを有するモータと、バッテリからの電流を前記モータに供給してピニオンギヤを介してエンジンを始動させる電磁スイッチとを備えたスタータにおいて、
    前記電流が供給される前記界磁コイルの上流側には、金属導体が接続されており、この金属導体には、ヒューズ機能を有する、断面積が狭小の狭小部が形成されていることを特徴とするスタータ。
  2. 界磁コイルを有するモータと、バッテリからの電流を前記モータに供給してピニオンギヤを介してエンジンを始動させる電磁スイッチとを備えたスタータにおいて、
    前記電流が供給される前記界磁コイルの上流側には、金属導体が接続されており、この金属導体は、ヒューズ機能を有し、前記界磁コイルよりも電気抵抗の大きな材料で構成されていることを特徴とするスタータ。
  3. 前記金属導体には、断面積が狭小の狭小部が形成されていることを特徴とする請求項2に記載のスタータ。
  4. 前記界磁コイル及び前記金属導体は、銅で構成されていることを特徴とする請求項1に記載のスタータ。
  5. 前記界磁コイルは、銅で構成され、前記金属導体は、黄銅で構成されていることを特徴とする請求項2または3に記載のスタータ。
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