JP2011185196A - エンジン始動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ通電用リレー８を追加したことによる電圧降下の影響を受けることなく、良好な始動性を確保できるエンジン始動装置１を提供する。
【解決手段】バッテリ６とモータ３との間に第１の通電経路と第２の通電経路とが並列に接続され、第１の通電経路には、メイン接点が設けられ、第２の通電経路には、モータ３の起動電流を抑制するための抵抗体７とリレー接点とが直列に設けられている。また、タイマ機能を有する制御回路１０は、リレー接点がメイン接点より先にオンする様に、リレーコイル２３への通電タイミングを基準として、励磁コイル１６への通電タイミングを設定している。これにより、モータ３の起動時には、抵抗体７を経由してモータ３に電流が流れ、その後、メイン接点がオンすると、抵抗体７をバイパスする第１の通電経路を通ってモータ３に電流が流れる。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータの起動時にバッテリからモータに流れる起動電流を抑制する抵抗体を有し、モータの起動後に抵抗体をバイパスして、バッテリの全電圧によりモータに通電してエンジンを始動させるエンジン始動装置に関する。

従来、スタータによりエンジンを始動する際、つまり、バッテリからモータに流れる電流を断続するためのメイン接点を電磁スイッチによりオンしてモータを起動する時に、突入電流と呼ばれる大電流がモータに流れる。このため、バッテリの端子電圧が一時的に大きく低下して、メータ類やオーディオ等の電気機器が瞬間的に作動停止する、いわゆる「瞬断」と言われる現象が発生することがある。
これに対し、本出願人は、モータの起動時に流れる突入電流を抑制して、「瞬断」の発生を防止できる技術を提案している（特許文献１参照）。

上記の特許文献１に係る発明は、図４に示す様に、バッテリ１００からモータ１１０に電流を流すための通電経路に抵抗体１２０を挿入すると共に、この抵抗体１２０の両端を短絡できるモータ通電用リレー１３０を設けて、このモータ通電用リレー１３０の作動開始タイミングをタイマ回路１４０により制御している。つまり、タイマ回路１４０は、電磁スイッチ１５０によりメイン接点がオンした後、所定の時間を経過した時点でリレー接点がオンするように、電磁スイッチ１５０に対してモータ通電用リレー１３０を遅延作動させるための遅延時間を設定している。

これにより、電磁スイッチ１５０がメイン接点をオンした後、タイマ回路１４０によって設定された遅延時間が経過した時点でモータ通電用リレー１３０がリレー接点をオンするため、メイン接点がオンしてからリレー接点がオンするまでの間は、バッテリ１００から抵抗体１２０を経由してモータ１１０に通電される。この時、抵抗体１２０により抑制された電流がモータ１１０に流れることで、モータ１１０が低速回転する。
その後（例えば、ピニオン１６０がリングギヤ１７０に噛み合った後）、所定の遅延時間が経過した時点で、モータ通電用リレー１３０がリレー接点をオンすることにより、抵抗体１２０の両端が短絡される。その結果、バッテリ１００の全電圧がモータ１１０に印加されて、起動時より大きい電流がモータ１１０に流れることで、モータ１１０が高速回転する。

特開２００９−２８７４５９号公報

ところが、図４に示した従来技術は、電磁スイッチ１５０のメイン接点とモータ通電用リレー１３０のリレー接点とが直列に接続されるため、モータ１１０の起動後に、モータ通電用リレー１３０がリレー接点をオンして抵抗体１２０の両端を短絡すると、抵抗体１２０をバイパスする電流がリレー接点を流れる。この場合、モータ通電用リレー１３０を用いない通常のスタータ始動回路と比較して、リレー接点が増えるため、このリレー接点での電圧降下が大きいと、配線抵抗が増加したことと同じになり、エンジン始動性に悪影響を与える恐れがある。

また、抵抗体１２０が短絡されてバッテリ１００の全電圧がモータ１１０に印加される時に、上記の様に、リレー接点を通ってモータ１１０に電流が流れるため、例えば、メイン接点と同等の接点容量を有するモータ通電用リレー１３０を使用する必要があり、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、モータの起動電流を抑制する抵抗体と、モータの起動後に抵抗体をバイパスしてモータに通電するためのモータ通電用リレーとを備え、このモータ通電用リレーを追加したことによる電圧降下の影響を受けることなく、良好な始動性を確保できるエンジン始動装置を提供することにある。

（請求項１の発明）
本発明は、バッテリより電力の供給を受けて回転力を発生するモータと、バッテリの全電圧を掛けてモータに電流を流すための第１の通電経路にメイン接点を設け、このメイン接点を開閉する機能を有するスタータ用電磁スイッチと、バッテリとモータとの間で第１の通電経路と並列に接続される第２の通電経路にリレー接点を設け、このリレー接点を開閉するモータ通電用リレーと、第２の通電経路に挿入されてリレー接点と直列に接続される抵抗体と、モータの起動時に、リレー接点がオンした後、所定の遅延時間を経てメイン接点がオンするように、モータ通電用リレーに対しスタータ用電磁スイッチを遅延作動させる制御回路とを備えたことを特徴とする。

本発明のエンジン始動装置は、メイン接点を有する第１の通電経路と、リレー接点を有する第２の通電経路とが並列に接続され、且つ、その第２の通電経路に抵抗体がリレー接点と直列に挿入されているので、モータ通電用リレーがリレー接点をオンすると、メイン接点がオンするまでの間は、バッテリから第２の通電経路を通ってモータに電流が流れる。この時、抵抗体により抑制された電流がモータに流れることで、モータが定格回転より低い回転数で低速回転する。
その後、制御回路により設定される遅延時間が経過した時点で、スタータ用電磁スイッチがメイン接点をオンすると、抵抗体をバイパスする第１の通電経路を通じてバッテリの全電圧がモータに印加され、起動時より大きい電流がモータに流れることで、モータが高速度で定格回転する。

上記の構成によれば、スタータ用電磁スイッチの作動によりメイン接点がオンした時に、抵抗体およびリレー接点を経由することなく、第１の通電経路を通じてモータに電力が供給される。つまり、バッテリの全電圧を掛けてモータを定格回転で回す時に、リレー接点を電流が流れることはないので、モータ通電用リレーを追加したことにより電圧降下を生じることはない。その結果、エンジン始動時に電圧降下の影響を受けることはなく、始動性に悪影響を与えることはない。
また、モータ通電用リレーのリレー接点は、抵抗体と直列に接続されているので、リレー接点がオンした時に流れる電流は、バッテリの全電圧によって第１の通電経路を流れる電流より小さくなる。つまり、抵抗体によって抑制された電流が流れるので、前記の特許文献１と比較して、接点容量の小さいモータ通電用リレーを使用することが可能であり、その分、コストを抑えることができる。

（請求項２の発明）
請求項１に記載したエンジン始動装置において、モータ通電用リレーは、第１の外部接続端子と第２の外部接続端子とを介して第２のモータ通電経路に接続され、リレー接点は、第１の外部接続端子と電気的に接続される一方の固定接点と、第２の外部接続端子と電気的に接続される他方の固定接点と、両固定接点の間を電気的に断続する可動接点とを有し、抵抗体は、モータ通電用リレーに内蔵され、第１の外部接続端子と一方の固定接点との間、または、第２の外部接続端子と他方の固定接点との間に接続されていることを特徴とする。

上記の構成では、抵抗体をモータ通電用リレーに内蔵しているので、例えば、抵抗体が長時間の通電によって赤熱した場合でも、外部から可燃性の物体が抵抗体に接触することがないため、安全性が向上する。
また、モータ通電用リレーの筐体によって防水性を確保できるので、外部から抵抗体に水分等が付着することを防止でき、耐久性を向上できる。
さらに、モータ通電用リレーの筐体内部に確保されている空間を利用して抵抗体を配置することにより、抵抗体を内蔵した場合でもモータ通電用リレーの体格が大きくなることはない。

（請求項３の発明）
請求項１または２に記載したエンジン始動装置において、スタータ用電磁スイッチは、通電によって電磁石を形成する励磁コイルと、この励磁コイルの励磁／非励磁に応じて、励磁コイルの内周を軸心方向に可動するプランジャとを有し、このプランジャの動きに連動して、スタータのピニオンをエンジンのリングギヤ側へ移動させると共に、メイン接点の開閉を行うことを特徴とする。
上記の構成によれば、従来のスタータ用電磁スイッチを改造することなく使用することが可能であり、スタータ始動回路の大幅な変更を伴うことなく、モータの起動電流を抑制できる機能を備えたエンジン始動装置を提供できる。

（請求項４の発明）
請求項１または２に記載したエンジン始動装置において、スタータ用電磁スイッチは、第１の電磁石の吸引力を利用して、スタータのピニオンをエンジンのリングギヤ側へ移動させるピニオン移動用ソレノイドと、第２の電磁石のオン／オフ動作に応じてメイン接点を開閉するメイン接点開閉用ソレノイドとで構成され、ピニオン移動用ソレノイドの作動とメイン接点開閉用ソレノイドの作動とを独立に制御できることを特徴とする。
この請求項４に係る発明のスタータ用電磁スイッチは、ピニオンをエンジンのリングギヤ側へ移動させる働きと、メイン接点を開閉する働きとを、別々のソレノイド（ピニオン移動用ソレノイドとメイン接点開閉用ソレノイド）で行うことができ、且つ、ピニオン移動用ソレノイドの作動とメイン接点開閉用ソレノイドの作動とを独立に制御できるので、通常のエンジン始動時（ユーザによるキー始動時）だけでなく、アイドルストップ後の再始動時にも好適に用いることが可能である。

（請求項５の発明）
請求項４に記載したエンジン始動装置において、スタータ用電磁スイッチは、ピニオン移動用ソレノイドとメイン接点開閉用ソレノイドとが軸方向に直列に配置され、且つ、両ソレノイドが一つの筐体の内部に一体的に収容されていることを特徴とする。
上記の構成では、ピニオン移動用ソレノイドとメイン接点開閉用ソレノイドとを軸方向に直列に配置しているので、軸方向に投影したスタータ用電磁スイッチの配置スペースが増大することはなく、従来のスタータ用電磁スイッチと同等の搭載性を確保できる。
また、ピニオン移動用ソレノイドとメイン接点開閉用ソレノイドとを一つの筐体の内部に一体的に収容することで、部品の一部（例えば、固定鉄心）を共有することも可能であり、それによって軸方向の寸法増大を抑えることができる。

（請求項６の発明）
請求項４に記載したエンジン始動装置において、スタータ用電磁スイッチは、ピニオン移動用ソレノイドとメイン接点開閉用ソレノイドとが、それぞれ専用の筐体に収容されて別体に構成されていることを特徴とする。
スタータ用電磁スイッチでは、メイン接点の開閉に伴って接点摩耗が進行すると、メイン接点の交換が必要となる場合がある。これに対し、請求項６に係る発明では、ピニオン移動用ソレノイドとメイン接点開閉用ソレノイドとを別体に構成しているので、メイン接点が摩耗して交換を必要とする場合は、メイン接点開閉用ソレノイドだけを取り替えれば良く、ピニオン移動用ソレノイドまで取り替える必要はないのでランニングコストを低く抑えることが可能である。
また、ピニオン移動用ソレノイドは、従来のスタータ用電磁スイッチに使用されている構成部品の多くを利用でき、且つ、メイン接点開閉用ソレノイドは、汎用の電磁継電器を利用できるので、低コスト化を図ることが可能である。

（請求項７の発明）
請求項１〜６に記載した何れかのエンジン始動装置において、制御回路は、スタータ用電磁スイッチと別体に構成され、スタータ用電磁スイッチの外部に配置されることを特徴とする。
上記の構成によれば、制御回路をスタータ用電磁スイッチに内蔵する必要がないので、スタータ用電磁スイッチの改造が不要である。スタータの配線系統に抵抗体とモータ通電用リレーおよび制御回路を接続するだけで良いので、スタータ始動回路を大幅に変更することなく、モータの起動電流を抑制する機能を備えたエンジン始動装置を提供できる。

（請求項８の発明）
請求項１〜６に記載した何れかのエンジン始動装置において、制御回路は、スタータ用電磁スイッチに内蔵されていることを特徴とする。
例えば、制御回路をスタータ用電磁スイッチに内蔵することなく、車室内あるいは車室外に設置する場合は、制御回路を収容する専用の筐体を設ける必要がある。特に、制御回路を車室外に設置する場合は、制御回路を保護するために筐体の防水構造が必要となり、コストアップの要因となる。
これに対し、請求項８に係る本発明では、制御回路をスタータ用電磁スイッチに内蔵しているので、制御回路に専用の筐体を設ける必要はなく、コストダウンが可能である。また、スタータ用電磁スイッチの筐体によって防水性を確保できるので、制御回路に対する信頼性及び耐環境性を維持できる。

実施例１に示すエンジン始動装置の回路図である。 実施例２に示すエンジン始動装置の回路図である。 実施例３に示すエンジン始動装置の回路図である。 特許文献１に開示されたエンジン始動装置の回路図である。

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。

（実施例１）
この実施例１に説明するエンジン始動装置１は、図１に示す様に、モータ３の回転力をピニオン４からエンジンのリングギヤ５に伝達してエンジンを始動させるスタータ２と、モータ３の起動時にバッテリ６からモータ回路（下述する）を通じてモータ３に流れる電流を抑制するための抵抗体７と、モータ３の起動後に抵抗体７をバイパスしてモータ３に電流を流すために、モータ３への通電経路を切り替えるためのモータ通電用リレー８と、このモータ通電用リレー８に対し、スタータ２に搭載される電磁スイッチ９（本発明のスタータ用電磁スイッチ）を遅延作動させる制御回路１０等を有している。

モータ３は、例えば、永久磁石あるいは電磁石によって形成される界磁（図示せず）と、電機子軸の一方の端部に整流子１１を有する電機子１２と、整流子１１の外周に配置されるブラシ１３等を有する整流子電動機である。
モータ回路は、バッテリ６からモータ３に電流を流すための通電経路を形成し、バッテリ６の全電圧を掛けてモータ３に電流を流すための第１の通電経路と、上記の抵抗体７が挿入された第２の通電経路とを有し、バッテリ６とモータ３との間で第１の通電経路と第２の通電経路とが並列に接続されている。

ピニオン４は、電機子軸に連結される出力軸１４の外周上にクラッチ１５と一体に配置され、出力軸１４の外周上を軸方向に移動可能に設けられている。なお、電機子軸と出力軸１４との間には、電機子１２の回転速度を減速してトルクを増大させる減速装置（例えば遊星歯車減速装置）を配置することも出来る。
クラッチ１５は、モータ３によって駆動される出力軸１４の回転をピニオン４に伝達し、且つ、エンジンの始動によってピニオン４の回転速度が出力軸１４の回転速度を上回った時に、ピニオン４側から出力軸１４側へのトルク伝達を遮断する一方向クラッチとして構成されている。

電磁スイッチ９は、通電によって電磁石を形成する励磁コイル１６と、この励磁コイル１６の励磁／非励磁に応じて、励磁コイル１６の内周を軸心方向（図示左右方向）に可動するプランジャ１７とを有し、このプランジャ１７の動きに連動して、第１の通電経路に設けられるメイン接点（下述する）を開閉すると共に、シフトレバー１８を介してピニオン４をクラッチ１５と一体にエンジン側（反モータ方向）へ移動させる働きを有する。
励磁コイル１６は、吸引コイル１６ａと保持コイル１６ｂとを有し、吸引コイル１６ａの一方の端部が、電磁スイッチ９の樹脂カバー（図示せず）に取り付けられるスイッチ端子１９に接続され、他方の端部が、後述するＭ端子ボルト２１に接続されている。
保持コイル１６ｂは、一方の端部が吸引コイル１６ａの一方の端部と共にスイッチ端子１９に接続され、他方の端部が、電磁スイッチ９のヨークを介してアースに接続されている。

メイン接点は、Ｂ端子ボルト２０とＭ端子ボルト２１を介して第１の通電経路に接続される一組の固定接点と、プランジャ１７の動きに連動して一組の固定接点の間を電気的に断続する可動接点２２とを有し、この可動接点２２が一組の固定接点に当接して両固定接点の間が導通することでオン状態となり、可動接点２２が一組の固定接点から開離することでオフ状態となる。なお、一組の固定接点は、樹脂カバーの内部に配置されるＢ端子ボルト２０とＭ端子ボルト２１の各ボルト頭部と一体、または、別体に設けられて電気的に接合されており、図１では、Ｂ端子ボルト２０およびＭ端子ボルト２１と一組の固定接点とが、それぞれ○印によって一体的に示されている。

Ｂ端子ボルト２０とＭ端子ボルト２１は、樹脂カバーの内部にボルト頭部が配置され、雄ねじが形成されている先端側が、樹脂カバーに形成された貫通孔を通り抜けて樹脂カバーの外部に取り出されており、ワッシャ等により樹脂カバーに固定されている。
Ｂ端子ボルト２０は、ケーブル線によってバッテリ６の正極ターミナルと電気的に接続され、Ｍ端子ボルト２１は、モータリード線によってプラス側ブラシ１３と電気的に接続されている。なお、モータ３の界磁に電磁石（界磁コイル）を使用する場合は、モータリード線を界磁コイルに接続することも出来る。

モータ通電用リレー８は、通電によって電磁石を形成するリレーコイル２３と、このリレーコイル２３の励磁／非励磁に応じて、リレーコイル２３の内周を軸心方向（図示上下方向）に可動する可動鉄心２４とを有し、この可動鉄心２４の動きに連動して、第２の通電経路に設けられるリレー接点（下述する）を開閉する働きを有する。
リレーコイル２３は、一方の端部が、モータ通電用リレー８の樹脂カバー（図示せず）に取り付けられるスイッチ端子２５に接続され、他方の端部が、モータ通電用リレー８のヨークを介してアースに接続されている。

リレー接点は、第１の外部接続端子２６と電気的に接続される一方の固定接点２７と、第２の外部接続端子２８と電気的に接続される他方の固定接点２９と、可動鉄心２４の動きに連動して両固定接点２７、２９の間を電気的に断続する可動接点３０とを有し、この可動接点３０が両固定接点２７、２９に当接して両固定接点２７、２９の間が導通することでオン状態となり、可動接点３０が両固定接点２７、２９から開離することでオフ状態となる。
なお、本実施例のモータ通電用リレー８は、リレーコイル２３が非励磁の時にリレー接点がオフ状態となり、リレーコイル２３が励磁された時にリレー接点がオンする常開接点構造を有している。

第１、第２の外部接続端子２６、２８は、例えば、電磁スイッチ９に使用されるＢ端子ボルト２０、Ｍ端子ボルト２１と同様のボルト形状に設けられ、そのボルト形状の先端側（雄ねじ側）が、モータ通電用リレー８の樹脂カバー（図示せず）より外部に取り出された状態で、ワッシャ等により樹脂カバーに固定されている。なお、第１の外部接続端子２６は、ケーブル線によってバッテリ６の正極ターミナルと電気的に接続され、第２の外部接続端子２８は、ケーブル線によって電磁スイッチ９のＭ端子ボルト２１と電気的に接続されている。
抵抗体７は、モータ通電用リレー８の筐体内部（例えば、樹脂カバーの内部）に収容され、図１に示す様に、第１の外部接続端子２６と一方の固定接点２７との間に接続されている。

制御回路１０は、エンジン始動用のスイッチ（以下、始動スイッチ３１と呼ぶ）がオンすると、バッテリ６より電力の供給を受けて作動し、モータ通電用リレー８のスイッチ端子２５に接続される電気配線３２を通じてリレーコイル２３に励磁電流を供給すると共に、電磁スイッチ９のスイッチ端子１９に接続される電気配線３３を通じて励磁コイル１６に励磁電流を供給する。
また、制御回路１０は、リレー接点がメイン接点より先にオンする様に、リレーコイル２３への通電タイミングを基準として、励磁コイル１６への通電タイミングを設定している。すなわち、制御回路１０は、リレーコイル２３への通電タイミングと励磁コイル１６への通電タイミングとの間に所定の遅延時間を設定できるタイマ機能を内蔵し、このタイマ機能により、モータ通電用リレー８に対し電磁スイッチ９を遅延作動させる。これにより、モータ３の起動時に抵抗体７を経由して電流が流れる時間、つまり、第２の通電経路を通ってモータ３に電流が流れる時間を制御できる。

次に、エンジン始動装置１の作動を説明する。
始動スイッチ３１がオンすると、制御回路１０を通じてモータ通電用リレー８のリレーコイル２３に励磁電流が供給されて、リレー接点がオンする。これにより、バッテリ６から抵抗体７を経由してモータ３に通電される。この時、抵抗体７によって抑制された電流がモータ３に流れることで、モータ３が定格回転より低い回転数で低速回転する。
その後、制御回路１０により設定された遅延時間が経過した時点で、電磁スイッチ９の励磁コイル１６に励磁電流が供給されて、メイン接点がオンする。その結果、抵抗体７をバイパスする第１の通電経路を通じてバッテリ６の全電圧がモータ３に印加されるため、起動時より大きな電流がモータ３に流れることで、モータ３が高速度で定格回転する。

なお、一般的に、電磁スイッチ９は、ピニオン４が移動してリングギヤ５に当接した後、若干遅れてメイン接点がオンするため、モータ３が低速回転している間にピニオン４をリングギヤ５に噛み合わせることが可能である。
上記の作動によれば、モータ３の起動時に流れる突入電流を低減できるので、バッテリ６の端子電圧が一時的に大きく低下することはなく、電気機器が瞬間的に作動停止する「瞬断」の発生を防止できる。また、モータ３が低速回転している間にピニオン４をリングギヤ５に噛み合わせることで、噛み合い時の衝撃が緩和されるため、ピニオン４およびリングギヤ５の摩耗を低減でき、耐久性が向上する。

（実施例１の効果）
実施例１のエンジン始動装置１は、メイン接点を有する第１の通電経路と、リレー接点を有する第２の通電経路とが並列に設けられ、且つ、その第２の通電経路に抵抗体７がリレー接点と直列に挿入されている。この構成によれば、リレー接点がオンしてから所定の遅延時間を経過した時点でメイン接点がオンした時に、リレー接点を有する第２の通電経路を電流が流れることはなく、第２の通電経路と並列に設けられた第１の通電経路を通ってモータ３に電流を流すことができる。その結果、バッテリ６の全電圧を掛けてモータ３に通電する場合に、リレー接点を電流が流れることはないので、リレー接点での電圧降下が発生することはない。これにより、本実施例のエンジン始動装置１にモータ通電用リレー８を追加したことによる電圧降下の影響はなく、エンジンの始動性に悪影響を与えることはない。

また、モータ通電用リレー８は、リレー接点を抵抗体７と直列に接続しているので、リレー接点がオンした時に流れる電流は、バッテリ６の全電圧を掛けて第１の通電経路を流れる電流より小さくなる。つまり、リレー接点を有する第２の通電経路には、抵抗体７によって抑制された電流が流れるので、接点容量の小さいモータ通電用リレー８を使用することが可能であり、その分、コストを低く抑えることが可能となる。
また、抵抗体７をモータ通電用リレー８の筐体内部に収容することにより、例えば、抵抗体７が長時間の通電によって赤熱した場合でも、外部から可燃性の物体が抵抗体７に接触することがないため、安全性が向上する。

さらに、モータ通電用リレー８の筐体によって防水性を確保できるので、外部から抵抗体７に水分等が付着することを防止でき、耐久性も向上する。
また、モータ通電用リレー８の筐体内部に確保される空間（例えば、樹脂カバーの内部空間）を利用して抵抗体７を配置することにより、抵抗体７を内蔵した場合でもモータ通電用リレー８の体格が大きくなることはない。よって、モータ通電用リレー８の設置スペースが増大することもなく、車両への搭載性が低下することはない。
また、実施例１に記載した構成によれば、従来の電磁スイッチ（例えば、特許文献１に開示されている電磁スイッチ）を一切、改造することなく使用できるので、スタータ始動回路の大幅な変更を伴うことなく、モータ３の起動電流を抑制できる機能を備えたエンジン始動装置１を提供できる。

（実施例２）
この実施例２では、図２に示す様に、制御回路１０を電磁スイッチ９に内蔵した一例を説明する。
制御回路１０は、電磁スイッチ９の筐体内部（例えば、樹脂カバーの内部空間）に収容されて、励磁コイル１６の一方の端部（吸引コイル１６ａと保持コイル１６ｂの各一方の端部）と、スイッチ端子１９との間に接続され、且つ、外部リレー３４を有する電源ライン３５を介してバッテリ６に接続されている。

外部リレー３４は、始動スイッチ３１がオンすると、バッテリ６からコイルに励磁電流が流れて、電気接点がオンする。
また、バッテリ６から制御回路１０に電力を供給する電源ライン３５には、外部リレー３４の反バッテリ側（−電位側）に、モータ通電用リレー８のリレーコイル２３に励磁電流を流すための電気配線３６が分岐接続され、この電気配線３６が、モータ通電用リレー８のスイッチ端子２５に接続されている。

以下、この実施例２に示すエンジン始動装置１の作動を説明する。
始動スイッチ３１がオンすると、外部リレー３４が電気接点をオンすることにより、モータ通電用リレー８のリレーコイル２３に励磁電流が供給されて、リレー接点がオンする。これにより、バッテリ６から抵抗体７を経由してモータ３に通電される。この時、抵抗体７によって抑制された電流がモータ３に流れることで、モータ３が定格回転より低い回転数で低速回転する。
その後、制御回路１０により設定された遅延時間が経過した時点で、電磁スイッチ９の励磁コイル１６に励磁電流が供給されて、メイン接点がオンする。その結果、抵抗体７をバイパスする第１の通電経路を通じてバッテリ６の全電圧がモータ３に印加されるため、起動時より大きな電流がモータ３に流れることで、モータ３が高速度で定格回転する。

上記の作動により、実施例１と同様に、モータ３の起動時に流れる突入電流を低減できるので、電気機器が瞬間的に作動停止する「瞬断」の発生を防止できる。また、モータ３が低速回転している間にピニオン４をリングギヤ５に噛み合わせることで、噛み合い時の衝撃が緩和されるため、ピニオン４およびリングギヤ５の摩耗を低減でき、耐久性が向上する。
さらに、実施例２の構成では、電磁スイッチ９の筐体内部に制御回路１０を収容しているので、制御回路１０に専用の筐体を設ける必要はなく、コストダウンが可能である。また、制御回路１０と励磁コイル１６との電気的な接続を筐体内部で完結でき、且つ、電磁スイッチ９の筐体によって防水性を確保できるので、制御回路１０に対する信頼性及び耐環境性が向上する。

（実施例３）
この実施例３では、図３に示す様に、電磁スイッチ９を二つのソレノイドによって構成した一例を説明する。
実施例３に示す電磁スイッチ９は、スタータ２のピニオン４をエンジンのリングギヤ５側へ移動させるためのピニオン移動用ソレノイド３７と、メイン接点を開閉するためのメイン接点開閉用ソレノイド３８とを有し、ピニオン移動用ソレノイド３７の作動とメイン接点開閉用ソレノイド３８の作動とを独立に制御できる様に構成されている。
また、ピニオン移動用ソレノイド３７とメイン接点開閉用ソレノイド３８は、軸方向に直列に配置され、且つ、両ソレノイド３７、３８が一つの筐体の内部に一体的に収容されている。

ピニオン移動用ソレノイド３７は、第１のスイッチ端子３９を介して制御回路１０に接続される第１のコイル４０と、この第１のコイル４０の励磁／非励磁に応じて、第１のコイル４０の内周を軸心方向に可動するプランジャ４１とを有し、このプランジャ４１の動きに連動してピニオン４をクラッチ１５と一体にエンジン側へ移動させる。
メイン接点開閉用ソレノイド３８は、第２のスイッチ端子４２を介して制御回路１０に接続される第２のコイル４３と、この第２のコイル４３の励磁／非励磁に応じて、第２のコイル４３の内周を軸心方向に可動する可動鉄心４４とを有し、この可動鉄心４４の動きに連動してメイン接点を開閉する。

制御回路１０は、実施例１と同様に、図３に示す始動スイッチ３１がオンすると、バッテリ６より電力の供給を受けて作動し、モータ通電用リレー８のリレーコイル２３に励磁電流を供給すると共に、ピニオン移動用ソレノイド３７の第１のコイル４０およびメイン接点開閉用ソレノイド３８の第２のコイル４３に励磁電流を供給する。この時、制御回路１０は、リレー接点がメイン接点より先にオンする様に、リレーコイル２３への通電タイミングと第２のコイル４３の通電タイミングとの間に所定の遅延時間を設定している。言い換えると、リレーコイル２３への通電タイミングを基準として、第２のコイル４３の通電タイミングを遅延させている。

また、制御回路１０は、例えば、ピニオン４が移動してリングギヤ５に噛み合ってからメイン接点がオンする様に、第２のコイル４３への通電タイミングを基準として、第１のコイル４０の通電タイミングを遅延させることも出来る。例えば、第２のコイル４３への通電タイミングをリレーコイル２３への通電タイミングと同期させて、第２のコイル４３への通電タイミングに対し第１のコイル４０への通電タイミングを遅延させても良い。
この場合、モータ３が低速回転している間、つまり、メイン接点がオンする前に、ピニオン４が移動してリングギヤ５に当接するため、モータ３が低速回転している間にピニオン４を確実にリングギヤ５に噛み合わせることができる。これにより、ピニオン４とリングギヤ５との噛み合い時に生じる衝撃を低減でき、ピニオン４およびリングギヤ５の摩耗を抑制できるので、耐久性が向上する。

また、本実施例のエンジン始動装置１は、ピニオン移動用ソレノイド３７の作動とメイン接点開閉用ソレノイド３８の作動とを独立に制御できるので、上記の動作とは逆に、メイン接点がオンしてからピニオン４を移動させることも出来る。つまり、制御回路１０により、第１のコイル４０への通電タイミングを基準として、第２のコイル４３の通電タイミングを遅延させることもできる。その一例として、エンジンの停止／再始動を自動制御できるシステム（例えば、アイドルストップと呼ばれる）を搭載する車両に適用することが出来る。

この場合、エンジンが完全に停止する前に再始動要求が発生した時に、ピニオン４が移動してリングギヤ５に当接する前に、メイン接点がオンすることでモータ３が高速回転するため、リングギヤ５の回転数にピニオン４の回転数を略同期させた状態でピニオン４をリングギヤ５に噛み合わせることも可能となる。これにより、エンジンが完全に停止する前でも、再始動要求が発生した時は、エンジンが完全に停止するまで待つ必要はなく、速やかにエンジンを再始動させることができる。

（変形例）
実施例１〜３では、抵抗体７をモータ通電用リレー８の筐体内部に収容し、第１の外部接続端子２６と一方の固定接点２７との間に接続しているが、第２の外部接続端子２８と他方の固定接点２９との間に接続できることは言うまでもない。
また、抵抗体７は、必ずしもモータ通電用リレー８の筐体内部に収容する必要はなく、モータ通電用リレー８の外部に配置することも出来る。

実施例３では、ピニオン移動用ソレノイド３７とメイン接点開閉用ソレノイド３８とを軸方向に直列に配置して、一つの筐体の内部に一体的に収容した一例を記載したが、両ソレノイド３７、３８をそれぞれ専用の筐体に収容して、別体に構成することもできる。この場合、メイン接点の交換が必要となった場合に、メイン接点開閉用ソレノイド３８だけを取り替えれば良く、ピニオン移動用ソレノイド３７まで取り替える必要はないのでランニングコストを低く抑えることが可能である。また、ピニオン移動用ソレノイド３７は、従来の電磁スイッチに使用されている構成部品の多くを利用でき、且つ、メイン接点開閉用ソレノイド３８は、汎用の電磁継電器を利用できるので、低コスト化を図ることが可能である。

１ エンジン始動装置
２ スタータ
３ モータ
４ ピニオン
５ エンジンのリングギヤ
６ バッテリ
７ 抵抗体
８ モータ通電用リレー
９ 電磁スイッチ（スタータ用電磁スイッチ）
１０ 制御回路
１６ 電磁スイッチの励磁コイル
１７ 電磁スイッチのプランジャ
２６ 第１の外部接続端子
２７ モータ通電用リレーに使用される一方の固定接点（リレー接点）
２８ 第２の外部接続端子
２９ モータ通電用リレーに使用される他方の固定接点（リレー接点）
３０ モータ通電用リレーに使用される可動接点（リレー接点）
３７ ピニオン移動用ソレノイド
３８ メイン接点開閉用ソレノイド
４０ 第１のコイル（ピニオン移動用ソレノイドに使用される第１の電磁石）
４３ 第２のコイル（メイン接点開閉用ソレノイドに使用される第２の電磁石）

Claims (8)

1. バッテリより電力の供給を受けて回転力を発生するモータと、
   前記バッテリの全電圧を掛けて前記モータに電流を流すための第１の通電経路にメイン接点を設け、このメイン接点を開閉する機能を有するスタータ用電磁スイッチと、
   前記バッテリと前記モータとの間で前記第１の通電経路と並列に接続される第２の通電経路にリレー接点を設け、このリレー接点を開閉するモータ通電用リレーと、
   前記第２の通電経路に挿入されて前記リレー接点と直列に接続される抵抗体と、
   前記モータの起動時に、前記リレー接点がオンした後、所定の遅延時間を経て前記メイン接点がオンするように、前記モータ通電用リレーに対し前記スタータ用電磁スイッチを遅延作動させる制御回路とを備えたことを特徴とするエンジン始動装置。
2. 請求項１に記載したエンジン始動装置において、
   前記モータ通電用リレーは、第１の外部接続端子と第２の外部接続端子とを介して前記第２のモータ通電経路に接続され、
   前記リレー接点は、前記第１の外部接続端子と電気的に接続される一方の固定接点と、前記第２の外部接続端子と電気的に接続される他方の固定接点と、両固定接点の間を電気的に断続する可動接点とを有し、
   前記抵抗体は、前記モータ通電用リレーに内蔵され、前記第１の外部接続端子と前記一方の固定接点との間、または、前記第２の外部接続端子と前記他方の固定接点との間に接続されていることを特徴とするエンジン始動装置。
3. 請求項１または２に記載したエンジン始動装置において、
   前記スタータ用電磁スイッチは、通電によって電磁石を形成する励磁コイルと、この励磁コイルの励磁／非励磁に応じて、前記励磁コイルの内周を軸心方向に可動するプランジャとを有し、このプランジャの動きに連動して、スタータのピニオンをエンジンのリングギヤ側へ移動させると共に、前記メイン接点の開閉を行うことを特徴とするエンジン始動装置。
4. 請求項１または２に記載したエンジン始動装置において、
   前記スタータ用電磁スイッチは、
   第１の電磁石の吸引力を利用して、スタータのピニオンをエンジンのリングギヤ側へ移動させるピニオン移動用ソレノイドと、
   第２の電磁石のオン／オフ動作に応じて前記メイン接点を開閉するメイン接点開閉用ソレノイドとで構成され、
   前記ピニオン移動用ソレノイドの作動と前記メイン接点開閉用ソレノイドの作動とを独立に制御できることを特徴とするエンジン始動装置。
5. 請求項４に記載したエンジン始動装置において、
   前記スタータ用電磁スイッチは、前記ピニオン移動用ソレノイドと前記メイン接点開閉用ソレノイドとが軸方向に直列に配置され、且つ、両ソレノイドが一つの筐体の内部に一体的に収容されていることを特徴とするエンジン始動装置。
6. 請求項４に記載したエンジン始動装置において、
   前記スタータ用電磁スイッチは、前記ピニオン移動用ソレノイドと前記メイン接点開閉用ソレノイドとが、それぞれ専用の筐体に収容されて別体に構成されていることを特徴とするエンジン始動装置。
7. 請求項１〜６に記載した何れかのエンジン始動装置において、
   前記制御回路は、前記スタータ用電磁スイッチと別体に構成され、前記スタータ用電磁スイッチの外部に配置されることを特徴とするエンジン始動装置。
8. 請求項１〜６に記載した何れかのエンジン始動装置において、
   前記制御回路は、前記スタータ用電磁スイッチに内蔵されていることを特徴とするエンジン始動装置。

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