JP2015140754A - スタータ - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構造で溶断部を形成し、異常通電時の回路遮断が可能なスタータを提供する。【解決手段】界磁コイル２９を有する直流モータと、直流モータへの通電を制御するマグネットスイッチとを備えたスタータにおいて、界磁コイルは、並列回路をなす第１の界磁コイルと第２の界磁コイルとを備え、マグネットスイッチと、第１の界磁コイル及び第２の界磁コイルとを接続する渡り線２８を備え、渡り線の、マグネットスイッチとの接続点から第１の界磁コイルとの接続点への長さＬ１と、マグネットスイッチとの接続点から第２の界磁コイルとの接続点への長さＬ２とが不等長であるスタータ。【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンの始動時に駆動するスタータに関するもので、特に異常動作時にモータ内部への通電を遮断する部位を備えたスタータに関する。

従来技術として、特許文献１に記載されたスタータがある。

特許文献１には、スタータ内部の界磁コイル上流に抵抗率の高い部材を用い、さらに局部的に電流密度の高い部位を設けて、所定の電流が所定時間通電した際に熱溶断させ通電を遮断する技術が紹介されている。

特開２００７−２２４８７６号公報

特許文献１の様な従来技術は、抵抗率の高い部材として黄銅材等を用いるものであるが、純銅材に比し伸びが劣り成形しにくいことから、電流密度の高い部位を設ける加工、すなわち断面積を小さくする加工が施しにくいという課題があった。

そこで本発明は、簡素な構造で溶断部を形成し、異常通電時の回路遮断が可能なスタータを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、界磁コイルを有する直流モータと、前記直流モータへの通電を制御するマグネットスイッチとを備えたスタータにおいて、前記界磁コイルは、並列回路をなす第１の界磁コイルと第２の界磁コイルとを備え、前記マグネットスイッチと、前記第１の界磁コイル及び前記第２の界磁コイルとを接続する渡り線を備え、前記渡り線の、前記マグネットスイッチとの接続点から前記第１の界磁コイルとの接続点への長さと、前記マグネットスイッチとの接続点から前記第２の界磁コイルとの接続点への長さとが不等長であることを特徴とする。

本発明によれば、簡素な構造で溶断部を形成し、異常通電時の回路遮断が可能なスタータを提供することができる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

実施例に係るスタータを側面から見た部分断面図。 実施例に係る回路図。

以下、図面を用いて実施例を説明する。

図１は実施例に係るスタータを側面から見た部分断面図である。スタータは、大きく分けて、モータ１、マグネットスイッチ２、クラッチ機構３から構成されている。

モータ１は、エンジン始動のための回転駆動力を発生するものであり、直流モータを採用している。このため、出力軸４には、周方向に複数設けられたスロット５内に電機子コイル６が巻装されることで構成される回転子７が一体的に回転するように設けられており、この電機子コイル６には、ブラシ８を介してバッテリから電流が供給される。電機子コイル６に電流が供給されると回転子７には、周方向に複数の磁極が形成されるようになっている。また、回転子７の外周には、磁気回路を構成する円弧状の固定子９が配置されており、固定子９は、複数の異なった磁極が周方向に交互に形成されるように装着することで構成されている。この固定子９の磁極は、後述する界磁コイル２９に通電することにより形成される。回転子７の電機子コイル６に電流を通電することにより固定子９に対して回転子７及び先端に駆動歯車１０が形成された出力軸４が回転するようになっている。

次にクラッチ機構３について説明する。クラッチ機構３は、モータ１の出力軸４に設けられた駆動歯車１０に噛み合う従動歯車１１が外周に形成された筒状の一方向クラッチ１２と、この一方向クラッチ１２の内周に軸方向に移動可能に設けられたピニオンシャフト１３と、このピニオンシャフト１３の先端に設けられ、ピニオンシャフト１３の移動によりエンジンのクランクシャフトに動力を伝達するためのリングギヤ１４と噛み合う構成となっている。

一方向クラッチ１２は、外周に従動歯車が形成されたアウタークラッチ部１２ａと、このアウタークラッチ１２ａの内側に配置されたインナークラッチ部１２ｂと、アウタークラッチ部１２ａとインナークラッチ部１２ｂ間に設けられる複数のローラ等の介在物とからなり、アウタークラッチ部１２ａからインナークラッチ部１２ｂへの回転は伝達できるが、インナークラッチ部１２ｂからアウタークラッチ部１２ａへの回転は伝達できないようになっている。このアウタークラッチ部１２ａの軸方向両端は、軸受としての一対のボールベアリング１６ａ、１６ｂで回転自在に支持されている。

また、インナークラッチ部１２ｂの内周には、ピニオンシャフト１３が軸方向に移動可能に配置され、ピニオンシャフト１３の外周とインナークラッチ部１２ｂの内側とがヘリカルスプライン１７によって係合している。このヘリカルスプライン１７は、インナークラッチ部１２ｂの回転数がピニオンシャフト１３の回転数より大きかった場合にピニオンシャフト１３がリングギヤ１４側に移動し、ピニオンシャフト１３の回転数がインナークラッチ部１２ｂの回転数より大きかった場合にピニオンシャフト１３がリングギヤ１４と離れる方向に移動するように傾斜している。このため、エンジン始動前の状態では、ピニオンシャフト１３がリングギヤ１４側に移動してピニオンシャフト１３とインナークラッチ部１２ｂは一体的に回転するが、エンジン始動後のように、ピニオンシャフト１３よりもリングギヤ１４の方が速く回転した場合には、一方向クラッチ１２の摺動部に生じるフリクションとヘリカルスプライン１７の作用によってピニオンシャフト１３がリングギヤ１４と離れる方向にゆっくりと移動する。尚、ピニオンシャフト１３は、ピニオンシャフト１３の端部に固定されたバネ受け部１８とインナークラッチ部１２ｂとの間に配置された付勢部材としてのコイルスプリング１９によってリングギヤ１４から離れる方向に付勢されている。

ピニオンシャフト１３におけるピニオン１５と反対側端には、回転を許容するための軸受であるボールベアリング（図示せず）を介して、後述するレバー２３の一端が当接する皿状のレバー受部２４がピニオンシャフト１３に対して回転自在に設けられている。

モータ１の後端部（図１の左側）には、正・負のブラシ保持器を固定する保持板と、この保持板をネジ止め固定するための底付き円筒状の金属製のリヤブラケット６０が設けられている。保持板上にはコンミテータ４１に当接するプラス側ブラシを移動自在に保持する正のブラシ保持器が、絶縁板を介して固定されている。保持板上にはまた、マイナス側ブラシを移動自在に保持するブラシ保持器と、マイナス側ブラシに続くマイナス側ブラシ用ピグテールとが直接固定されている。

コンミテータ４１は、電機子コイル６に流れる電流を切替える部材である。コンミテータ４１は、電機子コイル６の端部と接合されている。

ブラシ８は、外部からの電流をコンミテータ４１に供給する導電性を有するカーボンを主とする直方体状の部材である。ブラシ８は、一端面をコンミテータ４１に当接させた状態で摺動自在に配設されている。

次にスタータの固定子回路の構成について、図２にて説明する。

界磁を形成する固定子回路は並列回路を成すとともに、マグネットスイッチ２を介して通電される。マグネットスイッチ２の下流にはリードセン２７でモータ内に配線され、リードセンの端部には各固定子の界磁コイル２９に接続する渡り線２８が接続され、各固定子に給電する。本実施例では、リードセン２７が、接続端子２６を介してマグネットスイッチ２へ接続されている。界磁コイル２９は、その下流でブラシ８に接続されている。なお、本実施例ではマグネットスイッチの下流と渡り線とをリードセンを介して接続しているが、電気的に導通させることができれば別の接続形態であってもよい。

ここで、渡り線２８は抵抗率の高い材料として黄銅材を用いるとともに、界磁コイル２９との接続点２８ｂ，２８ｃとリードセン２７との接続点２８ａとの距離を不等長に配置する。すなわち、渡り線２８において、リードセン２７との接続点２８ａとある界磁コイル２９との接続点２８ｂとの長さ（接続点２８ａ−接続点２８ｂ間の長さ）Ｌ１と、リードセン２７との接続点２８ａと異なる界磁コイル２９との接続点２８ｃとの長さ（接続点２８ａ−接続点２８ｃ間の長さ）Ｌ２とが異なるようにする。

上記構成の作用効果について以下に説明する。

本実施例は、スタータ通電時の渡り線２８の発熱が促進されるとともに、線長の短い側（図２における渡り線２８のうち、長さＬ２の側）では通電電流が増加することでより発熱が促進される。スタータの通電が長時間持続したときには、渡り線の発熱がさらに促進し、通電電流の高い側（線長の短い側、すなわち長さＬ２の側）の渡り線が溶損し、その後もう片方（渡り線２８の線長の長い側、すなわち長さＬ１の側）の回路への通電電流が増加し溶損に至り、モータ回路全体の通電遮断が実現する。

このように、本実施例によれば、抵抗率の高い材料で渡り線を構成し、渡り線から各並列回路に通電する電流を異なる状態に置く簡素な構成で、異常通電時の回路遮断が実現可能となる。

以上説明したごとく、本発明によれば、渡り線を不等距離に構成することで、並列回路に分岐する際の通電電流に差異が生じ、特に距離の短い回路の通電電流を高く設定でき、異常通電が継続した際に渡り線の片側を溶断させることが可能となるとともに、片側回路が溶断した後には、もう片方の回路への通電が集中し渡り線が溶断し、モータ通電回路全体の遮断することが可能となる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１ モータ
２ マグネットスイッチ
８ ブラシ
２６ 接続端子
２７ リードセン
２８ 渡り線
２９ 界磁コイル
２８ａ，２８ｂ，２８ｃ 接続点
Ｌ１，Ｌ２ 接続点間の長さ

Claims (3)

1. 界磁コイルを有する直流モータと、
   前記直流モータへの通電を制御するマグネットスイッチとを備えたスタータにおいて、
   前記界磁コイルは、並列回路をなす第１の界磁コイルと第２の界磁コイルとを備え、
   前記マグネットスイッチと、前記第１の界磁コイル及び前記第２の界磁コイルとを接続する渡り線を備え、
   前記渡り線の、前記マグネットスイッチとの接続点から前記第１の界磁コイルとの接続点への長さと、前記マグネットスイッチとの接続点から前記第２の界磁コイルとの接続点への長さとが不等長であるスタータ。
2. 請求項１に記載のスタータにおいて、
   前記マグネットスイッチと前記渡り線とがリードセンにより接続されており、
   前記渡り線の、前記リードセンとの接続点から前記第１の界磁コイルとの接続点への長さと、前記リードセンとの接続点から前記第２の界磁コイルとの接続点への長さとが不等長であるスタータ。
3. 請求項２に記載のスタータにおいて、
   前記渡り線が黄銅材であるスタータ。