JP2015211564A - スタータ - Google Patents

Abstract

【課題】リードセン露出部の絶縁性能を高めた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１と、直流モータ１への通電を制御するマグネットスイッチ２と、マグネットスイッチ２から直流モータ１に通電するリードセン２７とを備え、リードセン２７は、直流モータ１のヨーク５０の内周側において導体が露出したリードセン露出部を備え、リードセン露出部の内周側に絶縁部材で形成されたリードセンカバー３０が設けられているようにスタータを構成する。【選択図】図３

Description

本発明は、スタータに関する。

車両の内燃機関の始動に用いるスタータとして、例えば特許文献１に記載のものなどがある。

特開２００７−８９２５１号公報

特許文献１に示される様な従来技術は、モータリードセンと界磁コイルとの接続部が露出しており、絶縁性能に課題があった。

そこで本発明は、リードセン露出部の絶縁性能を高めた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、前記マグネットスイッチから前記直流モータに通電するリードセンとを備えたスタータにおいて、前記リードセンは、前記直流モータのヨークの内周側において導体が露出したリードセン露出部を備え、前記リードセン露出部の内周側に絶縁部材で形成されたリードセンカバーが設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、リードセン露出部の絶縁性能を高めた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。

スタータを側面から見た部分断面図。 スタータの回路図。 本発明の実施形態に係るモータの斜視図。 図３のモータのリードセンカバー取付け部付近を拡大、透視した図。 （ａ）はリードセンカバーの正面図、（ｂ）はリードセンカバーの側面図。 リードセンカバーの成形を示した斜視図。

以下、図面を用いて実施形態を説明する。

図１は実施形態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。固定子９はヨーク５０に固定されている。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からの電流は、マグネットスイッチ２の下流（モータ１側）に接続されたリードセン２７を介してモータ１内に導かれる。リードセン２７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。本実施形態では、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、本実施形態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。

この構成によれば、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。

なお、図２はヒューズ機能の実装の一例を示したものであり、リードセン２７と界磁コイル２９との間に溶断し易い部材や溶断し易い形状を備えるヒューズ部を設けることにより、ヒューズ機能を実装してもよい。

図３は本発明の実施形態に係るモータ１の斜視図である。

図３では、リードセン２７は、モータ１の軸方向一端（ブラシ８が配置されている側）において、ゴムブッシュ４０を介してヨーク５０の内周側に配置された渡り線２８に電気的に接続されている。ゴムブッシュ４０はヨーク５０と係合している。リードセン２７は、ヨーク５０の外周側においては絶縁部材で覆われているが、ヨーク５０の内周側においては絶縁部材が除去され、導体が露出した状態になっている。この導体が露出した部位を、便宜的にリードセン露出部と呼称する。リードセン露出部の内周側に、リードセン露出部を覆うようにリードセンカバー３０を設ける。

このリードセンカバー３０を設けることにより、リードセン露出部の絶縁性能を高めることができる。また、図２で説明した如く、渡り線等リードセン露出部近傍（リードセン露出部と界磁コイル２９との間）にヒューズ部を持つ場合、リードセンカバー３０をヒューズ部の内周側を覆うように設けることにより、ヒューズ部（上述の例では渡り線２８）の過熱が他の部位（例えば界磁コイル２９）に与える影響（例えば焼損）を低減することができる。なお、リードセンカバー３０によるリードセン露出部の絶縁性能向上は、リードセン露出部近傍にヒューズ部がない場合にも得ることができる。

図４は、図３のモータ１のリードセンカバー３０の取付け部付近を拡大、透視した図である。太線で示された部位が図３において見えている部位を表示したものであり、細線で示された部位が太線で示された部位により隠れている部分を透視表示したものである。

リードセンカバー３０は一端に舌部３０ａ、他端に挟持部３０ｂを備えている。舌部３０ａをゴムブッシュ４０内に挿入し、挟持部３０ｂをヨーク５０と界磁コイル２９との間に挟むことでリードセンカバー３０をモータ１内に設置する。

図５はリードセンカバー３０を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。また、図６はリードセンカバー３０の成形（折り曲げ）を示した斜視図である。

図５の（ｂ）に示されるようにリードセンカバー３０は一枚の絶縁部材（本実施形態においては絶縁紙）により形成されている。（ａ）に示されるように、リードセンカバー３０は一端に舌部３０ａ、他端に挟持部３０ｂが形成されており、舌部３０ａ、挟持部３０ｂは挿入のし易さを考慮して先細り形状に形成されている（舌部３０ａは先細り部を介して先端部の幅が根本部に比較して細くなるように形成されている）。また、舌部３０ａの根本部は下側（挟持部３０ｂ側）に向けて切り込み３０ｃが設けられ、舌部３０ａの折り曲げ部（図６に示す）よりも上側（反挟持部３０ｂ側）に肩部３０ｄが形成されるようになっている。図５のようにリードセンカバー３０を成形し（例えば絶縁紙から切り出し）、舌部３０ａを折り曲げ部３０ｅにて折り曲げることにより、図３、図４に示すリードセンカバー３０の形状が得られる。

以上説明したごとく、本発明によれば、リードセンカバー３０を設けることにより、リードセン露出部の絶縁性能を高めることができる。また、リードセン露出部近傍にヒューズ部を持つ場合、ヒューズ部の過熱が他の部位に与える影響を低減することができる。

なお、本発明は上記した実施形態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、上記した実施形態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、実施形態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
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
３０ リードセンカバー
４０ ゴムブッシュ
５０ ヨーク

Claims (4)

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、
   前記マグネットスイッチから前記直流モータに通電するリードセンとを備えたスタータにおいて、
   前記リードセンは、前記直流モータのヨークの内周側において導体が露出したリードセン露出部を備え、
   前記リードセン露出部の内周側に絶縁部材で形成されたリードセンカバーが設けられているスタータ。
2. 請求項１に記載のスタータにおいて、
   前記リードセンは、前記ヨークと係合するゴムブッシュを介して前記界磁コイルと電気的に接続されており、
   前記リードセンカバーは一端に舌部、他端に挟持部が形成されており、
   前記舌部が前記ゴムブッシュ内に挿入され、前記挟持部が前記ヨークと前記界磁コイルとの間に挟まれているスタータ。
3. 請求項２に記載のスタータにおいて、
   前記舌部と前記挟持部とが先細り部を備えているスタータ。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のスタータにおいて、
   前記リードセンと前記界磁コイルとの間にヒューズ部を備え、
   前記リードセンカバーが、前記ヒューズ部の内周側に設けられているスタータ。