JP2017101649A - スタータ - Google Patents

Abstract

【課題】マルチコンタクトスタータであって、スタータに電力を供給する２つのリレー回路が共にノーマルオープン型のリレー回路であり、一方のリレー回路のみをクローズ状態にした際にピニオンギアをリングギアと噛み合わせて、さらに他方のリレー回路をクローズ状態にした際にモータが駆動される仕様の車両に対して、車両の装備等を変更することなしに容易に利用することができるスタータを提供する。
【解決手段】第１のソレノイドと第２のソレノイドとを備える。第２のソレノイドは、車両に備えられた第１のリレー回路と第２のリレー回路の両方に接続する。この構造により、第１のリレー回路のみがオン状態の際にピニオンギアがリングギアに噛み合い、第１のリレー回路と第２のリレー回路が共にオン状態の際にモータが駆動される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載されるスタータに関する。

アイドリングストップをしている車両において、アイドルストップシステムが動作した直後は、エンジンが停止していてもリングギアの回転が完全に停止していないことがある。リングギアの回転が完全に停止していない場合に、車両を発進させるために、モータにより回転しているピニオンギアを押し出してリングギアに噛み合わせようとすると、両方のギアを痛めてしまう可能性がある。そこで、ピニオンギアの押し出しと、モータ駆動を独立して制御し、ピニオンギアをリングギアに噛み合わせた後に、モータによりピニオンギアを回転させるスタータがある。

このようなスタータの１つに、マルチコンタクトスタータが知られている。従来のマルチコンタクトスタータは、例えば特許文献１に記載されている。図３は、車両に搭載される従来のマルチコンタクトスタータ１００を用いた車両構造の一部分を概略的に示した図である。従来のマルチコンタクトスタータ１００には、ソレノイド１０１とソレノイド１０２とが設けられている。ソレノイド１０２は、モータ１０８への駆動電圧の供給の有無を切り替えるスイッチＫの近傍に設けられている。そして、従来のマルチコンタクトスタータ１００では、動作開始後に、ソレノイド１０１は第１のリレー回路２１を通じて供給される信号電圧によってピニオンギア１０９をリングギア３１側へ押し出し、ソレノイド１０２は第２のリレー回路２２を通じて供給される信号電圧によってスイッチＫを開成する。ピニオンギア１０９がリングギア３１と噛み合った後に、従来のマルチコンタクトスタータ１００では、ソレノイド１０２への電圧供給を停止してスイッチＫを閉成し、モータ１０８を駆動させる。

中国特許出願公開第１０４１２６２１６号明細書

しかしながら、従来のマルチコンタクトスタータは、第１のリレー回路をクローズ状態にしてピニオンギアを押し出す際に、スイッチＫを開成した状態に保持させる為に、第２のリレー回路もクローズ状態にする必要がある。このため、第１のリレー回路、及び第２のリレー回路の両方がノーマルオープン型のリレー回路であり、第１のリレー回路のみをクローズ状態にした際にピニオンギアをリングギアと噛み合わせて、さらに第２のリレー回路をクローズ状態にした際にモータが駆動される仕様の車両に対して、車両の装備等を変更することなしに容易に利用することができない問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、マルチコンタクトスタータであって、スタータに電力を供給する２つのリレー回路が共にノーマルオープン型のリレー回路であり、一方のリレー回路のみをクローズ状態にした際にピニオンギアをリングギアと噛み合わせて、さらに他方のリレー回路をクローズ状態にした際にモータが駆動される仕様の車両に対して、車両の装備等を変更することなしに容易に利用することができるスタータを提供することを目的とする。

本発明は、車両に備えられたノーマルオープン型の第１のリレー回路を通じて供給される第１の信号電圧と、ノーマルオープン型の第２のリレー回路を通じて供給され、第１の信号電圧と等しい電圧値の第２の信号電圧と、モータ駆動用電圧とにより動作するスタータであって、モータと、モータによって回転し、リングギアと噛合可能なピニオンギアと、モータ駆動用電圧を供給する外部電源側の第１の端子とモータ側の第２の端子とコンタクトプレートとを有し、第１の端子及び第２の端子とコンタクトプレートとの離合状態に応じて、モータへのモータ駆動用電圧の供給の有無を切り替えるスイッチと、一方端部が第１のリレー回路に接続する第１のソレノイドと、一方端部が第１のリレー回路に接続し、他方端部が第２のリレー回路に接続する第２のソレノイドとを備え、第１のリレー回路のみがクローズ状態である場合、第１の信号電圧によって、第１のソレノイドがピニオンギアをリングギアと噛み合う方向に駆動し、第１のソレノイドがコンタクトプレートを第１の端子及び第２の端子の方向に駆動する一方で、第２のソレノイドがコンタクトプレートから第１の端子及び第２の端子の少なくとも一方が離間した状態に駆動し、モータへのモータ駆動用電圧の供給が抑止され、第２のリレー回路がさらにクローズ状態になった場合、第２のソレノイドが、その両端部を同電位とし、コンタクトプレートから第１の端子及び第２の端子の少なくとも一方が離間した状態に駆動することを停止し、コンタクトプレートが第１の端子及び第２の端子に接触し、モータにモータ駆動用電圧が供給される。

本発明は、第１のソレノイドと第２のソレノイドとを備えたマルチコンタクトスタータである。本発明では、第２のソレノイドが、第１のリレー回路と第２のリレー回路の両方に接続している。このため、本発明では、ノーマルオープン型の第１のリレー回路のみがクローズ状態になると、ピニオンギアとリングギアとが噛み合うと共に、第２のソレノイドに電圧が印加されるため、モータへのモータ駆動用電圧の供給が抑止される。さらに、ノーマルオープン型の第２のリレー回路がクローズ状態になると、第２のソレノイドの両端部が同電位となり、モータへモータ駆動用電圧が供給される。このように、本発明では、スタータに電力を供給する２つのリレー回路が共にノーマルオープン型のリレー回路であり、一方のリレー回路のみをクローズ状態にした際にピニオンギアをリングギアと噛み合わせて、さらに他方のリレー回路をクローズ状態にした際にモータが駆動される仕様の車両に適合した動作を行うため、この車両に対して車両の装備等を変更することなしに容易に利用することができる。

以上説明したように、本発明によれば、マルチコンタクトスタータであって、スタータに電力を供給する２つのリレー回路が共にノーマルオープン型のリレー回路であり、一方のリレー回路のみをクローズ状態にした際にピニオンギアをリングギアと噛み合わせて、さらに他方のリレー回路をクローズ状態にした際にモータが駆動される仕様の車両に対して、車両の装備等を変更することなしに容易に利用することができる。

実施の形態に係るスタータを用いた車両構造の一部分を概略的に示した図 本実施の形態に係るスタータが行う動作を段階的に説明する図 本実施の形態に係るスタータが行う動作を段階的に説明する図 本実施の形態に係るスタータが行う動作を段階的に説明する図 従来のスタータを用いた車両構造の一部分を概略的に示した図

以下、図１、図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃを参照しながら、実施の形態について詳細に説明する。

［概要］
本実施の形態は、第１のソレノイドと第２のソレノイドとを備えたマルチコンタクトスタータである。本スタータは、第２のソレノイドが、ノーマルオープン型の第１のリレー回路及び第２のリレー回路の両方に接続する。この構造により、第１のリレー回路のみがクローズ状態の際にピニオンギアがリングギアと噛み合い、第１のリレー回路と第２のリレー回路が共にクローズ状態の際にモータが駆動される。このように、本スタータは、スタータに電力を供給する２つのリレー回路が共にノーマルオープン型のリレー回路であり、一方のリレー回路のみをクローズ状態にした際にピニオンギアをリングギアと噛み合わせて、さらに他方のリレー回路をクローズ状態にした際にモータが駆動される仕様の車両に適合した動作を行うため、この車両に対して容易にマルチコンタクトスタータを利用することができる。

［スタータの構成］
まず、図１を参照して、本実施の形態に係るスタータ１０の概略構成を説明する。図１は、実施の形態に係るスタータ１０を用いた車両構造の一部分を概略的に示した図である。

図１に示す車両構造は、スタータ１０と、エンジン近傍に設けられたリングギア３１と、第１のリレー回路２１と、第２のリレー回路２２と、第１のリレー回路２１及び第２のリレー回路２２の動作を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）２３と、第１のリレー回路２１を通じてスタータ１０へ第１の信号電圧を供給し、第２のリレー回路２２を通じてスタータ１０へ第２の信号電圧を供給する電源２４とで構成されている。第１のリレー回路２１及び第２のリレー回路２２は、ＥＣＵ２３から制御されない場合にオープン状態となるノーマルオープン型のリレー回路である。電源２４の電圧は、特に限定されないが、例えば１２Ｖである。以下の説明では、説明を簡略化するため、電源２４の電圧は１２Ｖとする。

スタータ１０は、第１のソレノイド１１Ａと、第１のソレノイド１１Ｂと、第１のプランジャ１３と、第２のプランジャ１４と、レバースイッチ１５と、コンタクトプレート１６と、第１の端子１７Ａ、第２の端子１７Ｂと、モータ１８と、ピニオンギア１９とを備えている。

モータ１８は、車両の走行などに用いられる回転力を発生させる。モータ１８には、リングギア３１側へスライド移動可能な回転軸１８１が設けられている。ピニオンギア１９は、回転軸１８１の先端に設けられている。ピニオンギア１９は、回転軸１８１がリングギア３１側へスライド移動するとリングギア３１と噛合する。第１の端子１７Ａ及び第２の端子１７Ｂは、導電性材料からなり、予め定めた間隙を有して電気的に絶縁されている。コンタクトプレート１６も導電性材料からなり、第１の端子１７Ａ及び第２の端子１７Ｂと接触した場合に、第１の端子１７Ａと第２の端子１７Ｂとを電気的に導通させる。また、第１の端子１７Ａは、配線Ｌ１を介してモータ１８にモータ駆動用電圧を供給する外部電源＋Ｂと接続している。また、第２の端子１７Ｂは、配線Ｌ２を介してモータ１８と接続している。以上の構成により、第１の端子１７Ａ、第２の端子１７Ｂ、及びコンタクトプレート１６は、モータ１８へのモータ駆動用電圧の供給の有無を切り替えるスイッチＪを形成している。

第１のソレノイド１１Ａ、第１のソレノイド１１Ｂ、及び第２のソレノイド１２は、導線を円筒状に均一に巻いたコイルであり、導線に電流を流すことによってコイル内に磁界をつくることができる。ここで、第１のソレノイド１１Ｂの導線の巻き方向は、第１のソレノイド１１Ａに電流が流れた際の後述する第１のプランジャ１３に生じる電磁力の方向と、第１のソレノイド１１Ｂに電流が流れた際の第１のプランジャ１３に生じる電磁力の方向とを一致させることができる巻き方向としている。

各ソレノイドの接続関係を説明する。第１のソレノイド１１Ａの一方端部は、第１のソレノイド１１Ｂの一方端部と接続点Ｃ１で接続している。接続点Ｃ１は、配線Ｌ３を介して第１のリレー回路２１と接続している。第１のソレノイド１１Ａの他方端部は、配線Ｌ４を介して第２の端子１７Ｂと接続している。第１のソレノイド１１Ｂの他方端部は接地されている。第２のソレノイド１２の一方端部は、配線Ｌ５を介して接続点Ｃ１と接続している。つまり、第２のソレノイド１２は、第１のリレー回路２１と接続している。また、第２のソレノイド１２の他方端部は、配線Ｌ６を介して第２のリレー回路２２と接続している。さらに、第２のソレノイド１２の他方端部は、第２の端子１７Ｂとモータ１８とを接続する配線Ｌ２の途中の接続点Ｃ２に配線Ｌ７を介して接続している。このように、本実施の形態に係るスタータ１０は、第２のソレノイド１２が第１のリレー回路２１と第２のリレー回路２２の両方に接続している点が、図３で示した従来のスタータ１００とは異なる。

第１のプランジャ１３は、第１のソレノイド１１Ａ及び第１のソレノイド１１Ｂのコイルの内側に挿入される可動型の鉄芯である。第２のプランジャ１４は、第２のソレノイド１２のコイルの内側に挿入される可動型の鉄芯である。各ソレノイドのコイルに電圧が印加され電流が流れるとコイルが励磁されて、各ソレノイド内側のプランジャに対してコイルの延伸方向の電磁力を与えることができる。具体的に、第１のプランジャ１３は、第１のソレノイド１１Ａ及び第１のソレノイド１１Ｂに電流が流れると、図１における左方向の電磁力が生じる。一方、第２のプランジャ１４は、第２のソレノイド１２に電流が流れると、図１における右方向の電磁力が生じる。

第１のプランジャ１３の一方端部には、レバースイッチ１５の一方腕が可動自在に連結されている。レバースイッチ１５は、中央部に回動軸を有したシーソー型のレバースイッチである。このレバースイッチ１５の他方腕は、モータ１８の回転軸１８１の外側カバー（図示省略）に可動自在に連結されている。この構造により、第１のプランジャ１３に生じる電磁力に伴うレバースイッチ１５の一方腕の動きに応じてピニオンギア１９を移動させ、ピニオンギア１９とリングギア３１との噛合状態を切り替える。なお、図１に示したレバースイッチ１５は一例であってこれに限られるものではなく、第１のプランジャ１３に生じる電磁力に伴ってピニオンギア１９とリングギア３１との噛合状態を切り替えることができる機構であれば、他の機構を採用しても構わない。

また、第１のプランジャ１３の他方端部は、コンタクトプレート１６の所定箇所に可動自在に連結されている。また、第２のプランジャ１４の一方端部は、コンタクトプレート１６の一方端部に可動自在に連結されている。つまり、コンタクトプレート１６は、第１のプランジャ１３及び第２のプランジャ１４の両方に連結されており、第１のプランジャ１３及び第２のプランジャ１４に生じる電磁力に応じて、第１の端子１７Ａ及び第２の端子１７Ｂと接触するか否かが切り替わる。そして、第１のプランジャ１３及び第２のプランジャ１４に生じる電磁力に応じて、コンタクトプレート１６が第１の端子１７Ａ及び第２の端子１７Ｂと接触した際に、スイッチＪが閉成してモータ１８にモータ駆動用電圧が供給される。なお、図１に示した第１のプランジャ１３、第２のプランジャ１４、及びコンタクトプレート１６の連結構造は一例であってこれに限られるものではなく、第１のプランジャ１３及び第２のプランジャ１４に生じる電磁力に応じてスイッチＪの開閉を切り替えることができる構造であれば、他の構造を採用しても構わない。

［スタータの動作］
次に、図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃを参照して、本実施の形態に係るスタータ１０の動作を説明する。図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃは、それぞれ本実施の形態に係るスタータ１０が行う動作を段階的に説明する図である。なお、第１のリレー回路２１と第２のリレー回路２２とが共にオープン状態にある場合は、図１で示すように、ピニオンギア１９とリングギア３１とが噛み合っておらず、モータ１８へモータ駆動用電圧の供給はなされていない。

＜図２Ａの状態（ａ）＞
スタータ１０の動作開始が指示されると、ＥＣＵ２３から第１のリレー回路２１に対して動作信号Ｓ１が出力され、第１のリレー回路２１がクローズ状態となる。これにより、電源２４から配線Ｌ３を介して、第１のソレノイド１１Ａ及び第１のソレノイド１１Ｂに第１の信号電圧Ｖ１が供給される。そして、第１のソレノイド１１Ａ及び第１のソレノイド１１Ｂに電流が流れる。また、電源２４から配線Ｌ５を介して、第２のソレノイド１２に第１の信号電圧Ｖ１が供給される。そして、第２のソレノイド１２に電流が流れる。電流が流れた第１のソレノイド１１Ａ及び第１のソレノイド１１Ｂは、矢印Ｐで示すコンタクトプレート１６側方向の電磁力を第１のプランジャ１３に発生させる。この電磁力により、第１のプランジャ１３がコンタクトプレート１６側に押し出される。また、電流が流れた第２のソレノイド１２は、矢印Ｑで示すコンタクトプレート１６側方向とは逆方向の電磁力を第２のプランジャ１４に発生させる。この電磁力により、第２のプランジャ１４がコンタクトプレート１６側とは逆側に押し出される。

＜図２Ｂの状態（ｂ）＞
第１のプランジャ１３がコンタクトプレート１６側に押し出されることに伴って、第１のプランジャ１３に可動自在に連結されたレバースイッチ１５の他方腕が矢印Ｒで示す方向に動く。これにより、レバースイッチ１５の他方腕が連結しているモータ１８の回転軸１８１が、リングギア３１側へスライド移動し、ピニオンギア１９とリングギア３１とが噛み合った状態になる。また、第１のプランジャ１３がコンタクトプレート１６側に押し出されることに伴って、コンタクトプレート１６は、矢印Ｓで示す第１の端子１７Ａ方向に動く。一方、第２のプランジャ１４がコンタクトプレート１６側とは逆側に押し出されることに伴って、コンタクトプレート１６が、矢印Ｔで示す方向に動いて第２の端子１７Ｂから離間する。このため、スイッチＪは開成したままとなる。

＜図２Ｂの状態（ｃ）＞
ピニオンギア１９とリングギア３１とが噛み合った後に、ＥＣＵ２３から第２のリレー回路２２に対して動作信号Ｓ２が出力され、第２のリレー回路２２がクローズ状態となる。ここで、第１のリレー回路２１もクローズ状態のため、第２のソレノイド１２の一方端部には、図２Ｂの下図に示すように、配線Ｌ５を介して第１の信号電圧Ｖ１の１２Ｖが印加されている。そして、第２のリレー回路２２がクローズ状態のため、第２のソレノイド１２の他方端部には、配線Ｌ６を介して電源２４から第２の信号電圧Ｖ２の１２Ｖが印加される。第２のソレノイド１２の両端部に印加される電圧が等しくなるため、第２のソレノイド１２には電流が流れない。このため、コンタクトプレート１６を第２の端子１７Ｂから離間していた電磁力が、第２のプランジャ１４から消失する。一方、第１のソレノイド１１Ａ及び第１のソレノイド１１Ｂには電流が流れているため、第１のプランジャ１３には、矢印Ｐで示すコンタクトプレート１６側方向の電磁力が生じている。このため、第１のプランジャ１３がコンタクトプレート１６側へ押し出される。

＜図２Ｃの状態（ｄ）＞
第１のプランジャ１３がコンタクトプレート１６側に押し出されることに伴って、第１のプランジャ１３に可動自在に連結されたコンタクトプレート１６が矢印Ｕで示す方向に動く。これにより、コンタクトプレート１６が、第１の端子１７Ａ及び第２の端子１７Ｂに接触して、スイッチＪが閉成する。そして、外部電源＋Ｂから配線Ｌ１及びＬ２を介してモータ１８にモータ駆動用電圧が供給され、モータ１８が回転を始める。モータ１８の回転力は、回転軸１８１に設けられたピニオンギア１９に伝わり、さらにピニオンギア１９に噛み合ったリングギア３１に伝えられる。

［実施の形態の効果］
本実施の形態は、第１のソレノイド１１Ａ及び１１Ｂと第２のソレノイド１２とを備えたマルチコンタクトスタータである。本実施の形態では、第２のソレノイド１２が、第１のリレー回路２１と第２のリレー回路２２の両方に接続している。このため、本実施の形態では、ノーマルオープン型の第１のリレー回路２１のみがクローズ状態になると、ピニオンギア１９とリングギア３１とが噛み合うと共に、第２のソレノイド１２に電圧が供給されるため、モータ１８へのモータ駆動用電圧の供給が抑止される。さらに、ノーマルオープン型の第２のリレー回路２２がクローズ状態になると、第２のソレノイド１２の両端部が同電位となり、モータ１８へモータ駆動用電圧が供給される。このように、本発明では、スタータ１０に電力を供給する２つのリレー回路が共にノーマルオープン型のリレー回路であり、一方のリレー回路のみをクローズ状態にした際にピニオンギア１９をリングギア３１と噛み合わせて、さらに他方のリレー回路をクローズ状態にした際にモータ１８が駆動される仕様の車両に適合した動作を行うため、この車両に対して車両の装備等を変更することなしに容易に利用することができる。

本発明は、車両に搭載されるスタータなどに適用可能である。

１０、１００ スタータ
１１Ａ、１１Ｂ、１０１ 第１のソレノイド
１２、１０２ 第２のソレノイド
１３ 第１のプランジャ
１４ 第２のプランジャ
１５ レバースイッチ
１６ コンタクトプレート
１７Ａ、１７Ｂ 端子
１８、１０８ モータ
１９、１０９ ピニオンギア
２１ 第１のリレー回路
２２ 第２のリレー回路

Claims (1)

1. 車両に備えられたノーマルオープン型の第１のリレー回路を通じて供給される第１の信号電圧と、ノーマルオープン型の第２のリレー回路を通じて供給され、前記第１の信号電圧と等しい電圧値の第２の信号電圧と、モータ駆動用電圧とにより動作するスタータであって、
   モータと、
   前記モータによって回転し、リングギアと噛合可能なピニオンギアと、
   前記モータ駆動用電圧を供給する外部電源側の第１の端子と前記モータ側の第２の端子とコンタクトプレートとを有し、前記第１の端子及び前記第２の端子と前記コンタクトプレートとの離合状態に応じて、前記モータへの前記モータ駆動用電圧の供給の有無を切り替えるスイッチと、
   一方端部が前記第１のリレー回路に接続する第１のソレノイドと、
   一方端部が前記第１のリレー回路に接続し、他方端部が前記第２のリレー回路に接続する第２のソレノイドとを備え、
   前記第１のリレー回路のみがクローズ状態である場合、前記第１の信号電圧によって、
   前記第１のソレノイドが前記ピニオンギアをリングギアと噛み合う方向に駆動し、
   前記第１のソレノイドが前記コンタクトプレートを前記第１の端子及び前記第２の端子の方向に駆動する一方で、前記第２のソレノイドが前記コンタクトプレートから前記第１の端子及び前記第２の端子の少なくとも一方が離間した状態に駆動し、前記モータへの前記モータ駆動用電圧の供給が抑止され、
   前記第２のリレー回路がさらにクローズ状態になった場合、
   前記第２のソレノイドが、その両端部を同電位とし、前記コンタクトプレートから前記第１の端子及び前記第２の端子の少なくとも一方が離間した状態に駆動することを停止し、
   前記コンタクトプレートが前記第１の端子及び前記第２の端子に接触し、前記モータに前記モータ駆動用電圧が供給される、スタータ。

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