JP3668723B2

JP3668723B2 - スタータ

Info

Publication number: JP3668723B2
Application number: JP2002178006A
Authority: JP
Inventors: 修一高浜; 徹永井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-06-19
Filing date: 2002-06-19
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2022-06-19
Also published as: JP2004019601A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンを始動するスタータの構造に関し、特にピニオンとリングギヤの噛み合わせの向上に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来のスタータの構造を示す部分断面図である。図５において、スタータは、回転力を発生するスタータモータ１１と、このスタータモータ１１の回転を減速して出力する遊星減速装置２０と、遊星減速装置２０の出力軸２２に配設するオーバーランニングクラッチ２５と、このオーバーランニングクラッチ２５と一体的に出力軸２２上を摺動可能に設けられたピニオン１４が設けられている。また、スタータは、スタータモータ１１への通電を行い、シフトレバー１３を介してオーバーランニングクラッチ２５と一体にピニオン１４をエンジンのリングギヤ１５側へ付勢するスタータスイッチ６が設置されている。
【０００３】
シフトレバー１３は、その中間の支点部１３ａを中心として回動可能に取り付けられ、その一端１３ｂがオーバーランニングクラッチ２５に係合され、他端１３ｃがスタータモータ１１上方に取り付けられたスタータスイッチ６のプランジャ１２に連結されている。これらシフトレバー１３、オーバーランニングクラッチ２５は、フロントブラケット３０により覆われている。
【０００４】
スタータスイッチ６は、スタータモータ１１および遊星減速装置２０の外周に位置し、その中心軸が出力軸２２と略平行に配設されている。このスタータスイッチ６は、通電を受けて磁力を発生する吸引コイル７及び保持コイル８と、吸引コイル７及び保持コイル８の外周を覆って磁気回路の一部を構成するフレーム３２と、吸引コイル７及び保持コイル８の後端側に配されて磁気回路の一部を構成するコア３３と、吸引コイル７及び保持コイル８の内周に軸方向に摺動自在に配されたプランジャ１２と、プランジャ１２を常時前方へ付勢するリターンスプリング３４と、プランジャ１２の後端に取り付けられてスタータモータ１１への通電回路を開閉する可動接点９と、可動接点９に相対して配されて外部配線との接続を行う一対の固定接点１０等により構成されている。
【０００５】
図６は従来のスタータの概略回路図を示す。図において、バッテリ１にはキースイッチ２が接続され、このキースイッチ２のＯＮ／ＯＦＦによりスタータリレー３のリレー接点５がＯＮ／ＯＦＦする。スタータリレー３は、キースイッチ２のＯＮにより励磁するリレーコイル４と、リレーコイル４の励磁により可動接点５ａが移動して一対の固定接点５ｂに接触するリレー接点５を備えている。リレー固定接点５ｂの一方側はバッテリ１に接続され、リレー固定接点５ｂの他方側はスタータスイッチ６の吸引コイル７及び保持コイル８に接続されている。スタータスイッチ６は、吸引コイル７及び保持コイル８と、吸引コイル７及び保持コイル８に電流が流れると吸引されるプランジャ１２と、このプランジャ１２の後端に設けられた可動接点９と、この可動接点９が接離する一対の固定接点１０が設けられている。固定接点１０の一方側はバッテリ１に接続され、他方側はスタータモータ１１に接続されている。また、吸引コイル７の一端側がスタータモータ１１に接続されている。
【０００６】
次に、従来のスタータの動作を図５及び図６に基づいて説明する。キースイッチ２がＯＮされるとスタータリレー３内のリレーコイル４が励磁され、リレー可動接点５ａがリレー固定接点５ｂに吸引されることによりリレー接点５が閉じる。そして、リレー接点５が閉じると、スタータスイッチ６内の吸引コイル７及び保持コイル８に電流が流れる。吸引コイル７及び保持コイル８に電流が流れると、吸引コイル７及び保持コイル８，フレーム３２，コア３３，プランジャ１２に磁気回路が形成され、プランジャ１２がコア３３側に吸引される。これにより、プランジャ１２は、リターンスプリング３４の付勢力に抗して後方（図５の左方向）に移動する。このプランジャ１２の移動に伴って、シフトレバー１３が支点部１３ａを回動中心として図５の反時計回りに回動する。このシフトレバー１３の回動によりその一端１３ｂがオーバーランニングクラッチ２５のリヤ側端面に当接し、オーバーランニングクラッチ２５が図５の右方向に押圧されて、オーバーランニングクラッチ２５とピニオン１４とが一体となって出力軸２２上を図５の右方向に移動する。
【０００７】
ピニオン１４の端面がリングギヤ１５の端面に当接した時点で、ピニオン１４の移動は止まるが、一方で、リレー接点５及び吸引コイル７を介して補助回転電流がスタータモータ１１に流れることにより、スタータモータ１１が比較的低速度で回転し、このスタータモータ１１の回転が遊星歯車減速装置２０、オーバーランニングクラッチ２５を介してピニオン１４に伝わって、ピニオン１４が回転する。そして、ピニオン１４が回転することにより、ピニオン１４とリングギヤ１５と噛合う。ピニオン１４とリングギヤ１５がほぼ噛合った時点で、スタータスイッチ６の可動接点９と固定接点１０が閉じて、バッテリ１から大電流がスタータモータ１１に流れ、スタータモータ１１の高回転が遊星歯車減速装置２０、オーバーランニングクラッチ２５を介してピニオン１４に伝わる。そして、ピニオン１４が高回転することにより、リングギヤ１５を介してエンジンをクランキングする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のスタータでは、上述の様に、スタータリレー３、吸引コイル７を介して補助回転電流をスタータモータ１１に流し、スタータモータ１１の補助発生トルクによりピニオン１４とリングギヤ１５とを噛み合わせていた。しかしながら、この補助回転電流による発生トルクでは、ピニオン１４がリングギヤ１５の端面上を摺動しながら回動することができない場合があった。
【０００９】
また、リングギヤ１５の端面上に発生した傷等によりピニオン１４が摺動できず、更にエンジン起動トルクも大きい理由で、リングギヤ１５を回動することができない場合には、ピニオン１４とリングギヤ１５の噛み合い不良となり、エンジンの始動不良となることがあった。
【００１０】
また、従来はスタータによりエンジンが始動できない場合、ドライバーがキースイッチ２をＯＮし続ける場合があり、スタータスイッチ６の吸引コイル７及び保持コイル８に電流が断続的に流れ、スタータスイッチ６が熱的ダメージを受ける場合があった。
【００１１】
更に、従来、スタータリレー３、吸引トルク７を介した補助回転電流を高くして高トルクを確保するために、リレー接点５として容量が大きく溶着しにくい高価な材料を、吸引コイル７として線径が太いものを使用する必要があり、それぞれコストアップの要因となっていた。
【００１２】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたものであり、ピニオンとリングギヤの噛み合い不良を低減し、エンジンの始動ミスを低減することを目的とする。
【００１３】
また、ピニオンとリングギヤの噛み合い不良時に見られる、キースイッチの連続通電によるスタータスイッチの熱ダメージを低減することを目的とする。
【００１４】
更に、補助回転トルクを低いままに設定し、リレー接点及び吸引コイルに高価な材料を使用する必要をなくし、コストを低減することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明のスタータは、スタータモータと、上記スタータモータの出力軸側にスプライン結合されたオーバーランニクングクラッチと、上記オーバーランニクングクラッチと一体的に上記出力軸上を軸方向に摺動するピニオンと、キースイッチがＯＮされるとリレー接点が閉じるスタータリレーと、上記リレー接点が閉じると吸引コイルに電流が流れてプランジャが吸引され、このプランジャの可動接点が固定接点側に移動するスタータスイッチと、上記プランジャの移動に伴って上記オーバーランニクングクラッチに係合し、上記ピニオンをエンジンのリングギヤ方向に押し出すシフトレバーを備え、上記スタータリレー及び上記吸引コイルを介して流れる補助回転電流により、上記スタータモータを駆動すると共に、上記補助回転電流により発生した上記吸引コイルの磁界で磁界プランジャを吸引し、上記シフトレバーを介して上記ピニオンを押し出して上記リングギヤに噛み合わせ、上記ピニオン及びリングギヤがほぼ噛み合った時点で、上記プランジャの上記可動接点が上記固定接点に接続し、上記スタータモータに大電流を通電してエンジンを始動するスタータにおいて、上記可動接点が上記固定接点に接続するまでの途中位置に、上記可動接点が接触して上記スタータモータに大電流を通電させるための補助固定接点を設け、この補助固定接点の位置は、上記ピニオンが上記リングギヤに噛み合い始める位置に相当するように配置していることを特徴とする。
【００１７】
更に、この発明のスタータは、シフトレバーのオーバーランニングクラッチに係合する箇所に弾性体を設置したことを特徴とする。
【００１８】
また、この発明のスタータは、シフトレバーの支点部であって、可動接点が固定接点に移動する過程において可動接点が固定接点側に撓む方向に弾性体を設置したことを特徴とする。
【００１９】
更に、この発明のスタータは、シフトレバーとプランジャの係合部であって、可動接点が固定接点に移動する過程において可動接点が固定接点側に撓む方向に弾性体を設置したことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態に係るスタータの全体構造を示す一部断面図である。
【００２１】
図１において、スタータは、回転力を発生するスタータモータ１１と、このスタータモータ１１の回転を減速して出力する遊星減速装置２０と、遊星減速装置２０の出力軸２２にスプライン結合されているオーバーランニングクラッチ２５と、このオーバーランニングクラッチ２５と一体的に出力軸２２上を軸方向に摺動するピニオン１４が設置されている。また、スタータには、上記スタータモータ１１への通電を行い、シフトレバー１３を介してオーバーランニングクラッチ２５と一体的にピニオン１４をエンジンのリングギヤ１５側へ付勢するスタータスイッチ６が設けられている。
【００２２】
シフトレバー１３は、その中間の支点部１３ａを中心として回動可能に取り付けられ、その一端１３ｂがオーバーランニングクラッチ２５の後端部に係合されている。特に、この実施の形態においては、シフトレバー１３のオーバーランニングクラッチ２５の後端部に係合する箇所には、弾性体１３０を配設している。また、シフトレバー１３の他端１３ｃは、スタータスイッチ６のプランジャ１２の前端部に係合されている。なお、これらシフトレバー１３、オーバーランニングクラッチ２５等の構成部品は、フロントブラケット３０により覆われている。
【００２３】
スタータスイッチ６は、スタータモータ１１および遊星減速装置２０の外周に位置し、その中心軸が出力軸２２と略平行に配置されている。このスタータスイッチ６は、通電を受けて磁力を発生する吸引コイル７及び保持コイル８と、吸引コイル７及び保持コイル８の外周を覆って磁気回路の一部を構成するフレーム３２と、吸引コイル７及び保持コイル８の後端側に設置されて磁気回路の一部を構成するコア３３と、吸引コイル７及び保持コイル８の内周に軸方向に摺動自在に配されたプランジャ１２と、プランジャ１２を常時図示右方向へ付勢するリターンスプリング３４と、プランジャ１２の後端に取り付けられスタータモータ１１への通電回路を開閉する可動接点９と、可動接点９に相対して配置されて外部配線との接続を行う一対の固定接点１０により構成されている。
【００２４】
更に、上記一対の固定接点１０には、それぞれ補助固定接点１０ａが接続されている。補助固定接点１０ａは、可動接点９が固定接点１０に接続するまでの途中位置に配設され、可動接点９が一時的に接触することによりスタータモータ１１にバッテリ電流を通電させるためのものである。そして、補助固定接点１０ａの位置は、ピニオン１４がリングギヤ１５に噛み合い始める時点で、可動接点７と接触する位置に配置することが望ましい。
【００２５】
図２はスタータの概略回路図を示す。図２において、バッテリ１にはキースイッチ２が接続され、このキースイッチ２のＯＮ／ＯＦＦによりスタータリレー３のリレー接点５がＯＮ／ＯＦＦする。スタータリレー３は、キースイッチ２のＯＮにより励磁するリレーコイル４と、リレーコイル４の励磁により可動接点５ａが移動して一対の固定接点５ｂに接続するリレー接点５を備えている。リレー固定接点５ｂの一方側はバッテリ１に接続され、リレー固定接点５ｂの他方側はスタータスイッチ６の吸引コイル７及び保持コイル８に接続されている。
【００２６】
スタータスイッチ６は、吸引コイル７及び保持コイル８と、吸引コイル７及び保持コイル８に電流が流れると吸引されるプランジャ１２と、このプランジャ１２の後端に設けられた可動接点９と、この可動接点９が接離する一対の固定接点１０と、上記可動接点９が上記固定接点１０に接触する途中において接触する一対の補助固定接点１０ａが設けられている。固定接点１０、補助固定接点１０ａの一方側はバッテリ１に接続され、他方側はスタータモータ１１に接続されている。また、吸引コイル７の一方側がスタータモータ１１に接続されている。
【００２７】
次に、この発明の実施の形態のスタータの動作を図に基づいて説明する。
【００２８】
キースイッチ２がＯＮされるとスタータリレー３内のリレーコイル４が励磁され、リレー可動接点５ａがリレー固定接点５ｂに吸引されることによりリレー接点５が閉じる。リレー接点５が閉じると、スタータスイッチ６内の吸引コイル７及び保持コイル８に電流が流れる。この吸引コイル７及び保持コイル８に電流が流れると、吸引コイル７及び保持コイル８，フレーム３２，コア３３，プランジャ１２に磁気回路が形成され、プランジャ１２がコア３３側に吸引される。これにより、プランジャ１２は、リターンスプリング３４の付勢力に抗して後方（図示左方向）に移動する。このプランジャ１２の移動に伴って、シフトレバー１３が支点部１３ａを回動中心として図示反時計回りに回動する。このシフトレバー１３の回動によりその一端１３ｂがオーバーランニングクラッチ２５のリヤ側端面に当接し、オーバーランニングクラッチ２５が図示右方向に押圧されて、オーバーランニングクラッチ２５とピニオン１４とが一体となって出力軸２２上を図示右方向に移動する。
【００２９】
ピニオン１４の端面がリングギヤ１５の端面に当接した時点で、ピニオン１４の軸方向の移動は一旦止まる。一方、リレー接点５及び吸引コイル７を介して補助回転電流がスタータモータ１１に流れることにより、スタータモータ１１が比較的低速度で回転し、このスタータモータ１１の回転が遊星歯車減速装置２０、オーバーランニングクラッチ２５を介してピニオン１４に伝わって、ピニオン１４が回転する。そして、ピニオン１４が回転することにより、ピニオン１４の前端面がリングギヤ１５の端面上を摺動した後、ピニオン１４の歯面がリングギヤ１５の歯面に噛み合い始める。
【００３０】
ここで、スタータリレー３、吸引コイル７を介した補助回転電流により発生できるトルクではピニオン１４とリングギヤ１５が噛合わなかった場合、可動接点９は位置Ｂにいるが、シフトレバー１３のオーバーランニングクラッチ２５と当接している弾性体１３０が撓むことにより、スタータスイッチ６の可動接点９が移動し、上記固定接点１０に接続された一対の補助固定接点１０ａに接触する。そして、これら一対の補助固定接点１０ａを一時的に短時間閉じることにより、バッテリ１からスタータモータ１１に大電流が流れ、スタータモータ１１から一時的に高いトルク得てピニオン１４を回転させ、リングギヤ１５と噛合わすことができる。
【００３１】
その後、ピニオン１４とリングギヤ１５がほぼ噛合った時点で、スタータスイッチ６の可動接点９と固定接点１０が閉じて、バッテリ１から大電流がスタータモータ１１に流れ、スタータモータ１１の高回転が遊星歯車減速装置２０、オーバーランニングクラッチ２５を介してピニオン１４に伝わる。そして、ピニオン１４が高回転することにより、リングギヤ１５を介してエンジンをクランキングする。
【００３２】
上記において、仮に噛合い不良でエンジンを始動できなかった場合でも、可動接点９は図１の位置Ｃから初期位置Ａに戻るまでに、再度補助固定接点１０ａを短時間閉じて、スタータモータ１１及びピニオン１４を回転させる。その結果、次回の始動動作時において、ピニオン１４とリングギヤ１５が前回の始動時とは異なる位置で当接するようになり、ピニオン１４及びリングギヤ１５の端面上での摺動を妨げていた傷等の位置がずれて容易に噛合うことができる。
【００３３】
以上のように、実施の形態１によれば、下記の効果を奏する。
【００３４】
（１）スタータリレー及び吸引コイルを介してスタータモータに流れる補助回転電流で発生できるトルクでは、ピニオンがリングギヤの端面上を摺動しながら回動することができない、又はピニオン，リングギヤ端面上に発生した傷等により摺動できず、リングギヤを回すことができない場合において、スタータスイッチの固定接点に接続した補助接点を一時的に短時間閉じることにより、スタータモータにより高い電流を流し、より高いトルク得て、ピニオンを回転させ、リングギヤと噛合わせて噛合い不良を低減させることができ、エンジンの始動不良を低減できる。
【００３５】
（２）仮に噛合い不良でエンジンを始動できなかった場合でも、ピニオンがリングギヤとの当接位置からそれの静止位置へ戻るまでの間に、可動接点が補助固定接点を再度短時間閉じることにより、スタータモータ及びピニオンを回動し、次回動作時には、ピニオンとリングギヤが端面上の傷等により回動できなかった前回とは異なる位置でピニオンがリングギヤに当接し、互いに容易に噛合うことができるようになる。
【００３６】
（３）補助回転トルクを低いまま設定できるため、吸引コイルの抵抗を低く抑える必要がなくなり、吸引コイルの線径を下げることができる。また、補助回転電流も低く抑えることができるため、リレー接点の容量も下げることができ、コストを低減することができる。
【００３７】
（４）エンジンの始動不良時に見られる、ドライバーのキースイッチ連続通電によるスタータスイッチ６の熱ダメージを低減することができる。
【００３８】
その他の実施の形態．
上記実施の形態においては、シフトレバー１３のオーバーランニングクラッチ２５の後端部に係合する箇所に弾性体１３０を配設し、可動接点９が移動する過程において弾性体１３０が撓むことにより、可動接点９が一対の補助固定接点１０ａに接触するように構成されている。しかしながら、上記弾性体はシフトレバー１３のオーバーランニングクラッチ２５の後端部に係合する箇所に限らず、以下に示される箇所に配設しても良い。
【００３９】
すなわち、図３に示すスタータでは、シフトレバー１３の支点部１３ａであって、可動接点９が固定接点１０側に撓む方向に、弾性体１３１を配設する。このようにすれば、可動接点９が固定接点１０に移動する過程において、弾性体１３１が撓むことにより、可動接点９が一対の補助固定接点１０ａに接触するようになり、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。また、図４に示すスタータでは、シフトレバー１３とプランジャ１２の係合部であって、可動接点９が固定接点１０側に撓む方向に、弾性体１３２を配設する。このようにすれば、可動接点９が固定接点１０側に移動する過程において、弾性体１３２が撓むことにより、可動接点９が一対の補助固定接点１０ａに接触するようになり、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、スタータスイッチの可動接点が固定接点に接続するまでの途中位置に、可動接点が接触してスタータモータに大電流を通電させるための補助固定接点を設けたので、補助回転電流で発生できるトルクではピニオンがリングギヤにうまく噛み合わない場合においても、補助固定接点を一時的に短時間閉じることにより、スタータモータにより高い電流を流し、より高いトルク得て、ピニオンを回転させ、リングギヤと噛合わせて噛合い不良を低減させることができる。
【００４１】
また、仮に噛合い不良でエンジンを始動できなかった場合でも、ピニオンがリングギヤとの当接位置からそれの静止位置へ戻るまでの間に、可動接点が補助固定接点を再度一時的に閉じることにより、スタータモータ及びピニオンを回動し、次回動作時には、ピニオンとリングギヤが端面上の傷等により回動できなかった前回とは異なる位置でピニオンがリングギヤに当接し、互いに容易に噛合うことができるようになる。
【００４２】
更に、補助回転トルクを低いまま設定できるため、吸引コイルの抵抗を低く抑える必要がなくなり、吸引コイルの線径を下げることができる。また、補助回転電流も低く抑えることができるため、リレー接点の容量も下げることができ、コストを低減することができる。
【００４３】
また、エンジンの始動不良時に見られる、ドライバーのキースイッチ連続通電によるスタータスイッチの熱ダメージを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係るスタータの全体構造を示す部分断面図である。
【図２】この発明の実施の形態に係るスタータの概略回路図である。
【図３】この発明の他の実施の形態に係るスタータの全体構造を示す部分断面図である。
【図４】この発明の他の実施の形態に係るスタータの全体構造を示す部分断面図である。
【図５】従来のスタータの全体構造を示す部分断面図である。
【図６】従来のスタータの概略回路図である。
【符号の説明】
１バッテリ、２キースイッチ、３スタータリレー、４リレーコイル、５リレー接点、６スタータスイッチ、７吸引コイル、８保持コイル、９可動接点、１０固定接点、１０ａ補助固定接点、１１スタータモータ、１２プランジャ、１３シフトレバー、１３０弾性体、１４ピニオン、１５リングギヤ。

Claims

スタータモータと、上記スタータモータの出力軸側にスプライン結合されたオーバーランニクングクラッチと、上記オーバーランニクングクラッチと一体的に上記出力軸上を軸方向に摺動するピニオンと、キースイッチがＯＮされるとリレー接点が閉じるスタータリレーと、上記リレー接点が閉じると吸引コイルに電流が流れてプランジャが吸引され、このプランジャの可動接点が固定接点側に移動するスタータスイッチと、上記プランジャの移動に伴って上記オーバーランニクングクラッチに係合し、上記ピニオンをエンジンのリングギヤ方向に押し出すシフトレバーを備え、上記スタータリレー及び上記吸引コイルを介して流れる補助回転電流により、上記スタータモータを駆動すると共に、上記補助回転電流により発生した上記吸引コイルの磁界で磁界プランジャを吸引し、上記シフトレバーを介して上記ピニオンを押し出して上記リングギヤに噛み合わせ、上記ピニオン及びリングギヤがほぼ噛み合った時点で、上記プランジャの上記可動接点が上記固定接点に接続し、上記スタータモータに大電流を通電してエンジンを始動するスタータにおいて、
上記可動接点が上記固定接点に接続するまでの途中位置に、上記可動接点が接触して上記スタータモータに大電流を通電させるための補助固定接点を設け、この補助固定接点の位置は、上記ピニオンが上記リングギヤに噛み合い始める位置に相当するように配置していることを特徴とするスタータ。
上記シフトレバーの上記オーバーランニクングクラッチに係合する箇所に弾性体を設置したことを特徴とする請求項１に記載のスタータ。
上記シフトレバーの支点部であって、上記可動接点が上記固定接点に移動する過程において上記可動接点が上記固定接点側に撓む方向に弾性体を設置したことを特徴とする請求項１に記載のスタータ。
上記シフトレバーと上記プランジャの係合部であって、上記可動接点が上記固定接点に移動する過程において上記可動接点が上記固定接点側に撓む方向に弾性体を設置したことを特徴とする請求項１に記載のスタータ。