JP4103409B2 - スタータ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンを始動するスタータに係り、特にモータへの通電確認用の警報手段が設けられたスタータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
マグネティックスイッチの吸引力とモータの回転駆動力とを利用してピニオンをシフトさせ、内燃機関であるエンジンを始動させるスタータとしては、例えば特開平11−230014号公報に記載されたものが知られている。この公報に記載されたスタータによれば、キースイッチが投入されると、バッテリからマグネティックスイッチへの通電によってプランジャが吸引され、マグネティックスイッチの内部常開接点が閉じる。これにより、モータに電力が供給され、モータの回転駆動力がローラクラッチ,ピニオン及びリングギヤを介してエンジンに伝達され、エンジンが始動する。
【0003】
スタータの動作中にキースイッチなどの不良により、モータが連続通電状態になると、各部の温度が上昇する。これに伴って、モータの電機子に電流を供給する線路(モータのリード線)の温度も上昇する。モータのリード線には温度検出手段が装着されており、モータのリード線が所定の温度を越えると、これを検出してモータへの電流供給を遮断する。モータのリード線は、モータの外部に露出される外部部品であるので、温度検出手段のモータのリード線への装着作業は容易に実行できる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来のスタータでは、車両のキースイッチの戻り不良が発生した場合などにおいて、モータへの通電を遮断したことを警報手段などで知らせることについては考慮されている。しかしながら、従来のスタータでは、車両ヘの組み付け時における警報手段の配線接続作業性を向上させることについてまでは考慮されていなかった。
【0005】
本発明の代表的な目的は、警報手段の配線接続作業を容易にし、スタータの車両ヘの組み付け作業性を向上させることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回転駆動力を発生させるモータと、該モータの回転駆動力をエンジンに伝達する機構と、前記モータに供給する電力を通電及び遮断するマグネティックスイッチと、前記マグネティックスイッチを介して電力供給源から前記モータに電力を供給する電力供給回路と、該電力供給回路に接続されると共に、キースイッチが投入されているか否かに関わらず前記マグネティックスイッチが通電状態のときに点灯する警報手段とを有し、前記電力供給回路は、前記警報手段を接続するための端子手段を具備することを特徴とするスタータである。
【0007】
また好ましくは、前記スイッチ手段から前記モータへの電力供給回路であるリード線を前記スイッチ手段に接続するためのリード線接続端子板と、前記警報手段を接続するための端子手段とが一体に形成されていることを特徴とするスタータである。また好ましくは、前記端子手段は、リード線接続端子板に一体に形成されている雄型端子であり、警報手段用接続端子が着脱自在に接合されていることを特徴とするスタータである。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の第1実施例であるスタータの外観構成を示す。図2は、本発明の第1実施例であるスタータの内部構成を示す。図2においてスタータは、自動車に搭載されたバッテリ50からの電力供給を受けて動作し、内燃機関であるエンジンの始動用の回転駆動力を発生する始動装置である。
【0009】
スタータは機能上、三つの部位に大別される。すなわちエンジン始動用の回転駆動力を発生するモータ1で構成された回転駆動力発生部と、モータ1の回転駆動力をエンジンのリングギヤ11に伝達するローラクラッチ6,ピニオン7などで構成された回転駆動力伝達部と、ローラクラッチ6,ピニオン7を回転軸方向に摺動させる動力源であり、モータ1の電源の開閉を行うマグネティックスイッチ3で構成された回転駆動力伝達制御部から構成されている。
【0010】
モータ1とマグネティックスイッチ3はボルトなどの固定手段によってフロントブラケット4に固定されている。ローラクラッチ6とピニオン7はフロントブラケット4内で回転可能に支承されている。
【0011】
モータ1は、モータ1の外郭を構成する円筒状の継鉄(ヨークともいう)1eを備えている。継鉄1eの内周側には、継鉄1eと共に磁気回路を構成する界磁固定子(界磁極ともいう)1fが設けられている。
【0012】
界磁固定子1fの内周側には、所定の空隙を介して回転子2(電機子ともいう)が回転可能に支承されて設けられている。回転子2は、磁気鉄心2a(回転子鉄心ともいう)を備えている。磁気鉄心2aは磁気回路を構成するものである。磁気鉄心2aの外周部にはスロットが複数形成されている。スロットの各々には電機子コイル2b(回転子巻線ともいう)が挿入されている。磁気鉄心2aの一端側には、電機子コイル2bに電気的に接続された整流子2c(コンミテータともいう)が設けられている。磁気鉄心2a及び整流子2cは出力軸2dに固定されている。出力軸2dの先端(整流子2cの反対側)にはローラクラッチ6とピニオン7が軸方向に摺動可能に設けられている。出力軸2dの両端は軸受4b,
5aによって回転自在に支承されている。
【0013】
整流子2cの外周円筒面にはブラシ1gが複数摺動接触している。ブラシ1gは、バッテリ50から供給された電力を整流子2cに供給するもの(+側ブラシ)と、+側ブラシ及び整流子2cを介して電機子コイル2bに供給された電力を車両のアース側に放電するもの(−側ブラシ)から構成されている。ブラシ1gの各々には、電力供給線であるブラシリード線(図示せず)の一方が一体成形されている。継鉄1eの一端側(整流子2c側)には、ブラシ1gの各々を保持すると共に、ブラシ1gの各々を整流子2cの外周円筒面に押圧接触させるブラシ保持器1hが設けられている。継鉄1eの一端側(整流子2c側)には、ブラシ保持器1hを覆うと共に、ブラシ保持器1hを固定するリヤブラケット5(リヤカバーともいう)が設けられている。リヤブラケット5には、出力軸2dの一端を支持する軸受5aが設けられている。
【0014】
回転子2の出力軸2dは、フロントブラケット4のノーズ部4aに設けた軸受4bと、リヤブラケット5の軸受5aによって回転可能に支持されている。出力軸2dにはローラクラッチ6とピニオン7が摺動可能に支持されている。
【0015】
マグネティックスイッチ3は、モータ1への電力供給を制御すると共に、エンジンのリングギヤ11への回転駆動力伝達を制御するものであり、モータ1の外側に並設され、モータ1のスイッチング作用と、ローラクラッチ6とピニオン7を回転軸方向に移動させる駆動力を発生する。
【0016】
円筒状の枠体であるコイルケース3hは、マグネティックスイッチ3の磁気回路の一部を構成している。コイルケース3hの内部には、通電されて磁力を発生する吸引コイル(巻線)3f,保持コイル(巻線)3gが設けられている。吸引コイル3f,保持コイル3gの内周には、軸方向に摺動可能な可動部材であるプランジャ(可動コア)3aが配置されている。吸引コイル3f,保持コイル3gの内周の後端側(図2の左方向)には、磁気回路の一部(固定コア)を構成するボス3jが配置されている。ボス3jの軸心位置には軸方向に摺動可能な可動シャフト3kが配置されている。
【0017】
可動シャフト3kの後端(図2の左方向)には、モータ1への通電回路を開閉する可動接点3bが取り付けられている。マグネティックスイッチ3の後端部であって、可動接点3bと対向する部位には、可動接点3bと接離可能であると共に、モータ1への通電回路を開閉するためのバッテリ側固定接点3c,モータ側固定接点3dが設けられている。バッテリ側固定接点3cには、バッテリ50と接続されるバッテリ端子3nが一体に形成されている。モータ側固定接点3dには、モータリード線1aを介してモータ1と接続されるモータ端子3mが一体に形成されている。
【0018】
マグネティックスイッチ3の後端部には、吸引コイル3f,保持コイル3gの一端と電気的に繋がりキースイッチ60を介してバッテリ50と接続されるスイッチ端子3pが設けられている。モータ端子3m,バッテリ端子3n及びスイッチ端子3pはマグネティックスイッチ3の後端部から外方に突出している。プランジャ3aは、スプリング3eによって付勢されており、スプリング3eのバネ荷重は、エンジン始動後にプランジャ3a及びシフトレバー8を元の位置(図2の右方向)に戻すように作用する。
【0019】
プランジャ3aの前端(図2の右方向)の突出部には角穴部3qが設けられている。角穴部3qはピニオン7側の方向にマグネティックスイッチ3の端部から突出している。プランジャ3aの角穴部3qには、シフトレバー8のプランジャ係合部8bが挿入され係合されている。これにより、プランジャ3aとシフトレバー8は連結される。
【0020】
シフトレバー8の中間には支点部8cが設けられている。支点部8cにはレバースプリング9が係合されている。レバースプリング9はシフトレバー8の支点部8cを中心にシフトレバー8を回動可能に支持する。レバースプリング9はシフトレバー8の動作の支点となり、レバースプリング9のバネ荷重は、エンジン始動の際にローラクラッチ6とピニオン7をリングギヤ11側に移動させる噛み込み力として作用する。シフトレバー8の他端(ピニオン7側)はローラクラッチ6の後端部と係合している。
【0021】
ローラクラッチ6は、外周側にクラッチアウタ6a,内周側にクラッチインナ6cがそれぞれ配置されると共に、内部にローラ及びスプリングを備えた動力伝達装置であり、モータ1の回転駆動力をピニオン7に伝達し、ピニオン7の回転はモータ1に伝達しない一方向クラッチである。
【0022】
ピニオン7は、クラッチインナ6cと一体に形成されており、ローラクラッチ6を介して伝達されたモータ1の回転駆動力をリングギヤ11に伝達する動力伝達機構であり、ローラクラッチ6と一体に回転子2の出力軸2d上で摺動可能及び回転可能に構成されている。
【0023】
出力軸2dの外周には、クラッチアウタ6aの後端内周に設けられたヘリカルスプライン6bと係合してモータ1の回転駆動力をローラクラッチ6に伝達するヘリカルスプライン2eが設けられている。出力軸2dのヘリカルスプライン2eとローラクラッチ6のヘリカルスプライン6bによってローラクラッチ6とピニオン7は、出力軸2d上で摺動可能であると共に、回転駆動力の伝達が可能に係合されている。
【0024】
ローラクラッチ6とピニオン7は、マグネティックスイッチ3の動力により、シフトレバー8を介して、出力軸2dの軸方向に摺動される。
【0025】
ピニオン7がリングギヤ11に噛み合うと、スタータの回転駆動力がエンジンに伝達される。
【0026】
スタータのフロントブラケット4のインロー部4cは、エンジンのスタータ取付部12と嵌合し、フロントブラケット4のフランジ部4dとボルト10により固定される。これにより、スタータがエンジンに装着される。
【0027】
温度検出手段としての手動復帰式バイメタル20は、マグネティックスイッチ3のモータ側固定接点3dからモータ1へ通電するためのリード線1aに収縮チューブ21により密着して装着されている(リード線1aの外周に装着されている)。手動復帰式バイメタル20の回路の一方は、スタータリレー30の励磁コイルに接続され、他方は車両に接地されている。
【0028】
尚、リード線1aは、モータ1,リヤブラケット5の外部に露出される外部部品であり、手動復帰式バイメタル20のリード線1aへの装着作業は、容易に実行することができる。
【0029】
スタータの警報ランプ40(警報手段でブザー,表示灯等を含む)は、車両のメータパネル等の運転者から確認できる位置に取り付けられている。警報ランプ40の一方端は、抵抗41,警報手段用車両側接続端子43,警報手段用モータ側接続端子1cを介してリード線1aと電気的に接続されている。警報ランプ40の他方端は車両に接地されている。
【0030】
図1において、リード線1aの接続端子板1bは、警報手段用モータ側接続端子1cと一体に成形され、モータ端子3mにナットにより締め付け固定されている。
【0031】
図3は、本実施例のスタータの電気回路を示す。図3において、手動復帰式バイメタル20は、リード線1aに収縮チューブ21により密着して装着されている。手動復帰式バイメタル20はスタータリレー30の励磁コイルとキースイッチ60を介してバッテリ50に接続されている。スタータリレー30は、マグネティックスイッチ3のスイッチ端子3pを介して、吸引コイル3fと保持コイル3gに接続されている。
【0032】
マグネティックスイッチ3の保持コイル3gの一方端は接地され、吸引コイル3fの一方端はモータ側固定接点3d,モータ端子3m及びリード線1aを介してモータ1に接続されている。モータ側固定接点3dは、警報手段用モータ側接続端子1c,警報手段用車両側接続端子43,抵抗41及び警報ランプ40を介して接地されている。バッテリ側固定接点3cはバッテリ端子3nを介してバッテリ50に接続されている。
【0033】
すなわちバッテリ50(電力供給源)よりモータ1に電力を供給する電力供給回路は、(−)端子側がアースされたバッテリ50の(+)端子側からバッテリ端子3n,バッテリ側固定接点3c,可動接点3b,モータ側固定接点3d,モータ端子3m,一端がアースされたモータ1に至る閉回路になっている。電力供給回路には警報手段が接続されている。
【0034】
次に、本実施例のスタータの動作について説明する。図2,図3において、キースイッチ60が投入され、バッテリ50からスタータリレー30の励磁コイルに通電されると、スタータリレー30が閉じて、バッテリ50からマグネティックスイッチ3の吸引コイル3f,保持コイル3gに通電される。マグネティックスイッチ3の吸引コイル3f,保持コイル3gに通電され、プランジャ3aがマグネティックスイッチ3側(図2の左方向)に吸引されると、シフトレバー8は支点部8cを中心にして反時計回りに回動して、ローラクラッチ6とピニオン7をリングギヤ11側に移送する。
【0035】
ピニオン7がリングギヤ11に噛み合い、マグネティックスイッチ3の可動接点3bと、バッテリ側固定接点3c及びモータ側固定接点3dとが接触すると、モータ側固定接点3dからリード線1aを介してモータ1に通電される。このとき、警報手段用モータ側接続端子1c,警報手段用車両側接続端子43,抵抗41を介して警報ランプ40にも通電され、警報ランプ40が点灯してスタータが動作していることが確認できる。
【0036】
モータ1に通電されると、モータ1は回転し、その回転駆動力は、ローラクラッチ6,ピニオン7及びリングギヤ11を介してエンジンに伝達され、エンジンが始動される。
【0037】
エンジン始動後、キースイッチ60が戻されると、スタータリレー30が開放され、マグネティックスイッチ3への通電が遮断される。これにより、プランジャ3aが戻しバネ3eのバネ反力で元の位置に戻り、可動接点3bと、バッテリ側固定接点3c及びモータ側固定接点3dとが開放され、モータ1への通電が遮断されて、スタータの動作は停止する。このとき、警報ランプ40への通電も遮断され、警報ランプ40が消灯して、スタータのモータ1への通電が遮断されたことを確認できる。
【0038】
スタータの動作中に、車両のキースイッチ60の戻り不良が発生したり、エンジンが始動せず、運転者がキースイッチ60をエンジン始動の位置で保持したままにすると、モータ1は連続通電状態となる。モータ1が連続通電状態になると、スタータの各部の温度が上昇する。これに伴って、モータ1のリード線1aの温度も上昇するが、この温度上昇は、マグネティックスイッチ3の吸引コイル3f,保持コイル3gの温度上昇よりも速く、リード線1aが先に熱劣化する場合が多い。そこで、リード線1aが、所定の温度(規定値)を越えると、手動復帰式バイメタル20が開放するように構成する。
【0039】
上述の構成によれば、キースイッチ60が投入されると、マグネティックスイッチ3に通電される。マグネティックスイッチ3に通電されると、プランジャ3aが吸引されて、マグネティックスイッチ3の可動接点3bと、バッテリ側固定接点3c及びモータ側固定接点3dとが接触する。これにより、モータ側固定接点3dからリード線1aを介してモータ1に通電されると共に、警報ランプ40が点灯する。エンジン始動後、キースイッチ60が戻されると、警報ランプ40が消灯して、スタータへの通電が遮断されたことが確認できる。
【0040】
モータ1が連続通電状態になった場合には、キースイッチ60が戻された後も警報ランプ40が点灯したままとなって連続通電状態であることを警報するとともに、リード線1aが所定の温度を越えると、手動復帰式バイメタル20が開放することによりスタータリレー30の励磁コイルの通電が遮断され、スタータリレー30が開放して、マグネティックスイッチ3の保持コイル3gへの通電が遮断されて、プランジャ3aが戻しバネ3eのバネ反力で元の位置に戻る。
【0041】
プランジャ3aが戻しバネ3eのバネ反力で元の位置に戻ると、可動接点3bと、バッテリ側固定接点3c及びモータ側固定接点3dとが開放され、モータ1への通電が遮断されて、スタータの外部部品であるリード線1aの熱劣化が発生する前に、スタータは停止されるとともに、警報ランプ40が消灯する。すなわち手動復帰式バイメタル20,スタータリレー30及びマグネティックスイッチ3により、モータ1への電流供給遮断手段が構成される。
【0042】
また、本実施例においては、手動復帰式バイメタル20をリード線1aに密着して配置し、この手動復帰式バイメタル20をスタータリレー30の励磁コイルに接続し、抵抗41及び警報ランプ40とを、スタータのリード線1aと電気的に接続する。
【0043】
リード線1aは、モータ1,リヤブラケット5の外部に露出される外部部品であり、手動復帰式バイメタル20のリード線1aへの装着作業は、容易に実行することができる。
【0044】
キースイッチ60の戻り不良が発生しモータ1が連続通電状態になった場合には、リード線1aの温度が所定の温度を越えると、手動復帰式バイメタル20が開放して、モータ1への通電が遮断され、スタータは停止されるとともに、警報ランプ40が消灯する。そして、リード線1aの温度が自然放熱により低下しても、手動操作により手動復帰式バイメタル20を復帰させるまで、マグネティックスイッチ3の吸引コイル3fと保持コイル3gへ通電されることがないので、電流供給遮断手段として常閉バイメタルを用いた場合のように、温度が自然放熱により低下して自動的に常閉バイメタルが閉じてマグネティックスイッチ3の吸引コイル3fと保持コイル3gへ通電され、モータ1へ再び通電されるのを防止できるという効果がある。
【0045】
さらに、マグネティックスイッチ3の可動接点3bと、バッテリ側固定接点3c及びモータ側固定接点3dとの接点溶着が発生し、モータ1が連続通電状態になった場合には、キースイッチ60が戻されても警報ランプ40が点灯したままとなり、モータ1が連続通電状態であることを知らせることができるという効果もある。
【0046】
したがって、スタータのモータ1が、キースイッチ60の戻り不良等で連続通電状態になった場合に、リード線1aの絶縁部材等の外部部品が熱劣化する前にスタータへの通電を遮断すると共に、モータ1への連続通電状態となっていることを警報手段で知らせて、安全性に優れたエンジン始動装置を、既存の装置を大幅に修正すること無く実現することができる。
【0047】
次に、リード線1aの接続端子板1b,警報手段用モータ側接続端子1cおよび警報手段用車両側接続端子43について、さらに詳しく説明する。
【0048】
リード線1aの接続端子板1bは警報手段用モータ側接続端子1cと一体に銅板から打ち抜き成形されたものであり、数百アンペアの大電流が流れるのに十分な断面積を有し、接続端子板1bの一端をモータ側固定接点3dと一体に成形されたモータ端子3mのネジ部に装着してナットにより締め付け固定されている。リード線1aの端部は、前記警報手段用モータ側接続端子1cを避けて接続端子板1bに溶接,半田接続,かしめ等で接合される。
【0049】
接続端子板1bの端面から突出するように突起状に一体に形成された警報手段用モータ側接続端子1cは先端側に抜け止め用穴が形成されている。また、警報手段用車両側接続端子43を差込接続する際の作業性を向上するために、警報手段用モータ側接続端子1cの先端側にはテーパ部が形成されている。この警報手段用モータ側接続端子1cは雄型の端子になる。
【0050】
一方、警報手段用車両側接続端子43は雌型の端子になるもので、警報手段用モータ側接続端子1cに差し込むようにして接続される。警報手段用車両側接続端子43を引き抜くことにより警報手段用モータ側接続端子1cから外すことができる。
【0051】
したがって、警報手段用車両側接続端子43を接続したり、外したりすることは工具等を用いずに容易に行え、警報手段の配線接続作業が容易なるものを提供できる。警報手段用モータ側接続端子1cの先側に抜け止め用穴があるので、警報手段用車両側接続端子43はエンジンの振動等で簡単に脱落することはない。また、警報手段用モータ側接続端子1cの先端側にはテーパ部が設けられているので、警報手段用車両側接続端子43の差込接続が容易に行われる。さらに、警報手段用モータ側接続端子1cは硬質の接続端子板1bと一体に形成されているので、警報手段用車両側接続端子43を差込接続する際に挫屈することがなく、接続作業がより容易である。さらにまた、警報手段用モータ側接続端子1cはリード線1aの接続端子板1bと一体に構成されているので、部品点数が増加することがなく、スタータの製造コストが増加するのを抑制して安価なスタータを提供できる。
【0052】
以上説明した第1実施例によれば、車両にスタータを組み付ける際の警報手段の配線接続作業は、警報ランプ40の警報手段用車両側接続端子43を、図1に示すスタータのリード線1aの接続端子板1bと一体に構成された警報手段用モータ側接続端子1cに差し込むだけで良いので、短時間で警報手段の接続作業が終了する。
【0053】
図4は、本発明の第2実施例であるスタータの外観構成を示す。尚、スタータの基本構成,電気回路の構成については第1実施例と同様なので、詳細な説明は省略し、第1実施例と相違する点についてのみ説明する。
【0054】
図4において、警報手段用モータ側接続端子1dは、リード線1aの接続端子板1bとは別々に構成され、接続端子板1bと共にモータ端子3mにナットにより締め付け固定されている。このように構成しても、第1実施例と同様に警報手段の配線接続作業を容易にして、スタータの車両ヘの組み付け作業性を向上させることができる。
【0055】
また、第2実施例では、スタータの警報手段が設けられるスタータのみに警報手段用モータ側接続端子1dを設けることが可能となる。
【0056】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、警報手段の配線接続作業を容易にして、スタータの車両ヘの組み付け作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例であるスタータの外観構成を示す斜視図である。
【図2】本発明の第1実施例であるスタータの内部構成を示す断面図である。
【図3】本発明の第1実施例であるスタータの電気回路構成を示す回路図である。
【図4】本発明の第2実施例であるスタータの外観構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
1…モータ、1a…リード線、1b…リード線の接続端子板、1c,1d…警報手段用モータ側接続端子、2…回転子、3…マグネティックスイッチ、3a…プランジャ、3b…可動接点、3c…バッテリ側固定接点、3d…モータ側固定接点、3f…吸引コイル、3g…保持コイル、6…ローラクラッチ、7…ピニオン、8…シフトレバー、11…リングギヤ、20…手動復帰式バイメタル、30…スタータリレー、40…警報ランプ、41…抵抗、43…警報手段用車両側接続端子、50…バッテリ、60…キースイッチ。
Claims (4)
- 回転駆動力を発生させるモータと、
該モータの回転駆動力をエンジンに伝達する機構と、
前記モータに供給する電力を通電及び遮断するマグネティックスイッチと、
前記マグネティックスイッチを介して電力供給源から前記モータに電力を供給する電力供給回路と、
該電力供給回路に接続されると共に、キースイッチが投入されているか否かに関わらず前記マグネティックスイッチが通電状態のときに点灯する警報手段とを有し、
前記電力供給回路は、前記警報手段を接続するための端子手段を具備することを特徴とするスタータ。 - 請求項1に記載のスタータにおいて、
前記スイッチ手段から前記モータへの電力供給回路であるリード線を前記スイッチ手段に接続するためのリード線接続端子板と、前記警報手段を接続するための端子手段とが一体に形成されていることを特徴とするスタータ。 - 請求項2に記載のスタータにおいて、
前記端子手段は、リード線接続端子板に一体に形成されている雄型端子であり、警報手段用接続端子が着脱自在に接合されていることを特徴とするスタータ。 - 請求項1に記載のスタータにおいて、
前記警報手段は、該電力供給回路に接続されると共に、キースイッチが投入されているか否かに関わらず前記マグネティックスイッチが通電状態のときに点灯するとともに前記マグネティックスイッチが遮断状態のときに消灯することを特徴とするスタータ。
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