JP5267300B2 - スタータ - Google Patents
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Description
しかし、特許文献1に記載されたスタータは、ピニオン押出し用ソレノイドとモータ通電用スイッチとが並列的に配設されている。つまり、ピニオン押出し用ソレノイドとモータ通電用スイッチがモータの周方向で異なる位置に配置されている。
また、特許文献1に示されるピニオン押出し用ソレノイドとモータ通電用スイッチは、両者を完全に分離して別体に構成しているため、両者の間で部品を共通化することが出来ない。このため、従来のスタータ用電磁スイッチと比較すると、部品点数が多くなる問題がある。さらに、ピニオン押出し用ソレノイドおよびモータ通電用スイッチをそれぞれ組み立てる際に、ソレノイドヨークおよびスイッチヨークの端部をかしめる工程が必要である。この場合、ヨークの端部にかしめ部を設けるために、ヨークの内周面を切削して薄肉に加工する必要があるため、作業工数が多くなり、作業性も良くない。
本発明は、通電により回転力を発生するモータと、このモータの回転力が伝達されて回転する出力軸と、モータの回転力をエンジンのリングギヤに伝達するためのピニオンギヤを有し、このピニオンギヤと一体に出力軸の外周上を軸方向に移動可能に設けられたピニオン移動体と、ソレノイドコイルへの通電によって電磁石を形成し、この電磁石の吸引力を利用してピニオン移動体を軸方向に押し出す働きを有するピニオン押出し用ソレノイドと、スイッチコイルへの通電によって電磁石を形成し、この電磁石の吸引力を利用してモータの通電電流をオン/オフするモータ通電用スイッチとを備え、ピニオン押出し用ソレノイドの作動とモータ通電用スイッチの作動を個々に独立して制御できるスタータであって、ピニオン押出し用ソレノイドとモータ通電用スイッチは、両者が軸方向に直列に配設されて、ソレノイドコイルとスイッチコイルとの間に、両者に共通の固定鉄心を配置すると共に、ピニオン押出し用ソレノイドの外周を覆うソレノイドヨークと、モータ通電用スイッチの外周を覆うスイッチヨークとが軸方向に連続して形成され、一つの全体ヨークとして一体に設けられていることを特徴とする。
また、ピニオン押出し用ソレノイドとモータ通電用スイッチは、ソレノイドコイルとスイッチコイルとの間に、両者に共通の固定鉄心を配置すると共に、ソレノイドヨークとスイッチヨークが一つの全体ヨークとして一体に設けられている。これにより、ピニオン押出し用ソレノイドとモータ通電用スイッチとを別体に構成した場合と比較して、部品点数を減らすことが出来、組み立て工数を低減できる。
請求項1に記載したスタータにおいて、全体ヨークは、軸方向一端側の端部に円環状の底面を有し、他端側の端部が開口する有底の筒形状であり、軸方向の一端から他端まで外径が同一寸法を有し、且つ、ソレノイドヨークを形成する軸方向一端側より、スイッチヨークを形成する軸方向他端側の方が薄肉に設けられ、モータ通電用スイッチは、モータの通電回路に接続される2本の端子ボルトを固定する樹脂カバーを有し、この樹脂カバーが、全体ヨークの薄肉に設けられた他端側の開口端部にかしめ固定されていることを特徴とする。
請求項2に記載したスタータにおいて、全体ヨークの薄肉に設けられた軸方向他端側の内周には、スイッチコイルの径方向外周側に磁路の一部を形成する円筒状の磁路形成部材が配置されていることを特徴とする。
本発明の全体ヨークは、スイッチヨークを形成する軸方向他端側の肉厚が、ソレノイドヨークを形成する軸方向一端側の肉厚より薄く形成されるが、薄肉に設けられた軸方向他端側の内周に円筒状の磁路形成部材を配置することにより、スイッチコイルの径方向外周側に形成される磁路の断面積を大きく出来るので、磁気飽和によるモータ通電用スイッチの性能低下を防止でき、好適な性能を得ることができる。
請求項2または3に記載したスタータにおいて、全体ヨークの内周面には、ソレノイドヨークを形成する軸方向一端側と、スイッチヨークを形成する軸方向他端側との間に段差を有し、固定鉄心は、全体ヨークの他端側に開口する開口端からスイッチヨークを形成する軸方向他端側の内部に挿入され、軸方向一端側の外周端面が段差に当接して軸方向に位置決めされることを特徴とする。
上記の構成によれば、全体ヨークの内周面に形成される段差を利用して固定鉄心を軸方向に位置決めできるので、ピニオン押出し用ソレノイドに使用される各部品およびモータ通電用スイッチに使用される各部品を精度良く組み付けることができる。
出力軸3は、減速装置14を介して電機子軸10aと同一軸線上に配置され、モータ2の回転が減速装置14で減速されて伝達される。
減速装置14は、周知の遊星歯車減速装置であり、遊星歯車14aの公転運動を拾う遊星キャリア14bが出力軸3と一体に設けられている。
クラッチ15は、出力軸3の外周にヘリカルスプライン嵌合するスプラインバレル15aと、このスプラインバレル15aと一体に設けられるアウタ15bと、このアウタ15bの内周に相対回転自在に配置されるインナ15cと、アウタ15bとインナ15cとの間で回転力の伝達を断続するローラ15d等より構成され、そのローラ15dを介してアウタ15bからインナ15cへの一方向のみ回転力を伝達する周知の一方向クラッチとして設けられている。
ピニオンギヤ16は、クラッチ15のインナ15cと一体に設けられ、出力軸3の外周に軸受17を介して相対回転自在に支持されている。
固定鉄心20は、全体ヨークの他端側に開口する開口端(スイッチヨーク22の開口端)からスイッチヨーク22を形成する軸方向他端側の内部に挿入され、軸方向一端側の外周端面が、全体ヨークの内周面に設けられる段差21aに当接して軸方向に位置決めされる。
a)ピニオン押出し用ソレノイド5は、ソレノイドヨーク21を形成する全体ヨークの軸方向一端側の内周に配置される前記ソレノイドコイル18と、固定鉄心20に対向してソレノイドコイル18の内周を軸心方向に可動するプランジャ24と、このプランジャ24の動きをシフトレバー4に伝達するジョイント25等より構成される。
スタータリレー27は、スタータ1の作動を制御するECU28(電子制御装置)によりオン/オフ制御され、このスタータリレー27がオン制御されると、バッテリ6からスタータリレー27を通じてソレノイドコイル18に通電される。
スイッチコイル19の径方向外周側と軸方向の反固定鉄心側には、それぞれ磁路の一部を形成する軸方向磁路部材38と径方向磁路部材39が配置されている。
軸方向磁路部材38は、円筒形状を有し、スイッチヨーク22の内周に略隙間無く挿入されて、軸方向一端側の端面が固定鉄心20の外周表面に当接して軸方向に位置決めされている。
可動鉄心31は、スイッチコイル19への通電により固定鉄心20が磁化されると、その固定鉄心20との間に配設されるリターンスプリング40の反力に抗して固定鉄心20に吸着され、スイッチコイル19への通電が停止すると、リターンスプリング40の反力で反固定鉄心方向(図2の右方向)へ押し戻される。
2本の端子ボルト33、34は、バッテリケーブル41(図3参照)が接続されるB端子ボルト33と、モータリード線42(図1、3参照)が接続されるM端子ボルト34である。
一組の固定接点35は、2本の端子ボルト33、34と別体(一体でも可能)に設けられ、接点カバー32の内側で2本の端子ボルト33、34に電気的に固定されている。
モータ接点は、固定接点35と可動接点36とで形成され、この可動接点36が接点圧スプリング44に付勢されて十分な押圧力で一組の固定接点35に当接して、両固定接点35間が導通することでモータ接点が閉成され、可動接点36が一組の固定接点35から離れて、両固定接点35間の導通が遮断されることによりモータ接点が開成される。
a)通常のエンジン始動を行う場合「エンジンが完全に停止している状態で、ユーザがイグニッションスイッチ(図示せず)をオン操作してエンジンを始動させる場合」。
イグニッションスイッチのオン操作によって発生するエンジン始動信号を受けてECU28がスタータリレー27をオン制御する。これにより、バッテリ6からピニオン押出し用ソレノイド5のソレノイドコイル18に通電され、磁化された固定鉄心20にプランジャ24が吸引されて移動する。このプランジャ24の移動に伴い、シフトレバー4を介してピニオン移動体が反モータ方向へ押し出され、ピニオンギヤ16の端面がリングギヤ30の端面に当接して停止する。
アイドリング状態からエンジンを自動停止させるための停止条件(例えば、車速が零であり、ブレーキペダルが踏まれている等)が成立すると、ECU28からエンジン停止信号が出力されて、エンジンへの燃料噴射および吸気の供給が停止される。これにより、エンジンは停止過程に入り、リングギヤ30の回転が降下を開始する。リングギヤ30の回転が予め設定された所定の回転数まで低下すると、ECU28からピニオン押出し用ソレノイド5のソレノイドコイル18に対してオン信号が出力される。なお、ECU28には、図3に示す様に、リングギヤ30の回転数を検出する回転数検出センサ45からセンサ情報が入力される。
この後、リングギヤ30が回転降下を続けて停止に至り、ピニオンギヤ16は、リングギヤ30に噛み合った状態を維持しながら、リングギヤ30と一緒に回転停止に至る。この間、ピニオン押出し用ソレノイド5のソレノイドコイル18には、ピニオンギヤ16とリングギヤ30との噛み合い状態を保持できる程度の保持電流が通電される。以下、エンジンが停止する過程で、リングギヤ30の回転中にピニオン押出し用ソレノイド5を作動させて、ピニオンギヤ16をリングギヤ30に噛み合わせることをピニオンプリセットと呼ぶ。このピニオンプリセットを行う間、モータ通電用スイッチ7のスイッチコイル19には通電されていない。
次に、エンジンを再始動させるための再始動条件(例えば、ユーザによるブレーキの解除操作、ドライブレンジへのシフト操作等)が成立すると、ECU28からモータ通電用スイッチ7のスイッチコイル19に対してオン信号が出力される。これにより、スイッチコイル19に通電されて可動鉄心31が固定鉄心20に吸着され、可動接点36が一組の固定接点35に当接して接点圧スプリング44に付勢されることでモータ接点が閉成する。その結果、バッテリ6からモータ2に通電されて電機子10に回転力が発生する。この時、ピニオンギヤ16は、既にリングギヤ30に噛み合っているので、モータ2の回転力がピニオンギヤ16からリングギヤ30に伝達されてエンジンをクランキングする。
本実施例のスタータ1は、ピニオン押出し用ソレノイド5の作動と、モータ通電用スイッチ7の作動を、ECU28により個々に独立して制御できるので、アイドリング状態からエンジンを停止する際に、ピニオン押出し用ソレノイド5のみを作動させて、回転中のリングギヤ30にピニオンギヤ16を噛み合わせ、リングギヤ30の回転が停止した後も、ピニオンギヤ16とリングギヤ30とが噛み合った状態を保持できる。この後、エンジンを再始動する時は、既にピニオンギヤ16がリングギヤ30に噛み合っているので、モータ通電用スイッチ7を作動させてモータ接点を閉じるだけで良い。すなわち、エンジンの再始動時にピニオン移動体を押し出す必要はなく、ピニオンギヤ16をリングギヤ30に噛み合わせるまでの時間を短縮できるので、エンジンの再始動を速やかに行うことができる。
また、ピニオン押出し用ソレノイド5とモータ通電用スイッチ7は、ソレノイドコイル18とスイッチコイル19との間に、両者に共通の固定鉄心20を配置すると共に、ソレノイドヨーク21とスイッチヨーク22が一つの全体ヨークとして一体に設けられている。これにより、ピニオン押出し用ソレノイド5とモータ通電用スイッチ7とを別体に構成した場合と比較して、部品点数を減らすことが出来、組み立て工数を低減できる。
また、全体ヨークは、スイッチヨーク22を形成する軸方向他端側の肉厚が、ソレノイドヨーク21を形成する軸方向一端側の肉厚より薄く形成されるが、薄肉に設けられた軸方向他端側の内周に軸方向磁路部材38を配置することにより、スイッチコイル19の径方向外周側に形成される磁路の断面積を大きく出来るので、磁気飽和によるモータ通電用スイッチ7の性能低下を防止でき、好適な性能を得ることができる。
実施例1では、ピニオンプリセット後、リングギヤ30の回転が完全に停止してから、エンジン再始動条件が成立した時にモータ通電用スイッチ7を作動させてモータ接点を閉成する一例を記載しているが、ピニオンプリセット後、リングギヤ30の回転が停止する前にエンジン再始動条件が成立した時は、その時点で、モータ通電用スイッチ7を作動させてモータ接点を閉成することにより、リングギヤ30が回転を停止する前に、エンジンを再始動させることも出来る。
2 モータ
3 出力軸
5 ピニオン押出し用ソレノイド
7 モータ通電用スイッチ
15 クラッチ(ピニオン移動体)
16 ピニオンギヤ(ピニオン移動体)
18 ソレノイドコイル
19 スイッチコイル
20 固定鉄心
21 ソレノイドヨーク
21a 全体ヨークの内周面に形成される段差
22 スイッチヨーク
30 リングギヤ
32 接点カバー(樹脂カバー)
33 B端子ボルト(端子ボルト)
34 M端子ボルト(端子ボルト)
38 軸方向磁路部材(磁路形成部材)
Claims (4)
- 通電により回転力を発生するモータと、
このモータの回転力が伝達されて回転する出力軸と、
前記モータの回転力をエンジンのリングギヤに伝達するためのピニオンギヤを有し、このピニオンギヤと一体に前記出力軸の外周上を軸方向に移動可能に設けられたピニオン移動体と、
ソレノイドコイルへの通電によって電磁石を形成し、この電磁石の吸引力を利用して前記ピニオン移動体を軸方向に押し出す働きを有するピニオン押出し用ソレノイドと、
スイッチコイルへの通電によって電磁石を形成し、この電磁石の吸引力を利用して前記モータの通電電流をオン/オフするモータ通電用スイッチとを備え、
前記ピニオン押出し用ソレノイドの作動と前記モータ通電用スイッチの作動を個々に独立して制御できるスタータであって、
前記ピニオン押出し用ソレノイドと前記モータ通電用スイッチは、両者が軸方向に直列に配設されて、前記ソレノイドコイルと前記スイッチコイルとの間に、両者に共通の固定鉄心を配置すると共に、前記ピニオン押出し用ソレノイドの外周を覆うソレノイドヨークと、前記モータ通電用スイッチの外周を覆うスイッチヨークとが軸方向に連続して形成され、一つの全体ヨークとして一体に設けられていることを特徴とするスタータ。 - 請求項1に記載したスタータにおいて、
前記全体ヨークは、軸方向一端側の端部に円環状の底面を有し、他端側の端部が開口する有底の筒形状であり、軸方向の一端から他端まで外径が同一寸法を有し、且つ、前記ソレノイドヨークを形成する軸方向一端側より、前記スイッチヨークを形成する軸方向他端側の方が薄肉に設けられ、
前記モータ通電用スイッチは、前記モータの通電回路に接続される2本の端子ボルトを固定する樹脂カバーを有し、この樹脂カバーが、前記全体ヨークの薄肉に設けられた他端側の開口端部にかしめ固定されていることを特徴とするスタータ。 - 請求項2に記載したスタータにおいて、
前記全体ヨークの薄肉に設けられた軸方向他端側の内周には、前記スイッチコイルの径方向外周側に磁路の一部を形成する円筒状の磁路形成部材が配置されていることを特徴とするスタータ。 - 請求項2または3に記載したスタータにおいて、
前記全体ヨークの内周面には、前記ソレノイドヨークを形成する軸方向一端側と、前記スイッチヨークを形成する軸方向他端側との間に段差を有し、
前記固定鉄心は、前記全体ヨークの他端側に開口する開口端から前記スイッチヨークを形成する軸方向他端側の内部に挿入され、軸方向一端側の外周端面が前記段差に当接して軸方向に位置決めされることを特徴とするスタータ。
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