JP6104310B2 - Engine starting device and engine starting method - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンを始動するためのスタータとして知られるエンジン始動装置及びエンジン始動方法に関するものである。   The present invention relates to an engine starter known as a starter for starting an engine and an engine start method.

近年では低燃費化のためにアイドリングストップを行うシステムが普及しており、アイドリングストップを行うシステムに使用するエンジン始動装置に於いては、エンジン始動装置の使用頻度が高いためリングギアやピニオンギアの摩耗による損傷が進行し、ピニオンギアとリングギアの噛み合い失敗を引き起こすことがある。
また、アイドリングストップを行うシステムにおいては、エンジンの再始動性能を確保するため、リングギアの回転中にもピニオンギアをリングギアと噛み合わせることがある。
In recent years, idling stop systems have become widespread in order to reduce fuel consumption, and in engine starters used in idling stop systems, the use of ring starters and pinion gears is high due to the high frequency of use of engine starters. Damage due to wear progresses, which may cause the meshing failure of the pinion gear and the ring gear.
In a system that performs idling stop, in order to ensure engine restart performance, the pinion gear may mesh with the ring gear while the ring gear is rotating.

例えば、アイドリングストップした瞬間であってエンジンの回転がまだ止まっていない状態で再始動要求が入った場合、或いはエンジンの停止状態から再始動の際に時間を短縮する必要がある場合には、リングギアの回転中に事前にピニオンギアとリングギアとの噛み合わせを行なうようにしている。   For example, if a restart request is made at the moment when idling is stopped and the engine has not stopped rotating, or if it is necessary to reduce the time when restarting the engine from a stopped state, the ring During the rotation of the gear, the pinion gear and the ring gear are engaged in advance.

このようにアイドリングストップを行う頻度が高くなるにつれて摩耗が激しくなるため噛み合い失敗をさせないためには摩耗を抑制しなければならない。また、エンジンを停止させる様々な状態からの再始動は従来よりもエンジンを始動させる時間を短縮しなければ始動時に違和感が発生してしまう。
そこでピニオンギアとリングギアの噛み合わせロス時間の短縮だけでなく、スタータモータでエンジンをアイドリング回転数に達する時間を短縮する必要がある。
In this way, wear increases as the frequency of idling stop increases, so wear must be suppressed in order not to cause meshing failure. Also, restarting from various states in which the engine is stopped may cause a sense of incongruity at the start unless the time for starting the engine is shortened.
Therefore, it is necessary not only to reduce the loss time of the engagement between the pinion gear and the ring gear, but also to reduce the time required for the engine to reach the idling speed with the starter motor.

例えば、エンジン始動装置において減速比を可変にすることで始動初期の高トルクから終盤の高回転で駆動できるスタータがある(例えば、特許文献1参照)。
また、モータの巻線コイルに対してエンジンの負荷変動に応じてコイルの通電を制御する制御素子を制御することで迅速に始動させ、トルク変動に伴うピニオンギアとリングギアの噛み合わせ騒音を小さくするスタータ制御システムがある(例えば、特許文献2参照。)
さらに、エンジンの始動性の向上と、大きなバッテリー電流がモータに流れるのを防止するため、直巻コイルをバイパスする回路を流れる電流量をモータの回転状態に応じて制御するエンジン始動装置がある(例えば、特許文献3参照。)。
For example, there is a starter that can be driven from high torque at the start to high rotation at the end by changing the reduction ratio in the engine starter (see, for example, Patent Document 1).
In addition, the motor winding coil can be started quickly by controlling the control element that controls the energization of the coil in accordance with the engine load fluctuation, and the meshing noise between the pinion gear and the ring gear due to the torque fluctuation is reduced. There is a starter control system (see, for example, Patent Document 2).
Furthermore, there is an engine starter that controls the amount of current flowing through a circuit that bypasses the series winding coil in accordance with the rotational state of the motor in order to improve engine startability and prevent a large battery current from flowing to the motor ( For example, see Patent Document 3.)

特開2004‐218627号公報JP 2004-218627 A 特開2002−70700号公報JP 2002-70700 A 特開2004−312950号公報JP 2004-31950 A

上記の特許文献1の場合、減速比を可変にすることで出力トルクを変えて低速での高トルク化は可能であるが、減速比を可変にしてもエネルギーは変わらないため高速回転域での出力軸での回転数での高トルク化はできず、モータの出力を効率良く使っているものの、迅速にエンジンを始動させることはできない。   In the case of the above-mentioned Patent Document 1, it is possible to increase the output torque by changing the reduction ratio to increase the torque at a low speed, but the energy does not change even if the reduction ratio is changed, so in the high speed rotation range. The torque cannot be increased at the rotational speed of the output shaft, and the motor output can be used efficiently, but the engine cannot be started quickly.

上記の特許文献2の場合には、迅速に始動させるためには出力を上げる必要があるが、ピニオンギアとリングギアが噛み合うまでに出力を上げるとその衝突音が大きくなって騒音となり、その衝突することで摩耗が激しくなる。   In the case of the above-mentioned Patent Document 2, it is necessary to increase the output in order to start it quickly. Doing so will increase wear.

また、上記の特許文献2及び3の場合には、与えるエネルギーをエンジンやモータの回転数によって制御すればコストが高くなるばかりでなく、エンジンの回転を認識してからになるため、エンジン始動を加速させるタイミングが遅れてしまう。   In the case of the above-mentioned Patent Documents 2 and 3, not only the cost is increased if the energy to be applied is controlled by the number of revolutions of the engine or motor, but the engine rotation is recognized. The acceleration timing will be delayed.

本発明は、上記の課題を解決するために為されたもので、その目的は、エンジンの始動時間を短縮し、ギアの摩耗と始動時の衝突による騒音を抑制可能なエンジン始動装置及びエンジン始動方法を提供することに在る。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to shorten an engine start time and suppress an engine start device and an engine start capable of suppressing noise caused by gear wear and start-up collision. It is in providing a method.

上記の目的を達成するための本発明に係るエンジン始動装置は、選択可能な複数の極数を有するモータ部と、前記モータ部の出力軸に設けられたピニオンギア部と、前記モータ部の出力軸に設けられ、軸方向に移動可能なピニオン移動体部と、前記ピニオンギア部が、エンジンに結合されたリングギアと噛み合うように前記ピニオン移動体部を移動させる押出機構部と、前記複数の極数の内、少ない方の極数又は多い方の極数を選択して前記モータ部への通電電流をオン/オフするソレノイドスイッチ部であって、前記少ない方の極数を選択して前記通電電流をオンするとき前記押出機構部駆動されて前記ピニオンギア部が前記リングギアに当接しその後、前記ピニオンギア部と前記リングギアとが前記当接した時から噛み合うまでの時間遅れで、前記多い方の極数に切り替えるソレノイドスイッチ部とを備えている。 In order to achieve the above object, an engine starter according to the present invention includes a motor unit having a plurality of selectable pole numbers, a pinion gear unit provided on an output shaft of the motor unit, and an output of the motor unit. provided on the shaft, and the pinion moving body movable in the axial direction, the pinion gear portion, and the extrusion mechanism for moving the pinion moving body so as to mesh with the ring gear coupled to the engine, said plurality of Among the number of poles, a solenoid switch unit that selects a smaller number or a larger number of poles to turn on / off the energization current to the motor unit, and selects the smaller number of poles and and the extrusion mechanism is driven when turning on the energizing current the pinion gear portion abuts to the ring gear, then when said pinion gear unit and the ring gear to mesh with the when the the abutment In late, and a solenoid switch unit for switching the number of poles towards the high.

また本発明では、ソレノイドスイッチ部により、モータ部への通電電流をオンにするとき、複数の極数の内、少ない方の極数を選択して前記モータ部の出力軸に設けられたピニオンギア部を、押出機構部により、エンジンに結合されたリングギアに当接させ、その後、前記ピニオンギア部と前記リングギアとが前記当接した時から噛み合うまでの時間遅れで、前記複数の極数の内、多い方の極数に切り替えるエンジン始動方法が提供される。 Further, in the present invention, when the energization current to the motor unit is turned on by the solenoid switch unit, a pinion gear provided on the output shaft of the motor unit by selecting the smaller one of the plurality of pole numbers. the part, by extrusion mechanism, is brought into contact with the ring gear coupled to the engine, then the time delay until meshes from when said pinion gear unit and the ring gear is the abut, the number of the plurality of poles An engine starting method for switching to the larger number of poles is provided.

本発明によるエンジン始動装置及びエンジン始動方法によれば、モータ部への通電電流をオンにするとき、モータ部に設けた複数の極数の内、少ない方の極数を選択し、その後はピニオンギア部とリングギアとが噛み合ったと判定したとき、複数の極数の内、多い方の極数に切り替えるように構成したので、初期噛み合い時のピニオンギア部とリングギアの衝突力を低減できることで、ギアの摩耗と騒音も抑制しながら、迅速にエンジンを始動させることができる。また、これらの切り替えを複雑な制御を用いることなく、低コスト化が可能となる。   According to the engine starter and the engine start method according to the present invention, when turning on the energization current to the motor unit, the smaller one of the plurality of poles provided in the motor unit is selected, and then the pinion When it is determined that the gear part and the ring gear mesh with each other, it is configured to switch to the larger number of poles, so the collision force between the pinion gear part and the ring gear during initial meshing can be reduced. The engine can be started quickly while suppressing gear wear and noise. Further, the cost can be reduced without using complicated control for these switching operations.

本発明の実施の形態1によるエンジン始動装置の分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of an engine starter according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1によるエンジン始動装置の側面断面図である。It is side surface sectional drawing of the engine starting apparatus by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1によるエンジン始動装置に使用されるモータ部の正面断面図である。It is front sectional drawing of the motor part used for the engine starting apparatus by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1によるエンジン始動装置に使用されるモータ部とソレノイドスイッチ部との接続関係を示した電気回路図である。It is the electric circuit diagram which showed the connection relation of the motor part and solenoid switch part which are used for the engine starting apparatus by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1によるエンジン始動装置におけるリングギアとピニオンギア部との噛み合い状態を説明した図である。It is a figure explaining the meshing state of the ring gear and pinion gear part in the engine starting device by Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1によるエンジン始動装置のピニオン回転数と出力トルクとの関係を示す特性グラフ図である。It is a characteristic graph figure which shows the relationship between the pinion rotation speed and output torque of the engine starting apparatus by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1によるエンジン始動装置に使用されるモータ部の変形例を示した回路図である。It is the circuit diagram which showed the modification of the motor part used for the engine starting apparatus by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1によるエンジン始動装置に使用されるモータ部のさらに別の変形例を示した回路図である。It is the circuit diagram which showed another modification of the motor part used for the engine starting apparatus by Embodiment 1 of this invention.

実施の形態1.
以下、本発明の実施の形態1によるエンジン始動装置を図に基づいて詳細に説明する。
図1に示す本発明の実施の形態1によるエンジン始動装置は、概略的には、モータ部10と、出力軸20と、ピニオン移動体部30と、ソレノイドスイッチ部40と、プランジャ50と、レバー60と、ブラケット70と、内部減速部90とを備えている。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, an engine starter according to Embodiment 1 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The engine starting device according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 schematically includes a motor unit 10, an output shaft 20, a pinion moving body unit 30, a solenoid switch unit 40, a plunger 50, and a lever. 60, a bracket 70, and an internal speed reducing portion 90 are provided.

モータ部10は、入力部11,12を有し、エンジン(図示せず。)を始動するための回転力を発生する。出力軸20は、モータ部10に減速ギア部90を介して結合するためのヘリカルスプライン部20aを有する。ピニオン移動体部30は、出力軸20に対して、後述するヘリカルスプライン部と出力軸ヘリカルスプライン部20aとにより、ヘリカルスプライン係合され、出力軸20の周面を出力軸20の軸方向に回転しながら移動させるものである。   The motor unit 10 includes input units 11 and 12 and generates a rotational force for starting an engine (not shown). The output shaft 20 has a helical spline portion 20 a for coupling to the motor portion 10 via the reduction gear portion 90. The pinion moving body portion 30 is helically splined to the output shaft 20 by a helical spline portion and an output shaft helical spline portion 20a, which will be described later, and rotates the peripheral surface of the output shaft 20 in the axial direction of the output shaft 20 While moving.

ソレノイドスイッチ部40は、入力部45と出力部41,42を有し、プランジャ50を備える。レバー60は、ほぼ中央部が回動自在に支持され、一端がプランジャ50に係合され他端がピニオン移動体部30に係合されている。ブラケット70は、ピニオン移動体部30が、モータ部10とは反対側の所定位置まで移動した際にその移動を停止させるもので、モータ部10と、出力軸20と、ピニオン移動体部30と、ソレノイドスイッチ部40等の構成部品を、エンジン側に固定している。   The solenoid switch unit 40 includes an input unit 45 and output units 41 and 42 and includes a plunger 50. The lever 60 has a substantially central portion rotatably supported, one end engaged with the plunger 50 and the other end engaged with the pinion moving body 30. The bracket 70 stops the movement of the pinion moving body 30 when the pinion moving body 30 moves to a predetermined position opposite to the motor 10. The motor 70, the output shaft 20, and the pinion moving body 30 Components such as the solenoid switch 40 are fixed to the engine side.

図2は、図1に分解図で示したエンジン始動装置を左右逆方向から見たときの断面図を示す。ソレノイドスイッチ部40は、車両のキースイッチ(図示せず。)がオンにされたとき、若しくはエンジン制御装置(図示せず。以下、ECUと称する。)からエンジン始動装置にオン指令が発動されたとき、内部に設けられた吸引コイル43が付勢され、プランジャ50を吸引する。吸引コイル43とプランジャ50とレバー60は、ピニオン移動体部30を介して、ピニオンギア部31がリングギア80と噛み合う位置に移動させる押出機構部を構成している。リングギア80はエンジンと結合されている。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the engine starting device shown in the exploded view of FIG. The solenoid switch unit 40 is activated when an on-command is issued to the engine starting device when a key switch (not shown) of the vehicle is turned on or from an engine control device (not shown; hereinafter referred to as ECU). At this time, the suction coil 43 provided inside is energized and sucks the plunger 50. The suction coil 43, the plunger 50, and the lever 60 constitute an extrusion mechanism unit that moves the pinion gear unit 31 to a position where the pinion gear unit 31 meshes with the ring gear 80 via the pinion moving body unit 30. Ring gear 80 is coupled to the engine.

エンジンを再始動させる際に再始動信号によりソレノイドスイッチ部40の吸引コイル43にバッテリー100(図3参照。)から通電されることによってプランジャ50が引き込まれてレバー60を引き込む。これにより、レバー回転中心61で回転することでピニオン移動体部30をリングギア80の方向に押し出す。これにより、後述する図5(A)に示すように、ピニオンギア部31がリングギア80と端面部で当接する。   When the engine is restarted, the plunger 50 is pulled by pulling the lever 60 by energizing the suction coil 43 of the solenoid switch unit 40 from the battery 100 (see FIG. 3) by a restart signal. Accordingly, the pinion moving body 30 is pushed in the direction of the ring gear 80 by rotating around the lever rotation center 61. Thereby, as shown in FIG. 5A described later, the pinion gear portion 31 comes into contact with the ring gear 80 at the end surface portion.

また、図3の断面図に示すように、モータ部10は、継鉄の内側に、ロータ部14の周囲において回転方向に並べて配置された複数の磁極鉄心13と、これら複数の磁極鉄心13の各々に巻回された界磁巻線11a,11b及び12a,12bとで構成されて、所定の条件によって通電の極数を変えるように構成されている。   As shown in the cross-sectional view of FIG. 3, the motor unit 10 includes a plurality of magnetic cores 13 arranged in the rotation direction around the rotor unit 14 inside the yoke, and a plurality of the magnetic cores 13. Each of the field windings 11a, 11b and 12a, 12b is wound around each, and is configured to change the number of energization poles according to a predetermined condition.

電気的には、図4に示すように、電源としてのバッテリー100は、ソレノイドスイッチ部40の入力部45に接続され、ソレノイドスイッチ部40の4極通電時のスイッチ40a及び2極通電時の40bを経て出力部41及び42に接続されている。なお、2極通電時にはスイッチ40bのみがオンにされ、4極通電時には、スイッチ40bとスイッチ40aの双方がオンにされる。   Electrically, as shown in FIG. 4, the battery 100 as a power source is connected to the input unit 45 of the solenoid switch unit 40, and the switch 40 a when the solenoid switch unit 40 is energized with 4 poles and the battery 40 b when it is energized with 2 poles. And connected to the output units 41 and 42. Note that only the switch 40b is turned on when the two-poles are energized, and both the switch 40b and the switch 40a are turned on when the four-poles are energized.

ソレノイドスイッチ部40の出力部41及び42は、それぞれ、モータ部10の4極通電時の入力部11及び2極通電時の12に接続されている。入力部11及び12は、それぞれ、4極通電時の界磁巻線11a,11bの並列回路及び2極通電時の界磁巻線12a,12bの並列回路に接続されている。これらの並列回路は、ロータ部14に接続されている。   The output units 41 and 42 of the solenoid switch unit 40 are connected to the input unit 11 when the motor unit 10 is energized with four poles and 12 when the motor unit 10 is energized with two poles, respectively. The input units 11 and 12 are connected to a parallel circuit of field windings 11a and 11b when energizing four poles and a parallel circuit of field windings 12a and 12b when energizing two poles, respectively. These parallel circuits are connected to the rotor unit 14.

以下、通電動作を、上記の図1〜図4、並びに図5及び図6を参照して説明する。
エンジン始動信号が発生されると、2極通電時としてスイッチ(又は接点)40bがオンにされる。このとき、2極通電時の入力部12から界磁巻線12a及び12bが通電され、2極モータとして回転を始める。ピニオンギア31とリングギア80が噛み合った後には4極通電時に移行し、スイッチ40bに加えてスイッチ(又は接点)40aをオンにすると、4極通電時の入力部11から界磁巻線11a及び11bも併せて通電され、4極モータとして回転する。
Hereinafter, the energization operation will be described with reference to FIGS. 1 to 4 and FIGS. 5 and 6.
When the engine start signal is generated, the switch (or contact) 40b is turned on when the two poles are energized. At this time, the field windings 12a and 12b are energized from the input unit 12 when the two-poles are energized, and start rotating as a two-pole motor. After the pinion gear 31 and the ring gear 80 mesh with each other, transition is made when energizing the four poles, and when the switch (or contact) 40a is turned on in addition to the switch 40b, the field winding 11a and 11b is also energized and rotates as a 4-pole motor.

次に、2極通電から4極通電に切り替えるときの動作を、ピニオンギア部31とリングギア80の噛み合い状態を概念的に示す図5、及びトルク−回転数の特性関係を示した図6を参照して以下に説明する。
まず、スイッチ40bがオンにされるとき、これに対応して吸引コイル43が付勢されるので、プランジャ50及びレバー60を経由してピニオン移動体部30が、図5(A)の矢印の方向にピニオンギア部31を押し出す。これにより、上述したように、ピニオンギア部31がリングギア80と端面部で当接した、図5(A)に示す状態となる。
Next, FIG. 5 conceptually shows the meshing state of the pinion gear portion 31 and the ring gear 80, and FIG. 6 showing the characteristic relationship between the torque and the rotational speed, when switching from 2-pole energization to 4-pole energization. This will be described below with reference.
First, when the switch 40b is turned on, the suction coil 43 is energized correspondingly, so that the pinion moving body 30 is moved by the arrow 50 in FIG. The pinion gear part 31 is pushed out in the direction. Thereby, as described above, the pinion gear portion 31 is brought into contact with the ring gear 80 at the end surface portion as shown in FIG.

一方、2極通電時においてプランジャ50がスイッチ40bをオンにすると、モータ部10の入力部12を経由して界磁巻線12a,12bにバッテリー100からの電源が与えられる。これによりロータ部14が回転を開始し、さらに減速ギア部90を介してピニオン移動体部30が回転を開始する。   On the other hand, when the plunger 50 turns on the switch 40b when the two poles are energized, the power from the battery 100 is supplied to the field windings 12a and 12b via the input unit 12 of the motor unit 10. As a result, the rotor unit 14 starts rotating, and the pinion moving body unit 30 starts rotating via the reduction gear unit 90.

これにより、図5(B)の矢印で示すように、ピニオンギア部31が回転し始めることで、ピニオンギア部31とリングギア80とは一旦離れるとともに位相が合うようになり、この後、レバー60で押し込まれてピニオン移動体部30はリングギア80に噛み込まれるようになる。   As a result, as indicated by the arrow in FIG. 5 (B), the pinion gear portion 31 starts to rotate, so that the pinion gear portion 31 and the ring gear 80 are once separated and come into phase with each other. The pinion moving body 30 is pushed into the ring gear 80 by being pushed in 60.

そこで、図5(C)のようにピニオンギア部31とリングギア80が初期衝突を起こして噛み合う。レバー60で押し込まれるだけでなく、ロータ部14が回転することで出力軸20のヘリカルスプライン部20aによりさらに押し込まれて、図5(D)に示すように完全に噛み合うようになりリングギア80を回転開始させるとともに、矢印方向に移動させる。   Therefore, as shown in FIG. 5C, the pinion gear portion 31 and the ring gear 80 mesh with each other by causing an initial collision. In addition to being pushed by the lever 60, the rotor portion 14 is further pushed by the helical spline portion 20a of the output shaft 20 as a result of the rotation, and the ring gear 80 is completely engaged as shown in FIG. Start rotation and move in the direction of the arrow.

この完全に噛み合うまでの時間若しくは噛み合うことを検知する機構やセンサーで噛み合ったことを検出した後、4極通電に移る。ここで噛み合うことを検知する機構はレバー60が動くことでその位置関係を一定以上動作すれば検知する機構を用いることで、問題無く低コストで簡単に検知が可能となる。
すなわち、ソレノイドスイッチ部40のスイッチ40aがオンとなり、すなわち吸引コイル44に通電することで、バッテリー100から出力部41及びモータ入力部11を経由して界磁巻線11a,11bが通電されることにより、ロータ部14の回転をさらに加速させてエンジンを迅速に始動させることになる。
After detecting the time until complete meshing or meshing with a mechanism or sensor for detecting meshing, the process shifts to 4-pole energization. Here, the mechanism for detecting meshing can be easily detected at low cost without any problems by using a mechanism that detects if the positional relationship of the lever 60 moves more than a certain level by moving the lever 60.
That is, the switch 40 a of the solenoid switch unit 40 is turned on, that is, the field windings 11 a and 11 b are energized from the battery 100 via the output unit 41 and the motor input unit 11 by energizing the suction coil 44. Thus, the rotation of the rotor portion 14 is further accelerated to start the engine quickly.

この時のモータ部10は、図6に示すような特性を示す。
すなわち、最初の2極通電時には、2極通電時のトルク−回転数の特性100bの実線部分を辿り、そして、切替時の特性100cの実線部分を辿って、4極通電時のトルク−回転数の特性100aの実線部分を辿る。
The motor unit 10 at this time exhibits characteristics as shown in FIG.
That is, at the time of the first two-pole energization, the solid line portion of the torque-rotation speed characteristic 100b at the time of two-pole energization is traced, and the solid line portion of the characteristic 100c at the time of switching is followed. The solid line portion of the characteristic 100a is traced.

さらに、この界磁巻線の仕様は、2極部の界磁巻線12a,12bは、例えば巻き数を減らす等、巻き数を変えておくことで明確に4極通電時の特性100aより2極通電時の特性100bのトルクを抑制できる。
このように極数を切り替えることが可能なモータを制御することにより、2極通電時のトルク特性が抑制できるので、図5(C)に発生する騒音とギア先端の摩耗が抑制できる。従って、始動性を改善するために出力を上げる手法として、または入力の電圧を上げる際の摩耗の抑制として効果を発揮できる。
Further, the specifications of this field winding are 2 based on the characteristics 100a at the time of four-pole energization clearly by changing the number of turns of the field windings 12a and 12b of the two-pole portion, for example, by reducing the number of turns. The torque of the characteristic 100b at the time of pole energization can be suppressed.
By controlling the motor capable of switching the number of poles in this way, the torque characteristics at the time of two-pole energization can be suppressed, so that the noise and the gear tip wear generated in FIG. 5C can be suppressed. Therefore, it can be effective as a technique for increasing the output in order to improve the startability, or as suppression of wear when increasing the input voltage.

噛み合い前は低温で始動できるだけの最低必要トルクまで抑制し、噛み合い後は可能な限り出力を大きくなっても問題ないため、高回転領域でトルクを上げるような巻線仕様にしておけば、エンジンの始動時間を短縮しながらギアの摩耗や騒音の抑制も可能になる。   Before meshing, the minimum required torque that can be started at a low temperature is suppressed, and after meshing, there is no problem even if the output is increased as much as possible. Gear wear and noise can be suppressed while shortening the starting time.

また、図7に示すように、2極通電時の界磁巻線12a,12bの並列回路と直列に抵抗15などを取り付けるかそれ相当の回路によって12a,12bへの電流を抑制するようにしてもよい。   In addition, as shown in FIG. 7, a resistor 15 or the like is attached in series with the parallel circuit of the field windings 12a and 12b when the two poles are energized, or the current to 12a and 12b is suppressed by a circuit equivalent thereto. Also good.

さらに、図8に示すように、2極通電時するスイッチ40bを最初にオンにした後、切り替え時には、そのスイッチ40bをオフにした後、スイッチ40aに通電して4極通電にするコイル構成でもよい。
その場合は、2極通電時の界磁巻線12a及び12bを2つに分け、その一部の界磁巻線12a1,12b1を2極通電用に残し、他方の界磁巻線12a2,12b2を4極通電時の界磁巻線11a及び11bに割り振るように結線状態を変えればよい。
Further, as shown in FIG. 8, after the switch 40b for energizing the two poles is first turned on, when switching, the switch 40b is turned off, and then the switch 40a is energized to make the four-pole energization. Good.
In that case, the field windings 12a and 12b at the time of two-pole energization are divided into two, a part of the field windings 12a1 and 12b1 are left for two-pole energization, and the other field windings 12a2 and 12b2 The wire connection state may be changed so as to be assigned to the field windings 11a and 11b during energization of four poles.

10 モータ部、11 モータへの通電入力部、11a 4極通電時(ギア噛み合い後)の界磁巻線、11b 4極通電時の界磁巻線、12 モータへの通電入力部、12a 2極通電時(ギア噛み合い前)の界磁巻線、12b 2極通電時の界磁巻線、13 磁極鉄心、14 ロータ部、14a 電機子巻線、15 抵抗、20 出力軸、20a 出力軸ヘリカルスプライン部、30 ピニオン移動体部、31ピニオンギア部、31a スタータ側の歯、40 ソレノイドスイッチ部、41 4極通電時の出力部、42 2極通電時の出力部、43 吸引コイル、44 吸引コイル、45 入力部、50 プランジャ、60 レバー、61 レバー回転軸中心、70 ブラケット、80 リングギア、80a エンジン側ギアの歯、90 減速ギア部、100 バッテリー、100a 4極通電時のトルクと回転数の特性曲線、100b 2極通電時のトルクと回転数の特性曲線、100c 切り替え時のトルクと回転数の特性曲線。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Motor part, 11 Energization input part to motor, 11a Field winding at the time of 4 pole energization (after gear meshing), 11b Field winding at the time of 4 pole energization, 12 Energization input part to motor, 12a 2 pole Field winding during energization (before gear meshing), 12b Field winding during 2-pole energization, 13 magnetic core, 14 rotor section, 14a armature winding, 15 resistance, 20 output shaft, 20a output shaft helical spline Part, 30-pinion moving body part, 31-pinion gear part, 31a starter side teeth, 40 solenoid switch part, 41 output part at the time of 4-pole energization, 42 output part at the time of 2-pole energization, 43 suction coil, 44 suction coil, 45 Input section, 50 Plunger, 60 Lever, 61 Lever rotation axis center, 70 Bracket, 80 Ring gear, 80a Engine side gear teeth, 90 Reduction gear section, 100 Battery, 100a Torque and rotational speed characteristic curve when energizing 4 poles, 100b Torque and rotational speed characteristic curve when energizing 2 poles, 100c Torque and rotational speed characteristic curves when switching.

Claims (5)

選択可能な複数の極数を有するモータ部と、
前記モータ部の出力軸に設けられたピニオンギア部と、
前記モータ部の出力軸に設けられ、軸方向に移動可能なピニオン移動体部と、
前記ピニオンギア部が、エンジンに結合されたリングギアと噛み合うように前記ピニオン移動体部を移動させる押出機構部と、
前記複数の極数の内、少ない方の極数又は多い方の極数を選択して前記モータ部への通電電流をオン/オフするソレノイドスイッチ部であって、前記少ない方の極数を選択して前記通電電流をオンするとき前記押出機構部駆動されて前記ピニオンギア部が前記リングギアに当接しその後、前記ピニオンギア部と前記リングギアとが前記当接した時から噛み合うまでの時間遅れで、前記多い方の極数に切り替えるソレノイドスイッチ部とを備えた
エンジン始動装置。
A motor unit having a plurality of selectable pole numbers;
A pinion gear portion provided on the output shaft of the motor portion;
A pinion moving body provided on the output shaft of the motor unit and movable in the axial direction;
An extrusion mechanism for moving the pinion moving body so that the pinion gear engages with a ring gear coupled to the engine;
Among the plurality of poles, a solenoid switch unit that selects a smaller or larger number of poles to turn on / off a current flowing to the motor unit, and selects the smaller number of poles and wherein the pinion gear portion energizing current is the extrusion mechanism is driven when turned on is brought into contact with the ring gears, then to mate from when said pinion gear unit and the ring gear is the abut An engine starter comprising a solenoid switch unit that switches to the larger number of poles with a time delay .
前記モータ部は、回転子と、継鉄と、前記継鉄の内側に前記回転子の回転方向に並べて配置された複数の磁極鉄心と、前記複数の磁極鉄心の各々に巻回された界磁巻線とで構成されており、前記界磁巻線は極数によって巻線が異なる
請求項1に記載のエンジン始動装置。
The motor unit includes a rotor, a yoke, a plurality of magnetic cores arranged in a rotation direction of the rotor inside the yoke, and a field wound around each of the magnetic cores The engine starting device according to claim 1, wherein the field winding is different in winding depending on the number of poles.
前記少ない極数の側の界磁巻線と直列に抵抗を設けて、前記少ない極数では常に低い電流が通電される
請求項1に記載のエンジン始動装置。
The engine starter according to claim 1, wherein a resistance is provided in series with the field winding on the side of the small number of poles, and a low current is always supplied with the small number of poles.
前記少ない方の極数の側の界磁巻線の一部を、前記多い方の極数の側の界磁巻線に割り振るように結線状態を変えた
請求項に記載のエンジン始動装置。
The engine starter according to claim 2 , wherein the connection state is changed so that a part of the field winding on the side with the smaller number of poles is allocated to the field winding on the side with the larger number of poles.
ソレノイドスイッチ部により、モータ部への通電電流をオンにするとき、複数の極数の内、少ない方の極数を選択して前記モータ部の出力軸に設けられたピニオンギア部を、押出機構部により、エンジンに結合されたリングギアに当接させ、
その後、前記ピニオンギア部と前記リングギアとが前記当接した時から噛み合うまでの時間遅れで、前記複数の極数の内、多い方の極数に切り替える
エンジン始動方法。
When the energizing current to the motor unit is turned on by the solenoid switch unit, the pinion gear unit provided on the output shaft of the motor unit is selected by selecting the smaller one of the plurality of poles , and the extrusion mechanism The part is brought into contact with the ring gear coupled to the engine ,
Thereafter, the time delay until the pinion gear portion and said ring gear is engaged from when the the abutment, of the number plurality of poles, many people engine starting method of switching the number of poles of the.
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