JP6123640B2 - Mechanical and electric integrated engine starter - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンを始動するスタータにインバータを搭載した機電一体型エンジン始動装置に関する。   The present invention relates to an electromechanically integrated engine starter in which an inverter is mounted on a starter for starting an engine.

従来技術として、始動機と発電機とを兼ねたエンジン始動装置が公知である(特許文献1参照)。このエンジン始動装置は、3相巻線を有する電機子(固定子)と、永久磁石を有する界磁子(回転子)とを備え、3相巻線の各相がインバータに接続されている。
始動機として使用する場合は、インバータより3相巻線の各相に3相交流が印加されて電機子に回転磁界を発生させ、その回転磁界に同期して回転する界磁子の回転をピニオンからエンジンのリングギヤに伝達してエンジンを始動させる。
As a conventional technique, an engine starter that serves as both a starter and a generator is known (see Patent Document 1). This engine starter includes an armature (stator) having a three-phase winding and a field element (rotor) having a permanent magnet, and each phase of the three-phase winding is connected to an inverter.
When used as a starter, a three-phase alternating current is applied to each phase of the three-phase winding from the inverter to generate a rotating magnetic field in the armature, and the rotation of the field element that rotates in synchronization with the rotating magnetic field is a pinion Is transmitted to the engine ring gear to start the engine.

特許第4001330号公報Japanese Patent No. 4001330

ところで、上記のエンジン始動装置には、クランク軸の先端に装着されるフライホイールのディスク部に冷却ファンが取り付けられ、その冷却ファンがファンケースによって覆われている。このファンケースは、フライホイールの側方からエンジンに至る冷却風の導風路を形成するものであり、冷却ファンの回転によって発生する冷却風をインバータへ導くものではない。すなわち、特許文献1に係る従来技術は、インバータの冷却方法を開示したものではなく、インバータを冷却するための冷却ファンが示されていない。
本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、交流モータにより駆動される冷却ファンを搭載し、その冷却ファンの回転によってインバータの冷却を行う機電一体型エンジン始動装置を提供することにある。
By the way, in the engine starter described above, a cooling fan is attached to a disc portion of a flywheel attached to the tip of the crankshaft, and the cooling fan is covered with a fan case. This fan case forms an air guide path for cooling air from the side of the flywheel to the engine, and does not guide cooling air generated by rotation of the cooling fan to the inverter. That is, the prior art according to Patent Document 1 does not disclose an inverter cooling method and does not show a cooling fan for cooling the inverter.
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electromechanically integrated engine equipped with a cooling fan driven by an AC motor and cooling the inverter by the rotation of the cooling fan. It is to provide a starting device.

本発明は、電機子巻線に多相交流を印加して回転磁界を発生させ、その回転磁界に同期または誘導されて回転子が回転する交流モータを有し、この交流モータに発生する回転力をピニオンからエンジンのリングギヤに伝達してエンジンを始動させるスタータと、このスタータに直接または間接的に取り付けられ、電機子巻線に印加する交流周波数を可変するインバータとインバータから発生する熱を放出するための放熱フィンとを備えスタータは、交流モータにより回転駆動される冷却ファンを搭載し、この冷却ファンの回転により発生する空気の流れを放熱フィンに通すことでインバータの冷却を行う機電一体型エンジン始動装置であって、スタータは、エンジンの始動時に交流モータの正回転をピニオンに伝達する一方、交流モータの逆回転時に空転する一方向クラッチを備え、エンジン始動後に交流モータを逆回転させて冷却ファンを回転駆動することを特徴とする。 This onset Ming applies the polyphase alternating current to the armature windings to generate a rotating magnetic field, the rotation thereof in the rotating magnetic field are synchronized or induced has an AC motor the rotor rotates, generated in the AC motor A starter that transmits power from the pinion to the ring gear of the engine to start the engine, an inverter that is directly or indirectly attached to the starter and that varies the AC frequency applied to the armature winding, and heat generated by the inverter and a heat radiation fin for releasing the starter is equipped with a cooling fan that is rotationally driven by an AC motor, intends row cooling of the inverter by passing a flow of air generated by the rotation of the cooling fan to the heat radiation fins feeding circuit a unitary engine starting device, a starter, while transmitting the forward rotation of the AC motor to the pinion at the start of the engine, an AC motor It includes a one-way clutch idles during reverse rotation, reversely rotates the AC motor after the engine is started, characterized in that the cooling fan is rotationally driven.

請求項1に記載した機電一体型エンジン始動装置は、交流モータによって駆動される冷却ファンを搭載しているので、交流モータが回転することで冷却ファンが回転し、その冷却ファンの回転により生じる空気の流れを放熱フィンに通すことでインバータを冷却できる。すなわち、インバータ駆動される交流モータによって冷却ファンを回転させるので、インバータの作動時のみ交流モータにより冷却ファンを回転させてインバータを冷却することができる。言い換えると、インバータが作動しない時は、冷却ファンが回転することはないので、効果的かつ効率的にインバータの冷却を行うことができる。
また、冷却ファンを駆動するために専用のモータを使用する必要はないので、専用のモータを使用する場合と比べて低コスト化できることは言うまでもなく、車両への搭載性も向上する。
The mechanical / electric integrated engine starter described in claim 1 is equipped with a cooling fan driven by an AC motor, so that the cooling fan rotates when the AC motor rotates, and the air generated by the rotation of the cooling fan. The inverter can be cooled by passing the current through the heat dissipating fins. That is, since the cooling fan is rotated by the AC motor driven by the inverter, the inverter can be cooled by rotating the cooling fan by the AC motor only when the inverter is operated. In other words, when the inverter does not operate, the cooling fan does not rotate, so that the inverter can be effectively and efficiently cooled.
Further, since it is not necessary to use a dedicated motor for driving the cooling fan, it goes without saying that the cost can be reduced as compared with the case where a dedicated motor is used, and the mountability to the vehicle is also improved.

実施例1に係るエンジン始動装置の半断面図である。1 is a half sectional view of an engine starter according to Embodiment 1. FIG. 実施例1に係るエンジン始動装置の半断面図である。1 is a half sectional view of an engine starter according to Embodiment 1. FIG. 実施例1に係るエンジン始動装置を軸方向の冷却ファン側から見た背面図である。It is the rear view which looked at the engine starting device which concerns on Example 1 from the cooling fan side of the axial direction. 実施例2に係るスタータの作動を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating an operation of a starter according to a second embodiment. 実施例2に係る交流モータの回転数および回転方向を表すタイミングチャートである。6 is a timing chart showing the number of rotations and the direction of rotation of an AC motor according to Embodiment 2. 実施例3に係るエンジン始動装置の半断面図である。FIG. 6 is a half sectional view of an engine starter according to a third embodiment. 実施例4に係るエンジン始動装置の一部断面図である。6 is a partial cross-sectional view of an engine starter according to Embodiment 4. FIG. 実施例5に係るエンジン始動装置の一部断面図である。FIG. 10 is a partial cross-sectional view of an engine starting device according to a fifth embodiment.

本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。   The mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the following examples.

〔実施例1〕
実施例1のエンジン始動装置は、図1に示すように、交流モータ2を有するスタータ1にインバータ3および冷却ファン4を一体的に搭載して構成される。
スタータ1は、インバータ3を通じて駆動される交流モータ2と、この交流モータ2の回転力が伝達される出力軸5と、この出力軸5の軸上に配置されるピニオン6と、シフトレバー7を介してピニオン6をエンジンのリングギヤ側へ押し出す電磁ソレノイド8等を備える。
[Example 1]
As shown in FIG. 1, the engine starter of Embodiment 1 is configured by integrally mounting an inverter 3 and a cooling fan 4 on a starter 1 having an AC motor 2.
The starter 1 includes an AC motor 2 driven through an inverter 3, an output shaft 5 to which the rotational force of the AC motor 2 is transmitted, a pinion 6 disposed on the output shaft 5, and a shift lever 7. And an electromagnetic solenoid 8 for pushing the pinion 6 to the ring gear side of the engine.

交流モータ2は、例えば、三相の電機子巻線9aを有する固定子9と、回転子軸10の外周にセレーション嵌合する回転子11とを有し、電機子巻線9aに三相交流を印加して回転磁界を発生させることで、その回転磁界に回転子11が同期して回転する。なお、回転子11は、例えば、回転子鉄心に永久磁石を埋設した磁石埋設型の回転子11であり、マグネットトルクに加えてリラクタンスルクを利用できる。
図1に示す交流モータ2は、回転子11の外径側に固定子9を配置したインナーロータ型と呼ばれる構造を有するが、例えば、図2に示すように、固定子9の外径側に環状の回転子11を配置したアウタロータ型と呼ばれる構造を採用することもできる。
The AC motor 2 includes, for example, a stator 9 having a three-phase armature winding 9a and a rotor 11 that is serrated and fitted to the outer periphery of the rotor shaft 10, and the armature winding 9a has a three-phase AC. To generate a rotating magnetic field, the rotor 11 rotates in synchronization with the rotating magnetic field. The rotor 11 is, for example, a magnet-embedded rotor 11 in which a permanent magnet is embedded in a rotor iron core, and a reluctance squelch can be used in addition to magnet torque.
The AC motor 2 shown in FIG. 1 has a structure called an inner rotor type in which a stator 9 is arranged on the outer diameter side of the rotor 11, but for example, on the outer diameter side of the stator 9 as shown in FIG. A structure called an outer rotor type in which an annular rotor 11 is arranged can also be adopted.

出力軸5は、減速機12を介して交流モータ2の回転子軸10に連結され、モータトルクが減速機12で増幅されて出力軸5に伝達される。図1に示す減速機12は、周知の遊星歯車減速機である。
出力軸5の軸上には、出力軸5の回転をピニオン6へ伝達するクラッチ13がヘリカルスプライン嵌合して配置される。このクラッチ13は、エンジン始動時の回転方向である交流モータ2の正回転をピニオン6に伝達する一方、交流モータ2の逆回転時に空転する一方向クラッチとして構成される。
ピニオン6は、クラッチ13と一体に構成されて、出力軸5の軸上をクラッチ13と一体に移動可能に配置される。
電磁ソレノイド8は、内蔵するコイル(図示せず)への通電により電磁石を形成し、この電磁石の吸引力を利用してシフトレバー7を駆動し、そのシフトレバー7を介してピニオン6をリングギヤ側(図示左方向)へ押し出す。
The output shaft 5 is connected to the rotor shaft 10 of the AC motor 2 via the speed reducer 12, and the motor torque is amplified by the speed reducer 12 and transmitted to the output shaft 5. The speed reducer 12 shown in FIG. 1 is a known planetary gear speed reducer.
On the shaft of the output shaft 5, a clutch 13 for transmitting the rotation of the output shaft 5 to the pinion 6 is disposed in a helical spline fit. The clutch 13 is configured as a one-way clutch that transmits the forward rotation of the AC motor 2, which is the rotation direction at the time of starting the engine, to the pinion 6 while idling when the AC motor 2 rotates in the reverse direction.
The pinion 6 is configured integrally with the clutch 13 and is disposed so as to be movable integrally with the clutch 13 on the shaft of the output shaft 5.
The electromagnetic solenoid 8 forms an electromagnet by energizing a built-in coil (not shown), drives the shift lever 7 using the attraction force of the electromagnet, and connects the pinion 6 to the ring gear side via the shift lever 7. Push out (to the left in the figure).

インバータ3は、IGBTやMOS−FET等のスイッチング素子3a(図3参照)のON/OFF動作により直流電力を交流電力に変換して交流モータ2の電機子巻線9aに印加する周知の電力変換装置である。このインバータ3は、図3に示すように、スタータ1を軸線方向から見た時に電磁ソレノイド8の外形範囲より外側に配置されて、スタータ1のハウジング14等に直接または間接的に取り付けられる。
インバータ3の放熱面には、のON/OFF動作に伴って発生する熱を外部に放出するための放熱フィン15が取り付けられる。この放熱フィン15は、図3に示すように、所定の間隔を有して並列に開口する複数の長孔15aを有し、冷却ファン4の回転によって発生する空気の流れ(以下、冷却風と言う)が長孔15aを通り抜けることで放熱する。なお、図1〜図3の図中に示す白抜き矢印は冷却風の流れを示している。
The inverter 3 is a well-known power converter that converts DC power into AC power by the ON / OFF operation of a switching element 3a (see FIG. 3) such as IGBT or MOS-FET and applies it to the armature winding 9a of the AC motor 2. Device. As shown in FIG. 3, the inverter 3 is disposed outside the outer range of the electromagnetic solenoid 8 when the starter 1 is viewed from the axial direction, and is directly or indirectly attached to the housing 14 of the starter 1.
On the heat radiating surface of the inverter 3, heat radiating fins 15 for releasing heat generated with the ON / OFF operation to the outside are attached. As shown in FIG. 3, the heat dissipating fin 15 has a plurality of long holes 15a that are opened in parallel with a predetermined interval, and an air flow generated by the rotation of the cooling fan 4 (hereinafter referred to as cooling air). Radiates heat by passing through the long hole 15a. In addition, the white arrow shown in the figure of FIGS. 1-3 shows the flow of the cooling air.

冷却ファン4は、図1に示すように、交流モータ2の後端部を閉塞するエンドフレーム16の外側に配置されて、交流モータ2によって駆動される。交流モータ2は、回転子軸10の後端部が軸受17を介してエンドフレーム16に回転自在に支持され、且つ、回転子軸10の後端部より更に反ピニオン側へ延出する軸端部10aを有し、この軸端部10aがエンドフレーム16の外側(図示右側)へ突き出ている。
冷却ファン4は、回転子軸10の軸端部10aに取り付けられて回転子軸10と一体に回転する。なお、冷却ファン4は、例えば、複数枚の板状羽根を軸中心に対し放射状に配置したラジアルファンである。
冷却ファン4と放熱フィン15との間は、冷却ファン4の回転によって発生する冷却風を放熱フィン15へ案内する導風ダクト18が配設される。この導風ダクト18は、冷却ファン4の外周を覆うファンケース19と一体に設けられ、図3に示すように、例えば、放熱フィン15の端面にビス20等により固定される。
As shown in FIG. 1, the cooling fan 4 is disposed outside the end frame 16 that closes the rear end portion of the AC motor 2, and is driven by the AC motor 2. The AC motor 2 has a shaft end whose rear end portion of the rotor shaft 10 is rotatably supported by the end frame 16 via a bearing 17 and extends further to the anti-pinion side than the rear end portion of the rotor shaft 10. The shaft end portion 10a protrudes to the outside (right side in the drawing) of the end frame 16.
The cooling fan 4 is attached to the shaft end portion 10 a of the rotor shaft 10 and rotates integrally with the rotor shaft 10. The cooling fan 4 is, for example, a radial fan in which a plurality of plate-shaped blades are arranged radially with respect to the axis center.
Between the cooling fan 4 and the radiating fin 15, an air guide duct 18 that guides the cooling air generated by the rotation of the cooling fan 4 to the radiating fin 15 is disposed. The air guide duct 18 is provided integrally with a fan case 19 that covers the outer periphery of the cooling fan 4, and is fixed to the end face of the radiating fin 15 with screws 20 or the like as shown in FIG. 3.

〔実施例1の作用および効果〕
実施例1のスタータ1は、交流モータ2によって駆動される冷却ファン4を搭載しているので、交流モータ2が回転することで冷却ファン4が回転し、その冷却ファン4の回転により生じる冷却風を放熱フィン15の長孔15aに通すことでインバータ3を冷却できる。
また、放熱フィン15は、一般的なI型ではなく長孔タイプとしたことにより、冷却風が放熱フィン15から漏れることはなく、確実に長孔15aを通り抜けるので放熱性が向上する。
さらに、冷却ファン4と放熱フィン15との間に導風ダクト18を配設しているので、図1に矢印で示すように、冷却ファン4の回転によって生じる冷却風を有効に放熱フィン15の長孔15aへ流すことができる。
[Operation and Effect of Example 1]
Since the starter 1 of the first embodiment includes the cooling fan 4 driven by the AC motor 2, the cooling fan 4 rotates as the AC motor 2 rotates, and the cooling air generated by the rotation of the cooling fan 4. The inverter 3 can be cooled by passing through the long holes 15a of the heat radiating fins 15.
Further, since the radiating fin 15 is not a general I type but a long hole type, the cooling air does not leak from the radiating fin 15 and reliably passes through the long hole 15a, thereby improving the heat dissipation.
Further, since the air guide duct 18 is disposed between the cooling fan 4 and the heat radiating fins 15, the cooling air generated by the rotation of the cooling fan 4 is effectively removed from the heat radiating fins 15 as indicated by arrows in FIG. 1. It can flow to the long hole 15a.

また、図3に示すように、導風ダクト18の放熱フィン15側をインバータ3のデバイス(スイッチング素子3a)搭載付近に配置することで、インバータ3をより効果的に冷却できる。
上記のように、インバータ3駆動される交流モータ2によって冷却ファン4を回転させるので、インバータ3の作動時のみ交流モータ2により冷却ファン4を回転させてインバータ3を冷却することができる。言い換えると、インバータ3が作動しない時は、冷却ファン4が回転することはないので、効果的かつ効率的にインバータ3の冷却を行うことができる。
また、冷却ファン4を駆動するために専用のモータを使用する必要はないので、専用のモータを使用する場合と比べて低コスト化できることは言うまでもなく、車両への搭載面でも有利である。
Further, as shown in FIG. 3, the inverter 3 can be cooled more effectively by disposing the heat radiating fin 15 side of the air guide duct 18 in the vicinity of the device (switching element 3 a) mounting of the inverter 3.
Since the cooling fan 4 is rotated by the AC motor 2 driven by the inverter 3 as described above, the inverter 3 can be cooled by rotating the cooling fan 4 by the AC motor 2 only when the inverter 3 is operated. In other words, when the inverter 3 does not operate, the cooling fan 4 does not rotate, so that the inverter 3 can be cooled effectively and efficiently.
Further, since it is not necessary to use a dedicated motor for driving the cooling fan 4, it is needless to say that the cost can be reduced as compared with the case where a dedicated motor is used.

以下、本発明に係る他の実施例について説明する。
なお、実施例1と共通する部品あるいは同一機能を有するものは、実施例1と同一の符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
〔実施例2〕
この実施例2は、エンジン始動後に交流モータ2を逆回転させて冷却ファン4を駆動する事例である。具体的な作動を図4および図5を基に説明する。
なお、図4はスタータ1の作動を制御するECU(図示せず)の処理手順を示すフローチャートであり、図5は横軸が時間軸、縦軸が交流モータ2の回転数および回転方向を表すタイミングチャートである。
Hereinafter, other embodiments according to the present invention will be described.
In addition, the same code | symbol as Example 1 is provided to the part which has the same function as Example 1, or the same function, The detailed description is abbreviate | omitted.
[Example 2]
The second embodiment is an example in which the cooling fan 4 is driven by rotating the AC motor 2 reversely after the engine is started. A specific operation will be described with reference to FIGS.
4 is a flowchart showing a processing procedure of an ECU (not shown) that controls the operation of the starter 1, and FIG. 5 shows a time axis on the horizontal axis and a rotational speed and a rotational direction of the AC motor 2 on the vertical axis. It is a timing chart.

ECUは、IGスイッチ(図示せず)がオンされると、図4に示すフローチャートに従ってスタータ1の作動を制御する。
IGスイッチオンされると、電磁ソレノイド8のコイルに通電されて電磁石が形成され、その電磁石の吸引力によりシフトレバー7を介してピニオン6がクラッチ13と一体に反モータ方向(図1の左方向)へ押し出される(S1)。
続いて、交流モータ2の始動指令が入力されたか否かを判定する(S2)。
S2の判定結果がNOの場合は本処理を終了する。
S2で始動指令が入力された場合(判定結果YES)は、インバータ3の作動を制御して交流モータ2を正回転始動する(S3)。交流モータ2が正回転することでピニオン6がエンジンのリングギヤに噛み合い、エンジンをクランキングする。
When the IG switch (not shown) is turned on, the ECU controls the operation of the starter 1 according to the flowchart shown in FIG.
When the IG switch is turned on, a coil of the electromagnetic solenoid 8 is energized to form an electromagnet, and the pinion 6 is integrated with the clutch 13 via the shift lever 7 by the attraction force of the electromagnet (counterclockwise in FIG. 1). (S1).
Subsequently, it is determined whether or not an AC motor 2 start command has been input (S2).
If the determination result in S2 is NO, this process ends.
When the start command is input in S2 (determination result YES), the operation of the inverter 3 is controlled to start the AC motor 2 in the normal rotation (S3). When the AC motor 2 rotates forward, the pinion 6 meshes with the ring gear of the engine and cranks the engine.

その後、交流モータ2の回転速度が判断速度以上か否かを判定する(S4)。
交流モータ2の回転速度が判断速度以上と判定された場合(判定結果YES)は、エンジンが始動していると判断して電磁ソレノイド8の励磁回路をOFFする(S5)。
続いて、交流モータ2の回転速度を減速(ブレーキ制御)する(S6)。
ブレーキ制御により交流モータ2の回転が停止したか否かを判定する(S7)。
交流モータ2の回転が停止した後、インバータ3の温度を計測する(S8)。
計測したインバータ3の温度が判断温度以上か否かを判定する(S9)。
インバータ3の温度が判断温度より低い場合(判定結果NO)は本処理を終了する。
インバータ3の温度が判断温度以上の場合(判定結果YES)は、インバータ3の作動を制御して交流モータ2を一定の速度で逆回転始動する(S10)。
Thereafter, it is determined whether or not the rotational speed of the AC motor 2 is equal to or higher than the determination speed (S4).
When it is determined that the rotational speed of the AC motor 2 is equal to or higher than the determination speed (determination result YES), it is determined that the engine is started and the excitation circuit of the electromagnetic solenoid 8 is turned off (S5).
Subsequently, the rotational speed of the AC motor 2 is decelerated (brake control) (S6).
It is determined whether or not the rotation of the AC motor 2 is stopped by the brake control (S7).
After the rotation of the AC motor 2 is stopped, the temperature of the inverter 3 is measured (S8).
It is determined whether or not the measured temperature of the inverter 3 is equal to or higher than the determination temperature (S9).
When the temperature of the inverter 3 is lower than the determination temperature (determination result NO), this process ends.
When the temperature of the inverter 3 is equal to or higher than the determination temperature (determination result YES), the operation of the inverter 3 is controlled to start the AC motor 2 in reverse rotation at a constant speed (S10).

再度、インバータ3の温度が判断温度以上か否かを判定する(S11)。
インバータ3の温度が判断温度より高い間は交流モータ2の逆回転を継続し、判断温度より低くなった後、交流モータ2の運転を停止して本処理を終了する。
上記の制御によれば、エンジン始動後に交流モータ2を逆回転することで冷却ファン4が駆動されて放熱フィン15に冷却風を流すことができる。その結果、インバータ3の温度上昇が抑制されるため、判断温度以下まで早期にインバータ3を冷却できる。なお、スタータ1は、交流モータ2の逆回転時に空転する一方向クラッチ13を搭載しているので、エンジン始動後に交流モータ2を逆回転始動してもピニオン6がリングギヤに噛み合うことはない。
Again, it is determined whether or not the temperature of the inverter 3 is equal to or higher than the determination temperature (S11).
While the temperature of the inverter 3 is higher than the determination temperature, the reverse rotation of the AC motor 2 is continued. After the temperature becomes lower than the determination temperature, the operation of the AC motor 2 is stopped and the present process is terminated.
According to the above control, the cooling fan 4 is driven by rotating the AC motor 2 in the reverse direction after the engine is started, so that the cooling air can flow through the radiation fins 15. As a result, since the temperature rise of the inverter 3 is suppressed, the inverter 3 can be cooled quickly to a judgment temperature or lower. Since the starter 1 is equipped with a one-way clutch 13 that rotates idly when the AC motor 2 rotates in reverse, the pinion 6 does not mesh with the ring gear even if the AC motor 2 starts rotating in reverse after the engine is started.

〔実施例3〕
この実施例3は、図6に示すように、エンドフレーム16に内側(モータ内部)と外側とを連通する通気孔21を形成した事例である。この場合、冷却ファン4の回転によって通気孔21を通じてモータ内部にも空気の流れ(図示矢印で示す)が生じるため、インバータ3の冷却を行うだけでなく、交流モータ2(主に電機子巻線9a)の冷却もできる。図6の図中に示す白抜き矢印は冷却風の流れを示している。
なお、冷却ファン4は、板状羽根を両側に取り付けた両側吸気型を使用することで、モータ内部にも効率良く冷却風を流すことができる。
Example 3
As shown in FIG. 6, the third embodiment is an example in which a vent hole 21 that communicates the inside (inside the motor) and the outside is formed in the end frame 16. In this case, rotation of the cooling fan 4 causes an air flow (indicated by an arrow in the figure) inside the motor through the vent hole 21, so that the inverter 3 is not only cooled but also the AC motor 2 (mainly the armature winding). 9a) can also be cooled. The white arrows shown in FIG. 6 indicate the flow of cooling air.
In addition, the cooling fan 4 can flow cooling air into the motor efficiently by using a double-sided intake type in which plate-like blades are attached to both sides.

〔実施例4〕
この実施例4は、図7に示すように、導風ダクト18をファンケース19とは別体に設けた事例である。この場合、ファンケース19と導風ダクト18を別々に形成するので、ファンケース19および導風ダクト18の製造が容易である。特に、スタータ1に対してインバータ3を異なる位置に取り付ける場合でもファンケース19を共通化できるので、導風ダクト18の形状変更だけで対応できる。
Example 4
The fourth embodiment is an example in which the air guide duct 18 is provided separately from the fan case 19 as shown in FIG. In this case, since the fan case 19 and the air guide duct 18 are formed separately, the fan case 19 and the air guide duct 18 can be easily manufactured. In particular, even when the inverter 3 is attached to the starter 1 at different positions, the fan case 19 can be made common, so that it can be dealt with only by changing the shape of the air duct 18.

〔実施例5〕
この実施例4は、図8に示すように、インバータ3をスタータ1の軸線方向に沿って直列に配置した事例である。この場合、冷却ファン4と放熱フィン15との間を導風ダクト18で連結する必要はなく、冷却ファン4の回転によって生じる冷却風を直接的に放熱フィン15の長孔15aに流すことができるので、冷却効率が向上する。
Example 5
The fourth embodiment is an example in which the inverter 3 is arranged in series along the axial direction of the starter 1 as shown in FIG. In this case, it is not necessary to connect the cooling fan 4 and the heat radiating fin 15 with the air guide duct 18, and the cooling air generated by the rotation of the cooling fan 4 can be directly flowed into the elongated holes 15 a of the heat radiating fin 15. Therefore, the cooling efficiency is improved.

〔変形例〕
実施例1では、交流モータ2の回転子11を磁石埋設型として記載したが、回転子鉄心に永久磁石を使用することなく物理的な突極を設けた突極型の回転子11でも良い。また、実施例1で説明した交流モータ2は、回転子11が電機子巻線9aに発生する回転磁界に同期して回転する同期モータであるが、必ずしも同期モータである必要はなく、誘導モータなどの非同期モータを採用することも出来る。
[Modification]
In the first embodiment, the rotor 11 of the AC motor 2 is described as a magnet-embedded type. However, a salient pole-type rotor 11 in which a physical salient pole is provided on the rotor core without using a permanent magnet may be used. The AC motor 2 described in the first embodiment is a synchronous motor in which the rotor 11 rotates in synchronization with the rotating magnetic field generated in the armature winding 9a. However, the AC motor 2 is not necessarily a synchronous motor, and is an induction motor. Asynchronous motors such as these can also be used.

1 スタータ
2 交流モータ
3 インバータ
4 冷却ファン
6 ピニオン
8 電磁ソレノイド
9a 電機子巻線
10a 回転子軸の軸端部
11 回転子
13 クラッチ(一方向クラッチ)
15 放熱フィン
16 エンドフレーム
18 導風ダクト
1 Starter
2 AC motor 3 Inverter 4 Cooling fan 6 Pinion 8 Electromagnetic solenoid 9a Armature winding 10a Shaft end 11 of rotor shaft Rotor 13 Clutch (one-way clutch)
15 Radiation fin 16 End frame 18 Air guide duct

Claims (7)

電機子巻線(9a)に多相交流を印加して回転磁界を発生させ、その回転磁界に同期または誘導されて回転子(11)が回転する交流モータ(2)を有し、この交流モータ(2)に発生する回転力をピニオン(6)からエンジンのリングギヤに伝達して前記エンジンを始動させるスタータ(1)と、
このスタータ(1)に直接または間接的に取り付けられ、前記電機子巻線(9a)に印加する交流周波数を可変するインバータ(3)と
前記インバータ(3)から発生する熱を放出するための放熱フィン(15)とを備え
前記スタータ(1)は、前記交流モータ(2)により回転駆動される冷却ファン(4)を搭載し、この冷却ファン(4)の回転により発生する空気の流れを前記放熱フィン(15)に通すことで前記インバータ(3)の冷却を行う機電一体型エンジン始動装置であって、
前記スタータ(1)は、前記エンジンの始動時に前記交流モータ(2)の正回転を前記ピニオン(6)に伝達する一方、前記交流モータ(2)の逆回転時に空転する一方向クラッチ(13)を備え、前記エンジン始動後に前記交流モータ(2)を逆回転させて前記冷却ファン(4)を回転駆動することを特徴とする機電一体型エンジン始動装置。
This AC motor has an AC motor (2) in which a rotating magnetic field is generated by applying a multiphase AC to the armature winding (9a), and the rotor (11) rotates in synchronization or induction with the rotating magnetic field. A starter (1) for transmitting the rotational force generated in (2) from the pinion (6) to the ring gear of the engine to start the engine;
An inverter (3) that is directly or indirectly attached to the starter (1) and varies the AC frequency applied to the armature winding (9a) ;
A radiation fin (15) for releasing heat generated from the inverter (3) ,
The starter (1) is equipped with a cooling fan (4) that is rotationally driven by the AC motor (2), and the flow of air generated by the rotation of the cooling fan (4) is passed through the radiating fin (15). the inverter (3) a line power sale machine electrostatic integrated engine starting device cooling by,
The starter (1) transmits a forward rotation of the AC motor (2) to the pinion (6) when the engine is started, and idles when the AC motor (2) rotates backward. An electromechanically integrated engine starter comprising: rotating the AC motor (2) reversely after the engine is started to rotationally drive the cooling fan (4) .
請求項1に記載した機電一体型エンジン始動装置において、
前記交流モータ(2)は、軸方向の反ピニオン側である回転子軸(10)の後端部が軸受(17)を介してエンドフレーム(16)に回転自在に支持され、且つ、前記回転子軸(10)の後端部より反ピニオン側へ延出して前記エンドフレーム(16)の外側へ突き出る軸端部(10a)を有し、
前記冷却ファン(4)は、前記エンドフレーム(16)の外側に配置されて前記軸端部(10a)に取り付けられていることを特徴とする機電一体型エンジン始動装置。
In the electromechanically integrated engine starting device according to claim 1,
In the AC motor (2), a rear end portion of the rotor shaft (10) on the side opposite to the pinion in the axial direction is rotatably supported by an end frame (16) via a bearing (17), and the rotation A shaft end (10a) extending from the rear end of the child shaft (10) to the anti-pinion side and projecting to the outside of the end frame (16);
The electromechanically integrated engine starting device, wherein the cooling fan (4) is disposed outside the end frame (16) and attached to the shaft end (10a).
請求項2に記載した機電一体型エンジン始動装置において、
前記エンドフレーム(16)には、前記エンドフレーム(16)の内側と外側とを連通する通気孔(21)が形成され、前記冷却ファン(4)の回転により前記通気孔(21)を通って前記エンドフレーム(16)の内側から外側へ空気の流れが生じることを特徴とする機電一体型エンジン始動装置。
In the electromechanically integrated engine starting device according to claim 2,
The end frame (16) is formed with a vent hole (21) that communicates the inside and the outside of the end frame (16), and passes through the vent hole (21) by the rotation of the cooling fan (4). An electromechanically integrated engine starter characterized in that air flows from the inside to the outside of the end frame (16).
請求項1乃至3のいずれか一項に記載した機電一体型エンジン始動装置において、
前記放熱フィン(15)は、所定の間隔を有して並列に開口する複数の長孔(15a)を有し、前記冷却ファン(4)の回転により発生する空気の流れが前記長孔(15a)を通り抜けることを特徴とする機電一体型エンジン始動装置。
The electromechanically integrated engine starting device according to any one of claims 1 to 3,
The heat radiating fin (15) has a plurality of long holes (15a) opened in parallel at a predetermined interval, and the flow of air generated by the rotation of the cooling fan (4) is the long hole (15a). ), An electromechanically integrated engine starting device.
請求項1乃至4のいずれか一項に記載した機電一体型エンジン始動装置において、
前記冷却ファン(4)の回転によって発生する空気の流れを前記放熱フィン(15)へ案内する導風ダクト(18)を有することを特徴とする機電一体型エンジン始動装置。
In the electromechanically integrated engine starter according to any one of claims 1 to 4,
An electromechanically integrated engine starter comprising an air guide duct (18) for guiding an air flow generated by the rotation of the cooling fan (4) to the heat dissipating fins (15).
請求項5に記載した機電一体型エンジン始動装置において、
前記冷却ファン(4)の外周を覆うファンケース(19)を有し、このファンケース(19)が前記導風ダクト(18)と一体に形成されていることを特徴とする機電一体型エンジン始動装置。
In the electromechanically integrated engine starting device according to claim 5,
An electromechanically integrated engine start having a fan case (19) covering the outer periphery of the cooling fan (4), and the fan case (19) is formed integrally with the air duct (18). apparatus.
請求項1乃至のいずれか一項に記載した機電一体型エンジン始動装置において、
前記スタータ(1)は、内蔵するコイルへの通電により電磁石を形成し、この電磁石の吸引力を利用して前記ピニオン(6)を前記リングギヤ側へ押し出す電磁ソレノイド(8)を備え、
前記インバータ(3)および前記放熱フィン(15)は、前記スタータ(1)を軸線方向から見た時に前記電磁ソレノイド(8)の外形範囲より外側に配置されることを特徴とする機電一体型エンジン始動装置。
In the electromechanically integrated engine starter according to any one of claims 1 to 6 ,
The starter (1) includes an electromagnetic solenoid (8) that forms an electromagnet by energizing a built-in coil, and pushes the pinion (6) toward the ring gear by using the attractive force of the electromagnet.
The inverter (3) and the heat dissipating fin (15) are arranged outside the external range of the electromagnetic solenoid (8) when the starter (1) is viewed from the axial direction. Starter.
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