JPS5877166A - 電磁コイルを備えるセルモ−タ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、主として車のエンジンを始動させるのに使用
されるセルモータ装置に関し、特に、セルモータの軸に
取り付けられるピニオンギヤをリングギヤに噛み込ませ
る為の電磁フィルを備えたセルモータ装置に関する。

■　先行技術 従来のセルモータ装置はソレノイドを有し、このソレノ
イドの磁気的な吸着力で、セルモータのピニオンギヤを
リングギヤに噛み込ませていた。

ソレノイドは、電流の方向を問わず、通電状態にあって
はプランジャを吸着し、通電しない状態にあっては、磁
気力によらずスプリングの弾性によってプランジャを押
し出すものであって、電流の方向を変えてプランジャの
駆動方向を変更できない０また、プランジャが吸着され
た状態では強い吸着力を発生するが、ストロークが長い
場合、プランジャの初期吸引力が弱くなる欠点があった
。

ピニオンギヤをリングギヤに強い力で噛み込ませ、又、
噛み込んだピニオンギヤをリングギヤから確実に引き離
すと共に、セルモータ本体を、直接又はリレを介して制
御するスイッチの可動接点を迅速に固定接点から離す為
には、ソレノイドのプランジャを元に復帰させるための
スプリングを相当に強くしなければならず、このスプリ
ングに打チ勝ってプランジャを駆動する為のソレノイド
電流を増加しなけれげならず、ソレノイドの消賓電力が
大きくて、エンジン始動時のバッテリ負荷を増大して始
動性を低下させ、しかもソレノイドが大型で発熱がはな
はだしく、高価になる欠点があった。

従来のセルモータ装置の一例が第１図に示されている。

この装置は、プランジャ１の吸着力を増加する為に、ソ
レノイドは２回路のフィル２．３を有する。スターター
スイッチ４がオンの状態トなったときには、両方のコイ
ル２．３に通電させて強い吸着力が発生され、プランジ
ャ１を強い力で駆動して吸着する。プランジャ１が吸着
された後は一方のコイル３０通電を断ち、片方のコイル
２にのみ通電して吸着状態を保持する。プランジャ１を
復帰させるときには、片方のコイル３に反対に電流を流
し、両方のコイル２．３によって発生する磁束を互いに
打ち消し合い、磁気的な吸引力を零とじで復帰用の強い
スプリング５の押圧力で、プランジャ１は元の状態に復
帰する。

ソレノイドの２回路やコイル２４．３は、例えば吸着保
持用ジイル２の抵抗が約０．７Ω、能の一方のコイル３
が約０．３Ωと相当に低く、１０Ｖ動加時の電流は、保
持用コイルが約１４Ａ、池の一方が約３ＯＡと相当に多
く、両フィル通電時には４０Ａ以−Ｆもの大電流を消費
する。

ツレメイドの大電流は、プランジャ１を迅速に復帰させ
る強いスプリング５に打ち勝ち、これを長いストローク
で強引に吸着する為に外ならない。

数十Ａもの電流は、セルモータ本体で過負荷の状態にあ
るバッテリに更に負荷を掛けることになり、エンジンの
始動性を低下させる。

■　目的 本発明はこれ等の欠点を除去することを目的に開発され
たもので、本発明の重要な目的は、コイルにながす電流
の方向によって発生する・力の方向が反転でき、磁界と
電流との間に発生する力によって、プランジャを、ピニ
オンギヤがリングギヤに噛み込む方向と、噛み込んだ状
態から抜は出す両方向に駆動でき、プランジャを元の位
置に復帰させるスプリングの押圧力を弱くして、迅速に
復帰できるセルモータ装置を提供するにある。

■　構成 不発明のセルモータ装置は、セルモータ本体及びこのモ
ータ本体のピニオンギヤを駆動する為のレフトレバ等の
構造は、従来のものがそのままの状態で使用できる為、
以下、電磁コイルの実施例について詳述する。

第２図に示す電磁コイルは、磁気手段６とコイル７とを
備えている。

磁気手段６は、中心の円柱８と、この円柱８の間開にあ
る外筒９とからなり、円柱８は永久磁石で、円柱８と外
筒９とは左端で連結され、その間ぐｉｌ に筒状の磁気間隙１０が形成されている。磁気間隙１０
は円柱状の永久磁石によって、相対向する面、即ち、円
柱８の外周面とＩＡＡｓ２内面とが、互いに異なる磁極
に帯磁されて所定の磁束密度に保持される。磁気間＠１
０の磁力線は、円柱８と外筒９の半径方向を向く。

第２図の磁気手段６は、軸方向に移動自在にケーシング
１１内に内蔵されている。ケーシング１１け、磁気手段
６の磁気回路に影響を与えないように、合成樹脂や真鍮
等の非磁性体で形成される。

ただ、永久磁石の磁気的な吸着力でプランジャ１の吸着
状態を保持する場合、第２図に示すように、円柱８の先
端に接触する個所に鉄等の磁性金属である吸着材１２を
配設する。この構造によると、コイル７に全く通電しな
いか、あるいは弱い電流でプランジャ１の吸着状態を保
持できる。

吸着材１２は、鎖線で示すように、外筒９の先端が接触
する面に配設することも、又、外筒９並びに円柱８の先
端の両方に配設することも可能である。

円柱８は、左端にプランジャ１が突出し、右端には、ス
イッチの可動接点１３を駆動するロッド１４が突出する
。

スイッチの可動接点１３Ｆｉ、絶縁して軸方向に移動自
在にロッド１４に挿通され、押バネ１５でもって、固定
接点１６の方向に押圧されている。

可動接点１３に対向して、ケーシング１１にはふたつの
固定接点１６が配設され、磁気手段６が右に移動される
と、可動接点１３が固定接点１６に接触する。

スイッチは、直接又はリレを介してセルモータ本体に通
電を制御する。直接セルモータの通電を制御するスイッ
チは、１００〜２００Ａもの大電流を制御する為、可動
接点１３の引き離し速度を早くしてアークの発生を極力
少なくするのがよい。

プランジャ１の左端は、従来のソレノイドと同ｍＫ・ピ
ニオンギヤの動きを制御するシフトレノ＜に連結される
。

コイル７け、磁気間隙１０内に配設される円筒状であっ
て、磁束の方向並びに筒状磁気間隙の軸方向に直交する
方向に巻かれて磁気間隙内に配設されている。コイル７
と磁気手段６とは相対的に軸方向に移動自在である。従
って、コイル７け、磁２手段６が軸方向に移動自在なよ
うに磁気間隙１０に配設されてケーシング１１に固定さ
れている。コイル７に通電されると、フィルＴと磁気手
段６との間に電磁力が作用し、この力で磁気手段６が駆
動され、磁気手段６に固定されたプランジャ１でシフト
レバを駆動する。

第３図の電磁コイルは、磁気手段６がケーシング１１に
固定され、コイル７が軸方向に移動自在で、このコイル
７にプランジャ１が連結されている。

磁気手段６は、円柱１７と外筒１Ｂとが右端で連結され
ており、右端を貫通して、第３図と第４図に示す如く貫
通孔１９が穿設されている。

コイル７は、磁気隙間１０に軸方向に移動自在に配設さ
れ、左端にプランジャ１が固定され、右端には、貫通孔
１９内を摺動自在なロッド２０が固定され、ロンド２０
の先端は互いに連結されてスイッチの可動接点１３が取
り付けられてψる。

スイッチの可動接点１３ＩＩ′ｉ、ロッド２０の軸方向
に摺動自在に、しかも絶縁されて挿通されており、押バ
ネ１５でもって固定接点１６に向かって押圧されている
。

コイル７は１回路又は２回路で、１回路のフィルの制御
回路を第５図ないし第７図に示す。

この図に於て、セルモータ本体２１Ｆｉスイツチヲ介し
てバッテリ２２の＋側に接続され、コイル７はスタータ
ースイッチ４に直列に接続されて、これがセルモータ本
体２１のスイッチ２３とｌに接続されている。スタータ
ースィッチ４Ｖｉ２！！！点の切換スイッチで、一方の
接点がバッテリに、池の一方がアースに接続されている
。

この回路の動作社、まず第５図に示すように、スタータ
ースイッチ４がバッテリ２２とコイル７を接続する側に
切り換えられると、コイル７とセルモータ本体２１に通
電され、コイル７の電流によってプランジャが駆動され
ると共に、第６図に示すようにセルモータ本体２１のス
イッチ２３が閉じられる。

スイッチ２３が閉じられた状態に於て、プランジャはシ
フトレバを介してピニオンギヤをリングギヤに噛み込ま
せる。

スイッチが閉じられると、コイル７の両端がショートさ
れた状態とな９、バッテリ２２からはフィル７を通らず
直接セルモータ本体に大電流が供給サレ、セルモータ本
体２１でエンジンにｉ！［れたリングギヤを駆動する。

コイシフ０通電が断たれると、コイル７と磁気手段に作
用する力は零となる。従って、第６図の状態でピニオン
ギヤをリングギヤに噛み合せた状態、即ち、第２図に於
て、磁気手段を右に移動させた状態を保持させるには、
磁気手段が有する永久磁石の磁気吸着力でもって、それ
自体の右端を吸着材１２に吸着する０ このように、磁気手段の磁気的な吸着力だけで自己保持
させるものは、セルモータ本体を回転駆動するときにコ
イルの電流を零にできてバッテリの負荷を軽減できる。

エンジン始１１Ｈ１、スタータースイッチ４を第７図の
状態に切り換えると、コイル７には第５図と反対の方向
に電流が流れ、プランジャとスイッチの可動接点１３と
を第５図とは反対方向に駆動して、スイッチ２３の接点
を開き、またプランジャがシフトレバを介してピニオン
ギヤをリングギヤから引き離す。

図示しないが、スイッチが開かれるとフィル並びにセル
モータの通電は断たれ、第２図に於て、左側に移動され
た磁気手段は、フィルスプリングでその位置に保持され
る。

スイッチ２３が開くと同時にコイシフ０通電が断たれる
が、スイッチの可動接点１３が多少軸方向に移動自在で
固定接点に向かって押圧されている為、磁気手段の右端
が吸着片から相当に離された後スイッチ２３が開かれ、
コイシフ０通電が停止されたＩ！、磁気手段６の永久磁
石による磁気的な吸引力で吸着材１２に引き戻されるこ
とはない。

２回路のコイルの制御回路が第８図ないし第１０図に示
されている。

２回路のコイルＬｖ％ＬＣＦｉ、同方向に巻かれており
、第８図に示す方向に通電したときに、プランジャをピ
ニオンギヤがリングギヤに噛み込まされる方向で、しか
もスイッチを閉じる方向に駆動するように結線されてい
る。

コイルＬｖは、スイッチ２３を閉状態に保持すると共に
、ブヤンジャを、ピニオンギヤがリングギヤに噛み込ん
だ状態に保持するもので、コイルＬＣＨ１電流の方向を
変えて、プランジャを両方向に駆動する。

この回路の動作は、第８図に示すようにスタータースイ
ッチ４が閉じられると、コイルＬｖ、ＬＣに同方向に電
流が流れ、スイッチ２３を閉じる方向にプランジャを駆
動する。

プランジャ２３が駆動されると、第９図に示す如く、ス
イッチ２３が閉じ巻゛と共に、シフトレノ（を介してピ
ニオンギヤをリングギヤに噛み込ませる。コイルＬｃは
通電が断たれ、コイルＬｖにだけ通電されてこの状態に
保持され、セルモータ本体２１に通電されてエンジンを
始動させる。

エンジン始動後スタータースイッチ４を第１０図の位置
に切り換えると、コイルＬｖｔｊ両端がショートされて
電流が断たれ、コイルＬｃに反対方向に通電され、フィ
ルＬｃによって、プランジャがピニオンギヤを外すと共
に、スイッチを開く方向に駆動され、その後、図示しな
いがスイッチが開かれてコイル７とセルモータ本体２１
への通電が断たれる。

■　効果 前記の如く構成されたセルモータ装置は、電磁コイルが
電流の方向を変更することによって発生する力の方向が
反転し、即ち、磁界中に流される電流によって、プラン
ジャと、ギヤを噛み込ませる方向と、ギヤを抜く方向の
両方に駆動できる為、従来の一方向にのみ駆動するもの
に比べて、プラ０　ンジャを元の位置に復帰するスプリ
ングの押圧力を弱くして、プランジャを迅速かつ確実に
駆動できる卓効を実現する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のセルモータ装置の概略断面図、第２図お
よび第３図は本発明の実施例に係るセルモータ装置の電
磁コイルのみを示す断面図、第通図は第３図の履−厘線
断面図、第５図ないし、第１０図は電磁コイルの通電を
制御する回路の回路図である。 １・・プランジャ、２１１・コイル、３・・コイル、４
・・スタータースイッチ、５１１・スプリング、６−・
磁気手段、Ｔ・・コイル、８・・円柱、９・・外筒、１
０・・磁気間隙、１１・・ケーシング、１２＠・吸着体
、１３拳・可動接点、１４・・ロッド、１５・・押バネ
、１６・・固定接点、１７・・円柱、１８・ｅ外筒、１
９・・貫通孔、２０＠・ロッド、２１・・セルモータ本
体、２２０魯バツテリ、２３＠・スイッチ、 出願人　赤松則男 豊栖康弘 第４図 第　　５　　図 ３ ン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　電磁コイルが磁気手段とコイルとを備えてお
   り、磁気手段は、永久磁石と筒状の磁気間隙を有し、こ
   の磁気間ｌＩｊは、永久磁石によって相対向する面が異
   なる磁極に帯磁されて所定の磁束密度に保持されており
   、コイルは、磁気手段の筒状磁気間隙内に配設される環
   状であって、磁束の方向並びに筒状磁気間隙の軸方向に
   交差する方向に巻かれて磁気間隙内に配設されており、
   コイルと磁気手段とは相対的に軸方向に移動自在で、い
   ずれか−万に、ピニオンギヤの動きを制御するシフトレ
   バＫＰ結のプランジャが連結されており、コイルに通電
   させることによって、コイルと磁気手段との間に電磁力
   が作用し、この磁界中の電流に発生する力によってシフ
   トレバを駆動するように構成された電磁フィルを備える
   セルモータ装置。 （２）　　コイルがケーシングに固定され、磁気手段が
   軸方向に移動自在で、磁気手段にプランジャが連結され
   ている特許請求の範囲第＋１１項記載の電磁フィルを備
   えるセルモータ装置。 （３１磁気手段がケーシングに固定され、コイルが軸方
   向に移動自在でフィルにプランジャが連結されている特
   許請求の範囲第ｆｉ１項記載の電磁コイルを備えるセル
   モータ装置。 （４）　　コイルが１回路で、コイルの通電方向が変更
   されてコイルと磁気手段との間に発生する力の方向が反
   転される特許請求の範囲第（１）項記載の電磁コイルを
   備えるセルモータ装置ｌ。 −（５）　　フィルが複数回路あって、各回路の通電状
   態を変更してコイルに発する力の方向を変更する特許請
   求の範囲第（１１項記載の電磁コイルを備えるセルモー
   タ装置。 （６）　　プランジャが、直接又はリレを介してセルモ
   ータ本体の通電をオン、オフするスイッチを制御し、こ
   のスイッチにコイルが接続されて通電状態が制御される
   特許請求の範囲第（１）項記載の電磁コイルを備えるセ
   ルモータ装置。