JPS6114630Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、エンジンを始動させるスタータモー
タの誤動作を防止する装置に関するものである。

自動車のエンジンを始動させる場合には、通常
キースイツチを復帰バネの付勢力に抗してエンジ
ン始動位置に保持してスタータモータを回転させ
るようにしている。この場合運転者の誤動作によ
り、エンジンが始動した後もキースイツチをエン
ジン始動位置に保持したままにしておくと、スタ
ータモータが高速回転させられて破損する虞れが
あり、またエンジンの回転中に誤つてキースイツ
チをエンジン始動位置に切換えるとスタータモー
タの出力軸をエンジンに結合する歯車機構が破損
する虞れがあつた。

そこで機関に取付けられた発電機の電圧を検出
するスイツチを設け、機関が始動して発電機の電
圧が確立した時にキースイツチの状態のいかんに
かかわらずスタータモータへの通電を停止させて
スタータモータを保護するようにした装置が提案
された。しかしながら従来のこの種の装置におい
ては、キースイツチを始動位置に切換えた時点か
らエンジンが始動する時点までの間に生じるバツ
テリ電圧の脈動によつて装置が誤動作をし、機関
が完全に始動する前にスタータモータへの通電が
停止されて機関の始動に失敗することがあつた。

本考案の目的は、エンジンが始動した後はキー
スイツチがエンジン始動位置にあつてもスタータ
モータへの通電を停止させることによりスタータ
モータの保護を図るとをもに、始動時に生じるバ
ツテリ電圧の脈動による誤動作を防止したエンジ
ン用スタータの誤操作防止装置を提供することに
ある。

本考案は、電源遮断位置とエンジン作動位置と
エンジン始動位置との少なくとも３位置に切換え
可能なキースイツチがエンジン始動位置に切換え
られた時に励磁コイルが励磁される電磁スイツチ
の常開接点を介してバツテリに接続されるスター
タモータの誤操作を防止する装置であつて、その
一実施例を示す第１図に見られるように、キース
イツチ１４と電磁スイツチ２１の励磁コイル２１
１との間に接続された常閉接点２０ａを有してキ
ースイツチ１４がエンジン始動位置に切換えられ
た時に常閉接点２０ａを通して電磁スイツチ２１
の励磁コイル２１１に励磁電流を流す補助リレー
２０と、キースイツチ１４がエンジン始動位置に
切換えられた状態で導通した時に補助リレー２０
の励磁コイル２０１に励磁電流を流すようにコレ
クタエミツタ間回路がキースイツチ１４と補助リ
レー２０の励磁コイル２０１との間に接続された
トランジスタ１５と、キースイツチ１４がエンジ
ン始動位置に切換えられた時にバツテリ３により
一定の時定数で充電されるコンデンサ１７と、コ
ンデンサ１７の端子電圧が一定値以上になつた時
に導通状態になつてトランジスタ１５にベース電
流を流すようにコンデンサ１７とトランジスタ１
５のベースとの間に接続されたツエナーダイオー
ド１６と、エンジンに装着された発電機１の出力
電圧が一定値未満の時に導通してトランジスタ１
５を遮断状態に保持し発電機１の出力電圧が一定
値以上になつた時に遮断してトランジスタ１５を
導通させるように設けられたエンジン始動検出用
スイツチ（第１図の例ではダイオード４，５、ト
ランジスタ７，８、抵抗６，９，１０，１２及び
コンデンサ１１によりこの始動検出用スイツチが
構成されている。）とを具備したことを特徴とす
る。

上記のように構成すると、エンジンが始動完了
前の状態にあつて発電機１の出力電圧が所定値未
満の場合には、エンジ始動検出用スイツチが導通
してトランジスタ１５を遮断状態に保持するた
め、電磁スイツチ２１の励磁コイルへの通電を保
持して機関の始動を確実に行わせることができ
る。またエンジンの始動が完了して発電機１の出
力電圧が所定値に達すると、エンジン始動検出用
スイツチが遮断してトランジスタ１５を導通させ
るため、補助リレー２０の励磁コイルに通電さ
れ、常閉接点２０ａが開く。従つて電磁スイツチ
２１の励磁コイルへの通電が停止され、スタータ
モータへの通電が停止される。このように、本考
案の装置によれば、エンジンの始動が確認された
時にスタータモータへの通電を停止させるのでキ
ースイツチの誤操作によりスタータモータが破損
するのを防止することができる。

上記のように常閉接点を有する補助リレーを設
けてこの補助リレーの常閉接点を介して電磁スイ
ツチの励磁コイルに電流を流す構成にすると、ス
タータ始動時にバツテリ電圧が低下しても電磁ス
イツチへの励磁電流が遮断されるおそれがないた
め、始動時に電磁スイツチがチヤタリングを起し
て機関の始動が不可能になるのを防ぐことができ
る。

また上記のように一定の時定数で充電されるコ
ンデンサ１７とツエナーダイオード１６とを設け
て、コンデンサ１７の端子電圧が一定の電圧に達
した時にツエナーダイオードを導通状態にしてト
ランジスタ１５を導通させるようにすると、スタ
ータモータの始動時にバツテリ電圧が大きく脈動
した場合に始動検出用スイツチが遮断する前にト
ランジスタ１５が導通してスタータモータへの通
電を停止させる誤動作が生じて、機関の始動が不
可能になるのを防止することができる。

以下、図示の実施例により本考案の装置を詳細
に説明する。

第１図は本考案に係るエンジン用スタータの誤
操作防止装置の第１の実施例を示す接続図で、同
図において１は図示しないエンジンに装着された
磁石発電機等の交流発電機である。この発電機の
発電コイル１ａの両端はダイオード２ａ〜２ｄか
らなる単相ブリツジ全波整流回路２の交流入力端
子に接続され、整流回路２の出力端子間にはバツ
テリ３が並列接続されている。また発電コイル１
ａの一端及び他端はそれぞれアノードを共通接続
したダイオード４及び５のカソードに接続され、
ダイオード４及び５のアノードの共通接続点は抵
抗６を介してpnpトランジスタ７のベースに接続
されている。トランジスタ７のエミツタはトラン
ジスタ８のエミツタに共通接続されるとともに後
記するキースイツチ１４の接点ACに接続されて
いる。トランジスタ７のコレクタは抵抗９を介し
てバツテリ３の負極端子に接続されるとともにト
ランジスタ８のベースに抵抗１０を介して結合さ
れている。またトランジスタ７のエミツタベース
間にはコンデンサ１１と抵抗１２が並列に接続さ
れている。さらにトランジスタ８のコレクタは充
電表示灯１３を介してバツテリ３の負極端子に接
続されている。１４は前記したキースイツチで、
可動接点１４ａが図示の状態にある電源遮断位置
と、可動接点１４ａが接点ACに接触するエンジ
ン作動位置と、可動接点１４ａが接点AC及び接
点Ｃの双方に接触するエンジン始動位置との少く
とも３位置に切換え得るようになつている。周知
のように、この種のスイツチでは、可動接点１４
ａが接点ACに接触するエンジン作動位置には外
力を加えることなく保持することができるが、可
動接点１４ａが接点AC及びＣの双方に接触する
エンジン始動位置に切換える際には図示しないキ
ーを復帰バネ（図示せず。）の付勢力に抗して回
動させる必要があり、この場合キーを離すと可動
接点１４ａが自動的に接点Ｃから離れてエンジン
作動位置に復帰するようになつている。キースイ
ツチ１４の可動接点１４ａに接続された端子Ｂは
バツテリ３の正極端子に接続され、接点ACは先
に述べたようにトランジスタ７及び８のエミツタ
に接続されるとともにトランジスタ１５のエミツ
タに接続されている。トランジスタ１５のベース
はツエナーダイオード１６のカソードに接続さ
れ、ツエナーダイオード１６のアノードはコンデ
ンサ１７を介してトランジスタ１５のエミツタに
接続れるとともに抵抗１８を介してトランジスタ
８のコレクタに接続されている。またトランジス
タ８のコレクタと抵抗１８との接続点に抵抗１９
の一端が接続され、この抵抗１９の他端はバツテ
リ３の負極端子に接続されている。２０は常閉接
点２０ａを有する補助リレー、２１はスタータモ
ータ２２への通電をオンオフする電磁スイツチで
あつて、補助リレー２０の励磁コイル２０１の一
端はトランジスタ１５のコレクタに接続され、他
端はバツテリ３の負極端子に接続されている。ま
た電磁スイツチ２１の励磁コイル２１１の一端は
補助リレー２０の常閉接点２０ａを通してキース
イツチ１４の接点Ｃに接続され、他端はバツテリ
３の負極端子に接続されている。スタータモータ
２２は直巻界磁巻線２２ａと電機子巻線２２ｂと
を有する直流直巻電動機で、界磁巻線２２ａと電
機子巻線２２ｂとの直列回路が電磁スイツチ２１
の常開接点２１ａを介してバツテリ３の両端に並
列接続されている。この実施例においては、図の
鎖線で囲つたスイツチ回路２３と、補助リレー２
０とにより誤動作防止装置が構成されている。そ
してスイツチ回路２３のうちダイオード４，５、
抵抗６，９，１０，１２、トランジスタ７，８お
よびコンデンサ１１により、エンジンが始動して
発電機１の出力電圧が一定値に達したときに遮断
するエンジン始動検出用スイツチが構成され、ト
ランジスタ１５、ツエナーダイオード１６、コン
デンサ１７、抵抗１８，１９により、エンジン始
動検出用スイツチが導通しているときにはキース
イツチ１４がエンジン始動位置に切換えられた際
にバツテリ３から電磁スイツチ２１に励磁電流が
流れるのを許容し、エンジン始動検出用スイツチ
が遮断したときにはバツテリ３から電磁スイツチ
２１に励磁電流が流れるのを阻止する電磁スイツ
チ制御用スイツチ回路が構成されている。

上記実施例においてキースイツチ１４を１段操
作してエンジン作動位置に切換え、可動接点１４
ａを接点ACに接触させると、バツテリ３が図示
しないエンジン点火装置に接続されてエンジンの
点火が可能な状態になる。エンジンが始動される
前の状態では発電コイル１ａに電圧が誘起してい
ないため、トランジスタ７にベース電流が流れ
ず、このトランジスタ７は遮断状態にある。従つ
てトランジスタ８にはバツテリ３からトランジス
タ８のエミツタベース、抵抗１０，９を通してベ
ース電流が供給されるため、トランジスタ８は導
通状態になり充電表示灯１３は点灯状態にある。
このため、トランジスタ１５のエミツタベース間
は実質的に短絡状態になつており、トランジスタ
１５は遮断状態にある。従つて可動接点１４ａが
接点ACに接触しても補助リレー２０の励磁コイ
ル２０１には電流が供給されず、その常閉接点２
０ａは閉じたまゝになつており、キースイツチ１
４の接点Ｃが電磁スイツチ２１の励磁コイル２１
１の一端に接続された状態となつている。次にキ
ースイツチ１４を復帰バネの付勢力に抗して回動
させてエンジン始動位置に切換え、可動接点１４
ａを接点Ｃに接触させるとバツテリ３から励磁コ
イル２１１に電流が流れ、接点２１ａが閉じる。
図示していないが、電磁スイツチ２１に連動する
ピニオンシフトレバが設けられていて励磁コイル
２１１が励磁されるとこのピニオンシフトレバが
エンジン側に移動し、スタータモータ２２の出力
軸に結合された歯車に噛合される。これと同時に
スタータモータ２２が回転するためエンジンのク
ランク軸が回転し、エンジンが始動する。エンジ
ンが始動すると発電コイル１ａに電圧が誘起し、
この電圧が一定値に達すると発電コイル１ａの整
流直流出力からトランジスタ７にベース電流が供
給され、トランジスタ７は導通する。このため、
トランジスタ８のエミツタベース間は短絡される
ことになりトランジスタ８は遮断状態になり、充
電表示灯１３は消灯する。またトランジスタ８が
遮断状態になるためトランジスタ１５にはバツテ
リ３からベース電流が供給されることとなり、ト
ランジスタ１５は導通し、補助リレー２０の励磁
コイル２０１に通電され、その接点２０ａが開
く。従つて電磁スイツチ２１の励磁コイル２１１
の電流が遮断され、接点２１ａが開いてスタータ
モータ２２が停止される。また電磁スイツチ２１
が消勢されると図示しないピニオンシフトレバが
後退し、スタータモータ２２の出力軸がエンジン
から切り離されるようになつている。なお、トラ
ンジスタ８が遮断状態のとき充電表示灯１３が点
灯してしまうことのないよう抵抗１８の値は十分
大きくしてある。また充電表示灯１３が断線した
場合でもトランジスタ１５のベース電流を確保で
きるよう抵抗１９を充電表示灯１３に並列接続し
ている。さらに第２図に示すようにキースイツチ
１４をエンジン始動位置に切換えた時刻t₁からエ
ンジンが始動する時刻t₂までの間、バツテリ電圧
は急峻なリツプルを含む波形となるため、トラン
ジスタ８が遮断する前に、トランジスタ１５が導
通して補助リレー２０が誤動作しないよう、コン
デンサ１７と抵抗１８とによる時定数に十分な値
を取り、トランジスタ１５に急峻な電圧が印加さ
れても急にはトランジスタ１５は導通せず、コン
デンサ１７の充電電圧がツエナーダイオード１６
のツエナーレベル以上になつた時点で導通するよ
うに配慮してある。またコンデンサ１１は磁石発
電機１の発生電圧を平滑にするためのものであ
る。このように本考案の装置においては、キース
イツチがエンジン始動装置に切換えられたまゝに
保持されていても、エンジンが始動すればスター
タモータ２２が停止されてエンジンから切り離さ
れるので、スタータモータ２２が破損するのを防
止できる。またエンジンの運転中はトランジスタ
８が遮断状態に保持されるので、キースイツチ１
４を誤つてエンジン始動位置に切換えてもスター
タモータ２２が回転することはなく安全である。

第３図は本考案に係るエンジン用のスタータの
誤操作防止装置の他の実施例を示す接続図で、第
１図の各部と同等な部分には同一の符号を付して
示してある。この実施例では第１図のダイオード
２ｃ，２ｄに代えてサイリスタ２c′及び２d′が用
いられ、後記する回路によりこれらのサイリスタ
のオンオフを制御してバツテリ３の端子電圧を設
定値に保つようになつている。誤操作防止用のス
イツチ回路２３において第１図と異なる点はトラ
ンジスタ８のコレクタと充電表示灯１３、抵抗１
８，１９の共通接続点との間にダイオード２４を
コレクタ側がアノードになるよう挿入し、接点
ACとトランジスタ１５のエミツタとコンデンサ
１７との接続点との間にダイオード２５を接点
AC側がアノードになるように挿入したこと、ま
た抵抗９をバツテリ３の負極端子との間にダイオ
ード２６を抵抗９側がアノードになるよう挿入し
たこと、さらにトランジスタ１５コレクタに励磁
コイル２０１と並列にダイオード２７をコレクタ
側がカソードになるよう接続したことにある。こ
れらのダイオードのうちダイオード２４，２５，
２６はバツテリ３の逆接続によりスイツチ回路２
３が破損されるのを防ぐためのものであり、ダイ
オード２７は補助リレー２０の励磁コイル２０１
の通電電流を遮断したときに発生するサージ電圧
を吸収する保護ダイオードである。これらの誤操
作防止用スイツチ回路の動作は第１図に示した例
と全く同様である。

またバツテリ３の端子電圧を略一定に保つた
め、キースイツチ１４の接点ACとダイオード２
６のアノードとの間に抵抗２８及び２９の直列回
路からなる分圧回路が接続され、抵抗２８及び２
９の接続点はツエナーダイオード３０を介してト
ランジスタ３１のベースに接続されている。トラ
ンジスタ３１のコレクタはトランジスタ３２のベ
ースに接続され、トランジスタ３１及び３２のエ
ミツタは共通接続されてキースイツチ１４の接点
ACに接続されている。トランジスタ３１のベー
スエミツタ間及びベースコレクタ間にはそれぞれ
抵抗３３及びコンデンサ３４が接続され、トラン
ジスタ３１のコレクタとダイオード２６のアノー
ドとの間に抵抗３５が接続されている。トランジ
スタ３２のコレクタに抵抗３６の一端が接続さ
れ、抵抗３６の他端がダイオード３７及び３８を
介してサイリスタ２c′及び２d′のゲートにそれぞ
れ接続されている。またサイリスタ２c′及び２
d′のゲートカソード間にはそれぞれ抵抗３９及び
４０が並列接続されている。

上記抵抗２８，２９，３３，３５，３６、コン
デンサ３４及びトランジスタ３１，３２を含む部
分と、サイリスタ２c′及び２d′を含む部分とによ
り電圧調整回路が構成されている。即ち、キース
イツチ１４がエンジン作動位置に保持されている
状態で、バツテリ３の端子電圧が設定値より低い
場合にはツエナーダイオード３０がブレークダウ
ンしないためトランジスタ３１にベース電流が流
れず、トランジスタ３１は遮断状態にある。この
ときバツテリ３から抵抗３５及びダイオード２６
を通してトランジスタ３２のベース電流が流れ、
トランジスタ３２が導通する。トランジスタ３２
が導通すると、発電コイル１ａからダイオード２
ａまたは２ｂ→キースイツチ１４の接点AC→ト
ランジスタ３２のエミツタコレクタ→抵抗３６→
ダイオード３８または３７を通してサイリスタ２
d′または２c′のゲートに点弧信号が与えられるた
めこれらのサイリスタが交互に導通し、整流回路
２は発電コイル１ａの出力を全波整流してバツテ
リに供給する。次にバツテリ３の端子電圧が設定
値を超えるとツエナーダイオード３０がブレーク
ダウンするためトランジスタ３１にベース電流が
流れ、トランジスタ３２を遮断させる。この状態
ではサイリスタ２c′及び２d′に点弧信号が与えら
れないためこれらのサイリスタは導通することが
できない。したがつて発電コイル１ａからバツテ
リ３への電力の供給が停止され、バツテリ３の端
子電圧が低下する。これらの動作の繰り返しによ
りバツテリ３の端子電圧が略設定値に保たれる。

以上の実施例においてトランジスタ７，８，１
５は他の制御可能な半導体スイツチで置き換える
こともでき、複数のトランジスタを多段に接続し
たトランジスタスイツチまたはダーリントン接続
等の複合接続をしたトランジスタスイツチ等によ
り置き換えることができる。また補助リレー２０
は半導体スイツチを用いてもよい。さらに発電機
の出力を整流する整流回路にサイリスタを用いる
場合、第３図とは逆にバツテリ３の正極側にサイ
リスタを配置して全波整流回路を構成するように
してもよく、さらに発電機１として３相交流発電
機が用いられた場合には３相全波整流回路を構成
しても本考案には影響がない。

以上のように本考案によれば、エンジンが始動
したことを検出してスタータモータへの通電を停
止させるようにしたのでエンジンが始動した後も
キースイツチをエンジン始動位置に保持していた
り、エンジンの運転中にキースイツチをエンジン
始動位置に切換えたりする誤動作があつた場合
に、スタータモータ及びその付属部品が破損する
のを防止できる利点がある。特に本考案において
は、一定の時定数で充電されるコンデンサと該ツ
エナーダイオードの端子電圧が一定値以上になつ
た時に導通状態になつてトランジスタにベース電
流を流すツエナーダイオードとを設けて、コンデ
ンサの端子電圧が一定の電圧に達した時にトラン
ジスタを導通させるようにしたので、スタータモ
ータの始動時にバツテリ電圧が大きく脈動した場
合に始動検出用スイツチが遮断する前にトランジ
スタが導通してスタータモータへの通電を停止さ
せるといつた誤動作が生じて、機関の始動が不可
能になるのを防止することができる。

また本考案においては、常閉接点を有する補助
リレーを設けてこの補助リレーの常閉接点を通し
て電磁リレーに励磁電流を流すようにしたので、
スタータ始動時にバツテリ電圧が低下した時に電
磁スイツチへの励磁電流が遮断されるおそれをな
くすことができ、始動時に電磁スイツチがチヤタ
リングを起して機関の始動が不可能になるのを防
ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第３図はそれぞれ本考案に係るエ
ンジン用スタータの誤操作防止装置の異なる実施
例を示す接続図、第２図はエンジン始動時のバツ
テリ電圧波形を示す線図である。 １……発電機、２……整流回路、３……バツテ
リ、４，５……ダイオード、６……抵抗、７，８
……トランジスタ、９，１０，１２……抵抗、１
１……コンデンサ、１４……キースイツチ、１５
……トランジスタ、１６……ツエナーダイオー
ド、１７……コンデンサ、１８，１９……抵抗、
２０……補助リレー、２１……電磁スイツチ、２
２……スタータモータ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 電流遮断位置とエンジン作動位置とエンジン始
   動位置との少なくとも３位置に切換え可能なキー
   スイツチが前記エンジン始動位置に切換えられた
   時に励磁コイルが励磁される電磁スイツチの常開
   接点を介してバツテリに接続されるスタータモー
   タの誤操作を防止する装置において、 前記キースイツチと前記電磁スイツチの励磁コ
   イルとの間に接続された常閉接点を有して前記キ
   ースイツチがエンジン始動位置に切換えられた時
   に該常閉接点を通して前記電磁スイツチの励磁コ
   イルに励磁電流を流す捕助リレーと、 前記キースイツチがエンジン始動位置に切換え
   られた状態で導通した時に前記補助リレーの励磁
   コイルに励磁電流を流すようにコレクタエミツタ
   間回路が前記キースイツチと前記補助リレーの励
   磁コイルとの間に接続されたトランジスタと、 前記キースイツチがエンジン始動位置に切換え
   られた時に前記バツテリにより一定の時定数で充
   電されるコンデンサと、 前記コンデンサの端子電圧が一定値以上になつ
   た時に導通状態になつて前記トランジスタにベー
   ス電流を流すように前記コンデンサと前記トラン
   ジスタのベースとの間に接続されたツエナーダイ
   オードと、 前記エンジンに装着された発電機の出力電圧が
   一定値未満の時に導通して前記トランジスタを遮
   断状態に保持し前記発電機の出力電圧が一定値以
   上になつた時に遮断して前記トランジスタを導通
   させるように設けられたエンジン始動検出用スイ
   ツチとを具備したことを特徴とするエンジン用ス
   タータの誤操作防止装置。