JPS6114631Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、スタータ保護装置、特にエンジン始
動後、エンジン回転数が設定値に達した時点でス
タータの動作を自動的に停止させるようにしたス
タータ保護装置に関するものである。

一般に、エンジンを始動する場合には、まず手
動キースイツチを閉路することによつてスタータ
リレーを作動させ、該スタータリレーの接点によ
つてスタータを起動し、スタータ側のピニオンギ
ヤをエンジン側のリングギヤに噛合させてエンジ
ンを始動させるようになされている。次いでエン
ジンの始動を確認して後、手動キースイツチを閉
路すると、スタータへの電源が切れてスタータ側
からのピニオンギヤが元の位置に戻り、スタータ
の惰性回転を経てやがて完全に停止する。

即ち、スタータの駆動力はピニオンギヤとリン
グギヤとの噛合を介してエンジンに伝達され、エ
ンジンの始動後スタータは停止状態に復帰する。
しかしながらエンジン始動後、自力で正常回転を
行なつている場合、及び何らかの原因でエンジン
が起動失敗してかつスタータ惰性回転している場
合等に、誤つて手動キースイツチを閉路すると、
スタータ側のピニオンギヤが突出してエンジン側
のリングギヤに撃突することになつて前記各ギヤ
を破損する危険性を有している。したがつてエン
ジンが正常に始動を完了し自力回転を開始した時
には、誤つて手動キースイツチを閉路してもスタ
ータが起動しないこと、及び何らかの原因によつ
てエンジンが起動に失敗した時にはスタータの惰
性回転が停止するまでスタータが起動しない手段
を考慮しなければならない。そしてこの種のスタ
ータ保護装置としては、従来エンジンによつて駆
動される発電機の中性点電圧及び周波数を検出し
てエンジン回転数を間接的に検知し、これを起動
完了信号として利用していた。しかし、或る種の
発電機においては、上記中性点に端子をもたない
機種があり、上記中性点電圧などを抽出すること
ができないことがある。

本考案は上記問題点の解決を目的としてなされ
たものであり、特に発電機中性点端子の存在しな
いものの場合において、発電機出力端子からの整
流電圧を利用し、これをもつてエンジンが規定回
転数に達したことを検知し、スタータリレーを開
路させると共に、いわゆる惰性飛込現象をもあわ
せて防止し得るようにしたスタータ保護装置を提
供することを目的としている。

以下図面を参照しつつ実施例を説明する。第１
図は発電機の回転数と出力電圧との関係を示す特
性図、第２図は本考案になるスタータ保護装置の
一実施例回路図である。

ここで発電機の回転数に対する出力電圧との関
係を第１図によつて説明する。図に示される如く
発電機の回転初期にはごく小さい電圧が発電機出
力端子に発生し、その状態において継続するが、
或る回転数（例えば400rpm）になると発電機端
子電圧は急激な立上りを示す。このためにエンジ
ンの起動が完了したことを検出するための電圧と
して図示設定電圧V₁を設定したとすると、エン
ジンの起動完了前（上記約400rpm）であるにも
拘らず発電機端子電圧は上記設定電圧V₁を超過
してしまうこととなる。したがつてこの発電機端
子電圧を整流した整流出力電圧をそのままエンジ
ンの起動完了信号として利用しスタータリレーを
復帰させてしまうと、エンジンが起動できないこ
とが生ずる。またこの状態で即ちエンジンが正常
に起動できなかつたことから改めて起動すべく誤
つて手動キースイツチを閉路すると惰性飛込現象
を生じ各ギヤを損傷してしまうこととなる。そこ
で発電機の整流出力電圧が設定電圧V₁になつた
時点（この場合は400rpm程度）からエンジンが
正常回転数に達する迄の時間（第１図において
Tdで示される）を遅延時間とし、前記遅延時間
経過後にエンジンの起動完了としてスタータ・リ
レーを復帰させるような配慮がなされる必要があ
る。第２図は遅延時間回路をもうけて上記配慮を
行なつた本考案の一実施例を示している。

第２図において、１は手動キースイツチ、２は
スタータリレーであつて励磁コイル２−１、常開
接点２−２、ダイオード２−３とよりなつてい
る。３はスイツチングトランジスタ、４はエンゲ
ージスイツチであつてプルコイル４−１、保持コ
イル４−２、可動鉄心４−３、可動接点４−４、
固定接点４−５，４−６からなつている。５はス
タータであつて電機子５−１と該電機子５−１に
よつて作動されるピニオンギヤ５−２とピニオン
シフトレバー５−３とからなつている。６はリン
クギヤであつて図示しないエンジン側にもうけら
れる。７はバツテリ、８はバツテリスイツチ、９
はスイツチ、１０は発電機であつて発電コイル１
０−１、補助整流器１０−２、出力側整流器１０
−３、界磁コイル１０−４、電圧調整器１０−５
からなつている。１１は制御用トランジスタ、１
２，１３は夫々オペレーシヨナルアンプ、T₁，
T₃は前記オペレーシヨナルアンプの基準端子、
T₂，T₄は夫々入力端子、T₅，T₆は出力端子を
夫々表わす。１４は論理否定回路（ノツト）、１
５ないし１９はツエナ・ダイオード、２０ないし
３５は抵抗、３６，３７はダイオード、３８ない
し４１はコンデンサ、４２はパイロツトアンプを
表わしている。

エンジン停止時においてバツテリスイツチ８を
閉路すると（この場合スイツチ９は勿論閉路され
ている）、バツテリ７の電圧はスタータリレー２
の常開接点２−２の一方端子と抵抗２９を介して
分圧抵抗２０，２１及び同じく分圧抵抗３２，３
３に印加される。したがつて各分圧抵抗の分圧比
にしたがつた電圧が第１、第２のオペレーシヨナ
ルアンプ１２，１３の各基準端子T₁，T₃に印加
される。しかしながらエンジン始動前であるため
第１、第２各オペレーシヨナルアンプの入力端子
T₂，T₄には電圧が印加されないかきわめて低い
電圧が印加されているだけで、第１のオペレーシ
ヨナルアンプ１２の出力端子T₅は高レベルとな
つてスイツチングトランジスタ３をオン可能状態
にすると同時に、第２のオペレーシヨナルアンプ
１３の出力端子T₆も高レベルとなり論理否定回
路１４を介して制御用トランジスタ１１をオフ状
態にしている。

いまエンジンを始動するために手動キースイツ
チ１を閉路すると、スイツチングトランジスタ３
がオン可能状態にあるためにバツテリ７からの電
流がスタータリレー２の励磁コイル２−１に流れ
て励磁コイル２−１を付勢し常開接点２−２を閉
路する。ここで常開接点２−２が閉路している状
態のもとでは、手動キースイツチ１を押圧してい
る間にはバツテリ７からの電流が抵抗２８とツエ
ナ・ダイオード１６とを介してスイツチングトラ
ンジスタへのベース電流を供給するため、前記ス
イツチングトランジスタ３をオン状態に維持させ
る。一方上記常開接点２−２が閉路されると、エ
ンゲージスイツチ４のプルコイル４−１、保持コ
イル４−２及びスタータの電機子５−１に電流が
流れることとなる。このうちプルコイル４−１に
流れる電流によつて可動鉄心４−３が吸引されて
可動接点４−４が作動し、固定接点４−５，４−
６を橋絡する。かくしてスタータの電機子５−１
はプルコイル４−１側の回路を通ることなく、バ
ツテリ７からの電流が固定接点４−５，４−６を
経由して電機子５−１を付勢する。

一方、プルコイル４−１からの電流によつてス
タータの電機子５−１が回転を開始しようとした
段階で、ピニオンシフトレバー５−３が回動しピ
ニオンギヤ５−２とリンクギヤ６とが噛合され、
したがつて固定接点４−５，４−６を経由するバ
ツテリからの電流によつて電機子５−１が全速回
転されエンジンを起動する。

一方、スタータリレー２の動作により常開接点
２−２が閉路されるためにバツテリ７の電圧が前
記常開接点２−２を介して第１のオペレーシヨナ
ルアンプ１２の入力端子T₂に印加され、第１の
オペレーシヨナルアンプの出力を反転して出力端
子T₅を低レベルに移行しスイツチングトランジ
スタ３をオフ状態にしようとするが、前記常開接
点２−２と抵抗２８及びツエナ・ダイオード１６
を介した上述の電流によつてスイツチングトラン
ジスタ３にはベース電流が供給され続けるため、
前記スイツチングトランジスタ３はオン状態を維
持している。

しかしながら発電機１０の出力電圧は、第１図
において説明した如く、エンジンの自力回転可能
な回転数の手前において、例えば400rpm程度で
急激に立上つてしまい定格電圧となつてしまう。
したがつて前記400rpm程度の回転数のもとで前
記定格電圧は第２のオペレーシヨナルアンプ１３
の入力端子T₄に印加される。そして第２のオペ
レーシヨナルアンプ１３の出力端子T₆を低レベ
ルにしようとする。即ち論理否定回路１４による
出力を高レベルとすることによつて制御用トラン
ジスタ１１をオン状態にしようとする。しかしな
がら第２のオペレーシヨナルアンプ１３の前段に
は抵抗２２，２３，２４及びコンデンサ４１から
なる遅延回路が接続されており、この遅延回路に
よつてエンジンが規定回転数に達するまでの上述
の時間Tdが計測され、この時間経過後に初めて
第２のオペレーシヨナルアンプ１３の出力レベル
が反転されることとなり、制御用トランジスタ１
１をオン状態に移行する。したがつてオペレータ
が手動キースイツチ１を押圧し続けたとしてもエ
ンジンの自力回転が開始されると制御用トランジ
スタ１１が自動的にオン状態となつてスイツチン
グトランジスタ３を側路して当該スイツチングト
ランジスタ３をオフする。このためスタータリレ
ー２の付勢も解かれることとなる。そして前述の
如くスタータリレー２の付勢が解かれるとエンゲ
ージスイツチ４内の保持コイル４−２の付勢が解
かれ、したがつて可動接点４−４が固定接点４−
５，４−６から離れるためにピニオンギヤ５−２
は元の位置に復帰する。そこで電機子５−１の電
源が断たれて消勢され、惰性回転を経て停止す
る。上記した一連の動作の後にエンジンが正常回
転となるが、この正常回転時においては前述の如
く発電機出力電圧の上昇によつて制御用トランジ
スタ１１がオン状態になつているために、例え誤
つて手動キースイツチ１を押圧してもスタータリ
レー２が動作せず、したがつてスタータのピニオ
ンギヤ５−２がリングギヤ６に撃突することはな
い。

次に惰性回転について説明する。ここで惰性回
転とはエンジンが正常回転した後にスタータリレ
ー２が復帰し、ピニオンギヤ５−２とリングギヤ
６との噛合が解かれて元の位置に戻つた状態及び
エンジンの起動失敗によつて上記各ギヤが元の位
置に戻つた状態の各場合があるが、いずれにして
もスタータの電機子５−１が惰力によつて回転し
ている状態である。これらいずれの状態において
もスタータリレー２の常開接点２−２は開路され
ておりかつ電機子５−１は惰性回転によつて電圧
を発生している。

そこでエンジンの起動失敗による惰性回転の状
態においては、手動キースイツチ１は開路されて
いるが、電機子５−１からの惰性回転によつて発
電される電圧がプルコイル４−１を介して第１の
オペレーシヨナルアンプ１２の入力端子T₂に印
加されるので出力端子T₅は低レベルとなつてス
イツチングトランジスタ３をオフ状態とする。し
たがつてこの状態で手動キースイツチ１を押圧し
てもスタータリレー２は作動せずピニオンギヤ５
−２とリングギヤ６とは撃突することはない。な
お上記惰性回転において電機子５−１による発生
電圧がツエナ・ダイオード１６を介してスイツチ
ングトランジスタ３のベース電流を流そうとする
が前記惰性回転中の発生電圧ではツエナ・ダイオ
ード１６がオンしないように設定されている。

次にエンジンが正常回転した後の惰性回転の場
合は正常回転後であるため発電機１０による出力
電圧が第２のオペレーシヨナルアンプ１３の入力
端子T₄に印加されているため出力端子T₆を低レ
ベルとし、更に論理否定回路１４を介して制御用
トランジスタ１１をオン状態にしている。したが
つて誤つて手動キースイツチ１を押圧してもスイ
ツチングトランジスタ３のベース電流回路が側路
されてしまうためにスタータリレー２は動作せ
ず、したがつてピニオンギヤ５−２とリングギヤ
６とは撃突することはない。

以上説明した如く、本考案によればスイツチン
グトランジスタを直接制御する第１のオペレーシ
ヨナルアンプと、発電機の出力電圧から間接的に
エンジン回転数を検出する第２のオペレーシヨナ
ルアンプとをそなえ、しかも発電機出力電圧は遅
延回路を介して第２のオペレーシヨナルアンプけ
導入されると共に、第２のオペレーシヨナルアン
プの出力によつてスイツチングトランジスタを制
御する如き構成としているために、中性点端子を
有しない発電機に適用できる上に制御回路全体が
簡単になり、惰性飛込現象も完全に防止できる効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は発電機の回転数と出力電圧との関係を
示す特性図、第２図は本考案のスタータ保護装置
の一実施例回路図である。 図中、１は手動キースイツチ、２はスタータリ
レー、３はスイツチングトランジスタ、４はエン
ゲージスイツチ、５はスタータ、６はリングギ
ヤ、１０は発電機、１１は制御用トランジスタ、
１２，１３は第１及び第２のオペレーシヨナルア
ンプ、１４は論理否定回路を表わす。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 手動キースイツチと、該キースイツチの閉路に
   よつてバツテリで作動するスタータリレーと、該
   スタータリレーによつて前記バツテリ電圧で作動
   しエンジンを始動させるエンゲージスイツチとを
   有するエンジン起動装置において、上記スタータ
   リレーの作動を制御するスイツチングトランジス
   タと、該スイツチングトランジスタを制御する第
   １のオペレーシヨナルアンプと、前記スイツチン
   グトランジスタをオフ状態に制御する制御用トラ
   ンジスタと、発電機の出力電圧が遅延回路を介し
   て入力される第２のオペレーシヨナルアンプとを
   夫々そなえ、前記第２のオペレーシヨナルアンプ
   からの出力を制御用トランジスタに供給すること
   によりスイツチングトランジスタを制御する如く
   構成されたことを特徴とするスタータ保護装置。