JPS61237883A - スタ−タ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関を始動するスタータに関し、特にスタ
ータモータの焼損、遠心破壊等を防ぐためのものである
。

〔従来の技術〕

従来のものは、日本電装公開枝軸、整理番号３６−０７
０号（発行日１９８４年７月１５日）に示すように、励
磁コイル上に温度センサをなすスナップアクションバイ
メタルを配置し、励磁コイルの温度上昇を感熱し、所定
温度以上になると、スナップアクションバイメタルのス
ナップアクションにより、スタータモータへの通電を遮
断する。

従って、キースイッチのオフ不良によるスタータモータ
への連続通電によるスタータモータの焼損、遠心破壊等
を防ぐことが可能である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、第１１図において、保持コイル３ｂをすべて
銅線で構成した場合の、通電による保持コイル３ｂの温
度上昇に対する常閉接点４が開放する時間を実線Ａ、Ｂ
、Ｃの曲線で示す。そして、実線Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれ
常閉接点４の開放温度を１２０度、１００度、８０度に
設定したものである。そして、常閉接点４が開放するま
での時間は、開放温度を８０度に設定した方が、１２０
度に設定したものに比べて、少なくすることができる。

次に、常閉接点４の復帰温度は、開放温度に対して２０
度低く設定されているため、例えば常閉接点４の開放温
度を１２０度に設定したものは、１００度で復帰するこ
とになる。

ここで、第１２図は保持コイル３ｂの放熱カーブを示し
たものである。そして、保持コイル３ｂが１２０度から
１００度に下がるまでの復帰時間をＡ、、１００度から
８０度に下がるまでの復帰時間をＢ＋、−８０度から６
０度に下がるまでの復帰時間を０１とすると、放熱カー
ブは時間が経つにつれて、徐々にゆるやかになっている
ために、ＡＩ　＜Ｂ、＜Ｑ、となる。

そして、スタータがオーバーランした時に、スタータの
保護のためには、常閉接点４がすばやく開放して、オー
バーランを防止し、スタータを保護する必要があり、こ
のためには、第１１図より、常閉接点４の開放温度を８
０度に設定した方がよい。

しかし、常閉接点４の開放温度を８０度に設定した時に
は、第１２図より、復帰時間Ｃ，が長くなってしまい、
再始動を行う時に、時間を要してしまう。

また、常閉接点４の開放温度を１００度および８０度に
設定した時に、それぞれ復帰温度は８０度、６０度に設
定されるが、この時に、内燃機関の雰囲気温度が８０度
に達することがあり、上述した復帰温度を８０度、６０
度に設定した場合には、常閉接点４が復帰しない場合が
あり、その時雰囲気温度が復帰温度に低下するまでスタ
ータの再始動が行われなくな北。

そこで本発明は、スタータのオーバーラン時間を少なく
し、かつ常閉接点の復帰時間も少なくすることである。

〔問題点を解決するための手段〕

内燃機関のリングギヤに噛み合うとニオンを移動させ、
一端に可動接点を設けたプランジャと、このプランジャ
の可動接点を固定接点側に移動させる励磁コイルと、 この励磁コイルの外周に巻装され、前記励磁コイルの抵
抗率よりも大きい抵抗率を有する補助コイルと、 この補助コイルの外周に配置され、前記補助コイルの温
度を検出して、その温度が所定温度に達すると前記スタ
ータモータへの通電を遮断する温度センサと、 を備えたスタータとすることである。

〔作用〕

温度センサを、励磁コイルの抵抗率よりも大きい抵抗率
を有する補助コイルの外周に配置することで、スタータ
のオーバーラン時に補助コイルの発熱が急激に上昇する
ことで温度センサが作動するまでの時間を短縮すること
ができる。

〔実施例〕

以下本発明を図に示す実施例について説明する。

第１図乃至第７図において、円筒状のケース１の外周に
は、矩形状の穴１ａが形成され、また、ケースｌの内周
には、ボビン２が配置されている。

このボビン２には、内側よりそれぞれ励磁コイルをなす
吸引コイル３ａ、一端を接地した保持コイル３ｂが巻装
されている。そして、吸引コイル３ａおよび保持コイル
３ｂは通常銅線で形成されている。第２図および第３図
に示すように、保持コイル３ｂの外周側には、銅よりも
比較的抵抗率の大きい材料（アルミ、鉄、ニッケル、真
鍮等）で形成した補助コイル３Ｃを１列巻（。そして、
補助コイル３Ｃは保持コイル３ｂと接続スリーブ３ｄに
より、接続している。温度センサをなす常閉接点４は、
例えば松下電器製の自己保持型樹脂タイプサーマルプロ
テクタであり、第４図に示すように、正極側は固定され
ている第１の接点４ｂであり、負極側は第１の接点４ｂ
と対向するバイメタル４Ｃであり、第１の接点４ｂとバ
イメタル４Ｃとの間には、ＰＴＣヒータ４ａが装着され
ている。また、バイメタル４Ｃの先端には、第１の接点
４ｂと通常閉成している可動する第２の接点４ｇが設け
られている。５は、常閉接点４を保持するためのゴムで
作られた保持部材である。保持部材５は、第６図（ａ）
、　（ｂ）、　（Ｃ）に示すように、ケース１の外周に
沿う曲面状のっぽ部５ａと、このつば部５ａの中央で、
常閉接点４がケース１の内周側に配置される凹部５ｂと
、この凹部５ｂの外周でかつケ〒スｌの内側に突出する
矩形状のガイド部５Ｃと、凹部５ｂの両軸方向側で、ケ
ース１の内側に突出する２つの突出部５ｄと、ガイド部
５Ｃの外側に形成し、常閉接点４の正極側および負極側
のリード線４ｄ、４ｅを通すための２つの穴５ｅと、ガ
イド部５Ｃの円周方向の内側を切り欠いた切り欠き部５
ｆと、つば部５ａの外周に形成され、中心に上記穴５ｄ
を設けた円筒部５ｇと、つば部５ａの両輪方向側に形成
した保持部材５の固定用の穴５ｈと、突出部５ｄと穴５
ｅとの間のガイド部５Ｃに整形したへこみ５１とで形成
される。

６は、保持部材５の外周を保護する金属で形成されたカ
バーである。このカバー６には、第５図に示すように、
保持部材５の形状と同様に、つば部５に当接するつぼ部
６ａと、凹部５ｂに嵌合する凹部６ｂと、円筒部５ｇが
貫通する第１の穴６Ｃと、固定用の穴５ｈに対する位置
に形成された固定用の第２の穴６ｄとから構成される。

そして、保持部材５の凹部５ｂに、常閉接点４を嵌合さ
せて、正極側および負極側のリード線４ｄ、４ｅを、ガ
イド部５Ｃのへこみ５１に通して、２つの穴５ｅにそれ
ぞれに挿入し、リード線４ｄ、４ｅをケースｌの外周側
に取り出す。そして、ケースｌの矩形状の穴１ａに、ガ
イド部５Ｃを挿入する。また、保持部材５の外周にカバ
ー６をかぶせて、ネジ１２により、ケース１に固定する
。この時、突出部５ｂの弾性変形により、常閉接点４を
補助コイル３Ｃの外周に当接させる。そして、突出部５
ｄによる常閉接点４と凹部５ｂとの間の空間５ｊおよび
切り欠き部５ｆにより、常閉接点４の外周温度が保持部
材５を通ってケース１外に逃げるのを防ぐ、保温作用を
している。また、円筒部５ｇにより、リード線４ｄ、４
ｅの断線を防いでいる。

さらに、保持部材５により、ケース１内に穴１ａより水
等が入り込むのを防止している。

そして、ボビン２の内周にはプランジャ７が摺動可能に
配置され、一端は結合部をなすジヨイント部８、他端に
は可動接点９が装着されている。

そしてプランジャ７に設けたつば部７ｄとケース１の外
周端との間には、リターンスプリング１０が装着されて
いる。また可動接点９と対向する位置には、第１．第２
の固定接点１１ａ、ｌｌｂが接点ケース１１に配設され
ている。

そしてスタータモータ１３のアーマチャ１３ａの回転を
伝えるシャフト１４の外周には、スプラインチューブ１
５がスプライン結合されている。

またスプラインチューブ１５の外周には、一方向性クラ
ッチ１６とピニオン１７が装着されている。

さらに、リングギヤ１８は、ピニオン１７と噛み合い、
内燃機関を始動させるものである。

そしてレバー２１は、支点２１ａを中心に、回動可能に
ハウジング２２に固定されている。またレバー２１の一
端は、リテーナ１９の外周に係合し、他端は、プランジ
ャ７のジヨイント部８に係合している。

上記構成において、接続関係を第８図において示すと、
２３は直流電源、２４は始動スイッチをなすキースイッ
チである。第１の固定接点１１ａは、直流電源２３に接
続され、第２の固定接点ｌｌｂは、フィールドコイル１
３ｂを介して、アーマチャ１３ａに接続される。一端が
、第２の固定接点１１ｂに接続されている吸引コイル３
ａの他端と保持コイル３ｂとの接続点と、直流電源２３
との間には、リレー２５の常開接点２５ａが接続されて
いる。常閉接点４の負極側のリード線４ｅは接地され、
正極側のリード線４ｄとキースイッチ２４との間には、
リレー２５のコイル２５ｂが接続されている。

次に、上記構成においてその作動を説明する。

キースイッチ２４を閉じて、リレー２５のコイル２５ｂ
に通電されると、リレー２５の常開接点２５ａが閉じる
。そして、リレー２５を介して、保持コイル３ｂ、吸引
コイル３　ａ　％補助こいる３Ｃに、直流電源２３より
電流が流れる。保持コイル３ｂＸｑｇ！、引コイル３　
ａ　’−、補助コイル３ｃによる励磁磁束により、プラ
ンジャ７が、第１．第２の固定接点１１ａ、ｌｌｂ側に
移動する。同時にプランジャ７のジヨイント部８に係合
したレバー２１を引っ張る。するとレバー２１が支点２
１ａを中心として回動する。そしてレバー２１の回動に
より、リテーナ１９、一方向性クラッチ１６を介して、
ピニオン１７をリングギヤ１８側に移動させる。

そしてピニオン１７がリングギヤ１８側に移動して、ピ
ニオン１７がリングギヤ１８に当接すると、吸引コイル
３ａを流れる電流により生じるスタータモータ１３の低
トルク回転と前記ピニオン１７の前進力とにより、ピニ
オン１７がリングギヤ１８に噛み合う。と同時に、レバ
ー２１を介してプランジャ７の端部に設けた可動接点９
をそれぞれ第１．第２の固定接点１１ａ、ｌｌｂに当接
させる。これにより、スタータモータ１３に直流電源２
３より電流が流れる。そしてスタータモータ１３のアー
マチャ１３ａが固定し、シャフト１４、一方向性クラッ
チ１６を介して、ピニオン１７に回転を伝える。また、
このピニオンドアの回転をリングギヤ１８に伝え、内燃
機関を始動させる。

内燃機関を始動させた後は、キースイッチ２４を開放す
ることにより、リレー２５のコイル２５ｂに電流が流れ
ずに、リレー２５の常開接点２５ａが開き、吸引コイル
３ａおよび保持コイル３ｂへの電流を遮断する。そして
リターンスプリングｌＯによって、プランジ中７および
レバー２１が元の位置に戻されると共に、ピニオン１７
もリングギヤ１８から離れ、スタータモータ１３側に戻
される。そして、内燃機関の始動を完了する。

上記作動についてキースイッチ２４が機械的、電気的に
オフしない時、スタータは作動しつづける。その状態に
おいて、吸引コイル３ａは、可動接点９と第１．第２の
固定接点１１ａ、ｌｌｂとが閉じ、吸引コイル３ａと第
２の固定接点１１ｂとが同電位となるため、吸引コイル
３ａには、電流は流れないが、保持コイル３ｂおよび補
助コイル３ｃへは連続通電される。保持コイル３ｂおよ
び補助コイル３Ｃの発熱は、時間と共に上昇する。

通常、内燃機関の始動に必要な時間（約２分）以上で、
オーバーランした時に、一方向性クラッチ１６、スター
タモータ１３の損傷等の保護出来る時間（約５分以下）
において、常閉接点４の開放温度を設定している。そし
て、補助コイル３Ｃに長くとも約５分間流れると、補助
コイル３Ｃの発熱温度は、約１２０度に達する。従って
、常閉接点４の開放温度を１２０度に設定する。そして
、常閉接点４が開放温度まで、補助コイル３Ｃにて加熱
されると第５図に示すように、常閉接点４のバイメタル
４Ｃがスナップアクションを起こし、第２の接点４ｇが
第１の接点４ｂより開放する。

すると、ＰＴＣヒータ４ａの微少電流のみとなり、リレ
ー２５のコイル２５ｂに流れる電流が少なくなり、リレ
ー２５の常開接点２５ａが開いて、保持コイル３ｂおよ
び補助コイル３Ｃに流れる電流を遮断する。そしてスタ
ータの作動が停止され、オーバーランよりスタータを保
護する。バイメタル４Ｃがスナップアクションを起こす
と同時に、第１の接点４ｂよりＰＴＣヒータ４ａ、バイ
メタル４Ｃを経て接地される。すると、ＰＴＣヒータ４
ａはＰＴＣの特性をもって瞬時的に加熱され、バイメタ
ル４Ｃを復帰温度以上に保温する。キースイッチ２４が
閉じた状態から、通電の絶たれた補助コイル３Ｃの自然
放熱より温度が低下し、補助コイル３Ｃがバイメタル４
Ｃの復帰温度以下になっても再作動しない様に保持する
。この時のＰＴＣヒータ４ａに流れる飽和電流は１５ｍ
Ａ程度でリレー２５を作動させる電流２Ａとは、かけ離
れた値にセットされる。次に、補助コイル３Ｃが自然放
熱され、常閉接点４の復帰温度（約１００℃）以下に冷
却され、かつ、キースイッチ２４が大意的に開かれた場
合、常閉接点４のＰＴＣヒータ４ａへの通電が絶たれる
。そして、ＰＴＣヒータ４ａの発熱による保温作用がな
くなり、補助コイル３Ｃおよび保持部材５を介して、カ
バー６からの放熱により、バイメタル４Ｃのスナップア
クションによる復帰温度以下になると復帰する。そして
、第１の接点４ｂに第２の接点４ｇが接触する。

保持コイル３ｂに、保持コイル３ｂの抵抗率よりも大き
い抵抗率で作られた補助コイル３ｃを付けることにより
、第１１図に示す太い実線りを得ることができる。すな
わち保持コイル３ｂおよび補助コイル３ｃに電流が流れ
ると、保持コイル３ｂに比べて、補助コイル３ｃが急激
に発熱して、常閉接点４を早い時間で開放させる。第１
１図に示す実線りでは、常閉接点４の温度が一４０度か
ら１２０度（開放温度）に上昇するまでの時間は、約５
分以内で行うことができ、スタータのオーバーラン時間
を少なくすることができる。

また、常閉接点４の復帰時間も、開放温度を１２０度に
設定することができるので、第１２図に示すように、復
帰時間を早くすることができ、ス。

タータの再始動を早べすることができる。さらに、補助
コイル３ｃの熱が、銅で形成された保持コイル３ｂを介
して、放熱されて、補助コイル３ｃの放熱時間は、第１
２図に示す放熱時間Ａ、よりもより少なくして、常閉接
点４を早く冷却することができる。

従って、上述したように、常閉接点が開放するまでの時
間を少なくし、かつ復帰時間も少なくすることができる
。

また、ピニオン１７がリングギヤ１８に噛み合い不良を
起こした時、可動接点７が第１．第２の固定接点１１ａ
、ｌｌｂに当接不良を起こした時等において、人的に、
キースイッチ２４のオン、オフが繰り返された時、吸引
コイル３ａに電流が流れる。しかし、吸引コイル３ａに
流れる電流が大きいため、吸引コイル３ａの発熱（温度
上昇）が急である。そして、この吸引コイル３ａの発熱
と、保持コイル３ｂおよび補助コイル３ｃによる発熱に
よって、常閉接点４が加熱され、上述した。

と同様、保持コイル３ｂ、補助コイル３ｃ、吸引コイル
３ａへの通電を遮断する。ここで、常閉接点４の作動温
度を１２０度に設定した時には、１２■の連続通電時、
約１分で常閉接点４が作動し、吸引コイル３ａが焼損す
る前に、前記の如く通電が断たれ、吸引コイル焼損防止
の役目も果す。

なお、常閉接点４を、保持コイル３ｂに接続した補助コ
イル３Ｃの外周に近′接して配置されるが、保持コイル
３ｂをボビン２の内周に巻装し、その保持コイル３ｂの
外周に吸引コイル３ａを巻装したものでは、吸引コイル
３ａに接続した補助コイル３Ｃの外周に常閉接点４を近
接して配置してもよい。

また、第８図に示すように、常閉接点４を、ＰＴＣヒー
タ４ａの代わりに、バイメタル４ｃのまわりにヒータを
なす一端を固定接点４ｂに接続したコイル４ｆを巻装し
てもよい。そして、このコイル４ｆの発熱により、バイ
メタル４Ｃを、復帰温度以上に保温する。

また、補助コイル３ｃの材料（抵抗率）を任意に設定す
ることで、常閉接点４の開放時間および復帰時間を任意
に設定することができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明においては、励磁コイルの抵抗
率よりも大きい抵抗率の補助コイルの外周に温度センサ
を配置したから、補助コイルの発熱が大きくなり、温度
センサがスタータモータの通電を遮断するまでの時間を
短くして、スタータのオーバーラン時間を短くし、さら
に温度センサが元の状態に戻るまでの復帰時間も少なく
することができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明スタータの一実施例を示す部分断面正面
図、第２図は第１図における要部を示す断面図、第３図
は第１図における保持コイルと補助コイルとの間の接続
の要部を示す正面図、第４図は上述した実施例に用いら
れる常閉接点の構造図、第５図は常閉接点のバイメタル
が開いた状態を示す構造図、第６図（ａ）、　（ｂ）、
　（Ｃ）はそれぞれ上述した実施例に用いられる保持部
材の正面図、裏面図、断面図、第７図は上述した実施例
に用いられるカバーの正面図、第８図は上述した実施例
を示す電気回路図、第９図は上述した実施例の要部を拡
大した部分断面正面図、第１０図は常閉接点の他の実施
例を示す構造図、第１１図は常閉接点の温度に対する開
放時間を示す特性図、第１２図は常閉接点の放熱状態を
示す特性図である。 ３ａ・・・吸引コイル、３ｂ・・・保持コイル、３ｃ・
・・補助コイル、４・・・温度センサをなす常閉接点、
４ａ・・・ＰＴＣヒータ、４ｂ・・・第３の固定接点、
　　４ｃ・・・バイメタル、７・・・プランジ中、９・
・・可動接点。 １１ａ、ｌｌｂ・・・第１および第２の固定接点、１３
・・・スタータモータ、１７・・・ピニオン、１８・・
・リングギヤ、２３・・・電源、２４・・・キースイッ
チ、２５・・・リレー、２５ａ・・・常開接点、２５ｂ
・・・コイル。 代理人弁理士　　岡　部　　　隆 第８図 第９図 ＆−Ｅ＝艇Ｃ５斜を語妙

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関のリングギヤに噛み合うピニオンを移動させ、
   一端に可動接点を設けたプランジャと、このプランジャ
   の可動接点を固定接点側に移動させる励磁コイルと、 この励磁コイルの外周に巻装され、前記励磁コイルの抵
   抗率よりも大きい抵抗率を有する補助コイルと、 この補助コイルの外周に配置され、前記補助コイルの温
   度を検出して、その温度が所定温度に達すると前記スタ
   ータモータへの通電を遮断する温度センサと、 を備えたスタータ。