JPS6341667A - 内燃エンジンの電子的に転流がなされる同軸始動モ−タ - Google Patents
内燃エンジンの電子的に転流がなされる同軸始動モ−タInfo
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- JPS6341667A JPS6341667A JP62186478A JP18647887A JPS6341667A JP S6341667 A JPS6341667 A JP S6341667A JP 62186478 A JP62186478 A JP 62186478A JP 18647887 A JP18647887 A JP 18647887A JP S6341667 A JPS6341667 A JP S6341667A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B63/00—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices
- F02B63/02—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices for hand-held tools
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B61/00—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing
- F02B61/04—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing for driving propellers
- F02B61/045—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing for driving propellers for marine engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
- F02N11/04—Starting of engines by means of electric motors the motors being associated with current generators
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
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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。
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
本発明は始動モータに係り、特に内燃エンジンと協働す
る電子的に転流される同軸始動モータに関する。
る電子的に転流される同軸始動モータに関する。
従来の技術及び発明が解決しようとする問題点芝刈機、
ポンプ、発電機、船外機、自動車エンジンその他に使わ
れれる内燃エンジンは従来エンジンを始動するのにフラ
イホイールを歯車で駆動する電気始動モータを使用して
いた。またエンジンが始動した後始動モータをエンジン
から切離すのに遮断機構が使用されていた。さらに、か
かるエンジンは始動モータ以外に交流発電機をも使用す
る。特に庭園用に構成された芝刈機などではさらに安全
のため刃を回転させるフライホイールに係合するまさつ
ブレーキやプレーキークラッチ装置が使用されている。
ポンプ、発電機、船外機、自動車エンジンその他に使わ
れれる内燃エンジンは従来エンジンを始動するのにフラ
イホイールを歯車で駆動する電気始動モータを使用して
いた。またエンジンが始動した後始動モータをエンジン
から切離すのに遮断機構が使用されていた。さらに、か
かるエンジンは始動モータ以外に交流発電機をも使用す
る。特に庭園用に構成された芝刈機などではさらに安全
のため刃を回転させるフライホイールに係合するまさつ
ブレーキやプレーキークラッチ装置が使用されている。
このような事情にあって自動車用エンジンにおいて始動
用電気モータを兼用する交流発電機が要望されており、
また従来の歯車系や別体の交流発電機及びまさつブレー
キが不要でまた制動作用をも可能にする内燃エンジンに
より駆動される芝刈機の制動装置が要望されている。
用電気モータを兼用する交流発電機が要望されており、
また従来の歯車系や別体の交流発電機及びまさつブレー
キが不要でまた制動作用をも可能にする内燃エンジンに
より駆動される芝刈機の制動装置が要望されている。
ブラシレス直流モータに永久磁石ロータと、ロータに隣
接したあるいはこれを包囲する角度的に離間した界磁巻
線ど、界磁巻線を流れる電流の転流を制御して回転磁界
を誘起する手段とを含めることによるロータを回転させ
る技術が公知である。
接したあるいはこれを包囲する角度的に離間した界磁巻
線ど、界磁巻線を流れる電流の転流を制御して回転磁界
を誘起する手段とを含めることによるロータを回転させ
る技術が公知である。
界磁巻線に対するロータの角度位置を感知するのには様
々な技術が使用できる。これらの従来技術を以下の表に
まとめて示すが、これらは誘導子を使ったり、光電素子
、あるいは磁気センυを使ったりしている。
々な技術が使用できる。これらの従来技術を以下の表に
まとめて示すが、これらは誘導子を使ったり、光電素子
、あるいは磁気センυを使ったりしている。
特ff番号 発 明 者 特ム′[年月日2
、705.770 ス゛−ル 195
5年4月 503.375,422 ボーディーギ」
−ズ 19684「3月26[13,453,514レ
イクス他 1969年7月 103.531,
702 ヒル 1970年9月29
日3、667、018 レイクス 197
2年5月30日3.714,532・マツカリ−197
3年1月30日3、900.780 タニコシ
1975年8月19日4.455,514 オ
ー) 1984年 6月19日4、46
0.85G ミズ七1・ 1984年7
月17日4.472,665 タニコシ
1984([9月18日4、475.068 プレイ
スフオード 1984年10月20本発明はエンジン
のフライホイールを駆動する歯車系を不要にした、ある
いは交流発電機を駆動するベルトが不要な内燃エンジン
用電子転流同軸始動モータ/交流発電機を提供する。本
発明装置で使用する電子系はまた従来の芝刈機で通常使
用されている別体になった交流発電機及びブレーキの使
用を不要にする。さらに、本発明装置で使用する回路は
電子的調速作用、燃料噴射制御、直接点火、エンジン出
力トルクの白土、点火調整用タコメータ出力、及び燃料
及びオイルポンプの電気的駆動を可能にする。
、705.770 ス゛−ル 195
5年4月 503.375,422 ボーディーギ」
−ズ 19684「3月26[13,453,514レ
イクス他 1969年7月 103.531,
702 ヒル 1970年9月29
日3、667、018 レイクス 197
2年5月30日3.714,532・マツカリ−197
3年1月30日3、900.780 タニコシ
1975年8月19日4.455,514 オ
ー) 1984年 6月19日4、46
0.85G ミズ七1・ 1984年7
月17日4.472,665 タニコシ
1984([9月18日4、475.068 プレイ
スフオード 1984年10月20本発明はエンジン
のフライホイールを駆動する歯車系を不要にした、ある
いは交流発電機を駆動するベルトが不要な内燃エンジン
用電子転流同軸始動モータ/交流発電機を提供する。本
発明装置で使用する電子系はまた従来の芝刈機で通常使
用されている別体になった交流発電機及びブレーキの使
用を不要にする。さらに、本発明装置で使用する回路は
電子的調速作用、燃料噴射制御、直接点火、エンジン出
力トルクの白土、点火調整用タコメータ出力、及び燃料
及びオイルポンプの電気的駆動を可能にする。
問題点を解決するための手段
上記の目的を達成する本発明装置はエンジンシリンダ上
にクランク軸と同軸的に取付けられるステータを有する
。ステータは強磁性体コアを含み、コア上にステータを
囲んで複数の界磁巻線を角度的に離間して形成し、さら
に界磁巻線を多相構成に接続する。またエンジンのフラ
イホイールと一体的に形成されるのが望ましい永久磁石
ロータが取付けられてクランク軸と一体的に回転される
。
にクランク軸と同軸的に取付けられるステータを有する
。ステータは強磁性体コアを含み、コア上にステータを
囲んで複数の界磁巻線を角度的に離間して形成し、さら
に界磁巻線を多相構成に接続する。またエンジンのフラ
イホイールと一体的に形成されるのが望ましい永久磁石
ロータが取付けられてクランク軸と一体的に回転される
。
フライホイールにはその円周面に沿って複数の永久磁石
が各々磁極が対向するような向きに離間して配列される
。
が各々磁極が対向するような向きに離間して配列される
。
上記構成をエンジンの駆動力取出し側に設【プることは
自明である。
自明である。
界磁巻線を流れる電流の電子的転流はクランク軸と一体
的に回転すべく同軸的に取付けられた位置指示手段と、
位置指示手段の角度位置を感知して電気信号を発生する
固定感知手段と、感知手段から出力される電気信号に応
じて界11巻線を流れる電流を制御してフライホイール
の回転を誘起する回路1段とを使用してなされる。位置
指示手段はクランク軸に固定された非磁性スペー4)と
、スベー勺を囲んで磁極が互いらがいになるように円周
上に沿って配列された複数の永久磁石よりなるリング部
材とよりなるのが好ましい。固定感知手段は相互に離間
して回転軸に対して放射状に配設され互いちがいになっ
たリング部材の磁極から発生する磁束に感応して動作す
る複数の磁気感応ホール効果素子よりなる。ホール効果
素子はステータに固定されているディスク部材に取付け
るのが好ましい。
的に回転すべく同軸的に取付けられた位置指示手段と、
位置指示手段の角度位置を感知して電気信号を発生する
固定感知手段と、感知手段から出力される電気信号に応
じて界11巻線を流れる電流を制御してフライホイール
の回転を誘起する回路1段とを使用してなされる。位置
指示手段はクランク軸に固定された非磁性スペー4)と
、スベー勺を囲んで磁極が互いらがいになるように円周
上に沿って配列された複数の永久磁石よりなるリング部
材とよりなるのが好ましい。固定感知手段は相互に離間
して回転軸に対して放射状に配設され互いちがいになっ
たリング部材の磁極から発生する磁束に感応して動作す
る複数の磁気感応ホール効果素子よりなる。ホール効果
素子はステータに固定されているディスク部材に取付け
るのが好ましい。
本発明による回路はスイッチング周波数を決定すること
により巻線のデユーティサイクルを変調しモータの速度
を制御する発振器を含む。転流は発振器出力を供給され
ホール効果素子の出力を読取ってクランク軸の位置を決
定しこれらの信号を復号して適当な論理入力信号を形成
し電子装置によってステータ上の巻線を適当なシーケン
スで励起してトルクを発生しフライホイールの回転を雑
持する集積回路ににってなされる。駆動電子系は(通常
モータ位四当り2個設けられる)好ましくはM OS
F E Tすなわち金属酸化物シリコン電界効果1〜ラ
ンジスタよりなるが、これはダーリントン接続バイポー
ラトランジスタあるいはステータ巻線に接続可能な他の
適当な電力スイッヂング装置であってもよい。
により巻線のデユーティサイクルを変調しモータの速度
を制御する発振器を含む。転流は発振器出力を供給され
ホール効果素子の出力を読取ってクランク軸の位置を決
定しこれらの信号を復号して適当な論理入力信号を形成
し電子装置によってステータ上の巻線を適当なシーケン
スで励起してトルクを発生しフライホイールの回転を雑
持する集積回路ににってなされる。駆動電子系は(通常
モータ位四当り2個設けられる)好ましくはM OS
F E Tすなわち金属酸化物シリコン電界効果1〜ラ
ンジスタよりなるが、これはダーリントン接続バイポー
ラトランジスタあるいはステータ巻線に接続可能な他の
適当な電力スイッヂング装置であってもよい。
要約すると、本発明は芝刈機、ポンプ、発電機。
自動車等に使用される内燃エンジン用の°電子転流同軸
始動モータを提供する31本発明による−し一タ【よ周
囲に角度的に離間して界磁巻線が形成されシリンダ又は
エンジンブロック」二にエンジンのクランク軸と同軸的
に取イ」番ノられたステータと、円周に治って磁極が互
いちがいになるように配列された複数の永久磁石よりな
りクランク軸と一体的に回転されるリング状磁石と、ス
テータに固定された円板上に旧例りられリング状磁石の
nいちがいに配列された磁極の角位置を感知する磁気感
応ホール効果入子よりなる感知器と、円周面上に複数の
永久磁石が1111間して取イ」(プられてクランク軸
と同軸的に回転するフライホイールなどの適当な回動部
材と、ホール効果素子からの電気信号に応じて界磁巻線
に流される電流を制御してフライホイールなどの回動部
材を回転させる電子回路とを含む。エンジンが始動する
と内周面上に複数の永久磁石が配列されたフライホイー
ルなどの回動部材が内燃]ニンジンにより駆動され、こ
のため始動モータは自動的に交流発電機に変化する。直
流への変換はMOSFETなどのスイッヂング素子内部
に設(プられたインシピエントダイオードあるいは回路
中の他の適当な電力スイッヂング素子に並列に接続され
たフライバックダイオードによりなされる1、こうして
帽られた電力はバッテリーの充電やその他の用途に使用
される。
始動モータを提供する31本発明による−し一タ【よ周
囲に角度的に離間して界磁巻線が形成されシリンダ又は
エンジンブロック」二にエンジンのクランク軸と同軸的
に取イ」番ノられたステータと、円周に治って磁極が互
いちがいになるように配列された複数の永久磁石よりな
りクランク軸と一体的に回転されるリング状磁石と、ス
テータに固定された円板上に旧例りられリング状磁石の
nいちがいに配列された磁極の角位置を感知する磁気感
応ホール効果入子よりなる感知器と、円周面上に複数の
永久磁石が1111間して取イ」(プられてクランク軸
と同軸的に回転するフライホイールなどの適当な回動部
材と、ホール効果素子からの電気信号に応じて界磁巻線
に流される電流を制御してフライホイールなどの回動部
材を回転させる電子回路とを含む。エンジンが始動する
と内周面上に複数の永久磁石が配列されたフライホイー
ルなどの回動部材が内燃]ニンジンにより駆動され、こ
のため始動モータは自動的に交流発電機に変化する。直
流への変換はMOSFETなどのスイッヂング素子内部
に設(プられたインシピエントダイオードあるいは回路
中の他の適当な電力スイッヂング素子に並列に接続され
たフライバックダイオードによりなされる1、こうして
帽られた電力はバッテリーの充電やその他の用途に使用
される。
このように、本発明は従来と同一の構成の内燃エンジン
に使用でき、かつ従来の歯車駆動始動モータや交流発電
機及び芝刈機で従来使われていたフライホイールのJ:
ざつブレーキを不要にする利点を右する電子転流同軸始
動モータを提供する1゜実施例 以下、本発明を現在最も好ましい実施例についで説明す
る。
に使用でき、かつ従来の歯車駆動始動モータや交流発電
機及び芝刈機で従来使われていたフライホイールのJ:
ざつブレーキを不要にする利点を右する電子転流同軸始
動モータを提供する1゜実施例 以下、本発明を現在最も好ましい実施例についで説明す
る。
第1図は旬月1で一般的に示す手押し式動力芝刈機を示
す。この芝刈機1は本発明による電子転流同軸始動モー
タを使用する。芝刈機1は内燃エンジン3により駆動さ
れて垂直軸の回りで回転する水平刃2を有する。エンジ
ン3は刃2の上に形成される本体4」−にクランク軸(
図示せず)が垂直になるように取付けられ、その結果ク
ランク軸(よ本体4から突出し、その先端に刃2が取付
Iプられて駆動される。本体4からはスカート5が刃2
の高さよりも下方まで延在し芝刈機1の−の例に形成さ
れる刈込まれた芝の刊出ロ6以外で刃2を完全に取囲む
。芝刈機1は車輪7上に取イ」けられ、本体4の後方か
ら後ろ上方へ延在するハンドル8を作業名が保持して芝
刈機を案内する。
す。この芝刈機1は本発明による電子転流同軸始動モー
タを使用する。芝刈機1は内燃エンジン3により駆動さ
れて垂直軸の回りで回転する水平刃2を有する。エンジ
ン3は刃2の上に形成される本体4」−にクランク軸(
図示せず)が垂直になるように取付けられ、その結果ク
ランク軸(よ本体4から突出し、その先端に刃2が取付
Iプられて駆動される。本体4からはスカート5が刃2
の高さよりも下方まで延在し芝刈機1の−の例に形成さ
れる刈込まれた芝の刊出ロ6以外で刃2を完全に取囲む
。芝刈機1は車輪7上に取イ」けられ、本体4の後方か
ら後ろ上方へ延在するハンドル8を作業名が保持して芝
刈機を案内する。
芝刈機1のハンドル8上にはデツトマン制御レバーない
しペイル9が取(=Jけられる。ペイル9はU字形部材
であり芝刈機ハンドル8に対して直立しl、:解放位蓚
ヘイ」勢される。芝刈りの際、fl業名はU字形ペイル
ないしレバー9をレバー9がハンドル8に重なるまで倒
す。デツトマン制御レバー9はケーブル10を介してク
ラッチ及びブレーキ機械(図示せず)等に結合されてお
り、レバー9がハンドル8と重なる操作位置に保持され
ている開方2がエンジン3により駆動される1、一方レ
バー9が解放されると刃2はエンジン3から切離されて
制動され停止する。デツトマン制御要素の解放に応じて
芝刈機の刃を切離して制動するいくつかの機構が公知で
あるが、本発明ではかかる安全機構の詳細な説明は省略
する。
しペイル9が取(=Jけられる。ペイル9はU字形部材
であり芝刈機ハンドル8に対して直立しl、:解放位蓚
ヘイ」勢される。芝刈りの際、fl業名はU字形ペイル
ないしレバー9をレバー9がハンドル8に重なるまで倒
す。デツトマン制御レバー9はケーブル10を介してク
ラッチ及びブレーキ機械(図示せず)等に結合されてお
り、レバー9がハンドル8と重なる操作位置に保持され
ている開方2がエンジン3により駆動される1、一方レ
バー9が解放されると刃2はエンジン3から切離されて
制動され停止する。デツトマン制御要素の解放に応じて
芝刈機の刃を切離して制動するいくつかの機構が公知で
あるが、本発明ではかかる安全機構の詳細な説明は省略
する。
第1図の旬月11で一般的に示した電子転流同軸始動モ
ータはエンジンクランクケース3にボルト等で固定され
た取(Jブラケッ1〜13上に取付けられた回路基板1
2上の電子回路によって制御される。基板12上の電子
回路は本体4上に取イ4けられたバッテリー14から正
及び負のケーブル15.16を介して給電される。この
電子回路はワイヤ17を介して始動七−夕11の界磁巻
線に接続される。
ータはエンジンクランクケース3にボルト等で固定され
た取(Jブラケッ1〜13上に取付けられた回路基板1
2上の電子回路によって制御される。基板12上の電子
回路は本体4上に取イ4けられたバッテリー14から正
及び負のケーブル15.16を介して給電される。この
電子回路はワイヤ17を介して始動七−夕11の界磁巻
線に接続される。
第2図は始動を一夕11の構成部品を示す分解図である
。始動モータ11は強磁性]アよりなるステータ18を
含み、多相巻線構成に接続された複数の界磁巻線19を
担持する。ステータ18はシリンダ20上のポル1〜と
係合する取付はボス21によりエンジンシリンダ20に
固定される。
。始動モータ11は強磁性]アよりなるステータ18を
含み、多相巻線構成に接続された複数の界磁巻線19を
担持する。ステータ18はシリンダ20上のポル1〜と
係合する取付はボス21によりエンジンシリンダ20に
固定される。
ステータ18は中央間口部22と、シリンダ20から突
出する環状スリーブ23及びシリンダから突出して半径
方向に延在するプレース24にそれぞれ係合してステー
タ18の回転を防止するキー溝として作用する一対の半
径方向へ延るするスロット(図示せず)とを含む。
出する環状スリーブ23及びシリンダから突出して半径
方向に延在するプレース24にそれぞれ係合してステー
タ18の回転を防止するキー溝として作用する一対の半
径方向へ延るするスロット(図示せず)とを含む。
クランク軸(図示せず)」−にはクランク軸の位置を指
示する手段が把持されクランク軸と同軸的に回転させら
れる。図示したように、クランク軸位置指示手段はクラ
ンク軸上に固定される非1環状スペーザ25とスペーサ
25を囲むリング部材ないし磁石26とを含む。リング
状磁石26は磁極がHいちがいになるように円周にγa
つで配列された複数の永久磁石よりなる1、スペーサ゛
25はクランク軸にキー溝を使って固定されているため
クランク軸と一体的に回転する。勿論、スペーサ25は
クランク軸に任意の方法で固定することができる。
示する手段が把持されクランク軸と同軸的に回転させら
れる。図示したように、クランク軸位置指示手段はクラ
ンク軸上に固定される非1環状スペーザ25とスペーサ
25を囲むリング部材ないし磁石26とを含む。リング
状磁石26は磁極がHいちがいになるように円周にγa
つで配列された複数の永久磁石よりなる1、スペーサ゛
25はクランク軸にキー溝を使って固定されているため
クランク軸と一体的に回転する。勿論、スペーサ25は
クランク軸に任意の方法で固定することができる。
さらに角度位置指示手段を感知して電気信号を発生ずる
静止感知手段が設けられる。この感知手段は円周上に沿
って相nに離間されてクランク軸の回転軸にス・1して
放射状に配設されlこ3つの磁気感応ホール効果素子2
7〜29よりなるが、勿論これに限定されるものではな
い。従来と同じく、ホール効果素子27〜29はリング
状磁石26がクランク軸と共に回転する際Hいちがいに
なった磁石から発する磁束の変化に感応して動作する。
静止感知手段が設けられる。この感知手段は円周上に沿
って相nに離間されてクランク軸の回転軸にス・1して
放射状に配設されlこ3つの磁気感応ホール効果素子2
7〜29よりなるが、勿論これに限定されるものではな
い。従来と同じく、ホール効果素子27〜29はリング
状磁石26がクランク軸と共に回転する際Hいちがいに
なった磁石から発する磁束の変化に感応して動作する。
素子27−29はステータ18に任意の方法で固定され
ている円板状部材30上に取i=J Gjられる。
ている円板状部材30上に取i=J Gjられる。
ホール効果素子27〜29【まりング状磁石26に十分
に近接して設【プられているため磁石のNS極が発生す
る磁界によって駆動されるが、素子27へ・29が接続
される回路の414成如何によっては素子27〜2つを
−の磁極の極性にのみ応じて駆動されるようにもできる
。例えば索子27〜29は磁626のN極からの磁束で
オンされSKIからの磁束でオフにされるようにしても
よい。索γ27へ・29はステータ巻線19からは十分
な距li!111!IIされまたステータ巻線19から
jrla W体円板状部月30によって絶縁されて巻線
により発生される磁界あるいは以下説明するフライホイ
ール中の永久磁石による磁界との相互作用が防止される
。
に近接して設【プられているため磁石のNS極が発生す
る磁界によって駆動されるが、素子27へ・29が接続
される回路の414成如何によっては素子27〜2つを
−の磁極の極性にのみ応じて駆動されるようにもできる
。例えば索子27〜29は磁626のN極からの磁束で
オンされSKIからの磁束でオフにされるようにしても
よい。索γ27へ・29はステータ巻線19からは十分
な距li!111!IIされまたステータ巻線19から
jrla W体円板状部月30によって絶縁されて巻線
により発生される磁界あるいは以下説明するフライホイ
ール中の永久磁石による磁界との相互作用が防止される
。
フライホイール31はリング状磁石26と同軸的に取イ
4けられてクランク軸と一体的に回転する、。
4けられてクランク軸と一体的に回転する、。
第3図に示すようにフライホイール31はそのスカート
部分33の内周面1に沿って複数の永久磁石32が離間
して取付けられる。永久磁石32は隣接する磁極が逆に
なるような向きに取付【ノられる。フライホイール31
はスタータ184−にスカート部分が従来通りにステー
タと重なるように組立てられる。このように、フライホ
イール31はステータモータ11の永久磁石ロータを形
成する。
部分33の内周面1に沿って複数の永久磁石32が離間
して取付けられる。永久磁石32は隣接する磁極が逆に
なるような向きに取付【ノられる。フライホイール31
はスタータ184−にスカート部分が従来通りにステー
タと重なるように組立てられる。このように、フライホ
イール31はステータモータ11の永久磁石ロータを形
成する。
フライホイールを鋳鉄で製造する場合は磁石32はスカ
ート部分33の内部に直接に取付けられる。一方、フラ
イホイール31をJf m H体材料で形成する場合は
磁石32は外面がスカー1〜33の内面ど係合する環状
鋼鉄製リングの内周に取付【プるのが好Jニジい。
ート部分33の内部に直接に取付けられる。一方、フラ
イホイール31をJf m H体材料で形成する場合は
磁石32は外面がスカー1〜33の内面ど係合する環状
鋼鉄製リングの内周に取付【プるのが好Jニジい。
第3図は始動モータ11の電子回路の概略的ブロック図
を丞す。第3図の回路は転流論理回路35に鋸歯状波を
供給する固定又は可変周波数発振器34を含む。発振器
3/Iは界磁巻線19のスイッチング周波数を決定し第
2電圧レベル(Vトリップ)に応じたデコーティリイク
ル変調を行ない始動モータ11の速匪を制御する。転流
論理回路35は例えばニコーヨーク州メルヴイルのエル
ニスアイ コンピュータ システムズ インコーホレー
テッドよりtデル番号り、5I7261として市販のイ
オン注入MO8集積回路よりなるのが好ましい。勿論マ
イクロブOセツ(Jを使用する装置をプログラムして論
理回路35どして使用できることは自明である。このよ
うに、回路35はホール効果素子27〜29により出力
される電気信シ;及び発振器34の出力信号を供給され
てこれを役8し、゛重力出力回路36へ論理入力信号を
供給する。転流用集積論理回路装置35は一連の「NA
NDJ、l’XN0RJ、l’X0RJ、rNORJゲ
ート及び「インバータ」を含み、ホール効果素子27〜
29からの入ノ〕信号及び以上説明する入力信号を供給
されてこれらを例えば以下に示す表に従って復号する。
を丞す。第3図の回路は転流論理回路35に鋸歯状波を
供給する固定又は可変周波数発振器34を含む。発振器
3/Iは界磁巻線19のスイッチング周波数を決定し第
2電圧レベル(Vトリップ)に応じたデコーティリイク
ル変調を行ない始動モータ11の速匪を制御する。転流
論理回路35は例えばニコーヨーク州メルヴイルのエル
ニスアイ コンピュータ システムズ インコーホレー
テッドよりtデル番号り、5I7261として市販のイ
オン注入MO8集積回路よりなるのが好ましい。勿論マ
イクロブOセツ(Jを使用する装置をプログラムして論
理回路35どして使用できることは自明である。このよ
うに、回路35はホール効果素子27〜29により出力
される電気信シ;及び発振器34の出力信号を供給され
てこれを役8し、゛重力出力回路36へ論理入力信号を
供給する。転流用集積論理回路装置35は一連の「NA
NDJ、l’XN0RJ、l’X0RJ、rNORJゲ
ート及び「インバータ」を含み、ホール効果素子27〜
29からの入ノ〕信号及び以上説明する入力信号を供給
されてこれらを例えば以下に示す表に従って復号する。
0 0 1 1.5 2,41
0 1 3.5 2,61 0
0 3.4 1,61 1
0 2.4 1,50 1 0
2.6 3,50 1 1 1
.6 3.4ただし、O−オノ、1=Aン、HE=−
ホール効果素子をあられず。
0 1 3.5 2,61 0
0 3.4 1,61 1
0 2.4 1,50 1 0
2.6 3,50 1 1 1
.6 3.4ただし、O−オノ、1=Aン、HE=−
ホール効果素子をあられず。
ソリッドステー1へ転流論理回路35へ供給されるさら
に他の入力信号にはイネーブル入力信号。
に他の入力信号にはイネーブル入力信号。
制動入力信号、電気的分離入力信号1回転方向入力信号
、電流制御入力信号、外部発振器入力信号。
、電流制御入力信号、外部発振器入力信号。
及び速度入力があるがこれらはいずれも公知である。
電力出力回路36は6つのMOSFET、すなわち金属
酸化物シリコン電界効果トランジスタ37・〜42を含
む。例えば今日のnチャンネルMOSFETを上側及び
下側のレールに使用するとチャージポンプ43により上
側レイルMO3FETに20ポル1へを超えるゲート駆
動電圧を加える必要がある。第4図に示すように上側レ
ールのMO3FET37〜39を保護するのに20ポル
1〜ツエプダイオード50〜52がそれぞれ協働する。
酸化物シリコン電界効果トランジスタ37・〜42を含
む。例えば今日のnチャンネルMOSFETを上側及び
下側のレールに使用するとチャージポンプ43により上
側レイルMO3FETに20ポル1へを超えるゲート駆
動電圧を加える必要がある。第4図に示すように上側レ
ールのMO3FET37〜39を保護するのに20ポル
1〜ツエプダイオード50〜52がそれぞれ協働する。
またバッテリーの充電速度を制御する電圧レギュレータ
44を用いることにより第3図及び第4図の回路におい
て使用中にバッテリーを充電することが可能になる。こ
うして同一の強磁性体ス゛j−タコア18と、巻線19
と、ロータ磁石32と、電圧レギュレータ44と、内部
にインシビ■ントダイオード53〜58をソースドレイ
ン間に含むパワーMO8FFT37〜46とにより始動
−[−= 19 − 夕を兼ねる交流発電機を得ることができる3゜第4図に
示すように転流回路35の入力端子には鋸歯状波発振器
からの入力信号に協働して第2の電圧(Vトリップ)が
加えられてエンジンに対して並列なハイブリッド入力信
号を形成し、エンジン3の上限トルク性能を向上させる
。この第2電圧レベルは作業者がエンジン3の出力を「
バースト」ないし「ブースト]するのに使うスイッチよ
りなる速度コントローラ45を介して供給される。
44を用いることにより第3図及び第4図の回路におい
て使用中にバッテリーを充電することが可能になる。こ
うして同一の強磁性体ス゛j−タコア18と、巻線19
と、ロータ磁石32と、電圧レギュレータ44と、内部
にインシビ■ントダイオード53〜58をソースドレイ
ン間に含むパワーMO8FFT37〜46とにより始動
−[−= 19 − 夕を兼ねる交流発電機を得ることができる3゜第4図に
示すように転流回路35の入力端子には鋸歯状波発振器
からの入力信号に協働して第2の電圧(Vトリップ)が
加えられてエンジンに対して並列なハイブリッド入力信
号を形成し、エンジン3の上限トルク性能を向上させる
。この第2電圧レベルは作業者がエンジン3の出力を「
バースト」ないし「ブースト]するのに使うスイッチよ
りなる速度コントローラ45を介して供給される。
また別のスイッチ46が論理回路35の制動入力端子に
接続され操作されることにより上側又は下側レールのパ
ワーMOSFET37〜42がオンにされモータ巻線1
9がXL絡される。その結果、芝刈り用あるいは連絡用
エンジン3において安全性を目的とするエンジンの動的
制動が達成される。
接続され操作されることにより上側又は下側レールのパ
ワーMOSFET37〜42がオンにされモータ巻線1
9がXL絡される。その結果、芝刈り用あるいは連絡用
エンジン3において安全性を目的とするエンジンの動的
制動が達成される。
この回路を第3図ではまとめて符号47で示す。
第4図に丞すように、始動スイッチ48は論理回路35
のイネーブル入力端子に接続され作業者が操作しやすい
位置に取付けられ。スイッチ48を操作すると論理回路
35及び電力出力回路36が適当な巻線19を励起し、
ステータ18上で正しい順序で−1分なトルクを発生し
フライホイール31を回転さゼる。第4図に示ずツ・■
チーダイオード49の作用により約28ボルトの直流ブ
ースト電圧により論理回路35が駆動される。
のイネーブル入力端子に接続され作業者が操作しやすい
位置に取付けられ。スイッチ48を操作すると論理回路
35及び電力出力回路36が適当な巻線19を励起し、
ステータ18上で正しい順序で−1分なトルクを発生し
フライホイール31を回転さゼる。第4図に示ずツ・■
チーダイオード49の作用により約28ボルトの直流ブ
ースト電圧により論理回路35が駆動される。
電力スイッチング装置としてMOSFET以外に例えば
ダーリントン接続バイポーラトランジスタを使った場合
などは交流発電機出力は各スイッチング用パワートラン
ジスタに並列にかつ逆極性で接続された「フライバック
ダイオード」と称する外部ダイオードによって直流に変
換される。かかるフライバックダイオードの例を第5図
にダイオード59〜64として示す。第5図中、トラン
ジスタ65〜70はダイオード59〜64と協働するバ
イポーラトランジスタである。
ダーリントン接続バイポーラトランジスタを使った場合
などは交流発電機出力は各スイッチング用パワートラン
ジスタに並列にかつ逆極性で接続された「フライバック
ダイオード」と称する外部ダイオードによって直流に変
換される。かかるフライバックダイオードの例を第5図
にダイオード59〜64として示す。第5図中、トラン
ジスタ65〜70はダイオード59〜64と協働するバ
イポーラトランジスタである。
以上説明したように、本発明は従来の歯車や列体の交流
発電機及びブレーキが不要な内燃エンジン及び/又はデ
ィーゼルエンジン用の始動電流上−タ兼交流発電機を提
供する。ソリッドステート転流用マイク[1プOセツサ
を回路35に使用することにより電子的速度制御、燃料
噴射制御、直接魚火、並列ハイブリッド等の機能が得ら
れエンジの上限トルクが向上し、点火時期制御ができ、
さらに電気式燃料及びオイルポンプに給電してこれらを
動かすことが可能になる。
発電機及びブレーキが不要な内燃エンジン及び/又はデ
ィーゼルエンジン用の始動電流上−タ兼交流発電機を提
供する。ソリッドステート転流用マイク[1プOセツサ
を回路35に使用することにより電子的速度制御、燃料
噴射制御、直接魚火、並列ハイブリッド等の機能が得ら
れエンジの上限トルクが向上し、点火時期制御ができ、
さらに電気式燃料及びオイルポンプに給電してこれらを
動かすことが可能になる。
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本
発明は特許請求の範囲に記載した要旨内で様々な実施態
様が可能である。
発明は特許請求の範囲に記載した要旨内で様々な実施態
様が可能である。
第1図は本発明による電子的に転流される同軸始動上−
タを有する芝刈機の外観図、第2図は始動モータの部品
を示す分解斜視図、第3図は始動モータの電子回路を示
す概略的ブロック図、第4図は第1図中の始動モータの
転流制御回路を示す回路図、第5図は第1図の始動モー
タと協働する転流制御回路の電力出力回路部分の別の実
施例を示す回路図である。 1・・・芝刈機、2・・・刃、3・・・エンジン、4・
・・本体、5・・・スカート、6・・・す1出口、7・
・・車輪、8・・・ハンドル、9・・・レバー、10.
15.16・・・ケーブル、11・・・始動モータ、1
2・・・回路基板、13・・・取イ」ブラケット、14
・・・バッテリー、17・・・ワイヤ、18・・・ステ
ータ、19・・・界磁巻線、20・・・エンジンシリン
ダ、21・・・ボス、22・・・開口部、23・・・ス
リーブ、24・・・プレース、25・・・スペーサ、2
6・・・リング状部材、27,28.29・・・ホール
効!lI!素子、30・・・円板状部材、31・・・フ
ライホイール、32・・・永久磁石、33・・・スカー
ト部分、34・・・発振器、35・・・転流論理回路、
36・・・電力出力回路、37,38.39.71.0
,41.4.2・・・MOSFET、43・・・チャー
ジポンプ、44・・・電圧レギュレータ、45・・・速
度コントローラ、46・・・スイッチ、47・・・制動
回路、48・・・始動スイッチ、/I9・・・ツ〕ノー
ダイオード、59.60゜61.62.63.6/l・
・・ダイオード、65゜66.67、’68,69.7
0・・・1−ランジスタ。
タを有する芝刈機の外観図、第2図は始動モータの部品
を示す分解斜視図、第3図は始動モータの電子回路を示
す概略的ブロック図、第4図は第1図中の始動モータの
転流制御回路を示す回路図、第5図は第1図の始動モー
タと協働する転流制御回路の電力出力回路部分の別の実
施例を示す回路図である。 1・・・芝刈機、2・・・刃、3・・・エンジン、4・
・・本体、5・・・スカート、6・・・す1出口、7・
・・車輪、8・・・ハンドル、9・・・レバー、10.
15.16・・・ケーブル、11・・・始動モータ、1
2・・・回路基板、13・・・取イ」ブラケット、14
・・・バッテリー、17・・・ワイヤ、18・・・ステ
ータ、19・・・界磁巻線、20・・・エンジンシリン
ダ、21・・・ボス、22・・・開口部、23・・・ス
リーブ、24・・・プレース、25・・・スペーサ、2
6・・・リング状部材、27,28.29・・・ホール
効!lI!素子、30・・・円板状部材、31・・・フ
ライホイール、32・・・永久磁石、33・・・スカー
ト部分、34・・・発振器、35・・・転流論理回路、
36・・・電力出力回路、37,38.39.71.0
,41.4.2・・・MOSFET、43・・・チャー
ジポンプ、44・・・電圧レギュレータ、45・・・速
度コントローラ、46・・・スイッチ、47・・・制動
回路、48・・・始動スイッチ、/I9・・・ツ〕ノー
ダイオード、59.60゜61.62.63.6/l・
・・ダイオード、65゜66.67、’68,69.7
0・・・1−ランジスタ。
Claims (16)
- (1)シリンダとクランク軸とにより回転軸が限定され
る内燃エンジンの電子的に転流がなされる改良された同
軸始動用モータであつて: シリンダ上にクランク軸に対して同軸的に取付けられた
ステータと; 該ステータを囲んで角度的に離間して設けられる界磁巻
線と; クランク軸に対して同軸的に取付けられてクランク軸と
一体的に回転する位置指示手段と;該位置指示手段の角
度位置を感知して該角度位置をあらわす電気信号を出力
する静止感知手段と; 外周面に沿つて複数の永久磁石が離間して取付られた、
クランク軸に対して同軸的に取付けられてクランク軸と
一体的に回転する回動部材該感知手段からの電気信号に
応じて該界磁巻線を流れる電流を制御して該回動部材の
回転を誘起する回路手段とよりなることを特徴とするモ
ータ。 - (2)該位置指示手段は外周面に沿って磁極が互いちが
いになるように配列された複数の永久磁石を含むリング
部材よりなることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載のモータ。 - (3)該リング部材はクランク軸上に固定されシリンダ
から軸方向へ突出している非磁性体スペーサを囲むこと
を特徴とする特許請求の範囲第2項記載のモータ。 - (4)該感知手段は磁気的に駆動される複数のホール効
果素子よりなることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載のモータ。 - (5)ホール効果素子の数はステータの相の数に等しい
ことを特徴とする特許請求の範囲第4項記載のモータ。 - (6)該電子回路は内燃エンジンが始動した後モータを
自動的に交流発電機とするインシピエントダイオードを
有するパワーMOSFETを含むことを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載のモータ。 - (7)該電子回路は界磁巻線を短絡してエンジンを動的
に制動するスイッチング手段を含むことを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のモータ。 - (8)該電子回路はパワースイッチング素子を含み、該
パワースイッチング素子は交流出力電流を直流電流に変
換するためダイオードを逆極性にかつ並列に接続されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のモー
タ。 - (9)該回動部材はエンジンのフライホィールであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のモータ。 - (10)シリンダとクランク軸とにより回転軸が規定さ
れる内燃エンジンの電子的に転流がなされる改良された
同軸始動用モータであつて: シリンダ上にクランク軸に対して同軸的に取付けられた
ステータと; 該ステータを囲んで角度的に離間して設けられる界磁巻
線と; クランク軸に固定された非磁性体環状スペーサと、外周
面に沿って磁極が互いちがいになるように配列された複
数の永久磁石よりなるリング部材とを含む、クランク軸
に対して同軸的かつ一体的に回転する位置指示手段と; 該ステータに固定された円板状部材上に回転軸に対して
放射状にかつ相互に離間して取付けられ該リング部材上
の互いちがいに配列された磁極から生じる磁束に対して
感応する複数の磁気感応ホール効果素子よりなる感知手
段と;円周に治って離間して取付けられた複数の永久磁
石を含む、クランク軸に対して同軸的に取付けられ一体
的に回転する回動部材と; 該ホール効果素子からの電気信号に応じて該界磁巻線を
流れる電流を制御して該回動部材の回転を誘起する回路
手段とよりなることを特徴とするモータ。 - (11)該円板状部材は該ステータと該回動部材の中間
に設けられることを特徴とする特許請求の範囲第10項
記載のモータ。 - (12)ホール効果素子の数はステータの相の数と等し
いことを特徴とする特許請求の範囲第10項記載のモー
タ。 - (13)該電子回路は内燃エンジンが始動した後モータ
を自動的に交流発電機とするインシピエントダイオード
を有するパワーMOSFETを含むことを特徴とする特
許請求の範囲第10項記載のモータ。 - (14)電子回路は界磁巻線を短絡してエンジンを動的
に制動するスイッチング手段を含むことを特徴とする特
許請求の範囲第10項記載のモータ。 - (15)電子回路はパワースイッチング素子を含み、該
パワースイッチング素子は交流出力電流を直流電流に変
換するためダイオードを逆極付にかつ並列に接続されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第10項記載のモ
ータ。 - (16)回動部材はエンジンのフライホィールであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第10項記載のモータ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/891,167 US4720638A (en) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | Electronically commutated coaxial starter motor/alternator for an internal combustion engine |
US891167 | 1986-07-31 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6341667A true JPS6341667A (ja) | 1988-02-22 |
JPH0694856B2 JPH0694856B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=25397733
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62186478A Expired - Lifetime JPH0694856B2 (ja) | 1986-07-31 | 1987-07-24 | 内燃エンジンの電子的に転流がなされる同軸始動モ−タ |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4720638A (ja) |
JP (1) | JPH0694856B2 (ja) |
CA (1) | CA1285979C (ja) |
DE (1) | DE3725470A1 (ja) |
GB (1) | GB2193387B (ja) |
IT (1) | IT1211344B (ja) |
Families Citing this family (43)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5132604A (en) * | 1989-04-04 | 1992-07-21 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Engine starter and electric generator system |
DE4311533B4 (de) * | 1992-04-07 | 2008-10-09 | Papst Licensing Gmbh & Co. Kg | Ansteuerschaltung für einen kollektorlosen Gleichstrommotor |
DE9204811U1 (ja) * | 1992-04-07 | 1993-08-05 | Papst-Motoren Gmbh & Co Kg, 78112 St Georgen, De | |
US5713320A (en) * | 1996-01-11 | 1998-02-03 | Gas Research Institute | Internal combustion engine starting apparatus and process |
US5744921A (en) * | 1996-05-02 | 1998-04-28 | Siemens Electric Limited | Control circuit for five-phase brushless DC motor |
GB2322238A (en) * | 1996-12-05 | 1998-08-19 | Stanley Tattersley | A magnetic motor |
DE19754233B4 (de) * | 1997-12-06 | 2005-01-13 | Deere & Company, Moline | Steuereinrichtung für Zapfwellen |
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US6073713A (en) * | 1998-03-25 | 2000-06-13 | Ford Global Technologies, Inc. | Crankshaft position sensing with combined starter alternator |
US6232691B1 (en) | 1998-09-17 | 2001-05-15 | Dellcom Aviation Inc. | DC electric starter-generator |
GB2345804A (en) * | 1999-01-16 | 2000-07-19 | Roger David Brown | Starter/genrator for ic engine |
FR2794300B1 (fr) * | 1999-05-28 | 2001-06-29 | Renault | Bloc moteur comportant des moyens de centrage d'un stator d'une machine electrique |
US6242828B1 (en) | 1999-11-18 | 2001-06-05 | Briggs & Stratton Corporation | Flywheel-rotor apparatus |
GB2357252B (en) * | 1999-12-16 | 2004-01-14 | Pro Gym Co Internat Ltd | Damping device for an exercise cycle |
US6369532B2 (en) * | 2000-02-24 | 2002-04-09 | Briggs & Stratton Corporation | Control system for an electric motor having an integral flywheel rotor |
FR2806223B1 (fr) * | 2000-03-10 | 2003-10-03 | Valeo Equip Electr Moteur | Machine electrique tournante polyphasee |
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