JPWO2018012167A1 - Engine starter - Google Patents
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Abstract
追加回路を設けることなく電圧低下抑制を実現すると共に、信頼性の高いエンジン始動装置を提供すること。本発明のエンジン始動装置は、上記課題を解決するために、電動機装置と、該電動機装置からの回転力をリングギアに伝達する出力軸と、該出力軸上を摺動可能に嵌装され、該出力軸からの回転力が伝達されるクラッチ装置と、電磁石の励磁時に吸引駆動されるプランジャを有する電磁石スイッチ装置と、一端が前記プランジャに係合され、他端が前記クラッチ装置に係合されたシフトレバーとを備えたエンジン始動装置であって、前記電動機装置の内部に、前記エンジン始動装置のエンジン始動時の電源電圧の低下を所定の値に抑制する抵抗体を備えていることを特徴とする。具体的には、前記抵抗体を、前記電動機装置を構成する界磁巻線により構成したことを特徴とする。To provide a highly reliable engine starter while realizing voltage drop suppression without providing an additional circuit. In order to solve the above problems, an engine starter of the present invention is fitted with an electric motor device, an output shaft that transmits a rotational force from the electric motor device to a ring gear, and slidably mounted on the output shaft. A clutch device to which the rotational force from the output shaft is transmitted, an electromagnet switch device having a plunger that is attracted and driven when the electromagnet is excited, one end engaged with the plunger, and the other end engaged with the clutch device. An engine starter provided with a shift lever, wherein the electric motor device includes a resistor that suppresses a decrease in power supply voltage when the engine of the engine starter is started to a predetermined value. And Specifically, the resistor is constituted by a field winding constituting the electric motor device.
Description
本発明はエンジン始動装置に係り、例えば、自動車のアイドルストップシステムを採用しているものに好適なエンジン始動装置に関する。 The present invention relates to an engine starter, and more particularly to an engine starter suitable for an apparatus employing an automobile idle stop system.
自動車のアイドルストップシステムは、信号待ち等での車両停止時にエンジンを停止させると共に、走行開始時にエンジンを再始動することで、アイドル燃料の消費を抑制するシステムである。 The idle stop system of an automobile is a system that suppresses idle fuel consumption by stopping the engine when the vehicle stops, such as waiting for a signal, and restarting the engine at the start of traveling.
ところが、このアイドルストップシステムでは、走行開始時にエンジンを再始動させる際の電源電圧低下により、補器類(メータ類やオーディオ等)の動作が一時的に停止する課題があり、この課題への対応として、電源からスタータへの通電回路の途中に抵抗体を装着し、エンジンを再始動させる際は、上記抵抗体を経てスタータに給電して再始動を行うことで電源電圧低下を抑制し、補機類の動作の停止を防ぐ技術が知られている(特許文献1参照)。 However, in this idle stop system, there is a problem that the operation of auxiliary equipment (meters, audio, etc.) temporarily stops due to the power supply voltage drop when the engine is restarted at the start of traveling. When a resistor is installed in the middle of the energization circuit from the power source to the starter and the engine is restarted, power supply to the starter through the resistor is restarted to suppress the power supply voltage drop. A technique for preventing the operation of the machine from stopping is known (see Patent Document 1).
しかしながら、上述した特許文献1に記載された技術においては、電源からスタータへの通電回路の途中に抵抗体を設けることで、電源電圧低下を抑制して補機類の動作が一時的に停止することは回避されるが、抵抗体の装着場所を確保したり、抵抗体を駆動する信号回路を追加したり等の新たな課題が生じる。 However, in the technique described in Patent Document 1 described above, by providing a resistor in the middle of the energization circuit from the power supply to the starter, the power supply voltage drop is suppressed and the operation of the auxiliary equipment temporarily stops. Although this is avoided, new problems arise such as securing the mounting location of the resistor and adding a signal circuit for driving the resistor.
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、追加回路を設けることなく電圧低下抑制を実現すると共に、信頼性の高いエンジン始動装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to provide a highly reliable engine starting device while realizing voltage drop suppression without providing an additional circuit.
本発明のエンジン始動装置は、上記目的を達成するために、電動機装置と、該電動機装置からの回転力をリングギアに伝達する出力軸と、該出力軸上を摺動可能に嵌装され、該出力軸からの回転力が伝達されるクラッチ装置と、電磁石の励磁時に吸引駆動されるプランジャを有する電磁石スイッチ装置と、一端が前記プランジャに係合され、他端が前記クラッチ装置に係合されたシフトレバーとを備えたエンジン始動装置であって、前記電動機装置の内部に、前記エンジン始動装置のエンジン始動時の電源電圧の低下を所定の値に抑制する抵抗体を備えていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the engine starter of the present invention is fitted with an electric motor device, an output shaft that transmits the rotational force from the electric motor device to the ring gear, and slidable on the output shaft, A clutch device to which the rotational force from the output shaft is transmitted, an electromagnet switch device having a plunger that is attracted and driven when the electromagnet is excited, one end engaged with the plunger, and the other end engaged with the clutch device. An engine starter provided with a shift lever, wherein the electric motor device includes a resistor that suppresses a decrease in power supply voltage when the engine of the engine starter is started to a predetermined value. And
具体的には、前記抵抗体を、前記電動機装置を構成する界磁巻線により構成したことを特徴とする。 Specifically, the resistor is constituted by a field winding constituting the electric motor device.
本発明によれば、追加回路を設けることなく電圧低下抑制を実現すると共に、信頼性の高いエンジン始動装置を得ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while providing a voltage drop suppression, without providing an additional circuit, a reliable engine starter can be obtained.
以下、図示した実施例に基づいて本発明のエンジン始動装置を説明する。なお、各図において、同一構成部品には同符号を使用する。 The engine starting device of the present invention will be described below based on the illustrated embodiment. In each figure, the same symbols are used for the same components.
図1及び図2に、本発明のエンジン始動装置の実施例1を示す。 1 and 2 show a first embodiment of an engine starter according to the present invention.
該図に示す如く、本実施例のエンジン始動装置1は、いわゆる同軸式エンジン始動装置であり、直流電動機装置2と、この直流電動機装置2からの回転力を内燃機関のリングギア3に伝達する出力軸4と、この出力軸4上を図1の左右方向に摺動可能に嵌装され、該出力軸4からの回転力が伝達されるオーバランニングクラッチ装置5と、電磁石(図示せず)及びこの電磁石の励磁時に吸引駆動されるプランジャ6を備えた電磁石スイッチ装置7と、一端がプランジャ6に係合され他端がオーバランニングクラッチ装置5に係合されたシフトレバー8とを備えて構成されている。
As shown in the figure, the engine starter 1 of this embodiment is a so-called coaxial engine starter, and transmits a
上記直流電動機装置2は、電機子鉄心に巻装された電機子コイル(図示せず)及びその電機子コイルと電気的に接続される整流子9を備えた回転子10と、固定子鉄心に巻装され、円筒上のヨーク18に内装されているフィールドコイル(界磁巻線)19及びそのフィールドコイル(界磁巻線)19の端末線19aが、正極側ブラシ17のリードワイヤに接続されている固定子30と、金属製のエンドブラケット11と、このエンドブラケット11の底面に固定された金属製の負極側ホルダープレート12と、この負極側ホルダープレート12上に直接固定された負極側ブラシホルダー13と、この負極側ブラシホルダー13に摺動自在に保持され、整流子9に当接する負極側ブラシ14と、負極側ホルダープレート12と対になっている金属製の正極側ホルダープレート15と、この正極側ホルダプレート15上に直接固定された導電性の材料(例えば、亜鉛メッキ鋼板等)から成る正極側ブラシホルダー16と、この正極側ブラシホルダー16に摺動自在に保持され、整流子9に当接する正極側ブラシ17とから概略構成されている。
The
また、上記した負極側ブラシ14のリードワイヤの一端は、負極側ホルダープレート12と電気的に接続されていると共に、正極側ブラシ17のリードワイヤは、直接、正極側ホルダープレート15に電気的に接続されているか、若しくは正極側ブラシ17のリードワイヤは、円筒上のヨーク18に内装されている磁界を発生するフィールドコイル(界磁巻線)19の端末線19aと直接接続されている。
One end of the lead wire of the negative
また、負極側ブラシ14及び正極側ブラシ17は、それぞれ押しバネ20で整流子9に押し付けられることで、整流子9の各ブラシ側セグメントに当接している。
Further, the
一方、電磁石スイッチ装置7は、外部電源(バッテリー)のプラス端子と電気的に接続されるB端子21と、直流電動機装置2とMリードワイヤ22を介して電気的に接続されたM端子23と、B端子21とM端子23との間を接続(閉)、遮断(開)可能な可動接点24と、B端子21及びM端子23の周囲絶縁のためのフェノール樹脂等から成る絶縁部品25と、可動接点24の周囲絶縁のためのフェノール樹脂等から成る絶縁部品26とを備えている。
On the other hand, the electromagnet switch device 7 includes a
また、可動接点24の開閉動作は、電磁石スイッチ装置7に内蔵されている電磁石(図示せず)により行われ、プランジャ6の吸引動作と同時に行われる。
The opening / closing operation of the
また、直流電動機装置2は、負極側ホルダープレート12とフィールドコイル(界磁巻線)19の間に位置する渡り線ホルダー27と、その渡り線ホルダー27に保持され、外部電源からの入力をフィールドコイル(界磁巻線)19に分配する渡り線28と、M端子23と渡り線28を電気的に接続するMリードワイヤ22とを備えており、フィールドコイル(界磁巻線)19の端末線19aは、渡り線ホルダー27のスナップフィット部27a及び27bに支持された状態で、渡り線28と正極側ホルダープレート15若しくは正極側ブラシ17に接続されている。なお、渡り線28は、電気回路上、フィールドコイル(界磁巻線)19の上流側に位置し、複数のフィールドコイル(界磁巻線)19の一端が接続されている。
Further, the
また、渡り線ホルダー27は、正極側ホルダープレート15を支持するための突起27cを有し、この突起27cは、電気的な絶縁部材(ポリアミド等)から成ると共に、電気回路上、下流側に接続されるフィールドコイル(界磁巻線)19の端末線19aと渡り線28の間に配設されている。
Moreover, the
そして、本実施例では、エンジン始動装置1のエンジン始動時の電源電圧の低下を所定の値に抑制する抵抗体を、フィールドコイル(界磁巻線)19で構成していることを特徴とする。 In this embodiment, the resistor that suppresses a decrease in the power supply voltage at the time of starting the engine of the engine starting device 1 to a predetermined value is configured by a field coil (field winding) 19. .
例えば、フィールドコイル(界磁巻線)19として、電磁磁石を6極並列に接続した場合を考える。 For example, let us consider a case where an electromagnetic magnet is connected in parallel in 6 poles as the field coil (field winding) 19.
外部電源(バッテリー)の開放電圧12Vからスタータ起動電流は650Aとなり、この大電流の通電を抑制するには、スタータ内部抵抗が11.5mΩ必要となる。 The starter starting current becomes 650 A from the open voltage 12 V of the external power source (battery), and the starter internal resistance of 11.5 mΩ is required to suppress the energization of this large current.
しかし、従来の永久磁石式スタータの内部抵抗は6mΩのため、残り5.5mΩ必要となる。 However, since the internal resistance of the conventional permanent magnet type starter is 6 mΩ, the remaining 5.5 mΩ is required.
そこで、界磁方式を永久磁石式から電磁磁石式にすることで5.5mΩをかせぐ。電磁磁石は6極並列接続なので、1つ当たりの電磁磁石の抵抗値は33mΩとなる。1つの電磁磁石での抵抗値33mΩをもたせるには、下記仕様となる。 Therefore, 5.5 mΩ is earned by changing the field system from permanent magnet type to electromagnetic magnet type. Since the electromagnetic magnets are connected in parallel with 6 poles, the resistance value of one electromagnetic magnet is 33 mΩ. In order to have a resistance value of 33 mΩ with one electromagnetic magnet, the following specifications are used.
R=ρL/A
ここで、R:抵抗値、ρ:抵抗率=1.7×10−5(銅の場合)、L:銅線の長さ、A:銅線の断面積を示す。R = ρL / A
Here, R: resistance value, ρ: resistivity = 1.7 × 10 −5 (in the case of copper), L: length of copper wire, and A: cross-sectional area of copper wire.
上記の式から解る様に、抵抗値一定(33mΩ)とした場合、断面積Aの値を大きくすると、それにともない、長さLも大きくする必要がある。その結果、抵抗体の体積が大きくなり、モータも大型化するため断面積は小さく選定される。 As can be seen from the above equation, when the resistance value is constant (33 mΩ), when the value of the cross-sectional area A is increased, the length L must be increased accordingly. As a result, the volume of the resistor is increased and the motor is also enlarged, so that the cross-sectional area is selected to be small.
次に、上述した本実施例のエンジン始動装置1における動作及び作用、効果を説明する。 Next, the operation, action, and effect of the engine starter 1 of this embodiment described above will be described.
内燃機関始動時には、例えば、図示しないキースイッチがONにされて電磁石が励磁されることで、外部電源と電気的に接続されている電磁石スイッチ装置7のB端子21と、直流電動機装置2のMリードワイヤ22を介して電気的に接続されているM端子23とを接続、遮断する可動接点24が閉じられて、B端子21とM端子23が接続され、外部電源、B端子21、可動接点24、M端子23、フィールドコイル(界磁巻線)19、正極側ブラシ17、整流子9、回転子コイル及び負極側ブラシ14を含む電気回路に電流が流れる。
When the internal combustion engine is started, for example, a key switch (not shown) is turned on to excite the electromagnet, whereby the
このようにして、直流電動機装置2の回転子10及び出力軸4を回転させる。一旦始動した後は、キースイッチをOFFに戻すことにより、電磁石の吸引力が解除されて可動接点24が開かれ、電流の流れが断たれ直流電動機装置2の回転は停止する。
In this way, the
このような本実施例のエンジン始動装置1においては、エンジン始動装置1のエンジン始動時の電源電圧の低下を所定の値に抑制する抵抗体を、フィールドコイル(界磁巻線)19で構成していると共に、フィールドコイル(界磁巻線)19の端末線19aを、渡り線ホルダー27のスナップフィット部27a及び27bで支持することで、抵抗体の装着場所を確保したり、抵抗体を駆動する信号回路を追加したりすることがないので、追加回路を設けることなく電圧低下抑制を実現すると共に、エンジン振動からの影響を緩和し、フィールドコイル(界磁巻線)19の端末線19aへの機械的な負荷を抑制する効果を得ることができる。
In such an engine starter 1 of this embodiment, the field coil (field winding) 19 is configured with a resistor that suppresses a decrease in the power supply voltage to a predetermined value when the engine starter 1 starts the engine. At the same time, the
また、フィールドコイル(界磁巻線)19の端末線19aを、渡り線28及び正極側ホルダープレート15に接合時、フィールドコイル(界磁巻線)19の端末線19aの位置を安定させ組立性を向上させる効果を得ることができる。
Further, when the
従って、本実施例によれば、別体の抵抗体を用いることなく、エンジン始動装置1自身で電圧低下抑制に必要な所定の内部抵抗を備えることで、始動装置の装着性が良好となり、しかも、始動装置を構成する電気回路も簡素化することが可能となる。 Therefore, according to this embodiment, the engine starting device 1 itself has a predetermined internal resistance necessary for suppressing the voltage drop without using a separate resistor, so that the mounting property of the starting device is improved. Also, it is possible to simplify the electric circuit constituting the starter.
更に、フィールドコイル(界磁巻線)19の端末線19aの一部を、保持部材により拘束することにより、所定の内部抵抗を得るために断面積の小さい電線を用いる場合においても,エンジンの振動に耐えうる支持状態を得ることができ、信頼性の高いエンジン始動装置1を実現することができる。
Further, even when a wire having a small cross-sectional area is used to obtain a predetermined internal resistance by constraining a part of the
なお、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成を置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
1…エンジン始動装置、2…直流電動機装置、3…リングギア、4…出力軸、5…オーバランニングクラッチ装置、6…プランジャ、7…電磁石スイッチ装置、8…シフトレバー、9…整流子、10…回転子、11…エンドブラケット、12…負極側ホルダープレート、13…負極側ブラシホルダー、14…負極側ブラシ、15…正極側ホルダープレート、16…正極側ブラシホルダー、17…正極側ブラシ、18…ヨーク、19…フィールドコイル(界磁巻線)、19a…フィールドコイルの端末線、20…押しバネ、21…B端子、22…Mリードワイヤ、23…M端子、24…可動接点、25、26…絶縁部品、27…渡り線ホルダー、27a、27b…渡り線ホルダーのスナップフィット部、27c…突起、28…渡り線、30…固定子。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine starting device, 2 ... DC motor device, 3 ... Ring gear, 4 ... Output shaft, 5 ... Overrunning clutch device, 6 ... Plunger, 7 ... Electromagnetic switch device, 8 ... Shift lever, 9 ... Commutator, 10 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Rotor, 11 ... End bracket, 12 ... Negative electrode side holder plate, 13 ... Negative electrode side brush holder, 14 ... Negative electrode side brush, 15 ... Positive electrode side holder plate, 16 ... Positive electrode side brush holder, 17 ... Positive electrode side brush, 18 ... Yoke, 19 ... Field coil (field winding), 19a ... Field coil terminal wire, 20 ... Pressing spring, 21 ... B terminal, 22 ... M lead wire, 23 ... M terminal, 24 ... Moving contact, 25, 26 ... Insulating part, 27 ... Crossover holder, 27a, 27b ... Snap-fit portion of the crossover holder, 27c ... Projection, 28 ... Crossover, 30 ... Fixed Child.
Claims (7)
前記電動機装置の内部に、前記エンジン始動装置のエンジン始動時の電源電圧の低下を所定の値に抑制する抵抗体を備えていることを特徴とするエンジン始動装置。An electric motor device, an output shaft that transmits the rotational force from the electric motor device to the ring gear, a clutch device that is slidably fitted on the output shaft and that transmits the rotational force from the output shaft, and an electromagnet An engine starter comprising an electromagnet switch device having a plunger that is attracted and driven at the time of excitation, and a shift lever having one end engaged with the plunger and the other end engaged with the clutch device,
An engine starter characterized in that a resistor that suppresses a decrease in power supply voltage at the time of engine start of the engine starter to a predetermined value is provided inside the electric motor device.
前記電動機装置は、電機子鉄心に巻装された電機子コイル及びその電機子コイルと電気的に接続される整流子を備えた回転子と、固定子鉄心に巻装され、円筒上のヨークに内装されている界磁巻線及びその界磁巻線から延びる端末線が、正極側ブラシのリードワイヤに接続されている固定子とから成り、
前記抵抗体は、前記界磁巻線により構成されていることを特徴とするエンジン始動装置。The engine starter according to claim 1,
The motor device includes an armature coil wound around an armature core, a rotor including a commutator electrically connected to the armature coil, a stator core, and a yoke on a cylinder. The internal field winding and the terminal wire extending from the field winding are composed of a stator connected to the lead wire of the positive side brush,
The engine starter characterized in that the resistor is constituted by the field winding.
前記電動機装置は、前記整流子に給電する正極側ブラシと、該正極側ブラシを保持する正極側ブラシホルダーと、該正極側ブラシホルダーを保持する正極側ホルダープレートと、該正極側ホルダープレートを支持する渡り線ホルダーと、を更に備え、
前記渡り線ホルダーは、前記正極側ホルダープレートと前記界磁巻線の間に配置されていることを特徴とするエンジン始動装置。The engine starting device according to claim 2,
The electric motor device supports a positive side brush that supplies power to the commutator, a positive side brush holder that holds the positive side brush, a positive side holder plate that holds the positive side brush holder, and the positive side holder plate And a crossover holder
The engine starter characterized in that the crossover holder is disposed between the positive side holder plate and the field winding.
前記界磁巻線の上流側に位置し、複数の前記界磁巻線の一端が接続され、かつ、電源からの入力を複数の前記界磁巻線に分配する渡り線を備え、前記渡り線が、前記渡り線ホルダーに保持されていることを特徴とするエンジン始動装置。The engine starter according to claim 3,
The connecting wire is located upstream of the field winding, connected to one end of the plurality of field windings, and includes a connecting wire that distributes input from a power source to the plurality of field windings. Is held by the crossover holder.
前記界磁巻線の端末線の一部は、前記渡り線ホルダーにより支持されていることを特徴とするエンジン始動装置。The engine starting device according to claim 4,
A part of the terminal wire of the field winding is supported by the crossover holder.
前記渡り線ホルダーは、前記正極側ホルダープレートを支持するための突起を有し、該突起は、電気的な絶縁部材から成ると共に、下流側に接続される前記界磁巻線の端末線と前記渡り線の間に配設されていることを特徴とするエンジン始動装置。The engine starting device according to claim 5,
The crossover holder has a protrusion for supporting the positive electrode side holder plate, and the protrusion is made of an electrically insulating member, and the terminal wire of the field winding connected to the downstream side and the protrusion An engine starter disposed between the crossovers.
前記正極側ホルダープレートが導電性の材料からなり、前記界磁巻線の一端と前記正極側ブラシのリード線が接続されていることを特徴とするエンジン始動装置。The engine starter according to claim 6, wherein
The engine starting device, wherein the positive side holder plate is made of a conductive material, and one end of the field winding is connected to a lead wire of the positive side brush.
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