KR100308935B1 - Device for sensing disorder of starting of starting motor - Google Patents

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옥순석
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Abstract

PURPOSE: If a friction degree of brush and a commutator is over a limit within an electronic motor, this is notified to a user, thereby improving maintenance of an automobile. CONSTITUTION: A brush wearing sensing member(100) is installed in a brush of a starting motor. If the wearing of the brush is over a limit, it is contacted with a commutator and a signal is detected by the brush wearing sensing member. A commutator wearing sensing member(200) is installed to the side of the commutator of the starting motor. If the commutator is worn out to a limit and contacted with the brush, a signal is detected by the commutator wearing sensing member. Ends of a logic circuit member(300) are connected with the brush wearing sensing member and the commutator wearing sensing member. Output signals of the brush wearing sensing member and the commutator wearing sensing member are received by the logic circuit member. Then the logic circuit member outputs a control signal.

Description

시동 전동기의 시동 불량 감지장치Start failure detection device of starting motor

본 발명은 시동 전동기의 시동 불량 감지장치에 관한 것으로서, 특히 시동 전동기 내의 브러시 및 정류자의 마모 정도를 검출하여 시동 전동기의 이상 유무를 차량 사용자에게 알리도록 하는 시동 전동기의 시동 불량 감지장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a start failure detection device for a starter motor, and more particularly, to a start failure detection device for a starter motor, which detects the degree of wear of a brush and a commutator in a starter motor to notify a vehicle user of an abnormality of the starter motor.

일반적으로 종래의 시동 전동기는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 전기자 코일(11)과, 브러시(13)와, 정류자(14)를 포함하여 구성된다.Generally, a conventional starting motor includes an armature coil 11, a brush 13, and a commutator 14, as shown in Figs.

상기 전기자 코일(11)은 전류를 발생시키도록 전기자 철심(12)에 권선되어 시동 전동기(10)의 일측에 설치되고 배터리와 연결된다.The armature coil 11 is wound around the armature core 12 to generate a current, is installed on one side of the starting motor 10 and is connected to the battery.

그리고, 상기 브러시(13)는 정류자(14)와 미끄럼 접촉을 하면서 전기자 코일 (11)에 흐르는 전류를 출입시키도록 정류자(14)의 주변에 설치된다.In addition, the brush 13 is installed around the commutator 14 to allow the electric current flowing in the armature coil 11 to come in and out while making sliding contact with the commutator 14.

여기서, 상기 브러시(13)는 4개가 정류자(14)의 주변에 설치되어 2개는 절연 홀더에 설치되고, 2개는 접지 홀더에 설치되어 전류를 공급 및 방출시킨다.Here, four brushes 13 are installed around the commutator 14, two are installed in the insulation holder, and two are installed in the ground holder to supply and discharge current.

또한, 상기 정류자(14)는 브러시(13)에서 공급되는 전류가 일정 방향으로만 흐르게 되도록 시동 전동기(10)의 전기자 축(16) 끝에 위치되며, 상기 브러시(13)와 연접되어 설치된다.In addition, the commutator 14 is positioned at the end of the armature shaft 16 of the starting motor 10 so that the current supplied from the brush 13 flows only in a predetermined direction, and is connected to the brush 13.

여기서, 상기 정류자(14)의 각각의 편 사이는 1mm 정도 두께의 운모(15)로 절연되어 있으며, 정류자(14)의 각각의 편보다 0.5~0.8mm 언더컷되어 있다.Here, each piece of the commutator 14 is insulated by mica 15 having a thickness of about 1 mm, and is 0.5 to 0.8 mm undercut from each piece of the commutator 14.

언더컷이란 정류자(14)의 각각의 편 사이에 만들어진 홈으로서 깊이가 0.5~0.8mm이고 한계값은 0.2mm이다.The undercut is a groove made between each piece of the commutator 14 and has a depth of 0.5 to 0.8 mm and a limit of 0.2 mm.

이하, 종래의 시동 전동기에 대한 작용을 설명한다.Hereinafter, the operation on the conventional starting motor will be described.

먼저, 차량 사용자가 시동을 걸기 위해서 시동 전동기(10)에 전원을 공급하면 브러시(13) 및 정류자(14)가 전기자 코일(11)로 전류를 공급시킨다.First, when the vehicle user supplies power to the starting motor 10 to start the brush, the brush 13 and the commutator 14 supply current to the armature coil 11.

이로 인하여, 상기 전기자 코일(11)의 양쪽으로 흐르는 전류의 방향이 반대로 되어 자계의 분포가 다르게 된다.As a result, the direction of the current flowing to both sides of the armature coil 11 is reversed, and the distribution of the magnetic field is different.

그러므로, 이에 회전력이 발생되고 상기 자계영역 내에 설치된 전기자축(16)을 회전시키게 된다.Therefore, a rotational force is generated to rotate the armature shaft 16 installed in the magnetic field region.

따라서, 상기 전기자 축(16)이 회전되므로 이와 맞물린 피니언 기어(미도시) 및 크랭크 축(미도시)이 회전되어 차량의 시동을 걸게 된다.Therefore, the armature shaft 16 is rotated so that the pinion gear (not shown) and the crank shaft (not shown) engaged therewith are rotated to start the vehicle.

그러나, 이러한 시동 전동기(10)는 일정시간 이상 사용을 하게 되면 브러시 (13) 및 정류자(14)의 마모로 인해 회전이 느려지고 심지어는 시동 전동기(10)가 정지되는 문제점이 있었다.However, when the starter motor 10 is used for a predetermined time or more, rotation of the starter motor 10 is slowed and even the starter motor 10 is stopped due to wear of the brush 13 and the commutator 14.

또한, 시동 전동기(10)가 차체 내부에 설치되므로 차량 사용자 및 정비자가 정비를 하거나 교환시기를 파악하는데 어려움을 겪는 다른 문제점도 있었다.In addition, since the starting motor 10 is installed inside the vehicle body, there is another problem that the vehicle user and the mechanic have difficulty in maintaining or identifying the replacement time.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 시동 전동기내의 브러시와 정류자의 마모 정도가 일정량 이상이 되면 이를 차량 사용자에게 알려 시동 전동기 이상으로 인한 시동 불량 원인을 쉽게 파악할 수 있게 하여 차량의 정비성을 향상시키는데 그 목적이 있다.The present invention devised to solve the problems as described above is to notify the vehicle user when the degree of wear of the brush and commutator in the starting motor is a certain amount or more to easily determine the cause of the starting failure due to the starting motor failure maintenance of the vehicle The purpose is to improve sex.

또한, 시동 전동기의 브러시 및 정류자의 마모를 검출함으로써, 이것들의 교환시기를 차량 사용자가 정확히 파악할 수 있게 하는데 다른 목적이 있다.In addition, by detecting wear of the brush and the commutator of the starting motor, another object is to enable the vehicle user to accurately grasp the replacement time.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 시동 전동기의 시동 불량 감지 장치는 시동 전동기의 브러시에 설치되어 브러시가 일정량 이상 마모되면 이를 감지하여 신호가 출력되는 브러시 마모 감지수단과, 시동 전동기의 정류자 편 사이의 일측에 설치되어 정류자가 일정량 이상 마모되면 신호가 출력되는 정류자 마모 감지수단과, 상기 브러시 마모 감지수단 및 정류자 마모 감지수단과 일단이 연결되어 이들의 출력신호를 입력받아 입력된 신호에 따라 제어 신호를 출력하는 논리 회로 수단과, 차량에 설치되고 일단은 배터리와 연결되고 타단은 논리 회로수단과 연결되어 차량 사용자에게 시동 전동기의 이상을 알리는 표시수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The start failure detection device of the starting motor according to the present invention for achieving the above object is installed in the brush of the starting motor is detected when the brush is worn over a certain amount of brush wear detection means that outputs a signal, and the commutator side of the starting motor It is installed on one side of the commutator wears more than a certain amount of commutator, the commutator wear detection means, and the brush wear detection means and the commutator wear detection means is connected to one end of the output signal and receives their output signal according to the input signal Logic circuit means for outputting a, and is installed in the vehicle, one end is connected to the battery and the other end is connected to the logic circuit means characterized in that it comprises a display means for informing the user of the abnormality of the starting motor.

도 1은 종래 시동 전동기를 나타내는 개략적인 사시도.1 is a schematic perspective view showing a conventional starting motor.

도 2은 종래 시동 전동기의 내부 구조를 보여주는 단면도.2 is a cross-sectional view showing the internal structure of a conventional starting motor.

도 3은 본 발명에 따른 시동 전동기의 시동 불량 감지장치에 대한 회로도.3 is a circuit diagram of a start failure detection device of a starting motor according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 시동 전동기의 시동 불량 감지장치에 대한 내부 구조를 보여주는 단면도.Figure 4 is a cross-sectional view showing the internal structure of the starting failure detection device of the starting motor according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10 : 시동 전동기 11 : 전기자 코일10: starting motor 11: armature coil

12 : 전기자 철심 13 : 브러시12: armature iron core 13: brush

14 : 정류자 15 : 운모14: commutator 15: mica

16 : 전기자 축 100 : 제2전도체16: armature shaft 100: second conductor

200 : 제1전도체 300 : OR 게이트200: first conductor 300: OR gate

400 : 경고 램프 IGN : 점화 스위치400: Warning lamp IGN: Ignition switch

B : 배터리 Q : 트랜지스터B: Battery Q: Transistor

D : 다이오드D: Diode

이하, 본 발명에 따른 시동 전동기의 시동 불량 감지장치에 대한 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of a start failure detection device for a starting motor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

종래의 기술과 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 사용하여 설명한다.The same parts as in the prior art will be described with the same reference numerals.

도 3은 본 발명에 따른 시동 전동기의 시동 불량 감지장치에 대한 회로도이고, 도 4는 본 발명에 따른 시동 전동기의 시동 불량 감지장치에 대한 내부 구조를 보여주는 단면도이다.3 is a circuit diagram of a start failure detection device of the start motor according to the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view showing the internal structure of the start failure detection device of the start motor according to the present invention.

먼저, 본 발명에 따른 시동 전동기의 시동 불량 감지장치는 제1전도체(100)와, 제2전도체(200)와, OR 게이트(300)와, 경고 램프(400)로 구성된다.First, a start failure detecting apparatus for a starting motor according to the present invention includes a first conductor 100, a second conductor 200, an OR gate 300, and a warning lamp 400.

상기 제1전도체(100)는 브러시(13)가 한계값(예를 들면, 크기의 1/3) 이상으로 마모되어 정류자(14)와 접촉되면 정류자(14)에서 검출된 전류를 이의 타단과 연결된 OR 게이트(300)로 출력시키도록 브러시(13)의 일측에 고정 설치된다.The first conductor 100 is connected to the other end of the current detected by the commutator 14 when the brush 13 wears more than a threshold value (for example, 1/3 of size) and contacts the commutator 14. It is fixedly installed on one side of the brush 13 to output to the OR gate 300.

상기 제1전도체(100)의 타단은 OR 게이트(300)와 연결된다.The other end of the first conductor 100 is connected to the OR gate 300.

여기서, 상기 제1전도체(100)의 측면은 절연체로 싸여 브러시(13)에 고정 설치된다.Here, the side of the first conductor 100 is wrapped in an insulator and fixed to the brush 13.

상기 절연체는 브러시(13)의 전류로 인하여 제1전도체(100)가 오동작되는 것을 방지한다.The insulator prevents the first conductor 100 from malfunctioning due to the current of the brush 13.

상기 제2전도체(200)는 운모(15) 속에 상기 정류자(14)의 마모 한계값이 되는 위치에 설치된다.The second conductor 200 is installed in the mica 15 at a position which becomes a wear limit value of the commutator 14.

따라서, 상기 제2전도체(200)는 정류자(14)가 마모 한계값(예를 들면, 정류자의 사용 가능한 크기는 0.3mm 이상이어야 됨) 이상으로 마모되면 브러시(13)와 접촉된다.Accordingly, the second conductor 200 is in contact with the brush 13 when the commutator 14 wears above the wear limit value (eg, the usable size of the commutator should be 0.3 mm or more).

상기 브러시(13)와 접촉되어 제2전도체(200)에서 전류가 검출되면 이의 타단에 연결된 OR 게이트(300)로 검출된 전류를 출력시킨다.When the current is detected in the second conductor 200 in contact with the brush 13, the detected current is output to the OR gate 300 connected to the other end thereof.

상기 제2전도체(200)의 타단은 OR 게이트(300)와 연결된다.The other end of the second conductor 200 is connected to the OR gate 300.

그리고, 상기 OR 게이트(300)는 입력된 신호에 따라 제어 신호를 출력하도록 일단은 제1전도체(100) 및 제2전도체(200)의 신호 출력단과 연결된다.The OR gate 300 is connected to signal output terminals of the first conductor 100 and the second conductor 200 at one end to output a control signal according to the input signal.

상기 OR 게이트(300)의 타단은 트랜지스터(Q)를 통해 경고 램프(400)와 연결된다.The other end of the OR gate 300 is connected to the warning lamp 400 through the transistor Q.

여기서, 상기 제1전도체(100) 및 제2전도체(200)의 신호 출력단에는 다이오드(D)가 설치되어 제1전도체(100) 및 제2전도체(200)측으로의 전류 유입을 방지하게 된다.Here, a diode D is installed at the signal output terminals of the first conductor 100 and the second conductor 200 to prevent current from flowing into the first conductor 100 and the second conductor 200.

또한, 상기 경고 램프(400)는 차량 사용자에게 브러시(13) 및 정류자(14)의 마모를 알리도록 차실내의 일측에 설치되고, 일단은 트랜지스터(Q)에 연결된다.In addition, the warning lamp 400 is installed on one side of the vehicle interior to inform the vehicle user of the brush 13 and the commutator 14, one end is connected to the transistor (Q).

상기 경고 램프(400)의 타단은 점화 스위치(IGN)와 연결되어 베터리(B) 전원을 공급받는다.The other end of the warning lamp 400 is connected to the ignition switch (IGN) is supplied with a battery (B) power.

이하, 본 발명에 따른 시동 전동기의 시동 불량 감지장치에 대한 작용을 설명한다.Hereinafter, the operation of the starting failure detection device of the starting motor according to the present invention.

먼저, 차량 사용자가 차량의 시동을 위해 시동 전동기(10)를 작동시킨 다음, 시동 전동기(10)가 작동되던 중 브러시(13)의 마모로 이 브러시(13)가 정류자(14)와 접촉되어 정류자(14)의 전류가 제1전도체(100)에서 검출되면, 상기 제1전도체 (100)는 이와 연결된 OR 게이트(300)로 전류를 공급시킨다.First, the vehicle user operates the starter motor 10 to start the vehicle, and then the brush 13 contacts the commutator 14 due to the wear of the brush 13 while the starter motor 10 is operated. When the current of 14 is detected in the first conductor 100, the first conductor 100 supplies current to the OR gate 300 connected thereto.

그러면, 상기 OR 게이트(300)는 제1전도체(100)를 통해 전류를 입력받아 이와 연결되어 있는 트랜지스터(Q)로 "하이" 신호를 출력시킨다.Then, the OR gate 300 receives a current through the first conductor 100 and outputs a "high" signal to the transistor Q connected thereto.

이로 인하여, 트랜지스터(Q)와 연결된 경고 램프(400)로 전원이 공급되면, 상기 경고 램프(400)가 점등되어 차량 사용자에게 브러시(13)의 마모를 경고하게 된다.For this reason, when power is supplied to the warning lamp 400 connected to the transistor Q, the warning lamp 400 is turned on to warn the vehicle user of wear of the brush 13.

그리고, 차량의 시동 중 상기 정류자(14)의 마모로 이 정류자(14)가 상기 브러시(13)와 접촉되어 브러시(13)의 전류가 제2전도체(200)에서 검출되면, 상기 제2전도체(200)는 이와 연결된 OR 게이트(300)로 신호를 출력시킨다.When the commutator 14 comes into contact with the brush 13 due to the wear of the commutator 14 while the vehicle is started, when the current of the brush 13 is detected by the second conductor 200, the second conductor ( 200 outputs a signal to the OR gate 300 connected thereto.

그러면, 상기 OR 게이트(300)는 제2전도체(200)를 통해 전류를 입력받아 이와 연결되어 있는 트랜지스터(Q)에 "하이" 신호를 출력시킨다.Then, the OR gate 300 receives a current through the second conductor 200 and outputs a "high" signal to the transistor Q connected thereto.

이로 인하여, 트랜지스터(Q)와 연결되어 있는 경고 램프(400)로 전원이 공급되면, 상기 경고 램프(400)가 점등되어 차량 사용자에게 정류자(14)의 마모를 경고하게 된다.Therefore, when power is supplied to the warning lamp 400 connected to the transistor Q, the warning lamp 400 is turned on to warn the user of the commutator 14 wear.

또한, 상기 차량의 시동 중 브러시(13) 및 정류자(14)의 마모로 각각이 정류자(14) 및 브러시(13)와 접촉되어 이들의 전류가 제1전도체(100) 및 제2전도체 (200)에서 검출되면, 상기 제1전도체(100) 및 제2전도체(200)는 이와 연결된 OR 게이트(300)로 신호를 출력시킨다.In addition, due to the wear of the brush 13 and the commutator 14 during start-up of the vehicle, each of the contact with the commutator 14 and the brush 13 causes their currents to be the first conductor 100 and the second conductor 200. When detected at, the first conductor 100 and the second conductor 200 output a signal to the OR gate 300 connected thereto.

그러면, 상기 OR 게이트(300)는 신호를 입력받아 이와 연결되어 있는 트랜지스터(Q)로 "하이" 신호를 출력시킨다.Then, the OR gate 300 receives a signal and outputs a "high" signal to the transistor Q connected thereto.

이로 인하여, 트랜지스터(Q)와 연결되어 있는 경고 램프(400)로 전원이 공급되면, 경고 램프(400)가 점등되어 차량 사용자에게 브러시(13) 및 정류자(14)의 마모를 경고하게 된다.Thus, when power is supplied to the warning lamp 400 connected to the transistor Q, the warning lamp 400 is turned on to warn the vehicle user of wear of the brush 13 and the commutator 14.

반대로, 상기 차량의 시동 중 브러시(13) 및 정류자(14)가 정상적이어서 상기 제1전도체(100) 및 제2전도체(200)가 OR 게이트(300)로 신호를 출력시키지 않으면 OR 게이트(300)는 트랜지스터(Q)로 "로우" 신호를 출력시킨다.On the contrary, if the brush 13 and the commutator 14 are not normal and the first conductor 100 and the second conductor 200 do not output a signal to the OR gate 300 during startup of the vehicle, the OR gate 300 may be used. Outputs a "low" signal to transistor Q.

따라서, 상기 경고 램프(400)로 전원이 공급되지 않으므로 경고 램프(400)가 소등된 상태로 유지된다.Therefore, since power is not supplied to the warning lamp 400, the warning lamp 400 remains off.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 시동 전동기에 있는 브러시 및 정류자의 마모 정도를 검출하여 차량 사용자에게 알림으로써, 차량의 시동 불량 원인을 쉽게 파악할 수 있게 하여 정비성을 향상시키는 효과가 있다.As described above, the present invention detects the degree of wear of the brush and commutator in the starting motor and informs the user of the vehicle, thereby making it possible to easily determine the cause of the starting failure of the vehicle, thereby improving maintenance.

또한, 시동 전동기의 브러시 및 정류자의 마모 정도를 검출함으로써, 시동 전동기의 정확한 교환시기를 차량 사용자에게 알릴 수 있는 다른 효과도 있다.In addition, by detecting the degree of wear of the brush and commutator of the starting motor, there is another effect that can inform the vehicle user of the exact time of replacement of the starting motor.

Claims (6)

시동 전동기의 브러시에 설치되고 브러시가 일정량 이상 마모되면 정류자와 접촉되어 신호가 검출되는 브러시 마모 감지수단과, 시동 전동기의 정류자 편 사이의 일측에 설치되고 정류자가 일정량 이상 마모되면 브러시와 접촉되어 신호가 검출되는 정류자 마모 감지수단과, 상기 브러시 마모 감지수단 및 정류자 마모 감지 수단과 일단이 연결되어 이들의 출력신호를 입력받아 입력된 신호에 따라 제어 신호를 출력하는 논리 회로수단과, 일단은 베터리와 연결되고 타단은 상기 논리 회로 수단과 연결되어 차량 사용자에게 시동 전동기의 이상을 알리는 표시수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 시동 전동기의 시동 불량 감지장치.Brush wear detection means installed on the brush of the starting motor and contacted with the commutator when the brush is worn over a certain amount, and detected on the side of the commutator. The commutator wear detection means to be detected, the brush wear detection means and the commutator wear detection means is connected to one end of the logic circuit means for receiving their output signal and outputting a control signal according to the input signal, and one end is connected to the battery And the other end is connected to the logic circuit means and comprises a display means for informing a vehicle user of an abnormality of the starting motor. 제 1 항에 있어서, 상기 브러시 마모 감지수단은 브러시가 일정량 이상 마모되어 정류자에 접촉되면 정류자의 전류가 검출되도록 브러시의 일측에 고정 설치되고 타단이 상기 논리 회로수단과 연결되어 논리 회로수단으로 입력 신호를 출력시키는 제1전도체임을 특징으로 하는 시동 전동기의 시동 불량 감지장치.The method of claim 1, wherein the brush wear detection means is fixed to one side of the brush so that the current of the commutator is detected when the brush is worn over a certain amount of contact with the commutator, and the other end is connected to the logic circuit means and the input signal to the logic circuit means. Start failure detection device for a starting motor, characterized in that the first conductor for outputting a. 제 2 항에 있어서, 상기 제1전도체는 브러시로 흐르는 전류의 영향을 받지 않도록 측면이 절연체로 싸여 브러시 측면의 마모 한계값 위치에 고정 설치됨을 특징으로 하는 시동 전동기의 시동 불량 감지장치.3. The start failure detecting apparatus of claim 2, wherein the first conductor is wrapped in an insulator so that the first conductor is not affected by the current flowing through the brush, and is fixedly installed at a wear limit value position of the brush side. 제 1 항에 있어서, 상기 정류자 마모 감지수단은 정류자가 일정량 이상 마모되어 브러시에 접촉되면 브러시의 전류가 검출되도록 운모의 일측에 고정 설치되고 타단은 논리 회로수단과 연결되어 논리 회로수단으로 입력신호를 출력시키는 제2전도체임을 특징으로 하는 시동 전동기의 시동 불량 감지장치.The method of claim 1, wherein the commutator wear detection means is fixed to one side of the mica so that the current of the brush is detected when the commutator wears a predetermined amount or more contact with the brush and the other end is connected to the logic circuit means to input the input signal to the logic circuit means. Start failure detection device of the starting motor, characterized in that the output second conductor. 제 4 항에 있어서, 상기 제2전도체는 운모 중앙과 정류자의 마모 한계값에 해당되는 위치에 고정 설치됨을 특징으로 하는 시동 전동기의 시동 불량 감지장치.The starting failure detection device of a starting motor according to claim 4, wherein the second conductor is fixedly installed at a position corresponding to a mica center and a wear limit value of the commutator. 제 1 항에 있어서, 상기 표시수단은 차실내의 일측에 설치되고 논리 회로수단과 연결되어 이의 제어신호에 따라 차량 사용자에게 시동 전동기의 이상 여부를 점등하여 알리는 경고 램프임을 특징으로 하는 시동 전동기의 시동 불량 감지장치.The starter of claim 1, wherein the display means is a warning lamp installed on one side of the vehicle interior and connected to a logic circuit to notify the vehicle user of an abnormality of the starting motor according to a control signal thereof. Failure detection device.
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