KR100497750B1 - Starter moter for a car with high torque - Google Patents
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Abstract
본 발명은 계자고정자의 내부에 회전전기자를 설치하여 스위치의 작동에 따라 자동차의 자체 시동을 가능하게 하는 스타터모터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스타터모터의 케이싱 내부에 원호상으로 고정 설치되는 계자고정자의 길이를 연장시킴과 동시에 그 두께를 얇게 하고, 회전전기자의 정류자 길이를 연장시켜 자기철심의 위치를 피니언기어와 근접되도록 함과 동시에 정류자와 접촉되는 브러시를 2열로 배열할 수 있도록 하므로서, 스타터모터의 호환성을 저하시키지 않으면서도 엔진의 시동시 회전전기자가 비교적 큰 회전력으로 초기 회전할 수 있도록 하고, 이로 인하여 짧은 가동시간안에 초기 크랭킹 속도를 증가시켜 엔진의 시동특성을 향상시킴과 동시에 브러시의 마모와 엔진의 시동 초기에 발생하는 미연탄화수소의 배출량을 최소화시킬 수 있도록 한 자동차용 고토크 스타터모터에 관한 것이다.The present invention relates to a starter motor that installs a rotating armature inside the field stator to enable self-starting of the vehicle according to the operation of the switch. More specifically, the field stator is installed to be fixed in an arc shape inside the casing of the starter motor. By extending the length of the motor and thinning its thickness, extending the commutator length of the rotating armature, the position of the magnetic iron core is close to the pinion gear, and the brushes contacting the commutator can be arranged in two rows. Allows the rotor to rotate at a relatively high torque during start-up without compromising the compatibility of the engine, thereby increasing the initial cranking speed within a short operating time, improving engine starting characteristics and simultaneously Emissions of unburned hydrocarbons generated at the start of engine and engine The present invention relates to a high torque starter motor for an automobile that can be digested.
본 발명에 의한 자동차용 고토크 스타터모터는, 케이싱(10a)의 내주연부를 따라 고정 설치되는 계자고정자(15)와 상기 케이싱(10a)의 중앙부에서 회전축(16)과 함께 회전 가능하게 설치되는 회전전기자(11)로 이루어지며, 상기 회전전기자(11)는 그 후방측에 브러시(13)와 접촉되는 정류자(12)가 설치되고, 그 중앙측에 상기 계자고정자(15)와 극간으로 대응되는 원통형의 자기철심(14)이 설치되며, 그 전방측에는 스위치의 작동에 의하여 자동차 엔진의 플라이휘일과 선택적으로 치합되는 피니언기어(19)가 설치된 것에 있어서, 상기 계자고정자(15)는 회전축(16)을 중심으로 40 ~ 50°의 각도를 가지는 두께 2 ~ 3mm의 원호면으로 분할 형성되어 각각의 계자고정자(15)가 10 ~ 20°의 각도로 이격되도록 케이싱(10a)의 내주면을 따라 고정 설치되며, 상기 회전전기자(11)는 그 정류자(12)의 길이가 40 ~ 50mm로 길게 형성되어 회전전기자(11)의 몸통을 이루는 상기 자기철심(14)이 피니언기어(19)와 근접하는 회전축(16)의 전방측에 위치하도록 설치되고, 그 정류자(12)의 외주면에는 정류자(12)와 접촉되는 브러시(13)가 90°간격마다 2열로 배열 설치되는 것을 특징으로 한다.High torque starter motor for automobiles according to the present invention, the rotation is installed rotatably with the rotating shaft 16 in the field stator 15 and the central portion of the casing (10a) is fixedly installed along the inner periphery of the casing (10a) Comprising an armature 11, the rotating armature 11 is provided with a commutator 12 in contact with the brush 13 on the rear side, the cylindrical side corresponding to the gap between the field stator 15 on the center side Magnetic iron core 14 is installed, and on the front side thereof, a pinion gear 19 which is selectively engaged with a flywheel of an automobile engine by an operation of a switch is provided, and the field stator 15 rotates the rotating shaft 16. It is divided into circular arcs having a thickness of 2 to 3mm having an angle of 40 to 50 ° as a center and fixedly installed along the inner circumferential surface of the casing 10a so that each field stator 15 is spaced at an angle of 10 to 20 °. The rotor arm 11 is The magnetic iron core 14, which is formed to have a length of 40 to 50 mm long to form the body of the rotating armature 11, is installed to be located at the front side of the rotating shaft 16 adjacent to the pinion gear 19. On the outer circumferential surface of the commutator 12, the brushes 13 in contact with the commutator 12 are arranged in two rows at 90 ° intervals.
Description
본 발명은 계자고정자의 내부에 회전전기자를 설치하여 스위치의 작동에 따라 자동차의 자체 시동을 가능하게 하는 스타터모터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스타터모터의 케이싱 내부에 원호상으로 고정 설치되는 계자고정자의 길이를 연장시킴과 동시에 그 두께를 얇게 하고, 회전전기자의 정류자 길이를 연장시켜 자기철심의 위치를 피니언기어와 근접되도록 함과 동시에 정류자와 접촉되는 브러시를 2열로 배열할 수 있도록 하므로서, 스타터모터의 호환성을 저하시키지 않으면서도 엔진의 시동시 회전전기자가 비교적 큰 회전력으로 초기 회전할 수 있도록 하고, 이로 인하여 짧은 가동시간안에 초기 크랭킹 속도를 증가시켜 엔진의 시동특성을 향상시킴과 동시에 브러시의 마모와 엔진의 시동 초기에 발생하는 미연탄화수소의 배출량을 최소화시킬 수 있도록 한 자동차용 고토크 스타터모터에 관한 것이다.The present invention relates to a starter motor that installs a rotating armature inside the field stator to enable self-starting of the vehicle according to the operation of the switch. More specifically, the field stator is installed to be fixed in an arc shape inside the casing of the starter motor. By extending the length of the motor and thinning its thickness, extending the commutator length of the rotating armature, the position of the magnetic iron core is close to the pinion gear, and the brushes contacting the commutator can be arranged in two rows. Allows the rotor to rotate at a relatively high torque during start-up without compromising the compatibility of the engine, thereby increasing the initial cranking speed within a short operating time, improving engine starting characteristics and simultaneously Emissions of unburned hydrocarbons generated at the start of engine and engine The present invention relates to a high torque starter motor for an automobile that can be digested.
일반적으로 가솔린 차량이나 디젤 차량에 설치되는 엔진은 내연기관의 일종으로서 피스톤과 연결된 크랭크 축을 외력에 의하여 일정 속도 이상 회전시켜 주지 않을 경우에는 자동차의 자체 시동을 이루어 낼 수 없게 되며, 이로 인하여 가솔린 차량이나 디젤 차량의 엔진에는 크랭크 축을 일정 속도 이상으로 회전시키기 위한 스타터모터(셀모터라고도 한다)와 이 모터의 구동을 제어하기 위한 부속장치로서 스위치 장치가 설치되어 사용되고 있다.In general, an engine installed in a gasoline vehicle or a diesel vehicle is a type of internal combustion engine. If the crank shaft connected to the piston is not rotated by a certain speed by an external force, the engine cannot start itself. The engine of a diesel vehicle is provided with a starter motor (also called a cell motor) for rotating the crankshaft above a certain speed and a switch device as an accessory for controlling the driving of the motor.
상기와 같이 자동차의 자체 시동을 위하여 사용되는 스타터모터는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 케이싱(10a)의 내주연부를 따라 고정 설치되는 계자고정자(15)와 상기 케이싱(10a)의 중앙부에서 회전축(16)과 함께 회전 가능하게 설치되는 회전전기자(11)로 이루어지며, 상기 회전전기자(11)는 케이싱(10a)의 후방면을 따라 90°간격마다 1개씩 배열되는 브러시(13)에 그 정류자(12)가 접촉되도록 설치되고, 그 중앙측에 상기 계자고정자(15)와 극간으로 대응되는 원통형의 자기철심(14)이 설치되며, 그 전방측에는 자동차 엔진의 플라이휘일(미도시)과 치합되는 피니언기어(19)가 오버런닝클러치(18) 및 푸시로드(17)와 함께 회전축(16)을 따라 전,후방으로 이동가능하게 설치되어 있다.As shown in FIG. 1, the starter motor used for the self-starting of the vehicle as described above has a field shaft stator 15 fixed along the inner circumference of the casing 10a and a rotating shaft at the center of the casing 10a. It consists of a rotary armature 11 is rotatably installed together with (16), the rotary armature 11 is commutator to the brush 13 arranged one by one at every 90 ° intervals along the rear surface of the casing (10a) 12 is installed to be in contact with each other, a cylindrical magnetic iron core 14 corresponding to the field stator 15 between the poles is installed at the center side thereof, and the front side is engaged with the flywheel (not shown) of the vehicle engine. The pinion gear 19 is provided to move forward and backward along the rotating shaft 16 together with the overrunning clutch 18 and the push rod 17.
또한, 상기 피니언기어(19)를 플라이휘일과 선택적으로 치합시키기 위한 마그네트 스위치(20)가 스타터모터(10)의 케이싱(10a) 상부에 설치되는 데, 상기 마그네트 스위치(20)는 전원공급용 단자(21)를 구비하는 케이스(20a)와 그 케이스(20a)의 일측을 덮는 커버(20b)로 이루어지며, 상기 케이스(20a)의 내부에는 원통형으로 코일이 권선된 솔레노이드(22)가 설치되고, 그 솔레노이드(22)의 중앙으로 플랜저(23)가 전,후방 이동가능하게 설치되며, 상기 플랜저(23)의 선단부에는 스타터모터(10)의 푸시로드(17)와 연결된 레버(24)가 고정 설치되므로서 플랜저(23)에 의한 레버(24)의 작동으로 상기 피니언기어(19)를 플라이휘일과 선택적으로 치합시킬 수 있도록 되어 있다.In addition, a magnet switch 20 for selectively engaging the pinion gear 19 with the flywheel is installed on the casing 10a of the starter motor 10. The magnet switch 20 is a power supply terminal. A case 20a having a 21 and a cover 20b covering one side of the case 20a, and a solenoid 22 wound around a coil in a cylindrical shape is installed in the case 20a. The flanger 23 is installed in the center of the solenoid 22 so as to be movable forward and rearward, and the lever 24 connected to the push rod 17 of the starter motor 10 is fixedly installed at the tip of the flanger 23. Therefore, the pinion gear 19 can be selectively engaged with the flywheel by the operation of the lever 24 by the flanger 23.
상기와 같은 구성으로 이루어지는 스타터모터(10)는 엔진의 실린더 용적과 압축능력 및 피스톤 링과 실린더 내벽과의 마찰력을 이겨내고 크랭크 축을 엔진의 시동이 가능한 회전속도로 회전시켜야 하기 때문에 비교적 큰 토크를 발생시키는 모터가 요구될 뿐만 아니라 모터 자체가 소형 경량인 것이 바람직하므로, 이러한 목적을 달성하기 위하여 통상적인 스타터모터(10)에는 직류 직권 모터가 채용되어 사용되고 있다.The starter motor 10 having the above configuration generates relatively large torque because it must overcome the cylinder volume and compression capacity of the engine and the frictional force between the piston ring and the inner wall of the cylinder and rotate the crankshaft at a rotational speed at which the engine can be started. Since not only a motor is required but also the motor itself is small in size and light weight, the DC starter motor is employ | adopted and used for the conventional starter motor 10 in order to achieve this objective.
상기와 같이 직류 직권 모터로서의 종래 스타터모터(10)에 설치되는 계자고정자(15)는 도 2의 (가) 및 (나)에 도시되어 있는 바와 같이, 회전축(16)을 중심으로 약 30 ~ 40°의 각도를 가지고 그 두께가 약 10mm 정도인 6개의 원호판으로 분할되어 케이싱(10a)의 내벽을 따라 일정 간격으로 고정 설치되어 있으며, 상기 회전전기자(11)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 그 몸통을 이루는 자기철심(14)의 후방에 10 ~ 20mm의 길이를 가지는 정류자(12)가 설치되고, 그 전방측으로는 피니언기어(19)의 설치를 위한 회전축(16)이 연장되어 있다.As described above, the field stator 15 installed in the conventional starter motor 10 as a DC series motor is about 30 to 40 with respect to the rotating shaft 16, as shown in FIGS. 2A and 2B. It is divided into six arc plates having an angle of about 10 mm and having a thickness of about 10 mm, and are fixed at regular intervals along the inner wall of the casing 10 a. The rotating arm 11 is shown in FIG. The commutator 12 having a length of 10 to 20 mm is installed at the rear of the magnetic core 14 constituting the body, and the rotating shaft 16 for the installation of the pinion gear 19 is extended to the front side thereof.
그러나, 상기와 같은 계자고정자(15)와 회전전기자(11)로 이루어지는 종래의 스타터모터(10)는 그 계자고정자(15)의 두께가 다소 두껍게 되어 계자고정자(15)가 빠르게 자화하지 못하게 될 뿐만 아니라, 계자고정자(15)와 자기철심(14)의 대응면적이 다소 협소하게 이루어진 상태에서 자기철심(14)의 무게에 의존하여 크랭크 축의 회전을 위한 토크를 발생시켜야 하며, 이와 같이 발생한 토크를 자기철심(14)과 일정 간격으로 이격된 피니언기어(19)에 전달하여야 하므로서, 스타터모터(10)로부터 발생한 회전력이 엔진의 실린더 용적과 압축능력 및 피스톤 링과 실린더 내벽과의 마찰력을 단시간 내에 극복하기 힘들게 되며, 이로 인하여 종래 스타터모터(10)를 엔진에 장착하여 엔진의 자체 시동을 이루어 낼 경우 시동후 초기 크랭킹 속도가 평균 150 ~ 200rpm, 최대 250rpm 정도의 수준에 머물수 밖에 없는 문제점이 있었다.However, the conventional starter motor 10 including the field stator 15 and the rotating armature 11 as described above, the thickness of the field stator 15 becomes slightly thick, so that the field stator 15 may not be magnetized quickly. Rather, it is necessary to generate torque for the rotation of the crankshaft depending on the weight of the magnetic iron core 14 in a state where the field stator 15 and the magnetic core 14 are somewhat narrow. Since the pinion gear 19 is spaced apart from the iron core 14 at regular intervals, the rotational force generated from the starter motor 10 overcomes the cylinder volume and compression capacity of the engine and the friction between the piston ring and the inner wall of the cylinder in a short time. If this makes the engine start by attaching the starter motor 10 to the engine, the initial cranking speed after starting is 150 ~ 200rpm on average, up to 25 There was a problem that can only stay at the level of about 0rpm.
상기와 같은 초기 크랭킹 속도는 엔진의 시동 자체만을 이루어 내는 데에는 별다른 무리가 없었을 뿐만 아니라, 스타터모터(10)를 각종 엔진에 용이하게 설치하여 사용할 수 있도록 모터의 크기와 치수가 규격화되어 단순히 큰 용량의 모터를 적용시키는 것은 스타터모터(10)의 호환성을 저하시키는 결과를 초래하게 되므로, 이러한 요인으로 인하여 종래의 스타터모터(10)가 현재까지 별다른 무리없이 자동차의 엔진에 적용되어져 왔으나, 엔진의 시동만을 이루어내는 것 이외에 초기 크랭킹 속도를 증가시켜 엔진의 시동특성을 더욱 향상시키므로서 배기가스에 의한 대기오염을 방지한다는 측면을 고려할 경우 종래의 스타터모터(10)는 다수의 문제점을 내재하고 있는 것이었다.As described above, the initial cranking speed was not only abundant in the engine starting itself, but the size and dimensions of the motor were simply standardized so that the starter motor 10 could be easily installed and used in various engines. Since the application of the motor will result in a decrease in the compatibility of the starter motor 10, due to these factors, the conventional starter motor 10 has been applied to the engine of a car without any difficulty until now, but starting the engine In addition to forming the bay, the starter motor 10 has a number of problems in view of the fact that the initial cranking speed is increased to further improve the starting characteristics of the engine, thereby preventing air pollution caused by exhaust gas. .
다시 말해서, 자동차의 냉간시동시 엔진의 초기 크랭킹 속도가 느리게 되면, 연소실 내의 혼합가스로부터 차가운 실린더 내벽을 통하여 발생하는 열손실이 크게 되어 혼합가스의 연소특성이 저하되므로서 시동 초기에 불완전연소에 의한 다량의 유해물질이 배기가스와 함께 배출되는 문제점이 있었으며, 피스톤 링과 실린더 내벽 사이에 적절한 윤활이 이루어지지 않기 때문에 연소실내의 혼합가스가 크랭크실 측으로 누설되어 차량의 내부환경에도 좋지 못한 영향을 미치는 문제점이 있는 것이었다.In other words, if the initial cranking speed of the engine slows down during cold start of the vehicle, the heat loss generated from the mixed gas in the combustion chamber through the cold cylinder inner wall becomes large, and the combustion characteristics of the mixed gas decrease, resulting in incomplete combustion at the initial stage of start-up. There is a problem that a large amount of harmful substances are discharged together with the exhaust gas, and since the proper lubrication is not performed between the piston ring and the inner wall of the cylinder, the mixed gas in the combustion chamber leaks to the crank chamber side, which may adversely affect the vehicle's internal environment. There was a problem.
특히, 최근에 들어서는 급속적인 자동차의 보급으로 인하여 출,퇴근 시간 뿐만 아니라 거의 모든 시간에 걸쳐 교통체증이 발생하게 되므로서 자동차의 시동 후 자동차가 출발한 지 얼마되지 않아 신호등이나 차량정체와 같은 각종 요인에 의하여 자동차가 빈번히 정지하게 되는 데, 대부분의 고연비 차량에는 차량 정지후 3 ~ 5초가 경과하면 엔진을 자동적으로 정지시키는 아이들 스톱 시스템이 설치되어 불필요한 연료의 낭비를 방지할 수 있도록 되어 있으므로, 이러한 시스템이 설치되어 있는 고연비 차량일수록 엔진이 충분히 가열되지 않은 상태에서 시동이 이루어지는 냉간시동 상태가 지속적으로 반복되어 배기가스에 의한 대기오염을 더욱 가중시키는 결과를 초래하게 된다.In particular, in recent years, due to the rapid spread of cars, traffic jams occur not only at the time of commencement and commute, but also at almost all hours. The vehicle is frequently stopped. Most high-fuel vehicles are equipped with an idle stop system that automatically stops the engine after 3 to 5 seconds after the vehicle stops, thereby preventing unnecessary waste of fuel. The higher fuel-efficient vehicle is installed, the cold start state in which the engine is started without a sufficient heating is continuously repeated, resulting in an increase in air pollution caused by exhaust gas.
따라서, 아이들 스톱 시스템이 설치된 고연비 차량 뿐만 아니라 일반 자동차의 경우에도 초기 크랭킹 속도를 증가시켜 그 냉간 시동특성을 향상시키므로서 냉간시동시 발생하는 배기가스에 의한 대기오염을 방지함과 동시에 종래 스타터모터(10)의 호환성을 충분히 유지시킬 수 있고, 아이들 스톱 차량의 경우 빈번한 시동으로 인하여 발생하는 브러시(13)의 마모까지 방지할 수 있는 새로운 스타터모터의 필요성이 한층 더 높아지고 있는 실정이다.Therefore, not only the high fuel consumption vehicle equipped with an idle stop system but also a general vehicle increase the initial cranking speed to improve cold start characteristics, thereby preventing air pollution due to exhaust gas generated during cold start and at the same time, the conventional starter motor. The necessity of a new starter motor that can sufficiently maintain the compatibility of 10 and prevent wear of the brush 13 generated due to frequent starting in the case of the idle stop vehicle is increasing.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 의한 자동차용 고토크 스타터모터는 케이싱의 내부에 원호상으로 고정 설치되는 계자고정자의 길이를 연장시킴과 동시에 그 두께를 얇게 하고, 회전전기자의 정류자 길이를 연장시켜 자기철심의 위치를 피니언기어와 근접되도록 함과 동시에 정류자와 접촉되는 브러시를 2열로 배열할 수 있도록 하므로서, 스타터모터의 호환성을 저하시키지 않으면서도 엔진의 시동시 회전전기자가 비교적 큰 회전력으로 초기 회전할 수 있도록 하고, 이로 인하여 짧은 가동시간안에 초기 크랭킹 속도를 증가시켜 엔진의 시동특성을 향상시킴과 동시에 브러시의 마모와 엔진의 시동 초기에 발생하는 미연탄화수소의 배출량을 최소화시킬 수 있도록 하는 것을 그 기술적 과제로 한다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, the high torque starter motor for automobiles according to the present invention extends the thickness of the field stator is fixed to the arc of the casing in the interior of the casing at the same time to increase the thickness By thinning and extending the commutator length of the rotating armature, the position of the magnetic core is close to the pinion gear, and the brushes in contact with the commutator can be arranged in two rows, thus starting the engine without compromising the compatibility of the starter motor. This allows the rotor to rotate at an initial stage with a relatively high torque, thereby increasing the initial cranking speed in a short operating time to improve engine starting characteristics, and at the same time brushing and unburned hydrocarbons generated at the beginning of the engine. The technical challenge is to make it possible to minimize .
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 케이싱의 내주연부를 따라 고정 설치되는 계자고정자와 상기 케이싱의 중앙부에서 회전축과 함께 회전 가능하게 설치되는 회전전기자로 이루어지며, 상기 회전전기자는 그 후방측에 브러시와 접촉되는 정류자가 설치되고, 그 중앙측에 상기 계자고정자와 극간으로 대응되는 원통형의 자기철심이 설치되며, 그 전방측에는 스위치의 작동에 의하여 자동차 엔진의 플라이휘일과 선택적으로 치합되는 피니언기어가 설치된 것에 있어서, 상기 계자고정자는 회전축을 중심으로 40 ~ 50°의 각도를 가지는 두께 2 ~ 3mm의 원호면으로 분할 형성되어 각각의 계자고정자가 10 ~ 20°의 각도로 이격되도록 케이싱의 내주면을 따라 고정 설치되며, 상기 회전전기자는 그 정류자의 길이가 40 ~ 50mm로 길게 형성되어 회전전기자의 몸통을 이루는 상기 자기철심이 피니언기어와 근접하는 회전축의 전방측에 위치하도록 설치되고, 그 정류자의 외주면에는 정류자와 접촉되는 브러시가 90°간격마다 2열로 배열 설치되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above technical problem, consists of a field stator is fixedly installed along the inner periphery of the casing and a rotating armature rotatably installed together with the rotating shaft in the center of the casing, the rotating armature is the rear side A commutator is installed in contact with the brush, and a cylindrical magnetic iron core corresponding to the field stator and the pole is installed at the central side thereof, and a pinion gear selectively engaged with the flywheel of the automobile engine by the operation of the switch at the front side thereof. In the installed, the field stator is divided into an arc surface of 2 ~ 3mm thickness having an angle of 40 ~ 50 ° around the axis of rotation so that each field stator is spaced at an angle of 10 ~ 20 ° to the inner peripheral surface of the casing The rotor is fixedly installed along the length of the commutator, the length of the commutator is formed to be 40 ~ 50mm long The magnetic core constituting the body of the ruler is installed on the front side of the rotating shaft in close proximity to the pinion gear, and the outer circumferential surface of the commutator is arranged in two rows at 90 ° intervals with brushes contacting the commutator.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.The present invention for achieving the above object will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4의 (가) 및 (나)는 본 발명에 의한 스타터모터의 계자고정자를 나타내는 정단면도 및 측단면도이고, 도 5는 본 발명에 의한 스타터모터의 회전전기자를 나타내는 측면도이며, 도 6 내지 도 11은 기존 스타터모터와 본 발명에 의한 스타터모터를 각종 조건하에서 비교 실험한 그래프를 나타내는 것이다.Figure 4 (a) and (b) is a front and side cross-sectional view showing a field stator of the starter motor according to the present invention, Figure 5 is a side view showing a rotating armature of the starter motor according to the present invention, Figure 6 to Figure 11 shows a graph comparing the existing starter motor and the starter motor according to the present invention under various conditions.
본 발명에 의한 스타터모터(10)의 전체적인 구성은 종래 스타터모터(10)와 마찬가지로 모터의 외부 프레임을 이루는 케이싱(10a)과, 상기 케이싱(10a)의 내주연부를 따라 고정 설치되는 계자고정자(15)와, 상기 케이싱(10a)의 중앙부에서 회전축(16)과 함께 회전 가능하게 설치되는 회전전기자(11)로 이루어지며, 본 발명의 요부를 이루는 구성은 상기 스타터모터(10)의 내부에 설치되는 계자고정자(15)와 회전전기자(11)의 구조를 개선하므로서 스타터모터(10)의 전체적인 형태와 치수를 변경시키지 않으면서도 엔진의 시동 초기에 발생하는 회전전기자(11)에 의한 토크 즉 회전력을 증가시킬 수 있도록 한 것이며, 회전전기자(11)를 이루는 상기 자기철심(14)의 소재는 종래의 일반 페라이트 대신에 고자력 마그네트인 NDFED 소재를 적용시키는 것이 토크 상승효과 측면에서 보다 바람직하다.The overall configuration of the starter motor 10 according to the present invention is a casing 10a constituting the outer frame of the motor as in the conventional starter motor 10, and the field stator 15 is fixedly installed along the inner periphery of the casing 10a. ) And a rotating armature 11 rotatably installed together with the rotating shaft 16 at the central portion of the casing 10a. The configuration forming the main part of the present invention is installed in the starter motor 10. By improving the structure of the field stator 15 and the rotating armature 11, the torque, i.e. the rotational force, generated by the rotating armature 11 generated at the beginning of the engine without increasing the overall shape and dimensions of the starter motor 10 is increased. As the material of the magnetic iron core 14 constituting the rotating armature 11 is applied to the NDFED material, which is a high-magnet magnet instead of the conventional general ferrite, the side effect of torque increase Standing is more preferable.
본 발명에 의한 스타터모터(10)에 설치되는 상기 계자고정자(15)는 도 4의 (가) 및 (나)에 도시되어 있는 바와 같이, 케이싱(10a)의 중앙부를 관통하는 회전축(16)을 중심으로 40 ~ 50°의 각도를 가지며 2 ~ 3mm의 두께로 이루어지는 6개의 원호면으로 분할 형성되어 각각의 계자고정자(15)가 10 ~ 20°의 각도로 이격되도록 케이싱(10a)의 내주면을 따라 고정볼트(15b)에 의하여 고정 설치되어 있으며, 회전전기자(11)의 자기철심(14)과 상기 계자고정자(15)와의 간격을 유지시키기 위하여 케이싱(10a)의 내주면을 따라 돌출턱(15a)이 형성되어 있다.The field stator 15 installed in the starter motor 10 according to the present invention, as shown in (a) and (b) of Figure 4, the rotating shaft 16 passing through the central portion of the casing (10a) Along the inner circumferential surface of the casing (10a) so that each field stator 15 is spaced apart at an angle of 10 to 20 ° by being divided into six circular arc surfaces having an angle of 40 to 50 ° and a thickness of 2 to 3 mm as a center It is fixed by the fixing bolt (15b), protruding jaw (15a) along the inner circumferential surface of the casing (10a) in order to maintain the distance between the magnetic core 14 of the rotating armature 11 and the field stator (15) Formed.
또한, 상기 회전전기자(11)는 그 중앙부를 통하여 회전축(16)이 관통되고, 그 몸체를 이루는 자기철심(14)의 전방에는 그 길이가 40 ~ 50mm 정도로 길게 형성된 정류자(12)가 설치되어 회전전기자(11)의 몸통을 이루는 상기 자기철심(14)이 회전축(16)의 선단부에 설치되는 피니언기어(19)와 보다 가까운 거리로 근접할 수 있도록 되어 있으며, 그 정류자(12)의 외주면에는 케이싱(10a)의 후방면에 90°각도로 고정되는 상기 브러시(13)가 2열로 배열되어 정류자(12)와 접촉되도록 설치되어 있다.In addition, the rotor arm 11 is rotated through the center of the rotating shaft 16, the commutator 12 is formed in front of the magnetic core 14 constituting the body length of about 40 ~ 50mm is installed and rotated The magnetic iron core 14 constituting the body of the armature 11 is closer to the pinion gear 19 is installed in the distal end of the rotary shaft 16, the casing on the outer peripheral surface of the commutator 12 The brushes 13, which are fixed at an angle of 90 degrees to the rear face of 10a, are arranged in two rows so as to be in contact with the commutator 12.
상기와 같이 계자고정자(15)를 회전축(16)을 중심으로 40 ~ 50°의 각도로 분할 형성시킴과 동시에 그 두께를 2 ~ 3mm 정도로 얇게 하는 이유는, 계자고정자(15)와 회전전기자(11)의 자기철심(14)과의 대응면적을 보다 확대시킴과 동시에 스타터모터(10)를 통하여 입력된 전류에 의하여 계자고정자(15)가 보다 빠르게 자화되도록 하므로서, 엔진의 시동과 동시에 회전전기자(11)가 자화된 계자고정자(15)에 의하여 큰 회전력으로 빠르게 회전할 수 있도록 하기 위한 것이다.As described above, the field stator 15 is divided into 40 to 50 ° angles around the rotating shaft 16 and the thickness of the field stator 15 and the rotating armature 11 are thinner. The magnetic field stator 15 is magnetized more quickly by the current input through the starter motor 10 and the magnetization of the magnetic field core of the magnetic pole core 14 is increased. ) Is to be able to rotate quickly by a large rotation force by the magnetized field stator (15).
또한, 상기 계자고정자(15)가 회전축(16)을 중심으로 40°미만의 각도로 분할되면, 계자고정자(15)와 자기철심(14)과의 대응면적을 요구하는 만큼 증가시킬 수 없게 되고, 상기 계자고정자(15)가 회전축(16)을 중심으로 50°를 초과한 각도로 분할되면, 각각의 계자고정자(15)로부터 발생하는 자력이 간섭을 일으켜 자력의 일부가 상쇄될 우려가 있기 때문에 계자고정자(15)의 분할각도는 40 ~ 50°의 범위내로 하는 것이 바람직하며, 케이싱(10a)의 내주면 각도를 360°로 할 경우 40°의 분할각도를 가지는 각 계자고정자(15)는 20°의 각도로 서로 이격되고, 50°의 분할각도를 가지는 각 계자고정자(15)는 10°의 각도로 서로 이격된다.In addition, when the field stator 15 is divided at an angle of less than 40 ° with respect to the rotation axis 16, the field stator 15 cannot be increased by requiring a corresponding area between the field stator 15 and the magnetic core 14, When the field stator 15 is divided at an angle exceeding 50 ° with respect to the rotation axis 16, the magnetic field generated from each field stator 15 may interfere with each other, thereby canceling part of the magnetic field. Preferably, the angle of division of the stator 15 is within a range of 40 to 50 °. When the angle of the inner circumferential surface of the casing 10a is set to 360 °, each field stator 15 having a angle of division of 40 ° has an angle of 20 °. Spaced apart from each other at an angle, each field stator 15 having a split angle of 50 ° is spaced apart from each other at an angle of 10 °.
그리고, 상기 계자고정자(15)의 두께가 3mm를 초과하게 되면, 계자고정자(15)의 자화속도를 요구하는 만큼 빠르게 할 수 없게 되고, 상기 계자고정자(15)의 두께가 2mm 미만이 되면 계자고정자(15)의 빠른 자화를 유도할 수는 있으나 고정볼트(15b)를 사용하여 계자고정자(15)를 케이싱(10a)의 내부에 고정시키는 작업이 까다로워지기 때문에 계자고정자(15)의 두께 또한 2 ~ 3mm의 범위내로 하는 것이 바람직하다.When the thickness of the field stator 15 exceeds 3 mm, the field stator 15 cannot be made as fast as the magnetization speed of the field stator 15 is required. When the thickness of the field stator 15 is less than 2 mm, the field stator Although it is possible to induce rapid magnetization of (15), the thickness of the field stator (15) is also 2 ~ because it becomes difficult to fix the field stator (15) to the inside of the casing (10a) using the fixing bolt (15b) It is preferable to make it into the range of 3 mm.
그리고, 상기 회전전기자(11)의 정류자(12) 길이를 40 ~ 50mm로 길게 형성시키는 이유는, 브러시(13)의 배열폭을 기존 스타터모터 보다 증가시켜 브러시(13)와정류자(12)사이의 접촉을 통한 전류의 유동을 보다 확실하게 보장할 수 있도록 함과 동시에 자기철심(14)의 자체 하중에 정류자(12)의 하중을 추가적으로 적용시켜 회전전기자(11)의 초기 회전시 그 관성력을 증가시킬 수 있도록 하며, 회전전기자(11)의 몸통을 이루는 자기철심(14)이 피니언기어(19)와 근접되도록 하여 자기철심(14)과 피니언기어(19) 사이의 회전축(16)으로부터 상실되는 미세한 회전력까지 회수할 수 있도록 하므로서, 계자고정자(15)의 구조적 개선에 의한 회전력의 증가폭을 회전전기자(11)의 구조 개선으로 더욱 향상시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.The reason why the length of the commutator 12 of the rotating armature 11 is formed to be 40 to 50 mm is long, because the arrangement width of the brush 13 is increased than that of the existing starter motor, so that the distance between the brush 13 and the commutator 12 is increased. The inertial force can be increased during initial rotation of the rotating arm 11 by additionally applying the load of the commutator 12 to the self load of the magnetic core 14 while ensuring the flow of current through the contact more reliably. Fine magnetic force lost from the rotating shaft 16 between the magnetic iron core 14 and the pinion gear 19 so that the magnetic core 14 forming the body of the rotating armature 11 is close to the pinion gear 19. In order to be able to recover up to, the increase in rotational force due to the structural improvement of the field stator 15 can be further improved by improving the structure of the rotating armature 11.
또한, 상기 회전전기자(11)의 정류자(12) 길이가 40mm 미만이 될 경우에는 브러시(13)를 2열 이상으로 배열 설치하는 것이 까다로울 뿐만 아니라 정류자(12)의 길이를 증가시키는 것에 비하여 그 회전력의 증가폭이 둔화되며, 정류자(12)의 길이가 50mm를 초과하게 되면 정류자(12) 길이의 증가폭에 비례하여 회전력을 증가시킬 수 있고, 브러시(13)를 3열 이상으로 배열할 수 있으나 , 도 1을 중심으로 한 설명에서 언급되어진 바와 같이, 회전축(16)의 선단부에 푸시로드(17)와 오버런닝클러치(18)를 피니언기어(19)와 함께 설치할 수 있는 공간을 확보하기 어렵기 때문에 상기 정류자(12)의 길이는 40 ~ 50mm 범위내로 하고, 스타터모터(10)의 단가상승을 고려하여 상기 브러시(13) 또한 2열로 배열 설치하는 것이 가장 바람직하다.In addition, when the length of the commutator 12 of the rotor arm 11 is less than 40 mm, it is difficult to arrange the brushes 13 in two or more rows, and the rotational force thereof is increased as compared with increasing the length of the commutator 12. If the increase in the width of the commutator 12, the length of the commutator 12 exceeds 50mm, the rotational force can be increased in proportion to the increase in the length of the commutator 12, the brushes 13 can be arranged in more than three rows, As mentioned in the description centering on 1, it is difficult to secure a space for installing the push rod 17 and the overrunning clutch 18 together with the pinion gear 19 at the distal end of the rotating shaft 16. The length of the commutator 12 is in the range of 40 to 50mm, and in consideration of the unit cost increase of the starter motor 10, the brushes 13 are also preferably arranged in two rows.
상기와 같이 정류자(12)의 길이를 길게 형성시키므로서 회전전기자(11)의 자체 하중이 다소 증가하더라도 계자고정자(15)의 두께 감소에 의하여 케이싱(10a) 자체의 하중이 감소하게 되므로서 스타터모터(10)의 전체적인 하중은 거의 증가하지 않게 되고, 길어진 정류자(12)의 길이 만큼은 푸시로드(17)의 길이 축소와 함께 오버런닝클러치(18) 및 피니언기어(19)의 결합구조 개선에 의하여 충분히 보상할 수 있게 된다.As the length of the commutator 12 is increased as described above, the load of the casing 10a itself is reduced by reducing the thickness of the field stator 15 even though the load of the rotor arm 11 increases slightly. The overall load of (10) hardly increases, and the length of the longer commutator 12 is sufficiently reduced by the length of the push rod 17 and the improvement of the coupling structure of the overrunning clutch 18 and the pinion gear 19. You can compensate.
따라서, 기존 스타터모터(10)에 비하여 그 무게를 증가시키거나 그 전체적인 크기 및 치수를 변경시키지 않고 스타터모터(10)의 내부에 설치되는 계자고정자(15)와 회전전기자(11)의 구조적 개선만을 통하여 보다 우수한 성능을 가지는 스타터모터(10)를 제공할 수 있게 되며, 이로 인하여 기존의 스타터모터(10)가 설치된 각종 엔진에 본 발명에 의한 스타터모터(10)를 용이하게 대체하여 설치할 수 있게 되므로서 스타터모터(10)의 호환성이 저하되지 않은 것이다.Therefore, only the structural improvement of the field stator 15 and the rotating armature 11 installed inside the starter motor 10 without increasing its weight or changing its overall size and dimensions compared to the existing starter motor 10. It is possible to provide a starter motor 10 having a better performance through this, because it is possible to easily replace the starter motor 10 according to the present invention to various engines installed in the existing starter motor 10 is installed The compatibility of the starter motor 10 is not degraded.
이하, 상기와 같은 구조로 개선된 계자고정자(15)와 회전전기자(11)로 이루어지는 본 발명의 스타터모터를 이용하여 시동후 경과시간에 따른 엔진 회전속도변화와 미연탄화수소의 배출특성, 엔진의 시동특성과 실린더 압력특성, 공기과잉율의 변화 및 이산화탄소와 일산화탄소의 배출특성을 기존 스타터모터와 비교 실험한 결과를 도 6 내지 도 11까지의 그래프를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, using the starter motor of the present invention comprising the field stator 15 and the rotating armature 11 improved as described above, the engine rotational speed change and the discharge characteristics of unburned hydrocarbons according to the elapsed time after starting, the engine start The characteristics and the cylinder pressure characteristics, the change in the excess air ratio and the carbon dioxide and carbon monoxide discharge characteristics compared with the conventional starter motor with reference to the graph of Figures 6 to 11 will be described in detail as follows.
상기 실험에서는 본 발명에 의한 스타터모터와 기존 스타터모터를 동일한 엔진에 장착시킨 상태에서 이루어졌으며, 배기가스의 농도측정은 HC(미연탄화수소), CO(일산화탄소), CO2(이산화탄소) 및 Lambda(λ:공기과잉률)를 동시에 측정할 수 있는 MEXA-554JK(상표명, 제조회사: Horiba Korea Ltd) 장비를 이용하였고, 상기 장비는 측정시 90% 반응 도달시간이 약 10초 정도 소요되는 장비로서 국소적으로 실시간 측정은 불가능하나, 엔진에서 배출되는 배기가스의 평균적인 특성을 분석하는 측면에서는 그 분석능이 매우 우수한 장비이며, 이 장비의 제원은 표 1에 나타난 바와 같다.In the above experiment, the starter motor and the existing starter motor according to the present invention were mounted on the same engine, and the concentration of exhaust gas was measured by HC (unburned hydrocarbon), CO (carbon monoxide), CO 2 (carbon dioxide), and Lambda (λ). : MEXA-554JK (trade name: Horiba Korea Ltd) equipment, which can measure the excess air ratio at the same time, was used as a device that takes about 10 seconds to reach 90% reaction time. Real-time measurement is not possible, but the analysis ability is very excellent in terms of analyzing the average characteristics of the exhaust gas emitted from the engine, and the specifications of the equipment are shown in Table 1.
표 1 : MEXA-554JK 장비의 주요 제원Table 1: Main Specifications of MEXA-554JK Equipment
또한, 엔진의 시동 및 재시동시의 배기가스 측정은 엔진에서 바로 배출되는 배기가스의 특성을 알기 위하여 삼원촉매(CO나 HC를 산화시키는 작용 이외에 질소산화물(NOx)로부터 산소를 분리하고 무해한 질소(N)나 산소(O2)로 변화시키는 환원작용을 첨가한 촉매를 말한다) 전방 10cm 떨어진 곳에 가스채집 밸브를 설치하였고, 엔진의 시동 및 재시동시 삼원촉매 장치의 작동정도를 확인하기 위하여 삼원촉매 후방으로 10cm 떨어진 곳에 가스채집 밸브를 설치하여 실험을 수행하였다.In addition, the exhaust gas measurement at engine start-up and restarting separates oxygen from nitrogen oxides (NOx) in addition to the action of oxidizing CO or HC in order to know the characteristics of the exhaust gas directly discharged from the engine. Or a reduction catalyst that converts to oxygen (O 2 ). A gas collection valve is installed 10cm away from the front, and is located behind the three-way catalyst to check the operation of the three-way catalyst device at engine start-up and restart. The experiment was performed by installing a gas collection valve 10cm away.
상기와 같은 실험조건과 실험장비를 사용하여 기존 스타터모터와 본 발명에 의한 스타터모터의 시동후 경과시간에 따른 엔진 회전속도를 측정한 결과를 도 6의 그래프에 나타내었으며, 도면중 O.S #3으로 표시된 것이 기존 스타터모터의 측정값이고, 40V #1과 48V #4로 표시된 것이 본 발명에 의한 스타터모터의 입력전압에 따른 측정값을 나타내는 것이다.The results of measuring the engine rotation speed according to the elapsed time after the starter motor and the starter motor according to the present invention using the experimental conditions and the experimental equipment as described above are shown in the graph of FIG. The displayed value is the measured value of the existing starter motor, and the displayed values 40V # 1 and 48V # 4 represent the measured value according to the input voltage of the starter motor according to the present invention.
도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 스타터모터에 40V의 입력전압을 가한 경우 초기 크랭킹 속도가 약 250 ~ 350rpm이고, 48V의 입력전압을 가한 경우에는 초기 크랭킹 속도가 약 300 ~ 400rpm으로서 기존 스타터모터의 초기 크랭킹 속도인 200 ~ 300rpm 보다 최소 50rpm에서 최대 100rpm 까지 상승됨을 알 수 있으며, 그 가동시간 또한 40V의 입력전압을 가한 경우는 약 570ms(ms:1/1000초)로서 기존 스타터모터와 거의 유사하였으나, 48V의 입력전압을 가한 경우는 약 530ms로서 기존 스타터모터의 560ms 비하여 그 시동에 걸리는 시간 또한 단축됨을 알 수 있다.As shown in FIG. 6, when the input voltage of 40 V is applied to the starter motor according to the present invention, the initial cranking speed is about 250 to 350 rpm, and when the input voltage of 48 V is applied, the initial cranking speed is about 300 to As 400rpm, it can be seen that it is increased from 50rpm to 100rpm at minimum from 200 ~ 300rpm, which is the initial cranking speed of the existing starter motor.The operation time is also about 570ms (ms: 1 / 1000sec) when 40V input voltage is applied. It is almost similar to the existing starter motor, but when the input voltage of 48V is applied, it can be seen that the time taken for the start-up is also shortened compared to the 560ms of the conventional starter motor.
도 7의 (가) 및 (나)는 삼원촉매의 전방 및 후방에서 각각 측정한 기존 스타터모터와 본 발명에 의한 스타터모터의 미연탄화수소 배출특성을 나타내는 그래프로서, 도 7의 (가)에 도시되어 있는 바와 같이, 재시동 후 약 35초 동안은 본 발명에 의한 스타터모터에 40V의 입력전압을 가한 경우가 기존 스타터모터에 비하여 약 15 ~ 20% 정도로 미연탄화수소의 배출량이 저감됨을 알 수 있고, 48V의 입력전압을 가한 경우는 기존 스타터모터에 비하여 약 50% 정도까지 미연탄화수소의 배출량이 저감됨을 알 수 있으며, 이는 본 발명에 의한 스타터모터가 초기 크랭킹 속도를 증가시키므로서 혼합가스에 대한 우수한 연소특성을 부여한 것으로 판단된다.7 (a) and (b) are graphs showing the unburned hydrocarbon emission characteristics of the conventional starter motor and the starter motor according to the present invention measured from the front and rear of the three-way catalyst, respectively, shown in FIG. As can be seen, for about 35 seconds after restarting, when the input voltage of 40V is applied to the starter motor according to the present invention, it can be seen that the emission of unburned hydrocarbon is reduced by about 15 to 20% compared to the conventional starter motor. When the input voltage is applied, it can be seen that the emission of unburned hydrocarbon is reduced by about 50% compared to the conventional starter motor. This is because the starter motor according to the present invention increases the initial cranking speed, and thus excellent combustion characteristics for the mixed gas. It is judged that.
또한, 도 7의 (나)에 도시되어 있는 바와 같이, 촉매의 후방에서 측정한 미연탄화수소의 배출량 측정결과는 재시동 후 약 60초 동안 본 발명에 의한 스타터모터에 40V와 48V의 입력전압을 가한 모든 경우가 기존 스타터모터에 비하여 약 30 ~ 40% 정도까지 미연탄화수소의 배출량이 저감됨을 알 수 있으며, 이는 초기 크랭킹 속도의 증가로 인하여 시동 기간동안 혼합가스의 연소에 좋은 영향을 미치므로서 시동 후의 연소특성 또한 우수하게 되는 것으로 판단된다.In addition, as shown in (b) of FIG. 7, the measurement results of the emissions of unburned hydrocarbons measured from the rear of the catalyst are all applied to the starter motor according to the present invention for about 60 seconds after restarting. It can be seen that the emissions of unburned hydrocarbons are reduced by about 30 to 40% compared to the conventional starter motors, which have a good effect on the combustion of the mixed gas during the start-up period due to the increase in the initial cranking speed. The combustion characteristics are also considered to be excellent.
도 8의 (가) 및 (나)는 기존 스타터모터 및 본 발명에 의한 스타터모터의 시동특성과 실린더 압력특성을 나타내는 그래프로서, 기존 스타터모터와 본 발명에 의한 스타터모터에 48V의 입력전압을 가한 다음, 시동 기간동안 엔진의 회전속도 및 엔진의 4번 실린더에서 측정한 실린더 압력을 중첩하여 표시한 것이며, 이를 서로 비교하여 보면, 본 발명에 의한 스타터모터가 기존의 스타터모터에 비하여 재시동 후 약 1.5초 동안은 엔진의 회전속도가 빠르게 상승하며, 초기 1초 이후부터는 본 발명에 의한 스타터모터가 기존의 스타터모터에 비하여 실린더의 압력이 현저하게 상승됨을 알 수 있는 데, 이와 같은 연소압력의 상승은 뒤이은 연소에 영향을 미쳐 미연탄화수소의 배출량을 저감시킬 수 있는 것으로 판단된다.8A and 8B are graphs showing starting characteristics and cylinder pressure characteristics of a conventional starter motor and the starter motor according to the present invention, wherein an input voltage of 48 V is applied to the existing starter motor and the starter motor according to the present invention. Next, a superimposed display of the rotational speed of the engine and the cylinder pressure measured at the fourth cylinder of the engine during the start-up period, and comparing them with each other, the starter motor according to the present invention is about 1.5 after restarting compared to the conventional starter motor. During the second, the rotational speed of the engine rises rapidly, and after the initial 1 second, it can be seen that the starter motor according to the present invention significantly increases the pressure of the cylinder compared to the conventional starter motor. It is believed that the emission of unburned hydrocarbons can be reduced by affecting subsequent combustion.
이러한 사실의 확인을 위하여 도 9 내지 도 11에서는 본 발명에 의한 스타터모터와 기존 스타터모터의 시동후 경과시간에 따른 공기과잉율(Lambda, λ)의 변화와 이산화탄소 및 일산화탄소의 배출특성을 측정하여 각각의 그래프로서 나타내었으며, 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 시동후 10 ~ 40초 구간에서 48V의 입력전압을 가한 본 발명의 스타터모터가 기존의 스타터모터에 비하여 덜 농후한 혼합비로 연소가 이루어지고 있으며, 이론 공연비로 컨트롤 되는 시간 또한 빠르게 이루어짐을 알 수 있으며, 도 10 및 도 11에 도시되어 있는 바와 같이 재시동 후 10 ~ 30초 구간에서 48V의 입력전압을 가한 본 발명의 스타터모터가 혼합가스의 원활한 연소를 이루어내어 기존 스타터모터에 비하여 많은 이산화탄소와 적은 일산화탄소를 배출하고 있음을 알 수 있으며, 상기 각 실험결과를 통하여 본 발명에 의한 스타터모터가 짧은 가동시간안에 초기 크랭킹 속도를 증가시켜 엔진의 시동특성과 혼합가스의 연소특성을 향상시키며, 이로 인하여 엔진의 시동 초기 및 시동후에 발생하는 미연탄화수소의 배출량을 저감시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.In order to confirm this fact, in FIGS. 9 to 11, the change of the excess air ratio (Lambda, λ) and the emission characteristics of carbon dioxide and carbon monoxide according to the elapsed time after starting the starter motor and the conventional starter motor according to the present invention were measured, respectively. As shown in FIG. 9, the starter motor of the present invention applied an input voltage of 48 V in a 10 to 40 second interval after starting is burned at a less dense mixing ratio than a conventional starter motor. In addition, it can be seen that the time controlled by the theoretical air-fuel ratio is also made quickly, and as shown in FIGS. 10 and 11, the starter motor of the present invention applied an input voltage of 48V in a 10 to 30 second interval after restarting is mixed with the mixed gas. It can be seen that it emits more carbon dioxide and less carbon monoxide than the existing starter motors by performing smooth combustion. Through the above experimental results, the starter motor according to the present invention increases the initial cranking speed in a short operating time, thereby improving the starting characteristics of the engine and the combustion characteristics of the mixed gas, and thus, the unstable power generated after the initial starting and after starting of the engine. It can be seen that the emission of hydrocarbons can be reduced.
상기와 같이 본 발명에 의한 자동차용 고토크 스타터모터는, 기존 스타터모터에 비하여 그 무게를 증가시키거나 그 전체적인 크기 및 치수를 변경시키지 않고 스타터모터의 내부에 설치되는 계자고정자와 회전전기자의 구조적 개선만을 통하여 보다 우수한 성능을 가지는 스타터모터를 제공할 수 있는 효과가 있으며, 이로 인하여 기존의 스타터모터가 설치된 각종 엔진에 우수한 성능을 가지는 본 발명의 스타터모터를 용이하게 대체하여 설치할 수 있게 되므로서 스타터모터의 호환성을 저하시키지 않는 효과가 있는 것이다.As described above, the high torque starter motor for automobiles according to the present invention is structurally improved in the field stator and the rotating armature installed inside the starter motor without increasing its weight or changing its overall size and dimensions compared to the existing starter motor. It is effective to provide a starter motor having better performance through the bay, and thus it is possible to easily replace the starter motor of the present invention having excellent performance in various engines in which the existing starter motor is installed. There is an effect that does not reduce the compatibility of the.
또한, 본 발명에 의한 스타터모터는 계자고정자와 회전전기자의 개선된 구조로 인하여 엔진의 시동시 회전전기자가 비교적 큰 회전력으로 초기 회전할 수 있게 되므로서, 짧은 가동시간안에 초기 크랭킹 속도를 증가시켜 엔진의 시동특성과 혼합가스의 연소특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있으며, 이로 인하여 아이들 스톱 시스템이 설치된 고연비 차량 뿐만 아니라 일반 자동차의 경우에도 차량의 빈번한 엔진정지 및 재시동에 따른 브러시의 마모와 미연탄화수소의 배출에 따른 대기오염을 동시에 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.In addition, the starter motor according to the present invention, the improved structure of the field stator and the rotating armature allows the rotor arm to initially rotate with a relatively large rotational force at the start of the engine, thereby increasing the initial cranking speed in a short running time This can improve the starting characteristics of the engine and the combustion characteristics of the mixed gas.This results in brush wear and unburned hydrocarbons due to frequent engine stops and restarts of vehicles, as well as high-efficiency vehicles equipped with idle stop systems. At the same time there is an effect that can prevent the air pollution caused by the emission of.
도 1은 자동차용 스타터모터의 설치구조를 나타내는 측단면도.1 is a side sectional view showing an installation structure of a starter motor for an automobile.
도 2의 (가) 및 (나)는 종래 스타터모터의 계자고정자를 나타내는 정단면도 및 측단면도.Figure 2 (a) and (b) is a front and side cross-sectional view showing a field stator of the conventional starter motor.
도 3은 종래 스타터모터의 회전전기자를 나타내는 측면도.Figure 3 is a side view showing a rotating armature of a conventional starter motor.
도 4의 (가) 및 (나)는 본 발명에 의한 스타터모터의 계자고정자를 나타내는 정단면도 및 측단면도.Figure 4 (a) and (b) is a front and side cross-sectional view showing the field stator of the starter motor according to the present invention.
도 5는 본 발명에 의한 스타터모터의 회전전기자를 나타내는 측면도.Figure 5 is a side view showing a rotating armature of the starter motor according to the present invention.
도 6은 기존 스타터모터와 본 발명에 의한 스타터모터의 시동후 경과시간에 따른 엔진 회전속도를 나타내는 그래프.Figure 6 is a graph showing the engine rotation speed according to the time after the start of the starter motor and the starter motor according to the present invention.
도 7의 (가) 및 (나)는 촉매 전방 및 후방에서 측정한 기존 스타터모터와 본 발명에 의한 스타터모터의 미연탄화수소 배출특성을 나타내는 그래프.Figure 7 (a) and (b) is a graph showing the unburned hydrocarbon emission characteristics of the starter motor and the starter motor according to the present invention measured from the front and rear of the catalyst.
도 8의 (가) 및 (나)는 기존 스타터모터 및 본 발명에 의한 스타터모터의 시동특성과 실린더 압력특성을 나타내는 그래프.8A and 8B are graphs showing starting characteristics and cylinder pressure characteristics of an existing starter motor and the starter motor according to the present invention.
도 9는 기존 스타터모터와 본 발명에 의한 스타터모터의 공기과잉율 변화를 나타내는 그래프.9 is a graph showing a change in the excess air ratio of the starter motor according to the present invention and the existing starter motor.
도 10은 기존 스타터모터와 본 발명에 의한 스타터모터의 이산화탄소 배출특성을 나타내는 그래프.10 is a graph showing the carbon dioxide emission characteristics of the starter motor according to the present invention and the existing starter motor.
도 11은 기존 스타터모터와 본 발명에 의한 스타터모터의 일산화탄소 배출특성을 나타내는 그래프.11 is a graph showing the carbon monoxide emission characteristics of the starter motor and the starter motor according to the present invention.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
10 : 스타터모터 10a : 케이싱 11 : 회전전기자10: starter motor 10a: casing 11: rotating armature
12 : 정류자 13 : 브러시 13a : 전선12: commutator 13: brush 13a: wire
14 : 자기철심 15 : 계자고정자 15a : 돌출턱14 magnetic core 15 field stator 15a protruding jaw
15b : 고정볼트 16 : 회전축 17 : 푸시로드15b: fixing bolt 16: rotating shaft 17: push rod
18 : 오버런닝클러치 19 : 피니언기어 20 : 마그네트 스위치18: overrunning clutch 19: pinion gear 20: magnet switch
20a : 케이스 20b : 커버 21 : 단자20a: Case 20b: Cover 21: Terminal
22 : 솔레노이드 23 : 플랜저 24 : 레버22: solenoid 23: flanger 24: lever
25 : 힌지결합부25 hinge hinge
Claims (1)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR10-2003-0033861A KR100497750B1 (en) | 2003-05-27 | 2003-05-27 | Starter moter for a car with high torque |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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Family
ID=29579865
Family Applications (1)
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| KR10-2003-0033861A KR100497750B1 (en) | 2003-05-27 | 2003-05-27 | Starter moter for a car with high torque |
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-
2003
- 2003-05-27 KR KR10-2003-0033861A patent/KR100497750B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
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| KR20030051503A (en) | 2003-06-25 |
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