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JP2006149004A - Starter - Google Patents

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Publication number
JP2006149004A
JP2006149004A JP2004332207A JP2004332207A JP2006149004A JP 2006149004 A JP2006149004 A JP 2006149004A JP 2004332207 A JP2004332207 A JP 2004332207A JP 2004332207 A JP2004332207 A JP 2004332207A JP 2006149004 A JP2006149004 A JP 2006149004A
Authority
JP
Japan
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motor
engine
starter
coil
motor circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004332207A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomohiro Omura
知宏 大村
Yasuyuki Wakahara
若原  康行
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2004332207A priority Critical patent/JP2006149004A/en
Publication of JP2006149004A publication Critical patent/JP2006149004A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a starter which can improve its startability at start of economical running by switching the property of a motor between the time of normal start when it controls the engine start by the switch operation of a user and the time of start of economical running when it automatically controls the restart of the engine by computer. <P>SOLUTION: The field winding of the motor is provided with a series coil 13 which is connected in series with an armature 8 to a motor circuit M, and a shunt coil 15 which is connected in parallel with the armature 8 via a bimetal 14 to the motor circuit M. The bimetal 14 has such temperature properties that an open/close contact switches from its open state to its close state at a specified temperature (for example 50°C) or over. Therefore, since it is constituted as a double-wound motor at normal start, the number of no-load revolutions can be reduced. On the other hand, since it is constituted as a series-wound motor at start of economical running, the number of motor revolutions in low-load range or at no-load goes higher, and the engine startability improves. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複巻モータを有するスタータに関する。   The present invention relates to a starter having a compound motor.

一般に、スタータによるエンジン始動は、ユーザのキースイッチ操作により、モータに通電して行われる。ユーザによるキースイッチの操作時間は千差万別であるが、通常、エンジンが完爆した後でも、1〜3秒程度、キースイッチのON状態が維持されて、モータがオーバランすることが多い。この時、スタータは、一方向クラッチの働きによって、エンジンとモータとの間が切り離され、モータが無負荷状態で高速回転しているため、ブラシの寿命や軸受部品の耐久性が問題となっている。
この問題を解決する手段として、直巻コイルの他に、電機子と並列に分巻コイルを設けた複巻モータを採用することで、無負荷回転数を抑制する方法が公知である(特許文献1参照)。
特開平5−164027号公報
In general, engine start by a starter is performed by energizing a motor by a user's key switch operation. The operation time of the key switch by the user varies widely. Usually, even after the engine is completely exploded, the ON state of the key switch is maintained for about 1 to 3 seconds, and the motor often overruns. At this time, the starter is separated from the engine and the motor by the action of the one-way clutch, and the motor is rotating at high speed with no load, so the life of the brush and the durability of the bearing parts become problems. Yes.
As means for solving this problem, a method of suppressing the no-load rotational speed by adopting a multi-winding motor provided with a shunt coil in parallel with the armature in addition to the series-wound coil is known (Patent Document). 1).
JP-A-5-164027

近年、エンジンの停止及び再始動をコンピュータにより自動制御するシステムが知られている。同システムでは、エンジンを再始動する際に、通常のキースイッチ操作による始動時と比較して、ごく短い時間(例えば0.5秒程度)で始動させる必要があるため、低負荷域及び無負荷時のスタータ回転数を高くする必要がある。
しかし、特許文献1に示される複巻モータでは、直巻モータと比較して、低負荷域及び無負荷時の回転数が抑制されるため、上記システムへの適用が困難である。
In recent years, a system that automatically controls stop and restart of an engine by a computer is known. In this system, when restarting the engine, it is necessary to start the engine in a very short time (for example, about 0.5 seconds) compared to when starting with a normal key switch operation. It is necessary to increase the starter rotation speed.
However, the compound motor disclosed in Patent Document 1 is difficult to apply to the above system because the rotational speed in a low load region and no load is suppressed as compared with a series motor.

なお、低負荷域及び無負荷時の回転数を上げる方法として、スタータの内部に設けられる減速機構の減速比を切り替える(大きくする)ことが考えられるが、可変減速機構を設けることは、部品点数の大幅な増加やスタータの体格アップに繋がってしまう。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、ユーザのスイッチ操作によりエンジン始動を行う通常始動時と、エンジンの再始動をコンピュータにより自動制御するエコラン始動時とで、モータの特性を切り替えることにより、ブラシの寿命低下や軸受部品の耐久性を損なうことなく、且つエコラン始動時の始動性を向上できるスタータを提供することにある。
As a method of increasing the number of revolutions in the low load range and no load, it is conceivable to switch (increase) the speed reduction ratio of the speed reduction mechanism provided in the starter. Will lead to a significant increase in the number of people and starter build.
The present invention has been made on the basis of the above circumstances, and the purpose of the present invention is to provide a motor at a normal start in which the engine is started by a user's switch operation, and at an eco-run start in which the restart of the engine is automatically controlled by a computer. It is an object of the present invention to provide a starter that can improve startability at the time of eco-run start-up without changing the life of the brush and impairing the durability of the bearing parts.

(請求項1の発明)
本発明は、ユーザのスイッチ操作により、モータに通電してエンジン始動を行う通常始動時と、エンジンの停止及び再始動をコンピュータにより自動制御するエンジン自動停止/再始動システムにより、モータへの通電が自動制御されてエンジン始動を行うエコラン始動時とに使用されるスタータであって、モータは、電機子にバッテリ電流を通電するためのモータ回路と、このモータ回路に電機子と直列に接続される直巻コイルと、モータ回路に開閉手段を介して電機子と並列に接続される分巻コイルとを備えている。
また、開閉手段は、モータ回路に対して分巻コイルを機械的に断続できる開閉接点を有し、通常始動時には、開閉接点が閉状態を維持することで、分巻コイルをモータ回路に接続し、エコラン始動時には、開閉接点が開状態に切り替わることで、分巻コイルをモータ回路から切り離すことを特徴とする。
(Invention of Claim 1)
According to the present invention, the motor is energized by a normal start in which the motor is started by energizing the motor by a user's switch operation, and by an engine automatic stop / restart system that automatically controls stop and restart of the engine by a computer. A starter that is used at the time of eco-run start that is automatically controlled to start the engine, and the motor is connected to the armature in series with the armature and a motor circuit for energizing the battery current to the armature A series-wound coil and a shunt coil connected to the motor circuit in parallel with the armature via an opening / closing means are provided.
In addition, the switching means has an open / close contact that can mechanically connect the shunt coil to the motor circuit, and during normal start-up, the open / close contact is kept closed to connect the shunt coil to the motor circuit. When the eco-run is started, the shunt coil is disconnected from the motor circuit by switching the open / close contact to the open state.

上記のスタータは、ユーザのスイッチ操作によってエンジン始動を行う通常始動時には、開閉手段を介してモータ回路に分巻コイルが接続されることで、複巻モータとしての特性が得られる。この場合、直巻モータと比較して無負荷回転数を低減できるので、エンジン完爆後のモータ回転数(無負荷状態で回転するモータの回転速度)を抑制できる。その結果、モータのオーバランに伴うブラシや軸受部品等の摩耗が抑制されるため、ブラシの寿命が延びると共に、軸受部品の耐久性が維持される。   In the starter described above, when the engine is started by a user's switch operation, the shunt coil is connected to the motor circuit via the opening / closing means, so that the characteristics as a multi-turn motor can be obtained. In this case, since the no-load rotation speed can be reduced as compared with the direct-winding motor, the motor rotation speed after the complete explosion of the engine (the rotation speed of the motor rotating in the no-load state) can be suppressed. As a result, the wear of the brush, bearing parts, and the like accompanying the overrun of the motor is suppressed, so that the life of the brush is extended and the durability of the bearing part is maintained.

一方、エコラン始動時には、開閉手段によって分巻コイルがモータ回路から切り離されるため、直巻モータとしての特性が得られる。この場合、複巻モータと比較して低負荷域および無負荷時のモータ回転数が高くなり、エンジン始動性が向上するので、短時間でのエンジン始動が可能である。また、エンジン自動停止/再始動システムでは、エンジンの再始動をコンピュータにより自動制御するので、ユーザのスイッチ操作による通常始動時と比較して、モータのオーバラン時間がごく短い時間(例えば0.5秒程度)であり、ブラシの寿命や軸受部品の耐久性への影響も少ない。   On the other hand, when the eco-run is started, the shunt coil is separated from the motor circuit by the opening / closing means, so that the characteristics as a series winding motor can be obtained. In this case, as compared with the compound motor, the motor rotation speed in the low load region and no load is increased and the engine startability is improved, so that the engine can be started in a short time. Further, in the engine automatic stop / restart system, the restart of the engine is automatically controlled by a computer, so that the motor overrun time is very short (for example, 0.5 seconds) compared to the normal start by the user's switch operation. The impact on the life of the brush and the durability of the bearing parts is small.

(請求項2の発明)
請求項1に記載したスタータにおいて、開閉手段は、所定温度以上で開閉接点が閉状態から開状態に切り替わるバイメタルであることを特徴とする。
エンジン自動停止/再始動システムによるエンジンの再始動は、エンジンが一度始動された後に行われる。すなわち、ある程度、温度が上がった状態でエンジンを再始動するため、エンジンの近傍に搭載されているスタータ自体もエンジンが発生する熱を受けて、ある程度の高温になっている。従って、開閉手段として、温度特性を有するバイメタルを用いることにより、温度に応じてモータの特性を切り替えることが可能である。
(Invention of Claim 2)
The starter described in claim 1 is characterized in that the switching means is a bimetal whose switching contacts are switched from a closed state to an open state at a predetermined temperature or higher.
The engine is restarted by the engine automatic stop / restart system after the engine is started once. That is, since the engine is restarted in a state where the temperature has risen to some extent, the starter itself mounted in the vicinity of the engine also receives heat generated by the engine and becomes a certain high temperature. Therefore, by using a bimetal having temperature characteristics as the opening / closing means, it is possible to switch the characteristics of the motor according to the temperature.

具体的には、バイメタルが所定温度(例えば、真夏の最高気温より高い50℃)より低い通常始動時には、開閉接点が閉状態を維持するため、モータ回路に分巻コイルが接続されて、複巻モータとしての特性が得られる。一方、バイメタルが所定温度以上となるエコラン始動時には、開閉接点が閉状態から開状態に切り替わるため、分巻コイルがモータ回路から切り離されて、直巻モータとしての特性が得られる。
また、車両やエンジンの種類等により、スタータの温度の上がり方も異なるが、バイメタルであれば、温度の上昇傾向に応じて、開閉接点が閉状態から開状態に切り替わる時の所定温度を自由に設定できる。
Specifically, at the time of normal starting when the bimetal is lower than a predetermined temperature (for example, 50 ° C. higher than the highest temperature in midsummer), the shunt coil is connected to the motor circuit in order to keep the open / close contact closed. Characteristics as a motor can be obtained. On the other hand, at the time of eco-run starting when the bimetal is at a predetermined temperature or higher, the switching contact is switched from the closed state to the open state, so that the shunt coil is disconnected from the motor circuit and the characteristics as a direct-winding motor are obtained.
Also, the starter temperature rises differently depending on the type of vehicle and engine, etc., but with bimetal, the predetermined temperature when the switching contact is switched from the closed state to the open state can be freely set according to the rising trend of the temperature. Can be set.

(請求項3の発明)
請求項1または2に記載したスタータにおいて、モータ回路には、直巻コイルの高電位側の端部が接続されるコネクションバーが設けられ、開閉手段は、コネクションバーと分巻コイルとの間に接続されることを特徴とする。
通常、複巻モータに使用される分巻コイルは、高電位側(反アース側)の端部がコネクションバーに接続される。従って、コネクションバーと分巻コイルとの間に開閉手段を接続することで、新たに接続部位を設ける必要はなく、開閉手段を容易に配置できる。
(Invention of Claim 3)
The starter according to claim 1 or 2, wherein the motor circuit is provided with a connection bar to which an end on the high potential side of the series-wound coil is connected, and the opening / closing means is provided between the connection bar and the shunt coil. It is connected.
Usually, a shunt coil used for a compound motor has a high potential side (anti-earth side) end connected to a connection bar. Therefore, by connecting the opening / closing means between the connection bar and the shunt coil, there is no need to newly provide a connection site, and the opening / closing means can be easily arranged.

(請求項4の発明)
請求項1または2に記載したスタータにおいて、開閉手段は、分巻コイルとアース部との間に接続されていることを特徴とする。
通常、複巻モータに使用される分巻コイルは、例えば、モータのヨーク等にアース接続される。従って、分巻コイルとアース部との間に開閉手段を接続することで、新たに接続部位を設ける必要はなく、開閉手段を容易に配置できる。
(Invention of Claim 4)
The starter according to claim 1 or 2, wherein the opening / closing means is connected between the shunt coil and the ground portion.
Usually, a shunt coil used for a multi-turn motor is grounded to, for example, a motor yoke or the like. Therefore, by connecting the opening / closing means between the shunt coil and the ground portion, there is no need to newly provide a connection site, and the opening / closing means can be easily arranged.

本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described in detail by the following examples.

図1はモータの電気回路図であり、図3はスタータの一部断面を含む側面図である。
実施例1に係るスタータ1は、図3に示す様に、回転力を発生するモータ2と、軸上にピニオンギヤ3を支持する出力軸4と、モータ2の通電電流を断続すると共に、ロッド5を介して出力軸4をエンジン側(図3の左側)へ押し出す働きを有する電磁スイッチ6と、モータ2の回転を減速する減速装置(後述する)と、この減速装置で減速された回転を出力軸4に伝達するクラッチ7等より構成される。
このスタータ1は、ユーザが始動スイッチ(図示せず)をON操作してモータ2に通電することにより、エンジン始動を行う通常始動時と、エンジンの停止及び再始動をコンピュータにより自動制御するエンジン自動停止/再始動システムにより、モータ2への通電が自動制御されてエンジン始動を行うエコラン始動時とに使用される。
FIG. 1 is an electric circuit diagram of a motor, and FIG. 3 is a side view including a partial cross section of a starter.
As shown in FIG. 3, the starter 1 according to the first embodiment includes a motor 2 that generates a rotational force, an output shaft 4 that supports a pinion gear 3 on the shaft, an electric current supplied to the motor 2, and a rod 5 The electromagnetic switch 6 has a function of pushing the output shaft 4 to the engine side (the left side in FIG. 3) via the motor, a speed reducer (described later) that decelerates the rotation of the motor 2, and a rotation decelerated by the speed reducer. The clutch 7 is transmitted to the shaft 4.
This starter 1 is an engine automatic that automatically controls the engine start and stop and restart by a computer when a user turns on a start switch (not shown) and energizes the motor 2 to start the engine. The stop / restart system is used at the time of eco-run starting in which the energization of the motor 2 is automatically controlled to start the engine.

エンジン自動停止/再始動システムは、例えば、交差点や渋滞等で車両が一時停止した時にエンジンを自動停止させ、その後、所定の始動条件が整った時(例えば、ドライバがブレーキペダルからアクセルペダルに踏み替えた時)に、エンジンを自動的に再始動させるシステムであり、一般に、アイドルストップシステム、あるいはエコランシステム等と呼ばれる。   The engine automatic stop / restart system automatically stops the engine when the vehicle is temporarily stopped due to an intersection or traffic jam, for example, and then when a predetermined start condition is met (for example, the driver steps on the accelerator pedal from the brake pedal). This is a system that automatically restarts the engine at the time of replacement, and is generally called an idle stop system or an eco-run system.

モータ2は、磁束を発生する界磁(以下に説明する)と、この界磁の内周に配置される電機子8と、整流子9に摺接するブラシ10等を有する直流電動機であり、図1に示すモータ回路Mを通じてバッテリ11から電機子8に始動電流が供給されると、電機子8に回転力が発生する。
界磁は、磁気回路を形成するヨーク12の内周に界磁巻線を周方向等間隔に配置して構成される。界磁巻線には、モータ回路Mに対し電機子8と直列に接続される直巻コイル13と、モータ回路Mに対し、バイメタル14(図1(a)参照)を介して電機子8と並列に接続される分巻コイル15とが設けられ、図4に示す様に、ヨーク12の内周に固定されたポールコア16に巻回されている。
The motor 2 is a DC motor having a field (described below) that generates magnetic flux, an armature 8 disposed on the inner periphery of the field, a brush 10 that is in sliding contact with the commutator 9, and the like. When a starting current is supplied from the battery 11 to the armature 8 through the motor circuit M shown in FIG. 1, a rotational force is generated in the armature 8.
The field magnet is configured by arranging field windings at equal intervals in the circumferential direction on the inner circumference of the yoke 12 forming the magnetic circuit. The field winding includes a series coil 13 connected in series with the armature 8 with respect to the motor circuit M, and the armature 8 with respect to the motor circuit M via the bimetal 14 (see FIG. 1A). A shunt coil 15 connected in parallel is provided, and is wound around a pole core 16 fixed to the inner periphery of the yoke 12, as shown in FIG.

電機子8は、電機子軸8aの両端が一組の軸受17、18を介してフロントハウジング19とエンドフレーム20とに回転自在に支持されている。整流子9は、電機子軸8aのエンド側端部(図3の右側端部)に複数のセグメントを円筒状に配置して構成され、各セグメントがそれぞれ電機子コイル8bに電気的且つ機械的に結合されている。
ブラシ10には、図1に示す様に、直巻コイル13の低電位側に接続されるプラス側ブラシ10aと、ヨーク12等にアース接続されるマイナス側ブラシ10bとが設けられ、それぞれ整流子9の外周に配置されて、ブラシスプリング21(図3参照)により整流子9の外周面に押圧されている。
The armature 8 is rotatably supported by a front housing 19 and an end frame 20 through a pair of bearings 17 and 18 at both ends of the armature shaft 8a. The commutator 9 is configured by arranging a plurality of segments in a cylindrical shape at an end side end portion (right end portion in FIG. 3) of the armature shaft 8a, and each segment is electrically and mechanically connected to the armature coil 8b. Is bound to.
As shown in FIG. 1, the brush 10 is provided with a plus-side brush 10a connected to the low potential side of the series-wound coil 13 and a minus-side brush 10b connected to the yoke 12 and the like. 9 is pressed against the outer peripheral surface of the commutator 9 by a brush spring 21 (see FIG. 3).

出力軸4は、クラッチ7の内輪を形成するスプラインチューブ22の内周にヘリカルスプライン結合され、スプラインチューブ22に対して軸方向(図3の左右方向)に移動可能に設けられている。
ピニオンギヤ3は、出力軸4の反スイッチ側端部にスプライン結合されて、出力軸4と一体に回転する。
電磁スイッチ6は、始動スイッチの閉操作によりバッテリ11から通電されて磁力を発生する励磁コイル23と、この励磁コイル23の内側に挿入されて、励磁コイル23に発生する磁力の作用で図3の左方向へ吸引されて移動するプランジャ(図示せず)と、このプランジャの移動に応じて開閉されるモータ接点等より構成される。
The output shaft 4 is helically splined to the inner periphery of the spline tube 22 that forms the inner ring of the clutch 7, and is provided so as to be movable in the axial direction (left-right direction in FIG. 3) with respect to the spline tube 22.
The pinion gear 3 is splined to the non-switch side end of the output shaft 4 and rotates together with the output shaft 4.
The electromagnetic switch 6 is energized from the battery 11 when the start switch is closed and generates a magnetic force. The electromagnetic switch 6 is inserted inside the exciting coil 23 and acts by the magnetic force generated in the exciting coil 23 as shown in FIG. A plunger (not shown) that is attracted and moved in the left direction and a motor contact that opens and closes in response to the movement of the plunger.

モータ接点は、プランジャと一体に可動、またはプランジャの動きに連動する可動接点(図示せず)と、モータ回路Mに接続される一組の固定接点(図示せず)とで構成され、可動接点が両固定接点に当接して両固定接点間が導通することで、モータ接点が閉状態となり、可動接点が両固定接点から離れて両固定接点間の導通が遮断されることで、モータ接点が開状態となる。
一組の固定接点は、一方の固定接点がバッテリケーブルを介して車載バッテリ11に接続され、他方の固定接点がモータリード線24を介してコネクションバー25(図4参照)に接続されている。
The motor contact is composed of a movable contact (not shown) movable integrally with the plunger or interlocked with the movement of the plunger, and a set of fixed contacts (not shown) connected to the motor circuit M. The contact between the two fixed contacts and the connection between the two fixed contacts causes the motor contact to close, and the movable contact separates from both the fixed contacts and the connection between the two fixed contacts is interrupted. Open state.
In one set of fixed contacts, one fixed contact is connected to the in-vehicle battery 11 via a battery cable, and the other fixed contact is connected to a connection bar 25 (see FIG. 4) via a motor lead 24.

減速装置は、電機子軸8aのフロント側端部に設けられたドライブギヤ26と、このドライブギヤ26に噛み合うアイドルギヤ27、及びアイドルギヤ27に噛み合うクラッチギヤ28とで構成され、電機子8の回転がドライブギヤ26→アイドルギヤ27→クラッチギヤ28へと伝達されて減速される。
クラッチ7は、クラッチギヤ28に伝達された回転を前記スプラインチューブ22に伝達すると共に、エンジンの始動により、スプラインチューブ22の回転速度がクラッチギヤ28の回転速度を上回ると、スプラインチューブ22からクラッチギヤ28への動力伝達を遮断する一方向クラッチを構成している。
The speed reduction device includes a drive gear 26 provided at the front side end of the armature shaft 8a, an idle gear 27 that meshes with the drive gear 26, and a clutch gear 28 that meshes with the idle gear 27. The rotation is transmitted from the drive gear 26 → the idle gear 27 → the clutch gear 28 and decelerated.
The clutch 7 transmits the rotation transmitted to the clutch gear 28 to the spline tube 22, and when the rotational speed of the spline tube 22 exceeds the rotational speed of the clutch gear 28 due to the start of the engine, the clutch 7 The one-way clutch which interrupts | blocks the power transmission to 28 is comprised.

次に、上記のバイメタル14について説明する。
バイメタル14は、モータ回路Mに対し分巻コイル15を機械的に断続できる開閉接点(図示せず)を有し、所定温度(例えば、真夏の最高気温より高い50℃)以上で開閉接点が閉状態から開状態に切り替わる温度特性を有している。これにより、ユーザのスイッチ操作によってエンジン始動を行う通常始動時には、バイメタル14の温度が外気温を超えることはなく、所定温度(50℃)より低くなるため、開閉接点が閉状態を維持する。一方、エンジンの再始動をコンピュータにより自動制御するエコラン始動時には、既にエンジンが一度始動しているため、エンジン温度が所定温度(50℃)より高くなっている。このため、バイメタル14の温度が所定温度以上となり、開閉接点が閉状態から開状態に切り替わる。
Next, the bimetal 14 will be described.
The bimetal 14 has a switching contact (not shown) that can mechanically connect the shunt coil 15 to the motor circuit M, and the switching contact closes at a predetermined temperature (for example, 50 ° C. higher than the highest summer temperature). It has a temperature characteristic that switches from a state to an open state. Thereby, at the time of the normal start which starts an engine by a user's switch operation, since the temperature of the bimetal 14 does not exceed the outside air temperature and becomes lower than a predetermined temperature (50 ° C.), the open / close contact is maintained in a closed state. On the other hand, at the time of eco-run start in which the restart of the engine is automatically controlled by a computer, the engine has already been started once, so the engine temperature is higher than a predetermined temperature (50 ° C.). For this reason, the temperature of the bimetal 14 becomes equal to or higher than a predetermined temperature, and the switching contact is switched from the closed state to the open state.

続いて、本実施例の作用及び効果を説明する。
a)通常始動時には、バイメタル14の温度が所定温度(50℃)より低く、開閉接点が閉状態を維持するため、図1(a)に示す様に、バイメタル14を介して分巻コイル15がモータ回路Mに接続されて、複巻モータとして構成される。この場合、図2に示す様に、直巻モータと比較して無負荷回転数を低減できるので、エンジン完爆後のモータ回転数(無負荷状態で回転するモータ2の回転速度)を抑制できる。その結果、モータ2のオーバランに伴うブラシ10や軸受17、18等の摩耗が抑制されるため、ブラシ10の寿命が延びると共に、軸受17、18の耐久性が維持される。
Subsequently, the operation and effect of the present embodiment will be described.
a) During normal start-up, the temperature of the bimetal 14 is lower than a predetermined temperature (50 ° C.) and the switching contact is kept closed, so that the shunt coil 15 is connected via the bimetal 14 as shown in FIG. It is connected to the motor circuit M and configured as a compound motor. In this case, as shown in FIG. 2, since the no-load rotation speed can be reduced as compared with the series-wound motor, the motor rotation speed after the complete explosion of the engine (the rotation speed of the motor 2 rotating in the no-load state) can be suppressed. . As a result, since the wear of the brush 10 and the bearings 17 and 18 due to the overrun of the motor 2 is suppressed, the life of the brush 10 is extended and the durability of the bearings 17 and 18 is maintained.

b)エコラン始動時には、バイメタル14の温度が所定温度(50℃)以上となり、開閉接点が閉状態から開状態に切り替わるため、分巻コイル15がモータ回路Mから切り離されて、図1(b)に示す様に、直巻モータとして構成される。この場合、図2に示す様に、複巻モータと比較して低負荷域および無負荷時のモータ回転数が高くなり、エンジン始動性が向上するので、短時間でのエンジン始動が可能である。また、エンジン自動停止/再始動システムでは、エンジンの再始動をコンピュータにより自動制御するので、ユーザのスイッチ操作による通常始動時と比較して、モータ2のオーバラン時間がごく短い時間(例えば0.5秒程度)であり、ブラシ10の寿命や軸受17、18の耐久性への影響も少ない。   b) At the time of eco-run starting, the temperature of the bimetal 14 becomes equal to or higher than a predetermined temperature (50 ° C.), and the switching contact is switched from the closed state to the open state, so that the shunt coil 15 is disconnected from the motor circuit M, and FIG. As shown in FIG. In this case, as shown in FIG. 2, the motor speed at the low load region and no load is higher than that of the compound motor, and the engine startability is improved, so that the engine can be started in a short time. . In the engine automatic stop / restart system, the restart of the engine is automatically controlled by a computer, so that the overrun time of the motor 2 is very short (for example, 0.5%) compared to the normal start by the user's switch operation. The impact on the life of the brush 10 and the durability of the bearings 17 and 18 is small.

本実施例のスタータ1は、モータ回路Mにバイメタル14を介して分巻コイル15を接続しているので、バイメタル14の状態(閉状態、開状態)に応じて、複巻モータと直巻モータとを切り替えて使用できる。このため、通常始動時とエコラン始動時とで減速装置の減速比を切り替える必要はなく、バイメタル14によって複巻モータから直巻モータに切り替えることで、低負荷域及び無負荷時の回転数を上げることができる。その結果、部品点数の増加と共にスタータ1の体格アップを招く可変減速機構を用いなくても、通常始動時のオーバランに起因するブラシ10寿命の低下および軸受17、18の耐久性悪化を抑制でき、且つエコラン始動時の始動性を向上できる。
また、車両やエンジンの種類等により、スタータ1の温度の上がり方も異なるが、バイメタル14であれば、温度の上昇傾向に応じて、開閉接点が閉状態から開状態に切り替わる時の所定温度を自由に設定できる。
In the starter 1 of the present embodiment, since the shunt coil 15 is connected to the motor circuit M via the bimetal 14, the double-winding motor and the series-winding motor according to the state (closed state, open state) of the bimetal 14. You can switch between and use. For this reason, it is not necessary to switch the reduction gear ratio of the speed reducer between the normal start and the eco-run start, and the bimetal 14 is switched from the double-winding motor to the direct-winding motor, thereby increasing the rotation speed in the low load region and no load. be able to. As a result, even without using a variable speed reduction mechanism that causes an increase in the size of the starter 1 along with an increase in the number of parts, it is possible to suppress a decrease in the life of the brush 10 and a deterioration in the durability of the bearings 17 and 18 due to an overrun at the normal start. In addition, the startability at the start of the eco-run can be improved.
Also, although the temperature rise of the starter 1 varies depending on the type of vehicle and engine, etc., if the bimetal 14 is used, the predetermined temperature when the switching contact is switched from the closed state to the open state is set according to the rising tendency of the temperature. Can be set freely.

図5は界磁巻線(直巻コイル13と分巻コイル15)の結線図である。
実施例1では、バイメタル14の位置を特定していないが、この実施例2では、コネクションバー25と分巻コイル15との間(図5参照)、あるいは、分巻コイル15のアース側端部とアース部(例えばヨーク12)との間にバイメタル14を配置する。
通常、複巻モータに使用される分巻コイル15は、高電位側(反アース側)の端部がコネクションバー25に接続され、アース側端部がモータ2のアース部(例えばヨーク12)に接続される。従って、図5に示す様に、コネクションバー25と分巻コイル15との間にバイメタル14を接続する、あるいは、分巻コイル15のアース側端部とアース部(ヨーク12)との間にバイメタル14を接続することで、新たに接続部位を設ける必要はなく、バイメタル14を容易に配置できる。
FIG. 5 is a connection diagram of the field windings (the series coil 13 and the shunt coil 15).
In the first embodiment, the position of the bimetal 14 is not specified. However, in the second embodiment, the connection bar 25 and the shunt coil 15 (see FIG. 5) or the ground side end of the shunt coil 15 is used. And a bimetal 14 is disposed between the ground portion (for example, the yoke 12).
Usually, the shunt coil 15 used for a multi-winding motor has a high potential side (anti-earth side) end connected to the connection bar 25 and a ground side end connected to the ground part of the motor 2 (for example, the yoke 12). Connected. Therefore, as shown in FIG. 5, the bimetal 14 is connected between the connection bar 25 and the shunt coil 15, or the bimetal is connected between the ground end of the shunt coil 15 and the ground portion (yoke 12). By connecting 14, there is no need to newly provide a connection site, and the bimetal 14 can be easily arranged.

(変形例)
実施例1に記載したスタータ1は、出力軸4が軸方向(図3の左右方向)に移動する構成であるが、本発明は、実施例1に記載したスタータ1とは異なる構成(例えば、出力軸4は移動することなく、その出力軸4上をピニオンギヤ3が移動する構成)のスタータにも適用できる。
(Modification)
The starter 1 described in the first embodiment has a configuration in which the output shaft 4 moves in the axial direction (the left-right direction in FIG. 3), but the present invention has a configuration different from the starter 1 described in the first embodiment (for example, The output shaft 4 can also be applied to a starter in which the pinion gear 3 moves on the output shaft 4 without moving.

(a)複巻モータの回路図、(b)直巻モータの回路図である。(A) Circuit diagram of compound motor, (b) Circuit diagram of series motor. 複巻モータと直巻モータの特性図である。It is a characteristic view of a compound motor and a series motor. スタータの一部断面を含む側面図である。It is a side view including a partial cross section of a starter. モータの内部構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the internal structure of a motor. モータに使用される界磁巻線の結線図である(実施例2)。(Example 2) which is a connection diagram of the field winding used for a motor.

符号の説明Explanation of symbols

1 スタータ
2 モータ
8 電機子
12 ヨーク(アース部)
13 直巻コイル
15 分巻コイル
14 バイメタル(開閉手段)
25 コネクションバー
M モータ回路
1 Starter 2 Motor 8 Armature 12 Yoke (Ground)
13 Series coil 15 Divided coil 14 Bimetal (opening / closing means)
25 Connection bar M Motor circuit

Claims (4)

ユーザのスイッチ操作により、モータに通電してエンジン始動を行う通常始動時と、エンジンの停止及び再始動をコンピュータにより自動制御するエンジン自動停止/再始動システムにより、前記モータへの通電が自動制御されてエンジン始動を行うエコラン始動時とに使用されるスタータであって、
前記モータは、電機子にバッテリ電流を通電するためのモータ回路と、このモータ回路に前記電機子と直列に接続される直巻コイルと、前記モータ回路に開閉手段を介して前記電機子と並列に接続される分巻コイルとを備え、
前記開閉手段は、前記モータ回路に対して前記分巻コイルを機械的に断続できる開閉接点を有し、前記通常始動時には、前記開閉接点が閉状態を維持することで、前記分巻コイルを前記モータ回路に接続し、前記エコラン始動時には、前記開閉接点が開状態に切り替わることで、前記分巻コイルを前記モータ回路から切り離すことを特徴とするスタータ。
Energization of the motor is automatically controlled by a user's switch operation during normal start when the motor is energized to start the engine and by an engine automatic stop / restart system that automatically controls stop and restart of the engine by a computer. Starter used when starting an eco-run to start the engine,
The motor includes a motor circuit for supplying a battery current to the armature, a series coil connected to the motor circuit in series with the armature, and the motor circuit in parallel with the armature through an opening / closing means. A shunt coil connected to the
The open / close means has an open / close contact capable of mechanically interrupting the shunt coil with respect to the motor circuit, and during the normal start, the open / close contact maintains a closed state so that the shunt coil is A starter connected to a motor circuit and disconnecting the shunt coil from the motor circuit by switching the open / close contact to an open state when the eco-run is started.
請求項1に記載したスタータにおいて、
前記開閉手段は、所定温度以上で前記開閉接点が前記閉状態から前記開状態に切り替わるバイメタルであることを特徴とするスタータ。
The starter according to claim 1,
The starter characterized in that the switching means is a bimetal whose switching contacts are switched from the closed state to the open state at a predetermined temperature or higher.
請求項1または2に記載したスタータにおいて、
前記モータ回路には、前記直巻コイルの高電位側の端部が接続されるコネクションバーが設けられ、
前記開閉手段は、前記コネクションバーと前記分巻コイルとの間に接続されることを特徴とするスタータ。
The starter according to claim 1 or 2,
The motor circuit is provided with a connection bar to which an end on the high potential side of the series coil is connected,
The starter characterized in that the opening / closing means is connected between the connection bar and the shunt coil.
請求項1または2に記載したスタータにおいて、
前記開閉手段は、前記分巻コイルとアース部との間に接続されていることを特徴とするスタータ。
The starter according to claim 1 or 2,
The starter characterized in that the opening / closing means is connected between the shunt coil and a ground part.
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