JP4410201B2

JP4410201B2 - スタータ

Info

Publication number: JP4410201B2
Application number: JP2006049788A
Authority: JP
Inventors: 啓一楠本; 逸人山内; 元昭木村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-02-27
Filing date: 2006-02-27
Publication date: 2010-02-03
Anticipated expiration: 2026-02-27
Also published as: DE102006034573A1; US20070200354A1; JP2007224876A; US7414327B2

Description

この発明は、界磁コイルを有するモータと、バッテリからの電流を前記モータに供給してピニオンギヤを介してエンジンを始動させる電磁スイッチとを備えたスタータに関するものである。

従来のスタータとして、バッテリからブラシを介して通電される電機子を有し電機子に回転力を発生させるモータと、電機子にバッテリ電流を流す電流をＯＮ、ＯＦＦ制御する電磁スイッチとを備え、前記ブラシに接続されるピグテールの一部がヒューズ機能を果たす低融点材料で構成されたスタータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このものの場合、始動スイッチの故障等でバッテリ電流がモータに連続通電された場合に、ピグテールが溶断することで電機子への通電が停止され、スタータの破損を防止している。
また、同様にスタータの破損を防止する目的で、一端部がブラシに機械的かつ電気的に接続され、他端部が電磁スイッチの可動接点に直接軟ろう付けされたブラシリード線を備えたスタータも知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３-１４８３１５号公報特開２００５-８３２５９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の上記ピグテールは、摺動自在なブラシに接続されており、例えばブラシに連動して移動したピグテールが、近傍の部品と接近した状態のときに異常電流が流れ、溶断したピグテールが近傍の部品と接触してショートし、バッテリ電流を遮断できない場合があった。
また、上記特許文献２に記載のブラシリード線は、融点温度は使用する軟ろう材により定まり、通常軟ろう材の融点は低いために、通常の通電電流が通電された場合でも溶断され、エンジンを始動できない場合があった。

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、モータに異常電流が流れたときの電流を確実に遮断し、また通常の通電電流のときにおける電流遮断の発生を低減させることができるスタータを得ることを目的とする。

この発明に係るスタータでは、界磁コイルを有するモータと、バッテリからの電流を前記モータに供給してピニオンギヤを介してエンジンを始動させる電磁スイッチとを備えたスタータにおいて、前記電流が供給される複数個の前記界磁コイルは、互いに上流側の金属導体及び下流側の金属導体を介して並列接続され、前記界磁コイルは、銅で構成され、上流側の金属導体は、ヒューズ機能を有し、全体が黄銅で構成されているとともに、断面積が狭小の狭小部が形成されている。

この発明に係るスタータによれば、モータに異常電流が流れたときの電流を確実に遮断し、また通常の通電電流のときにおける電流遮断の発生を低減させることができる。

以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各実施の形態において同一、または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるスタータを示す断面図、図２は図１のスタータの電気回路図である。
このスタータは、モータ１と、モータ１への通電を入切する電磁スイッチ２と、モータ１に接続された減速機構４２と、モータ１のシャフトの軸線方向に移動可能なワンウエイクラッチ３と、このワンウエイクラッチ３に連結されワンウエイクラッチ３とともに回転するピニオンギヤ４と、電磁スイッチ２とワンウエイクラッチ３との間にそれぞれ回動自在に設けられたレバー５とを備えている。減速機構４２、ワンウエイクラッチ３及びレバー５は、ハウジング６内に収納されている。

電磁スイッチ２では、ソレノイドケース７の開口部にスイッチカバー８が結合されている。
ソレノイドケース７内には、円筒状のボビン１０が設けられている。このボビン１０の外周部には、導線が巻回されて構成された吸引コイル１１が設けられている。この吸引コイル１１の外側には絶縁シートを介して導線が巻回されて構成された保持コイル１２が設けられている。吸引コイル１１及び保持コイル１２のそれぞれの導線は、逆方向に巻回されている。

ソレノイドケース７の左側の内径部には、固定鉄心１３が圧入されている。この固定鉄心１３の内径部には、往復摺動可能なプランジャ１４が挿入されている。このプランジャ１４の反レバー５側の端部には、可動接点１５が固定されている。この可動接点１５は、モータ端子１６の端部に形成された固定接点１７と対向している。可動接点１５とプランジャ１４との間には、可動接点１５と固定接点１７との開離距離の寸法誤差を吸収するとともに可動接点１５の固定接点１７に対する接圧を調整する接圧ばね１８が設けられている。ソレノイドケース７の内径部とプランジャ１４のレバー５側の端部との間には、可動接点１５を固定接点１７から開離する方向にプランジャ１４に付勢力を付与した開離ばね１９が設けられている。

上記モータ１は、モータケース９に固定された固定子２０と、この固定子２０の内径側に設けられ回転可能な電機子２１とを備えている。
図３はモータケース９の一部を切り欠き固定子２０の内部構造を示す斜視図、図４は図３に示した固定子２０の展開図、図５は図４のＡの部位の拡大図である。
固定子２０は、固定子鉄心２２と、この固定子鉄心２２に銅製の導線が巻回されて構成された界磁コイル２３と、この界磁コイル２３の両側にそれぞれ固定されたＣ形状の上流側の金属導体３３ａ、下流側の金属導体３３ｂとを備えている。電流が供給される界磁コイル２３の上流側の金属導体３３ａには、ヒューズ機能を有する、断面積が狭小の狭小部３４が形成されている。下流側の金属導体３３ｂは、ブラシ２５とピグテール４３を介して接続されている。界磁コイル２３及び金属導体３３ａ、３３ｂは銅で構成されている。

次に、上記構成のスタータの動作について主に図２の回路図に基づいて説明する。
スタータは、始動スイッチ３１が閉成されることにより、バッテリ３０からの電流は、スイッチ端子３２（Ｓ）を介して吸引コイル１１及び保持コイル１２に流れ、開離ばね１９の弾性力に逆らってプランジャ１４及び可動接点１５が固定接点１７に向けて駆動される。それと同時にプランジャ１４がレバー５を介してワンウエイクラッチ３とピニオンギヤ４をリングギヤ４０に向けて押出す。そして、可動接点１５は、接圧ばね１８による弾性力が付与された状態で固定接点１７と面接触し、モータ１が通電され、ピニオンギヤ４が回転する。

このようにして、ピニオンギヤ４は回転しながら押出され、リングギヤ４０に歯合してエンジンは始動する。また、可動接点１５が固定接点１７と面接触した場合、吸引コイル１１の両端の電位は等しくなるため、吸引コイル１１への通電は停止される。但し、保持コイル１２への通電は継続され、この保持コイル１２によって作られる磁束により可動接点１５が固定接点１７と面接触した状態が保持される。

続いて、始動スイッチ３１が開放されると、バッテリ３０からの電流は、可動接点１５が面接触した固定接点１７、モータ端子１６（Ｍ）に流れ、引き続き吸引コイル１１、スイッチ端子３２、保持コイル１２を通じてグランドに流れる。これにより、吸引コイル１１と保持コイル１２とが互いに磁束を打消し合い吸引力を失うため、可動接点１５及びプランジャ１４は、開離ばね１９の弾性力により押し戻される。そして、可動接点１５は固定接点１７から離間し、バッテリ３０からモータ１への通電がなされなくなると同時に、プランジャ１４の移動により回動するレバー５に連動してピニオンギヤ４が移動し、ピニオンギヤ４とリングギヤ４０との噛合状態が解除される。

ところで、何らかの原因で、始動スイッチ３１が閉成し続けると、モータ１は長時間通電される。この状態が続き、界磁コイル２３や整流子４１、電機子２１等がデッドアース或いはレアショートして短絡電流が発生し、短絡電流がモータ１への電流の入口側にある上流側の金属導体３３ａを通じてモータ１の内部に流れようとする。しかしながら、抵抗が大きく発熱量の大きい上流側の金属導体３３ａの狭小部３４は、溶断温度に達して直ちに溶断し、電流が遮断されるので、モータ１内部の部品の異常電流による破損は防止される。

また、何らかの原因で、例えば固定接点１７に可動接点１５が溶着したまま復帰しない状態が続くと、始動スイッチ３１を開放してもモータ１は連続通電される。このとき、可動接点１５はプランジャ１４と一体であり、プランジャ１４も移動不可の状態であり、ピニオンギヤ４は復帰せずリングギヤ４０と歯合したまま、モータ１は回転駆動し続ける。
また、図示していないが、プランジャと可動接点が別体式のスタータであればピニオンギヤは復帰したまま、モータは回転駆動し続ける。
両タイプのスタータとも、このような状態が続き、短絡電流が生じた場合、その短絡電流はモータ１の内部に流れようとするが、このような場合にも、上流側の金属導体３３ａの狭小部３４は、直ちに溶断し、電流が遮断されるので、モータ１内部の部品の異常電流による破損は防止される。

以上説明したように、上記構成のスタータによれば、電流が供給される界磁コイル２３に上流側の金属導体３３ａが接続されており、この金属導体３３ａには、ヒューズ機能を有する、断面積が狭小の狭小部３４が形成されている。
従って、モータ１に連続通電されて異常電流がモータ１の内部に流れようとしたときには確実に電流が遮断され、また通常使用時の電流遮断の発生を抑制することができる。
また、剛性の上流側の金属導体３３ａは、界磁コイル２３に固定されているので、溶断時に金属導体３３ａの近傍の部品と接触してショートし、バッテリ電流を遮断できないといった事態の発生を低減することができる。
また、金属導体３３ａは、界磁コイル２３に固定された既存の金属導体に狭小部３４を形成したものであり、わざわざヒューズ機能を有する部品を付設する必要性は無く、製造コストが抑制される。
また、溶断する電流値の調整は、狭小部３４の幅、深さを変えることで容易に調整することができる。

実施の形態２．
この実施の形態では、界磁コイル２３が銅製である点は実施の形態１と同じであるが、上流側の金属導体３３ａの全体が銅よりも電気抵抗値が大きく、黄銅製でヒューズ機能を有する点で実施の形態１と異なる。
この実施の形態では、金属導体３３ａは、界磁コイル２３を構成する銅よりも電気抵抗値が大きな黄銅製でヒューズ機能を有しているので、短絡電流が生じ、モータ１の内部に短絡電流が流れようとした場合、金属導体３３ａ自身の発熱により、ある部位で溶断し、電流を遮断するので、モータ１内部の部品の異常電流による破損が防止される。
なお、実施の形態１と同様に、黄銅製の金属導体３３ａに狭小部３４を形成することで、その狭小部３４で電流を確実に遮断することができるようにしてもよい。

なお、上記実施の形態１、２では界磁コイル２３を銅で構成し、また金属導体３３ａについては、実施の形態１では銅で構成し、実施の形態２では黄銅で構成したが、勿論これらの材料に限定されるものではなく、金属導体は、界磁コイルよりも電気抵抗が大きく、ヒューズ機能を有するものであればよい。

この発明の実施の形態１によるスタータを示す断面図である。図１のスタータの電気回路図である。図１のモータケースの一部を切り欠き固定子の構造を示す斜視図である。図３に示した固定子の展開図である。図４のＡの部位の拡大図である。

符号の説明

１モータ、２電磁スイッチ、４ピニオンギヤ、２１電機子、２３界磁コイル、３０ヒューズ、３３ａ，３３ｂ金属導体、３４狭小部。

Claims

界磁コイルを有するモータと、バッテリからの電流を前記モータに供給してピニオンギヤを介してエンジンを始動させる電磁スイッチとを備えたスタータにおいて、
前記電流が供給される複数個の前記界磁コイルは、互いに上流側の金属導体及び下流側の金属導体を介して並列接続され、前記界磁コイルは、銅で構成され、上流側の金属導体は、ヒューズ機能を有し、全体が黄銅で構成されているとともに、断面積が狭小の狭小部が形成されていることを特徴とするスタータ。