(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリ（６）よりスタータ（１）のモータ（３）へ通電するためのモータ回路に設けられるメイン接点を開閉する電磁スイッチ（５）と、前記モータ回路に接続され、前記モータ（３）を起動する際に前記バッテリ（６）から
前記モータ（３）に流れる起動電流を抑制するための抵抗体（７）と、
この抵抗体（７）をバイパスして前記モータ回路に接続されるリレー接点を有し、通電によって電磁石を形成するリレーコイル（１９）の励磁状態に応じて前記リレー接点を開閉する電磁継電器（２）と、
前記モータ（３）の起動時に前記バッテリ（６）から前記抵抗体（７）を経由して前記モータ（３）に通電する時間を設定するために、前記リレーコイル（１９）の励磁状態を制御する制御回路（３１）とを備え、
この制御回路（３１）が前記電磁継電器（２）の筐体内部に収容されるエンジン始動装置であって、
前記電磁継電器（２）は、前記リレーコイル（１９）が非励磁の時に前記リレー接点が閉成する常閉接点構造を有し、
前記制御回路（３１）は、前記電磁スイッチ（５）が前記メイン接点を閉成する前に前記リレー接点が開成するように前記リレーコイル（１９）を励磁し、前記電磁スイッチ（５）が前記メイン接点を閉成した後に前記リレー接点が閉成するように前記リレーコイル（１９）を非励磁とし、
電磁スイッチ（５）は、さらに励磁コイル（１３）と、この励磁コイル（１３）により可動するプランジャ（１４）とを有するとともに、
前記制御回路（３１）は、
前記電磁スイッチ（５）に通電されるとともに、制御回路（３１）により前記リレー接点が開成し、
前記電磁スイッチ（５）への前記通電により吸引された前記プランジャ（１４）が移動するタイミングより遅れたタイミングでメイン接点が閉成することによりバッテリ（６）から抵抗体（７）を経由した電流がモータ（３）に流れ、
制御回路（３１）は、前記抵抗体（７）を経由した電流がモータ（３）に流れた後で前記リレーコイル（１９）を非励磁として前記リレー接点を閉成して、抵抗体（７）の両端を短絡する通電経路が形成され、バッテリ（６）の電圧がこの通電経路で、モータ（３）に印加されることを特徴とするエンジン始動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スタータのモータ回路に設けられ、エンジン始動時にモータの起動電流を抑制するための抵抗体を内蔵し、モータの起動後に抵抗体をバイパスして、バッテリの全電圧によりモータに通電する電磁継電器を備えたエンジン始動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンを始動するスタータは、ピニオンをリングギヤ側へ押し出す働きと、モータ回路（バッテリからモータに電流を流すための回路）に設けられるメイン接点を開閉する働きを行う電磁スイッチを搭載している。
ところで、モータの起動時、つまり、電磁スイッチがメイン接点を閉じた時に、バッテリから突入電流と呼ばれる大電流がモータに流れる。このため、バッテリの端子電圧が大きく低下して、メータ類やオーディオ等の電気機器が瞬間的に作動停止する、いわゆる「瞬断」と言われる現象が発生することがある。
これに対し、本出願人は、モータの起動時に流れる突入電流を抑制して、「瞬断」の発生を防止できる技術を提案している（特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に係る発明では、図１１に示す様に、スタータ１００に搭載される電磁スイッチ１０１とは別に、モータ回路を開閉できるモータ通電用リレー１０２（電磁継電器）を備えている。このモータ通電用リレー１０２は、図１２に示す様に、２本の端子ボルト１０３、１０４を介してモータ回路に接続される抵抗体１０５を内蔵すると共に、この抵抗体１０５の上流端と下流端との間に、一組の固定接点によって構成されるリレー接点１０６を並設し、リレーコイル１０７の励磁状態に応じて可動する可動接点１０８によりリレー接点１０６を開閉する働きを有する。リレーコイル１０７は、制御回路１０９（図１１参照）より出力される駆動信号によって励磁状態が制御される。例えば、制御回路１０９の駆動信号がオンの時に、リレーコイル１０７が励磁されてリレー接点１０６を閉成（オン）し、駆動信号がオフの時に、リレーコイル１０７が非励磁となってリレー接点１０６を開成（オフ）する。
【０００４】
モータ１１０の起動時には、制御回路１０９の駆動信号がオフ、つまり、リレーコイル１０７が非励磁でリレー接点１０６が開いている。この状態で、電磁スイッチ１０１がメイン接点１１１を閉成すると、抵抗体１０５により抑制された電流がモータ１１０に流れるため、モータ１１０が低速度で回転する。その後（スタータ１００のピニオン１１２がエンジン側のリングギヤ１１３に噛み合った後）、駆動信号がオフからオンに切り替わり、リレーコイル１０７が励磁されてリレー接点１０６が閉成することにより、抵抗体１０５の両端がリレー接点１０６を介して短絡される。その結果、バッテリ１１４の全電圧がモータ１１０に印加されて、起動時より高い電流がモータ１１０に流れることにより、モータ１１０の回転速度が上昇する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２２４３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、図１１に示した様に、制御回路１０９をモータ通電用リレー１０２とは別に、車室内や車室外に設置する場合は、制御回路１０９を内蔵するための専用の筐体を準備し、且つ、電源線、及び、信号線を接続して、モータ通電用リレー１０２へ駆動信号を送る必要がある。この場合、電源線、信号線、及び、モータ通電用リレー１０２を駆動するための配線が必要であると共に、コネクタ等の接続部位が増加する要因となっている。
さらに、制御回路１０９を車室外に設置する場合は、制御回路１０９を保護するために、筐体の防水構造が必要となる。
【０００７】
また、抵抗体１０５への通電時間を設定する専用の制御回路１０９を設ける代わりに、車両制御器（例えば、エンジン制御用のＥＣＵ）の一部にスペースを設けて、このスペースにモータ通電用リレー１０２の駆動信号を生成する回路部を設ける方法もある。しかし、この方法では、出力ポートの増加、及び、車両制御器の改造が必要であり、汎用性に欠ける要因となる。
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、抵抗体への通電時間を設定する制御回路を電磁継電器に内蔵することにより、コネクタ等の接続部位を減少させて信頼性の向上を図ると共に、制御回路の耐環境性を向上できるエンジン始動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（請求項１の発明）
本発明は、バッテリよりスタータのモータへ通電するためのモータ回路に設けられるメイン接点を開閉する電磁スイッチと、モータ回路に接続され、モータを起動する際にバッテリからモータに流れる起動電流を抑制するための抵抗体と、
この抵抗体をバイパスしてモータ回路に接続されるリレー接点を有し、通電によって電磁石を形成するリレーコイルの励磁状態に応じてリレー接点を開閉する電磁継電器と、
モータの起動時にバッテリから抵抗体を経由してモータに通電する時間を設定するために、リレーコイルの励磁状態を制御する制御回路とを備え、
この制御回路が電磁継電器の筐体内部に収容されるエンジン始動装置であって、
電磁継電器は、リレーコイルが非励磁の時にリレー接点が閉成する常閉接点構造を有し、
制御回路は、電磁スイッチがメイン接点を閉成する前にリレー接点が開成するようにリレーコイルを励磁し、電磁スイッチがメイン接点を閉成した後にリレー接点が閉成するようにリレーコイルを非励磁とし、
電磁スイッチは、さらに励磁コイルと、この励磁コイルにより可動するプランジャとを有するとともに、
制御回路は、電磁スイッチは、さらに励磁コイルと、この励磁コイルにより可動するプランジャとを有するとともに、
前記制御回路は、電磁スイッチに通電されるとともに、制御回路によりリレー接点が開成し、
電磁スイッチへの通電により吸引されたプランジャが移動するタイミングより遅れたタイミングでメイン接点が閉成することによりバッテリから抵抗体を経由した電流がモータに流れ、制御回路は、抵抗体を経由した電流がモータに流れた後でリレーコイルを非励磁としてリレー接点を閉成して、抵抗体の両端を短絡する通電経路が形成され、バッテリの電圧がこの通電経路で、モータに印加されることを特徴とする。
【０００９】
上記の構成によれば、制御回路を電磁継電器の筐体内部に収容することで、制御回路専用の筐体を必要としないため、配線を接続するためのコネクタ等の接続個所を減らすことができ、且つ、電磁継電器周りの配線を簡素化できるので、信頼性の向上につながる。
また、制御回路を電磁継電器の筐体内部に収容することで、電磁継電器とは別に制御回路の設置スペースを確保する必要がなく、搭載性を向上できる。
さらに、電磁継電器は、リレーコイルが非励磁の時にリレー接点が閉成する常閉接点構造を有するので、何らかの異常により制御回路の作動が停止してリレーコイルへの駆動陣号が遮断されると、リレー接点が閉成して、抵抗体をバイパスする通電経路が形成される。その結果、抵抗体を流れる電流が制限されるため、抵抗体の発熱が抑制されて、異常発熱により抵抗体が溶断することを回避できる。その後、システムが正常に戻った時に、抵抗体は溶断していないので、抵抗体を取り替える必要はなく、そのまま使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１に示すエンジン始動装置の電気回路図である。
【図２】実施例１に示すモータ通電用リレーの断面図である。
【図３】実施例１に示すモータ通電用リレーの断面図である。
【図４】実施例２に示すモータ通電用リレーの断面図である。
【図５】実施例２に示すモータ通電用リレーの断面図である。
【図６】実施例２に示すモータ通電用リレーの断面図である。
【図７】実施例３に示すエンジン始動装置の電気回路図である。
【図８】実施例４に示すエンジン始動装置の電気回路図である。
【図９】実施例４に示すエンジン始動装置の電気回路図である。
【図１０】実施例５に示す制御回路の内部構成を示す回路図である。
【図１１】従来技術に係るエンジン始動装置の電気回路図である。
【図１２】従来技術に係るモータ通電用リレーの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【実施例】
【００１２】
（実施例１）
実施例１に示すエンジン始動装置は、図１に示す様に、エンジンを始動するためのスタータ１と、このスタータ１のモータ回路に設けられる電磁継電器（以下、モータ通電用リレー２と呼ぶ）とを備える。
スタータ１は、図１に示す様に、回転力を発生するモータ３と、このモータ３に駆動されて回転する出力軸４と、この出力軸４の外周上を軸方向に移動可能に設けられたピニオン移動体（後述する）と、このピニオン移動体を反モータ方向（図示右方向）へ押し出す働きを有すると共に、モータ回路に設けられるメイン接点（後述する）を開閉する電磁スイッチ５と、モータ３を起動する際に、バッテリ６からモータ３に流れる起動電流を抑制するための抵抗体７を内蔵した上記のモータ通電用リレー２等より構成される。なお、モータ３と出力軸４との間に、モータ３の回転を減速してトルクを増幅するための減速装置（例えば、遊星歯車減速機）を設けても良い。
【００１３】
モータ３は、永久磁石または電磁石によって構成される界磁（図示せず）と、整流子３ａを有する電機子３ｂと、整流子３ａの外周に配置されるブラシ８等を備える周知の整流子電動機である。
ピニオン移動体は、クラッチ９とピニオン１０とで構成される。
クラッチ９は、出力軸４の外周にヘリカルスプライン嵌合するアウタと、ピニオン１０と一体に設けられるインナと、アウタとインナとの間で回転力の伝達を断続するローラ等より構成され、このローラを介してアウタ側（出力軸４）からインナ側（ピニオン１０）へ一方向のみ回転力を伝達する一方向クラッチとして構成されている。
ピニオン１０は、エンジンの始動時に、出力軸４の外周上を反モータ方向へ移動してエンジンのリングギヤ１１に噛み合い、モータ３の回転力をリングギヤ１１に伝達して、リングギヤ１１を回転させる。
【００１４】
電磁スイッチ５は、スタータリレー１２を介してバッテリ６に接続される励磁コイル１３と、この励磁コイル１３の内周を軸心方向に可動するプランジャ１４とを有し、励磁コイル１３への通電により形成される電磁石の吸引力によってプランジャ１４を軸方向に駆動し、このプランジャ１４の移動に連動してメイン接点の開閉を行うと共に、シフトレバー１５を介してピニオン移動体を反モータ方向へ押し出す働きを有する。
メイン接点は、図示しない２本の端子ボルトを介してモータ回路に接続される一組の固定接点１６、１７を有し、プランジャ１４の動きに連動して軸方向に可動する可動接点１８が一組の固定接点１６、１７に当接して両固定接点１６、１７間が電気的に導通することで閉成（オン）し、可動接点１８が一組の固定接点１６、１７から開離することで開成（オフ）する。なお、２本の端子ボルトは、モータ回路の高電位側（バッテリ側）に接続されるＢ端子ボルト、および、モータ回路の低電位側（モータ側）に接続されるＭ端子ボルトと呼ぶ。
【００１５】
次に、モータ通電用リレー２の構成を図２を基に詳細に説明する。
モータ通電用リレー２は、抵抗体７をバイパスしてモータ回路に接続されるリレー接点（後述する）を有し、通電により電磁石を形成するリレーコイル１９の励磁状態に応じてリレー接点を開閉する働きを有する。
このモータ通電用リレー２は、磁気回路を兼ねるリレーケース２０と、このリレーケース２０の内部に収容される上記のリレーコイル１９と、このリレーコイル１９の一端側（図示左側）に隣接して配置される磁性体プレート２１と、リレーコイル１９の内周を軸方向に可動する可動鉄心２２と、リレーコイル１９の他端側に隣接して配置される隔壁部材２３と、可動鉄心２２と軸方向に対向して配置される固定鉄心２４と、リレーケース２０の開口部を塞いだ状態でリレーケース２０に固定される樹脂製の接点カバー２５と、この接点カバー２５に固定される２本の外部接続端子２６、２７と、この２本の外部接続端子２６、２７を介してモータ回路に接続される第１、第２の固定接点２８、２９と、この第１、第２の固定接点２８、２９の間を電気的に断続する可動接点３０と、２本の外部接続端子２６、２７の間に電気的に接続される上記の抵抗体７と、リレーコイル１９の励磁状態を制御する制御回路３１等より構成される。
【００１６】
リレーケース２０は、軸方向の一端側（図示左側）に平坦な底部２０ａを有し、軸方向の他端側が開口する有底円筒状に設けられている。このリレーケース２０は、例えば、絞り加工によって製造され、リレーコイル１９を内部に収容する軸方向の一端側より他端側の方が内径が若干大きく形成され、内周面に段差が設けられている。
リレーケース２０の底部２０ａの外側面には、金属製のブラケット３２が溶接等により機械的に接合され、このブラケット３２を介して、例えば、スタータ１のハウジング（図示せず）にモータ通電用リレー２が固定される。
リレーコイル１９は、樹脂製のボビン３３に巻線されて、高電位側である一方の端部が制御回路３１に接続され、低電位側である他方の端部が磁性体であるリレーケース２０を介してアースに接続されている（図１参照）。
【００１７】
磁性体プレート２１は、例えば、リレーケース２０と略同寸法の板厚を有し、径方向の中央部に丸孔を有する円環状に形成されて、リレーケース２０と可動鉄心２２との間に径方向の磁気通路（磁気回路の一部）を形成している。丸孔の内径は、その内側を可動鉄心２２が軸方向に移動できる程度に、可動鉄心２２の外径より若干大きく開口している。
可動鉄心２２は、磁性体プレート２１の丸孔を通り抜けてリレーコイル１９の内側（ボビン３３の内周）を軸方向に移動可能に設けられている。この可動鉄心２２は、例えば、径方向の中心を通って軸方向に切断した断面形状（図２に示す断面形状）がＨ型形状に形成され、軸方向の両側に凹部を有している。また、可動鉄心２２の一端側の端部は、磁性体プレート２１よりリレーケース２０の底部側へ突き出ている。
【００１８】
リレーケース２０の底部２０ａと、可動鉄心２２および磁性体プレート２１との間には、非磁性体（例えば、樹脂あるいはゴム等）により形成されたスペーサ部材３４が配置されている。なお、スペーサ部材３４は、リレーケース２０の底部２０ａと可動鉄心２２との間にだけ配置することも出来る。つまり、リレーケース２０の底部２０ａと磁性体プレート２１との間にスペーサ部材３４が無くても良く、リレーケース２０の底部２０ａと磁性体プレート２１との間に隙間（空間）が有っても良い。あるいは、可動鉄心２２の動作上に問題が無ければ、磁性体プレート２１の厚みを厚くして、リレーケース２０の底部２０ａに磁性体プレート２１を接触させても良い。
【００１９】
隔壁部材２３は、第２の隔壁部材であり、リレーケース２０より板厚が厚く形成され、リレーケース２０の内周から径方向に磁気通路（磁気回路の一部）を形成している。この隔壁部材２３は、板厚方向のコイル側外径端部（図２左側の外径端部）が、リレーケース２０の内周に設けられた段差に当接して、コイル側の位置が規制されている。
固定鉄心２４は、隔壁部材２３の内径側に連続して一体に設けられ、且つ、隔壁部材２３よりリレーコイル１９の内周側へ入り込んで、可動鉄心２２と軸方向に対向して配置されている。なお、隔壁部材２３と固定鉄心２４は、必ずしも一体に設ける必要はなく、両者を別体に設けて、連続した磁気通路が形成される様に、電気的、且つ、機械的に接合しても良い。
【００２０】
以下、隔壁部材２３と固定鉄心２４とを合わせて磁気回路構成部品と呼ぶ。この磁気回路構成部品は、制御回路３１と共に、ボビン３３と一体に形成される樹脂部材３３ａにモールド（インサート成形）され、ボビン３３と一体化されている。
また、磁気回路構成部品には、後述するシャフト３５を通すために、径方向の中央部を軸方向に貫通する貫通孔が形成されている。
接点カバー２５は、筒状の脚部２５ａを有する有底形状に設けられており、脚部２５ａの先端側がリレーケース２０の開口部の内周に挿入されて、隔壁部材２３の反コイル側（図２の右側）の外径部端面に当接した状態で組み付けられ、脚部２５ａの周方向の一部あるいは全周にリレーケース２０の開口端部をかしめて固定されている。
接点カバー２５とリレーケース２０との間は、例えば、Ｏリング等のシール部材３６によってシールされ、外部から水等の浸入を防止している。
【００２１】
２本の外部接続端子２６、２７は、ケーブルを介してバッテリ６の正極ターミナルに接続される第１の外部接続端子２６と、例えば、金属製の連結部材またはケーブル等を介して、電磁スイッチ５のＢ端子ボルトに接続される第２の外部接続端子２７である。この第１、第２の外部接続端子２６、２７は、図２に示す様に、それぞれ、ボルト形状を有し、接点カバー２５の内側にボルト頭部を配置し、接点カバー２５の有底部に形成された貫通孔を通って接点カバー２５の外側へボルトねじ部が突き出されており、ワッシャ３７、３８により接点カバー２５に固定されている。
【００２２】
リレー接点は、第１、第２の固定接点２８、２９により構成され、可動接点３０が第１、第２の固定接点２８、２９に当接して、両固定接点２８、２９間が可動接点３０を通じて電気的に導通することにより閉成（オン）し、可動接点３０が第１、第２の固定接点２８、２９から開離することにより開成（オフ）する。
第１の固定接点２８は、隔壁部材２３より反コイル側に形成される接点カバー２５の内部空間（以下、接点室３９と呼ぶ）に配置され、第１の外部接続端子２６と電気的に接続され、且つ、機械的に固定されている。
第２の固定接点２９は、第１の固定接点２８と同様に、接点室３９に配置され、第２の外部接続端子２７と電気的に接続され、且つ、機械的に固定されている。
なお、第１、第２の固定接点２８、２９は、例えば、第１、第２の外部接続端子２６、２７のボルト頭部と一体に設けることも可能である。
【００２３】
可動接点３０は、第１、第２の固定接点２８、２９より軸方向の他端側に配置され、リレーコイル１９が非励磁の時に、接点圧スプリング４０の荷重を受けて第１、第２の固定接点２８、２９に押圧されている（図２参照）。また、リレーコイル１９が励磁されると、固定鉄心２４に吸着される可動鉄心２２の動きがシャフト３５を介して伝達されることにより、可動接点３０が接点圧スプリング４０を押し縮めながら軸方向の他端側（図２の右側）へ移動して第１、第２の固定接点２８、２９から開離する。
つまり、モータ通電用リレー２は、図２に示す様に、リレーコイル１９が非励磁の時にリレー接点が閉じている常閉接点構造を有している。
【００２４】
シャフト３５は、可動鉄心２２とは別体に設けられ、樹脂部材により形成されている。このシャフト３５は、磁気回路構成部品に形成された貫通孔の内周に設けられるガイド部材３３ｂの内周を挿通して軸方向に配置されている。
シャフト３５の一端側の端部には、フランジ部３５ａが設けられ、このフランジ部３５ａが、可動鉄心２２に形成された一方の凹部に嵌合している。また、シャフト３５の他端側の端面は、リレーコイル１９が非励磁の時に、可動接点３０に接触することはなく、図２に示す様に、若干の隙間が確保されている。但し、接点圧スプリング４０によって可動接点３０と第１、第２の固定接点２８、２９との間に付与される接点圧に影響を生じなければ、つまり、接点圧が低下しなければ、シャフト３５の他端側の端面が可動接点３０の表面に軽く接触していても良い。
【００２５】
ガイド部材３３ｂは、ボビン３３と一体に形成された樹脂部材３３ａの一部であり、磁気回路構成部品に形成された貫通孔の内周に沿って円筒状に形成されている。
また、磁気回路構成部品の貫通孔の内周とシャフト３５の外周との隙間には、固定鉄心２４に対し可動鉄心２２をセット側（反固定鉄心方向）へ引き離すためのリターンスプリング４１が配設されている。このリターンスプリング４１は、一端がシャフト３５のフランジ部３５ａに支持され、他端がガイド部材３３ｂの軸方向端面に支持されている。これにより、シャフト３５は、フランジ部３５ａが可動鉄心２２の凹部に嵌合した状態で、リターンスプリング４１の荷重により可動鉄心２２に押さえ付けられている。
【００２６】
抵抗体７は、接点室３９内に配設されて、一方の端部が第１の外部接続端子２６のボルト頭部と電気的、且つ、機械的に接合され、他方の端部が第２の外部接続端子２７のボルト頭部と電気的、且つ、機械的に接合されている。
この抵抗体７は、シャフト３５の外周面と接触することはなく、且つ、抵抗体７が赤熱した時に、樹脂製である接点カバー２５および樹脂部材３３ａが熱的ダメージを受けることがない様に、接点カバー２５の内周面および樹脂部材３３ａの表面との間に所定の空間が確保された状態で配置されている。
【００２７】
制御回路３１は、例えば、ＩＣによって構成され、内部の回路素子を保護するパッケージが隔壁部材２３の表面に密接させた状態で取り付けられ、前記の如く、磁気回路構成部品と共に、ボビン３３と一体に形成された樹脂部材３３ａにモールドされている。
なお、制御回路３１は、隔壁部材２３の表面にパッケージを密接させた状態で取り付けることができれば良く、例えば、図２に示す様に、隔壁部材２３の反コイル側（図示右側）、あるいは、図３に示す様に、隔壁部材２３のコイル側（図示左側）に配置することも出来る。
【００２８】
次に、エンジン始動装置の作動を説明する。
図１に示す始動スイッチ４２がオンすると、スタータリレー１２が閉成すると共に、制御回路３１にトリガ信号が送信されて、制御回路３１よりモータ通電用リレー２に駆動信号が出力される。モータ通電用リレー２は、制御回路３１によって予め決められた所定時間だけ駆動信号がオンとなり、その間、リレーコイル１９が励磁されてリレー接点が開成する。なお、始動スイッチ４２は、例えば、ユーザによる手動操作、あるいは、アイドルストップ装置（エンジンの停止および再始動を自動制御する装置）を搭載する車両において、アイドルストップが実施されてエンジンが停止した後、または、停止するまでの減速期間中に、ユーザが車両を発進させようとする操作（例えば、ブレーキの解除操作、ドライブレンジへのシフト操作等）を行った場合にオン操作される。
【００２９】
スタータリレー１２が閉成して、電磁スイッチ５の励磁コイル１３に通電されると、電磁石が形成されてプランジャ１４が吸引される。このプランジャ１４の移動により、シフトレバー１５を介してピニオン１０がクラッチ９と一体に出力軸４の外周上をヘリカルスプラインに沿って回転しながら反モータ方向へ押し出され、ピニオン１０の軸方向端面がリングギヤ１１の軸方向端面に当接して停止する。また、プランジャ１４の移動により、ピニオン１０がリングギヤ１１に当接するのと略同時（実際は、若干の機械的な遅れが生じる）にメイン接点が閉成する。
なお、ピニオン１０がリングギヤ１１に当接することなく、そのままスムーズに噛み合うことも有り得るが、確率的には極めて小さく、通常は、リングギヤ１１の端面に当接することが多い。
【００３０】
モータ通電用リレー２のリレー接点が開成した後、メイン接点が閉成すると、バッテリ６から抵抗体７を経由してモータ３に電流が流れる。この時、バッテリ６の全電圧より低い電圧がモータ３に印加され、抑制された電流が流れることにより、低速度でモータ３が回転する。
モータ３の回転を受けてピニオン１０がリングギヤ１１に噛み合った後、モータ通電用リレー２に対する駆動信号がオフとなる。これにより、リレー接点が閉成して、抵抗体７の両端を短絡する通電経路が形成される。その結果、バッテリ６の全電圧によりモータ３に通電されるため、モータ３が高速度で回転し、そのモータ３の回転がピニオン１０からリングギヤ１１に伝達されてエンジンをクランキングする。
クランキングからエンジンが始動すると、スタータリレー１２が開成して励磁コイル１３への通電が停止されるため、メイン接点が開成して、バッテリ６からモータ３への電力供給が停止される。
【００３１】
（実施例１の効果）
実施例１のエンジン始動装置は、リレーケース２０と接点カバー２５とで構成されるモータ通電用リレー２の筐体内部に制御回路３１を収容することで、制御回路専用の筐体を必要としない。その結果、配線を接続するためのコネクタ等の接続個所を減らすことができ、且つ、モータ通電用リレー２の周辺の配線を簡素化できるので、信頼性の向上につながる。
また、制御回路３１をモータ通電用リレー２の筐体内部に収容することで、制御回路３１とリレーコイル１９との電気的な接続を容易にでき、且つ、モータ通電用リレー２とは別に制御回路３１の設置スペースを確保する必要がないので、搭載性を向上できる。
【００３２】
さらに、制御回路３１をモータ通電用リレー２と別に設置する（モータ通電用リレー２の外部に制御回路３１を配置する）場合は、制御回路３１とリレーコイル１９とを電気配線によって接続し、その電気配線が外部に露出するため、電気配線の取り回しに注意を要すると共に、外部からの振動（例えば、エンジン振動）により断線する恐れがある。
これに対し、本実施例では、制御回路３１とリレーコイル１９との電気的な接続をモータ通電用リレー２の筐体内部で完結できるため、制御回路３１とリレーコイル１９とを接続する電気配線をモータ通電用リレー２の外部に取り回す必要はなく、振動による断線の恐れもない。また、制御回路３１をモータ通電用リレー２の筐体内部に収容することにより、そのモータ通電用リレー２の筐体によって防水性を確保できるので、信頼性及び耐環境性を向上できる。
【００３３】
実施例１では、制御回路３１にＩＣを用いているので、例えば、基板上に複数の回路素子を搭載した基板回路と比較して耐熱性が向上する。また、制御回路３１のパッケージを放熱性を有する隔壁部材２３に密接させて取り付けているため、回路の損失による発熱（ジュール熱）を隔壁部材２３へ放熱することができ、回路の寿命向上、および、通電時間の拡大が可能となる。さらに、その隔壁部材２３と共に制御回路３１をボビン３３と一体に形成された樹脂部材３３ａにモールドすることで制御回路３１を確実に固定でき、且つ、リレー接点の摩耗粉等がＩＣ端子間に堆積することがないので、ＩＣ端子間の絶縁低下を防止できる。
これにより、環境温度及び振動の厳しい条件下でのモータ通電用リレー２の使用が可能となり、制御回路３１の耐環境性を向上できる。
【００３４】
また、実施例１に示す制御回路３１は、図１に示す様に、バッテリ６からリレーコイル１９に電力を供給する電源ラインに電気的に接続され、且つ、リレーコイル１９より上流側に配置されている。この構成によれば、電源入力端子、リレーコイル１９の信号入力端子、および、リレーコイル１９のアース端子の信号経路を大幅に変更することなく、制御回路３１を電源入力端子とリレーコイル１９との間に割り込ませるだけで機能するため、類似の電磁継電器に対し、容易に本発明の制御回路３１を流用することが可能となる。
【００３５】
さらに、モータ通電用リレー２は、リレーコイル１９が通電された状態でリレー接点が開成し、リレーコイル１９が非励磁の時にリレー接点が閉成する常閉接点型である。従って、リレー接点が開成している時、つまり、抵抗体７を経由してモータ３に通電されている時に、何らかの異常により制御回路３１の作動が停止してモータ通電用リレー２への駆動信号が途絶えると、リレーコイル１９への通電が遮断されてリレー接点が閉成する。この場合、抵抗体７の両端を短絡する短絡経路が形成されるため、モータ通電用リレー２への駆動信号が途絶えても、抵抗体７に電流が流れ続けることはない。その結果、抵抗体７の発熱が抑制されて、抵抗体７が溶断することを防止できる。また、リレー接点が閉成することにより、バッテリ６の全電圧が印加されてモータ３に電流を流すことができるので、確実にエンジンを始動できる。
【００３６】
以下、本発明に係る他の実施例（実施例２〜７）について説明する。
なお、実施例１と共通する構成部品については、実施例１と同一番号を付与し、その説明は省略する。
（実施例２）
この実施例２は、実施例１と同じく、制御回路３１にＩＣを用いたものであり、且つ、図４、図５、図６に示す様に、ＩＣのパッケージを磁性体プレート２１の反コイル側（図示左側）の表面に密接させて取り付けた一例である。
この実施例２の構成においても、モータ通電用リレー２の筐体内部に制御回路３１を収容することにより、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
また、磁性体プレート２１は、実施例１に記載した隔壁部材２３と同様に、鉄等の金属製であり、放熱性を有しているので、ＩＣのパッケージを磁性体プレート２１に密接させて取り付けることにより、回路の損失による発熱を磁性体プレート２１へ放熱することができ、回路の寿命向上、および、通電時間の拡大が可能となる。
さらに、樹脂製のスペーサ部材３４に制御回路３１をモールド成形することで、制御回路３１を確実に固定でき、且つ、リレー接点の摩耗粉等がＩＣ端子間に堆積することがないので、ＩＣ端子間の絶縁低下を防止できる。これにより、環境温度及び振動の厳しい条件下でのモータ通電用リレー２の使用が可能となり、制御回路３１の耐環境性を向上できる。
【００３８】
（実施例３）
先の実施例１では、バッテリ６からリレーコイル１９に電力を供給する電源ラインに対し、リレーコイル１９より上流側に制御回路３１を接続しているが、この実施例３では、図７に示す様に、リレーコイル１９の電源ラインに対し、リレーコイル１９より下流側に制御回路３１を接続している。
本実施例の構成によれば、リレーコイル１９を流れ出る電流を制御回路３１のアース端子からアース側に流すことができる。つまり、制御回路３１のアース端子とリレーコイル１９のアース端子とを共通化できるので、端子数を減らすことが可能となる。
【００３９】
（実施例４）
この実施例４は、図８、図９に示す様に、制御回路３１に電力を供給する電源ラインと、リレーコイル１９に電力を供給する電源ラインと、制御回路３１を起動するためのトリガ信号を送信する信号ラインとを共通化して、バッテリ６からスタータリレー１２を介して電磁スイッチ５の励磁コイル１３に通電するための通電ライン４５に接続し、この通電ライン４５より、制御回路３１、及び、リレーコイル１９に対する電力の供給を受けると共に、トリガ信号を取り込む様に構成した例である。
上記の構成によれば、電源ラインと信号ラインとを共通化することで、電源専用ラインを省略できるため、モータ通電用リレー２の端子数を減らして簡素化することが可能となる。これにより、モータ通電用リレー２は、従来の車両配線を大幅に変更することなく、電磁スイッチ５の通電ライン４５からの分岐信号を供給するのみで機能する。
なお、この実施例４では、図８に示すように、制御回路３１をリレーコイル１９の上流側に配置する、あるいは、図９に示すように、制御回路３１をリレーコイル１９の下流側に配置することも出来る。
【００４０】
（実施例５）
この実施例５は、実施例４に記載した構成、つまり、電源ラインと信号ラインとを共通化して、電磁スイッチ５の励磁コイル１３に通電するための通電ライン４５に接続した構成において、図１０に示す様に、制御回路３１の内部にサージ吸収素子４６とＭＯＳＦＥＴ４７とを直列に接続して配置した一例である。
サージ吸収素子４６は、例えば、ダイオードを使用することができ、リレーコイル１９への通電オフ時、つまり、通電ライン４５に設けられるスタータリレー１２を開成した時に発生するサージを吸収する働きを有する。
【００４１】
ＭＯＳＦＥＴ４７は、リレーコイル１９の励磁状態を制御するためのスイッチング素子であり、電磁スイッチ５の励磁コイル１３から通電ライン４５を通って制御回路３１に回り込むサージをＭＯＳＦＥＴ４７に形成される寄生ダイオード４７ａにより吸収できる。  上記の構成によれば、通電停止時に電磁スイッチ５の励磁コイル１３で発生するサージが起因するスタータリレー１２の接点から生じるアークを低減できるため、スタータリレー１２の接点寿命を向上できる。
【００４２】
（実施例６）
この実施例６では、モータ通電用リレー２の筐体内部に収容する制御回路３１が備える機能について説明する。
本実施例の制御回路３１は、以下に説明する起動電流抑制禁止機能、温度保護機能、過電流保護機能、および、抵抗体通電時間調整機能の何れか一つの機能、または、複数の機能を備えている。
起動電流抑制禁止機能は、例えば、エンジンの停止および再始動を自動制御するアイドルストップ車両において、システム上、アイドルストップが禁止されている時、言い換えると、エンジンが掛かり難い冷間時には、モータ３の起動電流を抑制する働きを禁止する機能である。つまり、モータ３の起動時に抵抗体７を経由してモータ３に通電するのではなく、リレー接点を閉成して、バッテリ６の全電圧によりモータ３に通電する。これにより、エンジンが掛かり難い冷間時等においても、エンジンの始動性が向上する。
【００４３】
温度保護機能は、予め設定された許容温度を超える異常温度を感知した時に、制御回路３１に供給される電力を自ら遮断する機能であり、異常温度で使用されることによる回路故障の誘発を防止できる。
過電流保護機能は、予め設定された許容電流を超える過電流が流れた時に、制御回路３１に供給される電力を自ら遮断する機能であり、過電流が流れることによる回路故障の誘発を防止できる。
抵抗体通電時間調整機能は、モータ３の起動時に抵抗体７を経由してモータ３に通電する際に、抵抗体７への通電時間を調整できる機能であり、例えば、スタータ１の高温時に抵抗体７への通電時間（リレー接点が開成している時間）を延長することで、エンジンの始動性を向上でき、且つ、スタータ電流により発生するバッテリ６の電圧降下を抑制できる様に、スタータ電流をバランス良く供給することが可能となる。
【００４４】
（実施例７）
この実施例７に示すモータ通電用リレー２は、実施例１と同じく、リレーコイル１９が非励磁の時に、可動接点３０が第１、第２の固定接点２８、２９に当接してリレー接点が閉成する常閉接点構造を有している。
また、制御回路３１は、接点室３９内に配置され、且つ、実施例８に記載した４つの機能のうち、少なくとも温度保護機能を備えている。この制御回路３１は、抵抗体７への通電時に、その抵抗体７から放射される輻射熱を受ける。但し、制御回路３１は、抵抗体７の発熱によって温度保護機能が働く前に故障することがない様に、抵抗体７との間に適宜な距離を保って配置されている。言い換えると、抵抗体７が発熱した時に、温度保護機能が有効に機能する領域に配置されている。
【００４５】
本実施例の構成によれば、例えば、抵抗体７への異常な連続通電によって抵抗体７が発熱し、制御回路３１が異常温度を感知すると、温度保護機能の働きにより、制御回路３１への電力供給が遮断される。これにより、制御回路３１の作動が停止して、リレーコイル１９への駆動信号が遮断されるため、リレー接点が閉成して、抵抗体７をバイパスする通電経路が形成される。その結果、抵抗体７を流れる電流が制限されるため、抵抗体７の発熱が抑制されて、異常発熱により抵抗体７が溶断することを回避できる。
その後、システムが正常に戻った時に、抵抗体７は溶断していないので、抵抗体７を取り替える必要はなく、そのまま使用することができ、且つ、制御回路３１も故障していないので、モータ通電用リレー２は正常に機能する。
【００４６】
（本発明に係る変形例）
実施例１では、抵抗体７の両端を第１、第２の外部接続端子２６、２７のボルト頭部に接合する一例を記載したが、本発明のモータ通電用リレー２は、第１の外部接続端子２６と第２の外部接続端子２７との間に抵抗体７が電気的に接続されていれば良いので、必ずしも、上記の様に、抵抗体７の両端を第１、第２の外部接続端子２６、２７のボルト頭部に直接接合する必要はなく、間接的に接合しても良い。
実施例１に記載したモータ通電用リレー２のリレーケース２０は、有底の円筒形状であるが、必ずしも外周形状が円筒形状である必要はなく、軸方向と直交する断面形状が多角形状（例えば、四角形、六角形等）であっても良い。
また、上記の各実施例では、モータ通電用リレー２を電磁スイッチ５のメイン接点より上流側に設けているが、メイン接点より下流側、つまり、Ｍ端子ボルトとモータ３との間に設けることも可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１    スタータ
２    モータ通電用リレー（電磁継電器）
３    モータ
５    電磁スイッチ
６    バッテリ
７    抵抗体
１６    固定接点（メイン接点）
１７    固定接点（メイン接点）
１８    可動接点（メイン接点）
１２    スタータリレー
１３    電磁スイッチの励磁コイル
１９    リレーコイル
２０    リレーケース（電磁継電器の筐体）
２５    接点カバー（電磁継電器の筐体）
２８    第１の固定接点（リレー接点）
２９    第２の固定接点（リレー接点）
３０    可動接点（リレー接点）
３１    制御回路
【図１】
0005637253.tif 000002
【図２】
0005637253.tif 000003
【図３】
0005637253.tif 000004
【図４】
0005637253.tif 000005
【図５】
0005637253.tif 000006
【図６】
0005637253.tif 000007
【図７】
0005637253.tif 000008
【図８】
0005637253.tif 000009
【図９】
0005637253.tif 000010
【図１０】
0005637253.tif 000011
【図１１】
0005637253.tif 000012
【図１２】
0005637253.tif 000013