(57)【要約】【課題】モータ３への供給電力を低下させることなく突入電流を抑制できるエンジン始動装置１を提供する。【解決手段】モータ３の通電経路ＡＬには、モータ通電用ソレノイド４によって開閉されるメイン接点ＭＣと、このメイン接点ＭＣと直列に配置される抵抗体５とが設けられる。メイン接点ＭＣおよび抵抗体５をバイパスして通電経路ＡＬに接続されるバイパス経路ＢＬには、短絡用ソレノイド６によって開閉されるサブ接点ＳＣが配置される。この回路構成では、メイン接点ＭＣとサブ接点ＳＣとが並列に配置されるので、メイン接点ＭＣとサブ接点ＳＣとを直列に配置した回路構成と比較して接点の接触抵抗を小さくできる。これにより、サブ接点ＳＣが閉成すると、バイパス経路ＢＬを電流が流れるため、モータ３への供給電力が低下することはなく、エンジンをクランキングするために必要なモータ３の出力性能を確実に維持できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力の供給を受けて回転力を発生するモータ（３）と、
バッテリ（２）より前記モータ（３）へ電力を供給するための通電経路（ＡＬ）と、
この通電経路（ＡＬ）にメイン接点（ＭＣ）を配置すると共に、始動回路（Ｃ１）を介して前記バッテリ（２）に接続されるスイッチコイル（８）を有し、前記始動回路（Ｃ１）に設けられる始動スイッチ（１３）のオン動作により前記スイッチコイル（８）に通電されて前記メイン接点（ＭＣ）を閉成するモータ通電用ソレノイド（４）と、
前記メイン接点（ＭＣ）と直列に前記通電経路（ＡＬ）に設けられる抵抗体（５）と、
前記メイン接点（ＭＣ）および前記抵抗体（５）をバイパスして前記通電経路（ＡＬ）に接続されるバイパス経路（ＢＬ）と、
このバイパス経路（ＢＬ）にサブ接点（ＳＣ）を配置すると共に、通電によって電磁石を形成する短絡用コイル（１４）を有し、前記電磁石のオン／オフ動作に応じて前記サブ接点（ＳＣ）を開閉する短絡用ソレノイド（６）とを備え、
前記短絡用ソレノイド（６）は、少なくとも前記メイン接点（ＭＣ）が閉成した状態で前記通電経路（ＡＬ）に接続される励磁回路（Ｃ２）を通じて前記短絡用コイル（１４）に励磁電流が供給されることを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項２】
請求項１に記載したエンジン始動装置（１）において、
前記励磁回路（Ｃ２）は、前記通電経路（ＡＬ）に対し前記メイン接点（ＭＣ）より前記モータ側に接続されることを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項３】
請求項１に記載したエンジン始動装置（１）において、
前記励磁回路（Ｃ２）は、前記メイン接点（ＭＣ）の閉成時に電気接点（ＥＣ）を介して前記通電経路（ＡＬ）に接続され、前記電気接点（ＥＣ）は、前記メイン接点（ＭＣ）の開閉動作に連動して前記励磁回路（Ｃ２）を開閉することを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項４】
請求項２に記載したエンジン始動装置（１）において、
前記励磁回路（Ｃ２）を開閉できる電磁リレー（２１）を備え、
この電磁リレー（２１）は、前記励磁回路（Ｃ２）に配置されるリレー接点（２１ａ）と、電磁石のオン／オフ動作に応じて前記リレー接点（２１ａ）を開閉するリレーコイル（２１ｂ）とを有し、このリレーコイル（２１ｂ）が前記始動回路（Ｃ１）を介して前記バッテリ（２）に接続されていることを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項５】
請求項２または４に記載したエンジン始動装置（１）において、
前記抵抗体（５）は、前記メイン接点（ＭＣ）より前記モータ側に配置され、
前記励磁回路（Ｃ２）は、前記通電経路（ＡＬ）に対し前記メイン接点（ＭＣ）と前記抵抗体（５）との間に接続されることを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載したエンジン始動装置（１）において、
前記モータ通電用ソレノイド（４）は、前記スイッチコイル（８）の内周を軸方向に可動するプランジャ（９）を有すると共に、このプランジャ（９）の移動に応じて前記メイン接点（ＭＣ）を開閉し、
前記スイッチコイル（８）は、前記プランジャ（９）を吸引できる磁力を発生する吸引コイル（８ａ）と、吸引した前記プランジャ（９）を保持できる磁力を発生する保持コイル（８ｂ）とを有し、前記吸引コイル（８ａ）の一端が前記始動回路（Ｃ１）を介して前記バッテリ（２）に接続され、前記吸引コイル（８ａ）の他端が前記通電経路（ＡＬ）に対し前記メイン接点（ＭＣ）および前記抵抗体（５）より前記モータ側に接続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、スタータ起動時にバッテリからモータへ流れ込む突入電流を抑制できるエンジン始動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン始動用のスタータでは、電磁スイッチによるメイン接点の閉成時に突入電流と呼ばれる大電流がモータへ流れる。このため、バッテリの端子電圧が車両に搭載される電気機器（メータ類やナビゲーション等）の動作電圧を下回ると、電気機器が瞬間的に停止する、いわゆる「瞬断」と呼ばれる現象が発生する。
この「瞬断」の発生を回避する従来技術として、特許文献１が公知である。
特許文献１の従来技術は、メイン接点と直列に接続される抵抗体と、この抵抗体と並列に接続されるサブ接点とを有し、このサブ接点を電磁石のオン／オフ動作に応じて開閉する短絡スイッチを備える。モータ起動時には、短絡スイッチがサブ接点を開成した状態で電磁スイッチがメイン接点を閉成することで、バッテリから抵抗体を経由してモータに通電される。これにより、モータに流れ込む突入電流が抑制されるため、バッテリの電圧降下による「瞬断」の発生を回避できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４７９９６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１の従来技術では、モータの通電経路に電磁スイッチのメイン接点と短絡スイッチのサブ接点とが存在するため、接点の接触抵抗が増大してモータへの供給電力が低下すると言う問題があった。
本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、モータへの供給電力を低下させることなく、モータ起動時の突入電流を抑制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】
【０００５】
本発明は、電力の供給を受けて回転力を発生するモータと、バッテリよりモータへ電力を供給するための通電経路と、この通電経路にメイン接点を配置すると共に、始動回路を介してバッテリに接続されるスイッチコイルを有し、始動回路に設けられる始動スイッチのオン動作によりスイッチコイルに通電されてメイン接点を閉成するモータ通電用ソレノイドと、メイン接点と直列に通電経路に設けられる抵抗体と、メイン接点および抵抗体をバイパスして通電経路に接続されるバイパス経路と、このバイパス経路にサブ接点を配置すると共に、通電によって電磁石を形成する短絡用コイルを有し、電磁石のオン／オフ動作に応じてサブ接点を開閉する短絡用ソレノイドとを備え、短絡用ソレノイドは、少なくともメイン接点が閉成した状態で通電経路に接続される励磁回路を介して短絡用コイルに励磁電流が供給されることを特徴とする。
【０００６】
上記の構成によれば、始動スイッチのオン動作によりモータ通電用ソレノイドのスイッチコイルが励磁されてメイン接点が閉成すると、バッテリから通電経路を通じてモータに電力が供給される。通電経路には抵抗体が設けられているので、通電経路を流れる電流が抵抗体を通ることでモータ起動時の突入電流が抑制される。
メイン接点が閉成すると、励磁回路を介して通電経路に接続される短絡用コイルが励磁されてサブ接点が閉成する。このサブ接点が閉成することで、サブ接点が配置されるバイパス経路を通ってバッテリよりモータに電力が供給される。この場合、バイパス経路を流れる電流が抵抗体を通ることはないので、モータへの通電電流が抑制されることはない。
【０００７】
本発明のエンジン始動装置は、バッテリとモータとの間でメイン接点とサブ接点とが並列に配置されるので、二つの接点（メイン接点とサブ接点）を直列に配置した従来技術と比較すると、接点の接触抵抗を小さくできる。つまり、従来技術では、短絡スイッチがサブ接点を閉成すると、メイン接点とサブ接点の両方を電流が流れるのに対し、本発明ではサブ接点を主に電流が流れるので、従来技術と比較して接点の接触抵抗が小さくなり、モータへの供給電力が低下することはない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１に係るエンジン始動装置の回路図である。
【図２】実施例２に係るエンジン始動装置の回路図である。
【図３】実施例３に係るエンジン始動装置の回路図である。
【図４】実施例４に係るエンジン始動装置の回路図である。
【図５】実施例５に係るエンジン始動装置の回路図である。
【図６】実施例６に係るエンジン始動装置の回路図である。
【図７】実施例７に係るエンジン始動装置の回路図である。
【図８】実施例８に係るエンジン始動装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例】
【００１０】
〔実施例１〕
実施例１のエンジン始動装置１は、図１に示す様に、バッテリ２より電力の供給を受けて回転力を発生するモータ３と、モータ３の通電経路ＡＬに配置されるメイン接点ＭＣを開閉するモータ通電用ソレノイド４と、通電経路ＡＬにメイン接点ＭＣと直列に配置される抵抗体５と、メイン接点ＭＣおよび抵抗体５をバイパスするバイパス経路ＢＬに配置されるサブ接点ＳＣを開閉する短絡用ソレノイド６等より構成される。なお、モータ３の通電経路ＡＬは、バッテリ２とモータ３との間を接続して、バッテリ２からモータ３へ電力を供給するための電源ラインである。
【００１１】
モータ３は、例えば、永久磁石を用いた界磁子と、軸上に整流子を有する電機子と、この電機子の回転に伴って整流子の外周上を摺動するブラシ７等を備える直流整流子モータである。
モータ通電用ソレノイド４は、通電によって電磁石を形成するスイッチコイル８と、このスイッチコイル８の内周を軸心方向に可動するプランジャ９とを有し、このプランジャ９の移動に応じてメイン接点ＭＣを開閉する。
メイン接点ＭＣは、通電経路ＡＬのバッテリ側に接続される一方の固定接点１０と、通電経路ＡＬのモータ側に接続される他方の固定接点１１と、両固定接点１０、１１間を電気的に開閉する可動接点１２とで構成され、この可動接点１２がプランジャ９と一体に可動する。
【００１２】
スイッチコイル８は、プランジャ９を吸引できる磁力を発生する吸引コイル８ａと、吸引したプランジャ９を保持できる磁力を発生する保持コイル８ｂとを有する。
吸引コイル８ａは、一方のコイル端が始動回路Ｃ１を介してバッテリ２に接続され、他方のコイル端がメイン接点ＭＣよりモータ側の通電経路ＡＬに接続される。
保持コイル８ｂは、一方のコイル端が吸引コイル８ａの一方のコイル端と共に始動回路Ｃ１を介してバッテリ２に接続され、他方のコイル端がアース接続される。
始動回路Ｃ１には、イグニッションスイッチ（以下、始動スイッチ１３と呼ぶ）が設けられ、この始動スイッチ１３のオン／オフ動作によってスイッチコイル８への通電／通電停止が切り替えられる。
【００１３】
抵抗体５は、メイン接点ＭＣの閉成時にバッテリ２からモータ３へ流れる突入電流を抑制するための突入電流抑制抵抗であり、メイン接点ＭＣよりモータ側の通電経路ＡＬに接続されている。
バイパス経路ＢＬは、上流側の一端がメイン接点ＭＣよりバッテリ側の通電経路ＡＬに接続され、下流側の他端が抵抗体５よりモータ側の通電経路ＡＬに接続される。
短絡用ソレノイド６は、通電によって電磁石を形成する短絡用コイル１４と、この短絡用コイル１４の内周を軸心方向に可動する可動鉄心１５とを有し、この可動鉄心１５の移動に応じてサブ接点ＳＣを開閉する。
【００１４】
サブ接点ＳＣは、バイパス経路ＢＬのバッテリ側に接続される一方の固定接点１６と、バイパス経路ＢＬのモータ側に接続される他方の固定接点１７と、両固定接点１６、１７に対向して可動鉄心１５と一体に可動する可動接点１８とで構成される。
短絡用コイル１４は、励磁回路Ｃ２を介して通電経路ＡＬに接続される。
励磁回路Ｃ２は、反アース側である上流端が通電経路ＡＬの抵抗体５よりモータ側に接続される。
【００１５】
次に、エンジン始動装置１の作動を説明する。
例えば、ユーザにより始動スイッチ１３がオン操作されると、スイッチコイル８が励磁されてプランジャ９が吸引されることにより、可動接点１２が一組の固定接点１０、１１に当接してメイン接点ＭＣが閉成する。これにより、バッテリ２から通電経路ＡＬを通じてモータ３に電力が供給される。この時、通電経路ＡＬに抵抗体５が設けられているので、モータ３に流れる電流が抵抗体５を通ることで抑制される。すなわち、モータ３の突入電流が抑制されることで、車両に搭載されている電気機器の「瞬断」を防止できる。
【００１６】
メイン接点ＭＣが閉成すると、通電経路ＡＬに接続される励磁回路Ｃ２を通じて短絡用コイル１４が励磁され、可動鉄心１５が電磁石に吸引されることでサブ接点ＳＣが閉成する。サブ接点ＳＣの閉成により抵抗体５が短絡されると、バッテリ２からバイパス経路ＢＬを通じてモータ３に電力が供給される。この場合、バイパス経路ＢＬを流れる電流が抵抗体５を通ることはないので、モータ３への通電電流が抑制されることはなく、バッテリ２の全電圧がモータ３に印加される。モータ３に発生する回転トルクは、例えば減速装置で増幅された後、図示しないピニオンに伝達され、そのピニオンが噛み合うエンジンのリングギヤが回転することで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完爆した後、始動スイッチ１３がオフ操作されると、スイッチコイル８および短絡用コイル１４への通電が停止される。
【００１７】
〔実施例１の効果〕
実施例１のエンジン始動装置１は、バッテリ２からモータ３へ電力を供給するための通電経路ＡＬにメイン接点ＭＣが配置され、そのメイン接点ＭＣおよび抵抗体５をバイパスして通電経路ＡＬに接続されるバイパス経路ＢＬにサブ接点ＳＣが配置される。すなわち、メイン接点ＭＣとサブ接点ＳＣとが並列に配置されるので、二つの接点（メイン接点ＭＣとサブ接点ＳＣ）を直列に配置した従来技術（特許文献１）と比較すると、接点の接触抵抗を小さくできる。
【００１８】
従来技術では、サブ接点ＳＣを閉成すると、メイン接点ＭＣとサブ接点ＳＣの両方を電流が流れるのに対し、実施例１の構成ではサブ接点ＳＣを主に電流が流れる。つまり、サブ接点ＳＣが配置されるバイパス経路ＢＬを電流が流れるため、従来技術と比較して接点の接触抵抗が小さくなる。その結果、モータ３への供給電力が低下することはなく、エンジンをクランキングするために必要なモータ３の出力性能を確実に維持できる。
【００１９】
以下、本発明に係る他の実施例について説明する。
なお、実施例１と共通する部品および構成を示すものは、実施例１と同一の符号を付与し、詳細な説明は省略する。
〔実施例２〕
実施例２のエンジン始動装置１は、図２に示すように、吸引コイル８ａの他方のコイル端部を抵抗体５よりモータ側の通電経路ＡＬに接続した事例である。つまり、吸引コイル８ａを抵抗体５と並列に配置している。
【００２０】
この図２に示す構成では、始動スイッチ１３がオンして吸引コイル８ａが励磁される際に、その励磁電流が抵抗体５を流れることはないので、モータ通電用ソレノイド４の吸引力性能が抵抗体５の影響を受けることはない。言い換えると、モータ通電用ソレノイド４は、吸引コイル８ａの励磁電流が抵抗体５を流れるように構成された場合と比較して吸引力性能の低下が抑制されるため、ソレノイドの小型化が可能である。なお、吸引力性能の低下を補う手段として、例えば、断面積の大きな巻線を採用することもできるが、その場合、ソレノイドの体格が大きくなるため、小型化に背反する。
【００２１】
〔実施例３〕
実施例３のエンジン始動装置１は、図３に示すように、励磁回路Ｃ２の上流端を通電経路ＡＬのメイン接点ＭＣと抵抗体５との間に接続した事例である。
この図３に示す構成では、メイン接点ＭＣが閉成した後、励磁回路Ｃ２を通じて短絡用コイル１４が励磁される際に、その励磁電流が抵抗体５を流れることはないので、短絡用ソレノイド６の吸引力性能が抵抗体５の影響を受けることはない。言い換えると、短絡用ソレノイド６は、短絡用コイル１４の励磁電流が抵抗体５を流れるように構成された場合と比較して吸引力性能の低下が抑制されるため、ソレノイドの小型化が可能である。
【００２２】
〔実施例４〕
実施例４のエンジン始動装置１は、短絡用コイル１４の励磁回路Ｃ２が電気接点ＥＣを介して通電経路ＡＬに接続される事例である。
電気接点ＥＣは、図４に示すように、励磁回路Ｃ２の上流端に接続される第２固定接点１９と、この第２固定接点１９に対向して可動する第２可動接点２０とで構成され、この第２可動接点２０がモータ通電用ソレノイド４の可動接点１２と一体に設けられている。
【００２３】
この図４に示す構成では、始動スイッチ１３のオン動作によりスイッチコイル８が励磁されてメイン接点ＭＣが閉成すると電気接点ＥＣも同時に閉成して短絡用コイル１４に励磁電流が流れる。また、始動スイッチ１３のオフ動作によりスイッチコイル８への通電が遮断されると、メイン接点ＭＣが開成すると電気接点ＥＣも同時に開成して短絡用コイル１４への通電が遮断される。すなわち、始動スイッチ１３のオフ動作に同期してサブ接点ＳＣが開成するため、モータ３への通電時間を短時間とすることができる。言い換えると、始動スイッチ１３がオフ動作したにも関わらず、サブ接点ＳＣが開成することなくモータ３に連続通電されることを回避できる。
【００２４】
〔実施例５〕
実施例５のエンジン始動装置１は、図５に示すように、抵抗体５をメイン接点ＭＣの上流側（バッテリ側）に配置した事例である。この実施例５は、実施例１に対しメイン接点ＭＣと抵抗体５の配置が異なるだけであり、その他の構成は実施例１と同じである。
【００２５】
〔実施例６〕
実施例６のエンジン始動装置１は、図６に示すように、モータ通電用ソレノイド４のスイッチコイル８を１コイルとした事例である。なお、図６に示す回路構成では、上記の実施例５と同様に、抵抗体５をメイン接点ＭＣの上流側に配置しているが、メイン接点ＭＣの下流側に配置しても良い。
【００２６】
〔実施例７〕
実施例７のエンジン始動装置１は、図７に示すように、先の実施例４の構成に対してモータ通電用ソレノイド４のスイッチコイル８を１コイルとした事例である。
この実施例７の構成においても、実施例４と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
〔実施例８〕
実施例８のエンジン始動装置１は、図８に示すように、短絡用コイル１４の励磁回路Ｃ２に電磁リレー２１を設けた事例である。
電磁リレー２１は、励磁回路Ｃ２に配置されるリレー接点２１ａと、電磁石のオン／オフ動作に応じてリレー接点２１ａを開閉するリレーコイル２１ｂとを有し、このリレーコイル２１ｂが始動回路Ｃ１を介してバッテリ２に接続されている。
【００２８】
この実施例８の構成では、始動スイッチ１３のオン動作によりリレーコイル２１ｂが励磁されてリレー接点２１ａが閉成することで励磁回路Ｃ２を通じて短絡用コイル１４に励磁電流が供給される。一方、始動スイッチ１３のオフ動作によりリレーコイル２１ｂへの通電が遮断されると、リレー接点２１ａが開成することで短絡用コイル１４への通電が遮断される。これにより、先の実施例４と同様に、始動スイッチ１３のオフ動作に同期してサブ接点ＳＣが開成するため、モータ３への通電時間を短時間とすることができ、モータ３への連続通電を防止できる。
【００２９】
〔変形例〕
実施例１に記載したエンジン始動装置１は、モータ通電用ソレノイド４によってメイン接点ＭＣを開閉しているが、プランジャ９が電磁石に吸引されて移動する際に、プランジャ９に連結されるシフトレバーを介してピニオンをリングギヤ側へ押し出す構成でも良い。
あるいは、メイン接点ＭＣの開閉とピニオンの押し出しとを別々のソレノイドで行うタンデムソレノイド方式を採用することもできる。
【符号の説明】
【００３０】
１  エンジン始動装置
２  バッテリ
３  モータ
４  モータ通電用ソレノイド
５  抵抗体
６  短絡用ソレノイド
８  スイッチコイル
１４  短絡用コイル
２１  電磁リレー
ＡＬ  通電経路
ＢＬ  バイパス経路
ＭＣ  メイン接点
ＳＣ  サブ接点
Ｃ１  始動回路
Ｃ２  励磁回路
ＥＣ  電気接点
【図１】
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【図２】
2015197063.tif 000004
【図３】
2015197063.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015197063.tif 000009
【図８】
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