(57)【要約】【課題】始動時の長時間の通電によって駆動コイル部が熱損傷されることを防止する補助回転式スタータを得ることを目的とする。【解決手段】補助回転式スタータ１は、電源２からの通電により駆動されるスタータモータ３と、スタータモータ３及び電源２の間に接続され、主接点部７を有する主回路部４と、主接点部７に並列に接続され、通電により主接点部７を開閉させる駆動コイル部８を有する補助回路部５と、補助回路部５に設けられ、溶断することにより駆動コイル部８への通電を遮断する可溶体３５を有するヒューズ６とを備えている。【選択図】　　　　図１
2004052572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源からの通電により駆動されるスタータモータと、
前記スタータモータ及び前記電源の間に接続され、主接点部を有する主回路部と、
前記主接点部を開閉する駆動コイル部を有し、前記主接点部に対して並列に接続される補助回路部と、
前記補助回路部に設けられ、所定の温度で溶断されることにより前記駆動コイル部への通電を遮断する可溶体を有するヒューズと
を備えたことを特徴とする補助回転式スタータ。
【請求項２】
前記ヒューズは、前記スタータモータと前記駆動コイル部との間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の補助回転式スタータ。
【請求項３】
前記可溶体の溶融温度は、前記駆動コイル部が通電による熱損傷を受ける前に溶断するように設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の補助回転式スタータ。
【請求項４】
前記可溶体は、銅よりも溶融温度の低い材料からなっていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の補助回転式スタータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車等のエンジン始動時に用いられる補助回転式スタータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、実開昭５７−１７４７６０号公報に開示された従来の補助回転式スタータを示す電気結線図である。図８において、従来の補助回転式スタータ１０１では、主回路部１０３とこの主回路部１０３に並列に接続された補助回路部１０４とを介してバッテリ電源１０５にスタータモータ１０２が電気的に接続されている。主回路部１０３は、バッテリ電源１０５からスタータモータ１０２への電気的接続を開閉する主接点部１０６を有している。補助回路部１０４は、主接点部１０６を開閉する駆動コイル部１０７を有している。補助回路部１０４には、バッテリ電源１０５から駆動コイル部１０７への電気的接続を開閉するリレー１０８が設けられている。また、主回路部１０３には、ヒューズ１０９が設けられている。ヒューズ１０９は、主接点部１０６とスタータモータ１０２との間に配置されている。
【０００３】
スタータモータ１０２には、主接点部１０６の開閉に伴って軸線方向に移動されるピニオンギヤ１１０が連結されている。また、ピニオンギヤ１１０の近傍には、エンジンに連結されたリングギヤ１１１が配置されている。ピニオンギヤ１１０は、主接点部１０６の閉極に伴う移動によりリングギヤ１１１に噛合される。
【０００４】
次に、動作について説明する。まず、リレー１０８のＯＮ動作により、駆動コイル部１０７及びスタータモータ１０２が通電される。このとき、スタータモータ１０２は、駆動コイル部１０７を介して通電されることから、比較的小さい回転力がスタータモータ１０２の出力軸に出力されて補助回転状態とされる。また、駆動コイル部１０７に通電されることから、主接点部１０６が閉極動作され始めるとともに、この動作に伴ってピニオンギヤ１１０がリングギヤ１１１側に向かって移動される。従って、ピニオンギヤ１１０は、補助回転されながら移動される。
【０００５】
この移動によりピニオンギヤ１１０は、リングギヤ１１１の表面に当接される。このとき、補助回転を伴っていることから、ピニオンギヤ１１０はリングギヤ１１１の表面に押圧されながら摺動される。この摺動によりピニオンギヤ１１０の各歯がリングギヤ１１１の各歯の間の挿入位置に達したところで、ピニオンギヤ１１０の各歯がリングギヤ１１１の各歯の間に挿入され、ピニオンギヤ１１０はリングギヤ１１１に噛合される。また、この噛合と同時に主接点部１０６は閉極される。主接点部１０６が閉極されると主回路部１０３に電流が流れ、スタータモータ１０２が高速回転されてエンジンがクランキングされる。
【０００６】
このような補助回転式スタータ１０１では、例えばクランキングあるいはオーバーラン等での長時間の通電によって、主回路部１０３及び補助回路部１０４が異常高温になる虞があるが、主回路部１０３に設けられたヒューズ１０９が溶断されることによってこの異常高温が防止される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スタータモータ１０２に通電される電流値は補助回転時よりもクランキング時のほうが大きいので、主回路部１０３に設けられたヒューズ１０９の遮断容量は、クランキング時に通電される電流値を基準に設定される。しかし、このようなヒューズ１０９の容量設定では、補助回転時の電流は遮断されない。このことから、例えば異物あるいは傷等の引っかかりでピニオンギヤ１１０がリングギヤ１１１に完全に噛合されないことによってスタータモータ１０２の補助回転が連続される場合には、駆動コイル部１０７は長時間通電されコイル被膜が溶損されてしまうという問題点があった。
【０００８】
そこでこの発明は、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、始動時の長時間の通電によって駆動コイル部が熱損傷されることを防止する補助回転式スタータを得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る補助回転式スタータは、電源からの通電により駆動されるスタータモータと、スタータモータ及び電源の間に接続され、主接点部を有する主回路部と、主接点部を開閉する駆動コイル部を有し、主接点部に対して並列に接続される補助回路部と、補助回路部に設けられ、所定の温度で溶断されることにより駆動コイル部への通電を遮断する可溶体を有するヒューズとを備えている。
【００１０】
また、ヒューズは、スタータモータと駆動コイル部との間に設けられている。
【００１１】
また、可溶体の溶融温度は、駆動コイル部が通電による熱損傷を受ける前に溶断するように設定されている。
【００１２】
また、可溶体は、銅よりも溶融温度の低い材料で形成されている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る補助回転式スタータの電気結線図である。図１において、補助回転式スタータ１では、スタータモータ３は、主回路部４とこの主回路部４に対して並列な補助回路部５とを介して電源２に電気的に接続されている。主回路部４は、電源２からスタータモータ３への電気的接続を開閉する主接点部７を有している。補助回路部５は、主接点部７を開閉する駆動コイル部８を有している。また、補助回路部５には、ヒューズ６と、電源２から駆動コイル部８及びスタータモータ３への電気的接続を開閉するリレー接点部１３とが設けられている。ヒューズ６は、電源２とリレー接点部１３との間に配置されている。このヒューズ６は、接続端子３２を介して電源２に電気的に接続され、接続端子３３を介してリレー接点部１３に電気的に接続されている。
また、電源２には、始動回路部１４が接続されている。この始動回路部１４には、リレー接点部１３を開閉させるリレーコイル部１５、及びこのリレーコイル部１５と電源２との電気的接続を開閉するキースイッチ１６が設けられている。
さらに、主接点部７を開閉及び閉極保持させる保持コイル部１７が駆動コイル部８及びスタータモータ３に対して並列に接続されている。なお、駆動コイル部８及び保持コイル部１７は、接続端子３４を介してリレー接点部１３に電気的に接続されている。
【００１４】
主接点部７は、接続端子２８を介して電源２に電気的に接続された電源側固定接触子９と、接続端子２９を介してスタータモータ３に電気的に接続されたスタータモータ側固定接触子１０と、電源側固定接触子９及びスタータモータ側固定接触子１０に接離するように移動可能に設けられた可動接触子１１とを有している。この可動接触子１１は、駆動コイル部８及び補助コイル部１７の通電により駆動される棒状の可動部１２に取り付けられている。
【００１５】
リレー接点部１３は、接続端子３０を介して電源２に電気的に接続された第１固定接触子１９と、接続端子３１を介して駆動コイル部８に電気的に接続された第２固定接触子２０と、第１固定接触子１９及び第２固定接触子２０に接離するように移動可能に設けられたリレー可動接触子２１とを有している。
【００１６】
ここで、駆動コイル部８及び保持コイル部１７によって主コイル部１８が構成されている。また、主接点部７、主コイル部１８及び可動部１２から電磁スイッチ２４が構成されている。さらに、リレー接点部１３及びリレーコイル部からリレースイッチ３７が構成されている。
【００１７】
図２は、図１の補助回転式スタータの側断面図であり、図３は、図２の矢印Ａに沿って視た正面図である。図２及び図３において、スタータモータ３は、電磁スイッチ２４とともにハウジング３９に取り付けられている。スタータモータ３の出力軸には、エンジンに連結されたリングギヤ２６に噛合されるピニオンギヤ２３がオーバーランニングクラッチ２２を介して連結されている。また、電磁スイッチ２４は、可動部１２の軸線がスタータモータ３の軸線に平行になるようにスタータモータ３に隣接されて設けられている。可動部１２は、一端部１２ａに可動接触子１１が取り付けられ、他端部１２ｂに小径部２５ａ及び円板部２５ｂを有する係止部２５が形成されている。
【００１８】
また、可動部１２とスタータモータ３の出力軸とはレバー２７によって連結されている。このレバー２７は、可動部１２の軸線とスタータモータ３の軸線との間に配置されたピン部材３６に回動自在に設けられている。さらに、レバー２７は、一端部２７ａが係止部２５の小径部２５ａに配置され、他端部２７ｂがスタータモータ３及びオーバーランニングクラッチ２２の間に配置されている。
【００１９】
ハウジング３９には、取付部材４０を介してリレースイッチ３７が取り付けられている。また、リレースイッチ３７には、ヒューズ６が搭載されユニット化されている。
【００２０】
ここで、ヒューズ６は、通電による温度上昇により溶断される可溶体３５を有している。この可溶体３５は、主コイル部１８への通電時間が正常の補助回転動作時よりも長時間である場合に溶断されるようになっている。即ち、可溶体３５は、駆動コイル部８が通電による熱損傷を受ける前に溶断されるように溶融温度が設定されている。この可溶体３５は、銅（溶融温度１０８３℃）よりも溶融温度の低い材料である亜鉛（Ｚｎ、溶融温度４２０℃）により形成されている。このヒューズ６は、交換可能に外部に露出されて設けられている。
【００２１】
なお、接続端子２８、２９及び３４は、電磁スイッチ２４に取り付けられている。また、接続端子３０、３１は、ヒューズ６に取り付けられている。さらに、これらの接続端子２８乃至３４は、ボルト及びナットから構成されている。
【００２２】
このように構成された補助回転式スタータ１は、エンジン始動時に以下のように動作される。まず、キースイッチ１６がＯＮ動作されて、リレーコイル部１５に通電される。この通電によるリレーコイル部１５の電磁作用によってリレー接点部１３は閉極される。リレー接点部１３が閉極されると、電源２から補助回路部５を介してスタータモータ３に通電される。この通電によりスタータモータ３は駆動されるが、スタータモータ３に直列接続された駆動コイル部８にも通電されることから、比較的小さい回転力がスタータモータ３の出力軸に出力されて補助回転状態とされる。このとき、駆動コイル部８及び保持コイル部１７の電磁作用によって可動部１２も移動される。この可動部１２の移動に伴って、主接点部７の可動接触子１１は電源側固定接触子９及びスタータモータ側固定接触子１０に向かって移動されるとともに、レバー２７も一端部２７ａが係止部２５に係止されつつ移動されてピン部材３６を中心に回動される。この回動に伴って、オーバーランニングクラッチ２２は、レバー２７の他端部２７ｂによって押圧され、ピニオンギヤ２３とともに押圧方向に移動される。
【００２３】
その後、ピニオンギヤ２３は、リングギヤ２６の表面に当接される。このとき、補助回転を伴っていることから、ピニオンギヤ２３はリングギヤ２６の表面に押圧されながら摺動される。この摺動によりピニオンギヤ２３の各歯がリングギヤ２６の各歯の間の挿入位置に達したところで、ピニオンギヤ２３の各歯がリングギヤ２６の各歯の間に挿入され、ピニオンギヤ２３はリングギヤ２６に噛合される。このとき、主接点部７の可動接触子１１も電源側固定接触子９及びスタータモータ側固定接触子１０に接触して主接点部７が閉極される。
【００２４】
主接点部７が閉極されると、駆動コイル部８の両接続端子２９、３４間の電位差がほとんど無くなることから、主接点部７の閉極保持に必要な微小電流が保持コイル部１７に流れるだけで、ほとんどの電流が主回路部４を介してスタータモータ３に供給される。このとき、大きな回転力がスタータモータ３の出力軸に出力されてクランキング状態とされる。
【００２５】
何らかの原因、例えばピニオンギヤ２３あるいはリングギヤ２６の変形等によってピニオンギヤ２３がリングギヤ２６に完全に噛合されない場合、補助回路部５に通電されても主接点部７は閉極されない。このように、補助回路部５に通電されているにもかかわらず主接点部７が閉極されない状態、即ち補助回転状態が続くと、補助回路部５は温度上昇される。その後、ヒューズ６の可溶体３５は、この温度上昇により補助回路部５が異常温度状態となる前に溶断される。
【００２６】
従って、このような補助回転式スタータ１においては、何らかの原因によってピニオンギヤ２３がリングギヤ２６に完全に噛合されない場合でも、ヒューズ６における可溶体３５の溶断により補助回転状態が長時間維持されることが防止され、駆動コイル部８のコイル被膜が溶損されることを防止することができる。
【００２７】
また、ヒューズ６は、クランキング状態で大電流が流れる主回路部４ではなく、駆動コイル部８が接続された補助回路部５に設けられているので、駆動コイル部８の通電電流値を基準に遮断容量を設定することができ、クランキング状態の主回路部４の通電電流値が確保されたまま駆動コイル部８のコイル被膜が溶損されることを防止することができる。
【００２８】
また、ヒューズ６の可溶体３５は、銅よりも溶融温度の低い亜鉛で形成されているので、周囲の部品、例えばヒューズ６の支持部材等に熱損傷を与えることを抑制することができる。さらに、可溶体３５は、断面積が極端に小さくされることなく長時間の通電によって溶融温度に達するように作製されることができるので、強度が維持されたまま遮断容量が小さく確保されるようにすることができる。従って、可溶体３５は、例えば振動による切断の発生も抑制される。
【００２９】
また、ヒューズ６は、外部に露出されて取り付けられているので、溶断された場合でも新しいヒューズと容易に交換することができる。
【００３０】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２に係る補助回転式スタータの電気結線図である。また、図５は、図４の補助回転式スタータを示す正面図である。図４及び図５において、補助回転式スタータ４１におけるヒューズ６は、補助回路部５のリレー接点部１３と主コイル部１８との間に設けられている。即ち、ヒューズ６は、接続端子３３がリレー接点部１３の接続端子３１に電気的に接続され、端子３２が主コイル部１８の端子３４に電気的に接続されている。なお、接続端子２８と接続端子３０とは、ヒューズを介さず電気的に接続されている。
他の構成は実施の形態１と同様である。
【００３１】
従って、補助回転式スタータ４１も、ヒューズ６が補助回路部５に設けられているので、駆動コイル部８の通電電流値を基準に遮断容量を設定することができ、クランキング状態の主回路部４の通電電流値が確保されたまま駆動コイル部８のコイル被膜が溶損されることを防止することができる。
【００３２】
また、ヒューズ６の可溶体３５は、銅よりも溶融温度の低い亜鉛で形成されているので、周囲の部品、例えばヒューズ６の支持部材等に熱損傷を与えることを抑制することができる。さらに、可溶体３５は、断面積が極端に小さくされることなく長時間の通電によって溶融温度に達するように作製されることができるので、強度が維持されたまま遮断容量が小さく確保されるようにすることができる。従って、可溶体３５は、例えば振動による切断の発生も抑制される。
【００３３】
また、ヒューズ６は、外部に露出されて取り付けられているので、溶断された場合でも新しいヒューズとの交換を容易にすることができる。
【００３４】
実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３に係る補助回転式スタータの電気結線図である。また、図７は、図６の補助回転式スタータを示す正面図である。図６及び図７において、補助回転式スタータ５１におけるヒューズ６は、補助回路部５に設けられている。また、ヒューズ６は、駆動コイル部８とスタータモータ３との間に設けられている。即ち、ヒューズ６は、接続端子３３が駆動コイル部８に電気的に接続され、接続端子３２が接続端子２９に電気的に接続されている。また、ヒューズ６は、リレースイッチ３６にではなく電磁スイッチ２４に取り付けられている。なお、接続端子２８と接続端子３０とは、ヒューズを介さず電気的に接続されている。
他の構成は実施の形態１と同様である。
【００３５】
従って、補助回転式スタータ４１は、実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、ヒューズ６が電磁スイッチ２４に取り付けられていることから、補助回転式スタータ４１からリレースイッチ３６が分離されている場合であっても、一般に用いられるリレースイッチが補助回転式スタータ４１に接続されることによって、長時間の補助回転状態が防止されることができる。従って、リレースイッチは、正常の補助回転動作時における補助回路部５の電流を遮断できる接点開閉容量を有するものであれば、その仕様に関係なく適用されることができる。
【００３６】
なお、実施の形態１及び実施の形態２においても、補助回転式スタータは、ヒューズ６が電磁スイッチ２４に取り付けられることもできるので、上記と同様に一般に用いられるリレースイッチが適用されることもできる。
【００３７】
また、上記各実施の形態において、ヒューズの可溶体は、銅よりも溶融温度が低い材料であってもよいので、例えば亜鉛合金、すず（Ｓｎ、溶融温度２３２℃）、鉛（Ｐｂ、溶融温度３２７℃）、これらの合金、又はアルミニウム（Ａｌ、溶融温度６６０℃）であっても構わない。これらを材料とする可溶体は、銅を材料とする可溶体に比べて断面積が大きいので、耐振性及び遮断容量が確保される。従って、可溶体は、溶融温度が２００〜７００℃程度の導電性材料で形成されるものであれば構わない。
【００３８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明に係る補助回転式スタータは、電源からの通電により駆動されるスタータモータと、スタータモータ及び電源の間に接続され、主接点部を有する主回路部と、主接点部を開閉する駆動コイル部を有し、主接点部に対して並列に接続される補助回路部と、補助回路部に設けられ、所定の温度で溶断されることにより駆動コイル部への通電を遮断する可溶体を有するヒューズとを備えているので、駆動コイル部の通電電流値を基準に遮断容量を設定することができ、クランキング状態の主回路部の通電電流値が確保されたまま駆動コイル部のコイル被膜が溶損されることを防止することができる。
【００３９】
また、ヒューズは、スタータモータと駆動コイル部との間に設けられているので、駆動コイル部の通電電流量を基準に遮断容量が設定され、駆動コイル部の通電電流値を基準に遮断容量を設定することができ、クランキング状態の主回路部の通電電流値が確保されたまま駆動コイル部のコイル被膜が溶損されることを防止することができる。
【００４０】
また、可溶体の溶融温度は、駆動コイル部が通電による熱損傷を受ける前に溶断するように設定されているので、駆動コイル部のコイル被膜が溶損されることを防止することができる。
【００４１】
また、可溶体は、銅よりも溶融温度の低い材料で形成されているので、周囲の部品、例えばヒューズの支持部材等に熱損傷を与えることを抑制することができる。さらに、可溶体は、断面積が極端に小さくされることなく長時間の通電によって溶融温度に達するように作製されることができるので、強度が維持されたまま遮断容量が小さく確保されるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る補助回転式スタータの電気結線図である。
【図２】図１の補助回転式スタータの側断面図である。
【図３】図２の矢印Ａに沿って視た正面図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る補助回転式スタータの電気結線図である。
【図５】図４の補助回転式スタータを示す正面図である。
【図６】この発明の実施の形態３に係る補助回転式スタータの電気結線図である。
【図７】図６の補助回転式スタータを示す正面図である。
【図８】従来の補助回転式スタータの電気結線図である。
【符号の説明】
１，４１，５１　補助回転式スタータ、２　電源、３　スタータモータ、４　主回路部、５　補助回路部、６　ヒューズ、７　主接点部、８　駆動コイル部、３５　可溶体。
【図１】
2004052572.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004052572.tif 000008
【図７】
2004052572.tif 000009
【図８】
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