(57)【要約】【課題】  システムを低コスト化できる内燃機関始動用スタータを提供することにある。【解決手段】  内燃機関を始動するスタータ１のモータ部として、整流子付交流電動機２を用いる。整流子付交流電動機には、交流電源１０から直接交流電力が供給される。マグネットスイッチ６は、交流電源１０に接続されるとともに、交流電力を整流子付交流電動機に供給する。マグネットスイッチ６には、その内部と外部を連通する貫通穴６１を設けてある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源として交流電源を採用したシステムに用いる内燃機関始動用スタータであって、
内燃機関を始動するスタータのモータ部として、整流子付交流電動機を用い、
前記交流電源から前記整流子付交流電動機に直接交流電力を供給することを特徴とする内燃機関始動用スタータ。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関始動用スタータにおいて、
前記交流電源に接続されるとともに、前記交流電動機に交流電力を前記整流子付交流電動機に供給するマグネットスイッチを備え、
このマグネットスイッチには、その内部と外部を連通する貫通穴を設けたことを特徴とする内燃機関始動用スタータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関始動用スタータに係り、特に、ガスヒートポンプ等の電源として交流電源を採用した内燃機関始動用スタータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のガスヒートポンプの始動システムとしては、例えば、特開平８−７６８５９号公報に示すように、電源が交流電源であるのに対し、スタータは直流電動機を採用している。これは、ガスヒートポンプのコンプレッサを駆動するためのエンジンとして車両用のエンジンを流用し、また、エンジンを始動するスタータもエンジン用のスタータを流用していることによる。車両においては、電源は例えばＤＣ１４Ｖのバッテリーを用いるため、スタータとしても、直流機を用いているものである。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−７６８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ガスヒートポンプにおいては、システム側の電源が交流電源であるのに対し、内燃機関始動用スタータが車両を応用した直流機を採用しているため、スタータに電力を供給する際には交流電源を降圧，整流するためのトランス、ダイオードが必要となり、高価になるという問題があった。ちなみに、直流電動機の値段は数千円であるの対して、トランスは、直流電動機より千円程度高く、また、ダイオードは千円程度する。従って、直流電動機とトランスとダイオードの全体の価格は、直流電動機本体の価格の２倍以上となっていた。
【０００５】
本発明の目的は、システムを低コスト化できる内燃機関始動用スタータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、電源として交流電源を採用したシステムに用いる内燃機関始動用スタータであって、内燃機関を始動するスタータのモータ部として、整流子付交流電動機を用い、前記交流電源から前記整流子付交流電動機に直接交流電力を供給するようにしたものである。  
かかる構成により、システムを低コスト化できるものとなる。
【０００７】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記交流電源に接続されるとともに、前記交流電動機に交流電力を前記整流子付交流電動機に供給するマグネットスイッチを備え、このマグネットスイッチには、その内部と外部を連通する貫通穴を設けたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、システムを低コスト化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図１〜図３を用いて、本発明の一実施形態による内燃機関始動用スタータの構成について説明する。  
最初に、図１を用いて、本実施形態による内燃機関始動用スタータの構成について説明する。  
図１は、本発明の一実施形態による内燃機関始動用スタータの構成を示す断面図である。
【００１０】
本実施形態の内燃機関始動用スタータ１においては、電動機２としては、整流子付交流電動機を用いている。電動機２は、電機子３と、固定子４と、ブラシ（整流子）５と、マグネットスイッチ６とを備えている。固定子４は、界磁極４１を備えている。電機子３は、シャフト３１と、磁気鉄心３２と、電機子コイル３３と、整流子３４とを備えている。シャフト３１は、固定子４の内周側に、軸受１３，１４により回転可能に支持される。磁気鉄心３２は、シャフト３１に固定されている。電機子コイル３３は、磁気鉄心３２の外周付近に配置されている。整流子３４は、シャフト３１に固定されている。ブラシ５は、整流子３４の外周に接触し、電機子３が回転可能となるように配置されている。
【００１１】
電動機２の駆動力を、外部の内燃機関に伝達する伝達機構として、ピニオン７と、ピニオンシャフト８を備えている。ピニオン７は、内燃機関のリングギヤ（図示せず）と噛合い、電動機２の動力を内燃機関のリングギヤに伝達する。マグネチックスイッチ６の吸引力によりレバー２１が回動し、ピニオン７は、矢印Ｍ１方向に摺動し、内燃機関のリングギヤと噛合う。ピニオンシャフト８は、軸受１１，１２により回転可能に支持されている。ピニオン７は、ピニオンシャフト８に成形されたスプライン８１と摺動可能にスプライン係合されている。
【００１２】
電動機２とピニオンシャフト８の間には遊星歯車減速機９が配置されている。遊星歯車減速機９は、電動機２のシャフト３１の一端に設けたサンギヤ９１と、サンギヤ９１と噛合うプラネタリーギヤ９２と、プラネタリーギヤ９２を回転可能に支持するピニオンシャフト８に成形されたキャリア８２と、プラネタリーギヤ９２と噛合うインターナルギヤ９３と、インターナルギヤ９３を拘束状態に保持するブラケット９４とから構成されている。遊星歯車減速機９により電動機２の動力は、ピニオンシャフト８に伝達される。
【００１３】
従来用いられている直流電動機は、ＤＣ１４Ｖを電源とする６極永久磁石モータである。また、アーマチャーの巻線は、２ターンである。さらに、ブラシの個数は、４個である。また、通電電流の最大値は、約３００Ａとなっている。
【００１４】
一方、本実施形態で用いられる整流子付交流電動機２は、ＡＣ２００Ｖを電源とする２極巻線界磁のモータである。また、アーマチャーの巻線は３０ターンである。ブラシの個数は、２個である。また、通電電流の最大値は、約２０Ａとなっている。
【００１５】
交流電動機２は、従来の直流電動機に比べて出力トルクが小さいため、トルクを増大するために、遊星歯車減速機９を用いている。従来と同等の体格で同等のトルクを出力するために、遊星歯車減速機９の減速比は、６としている。なお、減速比の範囲としては、３〜１０が適当である。
【００１６】
マグネットスイッチ６は、矢印Ｍ２方向に可動な可動接点ＭＣと、２個の固定接点ＦＣ１，ＦＣ２とを備えている。接点ＭＣ，ＦＣ１，ＦＣ２は、銅製である。さらに、マグネットスイッチ６の接点ケース６３には、マグネットスイッチ６の内部と外部を連通する貫通穴６１が形成されている。従来の直流電動機においても、マグネットスイッチは用いられているが、貫通穴は設けられておらず、マグネットスイッチの内部は、密閉された構造となっている。これは、車両用のスタータは、エンジンルーム内の下部に設置されるため、路面の水等がマグネットスイッチの内部に入るのを防ぐためである。一方、本実施形態では、貫通穴６１を設けている。すなわち、本実施形態の交流電動機２は、ＡＣ２００Ｖを電源とするため、可動接点ＭＣと、固定接点ＦＣ１，ＦＣ２との間に印加される電圧が従来の直流電動機の場合よりも高圧となっている。そのため、接点の接触時若しくは離間時に大きな火花が発生しやすく、この火花によって、マグネットスイッチ６の内部の窒素が酸化されることが判明した。この窒素酸化物によって接点ＭＣ，ＦＣ１，ＦＣ２の表面に酸化物（緑青）が発生して、接点寿命を短くすることが判明した。そこで、本実施形態では、貫通穴６１を設けることにより、マグネットスイッチ６の内部に発生する窒素酸化物を外部に排出することにより、接点寿命を長くしている。また、このとき、貫通穴６１を設ける位置は、可動接点ＭＣの可動方向Ｍ２としている。このように、貫通穴６１を可動接点ＭＣの可動方向Ｍ２に設けることにより、可動接点ＭＣが矢印Ｍ２方向若しくはその逆方向に移動することにより、マグネットスイッチ６の内部の窒素酸化物が容易に排出でき、また、外気を容易に導入することができる。
【００１７】
次に、図２を用いて、本実施形態による内燃機関始動用スタータの電気的構成について説明する。  
図２は、本発明の一実施形態による内燃機関始動用スタータの回路構成を示す回路図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００１８】
スイッチＳＷ１を閉じると、ＡＣ２００Ｖの電源１０からマグネットスイッチ６のコイル６２に通電され、可動接点ＭＣが矢印Ｍ２方向に摺動して、固定接点ＦＣ１，ＦＣ２と接触する。これによって、交流電動機２に電源１０からＡＣ２００Ｖの交流電圧が直接供給され、交流電動機２が回転する。また、このとき、可動接点ＭＣが矢印Ｍ２方向に摺動することにより、図１に示したレバー２１が回動し、ピニオン７が矢印Ｍ１方向に摺動し、内燃機関のリングギヤと噛合うことにより、電動機２の動力を内燃機関のリングギヤに伝達する。
【００１９】
次に、図３を用いて、本実施形態による内燃機関始動用スタータを用いたガスヒートポンプのシステム構成について説明する。  
図３は、本発明の一実施形態による内燃機関始動用スタータを用いたガスヒートポンプのシステム構成を示すシステム構成図である。なお、図中、実線の配管は、冷暖房のための冷媒の流通する配管を示し、点線は、冷却水が流通する配管を示している。
【００２０】
本実施形態による内燃機関始動用スタータ１により、エンジン１１０を始動する。エンジン１１０は、コンプレッサ１２０を駆動する。コンプレッサ１２０から吐出された冷媒は、オイルセパレータ１２５，四方弁１３０を通り、室外熱交換器１３５で凝縮され、さらにメインアキュムレータ１４０の内部の過冷却熱交換器を経て室内熱交換器１４５へ供給される。室内熱交換器１４５には電子膨張弁１５０があり、そこで減圧され、室外熱交換器１３５で蒸発し、室外機に戻る。室外機に戻ると、再び四方弁１３０を通り、メインアキュムレータ１４０，サブアキュムレータ１５５を経てコンプレッサー１２０に吸入される。
【００２１】
また、エンジン冷却水系として、２個の電動式水ポンプ１６０，１６５を用い、水ポンプ１６０はエンジン本体部を冷却し、水ポンプ１６５は排気ガスを冷却し、これらの合流したものが３方弁１７０を通過し、ラジエータ１７５で放熱される。また、冷却水は、３方弁からメインアキュムレータ１４０に流れ、冷媒の加熱に利用される。
【００２２】
以上説明したように、本実施形態では、従来の直流電動機を使用したスタータに代えて、整流子付交流電動機を用いている。したがって、従来の直流電動機で必要であったトランスやダイオードを不要とすることができる。交流電動機は直流電動機に比べてコスト高とはなるが、トランスやダイオードを不要とできるため、システム全体のコストとしては、従来の直流電動機を用いたものよりも安価になり、低コスト化できる。また、トランスやダイオードを不要として、システムを簡素化できる。さらに、マグネットスイッチに貫通穴を設け、高圧電源を用いることによって発生する窒素酸化物を外部に排出できるため、マグネットスイッチの寿命を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態による内燃機関始動用スタータの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による内燃機関始動用スタータの回路構成を示す回路図である。
【図３】本発明の一実施形態による内燃機関始動用スタータを用いたガスヒートポンプのシステム構成を示すシステム構成図である。
【符号の説明】
【００２４】
１…スタータ
２…整流子付交流電動機
３…電機子
４…固定子
５…ブラシ
６…マグネチックスイッチ
７…ピニオン
８…ピニオンシャフト
９…遊星歯車減速機
１０…交流電源
【図１】
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【図２】
2005207389.tif 000004
【図３】
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