(57)【要約】  追加回路を設けることなく電圧低下抑制を実現すると共に、信頼性の高いエンジン始動装置を提供すること。  本発明のエンジン始動装置は、上記課題を解決するために、電動機装置と、該電動機装置からの回転力をリングギアに伝達する出力軸と、該出力軸上を摺動可能に嵌装され、該出力軸からの回転力が伝達されるクラッチ装置と、電磁石の励磁時に吸引駆動されるプランジャを有する電磁石スイッチ装置と、一端が前記プランジャに係合され、他端が前記クラッチ装置に係合されたシフトレバーとを備えたエンジン始動装置であって、前記電動機装置の内部に、前記エンジン始動装置のエンジン始動時の電源電圧の低下を所定の値に抑制する抵抗体を備えていることを特徴とする。具体的には、前記抵抗体を、前記電動機装置を構成する界磁巻線により構成したことを特徴とする。
2018012167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機装置と、該電動機装置からの回転力をリングギアに伝達する出力軸と、該出力軸上を摺動可能に嵌装され、該出力軸からの回転力が伝達されるクラッチ装置と、電磁石の励磁時に吸引駆動されるプランジャを有する電磁石スイッチ装置と、一端が前記プランジャに係合され、他端が前記クラッチ装置に係合されたシフトレバーとを備えたエンジン始動装置であって、
前記電動機装置の内部に、前記エンジン始動装置のエンジン始動時の電源電圧の低下を所定の値に抑制する抵抗体を備えてい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に記載のエンジン始動装置において、
前記電動機装置は、電機子鉄心に巻装された電機子コイル及びその電機子コイルと電気的に接続される整流子を備えた回転子と、固定子鉄心に巻装され、円筒上のヨークに内装されている界磁巻線及びその界磁巻線から延びる端末線が、正極側ブラシのリードワイヤに接続されている固定子とから成り、
前記抵抗体は、前記界磁巻線により構成されていることを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項３】
請求項２に記載のエンジン始動装置において、
前記電動機装置は、前記整流子に給電する正極側ブラシと、該正極側ブラシを保持する正極側ブラシホルダーと、該正極側ブラシホルダーを保持する正極側ホルダープレートと、該正極側ホルダープレートを支持する渡り線ホルダーと、を更に備え、
前記渡り線ホルダーは、前記正極側ホルダープレートと前記界磁巻線の間に配置されていることを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項４】
請求項３に記載のエンジン始動装置において、
前記界磁巻線の上流側に位置し、複数の前記界磁巻線の一端が接続され、かつ、電源からの入力を複数の前記界磁巻線に分配する渡り線を備え、前記渡り線が、前記渡り線ホルダーに保持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４に記載のエンジン始動装置において、
前記界磁巻線の端末線の一部は、前記渡り線ホルダーにより支持されていることを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項６】
請求項５に記載のエンジン始動装置において、
前記渡り線ホルダーは、前記正極側ホルダープレートを支持するための突起を有し、該突起は、電気的な絶縁部材から成ると共に、下流側に接続される前記界磁巻線の端末線と前記渡り線の間に配設されていることを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項７】
請求項６に記載のエンジン始動装置において、
前記正極側ホルダープレートが導電性の材料からなり、前記界磁巻線の一端と前記正極側ブラシのリード線が接続されてい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】
本発明はエンジン始動装置に係り、例えば、自動車のアイドルストップシステムを採用しているものに好適なエンジン始動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のアイドルストップシステムは、信号待ち等での車両停止時にエンジンを停止させると共に、走行開始時にエンジンを再始動することで、アイドル燃料の消費を抑制するシステムである。【０００３】
ところが、このアイドルストップシステムでは、走行開始時にエンジンを再始動させる際の電源電圧低下により、補器類（メータ類やオーディオ等）の動作が一時的に停止する課題があり、この課題への対応として、電源からスタータへの通電回路の途中に抵抗体を装着し、エンジンを再始動させる際は、上記抵抗体を経てスタータに給電して再始動を行うことで電源電圧低下を抑制し、補機類の動作の停止を防ぐ技術が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１４２０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に記載された技術においては、電源からスタータへの通電回路の途中に抵抗体を設けることで、電源電圧低下を抑制して補機類の動作が一時的に停止することは回避されるが、抵抗体の装着場所を確保したり、抵抗体を駆動する信号回路を追加したり等の新たな課題が生じる。【０００６】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、追加回路を設けることなく電圧低下抑制を実現すると共に、信頼性の高い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】
【０００７】
本発明のエンジン始動装置は、上記目的を達成するために、電動機装置と、該電動機装置からの回転力をリングギアに伝達する出力軸と、該出力軸上を摺動可能に嵌装され、該出力軸からの回転力が伝達されるクラッチ装置と、電磁石の励磁時に吸引駆動されるプランジャを有する電磁石スイッチ装置と、一端が前記プランジャに係合され、他端が前記クラッチ装置に係合されたシフトレバーとを備えたエンジン始動装置であって、前記電動機装置の内部に、前記エンジン始動装置のエンジン始動時の電源電圧の低下を所定の値に抑制する抵抗体を備えていることを特徴とする。【０００８】
具体的には、前記抵抗体を、前記電動機装置を構成する界磁巻線により構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、追加回路を設けることなく電圧低下抑制を実現すると共に、信頼性の高いエンジン始動装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のエンジン始動装置の実施例１を一部断面して示す正面図である。
【図２】本発明のエンジン始動装置の実施例１に採用される電動機装置の固定子構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図示した実施例に基づいて本発明のエンジン始動装置を説明する。なお、各図において、同一構成部品には同符号を使用する。
【実施例１】
【００１２】
図１及び図２に、本発明のエンジン始動装置の実施例１を示す。【００１３】
該図に示す如く、本実施例のエンジン始動装置１は、いわゆる同軸式エンジン始動装置であり、直流電動機装置２と、この直流電動機装置２からの回転力を内燃機関のリングギア３に伝達する出力軸４と、この出力軸４上を図１の左右方向に摺動可能に嵌装され、該出力軸４からの回転力が伝達されるオーバランニングクラッチ装置５と、電磁石（図示せず）及びこの電磁石の励磁時に吸引駆動されるプランジャ６を備えた電磁石スイッチ装置７と、一端がプランジャ６に係合され他端がオーバランニングクラッチ装置５に係合されたシフトレバー８とを備えて構成されている。【００１４】
上記直流電動機装置２は、電機子鉄心に巻装された電機子コイル（図示せず）及びその電機子コイルと電気的に接続される整流子９を備えた回転子１０と、固定子鉄心に巻装され、円筒上のヨーク１８に内装されているフィールドコイル（界磁巻線）１９及びそのフィールドコイル（界磁巻線）１９の端末線１９ａが、正極側ブラシ１７のリードワイヤに接続されている固定子３０と、金属製のエンドブラケット１１と、このエンドブラケット１１の底面に固定された金属製の負極側ホルダープレート１２と、この負極側ホルダープレート１２上に直接固定された負極側ブラシホルダー１３と、この負極側ブラシホルダー１３に摺動自在に保持され、整流子９に当接する負極側ブラシ１４と、負極側ホルダープレート１２と対になっている金属製の正極側ホルダープレート１５と、この正極側ホルダプレート１５上に直接固定された導電性の材料（例えば、亜鉛メッキ鋼板等）から成る正極側ブラシホルダー１６と、この正極側ブラシホルダー１６に摺動自在に保持され、整流子９に当接する正極側ブラシ１７とから概略構成されている。【００１５】
また、上記した負極側ブラシ１４のリードワイヤの一端は、負極側ホルダープレート１２と電気的に接続されていると共に、正極側ブラシ１７のリードワイヤは、直接、正極側ホルダープレート１５に電気的に接続されているか、若しくは正極側ブラシ１７のリードワイヤは、円筒上のヨーク１８に内装されている磁界を発生するフィールドコイル（界磁巻線）１９の端末線１９ａと直接接続されている。【００１６】
また、負極側ブラシ１４及び正極側ブラシ１７は、それぞれ押しバネ２０で整流子９に押し付けられることで、整流子９の各ブラシ側セグメントに当接している。【００１７】
一方、電磁石スイッチ装置７は、外部電源（バッテリー）のプラス端子と電気的に接続されるＢ端子２１と、直流電動機装置２とＭリードワイヤ２２を介して電気的に接続されたＭ端子２３と、Ｂ端子２１とＭ端子２３との間を接続（閉）、遮断（開）可能な可動接点２４と、Ｂ端子２１及びＭ端子２３の周囲絶縁のためのフェノール樹脂等から成る絶縁部品２５と、可動接点２４の周囲絶縁のためのフェノール樹脂等から成る絶縁部品２６とを備えている。【００１８】
また、可動接点２４の開閉動作は、電磁石スイッチ装置７に内蔵されている電磁石（図示せず）により行われ、プランジャ６の吸引動作と同時に行われる。【００１９】
また、直流電動機装置２は、負極側ホルダープレート１２とフィールドコイル（界磁巻線）１９の間に位置する渡り線ホルダー２７と、その渡り線ホルダー２７に保持され、外部電源からの入力をフィールドコイル（界磁巻線）１９に分配する渡り線２８と、Ｍ端子２３と渡り線２８を電気的に接続するＭリードワイヤ２２とを備えており、フィールドコイル（界磁巻線）１９の端末線１９ａは、渡り線ホルダー２７のスナップフィット部２７ａ及び２７ｂに支持された状態で、渡り線２８と正極側ホルダープレート１５若しくは正極側ブラシ１７に接続されている。なお、渡り線２８は、電気回路上、フィールドコイル（界磁巻線）１９の上流側に位置し、複数のフィールドコイル（界磁巻線）１９の一端が接続されている。【００２０】
また、渡り線ホルダー２７は、正極側ホルダープレート１５を支持するための突起２７ｃを有し、この突起２７ｃは、電気的な絶縁部材（ポリアミド等）から成ると共に、電気回路上、下流側に接続されるフィールドコイル（界磁巻線）１９の端末線１９ａと渡り線２８の間に配設されている。【００２１】
そして、本実施例では、エンジン始動装置１のエンジン始動時の電源電圧の低下を所定の値に抑制する抵抗体を、フィールドコイル（界磁巻線）１９で構成していることを特徴とする。【００２２】
例えば、フィールドコイル（界磁巻線）１９として、電磁磁石を６極並列に接続した場合を考える。【００２３】
外部電源（バッテリー）の開放電圧１２Ｖからスタータ起動電流は６５０Ａとなり、この大電流の通電を抑制するには、スタータ内部抵抗が１１．５ｍΩ必要となる。【００２４】
しかし、従来の永久磁石式スタータの内部抵抗は６ｍΩのため、残り５．５ｍΩ必要となる。【００２５】
そこで、界磁方式を永久磁石式から電磁磁石式にすることで５．５ｍΩをかせぐ。電磁磁石は６極並列接続なので、１つ当たりの電磁磁石の抵抗値は３３ｍΩとなる。１つの電磁磁石での抵抗値３３ｍΩをもたせるには、下記仕様となる。【００２６】
Ｒ＝ρＬ／Ａ
ここで、Ｒ：抵抗値、ρ：抵抗率＝１．７×１０−５(銅の場合)、Ｌ：銅線の長さ、Ａ：銅線の断面積を示す。【００２７】
上記の式から解る様に、抵抗値一定（３３ｍΩ）とした場合、断面積Ａの値を大きくすると、それにともない、長さＬも大きくする必要がある。その結果、抵抗体の体積が大きくなり、モータも大型化するため断面積は小さく選定される。【００２８】
次に、上述した本実施例のエンジン始動装置１における動作及び作用、効果を説明する。【００２９】
内燃機関始動時には、例えば、図示しないキースイッチがＯＮにされて電磁石が励磁されることで、外部電源と電気的に接続されている電磁石スイッチ装置７のＢ端子２１と、直流電動機装置２のＭリードワイヤ２２を介して電気的に接続されているＭ端子２３とを接続、遮断する可動接点２４が閉じられて、Ｂ端子２１とＭ端子２３が接続され、外部電源、Ｂ端子２１、可動接点２４、Ｍ端子２３、フィールドコイル（界磁巻線）１９、正極側ブラシ１７、整流子９、回転子コイル及び負極側ブラシ１４を含む電気回路に電流が流れる。【００３０】
このようにして、直流電動機装置２の回転子１０及び出力軸４を回転させる。一旦始動した後は、キースイッチをＯＦＦに戻すことにより、電磁石の吸引力が解除されて可動接点２４が開かれ、電流の流れが断たれ直流電動機装置２の回転は停止する。【００３１】
このような本実施例のエンジン始動装置１においては、エンジン始動装置１のエンジン始動時の電源電圧の低下を所定の値に抑制する抵抗体を、フィールドコイル（界磁巻線）１９で構成していると共に、フィールドコイル（界磁巻線）１９の端末線１９ａを、渡り線ホルダー２７のスナップフィット部２７ａ及び２７ｂで支持することで、抵抗体の装着場所を確保したり、抵抗体を駆動する信号回路を追加したりすることがないので、追加回路を設けることなく電圧低下抑制を実現すると共に、エンジン振動からの影響を緩和し、フィールドコイル（界磁巻線）１９の端末線１９ａへの機械的な負荷を抑制する効果を得ることができる。【００３２】
また、フィールドコイル（界磁巻線）１９の端末線１９ａを、渡り線２８及び正極側ホルダープレート１５に接合時、フィールドコイル（界磁巻線）１９の端末線１９ａの位置を安定させ組立性を向上させる効果を得ることができる。【００３３】
従って、本実施例によれば、別体の抵抗体を用いることなく、エンジン始動装置１自身で電圧低下抑制に必要な所定の内部抵抗を備えることで、始動装置の装着性が良好となり、しかも、始動装置を構成する電気回路も簡素化することが可能となる。【００３４】
更に、フィールドコイル（界磁巻線）１９の端末線１９ａの一部を、保持部材により拘束することにより、所定の内部抵抗を得るために断面積の小さい電線を用いる場合においても，エンジンの振動に耐えうる支持状態を得ることができ、信頼性の高いエンジン始動装置１を実現することができる。【００３５】
なお、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成を置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１…エンジン始動装置、２…直流電動機装置、３…リングギア、４…出力軸、５…オーバランニングクラッチ装置、６…プランジャ、７…電磁石スイッチ装置、８…シフトレバー、９…整流子、１０…回転子、１１…エンドブラケット、１２…負極側ホルダープレート、１３…負極側ブラシホルダー、１４…負極側ブラシ、１５…正極側ホルダープレート、１６…正極側ブラシホルダー、１７…正極側ブラシ、１８…ヨーク、１９…フィールドコイル（界磁巻線）、１９ａ…フィールドコイルの端末線、２０…押しバネ、２１…Ｂ端子、２２…Ｍリードワイヤ、２３…Ｍ端子、２４…可動接点、２５、２６…絶縁部品、２７…渡り線ホルダー、２７ａ、２７ｂ…渡り線ホルダーのスナップフィット部、２７ｃ…突起、２８…渡り線、３０…固定子。
【図１】
2018012167.tif 000003
【図２】
2018012167.tif 000004
【国際調査報告】
2018012167.tif 000005
2018012167.tif 000006
2018012167.tif 000007
2018012167.tif 000008