JPH0585751B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関を始動させるスタータに関す
る。

〔従来の技術〕

従来のものは、実開昭58−186168号公報に示す
ように、マグネツトスイツチのプランジヤの移動
により、ドライブレバーを介して、ピニオンをリ
ングギヤ側に移動させている。

また、特開昭58−211560号公報においては、ス
タータモータのシヤフトの回転をヘリカルスプラ
イン結合しているクラツチアウタに伝え、慣性力
により、ピニオンをリングギヤに噛み合わせてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上述した従来の前者においては、プ
ランジヤが励磁コイルに近づくにつれて、吸引力
が大きくなり、プランジヤの移動速度が速くなる
ため、ドライブレバーを介して、ピニオンがリン
グギヤに近づくにつれてピニオンの移動速度が速
くなり、ピニオンとリングギヤとの噛合い時に、
大きな衝撃力が発生すると共に、ピニオンやリン
グギヤの破損や噛合い時の音等の問題があり、ま
た、ピニオンを移動させるためのドライブレバー
やマグネツトスイツチが必要なために、スタータ
の体格が大きくなり、内燃機関の取付上の空間を
確保する必要があるという問題点がある。

また、後者においては、慣性力によりピニオン
をリングギヤに移動させるため、スタータモータ
のシヤフトの回転がある回転数以上になつた時
に、ピニオンが移動するので、ピニオンがリング
ギヤに噛み合う寸前では、ピニオンの回転数が高
くなつてしまい、ピニオンとリングギヤとの噛み
合い時に大きな衝撃力が発生して、ピニオンやリ
ングギヤの破損等が生じてしまうという問題点が
ある。

そこで、本発明はピニオンとリングギヤとの噛
合いを確実に行なうことである。

〔問題点を解決するための手段〕

スタータモータと、このスタータモータの回転
を内燃機関のリングギヤに伝えるピニオンと、こ
のピニオンを前記リングギヤ側に移動させる小型
モータと、この小型モータを所定時間通電させた
後、前記スタータモータへの通電を開始する制御
部とを備えるスタータとすることである。

〔作 用〕

小型モータにより、ピニオンを移動させている
ため、ピニオンをほぼ一定の速度でリングギヤに
近づけることが可能である。

〔実施例〕

以下本発明を図に示す実施例について説明す
る。

第１図および第２図に示す第１の実施例におい
て、スタータモータ１のアーマチヤ２は、ヨーク
３の内周に配置されている。そしてアーマチヤ２
の中心に設けられたシヤフト４は、一端が軸受５
を介して、ハウジング６に回転自在に保持されて
いる。また、シヤフト４の外周にはヘリカルスプ
ライン４ａが形成されている。さらにこのヘリカ
ルスプライン４ａとスプラインチユーブ７がヘリ
カルスプライン結合している。また、スプライン
チユーブ７の外周には、溝７ａが円周方向に平行
に複数個形成されている。そして、スプラインチ
ユーブ７の一端には、内周にくさび室が形成され
たクラツチアウタ８が一体に形成されている。ま
た、クラツチアウタ８のくさび室には、ローラ９
が挿入されている。さらに、ローラ９の内周に
は、ピニオン１０と一体に形成されたクラツチイ
ンナ１１が配置されている。そして、クラツチア
ウタ８、ローラ９、クラツチインナ１０で一方向
性クラツチを構成している。そして、１２はピニ
オン１０の移動を規制するストツプカラーであ
り、このストツプカラー１２はシヤフト４に対
し、回転できるようにしてある。ストツパカラー
１２とピニオン１０との間には、リターンスプリ
ング１３が装着されている。また、１４は内燃機
関のリングギヤである。そして、１５は小型モー
タであり、この小型モータ１５のシヤフト１５ａ
に装着されたギヤ１６は、スプラインチユーブ７
の溝７ａに係合している。また、小型モータ１５
は、ハウジング６内の空間に配置されると共に、
第２図に示すように、ハウジング６の外部に一部
突出していて、外部からの脱着を行なうことがで
きる。１７は、スタータモータ１を制御するため
の制御部であり、マイクロコピユータユニツト
（MPU）を使用している。また、１８はスタータ
のリレーであり、大電流を流すため、放熱をよく
するように、ハウジング６の外部に配置されてい
る。また、リレー１８は、半導体素子、有接点式
リレーのどちらでも可能である。

そして第３図に示すように、バツテリ電源１９
より、スタータリレー１８の一端に接続し、この
スタータリレー１８の他端より２つに分かれ、一
方は、小型モータ１５に、他方は遅延回路２１、
リレー２０を介してスタータモータ１に接続され
ている。

次に、上記構成においてその作動を説明する。

第１図乃至第４図に示すように、スタータリレ
ー１８をONすると、制御部１７が作動して、ピ
ニオン１０のリングギヤ１４への再飛び込み防止
のためにステツプS1で車両用交流発電機の発生
電圧の信号により、内燃機関（エンジン）が停止
しているか否かを判断する。そして、エンジンが
停止していない場合には、ステツプS2のWAIT
に入り、所定時間待たせた後に、ステツプS1に
戻る。また、エンジンが停止している時には、ス
テツプS3において、小型モータ１５にバツテリ
１９より電流を流して、小型モータ１５を駆動さ
せる。そして、小型モータ１５の回転をギヤ１６
に伝え、またこのギヤ１６の回転をスプラインチ
ユーブ７の外周に形成した溝７ａに伝えて、スプ
ラインチユーブ７を軸方向に移動させる。そし
て、このスプラインチユーブ７の移動により、ク
ラツチアウタ８、ローラ９、クラツチイン１１を
介して、ピニオン１０をリングギヤ１４側に移動
させる。また、ピニオン１０を小型モータ１５に
より、ゆつくり移動させることができる。そし
て、ピニオン１０をリングギヤ１４に当接させ
る。また、ステツプS4における遅延回路２１に
おいて、小型モータ１５を通電した後、数秒間後
に、スタータモータ１への通電用のリレー２０を
ONする。この時、遅延回路２１において、小型
モータ１５を通電した後、数秒間後にスタータモ
ータ１に通電するため、数秒間間のうちに、ピニ
オン１０はリングギヤ１４に当接するようにして
ある。そして、ステツプ５においてスタータモー
タ１を通電して、アーマチヤ２を回転させる。こ
のアーマチヤ２の回転を、シヤフト４、スプライ
ンチユーブ７、一方向性クラツチを介して、ピニ
オン１０に伝える。また、ピニオン１０は、小型
モータ１５の回転により、常時リングギヤ１４側
に押し付けられていて、ピニオン１０とリングギ
ヤ１４とが噛み合わない時には、ピニオン１０の
回転により、ピニオン１０とリングギヤ１４が噛
み合う。そして、ピニオン１０の回転をリングギ
ヤ１４に伝えて、エンジンを始動させる。また、
ステツプS6においては、内燃機関用点火配 器
によりエンジンの回転数を検出して、エンジンの
回転数が設定回転数700〔r.p.m.〕に達するまで
は、ステツプS7において、スタータモータ１が
通電されてからの通電時間をカウントとする。そ
して、そのカウントが30〔sec〕よりも大きくなつ
てしまつた時には、ステツプS8に移行し、リタ
ーン（戻す）して、ステツプS1に戻るようにし
てある。また、ステツプS6で、エンジンの回転
数が、700〔r.p.m.〕以上になつた時には、エンジ
ンが始動したものとして、ステツプS9において、
スタータリレー１８をOFFして、小型モータ１
５及びスタータモータ１への通電を遮断する。そ
して、小型モータ１５の回転がなくなり、ピニオ
ン１０は、リターンスプリング１３により元に戻
されて、エンジンの始動を完了する。

従つて、ピニオン１０の軸方向の移動を、小型
モータ１５によつて行つているため、ピニオン１
０の移動速度をゆつくりと、かつほぼ一定の速度
で行なうことができ、ピニオン１０とリングギヤ
１４との噛合い時の衝撃を押さえることが可能で
ある。また、小型モータ１５は、ハウジング６内
の空間に納まつており、スタータの体格を大きく
することもなく、収納することができる。さら
に、ピニオン１０がリングギヤ１４に当接する付
近で、ピニオン１０にスタータモータ１からの回
転を与えているため、ピニオン１０ａの回転がヘ
リカルスプライン作用のみで少なく、確実にピニ
オン１０とリングギヤ１４とを噛み合わせること
ができる。そして、スタータモータ１に長時間、
大電流が流れてしまうのを、カウントにより制限
しているために、スタータモータ１の破損を防止
することもできる。

なお、第５図に示す第２の実施例の作動におい
ては、スタータリレー１８をONすると、制御部
１７が作動して、ステツプS1で車両用交流発電
機の発生電圧の信号により、内燃機関（エンジ
ン）が停止しているか否かを判断する。そして、
エンジンが停止していない場合には、ステツプ
S2のWAITに入り、所定時間待たせた後に、ス
テツプS1に戻る。また、エンジンが停止してい
る時には、ステツプ３において、小型モータ１５
にバツテリ１９により電流を流して、小型モータ
１５を駆動させる。同時に、ステツプS4におい
て、定電流リレーをONし、スタータモータ１へ
微少の電流を流すことにより、アーマチヤ２を微
回転させると共に、ピニオン１０も微回転させ
る。また、ピニオン１０は、小型モータ１５によ
り、軸方向に移動させられる。さらに、ピニオン
１０がリングギヤ１４に当接した後、ピニオン１
０が微回転しているため、リングギヤ１４に確実
に完全に噛合う。そして、ステツプ５において、
ハウジング６内に配置された第１の位置センサに
より、ピニオン１０とリングギヤ１４との噛み合
いを確認した後に、ステツプS6で定電流リレー
をOFFする。また、ステツプS7で、スタータモ
ータ１にバツリ電源より直接通電し、スタータモ
ータ１を駆動させる。そして、スタータモータ１
によるピニオン１０の回転をリングギヤ１４に伝
えて、エンジンを始動させる。また、ピニオン１
０は、小型モータ１５の回転により、常時リング
ギヤ１４側に押し付けられている。また、ステツ
プS8においては、内燃機関のカムシヤフトやク
ランクシヤフト等によりエンジンの回転数を検出
して、エンジンの回転数が設定回転数700〔r.p.
m.〕に達するまでは、ステツプS9において、ス
タータモータ１が通電されてからの通電時間をカ
ウントとする。そして、そのカウントが30〔sec〕
よりも大きくなつてしまつた時には、ステツプ
S10に移行し、リターン（戻す）して、ステツプ
S1に戻る。また、ステツプS8で、エンジンの回
転数が、700〔r.p.m.〕以上になつた時には、エン
ジンが始動したものとして、ステツプS11におい
て、リレー２０をOFFして、スタータモータ１
への通電を遮断する。その後、ステツプS12にお
いて、小型モータ１５の回転を逆回転して、この
回転により、スプラインチユーブ７を介して、ピ
ニオン１０をスタータモータ１側に戻す。そし
て、ステツプS13において、第２の位置センサを
用いて、ピニオン１０が元の位置の状態に戻るの
を確認し、戻つた時には、ステツプS14でスター
タリレー１８を開放して、小型モータ１５への通
電を遮断する。そして、エンジンの始動を完了さ
せる。

従つて、第２の実施例は、第１の実施例と同様
の効果があり、また、小型モータ１５をONする
と同時に、定電流リレーによりスタータモータ１
を微少回転させているため、ピニオン１０がリン
グギヤ１４に確実に噛み合つた後に、スタータモ
ータ１を回転させるので、ピニオン１０とリング
ギヤ１４との噛み合いが確実になり、噛み合い時
の衝撃を少なくできる。さらに、ピニオン１０を
リングギヤ１４より戻す時に、小型モータ１５を
逆転させて戻すために、ピニオン１０を戻すため
のリターンスプリングをなくすことが可能であ
る。

なお、上述した第２実施例においては、ピニオ
ン１０を戻す時に、小型モータ１５を１つ用い
て、正転、逆転を行つているが、第６図に示すよ
うに、小型モータ１５を、それぞれピニオン１０
をリングギヤ１４側に移動させる方とスタータモ
ータ１側に移動させる方と２つ用いている。

そして、小型モータ１５は、ピニオン１０がリ
ングギヤ１４に噛み合つた時に、ピニオン１０を
押しておくために、通電されたままギヤ１６が固
定となつてしまうが、小型モータ１５の通電時間
が短いため、破損に至ることはない。しかし、ギ
ヤ１６と小型モータ１５との間に過負荷クラツチ
を設けて、ある一定以上のトルクが生じた時に
は、滑るようにすれば、小型モータ１５の破損の
心配はなくなる。

また、リングギヤ１４の回転数を、クランクシ
ヤフト等により検出し、またスタータモータ１の
回転数は、そのモータの特性や回転センサ等を用
いて決定して、リングギヤ１４の回転数とピニオ
ン１０（スタータモータ１）の回転数とを比較し
て、リングギヤ１４の回転数が多くなつた時（オ
ーバーラン時）には、強制的に小型モータ１５を
逆回転させて、ピニオン１０をリングギヤ１４よ
り離す。そうすることで、ピニオン１０のオーバ
ーランを防止できると共に、一方向性クラツチを
廃止することも可能である。また一方向性クラツ
チを廃止することで、軸方向長を短くでき、スタ
ータの体格を小さくすることができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明においては、ピニオン
のリングギヤ側への移動を小型モータによつて行
つているため、ピニオンの移動速度をほぼ一定の
速度で行なうことができるので、ピニオンとリン
グギヤとの噛合い時の衝撃を押さえることがで
き、ピニオンとリングギヤとの噛合いを確実に
し、またスタータの体格を大きくすることがない
という優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明スタータの一実施例の要部を示
す部分断面正面図、第２図は第１図図示スタータ
の側面図、第３図は第１図図示スタータの電気回
路図、第４図は第１図図示スタータの制御の第１
実施例を示すフローチヤート、第５図は本発明ス
タータの制御の第２実施例を示すフローチヤー
ト、第６図は本発明スタータの他の実施例を示す
側面図である。 １……スタータモータ、１０……ピニオン、１
４……リングギヤ、１５……小型モータ、１７…
…制御部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ スタータモータと、このスタータモータの回
   転を内燃機関のリングギヤに伝えるピニオンと、
   このピニオンを前記リングギヤ側に移動させる小
   型モータと、この小型モータを所定時間通電させ
   た後、前記スタータモータへの通電を開始する制
   御部とを備えるスタータ。