JPH09177644A - スタータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可動接点２４が補助接点２２とバッテリ側固
定接点１９とを導通してからモータ側固定接点２１とバ
ッテリ側固定接点１９とを導通するまでの間、プランジ
ャ１７を吸引するだけの吸引力を確保すること。 【解決手段】 プランジャロッド３６に取り付けられた
可動接点２４は、起動用抵抗２３の端部に設けられた補
助接点２２を導通した後、更にプランジャ１７が吸引さ
れることで、補助接点２２を導通したままバッテリ側固
定接点１９とモータ側固定接点２１とを導通することが
できる。起動用抵抗２３の抵抗値は、可動接点２４が補
助接点２２とバッテリ側固定接点１９とを導通してから
モータ側固定接点２１とバッテリ側固定接点１９とを導
通するまでの間、吸引コイル１３の始動スイッチ１２に
接続された他端部の印加電圧の方が、起動用抵抗２３と
始動モータ２との間に接続された一端部の印加電圧より
高くなるように設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関を始動さ
せるためのスタータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として特開平７−１７４０６２
号公報に示されたスタータ用マグネットスイッチがあ
る。このマグネットスイッチは、バッテリから始動モー
タへの通電を行う固定接点と可動接点の他に、可動接点
の移動方向に変位できる一対の補助接点と、可動接点が
補助接点を導通した後、固定接点を導通するまで補助接
点を経て始動モータへ流れる電流を制限する起動用抵抗
とを備える。これにより、始動モータは、可動接点が補
助接点を導通して起動用抵抗を通じて電流が流れること
で低速で回転し、その後、可動接点が固定接点を導通し
て起動用抵抗を短絡して大電流が流れることで高速で回
転することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一方、自動車用エンジ
ンにおいては、バッテリとスタータモータ間の配線（Ｂ
端子回路と称す）は、通常バッテリとスタータとの位置
関係が比較的近いこともあり、バッテリ〜マグネットス
イッチの電源側端子（Ｂ端子）〜可動接点〜マグネット
スイッチのモータ側端子〜モータ、と短い距離で接続さ
れ、且つ、スタータモータが短時間に高出力を得てエン
ジンを駆動するため、入力も高入力が必要なので、配線
には太い電線を使用しており配線抵抗は非常に低い。そ
れに比較して、マグネットスイッチの吸引コイル用配線
（５０端子回路と称す）は、始動スイッチとしてのキー
スイッチが運転手の手元に配置されるので、バッテリ〜
キースイッチ〜マグネットスイッチのコイル端子、と非
常に長い距離の配線が必要になり、途中、安全ヒューズ
や接続端子等も介在され、電気配線としては上記Ｂ端子
回路と比較して大きな配線抵抗を有してしまう。

【０００４】このような条件下での上記マグネットスイ
ッチの作動は、キースイッチがＯＮされると吸引コイル
と保持コイルが励磁され、プランジャが吸引されて可動
接点が補助接点および固定接点側に移動する。可動接点
が補助接点を導通すると、吸引コイルは起動用抵抗を介
して短絡され、吸引コイルの磁力（即ち、プランジャ吸
引力）が低下する。このとき、５０端子回路のバッテリ
〜コイル端子までの配線抵抗がＢ端子回路のバッテリ〜
Ｂ端子までの配線抵抗に起動用抵抗を加えたものより大
きいと、吸引コイルの両端に印加される電圧は、コイル
端子の方が補助接点を通じて短絡された方より低くな
り、作動初期の電流の向きと反対に若干の電流が流れ
る。この向きは、保持コイルへの通電によって励磁され
る磁界と反対の向きに磁界を発生してコイルの吸引力を
低下させてしまう。

【０００５】このため、例えば、バッテリの性能が低下
していて、コイル（吸引コイルと保持コイル）への印加
電圧が低かったり、プランジャの摺動ロスが大きい等の
理由でプランジャが吸引されるときのスピードが十分で
ないと、可動接点が補助接点を導通してからの吸引力が
極端に低下してプランジャが復帰スプリングによって戻
されてしまう。しかし、可動接点が補助接点から離れる
と、再び吸引コイルの磁力が生じてプランジャが吸引さ
れることにより、再度、可動接点が補助接点を導通す
る。そして、この動作が繰り返し行われることで、プラ
ンジャはそれ以上移動できなくてそこに止まり、全スト
ロークの移動ができなくなる。

【０００６】この結果、ピニオンがリングギヤと噛み合
う位置まで移動できないため、エンジンを始動すること
ができなくなる。あるいは、ピニオンがリングギヤの端
面に当接する位置まで押し出されたとしても、ピニオン
を押圧する力が十分確保されないため、ピニオンとリン
グギヤとの噛み合い不良を生じる。また、可動接点が補
助接点に当接したり離れたりを繰り返すことにより、補
助接点の磨耗が促進されるという問題も生じる。本発明
は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、
可動接点が補助接点を導通してから固定接点を導通する
までプランジャを吸引することのできるスタータを提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、起
動用抵抗の抵抗値を、可動接点が補助接点を導通してか
ら固定接点を導通するまでの間、吸引コイルの他端側に
印加される電圧が、一端側に印加される電圧より高くな
るように設定されている。このため、可動接点が補助接
点を導通して吸引コイルが短絡されても、吸引コイルの
両端に印加される電圧は、始動スイッチを介してバッテ
リに接続した方が、起動用抵抗と始動モータとの間に接
続した方より高くなり、これによって吸引コイルに流れ
る電流によって励磁される磁界は、保持コイルによって
励起される磁界と異方向になることがなくなる。その結
果、吸引コイルが短絡されることで低下するプランジャ
吸引力（コイルの磁力）の落ち込みを小さくできるた
め、コイルへの印加電圧が低かったり、プランジャの摺
動ロスが大きい等の理由でプランジャが吸引される時の
スピードが十分でない場合でも、プランジャが戻される
のを防ぐことが可能となる。即ち、可動接点が補助接点
を導通してから固定接点を導通するまでプランジャを吸
引するために必要な吸引力を確保することが可能とな
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明のスタータの実施例
を図面に基づいて説明する。図１はスタータの電気回路
図である。本実施例のスタータ１は、回転力を発生する
始動モータ２、この始動モータ２のアーマチャシャフト
３に嵌合するピニオン４、始動モータ２の回転力をピニ
オン４へ伝達する一方向クラッチ５、ピニオン４をエン
ジンのリングギヤ６側へ押し出す力を発生するととも
に、バッテリ７から始動モータ２へ通じる電気回路内の
スイッチ操作を制御するマグネットスイッチ８（図２参
照）等より構成されている。

【０００９】始動モータ２は、ハウジング（図示しな
い）に対してアーマチャシャフト３が回転自在に支持さ
れたアーマチャ９と、このアーマチャ９の外周に配され
たフィールドコイル１０とを備え、そのフィールドコイ
ル１０とアーマチャ９とが、アーマチャ９の端部に設け
られたコンミテータ（図示しない）に摺接するブラシ１
１を通じて直列に接続されている。ピニオン４は、一方
向クラッチ５と一体にアーマチャシャフト３上を前方へ
押し出されることにより、エンジンのリングギヤ６と噛
み合うことができる。一方向クラッチ５は、アーマチャ
シャフト３の外周にヘリカルスプラインを介して嵌合
し、エンジン始動時のみアーマチャ９の回転力をピニオ
ン４へ伝達することができる。

【００１０】マグネットスイッチ８は、図２に示すよう
に、始動スイッチ１２（図１参照）がＯＮ操作されて通
電されるコイル１３、１４（下述する）、このコイル１
３、１４の磁路を形成するヨーク１５と鉄心１６、コイ
ル１３、１４の発生する合成磁力により吸引されるプラ
ンジャ１７、バッテリ側端子ボルト１８と一体に形成さ
れたバッテリ側固定接点１９、モータ側端子ボルト２０
と一体に形成されたモータ側固定接点２１、補助接点２
２を兼ねる起動用抵抗２３、プランジャ１７の移動に伴
って補助接点２２および各固定接点１９、２１を導通す
る可動接点２４等より構成されている。

【００１１】コイルは、プランジャ１７を吸引するため
に必要な磁力を発生する吸引コイル１３と、吸引したプ
ランジャ１７を保持するために必要な磁力を発生する保
持コイル１４とから成り、ボビン２５の外周に二層状態
で巻装されている。吸引コイル１３は、一端部がモータ
側固定接点２１（起動用抵抗２３と始動モータ２との
間）と電気的に接続されて、他端部が保持コイル１４の
一端側とともに電気配線２６を通じて始動スイッチ１２
に接続されている。保持コイル１４は、他端側がスター
タ１の本体を通じてアースされている。なお、吸引コイ
ル１３と保持コイル１４の巻き方向は、始動スイッチ１
２側から電流が流れる時に同方向に磁界を発生させる向
きに巻装されている。

【００１２】プランジャ１７は、ボビン２５の内周面に
挿入されたスリーブ２７の内周を摺動自在に移動できる
ように配されて、鉄心１６との間に介在されたリターン
スプリング２８の弾力により一方側（図２の左側）へ付
勢されている。また、プランジャ１７には、レバー２９
（図１参照）を介して一方向クラッチ５に連結されるジ
ョイント３０がドライブスプリング３１の弾力を受けて
組み付けられている。従って、プランジャ１７が吸引さ
れて移動すると、ジョイント３０に連結されたレバー２
９を介して一方向クラッチ５が前方へ押し出されること
により、ピニオン４がリングギヤ６側へ移動することが
できる。なお、一方向クラッチ５とともに前方へ押し出
されたピニオン４がリングギヤ６に当接してジョイント
３０の移動が規制されても、プランジャ１７はドライブ
スプリング３１を撓ませながら移動することができる。

【００１３】ジョイント３０は、鍔部３０ａが形成され
た一端側がプランジャ１７の凹部に入り込んで、ドライ
ブスプリング３１の弾力によりプランジャ１７の凹部底
面に押圧され、レバー２９が係合する他端側がプランジ
ャ１７の端部にかしめ固定されたスプリング受け部材３
２の内周を通ってブーツ３３の外側へ突出している。な
お、ブーツ３３は、ゴム等の可撓性を有する材質で設け
られており、プランジャ１７の移動に伴って伸縮するこ
とができる。ドライブスプリング３１は、一端がジョイ
ント３０の鍔部３０ａに係止されて、他端がスプリング
受け部材３２に係止されている。

【００１４】バッテリ側端子ボルト１８とモータ側端子
ボルト２０は、それぞれモールドカバー３４に取り付け
られて、そのモールドカバー３４の内部にバッテリ側固
定接点１９とモータ側固定接点２１が設けられている。
モールドカバー３４の外部に突出するバッテリ側端子ボ
ルト１８は、バッテリケーブル３５（図１参照）を通じ
てバッテリ７の正極に接続されて、同じくモールドカバ
ー３４の外部に突出するモータ側端子ボルト２０は、始
動モータ２のフィールドコイル１０に接続されている。

【００１５】起動用抵抗２３は、渦巻きコイル状に形成
されて、一方の端部がモータ側端子ボルト２０の外周に
嵌め合わされてモータ側固定接点２１と電気的に接続さ
れ、他方の端部が外側へ曲げ起こされて補助接点２２と
して設けられている。但し、この起動用抵抗２３は、可
動接点２４が補助接点２２とバッテリ側固定接点１９を
導通してから、モータ側固定接点２１とバッテリ側固定
接点１９を導通するまでの間、吸引コイル１３の始動ス
イッチ１２に接続された他端部に印加される電圧の方
が、モータ側固定接点２１に接続された一端部に印加さ
れる電圧より高くなるように抵抗値が設定されている。
また、補助接点２２は、モータ側固定接点２１の横に設
けられて（図３参照）、且つモータ側固定接点２１より
前方（可動接点２４側）に位置している。

【００１６】可動接点２４は、プランジャ１７と一体を
成すロッド３６の端部に一組のインシュレータ３７、３
８を介して取り付けられて、プランジャ１７とインシュ
レータ３７との間に介在されたコンタクトスプリング３
９の弾力を受けてロッド３６の先端側（図２の右側）へ
付勢されている。但し、可動接点２４がロッド３６に対
して自在に傾くことができる様に、インシュレータ３７
とロッド３６との嵌合面に楔状の隙間４０が設けられて
いる。また、この可動接点２４には、図４に示すよう
に、各固定接点１９、２１に当接する当接面２４ａ、２
４ｂの他に補助接点２２に当接する補助当接面２４ｃが
設けられている。なお、補助接点２２がモータ側固定接
点２１より前方に位置していることから、可動接点２４
の当接面２４ａ、２４ｂと各固定接点１９、２１とのギ
ャップより可動接点２４の補助当接面２４ｃと補助接点
２２とのギャップの方が小さく設定されている。

【００１７】次に、スタータ１の作動を説明する。始動
スイッチ１２がＯＮ操作されてバッテリ７からマグネッ
トスイッチ８の各コイル１３、１４に通電されると、各
コイル１３、１４の合成磁力によってプランジャ１７が
リターンスプリング２８を押し縮めながら鉄心１６側へ
吸引される。これにより、プランジャロッド３６に取り
付けられた可動接点２４が移動して、可動接点２４の補
助当接面２４ｃが補助接点２２に当接して補助接点２２
を導通する。この時、インシュレータ３７を押圧するコ
ンタクトスプリング３９のセット荷重に対して起動用抵
抗２３のセット荷重をある程度大きく設定しておくこと
により、可動接点２４は、インシュレータ３７とロッド
３６との嵌合面に設けられた隙間４０だけロッド３６に
対して傾きを発生することができる。

【００１８】これにより、可動接点２４の補助当接面２
４ｃが補助接点２２に当接したまま、一方の当接面２４
ａがバッテリ側固定接点１９に当接してバッテリ側固定
接点１９を導通する（図５参照）。この時、吸引コイル
１３および保持コイル１４が短絡されて流れる電流が少
なくなるため、各コイル１３、１４の合成磁力が低下す
るが、吸引コイル１３の始動スイッチ１２に接続されて
いる他端部の印加電圧の方が、起動用抵抗２３と始動モ
ータ２との間に接続されている一端部の印加電圧より高
くなるように設定されているため、バッテリ７の性能が
低下していたり、プランジャ１７の摺動ロスが大きくて
プランジャ１７の吸引スピードが低下していても、可動
接点２４が両固定接点１９、２１を導通するまでプラン
ジャ１７を吸引するだけの吸引力を確保できる。

【００１９】プランジャ１７が吸引されると同時に、ジ
ョイント３０に連結されたレバー２９を介して一方向ク
ラッチ５がアーマチャシャフト３上をヘリカルスプライ
ンに沿って前方へ（図１の左側へ）押し出されることに
より、一方向クラッチ５と一体にピニオン４がリングギ
ヤ６側へ移動して、ピニオン４とリングギヤ６の互いの
端面同士が当接する。この状態では、可動接点２４が補
助接点２２とバッテリ側固定接点１９を導通しているた
め、バッテリ７からバッテリ側端子ボルト１８→バッテ
リ側固定接点１９→可動接点２４→補助接点２２→起動
用抵抗２３→モータ側端子ボルト２０を経て始動モータ
２が回転できるだけの電流が始動モータ２に流れて、始
動モータ２は低速で（ゆっくりと）回転する。この始動
モータ２の回転が一方向クラッチ５を介してピニオン４
に伝達されると、それまでリングギヤ６に当接していた
ピニオン４が低速で回転してリングギヤ６に噛み合い、
一方向クラッチ５とともに前進することができる。

【００２０】これに伴ってプランジャ１７が更に移動す
ると、可動接点２４が補助接点２２を撓ませながら移動
して、可動接点２４の他方の当接面２４ｂがモータ側固
定接点２１に当接してモータ側固定接点２１を導通する
（図６参照）。なお、この可動接点２４が両固定接点１
９、２１を導通した状態では、起動用抵抗２３の作動荷
重に対してコンタクトスプリング３９の作動荷重が大き
くなる様に設定されている。

【００２１】可動接点２４が両固定接点１９、２１を導
通して起動用抵抗２３が短絡されると、バッテリ７から
バッテリ側端子ボルト１８→バッテリ側固定接点１９→
可動接点２４→モータ側固定接点２１→モータ側端子ボ
ルト２０を経て大電流が始動モータ２に流れるため、始
動モータ２は全負荷で高速回転する。これにより、始動
モータ２の回転が一方向クラッチ５を介してピニオン４
に伝達されてピニオン４が高速で回転することにより、
リングギヤ６を介してエンジンを駆動することができ
る。

【００２２】また、可動接点２４が両固定接点１９、２
１を導通している時は、プランジャ１７が固定鉄心１６
に完全に吸着しているので、起動用抵抗２３が短絡され
て吸引コイル１３の始動スイッチ１２に接続されている
他端部の印加電圧が、起動用抵抗２３と始動モータ２と
の間に接続されている一端部の印加電圧より低くなって
吸引コイル１３が発生する磁力が保持コイル１４の磁力
を多少打ち消す方向に発生しても、充分その状態を保持
できる吸引力（吸着力）を確保できる。

【００２３】エンジン始動後、始動スイッチ１２がＯＦ
Ｆ操作されて各コイル１３、１４への通電が停止する
と、コイル１３、１４の磁力が消滅するため、それまで
吸引されていたプランジャ１７がリターンスプリング２
８の弾力によって押し戻されて静止状態（図２に示す状
態）に復帰する。このプランジャ１７の移動と同時に、
ピニオン４もリングギヤ６から離脱して一方向クラッチ
５とともに初期位置（図１に示す位置）へ戻される。

【００２４】（本実施例の効果）本実施例のスタータ１
は、可動接点２４が補助接点２２とバッテリ側固定接点
１９を導通して各コイル１３、１４が短絡されても、吸
引コイル１３の始動スイッチ１２に接続されている他端
部の印加電圧の方が、モータ側固定接点２１（起動用抵
抗２３と始動モータ２との間）に接続されている一端部
の印加電圧より高くなるように設定しているため、吸引
コイル１３が短絡されることで低下するプランジャ吸引
力（各コイル１３、１４の合成磁力）の落ち込みを小さ
くでき、可動接点２４が両固定接点１９、２１を導通す
るまで、プランジャ１７を吸引するだけの吸引力を確保
できる。

【００２５】これにより、各コイル１３、１４への印加
電圧が低かったり、プランジャ１７の摺動ロスが大きい
等の理由でプランジャ１７が吸引される時のスピードが
十分でない場合でも、リターンスプリング２８の弾力に
よってプランジャ１７が戻されるのを防ぐことが可能と
なる。即ち、可動接点２４が補助接点２２とバッテリ側
固定接点１９を導通した状態から両固定接点１９、２１
を導通するまでプランジャ１７を吸引するために必要な
吸引力を確保することが可能となる。この結果、ピニオ
ン４をリングギヤ６に噛み合わせるだけの十分な力を得
ることができるため、ピニオン４とリングギヤ６との噛
み合い不良を防止できる。

【００２６】また、エンジン始動後、始動スイッチ１２
がＯＦＦ操作されてプランジャ１７が静止状態へ戻され
る際に、可動接点２４はまずモータ側固定接点２１から
離れて両固定接点１９、２１間を切り離した後、補助接
点２２とバッテリ側固定接点１９間を切り離す。この時
の遮断電流は、起動用抵抗２３によって大幅に低下する
ため、各固定接点１９、２１および補助接点２２の磨耗
が少ないという効果がある。

【００２７】さらに、本実施例では、２つの固定接点１
９、２１、１つの可動接点２４、補助接点２２を兼用す
る起動用抵抗２３が接続部品なしで構成できるととも
に、起動用抵抗２３を渦巻きコイル状に形成したことに
より、モールドカバー３４内の小スペースに接点機構を
収納することができる。また、本実施例の起動用抵抗２
３は、補助接点２２と起動用抵抗２３を板状の弾性体で
構成した場合と比べて、渦巻きコイルの巻数を増やすこ
とにより応力緩和が可能となり、耐久寿命が大幅に向上
する。

【００２８】（第２実施例）図７はスタータ１の電気回
路図である。本実施例のスタータ１は、可動接点２４に
板ばね等の弾性体で設けられた接点部材４１を備えた場
合の一例を示すものである。この場合、プランジャ１７
が吸引されて可動接点２４が移動すると、可動接点２４
に設けられた接点部材４１が起動用抵抗２３に接続され
た補助接点２２と、バッテリ側固定接点１９と一体に設
けられた補助接点４２に弾力を有して電気的に接触する
ことにより始動モータ２がゆっくりと回転し、更にプラ
ンジャ１７が移動すると、接点部材４１が補助接点２２
と補助接点４２に接触したまま、可動接点２４がバッテ
リ側固定接点１９とモータ側固定接点２１を導通するこ
とで始動モータ２が全負荷で回転することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スタータの電気回路図である。

【図２】マグネットスイッチの断面図（静止状態）であ
る。

【図３】可動接点側から見た固定接点と補助接点の正面
図である。

【図４】可動接点の側面図（ａ）と平面図（ｂ）であ
る。

【図５】可動接点が補助接点とモータ側固定接点とを導
通した状態を示す断面図である。

【図６】可動接点が両方の固定接点を導通した状態を示
す断面図である。

【図７】第２実施例に係わるスタータの電気回路図であ
る。

【符号の説明】

１ スタータ ２ 始動モータ ４ ピニオン ６ リングギヤ ７ バッテリ ８ マグネットスイッチ １２ 始動スイッチ １３ 吸引コイル １４ 保持コイル １７ プランジャ １９ バッテリ側固定接点 ２１ モータ側固定接点 ２２ 補助接点 ２３ 起動用抵抗 ２４ 可動接点

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バッテリより通電を受けて磁力を発生する
   コイル、および前記コイルの発生する磁力により吸引さ
   れるプランジャを有するマグネットスイッチと、 前記プランジャの移動に伴って変位する可動接点と、 前記バッテリから始動モータへの通電を行うモータ回路
   に介在されて、前記プランジャが吸引されて所定量移動
   した時に前記可動接点が導通する固定接点と、 この固定接点と並列に接続されて、前記固定接点より前
   に前記可動接点が導通する補助接点と、 前記可動接点が前記補助接点を導通してから前記固定接
   点を導通するまでの間、前記補助接点を経て前記始動モ
   ータへ流れる電流を制限する起動用抵抗とを備え、前記
   プランジャの移動に伴ってピニオンをエンジンのリング
   ギヤ側へ移動させるスタータにおいて、 前記コイルは、 一端側が前記起動用抵抗と前記始動モータとの間に接続
   され、他端側が始動スイッチを介して前記バッテリの正
   極に接続された吸引コイルと、 一端側が前記吸引コイルの他端側に接続され、他端側が
   接地された保持コイルとから成り、 前記起動用抵抗の抵抗値は、前記可動接点が前記補助接
   点を導通してから前記固定接点を導通するまでの間、前
   記吸引コイルの他端側に印加される電圧が、一端側に印
   加される電圧より高くなるように設定されていることを
   特徴とするスタータ。