JPS5831471B2 - 熱機関の電気式慣性始動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱機関用の電気式始動装置に関し、特Ｉこ慣
性型の始動装置に関する。

電気式始動装置（スタータ）ｌこよる熱機関の始動は公
知であり、特（こ全ての自動車用機関Ｅこおいて使用さ
れている。

この始動操作は、機械式速比減少装置を介して電気モー
タｌこより熱機関を一時的に駆動する事からなる。

この場合、短時間に供給される動力は、回転速度が熱機
関を始動するの１こ十分でなければならず、克服すべき
抵抗トルクが各シリンダ内の圧縮力のため大きくなるた
め、大きなものＥこなる。

その結果、スタータを駆動するため大きな電力が必要と
なり、このため十分な容量のバッテリが必要とされる。

自動用機関（こついては満足できる解決が見出されて来
たが、例えば、モペットや小出力の舶用機関、芝刈り機
械、木挽き機械等の農林機械用等の小形の機関の場合ｌ
こは十分な解決法がなく、これはこのような場合ｌこは
必要とされるバッテリーやスタータ自体が意図される用
途のため寸法、重量およびコスト面で極度（こ制約が大
きいためである。

仏国追加特許証第６３，７６４号Ｅこよれば、これ等の
諸問題を一部解決する熱機関用の電気式慣性型始動装置
が開示されている。

この装置は、大きな機械的慣性を有し熱機関のシャフト
（こ固定された極板と結合されたコイルを有するフライ
ホイールと一体の摺動可能なロータを有する電気モータ
からなる。

前記機関を始動するため、フライホイールはモータによ
り徐々に加速され、十分な回転速度に達するとフライホ
イールは前記極板と結合され、これによって熱機関を回
転させて始動させ、始動の後フライホイールは極板から
切離される。

熱機関を始動させるためこれに供給されるエネルギは勿
論従来周知のスタータの場合と同じであるが、フライホ
イール（こおけるエネルギの蓄積のため必要とされる電
力は遥か（こ長い時間（こわたって分散されるため非常
に小さくなる。

このよう（こ、非常に小さな容量のバッテリで十分であ
り、このバッテリはモペットのウィンカ標識灯の光源作
動のためのものでよい。

然し、フライホイールと結合されたモータが介在する結
果その軸方向寸法が長過ぎるため前記仏国追加特許証に
開示された型式の電気式始動装置の使用は今日迄一般化
する事ができなかった。

特に、モペットの場合、この軸方向長さのため（こペダ
ルの回転が妨げられるおそれがあるため使用できない。

本発明の目的は、特にモペット等に容易Ｅこ使用可能な
短縮された軸方向寸法を有する電気式慣性始動装置の提
供１こある。

本発明によれば、電気モータ、該電気モータにより駆動
される大きな機械的慣性力を有するフライホイール、熱
機関のシャフトと共に回転するよう結合された部材、お
よびフライホイールを前記部材と一時的に結合するため
のクラッチ装置を有する熱機関用の電気式慣性スタータ
装置が提供され、この構成においては電気モータは平坦
な空隙と前記フライホイールを構成するロータを有する
。

本発明のこの他の特徴および長所１こついては、例示の
ためｆこのみ呈示する添付図面に関して以下の記述から
明らか（こなろう。

添ｆｔ図面（こおいて電気モータ１が示され、このモー
タは平坦な空隙を有し、熱機関（図示せず）のシャフト
５の端部と共に回転するよう結合された磁性材料の板４
に対面関係にケース３を閉鎖するキャップ２の内部に配
置されている。

大きな機械的慣性を有するフライホイールを構成するこ
のモータのロータ６は、例えば積層金属又は同じ性能を
有する他の材料から作られたヒステリシスおよび渦電流
損失が小さな磁性金属のリング］こより形成される誘導
磁気回路７を有する。

この磁気回路７は多数の半径方向および周方向の溝８を
有し、この溝内ｒこはフレーム１０に巻かれたコイル即
ち巻線９がおかれる。

どんな型式の巻線を用いてもよいが、このようなモータ
の巻線は従来周知のドラム・アマチュア型モータの円筒
部上の巻線の面内での交叉巻きである。

磁気回路７は、平坦なコミュテータ１２と、その目的ｌ
こついては以下Ｅこ述べる導通リング１３と、固定され
たシャフト１４を有する絶縁材料のハブ１１と一体（こ
なっている。

磁気回路７に形成されているのは円形状の溝１５で、こ
れには、熱機関が始動中ロータ６が板４（こ電磁気的に
確実ｌこ吸着させるためコイル１６が設置される。

このコイル１６は導線１７ｆこよりシャフト１４に、又
導線１８によりリング１３に接続されている。

界磁石即ち誘導子を形成するステータ１９は磁石２１が
配置される強磁性体のリング２０からなっている。

この組立体は、シャフト１４が貫通して延在するベアリ
ング２３を支持する絶縁材料の部材２２（こより覆われ
ている。

このため界磁石１９に対するアマチュア６の心出しを行
う。

又絶縁材料の部材に形成されているのは、コミュテータ
１２のセグメントに対してスプリングｆこより偏倚され
るプラッシュ２４を収受する軸心方向の腔部と、スプリ
ングにより導通リング１３４こ対して偏倚されるプラッ
シュ２５を収受する半径方向の腔部である。

ステータ１９とロータ６の間（こ配置されるスラストボ
ール・ベアリング２６はこｎ７等部材を軸心方向に定着
させて、適当な寸法であり周部の全域ｆこわたり均等な
空隙ｅを確保するもので、アマチュア６の磁気回路面７
上の磁石２１ｆこより生じる磁力のためロータとステー
タの相対的位置を保持してこれ等の分離を防止する。

絶縁部材２２はケース３の端部を閉鎖するキャップ２］
こ心出しされるが、軸方向（こはこのキャップ（こおい
で摺動自在である。

然し、この絶縁部材はその周部］こ切欠き２７を有しこ
の切欠きｌこキャップ２の凸部２８が係合するため回転
を阻止される。

絶縁部材２２は、ケース３に当接するスプリング２９の
作用１こよりキャップ２１こ当接するよう維持される。

プラッシュ２４と２５は、２個の可動接点を有し主スィ
ッチ３２により制御される遅延リレー３１を介して電源
バッテリ３０により給電される。

更（こ、クラッチのコイル１６の回路は、キャップ２の
端部に衝合するスプリング３４ｆこよりシャフト１４（
こ偏倚される回転接点３３を経てシャフト１４ｔこより
閉路される。

リレー３１が消勢位置にありスイッチ３２が閉路される
と、バッテリ３０はフラッシュ２４次いで巻線９（こ電
流を供給する。

スイッチ３２の閉路の後予め定めた時間経過後、リレー
が作動しこれによりプラッシュ２４の給電回路を開路し
、フラッシュ２５の回路を閉路する。

スイッチ３２が開路すると、いずれのブラツンユも給電
されない。

前述のスタータ装置は下記の如く作用する。

熱機関を始動したい時は、プラッシュ２４に給電するス
イッチ３２を閉路する事によりモータ１に給電してアマ
チュア６を回転する。

アマチュアの回転速度が徐々１こ増加し、アマチュア６
の回転速度が十分１こなるよう計算された予め定められ
た時間経過後、モータへの給電は遅延リレー３１（こよ
り遮断され、このリレーは同時にコイル１６のけ勢を確
保し、スプリング２９の圧縮力に抗するモータ１全体の
軸方向変位によりロータ６を板４に吸着させる。

このスプリング２９の圧縮力は、モータ１がそれ自体運
動させられて空隙ｅが拡がらないようにアマチュア６の
磁気回路７に作用するステータ１９の磁石２１の磁力よ
り小さい事に留意され度い。

板４Ｅこ対するロータ６の吸着作用は摩擦作用（こより
板を駆動し、その結果熱機関のシャフト５は同機関が一
瞬の後始動されるよう回転させられる。

スイッチ３２によりコイル１６中の電流は遮断され、モ
ータ１はスプリング２９の作用下でキャップ２（こ当接
するその後方位置ｌこ戻る。

例えば、５０ＣＣの２ストローク−ガソリン機関を始動
するため（こは、平坦な空隙と、７つの重らない部分を
有する６つの電極を有し、７つのセグメントを有するコ
ミテータと、大きさが１４．６Ｘ１０−４ｋｇｍの慣性
モーメントを有するロータを含むモータが使用され、電
流は毎時１アンペア６ボルトのバッテリから供給される
。

このような構成によれば、モータは２７００ｒｌ”’の
回転速度に達するの（こ２秒かかり、生じた最大電流は
２０アンペアである。

熱機関の始動と同時（こ、板の分離の瞬間におけるアマ
チュアの回転速度は１８００ｒｐｍである。

従って、本発明１こよるスタータ装置はウィンカ標識灯
の点灯のため既（こモペットに設けられているもの以外
の電気エネルギ供給源を必要とせず、又本組立体の全体
寸法は特（ここれが非常に薄型のモータでありかつフラ
イホイールがロータ自体で構成されているため（こ特（
こ小形となる事が判る。

頭書の特許請求の範囲（こ記述した本発明の範囲から逸
脱する事なく本文に示した実施態様（こは多くの変更が
可能である事が判るであろう。

この変更例のいくつかの例について以下（こ述ぺる。

コイル１６および磁石コア４，７により構成される電磁
クラッチ装置は、モータ１の軸方向変位およびロータ６
の板４との接触を確実に行う機械的又は空圧作用装置で
置換する事ができる。

更（こ、電磁クラッチの場合（こは、１つのコイル１６
は、直列又は並列に接続され、板４に面するロータ６の
表面上に均等（こ配置された複数個のコイルにより置換
できる。

更１こ変更のため（こは、クラッチのコイルは板４上に
適当な給電装置を提供する事Ｅこより板４により支持す
る事ができる。

更（こ、コミュテータ１２は平坦状ではなく円筒状にす
る事もでき、リング１３は円筒状の代りに平坦Ｅこする
事ができる。

シャフト１４、ベアリング２３およびスラストボール・
ベアリング２６を有する機械的装置は、又ステータ１９
およびロータ６を相対的に心出しを行いかつこれ等２部
材間の一定空隙ｅを維持する他の適当な装置で置換する
事もできる。

ケース３と絶縁部材２２との間に配置されたコイル・ス
プリング２９も又板ばねや同じ作用を行う他のばね装置
により置換できる。

ステータ９とロータ６の作用は逆にする事ができ、アマ
チュアは固定され界磁石は回転可能ｌこする事ができる
事に留意され度い。

勿論、この場合（こは、モータ（こコミュテータがなく
電子的な整流作用を有するのでなければ、ブラツンユ（
こ給電するために回転リングを介する給電が必要となる
。

この場合クラッチのコイルは板又は界磁石のいずれかで
保持されねばならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による熱機関用の電気式慣性スタータ装
置の直径方向１こ半裁した断面図、第２図は第１図の線
２−２（こ関する詳細断面図、および第３図は第１図に
示されたスタータ装置の電気モータのための電気回路図
である。 １・・・・・・モータ、２・・・・・・キャップ、３・
・・・・・ケース、４・・・・・・板、５・・・・・・
シャフト、６・・・・・・ロータ、７・・・・・・磁気
回路、８・・・・・・溝、９・・・・・・巻線、１０・
・・・・・フレーム、１１・・・・・・ハブ、１２・・
・・・・コミュテータ、１３・・・・・・リング、１４
・・・・・・シャフト、１５・・・・・・溝、１６・・
・・・・コイル、１７．１８・・・・・・導線、１９・
・・・・・界磁石（ステータ）、２０・・・・・・リン
グ、２１・・・・・・磁石、２２・・・・・・部材、２
３・・・・・・ベアリング、２４゜２５．３３・・・・
・・ブラツノユ、２６・・・・・・スラスト・ベアリン
グ、２７・・・・・・切欠き、２８・・・・・・凸部、
２９・・・・・・スプリング、３０・・・・・・バッテ
リ、３１・・・・・・遅延リレー ３２・・・・・・主
スィッチ、３３・・・・・・回転接点、３４・・・・・
・スプリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 間（こ空隙を形成するステータおよびロータを備え
   た電気モータと、熱機関を始動するための慣性を発生す
   る前記ロータと同軸関係（こあってこれと被駆動的に関
   連したフライホイール装置と、熱機関の駆動シャフトへ
   永久に結合される部材と、前記フライホイール装置を前
   記部材Ｅこ一時的Ｉこそして自動的１こ結合する自動制
   御装置から成る熱機関用の電気式慣性始動装置において
   、前記空隙は平坦な空隙であり、前記ロータは前記部材
   の外径ｌこほぼ等しい外径を有し、前記フライホイール
   装置は実質的Ｅこ前記ロータから成り、前記ロータはほ
   ぼ円板形をなし、その軸方向の一端１こおいて前記ステ
   ータとともに前記空隙を形成する第１の表面を形成し、
   その軸方向反対端（こおいてロータが前記制御装置（こ
   より前記部材（こ結合されるとき前記部材と摩擦的（こ
   係合する第２の表面を形成することを特徴とする始動装
   置。 ２ 前記ステータおよびロータの両方は全体として動き
   得るようｌこ取付けられ、それ（こよりそれらの間の前
   記空隙は一定値を維持することを特徴とする１項記載の
   始動装置。