JPS60237163A - スタ−タモ−タの制御方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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駆動する始動電動機に用いられるス
クータモータの制御方法およびその装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

従来のものは実開昭５６〜３４０４６号公報に示すよう
に、マグネットスイッチに通電されるとプランジャを介
して、ピニオンを移動させ、このピニオンがリングギヤ
に当接する近辺までは、ピニオンの回転を押え、その後
、ピニオンを回転させ、リングギヤに噛み合せるものが
ある。

ところが、上述した従来のものでは、ピニオンがリング
ギヤに当接し、この時点でピニオンが回転し、リングギ
ヤに噛み合う時に、ピニオンの回転力による衝撃トルク
がそのままリングギヤに伝達されてしまい、この衝撃ト
ルクにより、回転伝達系路の強度を高める必要性がある
という問題点がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、ピニオンとリングギヤとの噛み合い性
を良好に維持すると共に、ピニオンがリングギヤに噛み
合う時のピニオンの回転力による衝撃トルクを小さくす
ることである。

（発明の構成〕 第１番目の発明は、スタータモータの通電によって、ピ
ニオンを回転させ、内燃機関のリングギヤに噛み合せる
スタータにおいて、前記ピニオンが前記リングギヤに当
接する近辺で、前記スタータモータに通電を開始し、前
記ピニオンが前記リングギヤに噛み合い始める時に、一
時的に前記スタータモータの通電を遮断し、次に前記ピ
ニオンが前記リングギヤはぼ完全に噛み合った時に、前
記スタータモータを再度通電する方法である。

第２番目の発明は、内燃機関を駆動するリングギヤに噛
み合うピニオンと、このピニオンを回転させるスタータ
モータと、前記ピニオンを軸方向に移動させる電磁移動
手段とを備えたスタークにおいて、前記ピニオンが前記
リングギヤに当接する近辺で前記スタータモータへ通電
させ、前記ピニオンが前記リングギヤに噛み合い始める
時に、一時前記スタークモータへの通電を遮断し、次に
前記ピニオンが前記リングギヤにほぼ完全に噛み合う時
に前記スタータモータを再度通電するスイッチ手段を有
する構成である。

〔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実施例のように、ピニオ
ンシャフト１の外周には、円筒状のクラッチインナ２が
ヘリカルスプライン結合されており、またクラッチイン
ナ２の外周には、ローラ３を介して、外周に歯４ａを形
成したタラソチアウタ４が装着されている。また、ピニ
オンシャフト１とクラッチインナ２との間には、ピニオ
ンリターンスプリング２ａが装着されている。そしてピ
ニオンシャフト１の一端には、内燃機関側のリングギヤ
６と噛み合うピニオン５が固定され、他端には、円筒状
の中空部１ａが形成されている。また、ピニオン５とク
ラッチインナ２との間には、ピニオンスプリング７が装
着されている。そしてピニオンシャフト１は、クラッチ
インナ２の外周端部に設けられた軸受８によって、ハウ
ジング９に保持されている。

また、ピニオンシャフト１の反ピニオン５側には、マグ
ネットスイッチ１００が配置され、このマグネットスイ
ッチ１００について説明すると、ピニオンシャフト１の
中空部１ａには、ボール１０を介して、円柱状のロード
１１のつば部１１ａが配置されている。そしてピニオン
シャフト１の中空部１ａの端面側には、ハウジング９に
コの字状のヨーク１２を介して、円筒状の固定鉄心１３
が保持されている。またヨーク１２の内周には、絶縁樹
脂等で形成されたボビン１４が配置され、このボビン１
４には内側より電磁コイル１５をなす吸引コイル１５ａ
、一端を接地した保持コイル１５ｂが巻装されている。

またヨーク１２の反ピニオン５側端面には、絶縁板１６
を介してＬ字状板の固定接点１７が配置されている。さ
らにこの固定接点１７は、絶縁体１８を介して、ハウジ
ング９にボルト１９およびナツト２０により、固定され
ると共に、ボビン１４は、固定接点１７を介して、ボル
ト１９およびナツト２０により、保持されている。そし
てボビン１４の内周側には、ロッド１１が挿入される円
筒状の可動鉄心２１が、軸方向に移動可能に配置されて
いる。また可動鉄心２１の内周面には段部２１ａが形成
してあり、この段部２１ａとロッド１１のつば部１１ａ
との間に、ピニオンスプリング７の設定荷重よりも小さ
い可動鉄心リターンスプリング２２が装着されている。

そして、吸引コイル１５ａ、保持ボイル１５ｂ、固定鉄
心１３、可動鉄心２１、ロッド１１で、電磁移動手段を
構成している。さらに可動鉄心２１の反固定鉄心１３側
には、対向する第１、第２の半円形状の平面部２３ａ、
２３ｂを有する断面コの字状の第１の可動接点２３と、
この第１の可動接点２３と対向する第３．第４の半円形
状の平面部２４ａ、２４ｂを有する断面コの字状の第２
の可動接点２４とがそれぞれ絶縁されて配置されている
。また第１の可動接点２３と第２の可動接点２４とはそ
れぞれ対向する位置に配置しである。そして第１、第２
の可動接点２３．２４のコの字状の内側に、円板状の第
３の可動接点２５が配置されている。また、一端を可動
鉄心２１に固定し、一端より軸方向に伸びる支え部２６
ｂと、この支持部２６の他端が径方向にのびる平面部２
６ａとで構成されるスプリング保持部材２６の支え部２
６ｂが、第１、第２の可動接点２３．２４の内周側に配
置されると共に、スプリング保持部材２６の平面部２６
ａがハウジング９に設けられたカバー２７によって反ビ
ニオン５側の軸方向の移動を規制されている。そして第
１、第２の可動接点２３．２４の第２、第４の平面部２
３ｂ、２４ｂとスプリング保持部材２６の平面部２６ａ
との間に、第１のスプリング２８が装着され、また第３
の可動接点２５とスプリング保持部材２６の平面部２６
ａとの間には、第２のスプリング２９が装着されている
。そして、固定接点１７、第１の可動接点２３、第２の
可動接点２４、第３の可動接点２５によってスイッチ手
段を構成している。

さらに、マグネ・ノドスイッチが閉した際に駆動するア
ーマチャモータ３０は、アーマチャコア３１の中心に、
アーマチャシャフト３２を装着しである。そして、アー
マチャシャフト３２の一端には、小ギヤ３３が設けられ
ていて、またこの小ギヤ３３と噛み合い、アーマチャシ
ャフト３２の回転を減速させるアイドルギヤ３４がハウ
ジング９内に回動可能に設けられている。さらに、この
アイドルギヤ３４は、フラノチアラフ４の外周に形成さ
れた歯４ａに噛み合うように配置されている。

そして一つの固定接点１７は、バッテリ３５の正極端子
に接続されていて、他の固定接点１７ａは、吸引コイル
１５ａに接続されると共に、スタータモータ３０に接続
されている。また、吸引コイル１５ａと保持コイル１５
ｂとの接続点とバッテリ３５の正極端子との間に、開閉
スイッチをなすスクータスイッチ３６が接続されている
。

次に、上記構成においてその作動を説明する。

第２図乃至第７図に示すように、スタータスイッチ３６
を閉じると、バッテリ３５を介して電磁コイル１５をな
す保持コイル１５ｂおよび吸引コイル１５ａに電流が流
れ、励磁磁束を発生する。そしてこの励磁磁束により、
可動鉄心２１がリングギヤ６側に移動し、可動鉄心リタ
ーンスプリング２２、ロッド１１、ボール１０、ピニオ
ンシャフト１を介して第３図のＡＢ間に示すようにピニ
オン５をリングギヤ６側に移動させる。ここで、第３図
において、６ａは歯で、６ｂは歯溝、６Ｃは面取りであ
る。また、可動鉄心２１および可動鉄心２１に固定され
たスプリング保持部材２６の移動と共に、第１、第２の
可動鉄心２３．２４および第３の可動接点２５も、それ
ぞれ第１．第２のスプリング２８．２９のスプリング力
により、リングギヤ６側に移動する。

そして、第３図のＢ点および第４図に示すピニオン５が
リングギヤ６に当接した時には、第３の可動接点２５は
ロッド１１に移動を規制され、第１、第２の可動接点２
３．２４のコの字状の中に配置されている。また、固定
接点１７２．１７とそれぞれ第１．第３の平面部２３ａ
、２４ａとの間には、隙間があり、この隙間Ａは、第３
の可動接点２５と第２．第４の平面部２３ｂ、２４ｂと
の間の隙間Ｂよりも等しいかもしくは大きいものとしで
ある。

また、さらに電磁コイル１５の励磁磁束により、可動鉄
心２１はリングギヤ６側に引っばられるが、ピニオン５
はリングギヤ６に当接しているので、移動することがで
きない。そして、可動鉄心リターンスプリング２２が撓
むことにより、可動鉄心２１およびスプリング保持部材
２６はリングギヤ６側に移動すると共に、第１．第２の
可動接点２３．２４も軸方向に移動する。また、第３の
可動接点２５はロッド１１により、軸方向の移動を規制
されているため、第１．第２の可動接点２３゜２４が移
動することにより、第３の可動接点２５は、第２．第４
の平面部２３ｂ、２４ｂのリングギヤ６側端面に当接す
る。ここで、第４図に示す隙間Ａと隙間Ｂが等しい時に
は、第３の可動接点２５が第２．第４の平面部２３ｂ、
２４ｂに当接した時に、第１．第３の平面部２３ａ、２
４ａがそれぞれ固定接点１７ａ、１７に当接する。また
、隙間Ａが隙間Ｂよりも大きい時には、第３の可動接点
２５がまず第２、第４の平面部２３ｂ、２４ｂに当接す
るが、まだ第１、第３の平面部２３ａ。

２３ｂは固定接点、１７ａ、１７に当接していない。

しかし、電磁コイル１５の励磁磁束により、第３ノ可動
接点２５、ロッド１１、ホール１０、ピニオンシャフト
１を介して、ピニオンスプリング７を撓まして、第３の
可動接点２５をリングギヤ６側に移動させると共に、第
１、第２の可動接点２３．２４をリングギヤ６側に移動
させ、第１、第３の平面部２３ａ、２４ａをそれぞれ固
定接点１７ａ、１７に当接させる。

そして、第１．第３の平面部２３ａ、２４ａがそれぞれ
固定接点１７ａ、ｌ’ｌに当接した時に、バッテリ３５
より、固定接点１７、第２の可動接点２４、第３の可動
接点２５、第１の可動接点２３、固定接点１７ａを介し
て、スタータモータ３０に電流を流し、スタータモータ
３０を回転させる。そして、アーマチャシャフト３２の
回転を、小ギヤ３３、アイドルギヤ３４、クラッチアウ
タ４、ローラ３、クラッチインナ２を介して減速させて
、アーマチャシャフト３２の回転をピニオン５に伝える
。また、ピニオン５を回転させると共に、電磁コイル１
５の励磁磁束によりリングギヤ６側に移動させることに
より、ピニオン５をリングギヤ６に噛み合わせる。

次にピニオン５の回転により、ピニオン５がリングギヤ
６の歯６ａの面取り６ｃに沿って噛み合う第３図におけ
るＣＤ間においては、第６図に示すように、ピニオン５
がリングギヤ６側に軸方向に移動するのでピニオンシャ
フト１、ボール１０、ロッド１１がリングギヤ６側に移
動すると共に、第３の可動接点２５も移動し、第２、第
４の平面部２３ｂ、２４ｂから可動接点２５が離れて、
バッテリ３５とスタータモータ３０との接続を切る。

このため、アーマチャシャフト３２の回転が止まり、小
ギヤ３３、アイドルギヤ３４、クラッチアウタ４を介し
て、ピニオン５の回転が止まる。したがって、第３図の
Ｄ点において、ピニオン５の回転によりピニオン５の歯
５ａが、リングギヤ６の歯溝６ａに入り歯６ａの端面に
当たってしまい、ピニオン５の回転のエネルギーが、逆
にピニオン５を介してクラッチインナ２、ローラ３、ク
ラッチアウタ４へ伝わるため、これら回転伝達系路を補
強しなくてはいけないということが、本発明ではピニオ
ン５がリングギヤ６に噛み合い始める時に、ピニオン５
の回転を止めてしまうために、ピニオン５の回転のエネ
ルギーが失なわれ、回転伝達系路を補強する必要がなく
なる。

次に、第３図のＤ点であるピニオン５の歯５ａが、リン
グギヤ６の歯６ａの端面に当接する点において、第７図
に示すように、電磁コイル１５の励磁磁束により、可動
鉄心２１がリングギヤ６側にひかれると共にピニオン５
のリングギヤ６側の移動により、ピニオンシャフト１、
ボール１０、ロッド１１が移動して、第３の可動接点２
５が第２のスプリング２９により押され、第１、第３の
平面部２３ａ、２４ａに当接する。ここで、第１、第２
の可動接点２３．２４の第１．第３の平面部２３ａ、２
４ａは、それぞれ固定接点１７ａ、１７に当接したまま
である。

そして、第３の可動接点２５が、第１．第３の平面部２
３ａ、２４ａが当接した時に、バッテリ３５より、固定
接点１７、第２の可動接点２４、第３の可動接点２５、
第１の可動接点２３、固定接点１７ａを介して、スター
タモータ３０に電流を流す。そして、アーマチャシャフ
ト３２を回転させ、この回転を、小ギヤ３３、アイドル
ギヤ３４、クラッチアウタ４、ローラ３、クラッチイン
ナ２を介して減速させて、リングギヤ６に完全に噛み合
っているピニオン５を回転させる。また、ピニオン５の
回転により、リングギヤ６も回転し、内燃機関を駆動さ
せる。

そして、内燃機関が完全に駆動した後、スタータスイッ
チ３６を切ると、電磁コイル１５に電流が流れず、可動
鉄心２１がピニオンリターンスプリング２ａにより戻さ
れると共に、ピニオン５もリングギヤ６より離れて、元
の状態に戻り、内燃機関の始動を完了する。

なお、第８図乃至第１０図に示す第２実施例のように、
クラッチインナ２の外周には突部２ｂが形成しである。

そして、ハウジング９内にはリミットスイッチ４２が装
着され、このリミットスイッチ４２よりクラッチインナ
２側に突出し、リミットスイッチ４２を開閉する操作棒
４３がリミットスイッチ４２に設けられている。また、
リミットスイッチ４２の一端には、リレーコイル４５の
一端が接続され、他端はアースに接続されている。

そしてこのリレーコイル４５の中心には、一端が第４の
可動接点４７を持つ第２の可動鉄心４６が配置されてい
る。また、固定接点１７とバッテリ３５の正極との間に
、第４の可動接点４７と当接する第２の固定接点４８が
設けられている。そして固定接点１７．１７ａと当接す
る可動接点５０を一端に設けである可動鉄心２１の外周
には、吸引コイル１５ａと一端を接地した保持コイル１
５ｂが巻装されている。また、吸引コイル１５ａと保持
コイル１５ｂとの接続点とバッテリ３５の正極端子との
間にスタータスイッチ３６が接続されている。さらに、
吸引コイル１５ａより、スタータモータ３０に接続され
ている。また、マグネットスイッチ４０の可動鉄心２１
の移動により、レバー４１を介してピニオン５をリング
ギヤ６側に移動させる。

次に、上記構成において第２実施例の作動を説明する。

スタータスイッチ３６を閉じると、バッテリ３５より吸
引コイル１５ａ、保持コイル１５ｂに電流が流れ、可動
鉄心２１を移動させる。そしてレバー４１を回動させ、
ピニオン５がリングギヤ６に当接する近辺まで移動させ
可動接点５０を固定接点１７ａ、１７に当接させて、バ
ッテリ３５からの電流を第２の固定接点４８、第４の可
動接点４７、可動接点５０を介して、スタータモータ３
０に流し、スタータモータ３０の回転により、ピニオン
５を回動させる。

次に、第９図に示すようにピニオン５がリングギヤ６の
当接位置よりも、リングギヤ６側に移動した時には、ク
ラッチインナ２の外周に設けた突部２ｂにより、リミッ
トスイッチ４２の操作棒４３が押し上げられ、リミット
スイッチ４２が閉じる。すると、リレーコイル４５にパ
ンテリ３５からの電流が流れ、リレーコイル４５の励磁
磁束により、第２の可動鉄心４６を吸引し、第４の可動
接点４７を第２の固定接点４８より切り離す。これより
、スタータモータ３０にバッテリ３５からの電流が切ら
れて、スタータモータ３０の回転が止められ、ピニオン
５の回転を止める。

さらに、第１０図に示すように、ピニオン５がリングギ
ヤ６に完全に噛み合った時には、クラッチインナ２の外
周に設けた突部２ｂより、リミ・７トスイツチ４２の操
作棒４３がクラッチインナ４２の外周におちて、リミッ
トスイッチ４２が開放される。すると、今までリレーコ
イル４５に流れていた電流が切られ、可動鉄心４６が元
に戻り、第４の可動接点４７を第２の固定接点４８に当
接させる。そして、バッテリ３５からの電流を、スター
タモータ３０に流し、スタータモータ３０を回転させて
、ピニオン５がリングギヤ６に完全に噛み合った時点で
、ピニオン５を回転させることができる。また、ピニオ
ン５の回転をリングギヤ６に与えて、内燃機関を駆動さ
せる。上記構成、作動とすることにより、第１実施例と
同様の効果を得ることができる。

また、固定接点１７ａ、１７をスプリングによって移動
可能に設置しておけば、第１実施例の第４図に示すＡ≧
Ｂと設定しなくてもよく、Ａ＜Ｂの場合には、始め固定
接点１７ａ、１７に第１、第３の平面部２３ａ、２４ａ
が当接し、その後固定接点１７ａ、１７がスプリングの
力に抗して、リングギヤ６側に移動し、第３の可動接点
２５に第２、第４の平面部２３ｂ、２４ｂが当接して、
スタークモータ３０を回転させることができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明においては、ピニオンがリング
ギヤに当接する近辺で、スタータモータを通電し、ピニ
オンがリングギヤに噛み合い始めた時に一時スタータモ
ータへの通電を遮断し、次にピニオンがリングギヤにほ
ぼ完全に噛み合った時に、スタータモータを再度通電し
たから、ピニオンとリングギヤとの噛み合い性を良好に
維持すると共にピニオンの回転によるリングギヤに対す
る衝撃トルクが少なくてすむため、回転伝達系路の強度
を高める必要性がないという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の第１実施例における縦断面図、第
２図は上記実施例における部分断面模式構成図、第３図
は上記実施例のリングギヤに対するピニオンの移動を示
した縦断面図、第４図乃至第７図は上記実施例のピニオ
ンのリングギヤに対する位置におけるそれぞれの状態を
示す部分断面模式構成図、第８図は本発明装置の第２実
施例における電気結線図、第９図および第１０図は第２
実施例のピニオンのリングギヤに対する位置におけるそ
れぞれの状態を示す部分断面正面図である。 ５・・・ピニオン、６・・・リングギヤ、３０・・・ス
タータモータ、１１，１３．１５ａ、１５ｂ、２１・−
・電磁移動手段を構成するロッド１固定鉄心、吸引コイ
ル、保持コイル、可動鉄心、１７，２３．２４．２５・
・・スイッチ手段を構成する固定接点、第１の可動接点
、第２の可動接点、第３の可動接点。 代理人弁理士　岡　部　隆 第１図 第２図 第３図 ｂＤ 第５図 第６図 第７図 ０ 第８図 第９図 乙ｎ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１スタータモータの通電によって、ピニオンを回転
   させ、内燃機関のリングギヤに噛み合せるスタータにお
   いて、前記ピニオンが前記リングギヤに当接する近辺で
   、前記スクータモータに通電を開始し、前記ピニオンが
   前記リングギヤに噛み合い始める時に、一時的に前記ス
   タータモータの通電を遮断し、次に前記ピニオンが前記
   リングギヤにほぼ完全に噛み合った時に、前記スターク
   モータを再度通電するスタータモータの制御方法。 （２）内燃機関を駆動するリングギヤに噛み合うピニオ
   ンと、このピニオンを回転させるスタータモータと、前
   記ピニオンを軸方向に移動させる電磁移動手段とを備え
   たスタータにおいて、前記ピニオンが前記リングギヤに
   当接する近辺で前記スタータモータへ通電させ、前記ピ
   ニオンが前記リングギヤに噛み合い始める時に、一時前
   記スタークモータへの通電を遮断し、次に前記ピニオン
   が前記リングギヤにほぼ完全に噛み合う時に前記スター
   タモータへ再度通電するスイッチ手段を有するスタータ
   モータの制御装置。