JP2010154704A - Electric motor and engine starting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、界磁マグネットに補助極を付加した電動モータに関し、特に、自動車等のエンジン始動装置の駆動源として使用される電動モータに関する。 The present invention relates to an electric motor in which an auxiliary pole is added to a field magnet, and more particularly to an electric motor used as a drive source for an engine starting device such as an automobile.
従来より、直流の電動モータでは、界磁極として永久磁石(マグネット)が一般に使用されている。例えば、自動車や自動二輪車、大型発電機等のエンジンを始動させるエンジン始動装置(スタータ)にも、マグネット界磁の電動モータが使用されており、特許文献1には、このモータの回転力によってピニオンギヤを軸方向に移動させ、エンジンのリングギヤに噛合する形式のエンジン始動装置が記載されている。 Conventionally, in a DC electric motor, a permanent magnet (magnet) is generally used as a field pole. For example, an electric motor of a magnet field is also used in an engine starter (starter) for starting an engine of an automobile, a motorcycle, a large generator, etc., and Patent Document 1 discloses a pinion gear by the rotational force of this motor. An engine starting device of a type in which is moved in the axial direction and meshed with an engine ring gear is described.
このようなエンジン始動装置は、エンジンを起動させる際には、停止状態にあるクランクシャフトを回転させるため、大きな回転トルクが必要となる。一方、エンジンが一旦回転し始めた後は、生ガス発生を抑えるため、高回転でエンジンを駆動させ、いち早くエンジンを通常作動状態に導く必要がある。このため、その駆動源であるモータには、起動時の高電流域では高トルクが、起動後の低電流域では高回転が性能的に求められる。ところが、通常のマグネット界磁モータは、高トルク型とすると高磁束の設定となり回転数が低下し、高回転型とすると低磁束の設定となりトルクが低下する。つまり、高電流−高トルク・低電流−高回転の設定は、両立が困難なトレードオフの関係にある。このため、通常のマグネットモータでは、エンジン始動装置に適したものを得ることが難しい、という課題があった。 Such an engine starter rotates a crankshaft in a stopped state when starting the engine, and thus requires a large rotational torque. On the other hand, after the engine starts to rotate once, it is necessary to drive the engine at a high speed and quickly bring the engine into a normal operation state in order to suppress generation of raw gas. For this reason, the motor that is the driving source is required to have high performance in the high current region at the time of startup and high rotation in the low current region after the startup. However, when a normal magnet field motor is a high torque type, a high magnetic flux is set and the rotational speed is reduced, and when a high rotation type is used, a low magnetic flux is set and a torque is reduced. That is, the setting of high current-high torque / low current-high rotation has a trade-off relationship that is difficult to achieve at the same time. For this reason, there is a problem that it is difficult to obtain a suitable magnet motor for an engine starting device.
そこで、このような二律背反の関係を満たすべく、特許文献2のスタータのように、マグネットに隣接して補助極を設け、スタータに適した性能が得られるようにしたモータが提案されている。そこでは、マグネットよりも可逆透磁率の高い磁性材料にて形成された補助極がマグネットの増磁側に配置されており、高電流域での高トルク化、低電流域での高回転化が図られている。このような補助極付モータでは、高電流域では電機子磁束が補助極を通り、これにより補助極が磁化して増磁された形となるため、高磁束が得られ高トルク型の設定となる。これに対し、低電流域では電機子磁束が補助極を通らないため、補助極の分だけマグネットを削った形となり、これにより低磁束状態となり、高回転型の設定となる。すなわち、補助極の付加により、高電流−高トルク・低電流−高回転というエンジン始動装置に最適な設定を実現することが可能となる。
一方、このような補助極付きモータでは、補助極の加工性やモータの組み付け性を考慮すると、補助極自体を角形の対称形状とし、組み付け時の方向性を無くすることが好ましい。これにより、補助極の組み付け作業が容易になると共に、誤組み付けの問題も生じなくなり、組付工数や不良品の削減が図られる。しかしながら、補助極をこのような設定とすると、図5に示すように、補助極101をヨーク102に取り付けたとき、補助極101がヨーク内周面102aと左右の角部101aにて接触する。すると、補助極101とヨーク102が点接触となり、補助極−ヨーク間に間隙Gが形成される。補助極−ヨーク間がこのような点接触状態となると、両者間での磁束の流通が制限され、その結果、補助極によるリラクタンストルクが得られないという問題が生じる。
On the other hand, in such a motor with auxiliary poles, considering the workability of the auxiliary poles and the assembling characteristics of the motors, it is preferable that the auxiliary poles themselves have a rectangular symmetrical shape to eliminate the directionality during the assembling. As a result, the assembly work of the auxiliary electrode is facilitated, the problem of erroneous assembly does not occur, and the number of assembly steps and defective products can be reduced. However, if the auxiliary pole is set in this way, as shown in FIG. 5, when the
この場合、補助極101の端面をヨーク内周面102aに合わせて曲面状に形成すれば、両者は面接触となり磁束の流通も容易となる。しかしながら、補助極は圧造にて形成されるため、補助極の外周形状をヨーク内周面に合わせて曲面状とするのは難しく、それを実現しようとすると、非常にコスト高となるという問題が生じる。
In this case, if the end surface of the
本発明の目的は、補助極付の電動モータにおける補助極とヨーク内周面との接触状態を加工性や組付性を損なうことなく改善し、補助極設置の効果を確保することにある。 An object of the present invention is to improve the contact state between an auxiliary pole and an inner peripheral surface of a yoke in an electric motor with an auxiliary pole without impairing workability and assemblability, and to ensure the effect of installing the auxiliary pole.
本発明の電動モータは、ヨーク内周面に取り付けられた複数個のマグネットと、前記マグネットに隣接して配置された金属製の補助極とを有する電動モータであって、前記補助極は、磁性体にて形成された金属プレートを複数枚積層して形成され、前記各金属プレートの角部が前記ヨーク内周面に接触するように前記ヨーク内に配置されることを特徴とする。 An electric motor of the present invention is an electric motor having a plurality of magnets attached to an inner peripheral surface of a yoke and a metal auxiliary pole arranged adjacent to the magnet, wherein the auxiliary pole is magnetic It is formed by stacking a plurality of metal plates formed by a body, and is arranged in the yoke so that corners of the metal plates are in contact with the inner peripheral surface of the yoke.
本発明にあっては、金属プレートを積層して形成した補助極を、各金属プレートの角部がヨーク内周面に接触するようにヨーク内周面に取り付けるので、補助極がヨーク内周面に多点で接触する。このため、当該電動モータでは、従来の補助極付きモータに比して、ヨークと補助極との接触点が増大し、両者間の磁束の流通が容易となり、補助極に流入する磁束が増加し、補助極によるリラクタンストルクが得易くなる。 In the present invention, the auxiliary pole formed by stacking the metal plates is attached to the yoke inner peripheral surface so that the corners of each metal plate are in contact with the yoke inner peripheral surface. Contact with multiple points. For this reason, in the electric motor, the contact point between the yoke and the auxiliary pole is increased as compared with the conventional motor with the auxiliary pole, and the flow of the magnetic flux between both is facilitated, and the magnetic flux flowing into the auxiliary pole is increased. The reluctance torque by the auxiliary pole can be easily obtained.
また、本発明のエンジン始動装置は、電動モータを駆動源とし、該電動モータによって回転駆動されるピニオンをエンジンのリングギヤと噛合させて該エンジンを始動させるエンジン始動装置であって、前記電動モータは、ヨーク内周面に取り付けられた複数個のマグネットと、前記マグネットに隣接して配置された金属製の補助極と、前記マグネットの内側に回転自在に配置されたアーマチュアとを有し、前記補助極が、磁性体にて形成された金属プレートを複数枚積層して形成され、前記各金属プレートの角部が前記ヨーク内周面に接触するように前記ヨーク内に配置されることを特徴とする。 An engine starter according to the present invention is an engine starter that uses an electric motor as a drive source and meshes a pinion that is rotationally driven by the electric motor with an engine ring gear to start the engine. A plurality of magnets attached to the inner peripheral surface of the yoke, a metal auxiliary pole disposed adjacent to the magnet, and an armature rotatably disposed inside the magnet. The pole is formed by laminating a plurality of metal plates made of a magnetic material, and is arranged in the yoke so that corners of the metal plates are in contact with the inner peripheral surface of the yoke. To do.
本発明にあっては、駆動源として使用される電動モータにて、金属プレートを積層して形成した補助極を、各金属プレートの角部がヨーク内周面に接触するようにヨーク内周面に取り付けるので、補助極がヨーク内周面に多点で接触する。このため、当該電動モータでは、従来の補助極付きモータに比して、ヨークと補助極との接触点が増大し、両者間の磁束の流通が容易となり、補助極に流入する磁束が増加し、補助極によるリラクタンストルクが得易くなる。 In the present invention, in the electric motor used as the drive source, the auxiliary pole formed by stacking the metal plates is arranged on the yoke inner peripheral surface so that the corners of the metal plates are in contact with the yoke inner peripheral surface. As a result, the auxiliary pole comes into contact with the inner peripheral surface of the yoke at multiple points. For this reason, in the electric motor, the contact point between the yoke and the auxiliary pole is increased as compared with the conventional motor with the auxiliary pole, and the flow of the magnetic flux between both is facilitated, and the magnetic flux flowing into the auxiliary pole is increased. The reluctance torque by the auxiliary pole can be easily obtained.
本発明の電動モータによれば、ヨーク内周面に取り付けられる補助極を、磁性体にて形成した金属プレートを複数枚積層して形成すると共に、各金属プレートの角部がヨーク内周面に接触するようにヨーク内に配置したので、ヨーク内周面に補助極を取り付けたとき、補助極とヨークとを多点で接触させることが可能となる。このため、従来の補助極付きモータに比して、ヨークと補助極との間の磁束の流通が容易となり、補助極に流入する磁束が増加し、補助極によるリラクタンストルクが得易くなる。また、補助極自体を容易に対称形状に形成できるため、組み付けミスも生じることがなく、補助極の加工・製造も容易である。従って、補助極とヨーク内周面との接触面積を、加工性や組付性を損なうことなく増大させることが可能となる。 According to the electric motor of the present invention, the auxiliary pole attached to the inner peripheral surface of the yoke is formed by laminating a plurality of metal plates made of a magnetic material, and the corners of each metal plate are formed on the inner peripheral surface of the yoke. Since they are arranged in the yoke so as to be in contact with each other, when the auxiliary pole is attached to the inner peripheral surface of the yoke, the auxiliary pole and the yoke can be brought into contact at multiple points. For this reason, compared with the conventional motor with an auxiliary pole, the flow of the magnetic flux between the yoke and the auxiliary pole is facilitated, the magnetic flux flowing into the auxiliary pole is increased, and the reluctance torque by the auxiliary pole is easily obtained. Further, since the auxiliary electrode itself can be easily formed in a symmetrical shape, there is no assembly error, and the auxiliary electrode can be easily processed and manufactured. Therefore, it is possible to increase the contact area between the auxiliary electrode and the inner peripheral surface of the yoke without impairing workability and assembly.
また、本発明のエンジン始動装置によれば、駆動源として使用される電動モータのヨーク内周面に取り付けられる補助極を、磁性体にて形成した金属プレートを複数枚積層して形成すると共に、各金属プレートの角部がヨーク内周面に接触するようにヨーク内に配置したので、ヨーク内周面に補助極を取り付けたとき、補助極とヨークとを多点で接触させることが可能となる。このため、従来の補助極付きモータに比して、ヨークと補助極との間の磁束の流通が容易となり、補助極に流入する磁束が増加し、補助極によるリラクタンストルクが得易くなる。また、補助極自体を容易に対称形状に形成できるため、組み付けミスも生じることがなく、補助極の加工・製造も容易である。従って、補助極とヨーク内周面との接触面積を、加工性や組付性を損なうことなく増大させることが可能となる。 Further, according to the engine starter of the present invention, the auxiliary pole attached to the inner peripheral surface of the yoke of the electric motor used as the drive source is formed by laminating a plurality of metal plates made of a magnetic material, Since the corners of each metal plate are arranged in the yoke so that they contact the inner peripheral surface of the yoke, when the auxiliary pole is attached to the inner peripheral surface of the yoke, the auxiliary electrode and the yoke can be contacted at multiple points. Become. For this reason, compared with the conventional motor with an auxiliary pole, the flow of the magnetic flux between the yoke and the auxiliary pole is facilitated, the magnetic flux flowing into the auxiliary pole is increased, and the reluctance torque by the auxiliary pole is easily obtained. Further, since the auxiliary electrode itself can be easily formed in a symmetrical shape, there is no assembly error, and the auxiliary electrode can be easily processed and manufactured. Therefore, it is possible to increase the contact area between the auxiliary electrode and the inner peripheral surface of the yoke without impairing workability and assembly.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の一実施例である電動モータを駆動源として使用したエンジン始動装置の構成を示す断面図であり、中心線より上側は静止状態を、下側は通電状態を示している。図1のエンジン始動装置(スタータ)1は、自動車用エンジンの起動に使用され、マグネット界磁の電動モータ(以下、モータと略記する)2を駆動源としている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an engine starter using an electric motor as a drive source according to an embodiment of the present invention, in which the upper side from the center line shows a stationary state and the lower side shows an energized state. . An engine starter (starter) 1 shown in FIG. 1 is used for starting an automobile engine, and uses a magnet field electric motor (hereinafter abbreviated as a motor) 2 as a drive source.
モータ2は減速装置3と接続されており、モータ2の回転は減速装置3を介してドライブシャフト4に伝達される。ドライブシャフト(出力軸)4上には、オーバーランニングクラッチ5とピニオンギヤ6が軸方向に移動自在に設けられている。当該エンジン始動装置1は、マグネットスイッチ7がドライブシャフト4と同軸状に配置された1軸タイプのスタータとなっており、ピニオンギヤ6は、マグネットスイッチ7の作用によって、オーバーランニングクラッチ5と共に軸方向に移動し、エンジンのリングギヤ8と噛合する。
The
モータ2は、円筒形状のモータハウジング21内にアーマチュア22を回転自在に配置した構成となっている。モータハウジング21はモータ2のヨークを兼ねており、鉄等の磁性体金属によって形成されている。モータハウジング21の右端部には、金属製のエンドカバー23が取り付けられる。一方、モータハウジング21の左端部は、ピニオンギヤ6が収容されるギヤカバー24に取り付けられる。エンドカバー23はセットボルト25によってギヤカバー24に固定され、モータハウジング21はエンドカバー23とギヤカバー24との間に固定される。モータハウジング21の内周面には、周方向に複数個(ここでは6個)のマグネット26と補助極87が、等ピッチ(ここでは、60°間隔)で固定されている。マグネット26の内側にはアーマチュア22が配置される。アーマチュア22は、モータシャフト27に固定されたアーマチュアコア28と、アーマチュアコア28に巻装されたアーマチュアコイル29とから構成されている。
The
図2はマグネット26と補助極87の構成を示す説明図、図3は補助極87の構成を示す説明図、図4は図3のA部の拡大図である。図2に示すように、当該モータ2は6極26スロット構成となっており、補助極87はマグネット26の増磁側に設置されている。補助極87は、図3に示すように、複数枚(ここでは16枚)の金属プレート88を積層した構成となっており、各金属プレート88は互いに接着固定されている。金属プレート88は、ケイ素鋼等の磁性鋼板にて形成された鉄片であり、0.5mm〜1.0mm程度の板厚となっている。
2 is an explanatory view showing the configuration of the
補助極87は、図4に示すように、各金属プレート88の角部88aがモータハウジング内周面21aに接触するようにモータハウジング21内に取り付けられている。これにより、補助極87をモータハウジング21に取り付けたとき、補助極87がモータハウジング21の内周面21aに多点で接触する形となる。このため、モータ2では、図5の補助極付きモータに比して、モータハウジング21と補助極87との接触点が増大し、両者間の磁束の流通が容易となる。その結果、補助極87に流入する磁束が増加し、補助極によるリラクタンストルクが得易くなる。
As shown in FIG. 4, the
また、補助極87は対称形状であるため、組み付けミスも生じることがなく、補助極の加工・製造も容易である。従って、本発明のモータ2では、補助極87とモータハウジング(ヨーク)内周面21aとの接触面積を、加工性や組付性を損なうことなく増大させることが可能となり、補助極設置によるモータ性能向上効果を確実に得ることが可能となる。
Further, since the
一方、モータシャフト27の右端部は、エンドカバー23に取り付けられたメタル軸受31によって回転自在に支持されている。一方、モータシャフト27の左端部は、ピニオンギヤ6等が取り付けられたドライブシャフト4の端部に回転自在に支持されている。ドライブシャフト4の右端部には軸受部32が凹設されており、モータシャフト27はそこに取り付けられたメタル軸受33によって回転自在に支持される。これにより、ドライブシャフト4は、モータ2のモータシャフト27と同軸状に配置される。
On the other hand, the right end portion of the
アーマチュアコア28の一端側には、モータシャフト27に外嵌固定されたコンミテータ34が隣接配置されている。コンミテータ34の外周面には、導電材にて形成されたコンミテータ片35が複数個取り付けられており、各コンミテータ片35にはアーマチュアコイル29の端部が固定されている。モータハウジング21の左端部には、ブラシホルダ36が取り付けられている。ブラシホルダ36には、周方向に間隔をあけて、ブラシ収容部37が複数個配置されている。各ブラシ収容部37にはそれぞれブラシ38が出没自在に内装されている。ブラシ38の突出先端部(内径側先端部)は、コンミテータ34の外周面に摺接している。
A
ブラシ38の後端側には図示しないピグテールが取り付けられており、ブラシホルダ36に設けられた導電プレート41の第1プレート41aと電気的に接続されている。導電プレート41は、この第1プレート41aと、電源ターミナル44と電気的に接続された第2プレート41bとから構成されており、両プレート41a,41bの間には両者間を絶縁する絶縁部41cが設けられている(以下、第1及び第2プレート41a,41bは、それぞれ、プレート41a,プレート41bと略記する)。絶縁部41cには、スイッチプレート43が対向配置されており、導電プレート41(プレート41a,41b)とスイッチプレート43の両電気接点によってスイッチ部42が形成されている。
A pigtail (not shown) is attached to the rear end side of the
スイッチプレート43はスイッチシャフト45に取り付けられており、エンジンのイグニッションスイッチがONされてマグネットスイッチ7が通電されると、スイッチシャフト45が左方に移動する。スイッチプレート43がプレート41a,41bに接触すると、絶縁部41cが導通しスイッチ部42がON状態となる。これにより、図示しない給電ケーブルが取り付けられた電源ターミナル44とブラシ38との間が電気的に接続され、バッテリからコンミテータ34に電源が供給される。これに対し、イグニッションスイッチがOFFのときは、絶縁部41cが開放されてスイッチ部42がOFF状態となり、導電プレート41とスイッチプレート43の間には空隙が形成され、モータ2への給電が停止する。
The
減速装置3の遊星歯車機構11には、インターナルギヤユニット46とドライブプレートユニット47が設けられている。インターナルギヤユニット46は、ギヤカバー24の右端部に固定されており、その内周側には内歯リングギヤ48が形成されている。インターナルギヤユニット46の中央にはメタル軸受49が内装されており、ドライブシャフト4の右端側が回転自在に支持されている。ドライブプレートユニット47は、ドライブシャフト4の右端部に固定されており、プラネタリギヤ51が3個等分間隔で取り付けられている。プラネタリギヤ51は、ベースプレート52に固定された支持ピン53に、メタル軸受54を介して回転自在に支持されている。プラネタリギヤ51は内歯リングギヤ48と噛合している。
The planetary gear mechanism 11 of the
モータシャフト27の左端部には、サンギヤ55が形成されている。サンギヤ55はプラネタリギヤ51と噛合しており、プラネタリギヤ51は、サンギヤ55と内歯リングギヤ48との間で、自転しつつ公転する。モータ2が作動すると、モータシャフト27と共にサンギヤ55が回転し、サンギヤ55の回転に伴い、プラネタリギヤ51が内歯リングギヤ48と噛み合いながらサンギヤ55の周りを公転する。これにより、ドライブシャフト4に固定されたベースプレート52が回転し、モータシャフト27の回転が減速されてドライブシャフト4に伝達される。
A
オーバーランニングクラッチ5は、遊星歯車機構11によって減速された回転をピニオンギヤ6に対し一回転方向に伝達する。オーバーランニングクラッチ5は、クラッチアウタ56とクラッチインナ57との間に、ローラ58とクラッチスプリング(図示せず)を配した構成となっている。クラッチアウタ56は、ボス部56aとクラッチ部56bとからなり、ボス部56aは、ドライブシャフト4のヘリカルスプライン部61に取り付けられている。ボス部56aの内周側には、ヘリカルスプライン部61と噛み合うスプライン部62が形成されている。これにより、クラッチアウタ56は、ドライブシャフト4上をヘリカルスプライン部61に沿って軸方向に移動可能となっている。
The overrunning clutch 5 transmits the rotation decelerated by the planetary gear mechanism 11 to the
ドライブシャフト4にはストッパ63が取り付けられている。ストッパ63は、ドライブシャフト4に装着されたサークリップ64によって軸方向の移動が規制されている。ストッパ63には、ギヤリターンスプリング65の一端側が取り付けられている。ギヤリターンスプリング65の他端側は、ボス部56aの内端壁66に当接している。クラッチアウタ56は、このギヤリターンスプリング65によって右方向に付勢されており、通常時(非通電時)には、クラッチアウタ56はギヤカバー24に固定されたクラッチストッパ67に当接した位置で保持される。
A
クラッチアウタ56のクラッチ部56b内周には、ピニオンギヤ6と一体に形成されたクラッチインナ57が配置されている。クラッチアウタ56とクラッチインナ57の間には、ローラ58及びクラッチスプリングが複数組配置されている。また、クラッチ部56bの外周にはクラッチカバー68が外装されており、クラッチ部56bの左端面とクラッチカバー68との間には、クラッチワッシャ69が取り付けられている。このクラッチワッシャ69によって、ローラ58及びクラッチスプリングは、クラッチ部56bの内周側に、軸方向の移動を規制された状態で収容される。
A clutch inner 57 formed integrally with the
クラッチ部56bの内周壁はカム面となっており、楔状斜面部と曲面部が形成されている。ローラ58は、通常、クラッチスプリングによって曲面部側に押されている。クラッチアウタ56が回転し、クラッチスプリングの付勢力に抗して、ローラ58が楔状斜面部とクラッチインナ57の外周面との間に挟持されると、クラッチインナ57はローラ58を介してクラッチアウタ56と一体に回転する。これにより、モータ2が作動しドライブシャフト4が回転すると、その回転はクラッチアウタ56からローラ58を介してクラッチインナ57に伝達され、ピニオンギヤ6が回転する。
The inner peripheral wall of the
これに対し、エンジンが始動し、クラッチインナ57がクラッチアウタ56よりも早く回転すると、ローラ58は曲面部側に移動し、クラッチインナ57はクラッチアウタ56に対し空転状態となる。すなわち、クラッチインナ57がオーバーラン状態となると、ローラ58が楔状斜面部とクラッチインナ外周面との間には挟持されず、クラッチインナ57の回転はクラッチアウタ56には伝達されない。従って、エンジン始動後、エンジン側からより高い回転数でクラッチインナ57が回されても、その回転はオーバーランニングクラッチ5にて遮断され、モータ2側には伝達されない。
On the other hand, when the engine is started and the clutch inner 57 rotates faster than the clutch outer 56, the
クラッチインナ57の左端側には、ピニオンギヤ6が一体に形成されている。ピニオンギヤ6(クラッチインナ57)は、冷間鍛造によって形成された鋼製部材であり、クロム鋼(例えば、SCr 420H)に浸炭処理を施したものが使用される。ピニオンギヤ6の内径側にはシャフト孔71が形成されており、シャフト孔71にはピニオンギヤメタル72が取り付けられている。ピニオンギヤ6は、このピニオンギヤメタル72を介してドライブシャフト4に回転自在に支持される。一方、クラッチインナ57の内径側にはスプリング収容部73が形成されており、そこには、ストッパ63やギヤリターンスプリング65が収容されている。
A
マグネットスイッチ7は、遊星歯車機構11の左方にドライブシャフト4と同軸状に配置されており、モータ2や遊星歯車機構11とも同心状となっている。マグネットスイッチ7は、ギヤカバー24に固定された鋼製の固定部74と、ボビン78に沿って左右方向に移動自在、すなわち、ボビン78に対し相対移動可能に配置された可動部75とからなる。固定部74には、ギヤカバー24に固定されたケース76と、ケース76内に収容されたコイル77及びケース76の内周側に取り付けられたボビン78が設けられている。コイル77は、図示しないイグニッションスイッチと電気的に接続されている。可動部75には、スイッチシャフト45が取り付けられた可動鉄心79が設けられ、可動鉄心79の内周側にはギヤプランジャ81が取り付けられている。可動鉄心79の外周側(図中下端側)には、スイッチリターンスプリング86が取り付けられている。スイッチリターンスプリング86の他端側はギヤカバー24に当接しており、可動鉄心79は右方に付勢されている。
The magnet switch 7 is arranged coaxially with the
可動鉄心79の内周にはさらに、ブラケットプレート82が固定されている。ブラケットプレート82には、プランジャスプリング83の一端がカシメ固定されている。プランジャスプリング83の他端側は、イグニッションキースイッチがOFFのとき(図1の上半分の状態のとき)は、ギヤプランジャ81に当接しており、ギヤプランジャ81はプランジャスプリング83によって左方に付勢されている。ギヤプランジャ81はドライブシャフト4に軸方向に移動可能取り付けられており、可動鉄心79の内周面との間には摺動鉄心84が介設されている。
A
ギヤカバー24はアルミダイカストにて形成されており、ギヤカバー24の左端部には、メタル軸受85を介してドライブシャフト4の左端側が回転自在に支持されている。ギヤカバー24内には、合成樹脂製(例えば、ガラス繊維強化ポリアミド)のクラッチストッパ67やケース76等が固定されている。また、ギヤカバー24の右端面側には、モータハウジング21やエンドカバー23がセットボルト25によって固定されている。
The gear cover 24 is formed by aluminum die casting, and the left end side of the
次に、このようなエンジン始動装置1を用いたエンジン始動動作について説明する。まず、自動車のイグニッションキースイッチがOFFされているときは、図1の上半分のように、ギヤリターンスプリング65の付勢力によって、クラッチアウタ56はクラッチストッパ67に当接した状態にある。このとき、スイッチプレート43は導電プレート41から離れており、モータ2への給電は行われない。また、ピニオンギヤ6は、右方の離脱位置にあり、リングギヤ8とは噛み合っていない状態にある。
Next, the engine starting operation using such an engine starting device 1 will be described. First, when the ignition key switch of the automobile is OFF, the clutch outer 56 is in contact with the
これに対し、イグニッションキースイッチをONすると、まず、コイル77に電流が流れ、マグネットスイッチ7に吸引力が発生する。コイル77が励磁されると、ケース76及びボビン78を通る磁路が形成され、可動鉄心79が左方に吸引される。可動鉄心79が左方に吸引されると、ブラケットプレート82が左方へ移動し、プランジャスプリング83が押し縮められる。このときのプランジャスプリング83の反発力は、ギヤリターンスプリング65の反発力よりも大きくなるように設定されており、ギヤプランジャ81は、摺動鉄心84に加わる吸引力と、プランジャスプリング83によって左方に押される。これにより、クラッチアウタ56がヘリカルスプライン部61上を軸方向に沿って移動し、それと共にピニオンギヤ6もまた左方へ移動する。
On the other hand, when the ignition key switch is turned on, first, a current flows through the
一方、可動鉄心79がスイッチリターンスプリング86の付勢力に抗して左方に移動すると、スイッチシャフト45も左方へ移動し、スイッチプレート43が導電プレート41に接触して接点が閉じる。これにより、電源ターミナル44とブラシ38との間が電気的に接続され、コンミテータ34に電源が供給されてモータ2が作動しアーマチュア22が回転する。モータ2が作動し、アーマチュア22が回転すると、遊星歯車機構11を介してドライブシャフト4が回転する。
On the other hand, when the
ドライブシャフト4の回転に伴い、ヘリカルスプライン部61に取り付けられたクラッチアウタ56もまた回転する。ヘリカルスプライン部61は、ドライブシャフト4の回転方向を考慮してねじり方向が設定されており、クラッチアウタ56の回転数が増大すると、その慣性マスによって、クラッチアウタ56がヘリカルスプライン部61に沿って左方に移動する。モータ2の回転に伴ってクラッチアウタ56が左方へ飛び出すと、ピニオンギヤ6もクラッチアウタ56と共に左方に移動し、ピニオンギヤ6はリングギヤ8と噛合する。すなわち、イグニッションキースイッチONに伴い、ピニオンギヤ6は、まず、ギヤプランジャ81によって左方に押され、その後、モータ2の作動と共に一気に左方に飛び出し、リングギヤ8と噛み合う。
As the
これにより、ピニオンギヤ6は、図1の下半分の状態のような作動位置に移動し、モータ2の回転がリングギヤ8に伝達され、リングギヤ8が回転する。リングギヤ8はエンジンのクランク軸に接続されており、リングギヤ8の回転に伴ってクランク軸が回転し、エンジンが起動する。エンジンが起動すると、リングギヤ8によってピニオンギヤ6は高回転で回転されるが、オーバーランニングクラッチ5の作用によりその回転はモータ2側には伝達されない。
As a result, the
なお、クラッチアウタ56が左方に移動すると、ギヤリターンスプリング65もクラッチアウタ56に押されて縮められる。また、プランジャスプリング83は、ギヤプランジャ81を左方に押し出し、ピニオンギヤ6とリングギヤ8が完全に噛み合った状態となると解放され、自然長状態となる。このため、クラッチアウタ56に当接した状態のギヤプランジャ81とプランジャスプリング83との間には、図1の下半分の状態のように、若干の隙間が生じる。
When the clutch outer 56 moves leftward, the
エンジンが始動するとピニオンギヤ6は高回転で回転され、オーバーランニングクラッチ5は空転方向に回転される。オーバーランニングクラッチ5が空転方向に回されるとクラッチ内に空転トルクが生じ、クラッチアウタ56には切れトルクと呼ばれる回転力が働く。この回転力により、クラッチアウタ56にはヘリカルスプライン部61を介して右方へのスラスト力が生じ、クラッチアウタ56が右方へ移動しピニオンギヤ6がリングギヤ8から離脱するおそれがある。そこで、エンジン始動装置1では、摺動鉄心84に加わる電磁吸引力によって、ギヤプランジャ81を移動左端位置(図1の下半分参照)にて保持し、クラッチアウタ56の移動を規制する。これにより、ピニオンギヤ6の右方への移動が規制され、ピニオンギヤ6の離脱が抑えられる。
When the engine is started, the
一方、エンジンが始動しイグニッションキースイッチがOFFされると、マグネットスイッチ7への通電も停止され、その吸引力も消滅する。すると、スイッチリターンスプリング86の付勢力によってブラケットプレート82が右方に押され、それまでボビン78による吸引力にて左方に保持されていた可動鉄心79が右方に移動する。可動鉄心79が右方に移動すると、スイッチシャフト45も右方へ移動し、スイッチプレート43が導電プレート41から離れ接点が開く。これにより、モータ2に対する給電が遮断され、ドライブシャフト4の回転が停止し、クラッチアウタ56の回転も停止する。
On the other hand, when the engine is started and the ignition key switch is turned off, the energization to the magnet switch 7 is stopped and the attractive force disappears. Then, the
クラッチアウタ56の回転が停まると、その慣性マスによる軸方向への移動力も消滅する。このため、押し縮められていたギヤリターンスプリング65の付勢力によって、クラッチアウタ56は、ヘリカルスプライン部61に沿って作動位置から静止位置へと右方へ移動する。このとき、ギヤプランジャ81もクラッチアウタ56に押されて図1の上半分の状態となる。なお、ギヤリターンスプリング65の付勢力は、この時点におけるプランジャスプリング83の付勢力よりも大きくなるように設定されている。クラッチアウタ56が右方に移動すると、ピニオンギヤ6もまた右方に移動してリングギヤ8から離脱し、図1の上半分の状態へと戻る。
When the rotation of the clutch outer 56 stops, the moving force in the axial direction due to the inertia mass disappears. For this reason, the clutch outer 56 moves to the right from the operating position to the stationary position along the
本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、前述のモータ2は、エンジン始動装置の駆動源として使用されるモータであるが、本発明は、エンジン始動装置用モータには限定されず、電動モータ一般に広く適用可能である。
It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the
1 エンジン始動装置
2 電動モータ
3 減速装置
4 ドライブシャフト
5 オーバーランニングクラッチ
6 ピニオンギヤ
7 マグネットスイッチ
8 リングギヤ
11 遊星歯車機構
21 モータハウジング
21a 内周面
22 アーマチュア
23 エンドカバー
24 ギヤカバー
25 セットボルト
26 マグネット
27 モータシャフト
28 アーマチュアコア
29 アーマチュアコイル
31 メタル軸受
32 軸受部
33 メタル軸受
34 コンミテータ
35 コンミテータ片
36 ブラシホルダ
37 ブラシ収容部
38 ブラシ
41 導電プレート
41a 第1プレート
41b 第2プレート
41c 絶縁部
42 スイッチ部
43 スイッチプレート
44 電源ターミナル
45 スイッチシャフト
46 インターナルギヤユニット
47 ドライブプレートユニット
48 内歯リングギヤ
49 メタル軸受
51 プラネタリギヤ
52 ベースプレート
53 支持ピン
54 メタル軸受
55 サンギヤ
56 クラッチアウタ
56a ボス部
56b クラッチ部
57 クラッチインナ
58 ローラ
61 ヘリカルスプライン部
62 スプライン部
63 ストッパ
64 サークリップ
65 ギヤリターンスプリング
66 内端壁
67 クラッチストッパ
68 クラッチカバー
69 クラッチワッシャ
71 シャフト孔
72 ピニオンギヤメタル
73 スプリング収容部
74 固定部
75 可動部
76 ケース
77 コイル
78 ボビン
79 可動鉄心
81 ギヤプランジャ
82 ブラケットプレート
83 プランジャスプリング
84 摺動鉄心
85 メタル軸受
86 スイッチリターンスプリング
87 補助極
88 金属プレート
88a 角部
101 補助極
101a 角部
102 ヨーク
102a ヨーク内周面
G 間隙
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
101 Auxiliary electrode
101a Corner
102 York
102a Yoke inner peripheral surface G Gap
Claims (2)
前記補助極は、磁性体にて形成された金属プレートを複数枚積層して形成され、前記各金属プレートの角部が前記ヨーク内周面に接触するように前記ヨーク内に配置されることを特徴とする電動モータ。 An electric motor having a plurality of magnets attached to the inner circumferential surface of the yoke and a metal auxiliary pole disposed adjacent to the magnets;
The auxiliary pole is formed by laminating a plurality of metal plates made of a magnetic material, and is arranged in the yoke so that corners of the metal plates are in contact with the inner circumferential surface of the yoke. A featured electric motor.
前記電動モータは、ヨーク内周面に取り付けられた複数個のマグネットと、前記マグネットに隣接して配置された金属製の補助極とを有し、
前記補助極は、磁性体にて形成された金属プレートを複数枚積層して形成され、前記各金属プレートの角部が前記ヨーク内周面に接触するように前記ヨーク内に配置されることを特徴とするエンジン始動装置。 An engine starter that uses an electric motor as a drive source and engages a pinion rotated by the electric motor with an engine ring gear to start the engine,
The electric motor has a plurality of magnets attached to the inner peripheral surface of the yoke, and a metal auxiliary pole disposed adjacent to the magnets,
The auxiliary pole is formed by laminating a plurality of metal plates made of a magnetic material, and is arranged in the yoke so that corners of the metal plates are in contact with the inner circumferential surface of the yoke. A characteristic engine starting device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008331968A JP2010154704A (en) | 2008-12-26 | 2008-12-26 | Electric motor and engine starting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008331968A JP2010154704A (en) | 2008-12-26 | 2008-12-26 | Electric motor and engine starting device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2010154704A true JP2010154704A (en) | 2010-07-08 |
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ID=42573120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2008331968A Pending JP2010154704A (en) | 2008-12-26 | 2008-12-26 | Electric motor and engine starting device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2010154704A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI596865B (en) * | 2015-08-03 | 2017-08-21 | Yamaha Motor Co Ltd | Straddle type vehicle start-up motor, engine start-up device, and straddle-type vehicle |
US10707735B2 (en) | 2015-08-03 | 2020-07-07 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Brush motor |
-
2008
- 2008-12-26 JP JP2008331968A patent/JP2010154704A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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TWI596865B (en) * | 2015-08-03 | 2017-08-21 | Yamaha Motor Co Ltd | Straddle type vehicle start-up motor, engine start-up device, and straddle-type vehicle |
US10693357B2 (en) | 2015-08-03 | 2020-06-23 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Straddled vehicle starter motor, engine start-up device, and straddled vehicle |
US10707735B2 (en) | 2015-08-03 | 2020-07-07 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Brush motor |
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