JP2537237B2

JP2537237B2 - スタ―タの冷却装置

Info

Publication number: JP2537237B2
Application number: JP62173345A
Authority: JP
Inventors: 雅敏外崎; 寿男冨手
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-07-10
Filing date: 1987-07-10
Publication date: 1996-09-25
Anticipated expiration: 2011-09-25
Also published as: JPS6419936A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、エンジンの始動に用いるスタータの冷却装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来のモータ冷却装置としては、例えば実公昭61−
98360号公報に開示されるようにモータ内部にファンを
設けたり、特開昭58−228119号公報に開示されるよう
にコアの一部をファン形状にしたり、実公昭60−2652
4号公報に開示されるようにヒートパイプを回転子に取
付けた冷却構造等種々のものがある。そのほかの冷却手
段としては、実開昭59−109248号公報に開示されるよ
うに、自動車に搭載されるモータに通風口を設け、この
通風口の一方をエンジン吸気管の空気ろ過器に連通管を
介して接続して、エンジンの空気吸入作用により、外部
の冷却空気をモータ内に取り入れるようにしたものが提
案されている。

これらの冷却手段は、モータ発熱源を有効に冷却して
モータの出力低下を防止することを意図する。

〔発明が解決しようとする課題〕

スタータの定格運転時間は、一般に30秒と定められて
おり、通常の使用では数秒の運転でエンジンは始動す
る。

しかし、何らかの不具合によってエンジンが始動しな
い場合には、運転者は始動せんがため長時間スタータを
使用することになり、その結果モータ部は発熱によりト
ルクが低下し、増々始動条件が悪化し、運転時間は最悪
の場合搭載バッテリが放電を終了するまでの５〜30分に
及ぶことがある。しかも、スタータにおけるモータ部か
らの熱は、軸受け及び空気を介して固定子外周からの放
熱が大半であるため、放熱性がさ程良好ではなく、その
結果、電機子は著しい発熱によってついには焼損するこ
とがある。そこで、このような最悪使用条件下において
も電機子が焼損することの無いよう、短時間定格のモー
タに対し冷却を行なって保護する必要がある。

更には、走行中のエンジンの発熱によっても、モータ
部の温度が上昇し、モータの巻線抵抗が増し、再始動時
の起動トルクが低下する。このため始動不良が発生しな
いよう高トルクのモータが必要とされる。

上記した事情により、スタータの分野においても、ス
タータの発熱源を冷却することが望まれている。しか
し、従来のモータ冷却手段のうち、上記のような
の従来技術をスタータに適用させる場合には、スタータ
本体内部にファン或いはヒートパイプ機構等を組込まな
ければならず、その分、装置が大型化するため、スター
タ全体の小形軽量化を図り得ず（スタータの小形軽量化
は、エンジンルームスペースの制約から強く望まれてい
る）、また従来のモータ冷却手段は、多数の通気窓をハ
ウジングに配設する構造を採用し、この通気窓を通気或
いは放熱のため外部にさらすので、散水等による水のか
ぶり易いスタータに適用すると、浸水による錆や絶縁劣
化の問題が生じるおそれがあり、適用が不向であった。
この点、上記の従来技術は、上記の問題をクリアでき
るものと評価されているが、スタータに適用する場合に
は、次のような改善すべき点があった。

例えば、マグネチックシフト方式のスタータの場合に
は、モータ部のほかにピニオンシフト機構を駆動するマ
グネチックスイッチも電磁ソレノイドを使用しているた
めに冷却することが望まれるが、上記のようにエンジ
ンの空気吸入作用により吸入空気量の一部を冷却風とし
てモータ部とマグネチックスイッチの双方に分配する場
合には、効率の良い分配が配慮されていないため、特に
エンジン始動時のように要求される吸入空気量が少ない
場合には、冷却風をモータ部とマグネチックスイッチの
双方に供給するには充分とはいえなかった。

本発明は以上の点に鑑みてなされ、その目的は、マグ
ネチックシフト式のスタータであっても内部構造を複雑
化することなく、モータ部とマグネチックスイッチの双
方に対する冷却機能を高めて高出力化を図り得るスター
タの冷却装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために次のように構成
される。なお、構成要素に付した符号は、第１図の実施
例の符号を引用したものである。

すなわち本発明は、スタータとして、ピニオンシフト
機構９を駆動するマグネチックスイッチ８がピニオン回
転用のモータ部４の外周に搭載され、モータ部４の固定
子がヨーク40内周に周方向に複数配設された永久磁石の
介磁極３より成り、マグネチックスイッチ８の電磁ソレ
ノイド8aを収納するケース部32,モータ部４のヨーク40,
エンドブラケット11を一体化してハウジング１が構成さ
れ、このハウジング１のうちピニオン６とエンジン側ギ
ヤ34の噛み合い空間19が開放してあるタイプのマグネチ
ックシフト式スタータを用い、モータ部４のエンドブラケット11及びマグネチックス
イッチ８のケース部32一端にピニオン６・エンジン側ギ
ヤ34の噛み合い空間19と共働してモータ部４及びマグネ
チックスイッチ８に空気を流通させるための空気流通口
17,31を設け、これらの空気流通口17,31がそれぞれ連通
管20,20′を介してエンジンの吸気通路24に接続してあ
り、モータ部４の界磁極３端面のうちモータ部内を流通す
る空気を受ける側の端面に界磁極３間の空きスペースに
流れる空気を遮るための環状遮蔽板33が固着してあるこ
とを特徴とする。

〔作用〕

スタータのクランキング時（エンジン始動時）又はエ
ンジンの運転時には、エンジンのピストン動作により空
気吸引力が発生する。この空気吸引力は、本来のエンジ
ン吸気通路24の他にこれに接続される連通管20,20′に
も作用し、スタータのハウジング１には、ピニオン６・
エンジン側ギヤ34の噛み合い空間19から外部の空気が導
入され、この空気が空気流通口17,31を介してモータ部
４とマグネチックスイッチ８に分かれて流通し連通管2
0,20′から吸気通路24に流れ込む。

この流通空気（冷却風）によりモータ部４とマグネチ
ックスイッチ８との発熱源が冷却されるが、モータ部４
の固定子（界磁極）３を永久磁石としたので、界磁極３
は発熱源とならずさほど冷却する必要性はない。本発明
では、以上の永久磁石タイプの界磁極３の長所を積極的
に利用して、界磁極３間の空きスペースには冷却風が流
れないように配慮し、モータ部４の冷却が必要な発熱源
（例えば、電機子コイル，整流子，ブラシ）だけに冷却
風を流し、界磁極３間の空きスペースに冷却風を流さな
い分だけ、これをマグネチックスイッチ８の発熱源の方
に供給できる配慮がなされている。

すなわち、モータ部４の界磁極３端面のうちモータ部
内を流通する空気を受ける側の端面に固着した環状遮蔽
板33が界磁極３間の空きスペースに流れる冷却風を遮る
ので、冷却風は流れに無駄がなくなって、モータ部４に
おいては環状遮蔽板33の内周と電機子２の外周との間と
通過して界磁極３内周・電機子２外周間の隙間を通って
電機子コイル，整流子，ブラシ等を重点的に冷却すると
共に、残りの冷却風がマグネチックスイッチ８の電磁ソ
レノイド部に流れように分配される。そして、このよう
な効率の良い冷却風分配によって、特にクランキング時
のように低空気流量の場合でも、モータ部４とマグネチ
ックスイッチ８の発熱源に対する冷却効率を高める。

また、本発明の冷却構造は、冷却風の連通口の一方を
ピニオン・エンジン側ギヤ噛み合い用の空間19を利用
し、しかも、吸気通路24に接続する連通管20,20′及び
その接続口17,31と環状遮蔽板33から成立するので、ス
タータのハウジング内部にファン，ヒートパイプ等の冷
却機構を組み込む必要性がなくなるので、スタータの内
部構造を複雑化することなく、しかも、外径を大形化す
ることがない。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図，第２図により説明する。第
１図は本発明の一実施例におけるスタータとエンジン吸
気系の接続関係を示す断面図、第２図はそのスタータの
内部構造を示す断面図である。

まず、第２図により本実施例のスタータの構造につい
て説明すると、スタータはマグネチックシフト式であ
り、ピニオンシフト機構９を駆動するマグネチックスイ
ッチ８がピニオン回転用のモータ部４の外周に搭載され
る。

スタータのハウジング１は、マグネチックスイッチ８
の電磁ソレノイド8aを収納するケース部32,モータ部４
のヨーク40,エンドブラケット13を一体化して構成され
る。

このハウジング１のうち、モータ部４側に電機子２が
回転自在に軸支され、ヨーク40の内周には、電機子２の
外周に対向して永久磁石の界磁極３が周方向に複数配設
してある。電機子２の出力軸５とピニオン６が一方向ク
ラツチ７を介して連結される。ピニオン６は出力軸５と
共に駆動方向へ回転する一方、反駆動方向へは出力軸５
と相対的に回転し得るもので、かつ軸方向に往復動可能
な状態となつている。

モータ部４の外周上部に搭載したマグネチックスイッ
チ８は、電磁ソレノイド8aが起動すると、シフトレバー
（ピニオンシフト機構）９を介してピニオン６がエンジ
ン側ギヤ34に噛み合うようにシフトする。ハウジング１
のうちピニオン６とエンジン側ギヤ34の噛み合い空間19
は開放型で外部に唯一臨んでいる。

電機子２の反ピニオン側には整流子10が設けられ、ハ
ウジング１のエンドブラケット（ブラシカバー）11に設
けたブラシホルダープレート13上に（−）ブラシ14及び
絶縁板12を介して（＋）ブラシ15が設置されている。

モータ部４のエンドブラケット11には、通気孔16が設
けられ、更にその外側には空気流通口17を有するキヤツ
プ18が取付けられている。また、マグネチックスイッチ
８のソレノイド支持部には通気孔30が、ケース部32一端
にも空気流通口31が設けてあり、これらの空気流通口1
7,31がそれぞれ連通管20,20′を介して、第１図に示す
ようにエンジンの吸気通路24の絞弁27上流に接続してあ
り（本実施例ではフィルタ25内装のエアクリーナ24Aに
接続）、空気流通口17,31がピニオン６・エンジン側ギ
ヤ34の噛み合い空間19と共働してモータ部４及びマグネ
チックスイッチ８に空気を流通させる。

第１図において、21はエンジン、22はエンジンの燃焼
室、23はピストン、24はエンジンの吸気通路である。エ
ンジン吸気通路24は、その入口にエアクリーナ24Aが配
置され、その下流側に絞り弁27が配置される。

モータ部４の界磁極３端面のうちモータ部内を流通す
る空気を受ける側の端面に界磁極３間の空きスペースに
流れる空気を遮るための環状遮蔽板33が固着してある。

次に本実施例におけるスタータの冷却動作について説
明する。

スタータのクランキング時又はエンジンの運転時に
は、エンジンのピストン動作により空気吸引力が発生す
る。この空気吸引力は吸気通路24の他にこれに接続され
る連通管20,20′にも作用し、スタータのハウジング１
には、ピニオン６・エンジン側ギヤ34の噛み合い空間19
から外部の空気が導入され、この空気が空気流通口17,3
1を介してモータ部４とマグネチックスイッチ８に分か
れて流通し連通管20,20′から吸気通路24に流れ込む。

この空気の流れは冷却風となり、モータ部４側に流れ
る冷却風は、界磁極３と電機子２の内外周間の隙間G₂を
通り、（＋）ブラシ近傍の通気孔16,空気流通口17を通
って連通管20に導かれる。一方、マグネチックスイッチ
８に流れる冷却風は電磁ソレノイド8a内側の間隙G₃を通
り、通気孔30及び流通口31を通って連通管20′に導かれ
る。

この冷却風によりモータ部４とマグネチックスイッチ
８との発熱源が冷却されるが、モータ部４の固定子（界
磁極）３を永久磁石としたので、界磁極３は発熱源とな
らずさほど冷却する必要性はない。本発明では、以上の
永久磁石タイプの界磁極３の長所を積極的に利用して、
界磁極３間の空きスペースには冷却風が流れないように
配慮し、モータ部４の冷却が必要な発熱源（例えば、電
機子コイル，整流子，ブラシ）だけに冷却風を流し、界
磁極３間の空きスペースに冷却風を流さない分だけ、こ
れをマグネチックスイッチ８の発熱源の方に供給できる
配慮がなされている。

すなわち、モータ部４の界磁極３端面のうちモータ部
内を流通する空気を受ける側の端面に固着した環状遮蔽
板33が界磁極３間の空きスペースに流れる冷却風を遮る
ので、冷却風は、モータ部４においては環状遮蔽板33の
内周と電機子２の外周との間と通過して界磁極３内周・
電機子２外周間の隙間G₂を通って電機子コイル，整流
子，ブラシ等を重点的に冷却すると共に、残りの冷却風
がマグネチックスイッチ８の電磁ソレノイド部8aに流れ
ように分配される。そして、このような効率の良い冷却
風分配によって、特にクランキング時のように低空気流
量の場合でも、モータ部４とマグネチックスイッチ８の
発熱源を冷却効率を高める。

その結果、エンジンのクランキング時であっても効率
良くモータ部及びマグネチックスイッチの双方を冷却す
ることができ、スタータの高出力を図り、またスタータ
を長時間駆動させる事態が発生してもコイル焼損等の不
具合の発生を防止でき、且つ従来のようにスタータ内部
には、フアン，ヒートパイプ等のような冷却機構を組込
む必要性がなくなり、スタータの小形軽量及び製品コス
トの低減化を図り得る。

更に、エンジン回転時たえずモータ部を冷却するので
長時間運転後に再始動を行なつてもトルクの低下が少な
く、容易にエンジンを再始動することができる効果があ
る。また、始動時エンジンには暖かい空気を導びいた方
が着火性に良いことは周知であり、本実施例によれば、
始動時の吸気がモータ部の冷却風であることから大気よ
り温度が高く、エンジン始動には従来より適した始動シ
ステムを提供できる効果がある。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、マグネチックシフト
式のスタータであっても内部構造を複雑化することな
く、モータ部とマグネチックスイッチの双方に対する冷
却機能を高めて高出力化を図り、且つこのような冷却装
置採用しても冷却装置の小形軽量化を図り得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるスタータとエンジン
吸気系の接続関係を示す断面図、第２図はそのスタータ
の内部構造を示す断面図である。１……ハウジング、２……電機子、３……界磁極、４…
…モータ部、６……ピニオン、８……マグネチックスイ
ッチ、8a……電磁ソレノイド、９……ピニオンシフト機
構、13……エンドブラケット、17……連通口、19……ピ
ニオン・エンジン側ギヤ噛み合い空間、20,20′……連
通管、24……吸気管、31……連通口、32……ケース部、
33……環状遮蔽板、34……エンジン側ギヤ、40……ヨー
ク。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】スタータとして、ピニオンシフト機構
（９）を駆動するマグネチックスイッチ（８）がピニオ
ン回転用のモータ部（４）の外周に搭載され、前記モー
タ部（４）の固定子がヨーク（40）内周に周方向に複数
配設された永久磁石の界磁極（３）より成り、前記マグ
ネチックスイッチ（８）の電磁ソレノイド（8a）を収納
するケース部（32），前記モータ部（４）のヨーク（4
0），エンドブラケット（11）を一体化してハウジング
（１）が構成され、このハウジング（１）のうちピニオ
ン（６）とエンジン側ギヤ（34）の噛み合い空間（19）
が開放してあるタイプのマグネチックシフト式スタータ
を用い、前記モータ部（４）のエンドブラケット（11）及び前記
マズネチックスイッチ（８）のケース部（32）一端に前
記ピニオン（６）・エンジン側ギヤ（34）の噛み合い空
間（19）と共働して前記モータ部（４）及びマグネチッ
クスイッチ（８）に空気を流通させるための空気流通口
（17,31）を設け、これらの空気流通口（17,31）がそれ
ぞれ連通管（20,20′）を介してエンジンの吸気通路（2
4）に接続してあり、前記モータ部（４）の界磁極（３）端面のうちモータ部
内を流通する空気を受ける側の端面に界磁極（３）間の
空きスペースに流れる空気を遮るための環状遮蔽板（3
3）が固着してあることを特徴とするスタータの冷却装
置。