JP4174830B2 - Always-on starter - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンとスタータ(始動装置)が一方向クラッチを介して常時接続される常時接続スタータに関する。 The present invention relates to an always-connected starter in which an engine and a starter (starting device) are always connected via a one-way clutch.
(従来の技術)
アイドルストップシステム等に用いられる常時接続スタータが知られている。この常時接続スタータは、エンジンのクランク軸と、スタータの出力軸とを、一方向クラッチ(ワンウェイクラッチ)を介して常時接続するものである。一方向クラッチは、出力軸からクランク軸の方向へのみ回転動力を伝達し、クランク軸の回転トルクによってスタータが回転駆動されること、いわゆる連れ回りを防ぐものである。なお、通常は、ベルトやギヤを用いた動力伝達手段と、一方向クラッチとを介して、クランク軸と出力軸とが接続される。動力伝達手段はスタータの回転をクランク軸に減速伝達する減速手段を兼ねることもできる(例えば、特許文献1参照)。
(Conventional technology)
An always-on starter used for an idle stop system or the like is known. This always-connected starter always connects the crankshaft of the engine and the output shaft of the starter via a one-way clutch (one-way clutch). The one-way clutch transmits rotational power only from the output shaft to the direction of the crankshaft, and prevents the starter from being rotationally driven by the rotational torque of the crankshaft, so-called rotation. Normally, the crankshaft and the output shaft are connected via power transmission means using a belt or gear and a one-way clutch. The power transmission means can also serve as a speed reduction means for transmitting the rotation of the starter to the crankshaft (see, for example, Patent Document 1).
(従来技術の問題点)
エンジンの運転中は、クランク軸の回転速度の方が出力軸の回転速度より高い。このようなエンジンの運転中は、一方向クラッチが空転して、クランク軸の回転トルクによってスタータが駆動されることが阻止される。しかし、その一方向クラッチが空転している時でも、一方向クラッチの引きずり、一方向クラッチのベアリング類、ローラ類の回転抵抗等によって、スタータの出力軸に一方向クラッチの空転トルクが与えられる。ここで、空転トルクとは、一方向クラッチが空転している時に、その出力側から入力側へ伝達されるトルクを指す。例えば、空転する一方向クラッチを通して、エンジンからスタータの出力軸へ伝達され、スタータの出力軸を逆回転させるトルクである。
(Problems of conventional technology)
During engine operation, the rotational speed of the crankshaft is higher than the rotational speed of the output shaft. During the operation of such an engine, the one-way clutch is idled to prevent the starter from being driven by the rotational torque of the crankshaft. However, even when the one-way clutch is idling, idling torque of the one-way clutch is applied to the output shaft of the starter due to dragging of the one-way clutch, bearings of the one-way clutch, rotational resistance of the rollers, and the like. Here, the idling torque refers to torque transmitted from the output side to the input side when the one-way clutch is idling. For example, the torque is transmitted from the engine to the output shaft of the starter through the idling one-way clutch and reversely rotates the output shaft of the starter.
このため、一方向クラッチの空転トルクでスタータの出力軸が連れ回りしないようにする必要があるが、上述した特許文献1の技術では、エンジンの始動後における空転トルクと、スタータの固定トルクの関係については開示がない。なお、固定トルクとは、回転が開始する直前の回転方向のトルクである。例えば、スタータの出力軸が静止状態を維持できる最大のトルクである。
スタータに内蔵される電動モータは、大電流、高出力を得るために、ブラシによって給電を行う直流モータ(DCモータ)が用いられる。しかし、常時接続スタータを構成した場合、ブラシの寿命が低下するに従って、アーマチャの固定トルクが低下し、出力軸の固定トルクが低下してゆく。出力軸の固定トルクは、スタータの固定トルクとも呼ばれる。 そして、出力軸の固定トルクが、一方向クラッチの空転トルクより小さくなると、空転トルクによってスタータが連れ回りし、スタータ内のアーマチャが回転してアーマチャが破損する要因になる。特に、出力軸とアーマチャの間に、アーマチャの回転を減速して出力軸に伝達する減速装置が配置される場合は、出力軸の回転を減速装置が増速してアーマチャに伝えるため、アーマチャが高速で連れ回され、アーマチャが遠心破壊する可能性がある。
As the electric motor built in the starter, a direct current motor (DC motor) that supplies power with a brush is used to obtain a large current and a high output. However, when an always-connected starter is configured, as the life of the brush decreases, the armature fixing torque decreases, and the output shaft fixing torque decreases. The fixed torque of the output shaft is also called the fixed torque of the starter. If the fixed torque of the output shaft is smaller than the idling torque of the one-way clutch, the idling torque causes the starter to rotate, causing the armature in the starter to rotate and causing the armature to break. In particular, when a reduction gear is arranged between the output shaft and the armature to decelerate the rotation of the armature and transmit it to the output shaft, the rotation of the output shaft is increased and transmitted to the armature. There is a possibility that the armature will be spun at a high speed, causing the armature to centrifuge.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、スタータの出力軸の固定トルクが最小になっても、スタータが連れ回りしない常時接続スタータの提供にある。 The present invention has been made in view of the above problems, its object is also fixed torque of the output shaft of the starter becomes minimum, to provide a permanent connection starter starter does not turns with.
[請求項1の手段]
請求項1の手段を採用する常時接続スタータは、一方向クラッチの最大空転トルクよりも、アーマチャの最小固定トルクを大きく設定したものである。
このように設けることにより、一方向クラッチの最大空転トルクよりも、出力軸の最小固定トルクを大きくできる。この結果、ブラシが摩耗するなどして、スタータの出力軸の固定トルクが最小になっても、スタータが連れ回りする不具合が生じない。 [ Means of claim 1 ]
In the always-connected starter employing the means of claim 1 , the minimum fixed torque of the armature is set larger than the maximum idling torque of the one-way clutch.
By providing in this way, the minimum fixed torque of the output shaft can be made larger than the maximum idling torque of the one-way clutch. As a result, with such brush is worn, even when the fixed torque of the output shaft of the starter is a minimum, it does not occur inconvenience that the starter is rotated together.
[請求項2の手段]
請求項2の手段を採用する常時接続スタータは、アーマチャの最小固定トルクを、電動モータのブラシの寿命時におけるアーマチャの固定トルクによって設定するものである。
[Means claim 2
The always-connected starter adopting the means of
[請求項3の手段]
請求項3の手段を採用する常時接続スタータは、一方向クラッチの駆動輪が出力軸に装着され、クランク軸と一方向クラッチの従動輪が動力伝達手段を介して動力伝達されるものである。
[Means of claim 3 ]
Always-starter that employs the third aspect, the driving wheel of the one-way clutch is mounted on the output shaft, in which a driven wheel of the crankshaft and the one-way clutch is power transmission through the power transmission means.
[請求項4の手段]
請求項4の手段を採用する常時接続スタータは、動力伝達手段としてベルトとプーリとを備える。
[Means of claim 4 ]
The always connected starter employing the means of
[請求項5の手段]
請求項5の手段を採用する常時接続スタータは、動力伝達手段として複数のギヤを備える。
複数のギヤの噛合による動力伝達手段を用いる場合は、一方向クラッチや、出力軸に、軸方向に直交した方向の荷重が加わらないため、複数のギヤの噛合による動力伝達手段を考慮せずに、一方向クラッチの最大空転トルクおよび出力軸の最小固定トルクの設定を行うことができる。
[Means of claim 5 ]
The always-connected starter employing the means of
When using power transmission means by meshing multiple gears, load in the direction orthogonal to the axial direction is not applied to the one-way clutch or output shaft, so without considering power transmission means by meshing multiple gears The maximum idling torque of the one-way clutch and the minimum fixed torque of the output shaft can be set.
本発明の実施の形態における常時接続スタータは、エンジンのクランク軸と、スタータの出力軸とが、出力軸からクランク軸のみに回転動力を伝達する一方向クラッチを介して常時接続されるものである。そして、この常時接続スタータは、一方向クラッチの最大空転トルクより、スタータの電動モータのアーマチャの最小固定トルクが大きく設定される。 In the always-connected starter according to the embodiment of the present invention, the crankshaft of the engine and the output shaft of the starter are always connected via a one-way clutch that transmits rotational power from the output shaft to only the crankshaft. . Then, the always-starter, than the maximum idling torque of the one-way clutch, fixed minimum torque of the armature of the electric motor of the starter is Ru is set larger.
常時接続スタータは、アーマチャの最小固定トルクを、電動モータのブラシの寿命時におけるアーマチャの固定トルクとすることができる。
常時接続スタータは、一方向クラッチの駆動輪が出力軸に装着され、クランク軸と一方向クラッチの従動輪がベルトとプーリからなる動力伝達手段を介して動力伝達されることができる。
常時接続スタータは、一方向クラッチの駆動輪が出力軸に装着され、クランク軸と一方向クラッチの従動輪が複数のギヤの噛合による動力伝達手段を介して動力伝達されることができる。
Always-on connection starter, the fixed minimum torque of the armature, can be a fixed torque of the armature during the life of the brush of the electric motor.
In the always-connected starter, the driving wheel of the one-way clutch is mounted on the output shaft, and the power can be transmitted to the crankshaft and the driven wheel of the one-way clutch via power transmission means including a belt and a pulley.
In the always-connected starter, the driving wheel of the one-way clutch is mounted on the output shaft, and the power can be transmitted to the crankshaft and the driven wheel of the one-way clutch through a power transmission means by meshing a plurality of gears.
実施例1を図1〜図5を参照して説明する。
実施例1における常時接続スタータシステムを採用したエンジンシステムの概略を図1を参照して説明する。
エンジン1は、内燃機関である。エンジン1は、例えば自動車の動力源として自動車に搭載されている。この自動車は、アイドルストップシステムを採用している。制御装置10(ECU)は、アイドルストップ制御を実行する制御装置である。なお、アイドルストップシステムの採用は必須ではない。常時接続スタータシステムは、エンジン1のクランク軸2と、スタータ3の出力軸4とが、動力伝達手段5および一方向クラッチ6を介して常時接続されるものである。
この実施例1の動力伝達手段5は、一例として2つのプーリ(大径プーリ7と小径プーリ8)とベルト9を用いたものであり、スタータ3の回転出力を減速してクランク軸2に伝える減速手段を兼ねるものである。
また、この実施例1の一方向クラッチ6は、動力伝達手段5とスタータ3との間、具体的には小径プーリ8とスタータ3の出力軸4との間に配置されたものである。例えば、一方向クラッチ6の入力側部材としての内輪をスタータ3の出力軸4に連結し、一方向クラッチ6の出力側部材としての外輪を小径プーリ8に連結あるいは一体化した構成を採用できる。
A first embodiment will be described with reference to FIGS.
An outline of an engine system employing the always-on starter system in the first embodiment will be described with reference to FIG.
The engine 1 is an internal combustion engine. The engine 1 is mounted on an automobile as a power source of the automobile, for example. This car uses an idle stop system. The control device 10 (ECU) is a control device that executes idle stop control. It is not essential to use an idle stop system. In the always-connected starter system, the
The power transmission means 5 of the first embodiment uses two pulleys (a large-
In addition, the one-
次に、この実施例1におけるスタータ3の構成を図2を参照して説明する。
スタータ3は、回転力を発生する電動モータ11、この電動モータ11の回転を減速するスタータ3側の減速機構としての遊星歯車減速装置12、この遊星歯車減速装置12で減速された回転力が伝達される出力軸4を備える。この出力軸4の軸上に一方向クラッチ6が搭載されている。
Next, the configuration of the
The
電動モータ11は、大きな駆動出力を発生する直流電動機である。アーマチャ13に搭載されたコイル14と電気的に接続されたコンミテータ15の外周には、給電用のブラシ16が配置されている。電動モータ11は、複数のブラシ16を備える。例えば、正極側ブラシと、負極側ブラシとを備えて構成される。電動モータ11は、ブラシ16をコンミテータ15に向けて押し付けるブラシスプリングを備える。ブラシスプリングとしては、広く知られた圧縮コイルバネ、あるいは渦巻きバネを用いることができる。このブラシスプリングの付勢力によってブラシ16がコンミテータ15と常時当接する。このブラシ16は、ブラシホルダ17によって径方向へ摺動自在に支持され、ブラシスプリングの付勢力でコンミテータ15に押し付けられる構造になっている。ブラシ16に接続されるリード18に外部から通電されるとともに、アーマチャ13の外周のヨーク19内に固定されたステータコイル20が通電されると、アーマチャ13に正方向の回転力が発生する。この正方向は、スタータ3によりエンジン1をクランキングする方向である。
The
遊星歯車減速装置12は、アーマチャ13の回転軸であるアーマチャシャフト21の一端外周に形成されたサンギヤ22、このサンギヤ22に噛み合うプラネタリギヤ23、このプラネタリギヤ23に噛み合うインターナルギヤ24、プラネタリギヤ23を回転自在に支持するプラネタリキャリア25から構成されている。
このプラネタリキャリア25は出力軸4の後端においてピン26を介してプラネタリギヤ23を回転自在に支持するものであり、プラネタリギヤ23はピン軸受27(滑り軸受)を介して回転自在に支持される。
インターナルギヤ24は、ハウジング28に直接に連結され、あるいはハウジング28に間接的に衝撃吸収装置等を介して連結されて、回転が規制される。すなわち、遊星歯車減速装置12は、インターナルギヤ24の回転が規制されている。このため、アーマチャ13が回転すると、サンギヤ22が回転し、プラネタリギヤ23が自転回転しながらサンギヤ22の外周を公転する。そのプラネタリギヤ23の公転は、プラネタリキャリア25を介して出力軸4に伝達される。
The planetary gear
The planetary carrier 25 rotatably supports the planetary gear 23 via a pin 26 at the rear end of the
The internal gear 24 is directly connected to the
次に、この実施例1における一方向クラッチ6の構成を、図2〜図4を参照して説明する。
一方向クラッチ6は、駆動輪としてのインナ31、従動輪としてのアウタ32、ローラ33等から構成されている。インナ31は入力側部材に、アウタ32は出力側部材に位置づけられる。一方向クラッチ6は、出力軸4がエンジン1を始動させる方向を正回転とする。一方向クラッチ6は、エンジン1の回転によって出力軸4が駆動される方向の回転を逆方向とする。一方向クラッチ6は、正回転のインナ31からアウタ32への伝達を許容し、逆回転のアウタ32からインナ31への伝達を空転により遮断するものである。一方向クラッチ6は、アウタ32の回転数がインナ31の回転数と同じ状態と、アウタ32の回転数がインナ31の回転数より高い状態とだけを許容する。
インナ31は、出力軸4の外周にスプライン嵌合されるものであり、出力軸4と一体に回転する。
アウタ32は、クラッチベアリング34(転がり軸受)を介してインナ31の外周に同軸配置される。このアウタ32は、小径プーリ8を兼ねるものであり、アウタ32の外周面には、多段ベルト9が架け渡される多段溝32aが形成されている。
Next, the configuration of the one-
The one-
The inner 31 is spline-fitted to the outer periphery of the
The outer 32 is coaxially disposed on the outer periphery of the inner 31 via a clutch bearing 34 (rolling bearing). The outer 32 also serves as the small-diameter pulley 8, and a
アウタ32の内周面には、複数の凹部が形成されている。凹部は、アウタ32とインナ31との間にカム室35と、このカム室35に連続するスプリング室(図示しない)とを形成する。各凹部の内部には、ローラ33およびクラッチスプリング36が配置されている。カム室35は、回転方向の一方がローラ33の直径より狭く、回転方向の他方がローラ33の直径より広くなる楔状の空間であり、ローラ33はクラッチスプリング36によって常にカム室35の狭い側に向けて付勢される。これらカム室35の広狭の配置は、一方向クラッチ6の正回転、逆回転の方向に対応している。
このため、図4(a)に示すように、インナ31がローラ33をカム室35の狭い側に向けて転がす方向へ回転すると、ローラ33がカム室35の狭い空間内で噛み込み、インナ31の回転がアウタ32に伝達される。例えば、スタータ3によりエンジン1をクランキングし、始動するときに図4(a)の状態が実現される。
逆に、図4(b)に示すように、インナ31とアウタ32の相対回転差が逆転して、アウタ32がローラ33をカム室35の広い側に向けて転がす方向へ回転すると、ローラ33がクラッチスプリング36に抗してカム室35の広い空間内に移動して噛み込みが解除され、インナ31に対してアウタ32が空転する。例えば、スタータ3によるエンジン1の始動が完了し、エンジン1が自ら回転を開始した後、あるいはエンジン1が自ら持続的に回転している運転中に図4(b)の状態が実現される。
A plurality of recesses are formed on the inner peripheral surface of the outer 32. The recess forms a
For this reason, as shown in FIG. 4A, when the inner 31 rotates in the direction in which the
On the contrary, as shown in FIG. 4B, when the relative rotation difference between the inner 31 and the outer 32 is reversed and the outer 32 rotates in the direction of rolling the
(作動説明)
エンジン1が停止した状態からの最初の始動時には、運転者の始動指令が制御装置10に入力される。制御装置10は、スタータ3への通電を指令し、スタータ3を作動させてエンジン1を始動させる。所定のアイドルストップ運転条件が成立すると、制御装置10がエンジン1を自動停止する。制御装置10は、センサによりアイドルストップ条件を検出する。アイドルストップ条件としては、例えば、車速ゼロが所定時間経過した場合などが用いられる。エンジン1の自動停止は、制御装置10により、例えばエンジン1への燃料供給の停止、あるいは点火の停止によって実施される。制御装置10によってエンジン1が自動停止された後、所定の再始動運転条件が成立すると、制御装置10がスタータ3への通電を指令し、スタータ3を作動させてエンジン1を自動的に再始動する。制御装置10は、センサにより再始動条件を検出する。再始動条件としては、例えば、乗員がアクセルペダルを踏み込んだ場合などが用いられる。
制御装置10がスタータ3を作動させる場合、制御装置10はバッテリ(図示しない)から電動モータ11に給電を実施する。電動モータ11がバッテリから給電されると、アーマチャ13に回転力が発生し、その回転が遊星歯車減速装置12で減速されて出力軸4に伝達される。すると、インナ31がローラ33をカム室35の狭い側に向けて転がす方向へ回転し、一方向クラッチ6がロックする。これにより、遊星歯車減速装置12で減速された回転力が、一方向クラッチ6、動力伝達手段5を介してエンジン1のクランク軸2に伝えられ、エンジン1を始動させる。
(Description of operation)
When the engine 1 is started for the first time after the engine is stopped, a driver start command is input to the
When the
エンジン1の完爆を制御装置10が判断すると、制御装置10は電動モータ11への給電を停止し、スタータ3を停止させる。一方、エンジン1が完爆して、アウタ32(小径プーリ8)の回転速度が、インナ31の回転速度よりも上回ると、アウタ32がローラ33をカム室35の広い側に向けて転がす方向へ回転し、一方向クラッチ6のロックが解除され、インナ31に対してアウタ32が空転する。この結果、アーマチャ13のオーバーランが防がれる。
When the
(実施例1の特徴)
エンジン1の運転中は、クランク軸2の回転速度が出力軸4の回転速度より高い。このエンジン1の運転中は、一方向クラッチ6が空転して、クランク軸2の回転トルクによってスタータ3が駆動されるのを防ぐ。しかし、一方向クラッチ6が空転している時でも、一方向クラッチ6の引きずり、クラッチベアリング34の回転抵抗等によって、一方向クラッチ6の空転トルクが出力軸4に与えられる。エンジン1の運転中は、一方向クラッチ6の空転トルクによって、出力軸4が連れ回りしないようにする必要がある。ここで、空転トルクとは、一方向クラッチ6が空転しているときに、その出力側から入力側へ伝達されるトルクを指す。例えば、空転する一方向クラッチ6を通して、エンジン1からスタータ3の出力軸4へ伝達され、スタータ3の出力軸4を逆回転させるトルクである。
(Characteristics of Example 1)
During the operation of the engine 1, the rotational speed of the
そこで、この実施例1では、クランク軸2から一方向クラッチ6を介して出力軸4に伝達される最大空転トルクaより、出力軸4の最小固定トルクが大きくなるように設定されている。ここで、固定トルクとは、対象物が回転を開始する直前の回転方向のトルクである。例えば、スタータ3の出力軸4が静止状態を維持できる最大のトルクである。
具体的に、この実施例1では、「クランク軸2から一方向クラッチ6を介して出力軸4に伝達される一方向クラッチ6の最大空転トルクa(Nm)」よりも、「アーマチャ13の最小固定トルクc(Nm)」が大きくなるように設定されている。従って、a<cの関係が成立するように、各部が構成されている。
Therefore, in the first embodiment, it is set as the maximum idling torque a transmitted from the
Specifically, in the first embodiment, “the minimum idling torque a (Nm) of the one-
(最大空転トルクaの説明)
一方向クラッチ6の空転トルクは、主として、クラッチベアリング34の回転抵抗と、ローラ33の摺動抵抗とで表すことができる。よって、一方向クラッチ6の空転トルクは、クラッチベアリング34の回転抵抗と、ローラ33の摺動抵抗との和となる。
クラッチベアリング34の回転抵抗は、クラッチベアリング34におけるシール部材34aのシール緊迫力、クラッチベアリング34に付与されるグリス量、クラッチベアリング34に付与されるグリス粘度、ベルト9のテンション(引っ張り力)によって変化する。
また、ローラ33の摺動抵抗は、カム室35に付与されるグリス量、カム室35に付与されるグリス粘度、ローラ33を付勢するクラッチスプリング36の付勢力によって変化する。よって、一方向クラッチ6の空転トルクは、最小値から最大値の間で変動する。
(Description of maximum idling torque a)
The idling torque of the one-
The rotational resistance of the
The sliding resistance of the
このため、例えば、一方向クラッチ6の最大空転トルクa(Nm)は、クラッチベアリング34のシール緊迫力が最大値、クラッチベアリング34に付与されるグリス量が最大量、クラッチベアリング34に付与されるグリス粘度が最大粘度、ベルト9のテンションが最大テンション、カム室35に付与されるグリス量が最大量、カム室35に付与されるグリス粘度が最大粘度、クラッチスプリング36の付勢力が最大値の時の値とすることができる。このように、一方向クラッチ6の最大空転トルクaは、一方向クラッチ6の製造上のバラツキ、一方向クラッチ6の経時変化など、空転トルクの変動要因を考慮して、一方向クラッチ6がとりうる最大の空転トルクとされる。
For this reason, for example, the maximum idling torque a (Nm) of the one-
(アーマチャ13の最小固定トルクcの説明)
アーマチャ13の固定トルクは、アーマチャシャフト21の両端をそれぞれ回転自在に支持するアーマチャベアリング38の回転抵抗と、アーマチャ13自身の固定トルクとの和として表すことができる。
アーマチャベアリング38の回転抵抗は、アーマチャベアリング38のシール緊迫力、アーマチャベアリング38に付与されるグリス量、アーマチャベアリング38に付与されるグリス粘度によって変化する。
( Description of the minimum fixed torque c of the armature 13)
The fixed torque of the
The rotational resistance of the
アーマチャ13自身の固定トルクは、図5の傾斜実線Aに示すように、ブラシスプリングからブラシ16に与えられる荷重に応じて変化する。このブラシスプリングの荷重は、ブラシ16の摩耗によって変化する。
しかし、アーマチャ13の固定トルクは、図5の傾斜破線A1、A2に示すように、ブラシスプリングの荷重以外の要因によっても変化する。例えば、ブラシスプリングの荷重バラツキ、ブラシスプリングとブラシ16の接触箇所のバラツキ、ブラシ16の製造時の長さの誤差、バラツキ、さらにはブラシホルダ17の組付けバラツキ等によってアーマチャ13の固定トルクは変化する。
The fixed torque of the
However, the fixed torque of the
ブラシ16の寿命時には、図5の縦実線Bに示すように、ブラシ16がコンミテータ15を押し付ける力が急激に弱まり、アーマチャ13の固定トルクが急激に低下する。ここで、ブラシ16の寿命時としては、ブラシ16の摩耗が進行し、ブラシ16の長さが使用に耐える最小長さに達したときとすることができる。また、ブラシ16の寿命時として、ブラシ16の摩耗が進行し、スタータ3としての機能を維持できる値として推奨される長さにまで摩耗したときとしても良い。
このブラシ16の摩耗によってアーマチャ13の固定トルクが急激に低下するスプリング荷重は、図5の縦破線B1、B2に示すように、ブラシ16の製造時の長さの誤差、バラツキ、さらにはブラシホルダ17の組付けバラツキ等によって変化する。
なお、ブラシ16の摩耗は、通常、正極側ブラシの方が早く、負極側ブラシが残るが、図5では正極側ブラシと負極側ブラシが均一に摩耗して、同時に寿命に至る最悪時を想定したものである。
At the time of the life of the
The spring load at which the fixing torque of the
The
このため、アーマチャ13の最小固定トルクc(Nm)は、アーマチャベアリング38のシール緊迫力が最小値、アーマチャベアリング38に付与されるグリス量が最小量、アーマチャベアリング38に付与されるグリス粘度が最小粘度、さらにブラシ16が寿命を迎えるまでに摩耗した時における値である。このように、アーマチャ13の最小固定トルクは、アーマチャ13に関連する構成要素の製造上のバラツキ、それら構成要素の経時変化など、固定トルクの変動要因を考慮して、アーマチャ13がとりうる最小の固定トルクとすることができる。
For this reason, the minimum fixed torque c (Nm) of the
この実施例1におけるブラシ16の寿命時は、ブラシ16の摩耗によって、ブラシ16とコンミテータ15の電気的な接続が弱まり、あるいは停止して、スタータ3によるエンジン1の始動ができなくなった時点を指すものとすることができる。このような固定的な寿命時の設定に代えて、制御装置10が、ブラシ16が新品の時からのスタータ3の運転回数をカウントし、そのカウント数が所定値に達した時としても良い。この所定値としては、例えば、所定のブラシ交換回数と安全マージン回数の和とすることができる。さらに、制御装置10が、ブラシ16が新品の時からの走行距離をカウントし、そのカウント数が所定値に達した時としても良い。この所定値としては、例えば、所定のブラシ交換距離と安全マージン距離の和とすることができる。
The life of the
(実施例1の効果)
この実施例1で示す常時接続スタータは、上述したように、一方向クラッチ6の最大空転トルクa(Nm)よりも、アーマチャ13の最小固定トルクc(Nm)が大きくなるように設定したものである。すなわち、a<cの関係になるように各部部品が構成されている。
このように、アーマチャ13の最小固定トルクc(Nm)を、一方向クラッチ6の最大空転トルクa(Nm)より大きく設けることにより、ブラシ16が寿命を迎えるなどして、スタータ3の出力軸4の固定トルクcが最小になり、且つ一方向クラッチ6の空転トルクaが最大になっても、一方向クラッチ6の空転トルクによってアーマチャ13が連れ回りする不具合が生じない。
即ち、一方向クラッチ6の空転トルクによってアーマチャ13が連れ回りを発生すると、出力軸4に伝えられた回転が遊星歯車減速装置12によって増速されて、アーマチャ13が高速回転して、アーマチャ13が遠心破壊される可能性があるが、このアーマチャ13の遠心破壊を実施例1によって確実に防ぐことができるため、常時接続スタータの信頼性を高めることができる。
(Effect of Example 1)
Always-starter shown in this embodiment 1, as described above, but also than the maximum idle torque a (Nm) of the one-
In this way, by providing the minimum fixed torque c (Nm) of the
That is, when the
以下における上記実施例1と同一符号は、同一機能物を示すものである。
図6に示すこの実施例2は、クランク軸2と一方向クラッチ6が、複数のギヤ71、81、91の噛合からなる動力伝達手段5によって動力伝達されるものである。複数のギヤ71、81、91の噛合による動力伝達手段5を用いる場合は、一方向クラッチ6および出力軸4に、軸方向に直交した方向の荷重が加わらない。
このため、この実施例2では、動力伝達手段5の影響を考慮せずに済む。
In the following, the same reference numerals as those in the first embodiment denote the same functional objects .
The second embodiment shown in FIG. 6, the
For this reason, in this Example 2 , it is not necessary to consider the influence of the power transmission means 5 .
(変形例1)
上記の実施例では、出力軸4とアーマチャシャフト21の間に遊星歯車減速装置12を介在させる例を示したが、他の構成よりなる減速装置を出力軸4とアーマチャシャフト21の間に介在させても良い。また、動力伝達手段5の減速比を高めるなどして、出力軸4とアーマチャシャフト21の間に減速装置を介在させない場合の常時接続スタータに本発明を適用しても良い。
(Modification 1)
In the above embodiment, an example in which the planetary gear
上記の実施例では、一方向クラッチ6を動力伝達手段5とスタータ3の出力軸4の間に介在させる例を示したが、一方向クラッチ6をエンジン1のクランク軸2と動力伝達手段5の間に介在させる常時接続スタータに本発明を適用しても良い。
In the above embodiment, an example in which the one-
1 エンジン
2 クランク軸
3 スタータ
4 出力軸
5 動力伝達手段
6 一方向クラッチ
7 大径プーリ
8 小径プーリ
9 ベルト
11 電動モータ
13 アーマチャ
16 ブラシ
31 インナ(駆動輪)
32 アウタ(従動輪)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
32 Outer (driven wheel)
Claims (5)
前記一方向クラッチの最大空転トルクより、前記スタータの電動モータのアーマチャの最小固定トルクが大きいことを特徴とする常時接続スタータ。 In the always-connected starter in which the crankshaft of the engine and the output shaft of the starter are always connected via a one-way clutch that transmits rotational power from the output shaft only to the crankshaft,
The always-connected starter characterized in that the minimum fixed torque of the armature of the electric motor of the starter is larger than the maximum idling torque of the one-way clutch.
前記アーマチャの最小固定トルクは、前記電動モータのブラシの寿命時における前記アーマチャの固定トルクであることを特徴とする常時接続スタータ。 The always-on starter according to claim 1 ,
The minimum fixed torque of the armature is a fixed torque of the armature during the life of the brush of the electric motor.
前記一方向クラッチの駆動輪は、前記出力軸に装着され、
前記クランク軸と前記一方向クラッチの従動輪は、動力伝達手段を介して動力伝達されることを特徴とする常時接続スタータ。 In the always-on starter according to claim 1 or 2 ,
The one-way clutch drive wheel is mounted on the output shaft;
The crankshaft and the driven wheel of the one-way clutch are configured to transmit power through power transmission means.
前記動力伝達手段は、ベルトとプーリとを備えることを特徴とする常時接続スタータ。 In the always-on starter according to claim 3 ,
The power transmission means includes a belt and a pulley, and a constant connection starter.
前記動力伝達手段は、複数のギヤを備えることを特徴とする常時接続スタータ。 In the always-on starter according to claim 3 ,
The power transmission means includes a plurality of gears, and is a constantly connected starter.
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