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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Technisches Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais für Anlasser,
welches eine elektrische Kontaktstelle durch eine Anziehungskraft
eines Elektromagneten öffnet
und schließt.
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BESCHREIBUNG DES STANDES DER
TECHNIK
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Derzeit
sind elektromagnetische Schalter für Anlasser unter Verwendung
eines elektromagnetischen Relais wie aus der US-Patentanmeldung
mit der Nr. 5424700 bekannt.
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Der
elektromagnetische Schalter, der in der US-Patentanmeldung Nr. 5424700
offenbart ist, umfasst einen Betrieb, in welchem die Hauptkontaktstelle,
die in einer Motorschaltung eines Anlassers vorgesehen ist, geöffnet und
geschlossen wird.
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Der
elektromagnetische Schalter weist einen B-Anschlussbolzen auf, der
mit einer Stromzuführseite
bzw. Leistungszuführseite
einer Motorschaltung verbunden ist, einen M-Anschlussbolzen, der
mit einer Lastseite (Motorseite) der Motorschaltung verbunden ist,
einen Satz feststehender bzw. fixierter Kontakte, die an jedem Ende
der Anschlussbolzen vorgesehen sind, und einen beweglichen Kontakt, der
den Satz fixierter Kontakte elektrisch unterbricht.
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Bei
dem fixierten Kontakt ist eine Mehrzahl herausragender bzw. hervorstehende
Teile auf der Kontaktpunktseite bzw. der Kontaktstellenseite vorgesehen,
welche dem beweglichen Kontakt gegenübersteht, wenn der Satz fixierter
Kontakte miteinander verbunden ist, wobei die vorstehenden Teile
der fixierten Kontakte den beweglichen Kontakt berühren, eine
Hauptkontaktstelle in einem geschlossenen Zustand ist, und dem Motor
von der Batterie eine elektrische Leistung bzw. ein elektrischer
Strom zugeführt
wird.
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Um
jedoch eine Mehrzahl hervorstehender Teile auf der Kontaktstellenseite
des fixierten Kontakts wie in der US-Patentanmeldung Nr. 5424700 vorzusehen,
ist ein Schmiedeprozess erforderlich, wodurch eine große Kaltschmiedemaschine
benötigt wird,
wodurch wiederum die Produktionskosten erheblich ansteigen.
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Wenn
die Anschlussbolzen und der feste Kontakt aus verschiedenen Metallarten
bestehen, ist es zudem erforderlich, diese durch Schweißen etc. zu
verbinden; das Problem hierbei ist, dass dadurch die Anzahl der
Herstellungsschritte rapide ansteigt.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde gemacht, um den obenstehend beschriebenen
Problemen Rechnung zu tragen, wobei es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist, ein elektromagnetisches Relais vorzusehen, bei welchem
man nicht auf eine große
Produktionseinrichtung angewiesen ist, um eine Mehrzahl hervorstehender
Teile auf einer Oberfläche eines
fixierten Kontakts vorzusehen, der einem beweglichen Kontakt gegenübersteht,
wodurch eine Vereinfachung des Herstellungsprozesses ermöglicht wird.
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Bei
einem elektromagnetischen Relais für Anlasser gemäß eines
ersten Aspekts der Erfindung weist das elektromagnetische Relais
für Anlasser
einen ersten Anschlussbolzen auf, der mit einer Leistungszuführseite
einer elektrischen Schaltung verbunden ist, einen zweiten Anschlussbolzen,
der mit einer Lastseite der elektrischen Schaltung verbunden ist,
einen Satz fixierter Kontakte, welcher an einem Ende von jedem,
der ersten und zweiten Anschlussbolzen vorgesehen ist, einen beweglichen
Kontakt, der dem Satz fixierter Kontakte gegenüberliegt und beweglich ist,
und einen Solenoid, der einen beweglichen Kern ansteuert bzw. antreibt,
wenn er bei Erregung einen Elektromagneten ausbildet.
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Der
bewegliche Kontakt, welcher die Bewegung des beweglichen Kerns synchronisiert,
unterbricht den Satz fixierter Kontakte elektrisch, wobei die ersten
und zweiten Anschlussbolzen und der Satz fixierter Kontakte aus
verschiedenen Metallarten ausgebildet und mechanisch fixiert sind.
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Eine
Mehrzahl von konkav-konvexen Teilen ist auf einer Oberfläche des
fixierten Kontakts vorgesehen, der dem beweglichen Kontakt gegenüberliegt,
wobei eine Mehrzahl von konkav-konvexen Abschnitten auf einer anderen
Oberfläche
des fixierten Kontakts vorgesehen ist, welcher der beweglichen Kontaktseite
gegenüberliegt.
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Die
konkav-konvexen Abschnitte sind derart angebracht, dass Positionen
von konkaven Teilen der konkav-konvexen Abschnitte mit Positionen
von konvexen Teilen der konkav-konvexen Abschnitte, welche in der
entgegengesetzten Oberfläche
des fixierten Kontakts vorgesehen sind, übereinstimmen.
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Die
Mehrzahl konkav-konvexer Teile ist zumindest teilweise gekrümmt, weist
eine gleiche Höhe auf,
und steht in Höhenrichtung
von dem fixierten Kontakt hervor.
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Gemäß der obenstehend
erwähnten
Ausbildung kann auf Verbindungsprozesse, wie z. B. Schweißen, verzichtet
werden, da die ersten und zweiten Anschlussbolzen und der fixierte
Kontakt zusammengebaut sind und mechanisch fixiert. Dadurch kann
ein Herstellungsprozess deutlich vereinfacht werden.
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Da
die Mehrzahl konkav-konvexer Teile, welche in einer Oberfläche bzw.
einer Fläche
des fixierten Kontakts vorgesehen sind, zumindest teilweise gekrümmt ist,
eine gleiche Höhe
aufweist, und in Höhenrichtung
von dem fixierten Kontakt hervorsteht, kann eine lockere Verbindung
des beweglichen Kontakts und der fixierten Kontakte verhindert werden,
da die Spitzen der konkav-konvexen Teile die Oberfläche des
beweglichen Kontakts berühren
kann, wenn der bewegliche Kontakt den fixierten Kontakt berührt.
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Bei
einem elektromagnetischen Relais für Anlasser gemäß eines
zweiten Aspekts sind die konkav-konvexen Teile und die konkav-konvexen
Abschnitte in einer vorbestimmten Länge von der Endfläche des
fixierten Kontakts entlang der Richtung zwischen der Kontaktstelle
ausgebildet, und die konkav-konvexen Teile und die konkav-konvexen Abschnitte
parallel mit einem festen Intervall bzw. Abstand dazwischen in Kontaktstellen-Breiterichtung ausgebildet,
wenn eine Richtung, die rechtwinklig zur Axialrichtung der ersten
und zweiten Anschlussbolzen ist, als Richtung zwischen dem Kontaktpunkt bzw.
der Kontaktstelle bezeichnet wird, und eine Richtung, welche die
Richtung der Plattenstärke
des fixierten Kontakts schneidet und rechtwinklig zur Richtung zwischen
der Kontaktstelle ist, als Kontaktstelle-Breiterichtung bezeichnet
wird.
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Bei
einem elektromagnetischen Relais für Anlasser gemäß einem
dritten Aspekts werden die konkav-konvexen Teile und die konkav-konvexen
Abschnitte gepresst bzw. durch einen Pressvorgang ausgebildet.
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Bei
einem elektromagnetischen Relais für Anlasser gemäß einem
vierten Aspekts ist eine Befestigungsöffnung bzw. ein Befestigungsloch
an bzw. auf dem fixierten Kontakt ausgebildet, welches bzw. welcher
sich in Plattenstärkerichtung
erstreckt, wobei jedes Ende der ersten und zweiten Anschlussbolzen in
die Befestigungsöffnung
eingepasst ist.
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Bei
einem elektromagnetischen Relais für Anlasser gemäß einem
fünften
Aspekts sind Kerbverzahnungen an den Perimeterseiten bzw. umfangsseitig
an den einen Enden der ersten und zweiten Anschlussbolzen ausgebildet,
wobei die ersten und zweiten Anschlussbolzen in die Befestigungsöffnungen
bzw. -löcher,
welche in den fixierten Kontakten ausgebildet sind, über Kerbverzahnung
eingepasst sind.
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Bei
einem elektromagnetischen Relais für Anlasser gemäß eines
sechsten Aspekts wird das elektromagnetische Relais als Schalter
zur Motorerregung verwendet, welcher einen Strom, der von einer
Batterie zu einem Anlassermotor zum Anlassen von Verbrennungsmaschinen
fließt,
an- und ausschaltet.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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In
der beigefügten
Zeichnung zeigt:
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1 eine
Schnittansicht eines Solenoids zur Ritzelausgabe und einen Schalter
zur Motorerregung gemäß einer
ersten Ausführungsform;
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2 eine
Schnittansicht eines Anlassers;
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3 eine
perspektivische Ansicht, die einen Zusammenbauablauf eines Anschlussbolzens und
eines fixierten Kontakts darstellt;
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4 eine
weitere perspektivische Ansicht, welche den Zusammenbauablauf des
Anschlussbolzens und des fixierten Kontakts darstellt;
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5A eine
Draufsicht des fixierten Kontakts, welcher einen Abschnitt darstellt,
in welchem konkav-konvexe Abschnitte ausgebildet sind;
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5B eine
Ansicht, welche die konkav-konvexen Abschnitte und konkav-konvexe Teile von
einer Endfläche
des fixierten Kontakts aus betrachtet darstellt;
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6 eine
elektrische Schaltung des Anlassers;
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7 eine
Schnittansicht eines elektromagnetischen Schalters für Anlasser
gemäß einer
zweiten Ausführungsform;
und
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8 eine
Schnittansicht eines Relais eines Kolbentyps gemäß einer dritten Ausführungsform;
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine
Ausführungsform
eines elektromagnetischen Relais gemäß der vorliegenden Erfindung
wird bezüglich
der beigefügten
Figuren im Detail beschrieben.
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[Erste Ausführungsform]
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In
der ersten Ausführungsform
wird ein Beispiel eines elektromagnetischen Relais, das an einem
Schalter für
eine Motorerregung angelegt ist, welcher in einem Anlasser vorgesehen
ist, erläutert.
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Wie
in 2 dargestellt, weist der Anlasser 1 einen
Motor 2 auf, eine Abtriebswelle 3, einen beweglichen
Zahnrad- bzw. Ritzelkörper
(später
erläutert),
einen Schalthebel 4, einen Solenoid 5 zum Herausdrücken eines
Ritzels, eine Batterie 6 (siehe 6), und
einen Schalter 7 zum Erregen des Motors.
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Der
Motor 2 erzeugt ein Drehmoment, wobei dieses Drehmoment
auf die Abtriebswelle 3 übertragen wird, um diese zu
drehen. Der bewegliche Ritzelkörper
ist beweglich in axiale Richtung am Umfang bzw. an einem Perimeter
der Abtriebswelle 3 vorgesehen. Der Solenoid 5 drückt den
beweglichen Ritzelkörper
entgegen der Motorrichtung (nach links in 2) über den
Schalthebel 4 heraus. Der Schalter 7 öffnet und
schließt
einen Motor-Kontaktpunkt bzw. eine Motor-Kontaktstelle (später erklärt), die
in einer Motorschaltung zum Leiten von Strom zu dem Motor 2 von
der Batterie 6 (siehe 6) vorgesehen
ist.
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Wie
in 6 dargestellt, ist der Motor 2 ein Gleichrichtermotor,
der mit einem magnetischen Feld 8 vorgesehen ist, welches
durch Anbringen einer Mehrzahl von Permanentmagneten in einem Innenumfang
eines Jochs 9, eines Ankers 10, der mit einem
Gleichrichter 11 an einem Ende einer Ankerwelle vorgesehen
ist, und Bürsten 13,
die angebracht sind, einen Umfang bzw. Perimeter des Gleichrichters 11 (auch
Gleichrichterseite genannt) zu berühren und an die Gleichrichterseite
durch Bürstenfedern 12 gedrückt zu werden,
erzeugt wird.
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Das
elektromagnetische Feld, das durch eine Feldspule erzeugt wird,
kann außerdem
als das magnetische Feld 8 des Motors 2 anstelle
der Permanentmagneten verwendet werden.
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Die
Abtriebswelle 3 ist koaxial zur Ankerwelle über Reduktionsgetriebe
bzw. Untersetzungsgetriebe (nicht dargestellt) angebracht, wobei
eine Drehzahl des Motors 2 durch das Untersetzungsgetriebe herabgesetzt
und anschließend übertragen
wird.
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Das
Untersetzungsgetriebe ist für
gewöhnlich
ein Planeten-Untersetzungsgetriebe, wobei ein Planetenträger, welcher
die Umlaufbewegung eines Planetengetriebes aufnimmt, integral mit
der Abtriebswelle 3 vorgesehen ist.
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Der
bewegliche Ritzelkörper
besteht aus einer Kupplung 12 und einem Ritzel 13.
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Die
Kupplung 12 ist für
gewöhnlich
eine Einwegkupplung, und besteht aus einer äußeren Kupplung, welche den
Umfang der Abtriebswelle 3 über eine Schrägverzahnung
einpasst, einer inneren Kupplung, welche so angebracht ist, dass
sie sich relativ zum Innenumfang der äußeren Kupplung frei dreht,
und Rollen, welche die Drehmomentübertragung zwischen der äußeren Kupplung
und der inneren Kupplung unterbrechen.
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Die
Kupplung 12 überträgt ein Drehmoment nur
in eine Richtung über
die Rollen von der äußeren Kupplung
zur inneren Kupplung.
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Das
Ritzel 13 ist integral mit der inneren Kupplung ausgebildet,
und durch den Perimeter bzw. Umfang der Abtriebswelle 3 über ein
Lager (nicht dargestellt) relativ rotationsfrei gelagert.
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Wie
in 1 dargestellt, besteht der Solenoid 5 aus
der Solenoidspule 14, einem Solenoidjoch 15, einem
fixierten Eisenkern 16, einem Kolben 17, einem
Verbindungsstück 18 und
dergleichen.
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Die
Solenoidspule 14 erzeugt bei Erregung ein magnetisches
Feld. Das Solenoidjoch 15 bildet einen magnetischen Pfad
im Perimeter der Solenoidspule 14 aus. Der Kolben 17,
welcher einer Aufnahmeseite, die an einem Ende in Axialrichtung
(linke Seite in der Figur) des fixierten Eisenkerns 16 ausgebildet
ist, gegenübersteht,
bewegt sich an dem Innenumfang der Solenoidspule 14 in
Axialrichtung. Das Verbindungsstück 18 überträgt eine
Bewegung des Kolbens 17 auf den Schalthebel 4.
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Ein
Ende der Solenoidspule 14 ist mit einem Verbindungsanschluss 19 (siehe 6)
verbunden, wobei das entgegengesetzte Ende der Solenoidspule 14 z.
B. durch Verschweißen
etc. mit der Oberfläche
des fixierten Eisenkerns 16 geerdet ist.
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Eine
elektrische Verkabelung, welche zu einem Anlasserrelais 20 führt, ist
mit dem Verbindungsanschluss 19 verbunden.
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Das
Starterrelais 20 wird durch eine elektrische Steuereinheit,
oder eine ECU 21 (siehe 6) an- und
ausgeschaltet, und wenn das Starterrelais 20 angeschaltet
wird bzw. gesteuert wird, an zu sein, wird die Solenoidspule 14 von
der Batterie 6 durch das Anlasserrelais 20 erregt.
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Wenn
der fixierte Eisenkern 16 durch das Erregen der Solenoidspule 14 magnetisiert
wird, tritt eine Anziehungskraft zwischen dem Kolben 17 und dem
fixierten Eisenkern 16 auf. Der Kolben 17 wird anschließend an
die Aufnahmeseite des fixierten Eisenkerns 16 gezogen und
wirkt dabei einer Gegenkraft einer Rückholfeder 22 entgegen,
welche zwischen dem Kolben 17 und dem fixierten Eisenkern 16 angebracht
ist.
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Wenn
die Erregung der Solenoidspule 14 gestoppt wird und eine
Anziehungskraft verschwindet, wird der Kolben 17 in eine
Richtung entgegengesetzt vom Eisenkern (nach links in 1)
durch die Gegenkraft der Rückholfeder
bzw. Rückstellfeder 22 zurückgedrückt.
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Dieser
Kolben 17 ist in einer zylindrischen Form mit einer mittigen
zylindrischen Öffnung
in Radialrichtung ausgebildet. Die zylindrische Öffnung ist an einer Endseite in
Axialseite des Kolbens 17 offen, wobei sie an der Gegenseite
eine Bodenfläche
aufweist.
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Eine
Metallhülse 23,
welche die Bewegung des Kolbens 17 führt, ist im Innenumfang der
Solenoidspule 14 angebracht.
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Das
Verbindungsstück 18 ist
in die zylindrische Öffnung
des Kolbens 17 mit einer Antriebsfeder eingebracht (nicht
dargestellt).
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Das
Verbindungsstück 18 ist
zylindrisch ausgebildet. Ein Eingriffsschlitz 18a, mit
welchem ein Ende des Schalthebels 14 in Eingriff steht,
ist an einer Endseite eines Endabschnitts ausgebildet, welcher von
der zylindrischen Öffnung
des Kolbens 17 hervorsteht, wobei ein Flanschteil an einer
Endseite des entgegengesetzten Endabschnitts vorgesehen ist.
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Das
Flanschteil hat einen Außendurchmesser,
welcher an dem Innenumfang der zylindrischen Öffnung entlang gleiten kann,
und wird in Erwiderung auf die Last der Rückstellfeder gegen den Boden
der zylindrischen Öffnung
gedrückt.
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Nachdem
die Endfläche
des Ritzels 13, welches durch die Bewegung des Kolbens 17 in
Richtung einer Gegenmotorseite über
den Schalthebel 4 herausgedrückt wird, eine Endfläche eines
Hohlrades bzw. Zahnkranzes 24 (siehe 6),
welches integral mit einer Verbrennungsmaschinenkurbelwelle rotiert,
berührt,
wird die Antriebsfeder zusammengedrückt, während der Kolben 17 sich
bewegt, bis er in dem fixierten Eisenkern 16 aufgenommen
ist, und erfährt
die Gegenkraft zum Ineinandergreifen des Zahnkranzes 24 mit
dem Ritzel 13.
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Wie
in 1 dargestellt, besteht der Schalter 7 für die Motorerregung
aus einer Schaltspule 25, einem Schaltjoch 26,
einem beweglichen Kern 27, einer Harzschicht bzw. Harzabdeckung 28,
zwei Anschlussbolzen 29 und 30, einem Satz fixierter
Kontakte 31, einem beweglichen Kontakt 32, und
dergleichen.
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Die
Schaltspule 25 erzeugt ein magnetisches Feld wenn sie erregt
wird. Das Schaltjoch 26 bildet einen magnetischen Pfad
im Perimeter der Schaltspule 25 aus. Der bewegliche Kern 27,
welcher einer Aufnahmeseite gegenübersteht, welche an einem Ende
in Axialrichtung des fixierten Eisenkerns 16 ausgebildet
ist, bewegt sich auf der Schaltspule 25 in Axialrichtung.
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Die
Harzschicht bzw. Harzabdeckung 28 schließt eine Öffnung des
Schaltjochs 26 und ist daran fixiert. Die zwei Anschlussbolzen 29 und 30 sind an
der Harzabdeckung 28 fixiert. Der Satz fixierter Kontakte 31 ist
mit den zwei Anschlussbolzen 29 und 30 elektrisch
verbunden. Der bewegliche Kontakt 32 überbrückt den Satz fixierter Kontakte 31 intermittierend.
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Das
Schaltjoch 26 ist in Axialrichtung von dem Solenoidjoch 15 kontinuierlich
ausgebildet, wobei das Solenoidjoch 15 und das Schaltjoch 26 gemeinsam
und integral als Gesamtjoch vorgesehen sind.
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Wie
in 1 dargestellt, weist das Gesamtjoch eine Röhrenform
mit Boden auf, wobei sie einen ringförmigen Boden an einem Ende
in Axialrichtung (linke Seite der Figur) und eine Öffnung an
einem entgegengesetzten Ende hat. Der Außendurchmesser des Gesamtjochs
ist von einem Ende bis zum entgegengesetzten Ende in Axialrichtung
konstant.
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Ein
Innendurchmesser des entgegengesetzten Endes in Axialrichtung, welcher
das Schaltjoch 28 ausbildet, ist größer als das eine Ende in Axialrichtung,
welches das Solenoidjoch 15 ausbildet, während die
Dicke des entgegengesetzten Endes dünner als die des einen Endes
ist, wodurch eine Stufe bzw. eine Leveldifferenz zwischen beiden
Enden entsteht wird.
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Der
fixierte Eisenkern 16 ist von dem Öffnungsende des Schaltjochs 26 aus,
welches am entgegengesetzten Ende des Gesamtjochs geöffnet ist in
das Gesamtjoch eingebracht.
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Die
Endfläche
eines Umfangsteils bzw. Perimeterteils in dem einen Ende in Axialrichtung
des fixierten Eisenkerns 16 berührt die obenstehend erwähnte Leveldifferenz
bzw. Stufe, so dass der fixierte Eisenkern 16 an der Seite
der Solenoidspule 14 in Axialrichtung positioniert wird.
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Ein
Ende der Schaltspule 25 ist mit dem externen Anschluss 33 (siehe 6)
verbunden, wobei das entgegengesetzte Ende der Schaltspule 25 z.
B. durch Anschweißen
etc. an die Oberfläche
des fixierten Eisenkerns 16 geerdet ist.
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Der
externe Anschluss 33 ist derart ausgebildet, dass er von
einer Endfläche
der Harzabdeckung 28 nach außen ragt, und über eine
elektrische Verkabelung mit der ECU 21 verbunden ist.
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Ein
magnetisches Element 34 in Axialrichtung und ein magnetisches
Element 35 in Radialrichtung, welche Teile eines magnetischen
Pfads ausbilden, sind an einer Umfangsseite bzw. Perimeterseite in
Radialrichtung der Schaltspule 25 und an einer Gegenseite
des fixierten Eisenkerns in Axialrichtung der Schaltspule 25 entsprechend
angebracht.
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Das
magnetische Element 34 in Axialrichtung weist eine zylindrische
Form auf, und ist in den Innenumfang des Schaltjochs 26 mit
kaum einem Spiel eingebracht. Die Endfläche der einen Endseite in Axialrichtung
des magnetischen Elements 34 in Axialrichtung berührt bzw.
kontaktiert die Perimeterfläche
des fixierten Eisenkerns 16, und ist in Axialrichtung positioniert.
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Das
magnetische Element 35 in Radialrichtung ist rechtwinklig
zur Axialrichtung der Schaltspule 25 angebracht. Die spulenseitige
Position des magnetischen Elements 35 in Radialrichtung
wird durch Berühren
bzw. Kontaktieren einer Perimeter-Endfläche der einen Endseite in Axialrichtung
daran gehindert bzw. gehemmt, sich zu einem Ende in Axialrichtung
des magnetischen Elements 34 in Axialrichtung zu bewegen.
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Das
magnetische Element 35 in Radialrichtung weist eine runde Öffnung auf,
die radial mittig geöffnet
ist, so dass sich der bewegliche Kern 27 in Axialrichtung
bewegen kann.
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Wenn
der fixierte Eisenkern 16 durch das Erregen der Schaltspule
magnetisiert wird, tritt eine Anziehungskraft zwischen dem beweglichen
Kern 27 und dem fixierten Eisenkern 16 auf. Der
bewegliche Kern 27 wird dann zu der Aufnahmeseite des fixierten Eisenkerns 16 angezogen
und widersteht hierbei einer Gegenkraft einer Rückstellfeder 36, welche
zwischen dem beweglichen Kern 37 und dem fixierten Eisenkern 16 angebracht
ist.
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Wenn
die Erregung der Schaltspule 25 gestoppt wird, und eine
Anziehungskraft verschwindet, wird der bewegliche Kern 27 durch
die Gegenkraft der Rückstellfeder 36 in
Richtung entgegengesetzt von dem Eisenkern (nach rechts in 1)
zurückgedrückt.
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Die
Harzabdeckung 28 weist ein zylindrisches Bein 28a auf.
Das Bein 28a wird in den Innenumfang des Schaltjochs 26 eingebracht.
Das Bein bzw. der Stift 28a ist so angebracht, dass die
Endfläche
des Stiftes 28a die Oberfläche des magnetischen Elements 35 in
Radialrichtung berührt,
und ist zudem an dem Öffnungsende
des Schaltjochs 26 durch Krimpen fixiert.
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Zwei
Anschlussbolzen 29 und 30 sind B-Anschlussbolzen 29,
an welchen das Batteriekabelfach angeschlossen ist, und ein M-Anschlussbolzen 30, an
welchem die Motorphase bzw. das Motorkabel 37 (siehe 2)
angeschlossen ist. Zwei Anschlussbolzen 29 und 30 durchdringen
den Boden der Harzabdeckung 28 und sind daran angebracht,
während
jeder der Bolzen an der Harzabdeckung 28 durch Unterlegscheiben
bzw. Krimpscheiben 38 fixiert ist.
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Der
Satz fixierter Kontakte 31 ist separat von den zwei Anschlussbolzen 29 und 30 ausgebildet. Die
fixierten Kontakte 31 weisen eine flache Plattenform auf,
und sind mechanisch an den Enden der zwei Anschlussbolzen 29 und 30 fixiert,
welche ins innere der Harzabdeckung 28 eindringen.
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Genauer
gesagt, wie in 3 dargestellt, ist eine ringförmige Befestigungsöffnung 31a an
dem fixierten Kontakt 31 durch Durchdringen der Platte
in Richtung der Plattendicke (vertikale Richtung in den Figuren)
ausgebildet. Das eine Ende der Anschlussbolzen 29 (und 30)
wird passend in die Befestigungsöffnung 31a von
oben in der Figur gepresst, wobei der fixierte Kontakt 31 an
dem einen Ende des Anschlussbolzens 29 (und 30)
fixiert ist.
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Alternativ,
wie in 4 dargestellt, können Kerbverzahnungen 29a und 30a an
den Perimeterseiten der einen Enden der Anschlussbolzen 29 und 30 ausgebildet
sein, wobei eine Kerbverzahnung-Presspassung (die Abschnitte, in
welchen die Kerbverzahnungen 29a und 30a ausgebildet
sind, werden passend in die Befestigungsöffnungen 31a gepresst)
mit den Anschlussbolzen 29 und 30 zum Fixierten
der Bolzen 29 und 30 in den Befestigungsöffnungen 31a,
die in den fixierten Kontakten 31 ausgebildet sind, durchgeführt werden
kann.
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Zwei
Anschlussbolzen 29 und 30 und der Satz fixierter
Kontakte 31 bestehen aus unterschiedlichen Metallarten.
Die zwei Anschlussbolzen 29 und 30 bestehen z.
B. aus Eisen und der Satz fixierter Kontakte 31 aus Kupfer.
Die zwei Anschlussbolzen 29 und 30 können allerdings
auch kupferplattiert sein. Die Bolzen 29 und 30 werden
durch Gewindewalzen hergestellt.
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Wie
in 5B dargestellt, ist eine Mehrzahl von konkav-konvexen
Teilen 31b an einer Oberfläche des fixierten Kontakts 31,
welcher den beweglichen Kontakt 32 (unterer Teil der Figur)
gegenübersteht, vorgesehen.
Eine Mehrzahl von konkav-konvexen Abschnitten 31c ist an
einer anderen Oberfläche
des fixierten Kontakts 31, welcher der der Seite des beweglichen
Kotakts gegenüberliegenden
Seite gegenübersteht,
vorgesehen.
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Die
konkav-konvexen Abschnitte 31c sind so angebracht, dass
Abschnitte der konkaven Teile der konkav-konvexen Abschnitte 31c mit
Positionen von konvexen Teilen der konkav-konvexen Abschnitte 31c,
welche in der entgegengesetzten Oberfläche des fixierten Kontakts 31 vorgesehen
sind, übereinstimmen.
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Die
Mehrzahl von konkav-konvexen Teilen 31b ist zumindest teilweise
gekrümmt,
weist die gleiche Höhe
auf und steht in einer Höhenrichtung
von dem fixierten Kontakt 31 hervor. Die Mehrzahl von konkav-konvexen
Abschnitten 31c ist als eine Serie von Absenkungen bzw.
Vertiefungen ausgebildet.
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Die
obenstehend erwähnten
konkav-konvexen Teile 31b und konkav-konvexen Abschnitte 31c können durch
Pressen ausgebildet werden, d. h., durch Durchführen eines Pressprozesses auf
dem plattenförmigen
fixierten Kontakt 31 mit der oberen Pressform (nicht dargestellt),
welche einen konvexen Teil entsprechend der Form der konkav-konvexen Abschnitte 31c aufweist,
und der unteren Pressform (nicht dargestellt), welche einen konkaven
Teil entsprechend der Form der konkav-konvexen Teile 31b vorsieht,
werden die konkav-konvexen Abschnitte 31c an der Oberfläche der
entgegengesetzten Seite des fixierten Kontakts 31 ausgebildet,
während
die konkav-konvexen Teile 31b von der Oberfläche der einen
Seite des fixierten Kontakts 31 hervorstehen.
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Wenn
eine Richtung (vertikale Richtung in 1), welche
die Axialrichtung der zwei Anschlussbolzen 29 und 30 rechtwinklig
schneidet, als die Richtung zwischen der Kontaktstelle bezeichnet
wird, und wenn eine Richtung, welche die Richtung in Plattendicke
des fixierten Kontakts 31 schneidet und die Richtung zwischen
der Kontaktstelle rechtwinklig schneidet, als eine Kontaktstelle-Breiterichtung
bezeichnet wird (siehe 3), sind die konkav-konvexen
Teile 31b und die die konkav-konvexen Abschnitte 31c in
einer vorbestimmten Länge
von der Endfläche
(Endfläche,
durch welche sich beide fixierten Kontakte 31 in einer
Richtung zwischen der Kontaktstelle gegenüberliegend) es fixierten Kontakts 31 entlang
der Richtung zwischen der Kontaktstelle ausgebildet, wie in 5A dargestellt,
und parallel mit einem festen Intervall bzw. Abstand dazwischen
in Kontaktstelle-Breiterichtung (horizontale Richtung in 1)
ausgebildet.
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Der
bewegliche Kontakt 32 ist an der Gegenseite des beweglichen
Kerns (rechte Seite in 1) von dem Satz fixierter Kontakte 31 angebracht,
und wird an der Endfläche
einer Stange 39, welche aus Harz besteht und an dem beweglichen
Kern 27 fixiert ist, in Erwiderung auf die Last einer Kontaktdruckfeder 40 gezwungen.
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Da
jedoch die Anfangslast bzw. Initiallast der Rückstellfeder 36 größer als
die Initiallast der Kontaktdruckfeder 40 eingestellt ist,
wird der bewegliche Kontakt 32 auf eine innere Sitzoberfläche 28b (siehe 1)
der Harzabdeckung 28 gesetzt, wo die Kontaktdruckfeder 40 gedrückt und
zusammengezogen wird, wenn die Schaltspule 25 nicht erregt
wird.
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Eine
Motor-Kontaktstelle ist geschlossen, wenn eine elektrische Verbindung
zwischen beiden fixierten Kontakten 31 durch den beweglichen
Kontakt 32, der durch die Kontaktdruckfeder 40 erregt wird,
geschlossen wird, und berührt
den Satz fixierter Kontakte 31 durch einen ausreichend
hohen Druck. Die Motor-Kontaktstelle wird geöffnet, wenn eine elektrische
Verbindung zwischen den fixierten Kontakten 31 durch den
beweglichen Kontakt 32, welcher von dem Satz fixierter
Kontakte 31 beabstandet wird, unterbrochen wird.
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Als
nächstes
wird der Betrieb des Anlassers 1 erläutert.
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Wenn
das gewöhnliche
Anlassen der Verbrennungsmaschine durchgeführt wird, dreht der Fahrer
bzw. Verwender den IG-Schlüssel
(Zündschlüssel, nicht
dargestellt) um und startet den Verbrennungsmotor in einem Zustand,
in welchem die Verbrennungsmaschine vollständig gestoppt worden ist.
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Die
ECU 21 schaltet das Anlasserrelais 20 in Erwiderung
auf ein Verbrennungsmaschinenstartsignal an, das durch Umdrehen
des IG-Schlüssels
erzeugt wird.
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Dadurch
erregt die Batterie 6 die Solenoidspule 14 des
Solenoids 5 und drückt
das Ritzel heraus, wobei der magnetisierte fixierte Eisenkern 16 den
Kolben 17 anzieht, und sich anschließend der Kolben 17 bewegt.
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Mit
der Bewegung des Kolbens 17 wird der bewegliche Ritzelkörper über den
Schalthebel 4 auf die Gegenmotorseite herausgedrückt, bis
die Endfläche
des Ritzels 13 die Endfläche des Zahnkranzes 24 berührt.
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Nach
einer vorbestimmten Zeit wird ein AN-Signal von der ECU 21 vom
Erzeugen des Verbrennungsmaschinenstartsignals zur Schaltspule 25 des
Schalters 7 ausgegeben.
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Dadurch
wird die Schaltspule 25 erregt und der bewegliche Kern 27 in
den fixierten Eisenkern 16 gezogen, wobei die Motor-Kontaktstelle
durch den beweglichen Kontakt 32, welcher durch die Kontaktdruckfeder 44 mit
dem Satz fixierter Kontakte 31 aufeinandergedrückt wird,
schließt.
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Demgemäß wird der
Motor 2 erregt, und ein Drehmoment tritt in einem Anker 10 auf,
wobei das Drehmoment anschließend
auf die Abtriebswelle 3 übertragen wird, und die Rotation
der Abtriebswelle 3 weiter auf das Ritzel 13 über die
Kupplung 12 übertragen
wird.
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Wenn
das Ritzel 13 die Position, welche mit dem Zahnkranz 24 eingreifbar
ist, rotiert, greift das Ritzel 13 durch die Gegenkraft,
welche in der Ansteuerfeder gespeichert ist, mit dem Zahnkranz 24 ineinander,
wobei von dem Ritzel 13 ein Drehmoment auf den Zahnkranz 24 übertragen
wird, und die Verbrennungsmaschine gestartet wird.
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Obwohl
sich der obenstehend erwähnte
Betrieb auf einen Zeitpunkt eines gewöhnlichen Anlassens einer Verbrennungsmaschine
durch eine AN-Betätigung
des IG-Schlüssels bezieht
(auch Schlüssel-Anlasszeit
genannt), kann der Anlasser 1 der vorliegenden Ausführungsform
auch entsprechend nicht nur in Erwiderung auf die Verwendung des
IG-Schlüssels
verwendet werden, sonder auch wenn eine Neustartanfrage auftritt,
wenn ein Leerlaufstopp ausgeführt
wird und die Verbrennungsmaschine gestoppt wird (auch als Neustartzeit
bezeichnet), da der Anlasser 1 den Betrieb bzw. die Betätigung des
Solenoids 5 für
die Ritzelausgabe und den Schalter 7 für das Erregen des Motors durch
die ECU 21 separat steuern kann.
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Wenn
z. B. die Neustartanfrage auftritt, wenn die Verbrennungsmaschine
gestoppt wird, steuert die ECU 21 den Betrieb des Solenoids 5 für eine Ritzelausgabe
und den Schalter 7 für
eine Erregung des Motors basierend auf der Drehzahlinformation,
die von einem Rotationsdetektor bzw. Drehzahldetektor 41 entnommen
wird (siehe 6), welcher die Drehzahl der
Verbrennungsmaschine oder des Zahnkranzes 24 erfasst.
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Genauer
gesagt, wenn die Drehzahl, welche durch den Drehzahldetektor 41 erfasst
wird, niedriger als die vorbestimmte Drehzahl ist (z. B., eine Drehzahl
im Leerlauf), wird der Solenoid 5 für die Ritzelausgabe vor dem
Schalter 7 für
die Erregung des Motors betrieben bzw. betätigt, wobei der Schalter 7 für die Erregung
des Motors betätigt
wird und der Motor 2 gestartet wird, nachdem das Ritzel 13 mit
dem sich drehenden Zahnkranz 24 ineinandergreift.
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Dadurch
wird das Drehmoment des Motors 2 von dem Ritzel 13 auf
den Zahnkranz 24 übertragen, wobei
der Verbrennungsmotor neu gestartet werden kann.
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Wenn
hingegen die Drehzahl, welche durch den Drehzahldetektor 41 erfasst
wird, höher
als die vorbestimmte Drehzahl ist, wird der Schalter 7 für die Erregung
des Motors vor dem Solenoid 5 für die Ritzelausgabe betätigt, wobei
der Solenoid 5 für
die Ritzelausgabe betätigt
werden kann, wenn die entsprechende Drehzahl des Zahnkranzes 24 und
des Ritzels 13 den vorbestimmten Wert erreicht.
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Die
entsprechende Drehzahl des Zahnkranzes 24 und des Ritzels 13 kann
durch die ECU 21 basierend auf einer logischen Einrichtung
vor der Erfassung der Drehzahl der Verbrennungsmaschine oder des
Zahnkranzes 24 durch den Drehzahldetektor 41, und
der vorhergesagten ansteigenden Kurve (Anfangsprofil einer Zeit/Drehzahlkurve
des Motors 2) der Drehzahl des Motors beurteilt werden.
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[Vorteile der ersten Ausführungsform]
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Der
Schalter 7 für
das Erregen des Motors, mit welchem das elektromagnetische Relais
der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist, kann den Herstellungsprozess
im Vergleich zu einem Verbindungsprozess, wie z. B. Schweißen etc.
vereinfachen, und darüber
hinaus den Zusammenbau erheblich verbessern, da die Anschlussbolzen 29 und 30 und
der fixierte Kontakt 31 durch Presspassen eines Endes der
Anschlussbolzen 29 (und 30) in die Befestigungsöffnung 31a,
welche in dem fixierten Kontakt 31 ausgebildet ist, mechanisch
zusammengebaut und fixiert werden kann.
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Zudem
kann der Prozess bzw. Ablauf, wie in 4 dargestellt,
wenn die Kerbverzahnungen 29a und 30a an der Perimeterseite
der Anschlussbolzen 29 und 30 ausgebildet sind,
und die Anschlussbolzen 29 und 30 anschließend in
die Befestigungsöffnung 31a des
fixierten Kontakts 31 über
die Kerbverzahnung eingepasst wird, einfacher gehandhabt werden und
die Komponenten können
besser fixiert werden im Vergleich zu einem Fall, in welchem die
Kerbverzahnungen nicht vorgesehen sind.
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Der
Schalter 7 für
das Erregen des Motors weist eine Struktur auf, in welcher der bewegliche Kontakt 32 durch
die Kontaktdruckfeder 40 erregt wird, und kontaktiert bzw.
berührt
den fixierten Kontakt 31, wenn der Elektromagnet durch
das Erregen der Schaltspule 25 ausgebildet wird und der
fixierte Eisenkern 16 in dem beweglichen Kern 27 gezogen wird.
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Obwohl
die Richtung, in welcher der bewegliche Kontakt 32 den
fixierten Kontakt 31 berührt, die Gegenrichtung der
Presspassung (links in 1) des fixierten Kontakts 31 zu
den Anschlussbolzen 29 und 30 zu diesem Zeitpunkt
ist, und da die Erregungsleistung bzw. Erregerleistung der Kontaktdruckfeder 40 klein
ist, kann sich der fixierte Kontakt 31 nicht von den Anschlussbolzen 29 und 30 lösen, falls
der bewegliche Kontakt 32 den fixierten Kontakt 31 berührt.
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Die
Mehrzahl von konkav-konvexen Teilen 31b ist an der einen
Oberfläche
des fixierten Kontakts 31 vorgesehen, welcher dem beweglichen
Kontakt 32 gegenüberliegt.
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Jedes
der konkav-konvexen Teile 31b ist zumindest teilweise gekrümmt, weist
die gleiche Höhe auf
und steht in Höhenrichtung
von dem fixierten Kontakt 31 hervor.
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Auf
der Oberfläche
der entgegengesetzten Seite des fixierten Kontakts 31,
welche die Gegenseite des beweglichen Kontakts ist, sind die konkav-konvexen
Abschnitte 31c in einer Position entsprechend der Mehrzahl
der konkav-konvexen Teile 31b vorgesehen.
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Die
konkav-konvexen Teile 31 und die konkav-konvexen Abschnitte 31c sind
in einer vorbestimmten Länge
von der Endfläche
des fixierten Kontakts 31 entlang der Richtung zwischen
der Kontaktstelle ausgebildet, und parallel mit einem festen Intervall
dazwischen in Kontaktstelle-Breiterichtung ausgebildet.
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Die ”vorbestimmte
Länge” kann in
etwa die gleiche Länge
wie die Länge
des beweglichen Kontakts 32 und der fixierten Kontakte 31,
welche in Richtung der Kontaktstelle übersteht, oder länger sein,
wenn der bewegliche Kontakt 32 die fixierten Kontakte 31 berührt.
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Gemäß der obenstehend
erwähnten
Ausführungsform
kann eine lockere Verbindung des beweglichen Kontakts 32 und
der beiden fixierten Kontakte 31 aufgrund des soliden bzw.
festen Kontakts des beweglichen Kontakts 32 und der beiden
fixierten Kontakte 31 verhindert werden, da die Spitze
der konkav-konvexen Teile 31b, welche an dem fixierten Kontakt 31 vorgesehen
sind, die Oberfläche
des beweglichen Kontakts 32 Linien berühren kann, wenn der bewegliche
Kontakt 32 den fixierten Kontakt 31 berührt.
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Da
der fixierte Kontakt 31 nicht in den konkav-konvexen Teilen 31b durch
Schmieden ausgebildet sein muss, sondern einfach durch Pressen unter Verwendung
eines Kupfermaterials ausgebildet werden kann, ist eine große Schmiedemaschine
nicht notwendig, wodurch eine einfache Herstellung gewährleistet
werden kann.
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Wenn
der in dieser Ausführungsform
offenbarte Anlasser in den Fahrzeugen eingebaut ist, welche mit
dem Leerlauf-Stopp-System vorgesehen sind, welches die Verbrennungsmaschine
zu einem Zeitpunkt stoppt, wenn die Fahrzeuge gestoppt werden, steigt
die Anlass-Anzahl der Verbrennungsmaschine stark an.
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Daher
kann auch die Anzahl der Erregungen des fixierten Kontakts 31 ansteigen,
und sich die Temperatur des fixierten Kontakts 31 erhöhen.
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In
solch einem Fall kann die Wärme
bzw. Hitze effizient abgeleitet werden, da die konkav-konvexen Abschnitte 31c auf
der Gegenseite des beweglichen Kontakts des fixierten Kontakts 31 ausgebildet sind.
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[Zweite Ausführungsform]
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Die
zweite Ausführungsform
zeigt ein Beispiel, welches das elektromagnetische Relais der vorliegenden
Erfindung in einem gemeinsamen elektromagnetischen Schalter 42 für Anlasser,
wie in 7 dargestellt, darstellt.
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Wie
in 7 dargestellt, weist ein elektromagnetischer Schalter 42 einen
Satz fixierter Kontakte 31 auf, welche an zwei Anschlussbolzen 29 und 30 vorgesehen
sind, und einen beweglichen Kontakt 32, welcher dem Satz
dieser fixierten Kontakte 31 gegenüberliegt und beweglich ist.
Der bewegliche Kontakt 32 wird über einen Isolator 45 am
Ende einer Stange 44, die an einem Kolben 43 fixiert
ist, gelagert.
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Wenn
ein fixierter Eisenkern 16 durch die Erregung einer elektromagnetischen
Spule 46 magnetisiert wird, wird der Kolben 43 zu
dem fixierten Eisenkern 16 gezogen, welcher eine Rückstellfeder 47,
die zwischen dem fixierten Eisenkern 16 und dem Kolben 43 angebracht
ist, drückt
und zusammenzieht.
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Durch
die Bewegung des Kolbens 43 wird ein beweglicher Ritzelkörper in
Axialrichtung über eine
Schaltung, welche mit einem Verbindungsstück 18 verbunden ist, herausgedrückt, wobei
der bewegliche Kontakt 32 den Satz fixierter Kontakte 31 berührt, wodurch
eine Motor-Kontaktstelle geschlossen wird.
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Bei
dem obenstehend erwähnten
elektromagnetischen Schalter 42 sind die fixierten Kontakte 31 an
den Enden der Anschlussbolzen 29 und 30 durch eine
Presspassung (oder eine Kerbverzahnung-Presspassung) wie jene der
ersten Ausführungsform
fixiert.
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Eine
Mehrzahl von konkav-konvexen Teilen ist an einer Oberfläche des
fixierten Kontakts 31, welcher den beweglichen Kontakt 32 gegenüberliegt, vorgesehen,
und konkav-konvexe Abschnitte sind in der Position entsprechend
den konkav-konvexen Teilen an einer entgegengesetzten Oberfläche, welche eine
Gegenseite des beweglichen Kontakts ist, ausgebildet.
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Die
konkav-konvexen Teile und die konkav-konvexen Abschnitte sind gerade
entlang einer Richtung zwischen einer Kontaktstelle ausgebildet, und
parallel mit einem festen Intervall in Kontaktstelle-Breiterichtung
ausgebildet.
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Die
Mehrzahl konkav-konvexer Teile ist zumindest teilweise gekrümmt, weißt die gleiche
Höhe auf,
und steht in einer Höhenrichtung
von dem fixierten Kontakt hervor.
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Die
konkav-konvexen Teile und die konkav-konvexen Abschnitte können durch
einen Pressvorgang einfach hergestellt werden.
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[Dritte Ausführungsform]
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Wie
in 8 dargestellt, zeigt die dritte Ausführungsform
ein Beispiel eines bekannten Relais 48 eines Kolbentyps,
wobei ein Betriebsverfahren gleich dem mit dem Schalter 7 für die Erregung
eines Motors ist, welches in der ersten Ausführungsform offenbart ist.
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Das
heißt,
ein Relais 48 der vorliegenden Ausführungsform weist eine Relaisspule 49 auf,
welche bei Erregung ein Magnetfeld erzeugt, einen fixierten Eisenkern 16, welcher
durch die Erregung der Relaisspule 49 magnetisiert wird,
und einen Kolben 50, der in axialer Richtung der Relaisspule 49,
welche dem fixierten Eisenkern 16 gegenüberliegt, beweglich ist.
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Wenn
der Kolben 50 durch die Anziehungskraft eines Elektromagneten
zu dem fixierten Eisenkern 16 gezogen wird, wird der bewegliche
Kontakt durch eine Kontaktdruckfeder 40 erregt, und berührt einen
Satz fixierter Kontakte 31.
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In
diesem Relais 48 sind die Enden der Anschlussbolzen 29 und 30 in
fixierte Löcher,
welche in den fixierten Kontakten 31 gleich der ersten
Ausführungsform
ausgebildet sind, (ggf. über
eine Kerbverzahnung) eingepasst, wodurch beide elektrisch und mechanisch
zusammengebaut sind.
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Eine
Mehrzahl von konkav-konvexen Teilen ist auf einer Oberfläche des
fixierten Kontakts 31, welcher dem beweglichen Kontakt 32 gegenüberliegt,
vorgesehen. Eine Mehrzahl von konkav-konvexen Abschnitten ist an
einer anderen Oberfläche
des fixierten Kontakts 31, welcher der Gegenseite des beweglichen
Kontakts gegenüberliegt,
ausgebildet.
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Die
konkav-konvexen Abschnitte sind so angebracht, dass Positionen von
konkaven Teilen der konkav-konvexen Abschnitten mit Positionen der konvexen
Teilen der konkav-konvexen Abschnitten, welche in der entgegengesetzten
Oberfläche
des fixierten Kontakts 31 vorgesehen sind, übereinstimmen.
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Die
konkav-konvexen Teile und die konkav-konvexen Abschnitte des plattenförmigen fixierten
Kontakts 31 können
durch einen Pressvorgang einfach ausgebildet bzw. hergestellt werden.