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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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(Technisches Gebiet)
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Schalter für einen Anlasser zum Öffnen und Schließen eines Hauptkontakts, der an einer Anlassermotorschaltung bereitgestellt ist, um dadurch einen Motorerregerstrom ein- und auszuschalten.
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(Stand der Technik)
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Ein bekannter elektromagnetischer Schalter für einen Anlasser, wie er in der japanischen Patentoffenlegungsschrift
JP 2006-177160 offenbart ist, umfasst, wie in
5 gezeigt ist, einen Solenoid SL, der dazu ausgestaltet ist, durch Erregung einer Spule
100 einen Elektromagnet zu bilden, um einen Tauchkolben
110 mittels einer Anziehungskraft des Elektromagnets anzutreiben, und einen beweglichen Kontakt
130, der an einem Ende einer Tauchkolbenstange
120 angebracht ist, die an dem Tauchkolben
110 gesichert ist. Der bewegliche Kontakt
130 ist gegenüberliegend von einem Paar fixierter Kontakte
140 angeordnet, die mit einer Anlassermotorschaltung elektrisch verbunden sind. Der bewegliche Kontakt
130 bewegt sich gemeinsam mit dem Tauchkolben
110 in der axialen Richtung in Reaktion auf eine EIN/AUS-Betätigung des Solenoids SL (das heißt, erregter/nicht erregter Zustand der Spule
100), wodurch das Paar der fixierten Kontakte
140 elektrisch verbunden und unterbrochen wird.
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Der elektromagnetische Schalter, der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift
JP 2006-177160 offenbart ist, umfasst auf der anderen Seite des Tauchkolbens eines fixierten Eisenkerns
150, der durch den Elektromagnet magnetisiert werden soll, ein Kontaktabteil
160, und in diesem Abteil sind das Paar der fixierten Kontakte
140 und der bewegliche Kontakt
130 angeordnet. Genauer genommen weist der fixierte Eisenkern
150 eine zylindrische Bohrung
170 auf, die in der radialen Mitte desselben angeordnet ist. Die Tauchkolbenstange
120 erstreckt sich durch die Bohrung
170 und der Endabschnitt der Tauchkolbenstange
120 befindet sich in dem Kontaktabteil
160. Zudem ist eine Kontaktdruckfeder
180 an dem äußeren umlaufenden Umfang der Tauchkolbenstange
120 bereitgestellt, um den beweglichen Kontakt
130 zu beaufschlagen. Um die Kontaktdruckfeder
180 innerhalb des inneren Durchmessers der Bohrung
170 ohne Beeinträchtigung durch den fixierten Eisenkern
150 anzubringen, ist der innere Durchmesser der Bohrung
170 größer als der äußere Durchmesser der Kontaktdruckfeder
180 eingestellt. Bei dem oben genannten Aufbau kann jedoch eine Raumlücke zwischen dem inneren Durchmesser der zylindrischen Bohrung
170 und dem fixierten Eisenkern
150 und dem äußeren Durchmesser der Tauchkolbenstange
120 zu einer Fließverbindung zwischen einem Tauchkolbenbewegungsraum
190, in dem sich der Tauchkolben
110 axial bewegen kann (nachstehend ebenso als Tauchkolbenabteil bezeichnet) und dem Kontaktabteil
160 führen, sodass Feuchtigkeit dazu neigt, aus dem Tauchkolbenabteil
190 in das Kontaktabteil
160 einzudringen.
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Wie zudem in 6 gezeigt ist, ist an dem äußeren umlaufenden Umfang des Tauchkolbens 120 eine Stufe derart bereitgestellt, dass die Tauchkolbenstange 120 auf der Tauchkolbenseite einen dicken Abschnitt und auf der anderen Seite des Tauchkolbens einen dünnen Abschnitt entlang der axialen Richtung bildet, und der äußere umlaufende Umfang des dicken Abschnitts der Tauchkolbenstange 120 mit dem inneren umlaufenden Umfang der zylindrischen Bohrung 170 in Gleitkontakt steht. Bei diesem Aufbau besteht im Wesentlichen kein räumlicher Spalt zwischen dem äußeren umlaufenden Umfang des dicken Abschnitts der Tauchkolbenstange 120 und dem inneren umlaufenden Umfang der zylindrischen Bohrung 170, wodurch verhindert werden kann, dass Feuchtigkeit während einem Übergang von einem nicht aktiven Zustand (in dem der Solenoid AUS-geschaltet ist) in einen aktiven Zustand (in dem der Solenoid EIN-geschaltet ist) von dem Tauchkolbenabteil 190 in das Kontaktabteil 160 eindringt.
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Während dem Übergang von dem aktiven Zustand zu dem nicht aktiven Zustand wird jedoch der Tauchkolben 110 durch eine Rückstellkraft der Rückstellfeder 200 nach links (aus Sicht der Zeichnungen) zurückgedrückt, wodurch ein im Wesentlichen negativer Druck in dem Kontaktabteil 160 verursacht werden kann.
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In der Gegenwart von Feuchtigkeit in dem Tauchkolbenabteil 190 (z. B. auf einer Oberfläche des Tauchkolbens 110 oder auf einer äußeren Umfangsoberfläche der Tauchkolbenstange 120) kann der negative Druck, der in dem Kontaktabteil 160 verursacht wird, bewirken, dass die Feuchtigkeit von dem Tauchkolbenabteil 190 in das Kontaktabteil 160 eingesaugt wird. Wenn beispielsweise die Außentemperatur unter den Gefrierpunkt absinkt, kann die Feuchtigkeit, die in das Kontaktabteil 160 eingesaugt wurde, an den Kontaktoberflächen der fixierten Kontakte 140 und/oder dem beweglichen Kontakt 130 anfrieren. Dies kann zu Leitfähigkeitsfehlern zwischen diesen Kontakten während eines Betriebs des elektromagnetischen Schalters führen. Um solche Leitfähigkeitsfehler zu vermeiden, muss das erzeugte Eis auf dem Kontaktoberflächen durch Kontaktkollisionen durch Kontakt mit dem beweglichen Kontakt 130 mit den fixierten Kontakten 140 gebrochen werden, wozu eine erhöhte Anziehungskraft des Solenoids erforderlich ist, um somit die Kontaktkollisionen beim Kontakt zu verstärken.
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Ferner kann bei dem elektromagnetischen Schalter, der in 6 gezeigt ist, die Anwesenheit der zwei gleitenden Kontaktabschnitte, d. h. ein gleitender Kontaktabschnitt an einem äußeren umlaufenden Umfang des Tauchkolbens 110 und ein gleitender Kontaktabschnitt an einem äußeren umlaufenden Umfang der Tauchkolbenstange 120, ein Aufhebeln des Tauchkolbens 110 und der Tauchkolbenstange 120 bei einer Aktivierung des Solenoids SL bewirken, wenn der Tauchkolben 110 und die Tauchkolbenstange 120 nicht zueinander zentriert sind. Ein solches Aufhebeln des Tauchkolbens 110 und der Tauchkolbenstange 120 kann einen Gleitwiderstand erhöhen während der Tauchkolben angezogen wird, was zu Leitfehlern zwischen den fixierten Kontakten 140 und/oder den beweglichen Kontakten 130 führen kann. Bei normalem Betrieb des elektromagnetischen Schalters wird selbst beim Vorliegen eines erhöhten Gleitwiderstands auf Grund des Aufhebelns des Tauchkolbens und der Tauchkolbenstange eine höhere Anziehungskraft des Solenoids SL erforderlich.
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Herkömmlicherweise führt ein Erhöhen der Anziehungskraft des Solenoids SL zu dem Nachteil, dass ein äußerer Durchmesser und das Gewicht des elektromagnetischen Schalters zunehmen.
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Unter Berücksichtigung des Vorangegangenen ist es daher erwünschenswert, einen elektromagnetischen Schalter für einen Anlasser zu schaffen, der das Eindringen von Feuchtigkeit von einem Tauchkolbenabteil in ein Kontaktabteil minimieren kann, um eine Anziehungskraft eines Solenoids zu verringern, wodurch sowohl die Größe als auch das Gewicht des Schalters verringert werden kann.
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KURZFASSUNG
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Gemäß einer beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein elektromagnetischer Schalter für einen Anlasser bereitgestellt, umfassend: einen Hauptkontakt, der in einer Motorschaltung für den Anlasser bereitgestellt ist und dazu ausgestaltet ist, einen Erregerstrom zu einem Motor zu unterbrechen; und einen Solenoid, der dazu ausgestaltet ist, den Hauptkontakt in Reaktion auf eine EIN/AUS-Betätigung eines Elektromagnets zu öffnen und zu schließen. Der Solenoid umfasst: eine Spule, die dazu ausgestaltet ist, den Elektromagnet durch Erregung zu bilden; einen Tauchkolben, der an einem inneren umlaufenden Umfang der Spule axial beweglich ist; einen fixierten Eisenkern, der an einer axialen Seite des Tauchkolbens angeordnet ist und eine zylindrische Bohrung aufweist, die ein Durchgangsloch ist, das den fixierten Eisenkern in seiner radialen Mitte axial durchläuft, wobei der fixierte Eisenkern dazu ausgestaltet ist, durch den Elektromagnet magnetisiert zu werden; und eine Tauchkolbenstange, die sich durch den inneren umlaufenden Umfang der zylindrischen Bohrung axial erstreckt, und einen Endabschnitt an einer axialen Seite des Tauchkolbens aufweist, der an dem Tauchkolben gesichert ist, sodass sie mit dem Tauchkolben gemeinsam bewegbar ist.
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Der Hauptkontakt umfasst: ein Paar von fixierten Kontakten, die in einem Kontaktabteil angeordnet sind, das von dem fixierten Eisenkern aus auf einer anderen axialen Seite a1 der Tauchkolben ausgebildet ist, wobei das Paar der fixierten Kontakte mit der Motorschaltung elektrisch verbunden ist; und einen beweglichen Kontakt, der an einem Endabschnitt auf einer anderen axialen Seite als der Tauchkolben an der Tauchkolbenstange angefügt ist, die zylindrische Bohrung durchläuft und in das Kontaktabteil hervorsteht, wobei der bewegliche Kontakt mit dem Tauchkolben gemeinsam axial beweglich ist, um das Paar der fixierten Kontakte elektrisch zu verbinden und zu unterbrechen, wodurch die Motorschaltung ein- und ausgeschaltet wird.
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Der elektromagnetische Schalter umfasst ferner ein zylindrisches Gleitelement, das von dem Tauchkolben getrennt ist, einen äußeren umlaufenden Umfang der Tauchkolbenstange lose umschließt und mit dem Tauchkolben gemeinsam axial bewegbar ist, wobei das Gleitelement, sowohl in einem aktiven oder inaktiven Zustand des Solenoids, zumindest teilweise in den inneren umlaufenden Umfang der zylindrischen Bohrung axial eingesetzt ist. Das Gleitelement umfasst ferner eine Gleitoberfläche, die ein Abschnitt eines äußeren umlaufenden Umfangs des Gleitelements ist, sodass die Gleitoberfläche in einem vollständig umfänglichen Gleitkontakt mit dem inneren umlaufenden Umfang der zylindrischen Bohrung steht, wenn der Solenoid in einem inaktiven Zustand ist, und das Gleitelement weist ferner eine Entlüftungsnut auf, die sich an dem äußeren umlaufenden Umfang des Gleitelements axial erstreckt, sodass ein Tauchkolbenabteil, in dem der Tauchkolben innerhalb eines inneren umlaufenden Umfangs der Spule axial beweglich ist, und das Kontaktabteil über die Entlüftungsnut miteinander in Fließverbindung stehen, wenn der Solenoid in seinem aktiven Zustand ist.
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Bei diesem Aufbau wird die Gleitoberfläche des Gleitelements in den inneren umlaufenden Umfang der zylindrischen Bohrung eingesetzt und die Gleitoberfläche des Gleitelements steht vollständig umlaufend in Gleitkontakt mit dem inneren umlaufenden Umfang der zylindrischen Bohrung, wenn der Solenoid in seinem inaktiven Zustand ist. Somit besteht zwischen dem äußeren umlaufenden Umfang der Gleitoberfläche des Gleitelements und dem inneren umlaufenden Umfang der zylindrischen Bohrung im Wesentlichen kein Spalt wodurch eine Hermezitität bzw. Dichtigkeit zwischen dem Tauchkolbenabteil und dem Kontaktabteil geschaffen wird. Hierdurch kann ein Eindringen von Feuchtigkeit von dem Tauchkolbenabteil in das Kontaktabteil minimiert werden.
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Wenn der Solenoid in seinem aktiven Zustand ist, bewegt sich die Gleitoberfläche des Gleitelements axial aus der zylindrischen Bohrung heraus, um das Kontaktabteil zu erreichen, sodass das Tauchkolbenabteil (ein innerer Raum des Solenoids, in dem der Tauchkolben axial beweglich ist) und das Kontaktabteil über die Entlüftungsnut, die an dem äußeren umlaufenden Umfang des Gleitelements vorgesehen ist, in einer Fließverbindung miteinander stehen. Dies minimiert einen negativen Druck, der in dem Kontaktabteil erzeugt wird, wenn der Tauchkolben bei einem Übergang von dem aktiven Zustand in den inaktiven Zustand des Solenoids in der anderen Richtung als der fixierte Eisenkern zurückgedrückt wird. Demzufolge tritt im Wesentlichen keine Flüssigkeit in das Kontaktabteil ein, wodurch das Erzeugen von Eis auf der Kontaktoberfläche verhindert wird. Selbst wenn ein wenig Feuchtigkeit, die von dem Tauchkolbenabteil in das Kontaktabteil eingetreten ist, an den Kontaktoberflächen der fixierten Kontakte und/oder den beweglichen Kontakt gefriert, bildet sich kein Eisfilm. Hierdurch wird ermöglicht, dass Anziehungskräfte des Solenoids, die erforderlich sind, um das Eis auf den Kontaktoberflächen der fixierten Kontakte und/oder des beweglichen Kontakts zu brechen, verringert werden.
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Bei dem elektromagnetischen Schalter, der wie obenstehend ausgestaltet ist, kann das Vorhandensein der Gleitkontaktabschnitte des äußeren umlaufenden Umfangs des Tauchkolbens und des äußeren umlaufenden Umfangs des Gleitelements bewirken, dass der Tauchkolben und das Gleitelement nicht zueinander zentriert sind, wenn der Solenoid in seinem aktiven Zustand ist. Hierbei wird das Gleitelement, das den äußeren umlaufenden Umfang der Tauchkolbenstange lose umschließt, von dem Tauchkolben getrennt. Selbst wenn der Tauchkolben und das Gleitelement nicht zueinander zentriert sind, ist das Gleitelement demzufolge mit radialem Spiel radial beweglich. Hierdurch kann ein Aushebeln des Tauchkolbens und der Tauchkolbenstange verhindert werden, da der Tauchkolben und das Gleitelement nicht zueinander zentriert sind, wodurch eine Zunahme des Gleitwiderstands verhindert wird.
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Da die Anziehungskräfte des Solenoids im Vergleich zu dem elektromagnetischen Schalter, der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift
JP 2006-177160 veröffentlich ist, verringert werden können, kann der äußere Durchmesser des Solenoids verringert werden, was sowohl zu einer verringerten Größe als auch Gewicht des elektromagnetischen Schalters führt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In den begleitenden Zeichnungen zeigen:
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1 eine Schnittansicht eines elektromagnetischen Schalters nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2A einen axialen Schnitt durch ein Gleitelement nach der Ausführungsform der 1;
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2B eine halbe Schnittansicht des Gleitelements der 2A;
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3 eine Schnittansicht des elektromagnetischen Schalters während einem aktiven und einem inaktiven Zustand nach der Ausführungsform der 1;
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4 eine Schnittansicht eines Anlassers nach der vorliegenden Erfindung;
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5 eine Schnittansicht eines Anlassers nach dem Stand der Technik; und
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6 eine Schnittansicht eines anderen Anlassers nach dem Stand der Technik.
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BESCHREIBUNG DER BESTIMMTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die vorliegende Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen näher beschrieben. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich durchgehend auf gleiche Elemente.
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(Erste Ausführungsform)
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Übereinstimmend mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Anlasser erklärt, der einen elektromagnetischen Schalter umfasst.
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Der Anlasser 1, der in 4 gezeigt ist, umfasst einen Motor 2, der Leistung aufnimmt, um ein Drehmoment zu erzeugen, eine Drehzahluntersetzung 3, die eine Drehzahl des Motors 2 begrenzt, einen Stoßabsorber (wird später beschrieben), der einen übermäßigen Stoß absorbiert, der von einer Maschine übertragen wird, eine Ausgangswelle 4, an die das erzeugte Drehmoment von dem Motor 2 über die Drehzahluntersetzung 3 übertragen wird, ein Ritzel 6 das einteilig mit einer Kupplung 5 entlang der Ausgangswelle 4 angeordnet ist, einen elektromagnetischen Schalter 8, der einen Versatzhebel 7 antreibt, um das Ritzel 6 in die andere Richtung als diejenige des Tauchkolbens zu schieben (nach links aus Sicht in 4) und der einen Hauptkontakt (später beschrieben) öffnet und schließt, um dadurch einen Erregerstrom zu dem Motor 2 zu unterbrechen, und ein Gehäuse 9, in dem der Motor 2 und der elektromagnetische Schalter 8 angebracht sind.
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Der Motor 2 ist ein Gleichstrom(DC)-Kommutatormotor, der einen Magnetfeldgenerator 10 umfasst, der ein Magnetfeld erzeugt (dieses kann ein Elektromagnetfeld sein, obwohl 4 ein Permanentmagnetfeld darstellt), einen Anker 12 mit einem Kommutator 11, und Bürsten 13, die an einem äußeren Umfang des Kommutators 11 angeordnet sind.
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Die Drehzahluntersetzung 3 ist eine wohlbekannte Planetenraduntersetzung, die eine Mehrzahl von Planetenradzahnrädem 14 umfasst, die eine drehende Kraft des Ankers 12 aufnehmen, um sich um ihre eigenen Achsen zu drehen und zu umkreisen. Die Drehungen der Planetenzahnräder 14 werden über einen Planetenträger 15 auf die Ausgangswelle 4 übertragen.
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Der Stoßabsorber umfasst eine Reibungsplatte 16, die durch Reibungskräfte drehend gehemmt ist, und sie ist derart ausgestaltet, dass die Reibungsplatte 16 gleitet oder sich gegen die Reibungskraft dreht, wenn ein übermäßiger Stoß von der Maschine auf die Drehzahluntersetzung 3 übertragen wird, wodurch der Stoß absorbiert wird.
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Die Ausgangswelle 4 ist in einer Linie zu einer Ankerachse 12a des Motors 2 angeordnet, wobei ein erster axialer Seitenabschnitt der Ausgangswelle 4 einteilig mit dem Planetenträger 15 der Drehzahluntersetzung 3 ausgebildet ist und mittels eines zentralen Gehäuses 18 durch eine Lagerung 17 drehbar gehalten ist, und ein zweiter axialer Seitenabschnitt der Ausgangswelle 4 ist mittels dem Gehäuse 9 durch eine Lagerung 19 drehbar gehalten.
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Die Kupplung 5 ist auf einem äußeren umlaufenden Umfang der Ausgangswelle 4 mit einem Steilgewinde kerbverzahnt und dient als beidseitige Kupplung, so dass die Drehung der Ausgangswelle 4 auf das Ritzel 6 übertragen wird, während eine Drehzahlübertragung von dem Ritzel 6 auf die Ausgangswelle 4 unterbrochen wird. Das Ritzel 6 ist mit der Kupplung 5 einteilig ausgebildet und zusammen mit der Kupplung 5 beweglich auf und entlang der Ausgangswelle 4 angeordnet.
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Nachstehend wird ein Aufbau des Elektromagnetischen Schalters 8 in Bezug auf 1 erklärt.
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Nachfolgend beziehen sich die erste axiale Seite und die zweite axiale Seite jeweils auf die rechte Seite (Anschlussbolzenseite oder andere Seite als der Tauchkolben) und die linke Seite (Seite des Solenoidgehäuses oder Tauchkolbenseite), wie in den Zeichnungen zu sehen ist, in der axialen Richtung des elektromagnetischen Schalters 8 (d. h. die horizontale Richtung, wie in den Zeichnungen zu sehen ist).
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Der elektromagnetische Schalter 8 umfasst eine Kunststoffabdeckung 22, an der zwei Anschlussbolzen 2, 20, 21 gesichert sind, ein Paar von fixierten Kontakten 23, die mit der Motorschaltung über zwei Anschlussbolzen 2, 20, 21 elektrisch verbunden sind, ein beweglicher Kontakt 24, der das Paar der fixierten Kontakte 23 elektrisch verbindet und trennt, einen Solenoid SL, der den beweglichen Kontakt 24 antriebt, und weiteres. Der Solenoids SL umfasst ein metallisches Solenoidgehäuse 25, das ebenso als ein magnetischer Kreis dient, und eine Solenoideinheit (wird später beschrieben), die in das Solenoidgehäuse 25 eingesetzt ist.
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Das Solenoidgehäuse 25 hat einen Boden und ist zylindrisch geformt, wobei ein erster axialer Seitenabschnitt geöffnet ist und dessen zweiter axialer Seitenabschnitt einen ringförmigen Boden 25a umfasst. Das Solenoidgehäuse 25 ist an dem Gehäuse 9 durch zwei Nieten gesichert (nicht dargestellt), die an dem ringförmigen Boden 25a des Solenoidgehäuses 25 gesichert sind (siehe 4).
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Die Solenoideinheit umfasst eine Spule 26, die dazu ausgestaltet ist, einen Elektromagneten durch Erregung zu bilden, eine ringförmige fixierte Platte 27, gegenüberliegend zu der Spule 26 auf der ersten axialen Seite der Spule 26 angeordnet ist, einen fixierten Eisenkern 28, der mittels Presspassung in den inneren umlaufenden Umfang der fixierten Platte 27 eingesetzt ist, so dass er mit der fixierten Platte 27 einteilig ist, einen Tauchkolben 29, der auf der zweiten axialen Seite des Eisenkerns 28 angeordnet ist und in dem inneren umlaufenden Umfang der Spule 26 axial beweglich ist, eine Tauchkolbenstange 30, die an dem Tauchkolben 29 gesichert ist, eine Rückstellfeder 31, die zwischen dem fixierten Eisenkern 28 und dem Tauchkolben 29 angeordnet ist, und ein Gleitelement 32 (wird später beschrieben), usw.
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Die Spule 26 umfasst eine Einzugsspule 26a, die eine elektromagnetische Kraft erzeugt, um den Tauchkolben 29 hereinzuziehen, und eine Einhaltespule 26b, die eine elektromagnetische Kraft erzeugt, um den herein gezogenen Tauchkolben 29 einzubehalten. Die Spule 26 weist einen doppelschichtigen Aufbau auf, so dass die Einzugsspule 26a um eine Kunstharztrommel 33 gewickelt ist und die Einhaltespule 26b ist um die Einzugsspule 26a gewickelt.
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Die fixierte Platte 27 kann aus einem Stapel einer Mehrzahl metallischer Platten (z. B. Eisenplatten) aus einem ferromagnetischen Material ausgebildet sein. Ein umlaufender Umfangsabschnitt auf der zweiten axialen Seitenoberfläche der fixierten Platte 27 steht mit einer Stufenfläche einer Stufe in Kontakt, die um die innere umlaufende Oberfläche des Solenoidgehäuses 25 ausgebildet ist. Die fixierte Platte 27 ist nicht auf einen solchen Stapel metallischer Platten beschränkt. Anderenfalls kann die fixierte Platte 27 eine einzige metallische Platte sein, deren Dicke sich in der axialen Richtung erstreckt.
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Der fixierte Eisenkern 28 besteht ebenfalls wie die fixierte Platte 27 aus einem ferromagnetischen Material, wie beispielsweise Eisen oder dergleichen, und er wird durch die Bildung des Elektromagnets zusammen mit der fixierten Platte 27 magnetisiert. Der fixierte Eisenkern 28 weist ein Durchgangsloch auf, das diesen in seiner radialen Mitte durchläuft und einen kreisrunden Querschnitt aufweist (nachstehend ebenso als zylindrische Bohrung 28a bezeichnet). Die zweite axiale Seitenendfläche des fixierten Eisenkerns 28, die dem Tauchkolben 29 entgegensteht, umfasst eine ringförmige Anfügungsfläche, die dazu angepasst ist den Tauchkolben 29 anzuziehen, wenn der fixierte Eisenkern 28 magnetisiert ist, und ein innerer umlaufender Umfangsabschnitt, der zu der ringförmigen Anfügungsoberfläche leicht vertieft ist, die nachstehend als Eisenkernvertiefung bezeichnet wird. Die zylindrische Bohrung 28a ist auf der zweiten axialen Seite des fixierten Eisenkerns 28 in der Eisenkernvertiefung mittig radial geöffnet.
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Der Tauchkolben 29 ist in einem inneren umlaufenden Umfang eines zylindrischen Ärmels 34, der innerhalb der Kunststofftrommel 33 angeordnet ist, eingesetzt. Der Tauchkolben 29 ist durch Verwendung des zylindrischen Ärmels 34 als Führungsoberfläche axial beweglich. Die erste axiale Seitenendfläche des Tauchkolbens 29, die dem fixierten Eisenkern 28 entgegensteht, umfasst eine ringförmige Kontaktfläche, die dazu angepasst ist, mit der Anfügungsfläche des fixierten Eisenkerns 28 in Kontakt zu stehen, wenn der Tauchkolben 29 durch den magnetisierten Eisenkern 28 angezogen wird, und ein innerer Abschnitt, der zu der ringförmigen Kontaktoberfläche leicht vertieft ist, wird nachstehend als Tauchkolbenvertiefung bezeichnet. Eine bodenseitige zylindrische Bohrung ist auf der zweiten axialen Seite des Tauchkolbens 29 geöffnet.
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Die Tauchkolbenstange 30 ist einteilig mit einem Flansch 30a an der zweiten axialen Seite der Tauchkolbenstange 30 ausgebildet. Der Flansch 30a ist an der Tauchkolbenvertiefung durch Schweißen oder Kleben unter Verwendung eines Klebstoffs gesichert. Die Tauchkolbenstange 30 erstreckt sich axial durch die zylindrische Bohrung 28a und der Endabschnitt der Tauchkolbenstange 30 auf der anderen Seite als der Tauchkolben befindet sich in dem Kontaktabteil 35, das innerhalb der Kunststoffabdeckung 22 ausgebildet ist.
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Das erste axiale Ende der Rückstellfeder 31 wird an der Endfläche der Eisenkernvertiefung abgestützt und das Ende der zweiten axialen Seite der Rückstellfeder 31 wird an einer Endfläche der Tauchkolbenvertiefung abgestützt, so dass der Tauchkolben 29 in der anderen Richtung als der Eisenkern beaufschlagt wird (z. B. die Linksrichtung aus Sicht der Zeichnungen). Eine Verbindung 36 und eine Antriebsfeder 37, die an einem äußeren umlaufenden Umfang der Verbindung 36 angeordnet sind, sind in die zylindrische Bohrung eingesetzt, die in dem Tauchkolben 29 ausgebildet ist, wobei die Verbindung 36 dazu angepasst ist, eine axiale Bewegung des Tauchkolbens 29 auf einen Versatzhebel 7 zu übertragen.
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Die Verbindung 36 ist auf ihrer ersten axialen Seite mit einem Flansch 36a derart ausgestaltet, dass der Flansch 36a gegen den Boden der zylindrischen Bohrung durch eine Reaktionskraft der Antriebsfeder 37 gedrückt wird. Die Antriebsfeder 37 ist zusammengedrückt, während der Tauchkolben 29 durch den magnetisierten Eisenkern 28 angezogen wird, wodurch eine Rückstoßkraft zum Versetzen des Ritzels 6 in den Zahnkranz 38 gespeichert wird (siehe 4).
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Ein Abschnitt am offenen Ende der Kunstharzabdeckung 22 ist in einen Abschnitt am offenen Ende des Solenoidgehäuses 25 durch ein Dichtungselement (nicht dargestellt) eingesetzt, wie beispielsweise einen O-Ring oder dergleichen, und durch eine Gummipackung 39 an der fixierten Platte 27 angebracht. Die Kunstharzabdeckung 22 ist durch Einfalzen eines Abschnitts am offenen Ende des Solenoidgehäuses 25 über einen abgestuften Abschnitt, der an einem äußeren umlaufenden Umfang der Kunstharzabdeckung 22 ausgebildet ist, an dem Solenoidgehäuse 25 gesichert.
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Zwei Anschlussbolzen 20, 21 umfassen einen B-Anschlussbolzen 20, der durch ein Kabel mit einer Fahrzeugbatterie (nicht dargestellt) elektrisch verbunden ist, und ein M-Anschlussbolzen 21 ist mit einem Anschluss 40a für ein Motorzuleitungskabel 40 verbunden (siehe 4), wobei der B-Anschlussbolzen 20 und der M-Anschlussbolzen 21 über ihre jeweiligen Beilagscheiben 41 an der Kunstharzabdeckung 22 gesichert sind. Wie in 4 gezeigt ist, ist ein Endabschnitt des Motorzuleitungskabels 40 auf der anderen Seite als der Anschluss durch eine Durchführungsdichtung 42 innerhalb des Motors 2 zurückgezogen, so dass sie mit positiven Bürsten 13 elektrisch verbunden ist.
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Bolzenköpfe der jeweiligen Bolzen 20, 21 sind in dem Kontaktabteil 35 angeordnet und durch Schweißen oder dergleichen an deren jeweiligen fixierten Kontakten 23 gesichert.
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Der bewegliche Kontakt 24 ist durch einen Endabschnitt der Kolbenstange 30, der in den Innenraum des Kontaktabschnitts 35 durch ein Isolierungselement 43 hervorsteht, axial beweglich gehalten und durch eine Kontaktdruckfeder 44 in Richtung des Endabschnitts der Tauchkolbenstange 30 (nach rechts in 1) beaufschlagt. Eine Beilagscheibe 45 ist an dem Endabschnitt der Tauchkolbenstange 30 gesichert, um zu verhindern, dass der bewegliche Kontakt 24 von der Tauchkolbenstange 30 abgezogen wird.
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Der oben genannte Hauptkontakt wird aus dem Paar der fixierten Kontakte 23 und dem beweglichen Kontakt 24 gebildet. Wenn der bewegliche Kontakt 24 beim Betrieb in Kontakt mit dem Paar der fixierten Kontakte 23 unter einem Kontaktdruck der Kontaktdruckfeder 44 beaufschlagt wird, wird der Hauptkontakt geschlossen (d. h. der Schalter wird eingeschaltet). Wenn der bewegliche Kontakt 24 zwischenzeitlich das Paar der fixierten Kontakte 23 verlässt und eine elektrische Verbindung zwischen diesen dadurch unterbrochen wird, wird der Hauptkontakt geöffnet (d. h. der Schalter wird ausgeschaltet).
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Die Kontaktdruckfeder 44 ist an einem äußeren umlaufenden Umfang der Tauchkolbenstange 30 axial angeordnet, wobei sich ein Ende der Kontaktdruckfeder 44 auf der anderen Seite als der bewegliche Kontakt gegen ein Gleitelement 32 abstützt.
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Nachstehend wird das Gleitelement 32 beschrieben.
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Das Gleitelement 32 kann aus einem Kunstharzmaterial gebildet sein, das ein hohes Maß an Selbstschmierungseigenschaften aufweist, und zylindrisch geformt sein und von dem Tauchkolben 29 getrennt sein. Ein Kunstharzmaterial mit einem höheren Grad einer Kristallstruktur, wie beispielsweise Polyacetal, Polyamid oder dergleichen, weist ein höheres Maß an Selbstschmierungseigenschaften auf.
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Das Gleitelement 32, das in 2B gezeigt ist, weist einen gleichmäßigen äußeren Durchmesser über die gesamte Länge in der axialen Richtung auf (horizontale Richtung aus Sicht der Zeichnungen). Der äußere Durchmesser des Gleitelements 32 ist leicht kleiner als ein innerer Durchmesser der zylindrischen Bohrung 28a, so dass der äußere umlaufende Umfang des Gleitelements 32 in Gleitkontakt mit der dem inneren umlaufenden Umfang der zylindrischen Bohrung 28a stehen kann, d. h. der äußere umlaufende Umfang des Gleitelements 32 steht mit dem inneren umlaufenden Umfang der zylindrischen Bohrung 28a in axial gleitendem Kontakt.
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An dem äußeren umlaufenden Umfang des Gleitelements 32 ist wenigstens eine schlitzförmige Entlüftungsnut 32b vorgesehen, die sich in der axialen Richtung erstreckt. Wie in 2A gezeigt ist, sind genauer genommen sechs Entlüftungsnuten 32b umlaufend gleichmäßig beabstandet an dem äußeren umlaufenden Umfang des Gleitelements 32 ausgebildet. Jede Entlüftungsnut 32b ist nicht entlang der gesamten axialen Länge des Gleitelements 32 ausgebildet, sondern zu einer Seite hin verschoben, d. h. zu der zweiten axialen Seite (die linke Seite aus der Sicht der Zeichnungen) des Gleitelements 32, wie in 2B gezeigt ist. Eine axiale Länge von jeder Entlüftungsnut 32b ist größer als eine axiale Länge der zylindrischen Bohrung 28a. Ein Abschnitt der ersten axialen Seite (rechte Seite aus Sicht der Zeichnungen) von dem äußeren umlaufenden Umfang des Gleitelements 32, in dem keine Entlüftungsnuten 32b vorhanden sind, wird nachstehend als Gleitoberfläche 32c bezeichnet. Das heißt unter der Annahme, dass die sechs Entlüftungsnuten 31b die gleiche axiale Länge aufweisen, wie in 2B gezeigt ist, ist die Gleitfläche 32c so begrenzt, dass sich von dem ersten axialen Seitenende von jeder Entlüftungsnut 32b zu der ersten axialen Seitenendfläche des Gleitelements 32 axial erstreckt. Wie zudem in 2B gezeigt ist, ist ein innerer umlaufender Umfang des Gleitelements 32 axial abgestuft, so dass ein innerer Durchmesser eines Abschnitts des Gleitelements 32 auf der ersten axialen Seite (rechte Seite aus Sicht der Zeichnungen) einer abgestuften Fläche 32a kleiner als ein innerer Durchmesser eines Abschnitts des Gleitelements 32 auf der zweiten axialen Seite (linke Seite aus der Sicht der Zeichnungen) der abgestuften Fläche 32a ist. Die abgestufte Fläche 32a dient als Federaufnahmeoberfläche, die ein zweites axiales Seitenende (d. h. ein Ende auf der anderen Seite als der bewegliche Kontakt) der Kontaktdruckfeder 44 auf, so dass der Innendurchmesser des Abschnitts des Gleitelements 32 auf der ersten axialen Seite leicht größer als ein äußerer Durchmesser der Kontaktdruckfeder 44 ist.
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Wie in 1 gezeigt ist, umschließt das leitende Element 32 den äußeren umlaufenden Umfang der Tauchkolbenstange 30, und ein zweites axiales Seitenende des leitenden Elements 32 wird durch Reaktionskräfte der Kontaktdruckfeder 44 gegen den Flansch 30a der Tauchkolbenstange 30 gedrückt, wodurch ermöglicht wird, dass sich das Gleitelement 32 gemeinsam mit dem Tauchkolben 29 axial bewegt. Ein Endabschnitt auf der zweiten axialen Seite der Kontaktdruckfeder 44 ist in den inneren umlaufenden Umfang des Gleitelements 32 an der ersten axialen Seite eingesetzt, wobei ein innerer Durchmesser des Gleitelements 32 an der ersten axialen Seite größer als ein innerer Durchmesser des Gleitelements 32 an der zweiten axialen Seite ist. Der eingesetzte Endabschnitt des Kontaktdruckrings 44 stützt sich an der Federaufnahmeoberfläche 32a ab, die an dem inneren umlaufenden Umfang des Gleitelements 32 ausgebildet ist.
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Wie in 3 gezeigt ist, steht der äußere umlaufende Umfang des Gleitelements 32, sowohl wenn der Solenoid SL in seinem aktiven als auch inaktiven Zustand ist, in einem wenigstens teilweise axialen Gleitkontakt mit dem inneren umlaufenden Umfang der zylindrischen Bohrung 28a. Die obere Hälfte der 3 zeigt den elektromagnetischen Schalter 8 in seinem inaktiven Zustand (in dem der Solenoid AUS-geschaltet ist), und die untere Hälfte der 3 zeigt den elektromagnetischen Schalter 8 in seinem aktiven Zustand (in dem der Solenoid EIN-geschaltet ist). Wie aus 3 ersichtlich ist, ist die Gleitoberfläche 32c des Gleitelements 32 in dem inneren umlaufenden Umfang der zylindrischen Bohrung 28a eingesetzt, und die Gleitoberfläche 32c des Gleitelements 32 steht umlaufend vollständig in Gleitkontakt mit dem inneren umlaufenden Umfang der zylindrischen Bohrung 28a (zumindest ein Punkt entlang der axialen Richtung), wenn der Solenoid SL in seinem inaktiven Zustand ist. Wenn der Solenoid SL zwischenzeitlich in seinem aktiven Zustand ist, befindet sich jede Entlüftungsnut 32b axial durchlaufend durch die zylindrische Bohrung 28a, so dass ein Tauchkolbenabteil 46, in dem sich der Tauchkolben 29 innerhalb des inneren umlaufenden Umfangs der Spule 29 axial bewegt, und das Kontaktabteil 35 miteinander in Fließverbindung stehen.
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Nachstehend wird der Betrieb des elektromagnetischen Schalters 8 beschrieben.
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Wenn der fixierte Eisenkern 28 bei der Bildung des Elektromagnets durch Erregung der Spule 26 magnetisiert wird, wird der Tauchkolben 29 magnetisch zu dem fixierten Eisenkern 28 angezogen, während die Rückstellfeder 31 zusammengedrückt wird. Die axiale Bewegung des Tauchkolbens 29 zu dem fixierten Eisenkern 28 bewirkt, dass das Ritzel 6 gemeinsam mit der Kupplung 5 über den Versatzhebel 7 in die andere Richtung als der Motor verschoben wird. Bei einem Kontakt einer Flanke des Ritzels 6 mit einer Flanke des Zahnkranzes 38 wird die axiale Bewegung des Ritzels 6 gestoppt.
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Wenn die Tauchkolbenstange 30 zwischenzeitlich im Zusammenhang mit der Bewegung des Tauchkolbens 29 in die Richtung der ersten axialen Seite verschoben wird, umschließt der bewegliche Kontakt 24, der durch die Tauchkolbenstange 30 gehalten wird, das Paar der fixierten Kontakte 23. Wenn die Kontaktfläche des Tauchkolbens 29 mit der Anfügungsfläche des fixierten Eisenkerns 28 in Kontakt gehalten wird, wird zwischen der Endfläche der ersten axialen Seite des Gleitelements 32 und dem Isolierungselement 43 ein axialer Spalt gebildet. Wenn zudem die Kontaktfläche des Tauchkolbens 29 zu der Anfügungsfläche des fixierten Eisenkerns 28 angezogen wird, wird eine Rückstoßkraft in der Kontaktdruckfeder 44 gespeichert, wenn der axiale Spalt zwischen der Endfläche der ersten axialen Seite und des Gleitelements 32 und dem isolierenden Element 43 verringert wird. Der bewegliche Kontakt 24 wird durch die Rückstoßkraft, die in der Kontaktdruckfeder 44 gespeichert ist, gegen das Paar der fixierten Kontakte 23 gedrückt, so dass der Hauptkontakt geschlossen ist (d. h. der Schalter ist eingeschaltet). Das Gleitelement 32 ist so dimensioniert, dass zwischen der Endfläche auf der ersten axialen Seite des Gleitelements 32 und dem Isolierungselement 43 der Spalt sichergestellt ist, selbst wenn die Kontaktfläche des Tauchkolbens 29 mit der Einfügungsfläche des fixierten Eisenkerns 28 in Kontakt steht, wodurch ein Speichern der Rückstoßkraft in der Kontaktdruckfeder 44 erleichtert wird.
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Sobald der Hauptkontakt eingeschaltet ist, wird dem Motor 2 elektrische Leistung von der Batterie zugeführt, was dazu führt, dass an dem Anker 12 ein Drehmoment erzeugt wird. Das erzeugte Drehmoment wird in der Drehzahluntersetzung 3 verstärkt. Das verstärkte Drehmoment wird auf die Ausgangswelle 4 übertragen und somit dreht sich die Ausgangswelle 4. Die Drehung der Ausgangswelle 4 wird über die Kupplung 5 auf das Ritzel 6 übertragen. Das Ritzel 6 dreht sich somit, um in einer eingriffsfähigen Drehposition unter Einfluss einer Reaktionskraft, die in der Antriebsfeder 37 gespeichert ist, mit dem Zahnkranz 38 in Eingriff zu geraten. Somit wird das Drehmoment, das in dem Motor 2 entsteht und durch die Drehzahluntersetzung 3 verstärkt wird, von dem Ritzel 6 auf den Zahnkranz 38 übertragen, wodurch die Maschine angekurbelt wird, um zu starten.
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Sobald die Maschine durch das Ankurbeln gestartet ist, wird eine Erregung der Spule 26 beendet, wodurch der Elektromagnet deaktiviert wird. Danach wird der Tauchkolben 29 unter Einfluss einer Reaktionskraft, die in der Rückstellfeder 31 gespeichert ist, in die andere Richtung als der fixierte Eisenkern zurückgedrückt. Das Ritzel 6 gerät in Zusammenhang mit der Bewegung des Tauchkolbens 29 außer Eingriff mit dem Zahnkranz 38. Zu derselben Zeit verlässt der bewegliche Kontakt 24 das Paar von fixierten Kontakten 23, so dass der Hauptkontakt geöffnet ist (d. h. der Schalter ist ausgeschaltet). Die Leistungszufuhr von der Batterie 2 wird dadurch unterbrochen.
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(Vorteile)
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Bei der vorliegenden Ausführungsform umfasst der elektromagnetische Schalter 8 das zylinderförmige Gleitelement 32, das den äußeren umlaufenden Umfang der Tauchkolbenstange 30 lose umschließt. Wie in 3 gezeigt ist, ist das Gleitelement 32 zumindest teilweise axial in den inneren umlaufenden Umfang der zylindrischen Bohrung 28a eingesetzt, wenn der Solenoid SL sowohl in seinem aktiven als auch im inaktiven Zustand ist, und der äußere umlaufende Umfang des Gleitelements 32 steht mit dem inneren umlaufenden Umfangs der zylindrischen Bohrung 28a in Gleitkontakt. Wenn der Solenoid SL in seinem inaktiven Zustand ist, ist ein Ende der ersten axialen Seite von jeder Entlüftungsnut 32b auf der zweiten axialen Seite der zylindrischen Bohrung 28a bzw. hinweg von der ersten axialen Seite derselben angeordnet, wodurch sichergestellt wird, dass das Tauchkolbenabteil 46 (das ein innerer Raum des Solenoids SL ist, in dem sich der Tauchkolben 29 axial bewegt) und das Kontaktabteil 35 nicht in einer Fließverbindung miteinander stehen. Genau genommen ist bei der vorliegenden Ausführungsform das Ende der ersten axialen Seite von jeder Entlüftungsnut 32b auf der zweiten axialen Seite der zylindrischen Bohrung 28a bzw. hinweg von dem Ende der zweiten axialen Seite derselben angeordnet, wodurch noch zuverlässiger sichergestellt wird, dass das Tauchkolbenabteil 46 (ein innerer Raum des Solenoids SL, in dem sich der Tauchkolben 29 axial bewegt) und das Kontaktabteil 35 nicht miteinander in fließendem Kontakt stehen. Das heißt die Gleitoberfläche 32c des Gleitelements 32 wird axial in dem inneren umlaufenden Umfang der zylindrischen Bohrung 28a eingesetzt, und die Gleitoberfläche 32c des Gleitelements 32 steht über die gesamte axiale Länge der zylindrischen Bohrung 28a umlaufend vollständig in Gleitkontakt mit dem inneren umlaufenden Umfang der zylindrischen Bohrung 28a. Bei diesem Aufbau besteht im Wesentlichen kein Spalt zwischen dem äußeren umlaufenden Umfang der Gleitoberfläche 32c des Gleitelements 32 und dem inneren umlaufenden Umfang der zylindrischen Bohrung 28a, wodurch eine Dichtigkeit zwischen dem Tauchkolbenabteil 46 und dem Kontaktabteil 35 bereitgestellt wird. Hierdurch kann ein Eindringen von Feuchtigkeit von dem Tauchkolbenabteil 46 in das Kontaktabteil 35 minimiert werden.
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Wenn der Solenoid SL zwischenzeitlich in seinem aktiven Zustand ist, bewegt sich die Gleitoberfläche 32c des Gleitelements 32 aus der zylindrischen Bohrung 28a heraus, um in dem Kontaktabteil 35 in Kontakt zu gelangen, wobei das Ende der ersten axialen Seite von jeder der Entlüftungsnuten 32b, die an dem äußeren umlaufenden Umfang des Gleitelements 32 bereitgestellt sind, das Ende der ersten axialen Seite der zylindrischen Bohrung 28a durchlaufen, um in das Kontaktabteil 35 einzutreten, und das Ende der zweiten axialen Seite von jeder der Entlüftungsnuten 32b verbleibt in dem Tauchkolbenabteil 46 auf der zweiten axialen Seite der zylindrischen Bohrung 28a ohne das Ende der zweiten axialen Seite der zylindrischen Bohrung 28a zu durchlaufen. Somit erstreckt sich jede der Entlüftungsnuten 32b, die an dem äußeren umlaufenden Umfang des Gleitelements 32 bereitgestellt sind, axial durch die zylindrische Bohrung 28a, so dass das Tauchkolbenabteil 46 und das Kontaktabteil 35 in einer Fließverbindung miteinander stehen. Hierdurch kann ein negativer Druck minimiert werden, der in dem Kontaktabteil 35 erzeugt wird, wenn der Tauchkolben 29 bei einem Übergang von dem aktiven Zustand zu dem inaktiven Zustand des Solenoids SL durch die gespeicherte Kraft der Rückstellfeder 31 in die andere Richtung als der fixierte Eisenkern zurückgedrückt wird. Zudem ist die Anzahl der Entlüftungsnuten 32b, die als Fließverbindungskanäle zwischen dem Tauchkolbenabteil 46 und dem Kontaktabteil 35 dienen, auf beispielsweise sechs begrenzt. Demzufolge tritt im Wesentlichen kein Eindringen von Feuchtigkeit in das Kontaktabteil 35 auf, wodurch die Erzeugung von Eis auf den Kontaktoberflächen der fixierten Kontakte 23 und/oder dem beweglichen Kontakt 24 verhindert wird. Selbst wenn ein wenig Feuchtigkeit, die von dem Tauchkolbenabteil 46 in das Kontaktabteil 35 eingetreten ist, an den Kontaktflächen der fixierten Kontakte 23 und/oder des beweglichen Kontakts 24 gefriert, entsteht kein Eisfilm. Dies ermöglicht es, dass eine erforderliche Aufbrechungskraft zum Aufbrechen des Eises auf den Kontaktoberflächen der fixierten Kontakte 23 und/oder des beweglichen Kontakts 24 verringert wird.
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Nach der vorliegenden Ausführungsform ist der elektromagnetische Schalter 8, wie obenstehend erwähnt, derart ausgestaltet, dass der äußere umlaufende Umfang des Tauchkolbens 29 mit dem inneren umlaufenden Umfang des zylindrischen Ärmels 34 in Gleitkontakt steht, und der äußere umlaufende Umfang des Gleitelements 32 mit dem inneren umlaufenden Umfang der zylindrischen Bohrung 28a in Gleitkontakt steht. Die Anwesenheit dieser Gleitkontaktabschnitte des äußeren umlaufenden Umfangs des Tauchkolbens 29 und des äußeren umlaufenden Umfangs des Gleitelements 32 kann bewirken, dass der Tauchkolben 29 und das Gleitelement 32 nicht zueinander zentriert sind. Hierbei umschließt das Gleitelement 32 den äußeren umlaufenden Umfang der Tauchkolbenstange 30 lose (d. h. es besteht ein radialer Spalt zwischen dem inneren umlaufenden Umfang des Gleitelements 32 und des äußeren umlaufenden Umfangs der Tauchkolbenstange 30), es ist von dem Tauchkolben 29 getrennt und es ist nicht an dem Tauchkolben 29 gesichert. Mit diesem Aufbau ist das Gleitelement 32 radial beweglich mit einem radialen Spiel bis zu dem Spalt zwischen dem Gleitelement 32 und der Tauchkolbenstange 30, selbst wenn der Tauchkolben 29 und das Gleitelement 32 nicht zueinander zentriert sind. Hierdurch kann ein Aufheben des Tauchkolbens 29 und der Tauchkolbenstange 30 aufgrund fehlender Zentrierung des Tauchkolbens 29 und des Gleitelements 32 zueinander verhindert werden, wodurch eine Zunahme des Gleitwiderstands verhindert wird.
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Da eine Anziehungskraft des Solenoids SL im Vergleich zu dem elektromagnetischen Schalter, wie er in der japanischen Patentoffenlegungsschrift
JP 2006177160 offenbart ist, verringert werden kann, kann der äußere Durchmesser des Solenoids SL verringert werden, was sowohl zu einer verringerten Größe als auch Gewicht des elektromagnetischen Schalters führt.
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Zudem wird das Gleitelement 32 bei der vorliegenden Ausführungsform gegen den Flansch 30a der Tauchkolbenstange 30 unter Last der Kontaktdruckfeder 44 gedrängt. Hierdurch kann verhindert werden, dass das Gleitelement 32 von dem Tauchkolben 29 getrennt wird, indem es auf dem äußeren umlaufenden Umfang der Tauchkolbenstange 30 axial gleitet. Das heißt es muss kein zusätzliches zielgerichtetes Bauteil zum Zurückhalten des Gleitelements 32 in der axialen Richtung bereitgestellt werden und es wird ermöglicht, die bestehende Kontaktdruckfeder 44 dazu zu verwenden, das Gleitelement 32 gegen den Flansch 30a der Tauchkolbenstange 30 zu drängen, um das Gleitelement 32 in der axialen Richtung zurückzuhalten. Dies führt sowohl zu einer Verringerung der Größe als auch des Gewichts des elektromagnetischen Schalters 8 bei geringem Aufwand.
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Ferner ist ein Endabschnitt auf der zweiten axialen Seite (andere Seite als der bewegliche Kontakt) von der Kontaktdruckfeder 44 in den inneren umlaufenden Umfang des Gleitelements 62 auf der ersten axialen Seite eingesetzt. Der eingesetzte Endabschnitt der Kontaktdruckfeder 44 stützt sich gegen die Federaufnahmeoberfläche 32a des Gleitelements 32 ab. Das heißt der äußere umlaufende Umfang des eingesetzten Endabschnitts der Kontaktdruckfeder 44 wird durch den Endabschnitt des Gleitelements 32 an der ersten axialen Seite eingeschlossen. Hierdurch kann zuverlässig verhindert werden, dass sich das Ende der Kontaktdruckfeder 44 aus der Federaufnahmeoberfläche 32a herausbewegt, wodurch die Zuverlässigkeit des Betriebs des beweglichen Kontakts 24 verbessert wird.
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In einigen alternativen Ausführungsformen kann die Kontaktdruckfeder 44 in Serie zu dem Gleitelement 32 angeordnet sein. Das heißt das eingesetzte Ende der Kontaktdruckfeder 44 stützt sich nicht gegen die Federaufnahmeoberfläche 32a des Gleitelements 32 ab, sondern gegen die Endfläche auf der ersten axialen Seite des Gleitelements 32. Bei solchen Ausführungsformen überschneiden sich das Gleitelement 32 und die Kontaktdruckfeder 44 nicht gegenseitig in der radialen Richtung, d. h. die Kontaktdruckfeder 44 und das Gleitelement 32 sind in axial unterschiedlichen Positionen angeordnet, so dass sie keine radial überschneidenden Abschnitte über deren jeweiligen Länge aufweisen, wodurch verursacht wird, dass eine Befestigungsposition der Kontaktdruckfeder 44 erheblich zu dem Kontaktabteil 35 verschoben wird. Hierdurch kann eine axiale Länge des Kontaktabteils 35 erhöht werden.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der elektromagnetische Schalter 8 derart ausgestaltet, dass sich das Gleitelement 32 und die Kontaktdruckfeder 44 in der radialen Richtung gegenseitig überschneiden. Hierdurch kann verhindert werden, dass die Kontaktdruckfeder 44 weit in das Kontaktabteil 35 hineinreicht. Das heißt, ein teilweises Einsetzen der Kontaktdruckfeder 44 in den inneren umlaufenden Umfang des Abschnitts auf der ersten axialen Seite des Gleitelements 32 ermöglicht, dass die Kontaktdruckfeder 44 so positioniert wird, dass sie sich mit dem fixierten Eisenkern 28 in der radialen Richtung zumindest überschneidet, wenn der Solenoid SL in seinem inaktiven Zustand ist. Durch diesen Aufbau kann eine axiale Länge des Kontaktabteils 35 im Vergleich zu der alternativen Ausführungsform, bei der die Kontaktdruckfeder 44 in Serie zu dem Gleitelement 32 angeordnet ist, verringert werden. Dies führt zu der Verringerung der gesamten axialen Länge des magnetischen Schalters 8.
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Zudem wird bei der vorliegenden Ausführungsform das Gleitelement 32 aus einem Kunstharzmaterial ausgebildet, das nicht magnetisch ist. Hierdurch kann eine Magnetflussstreuung von dem Gleitelement 32 verhindert werden, wodurch eine Verringerung der Anziehungskraft des Solenoids SL verhindert wird. Ferner wird das Gleitelement 32 unter Verwendung eines Kunstharzmaterials ausgebildet, wodurch das Gewicht des elektromagnetischen Schalters 8 verringert wird, womit eine Zunahme der Anziehungskräfte des Solenoids SL selbst bei einem Aufbau verhindert werden kann, bei dem sich das Gleitelement 32 gemeinsam mit dem Tauchkolben 29 bewegt. Außerdem kann durch Ausbilden des Gleitelements 32 unter Verwendung eines Kunstharzmaterials mit einem hohen Maß an Selbstschmierungseigenschaften ein Gleitwiderstand verringert werden, wenn sich das Gleitelement 32 in Zusammenhang mit einer Bewegung des Tauchkolbens 29 innerhalb des inneren umlaufenden Umfangs der zylindrischen Bohrung 28a axial bewegt. Wie oben beschrieben ist, ermöglicht insbesondere das dargestellte Merkmal, dass der Gleitwiderstand selbst bei einem Aufbau verringert werden kann, bei dem der äußere umlaufende Umfang des Tauchkolbens 29 mit dem inneren umlaufenden Umfang des zylindrischen Ärmels 34 in Gleitkontakt steht und der äußere umlaufende Umfang des Gleitelements 32 mit dem inneren umlaufenden Umfang der zylindrischen Bohrung 28a in Gleitkontakt steht, eine Verringerung von Anziehungskräften des Solenoids SL.
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(Modifikationen)
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Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist das Gleitelement 32 aus einem Kunstharzmaterial ausgebildet, das Selbstschmierungseigenschaften aufweist. Anderenfalls kann das Gleitelement 32 aus einem beliebigen nicht-magnetischen Material ausgebildet sein, das Selbstschmierungseigenschaften aufweist. Weiterhin kann der äußere umlaufende Umfang des Gleitelements 32 einer Oberflächenbehandlung unterzogen werden, um Selbstschmierungseigenschaften aufzuweisen.
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Bei der oben genannten Ausführungsform, die in 3 gezeigt ist, ist ein Ende auf der ersten axialen Seite der Entlüftungsnut 32b axial entfernt von einem Ende auf der zweiten axialen Seite der zylindrischen Bohrung 28a, wenn der elektromagnetische Schalter 8 in seinem inaktiven Zustand ist. Wenn der elektromagnetische Schalter 8 in seinem inaktiven Zustand ist, kann anderenfalls das Ende der ersten axialen Seite von jeder Entlüftungsnut 31b axial zwischen den Enden der ersten und zweiten axialen Seite der zylindrischen Bohrung 28a sein. Obwohl eine axiale Richtungslänge, d. h. eine axiale Länge eines Abschnitts der Gleitoberfläche 32c, die mit dem inneren umlaufenden Umfang der zylindrischen Bohrung 28a in Kontakt steht, im Vergleich zu der axialen Richtungslänge in der oben genannten Ausführungsform verringert wird, kann eine Unterbrechung zwischen dem Kontaktabteil 35 und dem Tauchkolbenabteil 46 während des inaktiven Zustands des elektromagnetischen Schalters 8 sichergestellt werden.
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Für den Fachmann ergeben sich zahlreiche Modifikationen und andere Ausführungsformen der Erfindung, die zu der Erfindung gehören, welche die in der Lehre dargestellten Vorteile aus der vorangegangenen Beschreibung mit den zugehörigen Zeichnungen aufweist. Demnach ist es verständlich, dass die Erfindung nicht auf die bestimmten offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, und dass vorgesehen ist, dass Modifikationen und andere Ausführungsformen in dem Umfang der angefügten Ansprüche umfasst sind. Obwohl hier bestimmte Begriffe eingesetzt werden, werden diese lediglich in einer allgemeinen beschreibenden Weise verwendet und nicht zum Zweck der Beschränkung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2006-177160 [0002, 0003, 0016]
- JP 2006177160 [0065]
