JP2003297207A - マグネットスイッチおよびスタータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】部品点数を増加することなく、励磁コイル９に
よりプランジャ５が吸引されたときに発生するプランジ
ャ５と固定コア６の接触音の発生そのものを低減するこ
とができるマグネットスイッチを提供する。 【解決手段】ボビン１０に巻装された励磁コイル９と、
励磁コイル９の中央に位置し磁気回路を構成する固定コ
ア６と、励磁コイル９が励磁されることにより固定コア
６の方へ吸引されるプランジャ５と、プランジャ５の動
作に伴い移動する可動接点２と、可動接点２と当接する
ことにより電流が流れる一対の固定接点１とを有するマ
グネットスイッチにおいて、固定コア６のプランジャ５
に対向する端面は凹部形状からなり、プランジャ５の固
定コア６に対向する端面はプランジャ５の凹部形状に嵌
合する凸部形状からなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マグネットスイッ
チに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のマグネットスイッチの一例を図４
および図５を用いて説明する。図４は、励磁コイル２９
が励磁されていない状態、すなわち給電停止状態であ
る。この場合は、プランジャ２５はリターンスプリング
２７のスプリング力により押し上げられている。そし
て、プランジャ２５により可動接点２２もカバー２３側
へ押し上げられている。そのため、可動接点２２は固定
接点２１から離れた状態で保持されている。従って、固
定接点２１間には電流が流れない。すなわち、固定接点
２１に接続されているターミナル３１間には電流が流れ
ない。

【０００３】次に、図５に示すように、励磁コイル２９
が励磁されると、プランジャ２５は固定コア２６側へ吸
引される。その結果、可動接点２２とプランジャ２６は
離れ、コンタクトスプリング２４のスプリング力により
可動接点２２は固定接点２１と接触する。従って、固定
接点２１間に電流が流れる。すなわち、固定接点２１に
接続されているターミナル３１間に電流が流れることに
なる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、車両やシステム
等の静音化が求められている。そこで、マグネットスイ
ッチについても静音化の必要性が生じてきた。しかし、
従来のマグネットスイッチは、励磁コイル２９が励磁さ
れたときに、プランジャ２５と固定コア２６が接触する
ことによる接触音が発生する。この接触音を低減する対
策として、固定コア２６とヨーク２８との間にゴム等の
弾性体を取付けること等が行われていた。この弾性体を
取付けることにより接触音を吸収することができた。

【０００５】ところが、弾性体を設けることは根本的な
解決策とはなっていない。すなわち、プランジャ２５と
固定コア２６による接触音の発生そのものを低減する対
策ではない。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みて為され
たものであり、部品点数を増加することなくプランジャ
と固定コアの接触音の発生そのものを低減することがで
きるマグネットスイッチ等を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者はこの
課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、
プランジャと固定コアの端面を凹凸形状とすることを思
いつき、本発明を完成するに至った。

【０００８】すなわち、本発明のマグネットスイッチ
は、励磁コイルと、固定コアと、プランジャと、可動接
点と、一対の固定接点とを有する。そして、固定コアの
プランジャに対向する端面を凹部形状とし、プランジャ
の固定コアに対向する端面を凹部形状と嵌合する凸部形
状とすることを特徴とする。また、プランジャの固定コ
アに対向する端面を凹部形状とし、固定コアのプランジ
ャに対向する端面を凹部形状と嵌合する凸部形状とする
ことを特徴とする。

【０００９】ここで、励磁コイルはボビンに巻装された
コイルである。固定コアは、励磁コイルの中央に位置し
ている。プランジャは、励磁コイルが励磁されることに
より固定コアの方へ移動するものである。このプランジ
ャは、軸方向に移動する。可動接点は、プランジャの動
作に伴い移動する接点である。固定接点は、一対のター
ミナルにそれぞれ電気的に接続されている。そして、固
定接点が可動接点と当接することによりターミナル間に
電流が流れる。

【００１０】励磁コイルが励磁された場合には、プラン
ジャが固定コア側へ吸引される。その際、プランジャお
よび固定コアの凹凸形状により囲まれる部分が形成され
る。プランジャが固定コアへ近づくにつれて、この囲ま
れた部分の空気が圧縮される。この圧縮された空気によ
るエアダンパとしての作用により、プランジャが減速す
る。その結果、プランジャと固定コアが接触するときに
発生する接触音の低減が可能となる。

【００１１】また、凹部形状の側面と凸部形状の側面の
うち、何れか一方若しくは双方をテーパとすると良い。
すなわち、凸部形状は、先端に向かって細くなってい
る。凹部形状は、先端に向かって広くなっている。これ
により、プランジャ５の凹部形状と固定コア６の凸部形
状とを嵌合させる際に、確実に嵌合させることができ
る。さらに、圧縮された空気を確実に排出することがで
きる。

【００１２】また、凹部形状の縁部の高さは、凸部形状
の突出部の高さより低くすると良い。凹部形状の縁部の
高さが凸部形状の突出部の高さより高い場合には、圧縮
された空気の作用による効果を適切に得ることができな
い場合が生ずる。すなわち、凹凸形状により囲まれた部
分の空気が圧縮される前、つまりプランジャが減速する
前に、プランジャと固定コアが接触することになるため
である。その場合には、プランジャと固定コアの接触音
を低減できない。従って、凹部形状の縁部の高さを凸部
形状の突出部の高さより低くすることにより、圧縮され
た空気の作用による効果を適切に得ることができ、プラ
ンジャと固定コアの接触音を低減することができる。

【００１３】さらに、凹部形状の縁部の高さが凸部形状
の突出部の高さより高い場合には、固定コアとプランジ
ャとの接触面積が狭い。通常、固定コアとプランジャが
接触するとこれらは磁気回路を構成することになる。し
かし、接触面積が狭いと磁気回路としての効果を得るこ
とが困難となる。従って、凹部形状の縁部の高さを凸部
形状の突出部の高さより低くすることにより、磁気回路
としての効果をより発揮することができる。

【００１４】これまでは、本発明をマグネットスイッチ
と考えた場合について説明してきたが、そのマグネット
スイッチを用いたスタータであっても良い。

【００１５】すなわち、本発明のマグネットスイッチを
用いたスタータは、励磁コイルと、固定コアと、プラン
ジャと、可動接点と、一対の固定接点とを有する。そし
て、固定コアのプランジャに対向する端面を凹部形状と
し、固定コアに対向する端面を凹部形状と嵌合する凸部
形状とすることを特徴とする。また、固定コアに対向す
る端面を凹部形状とし、固定コアのプランジャに対向す
る端面を凹部形状と嵌合する凸部形状とすることを特徴
とする。

【００１６】ここで、励磁コイルと、固定コアと、プラ
ンジャと、可動接点と、固定接点とは、上述と同様であ
る。

【００１７】これにより、圧縮された空気の作用によ
り、プランジャと固定コアが接触するときに発生する接
触音の低減が可能となる。

【００１８】なお、マグネットスイッチにおける他の特
徴部分については、当該特徴部分をを有するマグネット
スイッチを用いたスタータとして適用することができ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、実施形態を挙げ、本発明を
より詳しく説明する。

【００２０】まず、本発明の一例であるマグネットスイ
ッチの全体構成について図１を用いて説明する。本発明
のマグネットスイッチは、ボビン１０に励磁コイル９が
巻装されている。そして、ボビン１０および励磁コイル
９をヨーク８が包囲している。このヨーク８は、磁性材
料でできており、磁気回路を構成している。また、ボビ
ン１０の内側には鋼材からなる固定コア６が配設されて
いる。この固定コア６はヨーク８に固定されている。そ
して、固定コア６も磁気回路を構成している。

【００２１】また、プランジャ５は、固定コア６に対向
する位置に、ボビン１０の内側を軸方向へ摺動可能に配
設されている。プランジャ５と固定コア６との間にはリ
ターンスプリング７が設けられている。プランジャ５に
は、固定コア６の反対側に突出部が設けられている。こ
のプランジャ５の突出部は、可動接点２をカバー３側へ
押し付けている。なお、プランジャ５の突出部は樹脂等
でできており、突出部を除く部分は鋼材でできている。

【００２２】そして、可動接点２とカバー３の間には、
コンタクトスプリング４が設けられている。一対の固定
接点１が可動接点２を中心に配設され、カバー３に固定
されている。これらの固定接点１には、ターミナル１１
が電気的に接続されている。なお、固定接点１および可
動接点２は銅でできており、カバー３は樹脂でできてい
る。

【００２３】次に、プランジャ５および固定コア６の形
状について図３を用いて説明する。

【００２４】プランジャ５と固定コア６との間に設けら
れているリターンスプリング７（図１に示す）を保持す
るために、切り欠き部５ａ、６ａが設けられている。そ
して、プランジャ５の固定コア６に対向する端面は凹部
形状を有している。より具体的には、この凹部形状は直
径Ｄ１の底部と高さＨ１の縁部とからなる。この縁部の
側面（凹部形状の側面）は軸に平行である。一方、固定
コア６のプランジャ５に対向する端面は凸部形状を有し
ている。より具体的には、この凸部形状の突出部の形状
は直径Ｄ２、高さＨ２である。この突出部の側面（凸部
形状の側面）は軸に平行である。

【００２５】そして、プランジャ５の凹部形状の直径Ｄ
１は、固定コア６の凸部形状の直径Ｄ２より僅かに大き
く形成されている。すなわち、プランジャ５の凹部形状
と固定コア６の凸部形状とは嵌合するようになってい
る。プランジャ５の凹部形状の縁部の高さＨ１は、固定
コア６の凸部形状の突出部の高さＨ２より低く形成され
ている。

【００２６】次に、本実施形態のマグネットスイッチの
動作について図１および図２を用いて説明する。

【００２７】まず、励磁コイル９が励磁されていない状
態を図１に示す。励磁コイル９が励磁されていない場合
には、リターンスプリング７のスプリング力によりプラ
ンジャ５が固定コア６の反対側へ押し付けられている。
この押し付け力により、可動接点２がカバー３に当接し
ている。すなわち、可動接点２は固定接点１から離れた
状態で保持されている。この場合には、一対の固定接点
１間に電流が流れないため、ターミナル１１間にも電流
が流れないことになる。

【００２８】次に、励磁コイル９が励磁された状態を図
２に示す。励磁コイル９が励磁されると、磁力が発生す
ることによりプランジャ５が固定コア６側へ吸引され
る。その結果、プランジャ５の突出部と可動接点２は離
れることになる。そうすると、可動接点２は、コンタク
トスプリング４のスプリング力により、固定接点１側へ
押し付けられて固定接点１と当接する。可動接点２と固
定接点１が当接すると、固定接点１間に電流が流れる。
すなわち、ターミナル１１間に電流が流れることにな
る。

【００２９】次に、プランジャ５が固定コア６側へ吸引
される場合について詳述する。上述のとおり、励磁コイ
ル９が励磁されることにより、プランジャ５が固定コア
６側へ吸引される。プランジャ５が固定コア６側に近づ
くと、プランジャ５の凹部形状の縁部の先端と固定コア
６の凸部形状の突出部の先端とが一部嵌合された状態と
なる。このとき、プランジャ５の凹部形状と固定コア６
の凸部形状とにより囲まれる部分が形成される。その
後、プランジャ５が固定コア６側にさらに近づくと、上
述の囲まれた部分にある空気は圧縮される。この圧縮さ
れた空気は、プランジャ５の凹部形状の底部と固定コア
６の凸部形状の突出部の直径差により生ずる僅かな隙間
から徐々に逃げていく。そして、圧縮された空気による
エアダンパとしての作用により、プランジャ５が減速す
る。その結果、プランジャ５の凹部形状の底部と固定コ
ア６の凸部形状の突出部とが接触することにより発生す
る接触音を低減することができる。

【００３０】なお、プランジャ５の凹部形状の縁部の高
さを固定コア６の凸部形状の突出部の高さより低くして
いるため、プランジャ５の凹部形状の縁部の端面が固定
コア６と接触しない。仮に、プランジャ５の凹部形状の
縁部の端面が固定コア６と接触するならば、上述の圧縮
された空気によるエアダンパ効果を適切に得ることがで
きない。すなわち、凹凸形状により囲まれた部分の空気
が圧縮される前、つまりプランジャが減速する前に、プ
ランジャと固定コアが接触する場合があるためである。
そうすると、プランジャと固定コアの接触音を低減でき
ない。従って、上述のような高さの関係にすることで、
プランジャ５と固定コア６との接触音を確実に低減する
ことができる。

【００３１】さらに、凹部形状の縁部の高さが凸部形状
の突出部の高さより高い場合には、固定コアとプランジ
ャとの接触面積が狭くなる。通常、固定コアとプランジ
ャが接触するとこれらは磁気回路を構成することにな
る。しかし、接触面積が狭いと磁気回路としての効果を
得ることが困難となる。従って、凹部形状の縁部の高さ
を凸部形状の突出部の高さより低くすることにより、磁
気回路としての効果をより発揮することができる。

【００３２】また、プランジャ５の凹部形状の縁部の高
さは、固定コア６の凸部形状の突出部の高さより僅かに
低くすると良い。この場合には、圧縮された空気の逃げ
道をさらに狭くすることができる。従って、圧縮された
空気の作用による効果をさらに得ることができる。すな
わち、プランジャ５がさらに減速するため、プランジャ
５と固定コア６との接触音をより低減できる。

【００３３】また、プランジャ５の凹部形状の底部と固
定コア６の凸部形状の突出部の端面を鏡面状にすると良
い。これにより、さらに接触音を低減できる。

【００３４】上述の実施形態は、プランジャ５の凹部形
状の縁部の側面（凹部形状の側面）および固定コア６の
凸部形状の突出部の側面（凸部形状の側面）は中心軸に
平行な面としたが、テーパにしても良い。具体的には、
プランジャ５の凹部形状は、先端に向かって広くする。
固定コア６の凸部形状は先端に向かって細くする。これ
により、プランジャ５の凹部形状と固定コア６の凸部形
状とを嵌合させる際に、確実に嵌合させることができ
る。さらに、圧縮された空気を確実に排出することもで
きる。テーパにするのは、プランジャ５と固定コア６の
何れか一方でも良いし、双方でも良い。ただし、双方と
もテーパとする方がより確実にプランジャ５と固定コア
６とを嵌合させることができる。

【００３５】このテーパの角度は、小さい程良い。すな
わち、固定コア６の凸部形状の場合には、根元に比べて
先端があまり細くならない程良いことになる。テーパの
角度を大きくすると、固定コアとプランジャとの接触面
積が狭くなる。通常、固定コアとプランジャが接触する
とこれらは磁気回路を構成することになる。しかし、接
触面積が狭いと磁気回路としての効果を得ることが困難
となる。従って、凹部形状の縁部の高さを凸部形状の突
出部の高さより低くすることにより、磁気回路としての
効果をより発揮することができる。

【００３６】また、上述の実施形態は、プランジャ５の
固定コア６に対向する端面を凹部形状とし、固定コア６
のプランジャ５に対向する端面を凸部形状としたが、凹
凸形状を入れ替えても良い。この場合にも上述と同様の
効果を得ることができる。

【００３７】また、上述の実施形態は、プランジャ５や
固定コア６の凹凸形状を円形としているが、本発明は円
形に限られるものではない。すなわち、だ円等の非真円
形であっても良いし、多角形であっても良い。

【００３８】また、上述の実施形態は、励磁コイル９が
励磁されたときに電流が流れるように構成されている。
すなわち、ＯＮ動作により閉成するａ接点の構成として
いる。しかし、本発明はＯＮ動作により開成するｂ接点
の構成とすることもできる。すなわち、励磁コイル９が
励磁されていないときに可動接点２と固定接点１を当接
させておき、励磁されたときに可動接点２が固定接点１
から離れるようにすれば良い。

【００３９】また、上述のマグネットスイッチをスター
タに用いることもできる。

【００４０】

【発明の効果】本発明のマグネットスイッチおよびスタ
ータによれば、部品点数を増加することなく、プランジ
ャと固定コアの接触音の発生そのものを低減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマグネットスイッチを示す断面図であ
る。

【図２】本発明のマグネットスイッチを示す断面図であ
る。

【図３】プランジャと固定コアの詳細を示す図である。

【図４】従来のマグネットスイッチを示す断面図であ
る。

【図５】従来のマグネットスイッチを示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ・・・ 固定接点 ２ ・・・ 可動接点 ３ ・・・ カバー ４ ・・・ コンタクトスプリング ５ ・・・ プランジャ ６ ・・・ 固定コア ７ ・・・ リターンスプリング ８ ・・・ ヨーク ９ ・・・ 励磁コイル １０ ・・・ ボビン １１ ・・・ ターミナル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボビンに巻装された励磁コイルと、該励磁
   コイルの中央に固定された固定コアと、該励磁コイルが
   励磁されることにより該固定コアの方へ移動するプラン
   ジャと、該プランジャの動作に伴い移動する可動接点
   と、ターミナルに接続され、該可動接点と当接すること
   により該ターミナル間に電流が流れる一対の固定接点と
   を有するマグネットスイッチにおいて、 前記固定コアの前記プランジャに対向する端面または前
   記プランジャの前記固定コアに対向する端面のうち、何
   れか一方が凹部形状からなり、他方が前記凹部形状と嵌
   合する凸部形状からなることを特徴とするマグネットス
   イッチ。
2. 【請求項２】前記凹部形状の側面と前記凸部形状の側面
   のうち、何れか一方若しくは双方がテーパであることを
   特徴とする請求項１記載のマグネットスイッチ。
3. 【請求項３】前記凹部形状の縁部の高さは、前記凸部形
   状の突出部の高さより低いことを特徴とする請求項１ま
   たは２記載のマグネットスイッチ。
4. 【請求項４】ボビンに巻装された励磁コイルと、該励磁
   コイルの中央に固定された固定コアと、該励磁コイルが
   励磁されることにより該固定コアの方へ移動するプラン
   ジャと、該プランジャの動作に伴い移動する可動接点
   と、ターミナルに接続され、該可動接点と当接すること
   により該ターミナル間に電流が流れる一対の固定接点と
   を有するマグネットスイッチを用いたスタータにおい
   て、前記固定コアの前記プランジャに対向する端面また
   は前記プランジャの前記固定コアに対向する端面のう
   ち、何れか一方が凹部形状からなり、他方が前記凹部形
   状と嵌合する凸部形状からなることを特徴とするマグネ
   ットスイッチを用いたスタータ。