JP2004247199A - スタータ用電磁スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】フレーム５のカシメ工程を必要とすることなく磁気抵抗の増加を抑えることができる電磁スイッチ１を提供すること。
【解決手段】励磁コイル９の周囲に形成される固定磁路は、ヨーク１４、コアプレート１５、及びグランドプレート１６に三分割され、フレーム５の開口部に設けられた段差部にグランドプレート１６が圧入嵌合して組み付けられ、且つコアプレート１５が弾性体１７によりフレーム５の開口部側へ押圧されることで、ヨーク１４とコアプレート１５、及びヨーク１４とグランドプレート１６との接触部が密着した状態で組み合わされている。
但し、グランドプレート１６を圧入によって保持できる力が、コアプレート１５を押圧する弾性体１７の弾力と、ボビン８を押圧する弾性体１８の弾力とを合計した押圧力と同等以上になる様に、フレーム５の段差部の内径とグランドプレート１６の外径との圧入代が設定されている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンを始動するためのスタータに用いられる電磁スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、特許文献１に記載されたスタータ用電磁スイッチがある。
この電磁スイッチは、励磁コイルの外周を覆うヨークと、このヨークの一端側に配される第１のコア、及びヨークの他端側に配される第２のコアとで固定磁路を形成している。この構成（固定磁路が分割された構成）では、ヨークと第１のコア、及びヨークと第２のコアとの接触部で磁気抵抗が増大するため、その磁気抵抗を小さく抑えるために、ヨークと第１のコア及びヨークと第２のコアとの密着度を高める必要がある。
【０００３】
これに対し、従来技術（特許文献１）では、励磁コイルの周囲に固定磁路を組み立てた後、ヨークと第１のコア、及びヨークと第２のコアとの間が密着する様に、組み立てた固定磁路を押圧した状態で、その固定磁路の外側を覆うフレームの外径をカシメることで固定されている。これにより、ヨークと第１のコア、及びヨークと第２のコアとがそれぞれ密着して組み付けられるため、磁気抵抗の増加を抑えることが可能である。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１６８１６６ 公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の電磁スイッチでは、固定磁路の分割部を密着させるためにフレームの外径をカシメているため、電磁スイッチの組付け時に、そのカシメ工程が余分に必要となる。
また、電磁スイッチは、内部に電気接点を有しているので、防水性が要求される。これに対し、カシメ工程は、材料を塑性変形させて行うため、カシメ部位に亀裂等が発生すると防水性を確保できなくなる。このため、フレームに使用される材料としては、カシメによって亀裂等を発生しないことが要求されるため、使用できる材料が限定されるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、複数の磁性部材を組み合わせて固定磁路が形成されるスタータ用電磁スイッチにおいて、フレームのカシメ工程を必要とすることなく磁気抵抗の増加を抑えることができ、且つフレームに使用される材料の選択範囲を広くできる構成を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（請求項１の発明）
本発明のスタータ用電磁スイッチは、励磁コイルの周囲に形成される固定磁路が、少なくともフレームの開口部に圧入されて保持される第１の磁性部材と、この第１の磁性部材に対し軸方向（励磁コイルの軸線方向）に接触する第２の磁性部材とを有し、この第２の磁性部材が、弾力を発生する弾力発生手段により、第１の磁性部材に対し軸方向に押圧された状態で組み合わされている。
ここで、第１の磁性部材を圧入によって保持できる力を保持力と呼び、弾力発生手段が第２の磁性部材を軸方向に押圧する弾力を押圧力Ｐ１と呼ぶ時に、押圧力Ｐ１より保持力の方が大きくなる様に、フレームの開口部と第１の磁性部材との圧入代を設定したことを特徴とする。
【０００８】
上記の構成によれば、第１の磁性部材をフレームの開口部に圧入によって保持できる力（保持力）の方が、弾力発生手段が第２の磁性部材を軸方向に押圧する弾力（押圧力Ｐ１）より大きいため、フレームの開口部に圧入された第１の磁性部材が前記押圧力Ｐ１によって外れることはない。従って、フレームの外径をカシメる必要がないため、電磁スイッチの組み付けを容易にでき、且つ組付け工数を低減できる。
【０００９】
また、本発明によれば、フレームのカシメ工程を廃止できる（つまり、組付け工程でフレームを塑性変形させる必要がない）ので、フレームに亀裂等が生じる虞がなく、防水性の高い電磁スイッチを提供できる。
更に、フレームのカシメ工程を廃止できることにより、フレーム材料が金属に限定されることはなく、フレーム材料を広い範囲から選択でき、例えば樹脂を使用することも可能である。
【００１０】
（請求項２の発明）
請求項１に記載したスタータ用電磁スイッチにおいて、
励磁コイルは、固定磁路に対し軸方向の移動が阻止されていることを特徴とする。この場合、励磁コイルの組付け位置が軸方向にずれることがないので、例えば弾性体などにより励磁コイルを押圧する必要がない。その結果、第１の磁性部材をフレームの開口部に圧入によって保持できる力（保持力）を小さくできる（但し、保持力≧押圧力Ｐ１）。
【００１１】
（請求項３の発明）
請求項１に記載したスタータ用電磁スイッチにおいて、
固定磁路に対し励磁コイルを軸方向に押圧して、その励磁コイルの軸方向移動を抑制するコイル保持手段を有し、このコイル保持手段が励磁コイルを軸方向に押圧する力を押圧力Ｐ２と呼ぶ時に、保持力が押圧力Ｐ１＋押圧力Ｐ２と同等以上になる様に、フレームの開口部と第１の磁性部材との圧入代を設定したことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、第１の磁性部材をフレームの開口部に圧入によって保持できる力（保持力）を、押圧力Ｐ１＋押圧力Ｐ２と同等以上にできるため、フレームの開口部に圧入された第１の磁性部材が押圧力Ｐ１と押圧力Ｐ２との合力によって外れることはない。従って、フレームの外径をカシメる必要がないため、電磁スイッチの組み付けを容易にでき、且つ組付け工数を低減できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１はスタータ用電磁スイッチ１の断面図である。
本実施例の電磁スイッチ１は、２本の外部端子２、３を有する接点カバー４と、電磁力を発生する電磁ユニット（後に説明する）とで構成される。
【００１４】
２本の外部端子２、３は、バッテリケーブルを介して車載バッテリ（図示せず）に接続されるバッテリ端子２と、モータリード線を介してスタータモータ（図示せず）に接続されるモータ端子３であり、それぞれ接点カバー４の内部に固定接点２ａ、３ａを有している。
接点カバー４は、例えば樹脂成形されて２本の外部端子２、３を絶縁保持している。この接点カバー４は、電磁ユニットのフレーム５にシール部材６を介して組み合わされ、螺子７により締め付け固定される。
【００１５】
電磁ユニットは、上記のフレーム５と、ボビン８に巻線された励磁コイル９、この励磁コイル９の周囲に形成される固定磁路（下述する）、ボビン８の内側に円筒スリーブ１０を介して摺動自在に挿入されるプランジャ１１、及び可動接点１２を保持する中間ロッド１３等により構成される。
フレーム５は、電磁ユニットの構成部品を収容する外容器であり、底面５ａを有する円筒形状に設けられている。なお、フレーム５の底面５ａには、プランジャ１１が移動できる様に、丸穴が開けられている。
【００１６】
励磁コイル９は、図示しないイグニッションキーのＯＮ操作により通電されて磁束を発生する。
固定磁路は、励磁コイル９に発生する磁束を通すための通路であり、三分割されている。具体的には、励磁コイル９の外周を覆う円筒形状のヨーク１４と、このヨーク１４の一端面に当接する中空円板形状のコアプレート１５、及びヨーク１４の他端面に当接する中空円板形状のグランドプレート１６より構成される。
【００１７】
この固定磁路は、フレーム５の開口部に設けられた段差部５ｂ（図２参照）にグランドプレート１６が圧入嵌合して組み付けられ、且つコアプレート１５が弾性体１７（例えばゴム板）によりフレーム５の開口部側（図１の右側）へ押圧されることで、ヨーク１４とコアプレート１５、及びヨーク１４とグランドプレート１６との接触部が密着した状態で組み合わされている。なお、弾性体１７は、図１に示す様に、フレーム５の底面５ａとコアプレート１５との間に弾力を有して配設されている。
また、コアプレート１５の反弾性体側には、コアプレート１５とボビン８との間に別の弾性体１８（例えばゴム板）が配設され、この弾性体１８の弾力でボビン８がグランドプレート１６に押圧されている。
【００１８】
ここで、フレーム５に対しグランドプレート１６を圧入によって保持できる力をＦ、コアプレート１５を押圧する弾性体１７の弾力をＰ１、及びボビン８を押圧する弾性体１８の弾力をＰ２とした時に、以下の関係▲１▼が成立する様に、フレーム５の段差部５ｂの内径Ｄ１とグランドプレート１６の外径Ｄ２との圧入代が設定されている（図２参照）。
Ｆ≧Ｐ１＋Ｐ２………▲１▼
【００１９】
プランジャ１１は、グランドプレート１６に対し、軸方向にエアギャップを介して配置され、励磁コイル９が通電されると、グランドプレート１６との間に作用する磁力により吸引されて、グランドプレート１６側へ移動する。また、励磁コイル９への通電が停止して磁力が消滅すると、リターンスプリング１９の反力で図１に示す初期位置まで押し戻される。
【００２０】
中間ロッド１３は、グランドプレート１６の中央部に開口する貫通穴１６ａを通って軸方向（図１の左右方向）に移動可能に設けられ、接点カバー４の内部に突出する自身の先端部に一組の樹脂部材２０を介して可動接点１２を絶縁保持している。この中間ロッド１３は、励磁コイル９への通電によりプランジャ１１がグランドプレート１６側へ移動する途中から、プランジャ１１と共に図示右方向へ移動し、励磁コイル９への通電が停止されてプランジャ１１が初期位置へ押し戻されると、接点カバー４との間に配置されるスプリング２１の反力を受けて図１に示す位置まで押し戻される。
【００２１】
中間ロッド１３に保持された可動接点１２は、中間ロッド１３の移動（図１右方向への移動）によって一組の固定接点２ａ、３ａに当接し、接点圧スプリング２２に付勢されて両固定接点２ａ、３ａ間を導通する。これにより、スタータモータの通電回路が閉成されて、バッテリからスタータモータに通電される。
また、励磁コイル９への通電停止により、スプリング２１の反力で中間ロッド１３が押し戻されると、可動接点１２が一組の固定接点２ａ、３ａから離脱して、両固定接点２ａ、３ａ間の導通が遮断されることにより、スタータモータの通電回路が開成される。
【００２２】
（本実施例の作用及び効果）
本実施例の電磁スイッチ１は、励磁コイル９の周囲に形成される固定磁路が、ヨーク１４とコアプレート１５及びグランドプレート１６に三分割され、そのグランドプレート１６がフレーム５の開口部（段差部５ｂ）に圧入嵌合して組み付けられると共に、コアプレート１５が弾性体１７によりフレーム５の開口部側へ押圧されることにより、ヨーク１４とコアプレート１５、及びヨーク１４とグランドプレート１６との接触部が密着した状態で組み合わされている。その結果、固定磁路を三分割したことによる磁気抵抗の増加を極力小さく抑えることが可能である。
【００２３】
また、グランドプレート１６を圧入によって保持できる力が、コアプレート１５を押圧する弾性体１７の弾力とボビン８を押圧する弾性体１８の弾力とを合わせた押圧力と同等以上になる様に、フレーム５の段差部５ｂの内径Ｄ１とグランドプレート１６の外径Ｄ２との圧入代が設定されているので、フレーム５の開口部（段差部５ｂ）に圧入されたグランドプレート１６が、前記押圧力（弾性体１７の弾力＋弾性体１８の弾力）を受けてフレーム５の開口部から外れることはなく、組付け状態を維持できる。その結果、フレーム５に対して各構成部品を順番に組み付けることができ、従来の様にフレームの外径をカシメる必要がなくなるため、電磁スイッチ１の組み付けを容易にでき、且つ組付け工数を低減できる。
【００２４】
また、フレーム５のカシメ工程を廃止できる（つまり、組付け工程でフレーム５を塑性変形させる必要がない）ので、フレーム５に亀裂等が生じる虞がなく、防水性の高い電磁スイッチ１を提供できる。
更に、フレーム５のカシメ工程を廃止できることにより、フレーム材料が金属に限定されることはなく、フレーム材料を広い範囲から選択でき、例えば樹脂を使用することも可能である。
【００２５】
（第２実施例）
図３はスタータ用電磁スイッチ１の断面図である。
本実施例は、接点カバー４をフレーム５でカシメ固定した場合の一例である。
この場合、グランドプレート１６をフレーム５の開口部（段差部５ｂ）に圧入嵌合して組み付けた後、フレーム５に設けられた薄肉部５ｃを接点カバー４の外周面にカシメることにより、電磁ユニットに接点カバー４が結合される。
この構成でも、電磁ユニットの組付け工程に関しては、第１実施例と同じであり、固定磁路を保持するためにフレーム５をカシメる必要がないので、電磁ユニットの組み付けを容易にでき、且つ組付け工数を低減できる。
【００２６】
（変形例）
第１実施例では、固定磁路をヨーク１４、コアプレート１５、グランドプレート１６に三分割した例を記載したが、例えばヨーク１４とコアプレート１５とを一体化して、グランドプレート１６と二分割しても良い。あるいはヨーク１４とグランドプレート１６とを一体化して、コアプレート１５と二分割しても良い。
また、第１実施例では、弾性体１８の弾力を利用して励磁コイル９を保持しているが、その弾性体１８は、コアプレート１５とボビン８との間でなくても、ボビン８とグランドプレート１６との間でも良い。また、固定磁路に対しボビン８が移動できない様に、ボビン８をグランドプレート１６またはコアプレート１５に固定（熱かしめ、圧入等）しても良い。この場合、弾性体１８を廃止できる。
【００２７】
更に、弾性体１７、１８を使用する代わりに、例えばコアプレート１５に弾力を発生できる弾性片を設けても良い。
同様に、ボビン８に弾力を発生できる弾性片を設けることにより、弾性体１８を廃止することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】スタータ用電磁スイッチの断面図である（第１実施例）。
【図２】フレームとグランドプレートとの圧入代を説明する図面である。
【図３】スタータ用電磁スイッチの断面図である（第２実施例）。
【符号の説明】
１ スタータ用電磁スイッチ
５ フレーム
５ａ フレームの底面
８ ボビン
９ 励磁コイル
１４ ヨーク（第２の磁性部材）
１５ コアプレート（第２の磁性部材）
１６ グランドプレート（第１の磁性部材）
１７ 弾性体（弾力発生手段）
１８ 弾性体（コイル保持手段）

Claims (3)

1. 通電により磁束を発生する励磁コイルと、
   この励磁コイルの周囲に形成される磁束を通すための固定磁路と、
   前記励磁コイルと前記固定磁路を内部に収容するフレームとを備え、
   前記固定磁路は、少なくとも前記フレームの開口部に圧入されて保持される第１の磁性部材と、この第１の磁性部材に対し軸方向（前記励磁コイルの軸線方向）に接触する第２の磁性部材とを有し、この第２の磁性部材が、弾力を発生する弾力発生手段により、前記第１の磁性部材に対し軸方向に押圧された状態で組み合わされるスタータ用電磁スイッチであって、
   前記第１の磁性部材を圧入によって保持できる力を保持力と呼び、前記弾力発生手段が前記第２の磁性部材を軸方向に押圧する弾力を押圧力Ｐ１と呼ぶ時に、
   前記押圧力Ｐ１より前記保持力の方が大きくなる様に、前記フレームの開口部と前記第１の磁性部材との圧入代を設定したことを特徴とするスタータ用電磁スイッチ。
2. 請求項１に記載したスタータ用電磁スイッチにおいて、
   前記励磁コイルは、前記固定磁路に対し軸方向の移動が阻止されていることを特徴とするスタータ用電磁スイッチ。
3. 請求項１に記載したスタータ用電磁スイッチにおいて、
   前記固定磁路に対し前記励磁コイルを軸方向に押圧して、その励磁コイルの軸方向移動を抑制するコイル保持手段を有し、このコイル保持手段が前記励磁コイルを軸方向に押圧する力を押圧力Ｐ２と呼ぶ時に、
   前記保持力が前記押圧力Ｐ１＋前記押圧力Ｐ２と同等以上になる様に、前記フレームの開口部と前記第１の磁性部材との圧入代を設定したことを特徴とするスタータ用電磁スイッチ。

Images