JP2004270511A - スタータ用マグネットスイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】確実に接点同士を離間し、組立性を配慮したスタータ用マグネットスイッチを提供する。
【解決手段】シャフト付きプランジャと、プランジャ用戻しバネと、固定接点と、可動接点付きシャフトと、励磁コイルとを含み構成し、前記可動接点付きシャフトは中空状でかつ前記プランジャシャフトを挿入する多角形もしくは楕円形状からなる窓を端面に設け、前記プランジャシャフト端面には前記挿入窓と同形状の突起を設け前記プランジャシャフト挿入窓に挿入し、回転係止することにより、前記励磁コイルへの通電遮断時に前記プランジャ用戻しバネの付勢力によって生ずるプランジャ移動時の慣性力を、前記プランジャシャフトを介して、前記可動接点付きシャフトに供給することにより、組立工数をアップすることなく、かつ確実に接点同士を離間することを可能としたものである。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のスタータに好適なマグネットスイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プランジャ用戻しバネの付勢力によって移動するプランジャに発生するプランジャ慣性力を、可動接点付きシャフトに供給する手段を設けることにより、確実に接点同士を離間するスタータ用マグネットスイッチは、特開平１０−３１１２７０号公報が知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−３１１２７０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術は、接点同士を離間することは可能であるが、構造上、部品点数の増加ならびに組み立て性への配慮がなく、その結果、原価高となってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、組み立て性に配慮して、確実に接点同士を離間するスタータ用マグネットスイッチを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明によるスタータ用マグネットスイッチの特徴は、シャフト付きプランジャと、プランジャ用戻しバネと、固定接点と、可動接点付きシャフトと、励磁コイルとを有し、前記可動接点付きシャフトは中空状でかつ前記プランジャシャフトを挿入する多角形もしくは楕円形状からなる窓を端面に設け、前記プランジャシャフト端面には前記挿入窓と同形状の突起を設け前記プランジャシャフト挿入窓に挿入し、回転係止することにより、前記励磁コイルへの通電遮断時に前記プランジャ用戻しバネの付勢力によって生ずるプランジャ移動時の慣性力を、前記プランジャシャフトを介して、前記可動接点付きシャフトに供給するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【０００８】
図１は、本発明によるスタータ用マグネットスイッチを実装した一実施例のスタータ要部を示す断面図である。図２は、本発明による一実施例のスタータ用マグネットスイッチを示す断面図である。図１，図２を同時に参照して、本実施例のスタータ用マグネットスイッチの構成について説明する。
【０００９】
図１において、スタータは、スタータ本体１とスタータ用マグネットスイッチ２（以下、マグネットスイッチ２と略す）とから構成される。そして、図２において、マグネットスイッチ２は、プランジャ４とプランジャ端面に配設したシャフト４ａ（以下、プランジャシャフトと略す）と、プランジャ用戻しバネ８と、固定接点７と、可動接点５を係合する可動接点付き空洞状シャフト６（以下、接点シャフトと略す）と、接点シャフト用戻しバネ９と、励磁コイル３とを含み構成され、プランジャシャフト４ａは接点シャフト６に嵌挿し取り付けられる。
【００１０】
次に、接点シャフト６に設けた中空穴６ｂにプランジャシャフト４ａを嵌挿する手法を構造の説明を交え図３，図４を参照し説明する。
【００１１】
図３は、接点シャフト６の中空穴６ｂにプランジャシャフト４ａを嵌挿している途中点の断面拡大図を示し、図４は図３の中空穴６ｂの軸方向断面図である。本実施例によれば、接点シャフト６に設けた中空穴６ｂにはプランジャ４との当接側に貫通長円穴６ａを設け、またプランジャシャフト４ａの先端外周には、接点シャフト６に設けた貫通長円穴６ａより若干小さい同形状の外周突起４ｂを設け、接点シャフト６の貫通長円穴６ａにプランジャシャフト４ａを挿入している。なお接点シャフト６に設けた貫通長円穴６ａの形状およびプランジャシャフト４ａに設けた外周突起４ｂの形状は、多角形でもよく、真円以外の形状からなるものであれば同様な機能を果たすことが可能である。
【００１２】
次に図５は、接点シャフトの貫通長円穴６ａにプランジャシャフト４ａを完全に嵌挿した時の断面図を示す。図６は図５の貫通長円穴部の軸方向断面図を示す。図３の状態に対し、接点シャフト６の貫通長円穴６ａにプランジャシャフト４ａを更に挿入することにより、プランジャシャフト４ａの外周突起４ｂが接点シャフトの貫通長円穴６ａ部を貫け、接点シャフト６の中空穴６ｂに位置し、本位置にてプランジャ４を回転（好ましくは９０度）し組み立てることにより、前記プランジャシャフト４ａの先端に設けた外周突起４ｂと接点シャフト６に設けた貫通長円穴６ａの非貫通部（内周突起）６ｃとの当接が可能となる。
【００１３】
なお、回転し組み立てたプランジャ４および嵌挿された接点シャフト６が外部の振動などにより周方向へ回転し、前記外周突起４ｂと非貫通部（内周突起）６ｃとの当接が解除されることが想定されるが、この抑制は、図１に示す様にプランジャ４に設けられたプランジャ角穴４ｃにシフトレバー１２を挿入し組み立てることにより可能である。また接点シャフト６の回転の抑制は、図４に示す様に、磁性部材１０の内周と接点シャフト６の外周とに夫々凹部１０ａ，凸部６ｅを設けることにより可能である。
【００１４】
以上の構成により、図２に示す矢印（ＯＦＦ時）方向にプランジャシャフト４ａが移動した場合に、外周突起４ｂが接点シャフト６の非貫通部（内周突起）６ｃに当接し、プランジャ４の慣性力を接点シャフト６に与えることが可能となる。
【００１５】
次に、上記説明にて構成されるスタータ用マグネットスイッチの動作について説明する。
【００１６】
図２において、キースイッチをＯＮすることにより励磁コイル３に電流が流れて、プランジャ４が矢印（ＯＮ時）の方向に吸引され、プランジャシャフト４ａの付け根部に接点シャフト６が当り、接点シャフト６を押しながら更に吸引される。可動接点５の吸引時の移動先には、固定接点７があり、固定接点７に可動接点５が接続投入されてモータ側に通電され、モータが回転を開始するものである。以上はマグネットスイッチの吸引動作である。
【００１７】
次に、マグネットスイッチの開放動作について説明する。
【００１８】
図７は、図２のマグネットスイッチの開放動作（その１）を示す断面図であり、本実施例のマグネットスイッチのプランジャ最大吸引時の断面図を示している。図７において、プランジャ４を戻すプランジャ用戻しバネ８は、磁性部材１０側壁とプランジャシャフト４ａの付け根部との間に組み付けている。プランジャ４の最大吸引時、プランジャ用戻しバネ８はプランジャ４により押し付けられて縮み、プランジャ４を戻すエネルギーが蓄えられている。一方、可動接点５及び接点シャフト６を戻す接点シャフト用戻しバネ９は、絶縁部材１１とシャフト側壁６ｄとの間に組み付けており、プランジャ４の最大吸引時、接点シャフト用戻しバネ９はシャフト側壁６ｄにより押し付けられて縮み、エネルギーが蓄えられている。
【００１９】
上記状態において、キースイッチをＯＦＦすることにより、励磁コイル３への通電が遮断され、プランジャ４の吸引が解かれ、プランジャ４はプランジャ用戻しバネ８のエネルギーにより、所定の移動速度で元の位置に戻される。また、可動接点５及び接点シャフト６は接点シャフト用戻しバネ９のエネルギーにより、固定接点７から切り離される。
【００２０】
そして、図７において、固定接点７と可動接点５とが溶着（溶着力Ｙ０）している場合は、接点シャフト用戻しバネ９のエネルギーによって、接点シャフト６（質量ｍ）が戻り移動し、該移動によって速度Ｖとなった時点の接点シャフト６（シャフト側壁６ｄ）が接点シャフト６に係合している可動接点５に衝突（当接）し、当該接点シャフト６に発生した慣性力Ｆ１（＝ｍ・ｄｖ／ｄｔ）を加えて、固定接点７から可動接点５を切り離そうとするものである。しかし、溶着力Ｙ０と慣性力Ｆ１との間に、Ｙ０＞Ｆ１の関係が成立していれば、切り離しが困難となる。
【００２１】
慣性力は、衝突体の質量に比例するため、小さい質量ｍの接点シャフト６の慣性力だけでは、固定接点７から可動接点５を切り離すことは困難である場合がある。従って、接点シャフト６に比べれば、十分に重い質量Ｍを有するプランジャ４の慣性力を利用することが考えられる。
【００２２】
図８は、図２のマグネットスイッチの開放動作（その２）を示す断面図である。
【００２３】
図８に示す構成は、プランジャ用戻しバネ８の戻しエネルギーで、プランジャ４を距離Ｌ分、移動させる構成とし、そして、該移動によって速度Ｖとなった時点のプランジャ４の慣性力Ｆ２（＝Ｍ・ｄｖ／ｄｔ）を、プランジャシャフト４ａより接点シャフト６に与え、該接点シャフト６を介して係合している可動接点５に付加する慣性力供給手段を設けたものである。即ち、該慣性力供与手段の具体的な構成の一実施例は、接点シャフト６に嵌挿し、回転し組み立てるプランジャシャフト４ａの外周側に設けた外周突起４ｂを、接点シャフト６の中空穴６ｂに設けた非貫通部（内周突起）６ｃに衝突させ、前述の慣性力Ｆ２を接点シャフト６を介して可動接点５に付加して、固定接点７から強制的に可動接点５を切り離すものである。
【００２４】
一方、上記実施例において、質量Ｍのプランジャ４に発生する慣性力Ｆ２が、溶着力Ｙ０に比べて十分大きい値となるように、（１）プランジャ４の材質と寸法（即ち、密度と体積から定まる質量Ｍ）、所望の速度Ｖを生み出すための、（２）移動距離Ｌの寸法、ならびに（３）プランジャ用戻しバネ８の諸元などの各設定を行うことが肝要である。これらの各設定により、固定接点７から可動接点５を強制的に切り離すことを可能とする慣性力Ｆ２＞溶着力Ｙ０の関係を確保することが出来、この結果、万一接点同士が溶着した場合があっても、確実なる接点の離間が保証される。
【００２５】
上記構成の実施例によるスタータ用マグネットスイッチによれば、部品点数を増やすことなく、また組み立て性を悪化させることなしに、仮に接点が投入し衝突時の反動でチャタリングが発生し、アーク熱による接点溶着が発生した場合でも、励磁コイルへの通電を遮断すれば確実に接点同士を強制的に切り離して離間状態（開放状態）を確保することが可能となり、モータの破損などを防止することが出来る。
【００２６】
【発明の効果】
本発明により組立工数をアップすることなく、溶着力以上のプランジャ慣性力を、溶着している固定・可動接点間に与えることが可能となる。この結果、溶着している可動接点を確実に固定接点から切り離すことができ、モータ連続通電による破損を防止することができ、低価格で高信頼性を得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるスタータ用マグネットスイッチを実装した一実施例のスタータ要部を示す断面図である。
【図２】本発明による一実施例のスタータ用マグネットスイッチを示す断面図である。
【図３】図２の接点シャフトの中空穴にプランジャシャフトを嵌挿している途中点の断面図ある。
【図４】図３の中空穴部の軸方向断面図である。
【図５】図２の接点シャフトの貫通長円穴にプランジャシャフトを完全に嵌挿した時の断面図である。
【図６】図５の貫通長円穴部の軸方向断面図である。
【図７】図２のマグネットスイッチの開放動作（その１）を示す断面図である。
【図８】図２のマグネットスイッチの開放動作（その２）を示す断面図である。
【符号の説明】
１…スタータ本体、２…マグネットスイッチ、３…励磁コイル、４…プランジャ、４ａ…プランジャシャフト、４ｂ…外周突起、４ｃ…プランジャ角穴、５…可動接点、６…接点シャフト、６ａ…貫通長円穴、６ｂ…中空穴、６ｃ…非貫通部（内周突起）、６ｄ…シャフト側壁、６ｅ…凸部、７…固定接点、８…プランジャ用戻しバネ、９…接点シャフト用戻しバネ、１０…磁性部材、１０ａ…凹部、１１…絶縁部材、１２…シフトレバー。

Claims (4)

1. プランジャと、プランジャ用戻しバネと、固定接点と、可動接点付きシャフトと、励磁コイルとを有し、前記励磁コイルへの通電遮断時に前記プランジャ用戻しバネの付勢力によって生ずるプランジャ移動時の慣性力を、前記プランジャに配設したシャフトを介して、前記可動接点付きシャフトに供給することを特徴とするスタータ用マグネットスイッチ。
2. 請求項１記載において、
   前記可動接点付きシャフトは中空状で、前記プランジャシャフトを挿入する窓を端面に設け、前記プランジャシャフト端面には前記挿入窓と同形状の突起を設け、前記プランジャシャフト挿入窓に挿入して回転係止したことを特徴とするスタータ用マグネットスイッチ。
3. 請求項２記載において、
   前記可動接点付き中空状シャフト端面の挿入窓形状および前記プランジャシャフト端面の突起形状は多角形状からなることを特徴としたスタータ用マグネットスイッチ。
4. 請求項２記載において、
   前記可動接点付き中空状シャフト端面の挿入窓形状および前記プランジャシャフト端面の突起形状は楕円形状からなることを特徴としたスタータ用マグネットスイッチ。

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