JP2005233129A - スタータ用電磁スイッチ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】サブ接点部に使用される第2固定接点40は、カーボン抵抗体によって形成される。そのカーボン抵抗体は、100μΩcm以下の抵抗率を有する低抵抗部40aと、この低抵抗部40aより100倍以上の抵抗率を有する高抵抗部40bとで構成され、通電の入口となる一端側に低抵抗部40aが配置され、通電の出口となる他端側に高抵抗部40bが配置されている。
このカーボン抵抗体は、低抵抗部40aの抵抗率が100μΩcm以下と小さいため、低抵抗部40aに接合される通電板39との接触抵抗を低くできる。その結果、通電板39との接合部の温度上昇を抑制できると共に、低抵抗部40aと通電板39との熱膨張率の差も小さくできるので、カーボン抵抗体への通電信頼性が向上する。
【選択図】図2
Description
本発明は、バッテリからスタータモータに通電される電流を断続する第1接点部と、この第1接点部と並列に接続され、且つ、第1接点部より先に閉操作されて、スタータモータに流れる電流を制限する第2接点部とを有し、第1接点部及び第2接点部を開閉操作するスタータ用電磁スイッチであって、第2接点部は、バッテリ側に接続される固定接点と、スタータモータ側に接続される可動接点とで構成され、その固定接点と可動接点の何方か一方は、カーボンの含有率が低い低抵抗部と、カーボンの含有率が高い高抵抗部とを有するカーボン抵抗体によって形成され、そのカーボン抵抗体は、通電方向の一端側に低抵抗部が配置され、残りの一部または全部に高抵抗部が配置されて、全体が一体的に成型接合されていることを特徴とする。
本発明は、バッテリからスタータモータに通電される電流を断続する第1接点部と、この第1接点部と並列に接続され、且つ、第1接点部より先に閉操作されて、スタータモータに流れる電流を制限する第2接点部とを有し、第1接点部及び第2接点部を開閉操作するスタータ用電磁スイッチであって、第2接点部は、バッテリ側に接続される固定接点と、スタータモータ側に接続される可動接点とで構成され、その固定接点と可動接点の何方か一方は、カーボンの含有率が低い低抵抗部と、カーボンの含有率が高い高抵抗部とを有するカーボン抵抗体によって形成され、そのカーボン抵抗体は、通電方向の一端側と他端側に低抵抗部が配置され、両者に挟まれた中間部分の一部または全部に高抵抗部が配置されて、全体が一体的に成型接合されていることを特徴とする。
請求項1または2に記載したスタータ用電磁スイッチにおいて、低抵抗部は、100μΩcm以下の抵抗率を有し、高抵抗部は、低抵抗部より100倍以上の抵抗率を有していることを特徴とする。
これにより、第1接点部より先に第2接点部が閉じた時に、スタータモータへの通電電流を制限する抵抗値を確保できる。
請求項1または3に記載したスタータ用電磁スイッチにおいて、カーボン抵抗体は、低抵抗部に通電用の導体が電気的且つ機械的に接続されていることを特徴とする。
この場合、低抵抗部と通電用の導体との接続部の抵抗値を小さく保つことができ、接続部の発熱による劣化を防止できる。また、低抵抗部は、C:100%の抵抗体と比較して、銅等の成分比率を増加させることにより、機械的強度を上げることができ、接続部の振動などに対する耐力を向上できる。
請求項2または3に記載したスタータ用電磁スイッチにおいて、カーボン抵抗体は、一端側の低抵抗部に通電用の導体が電気的且つ機械的に接続され、他端側の低抵抗部に相手側の接点が当接することを特徴とする。
この場合、一端側の低抵抗部と通電用の導体との接続部の抵抗値を小さく保つことができ、接続部の発熱による劣化を防止できる。また、低抵抗部は、C:100%の抵抗体と比較して、銅等の成分比率を増加させることにより、機械的強度を上げることができ、接続部の振動などに対する耐力を向上できる。
更に、他端側の低抵抗部は、相手側の接点が当接する接点面として利用できる。
請求項4または5に記載したスタータ用電磁スイッチにおいて、通電用の導体は、良導体である銅撚線、あるいは銅板等の金属固体であることを特徴とする。
例えば、通電用の導体を柔軟性のある銅撚線とすることで、カーボン抵抗体の配置自由度を向上できる。また、通電用の導体を剛性の高い金属固体とすることで、その金属固体とカーボン抵抗体との位置関係を厳密に保持できる。
請求項1〜6に記載した何れかのスタータ用電磁スイッチにおいて、カーボン抵抗体は、低抵抗部と高抵抗部との間にカーボンを含む中間層が形成され、この中間層が、低抵抗部と高抵抗部との中間の熱膨張率を有していることを特徴とする。
この構成によれば、低抵抗部と中間層との熱膨張率の差、及び中間層と高抵抗部との熱膨張率の差をそれぞれ小さくできるので、カーボン抵抗体の製作過程における成型時、および過大な温度上昇を繰り返し行った時等に、熱膨張率の差による境界部の亀裂発生を防止でき、カーボン抵抗体の信頼性を向上できる。
請求項1〜7に記載した何れかのスタータ用電磁スイッチにおいて、カーボン抵抗体は、固定接点を形成していることを特徴とする。
この場合、カーボン抵抗体を固定した状態で使用するので、相手側の接点(可動接点)が当接した時に、カーボン抵抗体自体が振動あるいは揺動しにくくなり、安定して通電を行うことができる。
請求項8に記載したスタータ用電磁スイッチにおいて、固定接点を形成するカーボン抵抗体は、バッテリケーブルを介してバッテリに接続される外部端子と直接または間接的に熱伝導性を確保して連結されていることを特徴とする。
この構成によれば、通電時にカーボン抵抗体で発生した熱を、比較的質量の大きな外部端子へ逃がすことができる。更には、外部端子を介して熱容量のより大きなバッテリケーブルへ逃がすことができるため、カーボン抵抗体の局部的な温度上昇を抑制できる。
請求項9に記載したスタータ用電磁スイッチにおいて、固定接点を形成するカーボン抵抗体は、請求項4〜6の何れかに記載した通電用の導体を介して、外部端子と一体的に連結されていることを特徴とする。
これにより、カーボン抵抗体と通電用の導体および外部端子とをコンパクトにまとめることができ、電磁スイッチの小型化を図ることが可能である。
請求項10に記載したスタータ用電磁スイッチにおいて、固定接点を形成するカーボン抵抗体は、通電用の導体と共に、外部端子と一体にモールド成形されていることを特徴とする。
この場合、通電用の導体は、カーボン抵抗体の低抵抗部と同一材料にて形成することができ、且つ、外部端子と一体にモールド成形することにより、外部端子、通電用の導体、及びカーボン抵抗体から成る端子部の生産が容易となり、コスト低減を図ることが可能である。
本実施例のスタータ1は、回転力を発生するスタータモータ(以下、モータ2と呼ぶ)と、このモータ2に駆動されて回転する出力軸3と、この出力軸3上に配置されるピニオンギヤ4と、モータ2が起動する前にピニオンギヤ4の回転を規制するための回転規制部材5と、モータ2の通電回路(図3参照)に設けられる接点手段(後述する)を開閉操作すると共に、連結部材6を介して回転規制部材5を駆動する電磁スイッチ7等を備えている。
界磁8は、磁気回路を形成するヨーク8aと、ヨーク8aの内周面に配置される複数の永久磁石8bとで構成され、モータ2の機枠を兼ねるヨーク8aが、フロントハウジング11とエンドカバー12との間に配置され、図示しないスルーボルトを締め付けて固定されている。なお、図1では、磁石式界磁を示しているが、巻線式界磁を用いても良い。
整流子は、電機子コイル9cの一方(図1の右側)のコイルエンドを利用して設けられ、そのコイルエンドの軸方向端面が整流子面として形成されている。
ブラシ10は、整流子面に当接して配置され、ブラシスプリング13により整流子面に押圧されている。
ギヤケース16は、クラッチ14及び減速装置の外周を覆う円筒壁部を有し、その円筒壁部の内周に減速装置の一部品を構成するインターナルギヤ18が形成されている。
クラッチ14は、遊星ギヤ20を回転自在に支持するギヤ軸21を介して遊星ギヤ20の回転(公転運動)が伝達され、その回転を図示しないローラを介して出力軸3に伝達すると共に、エンジン始動後に出力軸3の回転速度がクラッチ14の回転速度(遊星ギヤ20の公転速度)を上回ると、ローラが空転してオーバランを防止する一方向クラッチである。
ピニオンギヤ4の反リングギヤ側には、ピニオンギヤ4より外径が若干大きい回転規制リング23が一体に、もしくは相対回転不能に固定され、この回転規制リング23の外周に複数の凹部が周方向等間隔に形成されている。
突起部26は、前記スプリング素材の他端側を、回転規制部材5と反対側へ略直角に折り曲げて設けられている。
メイン接点部Aは、外部端子31に接続される第1固定接点32と、ブラシリード線33を介して正極側のブラシ10に接続される第1可動接点34とで形成される。
外部端子31は、図1に示す様に、エンドカバー12の側壁を貫通して取り付けられ、ワッシャ35により固定されている。この外部端子31には、エンドカバー12の外側に取り出されたボルト部に、バッテリケーブル36(図3参照)のターミナルが接続され、図示しないナットにより締め付け固定される。
第1可動接点34は、接点圧スプリング37に付勢された状態で、絶縁性(例えば樹脂製)を有する接点ホルダ38に保持され、プランジャ24の移動に伴い、第1固定接点32に対向して可動する。
接点ホルダ38は、プランジャ24の端部に固定されたフランジ部(図示せず)に支持され、そのフランジ部と共に、プランジャ24と一体に可動する。
通電板39は、良導体である銅板等によって形成され、図2に示す様に、第2固定接点40と一体的に接合され、且つ、エンドカバー12の内側で外部端子31と電気的且つ機械的に結合される。
また、高抵抗部40bは、カーボンの含有率が100%程度を占めており、且つ、通電方向に低抵抗部40aの3倍程度の長さを有している。
上記のメイン接点部Aとサブ接点部Bは、プランジャ24の移動と共に、メイン接点部Aより先にサブ接点部Bが閉じる様に構成されている。具体的には、スタータ1の停止時(図1に示す状態)に、第1固定接点32と第1可動接点34との接点間距離より、第2固定接点40と第2可動接点41との接点間距離の方が小さく設定されている。
始動スイッチ27を閉操作すると、電磁スイッチ7のソレノイド29が通電されて磁力が発生し、その磁力によりプランジャ24が吸引され、図1の上方へ移動する。このプランジャ24の移動が連結部材6を介して突起部26に伝達されると、突起部26と一体に回転規制部材5が図1の上方へ押し上げられて、回転規制リング23の凹部に係合することにより、回転規制リング23と共にピニオンギヤ4の回転を規制する。
一方、ピニオンギヤ4がリングギヤ44にスムーズに噛み合うことなく、ピニオンギヤ4とリングギヤ44の端面同士が衝突すると、その時点で、ピニオンギヤ4の移動が一旦停止するため、出力軸3の回転がピニオンギヤ4を回転させる方向に作用する。
その結果、回転規制部材5によるピニオンギヤ4の後退規制が解除されるため、ピニオンスプリング22の反力とリングギヤ44から受ける後退力とで、ピニオンギヤ4が図1に示す停止位置まで押し戻される。
実施例1では、サブ接点部Bの第2固定接点40をカーボン抵抗体で形成し、そのカーボン抵抗体の一端側に低抵抗部40aを配置したことにより、その低抵抗部40aを通電の入口として形成できる。この場合、低抵抗部40aの抵抗率が100μΩcm以下と小さいため、この低抵抗部40aに接合される通電板39との接触抵抗を低くできる。その結果、通電板39との接合部の温度上昇を抑制できると共に、低抵抗部40aと通電板39(例えば銅板)との熱膨張率の差も小さくできるので、両者の熱膨張率の差により、例えば、低抵抗部40aと通電板39との接合部に亀裂が発生する様なこともなく、カーボン抵抗体への通電信頼性が向上する。
更に、低抵抗部40aは、C:100%の抵抗体と比較して、銅等の成分比率を増加させることにより、機械的強度を上げることができるので、振動等に対し、通電板39との接合部の耐力を向上できる。
実施例2に係る第2固定接点40は、実施例1と同じく、カーボン抵抗体によって形成され、そのカーボン抵抗体と外部端子31(図1参照)とを電気的に接続する通電板39が低抵抗部40aに埋め込まれており、低抵抗部40aと一体に成型接合された一例である。
この実施例3は、実施例1及び2に記載した通電板39の代わりに、銅撚線から成るリード線43を使用した一例であり、そのリード線43が、低抵抗部40aに埋め込まれて、低抵抗部40aと一体に成型接合されている。この場合、リード線43が柔軟性を有することから、第2固定接点40(カーボン抵抗体)の配置自由度を向上できるメリットが生まれる。
実施例4に係る第2固定接点40は、図6に示す様に、カーボン抵抗体の他端側にも、100μΩcm以下の抵抗率を有する低抵抗部40aを配置した一例である。この場合、他端側の低抵抗部40aを通電の出口として形成できるので、相手側の第2可動接点41(図1参照)が当接する微小な通電点での局部的な発熱を低減でき、第2固定接点40としての耐久性を確保できる。
実施例5に係る第2固定接点40は、図7に示す様に、低抵抗部40aと高抵抗部40bとの間にカーボンを含む中間層40cが形成され、この中間層40cが、低抵抗部40aと高抵抗部40bとの中間の熱膨張率を有する一例である。
この場合、低抵抗部40aと中間層40cとの熱膨張率の差、及び中間層40cと高抵抗部40bとの熱膨張率の差をそれぞれ小さくできるので、カーボン抵抗体の製作過程における成型時、および過大な温度上昇を繰り返し行った時等に、熱膨張率の差による境界部の亀裂発生を防止でき、カーボン抵抗体の信頼性を向上できる。
実施例6に係る第2固定接点40は、図8に示す様に、通電板39と共に、外部端子31と一体にモールド成形された一例である。
この場合、通電板39をカーボン抵抗体の低抵抗部40aと同一材料にて形成することができ、且つ、外部端子31と一体にモールド成形することにより、外部端子31、第1固定接点32、通電板39、及び第2固定接点40から成る端子部全体の生産が容易となり、コスト低減を図ることが可能である。
実施例1〜6では、本発明のカーボン抵抗体をサブ接点部Bの第2固定接点40に用いているが、サブ接点部Bの第2可動接点41にカーボン抵抗体を用いることもできる。
2 スタータモータ
7 電磁スイッチ
28 バッテリ
31 外部端子
36 バッテリケーブル
39 通電板(通電用の導体)
40 第2固定接点(カーボン抵抗体)
40a 低抵抗部
40b 高抵抗部
40c 中間層
41 第2可動接点
43 リード線(通電用の導体)
A メイン接点部(第1接点部)
B サブ接点部(第2接点部)
Claims (11)
- バッテリからスタータモータに通電される電流を断続する第1接点部と、
この第1接点部と並列に接続され、且つ、前記第1接点部より先に閉操作されて、前記スタータモータに流れる電流を制限する第2接点部とを有し、
前記第1接点部及び前記第2接点部を開閉操作するスタータ用電磁スイッチであって、 前記第2接点部は、前記バッテリ側に接続される固定接点と、前記スタータモータ側に接続される可動接点とで構成され、その固定接点と可動接点の何方か一方は、カーボンの含有率が低い低抵抗部と、カーボンの含有率が高い高抵抗部とを有するカーボン抵抗体によって形成され、
そのカーボン抵抗体は、通電方向の一端側に前記低抵抗部が配置され、残りの一部または全部に前記高抵抗部が配置されて、全体が一体的に成型接合されていることを特徴とするスタータ用電磁スイッチ。 - バッテリからスタータモータに通電される電流を断続する第1接点部と、
この第1接点部と並列に接続され、且つ、前記第1接点部より先に閉操作されて、前記スタータモータに流れる電流を制限する第2接点部とを有し、
前記第1接点部及び前記第2接点部を開閉操作するスタータ用電磁スイッチであって、 前記第2接点部は、前記バッテリ側に接続される固定接点と、前記スタータモータ側に接続される可動接点とで構成され、その固定接点と可動接点の何方か一方は、カーボンの含有率が低い低抵抗部と、カーボンの含有率が高い高抵抗部とを有するカーボン抵抗体によって形成され、
そのカーボン抵抗体は、通電方向の一端側と他端側に前記低抵抗部が配置され、両者に挟まれた中間部分の一部または全部に前記高抵抗部が配置されて、全体が一体的に成型接合されていることを特徴とするスタータ用電磁スイッチ。 - 請求項1または2に記載したスタータ用電磁スイッチにおいて、
前記低抵抗部は、100μΩcm以下の抵抗率を有し、前記高抵抗部は、前記低抵抗部より100倍以上の抵抗率を有していることを特徴とするスタータ用電磁スイッチ。 - 請求項1または3に記載したスタータ用電磁スイッチにおいて、
前記カーボン抵抗体は、前記低抵抗部に通電用の導体が電気的且つ機械的に接続されていることを特徴とするスタータ用電磁スイッチ。 - 請求項2または3に記載したスタータ用電磁スイッチにおいて、
前記カーボン抵抗体は、一端側の前記低抵抗部に通電用の導体が電気的且つ機械的に接続され、他端側の前記低抵抗部に相手側の接点が当接することを特徴とするスタータ用電磁スイッチ。 - 請求項4または5に記載したスタータ用電磁スイッチにおいて、
前記通電用の導体は、良導体である銅撚線、あるいは銅板等の金属固体であることを特徴とするスタータ用電磁スイッチ。 - 請求項1〜6に記載した何れかのスタータ用電磁スイッチにおいて、
前記カーボン抵抗体は、前記低抵抗部と前記高抵抗部との間にカーボンを含む中間層が形成され、この中間層が、前記低抵抗部と前記高抵抗部との中間の熱膨張率を有していることを特徴とするスタータ用電磁スイッチ。 - 請求項1〜7に記載した何れかのスタータ用電磁スイッチにおいて、
前記カーボン抵抗体は、前記固定接点を形成していることを特徴とするスタータ用電磁スイッチ。 - 請求項8に記載したスタータ用電磁スイッチにおいて、
前記固定接点を形成する前記カーボン抵抗体は、バッテリケーブルを介して前記バッテリに接続される外部端子と直接または間接的に熱伝導性を確保して連結されていることを特徴とするスタータ用電磁スイッチ。 - 請求項9に記載したスタータ用電磁スイッチにおいて、
前記固定接点を形成する前記カーボン抵抗体は、請求項4〜6の何れかに記載した前記通電用の導体を介して、前記外部端子と一体的に連結されていることを特徴とするスタータ用電磁スイッチ。 - 請求項10に記載したスタータ用電磁スイッチにおいて、
前記固定接点を形成する前記カーボン抵抗体は、前記通電用の導体と共に、前記外部端子と一体にモールド成形されていることを特徴とするスタータ用電磁スイッチ。
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