JP2006161780A - スタータ用電磁スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】組み付け工数も低減されるスタータ用電磁スイッチを得る。
【解決手段】この発明に係るスタータ用電磁スイッチでは、リングギヤ３５にピニオンギヤ４が歯合する前では、補助可動接点２２が第１の補助固定接点２７ａ及び第２の補助固定接点２７ｂに当接することで、電源の電圧は抵抗体３４で降圧されてモータ１に印加され、引き続き、リングギヤ３５にピニオンギヤ４が歯合後には、主可動接点１８が第１の主固定接点２６ａ及び第２の主固定接点２６ｂにも当接することで、電源からの電圧はそのままモータ１に印加されるようになっているスタータ用電磁スイッチにおいて、主スイッチカバー７ａには、第１の主固定接点２６ａ、第２の主固定接点２６ｂ、第１の補助固定接点２７ａ点及び第２の補助固定接点２７ｂが設けられている。
【選択図】図１

Description

この発明は、モータにより駆動されるピニオンギヤを介して内燃機関を始動させるスタータ用電磁スイッチに関するものである。

従来、補助回転式のスタータに備えられた電磁スイッチでは、始動時のモータの動作を２段階に分けて制御するために、主固定接点、この主固定接点に当接する主可動接点、補助固定接点、及びこの補助固定接点に当接する補助可動接点を備え、補助固定接点に補助可動接点が当接して形成される回路に抵抗体が直列に組み込まれており、この閉成回路を通じてバッテリからの電流がモータの電機子に流れ、電機子が低速で回転し、モータの軸に固定されたピニオンがリングギヤに円滑に嵌合するようになっている。
その後、主固定接点に主可動接点が当接して形成される回路では、この閉成回路を通じてバッテリからの電流がモータの電機子に直接流れ、モータでは定格電圧の印加により定格回転し、内燃機関は始動される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１９０５４４号公報

上記構成のスタータ用電磁スイッチでは、主固定接点は主スイッチカバーに組み付けられ、また補助固定接点は補助スイッチカバーに組み付けられているので、主スイッチカバー、補助スイッチカバーそれぞれをそれぞれの固定接点が可動接点と対面するよう組み付けなければならず、それだけ組み付け工数がかかるという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、組み付け工数が低減されるスタータ用電磁スイッチを得ることを目的とするものである。

この発明に係るスタータ用電磁スイッチでは、ソレノイドケースと、このソレノイドケースの片側開口部に結合され、主スイッチカバー及び補助スイッチカバーから構成されたスイッチカバーと、前記ソレノイドケース内に固定された固定鉄心と、前記ソレノイドケース内及び前記スイッチカバー内に軸方向に往復動可能に設けられた主ロッドと、この主ロッドに対して摺動可能に設けられ前記固定鉄心に対して接離可能な可動鉄心と、前記モータに電気的に接続される第１の主固定接点、及び電源に電気的に接続される第２の主固定接点と、前記主ロッドに設けられ、前記第１の主固定接点及び前記第２の主固定接点に対して接離可能な主可動接点と、前記主ロッドと同軸上で相対移動可能に設けられた補助ロッドと、前記固定鉄心の径方向外側に固定され励磁されることで前記固定鉄心に接する方向に前記可動鉄心を移動させるコイルと、前記第１の主固定接点に電気的に接続された第１の補助固定接点、及び前記第２の主固定接点に電気的に接続された第２の補助固定接点と、前記第１の主固定接点と前記第１の補助固定接点との間、及び前記第２の主固定接点と前記第２の補助固定接点との間の少なくとも一方に設けられた抵抗体と、前記補助ロッドに設けられ、前記第１の補助固定接点及び前記第２の補助固定接点に対して接離可能な補助可動接点とを備え、前記リングギヤに前記ピニオンギヤが歯合する前では、前記補助可動接点が前記第１の補助固定接点及び前記第２の補助固定接点に当接することで、前記電源の電圧は前記抵抗体で降圧されて前記モータに印加され、引き続き、前記リングギヤに前記ピニオンギヤが歯合後には、前記主可動接点が前記第１の主固定接点及び前記第２の主固定接点にも当接することで、前記電源からの電圧はそのまま前記モータに印加されるようになっているものにおいて、前記主スイッチカバーには、前記第１の主固定接点、前記第２の主固定接点、前記第１の補助固定接点及び前記第２の補助固定接点が設けられている。

この発明に係るスタータ用電磁スイッチによれば、組み付け工数が低減される。

以下、この発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるスタータを示す断面図、図２は図１の主スイッチカバー７ａを左側から視たときの図、図３は図２の主スイッチカバー７ａの裏面図である。
このスタータは、モータ１と、モータ１への通電を入切するスタータ用電磁スイッチ２（以下、電磁スイッチと略称する）と、モータ１のシャフトに軸線方向に移動可能なクラッチ３と、このクラッチ３に連結されクラッチ３とともに回転するピニオンギヤ４と、電磁スイッチ２とクラッチ３との間にそれぞれ回転自在に設けられたレバー５とを備えている。

電磁スイッチ２では、円筒状のソレノイドケース６の開口部にスイッチカバー７が結合されている。
ソレノイドケース６内には、両端部に鍔９ａ，９ｂを有する円筒状のボビン９が設けられている。このボビン９の外周部には、一次コイル８ａ及びこの一次コイル８ａの外側に設けられた二次コイル８ｂとから構成されたコイル８が装着されている。ボビン９の内壁面の一部及び鍔９ａの外側表面には、固定鉄心１０が接合されている。

ボビン９内には、図１の右側領域において往復摺動可能な可動鉄心１１が挿入されている。この円筒形状の可動鉄心１１の軸線上には、可動鉄心１１に対して軸方向に相対移動可能な主ロッド１２が設けられている。可動鉄心１１のレバー５側の端部には、主ロッド１２に対して摺動可能なリング１５が固定されている。主ロッド１２と可動鉄心１１との間には、レバーばね１４が設けられている。図１において可動鉄心１１の右側は、ソレノイドケース６の外部に突出している。可動鉄心１１の端部とソレノイドケース６との間には、固定鉄心１０から開離する方向へ可動鉄心１１を付勢する開離ばね１６が設けられている。

主ロッド１２の一端部には、レバー５の一端部が回転自在に設けられている。主ロッド１２の他端部の外周面には、軸方向に往復動可能な主保持部材１７が設けられている。この主保持部材１７には、主可動接点１８が固定されている。主保持部材１７と主ロッド１２の段部との間には、主可動接点１８を反可動鉄心１１側に付勢する主接点用接圧ばね１９が設けられている。

主ロッド１２の中間部の外周面には、主ロッド１２に対して軸方向に摺動可能な円筒形状をした補助ロッド２０が設けられている。この補助ロッド２０の外周面には、軸方向に往復動可能な補助保持部材２１が設けられている。この補助保持部材２１には、補助可動接点２２が固定されている。補助保持部材２１と補助ロッド２０の段部との間には、補助可動接点２２を反可動鉄心１１側に付勢する第１の補助接点用接圧ばね２３が設けられている。
スイッチカバー７は、主スイッチカバー７ａと補助スイッチカバー７ｂとから構成されている。補助スイッチカバー７ｂの内径部と補助保持部材２１との間には、補助可動接点２２を可動鉄心１１側に付勢する第２の補助接点用接圧ばね２４が設けられている。

主スイッチカバー７ａには、主可動接点１８と対面した、第１の主固定接点２６ａ及び第２の主固定接点２６ｂが組み付けられている。また、主スイッチカバー７ａには、補助可動接点２２と対面した、第１の補助固定接点２７ａ及び第２の補助固定接点２７ｂが組み付けられている。第１の主固定接点２６ａ、第２の主固定接点２６ｂにはそれぞれ主端子２８が設けられている。また、第１の補助固定接点２７ａ、第２の補助固定接点２７ｂにはそれぞれ補助端子２９が設けられている。

図４は図１に示した電磁スイッチの電気回路図である。
電源であるバッテリ３０は、キースイッチ３１を介して電磁スイッチ２のコイル８と電気的に接続されている。一次コイル８ａは、第１の主固定接点２６ａに接続されている。第１の主固定接点２６ａは、第１の接続部３２ａを介して抵抗体３４の一端部と接続されている。この抵抗体３４は、形状が蛇行状であり銅ニッケル合金で構成され、二次コイル８ｂの外周面に絶縁テープで貼り付けられている。なお、接着剤で接着するようにしてもよい。抵抗体３４の他端部は、第２の接続部３２ｂを介して第１の補助固定接点２７ａと接続されている。また、バッテリ３０は、第２の主固定接点２６ｂと接続されている。第２の主固定接点２６ｂは、第３の接続部３２ｃを介して第２の補助固定接点２７ｂと接続されている。

次に、上記構成のスタータの動作について説明する。
キースイッチ３１が投入されていないときは、開離ばね１６のばね力により可動鉄心１１が固定鉄心１０から開離されており、主可動接点１８は主固定接点２６ａ，２６ｂから開離されており、また補助可動接点２２も補助固定接点２７ａ，２７ｂから開離されている。このため、バッテリ３０からモータ１には電流が流れない。

キースイッチ３１を投入すると、一次コイル８ａ、二次コイル８ｂは通電されて励磁さ、可動鉄心１１は、固定鉄心１０側に吸引され、可動鉄心１１とともに、主ロッド１２、補助ロッド２０も開離ばね１６の弾性力に抗して図１の左方へ移動し、レバー５を介してピニオンギヤ４は押し出されて側端面がリングギヤ３５と当接する。

この時点で、先ず補助可動接点２２が補助固定接点２７ａ，２７ｂと当接し、これにより、モータ１にはバッテリ３０の定格電圧が抵抗体３４で降圧されて印加され、モータ１の電機子４０は低速で回転を開始する。電機子４０の回転は、クラッチ３を介してピニオンギヤ４に伝達される。このときには、モータ１の回転トルクもバッテリ３０の電圧が抵抗体３４により、降圧されているので、ピニオンギヤ４とリングギヤ３５とが歯合した瞬間のモータ１の拘束トルクは小さく制限され、歯合時の衝撃力は軽減される。

さらに、可動鉄心１１が固定鉄心１０側に吸引されるとピニオンギヤ４はリングギヤ３５に確実に歯合するとともに、主可動接点１８の両端部は、それぞれ第１の主固定接点２６ａ、第２の主固定接点２６ｂと当接する。このとき、補助可動接点２２側の回路では抵抗体３４が介在しているので、この回路では殆ど電流が流れず、バッテリ３０の定格電圧がモータ１に直接印加され、定格電圧の印加によりモータ１は定格回転し、内燃機関は始動される。

キースイッチ３１が開放されると、一次コイル８ａ、二次コイル８ｂの通電は断たれ、開離ばね１６のばね力により可動鉄心１１が固定鉄心１０から開離され、主可動接点１８は主固定接点２６ａ，２６ｂから開離され、また補助可動接点２２も補助固定接点２７ａ，２７ｂから開離され、モータ１への通電は断たれる。この間に主ロッド１２と連動するレバー５が回動して、ピニオンギヤ４とリングギヤ３５との歯合が解除される。

上記構成の電磁スイッチによれば、主スイッチカバー７ａには、第１の主固定接点２６ａ、第２の主固定接点２６ｂ、第１の補助固定接点２７ａ及び第２の補助固定接点２７ｂが設けられているので、それぞれの可動接点１８，２２に対する位置合わせは一度ですみ、組み付け工数が低減される。

また、第１の主固定接点２６ａ、第２の主固定接点２６ｂ、第１の補助固定接点２７ａ及び第２の補助固定接点２７ｂのそれぞれに電気的に接続された各端子２８，２９は、スイッチカバー７から同一方向に、主ロッド１２の軸方向に沿って突出しているので、各端子２８，２９と外部部品との接続作業性が向上する。

また、第１の主固定接点２６ａと抵抗体３４とを接続する第１の接続部３２ａ、抵抗体３４と第１の補助固定接点２７ａとを接続する第２の接続部３２ｂ、及び第２の主固定接点２６ｂと第２の補助固定接点２７ｂとを接続する第３の接続部３２ｃは、主スイッチカバー７ａの内側に設けられているので、各接続部３２ａ，３２ｂ，３２ｃと主スイッチカバー７ａの外側に配置された外部部品との間での短絡が防止される。

また、抵抗体３４は、筒状のコイル８の外周面に設けられているので、抵抗体３４は例えば絶縁テープでコイル８に簡単に接着、保持される。

なお、上記の実施の形態では、コイル８が一次コイル８ａ及び二次コイル８ｂから構成された電磁スイッチについて説明したが、この発明は、図５に示すように、コイル５０が一次コイル及び二次コイルに分離されていないものであっても適用することができるのは勿論である。

また、上記の実施の形態では、第１の主固定接点２６ａと第１の補助固定接点２７ａとの間に抵抗体３４が接続された電磁スイッチについて説明したが、抵抗体は、第２の主固定接点２６ｂと第２の補助固定接点２７ｂとの間に設ける、あるいは第１の主固定接点２６ａと第１の補助固定接点２７ａとの間及び第２の主固定接点２６ｂと第２の補助固定接点２７ｂとの間の両方間に設けるようにした電磁スイッチであっても、この発明は適用できる。

この発明の実施の形態１によるスタータ用電磁スイッチが組み込まれたスタータを示す断面図である。 図１の主スイッチカバーを左側から視たときの図である。 図２の主スイッチカバーの裏面図である。 図１の電磁スイッチの電気回路図である。 図１の電磁スイッチと異なる例の電磁スイッチの電気回路図である。

符号の説明

１ モータ、２ スタータ用電磁スイッチ、４ ピニオンギヤ、７ スイッチカバー、７ａ 主スイッチカバー、７ｂ 補助スイッチカバー、８，５０ コイル、１０ 固定鉄心、１１ 可動鉄心、１２ 主ロッド、１６ 開離ばね、１８ 主可動接点、２０ 補助ロッド、２２ 補助可動接点、２５ 仕切り部、２６ａ 第１の主固定接点、２６ｂ 第２の主固定接点、２７ａ 第１の補助固定接点、２７ｂ 第２の補助固定接点、２８ 主端子、２９ 補助端子、３０ バッテリ（電源）、３１ キースイッチ、３２ａ 第１の接続部、３２ｂ 第２の接続部、３２ｃ 第３の接続部、３４ 抵抗体、３５ リングギヤ。

Claims (4)

1. モータにより駆動されるピニオンギヤを介して内燃機関を始動させるスタータ用電磁スイッチであって、
   ソレノイドケースと、
   このソレノイドケースの片側開口部に結合され、主スイッチカバー及び補助スイッチカバーから構成されたスイッチカバーと、
   前記ソレノイドケース内に固定された固定鉄心と、
   前記ソレノイドケース内及び前記スイッチカバー内に軸方向に往復動可能に設けられた主ロッドと、
   この主ロッドに対して摺動可能に設けられ前記固定鉄心に対して接離可能な可動鉄心と、
   前記モータに電気的に接続される第１の主固定接点、及び電源に電気的に接続される第２の主固定接点と、
   前記主ロッドに設けられ、前記第１の主固定接点及び前記第２の主固定接点に対して接離可能な主可動接点と、
   前記主ロッドと同軸上で相対移動可能に設けられた補助ロッドと、
   前記固定鉄心の径方向外側に固定され励磁されることで前記固定鉄心に接する方向に前記可動鉄心を移動させるコイルと、
   前記第１の主固定接点に電気的に接続された第１の補助固定接点、及び前記第２の主固定接点に電気的に接続された第２の補助固定接点と、
   前記第１の主固定接点と前記第１の補助固定接点との間、及び前記第２の主固定接点と前記第２の補助固定接点との間の少なくとも一方に設けられた抵抗体と、
   前記補助ロッドに設けられ、前記第１の補助固定接点及び前記第２の補助固定接点に対して接離可能な補助可動接点とを備え、
   前記リングギヤに前記ピニオンギヤが歯合する前では、前記補助可動接点が前記第１の補助固定接点及び前記第２の補助固定接点に当接することで、前記電源の電圧は前記抵抗体で降圧されて前記モータに印加され、
   引き続き、前記リングギヤに前記ピニオンギヤが歯合後には、前記主可動接点が前記第１の主固定接点及び前記第２の主固定接点にも当接することで、前記電源からの電圧はそのまま前記モータに印加されるようになっているスタータ用電磁スイッチにおいて、
   前記主スイッチカバーには、前記第１の主固定接点、前記第２の主固定接点、前記第１の補助固定接点及び前記第２の補助固定接点が設けられていることを特徴とするスタータ用電磁スイッチ。
2. 前記第１の主固定接点、前記第２の主固定接点にそれぞれ電気的に接続された各主端子、前記第１の補助固定接点、前記第２の補助固定接点にそれぞれ電気的に接続された各補助端子は、それぞれ前記主スイッチカバーから前記主ロッドの軸方向に沿って同一方向に突出している請求項１に記載のスタータ用電磁スイッチ。
3. 前記第１の主固定接点または前記第２の主固定接点と前記抵抗体とを接続する第１の接続部、前記抵抗体と前記第１の補助固定接点または前記第２の補助固定接点とを接続する第２の接続部、及び前記第１の主固定接点と前記第１の補助固定接点または前記第２の主固定接点と前記第２の補助固定接点とを接続する第３の接続部は、前記主スイッチカバーの内側に設けられている請求項１または２に記載のスタータ用電磁スイッチ。
4. 前記抵抗体は、筒状の前記コイルの外周面に設けられている請求項１ないし３の何れか１項に記載のスタータ用電磁スイッチ。

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