JP2008091256A - マグネットスイッチ及びスタータ - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明の目的は、各固定接点が摩耗したとしても、確実に各固定接点と可動接点とを接触させることができる高信頼性のマグネットスイッチを提供することである。
【解決手段】
可動接点とバッテリ側固定接点の当接部を馬蹄形状とし、可動接点と電動機側固定接点の接触面積よりも大きくしたことで、摩耗しやすいバッテリ側固定接点を電動機側固定接点より摩耗しづらくすることができる。このため、バッテリ側固定接点と電動機側固定接点の摩耗量の差が極端に大きくなってしまうことがないことから、可動接点が大きく傾き、バッテリ側固定接点及び電動機側固定接点との接触が不安定となるといった問題を解決することができる。
【選択図】図１

Description

本発明はマグネットスイッチ及びスタータに関するものである。

自動車のエンジンを始動させるためのスタータには、バッテリとスタータモータ間を導通して電流を供給したり、遮断したりするためのマグネットスイッチが設けられている。このマグネットスイッチは、バッテリに接続されるバッテリ側固定接点と、スタータモータのコイルに接続される電動機側固定接点と、バッテリ側固定接点とモータ側固定接点に当接可能に設けられた円板状の可動接点を有し、可動接点をソレノイドによって可動させることにより、バッテリ側固定接点と電動機側固定接点が可動接点を介して接続できるように構成されている。

ところが可動接点とバッテリ側固定接点及び電動機側固定接点が開閉する際、アーク放電が生じるため、これらの固定接点及び可動接点には摩耗が生じる。特にバッテリ側固定接点は、プラス側の固定接点となるため、移転等によって電動機側固定接点よりも摩耗しやすい。このような現象は、排気ガス低減のために採用されているアイドリングストップシステムを搭載した自動車において顕著に現われる。なぜならば、エンジンを始動する回数が増加するため、バッテリ側固定接点と電動機側固定接点の摩耗量の差が大きくなってしまうためである。このようにバッテリ側固定接点と電動機側固定接点の摩耗量の差が大きくなりすぎてしまうと可動接点がしづらくなるといった問題がある。

そこで特許文献１に示すスタータ用マグネットスイッチは、各固定接点の外側に樹脂製の接点カバーを突出させることで構成される規制部材を設け、固定接点が所定量以上、摩耗してしまうことを防止し、可動接点の傾きが大きくなり過ぎないようにするものが考えられている。

特開２００５−１０８５３０号公報

しかしながら特許文献１における夫々の規制部材を完全に同一高さに形成することが困難であるため、両固定接点の摩耗量が進行すると一方の固定接点が可動接点と接触しづらくなってしまうといった問題が生じてしまう。

本発明の目的は、各固定接点が摩耗したとしても、確実に各固定接点と可動接点とを接触させることができるマグネットスイッチ及びスタータを提供することにある。

本発明のマグネットスイッチは、可動接点とバッテリ側固定接点の接触面積を可動接点と電動機側固定接点の接触面積よりも大きくしたことを特徴としている。

また、本発明のスタータは、バッテリ側固定接点の接点部分に摩耗低減構造を施したことを特徴としている。

また、本発明のスタータは、バッテリ側固定接点を電動機側固定接点よりも広い角度範囲で可動接点に当接させたことを特徴としている。

本発明によれば、各固定接点が摩耗したとしても、確実に各固定接点と可動接点とを接触させることができる。

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。

図１は、本発明によるマグネットスイッチに電流を通電していない状態のスタータを側面から見た部分断面図である。図２は、本発明によるマグネットスイッチに電流を通電した状態のスタータを側面から見た部分断面図である。

図１及び図２に示すスタータは、自動車に搭載されたバッテリからの電力供給を受けて動作し、エンジンを始動させるための回転駆動力を発生する始動装置である。本実施例は、スタータの使用頻度が特に高いアイドリングストップ機能を備えた自動車として説明するが、特にアイドリングストップ車両に限ったものではなく一般的なスタータに用いることであっても有効である。このスタータは、電動機と、クラッチ機構２と、マグネットスイッチ３とから構成されている。

電動機は、エンジン始動のための回転駆動力を発生するスタータモータ１であり、直流モータを採用している。このため、出力軸４には、周方向に複数設けられたスロット５内にコイル６が巻装されることで構成される回転子７が一体的に回転するように設けられており、このコイル６には、ブラシ８を介してバッテリから電流が供給される。コイル６に電流が供給されると回転子７には、周方向に複数の磁極が形成されるようになっている。また、回転子７の外周には、磁気回路を構成する円弧状の固定子９が配置されており、この固定子９は、複数の異なった磁極が周方向に交互に形成されるように装着することで構成されている。このため、回転子７のコイル６に電流を通電することにより固定子９に対して回転子７及び先端に駆動歯車１０が形成された出力軸４が回転するようになっている。

次にクラッチ機構２について説明する。クラッチ機構２は、スタータモータ１の出力軸４に設けられた駆動歯車１０に噛み合う従動歯車１１が外周に形成された筒状の一方向クラッチ１２と、この一方向クラッチ１２の内周に軸方向に移動可能に設けられたピニオンシャフト１３と、このピニオンシャフト１３の先端に設けられ、ピニオンシャフト１３の移動によりエンジンのクランクシャフトに動力を伝達するためのリングギヤ１４と噛み合うことが可能なピニオン１５とによって構成されている。

一方向クラッチ１２は、外周に従動歯車が形成されたアウタークラッチ部１２ａと、このアウタークラッチ１２ａの内周に配置されたインナークラッチ部１２ｂと、アウタークラッチ部１２ａとインナークラッチ部１２ｂ間に設けられる複数のローラ等の介在物とからなり、アウタークラッチ部１２ａからインナークラッチ部１２ｂへの回転は伝達できるが、インナークラッチ部１２ｂからアウタークラッチ部１２ａへの回転は伝達できないようになっている。このアウタークラッチ部１２ａの軸方向両端は、軸受としての一対のボールベアリング１６ａ，１６ｂで回転自在に支持されている。

また、インナークラッチ部１２ｂの内周には、ピニオンシャフト１３が軸方向に移動可能に配置され、ピニオンシャフト１３の外周とインナークラッチ部１２ｂの内周とが第１のヘリカルスプライン１７によって係合している。この第１のヘリカルスプライン１７は、インナークラッチ部１２ｂの回転数がピニオンシャフト１３の回転数より大きかった場合にピニオンシャフト１３がリングギヤ１４側に移動し、ピニオンシャフト１３の回転数がインナークラッチ部１２ｂの回転数より大きかった場合にピニオンシャフト１３がリングギヤ１４と離れる方向に移動するように傾斜している。このため、エンジン始動前の状態では、ピニオンシャフト１３がリングギヤ１４側に移動してピニオンシャフト１３とインナークラッチ部１２ｂは一体的に回転するが、エンジン始動後のように、ピニオンシャフト１３よりもリングギヤ１４の方が速く回転した場合には、一方向クラッチ１２の摺動部に生じるフリクションと第１のヘリカルスプライン１７の作用によってピニオンシャフト１３がリングギヤ１４と離れる方向にゆっくりと移動する。尚、ピニオンシャフト１３は、ピニオンシャフト１３の端部に固定されたバネ受け部１８とインナークラッチ部12ｂとの間に配置された付勢部材としてのコイルスプリング１９によってリングギヤ１４から離れる方向に付勢されている。

更にピニオンシャフト１３の先端には、ピニオン１５が第２のヘリカルスプライン２０によって係合しており、第２のヘリカルスプライン２０の傾斜方向は、ピニオンシャフト１３とインナークラッチ１２ｂ間に設けられた第１のヘリカルスプライン１７と同方向となっている。また、ピニオン１５とインナークラッチ部１２ｂ間には、ピニオン１５をリングギヤ１４側に付勢する緩衝部材としてのコイルスプリング２１が設けられている。このピニオンシャフト１３とピニオン１５間に設けられた第２のヘリカルスプライン２０と、コイルスプリング２１は、ピニオン１５がリングギヤ１４と噛み合う際の衝撃を緩和するための衝撃緩和手段として用いられる。

ピニオンシャフト１３におけるピニオン１５と反対側端には、回転を許容するための軸受であるボールベアリング２２を介して、後述するレバー２３の一端が当接する皿状のレバー受部２４がピニオンシャフト１３に対して回転自在に設けられている。

次に本発明の主要部となるマグネットスイッチについて図３及び図４を基に説明する。図３は、電流を通電していない状態のマグネットスイッチの側面断面図であり、図４は、電流を通電している状態のマグネットスイッチの側面断面図である。

本実施例のマグネットスイッチ３は、ピニオンシャフト１３を移動させる機能と、スタータモータ１のコイル６とバッテリ間を導通したり遮断したりする機能の両方を有している。これらの機能を行うための動力源としては、電磁駆動機構としてのソレノイド２５を用いている。

ソレノイド２５は、非磁性体としての樹脂製のボビン２６に筒状に巻回されたコイル
２７と、コイル２７の外周を覆うように有底筒状に形成され、底部に挿通穴２８が開口したヨーク２９と、ヨーク２９の開口端を塞ぐように設けられ、ボビン２６の内周に円筒状に突出する突起３０ａが形成された固定鉄心３０と、固定鉄心３０に対向してボビン２６の内周に軸方向に移動自在に設けられ、挿通穴２８から一端が突出している可動鉄心３１とから構成されている。このため、コイル２７に電流を通電することにより、コイル２７の内外周を周回するようにヨーク２９と固定鉄心３０と可動鉄心３１に磁束が流れ、可動鉄心３１が固定鉄心３０側に吸引される。

また、可動鉄心３１の固定鉄心３０と軸方向反対側の端部には、図１及び図２に開示されているレバー２３が挿通されるレバー挿通部３１ａが突出形成されており、このレバー挿通部３１ａには、レバー２３の一端が挿通されるレバー挿通穴３１ｂが開口している。このため、レバー２３は、可動鉄心３１が固定鉄心３０側に吸引されることによりレバー２３が揺動し、レバー２３の他端がピニオンシャフト１３の端部に設けられたレバー受部２４を押圧する。このような作用によって、ピニオンシャフト１３を移動させる機能を行う。尚、このレバー２３は、可動鉄心３１が固定鉄心３０から離れる方向に作用するレバースプリング３２によって付勢されており、可動鉄心３１についても、後述する第１コイルスプリング３３によって可動鉄心３１が固定鉄心３０から離れる方向に付勢されているので、コイルに通電しておらず可動鉄心３１に吸引力が発生していないときは、図３に示すように可動鉄心３１が固定鉄心３０から離れた状態に維持されるようになっている。

更にスタータモータ１のコイル６とバッテリ間を導通したり遮断したりする機能を行うために、固定鉄心３０の略中心軸部には、軸方向に移動可能に挿通される接点シャフト
３４が設けられている。この接点シャフト３４は、固定鉄心３０の突起３０ａから突出しており、可動鉄心３１が固定鉄心３０側に吸引されることよって当接し、更に接点シャフト３４と可動鉄心３１とが一体となって移動する。この接点シャフト３４の移動によって、スタータモータ１のコイル６とバッテリ間を導通したり遮断したりする。

次に接点シャフト３４の移動によって接点を導通したり遮断したりするスイッチ部について図３及び図４に加え、図５を交えて説明する。図５（ａ）は、バッテリに接続されるバッテリ側固定接点と、電動機に接続される電動機側固定接点とを備えたスイッチ部の正面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の側面断面図である。

接点シャフト３４における可動鉄心３１が当接する端部に対して反対側の端部には、大径部と小径部を有するよう段差が設けられた円形の第１バネ受け３５がかしめによって固定されている。また、この第１バネ受け３５の可動鉄心３１側には、接点となるべく導電性の材料で構成された円板状の可動接点３６が配置されている。更に、この可動接点３６の内周には、後述する固定接点と可動接点３６が確実に当接できるよう安定した押圧力を付与するための押圧力付与手段の一部品である第２バネ受け３７が固定されており、この第２バネ受け３７は、可動接点３６と共に、接点シャフト３４の外周に沿って軸方向に移動可能に構成されている。押圧力付与手段は、第２バネ受け３７と、第２付勢部材としての第２コイルスプリング３８とで構成されており、この第２コイルスプリング３８の一端は、第２バネ受け３７の内周側に接点シャフト３４に沿って設けられた凹部３７ａの底部に当接しており、他端は、接点シャフト３４の外周に環状に形成された環状突起３４ａに軸方向から当接している。このため、可動接点３６に何も荷重が作用していない状態では、可動接点３６と第２バネ受け３７が第２コイルスプリング３８によって、第１バネ受け３５側に付勢された状態となっているが、可動接点３６に可動鉄心３１側への軸方向の荷重が作用すると、接点シャフト３４に対して、可動接点３６と第２バネ受け３７が第２コイルスプリング３８の付勢力に抗して軸方向に移動するようになっている。

これらの部品が組み付けられた接点シャフト構成体３９は、可動鉄心３１側に付勢されるよう第１付勢部材（請求項４における付勢部材）としての第１コイルスプリング３３が第１バネ受け３５に作用している。尚、接点シャフト構成体３９は、第１コイルスプリング３３の荷重を固定鉄心３０に当接することで受けており、具体的には、第２バネ受け
３７の軸方向の可動鉄心３１側面に形成されたテーパ面が、固定鉄心３０に形成されたテーパ面に当接するようになっている。

次に可動接点３６が当接する固定接点が設けられたスイッチ部４０について説明する。スイッチ部４０は、ヨーク２９の開口端にて固定鉄心３０と共にかしめ固定された接点ケース４１と、接点ケース４１に固定されたバッテリ側固定接点４２及び電動機側固定接点４３とから構成されている。

接点ケース４１は、非磁性体、かつ、絶縁材料である樹脂材料にて有底円筒形状に形成されており、底部には、図５（ａ）に示すように径方向に延びた略八角形の溝からなる固定接点配置部４４が設けられている。更に、この固定接点配置部４４の底面であって、接点ケース４１及び可動接点３６の略中心位置には、第１コイルスプリング３３の一端が挿入される円形凹状の座部４５が設けられており、この座部４５の開口縁には、第１コイルスプリング３３の挿入及び曲がりを補助するためのテーパ面が形成されている。また、接点ケース４１の内周面には、他の箇所に対して内径側に突出する突出部４６ａ，４６ｂが対向するように２つ形成されており、そのうちの角度範囲が大きな突出部４６ａには、ソレノイド２５のコイル２７が挿通され、角度範囲が小さな突出部４６ｂには、スタータモータ１に電流を供給するための配線が挿通されるようになっている。

固定接点配置部４４の長手方向両端には、バッテリに接続されるバッテリ側固定接点
４２と、電動機としてのスタータモータ１のコイル６に接続される電動機側固定接点４３が取り付けられるための穴４７ａ，４７ｂが夫々設けられており、これらの穴４７ａ，
４７ｂには、バッテリ側固定接点４２と電動機側固定接点４３が夫々挿通され、夫々の固定接点の外周に形成された雄ねじ部４８ａ，４８ｂにナット４９ａ，４９ｂを締めこむことで配線を挟持した状態で接点ケース４１に固定される。

電動機側固定接点４３における可動接点３６と接触する接点部４３ａは、ブロック状の略六角形に形成されており、固定接点配置部の長手方向一端側の形状と合致して固定されている。このため、基本的には、固定接点配置部４４にて回り止めがされていることになる。

バッテリ側固定接点４２における可動接点３６と接触する接点部４２ａは、可動接点
３６の外周に沿った半円弧形状に形成されており、馬蹄形を呈している。このため、可動接点３６とバッテリ側固定接点４２の接触面積は、可動接点３６と電動機側固定接点４３の接触面積よりも大きく、バッテリ側固定接点４２は、電動機側固定接点４３よりも広い角度範囲で可動接点３６に当接することになる。また、可動接点３６がバッテリ側固定接点４２に接触した際、可動接点３６の外側縁は、バッテリ側固定接点４２よりも外側となるように構成されている。

このバッテリ側固定接点４２の接点部４２ａは、電動機側固定接点４３とほぼ同一形状の座部４２ｂ上に一体に設けられており、この座部４２ｂは、電動機側固定接点４３よりも薄肉となっている。このため、固定接点配置部４４の長手方向他端側の形状と合致して固定されている。また、バッテリ側固定接点４２の接点部４２ａの高さと電動機側固定接点４３の接点部４３ａの高さはほぼ同一位置となっている。更に略Ｕ字形状に設けられたバッテリ側固定接点４２の周方向両端には、バッテリ側固定接点４２が回転した際に接点ケース４１の内周面に設けられた両突出部４６ａ，４６ｂと接触可能な回り止め部４２ｃが設けられている。この回り止め部４２ｃは、接点部４２ａよりも薄肉に一体で形成されており、座部４２ｂとほぼ同じ高さとなる肉厚で略五角形状に形成されている。

次にスタータの作動について、図１及び図５に加え、図６を交えて説明する。図６は、スタータの電気回路図である。

図６において、イグニッションキーをオンさせるか、もしくは、アイドリングストップの状態で、例えば、アクセルが踏まれたとき等に、エンジンの始動スイッチ５０が閉操作される。これによって、バッテリ５１からソレノイド２５のコイル２７に電流が通電され、可動鉄心３１が固定鉄心３０側に吸引され、可動鉄心３１が接点シャフト３４を押圧し、それに伴い、可動接点３６がバッテリ側固定接点４２と電動機側固定接点４３に接触する。このため、バッテリ側固定接点４２と電動機側固定接点４３が可動接点３６を介して導通状態となり、バッテリ５１からスタータモータ１のコイル６に電流が供給される。

更に可動鉄心３１は、固定鉄心３０側への移動に伴い、レバー２３を揺動させる。このため、ピニオンシャフト１３及びピニオン１５がリングギヤ１４側に移動して、ピニオン１５がリングギヤ１４に噛み合う。尚、ピニオン１５の歯がリングギヤ１４の歯と噛み合わない状態で衝突したとしても、コイルスプリング２１によってピニオン１５がリングギヤ１４に押圧されている状態でスタータモータ１に電流が供給されると、スタータモータ１の出力軸４から一方向クラッチ１２を介してピニオン１５に回転が伝達されて、リングギヤ１４と噛み合う位置となると両者は噛み合うようになる。このようにピニオン１５がリングギヤ１４と噛み合うとスタータモータ１の回転駆動力がリングギヤ１４側に伝達されてクランクシャフトが回転し、エンジンが始動する。

エンジンが始動した後は、ソレノイド２５のコイル２７への通電が解除され、可動鉄心３１は、第１コイルスプリング３３の付勢力及びレバースプリング３２，クラッチ機構２のコイルスプリング１９の付勢力によって固定鉄心３０から離間する方向に移動し、この移動に伴い可動接点３６がバッテリ側固定接点４２と電動機側固定接点４３から離間して、バッテリ５１からスタータモータ１への通電状態が遮断されると共に、レバー２３もピニオンシャフト１３を揺動させない方向に移動する。尚、リングギヤ１４の回転数がピニオン１５の回転数を上回ったときには、一方向クラッチ１２の作用によりスタータモータ１の出力軸４に反力が作用しないようになっており、更に、一方向クラッチ１２の摺動部に生じるフリクションとヘリカルスプラインの作用によってピニオンシャフト１３がリングギヤ１４と離れる方向にゆっくりと移動する。

次にマグネットスイッチの作動及び摩耗について、図７に基づいて説明する。図７(ａ)は、可動接点とバッテリ側固定接点及び電動機側固定接点を接点ケースの開口側から見た図である。尚、可動接点の背後にあるバッテリ側固定接点と電動機側固定接点は破線で示してある。また、図７（ｂ）は、可動接点がバッテリ側固定接点及び電動機側固定接点から離間した状態を側面から見た図である。また、図７（ｃ）は、可動接点がバッテリ側固定接点及び電動機側固定接点に当接した状態を側面から見た図である。また、図７（ｄ）は、バッテリ側固定接点が電動機側固定接点より多く摩耗してしまったときの状態を側面から見た図である。

図７（ａ）を見ればわかるように可動接点３６は、外周縁がバッテリ側固定接点４２の外周縁よりも外側となるようにして当接するようになっている。ここで比較例として図８を示すが、この図８は、バッテリ側固定接点４２ｘと電動機側固定接点４３ｘが全く同じものを用いた場合のマグネットスイッチ３ｘを図７に対応させたものである。図８（ｄ）に示すように可動接点３６ｘの外周縁がバッテリ側固定接点４２ｘの外周縁の内側にあった場合、摩耗が繰り返されると、バッテリ側固定接点４２ｘに段差が形成されてしまい、この段差に可動接点３６ｘの外周が乗り上げることで、接点の接触が不安定になり固定接点の摩耗が促進される可能性がある。しかしながら、本実施例では、可動接点３６の外周縁がバッテリ側固定接点４２の外周縁よりも外側となるようになっているので、例え、図７（ｄ）のように摩耗したとしてもバッテリ側固定接点４２の表面が単に減るだけであって、段差が形成されてしまうことがない。このため、例え、摩耗が大きくなったとしても接点の接触が不安定となることがない。

尚、図７（ｄ）は、図８（ｄ）との差異を明確に表現するために極端にバッテリ側固定接点４２が摩耗したものを記載したが、実際には、バッテリ側固定接点４２は、電動機側固定接点４３よりも可動接点３６に対して大きな面積で接触するようにしたため、プラス側のアーク放電の影響を受けたとしても電動機側固定接点４３に対して大きく摩耗してしまうことがない。このように本実施例では、バッテリ側固定接点４２に摩耗低減構造を施したので可動接点３６が図７（ｄ）及び図８（ｄ）のように大きく傾いてしまうことがないのである。

次に本実施の形態の作用効果について以下に説明する。

本実施例は、可動接点とバッテリ側固定接点の接触面積を可動接点と電動機側固定接点の接触面積よりも大きくしたので、摩耗しやすいバッテリ側固定接点が、電動機側固定接点よりも摩耗しづらくなっており、バッテリ側固定接点と電動機側固定接点の摩耗量の差が極端に大きくなってしまうことがない。このため、可動接点が大きく傾き、バッテリ側固定接点及び電動機側固定接点との接触が不安定となるといった問題を解決することができる。

また、本実施例は、可動接点がバッテリ側固定接点及び電動機側固定接点に接触した際、可動接点の外側縁がバッテリ側固定接点よりも外側となるように構成したので、例え、バッテリ側固定接点が摩耗したとしても可動接点との接触面に段差が形成されてしまうことがないので、可動接点との安定した接触を確保することができる。

また、本実施例は、可動接点の外側縁は、円形に形成され、バッテリ側固定接点における可動接点と接触箇所の外周縁は、可動接点の中心点をほぼ中心とする略円弧形状に形成されているので、限られたスペースにおいて有効に可動接点とバッテリ側固定接点の接触面積を拡大することができるので小型化に寄与することができる。

また、本実施例は、可動接点にバッテリ側固定接点及び電動機側固定接点と離間する方向に付勢力を生じさせる付勢部材を設け、電磁駆動機構は、付勢部材の付勢力に抗して駆動力を生じさせるものであるので、電磁駆動機構の通電を停止したときには、速やかに可動接点がバッテリ側固定接点及び電動機側固定接点と離間することができる。このため、余計な摩耗を極力生じさせないようにすることができる。

また、本実施例は、可動接点の外側縁は、円形に形成されると共に、付勢部材は、可動接点の略中心位置であって、バッテリ側固定接点と電動機側固定接点の間に配置され、バッテリ側固定接点における可動接点との接触箇所は、略円弧形状に形成されているので、付勢部材を可動接点の略中心位置に配置したとしてもバッテリ側固定接点の接触面積を省スペースで拡大することができる。

また、本実施例は、バッテリ側固定接点及び電動機側固定接点には、樹脂製の接点ケースにナットによりネジ締結されるネジ部が設けられており、バッテリ側固定接点における略円弧形状部分の周方向端には、回転した際に接点ケースの内周面と接触可能な回り止め部が設けられているので、バッテリ側固定接点を接点ケースに固定する際、回転力が作用したとしてもバッテリ側固定接点が大きく回転してしまうことがない。

また、本実施例は、回り止め部は、前記略円弧形状部分に対して軸方向に薄肉に形成されているので、材料の歩留まりをよくすることができることに加え、軽量化することもできる。

また、本実施例は、接点ケース内周面における回り止め部の外周位置には、他の箇所に対して内径側に突出する突出部が形成されているので、回り止め部を外周側に大きく張り出す必要がなく、軽量な樹脂材料を突出させるだけでよい。このため、軽量化に貢献することができる。また、この突出部には、電磁駆動機構に電流を供給するための配線及び電動機に電流を供給するための配線が挿通される穴が設けられているので、突起を有効利用することができる。

また、本実施例は、バッテリ側固定接点の接点部分に摩耗低減構造が施されたものとしたので、バッテリ側固定接点と電動機側固定接点をバランスよく摩耗させることができ、可動接点が大きく傾き、バッテリ側固定接点及び電動機側固定接点との接触が不安定となるといった問題を解決することができる。尚、摩耗低減構造は、バッテリ側固定接点の可動接点との当接部を馬蹄形状に構成したものや、バッテリ側固定接点の可動接点との当接部を電動機側固定接点の可動接点との当接部より、硬い材料で構成したものが考えられる。

また、本実施例は、バッテリ側固定接点は、電動機側固定接点よりも広い角度範囲で可動接点に当接するようにしたので、バッテリ側固定接点と電動機側固定接点をバランスよく摩耗させることができ、可動接点が大きく傾き、バッテリ側固定接点及び電動機側固定接点との接触が不安定となるといった問題を解決することができる。

また、本実施例は、バッテリ側固定接点の可動接点との当接部は、可動接点の外周に沿った円弧形状に形成され、電動機側固定接点の可動接点との当接部は、ブロック状に形成されているので、上記同様、バッテリ側固定接点と電動機側固定接点をバランスよく摩耗させることができる。

また、本実施例のスタータは、アイドリングストップ機能を備えた車両に搭載されているので、バッテリ側固定接点と電動機側固定接点をバランスよく摩耗させることがより効果的である。

以上、本実施例としてスタータに用いられるマグネットスイッチとして説明したが、スタータ以外でもモータ等の回転電機や電気機器等の単なる接点としても用いることができる。

また、本実施例の可動接点は、円板状のものを用いたが外縁形状は、例えば、多角形や楕円形の非円形であっても構わない。また、板状のものでなくてもよく、例えば、ブロック状のものであっても構わない。

また、本実施例の電磁駆動機構は、ソレノイドを用いたがモータ等で発生する回転運動を軸方向の運動に変換するものや、流体を介して可動接点を可動させるものであっても構わない。

また、本実施例のバッテリ側固定接点は、可動接点との接点部を円弧形状のもの、もしくは、馬蹄形状のものとしたが形状はスペースに合わせて自由に決めることができ、第１スプリングが別の位置に設けられるならば、四角形や半円形等のものとすることもできる。

また、本実施例の電動機側固定接点は、辺の長さが異なる略六角形状としたが、全ての辺の長さがほぼ同一の六角ボルトとしても構わない。また、多角形でなくとも円形であっても構わない。

また、本実施例の回り止め部は、円弧形状部分に対して軸方向に薄肉に形成したが、接点ケースと当接した際の面圧を低減することを重視するならば円弧形状部分と同じ肉厚とすることも考えられる。また、回り止め部を外周側に張り出すように設ければ、接点ケースの突出部を回り止め部の外周に設けなくてもよい。

また、本実施例の摩耗低減構造は、可動接点とバッテリ側固定接点の接触面積を可動接点と電動機側固定接点の接触面積よりも大きくしたものであるが、可動接点との接触面積を増大するものに限らず、バッテリ側固定接点自体を電動機側固定接点より硬い材料で形成し、電動機側固定接点より摩耗量を少なくしてもよい。また、硬い材料は、可動接点との接触部だけ設ければよく、別に設けた部材をバッテリ側固定接点に取り付けても構わない。

また、本実施例では、アイドリングストップ機能を備えたスタータとして説明したが、アイドリングストップ機能を有しない車両に用いても十分効果が期待できる。

本発明によるマグネットスイッチに電流を通電していない状態のスタータを側面から見た部分断面図である。 本発明によるマグネットスイッチに電流を通電した状態のスタータを側面から見た部分断面図である。 電流を通電していない状態のマグネットスイッチの側面断面図である。 電流を通電した状態のマグネットスイッチの側面断面図である。 バッテリに接続されるバッテリ側固定接点と、電動機に接続される電動機側固定接点とを備えたスイッチ部の正面図及び側面断面図である。 スタータの電気回路図である。 可動鉄心とバッテリ側固定接点及び電動機側固定接点の離接状態を示す図である。 バッテリ側固定接点と電動機側固定接点を全く同じものとした比較例を図７と対応させた図である。

符号の説明

１ スタータモータ
２ クラッチ機構
３ マグネットスイッチ
４ 出力軸
１４ リングギヤ
２５ ソレノイド（電磁駆動機構）
３６ 可動接点
４１ 接点ケース
４２ バッテリ側固定接点
４２ｃ 回り止め部
４３ 電動機側固定接点
４６ａ，４６ｂ 突出部
４７ａ，４７ｂ 穴
４８ａ，４８ｂ 雄ねじ部
４９ａ，４９ｂ ナット

Claims (15)

1. バッテリと電動機間の導通と非導通を切り換えるマグネットスイッチであって、
   該マグネットスイッチは、
   前記バッテリに接続されたバッテリ側固定接点と、
   前記電動機に接続された電動機側固定接点と、
   前記バッテリ側固定接点と前記電動機側固定接点の両方に当接可能に設けられた可動接点と、
   該可動接点を前記バッテリ側固定接点及び前記電動機側固定接点に対して離接するように可動させる電磁駆動機構を備え、
   前記可動接点と前記バッテリ側固定接点の接触面積を前記可動接点と前記電動機側固定接点の接触面積よりも大きくしたことを特徴とするマグネットスイッチ。
2. 請求項１に記載されたマグネットスイッチにおいて、
   前記可動接点が前記バッテリ側固定接点及び前記電動機側固定接点に接触した際、前記可動接点の外側縁が前記バッテリ側固定接点よりも外側となるように構成したことを特徴とするマグネットスイッチ。
3. 請求項１乃至請求項２に記載されたマグネットスイッチにおいて、
   前記可動接点の外側縁は、円形に形成され、前記バッテリ側固定接点における前記可動接点と接触箇所の外周縁は、前記可動接点の中心点をほぼ中心とする略円弧形状に形成されていることを特徴とするマグネットスイッチ。
4. 請求項１乃至請求項３に記載されたマグネットスイッチにおいて、
   前記可動接点に前記バッテリ側固定接点及び前記電動機側固定接点と離間する方向に付勢力を生じさせる付勢部材を設け、前記電磁駆動機構は、前記付勢部材の付勢力に抗して駆動力を生じさせるものであることを特徴とするマグネットスイッチ。
5. 請求項４に記載されたマグネットスイッチにおいて、
   前記可動接点の外側縁は、円形に形成されると共に、前記付勢部材は、前記可動接点の略中心位置であって、前記バッテリ側固定接点と前記電動機側固定接点の間に配置され、前記バッテリ側固定接点における前記可動接点との接触箇所は、略円弧形状に形成されていることを特徴とするマグネットスイッチ。
6. 請求項５に記載されたマグネットスイッチにおいて、
   前記バッテリ側固定接点及び前記電動機側固定接点には、樹脂製の接点ケースにナットによりネジ締結されるネジ部が設けられており、前記バッテリ側固定接点における略円弧形状部分の周方向端には、回転した際に前記接点ケースの内周面と接触可能な回り止め部が設けられていることを特徴とするマグネットスイッチ。
7. 請求項６に記載されたマグネットスイッチにおいて、
   前記回り止め部は、前記略円弧形状部分に対して軸方向に薄肉に形成されていることを特徴とするマグネットスイッチ。
8. 請求項６乃至請求項７に記載されたマグネットスイッチにおいて、
   前記接点ケース内周面における前記回り止め部の外周位置には、他の箇所に対して内径側に突出する突出部が形成されていることを特徴とするマグネットスイッチ。
9. 請求項８に記載されたマグネットスイッチにおいて、
   前記突出部には、前記電磁駆動機構に電流を供給するための配線及び前記電動機に電流を供給するための配線が挿通される穴が設けられていることを特徴とするマグネットスイッチ。
10. エンジンを始動させるためのスタータであって、
    電流を供給することにより出力軸が回転駆動されるスタータモータと、
    該スタータモータの出力軸からエンジンの駆動部への動力伝達を断続させるクラッチ機構と、
    バッテリとスタータモータ間の導通と非導通を切り換えるマグネットスイッチを有し、
    該マグネットスイッチは、
    バッテリに接続され、接点部分に摩耗低減構造が施されたバッテリ側固定接点と、
    前記スタータモータに接続された電動機側固定接点と、
    前記バッテリ側固定接点と前記電動機側固定接点の両方に当接可能に設けられた可動接点と、
    エンジンを始動させる際、前記可動接点を前記バッテリ側固定接点及び前記電動機側固定接点に接触させると共に、前記クラッチ機構が動力伝達可能な状態となるように可動させるソレノイドで構成されていることを特徴とするスタータ。
11. 請求項１０に記載されたスタータにおいて、
    前記摩耗低減構造は、前記バッテリ側固定接点の前記可動接点との当接部を馬蹄形状に構成したものであることを特徴とするスタータ。
12. 請求項１０に記載されたスタータにおいて、
    前記摩耗低減構造は、前記バッテリ側固定接点の前記可動接点との当接部を前記電動機側固定接点の前記可動接点との当接部より、硬い材料で構成したものであることを特徴とするスタータ。
13. エンジンを始動させるためのスタータであって、
    電流を供給することにより出力軸が回転駆動されるスタータモータと、
    該スタータモータの出力軸からエンジンの駆動部への動力伝達を断続させるクラッチ機構と、
    バッテリとスタータモータ間の導通と非導通を切り換えるマグネットスイッチを有し、
    該マグネットスイッチは、
    バッテリに接続されたバッテリ側固定接点と、
    前記スタータモータに接続された電動機側固定接点と、
    前記バッテリ側固定接点と前記電動機側固定接点の両方に当接可能に設けられ、外周が円形に形成された可動接点と、
    エンジンを始動させる際、前記可動接点を前記バッテリ側固定接点及び前記電動機側固定接点に接触させると共に、前記クラッチ機構が動力伝達可能な状態となるように可動させるソレノイドで構成され、
    前記バッテリ側固定接点は、前記電動機側固定接点よりも広い角度範囲で前記可動接点に当接することを特徴とするスタータ。
14. 請求項１２に記載されたスタータにおいて、
    前記バッテリ側固定接点の前記可動接点との当接部は、前記可動接点の外周に沿った円弧形状に形成され、前記電動機側固定接点の前記可動接点との当接部は、ブロック状に形成されていることを特徴とするスタータ。
15. 請求項１０乃至請求項１４に記載されたスタータにおいて、
    アイドリングストップ機能を備えた車両に搭載されていることを特徴とするスタータ。
    

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