JP2008117693A - 電磁スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】固定鉄心３がベース部２３とディスク部２４とからなる電磁スイッチにおいて、接点たわみ量が設計値から変動するのを抑制することを目的とする。
【解決手段】ディスク部２４をなす金属板２５を、初期状態から組付状態に至る間に生じる軸方向の変形量を織り込んだ形状に設ける。これにより、金属板２５が初期状態から組付状態に至る間に軸方向に折れ曲がって変形しても、これらの変形量は金属板２５自身の変形により吸収される。このため、ベース部２３の軸方向へのずれを抑制できるので、接点たわみ量が設計値から変動するのを抑制できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気回路を開閉する電磁スイッチに関する。

従来より、図５に示すような固定鉄心１００を備える電磁スイッチが公知である（例えば、特許文献１参照）。すなわち、この固定鉄心１００は、ソレノイドコイルの内周側で可動鉄心に対向して配されるベース部１０１と、ベース部１０１の外周に配され、ソレノイドコイルの一端側で磁束を通す円環板状のディスク部１０２とを有する。

ここで、ディスク部１０２は、複数枚の金属板１０３を積層してなり、複数枚の金属板１０３を、順次、ベース部１０１のボス１０４の外周に圧入貫通させて形成される。さらに、この積層により一体物となった固定鉄心１００は、ディスク部１０２に荷重を負荷されてヨークに組み付けられる。

このため、ディスク部１０２をなす各々の金属板１０３は、未使用の初期状態からヨークへの組付が終了したときの組付状態に至る間に、軸方向に微小に折れ曲がってしまう。この結果、ベース部１０１が軸方向にずれるので、接点たわみ量が設計値に対して変動してしまう。
特表２００２−５２４８２６号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、固定鉄心がベース部とディスク部とからなる電磁スイッチにおいて、接点たわみ量が設計値から変動するのを抑制することを目的とする。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の電磁スイッチは、ソレノイドコイルへの通電により、可動鉄心を固定鉄心の方に磁気吸引するとともに、可動鉄心と連動する可動接点を固定接点に当接させるものである。
そして、固定鉄心は、ソレノイドコイルの内周側で可動鉄心に対向して配され、可動鉄心を磁気吸引するベース部と、ベース部の外周に配され、ソレノイドコイルの一端側で磁束を通す円環板状のディスク部とを有する。さらに、ディスク部は、複数枚の金属板を積層してなり、複数枚の金属板の内の少なくとも１枚の金属板は、未使用の初期状態から外郭への組付が終了したときの組付状態に至る間に生じる軸方向の変形量が織り込まれた形状に設けられている（以下、軸方向の変形量が織り込まれて設けられた金属板を「特殊加工板」と呼ぶ）。

これにより、特殊加工板および他の金属板が初期状態から組付状態に至る間に軸方向に折れ曲がって変形しても、これらの変形量は特殊加工板の変形により吸収される。このため、ベース部の軸方向へのずれを抑制できるので、接点たわみ量が設計値から変動するのを抑制できる。

〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の電磁スイッチによれば、少なくとも１枚の金属板は、変形する向きとは逆の向きに折り曲げられることにより、軸方向の変形量が織り込まれている。
この手段は、特殊加工板において軸方向の変形量を織り込むための一形態を示すものである。そして、上記のように、金属板を変形する向きとは逆の向きに折り曲げることにより、簡便に特殊加工板を製作できる。

〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の電磁スイッチによれば、固定鉄心は、ディスク部に軸方向に荷重を負荷されて外郭に組み付けられ、少なくとも１枚の金属板は、荷重が作用する力点よりも外周側の部分の折り曲げ角が、力点よりも内周側の部分の折り曲げ角よりも大きい。
これにより、金属板のボスへの圧入貫通で生じる変形量、および固定鉄心の外郭への組付で生じる変形量の各々に応じて、力点よりも内周側と力点よりも外周側とで折り曲げ角を可変することができる。このため、特殊加工板による変形量の吸収が、より精密に行われるので、接点たわみ量の設計値からの変動幅を、さらに縮小することができる。

〔請求項４の手段〕
請求項４に記載の電磁スイッチによれば、ディスク部は、複数枚の金属板を積層してなり、複数枚の金属板の内の少なくとも１枚の金属板は、軸方向に隆起して剛性が高められた部分（高剛性部と呼ぶ）を有する。
これにより、金属板のボスへの圧入貫通、および固定鉄心の外郭への組付でディスク部に生じる変形、つまり、固定鉄心の製作および組付によりディスク部に生じる変形が高剛性部により抑制される。このため、ベース部の軸方向へのずれを抑制できるので、接点たわみ量が設計値から変動するのを抑制できる。

〔請求項５の手段〕
請求項５に記載の電磁スイッチによれば、固定鉄心は、ディスク部に軸方向に荷重を負荷されて外郭に組み付けられ、高剛性部は、荷重が作用する力点を含むように設けられている。
これにより、固定鉄心の組付により生じる変形を効率的に防止できる。

最良の形態１の電磁スイッチは、ソレノイドコイルへの通電により、可動鉄心を固定鉄心の方に磁気吸引するとともに、可動鉄心と連動する可動接点を固定接点に当接させるものである。
そして、固定鉄心は、ソレノイドコイルの内周側で可動鉄心に対向して配され、可動鉄心を磁気吸引するベース部と、ベース部の外周に配され、ソレノイドコイルの一端側で磁束を通す円環板状のディスク部とを有する。さらに、ディスク部は、複数枚の金属板を積層してなり、複数枚の金属板の内の少なくとも１枚の金属板は、未使用の初期状態から外郭への組付が終了したときの組付状態に至る間に生じる軸方向の変形量が織り込まれた形状に設けられている（以下、軸方向の変形量が織り込まれて設けられた金属板を「特殊加工板」と呼ぶ）。
また、特殊加工板は、変形する向きとは逆の向きに折り曲げられることにより、軸方向の変形量が織り込まれている。

最良の形態２の電磁スイッチによれば、固定鉄心は、ディスク部に軸方向に荷重を負荷されて外郭に組み付けられ、特殊加工板は、荷重が作用する力点よりも外周側の部分の折り曲げ角が、力点よりも内周側の部分の折り曲げ角よりも大きい。

最良の形態３の電磁スイッチによれば、ディスク部は、複数枚の金属板を積層してなり、複数枚の金属板の内の少なくとも１枚の金属板は、軸方向に隆起して剛性が高められた部分（高剛性部と呼ぶ）を有する。
また、固定鉄心は、ディスク部に軸方向に荷重を負荷されて外郭に組み付けられ、高剛性部は、荷重が作用する力点を含むように設けられている。

〔実施例１の構成〕
実施例１の電磁スイッチ１の構成を、図１を用いて説明する。
電磁スイッチ１は、例えば、周知の直流モータ（図示せず）とともに車両に搭載されるスタータ（図示せず）を構成し、電源やモータ回路等により構成されるスタータ回路（図示せず）を開閉するために用いられる。

この電磁スイッチ１は、通電を受けて磁界を形成するソレノイドコイル２と、ソレノイドコイル２の内周側および一方側に固定して配される固定鉄心３と、ソレノイドコイル２の内周で固定鉄心３に対向して配され、ソレノイドコイル２への通電により一方側に磁気吸引される可動鉄心４と、可動鉄心４を他方側に付勢するリターンスプリング５と、スタータ回路に接続される固定接点６と、固定接点６の他方側に配され、固定接点６に離接することでスタータ回路を開閉する可動接点７と、可動接点７を一方側に付勢する接点圧スプリング８と、可動鉄心４と可動接点７とを連動させるロッド９とを備える。

ここで、電磁スイッチ１の外郭は、ソレノイドコイル２の外周を覆うヨーク１３の内周に、樹脂カバー１４を装着し、ヨーク１３の一端を樹脂カバー１４にかしめて固定することで構成されている。

ヨーク１３には、ソレノイドコイル２、固定鉄心３および可動鉄心４等が収容されている。ここで、ソレノイドコイル２は、樹脂製のボビン１５に内外２層に巻線された２つのコイル１６、１７により構成されている。すなわち、内周側のコイル１６は、可動鉄心４の一方側への変位を開始させる磁気吸引力を発生させるものであり、外周側のコイル１７は、一方側に変位した可動鉄心４を保持する磁気吸引力を発生させるものである。また、固定鉄心３と可動鉄心４とは、ボビン１５の内周にリターンスプリング５を介して所定の隙間を形成するように配される。

樹脂カバー１４には、固定接点６および可動接点７等が収容されるとともに、２本の外部端子１８、１９が固定され、この外部端子１８、１９の他端に固定接点６が接続する。

以上の構成により、ソレノイドコイル２に通電が行われると、可動鉄心４が一方側に磁気吸引されて変位するとともに、可動接点７が接点圧スプリング８に付勢され可動鉄心４に連動して一方側に変位する。この結果、可動接点７が、固定接点６に当接して電気回路を閉成する。また、ソレノイドコイル２への通電が停止されると、可動鉄心４がリターンスプリング５に付勢されて他方側に変位するとともに、可動接点７がロッド９に連動して他方側に変位し、固定接点６から離脱して電気回路を開成する。

〔実施例１の特徴〕
実施例１の電磁スイッチ１の特徴を、図１および図２を用いて説明する。
実施例１の電磁スイッチ１によれば、固定鉄心３は、ソレノイドコイル２の内周側で可動鉄心４に対向して配され、可動鉄心４を磁気吸引するベース部２３と、ベース部２３の外周に配され、ソレノイドコイル２の一方側で磁束を通す円環板状のディスク部２４とから構成される。ディスク部２４は、複数枚の金属板２５を積層してなり、複数枚の金属板２５を、順次、ベース部２３のボス２６の外周に圧入貫通させて形成される。そして、この積層により一体物となった固定鉄心３は、ディスク部２４に荷重を負荷されてヨーク１３に組み付けられる。

ここで、ディスク部２４をなす全ての金属板２５は、未使用の初期状態（つまり、ボス２６に圧入貫通される前の状態）からヨーク１３への組付が終了したときの組付状態に至る間に生じる軸方向の変形量が織り込まれた形状に設けられている。

すなわち、金属板２５には、ボス２６への圧入貫通、および固定鉄心３のヨーク１３への組付を行うため他方側に向けて荷重が負荷されるので、金属板２５は、初期状態から組付状態に至る間に他方側に折れ曲がる（以下、「金属板２５のボス２６への圧入貫通、および固定鉄心３のヨーク１３への組付」を「固定鉄心３の製作および組付」と略す）。そして、固定鉄心３の製作および組付により金属板２５に生じる軸方向の変形量は、ベース部２３の他方側へのずれ量として集約される。

そこで、金属板２５を、予め、折れ曲がる向き（他方側）とは逆の向き（一方側）に折り曲げることにより、金属板２５に軸方向の変形量を織り込んでおく。この結果、金属板２５は、図２（ｂ）に示すように、初期状態から組付状態に至る間に、固定鉄心３の製作および組付により他方側へ折れ曲がり、組付状態において軸方向への変形量がほぼゼロになる。そして、金属板２５の軸方向の変形量がほぼゼロになることで、ベース部２３の軸方向へのずれが抑制される。

〔実施例１の効果〕
実施例１の電磁スイッチ１によれば、ディスク部２４をなす金属板２５は、全て、初期状態から組付状態に至る間に生じる軸方向の変形量が織り込まれた形状に設けられている。
これにより、金属板２５が初期状態から組付状態に至る間に軸方向に折れ曲がって変形しても、これらの変形量は金属板２５自身の変形により吸収される。このため、ベース部２３の軸方向へのずれを抑制できるので、接点たわみ量が設計値から変動するのを抑制できる。

また、金属板２５は、変形する向き（他方側）とは逆の向き（一方側）に折り曲げられることにより、軸方向の変形量が織り込まれている。
これにより、簡便に軸方向の変形量を金属板２５に織り込むことができる。

実施例２の電磁スイッチ１によれば、図３に示すように、全ての金属板２５は、固定鉄心３のヨーク１３への組付時に荷重が作用する力点よりも外周側の部分の折り曲げ角が、力点よりも内周側の部分の折り曲げ角よりも大きい。
これにより、金属板２５のボス２６への圧入貫通で生じる変形量、および固定鉄心３のヨーク１３への組付で生じる変形量の各々に応じて、力点よりも内周側と力点よりも外周側とで折り曲げ角を可変することができる。このため、金属板２５による変形量の吸収が、より精密に行われるので、接点たわみ量の設計値からの変動幅を、さらに縮小することができる。

実施例３の電磁スイッチ１によれば、図４に示すように、全ての金属板２５は、軸方向に隆起して剛性が高められた部分（高剛性部２９と呼ぶ）を有する。
これにより、初期状態から組付状態に至る間に生じる変形が、高剛性部２９により抑制される。このため、ベース部２３の軸方向へのずれを抑制できるので、接点たわみ量が設計値から変動するのを抑制できる。
また、高剛性部２９は、固定鉄心３のヨーク１３への組付時に荷重が作用する力点を含むように設けられているので、固定鉄心３の組付により生じる変形を効率的に防止できる。

〔変形例〕
実施例１、２の電磁スイッチ１によれば、複数枚の金属板２５が全て、軸方向の変形量を織り込む形状に設けられていたが、このような形態に限定されず、複数枚の金属板２５の内の少なくとも１枚の金属板２５が軸方向の変形量を織り込む形状に設けられていれば、同様の効果を得ることができる。
また、実施例３の電磁スイッチ１によれば、複数枚の金属板２５が全て高剛性部２９を有していたが、このような形態に限定されず、複数枚の金属板２５の内の少なくとも１枚の金属板２５に高剛性部２９が設けられていれば、同様の効果を得ることができる。

電磁スイッチの断面図である（実施例１）。 （ａ）は金属板の初期状態を示す説明図であり、（ｂ）は金属板の組付状態を示す説明図である（実施例１）。 （ａ）は金属板の初期状態を示す説明図であり、（ｂ）は金属板の組付状態を示す説明図である（実施例２）。 （ａ）は金属板の初期状態を示す説明図であり、（ｂ）は金属板の組付状態を示す説明図である（実施例３）。 （ａ）は金属板の初期状態を示す説明図であり、（ｂ）は金属板の組付状態を示す説明図である（従来例）。

符号の説明

１ 電磁スイッチ
２ ソレノイドコイル
３ 固定鉄心
４ 可動鉄心
６ 固定接点
７ 可動接点
１３ ヨーク（外郭）
２３ ベース部
２４ ディスク部
２５ 金属板
２９ 高剛性部（剛性が高められた部分）

Claims (5)

1. ソレノイドコイルへの通電により、可動鉄心を固定鉄心の方に磁気吸引するとともに、前記可動鉄心と連動する可動接点を固定接点に当接させる電磁スイッチにおいて、
   前記固定鉄心は、前記ソレノイドコイルの内周側で前記可動鉄心に対向して配され、前記可動鉄心を磁気吸引するベース部と、このベース部の外周に配され、前記ソレノイドコイルの一端側で磁束を通す円環板状のディスク部とを有し、
   前記ディスク部は、複数枚の金属板を積層してなり、
   前記複数枚の金属板の内の少なくとも１枚の金属板は、未使用の初期状態から外郭への組付が終了したときの組付状態に至る間に生じる軸方向の変形量が織り込まれた形状に設けられていることを特徴とする電磁スイッチ。
2. 請求項１に記載の電磁スイッチにおいて、
   前記少なくとも１枚の金属板は、変形する向きとは逆の向きに折り曲げられることにより、前記軸方向の変形量が織り込まれていることを特徴とする電磁スイッチ。
3. 請求項２に記載の電磁スイッチにおいて、
   前記固定鉄心は、前記ディスク部に軸方向に荷重を負荷されて前記外郭に組み付けられ、
   前記少なくとも１枚の金属板は、荷重が作用する力点よりも外周側の部分の折り曲げ角が、前記力点よりも内周側の部分の折り曲げ角よりも大きいことを特徴とする電磁スイッチ。
4. ソレノイドコイルへの通電により、可動鉄心を固定鉄心の方に磁気吸引するとともに、前記可動鉄心と連動する可動接点を固定接点に当接させる電磁スイッチにおいて、
   前記固定鉄心は、前記ソレノイドコイルの内周側で前記可動鉄心に対向して配され、前記可動鉄心を磁気吸引するベース部と、このベース部の外周に配され、前記ソレノイドコイルの一端側で磁束を通す円環板状のディスク部とを有し、
   前記ディスク部は、複数枚の金属板を積層してなり、
   前記複数枚の金属板の内の少なくとも１枚の金属板は、軸方向に隆起して剛性が高められた部分を有することを特徴とする電磁スイッチ。
5. 請求項４に記載の電磁スイッチにおいて、
   前記固定鉄心は、前記ディスク部に軸方向に荷重を負荷されて前記外郭に組み付けられ、
   前記剛性が高められた部分は、荷重が作用する力点を含むように設けられていることを特徴とする電磁スイッチ。

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