JP2014031721A - スタータ用電磁ソレノイド装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電磁ソレノイド装置2は、タンデムソレノイド型であり、非励磁において反ピニオン側から可動接点57、固定接点56、端子ボルト54、55の順に配置され、固定接点面56aよりもピニオン側で端子ボルト54、55と固定接点56とが接続されている。これによれば、固定接点面56aより反ピニオン側に端子ボルト54、55と固定接点56との接続部を設ける構造ではなくなる。そして、タンデムソレノイド型であるため可動接点57の移動量を設定するにあたってピニオンの移動量を考慮する必要はなく、可動接点57の反ピニオン側への移動量を小さくできるので、結果として、固定接点面56aより反ピニオン側の軸方向寸法を小さくすることができる。
【選択図】図1
Description
この電磁ソレノイド装置では、1つのソレノイドによってピニオン軸を押し出すと共にメイン接点を開閉する。メイン接点は、ピニオン軸と同軸上に移動する可動接点と、可動接点が反ピニオン側から離接する固定接点とからなっているが、このような電磁ソレノイド装置においては、ピニオン軸の移動量に対応して可動接点の移動量が必要となる。このため、固定接点の接点面から反ピニオン側に、可動接点の移動量に対応したスペースを確保しなければならず、接点面から反ピニオン側への軸方向寸法が大きくなる。
なお、反ピニオン側とは、ソレノイドの軸方向においてピニオンが存在する側とは反対側を示す。
この電磁ソレノイド装置は、ピニオンをエンジンのリングギヤに押し出す第1のソレノイドと、ピニオンと同軸線上に設けられメイン接点を開閉することでモータへの通電電流を断続する第2のソレノイドとを備え、ピニオンの押出しタイミングとモータ始動タイミングとを独立して制御することができる。このため、アイドリングストップシステムの始動装置に好適な電磁ソレノイド装置である。
このため、2つのソレノイドを有する技術を適用して、可動接点の反ピニオン側への移動量を小さくしても、固定接点の接点面より反ピニオン側に接続部を配置するためのスペースが必要であり、固定接点の接点面から反ピニオン側の軸方向寸法を小さくすることが困難である。
第1のソレノイドは、第1のコイルへの通電により発生する磁力を利用して、第1のコイルの軸方向一端側に配されるピニオンを軸方向に移動させてリングギヤへ向けて押し出すものである。
第2のソレノイドは、第1のソレノイドの軸方向他端側に第1のソレノイドと同軸的に配され、第2のコイルへの通電により発生する磁力を利用して、スタータのモータへの通電電流を断続するメイン接点を開閉するものである。
そして、固定接点には、固定接点と外部とを導通させるための端子ボルトが接続される接続部が設けられ、接続部は、固定接点の可動接点が当接する固定接点面よりもピニオン側に設けられている。
〔実施例1の構成〕
実施例1の構成を図1〜3を用いて説明する。
実施例1では、減速型スタータ1にタンデムソレノイド型の電磁ソレノイド装置2を採用した一例を説明する。
なお、図1における電磁ソレノイド装置2の断面図は図3のI−I断面図であり、図2における電磁ソレノイド装置2の断面図は図3のII−O−II断面図である。
電磁石界磁は、磁気回路を形成すると共に、モータ3のハウジングを兼ねるヨーク11の内周にスクリュ12で固定される界磁磁極13と、その界磁磁極13の周囲に平角線を巻回した界磁コイル14とで構成される。なお、電磁石界磁に代えて、複数の永久磁石をヨーク11の内周に配置した永久磁石界磁を採用することもできる。
以下、図1、図2において、ピニオン軸5と電磁ソレノイド装置2を含む軸方向の図示左側を軸方向一端側、図示右側を軸方向他端側と呼ぶ。また、ピニオン軸5がスプラインチューブ15に対して軸方向に移動する際に、図示右方向をスイッチ方向、図示左方向を反スイッチ方向と定義して説明する。なお、ピニオン軸5が反スイッチ方向に移動することによって、ピニオン6がリングギヤGに噛み合う。
スプラインチューブ15は、軸方向一端側の端部がボールベアリング18を介してスタータハウジング19に回転自在に支持され、軸方向他端側の端部がボールベアリング20を介してセンタケース21に回転自在に支持されている。センタケース21は、スタータハウジング19の軸方向他端側に隣接して配置される。
また、スプラインチューブ15の内周とピニオン軸5の外周との間には、スプラインチューブ15に対してピニオン軸5をスイッチ方向へ付勢するリターンスプリング22が配設されている。
クラッチアウタ7aは、クラッチギヤ25のボス部26に連結され、そのボス部26を介してクラッチギヤ25の回転が伝達される。クラッチインナは、上記のスプラインチューブ15によって形成される。つまり、スプラインチューブ15がクラッチインナを兼ねている。ローラ7bは、クラッチアウタ7aの回転をクラッチインナ(スプラインチューブ15)へ伝達する一方、クラッチインナからクラッチアウタ7aへの動力伝達を遮断する。
電磁ソレノイド装置2は、電磁石の吸引力を利用してピニオン軸5を反スイッチ方向へ押し出す第1のソレノイド(以下、ソレノイドSL1と呼ぶ)と、モータ3の電源回路に接続されるメイン接点(後述する)を開閉する第2のソレノイド(以下、ソレノイドSL2と呼ぶ)とを備える。
ソレノイドSL2は、ソレノイドSL1の軸方向他端側に配されており、ソレノイドSL1の動作方向とソレノイドSL2の動作方向とが同一方向に設定されている。
なお、ピニオン5は、ソレノイドSL1の軸方向一端側でピニオン軸に保持されており、電磁ソレノイド装置2において、ピニオン側とは軸方向一端側であり、反ピニオン側とは軸方向他端側である。
なお、金属フレーム28は、センタケース21と一体に設けられて、センタケース21より軸方向他端側へ筒状に延設されている。
ソレノイドSL1は、図1に示す様に、通電によって電磁石を形成するSL1コイル35と、このSL1コイル35の内周を軸方向(図示左右方向)に可動するSL1プランジャ36と、電磁石により磁化されてSL1プランジャ36を吸着するSL1固定鉄心37と、SL1コイル35の軸方向一端側に配置される円環状のコアプレート38と、SL1プランジャ36の動きをスチールボール16(図2参照)を介してピニオン軸5に伝達するシャフト39と、電磁石の吸引力が減少した時にSL1プランジャ36を押し戻すリターンスプリング40と、ピニオン6をエンジンのリングギヤGに押し込むための反力を蓄えるドライブスプリング41等を備える。
SL1プランジャ36は、軸方向他端部が径小となるように径方向の外周面に段差が形成された段付き形状に設けられると共に、径方向の中央部を長手方向(図1の左右方向)に貫通する中空孔44が形成され、中空孔44の軸方向一端側には、孔径を小さく形成した小径孔部44aを有する。
SL1固定鉄心37は、径方向の中央部が筒状に開口する円環状に設けられて、円筒スリーブ43の軸方向一端部の内周に挿入され、SL1プランジャ36と軸方向に対向して配置される。
シャフト39は、SL1プランジャ36の小径孔部44aを挿通してSL1プランジャ36に組み付けられる。小径孔部44aより中空孔44の軸方向他端側へ入り込むシャフト39の端部には、小径孔部44aの孔径より大きい外径を有するフランジ部39aが設けられている。また、中空孔44より突き出るシャフト39の軸方向一端側は、SL1固定鉄心37の内周を通り抜けて、スチールボール16に当接するように突出している(図2参照)。
ソレノイドSL2は、図1に示す様に、通電によって電磁石を形成するSL2コイル46と、このSL2コイル46の内周を軸方向(図示左右方向)に可動するSL2プランジャ47と、電磁石により磁化されてSL2プランジャ47を吸着するSL2固定鉄心48と、SL2コイル46の軸方向一端側に配置される円環状の磁性プレート49と、電磁石の吸引力が減少した時にSL2プランジャ47を押し戻すリターンスプリング50等を備える。
SL2プランジャ47は、図1に示す様に、径方向の外周面に段差を有する段付き形状に設けられると共に、軸方向一端側の端面に開口する円筒孔47aが形成されている。なお、円筒孔47aに隔壁部材45の軸方向他端部が入り込んでおり、非励磁時に、SL1プランジャ36とSL2プランジャ47とが軸方向にオーバーラップしている。これによって電磁ソレノイド装置2の軸方向寸法が小さくなっている。
磁性プレート49は、例えば、プレスで円環状に打ち抜いた複数枚の鋼板を積層して構成され、SL2固定鉄心48と機械的かつ磁気的に連結されている。
この磁性プレート49と、ソレノイドSL1のコアプレート38は、図1に示す様に、ソレノイドSL1とソレノイドSL2とに共通の磁気通路を形成するコアステーショナリ53を介して磁気的に接続されている。
可動接点57は、接点面57aが軸方向一端側を向くように保持されており、可動接点57は固定接点56に軸方向他端側から離接する。
なお、可動接点57は、メイン接点の閉成時に接点圧を付与するための接点圧スプリング65によって付勢されている。
以下、電磁ソレノイド装置2において、軸方向一端側をピニオン側、軸方向他端側を反ピニオン側と呼び、本実施例の特徴を説明する。
本実施例によれば、固定接点56には、それぞれ端子ボルト54、55が接続する接続部56bが設けられ、接続部56bは、固定接点面56aよりもピニオン側に設けられている。
接続部56bは、接点部56cの径方向外側端からピニオン側に延びて、コアステーショナリ53の外周側で、板厚方向が径方向となるように配される。
本実施例の電磁ソレノイド装置2によれば、端子ボルト54、55が接続する接続部56bが、固定接点面56aよりもピニオン側に設けられている。すなわち、図1に示すように、非励磁において反ピニオン側から可動接点57、固定接点56、端子ボルト54、55の順に配置され、固定接点面56aよりもピニオン側で端子ボルト54、55と固定接点56とが接続されている。
例えば、軸方向距離Lを、特許文献1に示すソレノイドが1つの電磁ソレノイド装置2を備えるスタータの場合と同等にすることもできる。
実施例2を、実施例1とは異なる点を中心に、図4を用いて説明する。
なお、実施例1と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施例では、少なくともコアステーショナリ53と端子ボルト54、55とが軸方向にオーバーラップする範囲において、端子ボルト54、55及び接続部56bとコアステーショナリ53との間に絶縁材66を配置する。
本実施例によれば、絶縁材66によって、端子ボルト54、55及び接続部56bとコアステーショナリ53との間の絶縁ができるため、端子ボルト54、55及び接続部56bとコアステーショナリ53との間の径方向の隙間Cを小さくすることができ、結果として電磁ソレノイド装置1を径方向に小さくすることができる。
また、万が一隙間Cに異物が混入した場合でも、端子ボルト54、55とコアステーショナリ53との間に短絡回路が形成できないように絶縁できる。
実施例3を、実施例2とは異なる点を中心に、図5を用いて説明する。
なお、実施例2と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施例では、絶縁材66として例えばゴムのような絶縁性の弾性体を用いており、絶縁体66を圧縮させた状態でコアステーショナリ53と端子ボルト54、55との間に保持させている。
本実施例によれば、絶縁材66によって、コアステーショナリ53と端子ボルト54、55との間の絶縁を確保するとともに、車両の振動やピニオン6がリングギヤGに噛み合う際に発生する衝撃等によって生じるコアステーショナリ53の変位を絶縁材66によって抑制することができる。
実施例では、減速型スタータ1に本発明の電磁ソレノイド装置を適用したが、SL1の作動方向がSL2とは逆方向で、SL1によりシフトレバーを介してピニオン6をリングギヤGに押し出すタイプのスタータに適用してもよい。
また、接続部56bとコアステーショナリ53との距離が最も小さい場合には、コアステーショナリ53と接続部56bとの間のみに絶縁材66を設けてもよい。
Claims (4)
- エンジンのリングギヤ(G)に噛み合うピニオン(6)にモータ(3)の回転力を伝達して前記エンジンを始動させるスタータ(1)に用いられ、
第1のコイル(35)への通電により発生する磁力を利用して、前記第1のコイル(35)の軸方向一端側に配される前記ピニオン(6)を軸方向に移動させて前記リングギヤ(G)へ向けて押し出す第1のソレノイド(SL1)と、
前記第1のソレノイド(SL1)の軸方向他端側に前記第1のソレノイド(SL1)と同軸的に配され、第2のコイル(46)への通電により発生する磁力を利用して、スタータ(1)のモータ(3)への通電電流を断続するメイン接点を開閉する第2のソレノイド(SL2)とを備えるスタータ用電磁ソレノイド装置であって、
軸方向一端側をピニオン側、軸方向他端側を反ピニオン側と呼ぶと、
前記メイン接点は、前記第2のコイル(46)の反ピニオン側に配されて前記第2のソレノイド(SL2)によって移動する可動接点(57)と、前記可動接点(57)が反ピニオン側から離接する固定接点(56)とを有し、
前記固定接点(56)には、前記固定接点(56)と外部とを導通させるための端子ボルト(54、55)が接続する接続部(56b)が設けられ、
前記接続部(56b)は、前記固定接点(56)の前記可動接点(57)が当接する固定接点面(56a)よりもピニオン側に設けられていることを特徴とするスタータ用電磁ソレノイド装置。 - 請求項1に記載のスタータ用電磁ソレノイド装置において、
前記第1のコイル(35)と前記第2のコイル(46)の周囲に配されて、前記第1のソレノイド(SL1)と前記第2のソレノイド(SL2)の磁気回路を形成するコアステーショナリ(53)を備え、
前記接続部(56b)と前記コアステーショナリ(53)とが軸方向にオーバーラップして配置されていることを特徴とするスタータ用電磁ソレノイド装置。 - 請求項2に記載のスタータ用電磁ソレノイド装置において、
少なくとも前記端子ボルト(54、55)と前記接続部(56b)とが前記コアステーショナリ(53)と軸方向にオーバーラップする範囲において、前記接続部(56b)または前記端子ボルト(54、55)と前記コアステーショナリ(53)との間、もしくは、前記接続部(56b)及び前記端子ボルト(54、55)と前記コアステーショナリ(53)との間に絶縁材(66)を配置することを特徴とするスタータ用電磁ソレノイド装置。 - 請求項3に記載のスタータ用電磁ソレノイド装置において、
前記絶縁材(66)は弾性体であり、
前記接続部(56b)または前記端子ボルト(54、55)と前記コアステーショナリ(53)との間、もしくは、前記接続部(56b)及び前記端子ボルト(54、55)と前記コアステーショナリ(53)との間に、前記絶縁材(66)が圧縮された状態で保持されていることを特徴とするスタータ用電磁ソレノイド装置。
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