JP2907005B2 - スタータ用スイッチの接点及びその製造方法 - Google Patents

スタータ用スイッチの接点及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スタータ用スイッチの
接点及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来技術】軸方向一方へ電磁駆動されるプランジャ
と、プランジャを軸方向他方へ付勢するドライブスプリ
ングと、プランジャに軸方向所定遊動距離遊動可能に支
持されてプランジャとともに直動する可動接点と、可動
接点の接離により開閉される一対の固定接点と、プラン
ジャに配設されて前記可動接点を接点閉方向に付勢する
接点圧スプリングとを有するスタータ用スイッチが知ら
れている。
【0003】上記接点としては銅系金属(銅又は銅を主
素材とする銅合金)が好適であるが、耐磨耗性、耐熱性
の不足に起因するその消耗を解決するために、基板部を
なす銅系金属の接点側の表面にタングステン系焼結体な
どの耐磨耗性、耐熱性に優れた接触板部をろう付けなど
で接合することも行われている。例えば、本出願人の出
願になる特開平3−187114号公報は、上記基板部
に上記接触板部をろう付けしてなる二層構造の一例を開
示している。
【0004】特開昭47−33744号公報は、銅とタ
ングステンとを焼結してなるタングステン系焼結体に銅
液を付着させた状態を数十分持続して、タングステン系
焼結体内部の気孔に銅を浸透、充填させて上記ろう付け
品よりも強度向上を図ることを提案している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たスタータ用スイッチの接点では、次に詳述する問題が
あることがわかった。すなわち、このスタータ用スイッ
チの接点の素材として銅系金属などの軟質良導電体を採
用する場合、通常考えられる開閉回数では問題がないも
のの、例えば宅配車などのように極めて頻繁な始動を行
うものでは、接点の消耗が大きく、接点の衝接面が異常
に凹んだり、接点が荒れたりして電流の局部集中、発熱
増大といった問題が生じることが考えられる。
【0006】例えば、宅配車の動作例では、毎日300
回を超える始動を行う場合もあり、これは一日平均5回
程度である通常車両の使用モードに比べて約二桁、大き
い接点消耗を招く。この接点消耗問題を回避するため、
耐消耗性が良好なタングステン系焼結体を採用すること
も考えられるが、タングステンは湿気やアンモニアなど
の腐食性ガスの存在下で酸化され易く、もしこのような
酸化が生じると通常の車両使用モードでは導通不良が発
生するという問題があった。
【0007】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、タングステン系焼結体の酸化による導通不良を回
避しつつ消耗を格段に低減可能なスタータ用スイッチの
接点を提供することを、その目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の構成は、
表面に接点面を有する薄板状の接触板部と、前記接触板
部の裏面側に接合される基板部とからなるスタータ用ス
イッチの接点において、前記接触板部は銅系金属からな
り、前記基板部の少なくとも前記接触板部に接する部分
はタングステン系焼結体からなることを特徴としてい
る。
【0009】本発明の第2の構成は第1の構成において
更に、前記基板部が、タングステン系焼結体からなり前
記接触板部に接合される内部接触板部と、銅系金属から
なり前記内部接触板部に接合される裏板部とからなるこ
とを特徴としている。本発明の第3の構成は第1の構成
において更に、前記スタータ用スイッチが、軸方向一方
へ電磁駆動されるプランジャと、前記プランジャを軸方
向他方へ付勢するドライブスプリングと、前記プランジ
ャに軸方向所定遊動距離遊動可能に支持されて前記プラ
ンジャとともに直動する可動接点と、前記可動接点の接
離により開閉される一対の固定接点と、前記プランジャ
に配設されて前記可動接点を接点閉方向に付勢する接点
圧スプリングとを有することを特徴としている。
【0010】本発明の第4の構成は第1〜3のいずれか
の構成において更に、前記可動接点の前記遊動距離が、
前記接触板部の厚さより大きく、かつ、前記タングステ
ン系焼結体の厚さより小さく設定されることを特徴とし
ている。本発明の第5の構成は第1〜4のいずれかの構
成において更に、前記タングステン系焼結体と前記銅系
金属とを耐火容器に入れて不活性ガス雰囲気中にて前記
銅系金属を所定時間溶融後、冷却して、前記基板部と一
体の前記接触板部を成形する接点の製造方法である。
【0011】
【作用及び発明の効果】本発明の第1の構成によれば、
銅系金属からなる接触板部の裏面(内部側)に基板部を
接合して複層構造の接点を構成するとともに、基板部の
内、少なくとも接触板部に接合する部分をタングステン
系焼結体により構成する。このようにすれば、以下の作
用効果を奏する。
【0012】まず、通常使用における始動頻度において
は、接点の累積消耗量(単位mm)は銅系金属からなる
接触板部の厚さ以下であり、このような通常使用では累
積消耗量も小さく、何ら問題は生じない。例えば、毎日
5回始動するとし、車両の耐用年数を10年とすれば、
5×365×10=約1.8万回となり、電流密度など
のパラメータを現行の通常設計基準に設定すれば、5万
回で累積消耗量が1mm程度であり、車両供用期間中に
タングステン系焼結体が露出するまで接点が消耗するこ
とはない。
【0013】一方、上述した宅配車などにおいては銅系
金属からなる接触板部が完全に消耗して、次にタングス
テン系焼結体の消耗が開始されるが、タングステン系焼
結体の消耗速度は銅系金属のそれに比べてほとんど無視
できるレベルであり、このような超頻繁な始動を行う用
途においても、全体としての接点消耗量は接触板部の厚
さにわずかのタングステン系焼結体の消耗量を加算した
程度であり、接点の衝接面が異常に凹んだり、接点が荒
れたりして電流の局部集中、発熱増大といった問題が生
じることがない。
【0014】ここで、特に重要なことは、上記した宅配
車のような超頻繁な使用においては、始動(スイッチ作
動)間隔が短縮されるために、タングステン系焼結体の
酸化が進行せず、このために接点抵抗の増大、導通不良
が発生しない点にある。すなわち、タングステン粒子表
面の酸化膜が薄ければ、このタングステン酸化膜は接点
のオンオフによるスパークや機械的衝撃などで簡単に飛
ばされ、タングステン系焼結体の表面に新しいタングス
テンの表面が露出し、上記したように接点抵抗の増大、
導通不良が発生しない。
【0015】すなわち、タングステン系焼結体表面の酸
化は、湿気や腐食性ガスの存在下で接点開閉を行わない
場合にのみ、接点のスパークや機械的衝撃などで簡単に
飛ばない程度の膜厚にまで成長し、これにより接点抵抗
の増大、導通不良が発生する。しかし、タングステン系
焼結体が露出する程の上記のような超頻繁な使用におい
ては、このようなタングステン酸化膜の成長はあり得
ず、したがって、良好な接点開閉が確保できる。
【0016】基板部自体を全てタングステン系焼結体
(タングステンを主成分又は副成分とする焼結体)とす
ることは、構造簡単化の利点を有する。本発明の第2の
構成は第1の構成において更に、基板部を、タングステ
ン系焼結体からなり、接触板部に接合される内部接触板
部と、銅系金属からなり内部接触板部に接合される裏板
部との二層構造とした点にある。
【0017】このようにすれば、全体としての強度を確
保しつつタングステン使用量を低減することができ、ま
た、接点の電気抵抗も低減することができる。本発明の
第3の構成は第1の構成において更に、この接点をスタ
ータ用スイッチの直動プランジャの固定接点又は可動接
点に採用するものである。このスタータ用スイッチの直
動プランジャは、ストロークが大きく、接点の衝接エネ
ルギが大きく、接点消耗量が大きいので、特に上記第1
の構成の効果が大きくなる。
【0018】本発明の第4の構成は第1〜3のいずれか
の構成において更に、可動接点の遊動距離(可動接点が
固定接点に衝接した位置から接点圧スプリングを圧縮し
つつ後退する距離δ)が、接触板部の厚さより大きく、
かつ、タングステン系焼結体の厚さより小さく設定され
る。このようにすれば、超頻繁な始動を伴う運行におい
て接触板部の消耗後、タングステン系焼結体の部分を接
点面とすることができ、その消耗を減らすことができ
る。
【0019】本発明の第5の構成は第1〜4のいずれか
の構成において更に、タングステン系焼結体に溶融した
銅を付着させた状態で保持するので、溶融した銅がタン
グステン系焼結体の内部の気孔に浸透する。その結果、
ろう付けなしに基板部と接触板部とを強固に接合するの
で、消耗により接触板部が薄くなっても基板部から剥離
したりすることがない。
【0020】
【実施例】
(実施例1)本発明の接点を固定接点として用いた車両
用スタータのマグネットスイッチの要部を図1を参照し
て説明する。ケーシング10に収容されたヨーク11に
は、コイル12が巻装されたボビン13が嵌入、固定さ
れており、ボビン13にはスリーブ13aを介してプラ
ンジャ14が軸方向摺動自在に保持されている。
【0021】プランジャ14の径小な右端部14aには
樹脂製の可動接点支持用の支持筒部15が摺動自在に嵌
着されており、支持筒部15の図中、左端部には可動接
点16が嵌着、固定されている。17は上記右端部14
aの図中、左端に嵌着、固定される輪板状の絶縁板であ
り、可動接点16をプランジャ14から電気絶縁するた
めのものである。プランジャ14の右端部14aの右端
面に溶接された金属円板18は、径小な右端部14aに
巻装された接点圧スプリング19の基端を係止するため
のものである。接点圧スプリング19の付勢端は支持筒
部15を接点閉方向に付勢している。
【0022】プランジャ14の中央孔には、図示しない
ピニオン駆動用シャフトを駆動するプランジャロッド2
0と、このプランジャロッド20を介してピニオンシャ
フトを付勢するドライブスプリング21が収容されてい
る。一方、樹脂からなる絶縁筒部22、23によりケー
シング10から電気絶縁されつつ、ボルト状のターミナ
ル24がナット25によりケーシング10に締結されて
おり、ターミナル24により、L字形状の導電板材から
なる固定接点3の支持片部30が固定されている。
【0023】固定接点3の接点として動作する接点片部
31は樹脂を素材とする絶縁プレート26を介してヨー
ク11の右端面に隣接しつつ、径方向に延在しており、
接点片部31の接点面3aは可動接点16の接点面16
aに軸方向に対面している。その他、27はOリング、
28はエンドフレームである。なお、固定接点3と軸心
Mを中心として180度回転対称位置にて固定接点4
(図3参照)が図示しないターミナルに固定されてい
る。 (動作説明)コイル12の吸引コイル部及び保持コイル
部に通電すると、プランジャ14が電磁駆動され図中左
方向(接点閉方向)に駆動され、これにより、可動接点
16が固定接点3、4に衝接し、可動接点16は接点圧
スプリング19を圧縮してプランジャ14に対し相対的
に後退し、固定接点3、4を閉じ、スタータモータへ通
電される。コイル12への通電を遮断すると、図示しな
いスプリングの付勢によりプランジャ14が後退し、可
動接点16は固定接点3、4から離れ、スタータモータ
への通電が遮断される。 以下、固定接点3の詳細を図
2及び図3を参照して説明する。
【0024】固定接点3の接点片部31は、接点面3a
側の接触板部310と、その非接点面側に接合された基
板部311とからなる。接触板部310は、ここでは厚
さ1mmの銅板からなるが、少量の他元素を混入した銅
合金とすることもできる。基板部311は、タングステ
ンが70mass%、銅が30mass%のタングステ
ン系焼結板からなり、その厚さは2mmとされる。
【0025】次に、この接点3の製造方法の一例を以下
に説明する。まず、銅タングステン合金粉末を上記基板
部311の平板形状に圧縮成形後、水素雰囲気の電気炉
で摂氏800度で1時間、仮焼結し、更に銅材を添加し
て摂氏1300度で1時間焼結してタングステン系焼結
体を形成する。次に、カーボン容器に上記タングステン
系焼結体と銅材を入れ、窒素雰囲気中、摂氏1300度
で20分保持し、溶融銅材をその後、冷却して接触板部
310及び支持片部30を形成する。なお、支持片部3
0を接点片部31に対して曲げるのは冷却後でよい。こ
れによりタングステン系焼結体からなる基板部311と
銅からなる接触板部310との接合強度がろう付けなど
の方法に比較して向上する。もちろん、接触板部310
と基板部311との接合はろう付けなどの他の方法でも
よいことはもちろんであり、固定接点4も同様に作製さ
れ、可動接点16も同様に作製可能である。
【0026】このようにすれば、上記発明の効果を奏す
ることができる。 (実施例2)他の実施例を図4に示す。この実施例は、
基板部311を更に二層構造としたものであり、すなわ
ち、基板部311は、厚さ1mmのタングステン系焼結
平板からなる内部接触板部311aと、その裏面側に接
合される銅板からなる裏板部311bとからなり、内部
接触板部311aと裏板部311bとは、上記接合方法
で接合される。この結果、接触板部310と裏板部31
1bと支持片部30とは銅を素材として一体に形成され
る。
【0027】このようにすれば、タングステン量を削減
できる他、接点抵抗を低下できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の接点を採用するスタータの要部拡大
軸方向断面図である。
【図2】図1の固定接点3の拡大斜視図である。
【図3】図2の固定接点3の断面図である。
【図4】実施例2の固定接点3を示す断面図である。
【符号の説明】
3aは接点面、31は接点片部、310は接触板部、3
11は基板部、311aは内部接触板部、311bは裏
板部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−87005(JP,A) 特開 昭58−19819(JP,A) 特開 平3−201324(JP,A) 特開 平4−267027(JP,A) 特開 平5−47254(JP,A) 特開 昭46−1069(JP,A) 特開 昭51−8561(JP,A) 特開 昭54−38558(JP,A) 特開 昭54−130436(JP,A) 特開 昭56−88209(JP,A) 特開 平4−56020(JP,A) 特開 平5−47254(JP,A) 実開 昭61−62327(JP,U) 実公 昭40−27808(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01H 1/00 - 1/66 B60R 16/02 H01H 11/04 H01H 50/54

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】表面に接点面を有する薄板状の接触板部
    と、前記接触板部の裏面側に接合される基板部とからな
    るスタータ用スイッチの接点において、 前記接触板部は銅系金属からなり、前記基板部の少なく
    とも前記接触板部に接する部分はタングステン系焼結体
    からなることを特徴とするスタータ用スイッチの接点。
  2. 【請求項2】前記基板部は、タングステン系焼結体から
    なり前記接触板部に接合される内部接触板部と、銅系金
    属からなり前記内部接触板部に接合される裏板部とから
    なる請求項1記載のスタータ用スイッチの接点。
  3. 【請求項3】前記スタータ用スイッチは、軸方向一方へ
    電磁駆動されるプランジャと、前記プランジャを軸方向
    他方へ付勢するドライブスプリングと、前記プランジャ
    に軸方向所定遊動距離遊動可能に支持されて前記プラン
    ジャとともに直動する可動接点と、前記可動接点の接離
    により開閉される一対の固定接点と、前記プランジャに
    配設されて前記可動接点を接点閉方向に付勢する接点圧
    スプリングとを有する請求項1記載のスタータ用スイッ
    チの接点。
  4. 【請求項4】前記可動接点の前記遊動距離は、前記接触
    板部の厚さより大きく、かつ、前記タングステン系焼結
    体の厚さより小さく設定される請求項1〜3のいずれか
    記載のスタータ用スイッチの接点。
  5. 【請求項5】前記タングステン系焼結体と前記銅系金属
    とを耐火容器に入れて不活性ガス雰囲気中にて前記銅系
    金属を所定時間溶融後、冷却して、前記基板部と一体の
    前記接触板部を成形する請求項1〜4のいずれか記載の
    スタータ用スイッチの接点の製造方法。
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