JP3542309B2 - マグネティックスイッチ及びそれを用いたスタータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関を始動するためのスタータのマグネティックスイッチ、およびそれを用いたスタータに関し、特にその信頼性向上技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のマグネティックスイッチは、例えば特開平6−280719 号公報等で知られている。
【０００３】
該公報に記載されているマグネティックスイッチは、励磁コイルに通電されるとプランジャが吸引され、同時に可動接点付きシャフトを押し出し円盤状の可動接点と固定接点が接合して電動機に通電する。
【０００４】
励磁コイルへの通電を遮断するとプランジャは、バネ反力により元の位置に戻る。
【０００５】
また、可動接点付きシャフトもバネ反力で元の位置に戻り、接点が開放して電動機への通電が解除し、回転が停止する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、可動接点が固定接点にある速度で衝突した時、可動接点が反動でチャタリングを発生し接点摩耗が促進され、また、アーク熱により接点が溶解して接点間で溶着を起こす場合があり、励磁コイルへの通電を遮断してもシャフトを戻すバネ反力では、接点が開放しにくくなる。
【０００７】
接点が開放しない場合は、連続通電により電動機が破損する。また、プランジャに係合したシフトレバーにより、ピニオンクラッチを軸方向に駆動するが、ピニオンクラッチが慣性により十分に移動する前に接点が閉じてしまうため、ピニオンクラッチの噛合い性能が低下する。
【０００８】
上記従来技術では、プランジャをゆっくりと動作させて接点のチャタリングを抑制し接点寿命を向上すること、接点の溶着を防止すること、及び、ピニオンクラッチの噛合い性能を向上することについて、考慮していなかった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、その目的は、マグネティックスイッチのプランジャをゆっくりと動作させることで、接点のチャタリングと溶着を抑制して、ピニオンクラッチの噛合い性能が高く耐久性に優れたスタータ用マグネティックスイッチを提供することにある。
【００１０】
本発明の特徴は、マグネティックスイッチにおいて、ガイド，プランジャ，ボスによって形成される空間の内圧がプランジャの移動によって高くなるように、プランジャとガイドとの間の径方向のクリアランスの寸法及びシャフトの外径とボスの内径との間のクリアランスの寸法をそれぞれ設定し、これによって、空間をエアダンパ機能として作用させてプランジャの吸引速度を抑制するようにしており、かつプランジャの最大吸引時、空間と接点室との間を連通させて空間の高圧空気を接点室に排出するための手段を空間と接点室との間に設けたことにある。また、本発明は、スタータにおいて、上記マグネティックスイッチを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の他の特徴は、ガイド，プランジャ，ボスによって形成される空間の内圧がプランジャの移動によって高くなるように、つば部の外径と円筒部の内径との間のクリアランスの寸法を設定し、これによって、空間をエアダンパ機能として作用させてプランジャの吸引速度を抑制するようにしており、かつプランジャの最大吸引時、空間と接点室との間を連通させて空間の高圧空気を接点室に排出するための手段を空間と接点室との間に設けたことにある。また、本発明は、スタータにおいて、上記マグネティックスイッチを有することを特徴とする。
【００１２】
本構造によれば、プランジャをゆっくりと動作させることで、接点のチャタリングを抑制し接点寿命を向上することと接点の溶着を防止すると共にピニオンクラッチの噛合い性能を向上して、信頼性及び耐久性を大幅に向上することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明によるマグネティックスイッチ２を用いた第１の実施例であるスタータ１の断面図を示している。
【００１４】
マグネティックスイッチ２は、コイルケース３の内部に励磁コイル４を巻装したボビン５の端部にボス６が配置され、ボビン５の内周にはガイド７が配置されている。ボス６と対向する位置には、プランジャ８がガイド７の内周を軸方向に摺動可能に配設されている。ボス６の孔部６ａには、可動接点９を備えた可動シャフト１０が摺動可能に配設されている。プランジャ８の端部の孔部８ａには、スタータ１のピニオンクラッチ１５を軸方向に駆動するためのシフトレバー１６の係合部１６ａが係合している。
【００１５】
プランジャ８とガイド７の径方向のクリアランス及び可動シャフト１０とボス孔部６ａのクリアランスは０.１５mm 以下となっており、スタータ１のピニオンクラッチ１５を駆動するためのシフトレバー１６の係合部１６ａとプランジャ８の孔部８ａのギャップＬ１は１.８mm 以上となっている。そして、可動シャフト１０は、軸方向の孔１０ａと軸に直角の貫通孔１０ｂを有し、可動シャフト１０のプランジャ側端部１０ｃには径方向の溝部１０ｄを有している。
【００１６】
次に、このように構成された装置の動作について説明する。
【００１７】
図２は、スタータ１の動作時の断面図を示している。
【００１８】
図示しないバッテリーから励磁コイル４に電流が流れ、プランジャ８が吸引された状態を示している。プランジャ８とガイド７の径方向のクリアランス及び可動シャフト１０とボス孔部６ａのクリアランスを小さくしているので、プランジャ８とガイド７の間から漏れる空気量及び可動シャフト１０とボス孔部６ａの間から漏れる空気量が少なくなり、この状態では、プランジャ８とボス６及びガイド７で構成される空間１４の内圧が高くなるので、プランジャ８はゆっくりと左方に吸引される。
【００１９】
また、シフトレバー１６の係合部１６ａとプランジャ８の孔部８ａに、１.８ mm以上のギャップを設けて、プランジャ８が静止している時のプランジャ８とボス６及びガイド７で構成される空間１４の容積を大きく構成しているので、プランジャ８が吸引される時に大きなエアダンパ効果が得られ、プランジャ８の吸引速度を抑制できる。
【００２０】
図３は、本発明のスタータ１の動作時でプランジャ８がさらに吸引され、可動接点９と固定接点１２が接合した状態の断面図を示している。
【００２１】
プランジャ８が吸引されると、シフトレバー１６を介してピニオンクラッチ１５をリングギヤ３０側に移送し、ピニオンクラッチ１５がリングギヤ３０に噛合う。
【００２２】
プランジャ８はさらに吸引され、プランジャ内側底部８ｂと可動接点９を備えた可動シャフト１０のプランジャ側端部１０ｃが当たり、可動シャフト１０を押しながら更に吸引される。可動接点９の移動先には、コイルケース３，ボビン５，接点ケース１１から構成される接点室１１ａの内部に固定接点１２が配置され、固定接点１２はそれぞれ、バッテリーに接続されるＢターミナル１２ａ、及び、スタータ１の電動機１７に接続されるＭターミナル１２ｂと一体に構成されている。可動シャフト１０が左方に移動して、固定接点１２に可動接点９が接合すると、バッテリーからＢターミナル１２ａ，可動接点９，Ｍターミナル１２ｂを通して電動機１７に通電され、電動機１７は回転を開始し、電動機１７の回転動力は、ピニオンクラッチ１５及びリングギヤ３０を介して伝達され、内燃機関を始動する。
【００２３】
このとき、ピニオンクラッチ１５の慣性の影響により、シフトレバー１６の支点部１６ｂがフロントブラケット１８のシフトレバー受部１８ａから浮上がるが、プランジャ８がゆっくりと吸引されるので、浮上がり量Ｌ２が小さくなり、接点ＯＮ時のピニオンクラッチ１５の移動量Ｌ３を確保して、ピニオンクラッチ１５がリングギヤ３０に噛合った後で、電動機１７に通電される。
【００２４】
一般的に、ピニオンクラッチ１５とリングギヤ３０の軸方向のギャップは３〜５mmとなっているので、接点ＯＮ時のピニオンクラッチ１５の移動量Ｌ３を５mm以上確保することにより、ピニオンクラッチ１５がリングギヤ３０に噛合う前に電動機１７に通電され、ピニオンクラッチ１５が回転を開始してリングギヤ３０と衝撃的に噛合うのを抑制することができる。
【００２５】
図４は、プランジャ８とガイド７の径方向のクリアランス及び可動シャフト１０とボス孔部６ａのクリアランスＸ１と接点ＯＮ時のピニオンクラッチ１５の移動量Ｌ３の関係を示す。
【００２６】
クリアランスＸ１を０.１５mm 以下とすると、接点ＯＮ時のピニオンクラッチ１５の移動量Ｌ３を５mm以上確保することができる。
【００２７】
図５は、プランジャ８とガイド７の径方向のクリアランス及び可動シャフト１０とボス孔部６ａのクリアランスＸ１を０.１５mm とした場合のシフトレバー１６の係合部１６ａとプランジャ８の孔部８ａのギャップＬ１と接点ＯＮ時のピニオンクラッチ１５の移動量Ｌ３の関係を示す。
【００２８】
ギャップＬ１を１.８mm 以上とすると、接点ＯＮ時のピニオンクラッチ１５の移動量Ｌ３を５mm以上確保することができる。
【００２９】
以上のように、プランジャ８とガイド７の径方向のクリアランス及び可動シャフト１０とボス孔部６ａのクリアランスＸ１を０.１５mm 以下、シフトレバー１６の係合部１６ａとプランジャ８の孔部８ａのギャップＬ１を１.８mm 以上とすることで、ピニオンクラッチ１５がリングギヤ３０に噛合う前に電動機１７に通電され、ピニオンクラッチ１５が回転を開始してリングギヤ３０と衝撃的に噛合うのを抑制することができる。
【００３０】
図６は、プランジャ最大吸引時の断面図を示している。プランジャ８がボス６と当接する位置まで吸引され、可動接点９が固定接点１２に接合して、可動シャフト１０が可動接点押しバネ１３を撓ませながら更に移動する。可動接点９は、可動接点押しバネ１３のバネ力で固定接点１２に押し付けられている。
【００３１】
図７は、プランジャ最大吸引時の断面の要部拡大図を示している。このとき、ボス６，プランジャ８及びガイド７で構成される内部空間１４とマグネティックスイッチ２の接点室１１ａとの間は、可動シャフト１０に設けられた軸方向の孔１０ａ，軸に直角の貫通孔１０ｂ及びプランジャ側端部１０ｃの溝部１０ｄにより、矢印Ａで示す空気の流路が形成されるので、ボス６，プランジャ８及びガイド７で構成される内部空間１４の高圧空気は接点室１１ａに排出され、プランジャ８が高圧空気により押し戻されるのを防止する。
【００３２】
このような構造とすることで、マグネティックスイッチ２が動作する時に、プランジャ８をゆっくりと動作させることで、可動接点９のチャタリングを抑制し、可動接点９と固定接点１２の溶着を防止すると共に、ピニオンクラッチ１５の慣性の影響によるシフトレバー１６の支点部１６ｂの浮上がり量Ｌ２を小さくすることで、接点ＯＮ時のピニオンクラッチ１５の移動量Ｌ３を確保して、ピニオンクラッチ１５の噛合い性能を向上することができる。
【００３３】
図８は、本発明によるマグネティックスイッチ２の第２実施例の断面図である。可動シャフト１０のつば部１０ｅとボス内径円筒部６ｂのクリアランスは0.15mm以下となっており、ボス孔部６ａにヘリカル状の溝部６ｄが設けられている。
このように構成しても、プランジャ８とガイド７の間から漏れる空気量及び可動シャフト１０のつば部１０ｅとボス内径円筒部６ｂの間から漏れる空気量が少なくなり、プランジャ８が吸引される時に大きなエアダンパ効果が得られ、プランジャ８の吸引速度を抑制できる。また、ボス孔部６ａにヘリカル状の溝部６ｄが設けられているので、可動シャフト１０が軸方向に摺動しても、可動シャフト１０が偏摩耗することがない。
【００３４】
図９は、マグネティックスイッチ２のプランジャ最大吸引時の断面の要部拡大図を示している。
【００３５】
このとき、ボス６，プランジャ８及びガイド７で構成される内部空間１４とマグネティックスイッチ２の接点室１１ａとの間は、ボス孔部６ａに設けられた溝部６ｄと、可動シャフト１０のつば部１０ｅとボス６の内径テーパ部６ｃの空間により、矢印Ｂで示す空気の流路が形成されるので、ボス６，プランジャ８及びガイド７で構成される内部空間１４の高圧空気は接点室１１ａに排出され、プランジャ８が高圧空気により押し戻されるのを防止する。
【００３６】
このように構成しても第１の実施例と同様の効果が得られる。
【００３７】
図１０は、本発明によるマグネティックスイッチ２を用いた第３の実施例であるスタータ２０の断面図を示している。
【００３８】
マグネティックスイッチ２は、コイルケース３の内部に励磁コイル４を巻装したボビン５の端部にボス６が配置され、ボビン５の内周にはガイド７が配置されている。ボス６と対向する位置には、プランジャ８がガイド７の内周を軸方向に摺動可能に配設されている。ボス６の孔部６ａには、可動接点９を備えた可動シャフト１０が摺動可能に配設されており、可動シャフト１０の外周にはヘリカル状の溝部１０ｆが設けられている。プランジャ８の孔部８ａには、スタータ２０のピニオンシャフト２１を軸方向に駆動するためのシフトレバー２２の係合部２２ａが係合している。
【００３９】
プランジャ８とガイド７の径方向のクリアランス及び可動シャフト１０とボス孔部６ａのクリアランスは０.１５mm 以下となっており、スタータ２０のピニオンシャフト２１を駆動するためのシフトレバー２２の押出し部２２ｃとピニオンシャフト２１の端面２１ａのギャップＬ４は、１.８mm 以上となっている。
【００４０】
このように構成しても、プランジャ８が静止している時のプランジャ８とボス６及びガイド７で構成される空間１４の容積を大きく構成しているので、プランジャ８が吸引された時には、プランジャ８とボス６及びガイド７で構成される空間１４の内圧が高くなるので、大きなエアダンパ効果が得られ、プランジャ８の吸引速度を抑制できる。また、可動シャフト１０にヘリカル状の溝部１０ｆが設けられているので、可動シャフト１０が軸方向に摺動しても、ボス孔部６ａが偏摩耗することがない。
【００４１】
図１１は、本発明のスタータ２０の動作時でプランジャ８がさらに吸引され、可動接点９と固定接点１２が接合した状態の断面図を示している。
【００４２】
プランジャ８が吸引されると、シフトレバー２２を介してピニオンシャフト
２１をリングギヤ３０側に移送し、ピニオンシャフト２１がリングギヤ３０に噛合う。
【００４３】
プランジャ８はさらに吸引され、プランジャ内側底部８ｂと可動接点９を備えた可動シャフト１０のプランジャ側端部１０ｃが当たり、可動シャフト１０を押しながら更に吸引される。可動シャフト１０が左方に移動して、図１１に示すように固定接点１２に可動接点９が接合すると、バッテリーからＢターミナル12ａ，可動接点９，Ｍターミナル１２ｂを通して電動機２３に通電され、電動機２３は回転を開始し、電動機２３の回転動力は、ローラクラッチ２４，ピニオンシャフト２１及びリングギヤ３０を介して伝達され、内燃機関を始動する。
【００４４】
このとき、ピニオンシャフト２１の慣性の影響により、シフトレバー２２の支点部２２ｂがフロントブラケット２５のシフトレバー受け部２５ａから浮上がるが、プランジャ８がゆっくりと吸引されるので、浮上がり量Ｌ５が小さくなり、接点ＯＮ時のピニオンシャフト２１の移動量Ｌ６を確保して、ピニオンシャフト２１がリングギヤ３０に噛合った後で、電動機２３に通電される。
【００４５】
このため、ピニオンシャフト２１がリングギヤ３０に噛合う前に電動機２３に通電され、ピニオンシャフト２１が回転を開始してリングギヤ３０と衝撃的に噛合うのを抑制することができる。
【００４６】
図１２は、マグネティックスイッチ２のプランジャ最大吸引時の断面の要部拡大図を示している。
【００４７】
このとき、ボス６，プランジャ８及びガイド７で構成される内部空間１４とマグネティックスイッチ２の接点室１１ａとの間は、可動シャフト１０の外周に設けられたヘリカル状の溝部１０ｆにより、矢印Ｃで示す空気の流路が形成されるので、ボス６，プランジャ８及びガイド７で構成される内部空間１４の高圧空気は接点室１１ａに排出され、プランジャ８が高圧空気により押し戻されるのを防止する。
【００４８】
このような構造とすることで、第１の実施例の場合と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
上記によれば、マグネティックスイッチのプランジャをゆっくりと動作させることで、接点のチャタリングを抑制し、接点の溶着を防止すると共に、ピニオンクラッチの噛合い性能を向上し、耐久性に優れたスタータ用マグネティックスイッチを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマグネティックスイッチを用いたスタータの断面図を示す。
【図２】本発明のマグネティックスイッチを用いたスタータの動作時の断面図を示す。
【図３】本発明のマグネティックスイッチを用いたスタータの動作時の断面図を示す。
【図４】クリアランスＸ１とピニオンクラッチの移動量Ｌ３の関係を示す。
【図５】プランジャの孔部のギャップＬ１とピニオンクラッチの移動量Ｌ３の関係を示す。
【図６】本発明のマグネティックスイッチを用いたスタータの動作時の断面図を示す。
【図７】本発明のマグネティックスイッチのプランジャ最大吸引時の断面の要部拡大図を示す。
【図８】本発明のマグネティックスイッチの断面図を示す。
【図９】本発明のマグネティックスイッチのプランジャ最大吸引時の断面の要部拡大図を示す。
【図１０】本発明のマグネティックスイッチを用いたスタータの断面図を示す。
【図１１】本発明のマグネティックスイッチを用いたスタータの動作時の断面図を示す。
【図１２】本発明のマグネティックスイッチのプランジャ最大吸引時の断面の要部拡大図を示す。
【符号の説明】
１，２０…スタータ、２…マグネティックスイッチ、３…コイルケース、４…励磁コイル、５…ボビン、６…ボス、６ａ…孔部、６ｂ…内径円筒部、６ｃ…内径テーパ部、６ｄ…ヘリカル状の溝部、７…ガイド、８…プランジャ、８ａ…孔部、９…可動接点、１０…可動シャフト、１０ａ…軸方向の孔、１０ｂ…軸に直角の貫通孔、１０ｃ…プランジャ側端部、１０ｄ…径方向の溝部、１０ｅ…つば部、１０ｆ…ヘリカル状の溝部、１１…接点ケース、１１ａ…接点室、１２…固定接点、１２ａ…Ｂターミナル、１２ｂ…Ｍターミナル、１３…可動接点押しバネ、１４…ボス６，プランジャ８及びガイド７で構成される内部空間、１５…ピニオンクラッチ、１６…シフトレバー、１６ａ,２２ａ…係合部、１６ｂ,２２ｂ…支点部、１７，２３…電動機、１８，２５…フロントブラケット、１８ａ，２５ａ…シフトレバー受け部、２１…ピニオンシャフト、２１ａ…ピニオンシャフトの端面、２２…シフトレバー、２２ｃ…押出し部、２４…ローラクラッチ、３０…リングギヤ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関を始動するためのスタータのマグネティックスイッチ、およびそれを用いたスタータに関し、特にその信頼性向上技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のマグネティックスイッチは、例えば特開平6−280719 号公報等で知られている。
【０００３】
該公報に記載されているマグネティックスイッチは、励磁コイルに通電されるとプランジャが吸引され、同時に可動接点付きシャフトを押し出し円盤状の可動接点と固定接点が接合して電動機に通電する。
【０００４】
励磁コイルへの通電を遮断するとプランジャは、バネ反力により元の位置に戻る。
【０００５】
また、可動接点付きシャフトもバネ反力で元の位置に戻り、接点が開放して電動機への通電が解除し、回転が停止する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、可動接点が固定接点にある速度で衝突した時、可動接点が反動でチャタリングを発生し接点摩耗が促進され、また、アーク熱により接点が溶解して接点間で溶着を起こす場合があり、励磁コイルへの通電を遮断してもシャフトを戻すバネ反力では、接点が開放しにくくなる。
【０００７】
接点が開放しない場合は、連続通電により電動機が破損する。また、プランジャに係合したシフトレバーにより、ピニオンクラッチを軸方向に駆動するが、ピニオンクラッチが慣性により十分に移動する前に接点が閉じてしまうため、ピニオンクラッチの噛合い性能が低下する。
【０００８】
上記従来技術では、プランジャをゆっくりと動作させて接点のチャタリングを抑制し接点寿命を向上すること、接点の溶着を防止すること、及び、ピニオンクラッチの噛合い性能を向上することについて、考慮していなかった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、その目的は、マグネティックスイッチのプランジャをゆっくりと動作させることで、接点のチャタリングと溶着を抑制して、ピニオンクラッチの噛合い性能が高く耐久性に優れたスタータ用マグネティックスイッチを提供することにある。
【００１０】
本発明の特徴は、マグネティックスイッチにおいて、ガイド，プランジャ，ボスによって形成される空間の内圧がプランジャの移動によって高くなるように、プランジャとガイドとの間の径方向のクリアランスの寸法及びシャフトの外径とボスの内径との間のクリアランスの寸法をそれぞれ設定し、これによって、空間をエアダンパ機能として作用させてプランジャの吸引速度を抑制するようにしており、かつプランジャの最大吸引時、空間と接点室との間を連通させて空間の高圧空気を接点室に排出するための手段を空間と接点室との間に設けたことにある。また、本発明は、スタータにおいて、上記マグネティックスイッチを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の他の特徴は、ガイド，プランジャ，ボスによって形成される空間の内圧がプランジャの移動によって高くなるように、つば部の外径と円筒部の内径との間のクリアランスの寸法を設定し、これによって、空間をエアダンパ機能として作用させてプランジャの吸引速度を抑制するようにしており、かつプランジャの最大吸引時、空間と接点室との間を連通させて空間の高圧空気を接点室に排出するための手段を空間と接点室との間に設けたことにある。また、本発明は、スタータにおいて、上記マグネティックスイッチを有することを特徴とする。
【００１２】
本構造によれば、プランジャをゆっくりと動作させることで、接点のチャタリングを抑制し接点寿命を向上することと接点の溶着を防止すると共にピニオンクラッチの噛合い性能を向上して、信頼性及び耐久性を大幅に向上することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明によるマグネティックスイッチ２を用いた第１の実施例であるスタータ１の断面図を示している。
【００１４】
マグネティックスイッチ２は、コイルケース３の内部に励磁コイル４を巻装したボビン５の端部にボス６が配置され、ボビン５の内周にはガイド７が配置されている。ボス６と対向する位置には、プランジャ８がガイド７の内周を軸方向に摺動可能に配設されている。ボス６の孔部６ａには、可動接点９を備えた可動シャフト１０が摺動可能に配設されている。プランジャ８の端部の孔部８ａには、スタータ１のピニオンクラッチ１５を軸方向に駆動するためのシフトレバー１６の係合部１６ａが係合している。
【００１５】
プランジャ８とガイド７の径方向のクリアランス及び可動シャフト１０とボス孔部６ａのクリアランスは０.１５mm 以下となっており、スタータ１のピニオンクラッチ１５を駆動するためのシフトレバー１６の係合部１６ａとプランジャ８の孔部８ａのギャップＬ１は１.８mm 以上となっている。そして、可動シャフト１０は、軸方向の孔１０ａと軸に直角の貫通孔１０ｂを有し、可動シャフト１０のプランジャ側端部１０ｃには径方向の溝部１０ｄを有している。
【００１６】
次に、このように構成された装置の動作について説明する。
【００１７】
図２は、スタータ１の動作時の断面図を示している。
【００１８】
図示しないバッテリーから励磁コイル４に電流が流れ、プランジャ８が吸引された状態を示している。プランジャ８とガイド７の径方向のクリアランス及び可動シャフト１０とボス孔部６ａのクリアランスを小さくしているので、プランジャ８とガイド７の間から漏れる空気量及び可動シャフト１０とボス孔部６ａの間から漏れる空気量が少なくなり、この状態では、プランジャ８とボス６及びガイド７で構成される空間１４の内圧が高くなるので、プランジャ８はゆっくりと左方に吸引される。
【００１９】
また、シフトレバー１６の係合部１６ａとプランジャ８の孔部８ａに、１.８ mm以上のギャップを設けて、プランジャ８が静止している時のプランジャ８とボス６及びガイド７で構成される空間１４の容積を大きく構成しているので、プランジャ８が吸引される時に大きなエアダンパ効果が得られ、プランジャ８の吸引速度を抑制できる。
【００２０】
図３は、本発明のスタータ１の動作時でプランジャ８がさらに吸引され、可動接点９と固定接点１２が接合した状態の断面図を示している。
【００２１】
プランジャ８が吸引されると、シフトレバー１６を介してピニオンクラッチ１５をリングギヤ３０側に移送し、ピニオンクラッチ１５がリングギヤ３０に噛合う。
【００２２】
プランジャ８はさらに吸引され、プランジャ内側底部８ｂと可動接点９を備えた可動シャフト１０のプランジャ側端部１０ｃが当たり、可動シャフト１０を押しながら更に吸引される。可動接点９の移動先には、コイルケース３，ボビン５，接点ケース１１から構成される接点室１１ａの内部に固定接点１２が配置され、固定接点１２はそれぞれ、バッテリーに接続されるＢターミナル１２ａ、及び、スタータ１の電動機１７に接続されるＭターミナル１２ｂと一体に構成されている。可動シャフト１０が左方に移動して、固定接点１２に可動接点９が接合すると、バッテリーからＢターミナル１２ａ，可動接点９，Ｍターミナル１２ｂを通して電動機１７に通電され、電動機１７は回転を開始し、電動機１７の回転動力は、ピニオンクラッチ１５及びリングギヤ３０を介して伝達され、内燃機関を始動する。
【００２３】
このとき、ピニオンクラッチ１５の慣性の影響により、シフトレバー１６の支点部１６ｂがフロントブラケット１８のシフトレバー受部１８ａから浮上がるが、プランジャ８がゆっくりと吸引されるので、浮上がり量Ｌ２が小さくなり、接点ＯＮ時のピニオンクラッチ１５の移動量Ｌ３を確保して、ピニオンクラッチ１５がリングギヤ３０に噛合った後で、電動機１７に通電される。
【００２４】
一般的に、ピニオンクラッチ１５とリングギヤ３０の軸方向のギャップは３〜５mmとなっているので、接点ＯＮ時のピニオンクラッチ１５の移動量Ｌ３を５mm以上確保することにより、ピニオンクラッチ１５がリングギヤ３０に噛合う前に電動機１７に通電され、ピニオンクラッチ１５が回転を開始してリングギヤ３０と衝撃的に噛合うのを抑制することができる。
【００２５】
図４は、プランジャ８とガイド７の径方向のクリアランス及び可動シャフト１０とボス孔部６ａのクリアランスＸ１と接点ＯＮ時のピニオンクラッチ１５の移動量Ｌ３の関係を示す。
【００２６】
クリアランスＸ１を０.１５mm 以下とすると、接点ＯＮ時のピニオンクラッチ１５の移動量Ｌ３を５mm以上確保することができる。
【００２７】
図５は、プランジャ８とガイド７の径方向のクリアランス及び可動シャフト１０とボス孔部６ａのクリアランスＸ１を０.１５mm とした場合のシフトレバー１６の係合部１６ａとプランジャ８の孔部８ａのギャップＬ１と接点ＯＮ時のピニオンクラッチ１５の移動量Ｌ３の関係を示す。
【００２８】
ギャップＬ１を１.８mm 以上とすると、接点ＯＮ時のピニオンクラッチ１５の移動量Ｌ３を５mm以上確保することができる。
【００２９】
以上のように、プランジャ８とガイド７の径方向のクリアランス及び可動シャフト１０とボス孔部６ａのクリアランスＸ１を０.１５mm 以下、シフトレバー１６の係合部１６ａとプランジャ８の孔部８ａのギャップＬ１を１.８mm 以上とすることで、ピニオンクラッチ１５がリングギヤ３０に噛合う前に電動機１７に通電され、ピニオンクラッチ１５が回転を開始してリングギヤ３０と衝撃的に噛合うのを抑制することができる。
【００３０】
図６は、プランジャ最大吸引時の断面図を示している。プランジャ８がボス６と当接する位置まで吸引され、可動接点９が固定接点１２に接合して、可動シャフト１０が可動接点押しバネ１３を撓ませながら更に移動する。可動接点９は、可動接点押しバネ１３のバネ力で固定接点１２に押し付けられている。
【００３１】
図７は、プランジャ最大吸引時の断面の要部拡大図を示している。このとき、ボス６，プランジャ８及びガイド７で構成される内部空間１４とマグネティックスイッチ２の接点室１１ａとの間は、可動シャフト１０に設けられた軸方向の孔１０ａ，軸に直角の貫通孔１０ｂ及びプランジャ側端部１０ｃの溝部１０ｄにより、矢印Ａで示す空気の流路が形成されるので、ボス６，プランジャ８及びガイド７で構成される内部空間１４の高圧空気は接点室１１ａに排出され、プランジャ８が高圧空気により押し戻されるのを防止する。
【００３２】
このような構造とすることで、マグネティックスイッチ２が動作する時に、プランジャ８をゆっくりと動作させることで、可動接点９のチャタリングを抑制し、可動接点９と固定接点１２の溶着を防止すると共に、ピニオンクラッチ１５の慣性の影響によるシフトレバー１６の支点部１６ｂの浮上がり量Ｌ２を小さくすることで、接点ＯＮ時のピニオンクラッチ１５の移動量Ｌ３を確保して、ピニオンクラッチ１５の噛合い性能を向上することができる。
【００３３】
図８は、本発明によるマグネティックスイッチ２の第２実施例の断面図である。可動シャフト１０のつば部１０ｅとボス内径円筒部６ｂのクリアランスは0.15mm以下となっており、ボス孔部６ａにヘリカル状の溝部６ｄが設けられている。
このように構成しても、プランジャ８とガイド７の間から漏れる空気量及び可動シャフト１０のつば部１０ｅとボス内径円筒部６ｂの間から漏れる空気量が少なくなり、プランジャ８が吸引される時に大きなエアダンパ効果が得られ、プランジャ８の吸引速度を抑制できる。また、ボス孔部６ａにヘリカル状の溝部６ｄが設けられているので、可動シャフト１０が軸方向に摺動しても、可動シャフト１０が偏摩耗することがない。
【００３４】
図９は、マグネティックスイッチ２のプランジャ最大吸引時の断面の要部拡大図を示している。
【００３５】
このとき、ボス６，プランジャ８及びガイド７で構成される内部空間１４とマグネティックスイッチ２の接点室１１ａとの間は、ボス孔部６ａに設けられた溝部６ｄと、可動シャフト１０のつば部１０ｅとボス６の内径テーパ部６ｃの空間により、矢印Ｂで示す空気の流路が形成されるので、ボス６，プランジャ８及びガイド７で構成される内部空間１４の高圧空気は接点室１１ａに排出され、プランジャ８が高圧空気により押し戻されるのを防止する。
【００３６】
このように構成しても第１の実施例と同様の効果が得られる。
【００３７】
図１０は、本発明によるマグネティックスイッチ２を用いた第３の実施例であるスタータ２０の断面図を示している。
【００３８】
マグネティックスイッチ２は、コイルケース３の内部に励磁コイル４を巻装したボビン５の端部にボス６が配置され、ボビン５の内周にはガイド７が配置されている。ボス６と対向する位置には、プランジャ８がガイド７の内周を軸方向に摺動可能に配設されている。ボス６の孔部６ａには、可動接点９を備えた可動シャフト１０が摺動可能に配設されており、可動シャフト１０の外周にはヘリカル状の溝部１０ｆが設けられている。プランジャ８の孔部８ａには、スタータ２０のピニオンシャフト２１を軸方向に駆動するためのシフトレバー２２の係合部２２ａが係合している。
【００３９】
プランジャ８とガイド７の径方向のクリアランス及び可動シャフト１０とボス孔部６ａのクリアランスは０.１５mm 以下となっており、スタータ２０のピニオンシャフト２１を駆動するためのシフトレバー２２の押出し部２２ｃとピニオンシャフト２１の端面２１ａのギャップＬ４は、１.８mm 以上となっている。
【００４０】
このように構成しても、プランジャ８が静止している時のプランジャ８とボス６及びガイド７で構成される空間１４の容積を大きく構成しているので、プランジャ８が吸引された時には、プランジャ８とボス６及びガイド７で構成される空間１４の内圧が高くなるので、大きなエアダンパ効果が得られ、プランジャ８の吸引速度を抑制できる。また、可動シャフト１０にヘリカル状の溝部１０ｆが設けられているので、可動シャフト１０が軸方向に摺動しても、ボス孔部６ａが偏摩耗することがない。
【００４１】
図１１は、本発明のスタータ２０の動作時でプランジャ８がさらに吸引され、可動接点９と固定接点１２が接合した状態の断面図を示している。
【００４２】
プランジャ８が吸引されると、シフトレバー２２を介してピニオンシャフト
２１をリングギヤ３０側に移送し、ピニオンシャフト２１がリングギヤ３０に噛合う。
【００４３】
プランジャ８はさらに吸引され、プランジャ内側底部８ｂと可動接点９を備えた可動シャフト１０のプランジャ側端部１０ｃが当たり、可動シャフト１０を押しながら更に吸引される。可動シャフト１０が左方に移動して、図１１に示すように固定接点１２に可動接点９が接合すると、バッテリーからＢターミナル12ａ，可動接点９，Ｍターミナル１２ｂを通して電動機２３に通電され、電動機２３は回転を開始し、電動機２３の回転動力は、ローラクラッチ２４，ピニオンシャフト２１及びリングギヤ３０を介して伝達され、内燃機関を始動する。
【００４４】
このとき、ピニオンシャフト２１の慣性の影響により、シフトレバー２２の支点部２２ｂがフロントブラケット２５のシフトレバー受け部２５ａから浮上がるが、プランジャ８がゆっくりと吸引されるので、浮上がり量Ｌ５が小さくなり、接点ＯＮ時のピニオンシャフト２１の移動量Ｌ６を確保して、ピニオンシャフト２１がリングギヤ３０に噛合った後で、電動機２３に通電される。
【００４５】
このため、ピニオンシャフト２１がリングギヤ３０に噛合う前に電動機２３に通電され、ピニオンシャフト２１が回転を開始してリングギヤ３０と衝撃的に噛合うのを抑制することができる。
【００４６】
図１２は、マグネティックスイッチ２のプランジャ最大吸引時の断面の要部拡大図を示している。
【００４７】
このとき、ボス６，プランジャ８及びガイド７で構成される内部空間１４とマグネティックスイッチ２の接点室１１ａとの間は、可動シャフト１０の外周に設けられたヘリカル状の溝部１０ｆにより、矢印Ｃで示す空気の流路が形成されるので、ボス６，プランジャ８及びガイド７で構成される内部空間１４の高圧空気は接点室１１ａに排出され、プランジャ８が高圧空気により押し戻されるのを防止する。
【００４８】
このような構造とすることで、第１の実施例の場合と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
上記によれば、マグネティックスイッチのプランジャをゆっくりと動作させることで、接点のチャタリングを抑制し、接点の溶着を防止すると共に、ピニオンクラッチの噛合い性能を向上し、耐久性に優れたスタータ用マグネティックスイッチを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマグネティックスイッチを用いたスタータの断面図を示す。
【図２】本発明のマグネティックスイッチを用いたスタータの動作時の断面図を示す。
【図３】本発明のマグネティックスイッチを用いたスタータの動作時の断面図を示す。
【図４】クリアランスＸ１とピニオンクラッチの移動量Ｌ３の関係を示す。
【図５】プランジャの孔部のギャップＬ１とピニオンクラッチの移動量Ｌ３の関係を示す。
【図６】本発明のマグネティックスイッチを用いたスタータの動作時の断面図を示す。
【図７】本発明のマグネティックスイッチのプランジャ最大吸引時の断面の要部拡大図を示す。
【図８】本発明のマグネティックスイッチの断面図を示す。
【図９】本発明のマグネティックスイッチのプランジャ最大吸引時の断面の要部拡大図を示す。
【図１０】本発明のマグネティックスイッチを用いたスタータの断面図を示す。
【図１１】本発明のマグネティックスイッチを用いたスタータの動作時の断面図を示す。
【図１２】本発明のマグネティックスイッチのプランジャ最大吸引時の断面の要部拡大図を示す。
【符号の説明】
１，２０…スタータ、２…マグネティックスイッチ、３…コイルケース、４…励磁コイル、５…ボビン、６…ボス、６ａ…孔部、６ｂ…内径円筒部、６ｃ…内径テーパ部、６ｄ…ヘリカル状の溝部、７…ガイド、８…プランジャ、８ａ…孔部、９…可動接点、１０…可動シャフト、１０ａ…軸方向の孔、１０ｂ…軸に直角の貫通孔、１０ｃ…プランジャ側端部、１０ｄ…径方向の溝部、１０ｅ…つば部、１０ｆ…ヘリカル状の溝部、１１…接点ケース、１１ａ…接点室、１２…固定接点、１２ａ…Ｂターミナル、１２ｂ…Ｍターミナル、１３…可動接点押しバネ、１４…ボス６，プランジャ８及びガイド７で構成される内部空間、１５…ピニオンクラッチ、１６…シフトレバー、１６ａ,２２ａ…係合部、１６ｂ,２２ｂ…支点部、１７，２３…電動機、１８，２５…フロントブラケット、１８ａ，２５ａ…シフトレバー受け部、２１…ピニオンシャフト、２１ａ…ピニオンシャフトの端面、２２…シフトレバー、２２ｃ…押出し部、２４…ローラクラッチ、３０…リングギヤ。
Claims (11)
- 励磁コイルの励磁により移動するプランジャと、
該プランジャの移動を規制するガイドと、
前記プランジャに押されて移動するシャフトと、
前記シャフトの移動を規制するボスと、
前記シャフトの先端部に設けられた可動接点と、
該可動接点と接合可能な固定接点と
を有し、
前記ガイド，前記プランジャ，前記ボスによって形成される空間の内圧が前記プランジャの移動によって高くなるように、前記プランジャと前記ガイドとの間の径方向のクリアランスの寸法及び前記シャフトの外径と前記ボスの内径との間のクリアランスの寸法がそれぞれ設定され、これによって、前記空間がエアダンパ機能として作用して前記プランジャの吸引速度を抑制するようになっており、
前記可動接点と前記固定接点は接点室内に配置されており、
前記空間と前記接点室との間には、前記プランジャの最大吸引時、それらの間を連通させて前記空間の高圧空気を前記接点室に排出するための手段が設けられている
ことを特徴とするマグネティックスイッチ。 - 請求項１に記載のマグネティックスイッチにおいて、
前記プランジャと前記ガイドとの間の径方向のクリアランスの寸法及び前記シャフトの外形と前記ボスの内径との間のクリアランスは０.１５mm 以下に設定されている
ことを特徴とするマグネティックスイッチ。 - 請求項１に記載のマグネティックスイッチにおいて、
前記空間と前記接点室との間を連通させて前記空間の高圧空気を前記接点室に排出するための手段は、前記シャフトに設けられた軸方向の孔、該軸方向の孔に連通する半径方向の孔及び前記シャフトの前記プランジャ側の端部に設けられた径方向の溝部で構成されている
ことを特徴とするマグネティックスイッチ。 - 請求項１に記載のマグネティックスイッチにおいて、
前記空間と前記接点室との間を連通させて前記空間の高圧空気を前記接点室に排出するための手段は、前記シャフトの外周に設けられたヘリカル状の溝部で構成されている
ことを特徴とするマグネティックスイッチ。 - 励磁コイルの励磁により移動するプランジャと、
該プランジャの移動を規制するガイドと、
前記プランジャに押されて移動するシャフトと、
前記シャフトの移動を規制するボスと、
前記シャフトの先端部に設けられた可動接点と、
該可動接点と接合可能な固定接点と
を有し、
前記シャフトはつば部を備えており、
前記つば部の摺動範囲内の前記ボスの内径部は円筒部とテーパ部からなっており、
前記ガイド，前記プランジャ，前記ボスによって形成される空間の内圧が前記プランジャの移動によって高くなるように、前記つば部の外径と前記円筒部の内径との間のクリアランスの寸法が設定され、これによって、前記空間がエアダンパ機能として作用して前記プランジャの吸引速度を抑制するようになっており、
前記可動接点と前記固定接点は接点室内に配置されており、
前記空間と前記接点室との間には、前記プランジャの最大吸引時、それらの間を連通させて前記空間の高圧空気を前記接点室に排出するための手段が設けられている
ことを特徴とするマグネティックスイッチ。 - 請求項５に記載のマグネティックスイッチにおいて、
前記つば部の外径と前記円筒部の内径との間のクリアランスは０.１５mm 以下に設定されている
ことを特徴とするマグネティックスイッチ。 - 請求項５に記載のマグネティックスイッチにおいて、
前記空間と前記接点室との間を連通させて前記空間の高圧空気を前記接点室に排出するための手段は、前記ボスの孔部に設けられたヘリカル状の溝部及び前記つば部の外径と前記テーパ部の内径との間の空間で構成されている
ことを特徴とするマグネティックスイッチ。 - エンジンを始動するための回転動力を発生させるための電動機と、
該電動機の駆動回路を閉じるためのマグネティックスイッチと、
前記電動機の回転動力をエンジンに伝達するためのピニオンクラッチと、
前記マグネティックスイッチの動作により、前記ピニオンクラッチを移動させるためのシフトレバーと
を有し、
前記マグネティックスイッチは、
励磁コイルの励磁により移動するプランジャと、
該プランジャの移動を規制するガイドと、
前記プランジャに押されて移動するシャフトと、
前記シャフトの移動を規制するボスと、
前記シャフトの先端部に設けられた可動接点と、
該可動接点と接合可能な固定接点と
を有しており、
前記ガイド，前記プランジャ，前記ボスによって形成される空間の内圧が前記プランジャの移動によって高くなるように、前記プランジャと前記ガイドとの間の径方向のクリアランスの寸法及び前記シャフトの外径と前記ボスの内径との間のクリアランスの寸法がそれぞれ設定され、これによって、前記空間がエアダンパ機能として作用して前記プランジャの吸引速度を抑制するようになっており、
前記可動接点と前記固定接点は接点室内に配置されており、
前記空間と前記接点室との間には、前記プランジャの最大吸引時、それらの間を連通させて前記空間の高圧空気を前記接点室に排出するための手段が設けられており、
前記シフトレバーは
前記プランジャに係合されており、
かつ前記プランジャの動作を受けて前記ピニオンクラッチをエンジンのリングギア側に移動させる
ことを特徴とするスタータ。 - 請求項８に記載のスタータにおいて、
前記プランジャと前記シフトレバーの係合部は１.８mm 以上の遊びを有する
ことを特徴とするスタータ。 - エンジンを始動するための回転動力を発生させるための電動機と、
該電動機の駆動回路を閉じるためのマグネティックスイッチと、
前記電動機の回転動力をエンジンに伝達するためのピニオンクラッチと、
前記マグネティックスイッチの動作により、前記ピニオンクラッチを移動させるためのシフトレバーと
を有し、
前記マグネティックスイッチは、
励磁コイルの励磁により移動するプランジャと、
該プランジャの移動を規制するガイドと、
前記プランジャに押されて移動するシャフトと、
前記シャフトの移動を規制するボスと、
前記シャフトの先端部に設けられた可動接点と、
該可動接点と接合可能な固定接点と
を有しており、
前記シャフトはつば部を備えており、
前記つば部の摺動範囲内の前記ボスの内径部は円筒部とテーパ部からなっており、
前記ガイド，前記プランジャ，前記ボスによって形成される空間の内圧が前記プランジャの移動によって高くなるように、前記つば部の外径と前記円筒部の内径との間のクリアランスの寸法が設定され、これによって、前記空間がエアダンパ機能として作用して前記プランジャの吸引速度を抑制するようになっており、
前記可動接点と前記固定接点は接点室内に配置されており、
前記空間と前記接点室との間には、前記プランジャの最大吸引時、それらの間を連通させて前記空間の高圧空気を前記接点室に排出するための手段が設けられており、
前記シフトレバーは、
前記プランジャに係合されており、
かつ前記プランジャの動作を受けて前記ピニオンクラッチをエンジンのリングギア側に移動させる
ことを特徴とするスタータ。 - 請求項１０に記載のスタータにおいて、
前記プランジャと前記シフトレバーの係合部は１.８mm 以上の遊びを有する
ことを特徴とするスタータ。
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