JP4063074B2 - スタータ用電磁スイッチ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、スタータモータの通電電流をON/OFFするスタータ用電磁スイッチに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来技術として、例えば特許文献1に記載された電磁スイッチがある。
この電磁スイッチは、車両エンジンを始動させるためのスタータに使用されるもので、通電によって磁力を発生する励磁コイルと、この励磁コイルに発生する磁力を受けて励磁コイルの内径側を軸方向に移動するプランジャ、及び励磁コイルへの通電が停止して磁力が消滅した時にプランジャを押し戻すためのスプリング等を有し、励磁コイルが通電されると、プランジャが移動してモータ回路の接点をONし、励磁コイルへの通電が停止すると、スプリングの反力によりプランジャが押し戻されて、モータ回路の接点をOFF する。
【0003】
【特許文献1】
特公平5-14372 号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特許文献1に記載された電磁スイッチは、スタータモータの通電電流をON/OFFするだけでなく、プランジャを吸引する力(コイルの磁力)を利用してピニオンを押し出す働きを有している。これに対し、本願発明者は、ピニオンを押し出す働きを持たない電磁スイッチ、即ちスタータモータの通電電流をON/OFFする機能だけを有する電磁スイッチを考えた。この電磁スイッチは、図4に示す様に、プランジャ100 の移動に応じてスタータモータ(図示せず)の通電電流をON/OFFする機能は同じであるが、プランジャ100 の反鉄心側(図4の左側)にプランジャ100 の移動を規制するストッパ部材110 を配置している。
【0005】
ところが、図4に示す電磁スイッチでは、プランジャ100 が吸引された後、励磁コイル120 への通電停止によりプランジャ100 がスプリング130 の反力で押し戻された時に、プランジャ100 がストッパ部材110 に衝突して停止するため、衝突音が気になる(特に静かな環境で作動させた場合に顕著である)という問題が発生した。
そこで、プランジャ100 とストッパ部材110 との間に弾性部材(例えばゴム板)を配置して、プランジャ100 がストッパ部材110 に衝突する時の衝撃を緩和することで衝突音を低減できる構成を考えた。
【0006】
しかし、プランジャ100 とストッパ部材110 との間に弾性部材を配置すると、プランジャ100 が吸引されて鉄心側へ移動する際に、プランジャ100 がスムーズに移動できないという問題が発生した。つまり、弾性部材をプランジャ100 に取り付けた場合、励磁コイル120 への通電停止時に、弾性部材がスプリング130 の反力でストッパ部材110 に押し付けられ、ストッパ部材110 の表面に吸着された状態になる。その結果、プランジャ100 が吸引されても、弾性部材がストッパ部材110 から離れにくくなっているため、プランジャ100 がスムーズに移動できなくなる。
【0007】
また、弾性部材をストッパ部材110 の表面上に配置した場合でも、その弾性部材に対しプランジャ100 がスプリング130 の反力で押し付けられるため、プランジャ100 が吸引された時に弾性部材から離れにくく、スムーズに移動できない。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、プランジャがスプリングの反力で押し戻された時に、そのプランジャとストッパ部材との衝撃音を低減でき、且つ励磁コイルへの通電時にプランジャがスムーズに移動できる電磁スイッチを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
(請求項1の発明)
本発明は、プランジャが磁力を受けて固定鉄心側へ吸引された後、磁力の消滅によりスプリングの反力で反鉄心方向へ押し戻された時に、プランジャに取り付けられた弾性部材がストッパ面に当接することで、プランジャの反鉄心側端面とストッパ面との衝突を防止するスタータ用電磁スイッチであって、
スプリングの反力でプランジャが反鉄心方向へ押し戻された時に、ストッパ面に当接する弾性部材の当接面の面積の方が、ストッパ面に対向するプランジャの反鉄心側端面の面積より小さく設定されていることを特徴とする。
【0009】
この構成によれば、スプリングの反力でプランジャが反鉄心方向へ押し戻された時に、プランジャに取り付けられた弾性部材がストッパ面に当接することにより、プランジャの反鉄心側端面とストッパ面との衝突が防止されて、金属同士の過大な衝突音を防止できる。
また、ストッパ面に当接する弾性部材の当接面の面積の方が、プランジャの反鉄心側端面の面積より小さく設定されているので、プランジャの反鉄心側端面の全面に弾性部材を配置した場合(つまり、ストッパ面に当接する弾性部材の当接面の面積がプランジャの反鉄心側端面の面積と略等しい場合)と比較して、弾性部材がストッパ面に当接する面積が少なくなる。その結果、プランジャが吸引された時に、弾性部材がストッパ面から離れ易くなるため、よりスムーズに移動できる。
【0010】
また、本発明では、プランジャは、径方向の中央部に空洞部が形成され、この空洞部が反鉄心側端面の中央部に開口して設けられ、弾性部材は、空洞部に圧入され、自身の一部がプランジャの反鉄心側端面よりストッパ面側へ突出して配置されていることを特徴とする。
この構成では、プランジャに空洞部を設けることでプランジャの重量を低減できる。その結果、プランジャを吸引する吸引力(磁力)を小さくできるので、励磁コイルの小型化が可能である。また、プランジャの空洞部に弾性部材を圧入することにより、デッドスペース(空洞部)を有効に利用できる。
【0011】
さらに、本発明では、弾性部材は、径方向の中央部を軸線方向に貫通する貫通穴が設けられていることを特徴とする。
この構成では、弾性部材をプランジャの空洞部に圧入する際に、弾性部材を径方向内側に押し縮めた状態で空洞部に挿入できるので、弾性部材の組み付け(圧入)を容易に行うことができる。また、貫通穴を設けることで、その分、ストッパ面に当接する弾性部材の当接面の面積を更に小さくできるので、プランジャが吸引された時に、更にスムーズに移動できる。
【0012】
さらに、本発明では、スタータ用電磁スイッチにおいて、
弾性部材は、空洞部に圧入される圧入部を有し、この圧入部から反ストッパ面側の端面に向かって次第に外径が小さくなるテーパ形状に設けられていることを特徴とする。
この構成では、弾性部材をプランジャの空洞部に圧入する際に、テーパ形状の効果によって空洞部への圧入を容易に行うことができる。
【0013】
さらに、本発明では、スタータ用電磁スイッチにおいて、
弾性部材は、空洞部に圧入される圧入部を有し、この圧入部からストッパ面側の端面に向かって次第に外径が小さくなるテーパ形状に設けられていることを特徴とする。
これにより、弾性部材のストッパ面に当接する当接面の面積を低減でき、且つプランジャの反鉄心側端面の面積より小さくすることで、プランジャが吸引された時に、弾性部材がストッパ面から離れ易くなるため、よりスムーズに移動できる。
【0019】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施例)
図1は電磁スイッチ1の断面図である。
本実施例の電磁スイッチ1は、図示しないスタータモータの通電電流をON/OFFするもので、以下に詳述する励磁コイル2、固定鉄心3、プランジャ4、ストッパ部材5、弾性部材6、及びモータ接点7、8等より構成される。
【0020】
励磁コイル2は、ボビン9に巻線されて、磁性材から成るフレーム10の内部に収納されている。
フレーム10は、底壁部10a(請求項8に記載した磁性材)を有する円筒形状に設けられ、固定鉄心3と共に固定磁路を形成している。フレーム10の底壁部10aには、中央部にプランジャ4を挿通できる丸穴が形成されている。
固定鉄心3は、励磁コイル2に対しフレーム10の底壁部10aと反対側(励磁コイル2の軸線方向一端側)に配置されるリング状の磁性プレート3Aと、この磁性プレート3Aに組み合わされてボビン9の内径側に配置されるコア部3Bとで構成される。
【0021】
プランジャ4は、ボビン9の内径側に円筒スリーブ11を介して摺動自在に挿入され、コア部3Bとの間に設けられたスプリング12により反鉄心方向(図1の左方向)へ付勢されている。また、このプランジャ4には、径方向の中央部に空洞部4aが形成され、この空洞部4aがプランジャ4の反鉄心側端面4bの中央部に開口している。
円筒スリーブ11は、フレーム10の底壁部10aに開けられた丸穴を通ってボビン9の内周面に嵌合し、プランジャ4が移動する時のガイド面として機能する。
【0022】
ストッパ部材5は、軸線方向にプランジャ4の反鉄心側端面4bと対向するストッパ面5aを有し、このストッパ面5aに下述の弾性部材6が当接することにより、プランジャ4の反鉄心方向への移動を規制している。このストッパ部材5は、非磁性材から成る金属製(例えばアルミニウム製)で、フレーム10の底壁部10aに密着して組み付けられ、フレーム10に固定された螺子13にナット(図示せず)を締め付けて固定される。
【0023】
弾性部材6は、例えばゴム製であり、プランジャ4の空洞部4aに圧入されて、自身の一部がプランジャ4の反鉄心側端面4bよりストッパ面5a側へ突出した状態でプランジャ4に組み付けられている。この弾性部材6は、プランジャ4への組み付け(空洞部4aへの圧入)を容易に行うために、径方向の中央部を軸線方向に貫通する貫通穴6aが設けられている。
また、弾性部材6は、空洞部4aに圧入される圧入部から反ストッパ面側(図1の右側)の端面に向かって次第に外径が小さくなる第1のテーパ形状6bを有し、この第1のテーパ形状6bの先端面の外径が空洞部4aの内径より小さく設けられている。
【0024】
同様に、前記圧入部からストッパ面5a側(図1の左側)の端面に向かって次第に外径が小さくなる第2のテーパ形状6cを有し、この第2のテーパ形状6cの先端面(反鉄心側端面6d)の外径が空洞部4aの内径より小さく設けられている。また、第2のテーパ形状6cは、図2に示す様に、弾性部材6の反鉄心側端面6dの面積Aが、プランジャ4の反鉄心側端面4bの面積Bより小さくなる(A<B)様に形成されている。
【0025】
モータ接点7、8は、プランジャ4に連結されたロッド14の端部に絶縁ブッシュ15を介して保持され、且つ接点圧スプリング16に付勢された可動接点7と、外部端子(図示せず)を介してスタータモータの通電回路に接続される一組の固定接点8とで形成され、可動接点7が一組の固定接点8に当接して両固定接点8間を導通することでスタータモータの通電回路を閉成し、可動接点7が一組の固定接点8から離れることで通電回路を開成する。
【0026】
次に、電磁スイッチ1の作動を説明する。
図示しないイグニッションキーのON操作により、励磁コイル2が通電されて磁力が発生すると、プランジャ4が固定鉄心3側へ吸引され、スプリング12の付勢力に抗して図1の右方向へ移動する。このプランジャ4の移動により可動接点7が一組の固定接点8に当接して両固定接点8間を導通すると、スタータモータの通電回路が閉成して、図示しない車載バッテリからスタータモータに通電される。
【0027】
その後、イグニッションキーのOFF 操作により、励磁コイル2への通電が停止して磁力が消滅すると、それまで吸引されていたプランジャ4がスプリング12の反力で押し戻され、反鉄心方向へ移動する。ここで、プランジャ4には弾性部材6が取り付けられており、その弾性部材6の一部がプランジャ4の反鉄心側端面4bよりストッパ面5a側へ突出しているので、反鉄心方向へ押し戻されたプランジャ4は、弾性部材6の反鉄心側端面6d(ストッパ面5aに対向する端面)がストッパ面5aに当接することで、反鉄心方向への移動が停止する。
【0028】
(第1実施例の効果)
本実施例の電磁スイッチ1は、プランジャ4の空洞部4aに圧入された弾性部材6の一部がプランジャ4の反鉄心側端面4bよりストッパ面5a側へ突出しているので、スプリング12の反力でプランジャ4が反鉄心方向へ押し戻された時に、弾性部材6がストッパ面5aに当接することでプランジャ4の反鉄心方向への移動が規制される。その結果、プランジャ4の反鉄心側端面4bがストッパ面5aに強く衝突することがなく、金属同士の過大な衝突音を防止できる。
【0029】
また、弾性部材6の反鉄心側端面6dの面積A(スプリング12の反力でプランジャ4が反鉄心方向へ押し戻された時に、ストッパ面5aに当接する弾性部材6の当接面の面積)の方が、プランジャ4の反鉄心側端面4bの面積Bより小さくなる(A<B)様に形成されているので、プランジャ4の反鉄心側端面4bの全面に弾性部材6を取り付けた場合と比較すると、弾性部材6がストッパ面5aに当接する面積が少なくなる。その結果、プランジャ4が吸引された時に、弾性部材6がストッパ面5aから離れ易くなるため、よりスムーズに移動できる。
【0030】
本実施例の電磁スイッチ1は、プランジャ4に空洞部4aを設けているので、プランジャ4の重量を低減できる。その結果、プランジャ4を吸引する吸引力(磁力)を小さくできるので、励磁コイル2の小型化が可能である。また、プランジャ4の空洞部4aに弾性部材6を圧入することにより、デッドスペース(空洞部4a)を有効に利用できる。
【0031】
弾性部材6は、圧入部から反ストッパ面側の端面に向かって次第に外径が小さくなる第1のテーパ形状6bを有しているので、弾性部材6をプランジャ4の空洞部4aに圧入する作業を容易に行うことができる。
また、圧入部からストッパ面5a側の端面に向かって次第に外径が小さくなる第2のテーパ形状6cを設けることで、弾性部材6の反鉄心側端面6d(ストッパ面5aに当接する当接面)の面積を低減できる。
【0032】
更に、弾性部材6は、径方向の中央部に貫通穴6aが設けられているので、弾性部材6をプランジャ4の空洞部4aに圧入する際に、弾性部材6を径方向内側に押し縮めた状態で空洞部4aに挿入できる。従って、貫通穴6aが無い場合と比較して、弾性部材6の組み付け(圧入)を容易に行うことができる。また、貫通穴6aを設けることで、その分、ストッパ面5aに当接する弾性部材6の当接面の面積を更に小さくできるので、プランジャ4が吸引された時に、更にスムーズに移動できる。
【0033】
(参考例)
図3は電磁スイッチ1の断面図である。
本参考例の電磁スイッチ1は、図3に示す様に、弾性部材6をストッパ面5a上に配置した場合の一例である。
弾性部材6は、プランジャ4と一体に移動することはなく、図3に示す様に、ストッパ面5a上に配置されて、自身の外径部から軸線方向に沿って延設された延設部6eの端部がフレーム10の底壁部10aとストッパ部材5との間に挟持されている。
【0034】
従って、第1実施例では、プランジャ4がスプリング12の反力で押し戻された時に、弾性部材6がストッパ面5aに当接することでプランジャ4の反鉄心方向への移動が規制されるが、本参考例では、プランジャ4の反鉄心側端面4bが弾性部材6に当接することでプランジャ4の反鉄心方向への移動が規制される。
但し、プランジャ4がスプリング12の反力で押し戻された時に、プランジャ4の反鉄心側端面4bに当接する弾性部材6の当接面の面積が、プランジャ4の反鉄心側端面4bの面積より小さくなる様に設定されている。具体的には、図3に示す様に、プランジャ4の反鉄心側端面4bに対向する弾性部材6に穴または凹部6fが形成されている。
【0035】
(参考例の効果)
本参考例の構成によれば、スプリング12の反力でプランジャ4が反鉄心方向へ押し戻された時に、プランジャ4とストッパ面5aとの間に弾性部材6が介在されることで、第1実施例と同じく、プランジャ4の反鉄心側端面4bがストッパ面5aに強く衝突することがなく、金属同士の過大な衝突音を防止できる。
【0036】
また、プランジャ4の反鉄心側端面4bに当接する弾性部材6の当接面の面積の方が、プランジャ4の反鉄心側端面4bの面積より小さくなる様に設けられているので、プランジャ4の反鉄心側端面4bの全面が弾性部材6に押し付けられる場合と比較して、プランジャ4と弾性部材6とが接触する面積を少なくできる。その結果、プランジャ4が吸引された時に、弾性部材6がストッパ面5aから離れ易くなるため、よりスムーズに移動できる。
【0037】
更に、本参考例では、弾性部材6の延設部6eがフレーム10の底壁部10aとストッパ部材5との間に挟持されているので、弾性部材6を所定位置に固定することができ、使用中の弾性部材6の位置ずれを防止できる。また、フレーム10の底壁部10aとストッパ部材5との間に挟持された延設部6eにシール機能を持たせることができるので、Oリング等のシール部品を使用することなく防水効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電磁スイッチの断面図である(第1実施例)。
【図2】プランジャの反鉄心側から見た軸方向正面図である(第1実施例)。
【図3】電磁スイッチの断面図である(参考例)。
【図4】電磁スイッチの断面図である(従来技術)。
【符号の説明】
1 電磁スイッチ
2 励磁コイル
3 固定鉄心
4 プランジャ
4a 空洞部
5 ストッパ部材
5a ストッパ面
6 弾性部材
6a 貫通穴
6e 弾性部材の延設部
6f 穴または凹部
7 可動接点
8 固定接点
10a フレームの底壁部(磁性材)
12 スプリング
A 弾性部材の反鉄心側端面の面積(第1実施例)
B プランジャの反鉄心側端面の面積(第1実施例)
Claims (1)
- 通電されて磁力を発生する励磁コイルと、
この励磁コイルの軸線方向一端側に配置される固定鉄心と、
前記励磁コイルの内径側に摺動可能に挿入され、前記固定鉄心との間にエアギャップを有して対向するプランジャと、
このプランジャの反鉄心側端面と対向するストッパ面を有し、このストッパ面により前記プランジャの反鉄心方向への移動を規制するストッパ部材と、
前記プランジャを反鉄心方向へ付勢するスプリングと、
スタータモータの通電回路に接続された固定接点と、
前記プランジャと一体に可動し、前記励磁コイルが通電されて前記プランジャが前記固定鉄心側へ吸引されると、前記固定接点に当接して前記通電回路を閉成する可動接点と、
前記プランジャに取り付けられ、前記プランジャの反鉄心側端面より前記ストッパ面側へ突出する弾性部材とを有し、
前記プランジャが前記固定鉄心側へ吸引された後、磁力の消滅により前記スプリングの反力で反鉄心方向へ押し戻された時に、前記弾性部材が前記ストッパ面に当接することで、前記プランジャの反鉄心側端面と前記ストッパ面との衝突を防止するスタータ用電磁スイッチであって、
前記スプリングの反力で前記プランジャが反鉄心方向へ押し戻された時に、前記ストッパ面に当接する前記弾性部材の当接面の面積の方が、前記ストッパ面に対向する前記プランジャの反鉄心側端面の面積より小さく設定され、
前記プランジャは、
径方向の中央部に前記固定鉄心側近傍までに空洞部が形成され、この空洞部が反鉄心側端面の中央部に開口して設けられ、
前記弾性部材は、
前記空洞部に圧入され、自身の一部が前記プランジャの反鉄心側端面より前記ストッパ面側へ突出して配置され、径方向の中央部を軸線方向に貫通する貫通穴が設けられ、
前記弾性部材は、前記空洞部に圧入される圧入部を有し、この圧入部から反ストッパ面側の端面に向かって次第に外径が小さくなるテーパ形状に設けられ、
前記弾性部材は、前記空洞部に圧入される圧入部を有し、この圧入部からストッパ面側の端面に向かって次第に外径が小さくなるテーパ形状に設けられていることを特徴とするスタータ用電磁スイッチ。
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