JP4772098B2 - スタータ用電磁スイッチ - Google Patents

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Description

この発明は、エンジンを始動するスタータに用いる電磁スイッチ、特にその端子部の構造に関するものである。
一般にエンジンを始動するスタータは、回転力を発生するスタータモータと、このスタータモータの回転子の回転を減速して出力する遊星歯車を用いた減速装置と、この遊星減速装置の出力軸に設けられたオーバーランニングクラッチと、オーバーランニングクラッチと一体に出力軸上を摺動可能に設けられたピニオンと、オーバーランニングクラッチ及びピニオンを出力軸上で軸方向に摺動させるシフトレバーとを備えている。
又、スタータには、スタータ用電磁スイッチが一体に設けられている。このスタータ用電磁スイッチは、車両のキースイッチのオン時に付勢される電磁コイルと、この電磁コイルの付勢時にその電磁力により駆動されて移動し前述のシフトレバーを介してオーバーランニングクラッチ及びピニオンをエンジンのリングギヤ側へ移動させるプランジャと、バッテリーとスタータモータとに夫々接続され互いに離間した一対の固定接点と、前述のプランジャの移動により駆動されて前述の一対の固定接点に接触してこの一対の固定接点間を閉じる可動接点とを備えている。
前述の一対の固定接点と可動接点とは、絶縁物製のスイッチキャップの内部に収納されている。一対の固定接点は、スイッチキャップをその内側から外側に貫通したバッテリー側端子と、同じくスイッチキャップをその内側から外側に貫通したモータ側端子とに、夫々接続されている。スイッチキャップは、その軸方向の閉塞端の外面に前述のバッテリー側端子とモータ側端子との間に配置される隔壁を備えており、この隔壁によりバッテリー側端子とモータ側端子との間の沿面距離を確保するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
図６は、前述の従来のスタータ用電磁スイッチの端子部の正面図、図７は、図６のＡ−Ａ線に沿う断面を矢印Ａ方向から見た断面図である。図６及び７に示すように、バッテリー側端子８及びモータ側端子１１は、円筒状に形成されたスイッチキャップ７の軸方向の一端部である閉塞部を夫々貫通してスイッチキャップ７に固定されている。バッテリーケーブル１０に接続されたバッテリーターミナル９及びモータリード線１４に接続されたモータターミナル１３は、スイッチキャップ７の外側に於いてバッテリー側端子８及びモータ側端子１１に夫々接続されている。又、バッテリー側固定接点８ａ及びモータ側固定接点１１ａは、スイッチキャップ７の内部に於いてバッテリー側端子８の端部及びモータ側端子１１の端部に夫々固着され電気的に接続されている。
スイッチキャップ７の閉塞端の外表面に形成された隔壁７０は、バッテリー側端子８とモータ側端子１１との間に位置しており、前述のようにバッテリー側端子８とモータ側端子１１との間の沿面距離を確保している。隔壁７０のバッテリー側端子８に対向する壁面７ａ及びモータ側端子１１に対向する壁面７ｂは、夫々凹形状に形成されている。尚、隔壁７０の壁面７ａ、７ｂは平面形状に形成されている場合もある。
特開２００４−１９６０１号公報
従来のスタータ用電磁スイッチは、スイッチキャップ７の隔壁７０に於けるバッテリー側端子８に対向する壁面７ａの形状が凹形状又は平面形状に形成されているため、バッテリー側端子８がモータ側端子１１の巣直方向のほぼ真上に配置された状態で車両へ搭載されている場合、被水等により隔壁７０の壁面７ａに溜水する可能性が高くなり、長期間断続的に被水するといった過酷な環境下の場合には、その溜水がバッテリー側端子８とモータ側端子１１との間に溢れ、バッテリー側端子８若しくはバッテリーターミナル９から、スイッチキャップ７の隔壁７０を介してモータ側端子１１若しくはモータターミナル１３に至るリーク回路が形成され易いという課題があった。
又、スイッチキャップ７の隔壁７０は、合成樹脂の成型による製造上の観点から、その肉厚の寸法との関係でスイッチキャップ７の側端部表面からの長さ（高さ）方向の寸法に制限があり所定以上に長くすることができず、一方、モータターミナル１３を接続するためのモータ側端子１１は、比較的長く形成されたバッテリー側端子８を構成する部材と同一の部材を用いて構成されているため、バッテリー側端子８と同様に比較的長尺に形成されている。従がって、図７に示されるように、夫々比較的長く形成されたバッテリー側端子８とモータ側端子１１の夫々の先端部は、スイッチキャップ７の隔壁７０の先端部から突出し、これらの相互間に隔壁７０が存在しない状態となる。その結果、長期間断続的に被水するといった過酷な環境下の場合に、被水による溜水がバッテリー側端子８とモータ側端子１１との間に付着し、バッテリー側端子８からスイッチキャップ７の隔壁７０を介してモータ側端子１１に至るリーク回路が形成され易くなるという課題があった。
この発明は、従来のスタータ用電磁スイッチに於ける前述のような課題を解決するためになされたもので、被水してもバッテリー側端子とモータ側端子との間にリーク回路が形成されることにより生じる不具合を防止することができるスタータ用電磁スイッチを提供することを目的とするものである。
この発明によるスタータ用電磁スイッチは、キースイッチのオン動作により付勢される電磁コイルと、付勢された前記電磁コイルの電磁力により駆動されて所定方向に移動するプランジャと、互いに離間して配置された一対の固定接点と、前記プランジャの移動に基づいて移動し前記一対の固定接点に接触してこれらの固定接点間を閉じる可動接点と、前記一対の固定接点と可動接点とを内部に収容する絶縁物製のスイッチキャップと、前記一対の固定接点のうちの一方に接続され前記スイッチキャップの外側に露出して配置されたバッテリー側端子と、前記一対の固定接点のうちの他方に接続され前記スイッチキャップの外側に露出して配置されたモータ側端子とを備え、エンジンを始動するスタータ用モータが車両に搭載されたとき、前記バッテリー側端子が前記モータ側端子に対して垂直方向上方に位置するように配置され、前記一対の固定接点間が前記可動接点により閉じられることにより前記バッテリー側端子に接続されたバッテリーから前記モータ側端子に接続された前記スタータモータに電力を供給するようにしたスタータ用電磁スイッチであって、
前記スイッチキャップは、その外表面に前記バッテリー側端子と前記モータ側端子との間に配置される隔壁を備え、前記隔壁は、前記バッテリー側端子に対向する側の壁面が凸面形状に形成されると共に、前記バッテリー側端子に対向する側の壁面に被水したとき、前記被水による水が前記隔壁の幅方向両端部から排水され得るように構成され、前記モータ側端子は、前記隔壁の前記幅方向両端部間の内側にあって前記隔壁に対して垂直方向下方に位置し、その長さ方向の先端部が前記隔壁の長さ方向の先端部よりスイッチ筐体側に存在することを特徴とするものである。
この発明によるスタータ用電磁スイッチによれば、一対の固定接点と可動接点とを内部に収容する絶縁物製のスイッチキャップは、その外表面に前記バッテリー側端子と前記モータ側端子との間に配置される隔壁を備え、前記隔壁は、前記バッテリー側端子に対向する側の壁面が凸面形状に形成されると共に、前記バッテリー側端子に対向する側の壁面に被水したとき、前記被水による水が前記隔壁の幅方向両端部から排水され得るように構成され、前記モータ側端子は、前記隔壁の前記幅方向両端部間の内側にあって前記隔壁に対して垂直方向下方に位置し、その長さ方向の先端部が前記隔壁の長さ方向の先端部よりスイッチ筐体側に存在するように形成されているので、被水しても隔壁の壁面に水が溜められることはなく、従がってバッテリー側端子とモータ側端子との間にリーク回路が形成されることによるスタータの誤動作等の不具合を防止することができる。
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係るスタータ用電磁スイッチについて説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係るスタータ用電磁スイッチを搭載したスタータの断面図、図２は、この発明の実施の形態１に係るスタータ用電磁スイッチの端子部の正面図、図３は、この発明の実施の形態１に係るスタータ用電磁スイッチを用いたスタータの概略回路図である。
図１に於いて、スタータ１００は、回転力を発生するスタータモータ４と、このスタータモータ４の回転子の回転を減速して出力する遊星歯車機構により構成された減速部５と、減速部５の出力軸５１にスプライン結合されて出力軸５１の軸方向に移動可能に設けられたオーバーランニングクラッチ２５と、オーバーランニングクラッチ２５と一体に出力軸５１上をその軸方向に摺動してエンジンのリングギヤ１に噛合可能に設けられたピニオン２を備えている。後述するスタータ用電磁スイッチ２００は、スタータ１００のフロントブラケット１０１に一体に固定されている。
シフトレバー１６は、その中間の支点部１６１を中心として回動可能に取り付けられ、その一端１６２がオーバーランニングクラッチ２５に係合され、他端１６３がスタータ用電磁スイッチ２００のプランジャ３１の一端部に連結されている。前述のシフトレバー１６、オーバーランニングクラッチ２５は、フロントブラケット１０１内に配置されている。
次に、スタータ用電磁スイッチ２００について説明する。スタータ用電磁スイッチ２００は、スタータモータ４及び減速部５の外周部の上方に位置し、その中心軸線がスタータ１００の出力軸５１の軸線に対して略平行となるように配設されている。筒状に構成された吸引コイル３２は、絶縁物性の中空枠体３３の外周部に固定されている。又、筒状に構成された保持コイル３４は、吸引コイル３２の外周部に吸引コイル３２と同心的に配置されている。
磁性体により形成されたコア３５は、鍔状部３５１と筒状部３５２とを備え、鍔状部３５１が中空枠体３３を介して吸引コイル３２及び保持コイル３４の軸方向一端部に対向し、筒状部３５２が中空枠体３３の中空部内に挿入されている。保持コイル３４の外周部を包囲するフレーム３６は、磁性体により構成されており、その軸方向一端部が半径方向内側に折り曲げられてコア３５の鍔状部３５１の外周縁部を抱き込み、中空枠体３３と共にコア３５を一体に固定している。フレーム３６は、コア３５と共に吸引コイル３２と保持コイル３４の磁気回路の一部分を構成している。磁性体により形成されたプランジャ３１は、中空枠体３１の中空部内をその軸方向に摺動可能に設けられ、吸引コイル３２及び保持コイル３４が励磁されたときその電磁力によりコア３５側に吸引されて移動する。
圧縮ばねにより構成されたリターンスプリング３７は、フレーム３６の軸方向他端部とプランジャ３１の軸方向一端部との間に配設されており、プランジャ３１を常にコア３５から離反する方向に付勢している。可動接点１２は、プランジャの軸方向他端部に固定され、その軸方向に移動可能なロッド３８に設けられており、圧縮ばねにより構成された接圧スプリング４０により常にプランジャ３１から離反する方向に付勢されている。
合成樹脂等の絶縁物により形成されたスイッチキャップ７は、その軸方向一端部が開放端に形成され、軸方向他端部が閉塞端に形成されている。このスイッチキャップ７は、その開放端の環状端面がフレーム３６の軸方向一端部に当接してフレーム３６に固定されている。前述の可動接点１２は、フレーム３６に固定されたスイッチキャップ７の内部に収納される。
図１及び図２に示すように、バッテリー側端子８及びモータ側端子１１は、スイッチキャップ７の前述の閉塞端をスイッチキャップ７の軸方向に夫々貫通してスイッチキャップ７に固定されている。スタータ１００が車両に搭載されたとき、バッテリー側端子８は、モータ側端子１１に対して垂直方向上方に位置する状態となる。バッテリー側固定接点８ａ及びモータ側固定接点１１ａは、スイッチキャップ７の内部に於いてバッテリー側端子８の端部及びモータ側端子１１の端部に夫々固着されて電気的に接続されている。バッテリーケーブル１０に接続されたバッテリーターミナル９とモータリード線１４に接続されたモータターミナル１３とは、スイッチキャップ７の外側に於いてバッテリー側端子８及びモータ側端子１１に夫々接続されている。
スイッチキャップ７の閉塞端の外表面に形成された隔壁７０は、バッテリー側端子８とモータ側端子１１との間の沿面距離を確保するものであり、スイッチキャップ７の軸心の方向に延び、且つバッテリー側端子８とモータ側端子１１との間に介在している。隔壁７０のバッテリー側端子８に対向する壁面７ａは、壁面７ａの幅方向のほぼ中央部７ａ１を頂上部としその頂上部７ａ１から幅方向両端部７ａ２、７ａ３に向かって順次下方に傾斜する凸面形状に形成されている。隔壁７０のモータ側端子１１に対向する壁面７ｂは、凹面形状に形成されている。
次に、スタータの概略回路図である図３に於いて、スタータ用電磁スイッチ２００のバッテリー側固定接点８ａは、車両に搭載されたバッテリー３００の正極側端子に接続されている。スタータリレー５００は、リレーコイル５０１を備えており、このリレーコイル５０１の一端は、キースイッチ４００を介してバッテリー３００の正極側端子に接続される。又、スタータリレー５００は、一対のリレー固定接点５０２、５０３と、リレーコイル５０１が励磁されることにより移動して一対のリレー固定接点５０２、５０３に接触するリレー可動接点５０４を備えている。
スタータリレー５００の一方のリレー固定接点５０２は、スタータ用電磁スイッチ１００のバッテリー側固定接点８ａに接続され、他方のリレー固定接点５０３は、スタータ用電磁スイッチ１００の吸引コイル３２の一端と保持コイル３４の一端とに接続されている。スタータ用電磁スイッチ１００のモータ側固定接点１１ａは、吸引コイル３２の他端とスタータモータ４の電機子コイルの一端に接続されている。
図１乃至図３に於いて、キースイッチ４００がオンされると、スタータリレー５００内のリレーコイル５０１が励磁されることによりリレー可動接点５０４が移動して一対のリレー固定接点５０２、５０３に接触し、一対のリレー固定接点５０２、５０３間を閉じる。これにより、スタータ用電磁スイッチ５００内の吸引コイル３２及び保持コイル３４に電流が流れ、吸引コイル３２及び保持コイル３４、フレーム３６、コア３５の鍔状部３５１および筒状部３５２、プランジャ３１による磁気回路が形成され、プランジャ３１がコア３５側に吸引される。これにより、プランジャ１２は、リターンスプリング３７の付勢力に抗してコア３５側に移動する。
このプランジャ１２の移動に伴って、シフトレバー１６が支点部１６１を回動中心として図１の反時計方向に回動する。このシフトレバー１６の回動により、その一端１６２がオーバーランニングクラッチ２５に当接してオーバーランニングクラッチ２５及びピニオン２を図１の右方向に移動させる。これにより、ピニオン２の端面がリングギヤ１５の端面に当接し、その時点で、一旦、ピニオン１４の移動は止まるが、一方で、ステータリレー５００のリレー固定接点５０２、リレー可動接点５０４、リレー固定接点５０３、及びステータ用電磁コイル２００の吸引コイル３２を介して、スタータモータ４の電機子に比較的小さな電流が流れることによりスタータモータ４が比較的低速度で回転するので、このスタータモータ４の回転が減速部５、オーバーランニングクラッチ２５を介してピニオン２に伝わり、ピニオン２が回転する。
このようにしてピニオン２が回転することにより、ピニオン２とリングギヤ１とが噛合うこととなる。ピニオン２とリングギヤ１とがほぼ噛合った時点で、スタータ用電磁スイッチ２００の一対の固定接点８ａ、１１ａ間が可動接点１２により閉じられ、バッテリー３００から大電流がスタータモータ４に流れ、スタータモータ４の高回転が減速部５、オーバーランニングクラッチ２５を介してピニオン２に伝わり、ピニオン２が高回転することにより、リングギヤ１を介してエンジンをクランキングする。
前述したように、スイッチキャップ７に設けられた隔壁７０の壁面７ａは、その壁面７ａの幅方向のほぼ中央部７ａ１を頂上部としその頂上部７ａ１から幅方向両端部７ａ２、７ａ３に向かって順次下方に傾斜する凸面形状に形成されているので、スタータ用電磁スイッチ２００の端子部に被水しても、その水が隔壁７０の壁面７ａに溜まることなく直ちに排水される。
以上述べたようにこの発明の実施の形態１によるスタータ用電磁スイッチによれば、隔壁７０の壁面７ａの凸面形状により、被水してもその水が壁面７ａに溜まることなく直ちに隔壁７０から排出されるので、バッテリー側端子とモータ側端子との間にリーク回路が形成されることによる不具合の発生を防止することができる。
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係るスタータ用電磁スイッチについて説明する。図４は、この発明の実施の形態２に係るスタータ用電磁スイッチの端子部の正面図、図５は、図４のＢ−Ｂ線に沿う断面を矢印Ｂ方向から見た断面図である。
図４及び図５に於いて、スイッチキャップ７の閉塞端の外表面に形成された隔壁７０の壁面７ａは、その幅方向のほぼ中央部７ａ１を頂上部としその頂上部７ａ１から幅方向両端部７ａ２、７ａ３に向かって順次下方に傾斜する凸面形状に形成されている。隔壁７０のモータ側端子１１に対向する壁面７ｂは、凹面形状に形成されている。又、隔壁７０の壁面７ａの全面には、水をはじく性質を有する撥水コート７５が施されている。又、図５に示すように、モータ側端子１１の軸方向長さは、スイッチキャップ７の軸方向に延びる隔壁７０の長さよりも短く形成されている。
その他の構成は、前述の実施の形態１と同様である。
前述したように、隔壁７０の壁面７ａは、その壁面７ａの幅方向のほぼ中央部７ａ１を頂上部としその頂上部７ａ１から幅方向両端部７ａ２、７ａ３に向かって順次下方に傾斜する凸面形状に形成され、且つ、壁面７ａに撥水コート７５が施されているので、スタータ用電磁スイッチ２００の端子部に被水しても、その水が隔壁７０の壁面７ａに溜まることなく直ちに排水される。
以上述べたようにこの発明の実施の形態２によるスタータ用電磁スイッチによれば、隔壁７０の壁面７ａの凸面形状と相俟って撥水コート７５による撥水効果により、より迅速に被水による水が隔壁７０から排出されるので、バッテリー側端子とモータ側端子との間にリーク回路が形成されることによる不具合の発生を防止することができる。
更に、この発明の実施の形態２によるスタータ用電磁スイッチによれば、モータ側端子１１の軸方向長さは、スイッチキャップ７の軸方向に延びる隔壁７０の長さよりも短く形成されているので、スタータ用電磁スイッチ２００の被水時に、隔壁７０の軸方向先端部から流れた水がモータ側端子１１に被着することがなく、より確実にバッテリー側端子８とモータ側端子１１との間にリーク回路が形成されることによる不具合を防止することができる。
尚、前述の実施の形態２では、隔壁７０の壁面７ａを実施の形態１の場合と同様に凸面形状としその壁面７ａに撥水コート７５を施すと共に、モータ側端子１１の軸方向長を、スイッチキャップ７の軸方向に延びる隔壁７０の長さよりも短く形成した場合について示したが、隔壁７０の壁面７ａに撥水コートを施さず実施の形態１の場合と同様の凸面形状のみとし、且つ、モータ側端子１１の軸方向長を、スイッチキャップ７の軸方向に延びる隔壁７０の長さよりも短く形成するようにしてもよい。この場合、隔壁７０の壁面７ａの凸面形状により迅速に被水による水が隔壁７０から排出されると共に、隔壁７０の軸方向先端部から流れた水がモータ側端子１１に被着することがなく、確実にバッテリー側端子８とモータ側端子１１との間にリーク回路が形成されることによる不具合を防止することができる。
この発明の実施の形態１に係るスタータ用電磁スイッチを搭載したスタータの断面図である。 この発明の実施の形態１に係るスタータ用電磁スイッチの端子部の正面図である。 この発明の実施の形態１に係るスタータ用電磁スイッチを用いたスタータの概略回路図である。 この発明の実施の形態２に係るスタータ用電磁スイッチの端子部の正面図である。 図４のＢ−Ｂ線に沿う断面を矢印Ｂ方向から見た断面図である。 従来のスタータ用電磁スイッチの端子部の正面図である。 図６のＡ−Ａ線に沿う断面を矢印Ａ方向から見た断面図である。
符号の説明
１００ スタータ
１０１ フロントブラケット
１ リングギヤ
２ ピニオン
４ スタータモータ
５ 減速部
７ スイッチキャップ
８ バッテリー側端子
８ａ バッテリー側固定接点
９ バッテリーターミナル
１０ バッテリーケーブル
１１ モータ側端子
１１ａ モータ側固定接点
１２ 可動接点
１３ モータターミナル
１４ モータリード線
１６ シフトレバー
１６１ 支点部
５１ 出力軸
２５ オーバーランニングクラッチ ２００ スタータ用電磁スイッチ
３１ プランジャ
３２ 吸引コイル
３３ 中空枠体
３４ 保持コイル
３５ コア
３５１ 鍔状部
３５２ 筒状部
３６ フレーム
３７ リターンスプリング
３８ ロッド
４０ 接圧スプリング
７０ 隔壁
７ａ、７ｂ 壁面
７ａ１ 壁面の頂上部
７ａ２、７ａ３ 壁面の両端部
７５ 撥水コート
４００ キースイッチ
５００ スタータリレー
５０１ リレーコイル
５０２、５０３ リレー固定接点
５０４ リレー可動接点

Claims (2)

  1. キースイッチのオン動作により付勢される電磁コイルと、付勢された前記電磁コイルの電磁力により駆動されて所定方向に移動するプランジャと、互いに離間して配置された一対の固定接点と、前記プランジャの移動に基づいて移動し前記一対の固定接点に接触してこれらの固定接点間を閉じる可動接点と、前記一対の固定接点と可動接点とを内部に収容する絶縁物製のスイッチキャップと、前記一対の固定接点のうちの一方に接続され前記スイッチキャップの外側に露出して配置されたバッテリー側端子と、前記一対の固定接点のうちの他方に接続され前記スイッチキャップの外側に露出して配置されたモータ側端子とを備え、エンジンを始動するスタータ用モータが車両に搭載されたとき、前記バッテリー側端子が前記モータ側端子に対して垂直方向上方に位置するように配置され、前記一対の固定接点間が前記可動接点により閉じられることにより前記バッテリー側端子に接続されたバッテリーから前記モータ側端子に接続された前記スタータモータに電力を供給するようにしたスタータ用電磁スイッチであって、
    前記スイッチキャップは、その外表面に前記バッテリー側端子と前記モータ側端子との間に配置される隔壁を備え、
    前記隔壁は、前記バッテリー側端子に対向する側の壁面が凸面形状に形成されると共に、前記バッテリー側端子に対向する側の壁面に被水したとき、前記被水による水が前記隔壁の幅方向両端部から排水され得るように構成され、
    前記モータ側端子は、前記隔壁の前記幅方向両端部間の内側にあって前記隔壁に対して垂直方向下方に位置し、その長さ方向の先端部が前記隔壁の長さ方向の先端部よりスイッチ筐体側に存在する、
    ことを特徴とするスタータ用電磁スイッチ。
  2. 前記凸面形状に形成された前記隔壁の壁面に撥水コートが施されていることを特徴とする請求項１に記載のスタータ用電磁スイッチ。
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