JP5418192B2 - 電磁継電器 - Google Patents
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Description
特許文献1に開示された電磁スイッチは、スタータのモータ回路に設けられるメイン接点を開閉する働きを有し、モータ回路の電源側に接続されるB端子ボルトと、モータ回路の負荷側(モータ側)に接続されるM端子ボルトと、両端子ボルトのそれぞれ一方の端部に設けられる一組の固定接点と、この一組の固定接点間を電気的に断続する可動接点等を有している。固定接点には、可動接点に対向する接点面に複数の突起部が設けられており、固定接点の突起部に可動接点が当接して一組の固定接点間が導通することにより、メイン接点が閉状態となってバッテリからモータに給電される。
また、端子ボルトと固定接点とを異種金属で形成する場合は、両者を溶接等により接合するため、製造工程が大幅に増大する問題もある。
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、可動接点に対向する固定接点の表面(一方の表面)に複数の突起部を設けるために、大規模な生産設備を使用する必要がなく、且つ、製造工程の簡素化が可能な電磁継電器を提供することにある。
本発明は、電気回路の電源側に接続される第1の端子ボルトと、電気回路の負荷側に接続される第2の端子ボルトと、第1、第2の端子ボルトのそれぞれ一方の端部に固定される一組の固定接点と、この一組の固定接点に対向して可動する可動接点と、通電により電磁石を形成して可動コアを駆動するソレノイド部と、可動コアの動きに連動する可動接点により一組の固定接点間を電気的に断続する電磁継電器であって、第1、第2の端子ボルトと一組の固定接点は、それぞれ異種金属により形成されて機械的に組み付けられ、固定接点は、平板状を有していて、可動接点に対向する一方の表面に複数の突起部が設けられ、反可動接点側である他方の表面には、複数の突起部に対応する位置にそれぞれ窪みが設けられ、複数の突起部は、それぞれ同一の高さを有し、且つ、高さ方向の先端部が円弧状に突き出て形成されていることを特徴とする。
また、固定接点の一方の表面に設けられる複数の突起部は、同一の高さを有し、且つ、高さ方向の先端部が円弧状に突き出て形成されているので、可動接点が両固定接点に当接する際に、突起部の先端が可動接点の表面に接触できるので、可動接点と両固定接点との接触不良を防止できる。
請求項1に記載した電磁継電器において、第1、第2の端子ボルトの軸心方向と直交して両端子ボルトと交差する方向を接点間方向と呼び、且つ、固定接点の板厚方向と交差して接点間方向と直交する方向を接点幅方向と呼ぶ時に、突起部および窪みは、一組の固定接点が接点間方向に向かい合う端面から接点間方向に沿って所定の長さに形成され、且つ、接点幅方向に一定の間隔を開けて並列に形成されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、可動接点が固定接点に当接する際に、固定接点に設けられた突起部の先端が可動接点の表面に線接触できるので、可動接点が固定接点に確実に当接できる。なお、上記「所定の長さ」は、可動接点が固定接点に当接した時に、可動接点と固定接点とが接点間方向に重なり合う寸法と略同一長さ、または、それ以上の長さでも良い。
請求項1または2に記載した電磁継電器において、固定接点に設けられる突起部と窪みは、プレス加工によって形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、固定接点に対し、複数の突起部と窪みをプレス加工によって容易に形成できるので、大規模な設備を要する冷鍛加工を行う必要がない。すなわち、窪みの形状に対応する凸部を設けた上型と、突起部の形状に対応する凹部を設けた下型とで平板状の固定接点に対しプレス加工を行うことにより、固定接点の他方の表面に窪みを形成すると共に、一方の表面に突起部を設けることができる。
請求項1〜3に記載した何れかの電磁継電器において、固定接点には、板厚方向に貫通する固定孔が形成され、第1、第2の端子ボルトは、それぞれ一方の端部が固定孔に圧入されていることを特徴とする。
本発明によれば、固定接点に形成された固定孔に、第1、第2の端子ボルトの一方の端部を圧入するだけで、端子ボルトと固定接点とを機械的に固定することができる。この場合、溶接等による接合工程と比較して工程を簡素化できるので、組付け工程を大幅に改善できる。
請求項4に記載した電磁継電器において、第1、第2の端子ボルトは、それぞれ一方の端部の外周面にセレーションが形成され、固定接点に形成された固定孔にセレーション圧入されていることを特徴とする。
セレーションを形成していない端子ボルトを固定孔に圧入する場合は、所望の固定強度を得るために、圧入代の管理が重要である。これに対し、本発明では、第1、第2の端子ボルトを、固定接点に形成された固定孔にセレーション圧入することで、圧入代の管理が比較的に容易であり、且つ、より強固に固定できる。
請求項1〜5に記載した何れかの電磁継電器は、エンジン始動用のスタータモータにバッテリから流れる電流をオン/オフするためのモータ通電用スイッチに用いられることを特徴とする。
この実施例1では、本発明の電磁継電器をスタータ1に搭載されるモータ通電用スイッチ7に適用した一例を説明する。
スタータ1は、図2に示す様に、回転力を発生するモータ2と、このモータ2の回転力が伝達されて回転する出力軸3と、この出力軸3の外周上を軸方向に移動可能に設けられたピニオン移動体(後述する)と、シフトレバー4を介してピニオン移動体を反モータ方向(図2の左方向)へ押し出す働きを有するピニオン押出用ソレノイド5と、バッテリ6(図6参照)からモータ2に電流を流すためのモータ回路に設けられるモータ接点(後述する)を開閉するモータ通電用スイッチ7等より構成される。
出力軸3は、減速装置(図示せず)を介して電機子軸と同一軸線上に配置され、モータ2の回転が減速装置で減速されて伝達される。
減速装置は、例えば、周知の遊星歯車減速装置であり、遊星歯車の公転運動を拾う遊星キャリアが出力軸3と一体に設けられている。
クラッチ12は、出力軸3の外周にヘリカルスプライン嵌合するアウタと、このアウタの内周に相対回転自在に配置されるインナと、アウタとインナとの間で回転力の伝達を断続するローラと、このローラを付勢するローラスプリング等を備え、ローラを介してアウタからインナへ一方向のみ回転力を伝達する一方向クラッチとして構成されている。
ピニオン13は、クラッチ12のインナと一体に設けられ、出力軸3の外周に軸受(図示せず)を介して相対回転自在に支持されている。
スタータリレー20は、電子制御装置であるECU21(図6参照)によりオン/オフ制御され、このスタータリレー20がオン制御されると、バッテリ6からスタータリレー20を通じてソレノイドコイル14に通電される。
なお、ソレノイドコイル14の内周には、プランジャ17の移動を案内する金属製のスリーブ23が配設されている。
固定鉄心16は、全体ヨークの他端側に開口する開口端(スイッチヨーク26の開口端)から全体ヨークの内部に挿入され、軸方向一端側の外周部端面が上記の段差に当接して、軸方向のソレノイドコイル14側に位置決めされる。
このスイッチコイル25の径方向外周側と軸方向の反固定鉄心側には、それぞれ磁路を形成する軸方向磁路部材34と径方向磁路部材35が配置されている。
軸方向磁路部材34は、円筒形状を有し、スイッチヨーク26の内周に略隙間無く挿入されて、軸方向一端側の端面が固定鉄心16の外周表面に当接して軸方向に位置決めされている。
可動コア27は、スイッチコイル25への通電により固定鉄心16が磁化されて、可動コア27と固定鉄心16との間に吸引力が発生すると、両者の間に配設されるリターンスプリング36を押し縮めて固定鉄心16の吸着面に吸着され、スイッチコイル25への通電が停止して吸引力が消滅すると、リターンスプリング36の反力で反固定鉄心方向(図1の右方向)へ押し戻される。
2本の端子ボルト29、30は、バッテリケーブルが接続されるB端子ボルト29と、モータリード線37(図2参照)が接続されるM端子ボルト30であり、樹脂カバー28の底部を貫通して取り付けられ、それぞれ、かしめワッシャ38によって樹脂カバー28に固定されている。
また、図4に示す様に、端子ボルト29、30の一方の端部の外周面にセレーション29a、30aを設けて、固定接点31に形成された固定孔31aにセレーション圧入(セレーション29a、30aが形成されている部分を固定孔31aに圧入)して固定することも出来る。
さらに、固定接点31は、図5(b)に示す様に、可動接点32に対向する一方の表面(図示下面)に複数の突起部31bが設けられ、反可動接点側である他方の表面には、複数の突起部31bに対応する位置にそれぞれ窪み31cが設けられている。複数の突起部31bは、同一の高さを有し、且つ、高さ方向の先端部が円弧状に突き出て形成され、複数の窪み31cは、断面矩形に凹んで形成されている。
なお、2本の端子ボルト29、30の軸心方向と直交して両端子ボルト29、30と交差する方向(図1の上下方向)を接点間方向と呼び、且つ、固定接点31の板厚方向と交差して接点間方向と直交する方向を接点幅方向(図3参照)と呼ぶ時に、突起部31bおよび窪み31cは、図5(a)に示す様に、固定接点31の端面(両固定接点31が接点間方向に向かい合う端面)から接点間方向に沿って所定の長さに形成され、且つ、接点幅方向(図示左右方向)に一定の間隔を開けて並列に形成されている。
モータ接点は、可動接点32が接点圧スプリング40に付勢されて十分な押圧力で一組の固定接点31に当接して両固定接点31間が導通することで閉成され、可動接点32が一組の固定接点31から離れて両固定接点31間の導通が遮断されることにより開成される。
通常のエンジン始動を行う場合「エンジンが完全に停止している状態で、ユーザがIGキー(図6参照)をオン操作してエンジンを始動させる場合」。
IGキー(図示せず)のオン操作によって発生するエンジン始動信号を受けてECU21がスタータリレー20をオン制御する。これにより、バッテリ6からピニオン押出用ソレノイド5のソレノイドコイル14に通電され、磁化された固定鉄心16にプランジャ17が吸引されて移動する。このプランジャ17の移動に伴い、シフトレバー4を介してピニオン移動体が反モータ方向へ押し出され、ピニオン13の端面がリングギヤ24の端面に当接して停止する。
一方、回転検出器41で検出される回転数が所定の回転数より高い時は、ピニオン押出用ソレノイド5より先にモータ通電用スイッチ7を作動させて、リングギヤ24とピニオン13との相対回転数が所定値となった時点でピニオン押出用ソレノイド5を作動させても良い。なお、リングギヤ24とピニオン13との相対回転数は、回転数検出器41で検出されるエンジンまたはリングギヤ24の回転数と、モータ回転数の予測上昇カーブ(モータ2の立ち上がり曲線)より、予め設定されたロジックに基づいてECU21により判定できる。
本発明の電磁継電器が適用されるモータ通電用スイッチ7は、固定接点31に形成された固定孔31aに端子ボルト29、30の一方の端部を圧入することで、両者(端子ボルト29、30と固定接点31)を機械的に組み付けて固定できるので、溶接等による接合工程と比較して工程を簡素化でき、組付け工程を大幅に改善できる。また、図4に示した様に、端子ボルト29、30の外周面にセレーション29a、30aを形成して、固定接点31の固定孔31aにセレーション圧入する場合は、圧入代の管理が比較的に容易であり、且つ、より強固に固定できる。
また、固定接点31は、例えば、銅製の平板材を使用することにより、上記の突起部31bを鍛造で形成する必要はなく、プレス加工によって容易に形成できるので、大規模な冷間鍛造機の設備が不要であり、製造も容易である。
この実施例2は、本発明の電磁継電器を図7に示す一般的なスタータ用電磁スイッチ42に用いた一例である。
この電磁スイッチ42は、図7に示す様に、2本の端子ボルト29、30にそれぞれ設けられた一組の固定接点31と、この一組の固定接点31に対向して可動する可動接点32とを有し、この可動接点32が、プランジャ43に固定されたロッド44の端部にインシュレータ45を介して保持されている。
プランジャ43は、電磁コイル46への通電によって固定鉄心16が磁化されると、固定鉄心16との間に配設されるリターンスプリング47を押し縮めながら固定鉄心16に吸着される。このプランジャ43の移動により、ジョイント18に連結されたシフトレバーを介してピニオン移動体が軸方向に押し出されると共に、可動接点32が一組の固定接点31に当接してモータ接点が閉成する。
突起部および窪みは、接点間方向に沿って直線状に形成され、且つ、接点幅方向に一定の間隔を開けて並列に形成されている。複数の突起部は、同一の高さを有し、且つ、高さ方向の先端部が円弧状に突き出て形成されている。この突起部および窪みは、プレス加工によって容易に設けることができる。
この実施例3は、図8に示す様に、周知のプランジャ型リレー48の一例であり、実施例1に記載したモータ通電用スイッチ7と作動方式が同じである。つまり、本実施例のリレー48は、通電によって磁界を発生するリレーコイル49と、このリレーコイル49への通電により磁化される固定鉄心16と、この固定鉄心16に対向してリレーコイル49の軸心方向に可動するプランジャ50とを有し、このプランジャ50が電磁石の吸引力で固定鉄心16に吸着されると、可動接点32が接点圧スプリング40に付勢されて一組の固定接点31に当接する。
2 モータ
6 バッテリ
7 モータ通電用スイッチ(実施例1の電磁継電器)
25 スイッチコイル(実施例1のソレノイド部)
27 実施例1の可動コア
29 B端子ボルト(第1の端子ボルト)
29a B端子ボルトの外周面に形成されたセレーション
30 M端子ボルト(第2の端子ボルト)
30a M端子ボルトの外周面に形成されたセレーション
31 固定接点
31a 固定接点に形成された固定孔
31b 固定接点の一方の表面に設けられた複数の突起部
31c 固定接点の他方の表面に設けられた複数の窪み
32 可動接点
42 スタータ用電磁スイッチ(実施例2の電磁継電器)
43 プランジャ(実施例2の可動コア)
46 電磁コイル(実施例2のソレノイド部)
48 リレー(実施例3の電磁継電器)
49 リレーコイル(実施例3のソレノイド部)
50 プランジャ(実施例3の可動コア)
Claims (6)
- 電気回路の電源側に接続される第1の端子ボルトと、
前記電気回路の負荷側に接続される第2の端子ボルトと、
前記第1、第2の端子ボルトのそれぞれ一方の端部に固定される一組の固定接点と、
この一組の固定接点に対向して可動する可動接点と、
通電により電磁石を形成して可動コアを駆動するソレノイド部と、
前記可動コアの動きに連動する前記可動接点により前記一組の固定接点間を電気的に断続する電磁継電器であって、
前記第1、第2の端子ボルトと前記一組の固定接点は、それぞれ異種金属により形成されて機械的に組み付けられ、
前記固定接点は、平板状を有していて、前記可動接点に対向する一方の表面に複数の突起部が設けられ、反可動接点側である他方の表面には、前記複数の突起部に対応する位置にそれぞれ窪みが設けられ、前記複数の突起部は、それぞれ同一の高さを有し、且つ、高さ方向の先端部が円弧状に突き出て形成されていることを特徴とする電磁継電器。 - 請求項1に記載した電磁継電器において、
前記第1、第2の端子ボルトの軸心方向と直交して両端子ボルトと交差する方向を接点間方向と呼び、且つ、前記固定接点の板厚方向と交差して前記接点間方向と直交する方向を接点幅方向と呼ぶ時に、
前記突起部および前記窪みは、前記一組の固定接点が前記接点間方向に向かい合う端面から前記接点間方向に沿って所定の長さに形成され、且つ、前記接点幅方向に一定の間隔を開けて並列に形成されていることを特徴とする電磁継電器。 - 請求項1または2に記載した電磁継電器において、
前記固定接点に設けられる前記突起部と前記窪みは、プレス加工によって形成されていることを特徴とする電磁継電器。 - 請求項1〜3に記載した何れかの電磁継電器において、
前記固定接点には、板厚方向に貫通する固定孔が形成され、
前記第1、第2の端子ボルトは、それぞれ一方の端部が前記固定孔に圧入されていることを特徴とする電磁継電器。 - 請求項4に記載した電磁継電器において、
前記第1、第2の端子ボルトは、それぞれ一方の端部の外周面にセレーションが形成され、前記固定接点に形成された前記固定孔にセレーション圧入されていることを特徴とする電磁継電器。 - 請求項1〜5に記載した何れかの電磁継電器は、エンジン始動用のスタータモータにバッテリから流れる電流をオン/オフするためのモータ通電用スイッチに用いられることを特徴とする電磁継電器。
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