JP5532169B1 - スタータ用電磁スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 この発明は、接点部材の側面へのろう材の付着を抑制しつつ、接点部材のろう付け強度を確保できるとともに、接点部材の磨耗代を最大限活用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。
【解決手段】 本発明に係るスタータ用電磁スイッチは、バッテリ側固定接点部８におけるろう付け面８ａに、ろう材を収容する溝部８ｄを形成しており、この溝部８ｄは接点部材１５の当接部８ｂと非当接部８ｃとに跨って設けられている。これにより、接点部材１５をバッテリ側固定接点部８にろう付けする際に、溝部８ｄに収容されたろう材によるろう付け状態が目視可能となるため、接点部材１５の側面１５ａにろう材を付着させることなく、ろう付けに必要な強度を確保することができ、接点部材１５の磨耗代を最大限活用することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、スタータ用電磁スイッチに関するものである。

近年エンジンを搭載する車両においては、燃費向上等を目的として、エンジンの出力を必要としない場合にエンジンを自動的に停止させ、エンジンの出力が必要になるとスタータでエンジンを自動的に再始動させるアイドルストップシステムが採用されつつある。
このようなアイドルストップシステムにおいては、エンジンの再始動回数が大幅に増加、すなわちスタータを始動させる電磁スイッチの作動回数が大幅に増加することになるため、電磁スイッチの接点磨耗による耐久性の低下が懸念されている。

ここで、例えば特許文献１に記載されたスタータ用の電磁スイッチ装置によれば、高耐磨耗性材料により構成した接点材料を、固定接点または可動接点のいずれかに設けているため、接点磨耗の抑制を図ることができる。
特開平４− ８７１１６号公報

この特許文献１には明記されていないが、固定接点または可動接点と接点部材との接合手段は、固定接点または可動接点における接点部材との当接面にろう材を介在させ、このろう材を加熱溶融することにより、固定接点または可動接点と接点部材とを電気的且つ機械的に接合するのが一般的である。

しかしながら、特許文献１に記載された電磁スイッチ装置では、固定接点または可動接点における接点部材との当接面にろう材を介在させているだけであり、この当接面はろう付けの際に目視できない面であるため、ろう材が確実に溶融し、固定接点または可動接点と接点部材とを接合できているか不明瞭であり、必要なろう付け強度が不足してしまう恐れがあった。
そこで、固定接点または可動接点における接点部材との当接面でのろう付け強度を補うため、溶融したろう材を接点部材の側面に回り込ませることによって、必要なろう付け強度を確実に確保している。

この場合、溶融したろう材が付着した接点部材の側面においては、接点部材における磨耗代として使うことができなくなり、接点部材の磨耗代を最大限活用することができず、接点磨耗の抑制効果が十分に得られていなかった。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、接点部材の側面へのろう材の付着を抑制しつつ、接点部材のろう付け強度を確保できるとともに、接点部材の磨耗代を最大限活用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。

本発明に係るスタータ用電磁スイッチは、通電により磁力を発生する電磁コイルと、前記電磁コイルに発生する磁力によって吸引されるプランジャと、スタータのモータ回路のバッテリ側に接続されるとともに、軸方向一端部にバッテリ側固定接点部を有するバッテリ側端子ボルトと、前記モータ回路のモータ側に接続されるとともに、軸方向一端部にモータ側固定接点部を有するモータ側端子ボルトと、前記バッテリ側固定接点部と対向して配置されるバッテリ側可動接点部、及び前記モータ側固定接点部と対向して配置されるモータ側可動接点部を有し、前記プランジャの動きに連動して、前記バッテリ側固定接点部と前記モータ側固定接点部の間を電気的に断続する可動接点部材と、を備え、前記バッテリ側固定接点部、または前記バッテリ側可動接点部のうちいずれか一方の接点部と、前記モータ側固定接点部、または前記モータ側可動接点部のうちいずれか一方の接点部とに、それぞれ耐摩耗性材料で構成された平板状の接点部材がろう付けされるスタータ用電磁スイッチであって、前記接点部材がろう付けされる前記接点部のろう付け面には、ろう材を収容する溝部が形成され、前記溝部は、前記ろう付け面における前記接点部材の当接部と、前記ろう付け面における前記当接部を除く非当接部とに跨って設けられていることを特徴とするものである。

本発明に係るスタータ用電磁スイッチによれば、バッテリ側固定接点部とバッテリ側可動接点部のうちいずれか一方の接点部と、モータ側固定接点部とモータ側可動接点部のうちいずれか一方の接点部に、それぞれ耐摩耗性材料で構成した接点部材がろう付けされているため、接点磨耗による耐久性の低下を抑制することができる。
また、接点部材がろう付けされる接点部のろう付け面に、ろう材を収容する溝部を形成し、この溝部をろう付け面における接点部材の当接部と非当接部とに跨って設けているため、接点部材を接点部にろう付けする際に、溝部に収容されたろう材によるろう付け状態を目視可能となる。これにより、平板状の接点部材の側面にろう材を付着させることなく、ろう付けに必要な強度を確保することができ、接点部材の磨耗代を最大限活用することができる。

本発明の実施の形態１に係るスタータ用電磁スイッチの断面図である。 本発明の実施の形態１に係るスタータ用電磁スイッチのバッテリ側固定接点部周辺の形状を説明する図である。 本発明の実施の形態１に係るバッテリ側固定接点部周辺の形状の第１の変形例を説明する図である。 本発明の実施の形態１に係るバッテリ側固定接点部周辺の形状の第２の変形例を説明する図である。 本発明の実施の形態２に係るスタータ用電磁スイッチの断面図である。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係るスタータ用電磁スイッチの断面図、図２は本発明の実施の形態１に係るスタータ用電磁スイッチのバッテリ側固定接点部周辺の形状を説明する図であり、図２の（ａ）はバッテリ側固定接点部を接点部材側から見た図、図２の（ｂ）は図２の（ａ）のＡ−Ａ矢視における断面図である。なお、各図中、同一符号は同一部分を示す。

本実施例のスタータ用電磁スイッチ１は、例えば、自動車のエンジンを始動させるためのスタータ（図示せず）に用いられ、図１に示す様に、通電により磁力を発生する電磁コイル２と、電磁コイル２に発生する磁力によって吸引されるプランジャ３とを有し、このプランジャ３の動きに連動して、スタータのモータ回路に接続されるメイン接点（後述する）を開閉する周知の働きを有する。

電磁コイル２は、ボビン４に巻線されて、ヨークを形成するスイッチケース５の内部に収納されている。
電磁コイル２の一端側には、電磁コイル２への通電によって磁化される固定鉄心６が配置される。この固定鉄心６は、スイッチケース５及びプランジャ３と共に電磁コイル２の周囲に磁気回路を形成している。
プランジャ３は、電磁コイル２の内周に固定鉄心６と対向して配置され、固定鉄心６との間に配設されるリターンスプリング７の反力を受けて反固定鉄心６方向へ押圧されている。

メイン接点は、一組の固定接点部８、９と、可動接点部材１０に形成された一組の可動接点部１１、１２とで構成され、この一組の可動接点部１１、１２がプランジャ３の動きに連動して一組の固定接点部８、９間を断続する。
一方の固定接点部８（バッテリ側固定接点部８）は、バッテリ(図示せず)に接続されてバッテリ電流が供給されるバッテリ側端子ボルト１３における軸方向一端部のボルト頭部に形成され、他方の固定接点部９（モータ側固定接点部９）は、モータ側端子ボルト１４における軸方向一端部のボルト頭部に形成されている。
これらバッテリ側固定接点部８およびモータ側固定接点部９には、それぞれ耐摩耗性材料からなる平板状の接点部材１５がろう付けされているが、詳細構造は後述する。
尚、本実施の形態では、接点部材１５として銀合金を用いているが、これに限られるものではない。

また、本実施の形態では、バッテリ側端子ボルト１３、モータ側端子ボルト１４は、鉄製ボルトであるが、これに限られるものではない。
バッテリ側端子ボルト１３のバッテリ側固定接点部８と、モータ側端子ボルト１４のモータ側固定接点部９は、それぞれ樹脂カバー１６内部に配置された状態で、樹脂カバー１６に固定されている。
樹脂カバー１６は、固定鉄心６に当接して配置され、スイッチケース５の端部にかしめ固定されている。

可動接点部材１０は、プランジャ３に取り付けられる、あるいは、プランジャ３と一体に設けられるロッド１７に摺動自在に保持されている。また、ロッド１７の外周には、プランジャ３と可動接点部材１０との間に接点圧スプリング１８が配設されている。
また、樹脂カバー１６と可動接点部材１０の間には、一組の可動接点部１１、１２を一組の固定接点部８、９から離す方向に付勢するための復帰スプリング１９が配設されている。
一組の可動接点部１１、１２は、可動接点部材１０の両端部に形成されており、一方の可動接点部１１はバッテリ側固定接点部８と対向する位置に設けられたバッテリ側可動接点部１１であり、他方の可動接点部１２はモータ側固定接点部９と対向する位置に設けられたモータ側可動接点部１２である。

次に、バッテリ側端子ボルト１３のバッテリ側固定接点部８と接点部材１５のろう付け構造について、図２を用いて説明する。
尚、以下はバッテリ側固定接点部８と接点部材１５のろう付け構造についての説明であるが、モータ側端子ボルト１４のモータ側固定接点部９と接点部材１５のろう付け構造についても同じ構造であるため、説明を省略する。
また、図２においては、接点部材１５をろう付けする際に用いられるろう材の図示は省略している。
図２の（ａ）に示すように、バッテリ側端子ボルト１３のバッテリ側固定接点部８は、接点部材１５がろう付けされるろう付け面８ａを有しており、このろう付け面８ａは、接点部材１５が当接する当接部８ｂと、当接部８ｂを除く非当接部８ｃとからなる。

ろう付け面８ａには、接点部材１５をろう付けするためのろう材を収容するための溝部８ｄが、塑性加工により環状に形成されている。この溝部８ｄは、当接部８ｂと非当接部８ｃとに跨って設けられるとともに、バッテリ側固定接点部８の側面８ｅから外部に露出しない位置に設けられている。
尚、バッテリ側固定接点部８の側面８ｅは、図１に示すように、樹脂カバー１６に保持されることで、バッテリ側端子ボルト１３にナット等を締め付ける際の回り止めの機能を果たしており、これはモータ側固定接点部９においても同様である。
また、ろう材は溝部８ｄに収容されているだけでなく、従来と同様にろう付け面８ａの当接部８ｂにも介在させ、当接部８ｂのろう材と、溝部８ｄに収容されたろう材とにより、接点部材１５をバッテリ側固定接点部８にろう付けする。

次に、スタータ用電磁スイッチ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、バッテリから電磁コイル２に通電されて磁力が発生すると、プランジャ３が固定鉄心６側へ吸引され、リターンスプリング７の付勢力に抗して図１の左方向へ移動する。そして、プランジャ３が固定鉄心６方向に動くとロッド１７も一緒に移動する。
ロッド１７が移動するとロッド１７に保持されている可動接点部材１０も動き、プランジャ３が所定量動くと、バッテリ側可動接点部１１がバッテリ側固定接点部８に接触し、モータ側可動接点部１２がモータ側固定接点部９に接触する。

さらに、プランジャ３が固定鉄心６方向に動くと、接点圧スプリング１８の荷重が、バッテリ側可動接点部１１とバッテリ側固定接点部８の間、およびモータ側可動接点部１２とモータ側固定接点部９の間に与えられる。
そして、バッテリ側可動接点部１１がバッテリ側固定接点部８と当接し、モータ側可動接点部１２がモータ側固定接点部９と当接すると、バッテリからスタータのモータ回路へ電力が供給されスタータモータ（図示しない）が回転する。

その後、イグニッションキーのＯＦＦ操作により、電磁コイル２への通電が停止して磁力が消滅すると、復帰スプリング１９と接点圧スプリング１８の荷重でロッド１７とプランジャ３は元の位置に戻るので、バッテリ側可動接点部１１はバッテリ側固定接点部８から離れ、同様にモータ側可動接点部１２もモータ側固定接点部９から離れ、バッテリからの電力供給がなくなる。これにより、スタータのモータ回路への通電が遮断され、スタータモータは停止する。

上述したスタータ用電磁スイッチ１によれば、バッテリ側固定接点部８とバッテリ側可動接点部１１のうちいずれか一方の接点部（本実施の形態では、バッテリ側固定接点部８）に、耐摩耗性材料からなる接点部材１５がろう付けされ、またモータ側固定接点部９とモータ側可動接点部１２のうちいずれか一方の接点部（本実施の形態では、モータ側固定接点部９）に、耐摩耗性材料からなる接点部材１５がろう付けされているため、接点磨耗による耐久性の低下を抑制することができる。
また、本実施の形態のスタータ用電磁スイッチ１では、接点部材１５がろう付けされるバッテリ側固定接点部８のろう付け面８ａに、ろう材を収容する溝部８ｄを形成し、この溝部８ｄをろう付け面８ａにおける接点部材１５の当接部８ｂと非当接部８cとに跨って設けている。これにより、接点部材１５をバッテリ側固定接点部８にろう付けする際に、溝部８ｄに収容されたろう材によるろう付け状態を目視可能となるので、平板状の接点部材１５の側面１５ａにろう材を付着させることなく、ろう付けに必要な強度を確保することができ、接点部材の磨耗代を最大限活用することができる。
なお、モータ側固定接点部９と接点部材１５とのろう付けについても上記構造のため、同様の効果を奏することは言うまでもない。

ここで、本実施の形態では、バッテリ側固定接点部８とモータ側固定接点部９に接点部材１５をろう付けする場合について説明したが、バッテリ側可動接点部１１とモータ側可動接点部１２に接点部材１５をろう付けした場合においても、バッテリ側可動接点部１１やモータ側固定接点部９のろう付け面における接点部材１５の当接部と非当接部に跨ってろう材を収容する溝部を設けることで、上記と同様の効果を奏する。

また、本実施の形態では、バッテリ側固定接点部８の溝部８ｄは、バッテリ側固定接点部８の側面８ｅから外部に露出しない位置に形成されている。
このため、溝部８ｄに収容されたろう材が、バッテリ側固定接点部８の側面８ｅから漏れ出すことを防止できるので、バッテリ側端子ボルト１３を樹脂カバー１６に組み付ける際に、ろう材が干渉することに起因する組み付け不良の発生を防止することができる。
尚、モータ側固定接点部９に形成する溝部についても、モータ側固定接点部９の側面から外部に露出しない位置に形成することによって、同様の効果を奏する。

さらに、本実施の形態では、バッテリ側固定接点部８の溝部８ｄは、塑性加工により形成されているので、切削加工等により形成される場合と比較して、加工時間が短く、また加工コストを低減することができる。

［変形例］
次に、本実施の形態１における溝部８ｄの形状の変形例を説明する。図３は、本発明の実施の形態１に係るバッテリ側固定接点部周辺の形状の第１の変形例を説明する図であり、図３の（ａ）はバッテリ側固定接点部周辺を接点部材側から見た図、図３の（ｂ）は図３の（ａ）のＢ−Ｂ矢視における断面図である。
また、図４は、本発明の実施の形態１に係るバッテリ側固定接点部周辺の形状の第２の変形例を説明する図であり、図４の（ａ）はバッテリ側固定接点部周辺を接点部材側から見た図、図４の（ｂ）は図４の（ａ）のＣ−Ｃ矢視における断面図、図４の（ｃ）は図４の（ａ）のＤ−Ｄ矢視における断面図である。

上記実施の形態１においては、溝部８ｄはバッテリ側固定接点部８のろう付け面８ａに環状に形成されるとしたが、これに限られるものではなく、例えば図３に示す第１の変形例のように４箇所の溝部８ｄがろう付け面８ａに形成され、また図４に示す第２の変形例のように、十字状の溝部８ｄがろう付け面８ａに形成されるようにしてもよい。

いずれの変形例の場合においても、溝部８ｄをろう付け面８ａにおける接点部材１５の当接部８ｂと非当接部８cとに跨って設けることで、溝部８ｄに収容されたろう材によるろう付け状態を目視可能となるため、平板状の接点部材１５の側面１５ａにろう材を付着させることなく、ろう付けに必要な強度を確保することができ、接点部材１５の磨耗代を最大限活用することができる。
さらに、それぞれの変形例の場合においても、溝部８ｄをバッテリ側固定接点部８の側面８ｅから外部に露出しない位置に形成すれば、上述したように溝部８ｄに収容されたろう材が、バッテリ側固定接点部８の側面８ｅから漏れ出すことを防止できるので、バッテリ側端子ボルト１３を樹脂カバー１６に組み付ける際に、ろう材が干渉することに起因する組み付け不良の発生を防止することができる。

実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係るスタータ用電磁スイッチの断面図である。
本実施の形態では、バッテリ側固定接点部８とバッテリ側可動接点部１１のうちバッテリ側固定接点部８に、耐摩耗性材料からなる接点部材１５がろう付けされ、またモータ側固定接点部９とモータ側可動接点部１２のうちモータ側可動接点部１２に、耐摩耗性材料からなる接点部材１５がろう付けされた場合を示している。

接点磨耗においては、電子が流れ込む側（電子が当たる側）の接点部の金属が溶融し、反対側の接点部に付着する。すなわち本発明のスタータ用電磁スイッチ１においては、バッテリ側固定接点部８側の金属が溶融してバッテリ側可動接点部１１側の金属に付着するとともに、モータ側可動接点部１２側の金属が溶融してモータ側固定接点部９側の金属に付着することになる。
そのため、バッテリ側固定接点部８に接点部材１５をろう付けするとともに、モータ側可動接点部１２に接点部材１５をろう付けすることによって、効果的に接点磨耗を抑制することができる。

尚、本発明におけるスタータ用電磁スイッチ１は、アイドリングストップシステムに用いられるスタータに適用されるのみならず、従来のアイドリングストップシステムを搭載していない車両に用いられるスタータに適用してもよい。

１ スタータ用電磁スイッチ
２ 電磁コイル
３ プランジャ
８ バッテリ側固定接点部
８ｂ 当接部
８ｃ 非当接部
８ｄ 溝部
８ｅ 側面
９ モータ側固定接点部
１０ 可動接点部材
１１ バッテリ側可動接点部
１２ モータ側可動接点部
１３ バッテリ側端子ボルト
１４ モータ側端子ボルト
１５ 接点部材
１６ 樹脂カバー

Claims (4)

1. 通電により磁力を発生する電磁コイルと、
   前記電磁コイルに発生する磁力によって吸引されるプランジャと、
   スタータのモータ回路のバッテリ側に接続されるとともに、軸方向一端部にバッテリ側固定接点部を有するバッテリ側端子ボルトと、
   前記モータ回路のモータ側に接続されるとともに、軸方向一端部にモータ側固定接点部を有するモータ側端子ボルトと、
   前記バッテリ側固定接点部と対向して配置されるバッテリ側可動接点部、及び前記モータ側固定接点部と対向して配置されるモータ側可動接点部を有し、前記プランジャの動きに連動して、前記バッテリ側固定接点部と前記モータ側固定接点部の間を電気的に断続する可動接点部材と、を備え、
   前記バッテリ側固定接点部、または前記バッテリ側可動接点部のうちいずれか一方の接点部と、前記モータ側固定接点部、または前記モータ側可動接点部のうちいずれか一方の接点部とに、それぞれ耐摩耗性材料で構成された平板状の接点部材がろう付けされるスタータ用電磁スイッチであって、
   前記接点部材がろう付けされる前記接点部のろう付け面には、ろう材を収容する溝部が形成され、
   前記溝部は、前記ろう付け面における前記接点部材の当接部と、前記ろう付け面における前記当接部を除く非当接部とに跨って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。
2. 請求項１に記載されたスタータ用電磁スイッチにおいて、
   前記バッテリ側固定接点部及び前記モータ側固定接点部を内部に収容するとともに、前記バッテリ側固定接点部の側面及び前記モータ側固定接点部の側面を保持する樹脂カバーを備え、
   前記接点部材は、前記バッテリ側固定接点部及び前記モータ側固定接点部にろう付けされ、
   前記溝部は、前記バッテリ側固定接点部の前記側面及び前記モータ側固定接点部の前記側面からそれぞれ外部に露出しない位置に設けら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。
3. 請求項１に記載されたスタータ用電磁スイッチにおいて、
   前記接点部材は、前記バッテリ側固定接点部及び前記モータ側可動接点部にろう付けされていることを特徴とするスタータ用電磁スイッチ。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のスタータ用電磁スイッチにおいて、
   前記溝部は塑性加工により形成さ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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