JP6756453B1 - 補助リレーおよびスタータ用電磁スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】防水性の向上と製造工程を簡素化することができる補助リレーおよびスタータ用電磁スイッチ装置を提供する。【解決手段】電磁スイッチ本体に電力を供給する補助リレーにおいて、副コイルと、副コイルの励磁により吸引力を発生させる副固定鉄心と、副固定鉄心に固定され、磁気回路を形成する副継鉄と、副固定鉄心に吸引保持される副可動鉄心と、副可動鉄心に係合され副可動鉄心と共に移動する副ロッドと、副ロッドと係合された副可動接点と、副可動鉄心の吸引保持時に副可動接点と当接する一対の副固定接点と、副継鉄に固定され、一対の副固定接点を保持する突起部を有する熱硬化性樹脂製のホルダと、ホルダの突起部が貫通する貫通穴を有し、貫通穴からはみ出した突起部を変形させた変形部によりホルダに固定され、ホルダと共に一対の副固定接点を収容する副接点室を形成する熱硬化性樹脂製の副カバーとを備えている。【選択図】図７Ｂ

Description

本願は、補助リレーおよびスタータ用電磁スイッチ装置に関するものである。

従来、特にバス、トラックといった大排気量エンジンを始動させるスタータ用電磁スイッチ装置については、これを作動させるために大電流を供給する必要がある。
この電流供給手段として補助リレーと呼ばれるスタータ用電磁スイッチ装置より小型のリレーを使用している。
補助リレーはスタータ用電磁スイッチ装置の近傍に設置し電気回路を構成するよう配線で接続するが、エンジン室内でこの補助リレーの設置空間を確保することが困難であったり、配線の配策が難しいことも多いため、この設置空間および配線を不要とした補助リレーを内蔵したスタータ用電磁スイッチ装置が知られている（例えば特許文献１）。

特許第６４１６４３９号公報

しかしながら、特許文献１のような補助リレーの構成では、補助リレーの各部品の軸方向寸法ばらつきにより、副可動接点の軸方向の位置がばらつき、副固定接点との適正クリアランスを確保できない。
そこで上部の副カバーとさらに上部の全体を覆う主カバーの間にバネを追加し、寸法ばらつきを吸収する必要があった。
しかし、バネを追加することにより、全体を覆う主カバーの組付け性が悪化し、バネの反力で主カバーが浮上り、端子台(キャップスイッチ)との防水性が低下するという課題がある。
また、補助リレーの接点室を構成するにはスタータ用電磁スイッチ装置にまで組み上げる必要があり、補助リレー単体の動作チェックをすることができない。
このため、製造工程でスタータ用電磁スイッチ装置に組み込まれた状態で補助リレーの動作チェックをしなければならず、製造工程が複雑になるという課題があった。

本願は、前記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、防水性の向上と製造工程の簡素化が図れる補助リレーおよびスタータ用電磁スイッチ装置を提供することを目的としている。

本願に開示される補助リレーは、
スタータ用電磁スイッチ装置に内蔵され、始動信号に応じて電磁スイッチ本体に電力を供給する補助リレーにおいて、
副コイルと、
前記副コイルの励磁により吸引力を発生させる副固定鉄心と、
前記副固定鉄心に固定され、磁気回路を形成する副継鉄と、
前記副固定鉄心に吸引保持される副可動鉄心と、
前記副可動鉄心に係合され前記副可動鉄心と共に移動する副ロッドと、
前記副ロッドと係合された副可動接点と、
前記副可動鉄心の吸引保持時に前記副可動接点と当接する一対の副固定接点と、
前記副継鉄に固定され、前記一対の副固定接点を保持する突起部を有する熱硬化性樹脂製のホルダと、
前記ホルダの突起部が貫通する貫通穴を有し、前記貫通穴からはみ出した前記突起部を変形させた変形部により前記ホルダに固定され、前記ホルダと共に前記一対の副固定接点を収容する副接点室を形成する熱硬化性樹脂製の副カバーとを備えている。

本願に開示される技術によれば、防水性の向上と製造工程の簡素化が図れる補助リレーおよびスタータ用電磁スイッチ装置を得ることができる。

実施の形態１に係るスタータ用電磁スイッチ装置を搭載したスタータの部分断面図である。 実施の形態１に係るスタータ用電磁スイッチ装置を搭載したスタータの電気回路図である。 図１におけるスタータ用電磁スイッチ装置全体の外形を示す平面図および側面図である。 図３のＡ−Ａ線におけるスタータ用電磁スイッチ装置の要部断面図である。 図３のＢ−Ｂ線におけるスタータ用電磁スイッチ装置の要部断面図である。 実施の形態１に係るスタータ用電磁スイッチ装置の外観図である。 実施の形態１に係るスタータ用電磁スイッチ装置の分解図である。 実施の形態１に係る補助リレーの外観図である。 実施の形態１に係る補助リレーの断面図である。 実施の形態１に係る補助リレーの要部を示す分解図である。 実施の形態１に係る回り止め機構の一例を示す分解図である。 実施の形態１に係る回り止め機構の他の例を示す分解図である。 実施の形態２に係る補助リレーの外観図である。 実施の形態２に係る補助リレーの断面図である。

実施の形態１．
まず、スタータ１の構成について説明する。
図１は実施の形態１に係るスタータ用電磁スイッチ装置を搭載したスタータの部分断面図である。
スタータ１は、スタータ用電磁スイッチ装置２、モータ３、シフトレバー４、シャフト５、ピニオン６を備える。
スタータ１は、始動信号に応じてスタータ用電磁スイッチ装置２が付勢されるとシフトレバー４を移動させ、シフトレバー４介してシャフト５と係合されたピニオン６を前方に押し出しエンジンのリングギヤ（図示しない)と噛合わせる。
また、モータ３にもスタータ用電磁スイッチ装置２を介して電流がながれモータ３が回転し、シャフト５と係合されたピニオン６が回転しエンジンへ動力を伝達することでエンジンを始動させる。

図２は、実施の形態１に係るスタータ用電磁スイッチ装置２を搭載したスタータ１の電気回路図である。
スタータ用電磁スイッチ装置２は、一対の主固定接点７、主可動接点８、吸引コイル１２および保持コイル１３を有する電磁スイッチ本体と、一対の副固定接点１５、副可動接点１６および副コイル１９を有する補助リレー２４とを含み、キースイッチＳＳがオンされると、制御装置ＣＡからの始動信号に応じて、後述するように補助リレー２４を作動させ、電磁スイッチ本体の吸引コイル１２および保持コイル１３に電力を供給し、シフトレバー４を駆動すると共に、主可動接点８を移動させ一対の主固定接点７を介してバッテリＢからモータ３に電力を供給する。

次に、スタータ用電磁スイッチ装置２の構成について詳細に説明する。
図３は、図１におけるスタータ用電磁スイッチ装置全体の外形を示す平面図および側面図、図４は、図３のＡ−Ａ線におけるスタータ用電磁スイッチ装置の要部断面図である。
スタータ用電磁スイッチ装置２はモータ３に電力を供給するための電気回路を構成する一対の主固定接点７を備え、一端の主固定接点７ａはモータ３に接続され、もう一端の主固定接点７ｂはバッテリＢに接続される（図２参照）。
更に、スタータ用電磁スイッチ装置２は、一対の主固定接点７を電気的に接続することによりモータ電気回路を形成する主可動接点８と、主可動接点８と係合され主可動接点８と共に軸方向に移動することができる主ロッド９と、磁性体からなり、主可動接点８を一対の主固定接点７の向きに主ロッド９を介して移動させる主可動鉄心１０と、主可動鉄心１０との間に吸引力を発生する磁性体からなる主固定鉄心１１と、主可動鉄心１０に吸引する磁界を発生させる吸引コイル１２と、主可動鉄心１０を吸引後の移動端に保持する磁界を発生させる保持コイル１３と、吸引コイル１２と保持コイル１３が発生する磁界の磁気回路であり磁性体からなる主継鉄１４を備えている。
なお、図では、吸引コイル１２と保持コイル１３を個別のコイルで構成する例を示しているが、単一の吸引保持コイルに置換えたシングルコイル構成であっても良い。

図５は図３のＢ−Ｂ線におけるスタータ用電磁スイッチ装置の要部断面図で、補助リレー部分の断面を示すものである。
補助リレー２４は、上述したように、始動信号に応じて吸引コイル１２および保持コイル１３を有する電磁スイッチ本体に電力を供給するものである。
補助リレー２４は、一対の副固定接点１５と、一対の副固定接点１５との間を電気的に接続することにより吸引コイル１２および保持コイル１３に電力を供給する電気回路を構成する副可動接点１６と、副可動接点１６を一対の副固定接点１５の方向に移動させる磁性体からなる副可動鉄心１7と、副可動鉄心１７に対し吸引力を作用させる磁性体からなる副固定鉄心１８と、副固定鉄心１８の副可動鉄心１７に対する吸引力のもととなる起磁力を発生する副コイル１９と、副コイル１９の通電による励磁により磁気回路を形成する副継鉄２０と、副可動接点１６に係合された副ロッド２１と、副コイル１９の通電による励磁がなされず吸引力が発生していない時（非励磁時）、副可動鉄心１７と副ロッド２１を介して副可動接点１６を静止位置に保持する副リターンバネ２２とを備え、副コイル１９に通電による励磁により副固定鉄心１８の端面に副可動鉄心１７が吸引保持される時、副可動接点１６は副ポイントバネ２３によって移動し副固定接点１５の端面で当接保持される。

図６Ａ，６Ｂは、スタータ用電磁スイッチ装置２の外観図および分解図である。
スタータ用電磁スイッチ装置２は、樹脂製のキャップスイッチ２５とキャップスイッチ２５の上部全体を覆う樹脂製の主カバー２６を備えている。
キャップスイッチ２５には補助リレー収納室２７があり、その中に補助リレー２４が収納される。
補助リレー収納室２７は、一対の主固定接点７と主可動接点８が収納される主接点室２８とは隔壁で分離されている。
キャップスイッチ２５の補助リレー収納室２７のある端面に弾性材料からなるパッキン２９を備え、キャップスイッチ２５の補助リレー収納室２７がある端面と向かい合うように設置された主カバー２６は、一対の主固定接点７ａ，７ｂにつながるボルト端子７ｃ，７ｄをナットで締めることでパッキン２９を潰して固定される（図５，６Ａ，６Ｂ参照）。
このようにキャップスイッチ２５と主カバー２６で挟み込まれ、キャップスイッチ２５の開口部側の端面の全周をシールするパッキン２９を備えることにより、補助リレー収納室２７を含むキャップスイッチ２５と主カバー２６の間の空間にシール材を塗布することなく、シールすることができ防水性の向上が図れる。

次に補助リレー２４の内部構造について詳細に説明する。
図７Ａ，７Ｂは、実施の形態１における補助リレー２４の外観図および断面図である。
副コイル１９は、貫通穴を有した副ボビン３０に巻回されている。
副コイル１９の各コイル端は副ボビン３０に固定されたターミナル３１に電気的に接続される。
副コイル１９が巻回された副ボビン３０の貫通穴に副固定鉄心１８が配置される。
副固定鉄心１８の非貫通穴に副リターンバネ２２が収納され、副ボビン３０の貫通穴に副ロッド２１が固定された副可動鉄心１７が配置される。
コ字状の副継鉄２０が副ボビン３０の上面に配置され、下部の爪部２０ａをかしめることにより副固定鉄心１８に固定されている。
副継鉄２０の上部には、熱可塑性樹脂からなるホルダ３２をインサート成形され、ホルダ３２には外方に突出する一対の突起部３４が形成されている。
一対の副固定接点１５は、それぞれ貫通穴を有しており、その貫通穴はホルダ３２の一対の突起部３４にそれぞれ差し込まれ、一対の副固定接点１５がホルダ３２に保持されている。
副可動鉄心１７と一体化された副ロッド２１はホルダ３２の中心に設けられた貫通穴に差し込まれている。
更に、ホルダ３２の外側に設けられた一対の突起部３４には、副カバー３５に設けられた一対の貫通穴も差し込まれている。
副カバー３５がホルダ３２上に配置された後、ホルダ３２の一対の突起部３４は、副カバー３５からはみ出した突出部を熱カシメによりそれぞれ傘状の変形部３６として変形される。
これにより副カバー３５がホルダ３２に固定され、ホルダ３２と副カバー３５に挟まれた空間である副接点室３７に、一対の副固定接点１５、副ロッド２１、副可動接点１６、副ポイントバネ２３が内包される。

図８Ａ〜８Ｃは、実施の形態１における補助リレー２４を構成するホルダ３２、副継鉄２０とこれらに組付けられる副ロッド２１、副可動接点１６、副ポイントバネ２３の分解図である。
副ポイントバネ２３は、副可動接点１６の貫通穴１６ａに副ロッド２１を差込んで、副ロッド２１に食いつかせるように固定することにより一体化される（図８Ａ参照）。
この場合、図８Ｂ，８Ｃに示すように、副可動接点１６の貫通穴の形状は、Ｈカット穴１６ｂあるいはＤカット穴１６ｃにし、副ロッド２１の副可動接点１６に差し込む箇所をＨカットあるいはＤカットにすることで、副可動接点１６と副ロッド２１、および副ロッド２１とホルダ３２の相互間の回動を防止する回り止め機構が構成され、組付け性が改善される。
更に、ホルダ３２の中心に設けられた貫通穴の形状を、Ｈカット穴あるいはＤカット穴にし、副ロッド２１のホルダ３２に差し込む箇所をＨカット穴あるいはＤカット穴にすることで回り止め機構が構成され、組み付け性が改善される。

以上のように、実施の形態１におけるスタータ用電磁スイッチ装置の補助リレーは、スタータ用電磁スイッチ装置に内蔵され、始動信号に応じて電磁スイッチ本体に電力を供給する補助リレーにおいて、副コイルと、前記副コイルの励磁により吸引力を発生させる副固定鉄心と、前記副固定鉄心に固定され、磁気回路を形成する副継鉄と、前記副固定鉄心に吸引保持される副可動鉄心と、前記副可動鉄心に係合され前記副可動鉄心と共に移動する副ロッドと、前記副ロッドと係合された副可動接点と、前記副可動鉄心の吸引保持時に前記副可動接点と当接する一対の副固定接点と、前記副継鉄に固定され、前記一対の副固定接点を保持する突起部を有する熱硬化性樹脂製のホルダと、前記ホルダの突起部が貫通する貫通穴を有し、前記貫通穴からはみ出した前記突起部を変形させた変形部により前記ホルダに固定され、前記ホルダと共に前記一対の副固定接点を収容する副接点室を形成する熱硬化性樹脂製の副カバーとを備えている。
これにより、補助リレーをスタータ用電磁スイッチ装置のキャップスイッチ内に収納する前に、補助リレーのみで組立体を構成することができ、補助リレーだけで動作チェック、例えば、補助リレーの副コイルに通電し、補助リレーの接点がオンする時（副可動接点が一対の副固定接点を閉路する時）の副コイルへの励磁電圧、電流を測定して、補助リレーが正常に機能するか否かの確認が可能となり、またキャップスイッチに収納後寸法ばらつきを吸収するためのバネを必要とせず、生産性に優れ防水性が向上したスタータ用電磁スイッチ装置を得ることができる。

実施の形態２．
図９Ａ，９Ｂは実施の形態２における補助リレーの外観図および断面図である。
実施の形態１では、ホルダ３２の一対の突起部３４がホルダ３２からはみ出した突出部を熱カシメにより変形させ、それぞれ傘状の変形部３６を形成しているが、図９Ａ，９Ｂに示すように、はみ出た突出部を熱カシメによりドーナツ状に変形させ、ドーナツ状の変形部３８を形成することにより副カバー３５をホルダ３２に固定してもよい。
このように変形部３８をドーナツ状とした場合は、突起部３４を熱カシメにより溶かす時に、傘状の場合は突起部３４の円周から熱を加えるのに対し、ドーナツ状にすることで突起円周と突起中心から同時に熱を加えて突起部３４の深部まで熱を加えやすくなり、溶け残りを少なくして変形部３８の強度アップを図ることができる。
以上の構成により、補助リレー２４は、スタータ用電磁スイッチ装置２に組み込まれる前に独立して動作チェックができるようになり、製造工程における動作チェック工程を簡素化することができる。

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

Ｂ：バッテリ、ＳＳ：キースイッチ、ＣＡ：制御装置、１：スタータ、２：スタータ用電磁スイッチ装置、３：モータ、４：シフトレバー、５：シャフト、６：ピニオン、７：主固定接点、７ａ,７ｂ：主固定接点、７ｃ,７ｄ：ボルト端子、８：主可動接点、９：主ロッド、１０：主可動鉄心、１１：主固定鉄心、１２：吸引コイル、１３：保持コイル、１４：主継鉄、１５：副固定接点、１６：副可動接点、１６ａ：貫通穴、１６ｂ：Ｈカット穴、１６ｃ：Ｄカット穴、１７：副可動鉄心、１８：副固定鉄心、１９：副コイル、２０：副継鉄、２０ａ：爪部、２１：副ロッド、２２：副リターンバネ、２３：副ポイントバネ、２４：補助リレー、２５：キャップスイッチ、２６：主カバー、２７：補助リレー収納室、２８：主接点室、２９：パッキン、３０：副ボビン、３１：ターミナル、３２：ホルダ、３４：突起部、３５：副カバー、３６：変形部、３７：副接点室、３８：変形部

Claims (9)

1. スタータ用電磁スイッチ装置に内蔵され、始動信号に応じて電磁スイッチ本体に電力を供給する補助リレーにおいて、
   副コイルと、
   前記副コイルの励磁により吸引力を発生させる副固定鉄心と、
   前記副固定鉄心に固定され、磁気回路を形成する副継鉄と、
   前記副固定鉄心に吸引保持される副可動鉄心と、
   前記副可動鉄心に係合され前記副可動鉄心と共に移動する副ロッドと、
   前記副ロッドと係合された副可動接点と、
   前記副可動鉄心の吸引保持時に前記副可動接点と当接する一対の副固定接点と、
   前記副継鉄に固定され、前記一対の副固定接点を保持する突起部を有する熱硬化性樹脂製のホルダと、
   前記ホルダの突起部が貫通する貫通穴を有し、前記貫通穴からはみ出した前記突起部を変形させた変形部により前記ホルダに固定され、前記ホルダと共に前記一対の副固定接点を収容する副接点室を形成する熱硬化性樹脂製の副カバーとを備えた
   ことを特徴とする補助リレー。
2. 前記ホルダの突起部は、前記一対の副固定接点に対応して一対形成されると共に、前記一対の副固定接点は前記突起部が貫通する一対の貫通穴を有し、前記ホルダと前記副カバーで挟持固定されていることを特徴とする請求項１に記載の補助リレー。
3. 前記変形部は、熱カシメにより形成されたものであることを特徴とする請求項１または２に記載の補助リレー。
4. 前記変形部は、傘状またはドーナツ状の形状を有することを特徴とする請求項３に記載の補助リレー。
5. 前記ホルダは、前記副継鉄にインサート成形されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の補助リレー。
6. 前記副固定鉄心に設けられた非貫通穴に、前記副コイルの非励磁時に、前記副可動鉄心と前記副ロッドを介して前記副可動接点を静止位置に保持する副リターンバネが収納されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の補助リレー。
7. 前記副可動接点と前記副ロッド、および前記副ロッドと前記ホルダの間に相互間の回動を防止する回り止め機構を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の補助リレー。
8. 一対の主固定接点、主可動接点、吸引コイルを有し、前記吸引コイルの付勢時に前記主可動接点を移動させ前記一対の主固定接点を介してモータの電気回路を形成すると共に、シフトレバーを移動させる電磁スイッチ本体と、
   一対の副固定接点、副可動接点および副コイルを有し、前記一対の副固定接点が前記電磁スイッチ本体の前記吸引コイルに接続され、始動信号に応じて、前記副コイルを励磁し前記副可動接点を移動させ前記一対の副固定接点を介して前記電磁スイッチ本体の前記吸引コイルを付勢する補助リレーと、
   前記主固定接点と前記主固定接点を収納する主接点室と前記補助リレーを収納する補助リレー収納室が設けられたキャップスイッチと、
   前記キャップスイッチに固定され、前記キャップスイッチの上部全体を覆う主カバーとを備え、
   前記補助リレーは、請求項１から７のいずれか一項に記載の補助リレーである
   ことを特徴とするスタータ用電磁スイッチ装置。
9. 前記キャップスイッチと前記主カバーで挟み込まれ、前記キャップスイッチの開口部側の端面の全周をシールするパッキンを備えたことを特徴とする請求項８に記載のスタータ用電磁スイッチ装置。

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