JP7005696B1

JP7005696B1 - 継電器

Info

Publication number: JP7005696B1
Application number: JP2020115343A
Authority: JP
Inventors: 康裕山根
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-07-03
Filing date: 2020-07-03
Publication date: 2022-01-24
Anticipated expiration: 2040-07-03
Also published as: JP2022024222A; DE102021203687A1

Abstract

【課題】エンゲージスイッチの接点溶着による不具合を容易に検出することができる継電器を提供することを目的としている。【解決手段】継電器は、可動接点及び可動接点と接離する固定接点と、可動接点を駆動する励磁コイルに接続された励磁コイル端子と、固定接点に対してそれぞれ電気的に接続された主端子と、エンゲージスイッチの励磁コイルに接続される主端子の電圧を検出する電圧検出用のコネクタ端子と、を備え、主端子の電圧を検出することでエンゲージスイッチの端子溶着を監視することができ、スタータモータに異常な連続通電が行われないようにすることができる。【選択図】図４

Description

本願は、継電器に関するものである。

一般に、車両用エンジンを始動する場合には、スタータを起動させるために、スタータのスイッチコイルへの通電が行われる。このとき、車両側電源系統からスイッチコイルに通電される電流は比較的大きいので、直接エンゲージスイッチへの通電を行わずに、継電器（スタータリレー）を用いて、車両側からの小さな電流を継電器の励磁コイルに流し、継電器の固定接点を閉路させることにより、車両用電源からエンゲージスイッチへの通電を行う技術が適用されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、スタータのエンゲージスイッチの接点溶着(すなわち、可動接点と固定接点との溶着)が発生すると、車両側電源系統の電流の通電の有無オン/オフとは関係なく、スタータ本体に常時電流が通電されるため、スタータの動作に支障がでる可能性がある。そのため、エンゲージスイッチのＭ端子の電圧を検出することで、キースイッチがＳＴ位置から開放された後も、Ｍ端子に電圧が有る場合に、エンゲージスイッチの接点溶着の検出を行うことができるようにすることが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

特開平１０－０１８９４９号公報特開２００１－３４９２６９号公報

しかしながら、特許文献２による従来のスタータ保護装置では、エンゲージスイッチのモータ側端子（Ｍ端子）の電圧を検出するために、別途リード線を用いてエンゲージスイッチのＭ端子から外部に引き出して電圧を検出する必要があり、レイアウト性、リード線の組付け性に課題があった。

本願は、上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、エンゲージスイッチの接点溶着による不具合を容易に検出することができる継電器を提供することを目的とするものである。

本願に開示される継電器は、可動接点及び前記可動接点と接離する固定接点と、前記可動接点を駆動する励磁コイルに接続された励磁コイル端子と、前記固定接点に対して電気的に接続された主端子と、を有し、スタータのエンゲージスイッチの励磁コイルに通電する継電器であって、前記エンゲージスイッチの前記励磁コイルとリード線を介して電気的に接続されるとともに、前記主端子の電圧を検出する電圧検出用のコネクタ端子を有するコネクタを備え、前記コネクタは、前記コネクタ端子と圧入または半田付けされて固定され接続されている接続用導体と、前記コネクタ端子に前記接続用導体を介して接続される前記主端子が挿入されるブッシュと、により構成され、検出された前記電圧により前記エンゲージスイッチの異常の有無を監視することを特徴とするものである。

本願に開示される継電器によれば、エンゲージスイッチの励磁コイルに繋がる継電器の主端子により電圧異常を監視することで、エンゲージスイッチの接点溶着によるスタータの不具合の発生を抑制することができるという効果がある。

実施の形態１に係る継電器を含むスタータの回路図である。実施の形態１に係る継電器本体を示す正面図である。実施の形態１に係る継電器本体に取付けられるコネクタの断面図である。実施の形態１に係る継電器の全体を示す正面図である。実施の形態２に係る継電器の全体を示す正面図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る継電器を含むスタータの回路図である。図２は、実施の形態１に係る継電器本体を示す正面図である。図３は、実施の形態１に係る継電器本体に取付けられるコネクタの断面図である。図４は、実施の形態１に係る継電器の全体を示す正面図である。

本願の車両用エンジンの始動に使用されるスタータ１００は、車両に搭載されたバッテリ６０からスタータモータ５０に電力を供給するエンゲージスイッチ２００と、このエンゲージスイッチ２００と継電器（スタータリレー）３０とにより構成されている。また、継電器３０のコネクタ２０は、電圧検出用のコネクタ端子２２を備え、電圧検出器３００と接続されている。

スタータモータ５０を起動させるために、バッテリ６０からエンゲージスイッチ２００の吸引コイル３１に通電される。ここで、前述したように、通常、バッテリ６０からエンゲージスイッチ２００の吸引コイル３１に通電される電流は比較的大きいので、直接、エンゲージスイッチ２００への通電を行わずに、継電器本体１を用いて、バッテリ６０からの小さな電流を継電器本体１の励磁コイル１１に流し、継電器本体１の一対の固定接点、すなわち、リレー固定接点１２ａとリレー固定接点１２ｂとを閉路させることにより、エンゲージスイッチ２００の吸引コイル３１に通電を行い、エンゲージスイッチ２００の可動接点２９が駆動され、バッテリ側固定接点２８ａとモータ側固定接点２８ｂとが閉路される。これにより、バッテリ６０からスタータモータ５０に電力が供給される。

次に、図１を用いて、実施の形態１に係る継電器３０を含むスタータ１００の回路図について説明する。
図１に示すように、エンゲージスイッチ２００のバッテリ側固定接点２８ａは、車両に搭載されたバッテリ６０の正極側端子に接続されている。継電器本体１は、励磁コイル１１を備えており、この励磁コイル１１の一端は、キースイッチ４０を介してバッテリ６０の正極側端子に接続されている。また、継電器本体１は、リレー固定接点１２ａ，１２ｂと、励磁コイル１１が励磁されることにより移動してリレー固定接点１２ａ，１２ｂと接触するリレー可動接点１３とを備えている。

また、継電器本体１の一方のリレー固定接点１２ａは、主端子３、リード線１４を介して、さらには、エンゲージスイッチ２００のバッテリ側端子２７を介して、エンゲージスイッチ２００のバッテリ側固定接点２８ａに接続される。継電器本体１の他方のリレー固定接点１２ｂは、主端子４、リード線１５を介して、さらには、エンゲージスイッチ２００の継電器側端子２６を介して、励磁コイルである吸引コイル３１の一端及び保持コイル３２の一端に接続されている。エンゲージスイッチ２００のモータ側固定接点２８ｂは、吸引コイル３１の他端とともに、モータ側端子３４（M端子）を介してスタータモータ５０の電機子コイルの一端に接続されている。

図１において、キースイッチ４０がオンされると、継電器本体１内の励磁コイル１１が励磁されることにより、リレー可動接点１３が移動してリレー固定接点１２ａ，１２ｂに接触し、リレー固定接点１２ａ，１２ｂ間を閉じる。これにより、継電器側端子２６を介してエンゲージスイッチ２００内の吸引コイル３１及び保持コイル３２に電流が流れ、可動接点２９が移動して、バッテリ側固定接点２８ａとモータ側固定接点２８ｂとが導通される。これにより、バッテリ６０から電力が供給され、スタータモータ５０が駆動される。また、スタータ１００のエンゲージスイッチ２００の接点溶着(すなわち、可動接点２９とバッテリ側固定接点２８ａ及びモータ側固定接点２８ｂとの溶着)の発生の有無を検出するため、継電器本体１のリレー固定接点１２ｂに繋がる主端子４にコネクタ２０の電圧検出用のコネクタ端子２２が電気的に接続されている。

図２に示すように、継電器本体１には、側端面に配置された励磁コイル端子２と、ナット５及びＳＰＬワッシャ６により固定された一対の主端子３，４と、ネジ７により固定された非導電性のキャップ８と、ケース９と、が設けられている。継電器本体１の内部には、励磁コイル端子２に接続された励磁コイル１１（図示せず。）が設けられている。また、キャップ８の内部には、励磁コイル１１により駆動される継電器本体１のリレー可動接点１３とリレー固定接点１２ａ，１２ｂ（図示せず。）が設けられており、主端子３，４は、リレー固定接点１２ａ，１２ｂに電気的に接続されている。

次に、図３にコネクタ２０の断面側面図を示す。図３において、コネクタ２０は、非導電性部材２１と、非導電性部材２１内に設けられたコネクタ端子２２及びコネクタ端子２２と接続用導体２３によって接続されているブッシュ２４と、固定用端子２５と、により構成されている。

コネクタ端子２２と接続用導体２３は、非導電性部材２１とともに一体成型されるか、または、別体のものを圧入する（または、カシメる。）ことにより電気的に接続されている。また、接続用導体２３とブッシュ２４は、非導電性部材２１とともに一体成型されるか、別体のものを圧入する（または、半田付けする。）ことにより電気的に接続されている。
なお、コネクタ端子２２は、電気的接続が容易な丸ピンタイプであってもよい。

また、ブッシュ２４は、非導電性部材２１と一体成型されるか、または非導電性部材２１内に圧入されており、主端子４の中心軸と同軸になるように配置されている。
また、ここでは、ブッシュ２４の底部と継電器本体１のキャップ８の上面との間の封止材として、非導電性でかつ弾力性のある弾性部材からなるパッキンを用いる、あるいは、ブッシュ２４の底部周囲に非導電性のシール部材を塗布してもよい。

図４は、継電器本体１にコネクタ２０を取り付けた継電器３０（１極の継電器）の正面図を示すものであり、図２の継電器本体１に図３のコネクタ２０を接続した状態を示している。
図４において、コネクタ２０の固定用端子２５は、ネジ１０により継電器本体１の励磁コイル端子２に固定されている。励磁コイル端子２は、キャップ８に固定されるとともに、継電器本体１内の励磁コイル１１に電気的に接続されている。また、継電器本体１の主端子４には、コネクタ２０のブッシュ２４が挿入されて、ナット５により接続固定されている。

コネクタ端子２２は、継電器本体１（スタータリレー）の主端子４に対して、電気的に接続される。また、ブッシュ２４は、主端子４を介して継電器本体１のリレー固定接点１２ｂに対して、電気的に接続される。

図４において、コネクタ２０のブッシュ２４と、継電器本体１（スタータリレー）の主端子４の周辺部分のキャップ８との接触面は、パッキンを介して隙間なく密着しており、導電性を有する部品が露出しないように接続されている。また、継電器３０は、スタータモータ５０（図示せず）が内蔵されたスタータ１００に電気的に接続されている。

従来、特許文献２では、スタータモータ５０と繋がっているエンゲージスイッチ２００のモータ側端子３４（Ｍ端子）の電圧を検出し、スタータモータ５０への異常通電を監視していた。これに対して本願では、エンゲージスイッチ２００のモータ側端子３４（Ｍ端子）にリード線１５によって繋がっている継電器３０の主端子４の電圧を検出することで、スタータモータ５０への異常な連続通電を監視している。

したがって、実施の形態１によれば、コネクタ２０が取付けられた継電器３０をそのまま利用して主端子４にコネクタ２０を介して電圧検出用のコネクタ端子２２を取付けるという簡単な方法で、エンゲージスイッチ２００の端子溶着を検出することができ、スタータモータ５０に異常な連続通電が行われないように、監視することが可能となる。

このように、実施の形態１による継電器では、電圧検出器に接続するために、エンゲージスイッチのスタータモータ側の端子部にリード線付けのコネクタ他を使用せずに、継電器の主端子側に電圧検出用のコネクタ端子を取付けることにより、エンゲージスイッチの端子溶着を検出することで、スタータモータに異常な連続通電が行われないように、レイアウト性およびコスト面に優れた異常監視機能を有する継電器を実現することができるという効果がある。

実施の形態２．
図５は、実施の形態２に係るにおけるコネクタが取付けられた継電器の全体を示す正面図である。実施の形態１に係る継電器との違いは、コネクタの変形例であり、実施の形態１のコネクタ２０が１極用であるのに対して、実施の形態２のコネクタ２０Ａが３極用である点である。

次に、実施の形態２に係る継電器の構成について説明する。図５に示すように、実施の形態２の継電器３０Ａは、図２の継電器本体１に３極用のコネクタ２０Ａを接続したものである。
一つ目のコネクタ端子２２は、ブッシュ２４と電気的に接続されており、二つ目のコネクタ端子２２ａは、固定用端子２５ａと電気的に接続されており、三つ目のコネクタ端子２２ｂは、三つ目の固定用端子２５ｂと電気的に接続されている。また、これら三つのコネクタ端子２２，２２ａ，２２ｂ間は、非導電性部材２１を介して、互いに絶縁されている。

これにより、コネクタ端子２２は、ブッシュ２４を介して、主端子４と電気的に接続され、コネクタ端子２２ａ，２２ｂは、固定用端子２５ａ，２５ｂを介して継電器本体１の一対の励磁コイル端子２に対して、それぞれ電気的に接続されている。

コネクタ２０Ａの固定用端子２５ａは、ネジ１０ａにより、継電器本体１の一方の励磁コイル端子２に接続されており、同様に、固定用端子２５ｂは、ネジ１０ｂにより、継電器本体１の他方の励磁コイル端子２に接続されている。また、継電器本体１の主端子４には、図４と同様に、ブッシュ２４が挿入されて、ナット５により接続固定されている。

コネクタ端子が３極の場合であっても、コネクタ２０Ａにおいて、ブッシュ２４に接続されるコネクタ端子２２に、一対の励磁コイル端子２と結線される固定用端子２５ａ，２５ｂに接続されるコネクタ端子２２ａ，２２ｂを追加し、３極構成のコネクタ端子構成にすることで対応が可能となり、３極のコネクタ２０Ａが取り付けられた継電器３０Ａを簡単に実現することができる。

また、実施の形態１と同様、スタータモータ５０への異常通電を監視するために、継電器３０の主端子４の電圧を検出する電圧検出器３００が電圧検出用のコネクタ端子２２を介して、リード線１６により取付けられる。

このように、実施の形態２による継電器では、継電器本体に取付けられるコネクタが３極であっても、実施の形態１の場合と同様、電圧検出器に接続するために、エンゲージスイッチのスタータモータ側の端子部に変更を加えることなく、継電器の主端子側に電圧検出用端子を取付けることにより、エンゲージスイッチの端子溶着を検出することで、スタータモータに異常通電が行われないように、レイアウト性およびコスト面に優れた異常監視機能を有する継電器を実現することができるという効果がある。

また、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、本願明細書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。

また、図において、同一符号は、同一または相当部分を示す。

１継電器本体、２励磁コイル端子、３，４主端子、５ナット、６ＳＰＬワッシャ、７ネジ、８キャップ、９ケース、１０，１０ａ，１０ｂネジ、１１励磁コイル、１２ａ，１２ｂリレー固定接点、１３リレー可動接点、１４，１５，１６リード線、２０，２０Ａコネクタ、２１非導電性部材、２２，２２ａ，２２ｂコネクタ端子、２３接続用導体、２４ブッシュ、２５，２５ａ，２５ｂ固定用端子、２６継電器側端子、２７バッテリ側端子、２８ａバッテリ側固定接点、２８ｂモータ側固定接点、２９可動接点、３０，３０Ａ継電器、３１吸引コイル、３２保持コイル、３４モータ側端子、４０キースイッチ、５０スタータモータ、６０バッテリ、１００スタータ、２００エンゲージスイッチ、３００電圧検出器

Claims

可動接点及び前記可動接点と接離する固定接点と、
前記可動接点を駆動する励磁コイルに接続された励磁コイル端子と、
前記固定接点に対して電気的に接続された主端子と、を有し、
スタータのエンゲージスイッチの励磁コイルに通電する継電器であって、
前記エンゲージスイッチの前記励磁コイルとリード線を介して電気的に接続されるとともに、前記主端子の電圧を検出する電圧検出用のコネクタ端子を有するコネクタを備え、
前記コネクタは、前記コネクタ端子と圧入または半田付けされて固定され接続されている接続用導体と、前記コネクタ端子に前記接続用導体を介して接続される前記主端子が挿入されるブッシュと、により構成され、
検出された前記電圧により前記エンゲージスイッチの異常の有無を監視することを特徴とする継電器。
前記コネクタには、複数のコネクタ端子が設けられ、前記主端子と接続される前記コネクタ端子の他に前記励磁コイル端子と接続されるコネクタ端子を備えたことを特徴とする請求項１に記載の継電器。
前記コネクタには、前記ブッシュの底部周囲に前記継電器の上面との間の接触面にシール部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の継電器。
前記コネクタには、固定用端子が設けられ、前記コネクタ端子と前記接続用導体及び前記固定用端子とは、圧入され、またはカシメられて、固定されていることを特徴とする請求項１に記載の継電器。
前記固定用端子と前記ブッシュとの接続固定は、ナットにより電気的に接続されていることを特徴とする請求項４に記載の継電器。
前記コネクタ端子は、丸ピンタイプであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の継電器。