JPH0652750A - 内燃機関の電動スタータモータへの電流の供給を制御する電磁装置 - Google Patents

内燃機関の電動スタータモータへの電流の供給を制御する電磁装置

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JPH0652750A
JPH0652750A JP5135775A JP13577593A JPH0652750A JP H0652750 A JPH0652750 A JP H0652750A JP 5135775 A JP5135775 A JP 5135775A JP 13577593 A JP13577593 A JP 13577593A JP H0652750 A JPH0652750 A JP H0652750A
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fixed
movable
movable contact
electromagnetic device
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JP5135775A
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Inventor
Giancarlo Fasola
ジャンカルロ・ファソーラ
Fabio Arpino
ファビオ・アルピーノ
Giovanni Cerizza
ジョバンニ・チェリッツァ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Industrie Magneti Marelli SRL
Marelli Europe SpA
Original Assignee
Industrie Magneti Marelli SRL
Magneti Marelli SpA
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H51/00Electromagnetic relays
    • H01H51/02Non-polarised relays
    • H01H51/04Non-polarised relays with single armature; with single set of ganged armatures
    • H01H51/06Armature is movable between two limit positions of rest and is moved in one direction due to energisation of an electromagnet and after the electromagnet is de-energised is returned by energy stored during the movement in the first direction, e.g. by using a spring, by using a permanent magnet, by gravity
    • H01H51/065Relays having a pair of normally open contacts rigidly fixed to a magnetic core movable along the axis of a solenoid, e.g. relays for starting automobiles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/50Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Electromagnets (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Relay Circuits (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の電磁装置の種々の問題点を解決する新
規な内燃機関の電動スタータモータへの電流供給制御用
電磁装置を提供すること。 【構成】 本発明の電磁装置は、2つの固定接点(5,5
a)と、その自由端部(40)が、該固定接点(5a)に協働
可能な可動接点(22)の中央部に連結された可動アッセ
ンブリ(17;18,19,21,24)と、ソレノイド(1
0)と、初期休止位置(図1)から、最終位置に達する前
に固定接点(5a)に対して可動接点(22)の端部(40)
を当接せしめる様に、可動アッセンブリ(17)を共に搬
送する係止部材に当たる最終位置迄、移動可能とした可
動コア(15)を有する制御用電磁石(3)とよりなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の電動スター
タモータへの電流の供給を制御する電磁装置に関するも
のである。更に詳述すれば、本発明の主題は、それぞれ
電源及び電動スタータモータへ接続されるべき2つの固
定接点を設けた支持部材と、該支持部材に固定されると
共に固定係止部材と、係止部材に対し相対的に移動可能
で、自由端が電動モータへの電流供給を制御する為に前
記固定接点と協働し得る可動接点の中央部に連結された
アッセンブリと、固定ソレノイドと、該ソレノイドの励
磁により、始めの休止位置(図1)から、係止部材に当た
る最終位置まで可動の関連可動コアとを備えた制御電磁
石とを設け、上記可動コアは、最終位置に達する迄に、
可動接点の端部を固定接点と当接せしめる様に、それと
共に可動アッセンブリを搬送し、可動接点は、固定接点
との係合により弾性ビーム状に撓む様に構成した電磁装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】此の型式の電磁装置では、可動コアが係
止部材に当接する時に、該可動コアは、固定接点を有す
る支持部材に対しても大きな力を伝達することが観察さ
れる。これらの後者の固定接点は、特に、4000g程
度の極めて重要な初期加速度を伴って、その通常作動位
置を中心として振動する。これらの加速度は、固定接点
を可動接点の端部より分離させる。この効果は、抵抗の
増加と、電動スタータモータに供給される電圧の対応す
る低下となり、可動接点と固定接点との間にアークを発
生せしめ、接点の耐久力を減じると共に、いわゆる「焼
付」を生じる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、上記従来の電磁装置の問題点を解決する新規な電磁
装置を提供することを、その目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本発明にかかる電磁装置は、固定接点が振動を開始
すると、可動接点は、その端部が固定接点の運動に追従
し、それ自体の振動モードでの、その加速度及び振幅
が、それぞれ固定接点のそれらよりも、大となることを
特徴とするものである。
【0005】
【実施例】以下に、本発明の構成を、1実施例につい
て、添付した図面にしたがって説明する。図1におい
て、参照番号1は、特に、内燃機関の電動スタータモー
タ(図示せず)への電流の供給を制御するのに用いられる
本発明にかかる電磁装置の大略構成を示す。
【0006】上記電磁装置1は、公知の様に、その底部
壁に2つの開口7を有する実質的にコップ状の支持部材
2を有し、該開口7に、導電性材料、望ましくは銅製の
2本のねじ5が貫通している。上記ねじ5は、支持部材
の底部壁に当接する各頭部5aを有すると共に、支持部
材から突出する各ねじ付シャンク部に圧力ばめされたワ
ッシャ11により、該底部壁に固定されている。
【0007】このねじ5は固定接点として作動し、1つ
は、自動車のバッテリ等のDC電圧に、又、他の1つ
は、自動車の内燃機関の電動スタータモータに接続され
る様になっている。チューブ状金属ケース14は、その
下部が、支持部材2の上部の外方環状凹所2aに固着さ
れて、該支持部材2にしっかりと固定されている。全体
として図番3で示す制御用電磁石が、ケース14内に取
り付けられている。 上記電磁石3は、支持部材2の上
端縁部に接して配設され、軸心方向通路8aを有する係
止ガイド部材8を備えている。
【0008】この係止ガイド部材8の周りには、その上
に制御ソレノイド10を巻きつけたチューブ状フォーマ
(former)9を設ける。電磁石3の可動コアは、図番15
で示され、該コアは、フォーマ9内部に形成した軸心方
向通路内で移動可能に取り付けられている。上記係止ガ
イド部材8も、又、固定アーマチュアとして作用し、ソ
レノイド10の励磁により発生した磁束のいくらかがそ
の内部に延在する。
【0009】全体として図番17で示す可動アッセンブ
リは、係止ガイド部材8の軸心方向通路8a内で軸心方
向に移動可能である。上記アッセンブリには、支持部材
2に面するその端部に頭部19を有するロッド18を設
ける。支持部材2内の凹所12で、該凹所の底部壁とロ
ッド18の頭部19との間には、コイルばね20を配設
する。
【0010】ロッド18の他端には、部材8の通路8a
内で摺動自在に案内されるブッシュ21が固定されてい
る。実質的に矩形状の可動接点部材22が、ブッシュ2
1と、ロッド18の頭部との間に、取り付けられてい
る。この可動接点は、ロッド18が、パッキング部材2
3を間にはさんで貫通する、中央シート部22aを有す
る。多少剛性のコイルばね24が、ブッシュ21とパッ
キング部材23との間でロッドの周りに配置され、この
コイルばねは、前もって圧縮され、可動接点22を、ロ
ッド18の頭部19に対して付勢する。
【0011】図2に参考として示す実施例においては、
可動接点22は、実質的に矩形フレーム形状で、その短
辺40は、固定接点5aに面すると共に、該接点と係合
する様になっている。可動接点22の長辺41の相対す
る内面から、それぞれ突部又は、付加部43が突出し、
ロッド18が関連パッキング部材23と共に貫通するシ
ート部、即ち、通路22aを形成する。
【0012】図2に見られる様に、図示の実施例では、
可動接点の長辺の突部又は、付加部43は、可動接点の
中心部の両側に派生して各位置に形成され、その対抗す
る縁部は、円弧状に形成される。上述の可動接点は、銅
板から切り取ってもよく、ある程度弾力性を伴う可撓性
を有している。この可動接点部材22は、以下の説明で
更に明らかになる様に、特に、その短辺40が作動中、
固定接点5aに当接すると、ビームの様に、弾性的に撓
むことが出来る。
【0013】ここで、先行技術において公知の装置に関
して述べると、励磁されると、制御ソレノイド10は、
コア15を、可動アッセンブリ17の方に移動させる。
コア15は、この様にして、このアッセンブリのロッド
18に達し、それを固定接点5aの方へ付勢する。可動
接点22を、固定接点5aに当接せしめた後に、可動コ
ア15は、係止ガイド部材8の方への移動を続ける。そ
れに応じて、ロッド18は、固定接点5aに当接してい
る可動接点22に対して摺動し、可動接点22とブッシ
ュ21との間のコイルばね24を圧縮しつつ、支持部材
2の底部壁の方に前進する。
【0014】可動コア15が、係止ガイド部材8に当た
る最終位置に達すると、該コアの行程は終わる。この衝
撃の結果、支持部材2と、関連固定接点5−5aは、4
000g程度の値に達し得る、幾分高い初期加速度を伴
ってその通常作動位置を中心として振動する。この状態
において、固定接点5−5aは、可動接点22の端部4
0から分離する傾向がある。この様な問題をさける為
に、本発明においては固定接点5−5aが振動し始める
につれて、可動接点22を、その2つの自由端40が、
固定接点5−5aのそれより大きい、自然振動モードで
の加速度と、振幅で、固定接点の運動に追従出来る様に
形成する
【0015】固定接点5aの振動又は変位の振幅及び加
速度を、それぞれ、saで示し、コア15の部材8に対
する衝撃の結果として、これらの接点が、非減衰タイプ
の振動を受けるとすると: a=sω2 sin ωt 但し、tは時間を示し、ω=2πfは振動の角周波数、f
は周波数を示す。
【0016】この加速度は、次式で示すものと等しい最
大値を取る。
【数1】 最大加速度amax(ピーク加速度)と周波数fは実験的に測
定可能である。本発明によれば、可動接点22は、その
端部40が、固定接点の最大加速度amaxより大きい加速
度a1maxで移動できる様な寸法構成とする必要がある。
【数2】
【0017】端部40の加速度a1は、可動接点22の自
然振動周波数と、ばね24により加えられる推力の結果
としての可動接点のたわみs1に対応する、運動の初期状
態とに依存する: a1=s1・(2πf1)2・sin(2πf1)t. 最大加速度a1maxは、次式で与えられる。
【数3】
【0018】可動接点22の固定接点5からの分離をさ
ける為には、又、固定接点の変位を、多い場合には、静
的たわみによる値s1に達し得る可動接点22の端部40
の変位より少なくすることも必要である。ばね24によ
り可動接点22に加えられた推力を2Pで表わすと、大
きさPの反力(図2)が、この可動接点と固定接点の接触
点に発生する。
【0019】可動接点の中心線と、それが固定接点と接
触する点の間の距離をLで示すと、変位s1は、公知の次
式で表わされる。 但し、Eは、可動接点の弾性係数で、Jは、その慣性モ
ーメントてある。
【0020】可動接点の端部の振動周波数は、次式によ
り与えられる。 f1=2πω1=2π C1/M1 但し、M1は、可動接点の質量の半分に等しく、C1は、
次式で与えられる、その剛性である。 但し(図2参照)、bは、可動接点の長辺4 lの巾の2倍
を示し、hは、可動接点の厚さを示し、l は、可動接点
の中心線と、振動運動に伴ってビームの各微少部分に作
用する微少慣性力dpの合力の作用点との間の距離を示
す。単純ビームの場合、この距離は、約4 l/5に等し
い。
【0021】使用する公式は、単純ビームの接触に対応
する単純形式の接触の場合に有効である。実際上、これ
らの計算は、有限要素法の助けにより開発されたもので
ある。1たび、最大加速度amaxと、固定接点5aの振動
運動の周波数f(又は角周波数ω)が、実験的に決定され
ると、上記の公式により、可動接点22を、次の関係を
満足させる様な寸法構成とすることができる。 s1>s 及び a1>2
【0022】
【発明の効果】可動接点22を、上記の条件を満足する
様に作成すると、固定接点5aが、振動を開始すると、
可動接点の端部は、固定接点との接触を失うことなく、
事実上固定接点に追従する。この様にして、スパーク又
はアークの発生の可能性はさけられ、固定接点及び/又
は、可動接点の損傷の危険を除かれる。以上詳述の本発
明は、添付の請求の範囲内で、種々の変形が可能である
ことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明にかかる電磁装置の軸心方向部分断面
図である。
【図2】 図1の電磁装置の可動接点の斜視図である。
【符号の説明】
1 電磁装置 2 支持部材 3 制御用電磁石 5,5a 固定接点 8 係止ガイド部材 10 ソレノイド 14 ケーシング 18 ロッド 19 ロッド頭部 20 コイルば
ね 21 ブッシュ 22 可動接点
部材 24 コイルばね 40 可動接点
部材の短辺 41 可動接点部材の長辺 43 突部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ファビオ・アルピーノ イタリア20133ミラノ、ビア・ネグロリ39 番 (72)発明者 ジョバンニ・チェリッツァ イタリア20075ローディ(ミラノ)、コル ソ・マッツィーニ45番

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の電動スタータモータへの電流
    の供給を制御する装置であって、 それぞれ電源及び電動スタータモータへ接続されるべき
    2つの固定接点(5,5a)を設けた支持部材(2)と、 該支持部材(2)に固定されると共に、 固定係止部材(8)と、 係止部材(8)に対し相対的に移動可能で、自由端(40)
    が電動モータへの電流供給を制御する為に前記固定接点
    (5a)と協働し得る可動接点(22)の中央部に連結され
    たアッセンブリ(17,18,19,21,24)と、 固定ソレノイド(10)と、該ソレノイド(10)の励磁に
    より、始めの休止位置(図1)から、係止部材(8)に当た
    る最終位置まで可動の関連可動コア(15)とを備えた制
    御電磁石(3)とを設け、上記可動コアは、最終位置に達
    する迄に、可動接点(22)の端部(40)を固定接点(5
    a)と当接せしめる様に、それと共に可動アッセンブリ
    (17)を搬送し、可動接点(22)は、固定接点(5a)と
    の係合により弾性ビーム状に撓む様にし、 可動コア(15)が、係止部材(8)に当たると、固定接点
    (5,5a)は、その通常作動位置を中心として振動し、該
    可動接点(22)は、固定接点(5,5a)が振動し始める
    と、その自由端(40)は、固定接点(5,5a)の運動に追
    従し、それ自体の振動モードでの加速度(a1)は、固定接
    点(5,5a)の加速度(amax)より大とし、かつ、振動の振
    幅(s1)を、固定接点(5,5a)の振幅(s)より大としたこ
    とを特徴とする電磁装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の電磁装置であって、可動
    アッセンブリを可動コア(15)に面すると共に、それと
    協働し得る第1端部と、固定接点(5,5a)に面する頭部
    (19)の形状の第2端部と、その上に可動接点(22)を
    摺動自在に取り付けた中間部とを有するロッド(18)
    と、 該ロッド(18)と協働し、上記頭部(19)に対し、可動
    接点(22)を付勢する様に操作可能の弾性手段(24)と
    により構成し、 可動接点部材(22)は矩形フレーム形状とし、その短片
    (40)は、固定接点(5a)と係合し、その長辺は、ロッ
    ド(18)の中間部が貫通するシート部又は通路(22a)
    を共に形成する各内縁部に、突部又は付加部(43)を設
    けたことを特徴とする電磁装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の電磁装置であって、可動
    接点(22)の各長辺(41)には、該可動接点(22)の中
    心部に対し、他方の長辺(41)の突部又は付加部(43)
    より対称的に反対位置に派生する突部又は付加部(43)
    を設けたことを特徴とする電磁装置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の電磁装置であって、ロッ
    ド(18)の中間部は、円形断面を有し、かつ、可動接点
    (22)の突部又は付加部(43)の対抗縁部は、対応する
    円弧形状としたことを特徴とする電磁装置。
JP5135775A 1992-06-10 1993-06-07 内燃機関の電動スタータモータへの電流の供給を制御する電磁装置 Pending JPH0652750A (ja)

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DE (1) DE69306313T2 (ja)
ES (1) ES2096801T3 (ja)
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RU (1) RU2100641C1 (ja)
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