JPH09190758A

JPH09190758A - スタータ用マグネットスイッチ

Info

Publication number: JPH09190758A
Application number: JP215196A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Kito; 和行鬼頭; Masanori Omi; 正昇大見
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-01-10
Filing date: 1996-01-10
Publication date: 1997-07-22
Anticipated expiration: 2016-01-10
Also published as: JP3796788B2

Abstract

(57)【要約】【課題】可動接点４１が各補助接点３７、３８に当接
してから各固定接点３９、４０に当接するまでの時間差
を確実に取ることのできるスタータ用マグネットスイッ
チ８を提供すること。【解決手段】コイル１９、２０への通電が停止されて
コイル１９、２０の磁力が消滅した時に、それまで吸引
されていたプランジャ２３を初期位置へ復帰させるリタ
ーンスプリング２８は、巻ピッチの小さい密巻部２８ａ
と、巻ピッチの大きい粗巻部２８ｂとから成り、プラン
ジャ２３が移動して可動接点４１が各補助接点３７、３
８に当接した時点で密巻部２８ａが全圧縮する。従っ
て、リターンスプリング２８は、密巻部２８ａが全圧縮
するまでと全圧縮してからとでばね定数が変化（高くな
る）して、撓み代に対するスプリング荷重が大きくな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、始動モータへの通
電を行うとともに、ピニオンをリングギヤ側へ押し出す
ためのスタータ用マグネットスイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、始動モータの回転を２段階に
制御することでピニオンとリングギヤとの噛み合いを無
理なく確実に行わせることのできるスタータ（特開平７
−１０９９６７号公報参照）が提案されている。このス
タータは、電動機の軸線と略平行に並設された２個のマ
グネットスイッチを有し、各マグネットスイッチのプラ
ンジャが移動して閉じる２つのスイッチの閉タイミング
が異なる様に構成されている。具体的には、連結された
各プランジャが吸引されると、ピニオンがリングギヤ側
へ押し出されてリングギヤの端面に当接するとともに、
第１のスイッチが先に閉じる。これにより、電気抵抗器
を通じて降圧されたバッテリ電圧が始動モータに印加さ
れて始動モータが低速回転することにより、ピニオンが
ゆっくりと回転してリングギヤと噛み合うことができ
る。その後、ピニオンを押し出しながら更に各プランジ
ャが移動して第２のスイッチが閉じると、抵抗器を短絡
してバッテリの定格電圧が始動モータに印加されること
により、始動モータが定格回転してピニオンと噛み合っ
たリングギヤを高速回転させることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のスタ
ータは、第１のスイッチを形成する接点板と固定接点と
の対向距離より、第２のスイッチを形成する接点板と固
定接点との対向距離を大きく設定することで第１のスイ
ッチと第２のスイッチが閉じるタイミングを変えてい
る。しかしながら、プランジャは動き出してから一般に
加速され続けるために、通常、第１のスイッチが閉じた
後、第２のスイッチが閉じるまでの時間が数ｍｓと短
く、スイッチ内部の温度のばらつき、およびプランジャ
とスリーブとの摺動面に配設されるグリースの潤滑状態
のばらつき等によって、第１のスイッチが閉じてから第
２のスイッチが閉じるまでの時間差にばらつきが生じる
可能性がある。特に、第１のスイッチが閉じてから第２
のスイッチが閉じるまでの時間差が小さいと、ピニオン
がリングギヤに当接する前に第２のスイッチが閉じて始
動モータが回転することにより、ピニオンがリングギヤ
の端面を磨耗させてしまう恐れがあった。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、第１の
接点が閉じてから第２の接点が閉じるまでの時間差を確
保することのできるスタータ用マグネットスイッチを提
供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、少なく
とも可動接点が第１の接点に当接してから第２の接点に
当接するまでの間、プランジャの移動を抑制する抵抗手
段により時間差を確保することができる。従って、抵抗
手段を用いない場合（つまりプランジャの移動速度が減
速されない場合）と比較して、可動接点が第１の接点に
当接してから第２の接点に当接するまでの時間差を大き
く取ることができる。これにより、確実にピニオンをリ
ングギヤに噛み合わせてから可動接点を第２の接点に当
接させて第２の通電回路を閉成するという順序で作動さ
せることができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】次に、本発明のスタータの実施例
を図面に基づいて説明する。（第１実施例）図１はマグネットスイッチの断面図であ
る。本実施例のスタータ１は、図２に示すように、回転
力を発生する始動モータ２、この始動モータ２の回転軸
３に軸受４を介して嵌合するピニオン５、始動モータ２
の回転力をピニオン５へ伝達する一方向クラッチ６、ピ
ニオン５をエンジンのリングギヤ７側へ押し出す力を発
生するとともに、始動モータ２への通電を行うマグネッ
トスイッチ８等より構成されている。

【０００６】始動モータ２は、回転軸３と一体に回転す
るアーマチャ９、このアーマチャ９の外周に配されたフ
ィールドコイル１０、回転軸３の端部に設けられたコン
ミテータ１１に摺接するブラシ１２等より構成されて、
このブラシ１２を通じてアーマチャ９のコイル１３とフ
ィールドコイル１０とが直列に接続されている。ピニオ
ン５は、一方向クラッチ６と一体に回転軸３上を前方へ
押し出されてリングギヤ７の端面に当接した後、一方向
クラッチ６を介して始動モータ２の回転力が伝達される
ことによりリングギヤ７と噛み合うことができる。

【０００７】一方向クラッチ６は、回転軸３の外周にヘ
リカルスプライン１４を介して嵌合するスプラインチュ
ーブ１５、このスプラインチューブ１５と一体に設けら
れたアウタ１６、ピニオン５と一体に設けられたインナ
１７、およびアウタ１６とインナ１７との間に配された
ローラ１８等から構成されている。この一方向クラッチ
６は、始動モータ２の起動時にローラ１８を介してアウ
タ１６とインナ１７とが連結されて一体に回転すること
でアーマチャ９の回転力をピニオン５へ伝達することが
できる。また、リングギヤ７と噛み合ったピニオン５が
エンジンの回転力を受けてアーマチャ９より高速で回転
すると、ローラ１８がアウタ１６とインナ１７との間を
切り離すことでアーマチャ９のオーバランを防止するこ
とができる。

【０００８】マグネットスイッチ８は、図１に示すよう
に、始動スイッチ（図示しない）がＯＮ操作されて通電
されるコイル１９、２０、このコイル１９、２０の磁路
を形成するヨーク２１とコア２２、各コイル１９、２０
の発生する合成磁力により吸引されるプランジャ２３、
バッテリ２４から始動モータ２へ電流を流すための通電
回路に設けられた接点装置（下述する）等より構成され
ている。コイル１９、２０は、プランジャ２３を吸引す
るために必要な磁力を発生する吸引コイル１９と、吸引
したプランジャ２３を保持するために必要な磁力を発生
する保持コイル２０とから成り、ボビン２５の外周に二
層状態で巻装されている。

【０００９】プランジャ２３は、ボビン２５の内周面に
挿入されたスリーブ２６の内周を移動自在に配されて、
プランジャロッド２３ａとモールドカバー２７との間に
配されたリターンスプリング２８（後述する）の弾力を
受けて一方側（図１の左側）へ付勢されている。また、
プランジャ２３は、ジョイント２９に係合するレバー３
０を介して一方向クラッチ６に連結されており、プラン
ジャ２３が吸引されて移動することにより、レバー３０
を介して一方向クラッチ６およびピニオン５を前方へ
（図２の左側へ）押し出すことができる。レバー３０
は、一端側がジョイント２９に係合して、他端側が一方
向クラッチ６のスプラインチューブ１５に係合し、ハウ
ジング３１に固定された支点３２を中心として一端側と
他端側とが揺動することができる。

【００１０】ジョイント２９は、鍔部２９ａが形成され
た一端側がプランジャ２３の凹部に入り込んで、ドライ
ブスプリング３３の弾力によりプランジャ２３の凹部底
面に押圧され、レバー３０が係合する他端側がプランジ
ャ２３の端部にかしめ固定されたスプリング受け部材３
４の内周を通ってブーツ３５の外側へ突出している。従
って、一方向クラッチ６とともに前方へ押し出されたピ
ニオン５がリングギヤ７に当接してジョイント２９の移
動が規制されても、プランジャ２３はドライブスプリン
グ３３を撓ませながら移動することができる。ブーツ３
５は、ゴム等の可撓性を有する材質で設けられており、
プランジャ２３の移動に伴って伸縮自在に変形すること
ができる。ドライブスプリング３３は、ジョイント２９
の外周に配されて、一端がジョイント２９の鍔部２９ａ
に係止され、他端がスプリング受け部材３４に係止され
ている。

【００１１】接点装置は、起動用電気抵抗３６（本発明
の電流制限手段）を通してバッテリ２４から始動モータ
２へ電流を流すための第１の通電回路に設けられたバッ
テリ側補助接点３７とモータ側補助接点３８、起動用電
気抵抗３６を短絡してバッテリ２４から始動モータ２へ
電流を流すための第２の通電回路に設けられたバッテリ
側固定接点３９とモータ側固定接点４０、およびプラン
ジャ２３の移動に伴って各補助接点３７、３８間と各固
定接点３９、４０間を閉成する可動接点４１を備える。

【００１２】バッテリ側補助接点３７とモータ側補助接
点３８は、それぞれバネ部材４２、４３を介してモール
ドカバー２７に支持されて、そのモールドカバー２７に
対してバネ部材４２、４３が伸縮することで図１の左右
方向に変位可能に設けられている。但し、バッテリ側補
助接点３７は、バネ部材４２、起動用電気抵抗３６、お
よび金属プレート４４を通じてバッテリ側固定接点３９
と電気的に接続されている。また、モータ側補助接点３
８は、バネ部材４３を介してモータ側固定接点４０と電
気的に接続されている。なお、バネ部材４３と起動用電
気抵抗３６との間には、絶縁板４５が介在されて両者の
間を絶縁している。

【００１３】バッテリ側固定接点３９とモータ側固定接
点４０は、それぞれモールドカバー２７に取り付けられ
たバッテリ側端子ボルト４６とモータ側端子ボルト４７
の端部に一体成形されている。モールドカバー２７の外
部に突出するバッテリ側端子ボルト４６は、バッテリケ
ーブル４８を通じてバッテリ２４の正極に接続されて、
同様にモールドカバー２７の外部に突出するモータ側端
子ボルト４７は、始動モータ２のフィールドコイル１０
に接続されている。起動用電気抵抗３６は、リング状に
巻回されてモールドカバー２７に保持されて、一端がバ
ネ部材４２に接続されて、他端が金属プレート４４に接
続されている。

【００１４】可動接点４１は、プランジャロッド２３ａ
の先端部に一組のインシュレータ４９、５０を介して取
り付けられて、ロッド２３ａの外周に配されたコンタク
トスプリング５１の弾力を受けてロッド２３ａの先端側
へ付勢されている。この可動接点４１は、プランジャ２
３が吸引されてロッド２３ａと一体に移動する（図１の
右側へ移動する）ことにより、各補助接点３７、３８と
各固定接点３９、４０に順次当接する。なお、可動接点
４１が各固定接点３９、４０より先に各補助接点３７、
３８に当接するために、可動接点４１と各固定接点３
９、４０とのギャップＧ1 より可動接点４１と各補助接
点３７、３８とのギャップＧ2 の方が小さく設定されて
いる。また、プランジャ２３の移動に伴って押し出され
たピニオン５がリングギヤ７の端面に当接した直後に可
動接点４１が各補助接点３７、３８に当接することがで
きる様に、前記ギャップＧ2 、レバー３０の支点３２か
らジョイント２９側とスプラインチューブ１５側との長
さ比（レバー比）、およびピニオン５とリングギヤ７と
の距離Ｌ1 （図２参照）との関係が設定されている。

【００１５】前述のリターンスプリング２８は、コイル
１９、２０への通電が停止してコイル１９、２０の磁力
が消滅した時に、それまで吸引されていたプランジャ２
３を初期位置へ復帰させるためのコイルスプリングで、
本発明の抵抗手段を兼ねる。即ち、このリターンスプリ
ング２８は、図１に示すように、巻ピッチの小さい密巻
部２８ａと巻ピッチの大きい粗巻部２８ｂとを有し、所
定量撓むと密巻部２８ａが先に全圧縮される。従って、
密巻部２８ａが全圧縮するまでと全圧縮してからとで
は、リターンスプリング２８のばね定数が変化して（高
くなる）、撓み代（圧縮量）に対するスプリング荷重が
大きくなる（図３参照）。但し、密巻部２８ａが全圧縮
するまでの撓み代は、可動接点４１と各補助接点３７、
３８とのギャップＧ2 と略同一に設定されている。

【００１６】次に、本実施例のスタータ１の作動を説明
する。始動スイッチがＯＮ操作されてバッテリ２４から
マグネットスイッチ８の各コイル１９、２０に通電され
ると、各コイル１９、２０の合成磁力によってプランジ
ャ２３がリターンスプリング２８を押し縮めながらコア
２２側へ吸引される。これにより、ジョイント２９に係
合するレバー３０を介して一方向クラッチ６とピニオン
５が回転軸３上をヘリカルスプライン１４に沿って前方
へ押し出されて、ピニオン５がリングギヤ７の端面に当
接する。また、プランジャ２３が吸引されると同時に、
プランジャロッド２３ａに取り付けられた可動接点４１
が移動して各補助接点３７、３８に当接すると、起動用
電気抵抗３６を通じて降圧されたバッテリ電圧が始動モ
ータ２に印加されることにより始動モータ２がゆっくり
と回転する。この始動モータ２の回転が一方向クラッチ
６を介してピニオン５に伝達されると、それまでリング
ギヤ７の端面に当接していたピニオン５がゆっくりと回
転することでリングギヤ７と噛み合うことができる。

【００１７】その後、プランジャ２３が更に移動するこ
とで、一方向クラッチ６とともにピニオン５が更に前進
してリングギヤ７と完全に噛み合うことができる。ま
た、可動接点４１は、各補助接点３７、３８に当接した
まま、リターンスプリング２８とバネ部材４２、４３を
撓ませながら更に移動して各固定接点３９、４０に当接
する。これにより、起動用電気抵抗３６を短絡してバッ
テリ２４の定格電圧が始動モータ２に印加されるため、
始動モータ２が定格回転して、その始動モータ２のトル
クがピニオン５に伝達されてリングギヤ７をクランキン
グさせることができる。

【００１８】ここで、リターンスプリング２８は、可動
接点４１が各補助接点３７、３８に当接した時点で密巻
部２８ａが全圧縮されるため、それ以上の撓み代に対し
てばね定数が高くなって荷重に対する変位量が減少す
る。従って、プランジャ２３は、可動接点４１が各補助
接点３７、３８に当接してから各固定接点３９、４０に
当接するまでの移動速度（加速度）が、それまで（可動
接点４１が各補助接点３７、３８に当接するまで）の移
動速度（加速度）より減速される（図４参照）ため、通
常のリターンスプリング（ばね定数が一定）を使用した
場合と比較して、可動接点４１が各補助接点３７、３８
に当接してから各固定接点３９、４０に当接するまでの
時間差を大きく取ることができる。

【００１９】エンジン始動後、始動スイッチがＯＦＦ操
作されて各コイル１９、２０への通電が停止すると、コ
イル１９、２０の磁力が消滅するため、それまで吸引さ
れていたプランジャ２３がリターンスプリング２８の弾
力によって押し戻されて静止状態（図１に示す状態）に
復帰する。このプランジャ２３の移動と同時に、ピニオ
ン５もリングギヤ７から離脱して一方向クラッチ６とと
もに静止位置（図２に示す位置）へ戻される。

【００２０】（本実施例の効果）本実施例のスタータ１
は、撓み代に応じてリターンスプリング２８のばね定数
が２段階に変化することにより、可動接点４１が各補助
接点３７、３８に当接してから各固定接点３９、４０に
当接するまでの時間差を従来より大きく取ることができ
る。この結果、可動接点４１が各補助接点３７、３８に
当接した時点でピニオン５がリングギヤ７の端面に当接
していなくても、可動接点４１が各固定接点３９、４０
に当接するまでにピニオン５が更に前進してリングギヤ
７の端面に当接してリングギヤ７と噛み合うことができ
る。即ち、ピニオン５がリングギヤ７と噛み合った状態
で可動接点４１が各固定接点３９、４０に当接して始動
モータ２を定格回転させることができる。従って、ピニ
オン５がリングギヤ７の端面に当接している状態で始動
モータ２が定格回転することはなく、ピニオン５の回転
によるリングギヤ７端面の磨耗を防止できる。また、本
実施例では、リターンスプリング２８を抵抗手段として
使用しているため、特に新たな部品を追加しなくても可
動接点４１が各補助接点３７、３８に当接してから各固
定接点３９、４０に当接するまでの時間差を確保でき
る。当然、ピニオン５がリングギヤ７に当接した後に可
動接点４１が各補助接点３７、３８に当接すれば更に効
果が増す。

【００２１】（第２実施例）図５はマグネットスイッチ
８の全体断面図である。本実施例のマグネットスイッチ
８は、プランジャ２３の後端外周に周溝５２が形成され
て、その周溝５２にゴム製のＯリング５３（本発明の弾
性体）が嵌合している。このＯリング５３は、本発明の
抵抗手段を成すもので、外径がスリーブ２６の内径より
若干大きく設定されている。また、Ｏリング５３の側面
とスリーブ２６の端面との距離Ｌ2 は、少なくとも前述
のギャップＧ1 （可動接点４１と各固定接点３９、４０
との距離）より小さく（本実施例では前述のギャップＧ
2と略等しい）なる様に設定されている。なお、リター
ンスプリング２８は、ばね定数が一定で、全長に亘って
巻ピッチが等しくなる様に巻回された通常のスプリング
を使用している。

【００２２】本実施例の作動を説明する。プランジャ２
３の移動によりピニオン５がリングギヤ７の端面に当接
して、可動接点４１が各補助接点３７、３８に当接する
までは、第１実施例と同様に作動する。ピニオン５が始
動モータ２の回転を受けてゆっくりと回転し、リングギ
ヤ７と噛み合った後、更にプランジャ２３が移動する
と、プランジャ２３の外周に嵌合するＯリング５３がス
リーブ２６の内周面を摺接しながら移動するため、Ｏリ
ング５３とスリーブ２６との間に摺動抵抗が生じる。こ
の結果、プランジャ２３の移動速度が減速されるため、
Ｏリング５３を使用しない場合と比較して、可動接点４
１が各補助接点３７、３８に当接してから各固定接点３
９、４０に当接するまでの時間差を大きく取ることがで
きる。これにより、第１実施例と同様に、ピニオン５が
リングギヤ７と噛み合った状態で可動接点４１が各固定
接点３９、４０に当接して始動モータ２を定格回転させ
ることができる。

【００２３】（変形例）第１実施例では、抵抗手段とし
て密巻部２８ａと粗巻部２８ｂとを有するリターンスプ
リング２８を例示したが、スプリング材の線径を変える
ことでばね定数を変化させても良い。また、各補助接点
３７、３８を支持するバネ部材４２、４３のばね定数を
高く設定することで、可動接点４１が各補助接点３７、
３８に当接してから以後の移動速度を減速するようにし
ても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】マグネットスイッチの全体断面図である（第１
実施例）。

【図２】スタータの半断面図である。

【図３】リターンスプリングの撓み代とスプリング荷重
との関係を示すグラフである。

【図４】プランジャの加速度を示すグラフである。

【図５】マグネットスイッチの全体断面図である（第２
実施例）。

【符号の説明】

１スタータ２始動モータ５ピニオン７リングギヤ８マグネットスイッチ２３プランジャ２４バッテリ２６スリーブ２８リターンスプリング（抵抗手段）２８ａ密巻部２８ｂ粗巻部３６起動用電気抵抗（電流制限手段）３７バッテリ側補助接点（第１の接点）３８モータ側補助接点（第１の接点）３９バッテリ側固定接点（第２の接点）４０モータ側固定接点（第２の接点）４１可動接点５３Ｏリング（弾性体）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電流制限手段を通じてバッテリから始動モ
ータへ電流を流すための第１の通電回路に介在された第
１の接点と、前記電流制限手段をバイパスして前記バッテリから前記
始動モータへ電流を流すための第２の通電回路に介在さ
れた第２の接点と、プランジャと一体に移動する可動接点とを有し、前記プランジャの移動によってピニオンをエンジンのリ
ングギヤ側へ移動させるとともに、前記可動接点が前記
第１の接点に当接し、続いて前記第２の接点に当接する
ことで前記始動モータを２段階に通電するスタータ用マ
グネットスイッチであって、少なくとも前記可動接点が前記第１の接点に当接してか
ら前記第２の接点に当接するまでの間、前記プランジャ
の移動を抑制する抵抗手段を備えたことを特徴とするス
タータ用マグネットスイッチ。
【請求項２】前記抵抗手段は、マグネットスイッチの内
部に配設されており、前記プランジャの移動により総合
ばね定数の変化点を少なくとも１つ以上持つことを特徴
とする請求項１記載のスタータ用マグネットスイッチ。
【請求項３】前記抵抗手段は、前記プランジャの移動方
向に抗して前記プランジャを付勢するコイルスプリング
から成るリターンスプリングであることを特徴とする請
求項１または２記載のスタータ用マグネットスイッチ。
【請求項４】前記コイルスプリングは、粗巻部と密巻部
とから成ることを特徴とする請求項３記載のスタータ用
マグネットスイッチ。
【請求項５】前記抵抗手段は、前記プランジャの外周に
前記プランジャを移動自在に保持するスリーブと前記プ
ランジャとの間に配設された摺動抵抗体であることを特
徴とする請求項１または２記載のスタータ用マグネット
スイッチ。
【請求項６】前記摺動抵抗体は、前記プランジャの外周
に嵌合する弾性体であることを特徴とする請求項５記載
のスタータ用マグネットスイッチ。
【請求項７】前記電流制限手段は、電気抵抗体であるこ
とを特徴とする請求項１〜６記載の何れかのスタータ用
マグネットスイッチ。