JPWO2016059929A1 - スタータ用マグネティックスイッチ - Google Patents

スタータ用マグネティックスイッチ Download PDF

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Abstract

小型化軽量化しつつ強度を確保することができるスタータ用マグネティックスイッチを提供する。スタータ用マグネティックスイッチ2は、励磁コイル3、励磁コイル3の磁力により駆動されるプランジャ6、プランジャ6が駆動されることにより、移送されるシャフト(11、12)と、シャフト12が挿通される貫通穴を有する可動接点9、可動接点9に対向する固定接点10を備える。可動接点9は、矩形板状であり、貫通穴は、可動接点9の長手方向に沿った寸法よりも可動接点9の短手方向に沿った寸法が小さい。

Description

本発明は、スタータ用マグネティックスイッチに関する。
本技術分野の背景技術として、確実に接点同士を離間するスタータ用マグネティックスイッチが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、「固定接点から可動接点を切り離すことによって発生するプランジャの移動慣性力を、プランジャの内周面に設けた内周突起と、可動接点に対して反対側のシャフト端部に設けた外周突起とによってシャフトに付与する」と記載されている。
一方、可動接点の形状の一例として、矩形(長方形)に円形を重ねたような形状が知られている(例えば、特許文献2の図8参照)。
特許第3235783号公報 特開平5−180130号公報
特許文献1に開示されるような技術では、可動接点に設けられた貫通穴の周囲に大きな荷重が印可される。そのため、可動接点の強度を確保することが要求される。
一方、特許文献2に開示されるような技術では、可動接点のうち矩形部からはみ出した円形部のため、マグネティックスイッチを小型軽量化することができない。そこで、本願発明者は、矩形部からはみ出した円形部をなくし、可動接点を矩形化にすることを検討した。
その結果、通電時抵抗損失が大きくなり、発熱により強度がさらに低下するという問題が明らかになった。可動接点に設けられた貫通穴周辺において、可動接点の長手方向に垂直な断面積が小さくなるからである。
本発明の目的は、小型化軽量化しつつ強度を確保することができるスタータ用マグネティックスイッチを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、励磁コイルと、前記励磁コイルの磁力により駆動されるプランジャと、前記プランジャが駆動されることにより、移送されるシャフトと、前記シャフトが挿通される貫通穴を有する可動接点と、前記可動接点に対向する固定接点と、を備えるスタータ用マグネティックスイッチにおいて、前記可動接点は、矩形板状であり、前記貫通穴は、前記可動接点の長手方向に沿った寸法よりも前記可動接点の短手方向に沿った寸法が小さい。
本発明によれば、小型化軽量化しつつ強度を確保することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明の第1の実施形態によるスタータ用マグネティックスイッチを実装したスタータの要部を示す断面図である。 本発明の第1の実施形態のスタータ用マグネティックスイッチを示す断面図である。 図2のマグネティックスイッチの吸引動作(プランジャとカラーが当接)を示す断面図である。 図2のマグネティックスイッチの吸引動作(可動接点と固定接点当接)を示す断面図である。 図2のマグネティックスイッチの吸引動作(プランジャとボス当接)を示す断面図である。 図2のマグネティックスイッチの開放(キースイッチOFF)動作を示す断面図である。 本発明の第1の実施形態によるスタータ用マグネティックスイッチに用いる可動接点の正面図である。 本発明の第1の実施形態によるスタータ用マグネティックスイッチに用いる接点シャフトの斜視図である。 本発明の第1の実施形態によるスタータ用マグネティックスイッチに用いる接点シャフトに可動接点を組付けた斜視図である。 本発明の第2の実施形態によるスタータ用マグネティックスイッチに用いる可動接点を示す図である。 第1〜第2の実施形態の変形例によるスタータ用マグネティックスイッチに用いる可動接点の構成図である。
以下、図面を用いて本発明の第1〜第2の実施形態によるマグネティックスイッチの構成及び動作を説明する。
(第1の実施形態)
最初に、図1〜図2を参照して、本発明の第1の実施形態によるスタータ用マグネティックスイッチの構成について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態によるスタータ用マグネティックスイッチ2を実装したスタータの要部を示す断面図である。図2は、本発明の第1の実施形態によるスタータ用マグネティックスイッチ2を示す断面図である。
図1に示すように、内燃機関のスタータは、スタータ本体1と、スタータ用マグネティックスイッチ2(以下、マグスイッチ2と略す)から構成される。マグスイッチ2は、ソレノイド部20と、噛み込み部30と、接点部40から構成される。
ここで、ソレノイド部20は、通電により起磁力を発生する励磁コイル3と、起磁力を受け磁路を形成し固定鉄心となるコイルケース4、ボス5と、可動鉄心となるプランジャ6により構成される。プランジャ6は、励磁コイル3の磁力により駆動される。
噛み込み部30は、ソレノイド動作時、プランジャ6がボス5側に吸引移送される動作を利用し、シフトレバー7を移送させ(図1の左方向)、シフトレバー7の下端7aと係合するピニオン8をシフトさせる(図1の右方向)。
接点部40は、プランジャ6移送時、可動接点9を移送させ固定接点10(10、10)と接合させ、固定接点10、10間の通電を行う。
プランジャ6内には、シフトレバー7と係合しプランジャ6移送時シフトレバー7を移送させるプランジャシャフト11と、接点シャフト12が配設されている。接点シャフト12は、所定のストローク分プランジャ6を移送後、プランジャ6に当接し可動接点9を押圧して移送させるカラー13を保持している。また、接点シャフト12は、通電OFF後、プランジャ6を初期位置へ戻し、可動接点9を固定接点10から切り離すためのCリターンスプリング14とプランジャリターンスプリング15を有している。
次に、図3を参照して、本発明の第1の実施形態によるスタータ用マグスイッチ2の吸引時の動作について説明する。
図3に示すように、キースイッチをONすることにより励磁コイル3に通電し、プランジャ6が矢印の軸方向に吸引され、プランジャ6の後端面6a(ボス5に対向する端面)と、可動接点9を備え接点シャフト12に保持したカラー13の先端面13a(プランジャ6に対向する端面)が当接する。
図4は、さらにプランジャ6が吸引され、可動接点9と固定接点10(10、10)が接合した状態の動作を示す図である。図3でプランジャ6と係合したカラー13は、接点シャフト12と共にCオシバネ16、絶縁板17、Eリング18、可動接点9を移送させ、可動接点9が固定接点10に当接する。当接後バッテリ側の固定接点10からモータ側の固定接点10へ可動接点9を介して通電が行われモータ(不図示)を回転させる。
図5では、さらにプランジャ6が吸引され、ボス5の面5aに当接される。このとき可動接点9は固定接点10に当接しているため、カラー13を介し配設されている接点オシバネ16がたわみ(縮み)、接点オシバネのバネ力により可動接点9を固定接点10に押圧する。固定接点10に可動接点9を押圧させることにより、キースイッチON時の固定接点10と可動接点9の接触抵抗を安定させる。
図6は、キースイッチOFF後、固定接点9から可動接点10を切り離す状態の動作を示す図である。キースイッチOFF後、プランジャ6の吸引力はなくなり、プランジャリターンスプリング15により図6の矢印で示される軸方向にプランジャ6は戻ろうとする。
プランジャ6が所定のストローク戻ったところで接点シャフト12の先端つば部12bとプランジャ6の内周面6bが係合する。これにより、Cリターンスプリング14の戻り力に加え、さらにプランジャリターンスプリング15の戻り力が加わり、固定接点10から可動接点9が切り離される。固定接点10から可動接点9が切り離された後は、図2の初期位置の状態となる。
次に、図7を参照して、可動接点9の構成を説明する。図7は、本発明の第1の実施形態によるスタータ用マグスイッチ2に用いる可動接点9の正面図である。
図7に示すように、可動接点9は、矩形形状(板状)である。可動接点9の中心には、貫通穴9aが設けられている。貫通穴9aは、可動接点9の長手方向に沿った寸法DLよりも可動接点9の短手方向DSに沿った寸法が小さい。
ここで、図7の正面から見て、貫通穴9aは、可動接点9の長辺9bに平行な直線9cと、可動接点9の短辺9dに対向するR形状の曲線(円弧)9eを含む。すなわち、可動接点9の長手方向及び短手方向によって張られた面と平行な貫通穴9aの断面は、可動接点9の長辺9bと平行な直線9cを含む。また、可動接点9の長手方向及び短手方向によって張られた面と平行な貫通穴9aの断面は、可動接点9の短辺9dに対向する円弧9eを含む。
換言すれば、可動接点9は、貫通穴9の内周面として、可動接点9の短手方向に垂直な平面SSを含む。
貫通穴9aには、図8に示す樹脂製の接点シャフト12の可動接点支持部12aが挿通され、図9に示すように可動接点9を支持する構成としている。
以上説明したように、本実施形態によれば、可動接点9を矩形形状とすることにより、スタータ用マグスイッチ2を小型軽量化することができる。
また、貫通穴が円形(断面)である場合と比較して、可動接点9の貫通穴9a周辺の最小幅部9hの断面積が大きくなるため、通電時の抵抗損失を低減させることができる。これにより、可動接点9の発熱による強度低下を抑制することができる。
さらに、貫通穴が円形である場合と比較して、本実施形態では、図7に示すD字状部分9sにより構造的にも強度が増加する。これにより、可動接点9の当接及び離間時の変形を抑制することができる。特に、可動接点9の短手方向に垂直な平面SSにより、可動接点9が長手方向に折れ曲がることを抑制することができる。
また、貫通穴9aの形状により接点シャフト12の回り止めをすることができる。
したがって、マグネティックスイッチ小型軽量化しつつ強度を確保することができる。そのため、可動接点9と固定接点10の接点同士の当接から離間まで、安定した動作を得ることができる。
(第2の実施形態)
図10は、本発明の第2の実施形態によるスタータ用マグスイッチ2に用いる可動接点9の正面図である。
図10では、図7と比較して、貫通穴9aの形状が異なる。本実施形態では、図10の正面から見て、貫通穴9aは、楕円である。すなわち、可動接点9の長手方向及び短手方向によって張られた面と平行な貫通穴9aの断面は、楕円である。ここで、楕円の長径9fは可動接点9の長辺9bに平行であり、楕円の短径9gは可動接点9の短辺9dに平行である。
第1の実施形態と同様に、貫通穴9aには樹脂製の接点シャフト12が挿通され、可動接点9を支持する構成としている。
以上説明したように、本実施形態によれば、可動接点9を矩形形状とすることにより、スタータ用マグスイッチ2を小型軽量化することができる。
また、貫通穴が円形(断面)である場合と比較して、可動接点9の貫通穴9a周辺の最小幅部9hの断面積が大きくなるため、通電時の抵抗損失を低減させることができる。これにより、可動接点9の発熱による強度低下を抑制することができる。
さらに、貫通穴が円形である場合と比較して、本実施形態では、図10に示す三日月状部分9tにより構造的にも強度が増加する。これにより、可動接点9の当接及び離間時の変形を抑制することができる。
また、貫通穴9aの形状により接点シャフト12の回り止めをすることができる。
したがって、マグネティックスイッチ小型軽量化しつつ強度を確保することができる。そのため、可動接点9と固定接点10の接点同士の当接から離間まで、安定した動作を得ることができる。
(変形例)
図11は、第1〜第2の実施形態の変形例によるスタータ用マグスイッチ2に用いる可動接点9の構成図である。
図11では、第1〜第2の実施形態と比較して、可動接点9の中央部の板厚が大きくなっている。図11の例では、貫通穴9aの軸からの距離が所定の閾値L以内の可動接点9の板厚d1が、貫通穴9aの軸からの距離が閾値Lを超える可動接点9の板厚d2よりも大きい。
以上説明したように、本変形例によれば、マグネティックスイッチ小型軽量化しつつ強度を確保することができる。特に、可動接点9の貫通穴9a周辺の最小幅部9hの断面積が大きくなるため、通電時の抵抗損失を低減させることができる。これにより、可動接点9の発熱による強度低下を抑制することができる。
なお、上述した実施形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。
例えば、可動接点9が固定接点10と当接する面の最小幅部9hが狭くならないように貫通穴9aの形状を変形することができる。すなわち、貫通穴9aの形状は上述した実施形態以外にも置き換え可能である。
上記実施形態では、プランジャシャフト11と接点シャフト12は別体であるが、1つのシャフトで構成されていてもよい。
上記実施形態では、カラー13、Cオシバネ16、絶縁板17を用いているが、これらは適宜省略してもよい。つまり、励磁コイル3の磁力でプランジャ4が駆動されることにより、シャフト(11、12)が移送されるように構成されていればよい。
1…スタータ本体
2…マグネティックスイッチ
3…励磁コイル
4…コイルケース
5…ボス
5a…プランジャ当接面
6…プランジャ
6a…後端面
6b…内周面
7…シフトレバー
7a…下端
8…ピニオン
9…可動接点
9a…貫通穴
9b…可動接点(矩形形状)の長辺
9c…直線
9d…可動接点(矩形形状)の短辺
9e…R形状
9f…長辺
9g…短辺
9h…最小幅部
9s…D字状部分
9t…三日月状部分
10…固定接点
11…プランジャシャフト
12…接点シャフト
12a…可動接点支持部
12b…先端つば部
13…カラー
13a…先端面
14…Cリターンスプリング
15…プランジャリターンスプリング
16…Cオシバネ
17…絶縁板
18…Eリング

Claims (6)

  1. 励磁コイルと、
    前記励磁コイルの磁力により駆動されるプランジャと、
    前記プランジャが駆動されることにより、移送されるシャフトと、
    前記シャフトが挿通される貫通穴を有する可動接点と、
    前記可動接点に対向する固定接点と、
    を備えるスタータ用マグネティックスイッチにおいて、
    前記可動接点は、矩形板状であり、
    前記貫通穴は、前記可動接点の長手方向に沿った寸法よりも前記可動接点の短手方向に沿った寸法が小さい
    ことを特徴とするスタータ用マグネティックスイッチ。
  2. 請求項1に記載のスタータ用マグネティックスイッチにおいて、
    前記可動接点の長手方向及び短手方向によって張られた面と平行な前記貫通穴の断面は、前記可動接点の長辺と平行な直線を含む
    ことを特徴とするスタータ用マグネティックスイッチ。
  3. 請求項2に記載のスタータ用マグネティックスイッチにおいて、
    前記可動接点の長手方向及び短手方向によって張られた面と平行な前記貫通穴の断面は、前記可動接点の短辺に対向する円弧を含む
    ことを特徴とするスタータ用マグネティックスイッチ。
  4. 請求項1に記載のスタータ用マグネティックスイッチにおいて、
    前記可動接点は、
    前記貫通穴の内周面として、前記可動接点の短手方向に垂直な平面を含む
    ことを特徴とするスタータ用マグネティックスイッチ。
  5. 請求項1に記載のスタータ用マグネティックスイッチにおいて、
    前記可動接点の長手方向及び短手方向によって張られた面と平行な前記貫通穴の断面は、楕円である
    ことを特徴とするスタータ用マグネティックスイッチ。
  6. 請求項1に記載のスタータ用マグネティックスイッチにおいて、
    前記貫通穴の軸からの距離が所定の閾値以内の前記可動接点の板厚が、前記貫通穴の軸からの距離が前記閾値を超える前記可動接点の板厚よりも大きい
    ことを特徴とするスタータ用マグネティックスイッチ。
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