JPWO2017187493A1 - スタータ用電磁スイッチ装置 - Google Patents
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Abstract
起動回路(8)を構成し起動抵抗(20)と接続され一対の起動回路接点(14)の一方を一端に配置するコネクタA(15)と、起動回路(8)を構成し一対の主固定接点(18)の一方と接続され一対の起動回路接点(14)の他方を一端に配置するコネクタB(16)と、コネクタA(15)とコネクタB(16)を主固定鉄心(12)から電気的に絶縁する絶縁部材(17)と、接点室11aを封止する弾性部材(19)を備え、
コネクタA(15)とコネクタB(16)は絶縁部材(17)と弾性部材(19)を介して端子台(11)と主固定鉄心(12)で挟持される。
Description
スタータ用電磁スイッチ装置はその2つの機能を発生させるために吸引コイル、保持コイルを有している。この吸引コイルの一端はモータ主電気回路に接続している。
このように接続することで吸引コイルは前記機能であるピニオン噛合動作中と、モータ主電気回路閉路動作中の短時間のみ電流を通電することができる。
その結果、吸引コイルは温度上昇が小さく、通電電流に対して低い耐熱性の材料であっても構成可能としている。
この相互作用があるため、吸引コイルと保持コイルの設計において、この4つの機能すべてを最良の状態とすることは困難である。
これを解決するため、吸引コイルを起動回路に変更し、保持コイルを吸引及び保持の機能を持たせた吸引コイルに変更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)。
この起動回路とは起動抵抗と起動回路接点を有しているものである。
この結果、主固定接点、主可動接点、起動回路接点の接点磨耗粉によって、起動回路接点と主固定鉄心の間にリークパスが生成され、リーク電流が流れるという欠点があった。
またコネクタAとコネクタBと起動回路接点と絶縁部材で接点室を主固定接点側と主固定鉄心側に分離している。これにより、主可動接点、一対の主固定接点、一対の起動回路接点から発生する磨耗粉がアース回路である主固定鉄心と電気的に触れることがない。
よってスタータ用電磁スイッチ装置の作動時に電圧が印加される一対の起動回路接点、コネクタA、コネクタBとアース回路である主固定鉄心の間にリークパスが発生せず、リーク電流が流れることがない。
図1〜13において、スタータ1は補助リレー2、スタータ用電磁スイッチ装置3、モータ4を備えている。スタータ1は自力始動できない内燃機関を回転させる装置である。
補助リレー2はスタータ用電磁スイッチ装置3の作動をON/OFFする装置である。
スタータ用電磁スイッチ装置3はスタータ1のピニオンと内燃機関のリングギヤを噛み合わせるとともに、モータ4の主電気回路7を開閉する装置である。モータ4は内燃機関を回転させる動力を発生する装置である。
スタータ1はバッテリ5からの電力で作動する。その作動はキースイッチ6で制御される。
スタータ1の電気回路はモータ4の主電気回路7、起動回路8、吸引保持回路9、補助リレー回路10からなり、主電気回路7のモータ4を除いた回路がスタータ用電磁スイッチ装置3として構成される。
コネクタA15は、起動抵抗20と一対の起動回路接点14の一方の間を接続している。コネクタB16は、一対の起動回路接点14の他方と、一対の主固定接点18のモータ4が接続される方の間を接続している。
スタータ用電磁スイッチ装置3の端子台11は絶縁材料からなり、円柱形状の一部が径方向に突出した形状で、円柱軸方向一端の突出部に開口部があり、その開口部に補助リレー2を内蔵している。その反対側の他端には接点室11aが設けられる。
接点室11aは補助リレー2を内蔵する開口部とは軸方向反対側に設けられた開口部と主固定鉄心12で構成される空間であって、主可動接点13が可動する空間である共に一対の起動回路接点14、コネクタA15、コネクタB16、絶縁部材17を設置する空間である。
接点室11aの底部には一対の主固定接点18が設置され、開口部側には起動回路接点14、コネクタA15、コネクタB16、絶縁部材17が設置される。
開口部側に設置したこれらの部品によって接点室11aを一対の主固定接点側11bと主固定鉄心側11cに分離している(図4)。
また絶縁部材17は起動抵抗20と吸引コイル21が巻回される主巻枠22の口出し部22a、22b、22cで位置が決められる(図7)。
その状態でコネクタA15と起動抵抗20の一端および口出しコネクタ23と主固定鉄心12および口出しコネクタ23と吸引コイル21の一端が溶接される(図8)。
また絶縁部材17は主可動接点13が衝突した際の荷重および主可動接点13と一対の起動回路接点14が引き剥がされる際の荷重を受けられる材料・形状によって製作されるものである。
そして弾性部材19は浸水を防止するための接触面圧を発生可能な材料・形状によって製作されるものである。
この絶縁部材17と弾性部材19は同一金型内で異なる材料を成形(いわゆる2色成型)した一体化された部品でもよい。
よってコネクタA15とコネクタB16は、絶縁部材17と弾性部材19のどちらか一方に一体成型すると限られるものではなく、絶縁部材17と弾性部材19の中間に成形されるものであっても良い。
主固定鉄心12には雌ネジ12aが設けられ端子台11をネジ24を使って固定する(図6)。
なお、スタータ1がアースフロートタイプの場合、主固定鉄心12は吸引コイル21のアース回路とはならず、吸引コイル21とは必要とされる空間距離と沿面距離を保つように構成される。
起動回路接点14の頭部は主可動接点13との接触部で、その反対側は中空形状である。この中空部を塑性変形させることで一方はコネクタA15、他方はコネクタB16に固定している(図7,8)。
コネクタA15は導電材料であって起動抵抗20と一対の起動回路接点14の一方の間を接続している。
コネクタB16は導電材料であって一対の起動回路接点14の他方と一対の主固定接点18のモータ4が接続される方と接続している。
このように接続することで吸引コイル21の一端と副コイル25の一端をバッテリ5のマイナス側と電気的に接続している。
なお、可能であれば吸引コイル21を直接主固定鉄心12に溶接したり、副コイル25と溶接すればよく、口出しコネクタ23を使用しない構成も可能である。
またスタータ1がアースフロートタイプの場合、口出しコネクタ23と主固定鉄心12は溶接されず、必要とされる空間距離と沿面距離を保つように構成される。
起動抵抗20の一端は一対の副固定接点28の一方と電気的に接続され、他端は一対の起動回路接点14の一方と電気的に接続される。
副コイル25は導電材料であり副巻枠26に巻回される(図5)。副コイル25の一端はキースイッチ6と電気的に接続され、他端はバッテリ5のマイナス側と電気的に接続される。
スタータ1はキースイッチ6がONになると補助リレー2の副コイル25に電流が流れ、その磁力により副可動接点27が一対の副固定接点28方向に移動し、一対の副固定接点28間が副可動接点27で短絡され、起動回路8と吸引保持回路9にバッテリ5から電流が流れる。
同時にスタータ1のピニオンが内燃機関のリングギヤと噛合い動作を始め、モータ4も起動抵抗20からの電流で緩やかに回転を始める。
その結果、起動回路8に電流が流れなくなるが、吸引コイル21の磁力で主可動接点13は移動し続ける。
最終的に一対の主固定接点18間が主可動接点13で短絡され、モータ4にバッテリ5からの電力が供給されてモータ4が全力で回転し内燃機関を回転させる。
これにより副コイル25に電流が流れなくなるので、副可動接点27は一対の副固定接点28から離れる方向に移動する。
そして一対の副固定接点28間の短絡が解除され、吸引コイル21に電流が流れなくなる。その結果、主可動接点13は一対の主固定接点18から離れる方向に移動し、一対の主固定接点18間の短絡が解除されることで、モータ4に電流が流れなくなる。
また吸引コイル21に電流が流れなくなると、スタータ1のピニオンと内燃機関のリングギヤの噛合いも外れるので、モータ4、ピニオンともに動作前の静止状態に戻る。
モータ4の主電気回路7を構成する一対の主固定接点18と、
モータ4の起動回路8を構成する一対の起動回路接点14と、
一対の主固定接点18と一対の起動回路接点14との間に移動可能に配置され、一対の主固定接点18を開閉することでモータ4の主電気回路7を開閉すると共に、
一対の起動回路接点14間を開閉することでモータ4の起動回路8を開閉する主可動接点13と、
起動回路8を構成しモータ4の起動電流が流れる起動抵抗20と、
主可動鉄心を一対の主固定接点方向に移動させるための磁界を発生する吸引コイル21と、
吸引コイル21の磁界により磁力を発生させる磁気回路を構成する主固定鉄心12と、
主固定接点18が固定されると共に主可動接点13が可動する空間となる接点室11aを備えた端子台11と、
起動回路8を構成し起動抵抗20と接続され一対の起動回路接点14の一方を一端に配置するコネクタA15と、
起動回路8を構成し一対の主固定接点18の一方と接続され一対の起動回路接点14の他方を一端に配置するコネクタB16と、
コネクタA15とコネクタB16を主固定鉄心12から電気的に絶縁する絶縁部材17と、
接点室11aを封止する弾性部材19を備え、
コネクタA15とコネクタB16は絶縁部材17と弾性部材19を介して端子台11と主固定鉄心12で挟持されるように構成されている。
またコネクタA15とコネクタB16と起動回路接点14と絶縁部材17で接点室11aを主固定接点側11bと主固定鉄心側11cに分離している。これにより主可動接点13、一対の主固定接点18、一対の起動回路接点14から発生する磨耗粉がアース回路である主固定鉄心12と電気的に触れることがない。
よってスタータ用電磁スイッチ装置3の作動時に電圧が印加される一対の起動回路接点14、コネクタA15、コネクタB16とアース回路である主固定鉄心12の間にリークパスが発生せず、リーク電流が流れることがない。
また補助リレー2を端子台11に内蔵することで、スタータ1が小型化が可能である。
また補助リレー2とスタータ用電磁スイッチ装置3を電気的に接続する配線もスタータ用電磁スイッチ装置3に内蔵することが可能になるので、スタータ1の小型化が可能である。
次に、実施の形態2によるスタータ用電磁スイッチ装置の構成について説明する。
実施の形態2においては、図9,10に示すように、実施の形態1で絶縁部材17と一体成型していたコネクタA15、コネクタB16、口出しコネクタ23が弾性部材19を貫通するように構成した。
一方、実施の形態1の場合は絶縁部材17の成形金型内にコネクタA15、コネクタB16をセットする作業が必要である。
実施の形態1,2のどちらが最良の形態であるかは、生産数等の条件によって変わるので、実施の形態2によって選択肢が増え、最良の形態を得ることが可能である。
次に、実施の形態3によるスタータ用電磁スイッチ装置の構成について説明する。
実施の形態3においては、図11〜13に示すように、実施の形態1でコネクタA15、コネクタB16に固定していた一対の起動回路接点14をコネクタA15、コネクタB16と同一部材で形成したものである。
コネクタA15、コネクタB16の材料形状は板状であって曲げ、打抜といった板金加工で製作する。
この板金加工時に同じ板金加工機械(順送プレス機)を用いて絞り加工、張出し加工といった加工方法により一対の起動回路接点14を形成したものである。
なお、ここでは板状の材料、板金加工を使用したが、材料形状は棒材や角材等、加工方法は鍛造加工等、任意の形状、方法を選択可能である。
Claims (6)
- モータの主電気回路を構成する一対の主固定接点と、
前記モータの起動回路を構成する一対の起動回路接点と、
前記一対の主固定接点と前記一対の起動回路接点との間に移動可能に配置され、前記一対の主固定接点間を開閉することで前記主電気回路を開閉すると共に、前記一対の起動回路接点間を開閉することで前記起動回路を開閉する主可動接点と、
前記起動回路を構成し前記モータの起動電流が流れる起動抵抗と、
主可動鉄心を前記一対の主固定接点方向に移動させるための磁界を発生する吸引コイルと、
前記吸引コイルの磁界により磁力を発生させる磁気回路を構成する主固定鉄心と、
前記一対の主固定接点が固定されるとともに主可動接点が可動する空間となる接点室を備える端子台と、
前記起動抵抗回路を構成し前記起動抵抗と接続され前記一対の起動回路接点の一方を一端に配置するコネクタAと、
前記起動抵抗回路を構成し前記一対の主固定接点の一方と接続され前記一対の起動回路接点の一方を一端に配置するコネクタBと、
前記コネクタAと前記コネクタBを主固定鉄心から電気的に絶縁する絶縁部材と、
前記接点室を封止する弾性部材を備え、
前記コネクタAと前記コネクタBは前記絶縁部材と前記弾性部材を介して前記端子台と前記主固定鉄心で挟持されている
ことを特徴とするスタータ用電磁スイッチ装置。 - 前記コネクタAと前記コネクタBの少なくとも一方は、前記絶縁部材と前記弾性部材の少なくとも一方と一体化して構成されたことを特徴とする請求項1に記載のスタータ用電磁スイッチ装置。
- 前記コネクタAと前記コネクタBの少なくとも一方が、前記弾性部材を貫通していることを特徴とする請求項1または2に記載のスタータ用電磁スイッチ装置。
- 前記起動回路と前記吸引コイルの電流を通電・遮断する補助リレーが前記端子台に内蔵されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のスタータ用電磁スイッチ装置。
- 前記起動回路接点の一方は前記コネクタAと、前記起動回路接点の他方は前記コネクタBと同一部材から形成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スタータ用電磁スイッチ装置。
- 前記接点室は、前記コネクタAと前記コネクタBと前記起動回路接点と前記絶縁部材で前記主固定接点側と前記主固定鉄心側に分離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スタータ用電磁スイッチ装置。
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