KR101269731B1

KR101269731B1 - 스타터용 전자석 장치

Info

Publication number: KR101269731B1
Application number: KR1020100098764A
Authority: KR
Inventors: 요시히로 모리모토; 다이스케 미즈노
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2010-05-06
Filing date: 2010-10-11
Publication date: 2013-05-30
Also published as: JP5039170B2; CN102235287A; JP2011238362A; CN102235287B; FR2959889B1; FR2959889A1; KR20110123195A

Abstract

[과제]
본 발명은, 가동 철심과 고정 철심의 충돌음의 저감을 도모할 수 있는 스타터용 전자석 장치를 제공하는 것이다.
[해결 수단]
외주부를 형성하는 계철과, 상기 계철의 내주측에 배치되는 여자 코일과, 상기 여자 코일의 내주측에 배치되는 가동 철심과, 상기 계철에 감합되어 상기 가동 철심과 대향하도록 배치되는 고정 철심을 구비하는 스타터용 전자석 장치로서, 상기 가동 철심과 상기 고정 철심의 대향면의 어느 한쪽에 볼록형상부가 형성되고, 다른쪽측에 상기 볼록형상부와 개략 상사 형상이고 중심에 관통구멍을 갖는 오목형상부가 형성되고, 상기 오목형상부에 장착되는 완충부재를 구비하고, 상기 완충부재는, 상기 오목형상부에 위치하는 완충부와 상기 관통구멍에 관삽되어 상기 완충부와 반대측에 마련된 빠짐방지부로 구성된 것이다.

Description

스타터용 전자석 장치{ELECTROMAGNET DEVICE FOR STARTER}

본 발명은, 예를 들면 자동차 등에 탑재되는 엔진을 시동하는 스타터용 전자석 장치에 관한 것이다.

종래, 엔진 시동용 스타터가 특히 많이 사용되고 있는 것은 자동차이지만, 근래, 자동차의 연비 개선방법으로서 아이들 스톱 기능을 탑재하는 자동차가 증가하고 있다. 통상의 엔진 시동과 마찬가지로 스타터를 아이들 스톱 후의 재시동에 이용하는 구성이 채용된 경우, 스타터의 사용 회수가 증가하기 때문에, 스타터의 내구성 향상이 필요해진다.

한편, 자동차의 엔진 룸은 엔진 본체와 스타터 이외에, 그 엔진을 운전하기 위해 필요 불가결한 장치나, 엔진으로부터 얻어지는 동력을 타이어에 전달하기 위해 필요한 변속기 등, 매우 많은 구성 부품이 배치되기 때문에, 스타터가 설치되는 주위는 다른 구성 부품으로 밀집하고 있다. 근래, 엔진의 성능 향상을 위해 구성 부품수는 증가, 구성 부품이 대형화하고 있기 때문에, 스타터의 소형화의 중요도가 늘어나고 있다. 또한 상품성을 향상시키기 위해 정음성(靜音性)에 관해서도 중요도가 늘어나고 있다.

종래의 스타터로서, 예를 들면, 일본 특원2009-246506(특허 문헌 1 참조)호에 나타난 구조 등이 알려져 있다. 그 구조는 피니언을 링 기어에 맞물리게 하는 전자력 수단과, 이 전자력 수단과 동축상 직렬로 마련되는 전자 계전기(繼電器)를 구비하고 있다.

상술한 종래의 특허 문헌 1에 기재된 스타터에서는, 전자력 수단인 전자석 장치와 전자 계전기를 개개로 작동 가능하게 함으로써 맞물림 불량을 방지하는 기술을 구비하고 있기 때문에, 아이들 스톱 기능을 구비하는 자동차에의 탑재에 대해 유효하다.

또한, 전자력 수단인 전자석 장치와 전자 계전기가 동축상 직렬로 마련되어 있기 때문에, 스타터 전체로서의 소형화에 대해서도 유효하다.

그러나, 특허 문헌 1에 기재된 스타터는, 전자력 수단인 전자석 장치와 전자 계전기를 동시에 움직인 때에, 모터나 엔진 또한 그 동력 전달부로부터 발생하는 소리에 뒤섞여서 혼동되어 있던 전자석 장치의 가동 철심과 고정 철심의 충돌음이, 전자석 장치만을 움직인 경우에 이질(異質)의 소리로서 인식된다는 과제가 생긴다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이고, 가동 철심과 고정 철심의 사이에 완충부재를 배치함에 의해, 가동 철심과 고정 철심의 충돌음의 저감을 도모할 수 있는 스타터용 전자석 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명에 관한 스타터용 전자석 장치는, 외주부를 형성하는 계철(繼鐵)과, 상기 계철의 내주측에 배치되는 여자 코일과, 상기 여자 코일의 내주측에 배치되는 가동 철심과, 상기 계철에 감합되고 상기 가동 철심과 대향하도록 배치되는 고정 철심을 구비하는 스타터용 전자석 장치로서, 상기 가동 철심과 상기 고정 철심의 대향면의 어느 한쪽에 볼록형상부가 형성되고, 다른쪽측에 상기 볼록형상부와 개략 상사(相似) 형상이고 중심에 관통구멍을 갖는 오목형상부가 형성되고, 상기 오목형상부에 장착되는 완충부재를 구비하고, 상기 완충부재는, 상기 오목형상부에 위치함으로써 지름방향 및 축방향 모두 이동 규제되는 완충부와 상기 관통구멍에 관삽(貫揷)되고 상기 완충부와 반대측에 마련된 빠짐방지부로 구성된 것이다.

본 발명에 관한 스타터용 전자석 장치는, 가동 철심과 고정 철심의 사이에 가동 철심과 고정 철심의 흡인력보다도 반발력이 큰 완충부재를 배치함에 의해, 가동 철심과 고정 철심의 충돌음의 저감을 도모할 수 있는 스타터용 전자석 장치를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 스타터용 전자석 장치를 도시하는 단면도.
도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 스타터용 전자석 장치에서의 완충부재를 도시하는 단면도.
도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 스타터용 전자석 장치에서의 완충부재를 도 2의 왼쪽 방향에서 본 정면도.
도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 스타터용 전자석 장치의 가동 철심과 고정 철심의 대향면 사이의 거리와 흡인력 및 완충부재의 반발력을 도시한 특성도.

실시의 형태 1.

이하, 본 발명의 실시의 형태 1을 도 1 내지 도 4에 의거하여 설명하는데, 각 도면에 있어서, 동일, 또는 상당 부재, 부위에 관해서는 동일 부호를 붙여서 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 스타터용 전자석 장치를 도시하는 단면도이다. 도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 스타터용 전자석 장치에서의 완충부재를 도시하는 단면도이다. 도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 스타터용 전자석 장치에서의 완충부재를 도 2의 왼쪽 방향에서 본 정면도이다. 도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 스타터용 전자석 장치의 가동 철심과 고정 철심의 대향면 사이의 거리와 흡인력 및 완충부재의 반발력을 도시한 특성도이다.

이들 각 도면에서, 1은 외주부를 형성하는 계철이고, 자성 재료로 이루어지고, 자기 회로를 구성한다. 2는 계철(1)의 내주측에 배치되고, 절연재로 이루어지는 감는 틀(3)에 권장된 도전재로 이루어지는 여자 코일이다. 4는 여자 코일(2)의 내주측에 배치되는 자성 재료로 이루어지는 가동 철심이다. 5는 계철(1)에 감합되고 가동 철심(4)과 대향하도록 배치되는 자성 재료로 이루어지는 고정 철심이다. 가동 철심(4)은 계합 부재(6)와 가세 스프링(7)을 구비하고 있다. 가세 스프링(7)은 계합 부재(6)의 고정 철심(5) 방향의 이동량보다도 가동 철심(4)의 고정 철심(5) 방향의 이동량이 큰 경우에 도시하지 않은 축방향 시프트 레버를 고정 철심(5) 방향으로 가세한다. 8은 고정 철심(5)과 가동 철심(4)과의 사이에 설치된 복귀 스프링이고, 가동 철심(4)을 도시하지 않는 축방향 시프트 레버측으로 가세한다.

또한, 도면은 한 예로서, 계철(1)의 내주측에는 그 계철(1)을 겸용한 전자 계전기가 동축상 직렬로 마련된 경우를 도시하고 있고, 자성 재료로 이루어지고 자기 회로를 구성하는 플런저(9)와, 절연재로 이루어지는 보빈(11)에 권장된 도전재로 이루어지는 코일(10)과, 자성 재료로 이루어지고 자기 회로를 구성하는 제 1의 코어(12), 자성 재료로 이루어지고 자기 회로를 구성하는 제 2의 코어(13), 플런저(9)와 연결된 로드(14)와, 로드(14)와 플런저(9)를 오른쪽 방향으로 가세하는 복귀 스프링(15)과, 배터리 단자(17)와 모터 단자(18)가 장착된 단자대(16)와, 로드(14)와 연결된 가동 접점(19)과, 가동 접점(19)을 가세하는 접점 스프링(20)을 구비하고 있다.

그런데, 가동 철심(4)과 고정 철심(5)의 대향면의 어느 한쪽에 볼록형상부(21)가 형성되고, 다른쪽측에 볼록형상부(21)와 개략 상사 형상이고 중심에 관통구멍(23)을 갖는 오목형상부(22)가 형성되어 있다. 도면은 한 예로서, 가동 철심(4)의 고정 철심(5)과의 대향면측에 볼록형상부(21)가 형성되고, 고정 철심(5)의 가동 철심(4)과의 대향면측에 오목형상부(22)가 형성되어 있는 경우를 도시하고 있다.

또한, 볼록형상부(21)와 오목형상부(22)는 개략 상사형의 원추대(圓錐臺) 형상이고, 가동 철심(4)이 고정 철심(5) 방향으로 이동한 때에, 볼록형상부(21)와 오목형상부(22)가 접촉하지 않도록, 볼록형상부(21)가 오목형상부(22)보다도 조금 작은 형상으로 구성되어 있다.

24는 오목형상부(22)에 장착되는 완충부재이고, 이 완충부재(24)는, 오목형상부(22)에 위치하는 완충부(24a)와, 축부(24b)와, 관통구멍(23)에 관삽되어 완충부(24a)와 반대측에 마련되고 관통구멍(23)보다 외주 방향으로 돌출하는 빠짐방지부(24c)와, 중공부(24d)를 갖고 있다.

완충부재(24)의 완충부(24a)는 고정 철심(5)에 마련한 관통구멍(23)의 내경보다 크고 오목형상부(22)의 내경보다 작은 외경을 가지며, 오목형상부(22)의 깊이와 거의 같은 두께를 갖은 형상으로 형성되어 있다. 완충부재(24)의 축부(24b)는 완충부(24a)와 빠짐방지부(24c)를 결합한다. 완충부재(24)의 빠짐방지부(24c)는 축부(24b)로부터 관통구멍(23)으로부터 외주 방향으로 돌출한 복수의 돌기부로 구성된다.

완충부재(24)의 빠짐방지부(24c)의 선단측(24c1)의 외경은 관통구멍(23)의 내경보다 작고, 빠짐방지부(24c)의 후단측(24c2)의 외경은 관통구멍(23)의 내경보다 큰 형상으로 형성되어 있다. 완충부재(24)의 빠짐방지부(24c)는 도 3에 도시하는 바와 같이 3개소의 돌기부로 구성하고 있지만 몇개라도 좋고, 돌기가 아니라 우산형상(傘狀)으로 둘레방향 전체가 같은 외경이라도 좋다. 또한, 중공부(24d)는 완충부(24a)측이 개구하고 빠짐방지부(24c)측이 폐구하고 있는 경우를 도시하고 있지만, 반대라도 좋고 관통구멍이라도 좋다.

완충부재(24)는 고정 철심(5)을 계철(1)에 고정하기 전, 또는, 가동 철심(4)을 여자 코일(2)의 내주측에 삽입하기 전에 고정 철심(5)에 마련된 오목형상부(22)에 부착된다. 완충부재(24)의 부착은, 빠짐방지부(24c)를 오목형상부(22)의 방향에서 관통구멍(23)에 삽입하고, 빠짐방지부(24c)가 관통구멍(23)을 관통할 때까지 밀어넣음에 의해 부착된다.

다음에, 도 1과 도 4에 의거하여, 가동 철심(4)과 고정 철심(5)의 대향면 사이의 거리와 흡인력 및 완충부재(24)의 반발력에 관해 설명한다. 도 1에서, A는 흡인력과 반발력의 크기를 나타내고, B는 가동 철심(4)의 이동 거리를 나타낸다. 가동 철심(4)과 완충부재(24) 사이의 거리가 X이고, 가동 철심(4)과 고정 철심(5) 사이의 거리가 Y이다. 여자 코일(2)에 전압을 인가하면, 여자 코일(2)에 전류가 흘러서 가동 철심(4)이 고정 철심(5) 방향으로 이동하는데, 도 1에서의 가동 철심(4)의 위치는 여자 코일(2)에 전압을 인가하지 않은 정지 상태이다.

도 4의 X와 Y는 도 1과 같은 값이고, X는 가동 철심(4)과 완충부재(24) 사이의 거리이고, Y는 가동 철심(4)과 고정 철심(5)의 거리이다. 흡인력(P)은 가동 철심(4)과 고정 철심(5) 사이의 흡인력이다. 반발력(Q)은 가동 철심(4)이 완충부재(24)를 압축 변형시키면서 이동한 때의 반발력과 복귀 스프링(8)의 반발력을 서로 더한 것이다.

여자 코일(2)에 전압을 인가한 직후는, 가동 철심(4)의 이동량이 0이고, 도 4의 특성도의 좌단의 상태에 있다. 여자 코일(2)에 인가된 전압에 의해 발생하는 가동 철심(4)과 고정 철심(5) 사이의 흡인력(P)에 의해, 가동 철심(4)은 고정 철심(5) 방향으로 이동한다. 가동 철심(4)의 이동량이 X보다 작은 사이는 복귀 스프링(8)의 반발력만, X보다 커지면 완충부재(24)의 반발력이 더해진다. 완충부재(24)의 완충부(24a)는 오목형상부(22)에 수납되어 변형량을 규제하고 있기 때문에, 도 4의 특성도에 도시하는 바와 같이 가동 철심(4)의 이동량에 대해 반발력(Q)은 급격하게 상승한다. Z는 가동 철심(4)이 정지하기 까지의 이동 거리이고, 반발력(Q)과 흡인력(P)이 평형을 이루는 위치이다.

이와 같이 구성된 스타터용 전자석 장치에서는, 가동 철심(4)과 고정 철심(5)의 대향면에 완충부재(24)를 구비하는 구성으로 함에 의해, 가동 철심(4)과 고정 철심(5)의 충돌음(衝突音)을 저감할 수 있다.

또한, 완충부재(24)를 고정 철심(5)의 오목형상부(22)와 관통구멍(23)에 배치되도록 구성하고, 완충부재(24)에 빠짐방지부(24c)를 마련함에 의해, 완충부재(24)가 지름 방향·축방향 함께 이동 규제되어 확실하게 고정할 수 있음과 함께, 완충부재(24)의 지름 방향 외주에의 변형량이 규제되어 반발력이 커지기 때문에, 흡인력(P)의 크기가 흐트러져도 가동 철심(4)의 이동량의 편차를 억제할 수 있다.

또한, 볼록형상부(21), 오목형상부(22) 함께 상사형의 개략 원추대 형상으로 하였기 때문에, 볼록형상부(21)가 오목형상부(22a)로부터 떨어지는 방향으로 이동하면, 볼록형상부(21)와 오목형상부(22)의 지름 방향 간극이 증가하기 때문에, 완충부재(24)의 지름 방향 마찰력이 작아저서, 가동 철심(4)이 정지 위치에 되돌아올 때의 이동 저항을 작게 할 수 있다.

또한, 가동 철심(4)과 고정 철심(5) 사이의 흡인력(P)보다도 완충부재(24)의 반발력(Q)을 크게 하였기 때문에, 가동 철심(4)과 고정 철심(5)이 직접 접촉하는 일이 없고, 직접 접촉하는 경우보다도 가동 철심(4)과 고정 철심(5)의 충돌음을 저감할 수 있다.

또한, 완충부재(24)에 중공부(24d)를 마련하고, 빠짐방지부(24c)를 복수의 돌기부로 함에 의해, 완충부재(24)의 고정력(固定力)을 내리는 일 없이 빠짐방지부(24c)를 관통구멍(23)에 삽입할 때의 삽입 저항을 내릴 수 있다.

또한, 상술한 실시의 형태 1은 전자 계전기가 동축상 직렬로 구성된 스타터용 전자석 장치의 경우에 관해 기술하였지만, 전자 계전기가 별체로 구성된 스타터용 전자석 장치라도 좋고, 전자 계전기가 스타터와 별체로 구성되어 있는 스타터용 전자석 장치라도 좋다. 또한, 가동 철심측에 볼록형상부를 고정 철심측에 오목형상부를 마련한 경우에 관해 기술하였지만, 가동 철심측에 오목형상부를 고정 철심측에 볼록형상부를 마련하고, 그 오목형상부에 완충부재를 마련한 구성으로 하여도 좋고 상술한 실시의 형태 1과 같은 효과를 이룬다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명은, 가동 철심과 고정 철심의 충돌음의 저감을 도모할 수 있는 스타터용 전자석 장치의 실현에 알맞다.

1 : 계철
2 : 여자 코일
4 : 가동 철심
5 : 고정 철심
21 : 볼록형상부
22 : 오목형상부
23 : 관통구멍
24 : 완충부재
24a : 완충부
24c : 빠짐방지부

Claims

외주부를 형성하는 계철과, 상기 계철의 내주측에 배치되는 여자 코일과, 상기 여자 코일의 내주측에 배치되는 가동 철심과, 상기 계철에 감합되어 상기 가동 철심과 대향하도록 배치되는 고정 철심을 구비하는 스타터용 전자석 장치로서,
상기 가동 철심과 상기 고정 철심의 대향면의 어느 일방측에 볼록형상부가 형성되고, 타방측에 상기 볼록형상부와 개략 상사 형상이고 중심에 관통구멍을 갖는 오목형상부가 형성되고, 상기 오목형상부에 장착되는 완충부재를 구비하고,
상기 완충부재는, 상기 오목형상부에 위치하고 상기 오목형상부의 깊이와 동일한 두께를 갖는 형상으로 형성되어 있는 완충부와 상기 관통구멍에 관삽되어 상기 완충부와 반대측에 마련된 빠짐방지부로 구성되어, 지름방향 및 축방향 모두 이동 규제되고,
상기 완충부재의 상기 빠짐방지부는 상기 관통구멍보다 외주 방향으로 돌출하는 복수의 돌출부로 구성된 것을 특징으로 하는 스타터용 전자석 장치.
제 1항에 있어서,
상기 볼록형상부와 오목형상부는 개략 원추대 형상인 것을 특징으로 하는 스타터용 전자석 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 완충부재의 반발력은 상기 가동 철심과 상기 고정 철심의 흡인력보다도 큰 것을 특징으로 하는 스타터용 전자석 장치.
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