KR20030079764A - 스타터용 마그네틱 스위치 - Google Patents

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KR20030079764A
KR20030079764A KR10-2003-0020821A KR20030020821A KR20030079764A KR 20030079764 A KR20030079764 A KR 20030079764A KR 20030020821 A KR20030020821 A KR 20030020821A KR 20030079764 A KR20030079764 A KR 20030079764A
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Abstract

본 발명에 따른 마그네틱 스위치의 제1 접점 및 제2 접점은 배터리와 모터 사이에서 병렬로 연결된다. 상기 제1 접점부는 모터가 저속으로 회전하기 시작하도록 저항소자를 통해 접촉된다. 이에 따라, 피니언은 스플라인의 축방향 구성요소에 의하여 축방향으로 가압되고, 회전이 제한된 상태에서 링기어와 치합되도록 한다. 이후, 상기 제2 접점부는 그 제2 접점부를 통해 모터로 전력이 충분히 공급되어 엔진을 시동시키도록 플런저의 추가적인 이동에 따라 접촉이 이루어진다. 상기 제1 접점부의 고정접점은 카본재로 이루어진다. 상기 저항소자는 카본재에 의하여 제공된다.

Description

스타터용 마그네틱 스위치{Magnet switch for starter}
본 발명은 내연기관을 시동시키기 위하여 이용되는 스타터(starter)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스타터용 마그네틱 스위치(magnet switch)에 관한 것이다.
최근 자동차 분야에서 환경문제를 극복하기 위하여 다양한 노력들이 이루어지고 있다. 이를 위하여, 차량 스타터는 소형이고 경량이며, 엔진 아이들 스톱(idle stop)(즉, 에코-런(eco-run))에 대한 수명향상 등과 같은 다양한 개량들을 요구하고 있다. 이러한 요구를 만족하기 위하여, 일본국 특개평9-68142호(미국특허 제 5,525,947호)에 제안된 스타터는 피니언의 치합(meshing)을 향상시킴으로써 링기어에 손상을 감소시킨다. 또한, 상기 스타터는 스위치 전류를 감소시킴으로써 뛰어난 전자제어를 실행할 수 있다. 즉, 모터가 저속으로 회전하도록 시동시키기 위하여 전력은 저항체를 통해 서브접점으로 공급되고, 그 회전력으로 상기 피니언을 링기어에 치합되도록 한다. 이후, 상기 모터는 전속력으로 회전되도록 전력은 메인접점으로 공급된다. 따라서, 상기 모터의 접점을 근접시키기 위한 흡입력만이 요구된다. 따라서, 상기 피니언이 스위치의 힘에 의하여 치합되는 경우와 비교해 볼 때, 스위치 전류는 70% 이상 감소된다. 그러므로, 반도체를 이용하여 스위치 전류를 턴온/턴오프(turn ON/turn OFF)할 수 있으며, 그 크기도 감소시킬 수 있다.
전술한 스타터에서는 링기어에 대한 손상이 감소된다. 또한, 메인접점의 마모는 서브접점에 의하여 감소된다. 그러나, 상기 서브접점에서 문제가 발생한다.
예를 들면, 상기 서브접점의 내구성 문제에서, 상기 서브접점은 금속으로 이루어지고, 약 100A 정도의 전류를 온/오프 시키기 때문에, 아크열로 인한 마모가 쉽게 발생한다. 다른 관점에서 보면, 저항체가 필요하기 때문에, 상기 저항체의 내구성이 문제가 된다. 예를 들면, 차량 키 스위치가 스타터 위치에서 록킹(locking)될 경우, 전류는 코일에 계속해서 공급될 수 있다. 그 결과, 상기 저항체 및 코일과 같은 구성부품들이 타버리고, 상기 서브접점은 정확히 작동될 수 없게 된다.
또 다른 관점에서 보면, 상기 서브접점의 채터링(chattering)이나 최저동작전압의 증가도 문제가 된다. 도 6 은 스위치의 힘 F와 스트로크(stroke) D 사이의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 6 에서, 상기 스위치를 동작시키기 위하여 요구되는 힘 F1 및 상기 스위치에 의하여 발생된 흡인력 F2가 나타나 있다. 상기 힘 F1은 스위치에 의하여 플런저(plunger)로 구동되는 리턴스프링, 접촉압력스프링 등의 로드(load)들을 전환시킴으로써 결정된다.
상기 플런저가 이동될 경우, 상기 서브접점은 Da 지점에 근접한다. 모터전류가 상기 서브접점을 통해 공급될 경우, 전압이 강하되고, 스위치 전류는 감소된다. 전력공급전압이 충분히 높은 경우, 스위치는 플런저를 지속적으로 흡인한다. 그러나, 상기 전력공급전압이 낮을 경우, 도 6 에서 점선으로 나타낸 바와 같이, 상기 흡인력 F2는 힘 F1이하로 감소된다. 따라서, 상기 플런저는 스프링력으로 원위치로되돌아오게 되어, 서브접점을 개방한다. 그 결과, 상기 서브접점은 Da 지점에서 채터링 하게 된다. 최악의 경우, 상기 접점은 과열되고 함께 고착(sticking)될 수 있다. 상기에서 언급한 최소동작전압은 채터링을 피하기 위하여 요구되는 최소전압이다.
상기 설명으로부터 알 수 있듯이, 상기 서브접점은 플런저 스트로크의 중간에서 급속한 전압강하를 발생한다. 따라서, 상기 서브접점을 갖는 스위치의 최소동작전압은 서브접점을 갖지 않는 스위치의 최소동작전압보다 높다. 상기 메인접점이 폐쇄될 경우, 전압강하가 발생한다. 그러나, 상기 메인접점이 폐쇄될 경우, 상기 플런저는 충분히 이동되었기 때문에, 스위치의 흡인력은 충분히 높다. 따라서, 상기 메인접점에서 문제는 발생하지 않는다. 상기 서브접점의 문제를 해결하기 위하여, 상기 스위치, 접점 및 저항체는 커질 수 있다. 그러나, 소형화에 대하여 부합되지 못하는 문제점이 있다.
상기 접점의 마모 및 고착에 대한 문제를 해결하기 위한 수단으로서, 일본국 특개평 9-310666호(미국특허 제6,054,777호) 공보에서 제안된 모터 접점으로서 브러시가 이용된다. 그러나, 상기 브러시는 마모부품이기 때문에, 마모여유를 위한 소정길이가 요구된다. 상기 스타터의 브러시는 대개 약 10mm 정도의 마모여유를 갖는다.
또한, 상기 브러시는 설정 힘으로서 일반적으로 10N 내지 20N을 필요로 한다. 대개 두 개의 브러시가 제공된다. 따라서, 전체적으로 20N 내지 40N이 요구된다. 스프링에 의하여 이러한 힘을 제공하기 위하여, 상기 스프링을 약 10mm 내지20mm(최소한 약 10mm)정도 만곡시킬 필요가 있다. 상기 브러시가 접점으로서 이용될 경우, 브러시의 마모 및 설정 힘으로 인하여 약 10mm 내지 20mm 정도의 길이에서 변화를 대처하기 위하여, 스위치의 스트로크로서 20mm 이상이 요구되고, 상기 브러시를 플런저로 이동시키기 위한 흡인력으로서 20N 이상이 요구된다.
실질적으로, 그의 크기 때문에 일반적인 스타터 스위치에 대한 두 요구조건을 충족시키기에 어려움이 있다. 레버의 원리를 이용함으로써 스트로크 및 흡인력을 증대시키기 위한 시도가 있었다(예를 들면, DE 10018467A1). 그러나, 흡인력에 의한 스트로크의 작업로드 때문에, 스위치로서 충족될 수 없고, 그 비율이 레버의 원리에 의하여 변화되더라도 작업로드를 만족시킬 수 없는 어려움이 있다. 또한, 추가적으로 특별하고 큰 브러시 이동수단이 요구된다.
즉, 상기 접접으로서 브러시가 이용될 경우, 큰 스위치와 같은 큰규모의 메커니즘이 필요로 된다. 그러나, 이는 크기를 감소시키기 위한 목적에 반하는 문제점이 있다. 또한, 스타터의 브러시는 접촉저항을 감소시키기 위하여 대개 50% 이상의 구리를 포함하는 그래파이트(graphite)로 이루어진다. 따라서, 상기 브러시는 접점으로서 적합하지 않은 문제점이 있다.
따라서, 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 카본(carbon)재로 이루어지는 서브접점을 제공하고, 실질적으로 전류가 제로인 상태에서 전력공급을 턴온/턴오프시킴으로써 아크로 인한 접점의 마모 및 고착을 방지하는 마그네틱 스위치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 스타터를 도시한 단면도.
도 2 는 도 1 에 도시한 스타터의 스위치를 도시한 단면도.
도 3 은 도 1 에 도시한 스타터의 가동부를 도시한 개략도.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 스타터의 회로도.
도 5a 내지 도 5c 는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따라 제1 접점부가 접촉을 이루는 위치상태를 설명하는 제1 접촉부를 도시한 개략도.
도 6 은 힘과 스위치의 스트로크 사이의 관계 및 본 발명의 장점을 설명한 그래프.
도 7 은 카본재의 접촉압력과 전기저항 사이의 일반적인 관계를 설명한 그래프.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
50: 마그네틱 스위치52: 플런저
70: 제1 접점부71: 제1 고정접점
72: 제1 가동접점80: 제2 접점부
81: 제2 고정접점82: 제2 가동접점
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 첫번째 관점에 따르면, 스타터용 마그네틱 스위치는 제1 접점부 및 제2 접점부를 포함하며, 이들 접점부는 모터와 배터리 사이를 고정접점과 가동접점으로 전기적 접속하게 된다. 상기 제1 접점부는 카본재를 구비한다. 상기 제1 접점부 및 제2 접점부는 상기 제2 접점부의 접촉이 이루어지기 전에 상기 제1 접점부의 접촉이 이루어지도록 배치된다.
상기 제2 접점부는 직접적으로 전도(conduct)되지 않기 때문에, 금속접점을 갖는 제2 접점부에 대한 손상은 억제된다. 상기 제1 접점부는 쉽게 고착되지 않고 윤활성을 갖는 카본재를 포함하기 때문에, 전력이 모터로 공급될 경우, 접점의 가격(thrash)으로 인한 제1 접점부에 아크가 발생할 경우라도, 접점은 고착되거나 비정상적인 거의 마모가 일어나지 않는다.
본 발명의 두번째 관점에 따르면, 마그네틱 스위치가 턴오프될 경우, 상기 제2 접점부의 접촉이 해제된 후에 제1 접점부의 접촉이 해제된다. 상기 제2 접점부에서 전류차단이 직접적으로 차단되지 않기 때문에, 상기 제2 접점부에서 아크는 거의 발생되지 않게 되어, 접점의 손상을 억제한다. 상기 전류가 직접적으로 차단되는 제1 접점부는 아크에 대한 강도를 갖는 카본재를 포함하기 때문에, 스위치의 성능이 향상된다.
본 발명의 세번째 관점에 따르면, 상기 제1 접점부와 직렬로 저항소자가 제1회로, 즉 전로(current path)에 포함된다. 전류는 상기 제1 회로에서 제한되기 때문에, 접촉 로드(load to contact)는 감소된다. 또한, 상기 제1 접점부 및 제2 접점부는 병렬로 연결된다. 상기 제2 접점부가 접촉될 경우, 전력은 저항소자를 포함하는 제1 회로로 공급되지 않고, 제2 회로로 공급된다. 따라서, 필요 전류량은 모터로 공급된다.
본 발명의 네번째 관점에 따르면, 상기 카본재는 100% 카본으로 이루어지거나, 10% 이하의 금속함유량을 갖는 카본으로 이루어진다. 그러므로, 상기 카본재는 저항(대략 50밀리오옴(milliohm))을 제공한다. 상기 저항소자는 카본재에 의하여 제공되기 때문에, 부품수가 감소되고, 단순한 구성을 갖는다.
본 발명의 다섯번째 관점에 따르면, 마그네틱 스위치는 여자될 경우 흡인력을 발생시키는 흡인코일, 및 배터리와 모터를 전기적으로 접속시키기 위한 접점유닛을 포함한다. 상기 접점유닛은 저항소자를 통해 모터로 서브전력를 공급하기 위한 제1 접점부 및 모터로 메인전력을 공급하기 위한 제2 접점부를 포함한다. 상기 저항소자는 카본재로 이루어진 제1 접점부의 접점에 의하여 제공된다.
상기 흡인코일이 여자될 경우, 상기 제1 접점부의 가동접점과 고정접점은 서로 접촉하면서 플런저에 의하여 리턴스프링을 만곡시킨 다음, 가동접점과 고정접점은 플런저의 추가적인 이동에 의하여 서로 접촉하게 된다. 상기 모터로의 전력공급이 턴오프될 경우, 상기 제2 접점부의 가동접점과 고정접점은 리턴스프링의 복원력으로 이동되는 플런저에 의하여 제1 접점부의 가동접점과 고정접점이 분리되기 이전에 분리된다. 따라서, 스위치의 온/오프는 단순한 구성으로 제어된다.
본 발명의 여섯번째 관점에 따르면, 상기 마그네틱 스위치는 제1 및 제2 접점부에 접촉압력을 가압하기 위한 탄성부재를 더 포함한다. 따라서, 상기 접점부들에서의 전압강하를 억제한다. 또한, 접점이 마모되더라도, 상기 접점부는 접촉을 이룰 수 있다.
본 발명의 일곱번째 관점에 따르면, 상기 제1 및 제2 접점부의 고정접점은 배터리에 연결되도록 제공된다. 따라서, 상기 접점들은 스타터 몸체에 고정될 수 있어, 신뢰성을 향상시킨다. 또한, 이동가능한 가동접점 및 탄성부재는 플런저에 인접하게 제공된다. 따라서, 이는 단순한 구성을 이룰 수 있다. 예를 들면, 가동접점 및 탄성부재는 공통으로 이용될 수 있다.
본 발명의 여덟번째 관점에 따르면, 상기 제1 접점부의 접촉압력은 플런저의 이동에 따라 탄성부의 탄성에 의하여 점차적으로 증가 또는 감소된다. 따라서, 카본재에 의하여 제공된 접촉저항은 무한값으로부터 소정값(예를 들면, 50밀리오옴)으로 점차 변화된다. 이에 따라, 전류는 점차적으로 변화(예를 들면, 0A에서 100A 및 100A에서 0A)된다. 전류가 제로(0)인 상태에서 제1 접점은 접촉 및 접촉 해제되기 때문에, 상기 접점의 손상은 감소된다.
본 발명의 아홉번째 관점에 따르면, 상기 카본재는 두 개의 층으로 형성된다. 상기 제1 접점부는 접촉시 최초로 100%의 카본으로 이루어진 층을 통해 접촉이 이루어지며, 해제시 마지막으로 상기 100% 카본층을 통해 접촉 해제된다. 따라서, 제1 접점부에서의 아크 및 접점의 고착을 억제한다.
본 발명의 열번째 관점에 따르면, 피니언이 상기 제1 접점부에 의하여 감소된 전력에 의하여 저속으로 링기어와 치합된 후, 상기 모터는 전속력으로 회전된다. 따라서, 링기어의 손상은 감소된다. 또한, 상기 제1 접점부는 전류가 실질적으로 제로인 상태에서 카본재를 통해 접촉이 이루어진다. 따라서, 스위치의 수명은 증가한다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
도 1 내지 도 4 에 도시한 실시예를 참조하여 본 발명의 스타터를 설명한다. 도면부호 50은 전자기력을 발생하는 흡인코일(51)과, 자기회로에 포함된 플런저(plunger)(52)와, 케이스(55)와, 커버(54) 및 공극(56)을 구비한 스위치를 나타낸다.
도면부호 70은 고정접점(71) 및 가동접점(72)으로 구성되는 제1 접점부를 나타낸다. 상기 고정접점(71)은 100%의 카본 또는 주로 카본으로 이루어지고 소량의 금속함유량을 포함하는 카본재로 이루어진다. 상기 가동접점(72)은 제 1탄성부재(73)의 일부분이다. 상기 제1 탄성부재(73)는 인청동(phosphor bornze)과 같은 전도성이 있으며, 기계적강도를 갖는 재료로 이루어진다.
도면부호 80은 고정접점(81) 및 가동접점(82)으로 구성되는 제2 접점부를 나타낸다. 상기 제1 접점부(70) 및 제2 접점부(80)는 배터리와 모터 사이에서 병렬로 연결된다. 상기 제1 접점부(70)는 카본재를 포함하고 있기 때문에, 회로 즉 전로(curretn path)에서 저항을 제공한다. 상기 회로의 저항값으로서 약 50밀리오옴(milliohm)이 요구된다. 상기 고정접점(71)은 필요저항을 갖도록 10% 이하의 금속함유량을 포함한다. 상기 카본으로서 그래파이트(graphite) 및 비결정카본이 이용된다. 사용되는 카본은 제1 접점부(70)가 필요저항값을 제공하고, 장시간의 수명을 가질 수 있도록 금속함유량을 고려하여 결정된다.
상기 가동접점(72)(82)은 제1 및 제2 탄성부재(73)(83)의 탄성에 의하여 고정접점(71)(81)으로 접촉압력을 가한다. 상기 탄성부재(73)(83)는 플런저(52)와 이동되도록 배치된다. 또한, 상기 탄성부재(73)(83)는 각각 고정접점(71)(81)에 인접하게 배치되거나, 각각 고정접점(71)(81)과 가동접점(72)(82) 사이를 가로지르도록 배치될 수 있다.
상기 제1 접점부(70)의 고정접점(71)은 홀더(62)를 통해 배터리(미도시)에 연결된다. 상기 제2 접촉부(80)의 고정접점(81)은 단자(60)에 의해 배터리에 연결된다. 도 2 에 도시한 바와 같이, 상기 플런저(52)의 일단에 플랜지(flange)(53) 및 이음부(53a)가 고정된다. 상기 플랜지(53)의 돌출단부(53b)는 제2 탄성부재(83)를 통해 홀더(58)에 연결된다. 상기 가동접점(72)(82)은 압축끼워맞춤(press-fitting)과 같은 수단에 의하여 홀더(58)의 일단에 고정된다. 상기 플랜지(53), 홀더(58) 및 가동접점(72)(82)은 플런저(52)의 이동에 따라 일체로 이동가능하여, 스위치로서 동작한다.
상기 이음부(53a)는 접속부재(90)의 일단이 삽입되는 홀을 갖고 형성된다. 상기 접속부재(90)의 대향단은 부재(91)를 통해 피니언(25)의 회전을 제한한다. 보다 상세하게는, 상기 플런저(52)가 흡인코일(51)의 흡인력에 의하여 공극(56)을 폐쇄하는 방향으로 흡인될 경우, 상기 부재(91)는 연결부재(90)를 통해 피니언(25)과접촉되게 하여, 상기 피니언(25)의 회전을 제한한다. 이러한 상태에서, 모터가 회전하기 시작할 경우, 상기 피니언(25)은 출력축(20)의 외면 및 피니언(25)의 내면에 형성된 헬리컬 스플라인(helical spline)(20a)을 통해 축방향으로 이동되고, 엔진의 링기어(미도시)와 치합되도록 한다.
상기 모터의 아마추어(10) 축(11)은 감속장치(30) 및 클러치(27)를 통해 출력축(20)에 결합된다. 도면부호 57은, 흡인코일로의 전력공급을 중단시킬 경우, 플런저(52)를 정지위치로 복귀시키기 위한 리턴스프링을 나타낸다. 본 실시예에서, 상기 리턴스프링(57)은 플런저(52)에 인접한 마그네틱 스위치(50)의 내주연에 배치된다. 그러나, 상기 리턴스프링(57)은 플런저(52)가 정지위치로 복귀될 수 있으면 다른 위치에 배치될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 동작을 설명한다. 차량의 키 스위치(미도시)가 턴온될 경우, 흡인코일(51)은 전자기력을 발생시키고, 상기 플런저(52)는 리턴스프링(57)에 대항하여 공극(56)을 폐쇄하는 방향으로 이동한다. 상기 플런저(52)는 접속부재(90)를 통해 피니언(25)의 회전을 제한한다. 그런 다음, 제1 접촉부(70)는 저항소자를 통하여 전기적으로 접속되어, 상기 모터는 매우 저속으로 회전하기 시작한다. 여기에서, 상기 저항소자는 고정접점(71)에 포함된 카본재에 의하여 제공된다.
상기 모터의 회전으로 출력축(20)은 회전한다. 상기 피니언(25)은 그의 회전이 제한된 상태에서 헬리컬 스플라인(20a)(25a)의 축방향 구성요소와 함께 축방향으로 가압되어, 링기어(미도시)와 치합된다. 상기 플런저(52)가 더 이동될 경우,상기 제2 접촉부(80)는 전기적 기능을 실행한다. 상기 제1 접점부(70) 및 제2 접점부(80)는 병렬로 연결되고, 상기 저항소자는 제1 접점부(70)를 포함하는 회로에 포함되어 있기 때문에, 배터리로부터의 전력은 제2 접점부(80)를 포함하는 회로로 충분히 공급된다. 따라서, 상기 모터는 전속력으로 회전하여 엔진을 시동시킨다.
상기 엔진이 시동되고, 키 스위치가 턴오프 될 경우, 흡인코일(51)의 전자기력은 소멸된다. 상기 플런저(52)는 리턴스프링(57)의 탄성력(복원력)에 의하여 복귀되어, 제2 접점부(80)를 개방시킨다. 그러므로, 제1 접점부(70)의 회로에서의 저항소자에 의하여 감소되는 전력은 모터로 공급된다. 상기 플런저(52)가 더 복귀될 경우, 제1 접점부(70)는 개방된다. 본 발명의 마그네틱 스위치는 이러한 방식으로 동작한다. 여기에서, 상기 스위치 이외, 치합부와 같은 부분들은 일본국 특개평 10-115274호에 제안된 스타터와 유사한 방식으로 작동한다. 따라서, 이 부분들에 대한 동작에 대한 설명은 생략한다.
본 발명에 따르면, 배터리 및 모터에 전기적으로 접속되는 접속유닛은 두 개의 접점부(70)(80)를 포함한다. 상기 모터로의 전력공급의 온/오프는 제1 접점부(70)에 의하여 실행되고, 상기 제1 접점부(70) 회로의 저항소자에 의하여 전류는 항상 감소된다. 또한, 고정접점(71)은 카본재로 이루어진다. 따라서, 접점의 마모 및 고착은 감소된다.
상기 접점(71)은 저항체로서 작동하기 때문에, 부품수는 증가되지 않는다. 또한, 키 스위치의 결함으로 인하여 전력은 마그네틱 스위치로 지속적으로 공급되고, 저항체는 산화되지 않는다.
카본재로 형성된 고정접점(71)으로의 접촉압력은 플런저(52)의 이동에 따라 탄성부재(73)의 탄성에 의하여 점차적으로 증가 및 감소된다. 도 7 에 도시한 바와 같이, 접촉저항은 큰값으로부터 점차적으로 감소될 수 있고, 큰값으로 점차적으로 증가될 수 있다. 따라서, 상기 제1 접점부(70)는 전류가 실질적으로 제로인 상태에서 폐쇄 및 개방될 수 있다. 따라서, 아크로 인한 마모 및 고착은 방지된다.
또한, 상기 제1 접점부(70)에 필요한 접촉압력은 약 1N정도로 매우 작고, 접촉압력은 긴 스트로크에서 점차적으로 작용된다. 따라서, 스위치(50)의 흡인력에 영향을 미치지 않는다. 메인 접점부에 추가로 탄성부재를 갖는 카본 접점부를 이용함으로써, 이상적인 스위치가 제공될 수 있다.
저항은 점차적으로 감소 및 증가되기 때문에, 전압강하를 억제한다. 따라서, 도 6 에 도시한 바와 같이, 50밀리오옴의 저항을 갖는 저항체가 이용되는 경우와 같이 흡인력이 갑작스럽게 떨어지지 않는다. 또한, 본 실시예의 흡인력 F3은 스위치 동작에 요구되는 힘 F1 이하로 감소되지 않는다. 또한, 상기 스위치의 최소동작전압은 감소되지 않는다. 상기 고정접점(71)이 카본재로 형성되지만, 상기 고정접점(71) 및 가동접점(72) 중 단지 하나 또는 둘 모두는 카본재로 형성될 수 있다.
변형예로서, 상기 제1 고정접점(71)은 도 5a 내지 도 5c에 도시한 바와 같이, 두 개의 층으로 형성될 수 있다. 도면부호 71a는 카본보다 많은 금속을 포함하는 금속풍족부(rich portion)를 나타낸다. 도면부호 71b는 적거나 금속이 없는 금속빈약부(poor portion)를 나타낸다.
상기 고정접점(71)의 동작을 설명한다. 스위치가 턴온될 경우, 가동접점(72)은 플런저(52)의 이동에 따라 먼저 금속빈약부(71b)와 접촉하게 된다. 그런 다음, 상기 가동접점(72)은 금속풍족부(71a)와 접촉하게 된다. 상기 스위치가 턴오프될 경우, 가동접점(72)은 먼저 금속풍족부(71a)로부터 분리된 다음, 금속빈약부(71b)로부터 분리된다.
따라서, 상기 스위치의 온/오프는, 제1 고정점점(71)이 전체적으로 카본재로 이루어지는 경우와 비교해 볼 때, 이층 고정접점(71)에 의하여 보다 정확하게 제어된다. 그러므로, 전술한 장점은 향상된다. 또한, 신뢰성 높은 소형 스위치를 피니언 회전제한방식의 치합한 것과 조합함으로써, 장점은 보다 향상되고, 치합에 대한 신뢰성도 보다 증대한다. 이러한 방식으로, 본 발명은 수명이 길고, 신뢰성이 높으며, 소형의 마그네틱 스위치를 제공한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 마그네틱 스위치는 아크로 인한 접점의 마모 및 고착을 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 수명이 길고, 신뢰성이 높으며, 소형의 마그네틱 스위치를 제공하는 효과가 있다.

Claims (13)

  1. 모터, 및 고정접점과 가동접점을 갖는 배터리 사이에서 전기적 접속을 동작시키고, 제1 접점부 및 제2 접점부를 포함하며, 상기 제1 접점부는 카본재를 구비하고, 상기 제1 접점부 및 제2 접점부는 상기 제2 접점부의 접촉이 이루어지기 전에 상기 제1 접점부의 접촉이 이루어지도록 배치되어, 상기 모터로 전력을 공급하기 위한
    스타터용 마그네틱 스위치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 접점부 및 제2 접점부는 제2 접점부의 접촉이 해제된 후에 제1 접점부의 접촉이 해제되도록 배치되는
    스타터용 마그네틱 스위치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 접점부는 전로(current path)에 직렬로 저항소자를 포함하며, 상기 제1 접점부 및 제2 접점부는 배터리와 모터 사이에서 병렬회로를 이루도록 배치되는
    스타터용 마그네틱 스위치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 카본재는 10% 이하의 금속함유량을 포함하며, 상기 저항소자를 구비하는
    스타터용 마그네틱 스위치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 카본재는 100% 카본을 포함하며, 상기 저항소자를 구비하는
    스타터용 마그네틱 스위치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 접촉부에 접촉압력을 작용시키기 위한 탄성부재를 더 포함하는
    스타터용 마그네틱 스위치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 카본재는 두 개의 층을 포함하되, 제1층은 카본보다 많은 금속을 포함하고, 제2층은 100%의 카본을 포함하며,
    상기 제1 접점부는 제1층이 접촉되기 전에 제2층을 통해 접촉되고, 상기 제2층의 접촉이 해제된 후 제1층을 통해 접촉이 해제되도록 배치되는
    스타터용 마그네틱 스위치.
  8. 여자될 경우 흡인력을 발생하기 위한 흡인코일; 및
    배터리 및 모터를 전기적으로 접속하기 위한 접촉유닛을 포함하며;
    상기 접촉유닛은
    가동접점 및 고정접점을 포함하되, 하나는 배터리에 전기적으로 접속되고, 다른 하나는 흡인력에 의하여 이동할 수 있는 플런저에 작동되게 결합되어, 저항소자를 통해 모터에 전력을 공급하기 위한 제1 접점부; 및
    가동접점 및 고정접점을 포함하되, 하나는 배터리에 전기적으로 접속되고, 다른 하나는 플런저에 작동되게 결합되어, 주로 전력을 모터로 공급하기 위한 제2 접점부를 포함하고;
    상기 접촉유닛은, 모터로 전력을 공급하기 위하여 플런저의 추가적인 이동에 의하여 상기 제2 접점부의 가동접점과 고정접점이 서로 접촉되기 전에, 전력을 저항소자를 통해 모터로 공급하기 위하여 제1 접점부의 가동접점과 고정접점이 서로 접촉되도록 하고 상기 플런저에 의하여 리턴스프링을 만곡시키며, 상기 흡인코일로 공급되는 전력이 턴오프될 경우, 상기 제1 접점부의 가동접점과 고정접점이 리턴스프링의 복원력에 의하여 분리되기 전에, 상기 제2 접점부의 가동접점과 고정접점이 분리되도록 배치되고;
    상기 저항소자는 제1 접점부의 접점에 의하여 제공되고, 상기 접점은 카본재로 이루어지는
    스타터용 마그네틱 스위치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 접촉유닛은 상기 제1 접촉부 및 제2 접촉부에 접촉압력을 작용시키기 위한 탄성부재를 포함하는
    스타터용 마그네틱 스위치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 접점부의 고정접점은 배터리에 연결되도록 배치되고, 상기 제1 및 제2 접점부의 가동접점 및 탄성부재는 플런저에 인접하게 배치되는
    스타터용 마그네틱 스위치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 탄성부재는 상기 플런저의 이동에 따라 탄성에 의하여 카본재로 이루어진 접점에 접촉압력을 작용시키기 위한 탄성부를 포함하여, 상기 흡인코일로의 전력이 중단된 다음, 상기 흡인코일로의 전력공급이 시작되고, 소정압력으로부터 제로로 접촉압력을 점차적으로 감소시킨 후, 제로로부터 소정압력으로 접촉압력을 점차적으로 증가시킬 수 있는
    스타터용 마그네틱 스위치.
  12. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 카본재는 두 개의 층을 포함하고, 제1층은 카본 및 금속으로 이루어지며, 제2층은 카본으로 이루어지고;
    상기 제1 접점부는 상기 제1층이 접촉되기 전에 상기 제2층을 통해 접촉이 이루어지도록 함과 동시에 제1 접점부는 폐쇄되고, 상기 제2층의 접촉이 해제되기 전에 상기 제1층을 통해 접촉이 해제됨과 동시에 상기 제1접점부가 개방되도록 배치되는
    스타터용 마그네틱 스위치.
  13. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 플런저는, 흡인력에 의하여 이동되는 연결수단를 통해 모터의 아마추어 축에 결합된 출력축에 지지되는 피니언의 회전을 제한하도록 배치되고,
    상기 제1 접점부는, 상기 피니언이 출력축에 형성된 헬리컬 스플라인를 통해 가압되고, 엔진의 링기어와 치합되도록 모터로 공급되는 전력에 대하여 저항을 제공하는 카본재로 이루어진 접점을 구비하며,
    상기 제2 접점부는, 상기 모터의 회전이 감속장치를 통해 출력축으로 전달되어 엔진을 시동시키도록 상기 모터로 전력을 제공하는
    스타터용 마그네틱 스위치.
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