KR20140110961A - 적어도 2개의 가동형 콘택트를 포함하는 열 엔진의 시동기용 전자기 스위치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제 1 단자(B1), 제 2 단자(B2), 비활성 위치와 전력 공급 위치 사이에서 이동 가능한 제 1 가동 콘택트(C1), 및 제 1 가동 콘택트(C1)와 제 2 단자(B2) 사이에 위치되며, 분리 위치와 연결 위치 사이에서 이동 가능한 적어도 하나의 제 2 가동형 콘택트(C2)를 포함하는, 열 엔진의 시동기를 위한 전자기 스위치에 관한 것이다. 이 스위치는, 제 1 가동 콘택트(C1)가 2개의 단자(B1, B2)로부터 전기적으로 절연되어 있고, 2개의 단자가 서로 절연된 비활성 상태; 제 1 가동 콘택트(C1)가 전력 공급 위치와 비활성 위치 사이의 맞물림 위치, 및 제 1 전기 단자(B1)와의 전기적 접촉 상태에 있고, 그리고 제 2 가동형 콘택트(C2)가 비활성 위치, 및 제 1 가동 콘택트(C1)와의 전기적 및 기계적 접촉 상태에 있는 맞물림 상태; 및 제 1 가동 콘택트(C1)가 전력 공급 위치에 있고, 연결 위치에서 제 2 가동 콘택트(C2)를 통해 제 2 단자와 전기적 접촉 상태에 있고, 그리고 제 1 단자와의 전기적 접촉 상태에 있는 전력 공급 상태의 3가지 동작 상태에 위치될 수 있다.

Description

적어도 2개의 가동형 콘택트를 포함하는 열 엔진의 시동기용 전자기 스위치{ELECTROMAGNETIC SWITCH INCLUDING AT LEAST TWO MOBILE CONTACTS FOR THE STARTER OF A HEAT ENGINE}
본 발명은 자동차의 열 엔진용 시동기의 기술 분야에 관한 것이다.
일반적으로 시동기는 내연 엔진의 구동 수단과 관련되는 전기 모터를 포함한다. 이 구동 수단은 대부분 상기 엔진의 시동 상태 중에 내연 엔진의 가동 부품에 결합되도록, 그리고 상기 엔진이 작동하는 경우에 내연 엔진으로부터 분리되도록 구성된다. 이 목적을 달성하기 위해, 시동기는, 한편으로 전기 모터의 전력 공급을 제어하도록, 다른 한편으로, 내연 엔진의 구동 수단의 결합 및 분리를 제어하도록 구성되는 전자기 스위치를 포함한다. 구동 수단은 론처(launcher)를 포함하고, 이 론처는 자체를 중심으로 회전 이동 가능하고, 그리고 내연 엔진의 정지 위치와 구동 위치 사이에서 축방향 병진에 의해 이동할 수 있다. 그러면 론처는 전자기 스위치에 의해 작동되는 레버에 의해 그 정지 위치와 구동 위치 사이에서 이동된다.
더 구체적으로, 본 발명은 자동차용 시동기를 위한 콘택터라고도 부르는 전자기 스위치에 관한 것이다.
시동기를 구현할 때, 전기 모터를 시동시키기 전에 론처의 기어가 구동 위치에 적절히 맞물림되는 것을 보장하는 것이 필요하다. 실질적으로, 전기 모터를 시동할 때 론처가 부정확하게 맞물림된 경우, 내연 엔진에 강고하게 연결된 론처 및/또는 시동기 링이 손상시될 우려가 크게 존재한다.
이러한 이유로, 시동기의 전기 모터가 시동되기 전에 론처가 구동 위치에 맞물림되는 것을 보장하는 전자기 스위치의 필요성이 대두되었다.
이 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 열 엔진의 시동기용 전자기 스위치에 관한 것으로서, 이 전자기 스위치는,
- 제 1 단자;
- 제 2 단자;
- 제 1 및 제 2 단자 사이에 위치되며, 정지 위치와 전력 공급 위치 사이에서 이동 가능한 제 1 가동 콘택트;
- 시동기의 론처를 동작시키기 위한 시스템을 작동시키도록 구성되며, 제 1 가동 콘택트의 변위를 제어하는, 제 1 코일의 플런저 코어;
- 제 1 가동 콘택트와 제 2 단자 사이에 위치되며, 제 2 코일의 코어 및 스프링에 의해 분리 위치와 연결 위치 사이에서 이동할 수 있는 제 2 가동 콘택트를 포함한다.
본 발명에 따르면, 스위치는 코일들의 전력 공급에 따라 3가지 동작 상태로 배치되도록 설계된다. 즉,
- 정지 상태로서, 제 1 가동 콘택트가 2개의 단자로부터 전기적으로 절연되고, 2개의 단자가 서로 절연되어 있는, 정지 상태;
- 맞물림 상태로서,
- 제 1 가동 콘택트는 전력 공급 위치와 정지 위치 사이의 맞물림 위치에 있고, 제 1 전기 단자와 전기적 접촉 상태에 있고;
- 제 2 가동 콘택트는 정지 위치에 있고, 제 1 가동 콘택트와 전기적 및 기계적 접촉 상태에 있고;
- 제 2 단자는 가동 콘택트들 및 제 1 단자로부터 전기적으로 절연되는, 맞물림 상태;
- 전력 공급 상태로서,
- 제 1 가동 콘택트는 전력 공급 위치에 있고, 제 2 가동 콘택트를 통해 제 2 단자와 전기적 접촉 상태에 있으며, 제 1 단자와 전기적 접촉 상태에 있고; 그리고
- 제 2 가동 콘택트는 연결 위치에 있고, 제 2 단자와 전기적 및 기계적 접촉 상태에 있는, 전력 공급 상태.
시동기에 의해 인식될 수 있는 3가지 식별 가능한 상태를 전제로 하여, 스위치가 맞물림 상태에 위치된 후에 이 스위치를 자체의 전력 공급 상태에 설치함으로써 모터의 전력 공급을 제어할 수 있다.
본 발명의 하나의 특징에 따르면, 제 2 가동 콘택트는 제 2 코일이 급전되는 경우에 연결 위치에 있고, 제 2 코일이 비활성화된 경우에 분리 위치에 있으며, 스프링이 가동 콘택트를 분리 위치로 복귀시킨다.
본 발명의 하나의 특징에 따르면, 제 2 가동 콘택트는 제 2 코일이 급전되는 경우에 연결 위치에 있고, 제 2 코일이 비활성화된 경우에 분리 위치에 있으며, 스프링이 가동 콘택트를 연결 위치로 복귀시킨다.
본 특징의 변형례에 따르면, 제 1 콘택트는 제 2 가동 콘택트 상에 힘을 가하고, 그리고 제 1 콘택트가 맞물림 위치로부터 전력 공급 위치로 이동하는 경우에 분리 위치로부터 연결 위치로 이동한다.
본 발명의 추가의 특징에 따르면, 제 2 가동 콘택트는 제 2 코일이 급전되는 경우에 분리 위치에 있고, 제 2 코일이 비활성화된 경우에 연결 위치에 있으며, 제 2 가동 콘택트는 스프링에 의해 연결 위치에 유지된다.
본 발명의 하나의 실시형태에 따르면, 전자기 스위치는,
- 제 1 가동 콘택트와 제 1 단자 사이에 위치되며, 제 3 코일의 코어 및 스프링에 의해 분리 위치와 단락(shunting) 위치 사이에서 이동할 수 있는 제 3 가동 콘택트; 및
- 제 1 단자와 제 3 가동 콘택트 사이에 전기적으로 장착된 부하 저항기를 포함하고;
- 정지 상태에서, 제 3 가동 콘택트는 다른 2개의 가동 콘택트로부터 전기적으로 절연되고;
- 맞물림 상태에서, 제 1 가동 콘택트는 제 3 가동 콘택트와 전기적 및 기계적 접촉 상태에 있고, 제 3 가동 콘택트는 제 3 단자로부터 기계적으로 이격된 분리 위치에 있고, 그리고 부하 저항기를 통해 제 1 단자에 전기적으로 연결되고;
- 전력 공급 상태에서, 제 1 가동 콘택트는 제 3 가동 콘택트와 전기적 및 기계적 접촉 상태에 있고, 제 3 가동 콘택트는 연결 위치에 있고, 그리고 저항기에 단락된 제 1 단자와 전기적 및 기계적 접촉 상태에 있고;
상기 스위치는 중간 상태로 이동할 수 있고, 이 중간 상태에서,
- 제 1 가동 콘택트는 맞물림 위치에 있고, 제 2 및 제 3 가동 콘택트와 전기적 및 기계적 접촉 상태에 있으며;
- 제 3 가동 콘택트는 분리 위치에 있고, 부하 저항기를 통해 제 1 단자와 전기적 접촉 상태에 있으며; 그리고
- 제 2 가동 콘택트는 연결 위치에 있고, 제 2 단자에 전기적으로 연결된다.
스위치의 4가지 식별 가능한 상태는 본 발명에 따른 스위치를 장착한 시동기의 정밀한 제어를 가능하게 한다. 특히, 본 실시형태는 전기 모터가 급전되는 경우에 짧은 지속시간 동안 전기 모터와 직렬로 저항기의 사용을 허용한다.
본 실시형태의 추가의 특징에 따르면, 제 3 가동 콘택트는 제 3 코일이 활성화된 경우에 분리 위치에 있다.
본 실시형태의 추가의 특징에 따르면, 제 1 가동 콘택트는 제 3 코일이 급전되지 않는 경우에 제 3 가동 콘택트를 단락 위치로 이동시키도록 제 3 가동 콘택트 상에 기계적인 힘을 가하고, 복귀 스프링이 분리 위치를 향해 제 3 가동 콘택트에 힘을 가하고, 그리고 스프링에 의해 분리된 유치에 유지된다.
이 실시형태에서, 중간 상태에서 부하 저항기는 급전되고, 그리고 전력 공급 상태에서 저항기는 단락되도록, 제 3 가동 콘택트는 부하 저항기를 통해 제 2 단자에 영구적으로 전기적으로 연결된다. 이러한 특징은 전력 공급 상태에서 사용할 수 있는 전력보다 낮은 전력으로 전기 모터의 회전을 중간 상태로 제어하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 하나의 특징에 따르면, 제 2 코일 및/또는 제 3 코일은 마이크로-솔레노이드이다.
본 특징의 변형례에 따르면, 제 2 가동 콘택트 및/또는 제 3 가동 콘택트는 마이크로-솔레노이드의 코어를 함께 유지하는 2개의 죠(jaw)를 포함하는 콘택트 스터럽(stirrup)에 의해 형성되고, 마이크로-솔레노이드의 코어는 또한 2개의 죠 사이에 위치된다. 그러면 이 콘택트 스터럽은 전류의 통로를 지지하도록 구성되는 것이 바람직하다.
이 특징의 추가의 변형례에 따르면, 마이크로-솔레노이드는, 이 마이크로-솔레노이드의 자기 회로의 일부를 형성하며 마이크로-솔레노이드의 코일을 위한 하우징을 형성하는 쉘(shell)을 포함한다. 그러면, 이 쉘은 스위치의 벽에 강고하게 연결되는 것이 바람직하다.
하나의 실시형태에 따르면, 콘택트 스터럽은 상기 전류의 통로를 지지하도록 구성된다.
하나의 실시형태에 따르면, 마이크로-솔레노이드는, 이 마이크로-솔레노이드의 자기 회로의 일부를 형성하며 마이크로-솔레노이드의 코일을 위한 하우징을 형성하는 쉘을 포함한다.
하나의 실시형태에 따르면, 쉘은 스위치의 본체에 강고하게 연결된다.
본 발명은 또한 내연 엔진용 전기 시동기에 관한 것으로서, 이 전기 시동기는,
- 전기 모터에 의해 회전 가능하게 구동되며, 내연 엔진의 구동 수단과의 맞물림 위치와 정지 위치 사이에서 축방향 병진에 의해 이동 가능한 론처;
- 한편으로는 전기 모터의 전력 공급을 제어하도록, 그리고 다른 한편으로는 론처의 정지 위치와 맞물림 위치 사이에서 론처의 변위를 제어하도록 구성된, 전술한 바와 같은 전자기 스위치를 포함한다.
본 발명은 또한 전술한 바와 같은 시동기를 포함하는 시동기 시스템에 관한 것으로서, 여기서 제 1 코일은,
- 모터의 양의 단자에 전기적으로 연결되는 출력 단자를 구비하는 풀-인 권선; 및
- 모터의 음의 단자와 전기적으로 연결되는 출력 단자 및 풀-인 코일의 입력 단자에 연결되는 입력 단자를 구비하는 홀딩 권선을 포함하고;
시동기 시스템은,
- 스위치의 제 2 단자에 연결되는 양의 단자 및 전기 모터의 단자에 연결되는 음의 단자를 포함하는 전기 배터리;
- 제 1 단자로부터 상기 배터리의 양의 단자에, 그리고 제 2 단자로부터 홀딩 권선 및 풀-인 권선에 전기적으로 연결되는 제 1 회로 차단기;
- 제 1 단자로부터 배터리의 양의 단자에, 그리고 제 2 단자로부터 제 2 코일의 입력 단자에 전기적으로 연결되는 제 2 회로 차단기를 더 포함하고;
제 2 코일의 출력 단자는 모터의 양의 단자에 전기적으로 연결된다.
전술한 시스템의 하나의 특징에 따르면, 제 2 코일의 출력 단자는 제 1 코일의 풀-인 권선의 출력 단자에 연결된다.
전술한 시스템의 하나의 특징에 따르면, 제 3 코일은 제 3 콘택트와 제 1 코일의 출력 단자 사이에 연결된다.
물론, 상호 모순되지 않고 또는 배타적이지 않은 한 본 발명의 상이한 변형례 및 실시형태가 상호 관련될 수 있다.
더욱이, 본 발명의 다양한 다른 특징은 본 발명에 따른 도면을 참조하여 제공되는 첨부된 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 열 엔진용 시동기의 부분도이다.
도 2는 도 1에 도시된 시동기의 전자기 스위치의 개략 종단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 스위치를 장착한 도 1에 도시된 시동기의 전기 모터의 전력 공급 회로의 배선도이다.
도 4는 정지 상태의 도 2에 도시된 스위치를 구성하는 다중-콘택트 조립체의 도형이다.
도 5는 본 발명에 따른 스위치의 코일을 구성하는 마이크로-솔레노이드의 측면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 마이크로-솔레노이드의 분해도이다.
도 7 및 도 8은 도 2에 도시된 스위치의 맞물림 상태를 보여주는 각각 도 3 및 도 4와 유사한 도형이다.
도 9 및 도 10은 도 2에 도시된 스위치의 전력 공급 상태를 보여주는 각각 도 3 및 도 4와 유사한 도형이다.
도 11은 도 1에 도시된 시동기의 전자기 스위치의 추가의 실시형태의 개략 종단면도이다.
도 12는 도 11에 도시된 스위치를 장착한 도 1에 도시된 시동기의 전기 모터의 전력 공급 회로의 배선도이다.
도 13은 정지 상태의 도 11에 도시된 스위치를 구성하는 다중-콘택트 조립체의 도형이다.
도 14 및 도 15는 도 11에 도시된 스위치의 맞물림 상태를 보여주는 각각 도 12 및 도 13과 유사한 도형이다.
도 16 및 도 17은 도 11에 도시된 스위치의 중간 상태를 보여주는 각각 도 12 및 도 13과 유사한 도형이다.
도 18 및 도 19는 도 11에 도시된 스위치의 전력 공급 상태를 보여주는 각각 도 12 및 도 13과 유사한 도형이다.
도 20 및 도 21은 정지 상태의 본 발명에 따른 스위치의 추가의 실시형태를 보여주는 각각 도 12 및 도 13과 유사한 도형이다.
다양한 변형례에 대해 공통적인 다양한 구조적 및/또는 기능적 요소는 동일한 도면부호를 가질 수 있다는 것은 주목할 가치가 있다.
도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 열 엔진용 시동기(D)는 감속기(R)를 포함하는 전방 부분(A)을 포함하고, 그 상측에 이 전방 부분(A) 내에 결합되는 론처(L)를 또한 제어하는 전자기 스위치(C)에 의해 제어되는 전기 모터(M)가 고정되어 있다. 론처(L) 및 감속기(R)는 함께 내연 엔진의 구동 수단을 형성한다. 이와 같은 시동기(D)와 그 구성 요소의 실시형태는 본 기술분야의 당업자에게 주지되어 있고, 이러한 이유로 본 발명을 이해하기 위해 필요한 특징만이 설명될 것이다. 시동기를 제조하기 위한 세부 사항에 관한 추가의 정보를 위해, 그 세부 사항은 이하에서 설명되지 않으므로 FR 2934933 및 1933, FR 2843427 및 WO 2005/054664의 문헌을 참조하기 바란다.
도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 전자기 스위치(C)는 이 스위치(C)의 본체(1)의 외측으로 연장되는 제 1 단자(B1) 및 제 2 단자(B2)를 포함한다. 도 3에 도시된 실시예에 따르면, 제 1 단자(B1)는 배터리(2)의 극점에 연결되도록 설계되고, 반면에 제 2 단자(B2)는 전기 모터(M)에 연결되도록 설계된다. 단자(B1, B2)는 스위치(C)를 구성하는 다중-콘택트 조립체(MC)에 포함되고, 도 4에 개략적으로 도시되어 있다.
단자(B1, B2)에 추가하여, 다중-콘택트 조립체(MC)는 제 1 및 제 2 단자(B1, B2) 사이에 위치되는 제 1 가동 콘택트(C1)를 포함한다. 제 1 가동 콘택트(C1)는 제 1 코일(L1)의 플런저(P1)에 의해 활성화된다. 플런저(P1)는 또한 정지 위치와 맞물림 위치 사이에서 론처(L)를 이동시키도록 구성된다. 제 1 코일(L1)은 제어 유닛(U)에 연결되는 공통 단부를 갖는 2개의 권선(Em, Ea)을 포함한다. 홀딩 권선이라고 부르는 제 1 권선(Em)은 또한 차량의 그라운드에 직접적으로 연결되고, 반면에 풀-인 권선이라고 부르는 다른 권선(Ea)은 또한 제 2 단자(B2)에 연결된다.
다중-콘택트 조립체(MC)는 제 1 가동 콘택트(C1)와 제 2 단자(B2) 사이에 위치되는 제 2 가동 콘택트(C2)를 더 포함한다. 제 2 가동 콘택트(C2)는, 한편으로 제어 유닛(U)에, 그리고 다른 한편으로 제 2 단자(B2)에 연결되는 제 2 코일(L2)의 코어(P2)에 의해 이동된다.
도시된 실시예에 따라, 그리고 도 5 및 도 6에 더 구체적으로 도시된 바와 같이, 제 2 가동 콘택트(C2)는 제 2 코일(L2)에 실질적으로 평행한 코어(12)에 의해 연결되는 2개의 평행한 분기(10, 11)를 포함하는 U자형 스터럽(stirrup)의 형태이다. 제 2 가동 콘택트(C2)는 과열 없이 고강도 전류의 통로를 지지하도록 구리와 같은 극히 우수한 전기전도도 특징을 갖는 재료로 제조되는 것이 바람직하다.
그러면 제 2 코일(L2)은 자체의 코어(12)에 실질적으로 평행한 상태에서 제 2 가동 콘택트(C2)의 2개의 분기(10, 11)에 의해 클램핑되는 가동 코어(P2)를 포함하는 마이크로-솔레노이드(9)의 형태로 제조된다. 이 가동 코어(P2)는 자화될 수 있도록, 그리고 우수한 전기전도도 특징을 가질 수 있도록, 예를 들면, 연철로 제조된다. 가동 코어(P2)는 쉘(14)의 내측에 배치되는 제 2 코일(L2)에 의해 둘러싸인다. 더욱이, 이 쉘(14)은 코일의 축선(Δ)에 평행한 방향으로, 그리고 코어(P2)의 병진에 의해 병진 불가능하게 고정되도록, 본체(2)에 연결된다. 마지막으로, 마이크로-솔레노이드(9)는 쉘(14)과 가동 콘택트(C2)의 하측 분기(11) 사이에 개재되는 스프링(15)을 포함한다.
제어 유닛(U)은 제 1 코일(L1)의 전력 공급에 전용되는 제 1 회로 차단기(I1) 및 제 2 코일(L2)의 전력 공급에 전용되는 제 2 회로 차단기(I2)를 포함한다.
제 2 코일 및 제 1 코일의 출력 단자는 함께 전기적으로 연결된다.
이러한 방식으로 형성되는 스위치(C)는 다음과 같이 작동한다.
정지 상태에서, 2개의 회로 차단기(I1, I2)는 개방되어 있고, 그리고 코일(L1, L2) 내에 전류가 순환하지 않는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 가동 콘택트(C1)는 정지 위치(R)에 있고, 제 2 가동 콘택트(C2)는 분리 위치(D)에 있다.
본 발명에 따른 시동기를 장착한 차량의 엔진을 시동시킬 필요가 있는 경우, 스위치(C)는 더 구체적으로 도 7 및 도 8에 도시된 맞물림 상태에 위치된다. 이 목적을 달성하기 위해, 제 1 회로 차단기(I1) 및 제 2 회로 차단기(I2)는 폐쇄된다.
그러면 자체의 플런저(P1)가 화살표(F1)의 방향으로 이동하도록 제 1 코일(L1)은 급전된다. 플런저(P1)는 제 1 가동 콘택트(C1)를 맞물림 위치(E)에 위치시키고, 이 위치에서 이것은 제 2 가동 콘택트(C2)뿐만 아니라 제 1 단자(B1)와 기계적 및 전기적 접촉 상태가 된다. 가동 콘택트(C1)가 연결 위치를 향해 가동 콘택트(C2)를 이동시키는 것을 방지하도록, 제 2 코일(L2)의 전력 공급은 제 2 가동 콘택트(C2)를 분리 위치(D)에 유지시킨다.
플런저(P1)의 운동은 또한 론처(L)를 내연 엔진의 구동 수단과 맞물림 위치로 이동시킨다.
맞물림 상태로부터, 스위치(C)는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 전력 공급 상태에 위치될 수 있다. 이 목적을 달성하기 위해, 제 2 회로 차단기(I2)는 제 2 코일(L2)이 더 이상 급전되지 않도록 개방되고, 이것은 화살표(F3)의 방향으로 자체의 코어(P2)의 병진 운동을 유발하고, 따라서 제 2 가동 콘택트(C2)를 연결 위치(Cx)에 위치시키고, 여기서 이것은 제 2 단자(B2)와 기계적 및 전기적 접촉 상태가 된다. 이 스위치는 도 1에 도시된 유지 스프링(W)을 더 포함하고, 이 유지 스프링(W)은 급전된 위치를 향해 가동 콘택트(C1)에 힘을 가하고, 그리고 또한 연결 위치를 향해 가동 콘택트(C1)를 통해 가동 콘택트(C2)에 힘을 가한다.
이러한 방식으로, 제 1 가동 콘택트(C1) 및 제 2 가동 콘택트(C2)는, 시동기의 전기 모터(M)가 급전되도록, 그리고 내연 엔진을 구동이 보장될 수 있도록, 제 1 단자(B1)와 제 2 단자(B2) 사이에 전기적 연속성을 제공한다.
복귀 스프링(15)은 콘택트 플레이트가 정지 위치를 향해 이동될 때 분리 위치로 가동 콘택트를 복귀시키는 힘을 가한다.
제 1 콘택트(211)는 론처(L)가 내연 엔진의 구동 수단과 정확하게 치합된 경우에만 자체의 맞물림 위치에 정확하게 위치된다는 것은 주목할 가치가 있다. 그러므로, 전기 모터(M)는, 한편으로, 제 2 회로 차단기(I2)가 폐쇄된 경우에, 그리고 다른 한편으로, 론처(L)가 정확하게 맞물림된 경우에만 급전된다.
전기 모터(M)를 위해 최대량의 전력을 사용할 수 있도록, 이러한 전력 공급 상태에서 풀-인 권선(Ea)은 단락되고, 반면에 제 2 코일(L2)은 급전되지 않는다는 것은 또한 주목할 가치가 있다.
도시되지 않은 하나의 실시형태의 추가의 변형례에 따르면, 가동 콘택트는 가동 콘택트(C1)와 제 2 단자(B2) 사이에 배치된다. 작동은 이전에 설명한 모드와 동일하게 유지된다.
본 발명의 하나의 실시형태의 변형례에 따르면, 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 스위치(C)는 제 1 단자(B1)와 제 1 가동 콘택트(C1) 사이에 위치되는 제 3 가동 콘택트(C3)를 포함한다. 이 제 3 가동 콘택트(C3)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같은 마이크로-솔레노이드의 형태로 제 2 코일(B2)과 동일한 방식으로 제조되는 제 3 코일(B3)의 코어(P3)에 의해 활성화되고, 그리고 이러한 이유로 그 구성은 더 상세히 설명될 필요가 없다.
하나의 실시형태의 변형례에 따르면, 제 2 가동 콘택트(C2)는 또한 전류 부하 저항기(R)를 장착한 가요성 브레이드(braid; T)에 의해 제 2 단자(B2)에 영구적으로 연결된다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제 3 코일(L3)은 한편으로 제 2 코일(L2)에, 다른 한편으로 제어 유닛(U)의 제 1 회로 차단기(I1)에 연결되고, 반면에 제 2 코일(L2)은 부하 저항기(R)를 통해 제 2 단자(B2)에 연결된다. 제어 유닛(U)의 제 2 회로 차단기(I2)는 또한 제 2 코일(L2)을 제 3 코일(L3)에 연결하는 라인에 연결된다. 이 실시형태에서, 제 2 가동 콘택트는 분리 위치로부터 연결 위치에 대해 앞에서 설명한 실시형태에 대응하는 단락된 위치라고도 부르는 단락 위치로 이동한다. 단락 위치에서, 저항기(R)는 단락된다.
이러한 방식으로 형성되는 스위치(C)는 다음과 같이 작동한다.
도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 정지 상태에서, 회로 차단기(I1, I2)는 개방되고, 제 1 가동 콘택트(C1)는 정지 위치에 있고, 반면에 제 2 및 제 3 가동 콘택트(C2, C3)는 도 6에 도시된 복귀 스프링(15)을 통해 분리 위치에 있다. 그러면 가동 콘택트(C1 내지 C3) 및 단자(B1, B2)는 상호로부터 전기적으로 절연된다. 저항기(R)는 가동 콘택트(C3)를 전기 모터의 양의 단자에 전기적으로 연결시킨다.
본 변형례에 따른 시동기를 장착한 차량의 엔진을 시동시킬 필요가 있는 경우, 스위치(C)는 더 구체적으로 도 14 및 도 15에 도시된 맞물림 상태에 위치된다. 이 목적을 달성하기 위해, 제 1 회로 차단기(I1)는 폐쇄되고, 제 2 회로 차단기(I2)는 개방된 상태에 유지된다.
그러면 자체의 플런저(P1)가 화살표(F1)의 방향으로 이동하도록 제 1 코일(L1)은 급전된다. 플런저(P1)는 제 1 가동 콘택트(C1)를 맞물림 위치(E)에 위치시키고, 이 위치에서 이것은 제 2 가동 콘택트(C2) 및 제 3 가동 콘택트(C3)와 기계적 및 전기적 접촉 상태가 된다. 제 2 코일(L2) 및 제 3 코일(L3)이 또한 급전되고, 이것에 의해 제 2 가동 콘택트(C2) 및 제 3 가동 콘택트(C3)는 화살표(F2)에 의해 도시된 자기력을 통해 분리 위치에 유지된다. 플런저(P1)의 운동에 의해 또한 론처(L)는 내연 엔진의 구동 수단과 맞물림 위치에 위치된다.
맞물림 상태로부터, 스위치(C)는 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이 중간 상태에 위치될 수 있다. 이 목적을 달성하기 위해, 제 3 코일(L3)이 단락되어 더 이상 급전되지 않도록, 제 2 회로 차단기(I2)는 폐쇄된다. 제 3 코일(L3)의 전력 공급 장해에 의해, 화살표(F4)의 방향으로 자체의 코어(P3)의 병진 운동이 유발되고, 따라서 제 3 가동 콘택트(C3)는 연결 위치(Cx)에 위치되고, 이 위치에서 이것은 제 1 단자(B1)와 기계적 및 전기적 접촉 상태가 된다. 제 2 코일(L2)은 풀-인 권선(Ea)과 평행하므로, 제 2 가동 콘택트를 분리 위치에 유지하도록 급전된 상태에 유지된다.
이러한 중간 상태에서, 전기 모터(M)는 감소된 속도 및 전력으로 작동하도록 부하 저항기(R)를 통해 급전된다.
이 중간 상태로부터, 스위치(C)는 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이 전력 공급 상태에 위치될 수 있다. 이 목적을 달성하기 위해, 제 2 회로 차단기(I2)는 개방되고, 이것에 의해 적어도 제 1 코일(L1)의 풀-인 권선(Ea)의 전력 공급 뿐만 아니라 제 2 코일(B2) 및 제 3 코일(B3)의 전력 공급은 차단되어 더 이상 가동 콘택트(C2)를 홀딩하지 않고, 이것에 의해 상기 가동 콘택트는 가동 콘택트(C1)를 통해 연결 위치(Cx)를 향해 힘(F5)을 가하는 유지 스프링(W)의 작용 하에서 이동한다. 그러므로 연결 위치(Cx)에서 제 2 가동 콘택트(C2)는 제 2 단자(B2)와 기계적 및 전기적 접촉 상태에 있다.
그러므로, 이러한 전력 공급 상태에서, 제 1 가동 콘택트(C1), 제 2 가동 콘택트(C2) 및 제 3 가동 콘택트(C3)는, 시동기의 전기 모터(M)가 충분히 급전되도록, 그리고 내연 엔진을 구동이 보장될 수 있도록, 제 1 단자(B1)와 제 2 단자(B2) 사이에 전기적 연속성을 제공한다.
이러한 전력 공급 상태에서, 전기 모터(M)의 전력 공급을 차단하기 위해, 제 1 회로 차단기를 개방하는 것으로 충분하다. 실질적으로, 하나 이상의 복귀 스프링을 통해 플런저(P1)의 복귀를 유발하도록, 따라서 제 2 및 제 3 가동 콘택트(C2, C3)가 그 왕복 복귀 스프링(15)에 의해 분리 위치로의 복귀를 유발하도록 홀딩 권선에의 전력 공급이 제거된다.
제 2 가동 콘택트(C2)는 저항기(R)를 포함하는 브레이드(T)에 의해 제 2 단자에 영구적으로 연결된다.
그러나, 이러한 영구적 연결은 본 발명을 위해 요구되지 않는다. 도시되지 않은 추가의 실시형태에 따르면, 제 2 코일(L2)의 출력 및 제 3 코일(L3)의 입력(또는 그 반대의 경우)는 상호 전기적으로 연결되지 않는다. 이 실시형태에서, 제 3 회로 차단기가 제 3 가동 콘택트를 제어하기 위해 요구된다. 그러므로, 설명한 실시형태의 장점은 이것이 단지 2개의 가동 콘택트만을 사용하므로 체적이 감소되는 것이다.
물론, 첨부된 청구항의 범위 내에서 다양한 다른 변경이 본 발명에 추가될 수 있다.

Claims (15)

  1. 열 엔진의 시동기를 위한 전자기 스위치에 있어서,
    - 제 1 단자(B1);
    - 제 2 단자(B2);
    - 상기 제 1 및 제 2 단자(B1, B2) 사이에 위치되며, 정지 위치와 전력 공급 위치 사이에서 이동 가능한 제 1 가동 콘택트(C1);
    - 상기 시동기의 론처(launcher)(L)를 동작시키기 위한 시스템을 작동시키도록 구성되며, 상기 제 1 가동 콘택트(C1)의 변위를 제어하는, 제 1 코일(L1)의 플런저 코어(P1);
    - 상기 제 1 가동 콘택트(C1)와 상기 제 2 단자(B2) 사이에 위치되며, 제 2 코일(L2)의 코어(P2) 및 스프링에 의해 분리 위치와 연결 위치 사이에서 이동할 수 있는 제 2 가동 콘택트(C2)를 포함하고,
    상기 스위치는, 코일들의 전력 공급에 따라, 다음의 3가지 동작 상태, 즉,
    - 정지 상태로서, 상기 제 1 가동 콘택트(C1)가 2개의 단자(B1, B2)로부터 전기적으로 절연되어 있고, 상기 2개의 단자가 서로 절연되어 있는, 상기 정지 상태;
    - 맞물림 상태로서,
    - 상기 제 1 가동 콘택트(C1)는 상기 전력 공급 위치와 상기 정지 위치 사이의 맞물림 위치에 있고, 상기 제 1 전기 단자(B1)와 전기적 접촉 상태에 있으며,
    - 상기 제 2 가동 콘택트(C2)는 상기 정지 위치에 있고, 상기 제 1 가동 콘택트(C1)와 전기적 및 기계적 접촉 상태에 있으며;
    - 상기 제 2 단자(B2)는 가동 콘택트들 및 제 1 단자(B1)로부터 전기적으로 절연되는, 상기 맞물림 상태;
    - 전력 공급 상태로서,
    - 상기 제 1 가동 콘택트(C1)는 상기 전력 공급 위치에 있고, 상기 제 2 가동 콘택트(C2)를 통해 상기 제 2 단자와 전기적 접촉 상태에 있으며, 상기 제 1 단자(B1)와 전기적 접촉 상태에 있고;
    - 상기 제 2 가동 콘택트(C2)는 연결 위치에 있고, 상기 제 2 단자(B2)와 전기적 및 기계적 접촉 상태에 있는, 상기 전력 공급 상태에 위치될 수 있는
    전자기 스위치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 가동 콘택트(C2)는 상기 제 2 코일(L2)이 급전되는 경우에 연결 위치에 있고, 상기 제 2 코일(L2)이 비활성화되는 경우에 분리 위치에 있으며,
    스프링이 상기 가동 콘택트를 분리 위치로 복귀시키는 것을 특징으로 하는
    전자기 스위치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 가동 콘택트(C2)는 상기 제 2 코일(L2)이 급전되는 경우에 분리 위치에 있고, 상기 제 2 코일(L2)이 비활성화되는 경우에 연결 위치에 있으며,
    상기 제 2 가동 콘택트(C2)는 스프링에 의해 연결 위치에 유지되는 것을 특징으로 하는,
    전자기 스위치.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    - 상기 제 1 가동 콘택트(C1)와 상기 제 1 단자(B1) 사이에 위치되며, 제 3 코일의 코어(P3) 및 스프링에 의해, 분리 위치와 단락(shunting) 위치 사이에서 이동할 수 있는 제 3 가동 콘택트(C3); 및
    - 상기 제 1 단자(B1)와 상기 제 3 가동 콘택트(C3) 사이에 전기적으로 장착된 부하 저항기(R)를 포함하고;
    - 상기 정지 상태에서, 상기 제 3 가동 콘택트(C3)는 다른 2개의 가동 콘택트(C1, C2)로부터 전기적으로 절연되고;
    - 상기 맞물림 상태에서, 상기 제 1 가동 콘택트(C1)는 상기 제 3 가동 콘택트(C3)와 전기적 및 기계적 접촉 상태에 있고, 상기 제 3 가동 콘택트(C3)는 상기 제 3 단자로부터 기계적으로 이격된 분리 위치에 있고, 그리고 상기 부하 저항기(R)를 통해 상기 제 1 단자(B1)에 전기적으로 연결되고;
    - 상기 전력 공급 상태에서, 상기 제 1 가동 콘택트(C1)는 상기 제 3 가동 콘택트(C3)와 전기적 및 기계적 접촉 상태에 있고, 상기 제 3 가동 콘택트(C3)는 연결 위치에 있고, 그리고 상기 저항기에 단락된 상기 제 1 단자(B1)와 전기적 및 기계적 접촉 상태에 있고;
    상기 스위치는 중간 상태로 이동할 수 있고, 상기 중간 상태에서,
    - 상기 제 1 가동 콘택트(C1)는 맞물림 위치에 있으며, 상기 제 2 및 제 3 가동 콘택트(C2, C3)와 전기적 및 기계적 접촉 상태에 있고;
    - 상기 제 3 가동 콘택트(C3)는 분리 위치에 있으며, 상기 부하 저항기(R)를 통해 상기 제 1 단자(B1)와 전기적 접촉 상태에 있고; 그리고
    - 상기 제 2 가동 콘택트(C2)는 연결 위치에 있으며, 상기 제 2 단자(B2)에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는
    전자기 스위치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 3 가동 콘택트(C3)는, 상기 제 3 단자(L3)가 활성화된 경우에 분리 위치에 있는 것을 특징으로 하는
    전자기 스위치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 가동 콘택트(C1)는, 상기 제 3 코일(L3)이 급전되지 않는 경우에 상기 제 3 가동 콘택트(C3)를 단락 위치로 이동시키기 위해 상기 제 3 가동 콘택트(C3) 상에 기계적인 힘을 작용하고,
    복귀 스프링(15)이 분리 위치를 향해 상기 제 3 가동 콘택트(C3)에 힘을 가하는 것을 특징으로 하는
    전자기 스위치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 코일(L2) 및/또는 상기 제 3 코일(L3)은 마이크로-솔레노이드인 것을 특징으로 하는
    전자기 스위치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 가동 콘택트(C2) 및/또는 제 3 가동 콘택트(C3)는 상기 마이크로-솔레노이드의 코어(13)를 함께 유지하는 2개의 분기(branch)(10, 11)를 포함하는 콘택트 스터럽(stirrup; C2)에 의해 형성되고, 상기 마이크로-솔레노이드의 코어(13)는 또한 2개의 죠(jaw) 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는
    전자기 스위치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 콘택트 스터럽은 전류의 통로를 지지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    전자기 스위치.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 마이크로-솔레노이드는, 상기 마이크로-솔레노이드의 자기 회로의 일부를 형성하며 상기 마이크로-솔레노이드의 상기 코일(L2)을 위한 하우징을 형성하는 쉘(shell)(14)을 포함하는 것을 특징으로 하는
    전자기 스위치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 쉘(14)은 상기 스위치의 본체(2)에 강고하게 연결되는 것을 특징으로 하는
    전자기 스위치.
  12. 내연 엔진용 전기 시동기에 있어서,
    - 전기 모터(M)에 의해 회전 가능하게 구동되며, 상기 내연 엔진의 구동 수단과의 맞물림 위치와 정지 위치 사이에서 축방향 병진에 의해 이동 가능한 론처(L);
    - 한편으로는 상기 전기 모터(M)의 전력 공급을 제어하도록, 그리고 다른 한편으로는 상기 론처의 정지 위치와 맞물림 위치 사이에서 상기 론처(L)의 변위를 제어하도록 구성된, 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 전자기 스위치(C)를 포함하는
    내연 엔진용 전기 시동기.
  13. 제 12 항에 따른 시동기를 포함하는 시동기 시스템에 있어서,
    상기 제 1 코일은,
    - 상기 모터의 양의 단자에 전기적으로 연결되는 출력 단자를 구비하는 풀-인(pull-in) 권선(Ea); 및
    - 상기 모터의 음의 단자와 전기적으로 연결되는 출력 단자 및 상기 풀-인 코일의 입력 단자에 연결되는 입력 단자를 구비하는 홀딩(holding) 권선(Em)을 포함하고;
    상기 시동기 시스템은,
    - 상기 스위치의 제 2 단자에 연결되는 양의 단자 및 상기 전기 모터의 단자에 연결되는 음의 단자를 포함하는 전기 배터리;
    - 제 1 단자로부터 상기 배터리의 양의 단자에, 그리고 제 2 단자로부터 상기 홀딩 권선 및 풀-인 권선에 전기적으로 연결되는 제 1 회로 차단기(I1); 및
    - 제 1 단자로부터 상기 배터리의 양의 단자에, 그리고 제 2 단자로부터 상기 제 2 코일(L2)의 입력 단자에 전기적으로 연결되는 제 2 회로 차단기(I2)를 더 포함하고;
    상기 제 2 코일의 출력 단자는 상기 모터의 양의 단자에 전기적으로 연결되는
    시동기 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 코일의 출력 단자는 상기 제 1 코일(L1)의 풀-인 권선(Ea)의 출력 단자에 연결되는 것을 특징으로 하는
    시동기 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 3 코일(L3)은 상기 제 3 콘택트와 상기 제 1 코일(L1)의 출력 단자 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는
    시동기 시스템.
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