JP2004319128A

JP2004319128A - スタータ用電磁スイッチ

Info

Publication number: JP2004319128A
Application number: JP2003108068A
Authority: JP
Inventors: Nobuya Miyake; 伸弥三宅
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-04-11
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】プランジャロッド７に対する可動接点８の傾きを低減して、バウンス現象を抑制すること。
【解決手段】接点圧スプリング９は、プランジャロッド７に固定されたインシュレータ２４と絶縁部材２３との間に配設され、可動接点８が一組の固定接点６に当接した後、電流通電時に必要な押圧荷重を可動接点８に付与する。この接点圧スプリング９は、スプリング外径が、一組の固定接点６ａ、６ｂ間の最近接距離以上の寸法を有している。
インシュレータ２４には、接点圧スプリング９の外径を規制する円筒状の外径ガイド部２４ｂが一体に設けられている。これにより、可動接点８の傾きが抑制されて一組の固定接点６に対し均等に当接できるため、接点の偏摩耗を低減できる。また、可動接点８が固定接点６に当接した際に発生する反発モーメント力を吸収でき、可動接点８のバウンス現象を抑制できる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンを始動するためのスタータに用いられる電磁スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、例えば特許文献１に記載されたスタータ用電磁スイッチがある。この電磁スイッチは、図６に示す様に、樹脂カバー１００に固定された一組の固定接点１１０と、この一組の固定接点１１０に対向してプランジャロッド１２０の端部に絶縁保持された可動接点１３０、および絶縁部材１４０を介して可動接点１３０を固定接点１１０側へ付勢する接点圧スプリング１５０等を有し、プランジャロッド１２０が図示上方へ移動して可動接点１３０が一組の固定接点１１０に当接すると、接点圧スプリング１５０の押圧荷重が可動接点１３０を介して両固定接点１１０に作用することにより、電流通電時に必要な接点圧が確保される。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−７０６９７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の電磁スイッチでは、接点圧スプリング１５０の外径が小さく、可動接点１３０の内径側（中央部寄り）を支持しているため、プランジャロッド１２０の移動時に可動接点１３０が傾きやすい。また、接点圧スプリング１５０は、両端が絶縁部材１４０とスプリング支持部材１６０とに支持されているだけであり、径方向（特に外径側）に規制されていないため、接点圧スプリング１５０の内径とプランジャロッド１２０の外周面との間に生じる隙間分だけ、接点圧スプリング１５０が傾きやすくなっている。
【０００５】
これらの結果、プランジャロッド１２０が移動して可動接点１３０が一組の固定接点１１０に当接する際に、可動接点１３０が傾いた状態で固定接点１１０に当接することがある。この状態が繰り返されると、可動接点１３０および両固定接点１１０に偏摩耗が発生して、接触不良を招く虞がある。
【０００６】
また、可動接点１３０が傾いた状態で固定接点１１０に当接すると、当接時の反発力で可動接点１３０が押し戻されるバウンス現象が促進されるため、可動接点１３０が固定接点１１０から離れる際に発生するアークエネルギによって接点が著しく摩耗するため、接点寿命が低下する問題がある。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、プランジャロッドに対する可動接点の傾きを抑えて、バウンス現象を抑制できるスタータ用電磁スイッチを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（請求項１の発明）
本発明は、スタータモータの通電回路に接続される一組の固定接点と、この一組の固定接点に対向して配置される可動接点と、この可動接点を保持して軸方向に移動可能に設けられたプランジャロッドと、絶縁部材を介して可動接点を固定接点側へ押圧する接点圧スプリングと、プランジャロッドに固定され、接点圧スプリングの反絶縁部材側の端部を支持するスプリング支持部材とを備えるスタータ用電磁スイッチであって、接点圧スプリングの外径は、一組の固定接点間の最近接距離以上の寸法を有し、スプリング支持部材は、接点圧スプリングの外径を規制する外径ガイド部を有していることを特徴とする。
【０００８】
上記の構成によれば、接点圧スプリングの外径が一組の固定接点間の最近接距離以上の寸法を有しているので、従来技術と比較すると、可動接点のより外側（外径側）を支持できる。その結果、プランジャロッドに対する可動接点の傾きを抑制できる（プランジャロッドに対し可動接点を垂直状態に保持できる）。また、接点圧スプリングの外径が、スプリング支持部材の外径ガイド部によって規制されるので、接点圧スプリング自体の傾きも抑制できる。
【０００９】
これにより、プランジャロッドの移動によって可動接点が一組の固定接点に当接する際に、可動接点の傾きが抑制されて、一組の固定接点に対し均等に当接できるため、可動接点および固定接点の偏摩耗を防止できる。
また、接点圧スプリングが可動接点の外径側を支持できるので、可動接点が一組の固定接点に当接した際に発生する反発モーメント力を吸収でき、可動接点のバウンス現象を抑制できる。その結果、バウンス現象に伴うアークエネルギの発生を低減できるので、接点の異常摩耗を防止でき、接点寿命を延ばすことができる。
【００１０】
（請求項２の発明）
請求項１に記載したスタータ用電磁スイッチにおいて、
接点圧スプリングの外径は、一組の固定接点間の最外郭距離以下の寸法を有していることを特徴とする。
この場合、接点圧スプリングの外径を、一組の固定接点間の最近接距離以上の寸法とし、且つ一組の固定接点間の最外郭距離以下の寸法に抑えることにより、可動接点が一組の固定接点に当接した際に発生する反発モーメント力を効果的に吸収できると共に、電磁スイッチの体格（特に径方向の大きさ）を従来品と同等に設計することが可能である。
【００１１】
（請求項３の発明）
請求項１または２に記載したスタータ用電磁スイッチにおいて、
スプリング支持部材は、接点圧スプリングの内径を規制する内径ガイド部を有していることを特徴とする。
この構成では、接点圧スプリングの外径と内径とが、それぞれスプリング支持部材の外径ガイド部と内径ガイド部とによって規制されるので、例えばエンジン等から発生する振動による接点圧スプリングの共振現象を抑制でき、接点圧スプリングの長寿命効果を得ることができる。
【００１２】
（請求項４の発明）
請求項１〜３に記載した何れかのスタータ用電磁スイッチにおいて、
スプリング支持部材と絶縁部材の少なくとも一方には、接点圧スプリングの端部が嵌合する断面円弧状の溝が設けられていることを特徴とする。
この場合、スプリング支持部材または絶縁部材に対し、接点圧スプリングの端部が断面円弧状の溝に嵌合することで安定して支持されるため、可動接点に対する接点圧スプリングの押圧力が安定する。その結果、可動接点が一組の固定接点に当接した時に、電流通電時に必要な押圧荷重を安定的に得ることができる。
【００１３】
（請求項５の発明）
請求項４に記載したスタータ用電磁スイッチにおいて、
断面円弧状の溝は、接点圧スプリングを形成するコイル素材の半径と略同一の曲率半径で凹設されていることを特徴とする。
この場合、溝の断面形状がコイル素材の断面形状と略一致するので、接点圧スプリングの端部をがたつきなく支持できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１はスタータ用電磁スイッチ１の断面図である。
本実施形態の電磁スイッチ１は、ボビン２に巻線された励磁コイル３と、この励磁コイル３の周囲に形成される磁気回路（後述する）、２本の外部端子４、５を介してスタータモータの通電回路（図示せず）に接続される一組の固定接点６（６ａ、６ｂ）、この一組の固定接点６に対向してプランジャロッド７に保持される可動接点８、この可動接点８を固定接点６側へ付勢する接点圧スプリング９等より構成される。
【００１５】
励磁コイル３は、図示しないイグニッションキーのＯＮ操作により通電されて磁束を発生する。
磁気回路は、励磁コイル３の外周を覆う円筒状のヨーク１０と、ボビン２の一端側に弾性体１１を介して配設される第１の磁性プレート１２、ボビン２の他端側に配設される第２の磁性プレート１３、ボビン２の内周に配設されて第２の磁性プレート１３と一体に（別体でも可能）設けられた固定鉄心１４、ボビン２の内周側に円筒スリーブ１５を介して摺動自在に挿入され、固定鉄心１４に対しエアギャップを介して対向するプランジャ１６より構成される。
【００１６】
磁気回路のうち、ヨーク１０、第１の磁性プレート１２、第２の磁性プレート１３、および固定鉄心１４は、固定磁路を形成し、プランジャ１６は可動磁路を形成している。
そのプランジャ１６は、励磁コイル３が通電されると、固定鉄心１４との間に作用する磁力を受けて固定鉄心１４側へ吸引され、励磁コイル３への通電が停止して磁力が消滅すると、固定鉄心１４との間に配されたリターンスプリング１７の反力を受けて図１に示す初期位置まで押し戻される。
【００１７】
２本の外部端子４、５は、バッテリケーブル（図示せず）を介して車載バッテリに接続されるバッテリ端子４と、モータリード線を介してスタータモータ（図示せず）に接続されるモータ端子５であり、それぞれ樹脂製の接点カバー１８にインサート成形されている。
一組の固定接点６ａ、６ｂは、接点カバー１８の内側で２本の外部端子４、５にそれぞれ固定されている。
接点カバー１８は、第２の磁性プレート１３上にシール部材１９を挟んで組み付けられ、電磁スイッチ１の外容器を形成するフレーム２０によってかしめ固定されている。
【００１８】
プランジャロッド７は、固定鉄心１４の中央部に開口する丸穴を通って軸方向（図１の上下方向）に移動可能に設けられ、自身の一端側がプランジャ１６に設けられた凹部１６ａに挿入されている。このプランジャロッド７は、励磁コイル３への通電によりプランジャ１６が固定鉄心１４側へ吸引されると、そのプランジャ１６の移動途中からプランジャ１６に押されて図示上方へ移動し、励磁コイル３への通電が停止されてプランジャ１６が初期位置へ押し戻されると、スプリング２１の反力を受けて押し戻される。
【００１９】
可動接点８は、一組の絶縁部材２２、２３を介してプランジャロッド７の端部（他端側）に保持され、プランジャロッド７の移動（図１上方への移動）により一組の固定接点６ａ、６ｂに当接して両固定接点６間を導通する。これにより、スタータモータの通電回路が閉成されて、車載バッテリからスタータモータに通電される。また、励磁コイル３への通電停止により、スプリング２１の反力でプランジャロッド７が押し戻されると、可動接点８が一組の固定接点６ａ、６ｂから離脱して両固定接点６間の導通が遮断されることにより、スタータモータの通電回路が開成される。
【００２０】
接点圧スプリング９は、プランジャロッド７に固定されたインシュレータ２４と、可動接点８の反固定接点側に配された絶縁部材２３との間に配設され、可動接点８が一組の固定接点６ａ、６ｂに当接した後、電流通電時に必要な押圧荷重（接点圧）を可動接点８に付与する。この接点圧スプリング９は、図２に示す様に、スプリング外径Ｄが、一組の固定接点６ａ、６ｂ間の最近接距離Ａ以上の寸法を有し、且つ一組の固定接点６ａ、６ｂ間の最外郭距離Ｂ以下の寸法に抑えられている。
【００２１】
インシュレータ２４は、接点圧スプリング９の一端側を支持するスプリング受け面２４ａと、接点圧スプリング９の外径を規制する円筒状の外径ガイド部２４ｂとが一体に設けられている。この外径ガイド部２４ｂは、接点圧スプリング９の外径を全周に亙って規制し、図１に示す様に、スプリング受け面２４ａから外径ガイド部２４ｂの先端までの高さが、接点圧スプリング９の全長の少なくとも１／２以上を規制できる寸法を有している。
【００２２】
（第１実施形態の作用及び効果）
上記の電磁スイッチ１は、接点圧スプリング９の外径が一組の固定接点６ａ、６ｂ間の最近接距離Ａ以上の寸法を有しているので、従来技術（図６参照）と比較すると、可動接点８のより外側（外径側）に押圧荷重が作用する。その結果、プランジャロッド７に対する可動接点８の傾きを抑制できる。また、接点圧スプリング９の外径が、インシュレータ２４の外径ガイド部２４ｂによって規制されるので、接点圧スプリング９自体の傾きも抑制できる。
【００２３】
これにより、プランジャロッド７の移動によって可動接点８が一組の固定接点６ａ、６ｂに当接する際に、可動接点８の傾きが抑制されて、一組の固定接点６ａ、６ｂに対し均等に当接できるため、可動接点８および固定接点６の偏摩耗を低減でき、接点同士の接触不良を防止できる。
また、図６に示した従来品と比較すると、接点圧スプリング９の外径が大きく、可動接点８の外径側に押圧荷重を付与しているので、可動接点８が一組の固定接点６ａ、６ｂに当接した際に発生する反発モーメント力を吸収でき、可動接点８のバウンス現象を抑制できる。その結果、バウンス現象に伴うアークエネルギの発生を低減できるので、接点の異常摩耗を防止でき、接点寿命を延ばすことができる。
【００２４】
更に、接点圧スプリング９の外径を、一組の固定接点６ａ、６ｂ間の最近接距離Ａ以上の寸法とし、且つ一組の固定接点６ａ、６ｂ間の最外郭距離Ｂ以下の寸法に抑えることにより、可動接点８が一組の固定接点６ａ、６ｂに当接した際に発生する反発モーメント力を効果的に吸収できると共に、電磁スイッチ１の体格（特に径方向の大きさ）を従来品と同等に設計することが可能である。
【００２５】
（第２実施形態）
図３は電磁スイッチ１の断面図である。
本実施形態は、インシュレータ２４に外径ガイド部２４ｂを設けると共に、更に接点圧スプリング９の内径を規制する内径ガイド部２４ｃを一体に設けた一例である。
この場合、インシュレータ２４に設けられた外径ガイド部２４ｂと内径ガイド部２４ｃとで、接点圧スプリング９の外径と内径の両側が規制されるので、例えばエンジン等から発生する振動による接点圧スプリング９の共振現象を抑制でき、接点圧スプリング９の長寿命効果を得ることができる。
【００２６】
（第３実施形態）
図４は電磁スイッチ１の断面図である。
本実施形態は、図５に示す様に、インシュレータ２４のスプリング受け面２４ａと絶縁部材２３とに、それぞれ接点圧スプリング９の端部が嵌合する断面円弧状の溝２４ｄ、２３ａを設けた一例である。その溝２４ｄ、２３ａは、接点圧スプリング９を形成するコイル素材の半径と略同一の曲率半径で凹設されている。
【００２７】
この構成によれば、接点圧スプリング９の端部が断面円弧状の溝２４ｄ、２３ａに嵌合することで安定して支持されるため、可動接点８に対する接点圧スプリング９の押圧力が安定する。その結果、可動接点８が一組の固定接点６ａ、６ｂに当接した後、電流通電時に必要な押圧荷重を安定的に得ることができる。
なお、この実施形態では、インシュレータ２４のスプリング受け面２４ａと絶縁部材２３とに、それぞれ断面円弧状の溝２４ｄ、２３ａを設けた例を記載したが、必ずしも両方に溝を設ける必要はなく、スプリング受け面２４ａと絶縁部材２３との何方か一方のみに溝を設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】電磁スイッチの断面図である（第１実施形態）。
【図２】一組の固定接点と接点圧スプリングとの寸法関係を示す説明図である。
【図３】電磁スイッチの断面図である（第２実施形態）。
【図４】電磁スイッチの断面図である（第３実施形態）。
【図５】断面円弧状の溝を設けたスプリング受け面と絶縁部材との断面図である（第３実施形態）。
【図６】電磁スイッチの断面図である（従来技術）。
【符号の説明】
１スタータ用電磁スイッチ
６一組の固定接点
７プランジャロッド
８可動接点
９接点圧スプリング
２３絶縁部材
２３ａ溝
２４インシュレータ（スプリング支持部材）
２４ｂ外径ガイド部
２４ｃ内径ガイド部
２４ｄ溝
Ａ一組の固定接点間の最近接距離
Ｂ一組の固定接点間の最外郭距離

Claims

スタータモータの通電回路に接続される一組の固定接点と、
この一組の固定接点に対向して配置される可動接点と、
この可動接点を保持して軸方向に移動可能に設けられたプランジャロッドと、絶縁部材を介して前記可動接点を前記固定接点側へ押圧する接点圧スプリングと、
前記プランジャロッドに固定され、前記接点圧スプリングの反絶縁部材側の端部を支持するスプリング支持部材とを備え、
前記プランジャロッドの移動に伴い、前記可動接点が前記一組の固定接点に当接した後、前記接点圧スプリングにより接点圧が付与されて前記通電回路を閉成するスタータ用電磁スイッチであって、
前記接点圧スプリングの外径は、前記一組の固定接点間の最近接距離以上の寸法を有し、前記スプリング支持部材は、前記接点圧スプリングの外径を規制する外径ガイド部を有していることを特徴とするスタータ用電磁スイッチ。
請求項１に記載したスタータ用電磁スイッチにおいて、
前記接点圧スプリングの外径は、前記一組の固定接点間の最外郭距離以下の寸法を有していることを特徴とするスタータ用電磁スイッチ。
請求項１または２に記載したスタータ用電磁スイッチにおいて、
前記スプリング支持部材は、前記接点圧スプリングの内径を規制する内径ガイド部を有していることを特徴とするスタータ用電磁スイッチ。
請求項１〜３に記載した何れかのスタータ用電磁スイッチにおいて、
前記スプリング支持部材と前記絶縁部材の少なくとも一方には、前記接点圧スプリングの端部が嵌合する断面円弧状の溝が設けられていることを特徴とするスタータ用電磁スイッチ。
請求項４に記載したスタータ用電磁スイッチにおいて、
前記断面円弧状の溝は、前記接点圧スプリングを形成するコイル素材の半径と略同一の曲率半径で凹設されていることを特徴とするスタータ用電磁スイッチ。