JP2008016377A - 電磁スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】長期に渡り確実に電磁コイル５の振れを防止でき、且つ小型化及び低コスト化が可能な電磁スイッチ１を提供する。
【解決手段】電磁コイル５は、振れ止め部材１０により軸方向の動きが抑制されている。その振れ止め部材１０は、ゴム製のパッキン１２と一体に設けられ、固定鉄心６のディスク部６ｂに形成された貫通孔６ｃに挿入されている。この振れ止め部材１０は、貫通孔６ｃの長さより少し長く設けられ、貫通孔６ｃに挿入された先端部が、ディスク部６ｂのコイル側へ若干突き出て電磁コイル５を軸方向に押圧している。これにより、電磁コイル５は、振れ止め部材１０の弾性力によりスイッチケース４の底面４ａに押し付けられた状態で弾性保持されている。
上記の構成では、振れ止め部材１０をパッキン１２と一体化したことにより、部品点数を少なくでき、且つ製造コストを低く抑えることが可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、スタータ等のモータ回路に設けられる電気接点を開閉する電磁スイッチに関する。

例えば、エンジンの始動を行うスタータには、モータ回路のメイン接点を開閉する電磁スイッチが搭載されている。この電磁スイッチは、電磁石の吸引力によりプランジャを吸引して可動接点を駆動するソレノイドと、モータ回路に接続される一組の固定接点をモールド固定した接点カバーとを備え、ソレノイドに駆動された可動接点が一組の固定接点に当接してメイン接点を閉成する。
ソレノイドは、磁気回路を形成するスイッチケースの内部に電磁コイルを収納し、その電磁コイルの一端側に配置されるステーショナリコアをスイッチケースの内周に圧入固定して組み付けられ、電磁コイルのアース側端部がステーショナリコアの端面に溶接等によって接合されている。

ところで、部品加工上の公差により、電磁コイルのボビンとスイッチケースの底面との間、あるいはボビンとステーショナリコアとの間に隙間が生じると、スタータがエンジンから振動を受けた時に、電磁コイルとステーショナリコアとの間に相対的な動きが発生する。その結果、ステーショナリコアに接合された電磁コイルのアース側端部が断線する恐れがある。
これに対し、特許文献１に記載された電磁スイッチでは、スイッチケースの底面とボビンとの間に板ばね等の弾性体を挿入して電磁コイルの振れを防止している。
あるいは、樹脂製のボビンに突起部を設け、この突起部の弾性を利用して電磁コイルのガタツキを防止する技術が知られている（特許文献２参照）。
特開平５−１２６０１８号公報 特開平５−２０５５９４号公報

ところが、特許文献１に示される構成では、ボビンとスイッチケースの底面との間、あるいはボビンとステーショナリコアとの間に生じる隙間以上に、弾性体を配置するためのスペースを確保する必要があり、且つ部品（弾性体）の追加により、電磁スイッチの小型化及び低コスト化の妨げになっている。
また、樹脂材の弾性を利用して電磁コイルを振れ止めする技術では、電磁スイッチが高温雰囲気に置かれた場合に、樹脂製のボビンがクリープを生じることにより、電磁コイルのガタツキを防止する機能が果たされなくなる問題があった。
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、長期に渡り確実に電磁コイルの動き（振れ）を防止でき、且つ小型化及び低コスト化が可能な電磁スイッチを提供することにある。

（請求項１の発明）
本発明は、電磁コイルへの通電により固定鉄心を磁化して電磁石を形成し、その電磁石の吸引力によりプランジャを吸引するソレノイドと、モータ回路に接続される一組の固定接点をモールド固定して、固定鉄心との間にシール部材を挟み込んでソレノイドのケースにかしめ固定される接点カバーと、プランジャの動きに連動して一組の固定接点間を断続する可動接点とを備える電磁スイッチにおいて、固定鉄心が配置される電磁コイルの軸方向一端側に設けられ、弾性力によって電磁コイルの動きを防止する振れ止め部材を有し、この振れ止め部材がシール部材と一体に設けられていることを特徴とする。

上記の構成によれば、電磁コイルの動き（振れ）を防止する振れ止め部材を電磁コイルの軸方向一端側に設けてシール部材と一体化したことにより、板ばね等の弾性体を用いる従来品と比較した場合に、部品点数を減らすことができ、且つ振れ止め部材とシール部材とを一体に製造できるので、低コスト化が可能である。
また、振れ止め部材は、シール部材と一体である、つまりシール部材と同一材料によって形成されるので、電磁スイッチが高温雰囲気に置かれた場合に、振れ止め部材がクリープによって変形することはなく、電磁コイルのガタツキ防止機能が失われることもない。その結果、長期に渡り確実に電磁コイルの動き（振れ）を防止できる。

（請求項２の発明）
請求項１に記載した電磁スイッチにおいて、固定鉄心は、プランジャに対向するベース部と、このベース部より径方向に拡大して電磁コイルの軸方向一端側に配置されるディスク部とを有すると共に、このディスク部を板厚方向に貫通する貫通孔が形成され、振れ止め部材は、貫通孔に挿入されると共に、その先端部が貫通孔からディスク部のコイル側へ突き出て電磁コイルを軸方向に押圧することにより、電磁コイルの動きを抑制していることを特徴とする。
上記の構成では、固定鉄心のディスク部に形成された貫通孔に振れ止め部材を挿入することにより、ディスク部と電磁コイルとの間に振れ止め部材を配置するためのスペースを確保する必要がない。その結果、電磁コイルとディスク部とを軸方向に近接して配置できるので、電磁スイッチの小型化を図ることができる。

（請求項３の発明）
請求項１または２に記載した電磁スイッチにおいて、シール部材及び振れ止め部材は、ゴム、エラストマー等の弾性を有する高分子材料より形成されていることを特徴とする。 これにより、シール部材と振れ止め部材との一体成形が容易であり、且つシール部材によるシール機能と、振れ止め部材による電磁コイルの振れ止め機能とを１つの部品により達成できる。

本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。

図１は電磁スイッチ１の断面図である。
実施例１に示す電磁スイッチ１は、スタータ（図示せず）のモータ回路に設けられるメイン接点（後述する）を開閉する機能を有し、図１に示す様に、電磁石を形成するソレノイド２と、メイン接点を収納する接点カバー３とを備える。
ソレノイド２は、ヨークを形成するスイッチケース４と、このスイッチケース４の内部に収納される電磁コイル５と、この電磁コイル５への通電によって磁化される固定鉄心６と、電磁コイル５の内周にスリーブ７を介して摺動自在に挿入されるプランジャ８等より構成される。

電磁コイル５は、プランジャ８を吸引するための磁力を発生する吸引コイルと、吸引されたプランジャ８を保持するための磁力を発生する保持コイルとで構成され、樹脂製のボビン９に二層状態で巻線されている。この電磁コイル５は、後述する振れ止め部材１０により、軸方向（図示左右方向）の動きが抑制されている。
固定鉄心６は、プランジャ８に対向するベース部６ａと、電磁コイル５の軸方向一端側に配置されるディスク部６ｂとを有し、このディスク部６ｂの外周角部がスイッチケース４の開口部側の内周に設けられる段差に当接して位置決めされている。
プランジャ８は、電磁コイル５の内周で固定鉄心６のベース部６ａに対向して配置され、そのベース部６ａとの間に配設されるリターンスプリング１１により反ベース部方向（図１の左方向）に付勢されている。

接点カバー３は、樹脂成形品であり、固定鉄心６のディスク部６ｂとの間にゴム製のパッキン１２（本発明のシール部材）を挟み込んで組み付けられ、スイッチケース４の端部にかしめ固定されている。この接点カバー３の内側には、メイン接点を収納する接点室３ａが形成される。
メイン接点は、２本の外部端子１３、１４を介してモータ回路に接続される一組の固定接点１５と、この一組の固定接点１５間を断続する可動接点１６とで形成される。
２本の外部端子１３、１４は、バッテリケーブルを介して車載バッテリ（図示せず）に接続されるＢ端子１３と、スタータモータから取り出されたリード線（図示せず）が接続されるＭ端子１４であり、接点カバー３にモールド固定されている。

一組の固定接点１５は、２本の外部端子１３、１４と一体に設けられ、可動接点１６に対向して接点室３ａに配置されている。
可動接点１６は、プランジャ８に固定されたシャフト１７の端部に絶縁部材１８を介して摺動可能に取り付けられ、接点圧スプリング１９によってシャフト１７の先端方向（図１の右方向）へ付勢されると共に、シャフト１７の先端部に固定されたワッシャ２０に当接して抜け止めされている。
接点圧スプリング１９は、シャフト１７の外周に嵌合する円筒部材２１に設けられた鍔部２１ａと、可動接点１６を支持する絶縁部材１８との間に配設されている。

続いて、電磁コイル５の軸方向の動きを抑制する振れ止め部材１０について説明する。 振れ止め部材１０は、パッキン１２と一体に設けられて、固定鉄心６のディスク部６ｂに形成された貫通孔６ｃに挿入されている。なお、貫通孔６ｃは、ディスク部６ｂに複数か所形成され、各貫通孔６ｃにそれぞれ振れ止め部材１０が挿入されている。
この振れ止め部材１０は、ディスク部６ｂの板厚寸法、つまり貫通孔６ｃの長さより少し長く設けられており、貫通孔６ｃに挿入された振れ止め部材１０の先端部が、ディスク部６ｂのコイル側（図１の左側）へ若干突き出てボビン９の軸方向一端面に当接し、電磁コイル５を軸方向に押圧している。
これにより、電磁コイル５は、振れ止め部材１０の弾性力によってスイッチケース４の底面４ａにボビン９の軸方向他端面が押し付けられた状態で弾性保持されている。

次に、電磁スイッチ１の作動を説明する。
始動スイッチ（図示せず）のオン操作により電磁コイル５に通電されると、電磁石が形成されて固定鉄心６が磁化されるため、固定鉄心６のベース部６ａとプランジャ８との間に吸引力が働き、プランジャ８がリターンスプリング１１を押し縮めながらベース部６ａ側（図１の右方向）へ移動する。このプランジャ８の移動により、プランジャ８に固定されたシャフト１７が押し出されて、シャフト１７の端部に支持された可動接点１６が一組の固定接点１５に当接する。

さらに、プランジャ８が移動して接点圧スプリング１９の圧縮荷重が可動接点１６に付与されると、可動接点１６が一組の固定接点１５に押し付けられてメイン接点が閉状態となり、バッテリからスタータモータへ給電される。
エンジン始動後、始動スイッチのオフ操作により、電磁コイル５への通電が停止して電磁石の吸引力が消滅すると、リターンスプリング１１の反力でプランジャ８が反ベース部方向へ押し戻されるため、可動接点１６が一組の固定接点１５から離れてメイン接点が開状態となり、スタータモータへの給電が停止される。

（実施例１の作用及び効果）
本実施例の電磁スイッチ１は、電磁コイル５の動き（振れ）を防止する振れ止め部材１０をパッキン１２と一体化したことにより、板ばね等の弾性体を用いる従来品と比較した場合に、部品点数を減らすことができ、且つ、振れ止め部材１０をパッキン１２と一体に製造できるので、製造コストを低く抑えることが可能である。
また、振れ止め部材１０は、パッキン１２と同一材料（実施例１ではゴム）によって形成されるので、電磁スイッチ１が高温雰囲気に置かれた場合に、振れ止め部材１０が樹脂材のようにクリープによって変形することはなく、電磁コイル５に対する弾性力が失われることはない。その結果、電磁コイル５のガタツキ防止機能を維持でき、長期に渡り確実に電磁コイル５の動き（振れ）を防止できる。

また、振れ止め部材１０は、固定鉄心６のディスク部６ｂに形成された貫通孔６ｃに挿入され、その先端部が貫通孔６ｃからディスク部６ｂのコイル側（図１の左側）へ突き出て電磁コイル５を軸方向に押圧している。この構成では、振れ止め部材１０の全体をボビン９とディスク部６ｂとの間に配置する必要はないので、両者間の隙間を小さくできる。つまり、振れ止め部材１０は、その大部分が貫通孔６ｃに挿入されており、且つ電磁コイル５を押圧することにより軸方向に弾性圧縮されるので、貫通孔６ｃから突き出る長さを短くできる。その結果、電磁コイル５とディスク部６ｂとを軸方向に近接して配置できるので、電磁スイッチ１の小型化を図ることができる。
さらに、振れ止め部材１０をゴム製のパッキン１２と一体に設けているので、パッキン１２と振れ止め部材１０との一体成形が容易であり、且つパッキン１２によるシール機能と、振れ止め部材１０による電磁コイル５の振れ止め機能とを１つの部品により達成できる。

（変形例）
実施例１では、パッキン１２及び振れ止め部材１０をゴム製として記載したが、ゴム以外の弾性を有する高分子材料（例えば、エラストマー）を用いることもできる。
実施例１に記載した固定鉄心６は、ベース部６ａとディスク部６ｂとに分割しているが、両者を一体に設けることもできる。

電磁スイッチの断面図である。

符号の説明

１ 電磁スイッチ
２ ソレノイド
３ 接点カバー
４ スイッチケース（ソレノイドのケース）
５ 電磁コイル
６ 固定鉄心
６ａ ベース部
６ｂ ディスク部
６ｃ 貫通孔
８ プランジャ
１０ 振れ止め部材
１２ パッキン（シール部材）
１５ 固定接点
１６ 可動接点

Claims (3)

1. 電磁コイルへの通電により固定鉄心を磁化して電磁石を形成し、その電磁石の吸引力によりプランジャを吸引するソレノイドと、
   モータ回路に接続される一組の固定接点をモールド固定して、前記固定鉄心との間にシール部材を挟み込んで前記ソレノイドのケースにかしめ固定される接点カバーと、
   前記プランジャの動きに連動して前記一組の固定接点間を断続する可動接点とを備える電磁スイッチにおいて、
   前記固定鉄心が配置される前記電磁コイルの軸方向一端側に設けられ、弾性力によって前記電磁コイルの動きを防止する振れ止め部材を有し、この振れ止め部材が前記シール部材と一体に設けられていることを特徴とする電磁スイッチ。
2. 請求項１に記載した電磁スイッチにおいて、
   前記固定鉄心は、前記プランジャに対向するベース部と、このベース部より径方向に拡大して前記電磁コイルの軸方向一端側に配置されるディスク部とを有すると共に、このディスク部を板厚方向に貫通する貫通孔が形成され、
   前記振れ止め部材は、前記貫通孔に挿入されると共に、その先端部が前記貫通孔から前記ディスク部のコイル側へ突き出て前記電磁コイルを軸方向に押圧することにより、前記電磁コイルの動きを抑制していることを特徴とする電磁スイッチ。
3. 請求項１または２に記載した電磁スイッチにおいて、
   前記シール部材及び前記振れ止め部材は、ゴム、エラストマー等の弾性を有する高分子材料より形成されていることを特徴とする電磁スイッチ。
   

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