JP3644324B2 - スタータ用マグネットスイッチ - Google Patents

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マグネットスイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、例えば特開平４−３４７３６７号公報に開示されたスタータ用マグネットスイッチがある。このマグネットスイッチは、図１３に示すように、センタケース１００とスイッチカバー１１０との間に挟持された樹脂製の接点ケース１２０を有し、この接点ケース１２０に外部端子１３０が取り付けられている。その外部端子１３０は、接点ケース１２０の内部で固定接点１４０と電気的に接続され、接点ケース１２０の外部に取り出された螺子部にナット１５０を締め付けて固定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の従来技術では、ナット１５０の締付け力を樹脂製の接点ケース１２０で受ける構成であるため、エンジンルーム内の温度（近年では補機類の増加により高温になってきている）の影響や通電に伴う外部端子１３０の自己発熱等により接点ケース１２０に熱が加わると、接点ケース１２０を形成する樹脂のクリープ現象（へたり）により、ナット１５０の締付け力が低下して外部端子１３０が緩み、外部端子１３０と固定接点１４０との導通不良を生じる場合があった。
【０００４】
なお、外部端子１３０から接点ケース１２０へ伝わる熱を抑えるために外部端子１３０の発熱量を低減することが考えられる。この場合、外部端子１３０として使用されるボルトのサイズアップを図ることで対応できるが、ボルトのサイズアップに伴って外部端子周辺の設計変更が必要となり、且つマグネットスイッチが大型化するという問題を生じる。
【０００５】
また、接点ケース１２０の材料として使用される樹脂は、上述の如く、厳しい熱環境によりクリープが問題となるため、熱可塑性樹脂を使うことができず、一般には熱硬化性樹脂が使われている。この場合、熱硬化性樹脂で形成された接点ケース１２０をリサイクルすることは困難であり、多くは産業廃棄物として処理されるため、近年のリサイクル要求に対応できないという問題がある。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、第１の目的は外部端子の緩みを防止すること。第２の目的は外部端子をサイズアップすることなく発熱量の低減を図ること。第３の目的は樹脂ケースのリサイクル化を図ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（請求項１の手段）
本発明のマグネットスイッチは、外殻の一部を構成する樹脂ケースと、中央部に丸孔が形成された円筒部および円筒部の径方向外側に突出する鍔部を有し、この鍔部の両面が樹脂で覆われた状態で樹脂ケースにモールド固定された金属部材と、円筒部の丸孔を挿通して、一端側が樹脂ケースの内部で固定接点に接続され、他端側が樹脂ケースの外部に取り出された外部端子と、この外部端子を樹脂ケースに締め付けて固定する締付け部材とを備え、この締付け部材により外部端子を樹脂ケースに締め付ける力を金属部材が受けていることを特徴とする。
この構成によれば、締付け部材による締付け力が樹脂ケースに作用しない、あるいは樹脂ケースに作用する締付け力が低減するため、樹脂ケースが熱を受けてクリープを生じる場合でも締付け力が低減することはなく、外部端子の緩みを防止できる。なお、金属部材は、外部端子が貫通する方向において、樹脂ケースの厚み幅全体に渡って配置しても良いが、樹脂ケースの一部にモールドしても良い。また、樹脂ケースは、一体構造でも良いが、別々の樹脂部材を組み合わせて構成しても良い。
さらに、金属部材の鍔部の両面が樹脂で覆われた状態でモールド固定されているので、金属部材が樹脂ケースから抜け落ちることがなく、樹脂ケースに外部端子を取り付ける際等に、樹脂ケースから金属部材が脱落することを防止できる。
【０００７】
（請求項２の手段）
外部端子として使用されるボルトの頭部が固定接点に接続され、且つボルトの螺子部に締付け部材が結合され、この締付け部材と固定接点またはボルトの頭部とが金属部材を介して電気的に導通している。この場合、外部端子から金属部材を通じて固定接点に電流が流れる通電経路を形成できるため、金属部材を使用しない場合と比較して通電面積が増大する。この結果、外部端子をサイズアップすることなく、通電に伴う外部端子の発熱量を低減できる。
【０００９】
また、鍔部を利用して金属部材の回り止めを行うこともできる。つまり、金属部材が例えば単純な円筒形状であると、締付け部材を締め付ける際に、その締付けトルクによって金属部材が締付け部材と一緒に共回りする可能性がある。これに対し、鍔部に角部を設けたり、鍔部に突起や穴等を形成することで、樹脂ケースに対して回転規制されるため、締付け部材を締め付ける際にも金属部材が共回りすることはない。
【００１０】
（請求項３の手段）
金属部材は、円筒部の外周に配されたシール部材によって樹脂ケースとの間がシールされている。この場合、樹脂ケースのクリープにより樹脂ケースと金属部材との間に隙間が生じた場合でも、金属部材と樹脂ケースとの隙間をシール部材によってシールすることができる。
【００１１】
（請求項４の手段）
樹脂ケースは、熱可塑性樹脂で構成されている。
本発明では、締付け部材の締付け力を金属部材で受けているため、樹脂ケースの樹脂材料として熱可塑性樹脂を使用することができ、産業廃棄物となる熱硬化性樹脂の使用量を低減（または無くす）できるため、リサイクル化の要求にも対応できる。
【００１２】
（請求項５の手段）
締付け部材として、ボルトと組み合わされるナットを使用することができる。
【００１３】
（請求項６の手段）
締付け部材として、弾力を付与することでボルトの螺子部に結合して軸力を発生するカップワッシャを使用することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１はマグネットスイッチ１の固定接点周辺の構造を示す平面図、図２はマグネットスイッチ１の軸方向に沿った半断面図である。
本実施例のマグネットスイッチ１は、例えば図６に示すように、始動モータ２の回転を減速させてピニオンギヤ３を駆動する減速型スタータＡに用いられる。なお、スタータＡの構造及び作動は極めて周知であり、ここでの説明は省略する。
【００１５】
マグネットスイッチ１は、図２に示すように、励磁コイル４の内周を可動するプランジャ５を具備し、このプランジャ５の移動に伴って、始動モータ２の通電回路（本発明のモータ回路）に設けられたモータ接点を開閉する。
モータ接点は、プランジャ５の端部に設けられた可動接点６と、この可動接点６に対向する一組の固定接点７（７Ａ、７Ｂ）とで構成される。
【００１６】
可動接点６は、絶縁ブッシュ８を介してプランジャ５と絶縁され、固定接点７に当接した時に接点圧を付与するコンタクトスプリング９に付勢されている。
一組の固定接点７は、外部端子として使用される端子ボルト１０を介して接点ケース１１に固定され、図１に示すように、両固定接点７がプランジャ５の径方向に対向して配置されている。また、両固定接点７は、可動接点６が当接する接点部分に対し略直角に折り曲げられた板状の導通部７ａを有し、この導通部７ａに端子ボルト１０の螺子部１０ａを通すための挿通孔（図示しない）が空けられている。
【００１７】
接点ケース１１は、例えば絶縁性を有する合成樹脂を材料として成型され、図２に示すように、励磁コイル４の外周を覆うセンタケース１２と、マグネットスイッチ１の後端を覆うスイッチカバー１３との間に配され、スルーボルト１４によってスイッチカバー１３と共にセンタケース１２に固定されている。
この接点ケース１１には、図１に示すように、各端子ボルト１０の取付け部に金属製のスペーサ１５がモールド固定され、且つ車両のキースイッチ回路（図示しない）に接続されるスイッチ端子１６が端子板１６ａと共にインサート成型されている。
【００１８】
スペーサ１５は、例えば図３または図４に示すような形状で、冷鍛成型または切削加工されたもので、中央部に丸孔１５ａを有している。具体的には、丸孔１５ａの周壁を形成する円筒部１５ｂと、この円筒部１５ｂの径方向外側に突出する鍔部１５ｃとを有し、少なくとも鍔部１５ｃの両面側が樹脂により覆われた状態でモールドされている（図５参照）。但し、円筒部１５ｂの両端面は接点ケース１１の表面に露出している。
円筒部１５ｂには、その内周面と外周面にそれぞれＯリング１７、１８（図１参照）を配置するための段差部１５ｄ、１５ｅが環状に設けられ、且つ内周面の一部には、成型時の金型との位置決めを行うためのキー溝１５ｆが設けられている。
【００１９】
端子ボルト１０は、図示しないケーブルを介してバッテリの正ターミナルに接続されるプラス側の端子ボルト１０Ａと、図示しないリード線を介して始動モータ２のフィールドコイル２ａ（図６参照）に接続されるマイナス側の端子ボルト１０Ｂであり、それぞれ接点ケース１１の外部に取り出された螺子部１０ａにナット１９（本発明の締付け部材）を締め付けて接点ケース１１に固定される。
【００２０】
ここで、各端子ボルト１０の締結構造をプラス側を例にして説明する。
プラス側の端子ボルト１０Ａは、図１に示すように、接点ケース１１の内側でスペーサ１５の露出面（接点ケース１１の内側に露出している円筒部１５ｂの端面）とボルト頭部１０ｂとの間に固定接点７Ａの導通部７ａを挟み込み、端子ボルト１０Ａの螺子部１０ａが導通部７ａに空けられた挿通孔とスペーサ１５の丸孔１５ａを通って接点ケース１１の外側へ取り出され、その螺子部１０ａにワッシャ２０を介してナット１９を締め付けている。
【００２１】
これにより、ボルト頭部１０ｂとナット１９との間に固定接点７Ａの導通部７ａとスペーサ１５とが挟み込まれ、ナット１９の締付け力がボルト頭部１０ｂとの間に加わることで、接点ケース１１に端子ボルト１０Ａと固定接点７Ａが固定される。
また、マイナス側では、励磁コイル４のリード線４ａを接続するターミナル２１がマイナス側固定接点７Ｂの導通部７ａと共にスペーサ１５とボルト頭部１０ｂとの間に挟持される以外は、プラス側と同様の締結構造である。
【００２２】
（第１実施例の効果）
本実施例では、ナット１９の締付け力を接点ケース１１にモールドされた金属製のスペーサ１５で受けているので、樹脂製の接点ケース１１が熱を受けてクリープを生じた場合でも締付け力が低減することはなく、所定の締付け力を維持できる。その結果、端子ボルト１０の緩みを防止でき、端子ボルト１０と固定接点７との導通不良を防ぐことができる。
【００２３】
また、接点ケース１１にモールドされたスペーサ１５は、接点ケース１１の外側でナット１９を介して端子ボルト１０の螺子部１０ａと電気的に接続され、接点ケース１１の内側では直接固定接点７の導通部７ａと接触しているため、端子ボルト１０から直接固定接点７に電流が流れる通電経路の他に、端子ボルト１０からスペーサ１５を通じて固定接点７に電流が流れる通電経路が形成される。これにより、通電面積が増大するため、端子ボルト１０をサイズアップすることなく、通電に伴う端子ボルト１０の発熱量を低減できる。
【００２４】
本実施例のスペーサ１５は、円筒部１５ｂの両端面が接点ケース１１から露出した状態で接点ケース１１にモールドされているが、円筒部１５ｂの径方向外側に設けた鍔部１５ｃが接点ケース１１の樹脂に覆われているため、例えば端子ボルト１０を取り付ける際に、端子ボルト１０の螺子部１０ａがスペーサ１５に当たっても、スペーサ１５が接点ケース１１から脱落することを防止できる。また、鍔部１５ｃが樹脂で覆われているため、ナット１９の締め付け時にスペーサ１５が締付けトルクを受けてナット１９と一緒に共回りすることを防止できる。但し、スペーサ１５の回り止めを行うためには鍔部１５ｃでなくても良い。例えばスペーサ１５の一部に穴を空けたり、突起を設けることでも可能である。
【００２５】
本実施例では、接点ケース１１に金属製のスペーサ１５をモールドしているため、樹脂製の接点ケース１１が熱によるクリープを生じた場合、スペーサ１５の外周に隙間を生じる可能性がある。これに対し、スペーサ１５の円筒部１５ｂの外周面に段差部１５ｅを設け、その段差部１５ｅにＯリング１８を配置することにより、上記の隙間をシールすることができる。
更に、本実施例では、ナット１９の締付け力を金属製のスペーサ１５で受けているため、接点ケース１１の樹脂材料として熱可塑性樹脂を使用することが可能である。この場合、産業廃棄物となる熱硬化性樹脂の使用量を低減（または無くす）できるため、リサイクル化の要求にも対応できる。
【００２６】
（第２実施例）
図７はマグネットスイッチ１の断面図である。
本実施例のマグネットスイッチ１は、図７に示すように、端子ボルト１０が軸方向（プランジャ５の移動方向）に沿って配置され、端子ボルト１０の螺子部１０ａが接点ケース１１の後端面から取り出された構造を有している。
また、第１実施例では、ボルト頭部１０ｂとスペーサ１５との間に固定接点７の導通部７ａを挟み込んでいるが、図７に示すように、ボルト頭部１０ｂの端面に固定接点７を固着しても良い。
【００２７】
この場合、例えば円筒形状のスペーサ１５を接点ケース１１の端子取付け部にモールド固定し、そのスペーサ１５の円筒内部に端子ボルト１０を挿通して、端子ボルト１０の螺子部１０ａにナット１９を締め付けることにより、そのナット１９の締付け力を金属製のスペーサ１５で受けることができるため、第１実施例と同様の効果を得ることができる。
【００２８】
（第３実施例）
図８は端子ボルト１０の取付け状態を示す断面図である。
本実施例では、端子ボルト１０が取り付けられる接点ケース１１の一部に金属製のスペーサ１５を配置した場合の一例である。
例えば、図８に示すように、接点ケース１１が別々の樹脂ケース１１Ａ、１１Ｂを組み合わせて構成される場合、何方か一方の樹脂ケース１１Ａ（または１１Ｂ）にのみスペーサ１５をモールド固定しても良い。
【００２９】
（第４実施例）
図９（ａ）はカップワッシャ２２の平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
本実施例では、締付け部材としてカップワッシャ２２を使用した場合について説明する。
カップワッシャ２２は、図９に示すように、平面形状が円形の環状体で、円錐台形状の皿ばねとして設けられ、内周孔２２ａの周縁に複数の爪部２２ｂを有している。
【００３０】
このカップワッシャ２２は、図１０に示すように、内周孔２２ａに端子ボルト１０の螺子部１０ａを通し、爪部２２ｂが接点ケース１１の端面に当接するまで押し込む。続いて、カップワッシャ２２の外周部を軸方向（図中矢印で示す方向）に押圧して弾力を付与し、端子ボルト１０の螺子部１０ａに爪部２２ｂを食い込ませて固定する。これにより、カップワッシャ２２に皿ばねの作用で軸力が発生し、この軸力を接点ケース１１にモールドされた金属製のスペーサ１５で受けることにより、端子ボルト１０を接点ケース１１に固定することができる。
【００３１】
このカップワッシャ２２を使用して端子ボルト１０を固定した実施例を図１１及び図１２に示す。
図１１はスペーサ１５が接点ケース１１の厚み方向（図１１の左右方向）全体にモールド固定された例で、上記の第１実施例及び第２実施例に相当する。また、図１２は接点ケース１１が別々の樹脂ケース１１Ａ、１１Ｂを組み合わせて構成され、何方か一方の樹脂ケース１１Ａ（または１１Ｂ）にのみスペーサ１５がモールド固定された例で、上記の第３実施例に相当する。
【図面の簡単な説明】
【図１】マグネットスイッチの固定接点周辺の構造を示す平面図である。
【図２】マグネットスイッチの軸方向に沿った半断面図である。
【図３】（ａ）金具の断面図、（ｂ）金具の平面図である。
【図４】（ａ）金具の断面図、（ｂ）金具の平面図である。
【図５】図１のＡ視図である。
【図６】スタータの側面図である。
【図７】マグネットスイッチの断面図である（第２実施例）。
【図８】端子ボルトの取付け状態を示す断面図である（第３実施例）。
【図９】（ａ）カップワッシャの平面図、（ｂ）Ａ−Ａ断面図である（第４実施例）。
【図１０】カップワッシャの使用方法を説明する図面である。
【図１１】カップワッシャを使用した実施例である。
【図１２】カップワッシャを使用した実施例である。
【図１３】マグネットスイッチの断面図である（従来技術）。
【符号の説明】
１ マグネットスイッチ
７ 固定接点
１０ 端子ボルト（外部端子）
１０ａ 螺子部
１０ｂ ボルト頭部
１１ 接点ケース（樹脂ケース）
１５ スペーサ（金属部材）
１５ｂ 円筒部
１５ｃ 鍔部
１８ Ｏリング（シール部材）
１９ ナット（締付け部材）
２２ カップワッシャ（締付け部材）

Claims (6)

1. 外殻の一部を構成する樹脂ケースと、
   中央部に丸孔が形成された円筒部および前記円筒部の径方向外側に突出する鍔部を有し、この鍔部の両面が樹脂で覆われた状態で前記樹脂ケースにモールド固定された金属部材と、
   前記円筒部の丸孔を挿通して、一端側が前記樹脂ケースの内部で固定接点に接続され、他端側が前記樹脂ケースの外部に取り出された外部端子と、
   この外部端子を前記樹脂ケースに締め付けて固定する締付け部材とを備えたスタータ用マグネットスイッチであって、
   前記締付け部材により前記外部端子を前記樹脂ケースに締め付ける力を前記金属部材が受けていることを特徴とするスタータ用マグネットスイッチ。
2. 前記外部端子として使用されるボルトの頭部が前記固定接点に接続され、且つ前記ボルトの螺子部に前記締付け部材が結合され、この締付け部材と前記固定接点または前記ボルトの頭部とが前記金属部材を介して電気的に導通していることを特徴とする請求項１に記載したスタータ用マグネットスイッチ。
3. 前記金属部材は、前記円筒部の外周に配されたシール部材によって前記樹脂ケースとの間がシールされていることを特徴とする請求項１または２に記載したスタータ用マグネットスイッチ。
4. 前記樹脂ケースは、熱可塑性樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１〜３に記載した何れかのスタータ用マグネットスイッチ。
5. 前記締付け部材は、前記ボルトと組み合わされるナットであることを特徴とする請求項２に記載したスタータ用マグネットスイッチ。
6. 前記締付け部材は、弾力を付与することで前記ボルトの螺子部に結合して軸力を発生するカップワッシャであることを特徴とする請求項２に記載したスタータ用マグネットスイッチ。

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