JP3770081B2 - 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、スタータ用マグネットスイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、マグネットスイッチのフレームは、冷鍛あるいはプレスにより大まかな形状を成形した後、ステーショナリコアの圧入部やモールドカバーをかしめるインロー部を切削で仕上げる工程が一般的である。このフレームは、一体構造にできるので磁気抵抗を小さくできるが、切削加工によりコストが増加するという問題が生じている。
これに対し、複数に分割された部品を組み合わせて構成される分割構造のフレームがある。このフレームは、切削加工を廃止できるので、上記の一体構造のフレームと比較してコストを低減できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、分割構造のフレームは、各部品毎の接触部で磁気抵抗が増大するため、フレームを通る磁束量が低減して、マグネットスイッチの性能が低下すると言う問題があった。
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、分割構造のフレームを採用するマグネットスイッチにおいて、磁気抵抗の増大を抑制できるフレーム構造を提供することにある。
【０００４】
【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、固定磁路を形成する磁性部材が、励磁コイルの外周を覆う円筒形のヨークと、このヨークの一端面に当接して励磁コイルの一端側に配される第１のコアと、ヨークの他端面に当接して励磁コイルの他端側に配される第２のコアとで構成され、その第２のコアは、ヨークを介して第１のコアに対し押圧された状態で、フレームを外径側からかしめて固定されている。
この構成によれば、第１のコアとヨークとが密着し、且つヨークと第２のコアとが密着した状態で組付けられるので、磁性部材が分割されることによる磁気抵抗の増加を抑制できる。
また、フレームは、第１のコアの反ヨーク側の端面を覆う底部と、磁性部材の外周面を覆う円筒部とを有し、この円筒部の底部側に内径を若干小さくした絞り部が設けられ、この絞り部の内周に第１のコアが圧入されている。これにより、第１のコアをフレームに密着して組付けることができるので、フレームと第１のコアとを分割したことによる磁気抵抗の増加を抑制できる。
【０００６】
（請求項２の手段）
請求項１に記載したスタータ用マグネットスイッチにおいて、絞り部の底部からの長さは、第１のコアの厚さ以下である。
この構成により、フレームの円筒部内周にヨークを隙間無く組付けることができる。
【０００７】
（請求項３の手段）
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において、フレームは、第２のコアが組付けられる位置に円筒部の第２の絞り部が設けられ、この第２の絞り部の内周に第２のコアが圧入されている。
これにより、第２のコアをフレーム（第２の絞り部）に密着して組付けることができるので、両者間の磁気抵抗を小さくできる。
【０００８】
（請求項４の手段）
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において、ヨークは、平板を丸めてＣ字形に形成した後、そのＣ字形の隙間を押し縮めてフレームの内周に挿入され、Ｃ字形に形成した時の外径がフレームの内径より若干大きくなり、且つＣ字形の隙間を閉じた時の外径がフレームの内径より若干小さくなる寸法に設けられている。
この構成によれば、ヨークの外周面をフレームの内周面（円筒部の内周面）に密着させることができるので、両者間の磁気抵抗を小さくできる。
【００１０】
【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実施例）
図１はマグネットスイッチの断面図である。
本実施例のマグネットスイッチ１は、スタータモータ（図示しない）の通電回路に接続される一組の固定接点２（モータ接点）、この一組の固定接点２を開閉する可動接点３、及びこの可動接点３を動かすための電磁アクチュエータ等より構成される。
【００１１】
電磁アクチュエータは、通電されて磁束を発生する励磁コイル４と、この励磁コイル４の周囲に磁束を通すための固定磁路を形成する磁性部材（下述する）と、この磁性部材を内部に収容して固定磁路の一部を形成するフレーム５と、及び励磁コイル４の内周に挿入されるプランジャ６等より構成される。
励磁コイル４は、周知の吸引コイル４ａと保持コイル４ｂから成り、２層状態でボビン７に巻装されている。
【００１２】
磁性部材は、励磁コイル４の外周を覆う円筒形のヨーク８と、このヨーク８の一端面に当接してボビン７の一端側に配される第１のコア９と、ヨーク８の他端面に当接してボビン７の他端側に配される第２のコア１０とで構成され、それぞれ鉄等の強磁性材料から製造されている。なお、第２のコア１０は、自身の内径側がボビン７の内側まで入り込んで設けられ、プランジャ６が吸引された時の移動量を規制するストッパ面１０ａを形成している。
【００１３】
フレーム５は、上記の磁性部材と同じく鉄等の強磁性材料から成り、プレス加工（絞り成形）により有底円筒状に設けられている。具体的には、第１のコア９の外側端面（反ヨーク８側の端面）を覆う円環状の底部５ａと、磁性部材（第１のコア９、ヨーク８、第２のコア１０）の外周面を覆う円筒部５ｂとを有し、更に円筒部５ｂの底部側に内径を若干小さくした絞り部５ｃが設けられている。この絞り部５ｃの内径は、第１のコア９の外径より若干小さく設定される。
プランジャ６は、第１のコア９とボビン７の内周に装着される円筒スリーブ１１を案内面として軸方向に摺動可能に設けられ、第２のコア１０のストッパ面１０ａとの間に組付けられるリターンスプリング１２によって図示左方向へ付勢されている。
【００１４】
一組の固定接点２は、それぞれ外部との電気的接続を行う一組の外部端子１３に結合されている。この外部端子１３は、電磁アクチュエータに組付けられるモールドカバー１４に具備され、一方の外部端子１３が、図示しないケーブルを介して車載バッテリに接続され、他方の外部端子１３が、図示しないリード線を介してスタータモータのフィールドコイルに接続されている。なお、モールドカバー１４は、第２のコア１０に押圧されてフレーム５によりかしめ固定され、第２のコア１０との間に一組の固定接点２及び可動接点３を収容するスイッチ室１５を形成している。
【００１５】
可動接点３は、下述する中間ロッド１６に対し一組の樹脂部材１７を介して軸方向に摺動可能に組付けられ、コンタクトスプリング１８により図示右方向へ付勢されている。
中間ロッド１６は、第２のコア１０のストッパ面１０ａを貫通して軸方向に移動可能に設けられ、モールドカバー１４との間に組付けられるスプリング１９により図示左方向へ付勢されている。この中間ロッド１６は、プランジャ６が吸引されて図示右方向へ移動した時に、プランジャ６の移動途中からプランジャ６に当接してプランジャ６と一体に移動することができる。
【００１６】
ここで、フレーム５と磁性部材（第１のコア９、ヨーク８、第２のコア１０）及びモールドカバー１４の組付け構造について詳述する。
（ａ）フレーム５の絞り部５ｃの内周に第１のコア９が圧入されている。
但し、図２に示す様に、絞り部５ｃの深さＡ（図２の左右方向の長さ）は、第１のコア９の厚さＢより小さく設定されている。
（ｂ）フレーム５の内部に挿入された磁性部材は、第１のコア９に対しヨーク８を介して第２のコア１０が押圧荷重を受けて組付けられ、フレーム５の円筒部５ｂを外径側からかしめて固定されている。図１に示す円筒部５ｂの窪んでいる部分がかしめ部５ｄである。
【００１７】
（ｃ）ヨーク８は、矩形の平板を丸めてＣ字形に形成した後、そのＣ字形の隙間を押し縮めてフレーム５の内周（円筒部５ｂの内周）に挿入され、Ｃ字形に形成した時の外径が円筒部５ｂの内径より若干大きくなり、且つＣ字形の隙間を閉じた時の外径が円筒部５ｂの内径より若干小さくなる寸法に設けられている。
（ｄ）モールドカバー１４は、第２のコア１０に押圧された状態で、フレーム５の開口端部をモールドカバー１４にかしめて固定され、このモールドカバー１４を第２のコア１０に押圧する荷重が、ヨーク８を介して第２のコア１０を第１のコア９に押圧する時の荷重以下に設定されている。
【００１８】
次に、マグネットスイッチ１の作動を説明する。
図示しないスタータスイッチがＯＮされて励磁コイル４が通電されると、磁力を受けてプランジャ６が吸引され、リターンスプリング１２に抗して図１の右方向へ移動する。このプランジャ６の移動途中で中間ロッド１６の端面がプランジャ６に当接するため、それ以降、プランジャ６と一体に中間ロッド１６が移動する。この中間ロッド１６の移動に伴い、中間ロッド１６に組付けられた可動接点３が両固定接点２に当接してスタータモータの通電回路を閉成する。
【００１９】
その後、スタータスイッチがＯＦＦされて励磁コイル４への通電が停止すると、磁力が消滅することでプランジャ６がリターンスプリング１２に付勢されて静止位置へ復帰する。このプランジャ６の復帰に伴い、中間ロッド１６がスプリング１９に付勢されて静止位置（図１に示す位置）へ押し戻されることにより、可動接点３が両固定接点２から離れて通電回路を開成する。
【００２０】
（本実施例の効果）
本実施例のマグネットスイッチ１は、上記の組付け構造（ａ）に説明した様に、フレーム５に設けられる絞り部５ｃの内周に第１のコア９が圧入されるので、第１のコア９の外周面を絞り部５ｃの内周面に密着して組付けることができる。また、絞り部５ｃの深さが第１のコア９の厚さ以下に設定されているので、第１のコア９に当接するヨーク８の端部が絞り部５ｃの内周に入り込むことはなく、ヨーク８をフレーム５の円筒部５ｂの内周に隙間無く組付けることができる。
【００２１】
また、（ｂ）に説明した様に、第１のコア９に対しヨーク８を介して第２のコア１０が押圧荷重を受けて組付けられ、フレーム５の円筒部５ｂを外径側からかしめて固定されるので、第１のコア９とヨーク８とが密着し、且つヨーク８と第２のコア１０とが密着した状態で組付けることができる。
更に、（ｃ）に説明した様に、ヨーク８は、矩形の平板を丸めてＣ字形に形成され、そのＣ字形に形成した時の外径が円筒部５ｂの内径より若干大きくなり、且つＣ字形の隙間を閉じた時の外径が円筒部５ｂの内径より若干小さくなる寸法に設けられている。これにより、ヨーク８の外周面をフレーム５の内周面（円筒部５ｂの内周面）に密着させることができる。
また、第２のコア１０からヨーク８を介して第１のコア９への押圧荷重による各部品間に働く摩擦力、及びヨーク８の外周面とフレーム５の内周面との密着により発生する摩擦力により、ヨーク８、第２のコア１０が外部からの振動等による外力を受けた時に、周方向に回転することを防止できる。
【００２２】
そして、（ｄ）に説明した様に、モールドカバー１４は、第２のコア１０に押圧された状態でフレーム５によってかしめ固定され、そのモールドカバー１４を第２のコア１０に押圧する荷重が、ヨーク８を介して第２のコア１０を第１のコア９に押圧する時の荷重以下に設定されている。これにより、モールドカバー１４の組付けによって第２のコア１０にかしめるフレーム５のかしめ部５ｄが緩むことがないので、上記（ｂ）の効果を保持することができる。
以上の結果、磁性部材を複数の部品（第１のコア９、ヨーク８、第２のコア１０）に分割し、更にフレーム５を磁性部材と別部品で構成したことによる磁気抵抗の増加を極力小さく抑えることが可能となり、磁束量の低減によるマグネットスイッチ１の性能低下を防止できる。
【００２３】
（第２実施例）
図３はマグネットスイッチ１の断面図である。
本実施例は、フレーム５の円筒部５ｂに第２の絞り部５ｅを設け、この第２の絞り部５ｅの内周に第２のコア１０を圧入して組付けた場合の一例である。
これにより、第２のコア１０の外周面をフレーム５（第２の絞り部５ｅ）の内周面に密着して組付けることができるので、両者間の磁気抵抗を小さくできる効果がある。
【００２４】
（第３実施例）
図４はフレーム５と第１のコア９及びヨーク８との組付け部分を示す拡大断面図である。
第１実施例で説明したマグネットスイッチ１は、図２に示した様に、フレーム５の絞り部５ｃの深さＡを第１のコア９の厚さＢより小さく設定しているので、ヨーク８を組付けた状態で、フレーム５の絞り部５ｃから円筒部５ｂの径が拡大する部分に隙間２０を生じている。
【００２５】
そこで、本実施例は、上記の隙間２０を利用した組付け構造を示すもので、例えば、図４（ａ）に示す様に、隙間２０にＯリング２１を装着することで、隙間２０からスイッチ内部への浸水を防止できる。あるいは、図４（ｂ）に示す様に、ヨーク８をプレス加工する際に生じるバリ８ａを隙間２０に入れる様に組付けることで、バリ８ａの除去工程を省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】マグネットスイッチの断面図である（第１実施例）。
【図２】フレームの絞り部の深さと第１のコアの厚さの関係を示す断面図である。
【図３】マグネットスイッチの断面図である（第２実施例）。
【図４】フレームと第１のコア及びヨークとの組付け部分を示す拡大断面図である（第２実施例）。
【符号の説明】
１ マグネットスイッチ
２ 固定接点（モータ接点）
４ 励磁コイル
５ フレーム
５ａ フレームの底部
５ｂ フレームの円筒部
５ｃ フレームの絞り部
５ｅ フレームの第２の絞り部
６ プランジャ
８ ヨーク（磁性部材）
９ 第１のコア（磁性部材）
１０ 第２のコア（磁性部材）
１４ モールドカバー
１５ スイッチ室

Claims (4)

1. 通電されて磁束を発生する励磁コイルと、
   この励磁コイルの周囲に磁束を通すための固定磁路を形成する磁性部材と、
   この磁性部材を内部に収容して固定磁路の一部を形成するフレームと、
   前記励磁コイルの内周を軸方向に摺動可能に挿入されるプランジャとを備え、
   このプランジャを駆動してモータ接点を開閉するスタータ用マグネットスイッチにおいて、
   前記磁性部材は、前記励磁コイルの外周を覆う円筒形のヨークと、このヨークの一端面に当接して前記励磁コイルの一端側に配される第１のコアと、前記ヨークの他端面に当接して前記励磁コイルの他端側に配される第２のコアとで構成され、
   前記第２のコアは、前記ヨークを介して前記第１のコアに対し押圧された状態で、前記フレームを外径側からかしめて固定され、
   前記フレームは、前記第１のコアの反ヨーク側の端面を覆う底部と、前記磁性部材の外周面を覆う円筒部とを有し、この円筒部の底部側に内径を若干小さくした絞り部が設けられ、この絞り部の内周に前記第１のコアが圧入され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. 請求項１に記載したスタータ用マグネットスイッチにおいて、
   前記絞り部の前記底部からの長さは、前記第１のコアの厚さ以下であることを特徴とするスタータ用マグネットスイッチ。
3. 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において、
   前記フレームは、前記第２のコアが組付けられる位置に前記円筒部の第２の絞り部が設けられ、この第２の絞り部の内周に前記第２のコアが圧入され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。
4. 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において、
   前記ヨークは、平板を丸めてＣ字形に形成した後、そのＣ字形の隙間を押し縮めて前記フレームの内周に挿入され、前記Ｃ字形に形成した時の外径が前記フレームの内径より若干大きくなり、且つ前記Ｃ字形の隙間を閉じた時の外径が前記フレームの内径より若干小さくなる寸法に設けられ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。

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