JP6011424B2 - 電磁ソレノイド装置 - Google Patents
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Description
ISSは、例えば、交差点での信号停止あるいは渋滞等により車両が一時停止した際に、エンジンを自動的に停止させて、その後、ユーザからの再始動要求によってスタータを自動的に起動してエンジンを再始動させるシステムである。
この電磁スイッチは、タンデムソレノイド型と呼ばれ、ピニオンをリングギヤへ押出すための第1の電磁ソレノイド装置と、モータへ電流を流すためのメイン接点を開閉するための第2の電磁ソレノイド装置とを備えている。この電磁スイッチは、第1の電磁ソレノイド装置と第2の電磁ソレノイド装置とを独立に制御できる、つまり、ピニオンの押出しタイミングとモータの通電タイミングとを独立に制御できるため、ISSに搭載されるのに好適である。
しかし、この場合、可動接点の剛性上昇によって固定接点との当接時に発生する物理的衝撃が増大し、可動接点がバウンドする現象(以下、バウンド現象と呼ぶ)が発生する可能性がある。そして、このバウンド現象が生じると、接点開閉が繰り返されて、かえって可動接点及び固定接点の消耗が早くなる虞がある。
また、別の方法として、プランジャの摺動抵抗を増加させる方法が考えられる。しかし、この方法はプランジャの寿命や経年変化の観点での懸念が生じる。
従って、いずれの方法も実用的な方法とは言えなかった。
そして、圧力逃し弁が閉じた状態では、摺動空間が略密閉状態である。
ここで、摺動空間内の圧力が上昇しすぎると、接点閉成後の接点圧が十分得られなかったり、プランジャ押し返しによって接点が開いてしまったりする虞があるが、本発明では、通気孔及び圧力逃し弁を設けているため、その虞を回避できる。
すなわち、接点閉成後の接点圧やプランジャの挙動に悪影響を与えることなく、プランジャの加速を抑えることができる。
〔実施例1の構成〕
実施例1の構成を図1〜3を用いて説明する。
本実施例の電磁ソレノイド装置1は、減速型スタータ2に搭載されるタンデムソレノイド型の電磁スイッチ3に用いられるものであって、モータ4への通電を断続させるために用いられる。
クラッチインナは、上記のスプラインチューブ15によって形成される。つまり、スプラインチューブ15がクラッチインナを兼ねている。
ローラ7bは、クラッチアウタ7aの回転をクラッチインナ(スプラインチューブ15)へ伝達する一方、クラッチインナからクラッチアウタ7aへの動力伝達を遮断する。
電磁スイッチ3は、電磁石の吸引力を利用してピニオン軸5を反スイッチ方向へ押し出す第1のソレノイド装置(以下、ソレノイドSL1と呼ぶ)と、モータ4の電源回路に接続されるメイン接点(後述する)を開閉する第2のソレノイド装置(以下、ソレノイドSL2と呼ぶ)とを備える。
ここで、ソレノイドSL2は、本発明の電磁ソレノイド装置に該当する。
スイッチケース28は、センタケース21と一体的に設けられた金属フレーム28aと、金属フレーム28bの軸方向多端側に接続される樹脂フレーム28bと、樹脂フレーム28bの軸方向多端側の開口を閉塞する金属製のエンドフレーム28cとで構成される。
ソレノイドSL2は、ソレノイドSL1の軸方向他端側に配されており、ソレノイドSL1の動作方向とソレノイドSL2の動作方向とが同一方向に設定されている。
ソレノイドSL1は、図1に示す様に、通電によって電磁石を形成するSL1コイル35と、このSL1コイル35の内周を軸方向(図示左右方向)に可動するSL1プランジャ36と、電磁石により磁化されてSL1プランジャ36を吸着するSL1固定鉄心37と、SL1コイル35の軸方向一端側に配置される円環状のコアプレート38と、SL1プランジャ36の動きをピニオン軸5に伝達するシャフト39と、電磁石の吸引力が減少した時にSL1プランジャ36を押し戻すリターンスプリング40と、ピニオン6をエンジンのリングギヤGに押し込むための反力を蓄えるドライブスプリング41等を備える。
コアプレート38は、SL1コイル35の軸方向一端側に位置し、SL1固定鉄心37にかしめ固定されて磁気的に連結される。
ソレノイドSL2は、図1に示す様に、通電によって電磁石を形成するSL2コイル46と、このSL2コイル46の内周を軸方向(図示左右方向)に可動するSL2プランジャ47と、電磁石により磁化されてSL2プランジャ47を吸着するSL2固定鉄心48と、SL2コイル46の軸方向一端側に配置される円環状の磁性プレート49と、電磁石の吸引力が減少した時にSL2プランジャ47を押し戻すリターンスプリング50と、SL2プランジャの移動に伴って開閉されるメイン接点等を備える。
この磁性プレート49と、ソレノイドSL1のコアプレート38は、図1に示す様に、ソレノイドSL1とソレノイドSL2とに共通の磁気通路を形成するコアステーショナリ53を介して磁気的に接続されている。
可動接点57は、接点面が軸方向一端側を向くように保持されており、可動接点57は固定接点56に軸方向他端側から離接する。
また、可動接点57は、メイン接点の閉成時に接点圧を付与するための接点圧スプリング65によって付勢されている。接点圧スプリング65は、一端が絶縁ブッシュ64に支持され、他端がSL2プランジャ47の他端に設けられたフランジ板66に支持されている。
本実施例のソレノイドSL2は、SL2プランジャ47に設けられて、SL2プランジャ47が軸方向一端側へ移動する際にSL2プランジャ47により圧縮される摺動空間S内の空気を外部に開放するための通気孔70と、摺動空間Sの圧力が所定値以上になった際に通気孔70を開閉する圧力逃し弁71とを備える。
そして、図3に示すように、摺動空間Sの圧力が所定値以上になると弁体73が弁座72から離座して通気孔70を開く。
すなわち、円筒スリーブ52とSL2プランジャ47との間の径方向のクリアランスを小さくし、そのクリアランスにグリスなどの潤滑油を充填させて、摺動空間Sからのクリアランスを介する空気の漏れを抑制して、摺動空間Sを略密閉状態としている。
本実施例によれば、圧力逃し弁71が閉じている間は摺動空間Sが密閉状態であるため、SL2プランジャ47が軸方向一端側(接点閉成方向)への移動に伴って摺動空間S内の圧力が上昇する。そして、圧力が所定値(開弁圧)以上になると圧力逃し弁71が開いて圧力が低下する構造となっている。
ここで、摺動空間S内の圧力が上昇しすぎると、接点閉成後の接点圧が十分得られなかったり、SL2プランジャ47の押し返しによって接点が開いてしまったりする虞があるが、本実施例では、通気孔70及び圧力逃し弁71を設けているため、その虞を回避できる。
これにより、接点閉成後の接点圧やSL2プランジャ47の挙動に悪影響を与えることなく、SL2プランジャ47の加速を抑えることができる。
1つの電磁ソレノイド装置によってピニオン軸5を反スイッチ方向へ押し出すとともに、モータ4の電源回路に接続されるメイン接点を開閉するものの場合、すなわち、1つのプランジャの移動によってピニオン軸5の押出しとメイン接点開閉を行うタイプ(従来型)の場合には、プランジャは接点閉成方向に移動する際に、ピニオン軸5の押出しに伴う抵抗を受ける。
本実施例では、そのようなタンデムソレノイド型でも、十分にSL2プランジャ47の加速を抑えることができる。
実施例2を、実施例1とは異なる点を中心に、図1を用いて説明する。
なお、実施例1と同じ符号は、同一の機能物を示すものであって、先行する説明を参照する。
このため、本実施例では、実施例1の作用効果に加えて、SL2プランジャ47が復元後に負圧によって軸方向一端側に引っ張られて接点が閉じてしまう虞を回避できるという作用効果を奏する。
実施例3を、実施例1とは異なる点を中心に、図4〜6を用いて説明する。
なお、実施例1と同じ符号は、同一の機能物を示すものであって、先行する説明を参照する。
例えば、弁体押出部材80は、SL2プランジャ47の軸方向一端側に軸方向に対向して配置された隔壁部材45と一体的もしくは隔壁部材45に固定して設けられており、隔壁部材45の軸方向他端面から軸方向他端側へ突出する棒状に設けられている。
そして、弁体押出部材80は、通気孔70の開口に対して軸方向に対向して配置されており、SL2プランジャ47の移動によって、弁体押出部材80が通気孔70内を挿通可能になっている。
本実施例では、摺動空間Sの圧力が所定値以上にならなくても、SL2プランジャ47の軸方向一端側へ所定量移動したら、強制的に圧力逃し弁71を開弁することができる。
例えば、接点閉成直前に強制的に圧力逃し弁71を開弁する構成とするならば、接点閉成直前には摺動空間S内の圧力を開放することができ、接点閉成時には十分の接点圧を得ることができる。
実施例4を、実施例1とは異なる点を中心に、図7を用いて説明する。
なお、実施例1と同じ符号は、同一の機能物を示すものであって、先行する説明を参照する。
すなわち、電磁スイッチ3は、1つのプランジャの移動によってピニオン軸5の押出しとメイン接点開閉を行うタイプである。
すなわち、SL2コイル46に相当するコイル82、SL2プランジャ47に相当するプランジャ83を有する。そしてコイル82の内周の空間がプランジャ83の摺動空間Sとなっている。
また、プランジャ83には、プランジャ83の動きをピニオン軸5に伝達するシャフト39と、ピニオン6をエンジンのリングギヤGに押し込むための反力を蓄えるドライブスプリング41とを組み付けるための軸方向孔83aが設けられている。
第1連通孔83bは、一端がプランジャ83の軸方向一端面に開口し、他端が軸方向孔83aの内周面に開口している。
なお、本実施例では、図7に示すように、隔壁84を含む軸方向他端側のプランジャ83の部分と、隔壁84よりも軸方向一端側のプランジャ83の部分とを別体で形成して接合している。
圧力逃し弁71の構成は、実施例1と同様であり、弁座72に離着座する弁体73によって孔84aを開閉することで、通気孔70を開閉する。
46 SL2コイル
47 SL2プランジャ
56 固定接点
57 可動接点
70 通気孔
71 圧力逃し弁
82 コイル
83 プランジャ
S 摺動空間
Claims (5)
- 通電により電磁石を形成するコイル(46、82)と、
前記電磁石に吸引されて、前記コイル(46、82)の内周に形成された摺動空間(S)内を軸方向一端側に移動するプランジャ(47、83)と、
前記プランジャ(47、83)の軸方向一端側への移動によって閉成される接点(56、57)と、
前記プランジャ(47、83)に設けられて、前記プランジャ(47、83)が軸方向一端側へ移動する際に前記プランジャ(47、83)により圧縮される前記摺動空間(S)内の空気を外部に開放するための通気孔(70)と、
少なくとも前記摺動空間(S)の圧力が所定値以上になった際に前記通気孔(70)を開閉する圧力逃し弁(71)とを備え、
前記圧力逃し弁(71)が閉じた状態では、前記摺動空間(S)が略密閉状態であることを特徴とする電磁ソレノイド装置。 - 請求項1に記載の電磁ソレノイド装置において、
前記圧力逃し弁(71)は、
前記通気孔(70)中に形成された弁座(72)に離着座して前記通気孔を開閉する弁体(73)と、
前記弁体(73)を軸方向他端側から前記弁座(72)に向かって付勢するバルブスプリング(74)とを有し、
前記摺動空間(S)の圧力が所定値以上になると弁体(73)が弁座(72)から離座して前記通気孔(70)を開く機械式弁であることを特徴とする電磁ソレノイド装置。 - 請求項1に記載の電磁ソレノイド装置において、
前記圧力逃し弁(71)は、
前記通気孔(70)中に形成された弁座(72)に軸方向他端側から離接して前記通気孔(70)を開閉する弁体(73)と、
前記弁体(73)を軸方向他端側から前記弁座(72)に向かって付勢するバルブスプリング(74)と、
前記弁体(73)の反バルブスプリング側に配されて、前記プランジャ(47、83)の軸方向一端側への移動に伴って、前記弁体(73)を前記バルブスプリング(74)の付勢力に抗して押圧し、前記弁座(72)から離座させて前記通気孔(70)を開く弁体押出部材(80)とを有し、
前記摺動空間(S)の圧力が所定値以上になって前記弁体(73)が前記弁座(72)から離座した場合、および、前記摺動空間(S)の圧力に関わりなく前記弁体押出部材80)に押圧されて前記弁体(73)が前記弁座(72)から離座した場合に、前記通気孔(70)を開くことを特徴とする電磁ソレノイド装置。 - 請求項1〜3のいずれか1つに記載の電磁ソレノイド装置において、
前記コイル(46、82)への通電が停止されたときに、前記プランジャ(47、83)を軸方向他端側へ戻して、前記接点(56、57)を開成するリターンスプリング(50)と、
前記プランジャ(83)の軸方向他端側への移動を規制するストッパ(28c)とを備え、
前記圧力逃し弁(71)は、前記プランジャ(47、83)が前記リターンスプリング(50)の付勢力によって前記ストッパ(28a)に衝突した際に前記弁体(73)に働く慣性力によって、前記弁体(73)が前記弁座(72)から離座して前記通気孔(70)を開くことを特徴とする電磁ソレノイド装置。 - 請求項1〜4のいずれか1つに記載の電磁ソレノイド装置であって、
エンジンのリングギヤ(G)に噛み合うピニオン(6)に回転力を伝達するモータ(4)と、前記ピニオン(6)を前記リングギヤ(G)へ押し出すための第1の電磁ソレノイド装置(SL1)と、前記モータ(4)へ電流を流すためのメイン接点を開閉するための第2の電磁ソレノイド装置(SL2)とを備えるスタータ(2)において、前記第2の電磁ソレノイド装置(SL2)として用いられることを特徴とする電磁ソレノイド装置。
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