JP6416439B2 - スタータ用電磁スイッチ装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車などに搭載されるエンジンを始動するスタータに用いられるスタータ用電磁スイッチ装置に関するものである。

従来、特にバス、トラックといった大排気量エンジンを始動させるスタータに用いられるスタータ用電磁スイッチ装置は、これを作動させるために大電流を供給する必要があり、この電流供給手段として補助リレーと呼ばれるスタータ用電磁スイッチ装置より小型のリレーを使用している。
補助リレーはスタータ用電磁スイッチ装置の近傍に設置し電気回路を構成するよう配線で接続するが、エンジン室内でこの補助リレーの設置空間を確保することが困難であったり配線の配策が難しいことも多いため、この設置空間及び配線を不要とした補助リレーを内蔵したスタータ用電磁スイッチ装置が知られている（例えば特許文献１〜３）。
特許文献１のＦｉｇ.１の実施例及び特許文献２,３の実施例においてはソレノイドコイルと可動接点の間に補助リレーを内蔵したスタータ用電磁スイッチ装置の記載がある。
また特許文献１のＦｉｇ．５の実施例においては端子台の軸方向外側に補助リレーの一部が突出するように内蔵されたスタータ用電磁スイッチ装置の記載がある。

ＵＳ２００９／０００２１０５Ａ１ 特開２００２−１３８９３１ 特表平８−５０４９１３

しかしながら、上記特許文献１のＦｉｇ．１の実施例や特許文献２，３の実施例においては、スタータ用電磁スイッチ装置の可動接点の外周に補助リレーのソレノイドコイルを巻回しているためコイルの展開長が長くなる。
コイルの展開長が長くなるとコイル抵抗が大きくなり、補助リレーが作動するために必要な電流を流すことができないという問題が生じる。
この問題を解決するためには補助リレーのソレノイドコイルのコイル素線断面積を大きくする必要があり、補助リレーのソレノイドコイルの大型化と製造原価が高くなるという問題があった。

また上記特許文献１のＦｉｇ．５の実施例においては、補助リレーを軸方向に突出するように内蔵することで補助リレーのソレノイドコイルの大型化と製造原価が高くなるという問題を解決しているが、軸方向に突出することで車両搭載性が悪化する。
更にスタータのエンジン取付面から離れた位置に補助リレーが配置されるため振動応答が大きくなり耐振性が悪化するという問題があった。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、補助リレーを内蔵し耐振性が良好で低コストなスタータ用電磁スイッチ装置を提供することを目的とする。

本発明に係るスタータ用電磁スイッチ装置は、
一対の主固定接点、主可動接点、主コイルを有し、前記一対の主固定接点を介してモータの電気回路を開閉すると共に、前記主コイルの付勢時にシフトレバーを介してピニオンをリングギアに係合させる電磁スイッチと、
一対の副固定接点、副可動接点および副コイルを有し、前記一対の副固定接点を前記電磁スイッチの前記主コイルに接続され、始動信号に応じて、前記一対の副固定接点を介して前記電磁スイッチの前記主コイルを付勢する補助リレーと、
前記主コイル軸方向側に開口する前記一対の主固定接点と主可動接点が配置される主接点室と前記主コイル軸方向反対側に開口する前記補助リレーが配置される端子台と、
前記端子台の補助リレーが配置される開口部側に前記補助リレーを密閉した状態で、主固定接点が貫通する貫通穴を有するカバーと、
前記補助リレーと前記カバーの間に配置され、前記端子台と前記カバーとともに前記補助リレーを軸方向に固定する弾性部材を備えている。

本発明に係るスタータ用電磁スイッチ装置によれば、補助リレーを軸方向に固定する弾性部材をカバーと補助リレーの間に配置したので、スタータ用電磁スイッチ装置の組立性が悪化することなく耐振性が向上するといった効果が得られる。

本発明の実施の形態１に係るスタータ用電磁スイッチ装置を搭載したスタータの部分断面図である。 本発明の実施の形態１に係る内燃機関装置の模式図である。 図１におけるスタータ用電磁スイッチ装置の断面図である。 本発明の実施の形態１に係るスタータ用電磁スイッチ装置の他の断面図である。 本発明の実施の形態１に係るスタータ用電磁スイッチ装置における補助リレーの断面図である。 本発明の実施の形態１に係るスタータ用電磁スイッチ装置の端子台を主固定鉄心にボルトで螺合した直後の図１の左側からみた側面図である。 本発明の実施の形態１に係るスタータ用電磁スイッチ装置のリレー部を構成するサブＡＳＳＹの断面図である。 本発明の実施の形態１に係るスタータ用電磁スイッチ装置の図１の左側から見た側面図である。 本発明の実施の形態１に係るスタータ用電磁スイッチ装置の電気回路周辺部の断面図である。 本発明の実施の形態１に係るスタータ用電磁スイッチ装置における補助リレーの組立手順を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係るスタータ用電磁スイッチ装置における上パッキン及び下パッキンの斜視図である。

図１〜１０において、内燃機関装置１は、エンジン２、リングギヤ３、スタータ４、バッテリ５、キースイッチ６、制御装置７、バッテリプラス配線８、バッテリマイナス配線９、Ｓ回路配線１０を備えている。

エンジン２は内燃機関であり、自力始動できないためスタータ４の回転力をリングギヤ３を介して受けることで自力回転を始める。
リングギヤ３はスタータ４の回転力をエンジン２に伝達するものであり、エンジン２と直結される。
スタータ４はバッテリ５の電力により回転力を発生し、その回転力をリングギヤ３を介してエンジン２に伝達する。
バッテリ５はスタータ４を回転させる電力を備えている二次電池であり、スタータ４とバッテリプラス配線８、バッテリ−配線９によって電気的に接続される。
キースイッチ６はＯＮ状態でスタータ４を回転させ、ＯＦＦ状態でスタータ４を停止状態にするスイッチである。

制御装置７はキースイッチ６のＯＮ、ＯＦＦ状態と、その他の始動条件を総合的に判断し、スタータ４に始動信号を送る装置である。
バッテリプラス配線８はバッテリ５のバッテリプラス端子５ａとスタータ４のバッテリ端子１１を接続し、バッテリマイナス配線９はバッテリマイナス端子５ｂとエンジン２に接続することでバッテリ５とスタータ４を電気的に接続する。
Ｓ回路配線１０は制御装置７とスタータ４のＳ端子１２を電気的に接続する配線である。

次にスタータ４の構成について説明する。
スタータ４はモータ１３、出力軸１４、オーバーランニングクラッチ１５、ピニオン１６、スタータ用電磁スイッチ装置１７、シフトレバー１８、フロントブラケット１９を備えている。
モータ１３はバッテリの電力により回転力を発生する。
出力軸１４はモータの回転力をオーバーランニングクラッチ１５に伝達する。
オーバーランニングクラッチ１５は出力軸１４上に軸方向に移動可能に配置され、出力軸１４から伝達されたモータ１３の回転力をピニオン１６に伝達する。
ピニオン１６はオーバーランニングクラッチ１５から伝達されたモータ１３の回転力をエンジン２のリングギヤ３に伝達する。
スタータ用電磁スイッチ装置１７は、シフトレバー１８を介してオーバーランニングクラッチ１５を出力軸１４上で軸方向に移動させると共に、制御装置７からの始動信号に対応してバッテリ５とモータ１３間の電気回路を開閉する。
シフトレバー１８はスタータ用電磁スイッチ装置１７の推進力をオーバーランニングクラッチ１５に伝達し出力軸１４上を移動させる。
フロントブラケット１９は、スタータ４をエンジン２に固定するとともに、モータ１３とスタータ用電磁スイッチ装置１７の電気回路を形成する。

次にスタータ用電磁スイッチ装置１７について構成を説明する（図３，４参照）。
実施の形態１のスタータ用電磁スイッチ装置１７は、モータ１３へ電力を供給するモータ電気回路を構成し電気的および機械的に離れた位置に配置される一対の主固定接点２０と、一端に一対の主固定接点２０の一方の主固定接点２０ａを構成すると共に、他端にバッテリ５のバッテリプラス端子５ａと電気的に接続する配線が固定されるバッテリ端子１１と、一端に一対の主固定接点２０の他方の主固定接点２０ｂを構成すると共に、他端にモータ１３と接続する配線が固定されるモータ端子２１と、一対の主固定接点２０間を電気的に接続することでモータ電気回路を構成する主可動接点２２と、主可動接点２２を一対の主固定接点２０の方向に移動させる磁性体からなる主可動鉄心２３と、主可動鉄心２３との間で吸引力を発生する磁性体からなる主固定鉄心２４と、主可動鉄心２３を主固定鉄心２４に吸引する磁界を発生する吸引コイル２５と、主可動鉄心２３を吸引後の移動端に保持する磁界を発生する保持コイル２６と、吸引コイル２５と保持コイル２６が発生する磁界の磁気回路であり磁性体からなる主継鉄２７とを備えている。

また、スタータ用電磁スイッチ装置１７は、吸引コイル２５と保持コイル２６に電力を供給する電気回路を構成し電気的および機械的に離れた位置に配置される一対の副固定接点２８と、一対の副固定接点２８間を電気的に接続することで吸引コイル２５および保持コイル２６に電力を供給する電気回路を構成する副可動接点２９と、副可動接点２９を一対の副固定接点２８の方向に移動させる推進力を発生する磁性体からなる副可動鉄心３１と、副可動鉄心３１の推力のもととなる磁界を発生する副コイル３３と、副コイル３３の磁界の磁気回路となる副継鉄３０と、副継鉄３０の両端に配置され磁気回路となる一対の副固定鉄心３２とを備えている。

更に、スタータ用電磁スイッチ装置１７は、副コイル３３と主接点室５７を分離する隔壁７０を介して互いに径方向に隣り合うように主接点室５７と副コイル３３が配置された端子台４３とを備えている。

更に、スタータ用電磁スイッチ装置１７は、端子台４３の吸引コイル２５とは軸方向反対側の端面４３ａ上で、一対の副固定接点２８と、副固定接点２８の一方の副固定接点２８ａを構成するバッテリコネクタ３４と、他方の副固定接点２８ｂを構成するＳＷコネクタ３５と、副コイル３３に電力を供給するＳプラスコネクタ３７と、Ｓマイナスコネクタと、吸引コイル２５をモータ端子２１に接続するモータコネクタ３６と、保持コイル２６をバッテリマイナス配線９と接続するアースコネクタ３９といった、電気回路を同一平面上に配置している。
また、これらの配線はアースフロートタイプ、ボディアースタイプによって電気接続の方法は異なる。
これらの電気回路を形成するバッテリコネクタ３４、ＳＷコネクタ３５、モータコネクタ３６、Ｓプラスコネクタ３７、Ｓマイナスコネクタ３８、アースコネクタ３９は、端子台４３と、導電体からなるＢブッシュ４６とＭブッシュ４７をインサート成型したカバー４４とで挟み込む構成で、一端をネジ部、他端に頭部が形成されているバッテリ端子１１とモータ端子２１を一対のワッシャ４８を介して、一対のナット４９で螺合される。

バッテリ端子１１およびモータ端子２１の頭部は、端子台４３との勘合面であり、端子台４３に対してバッテリ端子１１およびモータ端子２１が回転することを規制している。
また、バッテリ端子１１と接触しているナット４９ａと、ナット４９ａと接触しているワッシャ４８ａと、ワッシャ４８ａと接触しているＢブッシュ４６と、Ｂブッシュ４６と接触しているバッテリコネクタ３４によって電気回路を形成し、また、モータ端子２１と接触しているナット４９ｂと、ナット４９ｂと接触しているワッシャ４８ｂと、ワッシャ４８ｂと接触しているＭブッシュ４７と、Ｍブッシュ４７と接触しているモータコネクタ３６によって電気回路を形成している。

主可動接点２２は中央に主可動鉄心２３が貫通する貫通穴を有する板状の導電材である。主可動接点２２の板厚方向における端面の一端は、一対の主固定接点２０との当接面と絶縁板５０との当接面を、他端は絶縁部材５１との当接面を形成し、貫通穴の内周は絶縁部材５１との当接面を形成する。
主可動接点２２は絶縁部材５１と絶縁板５０より主可動鉄心２３に絶縁保持される。

主可動鉄心２３は磁性材からなる中実段付き丸棒であって磁気回路を構成する。
主可動鉄心２３の小径部２３ａは絶縁板５０と絶縁部材５１と主可動接点２２と主接点バネ５２が止め輪５３で固定されている。
主可動鉄心２３の主固定鉄心２４との対向面は主固定鉄心２４との当接面を形成する。
主可動鉄心２３の鍔部２３ｂはシフトレバー１８と係合させる。
なお、主可動鉄心２３の内部を中空にし、バネを内蔵することで電磁押し込みスタータに適用してもよい。

主固定鉄心２４は磁性材からなる円筒であって、一端にフランジ部２４ａと、中央に段付きの貫通穴を有し、磁気回路を構成する。
フランジ部２４ａの外周は主継鉄２７と嵌合し、フランジ部２４ａの一方の端面は主継鉄２７を嵌合後に円周状にカシメ固定する。
フランジ部２４ａの他端面には、主継鉄２７および吸引コイル２５および保持コイル２６を巻いた主ボビン５４が当接する。
また、フランジ部２４ａに形成された貫通穴が多数あり、それぞれに主ボビン５４の吸引コイル２５および保持コイル２６の口出し部が嵌合する。
中央に主可動鉄心２３の小径部２３ａが貫通する。

吸引コイル２５は主ボビン５４に巻回されたエナメル被覆された導電体であって、主可動鉄心２３を主固定鉄心２４の方向に吸引するための磁界を発生する。
吸引コイル２５の一端は、モータコネクタ３６に電気的に接続される。
他端は、ＳＷコネクタ３５に電気的に接続される。
接続方法は、コイル口出し線を溶接や圧着等によって接続する。

保持コイル２６は主ボビン５４に巻回されたエナメル被覆された導電体であって、主可動鉄心２３を主固定鉄心２４の方向に吸引および保持するための磁界を発生する。
保持コイル２６の一端は、ＳＷコネクタ３５に電気的に接続される。
他端はアースコネクタ３９に電気的に接続される。
または、他端を主固定鉄心２４に電気的に接続してボディアースタイプとしてもよい。

主継鉄２７は磁性材であって、吸引コイル２５および保持コイル２６で発生した磁界の磁気回路となる。
主継鉄２７は有底筒形状であって、底には主可動鉄心２３が貫通する貫通穴とフロントブラケット１９と固定するためのネジ穴を備え、筒形状の内側に吸引コイル２５と保持コイル２６を収納する。
筒形状の底部と反対側の端面は、主固定鉄心２４を嵌合させた後に、端部全周を内周側に倒すようにかしめることにより主固定鉄心２４が固定される。

次に補助リレー６５の構成について説明する（図５，６参照）。
一対の副固定接点２８の一方の副固定接点２８ａはバッテリコネクタ３４と同一の導電体からなる板材で形成され、他方の副固定接点２８ｂはＳＷコネクタ３５と同一の導電体からなる板材で形成され、吸引コイル２５および保持コイル２６の電気回路を形成する。
一対の副固定接点２８の板厚方向の一端面である副可動接点２９との対向面は、副可動接点２９と当接する当接面である。

副可動接点２９は導電体からなる板材であって、中央にロッド５５が貫通する貫通穴を有し、吸引コイル２５および保持コイル２６の電気回路を形成する。
副可動接点２９の板厚方向の一端面は一対の副固定接点２８と当接する当接面である。他端面は、カバー４４と当接する当接面である。副可動接点２９の中央にロッド５５が貫通し、貫通したロッド５５の小径部５５ａに両端密巻部をロッド５５の小径部５５ａと同等に絞った副接点バネ４１を挿入することで一体化させコンタクタロッドＡＳＳＹ６０とすることができる（図７参照）。

一対の副固定鉄心３２は副継鉄３０と共に磁気回路である磁性材である。
一対の副固定鉄心３２の一方の副固定鉄心３２ａは、副継鉄３０と同一部材で形成されている。
副固定鉄心３２ａは貫通する貫通穴と鍔部を有し、鍔部を直角に曲げた平板部が副継鉄３０となる。鍔部の一端面は副ボビン５６との当接面を、他端面はホルダ４５との当接面を構成する。
他方の副固定鉄心３２ｂは、鍔付の有底筒形状で開口面はテーパ面を構成し、筒形状内部に副復帰バネ４０を収納する。
開口面と反対側の端面は端子台４３の当接面を、鍔部は副継鉄３０の嵌合部を構成する。

副可動鉄心３１は、副コイル３３で発生した磁界の磁気回路であって、磁性材からなる
円柱の一端にテーパ面を、両端に中空部を構成している。
副可動鉄心３１は、副ボビン５６の円筒の内側に配置され、一端のテーパ面は、副固定鉄心３２ｂのテーパ面と対向し、テーパ面側の中空部に副復帰バネ４０を収納する。
他端の円筒内部にはロッド５５を収納し、その端面はホルダ４５と対向する。

副コイル３３は副ボビン５６に巻回されたエナメル被覆された導電体であって、副可動鉄心３１を副固定鉄心３２ａから副固定鉄心３２ｂの方向に移動および保持するための磁界を発生する。
副コイル３３の一端はＳプラスコネクタ３７に接続し、Ｓ回路配線１０に電気的に接続され、他端はＳマイナスコネクタ３８に接続し、バッテリ−配線９に電気的に接続される。

副可動鉄心３１と副コイル３３と副復帰バネ４０は一対の副固定鉄心３２を副継鉄３０を介して嵌合することで一体化され、リレーＡＳＳＹ６１とすることができる（図７参照）。

ホルダ４５は絶縁材であって、貫通穴と貫通穴の軸方向一端に貫通穴の中心軸とは異なる中心軸を持った有底円筒部を有し、有底円筒部に弾性部材であるカバーバネ４２を収納する。
貫通穴の軸方向他端は、副固定鉄心３２ａと当接する当接面を形成している。
また貫通穴にはロッド５５が貫通する。

次に、図１０を用いて、スタータ用電磁スイッチ装置１７の補助リレー６５の組立手順について説明する。
図１０Ａ
端子台４３に上パッキン６２が供給された後、サブＡＳＳＹ組立ラインで組立てたリレーＡＳＳＹ６１が端子台４３に供給される。
図１０Ｂ
次に、ホルダ４５とカバーバネ４２がリレーＡＳＳＹ６１の上に供給される。
図１０Ｃ
次に、一対の副固定接点２８がホルダ４５の上に供給される。
副固定鉄心３２は端子台４３の端面４３ａ上に配置される。
ホルダ４５の端面で一対の副固定接点２８と対向する面は、端子台４３の端面４３ａより下にあるため、副固定接点２８は浮き上がった状態になることがない。
図１０Ｄ
次にサブＡＳＳＹ組立ラインで組立てたコンタクタロッドＡＳＳＹ６０がホルダ４５の貫通穴を通し、リレーＡＳＳＹ６１の副可動鉄心３１の上に供給される。
図１０Ｅ
最後に上パッキン６２の上にカバー４４が供給され、バッテリ端子１１とモータ端子２１を一対のナット４９で螺合することで、端子台４３とカバー４４が固定される。
図１０Ｆ
組み立てが完了したスタータ用電磁スイッチ装置１７の補助リレー６５を示す。

このように組み立てられ構成されたスタータ用電磁スイッチ装置１７は、カバーバネ４２の荷重だけでなく、副復帰バネ４０の荷重もリレーＡＳＳＹ６１の固定に寄与するため、耐振性を向上させることができる。
また、補助リレー６５を構成する部品をサブＡＳＳＹ化することで組立性が良くなり、組立不良を低減することで低コストなスタータを提供することができる。
さらに、電気回路６８が端子台４３の中に格納されることで防水性、耐腐食性を向上することができる。

上記のように構成されたスタータ用電磁スイッチ装置において、主接点室５７は、端子台４３に一対の主固定接点２０を配置し、主可動接点２２が可動する空間である。
副接点室５８は、一対の副固定接点２８と副可動接点２９を配置する空間であって、カバー４４とホルダ４５で構成される空間である。

端子台４３は、絶縁材からなる円筒形上の一部が径方向に突出した形状であって、一端にバッテリコネクタ３４、ＳＷコネクタ３５、モータコネクタ３６、Ｓプラスコネクタ３７、Ｓマイナスコネクタ３８、アースコネクタ３９とＳ端子１２を配置するとともに、リレーＡＳＳＹ６１を配置する空間の開口部を備え、他端に主接点室５７の開口部と主接点室５７にバッテリ端子１１の勘合面とモータ端子２１の勘合面を備える。
副コイル３３を配置する空間と主接点室５７は互いに径方向に隣り合うように配置され、隔壁によって隔離されている。

端子台４３を主固定鉄心２４に固定するために、副コイル３３側に配置したボルト５９ａと、ボルト５９ａの対角に配置したボルト５９ｂが用いられ、それぞれ頭部が端子台４３の端面に当接し、ネジ部は主固定鉄心２４が備えるネジ穴に螺合する。

上パッキン６２はクロロプレンゴム等の弾性体であって、図１１（Ａ）に示すような形状を有し、端子台４３の端面とカバー４４の端面で押圧挟持され外部からの水の浸入を防いでいる(図４)。

下パッキン６３はクロロプレンゴム等の弾性体であって、図１１（Ｂ）に示すような形状を有し、外周端６３ａは端子台４３の端面と主継鉄２７を主固定鉄心２４に倒れ込むようにかしめた面で押圧挟持され外部からの水の浸入を防いでいる(図４)。
また、下パッキン６３の内周端６３ｂは主接点室５７の開口端部と主固定鉄心２４で押圧挟持され主接点室５７への水の浸入を防いでいる。

シール材６４は、絶縁、防錆、防水の機能を持ち塗布後は、温度、湿度、紫外線等で硬化させることが可能な液状シール材であって、Ｓプラスコネクタ３７とＳマイナスコネクタ３８とアースコネクタ３９と端子台４３と上パッキン６２とカバー４４で構成された空隙に塗布する。

カバーバネ４２は、端子台４３とカバー４４との間の空間６６に配置された補助リレー６５を振動等の外力に抗するように固定する機能を持つ。
なお、内燃機関の運転中においてはスタータ用電磁スイッチ装置が非動作状態にあって、副復帰バネが副固定鉄心３２ａを端子台方向に付勢した状態にあるので、副復帰バネ４０はカバーバネの固定機能を補助するように働く。

Ｏリング６７ａとＯリング６７ｂは、一対の副固定接点２８と副可動接点２９と副コイル３３とバッテリコネクタ３４とSWコネクタ３５とモータコネクタ３６とSプラスコネクタ３７とSマイナスコネクタ３８とアースコネクタ３９からなる電気回路６８を保護するために防水性を確保する構造をもつ。
バッテリ端子１１の外周とＯリング６７ａの内周、Ｂブッシュ４６の内周とＯリング６７ａの外周とでシール面を形成し、水の浸入経路を絶っている。
同様に、モータ端子２１の外周とＯリング６７ｂの内周、Ｍブッシュ４７の内周とＯリング６７ｂの外周とでシール面を形成し、水の浸入経路を絶っている。

次にスタータ用電磁スイッチ装置１７の動作について説明する。
キースイッチ６がＯＮになり、制御装置７からＳ回路配線１０を通じてＳ端子１２に電圧が印加されると副コイル３３に電流が流れる。
この副コイル３３に流れる電流は数百ｍＡから数Ａ程度であって、制御装置７内の有接点リレーや半導体リレーでＯＮ／ＯＦＦ制御される。
副コイル３３に電流が流れると磁界が発生し、副継鉄３０、副固定鉄心３２ａ、副固定鉄心３２ｂ、副可動鉄心３１および部品間に存在する空隙からなる磁気回路に磁束が流れる。
副固定鉄心３２ｂと副可動鉄心３１の間には、鉄心間ギャップが存在し、磁気回路に流れる磁束は、この鉄心間ギャップが小さくなるように副可動鉄心３１を副固定鉄心３２ｂの方向に移動する吸引力を発生する。

副可動鉄心３１の一端、副固定鉄心３２ｂとの対向面の反対側にはロッド５５、副可動接点２９、副接点バネ４１を順に配置しているので、副可動鉄心３１が副固定鉄心３２ｂの方向に移動すると、副接点バネ４１の荷重で副可動接点２９は一対の副固定接点２８の方向に移動する。

副可動接点２９と一対の副固定接点２８間の接点間ギャップが無くなると、吸引コイル２５と保持コイル２６の電気回路が閉路するので、吸引コイル２５と保持コイル２６に電流が流れる。

吸引コイル２５と保持コイル２６に電流が流れた後も副コイル３３には電流が流れ続けるので、副可動鉄心３１が副固定鉄心３２ｂに当接するまで副可動鉄心３１は移動を続け、副固定鉄心３２ｂに当接した後はその状態で保持される。
吸引コイル２５と保持コイル２６に電流が流れると、磁界が発生し主継鉄２７、主固定鉄心２４、主可動鉄心２３、およびそれぞれの部品間に存在する空隙からなる磁気回路に磁束が流れる。
主固定鉄心２４と主可動鉄心２３の間には、鉄心間ギャップが存在し、磁気回路に流れる磁束はこの鉄心間ギャップが小さくなるように主可動鉄心２３を主固定鉄心２４の方向に移動する吸引力を発生する。

主可動鉄心２３の一端には主可動接点２２を配置しているので、主可動鉄心２３が一対の主固定接点２０の方向に移動し、主可動接点２２と一対の主固定接点２０が当接すると、モータ回路が閉路されモータ端子２１に電圧が印加されモータ１３が回転を始める。
吸引コイル２５の一端は一対の副固定接点２８の一端と電気的に接続され、他端がモータ端子２１と電気的に接続されているため、一対の主固定接点２０と主可動接点２２が当接しモータ端子２１に電圧が印加されると同時に吸引コイル２５の両端の電位差がほぼなくなるため、吸引コイル２５の電流は過渡現象の経過後、ほぼ流れなくなる。

主可動鉄心２３は自身の慣性力および吸引コイル２５の過渡電流及び保持コイル２６の電流により主固定鉄心２４に当接するまで移動を続ける。
主可動鉄心２３と主固定鉄心２４が当接した後は鉄心間ギャップがなくなるので保持に必要な磁束量は激減し、保持コイル２６による保持力で主可動鉄心２３と主固定鉄心２４は当接した状態を保持する。

主可動鉄心２３が主固定鉄心２４に吸着される過程で、主可動鉄心２３に結合したシフトレバー１８によってピニオン１６がリングギヤ３の方向に移動しピニオン１６とリングギヤ３が歯面同士で噛合い、モータ１３の発生トルクがピニオン１６からリングギヤ３に伝達される。

モータ１３が回転するとピニオン１６及びリングギヤ３を介してエンジン２が回り始める。
エンジン２が自力で回転できる回転速度まで到達するとエンジン２が自力で回転を始める。以上がスタータ４がエンジン２を回し始める時の動作説明である。

以降はエンジン２が自力で回転を始めた後のスタータ４の停止動作について説明する。なお、エンジン２が自力で回転を始める前にキースイッチ６の操作者がキースイッチ６をＯＦＦした場合や制御装置７自身が始動不要・不可と判断した場合もスタータ４の停止動作は同じである。

エンジン２が自力で回転を始めるとスタータ４の作動は不要になるので、キースイッチ６の操作者はキースイッチ６をＯＦＦし、または制御装置７自身が判断を下し、Ｓ端子１２への電圧印加を停止する。
Ｓ端子１２への電圧印加が停止されると、副コイル３３に電流が流れなくなるので副可動鉄心３１と副固定鉄心３２ｂ間の保持力がなくなり、副復帰バネ４０の力で副可動鉄心３１は副固定鉄心３２ｂから離れ元の位置に戻る。

その過程で副可動接点２９はロッド５５を介して一対の副固定接点２８から離れる方向に力を受け、一対の副固定接点２８から離れ、吸引コイル２５と保持コイル２６の電気回路は開路され、吸引コイル２５と保持コイル２６に電流が流れなくなる。

吸引コイル２５と保持コイル２６に電流が流れなくなると、主可動鉄心２３を主固定鉄心２４に保持する力が無くなり、主復帰バネ６９の力で主可動鉄心２３は元の位置に戻る。その過程で主可動接点２２は一対の主固定接点２０から離されるため、モータ回路が開路されモータ１３に電流が流れなくなり、モータ１３の回転が停止する。
また、その過程で主可動鉄心２３と結合したシフトレバー１８によってピニオン１６が元の位置に戻され、ピニオン１６がリングギヤ３から離脱する。
以上がスタータ４の停止動作についての説明である。

以上のように本発明の実施の形態１に係わるスタータ用電磁スイッチ装置は、一対の主固定接点、主可動接点、主コイル（吸引コイル、保持コイルのいずれか又は両方）を有し、前記一対の主固定接点を介してモータの電気回路を開閉すると共に、前記主コイルの付勢時にシフトレバーを介してピニオンをリングギアに係合させる電磁スイッチと、一対の副固定接点、副可動接点および副コイルを有し、前記一対の副固定接点を前記電磁スイッチの前記主コイルに接続され、始動信号に応じて、前記一対の副固定接点を介して前記電磁スイッチの前記主コイルを付勢する補助リレーと、前記主コイル軸方向側に開口する前記一対の主固定接点と主可動接点が配置される主接点室と前記主コイル軸方向反対側に開口する前記補助リレーが配置される端子台と、前記端子台の補助リレーが配置される開口部側に前記補助リレーを密閉した状態で、主固定接点が貫通する貫通穴を有するカバーと、前記補助リレーと前記カバーの間に配置され、前記端子台と前記カバーとともに前記補助リレーを軸方向に固定する弾性部材（カバーバネ４２）を備えたもので、補助リレーを軸方向に固定する弾性部材を補助リレーとカバーとの間に配置したので、スタータ用電磁スイッチ装置の組立性が悪化することなく耐振性が向上するといった効果が得られる。

また、端子台の補助リレーが配置されている開口部側の端面上にパッキンを備え、端子台、パッキン、及びカバーで、端子台内に配置された補助リレーと内部配線を挟み込む構造を有しているので、耐振性の向上に加え、端子台の端面とカバーの端面でパッキンを押圧挟持し、外部からの水の浸入を防ぐことができる。

また、端子台の端面と主継鉄を主固定鉄心にかしめた面とで第２のパッキンを押圧挟持された構造を有しているので、更に外部からの水の浸入を防ぐことができる。

補助リレーに始動信号を伝達するコネクタと、コネクタがパッキンを貫通した状態で外部に露出する箇所における隙間に固着された液状シール材を有しているので、絶縁、防錆、防水の機能を確保することができる。

なお、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、種々の設計変更を行うことが可能であり、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１：内燃機関装置、２：エンジン、３：リングギヤ、４：スタータ、５：バッテリ、５ａ：バッテリプラス端子、５ｂ：バッテリマイナス端子、６：キースイッチ、７：制御装置、８：バッテリプラス配線、９：バッテリマイナス配線、１０：Ｓ回路配線、１１：バッテリ端子、１２：Ｓ端子、１３：モータ、１４：出力軸、１５：オーバーランニングクラッチ、１６：ピニオン、１７：スタータ用電磁スイッチ装置、１８：シフトレバー、１９：フロントブラケット、２０：一対の主固定接点、２０ａ,２０ｂ：主固定接点、２１：モータ端子、２２：主可動接点、２３：主可動鉄心、２３ａ：小径部、２３ｂ：鍔部、２４：主固定鉄心、２５：吸引コイル、２６：保持コイル、２７：主継鉄、２８：一対の副固定接点、２８ａ,２８ｂ：副固定接点、２９：副可動接点、３０：副継鉄、３１：副可動鉄心、３２：一対の副固定鉄心、３２ａ,３２ｂ：副固定鉄心、３３：副コイル、３４：バッテリコネクタ、３５：ＳＷコネクタ、３６：モータコネクタ、３７：Ｓプラスコネクタ、３８：Ｓマイナスコネクタ、３９：アースコネクタ、４０：副復帰バネ、４１：副接点バネ、４２：カバーバネ、４３：端子台、４４：カバー、４５：ホルダ、４６：Ｂブッシュ、４７：Ｍブッシュ、４８：一対のワッシャ、４８ａ，４８ｂ：ワッシャ、４９：一対のナット、４９ａ，４９ｂ：ナット、５０：絶縁板、５１：絶縁部材、５２：主接点バネ、５３：止め輪、５４：主ボビン、５５：ロッド、５６：副ボビン、５７：主接点室、５８：副接点室、５９：ボルト、５９ａ，５９ｂ：ボルト、６０：コンタクタロッドＡＳＳＹ、６１：リレーＡＳＳＹ、６２：上パッキン、６３：下パッキン、６３ａ：外周端、６３ｂ：内周端、６４：シール材、６５：補助リレー、６６：空間、６７：Ｏリング、６７ａ，６７ｂ：Ｏリング、６８：電気回路、６９：主復帰バネ、７０：隔壁。

Claims (6)

1. 一対の主固定接点、主可動接点、主コイルを有し、前記一対の主固定接点を介してモータの電気回路を開閉すると共に、前記主コイルの付勢時にシフトレバーを介してピニオンをリングギアに係合させる電磁スイッチと、
   一対の副固定接点、副可動接点および副コイルを有し、前記一対の副固定接点を前記電磁スイッチの前記主コイルに接続され、始動信号に応じて、前記一対の副固定接点を介して前記電磁スイッチの前記主コイルを付勢する補助リレーと、
   前記主コイル軸方向側に開口する前記一対の主固定接点と主可動接点が配置される主接点室と前記主コイル軸方向反対側に開口する前記補助リレーが配置される端子台と、
   前記端子台の補助リレーが配置される開口部側に前記補助リレーを密閉した状態で、主固定接点が貫通する貫通穴を有するカバーと、
   前記補助リレーと前記カバーの間に配置され、前記端子台と前記カバーとともに前記補助リレーを軸方向に固定する弾性部材を備えた
   ことを特徴とするスタータ用電磁スイッチ装置。
2. 前記補助リレーは、
   前記副可動接点を前記一対の副固定接点の方向に移動させる副可動鉄心と、
   前記副可動鉄心を静止状態に保つ方向に付勢する副復帰バネと、
   前記副コイルの磁界の磁気回路となる副継鉄と、
   前記副継鉄の両端に配置し磁気回路となる一対の副固定鉄心を備え、
   前記副復帰バネの一端が前記一対の副固定鉄心の一方に当接した状態で、前記副継鉄と前記一対の副固定鉄心を一体に固定した
   ことを特徴とする請求項１に記載のスタータ用電磁スイッチ装置。
3. 前記主コイルは、吸引コイル、保持コイルのいずれか又は両方を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のスタータ用電磁スイッチ装置。
4. 前記補助リレーは、前記副可動接点と結合されたロッドが貫通する貫通穴と、前記カバー側に前記弾性部材であるカバーバネを収納する有底円筒部とを有するホルダを備えたことを特徴とする請求項２または３に記載のスタータ用電磁スイッチ装置。
5. 前記端子台の前記補助リレーが配置されている開口部側の端面上にパッキンを備え、前記端子台、前記パッキン、及び前記カバーで、前記端子台内に配置された前記補助リレーと内部配線を挟み込む構造を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のスタータ用電磁スイッチ装置。
6. 前記補助リレーに始動信号を伝達するコネクタと、前記コネクタが前記パッキンを貫通した状態で外部に露出する箇所における隙間に固着された液状シール材を有することを特徴とする請求項５に記載のスタータ用電磁スイッチ装置。

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