JP6968233B1 - スタータ用マグネットスイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】スタータ用マグネットスイッチの励磁コイルにアルミ線を用い、部品点数を増加させることなく、アルミ線の腐食発生を防止する。【解決手段】スタータの主回路を開閉するために磁力を発生させる励磁コイルと、前記励磁コイルが巻回されたボビンと、励磁コイルの端部が接続された金属端子が設けられたキャップと、ボビン及びキャップを保持するためのケースとを備え、励磁コイルがアルミ線により形成され、このアルミ線により形成された励磁コイルの端部は第１の半田により被覆されており、この第１の半田により被覆された前記励磁コイルの端部とキャップに設けられた金属端子とが第２の半田により接合されている。【選択図】図１

Description

本願は、スタータ用マグネットスイッチに関するものである。

スタータ用マグネットスイッチは、電気エネルギを機械エネルギに変換し、そのエネルギと内部に組み込まれたばねを利用して接点を開閉するものである。そして、その開閉により、バッテリからのエネルギをスタータのモータ部へ給電、遮断している。
スタータ用マグネットスイッチとしては、吸引コイルと保持コイルとを有し、吸引コイルと保持コイルとに流れる電流によりプランジャを吸引し、プランジャに連動して可動接点を閉じるものが知られている。可動接点が閉じた後、吸引コイルの両端の電位がほぼ等しくなると吸引コイルへの通電は停止され、保持コイルによって作られる磁束により可動接点が閉じた状態が保持される。この吸引コイルと保持コイルとには銅線を用いるのが一般的である。

一方、保持コイルにアルミ線を用いたスタータ用マグネットスイッチが開示されている（例えば、特許文献１参照）。銅よりも比重の小さいアルミを用いることで、スタータ用マグネットスイッチを軽量化することができるというメリットがある。しかし、アルミはイオン化傾向が高く、水が付着すると周辺の金属部品との間で腐食が発生してしまう。そのため、アルミ線と金属部品との接合部を水分から遮断した空間に配置して腐食対策を施したスタータ用マグネットスイッチが開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開昭６２−２０２４３５号公報 特開２００９−９３９７３号公報

特許文献２では、アルミ線と金属部品との接合部を外部から遮断された空間に配置しており、接合部の配置された空間の機密性を担保するためにシール材またはキャップ部材を使用しているので、部品点数の増加に伴い、作業性が悪化する及び材料コストが高くなる等の問題があった。

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、アルミ線を用いても、部品点数を増加させることなく、アルミ線の腐食発生を防止することが可能なスタータ用マグネットスイッチを提供することを目的とする。

本願に開示されるスタータ用マグネットスイッチは、スタータの主回路を開閉するために磁力を発生させる励磁コイルと、前記励磁コイルが巻回されたボビンと、前記励磁コイルの端部が接続された金属端子が設けられたキャップと、前記ボビン及び前記キャップを保持するためのケースと、を備えたスタータ用マグネットスイッチであって、前記励磁コイルは、端部が第１の半田によりメッキされたアルミ線により形成され、前記第１の半田によりメッキされた前記励磁コイルの端部と前記キャップに設けられた前記金属端子とが第２の半田により接合されているものである。

本願に開示されるスタータ用マグネットスイッチによれば、部品点数を増加させることなく、アルミ線の腐食発生を防止することができ、小型軽量化が可能となる。

実施の形態１に係るスタータ用マグネットスイッチの概略構成を示す図である。 実施の形態１に係るマグネットスイッチが使用されているスタータの電気回路図である。 実施の形態１に係るスタータ用マグネットスイッチの励磁コイルにアルミ線を用いた場合の先端部における処理手順を示す図である。 実施の形態１に係るスタータ用マグネットスイッチのＳ端子側における励磁コイルの接続状態を示す断面図である。 実施の形態１に係るスタータ用マグネットスイッチのコネクタ側における励磁コイルの接続状態を示す断面図である。 実施の形態２に係るスタータ用マグネットスイッチのＳ端子側における励磁コイルの接続状態を示す断面図である。 実施の形態２に係るスタータ用マグネットスイッチのコネクタ側における励磁コイルの接続状態を示す断面図である。

以下、本願で開示されるスタータ用マグネットスイッチの実施の形態について図を参照して説明する。なお、各図中、同一符号は、同一または相当部分を示すものとする。

実施の形態１．
以下に、実施の形態１に係るスタータ用マグネットスイッチについて説明する。
図１は、実施の形態１に係るスタータ用マグネットスイッチ１の構成を示す図で、図１Ａは図１Ｂ中Ｘ方向から見た図、図１Ｂは軸方向の一部断面図である。図２は、スタータの電気回路図である。
まず、スタータ用マグネットスイッチ１の構成について説明する。図１、２において、スタータ用マグネットスイッチ１は、スタータの主回路に設けられたメイン接点の開閉を行うものである。スタータ用マグネットスイッチ１は一端が開放されたケース５内に、通電により磁力を発生させる吸引コイル２と保持コイル３とを有する励磁コイル、励磁コイルの内周側に配置され励磁コイルの発生する磁力により軸方向に動作する可動鉄心２３、励磁コイルが巻回されケース５に保持されたボビン４、ケース５の開放された一端側にケース５に嵌着された固定鉄心６、及び固定鉄心６のケース５とは反対側に取り付けられたキャップ７を備えている。

キャップ７には、バッテリ２１に接続されるＢ端子８、スタータモータ２２に接続されるＭ端子９、吸引コイル２と保持コイル３とが接続されるＳ端子１０、Ｓ端子１０を固定するＳ端子側アイレット１１ａ、Ｍ端子９と吸引コイル２とが接続されるコネクタ１２、及びコネクタ１２をキャップ７に固定するコネクタ側アイレット１１ｂが設けられている。Ｂ端子８及びＭ端子９は固定接点を構成する。

Ｓ端子１０及びＳ端子側アイレット１１ａには吸引コイル２のＳ端子側口出し部２ａ及び保持コイル３のＳ端子側口出し部３ａが機械的かつ電気的に接続されている。また、コネクタ１２及びコネクタ側アイレット１１ｂには吸引コイル２のコネクタ側口出し部２ｂが機械的かつ電気的に接続されている。

ここで、励磁コイルである吸引コイル２及び保持コイル３のうち少なくとも一方をアルミに絶縁被膜を施したアルミ線で形成する。詳細は後述するが、吸引コイル２にアルミ線を用いた場合、Ｓ端子側口出し部２ａ及びコネクタ側口出し部２ｂの絶縁被膜をそれぞれ除去し、アルミを露出させた部位に第１の半田１３（図３から図５に図示）を、例えばメッキにより被覆する。その後第２の半田１４を用いて、Ｓ端子側口出し部２ａとＳ端子側アイレット１１ａ及び保持コイル３のＳ端子側口出し部３ａ及びＳ端子１０を接続する。また、第２の半田１４を用いて、コネクタ側口出し部２ｂとコネクタ側アイレット１１ｂ及びコネクタ１２を接続する。
保持コイル３にアルミ線を用いた場合、保持コイル３のＳ端子側口出し部３ａの絶縁被膜を除去し、アルミを露出させた部位に第１の半田１３でメッキを施す。その後第２の半田１４を用いて、Ｓ端子側口出し部３ａとＳ端子側アイレット１１ａ及び吸引コイル２のＳ端子側口出し部２ａ及びＳ端子１０を接続する。
吸引コイル２及び保持コイル３の両方にアルミ線を用いた場合、両者の口出し部２ａ、２ｂ、３ａに対して、絶縁被膜をそれぞれ除去し、上述の接続方法を行う。

図３は、吸引コイル２にアルミ線を用いた場合のＳ端子側口出し部２ａにおける処理手順を示す図である。図３Ａは絶縁被膜２ｃが被覆された吸引コイル２のＳ端子側口出し部２ａを示している。図３Ｂでは、吸引コイル２のＳ端子側口出し部２ａの先端側の一部の絶縁被膜２ｃが除去された部位２ｄ、すなわちアルミが露出した部位が示されている。図３Ｃにおいて、絶縁被膜２ｃが除去された部位２ｄのアルミが露出した部位に第１の半田１３がメッキされた状態を示している。図３Ｃでは、Ｓ端子側口出し部２ａのうち絶縁被膜２ｃが除去された部位２ｄ全体に第１の半田１３をメッキしているが、図３Ｄのように絶縁被膜２ｃが除去された部位２ｄの一部にメッキを施してもよい。
なお、吸引コイル２のコネクタ側口出し部２ｂも同様に第１の半田１３をメッキする処理を行う。

図４は、Ｓ端子１０と吸引コイル２のＳ端子側口出し部２ａ及び保持コイル３のＳ端子側口出し部３ａとの接続状態を示す断面図である。保持コイル３のＳ端子側口出し部３ａはその先端部において絶縁被膜３ｃが除去された部位３ｄとなっており、この絶縁被膜３ｃが除去された部位３ｄ及び図３で示した第１の半田１３でメッキされた吸引コイル２のＳ端子側口出し部２ａが第２の半田１４によりＳ端子１０及びＳ端子側アイレット１１ａに固定されている。すなわち、アルミ線である吸引コイル２の先端部は露出されたアルミに第１の半田１３がメッキされており、金属端子であるＳ端子１０及びＳ端子側アイレット１１ａに第２の半田１４により接合されているので、一端露出したアルミは外部に露出されていない。
ここで、保持コイル３はアルミ線ではなく例えば銅線を用いているので、保持コイル３のＳ端子側口出し部３ａの先端部で絶縁被膜３ｃが除去された部位３ｄが露出していてもよい。

図５は、コネクタ１２と吸引コイル２のコネクタ側口出し部２ｂの接続状態を示す断面図である。図３で示したように、第１の半田１３でメッキされた吸引コイル２のコネクタ側口出し部２ｂが第２の半田１４によりコネクタ１２及びコネクタ側アイレット１１ｂに固定されている。すなわち、アルミ線である吸引コイル２の先端部は露出されたアルミに第１の半田１３がメッキされており、金属端子であるコネクタ１２及びコネクタ側アイレット１１ｂに第２の半田１４により接合されているので、一端露出したアルミは外部に露出されていない。

また、図４及び図５に示したように、第１の半田１３でメッキされた吸引コイル２のＳ端子側口出し部２ａ及びコネクタ側口出し部２ｂの先端部を第２の半田１４から外部に露出するように接続することにより、接続状態及び半田の馴染み性を目視で確認することができる。このとき、絶縁被膜が除去され露出した部分はそれぞれ第１の半田１３でメッキされており、アルミ線を用いた吸引コイル２のアルミ素材が外部に露出していない。そのためアルミ素材へ直接の水分が付着することを遮断することが可能となり、アルミ線の腐食の発生を防ぐことができる。

さらに、第１の半田１３としてその融点が第２の半田１４の融点より高いものを用いれば、第１の半田１３でメッキされたＳ端子側口出し部２ａ及びコネクタ側口出し部２ｂを第２の半田１４で接続する際に第１の半田１３を溶融することなく接合することができる。これにより、第１の半田１３が溶融してコイルのアルミ素材が外部に露出してしまうことを防ぐことができる。従って、アルミ線へ直接水分が付着することがないので、アルミ線の腐食発生を防止することができる。

次に、スタータ用マグネットスイッチ１の使用例として図２を用いて、その動作について説明する。
エンジン始動要求により、スイッチ２０が閉路され、バッテリ２１からスイッチ２０を経由してスタータ用マグネットスイッチ１の吸引コイル２及び保持コイル３に通電される。通電により吸引コイル２及び保持コイル３に発生した磁界により可動鉄心２３が吸引され、可動鉄心２３と連動して動く可動接点２４が固定接点であるＢ端子８及びＭ端子９に当接し、スタータ用マグネットスイッチ１が閉路される。スタータ用マグネットスイッチ１が閉路されると、スタータモータ２２に電流が供給され、スタータモータ２２の回転が開始される。

スタータ用マグネットスイッチ１の閉路と同時に、コネクタ１２の電位とＳ端子１０の電位とはほぼ同じとなり、吸引コイル２には電流が流れなくなる。しかし、保持コイル３には電流が流れ続けるため可動鉄心２３は吸引され続け、可動接点２４は閉路を保持した状態、すなわち固定接点に当接した状態を保つ。

スタータモータ２２の回転力によりエンジン（図示せず）が始動した後、スイッチ２０が開路されると、Ｓ端子１０へ電圧の印加がなくなり、保持コイル３に通電されなくなる。保持コイル３への通電がなくなると、バネ（図示せず）の付勢力により可動鉄心２３及び可動接点２４が初期位置へ押し戻される。

可動鉄心２３は、スイッチ２０が開路の状態、すなわち電流が流れていない状態においては、付勢バネ（図示せず）により、固定鉄心６から離れる方向に付勢されている。これが初期位置に相当する。スイッチ２０が閉路の状態になると、吸引されて固定鉄心６の方向に動く。

なお、通電により励磁コイルに発生した磁界により可動鉄心２３と連動して動く可動接点２４が固定接点であるＢ端子８及びＭ端子９に当接するように説明したが、可動鉄心２３と可動接点２４が連動して動けばよく、可動鉄心２３と可動接点２４とは分離されていてもよい。

以上のようなスタータ用マグネットスイッチ１の動作において、アルミ線を用いた励磁コイルに腐食が発生すると正常に動作しなくなる虞がある。しかし、本実施の形態では、アルミ線を用いた励磁コイルにおいて腐食発生を防止する構造であり、スタータ用マグネットスイッチ１の信頼性が維持可能となる。

なお、実施の形態１では、吸引コイル２にアルミ線を用いた場合を例にして説明したが、これに限定されるものではなく、保持コイル３、あるいは吸引コイル２及び保持コイル３の両方にアルミ線を用いてもよい。
また、励磁コイルとして吸引コイル２と保持コイル３の２種のコイルで構成されている例を示したが、アルミ線で形成された保持コイルに吸引コイルの機能を持たせた構成でもよい。

以上のように、本実施の形態１に係るスタータ用マグネットスイッチによれば、吸引コイル２及び保持コイル３の少なくとも一方にアルミ線を用い、すなわち励磁コイルにアルミ線を用い、アルミ線で形成されたコイルの先端部であって金属端子に接続する部位の絶縁被膜を除去して第１の半田１３でメッキし、この第１の半田１３でメッキされた部位と金属端子とを第２の半田１４により接続するようにしたので、アルミ素材が外部に露出しておらずアルミ素材へ直接の水分が付着することを遮断することが可能となり、アルミ線の腐食発生を防ぐことができる。また、部品点数を増加させることなく、アルミ線の腐食発生を防ぐことができる。

実施の形態２．
以下に、実施の形態２に係るスタータ用マグネットスイッチについて図を用いて説明する。
図６は、Ｓ端子１０とアルミ線で形成された吸引コイル２のＳ端子側口出し部２ａ及び銅線で形成された保持コイル３のＳ端子側口出し部３ａとの接続状態を示す一部断面図である。吸引コイル２のＳ端子側口出し部２ａはその先端部が絶縁被膜２ｃを除去した状態であり、保持コイル３のＳ端子側口出し部３ａはその先端部が絶縁被膜３ｃを除去した状態である。それぞれ絶縁被膜が除去された吸引コイル２のＳ端子側口出し部２ａ及び保持コイル３のＳ端子側口出し部３ａが第２の半田１４によりＳ端子１０及びＳ端子側アイレット１１ａに固定されている。すなわち、アルミ線である吸引コイル２の先端部の露出されたアルミ部分は第２の半田１４から外部に突出していない。そのため、アルミ素材へ直接水分が付着するのを遮断し、アルミ線の腐食の発生を防ぐことができる。

図７は、コネクタ１２と吸引コイル２のコネクタ側口出し部２ｂの接続状態を示す一部断面図である。絶縁被膜２ｃが除去された吸引コイル２のコネクタ側口出し部２ｂは第２の半田１４によりコネクタ１２及びコネクタ側アイレット１１ｂに固定されている。すなわち、アルミ線である吸引コイル２の先端部の露出されたアルミ部分は第２の半田１４から外部に突出していない。そのため、アルミ素材へ直接水分が付着するのを遮断し、アルミ線の腐食の発生を防ぐことができる。

上述では、アルミ線を用いた吸引コイル２と銅線を用いた保持コイル３を例にして説明したが、吸引コイル２に銅線かつ保持コイル３にアルミ線を用い、または吸引コイル２、保持コイル３の両方にアルミ線を用いてもよい。

実施の形態２では銅線を用いた保持コイルも第２の半田１４から先端が突出しない図を用いて説明したが、銅線からなるコイルは腐食しにくいため突出していてもよい。
また、励磁コイルとして吸引コイル２と保持コイル３の２種のコイルで構成されている例を示したが、実施の形態１で述べたように、アルミ線を用いた保持コイルに吸引コイルの機能を持たせた構成でもよい。

なお、実施の形態１、２において使用している「アルミ線」は、アルミまたはアルミを主成分とする金属からなる金属線を示すものである。

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１：マグネットスイッチ、 ２：吸引コイル、 ２ａ：Ｓ端子側口出し部、
２ｂ：コネクタ側口出し部、 ２ｃ：絶縁被膜、 ２ｄ：絶縁被膜が除去された部位、
３：保持コイル、 ３ａ：Ｓ端子側口出し部、 ３ｃ：絶縁被膜、
３ｄ：絶縁被膜が除去された部位、 ４：ボビン、 ５：ケース、 ６：固定鉄心、
７：キャップ、 ８：Ｂ端子、 ９：Ｍ端子、 １０：Ｓ端子、
１１ａ：Ｓ端子側アイレット、 １１ｂ：コネクタ側アイレット、 １２：コネクタ、
１３：第１の半田、 １４：第２の半田、 ２０：スイッチ、 ２１：バッテリ、
２２：スタータモータ、 ２３：可動鉄心、 ２４：可動接点。

Claims (5)

1. スタータの主回路を開閉するために磁力を発生させる励磁コイルと、
   前記励磁コイルが巻回されたボビンと、
   前記励磁コイルの端部が接続された金属端子が設けられたキャップと、
   前記ボビン及び前記キャップを保持するためのケースと、を備えたスタータ用マグネットスイッチであって、
   前記励磁コイルは、端部が第１の半田によりメッキされたアルミ線により形成され、
   前記第１の半田によりメッキされた前記励磁コイルの端部と前記キャップに設けられた前記金属端子とが第２の半田により接合されている、スタータ用マグネットスイッチ。
2. 前記第１の半田によりメッキされた前記励磁コイルの端部の先端が、前記第２の半田から突出している、請求項１に記載のスタータ用マグネットスイッチ。
3. スタータの主回路を開閉するために磁力を発生させる励磁コイルと、
   前記励磁コイルが巻回されたボビンと、
   前記励磁コイルの端部が接続された金属端子が設けられたキャップと、
   前記ボビン及び前記キャップを保持するためのケースと、を備えたスタータ用マグネットスイッチであって、
   前記励磁コイルがアルミ線により形成され、
   アルミ線により形成された前記励磁コイルの端部は第１の半田により被覆されており、
   前記第１の半田により被覆された前記励磁コイルの端部と前記キャップに設けられた前記金属端子とが第２の半田により接合されており、前記第１の半田により被覆された前記励磁コイルの端部の先端が、前記第２の半田から突出している、スタータ用マグネットスイッチ。
4. 前記第１の半田の融点は前記第２の半田の融点よりも高い、請求項１から３のいずれか１項に記載のスタータ用マグネットスイッチ。
5. 前記励磁コイルは吸引コイルと保持コイルとを有し、前記吸引コイル及び前記保持コイルのうち少なくとも一方のコイルがアルミ線により形成されている、請求項１から４のいずれか１項に記載のスタータ用マグネットスイッチ。

Images