(57)【要約】【課題】  接点の磨耗量を大きくして開閉装置の長寿命化を図る。【解決手段】  上記課題は、可動接点７５が陽極側固定接点７６ａに当接した状態において陰極側固定接点７６ｂと接離するように、しかも、固定接点７６に対する可動接点７５の当接部位が変わるように、接点対を構成することにより解決できる。この解決手段によれば、可動接点７５の磨耗箇所を分散させながら、可動接点７５を積極的に磨耗させることができるので、接点の磨耗量を大きくできる。【選択図】図１
2006331756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と負荷との間を電気的に開閉する開閉装置において、
対向配置された接点対を有し、
前記接点対は、
電源側に電気的に接続された陽極側固定接点と、
負荷側に電気的に接続された陰極側固定接点と、
これらの固定接点に対して対向配置され、その対向方向に可動して前記陽極側固定接点及び前記陰極側固定接点と接離し、前記陽極側固定接点と前記陰極側固定接点との間を電気的に開閉する可動接点とを備えてなるものであって、
前記可動接点が前記陽極側固定接点に当接した状態において前記陰極側固定接点と接離するように構成されており、
前記可動接点は、前記陽極側固定接点及び前記陰極側固定接点に対する当接部位が変わるように構成されている
ことを特徴とする開閉装置。
【請求項２】
請求項１に記載の開閉装置において、
前記接点対は、前記陽極側固定接点の接点面のうち前記可動電極に最も近い部位と前記可動接点との相対距離が、前記陰極側固定接点の接点面のうち前記可動電極に最も近い部位と前記可動接点との相対距離よりも小さくなるように構成されている
ことを特徴とする開閉装置。
【請求項３】
請求項１に記載の開閉装置において、
前記接点対は、前記陽極側固定接点の接点面のうち前記可動電極に最も近い部位が、前記陰極側固定接点の接点面のうち前記可動電極に最も近い部位よりも前記可動接点側に位置するように構成されている
ことを特徴とする開閉装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の開閉装置において、
前記接点対の対向方向における段差であって、前記陽極側固定接点と接点面のうち前記可動電極に最も近い部位と、前記陰極側固定接点の接点面のうち前記可動電極に最も近い部位との段差は、前記陽極側固定接点及び前記陰極側固定接点の公差よりも大きい
ことを特徴とする開閉装置。
【請求項５】
請求項４に記載の開閉装置において、
前記段差は０.５mm である
ことを特徴とする開閉装置。
【請求項６】
請求項４に記載の開閉装置において、
前記可動接点は、前記接点対の対向方向に傾斜が可能なように構成されており、
前記段差は、前記陽極側固定接点との当接部位を支点として前記可動接点を最大傾斜させたとき、前記可動接点の前記陰極側固定接点との当接部位が前記接点対の対向方向に揚程する距離よりも小さい
ことを特徴とする開閉装置。
【請求項７】
請求項１に記載の開閉装置において、
前記陽極側固定接点の接点面及び前記陰極側固定接点の接点面は曲面により形成されている
ことを特徴とする開閉装置。
【請求項８】
請求項７に記載の開閉装置において、
前記可動接点は円板状に形成されており、
前記陽極側固定接点及び前記陰極側固定接点は、前記接点面の頂点が前記可動接点の外径よりも内側に配置されるように、前記可動接点に相対的に配置されている
ことを特徴とする開閉装置。
【請求項９】
内燃機関始動用の回転動力を発生する電動機と電源との間に電気的に接続され、電磁力を用いて電源と電動機との間を電気的に開閉する開閉装置において、
対向配置された接点対と、
電磁力を受けて前記接点対の対向方向に可動可能な可動子と、
該可動子を可動させるための電磁力を発生する電磁機構と、
電磁力の作用方向とは反対方向から前記可動子に弾性力を与える弾性体とを有し、
前記接点対は、
電源側に電気的に接続された陽極側固定接点と、
電動機側に電気的に接続された陰極側固定接点と、
これらの固定接点に対して対向配置され、その対向方向に可動して前記陽極側固定接点及び前記陰極側固定接点と接離し、前記陽極側固定接点と前記陰極側固定接点との間を電気的に開閉する可動接点とを備えてなるものであって、
接点投入時には、前記可動接点が前記陽極側固定接点に当接してから前記陰極側固定接点に当接し、接点開放時には、前記可動接点が前記陰極側固定接点から開離してから前記陽極側固定接点から開離するように構成されており、
前記可動接点は、
前記可動子の可動力及び前記弾性体の弾性力を受けて前記接点対の対向方向に可動するものであって、
前記陽極側固定接点及び前記陰極側固定接点に対する当接部位が変わるように構成されている
ことを特徴とする開閉装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の開閉装置において、
前記接点対は、前記陽極側固定接点の接点面のうち前記可動電極に最も近い部位と前記可動接点との相対距離が、前記陰極側固定接点の接点面のうち前記可動電極に最も近い部位と前記可動接点との相対距離よりも小さくなるように構成されている
ことを特徴とする開閉装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の開閉装置において、
前記接点対は、前記陽極側固定接点の接点面のうち前記可動電極に最も近い部位が、前記陰極側固定接点の接点面のうち前記可動電極に最も近い部位よりも前記可動接点側に位置するように構成されている
ことを特徴とする開閉装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の開閉装置において、
前記接点対の対向方向における段差であって、前記陽極側固定接点と接点面のうち前記可動電極に最も近い部位と、前記陰極側固定接点の接点面のうち前記可動電極に最も近い部位との段差は、前記陽極側固定接点及び前記陰極側固定接点の公差よりも大きい
ことを特徴とする開閉装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の開閉装置において、
前記段差は０.５mm である
ことを特徴とする開閉装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載の開閉装置において、
前記可動接点は、前記接点対の対向方向に傾斜が可能なように構成されており、
前記段差は、前記陽極側固定接点との当接部位を支点として前記可動接点を最大傾斜させたとき、前記可動接点の前記陰極側固定接点との当接部位が前記接点対の対向方向に揚程する距離よりも小さい
ことを特徴とする開閉装置。
【請求項１５】
請求項９に記載の開閉装置において、
前記陽極側固定接点の接点面及び前記陰極側固定接点の接点面は曲面により形成されている
ことを特徴とする開閉装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の開閉装置において、
前記可動接点は円板状に形成されており、
前記陽極側固定接点及び前記陰極側固定接点は、前記接点面の頂点が前記可動接点の外径よりも内側に配置されるように、前記可動接点に相対的に配置されている
ことを特徴とする開閉装置。
【請求項１７】
電力の供給を受けて、内燃機関を始動するための回転動力を発生し、それを内燃機関に伝達する内燃機関始動装置において、
前記回転動力を発生する電動機と、
該電動機から出力された回転動力を内燃機関に伝達する動力伝達機構と、
電力を供給する電源と前記電動機との間に電気的に接続され、電源と前記電動機との間を電気的に開閉する開閉装置とを有し、
前記開閉装置は、
対向配置された接点対を有しており、
前記接点対は、
電源側に電気的に接続された陽極側固定接点と、
負荷側に電気的に接続された陰極側固定接点と、
これらの固定接点に対して対向配置され、その対向方向に可動して前記陽極側固定接点及び前記陰極側固定接点と接離し、前記陽極側固定接点と前記陰極側固定接点との間を電気的に開閉する可動接点とを備えてなるものであって、
前記可動接点が前記陽極側固定接点に当接した状態において前記陰極側固定接点と接離するように構成されており、
前記可動接点は、前記陽極側固定接点及び前記陰極側固定接点に対する当接部位が変わるように構成されている
ことを特徴とする内燃機関始動装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の内燃機関始動装置において、
前記開閉装置は、
電磁力を受けて前記接点対の対向方向に可動可能な可動子と、
該可動子を可動させるための電磁力を発生する電磁機構と、
電磁力の作用方向とは反対方向から前記可動子に弾性力を与える弾性体とを有するものであって、
電磁力を用いて前記可動子を可動させて、前記可動接点を前記陽極側固定接点及び前記陰極側固定接点に当接させる電磁式のものである
ことを特徴とする内燃機関始動装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の内燃機関始動装置において、
前記動力伝達機構を内燃機関側に移動させて、前記動力伝達機構を内燃機関に機械的に接続させる可動機構を有し、
前記可動機構は、
前記開閉装置と、
前記可動子と前記動力伝達機構との間に機械的に連結された梃子部材とを備えており、
前記梃子部材は、前記開閉装置の開閉動作時に可動する前記可動子の可動力を移動力として前記動力伝達機構に伝達する
ことを特徴とする内燃機関始動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関始動装置及びそれに用いられる開閉装置の長寿命化に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関始動装置に用いられる開閉装置としては従来、例えば特許文献１乃至３に開示されたものが知られている。特許文献１には、固定接点がカーボン系材料により構成された第１の接点と第２の接点とを設けて、電源と電動機との間の電路を並列とし、第１の接点を導通させてから第２の接点を導通させる開閉装置が開示されている。特許文献２，３には、第１及び第２の固定接点と可動接点から構成された１つの接点を備えた開閉装置が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２９３９１３号公報
【特許文献２】特開昭６３−１５９６６２号公報
【特許文献３】特開平１１−２２６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関始動装置には長寿命化が要求されている。例えば自動車に搭載されたエンジン始動装置であるスタータにおいては、地球環境への配慮，燃費の向上などの要求に応じて導入されたアイドリングストップ運転、すなわち信号待ちなどの停車時にエンジンを停止し、発車時に再びエンジンを始動させる運転によってエンジンの始動回数が増加し、使用回数が大幅に増加する。このようなことから、内燃機関始動装置には、長寿命化に対する要求が高い。
【０００５】
内燃機関始動装置の長寿命化に対する要求を満足するためには、内燃機関始動装置を構成する各機器の長寿命化が必要である。内燃機関始動装置の構成機器のうち、内燃機関始動用回転動力を発生する電動機と、この電動機に電力を供給する電源との間を電気的に開閉する開閉装置において長寿命化を図るためには、接点の磨耗に対する対策をどうするかが重要になる。
【０００６】
接点の磨耗に対する１つの対策としては、特許文献１に開示されているように、接点の磨耗を抑えることが考えられる。しかし、特許文献１に開示された手段では、その実現にあたって、接点の増加による電路の並列化、２つの接点を所定の順序によって導通させるための可動機構の構築、接点材料の変更など、多くの手段が必要になる。このため、接点の磨耗に対する対策としては、特許文献１に開示された手段よりも簡単かつ安価に実現できる手段が望まれている。また、特許文献２，３には、接点の磨耗に対する対策が開示されていない。
【０００７】
接点の磨耗に対する他の対策としては、接点材料を現在使用しているものからより融点の高い耐摩耗性の高いものに変更し、接点の磨耗を抑えることが考えられる。しかし、融点の高い耐磨耗性の接点材料は現在の接点材料よりも高価である。このため、接点の磨耗に対する対策としては、接点材料の変更するという手段よりも安価に実現できる手段が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、接点の磨耗量を大きくできる開閉装置を提供する。
【０００９】
また、本発明は、磨耗箇所を分散させながら可動接点を積極的に磨耗させることができる開閉装置を提供する。
【００１０】
さらに、本発明は、接点の接離時、可動接点の電気的な極を陽極とし、この可動接点と固定接点の陰極側とを接離させることができる開閉装置を提供する。
【００１１】
上記開閉装置の提供にあたっては、簡単かつ安価な構成によって実現できることが好ましい。
【００１２】
ここに、本発明は、可動接点が陽極側固定接点に当接した状態において陰極側固定接点と接離するように、しかも、固定接点に対する可動電極の当接部位が変わるように、開閉装置の接点対を構成したことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、接点の接離時、可動接点の電気的な極を陽極とし、この可動接点と固定接点の陰極側とを接離させることができる。しかも、本発明によれば、固定接点に対する可動電極の当接部位を変えることができる。これにより、本発明によれば、可動接点の磨耗箇所を分散させながら、可動電極を積極的に磨耗させることができる。従って、本発明によれば、接点の磨耗量を大きくできる。
【００１４】
すなわち本発明は、接点の陽極側電極と陰極側電極との間においてアーク放電が生じた場合、その放電によって陰極側電極よりも陽極側電極が磨耗するという点、固定接点よりも可動接点の方が磨耗部位を大きくとれるという点に着目してなされたものであり、従来のように、接点の磨耗を抑えるという考え方とは異なり、接点の磨耗部位を変えて接点の磨耗量を大きくするという考え方のものである。
【００１５】
また、本発明は、上記開閉装置の接点対を、陽極側固定接点の接点面のうち可動電極に最も近い部位と可動接点との相対距離が、陰極側固定接点の接点面のうち可動電極に最も近い部位と可動接点との相対距離よりも小さくなるように、或いは、陽極側固定接点の接点面のうち可動電極に最も近い部位が、陰極側固定接点の接点面のうち可動電極に最も近い部位よりも可動接点側に位置するように構成しているので、上記開閉装置を簡単かつ安価な構成により実現できる。
【００１６】
また、本発明は、上記開閉装置を備えた内燃機関始動装置を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、磨耗箇所を分散させながら可動接点を積極的に磨耗させるようにしたので、接点の磨耗量を大きくできる。これにより、本発明によれば、接点の磨耗量が増加した分、開閉装置の寿命を延ばすことができる。従って、本発明によれば、長寿命の開閉装置を提供できる。
【００１８】
しかも、本発明によれば、接点の磨耗量の増大を簡単かつ安価な構成により実現できる開閉装置を提供できる。
【００１９】
また、本発明によれば、上記開閉装置を備えた内燃機関始動装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【００２１】
本発明の実施例の説明では、内燃機関始動装置として、自動車の内燃機関であるエンジンを始動するスタータを例に挙げて説明する。本発明の構成は、自動車に搭載された内燃機関の始動装置のみならず、船舶，ガスヒートポンプなどに搭載された内燃機関の始動装置など、使用頻度の多いものに好適である。
【実施例１】
【００２２】
本発明の第１実施例を図１乃至図３に基づいて説明する。
【００２３】
まず、図３を用いて、本実施例の自動車用スタータの全体構成について説明する。
【００２４】
図３はスタータ１００の全体構成を示す。スタータ１００は、自動車に搭載されたバッテリ（図示せず）から直流電力の供給を受けて、自動車の内燃機関であるエンジン（図示せず）を始動させるための回転駆動力を発生し、発生した回転駆動力をエンジンのリングギヤ１５０に伝達する内燃機関始動装置である。本実施例のスタータ１００は、減速機構を備えた内燃機関始動装置であり、機能上、四つの部位に大別される。すなわち本実施例のスタータ１００は回転駆動力発生機構部，回転駆動力伝達機構部，駆動機構部及び減速機構部から構成されている。
【００２５】
回転駆動力発生機構部は、エンジン始動用の回転駆動力を発生する部分であり、直流電動機１１０から構成されている。回転駆動力伝達機構部は、直流電動機１１０の回転駆動力をエンジンのリングギヤ１５０に伝達するものであり、クラッチ機構１２０から構成されている。駆動機構部は、クラッチ機構１２０を軸方向に移動させるアクチュエータ機構と、直流電動機１１０とバッテリとの間の電気的な接続を制御する（それらの間の電気的な開閉（オン・オフ）を行う）スイッチ機構を兼ねたものであり、電磁式スイッチ１３０から構成されている。減速機構部は、直流電動機１１０の回転を所定の減速比で減速してクラッチ機構１２０に伝達するものであり、遊星歯車機構１４０から構成されている。以下、各機構の構成について説明する。
【００２６】
尚、以下の説明では、スタータ１００の軸方向のリングギヤ１５０側（図右側）をフロント側、スタータ１００の軸方向のリングギヤ１５０側とは反対側（図左側）をリア側と定義して用いる。
【００２７】
まず、直流電動機１１０の構成について説明する。
【００２８】
直流電動機１１０はフロントブラケット１６０に固定されている。直流電動機１１０の外被は円筒状のヨーク（継鉄）１０から構成されている。ヨーク１０は界磁（固定子）側の磁気回路を構成する。ヨーク１０のフロント側端部にはフロントカバー１１が設けられている。ヨーク１０のリア側端部にはリアカバー１２が設けられている。ヨーク１０の内周側には複数の界磁極２０が設けられている。複数の界磁極２０は永久磁石から構成されている。本実施例では、界磁極２０を永久磁石から構成したが、ヨーク１０と共に磁気回路を構成する界磁鉄心（固定子鉄心）と、界磁鉄心に巻かれた界磁巻線（固定子巻線）から構成してもよい。
【００２９】
界磁極２０の内周側には、空隙を介して電機子（回転子）３０が回転可能に設けられている。電機子３０は磁気鉄心（回転子鉄心）３１を備えている。磁気鉄心３１は電機子側の磁気回路を構成しており、シャフト３３上に嵌合されている。磁気鉄心３１の外周部には、軸方向に貫通した複数のスロット３１ａが周方向に所定の間隔をもって形成されている。複数のスロット３１ａの各々には、電機子コイル３２（回転子巻線）を構成するコイル導体（図示省略）が絶縁部材（図示省略）を介して装着されている。コイル導体は、平角状（或いは偏平状）のコイルがＵ字状に、かつ対向する２つの直辺部に磁気鉄心３１の径方向の段差ができるように成形されたものである。コイル導体の対向する２つの直辺部は、複数のスロット３１ａを跨いで２つの異なるスロット３１ａに挿入されている。これにより、複数のスロット３１ａの各々には、跨り方向の異なる２つのコイル導体の直辺部が絶縁部材を介して装着されている。
【００３０】
シャフト３３の磁気鉄心３１よりもリア側の部位には整流子３４（コンミテータともいう）が嵌合されている。整理子３４はブラシ接触部３４ａとライザ部３４ｂとを備えている。整流子３４のライザ部３４ｂには、磁気鉄心３１のリア側端部からリア側に向かって突出した複数のコイル導体のリア側コイル端部が機械的に接続されている。シャフト３３の磁気鉄心３１よりも軸方向フロント側の部位にはアーマチャギヤ３３ａが設けられている。シャフト３３のリア側先端部は、リアカバー１２の内周側に保持された軸受１３によって回転可能に支持されている。シャフト３３のフロント側先端部は、ピニオンシャフト５０のリア側端部の鍔部５０ａの内周側に保持された軸受１４によって回転可能に支持されている。
【００３１】
直流電動機１１０のリア側には、整流子３４のブラシ接触部３４ａの外周表面に摺動接触するように、４つのブラシ３５が設けられている。ブラシ３５は、バッテリから供給された直流電力を整流子３４の導電部に供給する２つの正極ブラシと、電機子コイル３２に流れた直流電力を整流子３４の導電部から受けて車両のアース側に放電する２つの負極ブラシから構成されている。ブラシ３５の各々は、リアカバー１２に保持されたブラシホルダ３６によって保持され、ブラシホルダ３６に設けられた押圧手段であるバネから押圧力を受けている。これにより、ブラシ３５の各々は整流子３４のブラシ接触部３４ａの外周表面に押圧されている。ブラシ３５の各々にはブラシリード線（図示省略）の一端側が接続されている。正極ブラシのブラシリード線の他端側は、電磁式スイッチ１３０の端子に接続されたリード端子２１のリード線（図示省略）に接続されている。リード端子２１のリード線は、ヨーク１０の一部分とリアカバー１２の一部分との間に設けられた絶縁ブッシュ１５を貫通して直流電動機１１０の外部から直流電動機１１０の内部に導入され、正極ブラシのブラシリード線の他端側と接続されている。負極ブラシのブラシリード線の他端側は車両のアースに電気的に接続されている。
【００３２】
次に、遊星歯車機構１４０の構成について説明する。
【００３３】
遊星歯車機構１４０は、その中心軸上に配置されアーマチャギヤ３３ａと、アーマチャギヤ３３ａの外側に同心状に配置された環状のインターナルギヤ４０と、アーマチャギヤ３３ａとインターナルギヤ４０との間の環状空間に配置された複数のプラネットギヤ４１とが相互に噛み合って構成されている。インターナルギヤ４０の外周側はフロントカバー１１に固定されている。プラネットギヤ４１は周方向に等間隔に配置されている。プラネットギヤ４１の各々の中心軸上にはプラネットシャフト４１ａが設けられている。プラネットシャフト４１ａのフロント側端部はフロント側に延びており、ピニオンシャフト５０の鍔部５０ａに回転可能に保持されている。
【００３４】
次に、クラッチ機構１２０の構成について説明する。
【００３５】
クラッチ機構１２０は、ピニオンシャフト５０と、ピニオンシャフト５０の外周側に設けられたローラクラッチ６０から構成されている。ピニオンシャフト５０はシャフト３３と同軸上に配置されている。ピニオンシャフト５０のリア側端部には鍔部５０ａが設けられている。鍔部５０ａには、前述したように、プラネットシャフト４１ａが回転可能に保持されている。ピニオンシャフト５０のリア側端部の中心部には軸受１４が保持されている。軸受１４は、前述したように、シャフト３３のフロント側端部を回転可能に支持している。ピニオンシャフト５０のフロント側端部は、フロントブラケット１６０に保持された軸受１７によって回転可能に支持されている。ピニオンシャフト５０のリア側端部でありかつ鍔部５０ａよりもフロント側の部位は、フロントカバー１１の内周面に保持された軸受１６によって回転可能に支持されている。ピニオンシャフト５０のリア側端部でありかつ軸受１６によって支持されている部位よりもフロント側の外周面上にはヘリカルスプライン溝５０ｂが設けられている。
【００３６】
ローラクラッチ６０は、クラッチアウタ６１，クラッチインナ６２，ローラ６３及びスプリング（図示せず）から構成された一方向クラッチであり、電磁式スイッチ１３０からの駆動力を受けてピニオンシャフト５０上を軸方向に移動すると共に、ピニオンシャフト５０と共に回転する。クラッチアウタ６１は、ヘリカルスプライン溝５０ｂに係合されており、電磁式スイッチ１３０からの駆動力を受けてピニオンシャフト５０上を軸方向に移動すると共に、ピニオンシャフト５０と共に回転する。クラッチアウタ６１の内周側にはクラッチインナ６２が設けられている。クラッチアウタ６１とクラッチインナ６２との間には、クラッチアウタ６１の回転駆動力をクラッチインナ６２に伝達するローラ６３が設けられている。クラッチインナ６２のフロント側端部にはピニオン６４が一体に設けられている。ピニオン６４は、エンジンのリングギヤ１５０と噛み合って直流電動機１１０から遊星歯車機構１４０を介してクラッチ機構１２０に伝達された回転駆動力をエンジンのリングギヤ１５０に伝達するものであり、ピニオンシャフト５０の外周面上に回転可能にかつ軸方向に摺動可能なように軸受（図示省略）を介して支持されていると共に、クラッチインナ６２と共に回転する。
【００３７】
次に、電磁式スイッチ１３０の構成について説明する。
【００３８】
電磁式スイッチ（マグネットスイッチともいう）１３０は、直流電動機１１０とバッテリとの間の電気的な開閉を行う開閉装置であると共に、クラッチ機構１２０をピニオンシャフト５０に沿って軸方向に移動させるアクチュエータ機構であり、直流電動機１１０に並設されてフロントブラケット１６０に固定されている。電磁式スイッチ１３０には、軸方向に可動するプランジャ（可動コア）７２が設けられている。電磁式スイッチ１３０の詳細な内部構成は、図１を用いて後述する。
【００３９】
プランジャ７２のフロント側端部には、フロント側に突出した突出部７２ａが設けられている。突出部７２ａの途中には角穴部７２ｂが設けられている。角穴部７２ｂにはシフトレバー８０のプランジャ係合部８０ａが挿入されて係合されている。これにより、プランジャ７２とシフトレバー８０は連結されている。シフトレバー８０は、プランジャ７２の駆動力をクラッチアウタ６１に伝達するためのものである。シフトレバー８０の中間部位には、フロントブラケット１６０の内面に当接した支点部８０ｂが設けられている。支点部８０ｂにはレバースプリング８１が係合されている。レバースプリング８１はシフトレバー８０の動作支点となるものであり、支点部８０ｂを中心にシフトレバー８０を回動可能に支持する。レバースプリング８１のバネ荷重は、エンジンの始動時、ピニオン６４をリングギヤ１５０に噛み込ませる力として、エンジンの始動後、プランジャ７２及びシフトレバー８０を元の位置に戻す力としてそれぞれ作用する。シフトレバー８０のプランジャ係合部８０ａ側とは反対側は二又構造になっており、軸方向に対して直角な方向からクラッチアウタ６１のリア側端部を挟み込むように、クラッチアウタ６１のリア側端部に回動可能に軸着されている。
【００４０】
次に、図１及び図２を用いて、電磁式スイッチ１３０の構成についてさらに詳細に説明する。
【００４１】
電磁式スイッチ１３０の外被はコイルケース７０と接点ケース７７によって構成されている。コイルケース７０は外被７０ａと、この外被７０ａの内周側に設けられたコイルボビン７０ｂから構成された円筒状の環体であり、磁気回路の一部を構成している。コイルケース７０の外被７０ａとコイルボビン７０ｂによって形成された空間環壁内部には、通電により励磁されて電磁力を発生する励磁（ソレノイド）コイル７１が環状に巻かれた状態で収納されている。励磁コイル７１は保持コイル７１ａと吸引コイル７１ｂから構成されている。吸引コイル７１ｂは、プランジャ７２をボス７３側に吸引してボス７３に吸着させるための電磁力を発生するものであり、イグニションキースイッチが投入されてからプランジャ７２がボス７３に吸着するまでの間、励磁される。保持コイル７１ａは、吸引コイル７１ｂと一緒にプランジャ７２をボス７３側に吸引してボス７３に吸着させるための電磁力を発生するものであると共に、ボス７３に対してプランジャ７２が吸着している状態を保持させるための電磁力を発生するものであり、イグニションキースイッチが投入されている間、励磁される。
【００４２】
コイルケース７０の中空部（環状壁（コイルボビン７０ｂ）の内周側）のフロント側端部にはプランジャ７２が設けられている。プランジャ７２は、励磁コイル７１の励磁によって発生した電磁力（吸引力）を受けて、コイルケース７０の中空部をボス７３側に向かって移動し、ボス７３に吸着される円筒状の可動コアであり、磁気回路の一部を構成している。プランジャ７２のフロント側端部は底壁によって塞がれている。プランジャ７２の底壁の中心部には、フロント側に向かって突出した突出部７２ａが設けられている。コイルケース７０の中空部のリア側端部にはボス７３が設けられている。ボス７３は、コイルケース７０の中空部のリア側端部を塞ぐように、コイルケース７０の中空部のリア側端部に設けられた固定コアであり、磁気回路の一部を構成している。プランジャ７２及びボス７３は軸方向に対向配置され、励磁コイル７１から電磁力を受けて互いに吸着する。ボス７３の中心部には可動シャフト７４が設けられている。可動シャフト７４は、プランジャ７２が電磁力によってボス７３側に吸引されてボス３側に可動した場合、プランジャ７２の可動力を受けてリア側に押し出されるものであり、ボス７３の中心部に設けられた軸方向の貫通孔を貫通するように、かつ軸方向両方向に摺動可能なように、ボス７３によって保持されている。
【００４３】
コイルケース７０のリア側端部には、コイルケース７０の中空部からコイルケース７０の径方向外周側に延びたボス７３の環状円板部（鍔部）を介して接点ケース７７が設けられている。接点ケース７７は、電磁式スイッチ１３０の外被の一部を構成する円冠部材である。接点ケース７７とボス７３によって囲まれた空間には、直流電動機１１０とバッテリとの間の電路を電気的に開閉するための接点対が配置されている。接点対は、軸方向に接離可能なものであり、接点空間のリア側に並設して配置されて固定された２つの固定接点７６と、２つの固定接点７６に対して軸方向に可動可能なように、接点空間のフロント側に対向配置された可動接点７５から構成されている。
【００４４】
可動接点７５は環状円板の導電性部材であり、可動シャフト７４のリア側端部に対して回動可能なように、可動シャフト７４のリア側端部に絶縁保持部材７５ａを介して保持されている。絶縁保持部材７５ａのリア側には絶縁ワッシャー７５ｃを介してナット７５ｄが配置されている。可動シャフト７４のリア側端部に嵌着された絶縁ワッシャー７５ｃ及び可動シャフト７４のリア側端部に螺着されたナット７５ｄは、絶縁保持部材７５ａの可動シャフト７４上におけるリア側への移動を規制するストッパーを構成している。絶縁保持部材７５ａのフロント側には接点バネ７５ｂが配置されている。接点バネ７５ｂは、絶縁保持部材７５ａのフロント側を押圧して可動接点７５に固定接点７６との接触圧力を与えるものであり、絶縁保持部材７５ａのフロント側と可動シャフト７４の鍔部７４ａとの間に介設されている。これにより、絶縁保持部材７５ａは、絶縁ワッシャー７５ｃ及びナット７５ｄから構成されたストッパーと接点バネ７５ｂによって軸方向両方向から挟み込まれて保持される。
【００４５】
絶縁保持部材７５ａは、リア側が上記ストッパーによって固定された状態により保持されているのに対して、フロント側が接点バネ７５ｂの押圧力を受けた状態により保持されている。このため、可動接点７５ａは、可動シャフト７４に対する保持状態を変化させることができる。これにより、可動シャフト７４によって可動接点７５を固定接点７６側に移動させ、可動接点７５の一部分において可動接点７５の固定接点７６側への移動を規制した場合、可動接点７５は、可動シャフト７４に対して直交する状態から、可動接点７５の移動が規制された部分を支点として可動シャフト７４に対して傾斜する状態に変化して保持される。すなわち可動接点７５は、支点の点対称側が支点側よりも固定接点７６側に偏った状態により保持される。
【００４６】
接点ケース７７とナット７５ｄとの間には可動シャフト戻しバネ７５ｅが介設されている。可動シャフト戻しバネ７５ｅは、励磁コイル７１による電磁力とは反対方向の弾性力を可動シャフト７４のリア側端部に与えるものであり、励磁コイル７１による電磁力が発生がなくなった場合、固定接点７６から可動接点７５が切り離されるように、可動シャフト７４のリア側端部を押圧するものである。これにより、励磁コイル７１の無励磁時、可動シャフト７４は可動シャフト戻しバネ７５ｅによってフロント側に押し出され、初期位置に戻る。ボス７３のリア側とプランジャ７２の底壁のリア側との間にはプランジャ戻しバネ７２ｃが介設されている。プランジャ戻しバネ７２ｃは、励磁コイル７１による電磁力とは反対方向の弾性力をプランジャ７２の底壁のリア側に与えるものであり、励磁コイル７１による電磁力が発生がなくなった場合、ボス７３からプランジャ７２が離れるように、プランジャ７２の底壁のリア側を押圧するものである。これにより、励磁コイル７１の無励磁時、プランジャ７２はプランジャ戻しバネ７２ｃによってフロント側に押し出され、初期位置に戻る。
【００４７】
固定接点７６は、軸方向に所定の厚みをもった短角柱状の導電性部材であり、バッテリ側に電気的に接続された陽極側固定接点７６ａと、直流電動機１１０側に電気的に接続された陰極側固定接点７６ｂから構成されている。陽極側固定接点７６ａ及び陰極側固定接点７６ｂの可動接点７５が当接する接点面は平面になっている。陽極側固定接点７６ａのリア側端部は端子７６ｃになっている。陰極側固定接点７６ｂのリア側端部は端子７６ｄになっている。端子７６ｃ，７６ｄは接点ケース７７を貫通して接点ケース７７の内部から外部に延びている。端子７６ｃのリア側端部には、バッテリと電気的に接続されたバッテリ端子（図示省略）がナット７６ｅによって固定されている。これにより、陽極側固定接点７６ａにはバッテリ側が電気的に接続される。端子７６ｄのリア側端部には、直流電動機１１０と電気的に接続された電動機端子（図示省略）がナット７６ｆによって固定されている。これにより、陰極側固定接点７６ｂには直流電動機１１０側が電気的に接続される。接点ケース７７のリア側端部にはスイッチ端子（図示せず）が設けられている。スイッチ端子の一端側には励磁コイル７１が電気的に接続されている。スイッチ端子の他端側には、バッテリに電気的に接続されたイグニションキースイッチ（図示せず）が電気的に接続されている。
【００４８】
尚、本実施例では、固定接点７６を短角柱状の導電性部材により構成した場合を例に挙げて説明した。固定接点７６の形状としては短円柱状であってもよい。
【００４９】
陽極側固定接点７６ａと陰極側固定接点７６ｂは、接点ケース７７のリア側端部から軸方向可動接点７５側に延出する高さが異なっている。このため、陽極側固定接点７６ａの接点面のうち可動接点７５に最も近い部位（本実施例では接点面が平面であり、可動接点７５に最も近い部位は接点面全体になる）と陰極側固定接点７６ｂのうち可動接点７５に最も近い部位（本実施例では接点面が平面であり、可動接点７５に最も近い部位は接点面全体になる）との間には軸方向に段差ｈが設けられている。本実施例では、陽極側固定接点７６ａの接点面のうち可動接点７５に最も近い部位と可動接点７５との相対距離が、陰極側固定接点７６ｂの接点面のうち可動接点７５に最も近い部位と可動接点７５との相対距離よりも小さくなるように、或いは陽極側固定接点７６ａの接点面のうち可動接点７５に最も近い部位が、陰極側固定接点７６ｂの接点面のうち可動接点７５に最も近い部位よりも可動接点７５側に位置するように、０.５mm の段差ｈを設けている。ここで、段差ｈは、陽極側固定接点７６ａ及び陰極側固定接点７６ｂの公差よりも大きい。また、段差ｈは、可動接点７５の陽極側固定接点７６ａとの当接部位を支点として可動接点７５を最大傾斜させたとき、可動接点７５の陰極側固定接点７６ｂとの当接部位が接点対の対向方向（リア側）に揚程（移動）する距離よりも小さい。
【００５０】
段差ｈを設ける方法としては、陰極側固定接点７６ｂの軸方向の厚みを陽極側固定接点７６ａの軸方向の厚みよりも小さくしてもよいし、陰極側固定接点７６ｂを陽極側固定接点７６ａよりもリア側にずらすようにしてもよい。
【００５１】
このように、陽極側固定接点７６ａと陰極側固定接点７６ｂが形成された本実施例によれば、可動接点７５が陽極側固定接点７６ａに当接した状態において、可動接点７５と陰極側固定接点７６ｂとの接離を行うことができる。すなわち本実施例によれば、図２に示すように、電磁式スイッチ１３０を投入時には、可動接点７５に陽極側固定接点７６ａが当接してから陰極側固定接点７６ｂが可動接点７５に当接し、電磁式スイッチ１３０の開放時には、可動接点７５から陰極側固定接点７６ｂから開離してから陽極側固定接点76ａが可動接点７５から開離する。これにより、本実施例によれば、可動接点７５を陽極として可動接点７５と陰極側固定接点７６ｂとを接離させることができるので、接点対の接離時に生じるアーク放電によって可動接点７５を積極的に磨耗させることができる（接点対の接離時に生じるアーク放電によって積極的に磨耗される接点は常に陽極側である）。しかも、本実施例によれば、可動接点７５を回動できるように保持しているので、陰極側固定接点７６ｂに対する可動接点７５の当接部位を可変させることができる。すなわち可動接点７５は、車両などから伝達された振動などにより回動する。これにより、本実施例によれば、可動接点７５の磨耗箇所を分散させることができる。
【００５２】
従って、本実施例によれば、固定接点７６側を積極的に磨耗させていた従来技術よりも接点の磨耗量を大きくできる。これにより、本実施例によれば、接点の磨耗量が増加した分、電磁式スイッチ１３０の寿命を延ばすことができ、アイドルストップ運転モードなどの導入によりエンジンの始動回数が増加してスタータの使用回数が増加しても、長期に渡って電磁式スイッチ１３０による開閉動作を存続させることができる。しかも、本実施例によれば、接点の磨耗量の増大を、陽極側固定接点７６ａと陰極側固定接点７６ｂとの間に段差ｈを設けるという、簡単かつ安価な構成により実現できる。
【００５３】
また、本実施例によれば、可動接点７５の磨耗箇所を分散させることができるので、同じ部位における可動接点７５の磨耗量を抑制することができる。
【００５４】
尚、陽極側固定接点７６ａと可動接点７５が接離する時、電路が電気的に開いた状態にあり、陽極側固定接点７６ａと可動接点７５との間に電流が流れていないので、当然のことながら、陽極側固定接点７６ａと可動接点７５との間にはアーク放電による摩耗が発生しない。
【００５５】
尚、本実施例では、可動接点７５として環状円板状の可動接点７５を例に挙げて説明した。可動接点７５としては、矩形状平板状の可動接点７５を用いてもよい。この場合、可動シャフト７４に対して可動接点７５が直交方向にスライド可能なように、可動接点７５を可動シャフト７４に固定することにより、固定接点７６に対する可動接点７５の当接部位を変えることができる。また、可動シャフト７４に対して可動接点７５が軸方向に傾斜可能なように、可動接点７５を可動シャフト７４に固定することにより、可動接点７５が陽極側固定接点７６ａに当接した状態において、可動接点７５と陰極側固定接点７６ｂとを接離させることができる。
【００５６】
次に、スタータ１００の動作について説明する。
【００５７】
エンジンの始動時、イグニションキースイッチを運転者が投入（ＯＮ）すると、バッテリから励磁コイル７１に通電が開始される。これにより、励磁コイル７１は励磁されて電磁力が発生する。電磁力が発生するとプランジャ７２には、リア側に移動させようとする吸引力が作用する。これにより、プランジャ７２は、シフトレバー９１を介して作用するレバースプリング８１のバネ荷重に抗して、コイルケース７０の中空部をリア側に向かって移動する。
【００５８】
プランジャ７２が後方に移動すると、レバースプリング８１によって支持された支点部８０ｂを中心にシフトレバー８０が反時計回りに回動する。シフトレバー８０が反時計回りに回動すると、ローラクラッチ６０と共にピニオン６４がフロント側に移動する。この時、ピニオン６４の歯とリングギヤ１５０の歯との端面同士が当接（衝突）しない場合には、ピニオン６４はそのままリングギヤ１５０と噛み合う。一方、ピニオン６４の歯とリングギヤ１５０の歯との端面同士が当接（衝突）した場合には、ピニオン６４のフロント側への移動は止まる。
【００５９】
ピニオン６４の移動が止まった後もプランジャ７２はレバースプリング８１を撓ませながら（弾性変形させながら）リア側に移動する。これにより、可動シャフト７４がリア側に移動する。これに伴って可動接点７５もリア側に移動する。可動シャフト７４がプランジャ７２によって所定距離、リア側に移動すると、可動接点７５が陽極側固定接点７６ａに当接する。この状態において可動シャフト７４がリア側に移動すると、可動接点７５が陽極側固定接点７６ａとの当接部位を支点として傾斜する。これにより、可動接点７５の支点に点対称な側が支点側よりもリア側に移動し、可動接点７５の支点に点対称な側が陰極側固定接点７６ｂと当接し、２つの固定接点７６が可動接点７５を介して電気的に接続される。２つの固定接点７６が電気的に接続されると、バッテリと直流電動機１１０が電気的に接続される。
【００６０】
バッテリと直流電動機１１０が電気的に接続されると、バッテリから供給された直流電力がバッテリ端子，陽極側固定接点７６ａ，可動接点７５，陰極側固定接点７６ｂ，電動機端子，ブラシリード線を介してブラシ３５（正極ブラシ）に供給される。ブラシ３５に供給された直流電力は整流子３４を介して電機子コイルに供給される。これにより、電機子３０は電磁力を発生し、界磁極２０との磁気作用によって回転し、回転駆動力を発生する。
【００６１】
発生した回転駆動力は、アーマチャギヤ３３ａを介して遊星歯車機構１４０に伝達される。遊星歯車機構１４０では、アーマチャギヤ３３ａが回転することにより、複数のプラネットギヤ４１がプラネットシャフト４１ａを中心軸として自転し、かつアーマチャギヤ３３ａを中心軸として公転する。これにより、アーマチャギヤ３３ａから伝達された回転駆動力は減速される。
【００６２】
減速された回転駆動力は、複数のプラネットギヤ４１の公転と共に回転するピニオンシャフト５０に伝達される。ピニオンシャフト５０に伝達された回転駆動力はクラッチアウタ６１，ローラ６３及びクラッチインナ６２を介してピニオン６４に伝達される。これにより、ピニオン６４は回転駆動される。この時、ピニオン６４とリングギヤ１５０とが噛み合っている状態では、リングギヤ１５０はピニオン６４の回転駆動力によって回転駆動される。一方、ピニオン６４とリングギヤ１５０との噛み合っていない状態では、ピニオン６４が回転することにより、レバースプリング８１のバネ荷重でピニオン６４がフロント側に押圧された状態でピニオン６４の歯とリングギヤ１５０の歯との端面における当接状態が噛み合い可能な位置までずれ、ピニオン６４とリングギヤ１５０が噛み合う。そして、ピニオン６４の回転駆動力がリングギヤ１５０に伝達される。これにより、リングギヤ１５０は回転駆動する。リングギヤ１５０の回転駆動によってエンジンの回転数が上昇すると、エンジンは始動する。
【００６３】
エンジンの始動後、イグニションキースイッチが開放（ＯＦＦ）されると、バッテリから励磁コイル７１への通電が遮断される。これにより、電磁式スイッチ１３０は無励磁となる。電磁式スイッチ１３０が無励磁になると、プランジャ７２はプランジャ戻しバネ
７２ｃの弾性力によってリア側から押圧され、フロント側に押し出される。これにより、プランジャ７２は初期位置に戻る。また、電磁式スイッチ１３０が無励磁になると、可動シャフト７４は可動シャフト戻しバネ７５ｅの弾性力によってリア側に押圧され、フロント側に押し戻される。これにより、可動シャフト７４は初期位置に向かって移動する。これに伴って、接点対は切り離される。この時、接点対は、可動接点７５が陽極側固定接点７６ａに当接した状態において、陰極側固定接点７６ｂから可動接点７５が切り離され、次に、陽極側固定接点７６ａから可動接点７５が切り離される。
【００６４】
プランジャ７２が初期位置に向かって移動すると、プランジャ７２と係合したシフトレバー８０は、レバースプリング８１によって支持された支点部を中心に時計回りに回動して、ローラクラッチ６０とピニオン６４を初期位置に戻す。これにより、ピニオン６４はリングギヤ１５０との噛み合いを解除する。
【実施例２】
【００６５】
本発明の第２実施例を図４乃至図６に基づいて説明する。
【００６６】
本実施例では、陽極側固定接点７６ａ及び陰極側固定接点７６ｂの可動接点７５が当接する接点面を、可動接点７５に最も近い部位（頂点）を１点もった曲面、例えば球面或いは湾曲凸側面により形成している。
【００６７】
また、本実施例では、陽極側固定接点７６ａの接点面のうち可動接点７５に最も近い部位（可動接点７５が当接する部位（頂点））と、陰極側固定接点７６ｂの接点面のうち可動接点７５に最も近い部位（可動接点７５が当接する部位（頂点））との間の距離であって、軸方向に対して直交する方向（可動接点７５の径方向）の距離をＬ、可動接点７５の直径をＤとした時、両者間にＬ＜Ｄという相関関係ができるように、接点対を構成している。
【００６８】
陽極側固定接点７６ａの接点面のうち可動接点７５に最も近い部位は、陽極側固定接点７６ａの中心軸に対して陰極側固定接点７６ｂ側に偏心している。陰極側固定接点７６ｂの接点面のうち可動接点７５に最も近い部位は、陰極側固定接点７６ｂの中心軸に対して陽極側固定接点７６ａ側に偏心している。
【００６９】
尚、この他の構成は前例と同様である。従って、前例と同様の構成部位には前例と同様の符号を付してその説明を省略する。
【００７０】
以上のように、陽極側固定接点７６ａ及び陰極側固定接点７６ｂの接点面を球面状に形成した本実施例によれば、可動接点７５と固定接点７６との接触時のチャタリングを前例よりも抑えることが可能となり、チャタリングよる接点の摩耗を抑制し、さらに電磁スイッチの長寿命化を図ることができる。
【００７１】
すなわち陽極側固定接点７６ａ及び陰極側固定接点７６ｂの接点面が平面の場合（図６参照）のαｂ＝Ｌ１ｂ／Ｌ２ｂと、陽極側固定接点７６ａ及び陰極側固定接点７６ｂの接点面が曲面の場合（図５参照）のαａ＝Ｌ１ａ／Ｌ２ａとを比較した場合、αａがαｂよりも小さくなる。これにより、可動接点７５が陰極側固定接点７６ｂに衝突した際に発生する接点バネ７５ｂに対する反力Ｐ１ａ（図５の場合）をＰ１ｂ（図６の場合）よりも小さく抑えることができる。従って、本実施例によれば、チャタリングを前例よりも抑えることができる。
【００７２】
ここで、Ｌ１ａ，Ｌ２ａ，αａ，Ｌ１ｂ，Ｌ２Ｂ，αｂは以下を示す。
【００７３】
Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ：可動接点７５に対する陽極側固定接点７６ａの当接部位と、可動接点７５に対する陰極側固定接点７６ｂの当接部位との間における距離であって、軸方向に直交する方向（可動接点７５の径方向）の距離を示す。
【００７４】
Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ：可動接点７５に対する陽極側固定接点７６ａの当接部位と、可動接点７５に対する陰極側固定接点７６ｂの当接部位との間の距離であって、軸方向に直交する方向（可動接点７５の径方向）の距離を示す。
【００７５】
αａ：Ｌ１ａとＬ２ａとの距離比を示す。
【００７６】
αｂ：Ｌ１ｂとＬ２ｂとの距離比を示す。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１実施例であるマグネットスイッチの構成を示す断面図。
【図２】図１の接点対の接離状態を概略的に示す概略断面図。
【図３】図１のマグネットスイッチを用いたスタータの構成を示す断面図。
【図４】本発明の第２実施例であるマグネットスイッチの固定接点の接点面形状を概略的に示す概略断面図。
【図５】図４の接点対における距離比αａの関係を概略的に示す概略断面図。
【図６】図１の接点対における距離比αｂの関係を概略的に示す概略断面図。
【符号の説明】
【００７８】
７５…可動接点、７６…固定接点、７６ａ…陽極側固定接点、７６ｂ…陰極側固定接点、１００…スタータ、１１０…直流電動機、１２０…クラッチ機構、１３０…電磁式スイッチ、１４０…遊星歯車機構。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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