(57)【要約】【課題】アイドルストップ装置によるエンジンの惰性回転中に、ピニオンギヤとリングギヤとの噛合い性能を改善することができるスタータ用電磁スイッチ装置を提供することを目的としている。【解決手段】ピニオンギヤをリングギヤ方向に移動させる第１のプランジャと第１の固定鉄心と第１の励磁コイルとをる電磁石と、モータ回路を開閉する第２のプランジャと第２の固定鉄心と第２の励磁コイルとを有する電磁継電器とを備え、前記電磁継電器の第２のプランジャの中心軸と前記電磁石の第１のプランジャの中心軸が同軸上に直列に配置されたスタータ用電磁スイッチ装置であって、前記第１の励磁コイルに通電した際に前記第１の固定鉄心のフランジ部に流れる磁束の向きと、前記第２の励磁コイルに通電した際に前記第１の固定鉄心のフランジ部に流れる磁束の向きとが逆方向となるように構成したものである。【選択図】図２
2011096549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のプランジャと第１の固定鉄心と第１の励磁コイルとを有し、前記第１の励磁コイルに通電することにより、前記第１の固定鉄心を励磁し、前記第１のプランジャを前記第１の固定鉄心方向へ吸引し、ピニオンギヤをリングギヤ方向へ移動させる電磁石と、モータ回路を開閉する第２のプランジャと第２の固定鉄心と第２の励磁コイルとを有し、前記第２の励磁コイルに通電することにより、前記第２の固定鉄心を励磁し、前記第２のプランジャを前記第２の固定鉄心方向へ吸引し、前記第２のプランジャと連動して移動する可動接点を固定接点に接触させる電磁継電器とを備え、前記電磁継電器の第２のプランジャの中心軸と前記電磁石の第１のプランジャの中心軸が同軸上に直列に配置され、前記電磁継電器の磁気回路であり外枠を構成するスイッチケースと前記電磁石の磁気回路であり外枠を構成するスイッチケースが一体に構成されたスタータ用電磁スイッチ装置であって、前記第１の励磁コイルに通電した際に前記第１の固定鉄心のフランジ部に流れる磁束の向きと、前記第２の励磁コイルに通電した際に前記第１の固定鉄心のフランジ部に流れる磁束の向きとが逆方向となるように構成したことを特徴とするスタータ用電磁スイッチ装置。
【請求項２】
第１のプランジャと第１の固定鉄心と第１の励磁コイルとを有し、前記第１の励磁コイルに通電することにより、前記第１の固定鉄心を励磁し、前記第１のプランジャを前記第１の固定鉄心方向へ吸引し、ピニオンギヤをリングギヤ方向へ移動させる電磁石と、モータ回路を開閉する第２のプランジャと第２の固定鉄心と第２の励磁コイルとを有し、前記第２の励磁コイルに通電することにより、前記第２の固定鉄心を励磁し、前記第２のプランジャを前記第２の固定鉄心方向へ吸引し、前記第２のプランジャと連動して移動する可動接点を固定接点に接触させる電磁継電器とを備え、前記電磁継電器の第２のプランジャの中心軸と前記電磁石の第１のプランジャの中心軸が同軸上に直列に配置され、前記電磁継電器の磁気回路であり外枠を構成するスイッチケースと前記電磁石の磁気回路であり外枠を構成するスイッチケースが一体に構成されたスタータ用電磁スイッチ装置であって、前記第１の固定鉄心の中央部側に前記第２のプランジャが軸方向に移動可能に収納される凹形状部が設けられ、前記第２のプランジャの外周側に前記第２の固定鉄心のフランジ部が配置されるように構成したことを特徴とするスタータ用電磁スイッチ装置。
【請求項３】
前記第１の励磁コイル及び第２の励磁コイルの巻き始め部は、それぞれのスイッチ入力端子に接続されており、巻き終り部はそれぞれ前記第１の固定鉄心、前記第２の固定鉄心に接続されアースとする回路となっている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。
【請求項４】
前記第１の固定鉄心と前記第２のプランジャとの間に挿入されている非磁性材料であるスペーサのクリアランスをT2とし、前記第のプランジャと前記第２の固定鉄心のクリアランスをT1としたとき、電磁スイッチ装置が静止状態において、T1＜T2の関係にあることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のスタータ用電磁スイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば自動車などの車両に搭載されるエンジン、特に燃費節減、排気エミッション低減等を目的として、自動停止再始動装置、 いわゆるアイドリングストップ装置を搭載したエンジンを始動するスタータ用電磁スイッチ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン始動用スタータが特に多く用いられているのは自動車であるが、近年、自動車の燃費節減、排気エミッション低減等の改善方法としてアイドリングストップ装置を搭載する自動車が増加している。
【０００３】
自動車の運転中に於ける燃料消費節約のためのエンジンの一時停止時には、エンジンは一時停止の開始直後に再始動を要求されることもあり、再始動の際にエンジンが未だ完全に停止していないときには、エンジンにスタータモータを連結することに困難を来たし、両者の連結が互いに噛み合う歯車によってなされるような構造では、歯欠けを生ずる虞れがある。そのため従来装置として、エンジンの再始動要求により、スタータモータを回転させ始め、スタータモータに調速通電を行ってその回転速度をエンジンの回転速度に同期させて、スタータモータをエンジンに連結するものがある。（特許文献１参照）
【０００４】
また、他の従来装置として、エンジンの再始動要求が発生したときに、スタータへの通電を開始してピニオンを回転させ、このピニオンの回転速度が前記リングギアの回転速度と同期した時点で、前記ピニオン押し出し手段により前記ピニオンを前記リングギアに噛み込ませて前記スタータによるクランキングを開始してエンジンを再始動させるようにしたものがある。また、ピニオンの回転速度がリングギア回転速度と同期する時点を予測し、その時点に合わせてピニオンをリングギアに噛み込ませるようにピニオン押し出し手段の押し出し速度及び／ 又は押し出し開始タイミングを制御するものがある。（特許文献２参照）
【０００５】
また、従来のスタータ用電磁スイッチ装置では、コイルに通電することにより磁界を発生させ、プランジャを磁化させることによりそのプランジャに取付けられたフックとレバーを介してピニオンギヤを飛び出させることによりリングギヤと噛合わせる機能と、その移動を利用し、プランジャが固定接点に到達し、可動接点を介して内部接点を閉じることにより電源からモータ間への通電開閉を行なう機能を有しており、コイルへの通電という1つのプロセスで上述した２つの動作を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−７０６９９号公報
【特許文献２】特開２００５−３３０８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来のスタータ用電磁スイッチ装置においては、アイドリングストップ装置による高速始動・静粛性を実現するうえで、惰性回転中のリングギヤにピニオンギヤが飛込み、当接する際にピニオンギヤとリングギヤの回転速度が同期するよう、ピニオンギヤが飛び出すよりも早くモータを回転させる必要があるという課題が生じる。
【０００８】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、ピニオンギヤとリ
ングギヤとの噛合い性能を改善することができるスタータ用電磁スイッチ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係わるスタータ用電磁スイッチ装置は、第１のプランジャと第１の固定鉄心と第１の励磁コイルとを有し、前記第１の励磁コイルに通電することにより、前記第１の固定鉄心を励磁し、前記第１のプランジャを前記第１の固定鉄心方向へ吸引し、ピニオンギヤをリングギヤ方向へ移動させる電磁石と、モータ回路を開閉する第２のプランジャと第２の固定鉄心と第２の励磁コイルとを有し、前記第２の励磁コイルに通電することにより、前記第２の固定鉄心を励磁し、前記第２のプランジャを前記第２の固定鉄心方向へ吸引し、前記第２のプランジャと連動して移動する可動接点を固定接点に接触させる電磁継電器とを備え、前記電磁継電器の第２のプランジャの中心軸と前記電磁石の第１のプランジャの中心軸が同軸上に直列に配置され、前記電磁継電器の磁気回路であり外枠を構成するスイッチケースと前記電磁石の磁気回路であり外枠を構成するスイッチケースが一体に構成されたスタータ用電磁スイッチ装置であって、前記第１の励磁コイルに通電した際に前記第１の固定鉄心のフランジ部に流れる磁束の向きと、前記第２の励磁コイルに通電した際に前記第１の固定鉄心のフランジ部に流れる磁束の向きとが逆方向となるように構成したものである。
【００１０】
また、この発明に係わるスタータ用電磁スイッチ装置は、第１のプランジャと第１の固定鉄心と第１の励磁コイルとを有し、前記第１の励磁コイルに通電することにより、前記第１の固定鉄心を励磁し、前記第１のプランジャを前記第１の固定鉄心方向へ吸引し、ピニオンギヤをリングギヤ方向へ移動させる電磁石と、モータ回路を開閉する第２のプランジャと第２の固定鉄心と第２の励磁コイルとを有し、前記第２の励磁コイルに通電することにより、前記第２の固定鉄心を励磁し、前記第２のプランジャを前記第２の固定鉄心方向へ吸引し、前記第２のプランジャと連動して移動する可動接点を固定接点に接触させる電磁継電器とを備え、前記電磁継電器の第２のプランジャの中心軸と前記電磁石の第１のプランジャの中心軸が同軸上に直列に配置され、前記電磁継電器の磁気回路であり外枠を構成するスイッチケースと前記電磁石の磁気回路であり外枠を構成するスイッチケースが一体に構成されたスタータ用電磁スイッチ装置であって、前記第１の固定鉄心の中央部側に前記第２のプランジャが軸方向に移動可能に収納される凹形状部が設けられ、前記第２のプランジャの外周側に前記第２の固定鉄心のフランジ部が配置されるように構成したものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係わるスタータ用電磁スイッチ装置は、第１の励磁コイルに通電した際に第１の固定鉄心流れる磁束の向きと、第２の励磁コイルに通電した際に第２の固定鉄心流れる磁束の向きとが逆方向となるように構成したことにより、第１の励磁コイルと第２の励磁コイルの双方に通電されても、第１の固定鉄心の磁束が飽和することがなく、第１のプランジャおよび第２のプランジャが迅速に作動し、安定した噛合い性能を改善することができるスタータ用電磁スイッチ装置を得ることができる。
【００１２】
また、この発明に係わるスタータ用電磁スイッチ装置は、第１の固定鉄心の中央部側に第２のプランジャが軸方向に移動可能に収納される凹形状部が設けられ、第２のプランジャの外周側に第２の固定鉄心のフランジ部が配置されるように構成したことにより、軸方向の寸法を短縮することができ、小型化を図ることができるスタータ用電磁スイッチ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１，３に係わるスタータ用電磁スイッチ装置を搭載したスタータの結線図である。
【図２】この発明の実施の形態１，２に係わるスタータ用電磁スイッチ装置を示す断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１〜４に係わるスタータ用電磁スイッチ装置を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１.
以下、この発明の実施の形態１を図１〜図３に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係わるスタータ用電磁スイッチ装置を搭載したスタータの結線図である。図２はこの発明の実施の形態１に係わるスタータ用電磁スイッチ装置を示す断面図である。図３はこの発明の実施の形態１に係わるスタータ用電磁スイッチ装置を示す要部断面図である。
【００１５】
これら各図において、スタータは回転力を発生するモータ１、このモータ１から回転力を取り出す出力軸２、この出力軸２上に軸方向摺動可能に配置され出力軸２からモータ１の回転力が伝達されるオーバランニングクラッチ３、このオーバランニングクラッチ３の構成部品でありオーバランニングクラッチ３に伝達されたモータ１の回転力をエンジンのリングギヤ（図示せず）に伝達するピニオンギヤ４、モータ回路を構成する主接点５を備え、主接点５を開閉する電磁継電器６と、この電磁継電器６と同軸直列に軸方向シフトレバー８側に配置され、フック７と係合される軸方向シフトレバー８を介してピニオンギヤ４をリングギヤ方向に移動させる電磁石９を備えたスタータ用電磁スイッチ装置１０を備えている。
【００１６】
次に、スタータ用電磁スイッチ装置１０の構成について説明する。スタータ用電磁スイッチ装置１０は、大きく分けて、スイッチケース１１、電磁継電器６、電磁石９に分けられる。スイッチケース１１内に電磁石９、電磁継電器６の順に収納されスタータ用電磁スイッチ装置１０として構成され機能する。
【００１７】
まず、スイッチケース１１は電磁継電器６と電磁石９の磁気回路を構成するため磁性材料であり、電磁継電器６と電磁石９の外周を一体に形成するコップ上の部品である。
【００１８】
次に、電磁石９について説明する。電磁石９は第１の励磁コイル１２、第１の巻枠１３、第１の固定鉄心１４、復帰バネ１５、第１のプランジャ１６を備える。
【００１９】
電磁石９は、第１の励磁コイル１２に通電することにより、第１の固定鉄心１４を励磁し、第１のプランジャ１６を第１の固定鉄心１４方向へ吸引し、軸方向シフトレバー８を介してピニオンギヤ４をリングギヤ方向へ移動させる。
【００２０】
第１の励磁コイル１２は導電材であり、絶縁材からなる第１の巻枠１３に巻回される。第１の固定鉄心１４は磁性材料であり、磁気回路を構成し、フランジ分１４ａはスイッチケース１１に嵌合されている。復帰バネ１５は第１の固定鉄心１４と第１のプランジャ１６との間に設置され、第１のプランジャ１６を軸方向シフトレバー８側に付勢する。
【００２１】
第１のプランジャ１６は磁性材料であり、レバーバネ１７を備えていて、復帰バネ１５の力で軸方向シフトレバー８方向に付勢されている。レバーバネ１７は第１のプランジャ１６の第１の固定鉄心１４方向の移動量が大きい場合に軸方向シフトレバー８を第１の固定鉄心１４方向に付勢する。
【００２２】
次に、電磁継電器６について説明する。電磁継電器６は第２のプランジャ１８、ロッド
１９、第２の励磁コイル２０、第２の巻枠２１、第２の固定鉄心２２、復帰バネ２３、端子台２４を備える。
【００２３】
第２のプランジャ１８は磁性材料であり、磁気回路を構成し、復帰バネ２３の力で軸方向のスペーサ２９側に付勢される。第２の励磁コイル２０は導電材であり、絶縁材からなる第２の巻枠２１に巻回される。
【００２４】
第２の固定鉄心２２は磁性材料であり、磁気回路を構成し、スイッチケース１１に嵌合されている。復帰バネ２３はロッド１９と第２のプランジャ１８をスペーサ２９方向に付勢するように端子台２４と固定部材２５の間に設置される。端子台２４には絶縁部材２６、主接点５の固定接点５ａ，５ｂを備える。また、電磁継電器６は可動接点２７、接点バネ２８を備えている。なお、第２のプランジャ１８と第１の固定鉄心１４との間には非磁性材料からなるスペーサ２９が設けられている。
【００２５】
また、スタータ用電磁スイッチ装置１０は、主接点５を車輌用電源装置３０へケーブルにより接続されており、更に第１の励磁コイル１２と第２の励磁コイル２０は別々のケーブルにて電子制御装置３１に接続され、キースイッチ３２を介し、車両用電源装置３０と接続されている。第１の励磁コイル１２の下流側はボディーアースへ接続され、第２の励磁コイル２０の下流側もボディーアースに接続される。
【００２６】
次に動作について説明する。アイドリングストップにおいて、惰性回転中のリングギヤに対してピニオンギヤ４の回転速度を同期させるため、エンジン始動要求の際には、電子制御装置３１の制御により、第２の励磁コイル２０に電流が通電される。第２の励磁コイル２０への通電により、主接点５と可動接点２７が閉路されることで、車両用電源装置３０からスタータモータ１へ電力が供給され、ピニオンギヤ４の回転が開始する。そして、リングギヤの回転と、ピニオンギヤ４の回転が同期するタイミングを狙い、電子制御装置３１の制御により、第１の励磁コイル１２に電流を通電させることで、ピニオンギヤ４がリングギヤと噛合わせる。この時、第１の励磁コイル１２に電流を通電した際に第１の固定鉄心１４のフランジ部１４ａに流れる磁束３３の向きと、第２の励磁コイル２０に電流を通電した際に第１の固定鉄心１４のフランジ部１４ａに流れる磁束３４の向きとが、逆方向となり、双方に通電したときは互いに磁束を相殺するように構成されている。
【００２７】
この実施の形態１においては、第１の励磁コイル１２に電流を通電した際に第１の固定鉄心１４のフランジ部１４ａに流れる磁束３３の向きと、第２の励磁コイル２０に電流を通電した際に第１の固定鉄心１４のフランジ部１４ａに流れる磁束３４の向きとが、逆方向となるよう構成したことにより、第１の励磁コイル１２と第２の励磁コイル２０の双方に通電されても、第１の固定鉄心１４のフランジ部１４ａの磁束が飽和することがなく、吸引力を最大に発揮することができるため、第１のプランジャ１６および第２のプランジャ１８が迅速に作動し、安定した噛合い性能を得ることができる。
【００２８】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係わるスタータ用電磁スイッチ装置を図２及び図３に基づいて説明する。
【００２９】
この発明の実施の形態２においては、基本構成は上述した実施の形態１と同様である。図２及び図３から明らかなように、第１の固定鉄心１４の中央部側に第１のプランジャ１６側に凹ませた凹形状部３５を設けた場合を示している。
【００３０】
第１の固定鉄心１４の中央部側に設けた凹形状部３５内のスペースに第２のプランジャ１８が軸方向に移動可能に収納している。また、第２のプランジャ１８の外周側に第２の
固定鉄心１４のフランジ部１４ａが配置されるように構成したものである。
【００３１】
この実施の形態２においては、第１の固定鉄心１４の中央部側に第２のプランジャ１８が軸方向に移動可能に収納する第１のプランジャ１６側に凹ませた凹形状部３５を設けたことにより、軸方向の寸法を短縮することができ、小型化を図ることができる。
【００３２】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係わるスタータ用電磁スイッチ装置を図１ないし図３に基づいて説明する。
【００３３】
この実施の形態３においては、第１の励磁コイル１２及び第２の励磁コイル２０の巻き始め部は、それぞれのスイッチ入力端子３６，３７に接続されており、巻き終り部はそれぞれ第１の固定鉄心１４、第２の固定鉄心２２に接続されアースとする回路となっているものである。
【００３４】
この実施の形態３によれば、第１の励磁コイル１２及び第２の励磁コイル２０の巻き方向が統一され、製作時の作業性の向上を図ることができる。
【００３５】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係わるスタータ用電磁スイッチ装置を図３に基づいて説明する。
【００３６】
この実施の形態４においては、第１の固定鉄心１４と第２のプランジャ１８との間に挿入されている非磁性材料であるスペーサ２９のクリアランスをT2とし、第２のプランジャ１８と第２の固定鉄心２２のクリアランスをT1としたとき、電磁スイッチ装置１０が静止状態において、T1＜T2の関係にある構成としたものである。
【００３７】
この実施の形態４によれば、第２の励磁コイル２０に通電した際に、第２のプランジャ１８が第１の固定鉄心１４に引き寄せられることが無く、迅速に第２の固定鉄心２２方向へ移動するので、スタータモータ１を早期に回転開始することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
この発明は、ピニオンギヤとリングギヤとの噛合い性能を改善することができるスタータ用電磁スイッチ装置の実現に好適である。
【符号の説明】
【００３９】
４  ピニオンギヤ                      ６  電磁継電器
９  電磁石                            １０  スタータ用電磁スイッチ装置
１１  スイッチケース                  １２  第１の励磁コイル
１４  第１の固定鉄心                  １４ａ  フランジ部
１６  第１のプランジャ                １８  第２のプランジャ
２０  第２の励磁コイル                ２２  第２の固定鉄心
２９  スペーサ                        ３３  第１の磁束
３４  第２の磁束                      ３５  凹形状部
３６  入力端子                        ３７  入力端子
【図１】
2011096549.tif 000003
【図２】
2011096549.tif 000004
【図３】
2011096549.tif 000005