(57)【要約】【課題】当接時における固定接点に対する可動接点の傾きを抑え、可動接点と固定接点の磨耗を低減して長寿命化を図ることができるマグネットスイッチを提供することを目的とする。【解決手段】マグネットスイッチ１０は可動接点１０５と固定接点１０６、１０７とを備えている。可動接点１０５は円環板状の部材である。固定接点１０６、１０７は軸方向に可動接点１０５と平行に対向するとともに、プランジャ１０３を挟んで互いに対向して配設されている。また、可動接点１０５が固定接点１０６、１０７と当接したとき、当接した外周長ｌ１とｌ２、当接した面積Ｓ１、Ｓ２がそれぞれ等しくなる形状に設定されている。これにより、可動接点１０５に、プランジャ１０３を挟んで均等に力を加えられる。従って、固定接点１０６、１０７に対する可動接点１０５の傾きが抑えられ、可動接点１０５と固定接点１０６、１０７の磨耗を低減して長寿命化を図ることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プランジャに配設され、該プランジャの軸心から遠心方向に延出する板状の可動接点と、該プランジャの軸方向に該可動接点の一面と平行に対向して配設される板状の第１固定接点と、該プランジャの軸方向に該可動接点の該一面と平行に対向するとともに、該可動接点と対向する一面が該第１固定接点の該可動接点と対向する一面と同一面となるようにして、該プランジャを挟んで該第１固定接点と対向して配設される板状の第２固定接点とを備え、該可動接点が、該プランジャとともに軸方向に変位して該第１固定接点及び該第２固定接点に当接し、該第１固定接点と該第２固定接点とを電気的に接続するマグネットスイッチにおいて、
前記可動接点は、前記プランジャの軸心に対して１８０度回転対称な形状であり、
前記第１固定接点及び前記第２固定接点は、当接した前記可動接点の外周長が互いに等しくなる形状であることを特徴とするマグネットスイッチ。
【請求項２】
前記第１固定接点及び前記第２固定接点は、当接した前記可動接点の面積が互いに等しくなる形状であることを特徴とする請求項１に記載のマグネットスイッチ。
【請求項３】
前記可動接点、前記第１固定接点、及び前記第２固定接点は、当接する面がそれぞれ前記プランジャの軸心に対して直交していることを特徴とする請求項１又は２に記載のマグネットスイッチ。
【請求項４】
前記可動接点、前記第１固定接点、及び前記第２固定接点を収容する互いに平行でない平坦な第１壁部と第２壁部とを有する筒状のケースと、該第１壁部に内側から外側に貫通して垂直に配設され、内側の端部に前記第１固定接点が電気的に接続される第１外部端子と、該第２壁部に内側から外側に貫通して垂直に配設され、内側の端部に前記第２固定接点が電気的に接続される第２外部端子とを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のマグネットスイッチ。
【請求項５】
前記第１外部端子にバッテリが接続され、前記第２外部端子にエンジンを始動するためのスタータ用モータが接続され、前記可動接点が前記第１固定接点と前記第２固定接点とを電気的に接続することで、該バッテリから該スタータ用モータに電力を供給することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のマグネットスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁力によって接点の開閉を行うマグネットスイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンを始動するためのスタータに用いられるマグネットスイッチとして、特許第２９０７００５号公報や、特開２００１−１０１９６１号公報に開示されているマグネットスイッチがある。特許第２９０７００５号公報に開示されているマグネットスイッチは、一対の固定接点が、プランジャの軸心に対してそれぞれ１８０度回転対称となる位置に固定されている。また、特開２００１−１０１９６１号公報に開示されているマグネットスイッチは、一対の固定端子が、プランジャの径方向に対向して配置されている。そして、プランジャの端部に固定された可動接点が、一対の固定接点にそれぞれ当接することで、一方の固定接点に接続されたバッテリから、他方の固定接点に接続されたスタータ用モータに電力が供給される。
【特許文献１】特許第２９０７００５号公報
【特許文献２】特開２００１−１０１９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、近年、車両の排気ガスによる大気汚染の防止や車両の燃費向上が強く望まれている。そのため、信号待ち等の車両停止時にアイドリング状態が一定時間継続するとエンジンを停止する、いわゆるアイドルストップ車が増加している。アイドルストップ車では、スタータによるエンジンの始動回数が従来の車両に比べ増加する。これに伴い、マグネットスイッチの可動接点と固定接点の接点開閉回数も増加する。そのため、接点寿命の向上が必要となっている。
【０００４】
しかし、前述したマグネットスイッチであっても、過度の作動回数、及び何らかの理由によって、可動接点が、固定接点に対して傾いた状態で当接する場合がある。傾いた状態で接点の開閉を繰り返すと、可動接点と固定接点に偏磨耗が発生しやすくなる。また、可動接点と固定接点の当接が不安定となり、チャタリングが発生する。これにより、アーク放電が発生して、可動接点と固定接点の磨耗がさらに進行する。そのため、可動接点と固定接点の寿命を向上させることが困難であった。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、当接時における固定接点に対する可動接点の傾きを抑え、可動接点と固定接点の磨耗を低減して長寿命化を図ることができるマグネットスイッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、可動接点を、プランジャの軸心に対して１８０度回転対称な形状にするとともに、第１固定接点及び第２固定接点を、当接した可動接点の外周長が互いに等しくなるような形状とすることで、当接時における固定接点に対する可動接点の傾きを抑えられることを思いつき、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明のマグネットスイッチは、プランジャに配設され、プランジャの軸心から遠心方向に延出する板状の可動接点と、プランジャの軸方向に可動接点の一面と平行に対向して配設される板状の第１固定接点と、プランジャの軸方向に可動接点の当該一面と平行に対向するとともに、可動接点と対向する一面が第１固定接点の可動接点と対向する一面と同一面となるようにして、プランジャを挟んで第１固定接点と対向して配設される板状の第２固定接点とを備え、可動接点が、プランジャとともに軸方向に変位して第１固定接点及び第２固定接点に当接し、第１固定接点と第２固定接点とを電気的に接続するマグネットスイッチにおいて、可動接点は、プランジャの軸心に対して１８０度回転対称な形状であり、第１固定接点及び第２固定接点は、当接した可動接点の外周長が互いに等しくなる形状であることを特徴とする。ここで、第１固定接点及び第２固定接点は、固定接点をそれぞれ区別するために便宜的に導入したものである。
【０００８】
この構成によれば、当接時における固定接点に対する可動接点の傾きを抑え、可動接点と固定接点の磨耗を低減して長寿命化を図ることができる。可動接点は、プランジャの軸心に対して１８０度回転対称な形状である。また、第１固定接点と第２固定接点は、当接した可動接点の外周長が互いに等しくなる形状である。そのため、可動接点の外周のうち対向する対称な外周部を第１固定接点と第２固定接点に等しく当接させることができる。これにより、可動接点に、プランジャの軸心を挟んで均等に力を加えることができる。従って、固定接点に対する可動接点の傾きが抑えられ、可動接点と固定接点の磨耗を低減して長寿命化を図ることができる。
【０００９】
ここで、第１固定接点及び第２固定接点は、当接した可動接点の面積が互いに等しくなる形状であるとよい。これにより、可動接点に加わる力をより安定させることができ、固定接点に対する可動接点の傾きを確実に抑えることができる。また、可動接点、第１固定接点、及び第２固定接点は、当接する面がそれぞれプランジャの軸心に対して直交しているとよい。これにより、当接する面に垂直に力を加えることができ、可動接点の面方向への変位を抑えることができる。さらに、可動接点、第１固定接点、及び第２固定接点を収容する互いに平行でない平坦な第１壁部と第２壁部とを有する筒状のケースと、第１壁部に内側から外側に貫通して垂直に配設され、内側の端部に第１固定接点が電気的に接続される第１外部端子と、第２壁部に内側から外側に貫通して垂直に配設され、内側の端部に第２固定接点が電気的に接続される第２外部端子とを有しているとよい。ここで、第１壁部及び第２壁部、第１外部端子及び第２外部端子は、壁部及び外部端子それぞれ区別するために便宜的に導入したものである。例えば、ケースは、多角形筒状であるとよい。より具体的には、三角形筒状でもよいし、四角形筒状でもよい。さらには、五角形筒状、六角形筒状であってもよい。これにより、固定接点がプランジャを挟んで互いに対向しているにも係わらず、互いに異なる方向に、固定端子に接続された外部端子を取出すことができる。従って、マグネットスイッチを使用する際の配置の自由度を増すことができる。
【００１０】
本発明のマグネットスイッチは、第１外部端子にバッテリが接続され、第２外部端子にエンジンを始動するためのスタータ用モータが接続され、可動接点が第１固定接点と第２固定接点とを電気的に接続することで、バッテリからスタータ用モータに電力を供給するものであってもよい。これにより、当接時における固定接点に対する可動接点の傾きを抑え、可動接点と固定接点の磨耗を低減してスタータの長寿命化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係るマグネットスイッチを、車両に搭載されたエンジンを始動するスタータにおいて、スタータ用のモータに電力を供給するマグネットスイッチに適用した例を示す。
【００１２】
まず、図１及び図２を参照して構成について説明する。図１は、スタータのマグネットスイッチ周辺の部分断面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【００１３】
図１に示すように、スタータ１は、マグネットスイッチ１０と、モータ（図略）と、減速装置１１と、クラッチ１２と、出力軸１３と、ピニオン１４とから構成されている。モータ、減速装置１１、クラッチ１２、及び出力軸１３は、ハウジング１５に収容されている。マグネットスイッチ１０は、ハウジング１５の後方側端部に一体的に固定されている。ハウジング１５の前方側端部から突出した出力軸１３の先端部には、ピニオン１４が固定されている。
【００１４】
マグネットスイッチ１０は、ボビン１００と、励磁コイル１０１と、スリーブ１０２と、プランジャ１０３と、コア１０４と、可動接点１０５と、固定接点１０６、１０７（第１固定接点、第２固定接点）と、ケース１０８と、外部端子１０９、１１０（第１外部端子、第２外部端子）とから構成されている。
【００１５】
ボビン１００は、励磁コイル１０１を保持するための部材である。ボビン１００は、円筒部１００ａと、円筒部１００ａの両端部からそれぞれ遠心方向に延出する鍔部１００ｂ、１００ｃとから構成され、絶縁性を有する樹脂によって一体成形されている。
【００１６】
励磁コイル１０１は、プランジャ１０３を吸引するための磁力を発生する部材である。励磁コイル１０１は、吸引コイル１０１ａと、保持コイル１０１ｂとから構成され、ボビン１００の円筒部１００ａの外周に二層に分けて巻回されている。ここで、吸引コイル１０１ａは、プランジャ１０３を吸引するための磁力を発生するコイルである。また、保持コイル１０１ｂは、吸引されたプランジャ１０３を保持するための磁力を発生するコイルである。
【００１７】
スリーブ１０２は、プランジャ１０３を軸方向に往復動可能に支持するとともに、プランジャ１０３によるボビン１００の磨耗を防止するための部材である。スリーブ１０２は、非磁性体からなる円筒部１０２ａと、円筒部の前方側端部から遠心方向に延出する、同じく非磁性体からなる鍔部１０２ｂとから構成されている。スリーブ１０２は、ボビン１００の円筒部１００ａの内周面に沿って配設されている。
【００１８】
プランジャ１０３は、励磁コイル１０１の発生する磁力によって軸方向に往復動する部材である。プランジャ１０３は、磁性体からなる大径円柱部１０３ａと、大径円柱部１０３ａの後方側端部から軸方向に連設される、同じく磁性体からなる小径円柱部１０３ｂとから構成されている。プランジャ１０３には、軸心に沿って貫通孔１０３ｃが形成されている。また、貫通孔１０３ｃの小径円柱部１０３ｂ側の後方側端部には、後述するスプリング１０３ｅ、１０５ｄの端部を支持する円環板状のスプリング支持部材１０３ｄが固定されている。貫通孔１０３ｃには、スプリング１０３ｅによって前方に付勢されたプランジャロッド１０３ｆが収容されている。ここで、プランジャロッド１０３ｆは、スプリング（図略）によって後方側に付勢された出力軸１３を前方側に駆動する部材である。プランジャロッド１０３ｆの前方側端部は、出力軸１３の後方側端部に形成された凹部１３ａに挿入されている。プランジャ１０３は、大径円柱部１０３ａの外周面をスリーブ１０２の内周面に摺接させた状態で、スリーブ１０２の内側に、軸方向に往復動可能に挿設されている。また、出力軸１３との間に設けられたスプリング１０３ｇによって後方に付勢されている。
【００１９】
コア１０４は、プランジャ１０３とともに磁路を構成し、励磁コイル１０１の発生する磁力でプランジャ１０３を吸引する部材である。コア１０４は、フレーム１０４ａと、プレート１０４ｂとから構成されている。
【００２０】
フレーム１０４ａは、磁性体からなる板状の底板部１０４ｃと、底板部１０４ｃの端部から垂直に延出する、同じく磁性体からなる側板部１０４ｄとから構成されている。フレーム１０４ａの底板部１０４ｃには、プランジャ１０３の大径円柱部１０３ａが挿通する貫通孔１０４ｅが設けられている。フレーム１０４ａは、底板部１０４ｃをボビン１００の鍔部１００ｂに当接させた状態で、側板部１０４ｄが励磁コイル１０１の外周を覆うように固定されている。
【００２１】
プレート１０４ｂは、磁性体からなる板状の部材である。プレート１０４ｂの中央部には、プランジャロッド１０３ｆ及びスプリング１０３ｇが挿通する貫通孔１０４ｆが設けられている。プレート１０４ｂは、貫通孔１０４ｆにプランジャロッド１０３ｆ及びスプリング１０３ｇを挿通させるとともに、端部をフレーム１０４ａの側板部の端部に当接させた状態で固定されている。
【００２２】
可動接点１０５は、プランジャ１０３と一体的に軸方向に往復動することで、固定接点１０６、１０７間を電気的に接続又は切断する部材である。可動接点１０５は、前方側の一面１０５ａが平面で構成される導体からなる円環板状の部材である。可動接点１０５は、前方側の一面１０５ａがプランジャ１０３の軸心に対して直交した状態で、絶縁部材１０５ｂ、１０５ｃを介してプランジャ１０３の小径円柱部１０３ｂに配設されている。さらに、絶縁部材１０５ｃを介してスプリング１０５ｄによって前方に付勢されている。
【００２３】
固定接点１０６、１０７は、可動接点１０５によって電気的に接続されることで、バッテリ（図略）からモータに電力を供給する部材である。固定接点１０６、１０７は、後方側の一面１０６ａ、１０７ａが平面で構成される導体からなる板状の部材である。固定接点１０６、１０７は、後方側の一面１０６ａ、１０７ａが、プランジャ１０３の軸心に対して直交し、プランジャ１０３の軸方向に可動接点１０５の前方側の一面１０５ａと平行に対向した状態で、絶縁部材１０６ｂ、１０７ｂを介してプレート１０４の底板部１０４ｃに配設されている。また、後方側の一面１０６ａ、１０７ａが同一面となるように配設されている。図２に示すように、固定接点１０６、１０７は、プランジャ１０３を挟んで互いに対向して配設されている。また、可動接点１０５が固定接点１０６、１０７と当接したとき、当接した可動接点１０５の外周長ｌ１とｌ２が等しく、さらに、当接した面積Ｓ１、Ｓ２が等しくなるような形状に設定されている。図１及び図２に示すように、固定接点１０６、１０７の端部には、後方に延出する連結部１０６ｃ、１０７ｃが形成されている。
【００２４】
図１に示すように、ケース１０８は、ボビン１００、励磁コイル１０１、スリーブ１０２、プランジャ１０３、コア１０４、可動接点１０５、及び固定接点１０６、１０７を収容するとともに、外部端子１０９、１１０を固定する部材である。図１及び図２に示すように、ケース１０８は、平坦な５つの壁部１０８ａ〜１０８ｅを有するアルミからなる五角形筒状の部材であり、ハウジング１５と一体的に形成されている。ケース１０８の後方側端部には、有底円筒状のカバー１０８ｆが固定され、開口部を覆っている。
【００２５】
外部端子１０９、１１０は、固定接点１０６、１０７をそれぞれバッテリとモータに接続するための部材である。図２に示すように、外部端子１０９、１１０は、導体からなるボルト状の部材である。外部端子１０９は、端部を連結部１０６ｃに当接させた状態で、連結部１０６ｃに形成された貫通孔１０６ｄに挿通されている。また、壁部１０８ａに形成された貫通孔１０８ｇに、絶縁部材１０９ａ、１０９ｂを介して内側から外側に挿通され、ナット１０９ｃによって壁部１０８ａに垂直に固定されている。これにより、外部端子１０９がケース１０８に固定されるとともに、固定接点１０６に電気的に接続される。外部端子１１０は、端部を連結部１０７ｃに当接させた状態で、連結部１０７ｃに形成された貫通孔１０７ｄに挿通されている。また、壁部１０８ａと平行でない壁部１０８ｄに形成された貫通孔１０８ｈに、絶縁部材１１０ａ、１１０ｂを介して内側から外側に挿通され、ナット１１０ｃによって壁部１０８ｄに垂直に固定されている。これにより、外部端子１１０がケース１０８に固定されるとともに、固定接点１０７に電気的に接続される。
【００２６】
次に、具体的動作について説明する。図１において、イグニッションスイッチ（図略）がオンされると、吸引コイル１０１ａと保持コイル１０１ｂに通電される。吸引コイル１０１ａと保持コイル１０１ｂは、ともに磁力を発生する。プランジャ１０３は、発生した磁力によって、コア１０４のプレート１０４ｂに吸引される。プランジャ１０３が吸引されることで、プランジャロッド１０３ｆは、出力軸１３を前方側に駆動し、先端部に固定されたピニオン１４をエンジン側のギヤに噛合させる。また、可動接点１０５の前方側の一面１０５ａが、固定接点１０６、１０７の後方側の一面１０６ａ、１０７ａに当接する。当接時、固定接点１０６、１０７に当接した可動接点１０５の外周長は互いに等しく、さらに、当接した面積も互いに等しい。このとき、吸引コイル１０１ａへの通電が遮断され、保持コイル１０１ｂへの通電のみでプランジャ１０３が保持される。可動接点１０５が固定接点１０６、１０７に当接することで、バッテリからモータに電力が供給され、エンジンが始動する。
【００２７】
エンジンが始動し、イグニッションスイッチがオフされると、保持コイル１０１ｂへの通電が遮断される。保持コイル１０１ｂの発生していた磁力は消滅する。プランジャ１０３は、磁力が消滅したことで、出力軸１３の後方側への付勢力によって吸引前の位置に押し戻され、ピニオン１４がエンジン側のギヤから離れる。また、可動接点１０５は固定接点１０６、１０７から離れる。可動接点１０５が固定接点１０６、１０７から離れることで、バッテリからの電力の供給が遮断され、モータは停止する。
【００２８】
最後に、具体的効果について説明する。マグネットスイッチ１０によれば、当接時における固定接点１０６、１０７に対する可動接点１０５の傾きを抑え、可動接点１０５と固定接点１０６、１０７の磨耗を低減して長寿命化を図ることができる。可動接点１０５は、プランジャ１０３の軸心に対して１８０度回転対称な円環形状である。また、固定接点１０６、１０７は、当接した可動接点１０５の外周長ｌ１、ｌ２が、互いに等しくなるような形状に設定されている。そのため、可動接点１０５の外周のうち対向する対称な円弧状の外周部を固定接点１０６、１０７に等しく当接させることができる。これにより、可動接点１０５に、プランジャ１０３の軸心を挟んで均等に力を加えることができる。従って、固定接点１０６、１０７に対する可動接点１０５の傾きが抑えられ、可動接点１０５と固定接点１０６、１０７の磨耗を低減して長寿命化を図ることができる。さらに、固定接点１０６、１０７は、当接した可動接点１０５の面積Ｓ１、Ｓ２が互いに等しくなるような形状に設定されてる。これにより、可動接点１０５に加わる力をより安定させることができ、固定接点１０６、１０７に対する可動接点１０５の傾きを確実に抑えることができる。加えて、可動接点１０５の前方側の一面１０５ａと、固定接点１０６、１０７の後方側の一面１０６ａ、１０７ａが、それぞれプランジャ１０３の軸心に対して直交して配設されている。そのため、当接時に、これらの面に垂直に力が加わり、可動接点１０５の面方向への変位を抑えることができる。
【００２９】
また、外部端子１０９、１１０は、五角形筒状のケース１０８の互いに平行でない壁部１０８ａ、１０８ｄに内側から外側に貫通して垂直に配設されている。そのため、固定接点１０６、１０７がプランジャ１０３を挟んで互いに対向しているにも係わらず、互いに異なる方向に外部端子１０９、１１０を取出すことができる。従って、マグネットスイッチ１を車両に搭載する際、外部端子の取り出し方向による制約を受けることなく、配置の自由度を増すことができる。
【００３０】
さらに、マグネットスイッチ１０によれば、可動接点１０５が固定接点１０６、１０７を電気的に接続することで、バッテリからスタータ用のモータに電力を供給し、エンジンを始動させることができる。そのため、マグネットスイッチ１の可動接点１０５と固定接点１０６、１０７の磨耗が低減することで、スタータの長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態におけるスタータのマグネットスイッチ周辺の部分断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１・・・スタータ、１０・・・マグネットスイッチ、１００・・・ボビン、１００ａ・・・円筒部、１００ｂ、１００ｃ・・・鍔部、１０１・・・励磁コイル、１０１ａ・・・吸引コイル、１０１ｂ・・・保持コイル、１０２・・・スリーブ、１０２ａ・・・円筒部、１０２ｂ・・・鍔部、１０３・・・プランジャ、１０３ａ・・・大径円柱部、１０３ｂ・・・小径円柱部、１０３ｃ・・・貫通孔、１０３ｄ・・・スプリング支持部材、１０３ｅ、１０３ｇ・・・スプリング、１０３ｆ・・・プランジャロッド、１０４・・・コア、１０４ａ・・・フレーム、１０４ｂ・・・プレート、１０４ｃ・・・底板部、１０４ｄ・・・側板部、１０４ｅ、１０４ｆ・・・貫通孔、１０５・・・可動接点、１０５ａ・・・子前方側の一面、１０５ｂ、１０５ｃ・・・絶縁部材、１０５ｄ・・・スプリング、１０６、１０７・・・固定接点（第１固定接点、第２固定接点）、１０６ａ、１０７ａ・・・後方側の一面、１０６ｂ、１０７ｂ・・・絶縁部材、１０６ｃ、１０７ｃ・・・連結部、１０６ｄ、１０７ｄ・・・貫通孔、１０８・・・ケース、１０８ａ、１０８ｄ・・・壁部（第１壁部、第２壁部）、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｅ・・・壁部、１０８ｆ・・・カバー、１０８ｇ、１０８ｈ・・・貫通孔、１０９、１１０・・・外部端子（第１外部端子、第２外部端子）、１０９ａ、１０９ｂ、１１０ａ、１１０ｂ・・・絶縁部材、１０９ｃ、１１０ｃ・・・ナット、１１・・・減速装置、１２・・・クラッチ、１３・・・出力軸、１３ａ・・・凹部、１４・・・ピニオン、１５・・・ハウジング
【図１】
2007188822.tif 000003
【図２】
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