(57)【要約】【課題】外部振動による吸引コイル３ａの断線を防止できると共に、巻線設備に要するコストを低減できる電磁スイッチ１を提供する。【解決手段】電磁コイル３は、メイン接点を閉操作するために、プランジャ５を吸引する吸引力を発生する吸引コイル３ａと、メイン接点の閉状態を維持するために、吸引されたプランジャ５を保持する保持力を発生する保持コイル３ｂとで構成され、その吸引コイル３ａと保持コイル３ｂが、それぞれアルミ線によって形成され、且つ、両者の線径が同一に設定されている。これにより、従来の銅線を使用した吸引コイルに比べて、アルミ線を使用した吸引コイル３ａの振動自体の動きを抑制でき、且つ、コイル端末部の質量が、銅線を使用した吸引コイルの約半分になるので、過酷な外部振動を受ける状況下においても、振動によるストレスを大幅に低減でき、耐久性が向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により電磁石を形成する電磁コイルと、
電磁石の発生磁束によって磁化される固定鉄心と、
前記電磁コイルに通電されて電磁石が形成された時に、前記固定鉄心に吸引されて移動するプランジャとを備え、
このプランジャの動きに連動して、スタータのモータ回路に設けられるメイン接点を開閉する電磁スイッチであって、
前記電磁コイルは、前記メイン接点を閉操作するために前記プランジャを吸引する吸引力を発生する吸引コイルと、
前記メイン接点の閉状態を維持するために前記プランジャを保持する保持力を発生する保持コイルとで構成され、
前記吸引コイルと前記保持コイルは、それぞれアルミ線によって形成されていることを特徴とする電磁スイッチ。
【請求項２】
請求項１に記載した電磁スイッチにおいて、
前記吸引コイルに使用されるアルミ線の線径と、前記保持コイルに使用されるアルミ線の線径とが同一であることを特徴とする電磁スイッチ。
【請求項３】
通電により電磁石を形成する電磁コイルと、
電磁石の発生磁束によって磁化される固定鉄心と、
前記電磁コイルに通電されて電磁石が形成された時に、前記固定鉄心に吸引されて移動するプランジャとを備え、
このプランジャの動きに連動して、スタータのモータ回路に設けられるメイン接点を開閉する電磁スイッチであって、
前記電磁コイルは、前記メイン接点を閉操作するために前記プランジャを吸引する吸引力と、前記メイン接点の閉状態を維持するために前記プランジャを保持する保持力とを１コイルで発生すると共に、その１コイルがアルミ線によって形成されていることを特徴とする電磁スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スタータのモータ回路に設けられるメイン接点を開閉する電磁スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、特許文献１に開示された電磁スイッチがある。
この電磁スイッチは、プランジャを吸引するための吸引力を発生する吸引コイルと、吸引したプランジャを保持するための保持力を発生する保持コイルとを有し、吸引コイルと保持コイルの線径を略同一にするために、吸引コイルには銅線が使用され、保持コイルにはアルミ線が使用されている。
【特許文献１】特開昭６２−２０２４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記の特許文献１に記載された電磁スイッチは、保持コイルに使用されるアルミ線と比較して、吸引コイルに使用される銅線の比重が大きいため、過酷な外部振動を受けた場合に、吸引コイルが振動して断線する恐れがある。
また、吸引コイルに使用されるコイル材質（銅）と、保持コイルに使用されるコイル材質（アルミ）とが異なるため、吸引コイルおよび保持コイルをボビンに巻線する際に、２種類のコイル線（銅線とアルミ線）を準備する必要があり、巻線設備に要するコストが増大する問題があった。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、外部振動による吸引コイルの断線を防止できると共に、巻線設備に要するコストを低減できる電磁スイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（請求項１の発明）
本発明は、通電により電磁石を形成する電磁コイルと、電磁石の発生磁束によって磁化される固定鉄心と、電磁コイルに通電されて電磁石が形成された時に、固定鉄心に吸引されて移動するプランジャとを備え、このプランジャの動きに連動して、スタータのモータ回路に設けられるメイン接点を開閉する電磁スイッチであって、電磁コイルは、メイン接点を閉操作するためにプランジャを吸引する吸引力を発生する吸引コイルと、メイン接点の閉状態を維持するためにプランジャを保持する保持力を発生する保持コイルとで構成され、吸引コイルと保持コイルは、それぞれアルミ線によって形成されていることを特徴とする。
【０００５】
上記の構成によれば、吸引コイルと保持コイルの両方にアルミ線を使用することにより、外部振動による吸引コイルの断線を防止できる。つまり、本発明の吸引コイルに使用されるアルミ線と、従来の吸引コイルに使用される銅線とを同等の抵抗値に設計すると、アルミ線の断面積が銅線の断面積の約１．６倍になるため、過酷な外部振動を受けた場合に、銅線を使用した吸引コイルに比べて、アルミ線を使用した吸引コイルの振動自体の動きを抑制できる。また、銅線に対するアルミ線の比重が０．３倍であるため、コイル端末部の質量は、アルミ線を使用した吸引コイルが、銅線を使用した吸引コイルの約半分（１．６×０．３＝０．４８）になる。その結果、過酷な外部振動を受ける状況下においても、振動によるストレスを大幅に低減でき、耐久性が向上する。
【０００６】
（請求項２の発明）
請求項１に記載した電磁スイッチにおいて、吸引コイルに使用されるアルミ線の線径と、保持コイルに使用されるアルミ線の線径とが同一であることを特徴とする。
この場合、吸引コイルおよび保持コイルをボビンに巻線する際に、吸引コイルから保持コイルへの段取り替えが不要である。つまり、吸引コイルと保持コイルが共にアルミ線であり、且つ、両者の線径が同一であるため、吸引コイルをボビンに巻線した後、保持コイルへ移行する際に段取り替えを行う必要はなく、吸引コイルから保持コイルへ連続してボビンに巻線することができ、巻線工程の作業性が向上する。
また、２種類のコイル線（銅線とアルミ線）を準備する必要がないので、巻線設備に要するコストを低減できる。
【０００７】
（請求項３の発明）
本発明は、通電により電磁石を形成する電磁コイルと、電磁石の発生磁束によって磁化される固定鉄心と、電磁コイルに通電されて電磁石が形成された時に、固定鉄心に吸引されて移動するプランジャとを備え、このプランジャの動きに連動して、スタータのモータ回路に設けられるメイン接点を開閉する電磁スイッチであって、電磁コイルは、メイン接点を閉操作するためにプランジャを吸引する吸引力と、メイン接点の閉状態を維持するためにプランジャを保持する保持力とを１コイルで発生すると共に、その１コイルがアルミ線によって形成されていることを特徴とする。
【０００８】
上記の構成によれば、電磁コイルにアルミ線を使用することにより、外部振動による電磁コイルの断線を防止できる。つまり、電磁コイルにアルミ線を使用した場合と、電磁コイルに銅線を使用した場合とで、両者の抵抗値を同等に設計すると、アルミ線の断面積が銅線の断面積の約１．６倍になるため、過酷な外部振動を受けた場合に、銅線を使用した場合の電磁コイルに比べて、アルミ線を使用した場合の電磁コイルの振動自体の動きを抑制できる。また、銅線に対するアルミ線の比重が０．３倍であるため、コイル端末部の質量は、アルミ線を使用した電磁コイルが、銅線を使用した電磁コイルの約半分（１．６×０．３＝０．４８）になる。その結果、過酷な外部振動を受ける状況下においても、振動によるストレスを大幅に低減でき、耐久性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は電磁スイッチ１の断面図である。
本実施例の電磁スイッチ１は、以下に説明するスイッチケース２、電磁コイル３、固定鉄心４、および、プランジャ５等より構成され、スタータ（図示せず）のモータ回路に設けられるメイン接点（後述する）を開閉すると共に、シフトレバー（図示せず）を駆動してスタータのピニオンギヤをエンジン側へ押し出す働きを有する。
スイッチケース２は、円環状の底面を有する円筒形状に設けられ、電磁コイル３への通電によって発生する磁束を通すための磁気回路を形成している。
電磁コイル３は、図示しない始動スイッチが閉操作されると、車載バッテリから通電されて電磁石を形成する。この電磁コイル３の詳細な説明を後述する。
【００１１】
固定鉄心４は、電磁石の発生磁束によって磁化される強磁性体（例えば鉄）により形成され、スイッチケース２と共に磁気回路を形成している。この固定鉄心４は、プランジャ５に対向して配置されるコア部４ａと、このコア部４ａを保持するディスク部４ｂとで構成される。コア部４ａは、径方向の中央部に丸孔が形成された環状体に設けられ、電磁コイル３の内周に嵌合するスリーブ６の内周に配置される。ディスク部４ｂは、スイッチケース２の反底面側（開口部側）の内周に配置され、ディスク部４ｂの外径部が、スイッチケース２の内周に形成された段差に当接して位置決めされている。
プランジャ５は、スリーブ６の内周に挿入されて、コア部４ａとの間に配設されるリターンスプリング７により反コア部方向（図示左方向）へ付勢されている。このプランジャ５には、上記のシフトレバーに連結されるシフト用ロッド８が組み付けられている。
【００１２】
メイン接点は、Ｂ端子ボルト９を介してモータ回路の高電位側（バッテリ側）に接続されるＢ固定接点１０と、Ｍ端子ボルト１１を介してモータ回路の低電位側（モータ側）に接続されるＭ固定接点１２と、両固定接点１０、１２間を電気的に断続する可動接点１３とで構成され、この可動接点１３が両固定接点１０、１２に当接して両固定接点１０、１２間が導通することによりメイン接点が閉状態となり、可動接点１３が両固定接点１０、１２から離れて両固定接点１０、１２間の導通が遮断されることによりメイン接点が開状態となる。
Ｂ端子ボルト９とＭ端子ボルト１１は、樹脂製の接点カバー１４に固定され、接点カバー１４の内部にＢ固定接点１０とＭ固定接点１２が設けられている。
【００１３】
可動接点１３は、プランジャ５に固定されたロッド１５に絶縁部材１６を介して摺動可能に取り付けられ、プランジャ５と絶縁部材１６との間に配置される接点圧スプリング１７によってロッド１５の先端方向（図示右方向）へ付勢されている。また、ロッド１５の端部には、ワッシャ１８がかしめ固定され、このワッシャ１８により可動接点１３がロッド１５から抜け止めされている。
接点カバー１４は、円筒状の脚部１４ａを有する有底形状に設けられ、脚部１４ａの外周がスイッチケース２の内周に嵌合すると共に、脚部１４ａの先端面が固定鉄心４のディスク部４ｂの端面に当接して組み付けられ、脚部１４ａの周方向の一部あるいは全周がスイッチケース２の開口端部にかしめ固定されている。
【００１４】
ここで、電磁コイル３について説明する。
電磁コイル３は、メイン接点を閉操作するために、プランジャ５を吸引する吸引力を発生する吸引コイル３ａと、メイン接点の閉状態を維持するために、吸引されたプランジャ５を保持する保持力を発生する保持コイル３ｂとで構成され、樹脂製のボビン１９に二層状態で巻線されている。
吸引コイル３ａは、一方の端部が、接点カバー１４に固定された通電用端子（図示せず）に接続され、他方の端部が、接続用ターミナル（図示せず）を介してＭ端子ボルト１１に電気的に接続されている。
【００１５】
保持コイル３ｂは、一方の端部が、吸引コイル３ａの一方の端部と共に、上記の通電用端子に接続され、他方の端部がアース側（例えば、固定鉄心４のディスク部４ｂ）に電気的、且つ、機械的に接続されている。
通電用端子は、例えば、５０端子と呼ばれることもあり、スタータリレー（図示せず）を介して始動スイッチ（図示せず）に接続されている。始動スイッチがオン操作されると、バッテリから流れる電流がスタータリレーを介して通電用端子に供給される。
ところで、上記の吸引コイル３ａと保持コイル３ｂは、それぞれ、コイル材質にアルミニウムを用いたアルミ線によって形成され、且つ、両者の線径が同一に設定されている。  
【００１６】
次に、電磁スイッチ１の作動を説明する。
始動スイッチのオン操作により、バッテリから吸引コイル３ａと保持コイル３ｂとに通電されて電磁石が形成されると、プランジャ５と固定鉄心４との間に吸引力が発生し、その吸引力を受けてプランジャ５が固定鉄心４側へ移動する。これにより、プランジャ５に固定されたロッド１５が押し出されて、ロッド１５の端部に支持された可動接点１３がＢ固定接点１０とＭ固定接点１２とに当接する。その後、プランジャ５は、接点圧スプリング１７を押し縮めながら更に移動して、コア部４ａの端面に当接して停止する。これにより、接点圧スプリング１７に蓄えられた反力が可動接点１３に付与されて、可動接点１３が一組の固定接点１０、１２に押し付けられることにより、メイン接点が閉成する。
メイン接点が閉じると、吸引コイル３ａがメイン接点により短絡された状態となる。つまり、吸引コイル３ａには電流が流れなくなり、保持コイル３ｂが発生する磁力（保持力）だけでプランジャ５が吸引された状態に保持される。
【００１７】
エンジン始動後、メイン接点が閉じた状態で始動スイッチがオフ操作されると、バッテリからメイン接点を介して吸引コイル３ａと保持コイル３ｂとを直列に電流が流れる。つまり、吸引コイル３ａには、プランジャ５を吸引する場合と逆向きに電流が流れる。これにより、保持コイル３ｂの磁力が吸引コイル３ａの磁力により打ち消されて、プランジャ５を保持する保持力が消滅することにより、プランジャ５は、リターンスプリング７の反力を受けて、図１に示す静止位置まで押し戻される。その結果、可動接点１３が一組の固定接点１０、１２から離れて、メイン接点が開成する。
【００１８】
（実施例１の効果）
本実施例の電磁スイッチ１は、吸引コイル３ａと保持コイル３ｂが、それぞれアルミ線によって形成されているので、外部振動による吸引コイル３ａの断線を防止できる。つまり、本実施例の吸引コイル３ａに使用されるアルミ線と、従来の吸引コイルに使用される銅線とを同等の抵抗値に設計すると、アルミ線の断面積が銅線の断面積の約１．６倍になるため、過酷な外部振動を受けた場合に、銅線を使用した吸引コイルに比べて、アルミ線を使用した吸引コイル３ａの振動自体の動きを抑制できる。また、銅線に対するアルミ線の比重が０．３倍であるため、コイル端末部の質量は、アルミ線を使用した吸引コイル３ａが、銅線を使用した吸引コイルの約半分（１．６×０．３＝０．４８）になる。その結果、過酷な外部振動を受ける状況下においても、振動によりコイル端末部に加わるストレスを大幅に低減できるので、吸引コイル３ａの断線を防止でき、耐久性が向上する。
【００１９】
さらに、吸引コイル３ａに使用されるアルミ線の線径と、保持コイル３ｂに使用されるアルミ線の線径とが同一であるため、吸引コイル３ａと保持コイル３ｂをボビン１９に巻線する際に、吸引コイル３ａから保持コイル３ｂへの段取り替えが不要である。つまり、吸引コイル３ａと保持コイル３ｂが共にアルミ線であり、且つ、両者の線径が同一であるため、吸引コイル３ａをボビン１９に巻線した後、保持コイル３ｂへ移行する際に段取り替えを行う必要はなく、同一のアルミ線を吸引コイル３ａから保持コイル３ｂへ連続してボビン１９に巻線することができるので、巻線工程の作業性が向上する。また、２種類のコイル線（銅線とアルミ線）を準備する必要がないので、巻線設備に要するコストを低減できる。
【００２０】
また、アース接続される保持コイル３ｂの他方の端部は、例えば、鉄製の固定鉄心４に直接溶接することができる。この場合、アルミと鉄とのイオン化傾向の差が小さいことから、異種金属の接合による腐食を防止できる。なお、固定鉄心４は、アルミとのイオン化傾向が小さくなる様に、例えば、Ｚｎめっき処理を実施しても良い。
【実施例２】
【００２１】
図２はスタータ２０の一部断面を含む側面図である。
本実施例の電磁スイッチ１は、電磁コイル３が１コイルで形成されている一例である。  電磁コイル３は、図２に示す様に、一方の端部が通電用端子２１に接続され、他方の端部がスイッチケースあるいは固定鉄心等にアース接続されている。つまり、本実施例の電磁コイル３は、メイン接点を閉操作するためにプランジャ５を吸引する吸引力と、メイン接点の閉状態を維持するためにプランジャ５を保持する保持力とを１コイルで発生している。また、電磁コイル３は、アルミ線によって形成されている。
なお、図２に示すスタータ２０は、電機子（図示せず）に回転力を発生するモータ２２と、電機子の回転を減速する遊星歯車減速装置２３と、この減速装置２３の出力が一方向クラッチ２４を介して伝達される出力軸２５と、この出力軸２５の外周にヘリカルスプライン嵌合するピニオンギヤ２６等を備え、電磁スイッチ１の働きにより、シフトレバー２７を介して出力軸２５の外周上を反モータ方向（図示左方向）へピニオンギヤ２６を押し出して、エンジンのリングギヤ２８にピニオンギヤ２６を噛み合わせる方式である。
【００２２】
この実施例２に示す電磁スイッチ１では、外部振動による電磁コイル３の断線を防止できる。つまり、つまり、電磁コイル３にアルミ線を使用した場合と、電磁コイル３に銅線を使用した場合とで、両者の抵抗値を同等に設計すると、アルミ線の断面積が銅線の断面積の約１．６倍になるため、過酷な外部振動を受けた場合に、銅線を使用した場合の電磁コイルに比べて、アルミ線を使用した場合の電磁コイル３の振動自体の動きを抑制できる。また、銅線に対するアルミ線の比重が０．３倍であるため、コイル端末部の質量は、アルミ線を使用した電磁コイル３が、銅線を使用した電磁コイルの約半分（１．６×０．３＝０．４８）になる。その結果、過酷な外部振動を受ける状況下においても、振動によりコイル端末部に加わるストレスを大幅に低減できるので、電磁コイル３の断線を防止でき、耐久性が向上する。
【００２３】
（変形例）
実施例１では、吸引コイル３ａと保持コイル３ｂに使用されるアルミ線の線径が同一に設定される例を記載したが、両者の線径が異なるものでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】電磁スイッチの断面図である（実施例１）。
【図２】スタータの一部断面を含む側面図である（実施例２）。
【符号の説明】
【００２５】
１    電磁スイッチ
３    電磁コイル
３ａ  吸引コイル
３ｂ  保持コイル
４    固定鉄心
５    プランジャ
１０    Ｂ固定接点（メイン接点）
１２    Ｍ固定接点（メイン接点）
１３    可動接点（メイン接点）
２０    スタータ
【図１】
2009224116.tif 000003
【図２】
2009224116.tif 000004