(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部材であるプランジャーと、前記プランジャーの動きに伴って移動する可動接点付きシャフトと、前記可動接点が当接することによりモータへの通電を行う固定接点と、前記プランジャーと対向して配置され磁気回路を構成する継鉄と、通電されて磁力を発生する励磁コイルとを備えるスタータにおいて、
前記プランジャーは、それぞれが前記励磁コイルの発生する磁力を受けて吸引されるように第一のプランジャーと他のプランジャーとの複数個に分割されると共に、前記分割されたプランジャーのそれぞれの軸方向空隙部には緩衝部材が設けられており、前記励磁コイルに通電すると、前記固定接点に前記可動接点が接続される時点では、前記第一のプランジャーのみが前記継鉄に完全吸引され、さらに、前記他のプランジャーが前記緩衝部材を縮ませながら前記継鉄側に吸引されるように構成したことを特徴とするスタータ。
【請求項２】
可動部材であるプランジャーと、前記プランジャーの動きに伴って移動する可動接点付きシャフトと、前記可動接点が当接することによりモータへの通電を行う固定接点と、前記プランジャーと対向して配置され磁気回路を構成する継鉄と、通電されて磁力を発生する励磁コイルとを備えるスタータにおいて、
前記プランジャーは、それぞれが前記励磁コイルの発生する磁力を受けて吸引される第一のプランジャーと第二のプランジャーとに分割されると共に、前記第一のプランジャーと前記第二のプランジャーの軸方向空隙部には緩衝部材が設けられており、前記励磁コイルに通電すると、前記固定接点に前記可動接点が接続される時点では、前記第一のプランジャーのみが前記継鉄に完全吸引され、さらに、前記第二のプランジャーが前記緩衝部材を縮ませながら前記継鉄側に吸引されるように構成したことを特徴とするスタータ。
【請求項３】
前記緩衝部材は板バネであることを特徴とする請求項１または２記載のスタータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスタータに係り、更に詳細には、内燃機関の始動用スタータに用いて好適なマグネティックスイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
スタータ用マグネティックスイッチの従来技術としては、例えば、特開平6-280719号公報に開示された技術があり、マグネティックスイッチは、励磁コイルが通電されるとプランジャーが吸引され、同時に可動接点付きシャフトが押し出されて可動接点が固定接点に接続し、モータに通電される。
【０００３】
そして、励磁コイルの通電を遮断するとプランジャーはバネ反力により元の位置に戻り、同時に可動接点付きシャフトもバネ反力で元の位置に戻り、接点同士の接続が開放され、モータへの通電を解除して、スタータの回転が停止する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術では、プランジャーが吸引されて、継鉄にプランジャーが衝突時、その衝突振動が継鉄を伝搬して固定接点に伝わり、固定接点が振動して、固定接点と可動接点に位相差が生じると、接続されている固定接点と可動接点は断続的開放状態(チャタリング)となり、アーク熱が発生して、固定接点と可動接点が溶解することにより、接点同士が溶着する場合がある。このとき、励磁コイルの通電を遮断してもシャフトを戻すためのバネ反力では接点同士の離間が困難で接続が開放されない場合には、連続通電によりモータや動力伝達部品が損傷する恐れがある。
【０００５】
本発明の目的は、プランジャーが継鉄に衝突することによって発生する固定接点と可動接点の断続的開放状態を無くすことができる信頼性に優れたスタータを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的は、スタータ用励磁コイルの通電時に、プランジャーが吸引されて、継鉄に衝突したときに当該継鉄に発生する衝撃力を、複数回に分散させることによって達成される。
【０００７】
本発明によれば、プランジャーと継鉄の衝突によって発生する衝撃力の分散により、衝撃による振動発生を抑制することが可能となり、振動による接点のチャタリングを防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【０００９】
図１はスタータの断面図である。
【００１０】
図１において、スタータは、回転駆動力を発生するモータ１、モータ１の出力軸２にスプライン係合されたローラクラッチ６、このローラクラッチ６と一体に出力軸６上を摺動可能に設けられたピニオン７、モータ１への通電を制御するとともに、レバー部材８とレバースプリング９等で構成されるピニオン移送機構を介してローラクラッチ６と一体のピニオン７をエンジンのリングギア２０側に移送する動力源であるマグネティックスイッチ３等から構成されている。
【００１１】
スタータのモータ１の出力軸２は、フロントブラケット４のノーズ部４ａに設けた軸受部４ｂとリヤブラケット５の軸受部５ａとに回転可能に支持される。
【００１２】
また、出力軸２には、ローラクラッチ６とピニオン７とがマグネティックスイッチ３の動力によりレバー部材８を介して摺動可能に支持されている。
【００１３】
そして、フロントブラケット４のインロー部４ｃは、エンジンのスタータ取付部に嵌合し、フロントブラケット４のフランジ部４ｄの取付け穴４ｅにボルトを通してエンジンにねじ止めすることにより、スタータをエンジンに装着している。
【００１４】
レバー部材８は、その中間の支点部８ｃがレバースプリング９と係合し、レバースプリング９によってレバー部材８は支点部８ｃを中心に回動可能に支持されている。そして、レバー部材８のプランジャー係合部８ｂがマグネティックスイッチ３のプランジャー３ａの角穴部３ｂと係合し、他端はローラクラッチ６と係合している。
【００１５】
マグネティックスイッチ３は、通電されて磁力を発生する励磁コイル３ｄ、この励磁コイル３ｄの外周を覆い磁気回路の一部を構成するコイルケース３ｅ、プランジャー３ａと対向して配置され磁気回路を構成する継鉄３ｆ、励磁コイル３ｄの内周に軸方向に摺動自在に配置された駆動部材であるプランジャー３ａ、プランジャー３ａの前端に設けられた角穴部３ｂ、継鉄３ｆとプランジャー３ａとの間に配設されてプランジャー３ａを常時前方（図１の右側）に付勢するプランジャー戻しバネ３ｃ、継鉄３ｆの軸心位置に軸方向に摺動自在に配置された可動シャフト３ｇ、可動シャフト３ｇの後端に取り付けられてモータ１への通電回路を開閉する可動接点３ｈ、可動接点３ｈと相対して配置されてモータ１への通電回路を開閉するとともに、バッテリに繋がる外部配線との接続を行う一対の固定接点３ｊ等により構成されている。
【００１６】
図中、１０は固定接点３ｊを係合するケース、１１はシャフト戻し用バネである。
【００１７】
プランジャー３ａは第一プランジャー３ａ−１と第二プランジャー３ａ−２との分割構造となり、プランジャー３ａ−１と３ａ−２の軸方向空隙部には緩衝部材として、板バネ３ａ−３を設けている。
【００１８】
次に、このように構成されたスタータの動作について説明する。
【００１９】
図２（動作その１）において、自動車等のエンジン始動時に、運転者が図示しないキースイッチを投入（ＯＮ）すると、図示しないバッテリーからマグネティックスイッチ３の励磁コイル３ｄに通電されて、プランジャー３ａが励磁コイル３ｄの発生する磁力を受けて継鉄３ｆに吸引される。プランジャー３ａは、プランジャー戻しバネ３ｃのバネ力に抗して後方（図１の左方向）に移動する。このプランジャー３ａの移動に伴って、レバー部材８はレバースプリング９によって支持された支点部８ｃを中心に反時計回りに回動する。このレバー部材８の回動によりローラクラッチ６とピニオン７とを出力軸２上をリングギア２０側に移送する。
【００２０】
このとき、ピニオン７とリングギヤ２０の歯の端面同士が当接（衝突）しない場合には、ピニオン７はそのままリングギヤ２０と噛み合う。
【００２１】
ここで、ピニオン７とリングギヤ２０の歯の端面同士が当接した場合には、ローラクラッチ６とピニオン７の軸方向の移動は止まるが、図３（動作その２）のごとくプランジャー３ａはレバースプリング９を撓ませながら（弾性変形させながら）さらに吸引されて移動し、可動シャフト３ｇを移動させる。そして、図４（動作その３）のごとくプランジャー３ａが完全に吸引され、可動接点３ｈが固定接点３ｊに当接すると、モータ１に通電されてモータ１が回転する。この回転駆動力によって、レバースプリング９のバネ力でレバー部材８を介してリングギヤ２０側に押し付けられているローラクラッチ６とピニオン７が回転して、ピニオン７とリングギヤ２０の歯の端面同士の当接状態が噛み合い可能な位置までずれると、レバースプリング９のバネ力でローラクラッチ６とピニオン７がリングギヤ２０側に押し出され、ピニオン７とリングギヤ２０が噛み合う。
【００２２】
そして、モータ１の回転駆動力は、ローラクラッチ６、ピニオン７およびリングギヤ２０を介してエンジンに伝達され、エンジンを回転駆動し、エンジンが始動される。
【００２３】
エンジン始動後、運転者が図示しないキースイッチを開放（ＯＦＦ）すると、プランジャー３ａが戻しバネ３ｃのバネ力で元の位置に戻される方向に力が作用しプランジャー３ａが元の位置に戻る。このプランジャー３ａの動きに伴って可動シャフト３ｇも元の位置に戻り、可動接点３ｈが固定接点３ｊから離れてモータ１への通電が遮断されモータ１の回転が停止する。一方で、プランジャー３ａと係合したレバー部材８は、レバースプリング９によって支持された支点部８ｃを中心に時計回りに回動して、ローラクラッチ６とピニオン７を元の位置に戻して、ピニオン７とリングギヤ２０とを離間させる（ピニオン７とリングギヤ２０との噛み合いを解除する）。
【００２４】
次に、プランジャー３ａの詳細な動作説明をする。
【００２５】
図２において、プランジャー３ａ（第一プランジャー３ａ−１、第二プランジャー３ａ−２、板バネ３ａ−３が同時に動作）が矢印（ＯＮ時）方向に吸引され、図３の如く固定接点３ｊに可動接点３ｈが接続されると同時に、継鉄３ｆの軸方向側面に、吸引力により速度Ｖで全質量Ｍのプランジャー３ａの軸方向側面が衝突する。
そして、その時の衝撃力はＦ0（＝Ｍ・ｄＶ/ｄｔ）となり、その衝撃による振動が継鉄３ｆ、ケース１０へと伝搬して、固定接点３ｊに伝わり、固定接点３ｊが振動して、固定接点３ｊと可動接点３ｈに位相差が生じると、接続されている固定接点３ｊと可動接点３ｈは断続的開放状態（チャタリング）となり、両者３ｊ，３ｈ間にアーク熱が発生して、固定接点３ｊと可動接点３ｈが溶解することにより、接点３ｊ，３ｈ同士が溶着する場合がある。
【００２６】
但し、プランジャー３ａは、第一プランジャー３ａ−１と第二プランジャー３ａ−２の分割構造であり、両者空隙には緩衝用の板バネ３ａ−３が配置しているため、図３のごとく固定接点３ｊに可動接点３ｈが接続投入される時点では、第一プランジャー３ａ−１のみが継鉄３ｆに完全吸引され、その時の衝撃力は第一プランジャー３ａ−１のみとなる。速度Ｖで衝突する第一プランジャー３ａ−１（質量ｍ1）の衝撃力は、Ｆ1（＝ｍ1・ｄＶ/ｄｔ）となり、全質量Ｍ時の衝撃力Ｆ0の約１／２となる。
【００２７】
図４のごとく第二プランジャー３ａ−１は板バネ３ａ−３を縮ませながら継鉄３ｆに完全吸引される。
【００２８】
速度Ｖおよび第二プランジャー３ａ−２の質量ｍ2での衝撃力は、Ｆ2（＝ｍ2・ｄＶ/ｄｔ）となり、全質量Ｍ時の衝撃力Ｆ0の約１／２となる。
【００２９】
すなわち、プランジャー３ａが完全吸引される時に、継鉄３ｆに衝突するタイミングを、第一プランジャー３ａ−１、第二プランジャー３ａ−２の順番で２回に分散することで、その時の衝撃力も２回に分散することができる。継鉄３ｆが受ける衝撃力は、約１／２ずつの２回に分散され、衝撃による振動も約１／２に半減されるため、固定接点３ｊに伝搬される振動エネルギーも半減されるので、固定接点３ｊの振動に合わせて、可動接点３ｈの振動も追従でき、両接点３ｊ，３ｈ間でチャタリングは発生しなくなる。
【００３０】
前記構成を採用すれば、固定接点３ｊの振動に合わせて、可動接点３ｈの振動も追従でき、両接点３ｊ，３ｈ間でチャタリングは発生しなくなるのでアーク熱の発生もなくなり、両接点３ｊ，３ｈ間の溶着も発生しなくなる。
【００３１】
よって、キースイッチＯＦＦ後の連続通電によるモータや動力伝達部品の損傷を防止できる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明により、衝撃による振動エネルギーを数回に分散することができ、振動エネルギーの影響によるチャタリングを防止することにより、連続通電によるモータや動力伝達部品の損傷を防止できる。その結果、大幅なる信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例を示すスタータの断面図である。
【図２】  図１に符号３で示すマグネティックスイッチの動作説明図（動作その１）である。
【図３】  図２のマグネティックスイッチ３の動作説明図（その２）である。
【図４】  図２のマグネティックスイッチ３の動作説明図（その３）である。
【符号の説明】
１…モータ、３…マグネティックスイッチ、３ａ…プランジャー、３ａ−１…第一プランジャー、３ａ−２…第二プランジャー、３ａ−３板バネ、３ｄ…励磁コイル、３ｆ…継鉄、３ｇ…可動シャフト、３ｈ…可動接点、３ｊ…固定接点。
【図１】
0003831234.tif 000002
【図２】
0003831234.tif 000003
【図３】
0003831234.tif 000004
【図４】
0003831234.tif 000005