(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を形成するケースと、該ケース内に固定されている電磁コイルと、該コイルの磁力に吸引駆動されるプランジャとを有するスタータ用マグネットスイッチにおいて、
前記ケースの外壁に開口し前記内部空間と外部とを連通する通気孔と、
前記プランジャに駆動されて該通気孔を開閉する遮蔽部材とを備え、
該通気孔は該遮蔽部材により、前記プランジャ吸引時に開かれ、該プランジャ復帰時に閉じられることを特徴とするスタータ用マグネットスイッチ。
【請求項２】
前記通気孔は、前記内部空間のうち車両装着時の地方向にある底部に開口している排出孔である請求項１記載のスタータ用マグネットスイッチ。
【請求項３】
前記遮蔽部材は、
前記通気孔を開閉する遮蔽部と、
該遮蔽部とプランジャとを連結する連結部と、
からなる請求項１記載のスタータ用マグネットスイッチ。
【請求項４】
前記連結部は、ワイヤで形成されている請求項３記載のスタータ用マグネットスイッチ。
【請求項５】
前記遮蔽部は突出部を有し、この突出部には当該マグネットスイッチの作動時に前記通気孔を覆うフィルターが備えられている、
請求項３記載のスタータ用マグネットスイッチ。
【請求項６】
前記遮蔽部のうち少なくとも前記通気口を閉止する部分がフィルターで形成されている、
請求項３記載のスタータ用マグネットスイッチ。
【請求項７】
前記通気孔には、フィルターが設けられている、
請求項１記載のスタータ用マグネットスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等のエンジンを始動する電動スタータに付設されているマグネットスイッチ（電磁スイッチ）の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のエンジン用スタータに付設されているマグネットスイッチは、自動車の走行中、水分や埃を含んだ空気や、泥水の跳ねかけなどを受ける。また、マグネットスイッチは、エンジン始動時には電流が流れて急に温度が上がり、さらに隣接するスタータから熱が伝導されて温度が上がる。逆に、マグネットスイッチは、車両の走行時には使用されず徐々に温度が下がるので、走行時には周囲より内部圧力が低い状態にもなる。この時、スタータの外壁に泥水等の付着があると、マグネットスイッチ内外の圧力差でケーシングの僅かな隙間から泥水等を吸い込みかねない。マグネットスイッチ内に吸い込まれた水分や各種汚染物質は、故障の原因となり得るので、このような吸い込みを防止することが望ましい。また、いったん浸入した水分は蒸発して内部空間の湿度を上げ、そのままの状態でマグネットスイッチが冷却されると、内部の冷却されやすい金属部分等に結露して水滴が生じることにもなる。
【０００３】
以上の理由により、従来からマグネットスイッチに通気孔を設けることが行われていた。例えば、図４に示すように、ケース本体１１の下部に通気パイプ９を取り付けたマグネットスイッチがある。通気パイプ９には、上端部でケース１内の空間に開口し、下端部で通気口９１から外部に連通する通気孔９０が形成されている。したがって、ケース１が形成する内部空間に外気との圧力差が生じたりすると、自然に通気パイプ９から換気される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述の従来のマグネットスイッチでは、車両の走行時に車輪による泥水の跳ね上げ等により強い水流がかかると、通気パイプ９の通気孔９０を逆上って水分等の汚染物質が侵入してしまう可能性があった。マグネットスイッチの内部空間に汚染物質が侵入すること自体、好ましくないが、分けても接点室４０への侵入はマグネットスイッチの接触不良等の機能不全に直結するので、是非とも防止する必要があった。
【０００５】
そこで本発明は、マグネットスイッチの作動時にのみ通気孔が外部と連通し、非作動時には通気孔を閉じて汚染物質の侵入を防ぐスタータ用マグネットスイッチを提供することを解決すべき課題とする。これは、マグネットスイッチに汚染物質が侵入するのは、通気孔が常に開口しているゆえであると考えに基づいている。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題を解決するために、発明者らは以下の手段を発明した。
（第１手段）
本発明の第１手段は、請求項１記載のスタータ用マグネットスイッチである。本手段では、プランジャに駆動されて遮蔽部材が通気孔を開閉する。すなわち、電磁コイルに通電されてプランジャが移動するとともにスイッチ接点が閉じている状態でのみ、遮蔽部材が通気孔から外れ、通気孔を介して内部空間が外部に連通する。通常、マグネットスイッチが作動するときは、車両は停止しているので、車輪が水をはね上げることもなく、安全に外部に連通することができる。逆に、電機子コイルに通電が無く、プランジャが後退して復帰し、スイッチ接点が開いている状態では、遮蔽部材が通気孔を閉止して、外部からの汚染物質の侵入を防止する。
【０００７】
したがって、本手段によれば、スタータ駆動後に被水するなどの悪条件の下にあっても、通気孔からの水分等の汚染物質の侵入が防止されるという効果がある。その結果、スタータ用マグネットスイッチの信頼性が向上し、より劣悪な環境での使用に耐えるようになる。
なお、本手段は構成が極めて簡素であり、遮蔽部材はプランジャに駆動されているので、ほとんどコスト増加を伴うことなく実施することができる。
【０００８】
（第２手段）
本発明の第２手段は、請求項２記載のスタータ用マグネットスイッチである。
本手段では、通気孔（排出孔）が内部空間の底部（スタータを車両に装着した状態での地方向の最低部位または凹部）に開口しているので、内部空間で凝結した水分などの汚染物質が、重力で自然に排出孔に集まってくる。車両の振動には排出孔への汚染物質の集合を促す作用があり、なおさら好都合である。
【０００９】
したがって、本手段によれば、前述の第１手段の効果に加えて、重力と振動とを利用して効率よく汚染物質の排出ができ、内部空間に汚染物質が滞留しにくいという効果がある。その結果、マグネットスイッチの内部空間への汚染の浸入による不具合は防止され、マグネットスイッチの信頼性がいっそう向上する。
（第３手段）
本発明の第３手段は、請求項３記載のスタータ用マグネットスイッチである。
【００１０】
本手段では、遮蔽部材が遮蔽部と連結部とからなっている。遮蔽部は通気孔を開閉し、連結部は遮蔽部とプランジャとを連結しているので、プランジャは連結部を介して遮蔽部を駆動する。
したがって、本手段によれば、前述の第１手段の効果に加えて、通気孔をケースに設ける場所について自由度が増すという効果がある。
【００１１】
（第４手段）
本発明の第４手段は、請求項４記載のスタータ用マグネットスイッチである。
本手段では、連結部がワイヤで形成されているので、プランジャはワイヤからなる連結部を介して遮蔽部を駆動する。
したがって、本手段によれば、前述の第３手段の効果に加えて、通気孔をケースに設ける場所についてよりいっそう自由度が増すという効果がある。
【００１２】
（第５手段）
本発明の第５手段は、出願時の請求項５記載のスタータ用マグネットスイッチである。
本手段では、通気孔はケースの軸穴との間隙として形成されており、遮蔽部材はプランジャに同軸的に固定されている。それゆえ、プランジャの移動に連れて、あたかも蓋が開閉するように、遮蔽部材が通気孔を開放・閉止する。
【００１３】
したがって、本手段によれば、前述の第１手段の効果に加えて、遮蔽部材の構成が極めて簡素であり、また、軸穴を通気孔として利用するので、コスト増加がない（または極めて少ない）という効果がある。また、構成が簡素な分、故障や不具合の発生が少なくなるという効果もある。さらに、水や埃などの汚れを嫌う接点室から最も離れた位置に通気孔が開口しているので、万一通気孔から汚染物質が侵入した場合にも、接触不良などの機能不全を防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明のスタータ用マグネットスイッチの実施の形態については、当業者に実施可能な理解が得られるよう、以下の実施例等で明確かつ充分に説明する。
〔実施例１〕
（実施例１の構成）
本発明の実施例１としてのスタータ用マグネットスイッチは、図１に示すように、内部空間を形成するケース１と、ケース１内に固定されている電磁コイル２と、電磁コイル２の内部を摺動するプランジャ３とを備えている。本実施例のマグネットスイッチの特徴は、車両装着時に地方向となるケース１の底部に形成されている通気孔（排出孔）５と、プランジャ３に駆動されて通気孔５を開閉する遮蔽部材６とを有することにある。
【００１５】
ケース１は、内部に空間１００を形成しているケース本体１１と、内部空間１００を軸心方向の前後に区切り電磁コイル２を支持している前蓋１２と、ケース１の一端（後端）を閉止している裏蓋１３とからなる。ケース本体は、アルミニウム合金製で筒状の部材であり、ケース１の側面を形成している。前蓋１２は、略円盤状に形成されている軟鋼製の切削部材であり、中央に軸穴１０が前後に連通している。裏蓋１３は、略回転対称形にプレス成形された軟鋼製の板金部材であり、中央部にプランジャ３の後端部が当接する凹部が形成されている。裏蓋１３は、ケース本体１１の後端に複数のボルト１４で固定されている。
【００１６】
電磁コイル２は、前蓋１２とともに磁路を形成する継鉄（図示せず）によってケース１に固定され、内部空間１００に収容されている。電磁コイル２は、電磁コイル２の軸心はケース１の軸心と一致しており、電磁コイル２の内周面は、円筒面状に形成されていて、摩擦が少なく摩耗しにくい材料に覆われている。
プランジャ３は、回転対称形状の部材であり、ケース１および電磁コイル２と同軸に支持され、前後（図中左右方向）に所定の範囲で移動可能である。プランジャ３は、前方（図中左方）から順に、プランジャ軸３１、プランジャ本体３２、接点導体３３、後端部材３４からなる。プランジャ軸３１は、丸棒状の強度部材でプランジャ本体３２の前端部に接合されており、プランジャ軸３１の先端は、ケース前蓋１２の軸穴３０を通ってケース１の前端面から突出している。プランジャ本体３２は、軟磁性体からなる円筒体状の部材であり、前述の電磁コイル２の内周面に沿って前後に滑り動く。接点導体３３は、プランジャ本体３２の後端に接合されている銅合金製の円盤状部材である。後端部材３４は、プランジャ本体３２および接点導体３３に接合され、プランジャ３の後端部を形成している部材である。後端部材３４の後部外周面は、円錐面状に形成されており、前述の後蓋１３の凹部の内周面に当接して、プランジャ３の後退位置を規制している。
【００１７】
ここで、電磁コイル２の後端面から後方には、内部空間１００の一部として接点室４０が形成されており、接点室４０内の前半の外周部には、スイッチ電極４１，４２が電磁コイル２の後端部に固定されている。スイッチ電極４１，４２のうち、一方はバッテリー（図示せず）に導通し、他方はスタータ（図示せず）に導通している。
【００１８】
プランジャ３は、電磁コイル２に通電されていない間は、図示のようにケース１内で後退した位置にある。
電磁コイル２に所定量の通電があると、電磁コイル２は磁場を形成し、プランジャ本体３２を磁力で吸引するので、プランジャ３は前方（図中左方）へ移動する。プランジャ３の前進位置は、プランジャ本体３２の前端面が前蓋１２の後端面に当接することにより、規制されている。プランジャ３が前進すると、接点導体３３がスイッチ電極４１，４２に接触し、スイッチ電極４１，４２間は導通する。その結果、スタータ（図示せず）が駆動され、プランジャ３に押し出されたピニオンギヤ（図示せず）を介して、エンジン（図示せず）が始動する。
【００１９】
逆に、電磁コイル２への通電が遮断されると、前述のマグネットスイッチ内に挿置されているスプリング（図示せず）の反発力でプランジャ３は後退し、もとの位置に復帰する。同時に、接点導体３３がスイッチ電極４１，４２を離れるので、スイッチ電極４１，４２間の導通はなくなる。
さて、ケース本体１１の外壁には通気孔５の一端が開口しており、通気孔５の他端は内部空間１００の底部に開口して、通気孔５は内部空間１００と外部とを連通している。
【００２０】
一方、遮蔽部材６は、通気孔５の上記一端を内部空間１００から塞いでいる遮蔽部６１と、プランジャ軸３１に固定されている連結部６２とから、非磁性材料である合成樹脂で一体に形成されている。したがって、遮蔽部６１は連結部６２によってプランジャ軸３１に接合されているので、プランジャ３の前後移動に従って前後に移動し、本マグネットスイッチ作動時には通気孔５を開放し、本マグネットスイッチ非作動時には通気孔５を閉止する。
【００２１】
（実施例１の作用効果）
本実施例のスタータ用マグネットスイッチでは、プランジャ３に駆動されて遮蔽部材６が通気孔５を開閉する。すなわち、電磁コイル２に通電されてプランジャ３が移動するとともにスイッチ接点４１，４２が閉じている状態でのみ、遮蔽部材６が通気孔５から外れ、通気孔５を介して内部空間１００が外部に連通し、換気が行われて内外気の圧力差を解消する。また、万一、内部空間１００に水分等の汚染物質が浸入していた場合には、これらの汚染物質は通気孔５が連通した際に排出される。逆に、電磁コイル２に通電が無く、プランジャ３が後退してスイッチ接点４１，４２が開いている状態では、遮蔽部材６が通気孔５を閉止して、外部からの汚染物質等の侵入を防止する。
【００２２】
したがって、本実施例によれば、スタータ駆動後に水や埃、砂塵、オイルなどの汚染物質を本マグネットスイッチが被るなどの悪条件の下にあっても、通気孔５からの汚染物質の侵入が防止されるという効果がある。
また、水分が浸入して内部空間１００での湿度が上昇しても、本マグネットスイッチの作動時に内部空間１００に連通する通気孔５が開くので、内部空間１００の空気は通気孔５を介して換気される。その結果、外気に近い湿度にまで内部空間１００の湿度が低下するので、内部空間１００での結露による水滴はできにくくなる。さらに、通気孔５が内部空間１００の底部（車両に搭載状態で重力方向下部）に開口しているので、万一内部空間１００に浸入した水分があっても、重力で自然に通気孔５の付近に集まってくる。
【００２３】
それゆえ本実施例によれば、車両運用時に被る汚染物質をマグネットスイッチの内部空間１００に浸入させることがなく、逆にマグネットスイッチ作動時に極めて効率よく汚染物質の排出や湿った空気の換気ができ、内部空間１００に汚染物質が滞留しにくいという効果がある。
その結果、本実施例のスタータ用マグネットスイッチでは、接触不良などの不具合が起きる確率が激減し、信頼性がいっそう向上するとともに、より劣悪な環境での使用に耐えるようになる。
【００２４】
なお、本実施例では、ケース本体１１に通気孔５を形成し、遮蔽部材６をプランジャ軸３１に固定するだけであり、しかも遮蔽部材６は遮蔽部６１と連結部６２とが合成樹脂の一体成形で製造されているので、その構成は極めて簡素である。また、遮蔽部材６はプランジャ３に駆動されているので、駆動手段を別途設ける必要がなく、従来技術に比べてほとんどコスト増加を伴うことなく実施することができるという利点もある。
【００２５】
（実施例１の変形態様）
前述の実施例において、通気孔５にフィルターを設けておいてもよい。フィルターは、合成繊維や活性炭フィルター、合成紙フィルターなどが使用できる。フィルターを有すれば、本マグネットスイッチの作動時に通気孔５が開放されている瞬間に、外部から通気孔５へ飛び込んでくる汚染物質の内部空間１００への進入を阻止することができる。なお、遮蔽部６１の後端部分に突出部を設け、同突出部にフィルターを備えて、マグネットスイッチ作動時に通気孔５をフィルターが覆うようにしてもよい。
【００２６】
また、遮蔽部６１の一部または全部をフィルターで形成してもよい。遮蔽部６１のうち通気孔５を閉止する部分がフィルターで形成されていれば、本マグネットスイッチの非作動時（スタータを回していないとき）にも、通気孔５を通じて所定の通気性が確保される。その結果、フィルターを通して空気を導入する方が、フィルターで濾過されていない湿度の高い空気が内部空間１００に浸入するよりも、内部空間１００での結露がある程度抑制されるという効果がある。
【００２７】
遮蔽部材の材料６は、合成樹脂に限定されることはなく、ＦＲＰや軽合金、その他の合金や非金属材料などであってもよい。
また、周囲の機器（スタータやエンジン等）との配置の関係で、通気孔５を内部空間１００の底部に形成することが難しい場合には、他の位置に通気孔を設けてもよく、その場合、設計の自由度がより拡がる。
【００２８】
〔実施例２〕
（実施例２の構成）
本発明の実施例２としてのスタータ用マグネットスイッチは、図２に示すように、遮蔽部材６’の連結部６６がワイヤで形成されていることを特徴としている。
【００２９】
すなわち本実施例では、遮蔽部材６’は、通気孔（排出孔）５を覆う遮蔽部６３、リターンスプリング６４、ガイド部材６５およびワイヤの連結部６６から構成されている。ガイド部材６５は、ケース本体１１’の内側面に接合固定されている合金製の部材であって、軸長方向に沿ってリターンスプリング６４を収容している。ガイド部材６５は、遮蔽部６３の後端部（図中右端部）をスプリング６４の前端（図中左端）に当接して収容するとともに、遮蔽部６３をガイドして前後（図中左右）に摺動可能に支持している。ワイヤからなる連結部６６の一端はプランジャ３の後端部材に接続され、他端は遮蔽部材６３に接続されているおり、中間部でガイド部材６５のガイドピン６５１に当接している。
【００３０】
（実施例２の作用効果）
本実施例では、連結部６６がワイヤで形成されているので、プランジャ３は連結部であるワイヤ６６を介して遮蔽部６３を駆動する。
すなわち、電磁コイル２に通電されてプランジャ３が前方（図中左方）へ移動すると、その後端部材３４に連結部であるワイヤ６６の一端が引っ張られ、ピン６５１の外周を滑って遮蔽部６３に接続されている他端を後方（図中右方）へ移動させる。すると、遮蔽部６３は連結部であるワイヤ６６に牽引されて後方へ移動し、通気孔５を開放するとともに、スプリング６４を圧縮する。通気孔５は、ケース本体１１’に形成されており、内部空間１００の底部に開口しているので、内部空間１００に浸入した汚染物質は通気孔５から速やかに排出される。
【００３１】
逆に、電磁コイル２への通電が遮断され、プランジャ３が後退すると、連結部を形成しているワイヤ６６は緩み、圧縮されているスプリング６４の反発力で遮蔽部６４は前進して通気孔５を閉止する。したがって、本マグネットスイッチを搭載している車両の走行中に、泥水や砂塵などの汚染物質を被っても、本実施例のマグネットスイッチの内部空間１００に汚染物質が浸入することは防止される。
【００３２】
本実施例のマグネットスイッチの長所は、連結部としてのワイヤ６６を介して遮蔽部６３が駆動されるので、通気孔５をケース１’に設ける場所について、よりいっそう自由度が増すことにある。
（実施例２の変形態様）
本実施例についても、前述の実施例１に対する各変形態様に相当する変形態様が可能である。
【００３３】
〔実施例３〕（出願時の請求項５に対応し、初回の手続補正で請求範囲外となる）
（実施例３の構成）
本発明の実施例３としてのスタータ用マグネットスイッチにおいては、図３に示すように、通気孔は、プランジャ軸３１と軸３１を通しているケース１”の前蓋１２の軸孔１０との間隙として形成されている。そして、遮蔽部材６”は、プランジャ軸３１に同軸的に固定されているＯリング６７および固定金具６８からなる。固定金具６８は、後端面が平面で形成されている円盤状の部材であって、プランジャ軸３１に溶接されており、Ｏリング６７の前端面と当接している。固定金具６８は、プランジャ３の後退時に、Ｏリング６７を前蓋１２の軸孔１０の周囲に前方から押圧して通気孔としての軸孔１０を閉止するとともに、周縁部で前蓋１２の前面の中央部付近をも封止してＯリング６７付近の汚染を防止している。
【００３４】
（実施例３の作用効果）
本実施例のスタータ用マグネットスイッチでは、通気孔はケース１”の前蓋１２の軸孔１０とプランジャ軸３１との間隙として形成されており、遮蔽部材６”はプランジャ軸３１に同軸に固定されている。それゆえ、プランジャ３の移動に連れて、あたかも蓋が開閉するように、遮蔽部材６”が通気孔（軸孔１０）を開放・閉止する。
【００３５】
したがって、本実施例によれば、遮蔽部材６”の構成が極めて簡素であり、また、軸孔１０を通気孔として利用するので、通気孔および遮蔽部材６”の装備に伴うコスト増加を極限まで抑制できるという効果がある。また、構成が簡素な分、故障や不具合の発生が少なくなるという効果もある。
さらに、一番汚れを嫌う接点室４０から最も離れた位置に通気孔（軸孔１０）が開口しているので、万一通気孔から汚染物質が侵入した場合にも、接触不良などの機能不全を防止することができる。
【００３６】
そればかりではなく、スタータ用マグネットスイッチの前端面は、通常、スタータモーターのハウジング内（クラッチ室など）に面しており、外部空間に直接面していない。それゆえ、通気孔（軸孔１０）からの塵埃や泥水などの汚染物質の浸入は、いよいよ少なくなるという効果もある。
あわせて、本実施例のように軸孔１０が通気孔を兼ねていると、プランジャの移動に伴う空気抵抗が少なくなり、より素早いマグネットスイッチの作動が可能になるという効果もある。
【００３７】
（実施例３の変形態様）
本実施例についても、前述の実施例１に対する各変形態様に相当する変形態様が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例１のスタータ用マグネットスイッチの側断面図
【図２】  実施例２のスタータ用マグネットスイッチの側断面図
【図３】  実施例３のスタータ用マグネットスイッチの側断面図
【図４】  従来技術のスタータ用マグネットスイッチの側断面図
【符号の説明】
１：ケース    １１，１１’：ケース本体
１２：前蓋    １３：後蓋    １４：ボルト
１０：軸孔    １００：内部空間    ２：電磁コイル
３：プランジャ    ３１：プランジャ軸    ３２：プランジャ本体
３３：接点導体    ３４：後端部材
４０：接点室    ４１，４２：スイッチ電極
５：通気孔（排出孔）
６，６’，６”：遮蔽部材    ６１：遮蔽部    ６２：連結部
６３：遮蔽部    ６４：リターンスプリング６４    ６５：ガイド部材
６５１：ガイドピン    ６６：連結部としてのワイヤ
６７：Ｏリング    ６８：固定金具
９：通気パイプ    ９０：通気孔    ９１：通気口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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