JP2012507111A - スターター装置のための電磁スイッチ並びに該電磁スイッチの切換方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、可動コンタクトブリッジによって導電的に接続された２つのコンタクトを有するスターター装置の電磁スイッチに関する。前記コンタクトの１つは接触面を有し、ここでａ）前記接触面が平らに形成されコンタクトブリッジ縁部が接触面への当接時点から線状接触可能か、又はｂ）接触面が１つの平面内に存する複数の隆起部を有し前記コンタクトブリッジ縁部が、接触面への当接時点から少なくとも１つの点接触可能に配設され、又はｃ）コンタクトブリッジとコンタクトボルト長手軸線の間で中心軸線に向く９０°よりも大きい角度（β）か、又は（ｄ）前記コンタクトに向いた面と長手軸線との間で中心軸線に対して半径方向外側へ向く９０°よりも大きい角度（β）が生じるように構成される。

Description

本発明はスターター装置のための電磁スイッチ並びに該電磁スイッチの切換方法に関している。

独国特許出願公開第１９５ ４９ １７９ 号明細書からは、スターター装置のための電磁スイッチ（噛合リレー）が公知である。この電磁スイッチはコンタクトボルトとも称される２つのコンタクトを有している。この２つのコンタクトは、スターターバッテリーの正極と接続されているコンタクトボルトからもう一方のコンタクトボルトへ電流を通電させることによって、そこには示されていないスターターモーターへ電位を導くために、可動のコンタクトブリッジによって相互に導電的に接続される。また独国特許出願公開第１０ ２００４ ０１７ １６０号明細書からは、スターター装置のためのさらに別のリレーが公知である。このリレーはいわゆる自動調節式（セルフアジャスタ式）のコンタクトブリッジを有しており、このブリッジのもとでは、コンタクトブリッジと対抗コンタクトとの間の接触直後に、コンタクトブリッジ（乃至はその表面）と対抗コンタクトとの間でコンタクトブリッジの弾性による横力が生じている。

それに対しては、コンタクトブリッジと対抗コンタクトとの間の接触形成にさらに改善の余地がある。

発明の開示
本願で提案されている解決手段によれば、コンタクトの接触面と可動コンタクトブリッジ表面との間でスクレープ動作（掻き取り動作）を２つの接触面の間で生じさせ、この動作によって汚れが除去され、他方ではスイッチング動作によっても汚れが排除される。本願請求項１における４つの代替ケース（ａ）〜（ｄ）において共通していることは、電磁スイッチが２つのコンタクトを有していることである。これらのコンタクトは可動のコンタクトブリッジ（以下では可動コンタクトブリッジとも称する）によって相互に導電的に接続されている。さらにこれらの間で共通していることは、少なくとも１つのコンタクトが接触面を有していることである。第１の代替ケース（ａ）によれば、この接触面が少なくとも実質的に平らであり、さらに前記可動コンタクトブリッジとコンタクトとの間で電気的なコンタクトを生じさせるコンタクトブリッジ縁部が次のように配設されている。すなわち、前記接触面への当接時点から前記コンタクトと前記可動コンタクトブリッジとの間で実質的に線状の接触が可能となるように配設されている。このことは、接触状態を生じさせる２つの構成要素間で、単位面積あたりの面圧がこれまでの公知の手段よりもはるかに高くなる利点につながる。このような高い面圧を達成することは、接触面の間の質的に高い汚れ払拭作用と、前記可動コンタクトブリッジと接触面との間の可及的に良好なスクレープ作用のための前提条件となる。

第２の代替ケース（ｂ）によれば、前記コンタクトとコンタクトブリッジとの間で少なくとも１つの点接触が達成される。このことのために、前記コンタクトの接触面は、複数の隆起部を有し、それらの最大領域は実質的に１つの平面内に存在する。コンタクトブリッジとコンタクトとの間の電気的なコンタクトを生じさせるコンタクトブリッジ縁部は、接触面への当接時点から前記コンタクトと前記コンタクトブリッジとの間で実質的に少なくとも１つの点接触が可能となるように配設されている。

実質的に、前述した「線状接触」とは、前記コンタクトブリッジとコンタクトとの間で接触状態を生じている接触面が実質的に線状の接触の際には非常に狭い幅で比較的長いものとなることを意味する。また前述の「点接触」とは、前記コンタクトブリッジとコンタクトとの間の電流通流面が少なくとも１つの（場合によっては複数の）ほぼ一点となるような小さな面積に縮小されることを意味する。

第３の代替ケース（ｃ）によれば、前記可動コンタクトブリッジの前記コンタクトに向いた面と、前記コンタクトボルトの長手軸線との間で、前記電磁スイッチの中心軸線に対して配向される９０°よりも大きい角度を形成する。この定義は、例えば電磁スイッチの静止位置に対して当て嵌まる。

第４の代替ケース（ｄ）によれば、前記可動コンタクトブリッジの前記コンタクトに向いた面と、前記コンタクトボルトの長手軸線との間で、前記電磁スイッチの中心軸線に対して半径方向外側へ配向される９０°よりも大きい角度を形成する。この定義も有利には電磁スイッチの静止位置に対して当て嵌まる。

電磁スイッチの中心軸線としては、例えば当該電磁スイッチの吸引巻線若しくは保持巻線の巻回の中心となるような軸線等が挙げられる。このような軸線は通常は電磁スイッチの界磁鉄心の中心軸線と同義である。

請求項１に記載の代替ケースによれば、コンタクトブリッジと接続させるコンタクトに対する当接の際の衝突が和らげられるようになる。なぜなら、コンタクトブリッジとコンタクトの間の接触の際に摩擦が生じるからである。このことは、アーク傾向特性の緩和にもつながり、さらにコンタクトとコンタクトブリッジの表面温度の低減にも結び付く。それに付随してコンタクトブリッジとコンタクトの摩耗も低減される。なぜならアークに基づく浸食が僅かしか生じないからである。また非常に希な物質的結合に基づくケースにおいては、前述した代替ケースによって、それぞれの接続部に付加的な横断力が生じる可能性もある。その際には最終的な効果として当該接続部に作用する開放力が高められる。コンタクトブリッジとコンタクトとの間の摩擦は、表面の導電層に対して支障を生じさせることはない。そのため結果としてスクレープ（掻き取り）状の接触が生じる。なぜなら場合によっては酸化層及び／又は鉄層が削り取られるからである。さらにコンタクトブリッジの質量体は低減可能である。その結果として衝突傾向がより緩和される。

さらなる利点は従属請求項に記載の特徴からも得られる。

これらの従属請求項によれば、例えば、点接触を得るために、コンタクトの接触面が波形の形態を有している。この形態は有利には線状または環状であってもよい。

第３の代替ケース（ｃ）においては、角度（β）が、９１°〜１０５°の間の値、有利には９５°である。第４の代替ケース（ｄ）によれば、前記角度（β）は、９１°〜１２０°の間の値である。

コンタクトブリッジの縁部の構成に関しては、当該縁部が弓形形状か又は直線状である。特に弓形形状の縁部は許容誤差に左右されない。このことは、特に節約すべき材料での実施の際にエラーが発生しにくいことにつながる。

コンタクトブリッジと、該コンタクトブリッジに接触するコンタクトとの間の衝突時の負荷をできるだけ僅かに保つために、一方で、前記コンタクトブリッジは、ボルトを用いて支承部に案内されており、さらに前記コンタクトブリッジは、ボルトと縁部の間に、最大断面の領域を有し、さらにこの最大断面の領域とボルトの間に、低減された断面の領域を有する。これによって曲げ弾性が高められる。

コンタクトブリッジとコンタクトの当接された接触面の可及的に良好に作用する横方向運動を得るために、有利には前記コンタクトブリッジは、ボルトに対して直角方向に配向された面状の中央部材からなり、該中央部材には、ボルトから離れる方向に向いた少なくとも１つの面状の外側部材が接続している。前記中央部材と外側部材の間には、９０°ではない角度が生じている。コンタクトブリッジの可及的に良好な寿命を達成するために、有利には、２つのコンタクトのうちの少なくとも一方がコンタクトブリッジの硬度よりも小さい硬度を有している。さらに有利には、前記コンタクトブリッジと少なくとも１つのコンタクトの間の摩擦値が０.１〜２の間の値、有利には０.６〜１の間の値を有している。特に良好なスクレーパ作用を達成するために、有利には前記縁部が０.３ｍｍよりも小さい半径を有している。さらに有利には前記コンタクトブリッジは、有利には１ｍｍ〜４ｍｍの間の厚みを備えた薄板である。有利には前記第３の代替ケース（ｃ）において、コンタクト方向に向いている、コンタクトブリッジの面が、コンタクトの１つの縁部に接触している。

前記コンタクトブリッジの側方で縁部を用いて接触されるケースでは、コンタクトブリッジは、コンタクトに接触する複数の縁部を有する。コンタクトブリッジの最適化のために有利には、コンタクトブリッジが複数の層からなっている。その際支持体層が設けられ、該支持体層に固定されるコンタクト層が設けられる。前記支持体層は有利には銅又は銀合金、鋼又は銅又は真鍮からなっており、それに対してコンタクト層は、銅、錫、金、銀合金又は金属、酸化鉄化合物材料からなっている。

本願では、前述してきたような電磁スイッチを備えたスターター装置も提案されている。このスイッチは、切換問題の低減のためにスターター装置を用いるような高電流負荷のもとでは特に有利となる。

さらに別の従属請求項によれば、前記コンタクトブリッジの表面はエッジ形態でコンタクトの接触面上を摺動するか、又は、前記コンタクトの接触面の表面が、エッジ形態でコンタクトブリッジ上を摺動する。

前記コンタクトブリッジと前記コンタクトとの間で部材結合が生じているケースでは、十分に大きな摺動応力負荷によって当該部材結合が解除される。

さらに本願では、電磁スイッチを切換えるための方法も提案されている。この場合２つのコンタクトが可動コンタクトブリッジによって接続される。コンタクトブリッジと２つのコンタクトの少なくとも１つとの接触の際に、スクレープ動作がコンタクトブリッジと接触面との間で作用する。このスクレープ動作とは、コンタクトブリッジとコンタクト接触面との間に作用する摺動運動または摩擦運動を意味するものである。

スターター装置の縦断面図 第１実施例による電磁スイッチの縦断面図 コンタクトブリッジの側面図 コンタクトブリッジの平面図 図３及び図４の第１実施例によるコンタクトブリッジの様々な断面図 ボルトのコンタクトの平面図 図６によるボルトのコンタクトの断面図 第２実施例によるコンタクトブリッジとコンタクトボルトの側面図 図８による第２実施例の第２の側面図 第３実施例の側面図 コンタクトブリッジの他のポジションを有するスイッチの第４実施例 図２による実施例の変化例としての第５実施例 コンタクトブリッジとコンタクトボルトの組合わせの第６実施例 コンタクトボルトとコンタクトブリッジの組合わせの第７実施例 コンタクトブリッジと２つのコンタクトボルトの組合わせの第８実施例 コンタクトブリッジの代替実施例を示した図 コンタクトブリッジの別の代替実施例を示した図 ａ，ｂはコンタクトブリッジに対する２つの別の代替実施例 ａ，ｂはコンタクトブリッジに対する２つのさらなる代替実施例 コンタクトブリッジの断面図 コンタクトブリッジと接触面のさらに有利な組合わせの側面ないし断面図 異なるパラメータの依存性を表わした線図 コンタクトブリッジ半部の異なる縮尺で示した図

図１にはスターター装置が縦断面図で示されている。図中このスターター装置には符号１０が付されている。このスターター装置１０は、例えばスターターモーター１３と電磁スイッチ１６を有しており、この電磁スイッチ１６はここでは噛合リレーとして構成されている。スターターモーター１３と電磁スイッチ１６は、共通の駆動部収容シールド１９に固定さえている。スターターモーター１３は、ここには図示されていない内燃機関のリングギヤ２５に噛み合わせるときのスターターピニオンギヤ２２の駆動に機能的に用いられる。

スターターモーター１３は、ハウジングとして磁極チューブ２８を有し、該磁極チューブの内周面に励磁巻線３４が巻回されている磁極片３１が支持されている。この電気的な励磁の代わりに永久磁石による固定子の励磁も考慮可能である。磁極片３１は電機子３７を取り囲み、この電機子は複数の薄片４０からなる電機子パケット４３とスロット４６内に配設された電機子巻線４９とを有している。電機子パケット４３は、ドライブシャフト４４にプレス加工されている。スターターピニオン２２とは反対側のドライブシャフト４４端部にはさらに整流子５２が設けられている。この整流子５２は、個々の整流子片５５から構成されている。これらの整流子片５５は、公知の形式で電機子巻線４９と電気的に接続され、整流子片５５と炭素ブラシ５８の通電のもとで電機子３７の回転運動が磁極チューブ２８内で引き起こされる。噛み合いリレー１６とスターターモーター１３の間に配置されているリード導体６１は、スイッチオン状態において、炭素ブラシ５８と励磁巻線３４に電流を供給する。ドライブシャフト４４は、整流子側でシャフトピン６４によって摺動支承部６７に支持される。この摺動支承部６７も整流子カバー７０内で位置固定されている。整流子カバー７０は、締付けネジ７３（これは磁極チューブ２８の周面に亘って分散配置されている２本〜４本のネジである）を用いて駆動部収容シールド１９内で固定されている。この場合磁極チューブ２８は駆動部収容シールド１９に支持され、整流子カバー７０は磁極チューブ２８に支持されている。

駆動方向に向けて電機子３７には遊星歯車装置８３の一部であるいわゆるサンギヤ８０が接続する。このサンギヤ８０は、複数の遊星歯車８６（通常は３つの遊星歯車８６）によって取り囲まれている。これらの遊星歯車はベアリング８９を介してシャフトピン９２に支持されている。遊星歯車８６は、中空歯車９５内を転がり、この中空歯車は磁極チューブ２８内で外側から支承されている。出力方向に向けて遊星歯車８６には、シャフトピン９２が収容されている遊星歯車支持体９８が接続する。この遊星歯車支持体９８は、中間支承部１０１とその中に配置された摺動支承部１０４に支承されている。この中間支承部１０１は、鍋状に構成されており、その中には遊星歯車支持体９８と遊星歯車８６が収容されている。さらに鍋状の中間支承部１０１には中空歯車９５も配設されており、この中空歯車は最終的にカバー１０７によって電機子３７から遮蔽される。中空支承部１０１もその外周面でもって磁極チューブ２８の内壁に支持される。電機子３７は、整流子５２とは反対側のドライブシャフト４４の端部にさらなるシャフトピン１１０を有しており、このシャフトピン１１０も摺動支承部１１３に収容されている。この摺動支承部１１３も遊星歯車支持体９８の中央孔部内に収容される。遊星歯車支持体９８はドリブンシャフト１１６と一体的に接続している。このドリブンシャフト１１６はその中間支承部１０１とは反対側の端部でもってさらなる支承部１２２（これは駆動部収容シールド１９内に固定されている）に支持されている。ドリブンシャフト１１６は様々な区分に分割されており、そのため、中間支承部１０１の摺動支承部１０４内に配置されている区分には、いわゆる平歯車部分１２５（インターナルギヤ）を備えた区分が続く。この部分はいわゆるシャフト−ハブ−ジョイントの一部である。このシャフト−ハブ−ジョイント１２８は、このケースでは押出しドグ１３１の軸線方向の摺動を可能にしている。この押出しドグ１３１は、スリーブ状の突起で、フライホイール１３７の鍋状の外部リング１３２と一体的に形成されている。このフライホイール１３７（逆転防止デバイス）はさらに内部リング１４０からなり、この内部リング１４０は半径方向で前記外部リング１３２内部に配設されている。この内部リング１４０と外部リング１３２の間には、クリップ体１３８が設けられている。このクリップ体１３８は前記内部及び外部リングと協働して、第２の方向への外部リングと内部リング間の相対的な第２方向への回転運動を阻止している。換言すれば、フライホイール１３７は、内部リング１４０と外部リング１３２の間の一方向のみの相対運動を可能にしている。当該の実施例においては、内部リング１４０はスターターピニオン２２及び斜歯歯車部分（外部ヘリカルギヤ）１４３と一体的に構成されている。

より完全をきすためここではさらに図１及び図２に基づいて噛み合い機構の説明をする。電磁スイッチ１６はボルト１５０を有しており、このボルト１５０は、電気的なコンタクト１８１を支持し、さらにここには図示されていない電気的なスターターバッテリーの正極に接続される。このボルト１５０ともう一つのボルト１５１は、リレーカバー１５３を貫通している。このリレーカバー１５３はリレーケーシング１５６によって遮蔽されている。このリレーケーシング１５６は複数の固定要素１５９（ネジ）によって駆動部収容シールド１９に固定されている。当該電磁スイッチ１６内にはさらに吸引巻線１６２といわゆる保持巻線１６５が配設されている。この吸引巻線１６２と保持巻線１６５の両方はそれぞれスイッチオン状態において電界を形成する。この電界は線形移動可能なアーマチュア１６８とアーマチュアヨーク１７１に通電する。このアーマチュア１６８はプッシュロッド１７４を支持しており、このプッシュロッド１７４は、アーマチュア１６８の一次吸引の際に切換ボルト１７７の方向へ移動する。この切換ボルト１７７方向へのプッシュロッド１７４の移動によって当該プッシュロッド１７４がその静止位置からコンタクト１８１とコンタクト１８０の方向へ移動する。それによって、前記コンタクト１８０，１８１のために切換ボルト１７７の端部に設けられたコンタクトブリッジ１８４と、２つのコンタクト１８０，１８１が電気的に相互に接続される。それによりボルト１５０から電力がコンタクトブリッジ１８４を介してさらにボルト１５１を超えてリード導体６１及び炭素ブラシ５８まで通じる。これによりスターターモーター１３は通電状態となる。

前記スイッチ１６ないしアーマチュア１６８はさらに、駆動部収容シールド１９内で回転可能に設けられているレバーを、引張り要素１８７を用いて動かす目的も有している。このレバー１９０は通常はフォークレバーとして構成されており、２つのディスク１９３，１９４の外周面においてここには図示されていない２つの嘴部と係合し、それらの間に挟み込まれている従動リング１９７をバネ２００応力に抵抗してフライホイール１３７方向に移動させ、それによってスターターピニオン２２をリングギヤに噛み合わせている。

図２には、さらに接触解除バネ２２０が示されており、この接触解除バネ２２０は、電流遮断の後で保持巻線１６５に対してコンタクトブリッジ１８４をその初期位置に押し戻している。前記接触解除バネ２２０は、このことのために、切換ボルト１７７にはめ込まれている結束部２２３を押し込んでいる。コンタクトブリッジ１８４はその中央に孔部２２６を有しており、この孔部２２６によってコンタクトブリッジ１８４は、軸方向に可動なガイド部分２３２のスリーブ状区分を支持している。このガイド部分２３２は、その輪郭部分と切換ボルト１７７の間に実質的に円筒状の中空空間２３５を有しており、該中空空間２３５内でも圧縮バネ２３８が支持されている。この圧縮バネ２３８は、コンタクトブリッジ１８４とは反対側の切換ボルト１７７の端部において捕捉スリーブ２４１に支持されている。この捕捉スリーブ１４１は、捕捉要素２４４と共に溝２４７内にオフセットを伴って保持している。前記アーマチュア１６８とアーマチュアガイド１７１の間には、前記捕捉スリーブ２４１の周囲にさらなる圧縮バネ２５０が作用している。

図３には、コンタクトブリッジ１８４の側面図が示されている。このコンタクトブリッジ１８４では面状の中央部材２７０が描写されており、この中央部材はその中央に孔部２２６を有している（図４参照）。この面状の中央部材２７０（これは切換ボルト１７７に対して直角方向に延在している）には、中央部の孔部２２６から半径方向外側に向けて、つまり切換ボルト１７７から離れる方向に、面状の第１の外側部材２７３が続いている。またこの第１の外側部材２７３に対して直径方向に面状の第２の外側部材２７６が設けられている。これらの２つの平面状の外側部材２７３，２７６は、ほぼ円形の輪郭を有している。面状の中央部材２７０に対して前記２つの外側部材２７３，２７６は角度αだけ変位している。この角度αは、有利には１°〜１５°の間の値を有し、この場合５°が特に有利である。面状の外側部材２７３，２７６は、前記孔部２２６の中心から最も離れた箇所に、縁部２７９を有している。

特に有利な実施例によれば、前記コンタクトブリッジ１８４がいわゆる電界銅メッキ部材（Ｅ−Ｃｕ５７)からなり、前記角度αは５°であり、材料の硬度は１００〜１３０ＨＶ１０の間の値を有している（Vickers方式による硬度測定手法）。材料厚ｄについては２ｍｍの値が挙げられる。またコンタクトブリッジ１８４の長さＬについては、前記縁部２７９とコンタクト１８０ないし１８１の間で接触が生じるように選定されている。コンタクトブリッジ１８４の剛性については、１５０Ｎ／ｍｍ〜２５０Ｎ／ｍｍの間に置かれる。

図５には、コンタクトブリッジ１８４の３つの異なる断面図が示されている。図５の下方部分には、面状の外側部材２７３の最広幅箇所における最広幅断面領域２９０が示されている。図５の中央部分には、面状の外側部材２７３と面状の中央部材２７０との間の移行箇所における断面領域２９３が示されている。この箇所においてコンタクトブリッジ１８４は分割されている。図５の上方部分には断面領域２９６が示されており、この領域は２つの分割面２９７に分割されている。断面Ｂ−Ｂは断面領域２９６を示し、これはコンタクトブリッジ１８４の最広幅箇所に現われ、同時に中央において孔部２２６により分断されている。従って図２，３，４，５には、コンタクトブリッジ１８４が切換ボルト１７７を用いて、支承部の形態のガイド部分２３２に案内される構成が示されている。このコンタクトブリッジ１８４は、切換ボルト１７７と縁部２７９の間に、最大断面領域２９０を有し、当該最大断面領域２９０と切換ボルト１７７の間にはそれよりも低減された断面領域２９３を有している。

種々異なる断面領域２９０，２９３，２９７に関連して、前記２つの断面領域２９７を合わせたものが断面領域２９３と同じかそれ以上であってもよい。

図６には、前記ボルト１５１のコンタクト１８０の平面図が示されている。この図からわかるように、ここに示されているボルト１５１は、コンタクト１８０を有し、その接触面３００が環状の波形区分３１０としての波形領域を有している。この接触面３００ないし波形領域は、図７にも示されているように、その断面において起伏のある輪郭を生じている。この起伏のある輪郭は、例えば正弦波状の形態又は波打った形態、すなわち"谷と山"のような形態であってもよい。ここに示されている波形領域は、環状の波形領域３１０，すなわち起伏のある輪郭３０３ないしはそれの"谷"の部分と"山"の部分が、例えばボルト１５１の中心軸線３０６に対して同軸に配置されていてもよい。

図８に示された本願の第２実施例によれば、以下の明細書で述べるように、コンタクトブリッジ１８４が図４からも明らかなように、コンタクトボルト１５１とペアで構成されており、それらの接触面３００は環状の波形領域３１０からではなく、直線状の波形領域３０９からなっている（図８参照）。図８に示されているラインIX-IXに沿った切断面は図９に示されている。ここでは、コンタクトボルト１５１の断面と、それに所属するボルトヘッド１５２の断面と、コンタクト１８０の断面とが描写されている。この断面図に示されているように、ここでは直線状の波形領域３０９がコンタクトブリッジ１８４の縁部２７９に配置されている。

図８に示されている描写では、種々異なる区分がスイッチオン状態のもとでどのように、すなわちコンタクトブリッジ１８４とコンタクト１８０の接触のもとでどのように移動するかが表わされている。詳細には図８の右方縁部には符号Ｖ₁₈₄の付された矢印が示されており、これは速度、すなわちコンタクト１８０とコンタクトブリッジ１８４の間で接触を形成するためのコンタクトブリッジ１８４の移動速度を表わしている。縁部２７９はコンタクト１８０に当接した直後に、コンタクトブリッジ１８４の移動、すなわち面状の外側部材２７３と面状の中央部材２７０の間の角度αのもとで、Ｖ₂₇₉の付された矢印方向への短い移動によって動く。図９の描写からはこのことが、直線状波形領域３０９上での縁部２７９のスライドを意味することがわかる。

前述の第１実施例と第２実施例は、スターター装置１０のための電磁スイッチ１６を示している。この電磁スイッチ１６は、２つのコンタクト１８０，１８１を有しており、これらは可動のコンタクトブリッジ１８４によって相互に導電的に接続可能である。ここでは、前記２つのコンタクト１８０，１８１のうちの少なくとも１つが、有利にはコンタクトボルト１５０，１５１と固定的に接続された接触面３００を有している。その場合当該接触面３００は複数の隆起部分を有し、これらの隆起部分は実質的に１つの平面内に存在している。コンタクトブリッジ１８４とコンタクトとの間で電気的なコンタクトを生じさせるコンタクトブリッジ１８４の縁部２７９は、次のように設定される。すなわち当該接触面３００への当接の時点で、前記コンタクト１８０，１８１とコンタクトブリッジ１８４との間で実質的に多重の点接触が生じるように設定される。直線状波形領域３０９の配向形態に応じて、ないしは、前記縁部２７９に対する当該直線状波形領域３０９の個々の隆起の相対位置に応じて単純な点接触のみが前記コンタクト１８０，１８１とコンタクトブリッジ１８４との間で可能となる。

前記直線状波形領域３０９は理想的には、正弦波状の縦長の波形領域として実施されてもよい。前記コンタクト１８０，１８１並びにコンタクトブリッジ１８４との協働作用に関して言えることは、前記コンタクト１８０，１８１の硬度が、コンタクトブリッジ１８４の硬度よりも小さいか同じことである。それにより、コンタクトブリッジ１８４ではなく、コンタクト１８０，１８１の方の摩耗が保証される。

図１０には、図４に開示されているコンタクトブリッジ１８４の第３実施例が示されており、ここでは、コンタクト１８０と、その接触面３００が実質的に平らである。コンタクトブリッジ１８４は図８に示されている実施例に相応して同じように移動する。すなわち、縁部２７９は、図示されているコンタクトボルト１５１の長手軸線３１２に対して横方向に移動する。その際、縁部２７９は、接触面３００に沿ってスクレープする。微細に観察すれば、コンタクトブリッジ１８４と接触面３００との間の接触面に対して線形の接触が生じる。

図１０の実施例は、相応に２つのコンタクト１８０，１８１を備えたスターター装置１０のための電磁スイッチ１６を表わしており、前記２つのコンタクトは可動のコンタクトブリッジ１８４によって相互に導電的に接続される。ここでは前記２つのコンタクト１８０，１８１の少なくとも一方が有利には、コンタクトボルト１５１と固定的に接続された接触面３００を有している。さらにここでは当該接触面３００が少なくとも実質的に平らに形成され、前記コンタクトブリッジ１８４とコンタクト１８０，１８１との間で電気的なコンタクトを生じさせるコンタクトブリッジ１８４の縁部２７９が、前記接触面３００への当接時点から前記コンタクト１８０，１８１と前記コンタクトブリッジ１８４との間で実質的に線状の接触（線接触）が可能となるように配設される。

ここでは再度図８に基づいて、手法に対するさらに別の定義を説明する。ここではコンタクトブリッジ１８４とコンタクト１８０乃至１８１と面状の外側部材２７６とが相互にどのように配向されているかを述べる。面状の外側部材２７６とコンタクトボルト１５１の長手軸線３１２の間に、角度βが双方向矢印と共に表記されている。これは例えば、長手軸線３１２と孔部２２６の中心軸線（図４参照）とによって形成される平面内に存在している。この孔部２２６の中心軸線は符号３１５が付されており、切換ボルト１７７の移動軸線によってカバーされる（図２参照）。

この定義によれば、スターター装置１０のための電磁スイッチ１６であって、２つのコンタクト１８０，１８１を有し、前記２つのコンタクト１８０，１８１は、可動のコンタクトブリッジ１８４によって相互に導電的に接続され、前記２つのコンタクト１８０，１８１の少なくとも１つが、有利にはコンタクトボルト１５０，１５１に固定的に接続された接触面３００を有しており、ここで、前記コンタクトブリッジ１８４のコンタクト１８０に向いた面３１８と、前記コンタクトボルト１５１の長手軸線３１２との間で、前記電磁スイッチ１６の中心軸線３１５に対して配向される角度βが形成され、この角度βは、９０°よりも大きい角度である。この定義は、静止位置若しくはコンタクトブリッジ１８４が接触面３００に丁度（応力を伴わないで）触れるか触れないかの位置に当て嵌まる。前記角度βに関しては有利には、この角度が９１°〜１０５°の間の値、有利には９５°の値に設定される。

図１１には、前記電磁スイッチ１６の第４実施例が示されている。この図１１によるスイッチの詳細については、図２によるスイッチの構成と極僅かな違いを除いてほぼ同じであるので、以下ではこの違いの部分についてのみ説明する。

図２によるコンタクトブリッジ１８４が面状の外側部材２７６ないし２７３を有し、これらがコンタクト１８０乃至１８１の方向へ傾斜ないし湾曲しているのに対して、ここでのコンタクトブリッジ１８４の面状の外側部材２７６及び２７３は、コンタクト１８０乃至１８１の方に傾斜するのではなく、それらから遠ざかる方へ傾斜している。それに応じてこの傾斜角度αは、面状の中央部材２７０に対して図２による実施例とは別の極性を有する。角度βはここでは、コンタクトブリッジ１８４のコンタクト１８０の方に向いた面３１８と、コンタクトボルト１５１の長手軸線３１２との間で形成される角度として定義される。この角度βはこの場合、長手軸線３１２と中心軸線３１５から形成される平面内に存在するように設定される。角度βはここでは半径方向外方に向けられ、９０°よりも大きい値である。この角度βに関しては有利には、９１°〜１２０°の間の値が設定される。ここでもこのパラメータデータは、コンタクトブリッジ１８４の静止位置ないしはコンタクトブリッジが接触面に触る直前の位置に関している。図１１に示されている実施例では、例えばコンタクト１８０乃至１８１が次のように構成されている。すなわちこれらが縁部３２０を有し、この縁部３２０が、コンタクトブリッジ１８４が接触面３００に当接した瞬間から、コンタクトブリッジ１８４とコンタクト１８０乃至１８１の間で前記中心軸線３１５に対して横方向に相対移動するように構成されている。このケースでは前記コンタクト１８０乃至１８１の縁部３２０がコンタクトブリッジ１８４においてスクレープ動作する。

角度αに関しては、これが−１°〜−３０°の間の値を有するように設定される。この場合の角度の選択は、接触要素同士の間の摩擦値に依存している。ここでは、摩擦値が高ければ、当該角度値は小さくなり、摩擦値が低ければ当該角度値は大きくなる。

図１２による第５実施例は、２つのコンタクトボルト１５０及び１５１の基本原理図を示す。これらはその接触面３００が面状の外側部材２７３と２７６に配向されている。中心軸線３１５に対して横方向のコンタクトブリッジ１８４の長さはこの場合２つのコンタクトボルト１５０ないし１５１の最大離間間隔よりも大きい。それにより、面状の外側部材２７３ないし２７６の縁部はコンタクトボルト１５０ないし１５１の接触面３００に対してスクレープ動作しない。このケースでは、コンタクトブリッジ１８４がコンタクト１８０ないし１８１の鋭い鋭角な縁部３３０に接している。

図１２による実施例の変化例として図１３によるコンタクトブリッジ１８４はコンタクトボルト１５０ないし１５１の鋭い縁部ではなく、鈍角な縁部３３３に対して接している。

図１４には、コンタクトブリッジ１８４とコンタクトボルト１５０ないし１５１の組合わせに対する第７実施例が示されている。この第７実施例では、図１３による実施例の変化例であり、コンタクトブリッジ１８４がもはや接触面３００ないしはコンタクトボルト１５０ないし１５１の最も外側の輪郭を超えて突出していない。ここでもコンタクトブリッジ１８４はコンタクトボルト１５０ないし１５１の鈍角な縁部３３３に対して接している。

図１５には、コンタクトブリッジ１８４とコンタクトボルト１５０ないし１５１の組合わせに対するさらなる第８実施例が示されている。ここでの２つのコンタクトボルト１５０乃至１５１は、それらのボルトヘッド１５２の領域において相互に対向する２つの傾斜部３３６を有している。この２つの傾斜部３３６は実質的に相互に対向してはいるが、しかしながら互いに平行ではない。個々でのコンタクトブリッジ１８４は、その長さが前記２つの傾斜部３３６の間の最大離間間隔よりは小さいが、２つの傾斜部３３６の間の最小離間間隔よりは大きい。この実施例では、面状の外側部材２７３ないし２７６の縁部２７９が前記傾斜部３３６においてスクレープ動作する。

図１６には、コンタクトブリッジ１８４のさらに別の代替的実施例が示されている。このコンタクトブリッジ１８４も面状の１つの中央部材２７０と面状の２つの外側部材２７３乃至２７６を有している。面状の中央部材２７０はここでもその中央に孔部２２６を有している。但し縁部２７９については、例えば図３及び図４による実施例とは異なって円形に構成されているのではなく、直線的に構成されている。面状の外側部材２７３ないし２７６は、図３及び図４による実施例に類似してここでも面状の中央部材２７０に対する角度αで示される。

図１６による実施例に対しては代替的に、図１７に示されているように、コンタクトブリッジ１８４が面状の２つの外側部材２７３乃至２７６を有してはいるが、これらが図１６による実施例とは異なって、次のようなスリットを有している、すなわち、それぞれの面状区分が２つの分割区分３４０として形成されるようなスリットを有している。この分割区分は例えば薄片であってもよい。

図１８ａ、ｂには、実質的に矩形状に形成されたコンタクトブリッジ１８４が示されている。このコンタクトブリッジ１８４は、面状の１つの中央部材２７０と面状の２つの外側部材２７３ないし２７６を有している。前記面状の中央部材２７０の中央にも孔部２２６が設けられている。図１８ａには、コンタクトブリッジ１８４の平面図が示され、図１８ｂには、コンタクトブリッジ１８４の断面図が示されている。この断面図では、面状の外側部材２７３ないし２７６が角度α分だけ傾斜している様子が表わされている。面状の外側部材２７３ないし２７６の可塑性の制御ないし増加のために、これらは刻み領域３５０を介して面状の中央部材２７０と接続している。この刻み領域３５０は、ここでは例えばコンタクトブリッジ１８４の両側の面に設けられているが、場合によっては代替的に片側のみでもよい。これらの刻み領域３５０は、ここでは半円状のスリットとして当該コンタクトブリッジ１８４の断面積の低減と曲げ剛性の低減のために設けられている。

図１９ａ，ｂには、さらに別のコンタクトブリッジ１８４が平面図と断面図で示されている。ここでは図１８に示されているようなコンタクトブリッジ１８４の断面積の低減や曲げ剛性の低減のための輪郭部分に設けられるくびれは不要である。ここでは矩形状に形成されたコンタクトブリッジ１８４に対して切抜き部を設けることが可能である。図１９にはその一例として２つの円形状の切抜き部３５３が示されており、これらの分だけ断面積は低減される。このような切抜き部は任意の形態での実施が可能であり、例えば円形だけではなく、矩形の切抜き部を実施してもよい。

図２０には、コンタクトブリッジ１８４の縦断面図が示されている。このコンタクトプレートも面状の１つの中央部材２７０と面状の２つの外側部材２７３ないし２７６を有している。前記面状の中央部材２７０の中央にも先の実施例のコンタクトブリッジ１８４と同じように孔部２２６が設けられている。このコンタクトブリッジ１８４は、複数の層からなっている。第１の層は支持体層４００であり、この支持体層４００に固定された第２の層はコンタクト層４０３である。ここで実施されているコンタクトブリッジ１８４は、複数の層からなるコンタクトブリッジ１８４の構成によって特性が最適化される。そのため第１の層、詳細には支持体層４００は、寿命に関する安定性と弾性が得られる要素として良好な特性を有する。それに対してコンタクト層４０３はコンタクトブリッジ１８４とコンタクト１８０ないし１８１との間のコンタクト形成に関して最適な特性を有する。有利には前記支持体層４００は銅又は銀合金又はスチール又は青銅又は真鍮からなっていてもよい。コンタクト層４０３に対しては、有利には銅、錫、金又は銀合金、又は金属−酸化金属化合物からなっていてもよい。

コンタクトボルト１５０ないし１５１のコンタクト１８０ないし１８１は、一般的に、電界銅メッキからなっていてもよく、その場合の硬度は有利には１００〜１３０ＨＶ１０の値を有し得る。

コンタクトブリッジ１８４の例えば図４（締付け形態）、図１６、図１７，図１８，図１９による形態によれば、これまでの公知のコンタクトブリッジに対するバネ剛性を低減できる。このことは、コンタクト１８０ないし１８１と、場合によって生じる酸化層の支障及び改善された減衰量の利点との結び付きのもとで、より大きな弾性係数の変形に結び付く。

縁部２７９ないし３２０に関しては、これらが０.３ｍｍよりも小さい半径有していてもよい。このことは"のみで削るような効果"にもつながる。それにより縁部２７９ないし３２０はそれぞれの対抗するコンタクトから阻害層を取り除く。それによりコンタクト形成特性はさらに著しく向上する。縁部２７９ないし３２０の領域では、有利には、面状ないしは線状の非常に小さな部材結合がスイッチングアークに基づいて生じる。 このような部材結合の掻き取りによって、それぞれの縁部２７９ないし３２０は常に新たな鋭さを得ることができる。これにより、繰返されるスイッチングの後でも縁部と対抗コンタクトの間では線接触又は点接触の形成が維持される。その上さらに前記縁部２７９ないし３２０は、スイッチ内の場合によって発生する湿度によって形成されるコンタクト１８０ないし１８１上の氷結層を破砕する利点をもたらす。

コンタクトブリッジ１８４の材料厚さに関しては一般に、相応の薄板が有利には１ｍｍ〜４ｍｍの間の厚みを有する。

さらに本願では、２つのコンタクト１８０，１８１を有し、該２つのコンタクト１８０，１８１が可動のコンタクトブリッジ１８４によって接続される電磁スイッチ１６、有利にはスターター装置１０のための電磁スイッチ１６の切換方法も提案されている。ここでは前記可動コンタクトブリッジ１８４と、前記２つのコンタクト１８０，１８１の少なくとも一方とのコンタクト形成の際に、前記コンタクトブリッジ１８４と前記コンタクト１８０，１８１と接触面３００との間でスクレープ動作が生じるようにしている。コンタクトブリッジは縁部２７９を形成している表面でコンタクト１８０ないし１８１の接触面３００を摺動するか、又はコンタクト１８０ないし１８１の接触面３００が縁部３２０を構成している表面でもってコンタクトブリッジ１８４を摺動する。コンタクトブリッジ１８４とコンタクト１８０ないし１８１の間で場合によって生じる部材結合は、当該部材結合への押圧負荷によって除去され得る。

前記縁部２７９は、コンタクト１８０ないし１８１表面に対するスクレープ動作ないし掻き取り動作のために用いられる。それにより摩擦力が形成され、最終的にはエネルギーに変換される。変換すべきエネルギーはコンタクトブリッジ１８４の移動エネルギーであり、スイッチング過程の可動部材、例えば切換ボルト１７７、スリーブ２４１，圧縮バネ２３８，ガイド部材２３２，結束部２２３などに対するものである。これらの移動エネルギーは、コンタクト１８０ないし１８１に対するコンタクトブリッジ１８４の摩擦によって、コンタクトブリッジ１８４の衝突反動がもはや存在しなくなるまで当該移動エネルギーを低減させ、それに伴って、コンタクト１８０ないし１８１とコンタクトブリッジ１８４の間のアーク形成傾向が少なくとも大幅に低減される。

図２１には、コンタクトブリッジ１８４の断面図ないし側面図が示されており、ここではボルト１５１のコンタクト１８０と共に電気的な接続が形成されている。この図からわかるように、コンタクト１８０ないしその接触面３００は、環状の波形領域３１０を有している。この接触面３００ないし波形領域は、その断面図において起伏を伴った輪郭を有している。この起伏のある輪郭は、例えば正弦波状のパターン又は類似のパターンであってもよい。すなわち"谷部分と山部分"からなるパターンであってもよい（図６参照）。ここに示されている波形領域は環状の領域３１０であり、すなわち山や谷のような起伏を伴う輪郭３０３であり、これは例えば前記ボルト１５１の中心軸線３０６に対して同軸に配置されていてもよい。さらに有利には、コンタクトブリッジ１８４がスイッチングの際に、ないしは、面状の外側部材２７６と波形の輪郭部分３０３の縁部４２０との接触形成の際に、それに沿って摺動ないしは摩擦する。

図２２Ａは、前記括れ領域内の曲げ圧力を当該括れ特性とレバーアーム特性に依存して表わした線図である。この括れ領域は、コンタクトブリッジ１８４の領域にあり、これは例えば図５に示されているような絞られた断面領域２９３に相当する。基本的に、このことは、断面の低減されている全てのコンタクトブリッジ１８４に対して当て嵌まる。これらは例えば図１６〜図１９に示されている。そこに示されている３つの特性曲線Ｋ２５，Ｋ５０，Ｋ７０は、異なるパラメータに対して形成されている。特性曲線Ｋ２５では、２５％のレバーアーム特性が示されており、特性曲線Ｋ５０では、５０％のレバーアーム特性が示されており、特性曲線Ｋ７５では、７５％のレバーアーム特性が示されている。ここでレバーアーム特性とは、例えば図２２Ｂに示されているように、ＬＨ／Ｌの比＝１／４＝２５％であることを意味する。このレバーアーム特性が大きくなればなるほど、同じ応力負荷のもとで、前記断面２９３における圧力Ｓも増大する。さらに括れ特性Ｖも考慮される。このＶは、幅Ｂ₁₈₄に対する幅ＢＥの商に対応している。衝撃を低減ないしは回避するためと、摩擦−摺動運動に変換するために有利には、前記断面２９８における曲げ圧力ないし曲げ応力Ｓが２０Ｎ／ｍｍ2よりも大きくされる。さらにこの曲げ圧力ないし曲げ応力Ｓは、１００Ｎ／ｍｍ2より小さくてもよい。前記括れ特性Ｖは、これが７５％以下であることが望ましく、その場合有利には２５％よりも大である。特にこの特性は、３５％〜７０％の間の値であることが特に有利であることが判明している。

Claims (18)

1. スターター装置（１０）のための電磁スイッチ（１６）であって、
   ２つのコンタクト（１８０，１８１）を有しており、
   前記２つのコンタクト（１８０，１８１）は、可動のコンタクトブリッジ（１８４）によって相互に導電的に接続される、電磁スイッチ（１６）において、
   前記２つのコンタクト（１８０，１８１）の少なくとも１つが、有利にはコンタクトボルト（１５０，１５１）に固定的に接続された接触面（３００）を有しており、
   （ａ）前記接触面（３００）は、少なくとも実質的に平らに形成され、かつ、前記コンタクトブリッジ（１８４）とコンタクト（１８０，１８１）との間で電気的なコンタクトを生じさせるコンタクトブリッジ（１８４）縁部（２７９）が、前記接触面（３００）への当接時点から前記コンタクト（１８０，１８１）と前記コンタクトブリッジ（１８４）との間で実質的に線接触が可能となるように配設されるか、又は、
   （ｂ）前記接触面（３００）は、実質的に１つの平面内に存在する複数の隆起部を有し、かつ、前記コンタクトブリッジ（１８４）とコンタクト（１８０，１８１）との間で電気的なコンタクトを生じさせるコンタクトブリッジ（１８４）縁部（２７９）が、前記接触面（３００）への当接時点から前記コンタクト（１８０，１８１）と前記コンタクトブリッジ（１８４）との間で実質的に少なくとも１つの点接触が可能となるように配設されるか、又は、
   （ｃ）前記コンタクトブリッジ（１８４）の前記コンタクト（１８０，１８１）に向いた面（３１８）と、前記コンタクトボルト（１５０，１５１）の長手軸線（３１２）との間で、前記電磁スイッチ（１６）の中心軸線（３１５）に対して配向される９０°よりも大きい角度（β）を形成するか、又は、
   （ｄ）前記コンタクトブリッジ（１８４）の前記コンタクト（１８０，１８１）に向いた面（３１８）と、前記コンタクトボルト（１５０，１５１）の長手軸線（３１２）との間で、前記電磁スイッチ（１６）の中心軸線（３１５）に対して半径方向外側へ配向される９０°よりも大きい角度（β）を形成する、ことを特徴とする電磁スイッチ。
2. 前記（ｂ）の場合において、前記接触面（３００）は、波形の形態を有し、この形態は有利には線状（３０９）または環状（３１０）である、請求項１記載の電磁スイッチ
3. 前記（ｃ）の場合において、前記角度（β）は、９１°から１０５°の間の値、有利には９５°である、請求項１記載の電磁スイッチ。
4. 前記（ｄ）の場合において、前記角度（β）は、９１°から１２０°の間の値である、請求項１記載の電磁スイッチ。
5. 前記縁部（２７９）は弓形形状又は直線状である、請求項１から４いずれか１項記載の電磁スイッチ。
6. 前記コンタクトブリッジ（１８４）は、切換ボルト（１７７）を用いて支承部に案内されており、前記コンタクトブリッジ（１８４）は、前記切換ボルト（１７７）と前記縁部（２７９）との間に最大断面の領域（２９０）を有し、さらに前記コンタクトブリッジ（１８４）は、前記最大断面の領域（２９０）と前記切換ボルト（１７７）との間に、低減された断面の領域（２９３）を有している、請求項１から５いずれか１項記載の電磁スイッチ。
7. 前記コンタクトブリッジ（１８４）は、切換ボルト（１７７）に対して直角方向に配向された面状の中央部材（２７０）からなり、該中央部材（２７０）には、前記切換ボルト（１７７）から離れる方向に向いた少なくとも１つの面状の外側部材（２７３；２７６）が接続しており、前記面状の中央部材（２７０）と前記外側部材（２７３；２７６）の間には、９０°ではない角度（α）が生じている、請求項１から６いずれか１項記載の電磁スイッチ。
8. 前記２つのコンタクト（１８０，１８１）のうちの少なくとも１つがコンタクトブリッジ（１８４）の硬度と同じかそれよりも小さい硬度を有している、請求項１から７いずれか１項記載の電磁スイッチ。
9. 前記コンタクトブリッジ（１８４）と少なくとも１つのコンタクト（１８０；１８１）の間の摩擦値が０.１〜２の間の値、有利には０.６〜１の間の値を有している、請求項１から８いずれか１項記載の電磁スイッチ。
10. 前記縁部（２７９）は、０.３ｍｍよりも小さい半径を有している、請求項１から９いずれか１項記載の電磁スイッチ。
11. 前記コンタクトブリッジ（１８４）は、有利には１ｍｍ〜４ｍｍの間の厚み（ｄ）を備えた薄板である、請求項１から１０いずれか１項記載の電磁スイッチ。
12. 前記（ｃ）の場合において、前記コンタクト（１８０，１８１）方向に向いている、コンタクトブリッジ（１８４）の面が、当該コンタクト（１８０，１８１）の１つの縁部（３２０）に接触している、請求項１記載の電磁スイッチ。
13. 前記コンタクトブリッジ（１８４）は、各コンタクト（１８０，１８１）と複数の縁部（２７９）で接触している、請求項１から１１いずれか１項記載の電磁スイッチ。
14. 前記コンタクトブリッジ（１８４）は、複数の層からなっており、１つの層は支持体層（４００）であり、該支持体層（４００）の上には別のコンタクト層（４０３）が設けられており、前記支持体層（４００）は、銅又は銀合金、鋼又は銅又は真鍮からなっており、それに対して前記コンタクト層（４０３）は、銅、錫、金、銀合金又は金属、酸化鉄化合物材料からなっている、請求項１から１３いずれか１項記載の電磁スイッチ。
15. 請求項１から１４いずれか１項記載の電磁スイッチを備えていることを特徴とする、スターター装置。
16. ２つのコンタクト（１８０，１８１）を有し、該２つのコンタクト（１８０，１８１）が可動のコンタクトブリッジ（１８４）によって接続される、電磁スイッチ、有利にはスターター装置（１０）の切換方法において、
    前記可動コンタクトブリッジ（１８４）と、前記２つのコンタクト（１８０，１８１）の少なくとも一方とのコンタクト形成の際に、前記コンタクトブリッジ（１８４）と前記コンタクト（１８０，１８１）接触面（３００）との間でスクレープ動作が生じるようにしたことを特徴とする方法。
17. 前記コンタクトブリッジ（１８４）の表面は縁部（２７９）の形態でコンタクト（１８０，１８１）の接触面（３００）上を摺動するか、又は、前記コンタクト（１８０，１８１）の接触面（３００）の表面は、縁部（３２０）の形態でコンタクトブリッジ（１８４）上を摺動する、請求項１６記載の方法。
18. 前記コンタクトブリッジ（１８４）と前記コンタクト（１８０，１８１）との間で部材結合が当該部材結合中の摺動応力負荷によって解除される、請求項１６または１７記載の方法。

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