JP3324366B2 - スタータ用マグネットスイッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの始動を
行うスタータのピニオンをエンジンのリングギアに噛合
させる変位力を発生するとともに、ピニオンがリングギ
アに噛合した後にスタータ用モータを通電させるスター
タ用マグネットスイッチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のスタータ用マグネットスイッチ
は、図６に示すように、プランジャシャフト１０１を挿
通する有底筒状のヨーク１０２と、そのヨーク１０２の
開口部を塞ぐ固定子鉄心１０３とを備え、ヨーク１０２
の底部１０２ａと固定子鉄心１０３との間のスペース内
にコイル１０４（ホールドコイルとプルコイル）を配置
したもので、次の構成を備えていた。

【０００３】（ａ）従来のコイル１０４は、外周が絶縁
皮膜で覆われたコイル線を、熱可塑性樹脂からなるボビ
ン１０５の外周に乱巻きして設けられている。また、コ
イル線の一端は、ボビン１０５の一方のフランジ１０５
ａに設けられた穴を通されて固定子鉄心１０３に接続さ
れ、他端が図示しないキースイッチの負荷側の端子に接
続されている。

【０００４】（ｂ）また、ヨーク１０２の底部１０２ａ
とボビン１０５の他方のフランジ１０５ｂとの間には、
皿バネ１０６が配置され、ボビン１０５を固定子鉄心１
０３側へ付勢して、ヨーク１０２の底部１０２ａと固定
子鉄心１０３との間のスペース内で、コイル１０４が移
動しないように設けられている。

【０００５】（ｃ）さらに、ボビン１０５の内周には、
非磁性体金属製で継ぎ目のない筒状のスリーブ１０７が
配置され、樹脂製のボビン１０５が高熱によって溶けた
場合でも、プランジャシャフト１０１に溶けた樹脂が付
着しないように阻止し、プランジャシャフト１０１が溶
けた樹脂で固着する不具合を防ぐように設けられてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スタータ用マグネットスイッチは、エンジンを短時間で
可動させるために、マグネットスイッチ内のコイル１０
４（ホールドコイルとプルコイル）に大電流を流す必要
があり、このコイル１０４に発生する熱によって、樹脂
製のボビン１０５が損傷しないように、耐熱性の高い樹
脂を採用することが考えられるが、仮に採用したとして
も、スタータが長期に亘って使用されることにより、ボ
ビン１０５が繰り返し熱を受け、徐々にクリープ劣化
し、ボビン１０５の軸方向の長さが短くなり、ヨーク１
０２とボビン１０５との間に配置された皿バネ１０６
が、ボビン１０５を固定子鉄心１０３へ押圧できなくな
り、ボビン１０５がヨーク１０２内で振動し、コイル１
０４から固定子鉄心１０３に接続するためのコイル線が
断線する恐れがあった。

【０００７】

【発明の目的】そこで、本発明は、上記の事情によって
なされたもので、その目的は、長期に亘って使用して
も、コイルがヨーク内に安定して保持できるとともに、
巻線行程の作業が短縮できるスタータ用マグネットスイ
ッチの提供にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】〔請求項１の手段〕 請求項１記載の手段を採用することにより、スタータ用
マグネットスイッチは、非磁性体で金属からなるスリー
ブの外周に、ボビンを介在させることなく、コイル線を
整列巻きさせて形成したコイルを、有底筒状のヨークの
底部と、このヨークの開口部を塞ぐ固定子鉄心との間に
配置して、圧縮して挟持したので、整列巻きされたコイ
ル自体の弾性力によって、コイルがヨークの底部と固定
子鉄心との間で強固に保持され、長期に亘って使用して
も、従来のようにボビンがクリープ劣化して、コイルの
保持力がヨーク内で低下する不具合が発生しない。つま
り、コイルがヨーク内に安定して保持され、コイルがヨ
ーク内で振動し、コイルの引出し線が断線する不具合を
なくすことができる。さらに、スリーブを導電性金属に
するとともに、スリーブの外周に巻き付けられるコイル
線の先端部を、スリーブの突出係合部に係合させること
により、コイル線の絶縁皮膜が剥がれ、スリーブを介し
て接地することができる。このため、巻線工程の作業が
短縮できる。また、従来のように、コイルの巻き始め端
をボビンの外周へ導く軸方向のスペースを確保しなくて
も済む。

【０００９】〔請求項２の手段〕 請求項２記載の手段によると、少なくとも、コイルとヨ
ークの底部の間、またはコイルと固定子鉄心の間に、熱
硬化製樹脂または絶縁紙を配置したので、コイルが通電
されると発生する熱に対しても熱硬化製樹脂または絶縁
紙がクリープ劣化する不具合が抑えられ、コイルが振動
によってヨーク内で軸方向に移動することはなく、コイ
ルの引出し線が断線することがない。

【００１０】

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明のスタータ用マグネ
ットスイッチを、図に示す実施例に基づき説明する。 〔実施例の構成〕図１ないし図５は本発明を採用した実
施例を示すもので、図１はスタータ用マグネットスイッ
チの断面図、図２はスタータの概略図である。

【００１２】スタータ１は、エンジンのクランク軸に連
結されたリングギア２にピニオン３を噛合させ、スター
タ用モータ４を通電してエンジンを始動させる装置で、
ピニオン３をエンジンのリングギア２に噛合させる変位
力を発生するとともに、ピニオン３がリングギア２側に
変位した後にスタータ用モータ４を通電させるマグネッ
トスイッチ５を備える。

【００１３】マグネットスイッチ５は、ピニオン３をエ
ンジンのリングギア２に噛合させる変位力を発生するマ
グネット部６と、ピニオン３がリングギア２側に変位し
た後にスタータ用モータ４を通電させるスイッチ部７と
からなる。

【００１４】マグネット部６は、主に、底部１１ａを有
する筒状のヨーク１１と、このヨーク１１の開口部を塞
ぐ固定子鉄心１２と、ヨーク１１の底部１１ａと固定子
鉄心１２との間のスペース内に配置された筒状のホール
ドコイル１３およびプルコイル１４と、その内周におい
て軸方向に摺動自在に配置されるプランジャシャフト１
５とから構成される。なお、ヨーク１１は、底部１１ａ
と筒状部とが、必ずしも一体成形されていなくても良
く、底部１１ａと筒状部とを別部材で構成し、底部１１
ａと筒状部とを溶接等の接合手段によって接続しても良
い。

【００１５】ヨーク１１は、磁性体金属（例えば低炭素
鋼）を冷間鍛造などで有底筒状に加工したもので、底部
１１ａの中央には、プランジャシャフト１５を挿通する
穴１１ｂが設けられている。固定子鉄心１２は、磁性体
金属（例えば鉄）を冷間鍛造などでリング板状に加工し
たもので、内周にはプランジャシャフト１５を挿通する
穴１２ａを有し、前方（図１の左側）へ突出する筒部１
２ｂを備える。なお、ヨーク１１および固定子鉄心１２
は、スタータハウジング（図示しない）を介して車体に
ボディアースされるものである。

【００１６】ホールドコイル１３は、固定子鉄心１２の
筒部１２ｂの周囲に装着された非磁性体で導電性の金属
（例えば、真鍮、銅、アルミニウム等）を筒状に絞り加
工した継ぎ目の無いスリーブ１６の外周に、絶縁被覆が
施されたコイル線を直接、整列巻きに巻いて筒状に設け
たもので、ホールドコイル１３のコイル線の一端（巻き
始め端部１３ａ）は、スリーブ１６の端部に電気的かつ
機械的に接続されている。

【００１７】具体的には、スリーブ１６の後端には、図
３ないし図５に示すように、ホールドコイル１３の巻き
始め端部１３ａを引っ掛けて係止する突出係合部１６ａ
（図３は巻線係合穴、図４は巻線係合溝）が切り起こさ
れており、この突出係合部１６ａにホールドコイル１３
の巻き始め端部１３ａを引っ掛けることにより、導電線
の被覆の一部が剥がれて、ホールドコイル１３の巻き始
め端部１３ａとスリーブ１６とが電気的に接続されると
ともに、ホールドコイル１３の巻き始め端部１３ａとス
リーブ１６とが機械的に固定されるものである。なお、
ホールドコイル１３の他端（巻き終り端部１３ｂ）は、
図２に示すように、スタータスイッチ１７を介して車載
バッテリ１８に接続される。

【００１８】プルコイル１４は、ホールドコイル１３の
周囲に、絶縁被覆が施されたコイル線を直接、整列巻き
に巻いたもので、プルコイル１４の一端１４ａは、スタ
ータスイッチ１７を介してバッテリ１８に接続され、他
端１４ｂはスタータ用モータ４に接続される。

【００１９】ここで、ホールドコイル１３およびプルコ
イル１４の組み付けについて説明する。まず、固定子鉄
心１２の筒部１２ｂの外周に、ホールドコイル１３の巻
き始め端部１３ａが突出係合部１６ａに引っ掛けられた
スリーブ１６を装着し、その外周に絶縁環２１を嵌め合
わせる。この絶縁環２１は、ホールドコイル１３および
プルコイル１４と、固定子鉄心１２との絶縁を確保する
例えば熱硬化製樹脂（具体的な一例として、フェノール
樹脂）で、突出係合部１６ａを収納する凹部を備えると
ともに、突出係合部１６ａの軸方向寸法の厚み（導電線
の径まで薄くすることが可能）を有する。

【００２０】次に、スリーブ１６の前端側に、ホールド
コイル１３およびプルコイル１４の前端を規制する規制
板（図示しない）を配置する。ここで、規制板と絶縁環
２１との間隔は、ホールドコイル１３およびプルコイル
１４がヨーク１１内に組み付けられた状態における絶縁
環２１と絶縁紙２２との間隔よりも僅かに大きく設けら
れている。続いて、スリーブ１６の外周にホールドコイ
ル１３を所定回数巻付ける。その後、ホールドコイル１
３の外周にプルコイル１４を所定回数整列巻きにて巻き
付ける。

【００２１】なお、上述した整列巻きとは、スリーブ１
６の外周に巻かれるホールドコイル１３の１層目が少な
くとも整然と巻き付けられているものであり、２層目以
降は１層目と同様に整然と巻き付けられても良く、ま
た、交差および重複して巻き付けられても良い。

【００２２】次に、ホールドコイル１３およびプルコイ
ル１４が巻き付けられたスリーブ１６から規制板を外
し、ホールドコイル１３およびプルコイル１４の前端に
リング状の絶縁紙２２を装着する。なお、本実施例で
は、絶縁紙２２を用いているが、絶縁環２１と同一材料
である熱硬化性樹脂を用いても良い。そして、ホールド
コイル１３およびプルコイル１４をヨーク１１内に挿入
し、ホールドコイル１３およびプルコイル１４を圧縮し
た状態でヨーク１１と固定子鉄心１２とを固定する。な
お、ヨーク１１と固定子鉄心１２との固定は、固定子鉄
心１２の後面にパッキング２３を介してスイッチキャッ
プ２４（後述する）の前端を装着した後、ヨーク１１の
後端部１１ｃを内側にカシメることによって成されてい
る。

【００２３】プランジャシャフト１５は、スリーブ１６
内で軸方向に摺動自在に配置された棒状の磁性体金属
（例えば、鉄）で、前端にシフトレバー２５と係合され
る係合突起１５ａを備える。また、プランジャシャフト
１５は、リターンスプリング２６によって、前方へ向け
て付勢され、ホールドコイル１３によるプランジャシャ
フト１５の吸引が停止した際、プランジャシャフト１５
を前方へ戻すように設けられている。なお、このリター
ンスプリング２６は、プランジャシャフト１５の中間位
置に設けられた段差１５ｂの後面と、固定子鉄心１２の
筒部１２ｂの前面との間に装着されている。

【００２４】スイッチ部７は、マグネット部６の後部に
設けられており、プランジャシャフト１５の後端に設け
られた可動接点３１と、この可動接点３１を収容する室
を形成するスイッチキャップ２４と、このスイッチキャ
ップ２４に固定された２つの固定接点３２、３３とから
なる。

【００２５】可動接点３１は、銅などの電気抵抗の小さ
な金属板で、プランジャシャフト１５の後側に形成され
た小径部１５ｃに装着された２つの絶縁ワッシャ３４、
３５に挟まれて保持される。この絶縁ワッシャ３４、３
５は、小径部１５ｃに対して軸方向に摺動自在に保持さ
れるとともに、プランジャシャフト１５の後端に取り付
けられた止め輪３６によって、抜け止めされている。

【００２６】また、可動接点３１は、接点スプリング３
７によって、後方へ向けて付勢されている。この接点ス
プリング３７は、プランジャシャフト１５の後側に設け
られた段差１５ｄの後面と、絶縁ワッシャ３４との間に
装着されている。可動接点３１は、このようにしてプラ
ンジャシャフト１５の後部に保持されるため、可動接点
３１が固定接点３２、３３に当接した状態でさらにプラ
ンジャシャフト１５が後方に移動しても、可動接点３１
が固定接点３２、３３に当接したままプランジャシャフ
ト１５が後方へ移動できる。

【００２７】スイッチキャップ２４は、フェノール樹脂
など、熱硬化性の絶縁性樹脂材料からなるキャップで、
上述したように、固定子鉄心１２の後面にパッキング２
３を介してスイッチキャップ２４の前端を装着し、ヨー
ク１１の後端部１１ｃを内側にカシメることによって取
り付けられている。

【００２８】２つの固定接点３２、３３は、可動接点３
１が後方に移動した際、可動接点３１を介して導通する
銅などの端子で、スイッチキャップ２４を貫通するボル
ト部３２ａ、３３ａをそれぞれ備え、スイッチキャップ
２４の外側から装着されたワッシャ３８、３９によっ
て、スイッチキャップ２４に固定されている。なお、一
方の固定接点３２は、図２に示すようにバッテリ１８に
接続され、他方の固定接点３３は、プルコイル１４の他
端１４ｂおよびスタータ用モータ４に接続されている。

【００２９】〔実施例の作動〕次に、上記実施例の作動
を説明する。スタータスイッチ１７がONされると、ホー
ルドコイル１３とプルコイル１４がともに通電され、プ
ランジャシャフト１５を後方に吸引する。すると、プラ
ンジャシャフト１５の前端に係止されたシフトレバー２
５が回動し、シフトレバー２５によってピニオン３がリ
ングギア２側へ押し出され、ピニオン３がリングギア２
に当接する。その後、プランジャシャフト１５がさらに
後方に移動し、プランジャシャフト１５の後端の可動接
点３１が２つの固定接点３２、３３に当接する。

【００３０】すると、可動接点３１を介してスタータ用
モータ４が通電されて、ピニオン３を回転駆動する。ピ
ニオン３の回転によって、ピニオン３がリングギア２に
噛合するとともに、ピニオン３の回転がリングギア２を
駆動し、エンジンのクランク軸をクランキングさせる。
なお、スタータ用モータ４が通電されることにより、プ
ルコイル１４の通電が可動接点３１によってバイパスさ
れ、ホールドコイル１３の磁力によってプランジャシャ
フト１５の吸引状態が保たれる。

【００３１】エンジンが始動し、スタータスイッチ１７
がOFF されると、ホールドコイル１３の発生磁力がなく
なり、リターンスプリング２６によってプランジャシャ
フト１５が前方に戻される。すると、シフトレバー２５
がピニオン３を引き戻し、ピニオン３がリングギア２か
ら離れる。同時に、可動接点３１が固定接点３２、３３
から離され、スタータ用モータ４の通電が停止されてピ
ニオン３の回転が停止する。つまり、スタータ１が停止
する。

【００３２】〔実施例の効果〕本実施例のマグネットス
イッチ５は、非磁性体で金属であるスリーブ１６の外周
にボビンを介在させることなく、プルコイル１４とホー
ルドコイル１３が整列巻きされ、この整列巻きされたプ
ルコイル１４とホールドコイル１３を、ヨーク１１の底
部１１ａと、このヨーク１１の開口部を塞ぐ固定子鉄心
１２との間に圧縮して挟持したので、整列巻きされたプ
ルコイル１４とホールドコイル１３自体の弾性力によっ
て、プルコイル１４とホールドコイル１３がヨーク１１
の底部１１ａと固定子鉄心１２との間で強固に保持さ
れ、長期に亘って使用しても、プルコイル１４、ホール
ドコイル１３がヨーク１１内に安定して保持される。

【００３３】さらに言えば、長期に使用しても、従来の
ように樹脂ボビンがクリープ劣化して、巻線の保持力が
ヨーク１１内で低下する不具合が発生しない。つまり、
プルコイル１４とホールドコイル１３がヨーク１１内に
安定して保持され、プルコイル１４、ホールドコイル１
３がヨーク１１内で振動し、プルコイル１４とホールド
コイル１３の引出し線等が断線する不具合をなくすこと
ができる。

【００３４】さらに、プルコイル１４とホールドコイル
１３の軸方向の両端には、ボビンの２つのフランジが存
在せず、代わりに絶縁環２１と絶縁紙２２が存在する。
絶縁環２１は、導電線の径まで薄くすることができるも
ので、絶縁紙２２も極めて薄く、絶縁環２１の厚み＋絶
縁紙２２の厚みは、ボビンの２つのフランジよりも薄い
ので、このため、ホールドコイル１３およびプルコイル
１４の軸方向スペース寸法が、従来に比較して大きくと
れる。

【００３５】また、プルコイル１４とホールドコイル１
３がスリーブ１６の外周に巻かれたことで、従来用いて
いたボビンを廃止でき、このため、ボビンの筒部の厚さ
がなくなり、プルコイル１４とホールドコイル１３の径
方向巻線可能寸法が、従来に比較して大きくとれる。す
なわち、マグネットスイッチ５全体を小型化できる。

【００３６】このように、プルコイル１４とホールドコ
イル１３の軸方向寸法および径方向寸法が、従来に比較
して増大するため、プルコイル１４とホールドコイル１
３の発生する磁力を従来に比較して大きくすることがで
きる。

【００３７】また、スリーブ１６の外周にプルコイル１
４とホールドコイル１３を巻き付けるため、プルコイル
１４およびホールドコイル１３と、スリーブ１６との間
に、従来のボビンが廃止でき、プルコイル１４およびホ
ールドコイル１３と、プランジャシャフト１５との間
は、スリーブ１６のみの１重構造となる。

【００３８】このため、従来に比較してスタータ用マグ
ネットスイッチ５の部品点数を減少させることができる
とともに、スタータ用マグネットスイッチ５の組み付け
工数を減少させることができ、結果的にスタータ用マグ
ネットスイッチ５の製造コストを従来に比較して低く抑
えることができる。

【００３９】また、プルコイル１４およびホールドコイ
ル１３とヨーク１１の底部１１ａの間、および、プルコ
イル１４およびホールドコイル１３と固定子鉄心１２と
の間に、熱硬化製樹脂よりなる絶縁環２１と絶縁紙２２
を配置したので、プルコイル１４およびホールドコイル
１３が通電されると発生する熱に対しても、薄い絶縁環
２１と絶縁紙２２がクリープ劣化することはなく、クリ
ープ劣化したとしても極わずかであるため、プルコイル
１４およびホールドコイル１３がヨーク１１内で軸方向
へ移動することはない。

【００４０】さらに、スリーブ１６を導電性金属にする
とともに、スリーブ１６の外周に巻き付けられるホール
ドコイル１３の先端の巻き始め端部１３ａを、スリーブ
１６の突出係合部１６ａに係合させることにより、ホー
ルドコイル１３の絶縁皮膜が剥がれ、スリーブ１６を介
して接地することができるため、従来のように、ホール
ドコイル１３の先端部をわざわざ、固定子鉄心１２を介
して接地しなくても済む。このため、ホールドコイル１
３の巻き始め端部１３ａを、従来のように、ボビンの外
周へ導くための軸方向のスペースを確保しなくても済む
とともに、巻線工程の作業が短縮できる。

【００４１】〔変形例〕上記の実施例では、ヨーク１１
内に２つのコイル（ホールドコイル１３とプルコイル１
４）を収納した例を示したが、１つのコイルのみをヨー
ク１１内に収納するマグネットスイッチ５に本発明を適
用しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】マグネットスイッチの断面図である（実施
例）。

【図２】スタータの概略図である（実施例）。

【図３】突出係合部を示す斜視図である（実施例）。

【図４】突出係合部を示す斜視図である（実施例）。

【図５】突出係合部の断面図である（実施例）。

【図６】マグネットスイッチの断面図である（従来技
術）。

【符号の説明】

１ スタータ ５ マグネットスイッチ １１ ヨーク １１ａ ヨークの底部 １２ 固定子鉄心 １３ ホールドコイル １４ プルコイル １５ プランジャシャフト １６ スリーブ １６ａ 突出係合部 ２１ 絶縁環（熱硬化製樹脂） ２２ 絶縁紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01H 50/00 - 50/92 H01F 7/06 - 7/16

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】底部を有する筒状の磁性体からなるヨーク
   と、 このヨークの内周に配置され、通電されると起電力を発
   生するもので、外周が絶縁皮膜で覆われたコイル線を筒
   状に巻いて形成されたコイルと、 前記ヨークの開口部を塞ぐ磁性体からなる固定子鉄心
   と、 前記ヨークの底部と前記固定子鉄心との間で、かつ前記
   コイルの内側に配置されるとともに、筒状形状を有し、 非磁性体で金属からなるスリーブと、 を備えるスタータ用マグネットスイッチであって、 前記コイルは、前記コイル線が前記スリーブの外周に整
   列巻きされて設けられるとともに、前記ヨークの底部と
   前記固定子鉄心との間に圧縮されて挟持され、 前記スリーブは、導電性金属であり、 前記コイル線の先端部は、前記スリーブに設けられた突
   出係合部に係合されることで、前記コイル線の絶縁皮膜
   が剥がされて前記スリーブを介して接地する ことを特徴
   とするスタータ用マグネットスイッチ。
2. 【請求項２】請求項１のスタータ用マグネットスイッチ
   において、 少なくとも、前記コイルと前記ヨークの底部の間、また
   は前記コイルと前記固定子鉄心の間に、熱硬化製樹脂ま
   たは絶縁紙を配置したことを特徴とするスタータ用マグ
   ネットスイッチ。