JP4548474B2

JP4548474B2 - 電磁スイッチ

Info

Publication number: JP4548474B2
Application number: JP2007293545A
Authority: JP
Inventors: 智博寺町
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-11-12
Filing date: 2007-11-12
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2027-11-12
Also published as: JP2009123392A

Description

本発明は、例えば、スタータのモータ回路に設けられる電気接点を開閉する電磁スイッチに関する。

従来技術として、特許文献１に記載された電磁スイッチが公知である。
この電磁スイッチは、通電により電磁石を形成する電磁コイルと、電磁石によって磁化される固定鉄心と、磁化された固定鉄心に吸引されるプランジャ等を備え、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働きを有している。
この電磁スイッチに用いられる固定鉄心は、図１０に示す様に、コア部１００とディスク部１１０とに分割して設けられている。コア部１００は、プランジャ（図示せず）に対向して配置されるベース部１０１と、このベース部１０１より反プランジャ方向（図示上方向）に突き出るボス部１０２とが一体に設けられている。一方、ディスク部１１０は、中央部に丸孔が形成された薄板１１１を複数枚積層して構成され、各薄板１１１の丸孔同士が連通して貫通孔１１２が形成されている。コア部１００とディスク部１１０は、ボス部１０２を貫通孔１１２の内周に圧入して固定されている。
特表２００２−５２４８２６号公報

ところが、特許文献１に記載された従来技術では、例えば、電磁スイッチの作動回数が極めて多くなる場合に、貫通孔１１２からボス部１０２が抜ける可能性がある。すなわち、ディスク部１１０を構成する各薄板１１１は、例えば、丸孔をプレスで打ち抜く場合に、各薄板１１１毎に丸孔の内径寸法にばらつきが生じたり、丸孔の形状が真円ではなく、多少いびつに形成されることがある。あるいは、丸孔をプレスで打ち抜いた時の剪断面が小さくなる（プレス方向の平面が不足する）場合もある。

これらの要因により、貫通孔１１２に圧入されるボス部１０２の圧入荷重が不足すると、プランジャがベース部１０１に吸着された状態で、そのプランジャに作用する戻し力（プランジャに組み込まれたドライブスプリングの反力）により、ボス部１０２がディスク部１１０の丸孔から抜ける恐れがあった。
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、ディスク部の貫通孔からコア部のボス部が抜けることなく、安定したコア部の保持を確保できる電磁スイッチを提供することにある。

（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、電磁石によって磁化される固定鉄心と、磁化された固定鉄心に吸引される可動鉄心とを備え、この可動鉄心の動きに連動して電気接点を開閉する電磁スイッチであって、固定鉄心は、径方向の中央部に丸孔が形成された薄板を複数枚重ね合わせて構成され、各薄板の丸孔同士が板厚方向に連通して貫通孔が形成されたディスク部と、軸方向の一方の端面が可動鉄心に対向して配置されるベース部およびベース部の他方の端面より反可動鉄心方向に突き出るボス部を有するコア部とから成る。
ディスク部を構成する複数枚の薄板のうち、軸方向反ベース部側の最外層に配置される薄板を端薄板と呼ぶ時に、この端薄板は、板厚方向の一端側から他端側に向かって丸孔をプレスで打ち抜くことにより、板厚方向の一端側に開口する丸孔の内周角部に「プレスだれ」が形成され、且つ、「プレスだれ」が形成された端薄板の一端側がディスク部の軸方向反ベース部側に向けて配置され、コア部は、ボス部をディスク部の貫通孔に嵌合してディスク部に組み付けられると共に、ボス部の軸方向端部には、貫通孔の内周に近接する外周部の一部または全周にかしめ部が設けられ、このかしめ部が「プレスだれ」に乗り上げた状態でかしめられていることを特徴とする。

上記の構成によれば、かしめ部が「プレスだれ」に乗り上げているので、ディスク部に使用される各薄板の出来栄えに係わらず、貫通孔からボス部が抜けることを防止できる。すなわち、薄板に形成される丸孔の内径寸法にばらつきが生じたり、丸孔の形状が真円ではなく、多少いびつに形成された場合、あるいは、プレスによる丸孔の剪断面が不足する場合でも、ディスク部に対してコア部を安定した状態で保持できる。その結果、電磁スイッチの作動回数が極めて多くなる場合でも、可動鉄心がベース部に吸着された状態で、可動鉄心に作用する戻し力によってボス部が貫通孔から抜けることはなく、安定したコア部の保持が可能となり、信頼性の高い電磁スイッチを提供できる。

（請求項２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、電磁石によって磁化される固定鉄心と、磁化された固定鉄心に吸引される可動鉄心とを備え、この可動鉄心の動きに連動して電気接点を開閉する電磁スイッチであって、固定鉄心は、径方向の中央部に丸孔が形成された薄板を複数枚重ね合わせて構成され、各薄板の丸孔同士が板厚方向に連通して貫通孔が形成されたディスク部と、軸方向の一方の端面が可動鉄心に対向して配置されるベース部およびベース部の他方の端面より反可動鉄心方向に突き出るボス部を有するコア部とから成る。
ディスク部を構成する複数枚の薄板のうち、軸方向反ベース部側の最外層に配置される薄板を端薄板と呼ぶ時に、この端薄板は、板厚方向の一端側に開口する丸孔の内周角部に「面取り」が形成され、且つ、「面取り」が形成された端薄板の一端側がディスク部の軸方向反ベース部側に向けて配置され、コア部は、ボス部をディスク部の貫通孔に嵌合してディスク部に組み付けられると共に、ボス部の軸方向端部には、貫通孔の内周に近接する外周部の一部または全周にかしめ部が設けられ、このかしめ部が「面取り」に乗り上げた状態でかしめられていることを特徴とする。

上記の構成によれば、かしめ部が「面取り」に乗り上げているので、ディスク部に使用される各薄板の出来栄えに係わらず、貫通孔からボス部が抜けることを防止できる。すなわち、薄板に形成される丸孔の内径寸法にばらつきが生じたり、丸孔の形状が真円ではなく、多少いびつに形成された場合、あるいは、プレスによる丸孔の剪断面が不足する場合でも、ディスク部に対してコア部を安定した状態で保持できる。その結果、電磁スイッチの作動回数が極めて多くなる場合でも、可動鉄心がベース部に吸着された状態で、可動鉄心に作用する戻し力によってボス部が貫通孔から抜けることはなく、安定したコア部の保持が可能となり、信頼性の高い電磁スイッチを提供できる。

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。

図１（ａ）は固定鉄心の平面図、同図（ｂ）は固定鉄心の断面図、図５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、スタータのモータ回路に設けられるメイン接点（後述する）を開閉する働きを有し、図５に示す様に、２本の端子ボルト２、３が固定される接点カバー４と、２本の端子ボルト２、３を介してモータ回路に接続される一組の固定接点５と、この一組の固定接点５間を断続する可動接点６と、この可動接点６を駆動するソレノイド（以下に説明する）等より構成される。
ソレノイドは、通電によって電磁石を形成する電磁コイル７と、電磁石により磁化される固定鉄心８と、電磁コイル７の内周にスリーブ９を介して挿入されるプランジャ１０と、固定鉄心８とプランジャ１０との間に配置されるリターンスプリング１１と、可動接点６を支持するプランジャロッド１２等より構成される。

電磁コイル７は、ボビン１３に二層状態で巻線される吸引コイル７ａと保持コイル７ｂとから成り、磁気回路の一部を形成するソレノイドケース１４の内部に収納される。
固定鉄心８は、プランジャ１０に対向してスリーブ９の内周に配置されるコア部８０と、このコア部８０を保持するディスク部８１とに分割して形成され、ソレノイドケース１４の内周に形成された段差にディスク部８１の外径部が当接して位置決めされている。
プランジャ１０は、リターンスプリング１１によって反コア部方向（図５の左方向）に付勢され、電磁コイル７が非通電の時に、コア部８０との間に所定のエアギャップが確保されている。

プランジャロッド１２は、一方の端部がプランジャ１０の端面に固定されて、プランジャ１０と一体に可動する。プランジャロッド１２の他方の端部は、固定鉄心８のコア部８０に形成された中心孔を通り抜けて、接点カバー４の内側に形成される接点室１５に入り込んでいる。
接点カバー４は、樹脂製であり、固定鉄心８のディスク部８１との間にゴムパッキン１６を挟んで配置され、ソレノイドケース１４の端部にかしめ固定されている。
２本の端子ボルト２、３は、バッテリケーブル（図示せず）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端子ボルト２と、モータリード線（図示せず）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端子ボルト３であり、それぞれ、接点カバー４の内側に配置されるボルト頭部と一体に固定接点５が設けられている。

可動接点６は、接点室１５に入り込んだプランジャロッド１２の端部に絶縁部材１７を介して支持されると共に、プランジャロッド１２の外周に配置される接点圧スプリング１８によってプランジャロッド１２の先端方向（図５の右方向）へ付勢され、且つ、プランジャロッド１２の先端部にかしめ固定されたワッシャ１９により、プランジャロッド１２から抜け止めされている。
メイン接点は、可動接点６と一組の固定接点５とで形成され、可動接点６が一組の固定接点５に当接して両固定接点５間が導通することにより閉状態となり、可動接点６が両固定接点５から離れて両固定接点５間の導通が遮断されることにより開状態となる。

続いて、本発明に係る固定鉄心８の構成について詳述する。
固定鉄心８は、上記の様に、コア部８０とディスク部８１とに分割して構成される。
ディスク部８１は、同一形状を有する複数枚の薄板８２を重ね合わせて、全体がかしめ固定されている。
薄板８２は、図３（ａ）に示す様に、外周が円形を有し、且つ、径方向の中央部に丸孔８２ａがプレスで打ち抜かれたリング状を有している。図３（ｂ）は、薄板８２を径方向に切断した断面図である。
このディスク部８１には、図１（ａ）に示す様に、各薄板８２の丸孔８２ａ同士が板厚方向に連通して形成される貫通孔８１ａと、電磁コイル７の端部をディスク部８１の反コイル側〔図１（ｂ）に示すディスク部８１の右側〕へ引き出すための長孔８１ｂが２か所形成されている。

コア部８０は、軸方向の一方の端面がプランジャ１０に対向して配置されるベース部８０ａと、このベース部８０ａの他方の端面より反プランジャ方向に突き出るボス部８０ｂとが設けられている。このコア部８０は、ボス部８０ｂをディスク部８１の貫通孔８１ａに圧入してディスク部８１に組み付けられた後、更に、ボス部８０ｂの軸方向端部の外周部をかしめてディスク部８１に固定される。具体的には、図２に示す様に、貫通孔８１ａの内周に近接するボス部８０ｂの外周部にかしめ部８０ｃを設け、このかしめ部８０ｃにより、ボス部８０ｂの外径が拡大されて、ボス部８０ｂが貫通孔８１ａに締まり嵌めされている。なお、図１（ｂ）では、ボス部８０ｂの径方向に対向する２カ所にかしめ部８０ｃが設けられているが、図４に示す様に、ボス部８０ｂの全周にかしめ部８０ｃを設けても良い。

次に、電磁スイッチ１の作動を説明する。
始動スイッチ（図示せず）のオン操作により電磁コイル７に通電されると、電磁石が形成されて固定鉄心８が磁化されるため、固定鉄心８のコア部８０とプランジャ１０との間に吸引力が働き、プランジャ１０がリターンスプリング１１を押し縮めながらコア部８０側（図５の右方向）へ移動する。このプランジャ１０の移動により、プランジャロッド１２が押し出されて、プランジャロッド１２の端部に支持された可動接点６が一組の固定接点５に当接する。その後、プランジャ１０は、接点圧スプリング１８を押し縮めながら更に移動して、コア部８０の端面（ベース部８０ａの一方の端面）に当接して停止する。

これにより、接点圧スプリング１８の圧縮荷重が可動接点６に付与され、その可動接点６が一組の固定接点５に押し付けられることで、メイン接点が閉状態となり、バッテリからスタータモータへ給電される。
エンジン始動後、始動スイッチのオフ操作により、電磁コイル７への通電が停止して電磁石の吸引力が消滅すると、リターンスプリング１１の反力でプランジャ１０が反コア部方向へ押し戻されるため、可動接点６が一組の固定接点５から離れてメイン接点が開状態となり、スタータモータへの給電が停止される。

（実施例１の効果）
本実施例の固定鉄心８は、ボス部８０ｂをディスク部８１の貫通孔８１ａに圧入した後、貫通孔８１ａの内周に近接するボス部８０ｂの外周部の一部または全周をかしめることにより、ボス部８０ｂの外径の一部または全周が拡大されて、ボス部８０ｂがディスク部８１の貫通孔８１ａに締まり嵌めされている。
上記の構成によれば、ディスク部８１に使用される各薄板８２の出来栄えに係わらず、貫通孔８１ａからボス部８０ｂが抜けることを防止できる。すなわち、薄板８２に形成される丸孔８２ａの内径寸法にばらつきが生じたり、丸孔８２ａの形状が真円ではなく、多少いびつに形成された場合、あるいは、プレスによる丸孔８２ａの剪断面が不足する場合でも、ディスク部８１の貫通孔８１ａに対するボス部８０ｂの圧入荷重が不足することはない。

上記の結果、電磁スイッチ１の作動回数が極めて多くなる場合、例えば、エンジンの停止および再始動を自動制御するエンジン自動停止／再始動システム（一般にアイドリングストップ、エコランシステム等と呼ばれる）に用いられる場合でも、プランジャ１０がベース部８０ａに吸着された状態で、プランジャ１０に作用する戻し力〔プランジャ１０に組み込まれたドライブスプリング２０（図５参照）の反力〕によってボス部８０ｂが貫通孔８１ａから抜けることはなく、安定したコア部８０の保持が可能となり、信頼性の高い電磁スイッチ１を提供できる。

図６は固定鉄心８のかしめ部８０ｃを示す拡大断面図である。
この実施例２に係る固定鉄心８は、コア部８０に設けられるボス部８０ｂの軸方向長さ（ベース部８０ａの他端面より反プランジャ方向に突き出る長さ）が、複数枚の薄板８２を重ね合わせたディスク部８１の軸方向の厚さより長く設けられており、ボス部８０ｂをディスク部８１の貫通孔８１ａに圧入した状態で、ボス部８０ｂの先端部が貫通孔８１ａより突き出ている。この後（ボス部８０ｂを貫通孔８１ａに圧入した後）、図６に示す様に、ボス部８０ｂの外周部の一部または全周にかしめ部８０ｃを設けて、このかしめ部８０ｃを径方向の外側へ折り曲げている。
上記の構成では、かしめ部８０ｃとベース部８０ａとの間にディスク部８１を軸方向に挟み込んでいるので、貫通孔８１ａに圧入されるボス部８０ｂの圧入荷重が多少不足する場合でも、ボス部８０ｂが貫通孔８１ａから抜けることはなく、安定したコア部８０の保持が可能であり、信頼性の高い電磁スイッチ１を提供できる。

図７は固定鉄心８のかしめ部８０ｃを示す拡大断面図である。
ディスク部８１に使用される各薄板８２は、中央部の丸孔８２ａをプレスで加工する場合、丸孔８２ａの内周角部にＲ形状の「プレスだれ」が形成される。具体的には、図８（ａ）に示す様に、板厚方向の一端側（図示上側）から他端側に向かってパンチ２１で丸孔８２ａを打ち抜くと、同図（ｂ）に示す様に、板厚方向の一端側に開口する丸孔８２ａの内周角部に「プレスだれ」が形成される。
そこで、この実施例３では、ディスク部８１を構成する複数枚の薄板８２のうち、軸方向反ベース部側の最外層に配置される薄板８２を端薄板８２ｂと呼ぶ時に、この端薄板８２ｂは、「プレスだれ」が形成された一端側がディスク部８１の軸方向反ベース部側（図７に示すディスク部８１の図示右側）に向けて配置される。

一方、コア部８０は、ボス部８０ｂをディスク部８１の貫通孔８１ａに圧入してディスク部８１に組み付けられた後、ボス部８０ｂの軸方向端部には、図７に示す様に、貫通孔８１ａの内周に近接する外周部の一部または全周にかしめ部８０ｃが設けられ、このかしめ部８０ｃが、端薄板８２ｂに形成された「プレスだれ」に乗り上げた状態でかしめられている。
この場合、ボス部８０ｂの外径を径方向に拡大するだけでなく、かしめ部８０ｃが「プレスだれ」に乗り上げることにより、ディスク部８１に対して、かしめ力を軸方向に加えることもできるので、ボス部８０ｂの抜け防止に有効である。

図９は固定鉄心８のかしめ部８０ｃを示す拡大断面図である。
この実施例４は、実施例３に記載した端薄板８２ｂに開口する丸孔８２ａの内周角部に「面取り」を設けた一例である。この端薄板８２ｂは、例えば、板厚方向の一端側に「面取り」が形成され、その一端側がディスク部８１の軸方向反ベース部側（図９に示すディスク部８１の図示右側）に向けて配置される。
一方、コア部８０は、ボス部８０ｂをディスク部８１の貫通孔８１ａに圧入してディスク部８１に組み付けられた後、ボス部８０ｂの軸方向端部には、図９に示す様に、貫通孔８１ａの内周に近接する外周部の一部または全周にかしめ部８０ｃが設けられ、このかしめ部８０ｃが、端薄板８２ｂに形成された「面取り」に乗り上げた状態でかしめられている。本実施例においても、実施例３と同様に、ボス部８０ｂの外径を径方向に拡大するだけでなく、かしめ部８０ｃが「面取り」に乗り上げることにより、ディスク部８１に対して、かしめ力を軸方向に加えることもできるので、ボス部８０ｂの抜け防止に有効である。

（変形例）
実施例１では、コア部８０とディスク部８１とを組み付ける際に、ボス部８０ｂをディスク部８１の貫通孔８１ａに圧入する例を記載したが、必ずしも圧入する必要はなく、ボス部８０ｂを貫通孔８１ａにすき間嵌めで嵌合した後、ボス部８０ｂの外周部をかしめて固定することもできる。
実施例３または実施例４は、実施例１だけでなく、実施例２の構成と組み合わせて行うこともできる。

（ａ）固定鉄心の平面図、（ｂ）固定鉄心の断面図である（実施例１）。図１（ｂ）に示すかしめ部の拡大断面図である。（ａ）薄板の平面図、（ｂ）薄板の断面図である。固定鉄心の平面図である。電磁スイッチの断面図である。固定鉄心のかしめ部を示す拡大断面図である（実施例２）。固定鉄心のかしめ部を示す拡大断面図である（実施例３）。薄板の丸孔をプレスで打ち抜く場合の説明図である（実施例３）。固定鉄心のかしめ部を示す拡大断面図である（実施例４）。従来技術に係る固定鉄心の斜視図である。

符号の説明

１電磁スイッチ
５固定接点（電気接点）
６可動接点（電気接点）
７電磁コイル
８固定鉄心
１０プランジャ（可動鉄心）
８０固定鉄心のコア部
８０ａコア部のベース部
８０ｂコア部のボス部
８０ｃボス部のかしめ部
８１固定鉄心のディスク部
８１ａディスク部の貫通孔
８２ディスク部を構成する薄板
８２ａ薄板に形成された丸孔

Claims

通電により電磁石を形成する電磁コイルと、
前記電磁石によって磁化される固定鉄心と、
磁化された固定鉄心に吸引される可動鉄心とを備え、
この可動鉄心の動きに連動して電気接点を開閉する電磁スイッチであって、
前記固定鉄心は、径方向の中央部に丸孔が形成された薄板を複数枚重ね合わせて構成され、各薄板の丸孔同士が板厚方向に連通して貫通孔が形成されたディスク部と、軸方向の一方の端面が前記可動鉄心に対向して配置されるベース部および前記ベース部の他方の端面より反可動鉄心方向に突き出るボス部を有するコア部とから成り、
前記ディスク部を構成する複数枚の薄板のうち、軸方向反ベース部側の最外層に配置される薄板を端薄板と呼ぶ時に、この端薄板は、板厚方向の一端側から他端側に向かって前記丸孔をプレスで打ち抜くことにより、板厚方向の一端側に開口する前記丸孔の内周角部に「プレスだれ」が形成され、且つ、前記「プレスだれ」が形成された前記端薄板の一端側が前記ディスク部の軸方向反ベース部側に向けて配置され、
前記コア部は、前記ボス部を前記ディスク部の貫通孔に嵌合して前記ディスク部に組み付けられると共に、前記ボス部の軸方向端部には、前記貫通孔の内周に近接する外周部の一部または全周にかしめ部が設けられ、このかしめ部が前記「プレスだれ」に乗り上げた状態でかしめられていることを特徴とする電磁スイッチ。
通電により電磁石を形成する電磁コイルと、
前記電磁石によって磁化される固定鉄心と、
磁化された固定鉄心に吸引される可動鉄心とを備え、
この可動鉄心の動きに連動して電気接点を開閉する電磁スイッチであって、
前記固定鉄心は、径方向の中央部に丸孔が形成された薄板を複数枚重ね合わせて構成され、各薄板の丸孔同士が板厚方向に連通して貫通孔が形成されたディスク部と、軸方向の一方の端面が前記可動鉄心に対向して配置されるベース部および前記ベース部の他方の端面より反可動鉄心方向に突き出るボス部を有するコア部とから成り、
前記ディスク部を構成する複数枚の薄板のうち、軸方向反ベース部側の最外層に配置される薄板を端薄板と呼ぶ時に、この端薄板は、板厚方向の一端側に開口する前記丸孔の内周角部に「面取り」が形成され、且つ、前記「面取り」が形成された前記端薄板の一端側が前記ディスク部の軸方向反ベース部側に向けて配置され、
前記コア部は、前記ボス部を前記ディスク部の貫通孔に嵌合して前記ディスク部に組み付けられると共に、前記ボス部の軸方向端部には、前記貫通孔の内周に近接する外周部の一部または全周にかしめ部が設けられ、このかしめ部が前記「面取り」に乗り上げた状態でかしめられていることを特徴とする電磁スイッチ。