| 【発明の名称】 |
スタータ用マグネットスイッチ |
| 【発明者】 |
【氏名】長谷川 洋一
【氏名】沖 昌二
【氏名】金田 寛
【氏名】倉沢 忠博
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| 【要約】 |
【課題】スイッチ端子のターミナルに接続されるコイル端部の弛み形状を安定的に保持でき、且つ防水用パッキンを位置決めできる組付構造を提供すること。
【解決手段】センタケース５にパッキン２０を介して端子ケース６を組み付け、端子ケース６の後端側から端子ケース６にインサートされた円筒金具１９の内側にスタッドボルト１８を通し、スタッドボルト１８の第１の螺子部１８ａをセンタケース５に形成された雌ねじ部５ｂにねじ込んで端子ケース６を固定する。この後、吸引コイル１３及び保持コイル１４の端部に弛み形状を持たせて、両コイル端をスイッチ端子のターミナルに半田付け等により結合する。その後、端子ケース６の後端開口部にパッキン２１を介してスイッチカバー７を被せ、スイッチカバー７の丸穴から突出するスタッドボルト１８の第２の螺子部１８ｃにナット２２を締め付けて固定する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】ソレノイドを内側に保持するセンタケースと、車両のキースイッチ回路に接続されるスイッチ端子を具備し、前記センタケースの後端側に配される端子ケースと、この端子ケースの後端開口部を覆うスイッチカバーとを備えたスタータ用マグネットスイッチにおいて、一端側に第１の螺子部を有し、他端側にボルト頭部と第２の螺子部を有するスタッドボルトを使用し、前記第１の螺子部を前記端子ケースの後端側から端子ケースを貫通して前記センタケースに螺子込み、その螺子込みによって発生する軸力が前記ボルト頭部を介して前記端子ケースに付与されることで前記端子ケースを固定し、前記第２の螺子部に前記スイッチカバーを介して結合部材を結合し、その結合部材の締付けによって発生する軸力が前記スイッチカバーに付与されることで前記スイッチカバーを固定してい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】前記端子ケースの後端面と前記スイッチカバーとの間に防水用のパッキンを配置し、前記端子ケースに対する前記パッキンの位置決めを前記ボルト頭部で行っていることを特徴とする請求項１に記載したスタータ用マグネットスイッチ。
【請求項３】前記スタッドボルトの締付け方向に対向する前記センタケースと前記端子ケースとの両対向面において、何方か一方の対向面には、前記スタッドボルトの周囲に円筒状の突出部が設けられ、他方の対向面には、前記突出部が嵌まる円環状の穴部が設けられ、前記突出部を前記穴部に嵌め合わせることによって前記センタケースと前記端子ケースとの径方向及び周方向の位置決めが行われることを特徴とする請求項１及び２に記載したスタータ用マグネットスイッチ。
【請求項４】前記突出部の先端面を前記穴部の底面に当接させた状態で、前記突出部の内周側または外周側に、前記センタケースの対向面と前記端子ケースの対向面との間に所定の隙間が設けられ、この隙間にパッキンを配置していることを特徴とする請求項３に記載したスタータ用マグネットスイッチ。
【請求項５】前記端子ケースは、合成樹脂から製造されて、前記スタッドボルトが貫通する周囲に金属部材がインサート成形され、前記スタッドボルトの締付け力を前記金属部材で受けていることを特徴とする請求項１〜４に記載したスタータ用マグネットスイッチ。
【請求項６】前記金属部材は、円筒形状に設けられ、その一端側が前記突出部として前記端子ケースの対向面より突出して設けられていることを特徴とする請求項３〜５に記載したスタータ用マグネットスイッチ。
【請求項７】前記結合部材は、前記スタッドボルトの第２の螺子部に組み合わされるナットであることを特徴とする請求項１に記載したスタータ用マグネットスイッチ。
【請求項８】前記結合部材は、弾力を付与することで前記スタッドボルトの第２の螺子部に結合して軸力を発生するカップワッシャであることを特徴とする請求項１に記載したスタータ用マグネットスイッチ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンを始動するためのスタータに用いられるマグネットスイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来技術として、例えば特開昭６１−１３５０１９号公報に開示されたマグネットスイッチがある。このマグネットスイッチは、図９に示すように、内側にソレノイド１００を保持するセンタケース１１０と、車両のキースイッチ回路に接続されるスイッチ端子（図示しない）を具備する端子ケース１２０と、この端子ケース１２０の後端開口部を覆うスイッチカバー１３０とを備え、スイッチカバー１３０の後方（図９の上方）からスイッチカバー１３０と端子ケース１２０とを貫通してスルーボルト１４０の螺子部１４１をセンタケース１１０に螺子込むことで端子ケース１２０とスイッチカバー１３０をセンタケース１１０に固定している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のマグネットスイッチでは、端子ケース１２０をセンタケース１１０に仮組み付けした状態（スルーボルト１４０で固定されていない状態）で、端子ケース１２０の内側に取り出されているスイッチ端子のターミナルにソレノイド１００のコイル端部を半田付け等により結合する必要がある。つまり、センタケース１１０に端子ケース１２０を組み付けて、その端子ケース１２０の開口端面を押さえながら組付状態を保持し、スイッチ端子のターミナルにソレノイド１００のコイル端部を半田付けした後、端子ケース１２０にスイッチカバー１３０を被せてスルーボルト１４０で固定している。この時、ソレノイド１００のコイル端部は、断線を防止するために、Ｒ状の弛みを設けてターミナルに半田付けされる（図３参照）。
【０００４】上記の方法では、ターミナルにコイル端部を半田付けした後、端子ケース１２０の開口端面にスイッチカバー１３０を被せるために、端子ケース１２０の開口端面に加えていた力を取り去る必要がある。その結果、例えばセンタケース１１０と端子ケース１２０との間に挟持されていたパッキン１５０の復元力によって端子ケース１２０が浮き上がり、センタケース１１０と端子ケース１２０との組付位置がずれる可能性がある。このため、従来の構造では、コイル端部の弛み形状を管理することが困難であり、最悪の場合、弛みが無くなり、エンジン振動の影響を受けて断線する恐れがあった。
【０００５】また、端子ケース１２０とスイッチカバー１３０との間にも防水用のパッキン１６０を配置しているが、端子ケース１２０の開口端面にパッキン１６０を載せた状態でスイッチカバー１３０を被せているので、スイッチカバー１３０を被せる際にパッキン１６０の位置がずれやすくなる。その結果、パッキン１６０の組付不良が生じて、防水性を確保できなくなるという問題があった。本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、第１の目的は、スイッチ端子のターミナルに接続されるコイル端部の弛み形状を安定的に保持できる組付構造を提供することにあり、第２の目的は、防水用パッキンを位置決めできる組付構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】（請求項１の手段）本発明のマグネットスイッチは、スタッドボルトの第１の螺子部を端子ケースの後端側から端子ケースを貫通してセンタケースに螺子込み、その螺子込みによって発生する軸力がボルト頭部を介して端子ケースに付与されることで端子ケースを固定し、第２の螺子部にスイッチカバーを介して結合部材を結合し、その結合部材の締付けによって発生する軸力がスイッチカバーに付与されることでスイッチカバーを固定している。
【０００７】この組付構造では、センタケースと端子ケースとの固定、及び端子ケースとスイッチカバーとの固定を別々に行うことができるので、センタケースに端子ケースを組み付けてスタッドボルトにより固定した状態で、スイッチ端子のターミナルにソレノイドのコイル端部を結合（例えば半田付け）できる。この場合、端子ケースの後端開口部にスイッチカバーを固定するまでの間に、センタケースから端子ケースが外れることがないので、ソレノイドのコイル端部に設けた弛み形状の管理を容易にできる。
【０００８】（請求項２の手段）端子ケースの後端面とスイッチカバーとの間に防水用のパッキンを配置し、端子ケースに対するパッキンの位置決めをボルト頭部で行っている。これにより、端子ケースに対するパッキンの組付不良を防止できるので、確実に防水性を確保できる。
【０００９】（請求項３の手段）スタッドボルトの締付け方向に対向するセンタケースと端子ケースとの両対向面において、何方か一方の対向面には、スタッドボルトの周囲に円筒状の突出部が設けられ、他方の対向面には、突出部が嵌まる円環状の穴部が設けられ、突出部を穴部に嵌め合わせることによってセンタケースと端子ケースとの径方向及び周方向の位置決めが行われる。
【００１０】（請求項４の手段）突出部の先端面を穴部の底面に当接させた状態で、突出部の内周側または外周側に、センタケースの対向面と端子ケースの対向面との間に所定の隙間が設けられ、この隙間にパッキンを配置している。この場合、突出部によってパッキンを位置決めできるので、パッキンの組付不良を防止できる。
【００１１】（請求項５の手段）端子ケースは、合成樹脂から製造されて、スタッドボルトが貫通する周囲に金属部材がインサート成形され、スタッドボルトの締付け力を金属部材で受けている。この構成によれば、スタッドボルトによる締付け力を樹脂製の端子ケースで受ける必要がないので、端子ケースが熱を受けてクリープを生じる場合でもスタッドボルトの締付け力が低減することはなく、センタケースに対し端子ケースを安定して固定できる。
【００１２】（請求項６の手段）金属部材は、円筒形状に設けられ、その一端側が突出部として端子ケースの対向面より突出して設けられている。この場合、突出部を金属部材で構成できるので、例えば突出部を樹脂製の端子ケースに設けた場合と比較して、材料強度が向上する分、突出部の断面積を小さくでき、マグネットスイッチの小型化を図ることができる。
【００１３】（請求項７の手段）結合部材としては、スタッドボルトの第２の螺子部に組み合わされるナットを使用することができる。
【００１４】（請求項８の手段）結合部材としては、弾力を付与することでスタッドボルトの第２の螺子部に結合して軸力を発生するカップワッシャを使用することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）図１はマグネットスイッチ１の軸方向に沿った半断面図（図２のＡ−Ａ断面図）である。本実施例のマグネットスイッチ１は、例えば図４及び図５に示すように、始動モータ２の回転速度を減速させてピニオンギヤ３を駆動する減速型スタータＡに用いられる。なお、スタータＡの構造及び作動は極めて周知であり、ここでの説明は省略する。
【００１６】マグネットスイッチ１は、ソレノイド（下述する）の内周を摺動自在に移動できるプランジャ４を具備し、このプランジャ４の移動に伴って、始動モータ２の通電回路に設けられたモータ接点を開閉することができ、外殻を構成するセンタケース５、端子ケース６、及びスイッチカバー７等によって覆われている。モータ接点は、プランジャ４の端部に取り付けられる可動接点８と、この可動接点８に対向する一組の固定接点９（９Ａ、９Ｂ）とで構成される。可動接点８は、図１に示すように、磁性体であるプランジャ４に対し絶縁ブッシュ１０を介して取り付けられている。
【００１７】一組の固定接点９は、図２（スイッチカバー７を取り外して後方側から見た平面図）に示すように、それぞれ端子ボルト１１に接続され、その端子ボルト１１を介して端子ケース６に固定されている。端子ボルト１１は、図示しないケーブルを介してバッテリの正ターミナルに接続されるプラス側の端子ボルト１１Ａと、図示しないリード線を介して始動モータ２のフィールドコイル２ａ（図４参照）に接続されるマイナス側の端子ボルト１１Ｂであり、それぞれ端子ケース６の外側に取り出された螺子部にナット１２を締め付けて端子ケース６に固定される。
【００１８】ソレノイドは、吸引コイル１３と保持コイル１４とで構成され、ボビン１５の外周に吸引コイル１３と保持コイル１４とを重ねて巻線され、センタケース５の内側に保持されている。吸引コイル１３は、その一端が端子ケース６にモールド固定されたスイッチ端子１６のターミナル１６ａに接続され、他端がマイナス側の端子ボルト１１Ｂに導通するターミナル１７に接続されている。保持コイル１４は、その一端が吸引コイル１３と同様にスイッチ端子１６のターミナル１６ａに接続され、他端がアース接続されている。なお、両コイル１３、１４の一端側は、図３（図２のＢ視図）に示すように、ボビン１５の凸部１５ａから引き出されてターミナル１６ａに接続されているが、断線を防止するために、ボビン１５の凸部１５ａとターミナル１６ａとの間でＲ形状の弛み１３ａ、１４ａが設けられている。
【００１９】スイッチ端子１６は、図２に示すように、端子ケース６の外部に露出するコネクタ部１６ｂを有し、このコネクタ部１６ｂを通じて車両のキースイッチ回路に接続される。また、スイッチ端子１６のターミナル１６ａは、端子ケース６の内側に取り出されている。吸引コイル１３の他端が接続されるターミナル１７は、他方の固定接点９Ｂと共にマイナス側の端子ボルト１１Ｂによって端子ケース６に固定されている。
【００２０】本実施例のマグネットスイッチ１は、図１に示すように、センタケース５の後側に配される端子ケース６がスタッドボルト１８によりセンタケース５に固定され、更に端子ケース６の後端開口部を塞ぐスイッチカバー７が前記のスタッドボルト１８を利用して端子ケース６に固定されている。スタッドボルト１８は、一端側に第１の螺子部１８ａが設けられ、他端側に六角頭部１８ｂと第２の螺子部１８ｃが設けられている。
【００２１】端子ケース６は、例えば絶縁性を有する合成樹脂から製造され、図１に示すように、スタッドボルト１８の締付け力を受けるために、円筒状の金属部材（以下円筒金具１９と呼ぶ）がインサート成形され、この円筒金具１９の内部にスタッドボルト１８が挿通される。その円筒金具１９は、センタケース５側の端部が端子ケース６の前側端面より所定長さＬだけ突出して設けられ（これを突出部１９ａと呼ぶ）、スイッチカバー７側の端部は端子ケース６の後側端面より若干突出して設けられている。
【００２２】センタケース５は、例えばアルミダイカストにより成形され、端子ケース６と対向する対向面には、図１に示すように、円筒金具１９の突出部１９ａが嵌合する円環状の座ぐり穴５ａと、この座ぐり穴５ａの中央部にスタッドボルト１８の第１の螺子部１８ａを螺子込むための雌ねじ部５ｂとが形成されている。但し、座ぐり穴５ａの深さＤは、円筒金具１９の突出部１９ａの長さＬより短く（Ｌ＞Ｄ）なるように形成されている。このＬ＞Ｄの関係を設定することにより、円筒金具１９の突出部１９ａの外周には、組付方向に対向するセンタケース５の端面と端子ケース６の端面との間に隙間（Ｌ−Ｄ）が生じるため、この隙間に防水用のパッキン２０を配置することができる。なお、パッキン２０には、円筒金具１９の突出部１９ａを通すための丸穴（図示しない）が開けられている。
【００２３】スイッチカバー７は、例えば鉄板からプレス成形され、スタッドボルト１８の第２の螺子部１８ｃを通す丸穴（図示しない）が開けられている。このスイッチカバー７は、丸穴に第２の螺子部１８ｃを通して六角頭部１８ｂの端面に当接して配置される。この時、端子ケース６の後側端面とスイッチカバー７との間には、図１に示すように、円筒金具１９の突出部１９ａと六角頭部１８ｂの厚み分に相当する隙間Ｓが形成されるため、この隙間Ｓに防水用のパッキン２１を配置することができる。なお、パッキン２１には、六角頭部１８ｂを通すための丸穴（図示しない）が開けられている。
【００２４】ここで、スタッドボルト１８を使用してセンタケース５に端子ケース６及びスイッチカバー７を固定する方法について説明する。まず、センタケース５に防水用のパッキン２０を介して端子ケース６を組み付ける。パッキン２０は、上記のように円筒金具１９の突出部１９ａを丸穴に通して、突出部１９ａの外周に形成される隙間に装着され、組付方向に対向するセンタケース５の端面と端子ケース６の端面との間に挟持される。また、センタケース５の座ぐり穴５ａに円筒金具１９の突出部１９ａが嵌合することにより、センタケース５に対し端子ケース６を位置決めすることができる。
【００２５】センタケース５に端子ケース６を組み付けた状態で、端子ケース６の後端側から円筒金具１９の内側にスタッドボルト１８を通し、スタッドボルト１８の第１の螺子部１８ａをセンタケース５に形成された雌ねじ部５ｂにねじ込んで、センタケース５に端子ケース６を固定する。この後、ボビン１５の凸部１５ａから引き出されている吸引コイル１３及び保持コイル１４の端部に弛み形状１３ａ、１４ａを持たせて、両コイル端をスイッチ端子１６のターミナル１６ａに半田付け、あるいは溶接等により結合する。
【００２６】吸引コイル１３及び保持コイル１４の両コイル端をターミナル１６ａに結合した後、端子ケース６の後端開口部にパッキン２１を介してスイッチカバー７を被せ、スイッチカバー７の丸穴から突出するスタッドボルト１８の第２の螺子部１８ｃにナット２２を締め付けて固定する。パッキン２１は、上記のように六角頭部１８ｂを丸穴に通して、六角頭部１８ｂの外周に形成される隙間に装着され、端子ケース６の後端面とスイッチカバー７との間に挟持される。
【００２７】（第１実施例の効果）本実施例のマグネットスイッチ１は、スタッドボルト１８を使用することにより、センタケース５と端子ケース６との固定、及び端子ケース６とスイッチカバー７との固定を別々に行うことができる。言い換えれば、センタケース５に端子ケース６とスイッチカバー７とを同時に固定する必要がないので、センタケース５に端子ケース６を組み付けてスタッドボルト１８により固定した状態で、スイッチ端子１６のターミナル１６ａに吸引コイル１３及び保持コイル１４の両コイル端を結合することができる。
【００２８】この場合、端子ケース６の後端開口部にスイッチカバー７を固定するまでの間に、センタケース５から端子ケース６が外れることがないので、スイッチ端子１６のターミナル１６ａの位置がずれることはなく、両コイル端部に設けた弛み形状１３ａ、１４ａの管理を容易にできる。その結果、両コイル端部の弛み形状１３ａ、１４ａを安定して形成できるため、耐振性の向上を図ることができる。
【００２９】また、端子ケース６にインサート成形された円筒金具１９の突出部１９ａを、センタケース５の端面に形成した座ぐり穴５ａに嵌め合わせることにより、センタケース５に対する端子ケース６の位置決めを行うことができる。更に、座ぐり穴５ａの深さＤを円筒金具１９の突出部１９ａの長さＬより短くすることで、円筒金具１９の突出部１９ａの外周にパッキンスペースを設けることができ、このパッキンスペースにパッキン２０を配置する場合は、パッキン２０に形成された丸穴に円筒金具１９の突出部１９ａを通すことでパッキン２０の位置決めを行うことができる。
【００３０】同様に、端子ケース６の後端面とスイッチカバー７との間に六角頭部１８ｂの厚み分に相当するパッキンスペースを設けることができ、このパッキンスペースにパッキン２１を配置する場合は、パッキン２１に形成された丸穴に六角頭部１８ｂを通すことでパッキン２１の位置決めを行うことができる。この結果、パッキン２０及びパッキン２１の組付不良を防止でき、防水性を確保することができる。
【００３１】本実施例では、スタッドボルト１８の締付け力を端子ケース６にインサート成形された円筒金具１９で受けることができるので、樹脂製の端子ケース６が熱を受けてクリープを生じた場合でも締付け力が低下することはなく、所定の締付け力を維持できる。その結果、センタケース５と端子ケース６とのがたつきを防止でき、マグネットスイッチ１の信頼性も向上できる。
【００３２】但し、必ずしも円筒金具１９を使用する必要はなく、センタケース５の座ぐり穴５ａに嵌合する突出部を端子ケース６自身に設けても良い。この場合、スタッドボルト１８を突出部の内側に通すことにより、スタッドボルト１８の締付け力を突出部で軸方向に受けることができる。これにより、スタッドボルト１８の締付け力によって突出部に曲げモーメントが発生することはなく、樹脂で構成される突出部の根元に過大な応力が発生することもないため、端子ケース６自身に突出部を設けても、突出部が破損するような事態を防止できる。なお、上記実施例のように円筒金具１９によって突出部１９ａを構成する場合は、突出部を端子ケース６自身に設けた場合と比較して、材料強度が向上する分、突出部１９ａの断面積を小さくできるため、マグネットスイッチ１を小型化できるメリットがある。
【００３３】（第２実施例）図６はスイッチカバー７の固定構造を示す断面図である。本実施例は、端子ケース６とナット２２との間にスイッチカバー７を挟持して固定する場合の一例を示すものである。スイッチカバー７は、図６に示すように、スタッドボルト１８を通すための孔部を円筒状の折り曲げ部７ａによって形成し、その折り曲げ部７ａが端子ケース６とワッシャ２３との間に挟持され、スタッドボルト１８の第２の螺子部１８ｃに結合されるナット２２の締付け力（軸力）を受けて固定される。また、本実施例の構成では、スイッチカバー７に折り曲げ部７ａを設けることで、端子ケース６の後端面とスイッチカバー７の内側面との間に折り曲げ部７ａの高さ分に相当する隙間Ｓ1 が形成されるため、この隙間Ｓ1 に防水用のパッキン２１を配置することができる。
【００３４】なお、本実施例の場合、スタッドボルト１８の第２の螺子部１８ｃに結合される結合部材として、ナット２２の代わりにカップワッシャ２４を使用することもできる。カップワッシャ２４は、図７に示すように、平面形状が円形の環状体で、円錐台形状の皿ばねとして設けられ、内周孔２４ａの周縁に複数の爪部２４ｂを有している。このカップワッシャ２４は、図８に示すように、内周孔２４ａにスタッドボルト１８の第２の螺子部１８ｃを通し、爪部２４ｂがワッシャ２３の表面に当接するまで押し込む。その後、カップワッシャ２４の外周部を軸方向（図中矢印で示す方向）に押圧して弾力を付与し、第２の螺子部１８ｃに爪部２４ｂを食い込ませて固定する。これにより、カップワッシャ２４に皿ばねの作用で軸力が発生し、この軸力によりスイッチカバー７を端子ケース６に押圧して固定することができる。
【００３５】（変形例）端子ケース６にインサート成形される円筒金具１９は、パイプ材を使用しても良いが、板材を円筒形状に丸めて形成しても良い。また、第１実施例では、センタケース５をアルミダイカスト製として説明しているため、ソレノイドの磁気回路を構成することができないが、磁気回路を構成できる磁性材料（例えば鉄）でセンタケース５を製造しても良い。センタケース５と端子ケース６との位置決めを行う手段として、端子ケース６側に突出部１９ａを設け、センタケース５側に座ぐり穴５ａを設けているが、センタケース５側に突出部を設け、端子ケース６側に座ぐり穴を設けても良い。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４２６０
【氏名又は名称】株式会社デンソー
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月１３日（１９９９．１０．１３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８００４５
【弁理士】
【氏名又は名称】石黒 健二
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１１５９３５（Ｐ２００１−１１５９３５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年４月２７日（２００１．４．２７） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２９１５６４ |
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