JP2004063217A - 密封リレーの封止方法及び封止構造とその装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下面側に端子41を突設し且つ上面側に部品4を取付けたボディ1と、下方に開口する略箱状をして下端開口縁20の内面20aをボディ1の外周側面10に被嵌して部品4が位置するケース2内部の空間を密封する。ケース2をレーザ光3を透過する合成樹脂で形成し且つボディ1をレーザ光3を吸収する合成樹脂で形成する。ボディ1の外周側面10にケース2の下端開口縁20の内面20aを被嵌し、レーザ光3をケース2を透過してボディ1の外周側面10のケース2が被嵌された部分に照射し、レーザ光3が照射されたボディ1の外周側面10の合成樹脂を溶融してケース2の合成樹脂と溶着する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、密封リレーの封止方法及び密封リレーの封止構造と、密封リレーを封止する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より密封リレーが使用されている。密封リレーは、小型のシグナルリレー等のメカニカルリレーで、図13に示すように、ボディ1の上面側に接点ばね等の部品4を取付け、ボディ1の下面側に前記部品4に接続された端子41を突設し、下方に開口する略箱状をしたケース2をボディ1に取付けて封止することで内部が密封されたハウジングHを形成し、このハウジングH内の密封された空間に部品4を配設するものである。
【0003】
ボディ1とケース2とを封止するには、まず、部品4及び端子41を取付けたボディ1にケース2を上方から被せ(図13(a)参照)、ボディ1の外周側面にケース2の下端開口縁の内面を被嵌し、次にボディ1とケース2との間の隙間にシール材99を充填し(図13(b)参照)、シール材99を充填したボディ1及びケース2を硬化炉に入れて高温状態で一定時間(例えば1時間)置き、シール材99を硬化させて密封を行うものである。なおこの時、密封されたハウジングH内の気体が加温されて膨張するため、ケース2には膨張気体の逃がし穴として2次シール穴98を形成しておく(図13(c)参照)。そしてこの2次シール穴98はシール材99硬化後に閉塞するものである。
【0004】
このような図13に示す従来例においては、ボディ1及びケース2にシール材99を充填する工程、シール材99を硬化させるため硬化炉に入れる工程、更に、ケース2に2次シール穴98を形成する工程及びシール穴98を閉塞する工程が必要であり、また更に、シール材99を充填するためのノズルの清掃もメインテナンス上必要となるため、これらの手間が膨大になるものであり、またシール材99が必要となるものであった。
【0005】
そこで、上述したような工程を不要とすべく、シール材99を用いずにレーザ光3を用いる方法が考えられた。これは、特開平4−10592号公報,特開平4−182092号公報等に記載されているもので、図14に示すように、金属製のボディ1に金属製のケース2を被せ、レーザ光3をボディ1及びケース2の突き合わせ部分に照射して溶接するものである。しかしながら、このものにあってはボディ1及びケース2は金属製であるため、ハウジングが合成樹脂製であることが好ましい密封リレーには不適当なものであった。
【0006】
そこで更に、特表平9−510930号公報に記載されている図15に示すようなものが考えられた。これは、上方に開口する略箱状をした合成樹脂製のボディ1’の上開口に、略板状をした合成樹脂製の蓋体2’を載置し、ボディ1’と蓋体2’の当接部分にレーザ光3を照射して溶融・溶着するものである。
【0007】
しかしながら、このものにあっては、上方に開口する略箱状をしたボディ1’の上開口に略板状をした蓋体2’を載置して溶着するものであるため、ボディの外周側面にケースの下端開口縁の内面を被嵌してボディとケースとを封止する密封リレーには適用できないものであった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、シール材を用いることなく、下面側に端子が突出されると共に上面側に部品が取付けられる合成樹脂製のボディの外周側面に、下方に開口する略箱状をした合成樹脂製のケースの下端開口縁の内面に被嵌して溶着・封止することができる密封リレーの封止方法及び封止構造とその装置を提供することを課題とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る密封リレーの封止方法は、下面側に端子41が突出されると共に上面側に部品4が取付けられるボディ1と、下方に開口する略箱状をして下端開口縁20の内面20aが前記ボディ1の外周側面10に被嵌されるケース2とで上記部品4が位置するケース2内部の空間が密封される密封リレーの封止方法であって、ケース2をレーザ光3を透過する合成樹脂で形成すると共にボディ1をレーザ光3を吸収する合成樹脂で形成し、ボディ1の外周側面10にケース2の下端開口縁20の内面20aを被嵌し、外方よりレーザ光3をケース2を透過してボディ1の外周側面10の前記ケース2が被嵌された部分に照射し、前記レーザ光3が照射されたボディ1の外周側面10の合成樹脂を溶融してケース2の合成樹脂と溶着することで密封させることを特徴とするものである。このような構成とすることで、シール材を用いることなくボディ1とケース2の溶着・封止が可能となるものである。
【0010】
また、ケース2が下端開口においてのみ外部と連通していることが好ましい。このような構成とすることで、ケース2に2次シール穴98を形成する工程及びシール穴98を閉塞する工程が不要となる。
【0011】
また、ボディ1及びケース2による封止をN2等の不活性ガスの雰囲気中で行うことが好ましい。このような構成とすることで、封止した後でN2等の不活性ガスを外部よりハウジング内に充填させる工程が不要となる。
【0012】
また、ボディ1のケース2との接触部分11へのレーザ光3の照射を複数周回繰り返し、周回毎に照射部位5a,5bを変えることが好ましい。このような構成とすることで、ボディ1とケース2とをより確実に溶着することができる。
【0013】
また、ボディ1のケース2との接触部分11へのレーザ光3の照射を複数周回繰り返し、周回毎に同じ部位に照射することが好ましい。このような構成とすることで、ボディ1とケース2とをより確実に溶着することができる。
【0014】
また、レーザ光3をシンドリカルレンズ71によってケース2及びボディ1の接触部分11へ線状に同時に照射することが好ましい。このような構成とすることで、レーザ照射開始時に発生するひずみの影響を排除することができる。
【0015】
また、半導体アレイレーザ72によってレーザ光3をボディ1のケース2との接触部分11の複数箇所を同時に照射することが好ましい。このような構成とすることで、光学レンズを用いることなくレーザ照射開始時に発生するひずみの影響を排除することができる。
【0016】
また、ボディ1とケース2の接触部分11,21をそれぞれ傾斜面91,92とし、ボディ1の外周側面10にケース2の下端開口縁20の内面20aを被嵌し、ボディ1とケース2とを圧接した状態でレーザ光3を照射することが好ましい。このような構成とすることで、レーザ光3の進路を妨げないように上方からと下方からボディ1及びケース2に力を加えることで、ボディ1の接触部分11の外側からケース2の接触部分21を押圧することができて、ボディ1とケース2をより確実に溶着することができる。
【0017】
また、ケース2の下端開口縁20の外面20bをミラー部材82で内方に向けて押圧し、レーザ光3を上方より発振してミラー部材82で90度反射させてボディ1のケース2との接触部分11に照射することが好ましい。このような構成とすることで、ボディ1の傾斜面91とケース2の傾斜面92とをより確実に圧接することができ、また、上方から照射されたレーザ光3を反射させて進行方向を90度変えて側方より接触部分11,21に照射できるので、レーザ光3を照射するのに上方からの照射のみで溶融が可能となる。
【0018】
また、レーザ光3を透過しない材料で形成した押さえ部材81をケース2の上面に載置することが好ましい。このような構成とすることで、散乱したレーザ光3がケース2の上面側からケース2を透過してボディ1に照射されるのを防止することができる。
【0019】
また、レーザ光照射部とミラー部材82との間のレーザ光3の進路にレンズ83を配設することが好ましい。このような構成とすることで、レーザ光照射部から照射されるレーザ光3の焦点距離を自在に合わせることが可能となり、メカニカルな制約を受けないものである。
【0020】
また、ケース2とボディ1との間に形成される端子挿通用隙間12に吸収材62を充填し、該吸収材62を溶融させて前記端子挿通用隙間12を閉塞することが好ましい。このような構成とすることで、端子挿通用隙間12が形成されたケース2であってもボディ1とケース2とを接触部分において隙間なく溶着することができる。
【0021】
また、封止工程の後に最終検査工程及びレーザフォーミング工程を設けることが好ましい。このような構成とすることで、ボディ1とケース2とを封止した後でもリレーの特性調整が可能となる。
【0022】
また、ケース2とボディ1の接触部分11,21のうち少なくとも一方にレーザ光3を吸収する塗料を塗布することが好ましい。このような構成とすることで、ボディ1とケース2の接触部分11,21にてレーザ光3をより確実に吸収して効率を高めることができる。
【0023】
また、ボディ1のケース2との接触部分11に照射されるレーザ光3の照射径が略最小となるようにケース2のレーザ光3が透過する部分22をレンズ83状に形成することが好ましい。このような構成とすることで、ボディ1とケース2との溶着が微小な微溶着を行うことができる。
【0024】
また、本発明に係る密封リレーの封止構造は、下面側に端子41が突出されると共に上面側に部品4が取付けられるボディ1と、下方に開口する略箱状をして下端開口縁20の内面20aが前記ボディ1の外周側面10に被嵌されるケース2とで上記部品4が位置するケース2内部の空間が密封される密封リレーの封止方法であって、ケース2をレーザ光3を透過する合成樹脂で形成すると共にボディ1をレーザ光3を吸収する合成樹脂で形成し、ボディ1の外周側面10にケース2の下端開口縁20の内面20aを被嵌し、外方よりレーザ光3をケース2を透過してボディ1の外周側面10の前記ケース2が被嵌された部分に照射し、前記レーザ光3が照射されたボディ1の外周側面10の合成樹脂を溶融してケース2の合成樹脂と溶着することで密封させることを特徴とするものである。このような構成とすることで、シール材を用いることなくボディ1とケース2の溶着・封止が可能となるものである。
【0025】
また、ケース2が下端開口においてのみ外部と連通していることが好ましい。このような構成とすることで、ケース2に2次シール穴98を形成する工程及びシール穴98を閉塞する工程が不要となる。
【0026】
また、ボディ1とケース2の接触部分11,21をそれぞれ傾斜面91,92とし、ボディ1の外周側面10にケース2の下端開口縁20の内面20aを被嵌し、ボディ1とケース2とを圧接した状態でレーザ光3を照射することが好ましい。このような構成とすることで、レーザ光3の進路を妨げないように上方からと下方からボディ1及びケース2に力を加えることで、ボディ1の接触部分11の外側からケース2の接触部分21を押圧することができて、ボディ1とケース2をより確実に溶着することができる。
【0027】
また、ケース2の下端開口縁20の外面20bをミラー部材82で内方に向けて押圧し、レーザ光3を上方より発振してミラー部材82で90度反射させてボディ1のケース2との接触部分11に照射することが好ましい。このような構成とすることで、ボディ1の傾斜面91とケース2の傾斜面92とをより確実に圧接することができ、また、上方から照射されたレーザ光3を反射させて進行方向を90度変えて側方より接触部分11,21に照射できるので、レーザ光3を照射するのに上方からの照射のみで溶融が可能となる。
【0028】
また、レーザ光3を透過しない材料で形成した押さえ部材81をケース2の上面に載置することが好ましい。このような構成とすることで、散乱したレーザ光3がケース2の上面側からケース2を透過してボディ1に照射されるのを防止することができる。
【0029】
また、レーザ光3照射部とミラー部材82との間のレーザ光3の進路にレンズ83を配設することが好ましい。このような構成とすることで、レーザ光照射部から照射されるレーザ光3の焦点距離を自在に合わせることが可能となり、メカニカルな制約を受けないものである。
【0030】
また、ケース2とボディ1との間に形成される端子挿通用隙間12に吸収材62を充填し、該吸収材62を溶融させて前記端子挿通用隙間12を閉塞することが好ましい。このような構成とすることで、端子挿通用隙間12が形成されたケース2であってもボディ1とケース2とを接触部分において隙間なく溶着することができる。
【0031】
また、ボディ1のケース2との接触部分11に照射されるレーザ光3の照射径が略最小となるようにケース2のレーザ光3が透過する部分22をレンズ83状に形成することが好ましい。このような構成とすることで、ボディ1とケース2との溶着が微小な微溶着を行うことができる。
【0032】
また、本発明に係る密封リレーの封止装置は、ボディ1及びケース2と押さえ部材81と、ミラー部材82又はシンドリカルレンズ71とが内部に配設されるチャンバーを備え、チャンバーのレーザ光3が透過する壁面をレーザ光3を透過するガラス87で形成すると共に、チャンバー内にN2等の不活性ガス86を充填して成ることを特徴とするものである。このような構成とすることで、簡単な構成で高精度に密封リレーのボディとケースの溶着を行うことができる。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について添付図面に基づいて説明する。まず、密封リレーについて概略説明する。
【0034】
密封リレーは、図1及び図2に示すように、合成樹脂製のボディ1とケース2とを接合して内部が密封されるハウジングHを形成し、このハウジングH内部にの部品4を配設するものである。
【0035】
密封リレーは、本実施形態では、接極子がシーソーバランス構造となっているリレーとする。これは、両極が同極で中程が異極に三点着磁された永久磁石を用い、この永久磁石の中程の着磁位置を中央より片方側にずらして、ヒンジばねのばね負荷を接極子の中央を境にアンバランスとし、接点ばねのばね力が永久磁石による吸引力よりも大きくすることにより、電磁ブロックの励磁が無くなったときに一定状態に復帰させる単安定動作するものである。
【0036】
ボディ1は、上面側に接点ばね等のリレーの部品4が取付けられ、また下面側には前記リレーの部品4に接続された端子41が突設される略薄箱状又は略板状に形成してある。このボディ1は、レーザ光3を透過せず吸収する合成樹脂を材料として形成するもので、この材料としては、レーザ光3を透過する合成樹脂にカーボンブラック等の有色色素を添加したもの等でもよく、合成樹脂で主体が形成されてレーザ光3を全て透過せず少なくともレーザ光3の一部を吸収する材料であれば特に限定されない。
【0037】
ケース2は、下方に開口する略箱状をしたカバー状の部材で、下端開口縁20が上記ボディ1の外周側面10に被嵌されるものである。このケース2は、レーザ光3を透過する合成樹脂を材料として形成するものである。
【0038】
このようなボディ1とケース2とは、ケース2の下端開口縁20をボディ1の外周側面10に被嵌した状態において、被嵌した接触部分(ボディ1側の接触部分を11で示し、ケース2側の接触部分を21で示す)の合成樹脂を溶融して溶着するもので、合成樹脂を溶融させるのにレーザ光3を照射するものである。ボディ1とケース2の接触部分11,21は、ボディ1の外周側面10及びケース2の下端開口縁20に沿って環状となっており、直線状に照射されるレーザ光3を環状の接触部分11,21を周回するように走査して照射するものである。レーザ光3の照射による合成樹脂の溶融は、ボディ1のケース2との接触部分11にレーザ光3を照射することでこの接触部分11の合成樹脂がまず溶融し、この溶融した接触部分11の合成樹脂の熱によってケース2のボディ1との接触部分21の合成樹脂が溶融してボディ1とケース2とが溶着される。
【0039】
直線状に照射されるレーザ光3は、図3(a)に示すように上述した環状の接触部分11,21を周回するように照射するのであるが、このとき複数回周回させて照射することが好ましい。更に詳述すると、レーザ光3を環状の接触部分11,21の同じ部位を複数回周回するように照射したり(即ち図3(a)に示す5の部分に繰返し照射したり)、あるいは図3(b)に示すようにレーザ光3を環状の接触部分11,21の異なる部位5a,5b等に照射されるように複数回走査したりするもので、これによって、前述した環状の接触部分11,21がより確実に溶着されるものである。
【0040】
またレーザ光3は、直線状に照射して走査するのではなく、平面状に照射して直線状に接触部分11,21に照射してもよい。これは、例えば図4に示すように、直線状に発振したレーザ光3をシンドリカルレンズ71にて平面状にして接触部分11,21に直線状に当たるように照射するものである。これによって、レーザ照射開始時に発生するひずみの影響を排除することができる。
【0041】
また、図5に示すように、レーザ光3を直線状に複数照射して走査するようにしてもよい。これは、半導体アレイレーザ72を用いてレーザ光3を複数箇所に同時に照射すると共に、これを走査して環状の接触部分11,21全周にレーザ光3を照射するものである。これによって、シンドリカルレンズ71のような光学レンズを用いることなくレーザ照射開始時に発生する歪みの影響を排除することができる。
【0042】
次に、レーザ光3を照射する際のボディ1とケース2の接合について説明する。ボディ1とケース2の接触部分11,21とを当接させる(即ちボディ1の外周側面10とケース2の下端開口縁20の内面20aとを当接させる)にあたって、図6に示すように、それぞれの接触部分11,21を傾斜面91,92となるように形成するものである。
【0043】
ボディ1とケース2の平面視における外郭形状はほぼ同じに形成してあり、ボディ1の外周側面10のケース2との接触部分11を下方へいく程外側に位置する斜め外上方を向く傾斜面91として形成すると共に、ケース2の下端開口縁20の内面20aを下方へいく程外側に位置する斜め内下方を向く傾斜面92として形成してある。
【0044】
ボディ1とケース2の接触部分11,21とを当接させるにあたっては、まず、ケース2の下端開口縁20の接触部分21(即ちこの場合傾斜面92)とボディ1の外周側面10の接触部分11(即ちこの場合傾斜面91)とを対向させて(図6(a)参照)当接させ、ケース2を力f1にて下方へ押圧すると共にボディ1を力f2にて上方へ押圧する(図6(b)参照)。このようにすることで、レーザ光3の進路を妨げないように上方からと下方からボディ1及びケース2に力を加えることで、ボディ1の接触部分11の外側からケース2の接触部分21を押圧することができる。そして、図6(b)に示すようにボディ1とケース2とを圧接した状態でレーザ光3を照射してこれらを溶着することができる。
【0045】
またこの時、図7に示すように、ケース2の傾斜面92の外面側をミラー部材82で内側に向けて押圧してもよい。図7に示す84はレーザ光3を走査自在に照射するレーザスキャナである。このようにミラー部材82を用いることで、ボディ1の傾斜面91とケース2の傾斜面92とをより確実に圧接することができ、また、上方から照射されたレーザ光3を反射させて進行方向を90度変えて側方より接触部分11,21に照射できるので、レーザ光3を照射するのに上方からの照射のみで溶融が可能となる。すなわち、図3等に示すものにあっては、レーザ光3をボディ1及びケース2の環状の接触部分11,21に照射するのにレーザ光照射部のレーザ光3の照射方向を1回転させる必要があるが、この図7に示すものにあってはレーザ光3の照射方向が下方の1方向のみで可能となるものである。
【0046】
また、図7に示すものにあっては、ケース2の上面に押さえ部材81を載置してある。このようにすることで、ボディ1とケース2の接触部分11,21とを当接させる際、ボディ1及びケース2に特に力f1,f2を加えなくても、ボディ1を下面側の端子41を逃がしつつ台(図示せず)等の上に載置すると共にケース2の上面に押さえ部材81を載置するだけで、ボディ1及びケース2の傾斜面91,92をより確実に圧接することができる。
【0047】
また更に、図7に示すものにあっては、レーザスキャナ84とミラー部材82との間にレンズ83を配設してある。これによって、レーザスキャナ84から照射されるレーザ光3の焦点距離を自在に合わせることが可能となり、メカニカルな制約を受けないものである。またこの時、押さえ部材81をレーザ光3を透過しない材料で形成することで、散乱したレーザ光3がケース2の上面側からケース2を透過してボディ1に照射されるのを防止することができる。
【0048】
次に、ボディ1の他例について図8に基づいて説明する。このものにあっては、ボディ1の下面側に突出される端子41が外周側面10に形成されたボディ1の上下に貫通する切欠として形成された端子挿通用隙間12を挿通して上面側の部品4に接続されている。そして、レーザ光3を照射してボディ1とケース2とを溶着するにあたって、端子挿通用隙間12にレーザ光3を吸収する吸収材62を装填して隙間を閉塞しておくことで、レーザ光3を照射してボディ1とケース2とを接触部分において隙間なく溶着することができる。
【0049】
また、ボディ1とケース2の接触部分11,21のうち少なくとも一方にレーザ光3を吸収する塗料61を塗布してもよい。これは、図9(a)に示すようにボディ1のケース2との接触部分11に塗料61を塗布したり、図9(b)に示すようにケース2のボディ1との接触部分21に塗料61を塗布したりするものである。このようにすることで、レーザ光3を照射してボディ1とケース2とを溶着する際、塗料61によってボディ1とケース2の接触部分11,21にてレーザ光3をより確実に吸収して効率を高めることができる。
【0050】
次に、ケース2の他例について図10に基づいて説明する。このものにあっては、ケース2のボディ1との接触部分21におけるレーザ光3の進路をなる部分にレンズ85を形成するものである。これによって、ボディ1のケース2との接触部分11に照射されるレーザ光3の照射径が略最小となるように(即ちレーザ光3が接触部分11,21にて焦点が合う状態となるように)レーザ光3を照射することができて、ボディ1とケース2との溶着が微小な微溶着を行うことができる。
【0051】
次に、上述したような密封リレーの製造工程について説明する。図12に本発明における密封リレーの製造工程のチャートを示す。
【0052】
まず、この図12のチャートに示す工程の前に、ボディ1及びケース2の製造工程と、ボディ1に部品4及び端子41を取付ける工程があり、その後で特性調整工程を実施するものである。
【0053】
特性調整工程は、リレーの感動開放特性を調整する工程である。リレーの感動開放特性は、部品4のうちの金属で形成される接点ばね(特に図示せず)の曲げ特性に大きく依存するもので、この接点ばねに外力を直接加えて捩じったりして塑性変形させて曲げ特性を変化させることで感動開放特性を調整する。そしてこの後、封止工程を実施する。
【0054】
封止工程は、上述したようにボディ1とケース2とを溶着して封止する工程である。この封止工程は、N2等の不活性ガスの雰囲気中で行うことが好ましく、この場合、封止した後でN2等の不活性ガスを外部よりハウジング内に充填させる工程が不要となり、またこれによってケース2に2次シール穴等を形成したり後でこの2次シール穴を閉塞したりする工程も不要となる。図13に示す従来例のようにケース2に2次シール穴98を形成することなく、ケース2は下端開口においてのみ外部と連通する形状に形成するだけでよい。
【0055】
また、封止工程の後、最終検査工程及びレーザフォーミング工程を設けてもよい。最終検査工程は、再検査工程と同様のリレーの感動開放特性を検査する工程である。最終検査工程にて検査を行い、感動開放特性が良であれば特性調整は行わず、感動開放特性値が不良であれば、レーザフォーミング工程にて特性調整を行う。
【0056】
レーザフォーミングは、レーザ光を接点ばねに照射して接点ばねの表面と裏面とに温度差を生じさせ、この温度差にて温度の低い側を塑性変形させることにより接点ばねの曲げ特性を調整するものである。ケース2がレーザ光3を透過する材料で形成してあるため、ボディ1とケース2とを封止した後でもレーザフォーミングによって接点ばねの曲げ特性(即ちリレーの感動開放特性)の調整が可能となる。
【0057】
封止工程における装置の一例を図11に示す。装置はチャンバー内に配置し、チャンバー内にはN2等の不活性ガス86を充填しておく。チャンバーのレーザ光3が照射される側の側壁はレーザ光3を透過するガラス87で形成しておく。そして、ボディ1とケース2の接触部分11,21に形成した傾斜面91,92を圧接するためのレーザ光非透過性の押さえ部材81をケース2の上面に載置し、レーザ光3を照射部分に線状に照射するためのシンドリカルレンズ71を配設してある。また、図7に示す装置をチャンバー内に配置したものであってもよい(但しレーザスキャナ84はチャンバー外に配置してもよい)。この場合、ガラス87はチャンバーの上面に設けるものである。
【0058】
以上のような構成によれば、ボディ1を透過性の合成樹脂で形成すると共にケース2を吸収性の合成樹脂で形成し、ボディ1にケース2を被嵌した状態でレーザ光3を照射すればボディ1とケース2とを溶着・封止することができて、シール材を用いることなく密封することが可能となり、ボディ1及びケース2にシール材99を充填する工程、シール材99を硬化させるため硬化炉に入れる工程、ケース2に2次シール穴98を形成する工程及びシール穴98を閉塞する工程が不要となり、またシール材99も不要となるため、製造工数及びコストの削減が可能となる。
【0059】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項1記載の発明にあっては、下面側に端子が突出されると共に上面側に部品が取付けられるボディと、下方に開口する略箱状をして下端開口縁の内面が前記ボディの外周側面に被嵌されるケースとで上記部品が位置するケース内部の空間が密封される密封リレーの封止方法であって、ケースをレーザ光を透過する合成樹脂で形成すると共にボディをレーザ光を吸収する合成樹脂で形成し、ボディの外周側面にケースの下端開口縁の内面を被嵌し、外方よりレーザ光をケースを透過してボディの外周側面の前記ケースが被嵌された部分に照射し、前記レーザ光が照射されたボディの外周側面の合成樹脂を溶融してケースの合成樹脂と溶着することで密封させたので、シール材を用いることなく密封することが可能となり、ボディ及びケースにシール材を充填する工程、シール材を硬化させるため硬化炉に入れる工程、ケースに2次シール穴を形成する工程及びシール穴を閉塞する工程が不要となり、またシール材も不要となるため、製造工数及びコストの削減が可能となる。
【0060】
また請求項2記載の発明にあっては、上記請求項1記載の発明の効果に加えて、ケースが下端開口においてのみ外部と連通しているので、ケースに2次シール穴を形成する工程及びシール穴を閉塞する工程が不要となる。
【0061】
また請求項3記載の発明にあっては、上記請求項1又は2記載の発明の効果に加えて、ボディ及びケースによる封止をN2等の不活性ガスの雰囲気中で行うので、封止した後でN2等の不活性ガスを外部よりハウジング内に充填させる工程が不要となる。
【0062】
また請求項4記載の発明にあっては、上記請求項1乃至3記載の発明の効果に加えて、ボディのケースとの接触部分へのレーザ光の照射を複数周回繰り返し、周回毎に照射部位を変えたので、ボディとケースとをより確実に溶着することができる。
【0063】
また請求項5記載の発明にあっては、上記請求項1乃至3記載の発明の効果に加えて、ボディのケースとの接触部分へのレーザ光の照射を複数周回繰り返し、周回毎に同じ部位に照射したので、ボディとケースとをより確実に溶着することができる。
【0064】
また請求項6記載の発明にあっては、上記請求項1乃至3記載の発明の効果に加えて、レーザ光をシンドリカルレンズによってボディのケースとの接触部分へ線状に同時に照射したので、レーザ照射開始時に発生するひずみの影響を排除することができる。
【0065】
また請求項7記載の発明にあっては、上記請求項1乃至5記載の発明の効果に加えて、半導体アレイレーザによってレーザ光をボディのケースとの接触部分の複数箇所を同時に照射したので、光学レンズを用いることなくレーザ照射開始時に発生するひずみの影響を排除することができる。
【0066】
また請求項8記載の発明にあっては、上記請求項1乃至7記載の発明の効果に加えて、ボディとケースの接触部分をそれぞれ傾斜面とし、ボディの外周側面にケースの下端開口縁の内面を被嵌し、ボディとケースとを圧接した状態でレーザ光を照射したので、レーザ光の進路を妨げないように上方からと下方からボディ及びケースに力を加えることで、ボディの接触部分の外側からケースの接触部分を押圧することができて、ボディとケースをより確実に溶着することができる。
【0067】
また請求項9記載の発明にあっては、上記請求項8記載の発明の効果に加えて、ケースの下端開口縁の外面をミラー部材で内方に向けて押圧し、レーザ光を上方より発振してミラー部材で90度反射させてボディのケースとの接触部分に照射したので、ボディの傾斜面とケースの傾斜面とをより確実に圧接することができ、また、上方から照射されたレーザ光を反射させて進行方向を90度変えて側方より接触部分に照射できるので、レーザ光を照射するのに上方からの照射のみで溶融が可能となる。
【0068】
また請求項10記載の発明にあっては、上記請求項8又は9記載の発明の効果に加えて、レーザ光を透過しない材料で形成した押さえ部材をケースの上面に載置したので、散乱したレーザ光がケースの上面側からケースを透過してボディに照射されるのを防止することができる。
【0069】
また請求項11記載の発明にあっては、上記請求項8乃至10記載の発明の効果に加えて、レーザ光照射部とミラー部材との間のレーザ光の進路にレンズを配設したので、レーザ光照射部から照射されるレーザ光の焦点距離を自在に合わせることが可能となり、メカニカルな制約を受けないものである。
【0070】
また請求項12記載の発明にあっては、上記請求項1乃至11記載の発明の効果に加えて、ケースとボディとの間に形成される端子挿通用隙間に吸収材を充填し、該吸収材を溶融させて前記端子挿通用隙間を閉塞したので、端子挿通用隙間が形成されたケースであってもボディとケースとを接触部分において隙間なく溶着することができる。
【0071】
また請求項13記載の発明にあっては、上記請求項1乃至12記載の発明の効果に加えて、封止工程の後に最終検査工程及びレーザフォーミング工程を設けたので、ボディとケースとを封止した後でもリレーの特性調整が可能となる。
【0072】
また請求項14記載の発明にあっては、上記請求項1乃至13記載の発明の効果に加えて、ケースとボディの接触部分のうち少なくとも一方にレーザ光を吸収する塗料を塗布したので、ボディとケースの接触部分にてレーザ光をより確実に吸収して効率を高めることができる。
【0073】
また請求項15記載の発明にあっては、上記請求項1乃至14記載の発明の効果に加えて、ボディのケースとの接触部分に照射されるレーザ光の照射径が略最小となるようにケースのレーザ光が透過する部分をレンズ状に形成したので、ボディとケースとの溶着が微小な微溶着を行うことができる。
【0074】
また請求項16記載の発明にあっては、下面側に端子が突出されると共に上面側に部品が取付けられるボディと、下方に開口する略箱状をして下端開口縁の内面が前記ボディの外周側面に被嵌されるケースとで上記部品が位置するケース内部の空間が密封される密封リレーの封止方法であって、ケースをレーザ光を透過する合成樹脂で形成すると共にボディをレーザ光を吸収する合成樹脂で形成し、ボディの外周側面にケースの下端開口縁の内面を被嵌し、外方よりレーザ光をケースを透過してボディの外周側面の前記ケースが被嵌された部分に照射し、前記レーザ光が照射されたボディの外周側面の合成樹脂を溶融してケースの合成樹脂と溶着することで密封させたので、シール材を用いることなくボディとケースの溶着・封止が可能となるものである。
【0075】
また請求項17記載の発明にあっては、上記請求項16記載の発明の効果に加えて、ケースが下端開口においてのみ外部と連通しているので、ケースに2次シール穴を形成する工程及びシール穴を閉塞する工程が不要となる。
【0076】
また請求項18記載の発明にあっては、上記請求項16又は17記載の発明の効果に加えて、ボディとケースの接触部分を傾斜面とし、ボディの外周側面にケースの下端開口縁の内面を被嵌し、ボディとケースとを圧接した状態でレーザ光を照射したので、レーザ光の進路を妨げないように上方からと下方からボディ及びケースに力を加えることで、ボディの接触部分の外側からケースの接触部分を押圧することができて、ボディとケースをより確実に溶着することができる。
【0077】
また請求項19記載の発明にあっては、上記請求項18記載の発明の効果に加えて、ケースの下端開口縁の外面をミラー部材で内方に向けて押圧し、レーザ光を上方より発振してミラー部材で90度反射させてボディのケースとの接触部分に照射したので、ボディの傾斜面とケースの傾斜面とをより確実に圧接することができ、また、上方から照射されたレーザ光を反射させて進行方向を90度変えて側方より接触部分に照射できるので、レーザ光を照射するのに上方からの照射のみで溶融が可能となる。
【0078】
また請求項20記載の発明にあっては、上記請求項18又は19記載の発明の効果に加えて、レーザ光を透過しない材料で形成した押さえ部材をケースの上面に載置したので、散乱したレーザ光がケースの上面側からケースを透過してボディに照射されるのを防止することができる。
【0079】
また請求項21記載の発明にあっては、上記請求項18乃至20記載の発明の効果に加えて、レーザ光照射部とミラー部材との間のレーザ光の進路にレンズを配設したので、レーザ光照射部から照射されるレーザ光の焦点距離を自在に合わせることが可能となり、メカニカルな制約を受けないものである。
【0080】
また請求項22記載の発明にあっては、上記請求項16乃至21記載の発明の効果に加えて、ケースとボディとの間に形成される端子挿通用隙間に吸収材を充填し、該吸収材を溶融させて前記端子挿通用隙間を閉塞したので、端子挿通用隙間が形成されたケースであってもボディとケースとを接触部分において隙間なく溶着することができる。
【0081】
また請求項23記載の発明にあっては、上記請求項16乃至22記載の発明の効果に加えて、ボディのケースとの接触部分に照射されるレーザ光の照射径が略最小となるようにケースのレーザ光が透過する部分をレンズ状に形成したので、ボディとケースとの溶着が微小な微溶着を行うことができる。
【0082】
また請求項24記載の発明にあっては、ボディ及びケースと押さえ部材と、ミラー部材又はシンドリカルレンズとが内部に配設されるチャンバーを備え、チャンバーのレーザ光が透過する壁面をレーザ光を透過するガラスで形成すると共に、チャンバー内にN2等の不活性ガスを充填したので、簡単な構成で高精度に密封リレーのボディとケースの溶着を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の密封リレーの封止方法を説明する断面図である。
【図2】同上の密封リレーの分解斜視図である。
【図3】(a)(b)は同上におけるレーザ光の照射を説明する斜視図である。
【図4】レーザ光の照射の他例を説明する斜視図である。
【図5】レーザ光の照射の更に他例を説明する斜視図である。
【図6】(a)(b)はボディとケースの接合を説明する説明図である。
【図7】密封リレーの封止方法の他例を説明する断面図である。
【図8】(a)(b)(c)は密封リレーの封止方法の更に他例を説明する断面図である。
【図9】(a)(b)は密封リレーの封止方法の更に他例を説明する断面図である。
【図10】密封リレーの封止方法の更に他例を説明する断面図である。
【図11】密封リレーの封止装置の説明図である。
【図12】密封リレーの製造工程を説明するチャートである。
【図13】(a)(b)(c)は従来の密封リレーの封止方法を説明する説明図である。
【図14】従来の密封リレーの封止方法の他例を説明する説明図である。
【図15】従来の密封リレーの封止方法の更に他例を説明する説明図である。
【符号の説明】
1 ボディ
10 外周側面
2 ケース
20 下端開口縁
20a 内面
3 レーザ光
4 部品
41 端子
Claims (24)
- 下面側に端子が突出されると共に上面側に部品が取付けられるボディと、下方に開口する略箱状をして下端開口縁の内面が前記ボディの外周側面に被嵌されるケースとで上記部品が位置するケース内部の空間が密封される密封リレーの封止方法であって、ケースをレーザ光を透過する合成樹脂で形成すると共にボディをレーザ光を吸収する合成樹脂で形成し、ボディの外周側面にケースの下端開口縁の内面を被嵌し、外方よりレーザ光をケースを透過してボディの外周側面の前記ケースが被嵌された部分に照射し、前記レーザ光が照射されたボディの外周側面の合成樹脂を溶融してケースの合成樹脂と溶着することで密封させることを特徴とする密封リレーの封止方法。
- ケースが下端開口においてのみ外部と連通していることを特徴とする請求項1記載の密封リレーの封止方法。
- ボディ及びケースによる封止をN2等の不活性ガスの雰囲気中で行うことを特徴とする請求項1又は2記載の密封リレーの封止方法。
- ボディのケースとの接触部分へのレーザ光の照射を複数周回繰り返し、周回毎に照射部位を変えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の密封リレーの封止方法。
- ボディのケースとの接触部分へのレーザ光の照射を複数周回繰り返し、周回毎に同じ部位に照射することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の密封リレーの封止方法。
- レーザ光をシンドリカルレンズによってボディのケースとの接触部分へ線状に同時に照射することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の密封リレーの封止方法。
- 半導体アレイレーザによってレーザ光をボディのケースとの接触部分の複数箇所を同時に照射することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の密封リレーの封止方法。
- ボディとケースの接触部分をそれぞれ傾斜面とし、ボディの外周側面にケースの下端開口縁の内面を被嵌し、ボディとケースとを圧接した状態でレーザ光を照射することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の密封リレーの封止方法。
- ケースの下端開口縁の外面をミラー部材で内方に向けて押圧し、レーザ光を上方より発振してミラー部材で90度反射させてボディのケースとの接触部分に照射することを特徴とする請求項8記載の密封リレーの封止方法。
- レーザ光を透過しない材料で形成した押さえ部材をケースの上面に載置することを特徴とする請求項8又は9記載の密封リレーの封止方法。
- レーザ光照射部とミラー部材との間のレーザ光の進路にレンズを配設することを特徴とする請求項8乃至10のいずれかに記載の密封リレーの封止方法。
- ケースとボディとの間に形成される端子挿通用隙間に吸収材を充填し、該吸収材を溶融させて前記端子挿通用隙間を閉塞することを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の密封リレーの封止方法。
- 封止工程の後に最終検査工程及びレーザフォーミング工程を設けることを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の密封リレーの封止方法。
- ケースとボディの接触部分のうち少なくとも一方にレーザ光を吸収する塗料を塗布することを特徴とする請求項1乃至13のいずれかに記載の密封リレーの封止方法。
- ボディのケースとの接触部分に照射されるレーザ光の照射径が略最小となるようにケースのレーザ光が透過する部分をレンズ状に形成することを特徴とする請求項1乃至14のいずれかに記載の密封リレーの封止方法。
- 下面側に端子が突出されると共に上面側に部品が取付けられるボディと、下方に開口する略箱状をして下端開口縁の内面が前記ボディの外周側面に被嵌されるケースとで上記部品が位置するケース内部の空間が密封される密封リレーの封止方法であって、ケースをレーザ光を透過する合成樹脂で形成すると共にボディをレーザ光を吸収する合成樹脂で形成し、ボディの外周側面にケースの下端開口縁の内面を被嵌し、外方よりレーザ光をケースを透過してボディの外周側面の前記ケースが被嵌された部分に照射し、前記レーザ光が照射されたボディの外周側面の合成樹脂を溶融してケースの合成樹脂と溶着することで密封させることを特徴とする密封リレーの封止構造。
- ケースが下端開口においてのみ外部と連通していることを特徴とする請求項16記載の密封リレーの封止構造。
- ボディとケースの接触部分を傾斜面とし、ボディの外周側面にケースの下端開口縁の内面を被嵌し、ボディとケースとを圧接した状態でレーザ光を照射することを特徴とする請求項16又は17記載の密封リレーの封止構造。
- ケースの下端開口縁の外面をミラー部材で内方に向けて押圧し、レーザ光を上方より発振してミラー部材で90度反射させてボディのケースとの接触部分に照射することを特徴とする請求項18記載の密封リレーの封止構造。
- レーザ光を透過しない材料で形成した押さえ部材をケースの上面に載置することを特徴とする請求項18又は19記載の密封リレーの封止構造。
- レーザ光照射部とミラー部材との間のレーザ光の進路にレンズを配設することを特徴とする請求項18乃至20のいずれかに記載の密封リレーの封止構造。
- ケースとボディとの間に形成される端子挿通用隙間に吸収材を充填し、該吸収材を溶融させて前記端子挿通用隙間を閉塞することを特徴とする請求項16乃至21のいずれかに記載の密封リレーの封止構造。
- ボディのケースとの接触部分に照射されるレーザ光の照射径が略最小となるようにケースのレーザ光が透過する部分をレンズ状に形成することを特徴とする請求項16乃至22のいずれかに記載の密封リレーの封止構造。
- ボディ及びケースと押さえ部材と、ミラー部材又はシンドリカルレンズとが内部に配設されるチャンバーを備え、チャンバーのレーザ光が透過する壁面をレーザ光を透過するガラスで形成すると共に、チャンバー内にN2等の不活性ガスを充填して成ることを特徴とする密封リレーを封止する装置。
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