JP2009032482A - 電磁継電器 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品点数を減らしつつヨークから共通端子に伝わる熱を抑制する。
【解決手段】 電磁石用のコイル（２４）を間に挟んで対向する非金属素材からなる一対の部材（２２、２５）と、前記コイルの軸心に挿入された鉄芯（２６）及び前記一対の部材を保持するヨーク（２７）と、前記コイルに励磁電流を供給したときに前記鉄芯に吸引される可動鉄片（３４）が設けられた共通端子用金属薄板（２８）とを備えた電磁継電器において、前記共通端子用金属薄板に複数の係合部（２８ｂ〜２８ｅ）を形成すると共に、前記一対の部材に複数の被係合部（２５ａ〜２５ｄ）を形成し、これらの係合部と被係合部とを係合させることにより、前記一対の部材に、前記共通端子用金属薄板を保持させるようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電磁継電器（リレーともいう）に関し、特に、ヨークから共通端子への熱伝達の抑制を意図した電磁継電器に関する。

一般的に、電磁継電器をプリント基板に実装する場合、電磁継電器からプリント基板に伝わる熱をできるだけ少なくすることが求められる。これは、とりわけ高温環境下で使用する際に、電磁継電器とプリント基板との接続部の半田が溶けてしまうことがあり得るからである。また、このような熱対策は、プリント基板のみならず、プラグイン方式の電磁継電器（バネの力で電磁継電器の端子を保持するもの）においても、熱によってバネの力が弱まり保持力が低下するため、同様に求められる。

そこで、下記の特許文献１には、次のような対策技術が記載されている。
図７（ａ）は、対比のために示す対策前の電磁継電器の断面図、図７（ｂ）は、対策後の電磁継電器）の断面図である。

対策前の電磁継電器（ａ）において、コイル１が巻回されたボビン２の軸心には鉄芯３が装着されており、この鉄芯３は、略Ｌ字状に曲げられたヨーク４に固定されている。

ヨーク４の外周面（の垂直部４ａ）には、バネ性を有する金属薄板（以下、共通端子用金属薄板という）５が固定されている。この共通端子用金属薄板５の図面に向かって上端側は、図面左方向に略９０度程度屈曲されており、その屈曲部５ａの下面に可動鉄片６が取り付けられていると共に、その屈曲部５ａの先端付近に可動接点７が取り付けられている。さらに、この共通端子用金属薄板５の図面に向かって下端側は、ヨーク４の底面から所定長下方に突出しており、この突出部が共通端子（ＣＯＭ端子ともいう）８として使用されるようになっている。

また、共通端子用金属薄板５の先端付近に取り付けられた可動接点７の上下に一対の固定接点９、１０（以下、特に区別する場合は、上固定接点９、下固定接点１０という）が設けられており、これらの固定接点９、１０は、それぞれ金属薄板（以下、固定端子用金属薄板という）１１、１２に固定されている。各々の固定端子用金属薄板１１、１２の図面に向かって下端側は、ヨーク４の底面から所定長下方に突出しており、それらの突出部が一対の固定端子１３、１４として使用されるようになっている。

なお、ボビン２に巻回されたコイル１は、ヨーク４の底面から下方に突出する一対のコイル端子１５、１６に接続されている。

このような構成を有する電磁継電器の動作は、以下のとおりである。まず、非励磁状態の動作を説明する。一対のコイル端子１５、１６に励磁電流を供給していないとき、この電磁継電器は非励磁状態にある。このとき、可動鉄片６は、共通端子用金属薄板５のバネ力によって、図示の状態、つまり、鉄芯３の上端面から若干浮き上がった状態にある。このため、共通端子用金属薄板５の先端付近に取り付けられた可動接点７は、図示のとおり、上側に位置することとなり、可動接点７と上固定接点９とが接触する。

一方、一対のコイル端子１５、１６に励磁電流を供給すると、この電磁継電器は励磁状態になる。このとき、鉄芯３が磁気を帯び、この磁力が共通端子用金属薄板５のバネ力を上回ると、可動鉄片６が鉄芯３に引きつけられる。これにより、共通端子用金属薄板５の先端付近に取り付けられた可動接点７は、図示の状態と異なって、下側に位置することとなり、可動接点７と下固定接点１０とが接触する。

さて、電磁継電器における主たる発熱源はコイル１であり、このコイル１で発生した熱が、熱容量の大きなヨーク４を介して共通端子用金属薄板５に伝えられ、さらに、共通端子８からプリント基板やコネクタ（プラグイン方式の場合）へと伝えられる結果、前記のとおりの不都合（半田の溶融やコネクタのバネ力低下）を招来するのである。なお、実際には、共通端子８だけでなく固定端子１３、１４やコイル端子１５、１６を介しても熱が伝えられるが、これらの熱は、共通端子８を介して伝えられる熱に比べてはるかに少ないため、上記のような不都合を来すことがない。その理由は、共通端子８は熱容量の大きなヨーク４に直に接しているのに対して、固定端子１３、１４やコイル端子１５、１６は非金属性のボビン２に接しているため、コイル１からの熱伝達が格段に少ないからである。

次に、対策後の電磁継電器（ｂ）について説明するが、ここでは、簡単化のために、対策前の電磁継電器（ａ）との相違点についてのみ説明する。対策後の電磁継電器では、ヨーク４の垂直部４ａに、複数の小さな突起（同文献では四つの突起３７ａ、３７ｂ）を有するスペーサ１７（同文献では突き出し段部３７）を取り付けると共に、共通端子用金属薄板５に、上記の突起に係合可能な小さな穴（同文献では貫通穴２８ａと嵌合用突き出し突起２８ｂ）を形成し、それらのスペーサ１７と共通端子用金属薄板５とを勘合させる構成としている。

そして、この対策後の電磁継電器によると、ヨーク４に、スペーサ１７を介して共通端子用金属薄板５を固定しているので、両者間（ヨーク４と共通端子用金属薄板５の間）にスペーサ１７の厚みに相当する間隙が生じ、放熱しやすくなる（同文献の段落〔００２０〕）とされている。

特開平９−１９０７５３号公報

しかしながら、前記の従来技術（図７（ｂ）のもの）にあっては、スペーサ１７という部品が別途に必要であり、部品点数を減らして製造コストを下げるという点で未だ改善すべき余地がある。

そこで本発明は、部品点数を減らしつつヨークから共通端子に伝わる熱を抑制し得る電磁継電器を提供することを目的としている。

請求項１記載の発明は、電磁石用のコイルを間に挟んで対向する非金属素材からなる一対の部材と、前記コイルの軸心に挿入された鉄芯及び前記一対の部材を保持するヨークと、前記コイルに励磁電流を供給したときに前記鉄芯に吸引される可動鉄片が設けられた共通端子用金属薄板とを備えた電磁継電器において、前記共通端子用金属薄板に複数の係合部を形成すると共に、前記一対の部材に複数の被係合部を形成し、これらの係合部と被係合部とを係合させることにより、前記一対の部材に、前記共通端子用金属薄板を保持させたことを特徴とする電磁継電器である。
請求項２記載の発明は、前記係合部が突起であり、且つ、前記被係合部が凹部であることを特徴とする請求項１記載の電磁継電器である。
請求項３記載の発明は、前記係合部と前記被係合部とが係合した状態において、前記ヨークと前記共通端子用金属薄板との間に隙間があることを特徴とする請求項２記載の電磁継電器である。
請求項４記載の発明は、前記共通端子用金属薄板が、可動鉄片を設けるための第１の部分と、それ以外の第２の部分の二分割構造となっており、当該第２の部分に、前記係合部が形成されていることを特徴とする請求項３記載の電磁継電器である。

本発明では、電磁石用のコイルを間に挟んで対向する非金属素材からなる一対の部材に共通端子用金属薄板を保持させているので、また、好ましくは、ヨークと共通端子用金属薄板との間に隙間を設けているので、ヨークから共通端子用金属薄板を介して共通端子に伝わる熱を抑制することができ、前記の従来技術の問題点を解決することができる。

次に、本発明にかかる第１の実施形態を図面を参照しながら説明する。

＜第１の実施形態＞
図１乃至図３は、第１の実施形態にかかる電磁継電器２０の構成図であり、図１はその分解図、図２はその組み立て図、図３はその断面図である。

まず、図１において、電磁継電器２０は、底面開放の箱状のケース２１と、このケース２１の開放面に契合して該ケース２１を閉鎖する非金属素材（プラスチック等）からなる基部２２と、この基部２２と一体の非金属素材（プラスチック等）からなるボビン２３と、このボビン２３に巻回されたコイル２４と、ボビン２３の上端面に一体化された非金属素材（プラスチック等）からなる天板部２５と、ボビン２３の軸心に挿入されると共に、上端面を天板部２５から露出させた鉄芯２６と、この鉄芯２６を保持すると共に、略Ｌ字状に曲げられて上記の基部２２及び天板部２５の双方を保持する金属素材からなるヨーク２７と、このヨーク２７の垂直部に沿って併設されるバネ性を有する共通端子用金属薄板２８と、天板部２５の上から装着される金具当り２９と、固定端子用金属薄板３０とを備える。

基部２２と天板部２５は、発明の要旨に記載の「電磁石用のコイル（コイル２４）を間に挟んで対向する非金属素材からなる一対の部材」に相当する。なお、可動鉄片３４は、図７（ａ）で示された電磁継電器の可動鉄片６と同様に、電磁継電器の非励磁状態においては、図３（ａ）で示されたように、鉄芯２６の上端面から若干浮き上がった状態になり、一方、電磁継電器の励磁状態においては、鉄芯２６に引き付けられた（吸引された）状態になる。

固定端子用金属薄板３０は固定接点３１と固定端子３２、３３とを有し、また、共通端子用金属薄板２８の上端側は、略９０度程度屈曲されており、その屈曲部２８ａの下面に可動鉄片３４が取り付けられていると共に、その屈曲部２８ａの先端付近に可動接点３５が取り付けられている。さらに、この共通端子用金属薄板２８の下端側には、共通端子（ＣＯＭ端子ともいう）３５、３６が設けられている。

ここで、第１の実施形態にかかる電磁継電器２０の特徴である共通端子用金属薄板２８の取り付け構造について説明する。図１に示すように、共通端子用金属薄板２８には、ヨーク２７の方向に突出した四つの突起２８ｂ〜２８ｅが形成されている。四つの突起２８ｂ〜２８ｅのうちの上側の二つ（突起２８ｂ、２８ｃ）は天板部２５の側面側に所定量突出しており、対する天板部２５の側には、これらの二つの突起２８ｂ、２８ｃを係合保持するための凹部２５ａ、２５ｂが設けられている。同様に、四つの突起２８ｂ〜２８ｅのうちの下側の二つ（突起２８ｄ、２８ｅ）は基部２２の側面側に所定量突出しており、対する基部２２の側には、これらの二つの突起２８ｄ、２８ｅを係合保持するための凹部２５ｃ、２５ｄが設けられている（図１においては、そのうちの一つの凹部２５ｄが陰に隠れて見えていない）。

四つの突起２８ｂ〜２８ｅは、発明の要旨に記載の「係合部」に相当し、四つの凹部２５ａ〜２５ｄは、発明の要旨に記載の「被係合部」に相当する。

共通端子用金属薄板２８を取り付ける際は、図２や図３（ｂ）に示すように、共通端子用金属薄板２８をヨーク２７の垂直部に平行にした状態で、その共通端子用金属薄板２８の四つの突起２８ｂ〜２８ｅを、天板部２５及び基部２２の各々の凹部２５ａ〜２５ｄに差し込んで係合保持させる。このとき、共通端子用金属薄板２８とヨーク２７が接触しないように、両者（共通端子用金属薄板２８とヨーク２７）の間に隙間を空けておくことが望ましい。

図３（ａ）は、そのようにして組み立てられた電磁継電器２０の断面図である。この図からも理解されるように、共通端子用金属薄板２８は天板部２５と基部２２とに係合保持されており、ヨーク２７との接触面積は、前記の従来技術（図７（ａ）のもの）に比べて格段に少なくなっている。このため、前記の従来技術（図７（ａ）のもの）との対比で、ヨーク２７から共通端子用金属薄板２８に伝わる熱を少なくすることができる上、さらに、前記の他の従来技術（図７（ｂ）のもの）と比べても、スペーサ（図７（ｂ）の符号１７参照）を必要としないので、部品点数を少なくして製造コストを引き下げることができるという特有の効果が得られる。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明にかかる第２の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図４乃至図６は、第２の実施形態にかかる電磁継電器４０の構成図であり、図４はその分解図、図５はその組み立て図、図６はその断面図である。なお、これらの図において、前記の第１の実施形態と共通する構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略することにする。

前記の第１の実施形態との相違点は、共通端子用金属薄板４１の構造にある。すなわち、この第２の実施形態における共通端子用金属薄板４１は、共通端子４１、４２（第１の実施形態の共通端子３５、３６に相当）や四つの突起４１ａ〜４１ｄ（第１の実施形態の四つの突起２８ｂ〜２８ｅに相当）を形成した本体部４４と、この本体部４４に取着されるバネ部４５との二分割構造になっている点、及び、このバネ部４５に可動鉄片３４と可動接点３５とを取り付けてある点で相違する。

バネ部４５は、発明の要旨に記載の「可動鉄片を設けるための第１の部分」に相当し、本体部４４は、同「それ以外の第２の部分」に相当する。

この第２の実施形態においても、共通端子用金属薄板４１を取り付ける際は、図５や図６（ｂ）に示すように、本体部４４とバネ部４５とからなる共通端子用金属薄板４１をヨーク２７の垂直部に平行にした状態で、その共通端子用金属薄板４１の四つの突起４１ａ〜４１ｄを、天板部２５及び基部２２の各々の凹部２５ａ〜２５ｄに差し込んで係合保持させる点で、第１の実施形態と同じである。また、この係合保持状態において、共通端子用金属薄板４１とヨーク２７が接触しないように、両者（共通端子用金属薄板４１とヨーク２７）の間に隙間を空けておくことが望ましい点でも同様である。

図６（ａ）は、そのようにして組み立てられた電磁継電器４０の断面図である。この図からも理解されるように、共通端子用金属薄板４１は天板部２５と基部２２に係合保持されており、ヨーク２７との接触面積は、前記の従来技術（図７（ａ）のもの）に比べて格段に少なくなっている。このため、前記の従来技術（図７（ａ）のもの）との対比で、ヨーク２７から共通端子用金属薄板４１に伝わる熱を少なくすることができる上、さらに、前記の他の従来技術（図７（ｂ）のもの）と比べても、スペーサ（図７（ｂ）の符号１７参照）を必要としないので、部品点数を少なくして製造コストを引き下げることができるという特有の効果が得られる。

加えて、この第２の実施形態では、共通端子用金属薄板４１を本体部４４とバネ部４５とからなる二分割構造としたので、本体部４４にバネ性を持たせる必要がなく、設計の自由度が増すという付随的効果が得られる。

なお、以上の各実施形態では、共通端子用金属薄板（第１の実施形態→共通端子用金属薄板２８／第２の実施形態→共通端子用金属薄板４１）と天板部２５及び基部２２との係合を“４箇所”で行っているが、これに限定されない。これより少なくてもよく、あるいは、確実な係合を臨むのであれば４箇所以上としても構わない。

第１の実施形態の電磁継電器の分解図である。 第１の実施形態の電磁継電器の組み立て図である。 第１の実施形態の電磁継電器の断面図である。 第２の実施形態の電磁継電器の分解図である。 第２の実施形態の電磁継電器の組み立て図である。 第２の実施形態の電磁継電器の断面図である。 従来の電磁継電器の断面図である。

符号の説明

２０ 電磁継電器
２２ 基部（一対の部材）
２４ コイル
２５ 天板部（一対の部材）
２５ａ〜２５ｄ 凹部（被係合部）
２６ 鉄芯
２７ ヨーク
２８ 共通端子用金属薄板
２８ｂ〜２８ｅ 突起（係合部）
３４ 可動鉄片
４０ 電磁継電器
４１ 共通端子用金属薄板
４４ 本体部（第２の部分）
４５ バネ部（第１の部分）

Claims (4)

1. 電磁石用のコイルを間に挟んで対向する非金属素材からなる一対の部材と、前記コイルの軸心に挿入された鉄芯及び前記一対の部材を保持するヨークと、前記コイルに励磁電流を供給したときに前記鉄芯に吸引される可動鉄片が設けられた共通端子用金属薄板とを備えた電磁継電器において、
   前記共通端子用金属薄板に複数の係合部を形成すると共に、前記一対の部材に複数の被係合部を形成し、これらの係合部と被係合部とを係合させることにより、前記一対の部材に、前記共通端子用金属薄板を保持させたことを特徴とする電磁継電器。
2. 前記係合部が突起であり、且つ、前記被係合部が凹部であることを特徴とする請求項１記載の電磁継電器。
3. 前記係合部と前記被係合部とが係合した状態において、前記ヨークと前記共通端子用金属薄板との間に隙間があることを特徴とする請求項２記載の電磁継電器。
4. 前記共通端子用金属薄板が、可動鉄片を設けるための第１の部分と、それ以外の第２の部分の二分割構造となっており、当該第２の部分に、前記係合部が形成されていることを特徴とする請求項３記載の電磁継電器。

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