JP2011090919A

JP2011090919A - リレー用電磁石

Info

Publication number: JP2011090919A
Application number: JP2009244132A
Authority: JP
Inventors: Yoshimasa Kato; 芳正加藤
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2009-10-23
Filing date: 2009-10-23
Publication date: 2011-05-06

Abstract

【課題】コイル巻装作業において、コイルボビンと鉄芯の位置ずれおよび鉄芯のコイルボビンからの抜け出しを阻止して、巻装作業時の不具合の発生を防止できるようにしたリレー用電磁石を提供する。
【解決手段】リレー用電磁石１は、コイルボビン２０の貫通孔部２６の内周面に第１の係止突条２７を形成する一方、鉄芯３０の外周面の対応箇所には、第１の係止突条２７と交差する方向に第２の係止突条３３を形成しており、鉄芯３０をコイルボビン２０の貫通孔部２６に圧入固定させたときに、第１、第２の係止突条２７、３３を相互に圧接させて、鉄芯３０をコイルボビン２０に固定するようにしたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁リレーの構成部材として使用される、鉄芯をコイルボビンに内嵌結合させて、そのコイルボビンのコイル巻回部にコイルを巻装したリレー用電磁石に関する。

この種のリレー用電磁石の製造において、コイルをコイルボビンに巻装する作業は、作業効率を考慮して、鉄芯をコイルボビンを圧入結合してから、コイルボビンの鍔部開口から突き出た鉄芯の尾端をコイル巻装チャック具で挟持し固定して行うことが一般的である。

しかしながら、コイルボビンと鉄芯の結合度合いが不十分であれば、巻装作業中に鉄芯とコイルボビンとが位置ずれしたり、鉄芯がコイルボビンより抜け出たりするなどの不具合が発生する可能性が非常に高い。

このような問題に対して、コイル巻装チャック具の挟持力を滑り止めなどによって高めるなど、作業上、技能上の工夫は従来でもなされていたが、コイルボビンと鉄芯との連結度合いを高めるようにした構造的な技術は提案されていなかった。

特に、小型化、薄型化を図った電磁リレー（例えば、特許文献１参照）に内装される小型の電磁石においては、構成部材であるコイルボビンや鉄芯に、高い連結強度が保持できるような連結保持構造を持たせることは特に困難であった。

特開２００６−３５１２８４号公報

本発明は、このような事情を考慮して提案されたもので、その目的は、コイル巻装作業において、コイルボビンと鉄芯の位置ずれおよび鉄芯のコイルボビンからの抜け出しを阻止して、巻装作業時の不具合の発生を防止できるようにしたリレー用電磁石を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載のリレー用電磁石は、一端に鍔状の頭部を形成した胴部を有した鉄芯を、両端に鍔部を形成したコイル巻回部を有したコイルボビンの貫通孔部に圧入固定し、コイル巻回部にコイルを巻装して成るリレー用電磁石であって、コイルボビンの貫通孔部の内周面に第１の係止突条を形成する一方、鉄芯の外周面の対応箇所には、第１の係止突条と交差する方向に第２の係止突条を形成しており、鉄芯をコイルボビンの貫通孔部に圧入固定させたときに、第１、第２の係止突条を相互に圧接させて、鉄芯をコイルボビンに固定するようにしたことを特徴とする。

請求項２に記載のリレー用電磁石は、第１、第２の係止突条のいずれか一方は、コイルボビンのコイル巻回部の軸線方向に沿って形成され、他方はコイル巻回部の軸線方向と直交する方向に形成されている。

請求項３に記載のリレー用電磁石は、第１、第２の係止突条のうち、コイルボビンの貫通孔部の軸線方向に沿って形成された係止突条における、鉄芯の挿入時に他方の係止突条と対向する端部には傾斜ガイド面が形成されている。

請求項４に記載のリレー用電磁石は、第２の係止突条は、上記鉄芯に対してＶ字溝をプレス形成した際にＶ字溝の両側に形成される突出部で構成されている。

請求項１に記載のリレー用電磁石によれば、鉄芯をコイルボビンの貫通孔部に圧入固定させたときに、コイルボビン側の第１の係止突条と、それに交差する方向に形成された鉄芯側の第２の係止突条とを相互に圧接させる構造となっているので、コイル巻装作業をする際に、コイルボビンと鉄芯の位置がずれたり、鉄芯がコイルボビンから抜け出したりすることを防止できる。

請求項２に記載のリレー用電磁石によれば、第１、第２の係止突条のいずれか一方は、コイルボビンのコイル巻回部の軸線方向に沿って形成され、他方はコイル巻回部の軸線方向と直交する方向に形成されているので、鉄芯のコイルボビンへの圧入をよりスムーズに行える。

請求項３に記載のリレー用電磁石によれば、第１、第２の係止突条のうち、コイルボビンの貫通孔部の軸線方向に沿って形成された係止突条に傾斜ガイド面が形成されているので、係止突条同士が引っ掛かることなく鉄芯を圧入できる。

請求項４に記載のリレー用電磁石によれば、鉄芯にプレス形成したＶ字溝を両側に形成される突出部で第２の係止突条を構成しているので、外れや抜けの起こりにくい構造の鉄芯を簡易に製造することができる。

本発明の第１実施形態に係るリレー用電磁石の構成部材の説明図であり、（ａ）は同リレー用電磁石の構成部材であるコイルボビンの側面図、（ｂ）は（ａ）図のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は同構成部材である鉄芯の正面図である。（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態におけるコイルボビンへの鉄芯の圧入作業の状態を示す一部断面正面図である。（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態におけるコイルボビンへの鉄芯の圧入作業の状態を示す一部断面平面図である。（ａ）、（ｂ）は、図３（ｂ）のＸで示した要部の拡大横断面図である。本発明の第２実施形態に係るリレー用電磁石の構成部材の説明図であり、（ａ）は同リレー用電磁石の構成部材であるコイルボビンの側面図、（ｂ）は（ａ）図のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は同構成部材である鉄芯の正面図である。（ａ）、（ｂ）は、第２実施形態におけるコイルボビンへの鉄芯の圧入作業の状態を示す一部断面正面図である。（ａ）、（ｂ）は、第２実施形態におけるコイルボビンへの鉄芯の圧入作業の状態を示す一部断面平面図である。リレー用電磁石の構成部材であるコイルボビンと鉄芯の組立構造を説明する図であり、（ａ）は分解状態を示す斜視図、（ｂ）は結合状態を示す斜視図である。（ａ）は図５（ｂ）のＤ１の矢印方向から見た図、（ｂ）は平面図である。本発明のリレー用電磁石を使用した電磁リレーの斜視図である。同電磁リレーの正面図である。

以下に、本発明の実施の形態について、添付図面とともに説明する。

図８および図９は、後述する本発明の各種の実施形態におけるリレー用電磁石を構成する各部材の説明図であり、まずこれらの図を参照しながらリレー用電磁石の概略構造を説明する。なお、これらの図では、後述する各実施形態における構造的特徴の図示は省略している。

図８は、リレー用電磁石の構成部材であるコイルボビンと鉄芯の組立構造の説明図であり、図８（ａ）は分解された状態を示す斜視図、図８（ｂ）は結合した状態を示す斜視図である。

リレー用電磁石１（図９参照）の構成部材であるコイルボビン２０は、樹脂製であり、コイル４０（図９参照）が巻装されるコイル巻回部２３を備えるとともに、その巻回部２３の両端側に第１、第２の鍔部２１、２２を備えている。このコイル巻回部２３は、互いに対向する一対の対向板２３ａ、２３ａよりなり、これら両対向板２３ａ、２３ａが両鍔部２１、２２を連結しており、両対向板２３ａ、２３ａ間に形成された空間が両鍔部２１、２２の外方に通じるように、両鍔部２１、２２には開口２１ａ、２２ａが形成されている（図８（ａ）参照）。

このように、コイルボビン２０には、第１の鍔部２１の開口２１ａから第２の鍔部２２の開口２２ａまで連通した孔が形成され、この孔がリレー用電磁石１を構成するさらなる部材である鉄芯３０を圧入して装着させるための貫通孔部２６を構成している。

また、このコイルボビン２０は、第１の鍔部２１より延設された延設部２４を備え、その延設部２４からコイル４０に接続される一対のコイル端子２５が導出されている（図８（ａ）参照）。

一方、鉄芯３０は磁性材料よりなり、板状の胴部３２と、その一端側に連設された小判形状で鍔状の頭部３１とを備えている（図８（ａ）参照）。

そして、この鉄芯３０をコイルボビン２０の第１の鍔部２１の開口２１ａより挿入し貫通孔部２６を貫通させ装着して、鉄芯３０とコイルボビン２０との嵌合結合がなされる。結合した状態では、鉄芯３０の胴部３２がコイルボビン２０の両対向板２１、２２の間に形成された貫通孔部２６に収容され、鉄芯３０の頭部３１が第１の鍔部２１の開口２１ａより突出するとともに、胴部３２の尾端３２ｂが第２の鍔部２２の開口２２ａより突出する（図８（ｂ）参照）。また、コイル巻回部２３において、鉄芯３０の胴部３２の両側面３２ａは露出されている（図８（ｂ）参照）。

なお、コイルボビン２０のコイル巻回部２３は、リレーの薄型化のために、鉄芯３０の胴部３２の両側面３２ａを露出させる構造となっているが、胴部３２の両側面３２ａの一方あるいは両方を、両対向板２３ａ、２３ａを連結させる橋架板で被覆する構造としてもよい。橋架板を備えることで、コイル巻回部２３を補強でき、各種の作業時における鉄芯３０の損傷を防止できる。

図９は同リレー用電磁石１の完成状態を示す図で、図９（ａ）は図８（ｂ）の矢印Ｄ１方向から見た図、図９（ｂ）は平面図である。

リレー用電磁石１は、図８（ｂ）のように、鉄芯３０をコイルボビン２０に内嵌結合させた状態で、そのコイルボビン２０のコイル巻回部２３にコイル４０が巻装されて構成されている。巻装されたコイル４０の両端は、それぞれが一対のコイル端子２５、２５のそれぞれに接続されている。

なお、コイル４０の巻装は、コイルボビン２０と鉄芯３０とを一体化した状態で（図８（ｂ）参照）、コイル巻装チャック具（不図示）で鉄芯３０の尾端３２ｂを挟持した状態で行われる。

本発明のリレー用電磁石１は、コイルボビン２０に鉄芯３０を連結固定した状態でコイルボビン２０のコイル巻回部２３にコイル４０を巻装する際、コイルボビン２０と鉄芯３０との間の位置ずれ、および鉄芯３０のコイルボビン２０からの抜け出しを防止するために、コイルボビン２０と鉄芯３０のそれぞれが係止手段（第１の係止手段２７および第２の係止突条３３）（図１〜図７参照）を備えていることを特徴とするものである。

図１〜図４に示す説明図は、上記各係止手段を説明する図で、コイル４０を巻装する前の状態を図示したものである。

具体的には、図１は本発明の第１実施形態に係るリレー用電磁石１の構成部材の説明図であり、図１（ａ）は同リレー用電磁石１の構成部材であるコイルボビン２０の側面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図１（ｃ）は同構成部材である鉄芯３０の正面図である。図２（ａ）、（ｂ）は、コイルボビン２０への鉄芯３０の圧入作業の状態を示す一部断面正面図である。図３（ａ）、（ｂ）は、コイルボビン２０への鉄芯３０の圧入作業の状態を示す一部断面平面図である。図４（ａ）、（ｂ）は、図３（ｂ）のＸで示した要部の拡大横断面図である。なお、図４（ａ）は鉄芯３０を内嵌結合させる直前の状態を示しており、図４（ｂ）は鉄芯３０を内嵌結合させた状態を示している。

コイルボビン２０には、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の鍔部２１の開口２１ａの内縁部２１ｂ（貫通孔部２６の内周面）に、貫通孔部２６に装着される鉄芯３０の胴部３２の両側面３２ａを圧接するような突条が、コイル巻回部２３の軸線方向に沿って、鉄芯３０の胴部３２の両側面３２ａに対応して、両内側面に上下２条ずつ形成されている。なお、図１（ｂ）は断面図であるため、一方面の上下２条のみを図示している。これらの突条は、鉄芯３０が貫通孔部２６に圧入されたときに、鉄芯３０の胴部３２の両側面３２ａを圧接して係止するための第１の係止突条２７を構成している。

また、図１（ｂ）に示すように、第１の係止突条２７における第１の鍔部２１の開口２１ａ側（装着される鉄芯３０の頭部３１側）の端部には、挿入されてくる鉄芯３０を引っ掛かりなく圧入させるための傾斜ガイド面２７ａが形成されている。

一方、鉄芯３０には、図１（ｃ）および図３に示すように、上記コイルボビン２０の第１の係止突条２７に対応する位置に、突条が、第１の係止突条２７と直交する方向に沿って、胴部３２の両側面３２ａに１条ずつ形成されている。この突条は、第１の係止突条２７と相互に圧接し合って係止するための第２の係止突条３３を構成している。

この第２の係止突条３３は、図４の拡大横断面図に示すように、鉄芯３０に対してＶ字溝３４をプレス形成した際にＶ字溝３４の両側に形成される２条の突出部３３ａ、３３ａで構成されている。

以上のように、コイルボビン２０には第１の係止突条２７が形成され、一方、鉄芯３０には第２の係止突条３３が形成されているため、頭部３１が第１の鍔部２１で当て止めされるまで鉄芯３０をコイルボビン２０の貫通孔部２６に圧入し、両部材を結合した状態では、第１、第２の係止突条２７、３３が相互に直交交差した状態となり、それらは相互に圧接し合う。

このように、第１、第２の係止突条２７、３３が相互に圧接する構造となっているため、鉄芯３０とコイルボビン２０とを強固に結合固定でき、そのためコイル巻装作業をする際に、コイルボビン２０と鉄芯３０の位置がずれたり、鉄芯３０がコイルボビン２０から抜け出したりすることを防止できる。

また、本実施形態では、コイルボビン２０の第１の係止突条２７が鉄芯３０の胴部３２の長手方向（鉄芯３０の挿入方向、コイル巻回部２３の軸線方向）に沿って形成されているので、鉄芯３０の圧入をしやすくすることができる。

さらに、本実施形態では、鉄芯の第２の係止突条３３がプレス形成によりできたＶ字溝３４の両側の突出部３３ａ、３３ａで構成されたものであるため、突出が高くなりすぎることがなく、そのため鉄芯３０を無理なく圧入させることができる。

ついで、本発明に係るリレー用電磁石１の他の実施形態について説明する。

図５は本発明の第２実施形態に係るリレー用電磁石１の構成部材の説明図であり、図５（ａ）は同リレー用電磁石１の構成部材であるコイルボビン２０の側面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図５（ｃ）は同構成部材である鉄芯３０の正面図である。図６（ａ）、（ｂ）は、コイルボビン２０への鉄芯３０の圧入作業の状態を示す一部断面正面図である。図７（ａ）、（ｂ）は、コイルボビン２０への鉄芯３０の圧入作業の状態を示す一部断面平面図である。

この実施形態では、コイルボビン２０が備える第１の係止突条２７と、鉄芯３０が備える第２の係止突条３３の形成位置、形状および向きが、上記第１実施形態とは異なる。なお、他の部位については第１実施形態と同一であるため、同一の符号を付してその説明を省略する。

コイルボビン２０の第１の係止突条２７は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の鍔部２１の開口２１ａの内縁部２１ｂつまり貫通孔部２６の内周面に、コイル巻回部２３の軸線方向と直交する方向に沿って、鉄芯３０の胴部３２の両側面３２ａのそれぞれに対応して１条ずつ形成されている。

一方、鉄芯３０の第２の係止突条３３は、図５（ｃ）および図７に示すように、コイルボビン２０の第１の係止突条２７に対応する位置に、第１の係止突条２７と直交する方向つまりコイル巻回部２３の軸線方向に沿って、胴部３２の両側面３２ａに１条ずつ形成されている。

また、図５（ｃ）に示すように、第２の係止突条３３における鉄芯３０の尾端３２ｂ側（コイルボビン２０の開口２１側）の端部には、挿入されてくる鉄芯３０を引っ掛かりなく圧入させるための傾斜ガイド面３３ｂが形成されている。

このように、本実施形態の第１、第２の係止突条２７、３３は、第１実施形態のものとは形成位置、形状および向きが逆になっている。しかし、鉄芯３０がコイルボビン２０の貫通孔部２６に圧入され、相互に結合した状態では、第１、第２の係止突条２７、３３が相互に直交交差した状態となる点で、第１実施形態と同様である。

このように、第１、第２の係止突条２７、３３が相互に圧接する構造となっているため、鉄芯３０とコイルボビン２０とを強固に結合固定でき、そのためコイル巻装作業をする際に、コイルボビン２０と鉄芯３０の位置がずれたり、鉄芯３０がコイルボビン２０から抜け出したりすることを防止することができる。

また、本実施形態では、鉄芯３０の第２の係止突条３３が鉄芯３０の胴部３２の長手方向（鉄芯３０の挿入方向、コイル巻回部２３の軸線方向）に沿って形成されているので、鉄芯３０の圧入をしやすくすることができるし、第２の係止突条３３における尾端３２ｂ側の端部には傾斜ガイド面３３ｂが形成されているので、さらに圧入をしやすくできる。

以上に示した２実施形態では、第１、第２の係止突条２７、３３のいずれかがコイル巻回部２３の軸線方向に沿って形成され、他方が軸線方向に直交する方向に沿って形成されているが、そうでなくてもよく、軸線に対して斜め方向に形成されていてもよく、第１、第２の係止突条が交差状態で相互に圧接できる位置関係であればよい。

さらに、上記の両実施形態では、第１、第２の係止突条２７、３３ともに、鉄芯３０の両側面３２ａに対応して形成されているが、一方のみが交差圧接するものでもよい。例えば、コイルボビン２０、鉄芯３０のいずれか一方は両面に係止突条を備え、他方は片面のみに係止突条を備える構成であってもよい。

また、上記の両実施形態では、コイルボビン２０のコイル巻回部２３が上下一対の対向板２３ａよりなり、貫通孔部２６の両側面つまり圧入された鉄芯３０の胴部３２の両側面３２ｂが露出される構成であるが、鉄芯３０の胴部３２の外周を全て覆った構造であるものにも本発明が適用されることはいうまでもなく、その場合には、覆われた胴部３２に対応した位置に第１、第２の係止突条を形成してもよい。

つぎに、上記のように形成されたリレー用電磁石１を使用して製造された電磁リレーについて説明する。

図１０および図１１は、電磁リレーの一例を示す斜視図と正面図である。なお、以下に示す電磁リレーは、上述したようにリレー用電磁石１のコイルボビン２０と鉄芯３０に第１、第２の係止突条２７、３３（図１等参照）を備えたものであるが、図１０、１１においては、それらについては図示を省略している。

この電磁リレーＲは、上記リレー用電磁石１が使用され、このリレー用電磁石１を含んだ電磁石ブロック４と、固定接点ブロック５ａ（図中の右側）と、別の固定接点ブロック５ｂ（図中の左側）と、これら固定接点ブロック５ａ、５ｂの間に介設された可動接点バネブロック６と、接極子７と、カード８とが、樹脂製のベース９上に配設され、それらの上から樹脂製のカバー（不図示）が被せられて構成されている。

一方の固定接点ブロック５ａは、金属製の固定端子５１ａと、この固定端子５１ａの上部に設けられる金属製の固定接点５２ａとより構成されている。同様に、別の固定接点ブロック５ｂも、金属製の固定端子５１ｂと、この固定端子５１ｂの上部に設けられる金属製の固定接点５２ｂとより構成されている。

可動接点バネブロック６は、金属製の可動端子６１と、この可動端子６１の上端（不図示）に、下端（不図示）が接続される金属製の板バネ６２と、この板バネ６２の両側面に設けてある一対の金属製の可動接点６３、６３とより構成され、この板バネ６２が上述の２つの固定接点５２ａ、５２ｂの間に配されて、一対の可動接点６３、６３のそれぞれが固定接点５２ａ、５２ｂに接離自在に対向するよう、ベース９に組み付けられている。

電磁石ブロック４は、コイル４０を巻装してなるリレー用電磁石１と、継鉄４２と、接極子取付用のヒンジバネ４３とより構成され、ベース９に組み付けられている。

継鉄４２は、Ｌ字状に形成され、一方の端部に形成された固定部４２ａがコイルボビン２０の第２の鍔部２２側に突出した鉄芯胴部３２の尾端３２ｂ（図１等参照）に連結され、コイルボビン２０のコイル巻回部２３（図１等参照）に略平行となるように配設されている。また、継鉄４２の他方の端部４２ｂには、ヒンジバネ４３が締結されている。

接極子７は、ヒンジバネ４３を介して下端側が継鉄４２に回動自在に支持され、鉄芯３０の頭部３１の磁気吸引によって回動し、頭部３１に吸着する構成となっている。また、鉄芯３０の頭部３１が磁気を失うと、接極子７はヒンジバネ４３の作用によって、頭部３１より離れる方向に回動する。

カード８は、可動接点バネブロック６および接極子７の双方に係合し、接極子７の回動に応じて、可動接点バネブロック６の一方の可動接点６３を固定接点ブロック５ａ、５ｂの固定接点５２ａ、５２ｂのいずれか一方に当接させる作動片である。

このように、この電磁リレーＲは、カード８が接極子７と可動接点バネブロック６とを連動可能に連結させており、接極子７の鉄芯３０の磁極面３１ｂへの接離動作によって、可動接点６３、６３の２つの固定接点５２ａ、５２ｂに対する接離が可能となる構造となっている。

１リレー用電磁石
２０コイルボビン
２１第１の鍔部
２１ａ開口
２１ｂ内縁部（貫通孔部の内周面）
２２第２の鍔部
２２ａ開口
２３コイル巻回部
２６貫通孔部
２７第１の係止突条
２７ａ傾斜ガイド面（第１実施形態）
３０鉄芯
３１頭部
３２胴部
３２ａ両側面（外周面）
３２ｂ胴部の尾端
３３第２の係止突条
３３ａ突出部
３３ｂ傾斜ガイド面（第２実施形態）
３４Ｖ字溝
４０コイル

Claims

一端に鍔状の頭部を形成した胴部を有した鉄芯を、両端に鍔部を形成したコイル巻回部を有したコイルボビンの貫通孔部に圧入固定し、上記コイル巻回部にコイルを巻装して成るリレー用電磁石であって、
上記コイルボビンの貫通孔部の内周面に第１の係止突条を形成する一方、上記鉄芯の外周面の対応箇所には、第１の係止突条と交差する方向に第２の係止突条を形成しており、上記鉄芯を上記コイルボビンの貫通孔部に圧入固定させたときに、上記第１、第２の係止突条を相互に圧接させて、上記鉄芯を上記コイルボビンに固定するようにしたことを特徴とするリレー用電磁石。
請求項１において、
上記第１、第２の係止突条のいずれか一方は、上記コイルボビンの上記コイル巻回部の軸線方向に沿って形成され、他方は上記コイル巻回部の軸線方向と直交する方向に形成されているリレー用電磁石。
請求項２において、
上記第１、第２の係止突条のうち、上記コイルボビンの貫通孔部の軸線方向に沿って形成された係止突条における、鉄芯の圧入時に他方の係止突条と対向する端部には傾斜ガイド面が形成されているリレー用電磁石。
請求項１〜３のいずれか１項において、
上記第２の係止突条は、上記鉄芯に対してＶ字溝をプレス形成した際に該Ｖ字溝の両側に形成される突出部で構成されているリレー用電磁石。