JP2015176761A - 封止接点装置およびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】部品点数が少なく、生産性の高い封止接点装置を提供することにある。
【解決手段】板状ヨーク３７の上面に、金属製ケース３２の下方開口縁部から側方に延在した環状鍔部３２ａを溶接一体化して内部空間内を形成するとともに、前記内部空間内に固定接点３３ａおよび可動接点４８ａを接離可能に対向させた封止接点装置である。特に、板状ヨーク３７の上面に、前記環状鍔部３２ａの下面に沿って設けた環状突起３２ｃを抵抗溶接で一体化した。
【選択図】図９

Description

本発明は封止接点装置、特に、その封止構造に関する。
従来、封止接点装置としては、例えば、金属ベース１０の上面に設けた外周枠部１４に、金属キャップ２０の下方開口縁部から側方に延在したフランジ部２２を溶接一体化して内部空間内を形成するとともに、前記内部空間内に固定接点および可動接点からなる接点部品１００を配置した封止接点装置が開示されている（特許文献１参照）。特に、抵抗溶接で一体化する場合には、前記外周枠部１４の上面に突設した突条１６を、前記金属キャップ２０のフランジ部２２に接合した後、抵抗溶接で一体化していた。
特開２００２−７５１０８号公報
しかしながら、前記封止接点装置では、前記金属ベース１０と金属キャップ２０とで外周枠部１４を挟持する構造となっているので、部品点数が多く、生産性が低いという問題点がある。
本発明は、前記問題点に鑑み、部品点数が少なく、生産性の高い封止接点装置を提供することを課題とする。
本発明に係る封止接点装置は、前記課題を解決すべく、板状ヨークの上面に、金属製ケースの下方開口縁部から側方に延在した環状鍔部を溶接一体化して内部空間内を形成するとともに、前記内部空間内に固定接点および可動接点を接離可能に対向させた封止接点装置であって、板状ヨークの上面に、前記環状鍔部の下面に沿って設けた環状突起を抵抗溶接で一体化した構成としてある。
本発明によれば、板状ヨークに金属ケースを直接、溶接一体化するので、部品点数が少なく、生産性の高い封止接点装置を提供できる。
本発明の実施形態としては、前記環状突起を、２方向からの叩き出し加工で形成しておいてもよい。
本実施形態によれば、少ない加工工数で前記環状突起を形成でき、より一層生産性の高い封止接点装置を提供できる。
本発明の他の実施形態としては、前記環状突起を、突出し加工で形成しておいてもよい。
本実施形態によれば、生産方法の選択範囲が広がる。
本発明の別の実施形態としては、前記環状鍔部の外周縁部に設けた切り欠き部に接しない前記環状突起を設けておいてもよい。
本実施形態によれば、抵抗溶接によって前記環状突部が溶融しても、溶接部分に不連続な領域が存在せず、気密性に優れた封止接点装置が得られる。
本発明の異なる実施形態としては、前記環状鍔部の隣接する２つの辺に設けた前記環状突起を、前記切り欠き部が設けられた領域において、円弧状に連結しておいてもよい。
本実施形態によれば、溶接後に内圧が高くなった場合でも、圧力が１箇所に集中することがなく、気密漏れが生じない。
本発明の他の実施形態としては、前記環状鍔部の前記環状突起を設けた面と反対側の面を、前記板状ヨークと前記金属ケースとが前記環状突起以外の箇所で接触することが無いように、前記板状ヨークに対する前記環状鍔部の傾斜角度が定めておいてもよい。
本実施形態によれば、板状ヨークに金属ケースの環状突起を確実に溶接でき、信頼性の高い封止接点装置が得られる。
本発明に係る封止接点装置の製造方法は、前記課題を解決すべく、板状ヨークの上面に金属製ケースの下方開口縁部から側方に延在した環状鍔部を溶接一体化して内部空間を形成するとともに、前記内部空間内に固定接点および可動接点を接離可能に対向させた封止接点装置の製造方法であって、板状ヨークの上面に、前記環状鍔部の下面に沿って設けた環状突起を抵抗溶接で一体化した工程としてある。
本発明によれば、板状ヨークに金属ケースを直接、溶接一体化するので、部品点数が少なく、生産性の高い封止接点装置が得られるという効果がある。
図Ａ，Ｂは本発明に係る封止接点装置の実施形態を異なる角度から視た全体斜視図である。 図１で示した封止接点装置の動作前の正面断面図である。 図１で示した封止接点装置の動作前の側面断面図である。 図Ａはアークを消失させる方法を説明するための概略斜視図、図Ｂは封止接点装置の部分平面断面図である。 図Ａ，Ｂはアークを消失させる方法を説明するための封止接点装置の部分正面断面図および部分側面断面図である。 図１Ａで示した封止接点装置の分解斜視図である。 図１Ｂで示した封止接点装置の分解斜視図である。 図Ａ，Ｂは図６で示した金属製筒状フランジおよび第１ヨークの斜視図である。 図Ａ，Ｂは図６で示した金属製筒状フランジを異なる角度からみた斜視図および部分拡大断面図である。 図Ａは図１で示したアーク用シールド部材の斜視図、図Ｂ，Ｃは第２，第３実施形態に係るアーク用シールド部材の斜視図である。 図Ａ，Ｂ，Ｃは第４，第５，第６実施形態に係るアーク用シールド部材の斜視図である。 図Ａ，Ｂ，Ｃは第７，第８，第９実施形態に係るアーク用シールド部材の斜視図である。
本発明に係る封止接点装置を密封型電磁継電器に適用した実施形態を、図１ないし図１２の添付図面に従って説明する。
第１実施形態に係る密封型電磁継電器は、図１ないし図１０、特に、図６および図７に示すように、ケース１０にカバー２０を組み付けて形成したハウジング内に、接点機構部３０と、この接点機構部３０を密封空間４３の外から駆動する電磁石部５０と、を収納してある。接点機構部３０は、セラミックプレート３１、金属製筒状フランジ３２、板状第１ヨーク３７および有底筒体４１からなる密封空間４３内に組み込まれている。
前記ケース１０は、略箱型形状の樹脂成形品であり、外側面の下方角部に取付金具１１ａを圧入した取付孔１１を設ける一方、その側面隅部に図示しないリード線を引き出すための膨出部１２を形成してあるとともに、対向する側面の開口縁部に係止孔１３を設けてある。
前記カバー２０は、前記ケース１０の開口部を被覆可能な平面形状を有するとともに、その上面中央に突設した仕切り壁２１の両側に端子孔２２，２２をそれぞれ設けてある。また、前記カバー２０は、その片側側面に、前記ケース１０の膨出部１２に挿入することにより、図示しないリード線のいわゆるバタツキを防止できる突出部２３を設けてある。さらに、前記カバー２０は、対向する側面の開口縁部に前記ケース１０の係止孔１３に係止可能な係止用爪部２４を設けてある。
前記接点機構部３０は、前述したようにセラミックプレート３１、金属製筒状フランジ３２、板状第１ヨーク３７および有底筒体４１で形成された密封空間４３（図２参照）内に配置され、磁石ホルダー３５、筒状固定鉄芯３８、可動鉄芯４２、可動軸４５および可動接触片４８にて構成されている。
前記セラミックプレート３１は、後述する金属製筒状フランジ３２の上方開口縁部にロウ付け可能な平面形状を有し、一対の端子孔３１ａ，３１ａを設け、補助プレート３１ｃと組み合わせて使用される。また、前記セラミックプレート３１は、その上面の外周縁部および前記端子孔３１ａの開口縁部に図示しない金属層をそれぞれ形成してある。そして、図６に示すように、前記セラミックプレート３１の端子孔３１ａに、下端部に固定接点３３ａを固着した固定接点端子３３をロウ付けする。
前記セラミックプレート３１の上面外周縁部に溶接一体化される金属製筒状フランジ３２は、図８に示すように、金属板をプレス加工で形成した略筒形状を有するものである。特に、前記金属製筒状フランジ３２は、その下方開口縁部から環状鍔部３２ａを側方に延在させるとともに、前記環状鍔部３２ａの隅部に切り欠き部３２ｂを形成してある。また、前記金属製筒状フランジ３２は、図９に示すように、前記環状鍔部３２ａの下面に沿って環状突起３２ｃを左右からの２回の叩き出し加工で形成してある。なお、前記環状突起３２ｃは突出し加工で形成してもよい。
そして、前記金属製筒状フランジ３２は、前記環状鍔部３２ａに設けた環状突起３２ｃを介して後述する板状第１ヨーク３７の上面に抵抗溶接で一体化される。ただし、前記環状突起は前記切り欠き部に接しないように離れた位置に形成されているので、抵抗溶接時に溶接不良が生じるおそれはない。
なお、環状鍔部３２ａの第１ヨーク３７の上面に対する傾斜角度は、抵抗溶接時に環状突起３２ｃに均一かつ安定した加圧を行うとともに、金属製筒状フランジ３２と第１ヨーク３７とが環状突起３２ｃ以外の部分で接触することが無いように、その角度範囲が定められている。
また、前記環状突起３７ｃの頂角の角度としては、６０度ないし８０度、好ましくは７０度が好適である。６０度未満であると、環状突起３７ｃの形成が困難であり、８０度を超えると、環状突起３７ｃの高さ寸法にバラツキが生じやすく、抵抗溶接した場合に均一に溶接することが困難となるからである。
また、前記環状突起３２ｃは、前記切り欠き部３２ｂの近傍において、切り欠き部３２ｂに接しないように配置され、かつ、環状鍔部３２ａの隣接する２つの辺に設けた環状突起３２ｃを円弧状に連結するように形成されている。このため、たとえ環状鍔部３２ａの端部から環状突起３２ｃまでの距離が狭い領域であった場合でも、抵抗溶接時に溶接不良が生じず、確実に溶接できる。さらに、環状突起３２ｃが円弧状に滑らかに連結されているため、仮に溶接後に金属製筒状フランジ３２の内圧が高くなった場合でも、圧力が１箇所に集中することがなく、気密漏れは生じない。
そして、環状突起３２ｃを、第１ヨーク３７よりも薄い金属製筒状フランジ３２の環状鍔部３２ａに設けるので、環状突起３２ｃを形成するときの加工エネルギーを小さくできる。仮に、肉厚の第１ヨーク３７側に環状突起を叩き出し加工や突出し加工等で形成しようとすると、環状突起３２ｃを形成するために大きな加工エネルギーを必要とし、大型の生産設備を準備する必要がある。しかし、本実施形態のように薄肉の金属製筒状フランジ３２側に環状突起３２ｃを設けることにより、その問題を解消できる。
前記金属製筒状フランジ３２内に収納される磁石ホルダー３５は、箱形状を有する耐熱性の絶縁材からなり、その対向する両側外側面に永久磁石３６を保持できるポケット溝３５ａをそれぞれ形成してある。また、前記磁石ホルダー３５は、その底面中央に環状受け台３５ｃ（図２参照）を一段低く設けるとともに、前記環状受け台３５ｃの中心から筒状絶縁部３５ｂを下方側に突設してある。前記筒状絶縁部３５ｂは、アークが発生し、金属製筒状フランジ３２、板状第１ヨーク３７および筒状固定鉄芯３８の経路で高電圧になっても、筒状固定鉄芯３８と可動軸４５とを絶縁することにより、両者の溶着一体化を防止する。更に、磁石ホルダー３５の内部に対向するように配置される位置決め用プレート２６が可動接触片４８に当接するように配置され、前記可動接触片４８を回り止めして位置決めしている。そして、磁石ホルダー３５と第１ヨーク３７との間には、一対のゴム板２７が配置され、固定接点３３ａと可動接点４８ａとが離間する際に、磁石ホルダー３５と環状鍔部４５ａとの間に生じる衝撃を緩衝している。
また、磁石ホルダー３５の内部には、本発明の第１実施形態に係るアーク用シールド部材６１が配設されている。このアーク用シールド部材６１は、例えば、ステンレスなど金属製であり、図１０Ａに示すように、断面略コの字型に形成されている。
すなわち、アーク用シールド部材６１は、図１０Ａに示すように、板状の連結体６２と、前記連結体６２の両端部を上方に折り曲げて形成した腕部６３とを備えている。連結体６２の対向する縁部にはそれぞれ、上方に切り起こした位置決め舌片（アーク受け片）６４が形成されている。腕部６３は、その両側縁部を前記連結体６２側に折り曲げて形成した内方リブ（アーク受け片）６５と、外方リブ（アーク受け片）６６とを有している。一対の前記外方リブ６６，６６の間には、前記永久磁石３６の磁束を通過させるためのスペースが形成されている。そして、アーク用シールド部材６１は、図２に示すように、連結体６２が磁石ホルダー３５の底壁に載置され、図４Ｂに示すように、腕部６３が磁石ホルダー３５の対向する側壁に固定される。
前記板状第１ヨーク３７は、図６に示すように、前記ケース１０の開口縁部に嵌合可能な平面形状を有し、その上面に弾性プレート３７ａを固定するともに、その中心にカシメ孔３７ｂを設けてある。また、図８Ｂに示すように、前記カシメ孔３７ｂの両側には位置決め突起３７ｃを突設してある。そして、前記板状第１ヨーク３７は、そのカシメ孔３７ｂに筒状固定鉄芯３８の上端部をカシメ固定してある一方、金属製筒状フランジ３２の環状鍔部３２ａに設けた環状突起３２ｃを抵抗溶接して一体化してある。
前記筒状固定鉄芯３８は、図２に示すように、その貫通孔に、前記磁石ホルダー３５の筒状絶縁部３５ｂを介し、環状鍔部４５ａを備えた可動軸４５をスライド移動可能に挿入してある。前記可動軸４５は、復帰バネ３９を挿入するとともに、その下端部に可動鉄芯４２を溶接にて固定してある。
前記可動鉄芯４２を収納する有底筒体４１は、その開口縁部を前記板状第１ヨーク３７に設けたカシメ孔３７ｂの下面縁部に気密接合される。そして、ガス抜きパイプ３４から内部空気を吸引して封止することにより、密封空間４３が形成される。
前記可動軸４５は、図２に示すように、その中間部に設けた環状鍔部４５ａに皿状受け具４６を係止し、挿通した接点バネ４７および可動接触片４８の脱落を防止するとともに、その上端部に抜け止めリング４９を固定してある。そして、前記可動接触片４８の上面両端部に設けた可動接点４８ａは、前記金属製筒状フランジ３２内に配置された固定接点端子３３の固定接点３３ａに接離可能に対向している。
前記電磁石部５０は、図２に示すように、コイル５１を巻回したスプール５２の鍔部５２ａにコイル端子５３，５４を圧入，固定するとともに、前記コイル端子５３，５４を介して前記コイル５１と図示しないリード線とを接続してある。そして、前記スプール５２の貫通孔５２ｂに前記有底筒体４１を挿通するとともに、第２ヨーク５６の嵌合孔５６ａに嵌合する。ついで、前記第２ヨーク５６の両側部５７，５７の上端部を前記板状第１ヨーク３７の両端部にそれぞれ係合し、カシメ，圧入あるいは溶接などの手段にて固定することにより、前記電磁石部５０と接点機構部３０とが一体化される。
次に、前述の構成からなる密封型電磁継電器の動作について説明する。
まず、図２に示すように、コイル５１に電圧が印加されていない場合には、復帰バネ３９のバネ力で可動鉄芯４２が下方側に付勢され、可動軸４５が下方側に押し下げられ、可動接触片４８が下方側に引き下げられている。このとき、可動軸４５の環状鍔部４５ａが磁石ホルダー３５の環状受け台３５ｃに係合し、可動接点４８ａが固定接点３３ａから開離しているが、可動鉄芯４２は有底筒体４１の底面に当接していない。
ついで、前記コイル５１に電圧を印加して励磁すると、筒状固定鉄芯３８に可動鉄芯４２が吸引され、可動軸４５が復帰バネ３９のバネ力に抗して上方にスライド移動する。そして、可動接点４８ａが固定接点３３ａに接触した後も、復帰バネ３９及び接点バネ４７のバネ力に抗して可動軸４５が押し上げられ、可動軸４５の上端部が可動接触片４８の軸孔４８ｂから突出し、可動鉄芯４２が筒状固定鉄芯３８に吸着する。
そして、前記コイル５１への電圧の印加を停止して励磁を解くと、接点バネ４７及び復帰バネ３９のバネ力に基づき、可動鉄芯４２が筒状固定鉄芯３８から離れる。このため、可動軸４５が下方側にスライド移動し、可動接点４８ａが固定接点３３ａから開離した後、可動軸４５の環状鍔部４５ａが磁石ホルダー３５の環状受け台３５ｃに係合し、元の状態に復帰する。
このとき、高電圧の固定接点３３ａと可動接点４８ａとの間にアークが発生する場合がある。このアークは、図４Ａの中で、固定接点３３ａと可動接点４８ａとの間に流れる電流、および、対向する永久磁石３６の間で水平方向に生じる磁力により、フレミングの左手の法則に従って、誘引される。そして、このアークが誘引される方向にアーク用シールド部材６１の腕部６３を設置してある。このため、アークが任意の方向に発生しても、まず、固定接点３３ａと可動接点４８ａとの間に流れる電流、および対向する永久磁石３６の間で水平方向に生じる磁力でアークを所望の方向に誘引するので、アークをアーク用シールド部材６１に当てて消失させることができる。
特に、アーク用シールド部材６１は、その腕部６３の両側縁部に内方リブ６５および外方リブ６６を有しているので、発生したアークを囲い込み、アークを効率的に消失させることができる。
また、アーク用シールド部材６１の断面門型に形成し、密封空間４３（磁石ホルダー３５）内に連結体（基部）６２を磁石ホルダー３５内の底面に載置している。このため、単なる板状に形成した場合と比べて、アーク用シールド部材６１を把持しやすくなり、密封空間４３（磁石ホルダー３５）への取付け作業性が良くなる。また、固定接点３３ａと可動接点４８ａとの開閉動作を妨げず、アーク用シールド部材６１の密封空間４３内への載置性を確保できる。
更に、アーク用シールド部材６１の腕部６３を固定接点３３ａおよび可動接点４８ａの両側に、かつ、永久磁石３６の対向面に沿って配置してある。このため、電流や磁束の方向が変化してアークの発生方向が変わっても、いずれか一方の腕部６３にアークを当てて、消失させることができる。
前記アーク用シールド部材６１は金属製であるので、アーク用シールド部材６１に当たるアークを効率的に冷却し、消失させる能力が高い。
（第２実施形態）
図１０Ｂに本発明の第２実施形態に係るアーク用シールド部材６１を示す。
第２実施形態に係るアーク用シールド部材６１は、その腕部６３に前記第１実施形態の内方リブよりも大きい内方リブ６５を形成してある。これにより、発生したアークが腕部６３に侵入した場合に、前記アークをより確実に囲い込んで消失させることができる。他は、前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
（第３実施形態）
図１０Ｃに本発明の第３実施形態に係るアーク用シールド部材６１を示す。
第１実施形態と異なる点は、前記腕部６３の上端部から延在した上方リブ６７を前記連結体６２側に折り曲げた点である。
本実施形態によれば、発生したアークが腕部６３に侵入した場合に、前記アークを確実に囲い込んで効果的に消失させることができる。他は、前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
（第４実施形態）
図１１Ａに本発明の第４実施形態に係るアーク用シールド部材６１を示す。
第１実施形態と異なる点は、一対の腕部６３，６３に架け渡すように仕切り壁６８を形成するとともに、前記仕切り壁６８に磁束が通過できるように磁束孔６８ａを設けた点である。
本実施形態によれば、機械的強度が高く、かつ、永久磁石側にアークを確実に飛ばさないアーク用シールド部材６１が得られるという利点がある。他は、前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
（第５，６実施形態）
図１１Ｂ，１１Ｃに本発明の第５，第６実施形態に係るアーク用シールド部材６１を示す。
第５実施形態に係るアーク用シールド部材６１は、その腕部６３の内方縁部に内方リブ６５を設けるとともに、その外方縁部に磁束孔６８ａを備えた仕切り壁６８を設けてある。また、第６実施形態に係るアーク用シールド部材６１は、その腕部６３の内方縁部に前記連結体６２に達する内方リブ６５を設けるとともに、その外方縁部に磁束孔６８ａを備えた仕切り壁６８を設けてある。第５，第６実施形態はいずれも機械的強度が高く、かつ、永久磁石側にアークを確実に飛ばさないという利点がある。他は、前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
（第７実施形態）
図１２Ａに本発明の第７実施形態に係るアーク用シールド部材６１を示す。
第７実施形態に係るアーク用シールド部材６１は、その腕部６３，６３の内方縁部に内方リブ６５，６５をそれぞれ形成するとともに、前記腕部６３，６３の外方縁部に切り欠き部６８ｂを備えた仕切り壁６８を架け渡した場合である。
第７実施形態によれば、機械的強度が高く、アークを消失させることができるとともに、材料の歩留まりの良いアーク用シールド部材６１が得られる。他は、前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
（第８実施形態）
図１２Ｂに本発明の第８実施形態に係るアーク用シールド部材６１を示す。
第８実施形態に係るアーク用シールド部材６１は、その腕部６３，６３の内方縁部に内方リブ６５，６５をそれぞれ形成するとともに、前記腕部６３，６３の外方縁部に仕切り壁６８を架け渡してある。前記仕切り壁６８には、側方に延伸する複数本のスリット６８ｃが並設されている。
本実施形態によれば、前記仕切り壁６８に設けた複数本のスリット６８ｃを介して永久磁石の磁束が通過できるとともに、アークの延伸を確実に防止でき、アークを確実に消失させることができる。他は、前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
（第９実施形態）
図１２Ｃに本発明の第９実施形態に係るアーク用シールド部材６１を示す。
第９実施形態に係るアーク用シールド部材６１は、その腕部６３，６３の内方縁部に内方リブ６５，６５をそれぞれ形成するとともに、前記腕部６３，６３の外方縁部に仕切り壁６９を架け渡してある。前記仕切り壁６９は、連結体６２の両側縁部に位置決め舌片６４，６４をそれぞれ形成できるように、その下端縁部が前記連結体６２から離れているとともに、磁束孔６９ａが形成されている。
本実施形態によれば、機械的強度を確保しつつ、位置決めし易く、生産性の高いアーク用シールド部材６１が得られる。他は、前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
なお、前記外方リブ６６，６６の間の距離、磁束孔６８ａ，６９ａの巾寸法、切り欠き部６８ｂの巾寸法、スリット６８ｃの巾寸法は、少なくとも接点の直径と同等以上であることが好ましい。アークを誘引する磁束の通過を容易にし、所望の誘引力を確保するためである。
また、磁束孔６８ａ，６９ａの高さ寸法、スリット６８ｃの高さ寸法は少なくとも接点間距離以上であることが好ましい。なお、１本のスリット６８ｃの高さ寸法が前記接点間距離よりも小さい場合であっても、複数本のスリットの高さ寸法の総和が接点間距離と同等以上であればよい。アークを誘引する磁束の通過を容易にし、所望の誘引力を確保するためである。
本発明に係る封止接点装置は、前述の密封型電磁継電器に限らず、他の電磁開閉器に適用してもよいことは勿論である。
１０ ケース（ハウジング）
２０ カバー（ハウジング）
３２ 金属製筒状フランジ
３２ａ 環状鍔部
３２ｂ 切り欠き部
３２ｃ 環状突起
３３ａ 固定接点
３６ 永久磁石
３７ 板状第１ヨーク
３７ａ 弾性プレート
３７ｂ カシメ孔
３７ｃ 位置決め突起
４３ 密封空間
４８ａ 可動接点
６１ アーク用シールド部材
６２ 連結体（基部）
６３ 腕部
６４ 舌片（アーク受け片）
６５ 内方リブ（アーク受け片）
６６ 外方リブ（アーク受け片）
６７ 上方リブ（アーク受け片）
６８ 仕切り壁（アーク受け片）
６８ａ 磁束孔
６８ｂ 切り欠き部
６８ｃ スリット
６９ 仕切り壁（アーク受け片）
６９ａ 磁束孔
本発明は封止接点装置、特に、その封止構造に関する。
従来、封止接点装置としては、例えば、金属ベース１０の上面に設けた外周枠部１４に、金属キャップ２０の下方開口縁部から側方に延在したフランジ部２２を溶接一体化して内部空間内を形成するとともに、前記内部空間内に固定接点および可動接点からなる接点部品１００を配置した封止接点装置が開示されている（特許文献１参照）。特に、抵抗溶接で一体化する場合には、前記外周枠部１４の上面に突設した突条１６を、前記金属キャップ２０のフランジ部２２に接合した後、抵抗溶接で一体化していた。
特開２００２−７５１０８号公報
しかしながら、前記封止接点装置では、前記金属ベース１０と金属キャップ２０とで外周枠部１４を挟持する構造となっているので、部品点数が多く、生産性が低いという問題点がある。
本発明は、前記問題点に鑑み、部品点数が少なく、生産性の高い封止接点装置を提供することを課題とする。
本発明に係る封止接点装置は、前記課題を解決すべく、板状ヨークの上面に、金属製ケースの下方開口縁部から側方に延在した環状鍔部を溶接一体化して内部空間内を形成するとともに、前記内部空間内に固定接点および可動接点を接離可能に対向させた封止接点装置であって、板状ヨークの上面に、前記環状鍔部の下面に沿って設けた環状突起を抵抗溶接で一体化した構成としてある。
本発明によれば、板状ヨークに金属製ケースを直接、溶接一体化するので、部品点数が少なく、生産性の高い封止接点装置を提供できる。
本発明の実施形態としては、前記環状突起を、２方向からの叩き出し加工で形成しておいてもよい。
本実施形態によれば、少ない加工工数で前記環状突起を形成でき、より一層生産性の高い封止接点装置を提供できる。
本発明の他の実施形態としては、前記環状突起を、突出し加工で形成しておいてもよい。
本実施形態によれば、生産方法の選択範囲が広がる。
本発明の別の実施形態としては、前記環状鍔部の外周縁部に設けた切り欠き部に接しない前記環状突起を設けておいてもよい。
本実施形態によれば、抵抗溶接によって前記環状突部が溶融しても、溶接部分に不連続な領域が存在せず、気密性に優れた封止接点装置が得られる。
本発明の異なる実施形態としては、前記環状鍔部の隣接する２つの辺に設けた前記環状突起を、前記切り欠き部が設けられた領域において、円弧状に連結しておいてもよい。
本実施形態によれば、溶接後に内圧が高くなった場合でも、圧力が１箇所に集中することがなく、気密漏れが生じない。
本発明の他の実施形態としては、前記環状鍔部の前記環状突起を設けた面と反対側の面を、前記板状ヨークと前記金属製ケースとが前記環状突起以外の箇所で接触することが無いように、前記板状ヨークに対する前記環状鍔部の傾斜角度が定めておいてもよい。
本実施形態によれば、板状ヨークに金属製ケースの環状突起を確実に溶接でき、信頼性の高い封止接点装置が得られる。
本発明に係る封止接点装置の製造方法は、前記課題を解決すべく、板状ヨークの上面に金属製ケースの下方開口縁部から側方に延在した環状鍔部を溶接一体化して内部空間を形成するとともに、前記内部空間内に固定接点および可動接点を接離可能に対向させた封止接点装置の製造方法であって、板状ヨークの上面に、前記環状鍔部の下面に沿って設けた環状突起を抵抗溶接で一体化した工程としてある。
本発明によれば、板状ヨークに金属製ケースを直接、溶接一体化するので、部品点数が少なく、生産性の高い封止接点装置が得られるという効果がある。
図Ａ，Ｂは本発明に係る封止接点装置の実施形態を異なる角度から視た全体斜視図である。 図１で示した封止接点装置の動作前の正面断面図である。 図１で示した封止接点装置の動作前の側面断面図である。 図Ａはアークを消失させる方法を説明するための概略斜視図、図Ｂは封止接点装置の部分平面断面図である。 図Ａ，Ｂはアークを消失させる方法を説明するための封止接点装置の部分正面断面図および部分側面断面図である。 図１Ａで示した封止接点装置の分解斜視図である。 図１Ｂで示した封止接点装置の分解斜視図である。 図Ａ，Ｂは図６で示した金属製筒状フランジおよび第１ヨークの斜視図である。 図Ａ，Ｂは図６で示した金属製筒状フランジを異なる角度からみた斜視図および部分拡大断面図である。 図Ａは図１で示したアーク用シールド部材の斜視図、図Ｂ，Ｃは第２，第３実施形態に係るアーク用シールド部材の斜視図である。 図Ａ，Ｂ，Ｃは第４，第５，第６実施形態に係るアーク用シールド部材の斜視図である。 図Ａ，Ｂ，Ｃは第７，第８，第９実施形態に係るアーク用シールド部材の斜視図である。
本発明に係る封止接点装置を密封型電磁継電器に適用した実施形態を、図１ないし図１２の添付図面に従って説明する。
第１実施形態に係る密封型電磁継電器は、図１ないし図１０、特に、図６および図７に示すように、ケース１０にカバー２０を組み付けて形成したハウジング内に、接点機構部３０と、この接点機構部３０を密封空間４３の外から駆動する電磁石部５０と、を収納してある。接点機構部３０は、セラミックプレート３１、金属製筒状フランジ３２、板状第１ヨーク３７および有底筒体４１からなる密封空間４３内に組み込まれている。
前記ケース１０は、略箱型形状の樹脂成形品であり、外側面の下方角部に取付金具１１ａを圧入した取付孔１１を設ける一方、その側面隅部に図示しないリード線を引き出すための膨出部１２を形成してあるとともに、対向する側面の開口縁部に係止孔１３を設けてある。
前記カバー２０は、前記ケース１０の開口部を被覆可能な平面形状を有するとともに、その上面中央に突設した仕切り壁２１の両側に端子孔２２，２２をそれぞれ設けてある。また、前記カバー２０は、その片側側面に、前記ケース１０の膨出部１２に挿入することにより、図示しないリード線のいわゆるバタツキを防止できる突出部２３を設けてある。さらに、前記カバー２０は、対向する側面の開口縁部に前記ケース１０の係止孔１３に係止可能な係止用爪部２４を設けてある。
前記接点機構部３０は、前述したようにセラミックプレート３１、金属製筒状フランジ３２、板状第１ヨーク３７および有底筒体４１で形成された密封空間４３（図２参照）内に配置され、磁石ホルダー３５、筒状固定鉄芯３８、可動鉄芯４２、可動軸４５および可動接触片４８にて構成されている。
前記セラミックプレート３１は、後述する金属製筒状フランジ３２の上方開口縁部にロウ付け可能な平面形状を有し、一対の端子孔３１ａ，３１ａを設け、補助プレート３１ｃと組み合わせて使用される。また、前記セラミックプレート３１は、その上面の外周縁部および前記端子孔３１ａの開口縁部に図示しない金属層をそれぞれ形成してある。そして、図６に示すように、前記セラミックプレート３１の端子孔３１ａに、下端部に固定接点３３ａを固着した固定接点端子３３をロウ付けする。
前記セラミックプレート３１の上面外周縁部に溶接一体化される金属製筒状フランジ３２は、図８に示すように、金属板をプレス加工で形成した略筒形状を有するものである。特に、前記金属製筒状フランジ３２は、その下方開口縁部から環状鍔部３２ａを側方に延在させるとともに、前記環状鍔部３２ａの隅部に切り欠き部３２ｂを形成してある。また、前記金属製筒状フランジ３２は、図９に示すように、前記環状鍔部３２ａの下面に沿って環状突起３２ｃを左右からの２回の叩き出し加工で形成してある。なお、前記環状突起３２ｃは突出し加工で形成してもよい。
そして、前記金属製筒状フランジ３２は、前記環状鍔部３２ａに設けた環状突起３２ｃを介して後述する板状第１ヨーク３７の上面に抵抗溶接で一体化される。ただし、前記環状突起３２ｃは前記切り欠き部に接しないように離れた位置に形成されているので、抵抗溶接時に溶接不良が生じるおそれはない。
なお、環状鍔部３２ａの第１ヨーク３７の上面に対する傾斜角度は、抵抗溶接時に環状突起３２ｃに均一かつ安定した加圧を行うとともに、金属製筒状フランジ３２と第１ヨーク３７とが環状突起３２ｃ以外の部分で接触することが無いように、その角度範囲が定められている。
また、前記環状突起３２ｃの頂角の角度としては、６０度ないし８０度、好ましくは７０度が好適である。６０度未満であると、環状突起３２ｃの形成が困難であり、８０度を超えると、環状突起３２ｃの高さ寸法にバラツキが生じやすく、抵抗溶接した場合に均一に溶接することが困難となるからである。
また、前記環状突起３２ｃは、前記切り欠き部３２ｂの近傍において、切り欠き部３２ｂに接しないように配置され、かつ、環状鍔部３２ａの隣接する２つの辺に設けた環状突起３２ｃを円弧状に連結するように形成されている。このため、たとえ環状鍔部３２ａの端部から環状突起３２ｃまでの距離が狭い領域であった場合でも、抵抗溶接時に溶接不良が生じず、確実に溶接できる。さらに、環状突起３２ｃが円弧状に滑らかに連結されているため、仮に溶接後に金属製筒状フランジ３２の内圧が高くなった場合でも、圧力が１箇所に集中することがなく、気密漏れは生じない。
そして、環状突起３２ｃを、第１ヨーク３７よりも薄い金属製筒状フランジ３２の環状鍔部３２ａに設けるので、環状突起３２ｃを形成するときの加工エネルギーを小さくできる。仮に、肉厚の第１ヨーク３７側に環状突起を叩き出し加工や突出し加工等で形成しようとすると、環状突起３２ｃを形成するために大きな加工エネルギーを必要とし、大型の生産設備を準備する必要がある。しかし、本実施形態のように薄肉の金属製筒状フランジ３２側に環状突起３２ｃを設けることにより、その問題を解消できる。
前記金属製筒状フランジ３２内に収納される磁石ホルダー３５は、箱形状を有する耐熱性の絶縁材からなり、その対向する両側外側面に永久磁石３６を保持できるポケット溝３５ａをそれぞれ形成してある。また、前記磁石ホルダー３５は、その底面中央に環状受け台３５ｃ（図２参照）を一段低く設けるとともに、前記環状受け台３５ｃの中心から筒状絶縁部３５ｂを下方側に突設してある。前記筒状絶縁部３５ｂは、アークが発生し、金属製筒状フランジ３２、板状第１ヨーク３７および筒状固定鉄芯３８の経路で高電圧になっても、筒状固定鉄芯３８と可動軸４５とを絶縁することにより、両者の溶着一体化を防止する。さらに、磁石ホルダー３５の内部に対向するように配置される位置決め用プレート２６が可動接触片４８に当接するように配置され、前記可動接触片４８を回り止めして位置決めしている。そして、磁石ホルダー３５と第１ヨーク３７との間には、一対のゴム板２７が配置され、固定接点３３ａと可動接点４８ａとが離間する際に、磁石ホルダー３５と環状鍔部４５ａとの間に生じる衝撃を緩衝している。
また、磁石ホルダー３５の内部には、本発明の第１実施形態に係るアーク用シールド部材６１が配設されている。このアーク用シールド部材６１は、例えば、ステンレスなど金属製であり、図１０Ａに示すように、断面略コの字型に形成されている。
すなわち、アーク用シールド部材６１は、図１０Ａに示すように、板状の連結体６２と、前記連結体６２の両端部を上方に折り曲げて形成した腕部６３とを備えている。連結体６２の対向する縁部にはそれぞれ、上方に切り起こした位置決め舌片（アーク受け片）６４が形成されている。腕部６３は、その両側縁部を前記連結体６２側に折り曲げて形成した内方リブ（アーク受け片）６５と、外方リブ（アーク受け片）６６とを有している。一対の前記外方リブ６６，６６の間には、前記永久磁石３６の磁束を通過させるためのスペースが形成されている。そして、アーク用シールド部材６１は、図２に示すように、連結体６２が磁石ホルダー３５の底壁に載置され、図４Ｂに示すように、腕部６３が磁石ホルダー３５の対向する側壁に固定される。
前記板状第１ヨーク３７は、図６に示すように、前記ケース１０の開口縁部に嵌合可能な平面形状を有し、その上面に弾性プレート３７ａを固定するともに、その中心にカシメ孔３７ｂを設けてある。また、図８Ｂに示すように、前記カシメ孔３７ｂの両側には位置決め突起３７ｃを突設してある。そして、前記板状第１ヨーク３７は、そのカシメ孔３７ｂに筒状固定鉄芯３８の上端部をカシメ固定してある一方、金属製筒状フランジ３２の環状鍔部３２ａに設けた環状突起３２ｃを抵抗溶接して一体化してある。
前記筒状固定鉄芯３８は、図２に示すように、その貫通孔に、前記磁石ホルダー３５の筒状絶縁部３５ｂを介し、環状鍔部４５ａを備えた可動軸４５をスライド移動可能に挿入してある。前記可動軸４５は、復帰バネ３９を挿入するとともに、その下端部に可動鉄芯４２を溶接にて固定してある。
前記可動鉄芯４２を収納する有底筒体４１は、その開口縁部を前記板状第１ヨーク３７に設けたカシメ孔３７ｂの下面縁部に気密接合される。そして、ガス抜きパイプ３４から内部空気を吸引して封止することにより、密封空間４３が形成される。
前記可動軸４５は、図２に示すように、その中間部に設けた環状鍔部４５ａに皿状受け具４６を係止し、挿通した接点バネ４７および可動接触片４８の脱落を防止するとともに、その上端部に抜け止めリング４９を固定してある。そして、前記可動接触片４８の上面両端部に設けた可動接点４８ａは、前記金属製筒状フランジ３２内に配置された固定接点端子３３の固定接点３３ａに接離可能に対向している。
前記電磁石部５０は、図２に示すように、コイル５１を巻回したスプール５２の鍔部５２ａにコイル端子５３，５４を圧入，固定するとともに、前記コイル端子５３，５４を介して前記コイル５１と図示しないリード線とを接続してある。そして、前記スプール５２の貫通孔５２ｂに前記有底筒体４１を挿通するとともに、第２ヨーク５６の嵌合孔５６ａに嵌合する。ついで、前記第２ヨーク５６の両側部５７，５７の上端部を前記板状第１ヨーク３７の両端部にそれぞれ係合し、カシメ，圧入あるいは溶接などの手段にて固定することにより、前記電磁石部５０と接点機構部３０とが一体化される。
次に、前述の構成からなる密封型電磁継電器の動作について説明する。
まず、図２に示すように、コイル５１に電圧が印加されていない場合には、復帰バネ３９のバネ力で可動鉄芯４２が下方側に付勢され、可動軸４５が下方側に押し下げられ、可動接触片４８が下方側に引き下げられている。このとき、可動軸４５の環状鍔部４５ａが磁石ホルダー３５の環状受け台３５ｃに係合し、可動接点４８ａが固定接点３３ａから開離しているが、可動鉄芯４２は有底筒体４１の底面に当接していない。
ついで、前記コイル５１に電圧を印加して励磁すると、筒状固定鉄芯３８に可動鉄芯４２が吸引され、可動軸４５が復帰バネ３９のバネ力に抗して上方にスライド移動する。そして、可動接点４８ａが固定接点３３ａに接触した後も、復帰バネ３９および接点バネ４７のバネ力に抗して可動軸４５が押し上げられ、可動軸４５の上端部が可動接触片４８の軸孔４８ｂから突出し、可動鉄芯４２が筒状固定鉄芯３８に吸着する。
そして、前記コイル５１への電圧の印加を停止して励磁を解くと、接点バネ４７および復帰バネ３９のバネ力に基づき、可動鉄芯４２が筒状固定鉄芯３８から離れる。このため、可動軸４５が下方側にスライド移動し、可動接点４８ａが固定接点３３ａから開離した後、可動軸４５の環状鍔部４５ａが磁石ホルダー３５の環状受け台３５ｃに係合し、元の状態に復帰する。
このとき、高電圧の固定接点３３ａと可動接点４８ａとの間にアークが発生する場合がある。このアークは、図４Ａの中で、固定接点３３ａと可動接点４８ａとの間に流れる電流、および、対向する永久磁石３６の間で水平方向に生じる磁力により、フレミングの左手の法則に従って、誘引される。そして、このアークが誘引される方向にアーク用シールド部材６１の腕部６３を設置してある。このため、アークが任意の方向に発生しても、まず、固定接点３３ａと可動接点４８ａとの間に流れる電流、および対向する永久磁石３６の間で水平方向に生じる磁力でアークを所望の方向に誘引するので、アークをアーク用シールド部材６１に当てて消失させることができる。
特に、アーク用シールド部材６１は、その腕部６３の両側縁部に内方リブ６５および外方リブ６６を有しているので、発生したアークを囲い込み、アークを効率的に消失させることができる。
また、アーク用シールド部材６１の断面門型に形成し、密封空間４３（磁石ホルダー３５）内に連結体（基部）６２を磁石ホルダー３５内の底面に載置している。このため、単なる板状に形成した場合と比べて、アーク用シールド部材６１を把持しやすくなり、密封空間４３（磁石ホルダー３５）への取付け作業性が良くなる。また、固定接点３３ａと可動接点４８ａとの開閉動作を妨げず、アーク用シールド部材６１の密封空間４３内への載置性を確保できる。
さらに、アーク用シールド部材６１の腕部６３を固定接点３３ａおよび可動接点４８ａの両側に、かつ、永久磁石３６の対向面に沿って配置してある。このため、電流や磁束の方向が変化してアークの発生方向が変わっても、いずれか一方の腕部６３にアークを当てて、消失させることができる。
前記アーク用シールド部材６１は金属製であるので、アーク用シールド部材６１に当たるアークを効率的に冷却し、消失させる能力が高い。
（第２実施形態）
図１０Ｂに本発明の第２実施形態に係るアーク用シールド部材６１を示す。
第２実施形態に係るアーク用シールド部材６１は、その腕部６３に前記第１実施形態の内方リブよりも大きい内方リブ６５を形成してある。これにより、発生したアークが腕部６３に侵入した場合に、前記アークをより確実に囲い込んで消失させることができる。他は、前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
（第３実施形態）
図１０Ｃに本発明の第３実施形態に係るアーク用シールド部材６１を示す。
第１実施形態と異なる点は、前記腕部６３の上端部から延在した上方リブ６７を前記連結体６２側に折り曲げた点である。
本実施形態によれば、発生したアークが腕部６３に侵入した場合に、前記アークを確実に囲い込んで効果的に消失させることができる。他は、前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
（第４実施形態）
図１１Ａに本発明の第４実施形態に係るアーク用シールド部材６１を示す。
第１実施形態と異なる点は、一対の腕部６３，６３に架け渡すように仕切り壁６８を形成するとともに、前記仕切り壁６８に磁束が通過できるように磁束孔６８ａを設けた点である。
本実施形態によれば、機械的強度が高く、かつ、永久磁石側にアークを確実に飛ばさないアーク用シールド部材６１が得られるという利点がある。他は、前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
（第５，６実施形態）
図１１Ｂ，１１Ｃに本発明の第５，第６実施形態に係るアーク用シールド部材６１を示す。
第５実施形態に係るアーク用シールド部材６１は、その腕部６３の内方縁部に内方リブ６５を設けるとともに、その外方縁部に磁束孔６８ａを備えた仕切り壁６８を設けてある。また、第６実施形態に係るアーク用シールド部材６１は、その腕部６３の内方縁部に前記連結体６２に達する内方リブ６５を設けるとともに、その外方縁部に磁束孔６８ａを備えた仕切り壁６８を設けてある。第５，第６実施形態はいずれも機械的強度が高く、かつ、永久磁石側にアークを確実に飛ばさないという利点がある。他は、前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
（第７実施形態）
図１２Ａに本発明の第７実施形態に係るアーク用シールド部材６１を示す。
第７実施形態に係るアーク用シールド部材６１は、その腕部６３，６３の内方縁部に内方リブ６５，６５をそれぞれ形成するとともに、前記腕部６３，６３の外方縁部に切り欠き部６８ｂを備えた仕切り壁６８を架け渡した場合である。
第７実施形態によれば、機械的強度が高く、アークを消失させることができるとともに、材料の歩留まりの良いアーク用シールド部材６１が得られる。他は、前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
（第８実施形態）
図１２Ｂに本発明の第８実施形態に係るアーク用シールド部材６１を示す。
第８実施形態に係るアーク用シールド部材６１は、その腕部６３，６３の内方縁部に内方リブ６５，６５をそれぞれ形成するとともに、前記腕部６３，６３の外方縁部に仕切り壁６８を架け渡してある。前記仕切り壁６８には、側方に延伸する複数本のスリット６８ｃが並設されている。
本実施形態によれば、前記仕切り壁６８に設けた複数本のスリット６８ｃを介して永久磁石の磁束が通過できるとともに、アークの延伸を確実に防止でき、アークを確実に消失させることができる。他は、前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
（第９実施形態）
図１２Ｃに本発明の第９実施形態に係るアーク用シールド部材６１を示す。
第９実施形態に係るアーク用シールド部材６１は、その腕部６３，６３の内方縁部に内方リブ６５，６５をそれぞれ形成するとともに、前記腕部６３，６３の外方縁部に仕切り壁６９を架け渡してある。前記仕切り壁６９は、連結体６２の両側縁部に位置決め舌片６４，６４をそれぞれ形成できるように、その下端縁部が前記連結体６２から離れているとともに、磁束孔６９ａが形成されている。
本実施形態によれば、機械的強度を確保しつつ、位置決めし易く、生産性の高いアーク用シールド部材６１が得られる。他は、前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
なお、前記外方リブ６６，６６の間の距離、磁束孔６８ａ，６９ａの巾寸法、切り欠き部６８ｂの巾寸法、スリット６８ｃの巾寸法は、少なくとも接点の直径と同等以上であることが好ましい。アークを誘引する磁束の通過を容易にし、所望の誘引力を確保するためである。
また、磁束孔６８ａ，６９ａの高さ寸法、スリット６８ｃの高さ寸法は少なくとも接点間距離以上であることが好ましい。なお、１本のスリット６８ｃの高さ寸法が前記接点間距離よりも小さい場合であっても、複数本のスリット６８ｃの高さ寸法の総和が接点間距離と同等以上であればよい。アークを誘引する磁束の通過を容易にし、所望の誘引力を確保するためである。
本発明に係る封止接点装置は、前述の密封型電磁継電器に限らず、他の電磁開閉器に適用してもよいことは勿論である。
１０ ケース（ハウジング）
２０ カバー（ハウジング）
３２ 金属製筒状フランジ
３２ａ 環状鍔部
３２ｂ 切り欠き部
３２ｃ 環状突起
３３ａ 固定接点
３６ 永久磁石
３７ 板状第１ヨーク
３７ａ 弾性プレート
３７ｂ カシメ孔
３７ｃ 位置決め突起
４３ 密封空間
４８ａ 可動接点
６１ アーク用シールド部材
６２ 連結体（基部）
６３ 腕部
６４ 舌片（アーク受け片）
６５ 内方リブ（アーク受け片）
６６ 外方リブ（アーク受け片）
６７ 上方リブ（アーク受け片）
６８ 仕切り壁（アーク受け片）
６８ａ 磁束孔
６８ｂ 切り欠き部
６８ｃ スリット
６９ 仕切り壁（アーク受け片）
６９ａ 磁束孔
本発明は封止接点装置、特に、その封止構造に関する。
従来、封止接点装置としては、例えば、金属ベース１０の上面に設けた外周枠部１４に、金属キャップ２０の下方開口縁部から側方に延在したフランジ部２２を溶接一体化して内部空間内を形成するとともに、前記内部空間内に固定接点および可動接点からなる接点部品１００を配置した封止接点装置が開示されている（特許文献１参照）。特に、抵抗溶接で一体化する場合には、前記外周枠部１４の上面に突設した突条１６を、前記金属キャップ２０のフランジ部２２に接合した後、抵抗溶接で一体化していた。
特開２００２−７５１０８号公報
しかしながら、前記封止接点装置では、前記金属ベース１０と金属キャップ２０とで外周枠部１４を挟持する構造となっているので、部品点数が多く、生産性が低いという問題点がある。
本発明は、前記問題点に鑑み、部品点数が少なく、生産性の高い封止接点装置を提供することを課題とする。
本発明に係る封止接点装置は、前記課題を解決すべく、板状ヨークの上面に、金属製ケースの下方開口縁部から側方に延在した環状鍔部を溶接一体化して内部空間を形成するとともに、前記内部空間内に固定接点および可動接点を接離可能に対向させた封止接点装置であって、前記環状鍔部の下面に沿って環状突起を設ける一方、前記環状鍔部の外周縁部のうち、隣接する２つの辺で形成された隅部に切り欠き部を設け、前記切り欠き部が設けられた領域において、前記環状鍔部の隣接する２つの辺に沿って設けた前記環状突起を前記切り欠き部に接しないように円弧状に連結するとともに、前記環状突起を前記板状ヨークの上面に抵抗溶接で一体化した構成としてある。
本発明によれば、板状ヨークに金属製ケースを直接、溶接一体化するので、部品点数が少なく、生産性の高い封止接点装置を提供できる。
また、抵抗溶接によって前記環状突部が溶融しても、溶接部分に不連続な領域が存在せず、気密性に優れた封止接点装置が得られる。
さらに、溶接後に内圧が高くなった場合でも、圧力が１箇所に集中することがなく、気密漏れが生じない。
本発明の実施形態としては、前記環状突起を、２方向からの叩き出し加工で形成しておいてもよい。
本実施形態によれば、少ない加工工数で前記環状突起を形成でき、より一層生産性の高い封止接点装置を提供できる。
本発明の他の実施形態としては、前記環状突起を、突出し加工で形成しておいてもよい。
本実施形態によれば、生産方法の選択範囲が広がる。
本発明の他の実施形態としては、前記環状鍔部の前記環状突起を設けた面と反対側の面を、前記板状ヨークと前記金属製ケースとが前記環状突起以外の箇所で接触することが無いように、前記板状ヨークに対する前記環状鍔部の傾斜角度を定めておいてもよい。
本実施形態によれば、板状ヨークに金属製ケースの環状突起を確実に溶接でき、信頼性の高い封止接点装置が得られる。
本発明に係る封止接点装置の製造方法は、前記課題を解決すべく、板状ヨークの上面に、金属製ケースの下方開口縁部から側方に延在した環状鍔部を溶接一体化して内部空間を形成するとともに、前記内部空間内に固定接点および可動接点を接離可能に対向させた封止接点装置であって、前記環状鍔部の下面に沿って環状突起を設ける一方、前記環状鍔部の外周縁部のうち、隣接する２つの辺で形成された隅部に切り欠き部を設け、前記切り欠き部が設けられた領域において、前記環状鍔部の隣接する２つの辺に沿って設けた前記環状突起を前記切り欠き部に接しないように円弧状に連結するとともに、前記環状突起を前記板状ヨークの上面に抵抗溶接で一体化した工程としてある。
本発明によれば、板状ヨークに金属製ケースを直接、溶接一体化するので、部品点数が少なく、生産性の高い封止接点装置が得られるという効果がある。
図Ａ，Ｂは本発明に係る封止接点装置の実施形態を異なる角度から視た全体斜視図である。 図１で示した封止接点装置の動作前の正面断面図である。 図１で示した封止接点装置の動作前の側面断面図である。 図Ａはアークを消失させる方法を説明するための概略斜視図、図Ｂは封止接点装置の部分平面断面図である。 図Ａ，Ｂはアークを消失させる方法を説明するための封止接点装置の部分正面断面図および部分側面断面図である。 図１Ａで示した封止接点装置の分解斜視図である。 図１Ｂで示した封止接点装置の分解斜視図である。 図Ａ，Ｂは図６で示した金属製筒状フランジおよび第１ヨークの斜視図である。 図Ａ，Ｂは図６で示した金属製筒状フランジを異なる角度からみた斜視図および部分拡大断面図である。 図Ａは図１で示したアーク用シールド部材の斜視図、図Ｂ，Ｃは第２，第３実施形態に係るアーク用シールド部材の斜視図である。 図Ａ，Ｂ，Ｃは第４，第５，第６実施形態に係るアーク用シールド部材の斜視図である。 図Ａ，Ｂ，Ｃは第７，第８，第９実施形態に係るアーク用シールド部材の斜視図である。
本発明に係る封止接点装置を密封型電磁継電器に適用した実施形態を、図１ないし図１２の添付図面に従って説明する。
第１実施形態に係る密封型電磁継電器は、図１ないし図１０、特に、図６および図７に示すように、ケース１０にカバー２０を組み付けて形成したハウジング内に、接点機構部３０と、この接点機構部３０を密封空間４３の外から駆動する電磁石部５０と、を収納してある。接点機構部３０は、セラミックプレート３１、金属製筒状フランジ３２、板状第１ヨーク３７および有底筒体４１からなる密封空間４３内に組み込まれている。
前記ケース１０は、略箱型形状の樹脂成形品であり、外側面の下方角部に取付金具１１ａを圧入した取付孔１１を設ける一方、その側面隅部に図示しないリード線を引き出すための膨出部１２を形成してあるとともに、対向する側面の開口縁部に係止孔１３を設けてある。
前記カバー２０は、前記ケース１０の開口部を被覆可能な平面形状を有するとともに、その上面中央に突設した仕切り壁２１の両側に端子孔２２，２２をそれぞれ設けてある。また、前記カバー２０は、その片側側面に、前記ケース１０の膨出部１２に挿入することにより、図示しないリード線のいわゆるバタツキを防止できる突出部２３を設けてある。さらに、前記カバー２０は、対向する側面の開口縁部に前記ケース１０の係止孔１３に係止可能な係止用爪部２４を設けてある。
前記接点機構部３０は、前述したようにセラミックプレート３１、金属製筒状フランジ３２、板状第１ヨーク３７および有底筒体４１で形成された密封空間４３（図２参照）内に配置され、磁石ホルダー３５、筒状固定鉄芯３８、可動鉄芯４２、可動軸４５および可動接触片４８にて構成されている。
前記セラミックプレート３１は、後述する金属製筒状フランジ３２の上方開口縁部にロウ付け可能な平面形状を有し、一対の端子孔３１ａ，３１ａを設け、補助プレート３１ｃと組み合わせて使用される。また、前記セラミックプレート３１は、その上面の外周縁部および前記端子孔３１ａの開口縁部に図示しない金属層をそれぞれ形成してある。そして、図６に示すように、前記セラミックプレート３１の端子孔３１ａに、下端部に固定接点３３ａを固着した固定接点端子３３をロウ付けする。
前記セラミックプレート３１の上面外周縁部に溶接一体化される金属製筒状フランジ３２は、図８に示すように、金属板をプレス加工で形成した略筒形状を有するものである。特に、前記金属製筒状フランジ３２は、その下方開口縁部から環状鍔部３２ａを側方に延在させるとともに、前記環状鍔部３２ａの隅部に切り欠き部３２ｂを形成してある。また、前記金属製筒状フランジ３２は、図９に示すように、前記環状鍔部３２ａの下面に沿って環状突起３２ｃを左右からの２回の叩き出し加工で形成してある。なお、前記環状突起３２ｃは突出し加工で形成してもよい。
そして、前記金属製筒状フランジ３２は、前記環状鍔部３２ａに設けた環状突起３２ｃを介して後述する板状第１ヨーク３７の上面に抵抗溶接で一体化される。ただし、前記環状突起３２ｃは前記切り欠き部３２ｂに接しないように離れた位置に形成されているので、抵抗溶接時に溶接不良が生じるおそれはない。
なお、環状鍔部３２ａの第１ヨーク３７の上面に対する傾斜角度は、抵抗溶接時に環状突起３２ｃに均一かつ安定した加圧を行うとともに、金属製筒状フランジ３２と第１ヨーク３７とが環状突起３２ｃ以外の部分で接触することが無いように、その角度範囲が定められている。
また、前記環状突起３２ｃの頂角の角度としては、６０度ないし８０度、好ましくは７０度が好適である。６０度未満であると、環状突起３２ｃの形成が困難であり、８０度を超えると、環状突起３２ｃの高さ寸法にバラツキが生じやすく、抵抗溶接した場合に均一に溶接することが困難となるからである。
また、前記環状突起３２ｃは、前記切り欠き部３２ｂの近傍において、切り欠き部３２ｂに接しないように配置され、かつ、環状鍔部３２ａの隣接する２つの辺に設けた環状突起３２ｃを円弧状に連結するように形成されている。このため、たとえ環状鍔部３２ａの端部から環状突起３２ｃまでの距離が狭い領域であった場合でも、抵抗溶接時に溶接不良が生じず、確実に溶接できる。さらに、環状突起３２ｃが円弧状に滑らかに連結されているため、仮に溶接後に金属製筒状フランジ３２の内圧が高くなった場合でも、圧力が１箇所に集中することがなく、気密漏れは生じない。
そして、環状突起３２ｃを、第１ヨーク３７よりも薄い金属製筒状フランジ３２の環状鍔部３２ａに設けるので、環状突起３２ｃを形成するときの加工エネルギーを小さくできる。仮に、肉厚の第１ヨーク３７側に環状突起を叩き出し加工や突出し加工等で形成しようとすると、環状突起３２ｃを形成するために大きな加工エネルギーを必要とし、大型の生産設備を準備する必要がある。しかし、本実施形態のように薄肉の金属製筒状フランジ３２側に環状突起３２ｃを設けることにより、その問題を解消できる。
前記金属製筒状フランジ３２内に収納される磁石ホルダー３５は、箱形状を有する耐熱性の絶縁材からなり、その対向する両側外側面に永久磁石３６を保持できるポケット溝３５ａをそれぞれ形成してある。また、前記磁石ホルダー３５は、その底面中央に環状受け台３５ｃ（図２参照）を一段低く設けるとともに、前記環状受け台３５ｃの中心から筒状絶縁部３５ｂを下方側に突設してある。前記筒状絶縁部３５ｂは、アークが発生し、金属製筒状フランジ３２、板状第１ヨーク３７および筒状固定鉄芯３８の経路で高電圧になっても、筒状固定鉄芯３８と可動軸４５とを絶縁することにより、両者の溶着一体化を防止する。さらに、磁石ホルダー３５の内部に対向するように配置される位置決め用プレート２６が可動接触片４８に当接するように配置され、前記可動接触片４８を回り止めして位置決めしている。そして、磁石ホルダー３５と第１ヨーク３７との間には、一対のゴム板２７が配置され、固定接点３３ａと可動接点４８ａとが離間する際に、磁石ホルダー３５と環状鍔部４５ａとの間に生じる衝撃を緩衝している。
また、磁石ホルダー３５の内部には、本発明の第１実施形態に係るアーク用シールド部材６１が配設されている。このアーク用シールド部材６１は、例えば、ステンレスなど金属製であり、図１０Ａに示すように、断面略コの字型に形成されている。
すなわち、アーク用シールド部材６１は、図１０Ａに示すように、板状の連結体６２と、前記連結体６２の両端部を上方に折り曲げて形成した腕部６３とを備えている。連結体６２の対向する縁部にはそれぞれ、上方に切り起こした位置決め舌片（アーク受け片）６４が形成されている。腕部６３は、その両側縁部を前記連結体６２側に折り曲げて形成した内方リブ（アーク受け片）６５と、外方リブ（アーク受け片）６６とを有している。一対の前記外方リブ６６，６６の間には、前記永久磁石３６の磁束を通過させるためのスペースが形成されている。そして、アーク用シールド部材６１は、図２に示すように、連結体６２が磁石ホルダー３５の底壁に載置され、図４Ｂに示すように、腕部６３が磁石ホルダー３５の対向する側壁に固定される。
前記板状第１ヨーク３７は、図６に示すように、前記ケース１０の開口縁部に嵌合可能な平面形状を有し、その上面に弾性プレート３７ａを固定するともに、その中心にカシメ孔３７ｂを設けてある。また、図８Ｂに示すように、前記カシメ孔３７ｂの両側には位置決め突起３７ｃを突設してある。そして、前記板状第１ヨーク３７は、そのカシメ孔３７ｂに筒状固定鉄芯３８の上端部をカシメ固定してある一方、金属製筒状フランジ３２の環状鍔部３２ａに設けた環状突起３２ｃを抵抗溶接して一体化してある。
前記筒状固定鉄芯３８は、図２に示すように、その貫通孔に、前記磁石ホルダー３５の筒状絶縁部３５ｂを介し、環状鍔部４５ａを備えた可動軸４５をスライド移動可能に挿入してある。前記可動軸４５は、復帰バネ３９を挿入するとともに、その下端部に可動鉄芯４２を溶接にて固定してある。
前記可動鉄芯４２を収納する有底筒体４１は、その開口縁部を前記板状第１ヨーク３７に設けたカシメ孔３７ｂの下面縁部に気密接合される。そして、ガス抜きパイプ３４から内部空気を吸引して封止することにより、密封空間４３が形成される。
前記可動軸４５は、図２に示すように、その中間部に設けた環状鍔部４５ａに皿状受け具４６を係止し、挿通した接点バネ４７および可動接触片４８の脱落を防止するとともに、その上端部に抜け止めリング４９を固定してある。そして、前記可動接触片４８の上面両端部に設けた可動接点４８ａは、前記金属製筒状フランジ３２内に配置された固定接点端子３３の固定接点３３ａに接離可能に対向している。
前記電磁石部５０は、図２に示すように、コイル５１を巻回したスプール５２の鍔部５２ａにコイル端子５３，５４を圧入，固定するとともに、前記コイル端子５３，５４を介して前記コイル５１と図示しないリード線とを接続してある。そして、前記スプール５２の貫通孔５２ｂに前記有底筒体４１を挿通するとともに、第２ヨーク５６の嵌合孔５６ａに嵌合する。ついで、前記第２ヨーク５６の両側部５７，５７の上端部を前記板状第１ヨーク３７の両端部にそれぞれ係合し、カシメ，圧入あるいは溶接などの手段にて固定することにより、前記電磁石部５０と接点機構部３０とが一体化される。
次に、前述の構成からなる密封型電磁継電器の動作について説明する。
まず、図２に示すように、コイル５１に電圧が印加されていない場合には、復帰バネ３９のバネ力で可動鉄芯４２が下方側に付勢され、可動軸４５が下方側に押し下げられ、可動接触片４８が下方側に引き下げられている。このとき、可動軸４５の環状鍔部４５ａが磁石ホルダー３５の環状受け台３５ｃに係合し、可動接点４８ａが固定接点３３ａから開離しているが、可動鉄芯４２は有底筒体４１の底面に当接していない。
ついで、前記コイル５１に電圧を印加して励磁すると、筒状固定鉄芯３８に可動鉄芯４２が吸引され、可動軸４５が復帰バネ３９のバネ力に抗して上方にスライド移動する。そして、可動接点４８ａが固定接点３３ａに接触した後も、復帰バネ３９および接点バネ４７のバネ力に抗して可動軸４５が押し上げられ、可動軸４５の上端部が可動接触片４８の軸孔４８ｂから突出し、可動鉄芯４２が筒状固定鉄芯３８に吸着する。
そして、前記コイル５１への電圧の印加を停止して励磁を解くと、接点バネ４７および復帰バネ３９のバネ力に基づき、可動鉄芯４２が筒状固定鉄芯３８から離れる。このため、可動軸４５が下方側にスライド移動し、可動接点４８ａが固定接点３３ａから開離した後、可動軸４５の環状鍔部４５ａが磁石ホルダー３５の環状受け台３５ｃに係合し、元の状態に復帰する。
このとき、高電圧の固定接点３３ａと可動接点４８ａとの間にアークが発生する場合がある。このアークは、図４Ａの中で、固定接点３３ａと可動接点４８ａとの間に流れる電流、および、対向する永久磁石３６の間で水平方向に生じる磁力により、フレミングの左手の法則に従って、誘引される。そして、このアークが誘引される方向にアーク用シールド部材６１の腕部６３を設置してある。このため、アークが任意の方向に発生しても、まず、固定接点３３ａと可動接点４８ａとの間に流れる電流、および対向する永久磁石３６の間で水平方向に生じる磁力でアークを所望の方向に誘引するので、アークをアーク用シールド部材６１に当てて消失させることができる。
特に、アーク用シールド部材６１は、その腕部６３の両側縁部に内方リブ６５および外方リブ６６を有しているので、発生したアークを囲い込み、アークを効率的に消失させることができる。
また、アーク用シールド部材６１の断面門型に形成し、密封空間４３（磁石ホルダー３５）内に連結体（基部）６２を磁石ホルダー３５内の底面に載置している。このため、単なる板状に形成した場合と比べて、アーク用シールド部材６１を把持しやすくなり、密封空間４３（磁石ホルダー３５）への取付け作業性が良くなる。また、固定接点３３ａと可動接点４８ａとの開閉動作を妨げず、アーク用シールド部材６１の密封空間４３内への載置性を確保できる。
さらに、アーク用シールド部材６１の腕部６３を固定接点３３ａおよび可動接点４８ａの両側に、かつ、永久磁石３６の対向面に沿って配置してある。このため、電流や磁束の方向が変化してアークの発生方向が変わっても、いずれか一方の腕部６３にアークを当てて、消失させることができる。
前記アーク用シールド部材６１は金属製であるので、アーク用シールド部材６１に当たるアークを効率的に冷却し、消失させる能力が高い。
（第２実施形態）
図１０Ｂに本発明の第２実施形態に係るアーク用シールド部材６１を示す。
第２実施形態に係るアーク用シールド部材６１は、その腕部６３に前記第１実施形態の内方リブよりも大きい内方リブ６５を形成してある。これにより、発生したアークが腕部６３に侵入した場合に、前記アークをより確実に囲い込んで消失させることができる。他は、前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
（第３実施形態）
図１０Ｃに本発明の第３実施形態に係るアーク用シールド部材６１を示す。
第１実施形態と異なる点は、前記腕部６３の上端部から延在した上方リブ６７を前記連結体６２側に折り曲げた点である。
本実施形態によれば、発生したアークが腕部６３に侵入した場合に、前記アークを確実に囲い込んで効果的に消失させることができる。他は、前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
（第４実施形態）
図１１Ａに本発明の第４実施形態に係るアーク用シールド部材６１を示す。
第１実施形態と異なる点は、一対の腕部６３，６３に架け渡すように仕切り壁６８を形成するとともに、前記仕切り壁６８に磁束が通過できるように磁束孔６８ａを設けた点である。
本実施形態によれば、機械的強度が高く、かつ、永久磁石側にアークを確実に飛ばさないアーク用シールド部材６１が得られるという利点がある。他は、前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
（第５，６実施形態）
図１１Ｂ，１１Ｃに本発明の第５，第６実施形態に係るアーク用シールド部材６１を示す。
第５実施形態に係るアーク用シールド部材６１は、その腕部６３の内方縁部に内方リブ６５を設けるとともに、その外方縁部に磁束孔６８ａを備えた仕切り壁６８を設けてある。また、第６実施形態に係るアーク用シールド部材６１は、その腕部６３の内方縁部に前記連結体６２に達する内方リブ６５を設けるとともに、その外方縁部に磁束孔６８ａを備えた仕切り壁６８を設けてある。第５，第６実施形態はいずれも機械的強度が高く、かつ、永久磁石側にアークを確実に飛ばさないという利点がある。他は、前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
（第７実施形態）
図１２Ａに本発明の第７実施形態に係るアーク用シールド部材６１を示す。
第７実施形態に係るアーク用シールド部材６１は、その腕部６３，６３の内方縁部に内方リブ６５，６５をそれぞれ形成するとともに、前記腕部６３，６３の外方縁部に切り欠き部６８ｂを備えた仕切り壁６８を架け渡した場合である。
第７実施形態によれば、機械的強度が高く、アークを消失させることができるとともに、材料の歩留まりの良いアーク用シールド部材６１が得られる。他は、前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
（第８実施形態）
図１２Ｂに本発明の第８実施形態に係るアーク用シールド部材６１を示す。
第８実施形態に係るアーク用シールド部材６１は、その腕部６３，６３の内方縁部に内方リブ６５，６５をそれぞれ形成するとともに、前記腕部６３，６３の外方縁部に仕切り壁６８を架け渡してある。前記仕切り壁６８には、側方に延伸する複数本のスリット６８ｃが並設されている。
本実施形態によれば、前記仕切り壁６８に設けた複数本のスリット６８ｃを介して永久磁石の磁束が通過できるとともに、アークの延伸を確実に防止でき、アークを確実に消失させることができる。他は、前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
（第９実施形態）
図１２Ｃに本発明の第９実施形態に係るアーク用シールド部材６１を示す。
第９実施形態に係るアーク用シールド部材６１は、その腕部６３，６３の内方縁部に内方リブ６５，６５をそれぞれ形成するとともに、前記腕部６３，６３の外方縁部に仕切り壁６９を架け渡してある。前記仕切り壁６９は、連結体６２の両側縁部に位置決め舌片６４，６４をそれぞれ形成できるように、その下端縁部が前記連結体６２から離れているとともに、磁束孔６９ａが形成されている。
本実施形態によれば、機械的強度を確保しつつ、位置決めし易く、生産性の高いアーク用シールド部材６１が得られる。他は、前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
なお、前記外方リブ６６，６６の間の距離、磁束孔６８ａ，６９ａの巾寸法、切り欠き部６８ｂの巾寸法、スリット６８ｃの巾寸法は、少なくとも接点の直径と同等以上であることが好ましい。アークを誘引する磁束の通過を容易にし、所望の誘引力を確保するためである。
また、磁束孔６８ａ，６９ａの高さ寸法、スリット６８ｃの高さ寸法は少なくとも接点間距離以上であることが好ましい。なお、１本のスリット６８ｃの高さ寸法が前記接点間距離よりも小さい場合であっても、複数本のスリット６８ｃの高さ寸法の総和が接点間距離と同等以上であればよい。アークを誘引する磁束の通過を容易にし、所望の誘引力を確保するためである。
本発明に係る封止接点装置は、前述の密封型電磁継電器に限らず、他の電磁開閉器に適用してもよいことは勿論である。
１０ ケース（ハウジング）
２０ カバー（ハウジング）
３２ 金属製筒状フランジ
３２ａ 環状鍔部
３２ｂ 切り欠き部
３２ｃ 環状突起
３３ａ 固定接点
３６ 永久磁石
３７ 板状第１ヨーク
３７ａ 弾性プレート
３７ｂ カシメ孔
３７ｃ 位置決め突起
４３ 密封空間
４８ａ 可動接点
６１ アーク用シールド部材
６２ 連結体（基部）
６３ 腕部
６４ 舌片（アーク受け片）
６５ 内方リブ（アーク受け片）
６６ 外方リブ（アーク受け片）
６７ 上方リブ（アーク受け片）
６８ 仕切り壁（アーク受け片）
６８ａ 磁束孔
６８ｂ 切り欠き部
６８ｃ スリット
６９ 仕切り壁（アーク受け片）
６９ａ 磁束孔

Claims (7)

  1. 板状ヨークの上面に、金属製ケースの下方開口縁部から側方に延在した環状鍔部を溶接一体化して内部空間内を形成するとともに、前記内部空間内に固定接点および可動接点を接離可能に対向させた封止接点装置であって、
    板状ヨークの上面に、前記環状鍔部の下面に沿って設けた環状突起を抵抗溶接で一体化したことを特徴とする封止接点装置。
  2. 前記環状突起を、２方向からの叩き出し加工で形成したことを特徴とする請求項１に記載の封止接点装置。
  3. 前記環状突起を、突出し加工で形成したことを特徴とする請求項１に記載の封止接点装置。
  4. 前記環状鍔部の外周縁部に設けた切り欠き部に接しない前記環状突起を設けたことを特徴とする請求項１に記載の封止接点装置。
  5. 前記環状鍔部の隣接する２つの辺に設けた前記環状突起が、前記切り欠き部が設けられた領域において、円弧状に連結されていることを特徴とする請求項４に記載の封止接点装置。
  6. 前記環状鍔部の前記環状突起を設けた面と反対側の面が、前記板状ヨークと前記金属ケースとが前記環状突起以外の箇所で接触することが無いように、前記板状ヨークに対する前記環状鍔部の傾斜角度が定められていることを特徴とする請求項１に記載の封止接点装置。
  7. 板状ヨークの上面に金属製ケースの下方開口縁部から側方に延在した環状鍔部を溶接一体化して内部空間を形成するとともに、前記内部空間内に固定接点および可動接点を接離可能に対向させた封止接点装置の製造方法であって、
    板状ヨークの上面に、前記環状鍔部の下面に沿って設けた環状突起を抵抗溶接で一体化したことを特徴とする封止接点装置の製造方法。
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