JP3548749B2

JP3548749B2 - 電磁継電器

Info

Publication number: JP3548749B2
Application number: JP23134493A
Authority: JP
Inventors: 光弘河合; 清明葛川; 清岡; 宏之宮浦
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1993-09-17
Filing date: 1993-09-17
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2019-07-28
Also published as: JPH0785760A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は電磁継電器、特に、そのシール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
従来、電磁継電器としては、例えば、図２６に示すようにプリント基板に表面実装して使用するものがある。
すなわち、箱形ベースブロック１に電磁石ブロック２および接極子ブロック３を順次組み込み、ついで、ケース４を嵌合した後、図２７に示すように、前記ベースブロック１とケース４との間に形成された間隙にシール材５を注入，固化して形成したものである。
【０００３】
しかしながら、従来例にかかる電磁継電器は、端子６ａ，６ｂ，６ｃが突出するベースブロック１の外側面に、上下方向に連通する溝部１ａ，１ｂが形成され、嵌合面が不連続であるので、注入したシール材５が前記溝部１ａ，１ｂに沿ってベースブロック１内に流れ込み、動作不能となることがあるだけでなく、シール材の接着強度にバラツキが生じやすい。
【０００４】
そこで、流れ込み少なくするため、粘度の高いシール材５を使用することも提案されているが、粘度の高いシール材５を使用すると、シール材５の流れが悪いので、注入作業に時間がかかり、生産性が低い。
【０００５】
また、端子６ａ，６ｂ，６ｃを伝って流れ込むシール材５を少なくするため、屈曲後の端子６ａ，６ｂ，６ｃの外側面と、ケース４の内側面との間に形成される間隙の寸法精度を厳しく管理する必要があるので、設計，製造に手間がかかる。
【０００６】
しかも、前述の電磁継電器では、ベースブロック１の底面とケース４の開口縁部とが略同一平面上にあるので、ベースブロック１とケース４との間に形成された間隙にシール材５を注入する場合には、前記間隙の真上からシール材５を注入しなければならない。このため、注入ノズル７の位置決めが容易でなく、作業性が悪い。
【０００７】
さらに、従来例にかかる電磁継電器は、箱形ベースブロック１に別体の電磁石ブロック２，接極子３を順次組み立てるものであり、しかも、電磁石ブロック２と接極子３とが接近しているので、両者の間に所望の絶縁特性が得にくいだけでなく、所望の組立精度，機械的強度が得にくい。
【０００８】
また、従来例では、ベースブロック１の底面とケース４の開口縁部とが略同一平面上に位置し、しかも、シール材５をケース４の開口縁部まで充填するので、多量のシール材５を必要とするとともに、ケース４の開口縁部から突出する端子６ａ，６ｂ，６ｃの長さ寸法Ｌ_２が短い（図２７）。このため、このような電磁継電器をプリント基板に表面実装すると、プリント基板が膨張，収縮を繰り返して変形した場合に、この変形を各端子６ａ，６ｂ，６ｃが吸収できず、プリント基板から剥離するという問題点がある。
【０００９】
本発明は、前記問題点のうち、特に、少ないシール材で安定したシール性を確保できるとともに、設計，製造が容易で歩留まりの良い電磁継電器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる電磁継電器は、前記目的を達成するため、電磁石ブロックを収納するために上方に向けて開口する箱形ベースブロックの外周面のうち、その上方縁部周辺から水平方向に突出する端子を、その基部から下方側に屈曲するとともに、前記箱形ベースブロックに嵌合した箱形ケースと前記箱形ベースブロックとの間に形成される間隙にシール剤を注入，固化してシールする電磁継電器において、
前記箱形ベースブロックの外周面の上方縁部に連続する環状段部を設け、前記環状段部の外周面を前記箱形ケースの内側面に当接可能な嵌合面とするとともに、前記端子の基部のうち、水平基部に前記環状段部の下方縁部を当接させた構成としてある。
【００１１】
【作用】
したがって、本発明にかかる請求項１によれば、箱形ベースブロックの外周面の上方縁部に設けた連続する環状段部の嵌合面が、ケースの内側面に当接してシール材の侵入を防止することになる。
【００１２】
【実施例】
次に、本発明の実施例を図１ないし図２５の添付図面に従って説明する。
本実施例にかかる電磁継電器は、大略、電磁石ブロック１０に２次成形を施して形成したベースブロック２０と、永久磁石３０と、接極子ブロック４０と、ケース５０とからなるものである。
【００１３】
電磁石ブロック１０は、図５および図６に示すように、断面略コ字形の鉄芯１１をインサート成形したスプール１２にコイル１６を巻回して形成したものである。なお、説明の便宜上、図５においてはコイル１６を省略してある。
【００１４】
前記スプール１２は、図５に示すように、その両端に形成した鍔部１３，１４の上端面から前記鉄芯１１の両端に位置する磁極面１１ａ，１１ｂがそれぞれ露出している一方、前記鍔部１３，１４に一組の中継端子１７，１８がそれぞれインサート成形され、そのからげ部１７ａ，１８ａが前記鍔部１３，１４の両側端面からそれぞれ突出している。さらに、前記鍔部１３には、その側端面に沿ってガイド溝１３ａが形成され、その一方の開口部が前記からげ部１７ａの基部近傍に位置し（図１１）、他方の開口部が、鍔部１３の内側面のうち、第１胴部１２ａの外周面近傍に位置している。前記鍔部１４にも、ガイド溝１３ａと同様なガイド溝１４ａが形成されている。
【００１５】
なお、前記中継端子１７，１８は、図７，図８および図１０に示すように、そのアンカー部１７ｂ，１８ｂが鍔部１３，１４にそれぞれ奥深くインサート成形され、抜け止めされている。
【００１６】
前記スプール１２の中央から偏心した位置に設けられた中央鍔部１５には、後述する永久磁石３０を挿入するための挿入孔１５ａが形成され、さらに、この挿入孔１５ａを挟むように平行なガイド溝１５ｂ，１５ｃが設けられている。このガイド溝１５ｂの底面は水平であり（図１３）、その両側開口部が前記スプール１２の第１，第２胴部１２ａ，１２ｂの外周面近傍にそれぞれ位置している。一方、ガイド溝１５ｃの底面は傾斜しており（図１４）、一方の開口部が第１胴部１２ａの外周面近傍に位置し、他方の開口部が第２胴部１２ｂの外周面から少し離れた高い所に位置している。ただし、第１胴部１２ａに向けて開口するガイド溝１５ｂ，１５ｃの開口部は第１胴部１２ａの外周面から略同一の距離に位置している。なお、ガイド溝１５ｂ，１５ｃの形状は必ずしもこれに限らず、巻回するコイルの巻回数に応じて傾斜角度，設置位置等を適宜選択できる。
【００１７】
したがって、鍔部１３にインサート成形した中継端子１７のからげ部１７ａにコイル１６の一端部をからげた後、このコイル１６を鍔部１３に設けたガイド溝１３ａに沿わせてスプール１２の第１胴部１２ａまで引き出し、所望の巻回数の約２０％を巻回した後、中央鍔部１５に形成したガイド溝１５ｂに沿って第２胴部１２ｂまで引き出し、所望の巻回数（１００％）を巻回した後、中央鍔部１５のガイド溝１５ｃに沿わせて第１胴部１２ａまで再び引き出して残る８０％の巻回数を巻回し、ついで、コイル１６を中継端子１８のからげ部１８ａにからげた後、からげ部１７ａ，１８ａにハンダ付けすることにより、コイル１６の巻回作業が完了する。
【００１８】
本実施例によれば、第１胴部１２ａに対するコイル１６の最初の巻回作業における巻回数が約２０％と少なく、第２回目の巻回数が残る約８０％であるので、コイル１６の最終の巻き終わり部分が第１胴部１２ａにおける最初の巻回作業によるコイル１６の巻き終わり部分から所定の距離だけ離れることになる。このため、後述する２次成形の際に最外周面に位置するコイル１６の絶縁皮膜が樹脂材の熱によって若干溶融，剥離しても、最外周面に位置するコイル１６と、その直下に位置するコイル１６との電圧差が小さいので、短絡しにくくなり、歩留まりが良くなるという利点がある。
【００１９】
本実施例では、第１胴部１２ａにおける最初の巻回作業で約２０％を巻回し、ついで、第２胴部１２ｂにおいて１００％の巻回作業を行った後、再び、第１胴部１２ａにおいて残る約８０％の巻回作業を行ったが、必ずしもこれに限らず、例えば、第１胴部１２ａにおける最初の巻回作業で所定の巻回数の約５０％を巻回するようにしてもよい。
【００２０】
ベースブロック２０は、前記電磁石ブロック１０をリードフレーム６０と一体に２次成形して形成したものである。
すなわち、前記リードフレーム６０は、図１５ないし図１８に示すように、フープ材の所定位置に固定接点２３ａ，２４ａを固着一体化し、打ち抜いてコイル端子２１、共通端子２２、固定接点端子２３，２４の一部、および、接続突起６２を形成した後、図１５の斜線で示した部分を切除し、折り曲げたものである。そして、図１９ないし図２１に示すように、リードフレーム６０を反転し、コイル端子２１の自由端部に前記電磁石ブロック１０の中継端子１７，１８をそれぞれ載置して位置決めした後、レーザ溶接で接続一体化する。
【００２１】
次に、図２２に示すように、リードフレーム６０に一体化した電磁石ブロック１０を下金型７０に組み込み、前記下金型７０に上金型７３を組み合わせ、上金型７３に組み付けた位置決め部材７４，７４で鉄芯１１の角部を係止することにより、電磁石ブロック１０の挿入孔１５ａを下金型７０に突設した位置決めピン７１に嵌合するとともに、鉄芯１１の磁極面１１ａ，１１ｂを突き出しピン７２，７２に突き合わせ、キャビティ７７内に前記電磁石ブロック１０を位置決めする。
【００２２】
そして、上金型７３に設けたランナー７５のゲート７６から溶融した樹脂材を電磁石ブロック１０の注入孔１５ｄに注入し、樹脂圧で電磁石ブロック１０を下金型７０に押し付けて強固に位置決めするとともに、注入孔１５ｄから溢れ出た樹脂材をキャビティ７７内に充填することにより、ベースブロック２０を形成する。ついで、下金型７０を引き下げた後、突き出しピン７２，７２で鉄芯１１を突き出すことにより、ベースブロック２０が得られる（図２４）。なお、前述の２次成形により、ベースブロック２０の外側面の上方縁部に設けた連続する環状段部２５ａの表面に、図１においてハッチングで示した嵌合面２５が形成されるとともに、その外側面の下方縁部にシール材ガイド用の傾斜面２６が形成される。特に、図２４に示すように、各端子２１〜２４は、その基部２９を前記環状段部２５ａの下方縁部に接しつつ、前記ベースブロック２０の外側面から水平方向に突出している。
【００２３】
前述の実施例では、上金型７３に設けた位置決め部材７４，７４で電磁石ブロック１０を下金型７０に初期の位置決めをし、ランナー７５のゲート７６から射出する樹脂材の樹脂圧で強固に位置決めする場合について説明したが、必ずしもこれに限らず、図２３に示すように、上金型７３に設けたランナー７５のゲート７６、および、ランナー７７，７７のゲート７８，７８から射出する樹脂材の樹脂圧で電磁石ブロック１０を下金型７０に押し付けて強固に位置決めするようにしてもよい。
【００２４】
次に、図２５に示すように、２次成形で得たベースブロック２０と一体なリードフレーム６０にプレス加工を施し、コイル端子２１，共通端子２２，固定接点端子２３，２４を切り出し、各端子の先端部を下方側に折り曲げ、さらに、各端子２１〜２４を基部２９から下方にそれぞれ折り曲げることにより、ベースブロック２０が完成する。このため、図４に示すように、前記基部２９のうち、環状段部２５ａの縁部に接する水平基部２９ａと、前記水平基部２９ａに連続する垂直基部２９ｂとは、略直角に折れ曲がっている。さらに、前記垂直基部２９ｂと環状段部２５ａの嵌合面２５とは面一になっている。
【００２５】
本実施例によれば、リードフレーム６０の接続突起６２がベースブロック１０の外側面にインサート成形されているので、ベースブロック２０がリードフレーム６０から脱落せず、リードフレーム６０と一体に搬送できる。
しかも、共通端子２２の略Ｔ字形状の接続受け部２２ａから延在したアンカー用突起２２ｂがベースブロック１０の外側壁にインサート成形されているので、ベースブロック１０の外側面から突出する共通端子２２を、その基部２９から屈曲しても、共通端子２２にガタツキが生じないという利点がある。
【００２６】
前述の実施例では、各端子２１，２２，２３，２４の先端部を予め内方に屈曲しておく場合について説明したが、必ずしもこれに限らず、外方に予め屈曲しておいてもよく、あるいは、後述するシール材８０でシールし、予備ハンダ付けした後に内方また外方に屈曲するようにしてもよい。
なお、各端子の先端部を内方に屈曲することにより、床面積が小さくなり、実装密度が高くなるという利点がある一方、各端子の先端部を外方に屈曲することにより、ハンダ付けが容易になり、接着信頼性が高くなるという利点がある。
【００２７】
永久磁石３０は希土類を焼結して形成した略直方体形状を有するもので、リードフレーム６０に支持された電磁石ブロック１０の挿入孔１５ａに上方から挿着し、その下方側の磁極面３１を鉄芯１１の上面に接触するように組み付けた後、着磁される。
【００２８】
接極子ブロック４０は、図１に示すように、接極子４１の両側に並設した可動接触片４２，４２を支持部４３で一体成形したものである。
【００２９】
前記接極子４１は磁性材からなる平面長方形の板材であり、その下面中央部に支持突部４１ｃが突き出し加工によって形成されている（図３）。
【００３０】
前記可動接触片４２，４２は、巾方向に２分割された両側端部に可動接点４２ａ，４２ｂをそれぞれ設けたツイン接点構造を有する。そして、可動接触片４２，４２は、その中央部から平面略Ｔ字形状の接続部４２ｃを側方に延在し、この接続部４２ｃは前記支持部４３の側面から突出している。
【００３１】
前記支持部４３は、並設した前記接極子４１および可動接触片４２，４２をインサート成形して一体化する樹脂成形品であり、その下面中央部から前記鉄芯４１の支持突部４１ｃが露出している。
【００３２】
したがって、リードフレーム６０に支持されたベースブロック２０の上方から接極子ブロック４０を組み付け、永久磁石３０の磁極面３２に接極子４１の支持突部４１ｃを載置し、接続部４２ｃを共通端子２２の接続受け部２２ａに位置決めしてレーザ溶接することにより、接極子４１の両側端部４１ａ，４１ｂが鉄芯１１の磁極面１１ａ，１１ｂに交互に接離するとともに、可動接点４２ａ，４２ｂが固定接点２３ａ，２４ａに交互に接離する。
【００３３】
なお、本実施例では、接極子４１の支持突部４１ｃが永久磁石３０の磁極面３２の中央から偏心した所に位置決めされているので、左右の磁気バランスが崩れており、自己復帰型となっている。
【００３４】
ケース５０は、接極子ブロック４０を組み込んだベースブロック２０に嵌合できる箱形状の樹脂成形品であり、その開口縁部には前記コイル端子２１，２１、共通端子２２および固定接点端子２３，２４に嵌合する切り欠き部５１，５１，５２，５３，５４が形成され、その天井面隅部にはガス抜き孔５５が形成されている。
【００３５】
そして、リードフレーム６０に支持されたベースブロック２０に前記ケース５０を部分的に嵌合して押し下げると、前記ベースブロック２０がリードフレーム６０の接続突起６２，６２から脱落し、ついで、ケース５０がベースブロック２０に完全に嵌合し、ケース５０の切り欠き部５１〜５４に端子２１〜２４の中間部が嵌合し、各端子２１〜２４の中間部の外側面が前記ケース５０の外側面と面一になる。ただし、前記ケース５０の高さ寸法はベースブロック２０の高さ寸法よりも小さいので、ベースブロック２０の底部がケース５０の開口部から突出し、ベースブロック２０の底面近傍の側面縁部に設けた傾斜面２６が露出する。
【００３６】
本実施例では接続突起６２を切断しないので、切断によって生じた切り粉がベースブロック２０内に混入しないという利点がある。
【００３７】
なお、前述の実施例では、接続突起６２からベースブロック２０を脱落させて分離する場合について説明したが、必ずしもこれに限らず、前記接続突起６２をベースブロック２０に深くインサート成形し、接続突起６２を切断してベースブロック２０を分離するようにしてもよい。
【００３８】
次に、図４に示すように、ベースブロック２０の底面近傍に形成した傾斜面２６に向けてシール材８０を注入すると、この傾斜面２６に沿ってシール材８０が流れ落ち、ベースブロック２０とケース５０との間隙をシールする。ただし、ベースブロック２０の外側面に設けた連続する環状段部２５ａの嵌合面２５がケース５０の内側面隅部に当接し、シール材８０がベースブロック２０内に侵入するのを防止する。
【００３９】
そして、ケース５０のガス抜き孔５５から内部ガスを吸引した後、熱封止することにより、組立作業が完了する。
【００４０】
次に、前述の構成からなる電磁継電器の動作について説明する。
まず、無励磁の場合、左右の磁気バランスが崩れているので、接極子４１の一端部４１ａが鉄芯１１の磁極面１１ａに吸着しているとともに、可動接触片４２の可動接点４２ａが固定接点２３ａに当接している一方、可動接点４２ｂが固定接点２４ａから開離している。
【００４１】
そして、永久磁石３０の磁力を打ち消す方向に磁束が生じるようにコイル１６に電圧を印加して電磁石ブロック１０を励磁すると、永久磁石３０の磁力に抗して接極子４１が支持突部４１ｃを支点として回動し、接極子４１の一端部４１ａが鉄芯１１の磁極面１１ａから開離し、ついで、可動接点４２ａが固定接点２３ａから開離し、可動接点４２ｂが固定接点２４ａに接触した後、接極子４１の他端部４１ｂが鉄芯１１の磁極面１１ｂに吸着する。
【００４２】
さらに、前記コイル１６の励磁を解くと、左右の磁気バランスが崩れているので、永久磁石３０の磁力によって接極子４１が前述と逆の動作を行い、接極子ブロック４０が回動して元の状態に復帰する。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の請求項１にかかる電磁継電器によれば、ベースブロックの外側面の上方縁部に設けた連続する環状段部の嵌合面がケースの内側面に当接する。このため、シール材がベースブロック内に侵入できず、動作不能となることがないので、歩留まりが向上する。
しかも、前記嵌合面はベースブロックの外周面に連続して形成されているので、接着強度にバラツキが生ぜず、安定したシール性が得られる。
さらに、前記嵌合面でシール材の侵入を防止できるため、従来例のように屈曲後における端子の外側面とケースの内側面との間隙に高い寸法精度を必要とせず、設計，製造が容易となる。
また、前記嵌合面周辺にシール材を注入，固化するだけでシールできるので、従来例のようにベースブロックとケースとが嵌合する部分全体にシール材を充填する必要がなく、シール材を節約できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる電磁継電器の実施例を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示した電磁継電器の平面部分断面図である。
【図３】図１に示した電磁継電器の正面部分断面図である。
【図４】図１に示した電磁継電器のシール作業を説明するための左側面部分断面図である。
【図５】本発明にかかる電磁継電器の電磁石ブロックを示す斜視図である。
【図６】図５に示した電磁石ブロックの断面図である。
【図７】図５に示した電磁石ブロックの平面図である。
【図８】図５に示した電磁石ブロックの正面図である。
【図９】図５に示した電磁石ブロックの底面図である。
【図１０】図５に示した電磁石ブロックの左側面図である。
【図１１】図５に示した電磁石ブロックの横断面図である。
【図１２】図５に示した電磁石ブロックの中央横断面図である。
【図１３】図５に示した電磁石ブロックの部分断面図である。
【図１４】図５に示した電磁石ブロックの部分断面図である。
【図１５】本発明にかかる電磁継電器の製造に使用するリードフレームの平面図である。
【図１６】図１５のリードフレームに曲げ加工を施した状態を示す平面図である。
【図１７】図１６に示したリードフレームの正面図である。
【図１８】図１５に示したリードフレームの右側面図である。
【図１９】本発明にかかる電磁継電器の製造に使用するリードフレームに電磁石ブロックを載置した状態を示す平面図である。
【図２０】図１９に示したリードフレームの正面図である。
【図２１】図１９に示したリードフレームの左側面図である。
【図２２】本発明にかかる電磁継電器を製造する際に行う２次成形の方法を示す断面図である。
【図２３】図２２に示した２次成形とは別の方法を示す断面図である。
【図２４】本発明にかかる２次成形で形成したベースブロックを示す斜視図である。
【図２５】本発明にかかる２次成形で形成したベースブロックにプレス加工を施した状態を示す斜視図である。
【図２６】従来例にかかる電磁継電器の実施例を示す分解斜視図である。
【図２７】図２６に示した電磁継電器のシール作業を説明するための側面部分断面図である。
【符号の説明】
１０…電磁石ブロック、２０…ベースブロック、２１…コイル端子、２２…共通端子、２２ａ…接続部、２２ｂ…アンカー用突起、２３，２４…固定接点端子、２５…嵌合面、２５ａ…環状段部、２６…傾斜面、２９…基部、２９ａ…水平基部、２９ｂ…垂直基部、３０…永久磁石、４０…接極子ブロック、５０…ケース、５１〜５４…切り欠き部、６０…リードフレーム、６２…支持突起。

Claims

電磁石ブロックを収納するために上方に向けて開口する箱形ベースブロックの外周面のうち、その上方縁部周辺から水平方向に突出する端子を、その基部から下方側に屈曲するとともに、前記箱形ベースブロックに嵌合した箱形ケースと前記箱形ベースブロックとの間に形成される間隙にシール剤を注入，固化してシールする電磁継電器において、
前記箱形ベースブロックの外周面の上方縁部に連続する環状段部を設け、前記環状段部の外周面を前記箱形ケースの内側面に当接可能な嵌合面とするとともに、前記端子の基部のうち、水平基部に前記環状段部の下方縁部を当接させたことを特徴とする電磁継電器。