JP3972448B2 - 電磁継電器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁継電器、特に、その絶縁構造に関する。
【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、特開昭６１−２１８０２７号公報に記載のものがある。
すなわち、前記電磁継電器は、コイルブロック３の上面に配した永久磁石４を介して接極子ブロック５が回動可能に支持されている。前記接極子ブロック５は、接極子５１の両側に可動接触ばね片５２を並設し、これらを合成樹脂材からなる支持体５３で一体成形したものである。そして、前述の有極リレーでは、接極子５１と可動接触ばね片５２との絶縁性を高めるため、ケース１２の天井面に突設した絶縁用仕切片１６で接極子５１と可動接触ばね片５６とを仕切っていた。
【０００３】
しかしながら、前述の電磁継電器では、絶縁用仕切片１６の一端部と支持体５３との間、あるいは、絶縁用仕切片１６の他端部とケース１２の内側面との間に隙間が生じていたので、両者間の絶縁距離が短く、絶縁特性が低い。特に、近年、この種の電磁継電器では、さらなる小型化が要求されているため、絶縁特性がますます悪くなる状況にあり、超小型化にともなう絶縁構造をいかに形成するかが問題点となっている。
【０００４】
本発明にかかる電磁継電器は、前記問題点に鑑み、絶縁特性の高い電磁継電器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる電磁石装置は、前記目的を達成するため、断面略コ字形の鉄芯にコイルを巻回して形成した電磁石ブロックと、この電磁石ブロックに２次成形を施し、上面から前記鉄芯の両端磁極部が露出するように形成したベースブロックと、可動鉄片およびその両側に並設した可動接触片の中間部を、樹脂モールドで形成した絶縁台にて一体化し、可動鉄片の両端部を前記鉄芯の両端磁極部に接離可能に配置するとともに、前記ベースブロックの上面で回動可能に支持した可動ブロックとからなり、前記電磁石ブロックの励磁，消磁に基づいて回動する前記可動ブロックの可動接触片で、接点を開閉する電磁継電器において、前記ベースブロックの上面に、自由端部が前記絶縁台の側面の近傍まで延在して前記可動鉄片と可動接触片とを仕切り、かつ、中央の一辺が前記ベースブロックの端面と面一となる略コ字形の絶縁壁を突設するとともに、前記可動鉄片の上下両側面を被覆する可動ブロックの絶縁台の端部を、少なくとも前記絶縁壁に重なり合うまで延在した構成としてある。
【０００６】
前記ベースブロックに嵌合するケースの天井面に、前記ベースブロックの絶縁壁の側面に接合する絶縁用リブを突設してもよい。
【０００７】
前記絶縁壁および前記絶縁用リブの接合面のうち、少なくともいずれか一方の接合面をテーパ面としておいてもよい。
【０００８】
前記可動鉄片の露出面を、前記鉄芯の磁極部に当接する部分を除き、樹脂材で被覆しておいてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかる一実施形態を図１ないし図１４の添付図面に従って説明する。
すなわち、本実施形態は電磁継電器に適用した場合であり、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、可動ブロック３０と、ケース４０とからなるものである。ちなみに、この電磁継電器の外形寸法（横幅×縦幅×高さ）は１０ｍｍ×６．５ｍｍ×５ｍｍである。
【００１０】
前記電磁石ブロック１０は、図３（ｂ）および図４に示すように、略コ字形の鉄芯１１にコイル１６を巻回したものである。
前記電磁石ブロック１０の製造方法としては、図５に示すように、まず、略コ字形の鉄芯１１に１次成形を施してスプール１２を形成する。このスプール１２は、鉄芯１１の両端にそれぞれ形成した鍔部１３，１４からなるものである。そして、前記鍔部１４の両側面から突出した一対の連結片１８が軸心方向に沿って延在している。
さらに、前記鉄芯１１の中間部にコイル１６を巻回し、その引き出し線を前記鍔部１３にインサート成形した中継端子１７のからげ部１７ａにからげてハンダ付けしてある（図６）。
【００１１】
ベースブロック２０は、図７ないし図９に示すように、リードフレーム５０に接続した前記電磁石ブロック１０に２次成形を施して形成したものである。
前記リードフレーム５０には、共通端子２１，固定接点端子２２，２３およびコイル端子２４を切り出して屈曲してあるとともに、支持片５１を切り出して屈曲してある。ただし、前記固定接点端子２２，２３には、固定接点２２ａ，２３ａが予めそれぞれ設けられている。
【００１２】
そして、電磁石ブロック１０の中継端子１７をリードフレーム５０のコイル端子２４の自由端部に溶接一体化するとともに、前記連結片１８をリードフレーム５０の支持片５１に溶接一体化した後、これらを金型に位置決めして２次成形を行う。ただし、前記リードフレーム５０から連結片１８を切断するとともに、各端子２１〜２４を切り離して屈曲することにより、ベースブロック２０が完成する。このとき、各端子２１〜２４の基部はベースブロック２０の外側面と略面一になっている。
【００１３】
前記ベースブロック２０の側面から突出する各端子２１〜２４は、例えば、図８（ｂ），（ｃ）に示すように、その基部に巾狭部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，２４ｂ（巾狭部２１ｂ，２４ｂは図示せず。）を形成してある。このため、各端子２１〜２４を下方側に屈曲すると、基準面を形成する金型を使用せずとも、所定の位置から高い寸法精度で屈曲でき、曲げ位置にばらつきが生じない。この結果、各端子２１〜２４はベースブロック２０の外側面に設けた浅溝に嵌合し、これらの外側面が略面一になる。
なお、各端子２１〜２４の厚さ寸法が、例えば、０．１５ｍｍである場合、屈曲前におけるベースブロック２０の側面から各巾狭部２１ｂ〜２４ｂまでの距離は、０〜０．０５ｍｍあればよい。
【００１４】
前述の２次成形によって得られたベースブロック２０は、図１に示すように、その上面に浅底の凹所２５を有し、この凹所２５の底面の略中央部に一対の凸部２６ａ，２６ｂが突設されている。一方の凸部２６ａは、その頂部が後述する可動ブロック３０に線接触するように長い稜線を有している。他方の凸部２６ｂは、巾方向の寸法精度のばらつきを吸収するため、凸部２６ａよりも短い稜線の頂部を有している。
【００１５】
前記凹所２５の隅部には固定接点端子２２，２３の固定接点２２ａ，２３ａがそれぞれ露出している。また、隣り合う固定接点２２ａ，２２ａの間、および、隣り合う固定接点２３ａ，２３ａの間には、鉄芯１１の磁極部１１ａ，１１ｂがそれぞれ露出している。さらに、鉄芯１１の磁極部１１ａ，１１ｂは平面略コ字形の絶縁壁２７で固定接点２２ａ，２３ａからそれぞれ仕切られている。また、前記絶縁壁２７自身の対向する外側面はテーパ面となっている（図４）。そして、前記ベースブロック２０の開口縁部のうち、その側辺の略中央部の隅部から共通端子２１の接続受け部２１ａが露出している。
【００１６】
また、図１および図２に示すように、前記ベースブロック２０の両側端面の中央に突部２８が突設している。この突部２８は、図３（ｂ）に示すように、連結片１８、固定接点端子２３およびコイル端子２４の切り残した端部１８ａ，２３ｃおよび２４ｃよりも前方に突出している。これは、ベースブロック２０を連続して搬送する場合に、例えば、端部２３ｃと端部２４ｃとが相互に乗り上げたり、引っ掛かり合うのを防止するためである。
【００１７】
ベースブロック２０は、前述のものに限る必要はなく、例えば、図１２に示すように、略Ｌ字形の絶縁壁２７，２７を別々に設けたものであってもよい。
【００１８】
可動ブロック３０は、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、永久磁石３１の両側に可動接触片３２，３２を並設するとともに、前記永久磁石３１の片面に可動鉄片３３を重ね合わせた後、樹脂モールドで絶縁台３４を形成し、一体化したものである。
【００１９】
前記永久磁石３１は可動鉄片３３よりも巾狭であり、可動鉄片３３のいわゆるだれ面に重ね合わせてある。これは、可動鉄片３３にプレス加工を施した際に生じる、いわゆるかえりに、永久磁石３１が当接するのを防止し、両者の間に隙間が生じないようにするためである。
【００２０】
また、永久磁石３１と可動鉄片３３との接合面縁部を部分的に仮止めした後、樹脂モールドしてもよい。仮止め方法としては、例えば、レーザ溶接，ガスバーナーによる溶接，スポット溶接等の既存の方法を利用できる他、両者の接合面に形成した接合用金属薄膜を溶融して一体化してもよい。接合用金属薄膜としては、例えば、ニッケル，亜鉛，カドミニウム，錫，銅，クロム，鉛，銀，金，パラジウム等の単体またはこれらの合金が挙げられる。また、接合用金属薄膜の形成方法としては、メッキ，蒸着，塗布等の既存の方法から選択できる。さらに、接合用金属薄膜は、接合面全面に形成してもよく、また、接合面の縁部のみ、あるいは、中央部のみに形成してもよい。そして、前記接合用金属薄膜を溶融する方法としては、レーザの照射，ガスバーナーによる加熱，電気抵抗による既存の加熱方法が挙げられる。
【００２１】
可動接触片３２は、導電性薄板ばね材を打ち抜いて形成したものであり、巾方向に分割して形成した両端部の各分割片に、可動接点３２ａ，３２ｂがそれぞれ設けられている。さらに、可動接触片３２は、その側辺の略中央部から略Ｔ字形の接続部３２ｃが側方に延在している。
【００２２】
可動ブロック３０の成形方法としては、例えば、可動接点３２ａ，３２ｂを設けた後、図示しないリードフレームからプレス加工で切り出した可動接触片３２，３２を金型に位置決めする。ついで、仮止めした永久磁石３１および可動鉄片３３を前記金型に位置決めした後、樹脂モールドで形成した絶縁台３４にて一体化する方法が挙げられる。
なお、前記可動鉄片３３は、鉄芯１１の磁極部１１ａ，１１ｂに当接する部分を除き、その全表面を樹脂モールドして絶縁特性を高めてもよい。
【００２３】
そして、前記ベースブロック２０に可動ブロック３０を上方から落とし込み、絶縁台３４の下面に設けた一対の凹部３４ａ，３４ｂ（図２）を、ベースブロック３０の上面に突設した凸部２６ａ，２６ｂに嵌合すると、自動的に位置決めされる。さらに、前記可動接触片３２の接続部３２ｃを共通端子２１の接続受け部２１ａに溶接することにより、可動ブロック３０が回動可能に支持される。
【００２４】
本実施形態では、絶縁台３４の下面に設けた凹部３４ａ，３４ｂをベースブロック２０の凸部２６ａ，２６ｂに嵌合して支持するものである。そして、例えば、凸部２６ａ，２６ｂ間の距離に加工公差によるばらつきがあっても、前記凸部２６ｂの頂部の稜線が凸部２６ａのそれよりも短く、加工公差のばらつきを吸収できるようになっているので、加工公差のばらつきによる動作不良を回避できる。
また、絶縁台３４の凹部３４ａ，３４ｂと、ベースブロック２０の凸部２６ａ，２６ｂとの接触部分は、回動軸となる接続部３２ｃと略同一平面上に位置している。このため、回動軸心のばらつきによるがたつきがなく、円滑な回動運動が得られる。
【００２５】
なお、本実施形態では、２個の凸部２６ａ，２６ｂを形成する場合について説明したが、必ずしもこれに限らず、１個であってもよく、２個以上であってもよい。
また、前記凸部２６ａ，２６ｂの形状は、前述のものに限らず、その頂部が三角柱，円錐形あるいは半球形であってもよい。
さらに、凸部２６ａ，２６ｂの頂部を鋭角な形状とする一方、凹部３４ａ，３４ｂの底面を鈍角な形状とすることにより、回動支点にがたつきが生じにくい構造としてもよい。
【００２６】
そして、この電磁継電器では、可動接触片３２と可動鉄片３３との空間距離が約０．９ｍｍである。しかし、図１１および図１４に示すように、ベースブロック２０に可動ブロック３０を組み付けた結果、略コ字形の絶縁壁２７が可動鉄片３３と可動接触片３２とを仕切っている。このため、両者間の沿面距離が長くなり、絶縁特性が高い。
ついで、絶縁台３４の両端部３４ｃ，３４ｄが長く延在し、絶縁壁２７に重なり合っている。このため、両者間の延面距離がより一層長くなり、絶縁特性が向上するという利点がある。
【００２７】
ケース４０は、図１に示すように、前記ベースブロック２０に嵌合可能な箱形状を有し、その開口縁部に嵌合用切り欠き部４１が形成されている。また、ケース４０は、天井面縁部にガス抜き孔４２を有している。さらに、ケース４０は、図１３に示すように、その天井面に絶縁用リブ４３を突設してある。この絶縁用リブ４３は、その一端部がケース４０の内側面に連続しており、前記ベースブロック２０の絶縁壁２７に接合する接合面がテーパ面となっている。
【００２８】
そして、可動ブロック３０を組み付けたベースブロック２０にケース４０を組み付け、前記端子２１〜２４に切り欠き部４１をそれぞれ嵌合する。これにより、図４に示すように、ケース４０の絶縁用リブ４３が前記ベースブロック２０に設けた絶縁壁２７の外側面に当接する。このため、両者間の沿面距離が長くなり、絶縁特性が向上する。また、絶縁壁２７および絶縁用リブ４３のいずれの接合面もテーパ面となっているので、スムーズな組立が可能であり、組立作業が容易になるという利点がある。
なお、絶縁用リブ４３は絶縁壁２７の対向する内側面に当接するようにしてもよい。
【００２９】
ついで、ベースブロック２０とケース４０との接合面をシールした後、ケース４０のガス抜き孔４２から内部ガスを抜き、前記ガス抜き孔４２を熱封止することにより、組立作業が完了する。
【００３０】
次に、前述の構造を有する電磁継電器の動作について説明する。
まず、電磁石ブロック１０のコイル１６に電圧が印加されていない場合、永久磁石３１の磁束による磁力により、可動鉄片３３の一端部３３ａが鉄芯１１の磁極部１１ａに吸着し、磁気回路を閉成しているとともに、可動接触片３２の可動接点３２ａが固定接点２２ａに接触している。
【００３１】
そして、前記電磁石ブロック１０のコイル１６に、永久磁石３１の磁束を打ち消す磁束が生じるように電圧を印加すると、永久磁石３１の磁力に抗して可動鉄片３３が回動し、これにつれて可動接触片３２が回動する。このため、可動接点３２ａが固定接点２２ａから開離した後、可動接点３２ｂが固定接点２３ａに接触し、可動鉄片３３の他端部３３ｂが鉄芯１１の磁極部１１ｂに吸着する。そして、前述の電圧の印加を解いても、永久磁石３１の磁力により、可動ブロック３０は、その状態を保持する。
【００３２】
さらに、前述の印加方向と逆方向の電圧をコイル１６に印加すると、永久磁石３１の磁力に抗し、可動鉄片３３が前述の回動方向と逆方向に回動し、これにつれて可動接触片３２も回動する。このため、可動接点３２ｂが固定接点２３ａから開離し、可動接点３２ａが固定接点２２ａに接触した後、可動鉄片３３の一端部３３ａが鉄芯１１の磁極部１１ａに吸着し、元の状態に復帰する。
【００３３】
前述の実施形態では、自己保持タイプの電磁継電器について説明したが、必ずしもこれに限らず、自己復帰タイプの電磁継電器に適用してもよいことは勿論である。
【００３４】
【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にかかる電磁石装置によれば、略コ字形の絶縁壁が可動鉄片の先端部を仕切るだけでなく、可動ブロックの絶縁台の端部が前記絶縁壁に重なり合うので、従来例よりも沿面距離が長くなり、絶縁特性の高い電磁継電器が得られる。
請求項２によれば、ケースの天井面に設けた絶縁用リブが、前記絶縁壁に接合するので、前記絶縁壁とケースの天井面との間における直線的な隙間がなくなり、沿面距離がより一層長くなり、絶縁特性が向上する。
請求項３によれば、絶縁壁および絶縁用リブの接合面のうち、少なくともいずれか一方をテーパ面としてある。このため、ケースを組み付ける際に、その絶縁用リブが絶縁壁に引っ掛かることがなく、スムーズに組み立てられるので、組立作業が容易になる。
請求項４によれば、可動鉄片の大部分が樹脂材で被覆されるので、絶縁特性が著しく向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願発明の一実施形態を示す電磁継電器の分解斜視図である。
【図２】 図１にかかる電磁継電器を下方から視た場合の分解斜視図である。
【図３】 図１に示した電磁継電器の組立後を示し、図（ａ）は平面部分断面図、図（ｂ）は正面部分断面図である。
【図４】 図３（ａ）に示した電磁継電器の側面断面図である。
【図５】 スプールを一体成形した鉄芯を示し、図（ａ）は上方から視た斜視図、図（ｂ）は下方から視た斜視図である。
【図６】 電磁石ブロックを示し、図（ａ）は上方から視た斜視図、図（ｂ）は下方から視た斜視図である。
【図７】 電磁石ブロックの２次成形方法を説明するための斜視図である。
【図８】 電磁石ブロックの２次成形方法を示し、図（ａ）は平面図、図（ｂ）および図（ｃ）は要部拡大平面図である。
【図９】 電磁石ブロックの２次成形方法を示し、図（ａ）は側面図、図（ｂ）は正面図である。
【図１０】 可動ブロックを樹脂モールドする前の分解斜視図を示し、図（ａ）は上方から視た分解斜視図、図（ｂ）は下方から視た分解斜視図である。
【図１１】 ベースブロックに可動ブロックを組み付けた状態を示す斜視図である。
【図１２】 ベースブロックの他の実施形態を示し、図（ａ）は斜視図、図（ｂ）は平面図である。
【図１３】 ケースを逆さにして一部を破断した斜視図である。
【図１４】 図３（ｂ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
１０…電磁石ブロック、１１…鉄芯、１１ａ，１１ｂ…磁極部、１２…スプール、１３，１４…鍔部、１６…コイル、１７…中継端子、１８…連結片、１８ａ…端部、２０…ベースブロック、２１…共通端子、２１ａ…接続受け部、２１ｂ…巾狭部、２２，２３…固定接点端子、２２ａ，２３ａ…固定接点、２２ｂ，２３ｂ…巾狭部、２２ｃ，２３ｃ…端部、２４…コイル端子、２４ｂ…巾狭部、２４ｃ…端部、２５…凹所、２６ａ，２６ｂ…凸部、２７…絶縁壁、２８…突部、３０…可動ブロック、３１…永久磁石、３２…可動接触片、３２ａ，３２ｂ…可動接点、３２ｃ…接続部、３３…可動鉄片、３４…絶縁台、３４ａ，３４ｂ…凹部、３４ｃ，３４ｄ…端部、４０…ケース、４１…切り欠き部、４２…ガス抜き孔、４３…絶縁用リブ、５０…リードフレーム、５１…支持片。

Claims (4)

1. 断面略コ字形の鉄芯にコイルを巻回して形成した電磁石ブロックと、この電磁石ブロックに２次成形を施し、上面から前記鉄芯の両端磁極部が露出するように形成したベースブロックと、可動鉄片およびその両側に並設した可動接触片の中間部を、樹脂モールドで形成した絶縁台にて一体化し、可動鉄片の両端部を前記鉄芯の両端磁極部に接離可能に配置するとともに、前記ベースブロックの上面で回動可能に支持した可動ブロックとからなり、前記電磁石ブロックの励磁，消磁に基づいて回動する前記可動ブロックの可動接触片で、接点を開閉する電磁継電器において、
   前記ベースブロックの上面に、自由端部が前記絶縁台の側面の近傍まで延在して前記可動鉄片と可動接触片とを仕切り、かつ、中央の一辺が前記ベースブロックの端面と面一となる略コ字形の絶縁壁を突設するとともに、前記可動鉄片の上下両側面を被覆する可動ブロックの絶縁台の端部を、少なくとも前記絶縁壁に重なり合うまで延在したことを特徴とする電磁継電器。
2. 前記ベースブロックに嵌合するケースの天井面に、前記ベースブロックの絶縁壁の側面に接合する絶縁用リブを突設したことを特徴とする請求項１に記載の電磁継電器。
3. 前記絶縁壁および前記絶縁用リブの接合面のうち、少なくともいずれか一方の接合面をテーパ面としたことを特徴とする請求項２に記載の電磁継電器。
4. 前記可動鉄片の露出面を、前記鉄芯の磁極部に当接する部分を除き、樹脂材で被覆したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電磁継電器。

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