JP3978993B2 - 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、高周波信号用回路を開閉するとともに、その開閉動作をモニターできる電磁継電器に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
従来、高周波信号回路を開閉する電磁継電器は、外部雑音の侵入を防止すべく、種々の工夫が行われている。このため、一般に、高周波用電磁継電器は通常の信号用電磁継電器に比べて構造が複雑であり、高価である。特に、略平板状ベースの上面に固定接点部を露出させた固定接点端子を有する高周波用電磁継電器では、前記固定接点端子の周辺にアース端子を配置するため、リードフレームの構造が複雑になる。
一方、高度な信頼性を要求される場所で高周波用電磁継電器を使用するとき、高周波用信号回路と異なる回路を通過する信号によってリレーの動作をモニターしなければならない場合がある。
【０００３】
しかしながら、平板状ベースの上面に固定接点端子を配置する高周波用電磁継電器では、高周波用信号端子と、アース端子以外の端子、例えば、モニター用信号端子，コイル端子とを同一の辺から導出すると、隣り合う端子同士が相互に結合し、アイソレーション特性の低下が生じる。
このため、２極の接点機構を備えた高周波用電磁継電器のうち、その１極を高周波信号用とし、残る１極をモニター信号用として使用することも考えられる。しかし、高周波用接点機構をモニター信号用に転用すれば、高周波特性を確保するための構造が無駄になり、不経済であるという問題点がある。
【０００４】
本願発明は、前記問題点に鑑み、所望の高周波特性を有し、かつ、構造が簡単な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継電器は、前記目的を達成するため、略平板状のベースと、前記ベースの上面の略中央に装着された電磁石ブロックと、この電磁石ブロックの片側に位置し、かつ、前記ベースの上面に配置した少なくとも１対の高周波信号用固定接点部と、前記電磁石ブロックの残る片側に配置した少なくとも１対のモニター用固定接点部と、前記電磁石ブロックの励磁，消磁に基づき、前記ベースの上面に平行で前記電磁石ブロックの上方に位置する回動軸心を中心として回動する接極子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接極子ブロックで、前記高周波信号用固定接点部およびモニター用固定接点部をそれぞれ同時に開閉する構成としてある。
【０００６】
本発明によれば、電磁石ブロックの片側に高周波用固定接点部が配置される一方、電磁石ブロックの残る片側にモニター用固定接点部が配置されている。このため、電磁石ブロックが両固定接点部を仕切るだけでなく、両固定接点端子が異なる方向に導出されることになり、端子相互の結合がなくなり、アイソレーション特性の低下が生じない。
また、電磁石ブロックの片側に配置したモニター用固定接点端子を使用するので、高周波特性を確保するための特殊な接点機構を使用する必要がなくなり、経済的である。
【０００７】
また、本発明にかかる電磁継電器は、高周波信号用固定接点部を有する固定接点端子を、モニター用固定接点部を有する固定接点端子および／または電磁石ブロックのコイルに接続したコイル端子を導出したベースの辺以外の辺から導出した構成としてもよい。
この構成によれば、高周波用固定接点端子と、モニター用固定接点端子やコイル端子とが隣り合うことがない。このため、アイソレーション特性の低下をより一層確実に防止できるという効果がある。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる電磁継電器の一実施形態を図１ないし図１８に基づいて説明する。
第１実施形態にかかる電磁継電器は、図１ないし図１４に示すように、自己保持型の電磁継電器に適用した場合であり、大略、ベース１０と、電磁石ブロック４０と、１組の可動ブロック５０，５０と、接極子ブロック７０と、ケース８０とで構成されている。
【０００９】
ベース１０は、図２ないし図５に示すように、平面略方形の板状体であり、上面にリードフレーム１１をインサート成形した樹脂板１２の下面にアース板１３を一体化したものである。
【００１０】
前記リードフレーム１１は、図２および図４に示すように、前記ベース１０の上面片側に高周波用共通固定接点端子２０，固定接点端子２１および固定接点端子２２をインサート成形する一方、その反対側に電磁継電器の動作をモニターするためのモニター用共通固定接点端子２３，固定接点端子２４および固定接点端子２５をインサート成形してある。さらに、前記固定接点端子２３，２４間にはコイル端子２６，２７、前記固定接点端子２３，２５間にはコイル端子２８，２９がそれぞれインサート成形されている。
そして、これらの固定接点端子２０ないし２９の周囲を囲むようにアース端子１４，１５，１６が配置され、インサート成形されている。特に、前記アース端子１６は、その中央部に１対の接続舌片１６ａ，１６ａを切り起こしてある。
【００１１】
さらに、前記ベース１０の樹脂成形板１２は、図３に示すように、その上面の周辺縁部近傍に環状リブ３０を形成してある。このリブ３０は所定の位置にシール材の注入を容易にするせり出し部３１ａないし３１ｅを備えている。さらに、前記環状リブ３０内には、嵌合用環状突部３２を間にして１対の位置規制用突部３３，３４を突設してある。前記嵌合用環状突部３２および位置規制用突部３３，３４は後述する電磁石ブロック４０を位置決めするためのものである。そして、前記突部３２の上端面には、前記アース端子１６の接続舌片１６ａ，１６ａが露出している（図４および図５）。
【００１２】
前記ベース１０は、図５に示すように、高周波用固定接点端子２０，２１，２２はベース１０の隣り合う３辺から導出されている。これに対し、コイル端子２６，２７，２８，２９およびモニター端子２３，２４，２５がベース１０の残る１辺から導出されている。このため、高周波用固定接点端子２０，２１，２２が、モニター端子２３，２４，２５やコイル端子２６，２７，２８，２９と隣り合うことがない。この結果、前述の端子が相互に結合することがなく、アイソレーション特性が低下しないという利点がある。
【００１３】
なお、前記ベース１０のアース板１３とアース端子１４，１５，１６との電気接続は、例えば、スルーホール、導電性接着剤、あるいは、アース端子１４，１５，１６の一部を下方に折り曲げてアース板１３に圧接させるなどの任意の方法を選択できる。
【００１４】
電磁石ブロック４０は、図６および図７に示すように、略Ｕ字形鉄芯４１をインサート形成したスプール４２にコイル４３を巻回したものである。前記スプール４２は、その中央に形成した支持台４４の両側に鍔部４５，４６を有している。前記支持台４４は、その上端開口部４４ａ（図６参照）に永久磁石４７が挿入されるとともに、対向する外側面に略十文字形の嵌合溝４４ｂ，４４ｂが形成されている。一方、前記鍔部４５，４６は、その上端面から前記鉄芯４１の磁極部４１ａ，４１ｂがそれぞれ露出している。さらに、前記鍔部４５，４６には、コイル端子４８ａ，４８ｃおよび４９ａ，４９ｃがそれぞれインサート成形されている。そして、前記コイル４３の引き出し線がコイル端子４９ａ，４９ｃの中継部４９ｂ，４９ｄにそれぞれからげてハンダ付けされた後、下方に折り曲げられている（図７）。
【００１５】
なお、本実施形態では、１本のコイル４３を使用する場合について説明した。しかし、２本のコイルをスプールに巻回する場合には、他のコイル端子４８ａ，４８ｃを使用してもよいことは勿論である。また、前記スプールはインサート成形に限らず、例えば、二つ割りできる樹脂成形品であってもよい。
【００１６】
可動ブロック５０，５０は、図８および図９に示すように、全く同一形状であり、可動フレーム５１に絶縁ブロック６０，６５をそれぞれ組み付けて構成したものである。
すなわち、前記可動フレーム５１は、１枚の導電性薄板バネ材から切り出して屈曲したものであり、正面略十文字形の支持バネ５２を中心として左右対称に形成されている。特に、前記支持バネ５２の上端部から接続用舌片５２ｃを介して左側に延在する弾性アーム５３と、前記支持バネ５２の下端部からアース用舌片５２ａを介して左側に延在する弾性アーム５４とが上下に平行に配置されている（図９）。そして、弾性アーム５３，５４の先端部は連結部５５で連結されてクランク機構を構成している。同様に、支持バネ５２の上下端部から右側に平行に延在した弾性アーム５６，５７の先端部が連結部５８で連結され、クランク機構を構成している。
【００１７】
前記絶縁ブロック６０および６５は、その上下端面に嵌合用突起６０ａ，６０ｂおよび６５ａ，６５ｂをそれぞれ突設した絶縁材からなるものである（図９）。そして、絶縁ブロック６０，６５の外側面には折れ曲がった形状の絶縁アーム６１，６６がそれぞれ取り付けられている。この絶縁アーム６１，６６は自由端部に可動接触片６２，６７の中央部をそれぞれアウトサート成形してある。前記可動接触片６２，６７は、その両端部をそれぞれ巾方向に２分割したツイン接点となっているとともに、その内側縁部から特性インピーダンス整合用舌片６２ａ，６７ａをそれぞれ延在している。
【００１８】
そして、前記弾性アーム５３，５４の先端に設けた係合孔５３ａ，５４ａに絶縁ブロック６０の突起６０ａ，６０ｂをそれぞれ係合一体化する。これにより、復帰時に可動接触片６２の特性インピーダンス整合用舌片６２ａがアース用舌片５２ａに圧接する。
同様に、前記弾性アーム５６，５７の先端に設けた係合孔５６ａ，５７ａに絶縁ブロック６５の突起６５ａ，６５ｂをそれぞれ係合一体化する。これにより、復帰時に可動接触片６７の特性インピーダンス整合用舌片６７ａが、アース用舌片５２ｂに圧接する。
【００１９】
さらに、前記電磁石ブロック４０の支持台４４の外側面に設けた嵌合溝４４ｂに、可動ブロック５０の支持バネ５２を位置決めして落とし込むことにより、可動ブロック５０が電磁石ブロック４０に位置決めされる。なお、このとき接続用舌片５２ｃ，５２ｃの縁部が支持台４４の１対の突起４４ｃ，４４ｃ（図７）にそれぞれ係止し、位置決めされる。同様に、モニター用可動ブロック５０も電磁石ブロック４０に取り付けられる。
【００２０】
ついで、前記電磁石ブロック４０の下端部４４ｄを、前記ベース１０の前記嵌合用環状突部３２に囲まれた凹部に３２ａに嵌合する。さらに、図７に示す鍔部４５，４６の切り欠き部４６ａ（鍔部４５の切り欠き部は図示せず）をベース１０の位置規制用突部３３，３４にそれぞれ係合することにより、可動ブロック４０が所定の位置に位置決めされる。そして、支持バネ５２の下端基部を前記アース端子１６の接続舌片１６ａに電気接続する。さらに、コイル端子４８ａ，４８ｃおよび４９ａ，４９ｃを、ベース１０のコイル端子２７，２６，２８，２９の接続部２７ａ，２６ａ，２８ａ，２９ａにそれぞれ接続する。この結果、可動接触片６２の両端部が共通固定接点部２０ａおよび固定接点部２１ａに接離可能に対向する。さらに、可動接触片６７の両端部が共通固定接点部２０ａおよび固定接点部２２ａに接離可能に対向する（図１０）。
本実施形態では、可動接触片６２がアースされた弾性アーム５４とアース板１３との間に位置するので、高周波特性に優れた接点機構が得られる（図９）。可動接触片６７も同様である。
【００２１】
なお、図１１に示すように、アース端子１６に１対の補助舌片１７，１７を立設しておき、復帰した可動接触片６２，６７の一端部をそれぞれ接触させることにより、高周波特性を向上させてもよい。
【００２２】
接極子ブロック７０は、図１２に示すように、平面長方形の接極子７１の下面に、駆動バネ７２を一体化したものである。
前記接極子７１の中央部下面には、突き出し加工で回動支点となる突起（図示せず）を突出している。この回動支点は前記駆動バネ７２に設けた開口部（図示せず）から下方に露出している。
また、前記駆動バネ７２は１枚の導電性薄板バネ材を打ち抜いて形成されたものであり、前記可動ブロック５０を駆動する押し下げ片７３，７４および７５，７６を有する。さらに、前記押し下げ片７３，７４間、および、前記押し下げ片７５，７６間には平面略Ｔ字形のヒンジバネ７７，７８が同一軸心上にそれぞれ延在している。
【００２３】
したがって、前記電磁石ブロック４０の永久磁石４７の上端面に接極子７１の回動支点となる突起を位置決めする（図１３）。これにより、接極子７１の両端部７１ａ，７１ｂが鉄芯４１の磁極部４１ａ，４１ｂに交互に接離可能に対向する。さらに、前記ヒンジバネ７７，７８が可動フレーム５１の接続用舌片５２ｃ，５２ｃに重なり合う。そして、前記ヒンジバネ７７，７８を前記接続用舌片５２ｃに溶接一体化することにより、接極子ブロック７０が回動可能に支持される。
【００２４】
ケース８０は、図１に示すように、箱体形状であり、その開口内側縁部に、前記ベース１０の環状リブ３０に嵌合可能な嵌合用環状段部８１ａが形成されている。このため、前記ベース１０の環状リブ３０内に前記ケース８０の環状段部８１を嵌め込むことにより、所定の位置に位置決めできる。そして、前記環状リブ３０のせり出し部３１ａないし３１ｅにシール材を注入することにより、シール作業が完了する。ついで、ガス抜き孔８２から内部空間の空気を抜いた後、熱封止することにより、組立て作業が完了する。
【００２５】
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。なお、説明の便宜上、第１図手前側に位置する可動ブロック５０の動作を中心に説明する。
まず、コイル４３に電圧が印加されていない場合には、接極子７１の一端部７１ａが鉄芯４１の磁極部４１ａに永久磁石４７の磁力で吸着している。このため、接極子ブロック７０の押し下げ片７３が可動ブロック５０の絶縁ブロック６０の突起６０ａを押し下げている。この結果、可動接触片６２の両端部が共通固定接点部２０ａおよび固定接点部２１ａに接触している。そして、可動接触片６２の特性インピーダンス整合用舌片６２ａが、アース用舌片５２ａから開離している。一方、可動接触片６７の両端部は共通固定接点部２０ａおよび固定接点部２２ａから開離している。そして、可動接触片６７の特性インピーダンス整合用舌片６７ａが、アース用舌片５２ｂに圧接している。
なお、モニター用可動ブロック５０も同様な状態となっている。
【００２６】
そして、前記永久磁石４７の磁束を打ち消す方向に前記コイル４３に電圧を印加すると、接極子７１の他端部７１ｂが鉄芯４１の磁極部４１ｂに吸引され、接極子７１の突起を回動支点として接極子ブロック７０が回動する。このため、駆動バネ７２の押し下げ片７３が上方に移動し、弾性アーム５３，５４のバネ力で可動接触片６２が固定接点部２０ａ，２１ａから離れる。そして、可動接触片６２の特性インピーダンス整合用舌片６２ａが、アース用舌片５２ａに圧接する。
一方、絶縁ブロック６５の突起６５ａが押し下げ片７４に押し下げられる。しかし、支持バネ５２、上下の弾性アーム５６，５７、連結部５８はクランク機構を構成している。このため、可動接触片６７がほぼ垂直に下降し、可動接触片６７の特性インピーダンス整合用舌片６７ａがアース用舌片５２ｂから開離した後、可動接触片６７の両端部が共通固定接点部２０ａおよび固定接点部２２ａに接触する。
【００２７】
そして、コイル４３への通電を停止すると、永久磁石４７の磁力によって接極子ブロック７０がその状態を保持する。
【００２８】
再度、接点を切り換えるには、コイル４３に電圧を前述と逆方向に印加して励磁する。これにより、接極子ブロック７０が逆回転し、元の位置に復帰し、接点を切り換える。このため、可動接触片６２の特性インピーダンス整合用舌片６２ａが、アース用舌片５２ａから開離する。一方、可動接触片６７の特性インピーダンス整合用舌片６７ａが、アース用舌片５２ｂに圧接する。
なお、モニター用可動ブロック５０も同様に動作させることにより、共通固定接点部２３ａ、固定接点部２４ａおよび固定接点部２５ａに可動接触片６２，６７が交互に接触し、接点が切り換わる。
【００２９】
本実施形態によれば、絶縁ブロック６０は弾性アーム５６，５７のそれぞれの先端に位置するので、大きなストロークが得られる。このため、所望の接点間距離を確保でき、絶縁特性および高周波特性が高いという利点がある。
また、絶縁アーム６１，６６は支持バネ５２側に延在しているが、絶縁ブロック６０，６５と一体にそれぞれ上下動するので、可動接触片６２，６７それ自体のストロークが小さくなることはない。
特に、本実施形態によれば、共通固定接点部２０ａの両側に固定接点部２１ａ，２２ａを配置してあるが、絶縁アーム６１，６６を支持バネ５２側に延在させている。このため、可動接触片６２，６７だけでなく、共通固定接点部２０ａを従来例のように平面略Ｔ字形に形成する必要がない。この結果、高周波の反射に基づくノイズの発生を回避でき、あるいは、前記可動接触片等の一部が従来例のように実質的にアンテナとして働くことがなく、ノイズの侵入を回避できるという利点がある。
【００３０】
第２実施形態は、図１５および図１６に示すように、ベース１０の高周波用固定接点端子２０，２１，２２を表面実装できるように延在させるとともに、モニター用端子２３，２４，２５およびコイル端子２６，２７，２８，２９を下方側に延在させた場合である。本実施形態にかかる他の構成は第１実施形態とほぼ同様であるので，説明を省略する。なお、第１実施形態の部品と同一部品には同一番号を付してある。
本実施形態によれば、第１実施形態と異なる実装方法が可能となり、実装方法の選択が広がるという利点がある。
【００３１】
第３実施形態は、図１７に示すように、高周波用固定接点端子２０，２１，２２を導出するベース１０の辺と対向する辺からモニター用固定接点端子２３，２４，２５を導出するとともに、それと隣り合う辺からコイル端子２６，２７および２８，２９をそれぞれ導出した場合である。
本実施形態によっても、実装方法選択の範囲が広がるという利点がある。
【００３２】
第４実施形態は、図１８に示すように、電磁石ブロック４０のスプール４２にモニター用中継共通端子２３ｂおよび中継端子２４ｂ，２５ｂをインサート成形した場合である。一方、接極子ブロック７０を構成する駆動バネ７２の押し下げ片７５，７６の自由端を巾方向に２分割することにより、ツイン接点構成の可動接点７５ａ，７６ａを形成してある。そして、前記モニター用中継共通端子２３ｂおよび中継端子２４ｂ，２５ｂはベース１０の上面から露出する固定接点端子２３，２４，２５にそれぞれ電気接続されている。さらに、駆動バネ７２のヒンジバネ７８は前記中継共通端子２３ｂに固着されている。可動接点７５ａ，７６ａは、中継端子２４b，２５bにそれぞれ設けた固定接点部２４ａ，２５ａに交互に接離可能に対向している。なお、駆動バネ７２のヒンジバネ７７は、支持バネ５２の接続用舌片５２ｃに図示しない絶縁材を介して固着している。
本実施形態によれば、複雑、かつ、高価な可動ブロック５０を使用する必要がなくなり、経済的であるという利点がある。
【００３３】
なお、前述の実施形態では、自己保持型に適用した場合について説明したが、必ずしもこれに限らず、自己復帰型の電磁継電器に適用してもよい。
また、２回路を交互に開閉するものに限らず、一回路だけを開閉するように構成したものでもよい。このため、可動ブロック５０は片側半分のクランク機構だけで構成されたものであってもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、電磁石ブロックの片側に高周波用固定接点部が配置される一方、電磁石ブロックの残る片側にモニター用固定接点部が配置されている。このため、両固定接点部が電磁石ブロックで仕切られるだけでなく、両固定接点部の端子がそれぞれ異なる辺から異なる方向に導出される。このため、端子相互の結合がなくなり、アイソレーション特性が低下しないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる電磁継電器の第１実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】 ベースを構成する図１で示したリードフレームのみの斜視図である。
【図３】 ベースを構成する図１で示した樹脂成形板のみの斜視図である。
【図４】 図１で示した樹脂成形板にリードフレームをインサート成形し、かつ、アース板を一体化したベースの斜視図である。
【図５】 図１で示した樹脂成形板にリードフレームをインサート成形し、かつ、アース板を一体化したベースの平面図である。
【図６】 電磁石ブロックのコイル巻回前を示すスプールの斜視図である。
【図７】 コイルを巻回した状態を示す電磁石ブロックの斜視図である。
【図８】 図１で示した可動ブロックの斜視図である。
【図９】 図８で示した可動ブロックの取り付け状態を示す正面図である。
【図１０】 ベースと可動接触片との位置関係を示す斜視図である。
【図１１】 本実施形態の応用例を示す斜視図である。
【図１２】 図１で示した接極子ブロックの斜視図である。
【図１３】 ベースに内部構成部品を組み付けた状態を示す斜視図である。
【図１４】 組立完成後を示す斜視図である。
【図１５】 第２実施形態にかかるベースのリードフレームのみの斜視図である。
【図１６】 図１５で示したリードフレームを樹脂成形板にインサート成形し、かつ、アース板を一体化したベースの斜視図である。
【図１７】 第３実施形態にかかるベースの斜視図である。
【図１８】 第４実施形態にかかる電磁石ブロックおよび接極子ブロックの斜視図である。
【符号の説明】
１０…ベース、１１…リードフレーム、１２…樹脂成形板、１３…アース板、１４，１５，１６…アース端子、２０ａ…共通固定接点部、２１ａ，２２ａ…固定接点部、４０…電磁石ブロック、５０…可動ブロック、５１…可動フレーム、５２…支持バネ、５２ａ，５２ｂ…アース用舌片、５３，５４，５６，５７…弾性アーム、５５，５８…連結部、６０，６５…絶縁ブロック、６１，６６…絶縁アーム、６２，６７…可動接触片、６２ａ，６７ａ…特性インピーダンス整合用舌片、７０…接極子ブロック、７１…接極子、８０…ケース。

Claims (2)

1. 略平板状のベースと、
   前記ベースの上面の略中央に装着された電磁石ブロックと、
   この電磁石ブロックの片側に位置し、かつ、前記ベースの上面に配置した少なくとも１対の高周波信号用固定接点部と、
   前記電磁石ブロックの残る片側に配置した少なくとも１対のモニター用固定接点部と、
   前記電磁石ブロックの励磁，消磁に基づき、前記ベースの上面に平行で前記電磁石ブロックの上方に位置する回動軸心を中心として回動する接極子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接極子ブロックで、前記高周波信号用固定接点部およびモニター用固定接点部をそれぞれ同時に開閉することを特徴とする電磁継電器。
2. 高周波信号用固定接点部を有する固定接点端子を、モニター用固定接点部を有する固定接点端子および／または電磁石ブロックのコイルに接続したコイル端子を導出したベースの辺以外の辺から導出したことを特徴とする請求項１に記載の電磁継電器。

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