JP4175866B2 - 電磁継電器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばプリント配線基板に装着可能な小型の電磁継電器として好適な電磁継電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、プリント配線基板に装着されるタイプの従来の電磁継電器の一例を示すものであり、図５（Ａ）はその正面図、図５（Ｂ）はその側面図、図５（Ｃ）はその底面図である。
【０００３】
図５に示すように、この例の電磁継電器１０は、電磁継電器本体１から複数本、図５の例では、５本の端子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅが導出されたものである。
【０００４】
電磁継電器本体１は、一側が開口とされたケース３内に、電磁石により接極子が駆動されて常閉固定接点と常開固定接点との間での接点切り換えを行う電磁継電器構造体１０ｓが挿入されて構成されている。
【０００５】
電磁継電器構造体１０ｓは端子板４を備え、この端子板４から前記５本の端子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅが導出されている。そして、電磁継電器構造体１０ｓは、この端子板４側がケース３の開口側となるようにケース３内に挿入され、その後、絶縁性樹脂５が端子板４の上に充填されて封止される。
【０００６】
端子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅは、この例では、矩形断面の細い導電板により構成され、すべて、端子板４の平面に対して直交する方向に導出され、絶縁性樹脂５を介して電磁継電器本体１よりも外方に突き出すようにされている。
【０００７】
この例においては、端子２ａおよび端子２ｂは電磁石コイルの一端および他端に電気的に接続されているコイル端子、端子２ｃは常閉固定接点に電気的に接続されている固定接点端子、端子２ｄは常開固定接点に電気的に接続されている固定接点端子、２ｅは可動接点に電気的に接続されている可動接点端子である。
【０００８】
そして、図６に示すように、プリント配線基板７に、端子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅのそれぞれに対応して設けられたスルーホール８に、端子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅのそれぞれが挿入され、半田９により半田付けされることにより、電磁継電器１０がプリント配線基板７に固定される。
【０００９】
このとき、図６に示すように、電磁継電器本体１は、プリント配線基板７の部品実装面から所定の間隔ｈを持って取り付けられるようにされる。このために、図５および図６に示すように、電磁継電器本体１の端子板４から端子の導出方向に突出する複数個の円筒状突起６が設けられる。この円筒状突起６は、電磁継電器本体１の端子導出面から突き出る高さがｈとなるようにされている。この複数個の円筒状突起６がプリント配線基板７の部品実装面に突き当たることにより、電磁継電器本体１の端子導出面とプリント配線基板７の部品実装面との間に、所定の間隔ｈを保つ（このことをスタンドオフと称する）ようにされる。
【００１０】
ところで、以上のようにして電磁継電器１０が取り付けられたプリント配線基板を、周囲の温度が著しく変化するような環境下で使用した場合、電磁継電器の端子、プリント配線基板および半田接合部は、それぞれ熱膨張係数や熱容量が異なるため、それぞれの伸びあるいは縮みなどの熱変形の度合いに差を生じ、互いの境界部に熱応力が発生する。
【００１１】
特に、プリント配線基板７に図６において破線で示すような反りが生じた場合、スタンドオフ用の突起６を支点とした梃子の作用による力がさらに加わり、許容応力値の低い半田接合部にクラックが発生し、端子部に導通不良が生じるという問題がある。
【００１２】
この問題点を解決した電磁継電器の一例が、特許文献１（特開平１０−２８９６４１号公報）に記載されている。
【００１３】
この特許文献１に記載の電磁継電器２０の構造は、図７および図８に示すようなものである。図７（Ａ）はその正面図、図７（Ｂ）はその側面図、図７（Ｃ）はその底面図である。また、図８は、この例の電磁継電器２０をプリント配線基板７に取り付けた状態を示す図である。
【００１４】
この電磁継電器２０は、端子の形状が異なると共に、スタンドオフ用の突起６が設けられない点が図５の例の電磁継電器１０とは異なる。その他は図５の例の電磁継電器１０とほぼ同一の構造を有するので、図７では、端子以外には図５の例と同一符号を付してある。
【００１５】
この例の電磁継電器２０の５本の端子２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅは、図７に示すように、断面が矩形の幅広の導電板により構成され、電磁継電器本体１の端子導出面からの高さがｈの段差部２２と、この段差部２２の幅方向の両端から端子導出方向に延長する接続ピン部２３，２４とを備えて構成される。すなわち、この例の電磁継電器２０は、各端子の先端側が２つに分岐されて、コの字型あるいはＹ字型にされる。
【００１６】
そして、図８に示すように、各端子２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅの接続ピン部２３，２４が、プリント配線基板７に形成されたスルーホールに挿入されて半田付けされて、電磁継電器２０がプリント配線基板７に固定される。この例の場合、段差部２２はスタンドオフ用となり、その高さｈ分だけ、電磁継電器２０は、プリント配線基板７の部品実装面に対して離間する。
【００１７】
この電磁継電器２０によれば、端子の段差部２２にスタンドオフのための機能を持たせたことにより、電磁継電器１０の場合のスタンドオフ用の突起６をなくしたので、プリント配線基板が反ったとしても梃子作用によって生じる力が加重されることがなくなり、さらに、端子の半田接合面積が拡大されるため、半田接合部分におけるクラックの発生を防止することができる。
【００１８】
【特許文献１】
特開平１０−２８９６４１号公報。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の特許文献１に記載の電磁継電器２０の構成とした場合には、プリント配線基板７には、電磁継電器１０の場合の２倍のスルーホールを設けなければならず、手間がかかると共に、スルーホール間のプリント配線基板７の強度が低下するおそれがあり、プリント配線基板自体に割れや亀裂が発生するおそれがある。
【００２０】
この発明は、以上の点にかんがみ、プリント配線基板のスルーホールの数を端子数以上に増やすことなく、周囲の温度が著しく変化するような環境下で使用した場合であっても、端子の半田接合部にクラックが生じないようにできる電磁継電器を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、この発明による電磁継電器は、
ケース内に電磁継電器構造体が挿入された電磁継電器本体の端子導出面部から導出される端子が、
少なくとも、端子先端部分は端子導出方向に平行になるようにされると共に、
前記端子の前記端子導出面部からの導出開始部と前記端子先端部分との間の部分に、前記端子導出方向に対して交差する方向に屈曲させた屈曲部を備えると共に、
前記端子先端部分は、配線基板に設けられた孔に挿入されて、半田付けされるものであって、前記配線基板の孔に挿入される部分は他の部分よりも小サイズとされることにより、前記電磁継電器本体が前記配線基板面に対して位置決めされるものであり、
前記電磁継電器本体には、前記端子の導出方向に前記端子の導出面部よりも配線基板側に突出する部位であって、前記突出する部位の先端が、前記電磁継電器本体が前記配線基板面に対して位置決めされた状態では、前記配線基板面に対して離間するようにされたストッパ部を設け、
前記ストッパ部により、前記電磁継電器本体に対する前記配線基板面に直交する方向および前記配線基板面に平行な方向からの外力による前記電磁継電器本体の変位を制限する
ことを特徴とする。
【００２２】
【作用】
上述の構成のこの発明による電磁継電器の端子は、端子導出面部からの導出開始部と端子先端部分との間の部分に、端子導出方向に対して交差する方向に屈曲させた屈曲部を備える。このため、プリント配線基板にこの電磁継電器を取り付けて、周囲の温度が著しく変化するような環境下で使用した場合において、プリント配線基板に反りが生じても、屈曲部がその反りの分を弾性的に吸収してしまうので、端子のプリント配線基板における半田接合部にクラックが生じるようなことはない。
そして、この発明においては、電磁継電器本体に対して配線基板面に直交する方向および配線基板面に平行な方向からの外力が加わると、当該外力に対して屈曲部が弾性変位をするようになるが、電磁継電器本体がストッパ部を備えるので、屈曲部が塑性変形を受けてしまうような弾性変位をすることが防止される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明による電磁継電器の実施の形態を、図を参照しながら説明する。
【００２４】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態の電磁継電器３０の斜視図である。また、図２（Ａ）はその正面図、図２（Ｂ）はその側面図、図２（Ｃ）はその底面図である。また、図３は、第１の実施形態の電磁継電器３０をプリント配線基板７に取り付けた状態を示す図である。
【００２５】
この例の電磁継電器３０は、電磁継電器本体３１から複数本、この例では、５本の端子３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅが導出されたものである。電磁継電器本体３１は、一側が開口とされたケース３３内に、電磁石により接極子が駆動されて常閉固定接点と常開固定接点との間での接点切り換えを行う電磁継電器構造体３０ｓが挿入されて構成されている。
【００２６】
そして、電磁継電器構造体３０ｓは端子板３４を備え、この端子板３４から前記５本の端子３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅが導出されている。そして、電磁継電器構造体３０ｓは、この端子板３４側がケース３３の開口側となるようにケース３３内に挿入され、その後、絶縁性樹脂３５が端子板３４の上に充填されて封止される。
【００２７】
端子３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅは、この例では、弾性を有する、矩形断面の細い導電板により構成され、端子板３４の平面に対して直交する方向に導出され、絶縁性樹脂３５を介して電磁継電器本体３１の端子導出面（絶縁性樹脂の面３５ａ）よりも突出するようにされている。
【００２８】
そして、各端子３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅは、この例では、端子先端部分は端子導出方向に平行になるようにすると共に、端子導出面からの導出開始部３６と端子先端部分３７との間の部分に、端子導出方向に対して交差する方向に屈曲させた屈曲部３８を備える。
【００２９】
この屈曲部３８の存在により、各端子３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅは、種々の方向の外力に対して弾性偏倚可能となって、端子先端部分３７を外力に対してフリーとすることができる。
【００３０】
図の例の場合には、屈曲部３８は、Ｕ字型に屈曲されたものとして構成されているが、屈曲部３８は、端子先端部分３７を外力に対してフリーとすることができるような形状であれば、Ｕ字型でなくてもよく、例えばＶ字型であってもよい。
【００３１】
また、この例では、端子先端部分３７は、端子の他の部分よりも細くされることにより、端子先端部分３７と他の部分との間に段部３９が形成されるようにされる。各端子３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅのこの段部３９は、図３に示すように、プリント配線基板７に電磁継電器３０を取り付けたときのスタンドオフ用となる。この例の場合、プリント配線基板７には、端子先端部分３７の大きさに対応したスルーホールがそれぞれ設けられ、段部３９の部分により電磁継電器３０がプリント配線基板７に対して係止されるものである。
【００３２】
この例の場合には、各端子３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅが屈曲部３８を備えていることから、図３に示すように、電磁継電器本体３１の端子導出面とプリント配線基板７の部品実装面との間の間隔ｈｃは、従来の電磁継電器の場合よりも、当該屈曲部３８の分だけ大きくなる。
【００３３】
なお、この例においては、端子３２ｂおよび端子３２ｅは電磁石コイルの一端および他端に電気的に接続されているコイル端子、端子３２ａは常閉固定接点に電気的に接続されている固定接点端子、端子３２ｄは常開固定接点に電気的に接続されている固定接点端子、端子３２ｃは可動接点に電気的に接続されている可動接点端子である。
【００３４】
ところで、この例の電磁継電器３０をプリント配線基板７に取り付けた状態において、電磁継電器本体３１の上部または側面からの外力を受けると、端子３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅは、屈曲部３８においてその変位に対応した変位をするようになる。外力が小さいときには、屈曲部３８の弾性偏倚の範囲内となり、端子３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅは元の状態に復帰できる。
【００３５】
しかし、電磁継電器本体３１のケース３３の端子導出面側の端面が、端子導出面（絶縁性樹脂の面３５ａ）と同一面に含まれるような場合には、屈曲部３８が塑性変形して元の状態に戻らないような大きさの外力を受ける可能性があり、その場合には、端子が変形してしまうおそれがある。
【００３６】
この問題を回避するため、この例においては、屈曲部３８が塑性変形して元の状態に戻らないような大きさの外力が屈曲部３８に加わらないようにするため、ケース３３にはストッパ部４１を一体的に設ける。このストッパ部４１は、この例では、ケース３３の開口端面側から、さらに端子導出方向に延長する壁面で構成される。図１の例では、ストッパ部４１は、ケース３３の開口端面の４隅から端子導出方向に延長した延長壁として構成されている。
【００３７】
電磁継電器３０の上方から、あるいは側方からの外力を受けたときには、図３に示すように、プリント配線基板７の部品実装面に対してこのストッパ部４１が突き当たり、それ以上の外力が端子部分に加わらないようになり、端子の屈曲部３８が塑性変形してしまうことが防止される。
【００３８】
このストッパ部４１の端子導出面からの長さＬの最小値は、電磁継電器３０が外力を受けてストッパ部４１がプリント配線基板７に突き当たったときに屈曲部３８が塑性変形を受けてしまうことがないような長さであり、かつ、前記長さＬは、前記ｈｃ以下である。
【００３９】
この例の電磁継電器３０を、図３に示すように、固定したプリント配線基板７を、周囲の温度が著しく変化するような環境下で使用した場合に、図３において、破線で示すようにプリント配線基板７に反りが生じたとしても、その反りの分は、各端子３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅの屈曲部３８が弾性変形により吸収されるため、端子の半田接合部にクラックが生じることがない。
【００４０】
しかも、この例の場合には、前記特許文献１に記載のように、端子の数の２倍のスルーホールをプリント配線基板に形成する必要はなく、スルーホールは、端子の数分だけでよいので、プリント配線基板の強度が低下したりすることはない。
【００４１】
なお、ストッパ部４１は、ケースの４隅にのみ設けるのではなく、ケース全体として設けるようにしてもよい。
【００４２】
また、ストッパ部４１と同じ機能を果たす突起部分を、端子板３４の例えば４隅から絶縁性樹脂３５を介して端子導出方向に突出させるように設けてもよい。この場合の突起部分の長さは、前述したストッパ部４１と同様とするものである。
【００４３】
［第２の実施形態］
第２の実施形態は、リレー接点の切り換え時の振動が、端子を通じてプリント配線基板に伝達するのを抑制して、静音化を強化した電磁継電器の構造とする場合の実施形態である。この第２の実施形態の電磁継電器５０を、図４に示す。図４（Ａ）は、第２の実施形態の電磁継電器５０の正面図、図４（Ｂ）はその側面図、図４（Ｃ）はその底面図である。
【００４４】
この第２の実施形態においては、第１の実施形態の電磁継電器３０を、さらにカバー５１内に収納する。この例のカバー５１の深さは、電磁継電器３０のストッパ部４１の先端端面が、カバー５１の開口端面と面一となるようなものとされている。
【００４５】
電磁継電器３０を収納する前に、カバー５１の内壁面には、リレー接点の切り換え時の振動を減衰させる効果のある材質の振動減衰材、例えばウレタンゴム５２が、電磁継電器３０をカバー５１内に収納したときに、カバー５１の内壁面と電磁継電器３０のケース３３との間の空間を埋めるように、予め貼着されている。
【００４６】
そして、この第２の実施形態の電磁継電器５０においては、電磁継電器３０をカバー５１内に収納した後に、電磁継電器３０の端子導出面３５ａからカバー５１の開口端面までの間を、振動減衰材、この例では、ウレタンゴム５３で充填する。このウレタンゴム５３は、端子３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅを弾性偏倚可能な状態で保持する効果も備える。なお、ウレタンゴム５２を予め貼着せずに、カバー５１の内壁面までウレタンゴム５３を充填させてもよい。
【００４７】
この例の場合には、筐体がケース３３とカバー５１との二重構造になり、かつ、振動減衰材５２，５３が用いられているので、ケース３３およびカバー５１を通した空気伝搬による電磁継電器本体からの音の流出を抑制することができる。また、端子の屈曲部３８の部分は、端子保持効果を備えるウレタンゴム５３により充填された部位に埋められているので、端子３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅの変形がさらに防止される。
【００４８】
さらに、屈曲部３８の存在と、振動減衰材５３の存在により、端子３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅを通じての音の伝搬も減衰され、良好な静音効果が得られる。
【００４９】
端子は、振動減衰効果のある部材で構成すると、なお、静音効果が上昇するものである。
【００５０】
なお、第１および第２の実施形態において、端子は、矩形断面の細い導電板としたが、棒状の導電板であってもよい。その他、端子の断面形状として種々の形状のものが可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明による電磁継電器によれば、プリント配線基板にこの電磁継電器を取り付けて、周囲の温度が著しく変化するような環境下で使用した場合において、プリント配線基板に反りが生じても、各端子に設けた屈曲部がその反りの分を弾性的に吸収してしまうので、端子のプリント配線基板における半田接合部にクラックが生じるようなことはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による電磁継電器の第１の実施形態を示す斜視図である。
【図２】この発明による電磁継電器の第１の実施形態を説明するための正面図、側面図および底面図である。
【図３】この発明による電磁継電器の第１の実施形態を、プリント配線基板に取り付けた状態を示す図である。
【図４】この発明による電磁継電器の第２の実施形態を説明するための正面図、側面図および底面図である。
【図５】従来の電磁継電器の一例を説明するための正面図、側面図および底面図である。
【図６】図５の従来例の電磁継電器を、プリント配線基板に取り付けた状態を示す図である。
【図７】図５の従来例を改良した電磁継電器の例を説明ための正面図、側面図および底面図である。
【図８】図７の従来例の電磁継電器を、プリント配線基板に取り付けた状態を示す図である。
【符号の説明】
３０，５０ 電磁継電器
３１ 電磁継電器本体
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ 端子
３３ ケース
３４ 端子板
３５ 絶縁性樹脂
３６ 端子の導出開始部
３７ 端子先端部分
３８ 屈曲部
３９ 段部
４１ ストッパ部
５１ カバー

Claims (1)

1. ケース内に電磁継電器構造体が挿入された電磁継電器本体の端子導出面部から導出される端子が、
   少なくとも、端子先端部分は端子導出方向に平行になるようにされると共に、
   前記端子の前記端子導出面部からの導出開始部と前記端子先端部分との間の部分に、前記端子導出方向に対して交差する方向に屈曲させた屈曲部を備えると共に、
   前記端子先端部分は、配線基板に設けられた孔に挿入されて、半田付けされるものであって、前記配線基板の孔に挿入される部分は他の部分よりも小サイズとされることにより、前記電磁継電器本体が前記配線基板面に対して位置決めされるものであり、
   前記電磁継電器本体には、前記端子の導出方向に前記端子の導出面部よりも配線基板側に突出する部位であって、前記突出する部位の先端が、前記電磁継電器本体が前記配線基板面に対して位置決めされた状態では、前記配線基板面に対して離間するようにされたストッパ部を設け、
   前記ストッパ部により、前記電磁継電器本体に対する前記配線基板面に直交する方向および前記配線基板面に平行な方向からの外力による前記電磁継電器本体の変位を制限する
   ことを特徴とする電磁継電器。

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