JP4419856B2 - 有極電磁リレーおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電気回路を開閉するための有極電磁リレーおよびその製造方法に関する。

従来から、一般に有極電磁リレーは、電磁石ブロックと、この電磁石ブロックの励磁状態に応じて開閉される接点機構を備え、電磁石ブロックは、内部に鉄心が挿入されて外部にコイルが巻回されたコイルボビンを有し、このコイルボビンはコイルの引出し線が接続されたコイル端子を有する（例えば、特許文献１参照）。

この種の有極電磁リレーについて図７、図８を参照して説明する。この有極電磁リレーは、図７に示すように、ベース１上に、電磁石ブロック２、接点機構３，４、接極子ブロック５、及び可動絶縁体１４を備えて構成される。電磁石ブロック２は、Ｕ字型のヨーク７の内側中央に鉄心８が取り付けられ、Ｅ字型の磁路を構成する。鉄心８の自由端が中央磁極部８ａとなり、ヨーク両端が中央磁極部８ａを間にして対向する対向磁極部７ａ，７ｂとなる。これら中央磁極部８ａと対向磁極部７ａ，７ｂとは、コイル（図示なし）の励磁により、互いに逆の極性を持つものとなる。鉄心８がコイルボビン９の中心孔９ａに挿通され、ヨーク７の両脚がコイルボビン９の鉄心８の固定端側にある鍔部９ｂに挿通される。この鍔部９ｂには、コイルの引出し線が接続されるコイル端子１０，１１が設けられている。コイル端子１６は、ラッチング用のコイルの引出し線が接続されるもので、コイル巻回後、コイルボビン９に装着される。コイルはコイルボビン９の胴部９ｃに巻回される。

接点機構３，４は、電磁石ブロック２のコイル側方に配置される。各接点機構３，４は、固定接点３１，４１と、これらと開閉可能な可動接点３２，４２を備えている。固定接点３１，４１は、固定接点端子３３，４３に担持される。可動接点３２，４２は、可動ばね３４，４４の一端に担持され、該他端は可動接点端子３５，４５に担持される。これら固定接点端子３３，４３及び可動接点端子３５，４５は、ベース１に支持される。

接極子ブロック５は、２つの磁性体からなる接極子１２，１２が永久磁石１３をその着磁方向から挟んでＵ字型の磁路とされ、可動絶縁体１４の一端に取り付けられる。この接極子ブロック５は、Ｕ字型の磁路を形成する２つの接極子１２が、電磁石ブロック２の対向磁極部７ａ，７ｂと中央磁極部８ａとが形成するＥ字型の磁路における空隙に挿入されて電磁石ブロック２と組み合わされる。可動絶縁体１４は、その両翼部に可動接点ばね３４，４４を挟み、軸受け孔１４ａがベース１の回動軸１ｃに回動自在に軸支される。ベース１は、トンネル１ａを備え、トンネル１ａは一体成形の絶縁壁１ｂで形成され、長手方向一端（図７の手前側）で開口し、他端（奥方）では上面が開口している。電磁石ブロック２は、対向磁極部７ａ，７ｂ及び中央磁極部８ａが上記上面開口部の下に臨まれるようにトンネル１ａ内に収納される。電磁石ブロック２及びその他の部品をベース１に装着した後、ベース１にはカバー１５が被せられる。カバー１５を被せた後、ベース１の下面側に封止用の樹脂が塗布され硬化される。

上記構成において、コイルに通電していない状態では、接極子ブロック５は、例えば、一方の接極子１２が対向磁極部７ａに、他方の接極子１２が中央磁極部８ａに、永久磁石１３の磁束によって吸着されている。このとき、可動接点３２は固定接点３１に閉成していて、可動接点４２は固定接点４１から開離している。いま、コイルに通電して、対向磁極部７ａ，７ｂをＮ極に、中央磁極部８ａをＳ極に励磁すると、接極子ブロック５は、可動絶縁体１４ごと軸１ｃの回りに回動し、一方の接極子１２が中央磁極部８ａに、他方の接極子１２が対向磁極部７ｂにそれぞれ当接する。この動きが可動絶縁体１４により、接点機構３，４に伝えられ、可動接点３２が固定接点３１から開離し、可動接点４２が固定接点４１に閉成する。コイルの励磁を止めても、永久磁石１３の磁束によってこの状態が保たれる。この状態のときに、コイルに通電して、上記とは逆の極性の励磁を行うと、前記同様に接極子ブロック５が前記とは逆向きに回動して、接極子１２，１２は元の状態に戻る。

ここで、コイルボビン９の複数のコイル端子１０，１１，１６にコイル引出し線を結線する工程を説明する。コイル端子１６は、図８（ａ）に示すように、コイルボビン９とは一体成形されずに別部品となっている。これは次の理由による。外部回路（図示なし）に接続される部分である各端子部１０ａ，１１ａ，１６ａのうち、コイル端子１６の端子部１６ａがコイルボビン９の内方寄りに配置される。端子部を一直線上に配置しないことにより、電磁リレーが搭載される機器及び電磁リレーを小型化するためである。しかしながら、コイル線材をコイルボビン９に巻線機によって巻回する工程の前から、コイル端子１６をコイルボビン９に設けていると、端子部１６ａが邪魔になって巻線機によるコイルの自動巻きが困難になる。そこで、コイル端子１６は、図８（ｂ）に示すように、巻線後に装着される。そして、コイル端子１６は、手作業によりコイル引出し線をコイル端子１６に結線して半田付けした後、図８（ｃ）に示すように、折り曲げられて最終形状とされる。
特公平３−３８６９０号公報

しかしながら、上述した図７，図８や特許文献１に示されるような有極電磁リレーにおいては、別部品となっているコイル端子１６の管理や取扱い、手作業による結線や半田付けなどが不便であり、また別部品構成のため小型化しにくい。

本発明は、上記課題を解消するものであって、コイル引き出し線の結線と半田付けを自動化できる小型の有極電磁リレーおよびその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を達成するために、請求項１の発明は、内部に鉄心が挿入されて外部にコイルが巻回された成形樹脂からなるコイルボビン及び前記コイルの引出し線が接続され、かつ外部回路接続のための少なくとも３本のコイル端子を有する電磁石ブロックと、前記コイルの励磁状態に応じて接離する接点を持つ接点機構と、前記電磁石ブロックと前記接点機構とを支持するベースと、を備えた有極電磁リレーにおいて、前記コイル端子は、前記コイルボビンの延伸方向の一方の端部に設けられた端子保持部に、前記延伸方向と略直交して略同一面上に一体成形されて保持され、一端が前記端子保持部から突出してコイルの引出し線と電気的に結線されるコイル結線部となり、他端が端子保持部から導出されて外部回路の接続部に接続される端子部となるものであり、前記コイル結線部の少なくとも２つが共に同一方向に前記端子保持部から突出しており、前記端子部の１つが前記端子保持部から導出された根本部分において前記コイルボビンの中心側に屈曲されて前記同一面から外れた配置とされ、前記ベースは、前記延伸方向に沿った矩形の下面を有する部材の上に該延伸方向手前側で開口し奥方で上面が開口するように一体成形の絶縁壁で形成されたトンネルを備え、該ベースの下面側には前記延伸方向手前側から奥方に向かう隙間からなる空間が形成されており、前記電磁ブロックは、前記延伸方向手前側から前記トンネルに挿入して収納され、前記接点機構は、前記トンネルの外部で前記電磁ブロックのコイル側方に配置され、前記空間には、前記中心側に屈曲されて同一面から外れた配置とされた端子部が、前記電磁ブロックの前記トンネルへの挿入時にスライドされて収納されているものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の有極電磁リレーにおいて、前記コイル結線部の前記端子保持部からの突出方向が前記端子部の導出方向とは略反対方向であるものである。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の有極電磁リレーの製造方法であって、前記コイルボビンへのコイル巻回と前記各コイル結線部へのコイル引出し線の電気的結線の後に、前記端子部の１つを前記端子保持部から導出された根本部分において前記コイルボビンの中心側に屈曲させて前記同一面から外れた配置とし、前記コイルボビンの内部に前記鉄心を挿入して前記電磁ブロックを形成し、その電磁ブロックを前記延伸方向手前側から前記トンネルに挿入して収納し、その挿入時に、前記中心側に屈曲されて同一面から外れた配置とされている端子部を前記ベースの下面側に形成されている隙間からなる空間にスライドして収納するものである。

請求項１の発明によれば、各コイル端子が端子保持部に略同一平面上に一体成形されて保持されており、従って、コイル結線部が略同一平面上にあり、コイル巻回の邪魔にならないので、コイル自動巻回に引き続いてコイル引き出し線の結線を自動で行うことができる。また、コイル結線部の少なくとも２つが、共に同一方向に前記端子保持部から突出しているので、結線部の半田付けを自動化できるとともに、複数本同時の半田付け（あるいは溶接）が可能であり、半田付け（溶接）のためのコイルボビンの姿勢変更工程数の少ない効率的作業ができる。また、各コイル端子が一体成形されているので、小型の有極電磁リレーを実現できる。

請求項２の発明によれば、コイル結線部の端子保持部からの突出方向が端子部の導出方向とは略反対方向であるので、端子部と干渉することなく自動結線機をコイル結線部に接近させてコイル引き出し線の結線ができる。また、半田付けの自動化ができる。

請求項３の発明によれば、コイルボビンにコイルを自動巻回でき、コイル巻回に引き続いてコイル引き出し線を各コイル結線部に自動結線できる。

以下、本発明の実施形態に係る有極電磁リレーについて、図面を参照して説明する。有極電磁リレーの全体の基本構成は、一部を除き上述した図７、図８と同様であるので、重複説明は省略し、上述とは相違する電磁石ブロック（特にそのコイルボビン）とコイルボビンに嵌合するベースの構成について詳細説明する。なお、図中に便宜的に示す上下前後左右の方向を適宜用いる。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の有極電磁リレーにおける電磁石ブロックを形成するコイルボビン９を示す。コイルボビン９は、図１（ａ）に示すように、その延伸方向、すなわち前後方向の一方の端部に端子保持部９０を備え、３本のコイル端子１０，１１，１６が、延伸方向と略直交する略同一面（前後左右平面）上に配置されて端子保持部９０に一体成形により保持されている。各コイル端子１０，１１，１６の一端は、端子保持部９０から左右斜め上方に突出してコイル２１の引出し線と電気的に接続されるコイル結線部となり、他端が端子保持部９０から下方に向けて導出されて外部回路への接続のための端子部１０ａ，１１ａ，１６ａとなる。端子保持部９０は、延伸方向に平行で端子部の導出方向に対して傾斜した端面Ｓ１，Ｓ２を有し、コイル結線部は、この端面Ｓ１，Ｓ２から突出している。

各コイル端子１０，１１，１６のコイル結線部が略同一平面上にあり、コイル巻回の邪魔にならないので、図１（ｂ）に示すように、コイルボビン９の胴部９ｃにコイルを自動巻回でき、コイル巻回に引き続いてコイル引き出し線を各コイル結線部に自動結線できる。また、２つのコイル端子１０，１６のコイル結線部が、共に同一方向（右斜め上方）に端面Ｓ１から突出しているので、結線した部分の半田付けを自動化できるとともに、２本同時の半田付けが可能であり、３本別個の半田付けに比べてコイルボビン９の姿勢変更工程数の少ない効率的な半田付け作業ができる。このように、コイルの巻回と結線の後、結線部分を半田付け（その他溶接等）する工程となるが、半田付けの場合、コイル結線部を複数本出した側は１度で複数本のコイル端子を半田付けできるという利点を持つ。

そして、コイル引き出し線が各コイル結線部に結線された後、図１（ｃ）に示すように、１つの端子部１６ａが、端子保持部９０から導出された根本部分１６ｃにおいて内方（コイルボビン９の中心側）に屈曲されて、前記略同一面上から外れた配置とされる。

図２（ａ）〜（ｄ）は、コイルボビン９をもとに構成した電磁石ブロックが組み込まれるベース１の外観を示す。図２（ｃ）（ｄ）に示される隙間１７は、上述のコイル端子１６，１０の端子部１６ａ，１０ａがスライドされて収納される空間である。点ｐ１，ｐ２，ｐ３は、ベース１に電磁石ブロック２が装着されたときに、各端子部１１ａ，１０ａ，１６ａが配置される場所を示す。

図３（ａ）（ｂ）は、コイルボビン９に一体成形されるコイル端子の構造を示す。各コイル端子１０，１１，１６は、互いに重ならないように、略同一平面上に配置されて端子保持部９０に一体成形される。

図４は、ベース１に電磁石ブロック２を組み込んだ状態を示す。コイルボビンの端子保持部９０に設けた傾斜した端面Ｓ１からコイル結線部１６ｂ、端面Ｓ２からコイル結線部１０ｂ，１１ｂが突出してコイル引き出し線が結線されている。各コイル端子１０，１１，１６が端子保持部９０に一体成形により保持されているので、小さな端子保持部であっても十分な保持強度が得られ、コイル端子を後付保持する場合に比べて小型の有極電磁リレーを実現できる。また、端面Ｓ１，Ｓ２からコイル結線部１１ｂ，１０ｂ，１６ｂを突出させているので、外形が矩形であるベース１の隅部空間を有効利用して有極電磁リレーの小型化が図られている。

（第２実施形態）
図５は、第２実施形態の有極電磁リレーにおける電磁石ブロック２をベース１に組み込んだ状態を示す。この電磁石ブロック２は、コイル結線部１０ｂ，１１ｂを右側方に向けて互いに平行に突出させている。このように複数本のコイル結線部を同一方向に突出させることにより、上述の第１実施形態と同様に、複数本出した側のコイル結線部を１度で同時に半田付けできる。しかしながら、この実施形態における有極電磁リレーは、左右方向の外形幅が、上述の第１実施形態のものと比べてＸ（０＜Ｘ）だけ大きくなる。この構造の有極電磁リレーは、上下方向の高さを低くできる可能性があり、左右方向よりも高さ方向に寸法制限が有る場合に有効である。

（第３実施形態）
図６は、第３実施形態の有極電磁リレーにおける電磁石ブロック２をベース１に組み込んだ状態を示す。この電磁石ブロック２は、上方に平行にコイル結線部１０ｂ，１１ｂを突出させている。このように複数本のコイル結線部を同一方向に突出させることにより、上述の第１実施形態と同様に、複数本出した側のコイル結線部を１度で同時に半田付けできる。しかしながら、この実施形態における有極電磁リレーは、可動絶縁体１４（図７参照）を載置するベース１の上部空間１４ｂが、上述の第１実施形態のものと比べてＹ（０＜Ｙ）だけ小さくなるので、可動絶縁体１４に許される外形形状に制約が生じる。この構造の有極電磁リレーは、上部空間１４ｂに可動絶縁体１４の載置が可能との前提のもとで左右方向の幅を狭くできる可能性があり、上下方向よりも左右方向に寸法制限が有る場合に有効である。

なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、第１実施形態における端子保持部９０の、同一平面にない端子部１６ａが設けられる側の端面Ｓ２に２本のコイル結線部を突出させるようにしてもよい。また、両方の端面Ｓ１，Ｓ２に２本ずつコイル結線部を突出させることもできる。

（ａ）は本発明の第１実施形態に係る有極電磁リレーのコイルボビンの斜視図、（ｂ）は同コイルボビンにコイルを巻回した状態の斜視図、（ｃ）はコイルを巻回した同コイルボビンのコイル端子を屈曲して最終形状として斜視図。 （ａ）は同上有極電磁リレーのベースの上面図、（ｂ）は同側面図、（ｃ）は同下面図、（ｄ）は同前面図。 （ａ）は同上有極電磁リレーのコイルボビンの斜視図、（ｂ）は同コイルボビンに一体成形されるコイル端子の斜視図。 同上有極電磁リレーにおけるベースに電磁石ブロックを組み込んだ状態の前面図。 本発明の第２実施形態に係る有極電磁リレーにおけるベースに電磁石ブロックを組み込んだ状態の前面図。 本発明の第３実施形態に係る有極電磁リレーにおけるベースに電磁石ブロックを組み込んだ状態の前面図。 従来の有極電磁リレーの分解斜視図。 （ａ）は同上有極電磁リレーのコイルボビン及びコイル端子の斜視図、（ｂ）は同コイルボビンにコイルを巻回してコイル端子に結線した斜視図、（ｃ）はコイルを巻回した同コイルボビンのコイル端子を屈曲して最終形状として斜視図。

符号の説明

１ ベース
２ 電磁石ブロック
３，４ 接点機構
８ 鉄心
９ コイルボビン
１０，１１，１６ コイル端子
１０ａ，１１ａ，１６ａ 端子部
１０ｂ，１１ｂ，１６ｂ コイル結線部
１６ｃ 根本部分
１７ａ 壁部
１８ 樹脂
２１ コイル
９０ 端子保持部
Ｓ１，Ｓ２ 端面

Claims (3)

1. 内部に鉄心が挿入されて外部にコイルが巻回された成形樹脂からなるコイルボビン及び前記コイルの引出し線が接続され、かつ外部回路接続のための少なくとも３本のコイル端子を有する電磁石ブロックと、前記コイルの励磁状態に応じて接離する接点を持つ接点機構と、前記電磁石ブロックと前記接点機構とを支持するベースと、を備えた有極電磁リレーにおいて、
   前記コイル端子は、前記コイルボビンの延伸方向の一方の端部に設けられた端子保持部に、前記延伸方向と略直交して略同一面上に一体成形されて保持され、一端が前記端子保持部から突出してコイルの引出し線と電気的に結線されるコイル結線部となり、他端が端子保持部から導出されて外部回路の接続部に接続される端子部となるものであり、
   前記コイル結線部の少なくとも２つが共に同一方向に前記端子保持部から突出しており、
   前記端子部の１つが前記端子保持部から導出された根本部分において前記コイルボビンの中心側に屈曲されて前記同一面から外れた配置とされ、
   前記ベースは、前記延伸方向に沿った矩形の下面を有する部材の上に該延伸方向手前側で開口し奥方で上面が開口するように一体成形の絶縁壁で形成されたトンネルを備え、該ベースの下面側には前記延伸方向手前側から奥方に向かう隙間からなる空間が形成されており、
   前記電磁ブロックは、前記延伸方向手前側から前記トンネルに挿入して収納され、
   前記接点機構は、前記トンネルの外部で前記電磁ブロックのコイル側方に配置され、
   前記空間には、前記中心側に屈曲されて同一面から外れた配置とされた端子部が、前記電磁ブロックの前記トンネルへの挿入時にスライドされて収納されていることを特徴とする有極電磁リレー。
2. 前記コイル結線部の前記端子保持部からの突出方向が前記端子部の導出方向とは略反対方向であることを特徴とする請求項１に記載の有極電磁リレー。
3. 請求項１または請求項２に記載の有極電磁リレーの製造方法であって、
   前記コイルボビンへのコイル巻回と前記各コイル結線部へのコイル引出し線の電気的結線の後に、前記端子部の１つを前記端子保持部から導出された根本部分において前記コイルボビンの中心側に屈曲させて前記同一面から外れた配置とし、
   前記コイルボビンの内部に前記鉄心を挿入して前記電磁ブロックを形成し、その電磁ブロックを前記延伸方向手前側から前記トンネルに挿入して収納し、その挿入時に、前記中心側に屈曲されて同一面から外れた配置とされている端子部を前記ベースの下面側に形成されている隙間からなる空間にスライドして収納することを特徴とする有極電磁リレーの製造方法。

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