JP4487558B2 - Coil block - Google Patents
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Description
本発明は、主に電磁リレーに用いられるコイルブロック、特にその端子構造に関する。 The present invention relates to a coil block mainly used for an electromagnetic relay, and more particularly to a terminal structure thereof.
従来から、電磁リレーにおいて接点の当接開離の駆動力を発生するため電磁石を構成するコイルブロックが用いられている。コイルブロックは、コイル導線に電流を流すためのコイル端子を一体的に備えたコイルボビンにコイル導線を巻回し、そのコイル導線の端部をコイル端子に接続して形成される。コイル端子は、例えば、2回巻線ラッチング型の電磁リレーでは、少なくとも3本が必要であり、通常これらのコイル端子はコイルボビンの端に設けられた鍔部にまとめて並列に配置される。このような、3本のコイル端子を有するコイルブロックの従来の端子構造について説明する。 Conventionally, a coil block constituting an electromagnet has been used in order to generate a driving force for contact opening and closing of an electromagnetic relay. The coil block is formed by winding a coil lead around a coil bobbin integrally provided with a coil terminal for allowing a current to flow through the coil lead, and connecting the end of the coil lead to the coil terminal. For example, at least three coil terminals are required in a two-winding latching type electromagnetic relay, and these coil terminals are usually arranged in parallel in a collar provided at the end of the coil bobbin. A conventional terminal structure of such a coil block having three coil terminals will be described.
図8(a)に示すコイルブロック200は、紙面に垂直方向にコイル軸を有するコイルボビン20と、コイルボビン20にコイル導線を巻回して形成したコイル21と、板材からプレス加工された長細金属導体の一端をコイルボビン20のベース20dに埋め込んで支持された3本のコイル端子22〜24とを備え、各コイル端子22〜24にはコイル導線の端部がはんだSにより接続されている。そして、コイルブロック200は、電磁リレーの器体を形成するケース11に納められてカバー12が被せられ、そのコイル端子22〜24は、ケース11の底部に設けられた端子受11bを貫通してケース11の外部に導出され、ケース11とカバー12とコイル端子22〜24との各接合部が、封止剤13により密封乃至フラックスタイト構造とされている。
A
上述の3本のコイル端子は、略同一平面上に並べて配置されており、両側のコイル端子は、図8(b)に示すように、それぞれベース20dの中で外方向に分岐した分岐部22c、24cを有し、その分岐部22c、24cの先端にコイル導線を巻き付けてはんだ接続される。中央のコイル端子23は、分岐部を有さず、ベース20d寄りの根本部23bにコイル導線を巻き付けてはんだ接続される。分岐部22c、24cにおけるはんだ処理は、ディップはんだ又ははんだ鏝を用いて行われるが、中央の根本部23bについては、ディップはんだを行うことができない。これは、図8(c)に示すコイル端子の直線部分(領域h)は、図8(a)に示すように、端子受11bを貫通し、封止処理される部分であり、ディップはんだ工程を行うときにこのコイル端子部分にはんだが付着してしまうと、電磁リレーの実装時等における昇温によって、封止剤13の部分のコイル端子表面のはんだが溶けることにより、電磁リレーの気密不良やフラックス/洗浄液等の侵入などの不良発生の原因となるからである。
The above-described three coil terminals are arranged side by side on substantially the same plane, and the coil terminals on both sides are respectively branched
ここで、コイル導線の端部処理として行う巻き付け処理(絡げ処理)の方法を説明する。前述のコイル端子構造に対して、図9(a)(b)に示すように、各コイル端子の根本部23bや分岐部22c、24cへのコイル導線の巻き付けは、巻き付け部分に平行に、断面円形の巻線ノズル25を周回動作させて行われる。従って、図9(c)に示す隙間c1〜c3は、巻線ノズル25の直径D以上の大きさが要求される。
Here, the method of the winding process (entanglement process) performed as an edge part process of a coil conducting wire is demonstrated. 9 (a) and 9 (b), the coil conductor wire is wound around the
このようにして巻き付け処理したコイル導線は、前述のはんだによる電気接続の他に、溶接により電気接続することができる。溶接によると、はんだ後処理としてのフラックス洗浄等が不要であり、乾式処理が行える利点がある。例えば、巻き付け処理した下地の導体をレーザ光線で溶解させて接続する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上述したようなコイル端子構造を有する従来のコイルブロックにおいては、巻き付け処理したコイル導線の電気接続に溶接による方法を用いたとしても、中央部に位置する前出のコイル端子23の処理についてなお問題がある。図10は、レーザ光線による溶接に代えて、アーク放電による溶接を用いた場合を示している。アーク放電によると、小型の装置で高パワーの溶接をすることができる。アーク放電による溶接は、両側のコイル端子、例えばコイル端子22については、図10(a)に示すように、コイル端子22の先端部22aを接地し、分岐部22cの先端にアーク放電Aを発生させて行われ、図10(b)に示すように、溶接部Pが形成される。溶接時に、溶融部が表面張力で球形になろうとするため、溶接前の分岐部長d1が、溶接後には短い分岐部長d2となる。
However, in the conventional coil block having the coil terminal structure as described above, even if the welding method is used for the electrical connection of the coiled coil wire, the above-described processing of the
両側のコイル端子22,24については、問題なく溶接が行われるが、中央部のコイル端子24では、図11(a)に示すように、コイル端子23の先端部を接地して、根本部分にアーク放電を発生させて溶接すると、図11(b)に示すように、コイル端子の幅Wの全域にアーク溶接処理を行う場合、上述の分岐部長d1,d2の変化と同様の理由でコイル端子23が細り、力学的強度が落ちてしまうことがある。また、図11(c)に示すように、端子幅Wの一部についてアーク溶接する場合は、コイル端子23が変形し、曲がりが生じてコイル端子22〜24間のピッチがずれてしまうという不具合が発生することがある。
The
本発明は、上記課題を解消するものであって、簡単な構成により、同一方向に略並列して突出する少なくとも3本のコイル端子の機械的特性を損なうことなくコイル導線を信頼性良く接続したコイルブロックを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and with a simple configuration, the coil conductors are connected with high reliability without impairing the mechanical characteristics of at least three coil terminals protruding substantially in parallel in the same direction. An object is to provide a coil block.
上記課題を達成するために、請求項1の発明は、コイルボビンと、コイルボビンにコイル導線を巻回して形成したコイルと、コイル導線が接続される、コイルボビンのベースから同一方向に略並列して突出する少なくとも3本のコイル端子と、を備えたコイルブロックにおいて、前記各コイル端子は互いに同一平面内に配置され、前記並列して突出したコイル端子の内側に位置する内側コイル端子は、前記ベース側の根本部の近傍で前記内側コイル端子の一部を前記同一平面から曲げ起こして、該コイル端子の延伸する方向に直交する方向の幅の内部に納まる形状に形成した突起を有し、コイル導線が前記根本部と前記突起とに絡げられて前記突起に溶接されていることを特徴とするコイルブロックである。
In order to achieve the above object, the invention of
請求項2の発明は、請求項1に記載のコイルブロックにおいて、前記並列して突出したコイル端子の内側に位置する内側コイル端子は、前記曲げ起こして形成した突起に代えて、前記ベースの近傍で前記内側コイル端子を分岐して前記同一平面内に形成した分岐部にコイル導線を絡げて溶接されており、前記分岐部の先端がコイル端子本体と平行に形成されているものである。 According to a second aspect of the present invention, in the coil block according to the first aspect, an inner coil terminal located inside the coil terminals protruding in parallel is arranged in the vicinity of the base instead of the protrusion formed by bending. The inner coil terminal is branched and welded to a branch portion formed in the same plane with a coil conductor tangled, and the tip of the branch portion is formed in parallel with the coil terminal main body .
請求項1の発明によれば、コイル端子の一部を曲げ起こして形成した突起がコイル端子の幅の内部に納まる形状に形成されているので、従来のコイル端子間の作業空間を確保でき、従来から用いている巻線ノズルによってこの突起にコイル導線を絡げることができる。また、この突起にコイル導線を絡げてこの突起にコイル導線を溶接することにより、コイル端子本体に変形や欠けなどの機械的損傷を与えることなく、コイル端子とコイル導線との電気接続を行うことができる。
According to the invention of
請求項2の発明によれば、ベースの近傍でコイル端子を分岐して分岐部を形成するようにしたので、分岐部の先端をベース近傍の狭い空間から従来の巻線ノズルの作業空間を確保できる空間に移動した位置に形成でき、巻線ノズルによってこの分岐部の先端にコイル導線を絡げることができる。また、この分岐部の先端にコイル導線を絡げて、上記同様に溶接して同様の効果を奏することができる。
According to the invention of
以下、本発明の一実施形態に係る電磁リレー用のコイルブロックについて、図面を参照して説明する。図1(a)(b)(c)は、コイルブロック2を用いた電磁リレー1を示し、図2は、電磁リレー1の外形組立を示し、図3は、電磁リレー1の内部組立を示す。図中に各部品の方向を付記し、適宜これを参照する。電磁リレー1は、図1に示すように、コイルブロック2と、このコイルブロック2のコイル軸に挿入された鉄心3と、鉄心3とともに磁路を形成する継鉄31と、下固定接点52を有する下固定端子5と、上固定接点62を有する上固定端子6と、可動接点73を有する可動ばね端子7と、コイルブロック2の励磁状態に応じて前記鉄心3の磁極3aに吸引離反され、この吸引離反動作により前記可動接点73を駆動して可動接点73を下固定接点52又は上固定接点62に当接開離させる接極子ブロック8と、これらを固定する器体10と、を備えている。この電磁リレー1は、2回巻線ラッチング型の有極電磁リレーであり3本のコイル端子22〜24を有している。
Hereinafter, a coil block for an electromagnetic relay according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1A, 1B, and 1C show an
また、電磁リレー1は、図2に示すように、器体10のケース11に上述の構成要素を組み込んで本体ブロック1Aを形成し、これに器体10のカバー12を被せ、封止処理を行って完成される。各構成要素と本体ブロック1Aの形成の説明の後、電磁リレー1の動作を説明する。
In addition, as shown in FIG. 2, the
コイルブロック2は、図3に示すように、コイル端子22〜24を備えたコイルボビン20とコイル導線を巻回して成るコイル21とから構成されている。コイルボビン20は、中心軸部に貫通孔を有するコイル軸方向(前後方向)の胴部20aと、胴部20aの後方端に形成された左右に継鉄31の位置決め用の突起壁を備えた鍔部20bと、胴部20aの前方端の鍔部20cと、鍔部20cの下部に鍔部20cよりも厚みを有して形成されたベース20dと、下方に延伸して一端をベース20dに埋め込まれ他端を自由端とした3本のコイル端子22〜24とを一体的に形成した構成になっている。
As shown in FIG. 3, the
コイル21は2回巻線型であり、そのコイル導線端部は、共通の1本と独立の2本の計3本からなり、コイル端子22〜24のベース20d近傍に電気接続されている。コイル端子22〜24は、器体のケース11の端子受11aに挿通される形でケース11に保持され、コイル端子22〜24の下部はケース11の下面から突出する。コイルブロック2のコイル端子構造については、詳細に後述する。
The
鉄心3は、平板からなる略T字形状を有し、その頭の部分と脚の部分がそれぞれ磁極3a,3bを形成する。T字の脚の部分がコイルボビン20の中心軸部の貫通孔に挿入され、コイルボビン20に形成された位置決め構造によりT字形状の平板面が上下方向と直交するように固定される。
The
継鉄31は、右側方からコイルボビン20に嵌合して鉄心3の両磁極3a,3bに磁気結合するように屈曲した大略Uの字形状を有し、鉄心3に平行な平行部31cと、鉄心3の磁極3bの部分を嵌入する孔を有する端面部31bと、鉄心3の磁極3aを上下から空間を設けて挟む2つの対向磁極片31aと、を一体的に備えて形成されている。コイルブロック2に継鉄31が嵌合された後、中心部に鉄心3が挿入されて、三者が一体となった電磁石ブロックが形成される。
The
下固定端子5は、外部回路接続用の外部固定端子51が形成された端子板50に、当接面を上方に向けた下固定接点52をかしめ固着して備えている。上固定端子6も同様に、、外部回路接続用の外部固定端子61が形成された端子板60に、当接面を下方に向けた上固定接点62をかしめ固着して備えている。
The lower fixed terminal 5 is provided with a lower fixed
可動ばね端子7は、外部可動端子71が形成された端子板70に、略長方形平板状のばね材72の一端を固定端72aとしてリベットにより固着し、自由端72bとなる他端近傍に上下両方に当接面を有する可動接点73をかしめ固着して備えている。ばね材72は、固定端72a近傍でステップ状に屈曲され、その屈曲部分に略矩形開口が形成されている。その開口の自由端72b側の辺縁72cは、後述するカード83の連結溝83cに挟持される。
The movable spring terminal 7 is fixed to a
接極子ブロック8は、2枚の接極子82と、永久磁石81と、ブロック状のカード83とから成る。永久磁石81の上下に接極子82を吸着させた状態で、これらをカード83の図示しない取付凹部に嵌合させて接極子ブロック8が形成される。カード83の下方前方には、突出したアーム83bが形成され、そのアーム83bには連結溝83cが形成されている。また、カード83の左右側面には、回転軸となる軸突起83aが設けられており、この軸突起83aは、ケース11に設けられた軸受溝11cに嵌合される。
The
ケース11は、後方と上方が開口した略直方体の箱体形状をしており、その内部には、上下を仕切る隔壁11bが設けられている。左右の壁面には、端子板50,60を挿入するスリット及び開口、さらに、各外部端子51,61,71を納める凹部が形成されている。
The
上述の各構成要素のケース11への組み込みを説明する。まず、電磁石ブロックがケース11の上部から挿入され、上下を仕切る隔壁11bの上に配置される。このとき、コイル端子22〜24が端子受11aを貫通してケース11の下方に突出する。続いて、接極子ブロック8の連結溝83cに可動ばね端子7の辺縁72cを挿入して、接極子ブロック8と可動ばね端子7を一体とした状態で、ケース11の後方開口からケース11に挿入し、カード83の軸突起83aをケース11の軸受溝11cに嵌合させる。続いて、ケース11の左右側方から下固定端子5と上固定端子6を挿入すると、本体ブロック1Aが完成する。
The incorporation of each component described above into the
次に、図1に戻って、電磁リレー1を双安定型有極電磁リレーとして、その動作を説明する。電磁リレー1が上述のように組み上げられた状態では、各接極子82が鉄心3の磁極3aと継鉄31の各磁極片31aの間に納まっている。そして、コイル21が励磁されていない状態において、接極子ブロック8に作用する力(回転モーメント)は、永久磁石81による磁力と可動ばね端子7のばね材72の付勢力であるから、ばね材72の付勢強度を永久磁石81の磁力より弱く調整しておくと、接極子ブロック8が右回転した状態と、左回転した状態のいずれかの状態を初期状態に従って保持する。
Next, returning to FIG. 1, the operation of the
そこで、接極子ブロック8の現在の状態、例えば右回転状態から逆転する方向にコイル21を励磁すると、接極子ブロック8は左回転状態となり、この状態でコイル21の励磁を止めると、接極子ブロック8は左回転状態を保持することになる。接極子ブロック8の回転状態の切替は、コイル21を励磁する電流の向きを変えて行われるため、3本のコイル端子22〜24を用いて2回巻線のいずれか一方に電流を流すことにより、この切替を行うことができる。なお、接極子ブロック8が右回転状態では、可動ばね端子7と上固定端子6とが導通状態となり、接極子ブロック8が左回転状態では、可動ばね端子7と下固定端子5とが導通状態となる。
Therefore, when the
また、ばね材72のばね強度を、コイル21が励磁されていない状態で永久磁石81の磁力に打ち勝って接極子ブロック8を常に左回転状態に保つようにすると、単安定型の電磁リレー1が得られる。このとき、外部固定端子51は常時閉(NC)端子、外部固定端子61は常時開(NO)端子、外部可動ばね端子71は共通端子として用いられる。
Further, when the spring strength of the
次に、コイルブロック2とそのコイル端子構造を図4、及び図5により説明する。コイルボビン20は、前述したように、また図4(a)〜(d)に示すように、胴部20a、鍔部20b、20c、ベース20d、及び3本のコイル端子22〜24を一体的に備えている。3本のコイル端子22〜24は、板材からプレス加工された略一定の端子幅Wを有する長細い金属導体を平坦な表面が互いに同一平面内になるように組み合わせて配置し、その上部をベース20dに埋め込んで、例えばインサート樹脂成形により形成されている。各コイル端子の根本部22b〜24b(ベース側)は、その間隔が密とされ、長さ方向の略半分以降から各先端部22a〜24aにかけては、両側のコイル端子22,24が外方に屈曲され、互いに平行な直線部分を形成して互いの間隔が疎とされている。
Next, the
中央のコイル端子23は、全長において略直線状の端子本体部分と、根本部23bの近傍で端子本体部分の一部を曲げ起こして、コイル端子23の延伸する方向に直交する方向の端子幅Wの内部に納まる形状に形成した突起23dと、を備えている。すなわち、この突起23dは、図4(c)に示すように、コイル端子23の本体部分にくい込み(幅の狭い部分)を設け、そこから延伸された突起23cを形成し、図4(d)に示すように、約90゜の角度に曲げ起こした突起23dが、前記くい込みを利用して端子幅Wの内側に納まるように形成されている。なお、この突起の曲げ起こし工程は、コイル端子のインサート樹脂成形の前でも、また、コイルボビンとして一体成型された後でも、行うことができる。また、このような突起23dは、後述するようにコイル導線の端部接続用に用いられるものであり、3本以上のコイル端子が並列配置して用いられる場合において、コイル端子の内側に位置する内側コイル端子に対して同様に形成して用いることができる。
The
また、並列した3本のコイル端子のうち外側のコイル端子22,24には、従来行われているように、それぞれベース20dの中で外方向に分岐したコイル導線の端部接続用に用いられる分岐部22c、24cが形成されている。
Further, of the three coil terminals arranged in parallel, the
上述のように形成されたコイルボビン20は、図5(a1)(a2)に示すように、コイル導線が巻回され、そのコイル導線の端部の巻き付け処理が行われる。中央のコイル端子23は、まず、巻線ノズル25をコイル端子23の中心軸回りに周回させて、直線部分である根本部23bにコイル導線端部が巻き付けられ(絡げられ)、続いて、図5(a2)に示すように、巻線ノズル25をコイル端子に直交させ、突起23dの中心軸回りに周回させて突起23dにコイル導線の端部絡げ処理が行われる。
As shown in FIGS. 5 (a1) and 5 (a2), the
突起23dがコイル端子23の端子幅Wの内部に納められる形状に形成されているので、従来から用いている巻線ノズル25によってこの突起23dにコイル導線を絡げることができる。巻線ノズル25として、例えば、外径φ1.0mmのものを用いる場合、周回作業のための空間として最小1.4mmの隙間(クリアランス)を確保すればよい。両側のコイル端子への巻き付け処理は、従来と同様であり説明を省略する(図9参照)。
Since the
続いて、絡げ処理されたコイル導線の電気接続が、図5(b1)に示すように、例えばコイル端子23を接地して、突起23dの先端に図示しない放電装置によりアーク放電Aを発生させ、図5(b1)(b2)に示すように、アーク溶接による溶接部Pで電気接続が行われ、コイルブロック2が完成する。中央のコイル端子23は、突起23dにコイル導線を絡げてこの突起23dにコイル導線を溶接するので、コイル端子本体に変形や欠けなどの機械的損傷を与えることなく、コイル端子23とコイル導線との電気接続を行うことができる。
Subsequently, as shown in FIG. 5 (b1), for example, as shown in FIG. 5 (b1), the coil connection wire that has been tangled is grounded and the arc terminal A is generated at the tip of the
次に、他の構成のコイルブロック2とコイル端子構造を、図6により説明する。図6(a)に示すコイルボビン20の中央のコイル端子23は、上述の曲げ起こし突起に代えて、分岐部23eを備えている。分岐部23eは、コイル端子23の根本部でコイル端子本体から分岐し、その分岐部23eの先端をベース近傍の狭い空間から従来の巻線ノズルの作業空間を確保できる空間位置に移動して形成されている。また、分岐部23eを設ける位置は、図6(b)に示すように、電磁リレーのケース11内部において、端子受11bに達しない空き空間、言い換えると、両側のコイル端子のピッチを左右に広げるためにコイル端子を屈曲させる空間部分にあり、デッドスペースが有効に利用されている。
Next, another configuration of the
上述の分岐部23eの先端は、コイル端子23本体と平行に形成されており、図6(c)に示すように、下方から分岐部23eの先端にコイル導線を絡げることができる。そして、3本のコイル端子の各分岐部先端にコイル導線が絡げられた後、アーク溶接が行われ、図6(d)に示すように、形成された溶接部Pにより電気接続が行われて、コイルブロック2が完成する。
The tip of the
次に、さらに他の構成のコイルブロック2とコイル端子構造を、図7により説明する。図7(a)に示すコイルボビン20の中央のコイル端子23は、ベース20dの内部で分岐した分岐部23fを備えている。分岐部23fは、図7(b)に示すように、上述の分岐部23eと同様にデッドスペースを用いて形成されており、上述と同様の効果が得られる。また、上述と同様に、図7(c)(d)に示すように、溶接部Pを形成してコイルブロック2が完成する。
Next, another configuration of the
この分岐部23fは、コイル端子23本体とは互いに直接的に機械的作用を及ぼすことがなく、ベース20dの部材を介してのみ互いに作用するので、図7(e)に示すように、コイル端子23本体に外力Fが作用しても、外力Fにより分岐部23fとコイル導線との溶接部分において線材の引っ張り断線が発生することがなく、信頼性の高い電気的接続が実現される。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。
The
2 コイルブロック
20 コイルボビン
21 コイル
20d ベース
22,23,24 コイル端子
23d 突起
23e、23f 分岐部
W 端子幅
2
Claims (2)
前記各コイル端子は互いに同一平面内に配置され、
前記並列して突出したコイル端子の内側に位置する内側コイル端子は、前記ベース側の根本部の近傍で前記内側コイル端子の一部を前記同一平面から曲げ起こして、該コイル端子の延伸する方向に直交する方向の幅の内部に納まる形状に形成した突起を有し、コイル導線が前記根本部と前記突起とに絡げられて前記突起に溶接されていることを特徴とするコイルブロック。 In a coil block comprising a coil bobbin, a coil formed by winding a coil conducting wire around the coil bobbin, and at least three coil terminals that are connected to the coil conducting wire and project substantially in parallel in the same direction from the base of the coil bobbin ,
The coil terminals are arranged in the same plane,
The inner coil terminal located inside the coil terminals protruding in parallel is a direction in which a part of the inner coil terminal is bent from the same plane in the vicinity of the base portion on the base side and the coil terminal extends. A coil block having a projection formed in a shape that fits within a width in a direction perpendicular to the coil, and a coil conductor wire being entangled between the root portion and the projection and welded to the projection .
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