JP4888211B2 - 電磁継電器 - Google Patents

Description

本発明は電磁継電器、特に、その可動ブロックの取付構造に関する。

従来、電磁継電器としては、例えば、可動ブロックの両側から同一軸心上に突出した一対のヒンジ部のうち、巾広の接続部をベースブロックの共通接点端子に溶接一体化するとともに、前記ベースブロックに搭載した電磁石ブロックの励磁，消磁に基づき、前記ヒンジ部の軸部を回動軸心として前記可動ブロックを回動して接点を開閉する電磁継電器がある（特許文献１参照）。
特開昭６１−２１８０２５号公報

しかしながら、前述の電磁継電器では、ヒンジ部を形成する接続部を共通接点端子に単に接続一体化してあるにすぎない。このため、電磁石ブロックの励磁，消磁に基づいて前記可動ブロックを回動させると、前記ヒンジ部を形成する軸部の基部を作用点とする応力が、接続部と溶接部との溶接部の境界端部に集中し、前記ヒンジ部にクラックが発生しやすいという問題点がある。

本発明は、前記問題点に鑑み、可動ブロックのヒンジ部にクラックが発生しにくく、寿命がより一層長い電磁継電器を提供することを課題とする。

本発明にかかる電磁継電器は、前記課題を解決すべく、可動ブロックの両側から同一軸心上に突出した一対のヒンジ部のうち、巾広の接続部をベースブロックの共通接点端子に溶接一体化して溶接部を設けるとともに、前記ベースブロックに搭載した電磁石ブロックの励磁，消磁に基づき、前記ヒンジ部の軸部を回動軸心として前記可動ブロックを回動して接点を開閉する電磁継電器において、前記ヒンジ部の接続部の内側縁部に設けた前記溶接部および前記回動軸心の間に位置する作用点と、前記溶接部の中心とを結ぶ基準線が、溶接一体化された前記接続部および前記溶接部の境界を、横切る構造としてある。

本発明によれば、ヒンジ部を形成する軸部の基部に位置する作用点から発生した内部応力が、接続部と溶接部との境界に分散して作用するので、応力集中が生ぜず、クラックが発生しにくくなり、寿命がより一層長い電磁継電器が得られる。

本発明にかかる実施形態としては、ベースブロックの共通接点端子に、ヒンジ部の接続部の内側縁部に設けられた切り欠き部の底部を、溶接一体化して溶接部を設けておいてもよい。
本実施形態によれば、接続部と溶接部との境界が長くなり、溶接による保持力が向上し、寿命がより一層長い電磁継電器が得られる。

本発明にかかる実施形態としては、ヒンジ部が平面略Ｔ字形状、あるいは、ヒンジ部が平面略Ｌ字形状を有していてもよい。
本実施形態によれば、必要に応じてヒンジ形状を選択でき、用途の広い電磁継電器が得られるという効果がある。

本発明にかかる実施形態を図１ないし図１０の添付図面に従って説明する。
本実施形態にかかる電磁継電器は、図１ないし図８に示すように、電磁石ブロック１０をインサート成形したベースブロック２０と、可動ブロック４０と、ケース５０とからなるものである。

前記電磁石ブロック１０は、図５に示すように、両端に鍔部１２，１３を有するスプール１１に、断面Ｃ字形状の鉄芯１４をインサート成形するとともに、コイル１５を巻回したものである。そして、前記スプール１１は、その鍔部１２にインサート成形した中継端子１６，１７に前記コイル１５の引き出し線を絡げてハンダ付けするとともに、前記中継端子１６，１７に後述するコイル端子３６，３７をそれぞれ接続してある。なお、前記スプール１１の鍔部１３にはインサート成形時にリードフレーム（図示せず）を接続して支持するための支持用端子１８がインサート成形されている。

前記ベースブロック２０は、図示しないリードフレームに前記電磁石ブロック１０を接続してインサート成形した後、プレス加工を施して製造される。そして、前記ベースブロック２０は、図３に示すように、その正面の略中央、すなわち、前記鉄芯１４の磁極部１４ａ，１４ｂ間の略中央に、回動支点となる一対の突起２１，２１を突設してある。また、前突起２１，２１と同一直線上に共通接点端子３０，３１の接続受け部３０ａ，３１ａが露出している。そして、前記鉄芯１４の磁極部１４ａの両側には固定接点３２ａ，３３ａを設けた固定接点端子３２，３３が露出している。一方、前記鉄芯１４の磁極部１４ｂの両側には固定接点３４ａ，３５ａを設けた固定接点端子３４，３５が露出している。そして、上方側に位置する前記共通接点端子３０，固定接点端子３２，３４およびコイル端子３６は、図４Ｂに示すように、ベースブロック２０の背面側に引き回されて底面から下方側に突出している。一方、下方側に位置する前記共通接点端子３１，固定接点端子３３，３５およびコイル端子３７は、前記ベースブロック２０の底面から下方側に突出している。そして、前記磁極部１４ａと固定接点３２ａ，３３ａとは絶縁壁２２，２２で仕切られている。また、前記磁極部１４ｂと固定接点３４ａ，３５ａとは絶縁壁２３，２３で仕切られている。

前記可動ブロック４０は、図３および図７に示すように、短冊状可動鉄片４１の背面側に板状永久磁石４２を接合する一方、前記短冊状可動鉄片４２の両側に可動接触片４３，４４を平行にそれぞれ配置するとともに、前記可動鉄片４１、前記永久磁石４２および前記可動接触片４３，４４を可動ブロック本体４５で一体成形したものである。

前記可動鉄片４１は両端部４１ａ，４１ｂを除いて前記可動ブロック本体４５で被覆されているとともに、その一端部４１ｂの角部を切り落とすることにより、組み付け方向を明示している。

前記可動接触片４３は、巾方向に２分割した両側端部に、可動接点４３ａ，４３ｂをそれぞれ設けてツイン接点構造とすることにより、接触信頼性を高めてある。また、前記可動接触片４３は、その片側中央部から略Ｔ字形状のヒンジ部５０を同一平面上に延在してある。前記ヒンジ部５０は、図３に示すように、軸部５１の先端から左右両側に延在した巾広の接続部５２からなるものであり、前記接続部５２の内側縁部には前記軸部５１を中心として第１切り欠き部５３および第２切り欠き部５４を設けてある（図９）。前記第１，第２切り欠き部５３はその底部は半円形であるとともに、第１切り欠き部５３の底面は第２切り欠き部５４よりも深く形成されている。これは、第１切り欠き部５３の底部に位置する作用点５８に発生した応力を分散させ、応力集中が生じないようにするためである。同様に、前記軸部５１の内側の基部にも応力集中を防止する略半円形の第３切り欠き部５５が設けられている。

前記可動接触片４４は、前記可動接触片４３と線対称となる形状を有し、両端部に可動接点４４ａ，４４ｂが設けられている。なお、ヒンジ部５０について同一番号を附して説明を省略する。

可動接点ブロック本体４５は前記可動鉄芯４１の両端部４１ａ，４１ｂを除いて被覆するとともに、その底面に前記ベースブロック２０の突起２１，２１にそれぞれ嵌合する位置決め用凹部４５ａ，４５ａを設けてある。

そして、前記可動ブロック４０の位置決め用凹部４５ａ，４５ａをベースブロック２０の突起２１，２１に嵌合して位置決めするとともに、前記ベースブロック２０から露出する共通接点端子３０，３１の接続部３０ａ，３１ａに、前記可動接触片４３，４４のヒンジ部５０の接続部５２を位置決めした後、前記第２切り欠き部５４の底部にレーザを照射し、溶接一体化して溶接部５９を設けることにより、前記可動ブロック４０が軸部５１の軸心を中心として回動可能に支持される。

ついで、可動ブロック４０を一体化したベースブロック２０にケースカバー６０を被せてシールし、前記ケースカバー６０のガス抜き孔から内部ガスを吸引，除去した後、さらに、前記ガス抜き孔を熱封止して組立作業が完了する。

次に、前記電磁継電器の動作について説明する。
電磁石ブロック１０が無励磁の場合には、永久磁石４２の磁力により、可動鉄片４１の一端部４１ａが鉄芯１４の磁極部１４ａに吸着しているとともに、可動接点４３ａ，４４ａが固定接点３２ａ，３３ａにそれぞれ接触している。

そして、前記永久磁石４２の磁力を打ち消す方向に磁束が生じるように、前記電磁石ブロック１０のコイル１５に電圧を印加して励磁すると、鉄芯１４の磁極部１４ｂが可動鉄片４１の他端部４１ｂを吸引し、前記永久磁石４２の磁力に抗して可動ブロック４０が回動する。このため、可動接点４３ａ，４４ａが固定接点３２ａ，３３ａから開離し、可動接点４３ｂ，４４ｂが固定接点３４ａ，３５ａに接触した後、可動鉄片４１の他端部４１ｂが鉄芯１４の他端部１４ｂに吸着する。

そして、前述の電磁石ブロック１０に対する電圧の印加を停止すると、永久磁石４２の磁力およびヒンジ部５０の軸部５１の捩りモーメントに基づき、可動ブロック４０が前述と逆方向に回動し、元の位置に復帰する。

（実施例）
前述の実施形態にかかる電磁継電器において、図９Ａに示すように、共通接点端子３０の接続受け部３０ａに、ヒンジ部５０の第２切り欠き部５４の底部を溶接一体化して接点部５９を設けた場合に作用するバネ力について解析した。解析結果を図１０Ｃに示す。なお、図１０Ａに示すように、溶接部５９と接続部５２との境界の端部を５９ａ，５９ｃとするとともに、図１０Ｃにおける横軸は前記境界に沿った位置を示す。

（比較例）
図９Ｂに示すように、通常の略Ｔ字形状のヒンジ部５０の接続部５２のうち、その内側縁部の略中央を溶接一体化して接点部５９を設けた場合のバネ力について解析した。なお、比較例の軸部５１の長さ寸法および巾寸法は、実施例よりも短く、かつ、細くすることにより、実施例とバネ定数が同一となるようにしてある。解析結果を図１０Ｃに示す。なお、図１０Ｂに示すように、溶接部５９と接続部５２との境界の端部を５９ａ，５９ｂとしてある。

図１０Ｃから明らかなように、溶接部５９の周囲に作用する境界応力のうち、最大境界応力で比較すると、実施例（Ｍ１）は比較例（Ｍ２）の約半分であり、大幅に減少していることが判った。特に、最初にクラックが発生する境界端部（５９ａ）においては、実施例の応力が比較例の応力の約２５％まで減少していることが判った。

これは、第１切り欠き部５３の底部の位置が第２切り欠き部５４の底部の位置よりも深い位置にあるとともに、第２切り欠き部５４の底部が溶接一体化され、接続部５２と溶接部５９の境界が長い。このため、軸部５１において生じた応力が、作用点５８から第２切り欠き部５４の溶接部５９の周囲に分散されて負荷されるためであると考えられる。
この結果、本実施例によれば、ＳＮ曲線を基準として換算すると、溶接部５９における機械的耐久性が１００倍以上高まると考えられる。

本発明は平面略Ｔ字形のヒンジ部を備えた可動ブロックを有する電磁継電器に限らず、平面略Ｌ字形のヒンジ部を備えた可動ブロックを有する電磁継電器に適用してもよい。

本発明にかかる電磁継電器の斜視図である。 図２Ａ，図２Ｂはケースカバーを外した電磁継電器を異なる角度から見た場合の斜視図である。 図２Ａで図示した斜視図の分解斜視図である。 図４Ａおよび図４Ｂは、図２Ａおよび図２Ｂからベースブロックを除去した場合を示す透視斜視図である。 図５Ａ，図５Ｂは電磁石ブロックの斜視図である。 図１で示した電磁継電器のケースカバーを外した場合の正面図である。 図３で示した可動ブロックの背面図である。 図８Ａ，図８Ｂは図６で示すＦ−Ｆ線断面図およびＥ−Ｅ線断面図である。 図９Ａ，図９Ｂは実施例を示す部分拡大図であり、図９Ｃ，図９Ｄは比較例を示す部分拡大図である。 図１０Ａおよび図１０Ｂは実施例および比較例の部分拡大図であり、図１０Ｃは解析結果を示すグラフ図である。

符号の説明

１０：電磁石ブロック
１１：スプール
１４：鉄芯
１４ａ，１４ｂ：磁極部
１５：コイル
２０：ベースブロック
２１，２１：突起
２２，２３：絶縁壁
３０，３１：共通接点端子
３０ａ，３１ａ：接続受け部
３２，３３，３４，３５：固定接点端子
３６，３７：コイル端子
４０：可動ブロック
４１：可動鉄片
４２：永久磁石
４３，４４：可動接触片
４５：可動ブロック本体
５０：ヒンジ部
５１：軸部
５２：接続部
５３：第１切り欠き部
５４：第２切り欠き部
５５：第３切り欠き部
５７：基準線
５８：作用点
５９：溶接部
６０：ケースカバー

Claims (4)

1. 可動ブロックの両側から同一軸心上に突出した一対のヒンジ部のうち、巾広の接続部をベースブロックの共通接点端子に溶接一体化して溶接部を設けるとともに、前記ベースブロックに搭載した電磁石ブロックの励磁，消磁に基づき、前記ヒンジ部の軸部を回動軸心として前記可動ブロックを回動して接点を開閉する電磁継電器において、
   前記ヒンジ部の接続部の内側縁部に設けた前記溶接部および前記回動軸心の間に位置する作用点と、前記溶接部の中心とを結ぶ基準線が、溶接一体化された前記接続部および前記溶接部の境界を、横切ることを特徴とする電磁継電器。
2. ベースブロックの共通接点端子に、ヒンジ部の接続部の内側縁部に設けられた切り欠き部の底部を、溶接一体化して溶接部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の電磁継電器。
3. ヒンジ部が平面略Ｔ字形状を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の電磁継電器。
4. ヒンジ部が平面略Ｌ字形状を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の電磁継電器。

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