JP5172261B2

JP5172261B2 - 電磁継電器

Info

Publication number: JP5172261B2
Application number: JP2007245358A
Authority: JP
Inventors: 裕光伊藤; 康尚西
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2007-09-21
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2027-09-21
Also published as: JP2009076364A

Description

本発明は、電磁継電器に関し、特に基板実装時の加熱処理工程による障害を防ぐことができる車載用途の電装部品として好適な電磁継電器に関する。

図４は、従来の一般的な電磁継電器の分解斜視図である。図５は図４に示した電磁継電器の成型樹脂カバーの貫通穴の構造を説明する縦断面図であり、図５（ａ）アンシール（非封止）タイプの貫通穴構造、図５（ｂ）はシール（封止）タイプの貫通穴構造を示す。

図４左側に示すように、従来の電磁継電器は、貫通穴２が形成された成型樹脂カバー１と、電気接点部を保持した電磁駆動部３と、成型樹脂ベース４とを有している。電磁駆動部３は成型樹脂ベース４に搭載されて本体部を構成し、その本体部全体が成型樹脂カバー１で覆われる。また、成型樹脂ベース４に形成された穴に挿入された電磁駆動部３の端子等と成形樹脂ベース４との隙間及び本体部と成型樹脂カバー１との間隙は、図４右側に示すように、封止用樹脂５で封止される。

図４及び図５に示すように、成型樹脂カバー１の天面には、外側に向けて突起する突起部が設けられており、この突起部を貫く貫通穴２が形成されている。この成型樹脂カバー１は、アンシールタイプの電磁継電器及びシールタイプの電磁継電器に共通に使用される。アンシールタイプの電磁継電器に用いられるときは、図５（ａ）に示すように、突起部に加工を加えず、貫通穴２ａをそのまま残す。これに対して、シールタイプの電磁継電器に用いられるときは、図５（ｂ）に示すように、突起部を熱かしめにより溶融し、貫通穴２ｂを塞ぐ。このように、成型樹脂カバー１は、シールタイプの電磁継電器にも共通使用されるため、天面に形成される突起部及び貫通穴２は、成型性及び熱かしめの作業性を考慮して形状、穴径などが決定される。

通常、リフロー加熱工程などにより大きな熱ストレスを受けることが想定される場合には、アンシールタイプの電磁継電器が用いられる。これは、シールタイプの電磁継電器は、電磁駆動部等が外部から完全密封され、内部気体の逃げ道が閉ざされている状態にあるため、リフロー加熱工程等の熱ストレスによって気密破壊が起こる可能性があるからである。

しかしながら、アンシールタイプの電磁継電器は、車載用途には適していない。なぜなら、車載用途の場合、リフロー加熱工程によって電磁継電器をプリント基板に搭載した後、そのプリント基板全面にコーティング剤を塗布する場合があるからである。この場合、貫通穴２から電磁継電器内部にコーティング剤が侵入すると、動作障害、接点接触障害を引き起こすおそれがある。また、半田接続の際のフラックスの残渣を除去するため、電磁継電器はプリント基板と共に洗浄液に浸漬して丸洗いされる場合があるからである。この場合も、貫通穴２から電磁継電器内部に洗浄剤が侵入すると、動作障害、接点接触障害を引き起こすおそれがある。したがって、車載用の電磁継電器としては、信頼性を確保するためにシールタイプのものが用いられるものが一般的である。

シールタイプの電磁継電器では、リフロー加熱工程での熱ストレスによっても気密破壊が生じないように封止構造を強固にすることが行なわれる。例えば図４の電磁継電器において、封止用樹脂５をより耐熱性が高く、かつ成型樹脂カバー１や成型樹脂ベース４とより強固な接着特性を持つ封止用樹脂に変更し、気密性を上げることが行われる。

一方、加熱による気密破壊を防止するとともに、洗浄液等への浸漬を可能にした従来の電磁継電器として、ハウジングの外郭の一部を耐水性と通気性とをあわせ持つ連続多孔質材料よりなるフィルター部で形成したものがある（例えば、特許文献１参照）。連続多孔質材料としては、例えば、ジャパンゴアテックス株式会社製のゴアテックス（登録商標）（連続多孔質構造を有するＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン））がある。

また、同様の構造を有する電磁継電器として、ケースに形成された空気孔部に、通気性を有する多孔質の被膜を形成したものがある（例えば、特許文献２参照）。

特開平５−２４２７８４号公報特開平１１−１４５６６７号公報

シールタイプの電磁継電器には、加熱により内部気体が熱膨張した場合に気密破壊を起こす限界点が存在する。この限界点は、封止用樹脂の耐熱性や接着強度を向上させる技術によって高めることができる。

しかしながら、気密破壊は、封止用樹脂の接着強度の最も弱い部分で生じる。しかも、封止用樹脂の接着特性は、その塗布条件や熱硬化条件、あるいは周囲温度や湿度等の外部条件によって変化しやすく、製造工程において接着強度を完全に一定に保つよう制御することは困難である。したがって、封止用樹脂の耐熱性や接着強度を強くする技術によっても、より条件の厳しいリフロー加熱条件下において電磁継電器の気密を維持することは困難である。

これに対し、特許文献１や２に記載された電磁継電器では、ハウジング等が通気性を有するフィルター部や被膜を備えているため、上述のような気密破壊のおそれはない。

しかしながら、引用文献１に記載のフィルター部は、例えばゴアテックス製であり、成型樹脂ベース（ハウジング）として通常用いられる液晶ポリマーよりも耐熱限界が低い。それゆえ、鉛レス半田等を用いる場合のように、より厳しいリフロー加熱条件下において、成型樹脂ベースの耐熱限界内であってもその多孔質性を維持することが困難であるという問題点がある。

同様に、引用文献２に記載の被膜は、光重合性モノマーと、光重合性モノマーに対して非相溶である物質と、光重合性モノマーと非相溶物質の両方に対して溶解性のある溶媒と、光重合性モノマーを電磁波照射により硬化させるための光重合開始剤とからなる液体を紫外線照射により硬化させたものであり、上記と同様に、より厳しいリフロー加熱条件下において、その多孔質性を維持することが困難であるという問題点がある。

さらに、引用文献２に記載の被膜は、原料が液体であること及びそれを空気孔部に塗布しなければならないなど、均一な特性の実現が困難であり、また生産性が低いという問題点もある。

本発明は、以上のような問題点を鑑みて、より厳しい加熱条件によっても安定した通気性を維持することができ、かつ水やコーティング剤の内部進入を防ぐことができる製造容易な電磁継電器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による電磁継電器は、空気抜き用の貫通穴が形成された樹脂カバーを有する電磁継電器において、前記樹脂カバーは、前記貫通穴の一部を規定するとともに保持部を規定する内周面を持つ中空の突起部を有し、前記保持部内に通気性を有しかつ耐水性を有する石英ウールからなるフィルター部を詰め込み、前記突起部を熱かしめにより変形させて、前記フィルター部を前記保持部に固着させたことを特徴とする。

本発明によれば、空気抜き用の貫通穴の途中に石英ウールからなるフィルター部を設けたことで、より厳しいリフロー条件下においても安定した通気性を確保することができるとともに、その後の洗浄時やコーティング剤塗布時における洗浄剤やコーティング剤の内部進入を防ぐことができる電磁継電器を提供することができる。

フィルター部は、突起部に収容され、突起部を熱かしめすることにより固定されるので、製造工程が簡易である。

以下、図面を参照して本発明による電磁継電器の実施例を説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。さらには、この発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明に含まれる。

図１は本発明による電磁継電器の第１の実施例を説明するための図であり、図１（ａ）は本実施例に使用する成型樹脂カバー１１及びフィルター部６の分解斜視図、図１（ｂ）はその成型樹脂カバー１１に形成された貫通穴１２周辺の部分拡大図、及び図１（ｃ）は、貫通穴１２の周辺構造を説明するための成型樹脂カバー１１の部分断面図である。

本実施例の電磁継電器は、成型樹脂カバー１１に設けたフィルター部６以外の基本的な構造は図４に示した従来の電磁継電器と同じである。詳述すると、本実施例の電磁継電器は、電気接点部を保持した電磁駆動部（図４の３）と成型樹脂ベース（図４の４）とを備える本体部と、その本体部を覆う成型樹脂カバー１１とで構成され、成型樹脂ベースとに形成された穴に挿入された端子等と成型樹脂ベースとの間隙及び本体部と成型樹脂カバー１１との間隙が封止用樹脂（図４の５）により封止されている。

成型樹脂カバー１１は、図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、天面に設けられた凹所２１内に外側へ向かって突起する突起部２２を有している。また、成型樹脂カバー１１は、突起部２２に対応する位置に内側に向かって突起する別の突起部２３を有している。そして、これら突起部２２，２３をともに貫くように貫通穴１２が形成されている。換言すると、これら中空の突起部２２，２３の内周面が、貫通穴１２を規定している。

貫通穴１２の内径は、突起部２２に対応する部分と、突起部２３に対応する部分とで異なっている。その結果、貫通穴１２には、中央付近に段差が存在する。この段差がフィルター部６を保持する保持部７の一部として利用される。

フィルター部６は、石英ウールからなり、成形樹脂カバー１１の内側から突起部２３内に挿入される。突起部２３は、その後の熱かしめにより変形し、フィルター部６は成型樹脂カバー１１に固着される。

図１（ｃ）は、フィルター部６を成型樹脂カバー１１に固着させた後の貫通穴１２の断面を示している。石英ウールからなるフィルター部６は成型樹脂カバー１１に設けられた保持部７に、成型樹脂カバー１１の内側からの熱かしめによって固着されることで、圧縮された状態で段差部分に形成された貫通穴１２の開口を完全に覆っている。

本実施例に用いる石英ウールは、線径を４〜６μｍとする。成型樹脂カバー１１に固着されたフィルター部６は、熱かしめによる固着により圧縮されているため、微細な繊維による孔径が数μｍの多孔質の状態が得られることとなる。具体的には、石英ウールの原材料である石英ガラスの比重は２．２ｇ／ｃｍ^３であるため、本実施例では１０ｍｇの石英ウールによるフィルター部６の体積が固着後に９．１ｍｍ^３となるように取り付けたので、石英ガラスがフィルター部６全体の５０％を占めることとなる。石英ウールは、繊維の太さが一定であることを特徴とするため、フィルター部６は、石英ウールの線径と同等である５μｍ前後の微細な孔径となる多孔質状態を実現できる。そのため、フィルター部６は、高い通気性を持つとともに、水やコーティング剤の電磁継電器内部への侵入を防ぐことができる。

次に、図２を参照して、本実施例におけるフィルター部６の固着方法を説明する。

図２（ａ）は、本実施例に使用するフィルター部６が固着される前の成型樹脂カバー１１の部分断面図、図２（ｂ）は熱かしめによって保持部７にフィルター部６が固着された後の成型樹脂カバー１１の部分断面図である。

図２（ａ）に示すように、成型樹脂カバー１１の内側が上になるようにして、上方からフィルター部６となる石英ウールを成型樹脂カバー１１の突起部２３内、即ち保持部７、に詰め込む。その後、熱かしめによって突起部２３を変形させ、フィルター部６を保持部７に固着させる。このとき、図２（ｂ）に示すように、通気部を完全に閉じてしまわないよう突起部２３を溶融させる。本実施例では、通気部の完全密閉を防ぐために、熱かしめ用こて８として、その先端部中央にピン９が設けられているものを用いる。

本実施例によれば、成型樹脂カバー１１の貫通穴１２は、高い通気性を有する。ここで、成型樹脂カバー１１に使用される樹脂は、電磁継電器に一般的に使用される樹脂であるが、耐熱性が高いので、鉛レス半田溶融条件程度のリフロー加熱（最高温度２５０〜３００℃）によっても、貫通穴の形状が熱によって変化することはない。また、石英ウールを用いるフィルター部６においては、石英ウールが１０００℃−１時間においても収縮率０％と非常に耐熱性が高いため、鉛レス半田溶融条件のリフロー加熱によっても、フィルター部の性能が変化することはない。

本実施例の電磁継電器は、フィルター部が通気性と耐水性を併せ持つ上、耐熱性も高いため、熱ストレスによる気密破壊によって内部に洗浄剤やコーティング剤が進入することがない。それゆえ、本実施例の電磁継電器は、異物進入による動作障害や接点障害がない。

また、成型樹脂カバー１１の突起部２３内に石英ウールを挿入配置して、突起部２３を熱かしめするだけなので、製造工程が簡易である。

さらに、本実施例の成型樹脂カバー１１は、突起部２２を熱かしめすることにより通気部を容易に完全閉塞させることができるので、シールタイプの電磁継電器と共用することができる。

次に、図３を参照して本発明の第２の実施例について説明する。

図３（ａ）は本実施例に使用する成型樹脂カバー３１及びフィルター部６の分解斜視図、図３（ｂ）はその成型樹脂カバー３１に形成された貫通穴３２周辺の部分拡大斜視図である。

本実施例の電磁継電器は、成型樹脂カバー３１に設けた突起部３３，３４以外の構成は実施例１と同じであり、さらにフィルター部６の基本的な固着方法も実施例１と同じである。

本実施例においては、外側に向かって突起する突起部３３の内径を、内側に向かって突起する突起部３４の内径よりも大きくしている。したがって、これら突起部３３，３４を貫通するよう形成された貫通穴３２の中央部段差を利用する保持部７は、成型樹脂カバー３１の外側に向かって開口する。そのため、フィルター部６となる石英ウールは、成型樹脂カバー３１の外側から保持部７に詰め込まれる。その後、突起部３３が熱かしめによって変形させられると、フィルター部６は保持部７に固着される。

本実施例によっても、実施例１と同じ性能を有するフィルター部６が得られる。本実施例では、成型樹脂カバー３１の外側から石英ウールの詰め込み及び突起部３３の熱かしめを行うことができるので、成型樹脂カバー３１と成型樹脂ベース（図４の４）との間隙が封止用樹脂（図４の５）で封止された後に、フィルター部６の固着を行うことができる。

本実施例の電磁継電器もまた、フィルター部が通気性と耐水性を併せ持つ上、耐熱性も高いため、熱ストレスによる気密破壊によって内部に洗浄剤やコーティング剤が進入することがない。それゆえ、本実施例の電磁継電器も、異物進入による動作障害や接点障害がない。また、その製造工程が簡易である。

以上、本発明について二つの実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば、突起部（又は貫通穴）の構造、形状、大きさおよび設置位置は上述の実施例に限定されるものではないことは言うまでもない。また、貫通穴、フィルター部、保持部の形状、材質は本発明の原理を達成するものであればよく、様々な変更が可能である。

本発明の電磁継電器を用いることにより、主に自動車部品や電装部品の信頼性を高めることが可能となる。さらに、その他産業分野では、計測器用途の電磁継電器に用いることで、接点接触信頼性を高めることも可能になる。

（ａ）は本発明の第１の実施例に係る電磁継電器に用いられる成型樹脂カバーとフィルター部の分解斜視図、（ｂ）はその成型樹脂カバーの貫通孔周辺の部分拡大斜視図、及び（ｃ）は貫通孔周辺の構造を説明するための成型樹脂カバーの部分断面図である。図２（ａ）は、第１の実施例に使用するフィルター部６が固着される前の状態を示す成型樹脂カバー１１の部分断面図、図２（ｂ）は熱かしめによって保持部７にフィルター部６が固着された後の状態を示す成型樹脂カバー１１の部分断面図である。（ａ）は本発明の第２の実施例に係る電磁継電器に用いられる成型樹脂カバーとフィルター部の分解斜視図、及び（ｂ）はその成型樹脂カバーの貫通孔周辺の部分拡大斜視図である。一般的な電磁継電器の分解斜視図である。（ａ）はアンシール（非封止）タイプの成型樹脂カバーの貫通穴構造を示す断面図、及び（ｂ）はシール（封止）タイプの成型樹脂カバーの貫通穴構造を示す断面図である。

符号の説明

１，１１，３１成型樹脂カバー
２，１２，３２貫通穴
３電磁駆動部
４成型樹脂ベース
５封止用樹脂
６フィルター部
７保持部
８熱かしめ用こて
２１凹所
２２，２３，３３，３４突起部

Claims

空気抜き用の貫通穴が形成された樹脂カバーを有する電磁継電器において、
前記樹脂カバーは、前記貫通穴の一部を規定するとともに保持部を規定する内周面を持つ中空の突起部を有し、
前記保持部内に通気性を有しかつ耐水性を有する石英ウールからなるフィルター部を詰め込み、
前記突起部を熱かしめにより変形させて、前記フィルター部を前記保持部に固着させたことを特徴とする電磁継電器。
前記突起部が前記樹脂カバーの内側に向かって突出していることを特徴とする請求項１に記載の電磁継電器。
前記樹脂カバーが、前記貫通穴の残りの部分を規定する内周面を持つとともに、当該樹脂カバーの外側に向かって突出する別の突起部を有していることを特徴とする請求項２に記載の電磁継電器。
前記突起部が前記樹脂カバーの外側に向かって突出していることを特徴とする請求項１に記載の電磁継電器。
電気接点部と電磁駆動部と成形樹脂ベースとを備える本体部を備え、前記成形樹脂ベースと前記電気接点部又は前記電磁駆動部の一部を構成する端子との間の間隙が封止用樹脂により封止されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の電磁継電器。