JP5413973B2 - 電磁石装置、電磁石装置の製造方法およびリレー - Google Patents

Description

この発明は、電磁石装置、電磁石装置の製造方法およびリレーに関するものである。

電磁石装置の励磁状態の切り換えに応じて接点の断接状態が切り換わるリレーが利用されている。
リレーを構成する電磁石装置は、略Ｃ字形状の鉄心の両端部をプレス加工して磁極部を形成するとともに、鍔部をそれぞれ組み付けてある。また、鉄心の中央部に絶縁テープを介してコイルを巻回してある。さらに、鍔部に組み付けた門型中継端子の中継用突起にコイルの引出線を絡げて半田付けすることで電磁石装置が構成される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１４６９０８号公報

しかしながら、鉄心は略Ｃ字形状をしており、鍔部の形状も複雑なので、製造工程も複雑となり、鉄心や鍔部の寸法精度を確保するのが困難である。特に、市場ではリレーの小型化が望まれているが、鉄心や鍔部を小型化した場合において形状が複雑だと、鉄心および鍔部の寸法精度の向上にも限界がある。
また、コイルの巻回工程では鉄心または鍔部を把持する必要が生じるが、鉄心が略Ｃ字形状をしており、鍔部の形状も複雑なので、安定して保持することが困難である。結果としてコイルの巻回速度を下げて慎重に巻く必要が生じ、コイルの巻回工程の工数が増大することになる。
そこで本発明は、寸法精度を向上させることができ、コイル巻回工程で鉄心を安定保持することができる電磁石装置、電磁石装置の製造方法およびリレーの提供を課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明の電磁石装置は、コイルと、前記コイルの中心軸に沿って配置され前記コイルが巻回される巻胴部と、前記巻胴部の前記中心軸方向の両端に配置され前記巻胴部より幅広に形成された幅広部とが、一体成形された板状の鉄心と、前記コイルと前記巻胴部との間に、前記巻胴部を取り囲んで配置される絶縁部材と、前記一対の幅広部と前記巻胴部との間に配置された一対のスプールと、前記一対の幅広部の表面に当接しつつ、前記鉄心の厚さ方向に立設された一対のヨークと、を備え、前記幅広部の表面の外形は、前記幅広部に対する前記ヨークの当接面の外形より大きく形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、板状の鉄心とヨークを別部材とする構成にしたので、各部材の形状が簡単になり、電磁石装置の寸法精度を向上させることができる。また、板状の鉄心とヨークを別部材とする構成にしたので、ヨーク接合前に板状の鉄心の幅広部を把持してコイルを巻回することができる。したがって、コイル巻回工程で鉄心を安定保持することができる。さらに、ヨークは幅広部の表面に当接しているので、大径のヨークを採用することができ、また幅広部の表面の外形は幅広部に対するヨークの当接面の外形より大きく形成されているので、ヨークの接合に起因する磁路断面積の縮小を抑制することができる。したがって、従来の略Ｃ字形状の鉄心と比較して磁気効率も同等となる。

また、一対の幅広部のうち第１の前記幅広部の表面には基板が接合され、前記基板には前記コイルの端末が接合されていることを特徴とする。
本発明によれば、基板に直接コイルの巻き始めと巻き終わりの端末を接合することができる。したがって、コイルの端末を端子等にからげる必要がなくなり、簡単に電気的接続をすることができる。

また、第１幅広部の側面および前記基板の側面には、それぞれの位置決めを行うための一対の第１凹部が設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、電磁石装置の製造時において、幅広部の第１凹部および基板の第１凹部を、製造治具に設けられた位置決めピンに沿って配置することで、製造治具に対して鉄心を位置決めすることができ、さらに製造治具および鉄心に対して基板を位置決めすることができる。したがって、電磁石装置の寸法精度を向上させることができる。

また、前記一対の幅広部のうち第２の前記幅広部には、前記中心軸方向の端面と前記中心軸に交差する方向の側面との角部に面取り部が形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、第２幅広部が面取り部を有することにより第１幅広部と形状が異なるので、レーザ光や撮影画像等を用いて第１幅広部と第２幅広部の形状を判別することができる。これにより、鉄心の方向を区別することができる。したがって、電磁石装置の製造工程の自動化に資することができる。

また、前記巻胴部の付け根部分における前記幅広部の側面に、第２凹部が形成されていることを特徴とする。
第２凹部を設けずに巻胴部と幅広部を一体成形する場合、巻胴部と幅広部との隅部にはコーナーＲが発生する。このため、巻胴部の付け根部分まで絶縁部材を配置することが困難となる。これに対して、本発明によれば、第２凹部が形成されていることにより巻胴部の付け根部分まで絶縁部材を配置できるので、一対のスプール間の全領域に対して確実に絶縁部材を配置することができる。したがって、巻胴部全体をコイルに対して確実に絶縁することができる。

また、スプールは、前記中心軸に交差する方向から前記鉄心にはめ込まれていることを特徴とする。
本発明によれば、鉄心の端部から中心軸に沿ってスプールをはめ込む場合と比べて、鉄心に対してスプールを簡単に装着することができる。したがって、電磁石装置の製造工程の工数を少なくすることができる。

また、前記巻胴部の前記第１幅広部側に配置された前記スプールの側面には、前記コイルの端末付近の巻線が配置された一対の第３凹部が設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、第３凹部内にコイルの端末付近の巻線を配置することにより、スプールの外形に沿った巻線の移動を規制することができる。したがって、コイルのゆるみを防止することができる。

本発明の電磁石装置の製造方法は、前記鉄心の前記巻胴部に前記絶縁部材を配置する絶縁部材設置工程と、前記スプールを前記中心軸に交差する方向から前記鉄心にはめ込むスプール設置工程と、前記巻胴部に前記コイルを巻回するコイル巻回工程と、前記ヨークを前記幅広部の表面に当接しつつ接合するヨーク設置工程と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、板状の鉄心とヨークを別部材とする構成にしたので、各部材の形状が簡単になり、電磁石装置の寸法精度を向上させることができる。また、板状の鉄心とヨークを別部材とする構成にしたので、ヨーク接合前に板状の鉄心の幅広部を把持してコイルを巻回することができる。したがって、コイル巻回工程で鉄心を安定保持することができる。さらに、ヨークは幅広部の表面に当接しているので、大径のヨークを採用することができ、また幅広部の表面の外形は幅広部に対するヨークの当接面の外形より大きく形成されているので、ヨークの接合に起因する磁路断面積の縮小を抑制することができる。したがって、従来の略Ｃ字形状の鉄心と比較して磁気効率も同等となる。

また、前記鉄心の前記巻胴部に前記絶縁部材を配置する絶縁部材設置工程と、前記第１幅広部の前記第１凹部および前記基板の前記第１凹部を位置決めピンに沿って配置することにより前記第１幅広部および前記基板を相互に位置決めしつつ、前記第１幅広部の表面に前記基板を接合する基板設置工程と、前記スプールを前記中心軸に交差する方向から前記鉄心にはめ込むスプール設置工程と、前記巻胴部に前記コイルを巻回するコイル巻回工程と、前記コイルの巻き始めと巻き終わりの端末を前記基板に接合するコイル端末処理工程と、前記ヨークを前記幅広部の表面に当接しつつ接合するヨーク設置工程と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、電磁石装置の製造時において、幅広部の第１凹部および基板の第１凹部を、製造治具に設けられた位置決めピンに沿って配置することで、製造治具に対して鉄心を位置決めすることができ、さらに製造治具および鉄心に対して基板を位置決めすることができる。したがって、電磁石装置の寸法精度を向上させることができる。

また、前記鉄心の方向を所定の方向に整列する整列工程と、前記鉄心の前記巻胴部に前記絶縁部材を配置する絶縁部材設置工程と、前記スプールを前記中心軸に交差する方向から前記鉄心にはめ込むスプール設置工程と、前記巻胴部に前記コイルを巻回するコイル巻回工程と、前記ヨークを前記幅広部の表面に当接しつつ接合するヨーク設置工程と、を有することを特徴とする
本発明によれば、第２幅広部が面取り部を有することにより第１幅広部と形状が異なるので、レーザ光や撮影画像等を用いて第１幅広部と第２幅広部の形状を判別することができる。これにより、鉄心の方向を区別することができ、鉄心の方向を所定の方向に整列することができる。したがって、電磁石装置の製造工程の自動化に資することができる。

また、本発明のリレーは、本発明に記載の電磁石装置と、前記電磁石装置の励磁状態の切り換えに応じて断接状態が切り換わる接点と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、寸法精度良く形成された電磁石装置を備えているので、寸法精度良く形成されたリレーを提供することができる。また、ヨーク接合前に板状の鉄心の幅広部を把持してコイルを巻回することができるので、コイルの巻回速度を上げることができ、低コストなリレーを提供することができる。

本発明によれば、板状の鉄心とヨークを別部材とする構成にしたので、各部材の形状が簡単になり、電磁石装置の寸法精度を向上させることができる。また、板状の鉄心とヨークを別部材とする構成にしたので、ヨーク接合前に板状の鉄心の幅広部を把持してコイルを巻回することができる。したがって、コイル巻回工程で鉄心を安定保持することができる。

電磁石装置の説明図であり、図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。 鉄心の斜視図である。 基板の斜視図である。 スプールの斜視図である。 ヨークの斜視図である。 電磁石装置の製造工程のフローチャートである。 絶縁部材設置工程と基板設置工程とスプール配置工程を示す工程図である。 コイル巻回工程を示す工程図であり、図８（ａ）はコイル巻き始め時の斜視図であり、図８（ｂ）はコイル巻き終わり時の斜視図である。 リレーの説明図であり、図９（ａ）はリレーの平面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。

以下、本発明の実施形態につき図面を参照して説明する。
（第１実施形態、電磁石装置）
最初に、第１実施形態における電磁石装置について説明する。
図１は電磁石装置の説明図であり、図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
図１に示すように、本実施形態の電磁石装置１０は、コイル３０と、コイル３０の中心軸３４に沿って配置されコイル３０が巻回される巻胴部２１と、巻胴部２１の中心軸２２方向の両端に配置され巻胴部２１より幅広に形成された幅広部２３とが、一体成形された板状の鉄心２０と、一対の幅広部２３のうち第１の幅広部２３ａの表面に接合された基板４０と、コイル３０と巻胴部２１との間に、巻胴部２１を取り囲んで配置される絶縁部材３２と、一対の幅広部２３と巻胴部２１との間に配置された一対のスプール５０と、一対の幅広部２３の表面に当接しつつ、鉄心２０の厚さ方向に立設された一対のヨーク６０と、を備えている。

図１（ａ）に示すように、電磁石装置１０は、コイル３０を備えている。
コイル３０は、板状の鉄心２０の巻胴部２１に絶縁部材３２を介して巻回されている。コイル３０は線径が例えばφ０．０２ｍｍ程度の銅線であり、巻線機によって巻回される。なお、コイル３０は巻胴部２１の周囲に巻回されるので、コイル３０の中心軸３４は巻胴部２１の中心軸と同一となる。

図１（ａ）に示すように、電磁石装置１０は、コイル３０の中心軸３４に沿って配置されコイル３０が巻回される巻胴部２１と、巻胴部２１の中心軸２２方向の両端に配置され巻胴部２１より幅広に形成された幅広部２３とが、一体成形された板状の鉄心２０を備えている。
図２は鉄心２０の斜視図である。鉄心２０は純鉄等からなる板状の部材で、全長は例えば６．５ｍｍ程度であり、板厚は例えば０．８ｍｍ程度であり、プレス加工により形成される。鉄心２０は、コイルが巻回される巻胴部２１と、巻胴部２１の中心軸２２方向の両端に配置される一対の幅広部２３（第１幅広部２３ａおよび第２幅広部２３ｂ）とを有しており、ヨークとは別部材となっている。
第１幅広部２３ａはヨークを固定するための取付孔２８を有し、第２幅広部２３ｂは取付長孔２９を有している。取付孔２８および取付長孔２９はヨークの固定用凸部と同等の直径を有している。取付孔２８および取付長孔２９は、プレス加工により鉄心２０の外形を形成する際に同時に形成される。ヨーク接合時に発生する巻胴部２１の中心軸２２方向の誤差を吸収するため、取付長孔２９の長軸方向は巻胴部２１の中心軸２２方向に一致している。

図２に示すように、第１幅広部２３ａの側面１２３には、鉄心２０の位置決めを行うための一対の第１凹部２４が設けられている。
第１凹部２４は、プレス加工により鉄心２０の外形を形成する際に同時に形成される。第１凹部２４は、巻胴部２１の中心軸２２に交差する方向の側面１２３の中央部に略半円形状に形成されている。この第１凹部２４を、製造治具に設けられた位置決めピン等に沿って配置することで、鉄心２０を精度よく製造治具に配置することができる。したがって、電磁石装置の寸法精度を向上させることができる。

図２に示すように、第２幅広部２３ｂには、巻胴部２１の中心軸２２方向の端面２２２と、巻胴部２１の中心軸２２に交差する方向の側面２２３との角部に面取り部２７が形成されている。
面取り部２７は、プレス加工により鉄心２０の外形を形成する際に同時に形成される。この面取り部２７により、第１幅広部２３ａと第２幅広部２３ｂとの形状が異なるので、レーザ光や撮影画像等を用いて第１幅広部２３ａと第２幅広部２３ｂとの形状を判別することができる。これにより、鉄心２０の方向を区別することができ、鉄心２０の方向を所定の方向に整列することができる。したがって、電磁石装置の製造工程の自動化に資することができる。

図２に示すように、鉄心２０の巻胴部２１の付け根部分における幅広部２３の側面１２５に、第２凹部２５が形成されている。
第２凹部２５は、略半円形状に形成され、プレス加工により鉄心２０の外形を形成する際に同時に形成される。仮に、第２凹部２５を設けずに巻胴部２１と幅広部２３とを一体成形しようとすれば、巻胴部２１と幅広部２３との隅部にはコーナーＲが発生する。この場合、巻胴部２１の付け根部分まで絶縁部材を配置することが困難となる。これに対して、本発明によれば、第２凹部２５が形成されていることにより巻胴部２１の付け根部分まで絶縁部材を配置できるので、一対のスプール間の全領域に対して確実に絶縁部材を配置することができる。したがって、巻胴部２１全体をコイルに対して確実に絶縁することができる。

図１（ａ）に示すように、一対の幅広部２３のうち第１幅広部２３ａの表面には基板４０が接合されている。
図３は基板４０の斜視図である。基板４０は、ポリアミドやガラスエポキシ等からなる薄板状の部材であり、プレス加工や射出成型等により形成される。なお、第１幅広部と基板４０とは接着材等により固定される。
基板４０の中心には中心孔４４が形成されている。中心孔４４は、プレス加工や射出成型等により基板４０の外形を形成する際に同時に形成される。中心孔４４の直径は、鉄心の第１幅広部に設けられたヨークの取付孔よりも大きな直径を有している。さらに、中心孔４４の直径は、ヨークの固定用凸部を鉄心にカシメて固定する際に使用する治具と干渉せず、また、カシメた後に鉄心表面に広がる固定用凸部とも干渉しないような大きさに設定されている。
基板４０の側面４６には、鉄心の幅広部と基板４０との相互の位置決めを行うための一対の第１凹部２４が設けられている。鉄心の幅広部に設けられた第１凹部と同様に、基板４０が鉄心に接合された際における、巻胴部の中心軸に交差する方向の基板４０の側面４６の中央部に第１凹部２４が設けられている。また、第１凹部２４の形状は、鉄心の幅広部に設けられた第１凹部と同一の略半円形状に形成されている。この第１凹部２４を、製造治具に設けられた位置決めピンに沿って配置することで、製造治具および鉄心に対して基板を位置決めすることができる。したがって、電磁石装置の寸法精度を向上させることができる。

基板４０の表面には銅等の導電材料からなる電極パターン４１が配置される。電極パターン４１は、例えば銅箔を基板４０上に貼着した後に溶剤でエッチングを行うことにより形成される。また電極パターン４１は、中心孔４４をはさんで対称に２箇所に設けられている。図１（ａ）に示すように、巻き始めと巻き終わりのコイル３０の端末３１は、電極パターン４１に熱圧着等により直接接合される。したがって、コイル３０の端末３１を端子等にからげる必要がなくなり、簡単に電気的接続をすることができる。また、基板４０上において電極パターン４１の面積が大きく確保されているので、コイル３０の端末３１を電極パターン４１に容易に接合することができる。

図１（ｂ）に示すように、コイル３０と巻胴部２１との間に、巻胴部２１を取り囲んで絶縁部材３２が配置されている。
絶縁部材３２は、厚さが例えば０．０４ｍｍ程度のポリイミド等の樹脂からなるフィルムである。ここで、絶縁部材３２は必ずしもポリイミド等の樹脂からなるフィルムである必要はなく、絶縁紙を用いてもよい。本実施形態において、絶縁部材３２は、片面に粘着材が塗布された絶縁テープとなっており、巻胴部２１の付け根部分まで巻装される。

なお、本実施形態の絶縁部材３２は、巻胴部２１を取り囲む絶縁テープとしている。しかし、例えば絶縁部材３２を樹脂成型により形成したり、絶縁部材３２を巻胴部２１に樹脂でアウトサート成型したりすることも可能である。さらに、樹脂等を巻胴部２１に塗布してコーティングすることにより絶縁部材３２とすることもできる。

図１（ａ）に示すように、一対の幅広部２３と巻胴部２１との間に一対のスプール５０が配置されている。
図４はスプール５０の斜視図である。スプール５０は、外形が略矩形状の板状部材であり、中央部に形成された鉄心嵌合孔５４と、鉄心嵌合孔５４から周縁部にかけて形成された鉄心導入路５３と、鉄心嵌合孔５４に隣接して鉄心導入路５３の側面から立設された爪部５１と、鉄心嵌合孔５４の長手方向において隣り合う周縁角部の近傍に形成された一対の第３凹部５２と、を有している。

スプール５０はポリアミド等の樹脂からなり、プレス加工や射出成型等により形成される。なお、鉄心嵌合孔５４や爪部５１、鉄心導入路５３、第３凹部５２等のスプール５０の各部の形状は、スプール５０の外形をプレス加工や射出成型等により形成する際に同時に形成される。スプール５０の外形は、鉄心の幅広部における巻胴部の中心軸と垂直方向の断面形状よりも大きく形成されている。これにより、幅広部よりも大径にコイルを巻回することができる。なお、電磁石装置への要求性能の違いによりコイルの線径や巻回数の仕様違いが存在すると、コイル径の異なる複数種類の電磁石装置が並存することになる。この場合には、コイル径に合わせてスプール５０の外形形状のみを変更することにより対応することができる。これにより、スプール５０以外の部材を変更することなく、コイルの線径や巻回数の仕様が異なる製品を製造できるので、低コストな電磁石装置が提供できる。

鉄心嵌合孔５４の形状は、巻胴部の中心軸と垂直方向の巻胴部の断面形状と同じ矩形状である。また、鉄心嵌合孔５４の寸法は、鉄心の巻胴部の寸法よりも若干小さく設定されている。爪部５１は、スプール５０の挿入後に巻胴部の底面と係合する。これにより、巻胴部へスプール５０を挿入した後、巻胴部の中心軸と垂直方向のスプール５０の位置を保持できる。
スプール５０の鉄心導入路５３は、爪部５１からスプール５０の周縁部にかけて徐々に幅が広がるような、誘い込み形状となっている。これにより、鉄心導入路５３を通してスプール５０を巻胴部に挿入する際の荷重が低くなるので、鉄心に対してスプール５０を容易に挿入することができる。
第３凹部５２の形状は略半円形状である。第３凹部５２内には、コイルの端末付近の巻線が配置される。そのため、第３凹部５２の大きさはコイルの線径に応じて決定される。また、コイルの端末は、第３凹部５２を介して基板の電極パターンに熱圧着等により直接接合される。そのため、スプール５０が基板接合後の鉄心に配置された際に、一対の第３凹部５２は、基板の電極パターンを有する面と同一方向に配置される。すなわち、第３凹部５２は、鉄心嵌合孔５４の長手方向において隣り合う周縁角部の近傍に形成されている。第３凹部５２内にコイルの端末付近の巻線を配置することにより、スプール５０の外形に沿ったコイルの端末付近の巻線の移動を規制することができる。したがって、コイルのゆるみを防止することができる。

なお、本実施形態では、スプール５０を略矩形状の板状部材とし、中央部に形成された鉄心嵌合孔５４に鉄心の巻胴部を挿入するはめ込み式としている。しかし、鉄心にスプール５０をアウトサート成型することにより、スプールと鉄心とを一体成形してもよい。

図１（ａ）に示すように、一対の幅広部２３の表面に当接しつつ、鉄心２０の厚さ方向に一対のヨーク６０が立設されている。
図５はヨーク６０の斜視図である。ヨーク６０は純鉄等からなる例えば略円柱状の部材であり、鍛造や切削加工等により形成される。ヨーク６０は、固定用凸部６１と中央大径部６２と先端小径部６５とからなる。
図１（ｂ）に示すように、ヨーク６０は鉄心２０と別部材であり、コイル３０を巻回した後に鉄心２０に取り付けられる。ヨーク６０は、鉄心２０に設けられた取付孔２８および取付長孔２９に固定用凸部６１を挿入した後、固定用凸部６１の頭部をカシメることにより固定される。
固定用凸部６１の直径は、取付孔２８および取付長孔２９の直径と同程度で形成されている。また、固定用凸部６１の長さは、鉄心２０の板厚よりも長く形成されており、鉄心２０から突出した固定用凸部６１の頭部を前述のとおりカシメることで、ヨーク６０が鉄心２０に固定される。
図１に示すように、第１凹部２４または面取り部２７が形成された幅広部２３の表面の外形は、幅広部２３に対するヨーク６０の当接面６６の外形である中央大径部６２の直径よりも大きく形成されている。逆に言えば、幅広部２３の表面の外形が中央大径部６２の直径より大きくなるように、第１凹部２４または面取り部２７が形成されている。加えて、幅広部と当接するヨーク６０の中央大径部６２の断面積は、先端小径部６５の断面積より大きくなっている。しかも、ヨーク６０の当接面６６は機械加工により高精度に仕上げられ、鉄心２０と接合した際に鉄心２０とヨーク６０の接触面積が確保されている。したがって、鉄心２０とヨーク６０とを別部材とした場合でも、ヨーク６０の接合に起因する磁路断面積の縮小を抑制することができ、従来の略Ｃ字形状の鉄心と比較して磁気効率も同等となる。

本実施形態によれば、板状の鉄心２０とヨーク６０を別部材とする構成にしたので、各部材の形状が簡単になり、電磁石装置１０の寸法精度を向上させることができる。また、板状の鉄心２０とヨーク６０を別部材とする構成にしたので、ヨーク６０接合前に板状の鉄心２０の幅広部２３を把持してコイル３０を巻回することができる。したがって、コイル巻回工程で鉄心２０を安定保持することができる。
また、鉄心２０とヨーク６０を接合すると、磁路断面積が小さくなって磁気効率が低下するおそれがある。しかし、本実施形態によれば、幅広部２３の表面の外形は、第１凹部２４や面取り部２７が形成されていても、幅広部２３に対するヨーク６０の当接面６６の外形より大きく形成されている。加えて、幅広部２３と当接するヨークの中央大径部６２の断面積は、先端小径部６５の断面積より大きくなっている。しかも、ヨーク６０の当接面６６は機械加工により高精度に仕上げられている。したがって、鉄心２０とヨーク６０を接合した場合でも、ヨーク６０の接合に起因する磁路断面積の縮小を抑制することができ、従来の略Ｃ字形状の鉄心と比較して磁気効率も同等となる。

（電磁石装置の製造方法）
次に、電磁石装置の製造方法について、図６から図８を用いて説明する。なお、第１実施形態の電磁石装置と同様の構成となる部分については、詳細な説明を省略する。
図６は電磁石装置の製造工程のフローチャートである。
図７は絶縁部材設置工程と基板設置工程とスプール設置工程を示す工程図である。
図８はコイル巻回工程を示す工程図であり、図８（ａ）はコイル巻き始め時の斜視図であり、図８（ｂ）はコイル巻き終わり時の斜視図である。
図６に示すように、本実施形態の電磁石装置の製造方法は、鉄心の方向を所定の方向に整列する整列工程（Ｓ１０）と、鉄心の巻胴部に絶縁部材を配置する絶縁部材設置工程（Ｓ１２）と、第１幅広部の第１凹部および基板の第１凹部を位置決めピンに沿って配置することにより第１幅広部および基板を相互に位置決めしつつ、第１幅広部の表面に基板を接合する基板設置工程（Ｓ１４）と、スプールを中心軸に交差する方向から鉄心にはめ込むスプール設置工程（Ｓ１６）と、巻胴部にコイルを巻回するコイル巻回工程（Ｓ１８）と、コイルの巻き始めと巻き終わりの端末を基板に接合するコイル端末処理工程（Ｓ２０）と、ヨークを幅広部の表面に当接しつつ接合するヨーク設置工程（Ｓ２２）と、を有する。

まず最初に、鉄心の方向を所定の方向に整列する整列工程（Ｓ１０）を行う。ステップ１０の整列工程では、鉄心をパーツフィーダから搬送路を通じて送る際に、搬送路上で第２幅広部の面取り部を搬送路の上流側に向けて整列する。
具体的には、搬送路の途中に、レーザ光や撮影画像等を用いて第２幅広部の有する面取り部の有無を認識する形状判別装置を設ける。鉄心の搬送途中では、搬送路の上流側に面取り部が向いている鉄心と、下流側に面取り部が向いている鉄心とが存在する。鉄心が形状判別装置に達したときに、搬送途中の鉄心を一時停止させ、形状判別装置が鉄心の幅広部の面取り部の有無を認識する。そして、面取り部が上流側にあると形状判別装置が認識したときは、鉄心が所定の向きにあると判断してそのまま下流へ送る。また、面取り部が上流側にないと形状判別装置が認識したときは、鉄心は所定の向きにないと判断して鉄心をパーツフィーダに戻す。この整列工程を繰り返すことにより、所定の向きに整列した鉄心を搬送路の下流に送る。これにより、鉄心の方向を区別することができ、鉄心の方向を所定の方向に整列することができる。したがって、電磁石装置の製造工程の自動化に資することができる。

その後、鉄心を、図７に示すように下部治具７０ａに装着する。具体的には、搬送路で所定方向に整列している鉄心を、１個ずつ真空吸着装置等により吸着して下部治具７０ａまで移動させて装着する。下部治具７０ａは第１幅広部２３ａの外形よりも大きな形状となっており、位置決めピン７１が立設されている。位置決めピン７１を第１凹部２４に嵌合させて鉄心２０を配置することにより、下部治具７０ａに対して鉄心２０を位置決めすることができる。下部治具７０ａには鉄心２０の第１幅広部２３ａのみを載置し、第２幅広部２３ｂと巻胴部２１は浮いた状態とする。このように鉄心２０が装着された下部治具７０ａを、各工程のステージに順次搬送することで、以下の各工程を実施する。なお、下部治具７０ａは、本実施形態のように鉄心２０を１個ずつ搭載するパレット形式のもののほか、鉄心２０を複数個搭載することができるキャリアテープ形式のものを採用してもよい。

次に、鉄心の巻胴部に絶縁部材を配置する絶縁部材設置工程（Ｓ１２）を行う。図７に示すように、ステップ１２の絶縁部材設置工程では、絶縁部材３２を巻胴部２１に巻装する。前述のとおり、絶縁部材３２は片面に粘着材が塗布された絶縁テープであり、鉄心２０の巻胴部２１に絶縁部材３２を貼付することにより巻装する。また、鉄心２０の巻胴部２１の付け根部分における幅広部２３の側面１２５には第２凹部２５が形成されているので、巻胴部２１の付け根部分まで絶縁部材３２を設置することができる。

次に、基板の第１凹部を位置決めピンに沿って配置することにより第１幅広部および基板を相互に位置決めしつつ、第１幅広部の表面に基板を接合する基板設置工程（Ｓ１４）を行う。図７に示すように、ステップ１４の基板設置工程では、基板４０を鉄心２０の第１幅広部２３ａの表面に設置する。
具体的には、下部治具７０ａに立設された位置決めピン７０ａの上部から、基板４０を挿入する。そして、基板４０の側面４６に設けられた一対の第１凹部２４を、下部治具７０ａに立設された位置決めピン７１に嵌合する。これにより、第１幅広部２３ａと基板４０とを相互に位置決めすることができるので、第１幅広部２３ａの表面に基板４０を精度よく設置することができる。

次に、スプールを中心軸に交差する方向から鉄心にはめ込むスプール設置工程（Ｓ１６）を行う。図７に示すように、ステップ１６のスプール設置工程では、スプール５０を鉄心２０の中心軸２２に直交する方向からはめ込む。そして、スプール５０の内側に設けられた爪部５１を鉄心２０の底面に係合することによりスプール５０を固定する。スプール５０を幅広部２３と巻胴部２１との間に設置するが、絶縁部材３２を巻胴部２１の付け根部分まで巻装しているので、絶縁部材３２の上にスプール５０を設置することになる。したがって、一対のスプール５０間の全領域に対して確実に絶縁部材３２を配置することができ、巻胴部２１全体をコイルに対して確実に絶縁することができる。

次に、巻胴部にコイルを巻回するコイル巻回工程（Ｓ１８）を行う。図８（ａ）に示すように、ステップ１８のコイル巻回工程では、一対のスプール間において絶縁部材を巻装した巻胴部２１にコイル３０を巻回する。
コイル３０の巻き始め時に、スプール５０の側面に設けられた巻き始め用第３凹部５２ａ内にコイル３０の巻線を配置し、その後巻胴部２１にコイル３０の巻線を巻回する。巻き始め用第３凹部５２ａ内にコイル３０の巻線を配置することにより、スプール５０の外形に沿った巻線の移動を規制することができる。したがって、コイル３０のゆるみを防止することができる。
コイル３０を巻回する際は、鉄心２０の第１幅広部２３ａを下部治具７０ａと上部治具７０ｂとで挟み込んで把持する。上部治具７０ｂは、下部治具７０ａと同様に第１幅広部２３ａの外形よりも大きな形状となっている。従来のように、鉄心がＣ字形状で鍔部の形状が複雑な電磁石装置を把持する場合と異なり、板状の鉄心２０を下部治具７０ａと上部治具７０ｂとで挟み込んで把持するので安定して保持することができる。よって、従来と比較してコイル３０の巻回速度を上げることができ、コイル３０の巻回工程の工数が削減できる。また、従来のように、鉄心がＣ字形状で鍔部の形状が複雑な電磁石装置を把持する場合と比較して、板状の鉄心２０を把持した場合は位置誤差が小さいので、スプール５０に隣接する巻胴部２１の端部まで確実にコイル３０を巻回すことができる。
コイル３０を巻回する際は、巻線機のノズル７６をコイル３０の中心軸３４と垂直方向に配置する。ノズル７６から巻線を繰り出し、ノズル７６が巻胴部２１の周方向に回転しながら中心軸３４方向に巻胴部２１を往復する動作を繰り返すことによりコイル３０を巻回する。また、鉄心２０が回転してコイル３０を巻回する場合は、鉄心２０が中心軸３４を中心に回転しながら、ノズル７６が鉄心２０の長手方向に往復動作を繰り返すことによりコイル３０を巻回する。

次に、コイルの巻き始めと巻き終わりの端末を基板に接合するコイル端末処理工程（Ｓ２０）を行う。図８（ｂ）に示すように、ステップ２０のコイル端末処理工程では、コイル３０の巻回後に上部治具（不図示）が外れ、スプール５０の側面に設けられた巻き終わり用第３凹部５２ｂ内にコイル３０の巻線を配置する。これにより、スプールの外形に沿った巻線の移動を規制することができるので、コイル３０のゆるみを防止することができる。その後、基板４０に設けられている電極パターン４１にコイル３０の巻き始めと巻き終わりの端末３１を熱圧着等により直接接合する。したがって、コイル３０の巻き始めと巻き終わりの端末３１を端子等にからげる必要がなくなり、簡単に電気的接続をすることができる。なお、端末３１を電極パターンに接合した後は、余った巻線を切断する。

最後に、ヨークを幅広部の表面に当接しつつ接合するヨーク設置工程（Ｓ２２）を行う。図８（ｂ）に示すように、ステップ２２のヨーク設置工程では、下部治具７０ａを鉄心２０から取り外した後、ヨーク６０を鉄心２０に取り付ける。鉄心２０に設けられた取付孔２８および取付長孔２９に固定用凸部６１を挿入した後、固定用凸部６１をカシメることでヨーク６０を鉄心２０に固定する。なお、取付孔２８側および取付長孔２９側に雌ねじを形成し、固定用凸部６１側に雄ねじを形成して締結することによりヨーク６０を鉄心２０に固定する方法や、取付孔２８および取付長孔２９の直径よりも固定用凸部６１の直径を大きくして固定用凸部６１を圧入してヨーク６０を鉄心２０に固定する方法等を採用してもよい。

本実施形態によれば、板状の鉄心２０とヨーク６０を別部材とする構成にしたので、ヨーク６０接合前に板状の鉄心２０の幅広部２３を把持してコイル３０を巻回することができる。したがって、コイル巻回工程で鉄心２０を安定保持することができる。

（リレー）
次に、前記電磁石装置を備えたリレーについて図９を用いて説明する。図９はリレーの説明図であり、図９（ａ）はリレーの平面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
図９に示すように、リレー８０は、電磁石装置１０と、電磁石装置１０のヨーク６０に端部が吸着される可動鉄片８１と、可動鉄片８１の端部に押されて移動する可動接点８２，８３と、可動接点８２，８３により断接される固定接点８４，８５と、可動接点８２，８３の上部に設けられた突起部８６，８７と、電磁石装置１０およびリレー構成部材が載置されるベース８８と、電磁石装置１０およびリレー構成部材を覆うカバー８９と、信号が入力される入力端子９０と、信号が出力される出力端子９１，９２と、可動鉄片８１の表面に配置される永久磁石９３と、可動鉄片８１を支持する支持軸９４と、を備えている。

可動鉄片８１は磁性材料からなる板状の部材であり、支持軸９４によって回動可能に支持される。可動鉄片８１の表面に、永久磁石９３が接着剤等で貼付することにより取り付けられる。また、永久磁石９３は、可動鉄片８１の一端８１ａと他端８１ｂとの磁気バランスが崩れるように、例えば可動鉄片８１の一端８１ａ側に寄せて貼付される。
電磁石装置１０が励磁されていない状態では、永久磁石９３の磁力により可動鉄片８１の一端８１ａが電磁石装置１０のヨーク６０の一端６０ａに吸着している。なお、第１可動接点８２は上方に付勢されているので、第１固定接点８４は遮断されている。一方、可動鉄片８１の他端８１ｂは、第２突起部８７に当たって第２可動接点８３を押し下げている。第２可動接点８３は第２固定接点８５を接続しているので、入力端子９０から入力された信号は第２出力端子９２から出力される。
電磁石装置１０が励磁された状態では、可動鉄片８１の一端８１ａが電磁石装置１０の磁気反発力によって押し下げられる。なお、第２可動接点８３は上方に付勢されているので、第２可動接点８３が上方に移動して第２固定接点８５が遮断される。そして、可動鉄片８１の一端８１ａは、第１突起部８６に当たって第１可動接点８２は可動鉄片の一端８１ａを押し下げる。これにより、第１可動接点８２は第１固定接点８４を接続するので、入力端子９０から入力された信号は第１出力端子９１から出力されることになる。
上記動作を行うことにより、入力端子９０に入力された信号を、第１出力端子９１および第２出力端子９２のいずれかに切り替えて出力することができる。

本発明によれば、寸法精度良く形成された電磁石装置１０を備えているので、寸法精度良く形成されたリレー８０を提供することができる。また、ヨーク６０接合前に板状の鉄心２０の幅広部２３を把持してコイル３０を巻回することができるので、コイル３０の巻回速度を上げることができ、低コストなリレー８０を提供することができる。

なお、この発明は上述した実施の形態に限られるものではない。
本実施形態の電磁石装置の面取り部は、鉄心の表裏を区別するために第２幅広部の角部に１箇所設けられている。しかし、鉄心の表裏を区別する必要がない場合には、中心軸と線対称に面取り部を２箇所設けることができる。これにより、鉄心の表裏を区別することなく、第２幅広部の面取り部を搬送路の上流側に向けて整列することができるので、整列工程の効率を上げることができる。
本実施形態の電磁石装置では、一対のヨークが巻胴部両端の幅広部に立設されているが、例えば、鉄心の中央部にも幅広部を設けてヨークを立設することにより、１つの鉄心に電磁石装置を２つ設けることができる。
本実施形態のリレーは、電磁石装置が励磁された状態とされていない状態とで接点が切り替わるようにした自己復帰型のリレーであるが、本実施形態の構造に限られない。例えば、電磁石装置の励磁方向を変更し、磁石の極性を変更することで接点が切り替わるようにした自己保持型のリレーとしてもよい。

１０・・・電磁石装置 ２０・・・鉄心 ２１・・・巻胴部 ２２・・・巻胴部の中心軸 ２３・・・幅広部 ２３ａ・・・第１幅広部 ２３ｂ・・・第２幅広部 ２４・・・第１凹部 ２５・・・第２凹部
２７・・・面取り部 ３０・・・コイル ３１・・・端末 ３２・・・絶縁部材 ３４・・・コイルの中心軸 ４０・・・基板 ４６・・・基板の側面 ５０・・・スプール ５２・・・第３凹部 ６０・・・ヨーク ６６・・・当接面 ７１・・・位置決めピン ８０・・・リレー ８２・・・第１可動接点 ８３・・・第２可動接点 ８４・・・第１固定接点 ８５・・・第２固定接点 １２３・・・第１幅広部の側面 １２５・・・付け根部分における幅広部の側面 ２２２・・・中心軸方向の端面 ２２３・・・中心軸に交差する方向の側面

Claims (11)

1. コイルと、
   前記コイルの中心軸に沿って配置され前記コイルが巻回される巻胴部と、前記巻胴部の前記中心軸方向の両端に配置され前記巻胴部より幅広に形成された幅広部とが、一体成形された板状の鉄心と、
   前記コイルと前記巻胴部との間に、前記巻胴部を取り囲んで配置される絶縁部材と、
   前記一対の幅広部と前記巻胴部との間に配置された一対のスプールと、
   前記一対の幅広部の表面に当接しつつ、前記鉄心の厚さ方向に立設された一対のヨークと、を備え、
   前記幅広部の表面の外形は、前記幅広部に対する前記ヨークの当接面の外形より大きく形成されていることを特徴とする電磁石装置。
2. 前記一対の幅広部のうち第１の前記幅広部の表面には基板が接合され、前記基板には前記コイルの端末が接合されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁石装置。
3. 前記第１幅広部の側面および前記基板の側面には、それぞれの位置決めを行うための一対の第１凹部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電磁石装置。
4. 前記一対の幅広部のうち第２の前記幅広部には、前記中心軸方向の端面と前記中心軸に交差する方向の側面との角部に面取り部が形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の電磁石装置。
5. 前記巻胴部の付け根部分における前記幅広部の側面に、第２凹部が形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電磁石装置。
6. 前記スプールは、前記中心軸に交差する方向から前記鉄心にはめ込まれていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電磁石装置。
7. 前記巻胴部の前記第１幅広部側に配置された前記スプールの側面には、前記コイルの端末付近の巻線が配置された一対の第３凹部が設けられていることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の電磁石装置。
8. 請求項１に記載の電磁石装置の製造方法であって、
   前記鉄心の前記巻胴部に前記絶縁部材を配置する絶縁部材設置工程と、
   前記スプールを前記中心軸に交差する方向から前記鉄心にはめ込むスプール設置工程と、
   前記巻胴部に前記コイルを巻回するコイル巻回工程と、
   前記ヨークを前記幅広部の表面に当接しつつ接合するヨーク設置工程と、
   を有することを特徴とする電磁石装置の製造方法。
9. 請求項３に記載の電磁石装置の製造方法であって、
   前記鉄心の前記巻胴部に前記絶縁部材を配置する絶縁部材設置工程と、
   前記第１幅広部の前記第１凹部および前記基板の前記第１凹部を位置決めピンに沿って配置することにより前記第１幅広部および前記基板を相互に位置決めしつつ、前記第１幅広部の表面に前記基板を接合する基板設置工程と、
   前記スプールを前記中心軸に交差する方向から前記鉄心にはめ込むスプール設置工程と、
   前記巻胴部に前記コイルを巻回するコイル巻回工程と、
   前記コイルの巻き始めと巻き終わりの端末を前記基板に接合するコイル端末処理工程と、
   前記ヨークを前記幅広部の表面に当接しつつ接合するヨーク設置工程と、
   を有することを特徴とする電磁石装置の製造方法。
10. 請求項４に記載の電磁石装置の製造方法であって、
    前記鉄心の方向を所定の方向に整列する整列工程と、
    前記鉄心の前記巻胴部に前記絶縁部材を配置する絶縁部材設置工程と、
    前記スプールを前記中心軸に交差する方向から前記鉄心にはめ込むスプール設置工程と、
    前記巻胴部に前記コイルを巻回するコイル巻回工程と、
    前記ヨークを前記幅広部の表面に当接しつつ接合するヨーク設置工程と、
    を有することを特徴とする電磁石装置の製造方法。
11. 請求項１から７のいずれか１項に記載の電磁石装置と、
    前記電磁石装置の励磁状態の切り換えに応じて断接状態が切り換わる接点と、
    を有することを特徴とするリレー。

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