JP5635374B2 - 電磁継電器 - Google Patents

Description

本発明は電磁継電器に関し、特にひとつのケース内に２組の電磁リレーブロックを有する双子型の電磁継電器に関する。

電気接点を開閉する部品のひとつである電磁継電器は、モータやソレノイドの動作を正逆反転する制御用途などに用いられている。従来からこのような電磁継電器をブロック単位化し、それを２個接続して構成された電磁継電器が使用されており、特許文献１および特許文献２などに示されている。このような電磁継電器は電装化の進む自動車に採用されているが、昨今の自動車の部品に対する高密度実装化への要求から、高信頼性を維持したままで、より小型かつ実装面積の小さいもの、あるいは小型かつ実装高さが低いものが求められている。

特許文献１では、高信頼性と、小型かつ実装面積の省スペース化の要求に対し、コイルに励磁電流を流すことによって閉じられる常開接点と、励磁電流を切ることにより閉じられる常閉接点とを構成した電磁リレー部を、ベースブロック上に複数の常開および常閉接点部同士が対角かつ点対称となるように対向並設し、電磁リレー部を構成する夫々の外部配線に接続可能な第１および第２固定接点部と可動接点を有する電磁ブロックを、共通化部品で組み上げた電磁継電装置が提案されている。また、特許文献２では、低い実装高さで表面実装を可能とするために、電磁リレーブロックの構成部品であるスプールの突起が、ベースプレートの突起挿入孔に挿入され熱圧着固定されることにより、ベースプレート上に二つの電磁リレーブロックが、それぞれの２つの固定接点の中心軸をほぼ一致させ、かつ、その中心軸がベースプレートに対してほぼ平行となるようにベースプレート上に並設され、またベースプレートにはベース防護壁を設置してあり、組み立てた際にスプールのからげ端子部をベース防護壁と固定端子ブロックの固定端子防護壁とで覆い隠し、接点間へのからげ端子部からのフラックスなどの異物の混入を阻止する電磁継電器が提案されている。

特開２００３−０５９３８３号公報 特開２００９−２７７３６１号公報

一般的な表面実装に用いられる電磁継電器の課題として、表面実装工程におけるリフロー炉内の熱ストレスにより、カバーの天面が膨れてしまうことが挙げられる。製品の外観上、カバーの天面の膨れは小さい程よい。そこで、特許文献２に記載された技術によれば、カバーに設けたリブがベースプレートのリブ挿入穴に挿入固定されることでリフローの熱ストレスによるカバー天面の膨れを抑制している。確かにカバーの中央部に設けたリブの効果により、リフローの熱ストレスによるカバー天面膨れは抑制されている。しかしながら、リブの効果によりカバーの天面全体としてのリフローの熱ストレスによるカバーの膨れは抑制されたものの、部分的にはカバーの中央部とカバーの端部の間に膨れが発生し、天面の断面は概逆Ｗ形状となるため、さらに改善の余地があった。

本発明は、低い実装高さで表面実装が可能な、ひとつのケース内に２組の電磁リレーブロックを有する双子型の電磁継電器のリフロー炉内の熱ストレスによるカバー天面の膨れを小さくすることを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、カバーの天面側に位置するスプールに設けた少なくとも一つの突起をカバーの天面部に設けた筒状の突起挿入穴に挿入し、スプールに設けた突起とともにカバーの天面の筒状の突起挿入穴を接続することにより、電磁継電器のリフロー炉内の熱ストレスによるカバーの天面の膨れを小さくすることができることを見出したものである。

すなわち、本発明の電磁継電器は、スプールに巻回したコイルを有する電磁石部に流された励磁電流によって揺動する可動接点と、該可動接点を挟んでその揺動方向に対向配置された固定接点とを備え、該可動接点と該固定接点とで該励磁電流を流すことによって閉じられる常時開路接点と、該励磁電流を切ることにより閉じられる常時閉路接点とを有した二個の電磁リレーブロックをベースプレート上に設置した電磁継電器本体がカバーに挿入され、前記スプールの前記カバーの天面側に位置する端面のみに設けた少なくとも一つの突起部を前記カバーの天面に設けた筒状の突起挿入部に挿入し固定したことを特徴とする。また、前記カバーの中央部にリブを有していてもよい。

本発明は、電磁継電器のカバーの天面とスプールを接続し固定することにより、低い実装高さで表面実装が可能なひとつのケース内に２組の電磁リレーブロックを有する双子型の電磁継電器のリフロー炉内の熱ストレスによるカバーの天面の膨れを小さくする効果を有する。

本発明の第１の実施の形態の電磁継電器を説明する図で、電磁継電器本体とカバーとを分離して示す斜視図。 本発明の第１の実施の形態の電磁継電器を説明する図で、電磁継電器本体とカバーが組み立てられた斜視図。 本発明の第１の実施の形態の電磁継電器を説明する図で、電磁継電器本体とカバーが熱圧着成形された斜視図。 従来の電磁継電器を説明する図で、電磁継電器本体とカバーを分離して示す斜視図。 従来の電磁継電器を説明する図で、電磁継電器本体とカバーが組み立てられた斜視図。 本発明の第２の実施の形態の電磁継電器のカバーを示す透視斜視図。 リフロー試験の温度プロファイル。

（第１の実施の形態）
以下に本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の電磁継電器を説明する図で、電磁継電器本体とカバーとを分離して示す斜視図であり、図２は本発明の第１の実施の形態の電磁継電器を説明する図で、電磁継電器本体とカバーが組み立てられた斜視図であり、図３は本発明の第１の実施の形態の電磁継電器を説明する図で、電磁継電器本体とカバーが熱圧着成形された斜視図である。

図１に示すように、本発明の第１の実施の形態の電磁継電器は、二つの電磁リレーブロック４、５がベースプレート６上に設置された電磁継電器本体２をカバー３に挿入する構造となっている。この電磁リレーブロック４、５はコイルを巻回したスプール７、８を有する電磁石部１５、１６に流された励磁電流によって揺動する可動接点１７、１８とこの可動接点を挟んでその揺動方向に対向配置された固定接点１９、２０、２１、２２とを備えている。この電磁石部１５、１６を構成するスプール７、８のカバーの天面方向には突起部９、１０が設けてあり、カバー３にはその突起部９、１０に対応した位置に筒状の突起挿入部１１、１２を設けている。なお、カバーに突起部、スプールに突起挿入部を設けることもできる。この突起部９、１０はスプール７、８の片側のフランジに設けているが、両側に設けることもできる。またこの突起部９、１０は片側のフランジに１個設けているが、複数個設けることもできる。１個設ける場合には電磁継電器の幅のほぼ中心線上に配置されることが望ましい。加えて、スプールの突起部９、１０の大きさは熱圧着成形後の十分な固定強度を得るためφ０．４ｍｍ程度が好ましく、長さは相手側のカバーの筒状の突起挿入部１１、１２より０．２ｍｍ程度長いことが望ましい。

本発明の第１の実施の形態の電磁継電器を組み立てる際には、図２に示すようにこのスプールに設けた突起部９、１０をカバーの筒状の突起挿入部１１、１２に挿入した後、スプールの突起部９、１０およびカバーの筒状の突起挿入部１１、１２を一緒に熱圧着成形することによって図３に示すように突起部と突起挿入部が熱圧着成型された熱かしめ部１３、１４がカバーの天面に形成された電磁継電器１が得られる。なお、突起部と突起挿入部との固定は熱圧着成型の他、接着剤による固定としてもよい。

（第２の実施の形態）
図６は本発明の第２の実施の形態の電磁継電器のカバーを示す透視斜視図である。本発明の第２の実施の形態の電磁継電器は、図６に示すようにカバー３にはスプールの突起部に対応した位置に筒状の突起挿入部１１、１２を設ける他、カバーの長さ方向の中央部にリブ３ａを設けている。本発明の第２の実施の形態の電磁継電器を組み立てる際には、スプールに設けた突起部をカバーの筒状の突起挿入部１１、１２に挿入して固定し、リブ３ａをベースプレートに設けたリブ挿入孔に挿入して固定する以外は実施の形態１と同様である。

（実施例１）
本発明の実施例１の電磁継電器について実施の形態１の説明で用いた図１、図２、図３を参照して説明する。図１に示すように２個の電磁リレーブロック４、５をベースプレート６上に設置した電磁継電器本体２とカバー３を準備し、図２に示すようにカバーの筒状の突起挿入部１１、１２にスプールに設けた突起部９、１０を挿入し、図３に示すように突起部と突起挿入部が熱圧着成型された熱かしめ部１３、１４がカバーの天面に形成された電磁継電器１を１０個製作した。スプールの片側のフランジに設けた突起の大きさはφ０．４ｍｍ、長さ０．６ｍｍとした。カバーの材質はＬＣＰ（液晶ポリマー）であり、厚さは０．４ｍｍとした。また突起挿入部の大きさはφ０．４ｍｍ、長さ０．４ｍｍとした。この電磁継電器の寸法は長さ２０．４ｍｍ、幅１２．２ｍｍ（端子を除く）、高さ７．５ｍｍ（端子を除く）であった。

（実施例２）
本発明の実施例２の電磁継電器について実施の形態２の説明で用いた図６を参照して説明する。実施例２の電磁継電器においては、図６に示すような長さ方向の中央部にリブ３ａを設けたカバー３を用い、リブ３ａをベースプレートに設けたリブ挿入孔に挿入して熱圧着固定し、スプールに設けた突起部をカバーの筒状の突起挿入部に挿入して熱圧着固定した電磁継電器を１０個製作した。これ以外の構成については実施例１と同様とした。この電磁継電器の寸法は長さ２０．４ｍｍ、幅１２．２ｍｍ（端子を除く）、高さ７．５ｍｍ（端子を除く）であった。

（比較例）
図４は従来の電磁継電器を説明する図で、電磁継電器本体とカバーを分離して示す斜視図であり、図５は従来の電磁継電器を説明する図で、電磁継電器本体とカバーが組み立てられた斜視図である。

比較例の電磁継電器は、図４に示すように、二つの電磁リレーブロック４、５がベースプレート６上に設置された電磁継電器本体２をカバー３に挿入する構造となっている。この電磁リレーブロック４、５はコイルを巻回したスプール７、８を有する電磁石部１５、１６に流された励磁電流によって揺動する可動接点１７、１８と、この可動接点を挟んでその揺動方向に対向配置された固定接点１９、２０、２１、２２とを備えている。実施例２と異なり、この電磁石部１５、１６を構成するスプール７、８のカバーの天面方向には突起部を設けておらず、カバー３には突起挿入部を設けていない。また、長さ方向の中央部にリブを設けたカバーを用いた。これ以外の構成については実施例２と同様とした。

比較例の電磁継電器を組み立てる際には、図５に示すようにカバーに設けたリブをベースプレートに設けたリブ挿入孔に挿入して熱圧着固定した電磁継電器を１０個製作した。この電磁継電器の寸法は長さ２０．４ｍｍ、幅１２．２ｍｍ（端子を除く）、高さ７．５ｍｍ（端子を除く）であった。

実施例１、実施例２、比較例で製作した電磁継電器各１０個についてリフロー試験を実施し、膨れ量（リフロー前後の最大高さの差）を測定した。なおリフロー試験の条件は図７に示す温度プロファイルすなわち予備加熱：１５０〜２００℃にて１０６秒、本加熱：２２０℃以上にて１０７秒、ピーク：２５３℃にて１０秒以下のリフロープロファイル（基板面上）にて行った。膨れ量（１０個の平均）を表１に示す。

表１からわかるように、電磁継電器本体をカバーに組み込み、スプールの突起とカバーの筒状の挿入穴部を熱圧着固定するので、リフローによる熱ストレスが加わった後に発生するカバー中央部からカバー端部までの間の膨れ量を実施例１では０．１３ｍｍまで抑制することが可能となる。またさらにカバーにリブを設けた実施例２では０．１０ｍｍまで抑制することが可能となり、スプールの突起とカバーの筒状の挿入穴部を熱圧着固定しない比較例の０．１５ｍｍに比べ膨れ量が抑えられたことがわかる。

１ 電磁継電器
２ 電磁継電器本体
３ カバー
３ａ リブ
４、５ 電磁リレーブロック
６ ベースプレート
７、８ スプール
９、１０ 突起部
１１、１２ 突起挿入部
１３、１４ 熱かしめ部
１５、１６ 電磁石部
１７、１８ 可動接点
１９、２０、２１、２２ 固定接点

Claims (2)

1. スプールに巻回したコイルを有する電磁石部に流された励磁電流によって揺動する可動接点と、該可動接点を挟んでその揺動方向に対向配置された固定接点とを備え、該可動接点と該固定接点とで該励磁電流を流すことによって閉じられる常時開路接点と、該励磁電流を切ることにより閉じられる常時閉路接点とを構成した二個の電磁リレーブロックをベースプレート上に設置した電磁継電器本体がカバーに挿入され、前記スプールの前記カバーの天面側に位置する端面のみに設けた少なくとも一つの突起部を前記カバーの天面に設けた筒状の突起挿入部に挿入し固定したことを特徴とする電磁継電器。
2. 前記カバーの中央部にリブを有することを特徴とする請求項１に記載の電磁継電器。

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