JP7067580B2 - 電磁継電器、および、電磁継電器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、密閉型の電磁継電器、およびその製造方法に関するものである。

従来、可動子および固定端子を有する継電部と、その継電部が有する可動子を駆動する駆動部とを、水素などの消弧ガスを封止した密閉空間に収容した密閉型の電磁継電器が知られている。

特許文献１に記載の密閉型の電磁継電器は、駆動部の励磁コイルへの通電時に、継電部の有する可動子とシャフトの端部との間にギャップが形成される構成である。そのギャップは、駆動部の励磁コイルへの通電を遮断した際、シャフトの運動エネルギーを増加させた後に、シャフトの端部と可動子とが接触するようにするものである。これにより、可動子の可動接点が固定端子の固定接点から離れる速度（以下、「開離速度」という）が増加し、電流の遮断性能が向上する。そして、特許文献１に記載の電磁継電器は、そのギャップの大きさを、駆動部が有する可動コアとシャフトに設けたねじ機構により調整する構成となっている。また、この電磁継電器は、消弧ガスを封止する密閉空間を、固定端子および可動子を収容する封止容器と、固定コアおよび可動コアなどを収容する有底筒部と、その封止容器と有底筒部との間に配置される複数の接合部材とを接合して形成する構成となっている。

特開平９－２５９７２８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の電磁継電器は、製造工程において、シャフトの端部と可動子とのギャップをねじ機構により調整した後、密閉空間を形成するための上記複数の部材を例えば溶接加工などにより接合する工程が必要となる。そのため、その溶接加工の熱が駆動部または継電部に伝わると、製品ごとにギャップにばらつきが生じるおそれがある。

本発明は上記点に鑑みて、消弧ガスが封止される密閉空間に駆動部と継電部を収容した構成において、励磁コイルへの通電時に形成されるシャフトの端部と可動子とのギャップのばらつきを低減することの可能な電磁継電器、および、その電磁継電器の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明によれば、電磁継電器は、次の構成を備えている。駆動部（１０）は、通電により磁界を形成する励磁コイル（１１）、励磁コイルの内径側に配置される固定コア（１２）、励磁コイルと固定コアを収容するヨーク（１３）、固定コアに対して相対移動可能な可動コア（１４）、可動コアに固定されて軸方向に往復移動可能なシャフト（１５）、および、可動コアを固定コアから離れる方向に付勢する復帰ばね（１６）を有する。継電部（２０）は、絶縁性材料で形成されるフレーム（２１）、フレームに固定される固定端子（２２）、固定端子に対して可動コアとは反対側に設けられ固定端子に対して相対移動可能な可動子（２３）、その可動子を固定端子側に付勢する接圧ばね（２４）を有する。圧入固定部（３０）は、ヨークまたはフレームの一方に設けられる爪部（３１）と他方に設けられる凹部（３２）との圧入により駆動部と継電部とを固定する。板状の封止部材（４０）は、継電部および駆動部の外側に設けられる。外部接続端子（５０）は、封止部材が有する穴（４３）を挿通した状態で封止部材に固定されると共に、固定端子に接合される。内側カバー（６０）は、駆動部と継電部とを内側に収容した状態で封止部材に接合され、封止部材と共に内側に消弧ガスを封止する密閉空間を形成する。
そして、電磁継電器は、封止部材および内側カバーを取り付ける前の状態において、可動子が有する可動接点と固定端子が有する固定接点とを当接させ、且つ、可動部と固定コアとを当接させた状態として、爪部と凹部との圧入量の調整と共に、シャフトの端部（１８）と可動子とのギャップ（Ｇｓ）を調整可能に構成されている。なお、可動部とは、シャフト、可動コア、それらと一体となって動く部品のいずれかをいう。

これによれば、この電磁継電器は、製造工程において、駆動部と継電部とを組み合わせた中間部品に封止部材および内側カバーを取り付ける前の状態で、シャフトの端部と可動子との間に励磁コイル通電時に形成されるギャップの調整を行うことが可能である。そして、ギャップの調整をした後、封止部材に固定した外部接続端子と固定端子とを接合し、封止部材と内側カバーとを接合し、その封止部材と内側カバーにより形成される密閉空間に消弧ガスが注入される。そのため、シャフトの端部と可動子とのギャップを調整した後に駆動部または継電部に応力が作用する可能性のある工程は、外部接続端子と固定端子との接合だけなので、そのギャップが変化することが抑制される。したがって、この電磁継電器は、消弧ガスが封止される密閉空間に駆動部と継電部を収容した構成において、製品ごとのギャップのばらつきを低減することができる。
なお、シャフトの端部とは、シャフトのうち可動子側の端部に絶縁碍子などの絶縁部材が固定されている場合、その絶縁部材の端部をいうものとする。

請求項５に係る発明は、電磁継電器の製造方法に関するものである。この製造方法は、次の工程を含んでいる。まず、通電により磁界を形成する励磁コイル（１１）、励磁コイルの内径側に配置される固定コア（１２）、励磁コイルと固定コアを収容するヨーク（１３）、固定コアに対して相対移動可能な可動コア（１４）、可動コアに固定されて軸方向に往復移動可能なシャフト（１５）、および、可動コアを固定コアから離れる方向に付勢する復帰ばね（１６）が組み付けられた駆動部（１０）を用意する（Ｓ１）。絶縁性材料で形成されるフレーム（２１）、フレームに固定される固定端子（２２）、固定端子に対して可動コアとは反対側に設けられ固定端子に対して相対移動可能な可動子（２３）、および、可動子を固定端子側に付勢する接圧ばね（２４）が組み付けられた継電部（２０）を用意する（Ｓ２）。可動子が有する可動接点と固定端子が有する固定接点とを当接させ、且つ、可動部と固定コアとを当接させた状態として、シャフトの端部と可動子とのギャップ（Ｇｓ）が所定の大きさとなるように、ヨークまたはフレームの一方に設けられる爪部（３１）と他方に設けられる凹部（３２）との圧入量を調整し、駆動部と継電部とを固定する（Ｓ３）。板状の封止部材（４０）が有する穴（４３）に外部接続端子（５０）を挿通した状態で封止部材と外部接続端子とを固定する（Ｓ４）。外部接続端子が固定された封止部材を継電部および駆動部の外側に配置し、外部接続端子と固定端子とを接合する（Ｓ５）。駆動部と継電部とを内側に収容する内側カバー（６０）と封止部材とを接合し、内側カバーと封止部材の内側に密閉空間を形成する（Ｓ６）。内側カバーと封止部材の内側に形成される密閉空間に消弧ガスを封止する（Ｓ７）。

これによれば、ヨークまたはフレームの一方に設けられる爪部と他方に設けられる凹部との圧入により駆動部と継電部とを固定する際に、シャフトの端部と可動子とのギャップが調整される。その後、封止部材に固定された外部接続端子と固定端子とを接合し、封止部材と内側カバーとを接合することで、消弧ガスが封止される密閉空間に駆動部と継電部を収容した電磁継電器が形成される。そのため、ギャップを調整した後に駆動部または継電部に応力が作用する工程は、外部接続端子と固定端子とを接合する工程だけなので、そのギャップが変化することが抑制される。したがって、この電磁継電器の製造方法は、消弧ガスが封止される密閉空間に駆動部と継電部を収容した構成において、製品ごとのギャップのばらつきを低減することができる。

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態に係る電磁継電器のオフ状態を示す断面図である。 第１実施形態に係る電磁継電器のオン状態を示す断面図である。 図２のＩＩＩ部分の拡大図である。 図２のＩＶ―ＩＶ線の断面図である。 図２のＶ―Ｖ線の断面図である。 第１実施形態に係る電磁継電器の製造方法のフローチャートである。 駆動部と継電部とを圧入により固定する様子を示す図である。 図７のＶＩＩＩ―ＶＩＩＩ線の断面図である。 駆動部と継電部とを圧入固定した状態を示す図である。 封止部材、外部接続端子、ガス充填用パイプ、枠部材を接合する様子を示す図である。 封止部材、外部接続端子、ガス充填用パイプ、枠部材が接合された状態を示す斜視図である。 固定端子と外部接続端子を接合する様子を示す図である。 固定端子と外部接続端子が接合された状態を示す斜視図である。 外部接続端子と固定端子との接合方法の第１例の説明図である。 外部接続端子と固定端子との接合方法の第１例の説明図である。 外部接続端子と固定端子との接合方法の第２例の説明図である。 外部接続端子と固定端子との接合方法の第２例の説明図である。 外部接続端子と固定端子との接合方法の第３例の説明図である。 外部接続端子と固定端子との接合方法の第３例の説明図である。 封止部材と内側カバーを接合する様子を示す図である。 図２のＸＸＩ－ＸＸＩ線断面において、外側カバーを除いた状態を示す断面図である。 図２１のＸＸＩＩ部分の拡大図において、枠部材と内側カバーとの溶接方法を説明する説明図である。 図２のＸＸＩ－ＸＸＩ線の断面図である。 比較例の電磁継電器のオフ状態を示す断面図である。 比較例の電磁継電器のオン状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

（第１実施形態）
第１実施形態について説明する。図１～図４に示すように、電磁継電器１は、駆動部１０、継電部２０、圧入固定部３０、封止部材４０、外部接続端子５０、内側カバー６０、外側カバー７０などを備えている。

電磁継電器１が備える駆動部１０は、励磁コイル１１、固定コア１２、ヨーク１３、可動コア１４、シャフト１５、復帰ばね１６などを有している。

励磁コイル１１は、ボビン１７に巻かれ、略円筒状に形成されている。励磁コイル１１は、通電時に磁界を形成するものである。励磁コイル１１の内径側、すなわちボビン１７の内側に形成される中央孔１７１に固定コア１２などが配置されている。

固定コア１２は、磁性体からなる円筒状の部材であり、ボビン１７の中央孔１７１と対応する大きさに形成される。固定コア１２は、中心軸に沿う貫通孔１２１を有している。その貫通孔１２１にシャフト１５の一部が摺動可能に配置されている。

ヨーク１３は、磁性体からなる部材であり、励磁コイル１１および固定コア１２を収容している。ヨーク１３は、励磁コイル１１の外周側および軸方向端部を覆うように配置されている。ヨーク１３は、第１ヨーク部材１３１と第２ヨーク部材１３２とを有している。

第１ヨーク部材１３１は、ステーショナリと呼ばれる部材であり、磁性体からなる板材を略Ｕ字状に折り曲げた形状であり、励磁コイル１１の外周側と励磁コイル１１の軸方向一端側とを覆っている。第１ヨーク部材１３１のうち、励磁コイル１１の軸方向一端側を覆う部位には開口部１３３が形成されている。この開口部１３３の内側に固定コア１２の一部が嵌め込まれることで固定コア１２と第１ヨーク部材１３１とが接合されている。

第２ヨーク部材１３２は、トッププレートと呼ばれる部材であり、磁性体からなる板材により形成され、第１ヨーク部材１３１に接続されると共に、励磁コイル１１の軸方向他端側を覆っている。第２ヨーク部材１３２には、固定コア１２と可動コア１４に対応する位置にヨーク孔１３４が形成されている。第２ヨーク部材１３２の内周の形状は、可動コア１４と対応する形状となっている。

可動コア１４は、磁性体からなる円盤状の部材であり、第２ヨーク部材１３２が有するヨーク孔１３４に対応する位置に、固定コア１２に対して相対移動可能に配置されている。可動コア１４の外周の形状は、第２ヨーク部材１３２の内周の形状と対応した形状となっている。可動コア１４にはシャフト１５が貫通した状態で固定される貫通孔１４１が形成されている。

シャフト１５は、可動コア１４に形成された貫通孔１４１に挿入された状態で可動コア１４に固定されている。また、シャフト１５のうち固定コア１２側の部位は、固定コア１２に形成された貫通孔１２１に摺動可能に挿入されている。そのため、シャフト１５は、可動コア１４と一体で軸方向に往復移動可能となっている。

また、シャフト１５には、その外径を拡大したフランジ部１５１が形成されている。可動コア１４のうち固定コア１２側の面と、フランジ部１５１とは当接している。そのため、シャフト１５と可動コア１４との位置ずれが防がれている。

さらに、シャフト１５のうち固定コア１２と反対側の端部には、絶縁碍子１８が固定されている。励磁コイル１１への非通電時には、絶縁碍子１８と可動子２３とが当接する。

また、可動コア１４のうち励磁コイル１１側の部位には、復帰ばね１６が嵌め込まれるばね保持部１４２が備えられている。ばね保持部１４２は、可動コア１４のうち復帰ばね１６側の一面から円環状に突き出した突起によって構成され、その外周面に復帰ばね１６が嵌め込まれている。

復帰ばね１６は、その一端が可動コア１４に設けられたばね保持部１４２により保持され、他端がボビン１７に設けられた段差部１７２に当接している。復帰ばね１６は、可動コア１４を固定コア１２から離れる方向に付勢している。

上述した駆動部１０が有する固定コア１２、ヨーク１３および可動コア１４などは、励磁コイル１１への通電時に、励磁コイル１１により誘起された磁束が流れる磁気回路を構成している。

図１に示すように、励磁コイル１１への通電が行われていない非通電時には、復帰ばね１６の付勢力により可動コア１４は固定コア１２から離れた位置にある。それに対し、図２に示すように、励磁コイル１１への通電が行われる通電時には、復帰ばね１６の付勢力に抗して可動コア１４が固定コア１２側に磁気吸引されて、可動部が固定コア１２と当接する。なお、可動部とは、シャフト１５、可動コア１４、それらと一体となって動く部品のいずれかをいう。本実施形態では、可動部を構成するシャフト１５のフランジ部１５１が固定コア１２と当接するように構成したが、これに限るものでなく、例えば、可動部を構成する可動コア１４が固定コア１２と当接するように構成してもよい。

次に、図１～図４に示すように、電磁継電器１が備える継電部２０は、フレーム２１、固定端子２２、可動子２３および接圧ばね２４などを有している。

フレーム２１は、例えば樹脂などの絶縁性材料により形成されている。フレーム２１は、ベースフレーム２５と中間フレーム２６により構成されている。ベースフレーム２５と中間フレーム２６とは一体に固定されている。ベースフレーム２５は、継電部２０と駆動部１０とに亘って設けられている。中間フレーム２６は、固定端子２２、可動子２３および接圧ばね２４の一部を覆うように設けられている。

ベースフレーム２５には、導電金属製の第１固定端子２２１および第２固定端子２２２が固定されている。これら第１固定端子２２１および第２固定端子２２２が、電磁継電器１によってオンオフ制御を行う対象となる図示しない外部電気回路に接続されるものである。第１固定端子２２１には第１固定接点２７１が取り付けられ、第２固定端子２２２には第２固定接点２７２が取り付けられている。なお、第１固定端子２２１および第２固定端子２２２は、図１の紙面垂直方向に延びる形状となっている。

可動子２３は、導電金属製の板状部材であり、固定端子２２に対して可動コア１４とは反対側に設けられている。可動子２３は、固定端子２２に対して、シャフト１５の軸方向に移動可能に設けられている。可動子２３のうち固定コア１２側の面は、シャフト１５の端部に固定された絶縁碍子１８に当接可能である。

可動子２３には、第１可動接点２８１および第２可動接点２８２が固定されている。励磁コイル１１への通電時に、第１可動接点２８１は第１固定接点２７１に当接可能であり、第２可動接点２８２は第２固定接点２７２に当接可能である。

中間フレーム２６の中央部には、接圧ばね２４の一端が嵌め込まれる環状溝２６１が形成されている。接圧ばね２４は、その一端がその環状溝２６１に嵌め込まれ、他端が可動子２３に当接している。接圧ばね２４は、可動子２３をシャフト１５側および固定端子２２側に付勢している。このため、励磁コイル１１の通電時に、可動コア１４が固定コア１２側に磁気吸引されると、接圧ばね２４の弾性力により可動子２３は固定端子２２側に移動する。そして、第１可動接点２８１と第１固定接点２７１とが当接し、第２可動接点２８２と第２固定接点２７２とが当接する。なお、接圧ばね２４の弾性力は、復帰ばね１６の弾性力より小さく設定されている。

図３に示すように、本実施形態の構成では、励磁コイル１１への通電時に、シャフト１５の端部に設けられた絶縁碍子１８と、可動子２３のうちシャフト１１側の面との間にギャップ（以下、単に「ギャップＧｓ」ということがある）が形成される構成である。励磁コイル１１への通電時に形成されるギャップＧｓは、駆動部１０の励磁コイル１１への通電を遮断した時、可動子２３の可動接点２８１、２８２が固定端子２２の固定接点２７１、２７２から離れる開離速度を増加させ、電流の遮断性能を向上させるものである。なお、開離速度は、可動接点２８１、２８２と可動子２３に当接する接圧ばね２４及び復帰ばね１６の弾性エネルギーによって決まるものであり、その弾性エネルギーは、上述したギャップＧｓとばね定数の大きさによって決まる。なお、弾性エネルギーと運動エネルギーは次の式１の関係を有する。

上記の式１において、左項が弾性エネルギーを表し、右項が運動エネルギーを表す。
ｋ：ばね定数
ｘ：ギャップＧｓ
ｖ：開離速度
そこで、本実施形態では、以下に説明するように、製品ごとにギャップＧｓのばらつきが生じることを低減可能な構成となっている。

図４に示すように、圧入固定部３０は、ヨーク１３に設けられる複数の爪部３１と、ベースフレーム２５および中間フレーム２６にそれぞれ設けられる複数の凹部３２により構成されている。

ベースフレーム２５に設けられる凹部３２を第１凹部３２１と呼び、中間フレーム２６のうちベースフレーム２５側に設けられる凹部３２を第２凹部３２２と呼び、中間フレーム２６のうち第２凹部３２２に対してベースフレーム２５から離れた位置に設けられる凹部３２を第３凹部３２３と呼ぶこととする。一方、ヨーク１３に設けられる複数の爪部３１のうち、第１凹部３２１、第２凹部３２２、第３凹部３２３に対応する位置に設けられるものをそれぞれ第１爪部３１１、第２爪部３１２、第３爪部３１３と呼ぶこととする。第１爪部３１１、第２爪部３１２、第３爪部３１３はそれぞれ第１凹部３２１、第２凹部３２２、第３凹部３２３に圧入により固定されている。これにより、上述した継電部２０と駆動部１０とが固定される。

なお、封止部材４０および内側カバー６０を取り付ける前の状態において、爪部３１と凹部３２とを圧入する際、シャフト１５の端部（すなわち絶縁碍子１８）と可動子２３とのギャップＧｓを調整することが可能である。そのギャップＧｓは、励磁コイル１１への通電時と同一の状態で調整される。具体的には、爪部３１と凹部３２とを圧入する際に、継電部２０と駆動部１０を励磁コイル１１への通電時と同一の状態とする。励磁コイル１１への通電時と同一の状態とは、継電部２０が有する可動子２３と固定端子２２の接点同士が当接し、且つ、駆動部１０が有する可動部と固定コア１２とが当接した状態である。そして、ギャップＧｓが所定の大きさとなるように爪部３１と凹部３２との圧入量を調整することにより、そのギャップＧｓを所定の大きさに設定することが可能である。なお、ギャップＧｓの調整には、例えば、図示しない治具またはゲージを使用してもよく、または、カメラで撮影した画像を使用してもよい。

次に説明する封止部材４０、外部接続端子５０、内側カバー６０、外側カバー７０は、上述したギャップＧｓの調整が行われた後に組み付けられるものである。

封止部材４０は、例えばセラミックなど、絶縁性を有し且つ消弧ガスを透過させない材料により、略矩形の板状に形成されている。封止部材４０は、継電部２０および駆動部１０の外側に設けられる。封止部材４０には、外部接続端子５０、コイル用外部接続端子５１およびガス充填用パイプ５２がそれぞれ挿通する複数の穴４３が設けられている。外部接続端子５０、コイル用外部接続端子５１およびガス充填用パイプ５２はそれぞれ、封止部材４０が有する穴４３を挿通した状態で封止部材４０にろう付けなどにより固定されている。そして、外部接続端子５０は固定端子２２に接合され、コイル用外部接続端子５１は励磁コイル１１の端子１１１に接合されている。

ここで、図５に示すように、固定端子２２と外部接続端子５０との接合面２２ａ、５０ａは、シャフト１５の軸Ａｘに平行に形成されている。これにより、外部接続端子５０と固定端子２２との接合時に、固定端子２２に対してシャフト１５の軸方向に作用する応力を低減可能である。そのため、外部接続端子５０と固定端子２２との接合時に、シャフト１５の軸方向に固定端子２２が変位することが抑制される。したがって、ギャップＧｓを設定した後に、そのギャップＧｓが変化することを抑制することができる。

図１～図５に示すように、内側カバー６０は、例えば金属など、消弧ガスを透過させない材料により箱型状に形成されている。内側カバー６０の内側に駆動部１０と継電部２０とが収容される。内側カバー６０は、封止部材４０が配置される側に開口部を有している。その内側カバー６０の開口部側に封止部材４０が配置される。また、その内側カバー６０の開口部には、外側に延びるフランジ６１が設けられている。

封止部材４０と内側カバー６０との間に枠部材４１が設けられる。枠部材４１は、例えば金属など、消弧ガスを透過させない材料により形成される。枠部材４１は、内側カバー６０の開口部と略同じ大きさとなるように環状に形成されている。本実施形態では、枠部材４１は、断面がＬ字形に形成されている。枠部材４１の一方の外縁（すなわち、Ｌ字形の一方の先端部）の全周と封止部材４０とは、ろう付けにより接合されている。また、枠部材４１の他方の外縁（すなわち、Ｌ字形の他方の面）の全周と内側カバー６０の有するフランジ６１とは、抵抗溶接により接合されている。したがって、封止部材４０と内側カバー６０とは、枠部材４１を介して気密に接合される。そして、封止部材４０と枠部材４１と内側カバー６０により、消弧ガスが封止される密閉空間が形成される。その密閉空間に継電部２０と駆動部１０が収容される。

外側カバー７０は、例えば樹脂などの絶縁性材料により、箱型状に形成され、内側カバー６０の外側を覆うように設けられる。外側カバー７０は、封止部材４０が配置される側に開口部を有している。その外側カバー７０の開口部を閉塞するように、封止部材４０が設けられる。封止部材４０の外縁部４２と、外側カバー７０の開口部の内壁とは、嵌合により固定される。これにより、外側カバー７０と封止部材４０により電磁継電器１の外郭が構成される。

以上のような構造により、本実施形態の電磁継電器１が構成されている。続いて、本実施形態の電磁継電器１の作動について説明する。

まず、図１に示すように、励磁コイル１１への通電が行われていない非通電時には、可動コア１４は復帰ばね１６の弾性力により、固定コア１２から離れた位置にある。可動コア１４に固定されているシャフト１５の端部に固定された絶縁碍子１８と可動子２３とが当接し、可動子２３は固定端子２２から離れる方向へ移動している。したがって、第１可動接点２８１および第２可動接点２８２は、第１固定接点２７１および第２固定接点２７２から離れた状態となっている。したがって、第１固定端子２２１と第２固定端子２２２との間が電気的に分離され、電磁継電器１はオフ状態となっている。

次に、図２に示すように、電磁継電器１をオンする際には励磁コイル１１への通電が行われる。これにより、励磁コイル１１への通電により誘起された磁束が、可動コア１４、固定コア１２およびヨーク１３などで構成される磁気回路を流れ、復帰ばね１６の弾性力に抗して可動コア１４が固定コア１２側に磁気吸引される。そして、可動コア１４の移動に伴ってシャフト１５とその端部に固定された絶縁碍子１８も固定コア１２側に移動する。そのため、接圧ばね２４の弾性力により、可動子２３が固定端子２２側に移動し、第１可動接点２８１と第１固定接点２７１とが当接し、第２可動接点２８２と第２固定接点２７２とが当接する。したがって、第１固定端子２２１と第２固定端子２２２とが可動子２３を通じて電気的に導通するので、電磁継電器１がオン状態となる。これにより、電磁継電器１によってオンオフ制御を行う対象となる図示しない外部電気回路が電気的に導通した状態となる。なお、この状態で、シャフト１５の端部の絶縁碍子１８と可動子２３との間には、所定の大きさのギャップＧｓが形成される。

続いて、電磁継電器１をオン状態からオフ状態に切り替える際には、励磁コイル１１への通電が遮断される。これにより、励磁コイル１１への通電により発生していた磁束が消滅し、復帰ばね１６の弾性力により可動コア１４が固定コア１２から離れる方向（すなわち可動コア１４側）へ移動する。その際、可動コア１４とシャフト１５と絶縁碍子１８は、ギャップＧｓの距離を移動する間に運動エネルギーを増加させて可動子２３に衝突する。このように、第１固定端子２２１と第２固定端子２２２との電気的接続が遮断されると、電磁継電器１がオフ状態となる。

次に、上述した本実施形態の電磁継電器１の製造方法について、図６のフローチャートと、図７～図２３の説明図を参照して説明する。

まず、図６のステップＳ１で、上述した励磁コイル１１、固定コア１２、ヨーク１３、可動コア１４、シャフト１５、復帰ばね１６などが組み付けられた駆動部１０を用意する。

次に、ステップＳ２で、フレーム２１、固定端子２２、可動子２３および接圧ばね２４などが組み付けられた継電部２０を用意する。

続いて、ステップＳ３で、継電部２０と駆動部１０とを固定すると共に、シャフト１５の端部の絶縁碍子１８と可動子２３とのギャップＧｓを設定する。具体的には、図７に示すように、継電部２０と駆動部１０との固定方法は、継電部２０の有するフレーム２１に設けられる第１凹部３２１、第２凹部３２２、第３凹部３２３に対し、駆動部１０の有するヨーク１３に設けられる第１爪部３１１、第２爪部３１２、第３爪部３１３をそれぞれ圧入固定する。その際、図８に示すように、継電部２０と駆動部１０はどちらも通電時と同一の状態とされる。具体的には、継電部２０は、可動子２３と固定端子２２の接点同士が当接した状態とされる。また、駆動部１０は、可動部と固定コア１２とが当接した状態とされる。この状態で、図９に示すように、ギャップＧｓが所定の大きさとなるように爪部３１と凹部３２との圧入量が調整される。これにより、ギャップＧｓが所定の大きさに設定された状態で、継電部２０と駆動部１０とが固定される。すなわち、爪部３１と凹部３２との圧入量を調整し、ギャップＧｓを狙い値に直接的に調整することで、継電部２０および駆動部１０を構成する各部品寸法や組み付けのばらつきを吸収することができる。

次に、図６のステップＳ４で、封止部材４０に外部接続端子５０などを固定する。具体的には、図１０および図１１に示すように、封止部材４０が有する複数の穴４３に対し、外部接続端子５０、コイル用外部接続端子５１およびガス充填用パイプ５２をそれぞれ挿通し、ろう付けなどにより隙間の無いように固定する。さらに、封止部材４０に対し、枠部材４１の一方の外縁（Ｌ字形の一方の先端部）の全周を、ろう付けなどにより隙間の無いように接合する。これにより、図１１に示すように、封止部材４０に対し、外部接続端子５０、コイル用外部接続端子５１、ガス充填用パイプ５２および枠部材４１が固定される。

続いて、図６のステップＳ５で、外部接続端子５０と固定端子２２とを接合する。具体的には、図１２および図１３に示すように、継電部２０および駆動部１０の外側に封止部材４０を配置し、外部接続端子５０と固定端子２２とを接合する。また、コイル用外部接続端子５１と励磁コイル１１の端子１１１とを接合する。

ここで、外部接続端子５０と固定端子２２との接合方法に関し、複数の接合方法の例を説明する。

外部接続端子５０と固定端子２２との接合方法の第１例を、図１４および図１５に示す。なお、図１４では、シャフト１５の軸方向を矢印Ａｘで示している。
この第１例では、外部接続端子５０の端部に設けられた接合面５０ａと、固定端子２２の端部に設けられた接合面２２ａとを当接させ、その接合面同士を加圧しつつ、超音波溶接により接合する。その際、外部接続端子５０の接合面５０ａと固定端子２２の接合面２２ａとはいずれも、シャフト１５の軸Ａｘに平行に形成されている。そのため、外部接続端子５０と固定端子２２との接合時に、固定端子２２に対してシャフト１５の軸方向に作用する応力が低減され、シャフト１５の軸方向に固定端子２２が変位することが抑制される。したがって、ギャップＧｓが変化することを抑制することができる。

外部接続端子５０と固定端子２２との接合方法の第２例を、図１６および図１７に示す。
この第２例では、外部接続端子５０の端部に穴５０ｂを設け、固定端子２２の端部にダボ２２ｂを設ける。そして、外部接続端子５０の端部を加熱して穴５０ｂを広げた後、その穴５０ｂに固定端子２２のダボ２２ｂを入れる。そして、外部接続端子５０の端部を冷却し、その圧縮応力により、外部接続端子５０と固定端子２２とを接合する。したがって、この第２例の接合方法は、外部接続端子５０に作用する熱応力または機械的応力に比べて、固定端子２２に作用する熱応力または機械的応力が小さくて済む方法とされている。これにより、外部接続端子５０と固定端子２２との接合時に、固定端子２２に対してシャフト１５の軸方向に作用する応力が低減され、シャフト１５の軸方向に固定端子２２が変位することが抑制される。したがって、ギャップＧｓが変化することを抑制することができる。

外部接続端子５０と固定端子２２との接合方法の第３例を、図１８および図１９に示す。なお、図１８でも、シャフト１５の軸方向を矢印Ａｘで示している。
この第３例では、外部接続端子５０の端部に溝５０ｃを設け、固定端子２２の端部に突起２２ｃを設ける。そして、外部接続端子５０の溝５０ｃに固定端子２２の突起２２ｃを差し込んだ後、外部接続端子５０の両側からカシメることで、外部接続端子５０と固定端子２２とを接合する。この第３例の接合方法では、外部接続端子５０の溝５０ｃと固定端子２２の突起２２ｃとがいずれも、シャフト１５の軸Ａｘに平行に形成されている。そのため、外部接続端子５０と固定端子２２との接合時に、固定端子２２に対してシャフト１５の軸方向に作用する応力が低減され、シャフト１５の軸方向に固定端子２２が変位することが抑制される。したがって、ギャップＧｓが変化することを抑制することができる。

続いて、図６のステップＳ６で、封止部材４０と内側カバー６０とを接合する。本実施形態では、封止部材４０に枠部材４１を設けているので、その枠部材４１と内側カバー６０とを接合する。具体的には、図２０～図２２に示すように、枠部材４１のＬ字形の面と内側カバー６０のフランジ６１とを、例えばシーム溶接により接合する。なお、図２２では、シーム溶接に用いられるローラ電極の一例を一点鎖線Ｒ１、Ｒ２で示している。これにより、枠部材４１のＬ字形の面と内側カバー６０のフランジ６１とが全周に亘り溶接接合され、内側カバー６０と封止部材４０との間に密閉空間が形成される。

次に、図６のステップＳ７で、密閉空間に消弧ガスを封止する。消弧ガスとして、例えば水素が用いられる。ただし、消弧ガスはそれに限らず、アークを消滅させるためのガスであればよい。消弧ガスは、封止部材４０に設けられたガス充填用パイプ５２を通じて密閉空間に充填される。密閉空間に消弧ガスを充満させた後、ガス充填用パイプ５２を潰すなどして閉塞する。これにより、密閉空間から消弧ガスが漏れることが防がれる。

続いて、ステップＳ８で、封止部材４０と外側カバー７０とを固定する。具体的には、図２３に示すように、外側カバー７０の開口部の内壁と、封止部材４０の外縁部４２とを嵌合により固定する。これにより、電磁継電器１が完成する。

ここで、上述した本実施形態の電磁継電器１と比較するため、比較例の電磁継電器１００について、図２４および図２５を参照して説明する。

比較例の電磁継電器１００では、駆動部１０の可動コア１４が固定コア１２に対して継電部２０とは反対側に配置されている。可動コア１４と固定コア１２との間には、復帰ばね１６が設けられている。可動コア１４と固定コア１２と復帰ばね１６は、励磁コイル１１の中央孔に設けられる有底筒部１０１の内側に収容されている。可動コア１４の中央穴の内壁とシャフト１５の外壁には、ねじ機構１０２が設けられている。シャフト１５と可動コア１４とは、ねじ機構１０２により固定されている。

励磁コイル１１のうち継電部２０側には、板状の第１接合部材１０３が設けられている。その第１接合部材１０３のうち励磁コイル１１とは反対側の面に、筒状の第２接合部材１０４が設けられている。その第２接合部材１０４のうち第１接合部材１０３とは反対側の部位に、有底筒状の封止容器１０５が設けられている。上述した有底筒部１０１、第１接合部材１０３、第２接合部材１０４および封止容器１０５は気密に接合され、その内側に、消弧ガスが封止される密閉空間が形成される。

第１固定端子２２１と第２固定端子２２２はいずれも、封止容器１０５の内側と外側を挿通し、封止容器１０５に固定されている。その第１固定端子２２１と第２固定端子２２２に対し、励磁コイル１１側に可動子２３が配置されている。可動子２３は、その中央部分に挿通孔２３１を有している。シャフト１５は、可動子２３の挿通孔２３１を挿通している。また、シャフト１５のうち可動子２３と固定コア１２との間には、ばね支持部１５３が設けられている。接圧ばね２４は、一端が可動子２３に当接し、他端がばね支持部１５３に当接し、可動子２３をシャフト１５の先端部側に付勢している。なお、接圧ばね２４の弾性力は、復帰ばね１６の弾性力より小さく設定されている。

図２４に示すように、励磁コイル１１への通電が行われていない非通電時には、復帰ばね１６の付勢力により可動コア１４は固定コア１２から離れた位置にある。そのため、可動子２３は、シャフト１５の先端部に当接支持され、固定端子２２から離れた位置に移動している。したがって、第１固定端子２２１と第２固定端子２２２との間が電気的に分離され、比較例の電磁継電器１００はオフ状態となっている。この状態で、固定コア１２と可動コア１４との距離をＡとし、可動接点２８１、２８２と固定接点２７１、２７２との距離をＢとする。

それに対し、図２５に示すように、励磁コイル１１への通電が行われる通電時には、復帰ばね１６の付勢力に抗して可動コア１４は固定コア１２側に磁気吸引されて固定コア１２と当接する。そのため、シャフト１５は固定端子２２側に移動し、可動子２３と固定端子２２の接点同士が当接する。したがって、第１固定端子２２１と第２固定端子２２２とが可動子２３を通じて電気的に導通するので、比較例の電磁継電器１００はオン状態となる。この状態で、シャフト１５の先端部と可動子２３との間にギャップＧｓが形成される。このギャップＧｓは、次の式２で表される。
Ｇｓ＝Ａ－Ｂ ・・・（式２）

以上説明した比較例の電磁継電器１００は、ギャップＧｓの大きさを、可動コア１４の中央穴の内壁とシャフト１５の外壁に設けたねじ機構１０２により調整する構成である。そのため、ギャップＧｓの大きさを直接的に調整できない構成となっている。

また、比較例の電磁継電器１００は、有底筒部１０１、第１接合部材１０３、第２接合部材１０４および封止容器１０５を接合することで、消弧ガスを封止する密閉空間が形成される構成となっている。そのため、電磁継電器１の製造工程において、ギャップＧｓの調整を行った後に、密閉空間を形成するための複数の部材を、例えば溶接加工などにより接合すると、その溶接加工の熱が駆動部１０または継電部２０に伝わり、製品ごとにギャップＧｓにばらつきが生じるおそれがある。

上述した比較例の電磁継電器１００に対し、本実施形態の電磁継電器１は、次の作用効果を奏するものである。
（１）本実施形態の電磁継電器１は、製造工程において、継電部２０と駆動部１０をそれぞれ励磁コイル１１への通電時と同一の状態として、爪部３１と凹部３２との圧入量の調整と共に、シャフト１５の端部の絶縁碍子１８と可動子２３とのギャップＧｓを調整可能に構成されている。
これによれば、電磁継電器１は、その製造工程において、駆動部１０と継電部２０とを組み合わせた中間部品に封止部材４０および内側カバー６０を取り付ける前の状態で、爪部３１と凹部３２との圧入量を調整しつつ、ギャップＧｓの調整を行うことが可能である。そして、ギャップＧｓの調整をした後、封止部材４０に固定した外部接続端子５０と固定端子２２とを接合し、封止部材４０と内側カバー６０とを接合し、その封止部材４０と内側カバー６０により形成される密閉空間に消弧ガスが注入される。そのため、シャフト１５の端部の絶縁碍子１８と可動子２３とのギャップＧｓを調整した後に駆動部１０または継電部２０に応力が作用する可能性のある工程は、外部接続端子５０と固定端子２２との接合だけなので、そのギャップＧｓが変化することが抑制される。したがって、この電磁継電器１は、消弧ガスが封止される密閉空間に駆動部１０と継電部２０を収容した構成において、ギャップＧｓのばらつきを低減することができる。

このように、本実施形態の電磁継電器１は、ギャップＧｓの調整後の加工による変形を抑制することができ、性能要求値を満足させるために、ギャップＧｓのばらつきを考慮して復帰ばね１６や励磁コイル１１を大型化する必要がなく、電磁継電器１の体格を小さくすることができる。電磁継電器１の体格を小型化することで材料費が抑えられ製造コスト低滅に繋がる。また、電磁継電器１を軽量化できるので、その電磁継電器１が搭載される車両の燃費向上に繋がる。

（２）本実施形態の電磁継電器１は、外部接続端子５０と固定端子２２との接合面２２ａ、５０ａが、シャフト１５の軸Ａｘに平行に形成されている。これによれば、外部接続端子５０と固定端子２２との接合時に、固定端子２２に対してシャフト１５の軸方向に作用する応力を低減可能である。そのため、外部接続端子５０と固定端子２２との接合時に、シャフト１５の軸方向に固定端子２２が変位することが抑制される。そのため、励磁コイル１１への通電状態で固定端子２２に当接する可動子２３の位置ずれが防がれる。したがって、ギャップＧｓを設定した後に、そのギャップＧｓが変化することを抑制することができる。

（３）本実施形態の電磁継電器１は、封止部材４０と内側カバー６０との間に環状の枠部材４１を備えている。その枠部材４１の一方の外縁の全周と封止部材４０とがろう付けにより接合され、枠部材４１の他方の外縁の全周と内側カバー６０のフランジ６１とが抵抗溶接により接合される構成となっている。
これによれば、封止部材４０を例えばセラミックなどの絶縁性材料で形成し、内側カバー６０を金属で形成した場合、封止部材４０と内側カバー６０との間に環状の枠部材４１を設けることで、消弧ガスを封止する密閉空間を確実に形成することができる。

（４）本実施形態の電磁継電器１は、絶縁性の外側カバー７０を備えている。その外側カバー７０と封止部材４０とが接合され、その外側カバー７０と封止部材４０により電磁継電器１の外郭が構成されている。
これによれば、内側カバー６０と外側カバー７０をいずれも封止部材４０に接合することで、部品点数を少なくすることができる。また、外側カバー７０と封止部材４０をいずれも絶縁性材料で形成することで、電磁継電器１と外部の電気部品との短絡を防ぐことができる。

（５）本実施形態の電磁継電器１の製造方法では、フレーム２１に設けられる凹部３２と、ヨーク１３に設けられる爪部３１との圧入により駆動部１０と継電部２０とを固定する際にギャップＧｓが調整される。その後、封止部材４０に固定された外部接続端子５０と固定端子２２とを接合し、封止部材４０と内側カバー６０とを接合することで、駆動部１０と継電部２０を密閉空間に収容した電磁継電器１が形成される。そのため、ギャップＧｓを調整した後に駆動部１０または継電部２０に応力が作用する工程は、外部接続端子５０と固定端子２２とを接合する工程だけなので、そのギャップＧｓが変化することが抑制される。したがって、この電磁継電器１の製造方法によれば、消弧ガスが封止される密閉空間に駆動部１０と継電部２０を収容した構成において、製品ごとのギャップＧｓのばらつきを低減することができる。

（６）本実施形態の電磁継電器１の製造方法において、外部接続端子５０と固定端子２２との接合方法は、外部接続端子５０に作用する熱応力または機械的応力に比べて、固定端子２２に作用する熱応力または機械的応力が小さい方法とされている。
これによれば、外部接続端子５０と固定端子２２とを接合する際、シャフト１５の軸方向に固定端子２２が変位することが抑制される。そのため、ギャップＧｓを設定した後に、そのギャップＧｓが変化することを抑制することができる。

（７）本実施形態の電磁継電器１の製造方法において、内側カバー６０と封止部材４０との接合は、枠部材４１を介して行われる。すなわち、枠部材４１の一方の外縁の全周と封止部材４０とをろう付けにより接合した後、枠部材４１の他方の外縁の全周と内側カバー６０とをシーム溶接により接合する方法が採用されている。
これによれば、封止部材４０を例えばセラミックなどの絶縁性材料で形成し内側カバー６０を金属で形成した場合、封止部材４０と内側カバー６０との間に枠部材４１を設けることで、消弧ガスを封止する密閉空間を確実に形成することができる。

（８）本実施形態の電磁継電器１の製造方法は、内側カバー６０を覆う絶縁性の外側カバー７０と封止部材４０とを接合し、外側カバー７０と封止部材４０により電磁継電器１の外郭を構成する工程を含んでいる。
これによれば、内側カバー６０と外側カバー７０をいずれも封止部材４０に接合することで、部品点数を少なくすることができる。また、外側カバー７０と封止部材４０をいずれも絶縁性材料で形成することで、電磁継電器１と外部の電気部品との短絡を防ぐことができる。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

（１）例えば、シャフト１５に対する絶縁端子１８の圧入量を調整することでギャップＧｓを調整してもよい。

（２）また、上記実施形態では、封止部材４０と内側カバー６０との間に枠部材４１を配置したが、これに限らず、枠部材４１を廃止し、封止部材４０と内側カバー６０とを直接接合してもよい。その場合、封止部材４０と内側カバー６０により、消弧ガスが封止される密閉空間が形成される。

（３）また、上記実施形態では、内側カバー６０の外側に絶縁性の外側カバー７０を備える構成としたが、これに限らず、外側カバー７０を廃止してもよい。

また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

１：電磁継電器、１０：駆動部、１１：励磁コイル、１２：固定コア、１３：ヨーク、
１４：可動コア、１５：シャフト、１６：復帰ばね、１８：絶縁碍子、２０：継電部、
２１：フレーム、２２：固定端子、２３：可動子、２４：接圧ばね、３０：圧入固定部、
３１：爪部、３２：凹部、４０：封止部材、５０：外部接続端子、６０：内側カバー、
２８１：第１可動接点、２８２：第２可動接点、２７１：第１固定接点、
２７２：第２固定接点、Ｇｓ：ギャップ

Claims (8)

1. 電磁継電器において、
   通電により磁界を形成する励磁コイル（１１）、前記励磁コイルの内径側に配置される固定コア（１２）、前記励磁コイルと前記固定コアを収容するヨーク（１３）、前記固定コアに対して相対移動可能な可動コア（１４）、前記可動コアに固定されて軸方向に往復移動可能なシャフト（１５）、および、前記可動コアを前記固定コアから離れる方向に付勢する復帰ばね（１６）を有する駆動部（１０）と、
   絶縁性材料で形成されるフレーム（２１）、前記フレームに固定される固定端子（２２）、前記固定端子に対して前記可動コアとは反対側に設けられ前記固定端子に対して相対移動可能な可動子（２３）、前記可動子を前記固定端子側に付勢する接圧ばね（２４）を有する継電部（２０）と、
   前記ヨークまたは前記フレームの一方に設けられる爪部（３１）と他方に設けられる凹部（３２）との圧入により前記駆動部と前記継電部とを固定する圧入固定部（３０）と、
   前記継電部および前記駆動部の外側に設けられる板状の封止部材（４０）と、
   前記封止部材が有する穴（４３）を挿通した状態で前記封止部材に固定されると共に、前記固定端子に接合される外部接続端子（５０）と、
   前記駆動部と前記継電部とを内側に収容した状態で前記封止部材に接合され、前記封止部材と共に内側に消弧ガスを封止する密閉空間を形成する内側カバー（６０）と、を備え、
   前記封止部材および前記内側カバーを取り付ける前の状態において、前記可動子が有する可動接点と前記固定端子が有する固定接点とを当接させ、且つ、可動部と前記固定コアとを当接させた状態として、前記爪部と前記凹部との圧入量の調整と共に、前記シャフトの端部（１８）と前記可動子とのギャップ（Ｇｓ）を調整可能に構成されている、電磁継電器。
2. 前記外部接続端子と前記固定端子との接合面（２２ａ、５０ａ）は、前記シャフトの軸（Ａｘ）に平行に形成されている、請求項１に記載の電磁継電器。
3. 前記封止部材と前記内側カバーとの間に設けられる環状の枠部材（４１）をさらに備え、
   前記枠部材の一方の外縁の全周と前記封止部材とがろう付けにより接合され、前記枠部材の他方の外縁の全周と前記内側カバーとが溶接またはろう付けにより接合されている、請求項１または２に記載の電磁継電器。
4. 前記内側カバーを覆う絶縁性の外側カバー（７０）をさらに備え、
   前記外側カバーと前記封止部材とが固定され、前記外側カバーと前記封止部材により電磁継電器の外郭が構成されている、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電磁継電器。
5. 電磁継電器の製造方法において、
   通電により磁界を形成する励磁コイル（１１）、前記励磁コイルの内径側に配置される固定コア（１２）、前記励磁コイルと前記固定コアを収容するヨーク（１３）、前記固定コアに対して相対移動可能な可動コア（１４）、前記可動コアに固定されて軸方向に往復移動可能なシャフト（１５）、および、前記可動コアを前記固定コアから離れる方向に付勢する復帰ばね（１６）が組み付けられた駆動部（１０）を用意すること（Ｓ１）と、
   絶縁性材料で形成されるフレーム（２１）、前記フレームに固定される固定端子（２２）、前記固定端子に対して前記可動コアとは反対側に設けられ前記固定端子に対して相対移動可能な可動子（２３）、および前記可動子を前記固定端子側に付勢する接圧ばね（２４）が組み付けられた継電部（２０）を用意すること（Ｓ２）と、
   前記可動子が有する可動接点と前記固定端子が有する固定接点とを当接させ、且つ、可動部と前記固定コアとを当接させた状態として、前記シャフトの端部と前記可動子とのギャップ（Ｇｓ）が所定の大きさとなるように、前記ヨークまたは前記フレームの一方に設けられる爪部（３１）と他方に設けられる凹部（３２）との圧入量を調整し、前記駆動部と前記継電部とを固定すること（Ｓ３）と、
   板状の封止部材（４０）が有する穴（４３）に外部接続端子（５０）を挿通した状態で前記封止部材と前記外部接続端子とを固定すること（Ｓ４）と、
   前記外部接続端子が固定された前記封止部材を前記継電部および前記駆動部の外側に配置し、前記外部接続端子と前記固定端子とを接合すること（Ｓ５）と、
   前記駆動部と前記継電部とを内側に収容する内側カバー（６０）と前記封止部材とを接合し、前記内側カバーと前記封止部材の内側に密閉空間を形成すること（Ｓ６）と、
   前記内側カバーと前記封止部材の内側に形成される前記密閉空間に消弧ガスを封止すること（Ｓ７）を含む電磁継電器の製造方法。
6. 前記外部接続端子と前記固定端子との接合方法は、前記外部接続端子に作用する熱応力または機械的応力に比べて、前記固定端子に作用する熱応力または機械的応力が小さい方法とされている、請求項５に記載の電磁継電器の製造方法。
7. 前記内側カバーと前記封止部材との接合は、前記封止部材と前記内側カバーとの間に設けられる環状の枠部材の一方の外縁の全周と前記封止部材とをろう付けにより接合した後、前記枠部材の他方の外縁の全周と前記内側カバーとを溶接またはろう付けにより接合することにより行われる、請求項５または６に記載の電磁継電器の製造方法。
8. 前記内側カバーを覆う絶縁性の外側カバー（７０）と前記封止部材とを接合し、前記外側カバーと前記封止部材により電磁継電器の外郭を構成すること（Ｓ８）をさらに含む、請求項５ないし７のいずれか１つに記載の電磁継電器の製造方法。
   

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