JPH11345555A - 電磁継電器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産効率が高く、開閉特性にばらつきが生じ
ない電磁継電器を提供することにある。 【解決手段】 可動鉄片３１の下面略中央に回動支持用
ヒンジばね３３を配置する。さらに、このヒンジばね３
３の両側に配置した永久磁石３２ａ，３２ｂを前記可動
鉄片３１の下面に接合一体化する。そして、前記ヒンジ
ばね３３と永久磁石３２ａ，３２ｂとの間に平面略コ字
形の可動接触片３４，３５の中間部を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電磁継電器、特に、
その可動ブロックの内部構造に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、電
磁継電器としては、例えば、特開平８−１２４４６９号
公報に記載のものがある。すなわち、前記電磁継電器
は、断面略コ字形の鉄芯にコイルを巻回して形成した電
磁石ブロックと、この電磁石ブロックに２次成形を施
し、上面から前記鉄芯の両端磁極部が露出するように形
成したベースブロックと、可動鉄片の中間部に形成した
絶縁台にて可動接触片を一体化し、前記ベースブロック
の上面で回動可能に支持するとともに、可動鉄片の両端
部を前記鉄芯の両端磁極部に交互に接離可能に配置した
可動ブロックとからなる。そして、前記電磁石ブロック
の励磁，消磁に基づいて回動する前記可動ブロックの可
動接触片で、接点を開閉する。

【０００３】しかしながら、前述の電磁継電器にかかる
可動ブロックは、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、
可動鉄片３と可動接触片５，６との絶縁性を確保するた
め、前記可動接触片５，６の中間部５０，６０を、前記
可動鉄片３に馬乗り状態となるようにそれぞれ屈曲して
いた。このため、曲げ加工を可動接触片５，６に行う必
要があり、生産工数が多いので、生産効率が悪い。ま
た、前述の曲げ加工は高い寸法精度で行うことが困難で
あるだけでなく、捩じれが生じ易い。特に、表面実装タ
イプの電磁継電器では、熱ストレスにより、曲げ加工に
よって蓄積された残留応力が解放され、捩じれが発現し
やすい。このため、部品精度が低下し、可動接点が固定
接点に片当たりしやすくなるので、開閉特性にばらつき
が生じるという問題点があった。

【０００４】本発明にかかる電磁継電器は、前記問題点
に鑑み、生産効率が高く、開閉特性にばらつきのない電
磁継電器を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる電磁石装
置は、前記目的を達成するため、断面略コ字形の鉄芯に
コイルを巻回して形成した電磁石ブロックと、この電磁
石ブロックに２次成形を施し、上面から前記鉄芯の両端
磁極部が露出するように形成したベースブロックと、可
動鉄片の中間部に形成した絶縁台にて可動接触片を一体
化し、前記ベースブロックの上面で回動可能に支持する
とともに、可動鉄片の両端部を前記鉄芯の両端磁極部に
交互に接離可能に配置した可動ブロックとからなり、前
記電磁石ブロックの励磁，消磁に基づいて回動する前記
可動ブロックの可動接触片で、接点を開閉する電磁継電
器において、前記可動鉄片の下面略中央に回動支持用ヒ
ンジばねを配置し、このヒンジばねの少なくとも片側に
配置した永久磁石を前記可動鉄片の下面に接合一体化す
るとともに、前記ヒンジばねと永久磁石との間に平面略
コ字形の可動接触片の中間部を配置した構成としてあ
る。

【０００６】また、前記ヒンジばねの両側に平面略コ字
形の可動接触片をそれぞれ配置してもよい。

【０００７】さらに、前記可動接触片および前記ヒンジ
ばねを連結一体化して平面略Ｈ字形としてもよい。

【０００８】そして、前記可動ブロックの左右両側にお
ける永久磁石の磁力をアンバランスにしてもよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明にかかる実施形態を
図１ないし図１２の添付図面に従って説明する。すなわ
ち、第１実施形態にかかる電磁継電器は、図１ないし図
１０に示すように、大略、電磁石ブロック１０に２次成
形を施して形成したベースブロック２０と、可動ブロッ
ク３０と、ケース４０とからなるものである。ちなみ
に、この電磁継電器の外形寸法（横幅×縦幅×高さ）は
１０ｍｍ×６．５ｍｍ×５ｍｍである。

【００１０】前記電磁石ブロック１０は、図３（ｂ）お
よび図４に示すように、略コ字形の鉄芯１１にコイル１
６を巻回したものである。前記電磁石ブロック１０の製
造方法としては、図５に示すように、まず、略コ字形の
鉄芯１１に１次成形を施してスプール１２を形成する。
このスプール１２は、鉄芯１１の両端にそれぞれ形成し
た鍔部１３，１４からなるものである。そして、前記鍔
部１４の両側面から突出した一対の連結片１８が軸心方
向に沿って延在している。さらに、前記鉄芯１１の中間
部にコイル１６を巻回し、その引き出し線を前記鍔部１
３にインサート成形した中継端子１７のからげ部１７ａ
にからげてハンダ付けしてある（図６）。

【００１１】ベースブロック２０は、図７ないし図９に
示すように、リードフレーム５０に接続した前記電磁石
ブロック１０に２次成形を施して形成したものである。
前記リードフレーム５０には、共通端子２１，固定接点
端子２２，２３およびコイル端子２４を切り出して屈曲
してあるとともに、支持片５１を切り出して屈曲してあ
る。ただし、前記固定接点端子２２，２３には、固定接
点２２ａ，２３ａが予めそれぞれ設けられている。

【００１２】そして、電磁石ブロック１０の中継端子１
７をリードフレーム５０のコイル端子２４の自由端部に
溶接一体化するとともに、前記連結片１８をリードフレ
ーム５０の支持片５１に溶接一体化した後、これらを金
型に位置決めして２次成形を行う。そして、前記リード
フレーム５０から連結片１８を切断するとともに、各端
子２１〜２４を切り離して屈曲することにより、ベース
ブロック２０が完成する。このとき、各端子２１〜２４
の基部はベースブロック２０の外側面と略面一になって
いる。

【００１３】前記ベースブロック２０の側面から突出す
る各端子２１〜２４は、例えば、図８（ｂ），（ｃ）に
示すように、その基部に巾狭部２１ｂ，２２ｂ，２３
ｂ，２４ｂ（巾狭部２１ｂ，２４ｂは図示せず。）を形
成してある。このため、各端子２１〜２４を下方側に屈
曲すると、基準面を形成する金型を使用せずとも、所定
の位置から高い寸法精度で屈曲でき、曲げ位置にばらつ
きが生じない。この結果、各端子２１〜２４はベースブ
ロック２０の外側面に設けた浅溝に嵌合し、これらの外
側面が略面一になる。なお、各端子２１〜２４の厚さ寸
法が、例えば、０．１５ｍｍである場合、屈曲前におけ
るベースブロック２０の側面から各巾狭部２１ｂ〜２４
ｂまでの距離は、０〜０．０５ｍｍあればよい。

【００１４】前述の２次成形によって得られたベースブ
ロック２０は、図１に示すように、その上面に浅底の凹
所２５を有し、この凹所２５の底面の略中央部に一対の
凸部２６ａ，２６ｂが突設されている。一方の凸部２６
ａは、その頂部が後述する可動ブロック３０に線接触す
るように長い稜線を有している。他方の凸部２６ｂは、
巾方向の寸法精度のばらつきを吸収するため、凸部２６
ａよりも短い稜線の頂部を有している。

【００１５】前記凹所２５の隅部には固定接点端子２
２，２３の固定接点２２ａ，２３ａがそれぞれ露出して
いる。また、隣り合う固定接点２２ａ，２２ａの間、お
よび、隣り合う固定接点２３ａ，２３ａの間には、鉄芯
１１の磁極部１１ａ，１１ｂがそれぞれ露出している。
さらに、鉄芯１１の磁極部１１ａ，１１ｂは平面略コ字
形の絶縁壁２７で固定接点２２ａ，２３ａからそれぞれ
仕切られている。また、前記絶縁壁２７自身の対向する
外側面はテーパ面となっている（図４）。そして、前記
ベースブロック２０の開口縁部のうち、その側辺の略中
央部の隅部から共通端子２１の接続受け部２１ａが露出
している。

【００１６】また、図１および図２に示すように、前記
ベースブロック２０の両側端面の中央に突部２８が突設
している。この突部２８は、図３（ｂ）に示すように、
連結片１８、固定接点端子２３およびコイル端子２４の
切り残した端部１８ａ，２３ｃおよび２４ｃよりも前方
に突出している。これは、ベースブロック２０を連続し
て搬送する場合に、例えば、端部２３ｃと端部２４ｃと
が相互に乗り上げたり、引っ掛かり合うのを防止するた
めである。

【００１７】可動ブロック３０は、図１０（ａ），
（ｂ），（ｃ）に示すように、可動鉄片３１の下面に、
所定間隔だけ離した一対の永久磁石３２ａ，３２b（図
１０（ａ）中、永久磁石３２ａは図示せず。）を接合
し、さらに、前記永久磁石３２ａ，３２ｂの間に配した
略Ｉ字形ヒンジばね３３の両側に、一対の略コ字形の可
動接触片３４，３５を線対称に並設した後、樹脂モール
ドで絶縁台３６を形成し、一体化したものである。

【００１８】前記永久磁石３２ａ，３２ｂは可動鉄片３
１よりも巾狭であり、可動鉄片３１のいわゆるだれ面に
重ね合わせてある。これは、可動鉄片３１にプレス加工
を施した際に生じる、いわゆるかえりに、永久磁石３２
ａ，３２ｂが当接するのを防止し、両者の間に隙間が生
じないようにするためである。

【００１９】また、可動鉄片３１と永久磁石３２ａ，３
２ｂとの接合面縁部を部分的に仮止めした後、樹脂モー
ルドしてもよい。仮止め方法としては、例えば、レーザ
溶接，ガスバーナーによる溶接，スポット溶接等の既存
の方法を利用できる他、両者の接合面に形成した接合用
金属薄膜を溶融して一体化してもよい。接合用金属薄膜
としては、例えば、ニッケル，亜鉛，カドミニウム，
錫，銅，クロム，鉛，銀，金，パラジウム等の単体また
はこれらの合金が挙げられる。また、接合用金属薄膜の
形成方法としては、メッキ，蒸着，塗布等の既存の方法
から選択できる。さらに、接合用金属薄膜は、接合面全
面に形成してもよく、また、接合面の縁部のみ、あるい
は、中央部のみに形成してもよい。そして、前記接合用
金属薄膜を溶融する方法としては、レーザの照射，ガス
バーナーによる加熱，電気抵抗による既存の加熱方法が
挙げられる。

【００２０】ヒンジばね３３は、薄板ばね材を平面略Ｉ
字形に打ち抜いて形成したものである。そして、その両
端部には、略Ｔ字形の接続部３２ｃが延在している。

【００２１】可動接触片３４，３５は、導電性薄板ばね
材を平面略コ字形に打ち抜いて形成したものであり、巾
方向に分割して形成した両端部の各分割片に、可動接点
３４ａ，３５ａがそれぞれ設けられている。

【００２２】可動ブロック３０の成形方法としては、例
えば、可動接点３４ａ，３５ａを設けた図示しないリー
ドフレームからプレス加工でヒンジばね３３および可動
接触片３４，３５を切り出した後、金型に位置決めす
る。ついで、仮止めした可動鉄片３１および永久磁石３
２ａ，３２ｂを前記金型に位置決めした後、樹脂モール
ドで絶縁台３６を形成し、一体化する方法が挙げられ
る。なお、前記可動鉄片３１は、鉄芯１１の磁極部１１
ａ，１１ｂに当接する部分を除き、その全表面を樹脂モ
ールドして絶縁特性を高めておいてもよい。

【００２３】そして、前記ベースブロック２０に可動ブ
ロック３０を上方から落とし込み、絶縁台３６の下面に
設けた一対の凹部３６ａ，３６ｂ（図２）を、ベースブ
ロック２０の上面に突設した凸部２６ａ，２６ｂにそれ
ぞれ嵌合すると、自動的に位置決めされる。さらに、前
記ヒンジばね３３の接続部３３ａを、ダミー端子である
共通端子２１の接続受け部２１ａに溶接することによ
り、可動ブロック３０が回動可能に支持される。

【００２４】本実施形態では、絶縁台３６の下面に設け
た凹部３６ａ，３６ｂをベースブロック２０の凸部２６
ａ，２６ｂにそれぞれ嵌合して支持するものである。そ
して、例えば、凸部２６ａ，２６ｂ間の距離に加工公差
によるばらつきがあっても、前記凸部２６ｂの頂部の稜
線が凸部２６ａのそれよりも短く、加工公差のばらつき
を吸収できる。このため、加工公差のばらつきによる動
作不良を回避できる。また、絶縁台３６の凹部３６ａ，
３６ｂと、ベースブロック２０の凸部２６ａ，２６ｂと
の接触部分は、回動軸となる接続部３２ｃと略同一平面
上に位置している。このため、回動軸心のばらつきによ
るがたつきがなく、円滑な回動運動が得られる。

【００２５】なお、本実施形態では、２個の凸部２６
ａ，２６ｂを形成する場合について説明したが、必ずし
もこれに限らず、１個であってもよく、２個以上であっ
てもよい。また、前記凸部２６ａ，２６ｂの形状は、前
述のものに限らず、その頂部が三角柱，円錐形あるいは
半球形であってもよい。さらに、凸部２６ａ，２６ｂの
頂部を鋭角な形状とする一方、凹部３６ａ，３６ｂの底
面を鈍角な形状とすることにより、回動支点にがたつき
が生じにくい構造としてもよい。

【００２６】そして、この電磁継電器では、可動鉄片３
１と可動接触片３４，３５との空間距離が約０．９ｍｍ
である。しかし、図３に示すように、ベースブロック２
０に可動ブロック３０を組み付けた結果、略コ字形の絶
縁壁２７が可動鉄片３１と可動接触片３４，３５とを仕
切っている。このため、両者間の沿面距離が長くなり、
絶縁特性が高い。ついで、絶縁台３６の両端部３６ｃ，
３６ｄが長く延在し、絶縁壁２７に重なり合っている。
このため、両者間の延面距離がより一層長くなり、絶縁
特性が向上するという利点がある。

【００２７】ケース４０は、図１に示すように、前記ベ
ースブロック２０に嵌合可能な箱形状を有し、その開口
縁部に嵌合用切り欠き部４１が形成されている。また、
ケース４０は、天井面縁部にガス抜き孔４２を有してい
る。さらに、ケース４０は、図２に示すように、その天
井面に絶縁用リブ４３を突設してある。この絶縁用リブ
４３は、その一端部がケース４０の内側面に連続してお
り、前記ベースブロック２０の絶縁壁２７に接合する接
合面がテーパ面となっている。

【００２８】そして、可動ブロック３０を組み付けたベ
ースブロック２０にケース４０を組み付け、前記端子２
１〜２４に切り欠き部４１をそれぞれ嵌合する。これに
より、図４に示すように、ケース４０の絶縁用リブ４３
が前記ベースブロック２０に設けた絶縁壁２７の外側面
に当接する。このため、両者間の沿面距離が長くなり、
絶縁特性が向上する。また、絶縁壁２７および絶縁用リ
ブ４３のいずれの接合面もテーパ面となっているので、
スムーズな組立が可能であり、組立作業が容易になると
いう利点がある。なお、絶縁用リブ４３は絶縁壁２７の
対向する内側面に当接するようにしてもよい。

【００２９】ついで、ベースブロック２０とケース４０
との接合面をシールした後、ケース４０のガス抜き孔４
２から内部ガスを抜き、前記ガス抜き孔４２を熱封止す
ることにより、組立作業が完了する。

【００３０】次に、前述の構造を有する電磁継電器の動
作について説明する。まず、電磁石ブロック１０のコイ
ル１６に電圧が印加されていない場合、永久磁石３２
ａ，３２ｂの磁束による磁力により、可動鉄片３１の一
端部３１ａが鉄芯１１の磁極部１１ａに吸着し、磁気回
路を閉成しているとともに、可動接触片３４の可動接点
３４ａ，３４ａが固定接点２２ａ，２２ａにそれぞれ接
触している。

【００３１】そして、前記電磁石ブロック１０のコイル
１６に、永久磁石３２ａ，３２ｂの磁束を打ち消す磁束
が生じるように電圧を印加すると、永久磁石３２ａ，３
２ｂの磁力に抗して可動鉄片３１が回動し、これにつれ
て可動接触片３４，３５が回動する。このため、可動接
点３４ａが固定接点２２ａから開離した後、可動接点３
５ａが固定接点２３ａに接触し、可動鉄片３１の他端部
３１ｂが鉄芯１１の磁極部１１ｂに吸着する。そして、
前述の電圧の印加を解いても、永久磁石３２ａ，３２ｂ
の磁力により、可動ブロック３０は、その状態を保持す
る。

【００３２】さらに、前述の印加方向と逆方向の電圧を
コイル１６に印加すると、永久磁石３２ａ，３２ｂの磁
力に抗し、可動鉄片３１が前述の回動方向と逆方向に回
動し、これにつれて可動接触片３４，３５も回動する。
このため、可動接点３５ａが固定接点２３ａから開離
し、可動接点３４ａが固定接点２２ａに接触した後、可
動鉄片３１の一端部３１ａが鉄芯１１の磁極部１１ａに
吸着し、元の状態に復帰する。

【００３３】第２実施形態は、図１１に示すように、ヒ
ンジばね３３および可動接触片３４，３５を連結一体化
し、平面略Ｈ字形に形成した場合である。他は、前述の
第１実施形態とほぼ同様であるので、説明を省略する。
本実施形態によれば、可動ブロック３０を形成する部品
点数,組立工数が減少し、生産性が向上するという利点
がある。

【００３４】第３実施形態は、図１２に示すように、永
久磁石３２ａ，３２ｂの大きさを異ならしめることによ
り、磁気的不均衡を意図的に生じさせる場合である。な
お、磁気的不均衡は、永久磁石３２ａ，３２ｂの大きさ
を同一とし、磁力の大きさを異ならしめてもよい。ま
た、同一の永久磁石を非対称に配置して磁気的不均衡と
してもよい。さらに、片側の永久磁石だけを可動ブロッ
クに一体成形して磁気的不均衡を得てもよい。本実施形
態によれば、永久磁石を適宜選択することにより、磁気
バランスを任意に設定でき、設計の自由度が広がるとい
う利点がある。

【００３５】前述の実施形態では、自己保持タイプの電
磁継電器について説明したが、必ずしもこれに限らず、
自己復帰タイプの電磁継電器に適用してもよいことは勿
論である。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の請求項１にかかる電磁継電器によれば、可動接触片を
従来例のように折り曲げる必要がない。このため、生産
工数が少なく、生産効率の高い電磁継電器が得られる。
また、曲げ加工を必要とせず、単なる打ち抜き加工で可
動接触片を形成できるので、高い寸法精度で製造でき
る。特に、従来例のような捩じれが発現せず、熱ストレ
スが加わっても、曲げ加工に基づく残留応力が生じな
い。この結果、部品精度が低下ぜず、可動接点が固定接
点に片当たりすることがないので、安定した開閉特性を
有する電磁継続電器が得られる。請求項２によれば、ヒ
ンジばねの両側に一対の略コ字形の可動接触片を配置し
てある。このため、異なる電気回路を交互に開閉できる
電磁継電器が得られる。請求項３によれば、ヒンジばね
および可動接触片が連結一体化されるので、部品点数,
組立工数が少なくなり、生産性の高い電磁継電器が得ら
れる。請求項４によれば、左右の磁気特性を任意に異な
らしめることにより、所望の動作特性を有する電磁継電
器が得られ、設計の自由度が広がるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本願発明の一実施形態を示す電磁継電器の分
解斜視図である。

【図２】 図１にかかる電磁継電器を下方から視た場合
の分解斜視図である。

【図３】 図１に示した電磁継電器の組立後を示し、図
（ａ）は平面部分断面図、図（ｂ）は正面部分断面図で
ある。

【図４】 図３（ａ）に示した電磁継電器の側面断面図
である。

【図５】 スプールを一体成形した鉄芯を示し、図
（ａ）は上方から視た斜視図、図（ｂ）は下方から視た
斜視図である。

【図６】 電磁石ブロックを示し、図（ａ）は上方から
視た斜視図、図（ｂ）は下方から視た斜視図である。

【図７】 電磁石ブロックの２次成形方法を説明するた
めの斜視図である。

【図８】 電磁石ブロックの２次成形方法を示し、図
（ａ）は平面図、図（ｂ）および図（ｃ）は要部拡大平
面図である。

【図９】 電磁石ブロックの２次成形方法を示し、図
（ａ）は側面図、図（ｂ）は正面図である。

【図１０】 樹脂モールドした可動ブロックを示し、図
（ａ）は平面図、図（ｂ）は正面断面図、図（ｃ）は側
面断面図である。

【図１１】 第２実施形態にかかる樹脂モールドした可
動ブロックを示し、図（ａ）は平面図、図（ｂ）は正面
断面図、図（ｃ）は側面断面図である。

【図１２】 第３実施形態にかかる樹脂モールドした可
動ブロックを示し、図（ａ）は平面図、図（ｂ）は正面
断面図、図（ｃ）は側面断面図である。

【図１３】 従来例にかかる可動ブロックを示し、図
（ａ）は平面図、図（ｂ）は正面図である。

【符号の説明】

１０…電磁石ブロック、１１…鉄芯、１１ａ，１１ｂ…
磁極部、１２…スプール、１３，１４…鍔部、１６…コ
イル、１７…中継端子、１８…連結片、１８ａ…端部、
２０…ベースブロック、２１…共通端子、２１ａ…接続
受け部、２１ｂ…巾狭部、２２，２３…固定接点端子、
２２ａ，２３ａ…固定接点、２２ｂ，２３ｂ…巾狭部、
２２ｃ，２３ｃ…端部、２４…コイル端子、２４ｂ…巾
狭部、２４ｃ…端部、２５…凹所、２６ａ，２６ｂ…凸
部、２７…絶縁壁、２８…突部、３０…可動ブロック、
３１…可動鉄片、３２ａ，３２ｂ…永久磁石、３３…ヒ
ンジばね、３３ａ…接続部、３４，３５…可動接触片、
３４ａ，３５ａ…可動接点、３６…絶縁台、３６ａ，３
６ｂ…凹部、３６ｃ，３６ｄ…端部、４０…ケース、４
１…切り欠き部、４２…ガス抜き孔、４３…絶縁用リ
ブ、５０…リードフレーム、５１…支持片。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面略コ字形の鉄芯にコイルを巻回して
   形成した電磁石ブロックと、 この電磁石ブロックに２次成形を施し、上面から前記鉄
   芯の両端磁極部が露出するように形成したベースブロッ
   クと、 可動鉄片の中間部に形成した絶縁台にて可動接触片を一
   体化し、前記ベースブロックの上面で回動可能に支持す
   るとともに、可動鉄片の両端部を前記鉄芯の両端磁極部
   に交互に接離可能に配置した可動ブロックとからなり、 前記電磁石ブロックの励磁，消磁に基づいて回動する前
   記可動ブロックの可動接触片で、接点を開閉する電磁継
   電器において、 前記可動鉄片の下面略中央に回動支持用ヒンジばねを配
   置し、このヒンジばねの少なくとも片側に配置した永久
   磁石を前記可動鉄片の下面に接合一体化するとともに、
   前記ヒンジばねと永久磁石との間に平面略コ字形の可動
   接触片の中間部を配置したことを特徴とする電磁継電
   器。
2. 【請求項２】 前記ヒンジばねの両側に平面略コ字形の
   可動接触片をそれぞれ配置したことを特徴とする請求項
   １に記載の電磁継電器。
3. 【請求項３】 前記可動接触片および前記ヒンジばねを
   連結一体化して平面略Ｈ字形にした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. 【請求項４】 前記可動ブロックの左右両側における永
   久磁石の磁力をアンバランスにしたことを特徴とする請
   求項１ないし３のいずれか１項に記載の電磁継電器。