JPS63231828A - 電気機器の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電磁継電器、スイッチ等のように、合成樹脂
のベースに端子が一体的に成形されている電気機器の製
造方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、前記電気機器は、合成樹脂からなるベースを、導
電性板材を打ち抜いてリードフレームに形成されている
複数の端子と一体的に成形した後、前記端子をリードフ
レームから分離して下方に折り曲げ、この状態で前記ベ
ースをプラテン等に載せて組立工程に搬送し、ベースに
種々の構成部品をビルドアップするようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前記電気機器の製造方法では、次のよう
な問題点がある。

即ち、電気機器そのものと直接関係無いプラテンを必要
とする。また、プラテンに載せて搬送する場合、通常、
搬送過程でストッパに衝突させてベースを位置決めし、
そのうえで組立作業を行うため、ストッパと衝突する際
のバックラッシュによりベースの位置が狂い組立精度に
劣るとともに、これを防止して位置精度を向上しようと
すれば、そのために余分な時間を要して組立のサイクル
タイムが長くなり、生産効率が低下する。さらに、組立
中に特性チェックを行うべくベースの下方から特性チェ
ック用の接触子を端子に導通させる場合、隣接する端子
が邪魔になって所定の端子に接触子を導通させるのが難
しい。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明は前記問題点を解決するためになされたもので、
電気機器を、導電性板材を打ち抜いてリードフレームに
一体的に形成された端子を、合成樹脂からなるベースに
一体的に埋め込み、前記ベースを前記リードフレームを
キャリアとして搬送しつつ、前記ベースに構成部品を組
み込んで製造するようにしたものである。

（実施例） 以下、本発明を一実施例である添付図面を参照して説明
する。

第１図、第２図は電磁継電器を示し、この電磁継電器は
、概略、ベース１．電磁石ブロック２．接極子ブロック
３．及びケース４で構成されている。

■、概略構成 以下、各部の構成について説明する。

（１）ベース！ ベースｌは絶縁性の合成樹脂からなり、ベース本体ＩＯ
には上方に開放された収容部１１が形成され、長辺方向
の両性側部には上下方向に溝部ＩＯａ、　ｌ　Ｏｂ、　
Ｉ　Ｏｂ、　１０ｃ、　１０ｃがそれぞれ形成されてい
る。

溝部１０ｂ、ＩＯｃは、溝部１０ａを中心に左右に対称
に振り分けられており、溝部１０ａ、　Ｉ　Ｏｂ、１０
ｃには夫々共通端子！２．固定接点端子１３．コイル端
子１４のリード部が夫々位置させである。

各端子＋２．１３．１４の上部はベース本体１０の中に
埋め込まれて一体化されており、共通端子１２の先端接
点部１２ａ、１２ａは、本体ＩＯの長辺方向略中央部に
形成されている凹１１８の上面に露出し、固定接点端子
１３の固定接点１３ａは収容部１１の四隅に形成された
台部１５の上面に夫々露出し、コイル端子１４の接点部
１４ａは前記台部１５の短辺方向内側に形成され、台部
１５よりも一段と低くなった凹所１６の底面に夫々露出
させてあり、コイル端子接点部１４ａの裏面には、ベー
ス本体ＩＯの外部に通じる溶接電極挿入用の案内部１７
が形成されている。

なお、ベース１の成形方法については後に詳述する。

（ｉｉ）電磁石ブロック２ 電磁石ブロック２は、概略、鉄心２０．スプール２３．
コイル２７．永久磁石２８で構成されている。

鉄心２０は、第３図に示すように、磁性材からなる長方
形板材の両端部を上方に屈曲して鉄心本体２２の両側に
対向する磁極片２１ａ、２１ｂを夫々形成し、一方の磁
極片２１ａの上端部をさらに外方に屈曲して前記鉄心本
体２２にほぼ平行な水平部２１ｃが形成されている。

永久磁石２８は上下に夫々磁極が形成された長方形状の
もので、鉄心本体２２の略中央部に配置されている。

スプール２３は鉄心本体２２を被覆するように鉄心２０
に一体的に形成されており、両端部には鍔部２４．２４
が形成されていると共に、これらの間には鍔部を兼用し
た保持部２９が形成され、該保持部２９は、永久磁石２
８をその上部が露出した状態で一体的に保持するととも
に、上面であって鉄心２０の両端側には、鉄心２８の長
手方向に断面半円形状の凹溝２９ａ、２９ａが形成され
てぃる。

コイル２７は鍔部２４，２４と保持部２９の間に夫々巻
回されており、端部は鍔部２１．２１に一体成形されて
いる中継端子２５のコイル巻回部２６にそれぞれ電気的
に接続されている。

ところで、前記スプール２３は、上下２分割された金型
内に、永久磁石２８を載置した鉄心２０と中継端子２５
とを所定の位置に収容し、樹脂を注入して一体的に形成
される。なお、このとき、樹脂を下方から注入するよう
にすれば、その注入圧によって永久磁石２８は上部金型
に押し付けられ、永久磁石２８の上面と保持部２９の凹
溝２９ａとのギャップを正確に規定することができる。

なお、これにより、永久磁石２８の下面と鉄心２２の上
面との間には隙間が生じることになるが、その隙間はほ
んの僅かであるため問題ない。

また、磁極片２１ａ、２１ｂの上面を、上部金型と微小
ギャップをもって保持し、鍔部２４，２４の上面を磁極
片２１ａ、２１ｂの上面よりも僅かに高くして、接極子
３０を前記磁極片２１ａ、２１ｂの上面の回りで受ける
ようにすれば、接極子３０と前記磁極片２１ａ、２１ｂ
との吸着時のギャップは、前記微小ギャップに保たれる
。このため、遮磁板は不要になる。

（山）接極子ブロック３ 接極子ブロック３は、接極子３０．可動接触片３１．３
１．支持部３６で構成されている。

接極子３０は磁性材からなる長方形板材で、可動接触片
３１は両端側にいわゆるツイン構造の接点機構を設けて
夫々に可動接点３２を有し、中央部を側方に延設して導
出部３４を形成するとともに、その先端を接極子３０に
沿って両側に延設して翼部３５．３５を形成したＴ字状
の接点接続部３３を有するもので、可動接触片３１は接
極子３０の長辺方向両側部にこれと平行に配置され、合
成樹脂からなる絶縁性の支持部３６により、接極子３０
に一体化されている。ただし、一体化された状態で、前
記Ｔ字状の接続部３３は、支持部３６の側部に突出させ
である。

前記支持部３６の下面両側には、前記電磁石ブロック２
の凹溝２９ａ、２９ａに対応して、先端部を凹溝２９ａ
よりも小径の半円形断面に形成した凸条３７，３７（第
３図参照）が形成してあり、その高さは、凸条３７，３
７を凹溝２９ａ、２９ａに位置させた状態で、接極子中
央部３０ａの下面と永久磁石２８の上面との間にほんの
僅かなギャップが生じるようにしである。

（１ｖ）ケース４ ケース４は合成樹脂からなりベース１に外装しうる箱形
状としである。

■９組立 以上の構成からなる電磁継電器の組立について説明する
。

まず、第２図において、後に詳述する方法により形成さ
れたベースｌの収容部１１に電磁石ブロック２を装着す
る。この状態で、電磁石ブロック２の中継端子２５は、
第３図に示すように、ベースｌの凹所１６の底面に露出
したコイル端子接続部１４ａ上に位置する。ただし、本
実施例において、第３図に示すように、スプール鍔部２
４の底面から中継端子２５の下面までの高さくｈυは、
収容部１１の底面からコイル端子接点部１４ａの上面ま
での高さくり、）よりも若干高く設定されているため、
中継端子２５と接点部１４ａとは離間している。

したがって、溶接機（図示せず）の一方の電極を案内部
Ｉ７から上方に向かって差し込んでコイル端子接点部１
４ａの下面に当接し、他方の電極を中継端子２５の上面
に押しあて、中継端子２５を弾性変形してコイル端子接
点部１４ａに押圧した状態で両者を溶接して一体化する
。

したがって、中継端子２５自身の復元力により、電磁石
ブロック２はベースｌに押し付けられた状態で強固に固
定される。

なお、レーザ等で中継端子２５と接点部１４ａとを溶接
する場合は、ベース１に電磁石ブロック２を装着した状
態で、端子２５と接点部１４ａとを重ね合わせる。また
、案内部１７は不要である。

次に、第３図に示すように、接極子ブロック３の凸条３
７を電磁石ブロック２の凹溝２９ａに位置させ、接極子
ブロック３を凹溝２９と凸条３７との接点を支点として
矢印ａ、ａ’方向に揺動可能に支持させる。

ここで、前述したように、電磁石ブロック２のスプール
２３を成形する際に、永久磁石２８の上面と凹溝２９ａ
との間隔は正確に規定されているため、前記凹溝２９ａ
に支持される接極子３０の下面と永久磁石２８の上面と
の間には微小ギャップが正確に形成される。

接極子３０の両端部は、電磁石ブロック２の磁極片２１
ａ、２１ｂの、上面に対向し、これらの間には作用空間
Ｓ、Ｓが形成されるとともに、永久磁石２８の磁力に基
づき、永久磁石２８．鉄心２０゜接極子３１を結ぶ磁気
回路が形成される。

可動接触片３１のＴ字状接続部３３は、その翼部３５．
３５が夫々共通端子接点部１２ａ、１２ａの上に位置す
ると共に、可動接点３２は固定接点１３ａに対向し、第
３図に示すように、接極子ブロック２が矢印ａ（ａ’　
）方向に動作した状態で図中右側（左側）の可動接点３
２と固定接点１３ａとが接触する一方、左側（右側）の
接点３２と１３ａとが離間して作用空間Ｓが形成される
ようになっている。

次に、Ｔ字状接続部３３における翼部３５．３５の先端
側を、接続部１２ａ、１２ａにそれぞれ溶接して両者を
電気的に接続する。

なお、Ｔ字状接続部３３において、導出部３４は細く、
かつ、翼部３５の付は根の部分には半円形の切欠部３６
（第１図参照）が形成しであるため、導出部３４の捩り
抵抗及び翼部３５の根元の曲げ剛性は小さく、接極子ブ
ロック３の揺動動作を円滑に行うことができる。

最後に、以上のごとく内部構成部品を装着したベースｌ
にケース４を外装し、ベースｌとケース４との間に樹脂
５を充填して封止する。

■、動作 以上のようにして形成された電磁継電器の動作について
説明する。

コイル端子Ｉ４に電流が印加されていない無励磁状態に
あっては、鉄心２０の磁極片２１ａと２１ｂとでは、磁
極片２１ａの方が接極子３１との対向面積が大きく左右
の磁気バランスが崩れているため、接極子３１は矢印ａ
方向に動作して第３図に示す状態を保持する。

コイル端子１４を介して左右のコイル２７．２７に電流
を印加し、また、その方向を切り替えて鉄心２０を励磁
することにより、第３図に示すように、接極子ブロック
３は凹溝２９ａと凸条３７との接点を支点として、矢印
ａ又はａ′力方向揺動動作し、可動接点３２を固定接点
１３ａに接離する。

なお、接極子ブロック３の揺動動作に従って凹溝２９ａ
と凸条３７とが摩擦接触しても、これらは共に合成樹脂
で形成されているため摩耗粉等の発生は少ない。

また、接極子中央部３０ａの下面と永久磁石２８の上面
との間には所定のギャップが保持されているため、両者
が接触して揺動動作の妨げになることもない。しかも、
前記ギャップは微小に規定されているため、永久磁石２
８の磁気効率はさほど低下せず、安定した動作を維持で
きる。

■、ベース及び端子の成型方法 次に、ベース１及びこれに一体的に成形される端子＋２
．１３．１４の成形方法について、第５図から第１０図
を参照して説明する。

まず、端子１２，１３．１４は、これらを構成する導電
性板材を打ち抜いて、第５図に示す枠状のり−トフレー
ム５０と一体的に形成される。

ここで、端子１２，１３．１４は、左右の基部５１．５
１の内側にそれぞれ対称に設けてあり、固定接点端子Ｉ
３とコイル端子１４は、共通端子１２を中心に図中上下
方向に対称に振り分けられている。

また、上下に位置する固定接点端子１３．１３の先端部
は、コイル端子１４．１４との間にブランクを設けるこ
となく一体的に導設されており、上下に位置するコイル
端子接点部１４ａ、１４ａ間で、上下固定接点１３ａ、
１３ａ間の距離が可能な限り大きくできるようにしであ
る。

したがって、可動接触片３１の可動接点間距離を大きく
とることができ、換言すれば、可動接触片３Ｉの長さを
大きくすることができ、電磁継電器はバラツキの小さい
安定した動作特性を得ることができる。また、スプール
鍔部２４．２４の間隔を大きくすることも可能になり、
電磁石ブロック２に巻回されるコイル２７．２７の巻数
を大きくしてより大きな起磁力を得ることも可能になる
。

次に、リードフレーム５０はプレス工程に移され、ここ
で接点端子１３とコイル端子Ｉ４とをカット線５３に沿
って切断して両者を分離するとともに、第６図に示すよ
うに、コイル端子１４については、点線部Ｘ１でいった
ん紙面の下方に折り曲げるとともに、さらに、実線部Ｙ
１でそれより先をリードフレーム５０と平行な状態に折
り曲げ、共通端子１２については、実線部Ｘ、で上方に
折り曲げ、さらに点線部Ｙ、でリードフレーム５０と平
行状態に折り曲げて接点部１２ａ、１２ａを形成し、第
７．８図に示す形状に加工する。これにより、コイル端
子１４は固定接点端子１３よりも一段と低い位置に設定
され、両者が交錯するようなことはない。

続いて、以上のごとく加工されたり−ドフレーム５０は
、次のベース成形工程に移され、上下に２分割された金
型に固定され、この金型内に樹脂を注入してベースＩを
成形する。これにより、端子１２．１３．１４の先端部
は、第９図に示すように、ベースｌの中に一体的に埋め
込まれ、前述したように、各端子１２，１３．１４の先
端接点又は接点部１２ａ、１３ａ、１４ａはそれぞれ、
凹部１８゜台部１５の上面、凹所１６の底面に露出され
る。

このように端子１２，１３．１４の先端部はベースｌの
表面から大きく突出することなく、単に接点又は接点部
１２ａ、１３ａ、１４ａを露出するだけであるため、上
下の金型を組み合わせる際に、端子１２，１３．１４の
先端が金型に接触して折れ曲がるという危険性がない。

したがって、金型を簡単な構造として加工コストの低減
を図ることができるとともに、金型の組み合わせ速度を
速くして生産効率を上げることも可能になる。

次に、共通端子＋２．接点端子１４は、リードフレーム
５０との接続部分で第１０図に示すように切断された後
、ベースｌから突出した根元のところで下方に折り曲げ
られ、夫々溝部１０ａ、ＩＯＣに収容される。ただし、
まだ固定接点端子１３はリードフレーム５０に接続され
ており、このままの状態で次の組立工程に移され、前述
のごとくベースｌの電磁石ブロック２、接極子ブロック
３を装着した後、ケース４を装着する前の段階でリード
フレーム５０から切り離され、ベースｌから突出する根
元部分で下方に折り曲げて第１図に示す状態に加工され
る。

つまり、ベース１はリードフレーム５０をキャリアとし
て、これに保持された状態で各組立工程を搬送される。

したがって、端子１２，１３．１４を総てリードフレー
ム５０から切り離し、第１図に示す状態で各組立工程を
搬送する方法に比べ、次のような利点がある。

即ち、ベースｌをプラテンに乗せて搬送する必要がなく
、プラテンが不要になる。

また、プラテンに載せた状態で搬送する場合、搬送過程
でこれをストッパに衝突させてベース１を位置決めし、
そのうえで組立作業を行なうわけであるが、ストッパに
衝突する際に生じるバックラッシュによりベース１の位
置が狂うため組立精度が低下することがある。これに対
し、前記方法ではリードフレーム５０をキャリアとして
いるため、該リードフレーム５０はもちろん、ベース１
を正確に位置決めすることができ、組立精度が著しく向
上して品質が良くなる。

さらに、組立中に特性チェックを行なうとき、ベースｌ
の下面には共通端子１２とコイル端子１４だけが突出し
、これら端子１２．１４の間には固定接点端子１３が並
んで突出していないため、特性チェック用の接触子等を
端子１２．１４に容易に導通させることができ、調整の
インライン化が可能になる。なお、各固定接点端子１３
はリードフレーム５０を介して導通状態にあるが、この
ままの状態でもリレーの調整に必要な特性は測定できる
たぬ問題ない。

■、鉄心等の形状 次に、鉄心２０、永久磁石２８、及び接極子３０の形状
について第１１図を参照して説明する。

鉄心２０の本体２２はその略中央部両側を一部側方に拡
幅して拡幅部２２ａ、２２ａが形成され、同様に、接極
子３０はその略中央部３０ａの両側を一部側方に拡幅さ
れ、拡幅部２２ａ、２２ａの端面間距離ｅ１は、鉄心本
体２２の幅ρ、のほぼ２倍弱で、永久磁石２８の長手方
向幅Ｑ３と同一で、さらに、接極子中央部３０ａの幅Ｑ
４と同一に設定されるとともに、拡幅部２２ａの幅ｂ１
は永久磁石２８の幅ｂ２と同一としである。

以上の形状にすることにより、永久磁石２８は、これと
ほぼ同一幅の鉄心拡幅部２２ａ、２２ａと接極子３０と
で端面を揃えた状態に配置されるため、鉄心２０．永久
磁石２８．及び接極子３０で形成される磁気回路の磁気
効率を向」二することができる。

また、永久磁石２８の本体幅す、を小さくし、その分水
体２２に巻回されるコイル２７の巻数、及び電磁石ブロ
ック２の起磁力を大きくすることができるとともに、永
久磁石２８の厚さを小さくして、電磁石ブロック２の嵩
を低くし、電磁＃電器をより小型化することができる。

また、前記実施例のように、スプール２３の保持部２９
に永久磁石２８を一体的に成型する際、永久磁石２８は
拡幅部２２ａ、２２ａに端面を揃えて設置すればよく、
鉄心２０に対して永久磁石２８を精度良く位置決めした
状態で成型加工することができる。

■、樹脂流入対策 ベースｌにケース４を装着して、ベースｌの外周に樹脂
５を充填する際、充填された樹脂５はケースｌの外側部
の溝部１０ａ、　ｌ　Ｏｂ、　Ｉ　Ｏｃに伝って流れ、
特に本実施例のように、ケース外壁上面に形成した凹部
１８上に接極子ブロック３のＴ字状接続部３３を位置さ
せた場合、樹脂５が毛管現象により導出部３４とベース
１との間に侵入して両者の間で固化すると、接極子ブロ
ック３の揺動が阻害されて所期の特性が得られないこと
になる。

それ故、本実施例では、第１３．１４．１５図に示すよ
うに、共通端子１２の先端部をＴ字状態に成形するとと
もに、これを一旦上方に屈曲した後、さらに水平に折り
曲げて接点部＋２ａ、１２ａを形成し、該接点部＋２ａ
、＋２ａ間の基部＋２ｂをケースｌに埋め込むことによ
りその上に隔壁＋８ａを形成し、その内側に、導出部３
４とケース１との間に位置する空隙Ｓ。が形成されてい
る。

したがって、溝部１０ａを伝って流れ込む樹脂５は、ま
ず前記隔壁＋８ａに遮ぎられてその内側に流れ込む樹脂
５の量は極めて微量になる。また、隔壁１８ａを越えて
流れ込もうとする樹脂５は空隙Ｓ。により毛管現象が損
なわれて隔壁１８ａ部で止まり、ケース１と導出部３４
との間で両者を一体化した状態で固化することはない。

このため、可動接触片３１のＴ字状接続部３３゜３３の
先端間隔をベースｌの幅相当まで大きくとり、接極子３
０及びこれに対向する永久磁石２８、鉄心磁極片２１ａ
、２１ｂの短辺方向幅を大きくして電磁石ブロック２の
吸引力を大きくすることができる。

■　磁極片の形状 次に、第１２図に示すように、水平部２＋ｃを有する磁
極片２１ａは、単に折り曲げただけでは点線状態にあり
、上面の平坦部面積は非常に小さく、接極子３０との間
の磁気効率が悪い。

したがって、本実施例では、磁極片２１ａに矢印β方向
から力を加えてＲ部２１ｄの曲率を小さくした後、水平
部２１ｃの上部をα方向から叩いて上面の平坦部面積を
広げである。

このため、磁極片２１ａの端面をより内側（矢印す方向
）にもっていくことができ、鉄心２ｏの長辺方向の長さ
を小さくして電磁継電器をコンパクトにすることができ
るとともに、接極子３ｏとの対向面積を大きくして磁束
の漏れを防止し、磁気効率を向上することができる。な
お、磁極片２１ａの上面は、シェービングカットして平
坦化するようにしてもよい。

■、他の実施例 前記実施例では、電気機器として電磁継続電器について
示したが、これに限らず、その他の機器、例えばタイマ
等の場合でも、ベース２に一体的に成形された端子＋　
２．１３．１４のリードフレーム５０をキャリアとして
組立工程を搬送する場合について示したが、これに限ら
ず、その他の電気機器、例えば、タイマ等の場合でも、
前記方法により製造することができる。

また、前記実施例では、磁極片２１ａだけに水平部２１
ｃを形成するものとしたが、ラッチングタイプとする場
合には、左右の磁極片２１ａ、２１ｂを同一形状にすれ
ばよい。

さらに、前記実施例では、接極子ブロック３は保持部２
９て支持するものとしたが、永久磁石２８で支持するよ
うにしてもよい。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明では、電気機器を
、導電性板材を打ち抜いてリードフレームに一体的に形
成された端子を合成樹脂のベースに埋め込み、前記ベー
スを前記リードフレームをキャリアとして搬送しつつ、
前記ベースに構成部品を組み込みながら製造するように
している。

したがって、電気機器そのものと直接関係無いプラテン
は不必要になり、その分製造コストが低く経済的になる
。また、リードフレームをキャリアとしているため、該
リードフレームはもちろん、ベースを正確に位置決めす
ることができ、組立精度が著しく向上して品質が良くな
るとともに、生産効率が向上する。さらに、組立中に特
性ヂエックを行なうとき、ベースの下面に総ての端子を
突出させず、必要な端子だけベース下面に突出させるよ
うにすれば、特性ヂエック用の接触子等を下方に突出し
た端子に容易に導通させることができ、調整のインライ
ン化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は本発明にかかる電磁継電器を示し、
第１図は平面図、第２図は分解斜視図、第３図は第１図
の■−■線断面図、第４図は第１図のＩＶ−ＩＶ線断面
図、第５図、第６図はリードフレームの平面図、第７図
は第６図の■−■線断面図、第８図は第６図の■−■線
断面図、第９図。 第１０図はベースの成型工程を示す斜視図、第１１図は
第１図の要部斜視図、第１２図は磁極片の側面図、第１
３図は電磁継電器の一部拡大平面図、第１４．１５図は
電磁継電器の一部拡大断面図である。 １・・・ベース、１０・・・ベース本体、１１・・・収
容部、１２・・・共通端子、１２ａ・・・接点部、１３
・・・固定接点端子、１３ａ・・・固定接点、１４・・
・コイル端子、１４ａ・・・接点部、１５・・・台部、
１６・・・凹所、１７・・・案内溝、１８・・・凹部、
２・・・電磁石ブロック、２０・・鉄心、２１ａ、２１
ｂ・・・磁極片、２２・・・鉄心本体、２３・・・スプ
ール、２４・・・鍔部、２５・・・中継端子、２６・・
コイル巻回部、２７・コイル、２８・・・永久磁石、２
９・・・保持部、２９ａ・・・凹溝、３・・・接極子ブ
ロック、３０・・・接極子、３１・・・可動接触片、３
２・・・固定接点、３３・・・接続部、３４・・・導出
部、３５　・翼部、３６・・支持部、３７・・凸条、４
・・ケース、５・・・樹脂、５０・・・リードフレーム
、５１・・・基部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性板材を打ち抜いてリードフレームに一体的
   に形成された端子を、合成樹脂からなるベースに一体的
   に埋め込み、前記ベースを前記リードフレームをキャリ
   アとして搬送しつつ、前記ベースに構成部品を組み込む
   ことを特徴とする電気機器の製造方法。