WO2021187021A1 - 電磁継電器、および、電磁継電器の製造方法 - Google Patents

電磁継電器、および、電磁継電器の製造方法 Download PDF

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WO2021187021A1
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sealing member
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terminal
movable
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太輔 片上
直紀 上島
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株式会社デンソーエレクトロニクス
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Definitions

  • the disclosure of this specification relates to a closed electromagnetic relay and a method for manufacturing the same.
  • a closed electromagnetic relay that houses a relay with a mover and fixed terminals and a drive that drives the mover of the relay in a closed space sealed with an arc-extinguishing gas such as hydrogen is known. Has been done.
  • the closed electromagnetic relay described in Patent Document 1 has a configuration in which a gap is formed between the mover of the relay and the end of the shaft when the exciting coil of the drive is energized.
  • the gap is such that when the energization of the exciting coil of the drive unit is cut off, the kinetic energy of the shaft is increased and then the end portion of the shaft and the mover come into contact with each other.
  • opening speed the speed at which the movable contact of the mover separates from the fixed contact of the fixed terminal
  • the electromagnetic relay described in Patent Document 1 has a configuration in which the size of the gap is adjusted by a screw mechanism provided on a movable core and a shaft of the drive unit.
  • this electromagnetic relay has a sealed space for sealing arc-extinguishing gas, a sealing container for accommodating fixed terminals and movers, a bottomed cylinder for accommodating fixed cores and movable cores, and the sealing container. It is configured to be formed by joining a plurality of joining members arranged between the bottomed cylinder portion and the bottomed cylinder portion.
  • the disclosure of this specification is movable with the end of the shaft formed when the exciting coil is energized in a configuration in which the drive unit and the relay unit are housed in a closed space in which the arc extinguishing gas is sealed. It is an object of the present invention to provide an electromagnetic relay capable of reducing variation in a gap with a child, and a method for manufacturing the electromagnetic relay.
  • the electromagnetic relay disclosed in this specification has the following configuration.
  • the drive unit is an exciting coil that forms a magnetic field by energization, a fixed core placed on the inner diameter side of the exciting coil, a yoke that houses the exciting coil and the fixed core, a movable core that can move relative to the fixed core, and a movable core. It has a shaft that is fixed and reciprocating in the axial direction, and a return spring that urges the movable core in a direction away from the fixed core.
  • the relay section is a frame made of an insulating material, a fixed terminal fixed to the frame, a mover provided on the opposite side of the movable core to the fixed terminal and movable relative to the fixed terminal, and its movable part.
  • the press-fit fixing portion fixes the drive portion and the relay portion by press-fitting the claw portion provided on one of the yoke or the frame and the recess provided on the other.
  • the plate-shaped sealing member is provided on the outside of the relay unit and the drive unit.
  • the external connection terminal is fixed to the sealing member with the hole of the sealing member inserted, and is joined to the fixed terminal.
  • the inner cover is joined to the sealing member with the drive unit and the relay unit housed inside, and together with the sealing member, forms a sealed space for sealing the arc-extinguishing gas inside.
  • the movable contact of the mover and the fixed contact of the fixed terminal are brought into contact with each other, and the movable portion and the fixed core are brought into contact with each other.
  • the gap between the end of the shaft and the mover can be adjusted as well as the amount of press-fitting between the claw and the recess.
  • the movable part means any of a shaft, a movable core, and a part that moves integrally with them.
  • this electromagnetic relay is placed between the end of the shaft and the mover in a state before the sealing member and the inner cover are attached to the intermediate part that combines the drive unit and the relay unit. It is possible to adjust the gap formed when the exciting coil is energized. Then, after adjusting the gap, the external connection terminal and the fixed terminal fixed to the sealing member are joined, the sealing member and the inner cover are joined, and the sealed space formed by the sealing member and the inner cover is formed. The arc extinguishing gas is injected into. Therefore, after adjusting the gap between the end of the shaft and the mover, the only process in which stress may act on the drive or relay is the connection between the external connection terminal and the fixed terminal, so the gap changes. Is suppressed. Therefore, this electromagnetic relay can reduce the variation in the gap between products in a configuration in which the drive unit and the relay unit are housed in a closed space in which the arc extinguishing gas is sealed.
  • end of the shaft means the end of the insulating member when an insulating member such as an insulator is fixed to the end of the shaft on the mover side.
  • the method for manufacturing an electromagnetic relay disclosed in this specification includes the following steps. First, an exciting coil that forms a magnetic field by energization, a fixed core placed on the inner diameter side of the exciting coil, a yoke that houses the exciting coil and the fixed core, a movable core that can move relative to the fixed core, and fixed to the movable core.
  • a drive unit equipped with a shaft that can reciprocate in the axial direction and a return spring that urges the movable core in a direction away from the fixed core is prepared.
  • a frame made of an insulating material, a fixed terminal fixed to the frame, a mover provided on the side opposite to the movable core with respect to the fixed terminal and movable relative to the fixed terminal, and a movable element fixed terminal Prepare a power relay unit to which a pressure contact spring that urges the side is assembled.
  • the sealing member and the external connection terminal are fixed in a state where the external connection terminal is inserted into the hole of the plate-shaped sealing member.
  • a sealing member to which the external connection terminal is fixed is arranged outside the relay unit and the drive unit, and the external connection terminal and the fixed terminal are joined.
  • the inner cover and the sealing member that accommodate the drive unit and the relay unit inside are joined to form a sealed space inside the inner cover and the sealing member.
  • the arc extinguishing gas is sealed in the sealed space formed inside the inner cover and the sealing member.
  • the gap between the end of the shaft and the mover is adjusted when the drive portion and the relay portion are fixed by press-fitting the claw portion provided on one of the yoke or the frame and the recess provided on the other side. Will be done.
  • the drive unit and the relay unit are placed in a sealed space where the arc extinguishing gas is sealed.
  • An electromagnetic relay accommodating the above is formed. Therefore, since the process of applying stress to the drive unit or the relay unit after adjusting the gap is only the process of joining the external connection terminal and the fixed terminal, the change of the gap is suppressed. Therefore, this method of manufacturing an electromagnetic relay can reduce the variation in the gap between products in a configuration in which the drive unit and the relay unit are housed in a closed space in which the arc extinguishing gas is sealed.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII of FIG. It is a figure which shows the state which the drive part and the relay part are press-fitted and fixed.
  • the electromagnetic relay 1 includes a drive unit 10, a relay unit 20, a press-fit fixing unit 30, a sealing member 40, an external connection terminal 50, an inner cover 60, an outer cover 70, and the like. There is.
  • the drive unit 10 included in the electromagnetic relay 1 includes an exciting coil 11, a fixed core 12, a yoke 13, a movable core 14, a shaft 15, a return spring 16, and the like.
  • the exciting coil 11 is wound around a bobbin 17 and is formed in a substantially cylindrical shape.
  • the exciting coil 11 forms a magnetic field when energized.
  • the fixed core 12 and the like are arranged in the inner diameter side of the exciting coil 11, that is, the central hole 171 formed inside the bobbin 17.
  • the fixed core 12 is a cylindrical member made of a magnetic material, and is formed in a size corresponding to the central hole 171 of the bobbin 17.
  • the fixed core 12 has a through hole 121 along the central axis. A part of the shaft 15 is slidably arranged in the through hole 121.
  • the yoke 13 is a member made of a magnetic material, and houses an exciting coil 11 and a fixed core 12.
  • the yoke 13 is arranged so as to cover the outer peripheral side and the axial end portion of the exciting coil 11.
  • the yoke 13 has a first yoke member 131 and a second yoke member 132.
  • the first yoke member 131 is a member called a stationary, which has a shape in which a plate material made of a magnetic material is bent into a substantially U shape, and covers the outer peripheral side of the exciting coil 11 and one end side in the axial direction of the exciting coil 11. There is. An opening 133 is formed in a portion of the first yoke member 131 that covers one end side in the axial direction of the exciting coil 11.
  • the fixed core 12 and the first yoke member 131 are joined by fitting a part of the fixed core 12 inside the opening 133.
  • the second yoke member 132 is a member called a top plate, is formed of a plate material made of a magnetic material, is connected to the first yoke member 131, and covers the other end side of the exciting coil 11 in the axial direction.
  • the second yoke member 132 is formed with a yoke hole 134 at a position corresponding to the fixed core 12 and the movable core 14.
  • the shape of the inner circumference of the second yoke member 132 is a shape corresponding to the movable core 14.
  • the movable core 14 is a disk-shaped member made of a magnetic material, and is arranged so as to be relatively movable with respect to the fixed core 12 at a position corresponding to the yoke hole 134 of the second yoke member 132.
  • the shape of the outer circumference of the movable core 14 corresponds to the shape of the inner circumference of the second yoke member 132.
  • the movable core 14 is formed with a through hole 141 to which the shaft 15 is fixed in a penetrating state.
  • the shaft 15 is fixed to the movable core 14 in a state of being inserted into the through hole 141 formed in the movable core 14. Further, the portion of the shaft 15 on the fixed core 12 side is slidably inserted into the through hole 121 formed in the fixed core 12. Therefore, the shaft 15 can reciprocate in the axial direction integrally with the movable core 14.
  • the shaft 15 is formed with a flange portion 151 having an enlarged outer diameter.
  • the surface of the movable core 14 on the fixed core 12 side is in contact with the flange portion 151. Therefore, the misalignment between the shaft 15 and the movable core 14 is prevented.
  • an insulating insulator 18 is fixed to the end of the shaft 15 on the opposite side of the fixed core 12.
  • the portion of the movable core 14 on the exciting coil 11 side is provided with a spring holding portion 142 into which the return spring 16 is fitted.
  • the spring holding portion 142 is formed of protrusions protruding from one surface of the movable core 14 on the return spring 16 side in an annular shape, and the return spring 16 is fitted on the outer peripheral surface thereof.
  • the return spring 16 urges the movable core 14 in a direction away from the fixed core 12.
  • the fixed core 12, the yoke 13, the movable core 14, and the like included in the drive unit 10 described above form a magnetic circuit in which the magnetic flux induced by the exciting coil 11 flows when the exciting coil 11 is energized.
  • the movable core 14 when the exciting coil 11 is not energized and the exciting coil 11 is not energized, the movable core 14 is located away from the fixed core 12 due to the urging force of the return spring 16.
  • the exciting coil 11 when the exciting coil 11 is energized, the movable core 14 is magnetically attracted to the fixed core 12 side against the urging force of the return spring 16, and the movable portion is fixed. It comes into contact with the core 12.
  • the movable portion means any of the shaft 15, the movable core 14, and the parts that move integrally with them.
  • the flange portion 151 of the shaft 15 constituting the movable portion is configured to be in contact with the fixed core 12, but the present invention is not limited to this.
  • the movable core 14 constituting the movable portion is the fixed core 12. It may be configured to abut with.
  • the relay unit 20 included in the electromagnetic relay 1 includes a frame 21, a fixed terminal 22, a mover 23, a pressure contact spring 24, and the like.
  • the frame 21 is formed of an insulating material such as resin.
  • the frame 21 is composed of a base frame 25 and an intermediate frame 26.
  • the base frame 25 and the intermediate frame 26 are integrally fixed.
  • the base frame 25 is provided over the relay unit 20 and the drive unit 10.
  • the intermediate frame 26 is provided so as to cover a part of the fixed terminal 22, the mover 23, and the pressure contact spring 24.
  • the first fixed terminal 221 and the second fixed terminal 222 made of conductive metal are fixed to the base frame 25.
  • the first fixed terminal 221 and the second fixed terminal 222 are connected to an external electric circuit (not shown) to be on / off controlled by the electromagnetic relay 1.
  • the first fixed contact 271 is attached to the first fixed terminal 221 and the second fixed contact 272 is attached to the second fixed terminal 222.
  • the first fixed terminal 221 and the second fixed terminal 222 have a shape extending in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.
  • the mover 23 is a plate-shaped member made of conductive metal, and is provided on the side opposite to the movable core 14 with respect to the fixed terminal 22.
  • the mover 23 is provided so as to be movable in the axial direction of the shaft 15 with respect to the fixed terminal 22.
  • the surface of the mover 23 on the fixed core 12 side can come into contact with the insulating insulator 18 fixed to the end of the shaft 15.
  • the first movable contact 281 and the second movable contact 282 are fixed to the mover 23.
  • the exciting coil 11 When the exciting coil 11 is energized, the first movable contact 281 can come into contact with the first fixed contact 271, and the second movable contact 282 can come into contact with the second fixed contact 272.
  • An annular groove 261 into which one end of the pressure contact spring 24 is fitted is formed in the central portion of the intermediate frame 26.
  • One end of the pressure contact spring 24 is fitted into the annular groove 261 and the other end is in contact with the mover 23.
  • the pressure contact spring 24 urges the mover 23 to the shaft 15 side and the fixed terminal 22 side. Therefore, when the movable core 14 is magnetically attracted to the fixed core 12 side when the exciting coil 11 is energized, the mover 23 moves to the fixed terminal 22 side due to the elastic force of the pressure contact spring 24. Then, the first movable contact 281 and the first fixed contact 271 come into contact with each other, and the second movable contact 282 and the second fixed contact 272 come into contact with each other.
  • the elastic force of the pressure contact spring 24 is set to be smaller than the elastic force of the return spring 16.
  • gap Gs a gap formed when the exciting coil 11 is energized causes the movable contacts 281 and 282 of the mover 23 to separate from the fixed contacts 271 and 272 of the fixed terminal 22 when the energization of the exciting coil 11 of the drive unit 10 is cut off. It increases the decoupling speed and improves the current cutoff performance.
  • the opening speed is determined by the elastic energies of the pressure contact spring 24 and the return spring 16 that come into contact with the movable contacts 281 and 282 and the mover 23, and the elastic energies are large in the gap Gs and the spring constant described above. It depends on the energy.
  • the elastic energy and the kinetic energy have the relationship of the following equation 1.
  • Equation 1 the left term represents elastic energy and the right term represents kinetic energy.
  • k is the spring constant.
  • x is the distance of the gap Gs.
  • v is the dissociation rate.
  • the press-fit fixing portion 30 is composed of a plurality of claw portions 31 provided on the yoke 13, and a plurality of recesses 32 provided on the base frame 25 and the intermediate frame 26, respectively.
  • the recess 32 provided in the base frame 25 is called a first recess 321 and the recess 32 provided on the base frame 25 side of the intermediate frame 26 is called a second recess 322 with respect to the second recess 322 of the intermediate frame 26.
  • the recess 32 provided at a position away from the base frame 25 is referred to as a third recess 323.
  • those provided at the positions corresponding to the first recess 321 and the second recess 322 and the third recess 323 are the first claw portion 311 and the second claw portion 312, respectively. ,
  • the first claw portion 311, the second claw portion 312, and the third claw portion 313 are fixed to the first recess 321, the second recess 322, and the third recess 323 by press fitting, respectively.
  • the relay unit 20 and the drive unit 10 described above are fixed.
  • the gap Gs between the end portion of the shaft 15 (that is, the insulating insulator 18) and the mover 23 is adjusted. It is possible to do.
  • the gap Gs is adjusted in the same state as when the exciting coil 11 is energized. Specifically, when the claw portion 31 and the recess 32 are press-fitted, the relay portion 20 and the drive portion 10 are brought into the same state as when the exciting coil 11 is energized.
  • the same state as when the exciting coil 11 is energized means that the contacts of the mover 23 and the fixed terminal 22 of the relay unit 20 are in contact with each other, and the movable part of the drive unit 10 and the fixed core 12 are in contact with each other. It is in contact. Then, by adjusting the press-fitting amount between the claw portion 31 and the recess 32 so that the gap Gs has a predetermined size, the gap Gs can be set to a predetermined size. For the adjustment of the gap Gs, for example, a jig or gauge (not shown) may be used, or an image taken by a camera may be used.
  • the sealing member 40, the external connection terminal 50, the inner cover 60, and the outer cover 70, which will be described next, are assembled after the above-mentioned gap Gs has been adjusted.
  • the sealing member 40 is formed in a substantially rectangular plate shape by a material having insulating properties and impermeable to arc extinguishing gas, such as ceramic.
  • the sealing member 40 is provided on the outside of the relay unit 20 and the drive unit 10.
  • the sealing member 40 is provided with a plurality of holes 43 through which the external connection terminal 50, the external connection terminal 51 for the coil, and the gas filling pipe 52 are inserted.
  • the external connection terminal 50, the coil external connection terminal 51, and the gas filling pipe 52 are each fixed to the sealing member 40 by brazing or the like with the hole 43 of the sealing member 40 inserted.
  • the external connection terminal 50 is joined to the fixed terminal 22, and the external connection terminal 51 for the coil is joined to the terminal 111 of the exciting coil 11.
  • the joint surfaces 22a and 50a of the fixed terminal 22 and the external connection terminal 50 are formed parallel to the axis Ax of the shaft 15.
  • the joint surfaces 22a and 50a extend parallel to the axis Ax.
  • the fixed terminal 22 has a convex portion that protrudes toward the external connection terminal 50.
  • the convex portion forms a partition of the joint surface 22a.
  • the external connection terminal 50 has a convex portion that protrudes toward the fixed terminal 22.
  • the convex portion forms a section of the joint surface 50a.
  • the inner cover 60 is formed in a box shape by a material such as metal that does not allow the arc-extinguishing gas to permeate.
  • the drive unit 10 and the power relay unit 20 are housed inside the inner cover 60.
  • the inner cover 60 has an opening on the side on which the sealing member 40 is arranged.
  • the sealing member 40 is arranged on the opening side of the inner cover 60.
  • a flange 61 extending outward is provided in the opening of the inner cover 60.
  • a frame member 41 is provided between the sealing member 40 and the inner cover 60.
  • the frame member 41 is formed of a material that does not allow the arc-extinguishing gas to permeate, such as metal.
  • the frame member 41 is formed in an annular shape so as to have substantially the same size as the opening of the inner cover 60.
  • the frame member 41 has an L-shaped cross section. The entire circumference of one outer edge of the frame member 41 (that is, one tip of the L-shape) and the sealing member 40 are joined by brazing. Further, the entire circumference of the other outer edge of the frame member 41 (that is, the other surface of the L-shape) and the flange 61 of the inner cover 60 are joined by resistance welding.
  • the sealing member 40 and the inner cover 60 are airtightly joined via the frame member 41. Then, the sealing member 40, the frame member 41, and the inner cover 60 form a closed space in which the arc-extinguishing gas is sealed.
  • the relay unit 20 and the drive unit 10 are housed in the closed space.
  • the outer cover 70 is formed in a box shape with an insulating material such as resin, and is provided so as to cover the outside of the inner cover 60.
  • the outer cover 70 has an opening on the side on which the sealing member 40 is arranged.
  • a sealing member 40 is provided so as to close the opening of the outer cover 70.
  • the outer edge portion 42 of the sealing member 40 and the inner wall of the opening of the outer cover 70 are fixed by fitting. As a result, the outer cover 70 and the sealing member 40 form the outer shell of the electromagnetic relay 1.
  • the electromagnetic relay 1 of the present embodiment is configured by the above structure. Subsequently, the operation of the electromagnetic relay 1 of the present embodiment will be described.
  • the movable core 14 is at a position away from the fixed core 12 due to the elastic force of the return spring 16.
  • the insulating insulator 18 fixed to the end of the shaft 15 fixed to the movable core 14 and the mover 23 are in contact with each other, and the mover 23 is moving away from the fixed terminal 22. Therefore, the first movable contact 281 and the second movable contact 282 are separated from the first fixed contact 271 and the second fixed contact 272. Therefore, the first fixed terminal 221 and the second fixed terminal 222 are electrically separated, and the electromagnetic relay 1 is in the off state.
  • the exciting coil 11 is energized.
  • the magnetic flux induced by energizing the exciting coil 11 flows through the magnetic circuit composed of the movable core 14, the fixed core 12, the yoke 13, and the like, and the movable core 14 resists the elastic force of the return spring 16. It is magnetically attracted to the fixed core 12 side.
  • the shaft 15 and the insulating insulator 18 fixed to the end thereof also move to the fixed core 12 side.
  • the mover 23 moves to the fixed terminal 22 side, the first movable contact 281 and the first fixed contact 271 come into contact with each other, and the second movable contact 282 and the second fixed contact 272 come into contact with each other. And come into contact. Therefore, since the first fixed terminal 221 and the second fixed terminal 222 are electrically conductive through the mover 23, the electromagnetic relay 1 is turned on. As a result, an external electric circuit (not shown) to be on / off controlled by the electromagnetic relay 1 becomes electrically conductive. In this state, a gap Gs having a predetermined size is formed between the insulator 18 at the end of the shaft 15 and the mover 23.
  • the electromagnetic relay 1 when the electromagnetic relay 1 is switched from the on state to the off state, the energization of the exciting coil 11 is cut off. As a result, the magnetic flux generated by energizing the exciting coil 11 disappears, and the movable core 14 moves away from the fixed core 12 (that is, on the movable core 14 side) due to the elastic force of the return spring 16. At that time, the movable core 14, the shaft 15, and the insulating insulator 18 collide with the mover 23 by increasing the kinetic energy while moving the distance of the gap Gs. In this way, when the electrical connection between the first fixed terminal 221 and the second fixed terminal 222 is cut off, the electromagnetic relay 1 is turned off.
  • step S1 of FIG. 6 a drive unit 10 to which the above-mentioned exciting coil 11, fixed core 12, yoke 13, movable core 14, shaft 15, return spring 16 and the like are assembled is prepared.
  • step S2 the relay unit 20 to which the frame 21, the fixed terminal 22, the mover 23, the pressure contact spring 24, and the like are assembled is prepared.
  • step S3 the relay unit 20 and the drive unit 10 are fixed, and the gap Gs between the insulator 18 at the end of the shaft 15 and the mover 23 is set.
  • the method of fixing the relay unit 20 and the drive unit 10 is as follows: a first recess 321, a second recess 322, and a third recess provided in the frame 21 of the relay unit 20.
  • the first claw portion 311, the second claw portion 312, and the third claw portion 313 provided on the yoke 13 of the drive unit 10 are press-fitted and fixed to the 323, respectively.
  • both the relay unit 20 and the drive unit 10 are in the same state as when the power is turned on.
  • the relay unit 20 is in a state where the contacts of the mover 23 and the fixed terminal 22 are in contact with each other.
  • the drive unit 10 is in a state where the movable unit and the fixed core 12 are in contact with each other.
  • the arrow PD indicates the insertion direction in the press-fitting process. In this state, as shown in FIG. 9, the press-fitting amount between the claw portion 31 and the recess 32 is adjusted so that the gap Gs has a predetermined size. As a result, the relay unit 20 and the drive unit 10 are fixed in a state where the gap Gs is set to a predetermined size.
  • step S4 of FIG. 6 the external connection terminal 50 and the like are fixed to the sealing member 40.
  • the external connection terminal 50, the external connection terminal for the coil 51, and the gas filling pipe 52 are inserted into the plurality of holes 43 of the sealing member 40, respectively. Fix it so that there is no gap by brazing. Further, the entire circumference of one outer edge (one tip of the L-shape) of the frame member 41 is joined to the sealing member 40 by brazing or the like so as not to have a gap.
  • the external connection terminal 50, the external connection terminal for the coil 51, the gas filling pipe 52, and the frame member 41 are fixed to the sealing member 40.
  • step S5 of FIG. 6 the external connection terminal 50 and the fixed terminal 22 are joined. Specifically, as shown in FIGS. 12 and 13, a sealing member 40 is arranged outside the relay unit 20 and the drive unit 10, and the external connection terminal 50 and the fixed terminal 22 are joined. Further, the external connection terminal 51 for the coil and the terminal 111 of the exciting coil 11 are joined.
  • FIG. 14 and 15 show a first example of a method of joining the external connection terminal 50 and the fixed terminal 22.
  • the axial direction of the shaft 15 is indicated by an arrow Ax.
  • the bonding surface 50a provided at the end of the external connection terminal 50 and the bonding surface 22a provided at the end of the fixed terminal 22 are brought into contact with each other, and the bonding surfaces are pressed against each other while being pressed against each other. Bond by ultrasonic welding.
  • the arrow PD indicates the pressurizing direction in the pressurizing step.
  • the arrow VD indicates the vibration direction in the ultrasonic wave applying step.
  • FIGS. 16 and 17 A second example of a method of joining the external connection terminal 50 and the fixed terminal 22 is shown in FIGS. 16 and 17.
  • a hole 50b is provided at the end of the external connection terminal 50, and a dowel 22b is provided at the end of the fixed terminal 22. Then, after heating the end of the external connection terminal 50 to widen the hole 50b, the dowel 22b of the fixed terminal 22 is inserted into the hole 50b.
  • the arrow HT in FIG. 16 indicates a heating step for expanding the hole 50b. Then, the end portion of the external connection terminal 50 is cooled, and the external connection terminal 50 and the fixed terminal 22 are joined by the compressive stress thereof. Therefore, the joining method of the second example is a method in which the thermal stress or mechanical stress acting on the fixed terminal 22 is smaller than the thermal stress or mechanical stress acting on the external connection terminal 50.
  • FIGS. 18 and 19 A third example of a method of joining the external connection terminal 50 and the fixed terminal 22 is shown in FIGS. 18 and 19. Also in FIG. 18, the axial direction of the shaft 15 is indicated by an arrow Ax.
  • a groove 50c is provided at the end of the external connection terminal 50, and a protrusion 22c is provided at the end of the fixed terminal 22. Then, after inserting the protrusion 22c of the fixed terminal 22 into the groove 50c of the external connection terminal 50, the external connection terminal 50 and the fixed terminal 22 are joined by caulking from both sides of the external connection terminal 50.
  • both the groove 50c of the external connection terminal 50 and the protrusion 22c of the fixed terminal 22 are formed parallel to the axis Ax of the shaft 15.
  • the groove 50c partitions the above-mentioned joint surface 50a.
  • the protrusions 22c partition the joint surface 22a described above.
  • the arrow DD in FIG. 19 indicates the direction of plastic deformation that tightens the protrusion 22c. Therefore, it is possible to suppress the change of the gap Gs.
  • step S6 of FIG. 6 the sealing member 40 and the inner cover 60 are joined.
  • the sealing member 40 is provided with the frame member 41, the frame member 41 and the inner cover 60 are joined.
  • the L-shaped surface of the frame member 41 and the flange 61 of the inner cover 60 are joined by, for example, seam welding.
  • an example of a roller electrode used for seam welding is shown by alternate long and short dash lines R1 and R2.
  • the L-shaped surface of the frame member 41 and the flange 61 of the inner cover 60 are welded and joined over the entire circumference, and a sealed space is formed between the inner cover 60 and the sealing member 40.
  • the arc-extinguishing gas is sealed in the closed space.
  • hydrogen is used as the extinguishing gas.
  • the arc extinguishing gas is not limited to this, and may be any gas for extinguishing the arc.
  • the arc-extinguishing gas is filled in the closed space through the gas filling pipe 52 provided in the sealing member 40. After filling the closed space with arc-extinguishing gas, the gas filling pipe 52 is crushed or the like to close the closed space. This prevents the arc extinguishing gas from leaking from the closed space.
  • step S8 the sealing member 40 and the outer cover 70 are fixed. Specifically, as shown in FIG. 23, the inner wall of the opening of the outer cover 70 and the outer edge portion 42 of the sealing member 40 are fixed by fitting. As a result, the electromagnetic relay 1 is completed.
  • the movable core 14 of the drive unit 10 is arranged on the side opposite to the relay unit 20 with respect to the fixed core 12.
  • a return spring 16 is provided between the movable core 14 and the fixed core 12.
  • the movable core 14, the fixed core 12, and the return spring 16 are housed inside the bottomed tubular portion 101 provided in the central hole of the exciting coil 11.
  • a screw mechanism 102 is provided on the inner wall of the central hole of the movable core 14 and the outer wall of the shaft 15.
  • the shaft 15 and the movable core 14 are fixed by a screw mechanism 102.
  • a plate-shaped first joining member 103 is provided on the relay portion 20 side of the exciting coil 11.
  • a cylindrical second joining member 104 is provided on the surface of the first joining member 103 opposite to the exciting coil 11.
  • a bottomed cylindrical sealing container 105 is provided at a portion of the second joining member 104 opposite to the first joining member 103.
  • the bottomed tubular portion 101, the first joining member 103, the second joining member 104, and the sealing container 105 are airtightly joined, and a closed space in which the arc-extinguishing gas is sealed is formed inside the bottomed tubular portion 101, the first joining member 103, and the sealing container 105.
  • Both the first fixed terminal 221 and the second fixed terminal 222 are fixed to the sealing container 105 by inserting the inside and the outside of the sealing container 105.
  • a mover 23 is arranged on the exciting coil 11 side with respect to the first fixed terminal 221 and the second fixed terminal 222.
  • the mover 23 has an insertion hole 231 in its central portion.
  • the shaft 15 inserts the insertion hole 231 of the mover 23.
  • a spring support portion 153 is provided between the mover 23 and the fixed core 12 of the shaft 15.
  • One end of the pressure contact spring 24 is in contact with the mover 23, the other end is in contact with the spring support portion 153, and the mover 23 is urged toward the tip end side of the shaft 15.
  • the elastic force of the pressure contact spring 24 is set to be smaller than the elastic force of the return spring 16.
  • the movable core 14 is located away from the fixed core 12 due to the urging force of the return spring 16. Therefore, the mover 23 is abutted and supported by the tip end portion of the shaft 15, and is moved to a position away from the fixed terminal 22. Therefore, the first fixed terminal 221 and the second fixed terminal 222 are electrically separated, and the electromagnetic relay 100 of the comparative example is in the off state. In this state, the distance between the fixed core 12 and the movable core 14 is A, and the distance between the movable contacts 281, 282 and the fixed contacts 271 and 272 is B.
  • the electromagnetic relay 100 of the comparative example described above has a configuration in which the size of the gap Gs is adjusted by a screw mechanism 102 provided on the inner wall of the central hole of the movable core 14 and the outer wall of the shaft 15. Therefore, the size of the gap Gs cannot be directly adjusted.
  • a sealed space for sealing the arc extinguishing gas is formed by joining the bottomed cylinder portion 101, the first joining member 103, the second joining member 104, and the sealing container 105. It has a structure of Therefore, in the manufacturing process of the electromagnetic relay 1, after adjusting the gap Gs, when a plurality of members for forming a closed space are joined by, for example, welding, the heat of the welding process is transferred to the drive unit 10 or the joint. It is transmitted to the electric unit 20, and there is a possibility that the gap Gs may vary from product to product.
  • the electromagnetic relay 1 of the present embodiment has the following effects.
  • the relay portion 20 and the drive portion 10 are in the same state as when the exciting coil 11 is energized, and the press-fitting amount of the claw portion 31 and the recess 32 is increased.
  • the gap Gs between the insulating insulator 18 at the end of the shaft 15 and the mover 23 can be adjusted.
  • the claw portion 31 and the concave portion are in a state before the sealing member 40 and the inner cover 60 are attached to the intermediate component in which the drive portion 10 and the relay portion 20 are combined. It is possible to adjust the gap Gs while adjusting the press-fitting amount with 32. Then, after adjusting the gap Gs, the external connection terminal 50 fixed to the sealing member 40 and the fixed terminal 22 are joined, the sealing member 40 and the inner cover 60 are joined, and the sealing member 40 and the inside are joined. The arc extinguishing gas is injected into the closed space formed by the cover 60.
  • the electromagnetic relay 1 can reduce the variation in the gap Gs in a configuration in which the drive unit 10 and the relay unit 20 are housed in a closed space in which the arc extinguishing gas is sealed.
  • the electromagnetic relay 1 of the present embodiment can suppress the deformation due to the processing after the adjustment of the gap Gs, and in order to satisfy the performance requirement value, the return spring 16 and the return spring 16 are considered in consideration of the variation of the gap Gs. It is not necessary to increase the size of the exciting coil 11, and the physique of the electromagnetic relay 1 can be reduced. By reducing the size of the electromagnetic relay 1, the material cost can be suppressed and the manufacturing cost can be reduced. Further, since the weight of the electromagnetic relay 1 can be reduced, the fuel efficiency of the vehicle on which the electromagnetic relay 1 is mounted can be improved.
  • the joint surfaces 22a and 50a of the external connection terminal 50 and the fixed terminal 22 are formed parallel to the axis Ax of the shaft 15. According to this, when the external connection terminal 50 and the fixed terminal 22 are joined, the stress acting on the fixed terminal 22 in the axial direction of the shaft 15 can be reduced. Therefore, when the external connection terminal 50 and the fixed terminal 22 are joined, the fixed terminal 22 is prevented from being displaced in the axial direction of the shaft 15. Therefore, the displacement of the mover 23 that comes into contact with the fixed terminal 22 while the exciting coil 11 is energized can be prevented. Therefore, it is possible to suppress the change of the gap Gs after setting the gap Gs.
  • the electromagnetic relay 1 of the present embodiment includes an annular frame member 41 between the sealing member 40 and the inner cover 60.
  • the entire circumference of one outer edge of the frame member 41 and the sealing member 40 are joined by brazing, and the entire circumference of the other outer edge of the frame member 41 and the flange 61 of the inner cover 60 are joined by resistance welding. It has become.
  • the sealing member 40 is made of an insulating material such as ceramic and the inner cover 60 is made of metal, an annular frame member 41 is provided between the sealing member 40 and the inner cover 60. As a result, a closed space for sealing the arc-extinguishing gas can be reliably formed.
  • the electromagnetic relay 1 of the present embodiment includes an insulating outer cover 70.
  • the outer cover 70 and the sealing member 40 are joined to each other, and the outer cover 70 and the sealing member 40 form an outer shell of the electromagnetic relay 1.
  • the number of parts can be reduced by joining both the inner cover 60 and the outer cover 70 to the sealing member 40. Further, by forming both the outer cover 70 and the sealing member 40 with an insulating material, it is possible to prevent a short circuit between the electromagnetic relay 1 and an external electric component.
  • the electromagnetic relay 1 of the present embodiment when the drive unit 10 and the relay unit 20 are fixed by press-fitting the recess 32 provided in the frame 21 and the claw portion 31 provided in the yoke 13.
  • the gap Gs is adjusted.
  • the external connection terminal 50 fixed to the sealing member 40 and the fixed terminal 22 are joined, and the sealing member 40 and the inner cover 60 are joined to bring the drive unit 10 and the relay unit 20 into a closed space.
  • the housed electromagnetic relay 1 is formed. Therefore, since the process of applying stress to the drive unit 10 or the power relay unit 20 after adjusting the gap Gs is only the process of joining the external connection terminal 50 and the fixed terminal 22, the change of the gap Gs is suppressed. NS.
  • the method for manufacturing the electromagnetic relay 1 it is possible to reduce the variation in the gap Gs for each product in a configuration in which the drive unit 10 and the relay unit 20 are housed in a closed space in which the arc extinguishing gas is sealed. can.
  • the method of joining the external connection terminal 50 and the fixed terminal 22 is performed on the fixed terminal 22 as compared with the thermal stress or the mechanical stress acting on the external connection terminal 50. It is said to be a method in which the acting thermal stress or mechanical stress is small.
  • the fixed terminal 22 is suppressed from being displaced in the axial direction of the shaft 15. Therefore, it is possible to suppress the change of the gap Gs after setting the gap Gs.
  • the inner cover 60 and the sealing member 40 are joined via the frame member 41. That is, a method is adopted in which the entire circumference of one outer edge of the frame member 41 and the sealing member 40 are joined by brazing, and then the entire circumference of the other outer edge of the frame member 41 and the inner cover 60 are joined by seam welding. Has been done.
  • the sealing member 40 is formed of an insulating material such as ceramic and the inner cover 60 is made of metal, the frame member 41 is provided between the sealing member 40 and the inner cover 60. A closed space for sealing the arc-extinguishing gas can be reliably formed.
  • the insulating outer cover 70 covering the inner cover 60 and the sealing member 40 are joined, and the outer cover 70 and the sealing member 40 form an outer shell of the electromagnetic relay 1. Includes the steps that make up.
  • the number of parts can be reduced by joining both the inner cover 60 and the outer cover 70 to the sealing member 40. Further, by forming both the outer cover 70 and the sealing member 40 with an insulating material, it is possible to prevent a short circuit between the electromagnetic relay 1 and an external electric component.
  • the gap Gs may be adjusted by adjusting the press-fitting amount of the insulating terminal 18 with respect to the shaft 15.
  • the frame member 41 is arranged between the sealing member 40 and the inner cover 60, but the present invention is not limited to this, and the frame member 41 is abolished and the sealing member 40 and the inner cover 60 are abolished. And may be directly joined. In that case, the sealing member 40 and the inner cover 60 form a sealed space in which the arc-extinguishing gas is sealed.
  • the outer cover 70 having an insulating property is provided on the outside of the inner cover 60, but the present invention is not limited to this, and the outer cover 70 may be abolished.
  • the elements constituting the embodiment are not necessarily essential except when it is clearly stated that they are essential and when they are clearly considered to be essential in principle. stomach.
  • numerical values such as the number, numerical values, quantities, and ranges of the constituent elements of the embodiment are mentioned, when it is clearly stated that they are particularly essential, and in principle, the number is clearly limited to a specific number. It is not limited to the specific number except when it is done.
  • shape, positional relationship, etc. of a component or the like when referring to the shape, positional relationship, etc. of a component or the like, the shape, unless otherwise specified or limited in principle to a specific shape, positional relationship, etc. It is not limited to the positional relationship.

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Abstract

圧入固定部(30)は、爪部(31)と凹部(32)との圧入により駆動部(10)と継電部(20)とを固定する。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。内側カバー(60)は、封止部材(40)と共に消弧ガスを封止する密閉空間を形成する。電磁継電器(1)は、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)の調整とを可能に構成されている。

Description

電磁継電器、および、電磁継電器の製造方法 関連出願の相互参照
 この出願は、2020年3月18日に日本に出願された特許出願第2020-48078号を基礎としており、基礎の出願の内容を、全体的に、参照により援用している。
 この明細書の開示は、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。
 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。
 この明細書の開示は上記点に鑑みて、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。
 この明細書が開示する電磁継電器は、次の構成を備えている。駆動部は、通電により磁界を形成する励磁コイル、励磁コイルの内径側に配置される固定コア、励磁コイルと固定コアを収容するヨーク、固定コアに対して相対移動可能な可動コア、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、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を有する。継電部は、絶縁性材料で形成されるフレーム、フレームに固定される固定端子、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、その可動子を固定端子側に付勢する接圧ばねを有する。圧入固定部は、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。板状の封止部材は、継電部および駆動部の外側に設けられる。外部接続端子は、封止部材が有する穴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、シャフトの端部と可動子とのギャップ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。
 この明細書が開示する電磁継電器の製造方法は、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、励磁コイルの内径側に配置される固定コア、励磁コイルと固定コアを収容するヨーク、固定コアに対して相対移動可能な可動コア、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、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が組み付けられた駆動部を用意する。絶縁性材料で形成されるフレーム、フレームに固定される固定端子、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、および、可動子を固定端子側に付勢する接圧ばねが組み付けられた継電部を用意する。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と他方に設けられる凹部との圧入量を調整し、駆動部と継電部とを固定する。板状の封止部材が有する穴に外部接続端子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。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。駆動部と継電部とを内側に収容する内側カバー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。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。
 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、この明細書の開示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。
 1/2・k・x=1/2・m・v  ・・・(式1)
 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は、ばね定数である。xは、ギャップGsの距離である。vは開離速度である。
 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。接合面22a、50aは、軸Axに平行に広がっている。固定端子22は、外部接続端子50に向けて突出する凸部を有する。凸部は、接合面22aを区画形成している。外部接続端子50は、固定端子22に向けて突出する凸部を有する。凸部は、接合面50aを区画形成している。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。矢印PDは、圧入工程における挿入方向を示す。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。矢印PDは加圧工程における加圧方向を示す。矢印VDは、超音波付与工程における加振方向を示す。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。図16における矢印HTは、穴50bを広げるための加熱工程を示している。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。図17における矢印TDは、ダボ22bを締め付ける圧縮方向を示している。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の両側からカシメ加工を加えることで、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。溝50cは、上述の接合面50aを区画形成している。突起22cは、上述の接合面22aを区画形成している。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。図19における矢印DDは突起22cを締め付ける塑性変形の方向を示している。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21、および、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)
 この明細書の開示は上記した実施形態に限定されるものではなく、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。

 

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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