JP5004243B2

JP5004243B2 - 電磁継電器

Info

Publication number: JP5004243B2
Application number: JP2008124640A
Authority: JP
Inventors: 佳文千田; 敬千葉
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2008-05-12
Filing date: 2008-05-12
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2028-05-12
Also published as: CA2729013A1; KR20110015432A; WO2009139367A1; CA2729013C; CN102089847A; EP2290670A4; KR101154627B1; EP2290670A1; JP2009277361A; CN102089847B; US8305167B2; US20110109410A1

Description

本発明は電磁継電器に関し、特にひとつのケース内に二組の電磁リレーブロックを有する双子型の電磁継電器に関する。

電気接点を開閉する部品のひとつである電磁リレーはモータやソレノイドの正逆反転制御用などに用いられている。従来からこの電磁リレーをブロック単位化し、それを２個接続して構成された双子型の電磁継電器が使用されており、特許文献１および２などに示されている。この電磁継電器は電装化の進む自動車に採用されているが、昨今の自動車の部品に対する高密度実装化への要求から、高信頼性を維持したままで、より小型で、かつ実装面積が小さいもの、あるいは小型で、かつ実装高さが低く表面実装が可能なものが求められている。

特開２０００−３１５４４８号公報特開２００３−０５９３８３号公報

このような要求のうち高信頼、小型かつ実装面積の省スペース化の要求に対しては特許文献２の電磁継電器が発明され使用さているが、低い実装高さが必要な表面実装化の要求を満足する電磁継電器は開発されていない。

例えば、特許文献２の従来の双子型の電磁継電器では、ベース面にたいして電磁ブロックを構成するコイルブロックの中心軸が垂直方向になるように構成されている。自動車用途などのある程度大きい電力を制御するいわゆるパワー用の電磁継電器としては、必要な吸引力を発生するためにコイルの長さがある程度は必要であり、また電磁ブロックを構成するヨークおよび接極子の板厚もある程度必要である。しかし上記のような従来の構成ではこれらのベース面に垂直方向の長さや厚さが全て積み重なるため小型で低実装高という要求を満足させることはできない。また特許文献２の電磁継電器ではベース下面から突出しリレー底面の中央部に位置する端子があり、加えてカバーの４つの側面すべてに端子が位置する構成になっている。このような構成では表面実装化するために不可欠な外部配線との接続のための端子の曲げ加工は容易ではない。以上のように従来は表面実装化の要求を十分に満たすパワー用の電磁継電器は得られていない。

また、一般的に自動車に搭載される電磁継電器では、ケース内部に異物があることまたは使用中に異物が発生することは信頼性を低下させるため、もっとも避けなければならない。したがって高い信頼性を得るためには、先ず組み立て工程において異物の混入を防ぐことが必要であり、このためには人の手をできるだけ介さない自動化可能な構造や金属が樹脂に入り込む際の削り異物をなくし、樹脂繊維発生箇所である樹脂整形加工時のゲート部をケース内部に設置しない構造が要求され、また組み立て後に異物が発生してもそれが動作に影響を与える接点部分に入り込まないような構造が望ましい。

加えて表面実装型の電磁継電器の場合、電磁継電器が搭載される基板との半田接続の信頼性の確保およびリフロー半田を行なう際の熱ストレスに耐えうる構造が要求される。

以上より、本発明の課題は、高信頼で、小型で、低い実装高さを有し、表面実装に適したパワー用の双子型の電磁継電器を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の電磁継電器は、電磁継電器本体とカバーとからなり、前記電磁継電器本体が前記カバーに挿入されてなる電磁継電器であって、前記電磁継電器本体はコイルに流された励磁電流によって揺動する可動接点と該可動接点を挟んでその揺動方向に対向配置され、前記励磁電流を流すことによって前記可動接点との間が閉じられる常時開路接点と前記励磁電流を切ることにより前記可動接点との間が閉じられる常時閉路接点とからなる２つの固定接点とを備えた二つの電磁リレーブロックをベースプレート上に配置してなり、前記電磁リレーブロックは、コイルアッセンブリと可動接点ブロックとからなる電磁ブロックと固定端子ブロックとからなり、前記コイルアッセンブリはコイル端子を樹脂で一体成形してなるスプールにコイル線を巻き回したコイルブロックと略Ｌ字状に形成され基部側平面部の内面を前記コイルブロックに並接させたヨークと前記コイルブロックに挿嵌され前記ヨークを前記コイルブロックに並接し保持する棒状のコアとからなり、前記可動接点ブロックは前記可動接点を保持する略Ｌ字状の可動接点バネと該可動接点バネにカシメ固定された接極子と外部配線と接続するための外部端子部を有する可動接点端子とからなり、前記可動接点バネは前記ヨークに固定され、前記固定端子ブロックは前記常時開路接点を構成するメーク側固定接点を保持するメーク側固定端子と前記常時閉路接点を構成するブレーク側固定接点を保持するブレーク側固定端子とを一体成型固定してなり、前記メーク側固定端子および前記ブレーク側固定端子は各々外部配線と接続するための外部端子部を有し、前記ヨークの基部側平面部の先端部は前記固定端子ブロック内に設けた嵌合穴に挿嵌固定され、前記二つの電磁リレーブロックがそれぞれの前記２つの固定接点の中心軸をほぼ一致させ、かつ、その中心軸が前記ベースプレートに対してほぼ平行となるように前記ベースプレート上に並設され、かつ、前記スプールに設けた少なくとも一つの突起を前記ベースプレートに設けた突起挿入穴に挿入し熱圧着固定されてなることを特徴とする。

また、前記メーク側固定端子と前記ブレーク側端子は切り込みを入れた金属平板の折り曲げ加工により形成され、かつ、前記メーク側固定端子と前記ブレーク側端子は同一平面にある一体となった金属平板の折り曲げ加工により形成されてもよい。

また、前記メーク側固定端子に保持されたメーク側固定接点の前記可動接点側に突出する高さが前記ブレーク側固定端子に保持されたブレーク側固定接点の前記可動接点側に突出する高さよりも大きくてもよい。

また、前記メーク側固定端子、前記ブレーク側固定端子、前記可動接点端子の外部端子部はそれぞれ略二股形状を有し、その先端部がベースプレートより突出していることが望ましい。

また、前記コイルブロックは前記コイル線を巻き回するためのからげ端子部を有し、該からげ端子部は前記固定端子ブロックの前記２つの固定接点の下部に設けた防護壁と前記ベースプレートに設けた防護壁によって囲われていることが望ましい。

また、前記カバーは内部にリブを有し、該リブの先端部が前記ベースプレートに設けたリブ挿入孔に挿入固定されてもよい。

本発明の電磁継電器には以下の利点がある。
本発明では、ベースプレート上に可動接点を挟んでその揺動方向に対向配置された２つの固定接点の中心軸をほぼ一致させ、かつ、この中心軸がベースプレートに対してほぼ平行となるように２つの電磁リレーブロックを併設すること、およびスプールに設けた突起をベースプレートに設けた突起挿入孔に入れ熱圧着固定することにより、従来の双子型電磁継電器の機能を維持しつつ低い実装高さが得られ、表面実装化可能な電磁継電器を実現できる。

さらに、ベースプレートの突起挿入穴に挿入されるスプールの突起端面をスプール成形時のゲート部とすることにより、異物が発生しやすいゲート部が電磁継電器本体の外側面に位置することになり、かつ、この突起を熱圧着固定することからゲート部から電磁継電器内部への異物の混入を排除することができ高信頼性化が実現できる。

また、コイル端子を樹脂で一体成形固定してなるスプールおよび固定端子を一体成形固定してなる固定端子ブロックを用いることで、従来の電磁継電器で端子を樹脂成型品に圧入する際に発生した削り異物の発生がなくなるので高信頼性化を実現でき、さらに端子周りの樹脂の肉厚を極小化できるため、より低い実装高さを実現できる。

メーク側固定接点の高さをブレーク側固定接点の高さより大きくし、金属平板から折り曲げ加工による形成されるメーク側固定端子とブレーク側固定端子を同一平面にある一体となった金属平板の折り曲げ加工により形成されるようにしたことで、この２つの固定端子の基材となる部品をフープ上につなげあわせて加工を進めていくことができるようになり、組み立て精度および信頼性を向上できる。

またベースプレートから先端部が突出する外部端子部を二股形状にすることによって、端子の先端部の剛性を下げることができ、表面実装するための端子曲げ加工が容易になるとともに半田接続の信頼性を向上できる。また固定端子ブロックの固定接点の下部の防護壁とベースプレートに設けた防護壁がスプールのからげ端子を囲って覆い隠すような構造にすることで、コイル線が半田固定されたからげ端子からの半田やフラックスの残渣などの異物の拡散を抑制でき、信頼性を向上できる。またカバーに設けたリブがベースプレートのリブ挿入穴に挿入固定されることでリフローの熱ストレスによるカバーの天面膨れおよび封止剤とカバーの界面剥離による気密劣化を抑制できる。

以上のように、本発明により、高信頼で、小型で、低い実装高さを有し、表面実装に適したパワー用の双子型の電磁継電器が得られる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照し説明する。

図１は本発明による電磁継電器の一実施例を示す斜視図であり、電磁継電器本体とカバーとを分離して示す。図２は図１に示す電磁継電器を１８０度回転させた場合の斜視図である。図３は上記実施例の電磁継電器本体の分解斜視図であり、図４は上記実施例のカバーの透視斜視図である。

まず図１に示すように、本実施例の電磁継電器は電磁継電器本体１とこれを被装するカバー２から構成され、この電磁継電器本体１は、図１〜３に示すように二つの電磁リレーブロック５、６がベースプレート３上に並設されてなる。電磁継電器本体は従来の電磁継電器と同様にコイルに流された励磁電流によって揺動する可動接点とこの可動接点を挟んでその揺動方向に対向配置され、励磁電流を流すことによって可動接点との間が閉じられる常時開路接点と前記励磁電流を切ることにより前記可動接点との間が閉じられる常時閉路接点とからなる２つの固定接点とを備えている。

電磁リレーブロック５、６は、それぞれ固定端子ブロック５１と電磁ブロック６１とで構成され、固定端子ブロック５１の嵌合穴５１eに電磁ブロック６１の構成部品であるヨーク６３の先端部６３aを圧入嵌合固定してなる。

固定端子ブロック５１はブレーク側固定接点５１ｂを保持するブレーク側固定端子５１ａとブレーク側固定接点５１ｂよりも可動接点側に突出する高さが大きいメーク側固定接点５１ｄを保持するメーク側固定端子５１ｃを高耐熱性樹脂で一体成形してなる。ここで上記のブレーク側固定接点５１ｂおよびメーク側固定接点５１ｄの可動接点側に突出する高さは０．１〜２ｍｍ程度とすることができる。固定端子ブロック５１の端子保持部５１iにはヨーク６３の基部側平面部の幅狭の先端部６３ａが嵌合する嵌合穴５１ｅが開設される。またブレーク側固定接点５１ｂ、メーク側固定接点５１ｄの下方に固定端子防護壁５１ｈが設置されるともに、成形時にメーク側固定端子５１ｃの位置精度向上のためにメーク側端子押さえ部５１ｆ（図１）を設けている。加えてベースプレート３とカバーの合わせ面の近傍に樹脂成型時の注入口であるゲート部５１ｇ（図１）を設置し、このゲート部に積極的に封止剤を流し込み、異物の発生を防ぐ構造となっている。また、メーク側固定端子５１ｃおよびブレーク側固定端子５１ａは各々外部配線と接続するための外部端子部を有し、それらの外部端子部はそれぞれ略二股形状を有し、その端子先端部５１ｊ、５１ｋが図１に示されるようにベースプレート３より突出するよう構成されている。

電磁ブロック６１はコイルブロック６４とヨーク６３とコア６２とからなるコイルアッセンブリ４と、可動接点ブロック６５とからなる。

コイルブロック６４は左右にフランジ部６４ｆ、６４ｇが形成され、それぞれに板状のコイル端子６４ａおよび６４ｉを高耐熱性樹脂で一体成形し、その中心部に連通孔６４ｈが開孔されたスプール６４ｃにコイル線６４ｂを巻き回してなる。コイル線６４ｂはコイル端子６４ａおよび６４ｉのそれぞれのからげ端子部６４ｅにからげて半田接続される。

ヨーク６３は略Ｌ字状に形成され基部側平面部である長辺側の中途部から先端部６３ａに亘って幅狭となるように段付き形成されている。そして基部側平面部の幅広部をコイルブロック６４の並接面としてコア６２と係合する係合孔６３ｂが開孔されている。コア６２は一端面に鍔状の掛止部６２ａが設けられ他端面に縮径した段部が設けられた所定長さの軸体であり、ヨーク６３にコイルブロック６４が並接されるとともに連通孔６４hと係合孔６３ｂにコア６２が挿通され、ヨーク６３の外側面に若干突き出たコア６２の縮径部が係合孔６３ｂを拡径するように押し広げてコイルブロック６４とヨーク６３とが一体となるようにカシメ接合される。

可動接点ブロック６５は、可動接点を保持する略Ｌ字状の可動接点バネ６５ｂと可動接点バネ６５ｂにカシメ固定された接極子６５ａと可動接点端子６５ｄとからなり、可動接点バネ６５ｂは弾性変形可能に略Ｌ字形状に折り曲げ形成された高い導通性を有する帯板部材であり、一辺の中途域内側に磁力によって吸引される板状の接極子６５ａが固着されているとともに、その先端部分の両面に可動接点６５ｃが固着されている。そして接極子６５ａがコイルブロック６４のコア６２の掛止部６２ａの端面上に位置するように可動接点バネ６５ｂがヨーク６３の立ち上がり面背面に固着されている。可動接点端子６５ｄは外部配線と接続するための外部端子部を有し、その外部端子部は略二股形状を有し、その端子先端部が図２に示されるようにベースプレート３より突出するよう構成されている。

このように構成された電磁ブロック６１は、コイル端子６４ａおよび６４ｉに電圧を印加することにより、電磁ブロック６１に電磁力が発生し、コア６２の掛止部６２ａの端面上に位置した接極子６５ａが吸引されて可動接点６５ｃがメーク側固定接点５１ｄ方向に当接し、電圧を切ることでバネの作用によって可動接点６５ｃがブレーク側固定接点５１ｂに当接するようになっている。

ベースプレート３は高耐熱性樹脂で成形される。電磁リレーブロック５はその構成部品であるスプール６４ｃの突起６４ｄがベースプレート３の突起挿入孔３ａに挿入され熱圧着固定されることによりベースプレート３上に設置される。電磁リレーブロック６も同様にベースプレート３上に固定され、この結果、二つの電磁リレーブロック５および６がそれぞれの２つの固定接点の中心軸をほぼ一致させ、かつ、その中心軸がベースプレート３に対してほぼ平行となるようにベースプレート３上に並設される。

またベースプレート３にはベース防護壁３ｃを設置してあり、組み立てた際にスプール６４ｃのからげ端子部６４ｅをベース防護壁３ｃと固定端子ブロック５１の固定端子防護壁５１ｈとで覆い隠し、接点間へのからげ端子部６４ｅからのフラックスなどの異物の混入を阻止する。

カバー２はベープレート３と略同寸法の嵌合い可能な開口部２ｂを有した密閉性を有する箱状を呈し、開口部２ｂの内面とベースプレート３の周縁部７（図１）が熱硬化性樹脂部材を介して封止されている。加えてカバー２は内部のほぼ中央部の二つの電磁リレーブロック５と６の間に位置するリブ２ａを有し、このリブ２ａはベースプレート３のリブ挿入孔３ｂにその先端部が挿入され、熱硬化性樹脂部材によって固着される。

以上のように構成された本実施例の電磁継電器では、コイル端子６４ａ、６４ｉに通電する前は、可動接点６５ｃがブレーク側固定接点５１ｂに押圧した状態で当接し、その反対のメーク側固定接点５１ｄと可動接点６５ｃは開いた状態となっている。そして、一対のコイル端子６４ａ、６４ｉに通電することにより、可動接点６５ｃがメーク側固定接点５１ｄに押圧した状態で当接し、同時にブレーク側固定接点５１ｂと可動接点６５ｃは開いた状態となる。

また、電流の通路となるメーク側固定端子５１ｃ、ブレーク側固定端５１ａ、可動接点端子６５ｄの外部端子部を二股形状にすることによって、その先端部分の剛性を小さくし半田接続の信頼性および曲げ加工性を向上させている。

なお、本実施例の電磁継電器の外形は、例えば一辺が５〜３０ｍｍ程度の箱型形状とすることができ、その目的とする外形状に適合するように各部品の形状、寸法、材料などを選択することができる。

以上のように、本発明により高信頼で、小型で、低い実装高さを有し、表面実装に適したパワー用の双子型の電磁継電器が得られる。

本発明による電磁継電器の一実施例を示す斜視図、電磁継電器本体とカバーとを分離して示す図。図１の電磁継電器を１８０度回転させた場合の斜視図。実施例の電磁継電器本体の分解斜視図。実施例のカバーの透視斜視図。

符号の説明

１電磁継電器本体
２カバー
２ａリブ
２ｂ開口部
３ベースプレート
３ａ突起挿入孔
３ｂリブ挿入孔
３ｃベース防護壁
４コイルアッセンブリ
５、６電磁リレーブロック
７周縁部
５１固定端子ブロック
５１ａブレーク側固定端子
５１ｂブレーク側固定接点
５１ｃメーク側固定端子
５１ｄメーク側固定接点
５１ｅ嵌合穴
５１ｆメーク側固定端子押さえ部
５１ｇゲート部
５１ｈ固定端子防護壁
５１ｉ固定端子保持部
５１ｊ、５１ｋ端子先端部
６１電磁ブロック
６２コア
６２ａ掛止部
６３ヨーク
６３ａ先端部
６３ｂ係合孔
６４コイルブロック
６４ａコイル端子
６４ｂコイル線
６４ｃスプール
６４ｄ突起
６４ｅからげ端子部
６４ｆ、６４ｇフランジ部
６４ｈ連通孔
６４ｉコイル端子
６５可動接点ブロック
６５ａ接極子
６５ｂ可動接点バネ
６５ｃ可動接点
６５ｄ可動接点端子

Claims

電磁継電器本体とカバーとからなり、前記電磁継電器本体が前記カバーに挿入されてなる電磁継電器であって、
前記電磁継電器本体はコイルに流された励磁電流によって揺動する可動接点と該可動接点を挟んでその揺動方向に対向配置され、前記励磁電流を流すことによって前記可動接点との間が閉じられる常時開路接点と前記励磁電流を切ることにより前記可動接点との間が閉じられる常時閉路接点とからなる２つの固定接点とを備えた二つの電磁リレーブロックをベースプレート上に配置してなり、
前記電磁リレーブロックは、コイルアッセンブリと可動接点ブロックとからなる電磁ブロックと固定端子ブロックとからなり、前記コイルアッセンブリはコイル端子を樹脂で一体成形してなるスプールにコイル線を巻き回したコイルブロックと略Ｌ字状に形成され基部側平面部の内面を前記コイルブロックに並接させたヨークと前記コイルブロックに挿嵌され前記ヨークを前記コイルブロックに並接し保持する棒状のコアとからなり、前記可動接点ブロックは前記可動接点を保持する略Ｌ字状の可動接点バネと該可動接点バネにカシメ固定された接極子と外部配線と接続するための外部端子部を有する可動接点端子とからなり、前記可動接点バネは前記ヨークに固定され、
前記固定端子ブロックは前記常時開路接点を構成するメーク側固定接点を保持するメーク側固定端子と前記常時閉路接点を構成するブレーク側固定接点を保持するブレーク側固定端子とを一体成型固定してなり、前記メーク側固定端子および前記ブレーク側固定端子は各々外部配線と接続するための外部端子部を有し、前記ヨークの基部側平面部の先端部は前記固定端子ブロック内に設けた嵌合穴に挿嵌固定され、
前記二つの電磁リレーブロックがそれぞれの前記２つの固定接点の中心軸をほぼ一致させ、かつ、その中心軸が前記ベースプレートに対してほぼ平行となるように前記ベースプレート上に並設され、かつ、前記スプールに設けた少なくとも一つの突起を前記ベースプレートに設けた突起挿入穴に挿入し熱圧着固定されてなることを特徴とする電磁継電器。
前記メーク側固定端子と前記ブレーク側固定端子は切り込みを入れた金属平板の折り曲げ加工により形成され、かつ、前記メーク側固定端子と前記ブレーク側固定端子は同一平面にある一体となった金属平板の折り曲げ加工により形成されることを特徴とする請求項１に記載の電磁継電器。
前記メーク側固定端子に保持されたメーク側固定接点の前記可動接点側に突出する高さが前記ブレーク側固定端子に保持されたブレーク側固定接点の前記可動接点側に突出する高さよりも大きい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。
前記メーク側固定端子、前記ブレーク側固定端子、前記可動接点端子の外部端子部はそれぞれ略二股形状を有し、その先端部がベースプレートより突出していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電磁継電器。
前記コイルブロックは前記コイル線を巻き回するためのからげ端子部を有し、該からげ端子部は前記固定端子ブロックの前記２つの固定接点の下部に設けた防護壁と前記ベースプレートに設けた防護壁によって囲われていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電磁継電器。
前記カバーは内部にリブを有し、該リブの先端部が前記ベースプレートに設けたリブ挿入孔に挿入固定されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電磁継電器。