JP3783066B2 - リレー - Google Patents
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Description
本発明はリレー、特に、略板状の部品を積み重ねて構成される超小型リレーに関する。
背景技術
従来、略板状の部品を積み重ねて構成される小型リレーとしては、例えば、特開平1−292725号公報に記載のリレーがある。
すなわち、2個の嵌合孔を有し、かつ、この嵌合孔を中心として略渦巻き状に印刷して形成された少なくとも2個のプリントコイル部を有する基板と、断面略コ字形状を有し、かつ、両端部を前記嵌合穴にそれぞれ嵌合して突出させた鉄芯と、一端部を前記鉄芯の突出する一方の端部に固着し、かつ、中間部を前記鉄芯の突出する他方の端部に接離可能に配するとともに、自由端部に設けた可動接点が前記基板に設けた固定接点に接離可能に対向する可動接触片とからなることを特徴とするリレーである。
しかしながら、前述のリレーでは、基板に、鉄芯および可動接触片をそれぞれ異なる方向から組み付けねばならず、位置決め,組立作業に手間がかかるだけでなく、組立精度にバラツキが生じやすい。このため、生産性が低く、動作特性にバラツキが生じやすい。
また、電気伝導部と磁気電導部とが別々に構成されているので、装置の小型化が困難である。
さらに、シングル接点であるので、接触信頼性が低いという問題点がある。
本発明にかかるリレーは、前記問題点に鑑み、接触信頼性,生産性が高く、動作特性にバラツキのない小型のリレーを提供することを目的とする。
発明の開示
前記目的を達成するため、本願発明の第1の特徴は、一対の貫通孔のそれぞれの周囲に少なくとも一層ずつ形成して相互に電気接続した渦巻き状フラットコイルを有するコイルプレートと、このコイルプレートのそれぞれの貫通孔を介して接離可能に対向する固定接点および可動接点とからなり、前記固定接点を、絶縁状態で並設した一対の板状芯体の片面にそれぞれ設ける一方、前記可動接点を、可動接点フレームの支持体から延在する少なくとも一つのヒンジ部を介して板厚方向に駆動自在に支持された1枚の可動接点片に設けたリレーにある。
本願発明の第1の特徴によれば、2つの固定接点に可動接点片が接触するので、いわゆるダブルブレイク接点となる。しかも、これらの接点は、それぞれの周囲に形成したフラットコイルによって生じる磁力で動作するので、接触力がいずれも安定し、接触信頼性が向上する。
また、板状芯体,コイルプレートおよび可動接点プレートを順次積み重ねて組み立てられる層構造であるので、組立が容易であり、組立精度が高い。このため生産性が高く、動作特性にバラツキのない薄型で小型のリレーが得られる。
特に、磁気電導部を電気伝導部に共用しているので、部品点数,組立工数が少なく、生産性がより一層高い。
そして、一対の板状芯体を絶縁状態で並設してあるので、いわゆるダブルブレーク接点を構成することになる。このため、接点間距離が実質的に長くなり、絶縁特性に優れたリレーが得られる。
本願発明の第2の特徴は、前記固定接点を、前記板状芯体の片面に突設し、かつ、前記コイルプレートの貫通孔に挿通可能な突部である鉄芯の先端部に、配したことである。また、第3の特徴は、前記可動接点を、前記可動接点片の片面に突設し、かつ、前記貫通孔に挿通可能な突部の先端部に配したことである。
本願発明の第2,第3の特徴によれば、可動接点,固定接点のいずれもが突部の先端部に配置されているので、磁束が集中し、磁気効率の高いリレーが得られる。
第4の特徴は、前記板状芯体を、箱形ベースの底面から露出する接点端子の接続端部に電気接続したことである。
第4の特徴によれば、箱形ベースの底面から露出する接点端子の接続端部に板状芯体を電気接続するので、組立作業に手間がかからず、生産性が高い。
第5の特徴は、前記可動接点プレートが、導電性磁性材からなる薄板に平面略C字形のスリットを設けてヒンジ部を形成するとともに、環状支持体と可動接点片とを仕切ったことである。
第5の特徴によれば、可動接点プレートが1枚の導電性磁性材からなる薄板から形成されるので、部品単価が安く、部品精度,組立精度が高いリレーが得られる。
第6の特徴は、前記可動接点プレートを、前記箱形ベースの開口縁部に形成した環状段部に嵌合したことである。
第6の特徴によれば、ベースの開口縁部に形成した環状段部に可動接点プレートを嵌合して組み付けるので、可動接点プレートの組み付け作業が容易になる。
第7の特徴は、前記コイルプレートの下面に設けた絶縁膜に、前記板状芯体を密着固定する一方、前記コイルプレートの上面に設けた絶縁膜に、前記可動接点プレートの支持体を密着固定したことである。
第7の特徴によれば、コイルプレートに板状芯体および可動接点プレートが密着するので、より一層薄型のリレーが得られる。
第8の特徴は、リードフレームから切り出した一対の接点端子の接続端部にそれぞれ電気接続した一対の板状芯体を、ベースに一体成形したことである。また、第9の特徴は、リードフレームから切り出した一対の接点端子の接続端部にそれぞれ電気接続した一対の板状芯体と、リードフレームから切り出した一対のコイル端子の接続端部に電気接続したコイルプレートとを、ベースに一体成形したことである。
第8,第9の特徴によれば、リードフレームを介して接続した板状芯体,コイルプレートをベースに一体成形できるので、連続生産が可能となり、生産性が著しく向上するという効果がある。
第10の特徴は、一対の貫通孔のそれぞれの周囲に少なくとも一層ずつ形成して相互に電機接続した渦巻き状フラットコイルを有するコイルプレートと、このコイルプレートのそれぞれの貫通孔を介して接離可能に対向する固定接点および可動接点とからなり、前記固定接点を、一枚の板状芯体の片面にそれぞれ設ける一方、前記可動接点を、可動接点プレートの支持体から延在する少なくとも一つのヒンジ部を介して板厚方向に駆動自在に支持された1枚の可動接点片に設けたことである。
第10の特徴によれば、2つの固定接点に可動接点片が接触するので、いわゆるツイン接点方式となり、接触信頼性が向上する。
また、上下方向に可動接点プレート,コイルプレートおよび鉄芯を順次組み付けて組み立てられる層構造であるので、組立が容易であり、組立精度が高い。このため、動作特性にバラツキがなく、薄型のリレーが得られる。
さらに、鉄芯を固定接点に兼用できるだけでなく、支持体と可動接点片とがヒンジ部を介して一体化されているので、部品点数,組立工数が少なく、生産性が高い。
第11の特徴は、前記可動接点プレートが、導電性磁性材からなる薄板に平面略C字形のスリットを設けてヒンジ部を形成するとともに、環状支持体と可動接点片とを仕切ったことである。
第11の特徴によれば、可動接点プレートが1枚の導電性磁性材からなる薄板から形成されるので、部品単価が安く、部品精度,組立精度が高いリレーが得られる。
第12の特徴は、前記可動接点プレートの支持体と前記コイルプレートとで、スペーサを挾持したことである。
第12の特徴によれば、スペーサを設けることにより、可動接点片の回動スペースを確保できるので、可動接点片に曲げ加工を施す必要がない。このため、部品精度が高くなり,加工工数が減少する。
第13の特徴は、前記可動接点プレートの支持体が、可動接点片およびヒンジ部よりも厚いことである。
第13の特徴によれば、別体のスペーサを設ける必要がなく、部品点数,組立工数の少ないリレーが得られる。
第14の特徴は、前記ヒンジ部を薄肉としたことである。第15の特徴は、前記ヒンジ部に貫通孔を設けたことである。第16の特徴は、前記スリットの両端部が、細長のヒンジ部を形成するように可動接点片内に延在したことである。
第14,15,16の特徴によれば、小さい外力で可動接点片を回動できるので、高感度のリレーが得られる。
第17の特徴は、コイルプレートの上面に設けた絶縁膜に、鉄芯を有する板状芯体を密着固定する一方、コイルプレートの下面に設けた絶縁膜に、可動接点プレートの支持体を密着固定したことである。
第18の特徴は、コイルプレートの上面に設けた絶縁膜に、鉄芯を有する板状芯体を密着固定する一方、コイルプレートの下面に設けた絶縁膜に、スペーサを介して可動接点プレートの支持体を密着固定したことである。
第17,18の特徴によれば、特殊な絶縁部品を使用することなく、確実に絶縁を確保できるだけでなく、コイルプレートの厚さ寸法を管理するだけで、鉄芯と支持体またはスペーサとの位置関係が決まるので、動作特性が安定する。
第19の特徴は、箱形ベースの上面縁部にコイルプレートの下面縁部を接合一体化するとともに、このコイルプレートの貫通孔を鉄芯を備えた板状芯体で封止して形成した密封空間内に、可動接点プレートを収納したことである。
第20の特徴は、板状芯体の下面のうち、コイルプレートとの接合面に絶縁膜を設けるとともに、この絶縁膜と同一の材質でコイルプレートおよび箱形ベースを形成したことである。
第19,20の特徴によれば、密閉構造を形成できるので、腐食ガスや異物の侵入を防止でき、また、密閉空間内を高真空にしたり、絶縁性の高いガスや液体を充填して絶縁性を高めることができる。
第21の特徴は、底面隅部から可動接点端子が露出するとともに、上面縁部からコイル端子および固定接点端子の上端部が露出する箱形ベースと、この箱形ベース内に収納され、前記可動接点端子に電気接続された可動接点プレートと、前記箱形ベースの上面縁部に密着固定され、前記コイル端子の上端部にフラットコイルを電気接続されたコイルプレートと、このコイルプレートの上面に密着固定され、下面に突設した鉄芯を前記コイルプレートの貫通から突出するとともに、前記固定接点端子の上端部に電気接続された板状芯体と、からなるリレーにある。
第21の特徴によれば、構成部品を同一方向から組み付けできるので、組立性、特に、自動組立が容易になる。
また、可動接点片が箱片ベースの底面に位置し、コイルプレートが箱形ベースの上面縁部に設けられるので、フラットコイルと可動接点片との絶縁距離を確保できる。
第22の特徴は、箱形ベースの上面縁部から突出するコイル端子および固定接点端子の上端部を、コイルプレートおよび板状芯体に設けた対応する端子孔または切り欠き部にそれぞれ係合して電気接続したことである。
第22の特徴によれば、箱形ベースの上面縁部からコイル端子および固定接点端子の上端部が突出しているので、これらを、コイルプレートおよび板状芯体に設けた端子孔または切り欠き部にそれぞれ係合して位置決めでき、組立作業がより一層容易になる。
第23の特徴は、箱形ベースの上面縁部から面一で露出するコイル端子および固定接点端子の上端部のうち、コイル端子の上端部にコイルプレートを積み重ねて電気接続するとともに、このコイルプレートに設けた中継導体を介して前記固定接点端子の上端部を板状芯体に電気接続したことである。
第23の特徴によれば、ベースの製造が容易になるだけでなく、フラットコイルと同一工程で中継導体を形成できるので、コストアップとならない。
第24の特徴は、箱形ベースの上面縁部から面一で露出するコイル端子および固定接点端子の上端部のうち、コイル端子の上端部にコイルプレートを積み重ねて電気接続するとともに、前記固定接点端子の上端部に板状芯体の縁部から下方側に突設した接続段部を直接接合して電気接続したことである。
第24の特徴によれば、中継導体を必要としないので、電気接続の信頼性が向上するという効果がある。
第25の特徴は、前記可動接点プレートの可動接点片に、薄板状軟磁性体を接合一体化したことである。
第25の特徴によれば、可動接点片に薄板状軟磁性体を接合一体化してあるので、磁気飽和が生じにくくなり、所望の吸引力を確保できる。
また、可動接点片よりも大きく形成することにより、板状芯体との対向面積が増大するので、磁束の漏れが少なくなり、磁気効率が向上し、消費電力を低減できる。
さらに、可動接点片を支持するヒンジ部を形成するためのスリットを巾広く形成できるので、プレス加工が容易になり、生産性が向上する。
そして、可動接点プレートと軟磁性体とを別々の材料で形成できるので、設計の自由度が大きくなる。
第26の特徴は、前記薄板状軟磁性体の平面形状を、前記可動接点プレートの周辺縁部を除いた平面形状と略同一にしたことである。
第26の特徴によれば、薄板状軟磁性体が取り得る最大面積となり、磁気効率が最大になるという効果がある。
第27の特徴は、前記板状芯体の少なくとも一辺縁部に、磁気回路構成用リブを突設したことである。
第27の特徴によれば、板状芯体のリブが、可動接点プレートや薄板状軟磁性体の近傍に位置することになる。このため、所望の吸引力が得やすく、磁束の漏れが少なくなり、磁気効率が向上する。
第28の特徴は、前記磁気回路構成用リブの端部が、前記薄板状軟磁性体の周辺縁部に当接可能に対向することである。
第28の特徴によれば、薄板状軟磁性体の周辺縁部に板状芯体のリブが当接できる。特に、薄板状軟磁性体を取り得る最大面積とすれば、磁気飽和を防止しつつ、最大の磁気効率を備えたリレーが得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
図1は、本願発明の第1実施形態を示すリレーの分解斜視図である。
図2は、図1で示したリレーの断面図である。
図3は、ベースにインサート成形されるリードフレームの斜視図である。
図4は、リードフレームをインサート成形した状態を示すベースの斜視図である。
図5は、図1に示したベースの異なる角度からの斜視図である。
図6は、図5のベースにクリームはんだを塗布した状態を示す一部破断斜視図である。
図7Aは、固定接点ユニットを構成する板状芯体を示す斜視図、図7Bは組み付け前の断面図、図7Cは組み付け後の断面図である。
図8Aは、図1のコイルプレートを示す底面図、図8Bは、その断面図である。
図9A,9B,9Cは、可動接点プレートの応用例を示す斜視図である。
図10A,10Bは、可動接点プレートの応用例を示す斜視図である。
図11は、本願発明の第2実施形態にかかるリレーを示す分解斜視図である。
図12は、図11で示したリレーの断面図である。
図13は、本願発明の第3実施形態にかかるリレーを示す分解斜視図である。
図14は、図13で示したリレーの断面図である。
図15は、図13で示したベースの板状芯体を示す斜視図である。
図16は、リードフレームに一対の板状芯体を位置決めした状態を示す斜視図である。
図17は、リードフレームをインサート成形した状態を示すベースの斜視図である。
図18は、図13で示したベースの斜視図である。
図19は、本願発明の第4実施形態にかかるリレーのベースにリードフレームをインサート成形する方法を示す斜視図である。
図20は、リードフレームにベースを一体成形した状態を示す斜視図である。
図21は、第5実施形態にかかるリレーを示す分解斜視図である。
図22は、図21で示したリレーの断面図である。
図23は、第6実施形態にかかるリレーの分解斜視図である。
図24は、図23が示したリレーの断面図である。
図25は、図23で示したベースの成形方法を示す斜視図である。
図26は、図23で示したベースの成形方法を示す斜視図である。
図27は、第7実施形態にかかるリレーの分解斜視図である。
図28は、本願発明の第8実施形態を示すリレーの分解斜視図である。
図29A,図29Bは、図28で示したリレーの断面図である。
図30A,図30Bは、本願発明の第9実施形態を示すリレーの組立途中を示す平面図である。
図31A,図31Bは、前述の第9実施形態を示すリレーの組立途中を示す平面図である。
図32は、本願発明の第9実施形態を示すリレーの組立完了後の断面図である。
図33は、本願発明の第10実施形態にかかるリレーの分解斜視図である。
図34は、第10実施形態にかかるリレーの実装状態を示す断面図である。
図35Aは、可動接点プレートの平面図、図35Bは可動接点プレートにスペーサを組み付けた状態を示す平面図、図35Cは可動接点プレートにスペーサを組み付けた状態を示す断面図である。
図36A,図36Bは、可動接点プレートの他の応用例を示す平面図である。
図37A,図37Bは、可動接点プレートの別の応用例を示す平面図である。
図38A,図38Bは、コイルプレートを示す平面図,断面図である。
図39は、本願発明の第11実施形態にかかるリレーの分解斜視図である。
図40は、本願発明の第12実施形態にかかるリレーの分解斜視図である。
図41は、本願発明の第13実施形態にかかるリレーを示す側面断面図である。
図42Aは、本願発明の第13実施形態にかかるリレーを示す概略正面図、図42Bは、その概略平面図である。
図43は、本願発明の第14実施形態にかかるリレーを示す分解斜視図である。
図44は、本願発明の第15実施形態にかかるリレーを示す分解斜視図である。
図45Aは、本願発明の第16実施形態にかかるリレーを示す平面図、
図45Bは正面断面図、図45Cは側面断面図である。
図46は、第16実施形態のベースを示す平面図である。
発明を実施するための最良の形態
次に、本発明にかかるリレーの実施形態を図1ないし図46の添付図面に従って説明する。
第1実施形態にかかるリレーは、図1および図2に示すように、大略、ベース10、固定接点ユニット20、コイルプレート30、可動接点プレート40、および、絶縁カバー50からなるものである。
ベース10は、平面略長方形の箱形ベース本体11に、コイル端子14,15および接点端子16,17をインサート成形したものである。前記ベース本体11の底面12の隅部には、接点端子16,17の接続端部16a,17aが底面12と面一にそれぞれ露出しているとともに、コイル端子14,15の接続端部14a,15aが一段高い位置からそれぞれ露出している。また、前記ベース本体11の底面12の中央部に絶縁用突条12aを突設してあるとともに、ベース本体11の開口縁部に環状段部13が形成されている。
インサート成形の方法は、図3ないし図5に示すように、まず、リードフレーム60にプレス加工を施し、コイル端子14,15および接点端子16,17を打ち抜くとともに、この接点端子16,17を折り曲げる。このため、接点端子16,17の接続端部16a,17aは、コイル端子14,15の接続端部14a,15aよりも一段低くなっている。そして、図示しない金型でリードフレーム60を挾持して箱形ベース本体11を成形する(図4)。ついで、前記コイル端子14,15および接点端子16,17をリードフレーム60から切り離し、その先端部をベース本体11の底面に屈曲することにより、ベース10が完成する(図5)。ついで、露出する前記接続端部14a,15a,16a,17aに、電気接続のため、低温で溶融するいわゆるクリームはんだ61を予め塗布しておく(図6)。
固定接点ユニット20は、図1,2に示すように、導電性磁性材からなる一対の板状芯体21,22からなるものである。前記板状芯体21,22は、その角部に切り欠き部21a,22aをそれぞれ形成することにより、前記ベース11の底面12の片側半分にそれぞれ落とし込み可能な平面形状を有する。そして、板状芯体21,22は、上方側に突き出して形成した突部である鉄芯23,24の先端部を固定接点23a,24aとしてある。
なお、必要に応じ、固定接点23a,24aのうち、後述する可動接点片43に接触する部分に導電性に優れた金,白金などの接点材料をメッキ,蒸着,圧接,溶接,カシメ等によって設けておいてもよい。
また、固定接点23a,24aは板状芯体21,22と必ずしも一体である必要はなく、図7A,7B,7Cに示すように、別体からなる固定接点23a,24aを圧入,カシメ,ロー付けで板状芯体21,22に固定してもよい。
そして、前記ベース10の底面12の片側半分に板状芯体21,22をそれぞれ嵌合することにより、前記絶縁用突条12aの両側に板状芯体21,22が絶縁状態で並設される。
コイルプレート30は、図8A,図8Bに示すように、前記ベース本体11の底面12に落とし込み可能な平面形状を有する絶縁性基板31からなり、その中央に一対の貫通孔32,33を設ける一方、隣り合う角部の下面に接続導体34,35を形成してある。
そして、前記接続導体34から延在したフラットコイル36aが前記貫通孔32を中心に渦巻き状に形成されている。そして、フラットコイル36aの先端部がスルーホール37aを介して絶縁性基板31の表面に形成された渦巻き状のフラットコイル36bに電気接続されている。さらに、フラットコイル36bの先端部がプリントされたリード線37bを介して基板31の表面に形成された渦巻き状のフラットコイル36cまで延在している。ついで、フラットコイル36cの先端部が、スルーホール37cを介して裏面に形成された渦巻き状のフラットコイル36dに電気接続されている。さらに、このフラットコイル36dは接続導体35に接続されている。ただし、前記フラットコイル36aおよびフラットコイル36dは相互に逆方向の磁界が発生するように形成されている。前記フラットコイル36bおよびフラットコイル36cも同様である。
さらに、コイルプレート30の表裏面は、接続導体34,35の部分を除き、絶縁膜38で被覆されている。
なお、接続導体34,35、フラットコイル36a〜36d、リード線37bの成形方法は、特に、限定するものではなく、例えば、印刷,蒸着,溶射,エッチング等の既存の方法から任意に選択できる。
また、前記フラットコイルの巻数は必要に応じて選択でき、図中において示した巻数に限定されない。
そして、コイルプレート30を前記ベース10の底面12に嵌合し、その接続導体34,35をコイル端子14,15の接続端部14a,15aにそれぞれ接触するように位置決めする。さらに、板状芯体21,22の鉄芯23,24にコイルプレート30の貫通孔32,33を嵌合することにより、固定接点23a,24aがコイルプレート30の上面から僅かに突出する(図2)。
ついで、板状芯体21,22およびコイルプレート30を組み込んだベース10を加熱炉に入れて加熱し、予め塗布したクリームはんだ61を溶融することにより、コイル端子14,15とコイルプレート30とが電気接続されるとともに、接点端子16,17と板状芯体21,22とがそれぞれ電気接続される。
なお、前述のコイルプレート30では、絶縁性基板31の表裏面にフラットコイル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ない。例えば、片面だけフラットコイルを形成してもよく、あるいは、片面にフラットコイルを形成した2枚の絶縁性基板を貼り合わせて形成してもよい。また、同一平面上にフラットコイルおよび絶縁膜を交互に積層して複数層としてもよい。
可動接点プレート40は、前記ベース本体11の環状段部13に嵌合可能な平面形状を有する導電性磁性材からなる薄板であ。そして、平面C字形のスリット41をプレス加工,エッチング等で設けることにより、ヒンジ部42を形成するとともに、可動接点片43と環状支持体44とを仕切ってある。このため、可動接点片43がヒンジ部42を支点として板厚方向に回動可能に指示される。
なお、必要に応じ、可動接点片43の上面のうち、少なくとも前記固定接点23a,24aと接触する部分に、導電性に優れた金,白金などの接点材料をメッキ,蒸着,圧接,溶接,カシメ,ロー付け等によって設けておいてもよく、また、貫通孔32,33に挿通可能な突部を突設しておいてもよい。
そして、可動接点プレート40は、前記ベース10の環状段階13に嵌め込むことにより、可動接点片43が固定接点ユニット20の固定接点23a,24aに所定の接点ギャップを保持しつつ接離可能に対向する。
なお、前記可動接点プレート40は、前述のものに限らず、例えば、前記ヒンジ部42を薄肉とすることにより(図9A)、小さな外力で可動接点片43を回動可能とし、高感度のリレーを得られるようにしてもよい。
同様に、可動接点プレート40は、例えば、図9Bに示すように、ヒンジ部42に細長の貫通孔42aを設けてもよく、あるいは、図9Cに示すように、ヒンジ部42自体を細長としてもよい。
さらに、可動接点片43は、図10Aに示すように、並設した2つのヒンジ部42を形成することにより、可動接点片43を回動するように支持してもよい。この実施形態によれば、ヒンジ部42が1本である場合のように、可動接点片43がヒンジ部42を中心にして捩れることがない。このため、いわゆるチャタリングを防止でき、片当たりを防止できるという利点がある。
また、図10Bに示すように、不連続な2本の略コ字形のスリット41,41を設け、環状の支持体44から内側に延在する一対のクランク状のヒンジ部42,42を形成する。そして、このヒンジ部42,42で可動接点片43を支持するようにしてもよい。この実施形態によれば、可動接点片43が板厚方向に平行移動し、固定接点23a,24aに片当たりしない。また、ヒンジ部42が長いので、単位長さ当たりの変形量が小さくなり、疲労破壊が生じにくいという利点がある。
さらに、密封した内部気体の抵抗により、可動接点片43が所望の動作スピードで回動できない場合には、例えば、可動接点片43に1個または複数個の空気抜き用の貫通孔(図示せず)を設けておいてもよい。
また、支持体44は、可動接点片43の駆動スペースを確保するため、ヒンジ部42および可動接点片43よりも厚いものであってもよい。これによれば、可動接点プレート40をコイルプレート30に直接載置して位置決めできるので、組立精度が高い。
そして、一組のヒンジ部を同一直線上に配置し、あるいは、2組のヒンジ部を十文字状に配置することにより、可動接点片43を両端支持し、板厚方向に変位させてもよい。この実施形態によれば、外部振動等による誤動作を防止でき、信頼性の高いリレーが得られるという利点がある。
絶縁性カバー50は、図2に示すように、固定接点ユニット20、コイルプレート30,可動接点プレート40を組み付けた前記ベース10を被覆できる平面形状の樹脂成形品である。しかし、必ずしもこれに限らず、エポキシ樹脂等の注入や低圧成形で一体成形してもよい。
なお、ベース10および絶縁カバー50をポリエーテルサルフォン等の樹脂で形成し、加熱圧接,超音波溶接,溶剤接着等の方法で接合一体化することにより、密閉構造としてもよい。
また、ベース本体11と絶縁カバー50とをセラミック,硝子で形成すれば、陽極接合でより強固な密閉構造が可能となる。このような密閉構造とすることにより、外部からの腐食ガスや異物等の侵入を防止できる。
さらに、密閉空間内を高真空にしたり、絶縁性の高いガス(例えば、六フッ化硫黄ガス)や液体を充填,封止することにより、絶縁性を向上させてもよい。
次に、前述の構成からなるリレーの動作について説明する。
まず、コイル端子14,15に電圧が印加されず、コイルプレート30のフラットコイル36aないし36dが励磁されていない場合、可動接点片43と固定接点23a,24aとが所定の接点ギャップを保持しながら対向し、接点端子16,17は開路状態である。
そして、コイル端子14,15に電圧を印加してフラットコイル36aないし36dを励磁すると、板状芯体21,22の鉄芯23,24の軸心に沿って互いに逆方向の磁束が発生する。このため、図2に示すように、鉄芯23,可動接点片43,鉄芯24によって形成される閉じた磁気回路を磁束が流れる。この結果、可動接点プレート40のヒンジ部42のバネ力に抗して可動接点片43が板状芯体21,22の鉄芯23,24に吸引され,固定接点23,24aに接触して電気回路を閉成する。
したがって、電気回路は、接点端子16、接続端部16a、板状芯体21、固定接点23a、可動接点片43、固定設定24a、板状芯体22、接続端部17a、および、接点端子17によって形成されることになる。
ついで、前記フラットコイル36aないし36dの励磁を解くと、前記磁束が消失し、ヒンジ部42のバネ力によって可動接点片43が元の状態に復帰する。このため、可動接点片43が固定接点23a,24aから開離し、電気回路が開路状態となる。
第2実施形態は、図11および図12に示すように、前述の第1実施形態とほぼ同様である。異なる点は、接点端子16,17と板状芯体21,22との接続構造、コイル端子14,15とコイルプレート30との接続構造である。
すなわち、接点端子16,17の接続端部16a,17aがベース10の底面12と面一に露出している。また、コイル端子14,15の接続端子14a,15aが、前記接点端子16,17の接続端部16a,17aよりも一段高い位置から露出している。
一方、板状芯体21および22には、隣り合う角部に接続用切り欠き部21a,21bおよび22a,22bがそれぞれ形成されている。また、コイルプレートは隣り合う角部に設けた切り欠き部31a,31bに接続導体(図示せず)を形成してある。
このため、ベース10の底面12に一対の板状芯体21,22を組み込んだ後、接点端子16,17の接続端部16a,17aに、板状芯体21,22の切り欠き部21b,22bをハンダで電気接続する。ついで、ベース10にコイルプレート30を組み込み、コイル端子14,15の接続端部14a,15aに、コイルプレート30の接続導体をハンダで電気接続する。他は前述の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
第3実施形態は、図13ないし図18に示すように、前述の実施形態がベース10に板状芯体21,22を後付けする場合であるのに対し、ベース10に板状芯体21,22を予め一体成形する場合である。
ベース10と板状芯体21,22とを一体成形するには、例えば、図15ないし図18に示すように、まず、リードフレーム60にプレス加工を施し、コイル端子14,15および接点端子16,17を打ち抜く。このとき、接点端子16,17の接続端部16a,17aは、コイル端子14,15の接続端部14a,15aと同一平面上に位置している。
ついで、並設した一対の板状芯体21,22を前記リードフレーム60に位置決めし(図16)、板状芯体21,22を接点端子16,17の接続端部16a,17aにそれぞれ溶着一体化する。ついで、図示しない金型でリードフレーム60を挾持して箱形ベース本体11を一体成形する(図17)。そして、前記コイル端子14,15および接点端子16,17をリードフレーム60から切り離し、その先端部をベース本体11の底面に屈曲することにより、ベース10が完成する。他の前述の実施形態とほぼ同様であるので、説明を省略する。
ベース10に一体成形した板状芯体21,22は、固定接点23a,24aの部分を除き、合成樹脂皮膜18で被覆されている。ついで、露出する前記接続端部14a,15aに、電気接続するため、低温で溶融するクリームはんだ(図示せず)を予め塗布しておく。
本実施形態によれば、組立ラインにおける部品点数が少なくなり、組立工数が減少し、生産性が向上する。また、並設した板状芯体21,22が合成樹脂皮膜18で被覆されるので、絶縁特性が向上するという利点がある。
第4実施形態は、図19および図20によれば、前述の第3実施形態がすべての端子をリードフレーム60から切り出す場合であるのに対し、接点端子16,17を板状芯体21,22からそれぞれ延在して屈曲する場合である。
すなわち、リードフレーム60にプレス加工を施し、コイル端子14,15を打ち抜く。そして、屈曲する接点端子16,17を延在した板状芯体21,22を絶縁状態で並設して前記リードフレーム60に位置決めする(図19)。ついで、図示しない金型でリードフレーム60を挾持して箱形ベース本体11を一体成形する(図20)。さらに、前記コイル端子14,15をリードフレーム60から切り離し、その先端部をベース本体11の底面に屈曲することにより、ベース10が完成する。ベース10に一体成形した板状芯体21,22は、固定接点23a,24aの部分を除き、合成樹脂皮膜18で被覆されている。他は前述の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
第5実施形態は、図21および図22に示すように、鉄芯23,24の基部に段部23b,24bを露出するように一体成形した場合である。
本実施形態によれば、前記段部23b,24bを基準面として一体成形できるので、板状芯体21,22同士の厚さ方向の位置決め精度が高いという利点がある。
第6実施形態は、図23および図24に示すように、前述の実施形態が別体のコイルプレート30をベース10に後付けする場合であるのに対し、ベース10にコイルプレート30を一体成形する場合である。
インサート成形の方法は、図25および図26に示すように、まず、リードフレーム60にプレス加工を施し、コイル端子14,15および接点端子16,17を打ち抜くとともに、このコイル端子14,15の先端部を折り曲げる。このため、コイル端子14,15の接続端部14a,15aは、接点端子16,17の接続端部16a,17aよりも一段低くなっている。
そして、並設した板状芯体21,22をリードフレーム60に位置決めし(図25)、接続端部16a,17aを板状芯体21,22に溶着して電気接続する。ついで、コイルプレート30の貫通孔32,33に板状芯体21,22の鉄芯23,24を嵌合し(図26)、コイルプレート30の接続導体(図示せず)をコイル端子14,15の接続端部14a,15aに電気接続する。
そして、図示しない金型でリードフレーム60を挾持して箱形ベース本体11を成形する。さらに、前記コイル端子14,15および接点端子16,17をリードフレーム60から切り離し、その先端部をベース本体11の底面に屈曲することにより、ベース10が完成する。ついで、ベース10の開口縁部に設けた環状段部13に接点プレート40を組み込む。他は前述の実施形態と同様に処理することにより、組立作業が完了する。
第7実施形態は、図27に示すように、前述の第6実施形態がベース10の環状段部13に可動接点プレート40を嵌合する場合であるのに対し、可動接点プレート40の両側縁部を曲げ起こして形成したリブ45,45を、ベース10の絶縁皮膜18上に直接載置して組み付ける場合である。本実施形態によれば、ベース10の成形が容易になるという利点がある。
第8実施形態は、図28ないし図29Bに示すように、3つの異なる点を除き、前述の第2実施形態と同様である。
3つの異なる点とは、板状芯体21,22の外側縁部にリブ25,26をそれぞれ形成した点、可動接点プレート40の可動接点片43を一対のクランク状ヒンジ部42,42で支持した点、および、前記可動接点片43の下面に軟磁性体46を一体化した点である。
すなわち、板状芯体21,22のリブ25,26は軟磁性体46の両端縁部を吸引して吸着させるものである。これにより、板状芯体21,22間のギャップにおける磁束の漏れが少なくなり、磁気効率を高めることができる。ただし、軟磁性体46を可動接点プレート40に組み付けず、前記リブ25,26が可動接点プレート40を直接吸引できるようにしてもよい。
また、可動接点プレート40の可動接点片43は、一対のクランク状のヒンジ部42,42で支持されている。このため、可動接点43が傾くことなく、固定接点23a,24aに片当たりしにくくなり、接触信頼性が向上する。
さらに、前記軟磁性体46は、磁気飽和を防止し、所望の吸引力を確保するためのものである。軟磁性体46としては、例えば、アモルファスの他、導電性を有する純鉄,パーマロイ,磁性ステンレス,パーメンジュール等が挙げられるが、導電層をメッキ等で形成したものであってもよい。そして、前記軟磁性体46は、少なくとも可動接点片43と同等の面積であることが好ましいが、可動接点プレート40全体の面積よりも若干小さいものであってもよい。なお、可動接点プレート40としては、例えば、銅系ばね材等を使用できる。
そして、可動接点プレート40と軟磁性体46とは、抵抗溶接,レーザ溶接,ロウづけ,メッキ層を介した超音波圧着等の既存の方法で接合一体化できる。なお、軟磁性体46は固定接点23a,24aと対向する面に接合一体化することが好ましい。
次に、前述の構成からなるリレーの動作について説明する。
まず、コイルプレート30に電圧が印加されておらず、励磁されていない場合、可動接点片43に一体化した軟磁性体46と固定接点23a,24aとが所定の接点ギャップを保持しながら対向し(図29A)、接点端子16,17は開路状態である。
そして、コイルプレート30に電圧を印加して励磁すると、鉄芯23,24の軸心に沿って互いに逆方向の磁束がそれぞれ発生する。このため、図29Bに示すように、鉄芯23,軟磁性体46,鉄芯24によって形成される磁気回路を磁束が流れる。この結果、可動接点プレート40のクランク状ヒンジ部42,42のバネ力に抗し、軟磁性体46が板状芯体21,22の鉄芯23,24に吸引され,固定接点23a,24aに接触して電気回路を閉成する。これと同時に、軟磁性体46の両端部が板状芯体21,22のリブ25,26に吸引され、磁気回路を閉成する。
なお、電気回路は、接点端子16、板状芯体21、固定接点23a、軟磁性体46、固定接点24a、板状芯体22、および、接点端子17によって形成される。
ついで、前記コイルプレート30に対する電圧の印加を停止して励磁を解くと、前記磁束が消失し、ヒンジ部42,42のバネ力によって軟磁性体46が元の状態に復帰する。このため、軟磁性体46が固定接点23a,24aから開離し、電気回路,磁気回路が開路状態となる。
第8実施形態によれば、板状芯体21,22にリブ25,26をそれぞれ形成してあるので、板状芯体21,22間のギャップにおける磁束の漏れが少なくなり、磁気効率が向上する。
また、可動接点片43の下面に軟磁性体46を接合一体化してあるので、磁気飽和が生じにくくなり、吸引力の確保が容易になる。
さらに、板状芯体21,22を軟磁性体46を介して広い面積で被覆できるので、磁束の漏れがより一層少なくなり、磁気効率が更に向上する。
そして、大きさが限定された可動接点プレート40から大きな可動接点片43を切り出すためにスリット41,41を細く形成する必要がないので、可動接点プレート40の製造が容易になる。
ついで、可動接点プレート40のヒンジ部42に適したばね材と、軟磁性体46に適した材料とを別々に選択でき、選択の自由度が広がるので、設計が容易になる。
さらに、可動接点プレート40の面積を広くでき、所望の磁気回路が形成しやすくなる。このため、種々の形状を有するヨークとの接続が容易になり、設計の自由度がより一層大きくなる。
なお、前述の実施の形態では、コイルプレート30の貫通孔32,33から突出する固定接点23a,24aに可動接点片43を接離する場合について説明したが、必ずしもこれに限らない。例えば、可動接点片43に突き出し加工、切り起こし加工を施し、または、別部材の可動接点を設けることにより、前記貫通孔32,33から突出していない固定接点23a,24aに可動接点片43の前記可動接点を接離させてもよい。
第9実施形態は、図30Aないし図32に示すように、第8実施形態とほぼ同様であり、異なる点は板状芯体21,22の対向する縁部に一対のリブ25,25および26,26をそれぞれ形成した点である(図30B)。
すなわち、箱形ベース10の絶縁用突条12aに仕切られた底面12の片側半分に、板状芯体21,22をそれぞれ落とし込み、固定接点端子16,17の接続端部16a,17aにそれぞれ電気接続する。
ついで、板状芯体21,22の鉄芯23,24にコイルプレート30の貫通孔32,33を嵌合して位置決めすることにより、固定接点23a,24aが突出する(図31A)。
一方、可動接点プレート40の可動接点片43の下面に、軟磁性体46を一体化する。そして、この可動接点プレート40を、前記箱形ベース10の開口縁部に形成した平行段部13,13に位置決めして組み付ける。これにより、軟磁性体46の中央部が前記固定接点23a,24aに接離可能に対向するとともに、その両側縁部が板状芯体21,22のリブ25,26に接離可能にそれぞれ対向する(図31B)。
さらに、前記箱形ベース10の上面縁部にカバー50を一体化することにより、組立作業が完了する。
前述の構成を有するリレーは、コイルプレート30の励磁,消磁により、軟磁性体46が厚さ方向に上下動する。このため、軟磁性体46の中央部が固定接点23a,24aに接離するととともに、その縁部が板状芯体21,22の一対のリブ25,26にそれぞれ接離する。他は前述の第8実施形態と同様であるので、説明を省略する。
第9実施形態によれば、軟磁性体46が接離する板状芯体21,22のリブ25,26がそれぞれ一対であるので、第8実施形態よりも磁束の漏れが少なくなり、磁気効率がより一層向上する。
また、コイル端子14,15および固定接点端子16,17の接続端部14a,15aおよび16a,17aが平面略三角形である。このため、平面方形である場合よりも、成形金型の製造が容易となり、コストを低減できるという利点がある。
次に、第10実施形態にかかるリレーは、図33および図34に示すように、大略、ベース110、可動接点プレート120、スペーサ130、コイルプレート140、板状芯体150、および、絶縁カバー160からなるものである。
ベース110は、平面略長方形の箱形ベース本体111に、一対のコイル端子113,114、可動接点端子115および固定接点端子116をインサート成形したものである。そして、それぞれの接続端部113a,114a,116aが、ベース本体111の上面縁部から突出している。さらに、ベース本体111の上面に設けた凹所112の底面隅部から環状の接続端部115aが露出している。
可動接点プレート120は、図35A,図35Bおよび図35Cに示すように、前記ベース本体111の凹所112に嵌合可能な平面形状を有する導電性磁性材からなる薄板である。そして、平面C字形のスリット121をプレス加工,エッチング等で設けることにより、ヒンジ部122を形成するとともに、可動接点片123と環状支持体124を仕切ってある。特に、前記ヒンジ部122は薄肉となっており、小さな外力で可動接点片123が回動できるため、高感度のリレーが得られるという利点がある。
なお、必要に応じ、可動接点片123の上面のうち、少なくとも後述する固定接点152a,152bと接触する部分に、導電性に優れた金,白金などの接点材料をメッキ,蒸着,圧接,溶接,カシメ,ロー付け等によって設けておいてもよい。
そして、可動接点プレート120は、前記ベース110の凹所112に嵌め込まれ、環状支持体124を前記可動接点端子115の接続端部115aに圧接,溶接,ロー付け等の方法で電気的接続することにより、可動接点片123がヒンジ部122を支点として板厚方向に回動可能に支持される。
なお、可動接点プレート120は、前述の形状に限らず、例えば、図36Aに示すように、ヒンジ部122を細長くしてもよい。また、図36Bに示すように、細長くしたヒンジ部122に細長の貫通孔125を設けてもよい。このようなヒンジ部122を形成することにより、より小さな外力で可動接点片123が板厚方向に回動し、より一層感度のリレーが得られるという利点がある。
また、可動接点プレート120は、例えば、図37Aに示すように、一対のヒンジ部122を並設して可動接点片123を支持してもよい。この応用例によれば、ヒンジ部122を1本だけ設けた場合のように、可動接点片123がヒンジ部122を中心にして捩れることがないので、いわゆるチャタリングを防止でき、片当たりがなくなる。
さらに、図37Bに示すように、不連続な2本のスリット121を設け、環状の支持体124から内側に延在する一対のクランク状のヒンジ部122,122を形成し、このヒンジ部122,122で可動接点片123を支持してもよい。この応用例によれば、可動接点片123が板厚方向に平行移動するので、固定接点152a,152bに片当たりしない。また、ヒンジ部122が長いので、単位長さ当たりの変形量が小さくなり、疲労破壊が生じにくくなるという利点がある。
そして、密封した内部気体の抵抗により、可動接点片123が所望の動作スピードで回動できない場合には、例えば、可動接点片123に1個または複数個の空気抜き用の貫通孔(図示せず)を設けておいてもよい。
スペーサ130は、前記可動接点片123の回動スペースを確保するためのものであり、前記ベース本体111の凹所112に嵌合可能な外周形状を有する環状の絶縁材からなる薄板である。
そして、スペーサ130が、前記ベース110の凹所112に嵌め込まれ、前記可動接点プレート120に積み重ねられることにより、その上面とベース本体111の上面とが略面一となる(図34)。また、スペーサ130の内周縁部と支持体124の内周縁部とが一致している(図35C)。
なお、スペーサ130は、必ずしも環状である必要はなく、例えば、平面略C字形の不連続なものであってもよい。
また、前述の実施形態では、可動接点プレート120とスペーサ130とが別体からなるものであったが、必ずしもこれに限らず、可動接点プレート120の上面に合成樹脂からなるスペーサ130を一体成形したものであってもよい。このような一体成形とすることにより、部品点数,組立工数が減少し、組立精度,生産性が向上するという利点がある。
さらに、スペーサ130は、必ずしも必要でなく、スペーサ130を設けない場合には、可動接点片123の回動スペースを確保すべく、ベース111に二段底の凹所(図示せず)を設け、ヒンジ部を下方側に折り曲げることにより、その凹所の底面近傍に可動接点片123を位置決めしておいてもよい。
コイルプレート140は、図38Aおよび図38Bに示すように、前記ベース本体111の上面をほぼ被覆できる平面形状を有する絶縁性基板141からなるものである。そして、コイルプレート140は、その中央に貫通孔142a,142bを設ける一方、隣り合う角部の上下面に接続導体143,144を形成してある。さらに、前記ベース110のコイル端子113,114および固定接点端子116と対応する位置にそれぞれ端子孔145,146,147を設けてある。
そして、前記接続導体144から延在したフラットコイル148aが前記貫通孔142aを中心に渦巻き状に形成されている。そして、フラットコイル148aの先端部がスルーホール141aを介して絶縁性基板141の裏面に形成された渦巻き状のフラットコイル148bに電気接続されている。さらに、フラットコイル148bの先端部がプリントされたリード線141bを介して基板141の裏面に形成された渦巻き状のフラットコイル148cまで延在している。ついで、フラットコイル148cはスルーホール141cを介して表面に形成された渦巻き状のフラットコイル148dに電気接続されている。さらに、表面のフラットコイル148bはプリントされたリード線141dを介して接続導体143に接続されている。そして、コイルプレート140の表裏面は、絶縁膜149で被覆されている。なお、フラットコイル148aないし148dの形成方法は、特に、限定するものではなく、例えば、印刷,蒸着,溶射,エッチング等の既存の方法から任意に選択できる。
そして、コイルプレート140は、その端子孔145,146,147を、コイル端子113,114の接続端子113a,114aおよび固定接点端子116の接続端部116aにそれぞれ嵌合して組み付けた後、コイル端子113,114の接続端部113a,114aが接続導体143,144に圧接,溶接,ロー付け等でそれぞれ電気接続される。
なお、前述のコイルプレート140では、絶縁性基板141の表裏面にフラットコイル148aないし148d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、片面だけに形成してもよい。また、絶縁性を向上させるべく、片面にフラットコイルを形成した2枚の絶縁性基板を貼り合わせて形成してもよい。さらに、フラットコイルおよび絶縁膜を交互に積層して複数層としてもよい。
板状芯体150は、前記コイルプレート140をほぼ被覆可能な平面形状を有する導電性磁性板からなるものである。そして、下方側に突き出して形成した一対の突部である鉄芯151a,151bの先端部を固定接点152a,152bとしてある。さらに、絶縁性を確保するための切り欠き部153,154、前記ベース110の固定接点端子116の接続端部116aに電気接続するための切り欠き部155を隣り合う角部に順次設けてある。
なお、必要に応じ、固定接点152a,152bのうち、少なくとも前述の可動接点片123に接触する部分に、導電性に優れた金,白金などの接点材料をメッキ,蒸着,圧接,溶接,カシメ等によって設けておいてもよい。
また、固定接点152a,152bは板状芯体150と必ずしも一体である必要はなく、別体からなる固定接点152a,152bを圧入,カシメ,ロー付けで板状芯体150に固定してもよい。例えば、板状芯体150に、別体の固定接点152a,152bの直径と同径の貫通孔を設けておき、組立の最終工程で接点ギャップを測定しつつ、所定の位置まで圧入して固定してもよい。
そして、前記フラットコイル140の貫通孔142a,142bに板状芯体150の鉄芯151a,151bをそれぞれ嵌合して密着固定する。さらに、板状芯体150の切り欠き部155に可動接点端子116の接続端部116aを圧接,溶接,ロー付け,カシメ等で電気接続する。これにより、固定接点152a,152bがコイルプレート140の下面から僅かに下方側に突出し、所定の接点ギャップを維持しつつ、可動接点片123に接離可能に対向する(図34)。
なお、鉄芯151a,151bの固定接点152a,152bを除く板状芯体150の下面にポリエーテルサルフォン等の樹脂膜を形成する。一方、ベース110およびコイルプレート140を同様な樹脂で形成し、あるいは、これらの接合面に同様な樹脂膜を形成する。そして、加熱圧接,超音波溶接,溶剤接着等の方法で接合一体化することにより、密閉構造を容易に実現できる。
また、ベース本体111やコイルプレート140がセラミック,硝子で形成されていれば、陽極接合でより強固な密閉構造を実現できる。このような密閉構造とすることにより、外部からの腐食ガスや異物等の侵入を防止できる。
さらに、密閉空間内を高真空にしたり、絶縁性の高いガス(例えば、六フッ化硫黄ガス)や液体を充填,封止することにより、絶縁性を向上させてもよい。
絶縁性カバー160は、図34に示すように、前記ベース110に組み付けたコイルプレート140,板状芯体150を被覆する平面形状の樹脂成形品であってもよく、あるいは、エポキシ樹脂等の注入や低圧成形で形成してもよい。
そして、前述の構成からなるリレーは、図34に示すように、プリント基板170にハンダ171を介して表面実装される。
なお、前述の実施形態によれば、板状芯体150,スペーサ130をコイルプレート140と別体の部品で構成する場合について説明したが、必ずしもこれに限らず、コイルプレート140の下面にアウトサート成形等でスペーサ130を一体に形成してもよい。また、逆に、板状芯体140の下面に少なくとも1層のフラットコイルをメッキ,蒸着で一体に形成してもよい。
次に、前述の構成からなるリレーの動作について説明する。
まず、コイル端子113,114に電圧が印加されておらず、コイルプレート140のフラットコイル148a,148bが励磁されていない場合には、可動接点片123と固定接点152a,152bとが所定の接点ギャップで対向し、可動接点端子115と固定接点端子116とは開路状態にある。
そして、コイル端子113,114に電圧を印加してフラットコイル148aないし148dを励磁すると、鉄芯151a,151bの軸心に沿って互いに逆方向の磁束が発生する。このため、鉄芯151a,可動接点片123,鉄芯151b,板状芯体150によって形成される閉じた電気回路を磁束が流れる。この結果、可動接点プレート120のヒンジ部122のバネ力に抗し、可動接点片123が板状芯体150の鉄芯151a,151bに吸引され,固定接点152a,152bに接触し、電気回路,磁気回路を閉成する。
ついで、前記フラットコイル148aないし148dの励磁を解くと、前記磁束が消失し、ヒンジ部122のバネ力によって可動接点片123が元の状態に復帰し、可動接点片123が固定接点152a,152bから開離し、電気回路,磁気回路が開路状態となる。
第11実施形態は、図39に示すように、コイル端子113,114および固定接点端子116の接続端部113a,114aおよび116aを、ベース本体111の上面縁部と面一になるように埋設した場合である。
そして、電気接続するためにコイルプレート140の隣り合う角部の表裏面に、接続導体143,144および中継導体147aを設ける。さらに、これらを上下に導通させるためにスルーホール143a,144a,147bをそれぞれ設けてある。また、板状芯体150は、絶縁性を確保するため、隣り合う角部に切り欠き部を153,154を設けてある。
したがって、可動接点プレート120およびスペーサ130を組み付けたベース110に、コイルプレート140を載置する。そして、埋設したコイル端子113,114および固定接点端子116の接続端部113,114aおよび116aに、コイルプレート140の接続導体143,144および中継導体147aをそれぞれ電気接続する。さらに、第10実施形態と同様、コイルプレート140に密着固定した板状芯体150が前記中継導体147aを介して固定接点端子116に電気接続される。他は前述の第10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、ベース本体111をセラミックパッケージで構成した場合であっても、コイル端子113,114等を突出させる必要がないので、製造コストを低減できるという利点がある。
第12実施形態は、図40に示すように、板状芯体150の角部に突き出し加工を施して接続段部156を下方側に突設してある。一方、この接続段部156と固定接点端子116との間に位置するコイルプレート140の角部を切り欠いて切り欠き部147cを形成する。そして、ベース110の固定接点端子116の接続端部116aに板状芯体150の接続段部156を直接接合一体化して電気接続する。他は前述の第10実施形態と同様であるので、説明を省略する。
本実施形態によれば、コイルプレート140の中継導体が不要となるので、加工が簡単になるとともに、組立精度および接触信頼性が向上するという利点がある。
第13実施形態は、図41ないし図42Bに示すように、可動接点端子115および固定接点端子116を箱形ベース本体111にインサート成形してベース110を形成する。そして、このベース110の底面に固定接点プレート150を位置決めして固定接点端子116に電気接続する。さらに、コイルプレート140を組み付け、ついで、前記ベース本体111の上面縁部に可動接点プレート120の周辺縁部を位置決めしてある。
可動接点プレート120は、高透磁率アモルスファスからなるものであり、図42Bに示すように、平行に配した一対の直線状支持体124,124から延在するクランク状のヒンジ部122,122で、可動接点片123を板厚方向に往復移動方向に支持している。そして、ベース本体111の上面縁部に組み付けた浅底の箱形絶縁カバー160で密封されている。
したがって、無励磁の場合には、ヒンジ部122,122に吊り下げられた可動接点片123が固定接点152a,152bから開離している。
そして、コイルプレート140のフラットコイル148a,148bに電圧を印加して励磁すると、図42Aの点線で示した矢印方向に磁束が生じる。このため、鉄芯151a,151bが可動接点片123を吸引し、可動接点片123がヒンジ部122,122のバネ力に抗して板厚方向に下降し、固定接点152a,152bに接触して電気回路を閉じる。
さらに、フラットコイル148a,148bに対する電圧の印加を解除して励磁を解くと、ヒンジ部122,122のバネ力により、可動接点片123が元の状態に復帰する。他は前述の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
本実施形態によれば、可動接点片123が板厚方向に平行に往復移動するので、片当たりが生じない。また、ヒンジ部122,122の単位長さ当たりの変位量が小さいので、疲労破壊が生じにくいという利点がある。
なお、前述の実施の形態では、コイルプレート140の貫通孔142a,142bから突出する固定接点152a,152bに可動接点片123を接離する場合について説明したが、必ずしもこれに限らない。例えば、可動接点片123に突き出し加工、切り起こし加工を施し、または、別部材の可動接点を設けることにより、前記貫通孔142a,142bから突出していない固定接点152a,152bに可動接点片123の前記可動接点を接離させてもよい。
また、前述の実施形態では、可動接点プレート120とコイルプレート140との間に補助ヨークを設ける必要がなく、効率の良い磁気回路を形成できるので、接点間絶縁が容易になるという利点がある。
第14実施形態は、図43に示すように、前述の第10実施形態とほぼ同様であり、異なる点は、クランク状のヒンジ部122,122で支持した可動接点片123の上面に、軟磁性体125を接合一体化した点である。
なお、前記軟磁性体125は、前述の第8実施形態と同様であるので、説明を省略する。
第15実施形態は、図44に示すように、前述の第14実施形態とほぼ同様であり、異なる点は、軟磁性体125の面積が第14実施形態の軟磁性体125よりも大きい点である。ただし、この軟磁性体125は、スペーサ130の内側縁部よりも小さい外形寸法であればよい。
第16実施形態は、図45Aないし図46に示すように、浅底の箱形ベース110の凹所112に、角部を切り落とした板状芯体150を落とし込み、ついで、固定接点端子116の接続端部116aに電気接続したものである(図46)。前記板状芯体150は、その対向する両側縁部にリブ157,157を形成してある。そして、この板状芯体150の鉄芯151a,151bにコイルプレート140の貫通孔142a,142bを嵌合し、コイル端子113,114の接続端部113a,114aに電気接続する。ついで、前記箱形ベース110の開口縁部に設けた一対の平行段部117,117に、下面に軟磁性体125を接合一体化した可動接点プレート120を位置決めした後、これを可動接点端子115の接続端部115aに電気接続する。最後に、前記箱形ベース10の上面にカバー160を組み付けて密閉する。
したがって、前記コイルプレート140に電圧を印加すると、板状芯体150の鉄芯151a,151bに生じた磁束が軟磁性体125を吸引する。このため、軟磁性体125の中央部が、可動接点プレート120のヒンジ部122,122のばね力に抗し、固定接点152a,152bに吸着する。さらに、軟磁性体125の両側縁部が、板状芯体150のリブ157,157に吸引され、磁気回路を閉成する。
このため、固定接点端子116の接続端部116a、板状芯体150、軟磁性体125、可動接点プレート120、および可動接点端子115の接続端部115aを介して電気回路が閉成される。さらに、板状芯体150の鉄芯151b、軟磁性体125、および、鉄芯151aを介して磁気回路が閉成される。
ついで、前述の電圧の印加を停止すると、ヒンジ部122のばね力により、軟磁性体125が元の位置に復帰し、前述の磁気回路および電気回路が開路状態となる。
産業上の利用の可能性
本願発明にかかるリレーは前述の実施形態に限らず、他のリレーにも適用できるものである。
Claims (28)
- 一対の貫通孔のそれぞれの周囲に少なくとも一層ずつ形成して相互に電気接続した渦巻き状フラットコイルを有するコイルプレートと、
このコイルプレートのそれぞれの貫通孔を介して接離可能に対向する固定接点および可動接点とからなり、
前記固定接点を、絶縁状態で並設した一対の板状芯体の片面にそれぞれ設ける一方、前記可動接点を、可動接点プレートの支持体から延在する少なくとも一つのヒンジ部を介して板厚方向に駆動自在に支持された1枚の可動接点片に設けたことを特徴とするリレー。 - 前記固定接点を、前記板状芯体の片面に突設し、かつ、前記コイルプレートの貫通孔に挿通可能な突部である鉄芯の先端部に、配したことを特徴とする請求項1に記載のリレー。
- 前記可動接点を、前記可動接点片の片面に突設し、かつ、前記貫通孔に挿通可能な突部の先端部に、配したことを特徴とする請求項1または2に記載のリレー。
- 前記板状芯体を、箱形ベースの底面から露出する接点端子の接続端部に電気接続したことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のリレー。
- 前記可動接点プレートが、導電性磁性材からなる薄板に平面略C字形のスリットを設けてヒンジ部を形成するとともに、環状支持体と可動接点片とを仕切ったことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のリレー。
- 前記可動接点プレートを、前記箱形ベースの開口縁部に形成した環状段部に嵌合したことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のリレー。
- 前記コイルプレートの下面に設けた絶縁膜に、前記板状芯体を密着固定する一方、前記コイルプレートの上面に設けた絶縁膜に、前記可動接点プレートの支持体を密着固定したことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載のリレー。
- リードフレームから切り出した一対の接点端子の接続端部にそれぞれ電気接続した一対の板状芯体を、ベースに一体成形したことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載のリレー。
- リードフレームから切り出した一対の接点端子の接続端部にそれぞれ電気接続した一対の板状芯体と、リードフレームから切り出した一対のコイル端子の接続端部に電気接続したコイルプレートとを、ベースに一体成形したことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載のリレー。
- 一対の貫通孔のそれぞれの周囲に少なくとも一層ずつ形成して相互に電気接続した渦巻き状フラットコイルを有するコイルプレートと、
このコイルプレートのそれぞれの貫通孔を介して接離可能に対向する固定接点および可動接点とからなり、
前記固定接点を、一枚の板状芯体の片面にそれぞれ設ける一方、前記可動接点を、可動接点プレートの支持体から延在する少なくとも一つのヒンジ部を介して板厚方向に駆動自在に支持された1枚の可動接点片に設けたことを特徴とするリレー。 - 前記可動接点プレートが、導電性磁性材からなる薄板に平面略C字形のスリットを設けてヒンジ部を形成するとともに、環状支持体と可動接点片とを仕切ったことを特徴とする請求項10に記載のリレー。
- 前記可動接点プレートの支持体と前記コイルプレートとで、スペーサを挾持したことを特徴とする請求項10または11に記載のリレー。
- 前記可動接点プレートの支持体が、可動接点片およびヒンジ部よりも厚いことを特徴とする請求項10ないし12のいずれか1項に記載のリレー。
- 前記ヒンジ部を薄肉としたことを特徴とする請求項10ないし13のいずれか1項に記載のリレー。
- 前記ヒンジ部に貫通孔を設けたことを特徴とする請求項10ないし14のいずれか1項に記載のリレー。
- 前記スリットの両端部が、細長のヒンジ部を形成するように可動接点片内に延在したことを特徴とする請求項11ないし15のいずれか1項に記載のリレー。
- コイルプレートの上面に設けた絶縁膜に、鉄芯を有する板状芯体を密着固定する一方、コイルプレートの下面に設けた絶縁膜に、可動接点プレートの支持体を密着固定したことを特徴とする請求項10ないし16のいずれか1項に記載のリレー。
- コイルプレートの上面に設けた絶縁膜に、鉄芯を有する板状芯体を密着固定する一方、コイルプレートの下面に設けた絶縁膜に、スペーサを介して可動接点プレートの支持体を密着固定したことを特徴とする請求項10ないし16のいずれか1項に記載のリレー。
- 箱形ベースの上面縁部にコイルプレートの下面縁部を接合一体化するとともに、このコイルプレートの貫通孔を鉄芯を備えた板状芯体で封止して形成した密封空間内に、可動接点プレートを収納したことを特徴とする請求項10いし18のいずれか1項に記載のリレー。
- 板状芯体の下面のうち、コイルプレートとの接合面に絶縁膜を設けるとともに、この絶縁膜と同一の材質でコイルプレートおよび箱形ベースを形成したことを特徴とする請求項10ないし19のいずれか1項に記載のリレー。
- 底面隅部から可動接点端子が露出するとともに、上面縁部からコイル端子および固定接点端子の上端部が露出する箱形ベースと、
この箱形ベース内に収納され、前記可動接点端子に電気接続された可動接点プレートと、
前記箱形ベースの上面縁部に密着固定され、前記コイル端子の上端部にフラットコイルを電気接続されたコイルプレートと、
このコイルプレートの上面に密着固定され、下面に突設した鉄芯を前記コイルプレートの貫通孔から突出するとともに、前記固定接点端子の上端部に電気接続された板状芯体と、
からなることを特徴とする請求項10ないし20のいずれか1項に記載のリレー。 - 箱形ベースの上面縁部から突出するコイル端子および固定接点端子の上端部を、コイルプレートおよび板状芯体に設けた対応する端子孔または切り欠き部にそれぞれ係合して電気接続したことを特徴とする請求項21に記載のリレー。
- 箱形ベースの上面縁部から面一で露出するコイル端子および固定接点端子の上端部のうち、コイル端子の上端部にコイルプレートを積み重ねて電気接続するとともに、このコイルプレートに設けた中継導体を介して前記固定接点端子の上端部を板状芯体に電気接続したことを特徴とする請求項21に記載のリレー。
- 箱形ベースの上面縁部から面一で露出するコイル端子および固定接点端子の上端部のうち、コイル端子の上端部にコイルプレートを積み重ねて電気接続するとともに、前記固定接点端子の上端部に板状芯体の縁部から下方側に突設した接続段部を直接接合して電気接続したことを特徴とする請求項21に記載のリレー。
- 前記可動接点プレートの可動接点片に、薄板状軟磁性体を接合一体化したことを特徴とする請求項1ないし24のいずれか1項に記載のリレー。
- 前記薄板状軟磁性体の平面形状を、前記可動接点プレートの周辺縁部を除いた平面形状と略同一にしたことを特徴とする請求項1ないし25のいずれか1項に記載のリレー。
- 前記板状芯体の少なくとも一辺縁部に、磁気回路構成用リブを突設したことを特徴とする請求項1ないし26のいずれか1項に記載のリレー。
- 前記磁気回路構成用リブの端部が、前記薄板状軟磁性体の周辺縁部に当接可能に対向することを特徴とする請求項27に記載のリレー。
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