JP4389653B2 - 電磁継電器 - Google Patents
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Description
本発明は電磁継電器、特に、薄型の電磁継電器を実現できる鉄芯の形状に関する。
従来、電磁継電器の鉄芯としては、例えば、図１４Ａないし図１４Ｃに示すように、板状磁性材１から平面略Ｉ字形の中間品２をプレス加工で打ち抜き、両側の起立部３を曲げ起こすことにより、巾広部分を磁極部４とした鉄芯５がある（参考文献１参照）。
特開平６−１９６０７２号公報
しかしながら、前述のプレス加工による打ち抜き作業では、板材の厚さよりも巾狭に中間品２をプレス加工で打ち抜くことが容易でなく、鉄芯５の胴部６における巾寸法を高さ寸法よりも小さくすることは極めて困難であった。このため、所望の吸引力特性を確保するために前記鉄芯５の胴部６に所定量のコイル７を巻回すると、コイル７が上下方向だけでなく、左右方向にも迫り出すので（図１４Ｄ）、薄型の電磁石ブロック８、ひいては薄型の電磁継電器９が得られないという問題点がある。
本発明にかかる電磁継電器は、前記問題点に鑑み、所望の吸引力特性を備えた薄型の電磁継電器を提供することを課題とする。
本発明にかかる電磁継電器は、前記課題を解決すべく、鉄芯の胴部の両端に位置する磁極部のうち、一方の磁極部に可動鉄片の一端部を回動可能に支持するとともに、他方の磁極部に前記可動鉄片の他端部を吸着可能に対向させ、前記鉄芯の胴部に巻回したコイルの励磁，消磁に基づいて回動する前記可動鉄片でカードを上下方向に駆動し、接点を開閉する電磁継電器であって、正面略Ｕ字形状にプレス加工で打ち抜いた板状磁性材のうち、断面縦長形状を有する胴部の両端に位置する両側腕部の自由端部に板厚方向に曲げ加工を施して水平な磁極面を有する磁極部をそれぞれ形成するとともに、前記胴部の厚さ寸法の中心を通過する鉛直面が前記磁極面の中央に直交するように形成された構成としてある。
本発明によれば、鉄芯の胴部における巾寸法が高さ寸法よりも小さく、前記胴部にコイルを巻回しても、コイルが水平方向に迫り出すことがないので、薄型の電磁石ブロック、ひいては薄型の電磁継電器が得られる。また、鉄芯の磁極部における磁極面の中央に、胴部の中心を通過する鉛直面が直交するので、広い吸着面積を確保でき、所望の吸引力が得られる。特に、前記板状磁性材の巾寸法を適宜、変更することにより、磁極部の吸着面積を簡単に変更できるので、吸引特性の調整が容易である。
本発明にかかる他の電磁継電器としては、鉄芯の胴部の両端に位置する磁極部のうち、一方の磁極部に可動鉄片の一端部を回動可能に支持するとともに、他方の磁極部に前記可動鉄片の他端部を吸着可能に対向させ、前記鉄芯の胴部に巻回したコイルの励磁，消磁に基づいて回動する前記可動鉄片でカードを上下方向に駆動し、接点を開閉する電磁継電器であって、平面略方形枠状にプレス加工で打ち抜いた板状磁性材のうち、胴部となる対向する両辺部を同一方向に曲げ起こすとともに、磁極部となる対向する他の両辺部の中央部を曲げ起こし、さらに、胴部となる前記両辺部を接合するように曲げ加工を施して断面縦長形状の胴部を形成するとともに、水平な磁極面を有する磁極部を形成することにより、前記胴部の接合面を通過する鉛直面が前記磁極部の磁極面に直交するように配置した構成としてもよい。
本発明によれば、前述の電磁継電器と同様、鉄芯の胴部における巾寸法が高さ寸法よりも小さく、前記胴部にコイルを巻回しても、コイルが水平方向に迫り出すことがないので、薄型の電磁石ブロック、ひいては薄型の電磁継電器が得られる。また、鉄芯の磁極部における磁極面の中央に、胴部の中心を通過する鉛直面が直交するので、広い吸着面積を確保でき、所望の吸引力が得られる。特に、略方形枠状の前記板状磁性材の各辺の巾寸法を適宜、変更することにより、磁極部の吸着面積を簡単に変更できるので、吸引特性の調整が容易である。
本発明にかかる別の電磁継電器としては、鉄芯の胴部の両端に位置する磁極部のうち、一方の磁極部に可動鉄片の一端部を回動可能に支持するとともに、他方の磁極部に前記可動鉄片の他端部を吸着可能に対向させ、前記鉄芯の胴部に巻回したコイルの励磁，消磁に基づいて回動する前記可動鉄片でカードを上下方向に駆動し、接点を開閉する電磁継電器であって、平面略Ｈ字形状にプレス加工で打ち抜いた板状磁性材のうち、胴部となる直線部分の両端から反対方向にそれぞれ延在する腕部を中間部から同一方向にそれぞれ屈曲する一方、前記直線部分を中心線に沿って折り重ねて断面縦長形状を有する胴部を形成するとともに、前記腕部を突き合わせて水平な磁極面を有する磁極部を形成することにより、前記胴部の中心線を通過する鉛直面が前記磁極部の磁極面に直交するように配置した構成としてもよい。
本発明によれば、前述の電磁継電器と同様、鉄芯の胴部における巾寸法が高さ寸法よりも小さく、前記胴部にコイルを巻回しても、コイルが水平方向に迫り出すことがないので、薄型の電磁石ブロック、ひいては薄型の電磁継電器が得られる。また、鉄芯の磁極部における磁極面の中央に、胴部の中心を通過する鉛直面が直交するので、広い吸着面積を確保でき、所望の吸引力が得られる。特に、略Ｈ字形状の前記板状磁性材の各辺の巾寸法を適宜、変更することにより、磁極部の吸着面積を簡単に変更できるので、吸引特性の調整が容易である。
本発明の実施形態としては、磁極面の周辺縁部のうち、少なくとも一部にインサート成形用成形樹脂の侵入を防止する段落ち部を形成しておいてもよい。
本実施形態によれば、磁極面に成型樹脂が付着することがなく、作業効率、歩留まりが改善されるという効果がある。
本実施形態によれば、磁極面に成型樹脂が付着することがなく、作業効率、歩留まりが改善されるという効果がある。
本発明にかかる実施形態を図１ないし図１３の添付図面に従って説明する。
第１実施形態にかかる電磁継電器は、図１ないし図１１に示すように、ベース１０と、固定接点端子２０と、可動接点端子２５と、電磁石ブロック３０と、可動鉄片６０と、カード７０、ケース８０とからなるものである。なお、本発明にかかる電磁継電器を実現したハウジングの大きさは、巾５ｍｍ、高さ１２．５ｍｍ、長さ２０ｍｍである。
第１実施形態にかかる電磁継電器は、図１ないし図１１に示すように、ベース１０と、固定接点端子２０と、可動接点端子２５と、電磁石ブロック３０と、可動鉄片６０と、カード７０、ケース８０とからなるものである。なお、本発明にかかる電磁継電器を実現したハウジングの大きさは、巾５ｍｍ、高さ１２．５ｍｍ、長さ２０ｍｍである。
ベース１０は、その中間部に側方に向けて開口する断面略コ字形の絶縁仕切壁１１（図７）を一体成形することにより、反対方向の側方にそれぞれ開口する下方空間部１２および上方空間部１３を形成してある。そして、図３に示すように、前記下方空間部１２内には、後述する固定接点端子２０および可動接点端子２５を側方からそれぞれ圧入できる圧入溝１４，１５を組付け方向に沿ってそれぞれ設けてある。
一方、図７に示すように、前記ベース１０の上方空間部１３には、後述する電磁石ブロック３０を上方から降ろして組み付けた場合に、電磁石ブロック３０の鍔部３２に設けた切り欠き部３２ａに係合して位置決めする位置決め用突部１６ａを突設してある。さらに、前記電磁石ブロック３０を係止するため、係止用突起１６ｂ、係止用切り欠き部１６ｃが前記ベース１０に設けられている。また、前記ベース１０には、電磁石ブロック３０に組み付けた第１，第２コイル端子５０，５５を上方からそれぞれ挿入できる端子溝１７，１８を設けてある。そして、前記ベース１０には、前記下方空間部１２および前記上方空間部１３を上下に連通させる操作孔１９が設けられている。
前記固定接点端子２０は、図３に示すように、略Ｌ字に屈曲した形状を有し、水平方向に延在する枠状固定接触片２１の先端に固定接点２２をカシメ固定したものである。そして、前記固定接点端子２０を側方からスライドさせ、その端子部２３を前記ベース１０の圧入溝１４に圧入することにより、前記固定接点端子２０が前記ベース１０に固定される。
前記可動接点端子２５は、略Ｌ字形に屈曲した形状を有し、水平方向に延在する可動接触片２６の先端に係止孔２７を有するとともに、その近傍に可動接点２８をカシメ固定してある。そして、前記可動接点端子２５は、その端子部２９を前記ベース１０の圧入溝１５に側方から圧入，固定することにより、前記可動接点２８が前記固定接点２２に接離可能に対向する。
なお、本実施形態では、固定接点端子２０と可動接点端子２５とで常開の接点機構部を形成しているが、必ずしもこれに限らず、常閉の接点機構部としてもよく、あるいは、常開および常閉の接点機構部であってもよい。
なお、本実施形態では、固定接点端子２０と可動接点端子２５とで常開の接点機構部を形成しているが、必ずしもこれに限らず、常閉の接点機構部としてもよく、あるいは、常開および常閉の接点機構部であってもよい。
電磁石ブロック３０は、図７ないし図１０に示すように、鉄芯４０の胴部４１の両端に位置する起立部４２，４３（図１０Ｅ）に、樹脂をインサート成形して鍔部３１，３２をそれぞれ形成したものである（図９）。そして、露出する鉄芯４０の胴部４１にコイル３３を巻回するとともに、前記コイル３３の引き出し線を前記鍔部３１に組み付けた第１，第２コイル端子５０，５５にからげて半田付けしてある。
前記鉄芯４０は、図１０に示すように、プレス加工で打ち抜いて得た略Ｕ字形の板状磁性材４９（図１０Ａ）に曲げ加工を施し、胴部４１となる直線部分の両端から同一方向に延在する両腕部４８，４８を、その基部から同一角度にそれぞれ曲げ起こす（図１０Ｂ）。そして、起立部４２，４３となる前記腕部４８，４８の中間部を鋭角に屈曲して磁極部４４，４５を形成し（図１０Ｃ）、前記磁極部４４，４５だけにプレス加工を施して水平面を形成するとともに、吸着面積を広げる（図１０Ｄ）。最後に、成形樹脂が磁極部４４，４５の磁極面４４ａ，４５ａに付着するのを防止するため、前記磁極面４４ａ，４５ａの周辺縁部に略コ字形の段落ち部４４ｂ，４５ｂをプレス加工で形成する（図１０Ｅ）。
本実施形態にかかる鉄芯４０によれば、図１１Ａに示すように、前記胴部４１が縦長の断面形状を有しているので、前記鉄芯４０の胴部４１に所定量のコイル３３を巻回しても、コイル３３が横方向に大きく迫り出すことがない。このため、巾狭の電磁石ブロック３０、ひいては薄型の電磁継電器が得られる。また、図１１Ｂに示すように、鉄芯４０の磁極部４５の磁極面４５ａは、前記腕部４８を略Ｌ字形に単純に屈曲した場合（図１１Ｃ）よりも広いので、所望の吸引力が得られる。特に、本実施形態では、前記腕部４８，４８の巾寸法を適宜、変更することにより、磁極部４４，４５の磁極面積を簡単に変更できるので、吸引特性の調整が容易であるという利点がある。
前記電磁石ブロック３０の鍔部３１に組み付けた第１，第２コイル端子５０，５５のうち、第１コイル端子５０は、図９に示すように、鍔部３１の上下に貫通する端子孔３１ａに下方側から圧入され、位置決め用リブ５１を前記鍔部３１の底面に当接して位置決めされる。一方、第２コイル端子５５は、上端部５６を前記鍔部の端子孔３１ｂ（図８Ｃ）に下方側から圧入し、位置決め用リブ５７を前記鍔部の底面に当接することにより、位置決めされる。そして、前記鉄芯４０の胴部４１に巻回したコイル３３の引き出し線を、前記第２コイル端子５５の中間部から水平方向に延在するからげ部５８にからげた後、前記からげ部５８を鉄芯４０側に折り曲げることにより、電磁石ブロック３０が完成する。
本実施形態によれば、第１コイル端子５０が後述する可動鉄片６０の係合用爪部６２の隣に位置するとともに（図５Ａ）、第２コイル端子５５が鍔部３１の下方側に位置する（図５Ｂ）。したがって、第１コイル端子５０は、カード７０の長手方向の側面視の外郭内に納められる一方、第２コイル端子５５は、電磁石ブロック３０の上面視の外郭内に納められることになる。このため、第１，第２コイル端子５０，５５を配置するために巾方向および長手方向に余分なスペースを確保する必要がなくなり、薄く、かつ、短い小型の電磁継電器が得られる。また、第２コイル端子５５のからげ部５８は、最終的に上方空間部１３内に納められ、電磁石ブロック３０の下方側に位置するので、前記接点機構部との絶縁性を確保できるという利点がある。
そして、図３および図７に示すように、前記電磁石ブロック３０を前記ベース１０の上方空間部１３に上方側から組み付け、第１，第２コイル端子５０，５５を前記ベース１０の端子溝１７，１８にそれぞれ挿入する。さらに、鍔部３２の切り欠き部３２ａを位置決め用突部１６ａに係合するとともに、鍔部３１の係止用切り欠き部３１ｂおよび鍔部３２の係止用突起３２ｂをベース１０の係止用突起１６ｂおよび切り欠き部１６ｃにそれぞれ係止することにより、前記電磁石ブロック３０の取り付け作業が完了する。この結果、前記電磁石ブロック３０の鍔部３２の側端面と前記ベース１０の外壁との間に挿入溝１０ａ（図５Ａ）が形成される。
可動鉄片６０は、図２に示すように、平面略長方形の板状磁性材の一端部６１に平面略Ｔ字形状の係合用爪部６２を延在してある一方、他端部６３の近傍に略Ｖ字形状に屈曲したヒンジバネ６４をカシメ固定してある。前記ヒンジバネ６４の垂直部６５には弾性舌片６６を切り起こしてある。ただし、第１コイル端子５０の収納スペースを確保するため、前記係合用爪部６２は可動鉄片６０の中心から偏心した位置に設けてある（図５Ａ）。
そして、前記ヒンジバネ６４の垂直部６５を前記挿入溝１０ａに圧入することにより、前記可動鉄片６０の他端部６３がヒンジ支持されるとともに、一端部６１が鉄芯４０の磁極部４４に吸着可能に対向し、前記係合用爪部６２が操作孔１９の直上に位置する。
そして、前記ヒンジバネ６４の垂直部６５を前記挿入溝１０ａに圧入することにより、前記可動鉄片６０の他端部６３がヒンジ支持されるとともに、一端部６１が鉄芯４０の磁極部４４に吸着可能に対向し、前記係合用爪部６２が操作孔１９の直上に位置する。
カード７０は、図２に示すように、その上端部に、前記可動鉄片６０の係合用爪部６２に弾性係合する一対の弾性腕部７１，７１を設けてあるとともに、その下端部に、前記可動接触片２６の係止孔２７に係合する係合用突起７２が形成されている。
そして、前記係合突起７２を可動接点端子２５の係止孔２７に係合するとともに、一対の弾性腕部７１，７１を前記可動鉄片６０の係合用爪部６２に弾性係合することにより、可動鉄片６０と可動接触片２６とが連結される（図６）。
そして、前記係合突起７２を可動接点端子２５の係止孔２７に係合するとともに、一対の弾性腕部７１，７１を前記可動鉄片６０の係合用爪部６２に弾性係合することにより、可動鉄片６０と可動接触片２６とが連結される（図６）。
ケース８０は、前記ベース１０に嵌合可能な箱形状を有する樹脂成形品である。このため、組立作業は、前記ベース１０に電磁石ブロック３０等の内部構成部品を組み付けた後、前記ベース１０に前記ケース８０を嵌合し、シール作業を行うことにより、組立作業が完了する。
次に、本実施形態にかかる電磁継電器の動作について説明する。
コイル３３に電圧が印加されていない場合には、可動接触片２６のばね力で可動接点２８が固定接点２２から開離しているとともに、前記カード７０が上方に付勢されているので、可動鉄片６０の一端部６１が鉄芯４０の磁極部４４から開離している。
コイル３３に電圧が印加されていない場合には、可動接触片２６のばね力で可動接点２８が固定接点２２から開離しているとともに、前記カード７０が上方に付勢されているので、可動鉄片６０の一端部６１が鉄芯４０の磁極部４４から開離している。
そして、前記コイル３３に電圧を印加すると、鉄芯４０の磁極部４４に可動鉄片６０の一端部６１が吸引され、前記可動鉄片６０が回動する。このため、可動鉄片６０の一端部６１が前記カード７０を押し下げるので、前記カード７０が可動接触片２６の先端部を押し下げる。この結果、前記可動接触片２６の可動接点２８が固定接点２２に接触して回路を閉成する。
ついで、前記コイル３３に対する電圧の印加を停止すると、前記可動接触片２８が、それ自身のばね力でカード７０を押し上げ、可動鉄片６０を回動させるとともに、可動接点２８が固定接点２２から開離し、元の状態に復帰する。
第２実施形態にかかる電磁継電器の鉄芯４０は、図１２に示すように、板状磁性材から平面略Ｈ字形状の中間品９０をプレス加工で打ち抜いた後（図１２Ａ）、胴部４１となる中心部９１の両端から逆方向にそれぞれ延在する腕部９２の中間部を同一方向に屈曲し（図１２Ｂ）。さらに、前記胴部４１となる中心部９１を中心から折り曲げ（図１２Ｃ）、重ね合わせて一体化する（図１２Ｄ）。最後に、磁極部４４，４５の磁極面４４ａ，４５ａにプレス加工を施して平滑性を確保する（図１２Ｅ）。他は前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分に同一番号を附して説明を省略する。
本実施形態によれば、第１実施形態と同じ厚さの鉄芯軸部を構成する場合であっても、第１実施形態で使用した板状磁性材よりも半分の厚さの板状磁性材を使用できるので、加工しやすいという利点がある。
第３実施形態は、図１３に示すように、板状磁性材から枠形状の中間品９５をプレス加工で打ち抜いた後（図１３Ａ）、胴部４１となる対向する両辺部９６，９６を同一方向に曲げ起こす（図１３Ｂ）。さらに、磁極部４４，４５となる中間部９７，９７を曲げ起こし（図１３Ｃ）、前記両辺部９６，９６を重ね合わせるように屈曲して一体化したものでる（図１３Ｄ）。他は前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分に同一番号を附して説明を省略する。
本実施形態によれば、第２実施形態と同様、第１実施形態と同じ厚さの鉄芯軸部を構成する場合であっても、第１実施形態で使用した板状磁性材よりも半分の厚さの板状磁性材を使用できるので、加工しやすいという利点がある。
本発明にかかる電磁継電器は、前述の電磁継電器に限らず、他の電磁継電器に適用できるものである。
１０：ベース
１１：絶縁仕切り壁
１２：下方空間部
１３：上方空間部
１４，１５：圧入溝
１６ａ：位置決め用突部
１７，１８：端子溝
２０：固定接点端子
２１：固定接触片
２２：固定接点
２３：端子部
２５：可動接点端子
２６：可動接触片
２７：係止孔
２８：可動接点
２９：端子部
３０：電磁石ブロック
３１，３２：鍔部
３３：コイル
４０：鉄芯
４１：胴部
４２，４３：起立部
４４，４５：磁極部
４４ａ，４５ａ：磁極面
４４ｂ，４５ｂ：段落ち部
５０：第１コイル端子
５１：位置決め用リブ
５５：第２コイル端子
５６：上端部
５７：位置決め用リブ
５８：からげ部
６０：可動鉄片
６２：係合用爪部
６４：ヒンジバネ
６５：垂直部
７０：カード
７１：弾性腕部
７２：係合用突起
８０：ケース
１１：絶縁仕切り壁
１２：下方空間部
１３：上方空間部
１４，１５：圧入溝
１６ａ：位置決め用突部
１７，１８：端子溝
２０：固定接点端子
２１：固定接触片
２２：固定接点
２３：端子部
２５：可動接点端子
２６：可動接触片
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６５：垂直部
７０：カード
７１：弾性腕部
７２：係合用突起
８０：ケース
Claims (4)
- 鉄芯の胴部の両端に位置する磁極部のうち、一方の磁極部に可動鉄片の一端部を回動可能に支持するとともに、他方の磁極部に前記可動鉄片の他端部を吸着可能に対向させ、前記鉄芯の胴部に巻回したコイルの励磁，消磁に基づいて回動する前記可動鉄片でカードを上下方向に駆動し、接点を開閉する電磁継電器であって、
正面略Ｕ字形状にプレス加工で打ち抜いた板状磁性材のうち、断面縦長形状を有する胴部の両端に位置する両側腕部の自由端部に板厚方向に曲げ加工を施して水平な磁極面を有する磁極部をそれぞれ形成するとともに、前記胴部の厚さ寸法の中心を通過する鉛直面が前記磁極面の中央に直交するように形成されたことを特徴とする電磁継電器。 - 鉄芯の胴部の両端に位置する磁極部のうち、一方の磁極部に可動鉄片の一端部を回動可能に支持するとともに、他方の磁極部に前記可動鉄片の他端部を吸着可能に対向させ、前記鉄芯の胴部に巻回したコイルの励磁，消磁に基づいて回動する前記可動鉄片でカードを上下方向に駆動し、接点を開閉する電磁継電器であって、
平面略方形枠状にプレス加工で打ち抜いた板状磁性材のうち、胴部となる対向する両辺部を同一方向に曲げ起こすとともに、磁極部となる対向する他の両辺部の中央部を曲げ起こし、さらに、胴部となる前記両辺部を接合するように曲げ加工を施して断面縦長形状の胴部を形成するとともに、水平な磁極面を有する磁極部を形成することにより、前記胴部の接合面を通過する鉛直面が前記磁極部の磁極面に直交するように配置したことを特徴とする電磁継電器。 - 鉄芯の胴部の両端に位置する磁極部のうち、一方の磁極部に可動鉄片の一端部を回動可能に支持するとともに、他方の磁極部に前記可動鉄片の他端部を吸着可能に対向させ、前記鉄芯の胴部に巻回したコイルの励磁，消磁に基づいて回動する前記可動鉄片でカードを上下方向に駆動し、接点を開閉する電磁継電器であって、
平面略Ｈ字形状にプレス加工で打ち抜いた板状磁性材のうち、胴部となる直線部分の両端から反対方向にそれぞれ延在する腕部を中間部から同一方向にそれぞれ屈曲する一方、前記直線部分を中心線に沿って折り重ねて断面縦長形状を有する胴部を形成するとともに、前記腕部を突き合わせて水平な磁極面を有する磁極部を形成することにより、前記胴部の中心線を通過する鉛直面が前記磁極部の磁極面に直交するように配置したことを特徴とする電磁継電器。 - 磁極面の周辺縁部のうち、少なくとも一部にインサート成形用成形樹脂の侵入を防止する段落ち部を形成したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電磁継電器。
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