(57)【要約】【課題】鉛フリー半田使用時にもリークを生じることのない端子構造を提供する。【解決手段】端子板１は、電気機器の器体のシール剤で密封されたベース側の外面より突出する端子部２を有し、端子部２は、薄い帯板材１ａを長手方向に並行するように折り重ねて形成され、表面が予め鉛フリー半田で被覆されると共に、前記シール剤と接する部分に、端子部２の折り重ねた内部に前記シール剤を侵入させるための切り欠き部３を設けたものとした。端子板１を電気機器に設置後、端子部２が突出したベース側の外面をシール剤で密封すると、切り欠き部３から端子部２の折り重ねた内部の隙間にシール剤が侵入し、リーク経路が遮断される。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
器体のベース側の外面より端子部を突出させ、前記ベース側の外面をシール剤で密封した電気機器の端子構造において、前記端子部は、薄い帯板材を長手方向に並行するように折り重ねて形成され、表面が予め鉛フリー半田で被覆されると共に、前記シール剤と接する部分に、前記端子部の折り重ねた内部に前記シール剤を侵入させるための切り欠き部を設けたことを特徴とする端子構造。
【請求項２】
器体のベース側の外面より端子部を突出させ、前記ベース側の外面をシール剤で密封した電気機器の端子構造において、前記端子部は、薄い帯板材を長手方向に並行するように折り重ねて形成され、表面が予め鉛フリー半田で被覆されると共に、前記電気機器が基板に設置された際にスタンドオフ面となる位置より前記端子部の先端側に、前記端子部の折り重ねた内部に前記鉛フリー半田を侵入させるための切り欠き部を設けたことを特徴とする端子構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄い帯板材を折り重ねて形成した端子部を器体のベース側の外面より突出させ、前記ベース側の外面をシール剤で密封した電気機器の端子構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の端子構造を有する端子として、電磁リレーに用いられているものを図１４乃至図１６を用いて説明する。
【０００３】
この電磁リレーは、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、ベース１００と、ベース１００上に配設されコイル１０１ａが巻回されたスプール１０１と、スプール１０１内に挿入される鉄心１０２と、鉄心１０２に連結され磁力線の通り道となるＬ字状のヨーク１０３と、ヨーク１０３の先端に一端が接合されコイル１０１ａが励磁されると他端が鉄心１０２に引き付けられてシーソー動作を行う可動鉄片１０４と、略逆Ｌ字形に形成され、先端に可動接点１０５を備えた板ばね状の横片１０６ｂが可動鉄片１０４に取着される可動接点ばね１０６と、可動接点ばね１０６の縦片１０６ａの先端に形成された折り重ね端子１０７と、コイル１０１ａが非励磁状態の時に可動接点１０５が当接するＮＣ接点たる第１の固定接点１０８ａを先端に有する第１の端子板１０８と、第１の端子板１０８の他端部に設けられた第１の端子１０８ｂと、コイル１０１ａが励磁状態の時に可動接点１０５が当接するＮＯ接点たる第２の固定接点１０９ａを先端に有する第２の端子板１０９と、第２の端子板１０９の他端部に設けられた第２の端子１０９ｂと、コイルの各口出し線に夫々接続されるコイル端子１１０，１１１と、下端部が開口したカバー１１２とからなる。
【０００４】
カバー１１２は、各部品の組み立てが終わった後に、ベース１００に被着され、電磁リレーの器体が形成される。
【０００５】
器体のベース１００側の外面はシール剤１１３によって密封され、折り重ね端子１０７と、第１の端子１０８ｂと、第２の端子１０９ｂと、コイル端子１１０，１１１とは、ベース１００の外面のシール面から突出した状態に設けられる。
【０００６】
ここで、折り重ね端子１０７について図１５（ａ）〜（ｃ）を用いてさらに説明する。
【０００７】
折り重ね端子１０７は、前述したように、縦片１０６ａと横片１０６ｂとからなる略逆Ｌ字形に形成された可動接点ばね１０６の縦片１０６ａの先端に形成される。
【０００８】
可動接点ばね１０６は、ばねとしての可撓性が要求されるため、他の端子板１０８，１０９に比べ、格段に薄い板材から形成する必要がある。
【０００９】
その一方で、折り重ね端子１０７は、端子として要求される強度上の問題や規格上の問題から、ある程度の厚さが要求される。
【００１０】
そこで、縦片１０６ａの先端を長手方向に並行するように２枚折りにして重ね合わせて折り重ね端子１０７を形成することで、ばねとしての可撓性を有しながら折り重ね端子１０７の厚さも確保した可動接点ばね１０６を形成することができ、同一部材で可動接点ばね１０６を形成することで、部品点数およびコスト削減を図っている。
【００１１】
尚、折り重ね端子１０７の折り重ね部には、図１５（ｃ）に示すように、隙間Ｘが生じるが、折り重ね端子１０７の外周面を半田１１４によって被覆することにより、電磁リレー内部の気密が保たれている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、半田付けされた電子回路基板が破棄されると、酸性雨により半田から鉛が溶け出し、土壌汚染、地下水汚染を引き起こすことが指摘され、環境面に配慮した鉛フリー半田を使用する動きが世界的に活発になっている。しかし、鉛フリー半田は未だ開発途上で、半田濡れ性が悪いなどの問題があり、従来の鉛入り半田に代わる代替品が絞り込まれていないのが現状である。
【００１３】
従来の技術で示した折り重ね端子１０７の半田１１４の被覆に鉛フリー半田を用いた場合、鉛フリー半田は半田濡れ性が悪く、図１５（ｃ）で示した折り重ね端子１０７の折り重ねた内部の隙間Ｘに半田が流れ込まないため、鉛フリー半田で被覆された折り重ね端子１０７を図１４（ａ）のαに示したように折り重ね端子１０７をクリンチ（４５°曲げ）すると、図１６に示すように、折り曲げ位置１１５に半田クラックＹが発生し、２枚折りした重ね合わせ部が開いてしまい、リークが発生するという問題点があった。
【００１４】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであって、その目的とするところは、鉛フリー半田使用時にもリークを生じることのない端子構造を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、器体のベース側の外面より端子部を突出させ、前記ベース側の外面をシール剤で密封した電気機器の端子構造において、前記端子部は、薄い帯板材を長手方向に並行するように折り重ねて形成され、表面が予め鉛フリー半田で被覆されると共に、前記シール剤と接する部分に、前記端子部の折り重ねた内部に前記シール剤を侵入させるための切り欠き部を設けたものとした。
【００１６】
請求項２の発明は、器体のベース側の外面より端子部を突出させ、前記ベース側の外面をシール剤で密封した電気機器の端子構造において、前記端子部は、薄い帯板材を長手方向に並行するように折り重ねて形成され、表面が予め鉛フリー半田で被覆されると共に、前記電気機器が基板に設置された際にスタンドオフ面となる位置より前記端子部の先端側に、前記端子部の折り重ねた内部に前記鉛フリー半田を侵入させるための切り欠き部を設けたものとした。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施形態１から実施形態２によって説明する。
（実施形態１）
図１に、本実施形態の端子構造を有する端子板１の要部を示す。この端子板１は、従来例で説明した図１４（ａ），（ｂ）、又は図１５の可動接点ばね１０６と同様のものであり、端子板１の図示しない上部には、可動接点１０５を備えた横片１０６ｂなどが形成されるが、従来例と共通する部分については、同一の符号を付して説明を省略し、本実施形態の特徴となる端子部２（従来例では折り重ね端子１０７）についてのみ詳細に説明を行う。
【００１８】
尚、本実施形態では、電磁リレーに用いられた例を説明するが、本発明の端子構造の使用用途は、電磁リレーに限定されるものではない。
【００１９】
この端子板１は、シール剤１１３で密封された電磁リレーのベース１００の外面より突出する端子部２を有する。端子部２は、薄い帯板材１ａを長手方向に並行するように折り重ねて形成され、表面が予め鉛フリー半田（図示せず）で被覆されると共に、前記シール剤と接する部分に、端子部２の折り重ねた内部にシール剤１１３を侵入させるための切り欠き部３を設けている。
【００２０】
薄い帯板材１ａは元々、図２（ａ）に示すように、長手方向沿った中心線により線対称に形成されており、線対称に形成された各部位２ａ，２ｂのうち、折り重ねる側となる部位２ｂには、部位２ｂの短幅方向を水平に横断するような切り欠き３ａが設けられている。切り欠き３ａを設ける位置は、図２（ｂ）に示すように、端子板１が電磁リレーに設置された際に、切り欠き３ａから形成される切り欠き部３がシール剤１１３により形成されたシール層内に位置するように、シール剤１１３のシール面１１３ａとなる位置のすぐ上方（ベース１００側）の位置とする。
【００２１】
端子部２は、薄い帯板材１ａをその線対称の中心線で折り曲げて、線対称の各部材２ａと２ｂとを折り重ねて形成される。この時、切り欠き３ａと、切り欠き３ａと対向する位置の部材２ａとが重ね合わされて切り欠き部３も形成される。
【００２２】
折り曲げられた帯板材１ａの折り曲げ側には、図３に示すように隙間Ｘが発生するが、端子部２の表面を、鉛フリー半田（図示せず）で被覆することで、隙間Ｘを経由して電磁リレー内部と電磁リレー外部とが連通して電磁リレーの気密が破れることが防止される。
【００２３】
上記のように構成された端子部２は、図２（ｂ）に示すように、電磁リレーの器体のベース１００側の外面から突出した状態に設置され、その後、ベース１００の外面はシール剤１１３で密封される。
【００２４】
その時、端子部２の切り欠き部３から端子部２の折り曲げ側の隙間Ｘへシール剤１１３が侵入し、リーク経路が遮断される。よって、端子部２をクリンチして端子部２の表面を被覆している鉛フリー半田に半田クラックが発生したとしてもリーク経路が遮断されているため、リークが発生することがない。
【００２５】
尚、切り欠き部３の形状は、上記形状に限定されるものではなく、例えば、図４や図５、図６に示すような形状でもよい。
【００２６】
図４に示した切り欠き部３Ａは、図７（ａ）に示すように、線対称に形成された薄い帯板材１ａの線対称の中心線から、線対称の各部位２ａ，２ｂのうち折り重ねる側となる部材２ｂの短幅方向に沿って水平な角孔３ｂを設けておき、図７（ｂ）に示すように、薄い帯板材１ａがその線対称の中心線で折り曲げられると、孔３ｂと、孔３ｂと対向する位置の部材２ａとが重ね合わされて形成される。
【００２７】
図５に示した切り欠き部３Ｂは、図８（ａ）に示すように、線対称に形成された薄い帯板材１ａの線対称に形成された各部位２ａ，２ｂのうち、折り重ねる側となる部位２ｂの短幅方向を横断するように、角孔３ｃと切り欠き３ｄとを、部位２ｂの略中心で高さをずらして１頂点のみが共通するように、斜め方向に設けておき、図８（ｂ）に示すように、薄い帯板材１ａがその線対称となる中心線で折り曲げられると、孔３ｃおよび切り欠き３ｄと、それらと対向する位置の部材２ａとが重ね合わされて形成される。
【００２８】
図６に示した切り欠き部３Ｃは、図９（ａ）に示すように、線対称に形成された薄い帯板材１ａの線対称に形成された各部位２ａ，２ｂのうち、折り重ねる側となる部位２ｂの短幅方向を斜めに横断するように、切り欠き３ｅを設けておき、図９（ｂ）に示すように、薄い帯板材１ａがその線対称となる中心線で折り曲げられると、切り欠き３ｅと、それらと対向する位置の部材２ａとが重ね合わされて形成される。
【００２９】
各切り欠き部３Ａ〜３Ｃを設ける位置は、夫々の切り欠き部を有する端子板１Ａ〜１Ｃが電磁リレーに設置された際に、シール剤１１３により形成されたシール層内に各切り欠き部が位置するような箇所とする。
【００３０】
何れの切り欠き部３Ａ〜３Ｃにおいても、端子板１Ａ〜１Ｃの何れかが設置された電磁リレーの器体のベース１００側の外面がシール剤１１３で密封されると、各切り欠き部３Ａ〜３Ｃから端子部２の折り曲げ側の隙間Ｘへシール剤１１３が侵入し、リーク経路が遮断され、端子部２をクリンチして端子部２の表面を被覆している鉛フリー半田に半田クラックが発生したとしてもリークが発生することがない。
【００３１】
また、切り欠き部３の形状を各切り欠き部３Ａ〜３Ｃの形状とすることにより、端子部２発熱量の低下が望める。
【００３２】
則ち、各切り欠き部の形状を基に、単位面積当たりの発熱量を計算して外気に接する面に対流熱伝達条件を設定して、各端子形状の最大温度を推定したところ、表１，図１０の結果が得られて、切り欠き部３の形状を各切り欠き部３Ａ〜３Ｃの形状とすることにより、端子部２発熱量の低下が望めることがわかった。
【００３３】
【表１】
2004063350.tif 000003
【００３４】
ここで、発熱量の計算は、各端子形状を数ブロック単位に分割して行った。
【００３５】
例えば、図１の切り欠き部３の形状の場合は、図１１に示すようなブロック単位に分割し、以下のように計算を行う。
【００３６】
図１１において、切り欠き部３を最初に電流が流れる２個のブロックｂ１，ｂ２と、残りの４個のブロックｂ３〜ｂ６とに分けて考えると、はじめの２個のブロックｂ１，ｂ２について、抵抗Ｒ１は、抵抗率をρ、ブロック１個当たりの長さをｌ、幅をｗ、高さをｔとすると、
Ｒ１＝ρ×ｌ／（２ｗ×ｔ）＝Ｒ／２
となる（ただしＲ＝ρ×ｌ／（ｗ×ｔ）とする）。よって、発熱量Ｐは、電流を４Ｉとすると、
Ｐ１＝（４Ｉ）＾２×Ｒ１＝８Ｉ＾２×Ｒ
となる。同様に、残りの４個のブロックｂ３〜ｂ６について発熱量を計算すると、
Ｐ２＝４Ｉ＾２×Ｒ
となる。よって、全てのブロックｂ１〜ｂ６では、
Ｐ＝Ｐ１＋Ｐ２＝１２Ｉ＾２×Ｒ
となる。
以上で得られた発熱量から単位面積当たりの発熱量を計算して、外気に接する面に対流熱伝達条件を設定して解析を実行すると表１の結果が得られる。
【００３７】
尚、表１の結果を得る際に用いた数値例を表２に載せておく。
【００３８】
【表２】
2004063350.tif 000004
【００３９】
以上、上述したように、切り欠き部の形状を切り欠き部３Ａ〜３Ｃの形状とすることで、切り欠き部３と同等の効果が得られると共に、さらに端子部２の発熱量を抑えることができる。
【００４０】
（実施形態２）
本実施形態における基本構成は実施形態１と共通するために共通する部分については同一の符号を付して説明を省略し、本実施形態の特徴となる部分についてのみ詳細に説明する。
【００４１】
則ち、実施形態１では、シール剤１１３を隙間Ｘに流し込みリーク経路を遮断したが、本実施形態では、鉛フリー半田を隙間Ｘに流し込みリーク経路を遮断する点に特徴がある。
【００４２】
本実施形態の端子構造を有する端子板１Ｄの要部を図１２（ａ），（ｂ）に示す。
【００４３】
この端子板１Ｄは、実施形態１と同様に、シール剤１１３で密封された電磁リレーのベース１００の外面より突出する端子部２を有する。端子部２は、薄い帯板材１ａを長手方向に並行するように折り重ねて形成され、表面が予め鉛フリー半田（図示せず）で被覆されると共に、前記電磁リレーが基板に設置された際にスタンドオフ面１１６となる位置より端子部２の先端側に、端子部２の折り重ねた内部に前記鉛フリー半田を侵入させるための切り欠き部３Ｄを設けている。
【００４４】
薄い帯板材１ａは元々、図１２（ａ）に示すように、長手方向沿った中心線により線対称に形成されており、線対称に形成された各部位２ａ，２ｂのうち、折り重ねる側となる部位２ｂには、薄い帯板材１ａの線対称の中心線から部位２ｂの短幅方向に沿って水平な角孔３ｆが設けられている。角孔３ｆから後述するように切り欠き部３Ｄが形成されるため、角孔３ｆを設ける位置は、切り欠き部３Ｄを設ける位置と同様に、電磁リレーが基板に設置された際にスタンドオフ面１１６となる位置より端子部２の先端側とする。
【００４５】
端子部２は、図１２（ｂ）に示すように、薄い帯板材１ａをその線対称の中心線で折り曲げて、線対称の各部材２ａと２ｂとを折り重ねて形成される。この時、角孔３ｆと、角孔３ｆと対向する位置の部材２ａとが重ね合わされて切り欠き部３Ｄが形成される。
【００４６】
折り曲げられた帯板材１ａの折り曲げ側には、図３に示したように隙間Ｘが発生するが、端子部２の表面を、鉛フリー半田（図示せず）で被覆することで、隙間Ｘを経由して電磁リレー内部と電磁リレー外部とが連通して電磁リレーの気密が破れることが防止される。また、同時に、切り欠き部３Ｄから端子部２の折り曲げ側の隙間Ｘへ鉛フリー半田が流し込まれ、リーク経路が遮断される。
【００４７】
かかる端子板１Ｄにおいては、電磁リレーの器体のベース１００側の外面から突出した状態に設置された端子部２をクリンチして、端子部２の表面を被覆している鉛フリー半田に半田クラックが発生したとしても、リーク経路が遮断されているため、リークが発生することがない。また、端子部２の内部が鉛フリー半田により強固に固着されているため、端子部２をクリンチしても端子部２の重ね合わせ部が開きにくくなる。
【００４８】
また、切り欠き部３Ｄの中に溶融した半田を流し込ませるため、切り欠き部３Ｄの大きさは、実施形態１のシール剤１１３を進入させるための各切り欠き部３〜３Ｃの大きさと比較して小さくすることができる。
【００４９】
尚、切り欠き部３Ｄの形状は、上記形状に限定されるものではなく、図１３（ａ），（ｂ）に示すような半円状の切り欠き部３Ｅでもよい。
【００５０】
切り欠き部３Ｅは、図１３（ａ）に示すように、線対称に形成された薄い帯板材１ａの線対称の中心線上に、円形の孔３ｇを設けておき、図１３（ｂ）に示すように、薄い帯板材１ａがその線対称の中心線で折り曲げられることで形成される。
【００５１】
かかる形状の切り欠き部３Ｅにおいては、切り欠き部３Ｄより金型加工が容易となる。
【００５２】
【発明の効果】
請求項１の発明は、器体のベース側の外面より端子部を突出させ、前記ベース側の外面をシール剤で密封した電気機器の端子構造において、前記端子部は、薄い帯板材を長手方向に並行するように折り重ねて形成され、表面が予め鉛フリー半田で被覆されると共に、前記シール剤と接する部分に、前記端子部の折り重ねた内部に前記シール剤を侵入させるための切り欠き部を設けたので、前記シール剤が、前記切り欠き部から前記端子部の折り重ねた内部に侵入し、リーク経路を遮断するので、前記端子部をクリンチして前記端子部表面を被覆した鉛フリー半田に半田クラックが生じたとしても、リークを生じることがないという効果がある。
【００５３】
請求項２の発明は、器体のベース側の外面より端子部を突出させ、前記ベース側の外面をシール剤で密封した電気機器の端子構造において、前記端子部は、薄い帯板材を長手方向に並行するように折り重ねて形成され、表面が予め鉛フリー半田で被覆されると共に、前記電気機器が基板に設置された際にスタンドオフ面となる位置より前記端子部の先端側に、前記端子部の折り重ねた内部に前記鉛フリー半田を侵入させるための切り欠き部を設けたので、前記鉛フリー半田が、前記切り欠き部から前記端子部の折り重ねた内部に侵入し、リーク経路を遮断するので、請求項１の発明と同様に、前記端子部をクリンチして前記端子部表面を被覆した鉛フリー半田にクラックが生じたとしても、リークを生じることがなく、さらに折り重ねて形成された前記端子部の内部が前記鉛フリー半田により強固に固着されているため、前記端子部をクリンチしても前記端子部の重ね合わせ部が開きにくくなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１の端子構造を用いた端子板を説明する図である。
【図２】（ａ）同上で端子部を形成する前の端子板を説明する図である。
（ｂ）同上で端子部を形成した後の端子板を説明する図である。
【図３】同上の要部の説明図である。
【図４】同上で別の形状の切り欠き部を有する端子板を説明する図である。
【図５】同上で別の形状の切り欠き部を有する端子板を説明する図である。
【図６】同上で別の形状の切り欠き部を有する端子板を説明する図である。
【図７】（ａ）図４で端子部を形成する前の端子板を説明する図である。
（ｂ）同上で端子部を形成した後の端子板を説明する図である。
【図８】（ａ）図５で端子部を形成する前の端子板を説明する図である。
（ｂ）同上で端子部を形成した後の端子板を説明する図である。
【図９】（ａ）図６で端子部を形成する前の端子板を説明する図である。
（ｂ）同上で端子部を形成した後の端子板を説明する図である。
【図１０】同上で切り欠き部の形状の違いによる端子部の最高温度の解析結果を示す図である。
【図１１】同上で発熱量の計算の方法を説明するための図である。
【図１２】（ａ）実施形態２で端子部を形成する前の端子板を説明する図である。
（ｂ）同上で端子部を形成した後の端子板を説明する図である。
【図１３】（ａ）同上で別の形状の端子部を形成する前の端子板を説明する図である。
（ｂ）同上で別の形状の端子部を形成した後の端子板を説明する図である。
【図１４】（ａ）従来の端子構造を有する端子板を用いた電磁リレーの側面図である。
（ｂ）同上の正面図である。
【図１５】（ａ）同上で端子部を形成する前の端子板を説明する図である。
（ｂ）同上で端子部を形成した後の端子板を説明する図である。
（ｃ）同上の要部を説明する図である。
【図１６】同上でリークの発生を説明する図である。
【符号の説明】
１　端子板
１ａ　薄い帯板材
２　端子部
３　切り欠き部
１００　ベース
１１３　シール剤
Ｘ　隙間
【図１】
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【図２】
2004063350.tif 000006
【図３】
2004063350.tif 000007
【図４】
2004063350.tif 000008
【図５】
2004063350.tif 000009
【図６】
2004063350.tif 000010
【図７】
2004063350.tif 000011
【図８】
2004063350.tif 000012
【図９】
2004063350.tif 000013
【図１０】
2004063350.tif 000014
【図１１】
2004063350.tif 000015
【図１２】
2004063350.tif 000016
【図１３】
2004063350.tif 000017
【図１４】
2004063350.tif 000018
【図１５】
2004063350.tif 000019
【図１６】
2004063350.tif 000020