(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルが巻回されるコイルボビンと、一端に頭頂部を具え該コイルボビンを貫通する鉄心と、該鉄心の他端に固着されるヨークとを有し、
該鉄心は、該コイルボビンが成形される際にインサートされ、該コイルボビンと一体化されており、
該頭頂部は、フランジ部と、該フランジ部の一方の面から突出する磁極部とを有し、
該フランジ部は、外形が多角形または楕円形で該磁極部を有する側の面が該コイルボビンの端面と同一平面をなし、
該磁極部は、外形が該フランジ部と同一形状または円形で、該フランジ部との間に段差を有する
ことを特徴とする電磁継電器。
【請求項２】
コイルが巻回されるコイルボビンと、一端に頭頂部を具え該コイルボビンを貫通する鉄心と、該鉄心の他端に固着されるヨークとを有する電磁継電器の製造方法であって、該頭頂部は、フランジ部と、該フランジ部の一方の面から突出する磁極部とを有し、該フランジ部は、外形が多角形または楕円形で該磁極部を有する側の面が該コイルボビンの端面と同一平面をなし、該磁極部は、外形が該フランジ部と同一形状または円形で、該フランジ部との間に段差を有しており、
コイルボビンを成形する際に該コイルボビンに該鉄心をインサートして該フランジ部をモールド金型の端面に押し当てて成形するモールド成形工程と、
該鉄心と一体化された該コイルボビンに該コイルを巻回する巻線工程と、
該鉄心に該ヨークを嵌挿し固着するヨーク装着工程とを有する
ことを特徴とする電磁継電器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車等に搭載される車載用設備や音響用設備、パソコン等に組み込まれる低動作音型の電磁継電器に係り、特に安定した磁気吸引力を有し一層の小型化と製造コストの低減を可能にする電磁継電器に関する。
【０００２】
近年、電磁継電器の使用範囲が拡大され車載用設備を始めとして音響用設備やパソコン等にまで組み込まれているが、このような用途に供される電磁継電器は小型化と低コスト化とが可能であると共に消費電力の小さいことが要求される。
【０００３】
しかし、個別に形成された部品を組み立てる方式の従来の電磁継電器は各部品の小型化と低コスト化とに限界があり、また磁気回路等に各部品の寸法誤差に起因するばらつきがあると駆動マージン等が大きくなって消費電力の増大を招く。
【０００４】
そこで安定した磁気吸引力を有し一層の小型化と製造コストの低減を可能にする電磁継電器の開発が要望されている。
【０００５】
【従来の技術】
図７は従来の電磁継電器の主要部を示す斜視図、図８は従来の電磁継電器の駆動部を示す斜視図、図９は従来の駆動部の組立方法を示す側断面図である。
【０００６】
対象とする従来の電磁継電器は図７に示す如く駆動部１と２個の駆動部１が装着される固定接点ユニット３とを有し、固定接点ユニット３は通常の電磁継電器の内部基板と異なり空間を介し互いに対向するようベース４に装着されている。
【０００７】
駆動部１は図８に示す如くコイル端子11を具えたボビン12に巻回され両端部がコイル端子11に接続されたコイル13と、ボビン12を貫通する鉄心14およびボビン12の上方に添設され一端が鉄心14の先端に固着されたＬ字状の継鉄15を有する。
【０００８】
先端が継鉄15に嵌入する鉄心14は他端に頭頂部16を有し頭頂部16は組立時の位置合わせを無くすため通常は円形をなし、小型化された電磁継電器では磁気特性を向上させる手段として通常はヘッダー加工によって頭頂部が形成されている。
【０００９】
駆動部１はまた一端に固着された可動接点17を具え他端が継鉄15の背面に固着されたＬ字状の可動接点ばね18を有し、鉄心14の頭頂部16と継鉄15の開放端に対抗させた接極子19が可動接点ばね18の可動接点17を具えた側に固着されている。
【００１０】
Ｕ字ばね21を挟み片側にリード部22を具え他方に連結用接続片23を具えたリード端子24が可動接点ばね18に接続され、Ｕ字ばね21の他方に連結用接続片25、26を具えたリード端子27、28がボビン12上のコイル端子11にそれぞれ接続される。
【００１１】
リード端子24の連結用接続片23と可動接点ばね18とは継鉄15が有する突起30に嵌挿されて同時にかしめられると共に、電気的接続の向上を図る手段として重ねられた連結用接続片23と可動接点ばね18とがスポット溶接によって接続される。
【００１２】
リード端子27、28の連結用接続片25、26とコイル端子11とはボビン12のスリット29に一緒に圧入することで接続され、電気的接続の向上を図る手段として例えばボビン12に設けられた孔からレーザ光を照射することにより両者を溶接する。
【００１３】
２個の駆動部１が有するコイル端子11にそれぞれ１個のリード端子27を接続すると４個のリード端子27を必要とするが、本発明の電磁継電器では隣接する２個のコイル端子11が同一リード端子28が有する連結用接続片26に接続されている。
【００１４】
このように２個の駆動部１の隣接するコイル端子11を同一リード端子28が有する連結用接続片26に接続することで、リード端子数が減少しリード端子の占有空間が省略されて小型化の推進と部品コストの削減や組立弛緩の短縮に寄与する。
【００１５】
固定接点ユニット３は図７に示す如くコ字状に折り曲げられた２個の固定接点ばね31、32と内部基板33とを具えており、前記可動接点17を挟み対抗する少なくとも一対の固定接点34が固定接点ばね31、32の一辺にそれぞれ固着されている。
【００１６】
一方、駆動部１が装着される内部基板33は図示省略されているが駆動部１のボビン12に係合する保持機構を具えており、更に固定接点ばね31、32の両端に係合し固定接点ばね31、32を所定の位置に保持する保持溝35、36、37、38を有する。
【００１７】
即ち、コ字状に折り曲げられた２個の固定接点ばね31、32は両端が保持溝35、36、37、38に嵌挿されて位置決めされ、固定接点ばね31、32の固定接点34が固着された一辺と対向する一辺が例えば熱かしめ等により内部基板33に固定される。
【００１８】
Ｕ字ばね21を挟んで片側にリード部22を具え他方に連結用接続片41を具えたリード端子42と固定接点ばね31、32とは、固定接点ばね31、32の相対する一辺に挟まれた中間の辺に連結用接続片41をそれぞれかしめることによって接続される。
【００１９】
このように固定接点ユニット３を具えた電磁継電器は駆動部４が固定接点ユニット５に装着されて中間完成体となり、中間完成体の状態で全てのリード端子が所定の位置に装着されているため組立や中間における試験が極めて容易になる。
【００２０】
固定接点ユニット３が装着されるベース４にはリード端子のリード部を貫通させる複数の貫通孔43が形成されており、中間完成体の所定の位置に設けられた全てのリード端子を貫通孔43に嵌挿することにより電磁継電器の組立が完了する。
【００２１】
従来の電磁継電器における上記コイルボビン12と鉄心14とヨーク15との関係を図９に基づいて更に詳細に説明すると、鉄心14は先端に段差部10を有し段差部10がヨーク15に当接するまで鉄心14がヨーク15の貫通孔20に嵌挿され固着される。
【００２２】
一般に電磁継電器における磁気特性は鉄心14の頭頂部16とヨーク15の開放端端面の間に介在するギャップｔに依存し、特に駆動部のコイル消費電力はギャップｔのばらつきに対応し変動するため高精度なギャップｔを形成する必要がある。
【００２３】
そこで固着に際し組立治具８にコイルボビン12と鉄心14とヨーク15を載置して、鉄心14の頭頂部16とヨーク15の開放端の端面の間に所定のギャップｔを確保しながら、ポンチ９で鉄心14の先端を押し広げヨーク15を鉄心14に固着している。
【００２４】
一方、頭頂部16とヨーク15との間に挟まるコイルボビン12の全長は鉄心14の頭頂部16と段差部10との間より若干長く、ヨーク15が段差部10に当接するまで鉄心14をヨーク15の貫通孔20に嵌挿し固着することでコイルボビン12が圧縮される。
【００２５】
その結果、圧縮されたコイルボビン12の復元力に起因してコイルボビン12とヨーク15または鉄心14との間に摩擦が生じ、振動の発生や電磁継電器の短寿命化の要因となるコイルボビン12に嵌挿された鉄心14の回動を防止することができる。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、鉄心が段差部を有し段差部がヨークに当接するまで鉄心がヨークの貫通孔に嵌挿される従来の電磁継電器は、鉄心やヨークの加工時の寸法誤差を吸収する手段がなくそれ等の誤差が集積されてギャップｔを変動させる要因になる。
【００２７】
また、圧縮されたコイルボビンの復元力に起因する摩擦によりコイルボビンに嵌挿された鉄心の回動を防止しているが、部品の寸法誤差等で復元力が過度になると鉄心とヨークとの平行度が阻害されてギャップｔを変動させる要因になる。
【００２８】
その結果、ギャップｔが所定の範囲から大きく外れた駆動部を所定の範囲に収めるために行う調整工程が必要になり、またギャップｔのばらつきに対応するためコイル消費電力に大きいマージンを見込む必要があるという問題があった。
【００２９】
本発明の目的は安定した磁気吸引力を有し一層の小型化と製造コストの低減を可能にする電磁継電器を提供することにある。
【００３０】
図１と図３は本発明になる電磁継電器の主要部を示す斜視図である。なお全図を通し
同じ対象物は同一記号で表している。
【００３１】
上記課題はコイル56が巻回されるコイルボビン51と、一端に頭頂部54を具えコイルボビン51を貫通する鉄心52と、鉄心52の他端に固着されるヨーク53とを有し、鉄心52は、コイルボビン51が成形される際にインサートされ、コイルボビン51と一体化されており、頭頂部54は、フランジ部58と、フランジ部58の一方の面から突出する磁極部59とを有し、フランジ部58は、外形が多角形または楕円形で磁極部59を有する側の面がコイルボビン51の端面と同一平面をなし、磁極部59は、外形がフランジ部58と同一形状または円形で、フランジ部58との間に段差を有する本発明の電磁継電器によって達成される。
【００３２】
このようにコイルボビンを成形する際に鉄心がインサートされ、コイルボビンと鉄心が一体化される本発明の電磁継電器は、鉄心の回動防止が不要になってコイルボビンとヨークの間に隙間を設けることが可能で、コイルボビンが圧縮されて生じる頭頂部とヨークの端面の間に介在するギャップｔの変動が防止される。
【００３３】
また、例えば鉄心がヨークの固着される領域の両側に、ヨークの固着領域と外径が等しい調整域を有することによって、ギャップｔを優先してヨークの固着位置を決めることが可能になってギャップｔのばらつきを抑制することができる。
【００３４】
ギャップｔのばらつきを抑制することによって本発明の電磁継電器は磁気特性、特にコイルの消費電力が安定化され、従来の製造工程において駆動部の組立後行われていたギャップｔの調整作業が大幅に軽減され製造コストが削減される。
【００３５】
更に、成形する際に鉄心と一体化することによってコイルボビンを薄肉化しても充分な強度を持たせることが可能で、しかも成形後に鉄心を挿入する場合と異なり鉄心との間の隙間が不要になってコイルボビンを小型化することができる。
【００３６】
即ち、安定した磁気吸引力を有し一層の小型化と製造コストの低減を可能にする電磁継電器を実現することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下添付図により本発明の実施例について説明する。なお図２は本発明における駆動部の組立方法を示す側断面図、図３は本発明の別の実施例を示す斜視図、図４は別の実施例の作用を説明する側断面図、図５は本発明の更に別の実施例を示す斜視図、図６は更に別の実施例の作用を説明する側断面図である。
【００３８】
本発明になる電磁継電器は図１に示す如く駆動部５が一体化されたコイルボビン51および鉄心52とヨーク53とを有し、一端に頭頂部54を具えた鉄心52はコイルボビン51を成形する際にインサートされてコイルボビン51と一体化されている。
【００３９】
鉄心52はコイルボビン51を成形する際にインサートモールドされ強い外力が印加されなければ回動することはないが、衝撃等により回動可能になるのを防止するため頭頂部54を多角形または楕円形（図は長方形）にし回動不能にしている。
【００４０】
このように成形時に鉄心と一体化することによってコイルボビンを薄肉化しても充分な強度を持たせることが可能で、しかも成形後に鉄心を挿入する場合と異なり鉄心との間の隙間が不要になってコイルボビンを小型化することができる。
【００４１】
なお、コイルボビン51の筒状部に形成された切り欠き55はインサートモールド時に鉄心52を所定位置に保持するもので、図示の如くコイルボビン51にコイル56を巻回したときにコイル56の下に隠れ電磁継電器の特性を阻害することはない。
【００４２】
一方、Ｌ字状のヨーク53はコイルボビン51に添設され鉄心52の他端がヨーク53に設けられた貫通孔57に嵌挿されるが、図示の如く鉄心52の他端はストレートでヨーク53が固着される領域の両側にそれぞれ外径が等しい調整域を具えている。
【００４３】
鉄心52とヨーク53の固着は図２に示す如く一体化されたコイルボビン51および鉄心52を組立治具８の上に載置した後、貫通孔57を鉄心52に嵌挿して開放端端面が組立治具８に当接するまでヨーク53を押し込み所定のギャップｔを確保する。
【００４４】
鉄心52の頭頂部54とヨーク53の開放端端面を組立治具８に当接させたときコイルボビン51とヨーク53の間に隙間があり、ヨーク53の固着に際して所定のギャップｔの確保を優先して鉄心52上にヨーク53の固定領域を設定することができる。
【００４５】
ヨーク53の固定領域が設定されるとポンチ９を用いて鉄心52の先端が押し広げられヨーク53が鉄心52に固着されるが、鉄心52やヨーク53の製造工程において生じた寸法誤差は調整領域に吸収され所定のギャップｔを変動させることはない。
【００４６】
なお、本実施例ではポンチ９を用いて鉄心52の先端を押し広げることによってヨーク53を鉄心52の一端に固着しているが、例えばヨーク53の固定領域が設定された後でヨーク53と鉄心52の固着部にレーザを照射して両者を溶接してもよい。
【００４７】
また、前述の如くコイルボビン51とヨーク53の間に隙間がありヨーク53の固着時にコイルボビン51が圧縮されないため、コイルボビンの復元力によって鉄心52とヨーク53との平行度が阻害されて所定のギャップｔを変動させることはない。
【００４８】
このようにコイルボビンを成形する際に鉄心がインサートされ、コイルボビンと鉄心が一体化される本発明の電磁継電器は、鉄心の回動防止が不要になってコイルボビンとヨークの間に隙間を設けることが可能で、コイルボビンが圧縮されて生じる頭頂部とヨークの端面の間に介在するギャップｔの変動が防止される。
【００４９】
また、例えば鉄心がヨークの固着される領域の両側に、ヨークの固着領域と外径が等しい調整域を有することによって、ギャップｔを優先してヨークの固着位置を決めることが可能になってギャップｔのばらつきを抑制することができる。
【００５０】
ギャップｔのばらつきを抑制することによって本発明の電磁継電器は磁気特性、特にコイルの消費電力が安定化され、従来の製造工程において駆動部の組立後行われていたギャップｔの調整作業が大幅に軽減され製造コストが削減される。
【００５１】
更に、成形する際に鉄心と一体化することによってコイルボビンを薄肉化しても充分な強度を持たせることが可能で、しかも成形後に鉄心を挿入する場合と異なり鉄心との間の隙間が不要になってコイルボビンを小型化することができる。
【００５２】
因みに発明者等が試作した本発明になる電磁継電器は鉄心とコイルボビンとが一体化されているため自動組立が容易で、従来の電磁継電器と比較してコイルの消費電力が２５％減少し全体の体積が２５％小さくなることが確認されている。
【００５３】
即ち、安定した磁気吸引力を有し一層の小型化と製造コストの低減を可能にする電磁継電器を実現することができる。
しかし、前記実施例における鉄心52は樹脂で形成されたコイルボビン51から頭頂部54の一部が突出するよう形成され、コイルボビン51中にインサートする際に図４(b) に示す如く頭頂部54の一部をモールド金型７に嵌入させる必要がある。
【００５４】
このようにインサートに際して頭頂部54の一部を嵌入させるモールド金型７は頭頂部54との間に隙間が介在するため、コイルボビン51を成形する際に溶融した樹脂がモールド金型７と頭頂部54の間に流入しばり71を発生させる要因になる。
【００５５】
ばり71の発生はモールド金型７の加工精度を高めることで抑制されるがモールド金型７の製造コストが極めて高価で、しかもコイルボビン51の成形に伴い頭頂部54の装着を繰り返すことによって傷が付き寿命を短くするという問題がある。
【００５６】
そこで本発明の別の実施例は図３に示す如く鉄心52は一端にフランジ部58と磁極部59を有する頭頂部60を具えており、外形が多角形または楕円形のフランジ部58は磁極部59を有する側の面がコイルボビン51の端面と同一平面をなしている。
【００５７】
一方、フランジ部58より小さくコイルボビン51の端面と同一平面をなすフランジ部58の端面から突出する磁極部59は、フランジ部58と同一形状または円形をした外形を有しその端面とフランジ部58の端面との間には段差が形成されている。
【００５８】
このようにフランジ部58と磁極部59とを有する頭頂部60を具えた鉄心52はコイルボビン51にインサートするに際して、図４(a) に示す如くフランジ部58の端面がモールド金型７の端面に押し当てられてばりの発生を抑制することができる。
【００５９】
フランジ部58の端面がモールド金型７に当接するとフランジ部58から突出した磁極部59はモールド金型７に嵌入するが、磁極部59とモールド金型７との隙間は品質に関係なくモールド金型のコストを低減すると共に長寿命化を可能にする。
【００６０】
また、前記実施例における鉄心52はヨークを固着する側の外径が一様でその一部がコイルボビン51から突出しており、コイルボビン51中にインサートする際に図６(b) に示す如く鉄心52の一部をモールド金型７中に嵌入させる必要がある。
【００６１】
このようにインサートに際し鉄心52の一部を嵌入させる構造のモールド金型７は鉄心52との間に隙間が介在するため、コイルボビン51を成形する際に溶融した樹脂がモールド金型７と鉄心52との間に流入しばり72を発生させる要因になる。
【００６２】
ばり72の発生はモールド金型７の加工精度を高めることで抑制されるがモールド金型７の製造コストを高くすると共に、コイルボビンの成形時に鉄心の装着を繰り返すと嵌入部に傷が付きモールド金型の寿命を短くするという問題がある。
【００６３】
そこで本発明の更に別の実施例は図５に示す如く鉄心52のヨークを固着する側に形成された円形のフランジ61を有し、鉄心52にヨークが嵌挿されるとヨークと対向する側のフランジ61の面はコイルボビン51の端面と同一平面をなしている。
【００６４】
このようにヨークを固着する側に円形のフランジ61が形成された鉄心52はコイルボビン51にインサートするに際して、図６(a) に示す如くフランジ61の一方の面がモールド金型７の端面に当接するためばりの発生を抑制することができる。
【００６５】
フランジ61がモールド金型７の端面に当接すると鉄心52のフランジ61から突出した領域はモールド金型７に嵌入するが、鉄心の突出部とモールド金型の隙間は品質に関係なくモールド金型のコストを低減すると共に長寿命化を可能にする。
【００６６】
即ち、鉄心にフランジ部と磁極部とを有する頭頂部、またはヨークと対向する面を具えたフランジを設けることにより、本発明になる電磁継電器の品質を高めモールド金型のコスト低減と長寿命化の可能な電磁継電器を得ることができる。
【００６７】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば安定した磁気吸引力を有し、一層の小型化と製造コストの低減を可能にする電磁継電器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明になる電磁継電器の主要部を示す斜視図である。
【図２】  本発明における駆動部の組立方法を示す側断面図である。
【図３】  本発明の別の実施例を示す斜視図である。
【図４】  別の実施例の作用を説明する側断面図である。
【図５】  本発明の更に別の実施例を示す斜視図である。
【図６】  更に別の実施例の作用を説明する側断面図である。
【図７】  従来の電磁継電器の主要部を示す斜視図である。
【図８】  従来の電磁継電器の駆動部を示す斜視図である。
【図９】  従来の駆動部の組立方法を示す側断面図である。
【符号の説明】
５  駆動部              ７  モールド金型
８  組立治具            ９  ポンチ
51  コイルボビン        52  鉄心
53  ヨーク              54、60  頭頂部
55  切り欠き            56  コイル
57  貫通孔              58  フランジ部
59  磁極部              61  フランジ
71、72  ばり
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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