JP4085513B2

JP4085513B2 - 電気機器の封止構造

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Publication number: JP4085513B2
Application number: JP12169899A
Authority: JP
Inventors: 剛西田; 孝浅尾; 次郎熊谷; 正則中村
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2008-05-14
Anticipated expiration: 2019-04-28
Also published as: DE10020652A1; US6496090B1; JP2000311569A; DE10020652C2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気機器、特に、そのケースの構造に特徴を有する電気機器の封止構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気機器として、例えば、ベースに、電磁石、接触片等の各種内部構成部品を設けた後、ケースを被せて封止した電磁継電器がある。この種の電磁継電器では、図１４に示すように、ケース１００には、ゲート部１０１、ガス抜き部１０２及びベント部１０３がそれぞれ形成されている。ゲート部１０１は、射出成形の際に形成されるものである。また、ガス抜き部１０２は、ベース下面をシールする際に膨張する内部空気の排出のために形成されるものである。なお、このガス抜き部１０２は、その後の洗浄作業で洗浄水が内部に侵入するのを防止するために封止される。さらに、ベント部１０３は、電磁継電器を使用する場合、電気的寿命を向上できるように、内外を連通させるためのものである。すなわち、接点開閉時のアークの発生や温度上昇に伴う接点の消耗等の不具合を防止する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記ゲート部１０１、ガス抜き部１０２及びベント部１０３は、それぞれ独立した機能を有するものであり、従来はケース１００の任意の箇所に別個に形成されていた。すなわち、ゲート部１０１及びベント部１０３はケース１００の天井面の略中央部に並設され、ガス抜き部１０２は天井面の角部に設けられていた。このため、ケース１００を形成する金型構造が複雑なものとなっていた。そして、この構造の複雑さから樹脂がスムーズに流動せず、ショートショット等の不具合が発生していた。特に、角部に設けたガス抜き部１０２を熱封止する場合、傾きを防止するために、治具等により固定した状態で行う必要があった。このため、作業性が悪いという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は、簡単な構成で、成形性、作業性に優れたケースを備えた電気機器の封止構造を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、
ベースに、
鉄心にスプールを介してコイルを巻回し、ヨークを一体化してなる電磁石部と、
前記電磁石部の一端側に配設される可動鉄片と、
前記電磁石部の他端側に配設される可動接触片及び固定接触片と、
前記電磁石部の上方に配設され、可動鉄片の回動動作を可動接触片に伝達するカードと、
前記電磁石部の一部を覆う絶縁部材と、
を備えた内部構成部品を設け、
ケースを被せて封止する電気機器の封止構造であって、
前記ケースの天井面の縁部を除く領域の、その短手方向の中央部であって、前記絶縁部材が存在しない位置に単一の凹部を形成し、
前記カードを略矩形枠状とすることにより、前記凹部と前記絶縁部材を配置可能な内部空間を設け、
前記凹部の底面に、
前記ケースを形成するための樹脂流入口であるゲート部と、
シール作業時に開口する筒状で、その後に熱封止されるガス抜き部と、
を別個独立して短手方向に隣接して設けたものである。
【０００６】
この構成により、ケースの構造が簡略化され、成形するための金型構造もシンプルなものとなる。このため、射出成形時、樹脂がスムーズに流動することになる。
【０００７】
前記凹部の底面に、使用時に除去されて開口するベント部をさらに設けるようにしてもよい。
【０００８】
前記電気機器を、鉄心にスプールを介してコイルを巻回し、ヨークを一体化してなる電磁石部と、該電磁石部の一端側に配設される可動鉄片と、他端側に配設される可動接触片及び固定接触片と、前記電磁石部の上方に配設され、可動鉄片の回動動作を可動接触片に伝達するカードとからなる内部構成部品を備えた電磁継電器で構成し、該カードを略矩形枠状とすることにより、前記凹部を形成可能な内部空間を設けると、構成部品の近傍までケースの内面が位置するように小型化しても、凹部を形成するための内部空間を確実に形成することができる点で好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る電磁継電器の分解斜視図である。
【００１１】
この電磁継電器は、大略、ベース１と、このベース１に設けられる電磁石ブロック２、絶縁部材３、接触片４及びケース５から構成されている。
【００１２】
ベース１は、図２に示すように、厚肉部６と薄肉部７とからなる矩形板状である。厚肉部６は隔壁１ａによって幅方向に２つに区画され、そこには幅方向に溝状の第一圧入受部８ａ，８ｂ及び第二圧入受部９ａ，９ｂが形成されている。
【００１３】
図３（ａ）に示すように、第一圧入受部８ａ，８ｂ及び第二圧入受部９ａ，９ｂの両端部には、後述するように接触片４の圧入突部５１ａ，５１ｂ、５７ａ，５７ｂがそれぞれ圧入されるようになっている。また、各圧入受部８ａ，８ｂ及び９ａ，９ｂには、ベース１の他端側に向かう逃ガシ凹部１１ａ，１１ｂがそれぞれ形成されている。前記第一圧入受部８ａ，８ｂの底面端部と逃ガシ凹部１１ａの一方の底面には、第一固定接触片４５の各端子部５２を挿通するための第一挿通孔１４ａ及び１４ｂがそれぞれ穿設されている。一方、第二圧入受部９ａ，９ｂの各逃ガシ凹部１１ｂの底面には、後述する可動接触片４７の各端子部６０ａを挿通するための第二挿通孔１５がそれぞれ穿設されている。
【００１４】
また、前記ベース１の厚肉部６と薄肉部７とは、第三圧入受部１６によって仕切られている。第三圧入受部１６は、厚肉部６側に略コ字形に突出する接触片圧入部１７と、この接触片圧入部１７の両側に位置し、さらに上方に突出する断面略Ｌ字形のガイド部１８とからなる。接触片圧入部１７には、対向する側壁１６内面に、上縁から下方に向かう圧入溝１９を形成されている。ガイド部１８は、後述する絶縁部材３をガイドするためのものである。
【００１５】
前記ベース１の薄肉部７は、反り等を防止するためにリブ２０により補強され、そこには矩形状の圧入孔２１が３箇所にそれぞれ形成されている。また、薄肉部７には、前記ガイド部１８の一方の近傍２箇所と、他方の近傍１箇所とに第三挿通孔２２ａ，２２ｂがそれぞれ穿設されている。さらに、薄肉部７には、一端側の上面両側部に係止凹部２３がそれぞれ形成され、一端縁部には係合突部２４が突設されている。
【００１６】
電磁石ブロック２は、図４に示すように、鉄心２５にスプール２６を介してコイル２７を巻回した電磁石部２８に、略Ｌ字形のヨーク２９を一体化したもので、一端側には図５に示す可動鉄片３０が配設されている。スプール２６の一端側鍔部２６ａの上部両端が斜めに形成され、中央部が切り欠かれることにより一対のガイド片３１が形成されている。また、スプール２６の一端側鍔部２６ａには、両側縁下半部及び下縁から側壁３２及び底壁３３が延設されている。側壁３２にはコイル２７の両端部がそれぞれ巻き付けられるコイル端子３４が圧入・一体化されている。また、底壁３３には、前記ベース１の係合突部２４が係合する係合孔３５が穿設されている。可動鉄片３０には、略Ｌ字形に屈曲されたヒンジバネ３６が一体化されている。ヒンジバネ３６の一端部には係止爪３７が切り起こされ、ベース１と電磁石ブロック２との間に挿入されてベース１の係止凹部２３に係止されるようになっている。また、可動鉄片３０の上部には係止部３８が形成され、そこにはカード３９の一端部が係止されるようになっている。カード３９は、図６に示すように、略枠体形状で、他端部には下方に延在するストッパ部４０が形成されている。ストッパ部４０の端部には、係止突部４１が設けられている。係止突部４１の下方側は上方側に比べて突出する押圧部４０ａとなっている。また、ストッパ部４０のストッパ面４０ｂは、前記ベース１のガイド部１８に当接し、カード３９の移動範囲を規制するようになっている。また、カード３９には、前記スプール２６の各ガイド片３１が位置するガイド穴４２が形成されている。ガイド穴４２はカード３９の安定した移動を可能とするためのものである。
【００１７】
絶縁部材３は、図７に示すように、一端側にのみ開口する筒状で、底壁には前記ベース１の各圧入孔２１にそれぞれ圧入するための圧入突起４３が形成されている。また、前記絶縁部材３の側壁下部内面にはガイド溝４４がそれぞれ形成され、電磁石ブロック２のヨーク２９が圧入されるようになっている。
【００１８】
接触片４は、図１に示すように、第一固定接触片４５及び第二固定接触片４６と、それらの間に配設される可動接触片４７とからなり、いずれも１極タイプである。
【００１９】
第一固定接触片４５は、図８（ａ）に示すように、導電性材料をプレスして略矩形板状としたものである。この第一固定接触片４５は、下縁中央部から上方に向かって切欠部４５ａが形成されている。この切欠部４５ａは、ベース１の隔壁１ａとの干渉を回避するためのものである。また、第一固定接触片４５の上部には単一の第一固定接点４８がかしめ固定されている。また、第一固定接触片４５の側縁部には切欠部４９がそれぞれ形成され、その下方側は切欠部４９の上方部分よりも幅広の第一圧入部５０となっている。この第一圧入部５０は、両側部に板厚方向に突出する第一圧入突部５１をそれぞれ形成することにより、前記ベース１の第一圧入受部８ａ，８ｂにそれぞれ圧入可能となっている。また、前記第一固定接触片４５の下端部には、切欠部４５ａによって分離された一方に第一端子部５２が形成されている。
【００２０】
第二固定接触片４６は、図９（ａ）に示すように、導電性材料をプレスし、中央部に切欠部４６ａを形成することにより二股とすると共に、それらの下端部に略直角に屈曲する屈曲部５３を形成したものである。この第二固定接触片４６の上部は、第二固定接点５４がかしめ固定される固定接点部５５となっている。固定接点部５５の下方側は幅狭の第二圧入部５６となっている。この第二圧入部５６は、その上方側両縁部に板厚方向に突出する第二圧入突部５７をそれぞれ形成することにより、前記ベース１の第二圧入受部９ａ，９ｂにそれぞれ圧入可能となっている。また、前記一方の屈曲部５３の先端には略直角に延在する第二端子部５８が形成され、前記ベース１の第二挿通孔１５を挿通して下方に突出するようになっている。
【００２１】
可動接触片４７は、図１０（ａ）に示すように、導電性材料をプレスすることにより形成される板状の接触片部５９と、この接触片部５９に一体化される端子部６０ａ，６０ｂとから構成されている。
【００２２】
前記接触片部５９の上半部には、切除部６１によって可動接点部６２と、その両側に位置する駆動片６３とが形成されている。可動接点部６２には両面に位置するように可動接点６４がかしめ固定されている。また、各駆動片６３は、前記カード３９の押圧部４０ａによって押し込まれることにより、接触片部５９を駆動させる。各駆動片６３の上部側縁には、半円で、内縁を切り起こされた係止受部６５がそれぞれ形成されている。各係止受部６５には、前記カード３９の係止突部４１がそれぞれ係止されるようになっている。一方、前記接触片部５９の下半部は、中央の切欠部６６により一対の脚部４５ａ，４５ｂに分離されている。このように、前記接触片部５９は、切除部６１及び切欠部６６により有効長さを十分に取ることができ、駆動片６３を駆動する際に必要な力を小さく抑えることが可能であり、又、両側に設けた駆動片６３により均等で安定した動作を得ることができるようになっている。前記端子部６０ａ，６０ｂは、前記接触片部５９の切欠部６６によって分離された各脚部４５ａ，４５ｂにそれぞれかしめ固定されている。一方の端子部６０ａには、前記ベースの第三挿通孔２２ａを貫通する第三端子部６０ｃが形成されている。
【００２３】
なお、前記各接触片４には、前述のシングル接点を備えた１極タイプのほか、図８(ｂ)，図９(ｂ)，図１０（ｂ）に示すようにツイン接点を備えた１極タイプや、図８(ｃ)，図９(ｃ)，図１０（ｃ）に示すように２分割される２極タイプがある。但し、これらいずれの接触片４であっても、前述と全く同一構成のベース１に組み付けることができる。また、前記両接触片４は、２分割したか否かで相違しているに過ぎず、２分割するまでは全く同一形態である。したがって、最終の切除又は切断工程を除き、全て同一の製造ラインで製造することができ、タイプの違いによる余分なコストはかからない。また、前記１極タイプの各接触片４には、一対の端子部を備えた高電力用と、１つの端子部を備えた低電力用とがある（図３（ｂ），（ｃ）参照）。
【００２４】
ケース５は、図１に示すように、前記ベース１の外縁と、電磁石ブロック２のスプール２６の鍔部とに嵌合し、各構成部品を被覆するようになっている。ケース５の天井面には矩形状の凹部６７が形成されている。この凹部６７には、ガス抜き部６８、ゲート部６９及びベント部７０がそれぞれ形成されている。ガス抜き部６８は、筒状で、ベース１の下面をシールする際、開口状態で使用する。これは、シール作業時の温度上昇に伴う内部空気の膨張による不具合を防止するためである。また、このガス抜き部６８は、電磁継電器の内部を真空にしたり、不活性ガスを封入する際にも利用可能である。そして、シール作業等が済めば、熱封止される。ゲート部６９は、射出成形時の樹脂流入口であり、成形に適したケース５の天井面略中央部に形成されている。ベント部７０は、電磁継電器の使用時に除去され、内外を連通する役割を果たす。これにより、電磁継電器の電気的寿命を向上させることが可能となる。但し、内部空間を真空にしたり、不活性ガスを封入する場合には、ベント部７０は不要でなる。
【００２５】
続いて、前記電磁継電器の組立方法について説明する。ここでは、高電力用の電磁継電器について説明する。
【００２６】
まず、ベース１の各圧入部に各接触片４を組み付ける。第一固定接触片４５は、その第一圧入部５０（第一圧入突部５１）を、上方からベース１の第一圧入受部８ａ，８ｂにそれぞれ圧入し、挿通孔１４ｂから端子部５２を突出させることにより組み付ける。第二固定接触片４６は、その第二圧入部５６（第二圧入突部５７）を、上方からベース１の第三圧入受部１６に形成した圧入溝１９に圧入し、挿通孔２２ｂから端子部５８を突出させることにより組み付ける。このとき、屈曲部５３は薄肉部７に配設され、リブ２０から突出することはない。可動接触片４７は、端子部６０ａ，６０ｂを、上方からベース１の第二圧入受部９ａ，９ｂにそれぞれ圧入し、その端子部６０ｃを挿通孔１５から突出させることにより組み付ける。このように、各接触片４の組付けは、全てベース１の上方から行うことができ、ベース１の方向を変更する必要がないので、効率的に行うことが可能である。
【００２７】
各接触片４の取付けが完了すれば、図１２に示すように、ベース１に絶縁部材３を組み付ける。絶縁部材３は、その一端縁部をガイド部１８によってガイドすると共に、圧入突起４３を圧入孔２１に圧入することにより固定する。これにより、前記第二固定接触片４６の屈曲部５３を絶縁部材３によって完全に被覆でき、両部材間に十分な絶縁状態を維持しつつ、屈曲部５３を電磁石ブロック２の下方に配設することが可能となる。
【００２８】
続いて、ベース１に、予め別工程で組み立てた電磁石ブロック２を組み付ける。電磁石ブロック２は、その一端部が前記絶縁部材３内に収容されるように、ベース１の一端側から組み付ける。電磁石ブロック２は、ヨーク２９の両側縁部を絶縁部材３のガイド溝４４に圧入されると共に、スプール２６の係合孔３５にベース１の係合突部２４を係合されることにより固定される。
【００２９】
次いで、ベース１に、ヒンジバネ３６を取り付けた可動鉄片３０を組み付ける。ヒンジバネ３６の一端部がベース１と電磁石ブロック２との間に挿入され、係止爪３７がベース１の係止凹部２３に係止されることにより、可動鉄片３０は回動可能に支持される。
【００３０】
その後、可動鉄片３０と可動接触片４７とをカード３９で連結する。カード３９は、電磁石ブロック２が組み付けられるベース１のガイド部１８によって移動範囲を規制されるので、第二固定接点５４に対する可動接点６４の押込量を正確に一定量に維持することが可能となる。
【００３１】
最後に、ベース１及び電磁石ブロック２の一部にケース５を嵌合することにより、各内部構成部品を被覆する。ケース５は、予め射出成形により、下方が開口する箱形状に形成しておく。この場合、ケース５に設けられるガス抜き部６８、ゲート部６９及びベント部７０は、全て上面に形成した凹部６７に形成されている。したがって、金型構造が簡単で、射出成形時の樹脂の流動をスムーズに行わせることができる。このため、製品不良が発生しにくく、歩留まりが向上する。
【００３２】
前記ベース１にケース５を嵌合した状態では、ケース５の内面と各内部構成部品との間には殆ど隙間が形成されない。つまり、内部の限られた狭い空間を最大限利用できるように各内部構成部品が配設されている。但し、電磁石ブロック２の上方に配設される略矩形枠状のカード３９によってのみ、ケース５の天井面に形成した凹部６７を配設可能な空間が形成されている。
【００３３】
前記ベース１の下面及びケース５との嵌合部分は、溶融状態のシール剤に浸漬することによりシールする。このとき、ケース５の凹部６７に形成したガス抜き部６８を開口させておく。したがって、膨張した内部空気が外部に排出され、内圧の上昇に伴う不具合が発生せず、嵌合部分等をシール剤により適切にシールすることができる。
【００３４】
シール作業が完了すれば、温度の低下を待ってガス抜き部６８を熱封止する。そして、外部を洗浄することにより電磁継電器を完成する。なお、内部空間には、用途等に応じて不活性ガスを封入したり、真空引きするようにしてもよい。また、完成した電磁継電器は、使用時、ベント部７０を除去することにより内外を連通する。これにより、接点開閉時に発生するアークにより形成される炭化物や酸化物を外部に排出することができる。また、接点開閉に伴う温度上昇が抑えられ、コイル性能の低下を防止可能となる。したがって、電磁継電器の電気的寿命を向上させることが可能となる。
【００３５】
次に、前記電磁継電器の動作について説明する。
【００３６】
電磁石部２８が無励磁の状態では、可動鉄片３０がヒンジバネ３６によってカード３９を介して可動接触片４７を付勢し、その可動接点６４を第二固定接触片４６の第二固定接点５４に閉成している。このとき、前述のように、ベース１に設けたガイド部１８によってカード３９の移動範囲が規制されているので、第二固定接点５４に対する可動接点６４の押込量を一定に維持し、所望の接触信頼性を得ることができる。
【００３７】
そして、電磁石部２８を励磁すると、可動鉄片３０が鉄心２５の端部に吸引されて回動し、カード３９を介して可動接触片４７を第一固定接触片４５に向かって撓ませる。これにより、可動接点６４は第二固定接点５４から離間し、第一固定接触片４５の第一固定接点４８に閉成する。
【００３８】
ところで、前記実施形態では、ベースに、図８(ａ)，図９(ａ)及び図１０（ａ）に示すシングル接点の１極タイプの接触片４を組み付けるようにしたが、図８(ｂ)，図９(ｂ)及び図１０（ｂ）に示す構成の接触片４を組み付けることにより、ツイン接点の１極タイプとすることができる。また、図８(ｃ)，図９(ｃ)及び図１０（ｃ）に示す構成の接触片４を組み付けることにより、図１１に示すように、２極タイプとすることができる。
【００３９】
なお、図１１に示す２極タイプの場合、図１２及び図１３に示すように、ベース１の上面に、第二固定接触片４６ａ，４６ｂの各屈曲部５３の間に第一溝部６９を形成し、絶縁部材３の底面に、前記第一溝部６９に対向する位置に第二溝部７０を形成するのが好ましい。これにより、ベース１を幅狭に構成しても、両屈曲部５３の間の沿面距離を十分に取ることが可能となる。但し、前記溝部６９，７０は、いずれか一方を残る他方に係合する突条で構成しても、同様に十分に沿面距離を取ることができる。
【００４０】
また、前記実施形態では、本発明に係る封止構造を電磁継電器に適用する場合について説明したが、電気開閉器、スイッチ等の他の電気機器に適用することも可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る電気機器の封止構造によれば、ケースに形成した単一の凹部にゲート部やガス抜き部を設けるようにしたので、ケースの構造を簡略化することができる。したがって、ケースを成形するための金型構造を簡素化でき、射出成形時、樹脂をスムーズに流動させて所望形状のケースを確実に得ることが可能となる。
【００４２】
特に、電磁石部の上方に配設したカードにより内部空間を形成できるようにしたので、ケースの天井面略中央部に凹部を形成することができる。これにより、ゲート部、ガス抜き部又はベント部をその用途に適した位置とできるだけでなく、構成部品を内部に無駄なく配設して小型化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る電磁継電器とそのケースを示す分解斜視図である。
【図２】図１のベースの斜視図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】図１の電磁石ブロックの斜視図である。
【図５】図１の可動鉄片の斜視図である。
【図６】図１のカードの斜視図である。
【図７】図１の絶縁部材の斜視図である。
【図８】図１の第一固定接触片の斜視図である。
【図９】図１の第二固定接触片の斜視図である。
【図１０】図１の可動接触片の斜視図である。
【図１１】他の実施形態に係る電磁継電器の斜視図である。
【図１２】図１１の断面図である。
【図１３】図１１の絶縁部材の斜視図である。
【図１４】従来例に係る電磁継電器のケースを示す斜視図である。
【符号の説明】
１…ベース
２…電磁石ブロック
３…絶縁部材
４…接触片
５…ケース
３９…カード
４７…可動接触片
６７…凹部
６８…ガス抜き部
６９…ゲート部
７０…ベント部

Claims

ベースに、
鉄心にスプールを介してコイルを巻回し、ヨークを一体化してなる電磁石部と、
前記電磁石部の一端側に配設される可動鉄片と、
前記電磁石部の他端側に配設される可動接触片及び固定接触片と、
前記電磁石部の上方に配設され、可動鉄片の回動動作を可動接触片に伝達するカードと、
前記電磁石部の一部を覆う絶縁部材と、
を備えた内部構成部品を設け、
ケースを被せて封止する電気機器の封止構造であって、
前記ケースの天井面の縁部を除く領域の、その短手方向の中央部であって、前記絶縁部材が存在しない位置に単一の凹部を形成し、
前記カードを略矩形枠状とすることにより、前記凹部と前記絶縁部材を配置可能な内部空間を設け、
前記凹部の底面に、
前記ケースを形成するための樹脂流入口であるゲート部と、
シール作業時に開口する筒状で、その後に熱封止されるガス抜き部と、
を別個独立して短手方向に隣接して設けたことを特徴とする電気機器の封止構造。
前記凹部の底面に、使用時に除去されて開口するベント部をさらに設けたことを特徴とする請求項１に記載の電気機器の封止構造。