JP2008004374A - Electromagnetic relay - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電磁継電器に関し、特に基板実装時の加熱処理工程による障害を防ぐことができる車載用途の電装部品として好適な電磁継電器に関する。 The present invention relates to an electromagnetic relay, and more particularly to an electromagnetic relay suitable as an on-vehicle electrical component capable of preventing a failure due to a heat treatment process during board mounting.
電磁駆動による電気接点の開閉機能を有し、車載用に多用されている電磁継電器は、電気接点、電磁駆動部及びそれらを搭載する成型樹脂ベースからなる本体部が成型樹脂カバーで覆われ、その信頼性を確保するため一般的に熱硬化性の封止用樹脂などで気密封止されている。このように電磁継電器が外部から完全密封されている場合、リレー内部の気体の逃げ道を閉ざしている状態にあり、リレー端子を回路基板に半田付けする場合などのリフロー加熱工程では熱ストレスによって、特に熱膨張係数の異なる金属と樹脂との界面、あるいは、成型樹脂と封止用樹脂との接着部において、気密破壊が起こり易い。気密破壊を起こした電磁継電器は、外部から水、溶剤等の侵入を許し、動作障害、接点接触障害を引き起こす原因となっていた。 An electromagnetic relay that has an electromagnetic contact open / close function and is widely used for in-vehicle use has an electric contact, an electromagnetic drive portion, and a main body portion made of a molded resin base for mounting the same, covered with a molded resin cover. In order to ensure reliability, it is generally hermetically sealed with a thermosetting sealing resin or the like. In this way, when the electromagnetic relay is completely sealed from the outside, the escape route of the gas inside the relay is closed, and in the reflow heating process such as when the relay terminal is soldered to the circuit board, particularly due to thermal stress, Airtight breakage is likely to occur at the interface between a metal and a resin having different coefficients of thermal expansion, or at the bonding portion between the molding resin and the sealing resin. The electromagnetic relay that caused hermetic failure allowed water and solvents to enter from the outside, causing operation failure and contact failure.
図6は、従来の一般的な電磁継電器の分解斜視図、図7は図6に示した電磁継電器の成型樹脂カバーの貫通穴部の構造を説明する縦断面図であり、図7(a)はアンシール(非封止)タイプの貫通穴構造、図7(b)はシール(封止)タイプの貫通穴構造を示す。図6において、電気接点部を保持した電磁駆動部14が成型樹脂ベース12に搭載されて本体部を構成し、その本体部全体が成型された成型樹脂カバー1で覆われている。また、成型樹脂ベース12と挿入された端子などとの隙間および本体部と成型樹脂カバー1との間隙は封止用樹脂15で封止されている。
6 is an exploded perspective view of a conventional general electromagnetic relay, and FIG. 7 is a longitudinal sectional view for explaining the structure of a through hole portion of a molded resin cover of the electromagnetic relay shown in FIG. Is an unsealed (non-sealed) type through-hole structure, and FIG. 7B shows a sealed (sealed) type through-hole structure. In FIG. 6, the electromagnetic drive part 14 holding the electrical contact part is mounted on the molded
図6および図7に示すように、従来の電磁継電器は、成型によって成型樹脂カバー1の天面に外側に向けて突起した貫通穴5を設けており、その貫通穴5の外周部には凹部16が設けられている。従来は貫通状態のままの貫通穴5aを有するアンシールタイプの電磁継電器と、この貫通穴5の部分を熱カシメにて溶融し塞いだ貫通穴5bを有し内部を密封したシールタイプの電磁継電器の2種類の形態の電磁継電器を提供していた。
As shown in FIGS. 6 and 7, the conventional electromagnetic relay is provided with a
従来、リフロー加熱工程での熱ストレスを想定した場合は、主に前者のアンシールタイプの電磁継電器を用いていた。一般的に成型樹脂カバー1はシールタイプの電磁継電器にも共通して使用されるため、その天面の貫通穴5は、成型性及び熱カシメの作業性を考慮して要求される形状および穴径の条件を満たさなければならず、このため一定の大きさの開口部が必要となる。そこで電磁継電器外部からこの開口部を通してあらゆる汚染成分が侵入し易い状態にある。特に車載用途としては、リフロー加熱工程によって電磁継電器がプリント基板に搭載された後、そのプリント基板全面にコーティング剤を塗布する場合がある。このとき、望ましくは貫通穴5への塗布を避ける必要があるが、仮に貫通穴5にコーティング剤が塗布された場合、コーティング剤が電磁継電器内部へ侵入する可能性があり、動作障害、接点接触障害の直接原因となる。さらには、半田接続の際のフラックスの残渣を除去するため、搭載された電磁継電器はプリント基板と共に浸漬して丸洗いされる場合があり、このような工程はアンシールタイプの電磁継電器には適用できない。このように電磁継電器が封止されていないアンシールタイプの電磁継電器は、著しく高いリスクを持ち、その使用方法において大きな制限を受けることとなる。
Conventionally, when the thermal stress in the reflow heating process is assumed, the former unsealed electromagnetic relay is mainly used. In general, since the molded
一方、従来のシールタイプの電磁継電器では、リフロー加熱工程での熱ストレスによっても気密破壊が生じないように封止構造を強固にすることが行われている。例えば図6において、封止用樹脂15をより耐熱性が高く、かつ成型樹脂カバー1や成型樹脂ベース12とより強固な接着特性を持つ封止用樹脂に変更し、気密性を上げる方法がある。
On the other hand, in a conventional seal-type electromagnetic relay, a sealing structure is strengthened so that an airtight breakdown does not occur even by thermal stress in a reflow heating process. For example, in FIG. 6, there is a method in which the sealing
また、特許文献1には、成型樹脂カバー内壁に補強リブを設け、かつ、その補強リブの嵌合部を封止用樹脂が流入し易い構造とすることで接合強度を上昇せしめ、高温時の膨張破壊に対する限界点を引き上げる技術が示されており、特許文献2では微小な多孔質の空気孔部を有するフィルターを成型樹脂ベースなどの一部に設置することで、高温時の膨張破壊を防止する技術が示されている。
Further, in
実際に行われているリフロー加熱工程の条件は多岐にわたるので、前述のような封止用樹脂の耐熱性や接着強度を強くする技術だけでは、それらの全てに対し、その気密特性を保持することはできない。高温によって電磁継電器内部が高圧となり、過度の熱膨張により気密破壊を起こす限界点が存在するからである。多岐にわたるリフロー加熱条件では、その気密破壊を起こす限界点を超えている場合が想定しうる。さらには、封止用樹脂は塗布条件や熱硬化条件、あるいは、周囲温度、湿度等の外部条件によって変化を受けやすいため、その接着特性は変化しやすく、製造工程ではその接着強度を完全に一定に保つ制御は困難である。また、気密破壊の限界はその接着封止部分の一番弱い部分で決定される。このような様々な要因によって結果的に気密破壊を起こす限界点が製品によって変動することになる。 Since the conditions for the actual reflow heating process are diverse, the technology for enhancing the heat resistance and adhesive strength of the sealing resin as described above should maintain its airtightness against all of them. I can't. This is because the inside of the electromagnetic relay becomes high pressure due to high temperature, and there is a limit point that causes hermetic failure due to excessive thermal expansion. Under various reflow heating conditions, it may be assumed that the limit point causing the hermetic failure is exceeded. Furthermore, since the sealing resin is susceptible to changes depending on application conditions, thermosetting conditions, or external conditions such as ambient temperature and humidity, its adhesive properties are likely to change, and its adhesive strength is completely constant during the manufacturing process. Control is difficult. Further, the limit of hermetic failure is determined by the weakest portion of the adhesive sealing portion. The limit point that results in hermetic failure due to various factors as described above varies depending on the product.
例えば、特許文献1のように成型樹脂カバー内壁に補強リブを設け、かつ、封止用樹脂の流入を促進させる技術は、成型樹脂カバー自体は、より剛直な構造によって膨張破壊に対する限界点は上昇するが、その他の接合部、例えば、封止用樹脂と金属端子界面等へストレスが集中することとなる。
For example, the technique of providing reinforcing ribs on the inner wall of the molded resin cover and promoting the inflow of the sealing resin as in
一方、特許文献2に示される多孔質のフィルターを適用する技術では、一般的にフィルター自体の耐熱限界が成型樹脂ベースより低い場合が想定され、例えば、鉛レス半田条件等のより厳しいリフロー加熱条件では、安定した多孔質状態を維持することができない場合がある。また、成型樹脂ベースへのフィルターの固定構造や固定工法など技術的な課題も多く、現状ではその適用は容易ではなく、生産性においても問題がある。さらには、特殊な高分子材を使用する為に資材費が大幅に増える問題点も生じる。
On the other hand, in the technology applying the porous filter shown in
従って、本発明の課題は、前記の問題点に鑑みて、高温加熱工程後も安定した気密性を確保し、水やコーティング材、さらには、汚染ガスの電磁継電器内部への侵入を防ぐことが可能な、動作障害、接点障害のない電磁継電器を提供することにある。 Therefore, in view of the above-mentioned problems, the object of the present invention is to ensure stable airtightness even after the high-temperature heating process, and to prevent water and coating materials, and further, contamination gas from entering the electromagnetic relay. It is an object of the present invention to provide an electromagnetic relay that can be operated and has no contact failure.
上記課題の解決により、リフロー加熱による基板搭載後の洗浄やコーティング剤塗布を可能とし、さらには、リフロー加熱後でも一般的に接点に影響を及ぼし接点障害を招く可能性があるガス雰囲気中においても安定に動作可能な電磁継電器が得られる。 By solving the above problems, it is possible to clean and apply a coating agent after mounting the substrate by reflow heating.In addition, even in a gas atmosphere that generally affects the contact point and may cause contact failure even after reflow heating. An electromagnetic relay that can operate stably is obtained.
上記課題を解決するために、本発明による電磁継電器は、電気接点部と電磁駆動部と成型樹脂ベースとを備える本体部と、該本体部を覆う成型樹脂カバーとで構成され、前記成型樹脂ベースと前記電気接点部または前記電磁駆動部の一部を構成する端子との間の間隙および前記本体部と前記成型樹脂カバーとの間隙が封止用樹脂により封止されてなる電磁継電器において、前記成型樹脂カバーまたは前記成型樹脂ベースの少なくとも一方に内圧調整機構部を設け、該内圧調整機構部は空気抜き用の貫通穴と該貫通穴を覆う内圧調整蓋および前記貫通穴の外周部に設置された弾性体リングとを備え、前記内圧調整蓋及び前記貫通穴の外周部は磁石による吸引力またはばねによる弾性力によって前記弾性体リングに圧着される。 In order to solve the above problems, an electromagnetic relay according to the present invention includes a main body portion including an electrical contact portion, an electromagnetic drive portion, and a molded resin base, and a molded resin cover that covers the main body portion, and the molded resin base. In the electromagnetic relay in which the gap between the electrical contact portion or the terminals constituting a part of the electromagnetic drive portion and the gap between the main body portion and the molded resin cover are sealed with a sealing resin, An internal pressure adjusting mechanism is provided on at least one of the molded resin cover or the molded resin base, and the internal pressure adjusting mechanism is installed on the air vent through hole, the internal pressure adjusting lid covering the through hole, and the outer periphery of the through hole. An elastic ring is provided, and the inner pressure adjusting lid and the outer peripheral portion of the through hole are pressed against the elastic ring by an attractive force of a magnet or an elastic force of a spring.
前記貫通穴は前記成型樹脂カバーに形成された前記成型樹脂カバーの外側に向かう突出部分に設けられた穴であり、該貫通穴の外周部に凹部を有し、前記内圧調整蓋は前記凹部に嵌合する外形を有する磁性体金属からなり、前記弾性体リングは前記内圧調整蓋の前記凹部の底面に対向する部分に装着され、かつ、前記成型樹脂カバーの内側の前記凹部に対向する部分に嵌合されたマグネットリングを有し、前記内圧調整蓋を前記凹部に押し込み挿入することで前記貫通穴を覆い、かつ、前記内圧調整蓋と前記マグネットリングとの磁気吸引力によって前記内圧調整蓋及び前記凹部の底面が前記弾性体リングに圧着されてもよい。 The through hole is a hole provided in a protruding portion of the molded resin cover that extends toward the outside of the molded resin cover. The through hole has a recess in the outer peripheral portion of the through hole, and the internal pressure adjustment lid is in the recess. It is made of a magnetic metal having an outer shape to be fitted, and the elastic ring is attached to a portion of the internal pressure adjusting lid that faces the bottom surface of the concave portion, and a portion that faces the concave portion inside the molded resin cover. A magnet ring that is fitted, covers the through-hole by pushing and inserting the internal pressure adjustment lid into the recess, and the internal pressure adjustment lid and the magnetic pressure adjustment force by the magnetic pressure force between the internal pressure adjustment lid and the magnet ring; The bottom surface of the recess may be crimped to the elastic ring.
また、前記貫通穴は前記成型樹脂ベースに形成された前記成型樹脂ベースの外側に向かう突出部分に設けられた穴であり、該貫通穴の外周部に凹部を有し、前記内圧調整蓋は前記凹部に嵌合する外形を有する磁性体金属からなり、前記弾性体リングは前記内圧調整蓋の前記凹部の底面に対向する部分に装着され、かつ、前記成型樹脂ベースの内側の前記凹部に対向する部分に嵌合されたマグネットリングを有し、前記内圧調整蓋を前記凹部に押し込み挿入することで前記貫通穴を覆い、かつ、前記内圧調整蓋と前記マグネットリングとの磁気吸引力によって前記内圧調整蓋及び前記凹部の底面が前記弾性体リングに圧着されてもよい。 In addition, the through hole is a hole provided in a protruding portion that is formed on the molded resin base and faces the outside of the molded resin base, and has a concave portion on the outer periphery of the through hole. It is made of a magnetic metal having an outer shape that fits into the recess, and the elastic ring is attached to a portion of the internal pressure adjustment lid that faces the bottom surface of the recess, and faces the recess inside the molded resin base. A magnet ring fitted to the part, covering the through-hole by inserting and inserting the internal pressure adjustment lid into the recess, and adjusting the internal pressure by a magnetic attractive force between the internal pressure adjustment lid and the magnet ring The lid and the bottom surface of the recess may be pressure-bonded to the elastic ring.
また、前記貫通穴の外周部の凹部の側面と前記内圧調整蓋の側面のそれぞれに突起部を設け、前記内圧調整蓋の側面の突起部が前記凹部の側面の突起部よりも内部に位置するように前記内圧調整蓋が前記凹部に挿入され、該両突起部により前記内圧調整蓋の変移量が制限されてもよい。 In addition, a protrusion is provided on each of the side surface of the recess in the outer peripheral portion of the through hole and the side surface of the internal pressure adjustment lid, and the protrusion on the side surface of the internal pressure adjustment lid is located inside the protrusion on the side surface of the recess. As described above, the internal pressure adjustment lid may be inserted into the concave portion, and the displacement amount of the internal pressure adjustment lid may be limited by the two protrusions.
また、前記貫通穴は前記成型樹脂カバーに形成された前記成型樹脂カバーの外側に向かう突出部分に設けられた穴であり、該貫通穴の外周部に凹部を有し、前記内圧調整蓋は前記凹部に嵌合する外形を有し、前記弾性体リングは前記内圧調整蓋の前記凹部の底面に対向する部分に装着され、前記内圧調整蓋の側面に返しばねが固定され、前記貫通穴の外周部の凹部の側面に突起部を設け、前記返しばねの先端が前記凹部の側面の突起部よりも内部に位置するように前記内圧調整蓋を前記凹部に押し込み挿入することで前記貫通穴を覆い、かつ、前記返しばねによる弾性力によって前記内圧調整蓋及び前記凹部の底面が前記弾性体リングに圧着されてもよい。 In addition, the through hole is a hole provided in a protruding portion that is formed on the molded resin cover and faces the outside of the molded resin cover. The through hole has a concave portion on an outer peripheral portion of the through hole. The elastic ring is attached to a portion of the internal pressure adjusting lid facing the bottom surface of the concave portion, a return spring is fixed to a side surface of the internal pressure adjusting lid, and an outer periphery of the through hole Protruding portions are provided on the side surfaces of the concave portions of the concave portions, and the internal pressure adjusting lid is pushed into and inserted into the concave portions so that the front ends of the return springs are located inside the protruding portions on the side surfaces of the concave portions to cover the through holes. In addition, the inner pressure adjustment lid and the bottom surface of the recess may be pressed against the elastic ring by the elastic force of the return spring.
また、前記貫通穴は前記成型樹脂ベースに形成された前記成型樹脂ベースの外側に向かう突出部分に設けられた穴であり、該貫通穴の外周部に凹部を有し、前記内圧調整蓋は前記凹部に嵌合する外形を有し、前記弾性体リングは前記内圧調整蓋の前記凹部の底面に対向する部分に装着され、前記内圧調整蓋の側面に返しばねが固定され、前記貫通穴の外周部の凹部の側面に突起部を設け、前記返しばねの先端が前記凹部の側面の突起部よりも内部に位置するように前記内圧調整蓋を前記凹部に押し込み挿入することで前記貫通穴を覆い、かつ、前記返しばねによる弾性力によって前記内圧調整蓋及び前記凹部の底面が前記弾性体リングに圧着されてもよい。 In addition, the through hole is a hole provided in a protruding portion that is formed on the molded resin base and faces the outside of the molded resin base, and has a concave portion on the outer periphery of the through hole. The elastic ring is attached to a portion of the internal pressure adjusting lid facing the bottom surface of the concave portion, a return spring is fixed to a side surface of the internal pressure adjusting lid, and an outer periphery of the through hole Protruding portions are provided on the side surfaces of the concave portions of the concave portions, and the internal pressure adjusting lid is pushed into and inserted into the concave portions so that the front ends of the return springs are located inside the protruding portions on the side surfaces of the concave portions to cover the through holes. In addition, the inner pressure adjustment lid and the bottom surface of the recess may be pressed against the elastic ring by the elastic force of the return spring.
上述のように本発明の電磁継電器は内圧を調整する機構を有する。すなわち、高温過熱時は、内圧の上昇を防ぐよう通気を確保し、接着界面や成型樹脂の膨張破壊を防ぐ。常温へ戻った時は、再び、気密を保つことで、耐水性を維持し、コーティング剤の侵入や、さらに電磁継電器外部からのガスの侵入を防ぐこともでき、動作障害や接点障害を避けられる。 As described above, the electromagnetic relay of the present invention has a mechanism for adjusting the internal pressure. That is, during high temperature overheating, air flow is secured so as to prevent an increase in internal pressure, and expansion failure of the adhesive interface and molding resin is prevented. When it returns to room temperature, it keeps airtight again to maintain water resistance, and it can also prevent the invasion of coating agent and gas from the outside of the electromagnetic relay, avoiding operation trouble and contact trouble .
以上のように、本発明によれば、高温加熱工程後も安定した気密性を確保し、水やコーティング材、さらには、汚染ガスの電磁継電器内部への侵入を防ぐことが可能な、動作障害、接点障害のない電磁継電器が得られる。 As described above, according to the present invention, it is possible to ensure stable airtightness even after the high-temperature heating process, and to prevent water and coating materials, and further, contamination gas from entering the electromagnetic relay, , An electromagnetic relay without contact obstruction is obtained.
さらに具体的には、リフロー加熱による基板搭載後の洗浄やコーティング剤塗布を可能とし、さらには、リフロー加熱後でも一般的に接点に影響を及ぼし接点障害を招く可能性があるガス雰囲気中においても安定に動作可能な電磁継電器が得られる。 More specifically, it enables cleaning after substrate mounting by reflow heating and application of a coating agent, and even in a gas atmosphere that generally affects contacts and may cause contact failure even after reflow heating. An electromagnetic relay that can operate stably is obtained.
また、本発明は、内圧調整蓋と従来の貫通穴に類似した貫通穴を有する成型樹脂カバーまたは成型樹脂ベースとの組合せにより形成される内圧調整機構を利用するものであり、本発明に使用する成型樹脂カバーや成型樹脂ベースはアンシールタイプの電磁継電器にも共通して使用でき、内圧調整蓋を使用しなければ、従来のアンシールタイプの電磁継電器が得られる。 The present invention also utilizes an internal pressure adjusting mechanism formed by a combination of an internal pressure adjusting lid and a molded resin cover or molded resin base having a through hole similar to a conventional through hole, and is used in the present invention. The molded resin cover and the molded resin base can be used in common for the unsealed electromagnetic relay, and a conventional unsealed electromagnetic relay can be obtained if the internal pressure adjustment lid is not used.
以下、図面を参照して本発明による電磁継電器の実施例を説明する。 Embodiments of an electromagnetic relay according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明による電磁継電器の第1の実施例を説明するための図であり、図1(a)は本実施例に使用する成型樹脂カバー21の全体の分解斜視図、図1(b)はその成型樹脂カバー21に形成された内圧調整機構部2の分解斜視図、図1(c)は内圧調整機構部2の断面図を示す。
FIG. 1 is a view for explaining a first embodiment of an electromagnetic relay according to the present invention. FIG. 1 (a) is an exploded perspective view of the entire molded
本実施例の電磁継電器は、成型樹脂カバー21に設けた内圧調整機構部2以外の基本的な構成は図6に示した従来の電磁継電器と同じであり、電気接点部を保持した電磁駆動部14と成型樹脂ベース12とを備える本体部と、その本体部を覆う成型樹脂カバー21とで構成され、前記成型樹脂ベースと部品間の間隙およびその本体部と成型樹脂カバー21との間隙が封止用樹脂15により封止されている。
The electromagnetic relay of the present embodiment is the same as the conventional electromagnetic relay shown in FIG. 6 except for the internal
本実施例においては、図1に示すように、成型樹脂カバー21に内圧調整機構部2を有し、内圧調整機構部2は空気抜き用の貫通穴5と貫通穴5を覆う内圧調整蓋3および貫通穴5の外周部に設置された弾性体リング4とを備え、貫通穴5は成型樹脂カバー21に形成された成型樹脂カバー21の外側に向かう突出部分に設けられ、その外周部に凹部20を有する貫通穴であり、内圧調整蓋3は凹部20に嵌合する外形を有する磁性体金属からなり、弾性体リング4は内圧調整蓋3の凹部20の底面に対向する部分に装着され、かつ、成型樹脂カバー21の内側の凹部20に対向する部分に嵌合されたマグネットリング6を有し、内圧調整蓋3を凹部20に押し込み挿入することで貫通穴5を覆い、かつ、内圧調整蓋3とマグネットリング6との磁気吸引力によって内圧調整蓋3及び凹部20の底面が弾性体リング4に圧着されている。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the molded
さらに本実施例においては、凹部20の側面の円周上に突起部であるストッパー8と内圧調整蓋3の側面の円周上に突起部である返しストッパー7をそれぞれ設け、返しストッパー7がストッパー8よりも内部に位置するように内圧調整蓋3が凹部20に挿入され、両ストッパーにより内圧調整蓋3が押し上げられて凹部20から外れないように制限されている。
Further, in the present embodiment, a
また、本実施例では、成型樹脂カバー21の開口部側(内部側)からリング状のマグネットリング6をマグネットリング嵌合爪9の位置に合わせて嵌合させる。内圧調整蓋3は磁気吸引力特性の高いニッケルメッキを施した鉄などを用いる。その内圧調整蓋3には、挿入方向の下部面に弾性体リング4が弾性体リング装着溝10にはめ込まれている。次に、内圧調整蓋3を凹部20へ押し込み、このとき、返しストッパー7がストッパー8を乗り越えて挿入され、成型樹脂カバー21の凹部20の底面、弾性体リング4、内圧調整蓋3の底面が互いに密着される。
Further, in this embodiment, the ring-shaped
図1(c)は、内圧調整蓋3が貫通穴5を閉塞している状態を示している。内圧調整蓋3がマグネットリング6の磁気吸引力によって引き寄せられ、弾性体リング4が成型樹脂カバー21の凹部20の底面と密着し、この部分で気密を保つ。このとき、凹部20の側面と内圧調整蓋3の側面は、返しストッパー7とストッパー8以外の部分は接しないようクリアランスをとっており、動作や摺動時の擦れ合いによって成型樹脂の削り破片が発生することを防止している。さらには、凹部20の底面の一部にはさらに窪んだトラップステージ11を設け、ストッパー8から発生する破片や外部からのコーティング剤の流入に対し、電磁継電器内部への侵入を抑えるトラップの役目をしている。
FIG. 1C shows a state where the internal
本実施例において、貫通穴5の突出した出口の径は、0.5mm以上が好ましい。この貫通穴5を塞ぐ内圧調整蓋3は、耐候性や耐腐食性のメッキ処理を施した磁性金属などが使用できる。弾性体リング4は、電磁継電器の成型樹脂との密着性があり、外部からの水、ガスの侵入を遮断する機能を持つ材料からなる。例えば、一般的に金属接点へ影響を及ぼすガスを発生しない材質であり、かつ、耐候性、耐腐食性、さらには耐溶剤性を併せ持つ高分子弾性体を選択することができるが、本発明の機能が得られる材質であれば、これには限定されない。なお、本実施例においては返しストッパー7は内圧調整蓋3と一体で形成されるかまたは内圧調整蓋3に溶接などの方法により固定される。成型樹脂カバー21に形成される貫通穴5などの形状はすべて樹脂成型加工で形成されている。
In the present embodiment, the diameter of the outlet from which the through
内圧調整蓋3は、高温時に電磁継電器の内圧上昇によって、押し上げられ、貫通穴からの気体の放出を確保するが、ストッパー8と返しストッパー7によって、過度の押し上げが制限される。このとき、内圧調整蓋3が凹部20の底面から離れるギャップは、0.5mm以下に制限するよう調整するのが好ましい。
The internal
図2は、内圧調整機構部2の動作原理を示す断面図である。電磁継電器がリフロー工程などで加熱された場合、電磁継電器の内圧が上昇し、同時にマグネットリング6の磁気吸引力が低下する。ある一定の温度で、内圧の力が磁気吸引力に打ち勝ち、内圧調整蓋3が内圧によって押し上げられることとなる。このとき、ストッパー8に返しストッパー7がぶつかり、過度の押し上げが規制され、内圧調整蓋3が成型樹脂カバー21から外れることを防止する。そこで、貫通穴5から膨張した分の電磁継電器内部の気体が通過し、外部へ流出する。再び温度が下がると、磁気吸引力が復活し、内圧調整蓋3が成型樹脂カバー21へ密着することで、元通りに気密を保つ。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the operating principle of the internal
図2の動作を達成するには、加熱時にかかる電磁継電器の内圧とマグネットリング6の磁気吸引力の関係を調整することが必要となる。常温を23℃とし、このときの電磁継電器の内圧がちょうど101325Pa(=1atm)とすると、加熱時の温度T(℃)での単位面積あたりのリレー内圧P(N/m2)は、式(1)となる。
In order to achieve the operation of FIG. 2, it is necessary to adjust the relationship between the internal pressure of the electromagnetic relay applied during heating and the magnetic attractive force of the
P(N/m2)=101325・(273+T)/(273+23) ・・・(1) P (N / m 2 ) = 101325 · (273 + T) / (273 + 23) (1)
このとき、電磁継電器の内部気体が内圧調整蓋3へ接する面積をS(m2)とすると、内圧調整蓋3にかかる力F1(N)は、式(2)となる。
At this time, if the area where the internal gas of the electromagnetic relay is in contact with the internal
F1(N)=101325・(273+T)・S/(273+23) ・・・(2) F 1 (N) = 101325 · (273 + T) · S / (273 + 23) (2)
一方、使用するマグネットリング6が常温での磁束密度B0(Wb/m2)、温度係数Br(%/℃)とすると、加熱温度T(℃)での磁束密度BT(Wb/m2)は、式(3)となる。
On the other hand, if the
BT(Wb/m2)=B0+B0・Br・(T−23) ・・・(3)
但し、BTは、使用する内圧調整蓋との空隙距離の要素が含まれているとする。このときの磁束Φ(Wb)は、マグネットリング6の断面積をSM(m2)とすると、
Φ(Wb)=BT・SM
となる。
B T (Wb / m 2 ) = B 0 + B 0 · B r · (T−23) (3)
However, it is assumed that B T includes an element of a gap distance from the internal pressure adjusting lid to be used. The magnetic flux Φ (Wb) at this time is defined as S M (m 2 ) where the cross-sectional area of the
Φ (Wb) = B T · S M
It becomes.
ここで、マグネットリング6が透磁率μの部材を介し、相対する内圧調整蓋とSL(m2)の空隙断面積を形成している場合、内圧調整蓋にかかる磁気吸引力F2(N)は、
F2(N)=Φ2/2・μ・SL
となる。
Here, when the
F 2 (N) = Φ 2 /2 · μ · S L
It becomes.
従って、F2(N)は式(4)となる。 Therefore, F 2 (N) is expressed by equation (4).
F2(N)=[{B0+B0・Br・(T−23)}・SM]2・μ・SL/2 ・・・(4) F 2 (N) = [{B 0 + B 0 · Br · (T−23)} · S M ] 2 · μ · S L / 2 (4)
電磁継電器を加熱したとき、温度T(℃)以上で内圧調整蓋3が内圧によって動作するには、F1(N)>F2(N)となる。このときの温度T(℃)は、電磁継電器に求められる仕様によって変わるので、温度T(℃)で動作可能となる物性を持つマグネットリング6を選択することとなる。但し、本計算過程には内圧調整蓋3の重量は考慮されていないため、内圧調整蓋3の設置方向によって、その自重を計算式へ組み入れる必要がある。
When the electromagnetic relay is heated, F 1 (N)> F 2 (N) for the internal
図3は、本発明による電磁継電器の第2の実施例を説明するための図であり、図3(a)は本実施例を構成する成型樹脂ベース32の全体の分解斜視図を示し、図3(b)は成型樹脂ベース32に形成された内圧調整機構部42の分解斜視図を示す。
FIG. 3 is a view for explaining a second embodiment of the electromagnetic relay according to the present invention. FIG. 3 (a) is an exploded perspective view of the entire molded
本実施例の電磁継電器は、成型樹脂ベース32に設けた内圧調整機構部42以外の基本的な構成は図6に示した従来の電磁継電器と同じである。但し、成型樹脂カバー1の貫通穴5は図7(b)のシールタイプとなっている。
The basic configuration of the electromagnetic relay of this embodiment is the same as that of the conventional electromagnetic relay shown in FIG. 6 except for the internal pressure
本実施例においては、図3に示すように、成型樹脂ベース32に内圧調整機構部42を有している。その内圧調整機構部2の基本的な構造は実施例1と同様である。但し、貫通穴5は、成型樹脂ベース32の電磁駆動部の搭載側と反対の底部から外側に向かって突出した部分に設けられ、かつ、封止用樹脂を塗布しない部分に成型されている。貫通穴5の形状、その外周部に形成された凹部20やストッパーの形状などは実施例1と同様である。成型樹脂ベース32の電磁駆動部搭載側からリング状のマグネットリング6をマグネットリング嵌合爪39の位置に合わせて嵌合させる。内圧調整蓋3およびストッパーは実施例1と同じ形状、材質とし、その凹部20への挿入方法も同じ方法を踏襲することで、成型樹脂ベース32に内圧調整機構部42が形成される。これにより実施例1と同様な機能、及び図2と同じ動作原理を有する内圧調整機構部42が得られる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the molded
図4は、本発明による電磁継電器の第3の実施例を説明するための図であり、図4(a)は本実施例を構成する成型樹脂カバー31に形成された内圧調整機構部52の分解斜視図を示し、図4(b)は内圧調整機構部52の断面図を示す。本実施例の電磁継電器は、成型樹脂カバー31に設けた内圧調整機構部52以外の基本的な構成は実施例1と同じである。本実施例においては内圧調整蓋3の側面に返しばね13が固定され、返しばね13による弾性力によって内圧調整蓋3及び凹部20の底面が弾性体リング4に圧着される。
FIG. 4 is a view for explaining a third embodiment of the electromagnetic relay according to the present invention, and FIG. 4 (a) shows an internal
成型樹脂カバー31は、マグネットリング装着部がないこと以外は実施例1と同じ形状である。内圧調整蓋3は、耐候性や耐腐食性のメッキ処理を施した金属を使用する。その内圧調整蓋3には、挿入後に凹部20の側面に設けたストッパー8へ引っ掛かる金属板の返しバネ13を全周等間隔に2箇所以上に溶接し、挿入方向の下部面に設けた弾性体リング装着溝10に弾性体リング4をはめ込む。組み立ては、内圧調整蓋3を凹部20へ押し込み、このとき、返しバネ13がストッパー8を乗り越えて挿入され、挿入完了後は、返しバネ13の押し付け力によって成型樹脂カバー31の凹部20の底面、弾性体リング4、内圧調整蓋3の底面が互いに密着される。
The molded
図4(c)は、内圧調整蓋3に溶接された返しバネ13の形状および組み立て前後のストッパー8との位置関係を示す断面図である。返しバネ13は、挿入方向に対して鋭角に取り付けられ、ストッパー8に当たる部分にも角度がつけられる。従って、容易に挿入できるが、一旦挿入されると外れ難い構造となる。返しバネ13の材質は本発明の機能が得られるものであれば限定されない。
FIG. 4C is a cross-sectional view showing the shape of the
図5は、本実施例の内圧調整機構部52の動作原理を示す断面図である。電磁継電器がリフロー工程などで加熱された場合、電磁継電器の内圧が上昇し、ある温度でその力が返しバネ13の力に打ち勝ち、内圧調整蓋3が押し上げられることとなる。そこで、貫通穴5から膨張した分の電磁継電器内部の気体が通過し、外部へ流出する。このとき、一旦、内圧調整蓋3は押し上げられるが、電磁継電器内部の内圧が下がると、返しバネ13の力によって、瞬時に成型樹脂カバー31との密着が回復する。温度が下がると、返しバネ13の押し付け力だけでなく、電磁継電器の内圧が減少することにより、より強固に内圧調整蓋3が成型樹脂カバー31へ押し付けられ、気密を保つ状態となる。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the operating principle of the internal
図5の動作原理を得るには、加熱時にかかる電磁継電器の内圧と返しバネ13の押し付け力の関係を制御することとなる。加熱時の温度T(℃)のとき、電磁継電器の内部気体が内圧調整蓋3へ接する面積をS(m2)とすると、内圧調整蓋3にかかる力F1(N)は実施例1で示した式(2)で求めることができる。返しバネの力F3(N)は、この内圧の力F1(N)に限りなく近く、かつ超えない範囲とする。但し、本計算では内圧調整蓋3の重量は考慮されていないため、内圧調整蓋3の設置方向によって、その自重を計算式へ組み入れる必要がある。
In order to obtain the operating principle of FIG. 5, the relationship between the internal pressure of the electromagnetic relay applied during heating and the pressing force of the
本実施例の電磁継電器は、成型樹脂ベースに設けた内圧調整機構部以外の基本的な構成は実施例2と同じである。但し、本実施例においては内圧調整蓋の側面に返しばねが固定され、返しばねによる弾性力によって内圧調整蓋及び凹部の底面が弾性体リングに圧着される。 The basic configuration of the electromagnetic relay of the present embodiment is the same as that of the second embodiment except for the internal pressure adjusting mechanism provided on the molded resin base. However, in this embodiment, the return spring is fixed to the side surface of the internal pressure adjustment lid, and the bottom surface of the internal pressure adjustment lid and the recess is pressed against the elastic ring by the elastic force of the return spring.
また、本実施例の内圧調整機構部は成型樹脂ベースの封止用樹脂を塗布しない部分に成型され、内圧調整機構部の貫通穴は成型樹脂ベースの電磁駆動部の搭載側と反対の底部から外側に向かって突出した部分に設けられているが、内圧調整機構部の基本的な構造は実施例3と同じである。内圧調整蓋の形状、材質、貫通穴やその外周部に形成された凹部やストッパーの形状なども図4に示した実施例3と同様である。内圧調整蓋の凹部への挿入も同じ方法を踏襲することで、成型樹脂ベースの凹部の底面、弾性体リング、内圧調整蓋の底面が互いに密着される。本実施例においても実施例3と同様な機能、及び図5と同じ動作原理を有する内圧調整機構部が得られる。 Also, the internal pressure adjusting mechanism part of this embodiment is molded in a portion where the molding resin-based sealing resin is not applied, and the through hole of the internal pressure adjusting mechanism part is from the bottom opposite to the mounting side of the electromagnetic driving part of the molded resin base. Although it is provided at a portion protruding outward, the basic structure of the internal pressure adjusting mechanism is the same as that of the third embodiment. The shape, material, shape of the internal pressure adjusting lid, the shape of the through hole, the concave portion formed in the outer peripheral portion thereof, and the stopper are the same as those in the third embodiment shown in FIG. By following the same method for inserting the internal pressure adjustment lid into the recess, the bottom surface of the recess of the molded resin base, the elastic ring, and the bottom surface of the internal pressure adjustment lid are brought into close contact with each other. Also in the present embodiment, an internal pressure adjusting mechanism having the same function as that of the third embodiment and the same operation principle as that of FIG. 5 is obtained.
以上のように、本発明により、高温加熱工程後も安定した気密性を確保し、水やコーティング材、さらには、汚染ガスの電磁継電器内部への侵入を防ぐことが可能な、動作障害、接点障害のない電磁継電器が得られる。 As described above, according to the present invention, it is possible to ensure stable airtightness even after a high-temperature heating process, and to prevent water and coating materials, and further, contamination gas from entering the inside of the electromagnetic relay. An electromagnetic relay with no obstacles is obtained.
本発明に用いる内圧調整機構部の構造および設置位置は上述の実施例に限定されるものではないことはいうまでもない。貫通穴、内圧調整蓋、凹部、ストッパー、マグネットなどの形状、材質は本発明の動作原理を達成できるものであればよく、様々な変更が可能である。また、上記実施例では組み立て後に成型樹脂カバーや成型樹脂ベースから突出する部分を排除する又は小さくするため貫通穴周囲に凹部を設けその中に内圧調整蓋を収納できる形態としたが、その突出量が少なければ凹部を設けない構造も可能である。 It goes without saying that the structure and installation position of the internal pressure adjusting mechanism used in the present invention are not limited to the above-described embodiments. The shape and material of the through hole, the internal pressure adjustment lid, the recess, the stopper, the magnet, and the like are only required to achieve the operation principle of the present invention, and various changes are possible. Further, in the above embodiment, in order to eliminate or reduce the portion protruding from the molded resin cover or the molded resin base after assembly, a recess is provided around the through hole, and the internal pressure adjustment lid can be accommodated therein. If there is little, the structure which does not provide a recessed part is also possible.
本発明の電磁継電器を用いることにより、主に自動車部品や電装部品の信頼性を高めることが可能となるが、さらに、その他産業分野では、計測器用途の電磁継電器に本発明を用いることで、接点接触の信頼性を高めることも可能になる。 By using the electromagnetic relay of the present invention, it becomes possible to mainly improve the reliability of automobile parts and electrical parts, but in other industrial fields, by using the present invention for electromagnetic relays for measuring instruments, It is also possible to improve the reliability of contact.
1,21,31 成型樹脂カバー
2,42,52 内圧調整機構部
20 凹部
3 内圧調整蓋
4 弾性体リング
5,5a,5b 貫通穴
6 マグネットリング
7 返しストッパー
8 ストッパー
9,39 マグネットリング嵌合爪
10 弾性体リング装着溝
11 トラップステージ
12,32 成型樹脂ベース
13 返しバネ
14 電磁駆動部
15 封止用樹脂
1, 21, 31 Molded
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006172512A JP2008004374A (en) | 2006-06-22 | 2006-06-22 | Electromagnetic relay |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2006172512A JP2008004374A (en) | 2006-06-22 | 2006-06-22 | Electromagnetic relay |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008004374A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011003287A (en) * | 2009-06-16 | 2011-01-06 | Nec Tokin Corp | Electromagnetic relay |
| US20140300434A1 (en) * | 2013-04-08 | 2014-10-09 | Abl Ip Holding Llc | Relay Assembly With Exhaust Cover |
| WO2024181159A1 (en) * | 2023-02-28 | 2024-09-06 | 株式会社デンソーエレクトロニクス | Electromagnetic relay |
-
2006
- 2006-06-22 JP JP2006172512A patent/JP2008004374A/en active Pending
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| US9691578B2 (en) * | 2013-04-08 | 2017-06-27 | Abl Ip Holding Llc | Relay assembly with exhaust cover |
| WO2024181159A1 (en) * | 2023-02-28 | 2024-09-06 | 株式会社デンソーエレクトロニクス | Electromagnetic relay |
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