JP6377791B1 - 電磁継電器 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁継電器を製造するためのコストを抑制しつつ、リフロー加熱処理時の筐体内の圧力の上昇を抑制することができる電磁継電器を実現する。【解決手段】本発明の一形態に係る電磁継電器１は、電磁継電器本体３が搭載されるベース部４と、電磁継電器本体３を覆うカバー部５と、を有する筐体２を備え、筐体２の内部の圧力が予め設定された圧力以下の場合に当該筐体２が密閉状態とされる電磁継電器であって、筐体２の内部の圧力が予め設定された圧力以下の場合にカバー部５とベース部４とは突き合わされ、カバー部５とベース部４との突き合わせ部から電磁継電器１の外部まで連通する連通路５ｅを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、電磁継電器本体が搭載されるベース部と、電磁継電器本体を覆うカバー部と、を有する筐体を備え、筐体の内部の圧力が予め設定された圧力以下の場合に当該筐体が密閉状態とされる電磁継電器に関する。

一般的な電磁継電器は、電磁継電器本体が搭載されるベース部、及び電磁継電器本体を覆うカバー部を有する筐体を備えている。そして、筐体は、当該筐体の内部への異物などの侵入を防ぐために封止用樹脂で密閉状態とされている。

このような電磁継電器は、例えば、電磁継電器本体の外部端子を回路基板に半田付けするためにリフロー加熱処理が施されるが、上述のように、筐体が密閉状態とされているため、リフロー加熱処理時に筐体内の圧力が上昇して当該筐体の変形などの不具合が生じる可能性がある。

そのため、例えば、特許文献１に開示された電磁継電器は、カバー部に形成された貫通孔、及び当該貫通孔を覆い、且つカバー部に設けられた内圧調整蓋を備え、筐体内の圧力が上昇した際に内圧調整蓋が変形して貫通孔から当該筐体内の気体を逃がす構成とされている。

特開２０１１−３２８７号公報

特許文献１の電磁継電器は、筐体内の気体を逃がすために内圧調整蓋をカバー部に設ける必要がある。そのため、特許文献１の電磁継電器においては、部品点数の増加、及び製造工程の複雑化により、電磁継電器を製造するためのコストアップが生じていた。

本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、電磁継電器を製造するためのコストを抑制しつつ、リフロー加熱処理時の筐体内の圧力の上昇を抑制することができる電磁継電器を実現する。

本発明の一形態に係る電磁継電器は、電磁継電器本体が搭載されるベース部と、前記電磁継電器本体を覆うカバー部と、を有する筐体を備え、前記筐体の内部の圧力が予め設定された圧力以下の場合に前記筐体が密閉状態とされる電磁継電器であって、
前記筐体の内部の圧力が予め設定された圧力以下の場合に前記カバー部と前記ベース部とは突き合わされ、前記カバー部と前記ベース部との突き合わせ部から前記電磁継電器の外部まで連通する連通路を備える。
このような構成により、一般的な電磁継電器のような内圧調整蓋をカバー部に設ける必要がなく、部品点数の削減及び製造工程の簡略化を可能にする。その結果、電磁継電器を製造するためのコストを抑制しつつ、リフロー加熱処理時の筐体の内部空間の圧力の上昇を抑制することができる。

上述の電磁継電器において、前記突き合わせ部は、前記筐体の内部の圧力が予め設定された圧力以下の場合に前記筐体の内部と前記連通路との連通を遮断し、前記筐体の内部の圧力が予め設定された圧力より高い場合に離間して、前記筐体の内部と前記連通路とを連通させる弁機構であることが好ましい。

上述の電磁継電器において、前記カバー部に形成された凸部と前記ベース部に形成された凹部とが嵌合されており、前記突き合わせ部は、前記カバー部における凸部の頂面と前記ベース部における凹部の底面との突き合わせ面であることが好ましい。

上述の電磁継電器において、前記カバー部に形成された凹部と前記ベース部に形成された凸部とが嵌合されており、前記突き合わせ部は、前記カバー部における凹部の底面と前記ベース部における凸部の頂面との突き合わせ面であることが好ましい。

上述の電磁継電器において、前記連通路は、前記カバー部の側壁に形成されていることが好ましい。

上述の電磁継電器において、前記連通路は、前記ベース部に形成されていることが好ましい。

上述の電磁継電器において、前記連通路は、前記電磁継電器本体の外部端子が延在する方向に延在していることが好ましい。

上述の電磁継電器において、前記筐体には、放熱部が形成されていることが好ましい。

上述の電磁継電器において、前記放熱部は、前記電磁継電器本体の電磁石に対して前記電磁継電器本体の可動接点の近傍に配置されていることが好ましい。

上述の電磁継電器において、前記放熱部は、前記連通路に近接して配置されていることが好ましい。

本発明によれば、電磁継電器を製造するためのコストを抑制しつつ、リフロー加熱処理時の筐体内の圧力の上昇を抑制することができる。

実施の形態の電磁継電器を模式的に示す斜視図である。 実施の形態の電磁継電器を模式的に示す分解図である。 図１のIII−III断面図である。 図１のIV−IV断面図である。 図３のＶ部分を示す拡大図である。 図４のVI部分を示す拡大図である。 筐体の内部空間の圧力が予め設定された圧力より高くなった場合の筐体を示し、図５と対応する拡大図である。 筐体の内部空間の圧力が予め設定された圧力より高くなった場合の筐体を示し、図６と対応する拡大図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

先ず、本実施の形態の電磁継電器の基本構成を簡単に説明する。図１は、本実施の形態の電磁継電器を模式的に示す斜視図である。図２は、本実施の形態の電磁継電器を模式的に示す分解図である。図３は、図１のIII−III断面図である。図４は、図１のIV−IV断面図である。

ここで、図３及び図４では、電磁継電器の筐体の内部の圧力が予め設定された圧力以下の場合を示している。なお、以下の説明では、説明を明確にするために、図１などに示す三次元座標系（ｘｙｚ座標）を用いて説明する。

電磁継電器１は、図１及び図２に示すように、筐体２及び電磁継電器本体３を備えている。筐体２は、電磁継電器本体３が搭載されるベース部４及び電磁継電器本体３を覆うカバー部５を備えている。このような筐体２は、絶縁性の樹脂材料で形成されており、封止用樹脂によって密閉状態とされている。なお、ベース部４及びカバー部５の具体的な形態は後述する。

電磁継電器本体３は、例えば、図２に示すように、ｘ軸方向に２個並べられた状態でベース部４のｚ軸＋側の面上に搭載されており、電磁継電器１におけるｚ軸方向に延在する中心軸を中心とした点対称に配置されている。但し、電磁継電器１に搭載される電磁継電器本体３の個数及び配置は限定されない。

ここで、以下の電磁継電器本体３の説明は、最もｘ軸−側に配置された電磁継電器本体３を代表して説明する。電磁継電器本体３は、電磁石３ａの磁気吸引力よって板バネ３ｂにおけるｙ軸＋側の端部に設けられた可動接点３ｃをｚ軸方向に移動させ、ｚ軸方向に重ねられた第１の固定接点３ｄ又は第２の固定接点３ｅへの電気的な接続を切り替える。

電磁石３ａは、一般的な電磁石と同様に、鉄芯、コイル、ヨークなどを備えており、電磁石３ａのｙ軸＋方向に突出する突出部（例えば、ヨーク）３ｆがベース部４においてｚ軸＋方向に突出する突出部４ａの第１の貫通孔４ｂに嵌合されている。そして、電磁石３ａのコイルに外部から電源を供給する第１の端子（外部端子）３ｇがベース部４の周縁部に形成された第１の切り欠き部４ｃからｚ軸−方向に突出している。

板バネ３ｂは、略ｙ軸方向に延在する部分３ｈ、及び略ｙ軸方向に延在する部分３ｈのｙ軸−側の端部からｚ軸−方向に延在する部分３ｉを備えており、略ｙ軸方向に延在する部分３ｈにおける可動接点３ｃが設けられたｙ軸＋側の端部は、第１の固定接点３ｄと第２の固定接点３ｅとの間に配置されている。そして、略ｙ軸方向に延在する部分３ｈのｚ軸−側の面において電磁石３ａの鉄芯とｚ軸方向で対向する位置には、磁性体から成る板状の接極子３ｊが設けられている。

板バネ３ｂにおけるｚ軸−方向に延在する部分３ｉは、電磁石３ａ（例えば、ヨーク）に固定されており、そのｚ軸−側の端部には、第２の端子（外部端子）３ｋが接続されている。第２の端子３ｋは、ベース部４の周縁部に形成された第２の切り欠き部４ｄからｚ軸−方向に突出している。

これにより、電磁石３ａの磁力によって、電磁石３ａの鉄芯と接極子３ｊとが磁気接合し、電磁石３ａの磁力がオフになることで、電磁石３ａの鉄芯から接極子３ｊが離れ、板バネ３ｂの復元力によって可動接点３ｃをｚ軸＋側に跳ね上げる。

第１の固定接点３ｄは、第３の端子（外部端子）３ｌに設けられている。第３の端子３ｌは、第１の固定接点３ｄが設けられ、且つｘ軸方向に延在する部分３ｍ、及びｘ軸方向に延在する部分３ｍのｘ軸−側の端部からｚ軸−方向に延在する部分３ｎを備えている。

第３の端子３ｌのｚ軸−方向に延在する部分３ｎは、ベース部４における突出部４ａの第２の貫通孔４ｅに嵌合されており、そのｚ軸−側の端部がベース部４からｚ軸−方向に突出している。

第２の固定接点３ｅは、第４の端子（外部端子）３ｏに設けられている。第４の端子３ｏは、第２の固定接点３ｅが設けられ、且つｘ軸方向に延在する部分３ｐ、及びｘ軸方向に延在する部分３ｐのｘ軸＋側の端部からｚ軸−方向に延在する部分３ｑを備えている。

第４の端子３ｏのｚ軸−方向に延在する部分３ｑは、ベース部４における突出部４ａの第３の貫通孔４ｆに嵌合されており、そのｚ軸−側の端部がベース部４からｚ軸−方向に突出している。

次に、本実施の形態の電磁継電器１のベース部４及びカバー部５の構成を説明する。ここで、図５は、図３のＶ部分を示す拡大図であり、図６は、図４のVI部分を示す拡大図である。

ベース部４は、図２乃至図４に示すように、ｚ軸方向から見て略矩形状の板部４ｇ、及び上述した板部４ｇからｚ軸＋方向に突出する突出部４ａを備えている。板部４ｇには、上述した第１の切り欠き部４ｃ及び第２の切り欠き部４ｄが形成されている。突出部４ａは、例えば、板部４ｇにおける対向する角部に配置されている。但し、突出部４ａの配置及び個数は、第３の端子３ｌ及び第４の端子３ｏの配置や組数に応じて、適宜、変更することができる。

突出部４ａには、上述した第１の貫通孔４ｂがｙ軸方向に延在するように形成されている。そして、突出部４ａには、ｚ軸方向に延在する第２の貫通孔４ｅと第３の貫通孔４ｆとがｘ軸方向に間隔を開けて形成されている。

カバー部５は、図２乃至図４に示すように、天板５ａ及び当該天板５ａの周縁部からｚ軸−方向に延在する側壁５ｂを備えており、内部に電磁継電器本体３を収容する空間（即ち、筐体２の内部空間２ａ）が形成されている。

そして、筐体２の内部空間２ａが略密閉状態となるように、カバー部５で電磁継電器本体３が搭載されたベース部４を覆った状態で、ベース部４の板部４ｇとカバー部５の側壁５ｂとの隙間が封止用樹脂によって封止されている。

側壁５ｂには、図３及び図４に示すように、カバー部５の内方側に突出する突出部５ｃが形成されている。突出部５ｃは、天板５ａからｚ軸−方向に延在しており、ベース部４の突出部４ａに対してｚ軸＋側に配置されている。

筐体２の内部空間２ａの圧力が予め設定された圧力以下の場合、図５及び図６に示すように、突出部５ｃにおけるｚ軸−側の面は、ベース部４における突出部４ａのｚ軸＋側の面と突き合わされて接触している。

つまり、筐体２の内部空間２ａの圧力が予め設定された圧力以下の場合、ベース部４における突出部４ａのｚ軸＋側の面とカバー部５における突出部５ｃのｚ軸−側の面との突き合わせ面で、突き合わせ部を形成する。

ここで、本実施の形態では、図５及び図６に示すように、ベース部４の突出部４ａからｚ軸−方向に凹んだ凹部４ｈとカバー部５の突出部５ｃからｚ軸−方向に突出する凸部５ｄとが嵌合されており、少なくとも凹部４ｈのｚ軸−側の面（即ち、底面）と凸部５ｄのｚ軸−側の面（即ち、頂面）との突き合わせ面で、上述の突き合わせ部を形成している。

ベース部４の凹部４ｈは、例えば、突出部４ａにおける電磁継電器１の外周側の面に形成された切り欠き部であり、突出部４ａのｚ軸＋側の面からｚ軸−方向に延在している。カバー部５の凸部５ｄは、ベース部４の凹部４ｈに対応するようにカバー部５の突出部５ｃに形成されている。このとき、カバー部５の凸部５ｄは、筐体２の内部空間２ａの圧力が上昇した際にカバー部５の変形を許容するようにベース部４の凹部４ｈに嵌合されている。

但し、ベース部４の凹部４ｈ及びカバー部５の凸部５ｄの形状は、上述の限りでなく、ベース部４とカバー部５との突き合わせ部を構成でき、且つ筐体２の内部空間２ａの圧力が上昇した際にカバー部５の変形を許容できる嵌合構造であればよい。

カバー部５の突出部５ｃには、図３及び図４に示すように、凸部５ｄのｚ軸−側の面から天板５ａまで到達する連通路５ｅが形成されている。連通路５ｅは、例えば、ｚ軸方向に延在しており、カバー部５の突出部５ｃを貫通して電磁継電器１の外部まで到達している。

そのため、筐体２の内部空間２ａの圧力が予め設定された圧力以下の場合、連通路５ｅは、ベース部４における凹部４ｈのｚ軸−側の面とカバー部５における凸部５ｄのｚ軸−側の面との突き合わせ部から電磁継電器１の外部まで連通している。

このような構成の筐体２は、当該筐体２の内部空間２ａの圧力が予め設定された圧力以下の場合、ベース部４における凹部４ｈのｚ軸−側の面とカバー部５における凸部５ｄのｚ軸−側の面とは接触している。そのため、筐体２の内部空間２ａと連通路５ｅとの連通が遮断され、筐体２の内部空間２ａの密閉状態が維持される。

一方、リフロー加熱処理によって電磁継電器１の第１の端子３ｇ、第２の端子３ｋ、第３の端子３ｌ及び第４の端子３ｏを回路基板に接続する際に、筐体２の内部空間２ａの圧力が予め設定された圧力より高くなると、連通路５ｅから筐体２の内部空間２ａの気体が逃げる。

ここで、図７は、筐体の内部空間の圧力が予め設定された圧力より高くなった場合の筐体を示し、図５と対応する拡大図である。図８は、筐体の内部空間の圧力が予め設定された圧力より高くなった場合の筐体を示し、図６と対応する拡大図である。但し、図７及び図８では、ベース部とカバー部との隙間を誇張して示すと共に、カバー部の変形を簡略化して示している。

筐体２の内部空間２ａの圧力が予め設定された圧力より高くなると、筐体２の内部空間２ａは略密閉状態となっているため、カバー部５は、外方に膨らむように変形する。これにより、図７及び図８に示すように、ベース部４における突出部４ａのｚ軸＋側の面とカバー部５における突出部５ｃのｚ軸−側の面とが離間して、ベース部４における凹部４ｈのｚ軸−側の面とカバー部５における凸部５ｄのｚ軸−側の面との突き合わせ部が離間する。その結果、筐体２の内部空間２ａと連通路５ｅとが連通し、連通路５ｅを介して筐体２の内部空間２ａの気体が電磁継電器１の外部に逃げる。

このように本実施の形態の電磁継電器１は、ベース部４における突出部４ａのｚ軸＋側の面とカバー部５における突出部５ｃのｚ軸−側の面との突き合わせ部を弁機構として機能させ、筐体２の内部空間２ａの圧力が予め設定された圧力より高くなると、筐体２の内部空間２ａと連通路５ｅとが連通して、連通路５ｅを介して筐体２の内部空間２ａの気体を電磁継電器１の外部に逃がすことができる。そして、これらのベース部４及びカバー部５は、例えば、樹脂成形により簡単に形成することができる。

そのため、本実施の形態の電磁継電器１は、一般的な電磁継電器のような内圧調整蓋をカバー部に設ける必要がなく、部品点数の削減及び製造工程の簡略化を可能にする。その結果、電磁継電器１を製造するためのコストを抑制しつつ、リフロー加熱処理時の筐体２の内部空間２ａの圧力の上昇を抑制することができる。

しかも、本実施の形態の連通路５ｅは、カバー部５における側壁５ｂの突出部５ｃに形成している。つまり、連通路５ｅは、側壁５ｂの肉厚部分に形成しているので、側壁５ｂの強度低下を抑制することができる。ここで、連通路５ｅは、筐体２の内部空間２ａのデッドスペースに配置すると、電磁継電器１の大型化を抑制することができる。

さらに、本実施の形態では、ベース部４の凹部４ｈとカバー部５の凸部５ｄとが嵌合されているため、ベース部４における凹部４ｈのｚ軸−側の面とカバー部５における凸部５ｄのｚ軸−側の面との突き合わせ部から筐体２の内部空間２ａまでの経路がクランク状となっている。これにより、連通路５ｅを介してベース部４における凹部４ｈのｚ軸−側の面とカバー部５における凸部５ｄのｚ軸−側の面との突き合わせ部に異物が溜まった状態で、リフロー加熱処理時に当該突き合わせ部が離間しても、ｚ軸−方向を重力方向と規定した場合、当該経路中に重力方向と逆方向に進まなければならない箇所が存在し、異物が逆流（即ち、電磁継電器１の外部から内部への流入）して筐体２の内部空間２ａまで到達し難い、冗長設計を筐体２に施すことになる。そのため、接点導通不良をより確実に抑制することができる。

ここで、図１などに示すように、筐体２に放熱部２ｂが形成されているとよい。放熱部２ｂは、筐体２の表面積を増加させることが可能な形状であればよく、凹み形状に形成されたり、凹部２ｄ内に冷却フィン２ｅが形成されたり、する。これにより、電磁継電器本体３の熱を筐体２から放熱することができる。

このとき、放熱部２ｂは、第１の固定接点３ｄ及び第２の固定接点３ｅの近傍に配置されているとよく、例えば、カバー部５の角部に配置される。本実施の形態では、カバー部５の角部に突出部５ｃが形成されているので、当該突出部５ｃの肉厚を利用して放熱部２ｂを大型化することができる。これにより、可動接点３ｃと第１の固定接点３ｄ又は第２の固定接点３ｅとの導通による熱を筐体２から良好に放熱することができる。

また、本実施の形態では、突出部５ｃに設けられた連通路５ｅに近接した凹部２ｆも放熱部２ｂとして形成されている。これにより、連通路５ｅの周囲の突出部５ｃの肉厚を薄くすることができ、筐体２の内部空間２ａの圧力が予め設定された圧力より高くなった場合に、カバー部５が変形し易くなる。したがって、内部空間２ａの気体を電磁継電器１の外部に逃がす弁機能の向上と放熱性の向上の相乗効果が得られる。

ちなみに、放熱部２ｂは、カバー部５における天板５ａの中央領域を避けて配置されているとよい。これにより、カバー部５の天板５ａを吸着機構によって吸着しつつ電磁継電器１を搬送することができる。

本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

例えば、電磁継電器本体３は上述の構成に限らず、電磁継電器本体３の構成は限定されない。

例えば、上記実施の形態では、ベース部４における突出部４ａのｚ軸＋側の面とカバー部５における突出部５ｃのｚ軸−側の面とで突き合わせ部を構成しているが、突き合わせ部は、ベース部４とカバー部５とが突き合わせ可能な部分で構成されていればよい。また、ベース部４及びカバー部５のいずれか一方に形成された凹部の周辺領域と、他方に形成された凸部の周辺領域との突き合わせ面で突き合わせ部を構成してもよい。

例えば、上記実施の形態では、ベース部４の凹部４ｈとカバー部５の凸部５ｄとを嵌合しているが、ベース部４に形成された凸部とカバー部５に形成された凹部とを嵌合してもよい。

例えば、上記実施の形態では、連通路５ｅをカバー部５に形成しているが、ベース部４に形成してもよい。また、連通路５ｅは、ｚ軸方向に延在している必要はなく、ベース部４とカバー部５との突き合わせ部と電磁継電器１の外部とを連通させることができればよい。

例えば、放熱部２ｂは、ベース部４又はカバー部５の少なくとも一方に形成されるとよい。

１ 電磁継電器
２ 筐体
２ａ 内部空間
２ｂ 放熱部
２ｄ、２ｆ 凹部
２ｅ 冷却フィン
３ 電磁継電器本体
３ａ 電磁石
３ｂ 板バネ、３ｈ 板バネの略ｙ軸方向に延在する部分、３ｉ 板バネの軸−方向に延在する部分
３ｃ 可動接点
３ｄ 第１の固定接点
３ｅ 第２の固定接点
３ｇ 第１の端子
３ｊ 接極子
３ｋ 第２の端子
３ｌ 第３の端子、３ｍ 第３の端子のｘ軸方向に延在する部分、３ｎ 第３の端子のｚ軸−方向に延在する部分
３ｏ 第４の端子、３ｐ 第４の端子のｘ軸方向に延在する部分、３ｑ 第４の端子のｚ軸−方向に延在する部分
４ ベース部
４ａ 突出部、４ｂ 第１の貫通孔、４ｅ 第２の貫通孔、４ｆ 第３の貫通孔、４ｈ 凹部
４ｃ 第１の切り欠き部
４ｄ 第２の切り欠き部
４ｇ 板部
５ カバー部
５ａ 天板
５ｂ 側壁
５ｃ 突出部、５ｄ 凸部
５ｅ 連通路

Claims (6)

1. 電磁継電器本体が搭載されるベース部と、前記電磁継電器本体を覆うカバー部と、を有する筐体を備え、前記筐体の内部の圧力が予め設定された圧力以下の場合に前記筐体が密閉状態とされる電磁継電器であって、
   前記筐体の内部の圧力が予め設定された圧力以下の場合に前記カバー部と前記ベース部とは突き合わされ、前記カバー部と前記ベース部との突き合わせ部から前記電磁継電器の外部まで連通する連通路を備え、
   前記連通路は、前記カバー部の側壁の肉厚部分に形成されており、前記側壁の肉厚部分には、前記連通路に近接するように凹部が形成され、
   前記凹部は、放熱部として機能する、電磁継電器。
2. 前記突き合わせ部は、前記筐体の内部の圧力が予め設定された圧力以下の場合に前記筐体の内部と前記連通路との連通を遮断し、前記筐体の内部の圧力が予め設定された圧力より高い場合に離間して、前記筐体の内部と前記連通路とを連通させる弁機構である、請求項１に記載の電磁継電器。
3. 前記カバー部の側壁の肉厚部分から前記ベース部の側に突出し、内部に前記連通路が貫通する凸部と前記ベース部に形成された凹部とが嵌合されており、前記突き合わせ部は、前記カバー部における凸部の頂面と前記ベース部における凹部の底面との突き合わせ面である、請求項１又は２に記載の電磁継電器。
4. 前記カバー部に形成された凹部と前記ベース部に形成された凸部とが嵌合されており、前記突き合わせ部は、前記カバー部における凹部の底面と前記ベース部における凸部の頂面との突き合わせ面である、請求項１又は２に記載の電磁継電器。
5. 前記連通路は、前記電磁継電器本体の外部端子が延在する方向に延在している、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電磁継電器。
6. 前記放熱部は、前記電磁継電器本体の電磁石に対して前記電磁継電器本体の可動接点の近傍に配置されている、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電磁継電器。

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