JPH07106120A - 電磁石装置の二次成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、寸法精度が高く、金型の製造が容
易で、生産性の高い電磁石装置の二次成形方法を提供す
ることにある。 【構成】 コイル１６を巻回したスプール１２を成形金
型７０，７３のキャビティ７７内に配する。そして、前
記成形金型７３のゲート７６から前記スプール１２に設
けた位置決め孔１５ｄに樹脂材を直接射出し、スプール
１２を樹脂圧で位置決めする。ついで、溢れ出た樹脂材
を前記キャビティ７７内に充填して二次成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電磁石装置、特に、電磁
継電器に組み込まれる電磁石装置の二次成形方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、電磁継電器としては、例えば、図
１８に示すように、ベースブロック１，可動絶縁台２，
電磁石ブロック３およびケース４からなるものがある。
前記電磁石ブロック３は、図１９および図２０に示すよ
うに、断面略コ字形の鉄芯５に永久磁石６を組み付け、
これらをインサート成形して形成したスプール７にコイ
ル８を巻回した後、二次成形によってコイル８を被覆
し、かつ、固定接点端子９，９をインサート成形して得
たものである（図２１）。

【０００３】そして、前記スプール７を二次成形する際
の位置決めは、図１９に示したスプール７の位置決め孔
７ａ，７ｂ，７ｃに位置決めピン（図示せず）を図２０
の矢印で示す方向から挿入したり、あるいは、図示しな
いクランプで行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
方法では、二次成形の際に射出した樹脂材の熱でピン，
クランプが熱膨張して変形し、ピン等の位置決め精度が
低下するので、電磁石ブロック３の寸法精度が低かっ
た。

【０００５】特に、スプール７の樹脂部分をクランプで
支持する場合、樹脂部を介して鉄芯５を間接的に位置決
めできるにすぎず、高い位置決め精度が得られないの
で、電磁石ブロック３の寸法精度が低かった。

【０００６】しかも、従来の方法では、二次成形のため
に金型内部にピン等を設ける必要があるので、金型の構
造が複雑になり、金型の製造に手間がかかった。

【０００７】さらに、鉄芯５の板厚寸法やスプール７の
外形寸法にバラツキが生じていた場合、例えば、前記鉄
芯５の板厚寸法が大きすぎると、金型が鉄芯５を押圧し
て変形させるおそれがある一方、前記スプール７の外形
寸法が小さすぎると、金型のキャビティ内でスプール７
にガタツキが生じ、いずれの場合も寸法精度が低かっ
た。

【０００８】また、二次成形で形成する電磁石ブロック
３は、金型のゲートに直接連続するゲート部３ａ，３ｂ
（図２１）が金型を分離する際に破損しやすいので、前
記ゲート部３ａ，３ｂを厚肉にする必要があり、電磁石
ブロック３の形状が複雑になるという不具合がある。

【０００９】そして、二次成形の際にピン，クランプで
支持すると、位置決め孔７ａ，７ｂ，７ｃ等に樹脂材が
流れ込めず、後工程で位置決め孔７ａ，７ｂ，７ｃを埋
めなければならないので、２度手間となり、生産性が低
いという問題があった。

【００１０】本発明は、前記問題点に鑑み、寸法精度が
高く、金型の製造が容易で、生産性の高い電磁石装置の
二次成形方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、コイルを巻回したスプールを成形金型のキ
ャビティ内に配し、前記成形金型のゲートから前記スプ
ールに設けた位置決め孔の少なくとも１つに樹脂材を直
接射出して位置決めしながら前記キャビティ内に樹脂材
を充填する構成としたものである。

【００１２】

【作用】したがって、本発明によれば、金型のゲートか
ら射出された樹脂材がスプールの位置決め孔に流れ込
み、ついで、キャビティ内に充填されることになる。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の実施例を図１ないし図１７の
添付図面に従って説明する。本実施例にかかる電磁継電
器は、大略、電磁石ブロック１０に２次成形を施して形
成したベースブロック２０と、永久磁石３０と、接極子
ブロック４０と、ケース５０とからなるものである。

【００１４】電磁石ブロック１０は、図５および図６に
示すように、断面略コ字形の鉄芯１１をインサート成形
したスプール１２にコイル１６を巻回して形成したもの
である。なお、説明の便宜上、図５においてはコイル１
６を省略してある。

【００１５】前記スプール１２は、図５に示すように、
その両端に形成した鍔部１３，１４の上端面から前記鉄
芯１１の両端に位置する磁極面１１ａ，１１ｂがそれぞ
れ露出している一方、前記鍔部１３，１４に一組の中継
端子１７，１８がそれぞれインサート成形され、そのか
らげ部１７ａ，１８ａが前記鍔部１３，１４の両側端面
からそれぞれ突出している。そして、前記鍔部１３に
は、その側端面に沿ってガイド溝１３ａが形成され、前
記鍔部１４にも、ガイド溝１３ａと同様なガイド溝１４
ａが形成されている。

【００１６】さらに、前記スプール１２の中央から偏心
した位置に設けられた中央鍔部１５には、後述する永久
磁石３０を挿入するための挿入孔１５ａが形成され、さ
らに、この挿入孔１５ａを挟むように平行なガイド溝１
５ｂ，１５ｃが設けられている。このガイド溝１５ｂの
底面は水平であり、ガイド溝１５ｃの底面は傾斜してい
る。

【００１７】したがって、鍔部１３にインサート成形し
た中継端子１７のからげ部１７ａにコイル１６の一端部
をからげた後、このコイル１６を鍔部１３に設けたガイ
ド溝１３ａに沿わせてスプール１２の第１胴部１２ａま
で引き出し、所望の巻回数の約２０％を巻回した後、中
央鍔部１５に形成したガイド溝１５ｂに沿って第２胴部
１２ｂまで引き出し、所望の巻回数（１００％）を巻回
した後、中央鍔部１５のガイド溝１５ｃに沿わせて第１
胴部１２ａまで再び引き出して残る８０％の巻回数を巻
回し、ついで、コイル１６を中継端子１８のからげ部１
８ａにからげた後、からげ部１７ａ，１８ａにハンダ付
けすることにより、コイル１６の巻回作業が完了する。

【００１８】本実施例によれば、第１胴部１２ａに対す
るコイル１６の最初の巻回作業における巻回数が約２０
％と少なく、第２回目の巻回数が残る約８０％であるの
で、コイル１６の最終の巻き終わり部分が第１胴部１２
ａにおける最初の巻回作業によるコイル１６の巻き終わ
り部分から所定の距離だけ離れることになる。このた
め、後述する２次成形の際に最外周面に位置するコイル
１６の絶縁皮膜が樹脂材の熱によって若干溶融，剥離し
ても、最外周面に位置するコイル１６と、その直下に位
置するコイル１６との電圧差が小さいので、短絡しにく
くなり、歩留まりが良くなるという利点がある。

【００１９】本実施例では、第１胴部１２ａにおける最
初の巻回作業で約２０％を巻回し、ついで、第２胴部１
２ｂにおいて１００％の巻回作業を行った後、再び、第
１胴部１２ａにおいて残る約８０％の巻回作業を行った
が、必ずしもこれに限らず、例えば、第１胴部１２ａに
おける最初の巻回作業で所定の巻回数の約５０％を巻回
するようにしてもよい。

【００２０】ベースブロック２０は、前記電磁石ブロッ
ク１０をリードフレーム６０と一体に２次成形して形成
したものである。すなわち、前記リードフレーム６０
は、図７に示すように、フープ材の所定位置に固定接点
２３ａ，２４ａを固着一体化し、打ち抜いてコイル端子
２１、共通端子２２、固定接点端子２３，２４の一部、
および、接続突起６２を形成した後、図７の斜線で示し
た部分を切除し、折り曲げたものである（図８〜図１
０）。そして、図１１ないし図１３に示すように、リー
ドフレーム６０を反転し、コイル端子２１の自由端部に
前記電磁石ブロック１０の中継端子１７，１８をそれぞ
れ載置して位置決めした後、レーザ溶接で接続一体化す
る。

【００２１】次に、図１４に示すように、リードフレー
ム６０に一体化した電磁石ブロック１０を下金型７０に
組み込み、ついで、前記下金型７０に上金型７３を組み
合わせ、上金型７３に組み付けた位置決め部材７４，７
４で鉄芯１１の角部を係止することにより、電磁石ブロ
ック１０の挿入孔１５ａを下金型７０に突設した位置決
めピン７１に嵌合するとともに、鉄芯１１の磁極面１１
ａ，１１ｂを突き出しピン７２，７２に突き合わせ、キ
ャビティ７７内に前記電磁石ブロック１０を位置決めす
る。

【００２２】そして、上金型７３に設けたランナー７５
のゲート７６から溶融した樹脂材を電磁石ブロック１０
の注入孔１５ｄに注入し、樹脂圧で電磁石ブロック１０
を下金型７０に押し付けて強固に位置決めするととも
に、注入孔１５ｄから溢れ出た樹脂材をキャビティ７７
内に充填することにより、ベースブロック２０を形成す
る。ついで、下金型７０を引き下げた後、突き出しピン
７２，７２で鉄芯１１を突き出すことにより、ベースブ
ロック２０が得られる（図１６）。なお、前述の２次成
形により、ベースブロック２０の外側面の上方縁部に、
図１においてハッチングで示した連続する嵌合面２５が
形成されるとともに、その外側面の下方縁部にシール材
ガイド用の傾斜面２６が形成される。

【００２３】本実施例では、ゲート７６と略同一軸心上
に位置決めピン７１を設けてあり、鉄芯１１が板厚方向
に変形しないので、高い寸法精度が得られる。特に、例
えば、巾約２ｍｍ、板厚約２ｍｍ、長さ約１５ｍｍの略
コ字形の鉄芯１１で電磁石ブロック１０が構成されてい
る場合には、板厚方向の変形を効果的に防止でき、高い
寸法精度を確保できるという利点がある。

【００２４】前述の実施例では、上金型７３に設けた位
置決め部材７４，７４で電磁石ブロック１０を下金型７
０に初期の位置決めをし、ランナー７５のゲート７６か
ら射出する樹脂材の樹脂圧で強固に位置決めする場合に
ついて説明したが、必ずしもこれに限らず、図１５に示
すように、上金型７３に設けたランナー７５のゲート７
６、および、ランナー７８，７８のゲート７９，７９か
ら射出する樹脂材の樹脂圧で電磁石ブロック１０を下金
型７０に押し付けて強固に位置決めするようにしてもよ
い。

【００２５】次に、図１７に示すように、２次成形で得
たベースブロック２０と一体なリードフレーム６０にプ
レス加工を施し、コイル端子２１，共通端子２２，固定
接点端子２３，２４を切り出し、各端子の先端部を下方
側に折り曲げ、さらに、各端子を基部から下方に折り曲
げることにより、ベースブロック２０が完成する。

【００２６】本実施例によれば、リードフレーム６０の
接続突起６２がベースブロック１０の外側面にインサー
ト成形されているので、端子２１，２２，２３，２４を
切断しても、ベースブロック２０がリードフレーム６０
から脱落せず、リードフレーム６０と一体に搬送でき
る。しかも、共通端子２２の略Ｔ字形状の接続受け部２
２ａから延在したアンカー用突起２２ｂ（図８および図
９）がベースブロック１０の外側壁にインサート成形さ
れているので、ベースブロック１０の外側面から突出す
る共通端子２２を、その基部から屈曲しても、共通端子
２２にガタツキが生じないという利点がある。

【００２７】前述の実施例では、各端子２１，２２，２
３，２４の先端部を予め内方に屈曲しておく場合につい
て説明したが、必ずしもこれに限らず、外方に予め屈曲
しておいてもよく、あるいは、後述するシール材８０で
シールし、予備ハンダ付けした後に内方また外方に屈曲
するようにしてもよい。なお、各端子の先端部を内方に
屈曲することにより、床面積が小さくなり、実装密度が
高くなるという利点がある一方、各端子の先端部を外方
に屈曲することにより、ハンダ付けが容易になり、接着
信頼性が高くなるという利点がある。

【００２８】永久磁石３０は希土類を焼結して形成した
略直方体形状を有するもので、リードフレーム６０に支
持された電磁石ブロック１０の挿入孔１５ａに上方から
挿着し、その下方側の磁極面３１を鉄芯１１の上面に接
触するように組み付けた後、着磁される。

【００２９】接極子ブロック４０は、図１に示すよう
に、接極子４１の両側に並設した可動接触片４２，４２
を支持部４３で一体成形したものである。

【００３０】前記接極子４１は磁性材からなる平面長方
形の板材であり、その下面中央部に支持突部４１ｃが突
き出し加工によって形成されている（図３）。

【００３１】前記可動接触片４２，４２は、巾方向に２
分割された両側端部に可動接点４２ａ，４２ｂをそれぞ
れ設けたツイン接点構造を有する。そして、可動接触片
４２，４２は、その中央部から平面略Ｔ字形状の接続部
４２ｃを側方に延在し、この接続部４２ｃは前記支持部
４３の側面から突出している。

【００３２】前記支持部４３は、並設した前記接極子４
１および可動接触片４２，４２をインサート成形して一
体化する樹脂成形品であり、その下面中央部から前記鉄
芯４１の支持突部４１ｃが露出している。

【００３３】したがって、リードフレーム６０に支持さ
れたベースブロック２０の上方から接極子ブロック４０
を組み付け、永久磁石３０の磁極面３２に接極子４１の
支持突部４１ｃを載置し、接続部４２ｃを共通端子２２
の接続受け部２２ａに位置決めしてレーザ溶接すること
により、接極子４１の両側端部４１ａ，４１ｂが鉄芯１
１の磁極面１１ａ，１１ｂに交互に接離するとともに、
可動接点４２ａ，４２ｂが固定接点２３ａ，２４ａに交
互に接離する。

【００３４】なお、本実施例では、接極子４１の支持突
部４１ｃが永久磁石３０の磁極面３２の中央から偏心し
た所に位置決めされているので、左右の磁気バランスが
崩れており、自己復帰型となっている。

【００３５】ケース５０は、接極子ブロック４０を組み
込んだベースブロック２０に嵌合できる箱形状の樹脂成
形品であり、その開口縁部には前記コイル端子２１，２
１、共通端子２２および固定接点端子２３，２４に嵌合
する切り欠き部５１，５１，５２，５３，５４が形成さ
れ、その天井面隅部にはガス抜き孔５５が形成されてい
る。

【００３６】そして、リードフレーム６０に支持された
ベースブロック２０に前記ケース５０を部分的に嵌合し
て押し下げると、前記ベースブロック２０がリードフレ
ーム６０の接続突起６２，６２から脱落し、ついで、ケ
ース５０がベースブロック２０に完全に嵌合し、ケース
５０の切り欠き部５１〜５４に端子２１〜２４の中間部
が嵌合し、各端子２１〜２４の中間部の外側面が前記ケ
ース５０の外側面と面一になる。ただし、前記ケース５
０の高さ寸法はベースブロック２０の高さ寸法よりも小
さいので、ベースブロック２０の底部がケース５０の開
口部から突出し、ベースブロック２０の底面近傍の側面
縁部に設けた傾斜面２６が露出する。

【００３７】本実施例では接続突起６２を切断しないの
で、切断によって生じた切り粉がベースブロック２０内
に混入しないという利点がある。

【００３８】なお、前述の実施例では、接続突起６２か
らベースブロック２０を脱落させて分離する場合につい
て説明したが、必ずしもこれに限らず、前記接続突起６
２をベースブロック２０に深くインサート成形し、接続
突起６２を切断してベースブロック２０を分離するよう
にしてもよい。

【００３９】次に、図４に示すように、ベースブロック
２０の底面近傍に形成した傾斜面２６に向けてシール材
８０を注入すると、この傾斜面２６に沿ってシール材８
０が流れ落ち、ベースブロック２０とケース５０との間
隙をシールする。ただし、ベースブロック２０の外側面
に設けた連続する嵌合面２５がケース５０の内側面隅部
に当接し、シール材８０がベースブロック２０内に侵入
するのを防止する。

【００４０】そして、ケース５０のガス抜き孔５５から
内部ガスを吸引した後、熱封止することにより、組立作
業が完了する。

【００４１】次に、前述の構成からなる電磁継電器の動
作について説明する。まず、無励磁の場合、左右の磁気
バランスが崩れているので、接極子４１の一端部４１ａ
が鉄芯１１の磁極面１１ａに吸着しているとともに、可
動接触片４２の可動接点４２ａが固定接点２３ａに当接
している一方、可動接点４２ｂが固定接点２４ａから開
離している。

【００４２】そして、永久磁石３０の磁力を打ち消す方
向に磁束が生じるようにコイル１６に電圧を印加して電
磁石ブロック１０を励磁すると、永久磁石３０の磁力に
抗して接極子４１が支持突部４１ｃを支点として回動
し、接極子４１の一端部４１ａが鉄芯１１の磁極面１１
ａから開離し、ついで、可動接点４２ａが固定接点２３
ａから開離し、可動接点４２ｂが固定接点２４ａに接触
した後、接極子４１の他端部４１ｂが鉄芯１１の磁極面
１１ｂに吸着する。

【００４３】さらに、前記コイル１６の励磁を解くと、
左右の磁気バランスが崩れているので、永久磁石３０の
磁力によって接極子４１が前述と逆の動作を行い、接極
子ブロック４０が回動して元の状態に復帰する。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
にかかる二次成形方法によれば、金型のゲートから射出
された樹脂材の樹脂圧でスプールが金型のキャビティに
正確に位置決めされるので、従来例のような位置決めピ
ン，クランプが不要となり、これらの熱膨張に基づく寸
法精度の低下を解消できる。特に、溶融した樹脂材の樹
脂圧でスプールを金型の基準面に押し付けて位置決めす
るので、クランプ等が不要となるだけでなく、フレキシ
ブルな位置決めが可能となり、最適な部分で位置決めで
きるので、寸法精度が向上する。しかも、ピン，クラン
プを設ける必要がないので、金型の内部構造が簡単にな
り、金型の製造が容易になる。さらに、溶融した樹脂材
が金型の基準面にスプールを押し付けて位置決めするの
で、スプール等の寸法精度にバラツキが生じていても、
スプール等に従来例のような変形がなく、あるいは、キ
ャビティ内においてガタツキが生じないので、より一層
寸法精度が向上する。また、樹脂材は金型のゲートから
位置決め孔を介してキャビティ内に流れ込むので、金型
のゲートに連続する電磁石装置のゲート部が非常に厚い
樹脂部となる。このため、従来例のように厚肉となる樹
脂部分を別に設ける必要がなくなり、電磁石装置の形状
が簡単になる。そして、スプール等の位置決め孔に二次
成形用樹脂材が流れ込んで埋めるので、後工程で位置決
め孔を埋める必要がなくなり、生産性が向上するという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる電磁継電器の実施例を示す分
解斜視図である。

【図２】 図１に示した電磁継電器の平面部分断面図で
ある。

【図３】 図１に示した電磁継電器の正面部分断面図で
ある。

【図４】 図１に示した電磁継電器のシール作業を説明
するための左側面部分断面図である。

【図５】 本発明にかかる電磁継電器の電磁石ブロック
を示す斜視図である。

【図６】 図５に示した電磁石ブロックの断面図であ
る。

【図７】 本発明にかかる電磁継電器の製造に使用する
リードフレームの平面図である。

【図８】 図７のリードフレームに曲げ加工を施した状
態を示す平面図である。

【図９】 図８に示したリードフレームの正面図であ
る。

【図１０】 図８に示したリードフレームの右側面図で
ある。

【図１１】 本発明にかかる電磁継電器の製造に使用す
るリードフレームに電磁石ブロックを載置した状態を示
す平面図である。

【図１２】 図１１に示したリードフレームの正面図で
ある。

【図１３】 図１１に示したリードフレームの左側面図
である。

【図１４】 本発明にかかる電磁継電器を製造する際に
行う２次成形の方法を示す断面図である。

【図１５】 図１４に示した２次成形とは別の方法を示
す断面図である。

【図１６】 本発明にかかる２次成形で形成したベース
ブロックを示す斜視図である。

【図１７】 本発明にかかる２次成形で形成したベース
ブロックにプレス加工を施した状態を示す斜視図であ
る。

【図１８】 従来例にかかる電磁継電器の実施例を示す
分解斜視図である。

【図１９】 従来例にかかるスプールの平面図である。

【図２０】 従来例にかかるスプールの部分断面図であ
る。

【図２１】 従来例にかかる二次成形を施した電磁石ブ
ロックを示す底面図である。

【符号の説明】

１０…電磁石ブロック、１２…スプール、１５ｄ…位置
決め孔、１６…コイル、７０，７３…成形金型、７６…
ゲート、７７…キャビティ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 一雄 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイルを巻回したスプールを成形金型の
   キャビティ内に配し、前記成形金型のゲートから前記ス
   プールに設けた位置決め孔の少なくとも１つに樹脂材を
   直接射出して位置決めしながら前記キャビティ内に樹脂
   材を充填することを特徴とする電磁石装置の二次成形方
   法。