JP2020191245A - Insert molding method, breaker manufacturing method, insert molded component, and breaker - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属片の一部が樹脂ケースに埋め込まれた部品を成形するためのインサート成形方法に関する。 The present invention relates to an insert molding method for molding a part in which a part of a metal piece is embedded in a resin case.
従来、端子片の一部が樹脂ケースに埋め込まれたブレーカーが知られている。 Conventionally, a breaker in which a part of a terminal piece is embedded in a resin case is known.
上記ブレーカーでは、端子片と外部回路との接続手法として、はんだ付けが開示されている。はんだ付けによって良好な接続状態を得るためには、端子片の側面まで回り込んだはんだによってフィレットが形成されている形態が望ましい。 In the above breaker, soldering is disclosed as a method of connecting a terminal piece and an external circuit. In order to obtain a good connection state by soldering, it is desirable that the fillet is formed by the solder that wraps around to the side surface of the terminal piece.
しかしながら、インサート成形において、充填された樹脂材料が金型と端子片との隙間に流出すると、端子片の側面が樹脂ばりによって被覆されるので、上述したフィレットの形成が阻害される虞がある。 However, in insert molding, when the filled resin material flows out into the gap between the mold and the terminal piece, the side surface of the terminal piece is covered with the resin beam, which may hinder the formation of the fillet described above.
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、金属片の側面への樹脂ばりの侵食を抑制し、はんだ付けによる良好な接続が容易に得られるインサート成形部品を提供することを主たる目的としている。 The present invention has been devised in view of the above circumstances, and provides an insert-molded part that suppresses erosion of resin burrs on the side surface of a metal piece and easily obtains a good connection by soldering. Is the main purpose.
本発明の第1発明は、第1金型及び第2金型によって区画される成形空間に樹脂材料を充填して、金属片の一部が樹脂ケースに埋め込まれた部品を成形するためのインサート成形方法であって、前記金属片の側面に、前記側面から陥没する凹部を形成する凹部形成工程と、前記凹部が前記成形空間の外部に位置するように、前記金属片を前記第1金型に装填する装填工程と、前記第1金型又は前記第2金型を前記側面の面内方向に移動させて、前記金属片を前記第1金型と前記第2金型によって挟む型閉じ工程と、前記第1金型と前記第2金型とによって閉鎖された前記成形空間に樹脂材料を充填し硬化させて前記樹脂ケースを成形する成形工程とを含む。 The first invention of the present invention is an insert for filling a molding space partitioned by a first mold and a second mold with a resin material and molding a part in which a part of a metal piece is embedded in a resin case. In the molding method, a recess forming step of forming a recess recessed from the side surface on the side surface of the metal piece, and the metal piece being placed in the first mold so that the recess is located outside the molding space. A loading step of loading into the mold and a mold closing step of moving the first mold or the second mold in the in-plane direction of the side surface and sandwiching the metal piece between the first mold and the second mold. And the molding step of filling and curing the resin material in the molding space closed by the first mold and the second mold to mold the resin case.
本発明に係る前記インサート成形方法において、前記側面は、前記装填工程において、前記成形空間から前記外部に至るように配置される第1側面と、前記外部で前記第1側面と交差する第2側面とを含み、前記凹部は、前記凹部形成工程において、前記第1側面に形成される、ことが望ましい。 In the insert molding method according to the present invention, the side surface is a first side surface arranged so as to extend from the molding space to the outside in the loading step, and a second side surface intersecting the first side surface at the outside. It is desirable that the recess is formed on the first side surface in the recess forming step.
本発明に係る前記インサート成形方法において、前記装填工程で、前記金属片は、前記凹部が前記成形空間の端縁から間隔を隔たるように装填される、ことが望ましい。 In the insert molding method according to the present invention, it is desirable that the metal pieces are loaded so that the recesses are spaced apart from the edge of the molding space in the loading step.
本発明に係る前記インサート成形方法において、前記凹部形成工程において、前記凹部は、前記型閉じ工程で前記第1金型又は前記第2金型が移動する方向に、前記金属片を貫通するように形成される、ことが望ましい。 In the insert molding method according to the present invention, in the recess forming step, the recess penetrates the metal piece in the direction in which the first mold or the second mold moves in the mold closing step. It is desirable to be formed.
本発明に係る前記インサート成形方法において、銅を主成分とする金属を用いて、前記金属片を形成する金属片形成工程をさらに含む、ことが望ましい。 It is desirable that the insert molding method according to the present invention further includes a metal piece forming step of forming the metal piece using a metal containing copper as a main component.
本発明に係る前記インサート成形方法において、前記金属片形成工程は、前記金属片の表面に、すず又は銀をめっきするめっき工程をさらに含む、ことが望ましい。 In the insert molding method according to the present invention, it is desirable that the metal piece forming step further includes a plating step of plating the surface of the metal piece with tin or silver.
本発明の第2発明は、インサート成形方法を用いてブレーカーを製造するためのブレーカー製造方法であって、前記ブレーカーは、固定接点と、弾性部及び前記弾性部の一端部に可動接点を有し、前記可動接点を前記固定接点に押圧して接触させる可動片と、前記固定接点及び前記可動片の少なくとも一方と接続される端子片と、温度変化に伴って変形することにより、前記可動片の状態を前記可動接点が前記固定接点に接触する導通状態から前記可動接点が前記固定接点から離隔する遮断状態に移行させる熱応動素子と、前記固定接点、前記可動片、前記端子片及び前記熱応動素子を収容するためのケースとを備え、前記端子片は、前記第1工程で形成される前記金属片を含み、前記ケースは、前記第4工程で形成される前記樹脂ケースを含む。 The second invention of the present invention is a breaker manufacturing method for manufacturing a breaker by using an insert molding method, in which the breaker has a fixed contact and a movable contact at an elastic portion and one end of the elastic portion. A movable piece that presses the movable contact against the fixed contact to bring the movable contact into contact with the fixed contact, and a terminal piece connected to at least one of the fixed contact and the movable piece are deformed with a temperature change to form the movable piece. A thermal response element that shifts the state from a conductive state in which the movable contact contacts the fixed contact to a cutoff state in which the movable contact is separated from the fixed contact, and the fixed contact, the movable piece, the terminal piece, and the thermal response. A case for accommodating an element is provided, the terminal piece includes the metal piece formed in the first step, and the case includes the resin case formed in the fourth step.
本発明の第3発明は、金属片の一部が樹脂ケースに埋め込まれたインサート成形部品であって、前記樹脂ケースには、パーティングラインが形成され、前記金属片は、前記パーティングラインと交わる側面のうち前記樹脂ケースから突出する領域に、前記側面から陥没する凹部が形成されている。 The third invention of the present invention is an insert molded part in which a part of a metal piece is embedded in a resin case, a parting line is formed in the resin case, and the metal piece is a parting line. A recess recessed from the side surface is formed in a region of the intersecting side surfaces that protrudes from the resin case.
本発明に係る前記インサート成形部品において、前記凹部は、前記樹脂ケースの端縁から間隔を隔てて形成されている、ことが望ましい。 In the insert molded part according to the present invention, it is desirable that the recess is formed at a distance from the edge of the resin case.
本発明の第4発明は、前記インサート成形部品を含むブレーカーであって、固定接点と、弾性部及び前記弾性部の一端部に可動接点を有し、前記可動接点を前記固定接点に押圧して接触させる可動片と、前記固定接点及び前記可動片の少なくとも一方と接続される端子片と、温度変化に伴って変形することにより、前記可動片の状態を前記可動接点が前記固定接点に接触する導通状態から前記可動接点が前記固定接点から離隔する遮断状態に移行させる熱応動素子と、前記固定接点、前記可動片、前記端子片及び前記熱応動素子を収容するためのケースとを備え、前記端子片は、前記金属片を含み、前記ケースは、前記樹脂ケースを含む。 The fourth invention of the present invention is a breaker including the insert molded part, which has a fixed contact and a movable contact at an elastic portion and one end of the elastic portion, and presses the movable contact against the fixed contact. By deforming the movable piece to be brought into contact with the fixed contact and the terminal piece connected to at least one of the movable pieces with a temperature change, the movable contact comes into contact with the fixed contact in the state of the movable piece. The present invention includes a heat-responsive element that shifts from a conductive state to a cut-off state in which the movable contact is separated from the fixed contact, and a case for accommodating the fixed contact, the movable piece, the terminal piece, and the heat-responsive element. The terminal piece includes the metal piece, and the case includes the resin case.
本発明の第1発明によれば、凹部形成工程において、金属片の側面のうち樹脂ケースから突出する領域に、側面から陥没する凹部が形成される。これにより、成形工程において第1金型と金属片との隙間にはみ出した樹脂材料が凹部に収容される。これにより、凹部が樹脂材料の流出を堰き止めるダムとして機能するため、金属片の側面への樹脂ばりの侵食が抑制され、側面において金属片の表面が露出する領域を容易に確保することが可能となる。従って、金属片と外部回路とのはんだ付けにおいて、側面に形成されるフィレットによって、金属片と外部回路との良好な接続が容易に得られる。 According to the first aspect of the present invention, in the recess forming step, a recess recessed from the side surface is formed in a region of the side surface of the metal piece that protrudes from the resin case. As a result, the resin material protruding from the gap between the first mold and the metal piece in the molding process is accommodated in the recess. As a result, the recess functions as a dam that blocks the outflow of the resin material, so that erosion of the resin burrs on the side surface of the metal piece is suppressed, and it is possible to easily secure an area where the surface of the metal piece is exposed on the side surface. It becomes. Therefore, in the soldering of the metal piece and the external circuit, a good connection between the metal piece and the external circuit can be easily obtained by the fillet formed on the side surface.
本発明の第2発明によれば、ブレーカーの端子片の側面への樹脂ばりの侵食が抑制され、第1発明と同様に、端子片と外部回路とのはんだ付けにおいて、両者の良好な接続が容易に得られる。 According to the second invention of the present invention, the erosion of the resin burrs on the side surface of the terminal piece of the breaker is suppressed, and as in the first invention, good connection between the terminal piece and the external circuit is achieved in the soldering. Easy to obtain.
本発明の第3発明によれば、金属片のパーティングラインと交わる側面のうち樹脂ケースから突出する領域に、側面から陥没する凹部が形成される。従って、第1発明と同様に、金属片と外部回路とのはんだ付けにおいて、両者の良好な接続が容易に得られる。 According to the third aspect of the present invention, a recess recessed from the side surface is formed in a region of the side surface intersecting the parting line of the metal piece that protrudes from the resin case. Therefore, as in the first invention, good connection between the metal piece and the external circuit can be easily obtained in the soldering.
本発明の第4発明によれば、第2発明と同様に、金属片と外部回路とのはんだ付けにおいて、両者の良好な接続が容易に得られる。 According to the fourth invention of the present invention, similarly to the second invention, good connection between the metal piece and the external circuit can be easily obtained in the soldering.
本発明の一実施形態によるインサート成形部品について図面を参照して説明する。図1はインサート成形部品の構成を示す。インサート成形部品100は、金属片120の一部が樹脂ケース110に埋め込まれた部品である。
An insert molded part according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of an insert molded part. The insert-molded
樹脂ケース110は、例えば、射出成形によって形成される。樹脂ケース110は、例えば、第1金型と第2金型とによって区画される成形空間に、樹脂材料を充填・硬化させることにより形成される。本実施形態のインサート成形部品100は、金属片120を第1金型と第2金型によって挟み込んで固定した状態で、成形空間に樹脂材料を充填することにより形成される。樹脂ケース110の側壁には、第1金型と第2金型との合わせ面の痕跡であるパーティングライン111が形成されている。
The
金属片120は、パーティングライン111と交わる側面121と、側面121から陥没する凹部122とを有している。本実施形態では、後述する図6に示されるように、金属片120の表側(図6中上方側)の面120tに沿って分割される第1金型301と第2金型302とを用いて樹脂ケース110が成形される。従って、パーティングライン111は、金属片120の面120tと同一平面上に形成されている。
The
パーティングラインは、金属片120の裏側の面120bと同一平面上でもよく、金属片120の側面121と交わる面でもよい。また、製造上の観点(金属片120の固定のし易さ及び第1金型、第2金型の構成の簡素化)から、金属片120の面120t又は面120bと同一平面上が好ましい。
The parting line may be on the same plane as the
凹部122は、側面121のうち樹脂ケース110の側壁から突出する領域に形成されている。凹部122は、金属片120の厚さ方向から視た平面視で、例えば、円弧状又は多角形状の輪郭となるように形成される。
The
既に述べたように、インサート成形部品100の成形にあっては、第1金型301と金属片120との隙間に樹脂材料がはみ出して、側面121に樹脂ばり105が形成されることがある。しかしながら、本実施形態のインサート成形部品100によれば、樹脂ケース110を成形する際に、第1金型301と金属片120との隙間にはみ出した樹脂材料が凹部122に収容される。これにより、凹部122が樹脂材料の流出を堰き止めるダムとして機能するため、金属片120の側面121への樹脂ばり105の侵食が抑制され、金属片120の側面121(金属表面)が露出する領域を容易に確保することが可能となる。従って、金属片120と外部回路200とのはんだ付けにおいて、側面121に形成されるフィレット210によって、金属片120と外部回路200との良好な接続が容易に得られる。
As described above, in the molding of the insert molded
凹部122は、樹脂ケース110の端縁から間隔Gを隔てて形成されている、のが望ましい。これにより、成形空間から凹部122に供給される樹脂材料が抑制され、凹部122が樹脂材料によって埋め尽くされることが抑制される。上記観点から、凹部122は、例えば、樹脂ケース110の端縁から金属片120の厚さ以上の間隔Gを隔てて形成されているのが望ましい。
It is desirable that the
図2は、本発明の一実施形態によるインサート成形方法の手順を示している。本インサート成形方法は、第1金型301及び第2金型302によって区画される成形空間に樹脂材料を充填して、金属片120の一部が樹脂ケース110に埋め込まれたインサート成形部品100を成形するための方法である。
FIG. 2 shows the procedure of the insert molding method according to the embodiment of the present invention. In this insert molding method, a resin material is filled in a molding space partitioned by a
本インサート成形方法は、金属片形成工程S1と、凹部形成工程S2と、装填工程S3と、型閉じ工程S4と、成形工程S5と、離型工程S6を含む。 This insert molding method includes a metal piece forming step S1, a recess forming step S2, a loading step S3, a mold closing step S4, a molding step S5, and a mold removing step S6.
図3は、金属片形成工程S1を示している。金属片形成工程S1では、例えば、銅を主成分とする板状の金属材料をプレス金型等を用いて打ち抜くことにより、側面121を有する金属片120が形成される。
FIG. 3 shows the metal piece forming step S1. In the metal piece forming step S1, for example, a plate-shaped metal material containing copper as a main component is punched out using a press die or the like to form a
図4は、凹部形成工程S2を示している。凹部形成工程S2では、金属片120の側面121に、側面121から陥没する凹部122が形成される。凹部形成工程S2は上記金属片形成工程S1と同時に実施されてもよい。
FIG. 4 shows the recess forming step S2. In the recess forming step S2, a
図5は、装填工程S3を示している。装填工程S3では、金属片120が第1金型301に装填される。第1金型301には、金属片120が装填される凹部304と成形空間303を構成するための凹部305とが形成されている。金属片120は、凹部122が成形空間303の外部に位置するように、凹部304に装填される。
FIG. 5 shows the loading step S3. In the loading step S3, the
図6は、型閉じ工程S4を示している。型閉じ工程S4では、第2金型302が第1金型301に向って移動され、型閉じがなされる。型閉じ工程S4では、第1金型301が第2金型302に向って移動されてもよい。第2金型302又は第1金型301の移動方向は、側面121の面内方向(側面121に交わらない任意の方向、すなわち、側面121に平行な方向)である。型閉じ工程S4においては、金属片120が第1金型301と第2金型302とによって挟み込まれて固定される。
FIG. 6 shows the mold closing step S4. In the mold closing step S4, the
第2金型302には、成形空間303を構成するための凹部306が形成されている。型閉じ工程S4によって第1金型301と第2金型302とが閉鎖されることにより、また、凹部305と凹部306とによって生じた成形空間303が区画される。
The
図7は、成形工程S5を示している。成形工程S5では、成形空間303に樹脂材料Rが充填され硬化することにより樹脂ケース110が成形される。
FIG. 7 shows the molding step S5. In the molding step S5, the
図8は、離型工程S6を示している。離型工程S6では、第2金型302が第1金型301から離れて型開きがなされ、インサート成形部品100が離型される。
FIG. 8 shows the mold release step S6. In the mold release step S6, the
本インサート成形方法によれば、凹部形成工程S2において、金属片120の側面121のうち樹脂ケース110から突出するように設定された領域に、側面121から陥没する凹部122が形成される。これにより、成形工程S5において第1金型301と金属片120との隙間にはみ出した樹脂材料Rが凹部122に収容される(図1参照)。
According to this insert molding method, in the recess forming step S2, a
これにより、金属片120の側面121への樹脂ばり105の侵食が抑制され、側面121において金属片120の表面が露出する領域を容易に確保することが可能となる。従って、金属片120と外部回路200とのはんだ付けにおいて、側面121に形成されるフィレット210によって、金属片120と外部回路200との良好な接続が容易に得られる。
As a result, the erosion of the
図1に示されるように、側面121は、第1側面125と、第2側面126とを含んでいる(図1参照)。第1側面125の一部は樹脂ケース110に埋め込まれ、他の一部は樹脂ケース110から突出している。第2側面126は、樹脂ケース110の外部で第1側面125と交差する。
As shown in FIG. 1, the
装填工程S3においては、第1側面125が成形空間303から成形空間303の外部に至るように、かつ、第2側面126が成形空間303の外部で第1側面125と交差するように、金属片120が配置される。
In the loading step S3, the metal piece so that the
凹部122は、凹部形成工程S2において、第1側面125に形成される、のが望ましい。このような構成によれば、少なくとも、第2側面126の全体に亘ってフィレット210が容易に形成されるので、金属片120と外部回路200との良好な接続が容易に得られる。
It is desirable that the
装填工程S3において、金属片120は、凹部122が成形空間303の端縁から間隔を隔たるように装填される、のがさらに望ましい。これにより、成形空間303から凹部122に供給される樹脂材料が抑制される。なお、間隔Gは、例えば、金属片120の厚さ以上に設定されるのがより望ましい。このような構成により、成形空間303から凹部122に供給される樹脂材料がより一層効果的に抑制される。
In the loading step S3, it is more desirable that the
凹部形成工程S2において、凹部122は、型閉じ工程S4で第1金型301又は第2金型302が移動する方向に、金属片120を貫通するように形成される、のが望ましい。このような凹部122は、プレス金型を用いて容易に形成されうる。また、このような凹部122によって、樹脂材料を収容する容量を容易に確保することが可能となる。
In the recess forming step S2, it is desirable that the
図9は、第1側面125に形成される凹部122の変形例である凹部122Aを示している。凹部122Aは、第1側面125の一部を第1側面125の面外方向に打撃・切削等することにより形成される。このような凹部122Aも成形工程S5において第1金型301と金属片120との隙間にはみ出した樹脂材料Rを収容し、樹脂ばり105の侵食を抑制する。
FIG. 9 shows a
金属片形成工程S1は、金属片120の表面に、すず又は銀をめっきするめっき工程をさらに含んでいてもよい。めっき工程を経て製造された金属片120は、はんだの濡れ性が高められ、外部回路200とのはんだ付けが容易となる。
The metal piece forming step S1 may further include a plating step of plating tin or silver on the surface of the
図3乃至8に示される金属片形成工程S1乃至離型工程S6を経て製造されたインサート成形部品100において、金属片120の面120bは、樹脂ケース110の底面からも露出している。従って、面120bが金属片120から露出する領域の全体がはんだ付けに用いられてもよい。このような形態によれば、樹脂ケース110の端縁からの金属片120の突出長さが短縮され、インサート成形部品100の小型化を図ることが容易となる。
In the insert molded
本発明の別の実施形態によるブレーカーについて図面を参照して説明する。図10乃至12はブレーカー1の構成を示す。ブレーカー1は、インサート成形部品100を含み、過度な温度上昇又は過電流から電気機器を保護する部品として電気機器等に実装される。
A breaker according to another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 10 to 12 show the configuration of the
ブレーカー1は、固定接点20と、端子片2,3と、先端部に可動接点41を有する可動片4と、温度変化に伴って変形する熱応動素子5と、PTC(Positive Temperature Coefficient)サーミスター6と、端子片2,3、可動片4、熱応動素子5及びPTCサーミスター6を収容するケース10等によって構成されている。ケース10は、ケース本体(第1ケース)7とケース本体7の上面に装着される蓋部材(第2ケース)8等によって構成されている。
The
固定接点20は、銀、ニッケル、ニッケル−銀合金の他、銅−銀合金、金−銀合金などの導電性の良い材料のクラッド、メッキ又は塗布等により、形成されている。固定接点20は、端子片2の可動接点41に対向する位置に形成され、ケース本体7の内部に形成されている開口73aの一部からケース本体7の収容凹部73に露出されている。
The fixed
端子片2、3は、例えば、銅等を主成分とする金属板(この他、銅−チタニウム合金、洋白、黄銅などの金属板)をプレス加工することにより形成され、ケース本体7にインサート成形により埋め込まれている。
The
端子片2は、固定接点20が形成される第1部21と、外部回路と接続される第2部22とを有している。第1部21及び第2部22は、ケース本体7の底面と平行に配され、段曲げ部23(図13参照)を介して段違いに配置されている。本実施形態では、第2部22において裏側の面2bは、ケース本体7の底面と一致している。
The
端子片2は、階段状(側面視でクランク状)に曲げられた段曲げ部25と、PTCサーミスター6を支持する支持部26とを有している。段曲げ部25は、第1部21と支持部26とを繋ぎ、第1部21と支持部26とを高さ違いに配置する。PTCサーミスター6は、支持部26に3箇所形成された凸状の突起(ダボ)26aの上に載置されて、突起26aに支持される。
The
本出願においては、特に断りのない限り、端子片2において、固定接点20が形成されている表側の面(すなわち図10において上側の天面)を面2t、その反対側の裏側の面(すなわち図10において下側の底面)を面2bとして説明している(図13参照)。他の部品、例えば、端子片3、可動片4及び熱応動素子5、ケース10等についても同様である。
In the present application, unless otherwise specified, in the
第2部22は、面2bでケース10の外部に露出している。これにより、第2部22と外部回路とが電気的に接続可能となる。第2部22と外部回路との接続には、例えば、はんだ付けの手法が適用される。第2部22と外部回路とは、第2部22の面2bを含む領域ではんだ付けされる。従って、ケース10から突出する第2部22の側面27に、はんだが回り込んでフィレット210(図1参照)が形成されている形態が望ましい。
The
端子片3は、可動片4と電気的に接続される第1部31と、外部回路と接続される第2部32とを有している。第1部31及び第2部32は、ケース本体7の底面と平行に配され、段曲げ部33を介して段違いに配置されている。本実施形態では、第2部32において裏側の面3bは、ケース本体7の底面と一致している。
The
第1部31の表側の面3tは、ケース本体7の内部に設けられた開口73bからケース本体7の収容凹部73に露出し、可動片4と電気的に接続される。
The
上記端子片2と同様に、端子片3の第2部32は、裏側の面3bでケース10の外部に露出している。これにより、端子片3の第2部32と外部回路とが電気的に接続可能となる。第2部32と外部回路との接続には、例えば、はんだ付けの手法が適用される。第2部32と外部回路のランドとは、第2部32の面32bを含む領域ではんだ付けされる。
Similar to the
可動片4は、銅等を主成分とする板状の金属材料をプレス加工することにより形成されている。可動片4は、長手方向の中心線に対して対称なアーム状に形成されている。
The
可動片4の一端部には、可動接点41が形成されている。可動接点41は、固定接点20と同等の材料によって可動片4の裏側の面に形成され、溶接の他、クラッド、かしめ(crimping)等の手法によって可動片4の先端部に接合されている。
A
可動片4の他端部には、端子片3の第1部31と電気的に接続される接続部42が形成されている。端子片3の第1部31と可動片4の接続部42とは、例えば、レーザー溶接によって固着されている。レーザー溶接とは、レーザー光をワーク(本実施形態では、端子片3及び可動片4が相当)に照射し、ワークを局部的に溶融及び凝固させることによってワーク同士を接合する溶接手法である。レーザー光が照射されたワークの表面には、他の溶接手法(例えば、ジュール熱を利用する抵抗溶接)による溶接痕とは異なる形態のレーザー溶接痕が形成される。
At the other end of the
可動片4は、可動接点41と接続部42との間に、弾性部43を有している。弾性部43は、接続部42から可動接点41の側に延出されている。これにより、接続部42は、弾性部43を挟んで可動接点41とは反対側に設けられる。
The
接続部42において端子片3の第1部31と固着されることにより可動片4が固定され、弾性部43が弾性変形することにより、その先端に形成されている可動接点41が固定接点20の側に押圧されて接触し、端子片2と可動片4とが通電可能となる。可動片4と端子片3とは、第1部31及び接続部42において電気的に接続されているので、端子片2と端子片3とが通電可能となる。
The
可動片4は、弾性部43において、プレス加工により湾曲又は屈曲されている。湾曲又は屈曲の度合いは、熱応動素子5を収納できる限り特に限定はなく、作動温度及び復帰温度における弾性力、接点の押圧力などを考慮して適宜設定すればよい。また、弾性部43の第2面には、熱応動素子5に対向して一対の突起(接触部)44a,44bが形成されている。突起44a,44bと熱応動素子5とは接触して、突起44a,44bを介して熱応動素子5の変形が弾性部43に伝達される(図12参照)。
The
熱応動素子5は円弧状に湾曲した初期形状をなし、熱膨張率の異なる薄板材を積層することにより形成される。過熱により作動温度に達すると、熱応動素子5の湾曲形状は、スナップモーションを伴って逆反りし、冷却により復帰温度を下回ると復元する。熱応動素子5の初期形状は、プレス加工により形成することができる。所期の温度で熱応動素子5の逆反り動作により可動片4の弾性部43が押し上げられ、かつ弾性部43の弾性力により元に戻る限り、熱応動素子5の材質及び形状は特に限定されるものでないが、生産性及び逆反り動作の効率性の観点から矩形状が望ましく、小型でありながら弾性部43を効率的に押し上げるために正方形に近い長方形であるのが望ましい。なお、熱応動素子5の材料としては、例えば、高膨脹側に銅−ニッケル−マンガン合金又はニッケル−クロム−鉄合金、低膨脹側に鉄−ニッケル合金をはじめとする、洋白、黄銅、ステンレス鋼など各種の合金からなる熱膨張率の異なる2種類の材料を積層したものが、所要条件に応じて組み合わせて使用される。
The heat-
PTCサーミスター6は、端子片2の支持部26と熱応動素子5との間に配設されている。すなわち、PTCサーミスター6を挟んで、支持部26は熱応動素子5の直下に位置している。熱応動素子5の逆反り動作により端子片2と可動片4との通電が遮断されたとき、PTCサーミスター6に流れる電流が増大する。PTCサーミスター6は、温度上昇と共に抵抗値が増大して電流を制限する正特性サーミスターであれば、作動電流、作動電圧、作動温度、復帰温度などの必要に応じて種類を選択でき、その材料及び形状はこれらの諸特性を損なわない限り特に限定されるものではない。本実施形態では、チタニウム酸バリウム、チタニウム酸ストロンチウム又はチタニウム酸カルシウムを含むセラミック焼結体が用いられる。セラミック焼結体の他、ポリマーにカーボン等の導電性粒子を含有させたいわゆるポリマーPTCを用いてもよい。
The
ケース10を構成するケース本体7及び蓋部材8は、難燃性のポリアミド、耐熱性に優れたポリフェニレンサルファイド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)などの熱可塑性樹脂により成形されている。上述した樹脂と同等以上の特性が得られるのであれば、樹脂以外の材料を適用してもよい。
The
ケース本体7には、可動片4、熱応動素子5及びPTCサーミスター6などを収容するための内部空間である収容凹部73が形成されている。収容凹部73は、可動片4を収容するための開口73a,73b、可動片4及び熱応動素子5を収容するための開口73c、並びに、PTCサーミスター6を収容するための開口73d等を有している。なお、ケース本体7に組み込まれた可動片4、熱応動素子5の端縁は、収容凹部73の内部に形成されている枠によってそれぞれ当接され、熱応動素子5の逆反り時に案内される。
The
蓋部材8には、カバー片9がインサート成形によって埋め込まれている。カバー片9は、上述した銅等を主成分とする金属板又はステンレス鋼等の金属板をプレス加工することにより形成される。カバー片9は、図11及び図12に示されるように、可動片4と適宜当接し、可動片4の動きを規制すると共に、蓋部材8のひいては筐体としてのケース10の剛性・強度を高めつつブレーカー1の小型化に貢献する。カバー片9の外面側には、樹脂が配されている。
A
図1に示すように、端子片2,3、可動片4、熱応動素子5及びPTCサーミスター6等を収容したケース本体7の開口73a、73b、73c等を塞ぐように、蓋部材8が、ケース本体7に装着される。ケース本体7と蓋部材8とは、例えば超音波溶着によって接合される。このとき、ケース本体7と蓋部材8とは、それぞれの外縁部の全周に亘って連続的に接合され、ケース10の気密性が向上する。これにより、収容凹部73がもたらすケース10の内部空間は密閉され、可動片4、熱応動素子5及びPTCサーミスター6等の部品がケース10の外部の雰囲気から遮断され、保護されうる。
As shown in FIG. 1, the
図11は、通常の充電又は放電状態におけるブレーカー1の動作を示している。通常の充電又は放電状態においては、熱応動素子5は初期形状を維持(逆反り前)している。カバー片9には、可動片4の頂部43aと当接し、頂部43aを熱応動素子5の側に押圧する突出部91が設けられている。突出部91が頂部43aを押圧することにより、弾性部43は、弾性変形し、その先端に形成されている可動接点41が固定接点20の側に押圧されて接触する。これにより、可動片4の弾性部43などを通じてブレーカー1の端子片2,3間は導通している。可動片4の弾性部43と熱応動素子5とが接触し、可動片4、熱応動素子5、PTCサーミスター6及び端子片2は、回路として導通していてもよい。しかしながら、PTCサーミスター6の抵抗は、可動片4の抵抗に比べて圧倒的に大きいため、PTCサーミスター6を流れる電流は、固定接点20及び可動接点41を流れる量に比して実質的に無視できる程度である。
FIG. 11 shows the operation of the
図12は、過充電状態又は異常時などにおけるブレーカー1の動作を示している。過充電又は異常により高温状態となると、作動温度に達した熱応動素子5は逆反りし、可動片4の弾性部43が押し上げられて固定接点20と可動接点41とが離隔する。ブレーカー1の内部で熱応動素子5が変形し、可動片4を押し上げるときの熱応動素子5の作動温度は、例えば、70℃〜90℃である。このとき、固定接点20と可動接点41の間を流れていた電流は遮断され、僅かな漏れ電流が熱応動素子5及びPTCサーミスター6を通して流れることとなる。PTCサーミスター6は、このような漏れ電流の流れる限り発熱を続け、熱応動素子5を逆反り状態に維持させつつ抵抗値を激増させるので、電流は固定接点20と可動接点41の間の経路を流れず、上述の僅かな漏れ電流のみが存在する(自己保持回路を構成する)。この漏れ電流は安全装置の他の機能に充てることができる。
FIG. 12 shows the operation of the
過充電状態を解除し、又は異常状態を解消すると、PTCサーミスター6の発熱も収まり、熱応動素子5は復帰温度に戻り、元の初期形状に復元する。そして、可動片4の弾性部43の弾性力によって可動接点41と固定接点20とは再び接触し、回路は遮断状態を解かれ、図11に示す導通状態に復帰する。
When the overcharged state is released or the abnormal state is resolved, the heat generated by the
図10に示されるように、ブレーカー1は、一部の構成にインサート成形部品100を含んでいる。本実施形態のブレーカー1では、端子片2及び3が埋設されてなるケース本体7がインサート成形部品100に相当する。すなわち、端子片2及び3が金属片120に相当し、ケース本体7が樹脂ケース110に相当する。樹脂ケース110と同様に、ケース本体7の側壁には、第1金型と第2金型との合わせ面の痕跡であるパーティングライン75が形成されている。端子片2及び3のうち、以下で説明されてない部分については、上述した金属片120の構成が採用され、同等の作用効果を奏する。
As shown in FIG. 10, the
図13は、端子片2及び3を示している。端子片2は、パーティングライン75(図10参照)と交わる側面27と、側面27から陥没する凹部28とを有している。
FIG. 13 shows
側面27は、第1側面27aと、第2側面27bとを含んでいる。第1側面27aの一部はケース本体7に埋め込まれ、他の一部はケース本体7から突出している。第2側面27bは、ケース本体7の外部で第1側面27aと交差する。
The
凹部28は、側面27のうちケース本体7の側壁から突出する領域に形成されている。凹部122と同様に、凹部28は、第1側面27aに形成される、のが望ましい。凹部28は、端子片2の厚さ方向から視た平面視で、例えば、円弧状又は多角形状の輪郭となるように形成される。
The
ブレーカー1の製造方法において、ケース本体7の成形方法は、インサート成形部品100の成形方法と同様である。すなわち、ケース本体7は、図2乃至図8に示される金属片形成工程S1、凹部形成工程S2、装填工程S3、型閉じ工程S4、成形工程S5及び離型工程S6を経て成形される。なお、段曲げ部23、25、33は、例えば、金属片形成工程S1において形成される。また、第1金型301及び第2金型302は、端子片2、3及びケース本体7に対応する形状に形成されている。
In the method of manufacturing the
図14は、上記ブレーカー1を底面側から視た斜視図である。端子片2の第2部22及び端子片3の第2部32は、ケース本体7の四隅の近傍に配されている。
FIG. 14 is a perspective view of the
第2部22は、ケース本体7の側壁から可動片4の短手方向D2に突出して形成され、第1側面27aに凹部28が設けられる。第2部32も、ケース本体7の側壁から可動片4の短手方向D2に突出して形成され、第1側面37aに凹部38が設けられる。
The
本実施形態のブレーカー1によれば、ケース本体7を成形する際に、第1金型と端子片2との隙間にはみ出した樹脂材料が凹部28に収容される。これにより、凹部28が樹脂材料の流出を堰き止めるダムとして機能するため、端子片2の側面27への樹脂ばり105(図1参照)の侵食が抑制され、端子片2の側面27が露出する領域を容易に確保することが可能となる。従って、端子片2と外部回路200とのはんだ付けにおいて、側面27に良好なフィレットが形成され、端子片2と外部回路200との良好な接続が容易に得られる。また、凹部28が第1側面27aに設けられることにより、第2側面27bに良好なフィレットが形成される点も、上記インサート成形部品100と同様である。
According to the
同様に、端子片3も、パーティングライン75と交わる側面37と、側面37から陥没する凹部38とを有している。ケース本体7を成形する際に、樹脂材料が凹部28に収容され、端子片3の側面37が露出する領域を容易に確保することが可能となり、端子片3と外部回路200との良好な接続が容易に得られることは、上記端子片2と同様である。また、凹部38が第1側面37aに設けられることにより、第2側面37bに良好なフィレットが形成される点も、上記インサート成形部品100と同様である。
Similarly, the
また、凹部28、38のケース本体7の端縁からの間隔についても、上記間隔Gと同様である。
Further, the distance between the
図15は、ブレーカー1の変形例であるブレーカー1Aを底面側から視た斜視図である。ブレーカー1Aのうち、以下で説明されてない部分については、上述したブレーカー1の構成が採用されうる。
FIG. 15 is a perspective view of the
ブレーカー1Aは、端子片2の第2部22A及び端子片3の第2部32Aが、ケース本体7の側壁から可動片4の長手方向D1に突出して形成されている点で、ブレーカー1とは相違している。第2部22Aの第1側面27aには、凹部28が設けられる。一方、第2部32Aの第1側面37aには、凹部38が設けられる。
The
以上、本発明のインサート成形方法等が詳細に説明されたが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。すなわち、本発明のインサート成形方法は、少なくとも、金属片120の側面121に、側面121から陥没する凹部122を形成する凹部形成工程S2と、凹部122が成形空間303の外部に位置するように、金属片120を第1金型301に装填する装填工程S3と、第1金型301又は第2金型302を側面121の面内方向に移動させて、金属片12を第1金型301と第2金型302によって挟む型閉じ工程S4と、第1金型301と第2金型302とによって閉鎖された成形空間303に樹脂材料Rを充填し硬化させて樹脂ケース110を成形する成形工程S5とを含んでいればよい。例えば、本発明は、ブレーカー1のケース本体7以外の各種のインサート成形部品100に適用可能である。
Although the insert molding method and the like of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiment described above, and is modified to various embodiments. That is, in the insert molding method of the present invention, at least, the recess forming step S2 for forming the
また、本実施形態のブレーカー1では、PTCサーミスター6による自己保持回路を有しているが、このような構成を省いた形態であっても適用可能である。また、可動片と熱応動素子とが一体化されている形態、例えば、バイメタル等の金属材料によって可動片が形成されている形態のブレーカーにも適用可能である。
Further, although the
1 ブレーカー
1A ブレーカー
2 端子片
3 端子片
4 可動片
5 熱応動素子
6 PTCサーミスター
7 ケース本体(樹脂ケース)
10 ケース
12 金属片
20 固定接点
27 側面
27a 第1側面
27b 第2側面
28 凹部
37 側面
37a 第1側面
37b 第2側面
38 凹部
41 可動接点
43 弾性部
75 パーティングライン
100 インサート成形部品
110 樹脂ケース
111 パーティングライン
120 金属片
121 側面
122 凹部
122A 凹部
125 第1側面
126 第2側面
200 外部回路
210 フィレット
301 第1金型
302 第2金型
303 成形空間
R 樹脂材料
S1 金属片形成工程
S2 凹部形成工程
S3 装填工程
S4 型閉じ工程
S5 成形工程
S6 離型工程
1
10 Case 12
Claims (10)
前記金属片の側面に、前記側面から陥没する凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部が前記成形空間の外部に位置するように、前記金属片を前記第1金型に装填する装填工程と、
前記第1金型又は前記第2金型を前記側面の面内方向に移動させて、前記金属片を前記第1金型と前記第2金型によって挟む型閉じ工程と、
前記第1金型と前記第2金型とによって閉鎖された前記成形空間に樹脂材料を充填し硬化させて前記樹脂ケースを成形する成形工程とを含む、
インサート成形方法。 It is an insert molding method for filling a resin material in a molding space partitioned by a first mold and a second mold and molding a part in which a part of a metal piece is embedded in a resin case.
A recess forming step of forming a recess recessed from the side surface on the side surface of the metal piece,
A loading step of loading the metal piece into the first mold so that the recess is located outside the molding space.
A mold closing step of moving the first mold or the second mold in the in-plane direction of the side surface and sandwiching the metal piece between the first mold and the second mold.
The molding process includes a molding step of filling and curing a resin material in the molding space closed by the first mold and the second mold to mold the resin case.
Insert molding method.
前記凹部は、前記凹部形成工程において、前記第1側面に形成される、請求項1記載のインサート成形方法。 The side surface includes a first side surface arranged so as to extend from the molding space to the outside in the loading step, and a second side surface intersecting the first side surface at the outside.
The insert molding method according to claim 1, wherein the recess is formed on the first side surface in the recess forming step.
前記ブレーカーは、固定接点と、弾性部及び前記弾性部の一端部に可動接点を有し、前記可動接点を前記固定接点に押圧して接触させる可動片と、前記固定接点及び前記可動片の少なくとも一方と接続される端子片と、温度変化に伴って変形することにより、前記可動片の状態を前記可動接点が前記固定接点に接触する導通状態から前記可動接点が前記固定接点から離隔する遮断状態に移行させる熱応動素子と、前記固定接点、前記可動片、前記端子片及び前記熱応動素子を収容するためのケースとを備え、
前記端子片は、前記凹部形成工程で前記凹部が形成される前記金属片を含み、
前記ケースは、前記成形工程で形成される前記樹脂ケースを含む、
ブレーカーの製造方法。 A method for manufacturing a breaker by using the insert molding method according to any one of claims 1 to 6.
The breaker has a fixed contact, an elastic portion, and a movable piece having a movable contact at one end of the elastic portion and pressing the movable contact against the fixed contact to bring the movable contact into contact with the fixed contact, and at least the fixed contact and the movable piece. A terminal piece connected to one of them and a state in which the movable contact is separated from the fixed contact from a conductive state in which the movable contact contacts the fixed contact by being deformed with a temperature change. A heat-responsive element to be transferred to the above, and a case for accommodating the fixed contact, the movable piece, the terminal piece, and the heat-responsive element.
The terminal piece includes the metal piece in which the recess is formed in the recess forming step.
The case includes the resin case formed in the molding process.
How to make a breaker.
前記樹脂ケースには、パーティングラインが形成され、
前記金属片は、前記パーティングラインと交わる側面のうち前記樹脂ケースから突出する領域に、前記側面から陥没する凹部が形成されている、インサート成形部品。 A part of the metal piece is an insert molded part embedded in a resin case.
A parting line is formed on the resin case.
The metal piece is an insert-molded part in which a recess recessed from the side surface is formed in a region of the side surface intersecting with the parting line that protrudes from the resin case.
固定接点と、弾性部及び前記弾性部の一端部に可動接点を有し、前記可動接点を前記固定接点に押圧して接触させる可動片と、前記固定接点及び前記可動片の少なくとも一方と接続される端子片と、温度変化に伴って変形することにより、前記可動片の状態を前記可動接点が前記固定接点に接触する導通状態から前記可動接点が前記固定接点から離隔する遮断状態に移行させる熱応動素子と、前記固定接点、前記可動片、前記端子片及び前記熱応動素子を収容するためのケースとを備え、
前記端子片は、前記金属片を含み、
前記ケースは、前記樹脂ケースを含む、ブレーカー。 A breaker comprising the insert-molded part according to claim 8 or 9.
A fixed contact, a movable piece having a movable contact at an elastic portion and one end of the elastic portion, and pressing the movable contact against the fixed contact to make contact with the fixed contact, and at least one of the fixed contact and the movable piece are connected. Heat that shifts the state of the movable piece from the conductive state in which the movable contact contacts the fixed contact to the cutoff state in which the movable contact separates from the fixed contact by deforming with the terminal piece. A response element and a case for accommodating the fixed contact, the movable piece, the terminal piece, and the heat response element are provided.
The terminal piece includes the metal piece and contains the metal piece.
The case is a breaker including the resin case.
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