JP2022137787A - 避雷器 - Google Patents

Abstract

【課題】 リード線とケースの貫通孔との高い密着性が得られ、密封性の高い電子部品及びその製造方法を提供すること。【解決手段】 電子部品本体２と、電子部品本体を収納するケース３と、電子部品本体に接続されたリード線４と、リード線を挿通させた貫通孔５ａを有し前記開口部の開口端よりも内側に配されて前記開口部を閉塞する蓋部材５と、蓋部材の外面上に充填された樹脂で形成された樹脂封止部６とを備え、リード線が、芯線４ａと芯線の周囲を覆った樹脂の被覆部４ｂとを備え、被覆部のうち貫通孔内の部分４ｃが、ケースの外部に延出している部分よりも外径が大きく、貫通孔の内面に接している。【選択図】図１

Description

本発明は、防水性に優れ屋外設備用に好適な電子部品及びその製造方法に関する。

屋外設備の誘導雷サージ対策用等の避雷器では、高い防水性が要求されるため、避雷器本体を収納したケースからリード線を引き出す際に、リード線の周囲を樹脂で封止して密閉したもの等が知られている（例えば、特許文献１）。
また、ケースに貫通孔を形成し、この貫通孔からリード線を引き出したもの等も知られている（例えば、特許文献２）。

特開２０１８－１８１９８６号公報 実開昭５７－１８５１９２号公報

上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
上記従来の避雷器等の電子部品では、ケース内に設置した電子部品本体にリード線を接続する場合、ケースに貫通孔を設けてリード線を貫通孔に挿通させて内部の電子部品本体と接続しているが、密閉性をよくするためにリード線の直径と貫通孔の内径との公差を無くすと、リード線を貫通孔に挿入し難くなって作業効率が落ちるという不都合があった。そのため、リード線を通し易い大きな内径の貫通孔にすることが考えられるが、リード線の被覆部と貫通孔との圧着ができず、隙間ができて密閉性の信頼性が不十分となる。また、この場合、密閉性を上げるために樹脂で封止すると、リード線と貫通孔との間からケース内部に樹脂が浸入してしまう問題があった。特に、高耐量が要求されている屋外用の避雷器では、バネ型の温度ヒューズを使用するが、バネ型の温度ヒューズはバネ部材の作動空間がケース内部に必要になり、ケース内部に樹脂が浸入させない構造が求められる。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、リード線とケースの貫通孔との高い密着性が得られ、密封性の高い電子部品及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係る電子部品は、電子部品本体と、前記電子部品本体を収納するケースと、前記電子部品本体に接続されたリード線と、前記リード線を挿通させた貫通孔を有し前記開口部の開口端よりも内側に配されて前記開口部を閉塞する蓋部材と、前記蓋部材の外面上に充填された樹脂で形成された樹脂封止部とを備え、前記リード線が、芯線と前記芯線の周囲を覆った樹脂の被覆部とを備え、前記被覆部のうち前記貫通孔内の部分が、前記ケースの外部に延出している部分よりも外径が大きく、前記貫通孔の内面に接していることを特徴とする。

この電子部品では、被覆部のうち貫通孔内の部分が、ケースの外部に延出している部分よりも外径が大きく、貫通孔の内面に接しているので、高い密閉性を得ることができると共に、樹脂を充填する際にリード線の被覆部と貫通孔との間からケース内に樹脂が浸入してしまうことを抑制できる。また、リード線の被覆部と樹脂封止部との２層により、貫通孔部分のより高い防水性を得ることができる。また、被覆部のうち貫通孔内の部分が、封止樹脂部で覆われたケースの外部に延出している部分より外径が大きいことで、抜け止め効果も得ることができる。

第２の発明に係る電子部品は、第１の発明において、前記貫通孔が、外面から内面に向けて内径が漸次小さく形成されたテーパ部を有していることを特徴とする。
すなわち、この電子部品では、貫通孔が、外面から内面に向けて内径が漸次小さく形成されたテーパ部を有しているので、テーパ部をガイドとしてリード線を外側から貫通孔に挿入し易くなる。特に、公差がマイナスの貫通孔であっても、テーパ部のガイド効果によってリード線を貫通孔内に押し込み易くなり、弾性を有している樹脂の被覆部によって貫通孔に密着させ、高い密閉性を得ることが可能になる。

第３の発明に係る電子部品は、第２の発明において、前記樹脂封止部が、前記テーパ部内にも充填されていることを特徴とする。
すなわち、この電子部品では、樹脂封止部が、テーパ部内にも充填されているので、テーパ部とリード線の被覆部との隙間を樹脂で埋めることで、高い密閉性を得ることができる。

第４の発明に係る電子部品は、第１から第３の発明のいずれかにおいて、前記電子部品本体が、前記リード線に接続されている回路基板と、前記回路基板に分離器を介して接続されたバリスタとを備え、前記分離器が、前記回路基板に接続され前記バリスタが発熱した際に一定以上の温度で前記回路基板から開離されて前記リード線と前記バリスタとの電気的接続を切り離すバネ型温度ヒューズであることを特徴とする。
すなわち、この電子部品は、電子部品本体が、リード線に接続されている回路基板と、回路基板に分離器を介して接続されたバリスタとを備えている避雷器である。
また、分離器が、回路基板に接続されバリスタが発熱した際に一定以上の温度で回路基板から開離されてリード線とバリスタとの電気的接続を切り離すバネ型温度ヒューズであるので、高い密閉性を有したケース内に、バネ型温度ヒューズである分離器の作動空間を確保することができる。

第５の発明に係る電子部品の製造方法は、第１から第４の発明のいずれかの電子部品の製造方法であって、芯線と前記芯線の周囲を覆った樹脂の被覆部とを備えたリード線を、蓋部材に形成された貫通孔に挿通させる挿通工程と、前記芯線の先端部を電子部品本体に接続する接続工程と、前記被覆部のうち前記貫通孔内の部分を熱で膨張させ前記ケースの外部に延出している部分よりも外径を大きくして前記貫通孔の内面に接触させる被覆部膨張工程と、開口部を有したケースの前記開口部を前記蓋部材で閉塞する閉塞工程と、前記閉塞工程後に、前記蓋部材の外面上に樹脂を充填して樹脂封止部を形成する封止工程を有していることを特徴とする。
すなわち、この電子部品の製造方法では、被覆部のうち貫通孔内の部分を熱で膨張させケースの外部に延出している部分よりも外径を大きくして貫通孔の内面に接触させる被覆部膨張工程を有しているので、熱で被覆部を大径化させることで被覆部と貫通孔の内面とを容易に接触させることができる。

第６の発明に係る電子部品の製造方法は、第５の発明において、前記接続工程で、前記芯線の先端部と前記電子部品本体との接続する部分を前記貫通孔の近傍に配すると共に前記芯線の先端部を前記電子部品本体にハンダ付けにより接続し、前記ハンダ付けの熱で前記被覆部のうち前記貫通孔内の部分を熱で膨張させることを特徴とする。
すなわち、この電子部品の製造方法では、ハンダ付けの熱で被覆部のうち貫通孔内の部分を熱で膨張させるので、芯線と電子部品本体との接続と、被覆部の膨張とを同時に行うことができ、作業の簡略化が可能になる。

第７の発明に係る電子部品の製造方法は、第５又は６の発明において、前記貫通孔が、外面から内面に向けて内径が漸次小さく形成されたテーパ部を有していることを特徴とする。
すなわち、この電子部品の製造方法では、貫通孔が、外面から内面に向けて内径が漸次小さく形成されたテーパ部を有しているので、リード線を貫通孔に挿入し易くなる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る電子部品及びその製造方法によれば、被覆部のうち貫通孔内の部分が、ケースの外部に延出している部分よりも外径が大きく、貫通孔の内面に接するので、高い密閉性を得ることができると共に、樹脂を充填する際にリード線の被覆部と貫通孔との間からケース内に樹脂が浸入してしまうことを抑制できる。
また、本発明に係る電子部品の製造方法によれば、被覆部のうち貫通孔内の部分を熱で膨張させケースの外部に延出している部分よりも外径を大きくして貫通孔の内面に接触させる被覆部膨張工程を有しているので、熱で被覆部を大径化させることで被覆部と貫通孔の内面とを容易に接触させることができる。
したがって、本発明の電子部品及びその製造方法は、ケースの密閉性が高く、屋外設備の誘導雷サージ対策用の避雷器及びその製造方法として好適である。

本発明に係る電子部品及びその製造方法の一実施形態を示す断面図である。 本実施形態において、電子部品本体を示す斜視図である。 本実施形態において、電子部品の製造方法を工程順に示す断面図である。

以下、本発明に係る電子部品及びその製造方法の一実施形態を、図１から図３を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、各部を認識可能又は認識容易な大きさとするために必要に応じて縮尺を適宜変更している。

本実施形態の電子部品１は、図１に示すように、電子部品本体２と、電子部品本体２を収納するケース３と、電子部品本体２に接続されたリード線４と、リード線４を挿通させた貫通孔５ａを有し開口部の開口端よりも内側に配されて前記開口部を閉塞する蓋部材５と、蓋部材５の外面上に充填された樹脂で形成された樹脂封止部６とを備えている。
なお、図１及び図３では、電子部品本体２の構成は簡略的に図示している。

上記リード線４は、芯線４ａと芯線４ａの周囲を覆った樹脂の被覆部４ｂとを備えている。
上記被覆部４ｂのうち貫通孔５ａ内の部分４ｃは、ケース３の外部に延出している部分よりも外径が大きく、貫通孔５ａの内面に密着状態で接している。
上記貫通孔５ａは、外面から内面に向けて内径が漸次小さく形成されたテーパ部５ｂを有している。すなわち、被覆部４ｂのうち貫通孔５ａ内の部分４ｃは、貫通孔５ａの内面のうちテーパ部５ｂよりも内側の部分に接している。

上記樹脂封止部６は、テーパ部５ｂ内にも充填されている。
上記電子部品本体２は、リード線４に接続されている回路基板７と、回路基板７に分離器８を介して接続されたバリスタ９とを備えている。
上記分離器８は、回路基板７に接続されバリスタ９が発熱した際に一定以上の温度で回路基板７から開離されてリード線４とバリスタ９との電気的接続を切り離すバネ型温度ヒューズである。

上記芯線４ａと回路基板７とは、ハンダ付けにより接続されている。図において、符号Ｈはハンダである。
上記被覆部４ｂは、例えばＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）で形成されている。
また、ケース３及び蓋部材５は、例えばポリカーボネートで形成されている。
さらに、樹脂封止部６は、例えばビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂で形成されている。

分離器８は、図２に示しように、例えば先端に接点部１２ａを設け、基端が回路基板７に固定された金属等の導電性の板ばねである接点用バネ部材１２を備えている。上記接点用バネ部材１２の基端は、回路基板７の回路を介してリード線４に接続される。
上記接点部１２ａは、回路基板７上の回路パターンに低融点はんだで接着されている。
また、上記接点用バネ部材１２は、低融点はんだが溶けた際に、接点部１２ａが回路基板７から離間する方向に付勢した状態で回路基板７に設置されている。すなわち、接点部１２ａは、バリスタ９で発生した熱によって回路基板７から開離するため、分離器８は、バリスタ９で発生した熱によって作動する温度ヒューズである。

上記バリスタ９の一方の電極（図示略）は、導電性の接続部で回路基板７に接続されている。すなわち、バリスタ９は、回路基板７を介して接点部１２ａに接続されている。したがって、バリスタ９は、回路基板７，接点部１２ａ及び接点用バネ部材１２を介してリード線４に接続される。
また、バリスタ９の他方の電極（図示略）は、回路基板７上に設置された放電管１１に接続されている。また、放電管１１は、リード線４に接続される。
なお、上記低融点はんだは、バリスタ９が故障した際に発生する熱の温度に応じた融点の材料が採用される。

次に、本実施形態の電子部品１の製造方法について、図３に参照して説明する。
本実施形態の電子部品１の製造方法は、図３の（ａ）（ｂ）に示すように、芯線４ａと芯線４ａの周囲を覆った樹脂の被覆部４ｂとを備えたリード線４を、蓋部材５に形成された貫通孔５ａに挿通させる挿通工程と、図３の（ｃ）に示すように、芯線４ａの先端部を電子部品本体２に接続する接続工程と、被覆部４ｂのうち貫通孔５ａ内の部分４ｃを熱で膨張させケース３の外部に延出している部分よりも外径を大きくして貫通孔５ａの内面に接触させる被覆部膨張工程と、図３の（ｄ）に示すように、開口部を有したケース３の開口部を蓋部材５で閉塞する閉塞工程と、閉塞工程後に、図１に示すように、蓋部材５の外面上に樹脂を充填して樹脂封止部６を形成する封止工程を有している。

上記挿通工程では、貫通孔５ａのテーパ部５ｂをガイドとしてリード線４の先端部を挿入していく。
上記接続工程では、図３の（ｃ）に示すように、芯線４ａの先端部と電子部品本体２との接続する部分を貫通孔５ａの近傍に配すると共に芯線４ａの先端部を電子部品本体２にハンダ付けにより接続し、ハンダ付けの熱で被覆部４ｂのうち貫通孔５ａ内の部分４ｃを熱で膨張させる。

上記閉塞工程では、ケース３の開口部の開口端よりも内側に蓋部材５を嵌め込んで開口部を閉塞する。
上記封止工程では、蓋部材５の外面上に、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂を流し込んでテーパ部５ｂと被覆部４ｂとの隙間も埋めた状態で硬化させ、樹脂封止部６を形成する。

このように本実施形態の電子部品１では、被覆部４ｂのうち貫通孔５ａ内の部分４ｃが、ケース３の外部に延出している部分よりも外径が大きく、貫通孔５ａの内面に接しているので、高い密閉性を得ることができると共に、樹脂を充填する際にリード線４の被覆部４ｂと貫通孔５ａとの間からケース３内に樹脂が浸入してしまうことを抑制できる。また、リード線４の被覆部４ｂと樹脂封止部６との２層により、貫通孔５ａ部分のより高い防水性を得ることができる。また、被覆部４ｂのうち貫通孔５ａ内の部分４ｃが、樹脂封止部６で覆われたケース３の外部に延出している部分より外径が大きいことで、抜け止め効果も得ることができる。

また、貫通孔５ａが、外面から内面に向けて内径が漸次小さく形成されたテーパ部５ｂを有しているので、テーパ部５ｂをガイドとしてリード線４を外側から貫通孔５ａに挿入し易くなる。特に、公差がマイナスの貫通孔５ａであっても、テーパ部５ｂのガイド効果によってリード線４を貫通孔５ａ内に押し込み易くなり、弾性を有している樹脂の被覆部４ｂによって貫通孔５ａに密着させ、高い密閉性を得ることが可能になる。

また、樹脂封止部６が、テーパ部５ｂ内にも充填されているので、テーパ部５ｂとリード線４の被覆部４ｂとの隙間を樹脂で埋めることで、高い密閉性を得ることができる。
また、分離器８が、回路基板７に接続されバリスタ９が発熱した際に一定以上の温度で回路基板７から開離されてリード線４とバリスタ９との電気的接続を切り離すバネ型温度ヒューズであるので、高い密閉性を有したケース３内に、バネ型温度ヒューズである分離器８の作動空間を確保することができる。

本実施形態の電子部品１の製造方法では、被覆部４ｂのうち貫通孔５ａ内の部分４ｃを熱で膨張させケース３の外部に延出している部分よりも外径を大きくして貫通孔５ａの内面に接触させる被覆部膨張工程を有しているので、熱で被覆部４ｂを大径化させることで被覆部４ｂと貫通孔５ａの内面とを容易に接触させることができる。

また、ハンダ付けの熱で被覆部４ｂのうち貫通孔５ａ内の部分４ｃを熱で膨張させるので、芯線４ａと電子部品本体２との接続と、被覆部４ｂの膨張とを同時に行うことができ、作業の簡略化が可能になる。
さらに、貫通孔５ａが、外面から内面に向けて内径が漸次小さく形成されたテーパ部５ｂを有しているので、リード線４を貫通孔５ａに挿入し易くなる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

１…電子部品、２…電子部品本体、３…ケース、４…リード線、４ａ…芯線、４ｂ…被覆部、４ｃ…被覆部のうち貫通孔内の部分、５…蓋部材、５ａ…貫通孔、５ｂ…テーパ部、６…樹脂封止部、７…回路基板、８…分離器、９…バリスタ

Claims (7)

1. 電子部品本体と、
   前記電子部品本体を収納するケースと、
   前記電子部品本体に接続されたリード線と、
   前記リード線を挿通させた貫通孔を有し前記開口部の開口端よりも内側に配されて前記開口部を閉塞する蓋部材と、
   前記蓋部材の外面上に充填された樹脂で形成された樹脂封止部とを備え、
   前記リード線が、芯線と前記芯線の周囲を覆った樹脂の被覆部とを備え、
   前記被覆部のうち前記貫通孔内の部分が、前記ケースの外部に延出している部分よりも外径が大きく、前記貫通孔の内面に接していることを特徴とする電子部品。
2. 請求項１に記載の電子部品において、
   前記貫通孔が、外面から内面に向けて内径が漸次小さく形成されたテーパ部を有していることを特徴とする電子部品。
3. 請求項２に記載の電子部品において、
   前記樹脂封止部が、前記テーパ部内にも充填されていることを特徴とする電子部品。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の電子部品において、
   前記電子部品本体が、前記リード線に接続されている回路基板と、
   前記回路基板に分離器を介して接続されたバリスタとを備え、
   前記分離器が、前記回路基板に接続され前記バリスタが発熱した際に一定以上の温度で前記回路基板から開離されて前記リード線と前記バリスタとの電気的接続を切り離すバネ型温度ヒューズであることを特徴とする電子部品。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の電子部品の製造方法であって、
   芯線と前記芯線の周囲を覆った樹脂の被覆部とを備えたリード線を、蓋部材に形成された貫通孔に挿通させる挿通工程と、
   前記芯線の先端部を電子部品本体に接続する接続工程と、
   前記被覆部のうち前記貫通孔内の部分を熱で膨張させ前記ケースの外部に延出している部分よりも外径を大きくして前記貫通孔の内面に接触させる被覆部膨張工程と、
   開口部を有したケースの前記開口部を前記蓋部材で閉塞する閉塞工程と、
   前記閉塞工程後に、前記蓋部材の外面上に樹脂を充填して樹脂封止部を形成する封止工程を有していることを特徴とする電子部品の製造方法。
6. 請求項５に記載の電子部品の製造方法において、
   前記接続工程で、前記芯線の先端部と前記電子部品本体との接続する部分を前記貫通孔の近傍に配すると共に前記芯線の先端部を前記電子部品本体にハンダ付けにより接続し、前記ハンダ付けの熱で前記被覆部のうち前記貫通孔内の部分を熱で膨張させることを特徴とする電子部品の製造方法。
7. 請求項５又は６に記載の電子部品の製造方法において、
   前記貫通孔が、外面から内面に向けて内径が漸次小さく形成されたテーパ部を有していることを特徴とする電子部品の製造方法。

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