JP6674682B2 - 電気部品 - Google Patents

Description

本発明は、電気部品に関し、特に、合成樹脂製のケースの内部に電気回路が納められ、該ケースから外部に突出する端子が該ケースにインサート成形される電気部品に関する。

この種の電気部品として、特許文献１には、樹脂製のケースにベースプレートの一部が埋設されるブレーカが開示されている。同文献に記載されたベースプレートは、銅を主成分とする金属板をプレス加工することにより形成され、ベースプレートの一端には、ベース端子が形成される。また、ベースプレートの埋設部は、インサート成形によりケースの一部分となるベースに埋設され、ベースプレートのベース端子は、ベースの一端から外部に突出する。

特開２０１４−１３９８７１号公報

しかしながら、上記した従来技術のように、端子を合成樹脂製のケースにインサート成形する場合、ケースを成形する際に合成樹脂が端子に沿って流出し、端子の突出部に不要な合成樹脂が付着し易いという問題点があった。

例えば、上記した従来技術において、端子となるベースプレートは、ベースから外部に突出するベース端子と、ベースに埋設される埋設部と、が連続して略同一平面上に形成される。そのため、インサート成形時に、ベース端子と成形型との隙間に合成樹脂が入り込み易く、ベースから外部に突出するベース端子に合成樹脂が付着し易い。

また、ケースの内部側についても同様の問題点がある。即ち、ベースプレートは、埋設部からケース内部の収納空間まで略同一平面上に連続して形成されるので、ベースプレートに形成されてケース内部の収納空間に露出する固定接点にケースの材料となる合成樹脂が付着し易い。特に、成形時において粘性係数の低い熱硬化性樹脂は、成形型と端子との僅かな隙間に入り込み易かった。

このように、ケースの内外に露出すべき端子の突出部、特に電気的接続に利用される接点等に合成樹脂が付着した場合には、電気の導通が阻害され、電子部品の動作不良や異常発熱等の原因になる。また、端子のケース内部に露出する部分に付着した余分な合成樹脂が製品使用時等に脱落し、ケースに内蔵される電気回路に付着して動作不良等の不具合を引き起こす恐れもある。そのため、樹脂成形の後には、ケースの内外に露出する端子の突出部に付着した合成樹脂を取り除く必要がある。このとき、突出部の寸法を変えないように、即ち突出部を削らずに、合成樹脂のみを取り除く必要があり、その作業は容易ではなかった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、合成樹脂製のケースに端子がインサート成形される電気部品において、ケースを構成する合成樹脂がケースから突出する端子の突出部に付着し難く、また、合成樹脂が端子の突出部に付着したとしても容易に取り除くことができる生産性に優れた電気部品を提供することにある。

本発明の電気部品は、合成樹脂製のケースと、前記ケースの内部に設けられる電気回路と、前記ケースにインサート成形されて前記電気回路に接続されると共に前記ケースから外部に突出する端子と、を有し、前記端子は、前記ケースに埋設される埋設部の横断面積が前記ケースから突出する突出部の横断面積よりも大きく形成され、前記端子には、前記埋設部と前記突出部とをつなぐ段部が形成され、前記ケースの表面には、前記端子の周囲を囲んで前記埋設部方向に凹み前記段部が露出する凹部が形成されており、前記電気回路は、バイメタル板と、前記バイメタル板と前記端子とを開閉自在につなぐ接点と、を有することを特徴とする。

本発明の電気部品によれば、合成樹脂製のケースと、前記ケースの内部に設けられる電気回路と、前記ケースにインサート成形されて前記電気回路に接続されると共に前記ケースから外部に突出する端子と、を有する。このように本発明では、ケース成形時に端子がケースにインサート成形されるので、ケース成形後に端子をケースに組み付ける工程が不要である。そのため、本発明の電気部品は、生産性に優れている。

また、前記端子は、前記ケースに埋設される埋設部の横断面積が前記ケースから突出する突出部の横断面積よりも大きく形成され、前記端子には、前記埋設部と前記突出部とをつなぐ段部が形成される。これにより、ケースに埋設される埋設部の側面と、ケースから突出する突出部の側面と、が面一でなくなり、ケースを成形する際には、成形型が段部に当接し、成形型によって段部が端子の軸方向に押圧され、端子と成形型との間に形成される隙間が小さくなる。そのため、ケースを成形する際、埋設部の周囲に流し込まれる合成樹脂は、段部に押し当てられる成形型によって、流出が抑えられて、突出部側に流れ難くなる。これにより、突出部に合成樹脂が付着することを抑制できる。

また、本発明では、ケース成形後の仕上げ加工も容易である。具体的には、段部と成形型との間に形成される僅かな隙間に合成樹脂が浸入して付着したとしても、その合成樹脂が付着した段部を僅かに削ることにより、段部に付着した不要な合成樹脂を容易に取り除くことができる。その際、付着した合成樹脂と共に段部を僅かに削っても良い。つまり、所定の寸法公差の範囲内で仕上げられている端子の突出部を削る必要がないので、製品の品質を損なうことがない。

また、本発明によれば、前記埋設部及び前記突出部は、円柱状に形成されても良い。これにより、埋設部と突出部とをつなぐ段部に付着した不要な合成樹脂を、円形カッタ等の工具を用いて容易に削り取ることができる。そのため、ケースの仕上げ工程を効率化することができ、生産性が向上する。

また、本発明によれば、前記ケースの表面には、前記端子の周囲を囲む凹部が形成されても良い。これにより、埋設部と突出部の境界近傍の段部に付着した余分な合成樹脂を削り取った後の完成製品について、外観を統一して製品の品質を向上させることができる。

また、本発明によれば、前記ケースは、熱硬化性樹脂から成形されても良い。前述のとおり、本発明の電気部品は、端子の突出部への合成樹脂の流出を効果的に抑えることができるので、成形時において粘性係数の低い熱硬化性樹脂についてもインサート成形が可能である。これにより、再加熱しても軟化しない熱硬化性樹脂を用いてケースの耐熱性を高めることができる。

また、本発明によれば、前記電気回路は、バイメタル板と、前記バイメタル板と前記端子とを開閉自在につなぐ接点と、を有しても良い。これにより、電気部品を、過電流が流れた際に回路を遮断するサーキットブレーカとして利用することができる。

本発明の実施形態に係る電気部品の概略構成を示す正面断面図である。 本発明の実施形態に係る電気部品のケースの（Ａ）平面図、（Ｂ）正面断面図、（Ｃ）底面図、である。 本発明の実施形態に係る電気部品の端子の正面図である。 本発明の実施形態に係る電気部品のＡ部近傍の拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る電気部品を図面に基づき詳細に説明する。
本発明の電気部品に収納される電気回路の機能については特に限定されるものではないが、以下の実施形態では、本発明の電気部品が、電気装置の回路等に取り付けられるサーキットブレーカである例について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る電気部品１の概略構成を示す正面断面図である。図１に示すように、電気部品１は、ハウジング２０と、ハウジング２０の下部に設けられる端子１０と、ハウジング２０の内部に収納される電気回路４０と、を有する。

ハウジング２０は、ケース２１と蓋２２とを有する。ケース２１は、上部が開口する略箱状の形態を成し、ケース２１には、電気回路４０や蓋２２等を所定の位置に固定するための孔等が形成されても良い。また、ケース２１の上部には、鋼板等により形成される蓋２２が取り付けられる。蓋２２は、例えば、ねじ止めやリベット止め、カシメ加工等によってケース２１に固定される。

また、ケース２１上部の左右両端近傍には、電気部品１を図示しない電気装置等に固定するためのロックナット２５がインサート成形等によって埋設される。なお、電気部品１を電気装置に固定する方法は種々採用可能であり、例えば、ケース２１に固定用のねじ等を挿通するための貫通孔等が形成されても良い。

ケース２１の下部には、例えば、黄銅等の金属により形成される一対の端子１０が埋設される。夫々の端子１０は、ケース２１の内部に向かって突出する突出部１２と、ケース２１の外部に向かって突出する突出部１３と、を有する。

突出部１３の下面には、下方に突出するねじ部１６が形成される。ねじ部１６には、図示しない電気装置の回路等につながる図示しない圧着端子等が挿通されて、その圧着端子等は、ねじ部１６に螺合する図示しないナット等によって固定される。これにより、圧着端子等の接触面が突出部１３の下面に当接して、電気部品１は、前記電気装置の回路等に電気的に接続される。

ハウジング２０の内部、即ちケース２１の内部には、バイメタル板４１等を有する電気回路４０が設けられる。バイメタル板４１は、線膨張係数の異なる２種類の金属板を重ね合わせることによって略板状に形成される。バイメタル板４１は、左右方向の略中央が、ねじやナット等の固定具によってケース２１に固定される。また、このとき、バイメタル板４１の右側の端部近傍は、右側の端子１０の上方に配設され、バイメタル板４１の左側の端部近傍は、左側の端子１０の上方に配設される。

バイメタル板４１の左右の端部近傍の下面には、夫々下方に向かって突出する接点４２が設けられる。また、２つの端子１０の突出部１２のバイメタル板４１と対向する面、即ち突出部１２の上面には、夫々接点４３が取り付けられる。即ち、接点４２と接点４３とは、互いが向かい合うように取り付けられる。

電気部品１の通常の使用状態において、バイメタル板４１は、左右の両端部近傍が下方になるよう僅かに湾曲した状態となっており、対向する接点４２と接点４３とは当接している。これにより、バイメタル板４１を介して２つの端子１０間に電流が流れる。即ち、電気部品１が取り付けられる電気装置の回路等に電流を流すことができる。

また、電気部品１の内部の電気回路４０に電流が流れると、バイメタル板４１が発熱する。そして、所定の電流よりも大きな電流が流れて、バイメタル板４１が所定の温度以上になると、バイメタル板４１は、左右の両端部近傍が上方に向かって反り返る。これにより、バイメタル板４１の接点４２と端子１０の接点４３とが離れ、電気部品１に流れる電流が遮断される。

また、電気部品１の上部に設けられる蓋２２の略中央には、押釦４６が取り付けられる。押釦４６が下方に向かって押されることにより、押釦４６の下部がバイメタル板４１の左右の上面に当接して、バイメタル板４１が下方へ押圧される。これにより、バイメタル板４１は、通常の使用状態、即ち接点４２と接点４３とが当接して電気的に接続される状態になる。

このように、押釦４６を手動で操作することによって、過電流等によって遮断された電気回路４０を復帰させ、電気部品１に電流を流すことができる。なお、電気部品１の用途に応じて、遮断された電気回路４０が自動復帰するような構成を採用することも可能である。即ち、バイメタル板４１の温度が低下することによって、再び接点４２と接点４３とが接触するような構成を採用しても良い。

図２（Ａ）は、電気部品１のケース２１の平面図である。詳しくは、電気部品１から蓋２２（図１参照）と電気回路４０（図１参照）とを取り外した状態の平面図である。図２（Ｂ）は、同じくケース２１の正面断面図であり、図２（Ｃ）は、同底面図である。図２（Ａ）ないし（Ｃ）に示すケース２１は、例えば、フェノール樹脂等の合成樹脂によって形成される。フェノール樹脂は、熱硬化性樹脂であり、耐熱性に優れる。

図２（Ｂ）に示すように、ケース２１の下部に設けられる端子１０は、ケース２１にインサート成形されことにより、ケース２１に埋設される。このように、インサート成形によって、ケース２１と端子１０とを一体成形することにより、ケース２１を成形した後に端子１０をケース２１に組み付ける行程が不要である。そのため、電気部品１の生産性を高めることができる。また、端子１０とケース２１との間に隙間が形成されないので、ケース２１の内部にほこりや水分等が侵入することを防止できる。

端子１０は、ケース２１の外部から内部に貫通して上下方向に延在しており、前述のとおり、ケース２１に埋設される埋設部１１と、上方に突出する突出部１２と、下方に向かって突出する突出部１３と、を有する。図２（Ａ）ないし（Ｃ）に示すように、埋設部１１は、略円柱状に形成され、埋設部１１の側面は、ケース２１と接触し固定される。

突出部１２は、略円柱状に形成され、埋設部１１の上面から上方、即ちケース２１の内部に向かって突出している。突出部１３は、略円柱状に形成され、埋設部１１の下面から下方、即ちケース２１の外部に向かって突出している。

埋設部１１の上面と突出部１２の上面とは、平面視（図２（Ａ）参照）において、略同心円状に形成される。また、埋設部１１の下面と突出部１３の下面とは、底面視（図２（Ｃ）参照）において、略同心円状に形成される。即ち、埋設部１１と突出部１２と突出部１３とは、略同軸上に形成される。

また、突出部１２及び突出部１３の径は、夫々埋設部１１の径よりも小さく形成される。換言すれば、埋設部１１の横断面積は、突出部１２及び突出部１３の横断面積よりも大きく形成される。

図３は、電気部品１の端子１０の正面図である。図３に示すように、埋設部１１の上面、即ち、埋設部１１と突出部１２との間には、埋設部１１と突出部１２とをつなぐ段部１４が形成される。また、同様に、埋設部１１の下面、即ち埋設部１１と突出部１３との間には、埋設部１１と突出部１３とをつなぐ段部１４が形成される。即ち、ケース２１（図２（Ｂ）参照）に埋設される埋設部１１の側面と、ケース２１から突出する突出部１２及び突出部１３の側面と、が面一でなくなる。

図２（Ｂ）に示すように、ケース２１を成形する際には、ケース２１の内部、即ち端子１０の上方から当接する図示しない成形型と、ケース２１の外部、即ち端子１０の下方から当接する図示しない成形型と、によって、端子１０は、上下方向から挟み込まれる。

このとき、端子１０の上下の段部１４と上下の成形型とが夫々当接し、上下の成形型によって上下の段部１４が端子１０の軸方向に押圧される。即ち、埋設部１１は、成形型によって上下方向から押圧され固定される。これにより、端子１０の段部１４と成形型との間に形成される隙間が小さくなるため、埋設部１１の周囲に流し込まれる合成樹脂は、段部１４に押し当てられる成形型によって、流出が抑えられて、突出部１２及び突出部１３側に流れ難くなる。その結果、突出部１２及び突出部１３に合成樹脂が付着することを抑制できる。

また、上述のように、電気部品１は、端子１０の突出部１２及び突出部１３への合成樹脂の流出を効果的に抑えることができるので、成形時において粘性係数の低い熱硬化性樹脂についてもインサート成形が可能である。これにより、再加熱しても軟化しない熱硬化性樹脂を用いてケース２１の耐熱性を高めることができる。そのため、本実施形態の構成は、ケース２１に耐熱性が要求される熱動式のサーキットブレーカに特に好適である。また、本実施形態に係るケース２１及び端子１０の構成は、ケース２１に耐熱性が要求されるその他の電気部品、例えば、温度ヒューズやサーモスタット等にも好適である。

また、段部１４と成形型との間に形成される僅かな隙間に合成樹脂が浸入して付着したとしても、その合成樹脂が付着した段部１４を僅かに削ることにより、段部１４に付着した不要な合成樹脂を容易に取り除くことができる。その際、付着した合成樹脂と共に段部１４を僅かに削っても良い。これにより、ケース２１の成形後の仕上げ加工を容易に行うことができる。また、所定の寸法公差の範囲内で仕上げられている端子１０の突出部１２及び突出部１３を削る必要がないので、製品の品質を損なうことがない。

また、図２（Ａ）ないし（Ｃ）に示すように、埋設部１１、突出部１２及び突出部１３は、略円柱状に形成されているため、段部１４に付着した不要な合成樹脂を、円形カッタ等の工具を用いて容易に削り取ることができる。これにより、ケース２１の仕上げ工程を効率化することができ、生産性が向上する。

図４は、電気部品１の図１に示すＡ部近傍の拡大断面図である。なお、以下、埋設部１１の下部に形成される凹部２３について詳細に説明し、埋設部１１の上部に形成される凹部２３（図２参照）については同様の効果を奏するので、その説明を省略する。

図４に示すように、ケース２１には、ケース２１の表面から埋設部１１の方向、即ち上方に凹む凹部２３が形成される。凹部２３は、図２（Ａ）ないし（Ｃ）に示すように、端子１０の周囲を取り囲み略環状に形成される。具体的には、ケース２１を成形するための図示しない成形型には、端子１０の突出部１３の周囲を取り囲み埋設部１１に向かって突出する略環状の凸部が形成される。そして、図４に示すように、ケース２１の表面には、前述の成形型の凸部の形状に対応して、端子１０の周囲を取り囲み上方に凹む略環状の凹部２３が形成される。

また、凹部２３の上面は、埋設部１１に形成される段部１４によって形成される。即ち、ケース２１の成形時において、成形型に形成される前述の凸部が段部１４に当接して合成樹脂の流出が抑えられる。なお、成形型の前記凸部と段部１４との間隙に浸入した合成樹脂は、前述のとおり、円形カッタ等の工具によって削り取られる。

なお、段部１４に付着した余分な合成樹脂を円形カッタ等で削り取ると、削り取られた後の仕上げ箇所に略環状の凹みが残ることになる。しかしながら、本実施形態に係る電気部品１では、ケース２１を成形する時点でケース２１の表面の端子１０の周囲に予め略環状の凹部２３が形成されている。そのため、段部１４に付着した余分な合成樹脂を削り取った完成製品と、段部１４に樹脂が付着せずに仕上げの削り取りが行われなかった完成製品と、について、外観を統一して製品の品質を向上させることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更実施が可能である。

１ 電気部品
１０ 端子
１１ 埋設部
１２、１３ 突出部
１４ 段部
２０ ハウジング
２１ ケース
２３ 凹部
４０ 電気回路
４１ バイメタル板
４２、４３ 接点

Claims (3)

1. 合成樹脂製のケースと、
   前記ケースの内部に設けられる電気回路と、
   前記ケースにインサート成形されて前記電気回路に接続されると共に前記ケースから外部に突出する端子と、を有し、
   前記端子は、前記ケースに埋設される埋設部の横断面積が前記ケースから突出する突出部の横断面積よりも大きく形成され、
   前記端子には、前記埋設部と前記突出部とをつなぐ段部が形成され、
   前記ケースの表面には、前記端子の周囲を囲んで前記埋設部方向に凹み前記段部が露出する凹部が形成されており、
   前記電気回路は、バイメタル板と、前記バイメタル板と前記端子とを開閉自在につなぐ接点と、を有することを特徴とする電気部品。
2. 前記埋設部及び前記突出部は、円柱状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の電気部品。
3. 前記ケースは、熱硬化性樹脂から成形されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気部品。

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