WO2020235431A1 - インサート成形方法、ブレーカーの製造方法、インサート成形部品、及びブレーカー - Google Patents

インサート成形方法、ブレーカーの製造方法、インサート成形部品、及びブレーカー Download PDF

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勝史 浪川
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    • H01H37/54—Thermally-sensitive members actuated due to deflection of bimetallic element wherein the bimetallic element is inherently snap acting

Definitions

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the resin material protruding from the gap between the first mold and the metal piece in the molding process is accommodated in the recess.
  • 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.
  • a recess recessed from the side surface is formed in a region protruding from the resin case on the side surface intersecting the parting line of the metal piece. Therefore, as in the first invention, good connection between the metal piece and the external circuit can be easily obtained in the soldering.
  • the recess 122 is formed at a distance G from the edge of the resin case 110. As a result, the resin material supplied from the molding space to the recess 122 is suppressed, and the recess 122 is suppressed from being filled with the resin material. From the above viewpoint, it is desirable that the recess 122 is formed, for example, at a distance G equal to or greater than the thickness of the metal piece 120 from the edge of the resin case 110.
  • FIG. 2 shows the procedure of the insert molding method according to the embodiment of the present invention.
  • a resin material is filled in a molding space partitioned by a first mold 301 and a second mold 302, and an insert molding part 100 in which a part of a metal piece 120 is embedded in a resin case 110 is formed. It is a method for molding.
  • a recess 122 that is recessed from the side surface 121 is formed in a region of the side surface 121 of the metal piece 120 that is set to protrude from the resin case 110.
  • the resin material R protruding into the gap between the first mold 301 and the metal piece 120 in the molding step S5 is accommodated in the recess 122 (see FIG. 1).
  • the terminal pieces 2 and 3 are formed by, for example, pressing a metal plate containing copper or the like as a main component (in addition, a metal plate such as a copper-titanium alloy, nickel silver, or brass), and are inserted into the case body 7. It is embedded by molding.
  • Part 2 22 is exposed to the outside of the case 10 on the surface 2b.
  • the second part 22 and the external circuit can be electrically connected.
  • a soldering method is applied to the connection between the second part 22 and the external circuit.
  • the second part 22 and the external circuit are soldered in a region including the surface 2b of the second part 22. Therefore, it is desirable that the fillet 210 (see FIG. 1) is formed by the solder wrapping around the side surface 27 of the second portion 22 protruding from the case 10.
  • the movable piece 4 is fixed by being fixed to the first portion 31 of the terminal piece 3 at the connecting portion 42, and the movable contact 41 formed at the tip thereof is formed by elastically deforming the elastic portion 43 of the fixed contact 20.
  • the terminal piece 2 and the movable piece 4 can be energized by being pressed to the side and coming into contact with each other. Since the movable piece 4 and the terminal piece 3 are electrically connected at the first part 31 and the connecting part 42, the terminal piece 2 and the terminal piece 3 can be energized.
  • FIG. 13 shows terminal pieces 2 and 3.
  • the terminal piece 2 has a side surface 27 intersecting with the parting line 75 (see FIG. 10) and a recess 28 recessed from the side surface 27.
  • the distance between the recesses 28 and 38 from the edge of the case body 7 is the same as the above distance G.
  • FIG. 15 is a perspective view of the breaker 1A, which is a modified example of the breaker 1, as viewed from the bottom surface side.
  • the above-described configuration of the breaker 1 can be adopted for the portion of the breaker 1A that is not described below.

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Abstract

インサート成形方法は、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である。インサート成形方法は、金属片の側面に、側面から陥没する凹部を形成する凹部形成工程Ｓ２と、凹部が成形空間の外部に位置するように、金属片を第１金型に装填する装填工程Ｓ３と、第１金型又は第２金型を側面の面内方向に移動させて、金属片を第１金型と第２金型によって挟む型閉じ工程Ｓ４と、第１金型と第２金型とによって閉鎖された成形空間に樹脂材料を充填し硬化させて樹脂ケースを成形する成形工程Ｓ５とを含む。

Description

インサート成形方法、ブレーカーの製造方法、インサート成形部品、及びブレーカー
　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。
　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。
特開２０１９－０２１５３６号公報
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
本発明の一実施形態によるインサート成形部品の構成を示す斜視図。 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すフローチャート。 上記インサート成形方法の金属片形成工程を示す側面図。 上記インサート成形方法の凹部形成工程を示す側面図。 上記インサート成形方法の装填工程を示す側面図。 上記インサート成形方法の型閉じ工程を示す側面図。 上記インサート成形方法の成形工程を示す側面図。 上記インサート成形方法の離型工程を示す側面図。 上記インサート成形部品の第１側面に形成される凹部の変形例を示す斜視図。 上記インサート成形部品を含むブレーカーの構成を示す組立前の斜視図。 通常の充電又は放電状態における上記ブレーカーを示す断面図。 過充電状態又は異常時などにおける上記ブレーカーを示す断面図。 上記ブレーカーに含まれる端子片の構成を示す斜視図。 上記ブレーカーを底面側から視た斜視図。 上記ブレーカーの変形例を底面側から視た斜視図。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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）。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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）。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。 
　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。
　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。
　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。
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

Claims (10)

  1. 　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、
    　インサート成形方法。
  2. 　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、請求項１記載のインサート成形方法。
  3. 　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、請求項１又は２に記載のインサート成形方法。
  4. 　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、請求項１乃至３のいずれかに記載のインサート成形方法。
  5. 　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、請求項１乃至４のいずれかに記載のインサート成形方法。
  6. 　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、請求項５記載のインサート成形方法。
  7. 　請求項１乃至６のいずれかに記載の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。
  8. 　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、インサート成形部品。
  9. 　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、請求項８記載のインサート成形部品。
  10. 　請求項８又は９に記載の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、ブレーカー。
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