(57)【要約】【課題】電源などに接続される一対の電極が所定の離間距離Ｗを隔ててケースに一体的に埋設される場合に、その離間距離Ｗが小さくても優れた絶縁性能が得られるようにする。【解決手段】一対の電極１２、１４がスペーサ１８の隔壁２０によって離間距離Ｗだけ離間させられるとともに、ケース１０の成形時にスペーサ１８の表面が溶融して一体に接合されるため、一対の電極１２、１４はスペーサ１８の隔壁２０によって絶縁されるだけでなく、スペーサ１８が一体に接合されたケース１０によっても絶縁されるようになり、沿面距離が長くなって絶縁性能が高くなる。また、一対の電極１２、１４は電極収容溝２２、２４内に配設されて係止爪２６、２８により抜け止めされるため、射出成形によってケース１０を成形する際の溶融樹脂の流動などで電極１２、１４が電極収容溝２２、２４から抜け出して位置ずれする恐れが無く、所定の絶縁性能が確実に得られる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の板状の電極を、板厚方向に所定の離間距離を隔てた状態で保持して、インサート成形により合成樹脂製の取付部材に部分的に埋設して一体的に配設する電極取付構造であって、
前記取付部材と同系統の合成樹脂材料にて構成されているとともに前記離間距離と略同じ板厚の隔壁を有し、前記一対の電極を該隔壁を挟んで両側に位置決めした状態で前記取付部材がインサート成形されることにより、該取付部材との接触表面が溶融して該取付部材に一体に接合されるスペーサを有する
ことを特徴とする電極取付構造。
【請求項２】
前記スペーサは、前記取付部材よりも融点が低い合成樹脂材料にて構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電極取付構造。
【請求項３】
前記スペーサは、前記一対の電極とは別体に構成されて後から一体的に組み付けられるもので、前記隔壁の両側部に一体に設けられて前記一対の電極の両側部にそれぞれ係合させられ、該電極を該隔壁の両側の所定位置に位置決めする複数の位置決め部を備えている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電極取付構造。
【請求項４】
前記スペーサは、前記隔壁の両側部にそれぞれＴ字状に両側へ突き出すように前記位置決め部が設けられ、断面が略Ｈ形状を成している
ことを特徴とする請求項３に記載の電極取付構造。
【請求項５】
前記スペーサは、前記隔壁の両面側にそれぞれ前記電極の板厚と略同じ幅寸法の有底の電極収容溝を備えているとともに、該隔壁の該電極収容溝の開口側の端部には、該電極収容溝内に収容された前記電極と係合して抜け止めする係止爪が設けられており、該電極収容溝の底部および該係止爪によって前記位置決め部が構成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の電極取付構造。
【請求項６】
一対の板状の電極を、板厚方向に所定の離間距離を隔てた状態で保持して、インサート成形により合成樹脂製の取付部材に部分的に埋設して一体的に配設する電極取付構造であって、
前記一対の電極は、該電極と別体に構成されたスペーサにより前記所定の離間距離を隔てて位置決めされるとともに、
該スペーサは、前記離間距離と略同じ板厚の隔壁と、該隔壁の両側部に一体に設けられて前記一対の電極の両側部にそれぞれ係合させられ、該電極を該隔壁の両側の所定位置に位置決めする複数の位置決め部とを備えている
ことを特徴とする電極取付構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電極取付構造に係り、特に、一対の板状の電極を板厚方向に所定の離間距離を隔てた状態でインサート成形により合成樹脂製の取付部材に一体的に配設する電極取付構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばＤＣ−ＤＣコンバータ、ＤＣ−ＡＣコンバータ等の電力を変換する装置など、所定の電気部品が組み付けられるとともに電極を介して電力が供給される種々の電気装置が知られている。このような電気装置は、例えば特開平９−２２９７３号公報に記載されているように、合成樹脂製のケースを備えているとともに、外部電源などに接続される一対の板状の電極は、スペーサにより板厚方向に所定の離間距離を隔てた状態で保持され、インサート成形によりその合成樹脂製ケースに部分的に埋設されて一体的に配設されるようになっているのが普通である。図６は、このような一対の電極１００、１０２の取付構造の一例を示す断面図で、電極１００および１０２はスペーサ１０４の隔壁１０４ａにより所定の離間距離Ｗを隔てて位置決めされ、その状態でケース１０６がインサート成形されることにより、そのケース１０６の所定位置に部分的に埋設される。図６の（ａ）　はインサート成形される前の状態で、（ｂ）　はインサート成形された後の状態であり、スペーサ１０４は突起１０４ｂによってケース１０６に位置決めされるようになっている。また、離間距離Ｗは、例えば図７に示すように樹脂等の絶縁体１１０を隔てた絶縁距離ｄ１、絶縁体１１０の表面に沿った沿面距離ｄ２、空気層を隔てた空間距離ｄ３などに基づいて、所定の絶縁性能が得られるように定められ、同じ離間距離Ｗであっても沿面距離ｄ２が長ければ絶縁性能が高くなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の電極取付構造においては、スペーサ１０４とケース１０６とが組織的に結合していないため、離間距離Ｗは絶縁距離ｄ１に相当し、十分な絶縁性能を得るためには離間距離Ｗを大きくする必要がある。このため、ケース１０６の側壁部の幅寸法Ｔが大きくなるとともに、その幅寸法Ｔやケース１０６の外形寸法が制限されている場合には、肉厚Ｑを小さくしなければならず、ケース１０６の溶融樹脂の流動が阻害されて欠肉（樹脂の充填不良）などの不良品が発生する可能性があった。隔壁１０４ａを電極１００、１０２よりも突出させれば、沿面距離ｄ２を長くして絶縁性能を高くできるが、その突出方向のケース１０６の寸法（側壁部の高さ寸法）が制限されている場合には、同じくケース１０６の肉厚が薄くなるため、溶融樹脂の流動が阻害されて不良品が発生する可能性がある。また、ケース１０６を成形する際の溶融樹脂の流動などで、電極１００、１０２がスペーサ１０４から抜け出して変形し、所定の絶縁性能が得られなくなる可能性もあった。
【０００４】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、離間距離Ｗを小さくしても優れた絶縁性能が得られるようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第１発明は、一対の板状の電極を、板厚方向に所定の離間距離を隔てた状態で保持して、インサート成形により合成樹脂製の取付部材に部分的に埋設して一体的に配設する電極取付構造であって、前記取付部材と同系統の合成樹脂材料にて構成されているとともに前記離間距離と略同じ板厚の隔壁を有し、前記一対の電極をその隔壁を挟んで両側に位置決めした状態で前記取付部材がインサート成形されることにより、その取付部材との接触表面が溶融してその取付部材に一体に接合されるスペーサを有することを特徴とする。
【０００６】
第２発明は、第１発明の電極取付構造において、前記スペーサは、前記取付部材よりも融点が低い合成樹脂材料にて構成されていることを特徴とする。
【０００７】
第３発明は、第１発明または第２発明の電極取付構造において、前記スペーサは、前記一対の電極とは別体に構成されて後から一体的に組み付けられるもので、前記隔壁の両側部に一体に設けられて前記一対の電極の両側部にそれぞれ係合させられ、その電極をその隔壁の両側の所定位置に位置決めする複数の位置決め部を備えていることを特徴とする。
【０００８】
第４発明は、第３発明の電極取付構造において、前記スペーサは、前記隔壁の両側部にそれぞれＴ字状に両側へ突き出すように前記位置決め部が設けられ、断面が略Ｈ形状を成していることを特徴とする。
【０００９】
第５発明は、第３発明の電極取付構造において、前記スペーサは、前記隔壁の両面側にそれぞれ前記電極の板厚と略同じ幅寸法の有底の電極収容溝を備えているとともに、その隔壁の電極収容溝の開口側の端部には、その電極収容溝内に収容された前記電極と係合して抜け止めする係止爪が設けられており、その電極収容溝の底部およびその係止爪によって前記位置決め部が構成されていることを特徴とする。
【００１０】
第６発明は、一対の板状の電極を、板厚方向に所定の離間距離を隔てた状態で保持して、インサート成形により合成樹脂製の取付部材に部分的に埋設して一体的に配設する電極取付構造であって、（ａ）　前記一対の電極は、その電極と別体に構成されたスペーサにより前記所定の離間距離を隔てて位置決めされるとともに、（ｂ）　そのスペーサは、前記離間距離と略同じ板厚の隔壁と、その隔壁の両側部に一体に設けられて前記一対の電極の両側部にそれぞれ係合させられ、その電極をその隔壁の両側の所定位置に位置決めする複数の位置決め部とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の効果】
第１発明の電極取付構造においては、一対の電極はスペーサの隔壁によって所定の離間距離だけ離間させられるとともに、取付部材がインサート成形される際にスペーサの表面が溶融して取付部材に一体に接合されるため、一対の電極はスペーサの隔壁によって絶縁されるだけでなく、スペーサに接合された取付部材によっても絶縁されるようになり、隔壁を一対の電極から突出させることなく沿面距離（図７のｄ２参照）が長くなって絶縁性能が高くなる。これにより、所望の絶縁性能を確保しつつ、一対の電極の離間距離（スペーサの隔壁の板厚）を小さくするなどして、スペーサをコンパクトに構成することが可能で、そのスペーサが埋設される電極取付部分の形状や寸法の設計の自由度が高くなり、取付部材の成形時の溶融樹脂の流動不良による不良品の発生が抑制される。
【００１２】
また、スペーサが取付部材に一体に接合されるため、強度的にも有利で割れ等の発生が抑制されるとともに、スペーサの一部を外部に露出させることが可能で、取付部材の形状設計の自由度が高くなる。
【００１３】
第２発明では、取付部材よりも融点が低い合成樹脂材料にてスペーサが構成されているため、取付部材の成形時にスペーサの接触表面が溶融し易くなり、より確実に取付部材に一体に接合されるようになる。
【００１４】
第３発明〜第５発明では、別体に構成されたスペーサによって一対の電極が位置決めされるため、インサート成形などで電極と一体的にスペーサを成形する場合に比較して、スペーサの製造やその後の取り扱いが容易で安価に構成される。また、スペーサには一対の電極を隔壁の両側の所定位置に位置決めする複数の位置決め部が設けられているため、取付部材を成形する際の溶融樹脂の流動などで電極がスペーサに対して位置ずれする恐れが無く、隔壁の両側に位置決めされて所定の絶縁性能が確実に得られるとともに、電極を位置決めする位置決め部が隔壁の両側部に設けられているため、その位置決め部によっても沿面距離が確保されるようになり、取付部材との結合と相まって絶縁性能が一層向上する。
【００１５】
第６発明は、スペーサと取付部材との結合を要件とするものではないが、第３発明のようにスペーサには一対の電極を隔壁の両側の所定位置に位置決めする複数の位置決め部が設けられているため、取付部材を成形する際の溶融樹脂の流動などで電極がスペーサに対して位置ずれする恐れが無く、隔壁の両側に位置決めされて所定の絶縁性能が確実に得られるとともに、電極を位置決めする位置決め部が隔壁の両側部に設けられているため、その位置決め部によって沿面距離が確保されるようになり、絶縁性能が高くなる。これにより、所望の絶縁性能を確保しつつ、一対の電極の離間距離（スペーサの隔壁の板厚）を小さくして、スペーサをコンパクトに構成することが可能で、そのスペーサが埋設される電極取付部分の形状や寸法の設計の自由度が高くなり、取付部材の成形時の溶融樹脂の流動不良による不良品の発生が抑制される。また、別体に構成されたスペーサによって一対の電極が位置決めされるため、インサート成形などで電極と一体的にスペーサを成形する場合に比較して、スペーサの製造が容易で安価に構成される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は、例えば電力を変換する装置など、電圧若しくは電流値が比較的高く、特に電力を供給する電気装置のケース（取付部材）に対して、外部電源などに接続される一対の電極を部分的に埋設する電極取付構造に好適に適用されるが、その他の部材に対する電極取付構造にも適用され得る。電極は、所定の電力を供給するものや電気信号を伝達するものなど、電気を通電するものであれば何でも良い。
【００１７】
取付部材およびスペーサは、電気伝導度が低い絶縁性の合成樹脂材料、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファンド）やＰＰＳアロイにて構成され、射出成形によって成形することが望ましく、取付部材については、ガラス繊維などの強化材料を混ぜた複合強化樹脂が好適に用いられる。具体的には、取付部材としては、例えば成形温度が３１０〜３３０℃程度のＰＰＳにガラス繊維が４０％程度混ぜられたＰＰＳ繊維強化樹脂が好適に用いられ、スペーサとしては、成形温度が２８０〜３００℃程度で強化繊維無しのＰＰＳ或いはＰＰＳアロイが好適に用いられる。成形温度は融点に対応し、取付部材の成形時にスペーサを一体に接合する上で、スペーサの方が融点の低いものを採用することが望ましいが、スペーサの肉厚が薄く（例えば１〜２ｍｍ程度）て熱容量が低い場合には略同じ融点（成形温度）であっても、スペーサの接触表面を溶融させて一体に接合することが可能である。第２発明では、スペーサの材質や肉厚によっても異なるが、例えばスペーサの成形温度（融点）が取付部材の成形温度（融点）よりも２０〜３０℃程度低いことが望ましい。
【００１８】
スペーサは、第３発明〜第６発明のように電極と別体に構成して後から組み付けるようにしても良いが、例えば一対の電極の一方或いは両方と一体的にインサート成形し、それ等の電極を一体的に位置決めすることもできる。第５発明の係止爪は、スペーサの成形時にアンダーカットになるため、材質によっても異なるが、その突出寸法は離型時に損傷しないように例えば０．５ｍｍ程度以下の寸法で定められる。なお、第６発明の実施に際しても、そのスペーサを例えば第４発明、第５発明のように構成することができる。
【００１９】
第５発明のスペーサには一対の電極収容溝が設けられるが、その電極収容溝の開口の向きは同じであっても良いし、反対向きであっても良く、電極収容溝の深さは、電極を完全に収容できるものでも、電極の一部だけを収容するものでも良い。また、第５発明では隔壁に係止爪が設けられて一対の電極の沿面距離が確保されるが、第１発明の実施に際しては、電極収容溝を構成している隔壁と反対側の外壁に内向きに係止爪を設けることもできるなど、種々の態様が可能である。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明が適用された電気装置のケース１０のうち、一対の電極１２、１４が部分的に埋設されて固設されている側壁部１６を示す図で、（ａ）　はケース１０をインサート成形する前にスペーサ１８が電極１２、１４に組み付けられた状態を示す断面図、（ｂ）　は合成樹脂製のケース１０の成形と同時に電極１２、１４が部分的に埋設されるようにインサート成形した状態の断面図である。この電気装置は、電気部品として図示しないＤＣ−ＤＣコンバータ、ＤＣ−ＡＣコンバータ等が組み付けられ、直流または交流の電力を供給する装置で、電力を供給する電極１２、１４は薄板状を成しており、その電極１２、１４が配設されるケース１０は取付部材に相当する。
【００２１】
スペーサ１８は、電極１２、１４が所定の絶縁性能を有するように板厚方向へ予め定められた離間距離Ｗだけ離間させて位置決めするためのもので、電極１２、１４とは別体に構成され、後から図１（ａ）　に示すようにそれ等の電極１２、１４に一体的に組み付けられるようになっている。スペーサ１８は、離間距離Ｗと略同じ板厚の隔壁２０と、その隔壁２０の両面側にそれぞれ設けられた電極１２、１４の板厚と略同じ幅寸法の有底の電極収容溝２２、２４とを備えており、その電極収容溝２２、２４内に電極１２、１４が収容されるようになっている。また、電極収容溝２２、２４の開口側に位置する隔壁２０の先端部、すなわち図１における上端部は、電極収容溝２２、２４から僅かに突き出しているとともに、それ等の電極収容溝２２、２４側へ突き出す係止爪２６、２８が設けられており、電極収容溝２２、２４内に収容された電極１２、１４の側部と係合して抜け止めするようになっている。スペーサ１８は、合成樹脂材料にて一体成形されたもので、隔壁２０の先端部の電極１２、１４からの突出寸法は１〜２ｍｍ程度で、係止爪２６、２８の突出寸法ｔは、アンダーカットにより離型時に損傷しないように０．５ｍｍ程度とされている。この係止爪２６、２８および電極収容溝２２、２４の底部は、電極１２、１４の両側部に係合させられて隔壁２０の両側の所定位置に位置決めする位置決め部として機能している。
【００２２】
上記ケース１０およびスペーサ１８は、何れも電気伝導度が低い絶縁性の合成樹脂材料、具体的にはＰＰＳ（ポリフェニレンサルファンド）を主体として構成されており、ケース１０は、成形温度が３１０〜３３０℃程度のＰＰＳにガラス繊維が４０％程度混ぜられたＰＰＳ繊維強化樹脂が用いられている。また、スペーサ１８は、ケース１０よりも融点が２０〜３０℃程度低くて、成形温度が２８０〜３００℃程度の強化繊維無しのＰＰＳ或いはＰＰＳアロイが用いられており、図１（ｂ）　に示すようにケース１０内に埋設されるように、射出成形によりインサート成形される際に、ケース１０の溶融樹脂との接触表面が溶融してケース１０に一体に結合されるようになっている。
【００２３】
このような電極取付構造においては、一対の電極１２、１４がスペーサ１８の隔壁２０によって所定の離間距離Ｗだけ離間させられるとともに、ケース１０がインサート成形される際にスペーサ１８の表面が溶融してケース１０に一体に接合されるため、一対の電極１２、１４はスペーサ１８の隔壁２０によって絶縁されるだけでなく、スペーサ１８が一体に接合されたケース１０によっても絶縁されるようになり、隔壁２０を一対の電極１２、１４から大きく突出させることなく沿面距離（図７のｄ２参照）が長くなって絶縁性能が高くなる。これにより、所望の絶縁性能を確保しつつ、一対の電極１２、１４の離間距離Ｗを小さくするなどして、スペーサ１８をコンパクトに構成することができ、そのスペーサ１８が埋設されるケース１０の側壁部１６の形状や寸法の設計の自由度が高くなり、ケース１０の成形時の溶融樹脂の流動不良などに起因する不良品の発生が抑制される。
【００２４】
また、スペーサ１８がケース１０に一体に接合されるため、強度的にも有利で割れ等の発生が抑制されるとともに、例えば図３に示すようにスペーサ１８の一部を外部に露出させることが可能で、ケース１０の形状や寸法の設計の自由度が高くなる。
【００２５】
また、ケース１０よりも融点が低い合成樹脂材料にてスペーサ１８が構成されているため、ケース１０の成形時にスペーサ１８の接触表面が溶融し易くなり、より確実にケース１０に対してスペーサ１８が一体に接合されるようになる。
【００２６】
また、スペーサ１８には一対の電極１２、１４を隔壁２０の両側の所定位置に位置決めするように電極収容溝２２、２４や係止爪２６、２８が設けられているため、射出成形によってケース１０を成形する際の溶融樹脂の流動などで電極１２、１４が電極収容溝２２、２４から抜け出して位置ずれする恐れが無く、隔壁２０の両側に位置決めされて所定の絶縁性能が確実に得られるとともに、位置決め部として機能する電極収容溝２２、２４の底部や係止爪２６、２８によっても沿面距離が確保されるようになり、スペーサ１８とケース１０との結合と相まって絶縁性能が一層向上する。
【００２７】
また、別体に構成されたスペーサ１８を一対の電極１２、１４に組み付けて位置決めするため、例えば図４に示すスペーサ５０、５２のように、一方の電極１２を取り囲むようにインサート成形して一体的に固設する場合に比較して、スペーサ１８の製造やその後の取り扱いが容易で安価に構成される。
【００２８】
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において前記実施例と共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
【００２９】
図２は前記図１に対応する図で、この実施例のスペーサ３０は、隔壁２０の両側部にそれぞれＴ字状に両側へ突き出すように位置決め部３２、３４が設けられ、断面が略Ｈ形状を成しているもので、それ等の位置決め部３２、３４によって一対の電極１２、１４は隔壁２０の両側の所定位置に位置決めされる。
【００３０】
本実施例では、前記実施例と同様の効果が得られるのに加えて、前記電極収容溝２２、２４を設ける場合に比較してスペーサ３０が一層簡単且つコンパクトに構成されるとともに、側壁部１６の幅寸法Ｔを一層狭くすることができる。
【００３１】
図３の側壁部４０は、前記図１のスペーサ１８がケース１０に一体に接合されることから、そのスペーサ１８の一方の側壁面すなわち電極収容溝２２側の外側の側壁面４２が外部に露出するように、インサート成形によりスペーサ１８をケース１０に一体に接合した場合で、このようにすれば側壁部４０の幅寸法を小さくできるなど、ケース１０の形状や寸法の設計の自由度が高くなる。
【００３２】
図４のスペーサ５０、５２は、それぞれ前記図１、図２のスペーサ１８、３０に比較して、一方の電極１２を取り囲むようにインサート成形した場合で、その電極１２に一体的に固設されている。
【００３３】
図５は、ケース１０の一例を説明する概略図で、前記図２に示すスペーサ３０を用いて電極１２、１４を位置決めしてケース１０を射出成形する場合であり、（ａ）　はスペーサ３０によって電極１２、１４が位置決めされた状態を示す斜視図、（ｂ）　はそれ等の電極１２、１４が側壁部１６に部分的に埋設されるようにケース１０をインサート成形した後の斜視図である。
【００３４】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である電極取付構造を示す図で、（ａ）　はスペーサによって一対の電極が位置決めされた状態を示す断面図、（ｂ）　は一対の電極が埋設されるようにケースをインサート成形した状態を示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す図で、（ａ）　はスペーサによって一対の電極が位置決めされた状態を示す断面図、（ｂ）　は一対の電極が埋設されるようにケースをインサート成形した状態を示す断面図である。
【図３】本発明の更に別の実施例を示す断面図である。
【図４】本発明の更に別の実施例を示す断面図で、（ａ）　は図１のスペーサを一方の電極に一体的に固設した場合で、（ｂ）　は図２のスペーサを一方の電極に一体的に固設した場合である。
【図５】本発明の電極取付構造が好適に適用される電気装置のケースの一例を説明する概略図である。
【図６】従来の電極取付構造の一例を示す図で、（ａ）　はスペーサによって一対の電極が位置決めされた状態を示す断面図、（ｂ）　は一対の電極が埋設されるようにケースをインサート成形した状態を示す断面図である。
【図７】一対の電極の絶縁性能を説明する図である。
【符号の説明】
１０：ケース（取付部材）　　１２、１４：電極　　１８、３０、５０、５２：スペーサ　　２０：隔壁　　２２、２４：電極収容溝　　２６、２８：係止爪（位置決め部）　　３２、３４：位置決め部　　Ｗ：離間距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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