(57)【要約】【課題】製品として要求される耐熱性能，機械的な強度を確保しつつ、製品の小形，軽量化、並びに生産性向上，コスト低減化が図れるように改良した開閉・制御機器を提供する。【解決手段】樹脂成形品になるハウジング１に接点機構（固定，可動接触子７，８）,開閉操作部（操作用電磁石５）,端子などの機能部品、および樹脂製の接触子ホルダ６を搭載して組み立てた構成の開閉・制御機器（電磁接触器，配電用遮断器，制御リレーなど）において、前記構成部品のうちの高い耐熱性能が要求される樹脂成形部品（接触子ホルダ，一種耐熱機器に対応するハウジング）を、熱可塑性ポリマーをベースレジンとしてこれに架橋剤,強化材を添加した樹脂組成物で成形固化した後、放射線を照射して前記熱可塑性ポリマーを架橋した架橋熱可塑性樹脂の成形品で構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂成形品になるハウジングに接点機構,開閉操作部,端子などの機能部品、および樹脂製の接触子ホルダを搭載した構成の開閉・制御機器において、
前記構成部品のうちの高耐熱性が要求される樹脂成形部品を、熱可塑性ポリマーをベースレジンとして架橋剤,強化材を添加した樹脂組成物を成形固化した後に放射線を照射して前記熱可塑性ポリマーを架橋した架橋熱可塑性樹脂成形品で構成したことを特徴とする開閉・制御機器。
【請求項２】
請求項１記載の開閉・制御機器において、架橋熱可塑性樹脂製になる樹脂成形部品が、接点機構の接触子ホルダであることを特徴とする開閉・制御機器。
【請求項３】
請求項１記載の開閉・制御機器において、架橋熱可塑性樹脂製の樹脂成形部品が、一種耐熱形機器のハウジングおよび接触子ホルダであることを特徴とする開閉・制御機器。
【請求項４】
請求項１記載の開閉・制御機器において、架橋熱可塑性樹脂製になる樹脂成形部品が、はんだ付け端子を保持するハウジングのベースであることを特徴とする開閉・制御機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁接触器,配線用遮断器，制御リレーなどを対象とした開閉・制御機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、消防法で規定した耐熱形配電盤に適用する配電用機器については、その耐熱性能に関する基準が定められており、その認定基準は一種耐熱機器（試験温度２８０℃で３０分間加熱の耐熱試験に耐えること），二種耐熱機器（試験温度１２０℃で３０分間加熱の耐熱試験に耐えること）に区分されている。
このような耐熱形の開閉・制御機器（電磁接触器，配線用遮断器）に関して、従来では要求される耐熱性能（例えば一種耐熱基準）を確保するために、ハウジング，接触子ホルダ（接点支え）などの主要な樹脂成形部品の成形材料にポリエステル系樹脂やフェノール系樹脂などの熱硬化性樹脂を用い、これにガラス繊維などの強化材を添加してモールド（射出成形）した樹脂成形品で構成している（例えば、特許文献１，特許文献２参照）。
また、前記した一種，二種耐熱仕様以外の標準形製品においても、過負荷電流の通電発熱，電流遮断時のアークなどの高温および開閉動作に伴う荷重を繰り返し受ける電磁接触器，配線用遮断器の接触子ホルダ、あるいは製品の組立工程で端子を組み付けた状態で高温の半田浴（３５０℃）に浸漬して半田付けを行う制御リレーのベース（基台）などの樹脂成形部品については、高い耐熱性，機械的強度を確保するために、前記の耐熱形機器と同様に熱硬化性樹脂の成形品、あるいは液晶ポリマーなどのスーパーエンジニアリングプラスチック成形品で構成しているのが現状である。
【特許文献１】特開平１１−１５４４５３号公報
【特許文献２】特開平１０−２３３１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、先記のように電磁接触器，配線用遮断器のハウジング，接触子ホルダ、半田付け端子を保持する制御リレーのベースなどを熱硬化性樹脂の成形品で構成した開閉・制御機器には、次記ような問題点がある。
すなわち、開閉・制御機器には製品の小形，軽量化に加えて、環境への対応として成形樹脂材料のリサイクル化が要望されている。これに対して、ハウジング，接触子ホルダ，ベースなどの樹脂成形部品が熱硬化性樹脂の成形品になる従来品は、熱可塑性樹脂の成形品に比べて肉厚が増して部品サイズが大形化するほか、生産性の面でも標準製品と耐熱製品をそれぞれ専用のモールド金型,製造ラインで製造するためコストが嵩んで製品価格が高くなる。さらに、熱硬化性樹脂の成形品は、射出成形工程で発生するスプルー，ランナー，バリなどのリサイクルが困難であるほか、製品の組立工程で樹脂成形部品に金属部品（例えば、外部接続端子）を圧入する際に樹脂の磨耗粉が生じるため、この磨耗粉が開閉接点に付着するのを防ぐように磨耗粉を除去する洗浄作業が必要となる問題もある。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、製品として要求される耐熱性能，機械的な強度を確保しつつ、製品の小形，軽量化、並びに生産性向上，コスト低減化が図れるように改良した開閉・制御機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明によれば、樹脂成形品になるハウジングに接点機構,開閉操作部,端子などの機能部品、および樹脂製の接触子ホルダを搭載して組み立てた構成の開閉・制御機器において、
前記構成部品のうちの高い耐熱性能が要求される樹脂成形部品を、熱可塑性ポリマーをベースレジンとして架橋剤,強化材を添加した樹脂組成物を成形固化した後に放射線を照射して前記熱可塑性ポリマーを架橋した架橋熱可塑性樹脂成形品で構成するものとし（請求項１）、具体的には次記部品を架橋熱可塑性樹脂成形品で構成する。
（１）電磁接触器，配線用遮断器などにおける接点機構の接触子ホルダを架橋熱可塑性樹脂成形品で構成する（請求項２）。
（２）一種耐熱形機器（電磁接触器，配線用遮断器など）については、そのハウジング,接触子ホルダ,コイルボビンなどの部品を架橋熱可塑性樹脂成形品で構成する（請求項３）。
（３）制御リレーで半田付け端子を保持するハウジングのベースを架橋熱可塑性樹脂成形品で構成する（請求項４）。
【発明の効果】
【０００６】
上記のように高い耐熱性能と機械的強度が要求される樹脂成形部品について、従来品の熱硬化性樹脂に代えて架橋熱可塑性樹脂を用いた成形品を採用して開閉・制御機器を構成することにより、従来品に比べて部品の肉厚，体積を大幅に縮小して製品の小形，軽量化が図れるほか、生産性の面でも同一の金型,製造ラインを共用して標準製品と耐熱製品を製造でき、さらに環境への対応面でも成形工程で発生するスプルー，ランナー，バリなどの破材のリサイクル化が可能となる。
ここで、架橋熱可塑性樹脂を電磁接触器，配線用遮断器の接点回り部品である接触子ホルダに適用することにより、所要の耐熱性確保，部品サイズの小形化に加えて、耐久性を高めることができる。
また、一種耐熱形機器については、そのハウジングに架橋熱可塑性樹脂を適用することで、非耐熱形の標準品製作に使用するハウジング成形金型との共用化が可能となって生産性，コスト低減化が図れる。
【０００７】
さらに、端子を保持したまま高温の半田浴に浸漬して端子の半田付けを行う制御リレーのベース成形材料に架橋熱可塑性樹脂を適用することにより、その製品組立工程でベースに金属部品を圧入する際に樹脂の磨耗粉が発生することがなく、また部品組立後に行うリード半田付け時の加熱で樹脂成形品のベースが溶融，熱変形するおそれもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図示実施例に基づいて説明するものとし、先ずは発明の実施対象となる開閉・制御装置の例として、電磁接触器の組立構造を図１に，制御リレーの組立構造を図２に例示する。
図１において、１は下部ケース２，上部ケース３，端子カバー４の分割構造になる樹脂成形品のハウジング、５は下部ケース２に収容した操作用電磁石、６は電磁石５の可動鉄心に連結した接触子ホルダ（樹脂成形品）、７は接触子ホルダ６に保持した可動接触子、８は外部接続端子を兼ねた固定接触子である。なお、電磁接触器の開閉動作については周知であり、ここではその説明は省略する。
また、図２に示す制御リレーにおいて、９はハウジングカバー（透明樹脂製）、１０は樹脂成形品になるベース、１１はベース１０を貫通して圧入保持した外部接続用の端子、１２はベース１１の上に搭載した操作用電磁石、１３は電磁石１２のアーマチュアに連結した可動接点、１４，１５は可動接点１３に対向して端子１１の先端部に形成した固定接点（ａ接点，ｂ接点）、１６は可動接点１３に接続したコモンリード１７を端子１１に接続する半田接合部、１８は電磁石コイルのリード を端子１１に接続する半田接合部である。なお、制御リレーの組立工程で端子１１を半田付けするには、端子１１を保持したままベース１０を半田浴に浸漬して必要箇所の半田付けを行い、またベース１０の上に搭載する各部品については、組立作業が簡単な圧入固定方式を採用して組み立てるようにしている。
【０００９】
そして、前記の開閉・制御装置について、本発明によれば図１の電磁接触器のハウジング１，および開閉接点回りの部品である接触子ホルダ６，電磁石５のコイルボビンを次記のように架橋熱可塑性樹脂の成形品で構成する。すなわち、一種耐熱形の電磁接触器についてはハウジング１および接触子ホルダ６を、熱可塑性ポリマーをベースレジンとしてこれに架橋剤,強化材を添加した組成の樹脂を成形固化した後、放射線を照射して前記熱可塑性ポリマーを架橋した架橋熱可塑性樹脂の成形品で構成し、標準形（非耐熱形）の電磁接触器についてはハウジング１を汎用の熱可塑性樹脂で構成し、ハウジング１に組み込む接触子ホルダ６は前記と同様な架橋熱可塑性樹脂で構成する。なお、電磁接触器の操作用電磁石のコイルボビンを架橋熱可塑性樹脂で構成するようにしてもよい。また、配電用遮断器については、電磁接触器と同様にハウジング，接触子ホルダ（配線用遮断器の接触子ホルダは回動式）は架橋熱可塑性樹脂を材料とした成形品で構成するものとする。
【００１０】
一方、図２の制御リレーについては、半田付け端子１１を保持した上で、他の部品を搭載するベース１０を架橋熱可塑性樹脂の成形品で構成する。
なお、前記のハウジング１，接触子ホルダ６，およびベース１０に適用する架橋熱可塑性樹脂の材料組成例を表１に示す。
【００１１】
【表１】
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次に、電磁接触器に装備した接触子ホルダ６について、表１の架橋熱可塑性樹脂を成形材料として作製した供試体、およびその比較例として用意した従来製品（熱硬化性樹脂製），架橋を施さない汎用の熱可塑性樹脂で作製した供試体の耐熱性，疲労強度，および部品サイズを比較した検証の結果について述べる。
先ず、発明者等は電磁接触器の製品で保証する疲労耐久性を検証するために、従来品の接触子ホルダの成形材料であるフェノール樹脂＋強化材（木粉），ポリエステル樹脂＋強化材（ガラス繊維）と、先記表１の組成材料（架橋ＰＡ）の成形品（試験片）について疲労限界試験を行い、図３の強度・疲労特性を得た。なお、図３で縦軸は試験片に加えた繰り返し曲げ応力、横軸は疲労破壊に至った回数を表しており、この試験からも、架橋熱可塑性樹脂の成形品は熱硬化性樹脂の成形品に比べて機械的寿命が大幅に向上することが確認された。
【００１２】
次に、同じフレームサイズ，耐久性（保証する接点動作回数）の電磁接触器に適用する接触子ホルダとして、架橋熱可塑性樹脂で作られた接触子ホルダの供試体６−１（図４（ａ）参照）と熱硬化性樹脂で作られた接触子ホルダの供試体６−２（図４（ｂ）参照）の外形サイズを対比して図４に示す。図４（ａ），（ｂ）から判るように、電磁接触器の製品で保証する疲労耐久性を確保するのに、熱硬化性樹脂材の供試体６−２（従来品）と比べて、架橋熱可塑性樹脂材の供試体６−１は肉薄で外形サイズも小さくて済み、これにより従来品と比べて電磁接触器を体積比で２／３程度に小形化が可能となる。
さらに、発明者等は前記の供試体６−１（架橋熱可塑性樹脂材料）についての耐熱性能を検証するために、次のようなテストを行った。まず、一種耐熱機器に対する耐熱試験（２８０℃試験温度曲線によって３０分加熱）では全く異常の生じないことが確認できた。また、耐アーク性，半田付け時の耐熱性を確認するために、接触子ホルダを部分的に３５０℃で１０秒間加熱する耐熱テストを行った結果でも溶融，変形の発生が全く認められなかった（図５（ａ）参照）。これに対して、架橋を施さない熱可塑性樹脂材料で作製した供試体６−３（図５（ｂ）参照）に同様な耐熱テストを行ったところ、図５（ｂ）のＰ部で表すように熱を加えた箇所が溶融して形状が大きく崩れてしまった。
【００１３】
また、図２に示した制御リレーのベース１０について、前記と同様な架橋熱可塑性樹脂，熱硬化性樹脂の成形材料で作製した供試体の耐熱性，半田付け時の耐熱性を検証した結果でも十分な成果が得られ、また鉛フリー半田を採用した半田付けにも対応できることが確認できた。さらに、ベース１０を架橋熱可塑性樹脂製とすることにより、ベースに他の部品を圧入固定する過程では、熱硬化性樹脂の場合に生じる磨耗粉の発生もないことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施対象として例示した電磁接触器の構成図
【図２】本発明の実施対象として例示した制御リレーの構成図
【図３】架橋熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との疲労特性比較図
【図４】電磁接触器の接触子ホルダについて、架橋熱可塑性樹脂，熱硬化性樹脂を成形材料に作製したホルダ外形サイズの比較図で、（ａ），（ｂ）はそれぞれ同一フレームサイズの電磁接触器に適用する架橋熱可塑性樹脂，熱硬化性樹脂で作製した接触子ホルダの正面図
【図５】電磁接触器の接触子ホルダについて、架橋熱可塑性樹脂，架橋なし熱可塑性樹脂を成形材料に作製したホルダの耐熱試験結果を表す図で、（ａ），（ｂ）はそれぞれ架橋熱可塑性樹脂，架橋なしの熱可塑性樹脂で作製した供試体の耐熱試験後の状態を表す正面図
【符号の説明】
【００１５】
1    電磁接触器のハウジング
６    電磁接触器の接触子ホルダ
１０    制御リレーのベース
１１    制御リレーの端子
【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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