JP2017073377A - 電源プラグ - Google Patents

Abstract

【課題】液体侵入防止機能を有し、防水等級がＩＰＸ７に達する電源プラグを提供する。
【解決手段】防水機能を有する従来プラグに比べ、比較的軽量である電源プラグである、電源プラグ２００及びその製造方法において、電源接続基板２１０の内部素子（プラグ、回路板などを含む）を被覆可能な内蓋２５０を電源接続基板内部に設置し、内蓋とプレート２２０との間にコロイドを充填し、最後に超音波溶接で電源プラグの素子を密封にすることにより液体侵入防止機能が達成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、電源プラグ及びその製造方法に関し、特に防水機能を有する電源プラグ及びその製造方法に関する。

電源プラグは、電源ソケットに接続することによって、テレビ、冷蔵庫、シェーバ、ドライヤなどの電化製品に電流を供給して電化製品を動作させるためのものである。電化製品の一部は比較的湿気のある場所（例えば、浴室）で使用されるため、電源プラグにとって、湿気のある環境で安全に利用可能であるか否か並びに防水機能を有するか否かが比較的重要になる。

ＩＰ保護等級（Ingress Protection Rating）又はＩＰコード（IP Code）とも称されるＩＰ保護マーキング（International Protection Marking）は、電気機械器具への固体異物の侵入、液体の侵入に対する防護等級を定義するものとして提供される。ＩＰコードの１つ目の数字は、外部から侵入する物体に対する電気機械器具のケースの遮断能力を示すものであり、０〜６の等級のうち、等級０が外部の物体への接触、外部からの物体の侵入を防止できないことを示し、等級６が完全防塵及び完全接触防止を示している。この数字が大きいほど、外部からの物体の遮断能力が優れていることを示す。ＩＰコードの２個目の数字は、液体侵入に対する電気機械器具のケースの防止力を示すものであり、０〜８の等級のうち、等級０が液体の侵入を防止できないことを示し、等級８が電気機械器具のケースが水中に１メートル超の深さまで浸かることができることを示している。この数字が大きいほど、防水力が優れることを示す。製品のケースがいずれの場合にも一致しない場合、当該桁の数字は、アルファベットの「Ｘ」で代替される。例えば、ＩＰＸ７は、電源プラグが１メートルの深さで水に浸かるときに、浸水により内部が損傷することはないが低圧下又は高圧の水中下では遮断力がないことを示す。

従来の電源プラグは、等級ＩＰＸ７の機能を達成するために、電源プラグの内部にコロイドを直接充填することにより液体の侵入を防止する機能の強化を図っている。例えば、エキポシ（epoxy）樹脂を充填し、充填されたコロイドで電源プラグの内部素子を被覆し、液体の侵入を遮断する。コロイドで電源プラグ全体の内部を充填し、コロイドで内部素子（回路板、電線など）を完全に被覆することがよく行われる。

電源プラグの内部にコロイドを充填するほか、電源プラグの組み立てが完成してから、超音波溶接（ultrasonic welding）技術を用いて電源プラグのケースを密封することがよくある。超音波溶接の原理として、エネルギー変換装置の溶接ヘッダを直接プラスチック素子に接触させて高周波の音響信号をエネルギー変換装置で熱エネルギーに変換することにより、プラスチック素子の分子の強い振動、摩擦によりその局部の温度が高くなり、プラスチックの融点以上の温度となると、プラスチックが溶着する。そして、溶融したプラスチックが冷却され硬化するとプラスチック同士が接着する。

コロイドの充填及び超音波溶接技術により、液体侵入防止機能の強化が図れるが、従来のコロイド充填方式では、大量のコロイドを使用する必要があり、且つ電源プラグの重さが大きくなる。従って、本発明は、上述の問題を解決するためのものである。

本発明の主な目的は、液体侵入防止機能を有し、防水等級がＩＰＸ７に達する電源プラグを提供することである。

また、本発明の別の目的は、防水機能を有する従来プラグに比べ、比較的軽量である電源プラグを提供することである。

上述の目的を達成するために、本発明は、電源プラグ及びその製造方法を提供する。電源接続基板の内部素子（プラグ、回路板などを含む）を被覆可能な内蓋を電源接続基板の内部に設置し、内蓋とプレートの間にコロイドを充填する。少量なコロイドしか充填されないため、電源プラグの重さが軽減される。それから、プレートと電源接続基板の溶接、少なくとも一つの管路と少なくとも一つのプラグの溶接を含む、超音波溶接による電源プラグの素子の密封により、液体侵入防止の機能が達成される。

本発明は、少なくとも一つのプラグを有するとともに、内側に複数の支持素子が設けられた電源接続基板と、前記電源接続基板内の当該少なくとも一つのプラグに電気的に結合する第１エリア、及び第２エリアを有する回路板と、前記回路板の前記第２エリアが内部に固定され、前記複数の支持素子に置かれる内蓋縁を周囲に有する溝を有するとともに、貫通穴を有する内蓋と、前記貫通穴を貫通して前記第２エリアに電気的に結合する電線と、前記内蓋に設けられて前記電源接続基板に嵌合するとともに、前記内蓋との間に液体侵入防止用のコロイドが充填されるプレートとを含む電源プラグを提供する。

本発明の電源プラグにおいて、前記電源接続基板には、一体成形される少なくとも一つの管路を有する。前記少なくとも一つのプラグは、前記少なくとも一つの管路を貫通する。前記貫通穴は、前記内蓋縁に設置される。

前記回路板の当該第１エリアは、少なくとも一つの第１接触点を有し、前記第２エリアは、少なくとも一つの第２接触点を有する。前記少なくとも一つのプラグは、前記少なくとも一つの第１接触点に電気的に結合し、前記電線は、前記少なくとも一つの第２接触点に結合する。

本発明の電源プラグにおいて、前記電源接続基板は、前記電線が設置される基板開口を有する。

本発明の電源プラグにおいて、前記電線は、前記基板開口に嵌合する配線ダクトを有する。

本発明の電源プラグにおいて、前記回路板の前記第２エリアの幅及び高さは、前記溝の内部の幅と高さに一致する。

本発明の電源プラグにおいて、前記複数の支持素子の設置高さは、前記第１エリアと前記第２エリアの境界の高さに対応する。

本発明の電源プラグにおいて、前記回路板の前記第１エリアの第１側の幅は、前記内蓋の幅に一致し、且つ前記複数の支持素子の設置高さは、前記第１エリアと前記第２エリアの境界の高さに対応する。

本発明において、充填される前記コロイドは、少なくとも前記電線を被覆する。

本発明は、電線を内蓋の貫通穴を貫通させて前記内蓋と前記電線を接続することと、前記内蓋の溝に回路板の第２エリアを設置し、前記回路板の第２エリアに前記電線を結合することと、前記回路板の第１エリアに電気的に結合する少なくとも一つのプラグを有する電源接続基板の内部に、組み合わせた前記電線、前記内蓋及び前記回路板を設置することと、前記内蓋にコロイドを充填することと、前記電源接続基板に嵌合するプレートを前記内蓋に設置することと、前記電源プラグを超音波溶接で密封にすることとを含む電源プラグ製造方法を提供する。

本発明の電源プラグ製造方法において、前記回路板の当該第２エリアは、少なくとも一つの第２接触点を有する。前記少なくとも一つの第２接触点によって前記電線を結合する。前記回路板の前記第１エリアは、少なくとも一つの第１接触点を有する。前記少なくとも一つの第１接触点によって前記少なくとも一つのプラグを結合する。

本発明の電源プラグ製造方法において、前記電源接続基板には、一体成形される少なくとも一つの管路を有する。前記少なくとも一つのプラグは、前記少なくとも一つの管路を貫通する。

本発明の電源プラグ製造方法において、前記電源接続基板の内側に複数の支持素子が設置される。前記内蓋は、前記複数の支持素子に置かれる。

本発明の電源プラグ製造方法において、前記電線は、前記基板の基板開口に設置される。

本発明の電源プラグ製造方法において、前記電線は、前記基板開口に嵌合するブロックを有する。

本発明の電源プラグ製造方法において、充填される前記コロイドは、少なくとも当該電線を被覆する。

本発明の実施の形態に係る電源プラグの斜視図である。 実施の形態に係る電源プラグの分解図である。 実施の形態に係る電源プラグの断面図である。 実施の形態に係る電源プラグの電源接続基板の平面図である。 実施の形態に係る電源プラグの組み立てフローの第１工程である。 実施の形態に係る電源プラグの組み立てフローの第２工程である。 実施の形態に係る電源プラグの組み立てフローの第３工程である。 実施の形態に係る電源プラグの組み立てフローの第４工程である。 実施の形態に係る電源プラグの組み立てフローの第５工程である。

以下の詳細な記載を参考することにより、上述した観点及び本発明の利点をより速く理解することができる。以下の記載及び添加図面により、本発明の精神をより簡単に理解することができる。

いま、本発明の各実施形態を説明する。本発明の特定な実施詳細を提供する以下の記載により、これらの実施例の実施形態を読者に徹底的に理解してもらう。しかし、当業者は、本発明がこれらの詳細な条件を有しなくても実施されうることを理解すべきである。また、本文では、各実施例同士の関連記載からの必要でない混同を避けるために、一部の公知の構造や機能を詳しく記載しない。以下の記載で使用される用語は、本発明のある特定実施例の詳細記載と同時に使用されても、もっとも広い意味で合理的に解釈されるべきである。

図１は、本発明の一実施例に係る電源プラグの斜視図である。本発明の電源プラグ１００は、外観として、電源接続基板１１０と、プレート１２０と、電線１３０とを含む。そのうち、電源接続基板１１０は、一体成形され、更に少なくとも一つの管路１１１を有する。少なくとも一つのプラグ１１２は、少なくとも一つの管路１１１に設置可能である。本発明の電源プラグの内部素子の接続関係を以下詳細に記載する。

図２および図３は、本発明の一実施例に係る電源プラグ２００の分解図、電源プラグ断面図である。本発明の電源プラグ２００は、電源接続基板２１０と、回路板２４０と、内蓋２５０と、電線２３０と、プレート２２０を含む。そのうち、電源接続基板２１０は、回路板２４０及び内蓋２５０を収容する構造体である。電源接続基板２１０は、少なくとも一つのプラグ２１２の設置が可能であり、少なくとも一つのプラグ２１２を介して外部電源に電気的に結合して電流を当該電源接続基板２１０の内部の回路板２４０に伝送する。回路板２４０は、プラグ２１２から伝送される電流を受信する。内蓋２５０は、溝２５１を有し、回路板２４０の当該第２エリア２４２の収容と固定ができる。溝２５１の周囲に内蓋縁２５２を有する。当該内蓋には貫通穴２５３を有する（図５Ａを参照する）。電線２３０は、貫通穴２５３を貫通して第２エリア２４２に電気的に結合できる。プレート２２０は、内蓋２５０に設置され、電源接続基板２１０に嵌合する。内蓋２５０とプレート２２０の間にコロイド２７０が充填されて液体侵入が防止される。回路板２４０の第１エリア２４１には少なくとも一つの第１接触点２４１１を有し、第２エリア２４２には少なくとも一つの第２接触点２４２１を有する。少なくとも一つの接触点２４１１は、電源接続基板２１０内の少なくとも一つのプラグ２１２に電気的に結合される。電線２３０は、少なくとも一つの第２接触点２４２１に電気的に結合される。少なくとも一つの第２接触点２４２１は、第１エリア２４１に設置されてもよい（図示せず）。

本発明の実施例において、内蓋２５０とプレート２２０との間にのみコロイド２７０が充填されるため、コロイド２７０の充填により液体侵入防止機能が強化されるとともに、大量にコロイドを充填することにより電源プラグ２００の重さが大きくなることが回避される。電源プラグ２００の組み立てが完成してから、電源プラグ２００の素子を超音波溶接で密封する。プレート２２０と電源接続基板２１０の溶接や、少なくとも一つの管路２１１と少なくとも一つのプラグ２１２の溶接が含まれる。

本発明の実施例において、内蓋２５０の貫通穴２５３は、溝２５１又は内蓋縁２５２に設置される。図２、３のように、本発明は、貫通穴２５３が内蓋縁２５２に設置される。

本発明の一実施例において、充填されるコロイド２７０は、少なくとも電線２３０を被覆する（図３の点線を参照する）。図３に示すように貫通穴２５３が内蓋縁２５２に位置するため、コロイド２７０の充填時に、内蓋２５０内の内蓋縁２５２にコロイド２７０を充填し、電線２３０の高さＨまで被覆するだけで、液体の侵入を遮断する防護機能が達成され、且つ電源プラグ２００の重さが軽減される。電線２３０の高さＨが内蓋縁２５２に接近するほど、充填されるコロイド２７０が少なくなり、さらに電源プラグ２００の重さを軽減させることが理解できる。

本発明の一実施例において、充填されるコロイド２７０は、エキポシ樹脂（epoxy）である。エキポシ樹脂は、人工樹脂、人造樹脂とも呼ばれ、熱硬化性エキポシ重合物であり、硬化後製品の収縮が小さく、硬化時揮発分が少なく、湿気耐性が優れるなどの利点を有する。

本発明の一実施例において、本発明のプレート２２０が電源接続基板２１０に嵌合すると、プレート２２０と電源接続基板２１０を超音波溶接技術で溶接し、電源プラグ２００が密封にされる。

図２、３を参照する。本発明の別の実施例において、電源接続基板２１０は、一体成形され、且つ少なくとも一つの管路２１１を有する。少なくとも一つのプラグ２１２は、少なくとも一つの管路２１１に設置可能である。少なくとも一つのプラグ２１２を介して外部電源に電気的に結合し、電流を当該電源接続基板２１０の内部の回路板２４０に伝送する。

図２を参照する。本発明の一実施例において、電線２３０は、電流を電器に伝送するためのものである。電線２３０は、電線２３０の折りたたみによる損傷を防止するためのブロック２３１を有する。電源接続基板２１０は、基板開口２８０を有する。電線２３０のブロック２３１は、基板開口２８０に嵌合して設置される。本発明の別の実施例において、プレートは、プレート開口を有し、電線のブロックがプレート開口に嵌合して設置される（図示せず）。

図４は、本発明の一実施例に係る電源接続基板２１０の平面図である。当該実施例において、電源接続基板２１０の内側面に複数の支持素子２６０を設置可能である。複数の支持素子２６０は、内側面から突出する。その突出形状は、多角柱体である。当該実施例において、複数の支持素子は、長方体である。内蓋２５０の内蓋縁２５２は、当該複数の支持素子２６０に置かれる。一実施例において、本発明の電源接続基板２１０の内側面には、６個の支持素子２６０を有する。

本発明の一実施例において、回路板２４０の第２エリア２４２の幅及び高さが溝２５１の内部の幅及び高さに対応することにより、回路板２４０の少なくとも一つのプラグ２１２は、溝２５１の内部に係止でき、且つ、複数の支持素子２６０の設置高さは、当該第１エリア２４１と当該第２エリア２４２の境界の高さに対応する。

本発明の一実施例において、回路板の当該第１エリア２４１の第１側面（第２エリア２４２との境界位置）の幅が内蓋２５０の幅に一致するため、第２エリア２４２が溝２５１の内部に係止すると同時に、内蓋縁２５２が第１エリア２４１の第１側面に置かれる。

本発明に係る電源プラグは、電源接続基板の内部素子（プラグ、回路板などを含む）を被覆可能な内蓋を電源接続基板内部に設置し、内蓋とプレートとの間にコロイドを充填し、最後に超音波溶接で電源プラグの素子を密封にすることにより、液体侵入防止機能が達成される。

図５Ａ〜５Ｅは、本発明の電源プラグ２００の製造方法の模式図である。本発明の電源プラグを製造する第１工程を説明する図５Ａでは、電線２３０を内蓋２５０の貫通穴２５３を貫通させて内蓋２５０と電線２３０を接続する。本発明の電源プラグを製造する第２工程を説明する図５Ｂでは、内蓋２５０の溝２５１において、電線２３０が結合される回路板２４０の第２エリア２４２を設置する。本発明の電源プラグを製造する第３工程を説明する図５Ｃでは、組み合わせた電線２３０、内蓋２５０及び回路板２４０を電源接続基板２１０の内部に設置する。電源接続基板２１０は、少なくとも一つのプラグ２１２を有し、少なくとも一つのプラグ２１２を介して外部電源に接続して電流を電源接続基板２１０内部の回路板２４０に伝送する。本発明の電源プラグを製造する第４工程を説明する図５Ｄでは、内蓋２５０にコロイド２７０を充填する。本発明の電源プラグを製造する第５工程を説明する図５Ｅでは、電源接続基板２１０に嵌合するプレート２２０を内蓋２５０に設置する。プレート２２０と電源接続基板２１０を超音波溶接技術で密封させる（図示せず）。

本発明の一実施例において、回路板２４０の第２エリア２４２には少なくとも一つの第２接触点２４２１を有し、少なくとも一つの第２接触点２４２１を介して電線２３０を結合する。

本発明の一実施例において、電源接続基板２１０は、一体成形され、少なくとも一つの管路２１１を有する。少なくとも一つのプラグ２１２は、少なくとも一つの管路２１１に設置可能である。回路板２４０の第１エリア２４１は、電源接続基板２１０の内部の少なくとも一つのプラグ２１２に結合する。

本発明の一実施例において、充填されるコロイド２７０は、少なくとも電線２３０を被覆する（図３の点線を参考する）。当該実施例において、電線２３０は、内蓋（インナーカバー）に設置される貫通穴を貫通する。そのため、コロイド充填時に、内蓋２５０に小量なコロイド２７０を充填し、電線の高さＨまで被覆するだけで、液体侵入を遮断する防護機能が達成され、且つ電源プラグ２００の重さが軽減される。

本発明の一実施例において、電源接続基板２１０の内側面には複数の支持素子２６０が設置されている。内蓋２５０は、複数の支持素子２６０に置かれる。

図５Ｃ、５Ｄを参照する。当該実施例において、電線２３０には更にブロック２３１を有する。ブロック２３１は、電源接続基板２１０の基板開口２８０に嵌合することにより、電線の折りたたみによる損傷が回避される。別の実施例において、電線のブロックは、プレートのプレート開口に嵌合する（図示せず）。

上述のように、本発明に係る電源プラグ及びその製造方法において、電源接続基板の内部素子（プラグ、回路板などを含む）を被覆可能な内蓋を電源接続基板の内部に設置し、内蓋とプレートの間にコロイドを充填する。少量なコロイドしか充填されないため、電源プラグの重さが軽減される。また、プレートと電源接続基板の溶接、少なくとも一つの管路と少なくとも一つのプラグの溶接を含む、超音波溶接による電源プラグの素子の密封により、液体侵入防止の機能が達成される。

本発明は、ここで記載した特定な詳細特徴に限定されない。本発明の精神と範疇内において、先の記載と図面に関するさまざまな発明の変更が許可される。従って、本発明は、その範疇が以上の記載により限定されるのではなく、下記の特許請求の範囲により、ありうる変更と修正を含む。

１００，２００：電源プラグ、１１０，２１０：電線接続基板、１１１，２１１：管路、１１２，２１２：プラグ、１２０，２２０：プレート、１３０，２３０：電線、２３１：ブロック、２４０：回路板、２４１：第１エリア、２４２：第２エリア、２５０：内蓋、２５１：溝、２５２：内蓋縁、２５３：貫通穴、２６０：支持素子、２７０：コロイド、２８０：基板開口、２４１１：第１接触点、２４２１：第２接触点

Claims (5)

1. 少なくとも一つのプラグを有するとともに、内側に複数の支持素子が設けられた電源接続基板と、
   前記電源接続基板内の前記少なくとも一つのプラグに電気的に結合する第１エリア、及び第２エリアを有する回路板と、
   前記回路板の前記第２エリアが内部に固定され、前記複数の支持素子に置かれる内蓋縁を周囲に有する溝を有するとともに、貫通穴を有する内蓋と、
   前記貫通穴を貫通して前記回路板に電気的に結合する電線と、
   前記内蓋に設けられて前記電源接続基板に嵌合し、前記内蓋との間に液体侵入防止用のコロイドが充填されるプレートと、を含む、
   電源プラグ。
2. 前記電源接続基板は、前記電線が設置される基板開口を更に有する、
   請求項１に記載の電源プラグ。
3. 前記電線は、前記基板開口に嵌合する配線ダクトを更に含む、
   請求項２に記載の電源プラグ。
4. 前記複数の支持素子の設置位置は、前記第１エリアと前記第２エリアとの境界に対応する、
   請求項１に記載の電源プラグ。
5. 充填される前記コロイドは、少なくとも前記電線を被覆する、
   請求項１に記載の電源プラグ。