JP5275759B2 - 電気器具、及び該電気器具の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、商用電源に接続される電気器具、及び該電気器具の製造方法に関するものである。

この種の電気器具、例えばＡＣアダプタは商用電源に接続可能に構成された金属製のプラグを有している。このプラグは１組のブレード（栓刃）で構成され、樹脂製の防水ケースにインサート成形されている。
当該アダプタは交流電力を直流電力に変換しており、この変換の際には熱が発生する。そして、ケースの伸縮率とブレードの伸縮率とが異なるため、この熱はケースとブレードとの間に隙間を生じさせ、ケースの気密性を低下させる要因になる。

そこで、封入樹脂材を用いてケースの気密性を高める技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。詳しくは、このブレードの周囲にはガード壁が形成されており、封入樹脂材をガード壁の内側に充填してケースの防水性を確保している。

国際公開第０７／１１６７９１号パンフレット

しかしながら、上記特許文献１の如くの封入樹脂材は高価であるし、また、封入樹脂材をケースの内部に充填すると、ケースの完成に至るまでの工数が非常に長くなるとの問題がある。この封入樹脂材は、注入して乾燥するまで約８時間程度の期間を要し、当該樹脂材の乾燥時間がケースを形成する樹脂の固化時間にさらに加算されるからである。

ここで、Ｏリングをブレードに配置し、ケースの防水性を確保することも考えられるが、このＯリングを単にブレードに設けるのみでは、インサート成形時の樹脂の圧力でブレードに対するＯリングの位置がずれてしまう、或いはＯリングがブレードから外れてしまうとの問題が生ずる。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、製造コストの低廉化を図りつつ、ケースの防水性を確保する電気器具、及び該電気器具の製造方法を提供することである。

上記目的を達成するための第１の発明は、商用電源に接続される電気器具であって、機能部材を収納する樹脂製のケースと、ケースにインサート成形されており、商用電源に接続される露出部、及び樹脂に囲繞される樹脂対峙部をそれぞれ備えた栓刃と、樹脂対峙部に係合されており、インサート成形時の樹脂の圧力で栓刃に密着する環状の弾性部材と、樹脂対峙部に係合されており、弾性部材が受容可能に形成され、露出部から離間するに連れて縮径し、インサート成形時に弾性部材を栓刃の軸線に向けて押し込む押圧面を有した鍔部材とを具備する。また樹脂対峙部は、その外周に弾性部材を配置した状態で栓刃の軸線方向に弾性部材を位置決めする位置決め用の段部を有しており、弾性部材は、インサート成形時の樹脂の圧力で押圧面に押し込まれることにより、位置決め用の段部に対して栓刃の軸線方向に押し付けられる。

本発明によれば、栓刃はケースにインサート成形されており、栓刃は樹脂に囲繞される樹脂対峙部を有している。当該樹脂対峙部には、環状の弾性部材及び鍔部材がそれぞれ係合されている。この鍔部材は押圧面を有しており、この押圧面は、弾性部材を受容することができ、露出部から離間するに連れて縮径している。
そして、弾性部材は、インサート成形時の樹脂の圧力で、押圧面によって栓刃の軸線に向けて押し込まれ、栓刃に密着する。

つまり、弾性部材は、鍔部材によって締め切られ、その押圧面で栓刃側に呼び込まれており、インサート成形による射出圧力を受けて縮んだ状態で栓刃に密着し、この弾性部材を介した栓刃と樹脂との気密性が良好になる。より詳しくは、成形時に縮んでいた弾性部材が成形後に膨らむ方向に作用することから、栓刃と樹脂との間に隙間を生じさせない。この結果、ケースの防水性が確保され、電気器具の信頼性向上に寄与する。
しかも、当該構造によれば、従来に比して封入樹脂材が不要になるし、また、工数が非常に短くなることから、電気器具の製造コストの低廉化を達成できる。

また本発明の構成において、鍔部材は、押圧面とは反対側の位置に、インサート成形時の型締めによる力が加えられる受圧面をさらに有していることを特徴とする。
上記の構成によれば、弾性部材には、インサート成形による射出圧力の他、その前段階の型締めによる力も作用しており、これら複数種の力を受けて縮んだ状態で栓刃に密着するので、この弾性部材を介した栓刃と樹脂との気密性がより一層良好になる。

より詳しくは、まず、この型閉めにて受圧面に加えられた力は弾性部材を縮ませ、この弾性部材を栓刃に密着させる。次いで、射出圧力は弾性部材をさらに縮ませて栓刃により強く密着させる。このインサート成形による樹脂はその圧力が作用したまま固化しており、弾性部材には外側へのより大きな反発力が内部に残留する。よって、この弾性部材を介した栓刃と樹脂との気密性がより一層良好になり、例えば、電気器具の使用に伴って栓刃に外部から力が作用し、仮に、栓刃と樹脂との間に隙間を生じたとしても、この隙間に浸入した水分を弾性部材で確実に堰き止め可能になる。

また本発明の構成において、上記のように樹脂対峙部は、その外周に弾性部材の位置決め用の段部を有していることを特徴とする。
上記の構成によれば、弾性部材を押圧面と栓刃との間で確実に固定することができ、弾性部材は栓刃により一層確実に密着する。

また本発明の構成において、電気器具は、商用電源から直流電力を作り出すＡＣアダプタであることを特徴とする。
上記の構成によれば、弾性部材の収縮を利用してケースの気密性が確保されるので、交流電力が直流電力に変換される際に熱を生ずる当該アダプタでは特に良好な効果を奏する。

また本発明は、機能部材を収納する樹脂製のケースを有し、商用電源に接続される栓刃を有した電気器具の製造方法である。
そして、栓刃のうち樹脂に対峙する樹脂対峙部の外周に環状の弾性部材を配置するにあたり、栓刃の軸線方向に弾性部材を位置決めする位置決め用の段部を樹脂対峙部の外周に形成する工程と、位置決め用の段部に位置決めした状態で、環状の弾性部材を樹脂対峙部の外周に配置する工程と、弾性部材が受容可能であって、栓刃のうち商用電源に接続される露出部から離間するに連れて縮径した押圧面を有した鍔部材を、樹脂対峙部の外周に配置する工程と、露出部を固定側の金型に配置する工程と、固定側の金型及び可動側の金型を型締めし、可動側の金型を、鍔部材のうち押圧面とは反対側の位置に形成された受圧面に当接させ、押圧面を介して弾性部材と栓刃とを当接させることで位置決め用の段部に対して弾性部材を栓刃の軸線方向に押し付ける工程と、固定側の金型と可動側の金型との間に樹脂を注入し、樹脂の圧力で押圧面を介して弾性部材と栓刃とをさらに当接させる工程と、樹脂を固化する工程とを含む。

本発明によれば、環状の弾性部材及び鍔部材は栓刃の樹脂対峙部に、この栓刃の露出部は固定側の金型に配置される。そして、弾性部材は、押圧面を介して型閉めによる力で縮み、その後、射出圧力でさらに縮んで栓刃により強く密着する。
続いて、このインサート成形による樹脂はその圧力が作用したまま固化し、弾性部材は外側へのより大きな反発力を内部に備え、この力は成形後に膨らむ方向に作用することになる。よって、この弾性部材を介した栓刃と樹脂との気密性がより一層良好になる。

しかも、当該構造によれば、従来に比してケースの内部に対する封入樹脂材の封入工程も不要になり、工数が非常に短くなることから、電気器具の製造コストの低廉化も達成できる。
また本発明の構成において、上記のように弾性部材を樹脂対峙部の外周に配置する工程の前に、弾性部材の位置決め用の段部を、樹脂対峙部の外周に形成する工程を備えることを特徴とする。
これにより、弾性部材は押圧面と栓刃の段部との間で確実に固定され、栓刃により一層確実に密着可能になる。

本発明によれば、環状の弾性部材の位置ずれを防止する鍔部材が栓刃に設けられており、製造コストの低廉化及びケースの防水性の確保を両立可能な電気器具、及び該電気器具の製造方法を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１には本実施例のＡＣアダプタ（電気器具）１が示されている。このアダプタ１では、商用電源である交流電力から直流電力を作り出しており、この直流電力は電気機器の駆動用或いは二次電池の充電用等に用いられる。

このアダプタ１は、耐熱性及び絶縁性を有する合成樹脂で構成される防水ケース（ケース）２を有し、このケース２は、同図に示されるように、上側ケース本体３及び下側ケース本体１３から構成されている。
詳しくは、このケース本体３は下方に向けて開口したカップ状をなし、その開口端４は略四角形状に形成されている。また、図１や図２で見て開口端４の右側には突出部６が形成され、この突出部６もまた下方に向けて開口している。

一方、ケース本体１３は上方に向けて開口したカップ状をなしており、その開口端１４も略四角形状に形成され、図１や図２で見て開口端１４の右側にも、上方に向けて開口する突出部１６が形成されている。また、このケース本体１３の底面側は下方に向けて膨出し、この膨出部分にはプラグ３０が形成されており、ケース２はコンセントに直接に差し込むことができる（ダイレクトプラグイン方式）。

そして、ケース本体３がケース本体１３に被せられ、各開口端４，１４及び各突出部６，１６の開口は超音波溶着される。これにより、ケース本体３はケース本体１３に気密に嵌合し、内部に空間を有するケース２が構成される。なお、これらケース本体３，１３はネジを用いて嵌合されても良い。

このケース２の内部には、図２の他、図３や図４にも示される如く、電源基板１０が配設される。この基板１０には機能部材としての電子部品が実装され、当該部品では交流電力を所定電圧の直流電力に変換している。また、基板１０の図示しない交流入力端子は、接続部１１を介してプラグ３０に電気的に接続されている（図４）。

本実施例のプラグ３０は、２枚で１組の金属製のブレード（栓刃）３１，３１を有しており、下側ケース本体１３にインサート成形によって配設される。
より具体的には、板状のブレード３１がその幅広面を対峙してケース本体１３に並設され、このブレード３１は、露出部３２と、樹脂対峙部３４と、後端部３８とから構成されている（図５）。

この露出部３２は、下側ケース本体１３の外側に配置され、コンセントに差し込み可能に構成される。一方、樹脂対峙部３４は、この露出部３２に連なり、ケース本体１３に囲繞されている。また、後端部３８は、この樹脂対峙部３４に連なり、ケース本体１３のさらに内側にて接続部１１に接続される。
ここで、本実施例の樹脂対峙部３４の外周面には、位置決め段部（段部）３６が形成されている。

より詳しくは、この図５に示される如く、本実施例の段部３６は、ブレード３１の母線に対して略垂直方向に向けて突出しており、幅広面の両側に形成されている。なお、この段部３６は後端部３８に向けて競り上がるように傾斜して構成されていても良い。
そして、この段部３６にはＯリング（弾性部材）８０や締め切りスリーブ（鍔部材）７０がそれぞれ係合される。

具体的には、このＯリング８０は、樹脂対峙部３４の外周面に係合可能な環状で形成されている。
また、本実施例の締め切りスリーブ７０は、段付の略角筒状をなしており、ケース本体３，１３よりも耐熱性の優れた材質で形成され、その小径部分の内側には樹脂対峙部３４の外周面に係合される内周面７１を備えている（図５，６）。なお、内周面７１の長手方向がブレード３１の幅広面の形成方向に一致する。

一方、このスリーブ７０の大径部分の外側は外周面７２で区画され、これら内周面７１の外側及び外周面７２は、被覆面７５で連なり、また、ブレード３１の延設方向で見て前端７３及び受圧面７６で区画される。前端７３がＯリング８０に、受圧面７６が接続部１１にそれぞれ対峙している。
ここで、この外周面７２の内側にて、前端７３と内周面７１との間には前側テーパ（押圧面）７４が形成されている。

具体的には、この前側テーパ７４は、露出部３２から離間するに連れて徐々に縮径しており、Ｏリング８０を受容可能な大きさで構成されている。
そして、上述したケース２を製造するにあたり、ブレード３１には、プレス加工によってその外形及び位置決め段部３６が形成される。次いで、Ｏリング８０や締め切りスリーブ７０を準備する。

本実施例では、まず、Ｏリング８０を後端部３８側からブレード３１に通し、樹脂対峙部３４の外周面に沿って伸びたＯリング８０を段部３６に配置する。次に、スリーブ７０もまた後端部３８側からブレード３１に通す。具体的には、前端７３を先頭にしてＯリング８０に向けて移動させ、前側テーパ７４でＯリング８０を覆う。

続いて、これらＯリング８０やスリーブ７０を備えた状態の各ブレード３１，３１を、下側ケース本体１３を形成するインサート成形用の金型に装填する。
詳しくは、図７に示されるように、その露出部３２を、下側ケース本体１３の外面を形成するキャビ（固定側の金型）９０に差し込む。次いで、図８に示される如く、ケース本体１３の内面を形成するコア（可動側の金型）９２を、後端部３８の上方からキャビ９０に向けて降ろした後、型締めする。

より具体的には、この型締めでは、溶融樹脂の射出圧力に耐えさせるために、力をキャビ９０及びコア９２に加えて金型を閉じておくことになるが、その際に、コア９２を図８に１点鎖線で示した位置まで降ろし、コア９２と受圧面７６とを当接させておき、その後、力をキャビ９０及びコア９２に加える。これにより、前側テーパ７４がＯリング８０をブレード３１の軸線に向けて押し込み、このＯリング８０はブレード３１の段部３６に押し付けられる。

続いて、これらキャビ９０とコア９２との間に溶融樹脂を注入すると、開口端１４や突出部１６が形成されるとともに、図９に示されるように、スリーブ７０の外周面７２や被覆面７５を覆う腕部１７が形成される（図２〜４）。
さらに、スリーブ７０の前端７３に達した溶融樹脂はＯリング８０を所定の射出圧力で前側テーパ７４にさらに押し付ける。しかし、このＯリング８０は、前側テーパ７４で既に行く手が遮られているので、段部３６にさらに押し付けられることになる。

その後、この樹脂は保圧状態で固化され、キャビ９０及びコア９２から取り出された下側ケース本体１３では、上記型締めや射出圧力による圧縮状態のＯリング８０が、スリーブ７０、ブレード３１、及び本体１３を構成する樹脂の間に介在することになる。

再び図２に戻り、電源基板１０の図示しない直流出力端子はケーブル５０に電気的に接続されている。このケーブル５０はケーブル本体５１有し、この本体５１の外被には、ブッシュ５４が射出成形によって一体的に形成されている。これら本体５１の外被及びブッシュ５４は可撓性を有する合成樹脂で構成されている。

また、このケース本体１３に電源基板１０を取り付け、この基板１０とプラグ３０とを接続するとともに、基板１０とケーブル５０とを接続し、ブッシュ５４をケース本体１３の突出部１６に配置してケーブル５０を突出部１６から引き出す。
続いて、同じく射出成形された上側ケース本体３を準備し、これら開口端４，１４及び突出部６，１６を超音波溶着によってそれぞれ気密に嵌合すると、ケース２が構成される。

当該ケース２を有したアダプタ１では、プラグ３０が商用電源のコンセントに直接に接続される一方、ケーブル５０の図示しないコネクタが電気機器等に接続される。これにより、アダプタ１では交流電力が直流電力に変換され、電気機器の駆動や二次電池の充電が行われる。

ところで、上述のＯリング８０やスリーブ７０は、キャビ９０に差し込まれたブレード３１に取り付けられていても良い。
この点についてやや詳しく述べると、キャビ９０及びコア９２を型締めする前に、まず、Ｏリング８０の位置決め用の段部３６を、ブレード３１のうち樹脂に対峙する樹脂対峙部３４の外周に形成する。

次に、このブレード３１のうち商用電源に接続される露出部３２をキャビ９０に配置する。続いて、Ｏリング８０を、樹脂対峙部３４の外周に配置する。次いで、このＯリング８０が受容可能であって、露出部３２から離間するに連れて縮径した前側テーパ７４を有したスリーブ７０を、樹脂対峙部３４の外周に配置することになる。

以上のように、本実施例によれば、ブレード３１は下側ケース本体１３にインサート成形されており、ブレード３１は樹脂に囲繞される樹脂対峙部３４を有している。この樹脂対峙部３４の外周には、Ｏリング８０及び締め切りスリーブ７０がそれぞれ係合される。このスリーブ７０は前側テーパ７４を有しており、この前側テーパ７４は、Ｏリング８０を受容することができ、露出部３２から離間するに連れて縮径している。

そして、Ｏリング８０は、インサート成形時の樹脂の圧力で、前側テーパ７４によってブレード３１の軸線に向けて押し込まれ、ブレード３１に密着する。
つまり、Ｏリング８０は、スリーブ７０によって締め切られ、その前側テーパ７４でブレード３１側に呼び込まれており、インサート成形による射出圧力を受けて縮んだ状態でブレード３１に密着し、このＯリング８０を介したブレード３１と樹脂との気密性が良好になる。より詳しくは、成形時に縮んでいたＯリング８０が成形後に膨らむ方向に作用することから、ブレード３１と樹脂との間に隙間を生じさせない。この結果、ケース本体１３の防水性が確保され、ＡＣアダプタ１の信頼性向上に寄与する。

しかも、当該構造によれば、従来に比して封入樹脂材が不要になるし、また、アダプタ１の部品点数は、スリーブ７０及びＯリング８０が必要になって増えるものの、樹脂が固化すれば、封入樹脂材の乾燥を待つことなく完成するので、工数が非常に短くなり、アダプタ１の製造コストの低廉化を達成できる。
また、Ｏリング８０を用いれば、帯状のリングを用いた場合に比して、下側ケース本体１３、特に膨出部分が小型になる。

さらに、Ｏリング８０には、インサート成形による射出圧力の他、その前段階の型締めによる力も作用しており、これら複数種の力を受けて縮んだ状態でブレード３１に密着するので、このＯリング８０を介したブレード３１と樹脂との気密性がより一層良好になる。
より詳しくは、まず、この型閉めにてコア９２をスリーブ７０に接触させ、その受圧面７６に加えられた上方からの力はＯリング８０を縮ませ、このＯリング８０をブレード３１に密着させる。

次いで、下方からの射出圧力はＯリング８０をさらに縮ませてブレード３１により強く密着させる。このインサート成形による樹脂はその圧力が作用したまま固化しており、Ｏリング８０には外側へのより大きな反発力が内部に残留する。よって、このＯリング８０を介したブレード３１と樹脂との気密性がより一層良好になり、例えば、ＡＣアダプタ１の使用に伴ってブレード３１に外部から力が作用し、仮に、ブレード３１とケース本体１３との間に隙間を生じたとしても、この隙間に浸入した水分をＯリング８０で確実に堰き止め可能になる。

さらにまた、樹脂対峙部３４が位置決め段部３６を有していれば、Ｏリング８０を前側テーパ７４とブレード３１との間で確実に固定することができ、Ｏリング８０はブレード３１により一層確実に密着する。
また、Ｏリング８０の収縮を利用してケース本体１３の気密性が確保されるので、交流電力が直流電力に変換される際に熱を生ずるＡＣアダプタ１では特に良好な効果を奏する。

本発明は、上記実施例に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
例えば、上記実施例では、電気機器としてＡＣアダプタに具現化した例を示しているが、本発明は、電気部品や電子部品等の機能部材を防水ケースに内蔵し、このケースに栓刃を有している限り、各種の電気機器にも当然に適用可能である。

また、上述した栓刃の形状やその数も一例を示したものであり、丸棒状、Ｌ字状等の公知の形状であっても良く、３個以上の栓刃で構成されていても良い。
そして、これらいずれの場合にも上記と同様に、製造コストの低廉化を図りつつ、ケースの防水性を確保するとの効果を奏する。

本実施例におけるＡＣアダプタの斜視図である。 図１のアダプタの部分断面側面図である。 図１のアダプタの部分断面平面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線から見た矢視断面図である。 図４の締め切りスリーブ、Ｏリング、及びブレードの分解斜視図である。 （ａ）は図５の締め切りスリーブを下側から見た斜視図であり、（ｂ）は図５のＶＩ−ＶＩ線から見た矢視断面図である。 図５のブレードのインサート成形を説明する図である。 図５のブレードのインサート成形を説明する図である。 図５のブレードのインサート成形を説明する図である。

符号の説明

１ ＡＣアダプタ（電気器具）
２ 防水ケース（ケース）
３０ プラグ
３１ ブレード（栓刃）
３２ 露出部
３４ 樹脂対峙部
３６ 位置決め段部（段部）
７０ 締め切りスリーブ（鍔部材）
７４ 前側テーパ（押圧面）
７６ 受圧面
８０ Ｏリング（弾性部材）
９０ キャビ（固定側の金型）
９２ コア（可動側の金型）

Claims (4)

1. 商用電源に接続される電気器具であって、
   機能部材を収納する樹脂製のケースと、
   該ケースにインサート成形されており、前記商用電源に接続される露出部、及び樹脂に囲繞される樹脂対峙部をそれぞれ備えた栓刃と、
   該樹脂対峙部に係合されており、前記インサート成形時の樹脂の圧力で該栓刃に密着する環状の弾性部材と、
   前記樹脂対峙部に係合されており、該弾性部材が受容可能に形成され、前記露出部から離間するに連れて縮径し、前記インサート成形時に前記弾性部材を前記栓刃の軸線に向けて押し込む押圧面を有した鍔部材とを備え、
   前記樹脂対峙部は、その外周に前記弾性部材を配置した状態で前記栓刃の軸線方向に前記弾性部材を位置決めする位置決め用の段部を有しており、
   前記弾性部材は、前記インサート成形時の樹脂の圧力で前記押圧面に押し込まれることにより、前記位置決め用の段部に対して前記栓刃の軸線方向に押し付けられることを特徴とする電気器具。
2. 請求項１に記載の電気器具であって、
   前記鍔部材は、前記押圧面とは反対側の位置に、前記インサート成形時の型締めによる力が加えられる受圧面をさらに有していることを特徴とする電気器具。
3. 請求項１又は２に記載の電気器具であって、
   該電気器具は、前記商用電源から直流電力を作り出すＡＣアダプタであることを特徴とする電気器具。
4. 機能部材を収納する樹脂製のケースを有し、商用電源に接続される栓刃を有した電気器具の製造方法であって、
   前記栓刃のうち樹脂に対峙する樹脂対峙部の外周に環状の弾性部材を配置するにあたり、前記栓刃の軸線方向に前記弾性部材を位置決めする位置決め用の段部を前記樹脂対峙部の外周に形成する工程と、
   前記位置決め用の段部に位置決めした状態で、前記環状の弾性部材を前記樹脂対峙部の外周に配置する工程と、
   前記弾性部材が受容可能であって、前記栓刃のうち前記商用電源に接続される露出部から離間するに連れて縮径した押圧面を有した鍔部材を、前記樹脂対峙部の外周に配置する工程と、
   該露出部を固定側の金型に配置する工程と、
   該固定側の金型及び可動側の金型を型締めし、該可動側の金型を、前記鍔部材のうち前記押圧面とは反対側の位置に形成された受圧面に当接させ、該押圧面を介して前記弾性部材と前記栓刃とを当接させる工程と、
   前記固定側の金型と前記可動側の金型との間に樹脂を注入し、該樹脂の圧力で前記押圧面を介して前記弾性部材と前記栓刃とをさらに当接させることで前記位置決め用の段部に対して前記弾性部材を前記栓刃の軸線方向に押し付ける工程と、
   前記樹脂を固化する工程と
   を含む電気器具の製造方法。

Images