TWI569529B - 電源插頭裝置及其製造方法 - Google Patents

Description

電源插頭裝置及其製造方法

本發明係涉及一種電源插頭及其製造方法，更特別涉及一種具有防水功能之電源插頭及其製造方法。

電源插頭係用於連接電源插座以傳送電流至電器裝置，使電器裝置得以運轉，如：電視、冰箱、刮鬍刀、吹風機等。部分電器裝置可於較潮濕之地方(如：浴室)被使用，因此電源插頭是否能於潮濕之環境下安全地使用以及是否具有防水功能即顯得相對重要。

國際防護等級認證(International Protection Marking)，或稱為異物防護等級(Ingress Protection Rating)或IP代碼(IP Code)，作為定義機械和電子設備對於固態異物進入、液體滲入所能提供之防護等級。IP代碼之第一個數字代表機械和電子設備之外殼對於抵抗外部物體進入的能力，等級為0~6，等級0為無法保護接觸與外物入侵，等級6表示可以完全防塵及完全防止接觸，其中數字越大表示抵抗外物的能力越好，IP代碼之第二個數字則代表機械和電子設備之外殼防止液體滲入的能力，等級為0~8，等級0為無法防液體任滲入，等級8係表示機械和電子設備之外殼可浸入水中超過1公尺，其中數字越大表示防水之能力越好，而當產品外殼不符合任一種情況時，則該位數字由字母"X"代替。舉例而言，IPX7的電源插頭代表其浸入水深1公尺時不會因浸水而導致內部損壞，但沒有阻擋低壓或高壓水柱的能力。

傳統電源插頭為了達到IPX7等級之功能，係藉由直接於電源插頭內部填充膠體以強化液態滲入之防護功能，如：填充環氧樹脂(epoxy)，透過所填充之膠體覆蓋電源插頭之內部元件以阻隔液體滲入，常見為以膠體填充整個電源插頭內部，使膠體完全包覆內部元件(電路板、電線等)。

除了於電源插頭內部填充膠體之外，電源插頭組裝完成後，常使用超音波焊接(ultrasonic welding)技術以密封電源插頭之外殼，超音波焊接之 原理係以高頻率之聲音信號，透過能量轉換器將聲音信號轉換為熱能，且將能量轉換器之焊頭直接接觸於塑料元件上，使得塑料元件之分子因劇烈震動下產生摩擦而提升局部溫度，當溫度高於塑膠的熔點時，塑膠可融化以彼此熔接，待融化之塑膠冷卻後即可固化黏合。

透過填充膠體及超音波焊接技術以加強防止液體滲入之功能，但傳統之填充膠體方式係需使用大量膠體且會增加電源插頭之重量。因此，本發明即用以解決上述之問題。

本發明之主要目的係提供一種電源插頭，具有防止液體滲入之功能，其防水等級達IPX7。

本發明之另一目的係提供一種電源插頭，相較於傳統之具有防水功能之插頭，本發明之電源插頭裝置具有較輕之重量。

為達上述之目的，本發明係提供一種電源插頭及其製造方法，透過於一電源連接基座內部設置一內蓋，其中內蓋可覆蓋電源連接基座之內部元件(包含插頭、電路板等)，藉由於內蓋與一蓋板間填充膠體，由於僅填充少量之膠體得以減輕電源插頭之重量，再藉由超音波焊接以密封電源插頭之元件，包含熔接蓋板與電源連接基座、熔接至少一管道與至少一插頭，以達到防止液體滲入之功效。

本發明提供一種電源插頭裝置，包含：一電源連接基座，具有至少一插頭，其中該電源連接座之內側設置有複數個支撐元件；一電路板，該電路板具有一第一區域及一第二區域，其中該第一區域電性耦接該電源連接基座內部之該至少一插頭；一內蓋，具有一凹槽，該電路板之該第二區域固定於該凹槽內部，其中該凹槽周圍具有一內蓋緣，該內蓋緣置放於該複數個支撐元件上，其中該內蓋具有一穿孔；一電線，該電線穿過該穿孔以電性耦接至該第二區域；及一蓋板，設置於該內蓋之上且與該電源連接基座嵌合，其中於該內蓋和該蓋板間填充一膠體以防止液體滲入。

本發明之電源插頭裝置，其中該電源連接基座係具有一體成形之至少一管道，該至少一插頭穿過該至少一管道，其中該穿孔設置於該內蓋緣。

其中該電路板之該第一區域具有至少一第一接點及該第二區域具有至少一第二接點，其中該至少一插頭電性耦接該至少一第一接點，該電線 耦接該至少一第二接點。

本發明之電源插頭裝置，該電源連接基座係具有一基座開口，該電線設置於該基座開口。

本發明之電源插頭裝置，該電線可具有一線擋，其中該線擋嵌合該基座開口。

本發明之電源插頭裝置，該電路板之該第二區域之寬度及高度與該凹槽內部之寬度和高度一致。

本發明之電源插頭裝置，該複數個支撐元件所設置之高度對應該第一區域與該第二區域交界之高度。

如本發明之電源插頭裝置，該電路板之該第一區域之第一側之寬度與該內蓋之寬度一致，且該複數個支撐元件所設置之高度對應該第一區域與該第二區域交界之高度。

本發明所填充之該膠體至少覆蓋該電線。

本發明提供一種製造電源插頭之方法，包含：透過將一電線穿過一內蓋之一穿孔以連接該內蓋和該電線；設置一電路板之一第二區域於該內蓋之一凹槽，及耦接該電線於該電路板之一第二區域；將已組合之該電線、該內蓋及該電路板設置於一電源連接基座內部，其中電源連接基座該具有至少一插頭，該至少一插頭電性耦接該電路板之一第一區域；填充一膠體於該內蓋上；設置一蓋板於該內蓋上且該蓋板與該電源連接基座嵌合；及藉由超音波焊接技術以密封該電源插座。

本發明之製造電源插頭之方法，其中該電路板之該第二區域具有至少一第二接點，透過該至少一第二接點耦接該電線，其中該電路板之該第一區域具有至少一第一接點，透過該至少一第一接點耦接該至少一插頭。

本發明之製造電源插頭之方法，其中該電源連接基座具有一體成形之至少一管道，該至少一插頭穿過該至少一管道。

本發明之製造電源插頭之方法，其中該電源連接座之內側設置有複數個支撐元件，該內蓋置放於該複數個支撐元件上。

本發明之製造電源插頭之方法，其中該電線可設置於該基座之一基座開口。

本發明之製造電源插頭之方法，該電線可具有一線擋，其中該線 擋嵌合該基座開口。

本發明之製造電源插頭之方法，所填充之該膠體至少覆蓋該電線。

100‧‧‧電源插頭

110‧‧‧電源連接基座

111‧‧‧管道

112‧‧‧插頭

120‧‧‧蓋板

130‧‧‧電線

200‧‧‧電源插頭裝置

210‧‧‧電源連接基座

211‧‧‧管道

212‧‧‧插頭

220‧‧‧蓋板

230‧‧‧電線

231‧‧‧線擋

240‧‧‧電路板

241‧‧‧第一區域

2411‧‧‧第一接點

242‧‧‧第二區域

2421‧‧‧第二接點

250‧‧‧內蓋

251‧‧‧凹槽

252‧‧‧內蓋緣

253‧‧‧穿孔

260‧‧‧支撐元件

270‧‧‧膠體

280‧‧‧基座開口

藉由參考下列詳細敘述，將可以更快地瞭解上述觀點以及本發明之優點，並且藉由下面的描述以及附加圖式，可以更容易瞭解本發明之精神。其中：第1圖，係為本發明之電源插頭裝置之立體圖。

第2圖，係為本發明之電源插頭裝置之分解圖。

第3圖，係為本發明之電源插頭裝置之剖面圖。

第4圖，係為本發明之電源插頭裝置之電源連接基座之俯視圖。

第5A圖，係為本發明之電源插頭裝置之組裝流程圖第一步驟。

第5B圖，係為本發明之電源插頭裝置之組裝流程圖第二步驟。

第5C圖，係為本發明之電源插頭裝置之組裝流程圖第三步驟。

第5D圖，係為本發明之電源插頭裝置之組裝流程圖第四步驟。

第5E圖，係為本發明之電源插頭裝置之組裝流程圖第五步驟。

現在將對本發明不同的實施方式進行說明。下列描述提供本發明特定的施行細節，俾使閱者徹底瞭解這些實施例之實行方式。然該領域之熟習技藝者須瞭解本發明亦可在不具備這些細節之條件下實行。此外，文中不會對一些已熟知之結構或功能或是作細節描述，以避免各種實施例間不必要相關描述之混淆，以下描述中使用之術語將以最廣義的合理方式解釋，即使其與本發明某特定實施例之細節描述一起使用。

請參照第1圖，係為本發明一實施例之電源插頭立體圖，本發明之電源插頭裝置100之外觀，包含電源連接基座110、蓋板120、電線130，其中電源連接基座110係為一體成形，更具有至少一管道111，其中至少一插頭112可設置於至少一管道。本發明之電源插頭裝置之內部元件連接關係將詳述如下。

請參考第2、3圖，係根據本發明一實施例之電源插頭分解圖及電源插頭剖面圖，本發明所提供之電源插頭包含一電源連接基座210、一電路板240、一內蓋250、一電線230及一蓋板220，其中電源連接基座210係為容納 電路板240及內蓋250之結構體，電源連接基座210可設置至少一插頭212，透過至少一插頭212電性耦接一外部電源以傳送電流至該電源連接基座210內部之電路板240；電路板240係接收從插頭212傳送而來之電流；內蓋250具有一凹槽251，可容納且固定電路板240之該第二區域242，凹槽251周圍具有一內蓋緣252，其中該內蓋具有一穿孔253(請參考第5A圖)；電線230可穿過穿孔253且電性耦接第二區域242；及一蓋板220，可設置於內蓋250之上且與電源連接基座210嵌合，其中於該內蓋250和該蓋板220間填充一膠體270以防止液體滲入。其中，電路板240第一區域241具有至少一第一接點2411及第二區域242具有至少一第二接點2421，其中至少一第一接點2411可電性耦接電源連接基座210內部之至少一插頭212，電線230電性耦接至少一第二接點2421，其中至少一第二接點2421亦可設置於第一區域241(圖未顯示)。

於本發明之實施例中，由於只在內蓋250與蓋板220間填充膠體270，透過填充膠體270以加強防止液體滲入，且避免因填充大量之膠體使得電源插頭裝置200之重量增加。電源插頭裝置200組裝完成後，再藉由超音波焊接以密封電源插頭裝置200之元件，包含熔接蓋板220與電源連接基座210、熔接至少一管道211與至少一插頭212。

於本發明之實施例中，內蓋250之穿孔253可設置於凹槽251或內蓋緣252，參照第2、3圖，本發明係設置穿孔253於內蓋緣252。

於本發明之一實施例中，所填充之膠體270係至少覆蓋電線230(參考第3圖之虛線)，由於圖3所示之穿孔253位於內蓋緣252上，填充膠體270時僅需於內蓋250之內蓋緣252上填充膠體270直至覆蓋電線230之高度H，即可達到以阻隔液體滲入之防護功效且減輕電源插頭裝置200之重量。應當理解的，當電線230之高度H越接近內蓋緣252，所需填入之膠體270更少，更能減輕電源插頭裝置200之重量。

於本發明之一實施例中，所填充之膠體270為環氧樹脂(epoxy)，環氧樹脂又稱作人工樹脂、人造樹脂，係為熱固性環氧化物聚合物，具有硬化後產品收縮小、硬化時揮發份少及抗濕性佳等優點。

於本發明之一實施例中，當本發明之蓋板220與電源連接基座210嵌合後，使用超音波焊接技術對蓋板220與電源連接基座210進行熔接，使得電源插頭裝置200得以被密封。

請參考第2、3圖，於本發明之另一實施例中，電源連接基座210係為一體成形且具有至少一管道211，至少一插頭212可設置於至少一管道211，透過至少一插頭212電性耦接一外部電源以傳送電流至該電源連接基座210內部之電路板240。

請參考第2圖，於本發明之一實施例中，電線230係用以傳送電流至電器裝置，其中電線230具有一線擋231，用以防止電線230因凹折而損壞，且電源連接基座210具有一基座開口280，電線230之線擋231可設置且嵌合於基座開口280。於本發明之另一實施例中，蓋板可具有一蓋板開口，電線之線擋可設置且嵌合於蓋板開口(圖未顯示)。

請參考第4圖，係根據本發明一實施例之電源連接基座210俯視圖，於此實施例中，電源連接基座210之內側面可設置複數個支撐元件260，複數個支撐元件260於內側面凸出，其中凸出之形狀可為多角柱體，於此實施例中，複數個支撐元件係為長方體，其中內蓋250之內蓋緣252可置放於該複數個支撐元件260上。於一實施例中，本發明之電源連接基座210內側面具有六個支撐元件260。

於本發明之一實施例中，電路板240之第二區域242之寬度及高度可對應凹槽251內部之寬度和高度，使得電路板240之第二區域242可卡固於凹槽251內部，且複數個支撐元件260所設置之高度可對應該第一區域241與該第二區域242交界之高度。

於本發明之一實施例中，電路板之該第一區域241之第一側(與第二區域242之交界位置)之寬度與該內蓋250之寬度一致，使得第二區域242卡固於凹槽251內部之同時，內蓋緣252可置放於第一區域241之第一側。

本發明提供之電源插頭裝置，藉由於一電源連接基座內部設置一內蓋，內蓋可覆蓋電源連接基座之內部元件(包含插頭、電路板等)，並且於內蓋與一蓋板間填充膠體，最後再以超音波焊接以密封電源插頭之元件，以達到防止液體滲入之功效。

請參照第5A~5E圖，係為本發明電源插頭裝置200之製造方法示意圖，第5A圖係說明製造本發明電源插頭裝置之第一步驟，將一電線230穿過一內蓋250之一穿孔253以連接該內蓋250和該電線230；第5B圖係說明製造本發明電源插頭裝置之第二步驟，設置一電路板240之一第二區域242於該 內蓋250之一凹槽251，其中該電線230可耦接該電路板240之一第二區域242；第5C圖係說明本發明製造電源插頭裝置之第三步驟，將已組合之該電線230、該內蓋250及該電路板240設置於一電源連接基座210內部，其中電源連接基座210該具有至少一插頭212，透過該至少一插頭212連接一外部電源以傳送電流至該電源連接基座210內部之電路板240；第5D圖係說明本發明製造電源插頭裝置之第四步驟，填充一膠體270於該內蓋250上；第5E圖係說明本發明製造電源插頭裝置之第五步驟，設置一蓋板220於該內蓋250上且該蓋板220與該電源連接基座210嵌合；及藉由超音波焊接技術以熔接該蓋板220與該電源連接基座210(圖未顯示)。

於本發明之一實施例中，該電路板240之該第二區域242具有至少一第二接點2421，透過該至少一第二接點2421耦接該電線230。

於本發明之一實施例中，該電源連接基座210係為一體成形且具有至少一管道211，該至少一插頭212可設置於該至少一管道211，其中該電路板240之一第一區域241耦接該電源連接基座210內部之該至少一插頭212。

於本發明之一實施例中，所填充之膠體270係至少覆蓋電線230(參考第3圖之虛線)，於此實施例中，電線230係穿過設置於蓋源之穿孔，因此填充膠體時僅需於內蓋250上填充少量之膠體270直至覆蓋電線之高度H即可達到以阻隔液體滲入之防護功效且減輕電源插頭裝置200之重量。

於本發明之一實施例中，該電源連接基座210之內側面設置有複數個支撐元件260，該內蓋250可置放於該複數個支撐元件260上。

請參照第5C及5D圖，於此實施例中，電線230更具有一線擋231，其中線擋231嵌合電源連接基座210之一基座開口280，避免電線凹折而受損。於另一實施例中，電線之線擋可嵌合蓋板之一蓋板開口(圖未顯示)。

如上所述，本發明係提供一種電源插頭裝置及其製造方法，透過於一電源連接基座內部設置一內蓋，其中內蓋可覆蓋電源連接基座之內部元件(包含插頭、電路板等)，藉由於內蓋與一蓋板間填充膠體，由於僅填充少量之膠體得以減輕電源插頭之重量，再藉由超音波焊接以密封電源插頭之元件，包含熔接蓋板與電源連接基座、熔接至少一管道與至少一插頭，以達到防止液體滲入之功效。

本發明並未侷限在此處所描述之特定細節特徵。在本發明之精神 與範疇下，與先前描述與圖式相關之許多不同的發明變更是可被允許的。因此，本發明將由下述之專利申請範圍來包含其所可能之修改變更，而非由上方描述來界定本發明之範疇。

200‧‧‧電源插頭裝置

210‧‧‧電源連接基座

211‧‧‧管道

212‧‧‧插頭

220‧‧‧蓋板

230‧‧‧電線

231‧‧‧線擋

240‧‧‧電路板

241‧‧‧第一區域

2411‧‧‧第一接點

242‧‧‧第二區域

2421‧‧‧第二接點

250‧‧‧內蓋

251‧‧‧凹槽

252‧‧‧內蓋緣

Claims (19)

1. 一種電源插頭裝置，包含：一電源連接基座，具有至少一插頭，其中該電源連接座之內側設置有複數個支撐元件；一電路板，該電路板具有一第一區域及一第二區域，其中該第一區域電性耦接該電源連接基座內部之該至少一插頭；一內蓋，具有一凹槽，該電路板之該第二區域固定於該凹槽內部，其中該凹槽周圍具有一內蓋緣，該內蓋緣置放於該複數個支撐元件上，其中該內蓋具有一穿孔；一電線，該電線穿過該穿孔以電性耦接至該電路板；及一蓋板，設置於該內蓋之上且與該電源連接基座嵌合，其中於該內蓋和該蓋板間填充一膠體以防止液體滲入。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電源插頭裝置，其中該電源連接基座具有一體成形之至少一管道，該至少一插頭穿過該至少一管道。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電源插頭裝置，其中該電路板之該第一區域具有至少一第一接點及該第二區域具有至少一第二接點，其中該至少一插頭電性耦接該至少一第一接點，該電線耦接該至少一第二接點。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電源插頭裝置，其中該穿孔設置該內蓋緣。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電源插頭裝置，其中該電源連接基座更具有一基座開口，該電線設置於該基座開口。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電源插頭裝置，其中該電線更具有一線擋，該線擋嵌合該基座開口。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電源插頭裝置，其中該電路板之該第二區域之寬度及高度與該凹槽內部之寬度和高度一致。
8. 如申請專利範圍第1項所述之電源插頭裝置，其中該複數個支撐元件所設置之高度對應該第一區域與該第二區域交界之高度。
9. 如申請專利範圍第1項所述之電源插頭裝置，其中該電路板之該第一區域一第一側之寬度與該內蓋之寬度一致。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電源插頭裝置，其中該複數個支撐元件所設置之高度對應該第一區域與該第二區域交界之高度。
11. 如申請專利範圍第1項所述之電源插頭裝置，其中所填充之該膠體至少覆蓋該電線。
12. 一種製造電源插頭之方法，包含：透過將一電線穿過一內蓋之一穿孔以連接該內蓋和該電線；設置一電路板之一第二區域於該內蓋之一凹槽，及耦接該電線於該電路板之該第二區域；將已組合之該電線、該內蓋及該電路板設置於一電源連接基座內部，其中電源連接基座具有至少一插頭，該至少一插頭電性耦接該電路板之一第一區域；填充一膠體於該內蓋上；設置一蓋板於該內蓋上且該蓋板與該電源連接基座嵌合；及藉由超音波焊接技術以密封該電源插座。
13. 如申請專利範圍第12項所述之製造電源插頭之方法，其中該電路板之該第二區域具有至少一第二接點，透過該至少一第二接點耦接該電線。
14. 如申請專利範圍第12項所述之製造電源插頭之方法，其中該電路板之該第一區域具有至少一第一接點，透過該至少一第一接點耦接該至少一插頭。
15. 如申請專利範圍第12項所述之製造電源插頭之方法，其中該電源連接基座具有一體成形之至少一管道，該至少一插頭穿過該至少一管道。
16. 如申請專利範圍第12項所述之製造電源插頭之方法，其中該電源連接座之內 側設置有複數個支撐元件，該內蓋置放於該複數個支撐元件上。
17. 如申請專利範圍第12項所述之製造電源插頭之方法，其中該電線設置於該基座之一基座開口。
18. 如申請專利範圍第17項所述之製造電源插頭之方法，其中該電線更具有一線擋，其中該線擋嵌合該基座開口。
19. 如申請專利範圍第12項所述之製造電源插頭之方法，其中所填充之該膠體至少覆蓋該電線。