JP5117499B2 - 電気器具用防水ケース、及び該防水ケースの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、機能部材を収納する電気器具用防水ケース、及び該防水ケースの製造方法に関する。

この種の防水ケースは例えばＡＣアダプタに用いられており、電源基板がこのケースの内部に配設されている。機能部材としての電子部品がこの基板に実装され、当該部品は交流電力を直流電力に変換している。
また、この基板は、プラグを介して商用電源に接続される一方、ケーブルを介して電気機器等に接続される。なお、このプラグについては国際公開第０７／１１６７９１号パンフレットにも開示される。

ここで、このケーブルの外被はブッシュに囲繞され、ブッシュはケーブルの折れ曲がりを防ぐ機能を有している。一方、当該ブッシュはケースの内部から外部に亘って配置されるため、水分等がこのケースの内部に浸入するとの懸念がある。そこで、当該ケースの内部に封入樹脂材を充填した技術が日本国特許第３８１５７３３号公報に開示されている。

ところで、この日本国特許第３８１５７３３号公報の技術では、ケースは、上側ケース本体と、下側ケース本体とからなり、ブッシュは下側ケース本体に配置される。そして、上側ケース本体を下側ケース本体に被せ、各ケース本体を超音波で溶着している。
しかしながら、各ケース本体とブッシュとの密着は図られておらず、これでは、ケースの防水性をより一層高められないとの問題がある。

なぜならば、このケース本体は、耐熱性及び絶縁性を有する合成樹脂（例えばＡＢＳ／ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂）であるのに対し、ブッシュは、可撓性を有する樹脂（例えば硬質塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂）であり、溶着に関する相性が良くないからである。このように、当該技術では、ケースの防水性をより一層高める点については格別な配慮がなされていない。

また、当該問題の解決にあたり、ブッシュを分割する、換言すれば、ケースの内部に配置するブッシュと、ケースの外部に配置するブッシュとに分け、前者のブッシュには密着機能を、後者のブッシュには撓み機能をそれぞれ持たせることも考えられるが、これでは、ブッシュの製造工程が増えるとの問題が別途生じてしまう。
国際公開第０７／１１６７９１号パンフレット 日本国特許第３８１５７３３号公報

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ケース本体とブッシュとの密着が良好になり、ケースの防水性をより一層高める電気器具用防水ケース、及び該防水ケースの製造方法を提供することにある。

上記した目的を達成するために、本発明の電気器具用防水ケースでは、機能部材を収納する樹脂製のケース本体と、機能部材に接続されており、ケース本体の外部に向けて延設されるケーブルと、ケーブルを囲繞する樹脂製のブッシュとを具備し、ブッシュは、ケース本体に当接可能であって、ケース本体と同一の成分を有する樹脂で形成された溶着部を備えている。

また、他の態様としては、機能部材を収納する主空間、及び主空間に連通する副空間をそれぞれ備える樹脂製のケース本体と、機能部材に接続されており、副空間を介してケース本体の外部に向けて延設されるケーブルと、ケーブルを囲繞し、副空間から外部に亘って形成される樹脂製のブッシュとを具備し、ブッシュは、ケーブルを外部にて囲繞するブーツ部と、ブーツ部に一体成形される一方、その外周面が副空間の内周面に当接可能であって、ケース本体と同一の成分を有する樹脂で形成された溶着部とを備えている。

このように、いずれの電気器具用防水ケースも、ケース本体、ケーブル、及びブッシュを少なくとも含み、このブッシュは、ケース本体と同一の成分を有する樹脂による溶着部を備え、この溶着部はケース本体に当接可能である。よって、従来に比してケース本体とブッシュとの密着が良好になり、ケース本体とブッシュとの気密性が向上する。この結果、防水ケースの防水性がより一層高められる。

しかも、後者の態様によれば、溶着部はブーツ部に一体成形されているので、ブッシュの製造工程が少なくて済む。
なお、本発明におけるケース本体と同一の成分を有する樹脂とは、ケース本体と同一材料の樹脂を含み、さらに、このケース本体の樹脂と共通の成分を有する樹脂をも意味する。

また、ブッシュは、溶着部とブーツ部との間に、ブーツ部に一体形成され、且つ、副空間の内周面に当接して副空間を埋める樹脂充填部をさらに備えることが好ましい。
このように、ブッシュは、溶着部とブーツ部との間に樹脂充填部を備えており、この樹脂充填部は、副空間を埋め、ケース本体とブッシュとの隙間をなくしている。よって、外部から主空間に向かう水分の浸入がさらに防止される。また、樹脂充填部もブーツ部に一体成形されているので、この点もブッシュの製造工程の簡略化に寄与する。

さらに好ましくは、樹脂充填部は、ケーブルの外被を副空間内に露出させる孔を有し、孔の開口部分は、ケーブルの外被のうち、２本の芯線の間に形成された溝に対峙して配置されている。
ケーブルの外被には、２本の芯線の間に溝が形成されており、この溝が水分の浸入を許容するとの懸念がある。しかし、ケーブルの外被を副空間内に露出させる孔が、樹脂充填部に形成されており、この孔の開口部分は上述の溝に対峙して配置されている。よって、外部から主空間に向かう水分の浸入は当該孔にて確実に抑えられる。

さらにまた、防水ケースは、商用電源から直流電力を生じさせるＡＣアダプタに用いられることが好ましい。
上述の態様は、水分に接し得る種々の環境下で使用されるＡＣアダプタでは特に顕著な効果を奏するからである。

次に、本発明の電気器具用防水ケースの製造方法では、機能部材を収納する主空間、及び主空間に連通する副空間をそれぞれ有する樹脂製のケース本体を備え、機能部材に接続されるケーブル、及びケース本体と同一の成分を有する樹脂で形成されており、副空間の内周面に当接される環状の溶着部をそれぞれ準備する工程と、溶着部をケーブルに遊嵌する工程と、ケーブルを金型に装填し、溶着部を金型内に配置する工程と、金型内に樹脂を注入し、ケーブルを囲繞するブッシュを形成する工程と、ブッシュをケース本体に配置する工程と、副空間の内周面と溶着部の外周面とを溶着する工程とを少なくとも含み、ブッシュを形成する工程では、ケース本体の外部に配置されるブーツ部と、ブーツ部に一体成形されており、副空間の内周面に当接するとともに、溶着部を狭持する樹脂充填部と、樹脂充填部を貫通しており、ケーブルの外被を副空間内に露出させる孔とを形成している。

このように、環状の溶着部がケース本体と同一の成分を有する樹脂で形成されている。そして、ケーブルに遊嵌された溶着部を金型内に配置し、続いて、この金型内に樹脂を注入し、ケーブルを囲繞するブッシュを形成する。当該ブッシュには、ケース本体の外部に配置されるブーツ部と、副空間を埋めるとともに、溶着部を挟持しており、さらに、ケーブルの外被を副空間内に露出させる孔を有する樹脂充填部とからなり、これらブーツ部及び樹脂充填部は一体成形される。よって、従来よりも防水ケースの製造コストの低廉化が達成される。

次いで、このブッシュをケース本体に配置し、少なくとも共通の成分を有する樹脂でそれぞれ形成された副空間の内周面と溶着部の外周面とを溶着するので、ケース本体とブッシュとの気密性が向上し、防水ケースの防水性がより一層高められる。

本実施例におけるＡＣアダプタの斜視図、 図１のアダプタ部分断面側面図、 図１のアダプタの平面図、 図１のブッシュの平面図、 図４のブッシュの側面図、及び 図４のブッシュの成形を説明する図である。

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は本実施例のＡＣアダプタ１を示している。このアダプタ１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（例えばＡＢＳ／ＰＣ樹脂）による防水ケース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（ケース本体）３及び下側ケース本体（ケース本体）１３からなる。なお、このＡＢＳ／ＰＣ樹脂とはＡＢＳ成分とＰＣ成分とを混合した樹脂であり、前者はアクリロニトリル（Ａ）、ブタジエン（Ｂ）及びスチレン（Ｓ）であり、後者はポリカーボネートである。

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が形成されており、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は、その底面側の適宜位置に、下方に向けて膨出した膨出部１８を備えている。この膨出部１８はプラグ３０を有しており、このケース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の開口は超音波で溶着される。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、その内部、つまり、各開口端４，１４によって主空間Ｍを、各突出部６，１６によって副空間Ｓをそれぞれ有したケース２になる。この副空間Ｓは、主空間Ｍに連通し、この主空間Ｍから離間するに連れて徐々に縮径して形成されている。

一方、図２や図３に示される如く、電源基板１０はこの主空間Ｍに配設される。この基板１０は機能部材としての電子部品を実装し、当該部品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プラグ３０に電気的に接続されている。このプラグ３０は、２枚で１組の金属製のブレード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。

これに対し、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、ケーブル５０は、副空間Ｓを経由してケース２の外部に向けて延設されている。
このケーブル５０はケーブル本体５１有し、ケーブルの外側、換言すれば、ケーブル本体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（例えばＰＶＣ樹脂）で形成されている。

より詳しくは、図１にも示されるように、まず、ケーブル本体５１は、２本の芯線を覆って形成され、その外被のうち、当該２本の芯線の間には溝５２が形成されている（図３，４）。この溝５２は、図５でみてケーブル本体５１の上面側と下面側とにそれぞれ形成されており、いずれも主空間Ｍから外部に向けて設けられている。

次に、本実施例のブッシュ５４は、副空間Ｓからケース２の外部に亘って形成されており、このブッシュ５４は、ブーツ部５６と、樹脂充填部５８と、ケース溶着部（溶着部）７０とからなる。
具体的には、ブーツ部５６は、図２や図３で見て突出部６，１６の右側にてケーブル本体５１を囲繞して配置されており、その外径は、この突出部６,１６から離間するに連れて徐々に縮径して形成されている。そして、ブーツ部５６は、ケーブル本体５１が許容曲げ径以下で屈曲しないように、この本体５１を保護している。

また、樹脂充填部５８は、ケーブル本体５１を囲繞する段付の先端部６０を有し（図３，４）、その大径部分の一端がブーツ部５６に連結され、その他端が突出部６，１６の端部に当接可能である。さらに、この先端部６０の小径部分は、その外周面が突出部６，１６の開口縁に当接しており、この開口縁から主空間Ｍに向かう水分の浸入を阻止している。

さらに、樹脂充填部５８は中央部６２を有している。この中央部６２は裁頭角錐状に相当する形状で形成され、主空間Ｍから離間するに連れて徐々に縮径しており、ケーブル本体５１を囲繞するとともに、副空間Ｓを埋めている。
より詳しくは、図２や図３に示される如く、当該中央部６２は、上述した副空間Ｓの形状に略一致しており、その裁頭部分が先端部６０の小径部分に連結し、且つ、上記突出部６，１６の開口縁近傍に位置する副空間Ｓの内面に当接している。そして、この中央部６２の外周面もまた、副空間Ｓの内周面に当接している。

一方、貫通孔（孔）６４が当該中央部６２に穿設されている。この貫通孔６４は、長径が約２〜３ｍｍ程度の略楕円形の断面を有し、上下方向に向けて中央部６２を貫通して形成されている。これにより、貫通孔６４は、上述した各溝５２に対峙し、ケーブル本体５１の外被を副空間Ｓ内に露出させる（図３，４）。また、本体５１を挟んで上下に配置された貫通孔６４の各容積は、露出した上記溝５２の容積よりも大きく形成されている。

これに対し、支持部６５及び後端部６６は上述した中央部６２の後方に設けられている。この支持部６５はケーブル本体５１を囲繞する段付形状をなしており、その大径部分が、中央部６２のうち、先端部６０に連結される面とは反対側の面に連結され、その小径部分は主空間Ｍに向けて形成される（図４，５）。

一方、後端部６６は、主空間Ｍと副空間Ｓとの境界近傍に配置されており（図２）、この後端部６６もケーブル本体５１を囲繞して支持部６５の小径部分に連結されている。
そして、ケース溶着部７０が、これら支持部６５と後端部６６との間に設けられる。
具体的には、この溶着部７０は、環状に形成され、その内周面が上述した支持部６５の小径部分の外周面に連なっており（図２）、溶着部７０の両端面が支持部６５と後端部６６とで挟持される（図４，５）。また、この溶着部７０の外周面は副空間Ｓをなす突出部６，１６の内周面に当接可能である。

ところで、本実施例の溶着部７０は、ケース本体３，１３と同一の成分を有する樹脂で形成される。より詳しくは、上述の如くブッシュ５４がＰＶＣ樹脂で形成されているのに対し、本実施例の溶着部７０はＡＢＳ／ＰＣ樹脂で形成され、このブッシュ５４に一体成形されている。

この点について詳述すると、図６（ａ）に示されるように、まず、溝５２が形成されたケーブル本体５１を準備する。次いで、環状のケース溶着部７０を準備し、同図（ｂ）に示される如く、溶着部７０の内周面と本体５１の外周面とが対峙するように、溶着部７０を本体５１に遊嵌する。つまり、この段階では、溶着部７０と本体５１との間には空間が形成されている。

続いて、ケーブル本体５１を、ブッシュ５４を形成する金型に装填し、溶着部７０を金型内に配置する。そして、この金型内に溶融したＰＶＣ樹脂を注入すると、同図（ｃ）に示されるように、ブーツ部５６や、先端部６０、中央部６２、支持部６５、及び後端部６６をそれぞれ有する樹脂充填部５８が形成され、ケーブル本体５１を囲繞するとともに、異材質の溶着部７０を挟持固定する。また、同時に、貫通孔６４も樹脂充填部５８に形成される。

一方、上側ケース本体３や、ブレード３１を有する下側ケース本体１３は、ＡＢＳ／ＰＣ樹脂で別途形成され、電源基板１０を当該樹脂が固化したケース本体１３に取り付ける。そして、この基板１０とブレード３１と接続するとともに、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に配置する。つまり、後端部６６、溶着部７０、支持部６５及び中央部６２を突出部１６の内側に、先端部６０の小径部分を突出部１６の開口部分に、先端部６０の大径部分及びブーツ部５６を突出部１６の外側にそれぞれ配置し、ケーブル５０を突出部１６から引き出す。

続いて、上述した開口端４，１４及び突出部６，１６、特に、この突出部６，１６の内周面と溶着部７０の外周面とを超音波で溶着によって気密に嵌合すると、ケース２になる。
上述のケース２を有するアダプタ１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は交流電力を直流電力に変換し、電気機器の駆動や二次電池の充電が行われる。

以上のように、本実施例によれば、防水ケース２は、ケース本体３，１３、ケーブル５０、及びブッシュ５４を少なくとも含み、ブッシュ５４は、ケース本体３，１３と同一材料のＡＢＳ／ＰＣ樹脂で形成されたケース溶着部７０を備え、この溶着部７０の外周面は突出部６，１６の内周面に当接可能である。

よって、従来の如くの適合し難い樹脂同士で形成された場合に比してケース本体３，１３とブッシュ５４との密着が良好になり、これらケース本体３，１３とブッシュ５４との気密性が向上する。この結果、防水ケース２の防水性がより一層高められる。
しかも、この溶着部７０はブーツ部５６に一体成形されているので、ブッシュ５４の製造工程が少なくて済む。

また、ブッシュ５４は、溶着部７０とブーツ部５６との間に樹脂充填部５８を備えており、樹脂充填部５８は副空間Ｓの内周面形状に合わされている。すなわち、樹脂充填部５８の中央部６２が突出部６，１６を埋め、ケース本体３，１３とブッシュ５４との隙間をなくしている。よって、外部から主空間Ｍに向かう水分の浸入がさらに防止される。

さらに、突出部６，１６の内側などに対する封入充填材も不要になり、従来に比してＡＣアダプタ１の製造コストの低廉化も達成される。さらにまた、樹脂充填部５８もブーツ部５６に一体成形されているので、この点もブッシュ５４の製造工程の簡略化に寄与する。
ここで、ケーブル本体５１の外被には、２本の芯線の間に溝５２が形成されており、この溝５２が水分の浸入を許容するとの懸念がある。

しかし、ケーブル本体５１の外被を副空間Ｓ内に露出させる貫通孔６４が、樹脂充填部５８の中央部６２に形成され、この貫通孔６４の開口部分は上述の溝５２に対峙して配置されている。よって、仮に、外部から溝５２を介して水分が浸入しても貫通孔６４内に貯留され、外部から主空間Ｍに向かう水分の浸入は貫通孔６４にて確実に抑えられる。

しかも、本体５１の上下部分に形成された貫通孔６４の各容積は溝５２の容積よりも大きいので、この貫通孔６４内の水分は、さらに主空間Ｍ側の溝５２内には伝わり難くなり、外部から主空間Ｍに向かう水分の浸入がより一層確実に防止される。
さらに、上述の態様は、水分に接し得る種々の環境下で使用されるＡＣアダプタ１では特に顕著な効果を奏する。

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、ケース溶着部７０が副空間Ｓに配置されているが、この溶着部７０は、各ケース本体３，１３の双方に溶着される限り、例えば、主空間Ｍに、或いは、突出部６，１６の開口縁やその近傍に配置されていても良い。

また、上記実施例では、ケース本体３，１３とケース溶着部７０とが、いずれも非結晶樹脂であるＡＢＳ／ＰＣ樹脂で形成されているが、必ずしもこの形態に限定されるものではない。例えば、非結晶樹脂の例で云えば、ケース本体３，１３とケース溶着部７０とは、いずれもＡＢＳ樹脂で形成されても良く、また、いずれもノリル（ＰＰＯ）樹脂で形成されても良い。

さらに、本発明は、上述した同一材料の樹脂の他、ケース本体３，１３とケース溶着部７０とが共通の成分を有する樹脂で形成されていても良い。詳しくは、非結晶樹脂の例で云えば、ケース本体３，１３がＡＢＳ／ＰＣ樹脂で形成されるのに対し、ケース溶着部７０はＡＢＳ樹脂で形成されていても良い。この場合には、ＡＢＳ成分が共通の成分に該当するからである。

同様に、ＡＢＳ成分を共通の成分とすれば、ケース本体３，１３がＡＢＳ樹脂で形成されるのに対し、ケース溶着部７０はＡＢＳ／ＰＣ樹脂で形成されていても良い。
また、ＰＣ成分を共通の成分とすれば、ＡＢＳ／ＰＣ樹脂のケース本体３，１３とＰＣ樹脂のケース溶着部７０とで形成させ、或いは、ＰＣ樹脂のケース本体３，１３とＡＢＳ／ＰＣ樹脂のケース溶着部７０とで形成させても良い。そして、これらいずれの場合にも、ケース本体３，１３とブッシュ５４との密着が良好になり、ケース２の防水性がより一層高められるとの効果を奏する。

さらに、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ている限り、各種の電気機器にも当然に適用可能である。
つまり、ケーブルは電力ケーブルに必ずしも限定されるものではなく、例えば、通信用の電気ケーブルや光ケーブルであっても良い。さらに、上述したブレード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個以上のブレードであっても良い。

Claims (6)

1. 電気器具用防水ケースは、
   機能部材を収納する樹脂製のケース本体と、
   前記機能部材に接続されており、前記ケース本体の外部に向けて延設されるケーブルと、
   該ケーブルを囲繞する樹脂製のブッシュとを具備し、
   該ブッシュは、
   前記ケース本体に当接可能であって、該ケース本体と同一の成分を有する樹脂で形成された溶着部を備えている。
2. 電気器具用防水ケースは、
   機能部材を収納する主空間、及び該主空間に連通する副空間をそれぞれ備える樹脂製のケース本体と、
   前記機能部材に接続されており、前記副空間を介して前記ケース本体の外部に向けて延設されるケーブルと、
   該ケーブルを囲繞し、前記副空間から前記外部に亘って形成される樹脂製のブッシュとを具備し、
   該ブッシュは、
   前記ケーブルを前記外部にて囲繞するブーツ部と、
   該ブーツ部に一体成形される一方、その外周面が前記副空間の内周面に当接可能であって、前記ケース本体と同一の成分を有する樹脂で形成された溶着部と
   を備えている。
3. 請求項２に記載の電気器具用防水ケースであって、
   前記ブッシュは、前記溶着部と前記ブーツ部との間に、該ブーツ部に一体形成され、且つ、前記副空間の内周面に当接して該副空間を埋める樹脂充填部をさらに備える。
4. 請求項３に記載の電気器具用防水ケースであって、
   前記樹脂充填部は、前記ケーブルの外被を前記副空間内に露出させる孔を有し、該孔の開口部分は、前記ケーブルの外被のうち、２本の芯線の間に形成された溝に対峙して配置されている。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の電気器具用防水ケースであって、
   該防水ケースは、商用電源から直流電力を生じさせるＡＣアダプタに用いられる。
6. 電気器具用防水ケースの製造方法は、
   機能部材を収納する主空間、及び該主空間に連通する副空間をそれぞれ有する樹脂製のケース本体を備えており、
   前記機能部材に接続されるケーブル、及び前記ケース本体と同一の成分を有する樹脂で形成されており、前記副空間の内周面に当接される環状の溶着部をそれぞれ準備する工程と、
   該溶着部を前記ケーブルに遊嵌する工程と、
   該ケーブルを金型に装填し、前記溶着部を該金型内に配置する工程と、
   該金型内に樹脂を注入し、前記ケーブルを囲繞するブッシュを形成する工程と、
   該ブッシュを前記ケース本体に配置する工程と、
   前記副空間の内周面と前記溶着部の外周面とを溶着する工程とを含み、
   前記ブッシュを形成する工程では、
   前記ケース本体の外部に配置されるブーツ部と、
   該ブーツ部に一体成形されており、前記副空間の内周面に当接するとともに、前記溶着部を狭持する樹脂充填部と、
   該樹脂充填部を貫通しており、前記ケーブルの外被を前記副空間内に露出させる孔と
   を形成している。

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