(57)【要約】【課題】電気機器に用いられる密閉筐体の強度を向上させる。【解決手段】筐体２は少なくとも第１筐体部材２ａおよび第２筐体部材２ｂを備え、筐体２は、第１筐体部材２ａの溶着部２２ａであって、超音波振動方向に対して斜めの面を有する溶着部２２ａと、第２筐体部材２ｂとを超音波溶着により溶着させて形成したものであり、筐体２は、溶着部２２ａの下方、かつ、第１筐体部材２ａと第２筐体部材２ｂとの間に位置するバリ溜部２３であって、超音波溶着により生じるバリが溜まっているバリ溜部２３をさらに備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器に用いられる密閉筐体であって、
少なくとも第１部材および第２部材を備え、
上記第１部材の溶着部であって、超音波振動方向に対して斜めの面を有する溶着部と、上記第２部材とを超音波溶着により溶着させて形成されたものであり、
上記超音波溶着により生じるバリが溜まっているバリ溜部であって、上記溶着部より上記バリが流れ出るバリ流出方向に位置し、上記第１部材と上記第２部材との間の隙間であるバリ溜部をさらに備えることを特徴とする密閉筐体。
【請求項２】
上記バリ溜部の底面である上記第１部材の面と、上記第２部材と接触する上記第１部材の接触面であって、上記第１部材と上記第２部材との位置関係を規定する接触面とが、同一平面であることを特徴とする請求項１に記載の密閉筐体。
【請求項３】
上記バリ溜部は、上記溶着部より上記密閉筐体の外部方向に位置することを特徴とする請求項１または２に記載の密閉筐体。
【請求項４】
上記第１部材は、上記溶着部から上記バリ流出方向と反対方向に延伸する凸部であって、上記溶着部より上記密閉筐体の内部方向に位置する凸部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の密閉筐体。
【請求項５】
電動工具に用いられる密閉筐体であって、
上記密閉筐体は少なくとも第１部材および第２部材を備え、
上記密閉筐体は、上記第１部材の溶着部であって、超音波振動方向に対して斜めの面を有する溶着部と、上記第２部材とを超音波溶着により溶着させて形成されたものであることを特徴とする密閉筐体。
【請求項６】
電気機器に用いられる密閉筐体の製造方法であって、
超音波振動方向に対して斜めの面を有する第１溶着部と、上記第１溶着部に対して超音波振動により生じるバリが流れ出るバリ流出方向に位置し、溶着後に第２部材との間の隙間をバリ溜部として形成する第１バリ溜形成部とを備える第１部材と、
上記第１溶着部と溶着する第２溶着部と、溶着後に上記第１バリ溜形成部との間の隙間を上記バリ溜部として形成する第２バリ溜形成部とを備える第２部材と、
を超音波溶着により溶着させて上記密閉筐体を形成するステップを含むことを特徴とする密閉筐体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機器等を保護する密閉筐体および密閉筐体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気機器等を保護する筐体の密閉性を確保するために様々な手法がとられている。例えば、特許文献１には、密閉型小型スイッチの筐体がハウジングとベースとから構成されており、ハウジングとベースとを超音波溶接により接合することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２６８６６３号公報（２０００年９月２９日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、電気機器等の小型化、軽量化、コスト削減等を図るため、電気機器等を保護する筐体に薄肉の筐体が用いられている。また、電動工具または車両に搭載される電気機器等の筐体には、筐体の密閉性を高めて、防塵性および防水性を向上させる必要があると共に、筐体にかかる振動または衝撃等に耐えうる強度が必要になる。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の接合方法では、ハウジングとベースとの溶着面の方向がどの部分でも同一であるため、特許文献１に記載の接合方法で作られた筐体は、溶着面に平行な力に対して弱い構造となってしまう。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、強度が向上した電気機器等に用いられる密閉筐体および密閉筐体の製造方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明に係る密閉筐体は、電気機器に用いられる密閉筐体であって、少なくとも第１部材および第２部材を備え、上記第１部材の溶着部であって、超音波振動方向に対して斜めの面を有する溶着部と、上記第２部材とを超音波溶着により溶着させて形成されたものであり、上記超音波溶着により生じるバリが溜まっているバリ溜部であって、上記溶着部より上記バリが流れ出るバリ流出方向に位置し、上記第１部材と上記第２部材との間の隙間であるバリ溜部をさらに備えることを特徴としている。
【０００８】
ここで、上記第１部材と上記第２部材との溶着面は、上記密閉筐体の内部を取り囲むように形成されている。また、その溶着面は、超音波振動方向に対して斜めである。そのため、溶着面の方向が上記密閉筐体の場所によって異なる。よって、上記密閉筐体は、あらゆる方向からの力にも対応できるという効果を奏する。
【０００９】
また、上記の構成によれば、上記第１部材と上記第２部材との間に形成される隙間をバリ溜部としている。そのため、上記第１部材または上記第２部材にバリ溜部を形成する場合と比べて、上記第１部材および上記第２部材の形状を単純なものとして設計することができる。
【００１０】
また、上記バリ溜部の底面である上記第１部材の面と、上記第２部材と接触する上記第１部材の接触面であって、上記第１部材と上記第２部材との位置関係を規定する接触面とが、同一平面であってもよい。
【００１１】
上記の構成によれば、上記第１部材に凹部を設けてバリ溜部を形成する場合に比べて、上記第１部材の形状をより凹凸の少ない単純な形状にすることができる。そのため、上記第１部材の金型の形状を単純な形状にすることができ、上記第１部材の金型の寿命を長くすることができる。
【００１２】
また、上記バリ溜部は、上記溶着部より上記密閉筐体の外部方向に位置してもよい。
【００１３】
上記の構成によれば、上記バリ溜部が上記溶着部より上記密閉筐体の外部方向に位置するため、上記密閉筐体の内部にバリが漏れ出ることを防ぐことができる。
【００１４】
また、上記第１部材は、上記溶着部から上記バリ流出方向と反対方向に延伸する凸部であって、上記溶着部より上記密閉筐体の内部方向に位置する凸部をさらに備えてもよい。
【００１５】
上記の構成によれば、上記溶着部から上記バリ流出方向と反対方向に延伸する上記凸部が上記溶着部より上記密閉筐体の内部方向に位置するため、上記密閉筐体の内部にバリが漏れ出ることを防ぐことができる。
【００１６】
上記の課題を解決するために、本発明に係る密閉筐体は、電動工具に用いられる密閉筐体であって、少なくとも第１部材および第２部材を備え、上記第１部材の溶着部であって、超音波振動方向に対して斜めの面を有する溶着部と、上記第２部材とを超音波溶着により溶着させて形成されたものであることを特徴としている。
【００１７】
ここで、上記第１部材と上記第２部材との溶着面は、上記密閉筐体の内部を取り囲むように形成されている。また、その溶着面は、超音波振動方向に対して斜めである。そのため、溶着面の方向が上記密閉筐体の場所によって異なる。よって、上記密閉筐体は、あらゆる方向からの力にも対応できるという効果を奏する。
【００１８】
上記の課題を解決するために、本発明に係る密閉筐体の製造方法は、電気機器に用いられる密閉筐体の製造方法であって、超音波振動方向に対して斜めの面を有する第１溶着部と、上記溶着部に対して超音波振動により生じるバリが流れ出るバリ流出方向に位置し、溶着後に第２部材との間の隙間をバリ溜部として形成する第１バリ溜形成部とを備える第１部材と、上記第１溶着部と溶着する第２溶着部と、溶着後に上記第１バリ溜形成部との間の隙間を上記バリ溜部として形成する第２バリ溜形成部とを備える第２部材と、を超音波溶着により溶着させて上記密閉筐体を形成するステップを含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、電気機器に用いられる密閉筐体の強度を向上させるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態を示すものであり、トリガスイッチの構成を示す斜視図である。
【図２】上記トリガスイッチの構成を示す正面図である。
【図３】上記トリガスイッチの筐体を構成する第１筐体部材および第２筐体部材の断面図であって、第１筐体部材と第２筐体部材とが離れている状態を示す断面図である。
【図４】上記トリガスイッチの筐体を構成する第１筐体部材および第２筐体部材の断面図であって、溶着前の第１筐体部材と第２筐体部材とが嵌合されている状態を示す断面図である。
【図５】上記トリガスイッチの筐体を構成する第１筐体部材および第２筐体部材の断面図であって、第１筐体部材および第２筐体部材の溶着後の状態を示す断面図である。
【図６】上記トリガスイッチの筐体の製造方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態を示すものであり、トリガスイッチの筐体を構成する第１筐体部材および第２筐体部材の断面図であって、第１筐体部材および第２筐体部材の溶着後の状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本明細書中では、電動工具の筐体を例示して説明する。より詳細には、電動工具のモータへの電力供給を制御するスイッチであるトリガスイッチの筐体を例示する。ただし、本発明が適用される筐体は、これに限るものではなく、車載用の電気機器など任意の電気機器を保護する筐体に適用可能である。また、スイッチの筐体に限るものでもなく、電動工具を構成する他の部材の筐体に適用してもよい。さらに、電動工具全体の筐体でもよい。
【００２２】
＜第１実施形態＞
（トリガスイッチの構成）
図１は、本実施形態のトリガスイッチ１の構成を示す斜視図である。図２は、本実施形態のトリガスイッチ１の構成を示す正面図である。トリガスイッチ１（スイッチユニット）は、スイッチおよびスイッチに接続された配線基板を内蔵する筐体（密閉筐体）２と、端子ユニット３、および筐体２の外側からスイッチのＯＮ／ＯＦＦを切り換えるための操作部６（トリガ）とを備える。筐体２は、２つの筐体部材である第１筐体部材（第１部材：ケース）２ａと第２筐体部材（第２部材：カバー）２ｂとが組み合わせられて構成されている。
【００２３】
端子ユニット３は、外部端子４ａ・４ｂと、押圧部材５とを備える。外部端子４ａ・４ｂは、例えば電動工具のモータに接続するリード線が接続される端子であり、筐体２の外部に突き出している。なお、外部端子４ｂは、押圧部材５に関して外部端子４ａと対称の位置にある。なお、外部端子４ａ・４ｂは、筐体２の内部においてスイッチまたは配線基板等の電気部品に接続されている。
【００２４】
（第１筐体部材および第２筐体部材の構成）
次に、図３〜図５に基づいて、第１筐体部材２ａおよび第２筐体部材２ｂの構成について説明する。図３〜図５は、図２に示す第１筐体部材２ａおよび第２筐体部材２ｂのＡ−Ａ線矢視断面図である。図３は第１筐体部材２ａと第２筐体部材２ｂとが離れている状態を示し、図４は溶着前の第１筐体部材２ａと第２筐体部材２ｂとが嵌合されている状態（嵌合状態）を示し、図５は第１筐体部材２ａおよび第２筐体部材２ｂの溶着後の状態（溶着状態）を示す。
【００２５】
図３および図４に示すように、第１筐体部材２ａは、係合部（第１係合部、凸部）２１ａ、溶着部（第１溶着部）２２ａ、バリ溜形成部（第１バリ溜形成部）２３ａおよび接触部（第１接触部）２４ａを備える。また、第２筐体部材２ｂは、係合部（第２係合部）２１ｂ、溶着部（第２溶着部）２２ｂ、バリ溜形成部（第２バリ溜形成部）２３ｂおよび接触部（第２接触部）２４ｂを備える。
【００２６】
また、図５に示すように、筐体２は、係合部２１ａと係合部２１ｂとが係合している係合部２１と、溶着部２２ａおよび溶着部２２ｂが超音波溶着により、それらの一部が溶融し、互いに溶着して形成された溶着部２２と、バリ溜形成部２３ａおよびバリ溜形成部２３ｂによって形成されたバリ溜部２３と、接触部２４ａおよび接触部２４ｂが接触している接触部２４とを備える。
【００２７】
係合部２１ａおよび係合部２１ｂは互いに係合するものである。係合部２１ａはＺ軸の正方向に凸形状であり、係合部２１ｂは凹形状である。また、係合部２１ａは、溶着部２２ａより筐体２の内部方向に位置し、溶着部２２ａから上方（バリ流出方向（詳細は後述）と反対方向）に延伸するものである。これにより、第１筐体部材２ａおよび第２筐体部材２ｂが溶着するときに、バリが筐体２内部に漏れ出ることを防ぐことができる。また、図４および図５に示すように、嵌合状態および溶着状態において、係合部２１ａおよび係合部２１ｂの互いに対向する面（垂直面および水平面）が接触しておらず、係合部２１が間隙（クリアランス）を有していてもよい。
【００２８】
溶着部２２ａおよび溶着部２２ｂは、超音波溶着により、それらの一部が溶融し、互いに溶着するものである。溶着部２２ａは、超音波振動方向（Ｚ軸方向）に対して斜めの面を有する。換言すると、溶着部２２ａは、接触部２４ａの基準面（詳細は後述）に対して斜めの面を有する。溶着部２２ａの斜面はＺ軸（またはＸ軸）に対して３０度〜６０度であることが好ましい。溶着部２２ｂは、階段状の凸形状である。なお、溶着部２２ｂは、溶着部２２ａの斜面と面接触する斜面を有していてもよい。嵌合状態において、溶着部２２ａと溶着部２２ｂとが当接し、溶着部２２ａの斜面と溶着部２２ｂの端部とが線接触する。
【００２９】
溶着部２２ａが斜面を有していることにより、超音波振動方向（Ｚ軸方向）に対して垂直な方向（図示の例ではＸ軸方向）の力は、第１筐体部材２ａおよび第２筐体部材２ｂのせん断方向と一致しない。そのため、筐体２は、超音波振動方向に対して垂直な方向の力に対して強度を有することができる。また、本実施形態では、筐体２の一側壁の断面構造を示しているが、筐体２の全ての側壁が図５に示す断面構造を有していてよい。この場合、筐体２は、全ての側壁において、図５に示す第１筐体部材２ａと第２筐体部材２ｂとの接続構造を有することにより、或る側壁においてせん断方向と一致する力が筐体２に加えられたとしても、他の側壁ではその力の方向はせん断方向と一致しない。そのため、筐体２は、任意の方向に対する力に対して強度を有することができる。
【００３０】
バリ溜形成部２３ａおよびバリ溜形成部２３ｂは、第１筐体部材２ａと第２筐体部材２ｂとが溶着後に、バリ溜部２３を形成するものである。バリ溜部２３は、バリ溜形成部２３ａとバリ溜形成部２３ｂとの間に形成される隙間である。溶着後は、バリ溜部２３の全体または一部が、溶着部２２ａおよび溶着部２２ｂから溶融して発生したバリで埋められる。バリ溜部２３の容積は、溶着部２２ａおよび溶着部２２ｂから溶融して発生するバリの量より大きいことが好ましい。バリ溜部２３は、溶着部２２より下方（Ｚ軸の負方向）に位置する。超音波溶着により生じるバリは、溶着部２２より下方（重力方向）に流れ出るため、換言すると、バリ溜部２３は、溶着部２２よりバリが流れ出るバリ流出方向に位置するとも言える。また、バリ溜部２３は、溶着部２２より筐体２の外部方向（Ｘ軸の正方向）に設けられていることが好ましい。これにより、超音波溶着により生じたバリが筐体２の内部に漏れ出すことを防ぐことができる。仮に、バリ溜部２３の容量以上のバリが生じたとしても、筐体の外部にバリが漏れ出るため、筐体２の内部を汚染することなく、さらに、バリを取り除く処理を容易に行うこともできる。
【００３１】
接触部２４ａは、接触部２４ｂと接触する接触面を有する。接触部２４ｂは、凸形状であり、その先端面が接触部２４ａと面接触する。接触部２４ａの接触面は、溶着後に第１筐体部材２ａと第２筐体部材２ｂとの位置関係を規定する基準面である。すなわち、接触部２４ａは、溶着時に、第２筐体部材２ｂの入り込み量を規定するストッパーの機能を有する。接触部２４ａの接触面と、バリ溜部２３の底面であるバリ溜形成部２３ａの面とは、同一平面である。これにより、バリ溜部２３を凹部形状にする場合に比べて、第１筐体部材２ａを形成する金型の形状を凹凸の少ない単純な形状にすることができる。また、バリ溜部２３を形成するために、接触部２４ｂの先端面のＸ軸方向の幅より、バリ溜形成部２３ａと接触部２４ａとが形成する面のＸ軸方向の幅を大きくする。
【００３２】
なお、第１筐体部材２ａの係合部２１ａ、バリ溜形成部２３ａおよび接触部２４ａ、並びに、第２筐体部材２ｂの係合部２１ｂ、溶着部２２ｂ、バリ溜形成部２３ｂおよび接触部２４ｂは、それぞれ垂直面または水平面（ＹＺ平面またはＸＹ平面）で形成されているがこれに限るものではなく、それぞれ垂直面または水平面に対して角度を有していてもよい。
【００３３】
（筐体の製造方法）
次に、筐体２の製造方法について、図６に基づいて説明する。図６は、本実施形態に係る筐体２の製造方法を示すフローチャートである。
【００３４】
図６に示すように、まず、図４に示すように、第１筐体部材２ａと第２筐体部材２ｂとを嵌合させる（Ｓ１）。この嵌合状態において、第２筐体部材２ｂに超音波振動と同時に加圧力を加えて、第１筐体部材２ａの溶着部２２ａと第２筐体部材２ｂの溶着部２２ｂとを溶着させる（Ｓ２）。
【００３５】
溶着後、筐体２外部にバリが漏れ出た場合は、バリを取り除いて整形する。
【００３６】
＜第２実施形態＞
本発明の他の実施の形態について図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図７は、第２実施形態に係る筐体であって、第１筐体部材と第２筐体部材とを溶着後の筐体の断面構造を示す図である。なお、第１実施形態において定義した用語については、特に断らない限り本実施形態においてもその定義に則って用いるものとする。
【００３７】
本実施形態では、超音波溶着により生じるバリが溶着部の上方に漏れ出す方法を用いて、第１筐体部材と第２筐体部材２ｄとを溶着する。そのため、図７に示すように、本実施形態では、筐体２’の溶着部２２’の上方にバリ溜部２３’が形成されている。また、バリ溜部２３’は、溶着部２２’の外側に位置する。
【００３８】
また、本実施形態では、第１筐体部材２ｃの溶着部２２ｃと、第２筐体部材２ｄの溶着部２２ｄとは、互いに超音波振動方向（Ｚ軸方向）に対して斜めの面を有し、面接触する。
【００３９】
バリ溜形成部２３ｃのバリ溜形成部２３ｄと対向する面は平面である。バリ溜形成部２３ｄは、凹形状である。バリ溜形成部２３ｃとバリ溜形成部２３ｄとの間にバリ溜部２３’が形成される。
【００４０】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、電動工具または車載用の電気機器等の電気機器の筐体に利用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１              トリガスイッチ
２、２’        筐体（密閉筐体）
２ａ、２ｃ      第１筐体部材（第１部材）
２ｂ、２ｄ      第２筐体部材（第２部材）
２１            係合部
２１ａ          係合部（凸部）
２１ｂ          係合部
２２、２２’    溶着部
２２ａ、２２ｃ  溶着部（第１溶着部）
２２ｂ、２２ｄ  溶着部（第２溶着部）
２３、２３’    バリ溜部
２３ａ、２３ｃ  バリ溜形成部（第１バリ溜形成部）
２３ｂ、２３ｄ  バリ溜形成部（第２バリ溜形成部）
２４            接触部
２４ａ          接触部
２４ｂ          接触部
【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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【図６】
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【図７】
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