JP2008042771A - 防水式電子機器 - Google Patents

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Tetsuya Yamakawa
哲也 山川
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Abstract

【課題】無端Oリングに比較して防水のためのシール作用面を大きくすることができ、長期間に渡り防水性能を維持でき、かつまた繰り返しの蓋組立体の開閉に十分に耐えることのできる防水式電子機器の提供。
【解決手段】開口部(22)を有する筐体(3)と、開口部に対して開閉自在かつ係止可能にする開閉スライド機構を介して設けられる蓋組立体(20)を備えた防水式電子機器であって、弾性材料から構成され、平坦部とそれに続く傾斜部を形成したシール形状部材(35)と、剛性材料から構成され、シール形状部材の前記平坦部の下面に設けられる支持部材(36)と、剛性材料から構成され、シール形状部材の平坦部の上面に設けられるスペーサ部材(37)とを積層させて固定する。
【選択図】 図4

Description

本発明は、防水式電子機器に関する。
光学装置として水中撮影専用の水中撮影用カメラが実用化されている。このような水中撮影用カメラは高価であることから、通常のデジタルカメラ、あるいはデジタルビデオカメラを、水中撮影用としても使用できるように専用設計された防水ケースが機種別に実用化されている。このように専用設計された防水ケースを用いることで本格的な水中撮影が可能となる。
これらの防水ケースによれば、指定の光学装置のレンズ部を平面ガラス面を介して外部に露出させる使用位置に装填したときに、光学装置の位置決め状態を確保するとともに、操作部を防水ケースの外部から押圧操作する押圧手段が設けられている。
また、防水ケースの最小面に対して直交する方向に開閉自在に設けられた蓋体を、ヒンジにより開閉自在に設けた防水ケースも提案されている。(特許文献1)
一方、デジタルカメラ市場を見ると、他社との差別化のために日常生活防水機能を備えた機種が販売されており、人気を集めている。また、近年になりJIS規格の7級程度の防水性能を備え、水深1m程度の水中撮影を可能にした本格的防水式デジタルカメラも一部の国内カメラメーカーから販売されている。
さらに、ノートパソコンを防水式に構成するために筐体と蓋体とからなる防水ケースに本体を内蔵し、防水キーボードを設けた防水式ノートパソコンに代表されるような各種電子機器も販売されている。
特開2005−84658号公報。
上記の本格的防水式デジタルカメラまたは防水式ノートパソコンによれば筐体と蓋体とから構成される防水ケースを備えている。この防水ケースは、その一面が開放された筐体内に固定式レンズ鏡胴、カメラ本体部品、液晶装置、電池、記憶媒体またはパソコン本体他を内蔵した後に不動状態になるように各部品を筐体に対して固定し、一面を覆う蓋体との間の当接面に無端Oリングを介在させておき、無端Oリングの弾性変形により防水状態を維持できるように構成することが一般的である。このように、蓋体を筐体に対して着脱可能にすることで修理の際に、筐体内部にアクセス可能にしている。
一方、上記の防水ケースには、電池ケースまたは外部接続端子を筐体外部からアクセス可能にするための開口部が設けられる。この開口部も防水状態に維持しなければならないので、通常は無端Oリングの弾性変形により防水状態を維持できるように構成された蓋組立体が設けられる。
しかしながら、無端Oリングは、横断面形状が円形であるために防水のためのシール作用面が小さくなる。さらに、成形時のパーテング面にバリが残ると、この影響で防水性能が損なわれる場合がある。また、永久歪により長期間に渡る防水性能を維持できなくなるので、新しい無端Oリングに交換する必要もある。
したがって、本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであり、無端Oリングに比較して防水のためのシール作用面を大きくすることができ、長期間に渡り防水性能を維持でき、かつまた繰り返しの蓋組立体の開閉に十分に耐えることのできる防水式電子機器の提供を目的としている。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば開口部(22)を有する筐体(3)と、前記開口部に対して開閉自在かつ係止可能にする開閉スライド機構を介して設けられる蓋組立体(20)を備えた防水式電子機器であって、前記開閉スライド機構は、前記筐体の開口部の一端の近傍に設けられる蝶番部材(28)と、前記蝶板部材により前記開口部の他端に向けてスライド可能に案内されるとともに、前記筐体に対して係止可能に設けられる蓋本体(21)とから構成され、前記蓋本体に対して、弾性材料から構成され、平坦部とそれに続く傾斜部を形成したシール形状部材(35)と、剛性材料から構成され、前記シール形状部材の前記平坦部の下面に設けられる支持部材(36)と、剛性材料から構成され、前記シール形状部材の前記平坦部の上面に設けられるスペーサ部材(37)とを積層させて固定し、前記蓋組立体を回動させて前記開口部を閉塞するときに、前記シール形状部材の前記傾斜部が前記開口部の内周面(図7を参照、22a)と密着されることでシール機能が確保されることを特徴としている。
また、前記シール形状部材は、前記開口部の内周面と密着されるべき前記傾斜部の部位が、パーテング面とならないように一体成形されることを特徴としている。
また、前記弾性材料は、天然ゴム、化学合成ゴム、高分子樹脂素材、シリコン系ゴム、エラストマー、テフロン(登録商標)系ゴムを含むことを特徴としている。
また、前記開閉スライド機構は、前記蝶板部材はステンレスを含む金属板製(図5を参照、33)であり、前記蓋本体の下面において少なくとも2つ形成される案内溝(21c、21c)に夫々潜入される案内部(33c、33c)と、前記蓋本体の下面において形成される第1凹部(31)と第2凹部(32)に対して弾性変形して嵌合されるフック部(34)とを形成し、前記開口部の他端に形成される第1係止部(図3を参照、23)と、前記開口部の一端に形成される第2係止部(24)とを含み、前記蓋本体に形成される第1非係止部(27)と、前記蓋本体に形成される第2非係止部(25)とが同時に前記第1係止部と前記第2係止部に対して係止されるときに、前記フック部が前記第1凹部に入り、また係止解除されると前記フック部が前記第2凹部に入るように構成されたことを特徴としている。
また、前記蝶板部材と、前記スペーサ部材と、前記シール形状部材とに複数の孔部(図5を参照、35a、37a、33a)を穿設し、前記支持部材に前記複数の孔部に挿通される複数のスタッド(36a)を一体成形し、前記複数のスタッドを前記複数の孔部に挿通した後に、スタッド先端を焼き止めする(図6(b)を参照)ことにより前記蝶板部材に対して、前記スペーサ部材と、前記シール形状部材と、前記支持部材とを固定したことを特徴としている。
また、前記シール形状部材と前記支持部材とを2色成形することを特徴としている。
また、前記防水式電子機器は、デジタルカメラ、ビデオカメラを含む光学装置であり、前記開口部は、前記筐体の底面に形成され、前記開閉スライド機構は、前記蓋本体を前記開口部の他端から前記筐体の側面側に向けてスライド可能にし、前記蓋本体をスライド後に、前記筐体に対する係止が解除され、前記蓋組立体を回動することで、前記シール形状部材の前記傾斜部と前記内周面との間の密着状態が解除され、前記開口部が開かれるように構成されることを特徴としている。
そして、前記筐体に内蔵される電池(図2(c)を参照、16)交換を可能にするために、前記支持部材は電池接点部材を固定しており、かつ前記蓋組立体を回動させて前記開口部を開いたときに、前記開口部を介して前記筐体に内蔵される外部接続端子(19)を別の外部装置に接続可能および記憶媒体(17)の着脱を可能に構成したことを特徴としている。
本発明によれば、蓋組立体を回動させ、スライドさせて筐体に形成された開口部を閉塞するときに、弾性材料から構成され平坦部とそれに続く傾斜部を形成したシール形状部材が開口部の内周面と密着されることでシール機能が確保される防水式電子機器を提供することができる。
以下に本発明の好適な各実施形態について、添付図面を参照して説明する。
ここで、以下の実施形態では防水式光学装置として、撮影用レンズ部が沈胴するタイプであって、撮影レンズが光学ズーム系を備えた円筒形状の沈胴式レンズ鏡胴を備えたデジタルカメラについて主に述べる。しかし、このように構成されるデジタルカメラに限定されず、固定焦点式の撮影レンズを備えたデジタルカメラあるいはプリズム光学系を採用することで外部に突出しない光学ズーム系を備えたデジタルカメラにも適用可能である。
さらに、防水式光学装置として、ビデオカメラにも適用可能であることは言うまでもなく、特に修理のために筐体から蓋体を取り外し、筐体内部に固定された本体装置へのアクセスを可能に構成する場合に特に望ましい。
また、防水式電子機器としては、ノートパソコンの他に、各種ゲーム機、携帯電話などが挙げられるが、これらの機器の他にも適用可能である。特に、上記の防水式光学装置と同様に、修理のために筐体から蓋体を取り外し、筐体の内部に固定された本体装置へのアクセスを可能にする場合に望ましいことになる。さらに、製造工程を考えると、組み付け工程が容易となるので非常に有効な構成が提供されることとなる。
また、防水式光学装置または防水式電子機器において、電池交換を行ったり、記憶媒体の交換を行ったり、外部接続端子と外部装置との間でコネクタ接続を行うために、筐体に開口部を形成し、この開口部を防水状態で開閉自在にするための蓋組立体を備える場合にも、有効な構成が提供されることとなる。
すなわち、長期間に渡り蓋組立体の防水性能を維持でき、かつまた繰り返しの蓋組立体の開閉に十分に耐えることのできる構成が提供されることとなる。
以下に、防水式光学装置および防水式電子機器として、撮影用レンズ部が沈胴するタイプの光学ズーム系を備えた円筒形状の沈胴式レンズ鏡胴を備えた防水式デジタルカメラ1で代表して詳細に述べる。
図1(a)は、防水沈胴レンズ鏡胴7を備えた防水式デジタルカメラ1の化粧パネル2を一部残して図示した平面図である。また、図1(b)は、この防水式デジタルカメラ1の化粧パネル2を一部残して図示した背面図である。
先ず、図1(a)において、防水式デジタルカメラ1は、透明樹脂材料を用いて射出成形される筐体3の上に、金属板製の化粧パネル2を設けている。この化粧パネル2は後述するように着脱可能に設けられている。筐体3の前面壁には、円形の開口部3fが形成されており、この開口部3fから突出する突出位置と、この開口部3fまで退避する退避位置との間で往復駆動される円筒形状の防水沈胴式レンズ鏡胴7を備えている。
この防水沈胴式レンズ鏡胴7には、防水レンズ8が沈胴式レンズ鏡胴の対物レンズに対向して内蔵されている。筐体3の前面壁には、オートフォーカス用レンズ6と、内蔵ストロボ5とが開口部3fの上方に夫々配置されており、筐体3で防水されて覆われている。以上のオートフォーカス用レンズ6と内蔵ストロボ5は透明の筐体3で覆われることで光線の出入りが可能になるようにしている。
また、筐体3の上面壁にはシャッター操作を行うために押圧されるレリーズボタン4が防水状態で不図示のラバーキーを介して設けられている。また、筐体3の下面壁には内蔵される電池交換を行ったり、記憶媒体の交換を行ったり、外部接続端子と外部装置との間でコネクタ接続を行うために開閉自在に設けられた蓋組立体20が防水状態で設けられている。具体的には、蓋組立体20は、蓋本体21を図中の左方向にスライドさせることで開くことができ右方向にスライドさせて係止できるように構成されている。
次に、図1(b)において、防水式デジタルカメラ1の背面壁には大型液晶表示装置10が設けられている。また、この大型液晶表示装置10の右隣には、ズーム操作キー11と、各種操作キー12、14と十字キー13とが図示のように上下に配置されている。また、これらの各キーは、キー用ラバーシート15を被せることで防水状態となるように蓋体9に設けられている。一部を残して図示した化粧パネル2は、透明樹脂材料を用いて射出成形される蓋体9上に後述するように着脱可能に固定または接着される。この化粧パネル2には、上記の大型液晶表示装置10を外部から見えるようにするための大型の開口部と上記の各キーを外部から操作可能にするための開口部が穿設されている。
尚、上記の筐体3および蓋体9は透明度に優れるアクリル系の樹脂材料から成形することが望ましいが、これに限定されずポリカーボネイト、ポリプロピレン、ガラス入り樹脂などから成形することも可能である。
以上のように構成される防水式デジタルカメラ1によれば、JIS規格の7級程度の防水性能を備えることで、水深1m程度の水中撮影を可能にした本格的な防水式デジタルカメラが提供されることとなる。次に、筐体3の下面壁に配設される蓋組立体20について図2を参照して述べる。
<蓋組立体20の防水構造>
図2(a)は、防水デジタルカメラ1の底面で開閉自在に設けられた蓋組立体20が係止された状態を図示した底面図、図2(b)は、蓋組立体20の係止が解除された状態を図示した底面図、図2(c)は、蓋組立体20が防水デジタルカメラ1から開かれて開口部22が露出された状態を図示した底面図である。
先ず図2(a)において、筐体の底面壁には蓋組立体20を図中の左方向にスライド可能にするための形状部3aが凹状に形成されている。この形状部3a中に蓋組立体20が位置しており、係止状態に維持されることで、図2(c)に図示する筐体3の開口部22を水密状態で塞ぐようにしている。この蓋組立体20の蓋本体21には指先が引っかかる突起部21aが一体形成されており、この突起部21aを指先で図2(b)に図示する矢印方向に移動できるように構成されている。また、蓋本体21には孔部21dを図示のように複数箇所穿設した凹部が形成されており、この凹部内に化粧パネル2を配置し接着するようにして、カメラ全体の外観を損なわないようにしている。
図2(c)において、筐体3の開口部22内には、2本の小型電池16が極性を互い違いにしてセットされている。また、テレビに直接接続するAV端子18と、撮影画像の記憶を行う記憶媒体17とがさらに内蔵されている。電池16の交換、外部接続端子と外部装置との間でのコネクタ接続を行うためには、図2(b)に図示の状態から蓋組立体20が回動されることで、開口部22が開口される状態にされる。このため、蓋組立体20には筐体3の形状部3a内で小ネジ29を用いて一片が固定される蝶番部材28が固定され、他片が蓋本体21に対してスライド機構を介して固定される。
次に、図3(a)は、図2(a)のX-X線矢視断面図、図3(b)は、図2(b)のX-X線矢視断面、図3(c)は、図2(c)のX-X線矢視断面である。本図において、既に説明済みの構成または部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、開閉スライド機構により回動および係止可能に設けられた蓋本体21の下方にはシール体30が設けられている。このシール体30は、図3(a)に図示されるように開口部中に位置しており、開口部22がシール状態を維持できるようにしている。
また、開口部の他端に形成される第1係止部23と蓋本体21に形成される第1非係止部27とが係止され、さらに開口部の一端に形成される第2係止部24が蓋本体21に形成される第2非係止部25に対して同時に係止されることで、蓋本体21が不動状態に維持できるように構成されている。
この状態から、図3(b)に図示のように蓋本体21を左方向にスライドさせると上記の係止状態が同時に解除されるが、スライド機構によりシール体30は開口部中に位置している。
図3(b)に図示の状態から図3(c)に図示のように蓋本体21を把持して蝶番部材28周りに回動させると、シール体30は開口部22から大きく離れる状態になる。そこで、上記のように極性を互い違いにしてセットされている2本の小型電池16を交換したり、テレビに接続コードを介してAV端子18と接続したり、記憶媒体17の交換を行えるようにしている。
図4(a)は、蓋組立体20が係止された状態を図示した中心断面図、図4(b)は、蓋組立体20の係止が解除された状態を図示した中心断面図である。本図において、既に説明済みの構成または部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、開閉スライド機構を構成する蝶板部材28はステンレス板33を含む金属薄板製であり、図4(b)に図示されるフック部34を一体形成している。
一方、蓋本体21の下面にはフック部34が弾性変形して入り込む形状を有した第1凹部31と第2凹部32とが、スライドのストローク分離間されて形成されている。
以上の構成により、蓋部材21のスライド時のクリック感が出るようにするとともに、振動などで係止状態が解除されないように構成されている。
また、蓋部材21の下方には蝶板部材28を介在させて、シール体30が設けられている。このシール体30は、蓋本体21の下方に設けられるスペーサ部材37と、このスペーサ部材37の下方に設けられるシール形状部材35と、このシール形状部材35の下方に設けられる支持部材36とから構成されている。
シール形状部材35は、図中破断して図示したように、弾性材料から構成され、平坦部とそれに続く傾斜部を形成している。また、支持部材36と、スペーサ部材37は樹脂または金属板材料から構成されることで、シール形状部材35の平坦部を上下から保持することで傾斜部のみが均等に蓋本体21側に向けて弾性変形できるようにしている。
このシール形状部材35は、天然ゴム、化学合成ゴム、高分子樹脂素材、シリコン系ゴム、エラストマー、テフロン(登録商標)系ゴムを用いて一体成形することができる。表面にテフロン(登録商標)処理を含む撥水処理を施すとより良い。
図5は、上記の蓋組立体20の立体分解図である。
本図において、既に説明済みの構成または部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、蝶板部材28の一片をなすステンレス板33には、蓋本体21の下面に一体樹脂成形を含む方法で形成された案内溝21c、21cに夫々潜入される案内部33c、33cが穿設されている。また、上記のフック部34は案内部33cより幅広の開口部33bの一部から一体形成されている。
また、ステンレス板33と、スペーサ部材37と、シール形状部材35の平坦部35cには複数の孔部33a、35a、37aとが対応位置に夫々穿設されており、支持部材36に一体成形される複数のスタッド36aを、各挿通した後に、ステンレス板33の孔部33aから少し出たスタッド36aの先端を焼き止めする(図6(b)を参照)ことにより、ステンレス板33に対して、相対移動できるようにしている。また、スペーサ部材37の外周面37cの形状を、シール形状部材35の平坦部35cの外周縁と同じ形状にすることで傾斜部35bが均一に変形できるようにするとともに、この外周面37cがバックアップ面として機能するように構成されている。
さらに、図6(a)は、蓋組立体20の立体分解図、図6(b)は、蓋組立体20の組み付け後の要部断面図、図6(c)、図6(d)は、別実施形態の蓋組立体20の一部を夫々図示した立体分解図である。
本図において、既に説明済みの構成または部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、図6(a)において、蓋本体21の上面には化粧パネル2を接着するための凹面21k形成されており、孔部21dを隠すとともに防水を図っている。また、蝶番部材28はピン28aが圧入されている。また、図6(b)において、ステンレス板33の孔部33aから少し出たスタッド36aの先端を焼き止めすることで、固定するとともにこの焼き止めした部分が上記の孔部21dに入るようにしている。
また、図6(c)において、筐体3側に蝶板部材の回動孔部3tを一体成形しておき、ステンレス板をピン28aを用いて回動軸支するように構成しても良い。
そして、図6(d)において、シール形状部材35とスタッド36aを一体的に設けた支持部材36とを2色成形しても良い。
図7(a)は、シール形状部材35の成形金型101、102と、この成形金型101、102で成形されたシール形状部材35が設けられた蓋部材20が開口部の内周面22aとスペーサ部材37との間で挟持される様子を図示した要部断面図、図7(b)はOリング200の成形金型201、202と、この成形金型201、202で成形されたOリング200が設けられた蓋部材20が開口部の内周面22aとの間で挟持される様子を、比較のために図示した要部断面図である。
上記のシール形状部材35は、シール形状部材35の成形のためのキヤビティCを備えた成形金型101、102を用いて、図示のようなパーテング面35Pとなるように一体成形される。このパーテング面35Pは、傾斜部35bの縁部35fの近傍に位置する。この結果、シール形状部材35が設けられた蓋部材20が開口部の内周面22aとスペーサ部材37との間で傾斜部が図示のように挟持されると、パーテング面35Pはシール面となる部位から外れるようにできる。
このため、たとえ成形精度が悪くパーテング面35Pにバリなどが発生してもシールの影響を受けないようにすることができる。
これに対して、比較のために図示した図7(b)において、Oリング200は成形金型201、202から、図示のパーテング面200Pとなるように一体成形される。このパーテング面200Pは、蓋部材20が開口部の内周面22aに当接するシール面となる部位に成形される。このため、成形精度が悪くパーテング面200Pにバリなどが発生する場合には、バリの影響でシール機能が損なわれ、永久歪の影響も受けることとなる。
以上説明したように、スライド機構を構成する蝶板部材28とステンレス板33により開口部の他端に向けて蓋本体21をスライド可能に案内でき、筐体に対して係止可能に設けることができ、かつ開口部を閉塞するときに、シール形状部材35の傾斜部35bが開口部の内周面22aと密着されることでシール機能が確保される。
また、蓋組立体を回動させ、スライドさせて筐体に形成された開口部を閉塞するときに、弾性材料から構成され平坦部とそれに続く傾斜部を形成したシール形状部材が開口部の内周面と密着されることでシール機能が確保される。また、繰り返しの開閉にも十分に耐えるようにできる。
なお、上記の構成例では、開口部22は、筐体の底面壁に形成され、開閉スライド機構は蓋本体を開口部の他端から筐体の側面側に向けてスライド可能にする構成について述べたが、これに限定されず、開口部は筐体表面のどの部位に設けても良い。
また、筐体に内蔵される電池(図2(c)を参照、16)交換を可能にするために、支持部材36には電池接点部材(不図示)が固定されることとなるが、電池接点部材を支持部材にインサート成形しても良い。また、電池接点を側面に設けた小型箱型の専用充電式電池によれば、筐体内部に上記電池接点に接触する接点を内蔵しておけば良い。
<筐体と蓋体と無端シール部材による防水構造>
続いて、図8(a)は、蓋体9が筐体3に嵌合される前の様子を図示した防水式デジタルカメラ1の蓋体9の正面図、図8(b)は筐体3の背面図である。
本図において、既に説明済みの構成または部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、図8(b)において、筐体3は一面が開放されており上記の開口部3fを前壁部に形成している。この筐体3の4辺の縁部は所定厚みを有して紙面手前がわに延設されており、突起部3kを全周縁部に形成している。
また、図8(a)において、この筐体3の開放面を覆う蓋体9が着脱可能に設けられており、上記の大型液晶表示装置10と破線図示の防水キーラバーシート15を覆うようにしている。蓋体9を着脱可能とするための複数の固定部41が所定間隔で縁部において一体成形されている。この固定部41を筐体3の固定溝3g中にセットして嵌合を含む方向で固定するように構成されている。
筐体3と蓋体9の縁部の各係合面は、互いに平行かつフラットにされており、後述の無端シール部材45を破線図示の収容溝部40にセットすることで、組み付け後のシール状態を維持できるようにしている。
ここで、収容溝部40を蓋体9の縁部に形成し、突起部3kを筐体3の縁部に形成する様子を図示してあるが、これとは逆に収容溝部40を筐体3の縁部に形成し、突起部を蓋体9の縁部に連続形成する構成でも良い。
次に、図9(a)は、蓋体9と化粧パネル2が筐体3に共締めされる様子を図示した図8(b)のX-X線矢視断面図、図9(b)はX-X線部分を上方から見た平面図である。
本図において、無端シール部材45は、弾性素材から構成され、図示のように係合面に対して垂直な面による断面形状が溝部を有する略凹形状に形成されており、蓋体9の収容溝部40にセットされることで、その溝部が外部に現れるようにされる。また、筐体3の他方の係合面には、この無端シール部材45の溝部45aに嵌入する横断面形状を有した突起部3kが連続形成されている。
以上の構成において、後述するように互いにセットした後に、固定部41が固定溝3g中にセットされ、筐体3のネジ孔3jに螺合される小ネジ29を含む締結部材を化粧パネル2の孔部2cにセットして共締め状態で固定される。
このように収容溝部40内に無端シール部材45を挿入し突起部3kを溝部に嵌入させることでシール機能が確保される。この無端シール部材45を成形するために使用される弾性素材としては、天然ゴム、化学合成ゴム、高分子樹脂素材、シリコン系ゴム、エラストマー等が挙げられる。
次に、図10(a)は、無端シール部材45が連続凹部40に挿入される様子を図示した横断面図、図10(b)は、無端シール部材45が挿入後に突起部3kが潜入される様子を図示した横断面図、図10(c)は、無端シール部材45の溝部中に突起部3kが潜入されてシール状態になった様子を図示した横断面図、図10(d)は、シール作用を説明した横断面図である。
先ず、図10(a)において、無端シール部材45を溝部を有する略凹形状に形成するために、底部46と、この底部46の両側から延設される第1延設部47と第2延設部48とを有している。また、各第1延設部47と第2延設部48の先端部は上記のシール形状部材35と同じくパーテング面にバリが発生しないように丸みを付けている。
以上のように準備される無端シール部材45によれば、無端Oリングとの比較において防水のためのシール作用面を大きくできる。さらに、成形時のパーテング面にバリが残っても、この影響で防水性能が損なわれることがない。また、永久歪により長期間に渡り防水性能を維持できるので、例えば修理の際でも新しいものに交換する必要がなくなり、かつ繰り返しの使用にも十分に耐えることができる。
引き続き図10(a)において、第1延設部47と第2延設部48からは、互いの対向面に第1山部49および第2山部50が形成されている。
図10(d)において、突起部3kが溝部45a中に嵌入されると、第1山部49および第2山部50を回動支点として、第1延設部47の端部および第2延設部48の端部が矢印方向に突起部3kに向けて回動される。この結果、シール機能がより高められることとなる。ここで、第1山部49および第2山部50はいずれか一方を備えていれば十分となる場合もある。また、第1山部49および第2山部50はなくとも良く、これに代えて山部を突起部3kに形成しても良い。
図11(a)は、蓋体9が筐体3に固定される様子を図示した外観斜視図、図11(b)は、別実施形態の蓋体9が筐体3に固定される様子の一部を図示した外観斜視図、図11(c)は、蓋体9と化粧パネル2が筐体3に対して小ネジで共締めされる様子を図示した要部断面図である。
本図において、既に説明済みの構成または部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、先ず、図11(a)において蓋体9の固定部41には孔部41hが形成されており、筐体3の側面において対応する位置に形成された爪部3hに対して各孔部41hが嵌合されることで、所謂パチン嵌合により固定するように構成されている。
また、図11(b)において、筐体3の側面にはネジ孔部3uが形成されており、蓋体9の固定部41に小ネジを通すことで、螺合により固定するように構成されている。
さらに、図11(c)において、表面と裏面の化粧パネル2を一部重ねた状態から、筐体3の側面のネジ孔部3uに対して小ネジにより共締めするように構成されている。
以上説明したように、防水のためのシール作用面を大きくすることができ、長期間に渡り防水性能を維持できる。また修理を含む繰り返しの使用にも十分に耐えることのできる防水式電子機器に最適な構造が提供される。
<防水沈胴レンズ鏡胴の構成>
図12(a)は、防水沈胴レンズ鏡胴7が退避位置に移動している中心断面図、図12(b)は、防水沈胴レンズ鏡胴7が突出位置に移動している中心断面図である。
先ず、図12(a)において、筐体3の前面壁には円筒形状の開口部3fが形成されており、この開口部3fから内部に向けて内周面3mが形成されている。また、その内部に対物レンズ60aを有したズーム光学系60を備え、カバー65で覆われた沈胴式レンズ鏡胴61が内蔵されており、不図示のシャッターおよび絞りを介して静止画像および動画像をCCD素子56上に結像するように構成されている。
この沈胴式レンズ鏡胴61は、ズームキー11の操作に伴い、図12(b)に図示した突出位置に駆動される。このため、サーボモータ57がCCD素子56の隣に固定されており、このサーボモータ57への所定駆動により、沈胴式レンズ鏡胴61が突出位置と退避位置との間で、往復駆動および停止されるように構成されている。
一方、対物レンズ60aに対向配置される防止レンズ8をその前面に防水状態で内蔵するとともに、沈胴式レンズ鏡胴61と同心円状に形成される円筒状の外周壁7bを有した防水沈胴レンズ鏡胴7がOリング62を介して沈胴式レンズ鏡胴61の前縁部に固定されている。
また、外周壁7bと開口部3fの内周面3mの間に介在されることで、防水レンズ鏡胴7の停止時及び往復駆動時に防水状態に維持するための無端リップシール55が固定リング部材63を用いて図示のように固定されている。
この無端リップシール55は、図示のように開口部3fに向けて傾斜された傾斜面を有するように弾性素材から構成されるとともに、この傾斜面が防水沈胴レンズ鏡胴7の外周壁7bに対して摺接して図中の破線図示の位置から実線図示の位置に弾性変形できるように構成および取り付けられている。このようにすることで沈胴式レンズ鏡胴61が突出位置と退避位置との間で往復駆動および停止されるときに、防水沈胴レンズ鏡胴7の外周壁7bとの間に隙間が一切発生しないようにしてスライドシール構造を構成している。
このように防水沈胴レンズ鏡胴7の外周壁7bとの間に隙間が一切発生しないようにするために、外周壁7bの仕上げ面を鏡面仕上げし、さらにテフロン(登録商標)樹脂他の焼き付け塗装を含む潤滑処理と撥水処理を施すと良い。また、外周壁7bは外部に露出されるが、このとき傷などが付くと隙間発生の原因となるので、少なくとも外周壁7bはステンレス等の金属製とし防水沈胴レンズ鏡胴7の残りの部分を樹脂成形するインサート成形とするとより良い。
また、無端リップシール55を成形するための弾性素材は、天然ゴム、化学合成ゴム、高分子樹脂素材、シリコン系ゴム、エラストマー、テフロン(登録商標)系ゴム等が使用可能となる。また、特に上記のようにパーテング面がシール面とならないように成形されると良い。また、長期間に渡る弾性力を維持するために金属製バンドをインサート成形すると良い。あるいは、傾斜部のシール面を2重、3重にして、ワイパー機能を持たせても良いこととなる。
図13は、図12の防水沈胴レンズ鏡胴7を備えた防水デジタルカメラの要部を図示した立体分解図である。本図において、既に説明済みの構成または部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、筐体3の開口部3fの内側周面において破線図示のネジ孔3pが形成されている。また、固定リング部材63にはネジ孔3pに対応する位置にネジ孔部が一体成形されており、筐体3との間に無端リップシール55を介在させて固定するように構成されている。
一方、防水レンズ8を内蔵した防水沈胴レンズ鏡胴7の前縁部にはネジ孔が穿設されており、沈胴式レンズ鏡胴61の前縁部に形成されたネジ孔61aに対してOリング62を介在させて小ネジ29を用いて一体的に固定するように構成されている。
以上のように構成することで、サーボモータ57への所定駆動により沈胴式レンズ鏡胴61を突出位置と退避位置との間で往復駆動および停止するための駆動力を、そのまま用いることが可能となる。このためサーボモータ57の定格を1ランクアップすると良く、これによりスライド面に加わるシール負荷に対応できるようになる。
なお、上記構成は、既存のデジタルカメラへ必要最小限の改造を加えて構成可能となる場合について述べたものであり、この構成に限定されないことは言うまでもない。
ところで、図13に図示されるように筐体3の一面が開放され、筐体の開放面を覆うために上記の蓋体9を設け、筐体と蓋体との間の係合面に無端シール部材45を設けることで筐体内部を完全防水状態に維持すると、防水沈胴式レンズ鏡胴7の往復駆動に伴って発生する筐体内部の容積変化分により内部の気圧変化が発生する。
このため、防水沈胴式レンズ鏡胴7の駆動に過剰な負荷が加わるとともに、内部が負圧状態になると、水の浸入を防止できなくなる。そこで、防水沈胴式レンズ鏡胴7の移動に伴い発生する容積変化分の補完するための容積補完手段が必要となる。
図14(a)は、防水沈胴レンズ鏡胴7が突出位置に移動したときに防水デジタルカメラ1に内蔵される可変容積部の様子を図示した要部破断図、図14(b)は防水沈胴レンズ鏡胴7が退避位置に移動したときの可変容積部の様子を図示した要部破断図である。
本図において、既に説明済みの構成または部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、防水式デジタルカメラ1の内部には開口孔部72に連通したシリンダ部70が筐体3の底面で外気に連通するように内蔵されている。このシリンダ部70の内部にはシール構造と倒れ防止部材とを備えたピストン71がシールされて上下動可能に内蔵されている。
以上の構成において、防水沈胴レンズ鏡胴7が突出位置に駆動されると筐体内部が負圧状態になるにともない開口孔部72を介してシリンダ部70内部も負圧になるので、ピストン71が図14(a)に図示のように上昇する。このとき、水中使用の場合にはシリンダ部70の開口部に固定された不図示の格子を介してシリンダ部70内に水が入る。
一方、防水沈胴レンズ鏡胴7が退避位置に駆動されると筐体内部が正圧状態になるにともない開口孔部72を介してシリンダ部70内部も正圧になるので、ピストン71が図示のように下降する。ピストン71はこの位置でごみを進入させるためにシリンダ部70の開口部に固定された不図示の格子に当接して停止する。このとき、水中使用の場合にはシリンダ部70の開口部に固定された不図示の格子を介してシリンダ部70内の水が外部に出る。
以上のようにピストン71の上下動により、防水沈胴式レンズ鏡胴7の移動に伴い発生する容積変化分の補完を行うことで、防水沈胴式レンズ鏡胴7の駆動時に過剰な負荷が加わらず、特に内部が負圧状態になってしまい、水が筐体内部に浸入する事態を効果的に防止できるようになる。
次に、図15(a)は、防水沈胴レンズ鏡胴7が突出位置に移動したときに防水デジタルカメラ1に内蔵される別実施形態の可変容積部の様子を図示した要部破断図、図15(b)は、防水沈胴レンズ鏡胴7が退避位置に移動したときの別実施形態の可変容積部の様子を図示した要部破断図である。
本図において、既に説明済みの構成または部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、防水式デジタルカメラ1の内部には開口孔部82に連通したゴムを含む弾性体からなる可変容積部80がその縁部を固定部材81を用いて筐体3の側面に固定されている。
以上の構成において、防水沈胴レンズ鏡胴7が突出位置に駆動されると筐体内部が負圧状態になるにともない開口孔部82を介して可変容積部80の内部も負圧になるので、図15(a)に図示のように収縮する。このとき、水中使用の場合には格子を介して内部に水が入る。
一方、防水沈胴レンズ鏡胴7が退避位置に駆動されると筐体内部が正圧状態になるにともない開口孔部82を介して可変容積部80の内部も正圧になるので、図示のように拡張し格子に当接して停止し、水が外部に出る。
以上のように可変容積部80の縮小と拡張動作により、防水沈胴式レンズ鏡胴7の移動に伴い発生する容積変化分の補完を行うことで、防水沈胴式レンズ鏡胴7の駆動時に過剰な負荷が加わらず、特に内部が負圧状態になり水が筐体内部に浸入する事態を防止するように構成しても良い。
さらに、図16(a)は、別実施形態の可変容積部の様子を図示した要部破断図、図16(b)は、モータ駆動式の可変容積部の様子を図示した要部破断図、図16(c)は、ベローズ式の可変容積部の様子を図示した要部破断図である。
本図において、既に説明済みの構成または部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、図16(a)には、ピストン71の上下動により、防水沈胴式レンズ鏡胴7の移動に伴い発生する容積変化分の補完をより積極的に行う構成が図示されている。本図において、防水沈胴レンズ鏡胴7の側面には永久磁石83が固定されており、ピストン71には鉄を含む磁性体84が内蔵されている。
以上の構成により、防水沈胴レンズ鏡胴7の駆動にともない永久磁石83により磁性体84が吸引されることで、ピストン71を追動させることが可能になる。
また、図16(b)において、ピストン71には筒体88が内蔵されている。この筒体88からはリードネジ86の溝部87に嵌合する突起部88aが形成されている。リードネジ86はモータ85によりギア駆動される。
以上の構成によれば、防水沈胴式レンズ鏡胴7の移動に伴い発生する容積変化分の補完をモータ85の正逆駆動でより効果的に行うことができる。
そして、図16(c)において、上記の可変容積部80に代えてその周面に多数の溝部を形成したベローズ90が設けられており、図中の実線と破線図示の位置の間で収縮および拡張を行うようにして防水沈胴式レンズ鏡胴7の移動に伴い発生する容積変化分の補完を行うように構成されている。
図17(a)は、別実施形態の防水沈胴レンズ鏡胴7が退避位置に移動している中心断面図、図17(b)は、防水沈胴レンズ鏡胴7が突出位置に移動している中心断面図、図17(c)は、防水レンズ8側から見た外観斜視図である。
本図において、既に説明済みの構成または部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、図17(a)において、無端リップシール55は防水レンズ8を内蔵した防水レンズ鏡胴7の外周壁において奥側に固定されている。
また、この無端リップシール55はその傾斜面が開口部3fの内周面から筐体3の内部に向けて延設される円筒摺動面3wに対して摺接して、均等に弾性変形できるように設けられている。
以上の構成によれば、円筒摺動面3wが外部に露出しないように構成できることから傷などの影響を受けにくくなる利点がある。しかしながら、水中使用時に円筒摺動面3wと防水沈胴レンズ鏡胴7の外周壁7bとの間の隙間に水が入ることとなる。
水は表面張力で開口部3fの全体を塞ぐことがあるので、図17(c)に図示したように角部において、水切り用の面取り形状部3xを形成して表面張力を破壊して水Wを下方に流すようにしている。
以上説明したように、レンズ鏡胴の外周壁と筐体の前面壁の開口部の内周面との間に介在される無端リップシール55を用いることで、沈胴式レンズ鏡胴7の停止時及び往復駆動時においてシール機能が十分に確保される防水式光学装置を提供することができる。
(a)は防水デジタルカメラ1の化粧パネル2を一部残して図示した平面図、(b)は防水デジタルカメラ1の化粧パネル2を一部残して図示した背面図である。 (a)は防水デジタルカメラ1の底面で開閉自在に設けられた蓋組立体20が係止された状態を図示した底面図、(b)は蓋組立体20の係止が解除された状態を図示した底面図、(c)は蓋組立体20が防水デジタルカメラ1から開かれて開口部22が露出された状態を図示した底面図である。 (a)は図2(a)のX-X線矢視断面図、(b)は図2(b)のX-X線矢視断面、(c)は図2(c)のX-X線矢視断面である。 (a)は蓋組立体20が係止された状態を図示した中心断面図、(b)は蓋組立体20の係止が解除された状態を図示した中心断面図である。 蓋組立体20の立体分解図である。 (a)は蓋組立体20の立体分解図、(b)は組み付け後の要部断面図、(c)、(d)は別実施形態の蓋組立体20の一部を夫々図示した立体分解図である。 (a)はシール形状部材35の成形金型101、102と、この成形金型101、102で成形されたシール形状部材35が設けられた蓋部材20が開口部の内周面22aとスペーサ部材37との間で挟持される様子を図示した要部断面図、(b)はOリング200の成形金型201、202と、この成形金型201、202で成形されたOリング200が設けられた蓋部材20が開口部の内周面22aとの間で挟持される様子を比較のために図示した要部断面図である。 (a)は蓋体9が筐体3に嵌合される前の様子を図示した防水デジタルカメラ1の蓋体9の正面図、(b)は筐体3の背面図である。 (a)は蓋体9と化粧パネル2が筐体3に共締めされる様子を図示した図8(b)のX-X線矢視断面図、(b)はX-X線部分を上方から見た平面図である。 (a)は無端シール部材45が連続凹部40に挿入される様子を図示した横断面図、(b)は無端シール部材45が挿入後に突起部3kが潜入される様子を図示した横断面図、(c)は無端シール部材45の溝部中に突起部3kが潜入されてシール状態になった様子を図示した横断面図、(d)はシール作用を説明した横断面図である。 (a)は蓋体9が筐体3に固定される様子を図示した外観斜視図、(b)は別実施形態の蓋体9が筐体3に固定される様子の一部を図示した外観斜視図、(c)は蓋体9と化粧パネル2が筐体3に対して小ネジで共締めされる様子を図示した要部断面図である。 (a)は防水沈胴レンズ鏡胴7が退避位置に移動している中心断面図、(b)は防水沈胴レンズ鏡胴7が突出位置に移動している中心断面図である。 図12の防水沈胴レンズ鏡胴7を備えた防水デジタルカメラの要部を図示した立体分解図である。 (a)は防水沈胴レンズ鏡胴7が突出位置に移動したときに防水デジタルカメラ1に内蔵される可変容積部の様子を図示した要部破断図、(b)は防水沈胴レンズ鏡胴7が退避位置に移動したときの可変容積部の様子を図示した要部破断図である。 (a)は防水沈胴レンズ鏡胴7が突出位置に移動したときに防水デジタルカメラ1に内蔵される別実施形態の可変容積部の様子を図示した要部破断図、(b)は防水沈胴レンズ鏡胴7が退避位置に移動したときの別実施形態の可変容積部の様子を図示した要部破断図である。 (a)は別実施形態の可変容積部の様子を図示した要部破断図、(b)はモータ駆動式の可変容積部の様子を図示した要部破断図、(c)はベローズ式の可変容積部の様子を図示した要部破断図である。 (a)は別実施形態の防水沈胴レンズ鏡胴7が退避位置に移動している中心断面図、(b)はこの防水沈胴レンズ鏡胴7が突出位置に移動している中心断面図、(c)は防水レンズ8側から見た外観斜視図である。
符号の説明
1 防水デジタルカメラ
2 化粧パネル
3 本体
3a 電池蓋収容部
4 レリーズボタン
5 内蔵ストロボ
6 AFレンズ
7 防水沈胴レンズ鏡胴
8 防水レンズ
9 蓋体
10 大型液晶装置
11 ズーム操作キー
12、14 操作キー
13 十字キー
15 キー用防水ラバーシート(図1)
16 単三電池
17 SDメモリー媒体
18 AV端子
19 USB端子
20 蓋組立体
21 電池蓋本体
21a 突起部
21c 支持形状部
21d 長孔部
22 開口部
23 第1係止部
24 第2係止部(図2)
25 第2非係止部
27 第1非係止部
28 蝶番部材(スライド機構)
28a 蝶番ピン
29 小ネジ
30 シール体(図3)
31 第1凹部
32 第2凹部
33 ステンレス板部材(スライド機構)
34 フック部
35 シール部材
35a 取付け孔部
35b 傾斜部
35f 縁部(図7)
36 電池接点取り付け蓋部材
36a スタッド部
37 スペーサ部材(図4、図5、図6、図7)
101、102、201、202 成形金型
35p、200p パーテングライン(バリ)
C キャビティ
40 連続凹部(図8)
41 延設部
41a 固定用孔部
3g 溝部(図9)
45 シール部品
46 底部
47 第1延設部
48 第2延設部
49 第1山部
50 第2山部
3k 突起部(図9、図10)
55 スライドシール部品
56 CCD
57 サーボモ−タ
60 ズームレンズ系
61 沈胴レンズ鏡胴
62 Oリング
63 固定リング部材(図12、図13)
70 シリンダ部
71 ピストン(図14)
72 連通孔部
80 可変容積部
81 固定部材
82 連通孔部(図15)

Claims (8)

  1. 開口部を有する筐体と、前記開口部に対して開閉自在かつ係止可能にする開閉スライド機構を介して設けられる蓋組立体を備えた防水式電子機器であって、
    前記開閉スライド機構は、
    前記筐体の開口部の一端の近傍に設けられる蝶番部材と、
    前記蝶板部材により前記開口部の他端に向けてスライド可能に案内されるとともに、前記筐体に対して係止可能に設けられる蓋本体と、から構成され、
    前記蓋本体に対して、
    弾性材料から構成され、平坦部とそれに続く傾斜部を形成したシール形状部材と、 剛性材料から構成され、前記シール形状部材の前記平坦部の下面に設けられる支持部材と、
    剛性材料から構成され、前記シール形状部材の前記平坦部の上面に設けられるスペーサ部材とを積層させて固定し、
    前記蓋組立体を回動させて前記開口部を閉塞するときに、前記シール形状部材の前記傾斜部が前記開口部の内周面と密着されることでシール機能が確保されることを特徴とする防水式電子機器。
  2. 前記シール形状部材は、前記開口部の内周面と密着されるべき前記傾斜部の部位が、パーテング面とならないように一体成形されることを特徴とする請求項1に記載の防水式電子機器。
  3. 前記弾性材料は、天然ゴム、化学合成ゴム、高分子樹脂素材、シリコン系ゴム、エラストマー、テフロン(登録商標)系ゴムを含むことを特徴とする請求項1または2に記載の防水式電子機器。
  4. 前記開閉スライド機構は、
    前記蝶板部材はステンレスを含む金属板製であり、前記蓋本体の下面において少なくとも2つ形成される案内溝に夫々潜入される案内部と、前記蓋本体の下面において形成される第1凹部と第2凹部に対して弾性変形して嵌合されるフック部とを形成し、
    前記開口部の他端に形成される第1係止部と、前記開口部の一端に形成される第2係止部とを含み、
    前記蓋本体に形成される第1非係止部と、前記蓋本体に形成される第2非係止部とが同時に前記第1係止部と前記第2係止部に対して係止されるときに、前記フック部が前記第1凹部に入り、また係止解除されると前記フック部が前記第2凹部に入るように構成されたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の防水式電子機器。
  5. 前記蝶板部材と、前記スペーサ部材と、前記シール形状部材とに複数の孔部を穿設し、前記支持部材に前記複数の孔部に挿通される複数のスタッドを一体成形し、
    前記複数のスタッドを前記複数の孔部に挿通した後に、スタッド先端を焼き止めすることにより前記蝶板部材に対して、前記スペーサ部材と、前記シール形状部材と、前記支持部材とを固定したことを特徴とする請求項4に記載の防水式電子機器。
  6. 前記シール形状部材と前記支持部材とを2色成形することを特徴とする請求項5に記載の防水式電子機器。
  7. 前記防水式電子機器は、デジタルカメラ、ビデオカメラを含む光学装置であり、
    前記開口部は、前記筐体の底面に形成され、
    前記開閉スライド機構は、前記蓋本体を前記開口部の他端から前記筐体の側面側に向けてスライド可能にし、前記蓋本体をスライド後に、前記筐体に対する係止が解除され、前記蓋組立体を回動することで、前記シール形状部材の前記傾斜部と前記内周面との間の密着状態が解除され、前記開口部が開かれるように構成されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の防水式電子機器。
  8. 前記筐体に内蔵される電池交換を可能にするために、前記支持部材は電池接点部材を固定しており、かつ前記蓋組立体を回動させて前記開口部を開いたときに、前記開口部を介して前記筐体に内蔵される外部接続端子を別の外部装置に接続可能および記憶媒体の着脱を可能に構成したことを特徴とする請求項7に記載の防水式電子機器。
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