JP2010106991A - 携帯型電子機器用摺動パッキン - Google Patents

Abstract

【課題】携帯型電子機器における摺動する連結部位にすべり特性と防水性とを付与でき、不良率の低下や低コスト化が可能な携帯型電子機器用摺動パッキンを提供する。
【解決手段】摺動する連結部位を有する携帯型電子機器において該連結部位での防水性を付与するための携帯型電子機器用摺動パッキン７であって、該摺動パッキン７は摺動面が0.1〜1.0 mm 厚のシート材等を用いた合成樹脂７ｂからなり、パッキン本体となるゴム７ａとの同時加硫によって一体成形される。
【選択図】図２

Description

本発明はデジタルカメラ、ＤＶカメラ、携帯ゲーム、携帯コンピュータ、携帯電話等の携帯型電子機器のヒンジ等の回転／スライドにより摺動する連結部位に防水性を付与するための携帯型電子機器用摺動パッキンに関する。

携帯型電子機器としては、例えばテレビ視聴のために表示筐体を回転するタイプの携帯電話機が知られている（特許文献１の図１参照）。また、携帯電話機に限らず、デジタルカメラ、ＤＶカメラ、携帯ゲーム、携帯コンピュータ等の携帯型電子機器において、表示筐体を開閉したり回転したりする構造を有するものが多数ある。

例えば、表示筐体を回転するタイプの携帯電話機において、表示筐体と操作筐体とを回動可能に連結するとともに両筐体の防水性を有するヒンジ装置（特許文献１参照）が知られている。このヒンジ装置は、軸方向に貫通孔が形成された枢軸を一体的に有する第１の回動部材と、上記枢軸が挿通される軸孔を有し、上記枢軸を回動中心として上記第１の回動部材に対して相対的に回動可能な第２の回動部材と、リング状に形成され、上記枢軸および上記軸孔を囲繞するように上記第１の回動部材と上記第２の回動部材との間に挟持された止水部材（漏れ止め部材）とを備える。止水部材は比較的硬質のゴム製で鼓状に形成されている。
特開２００７−２９２２８０号公報

特許文献１に記載の止水部材は、ゴム製であり摺動特性（すべり特性）が悪いため、硬質ゴムを用い摺動部をリップ状に形成することで、低圧縮力で挟み込み、操作が重くならないように工夫しているものと考えられる。しかしながら、そのために、止水部材の高さ寸法や止水部材が収容される収容部内の高さ寸法の寸法管理を厳しくしないと、操作が重くなったり、防水性が確保できなくなったりする問題がある。

本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、携帯型電子機器における摺動する連結部位にすべり特性と防水性とを付与でき、不良率の低下や低コスト化が可能な携帯型電子機器用摺動パッキンを提供することを目的とする。

本発明の携帯型電子機器用摺動パッキンは、摺動する連結部位を有する携帯型電子機器において該連結部位での防水性を付与するための携帯型電子機器用摺動パッキンであって、該摺動パッキンは摺動面が合成樹脂からなり、パッキン本体となるゴムとの同時加硫によって一体成形されたことを特徴とする。

上記合成樹脂は 0.1 mm〜1.0 mm 厚のシート材を用いることを特徴とする。また、上記ゴムの硬度は、デュロメーターＡ硬度（ＪＩＳ Ｋ６２５３）で 35 度〜90 度であることを特徴とする。また、上記摺動パッキンは合成樹脂面の表面粗さがＲａ 0.1μm〜0.6μm であり、上記ゴム面の表面粗さがＲａ 0.3μm〜0.9μm であることを特徴とする。

上記摺動パッキンの合成樹脂とゴムとの接合部は接着剤が使用されていないことを特徴とする。また、上記合成樹脂がポリエチレン（以下、ＰＥと記す）樹脂、ポリアミド（以下、ＰＡと記す）樹脂、ポリアセタール（以下、ＰＯＭと記す）樹脂から選ばれる少なくとも一つであり、上記ゴムがエチレン−プロピレン系ゴムであることを特徴とする。

上記合成樹脂はポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと記す）樹脂粉末が配合されていることを特徴とする。また、上記ＰＥ樹脂は超高分子量ポリエチレン（以下、ＵＨＭＷＰＥと記す）樹脂であることを特徴とする。

上記携帯型電子機器が携帯電話であることを特徴とする。

本発明（請求項１に記載）の携帯型電子機器用摺動パッキンは、摺動する連結部位を有する携帯型電子機器において該連結部位での防水性を付与するための携帯型電子機器用摺動パッキンであって、摺動面が合成樹脂からなり、パッキン本体となるゴムとの同時加硫によって一体成形された構造であるので、合成樹脂のすべり特性によって潤滑性が付与される。そのため、操作感を良好にするために摺動部を複雑なリップ形状にする必要がなく、摺動パッキンの寸法管理を緩めることができ、効率よく低コストで製造することができる。

請求項２に記載の携帯型電子機器用摺動パッキンは、摺動面を形成する合成樹脂が 0.1〜1.0 mm 厚のシート材を使用しているので、弾性変形しやすく水漏れが発生しない。

請求項３に記載の携帯型電子機器用摺動パッキンは、本体を形成するゴムがデュロメーターＡ硬度（ＪＩＳ Ｋ６２５３）で 35 度〜90 度であるので、操作性が低下することなく防水性が確保できる。

請求項４に記載の携帯電話用摺動パッキンは、合成樹脂面の表面粗さがＲａ 0.1〜0.6μm であり、ゴム面の表面粗さがＲａ 0.3〜0.9μm であるので、すべり特性と防水性がさらに高くなる。

請求項５に記載の携帯型電子機器用摺動パッキンは、合成樹脂とゴムとの接合部に接着剤が使用されていないので製造工程が簡略化できる。

請求項６に記載の携帯型電子機器用摺動パッキンは、合成樹脂がＰＥ樹脂、ＰＡ樹脂、ＰＯＭ樹脂から選ばれる少なくとも一種であり、ゴムがエチレン−プロピレン系ゴムであるので、すべり特性と防水性が優れるものとなる。また、請求項７に記載の携帯型電子機器用摺動パッキンは、合成樹脂にＰＴＦＥ樹脂粉末（パウダー）が配合されているので、すべり特性と耐摩耗性に優れるものとなる。また、請求項８に記載の携帯型電子機器用摺動パッキンは、ＰＥ樹脂がＵＨＭＷＰＥ樹脂であるので、耐摩耗性に優れるものとなる。

以上のように、本発明の携帯型電子機器用摺動パッキンは、効率よく低コストで製造することができ、かつ、摺動する連結部位において優れたすべり特性（操作性）および防水性を付与できる。このため、テレビ視聴等のために表示筐体を回転させるような携帯電話の回転部に好適に利用できる。

本発明の携帯型電子機器用摺動パッキンは、パッキン本体を構成するゴムと、摺動表面を構成する合成樹脂とを加硫によって接合させ、摺動パッキンを一体で成形することで、摺動特性および防水性に優れたパッキンとして得られる。本発明の携帯型電子機器用摺動パッキンの形状は、使用する携帯型電子機器の連結部位に合わせた任意の形状とできる。例えば、断面形状の違いにより、Ｏリング形状、Ｖリング形状、またはＸリング形状にすることができる。

本発明に用いる合成樹脂は、弾性変形しやすいことで水漏れを発生しない摺動面を形成するために、0.1〜1.0 mm 厚のシート材を使用することが好ましい。0.1 mm 未満の厚さのシート材ではせん断によるシート材の破断が発生する。1.0 mm をこえる厚さのシート材をパッキン表面に設ける場合では、該シート材が弾性変形しにくく、また、ゴムの弾性変形が抑制され、水漏れが発生しやすくなる。

本発明に用いるゴムは、操作性を低下させることなく防水性を確保するために本体を形成するゴムがデュロメーターＡ硬度（ＪＩＳ Ｋ６２５３）で 35 度〜90 度であることが好ましい。35 度未満では面圧が不足するため水漏れが発生しやすく、90 度をこえる場合は弾性変形しにくく水漏れが発生しやすくなり好ましくない。

本発明の携帯型電子機器用摺動パッキンは、すべり特性と防水性をさらに向上させるために、使用する合成樹脂面の表面粗さがＲａ 0.1〜0.6μm であり、ゴム面の表面粗さがＲａ 0.3〜0.9μm であることが好ましい。合成樹脂面の表面粗さがＲａ 0.1μm 未満ではシート材の製造が容易でなくなるためコストアップにつながり、Ｒａ 0.6μm をこえる場合は摺動特性に劣り、操作が重くなる。またゴム面の表面粗さがＲａ 0.3μm 未満では金型のコストアップにつながり、Ｒａ 0.9μm をこえる場合は水漏れ発生の恐れがあるため好ましくない。

本発明の携帯型電子機器用摺動パッキンでは、上記合成樹脂としてＰＥ樹脂、ＰＡ樹脂、ＰＯＭ樹脂から選ばれる少なくとも一種を、上記ゴムとしてエチレン−プロピレン系ゴムを組合わせて用いることが好ましい。エチレン−プロピレン系ゴムは、耐薬品性、耐摩耗性、防振性に優れるため、携帯型電子機器用のパッキン本体として好適に使用できる。この組合わせにより、摺動面が合成樹脂からなり、ゴムとの同時加硫によって一体成形された、優れたすべり特性と防水性とを併せ持つパッキンを容易に得ることができる。また、エチレン−プロピレン系ゴムは、ＰＥ樹脂、ＰＡ樹脂、ＰＯＭ樹脂製のシート材との同時加硫において、加硫接着剤を使用する必要がないので、製造工程を簡略化することができる。中でもエチレン−プロピレン−ジエンゴム（以下、ＥＰＤＭと記す）は、通常の硫黄加硫が可能であり、加硫時間も短くできるため特に好ましい。

上記合成樹脂は、優れたすべり特性と耐摩耗性とを確保するために、予めＰＴＦＥ樹脂粉末を配合された合成樹脂を用いることが好ましい。合成樹脂へのＰＴＦＥ樹脂粉末の配合は、特に限定されるものではなく、例えばヘンシェルミキサー、ボールミキサー、リボンブレンダー、レディゲミキサー、ウルトラヘンシェルミキサーなど一般に用いられる撹拌機を用いて混合することができる。本発明においては、ＰＴＦＥ樹脂粉末が配合された合成樹脂を押し出し成形機等でシート状に成形した上述の所定厚さのシート材を用いることが好ましい。

上記ＰＥ樹脂としては、優れた耐摩耗性を確保するために、ＵＨＭＷＰＥ樹脂を用いることが好ましい。ＵＨＭＷＰＥ樹脂は 50〜600 万の分子量を有し、摩擦係数が小さく自己潤滑性に優れる。特に非射出成形性のＵＨＭＷＰＥ樹脂は、耐摩耗性に優れるためシート材として最も好ましい。

本発明の携帯型電子機器用摺動パッキンにおいて、上記ゴムと、上記合成樹脂とを同時加硫によって一体成形する方法としては、例えば、金型のキャビティの内面に沿って所定の合成樹脂シートを配置し、型締めを行なった後、未加硫ゴムをキャビティに注入し、その後金型内で、所定条件（140〜190℃、3〜40分）にて、合成樹脂シートとゴムとを同時加硫させて一体成形することができる。このとき加硫剤はキャビティ内部に配置した合成樹脂シートの表面に塗布するか、または／および未加硫ゴム材中に配合することができる。

本発明の携帯型電子機器の一例を図１に示す。図１（ａ）は携帯型電子機器の一例として折り畳み型携帯電話機を開いた状態の正面図、図１（ｂ）は開いた状態の平面図、図１（ｃ）は開いた状態でかつ表示筐体を時計回りに 90°回転させて横長状態としたときの平面図である。

図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、折り畳み型携帯電話機１は、操作部４と、回転支持軸６により表示筐体２を連結する支持筐体３と、縦長状態の表示筐体２を支持筐体３とともに操作部４に対して開閉自在に結合するヒンジ部５とから主に構成されている。また、図１（ｂ）において縦長状態であった表示筐体２を、回転支持軸６と摺動パッキン７とで構成される連結部位８によって時計回りに略 90°回転させることにより、図１（ｃ）に示されるように、表示筐体２を横長状態にすることができる。摺動パッキン７は、回転支持軸６を同心として支持筐体３の上辺に設けられたリング状の凹溝に配設される。

図１（ａ）における摺動パッキン７の周辺拡大図を図２に示す。図２に示すように、摺動パッキン７は、ゴムからなるパッキン本体７ａと、合成樹脂からなる摺動面７ｂとからなり、該ゴムと、該合成樹脂とをゴムとの同時加硫によって一体成形している。表示筐体２の回転時において摺動面７ｂが、表示筐体２の底辺と摺接する。摺動面７ｂがすべり性の優れる合成樹脂からなるので、防水性を十分に確保できる圧縮力で該摺動パッキン７を表示筐体２と支持筐体３とで挟み込んでも、該表示筐体２の回転操作が重くならない。また、図２に示すように摺動面７ｂとなる合成樹脂をシート材等を用いて薄く形成することで、弾性変形しやすく防水性に優れ、外部から連結部位８（図１参照）を介しての水の浸入を防止できる。

実施例１
図３（ａ）および図３（ｂ）に示すゴム１７ａと合成樹脂１７ｂとからなる複合Ｏリングである摺動パッキン試験片（外径 22 mm 、内径 19.2 mm ）を合成樹脂とゴムとの同時加硫によって一体成形して得た。ゴムとしては、デュロメータＡ硬度にて 60 度のゴム硬度を有するＥＰＤＭを、合成樹脂としては、非射出成形性のＵＨＭＷＰＥ樹脂：ＰＴＦＥ樹脂粉末＝97 重量％：3 重量％の配合割合の合成樹脂(厚み：0.2 mm )を、それぞれ用いた。ＥＰＤＭおよびＵＨＭＷＰＥ樹脂の表面粗さＲａは、それぞれ 0.55μm および 0.4μm である。得られた摺動パッキン試験片を以下に示す摩擦トルク測定試験にて摩擦トルクを測定した。結果を図６に示す。

＜摩擦トルク測定試験＞
図４は摩擦トルク測定装置を示す斜視図である。図５は図４に組み込まれた摺動治具の断面図である。得られた摺動パッキン試験片を図５に示すように摺動治具１１において支持部１３のパッキン溝（溝深さＤ 0.9 mm ）に組み込み、回転部１２を取り付けた後、ボルト１６を挿入しナット１５にて締め付けトルク 0.24 kgf・cm で支持部１３と回転部１２とを連結した。回転部１２にトルク測定用巻きつけ糸１９を取付け、トルク測定用巻きつけ糸１９をモータ２０ｃによりギヤー２０ｂおよび駆動シリンダー２０ａを介して引っ張り速度 12 mm／分の条件で引っ張ることにより回転部１２を回転させるときの摩擦トルクを測定した。

実施例２
図３（ａ）および図３（ｂ）に示すゴム１７ａと合成樹脂１７ｂとからなる複合Ｏリングである摺動パッキン試験片（外径 22 mm 、内径 19.2 mm ）を合成樹脂とゴムとの同時加硫によって一体成形して得た。ゴムとしては、デュロメータＡ硬度にて 60 度のゴム硬度を有するＥＰＤＭを、合成樹脂としては、非射出成形性のＵＨＭＷＰＥ樹脂(厚み：0.2 mm )を、それぞれ用いた。ＥＰＤＭおよびＵＨＭＷＰＥ樹脂の表面粗さＲａは、それぞれ 0.55μm および 0.4μm である。得られた摺動パッキン試験片を上述の摩擦トルク測定試験にて摩擦トルクを測定した。結果を図７に示す。

実施例１は、運転初期から低トルクで安定していた。ＰＴＦＥ樹脂粉末を含まない実施例２は、低トルクであるが実施例１と比較して若干トルクの変動が認められる。

本発明の携帯型電子機器用摺動パッキンは、効率よく低コストで製造することができ、かつ、摺動する連結部位において優れたすべり特性（操作性）および防水性を付与できるので、防水性とともに摺動性を必要とする連結部位を有する携帯型電子機器、例えばデジタルカメラ、ＤＶカメラ、携帯ゲーム、携帯コンピュータ、携帯電話等の摺動パッキンとして好適に利用できる。

図１（ａ）は本発明の携帯型電子機器の一例として折り畳み型携帯電話機を開いた状態の正面図、図１（ｂ）は開いた状態の平面図、図１（ｃ）は開いた状態でかつ表示筐体を時計回りに 90°回転させて横長状態としたときの平面図である。 図１（ａ）における摺動パッキンの周辺拡大図である。 実施例に用いた複合Ｏリングである摺動パッキン試験片を示す図である。図３（ａ）は試験片の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。 摩擦トルク測定装置を示す斜視図である。 図４に組み込まれた摺動治具の断面図である。 実施例１の摺動パッキン試験片の摩擦トルク測定値を示す図である。 実施例２の摺動パッキン試験片の摩擦トルク測定値を示す図である。

符号の説明

１ 折り畳み型携帯電話機
２ 表示筐体
３ 支持筐体
４ 操作部
５ ヒンジ部
６ 回転支持軸
７ 携帯型電子機器用摺動パッキン
８ 連結部位
１１ 摺動治具
１２ 回転部
１３ 支持部
１４ ベアリング
１５ ナット
１６ ボルト
１７ 摺動パッキン
１９ トルク測定用巻きつけ糸
２０ａ 駆動シリンダー
２０ｂ ギヤー
２０ｃ モータ

Claims (9)

1. 摺動する連結部位を有する携帯型電子機器において該連結部位での防水性を付与するための携帯型電子機器用摺動パッキンであって、
   該摺動パッキンは摺動面が合成樹脂からなり、パッキン本体となるゴムとの同時加硫によって一体成形されたことを特徴とする携帯型電子機器用摺動パッキン。
2. 前記合成樹脂は、0.1〜1.0 mm 厚のシート材を用いることを特徴とする請求項１記載の携帯型電子機器用摺動パッキン。
3. 前記ゴムの硬度は、デュロメーターＡ硬度（ＪＩＳ Ｋ６２５３）で 35 度〜90 度であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の携帯型電子機器用摺動パッキン。
4. 前記摺動パッキンは、合成樹脂面の表面粗さがＲａ 0.1〜0.6μm であり、ゴム面の表面粗さがＲａ 0.3〜0.9μm であることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の携帯型電子機器用摺動パッキン。
5. 前記合成樹脂と前記ゴムとの接合部は接着剤が使用されていないことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項記載の携帯型電子機器用摺動パッキン。
6. 前記合成樹脂がポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂から選ばれる少なくとも一つであり、前記ゴムがエチレン−プロピレン系ゴムであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項記載の携帯電子機器用摺動パッキン。
7. 前記合成樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末が配合されていることを特徴とする請求項６記載の携帯型電子機器用摺動パッキン。
8. 前記ポリエチレン樹脂は、超高分子量ポリエチレン樹脂であることを特徴とする請求項６または請求項７記載の携帯型電子機器用摺動パッキン。
9. 前記携帯型電子機器が携帯電話であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項記載の携帯型電子機器用摺動パッキン。

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