JP2010192997A - ケースの防水構造およびこれを備えた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ケースに作用する押し付け力を安定して確保することができ、適切な防水性を獲得することを課題とする。
【解決手段】ケースの防水構造は、開口部に枠状のガスケット３０が設けられた第１ケース部１１０と、この第１ケース部１１０と対向すると共に、第１ケース部１１０に設けられたガスケット３０と密着する第２ケース部１２０を有している。この第２ケース部１２０は、第１ケース部１１０との合わせ面１２０ａに対して角度θ１を有するようにテーパ状に形成され、ガスケット３０が備えるリップ部３０ｂと密着する密着面１２０ｂを備える。リップ部３０ｂは、密着面１２０ｂに押し付けられることによって傾斜し、傾斜した状態で密着面１２０ｂに密着することで防水性を発揮する。
【選択図】図８

Description

本発明は、ケースの防水構造およびこれを備えた電子機器に関する。

従来、容器やケースを密閉するためのシール部材や防水筐体構造が種々提案されている。例えば、容器の開口部形状が直線部等を含む非円形のものであっても良好なシール性をもたらすことを課題としたシール部材が知られている（特許文献１参照）。また、長期に渡り十分な防水性を維持できる防水筐体構造が知られている（特許文献２参照）。また、第１ケース部と第２ケース部との間に弾性体ガスケットを挟み込む構造が、電子機器等の防水構造として採用されている。このような防水構造では、ガスケットを嵌合方向に圧縮する。

特開平１１−２９４５９３号公報 特開２００７−４２８４２号公報

ところで、昨今、電子機器等の小型のケースに対しても、高い防水性が求められるようになってきている。
ところが、ガスケットを嵌合方向に圧縮しようとする場合、ガスケットは、その反発力に起因してケースを開く方向に常に高い押し付け力を与え続ける。このため、必要なケースの強度が確保されている必要があり、小型のケースでは、その強度を確保しておくことが困難であることが想定される。また、ケースがガスケットの押し付け力によって開くようになると、これに従ってガスケットの圧縮量が減少する。この結果、少しのケース開きで防水性能が低下するおそれがある。また、ガスケットとケースとの摩擦により、ケースが組み立て難くなる場合がある。さらに、ガスケットは、ケースの外周縁に沿った枠状に配置されることが多いが、ケース外周の形状が複雑であるような場合は、ガスケットを適切に圧縮することができず、所望の防水性を確保することが困難となることが想定される。

このような問題は、前記シール部材を小型の電子機器等に用いた場合にも同様に生じ得ると考えられる。

そこで、本発明は、ケースに作用する押し付け力を安定して確保することができ、適切な防水性を獲得することを課題とする。

本明細書開示のケースの防水構造は、開口部に枠状のガスケットが設けられた第１ケース部と、当該第１ケース部と対向すると共に、当該第１ケース部に設けられた前記ガスケットと密着する第２ケース部と、を有する。そして、当該第２ケース部は、前記第１ケース部と対向する平面部に対して角度θ１を有するようにテーパ状に形成され、前記ガスケットと密着する密着面を備える。前記ガスケットは、ガスケット本体部と当該ガスケット本体部から延設され、前記密着面に密着するリップ部を備えている。

第２ケース部がテーパ状に形成された密着面を有することによって、第１ケース部と第２ケース部とを組み合わせた状態のときに、密着面に接触したリップ部が傾斜する。第２ケース部の密着面がテーパ状に形成されることにより、リップ部の圧潰量を減少させ、発生する反発力を抑制することができる。しかも、傾斜したリップ部は、元の状態に復帰しようとするので、リップ部が密着面へ密着しようとする力は維持される。この結果、ケースに作用する押し付け力を安定して確保することができ、適切な防水性を獲得することができる。

本明細書開示のケースの防水構造によれば、ケースに作用する押し付け力を安定して確保することができ、適切な防水性を獲得することができる。

本発明の第１の実施例における防水構造を備えた携帯電話器の概略構成を示す斜視図である。 図１におけるＡ−Ａ線断面図である。 図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。 図１におけるＣ−Ｃ線断面図である。 第１ケース部と第２ケース部とが分離した状態のガスケットと密着面の周辺を拡大して示した模式図である。 第１ケース部と第２ケース部とを組み合わせた状態のガスケットと密着面の周辺を拡大して示した模式図である。 防水構造の各部の寸法の説明図である。 第２ケース部の第１ケース部に対する押し込み量とリップ部に生じる反発力との関係を示す説明図である。 比較例のガスケットの周辺を示す説明図である。 本発明の第２のガスケットの平面図である。

以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されている場合もある。

図１は、本発明の第１の実施例のケースの防水構造（以下、「防水構造」という）を備えた携帯電話器１の斜視図である。携帯電話器１は、本発明における電子機器の一例である。また、図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図、図３は、図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。さらに、図４は、図１におけるＣ−Ｃ線断面図である。また、図５は、第１ケース部１１０と第２ケース部１２０とが分離した状態の第１ケース部１１０に設けられたガスケット３０と第２ケース部１２０に形成された密着面１２０ｂの周辺を拡大して示した模式図である。
なお、第１ケース部１１０と第２ケース部１２０とを組み合わせた状態を示す図６において、リップ部３０ｂと第２ケース部１２０とがオーバーラップした状態に描かれているものがあるが、実際は、リップ部３０ｂが内側に傾斜下状態となる。

携帯電話器１は、図１に示すように開閉側ケース１００と固定側ケース２００とを備え、折り畳み可能となっている。開閉側ケース１００と固定側ケース２００は、それぞれ後述する防水構造を備えている。

開閉側ケース１００は、図２や図３に示すように開口部にガスケット装着部１１０ａが形成され、このガスケット装着部１１０ａに枠状のガスケット３０が設けられた第１ケース部１１０を有している。第１ケース部１１０は、後述する第２ケース部１２０に設けられた合わせ面１２０ａと当接する合わせ面１１０ｂを有している。合わせ面１１０ｂは、第１ケース部１１０の全周に亘って設けられている。
なお、第１ケース部１１０の内部には、電子部品が搭載された基板１４０が収納されている。

また、開閉側ケース１００は、第１ケース１１０部と対向すると共に、第１ケース部１１０に設けられたガスケット３０と密着する第２ケース部１２０を有している。この第２ケース部１２０は、上述のように第１ケース部１１０に設けられた合わせ面１１０ｂと当接する合わせ面１２０ａが設けられている。この合わせ面１２０ａは、第１ケース部１１０と対向する本発明における平面部に相当する。そして、第２ケース部１２０は、図５に示すように、この合わせ面１２０ａに対して角度θ１を有するようにテーパ状に形成された密着面１２０ｂを備えている。この密着面１２０ｂが、第１ケース部１１０と第２ケース部１２０とが組み合わされたときに、ガスケット３０と密着することになる。密着面１２０ｂは、第２ケース部１２０の全周に亘って設けられている。
なお、第２ケース部１２０の上面には透明パネル１３０が装着されている。

ガスケット３０は、第１ケース部１１０の外周形状に対応した枠状のガスケット本体部３０ａを有している。ガスケット３０は、このガスケット本体部３０ａが第１ケース部１１０ａに設けられたガスケット装着部１１０ａに密着するように第１ケース部１１０に装着される。
なお、本実施例では、ガスケット３０と第１ケース部１１０とを別個に成形し、第１ケース部１１０にガスケット３０を脱着可能に装着しているが、第１ケース部１１０とガスケットとを一体成形することもできる。第１ケース部１１０とガスケット３０との一体成形は、インサート成形法や多色成形法等、従来公知の製法を用いることができる。

ガスケット３０は、第２ケース部１２０が有する密着面１２０ｂに密着するリップ部３０ｂをさらに備えている。このリップ部３０ｂは、ガスケット本体部３０ａが有する第２ケース部１２０の合わせ面１２０ａとの対向面３０ｃに対し角度θ２を有するようにガスケット本体部３０ａから第１ケース部１１０の内側に向かって延設されている。より具体的には、図５に示すように、リップ部３０ｂは、リップ部３０ｂの背面３０ｂ１と対向面３０ｃとの角度がθ２となるように、ガスケット本体部３０ａから延設されている。ここで、角度θ２は９０°以下であることが望ましい。角度θ２は、９０°以上であってもよいが、９０°以下とすることによって密着面１２０ｂが押し付けられたときに傾斜し易くなる。

ここで、このリップ部３０ｂが形成する角度θ２は、第２ケース部１２０の密着面１２０ｂが形成する角度θ１よりも大きく設定されている。このような関係（θ１＜θ２）を与えることにより、リップ部３０ｂが密着面１２０ｂにオーバーラップするようになり、第１ケース部１１０と第２ケース部１２０とを組み合わせたときに良好な防水性が確保される。

また、リップ部３０ｂの内周縁部３０ｂ２は、ガスケット本体部３０ａの内周面３０ａ１よりも第１ケース部１１０の外側方向、すなわち、図５中、矢示Ｄで示す方向に位置する。
ただし、リップ部３０ｂの内周縁部３０ｂ２とガスケット本体部３０ａの内周面３０ａ１とのこのような関係は、第１ケース部１１０と第２ケース部１２０とが分離した状態にあるときに維持されていればよい。リップ部３０ｂは、後述するように第１ケース部１１０と第２ケース部１２０とを組み合わせたときに、密着面１２０ｂに押圧されて傾斜する。このようにリップ部３０ｂが傾斜したときに、内周縁部３０ｂ２が、ガスケット本体部３０ａの内周面３０ａ１よりも内側に位置することは許容される。

リップ部３０ｂの内周縁部３０ｂ２とガスケット本体部３０ａの内周面３０ａ１をこのような関係とすることにより、開閉側ケース１００内における基板１４０等の実装エリアの確保に有利となる。

ガスケット３０は、リップ部３０ｂの根元に溝部を有している。本実施例では、ガスケット３０は、リップ部３０ｂの内側に周状に設けられた第１溝部３０ｄと、リップ部３０ｂの外側に周状に設けられた第２溝部３０ｅを有している。

なお、本実施例における第１ケース部１１０と第２ケース部１２０とは完全に分離することが可能であるが、第１ケース部１１０と第２ケース部１２０とは、例えば、ヒンジによって連設されていてもよい。
第１ケース部１１０と第２ケース部１２０とは、図２に示すように第２ケース部１２０が有する爪部１２０ｃを第１ケース部１１０に係合することによるいわゆるスナップフィット構造によって組み合わされる。

次に、本実施例における、ガスケット３０、第１ケース部１１０、第２ケース部１２０の各部の寸法、材質等について説明する。なお、これらの寸法や、材質等は、製品に応じて所望の設定することができるものであり、以下は、その一例である。

第１ケース部１１０は、従来公知の材料を用いて構成することができる。例えば、Acrylonitrile butadiene styrene樹脂（ＡＢＳ樹脂）、ポリカーボネート樹脂や、ＡＢＳ樹脂とポリカーボネート樹脂を含むコンポジット等を用いることができる。第１ケース部１１０とガスケット３０とを一体成形する場合は、ガスケット３０と一体成形可能な材料の中から使用する材料を選定する。

第２ケース部１２０は、第１ケース部１１０と同様に、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂や、ＡＢＳ樹脂とポリカーボネート樹脂を含むコンポジット等を用いることができる。また、ポリアミド樹脂や、ガラス繊維強化ポリアミド樹脂等を用いることができる。

ガスケット３０の材料も従来公知のものを用いることができる。本実施例では、ポリエステル系熱可塑性エラストマを用いている。また、その基本物性は、以下の範囲の中から適宜選定して用いる。
硬度 ：５０〜７５［°］
圧縮永久歪み ：５９〜６５［ＭＰａ］
引張り強さ ：６〜９［ＭＰａ］
融点 ：１４５〜１６５［℃］
融着強度 ：９８〜２６５［Ｎ／２５ｍｍ］

ガスケット３０は、上述のようにリップ部３０ｂの内側に周状に設けられた第１溝部３０ｄと、リップ部３０ｂの外側に周状に設けられた第２溝部３０ｅを有している。これらの第１溝部３０ｄ、第２溝部３０ｅの形状、寸法はリップ部３０ｂの内側への傾斜具合に影響する。従って、第１溝部３０ｄ、第２溝部３０ｅの形状、寸法が調節されると、リップ部３０ｂの内側への傾斜具合が調節される。
本実施例では、図６にガスケット３０の断面を示すように、第１溝部３０ｄの深さｄ１は、ｄ１＝０．１ｍｍに設定されている。第２溝部３０ｅの深さｄ２も、ｄ２＝０．１ｍｍに設定されている。

また、リップ部３０ｂの高さｈ、すなわち、対向面３０ｃからリップ部３０ｂの頂部までの高さｈは、ｈ＝０．６ｍｍに設定されている。
さらに、リップ部３０ｂと密着面１２０ｂとのオーバーラップ量Ｃは、図７（Ａ）に示すｃ＝０．０５ｍｍから図７（Ｂ）に示すｃ＝０．４５ｍｍの範囲で適宜設定することができる。ここで、オーバーラップ量Ｃは、図６に示すように密着面１２０ｂから延長した線分Ｓ１と、この線分Ｓ１と平行であり、かつリップ部３０ｂの頂部と接する線分Ｓ２との距離として設定されている。角度θ１が同じであれば、このオーバーラップ量Ｃが大きいほど、第１ケース部１１０と第２ケース部１２０とを組み合わせたときにリップ部３０ｂが発生させる反発力は大きくなる。

合わせ面１２０ａに対する密着面１２０ｂの角度であるθ１は、図７（Ａ）に示すθ１＝３０°から図７（Ｂ）に示すθ１＝１０°の範囲で適宜設定することができる。オーバーラップ量Ｃ同じであれば、このθ１が小さいほど、第１ケース部１１０と第２ケース部１２０とを組み合わせたときにリップ部３０ｂが発生させる反発力は大きくなる。

図７（Ａ）に示すようにオーバーラップ量Ｃ＝０．０５、θ１＝３０°とした場合、例えば、水深１ｍにおける水圧（１０ｋＰａ）条件下で防水性を確保することができる。一方、図７（Ｂ）に示すようにオーバーラップ量Ｃ＝０．４５、θ１＝１０°とした場合、防水性に十分なマージンを確保した状態となる。このような状態としておけば、第１ケース部１１０と第２ケース１２０との間に組みズレ、開きが生じた場合であっても、防水性を確保することができる。

以上が、開閉側ケース１００が備える防水構造である。図４に示すように、固定側ケース２００も同様の防水構造を備えている。すなわち、開口部にガスケット装着部２１０ａが形成され、このガスケット装着部２１０ａに枠状のガスケット４０が設けられた第１ケース部２１０を有している。また、開閉側ケース１００は、第１ケース２１０部と対向すると共に、第１ケース部２１０に設けられたガスケット４０と密着する第２ケース部２２０を有している。

このように固定側ケース２００が備える防水構造は、開閉側ケース１００が備える防水構造と共通しているので、その詳細な説明は省略する。
なお、第１ケース部２１０は、ネジ穴２１０ｂを備え、第２ケース部２２０は、ネジ穴２２０ａを備え、組み合わされた第１ケース部２１０と第２ケース部２２０とは、ネジ２４０によって固定されている。また、第１ケース部２１０には、バッテリーカバー２３０が装着されている。

次に、本実施例の防水構造の作用について説明する。
図８（Ａ）は、第２ケース部１２０の密着面１２０ｂがリップ部３０ｂの先端部に接触した状態を示している。図８（Ｂ）は、第１ケース部１１０と第２ケース部１２０とを組み合わせた状態、すなわち、第１ケース部１１０の合わせ面１１０ｂと第２ケース部１２０の合わせ面１２０ａとを接触させた状態を示している。図８（Ｃ）は、図８（Ａ）に示す状態から、図８（Ｂ）に示す状態に移行する際の第２ケース部１２０の押し込み量と、リップ部３０ｂに生じる反発力との関係を示すグラフである。ここで、押し込み量は、合わせ面１１０ｂと合わせ面１２０ａとの距離に相当し、図８（Ａ）に示す状態を初期状態（原点）とし、この状態からが近づくと押し込み量が増加する。

図８（Ｃ）には、比較例として図９に示す防水構造における反発力の例を併せて示している。比較例の反発力は、図８（Ｃ）中、破線で示されている。図９に示す防水構造は第１ケース部１１００に装着したガスケット１２００に第２ケース部１３００を押し付けることによって防水性を確保している。

本実施例の防水構造におけるリップ部３０ｂは、図８（Ｃ）における（ａ）の領域では、密着面１２０ｂが押し付けられることによって圧潰される。このため、反発力は直線的に増加する。次に、図８（Ｃ）における（ｂ）の領域に入ると、リップ部３０ｂは、密着面１２０ｂに押されることにより徐々に傾斜するようになる。このとき、リップ部３０ｂはわずかに圧潰されるが、その圧潰量の増加割合は、（ａ）の領域と比較して、わずかなものとなる。従って、（ｂ）の領域における反発力は、図８（Ｃ）に示すように水平に近い軌跡を描く。リップ部３０ｂの反発力は、（ｂ）の領域を越えて押し込み量が増加し、（ｃ）の領域に入ると再び圧潰量の押し込み量の増加に対する増加割合が増し、反発力の増加割合も増す。

本実施例の防水構造では、第１ケース部１１０と第２ケース部１２０とを組み合わせた状態で（ｂ）の領域に示される反発力が発揮されるように設計されている。すなわち、第１ケース部１１０と第２ケース部１２０とを組み合わせた状態で（ｂ）の領域の終端となる押し込み量が得られるように設計されている。これにより、第２ケース部１２０が多少浮き上がったり、第１ケース部１１０と第２ケース部１２０との間に組みズレが生じたりして、押し込み量が変化しても、反発力をほぼ均一に保つことができる。すなわち、押し付け力を安定して確保し、適切な防水性を確保することができる。また、押し込み量が減少することがあっても、傾斜したリップ部３０ｂは、密着面１２０ｂに追従するように元の状態に復帰しようとする。これによっても防水性は維持される。

一方、比較例のガスケット１２００は、テーパ状の密着面を備えない第２ケース部１３００が押し付けられることによって傾斜することはなく、圧潰されるのみである。このため、ガスケット１２００に生じる反発力は、ほぼ押し込み量に比例するように増加する。このため、第１ケース部１１００と第２ケース部１３００との間に組みズレが生じたりすると、反発力は大きく変動し、防水性も大きく変動することになる。このようなガスケット１２００の挙動を考慮して、防水性を適切に確保しようとすると、反発力が大きくなるように設定しておく必要がある。しかしながら、反発力を大きくすると、第２ケース部１３００に与える力が大きくなるため、第２ケース部１３００の強度を確保しなければならず、ケースの小型化には不利である。

以上説明したように、本実施例の防水構造は、テーパ状に形成された密着面１２０ｂを備え、この密着面１２０ｂがリップ部３０ｂを傾斜させるので安定した押し付け力が確保され、適切な防水性が獲得されている。

次に、本発明による第２の実施例について、図１０を参照しつつ説明する。上述した第１の実施例における防水構造が備える密着面１２０ｂは、第２ケース部１２０の全周に亘って設けられている。この密着面１２０ｂが合わせ面１２０ａに対してなす角度θ１は、前週に亘って均一である。
これに対し、第２の実施例では、角度θ１をガスケット３０に場所に応じて変更している。これは、以下の理由による。なお、θ１が変更されている以外は、第１の実施例と異なるところはないので、参照番号は第１の実施例と共通とし、各構成要素の詳細な説明は省略する。

ガスケット３０は、図１０（Ａ）にその平面図を示すように、枠状の形状を有する。そして、第１ケース部１１０の外周形状に応じて複数の角部を有している。この角部は、枠状の内側、すなわち、第１ケース部１１０の内側に凸状であったり、外側に凸状であったりする。このように凸状をなす部分では、ガスケット３０は、引っ張られたり、圧縮されたりして、反発力が周囲と異なる。この結果、ガスケット３０の密着面１２０ｂに対する押し付け力が均一ではなくなる。

そこで、まず、図１０（Ｂ）に拡大して示すように、枠状のガスケット３０において内側に凸状となる形状を有する部分の第２ケース部１２０が有する角度θ１を直線部分の角度θ１よりも小さく設定する。内側に凸状となる部分において、ガスケット３０は、引っ張られることになる。このため、反発力は弱められる。そこで、リップ部３０ｂに対する押し付け力が高まるように密着面１２０ｂの角度θ１をθ１−にする。これにより、当該箇所の押し付け力を周囲の直線部分の押し付け力に近づけることができる。

また、図１０（Ｃ）に拡大して示すように、枠状のガスケット３０において外側に凸状となる形状を有する部分の第２ケース部１２０が有する角度θ１を直線部分の角度θ１よりも大きく設定する。外側に凸状となる部分において、ガスケット３０は、圧縮されることになる。このため、反発力は強められる。そこで、リップ部３０ｂに対する押し付け力が弱まるように密着面１２０ｂの角度θ１をθ１＋にする。これにより、当該箇所の押し付け力を周囲の直線部分の押し付け力に近づけることができる。

以上のようなガスケット３０を用いることにより、全体に亘って均質な押し付け力を得ることができる。この結果、防水性を高めることができる。

以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

１…携帯電話器 ３０，４０…ガスケット
３０ａ…ガスケット本体部 ３０ａ１…内周面
３０ｂ…リップ部 ３０ｂ１…内周縁部
３０ｃ…対向面 ３０ｄ…第１溝部
３０ｅ…第２溝部 １００…開閉側ケース
１１０…第１ケース部 １１０ａ…ガスケット装着部
１１０ｂ…合わせ面 １２０…第２ケース部
１２０ａ…合わせ面 １２０ｂ…密着面
１３０…透明パネル １４０…基板
２００…固定側ケース ２３０…バッテリーカバー

Claims (9)

1. ケースの防水構造であって、
   開口部に枠状のガスケットが設けられた第１ケース部と、
   当該第１ケース部と対向すると共に、当該第１ケース部に設けられた前記ガスケットと密着する第２ケース部と、を有し、
   当該第２ケース部は、前記第１ケース部と対向する平面部に対して角度θ１を有するようにテーパ状に形成され、前記ガスケットと密着する密着面を備え、
   前記ガスケットは、ガスケット本体部と当該ガスケット本体部から延設され、前記密着面に密着するリップ部とを備えたことを特徴としたケースの防水構造。
2. 前記リップ部は、前記第２ケース部の平面部と対向する前記ガスケット本体部の対向面に対し９０°以下である角度θ２を有するように前記ガスケット本体部から前記第１ケース部の内側に向かって延設されたことを特徴としたケースの防水構造。
3. 前記リップ部が形成する角度θ２は、前記密着面が形成する角度θ１よりも大きく設定されたことを特徴とした請求項２記載のケースの防水構造。
4. 前記ガスケットは、前記リップ部の根元に溝部を有することを特徴とした請求項１乃至３のいずれか一項記載のケースの防水構造。
5. 枠状の前記ガスケットにおいて前記第１ケース部の内側に凸状となる形状を有する部分の前記第２ケース部が有する角度θ１を直線部分の角度θ１よりも小さく設定したことを特徴とした請求項１乃至４のいずれか一項記載のケースの防水構造。
6. 枠状の前記ガスケットにおいて前記第１ケース部の外側に凸状となる形状を有する部分の前記第２ケース部が有する角度θ１を直線部分の角度θ１よりも大きく設定したことを特徴とした請求項１乃至５のいずれか一項記載のケースの防水構造。
7. 前記リップ部の内周縁部は、前記ガスケット本体部の内周面よりも第１ケース部の外側方向に位置することを特徴とした請求項１乃至６のいずれか一項記載のケースの防水構造。
8. 前記ガスケットと前記第１ケース部とは、一体成形されたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項記載のケースの防水構造。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項記載のケースの防水構造を備えたことを特徴とする電子機器。

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