JP2011071212A - 防水ケース - Google Patents

Abstract

【課題】防水処理を不要とすることで、取り付け作業を容易化すると共に、取り付け作業が不出来であることによる防水性の低下を防ぐことができる防水ケースを提供する。
【解決手段】回路ケース部１０と蓋部２０とは、回路ケース側リブ１４と蓋側凸部２１とにより嵌合可能に構成されており、回路ケース部１０と蓋部２０とが嵌合されると、回路ケース部１０におけるシール部３０との対向面と、蓋部２０におけるシール部３０との対向面とは、４．０ｍｍの間隔を有した状態で保持される。このため、蓋部２０がシール部３０を挟んで回路ケース部１０にネジ止めされると、シール部３０は、厚さ４．０ｍｍに圧縮された状態で保持され、シール部３０に設けられたリブは、約５０％潰された状態となる。
【選択図】図６

Description

本発明は、各種電子装置、より詳しくは、超音波式近接スイッチや、超音波距離計や、超音波水位計や、超音波流量計や、超音波探傷器等の超音波デバイスの筺体等として用いられる防水ケースに関する。

特許文献１には、超音波を対象物に当て、その反射波を検知する超音波センサユニットが記載されている。この超音波センサユニットでは、容器状の筺体の底部に超音波センサや電子回路等が配置される。そして、超音波センサ等が配置された状態で、筺体の開口部からウレタン樹脂等のモールド材が注入され、筺体の内部がモールド剤で充填される。

特開２００７−２０５７４７号公報

ところで、特許文献１に記載の超音波センサユニットは、容器状の筺体が開口した状態で壁等に取り付けられるため、開口部から筺体内部に水が入り、モールド剤が劣化してしまうおそれがあった。そこで、この超音波センサユニットの取り付けの際には、筺体の開口部と壁等とをゴムシートを介して接合させた状態でこの壁等へのネジ止めが行われると共に、筺体の開口縁周辺に防水材料を用いてパテ埋めが行われ、防水処理が施されていた。このため、特許文献１に記載の超音波センサユニットの取り付け作業には、非常に手間がかかっていた。また、ネジ止めを行う作業者が過度に締め付けを行うことにより、ゴムシートが歪んだ状態で潰されてしまい、防水性が低下した状態で超音波センサユニットが取り付けられてしまうという事態が生じるおそれがあった。

本願発明は、超音波デバイス等の電子装置の筺体等として用いられる防水ケースに関する発明である。電子装置の取り付けを行う作業者による防水処理を不要とすることで取り付け作業を容易化すると共に、取り付け作業が不出来であることによる防水性の低下を防ぐことができる防水ケースを提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた本発明は、容器状に形成された第一ケース部材と、該第一ケース部材の開口部を覆う第二ケース部材とにより構成される防水ケースであって、第一ケース部材の開口縁に配置され、該第一ケース部材が第二ケース部材により覆われた際に、該開口縁と第二ケース部材とにより狭持されることにより圧縮された状態で保持されるシール部材と、第一ケース部材が第二ケース部材により覆われた際に、該第一ケース部材におけるシール部材との第一の接触面と、該第二ケース部材におけるシール部材との第二の接触面との間隔を一定に保持する保持機構と、を備え、シール部材は、第一ケース部材、及び第二ケース部材により狭持された場合における、第一の接触面、及び第二の接触面に対しての対向面には、それぞれ、該対向面のサイドエッジに沿ってリブが設けられており、第一のケース部材、及び第二のケース部材により圧縮されない状態での、第一の接触面に対しての対向面と、第二の接触面に対しての対向面との間の長さと、それぞれの対向面に設けられたリブの高さとの和は、保持機構により保持される間隔よりも大きいこと、を特徴とする。

こうすることにより、シール部材が第一ケース部材、及び第二ケース部材により狭持される際に、必要以上に圧縮されてしまうことを防ぐことができる。このため、第一ケース部材、及び第二ケース部材により狭持される弾性のシール部材の圧縮率を最適とした状態、つまり、圧縮により生じる反発力を、シール部材が永久変化を起こさない範囲内で最大とした状態でシール部材を保持することができるため、シール部材の防水性能を最大限発揮させることが可能となる。したがって、例えば、超音波デバイス等の電子装置の筺体としてこのような防水ケースを用いることにより、十分な防水性能を得ることが可能となるため、取り付けの際の防水処理が不要となり、取り付け作業を容易化することができると共に、取り付け作業が不出来であることによる防水性の低下を防ぐことができる。

また、取り付けの際の防水処理を不要とすることにより、さらに、次のような効果を得ることができる。すなわち、取り付けの際に防水処理を行うとなると、取り付け場所の周辺に適度なスペースが必要となるため、取り付け場所に制約が生じてしまう。これに対し、上述した防水ケースを筺体等として用いることにより、取り付けの際の防水処理が不要となるため、取り付け場所の制約を無くすことができる。

また、既に述べたように、特許文献１に記載の超音波センサユニットを取り付ける際には、開口縁周辺にパテ埋めを行うことにより防水処理が施されるため、見栄えが悪くなってしまうと考えられる。しなしながら、上述した防水ケースを各種電子装置の筺体として用いることにより、取り付けの際の防水処理が不要となり、電子装置を見栄え良く取り付けることができる。

尚、本発明の防水ケースにおいて、保持機構は、第一の接触面、或いは第二の接触面に隣接して設けられた１または複数の第一の凸部として構成されており、第一の凸部は、第一ケース部材の開口部が第二ケース部材により覆われた際に、その頂部が、当該第一の凸部が設けられていない第一ケース部材、或いは第二ケース部材に接触することにより、間隔を一定に保持するよう形成されていても良い。

また、本発明の防水ケースにおいて、第一の凸部は、第一ケース部材における第一の接触面のサイドエッジ、或いは、第二ケース部材における第二の接触面のサイドエッジに沿ってリブ状に形成されていても良い。

こうすることにより、シール部材を挟んで第二ケース部材で第一ケース部材を覆う際に、シール部材の位置を容易に決めることができる。また、シール部材が、第一の接触面、或いは第二の接触面からずれた状態で、第一ケース部材、及び第二ケース部材により狭持されてしまうことを防ぐことができる。

また、本発明の防水ケースにおいて、保持機構は、第一の凸部と、該第一の凸部が設けられていない第一のケース部材、或いは第二のケース部材に設けられ、その頂面がシール部材との接触面をなすリブとして形成されており、第一のケース部材が第二のケース部材により覆われた際に、第一の凸部の側面と該リブの側面とが当接することにより、第一ケース部材と第二ケース部材とが嵌合するよう形成されている第二の凸部とから構成されていても良い。

こうすることにより、第一ケース部材と第二ケース部材とを嵌合させた状態で、第二ケース部材で第一ケース部材を覆うことができ、第一ケース部材と第二ケース部材とをより安定した状態で組み付けることができる。また、第一ケース部材と第二ケース部材との組み付け作業を容易化することができる。

また、本発明の防水ケースにおいて、シール部材における対向面のサイドエッジには、面取り部が形成されていても良い。
また、シール部材には、リブが面取り部に隣接した状態で設けられていても良い。

こうすることにより、シール部材が第一ケース部材、及び第二ケース部材により狭持される際に、リブが押圧されることによりシール部材の内部に生じる歪みを面取り部に逃がすことができ、リブを潰され易くすることができる。

また、シール部材が厚く、なおかつ、第一ケース部材、及び第二ケース部材との対向面の幅が狭い場合や、シール部材の形状が複雑である場合等には、シール部材が第一ケース部材、及び第二ケース部材により押圧される際に傾いてしまうおそれがある。その結果、シール部材が歪んだ状態で狭持され、シール部材の防水性能が損なわれてしまうおそれがある。

そこで、本発明の防水ケースにおいて、シール部材における対向面には、二つのリブが、並行した状態で設けられていても良い。
こうすることにより、第一ケース部材、及び第二ケース部材は、シール部材をより均一に押圧することができるため、シール部材が第一ケース部材、及び第二ケース部材により押圧される際に傾いてしまうことを防ぐことができる。その結果、シール部材を適切な状態で狭持することができ、シール部材の防水性能を最大限発揮することが可能となる。

超音波デバイスの平面図、側面図、正面図、及び断面図である。 回路ケース部の平面図、側面図、及び正面図である。 蓋部の表面図、裏面図、及び側面図である。 シール部の平面図、及び側面図である。 シール部の断面図である。 Ｂ−Ｂ´断面におけるシール部の状態である。 Ｃ−Ｃ´断面におけるシール部の状態である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。尚、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

［超音波デバイスの構成について］
図１には、本実施形態の超音波デバイス１００が記載されている。尚、超音波デバイス１００とは、具体的には、例えば、超音波式近接スイッチや、超音波距離計や、超音波水位計や、超音波流量計や、超音波探傷器等であっても良い。図１の（ａ）は超音波デバイス１００の平面図、（ｂ）は超音波デバイス１００の側面図、（ｃ）は超音波デバイス１００の正面図であり、（ｄ）はＡ−Ａ´断面図である。

超音波デバイス１００は、略直方体の容器状に形成されたＡＳＡ樹脂製の回路ケース部１０と、回路ケース部１０の開口部を覆った状態で回路ケース部１０にネジ止めされるＡＳＡ樹脂製の蓋部２０と、回路ケース部１０の開口縁に配置され、蓋部２０が回路ケース部１０にネジ止めされる際にこの開口縁と蓋部２０とにより狭持され、圧縮された状態で保持されるＥＰＤＭ製のシール部３０と、蓋部２０を挿通するリード線４０と、蓋部２０におけるリード線４０の挿通口に設けられた防水クランプ５０と、回路ケース部１０の底面に設けられた孔部から一部が露出した状態で回路ケース部１０の底部に設けられる超音波センサ６０と、リード線４０に接合された状態で回路ケース部１０の底部に設けられ、超音波センサ６０を制御し種々の処理を行う電子回路７０と、を有している。

尚、回路ケース部１０と、蓋部２０と、シール部３０とにより、超音波デバイス１００の筺体が構成される。また、回路ケース部１０や蓋部２０は、ＰＣ等の他の樹脂や金属等により形成されていても良く、また、例えば、ダイキャストにより形成されたものであっても良い。また、シール部３０は、フッ素ゴムやＣＲゴムにより形成されていても良い。

また、超音波デバイス１００におけるＢ−Ｂ´断面図、Ｃ−Ｃ´断面図については、後述する。
次に、超音波デバイス１００における回路ケース部１０の構成について説明する。

図２には回路ケース部１０が記載されている。図２の（ａ）は回路ケース部１０の平面図、（ｂ）は回路ケース部１０の側面図、（ｃ）は回路ケース部１０の正面図である。回路ケース部１０は、開口縁１１と、蓋部２０等をネジ止めするために開口縁１１に形成された組立用ネジ穴１２ａ〜１２ｈと、超音波デバイス１００を壁等にネジ止めするために開口縁１１に形成された取付け用ネジ穴１３ａ〜１３ｄと、開口縁１１の内側のサイドエッジに沿って、開口縁１１から鉛直方向に突出した板状の凸部として形成された回路ケース側リブ１４ａ〜１４ｈと、を有している。

尚、組立用ネジ穴１２ａ，１２ｅは開口縁１１の短辺の中央に、組立用ネジ穴１２ｃ，１２ｇは長辺の中央に、それぞれ形成されている。また、組立用ネジ穴１２ｂ，１２ｄ，１２ｆ，１２ｈは、それぞれ、長辺の中央から端部までの間における、中央やや端部よりの位置に形成されている。そして、それぞれの組立用ネジ穴１２ａ〜１２ｈの間に、回路ケース側リブ１４ａ〜１４ｈが形成されている。

また、回路ケース部１０の外側の側面における角部には凹部が形成されていると共に、取付け用ネジ穴１３ａ〜１３ｄは開口縁１１の四隅に形成されており、この凹部を利用することにより、容易に超音波デバイス１００を壁等にネジ止めすることが可能となっている。

次に、超音波デバイス１００における蓋部２０の構成について説明する。図３には蓋部２０が記載されている。図３の（ａ）は蓋部２０の表面図、（ｂ）は蓋部２０における回路ケース部１０に接触する側の面を示す裏面図、（ｃ）は蓋部２０の短手側からの側面図である。蓋部２０は、蓋部２０の裏面の縁部に形成され、その頂面がシール部３０との接触面となり、蓋部２０が回路ケース部１０を覆う際に、その側面が回路ケース側リブ１４の側面と接触するように形成された蓋側凸部２１と、蓋部２０等を回路ケース部１０等にネジ止めのために蓋側凸部２１に形成された組立用ネジ穴２２ａ〜２２ｈと、超音波デバイス１００を壁等にネジ止めするために蓋側凸部２１に形成された取付け用ネジ穴２３ａ〜２３ｄと、リード線４０を相通させるための挿通口２４とを有している。

次に、超音波デバイス１００におけるシール部３０の構成について説明する。図４、図５にはシール部３０が記載されている。図４の（ａ）は、シール部３０を回路ケース部１０と対向する側から見た平面図、（ｂ）はシール部３０の短手側からの側面図であり、図５の（ａ）はシール部３０のＤ−Ｄ´断面図、（ｂ）はＥ−Ｅ´断面図である。

シール部３０は、回路ケース部１０に対向した状態で配置される環状の対向面３１ａと、蓋部２０に対向した状態で配置される環状の対向面３１ｂと、蓋部２０を回路ケース部１０にネジ止めするために対向面３１に形成された組立用ネジ穴３２ａ〜３２ｈと、超音波デバイス１００を壁等にネジ止めするために対向面３１に形成された取付け用ネジ穴３３ａ〜３３ｄと、回路ケース部１０との対向面３１ａにおけるサイドエッジと、蓋部２０との対向面３１ｂにおけるサイドエッジとに対し、それぞれ、０．４５ｍｍのＣ面状に面取りを行うことにより形成された面取り部３４ａ〜３４ｄと、回路ケース部１０との対向面３１ａと、蓋部２０との対向面３１ｂとにおいて、それぞれの面取り部３４に隣接して形成されたシール部側リブ３５ａ〜３５ｄと、を有している。

尚、シール部３０を蓋部２０との対向面３１ｂ側から見た平面図についても、図４の（ａ）と同様の形状を有している。
また、図５に記載されているように、シール部３０の厚さ、つまり、回路ケース部１０との対向面３１ａから蓋部２０との対向面３１ｂとの間の長さは４．０ｍｍとなっており、対向面３１に形成されたシール部側リブ３５の高さは、それぞれ、０．４ｍｍとなっている。

［蓋部が回路ケース部に狭持されたシール部の状態について］
次に、蓋部２０が、シール部３０を挟んで回路ケース部１０にネジ止めされた場合における、シール部３０の形状について説明する。図６には、超音波デバイス１００のＢ−Ｂ´断面における、シール部３０のネジ止め前の状態についての説明図（図６の（ａ））と、ネジ止め後の状態についての説明図（図６の（ｂ））とが記載されている。また、図７には、Ｃ−Ｃ´断面における、シール部３０のネジ止め前の状態についての説明図（図７の（ａ））と、ネジ止め後の状態についての説明図（図７の（ｂ））とが記載されている。

回路ケース部１０と蓋部２０とは、回路ケース側リブ１４と蓋側凸部２１とにより嵌合可能に構成されている。また、図６，７に記載されているように、回路ケース側リブ１４の高さは５．０ｍｍ、蓋側凸部２１の高さは１．０ｍｍとなっている。このため、回路ケース部１０と蓋部２０とが嵌合されると、回路ケース部１０におけるシール部３０との接触面と、蓋部２０におけるシール部３０との接触面とは、４．０ｍｍの間隔を有した状態で保持される。また、既に述べたように、シール部３０の厚さは４．０ｍｍであり、シール部側リブ３５の高さは０．４ｍｍである。

したがって、シール部３０が回路ケース部１０の開口縁１１に配置された状態で、回路ケース部１０と蓋部２０とが嵌合され、蓋部２０が回路ケース部１０にネジ止めされると、図６の（ｂ）や図７の（ｂ）に記載されているように、シール部３０は、厚さ４．０ｍｍに圧縮された状態で保持される。このとき、シール部３０に設けられたシール部側リブ３５は、約５０％潰された状態となる。

尚、蓋部２０を回路ケース部１０にネジ止めする際には、回路ケース側リブ１４の保護のため、トルクドライバを用いて適切なトルクでネジ止めが行われる。
［効果について］
以上説明したように、ＥＰＤＭ製のシール部３０は、シール部側リブ３５が約５０％潰された状態で回路ケース部１０と蓋部２０とにより狭持される。このため、シール部側リブ３５が潰されることにより生じる反発力を、シール部材が永久変化を起こさない範囲内で最大とすることができ、シール部３０の防水性能を最大限発揮させることができる。したがって、超音波デバイス１００を壁等に取り付ける際の防水処理が不要となり、超音波デバイス１００の取り付け作業を容易化することができる。また、取り付けの際の防水処理を不要とすることで、超音波デバイス１００の取り付け場所の制約を無くすことや、壁等に取り付けられた超音波デバイス１００の見栄えを良くすることができる。

また、本実施形態の超音波デバイス１００では、シール部３０の潰れ具合を外部から確認することができる。したがって、防水効果を得ることができているかどうかを容易に確認することができる。

［その他の実施形態について］
本実施形態では、回路ケース部１０，蓋部２０，シール部３０は、超音波デバイス１００の筺体として用いられているが、他の電子装置の筺体として用いられていても良い。

また、本実施形態では、回路ケース部１０の開口縁１１の内側のサイドエッジに回路ケース側リブ１４ａ〜１４ｈが形成されていると共に、蓋部２０に蓋側凸部２１が形成されている。しかしながら、回路ケース部１０に、蓋側凸部２１と同様の凸部を形成すると共に、蓋部２０に回路ケース側リブ１４と同様のリブを形成しても良い。また、回路ケース部１０の開口縁１１の外側にリブを形成し、このリブの内側にシール部材を配置しても良い。また、回路ケース側リブ１４ａ〜１４ｈに替えて、開口縁１１から鉛直方向に突出した複数の柱状の凸部が、開口縁１１のサイドエッジに沿って形成されていても良い。

また、本実施形態では、回路ケース部１０の矩形の開口縁に設けられた全ての回路ケース側リブ１４は、その側面が蓋側凸部２１の側面に当接するよう形成されている。しかしながら、例えば、開口縁を挟んで対面する二辺、或いは三辺のみに形成された回路ケース側リブ１４のみについて、その側面が蓋側凸部２１の側面に当接するよう形成されていても良い。また、本実施形態とは異なり組立用ネジ穴１２の付近にも開口縁に沿ってリブが設けられているのであれば、組立用ネジ穴１２の付近に設けられたリブの側面のみが蓋側凸部２１の側面に当接するよう形成されていても良い。

また、蓋部２０に形成された蓋側凸部２１を無くし、回路ケース部１０のみに回路ケース側リブ１４ａ〜１４ｈを形成しても良いし、蓋部２０のみに、シール部３０との接触面に沿ってリブを形成しても良い。また、回路ケース部１０と蓋部２０との両方に、このようなリブを形成しても良い。また、リブに替えて複数の柱状の凸部を形成しても良い。

また、本実施形態では、シール部３０における回路ケース部１０或いは蓋部２０に対しての対向面には、内側と外側の面取り部３４に沿って、それぞれ２本のシール部側リブ３５が設けられている。しかしながら、例えば、シール部３０における上記対向面の幅が十分に広く、シール部３０が歪んだ状態で狭持されてしまう危険性が低い場合には、対向面に１本のリブのみを設けても良い。

また、シール部３０における面取り部３４は、Ｃ面状の面取りがなされているが、Ｒ面状の面取りがなされていても良い。
また、本実施形態では、シール部３０はＥＰＤＭで形成されているが、回路ケース部１０や蓋部２０が樹脂で形成されている場合であれば、フッ素ゴムやＣＲゴム等の弾性樹脂やエラストマで形成されていれば良い。また、回路ケース部１０等が金属で形成されている場合であれば、シール部３０は、回路ケース部１０等に用いられる金属よりも剛性の低い金属や、樹脂等により形成されていても良い。尚、本実施形態では、シール部３０は、シール部側リブ３５が約５０％潰された状態で回路ケース部１０と蓋部２０とにより狭持されるが、シール部３０が異なる材料で形成されている場合には、材料に応じた最適な割合でシール部側リブ３５が圧縮されるよう、回路ケース側リブ１４や蓋側凸部２１の高さや、シール部側リブ３５の高さ等が定められる。

１０…回路ケース部、１１…開口縁、１２…組立用ネジ穴、１３…取付け用ネジ穴、１４…回路ケース側リブ、２０…蓋部、２１…蓋側凸部、２２…組立用ネジ穴、２３…取付け用ネジ穴、２４…挿通口、３０…シール部、３１…対向面、３２…組立用ネジ穴、３３…取付け用ネジ穴、３４…面取り部、３５…シール部側リブ、４０…リード線、５０…防水クランプ、６０…超音波センサ、７０…電子回路、１００…超音波デバイス。

Claims (7)

1. 容器状に形成された第一ケース部材と、該第一ケース部材の開口部を覆う第二ケース部材とにより構成される防水ケースであって、
   前記第一ケース部材の開口縁に配置され、該第一ケース部材が前記第二ケース部材により覆われた際に、該開口縁と前記第二ケース部材とにより狭持されることにより圧縮された状態で保持されるシール部材と、
   前記第一ケース部材が前記第二ケース部材により覆われた際に、該第一ケース部材における前記シール部材との第一の接触面と、該第二ケース部材における前記シール部材との第二の接触面との間隔を一定に保持する保持機構と、
   を備え、
   前記シール部材は、
   前記第一ケース部材、及び前記第二ケース部材により狭持された場合における、前記第一の接触面、及び前記第二の接触面に対しての対向面には、それぞれ、該対向面のサイドエッジに沿ってリブが設けられており、
   前記第一のケース部材、及び前記第二のケース部材により圧縮されない状態での、前記第一の接触面に対しての前記対向面と、前記第二の接触面に対しての前記対向面との間の長さと、それぞれの前記対向面に設けられたリブの高さとの和は、前記保持機構により保持される前記間隔よりも大きいこと、
   を特徴とする防水ケース。
2. 請求項１に記載の防水ケースにおいて、
   前記保持機構は、前記第一の接触面、或いは前記第二の接触面に隣接して設けられた１または複数の第一の凸部として構成されており、
   前記第一の凸部は、前記第一ケース部材の開口部が前記第二ケース部材により覆われた際に、その頂部が、当該第一の凸部が設けられていない前記第一ケース部材、或いは前記第二ケース部材に接触することにより、前記間隔を一定に保持するよう形成されていること、
   を特徴とする防水ケース。
3. 請求項２に記載の防水ケースにおいて、
   前記第一の凸部は、前記第一ケース部材における前記第一の接触面のサイドエッジ、或いは、前記第二ケース部材における前記第二の接触面のサイドエッジに沿ってリブ状に形成されていること、
   を特徴とする防水ケース。
4. 請求項３に記載の防水ケースにおいて、
   前記保持機構は、前記第一の凸部と、該第一の凸部が設けられていない前記第一のケース部材、或いは前記第二のケース部材に設けられ、その頂面が前記シール部材との接触面をなすリブとして形成されており、前記第一のケース部材が前記第二のケース部材により覆われた際に、前記第一の凸部の側面と該リブの側面とが当接することにより、前記第一ケース部材と前記第二ケース部材とが嵌合するよう形成されている第二の凸部とから構成されていること、
   を特徴とする防水ケース。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の防水ケースにおいて、
   前記シール部材における前記対向面のサイドエッジには、面取り部が形成されていること、
   を特徴とする防水ケース。
6. 請求項５に記載の防水ケースにおいて、
   前記シール部材には、リブが、前記面取り部に隣接した状態で設けられていること、
   を特徴とする防水ケース。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の防水ケースにおいて、
   前記シール部材における前記対向面には、二つのリブが、並行した状態で設けられていること、
   を特徴とする防水ケース。