JP2014084917A - フィルム一体型防水パッキン - Google Patents

Abstract

【課題】電子機器の筐体を構成する一対のケース部材どうしの間に挿入しケース部材どうしの隙間をシーリングする防水パッキンについて、小面積でありながら、取扱い性が良く、反りが発生し難く、圧縮荷重が低いフィルム一体型防水パッキンを提供すること。
【解決手段】ゴム状弾性体からなる柔軟部材１２と樹脂フィルムからなる補強部材１３とを備え、柔軟部材１２は、一方のケース部材２に当接する第１当接部１２ａと、他方のケース部材３に当接する第２当接部１２ｂとの２つの当接部を有し、補強部材１３は、柔軟部材１２の内部にあって圧縮方向に交差する水平部１３ｃと、圧縮方向に立ち上がる壁部１３ｄとを有し厚みが３５μｍ〜１００μｍである一連の樹脂フィルムであることとした。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子機器の筐体を構成するケース部材どうしの間に挿入することで、ケース部材どうしの間をシーリングし、電子機器への水滴や塵埃等の侵入を防ぐフィルム一体型防水パッキンに関する。

携帯電話機、携帯オーディオプレーヤー、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラなどの携帯電子機器については、多くの機能付加とともに使用環境が広まり、日常生活やレジャー用途において水に濡れる場面での使用ニーズが高まってきた。そのため、携帯電子機器についての防水性能が重要視されるようになってきた。

電子機器を防水構造にするためには、例えば内部部品の収容容器と蓋（一対のケース部材）の間にゴム製のＯリングを挿入する技術がある。しかし、ゴム製のＯリングでは取扱いに際し形状が安定せず、伸びの影響などで筐体に嵌め難いという課題があった。
また、近年、防水パッキンは単なるリング状ではなく、筐体の形状に合わせた精密な設計が求められるようになっているが、単一のゴムで成形された防水パッキンは、柔軟で保形成が低いため筐体への嵌め込み作業における取扱い性が悪いだけでなく、伸びによる寸法精度の悪化に対する課題もあった。こうした技術に対し、例えば特開２０１０−０８０９１０号公報（特許文献１）記載の技術のように、ゴム製部材に樹脂フィルムを一体化することでシール部材の取扱い性を向上させた技術も知られている。

特開２０１０−０８０９１０号公報

小型の電子機器についてはシール部材の面積を小さくすることが求められているにもかかわらず、この特開２０１０−０８０９１０号公報（特許文献１）記載の技術によれば、ゴム製部材と樹脂フィルムとが一体化された部分が、圧縮される部分とは別に必要であり、シール部材の占める面積が大きくなっていた。
また、ゴム製部材と樹脂フィルムとが一体化された部分を圧縮すると、前記特開２０１０−０８０９１０号公報（特許文献１）にも記載された課題、即ち反力（圧縮応力）が高くなるという不都合があった。

そうした一方で、シール部材の占める面積を小さくしながら、圧縮荷重を低減させるために薄い樹脂フィルムを用いると、ゴム製部材の硬化収縮やゴム製部材と樹脂フィルムの線膨張率の相違による反りの発生といった新たな課題が生じることとなった。筐体の形状に合わせた精密な設計が求められるフィルム一体型防水パッキンにおいて、反りを伴うと高さ方向の寸法精度を著しく低下させることになる。

そこで本発明は、薄型、小面積でありながら、取扱い性が良く、反りが発生し難く、圧縮応力の低いフィルム一体型防水パッキンを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、電子機器の筐体を構成する一対のケース部材どうしの間に挿入しケース部材どうしの隙間をシーリングする防水パッキンであって、ゴム状弾性体からなる柔軟部材と樹脂フィルムからなる補強部材とを備え、柔軟部材は、一方のケース部材に当接する第１当接部と、他方のケース部材に当接する第２当接部との２つの当接部を有し、補強部材は、柔軟部材の内部にあって圧縮方向に交差する水平部と、圧縮方向に立ち上がる壁部とを有し厚みが３５μｍ〜１００μｍである一連の樹脂フィルムであることを特徴とするフィルム一体型防水パッキンを提供する。

電子機器の筐体を構成する一対のケース部材どうしの間に挿入しケース部材どうしの隙間をシーリングする防水パッキンについて、ゴム状弾性体からなる柔軟部材と樹脂フィルムからなる補強部材とを備えるものとし、柔軟部材は、一方のケース部材に当接する第１当接部と、他方のケース部材に当接する第２当接部との２つの当接部を有している。そして、補強部材は、柔軟部材の内部に位置している。そのため、外側面の全体が押圧される断面形状を有している。したがって、いわゆるＯリングのように、必要最低限の断面形状で幅が狭く、面積の小さなフィルム一体型防水パッキンとすることができる。

補強部材は、圧縮方向に交差する水平部と、圧縮方向に立ち上がる壁部とを有するため、水平部が水平方向の変形を抑制し、壁部が垂直方向の変形を抑制することができる。そのため反りを効果的に低減することができる。また、寸法精度も良く、取扱い性に優れている。
特に、肉厚が厚くなり易い当接部に壁部を設けることで、厚みに起因する反りの原因となる応力が高まっても効果的に反りを抑制することができる。こうして、高さ方向の寸法精度を著しく向上させることができる。さらに、壁部を当接部の内部に設けたため、厚みを必要以上に厚くする必要がなく、薄型のフィルム一体型防水パッキンとすることができる。

補強部材の厚みを３５μｍ〜１００μｍと薄く形成したことで、補強部材の厚みに由来するフィルム一体型防水パッキン全体の厚みの増大も僅かであるとともに、圧縮荷重の上昇も少なくすることができる。さらに、補強部材を７０μｍ未満にすることでフィルム一体型防水パッキン全体の厚さをより薄くすることができる。また、凸形の補強部材を有しているフィルム一体型防水パッキンにおいて折り目の角度の変形が容易になる。そのため、特に断面形状が凸形の補強部材を有しているフィルム一体型防水パッキンで圧縮荷重をいっそう低減することができる。また、樹脂フィルムの厚みが薄い方が成形が容易になるため、寸法精度を向上させることができる。
そして、補強部材を柔軟部材の内部に設けているため、換言すれば、柔軟部材から補強部材がはみ出さないため、補強部材を設けてもシール部材の面積の増大が少なく、実質的に補強部材の無い防水パッキンとその面積をほぼ同一とすることができる。

補強部材に２つの壁部を繋ぐ頂部を有する山形部を設けることができる。補強部材に２つの壁部を繋ぐ頂部を有する山形部を設けることで、この山形部は折り目の角度が変化する方向、即ち図５に示す上下方向への伸縮変形および左右方向への伸縮変形をすることができる。そのため、補強部材を備えることによる定形性の向上を発揮する一方で、圧縮方向の変形性を向上させて圧縮荷重を低くすることができる。

補強部材の水平部の端が外部に露出するものとすることができる。水平部の端が外部に露出するため、補強部材と柔軟部材の成形後に補強部材の不要な部分を切断することによりフィルム一体型防水パッキンを得ることができる。そのため、製造が容易なフィルム一体型防水パッキンとすることができる。

柔軟部材に樹脂フィルムの表側から裏側に連なる連続部を有するものとすることができる。柔軟部材に樹脂フィルムの表側から裏側に連なる連続部を設けたため、第１当接部と第２当接部とを連続したゴム状弾性体で成形することができる。そのため、柔軟部材が補強部材を境に第１当接部と第２当接部とに分断するおそれがなく、フィルム一体型防水パッキンの耐久性を高めることができる。また、柔軟部材と補強部材との境界面の一部が剥れてもフィルム一体型防水パッキンの外形を維持することができるため、シーリング機能を維持することができ、信頼性を高めることができる。さらに、柔軟部材の全体を一回の成形で成形できる。

少なくとも一の当接部の縦断面形状が凸形であるフィルム一体型防水パッキンとすることができる。少なくとも一の当接部の縦断面形状を凸形としたため、その凸形部位をケース部材に当接して押しつぶすことでシーリング性を高めることができる。

少なくとも一の当接部の縦断面形状が凹形であるフィルム一体型防水パッキンとすることができる。少なくとも一の当接部の縦断面を凹形としたため、ケース部材へ当接させるときに凹形の部分が空隙になることで圧縮荷重を低くすることができる。

そして、このフィルム一体型防水パッキンは環状とすることができる。環状のフィルム一体型防水パッキンでは、特に長さ方向の寸法精度が悪いと、ケース部材の溝内への取付けがし難くなる。しかしながら、本発明のフィルム一体型防水パッキンは、所定の補強部材を含んでいるため、特に長さ方向の寸法精度に優れるフィルム一体型防水パッキンとすることができ、ケース部材の所定の箇所に確実に取付けることができる。

本発明のフィルム一体型防水パッキンによれば、小面積でありながら、取扱い性が良く、反りが少なく、圧縮荷重が低い。

第１実施形態のフィルム一体型防水パッキンを筐体に挟む様子を示す分解斜視図である。 図１のＳＡ−ＳＡ線断面による第１実施形態のフィルム一体型防水パッキンの断面図である。 図２のフィルム一体型防水パッキンを一対のケース部材にはめ込む様子を示す説明図である。 図２のフィルム一体型防水パッキンを一対のケース部材にはめ込んだ後の状態を示す説明図である。 図２のフィルム一体型防水パッキンに対する押圧前後の状態を説明する説明図である。 従来のフィルム一体型防水パッキンに対する押圧前後の状態を説明する説明図である。 変形例１であるフィルム一体型防水パッキンの図２相当断面図である。 変形例２であるフィルム一体型防水パッキンの図２相当断面図である。 第２実施形態であるフィルム一体型防水パッキンの図２相当断面図である。 第３実施形態であるフィルム一体型防水パッキンの図２相当断面図である。 変形例３であるフィルム一体型防水パッキンの図２相当断面図である。 第４実施形態であるフィルム一体型防水パッキンの図２相当断面図である。

本発明について実施形態に基づきさらに詳細に説明する。以下の各実施形態で共通する構成については、同一の符号を付して重複説明を省略する。また、共通する材質、製造方法、作用効果等についても重複説明を省略する。

第１実施形態［図１〜図５］：
フィルム一体型防水パッキン１１は、図１で示すように、携帯用電子機器の筐体１を構成するケース部材２とケース部材３の２つのケース部材２，３の間に挟んで用い、筐体１の内部を液密に保つシール部材である。より具体的には、ケース部材２やケース部材３には、それぞれ溝２ａや溝３ａが形成されており、その溝２ａと溝３ａとの間に挿入して用いられる。

本実施形態のフィルム一体型防水パッキン１１は、図２でその一部断面図を示すが、樹脂フィルムからなる補強部材１３と、補強部材１３の表裏に設けられた柔軟部材１２とを備えている。
そして、柔軟部材１２は、一方のケース部材に当接する第１当接部１２ａと、他方のケース部材に当接する第２当接部１２ｂの２つの当接部１２ａ，１２ｂを有している。また、補強部材１３は、柔軟部材１２の内部にあって圧縮方向に交差する水平部１３ｃと、圧縮方向に立ち上がる壁部１３ｄと、その２つの壁部１３ｄを繋ぐ頂部１３ｅを有している。そして２つの壁部１３ｄ，１３ｄと頂部１３ｅとで山形部を形成している。

第１当接部１２ａは、ケース部材２の溝２ａ（またはケース部材３の溝３ａ）にはめ込む部位であり、押圧を受けて圧縮される部位である。第２当接部１２ｂは、ケース部材３の溝３ａ（またはケース部材２の溝２ａ）にはめ込む部位であり、こちらも押圧を受けて圧縮される部位である。
本実施形態では、第１当接部１２ａも第２当接部１２ｂも縦断面形状が凸形であり、溝２ａ，３ａに嵌り易くなっている。
そして、第１当接部１２ａと第２当接部１２ｂとは補強部材１３を隔てて上下に分断されている。

柔軟部材１２の材質は、ゴム状弾性体からなり、例えば、シリコーンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、１，２−ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロスリホンゴム、ポリエチレンゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴムや、例えば、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、エステル系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、アミド系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、フッ化系熱可塑性エラストマー、イオン架橋系熱可塑性エラストマーなどの熱可塑性エラストマーが挙げられる。成形加工性、耐候性、圧縮永久歪等の観点からシリコーンゴムは好ましい材質の一である。

補強部材１３の水平部１３ｃは、圧縮方向に交差しており水平方向の変形を抑制することができる。また、壁部１３ｄは、圧縮方向に立ち上がっており垂直方向の変形を抑制することができる。そして、こうした水平部１３ｃと壁部１３ｄとを併せて有するため、反りを効果的に防止することができる。

補強部材１３は一連の樹脂フィルムからなり、その材質は、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ポリメチルメタクリートなどを用いることができる。
また、補強部材１３の厚みは、３５μｍ〜１００μｍである。厚みが３５μｍ未満であると、剛性が弱く容易に曲がってしまうため、フィルム一体型防水パッキン１１の取扱い性を向上させることができない。一方、補強部材１３の厚みが１００μｍを超えると、フィルム一体型防水パッキン１１の厚みが増大し、薄型化を達成し難い。また、その厚みが７０μｍ未満であることが好ましい。７０μｍ未満とすることでフィルム一体型防水パッキン１１全体の厚さをより薄くすることができ、圧縮荷重をいっそう低減することができる。また、成形が容易になり、寸法精度を高めることができる。

柔軟部材１２と補強部材１３とは接着剤やプライマー等により容易に一体にすることができる。また、柔軟部材１２が有する自己粘着性により補強部材１３と一体化しても良いし、柔軟部材１２を成形する金型内に補強部材１３をインサートして、補強部材１３を柔軟部材１２に一体成形しても良い。
柔軟部材１２と補強部材１３とを一体成形する場合には、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の耐熱性の優れた樹脂フィルムを用いることが好ましい。

フィルム一体型防水パッキン１１の厚み（上下方向Ｈの長さ）は、図３で示すように、ケース部材２の溝２ａとケース部材３の溝３ａとを合せた厚みよりも厚く形成されている。一方、フィルム一体型防水パッキン１１の幅（左右方向Ｗの長さ）は、溝２ａや溝３ａの幅よりも狭く形成されている。こうした構造とすることで、ケース部材３にケース部材２を重ね合わせれば、図４で示すように、フィルム一体型防水パッキン１１は溝２ａと溝３ａの間で高さ方向（上下方向）Ｈに圧縮されて幅方向Ｗに広がりケース部材２とケース部材３とがシーリングされる。

図５および図６には、このフィルム一体型防水パッキン１１と従来のフィルム一体型防水パッキン４が圧縮される前後の状態を模式的に示した。
フィルム一体型防水パッキン１１は、圧縮前の状態ＰＰでは図５の破線で示すように、補強部材１３の互いに対向する壁部１３ｄ、１３ｄが略垂直に立ち上っているのに対して、圧縮後の状態ＡＰでは図５の実線で示すように、補強部材１３の壁部１３ｄ、１３ｄが左右に広がり、柔軟部材１２と共にフィルム一体型防水パッキン１１全体が幅方向Ｗに広がるように圧縮される。
一方、従来のフィルム一体型防水パッキン４については、圧縮前の状態ＰＰを図６の波線で示し、圧縮後の状態ＡＰを図６の実線で示すが、それぞれの状態を比較すると、補強部材１３の形状は変化せず、柔軟部材１２である第１当接部１３ａと第２当接部１２ｂのみが左右に広がるように変形する。

このように、フィルム一体型防水パッキン１１では、柔軟部材１２と補強部材１３とが共に広がるよう変形するため、補強部材１３が柔軟部材１２の変形を抑制する応力が小さく、圧縮荷重を低くすることができる。これに対し従来のフィルム一体型防水パッキン４では、補強部材１３が柔軟部材１２の変形を抑制するため圧縮荷重が大きくなる。
なお、図５、図６では、圧縮前後の状態をわかり易く示すため、断面を示すハッチングは削除している。

図７〜図１２には、フィルム一体型防水パッキン１１の変形例（変形実施形態を含む）を示す。

変形例１［図７］：
図７には、変形例１のフィルム一体型防水パッキン１１ａを示す。
フィルム一体型防水パッキン１１ａは、第１当接部１２ａと第２当接部１２ｂの断面形状が先の実施形態で示したフィルム一体型防水パッキン１１と異なっている。即ち、フィルム一体型防水パッキン１１ａでは、第１当接部１２ａと第２当接部１２ｂの先端がより尖った形状をしており、また表面が平らな部分を有している。このように、当接部の形状はフィルム一体型防水パッキンをはめ込むケース部材の溝の形状に合わせて適宜変更することができる。

変形例２［図８］：
図８には、変形例２のフィルム一体型防水パッキン１１ｂを示す。
フィルム一体型防水パッキン１１ｂも、第２当接部１２ｂの断面形状が異なっており、フィルム一体型防水パッキン１１ｂでは２つの突部１２ｂ１，１２ｂ２を有し、縦断面が凹形をしている。第２当接部１２ｂに２つの突部１２ｂ１，１２ｂ２を設け、その間に空隙を有するため、圧縮荷重を小さくすることができる。
また、ケース部材３の溝３ａ内に凸部が形成されている場合には、２つの突部１２ｂ１，１２ｂ２の間にこの凸部が嵌るため、第２当接部１２ｂを溝３ａ内により密にはめ込むことができる。このように、溝３ａの形状に合わせて適宜、第２当接部の形状を変えることができる。形状を適宜変化させることは第１当接部１２ａについても同様である。

第２実施形態［図９］：
図９には、第２実施形態のフィルム一体型防水パッキン２１を示す。
フィルム一体型防水パッキン２１は、補強部材１３の形状が先の実施形態で示したフィルム一体型防水パッキン１１と異なり、１つの水平部１３ｃと壁部１３ｄとを有し、頂部を有していない。
こうしたフィルム一体型防水パッキン２１でも、補強部材１３が水平部１３ｃと壁部１３ｄとを有するため、取扱い性が良く反りを生じ難い。
図９では壁部１３ｄが上方に立ち上がっているが、下方に伸びる壁部１３ｄとすることもできる。

第３実施形態［図１０］：
図１０には、第３実施形態のフィルム一体型防水パッキン３１を示す。
フィルム一体型防水パッキン３１は、補強部材１３が１つの水平部１３ｃを有し、その水平部１３ｃよりも下方に伸びる壁部１３ｄを有している点で異なっている。
第２当接部１２ｂ側にまで伸びる壁部１３ｄを有するため、上下方向の圧縮荷重を高め上下方向に潰し難くすることができる。

変形例３［図１１］：
図１１には、変形例３のフィルム一体型防水パッキン３１ａを示す。
フィルム一体型防水パッキン３１ａは、補強部材１３が２つの頂部１２ｅ，１２ｅを有している。２つの頂部１２ｅ，１２ｅは第１当接部１２ａ側と第２当接部１２ｂ側にそれぞれ伸びており、補強効果を高め反り防止の効果を高めている。

第４実施形態［図１２］：
図１２には、第４実施形態のフィルム一体型防水パッキン４１を示す。
フィルム一体型防水パッキン４１では、補強部材１３の水平部１３ｃの端である端面１３ｆが外部に露出する以外にも補強部材１３の表面が一の当接部の凹部において柔軟部材１２の表面から露出する露出部１３ｇを有する点が異なっている。
ケース部材３の溝３ａに凸部が形成されている場合に、露出部１３ｇがあれば、露出部１３ｇがこの凸部に嵌合する。そのため、露出部１３ｇが無く柔軟部材１２と凸部が嵌合する場合と比べて、引っかかりなどを起こし難く嵌合し易い。そのため、露出部１３ｇを有することでケース部材３への挿入し易さが向上する。このように、溝３ａ内に細かな凹凸を有する場合等に、その凹凸に相当する部分に露出部１３ｇを形成することで嵌合しやすさを改善することができる。

なお、上記実施形態及び変形例は本発明の一例であり、こうした形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に反しない他の任意の変更形態を含むものである。

１ 筐体
２ ケース部材
２ａ 溝
３ ケース部材
３ａ 溝
４ フィルム一体型防水パッキン（従来例）
１１ フィルム一体型防水パッキン（第１実施形態）
１１ａ フィルム一体型防水パッキン（変形例１）
１１ｂ フィルム一体型防水パッキン（変形例２）
１２ 柔軟部材
１２ａ 第１当接部
１２ｂ 第２当接部
１２ｂ１，１２ｂ２ 突部
１３ 補強部材
１３ｃ 水平部
１３ｄ 壁部
１３ｅ 頂部
１３ｆ 端面
１３ｇ 露出部
２１ フィルム一体型防水パッキン（第２実施形態）
３１ フィルム一体型防水パッキン（第３実施形態）
３１ａ フィルム一体型防水パッキン（変形例３）
４１ フィルム一体型防水パッキン（第４実施形態）
ＰＰ 圧縮前の状態
ＡＰ 圧縮後の状態

Claims (8)

1. 電子機器の筐体を構成する一対のケース部材どうしの間に挿入しケース部材どうしの隙間をシーリングする防水パッキンであって、
   ゴム状弾性体からなる柔軟部材と樹脂フィルムからなる補強部材とを備え、
   柔軟部材は、一方のケース部材に当接する第１当接部と、他方のケース部材に当接する第２当接部との２つの当接部を有し、
   補強部材は、柔軟部材の内部にあって圧縮方向に交差する水平部と、圧縮方向に立ち上がる壁部とを有し厚みが３５μｍ〜１００μｍである一連の樹脂フィルムであることを特徴とするフィルム一体型防水パッキン。
2. 樹脂フィルムの厚みが３５μｍ〜７０μｍ未満である請求項１記載のフィルム一体型防水パッキン。
3. 補強部材に２つの前記壁部を繋ぐ頂部を有する山形部を設ける請求項１または請求項２記載のフィルム一体型防水パッキン。
4. 水平部の端が外部に露出する請求項１〜請求項３何れか１項記載のフィルム一体型防水パッキン。
5. 柔軟部材に前記樹脂フィルムの表側から裏側に連なる連続部を有する請求項１〜請求項４何れか１項記載のフィルム一体型防水パッキン。
6. 少なくとも一の当接部の縦断面形状が凸形である請求項１〜請求項５何れか１項記載のフィルム一体型防水パッキン。
7. 少なくとも一の当接部の縦断面が凹形である請求項１〜請求項６何れか１項記載のフィルム一体型防水パッキン。
8. 環状である請求項１〜請求項７何れか１項記載のフィルム一体型防水パッキン。

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