JP2015089107A - 携帯機器及びその防水テスト方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は携帯機器の外面に通風孔を形成しなくても防水機能だけでなく外部と内部の通風が行われるようにする携帯機器を提案する。【解決手段】本実施例の携帯機器は、LEDレンズの少なくとも一部が通過可能な大きさのLED孔が形成されているバッテリカバーと、前記LEDレンズの下部面の一部を支持しながら前記バッテリカバーの下側に位置して所定の大きさの通風孔が形成されるレンズ支持部と、前記LEDレンズを介して放出される光を生成するLED素子と、前記バッテリカバーの下側と前記レンズ支持部との間に提供されて水分の浸透を防止するための防水テープと、前記通風孔を介して空気が通風できるようにする部材であって、前記レンズ支持部の下側に提供されるエアベントフィルタと、を含む。【選択図】図5

Description

本発明は、携帯機器及びその防水テスト方法に関するものである。
最近、防水機能を有する電気機器が開発及び販売されている。防水機能を有するスマートフォン、タブレットPCなどの携帯機器は、ケースの内部に水が浸透することを抑制する構造で形成される。即ち、水が浸透し得る隙間をゴムなどを利用してシーリング処理するなどの密閉構造で形成される。
しかし、このような従来の防水構造によってはユーザが携帯機器を操作することによって圧迫されるか携帯機器内部から発生する熱によって携帯機器の内部圧力が急激に上昇する問題がある。
このような問題を解決するために、携帯機器の内部と外部に風が通る構造を適用する場合もある。例えば、防水携帯機器(waterproof mobile terminal)で空気が通らない密閉構造を改善するために気圧調節シートを利用する場合がある。
図1は、従来の防水機能を有する携帯機器のリアケースを示す図であり、図2は防水機能を有する携帯機器でバッテリカバーが締結された状態での後面部を示す図である。
図1と図2を参照すると、携帯機器がバッテリ1を交換可能なタイプである場合、携帯機器は内部の回路を保護するリアケース2と、前記リアケース2を覆うバッテリカバーで構成される。即ち、携帯機器の後面部となるバッテリカバーを分離するとリアケースが存在し、携帯機器の内部と外部が通風されるために前記バッテリカバーとリアケースにそれぞれ孔が形成される。
そして、防水携帯機器は内部を密閉すべきであるが、このような密閉された内部空間によって内部圧力が大きく増加することを防ぐためにエアベント孔10をリアケース2に形成する。
前記エアベント孔10にはエアベントフィルタという特殊フィルムが設けられるが、エアベントフィルタは空気の循環は可能であるが水が浸透することは防止するこのようなエアベントフィルタは前記リアケース2の内部で前記エアベント孔10の入口を隠すように装着される。
そして、バッテリカバー20にも空気が通風されるようにするための通風孔21が形成されるべきであり、前記通風孔21と共にリアケース2のエアベント孔10によって携帯機器の内部圧力が異常に上昇することを防止する。
エアベント孔と通風孔が形成された携帯機器の断面構造が図3と図4に示される。
図3を参照すると、リアケース2に形成されたエアベント孔10の下側の出入口を閉鎖可能な大きさのエアベントフィルタ30が設けられる。この場合、図示した矢印のように端末機内部の空気はエアベントフィルタ30を介してバッテリカバー20とリアケース2との間の空間に沿って移動し、図4に示したようなバッテリカバー20に形成された通風孔21を介して循環が行われる。
図4はバッテリカバー20に形成される通風孔21をエアベントフィルタで閉鎖した場合が示されており、このようなエアベントフィルタ30を利用して水の浸透を防ぎながらも空気は通過するようにしている。
防水携帯機器がバッテリを交換可能なタイプである場合、このように防水及び通風に対する構造をリアケースとバッテリカバー両方に注意しなければならない。空気循環のためにリアケースにもエアベント孔10を形成すべきであり、バッテリカバー20にも通風孔21を形成すべきである。
しかし、ユーザの立場では防水携帯機器であってもバッテリカバーとリアケースに孔が形成されていることについて違和感を感じる恐れがあり、特に携帯機器の外観デザインが非常に重視されている最近の環境では露出している孔によって携帯機器の外観を損なう恐れがある。
そして、バッテリカバー20の通風孔21をエアベントフィルタ30で閉鎖する構造になっているが、前記通風孔21が携帯機器の後面に露出されているため前記エアベントフィルタ30がユーザの不注意で落ちる恐れもある。
本発明は携帯機器の外面に通風孔を形成しなくても防水機能だけでなく外部と内部の通風が行われるようにする携帯機器を提案する。
そして、防水及び通風が可能な携帯機器に対して防水性と通風性能に対するテストを行う方法についても提案する。
本実施例の携帯機器は、携帯機器の内部に配置されるLED素子と、前記LED素子から発生した光が通過するLEDレンズと、前記LEDレンズの一部が露出するように、前記LEDレンズとの間に隙間が形成される大きさのLED孔が形成されるカバーと、前記カバーの内側に配置される防水テープと、を含み、前記LEDレンズは前記LED孔によって露出されるレンズ領域と、前記LEDレンズから延長されて前記カバーの下側に位置する延長領域を含み、前記LEDレンズの延長領域には前記通風孔が形成され、前記防水テープは前記カバーの内側面と前記LEDレンズの延長領域の間に配置される。
また、本実施例の携帯機器は、LEDレンズの少なくとも一部が通過可能な大きさのLED孔が形成されているバッテリカバーと、前記LEDレンズの下部面の一部を支持しながら前記バッテリカバーの下側に位置して所定の大きさの通風孔が形成されるレンズ支持部と、前記LEDレンズを介して放出される光を生成するLED素子と、前記バッテリカバーの下側と前記レンズ支持部との間に提供されて水分の浸透を防止するための防水テープと、前記通風孔を介して空気が通風されるようにする部材であって、前記レンズ支持部の下側に提供されるエアベントフィルタと、を含む。
防水機能を有する携帯機器のリアケースを示す図である。 防水機能を有する携帯機器のバッテリカバーが締結された状態での後面部を示す図である。 リアケースの内側にエアベントフィルタが設けられる場合を示す図である。 バッテリカバー内側にエアベントフィルタが設けられる場合を示す図である。 本実施例によって防水機能を有する携帯機器のバッテリカバーに適用される通風構造を示す図である。 本実施例に適用可能なエアベントフィルタの構造を示す図である。 図5に示した携帯機器の通風構造を拡大して示す図である。 LED孔を介してLEDレンズの上部面の一部が露出された様子を示す図である。 携帯機器の防水テストを行う様子を示す図である。 本実施例の通風構造を有する携帯機器に対して防水テストを行う方法を説明する図である。 本実施例の通風構造を有する携帯機器に対して防水テストを行う方法を説明する図である。 本実施例の通風構造を有する携帯機器に対して防水テストを行う方法を説明する図である。 本実施例の通風構造を有する携帯機器に対して防水テストを行う方法を説明する図である。
図5は、本実施例によって防水携帯機器のバッテリカバーと通風構造を説明する図である。
図5を参照すると、実施例による通風構造は携帯機器の後面に設けられるLEDモジュール130を利用する。映像撮影の際に十分な光量を提供するためにLEDモジュール130が携帯機器に装着されると、携帯機器のバッテリカバー110にはLEDモジュール130の一部が露出するようにするLED孔111が形成される。
本実施例の通風構造は、このようなLED孔111を利用してエアベントフィルタ140によって携帯機器内部の通風が行われるようにする。即ち、空気の出入は可能であるが水分の浸透は防止するエアベントフィルタ140をLEDモジュール130の下側に構成し、従来のエアベント孔の役割をLED孔111が行うようにする。LEDモジュール130が装着される携帯機器の場合、バッテリカバー110に形成されるべきLED孔111とLEDモジュール130との間の隙間がエアベント孔の役割を行うようにすることで別途のエアベント孔を形成する必要がない。
実施例の通風構造は、エアベントフィルタ140がLEDモジュール130の下側に設けられ、前記LEDモジュール130には水分の浸透を防止するための環(ring)状の防水テープ120が更に設けられる。そして、環状の防水テープ120は前記バッテリカバー110の下側で前記LED孔111を囲む大きさで形成される。例えば、前記LED孔111が円形に形成される場合、前記防水テープ120はLED孔の円形より大きい面積を有する円形状を有する。
実施例に適用可能なエアベントフィルタ140についても図6を参照して説明する。
図6は、本実施例に適用可能なエアベントフィルタの構造を示す図である。
エアベントフィルタ140は空気は通過可能でありながらも水分の浸透は行われないようにする役割をし、このようなエアベントフィルタ140によって携帯機器の内部と外部との間の圧力差を減らすことができる。
図6を参照すると、実施例のエアベントフィルタ140は非多孔質の樹脂フィルム142で形成され、前記樹脂フィルム142の上に形成される処理層143と、前記樹脂フィルム142の周辺部の形状に沿って環状に形成される両面テープ144を含む。ここで、非多孔質とは内部が樹脂で詰まっている内容物をいう。
前記樹脂フィルム142は平面から見ると円形や多角形に形成されてもよいが、その形状が特に限られることはない。そして、前記樹脂フィルム142には厚さ方向に貫通する複数の貫通孔141が形成されている。即ち、複数の貫通孔141が前記樹脂フィルム142の厚さ方向の両面に繋がっている。前記貫通孔141は、例えばイオンビーム照査及びエッチングによって形成されてもよく、0.01ミクロン以上10ミクロン以下の大きさに形成される。
前記樹脂フィルム142を構成する材料としてはアルカリ溶液、酸化剤溶液又は酸化剤を含むアルカリ溶液によって分解される樹脂であってもよい。例えば、水酸化カリウムや水酸化ナトリウムなどのアルカリ溶液は樹脂を加水分解させる溶液として利用される。そして、前記貫通孔141が形成される樹脂フィルムとしてはオキシペン社又はミリポア社製のメンブレインフィルタを利用してもよい。
一方、前記樹脂フィルム142の上に形成される処理層143は前記貫通孔141の一部のみを覆うように薄く形成され、それによって前記貫通孔141に対応する位置に開口部145の形成される。そして、前記処理層143は疎水性及び発油性を有する。このような処理層143は疎水性の発油剤を樹脂フィルム142に薄く塗布して乾燥することによって形成され、発油剤としては、例えばフルオロウラシル基を有するフッ素系コーティング剤であってもよい。
前記貫通孔141が形成された樹脂フィルム142に発油剤を塗布して乾燥した場合、貫通孔141の内周面に処理層143と綱が割れる第2処理層を覆うこともできる。この場合、図6に示した開口部より更に小さいサイズの開口部が形成される。このように形成される開口部を介しては空気のみ出入可能であって水分の出入の一部のみを覆うように薄く形成され、それによって前記貫通孔141に対応し遮断される。
そして、前記両面テープ144は樹脂フィルム142の両側に設けられ、両側の両面テープ144の間には処理層143と開口部が露出される。前記両面テープ144は基材の両面に粘着剤が塗布されたものであり、基材としてはPETで形成された不織布であってもよく、粘着剤としてはアクリル系粘着剤やシリコーン系粘着剤が利用されてもよい。
このような構造を有するエアベントフィルタ140は両面テープ144を利用して他の部材に位置が固定され、貫通孔141内に形成される開口部を介して空気の通風が行われる。
図7は、図5に示した携帯機器の通風構造を拡大して示す図である。
図7を参照するとバッテリカバー110のLED孔111にLEDモジュール130が結合された状態が示されており、前記LEDモジュール130は前記LED孔111を介して上部面に一部のみ露出される。
そして、前記LEDモジュール130がLED孔111に結合された状態ではバッテリカバーとLEDモジュールが別途の部材であるため微細な大きさの隙間115が発生する。バッテリカバー110を携帯機器に装着した際の様子が図8に示されており、図8にはLED孔111を介してLEDレンズ131の上面の一部が露出された様子が示されており、上述した隙間115がLEDレンズ131とバッテリカバー110との間に形成される。
LEDモジュール130は電気を利用して光を生成するLED素子133と、前記LED素子133を下側で支持する素子支持部134と、前記LED素子133の光が透過するLEDレンズ131と、前記LEDレンズ131の下側部と側面部を支持するレンズ支持部131bを含む。前記レンズ支持部131bは前記LEDレンズ131の下部面より大きい形状に形成され、前記レンズ支持部131bの一部には前記LEDレンズ131が位置し、他の部位には通風のための孔が形成されている。
そして、前記レンズ支持部131bが前記LEDレンズ131と必ずしも別途の部材で形成されることはなく、前記LEDレンズ131の下部面の一部が長く延長される形状で形成されてもよい。例えば、LEDレンズ131はLED素子133の上に位置するレンズ領域131aと、前記レンズ領域131aから延長形成されながら前記バッテリカバー110の下(内側)に位置するレンズ支持部131bを含んでもよい。この場合、エアベントフィルタが付着される通風孔は前記延長領域に形成される。即ち、延長領域に形成される通風孔は前記バッテリカバー110の内側に向かって形成される。
そして、前記LEDモジュールの延長領域であるレンズ支持部131bは前記LED孔111を囲む形状に前記バッテリカバー110の下に形成されてもよい。即ち、レンズ支持部131bは前記LED孔111より大きいサイズで形成されて前記LEDレンズ131がLED孔を通過しないようにし、防水テープによる防水が行われるようにするために前記LEDレンズの延長部、即ち、レンズ支持部131bは前記LED孔111の周囲を全て囲む形状に形成される。
以下では前記レンズ支持部131bが前記LEDレンズ131を支持するために配置されると説明し、レンズ支持部131bの一部は前記LEDレンズ131の下部面を支持して残りの一部はバッテリカバー110の方に延長形成されると説明する。よって、前記レンズ支持部131bはLEDレンズの延長領域と称されてもよい。
前記レンズ支持部131bがバッテリカバー110の内側に位置し、空気が移動するようになる通風孔137が形成される。そして、前記レンズ支持部131bの下側には前記通風孔137と対応する位置にエアベントフィルタ140が装着される。前記エアベントフィルタ140の両面テープが前記レンズ支持部131bの下側面に付着されることによって前記エアベントフィルタ140の位置が固定される。そして、前記エアベントフィルタ140の樹脂フィルムに形成された開口部が前記通風孔137の下側に位置するように前記エアベントフィルタ140が付着される。
そして、前記LEDレンズ131とバッテリカバー110との間に形成される隙間115から入ってきた水分が携帯機器の内部に浸透することを防止するために、携帯機器の防水のための防水テープ120が前記バッテリカバー110とレンズ支持部131bとの間に設けられる。
この際、前記防水テープ120によって携帯機器の内部と外部の空気の移動経路が閉鎖されることを防止するために前記防水テープ120は前記レンズ支持部131bの端部側に付着される。即ち、LEDレンズ131とバッテリカバー110との間の隙間115とレンズ支持部131bに形成される通風孔137を連結する経路を妨害しないように前記防水テープ120は前記レンズ支持部131bの端部側に配置される。他の表現としては、隙間115と防水テープ120を連結する経路の上に前記通風孔137が位置する構造になる。
このような構造を介してバッテリカバー110やリアケースの外観に直接通風孔が露出されることを防止することができ、エアベントフィルタ140による通風及び防水と防水テープ120による防水機能が全て可能になる。
このような通風構造を有する携帯機器について、その通風特性と防水特性を評価する方法について説明する。
図9は、携帯機器の防水テストを行う様子を示す図である。
携帯機器の防水テストは密閉された空間内で携帯機器で高い空気圧を加えた後、携帯機器が曲がる程度から防水機器の性能をテストする。
図9には本実施例の通風構造が適用された携帯機器が図示されているが、LEDレンズとバッテリカバーとの間の隙間に防水テープが付着されていれば高い空気圧を携帯機器に加えると携帯機器内に空気が流入されないため、図示した矢印Aのように携帯機器に曲げが発生する可能性がある。
しかし、本実施例の通風構造が適用された携帯機器の場合には高い空気圧を加えても隙間及びエアベントフィルタを介して空気が携帯機器の内部に流入される構造であるため、実際にその曲げ程度が矢印Bのように小さい。
このような結果から、本実施例の通風構造が適用された携帯機器が適切な性能の防水機能を有するにもかかわらず、従来の防水テストでは不合格判定を受ける可能性がある。従来のテスト装備でも本実施例の通風構造が適用された携帯機器の防水テストを円滑に行うことができる方法について開示する。
図10乃至図13は、本実施例の通風構造を有する携帯機器に対して防水テストを行う方法を説明する図である。
まず、本実施例による通風構造が適用された携帯機器に対する防水テストは、携帯機器内に設けられたエアベントフィルタと防水テープに対する通風テストが先に行われてから行われ、防水テストの際には空気の出入が行われる外観の隙間に対する密閉作業が後に行われる。
図10を参照すると、携帯機器に対する防水テストに先立って端末機の内部に設けられたエアベントフィルタ140と、防水テープ120に対する通風テストが行われる。このような通風テストはLEDレンズとバッテリカバーとの隙間115を覆う空気チューブ200を携帯機器に装着する。
そして、携帯機器の内部からエアベントフィルタ140の方に空気を吹き込んで前記隙間115を介して吐出される空気の量を測定する。エアベントフィルタ140は空気の通風が行われるようにするための部材であるため、エアベントフィルタと防水テープが正常性能を発揮すれば吹き込む空気の注入量Cと吐出される空気の排出量Dが実質的に同じであるはずである。
しかし、図11のようにもし防水テープ120の不良によって防水テープ120を介して空気が移動すると、携帯機器の内側から外側に吹き込む空気の注入量Cより隙間115を介して吐出される排出量D’がより小さくなる。
そして、図12のようにもしエアベントフィルタ140の側方向に空気が一部漏れるようになると、端末機の内部からエアベントフィルタ140の方に吹き込む空気の注入量Cより隙間115を介して吐出される排出量D’’がより小さくなる。
よって、本実施例による携帯機器の場合にはエアベントフィルタ140と防水テープ120に対する空気通風テストを行って図10に示したように携帯機器の内部からエアベントフィルタ140の方に注入する空気の量Cと空気チューブを介して移動する隙間から吐出された空気の量Dが実質的に同じ場合に防水テストが行われる。
実施例による防水テストは、図13に示したようにLEDレンズとバッテリカバーとの隙間を覆う大きさのマスキングテープ300で前記隙間を閉鎖した後、一般的な防水テストのように携帯機器の方に高い空気圧を加えることで携帯機器の曲げ程度Fを測定する方法を介して行われる。
もし、LEDレンズとバッテリカバーとの隙間以外に空気が移動する孔乃至隙間が存在する場合には携帯機器の曲げ程度Fが緩慢であり、携帯機器が完全に密閉されている場合にはその曲げ程度Fが急に形成される。
このような携帯機器の曲げ程度Fを測定し、基準値以上に曲げが発生した場合であれば該当携帯機器は防水テストを通過したと判断できる。
実施例に対する前記説明ではLEDレンズの一部がバッテリカバーを介して露出されると説明し、前記バッテリカバーの下側に防水テープとエアベントフィルタが設けられると説明したが、バッテリ一体型の携帯機器の場合には前記バッテリカバーの代わりにリアケースを利用しても本発明の思想を適用できる。

Claims (13)

  1. 携帯機器の内部に配置されるLED素子と、
    前記LED素子から発生した光が通過するLEDレンズと、
    前記LEDレンズの一部が露出するように、前記LEDレンズとの間に隙間が形成される大きさのLED孔が形成されるカバーと、
    前記カバーの内側に配置される防水テープと、を含み、
    前記LED素子から発生した光が通過するLEDレンズと、
    前記LEDレンズの延長領域には通風孔が形成され、
    前記防水テープは前記カバーの内側面と前記LEDレンズの延長領域の間に配置される携帯機器。
  2. 前記通風孔の下側には空気の循環が可能でありながらも水分の移動を防止するためのエアベントフィルタが設けられる、請求項1に記載の携帯機器。
  3. 前記LEDレンズの延長領域とレンズ領域は一つの本体を形成され、前記レンズの下側部から前記カバーの方に延長形成される、請求項1に記載の携帯機器。
  4. 前記LEDレンズの延長領域は前記カバーの内側から前記LED孔を囲む形状に形成される、請求項1に記載の携帯機器。
  5. LEDレンズの一部が通過可能な大きさのLED孔が形成されているバッテリカバーと、
    前記LEDレンズの下部面の一部を支持しながら前記バッテリカバーの下側に位置して所定の大きさの通風孔が形成されるレンズ支持部と、
    前記LEDレンズを介して放出される光を生成するLED素子と、
    前記バッテリカバーの下側と前記レンズ支持部との間に提供されて水分の浸透を防止するための防水テープと、
    前記通風孔を介して空気が通風できるようにする部材であり、前記レンズ支持部の下側に提供されるエアベントフィルタと、
    を含む携帯機器。
  6. 前記LEDレンズとバッテリカバーとの間には空気の移動経路となる隙間が形成される大きさで前記LED孔が形成される、請求項5に記載の携帯機器。
  7. 前記防水テープは前記バッテリカバーの下側で前記LED孔を囲む大きさで提供される、請求項6に記載の携帯機器。
  8. 前記レンズ支持部の通風孔は前記隙間と防水テープとの間が繋がる経路に位置する、請求項6に記載の携帯機器。
  9. 前記レンズ支持部は前記バッテリカバーの下側で前記LED孔を囲む形状で提供される、請求項5に記載の携帯機器。
  10. 前記エアベントフィルタは樹脂フィルムと、前記樹脂フィルムの上に形成される処理層と、前記樹脂フィルムの厚さ方向に形成される複数個の貫通孔で形成される、請求項5に記載の携帯機器。
  11. 前記レンズ支持部は前記LEDレンズの下部で前記LED素子の側方向に連結される、請求項5に記載の携帯機器。
  12. LEDレンズの一部が通過可能な大きさのLED孔が形成されているバッテリカバーと、前記LEDレンズの下部面の一部を支持しながら所定の大きさの通風孔が形成されるレンズ支持部と、前記バッテリカバーの下側と前記レンズ支持部との間に提供されて水分の浸透を防止するための防水テープと、前記通風孔を介して空気が通風できるようにする部材であり、前記レンズ支持部の下側に提供されるエアベントフィルタを含む携帯機器に対する防水テスト方法であって、
    前記LEDレンズと前記バッテリカバーとの間に形成される隙間を覆う大きさの空気ホースを前記バッテリカバーの上に位置させるステップと、
    前記携帯機器が内側から前記エアベントフィルタに向かって空気を注入するステップと、
    前記エアベントフィルタに向かって注入した空気の量と前記空気ホースを介して吐出される空気の量を比較することで前記防水テープの性能を評価するステップと、
    を含む携帯機器の防水テスト方法。
  13. 前記隙間を閉鎖するマスキングテープを前記バッテリカバーの上に付着し、予め設定された値の空気圧で前記携帯機器に圧力を加えることで前記携帯機器の曲げ程度を測定するステップをさらに含む、請求項12に記載の携帯機器の防水テスト方法。
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