JP2017028109A - シール部材およびシール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 軽い力で容易に開閉し、確実に防水することができるシール構造を提供する。【解決手段】 開口部を有する筐体と、開口部を開閉する開閉蓋との嵌合部に介在されるシール部材であって、シール部材は、開閉蓋の壁面または筐体の壁面に埋設される基部と、壁面から突出する第１弾性部および第２弾性部とを有し、第１弾性部および第２弾性部が開閉蓋の対向面または筐体の対向面から隙間を空けて立設されることを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、筐体やケース等のシール部材およびシール構造に関し、より詳しくは、軽い力で容易に開閉し、確実に防水することができる、高齢者等でも取り扱いの容易なシール部材およびシール構造に関する。

従来、電子機器等を収容する筐体に雨水や粉塵が侵入することを防止するため、筐体の開口部と蓋の合わせ部にシール構造が設けられている。このような一般的なシール構造として、Ｏリングや可撓性シール部材を用いた構造が知られている。

例えば、特許文献１には、Ｏリングを用いた電子装置用密封構造が開示されている。特許文献１の電子装置用密封構造は、図７に示すように、電子装置の蓋部材２０１の外周面２１１に設けた環状の溝部内に配置されたゴム状弾性材製のＯリング２０２と、この蓋部材２０１を受け入れ、Ｏリング２０２と密封接触する環状内周面２３１を備えるハウジング２０３とから構成されている。

また、特許文献２には、可撓性シール部材を用いた防水シール構造が開示されている。特許文献２の防水シール構造３０４は、図８に示すように、ケース３０１において、蓋３０３をケース本体３０２に対して押し付けることで、全周に亘ってケース外側に撓む可撓性シール部材３０６と、可撓性シール部材３０６とケース本体３０２の接触箇所３０２ａに十分に大きな圧力をかけてシール性を高める突壁３０５とから構成されている。

特開２００９−４３７７３号公報 特開２０１４−１０７３４０号公報

しかしながら、特許文献１のようにＯリングを用いる構造は、Ｏリングの変形による密着だけでは十分な防水性を得ることが難しい。また、蓋部材の開閉時の摺動抵抗を下げるために、Ｏリングに表面処理剤をコーティングする必要があった。

一方、特許文献２のように可撓性シール部材を用いる構造でも、可撓性シール部材の復元力だけでは十分な防水性が得られず、可撓性シール部材を強く押圧しなければならなかった。また、可撓性シール部材が経時劣化等により復元力が弱くなると防水性を維持できなくなる問題があった。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、軽い力で容易に開閉し、確実に防水することができるシール部材およびシール構造を提供することである。

本発明は、開口部を有する筐体と、開口部を開閉する開閉蓋との嵌合部に介在されるシール部材であって、シール部材は、開閉蓋の壁面または筐体の壁面に埋設される基部と、壁面から突出する第１弾性部および第２弾性部とを有し、第１弾性部および第２弾性部が開閉蓋の対向面または筐体の対向面から隙間を空けて立設されることを特徴とする。

また、本発明のシール部材において、第２弾性部は、第１弾性部よりも弾性率が低くなるように形成されていることを特徴とする。

本発明は、上記のシール部材を備えたシール構造であって、開閉蓋と筐体を嵌合したとき、シール部材の第１弾性部が開閉蓋または筐体に押圧されるとともに、シール部材の第２弾性部が開閉蓋の対向面と筐体の対向面との間に挟持されることを特徴とする。

また、本発明のシール構造において、シール部材と対向面との隙間に第１弾性部の規制部が設けられていることを特徴とする。

また、本発明のシール構造において、開閉蓋と筐体がヒンジによって開閉するように接続されており、シール部材は、ヒンジに近い位置の厚みがヒンジから遠い位置の厚みよりも厚く形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、軽い力で容易に開閉し、確実に防水することができるシール部材およびシール構造を提供することができる。

実施形態１のシール部材およびシール構造を示す断面図である。 実施形態１のシール部材およびシール構造の要部断面図である。 シール部材の他の構成を示す側面図および正面図である。 実施形態２のシール部材およびシール構造の要部断面図である。 実施形態３のシール構造を示す断面図である。 実施形態４のシール構造を示す断面図である。 従来のＯリングを用いた電子装置用密封構造である。 従来の可撓性シール部材を用いた防水シール構造である。

（実施形態１）
本発明の実施形態１に係るシール部材３０およびシール構造１００について、図面を参照しながら説明する。図１は、実施形態１に係るシール部材３０およびシール構造１００を示す断面図である。

シール構造１００は、開口部１１を有する筐体１０と、筐体１０と嵌合されることで開口部１１を開閉する開閉蓋２０を備える。図１（ａ）は、開閉蓋２０と筐体１０の嵌合前の状態を示しており、図１（ｂ）は、開閉蓋２０と筐体１０の嵌合後の状態を示している。

本発明のシール構造１００は、屋外や水回り環境で使用される操作パネルや電気回路ボックス等の筺体全般のシール構造として適用することができる。特に、筐体１０の内部にバッテリーを収容し、バッテリーの交換や充電のため開口部１１を頻繁に開閉するような電動車両等のシール構造として好適である。

本発明のシール構造１００は、図１（ｂ）に示すように、開口部１１を有する筐体１０と開閉蓋２０が嵌合され、開口部１１が開閉蓋２０で閉じられたときに、内部に雨水や粉塵が侵入するのを防止するため、開閉蓋２０と筐体１０の嵌合部にシール部材３０を介在させる構造となっている。なお、開閉蓋２０と筐体１０は、開閉蓋２０を筐体１０に閉じることで係合して固定するツメ等の固定部材（図示せず）によって、嵌合状態が保持されるようになっている。

実施形態１に係るシール構造１００では、図１（ａ）に示すように、開閉蓋２０には筐体１０の開口部１１に嵌合される段部２１が形成されている。この開閉蓋２０の段部２１には、シール部材３０を固定するため、外周の壁面２２を取り巻く溝部２５が形成されている。

また、開閉蓋２０と筐体１０には、開閉蓋２０と筐体１０の嵌合方向において対向する、対向面２３と対向面１３が設けられている。

シール部材３０は、例えば、ＥＰＤＭ、ＣＲ等のゴム材やスポンジ材の弾性部材を用いて環状に形成されている。また、シール部材３０は、開閉蓋２０の壁面２２に埋設される基部３１と、壁面２２から突出する第１弾性部３２および第２弾性部３３とを有し、第１弾性部３２および第２弾性部３３が開閉蓋２０の対向面２３から隙間Ｓを空けて立設される構造となっている。

シール部材３０は、基部３１側の第１弾性部３２から先端側の第２弾性部３３に向けて先細りしたテーパー形状となっている。このため、基部３１側の第１弾性部３２よりも先端側の第２弾性部３３の方が見かけ上の弾性率が低くなるように構成されている。

図２は、図１（ｂ）に示す開閉蓋２０と筐体１０の嵌合状態におけるシール構造１００の要部断面図である。シール部材３０は、開閉蓋２０と筐体１０が嵌合されると、開閉蓋２０の壁面２２に近い第１弾性部３２が筐体１０の角部１４に押圧され撓んでから、先端側の第２弾性部３３が開閉蓋２０の対向面２３と筐体１０の対向面１３の間に挟み込まれて押しつぶされる。

したがって、本発明のシール構造１００では、シール部材３０の第１弾性部３２が筐体１０の角部１４に密着し、シール部材３０の第２弾性部３３が筐体１０の対向面１３と開閉蓋２０の対向面２３に密着し、第１弾性部３２と第２弾性部３３の密着箇所で２重に密閉される構造となる。

このため、シール構造用の十分なスペースをとれない場合でも、省スペースで優れた防水性を発揮することができる。また、経時劣化によってシール部材３０の第１弾性部３２の復元力が弱くなっても、シール部材３０の第２弾性部３３が筐体１０と開閉蓋２０の対向面間に挟み込まれることによって、最低限の防水性を確保することができる。

さらに、本発明のシール構造１００は、上記のシール部材３０の嵌合構造により、開閉蓋２０を開口部１１に嵌合するとき、シール部材３０の第１弾性部３２が撓んでから、シール部材３０の第２弾性部３３が挟み込まれ、第１弾性部３２と２弾性部３３が段階的に密着される構造である。

このため、シール部材３０に特殊な表面処理を行わずに軽い力で開閉蓋２０を閉じることができるので、本発明のシール構造１００を電動車両に適用した場合、高齢者等でも開閉蓋２０を容易に開閉することができ、確実に防水性を発揮させることができる。

なお、実施形態１のシール部材３０では、基部３１側の第１弾性部３２から先端側の第２弾性部３３に向けて先細りしたテーパー形状にすることで、第１弾性部３２よりも第２弾性部３３の弾性率を低くなるように形成しているが、テーパー形状と異なる別の形状であってもよい。

図３は、シール部材３０Ａの他の形状を示した側面図（ａ）と正面図（ｂ）である。図３に示すように、第２弾性部３３に複数の溝状の薄肉部３５の領域を設けることにより、第２弾性部３３の見かけ上の弾性率を低下させることができる。この薄肉部３５は防水性の確保の観点で開閉蓋２０の対向面２３側に形成することが好ましい。また、薄肉部３５は第１弾性部３２から第２弾性部３３に幅広になっていく逆三角形状でもよいし、壁面２２と平行に形成されたものでもよい。

また、開閉蓋２０の対向面２３に、薄肉部に対応する突起２６を設け、薄肉部を確実に筐体側に押し付けることにより、薄肉部と筐体との密着性が損ねられることがなく、さらに防水性を高めることができる。

また、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、薄肉部３５を第２弾性部３３の先端まで連続しないように形成することで、開閉蓋２０の対向面２３に突起２６を設けることなく、防水性を確保することができる。

（実施形態２）
図４は、実施形態２に係るシール構造１００に用いるシール部材３０Ｂの断面図（ａ）と、シール部材３０Ｂを使用し開閉蓋２０と筐体１０を嵌合した状態を示す要部断面図（ｂ）である。なお、実施形態１と同様の構成については、実施形態１と同一の参照符号を付してその説明を省略する。

実施形態２のシール部材３０Ｂでは、図４（ａ）に示すように、シール部材３０Ｂと開閉蓋２０の対向面２３との隙間Ｓに、第１弾性部３２の見かけ上の弾性率を高める規制部３４を設けている。この規制部３４は、第１弾性部３２の押圧面とは反対側に突部を形成することで、壁面２２から立設したシール部材３０Ｂを支える支柱の役割を持ち、第１弾性部３２が筐体１０の角部１４で押圧されたときに、第１弾性部３２の復元力を高める機能をもたらす。

このため、実施形態２のシール構造１００によれば、シール部材３０Ｂが隙間Ｓの方向に撓む量が規制され、第１弾性部３２の押圧力が強くなるため、防水性をさらに向上させることができる。また、シール部材３０Ｂの規制部３４の位置を変えることで、嵌合したときのシール部材３０Ｂの湾曲状態を調整することができ、シール部材３０Ｂの密着性を高めることができる。

なお、シール部材３０Ｂに突部を形成して規制部３４とする他に、シール部材３０と開閉蓋２０の対向面２３との隙間Ｓに弾性率の異なる部材を挟み込むことや、開閉蓋２０の対向面２３の一部をシール部材３０の第１弾性部３２に向けて突出させることでも同様の効果を得ることができる。

（実施形態３）
図５は、実施形態３に係るシール構造１００を示す断面図である。図５（ａ）は、開閉蓋２０と筐体１０の嵌合前の状態を示しており、図５（ｂ）は、開閉蓋２０と筐体１０の嵌合後の状態を示している。なお、実施形態１と同様の構成については、実施形態１と同一の参照符号を付してその説明を省略する。

実施形態３のシール構造１００は、筐体１０の開口部１１の内壁面１２にシール部材３０Ｃを設けた構造となっている。実施形態３のシール部材３０Ｃは、実施形態１のシール部材３０と同様の材質を用いて環状に形成されているが、実施形態１のシール部材３０と異なり外周側から内周側に向かって、基部３１、第１弾性部３２、第２弾性部３３が設けられている。

筐体１０には、内側の壁面１２にシール部材３０Ｃを固定する溝部１５と、壁面１２から突出した突壁１６が形成されており、突壁１６には開閉蓋２０と対向する対向面１３が設けられている。また、開閉蓋２０には、筐体１０の対向面１３に対向する対向面２３と、シール部材３０Ｃの第１弾性部３２を押圧する角部２４が設けられている。

実施形態３のシール構造１００では、開閉蓋２０を開口部１１に嵌合するとき、シール部材３０Ｃは、第１弾性部３２が開閉蓋２０の角部２４に押圧され撓んでから、第１弾性部３２の先にある第２弾性部３３が嵌合方向に位置する開閉蓋２０の対向面２３と筐体１０の対向面１３の間に挟み込まれ圧接される。また、シール部材３０Ｃの第１弾性部３２が開閉蓋２０の角部２４に密着し、シール部材３０Ｃの第２弾性部３３が開閉蓋２０の対向面２３と筐体１０の対向面１３に密着し、第１弾性部３２と第２弾性部３３の密着箇所で２重に密閉する構造になっている。

このため、実施形態３のシール構造１００は、さらに省スペース化を図ることが可能であり、防水性および開閉の容易性を向上させることができる。さらに、開閉蓋２０の全体を筐体１０の開口部１１に収めて一体感を創出することができ、デザイン性の向上に寄与することができる。

なお、実施形態３のシール構造１００においても、実施形態２と同様にシール部材３０Ｃに規制部３４を設けることにより、シール部材３０Ｃの第１弾性部３２の復元力と密着性を上げて防水性をさらに向上させることが可能である。

（実施形態４）
図６は、実施形態４に係るシール構造１００を示す断面図である。図６（ａ）は、開閉蓋２０と筐体１０の嵌合前の状態を示しており、図６（ｂ）は、開閉蓋２０と筐体１０の嵌合後の状態を示している。なお、実施形態１と同様の構成については、実施形態１と同一の参照符号を付してその説明を省略する。

実施形態４のシール構造１００は、図６に示すように、開閉蓋２０と筐体１０がヒンジ４０によって接続され、開口部１１に対して開閉蓋２０が片開きして開閉する構造となっている。このように開閉蓋２０と筐体１０がヒンジ４０で接続された構造では、ヒンジ４０に近い位置のシール部材３０ａは梃子の原理で加圧される力が強くなり変形され易くなるが、ヒンジ４０から遠い位置のシール部材３０ｂは加圧される力が弱くなり変形され難くなる。

また、ヒンジ４０に近い位置は開閉蓋２０を閉めきるまでの偏移量が少ないため、ヒンジ４０に近い位置のシール部材３０ａは変形量が少なくなる傾向がある。このため、ヒンジ４０の位置がずれる等すると、開閉蓋２０を完全に閉めきっても防水性を均一に確保することが難しい場合がある。

実施形態４のシール構造１００は、図６（ａ）に示すように、ヒンジ４０に近い位置のシール部材３０ａを、ヒンジ４０から遠い位置のシール部材３０ｂよりも厚く形成することを特徴としている。

実施形態４のシール構造１００では、あらかじめヒンジ４０に近い位置のシール部材３０ａを厚く形成しておくことにより、シール部材３０ａの変形量を十分に確保することができる。また、ヒンジ４０に近い位置のシール部材３０ａは、厚く形成されていても、開閉蓋２０を閉じるときに、梃子の原理により容易に変形させることができる。一方、ヒンジ４０から遠い位置のシール部材３０ｂは、開閉蓋２０を本来の角度よりも深く閉めこむことにより、十分な防水性を確保することができる。

したがって、実施形態４のシール構造１００によれば、開閉蓋２０と筐体１０がヒンジ４０によって接続された構造でも、ヒンジ４０の位置に関わらず、シール構造１００の防水性を均一に確保することができる。

なお、実施形態４のシール構造１００では、実施形態１と同様に開閉蓋２０側にシール部材３０ａ、シール部材３０ｂを設けた構成を示したが、実施形態３と同様に、筐体１０側の内壁面１２にシール部材３０ａ、シール部材３０ｂを設けた構成であってもよい。筐体１０側にシール部材３０ａ、シール部材３０ｂを設けても、ヒンジ４０に近いシール部材３０ａと、ヒンジ４０から遠いシール部材３０ｂの厚みを変えることにより、ヒンジ４０の位置に関わらず、シール構造１００の防水性を均一に確保することができる。

また、上記で説明した実施形態以外では、開閉蓋２０の内側に筐体１０の開口部１１を嵌合するようなシール構造でも、開閉蓋２０の内側の壁面または筐体１０の外側の壁面にシール部材を立設することにより、本発明のシール部材およびシール構造を適用することが可能である。

本発明のシール構造は、筐体等への雨水や粉塵の侵入を防止するシール構造として各種筐体やケース等に適用できる。また、軽い力でも容易に開閉し、確実に防水することができるため、高齢者等が利用する電動車両等の筐体のシール構造として好適である。

１０ 筐体
１１ 開口部
１２、２２ 壁面
１３、２３ 対向面
１４、２４ 角部
１５、２５ 溝部
１６ 突壁
２０ 開閉蓋
２１ 段部
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０ａ、３０ｂ シール部材
３１ 基部
３２ 第１弾性部
３３ 第２弾性部
３４ 規制部
３５ 薄肉部
４０ ヒンジ
１００ シール構造

Claims (5)

1. 開口部を有する筐体と、前記開口部を開閉する開閉蓋との嵌合部に介在されるシール部材であって、
   前記シール部材は、前記開閉蓋の壁面または前記筐体の壁面に埋設される基部と、前記壁面から突出する第１弾性部および第２弾性部とを有し、前記第１弾性部および前記第２弾性部が前記開閉蓋の対向面または前記筐体の対向面から隙間を空けて立設されることを特徴とするシール部材。
2. 前記第２弾性部は、前記第１弾性部よりも弾性率が低くなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシール部材。
3. 請求項１または請求項２に記載のシール部材を備えたシール構造であって、
   前記開閉蓋と前記筐体を嵌合したとき、前記シール部材の前記第１弾性部が前記開閉蓋または前記筐体に押圧されるとともに、前記シール部材の前記第２弾性部が前記開閉蓋の対向面と前記筐体の対向面との間に挟持されることを特徴とするシール構造。
4. 前記シール部材と前記対向面との隙間に前記第１弾性部の規制部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のシール構造。
5. 前記開閉蓋と前記筐体がヒンジによって開閉するように接続されており、前記シール部材は、前記ヒンジに近い位置の厚みが前記ヒンジから遠い位置の厚みよりも厚く形成されていることを特徴とする請求項３に記載のシール構造。

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