JP2020063812A

JP2020063812A - ケース部材の防水構造

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Publication number: JP2020063812A
Application number: JP2018196961A
Authority: JP
Inventors: 涼山▲ざき▼; Ryo Yamazaki; 拓飯田; Hiroshi Iida
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2018-10-18
Filing date: 2018-10-18
Publication date: 2020-04-23
Anticipated expiration: 2038-10-18
Also published as: JP7159783B2

Abstract

【課題】組立作業時における防水性の低下を低減できるケース部材の防水構造を提供する。【解決手段】ネジ５０と、第１凹部７１及び第２凹部７３にネジ５０を挿入させネジ５０により対象物１２に固定されるケース部材１１と、第２支持面７４より挿入方向奥側を防水するシール部材６０と、を備える。第１凹部は、頭部５１よりも大きい外径Ｄ１を有する。第２凹部７３は、第１凹部７１よりも挿入方向奥側に設けられ、頭部５１の外径Ｄａよりも小さく段部５５の外径Ｄｂよりも大きい外径Ｄ２を有する。シール部材６０は、段部５５を介してネジ５０により圧縮された状態で第２支持面７４で支持され、段部５５の外径Ｄｂよりも大きい外径を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、車両用の表示装置等のケース部材の防水構造に関する。

従来、一組のケースを固定するために、防水パッキンを介してネジ止めする防水構造が知られている。防水パッキンは、ネジの胴部に挿入され、ネジの頭部とケースとに挟まれた状態で配置される。ネジは、頭部を介して防水パッキンを圧縮しながら締め付けられることにより、ネジ止め箇所に防水性を付与する。

特開２０１０−３２４７０号公報

ネジが締め付けられる際、頭部と接する防水パッキンは、頭部の回転に伴い摩擦抵抗を受け、捻れが生じる。この捻れは、防水パッキンが厚い場合等、防水パッキンの寸法によっては、防水パッキンにせん断を生じさてしまい、防水構造の防水性を低下する虞がある。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、組立作業時における防水性の低下を低減できるケース部材の防水構造を提供することを目的とする。

本発明に係るケース部材の防水構造は、上述した課題を解決するために、頭部と、前記頭部に接続された胴部と、前記頭部と前記胴部との間に設けられ前記頭部の外径よりも小さく前記胴部の外径よりも大きい外径を有する段部と、を有するネジと、前記頭部よりも大きい外径を有し、前記頭部を支持する前記ネジの挿入方向に直交する第１支持面を有する第１凹部と、前記第１凹部よりも前記挿入方向奥側に設けられ、前記頭部の外径よりも小さく前記段部の外径よりも大きい外径を有し、前記挿入方向に直交する第２支持面を有し、前記段部を収容する第２凹部と、を有し、前記第１凹部及び前記第２凹部に前記ネジを挿入させ前記ネジにより対象物に固定されるケース部材と、前記段部を介して前記ネジにより圧縮された状態で前記第２支持面で支持され、前記段部の外径よりも大きい外径を有し、前記第２支持面より挿入方向奥側を防水するシール部材と、を備える。

本発明に係るケース部材の防水構造においては、組立作業時における防水性の低下を低減できる。

本発明に係るケース部材の防水構造を適用する表示装置の正面図。表示装置の背面図。図２のIII−III線に沿う断面図。

本発明に係るケース部材の防水構造の実施形態を添付図面に基づいて説明する。本発明に係るケース部材の防水構造は、例えば自動車や二輪車等の車両や、船舶、農業機械、建設機械に搭載される表示装置に適用することができる。以下、本実施形態の防水構造を車両用の表示装置に適用した例を説明する。

図１は、本発明に係るケース部材の防水構造を適用する表示装置１の正面図である。
図２は、表示装置１の背面図である。
図３は、図２のIII−III線に沿う断面図である。

以下の説明において、「前（前面）」、「後（背面）」、「上」、「下」、「右」、及び「左」は、図１及び図３における定義「Ｆｒ．」、「Ｒｅ．」、「Ｔｏ．」、「Ｂｏ．」、「Ｒ」、及び「Ｌ」に従う。

表示装置１は、ケース１０と、表示ユニット２０と、回路基板３０と、を主に有する。

ケース１０は、下ケース（ケース部材）１１と、上ケース１２と、中ケース１３と、を有する。

下ケース１１及び上ケース１２は、黒色等の樹脂（例えばポリプロピレン）からなる。下ケース１１は、後述する防水構造２を用いて、ネジ５０により上ケース１２に固定される。これにより、下ケース１１及び上ケース１２は内部空間を形成し、この内部空間に表示ユニット２０及び回路基板３０を収容する。

上ケース１２は、透光板１５に覆われる開口１２ａを有する。透光板１５は、ケース１０の内部の表示ユニット２０や回路基板３０を塵埃等の侵入から保護するために設けられた平板である。透光板１５は、表示ユニット２０の表示パネル２１の表示領域と対応する領域に透過領域を有し、透過領域以外の領域に遮光領域を有する。これにより、後側に位置する表示パネル２１の表示領域を視認者に視認させる。

中ケース１３は、白色等の合成樹脂（例えばポリプロピレン）からなり、表示ユニット２０及び回路基板３０をケース１０の内部空間内に固定したり、支持したりする。

表示ユニット２０は、表示パネル２１と、バックライトユニット（図示せず）と、を有する。

表示パネル２１は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）方式のノーマリーブラックタイプ（電圧非印加時、黒表示）の液晶表示パネルである。表示パネル２１は、液晶層を封入する一対の表面ガラス基板を有する。一対のガラス基板には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等により透明電極が形成される。また、表示パネル２１は、一対の表面ガラス基板を挟み込むように配置された一対の表面偏光板（偏光フィルタ）を有する。表示パネル２１は、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）を介して、回路基板３０に接続される。表示パネル２１は、回路基板３０の制御部により制御されることにより、透明電極を介して液晶層に駆動電圧が印加される。これにより、液晶層の液晶分子の配向が制御され、表示パネル２１の個々の画素の透過率が変化することにより画像を表示する。

バックライトユニットは、表示パネル２１の背面側に設けられる。バックライトユニットは、光源基板及び導光体からなり、表示パネル２１を背面側から照明する。光源基板は、光源の一例である複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を実装する。光源基板は、ＦＰＣ等の可撓性基板を介して、回路基板３０と接続される。ＬＥＤは、駆動電流が供給されると、表示パネル２１（導光体）に向けて光を出射する。導光体は、ＬＥＤが出射した光を表示パネル２１に向けて導く。導光体は、平板状に形成された、透明樹脂（例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ））である。

回路基板３０は、表示ユニット２０を制御するための制御部を主に有する。制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を有しており、例えば、ＲＯＭに書き込まれたプログラムに従って所定の演算処理を実行する。制御部は、例えば、車両のＥＣＵ（Electronic Control Unit）から車速、エンジン回転数、各種車両情報、ナビゲーション情報等を、各種センサ等を介して取得する。制御部は、取得した情報に基づき、表示ユニット２０に情報を表示させる。

次に、下ケース１１及び上ケース１２をネジ５０により固定する際に用いられる防水構造２について説明する。防水構造２は、図２に示されるネジ５０が設けられる箇所全てに適用されてもよいし、必要な箇所のみに適用されてもよい。

図３に示すように、防水構造２は、ネジ５０と、外ケースとしての下ケース１１と、対象物としての上ケース１２と、防水パッキン（シール部材）６０と、で構成される。

ネジ５０は、頭部５１と、胴部５３と、段部５５と、を有する。ネジ５０は、ネジ５０の挿入方向（後から前の方向）に沿って頭部５１、段部５５、及び胴部５３を順次有する。

頭部５１は、下ケース１１の背面１１ａから露出し、胴部５３に対する平板状の鍔部分である。頭部５１は、工具によりネジ５０を回して締め付けるための溝又は穴状の操作凹部５２を有する。

胴部５３は、頭部５１に対して略垂直に接続される。胴部５３は、接続端と逆の端部側に螺旋状にねじ切りされたネジ部を有する。

段部５５は、頭部５１と胴部５３との間に設けられる。段部５５は、頭部５１の外径Ｄａよりも小さく、胴部５３の外径Ｄｃよりも大きい外径Ｄｂ（Ｄａ＞Ｄｂ＞Ｄｃ）を有する。

下ケース１１は、ネジ５０を貫通させるための貫通孔７０を有する。貫通孔７０は、第１凹部７１と、第２凹部７３と、第３凹部７５と、を有する。貫通孔７０は、ネジ５０の挿入方向に沿って、第１凹部７１、第２凹部７３、及び第３凹部７５を順次有する。下ケース１１は、第１凹部７１、第２凹部７３及び第３凹部７５にネジ５０を挿入させることにより、ネジ５０により上ケース１２（対象物）に固定される。

第１凹部７１は、頭部５１の外径Ｄａよりもよりも大きい外径Ｄ１を有する。第１凹部７１は、下ケース１１の背面１１ａに対する凹み部分である。第１凹部７１は、ネジ５０の挿入方向に直交する第１支持面７２を有する。第１凹部７１は、この第１支持面７２で頭部５１を支持する。

第２凹部７３は、第１凹部７１よりも挿入方向奥側に設けられる。第２凹部７３は、頭部５１の外径Ｄａよりも小さく、段部５５の外径Ｄｂよりも大きい外径Ｄ２（Ｄａ＞Ｄ２＞Ｄｂ）を有する。第２凹部７３は、第１支持面７２に対する凹み部分である。第２凹部７３は、挿入方向に直交する第２支持面７４を有する。第２凹部７３は、この第２支持面７４で防水パッキン６０を支持する。また、第２凹部７３は、段部５５と接することなく段部５５を収容する。

第３凹部７５は、第２凹部７３よりも挿入方向奥側に設けられる。第３凹部７５は、防水パッキン６０の外径Ｄｐよりも小さく、胴部５３の外径Ｄｃよりも大きい外径Ｄ３（Ｄｐ＞Ｄ３＞Ｄｃ）を有する。第３凹部７５は、第２支持面７４からの凹み部分である。

上ケース１２は、下ケース１１の貫通孔７０に対応する位置に、ネジ用筒部８０を有する。ネジ用筒部８０は、下ケース１１に向かって（後側に向かって）上ケース１２と一体に突き出し形成される、円筒形状である。ネジ用筒部８０は、インサートナット８１を内部に有する。インサートナット８１は、インサート成形により設けられ、ネジ５０に対応してねじ切りされたネジ穴８２を有する。

防水パッキン６０は、黒色の合成ゴムからなる円環状の部材であり、第２支持面７４より挿入方向奥側を防水する。防水パッキン６０は、段部５５の外径Ｄｂよりも大きく、且つ第２凹部７３の外径Ｄ２よりも小さい外径Ｄｐを有する。防水パッキン６０は、第３凹部７５の外径Ｄ３よりも大きい外径Ｄｐ（Ｄ２＞Ｄｐ＞Ｄｂ＞Ｄ３）を有する。また、防水パッキン６０は、胴部５３に対して挿入可能で、且つ胴部５３に対して可能な限り隙間を有さないような内径を有する。防水パッキン６０は、段部５５と接触してネジ５０により圧縮された状態で、第２支持面７４で支持される。

次に、下ケース１１及び上ケース１２をネジ止めし、防水構造２を得る際の作用について説明する。以下の説明においては、下ケース１１及び上ケース１２をネジ止めする際に、中ケース１３の固定孔１４を介して中ケース１３を共締めする例を用いる。

まず、上ケース１２のインサートナット８１位置、中ケース１３の固定孔１４位置、及び下ケース１１の貫通孔７０を合わせるよう、上ケース１２を基準として順次配置する。このとき、下ケース１１及び上ケース１２の突き当て箇所である各端部１１ｂ、１２ｂが形成する空間にパッキン１８を嵌め込む。これにより、下ケース１１と上ケース１２の周縁の水密を保つ。

次に、防水パッキン６０をネジ５０の胴部５３に取り付けた状態で、下ケース１１の貫通孔７０にネジ５０の胴部５３を挿入する。頭部５１の操作凹部５２に工具を宛がい、ネジ５０を回し締めすることにより、上ケース１２のインサートナット８１に設けたネジ穴８２に胴部５３が止まる。これにより、下ケース１１、上ケース１２及び中ケース１３が共締め固定される。

このような防水構造２は、防水パッキン６０における頭部５１と対向する面である背面６０ｂの全面が、ネジ止め時にネジ５０に接することがない。すなわち、ネジ５０が頭部５１の外径Ｄａよりも小さい外径Ｄｂを有する段部５５を有するため、防水パッキン６０の背面６０ｂとネジ５０との接触面積を小さくすることができる。これにより、締め付け時にネジ５０と防水パッキン６０との摩擦抵抗を低減でき、防水パッキン６０が捻じれて切れてしまうことを低減できる。

また、防水パッキン６０の外径Ｄｐは、第２凹部７３の外径Ｄ２よりも小さい。このため、締め付け時に第２凹部７３の壁面７３ａと防水パッキン６０が非接触となり、防水構造２は、防水パッキン６０の捻じれをより軽減できる。

更に、貫通孔７０は、防水パッキン６０の前面６０ａ（背面６０ｂの対向面）と接触し支持する第２支持面７４の面積を小さくすべく、第３凹部７５を有する。このため、防水パッキン６０の前面６０ａと第２支持面７４との接触面積を小さくすることができる。ゆえに、防水構造２は、防水パッキン６０の捻れをより一層軽減できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、外ケース（下ケース１１）が固定される対象物は、他のケース（上ケース１２）に限らず、ヒートシンクや表示ユニットであってもよい。

１表示装置
２防水構造
１０ケース
１１下ケース（ケース部材）
１１ａ背面
１１ｂ端部
１２上ケース
１３中ケース
１２ａ開口
１２ｂ端部
１５透光板
１８パッキン
２０表示ユニット
２１表示パネル
３０回路基板
３１固定孔
５０ネジ
５１頭部
５２操作凹部
５３胴部
５５段部
６０防水パッキン（シール部材）
６０ａ前面
６０ｂ背面
７０貫通孔
７１第１凹部
７２第１支持面
７３第２凹部
７３ａ壁面
７４第２支持面
７５第３凹部
８０ネジ用筒部
８１インサートナット
８２ネジ穴
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｐ外径

Claims

頭部と、前記頭部に接続された胴部と、前記頭部と前記胴部との間に設けられ前記頭部の外径よりも小さく前記胴部の外径よりも大きい外径を有する段部と、を有するネジと、
前記頭部よりも大きい外径を有し、前記頭部を支持する前記ネジの挿入方向に直交する第１支持面を有する第１凹部と、前記第１凹部よりも前記挿入方向奥側に設けられ、前記頭部の外径よりも小さく前記段部の外径よりも大きい外径を有し、前記挿入方向に直交する第２支持面を有し、前記段部を収容する第２凹部と、を有し、前記第１凹部及び前記第２凹部に前記ネジを挿入させ前記ネジにより対象物に固定されるケース部材と、
前記段部を介して前記ネジにより圧縮された状態で前記第２支持面で支持され、前記段部の外径よりも大きい外径を有し、前記第２支持面より挿入方向奥側を防水するシール部材と、を備える、ケース部材の防水構造。
前記シール部材は、前記第２凹部の外径よりも小さい外径を有する、請求項１記載のケース部材の防水構造。
前記ケース部材は、前記第２凹部よりも前記挿入方向奥側に設けられ、前記シール部材の外径よりも小さく前記胴部の外径よりも大きい外径を有する第３凹部を更に備える、請求項１記載のケース部材の防水構造。