JP2020085165A - ガスケット及び電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガスケットを挟み込む二つの部材の間の密閉性を向上する。【解決手段】ガスケットは、内部に空洞を有するガスケット本体と、ガスケット本体の空洞側の内壁面に、二つの部材でガスケット本体が挟み込まれる方向に沿って互いに対向するように形成された凸部及び凹部と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、ガスケット及び電子装置に関する。

従来、開口が形成された容器に電子機器を収容し、容器の開口を蓋部材で閉塞する電子装置がある。このような電子装置では、蓋部材と容器との間の密閉性を確保するために、弾性を有するガスケットが用いられる。すなわち、弾性を有するガスケットが容器の縁部に設けられ、蓋部材と容器とでガスケットが挟み込まれることで、容器が蓋部材によって密閉される。ガスケットとしては、例えば、内部に空洞を有する中空のガスケットが提案されている。

実開平１−３７０２６号公報

ところで、内部に空洞を有する中空のガスケットが用いられる場合、ガスケットが蓋部材及び容器で挟み込まれることで、ガスケットの空洞側の内壁面に座屈が発生することがある。ガスケットの空洞側の内壁面に座屈が発生すると、ガスケットの材料が疲労してガスケットに曲げ癖がつき、結果として、ガスケットを挟み込む蓋部材及び容器の間の密閉性が損なわれる虞がある。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、ガスケットを挟み込む二つの部材の間の密閉性を向上することができるガスケット及び電子装置を提供することを目的とする。

本願の開示するガスケットは、一つの態様において、内部に空洞を有するガスケット本体と、前記ガスケット本体の前記空洞側の内壁面に、二つの部材で前記ガスケット本体が挟み込まれる方向に沿って互いに対向するように形成された凸部及び凹部と、を有する。

本願の開示するガスケットの一つの態様によれば、ガスケットを挟み込む二つの部材の間の密閉性を向上することができる、という効果を奏する。

図１は、実施例に係る電子装置の構成例を示す斜視図である。 図２は、実施例に係るガスケットの構成例を示す模式断面図である。 図３は、実施例に係るガスケットを蓋部材と容器とで挟み込む流れの一例を説明する図である。 図４は、実施例に係るガスケットを蓋部材と容器とで挟み込む流れの一例を説明する図である。 図５は、実施例に係るガスケットを蓋部材と容器とで挟み込む流れの一例を説明する図である。 図６は、比較例１のガスケットの構成の一例を示す図である。 図７は、比較例１に係るガスケットを蓋部材と容器とで挟み込む流れの一例を説明する図である。 図８は、比較例２のガスケットの構成の一例を示す図である。 図９は、比較例２に係るガスケットを蓋部材と容器とで挟み込む流れの一例を説明する図である。 図１０は、比較例２に係るガスケットを蓋部材と容器とで挟み込む流れの一例を説明する図である。 図１１は、蓋部材の変位量と蓋部材に作用する力との関係の一例を示す図である。

以下に、本願の開示するガスケット及び電子装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により開示技術が限定されるものではない。また、実施例において同一の機能を有する構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。

［実施例］
［電子装置の構成］
図１は、実施例に係る電子装置１の構成例を示す斜視図である。図１に示す電子装置１は、容器１０と、蓋部材２０と、ガスケット３０とを有する。

容器１０は、電子機器１１を収容する空間を有する容器である。電子機器１１は、例えば、ＩＣＴ（Information and Communication Technology）機器である。容器１０の上部には、開口が形成されており、この開口から電子機器１１の搬入及び搬出が行われる。

蓋部材２０は、容器１０に対して回転可能に取り付けられており、容器１０の開口を開閉する。蓋部材２０は、例えばクランプ等により容器１０側に押圧されることで容器１０の開口を閉塞する。

ガスケット３０は、容器１０の、開口を囲む縁部１０ａに設けられている。すなわち、ガスケット３０は、容器１０の縁部１０ａに形成された溝（不図示）に取り付けられている。ガスケット３０は、弾性を有し、蓋部材２０が容器１０の開口を閉塞する場合に、蓋部材２０と容器１０（つまり、容器１０の縁部１０ａ）とで挟み込まれることで圧縮される。蓋部材２０と容器１０とでガスケット３０が挟み込まれることで、容器１０が蓋部材２０によって密閉される。

［ガスケットの構成］
図２は、実施例に係るガスケット３０の構成例を示す模式断面図である。図２は、容器１０の縁部１０ａに設けられたガスケット３０が蓋部材２０と接触した状態を示している。なお、図２では、説明の便宜上、容器１０及び蓋部材２０の各々が部分的に示されている。ガスケット３０は、ガスケット本体３１と、凸部３２と、凹部３３とを有する。

ガスケット本体３１は、内部に空洞３１１を有しており、断面視で円形状又は楕円形状に形成されている。ガスケット本体３１の内部に空洞３１１が設けられることにより、ガスケット３０の弾性が空洞３１１に相当する分だけ低減され、ガスケット３０から蓋部材２０及び容器１０に作用する力が軽減される。これにより、ガスケット本体３１の内部に空洞３１１が無い構成と比較して、蓋部材２０及び容器１０の変形が抑制される。

凸部３２及び凹部３３は、ガスケット本体３１の空洞３１１側の内壁面３１ａに、蓋部材２０と容器１０とでガスケット本体３１が挟み込まれる方向（つまり、図２の上下方向）に沿って互いに対向するように形成されている。すなわち、ガスケット本体３１の内壁面３１ａには、図２の上下方向に沿って互いに対向する一対の隆起部３１２、３１３が形成されており、凸部３２は、ガスケット本体３１の一対の隆起部３１２、３１３のうち、上側の隆起部３１２に形成されている。また、凹部３３は、ガスケット本体３１の一対の隆起部３１２、３１３のうち、下側の隆起部３１３に形成されている。

凸部３２及び凹部３３は、蓋部材２０と容器１０とでガスケット本体３１が挟み込まれていない場合に、所定の間隔を空けて互いに対向する。そして、凸部３２及び凹部３３は、蓋部材２０と容器１０とでガスケット本体３１が挟み込まれる場合に、ガスケット本体３１の弾性変形に応じて、互いに接近して係合する。

ところで、内部に空洞３１１を有する中空のガスケットが用いられる場合、ガスケットが蓋部材２０と容器１０とで挟み込まれることで、ガスケットの空洞３１１側の内壁面３１ａに座屈が発生することがある。ガスケットの空洞３１１側の内壁面３１ａに座屈が発生すると、ガスケットの材料が疲労してガスケットに曲げ癖がつき、結果として、ガスケットを挟み込む蓋部材２０及び容器１０の間の密閉性が損なわれる虞がある。

そこで、本実施例のガスケット３０では、図２に示したように、ガスケット本体３１の空洞３１１側の内壁面３１ａに、蓋部材２０と容器１０とでガスケット本体３１が挟み込まれる方向に沿って互いに対向するように凸部３２及び凹部３３を形成している。これにより、蓋部材２０と容器１０とでガスケット本体３１が挟み込まれる場合に、ガスケット本体３１の弾性変形に応じて、凸部３２及び凹部３３が互いに接近して係合する。凸部３２及び凹部３３が係合することによって、ガスケット本体３１の空洞３１１側の内壁面３１ａに作用する荷重が凸部２１及び凹部３３に分散され、内壁面３１ａでの座屈の発生が抑制される。結果として、ガスケット３０を挟み込む蓋部材２０及び容器１０の間の密閉性を向上することができる。

また、凸部３２は、凹部３３に向かうにつれて幅が狭くなる形状を有している。一方で、凹部３３は、凸部３２に向かうにつれて幅が広くなる形状を有している。これにより、凸部３２と凹部３３とが接触する際に、凹部３３の中央部分に凸部３２が案内されるので、凸部３２と凹部３３との係合の確実性を向上することができ、結果として、蓋部材２０及び容器１０の間の密閉性をより向上することができる。

また、ガスケット本体３１の外壁面３１ｂのうち、凸部３２に対応する領域には、隆起部３１４が形成されている。一方で、蓋部材２０の隆起部３１４に対応する領域には、溝部２０ａが形成されている。そして、蓋部材２０と容器１０とでガスケット本体３１が挟み込まれる場合に、ガスケット本体３１の隆起部３１４は、蓋部材２０に形成された溝部２０ａに係合する。これにより、蓋部材２０に対する、ガスケット本体３１の位置ずれが抑制され、結果として、蓋部材２０及び容器１０の間の密閉性をより向上することができる。

［作用及び効果］
次に、本実施例に係るガスケット３０の作用及び効果について説明する。図３〜図５は、実施例に係るガスケット３０を蓋部材２０と容器１０とで挟み込む流れの一例を説明する図である。図３は、蓋部材２０に対して押圧力が付与された初期状態を示している。初期状態では、凸部３２及び凹部３３は、１．６ｍｍの間隔を空けて互いに対向している。押圧力は、例えばクランプ等によって付与される。図３では、蓋部材２０に付与される押圧力が白色の矢印で示されている。蓋部材２０に押圧力が付与されることで、蓋部材２０が容器１０に向かって変位する。蓋部材２０が変位することで、ガスケット本体３１の弾性変形が引き起こされ、このガスケット本体３１の弾性変形に応じて、凸部３２が凹部３３に接近して係合する。さらに、ガスケット本体３１の弾性変形に応じて、ガスケット本体３１の外壁面３１ｂのうち、凹部３３に対応する領域が、容器１０から離反する。

図４は、蓋部材２０が容器１０に向かって変位した状態を示している。図４の例では、蓋部材２０が２．１８ｍｍだけ変位することで、凸部３２と凹部３３とが互いに係合している。凸部３２及び凹部３３が係合することによって、ガスケット本体３１の空洞３１１側の内壁面３１ａに作用する荷重が凸部２１及び凹部３３に分散され、内壁面３１ａでの座屈の発生が抑制される。さらに、凸部３２は、凹部３３を押圧することで、ガスケット本体３１の外壁面３１ｂのうち、凹部３３に対応する領域を容器１０に密着させる。これにより、ガスケット本体３１と容器１０との接触面積を向上することができる。

図５は、蓋部材２０が容器１０に向かってさらに変位した状態を示している。図５の例では、蓋部材２０が２．８ｍｍだけ変位している。この状態でも、凸部３２と凹部３３との係合が維持されるので、内壁面３１ａでの座屈の発生が抑制される。さらに、凸部３２が凹部３３を押圧することで、ガスケット本体３１の外壁面３１ｂのうち、凹部３３に対応する領域と容器１０との密着が維持される。

これにより、ガスケット３０は、蓋部材２０と容器１０とでガスケット本体３１が挟み込まれる場合に、ガスケット本体３１の空洞３１１側の内壁面３１ａでの座屈の発生を抑制することができる。その結果、ガスケット３０を挟み込む蓋部材２０及び容器１０の間の密閉性を向上することができる。

ここで、比較例を用いて効果を説明する。図６は、比較例１のガスケット１３０の構成の一例を示す図である。図６に示すガスケット１３０は、ガスケット本体の内部に空洞を有していない。ガスケット１３０の外径は、例えば、１０ｍｍである。図７は、比較例１に係るガスケット１３０を蓋部材２０と容器１０とで挟み込む流れの一例を説明する図である。図７は、蓋部材２０が容器１０に向かって変位した状態を示している。図７の例では、蓋部材２０が５ｍｍだけ変位している。蓋部材２０が変位することで、ガスケット１３０の弾性変形が引き起こされ、ガスケット１３０から蓋部材２０及び容器１０に作用する力が増大する。このようにガスケット１３０から蓋部材２０及び容器１０に作用する力が増大する場合、蓋部材２０及び容器１０が変形する虞がある。

図８は、比較例２のガスケット２３０の構成の一例を示す図である。図８に示すガスケット２３０は、ガスケット本体の内部に空洞を有している。ガスケット２３０の外径は、例えば、１０ｍｍであり、内径は、例えば、５ｍｍである。図９及び図１０は、比較例２に係るガスケット２３０を蓋部材２０と容器１０とで挟み込む流れの一例を説明する図である。図９は、蓋部材２０が容器１０に向かって変位した状態を示している。図９の例では、蓋部材２０が４．３１ｍｍだけ変位している。蓋部材２０が変位することで、ガスケット２３０の弾性変形が引き起こされ、ガスケット２３０から蓋部材２０及び容器１０に作用する力が増大する。ただし、内部に空洞が設けられたガスケット２３０では、ガスケット２３０の弾性が空洞に相当する分だけ低減され、ガスケット２３０から蓋部材２０及び容器１０に作用する力が軽減される。これにより、ガスケット２３０では、内部に空洞が無いガスケット１３０（図６参照）と比較して、蓋部材２０及び容器１０の変形が抑制される。図１０は、蓋部材２０が容器１０に向かってさらに変位した状態を示している。図１０の例では、蓋部材２０が５．３７ｍｍだけ変位している。蓋部材２０が変位することで、蓋部材２０からガスケット２３０に付与される力が座屈荷重を超えると、ガスケット２３０の空洞側の内壁面に座屈が発生する。図１０では、座屈が発生した部位が破線の円で示されている。ガスケット２３０の空洞側の内壁面に座屈が発生すると、ガスケット２３０の材料が疲労してガスケット２３０に曲げ癖がつき、結果として、ガスケット２３０を挟み込む蓋部材２０及び容器１０の間の密閉性が損なわれる虞がある。

一方、本実施例のガスケット３０では、ガスケット本体３１の空洞３１１側の内壁面３１ａに、蓋部材２０と容器１０とでガスケット本体３１が挟み込まれる方向に沿って互いに対向するように凸部３２及び凹部３３を形成している。これにより、蓋部材２０と容器１０とでガスケット本体３１が挟み込まれる場合に、ガスケット本体３１の弾性変形に応じて、凸部３２及び凹部３３が互いに接近して係合する。凸部３２及び凹部３３が係合することによって、ガスケット本体３１の空洞３１１側の内壁面３１ａに作用する荷重が凸部２１及び凹部３３に分散され、内壁面３１ａでの座屈の発生が抑制される。結果として、ガスケット３０を挟み込む蓋部材２０及び容器１０の間の密閉性を向上することができる。

［蓋部材の変位量と蓋部材に作用する力との関係］
図１１は、蓋部材２０の変位量と蓋部材２０に作用する力との関係の一例を示す図である。図１１は、蓋部材２０の変位量を変えて蓋部材２０に作用する力を測定したシミュレーション結果である。図１１において、「比較例１」は、比較例１のガスケット１３０に対応するシミュレーション結果である。また、「比較例２」は、比較例２のガスケット２３０に対応するシミュレーション結果である。また、「実施例」は、本実施例のガスケット３０に対応するシミュレーション結果である。

図１１に示すように、比較例１では、蓋部材２０の変位量が２．０ｍｍである場合に蓋部材２０に作用する力が約４０Ｎであった。この力は、蓋部材２０の変形を防止するための上限値を超える値であった。

また、比較例２では、蓋部材２０の変位量が２．０ｍｍである場合に蓋部材２０に作用する力が約１０Ｎであった。この力は、蓋部材２０と容器１０との間の密閉性を保つための下限値を下回る値であった。ここで、比較例２では、蓋部材２０と容器１０との間の密閉性を保つために、蓋部材２０の変位量をガスケット２３０の内径５ｍｍよりも大きくすることが好ましい。例えば、蓋部材２０の変位量は、５．３７ｍｍよりも大きいことが好ましい。ただし、蓋部材２０の変位量の増大に伴って蓋部材２０からガスケット２３０に付与される力が増加し、蓋部材２０からガスケット２３０に付与される力が座屈荷重を超えると、ガスケット２３０の空洞側の内壁面に座屈が発生する。

これに対して、実施例では、蓋部材２０の変位量が２．０ｍｍである場合に蓋部材２０に作用する力が約２０Ｎであった。この力は、蓋部材２０と容器１０との間の密閉性を保つための下限値を超え、且つ、蓋部材２０の変形を防止するための上限値を下回る値であった。さらに、実施例では、蓋部材２０の変位量を増大させた場合でも、ガスケット本体３１の空洞３１１側の内壁面３１ａでの座屈が発生しなかった。

以上のように、本実施例に係るガスケット３０は、ガスケット本体３１と、凸部３２及び凹部３３とを有する。ガスケット本体３１は、内部に空洞３１１を有する。凸部３２及び凹部３３は、ガスケット本体３１の空洞３１１側の内壁面３１ａに、蓋部材２０と容器１０とでガスケット本体３１が挟み込まれる方向に沿って互いに対向するように形成される。このガスケット３０の構成により、ガスケット３０を挟み込む蓋部材２０及び容器１０の間の密閉性を向上することができる。

１ 電子装置
１０ 容器
２０ 蓋部材
３０ ガスケット
３１ ガスケット本体
３１ａ 内壁面
３２ 凸部
３３ 凹部
３１１ 空洞
３１２、３１３ 隆起部

Claims (5)

1. 内部に空洞を有するガスケット本体と、
   前記ガスケット本体の前記空洞側の内壁面に、二つの部材で前記ガスケット本体が挟み込まれる方向に沿って互いに対向するように形成された凸部及び凹部と、
   を有することを特徴とするガスケット。
2. 前記凸部は、前記凹部に向かうにつれて幅が狭くなる形状を有し、
   前記凹部は、前記凸部に向かうにつれて幅が広くなる形状を有することを特徴とする請求項１に記載のガスケット。
3. 前記ガスケット本体は、前記内壁面に、二つの部材で前記ガスケット本体が挟み込まれる方向に沿って互いに対向する一対の隆起部を有し、
   前記凸部は、前記ガスケット本体の前記内壁面における前記一対の隆起部の一方に形成され、
   前記凹部は、前記ガスケット本体の前記内壁面における前記一対の隆起部の他方に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のガスケット。
4. 前記凸部及び前記凹部は、前記二つの部材で前記ガスケット本体が挟み込まれていない場合に、所定の間隔を空けて互いに対向し、前記二つの部材で前記ガスケット本体が挟み込まれる場合に、前記ガスケット本体の弾性変形に応じて互いに接近して係合することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のガスケット。
5. 電子機器を収容する空間を有し、上部に開口が形成された容器と、
   前記容器の前記開口を開閉する蓋部材と、
   前記容器の、前記開口を囲む縁部に設けられ、弾性を有し、前記蓋部材が前記開口を閉塞する場合に前記蓋部材と前記容器とで挟み込まれることで圧縮されるガスケットと、
   を有し、
   前記ガスケットは、
   内部に空洞を有するガスケット本体と、
   前記ガスケット本体の前記空洞側の内壁面に、前記蓋部材と前記容器とで前記ガスケット本体が挟み込まれる方向に沿って互いに対向するように形成された凸部及び凹部と、
   を有することを特徴とする電子装置。

Images