JP3570329B2 - 圧力調整機能付密閉筐体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信機器などの圧力調整機能付筐体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の筐体の圧力調整機能は呼吸穴を設けて圧力を調整していたため、筐体内部の密閉状態を保持することは実質的に不可能であった。よって、従来技術には次のような問題点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、通信機器などの筐体は、呼吸（主に圧力差によって生じる筐体内部への外気等の流入または筐体内部からの筐体内部の気体の流出）をするため、筐体内部に外気が取り込まれる。この取り込まれた外気には、水分、酸素などの腐食性ガス等が多量に含まれているため、筐体内部の実装物の腐食速度を速める可能性があった。
本発明は、前記したような筐体の有する問題点を解決することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の圧力調整機能付密閉筐体の発明は、筐体本体と扉とが固定溝に実装されたパッキンを介して摺動可能に筐体内部が外気と遮断され、外気圧と異なるときに、筐体内圧を外気圧に略一致するように筐体体積を変化させる筐体であって、前記筐体は、前記筐体本体と前記扉とが分離することを防止する分離防止手段を有し、かつ、筐体本体と扉との間にクリアランス部を有しており、前記クリアランス部の増加または減少により前記筐体体積を変化させることを特徴とする。
【０００５】
請求項２に記載の圧力調整機能付密閉筐体の発明は、請求項１において、前記筐体内と外とに、圧力センサを設け、前記内と外との圧力センサにより前記筐体内部と外部との差圧を検出して、前記差圧がある値を超えた場合に前記扉を差圧が減少するように稼動させることを特徴とする記載の特徴とする。
【０００６】
請求項３に記載の圧力調整機能付密閉筐体の発明は、請求項２において、前記扉を稼動させるための移動手段をさらに有し、前記圧力センサにより検出された差圧がある値を超えたときに、前記扉を固定した固定具を開放して扉を自在に動かすように設定可能なこと を特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の圧力調整機能つき密閉筐体は、筐体内部の圧力が変化した場合などの、外気と筐体内部との圧力差が生じた場合に、筐体の扉が移動して（たとえばパッキンと摺動することにより）筐体全体の体積が変化し、筐体の密閉状態が保持されたまま、すなわち外気が筐体に侵入することなく、筐体内部と外気との差圧を少なくするように、力の均衡を保つ。
この結果、筐体内部は防水防錆機能を保ちながら、筐体の一部などに不要な応力が作用することを回避することができる。
【０００８】
＜第１実施形態＞
図１に第１実施形態に係る密閉筐体１の断面図を示す。
本発明は筐体本体２と扉３と、パッキン４と、筐体本体２または扉３にあるパッキン固定溝５と、本体のクリアランス６とからなる。パッキン４は溝５に実装され扉３はパッキン４と摺動する。筐体本体２は、少なくともクリアランス形成部２１と、筐体底部２２とからなり、筐体側部２３を有する構造体であってもよい。
筐体本体は、扉３とパッキン４を介して接続されており、筐体内部は外気と遮断されて機密性が保持され、長期的にこの状態が維持されている。
【０００９】
そして筐体内部の圧力をＰｉ、外気の圧力をＰｏとすると、筐体の内と外との圧力差ΔＰは、ΔＰ＝Ｐｏ−Ｐｉの関係がある。
本発明は、ここでΔＰが負の値であるときには、筐体体積が増加するように働き、ΔＰが正の値のときには、筐体体積が減少するように働く。
本発明では、筐体の体積を自在に変化させることによって、ΔＰを実質的に０にするように扉が可動自在に形成されている。
このような圧力調整機能つき密閉筐体の動作について、図２を用いて説明する。
【００１０】
筐体１は、図２（１）に示すようにΔＰ＝０ [Ｐａ］（パスカル）の時にクリアランス６が標準位置になる様に設定する。図２（２）は筐体内部の圧力Ｐｉが外圧Ｐｏと比較して減少した場合を示す。圧力Ｐｉが外圧Ｐｏよりも減少した場合（ΔＰが正の値）のときには、クリアランス６が減少し、筐体の体積が減少する。
この結果、内外圧力差ΔＰは０となり、筐体１に不要な応力が作用することが回避される。
【００１１】
また、図２（３）に筐体内部の圧力Ｐｉが外圧Ｐｏよりも増加した場合を示す。圧力Ｐｉが外圧Ｐｏよりも増加した場合は、クリアランス６が増大し、筐体の体積が増大する。この結果、内外圧力差ΔＰは０となり、筐体１に不要な応力が作用することが回避される。
この間、扉３とパッキンとで摺動構造となっているため、筐体内部の密閉状態を保ちながら、筐体内部と外界との圧力変化を調整することが可能となる。
【００１２】
本第１実施形態では、図１および図２に示すように、摺動構造を構成するパッキンの断面形状は、円または楕円となっている。この摺動構造は、前記したように、扉３と、パッキンとから構成され、このパッキンが溝５に実装されている。溝５は、扉３側又は筐体本体２側のいずれか一方に設けられる。この場合、摺動部は溝５が扉３に設けられる場合には、溝５が設けられた扉３と対向する筐体本体の面が、また筐体本体２に設けられる場合には溝５が設けられる筐体本体と対向する扉３の面が、摺動面となる。
【００１３】
扉３は、図１等に示すように、側壁部１１と、この側壁部に略垂直に設けられた折り返し部１２からなる。このように扉３が前記したように構成されているため、扉３に溝５が形成される場合には、好ましくは溝５は、扉３の折り返し部に形成される。
【００１４】
この場合には、溝５は、前記したように、扉３側又は筐体本体２側のいずれか一方に設けられるが、少なくとも折り返し部の一部に溝５を形成するようにする。すなわちパッキンは、たとえば図７（１）に示すように、筐体の周縁部全部に好ましくは設けられるが、図７（２）に示すように、たとえば筐体の一部の折り返し部に設けるようにすることもできる。
本実施形態では、前記したように、外気圧が変動した際の筐体に掛る外気圧との差圧による応力を緩和するため、扉が移動することにより筐体全体の体積を変化させて対応可能としている。
【００１５】
このような筐体全体の体積変化の大きさは、クリアランス６の大小によって決定される。このクリアランス６の大小は、適宜設定可能であり、このように本発明では、体積の大小は、本発明を実施する上で特に障害とはならず、本発明の範囲に含まれる。
本発明の密閉筐体では、図２ではパッキンが設けられる溝は、筐体本体側に設けられる例を示すが、パッキンが設けられる溝は、前記したように扉側に設けられてもよい。
【００１６】
また図２で示すように、筐体の最小体積はクリアランス６の位置が（１）で表すような位置になり、また最大体積は（３）のような位置となる。図２の（１）に示すように、最小体積での扉の側壁部の先端が筐体本体と接触するように設けることもできる。そして筐体本体と扉の接触部の少なくとも一部を、ゴム、バネのような弾性体で形成することができる。このようにすることによって、不意に押圧された場合にも、筐体が変形するのを防止することができる。上記弾性体として、ゴムが採用された場合、接触部位を包接体として成形した物を用いて覆うこともできる。
【００１７】
またΔＰが負の値となったとき、たとえば図２（３）に示す筐体の最大体積に至った場合に、扉が筐体本体と分離するのを防止するため、分離防止手段が設けられるのが好ましい。
このような分離防止手段として、その例を図３に示す。
図３では、パチン錠を用いた例を示したが、分離防止手段として、他の手段を用いることもできる。このような一例を図３（２）に示す。
【００１８】
また分離防止手段として、ストッパー１５、２５等の少なくともいずれかを設けることもでき、本発明では、これらの分離防止手段を組合せて用いることもできる。
【００１９】
他に、図３の（２）の例において、筐体本体２側に設けた支持体４２と、扉３側に設けた支持体４３とを、時計バンドに使用されるような三つ折鎖４５を介して固定することもできる。このような分離防止手段は、１または２以上設けることができる。
【００２０】
本実施形態では、筐体本体２が、図４に示すように、扉３に包接されるようになっていてもよい。この場合に、図４に示すように、係止部材３２等を有してもよい。
【００２１】
＜第２実施形態＞
本第２実施形態では、パッキンが複数設けられる。
本実施形態を、たとえば図５および図６に示すが、図５等でパッキンの数を２としたが、本発明では、パッキンの数は特に限定されず、またパッキンが実装される溝も前記同様の位置に設けられる。すなわち、パッキンが実装される溝は、筐体本体側に設けられるか、または扉３のいずれかに設けられ、また摺動面は、前記溝が設けられる側に対向する面の側となる。
【００２２】
また図６に示すように、複数のパッキンのうち、端部に位置するパッキンを、他のパッキンが実装される溝と対向する面に設けてこれをストッパー１５、２５とすることもでき、これを前記第１実施形態の項で説明した分離防止手段として用いることもできる。
【００２３】
本実施形態では、その他の事項は、本実施形態の項で記載した事項に矛盾しない範囲で、前記第１実施形態の項で記載したのと同様のものが用いられる。
たとえばパッキンの断面形状、筐体の構成等は第１実施形態と同様である。
【００２４】
＜第３実施形態＞
本第３の実施形態は、パッキンを筐体周縁部近傍全周に設けるのではなく、パッキンを筐体周縁部近傍の一部に設けることを特徴としている。その一例を図７（２）および図８（２）に示す。
【００２５】
本実施形態では、図７（２）に示すように、パッキンが、筐体周縁部近傍の一部に設けられ、したがって、溝が、＝線等で示すように、筐体本体あるいは扉３の内面に設けられている。なお図７（２）では、筐体本体に係止部材が設けられていない状態を示すが、図７（２）において、係止部材が設けられていてもよい。
【００２６】
また図８（２）においては、扉３が複数設けられた例を示す。
本実施形態においても、特に矛盾しない限り、その他は、第１実施形態と同様のものが用いられ、これらは本発明に含まれる。なお本実施形態においても、パッキンの数（溝の数）は特に限定されず、２以上であってもよい。
【００２７】
＜第４実施形態＞
本第４の実施形態は、扉３を２以上設けることを特徴としている。その一例を図８に示す。本実施形態では、扉３が複数設けられており、複数の扉３と、筐体本体とは、パッキンを介して前記同様に接続されている。
【００２８】
本実施形態では、図９に示すように、複数の扉３の移動例を示すが、基本的に、図２で説明したのと同様である。
その他、特記しない部分は、前記同様に、第１実施形態と同様のものが使用され、前記同様に、特に矛盾しない限り、その他は、第１実施形態と同様のものが用いられ、これらは本発明に含まれる。なおこのことは、他の実施形態でも同様であり、パッキンの数（溝の数）も複数であってもよい。
【００２９】
＜第５実施形態＞
本第５の実施形態は、図１０に示すように、筐体本体２および／または扉３に圧力センサなどの圧力検出手段を設置し、筐体本体２および扉３の使用するパッキンとの摩擦力μを考慮し、ΔＰが０以外の値を有するとき、ΔＰを０にするように、扉を動かすシステムを有している。
【００３０】
すなわち図９に示すように、本実施形態では、圧力検出手段により検出された値（圧力または差圧）により、扉を移動させて差圧を減少させ、筐体に印加される応力を減少させて、筐体の変形あるいは金属疲労などの防止を図ることができる。
【００３１】
この圧力検出手段は、圧力または外気圧と内圧との差圧ΔＰを検出できるものであり、圧力検出手段により検出された外気圧により差圧を求めるかまたは直接検出された差圧ΔＰにより、差圧が正の値か負の値かを判断し、移動手段に移動する量を通知する判断処理手段５２と、判断処理手段５２からの移動量に基づいて、クリアランス部を増加または減少して、筐体体積を増加または減少させる移動手段５３とを有する。なお移動手段５３により筐体体積を変化させたことによる差圧の変化を圧力検出手段５１により検出して、筐体体積量をフィードバック手段により、さらに適量に変化させるフィードバック手段を設けることもできる。また本実施形態において、筐体体積の最高体積量Ｖmax となっても外気圧と筐体内圧が高い場合には、筐体体積の最高値Ｖmax を設けておくことができる。この場合に、本実施形態では、前記したような係止部材を省略することができる。なお圧力検出手段５１、移動手段５３等は、複数設けることができる。
【００３２】
また本実施形態では、外圧と、筐体内圧との差圧が、あるＰth値を超えた場合に、扉３を固定した固定具を開放して扉を自在に動かすように設定することも可能である。これによって、Ｐth値までは扉を稼動させずにすむため省電力可能であり、また筐体の変形等を防止することもできる。
【００３３】
以上、実施形態により、本発明に係る密閉筐体について説明したが、本発明で使用されるパッキンは、特に限定されない。
たとえば、パッキンとして、市販のものを用いてもよく、合成樹脂などの弾性体を含有したパッキンを用いたり、また、銅、アルミニウム、鉛などの軟金あるいはその他の金属などを用いたパッキンを用いることもでき、さらに、これらの弾性体と金属とを組合せて用いることもできる。また摺動部分に、パッキンに加え、またはパッキンに換えて滑材などを用いることもできる。この滑材としては、液状あるいは固体のものを使用することもできる。このような摺動部材は密閉性を保持し、筐体の一部が移動するように設けることによって、外気圧と筐体内圧との圧力を調整することができる。
【００３４】
本発明では、上述したように、筐体内圧と外気圧とに差が生じたときに、これを筐体の体積変化により、差圧を減少させて、筐体にかかる応力を低減して筐体の変形・破壊等を防止するようになっている。なお筐体内部に、水分吸収性、酸素吸収性材料等を挿入して、仮に筐体内部の密閉性が減少しても、外気の侵入があった場合でも筐体内部の劣化を実質的に防止し、筐体内部の密閉性を実質的に維持することができる。これら前記水分吸収性材料等は、公知のものが用いられる。
【００３５】
また、本発明では、筐体を構成する材料強度の範囲内で、外気圧と異なる筐体圧力とするように、調整することができる。たとえば筐体内部を外気圧よりも多少高いような雰囲気に保持しておき、密閉性が低下した場合でも、外気が筐体内部に侵入することを防止するようにしてもよい。なおこのような場合に、気体貯蔵手段に不活性気体を貯蔵しておき、外気圧よりも筐体内圧が高まるように圧力調整手段を設け、前記第５実施形態で用いられる手段により適宜操作して、調整することもできる。
【００３６】
【発明の効果】
第１の効果は、筐体内部の圧力が減少した場合に、密閉状態を保持しながら内部の圧力を回復させ、内外圧力差ΔＰを０に保つことが可能である。
第２の効果は、筐体内部の圧力が増大した場合に、密閉状態を保持しながら内部の圧力を回復させ、内外圧力差ΔＰを０に保つことが可能である。
【００３７】
本発明は、可動自在な扉と、パッキンと筐体本体とを有しており、その用途は特に制限されないが、携帯電話、無線、パソコンのディスプレイなどの電子部品、あるいは電子製品に特に好ましく用いられる。また、本発明に係る密閉筐体の大きさは制限されない。ただし、一般に、小さいものは筐体構造が圧力差による応力に耐えられる性能が高く作製されている傾向があるため、比較的大きな筐体に本発明を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る密閉筐体の第１実施形態を示す図である。
【図２】本発明に係る密閉筐体の移動例を、第１の実施形態を例にして説明した図であり、（１）は、最小のクリアランスでの位置（筐体の最小体積での位置）を例示し、（２）は、１気圧下での平衡の位置を例示し、（３）は最大のクリアランスでの位置（筐体の最大体積での位置）を例示する図である。
【図３】本発明に係る密閉筐体において、筐体本体と、扉との分離防止手段を例示した図であり、（１）は、分離防止手段として、パチン錠を用いた例であり、（２）は、分離防止手段として、係止部材を用いた例を示す図である。
【図４】本発明に係る密閉筐体の第１実施形態の他の例を示す図であり、筐体本体が、扉に包接される例を示し、（１）は、筐体本体に係止部材が設けられた構造を示し、（２）は、筐体本体に係止部材が設けられない構造を示す。
【図５】本発明に係る圧力調整機能付密閉筐体に、係止部材として、ストッパーを設けた例を示す図である。
【図６】本発明に係る密閉筐体の第２実施形態の例を示す図である。
【図７】本発明に係る密閉筐体の構成の一例を示す図であり、（１）は、パッキンが筐体内部の周縁部全周に設けられた例を示し、（２）は、パッキンが筐体内部の周縁部の一部に設けられた例を示す。
【図８】本発明に係る密閉筐体の第３実施形態（複数の扉を有する）例を示す図であり、（１）は、パッキンが筐体内部の周縁部全周に設けられた例を示し、（２）は、パッキンが筐体内部の周縁部の一部に設けられた例を示す。
【図９】本発明に係る密閉筐体の第３実施形態の移動する例を示した図であり、（１）は、通常の筐体の構成例を示す図であり、（２）は、筐体本体に閾が設けられた構成例を示す図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１ 密閉筐体
２ 筐体本体
３ 扉
４ パッキン
５ パッキン固定溝
６ クリアランス
１１ 側壁部
１２ 折り返し部
１５ ストッパー
２１ クリアランス形成部
２２ 筐体底部
２３ 筐体側部
２５ ストッパー
３２ 係止部材
３５ 固定鎖
４２、４３ 支持体（係止部材）
５１ 圧力検出手段
５２ 判断処理手段
５３ 移動手段

Claims (3)

1. 筐体本体と扉とが固定溝に実装されたパッキンを介して摺動可能に筐体内部が外気と遮断され、外気圧と異なるときに、筐体内圧を外気圧に略一致するように筐体体積を変化させる筐体であって、
   前記筐体は、前記筐体本体と前記扉とが分離することを防止する分離防止手段を有し、かつ、筐体本体と扉との間にクリアランス部を有しており、前記クリアランス部の増加または減少により前記筐体体積を変化させることを特徴とする圧力調整機能付密閉筐体。
2. 前記筐体内と外とに、圧力センサを設け、前記内と外との圧力センサにより前記筐体内部と外部との差圧を検出して、前記差圧がある値を超えた場合に前記扉を差圧が減少するように稼動させることを特徴とする請求項１に記載の圧力調整機能付密閉筐体。
3. 前記扉を稼動させるための移動手段をさらに有し、前記圧力センサにより検出された差圧がある値を超えたときに、前記扉を固定した固定具を開放して扉を自在に動かすように設定可能なことを特徴とする請求項２に記載の圧力調整機能付密閉筐体。

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