JP4489325B2

JP4489325B2 - 小型携帯電灯の防水構造及び防水シール部材

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Publication number: JP4489325B2
Application number: JP2001198550A
Authority: JP
Inventors: 広行建部
Original assignee: Unico Corp
Current assignee: Unico Corp
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2021-06-29
Also published as: JP2003016801A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、小型携帯電灯の防水構造及びこれに用いる防水シール部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の懐中電灯は、明るさ及び点灯時間を確保するため寸法の大きな電池が必要であった。このため、外形寸法が非常に大きくなり、持ち運びが面倒であった。また、他の装置等に容易に装着して使用することもできなかった。
【０００３】
近年、非常に小型で高輝度のＬＥＤ発光体が開発されるとともに高性能の板状電池が開発された。本願発明に係る発明者は、これら発光体と板状電池とを用いて、従来に比べて小型で、キーホルダのように持ち運んだり、さまざまの機器に容易に装着できる小型携帯電灯を開発し、特願平２０００１８０８９１号に係る特許出願を行った。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許出願に係る小型携帯電灯は、寸法が従来の懐中電灯に比べて格段に小さく種々の用途に用いることができる。ところが、上記小型携帯電灯は防水構造を備えていないため、用途が限定されることが多かった。たとえば、雨の日に自転車等に装着して使用することはできなかった。
【０００５】
上記小型携帯電灯は、上部材と下部材とに分割できるとともに内部に回路基板と電池とを収容できる本体ケースと、上記上部材及び下部材にまたがる保持孔に、発光部を外部に露出させた状態で保持される発光体とを備えて構成されている。
【０００６】
このため、上記上部材と下部材との間に形成される接合部と、上記上部材及び下部材と上記発光体の間の接合部にシール構造を設けなければならない。しかも、電池を交換するため、上記上部材及び下部材は容易に分離できるようにも構成しなければならない。
【０００７】
また、上記２箇所のシール構造は連続して形成しなければならず、しかも、約９０°の角度で交差する平面に沿って立体的に形成しなければならない。このため、上記のようなケースに防水構造を設けるのは困難であった。
【０００８】
さらに、上記小型携帯電灯に設けたスイッチ機構にも防水構造を設ける必要があった。
【０００９】
本願発明は、上述の事情の下で考え出されたものであって、特殊な技術を必要とせずに本体ケース及び発光体に立体的な防水構造を付与するとともに、スイッチ機構にも確実な防水シール機能を付与できるものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願発明の請求項１に記載された発明は、上部材と下部材とに分割できるとともに内部に回路基板と電池とを収容できる本体ケースと、上記上部材及び下部材にまたがる保持孔に、発光部を外部に露出させた状態で保持される発光体とを備える小型携帯電灯の防水構造であって、上記上部材と下部材の対接する縁部の少なくとも一方の縁部に沿って形成された本体側シール溝と、上記保持孔の内周に形成された発光体側シール溝とを連続させたシール溝を形成し、上記上部材と下部材との間のシールを行う本体側シール部と、上記発光体と上記保持孔内周との間のシールを行う発光体側シール部とを一体的に形成したシール部材を上記シール溝に嵌入して構成される。
【００１１】
上記シール部材の材質は特に限定されることはない。たとえば、Ｏリング等と同様のゴム材料で形成することができる。上記シール部材は、上記本体側シール溝と上記発光体側シール溝に対応した、本体側シール部及び発光体シール部とを備えて構成される。
【００１２】
上記シール部材は、本体側シール部と発光体側シール部を構成する二つの環状構造を複合した形態を備えるとともに、装着時にこれら環状構造が所定の角度をもって交差した形態をとる必要がある。上記本体側シール部と上記発光体側シール部とは一体的に形成され、上記本体側シール溝と上記発光体側シール溝に連続して嵌入され、連続する防水構造を構成する。
【００１３】
本願発明に係る本体ケースの材質及び製作方法は特に限定されることはない。たとえば、プラスチックを射出成形して製作することもできるし、アルミダイキャストによるアルミ合金製の本体ケースを採用することもできる。
【００１４】
上記上部材と上記下部材の形態も特に限定されることはなく、上記シール溝を形成できる形態であればよい。また、上記発光体を保持する保持孔も円形に限定されることはなく、シール溝を形成することができれば発光体の形態に応じて種々の形の保持孔を形成することができる。
【００１５】
上記本体側と上記発光体側のシール溝は、シール部材を位置決め保持するために設けられる。上記本体側シール溝は、上記上部材又は上記下部材の一方に設けることもできるし、これら双方に設けることもできる。上記発光体側シール溝は、上記上部材と上記下部材の双方に連続して設けられる。また、上記本体側シール溝は、上記発光体側シール溝に連続するように形成される。たとえば、組み付け状態で、上記本体側シール溝の先端部が、上記発光体側シール溝の内面に開口するように形成することができる。
【００１６】
本願の請求項２に記載した発明は、上記シール部材を、上記本体側シール部と上記発光体側シール部とを射出成形法等を利用して一体成形して構成したものである。
【００１７】
本願の請求項３に記載した発明は、上記シール部材を、環状の本体側シール部の端部と、環状の上記発光体側シール部とを接着により接合して形成するものである。３次元立体構造を備えるシール部材を形成するための成形型は非常に高価である。このため、接着により二つの環状構造を連結してシール部材を構成することにより、製造コストを削減することができる。
【００１８】
上記本体側シール部の環状構造の一部を切り欠いて、この切り欠き端部に環状の発光体側シール部の側部を接着するように構成することもできる。また、本体側シール部の一部を、発光体側シール部の環状構造の一部と重なる形態に形成して、これらの部分を接着して一体化することもできる。
【００１９】
本願の請求項４に記載した発明は、上記シール部材を、一部を切り欠いた環状の本体側シール部と、上記本体側シール部の切欠き端部間に形成される環状の発光体側シール部とを、一つの平面に沿って一体成形したものである。
【００２０】
本願発明に係る防水構造は３次元的であり、平面に沿う防水構造に用いられるＯリング等は基本的に利用できない。しかしながら、シール部材は容易に弾性変形するものであり、二次元形状のシール部材を３次元的に弾性変形させて利用することは可能である。
【００２１】
請求項４に記載した発明はこの点に着目し、シール部材を製作が容易で安価な２次元構造で形成するとともに、防水構造を構成する際に、強制的に変形させて３次元構造をとらせる。
【００２２】
すなわち、上記シール部材を、上記発光体側シール部が上記本体側シール部に対して回転変位させた状態で、上記各シール溝に装着する。上記シール部材はゴム等の弾性材料で形成されているため、容易に変形、変位させることができる。もちろん、上記シール部材は、防水性能を確保できる範囲で変形、変位させられる。
【００２３】
上記シール部材の成形方法は特に限定されることはなく、たとえば射出成形等のゴム材料に適用できる種々の手法で成形することができる。
【００２４】
本願の請求項５から請求項８に記載した発明は、発光体を点灯させるスイッチの防水構造に関する。
【００２５】
本願の請求項５に記載した発明は、内部に回路基板と電池とを収容できる本体ケースと、上記本体ケースに保持される発光体とを備える小型携帯電灯の防水構造において、上記本体ケースに、上記回路基板上に設けたスイッチ接点に通じるスイッチ開口部を形成する一方、上記スイッチ接点に接触させられる導電体と、上記導電体を保持するとともに、上記スイッチ開口部を介して上記導電体を上記スイッチ接点に対して接触離間させる操作体とを設け、上記操作体は、上記スイッチ開口部の内側縁部と、上記回路基板との間で挟圧されてシール構造を構成する環状の裾部と、上記裾部の内側において、自然状態で上記導電体を上記回路基板から離間させた状態で保持できるとともに、弾性変形させられて上記導電体を上記回基板に接触させることのできる中間部と、上記スイッチ開口部から本体ケースの外側に突出させられて、外側から操作することにより、上記中間部を回路基板に向けて弾性変形させる操作部とを備えて構成される。
【００２６】
本請求項に記載した発明に係る防水構造は、回路基板上に設けた接点に、操作体を介して導電体を接触利離間させることにより、回路を開閉して発光体を点灯、消灯させるスイッチに適用される。
【００２７】
上記操作体は、上記導電体を内側に保持するとともに、弾性変形させられて上記導電体を上記接点に対して接触離間させるように形成される。また、裾部を上記回路基板と上記スイッチ開口部縁部との間で挟圧することにより防水構造を構成する。したがって、少なくともその一部をゴム材料等の弾性的に変形する材料で形成するのが好ましい。
【００２８】
一方、上記操作体の一部は上記スイッチ開口部から上部材の外側に突出させられて操作部を構成する。上記操作部の形態は特に限定されることはなく、また、他の部位のように弾性材料である必要はない。
【００２９】
上記操作体と、上記上部材と、上記回路基板とを利用してスイッチの防水構造を構成することにより、スイッチ機構を極めて小型化、簡単化できる。また、部品点数が少なくなるため、製造コストを低減させることもできる。
【００３０】
本願の請求項６に記載した発明は、上記スイッチ開口部の内周面を円錐内面状に形成するとともに、上記中間部の外面を上記円錐内面に対応する円錐外面状に形成して上記スイッチ開口部の内周面に対接させて保持したものである。
【００３１】
中間部の外面を円錐外面状に形成することにより、押圧力によって円錐を軸方向に潰すようにして弾性変形させて接点を閉じる。一方、上記中間部は押圧力を解除するともとの円錐形状に容易に戻る。このため、上記押圧力を解除することにより、上記円錐形状の弾性回復力を利用して、導電体を接点から容易に離間させることができる。また、中空円錐状に形成することにより内側の空間を確保できるため、導電体を確実に保持することもできる。
【００３２】
本願の請求項７に記載した発明は、上記スイッチ開口部の内側縁部に環状の凸部を形成する一方、上記操作体の裾部に上記環状凸部に嵌合する環状凹部を形成したものである。
【００３３】
上記環状凸部に上記環状凹部を嵌合させることにより、回路基板を取り外した場合にも、上記操作体をスイッチ開口部に保持できる。このため、電池交換を容易に行うことができる。また、上記環状凹部と上記環状凸部とを嵌合させて挟圧することにより、確実な防水構造を構成できる。
【００３４】
本願の請求項８に記載した発明は、上部材と下部材とに分割できる本体ケースと、上記上部材及び下部材にまたがる保持孔に発光部を外部に露出させた状態で保持される発光体とを備える小型携帯電灯における防水構造を形成する防水シール部材であって、一部を切り欠いた環状に形成されて上記上部材と下部材との間のシールを行う本体側シール部と、上記本体側シール部の切欠き端部間において環状に一体形成されて上記発光体と上記保持孔内周とのシールを行う発光体側シール部と備え、上記本体側シール部と上記発光体側シール部とを一つの平面に沿って一体成形して構成される。
【００３５】
本請求項に記載した防水シール部材は、本願の請求項４に記載した防水構造に用いられるものであり、上記発光体側シール部を、上記本体側シール部に対して回転変位させて立体化させ、シール溝に装着して用いられる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明に係る実施の形態を、図に基づいて具体的に説明する。
【００３７】
図１に本願発明に係る小型携帯電灯の全体斜視図、図２に側面図を示す。これらの図に示すように、本実施の形態に係る小型携帯電灯１は、全体が偏平な略楕円形ないしたまご形をした本体ケース２を備えて構成される。上記本体ケース２は、上部材３と下部材４とを上下方向中間部で分解可能に組み付けて構成されている。
【００３８】
上記本体ケース２の前端部には発光体５が発光部を突出させた状態で保持されている。一方、上記本体ケース２の後縁部には、上下方向に貫通する連結孔６が形成されており、金属製のリング７が連結されている。
【００３９】
図３に、図１に示す小型携帯電灯１の断面図を示す。この図に示すように、上記本体ケース２の内部には、回路基板８と、二枚の円板状電池９，９と、発光体５の基部が収容されている。また、上記上部材３の中央部には、上記発光体５の点灯及び消灯操作を行うための操作部１０が設けられている。本実施の形態に係る本体ケース２は、厚さ約１０ｍｍ、縦方向寸法２６ｍｍ、横方向寸法３６ｍｍに形成されている。
【００４０】
上記上部材３及び上記下部材４は、樹脂射出成形により形成されており、上記下部材４の４箇所に形成した通挿穴１４に通挿される螺子１３を、上部材の図示しない螺子穴に螺合させることにより、上部材３と下部材４とが組み付けられる。
【００４１】
上記上部材３と上記下部材４の前方には、上記発光体５を外側に露出させて保持できる保持孔１２が形成されている。上記保持孔１２は、上部材３と下部材４に跨がる円形に形成されている。
【００４２】
上記回路基板８は、図４に示すように、既知の基板材料を用いて上記電池９とほぼ同様の大きさの平面視矩形状に形成されるとともに、片面にスイッチング回路１５が形成されている。上記スイッチング回路１５は、上記操作部１０によって開閉させられる接点１６ａ，１６ｂを備える接点部１６と、上記接点部１６を開閉することにより上記発光体５を点灯あるいは消灯させる制御回路１７とを備えて構成されている。なお、上記スイッチング回路１５における上記接点部１６以外の部分は絶縁材料で被覆されている。
【００４３】
上記回路基板８の他の片面には、上記回路基板８の片面の接点１８にスルーホールを介して接続された銅線１９が添着されている。上記銅線１９は電池接点として設けられており、積層された電池９の一方の電極２０ａに直接接触させられている。
【００４４】
上記回路基板８の前縁部には、積層された上記電池９，９の他方の電極２０ｂへの接続を行うための接触アーム２１が接続されている。上記接触アーム２１は、上記電池９，９の側部を下方に向かう延出部２２ａと、この延出部２２ａの先端で屈曲されて他方の電極２０に弾性的に接触する電池接点２２ｂとを備える。二枚の板状電池９，９は、上記回路基板８と上記電池接点２２ｂとの間において積層状態で保持される。本実施の形態では、円板状の電池を２枚直列に接続することにより高い電圧を発生させて、発光体の高い輝度を得ることができるように構成している。
【００４５】
上記発光体５は、高輝度の白色ＬＥＤを採用している。図３に示すように、上記発光体５は、その中心軸を上記回路基板８と電池９，９とを積層した積層部の高さ方向の中央部に位置するように配置している。上記発光体５は、上記上部材３と上記下部材４の合わせ目に形成された上記保持孔１２から、先端部を外側に露出させて保持されており、本体ケース２の側部外方に向けて光を照射することができるように構成されている。
【００４６】
上記発光体１２の後端部から延出するリード線２３は上方に向けて略Ｌ字状に屈曲させられて、上記回路基板８の片面まで導かれ、回路基板縁部の接点にハンダ接合されている。上記構成によって、高さ方向の寸法を回路基板８と電池９，９から構成される積層部とほぼ同じ寸法に設定することが可能となり、携帯電灯の小型化、薄型化を図ることができる。
【００４７】
本実施の形態では、図３に示すように、上記上部材３と下部材４との間、及び上記上部材３及び下部材４と上記発光体５の間に防水シール構造が形成されている。
【００４８】
上記防水シール構造は、図１０に示す一体的に形成された複合環状構造を備えるシール部材３１を、上記各部材間に挿入して、弾性的に挟圧することにより形成される。
【００４９】
図６に示すように、上記下部材４の縁部には、上記シール部材３１を嵌入する本体側シール溝３２が形成されている。一方、上記上部材３と上記下部材４に跨がって形成された保持孔１２の内周部には、半円弧状の発光体側シール溝３３、３４が組み付け状態で環状溝を形成するように連続的に形成されている。
【００５０】
上記シール部材３１は、図７に示すように、上部材３と下部材４の間のシールを行う本体側シール部３５と、上記発光体５の外周部と保持孔１２の内面との間のシールを行う発光体側シール部３６とを一つの平面に沿って一体成形して構成されている。上記発光体側シール部３６は、上記本体側シール部３５の環状構造の一部を切り欠いて、この切欠き端部に発光体の外周に対応する環状構造を一体的に連続形成して構成されている。
【００５１】
上記構成のシール部材３１は、図５及び図８に示すように、発光体側シール部３６を発光体５の先端部外周に套嵌し、上記本体側シール部３５を上記発光体側シール部３６に対して約９０度回転させて立体化させる。そして、上本体側シール部３５を上記本体側シール溝３２に嵌入するとともに、上記発光体側シール部３６を発光体側シール溝３４に嵌入することにより、下部材に対して組み付けられる。その後、上下の部材３，４を組み合わせて、上記シール部材３１を挟圧し、防水シール構造を構成する。
【００５２】
上記操作部１０は、図５及び図１１に示すように、弾性のある操作体４１を用いて導電性ゴム４２を上記回路基板８の接点部１６の上方に隙間を開けて保持して構成されている。
【００５３】
上記操作体４１は円柱状の押圧操作部４３と円錐外面状の中間部４４と、環状の裾部４５とを備え、下方に開口する中空状に形成されている。上記中間部４４の内側には、円板状の上記導電性ゴム４２が、上記接点部１６と隙間を開けて保持されている。上記押圧操作部４３は、上記上部材３に形成された貫通孔４６から外側に突出させられている。上記貫通孔４６は、上記中間部４４の外面形状に対応した円錐内面状に形成されている。
【００５４】
上記裾部４５は、中間部の下縁部から半径方向外方へ延出する円筒外面状に形成されており、上面に環状溝４７が形成されている。一方、上記貫通孔４６の内縁部には、上記環状溝４７に係合しうる環状凸部４８が形成されている。
【００５５】
上記形状の操作体４１は、押圧操作部４３上部を上記貫通孔４６から突出させた状態で、上記環状溝４７に上記環状凸部４８が係合させられ、上記環状凸部４８と上記基板８の表面との間で裾部４５が弾性挟圧された状態で保持される。
【００５６】
上記貫通孔４６の外側周縁部には球内面状に窪んだ凹部４３が形成されており、この凹部４３の中央部から上記押圧操作部４３が突出させられている。上記押圧操作部４３を下方に押圧することにより、上記中間部４４が変形させられて上記導電性ゴム４２が上記接点部１６に接触させられ、上記接点１６ａ，１６ｂが閉じられる。これにより、信号が出力されて上記発光体５が点灯させられる。
【００５７】
上記押圧力を解除すると、上記中間部４４の弾性回復力によって上記導電性ゴム４２が上記接点部１６から持ち上げられる。本実施の形態では、制御回路１７を設けることにより、上記接点部１６を繰り返し開閉することにより、常時点灯と、間欠点灯（フラッシング）と、消灯とを順次選択できるように構成している。
【００５８】
また、上記裾部４５において、基板８の表面と上部材３との間を確実に防水シールすることができる。本実施の形態においては、上記スイッチの構造と防水構造を一つの部材で形成することができるため、コスト及び製造工程を大幅に低減させることができる。
【００５９】
また、上記構成により、組み付け作業を容易に行えるとともに、上記上部材３と下部材４とを分離させた際にも、上記操作体４１が上記上部材３から離脱することがなくなり、電池交換等を容易に行うことができる。
【００６０】
本願発明は、上述の実施の形態に限定されることはない。実施の形態では、シール部材を平面に沿って形成したが、始めから立体的に形成することもできる。
【００６１】
また、操作体の形態も実施の形態に限定されることはなく、４角錐等の他の形態を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る小型携帯電灯の外観斜視図である。
【図２】本願発明に係る小型携帯電灯の側面図である。
【図３】図１に示す小型携帯電灯の内部構造を示す断面図である。
【図４】発光体と回路基板と電池の組み付け状態を示す平面図である。
【図５】図３に示す各部を分解した状態を示す断面図である。
【図６】下部材の平面図である。
【図７】シール部材の平面図である。
【図８】図７に示すシール部材の断面図である。
【図９】図７に示すシール部材の斜視図である。
【図１０】図７に示すシール部材を立体化した状態を示す斜視図である。
【図１１】要部の拡大断面図である。
【符号の説明】
１小型携帯電灯
２本体ケース
３上部材
４下部材
５発光体
８回路基板
９電池
１２開口部
３１シール部材
３２本体側シール溝
３４発光体側シール溝
３５本体側シール部
３６発光体側シール部
３８シール溝

Claims

上部材と下部材とに分割できるとともに内部に回路基板と電池とを収容できる本体ケースと、上記上部材及び下部材にまたがる保持孔に、発光部を外部に露出させた状態で保持される発光体とを備える小型携帯電灯の防水構造であって、
上記上部材と下部材の対接する縁部の少なくとも一方の縁部に沿って形成された本体側シール溝と、上記保持孔の内周に形成された発光体側シール溝とを連続させたシール溝を形成し、
上記上部材と下部材との間のシールを行う本体側シール部と、上記発光体と上記保持孔内周との間のシールを行う発光体側シール部とを一体的に形成したシール部材を上記シール溝に嵌入して構成される、小型携帯電灯の防水構造。
上記シール部材は、上記本体側シール部と上記発光体側シール部とを一体成形して構成される、請求項１に記載の小型携帯電灯の防水構造。
上記シール部材は、環状の本体側シール部の端部と、環状の発光体側シール部とを接着により接合して形成される、請求項１に記載の小型携帯電灯の防水構造。
上記シール部材は、一部を切り欠いた環状の本体側シール部と、上記本体側シール部の切欠き端部間に形成される環状の発光体側シール部とを、一つの平面に沿って一体成形して構成される一方、
上記発光体側シール部を、上記本体側シール部に対して回転変位させた状態で上記シール溝に装着できるように構成した、請求項２に記載の小型携帯電灯の防水構造。
内部に回路基板と電池とを収容できる本体ケースと、上記本体ケースに保持される発光体とを備える小型携帯電灯の防水構造において、
上記本体ケースに、上記回路基板上に設けたスイッチ接点に通じるスイッチ開口部を形成する一方、上記スイッチ接点に接触させられる導電体と、上記導電体を保持するとともに、上記スイッチ開口部を介して上記導電体を上記スイッチ接点に対して接触離間させる操作体とを設け、
上記操作体は、
上記スイッチ開口部の内側縁部と、上記回路基板との間で挟圧されてシール構造を構成する環状の裾部と、
上記裾部の内側において、自然状態で上記導電体を上記回路基板から離間させた状態で保持できるとともに、弾性変形させられて上記導電体を上記回基板に接触させることのできる中間部と、
上記スイッチ開口部から本体ケースの外側に突出させられて、外側から操作することにより、上記中間部を回路基板に向けて弾性変形させる操作部とを備えて構成される、請求項１から請求項４のいずれかに記載の小型携帯電灯の防水構造。
上記スイッチ開口部の内周面を円錐内面状に形成するとともに、上記中間部の外面を上記円錐内面に対応する円錐外面状に形成して上記スイッチ開口部の内周面に対接させて構成される、請求項５に記載の小型携帯電灯の防水構造。
上記スイッチ開口部の内側縁部に環状の凸部を形成するとともに、上記裾部に上記環状凸に嵌合する環状凹部を形成した、請求項５又は請求項６のいずれかに記載の小型携帯電灯の防水構造。
上部材と下部材とに分割できる本体ケースと、上記上部材及び下部材にまたがる保持孔に発光部を外部に露出させた状態で保持される発光体とを備える小型携帯電灯における防水構造を形成する防水シール部材であって、
一部を切り欠いた環状に形成されて上記上部材と下部材との間のシールを行う本体側シール部と、
上記本体側シール部の切欠き端部間において環状に一体形成されて上記発光体と上記保持孔内周とのシールを行う発光体側シール部と備え、
上記本体側シール部と上記発光体側シール部とを一つの平面に沿って一体成形して構成されている、防水シール部材。