JP5182277B2

JP5182277B2 - 電子機器

Info

Publication number: JP5182277B2
Application number: JP2009275193A
Authority: JP
Inventors: 真渋谷
Original assignee: Fujitsu Mobile Communications Ltd
Current assignee: Fujitsu Mobile Communications Ltd
Priority date: 2009-12-03
Filing date: 2009-12-03
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2029-12-03
Also published as: JP2011119960A; US20110133409A1

Description

本発明は、防水機能を備えた電子機器に係り、特に製造性に優れた防水機能を備えた電子機器に関する。

従来、携帯電話機、カメラ機器などの電子機器は、組み合わされる一方の筐体の嵌合部にシリコンゴム製のパッキンを嵌め込み、このパッキンにより実現された防水構造を備えている。しかし、筐体にパッキンを嵌め込む作業やその嵌め込み検査作業に対するコストが発生するという課題があった。また、パッキン嵌め込み時の作業に応じて防水性能にばらつきが生じるという課題もあった。

そこで、これらの課題に対処するため、硬質樹脂で成形した前ケースと後ケースとの間の防水性を保持するためのパッキングを、軟質樹脂により後ケースと一体成形することで防水構造を実現した技術が知られている（例えば特許文献１参照。）

特開２００４−３３３８７１号公報

特許文献１に開示された技術は、ケースを防水構造にするための独立の部品が不要となり、部品点数および組立工数の削減を可能にしたものであった。

しかし、携帯電話機やカメラ機器などの電子機器はその筐体の大きさから、パッキン成形時の軟質樹脂流入の際には多点ゲートを採用する必要があった。しかし、多点ゲートを採用した場合、異なるゲートから流入された樹脂の流れが合流して融着した部分においては、ウエルドラインが発生する場合があった。

この結果、ウエルドラインを有するパッキンを備えた防水構造は、そのウエルドライン箇所においては十分なパッキン効果が得られず、所望の防水効果を得ることができないという課題があった。

また、従来用いられていたシリコン製のパッキンとは異なり、選択した軟質樹脂材料によっては硬度、圧縮永久ひずみに基づくパッキン性能や、筐体としての硬質樹脂との密着性によっては、パッキン材料に適用しづらいものもあった。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、製造性に優れ、かつ良好な防水構造を備えた電子機器を提供することを目的とする。

本発明に係る電子機器は、上述した課題を解決するために、外縁近傍に沿って溝状のパッキン成形部を有する硬質樹脂からなるパッキン成形側筐体と、前記パッキン成形部と対向するパッキン対向部を有するパッキン対向側筐体と、インサート成形または二色成形により前記パッキン成形部において前記パッキン成形側筐体と一体成形されたパッキン部と、前記パッキン成形部に対する前記軟質樹脂の流入に伴って前記パッキン部内周に形成されたゲート部と、前記パッキン成形部からオーバフローした前記軟質樹脂により形成されたオーバフロー部とを有し、前記パッキン部が前記パッキン対向部により圧縮されることにより防水構造をなす軟質樹脂からなるパッキン部材とを備えたことを特徴とする。

本発明に係る電子機器は、製造性に優れ、かつ良好な防水構造を備えることができる。

本発明に係る電子機器の一例である折り畳み式の携帯電話機を約１８０度に開いた開状態のときの正面から見た外観の構成を示す図。図１の携帯電話機を閉状態としたときの正面から見た外観の構成を示す図。本実施形態における携帯電話機の第一の筐体の分解斜視図。図３の第一の筐体のIV−IV間の断面図。図４の領域Vの拡大図。パッキン部材が成形された第一の筐体のパッキン成形側筐体の外観斜視図。図６の領域VIIの拡大図。図７のパッキン成形側筐体のVIII−VIII間の断面図。図７のパッキン部材が取り除かれた状態の断面図。図８のパッキン部材が取り除かれた状態の断面図。パッキン部材に用いられる材料の一般的な物性を示す表。図７のゲート切欠部の変形例を示す図。図１２のXIII−XIII間の断面図。図１２のパッキン部材が取り除かれた状態の図。図１３のパッキン部材が取り除かれた状態の断面図。

本発明に係る電子機器の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。本実施形態においては、電子機器の一例として携帯電話機を適用して説明する。

図１は、本発明に係る電子機器の一例である折り畳み式の携帯電話機１を約１８０度に開いた開状態のときの正面から見た外観の構成を示す図である。

図２は、図１の携帯電話機１を閉状態としたときの正面から見た外観の構成を示す図である。

携帯電話機１は、中央のヒンジ部１１を境に第一の筐体１２と第二の筐体１３とがヒンジ結合されている。第一の筐体１２と第二の筐体１３とは、ヒンジ部１１を介して図１の矢印Ｘ方向に折り畳み可能に形成される。携帯電話機１の内部の所定の位置には、送受信用のアンテナが設けられる。携帯電話機１は、この内蔵されたアンテナを介して基地局（図示せず）との間で電波を送受信する。

第一の筐体１２には、その表面に操作キー１４が設けられる。操作キー１４は、数字キー１５、十字キー１６、確定キー１７などの複数のキーを備える。

数字キー１５は、「０」から「９」の数字や「あ」行から「わ」行のかな文字、「Ａ」から「Ｚ」のアルファベットの入力の受け付けが可能なキーである。十字キー１６は、上下左右方向に操作されることにより、メインディスプレイ２１に表示されたカーソルなどを上下左右方向に移動させる入力を受け付ける。また、確定キー１７は、押下されることにより、種々の処理の確定処理などの実行指示を受け付ける。

第一の筐体１２の側面には、サイドキー２２、２２が設けられる。サイドキー２２、２２は、携帯電話機１が開状態および閉状態のときに第一の筐体１２の内部方向に押下されることによって、それぞれ所定の処理の実行指示を受け付ける。また、第一の筐体１２のサイドキー２２、２２が設けられた側面と異なる側面には、外部機器と接続を行うための外部接続端子２３を有する。外部接続端子２３は、例えば携帯電話機１のバッテリの充電を行うための電源端子やＵＳＢ端子などである。

第一の筐体１２には、操作キー１４の下部にマイクロフォン２４が設けられる。携帯電話機１は、マイクロフォン２４によって通話時のユーザの音声を集音する。

なお、第一の筐体１２は、背面側にはバッテリパックが装着されるバッテリ装着口（図示せず）が設けられる。

一方、第二の筐体１３には、その大部分の面積を占めるメインディスプレイ２１が設けられる。メインディスプレイ２１は、電波の受信状態および電池残量を示すピクトアイコンや現在日時の他、電子メールの内容、簡易ホームページなどを表示することができる。なお、メインディスプレイ２１は、例えばＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）、有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ、無機ＥＬディスプレイにより構成されるディスプレイである。

第二の筐体１３のメインディスプレイ２１の上部の所定の位置にはレシーバ（受話器）２５が設けられる。携帯電話機１は、レシーバ２５によって通話時の通話相手の音声を出力する。これらのレシーバ２５およびマイクロフォン２４を利用することにより、ユーザは音声通話することが可能となる。

図２に示すように、第二の筐体１３には、例えばＬＣＤにより構成されるサブディスプレイ２８が設けられている。サブディスプレイ２８には、例えば電波の受信状態および電池残量を示すピクトアイコンや現在日時が表示される。

次に、本実施形態における携帯電話機１の防水構造について、第一の筐体１２の防水構造を例に説明する。なお、特に第一の筐体１２の防水構造について説明するが、第二の筐体１３についても同様な防水構造を備えてもよい。

図３は、本実施形態における携帯電話機１の第一の筐体１２の分解斜視図である。

図４は、図３の第一の筐体１２のIV−IV間の断面図である。

図５は、図４の領域Vの拡大図である。

図６は、パッキン部材４１が成形された第一の筐体１２のパッキン成形側筐体１２ａの外観斜視図である。

図７は、図６の領域VIIの拡大図である。

図８は、図７のパッキン成形側筐体１２ａのVIII−VIII間の断面図である。

図９は、図７のパッキン部材４１が取り除かれた状態の断面図である。

図１０は、図８のパッキン部材４１が取り除かれた状態の断面図である。

図３に示すように、第一の筐体１２は、携帯電話機１の防水構造を実現するための構成として、パッキン成形側筐体１２ａと、パッキン対向側筐体１２ｂと、パッキン部材４１とを有する。なお、第一の筐体１２に収容される他の内部部品については説明の便宜上説明および図示を省略した。

パッキン成形側筐体１２ａは、外縁近傍に沿って溝状のパッキン成形部３１を有する。パッキン成形部３１は、パッキン部材４１のオーバフロー部４４をパッキン成形側筐体１２ａの内部方向に形成させるために溝壁面を切り欠いたオーバフロー切欠部３２を有する（図５参照）。また、パッキン成形部３１は、パッキン部材４１のゲート部４３をパッキン成形側筐体１２ａの内部方向に形成させるために溝壁面を切り欠いたゲート切欠部３３を有する（図７〜図１０参照）。ゲート切欠部３３およびオーバフロー切欠部３２は、インサート成形または二色成形時のゲート数およびオーバフロー数に応じて所定の位置に設けられる。

パッキン対向側筐体１２ｂは、パッキン成形側筐体１２ａと組み合わされることにより第一の筐体１２の外観を構成する。パッキン対向側筐体１２ｂは、組立時においてパッキン成形側筐体１２ａのパッキン成形部３１と対向するパッキン対向部３４を有する（図５参照）。パッキン対向部３４は、パッキン成形部３１の形状に対応してパッキン対向側筐体１２ｂのほぼ外縁に沿って設けられる。パッキン対向部３４は、パッキン成形部３１に形成されたパッキン部４２をパッキン成形側筐体１２ａ側方向に圧縮できるよう、一定の幅を有する。

パッキン部材４１は、インサート成形または二色成形（以下、「インサート成形など」と言う。）により、パッキン成形側筐体１２ａのパッキン成形部３１に一体成形された部材である。パッキン部材４１は、パッキン部４２とゲート部４３とオーバフロー部４４とを有する。

パッキン部４２は、パッキン成形部３１の溝に収容され、さらに溝の上縁から盛り上がった状態で形成される（図８参照）。パッキン部４２は、上述したパッキン対向側筐体１２ｂのパッキン対向部３４により圧縮されることにより防水構造をなすようになっている。

図３に示すように、ゲート部４３は、インサート成形などの際、金型に形成されたゲートから行われるパッキン成形部３１側への軟質樹脂の流入に伴って、パッキン部４２内周側に形成された部分である。オーバフロー部４４は、インサート成形などの際、金型に形成されたオーバフロー領域に対してパッキン成形部３１側からオーバフローした軟質樹脂によりパッキン部４２内周側に形成された部分である。ゲート部４３は、パッキン成形側筐体１２ａの形状、大きさに合わせて所定位置に複数個備えられている。また、オーバフロー部４４はゲート部４３とゲート部４３との間にそれぞれ設けられる。

パッキン成形側筐体１２ａおよびパッキン対向側筐体１２ｂは、金型により成形された、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂などの硬質樹脂からなる部材である。パッキン成形側筐体１２ａのパッキン成形部３１、ゲート切欠部３３、オーバフロー切欠部３２、およびパッキン成形側筐体１２ａのパッキン対向部３４は、それぞれ成形時に所定形状に形成される。

上述したように、パッキン部材４１は、パッキン成形側筐体１２ａのパッキン成形部３１に対してインサート成形または二色成形された、ポリエステル系エラストマ、スチレン系エラストマ、オレフィン系エラストマなどの軟質樹脂からなる部材である。パッキン部材４１は、金型に設けられたゲートから、軟質樹脂が射出されることによって形成される。このゲートから射出された軟質樹脂は、パッキン成形側筐体１２ａのゲート切欠部３３を通過して溝状のパッキン成形部３１に流入し、冷却後パッキン部４２を形成する。また、ゲート上で冷却された軟質樹脂は、ゲート切欠部３３上からパッキン部４２内周側にかけて形成されたゲート部４３となる。

一方、パッキン成形部３１に射出された軟質樹脂の一部は、オーバフロー切欠部３２を通過して金型の形状に応じてオーバフローするようになっている。オーバフローして冷却された軟質樹脂は、オーバフロー切欠部３２上からパッキン部４２内周側にかけて形成されたオーバフロー部４４となる。

この携帯電話機１の防水構造は、上述したようにインサート成形などでパッキン成形側筐体１２ａと一体成形したパッキン部材４１により実現した。このため、パッキン部材４１をパッキン成形側筐体１２ａに嵌め込む作業や、パッキン部材４１が嵌め込まれたパッキン成形側筐体１２ａの検査作業が発生しないため、作業コスト、検査コストを低減させることができる。

また、インサート成形や二色成形により一体成形することができるため、パッキン部材４１の形状や、嵌め込み作業のばらつきに伴う、パッキン性能のばらつきを低減することができる。

さらに、パッキン部材４１は一体成形されるため、嵌め込み時のハンドリングを考慮する必要がなく、パッキン部４２の幅はパッキン性能を満足する最小限の幅を取ることができる。この結果、携帯電話機１自体の小型化を実現することができる。

さらにまた、多点ゲートによるウエルドラインの発生を防止するためにオーバフロー部を設けた。このため、ウエルドラインの発生に伴い満足する防水機能が得られないという問題にも対処することができる。

ここで、パッキン部材４１の材料に用いられる軟質樹脂について説明する。

図１１は、パッキン部材に用いられる材料の一般的な物性を示す表である。

軟質樹脂として用いられる材料には、例えばポリエステル系エラストマ、スチレン系エラストマ、オレフィン系エラストマ、液状シリコンが挙げられる。これらの材料のうち、硬度、圧縮永久ひずみが小さく、かつパッキン成形側筐体１２ａの材料となる硬質樹脂との密着性を有するものがパッキン部材４１に適している。硬度が小さい場合には、反発力が小さいため、つぶししろが大きくとれ、嵌め込み時のばらつきを吸収しやすく、追従性に優れているからである。圧縮永久ひずみが小さい場合には、つぶされても復元性がよくパッキン性に優れている。また、硬質樹脂との密着性を有するものは、パッキン成形側筐体１２ａから抜けにくく、作業性、生産性に優れている。また、エラストマの成形は成形時間・コストが抑えられるため、製造単価を抑えられるというメリットがある。

以上の点を考慮すると、スチレン系エラストマ、オレフィン系エラストマについては、硬度、圧縮永久ひずみがポリエステル系エラストマに比べて小さくパッキン性能に優れているといえる。しかし、硬質樹脂との密着性がなく、作業性、生産性に劣ってしまうという欠点があった。

そこで、スチレン系エラストマおよびオレフィン系エラストマをパッキン部材４１の材料として用いる場合であっても、パッキン成形側筐体１２ａにパッキン部材４１を物理的に保持できる構造を以下に説明する。

図１２は、図７のゲート切欠部の変形例を示す図である。

図１３は、図１２のXIII−XIII間の断面図である。

図１４は、図１２のパッキン部材４１が取り除かれた状態の図である。

図１５は、図１３のパッキン部材４１が取り除かれた状態の断面図である。

パッキン部材４１をパッキン成形側筐体１２ａに物理的に保持するため、パッキン成形側筐体１２ａのパッキン成形部３１にゲート部４３およびオーバフロー部４４の抜け止めとして機能するゲート部係止孔５１、オーバフロー部係止孔を設けた。なお、図１２〜１５においては、ゲート部係止孔５１のみを図示したが、オーバフロー部係止孔についても同様の構成であるため図面を用いた説明を省略する。

ゲート部係止孔５１およびオーバフロー部係止孔は、パッキン成形部３１の内周側の溝壁面５２に形成された開口部である。ゲート部係止孔５１およびオーバフロー部係止孔は、パッキン成形側筐体１２ａの形成時においてパッキン成形部３１などと共に形成される。

ゲート部係止孔５１は、インサート成形などが行われる際、金型に設けられたゲートから射出された軟質樹脂を通過させてパッキン成形部３１に流入させる部分となる。オーバフロー部係止孔は、パッキン成形部３１に流入した軟質樹脂の一部を通過させ、パッキン成形部３１外にオーバフローさせる部分となる。

ゲートからゲート部係止孔５１およびオーバフロー部係止孔を通過中の軟質樹脂は、成形後に冷却されてゲート部４３およびオーバフロー部４４を形成する。すなわち、ゲート部４３およびオーバフロー部４４は、それぞれゲート部係止孔５１およびオーバフロー部係止孔を通り、各孔に係止された状態でパッキン部４２内周に形成される。

この結果、パッキン成形部３１に形成されたパッキン部材４１は、パッキン成形側筐体１２ａから抜け出る恐れがあっても、ゲート部４３およびオーバフロー部４４がゲート部係止孔５１およびオーバフロー部係止孔の上側面５３（図１５参照）に物理的に押え付けられる構造となる。このような構造とすることで、ゲート部係止孔５１およびオーバフロー部係止孔をパッキン部材４１の抜け止めとして機能させることができる。よって、硬質樹脂との密着性を備えないスチレン系エラストマやオレフィン系エラストマであっても、パッキン成形部３１からはずれることを抑制でき、密着性を有するポリエステル系エラストマなどと同様に扱うことができる。

なお、ゲート部係止孔５１およびオーバフロー部係止孔は、すべてのゲート部４３およびオーバフロー部４４に設ける必要はない。また、ゲート部係止孔５１のみ設けたり、オーバフロー部係止孔のみ設けるようにしてもよい。

本発明に係る電子機器を携帯電話機１に適用して説明したが、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）、パーソナルコンピュータ、携帯型ゲーム機、携帯型音楽再生機、携帯型動画再生機、その他の電子機器にも適用することができる。

１携帯電話機
１１ヒンジ部
１２第一の筐体
１２ａパッキン成形側筐体
１２ｂパッキン対向側筐体
１３第二の筐体
１４操作キー
１５数字キー
１６十字キー
１７確定キー
２１メインディスプレイ
２２サイドキー
２３外部接続端子
２４マイクロフォン
２６レシーバ（受話器）
３１パッキン成形部
３２オーバフロー切欠部
３３ゲート切欠部
３４パッキン対向部
４１パッキン部材
４２パッキン部
４３ゲート部
４４オーバフロー部
５１オーバフロー部係止孔
５２溝壁面
５３上側面

Claims

外縁近傍に沿って溝状のパッキン成形部を有する硬質樹脂からなるパッキン成形側筐体と、
前記パッキン成形部と対向するパッキン対向部を有するパッキン対向側筐体と、
インサート成形または二色成形により前記パッキン成形部において前記パッキン成形側筐体と一体成形されたパッキン部と、前記パッキン成形部に対する前記軟質樹脂の流入に伴って前記パッキン部内周に形成されたゲート部と、前記パッキン成形部からオーバフローした前記軟質樹脂により形成されたオーバフロー部とを有し、前記パッキン部が前記パッキン対向部により圧縮されることにより防水構造をなす軟質樹脂からなるパッキン部材とを備えたことを特徴とする電子機器。
前記パッキン成形部は、溝壁面に形成され、前記パッキン部成形時に前記軟質樹脂を流入させた後、形成された前記ゲート部を係止するゲート部係止孔と、前記パッキン成形時に前記軟質樹脂をオーバフローさせた後、形成された前記オーバフロー部を係止するオーバフロー部係止孔とを有する請求項１記載の電子機器。
前記軟質樹脂は、スチレン系エラストマまたはオレフィン系エラストマである請求項２記載の電子機器。