JP5206627B2

JP5206627B2 - 防水筐体

Info

Publication number: JP5206627B2
Application number: JP2009191413A
Authority: JP
Inventors: 直樹塩釜
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2009-08-20
Filing date: 2009-08-20
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2029-08-20
Also published as: JP2011044888A

Description

本発明は、防水構造を有した電子機器用の防水筐体に関する。

従来より、携帯電話やデジタルカメラ等の電子機器は、雨天時等の外部環境が悪い状況等においても使用可能であることが要請されており、とりわけ家電や自動車等とネットワークによってつなげられたユビキタス社会の到来によって、その要請は加速している。特に、携帯電子機器は、雨天時や水辺等における使用が想定されるものであるため、水滴の付着を気にせずにあるいは水中における使用を可能とすることが期待されている。かかる要請に対応した電子機器の筐体としては、例えば圧縮に対する反発力のあるガスケットを利用した防水筐体が知られている。
また、電子機器用防水筐体の関連技術として、下記特許文献１に記載されたものが開示されている。

図１１、図１２に示すように、ガスケットを利用した従来の電子機器のための防水筐体１００は、電子部品（不図示）を収容する容器１０１と、蓋部材１０２と、これらの部材の間に配置するガスケット１０３とから構成されている。容器１０１の外縁全周には、溝部１０４が形成されており、蓋部材１０２には溝部１０４に対向する位置に凸部１０５が形成されている。防水筐体１００は、図１２に示すように、ガスケット１０３を溝部１０４内に配置し、この上方から蓋部材１０２の凸部１０５を押し込んで容器１０１と蓋部材１０２の嵌合部の隙間Ｓをガスケット１０３によって極力埋めて、防水筐体１００の内部空間Ｐを密閉する構造を採用している。

この構成において、ガスケット１０３には、容器１０１の溝部１０４の形状に追従しつつ一定の反発力を有するゴム材が用いられている。また、蓋部材１０２と容器１０１とでガスケット１０３を全周囲に渡り均一に圧縮し、凸部１０５の天面１０５ａと溝部１０４の底面１０４ａとの間の空間Ｓをガスケット１０３によって一定以上の充填率で密閉するために、ガスケット１０３の断面形状は、図１１で示すような潰れ易い形状に形成されている。

特許文献１に開示された防水筐体は、図１３（ａ）、（ｂ）に接合部の断面の一部を拡大して示している。この防水筐体２００は、図１３（ｂ）に示すように、容器２０１と蓋部材２０２とがシール材２０３により密閉されるものである。
この防水筐体２００の容器２０１には、外縁全周に渡って溝部２０４が形成されており、図１３（ａ）に示すように、蓋部材２０２には溝部２０４に対向する位置に凸部２０５が形成されている。
シール材２０３は、熱溶融した状態で容器２０１の溝部２０４に充填され、その後冷却されて容器２０１に固着されている。このシール材２０３には、反発力と粘着力を有する樹脂が用いられている。
蓋部材２０２は、シール材２０３が充填された容器２０１の溝部２０４に凸部２０５を押し込んだ状態で螺子（不図示）により容器２０１と固定されている。

特開２００５−９３６０２号公報

しかし、ガスケット１０３を用いた防水筐体１００によると、容器１０１と蓋部材１０２との間にゴム製のガスケット１０３を挟み込み止水する構造である為、例えば水深１ｍ以上に沈めて安置している時には水は浸入しないが、取り出す時に圧が開放され、水が浸入する場合がある。すなわち、水深１ｍ以上に沈めたときに水圧により０．０１ＭＰａの加圧が生じて、容器１０１、蓋部材１０２及びガスケット１０３は共に押し潰されるが、水深約１ｍ以上から上方に浮上させた際、減圧による復元が生じて、硬度の高い容器１０１及び蓋部材１０２の方が先に復元し、その僅か後にガスケット１０３が復元するという現象が発生し得る。したがって、この復元の時間差において瞬間的に容器１０１、蓋部材１０２とガスケット１０３との間に僅かな隙間が生じて水が内部に入り込むことがあるという問題があった。

また、ガスケット１０３は、圧縮使用されると永久圧縮歪が生じて反発力が低下してしまうため、数年で防水効果が落ちるという問題があった。

また、ガスケット１０３を、図１１で示すような潰れ易い断面形状にする必要があるため、形状が複雑になり金型費用が嵩むという問題があった。

また、一般的に約３０度から４０度のゴム硬度を有するガスケット１０３を、凸部１０５の天面１０５ａと溝部１０４の底面１０４ａとの間の空間Ｓへゴム充填率を一定以上確保すると共に、反発力を確保するためにガスケット１０３を２０％から３０％の比率で圧縮する必要があるため、ガスケット１０３の反発力によって容器１０１及び蓋部材１０２の嵌合部の開きや反りが発生しないように、それぞれの剛性を確保する必要があるという問題があった。

また、特許文献１に記載の防水筐体によると、容器２０１と蓋部材２０２とは、螺子（不図示）により固定された上で、図１３（ｂ）に示すように、蓋部材２０２の凸部２０５がシート材２０３に押し込まれて該シート材２０３の粘着性で密着している。したがって、容器２０１を開ける際には、螺子を外して、蓋部材２０２を強力な力で容器から引っぱり、シール材２０３から引き剥がさなければならず、作業効率が悪く、接着状態によっては蓋部材２０２を破壊しかねないという問題があった。

上記問題を解決するために、この発明は以下の手段を提供している。
請求項１の発明は、電子部品を収容する容器及び蓋部材と、前記容器及び前記蓋部材との間に介在させるガスケットとにより構成される防水筐体であって、前記ガスケットは、表面が粘着性を有する樹脂により形成されると共に、該ガスケットの延伸方向に向けて内部に線状又は帯状の分断用部材が埋設され、前記容器と前記蓋部材とを前記ガスケットを介して粘着固定した際に、前記容器と前記蓋部材との間に前記分断用部材が通過可能な隙間が形成されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、前記分断用部材は、鋼製の線状体又は帯状体により形成されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、前記容器及び前記蓋部材は、これらの側壁部を断面視したときに、外方へ向けて双方の内壁面が接近する傾斜面とされていることを特徴とする。

請求項４の発明は、前記分断用部材は、前記ガスケットにおける前記容器及び前記蓋部材の内方側の側面に沿って配置され、かつその端部が前記容器及び前記蓋部材の角部において外方へ突出する方向へ折曲するように形成されていることを特徴とする。

請求項１に記載の防水筐体によれば、容器と蓋部材との間にガスケットを介在させており、容器及び蓋部材のそれぞれを該ガスケットの表面の粘性によって密着させているため、使用時に水中で水圧が変化しても、ガスケットの表面が容器及び蓋部材の接着面に追従する。よって、防水筐体内部に水が入り込むことを防止することができるという効果を奏する。

また、ガスケットを殊更に圧縮することによる永久圧縮歪が生じることがないため、ガスケットの反発力の低下に基づく防水効果の低下を招かないという効果を奏する。また、そのため、長期にわたり安心して防水筐体を使用することができ、防水効果維持のために定期的にガスケットを交換する手間と費用を省くことができるという効果を奏する。

また、ガスケットを容器と蓋部材の内壁面に沿った単純な形状にすればよいため、金型費用を低く抑えることができるという効果を奏する。また、容器と蓋部材についても、両者を密着させる外縁部を特別な嵌合構造にする必要がないため、容器及び蓋部材の金型費用を抑えることができるという効果を奏する。

また、防水筐体の密閉のためにガスケットを圧縮する必要がなく、容器及び蓋部材に圧縮に対する剛性を必要としないため、容器及び蓋部材の軽量化又は薄型化を計りやすいという効果を奏する。

また更に、ガスケットの内部に埋設された分断用部材を容器と蓋部材の間から引き出して、ガスケットを分断することができるため、保守点検時や防水筐体の廃棄時において蓋部材を破壊することなく容易に防水筐体の蓋部材を開けることができるという効果を奏する。

また、請求項２に記載の防水筐体によれば、分断用部材として鋼製の線状体又は帯状体をガスケットに埋設しているため、容易にガスケットを分断することができ、蓋部材を容器から容易に分離することができるという効果を奏する。

請求項３に記載の防水筐体によれば、外縁部の側壁部を断面視したときに、外方へ向けて双方の内壁面が接近する傾斜面とされているため、分断用部材を隙間方向へ誘導しながら円滑に引き出すことができ、ガスケットの分断が容易となるという効果を奏する。

請求項５に記載の防水筐体によれば、分断用部材の２つの端部が外方へ突出しているため、該端部を簡単に外方に引き出すことができ、ガスケットの分断作業がより容易になるという効果を奏する。

は、本発明の第１の実施形態として示した防水筐体を使用した携帯電話機を示す斜視図である。は、本発明の第１の実施形態として示した防水筐体の携帯電話機を示す分解斜視図である。は、本発明の第１の実施形態として示した防水筐体の分解断面図である。は、本発明の第１の実施形態として示した防水筐体の断面図である。は、本発明の第１の実施形態として示した防水筐体のガスケットを示した平面図である。（ａ）は、本発明の第１の実施形態として示したガスケットの一部を示した図であり、（ｂ）は本発明の第１の実施形態として示した防水筐体の一部を示した図である。は、本発明の第２の実施形態として示した防水筐体の分解断面図である。は、本発明の第２の実施形態として示した防水筐体の断面図である。は、本発明の第２の実施形態として示した防水筐体のガスケットを示した平面図である。は、（ａ）は、本発明の第２の実施形態として示したガスケットの一部を示した図であり、（ｂ）は本発明の第２の実施形態として示した防水筐体の一部を示した図である。は、従来の防水筐体の一例を示した分解断面図である。は、従来の防水筐体の一例を示した断面図である。（ａ）は、従来の防水筐体の他の例の一部を示した分解断面図であり、（ｂ）はその断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を、代表的な携帯電子機器である防水対応携帯電話で説明する。
図１は、折りたたみ式携帯電話を示した斜視図であり、図２は、その表示部側の防水筐体の分解図である。図３（ａ）は該防水筐体の分解断面図、同図（ｂ）は同防水筐体の断面図である。

図１に示すように、携帯電話機１は、各種の電子部品が収納された本体２と、本体２のヒンジ部２ａに折りたたみ可能に連結された表示部３とからなるものである。

本体２及び表示部３の各筐体（防水筐体）４、５は、図２に示すように、容器６’、６と、該容器６’、６に被せる蓋部材７’、７と、容器６と蓋部材７との間に介在させるガスケット８とにより構成されており、これら容器６と蓋部材７により囲まれた内部空間Ｐに、各種電子部品（不図示）が組み込まれる。
本体２と表示部３の筐体４、５の構成は同様であるので、以下表示部３の筐体５Ａによって、該筐体５Ａの構成について説明する。

図２、図３に示すように、容器６は、平面視矩形の平板部９と外周枠となる側壁部１０とから形成されている。
側壁部１０は、平板部９の四方全体に渡って平板部９から垂直に立ち上がるように形成されている。

蓋部材７の構成も、容器６の構成と同様に、平面視矩形の平板部１１と外周枠となる側壁部１２とから形成されている。側壁部１２は、平板部１１の四方全体に渡って平板部１１から垂直に立ち上がるように形成されている。

上述の容器６及び蓋部材７の材質としては、例えば、ポリカーボネート、ナイロン、ＡＢＳ等の樹脂を用ることができる。

ガスケット８は、図３に示すように、側壁部１０、１２の内壁面１０ａ、１２ａに沿って、これらにより形成される内部空間に配置されるものであり、図５に示すように、平面視矩形のフレーム状の部材を構成している。このガスケット８は、樹脂製の棒状体１３とその内部に埋設された線状体のワイヤ（分断用部材）１４により形成されている。

ガスケット８の厚み寸法Ｔは、側壁部１０の内壁面１０ａの高さｎ１と側壁部１２の内壁面１２ａの高さｎ２とを合わせた寸法よりも大寸法とされており、その差は、少なくとも、後述するワイヤ１４の径寸法分よりも大きい寸法となるように形成されている。
したがって、ガスケット８を容器６と蓋部材７との間に挟んで固定した場合には、図４に示すように、容器６と蓋部材７との間にワイヤ１４の径寸法分の隙間Ｓが形成されている。

棒状体１３は、粘着性を有する単一の樹脂、又は、芯材となる軟質系樹脂の表面に粘着性を有した樹脂層を積層した樹脂からなるものである。芯材には、発泡プラスチック、軟質ゴム等によって、また、粘着性を有した樹脂には、アクリル系、シリコン系、ウレタン系、ゴム系、又はポリエステル系等の樹脂によって構成される。

この構成において、ガスケット８は、少なくとも表面に粘着性を有しているため、図４に示すように容器６及び蓋部材７の間に配された際に、容器６の内側底面６ａ、蓋部材７の内側天面７ａ、及びそれぞれの側壁部内面１０ａ、１２ａに当接して密着し、容器６と蓋部材７とを連結させて固定するとともに、筐体５Ａの内部空間Ｐを密閉している。

ワイヤ１４は、インサート成形により樹脂性の棒状体１３に埋設されており、図３及び図５に示すように、矩形形状の内方に寄せて、棒状体１３の全周に渡って埋設されている。

ワイヤ１４の端部１４ａ、１４ｂは、図５及び図６（ａ）に示すように、ガスケット８の角部８Ｃにおいてフレームの内方から外方へ突出する方向へ折曲し、その先端面が樹脂製の棒状体１３から露出している。

ワイヤ１４には、ピアノ線、メタルワイヤ等の剛性のあるものが用いられている。

次に、電子部品を組み込んだ筐体５Ａの組み立て方法について説明する。
上述の部材を組み立てて筐体５Ａとするにあたっては、図３に示すように、容器６の側壁部１０の内壁面１０ａに沿ってガスケット８を配置し、次に図示しない電子部品を組み込む。その上で蓋部材７を容器６に被せ、上方から押圧してガスケット８を容器６の内側底面６ａと蓋部材７の内側天面７ａのそれぞれに密着させる。

上記のようにして構成された本発明の筐体５Ａによると、容器６と蓋部材７とをガスケット８を介して該ガスケット８が表面に有する粘着力によって固定している。よって、水中に入れて水圧が変わった場合でも、ガスケット８の表面が、容器６と蓋部材７の接着面に密着した状態で追従するため、容器６または蓋部材７とガスケット８との間に僅かな隙間が生じて水が内部に入り込むということを回避することができるという効果が得られる。

また、容器６と蓋部材７の密閉にガスケット８の反発力を利用しないため、永年圧縮歪が生じることが無い。したがって、ガスケット８の反発力の低下に基づく防水効果の低下を回避することができるという効果が得られる。また、長期にわたり安心して筐体５Ａを使用することができ、防水効果維持のために定期的にガスケット８を交換する手間と費用を省くことができるという効果が得られる。

また、ガスケット８を側壁部１０、１２の内壁面１０ａ、１２ａ及び内側天面７ａ、内側底面６ａに沿った単純な形状にすればよいため、金型費用を低く抑えることができると共に、ガスケット８の作製効率を上げることができるという効果が得られる。
また、容器６と蓋部材７についても、両者を密着させる外周縁部を特別な嵌合構造、例えば凹凸構造にする必要がないため、容器６及び蓋部材７の金型費用を抑えることができるという効果が得られる。

また、筐体５Ａの密閉のためにガスケット８を圧縮する必要がなく、容器６及び蓋部材７に圧縮に対する剛性を必要としないため、容器６及び蓋部材７の軽量化又は薄型化が計りやすくなるという効果が得られる。

次に、容器６からこれに密着固定された蓋部材７を分離する方法について説明する。
図４に示すように、容器６及び蓋部材７の間には隙間Ｓが形成されており、図６（ａ）に示すように、ガスケット８の角部８Ｃにおいては、ワイヤ１４の端部１４ａ、１４ｂの先端面が隙間Ｓにおいて樹脂から露出している。したがって、ニッパーを角部８Ｃの隙間Ｓに差し込み、図６（ｂ）に示すように、端部１４ａ又は１４ｂを掴み筐体５Ａの周方向（矢印方向）外方へ引っ張る。

上記の構成により、本実施形態による筐体５Ａによると、ガスケット８の内部に埋設されたワイヤ１４を容器６と蓋部材７の隙間Ｓから引き出して、ガスケット８を引き裂いて簡単に分断することができるため、筐体５Ａ内の電子部品の保守点検時や廃棄時において筐体５Ａを破壊することなく容易に開けることができるという効果が得られる。

図７から図１０は、本発明の第２の実施形態を示す図である。
図７から図１０において、図３から図６と同一の構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施の形態による筐体５Ｂにおいては、図７及び図８に示すように、容器６及び蓋部材７の側壁部１５、１６を断面視したときに、外方へ向けて双方の内壁面１５ａ、１６ａが互いに接近する傾斜面となるように形成されており、ガスケット１７の接着面１７ａ、１７ｂが側壁部１５、１６の内壁面１５ａ、１６ａに沿うように形成されている。

また、図８及び図９に示すように、ガスケット１７の内方に寄せて帯状体の引張強度のある平板体（分断用部材）２０が該ガスケット１７に埋設されており、図１０（ａ）に示すように、その端部２０ａ、２０ｂがガスケット１７の角部１７Ｃにおいて外方Ｍへ向けて突出する方向へ折曲するように形成されている。

防水筐体５Ｂの組み立て方法については、防水筐体５Ａの組み立て方法と同様であるが、本実施形態の防水筐体５Ｂによると、図８に示すように、ガスケット１７が２つの接着面１７ａ、１７ｂにおいて容器６及び蓋部材７と接着し、内壁面１５ａ、１６ａが互いに接近する傾斜面とされているため、ガスケット１７を合わせやすく、容器６、蓋部材７、及びガスケット１７の間に隙間を作ることなく接着しやすくなるという効果が得られる。

防水筐体５Ｂの蓋部材７の分離方法については、図１０（ｂ）に示すように、先端から漸次幅が広がったピンセットのような治具１８を平板体２０の端部２０ａ、２０ｂの間に差込み、２０ａ及び２０ｂを外方に押し開いて、突出した端部２０ａ又は２０ｂの先端部を周方向に引っ張ってガスケット１７を分断し、容器６と蓋部材７とを分離する。

この場合、防水筐体５Ｂによると、分断用部材２０の端部２０ａ、２０ｂを容易に外部に押し出すことができ、その端部２０ａ、２０ｂを引っ張ると、内壁面１５ａ、１６ａにより分断用部材２０が外方に導かれるので容易にガスケット１７を分断し、蓋部材７を分離することができるという効果が得られる。
その他、本実施形態の防水筐体５Ｂは、第１実施形態の防水筐体５Ａと同様の効果が得られる。

なお、第２の実施形態の側壁部内壁面の断面形状は、Ｖ字形状とされているが、外方に向かって双方が互いに近接する曲面であってもよい。

５Ａ筐体（防水筐体）
５Ｂ筐体（防水筐体）
６容器
７蓋部材
８ガスケット
８ｃ角部
１０ａ内壁面
１２ａ内壁面
１４分断用部材
１４ａ端部
１４ｂ端部
１５ａ内壁面（傾斜面）
１６ａ内壁面（傾斜面）
１７ガスケット
１７Ｃ角部
２０帯状体
２０ａ端部
２０ｂ端部
Ｓ隙間

Claims

電子部品を収容する容器及び蓋部材と、前記容器及び前記蓋部材との間に介在させるガスケットとにより構成される防水筐体であって、
前記ガスケットは、表面が粘着性を有する樹脂により形成されると共に、該ガスケットの延伸方向に向けて内部に線状又は帯状の分断用部材が埋設され、
前記容器と前記蓋部材とを前記ガスケットを介して粘着固定した際に、前記容器と前記蓋部材との間に前記分断用部材が通過可能な隙間が形成されていることを特徴とする防水筐体。
請求項１に記載の防水筐体であって、
前記分断用部材は、鋼製の線状体又は帯状体により形成されていることを特徴とする防水筐体。
請求項１又は２に記載の防水筐体であって、
前記容器及び前記蓋部材は、これらの側壁部を断面視したときに、外方へ向けて双方の内壁面が接近する傾斜面とされていることを特徴とする防水筐体。
請求項１から３のいずれかに記載の防水筐体であって、
前記分断用部材は、前記ガスケットにおける前記容器及び前記蓋部材の内方側の側面に沿って配置され、かつその端部が前記容器及び前記蓋部材の角部において外方へ突出する方向へ折曲するように形成されていることを特徴とする防水筐体。