JP5531761B2 - 防水パッキン構造 - Google Patents

Description

本発明は、防水機能を備えた電子機器の筐体に用いられるパッキンを用いた防水構造に関するものである。

従来、防水機能を備えた電子機器の筐体は、例えば開口部を備えた本体部材と、前記開口部を塞ぐ蓋部材とから構成され、２つの部材の接合面に弾性体よりなるパッキンを挟み込んで構成されている。
電子機器の筐体の内部には、電子部品が実装された基板等が収納されるため、前記パッキンを用いた防水構造が実現され、筐体内部に水が浸入することを防止している。
前記防水構造は、基板等が収納される筐体の開口部を囲むように溝を形成し、この溝に弾性体からなるリング状の防水パッキンを嵌め込み、開口部を覆う蓋部材により、前記溝から突出する防水パッキンを押しつぶすことで防止機能を実現している。
前記溝は、前記開口部のまわりを一周して設けられ、前記防水パッキンは、前記溝に嵌まるように無端構造となっている。
前記溝に前記防水パッキンを嵌め込んだ状態では、前記防水パッキンの一部は前記溝からはみ出しており、前記蓋部材で押さえ込むことによって、前記防水パッキンを弾性変形させて押しつぶして、その弾性による反発力で前記防止パッキンと前記蓋部材との隙間と、前記防水パッキンと前記本体部材との隙間における防水機能を実現するように構成されている。

特開２００４−２１１７３２

かかる防水パッキンとして、特許文献１では、接合する二面の一方の面に設けた溝へ嵌合する嵌合部と、他方の面で潰されるように溝より突出させたシール部とを、ゴム等の弾性体により一体形成した防水パッキンが提案されている。
前記防水パッキンの前記シール部は、図７に示したように、中央部の高い頂部７ａと、両側の低い峰部７ｂとが形成され、前記頂部７ａと両側の峰部７ｂとで３重の防水機能が得られるように構成されている。さらに、両側の峰部７ｂを内側に潰れ込ませて、溝の外側にはみ出さないようにするために空洞７ｃを形成したものである。

前述した特許文献１によれば、３重の防水機能が得られるが、防水パッキンに空洞７ｄを形成する必要があるので、防水パッキンの製造過程が複雑になり、防水パッキンのコストが嵩むという問題がある。
そこで、本発明は、３重の防水機能が得られるとともに、内部に空洞を設けなくても溝からはみ出さないように構成された防水パッキンを提供することを目的としてなされたものである。

請求項１に係る防水パッキンでは、
第１の部材と、第２の部材と、前記第１の部材と前記第２の部材との間で押し潰される弾性部材からなる防水パッキンとを有する防水パッキン構造において、
前記第１の部材の所定の面には前記防水パッキンを嵌め込むための溝が形成され、
前記防水パッキンの断面形状は、前記第２の部材と接触する側の中央部に形成された主突起と、前記主突起の両側に形成され、前記主突起の幅より広い幅を持ち、前記主突起の高さより低い２つの副突起とを備え、
前記２つの副突起の高さは、それぞれ前記溝の深さより高く、かつ前記溝の内壁に接する前記防水パッキンの両側の縦面の高さは、前記溝の深さより低くするという手段を講じた。
請求項２では、
前記主突起と前記副突起の断面形状はそれぞれ略三角形状とし、前記主突起の頂角は、前記副突起の頂角より小さい角度に設定されている。

請求項１に係る防水パッキンにおいて、前記副突起の高さは、前記溝の深さより高くしたので、前記第１の部材を前記第２の部材に押しつけて締結したとき、前記主突起が押し潰されることによって防水機能が得られるとともに、前記副突起が押し潰されることによって防水機能が得られるので、主突起だけによる防水機能に比べて高い防水機能が得られる。
また、第１の部材と第２の部材との締結力が十分に強くない場合でも、前記主突起が容易に押し潰されるので、防水機能が確保される。
更に、前記副突起は、前記主突起の両側に形成されているので、３重の防水機能が得られ、２重の防水機能の場合に比べて高い防水機能が得られる。

請求項２では、前記主突起と前記副突起の断面形状はそれぞれ略三角形状であり、前記主突起の頂角は、前記副突起の頂角より小さい角度に設定されているので、主突起は容易に押し潰されやすく、第１の部材と第２の部材との締結力が十分に強くない場合でも、前記主突起が容易に押し潰されるので、防水機能が確保される。

本発明に係る防水パッキン構造の構成を示す分解斜視図である。 前記防水パッキン構造に用いる防水パッキンの断面図である。 前記防水パッキン構造の要部の断面図である。 前記防水パッキン構造を説明する要部の断面図である。 前記防水パッキン構造を説明する要部の断面図である。 前記防水パッキン構造を説明する要部の断面図である。 従来例の防水パッキンを説明する断面図である。

図１は、本発明の実施形態の使用状態の分解斜視図である。本発明に係る防水パッキン構造は、防水機能を備えた電子機器の筐体に用いられる防水構造であり、図１に示したように、筐体１０は、ダイカスト製であって略長方形状の開口部１１を備えた本体部材１と、鉄板製であって前記開口部１１を塞ぐ蓋部材２とから構成され、２つの部材の接合面に弾性体よりなる防水パッキン３を挟み込んで防水パッキン構造が構成されている。
前記防水パッキン構造は、前記本体部材１の開口部１１を囲むように形成された溝Ｇと、前記溝Ｇに嵌め込まれる弾性体からなるリング状の防水パッキン３と、前記開口部１１を覆うように配設されて、ビス等の締結手段４によって前記本体部材１に押しつけられた状態で締結されて固定される蓋部材２とからなり、前記締結手段４によって前記蓋部材２を前記本体部材１に押しつける際に、前記防水パッキン３を押しつぶすことによって弾性変形させ、その弾性復元力によって、前記本体部材１の溝Ｇと前記防水パッキン３との間、および、前記防水パッキン３と前記蓋部材２との間を、水が浸入しないような防水状態に密閉するように構成されている。

前記本体部材１の開口部１１の周囲には例えば４箇所のネジ孔１２が形成されており、前記蓋部材２に形成された透孔２１に差し込んだビスを前記ネジ孔１２にねじ込むことによって、締結手段４が形成されている。
前記蓋部材２は、前記開口部１１の形状に合わせて略長方形状の金属製の板で形成されており、前記４本のビス４を締め付けることによって、前記溝Ｇに嵌め込まれた防水パッキン３を押し潰しながら、前記本体部材１に締結されるように構成されている。
なお、前記本体部材１は特許請求の範囲に記載された第１の部材に対応し、前記蓋部材は特許請求の範囲に記載された第２の部材に対応するが、逆の対応でもよい。したがって、溝は、前記本体部材側ではなく、前記蓋部材側に設けてもよい。また、図１においては、前記開口部が形成されている面が、特許請求の範囲に記載された所定の面に対応している。

本発明においては、特に、前記防水パッキン３の断面形状を特徴とするものであり、実施例１に係る防止パッキンの断面形状は、図２に示したように、中央に形成された主突起Ｍと、前記主突起Ｍの両側部に形成された副突起Ｓとを備えた形状となっている。
前記主突起Ｍは防水パッキン構造の主たる防水機能を実現するための突起であり、前記副突起Ｓは前記主突起Ｍによる防水機能を補助するための補助的な突起である。

前記主突起Ｍの断面形状は略三角形の形状であり、前記主突起Ｍの高さＨｍは前記副突起Ｓの高さＨｓより高く形成されている。
前記２つの副突起Ｓの断面形状は略三角形の形状であり、これら２つの副突起Ｓの高さＨｓはほぼ同じ高さであり、これら２つの副突起Ｓの高さＨｓは前記主突起Ｍの高さＨｍより低く形成されている。
また、前記主突起Ｍの幅Ｗｍは、副突起Ｓの幅Ｗｓよりも狭く、前記主突起Ｍの頂角θｍは、副突起Ｓの頂角θｓよりも小さい。

図３は、前記防水パッキン３を本体部材１の溝Ｇに嵌め込んだ状態の側面断面図である。
図３に示したように、前記防水パッキン３の両側の縦面（溝の内壁に接する面）の高さＨｐは、前記溝Ｇの深さＨｇよりも低くなるように設定されている。
前記主突起Ｍの高さは前記溝Ｇの周囲の上面から例えば0.4mm程度とし、前記副突起Ｓの高さは前記溝Ｇの周囲の上面から例えば0.15mm程度とする。

以上の構成の防水パッキン３を、本体部材１の溝Ｇに嵌め込んで、前記蓋部材２を４本のビス４で締結する場合における前記防水パッキン３の変形の仕方を、図４〜６の断面図を参照して説明する。
図４は、前記蓋部材２の下面が前記防水パッキン３の主突起Ｍの先端に接触した状態を示している。この状態では、前記蓋部材２の下面と前記本体部材１の溝Ｇの周囲の天面との隙間は、前述したように例えば約0.4mm程度である。

図５は、図４の状態から、さらにビス４を締め付けた状態を示し、前記蓋部材２の下面と前記本体部材１の溝Ｇの周囲の天面との隙間は、図４の状態よりさらに狭くなり、前記主突起Ｍを押し潰した状態となっている。なお、図５の状態では、前記副突起Ｓはまだ押し潰されていない状態である。
この状態では、副突起Ｓの高さに比べて主突起Ｍの高さが高いので、主突起Ｍが副突起Ｓとの間に倒れ込むようにして、副突起Ｓより先に押し潰されて、前記蓋部材２と前記本体部材１とが密着状態になって密閉される。
この状態では、押し潰された主突起Ｍの弾性復元力によって、前記蓋部材２と前記本体部材１との間は密閉されているので、ある程度の防水機能が得られる。

図６は、図５の状態から、さらにビス４を締め付けた状態を示し、前記蓋部材２の下面と前記本体部材１の溝Ｇの周囲の天面とが当接した状態となり、前記副突起Ｓまでも押し潰した状態となっている。
この状態では、主突起Ｍが倒れ込むように押し潰されているとともに、副突起Ｓも押しつぶされているので、押し潰された主突起Ｍの弾性復元力によって、前記蓋部材２と前記本体部材１との間における主たる防水機能が得られるとともに、押し潰された副突起Ｓの弾性復元力によって、前記蓋部材２と前記本体部材１との間における補助的な防水機能が得られる。

このようにして、前記蓋部材２を前記本体部材１に締結する際に、副突起Ｓの高さに比べて主突起Ｍの高さが高いので、主突起Ｍが両副突起Ｓの間で倒れ込むようにして、副突起Ｓに優先して押し潰されて、蓋部材２と本体部材１とが密閉される。このとき、押し潰された前記主突起Ｍによって主たる防水機能が実現される。
さらに、前記ビス４を締め込むと、前記副突起Ｓも押し潰されて補助的な防水機能が実現される。
しかも、前記副突起Ｓは、前記主突起Ｍの側部に２列にわたって形成されているので、前記補助的な防水機能も２つの部分で得られ、主突起Ｍによる主たる防水機能と合わせて、３重の防水機能が得られる。
このような３重の防水機能によって、主突起Ｍのみによる防水機能と比較して、より高い防止機能が得られるのである。

なお、図６に示したような状態においては、防水パッキン３の主突起Ｍが倒れ込むとき、副突起Ｓとの間の谷部に倒れ込む余地があるので、前記溝Ｇからはみ出すことはない。
また、前記防水パッキン３の両側、即ち、前記副突起Ｓの両側の縦面の高さＨｐは、前記溝Ｇの深さＨｇよりも低くなるように設定されているので、前記副突起Ｓが押し潰されるとき、押しつぶされた副突起Ｓが側方に変形して膨らむ余地があり、前記溝Ｇからはみ出すことはない。

以上のように主突起Ｍと副突起Ｓとで隙間を塞いで密閉するので、十分な防水機能が得られる。また、主突起Ｍの高さが高いので、蓋部材２が変形して歪んでいて、本体部材１の溝Ｇの周囲の天面との間に、部分的な隙間が生じている場合でも、蓋部材２によって主突起Ｍを確実に押し潰すことによって、防水機能が実現される。
また、前記主突起Ｍの幅は狭いので、弾性反発力が若干弱いから、ビス４による締結力が弱く副突起Ｓまで確実に押し潰すことができない部分、例えば、本体部材１のビスとビスの間の長い部分の中央部分でも、主突起Ｍを確実に押し潰して防水機能を得ることができる。
また、ビスによる締結力が低下して弱くなった場合に、副突起Ｓの弾性復元力によって蓋部材２が押し上げられる場合であっても、主突起Ｍは押し潰された状態に維持されるので、防水機能が維持され、蓋部材２が本体部材１から浮き上がって防水機能が失われることはない。

図２、３に示したように、前記主突起Ｍの断面形状は略三角形の形状であり、前記主突起Ｍの高さＨｍは前記副突起Ｓの高さＨｓより高く形成されているので、蓋部材２を取り付ける際には、副突起Ｓより先に主突起Ｍが押し潰されて防水機能が得られる。また、前述したように、ビスによる締結力が弱い場合であっても、少なくとも主突起Ｍは押し潰されるので防水機能が得られる。
また、前記２つの副突起Ｓが形成されているので、主突起Ｍによる防水機能と合わせて、３重の防水機能が得られ、主突起Ｍだけの場合、もしくは副突起Ｓだけの場合に比べて、高い防止機能が得られる。

また、前記主突起Ｍの幅Ｗｍは、副突起Ｓの幅Ｗｓよりも狭いので、副突起Ｓを押し潰す締結力より弱い締結力であっても、主突起Ｍが押し潰されるので、締結力が十分でない場合でも、防水機能が得られる。
また、前記主突起Ｍの頂角θｍは、副突起Ｓの頂角θｓよりも小さいので、副突起Ｓを押し潰す締結力より弱い締結力であっても、主突起Ｍは押し潰されやすいので、締結力が十分でない場合でも、防水機能が得られる。

なお、前記２つの副突起Ｓは、ほぼ同じ形状で同じ大きさとしたが、主突起Ｍより低い高さであれば、同じ高さとする必要はなく、異なる高さで異なる形状としてもよい。

１０ 筐体
１ 本体部材、第１の部材
１１ 開口部
２ 蓋部材、第２の部材
３ 防水パッキン
４ 締結手段
Ｇ 溝
Ｍ 主突起
Ｓ 副突起

Claims (2)

1. 第１の部材と、第２の部材と、前記第１の部材と前記第２の部材との間で押し潰される弾性部材からなる防水パッキンとを有する防水パッキン構造において、
   前記第１の部材の所定の面には前記防水パッキンを嵌め込むための溝が形成され、
   前記防水パッキンの断面形状は、前記第２の部材と接触する側の中央部に形成された主突起と、前記主突起の両側に形成され、前記主突起の幅より広い幅を持ち、前記主突起の高さより低い２つの副突起とを備え、
   前記２つの副突起の高さは、それぞれ前記溝の深さより高く、かつ前記溝の内壁に接する前記防水パッキンの両側の縦面の高さは、前記溝の深さより低いことを特徴とする防水パッキン構造。
2. 前記主突起と前記副突起の断面形状は、それぞれ略三角形状であり、前記主突起の頂角は、前記副突起の頂角より小さい角度に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の防水パッキン構造。

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