JP5729295B2 - 防水構造 - Google Patents
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Description
このようなことから、携帯端末は、生活に深く浸透していくことになり、その結果として、常に携帯する必要性が高くなって来ている。例えば、携帯端末が、屋外のみならず、雨天下や、アウトドアなどで使用されることが想定される。このような状況下での信頼性の確保のため、環境性に対応した防水性を備えることについても強く求められている。
例えば、特許文献1に示される携帯情報処理装置では、筐体となる情報表示手段上の情報入力手段と外装ケースとの間に、山型の防水リブと凹状の防水溝とからなる柔軟性を有するTPクッションが設けられている。特許文献2に示されるパッキンによる防水構造では、筐体を構成しているケース部材間に弾性リングからなるパッキンが設けられている。特許文献3に示される機器ケースの防水構造では、筐体を構成しているフロントケースとリアケースとの間の外周部にパッキンが設けられている。特許文献4に示される防水構造では、筐体を構成する部材の合わせ面に、パッキンを用いず、撥水性皮膜を塗布することで防水性を確保している。
第一の問題点は、特許文献1〜3に代表される柔軟性を有するTPクッション、Oリングやゴムパッキン(以下、密閉部材と言う)を用いた防水構造の場合、これらのゴム系部品を押し潰すための荷重が必要であるため、筐体側に押しつぶし荷重に対する反力が必要な点である。筐体が反力によって変形しないように、筐体が適正な強度を有する必要があるため、携帯機器で求められる小型薄型、軽量化の妨げとなってしまう。
図3Aは、筐体1を示す正面図である。図3Bは、図3Aにおいて上側から見た筐体1を示す平面図である。図3Cは、図3Aにおいて右側から見た筐体1を示す側面図である。図3Dは、図3Aに示す筐体1の背面図である。
筐体1は、ケース部材となる下部筐体(第1のケース部材)2及び上部筐体(第2のケース部材)3から構成されている。下部筐体2の内部には、ボス2Aが形成されている。上部筐体3の内部には、ボス3Aが形成されている。ボス2Aとボス3Aとを接触させた状態で、ねじ4によりこれら下部筐体2及び上部筐体3が互いに強固に固定される。
この撥水スリット10のスリット間隔は狭いほど撥水効果を発揮する。筐体1を射出成型で製造する場合には、微細なスリット溝10Aの形状は、モールドが磨耗することにより変化し易い。よって、射出成型で製造する場合には、スリット溝10Aのスリット幅は0.05mmから0.1mm程度が望ましい。撥水スリット10の撥水効果の増大はこの程度のスリット幅の凹凸でも十分期待することができる。
このような撥水スリット10のスリット形状は、筐体1を射出成形後に、後工程で転写方式により形成することも可能である。この場合には、スリット部分のみの成型に特化できることから、スリット幅を数10μmレベルから、数μmレベルで加工できる。
図6及び図7では、下部筐体2の段差2C上の合わせ面5に形成された撥水スリット10について説明した。図5に示すように、上部筐体3の段差3C上の合わせ面6上にも、同様な微細なスリット溝11Aを有する撥水スリット11が形成されている。上部筐体3と下部筐体2とが互いに組み合わされた場合に、撥水スリット10と撥水スリット11とが間隙7を介して対向するように配置される。
撥水性は表面の形状に依存する。図10A、図10B及び図11で示すように針状体60を設けた場合には、組立時に針状体60の先端部61が損傷しやすい欠点がある。一方で、本実施例に示すようなスリット形状を設けた場合、撥水スリット10および11は、連続性のある形状のため変形に強い。ゆえに、本実施例の撥水スリット10および11は、組立時や、その組立後の筐体1に外力が加わり変形した際において、下部筐体2と上部筐体3との間で発生する摩擦に対しても強い。
撥水性を有さない通常の樹脂材料を使用した場合であっても、本実施例のような撥水スリットを有さない合わせ面の上面に、撥水膜となるフッ素系の撥水材料(図19A〜図19Cを参照して後述する)を塗布するだけで、合わせ面とその上面の液滴Wとの接触角を110°程度とすることができる。このため、上述した撥水スリット10(11)が形成された筐体1の合わせ面5(6)上に、この撥水膜を塗布すれば、本実施例1に示す撥水スリット10(11)に形成されたスリットに対して垂直な方向(液滴Wの進入方向と同一の矢印A方向)については、見かけ上の接触角を140°程度とすることができ、高い撥水効果が得られる。
(1)本実施例の防水構造によれば、液滴Wの進入方向(矢印A方向)に関する撥水性を高めることができる。本実施例の防水構造によれば、通常の撥水膜と比較して高い撥水性能を有することができる。例えば、接触角で比較した場合、本実施例の防水構造によれば、通常の撥水膜よりも接触角が10°から30°程度大きくなることが見込まれる。この結果、何も施していない平面に塗布した撥水膜と水との接触角が120°であった場合、本実施例の防水構造によれば、接触角を130°〜150°にすることができる。
(3)本実施例の防水構造は、撥水膜を塗布しなくても、表面の凹凸形状による撥水性が期待できる。このとき、スリット溝10A(11A)による凹凸を1μm以下の単位まで微小化、高密度化すれば、材質によらず高い撥水性と指向性が得られる。また、フッ素系樹脂や、樹脂単体等の接触角が90°以上となる材料を使用すれば表面凹凸がμm単位であっても十分に高い撥水性を得ることができる。
(5)本実施例の防水構造によれば、液滴Wをスリット溝10Aおよび11Aに沿う方向(矢印B方向)へ容易に移動させることが可能である。ゆえに、進入した液滴Wを下部筐体2および上部筐体3の外部への誘導することが可能になる。
(6)本実施例の防水構造は、基本的に従来の筐体構造と大きく変わらないため、防水性能を付加しながら従来の携帯性、デザイン性を維持することも可能である。
一般的に、スライド機構25では、合わせ面23と合わせ面24との間に間隙28を設けることで軽快な動作が可能になる。しかしながら、一般的な防水構造を有するスライド機構25を形成する場合には、ゴムパッキン等の密閉部材を圧縮させることによって発生する反発力に抗しなければならない。その結果、摩擦力が発生して軽快な動作が妨げられる。一方で、本実施例では、このような下部筐体21の合わせ面23及び上部筐体22の合わせ面24に、密閉部材を介在させることなく、間隙28を挟んで撥水スリット26および27を介在させている。その結果、上述した撥水スリット10および11と同様の効果が得られる。さらにスライド時における摩擦力の発生が抑えられて軽快な動作を確保しながら防水性を確保し、さらに摩擦による磨耗も無いという効果も得られる。
図12では、上部筐体22の合わせ面24及び下部筐体21の合わせ面23の双方にそれぞれ、上述した撥水スリット26および27を設けている。しかしながら、合わせ面23又は24のいずれか一方に撥水スリット26あるいは27を設けるだけでも、上記効果を得ることができる。しかし、上部筐体22の合わせ面24及び下部筐体21の合わせ面23の双方にそれぞれ、上述した撥水スリット26および27を設けることで、内部に液滴が進入するまでの時間を長くすることができ、より高い防水効果を得ることができる。
図14〜図17Bは、この回転部33の拡大図である。この回転部33は、下部筐体31に一体に設けられた軸受部34と、上部筐体32に一体に設けられた軸受部35と、これら軸受部34及び35に軸支される円筒状の軸部材36とから構成される。このような回転部33によって、上部筐体32が下部筐体31に対して開閉動作されるとともに、開閉時に所定の開度で保持するためのトルクを発生させる。
図15A〜図17Bに示されるように、撥水スリット40および41は、合わせ面43および44にそれぞれ設けられている。合わせ面43と合わせ面44とは、軸部材36の周囲に位置する軸受部34及び軸受部35にて、最大で0.2mm程度の間隙42(図13参照)を有するように対向して配置されている。撥水スリット40および41はそれぞれ、軸部材36の周囲に同心円又はそれに準じた形状をなすように、かつ液滴の進入方向(矢印Aで示す)に対して直交する方向に沿って微細なスリット溝40Aおよび41Aを具備する。
また、本実施例2の撥水スリット40および41にはそれぞれ、軸部材36を中心として矢印B方向に同心円状にスリット溝40Aおよび41Aが形成されている。このため、軸中心方向への水浸入を阻止すると共に、下部筐体31に対する上部筐体32の回転方向へ液滴Wを拡散させ、なおかつ回転による摩擦にも非常に強いという利点がある。
図18A及び図18Bは、液滴Wの進入方向(矢印A方向)に対して垂直に形成されているスリット溝10Aの壁面50を示す。図18Aは、溝が深いスリット溝10Aを有する撥水スリット10を示す。図18Bは、溝が浅いスリット溝10Aを有する撥水スリット10を示す。図18Cは、液滴Wの進入方向(矢印A方向)に対して傾斜しているスリット溝10Aの壁面51を示す。図18Dは、円弧状に形成されているスリット溝10Aの壁面52を示す。
これら図18A〜図18Dに示されるスリット溝10Aの幅はμmレベルからmmレベルまで、対応する間隙や用途、さらには製造限界を加味して選択されえる。これらの図に示すように、撥水スリット10の断面形状は、長方形断面、円形断面等、使用状況に応じて種々の形状が選択される。
基本的には、図19Aで示すように、撥水膜53が全面に塗布されているパターンが望ましい。スリット幅が小さい場合には、図19Bに示すような表側に露出している部分にのみ撥水膜53を塗布するパターン、又は、露出している表面部分の摩擦によって図19Cに示すパターンになる可能性がある。
図19Bのパターンでは、スリット溝10Aの底部54に液滴Wが入ってしまう可能性がある。しかしながら、完全に全体が水に浸っておらず部分的、限定的に水が浸入するだけであれば大きな問題にはならない。
図19Cのパターンでは、スリット溝10Aの底部内に撥水膜53が塗布されている状態である。このため、このパターンでは、液滴Wの浸入に対し、角部55が、親水から撥水への変化点となって、この変化点での止水が期待できる。
2 下部筐体(ケース部材)
3 上部筐体(ケース部材)
5 合わせ面
6 合わせ面
7 間隙
10 撥水スリット
10A スリット溝
11 撥水スリット
11A スリット溝
20 筐体
21 下部筐体(ケース部材)
22 上部筐体(ケース部材)
23 合わせ面
24 合わせ面
26 撥水スリット
27 撥水スリット
28 間隙
30 筐体
31 下部筐体(ケース部材)
32 上部筐体(ケース部材)
33 回転部
36 軸部材(回転軸)
40 撥水スリット
40A スリット溝
41 撥水スリット
41A スリット溝
42 間隙
43 合わせ面
44 合わせ面
50 壁面
51 壁面
52 壁面
Claims (9)
- 第1の合わせ面を有する第1のケース部材と、前記第1の合わせ面に向かい合う第2の合わせ面を有していて、前記第1のケース部材に対して着脱可能に連結された第2のケース部材とを有する筐体を備え、
前記第1および第2の合わせ面の少なくとも一方には、液滴の進入方向に対して交差する一方向に延在し、撥水性に異方性を持たせる一方向性の微細な凹凸を有する撥水スリットが設けられ、
前記第1、第2の合わせ面は、前記第1と第2のケース部材を組み合わせる着方向に互いに向き合い、
前記撥水スリットは、前記第1、第2の合わせ面に沿う液体進入方向に複数列設けられるとともに、この液体侵入方向および前記着脱可能な第2のケース部材の相対移動可能な方向と交差する方向に連続して設けられている防水構造。 - 第1の合わせ面を有する第1のケース部材と、前記第1の合わせ面に向かい合う第2の合わせ面を有していて、前記第1のケース部材に対して相対移動可能に連結された第2のケース部材とを有する筐体を備え、
前記第1および第2の合わせ面の少なくとも一方には、液滴の進入方向に対して交差する一方向に延在し、撥水性に異方性を持たせる一方向性の微細な凹凸を有する撥水スリットが設けられ、
前記第1、第2の合わせ面は、前記第1、第2のケース部材の相対移動可能な方向に沿って配置され、
この撥水スリットは、前記第1、第2のケース部材の相対移動可能な方向に連続して設けられるとともに、前記相対移動可能な方向と交差する方向に複数列設けられている防水構造。 - 前記撥水スリットは、前記第1および第2の合わせ面の双方に設けられている請求項1または2のいずれかに記載の防水構造。
- 前記第1の合わせ面と前記第2の合わせ面との間の間隙は、最大で0.2mm幅に設定されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の防水構造。
- 前記ケース部材は、液滴との接触角が90°以上の撥水性樹脂である請求項1〜4のいずれか1項に記載の防水構造。
- 前記第1および第2の合わせ面の少なくとも一方には、フッ素系高分子、又はフッ素系単分子、シリカ系無機高分子、セラミック被膜又はこれらを含有する撥水膜が塗布されている請求項1〜5のいずれか1項に記載の防水構造。
- 前記第1および第2の合わせ面はそれぞれ、前記第1および第2のケース部材の回転部に形成されている請求項2〜6のいずれか1項に記載の防水構造。
- 前記撥水スリットは、前記回転部の回転軸を中心とした同心円状又は同心円状に準ずる形状である請求項7記載の防水構造。
- 前記撥水スリットのスリット溝を形成している壁面は、円弧状に形成されている請求項2〜8のいずれか1項に記載の防水構造。
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