JP5963295B2 - 防水機能付蓋部材 - Google Patents
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Description
本発明は、電子機器の防水機能付蓋部材に係り、更に詳しくは、携帯電話端末等の電子機器の内部へ水滴が浸入しないようにシールする構造に関するものである。
従って、本発明の防水機能付蓋部材は、防水電子機器のコネクタ部のシール構造として好適に利用される。
従って、本発明の防水機能付蓋部材は、防水電子機器のコネクタ部のシール構造として好適に利用される。
従来、携帯端末においては、コネクタを開閉するコネクタ蓋が備えられる。
すなわち、コネクタ用の通信ポートを開閉するコネクタ蓋は、帯状若しくは円形で可撓性のバンド部でハウジング（ケース）側に固定保持されている。
そして、コネクタを塞ぐコネクタ蓋の周側面には、その全周にわたり小さなリブ形状のシールリング部が形成されている。
この事により、コネクタ蓋は、コネクタ用の通信ポートを水密的に密閉する機能を果たしている。
すなわち、コネクタ用の通信ポートを開閉するコネクタ蓋は、帯状若しくは円形で可撓性のバンド部でハウジング（ケース）側に固定保持されている。
そして、コネクタを塞ぐコネクタ蓋の周側面には、その全周にわたり小さなリブ形状のシールリング部が形成されている。
この事により、コネクタ蓋は、コネクタ用の通信ポートを水密的に密閉する機能を果たしている。
この種のコネクタ蓋は、具体的には、例えばポリカーボネートにより形成される蓋部材の内側に形成される栓部材の周囲にシリコンラバーにより形成されるゴムパッキンをインサート成形した防水栓を、コネクタ蓋に超音波溶着により一体化した構造となる。（特許文献１）
しかし、コネクタ蓋の内側に防水栓があるため、コネクタ蓋全体の厚みが増えると共に製造コストが嵩む問題を惹起した。
しかし、コネクタ蓋の内側に防水栓があるため、コネクタ蓋全体の厚みが増えると共に製造コストが嵩む問題を惹起した。
そこで、図６に示す様な、樹脂材製のコネクタ蓋本体２に防水部材であるゴム状弾性材製のシール部３００を一体化させて、コネクタ蓋の防水構造の薄型化を実現する提案がされた。（特許文献２）
すなわち、この種防水機能付蓋部材は、ハウジング１に形成された開口部１１を開閉する蓋部材の樹脂材製本体２の一方の面に一体的に形成された開口部１１内に収まる突起部２１と、この突起部２１の外周面２１１に一体形成され、開口部１１の周面１２と密接する環状突起部３１０を備えたゴム状弾性材製のシール部３００とより構成されている。
すなわち、この種防水機能付蓋部材は、ハウジング１に形成された開口部１１を開閉する蓋部材の樹脂材製本体２の一方の面に一体的に形成された開口部１１内に収まる突起部２１と、この突起部２１の外周面２１１に一体形成され、開口部１１の周面１２と密接する環状突起部３１０を備えたゴム状弾性材製のシール部３００とより構成されている。
しかし、携帯端末機器は軽量薄型化が益々求められてきており、必然的に携帯端末機器の側面に設けられるコネクタ蓋も小型化になって来ている。
この結果、この種防水機能付蓋部材をハウジング１に形成された開口部１１に挿入する際、シール部３００は、ハウジング１の端部１３により図７に示す様に変形させられる。
コネクタ蓋が小型化している為、防水機能付蓋部材の開口部１１に対する挿入量が十分確保できない事と相俟って、蓋部材が押し戻されて蓋が出来ない問題を招来した。
この結果、この種防水機能付蓋部材をハウジング１に形成された開口部１１に挿入する際、シール部３００は、ハウジング１の端部１３により図７に示す様に変形させられる。
コネクタ蓋が小型化している為、防水機能付蓋部材の開口部１１に対する挿入量が十分確保できない事と相俟って、蓋部材が押し戻されて蓋が出来ない問題を招来した。
この為、シール部３００が開口部１１の周面１２と接触する量（シール部３００の潰し代）を小さくする事が試みられたが、シール部３００の周面１２に対する接触圧が低下し、安定したシール性能を確保する事が困難で有った。
本発明は、蓋部材の挿入抵抗を軽減すると共に、シール部の安定したシール性能を確保する事ができることを目的とするものである。
上記目的を達成するために本発明にあっては、ハウジングに形成された開口部を開閉する蓋部材の樹脂材製本体の一方の面に一体的に形成された前記開口部内に収まる突起部と、前記突起部の外周面に一体形成され、前記開口部の周面と密接する環状突起を備えたゴム状弾性材製のシール部とより成る防水機能付蓋部材において、前記環状突起が前記開口部の前記ハウジングの内部側に向かって拡径する形状を呈しており、その外周面に前記内部側に向かって収斂するテーパ面を形成すると共に、前記テーパ面の最大径部と連続する形で断面円弧形状のシール面を設け、前記シール面が前記開口部の前記周面と接する前の前記シール面の最大径の位置が、前記突起部の端面よりも前記ハウジングの前記内部側に位置すると共に、前記シール面が前記開口部の前記周面と接する前に、前記端面と前記環状突起に囲まれる空所を形成し、前記シール面が前記開口部の前記周面と接した際、前記環状突起が前記空所の内側に変形することを特徴とすることを特徴とする。
本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
請求項１記載の発明の防水機能付蓋部材によれば、蓋部材の挿入抵抗を軽減すると共に、シール部の安定したシール性能を確保する事が出来ると共に、蓋部材の挿入抵抗をより確実に軽減し、シール部の安定したシール性能を確保する事が出来る。
請求項１記載の発明の防水機能付蓋部材によれば、蓋部材の挿入抵抗を軽減すると共に、シール部の安定したシール性能を確保する事が出来ると共に、蓋部材の挿入抵抗をより確実に軽減し、シール部の安定したシール性能を確保する事が出来る。
更に、請求項２記載の発明の防水機能付蓋部材によれば、蓋部材の挿入がテーパ面に案内される為、蓋部材の挿入を円滑に行う事が出来る。
更に、請求項３記載の発明の防水機能付蓋部材によれば、蓋部材の挿入がテーパ面により円滑に案内される為、蓋部材の挿入を円滑かつ確実に行う事が出来る。
更に、請求項３記載の発明の防水機能付蓋部材によれば、蓋部材の挿入がテーパ面により円滑に案内される為、蓋部材の挿入を円滑かつ確実に行う事が出来る。
更に、請求項４記載の発明の防水機能付蓋部材によれば、蓋部材の挿入抵抗をより軽減すると共に、シール部の安定したシール性能を確実に確保する事が出来る。
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
本発明に係る防水機能付蓋部材は、図１乃至図３に示す様に、携帯端末の機器の筐体を形成しているハウジング１に形成された開口部１１を開閉する為に使用されるものである。
この開口部１１には、コネクタ５が配置されている。
また、本発明に係る防水機能付蓋部材は、ハウジング１に形成された開口部１１を開閉する蓋部材の樹脂材製本体２の一方の面に一体的に形成された開口部１１内に収まる突起部２１と、この突起部２１の外周面２１１に一体形成され、開口部１１の周面１２と密接する環状突起３１を備えたゴム状弾性材製のシール部３を備えている。
そして、この環状突起３１は、開口部１１の内部Ｘ側に向かって拡径する形状を呈している。
本発明に係る防水機能付蓋部材は、図１乃至図３に示す様に、携帯端末の機器の筐体を形成しているハウジング１に形成された開口部１１を開閉する為に使用されるものである。
この開口部１１には、コネクタ５が配置されている。
また、本発明に係る防水機能付蓋部材は、ハウジング１に形成された開口部１１を開閉する蓋部材の樹脂材製本体２の一方の面に一体的に形成された開口部１１内に収まる突起部２１と、この突起部２１の外周面２１１に一体形成され、開口部１１の周面１２と密接する環状突起３１を備えたゴム状弾性材製のシール部３を備えている。
そして、この環状突起３１は、開口部１１の内部Ｘ側に向かって拡径する形状を呈している。
更に、この環状突起３１は、その外周面に内部Ｘ側に向かって収斂するテーパ面３２を形成すると共に、このテーパ面３２の最大径部３２１と連続する形で断面円弧形状のシール面３３を設けている。
この様な構成とする事により、蓋部材により開口部１１を閉じる際、最初に、ハウジング１の端部１３がテーパ面３２に当接し、このテーパ面３２に沿って端部１３が円滑に移動できる為、蓋部材の挿入抵抗を軽減する事が出来る。
この様な構成とする事により、蓋部材により開口部１１を閉じる際、最初に、ハウジング１の端部１３がテーパ面３２に当接し、このテーパ面３２に沿って端部１３が円滑に移動できる為、蓋部材の挿入抵抗を軽減する事が出来る。
更に、端部１３がテーパ面３２を通過した後は、テーパ面３２の最大径部３２１と連続する形で断面円弧形状のシール面３３が形成されている為、この領域においても、端部１３が円滑に移動出来、端部１３がシール面３３の最大径部３３１を通過した後は、この最大径部３３１を含むシール面３３が開口部１１の周面１２と良好な密接状態が達成出来る為、シール部３の安定したシール性能を確保する事が出来る。
また、断面円弧形状のシール面３３の最大径部３３１は、突起部２１の端面２１２の位置と同じか、端面２１２よりも内部Ｘ側に位置する様に設計されている。
この事により、シール部３がハウジング１に形成された開口部１１の周面１２と接した際、シール部３の環状突起３１が、図４に示す様に変形する為、蓋部材が押し戻される事が無い。
この事により、シール部３がハウジング１に形成された開口部１１の周面１２と接した際、シール部３の環状突起３１が、図４に示す様に変形する為、蓋部材が押し戻される事が無い。
また、上述した様に、テーパ面３２は、蓋部材が開口部１１を塞ぐ際、ハウジング１の周面１２の端部１３が最初に当接する寸法形状に設計されている。
この事により、蓋部材の挿入がテーパ面３２に案内される為、蓋部材の挿入を円滑に行う事が出来る。
この事により、蓋部材の挿入がテーパ面３２に案内される為、蓋部材の挿入を円滑に行う事が出来る。
また、テーパ面３２のハウジング１の周面１２と成すテーパ角αは、シール部３の自由状態において、２０〜５０°の範囲に設計される。
テーパ角が２０°より小さいと、結果としてテーパ面３２の径方向幅が小さくなり、部材の精度のバラツキにより、端部１３がテーパ面３２に当接しない状態が招来される危険性が有る。
一方、テーパ角が５０°より大きいと、蓋部材の挿入抵抗が大きくなり、蓋部材の挿入を円滑に行う事が出来ない。
テーパ角が２０°より小さいと、結果としてテーパ面３２の径方向幅が小さくなり、部材の精度のバラツキにより、端部１３がテーパ面３２に当接しない状態が招来される危険性が有る。
一方、テーパ角が５０°より大きいと、蓋部材の挿入抵抗が大きくなり、蓋部材の挿入を円滑に行う事が出来ない。
また、シール部３のゴム硬度は、ＪＩＳ Ａ５５〜８５のものを使用する事が好ましい。
ゴム硬度がＪＩＳ Ａ５５よりも柔らかいと、ハウジング１の周面１２との間で、十分なシール面圧が得られない為、良好な密封性能が維持出来ない。
一方、ゴム硬度がＪＩＳ Ａ８５よりも硬いと、蓋部材の挿入抵抗が大きくなり、蓋部材の挿入を円滑に行う事が出来ない。
ゴム硬度がＪＩＳ Ａ５５よりも柔らかいと、ハウジング１の周面１２との間で、十分なシール面圧が得られない為、良好な密封性能が維持出来ない。
一方、ゴム硬度がＪＩＳ Ａ８５よりも硬いと、蓋部材の挿入抵抗が大きくなり、蓋部材の挿入を円滑に行う事が出来ない。
また、蓋部材の小型化が進んでいる為、テーパ面３２の幅ａは通常０．２〜０．５ｍｍであり、シール部３の最大径３３１とシール部３の内部Ｘ側端部までの距離ｂは０．３〜０．６ｍｍである。
シール部３に使用されるゴム状弾性材としては、ニトリルゴム、アクリルゴム、ＥＰＤＭ、ＣＲ、シリコーンゴム、フッ素ゴム、天然ゴム等が挙げられ、各種用途に応じて適宜選択して用いられる。
また、蓋部材に使用される樹脂材としては、ＡＢＳ樹脂、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＳＦ（ポリスルホン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＭＭＡ（アクリル）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ＰＡ（ナイロン／ポリアミド）、ＰＣ（ポリカーボネイト）、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、フッ素樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられ、各種用途に応じて適宜選択して用いられる。
本発明に係る他の防水機能付蓋部材を図５に基づき説明する。
先に説明した防水機能付蓋部材と相違する点は、シール部３のテーパ面３２及び最大径３３１がより内部Ｘ側に位置する様に、環状突起３１をより長く成る様に設計している。
この為、環状突起３１がより内径方向に変形し易い為、蓋部材の挿入抵抗をより少なく出来るが、シール部３の密封面圧が低下すると共に、軸方向寸法が増大する為、薄型化を阻害する問題を招来する為、環状突起３１をあまり長くすることは好ましくない。
先に説明した防水機能付蓋部材と相違する点は、シール部３のテーパ面３２及び最大径３３１がより内部Ｘ側に位置する様に、環状突起３１をより長く成る様に設計している。
この為、環状突起３１がより内径方向に変形し易い為、蓋部材の挿入抵抗をより少なく出来るが、シール部３の密封面圧が低下すると共に、軸方向寸法が増大する為、薄型化を阻害する問題を招来する為、環状突起３１をあまり長くすることは好ましくない。
本発明に係る防水機能付蓋部材は、電子機器の防水、特に防水携帯電話に使用できる。
１ ハウジング
２ 本体
３ シール部
５ コネクタ
１１ 開口
１２ 周面
１３ 端部
２１ 突起部
３１ 環状突起
３２ テーパ面
３３ シール面
２１１外周面
２１２端面
３２１最大径部
３３１最大径
２ 本体
３ シール部
５ コネクタ
１１ 開口
１２ 周面
１３ 端部
２１ 突起部
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２１２端面
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Claims (4)
- ハウジング（１）に形成された開口部（１１）を開閉する蓋部材の樹脂材製本体（２）の一方の面に一体的に形成された前記開口部（１１）内に収まる突起部（２１）と、前記突起部（２１）の外周面（２１１）に一体形成され、前記開口部（１１）の周面（１２）と密接する環状突起（３１）を備えたゴム状弾性材製のシール部（３）とより成る防水機能付蓋部材において、前記環状突起（３１）が前記開口部（１１）の前記ハウジング（１）の内部（Ｘ）側に向かって拡径する形状を呈しており、その外周面に前記内部（Ｘ）側に向かって収斂するテーパ面（３２）を形成すると共に、前記テーパ面（３２）の最大径部（３２１）と連続する形で断面円弧形状のシール面（３３）を設け、前記シール面（３３）が前記開口部（１１）の前記周面（１２）と接する前の前記シール面（３３）の最大径（３３１）の位置が、前記突起部（２１）の端面（２１２）よりも前記ハウジング（１）の前記内部（Ｘ）側に位置すると共に、前記シール面（３３）が前記開口部（１１）の前記周面（１２）と接する前に、前記端面（２１２）と前記環状突起（３１）に囲まれる空所を形成し、前記シール面（３３）が前記開口部（１１）の前記周面（１２）と接した際、前記環状突起（３１）が前記空所の内側に変形することを特徴とする防水機能付蓋部材。
- 前記テーパ面（３２）は、前記蓋部材が前記開口部（１１）を塞ぐ際、前記ハウジング（１）の前記周面（１２）の端部（１３）が最初に当接する寸法形状にされていることを特徴とする請求項１記載の防水機能付蓋部材。
- 前記テーパ面（３２）の前記周面（１２）となすテーパ角（α）は、２０〜５０°の範囲で有ることを特徴とする請求項１または２記載の防水機能付蓋部材。
- 前記シール部（３）のゴム硬度がＪＩＳ Ａ５５〜８５で有ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の防水機能付蓋部材。
Priority Applications (7)
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