JP6122176B1

JP6122176B1 - 防水ケース装置

Info

Publication number: JP6122176B1
Application number: JP2016086414A
Authority: JP
Inventors: 宏規 ▲高▼▲崎▼; 新五十嵐; 成介中地
Original assignee: Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Priority date: 2016-04-22
Filing date: 2016-04-22
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2036-04-22
Also published as: JP2017193371A

Abstract

【課題】本発明は、高い水圧においても十分な防水性を確保することを目的とするものである。【解決手段】ケース本体１の外側から水圧が作用したときに外ケース２及び内ケース３の変形により防水用パッキン４の圧縮量が増大するように、外ケース２の剛性が内ケース３の剛性よりも高くなっている。また、ケース本体１の前面部１ａと後面部１ｂとの間に、外ケース側面部２ｂ及び内ケース側面部３ｂが外側へ変形する際の支点となる支点部１ｄが設けられている。さらに、前面部１ａの面積が、ケース本体１を側面部１ｃに直角な方向から見た面積よりも大きくなっている。【選択図】図２

Description

この発明は、樹脂製の外ケースと樹脂製の内ケースとの間に防水用パッキンが挟み込まれている防水ケース装置に関するものである。

近年使用されている電子機器では、コストダウンを図る等の目的から、前後のケースが合成樹脂により構成されていることが多い。また、従来の水中で使用される電子機器では、合成樹脂製の前後のケース間に、防水用パッキンがラジアル方向に挟み込まれており、防水用パッキンの反発力で防水性を得ている。

しかし、合成樹脂製のケースは、金属製のケースと比較して変形し易いため、水圧の高い水中では水圧により変形し、前後のケースの接合部が開き、防水用パッキンの圧縮量が低下し、浸水することが懸念される。

これに対して、従来の防水カメラでは、前後のカバー部材の変形による浸水を防ぐため、後カバー部材の裏面に当たって変形を防止する複数の補強ボスが、前カバー部材の裏面に設けられている（例えば、特許文献１参照）。

また、従来の合成樹脂製容器の密閉構造では、ボトムケース体の開放端部の外側に蓋体が被せられており、ボトムケース体と蓋体との間にガスケットが設けられている。蓋体には、ボトムケース体の剛性よりも高い剛性を持つ樹脂材料が使用されている。ボトムケース体の内側から外側へ向けて圧力がかかると、ボトムケース体が蓋体よりも大きく変形し、ガスケットの圧縮量が増加する（例えば、特許文献２参照）。

特開平１１−１５０５８号公報特開平１０−２４５０６６号公報

しかし、さらに水圧の高い水中での使用を想定すると、特許文献１に示された防水カメラの防水構造では、補強ボスの強度を増すか、又は前後のカバー部材の厚みを増す等により、強度を向上させる必要があり、製品サイズを拡大する必要が生じる。

また、特許文献２に示された合成樹脂製容器の密閉構造のように、ケースの開放端部に剛性差を持たせるだけでは、水中のように全方向から荷重が加わる環境で防水性能を確保することが難しく、ケース全体の変形量を考慮した防水構造が必要である。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、高い水圧においても十分な防水性を確保することができる防水ケース装置を得ることを目的とする。

この発明に係る防水ケース装置は、樹脂製の外ケースと樹脂製の内ケースとを組み合わせて構成されており、かつ、前面部と、前面部に対向する後面部と、前面部と後面部との間に設けられている筒状の側面部とを有しているケース本体、及び外ケースと内ケースとの間に設けられている防水用パッキンを備え、外ケースは、前面部及び後面部のいずれか一方を構成する外ケース主面部と、外ケース主面部の周縁部から内ケース側へ突出した筒状の外ケース側面部とを有しており、内ケースは、前面部及び後面部の他方を構成する内ケース主面部と、内ケース主面部の周縁部から外ケース側へ突出し、外ケース側面部の内側に配置されている筒状の内ケース側面部とを有しており、防水用パッキンは、外ケース側面部と内ケース側面部との間に設けられており、ケース本体の外側から水圧が作用したときに外ケース及び内ケースの変形により防水用パッキンの圧縮量が増大するように、外ケースの剛性が内ケースの剛性よりも高くなっており、ケース本体の前面部と後面部との間には、外ケース側面部及び内ケース側面部が外側へ変形する際の支点となる支点部が設けられており、前面部の面積が、ケース本体を側面部に直角な方向から見た面積よりも大きくなっている。

この発明の防水ケース装置は、ケース本体の外側から水圧が作用したときに外ケース及び内ケースの変形により防水用パッキンの圧縮量が増大するように、外ケースの剛性が内ケースの剛性よりも高くなっており、ケース本体の前面部と後面部との間には、外ケース側面部及び内ケース側面部が外側へ変形する際の支点となる支点部が設けられており、前面部の面積が、ケース本体を側面部に直角な方向から見た面積よりも大きくなっているので、高い水圧においても十分な防水性を確保することができる。

この発明の実施の形態１による防水ケース装置を示す斜視図である。図１の防水ケース装置の要部断面図である。図１の防水ケース装置の断面形状に、水圧による外ケース及び内ケースの変形形状を重ねて示す説明図である。図３の要部を拡大して示す説明図である。この発明の実施の形態２による防水ケース装置の断面形状に、水圧による外ケース及び内ケースの変形形状を重ねて示す説明図である。実施の形態１の防水ケース装置の断面形状に、水圧による内ケースの変形形状を重ねて示す説明図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による防水ケース装置を示す斜視図である。図において、ケース本体１は、合成樹脂製の外ケース２と合成樹脂製の内ケース３とを組み合わせて構成されている。また、ケース本体１の外形は、縦寸法（図１のＹ軸方向寸法）よりも横寸法（図１のＸ軸方向寸法）が小さく、横寸法よりも厚さ寸法（図１のＺ軸方向寸法）が小さい直方体状である。

さらに、ケース本体１は、平板状の前面部１ａと、前面部１ａに対向する平板状の後面部１ｂと、前面部１ａと後面部１ｂとの間に設けられている矩形の筒状の側面部１ｃとを有している。図１では、側面部１ｃに網線を付して示している。

図２は図１の防水ケース装置の要部断面図である。外ケース２は、前面部１ａを構成する矩形の平板状の外ケース主面部２ａと、外ケース主面部２ａの周縁部から内ケース３側へ直角に突出した矩形の筒状の外ケース側面部２ｂとを有している。

内ケース３は、後面部１ｂを構成する矩形の平板状の内ケース主面部３ａと、内ケース主面部３ａの周縁部から外ケース２側へ直角に突出し、外ケース側面部２ｂの内側に配置されている矩形の筒状の内ケース側面部３ｂとを有している。ケース本体１の側面部１ｃは、外ケース側面部２ｂと内ケース側面部３ｂとによって構成されている。

外ケース２と内ケース３との間には、反発力により防水性を確保する合成ゴム製の防水用パッキン４が設けられている。防水用パッキン４は、外ケース側面部２ｂと内ケース側面部３ｂとの間に挟み込まれている。また、防水用パッキン４は、外ケース側面部２ｂ及び内ケース側面部３ｂの全周に連続して設けられている。

内ケース側面部３ｂの外ケース側面部２ｂに対向する面には、防水用パッキン４を収容するパッキン収容溝３ｃが設けられている。パッキン収容溝３ｃは、内ケース側面部３ｂの内ケース主面部３ａ側の端部と外ケース主面部２ａ側の端部との中間部よりも、外ケース主面部２ａ側の端部に近い位置に配置されている。即ち、パッキン収容溝３ｃは、内ケース側面部３ｂの固定端よりも開放端寄りに配置されている。

また、内ケース側面部３ｂの外ケース側面部２ｂに対向する面には、圧縮量規制リブ３ｄが設けられている。圧縮量規制リブ３ｄは、ケース本体１の外側から水圧が作用したときに、外ケース側面部２ｂに当たることにより、外ケース側面部２ｂと内ケース側面部３ｂとの間隔の縮小を制限し、防水用パッキン４の圧縮量を規制する。

ここで、ケース本体１の外側から水圧が作用したときに外ケース２及び内ケース３の変形により防水用パッキン４の圧縮量が増大するように、ケース本体１には以下の３つの構成が採用されている。

第１に、外ケース２の剛性が内ケース３の剛性よりも高くなっている。即ち、外ケース２の剛性が内ケース３の剛性よりも高くなるように、外ケース２及び内ケース３の材料及び形状が選定されている。外ケース２及び内ケース３の剛性に係るパラメータは、材料の物性値（弾性係数）及び形状（厚さ、高さ、幅、縦横寸法）である。

第２に、ケース本体１の前面部１ａと後面部１ｂとの間に、外ケース側面部２ｂ及び内ケース側面部３ｂが外側へ変形する際の支点となる支点部１ｄが設けられている。支点部１ｄは、外ケース主面部２ａから内ケース主面部３ａへ向けて突出した外ケース突起部２ｃと、内ケース主面部３ａから外ケース主面部２ａへ向けて突出した内ケース突起部３ｅとにより構成されている。外ケース突起部２ｃの先端と内ケース突起部３ｅの先端とは、互いに突き合わされている。

第３に、前面部１ａの面積が、ケース本体１を側面部１ｃに直角な方向から見た面積よりも大きくなっている。

次に、図３は図１の防水ケース装置の断面形状に、水圧による外ケース２及び内ケース３の変形形状を重ねて示す説明図、図４は図３の要部を拡大して示す説明図である。図３、４では、断面のハッチングを省略している。また、外ケース２及び内ケース３の単独での変形形状をそれぞれ２点鎖線で示しているが、実際には内ケース側面部３ｂが外ケース側面部２ｂの内側に挿入されているため、内ケース側面部３ｂが外ケース側面部２ｂから外れることはない。

ケース本体１に水圧が作用すると、外ケース突起部２ｃと内ケース突起部３ｅとが突き当たる点を支点として、外ケース側面部２ｂ及び内ケース側面部３ｂがそれぞれ変形する。このとき、前面部１ａの面積が、ケース本体１を側面部１ｃに直角な方向から見た面積よりも大きくなっているため、外ケース側面部２ｂ及び内ケース側面部３ｂは必ずスラスト方向、即ちケース本体１の外向きに変形する。

また、内ケース３の剛性が外ケース２の剛性よりも低いため、内ケース側面部３ｂが変形しようとする量（図４の矢印Ｂ）は、外ケース側面部２ｂが変形しようとする量（図４の矢印Ａ）よりも大きくなる。このため、ケース本体１の外側から水圧が作用したときには、外ケース２及び内ケース３の変形により防水用パッキン４の圧縮量が増大し、水圧に起因するケース本体１の変形で防水性能が低下することはない。

このように、水圧によるケース本体１の変形を抑制するのではなく、逆に利用することで、高い水圧においても十分な防水性を確保することができる。

ここで、従来の構造では、ケース間の剛性差のみで、スラスト方向へのケース変形量を制御する必要があるため、剛性の高い側のケースは肉厚等を大きく設定する必要があり、その結果としてケースを大きくする必要があった。これに対して、実施の形態１の構造では、水圧による変形が必ずスラスト方向になるので、水圧をより効果的に利用し、剛性差が小さくても所望のケース変形が実現でき、より小型化が可能である。

また、前面部１ａに対する側面部１ｃの角度を９０°以上とすることで、側面部１ｃが内側に変形する方向の水圧を軽減することが可能である。これにより、防水用パッキン４の圧縮量は、大気中であるか水中であるかを問わず減少しない。

さらに、内ケース側面部３ｂに圧縮量規制リブ３ｄが設けられているので、防水用パッキン４の圧縮量が物理的に規制され、防水用パッキン４が過圧縮となるのが防止される。即ち、水圧によらず、防水用パッキン４の圧縮量を、設計推奨値を上回らない所望の範囲内にすることができ、防水用パッキン４の長寿命化を図ることができる。

さらにまた、パッキン収容溝３ｃが内ケース側面部３ｂの開放端寄りに配置されているので、水圧作用時に防水用パッキン４をより変形させることができる。

実施の形態２．
次に、図５はこの発明の実施の形態２による防水ケース装置の断面形状に、水圧による内ケース３の変形形状を重ねて示す説明図、図６は実施の形態１の防水ケース装置の断面形状に、水圧による内ケース３の変形形状を重ねて示す説明図である。

実施の形態２では、内ケース主面部３ａが、外ケース主面部２ａとは反対側へ突出するように湾曲している。他の構成は、実施の形態１と同様である。

このような防水ケース装置では、水圧が作用したときに内ケース３がスラスト方向へ変形しようとする量（図５の矢印Ｃ）が、実施の形態１の内ケース３がスラスト方向へ変形しようとする量（図６の矢印Ｂよりもさらに大きい）。一方、水圧が作用したときに内ケース３がラジアル方向（厚さ方向）へ変形しようとする量（図５の矢印Ｄ）は、実施の形態１の内ケース３がラジアル方向へ変形しようとする量（図６の矢印Ｅ）よりも小さい。

これにより、水圧作用時に防水用パッキン４をより変形させることができ、防水性を向上させることができる。

なお、ケース本体１の前面部１ａに対する側面部１ｃの角度を９０°よりも大きくしてもよく、水圧作用時に防水用パッキン４をより変形させることができる。
また、上記の例では、外ケース主面部２ａが前面部１ａを構成し、内ケース主面部３ａが後面部１ｂを構成したが、逆でもよい。
さらに、上記の例では、内ケース側面部３ｂにパッキン収容溝３ｃを設けたが、外ケース側面部２ｂにパッキン収容溝を設けてもよい。
さらにまた、ケース本体１の外形は、直方体状に限定されない。

１ケース本体、１ａ前面部、１ｂ後面部、１ｃ側面部、１ｄ支点部、２外ケース、２ａ外ケース主面部、２ｂ外ケース側面部、３内ケース、３ａ内ケース主面部、３ｂ内ケース側面部、３ｃパッキン収容溝、３ｄ圧縮量規制リブ、４防水用パッキン。

Claims

樹脂製の外ケースと樹脂製の内ケースとを組み合わせて構成されており、かつ、前面部と、前記前面部に対向する後面部と、前記前面部と前記後面部との間に設けられている筒状の側面部とを有しているケース本体、及び
前記外ケースと前記内ケースとの間に設けられている防水用パッキン
を備え、
前記外ケースは、前記前面部及び前記後面部のいずれか一方を構成する外ケース主面部と、前記外ケース主面部の周縁部から前記内ケース側へ突出した筒状の外ケース側面部とを有しており、
前記内ケースは、前記前面部及び前記後面部の他方を構成する内ケース主面部と、前記内ケース主面部の周縁部から前記外ケース側へ突出し、前記外ケース側面部の内側に配置されている筒状の内ケース側面部とを有しており、
前記防水用パッキンは、前記外ケース側面部と前記内ケース側面部との間に設けられており、
前記ケース本体の外側から水圧が作用したときに前記外ケース及び前記内ケースの変形により前記防水用パッキンの圧縮量が増大するように、前記外ケースの剛性が前記内ケースの剛性よりも高くなっており、前記ケース本体の前記前面部と前記後面部との間には、前記外ケース側面部及び前記内ケース側面部が外側へ変形する際の支点となる支点部が設けられており、前記前面部の面積が、前記ケース本体を前記側面部に直角な方向から見た面積よりも大きくなっている防水ケース装置。
前記外ケース側面部及び前記内ケース側面部の互いに対向する面の少なくとも一方には、前記ケース本体の外側から水圧が作用したときの前記防水用パッキンの圧縮量を規制する圧縮量規制リブが設けられている請求項１記載の防水ケース装置。
前記内ケース側面部の前記外ケース側面部に対向する面には、前記防水用パッキンを収容するパッキン収容溝が設けられており、
前記パッキン収容溝は、前記内ケース側面部の前記内ケース主面部側の端部と前記外ケース主面部側の端部との中間部よりも、前記外ケース主面部側の端部に近い位置に配置されている請求項１又は請求項２に記載の防水ケース装置。
前記ケース本体の前記前面部に対する前記側面部の角度が９０°以上である請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の防水ケース装置。
前記内ケース主面部は、前記外ケース主面部とは反対側へ突出するように湾曲している請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の防水ケース装置。