JP7487588B2 - 筐体の防水構造 - Google Patents

Description

本発明は、筐体の開口と板状の蓋との間に挟まれるシール部材を備えた筐体の防水構造に関する。

野外に設置される通信機器等の筐体は、雨や風に晒されるため、筐体を構成する一方のケースと他方のケースとの隙間から筐体内部に水が浸入することを防ぐために防水構造を備えている。この種の防水構造は、例えば特許文献１に記載されているように、一方のケースと他方のケースとでシール部材としてのゴム材料からなるパッキンを挟む構成が採られている。

パッキンは、枠状に形成され、一方のケースの周囲に形成された溝に収容されて保持されている。他方のケースには、一方のケースに保持されたパッキンと対向する凸部を有している。この凸部は、他方のケースを一方のケースにねじ止めして筐体を形成する際に、パッキンを押圧して弾性変形させる。
特許文献１に開示された防水構造においては、パッキンが配置される一方のケースの溝の内部に張出部を形成することによって、製造誤差や組付け誤差を生じてもパッキンを確実に弾性変形させて防水機能を担保できるように構成されている。

特開２００６－２０３１２７号公報

特許文献１に開示された筐体の防水構造では、パッキンを押しつぶす他方のケースの変形に関しては何ら考慮されていない。野外に設置される機器は、雨や風だけでなく、日光の影響も受けることになる。このような機器の筐体の温度は、日中は日差しが当たって上昇し、夜間は気温が下がって低下する。この筐体は、このような温度上昇と温度低下とを長期間に渡って繰り返すために、筐体を構成するケースが変形することが多々ある。特に、厚みが相対的に薄い蓋状に形成されたケースにおいては、反り返るように変形してしまうことがある。このようにケースが反ってしまうと、ケース同士でパッキンを押しつぶすことで実現していた防水を十分に行うことができなくなる。すなわち、パッキンを十分押しつぶせない箇所が発生し、この部分から筐体内に水が浸入するおそれがある。また、筐体が反ってしまうことで隙間が発生し、この隙間を通って筐体内部に水が浸入するおそれもある。

本発明の目的は、野外に設置され、日光の影響を受けたとしても、変形や反りが発生することを防止し、長期にわたって防水機能を担保できる筐体の防水構造を提供することである。

このような目的を達成するために本発明に係る筐体の防水構造は、一方向に向けて開口する箱状に形成された第１のケースと、前記第１のケースの開口を覆う板状の第２のケースと、前記第１のケースの開口に沿って前記開口の全域に延びるように形成され、前記第１のケースと前記第２のケースとの間をシールするシール部材とを備えた筐体の防水構造において、前記第２のケースに前記シール部材に沿って延びる断面Ｕ字状の溝を形成したものである。

本発明は、前記筐体の防水構造において、前記断面Ｕ字状の溝は、前記シール部材より筐体の外側に形成されていてもよい。

断面Ｕ字状の溝が第２のケースに形成されることにより第２のケースの断面積が増えて剛性が高くなる。また、断面Ｕ字状の溝の溝壁は、実質的に補強用のリブとして機能して第２のケースの曲げ強度を向上させる。このため、第２のケースの変形を防止し、防水機能を担保することが可能になる。したがって、本発明によれば、野外に設置され、日光の影響を受けたとしても、変形や反りが発生することを防止し、長期にわたって防水機能を担保できる筐体の防水構造を提供することができる。

図１は、本発明に係る防水構造が適用された筐体の斜視図である。 図２は、パッキンが取付けられた第１のケースの内面を示す斜視図である。 図３は、第２のケースの内面を示す斜視図である。 図４は、第２のケースの内面を示す平面図である。 図５は、パッキンの平面図である。 図６は、筐体の断面図である。 図７は、要部を拡大して示す断面図である。 図８は、第２のケースの変形についての解析結果を示す図である。 図９は、第２のケースの変形例を示す図である。

以下、本発明に係る筐体の防水構造の一実施の形態を図１～図８を参照して詳細に説明する。この実施の形態においては、本発明の防水構造を電子機器の筐体に適用する例を示す。
図１に示す筐体１は、図示していない電子機器を収容するためのもので、第１のケース２と第２のケース３とを備えている。第１のケース２は、図２に示すように、図２においては上方となる一方向に向けて開口する箱状に形成されている。詳述すると、第１のケース２は、開口側から見て略四角形の底壁２ａと、この底壁２ａの外端部に立設された４つの側壁２ｂ～２ｅなどを備えている。

第１のケース２の４つの側壁２ｂ～２ｅによって形成された開口部にはパッキン４が装着されている。パッキン４は、第１のケース２の開口に沿って開口の全域に延びるように枠状（図５参照）に形成され、第１のケース２に第２のケース３が取付けられた状態で第１のケース２と第２のケース３との間をシールする。この実施の形態によるパッキン４は、ゴムやエラストラマー等の弾性材によって図７に示すように断面Ｈ字状に形成されている。詳述すると、パッキン４は、幅方向に並ぶ外側の側壁４ａおよび内側の側壁４ｂと、これらの側壁４ａ，４ｂどうしを接続する連結板４ｃとから構成されている。

連結板４ｃは、パッキン４の厚み方向の中間部に設けられている。この実施の形態においては、パッキン４が本発明でいう「シール部材」に相当する。
このパッキン４が装着される第１のケース２の開口部には、パッキン保持用の溝５が形成されている。この溝５の底には、パッキン４の側壁４ａと側壁４ｂとの間に挿入される第１の突条６が設けられている。

第２のケース３は、第１のケース２の開口を覆う板状に形成され、パッキン４が第１のケース２との間に挟まれる状態で図示していない複数の取付用ボルトによって第１のケース２に取付けられている。取付用ボルトは、第２のケース３を貫通する複数の貫通孔７（図４参照）に通され、第１のケース２に突設されたボス部８（図２参照）にねじ込まれる。取付用ボルトは、パッキン４より筐体１の内側に配置されている。

図３および図４に示すように、第２のケース３における第１のケース２の開口部と対向する内面３ａには、開口部に沿って延びるように第２の突条１１が形成されている。この第２の突条１１は、図７に示すように、第２のケース３が第１のケース２に取付けられた状態で、パッキン４の側壁４ａと側壁４ｂとの間に第１の突条６とは反対側から挿入される第２の突条１１が設けられている。第２の突条１１は、第２のケース３が第１のケース２に取付けられることによりパッキン４の連結板４ｃに押し付けられ、連結板４ｃを第１の突条６に向けて押して弾性変形させる。この第２の突条１１がパッキン４を押して第１のケース２の溝５に押し付けることによって、筐体１内が筐体１の外に対してシールされる。

第２のケース３における第２の突条１１で囲まれた範囲の内側、言い換えればパッキン４より筐体１の内側には、図６に示すように、本発明に係る防水構造１２の一部を構成する溝１３が形成されている。この溝１３は、第１のケース２の底壁２ａに向けて開放される断面Ｕ字状に形成されており、パッキン４に沿って延びるように形成されている。図６の破断位置は、図４中にVI－VI線によって示す位置である。この断面Ｕ字状の溝１３は、第２のケース３の天井壁３ｂを外端部が屈曲するように成型することによって、形成されている。このため、図１に示すように、第２のケース３の外観に、断面Ｕ字状の溝１３の底と対応する凸曲面１４が現れている。第２のケース３の天井壁３ｂには、図１に示すように格子状の補強用リブ１５が設けられている。また、図３に示すように、断面Ｕ字状の溝１３の中にも複数の補強用リブ１６～２０が設けられている。これらの溝１３内の補強用リブ１６～２０は、図７に示すように、断面Ｕ字状の溝１３の一対の溝壁１３ａ，１３ｂと溝底１３ｃとを連結するように形成されている。

このように構成された筐体１の防水構造１２によれば、断面Ｕ字状の溝１３が第２のケース３に形成されることにより第２のケース３の断面積が増えて剛性が高くなる。また、断面Ｕ字状の溝１３の溝壁１３ａ，１３ｂは、実質的に補強用のリブとして機能して第２のケース３の曲げ強度を向上させる。このため、第２のケース３の変形を防止し、防水機能を担保することが可能になる。したがって、本発明によれば、野外に設置され、日光の影響を受けたとしても、変形や反りが発生することを防止し、長期にわたって防水機能を担保できる筐体の防水構造を提供することができる。

第２のケース３の変形について解析を行ったところ、図８に示すような結果が得られた。図８（Ａ）は、本発明の第２のケース３を模して作成したテストピース２１（以下、単に本発明のテストピースという）の斜視図である。この本発明のテストピース２１は、本発明の断面Ｕ字状の溝１３に相当する溝２２が周囲に形成された板である。図８（Ｂ）は、従来のケースを模して作成したテストピース２３（以下、単に従来品のテストピースという）を示す斜視図である。図８（Ｂ）に示す従来品のテストピース２３には溝が形成されていない。

図８（Ｃ）～（Ｅ）は本発明のテストピース２１の解析結果を示す図である。図８（Ｃ）は斜視図、図８（Ｄ）は、本発明のテストピース２１を図８（Ｃ）中に矢印Ｄで示す方向から見たときの側面図、図８（Ｅ）は、本発明のテストピース２１を図８（Ｃ）中に矢印Ｅで示す方向から見たときの側面図である。解析は、本発明のテストピース２１の外端部にパッキン４から受ける反力に相当する力を加えて行った。この力の作用する方向は、図において下から上に向かう方向である。また、解析は、本発明のテストピース２１と従来品のテストピース２３とを環境温度に加熱した状態で行った。図８（Ｃ）～（Ｅ）に示すように、本発明のテストピース２１は、殆ど変形しないことが分かる。

従来品のテストピース２３については、図８（Ｆ）～（Ｈ）に示すように、本発明のテストピース２１と較べると大きく変形することが分かる。図８（Ｆ）は斜視図、図８（Ｆ）は、従来品のテストピース２３を図８（Ｆ）中に矢印Ｇで示す方向から見たときの側面図、図８（Ｈ）は、従来品のテストピース２３を図８（Ｆ）中に矢印Ｈで示す方向から見たときの側面図である。図８（Ｆ）～（Ｈ）においては、変形量が多いほど色が濃くなるように着色してある。

（第２のケースの変形例）
第２のケースは、図９に示すように形成することができる。図９において、図１～図７によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。図９（Ａ）は第２のケースの外面を示す斜視図、図９（Ｂ）は第２のケース３の内面を示す斜視図、図９（Ｃ）は第２のケースの断面図である。

図９（Ａ）～（Ｃ）に示す第２のケース３１は、外面３１ａに開口する断面Ｕ字状の溝１３を有している。この溝１３は、図９（Ｃ）に示すように、第２の突条１１より筐体の外側に形成されており、第２の突条１１に沿って延びるように形成されている。第２の突条１１はパッキン４を押すものであるから、断面Ｕ字状の溝１３はパッキン４に沿って延びることになる。
このようにパッキン４より筐体の外側に断面Ｕ字状の溝１３が形成されていることにより、第２のケース３の外側が変形し難くなる。このため、この実施の形態を採ることにより、第１のケース２と第２のケース３との間に隙間がより一層生じ難くなる。

１…筐体、２…第１のケース、３，３１…第２のケース、４…パッキン（シール部材）、１２…防水構造、１３…断面Ｕ字状の溝。

Claims (3)

1. 一方向に向けて開口する箱状に形成された第１のケースと、
   前記第１のケースの開口を覆う板状の第２のケースと、
   前記第１のケースの開口に沿って前記開口の全域に延びるように形成され、前記第１のケースと前記第２のケースとの間をシールするシール部材とを備えた筐体の防水構造において、
   前記第２のケースは、
   前記第１のケースの開口部に沿って延びるように形成され、前記第２のケースが前記第１のケースに取付けられることにより前記シール部材に押し付けられる突条と、
   前記突条と隣合う位置で前記シール部材に沿って延びる断面Ｕ字状の溝とを有し、
   前記溝は、前記板状の前記第２のケースの厚み方向に延びる一対の溝壁と、これらの溝壁どうしの間に位置する溝底とによって形成されていることを特徴とする筐体の防水構造。
2. 請求項１記載の筐体の防水構造において、
   前記断面Ｕ字状の溝は、前記シール部材より筐体外側に形成されていることを特徴とする筐体の防水構造。
3. 請求項１記載の筐体の防水構造において、
   前記第２のケースを前記第１のケースに取付ける取付用ボルトは、前記シール部材より前記筐体の内側に配置されているとともに、前記第２のケースを貫通する複数の貫通孔に通されて第１のケースのボス部にねじ込まれ、
   前記断面Ｕ字状の溝は、前記突条で囲まれた範囲の内側に前記貫通孔を前記筐体の内側に迂回するように形成されていることを特徴とする筐体の防水構造。

Images