JPWO2008081523A1 - 圧力検知器及びそれを有する電子機器 - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の名称】 圧力検知器及びそれを有する電子機器
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般には、圧力検知器に係り、特に、所定の圧力以上の圧力を受けたかどうかを検知する圧力検知器に関する。本発明は、例えば、2mを超える水深に携帯電話が置かれたかどうかを検知する水圧検知器に好適である。
【背景技術】
【0002】
近年の携帯情報機器の普及により、携帯情報機器の環境保証が重要となっている。この場合、機器が保証された環境にあったかどうかを簡単且つ安価に検出する手段が必要である。保証すべき環境の一つとして圧力がある。例えば、携帯電話の中には、所定の水深、例えば、水深2mまでの環境に耐えられることを保証したものが多い。これは、携帯電話を誤って水没させた場合でもそれが保証範囲内の環境であれば壊れないことをメーカーが保証したものである。従って、保証範囲内の環境に耐えられなかった場合にはメーカーは携帯電話を無償で修理することになる。
【0003】
従来技術としては、例えば、特許文献1乃至3がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【特許文献1】 特開2006−177919号公報
【特許文献2】 特開2001−116637号公報
【特許文献3】 特開2002−181228号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、水没により携帯電話が破損した場合、メーカーは、従来、保証範囲を超えた水深に携帯電話が落とされたのか、携帯電話が保証範囲内の水深に耐えられなかったのかを簡単に判断することができなかった。この場合、保証範囲内の水深では水と携帯電話との接触は許容されなければならない。従って、単に水を化学的に検知する媒体を携帯電話に搭載するだけでは不十分である。このように、現在の防水機能を備えた携帯情報機器では、小型で安価な水圧検知器は存在しなかった。もちろん、かかる問題は携帯電話以外の携帯情報機器、例えば、パーソナル・デジタル・アシスタント(PDA)、ノート型パーソナルコンピュータ(PC)、腕時計、計算機、ゲーム機、オーディオ機器、ストレージなどにも当てはまる。
【0005】
本発明は、簡易且つ安価に圧力を検出可能な圧力検知器及びそれを有する情報機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一側面としての圧力検知器は、所定の圧力を検出する圧力検知器であって、貫通孔を含む凹部を有する筐体と、当該凹部を覆い、前記所定の圧力以上の環境に置かれた場合に破れるシートと、前記貫通孔の一端を覆い、空気は通すが水は通さない半透膜と、を有する。かかる圧力検知器は、シートが破断したかどうかにより所定の圧力を機械的に検出することができる。また、圧力検知器は特に水圧検知器として機能し、水圧以外の圧力でシートが破断することを防止することができる。
【0007】
前記凹部内に前記シートに対向して設けられ、前記凹部内に撓んだ前記シートと接触して前記シートを破れ易くする突起を更に有してもよい。突起により、シートが破断する圧力制御が容易になる。前記シートと接触する、前記筐体の前記凹部を規定する輪郭が面取りされていることが好ましい。これにより、シートが所定の圧力に到達する前の弾性変形範囲内で筐体の角で破断することを防止することができ、圧力検出精度を高めることができる。
【0008】
前記シートの前記凹部とは反対側に設けられると共に前記筐体に固定され、前記シートが前記凹部とは反対側に変形して破れることから保護する保護部材を更に有してもよい。これにより、航空機内など気圧の低い雰囲気で、凹部の内圧が上がりシートが押上げられて破断することを防止することができる。
【0009】
前記凹部の内面と前記シートとの色が異なることが好ましい。これにより、シートが破れた際の視認性を向上することができる。前記凹部の内部に設けられ、水に反応して物性が変化し、乾いてもその状態を維持する部材を更に有することが好ましい。かかる部材によりシートが破れて凹部内部が浸水した際の視認性を向上することができる。また、前記シートは二重構造を有し、前記シートの内部に挟み込まれ、前記シートの色とは異なる色の着色材を更に有してもよい。着色材は、塗料、インク、染料の固体及び液体などを含む。着色材を挟み込んでおくことでシートが破れた際にそれらがシートを着色してシート破断の視認性を向上させる。
【0010】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、簡易且つ安価に圧力を検出可能な圧力検知器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】 本発明の一実施例の圧力検知器の概略断面図である。
【図2】 図2(a)及び図2(b)は、図1に示す圧力検知器の動作を説明する概略断面図である。
【図3】 図3(a)及び図3(b)は、図1に示す圧力検知器の変形例の概略断面図である。
【図4】 図1に示す圧力検知器の別の変形例の概略断面図である。
【図5】 図1に示す圧力検知器の更に別の変形例の概略断面図である。
【図6】 図1に示す圧力検知器の更に別の変形例の概略断面図である。
【図7】 図1に示す圧力検知器の更に別の変形例の概略断面図である。
【図8】 図8(a)は、治具の上面図である。図8(b)は、図8(a)のA−A’断面図である。図8(c)は、シートと針を搭載した図8(b)に示す治具の断面図である。
【図9】 図9は、本発明の圧力検知器を有する携帯電話の背面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、添付図面を参照して、本発明の圧力検知器10について説明する。本発明の圧力検知器は所定の圧力を検出するが、本実施例では特定の水圧を検出する。圧力検知器10は、情報機器に搭載され、情報機器とは別個の独立の装置であってもよいし、情報機器に組み込まれて情報機器と一体であってもよい。圧力検知器10は、図1に示すように、筐体11とシート13とを有する。ここで、図1は、圧力検知器10の概略断面図である。
【0014】
筐体11は、凹部12を有し、樹脂成形で構成される。凹部12は予め射出成形用の金型に対応する形状を設けておくことで簡単に形成することができる。但し、本発明は筐体11の材質を限定するものではない。筐体11は、圧力検知器10が搭載される情報機器の筐体の一部であってもよい。筐体11は、特定の水圧では変形せず、また、シート13を変形可能に支持する支持部11aを有する。支持部11aは、開口部12aの周りの一定の範囲である。
【0015】
凹部12は、図1の上端部にある円形の開口部12aを有し、また、円形の底面12bを有する。この結果、凹部12は円柱形状を有する。もっとも、本発明は凹部12の形状を円柱形状に限定するものではない。例えば、凹部12は所定の長さの溝であり、シート13はそれを覆うストリップ形状を有してもよい。本実施例では凹部12はシート13がなければ外部に露出する。しかし、圧力検知器10が情報機器に搭載される場合には外部から見えない部位に搭載される場合が多いため、シート13がない場合に凹部12が外部に露出するかどうかは選択的である。
【0016】
凹部12は、シート13が破断するほどの変形を許容すれば足りる。例えば、図1におけるC方向に沿った凹部12の深さは、凹部12の底面12bがシート13の弾性変形の範囲でシート13と接触しないように設定される。シート13が弾性変形する範囲でシート13が底面12bと接触するとシート13がそれ以上変形して破れることができなくなるからである。
【0017】
シート13は、凹部12の開口部12aを覆い、支持部11aに図示しない接着剤を介して接着される。シート13は支持部11aに固定されており、特定水圧の環境に置かれた場合に破れる。シート13は、円板形状を有し、シート13の円板の中心と凹部12の底面12bの中心とは同一の直線C上に配置される。もっともシート13は、開口部12aを完全に覆う必要はない。
【0018】
シート13は、本実施例では破断するが、本発明では特定圧力で塑性変形すれば足りる。塑性変形の有無によって特定圧力を検出することができるからである。本発明は、シート13の形状、材質、厚さを限定するものではない。例えば、シート13は、水を通さない紙、ナイロン/PETなどの樹脂シート、エラストマ等を使用することができる。
【0019】
凹部12の寸法とシート13の寸法(厚さや直径)を調節したり、シート13の材質を変更したりすることでシート13の破断強度を調節することができる。例えば、シート13を厚くしたり、シート13の直径を小さくしたりすればシート13は破断しにくくなるし、シート13を薄くしたり、シート13の直径を大きくしたりすればシート13は破断し易くなる。
【0020】
図1は常圧下にある圧力検知器10を示している。図2(a)は特定水圧未満の圧力がかかった圧力検知器10を示している。図2(b)は特定水圧以上の圧力がかかった圧力検知器10を示している。
【0021】
圧力検知器10は、図3(a)及び図3(b)に示す、圧力検知器10Aに置換されてもよい。圧力検知器10Aは、上述の筐体11及びシート13に加えて、突起14を更に有する点で圧力検知器10とは相違する。ここで、図3(a)及び図3(b)は圧力検知器10Aの動作を説明するための概略断面図である。
【0022】
突起14は、凹部12の底面12b上にシート13に対向して設けられる。突起14は、図3(a)に示すように、凹部12内に撓んだシート13と頂点14aにおいて接触し、図3(b)に示すように、シート13を破れ易くする。本実施例では、突起14は、円錐形状を有する。円錐の底面の中心と頂点14aを結ぶ直線は上述の直線Cと一致する。なお、突起14は、先端で高い圧力を加えられるものであれば針形状や角錐など他の形状でもよい。
【0023】
突起14の高さを変更することでシート13の破断強度を調節することができる。突起14は本実施例では凹部12の底面12bの中央に配置されているが、本発明は突起14の位置を限定するものではない。突起14は、筐体11の一部であってもよいし、別部材であってもよい。筐体11の一部である場合には射出成形によって一体的に形成することができる。筐体11と別部材である場合には圧入などによって筐体11に取り付けることができる。また、突起14の材質も限定されないが、シート13と接触してこれを破る程度の強度が必要であるため、樹脂、金属など硬い材料が好ましい。
【0024】
圧力検知器10は、図4に示す圧力検知器10Bに置換されてもよい。ここで、図4は、圧力検知器10Bの概略断面図である。圧力検知器10は、図2(a)及び図2(b)に示すように、筐体11の支持部11aの凹部12との角部11bが断面直角形状を有する。このため、図2(b)に示すように、シート13が破れる前に、図2(a)の状態でシート13と角部11bとが接触して角部11bが加える圧力によってシート13が破れるおそれがある。
【0025】
圧力検知器10Bは、角部11bを面取り又はR形状(以下、単に「面取り」という。)とされた角部11cに置換している。ここで、図4は圧力検知器10Bの概略断面図である。角部11cにおいて、筐体11はシート13と接触すると共に、凹部12の輪郭を規定する。角部11cが面取りされていることによってシート13が弾性変形した時にシート13を特定圧力前に破ることがない。また、それに伴って、支持部11aが支持部11dに変化するがシート13を若干大きくするなどにより支持部11aと同一の領域を確保することは可能である。また、もちろん、図4に示す構造は圧力検知器10Aと組み合わされてもよい。
【0026】
圧力検知器10は、図5に示す圧力検知器10Cに置換されてもよい。ここで、図5は、圧力検知器10Cの概略断面図である。圧力検知器10Cは、筐体11に貫通孔12Aを有し、半透過膜15が貫通孔12Aの下側開口部12cを覆っている点で圧力検知器10と相違する。図5において、貫通孔12Aは上側開口部12aと下側開口部12cとを有する。貫通孔12Aは異なる径の円筒を2つ重ねた形状を有し、筐体11を貫通している。
【0027】
開口部12cの周りで筐体11は底面に支持部11eを有する。半透過膜15は支持部11eに図示しない接着剤を介して接着している。半透過膜15は貫通孔12Aの一端、即ち、開口部12cを覆い、空気は通すが水は通さない膜である。外力でシート13が変形するときに貫通孔12Aの内部の空気を開口部12cと半透過膜15を介して外部に逃がす。この結果、貫通孔12Aの内部体積の圧縮による内圧上昇を避け、意図した水圧でシート13に変形を起こさせることができる。もちろん、図5に示す構造は圧力検知器10A及び10Bと組み合わされてもよい。
【0028】
圧力検知器10は、図6に示す圧力検知器10Dに置換されてもよい。圧力検知器10Dは、保護部材16を更に有する点と強調部材17を有する点で圧力検知器10と相違する。ここで、図6は、圧力検知器10Dの概略断面図である。
【0029】
保護部材16は、シート13の凹部12とは反対側に設けられ、シート13を覆うようにシート13よりも広い面積を有する。筐体11は、支持部11aの外側に支持部11fを有する。保護部材16は、支持部11fに図示しない接着剤を介して接着される。保護部材16は、シート13が図6の上側に変形することを防止する。この結果、保護部材16は、シート13が凹部12とは反対側に変形して破れることから保護する。例えば、保護部材16は、航空機などの減圧環境下でシート13が破断することを防止する。
【0030】
強調部材17は、凹部12の内部に設けられ、水に反応して物性(色、形状、体積など)が変化し、乾いてもその状態を維持する部材である。これにより、シート13が破れたかどうかを目視的により明確に判断することができる。
【0031】
もちろん、図6に示す保護部材16及び/又は強調部材17は圧力検知器10A乃至10Cと組み合わされてもよい。
【0032】
圧力検知器10A乃至10Dにおいて、シート13が破れたかどうかを目視的により明確に判断するために、凹部12の内面、例えば、底面12bとシート13との色とを異ならせてもよい。異ならせる色は互いに目立たせるために、例えば、補色関係に設定してもよい。
【0033】
圧力検知器10は、図7に示す圧力検知器10Eに置換されてもよい。ここで、図7は、圧力検知器10Eの概略断面図である。圧力検知器10Eは、シート13の代わりにシート13Aを使用している点で圧力検知器10と相違する。シート13Aは、シート13A1と13A2とが端部13A3で張り合わされた二重構造を有する。従って、シート13Aは、中央部は接着されておらず空洞13A4を形成することができる。空洞13A4にはシートの色とは異なる色の着色材18が封入される。着色材18は、塗料、インク、染料の固体及び液体などを含む。着色材18を挟み込んでおくことでシート13が破れた際にそれらがシート13を着色し、シート13破断の視認性を向上させる。
【実施例1】
【0034】
図3に示す圧力検知器10Aと同様の構造を試験した。試験においては、図8(a)乃至図8(c)に示すように、シート13と針14Aを治具11Aに搭載した。水圧によりシート13が撓み、治具11Aに設けた針14Aが刺さり、シート13に穴が開き、液漏れするというプロセスを試験した。ここで、図8(a)は、治具11Aの上面図である。図8(b)は、図8(a)のA−A’断面図である。図8(c)は、シート13と針14Aを搭載した治具11Aの断面図である。
【0035】
水没液に水道水と食紅を使用した。食紅は液漏れを目視しやすくするために使用した。加圧力は0乃至0.04MPa、0.005MPaピッチであった。液漏れは目視で確認した。シート13には、厚さ0.02mm、径18mmのゴアテックスシートと、厚さ0.012mm、径18mmのアルミニウム(Al)箔の2種類を使用した。
【0036】
治具11Aにシート13と針14Aを設置した後、水没させた。水中で30s間サンプルを加圧した後、大気中に取り出し、ゴアテックスシート及びAl箔の状態及び液漏れの有無を確認した。結果を表1及び表2に示す。
【表1】
【0037】
【表2】
【0038】
【0039】
以上から、水深2mを超える圧力に相当する0.035MPaでいずれもシート13に穴が開き、0.04MPaで液漏れが発生したことを確認することができた。これより、圧力検知器10は機能することを確認することができた。
【0040】
以下、図9を参照して、圧力検知器10乃至10Eを有する携帯電話100について説明する。ここで、図9は、携帯電話100のバッテリケースを取り外した背面図である。
【0041】
携帯電話100は、可動側筐体110と固定側筐体120とがヒンジ部130によって折り畳み可能に結合される折り畳み式携帯電話機であり、可動側筐体110は固定側筐体120に対して回転可能に構成される。可動側筐体110は、フロントケースとリアケースとを結合した筐体構造を有し、表示部、レシーバ、プリント基板などを収納する。固定側筐体120も、フロントケースとリアケースとを結合した筐体構造を有し、操作部と、プリント基板と、スピーカーと、バイブレータと、カメラ、バッテリ部、アンテナを収納する。圧力検知部10は、固定側筐体120のバッテリ部122の近傍に設けられ、図示しないバッテリケースで覆われている。
【0042】
動作において、ユーザは携帯電話100の使用時には図示しないバッテリケースを取り外さないので図9に示すように圧力検知器10は露出せず、圧力検知部10のシート13が破壊することはない。一方、水深2m以上においては、バッテリケース内に浸水するから圧力検知部10は所定の水圧を検知することができる。
【0043】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、様々な変形及び変更が可能である。
【産業上の利用の可能性】
【0044】
本発明によれば、簡易且つ安価に圧力を検出可能な圧力検知器を提供することができる。
【符号の説明】
【0045】
10 圧力検出器
11 筐体
12 凹部
13 シート
14 突起
15 半透過膜
16 保護部材
17 強調部材
18 着色材
Claims (14)
- 所定の圧力を検出する圧力検知器であって、
凹部を有する筐体と、
当該凹部を覆い、前記所定の圧力以上の環境に置かれた場合に破れるシートとを有する圧力検知器。 - 前記凹部内に前記シートに対向して設けられ、前記凹部内に撓んだ前記シートと接触して前記シートを破れ易くする突起を更に有することを特徴とする請求項1記載の圧力検知器。
- 前記シートと接触する、前記筐体の前記凹部を規定する輪郭が面取りされていることを特徴とする請求項1記載の圧力検知器。
- 前記凹部は、前記筐体を貫通する貫通孔を含み、
前記圧力検知器は、前記貫通孔の一端を覆い、空気は通すが水は通さない半透過膜を更に有することを特徴とする請求項1記載の圧力検知器。 - 前記シートの前記凹部とは反対側に設けられると共に前記筐体に固定され、前記シートが前記凹部とは反対側に変形して破れることから保護する保護部材を更に有することを特徴とする請求項1記載の圧力検知器。
- 前記凹部の内面と前記シートとの色が異なることを特徴とする請求項1記載の圧力検知器。
- 前記凹部の内部に設けられ、水に反応して物性が変化し、乾いてもその状態を維持する部材を更に有することを特徴とする請求項1記載の圧力検知器。
- 前記シートは二重構造を有し、
前記シートの内部に挟み込まれ、前記シートの色とは異なる色の着色材を更に有することを特徴とする請求項1記載の圧力検知器。 - 所定の圧力を検出する圧力検知器であって、
前記所定の圧力では変形しない支持部と、
前記支持部に変形可能に取り付けられ、前記所定の圧力以上の環境に置かれた場合に塑性変形を生じる変形部材とを有する圧力検知器。 - 請求項1に記載された圧力検知器を有することを特徴とする情報機器。
- 携帯型電子装置において、
筐体と、
筐体内部に配置された回路部と、
前記筐体の外部に面する位置に配置され、所定の圧力が加わった場合に破れるように形成されたシート様部材とを有することを特徴とする携帯型電子装置。 - 前記携帯型電子装置において、
前記筐体の表面に凹部が形成されており、
前記シート様部材は前記凹部を覆うように配置されることを特徴とする請求項11に記載の携帯型電子装置。 - 前記携帯型電子装置はさらに、
前記筐体を覆うケースを有し、
前記シート様部材は前記ケースの内側に配置されることを特徴とする請求項11に記載の携帯型電子装置。 - 前記携帯型電子装置において、
前記筐体にはバッテリを収納する収納部が備えられ、
前記ケースは、前記収納部を覆うものであることを特徴とする請求項13に記載の携帯型電子装置。
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