JPWO2011114614A1 - 防水構造、防水方法及びこれらを用いた電子機器 - Google Patents

Abstract

第１の筐体構成部材１０７と、第１の筐体構成部材１０７と嵌合され、筐体を構成する第２の筐体構成部材１１０と、第１の筐体構成部材１０７に形成された環状の溝部７１と、第２の筐体構成部材１１０に設けられ、溝部７１に挿入される環状のシール部材１１０ｃと、を備え、シール部材１１０ｃの断面は、ベース部ＢＨと、ベース部ＢＨから略垂直に形成された主幹部ＲＨと、主幹部の先端側の一側面から三角形状に突出して形成された弁部ＶＨと、を備え、嵌合状態において、前記ベース部と前記溝部とから構成される密閉空間内に、前記主幹部及び前記弁部が収納される防水構造。

Description

本発明は、防水構造、防水方法及びこれらを用いた電子機器に関する。

携帯機器では、新機能の追加に伴う厚肉化と、これを解消するための新技術による薄型化とが、繰り返されている。最近の携帯機器では、防水機能がトレンドであり、これを備えたものが普及している。一般的な防水構造は、ゴム製のシール部材によるシールである。このような防水構造には、筐体を構成する２つの部材間に、シール部材を挟み込むタイプと、筐体を構成する２つの部材の片方に、シール部材を一体成形して、もう一方の部材と挟み込むタイプがある。挟み込む方向は、筺体の主面と垂直な方向（Ｚ方向）と、筺体の主面方向（ＸＹ方向）と、それらの組み合わせがある。

図１３Ａ〜１３Ｅは、防水機能を備えた市販の折り畳み式携帯電話機の外観図である。図１３Ａは、開いた状態（開状態）での前面を示す外観図である。図１３Ａに示すように、この携帯電話機では、第１の筐体１と第２の筐体２とが、ヒンジ部３により折り畳み可能に接続されている。第１の筐体１にはメイン表示部４が設けられている。また、第２の筐体２には、各種操作キー５が設けられている。

図１３Ｂは、折り畳んだ状態（閉状態）での前面を示す外観図である。図１３Ｂに示すように、第１の筐体１のメイン表示部４が設けられた面と反対側の面にはサブ表示部６が設けられている。
図１３Ｃは、閉状態での側面を示す外観図である。図１３Ｃに示すように、第２の筐体２はフロントカバー７とリアカバー８とを備えている。

図１３Ｄは、閉状態での背面を示す外観図である。図１３Ｄに示すように、第２の筐体２の操作キー５が設けられた面と反対側の面には、カメラ９及び取り外し可能なバッテリカバー１０が設けられている。
図１３Ｅは、取り外された状態のバッテリカバー１０を示す外観図である。図１３Ｅに示すように、バッテリカバー１０にはガイド爪１０ａが設けられている。

図１４Ａ、１４Ｂは、図１３ＤのＸＩＶ−ＸＩＶ断面図である。図１４Ａは、バッテリカバー１０が取り付けられた状態（嵌合状態）、図１４Ｂはバッテリカバー１０が取り外された状態（非嵌合状態）を示している。図１４Ａ、１４Ｂに示すように、バッテリカバー１０は、樹脂成形品の中間プレート１０ｂ、シリコンゴム製のシール部材１０ｃ、樹脂成形品の外装カバー１０ｄを備えている。

シール部材１０ｃは、断面円形のＯリングであって、中間プレート１０ｂと一体成形されている。一体成形には、コンプレッション成形、トランスファー成形、射出（ＬＩＭ）成形などが用いられる。ここで、一体成形前に、シール部材１０ｃと中間プレート１０ｂとの間に、接着力を発生させるプライマーが塗布される。また、中間プレート１０ｂは、両面テープなどにより、外装カバー１０ｄに接合されている。

この防水構造は、第２の筐体２を構成するバッテリカバー１０に、ゴム製のシール部材１０ｃを一体成形して、第２の筐体２の主面方向に、フロントカバー７と挟み込むタイプである。これにより、シール部材１０ｃが、押し潰され、密閉性が確保される。そのため、シール部材１０ｃの反発力により、フロントカバー７及び中間プレート１０ｂが変形しないように、それぞれの幅方向（図１４Ａの横方向）の肉厚を厚くする必要があった。

また、中間プレート１０ｂには嵌合凹部が、フロントカバー７には嵌合凸部が、設けられている。これにより、フロントカバー７とバッテリカバー１０とが、メカニカルにロックされている。即ち、メカニカルロックするためのスペースも必要となる。

以上のように、図１４Ａ、１４Ｂに示した防水構造は、スペースを要するため、携帯機器を小型薄型化できないという問題があった。このような問題を解決し得る技術として、特許文献１には、ケース内側全周にゴム性のリップ付きパッキンを備えた第１のケースと、上記パッキンを挿入するＵ溝を備える第２のケースとから構成される筐体の防水構造が開示されている。

特開平９−２３０７２号公報

しかしながら、特許文献１に開示された防水構造は、Ｕ溝とリップ付きパッキンとの接触面積が小さく、防水性に劣る問題があった。

本発明の目的は、電子機器の小型薄型化に好適かつ防水性に優れる防水構造を提供することである。

本発明に係る防水構造は、
第１の筐体構成部材と、
前記第１の筐体構成部材と嵌合され、筐体を構成する第２の筐体構成部材と、
前記第１の筐体構成部材に形成された環状の溝部と、
前記第２の筐体構成部材に設けられ、前記溝部に挿入される環状のシール部材と、を備え、
前記シール部材の断面は、
ベース部と、
前記ベース部から略垂直に形成された主幹部と、
前記主幹部の先端側の一側面から三角形状に突出して形成された弁部と、を備え、
非嵌合状態において、前記弁部の先端角αが鋭角であり、かつ、前記弁部と前記主幹部とのなす角θが９０°以下であり、
嵌合状態において、前記ベース部と前記溝部とから構成される密閉空間内に、前記主幹部及び前記弁部が収納されるものである。

本発明に係る防水方法は、
第１の筐体構成部材に環状の溝部を形成する工程と、
前記第１の筐体構成部材と嵌合される第２の筐体構成部材に、前記溝部に挿入される環状のシール部材を設ける工程と、
前記溝部に前記シール部材を挿入して前記第１及び第２の筐体を嵌合する工程と、を備え、
前記シール部材の断面は、
ベース部と、
前記ベース部から略垂直に形成された主幹部と、
前記主幹部の先端側の一側面から三角形状に突出して形成された弁部と、を備え、
非嵌合状態において、前記弁部の先端角αが鋭角であり、かつ、前記弁部と前記主幹部とのなす角θが９０°以下であり、
嵌合状態において、前記ベース部と前記溝部とから構成される密閉空間内に、前記主幹部及び前記弁部が収納されるものである。

本発明によれば、携帯機器の小型薄型化に好適かつ防水性に優れる防水構造を提供することができる。

第１の実施の形態に係る折り畳み携帯電話機の外観を示す斜視図である。 第１の実施の形態に係る折り畳み携帯電話機の構成を示す分解斜視図である。 第１の実施の形態に係る折り畳み携帯電話機の開状態での前面図である。 第１の実施の形態に係る折り畳み携帯電話機を閉状態での前面図である。 第１の実施の形態に係る折り畳み携帯電話機を閉状態での側面図である。 第１の実施の形態に係る折り畳み携帯電話機の閉状態での背面図である。 第１の実施の形態に係る折り畳み携帯電話機のバッテリカバーの前面図である。 図２ＤのＩＩＩ−ＩＩＩ断面図（嵌合状態）である。 図２ＤのＩＩＩ−ＩＩＩ断面図（非嵌合状態）である。 第１の実施の形態に係るシール部材１１０ｃの断面図である。 第１の実施の形態に係るフロントカバー１０７の溝部７１の断面図である。 第１の実施の形態に係るシール部材１１０ｃの最適硬度、好適硬度範囲、最適寸法、好適寸法範囲を示す表である。 第１の実施の形態に係るバッテリカバー１１０とフロントカバー１０７との嵌合機構を示す断面図である。 第１の実施の形態に係るバッテリカバー１１０とフロントカバー１０７との嵌合機構を示す断面図である。 第１の実施の形態に係るバッテリカバー１１０とフロントカバー１０７との嵌合機構を示す断面図である。 第１の実施の形態に係るバッテリカバー１１０とフロントカバー１０７との嵌合機構を示す断面図である。 第１の実施の形態に係るバッテリカバー１１０とフロントカバー１０７との嵌合機構を示す断面図である。 第１の実施の形態に係る第２の筐体２のフロントカバー１０７の全体斜視図である。 第１の実施の形態に係るバッテリカバー１１０の全体斜視図である。 第１の実施の形態に係るバッテリカバー１１０の分解斜視図である。 図７ＡのＶＩＩｃ−ＶＩＩｃ断面図である。 第１の実施の形態に係る第２の筐体２のリアカバー１０８の全体斜視図である。 第１の実施の形態に係る第２の筐体２のリアカバー１０８の分解斜視図である。 第１の実施の形態に係るＩ／Ｏカバー１１３の斜視図である。 第２の実施の形態に係るバッテリカバー１１０の全体斜視図である。 図１０ＡのＸｂ−Ｘｂ断面図である。 第３の実施の形態に係るシール部材１１０ｃの断面図である。 第１の実施の形態に係る第２の筐体１０２の構成を示す分解斜視図である。 その他の実施の形態に係る第２の筐体１０２の構成を示す分解斜視図である。 その他の実施の形態に係る第２の筐体１０２の構成を示す分解斜視図である。 関連技術に係る折り畳み携帯電話機の開状態での前面図である。 関連技術に係る折り畳み携帯電話機を閉状態での前面図である。 関連技術に係る折り畳み携帯電話機を閉状態での側面図である。 関連技術に係る折り畳み携帯電話機の閉状態での背面図である。 関連技術に係る折り畳み携帯電話機のバッテリカバーの前面図である。 図１３ＤのＸＩＶ−ＸＩＶ断面図（嵌合状態）である。 図１３ＤのＸＩＶ−ＸＩＶ断面図（非嵌合状態）である。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

（第１の実施の形態）
本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１Ａは、第１の実施の形態に係る折り畳み携帯電話機の開状態での外観を示す斜視図である。図１Ｂは、第１の実施の形態に係る折り畳み携帯電話機の構成を示す開状態での分解斜視図である。

図１Ａに示すように、第１の実施の形態に係る折り畳み携帯電話機は、第１の筐体１０１、第２の筐体１０２、ヒンジ部１０３を備えている。図１に示すように、筐体の主面をＸＹ平面とし、筐体の主面と垂直な方向をＺ方向とする。

図１Ｂに示すように、第１の筐体１０１は、表示装置（不図示）の前面をカバーする透明なフロントパネル１０１ａ、この表示装置が収納されるフロントカバー１０１ｂ及びこの表示装置の背面をカバーするリアカバー１０１ｃを備えている。ここで、フロントカバー１０１ｂと、リアカバー１０１ｃとは、両面テープにより接合されている。

図１Ｂに示すように、第２の筐体１０２は、操作キー１０５（図２Ａ参照）を覆うキーシート１１４、バッテリ１１１及びメイン基板（不図示）が収納されるフロントカバー１０７、バッテリ１１１を出し入れするためのバッテリカバー１１０、メイン基板の背面をカバーするリアカバー１０８を備えている。さらに、フロントカバー１０７には、Ｉ／Ｏコネクタを保護するための着脱可能なＩ／Ｏカバー１１３が設けられている。

ここで、リアカバー１０８は、フロントカバー１０７にネジ止めされている。また、キーシート１１４とフロントカバー１０７とは、両面テープにより接合されている。さらに、バッテリカバー１１０及びＩ／Ｏカバー１１３は、それぞれフロントカバー１０７に嵌合されている。

さらに、図１Ｂに示すように、この携帯電話機は、第１の筐体１０１に収納される表示装置（不図示）と、第２の筐体１０２に収納されるメイン基板（不図示）と、を電気的に接続するフレキシブル基板１１２を備えている。ここで、フレキシブル基板１１２は、第１の筐体１０１のフロントカバー１０１ｂに設けられた開口部（不図示）と、第２の筐体１０２のフロントカバー１０７に設けられた開口部７６（図６参照）を通るように配置される。そして、フレキシブル基板１１２に形成された弾性部材によって、上記２つの開口部に嵌合されている。

次に、図２Ａ〜図２Ｅを用いて説明する。図２Ａは、第１の実施の形態に係る折り畳み携帯電話機の開状態での前面図である。図２Ａに示すように、この携帯電話機では、第１の筐体１０１と第２の筐体１０２とが、ヒンジ部１０３により折り畳み可能に接続されている。第１の筐体１にはメイン表示部１０４が設けられている。また、第２の筐体２には、各種操作キー１０５が設けられている。

図２Ｂは、第１の実施の形態に係る折り畳み携帯電話機を閉状態での前面図である。図２Ｂに示すように、第１の筐体１０１のメイン表示部１０４が設けられた面と反対側の面にはサブ表示部１０６が設けられている。
図２Ｃは、第１の実施の形態に係る折り畳み携帯電話機を閉状態での側面図である。図２Ｃに示すように、第２の筐体１０２はフロントカバー１０７、リアカバー１０８、バッテリカバー１１０を備えている。

図２Ｄは、第１の実施の形態に係る折り畳み携帯電話機の閉状態での背面図である。図２Ｄに示すように、第２の筐体１０２の操作キー１０５が設けられた面と反対側の面には、カメラ１０９及び取り外し可能なバッテリカバー１１０が設けられている。
図２Ｅは、第１の実施の形態に係る折り畳み携帯電話機のバッテリカバーの前面図である。図２Ｅに示すように、バッテリカバー１１０にはガイド爪１１０ａが設けられている。

次に、図３Ａ、３Ｂを用いて、本実施の形態に係る防水構造について説明する。図３Ａは、図２ＤのＩＩＩ−ＩＩＩ断面図（嵌合状態）である。図３Ｂは、図２ＤのＩＩＩ−ＩＩＩ断面図（非嵌合状態）である。

図３Ａ、３Ｂに示すように、バッテリカバー１１０は、弾性体からなるシール部材１１０ｃと、樹脂成形品の外装カバー１１０ｂとを備えている。ここで、シール部材１１０ｃは、断面フック形状であって、外装カバー１１０ｂの周縁に沿ってリング状（環状）に形成されている。また、シール部材１１０ｃは、外装カバー１１０ｂと一体形成されている。そして、この弾性体は、樹脂とゴムとを混合させたエラストマーからなる。このエラストマーの場合、シリコンゴムの場合と異なり、接着力を発生させるためのプライマーは必要ない。そのため、外装カバー１１０ｂの樹脂成形直後に、同一金型内で、一体成形する２色成形が可能である。

一方、第２の筐体１０２のフロントカバー１０７には、図３Ａに示す嵌合状態において断面フック形状のシール部材１１０ｃが嵌め込まれる溝部７１が形成されている。
なお、シール部材１１０ｃ及びこれが嵌め込まれる溝部７１の全体形状については、図６、図７Ａ、７Ｂを用いて後述する。

図４Ａは、第１の実施の形態に係るシール部材１１０ｃの断面図である。図４Ｂは、第１の実施の形態に係るフロントカバー１０７の溝部７１の断面図である。図４Ａにおいて点線で示されたように、シール部材１１０ｃは、フックベース（ベース部）ＢＨ、主幹部ＴＨ、フック弁（弁部）ＶＨから構成されている。

図４Ａに示すように、主幹部ＴＨは、フックベースＢＨに対し略垂直に形成され、かつ、一定の幅（太さ）Ｗ２を有している。ここで、説明を容易にするため、主幹部ＴＨを、フックベースＢＨ側のフックリブＲＨと先端側のフックヘッドＨＨとに便宜的に分割して考える。図４Ａに示すように、フックヘッドＨＨは、フック弁ＶＨとフックリブＲＨとを接続していると言える。
フック弁ＶＨは、主幹部ＴＨの先端側の一側面から断面略三角形状に突出して形成されている。より詳細には、フック弁ＶＨの断面はフックヘッドＨＨの一側面を底辺として略三角形状に突出して形成されている。
つまり、フック弁ＶＨは、先端において細く、根元（フック弁ＶＨと主幹部ＴＨとの境界面）において太く形成されている。また、フック弁ＶＨは図３Ａ、３Ｂに示すように、筐体外部に向かって突出するように形成されていることが好ましい。しかし、反対に筐体内部に向かって突出するように形成されていてもよい。
フック弁ＶＨと主幹部ＴＨとのなす角（フック角）θは、９０°以下であることが好ましい。また、フック弁ＶＨの先端角（上記フックヘッドＨＨの一側面を底辺とした三角形の他の２辺がなす角であって、フック弁角と呼ぶ。）αは、鋭角であることが好ましい。ここで、フック弁ＶＨの先端は丸みを帯びた形状であってもよい。そのような場合のフック弁角も、上記フックヘッドＨＨの一側面を底辺とした三角形の他の２辺の延長線がなす角であり、やはり鋭角であることが好ましい。上記略三角形状とはこのように先端が丸みを帯びた形状をも包含する。

図４Ａに示すように、シール部材１１０ｃの断面寸法は、フックヘッドＨＨの高さＨ１、フックリブＲＨの高さＨ２、高さＨ１＋高さＨ２＝高さＨ３、フック弁ＶＨの幅（フック弁ＶＨと主幹部ＴＨとの境界面からフック弁ＶＨの先端までの高さ）Ｗ１、主幹部ＴＨの幅Ｗ２、幅Ｗ１＋幅Ｗ２＝幅Ｗ３、フック弁角α、フック角θにより規定される。また、図４Ｂに示すように、フロントカバー１０７の断面寸法は、溝部７１の幅Ｗ４、高さＨ４により規定される。なお、本実施の形態では、図４Ｂに示すように、フロントカバー１０７の筐体主面方向（ＸＹ方向）の全体の厚さは１．６ｍｍ、フロントカバー１０７において溝部７１の外側（筐体外側）の厚さは０．６０ｍｍ、溝部７１の内側（筐体内側）の厚さは０．４０ｍｍである。

図４Ｃには、上記パラメータＨ１〜Ｈ４、Ｗ１〜Ｗ４、α、θの最適値及び好適範囲が示されている。また、シール部材１１０ｃを構成するエラストマーのデュロＡ硬度の最適値と、デュロＡ硬度及びデュロＤ硬度の好適範囲とが示されている。最適値は、Ａ硬度＝６０、Ｗ１＝０．５５ｍｍ、Ｗ２＝０．３５ｍｍ、Ｗ３＝０．９０ｍｍ、Ｗ４＝０．６０ｍｍ、Ｈ１＝０．３５ｍｍ、Ｈ２＝０．９５ｍｍ、Ｈ３＝１．３０ｍｍ、Ｈ４＝１．５０ｍｍ、α＝３０°、θ＝８５°である。図４Ｃに示した最適値もしくは好適範囲とすることにより、シール部材１１０ｃは、塑性変形することなく、繰り返し弾性変形することが可能となる。

図５Ａ〜５Ｅは、第１の実施の形態に係るバッテリカバー１１０とフロントカバー１０７との嵌合機構を示す断面図である。図５Ａは、バッテリカバー１１０と、フロントカバー１０７とが、まだ嵌合していない状態（非嵌合状態）を示している。

図５Ｂは、フロントカバー１０７の溝部７１に、バッテリカバー１１０のシール部材１１０ｃが挿入され、フック弁ＶＨの外側面と溝部７１の外側面とが接触し始めた状態を示している。フック弁ＶＨの外側面と溝部７１の外側面とが接触することにより、フック角θが小さくなる方向に、フック弁ＶＨが撓み変形し始める。同時に、フックヘッドＨＨに回転モーメントが発生する。そのため、フックヘッドＨＨの側面が溝部７１の内側面から離れる方向に、フックヘッドＨＨが回転変形し始める。ここで、内側面とは筐体内部側の側面を意味し、外側面とは筐体外部側の側面を意味する（以下同様）。

図５Ｃ、５Ｄは、さらにシール部材１１０ｃが溝部７１に挿入された状態を示している。フックリブＲＨの内側面と溝部７１の内側面とは、常に密着している。他方、フック弁ＶＨの内側面とフックリブＲＨの外側面が密着することにより、フック頭の回転が止まる。ここで、フックリブＲＨの外側面は圧縮変形しているから、フックリブＲＨの外側面は波打つ様に撓む。即ち、非嵌合状態に比べ、フックリブＲＨの幅が大きくなった部位が発生する。しかしながら、フックリブＲＨの外側面と溝部７１の外側面との間には隙間が設けられているため、溝部７１にシール部材１１０ｃをスムーズに嵌め込むことができる。

図５Ｅは、シール部材１１０ｃが溝部７１に完全に挿入された状態を示している。このように、完全な嵌合状態では、フックベースＢＨと溝部７１とから構成される密閉空間内に、主幹部ＴＨ及びフック弁ＶＨが収納される。そのため、シール部材１１０ｃのフックベースＢＨの上面と溝部７１を構成するフロントカバー１０７の上面とが密着している。また、溝部７１の内側面と主幹部ＴＨの内側面とが大きな接触面積で密着している。さらに、溝部７１の外側面とフック弁ＶＨの外側面とが大きな接触面積で密着している。このように、シール部材１１０ｃとフロントカバー１０７とが密着する箇所が多く、かつ、接触面積が大きくなることにより、密閉性即ち防水性を確実に確保することができる。

本発明の実施の形態に係る図３Ａ、３Ｂに示したような防水構造では、防水構造自体のサイズを小さくすることができるため、これを用いた携帯機器を小型薄型化することができる。その理由について以下に述べる。

図３Ａ、３Ｂに示すように、断面フック形状のエラストマー製シール部材１１０ｃでは、フック弁ＶＨが第２の筐体１０２の主面方向（ＸＹ方向）に撓むことにより、密閉性を確保する。そのため、シール部材１１０ｃの撓み反発力により、フロントカバー１０７が変形しないようにする必要がある。しかしながら、この撓み反発力は、図１４Ａ、１４Ｂに示した断面円形のシリコンゴム製シール部材１０ｃの圧縮反発力に比べて、十分小さい。従って、フロントカバー１０７の幅方向（ＸＹ方向）の肉厚を薄くすることができる。また、シール部材１１０ｃの主幹部ＴＨは、弾性変形が可能であるため、主幹部ＴＨの幅Ｗ２も小さくすることができる。

また、シール部材１１０ｃは、フック角θが９０°以下、フック弁角αが鋭角であるため、溝部７１に挿入しやすい。一方、シール部材１１０ｃを溝部７１から引き抜く場合、フック弁ＶＨが溝部７１の外側面に引っ掛かり、摩擦が大きくなるので抜け難い。即ち、嵌合力が大きい。そのため、図１４Ａ、１４Ｂに示したようなメカニカルロックが不要となり、防水構造のサイズを小さくすることができる。
以上のことから、内蔵物の収容スペース即ち内蔵物の機能を犠牲にすることなく、防水構造のみを小さくすることができる。従って、携帯機器を小型薄型化できる。

次に、図６は、第１の実施の形態に係るフロントカバー１０７の全体斜視図である。フロントカバー１０７は、バッテリカバー１１０を嵌め込むための溝部７１、バッテリ１１１を収納するためのバッテリ収納スペース７２、メイン基板（不図示）を収納するためのメイン基板収納スペース７３、リアカバー１０８を嵌め込むための溝部７４、バッテリ収納スペース７２とメイン基板収納スペース７３とを仕切るとともにフロントカバー１０７の強度を補強するための中央リブ７５、フレキシブル基板１１２を通すための開口部７６、Ｉ／Ｏコネクタ用の開口部７７、Ｉ／Ｏカバー１１３を嵌め込むための溝部７８、２対のネジ穴７９ａ、７９ｂを備えている。

図７Ａは、第１の実施の形態に係るバッテリカバー１１０の全体斜視図である。図７Ｂは、第１の実施の形態に係るバッテリカバー１１０の分解斜視図である。図７Ａに示すように、バッテリカバー１１０は、エラストマー製のシール部材１１０ｃ、樹脂成形品の外装カバー１１０ｂを備えている。また、図７Ｂに示すように、シール部材１１０ｃは、外装カバー１１０ｂの周縁に沿って環状に一体形成されている。ここで、図７Ｃは、図７ＡのＶＩＩｃ−ＶＩＩｃ断面図である。外装カバー１１０ｂの周縁に断面フック形状のシール部材１１０ｃが一体形成されている。

図８Ａは、第１の実施の形態に係るリアカバー１０８の全体斜視図である。図８Ｂは、第１の実施の形態に係るリアカバー１０８の分解斜視図である。図８Ａに示すように、リアカバー１０８は、エラストマー製のシール部材１０８ｃ、樹脂成形品の外装カバー１０８ｂを備えている。また、図８Ｂに示すように、シール部材１０８ｃは、シール部材１１０ｃと同様に、外装カバー１０８ｂの周縁に沿ってリング状に一体形成されている。このリアカバー１０８のシール部材１０８ｃは、図６に示したフロントカバー１０７の溝部７４に嵌め込まれる。嵌合機構は図５に示したシール部材１１０ｃと同様である。

図３Ａ、３Ｂに示した防水構造を、図８Ａ、８Ｂに示すリアカバー１０８に適用した場合にも、防水構造自体のサイズを小さくすることができる。そのため、これを用いた携帯機器を小型薄型化することができる。また、防水機能の信頼性も向上する。それらの理由について、以下に述べる。

まず、比較例に係る防水構造について説明する。通常、図１３Ｃに示したフロントカバー７とリアカバー８との嵌合における防水構造は、両者間にゴム製やエラストマー製のＯリングなどのシール部材（不図示）を筺体の主面の垂直方向（Ｚ方向）に挟み込むタイプである。その場合、シール部材の圧縮反発力により、フロントカバー７及びリアカバー８が変形しないように、フロントカバー７及びリアカバー８を高剛性にする必要がある。そのため、非防水タイプに比べ、フロントカバー７及びリアカバー８の幅方向（ＸＹ方向）と高さ方向（Ｚ方向）の肉厚を厚くする必要がある。さらに、図１４Ａ、１４Ｂに示したバッテリカバー１０と同様に、嵌合爪などによるメカニカルロックが設けられるものもある。即ち、シール部材を筺体の垂直方向（Ｚ方向）に挟み込むタイプでは、防水構造自体が大きくなってしまう。

また、シール部材を、筐体の主面垂直方向（Ｚ方向）に押し潰し、密閉性を確保する。そのため、シール部材の圧縮反発力により、フロントカバー７とリアカバー８との全体に亘って、高さ方向（Ｚ方向）に隙間ができないように、嵌合力を高める必要がある。そのため、非防水タイプでは４隅に１つずつ合計４つのネジ止めであるのに対し、防水タイプでは、長手方向の中間部に２つを加えた合計６つのネジ止めにする必要があった。即ち、ネジ止めエリアが大きくなってしまっていた。

また、シール部材を筺体の垂直方向（Ｚ方向）に挟み込むタイプでは、例えば圧縮率３０％程度で、シール部材が常時押し潰ぶされている。そのため、経年変化によるシール部材の圧縮永久歪量が大きく、シール性能が劣化し易い。即ち、シール性能の信頼性が低い。

これに対し、本実施の形態に係る防水構造は、シール部材１０８ｃを筺体の主面の垂直方向（Ｚ方向）に挟み込むタイプでない。そのため、非防水タイプに比べ、フロントカバー１０７及びリアカバー１０８の幅方向（ＸＹ方向）と高さ方向（Ｚ方向）の肉厚を厚くする必要はない。

また、シール部材１０８ｃも、フック角θが９０°以下、フック弁角αが鋭角であるため、溝部７４に挿入しやすい。一方、シール部材１０８ｃを溝部７４から引き抜く場合、フック弁ＶＨが溝部７４の外側面に引っ掛かり、摩擦が大きくなるので抜け難い。即ち、嵌合力が大きいため、メカニカルロックが不要となり、防水構造のサイズを小さくすることができる。また、非防水タイプと同等、もしくは、それ以下のネジ数にできる。

以上のことから、内蔵物の収容スペース即ち内蔵物の機能を犠牲にすることなく、防水構造のみを小さくすることができる。従って、携帯機器を小型薄型化できる。

また、シール部材１０８ｃはフック弁ＶＨの撓み変形を利用しているため、圧縮量が少なく、経年変化による圧縮永久歪み劣化が小さい。また、適切な形状及び硬度を有するシール部材１０８ｃは、溝部７４に挿入し易く、かつ、座屈によって塑性変形することがない。また、適切な形状及び硬度を有するシール部材１０８ｃは、フック弁ＶＨ及び主幹部ＴＨと溝部７４との密着性を上げることができる。そして、水没により水圧が発生すると、フック弁ＶＨ及び主幹部ＴＨと溝部７４との密着性がさらに上がる。また、シール部材１０８ｃは、外力による筐体の主面方向（ＸＹ方向）のズレ及び主面垂直方向（Ｚ方向）のズレを吸収できる。以上のことから、シール性能の信頼性が高い。

図９は、第１の実施の形態に係るＩ／Ｏカバー１１３の斜視図である。図９に示すように、Ｉ／Ｏカバー１１３は、エラストマー製のシール部材１１３ｃ、樹脂成形品の外装カバー１１３ｂを備えている。また、図９に示すように、シール部材１１３ｃは、シール部材１１０ｃと同様に、外装カバー１１３ｂの周縁に沿ってリング状に一体形成されている。このＩ／Ｏカバー１１３のシール部材１１３ｃは、フロントカバー１０７の溝部７８に嵌め込まれる。嵌合機構は図５に示したシール部材１１０ｃと同様である。

（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態について図１０Ａ、１０Ｂを参照して説明する。
図１０Ａは、第２の実施の形態に係るバッテリカバー１１０の全体斜視図である。図１０Ｂは、図１０ＡのＸｂ−Ｘｂ断面図である。図１０Ａに示すように、第２の実施の形態に係るバッテリカバー１１０では、嵌合力を上げるため４つのストッパー１１０ｄが設けられている。具体的には、略矩形状を有するシール部材１１０ｃの各辺の中央付近に、ストッパー１１０ｄが設けられている。図１０Ｂに示すように、各ストッパー１１０ｄは、シール部材１１０ｃのフック弁ＶＨの内側面、主幹部ＴＨの外側面、及び、フックベースの外側の上面に接するように設けられている。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。

（第３の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態について図１１を参照して説明する。図１１は、第３の実施の形態に係るシール部材１１０ｃの断面図である。実施の形態１に係るシール部材１１０ｃでは、フックベースＢＨ、主幹部ＴＨ、フック弁ＶＨが同一材料から一体に形成されていた。これに対し、図１１に示すように、フックベースＢＨと、フックリブＲＨとが同一材料から構成され、フックヘッドＨＨと、フック弁ＶＨとがこれと異なる同一材料から構成されている。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。

（その他の実施の形態）
次に本発明のその他の実施の形態について図１２Ａ〜１２Ｃを参照して説明する。図１２Ａは、第１の実施の形態に係る第２の筐体２の構成を示す模式的分解斜視図である。図１２Ｂは、その他の実施の形態に係る第２の筐体２の構成を示す模式的分解斜視図である。図１２Ｂでは、リアカバー１０８が、筐体１０２全体に亘り、形成されている。そして、バッテリカバー１１０が、リアカバー１０８の下に配置されている。また、図１２Ｃは、その他の実施の形態に係る第２の筐体２の構成を示す模式的分解斜視図である。図１２Ｃでは、リアカバー１０８が設けられていない。即ち、バッテリカバー１１０が、フロントカバー１０７の下に配置されている。図１２Ｂ、１２Ｃのような構成であっても、上記実施の形態に係る防水構造を適用することができる。

なお、本発明の実施の形態に係る防水構造は、第２の筐体１０２のリアカバー１０８、バッテリカバー１１０、Ｉ／Ｏカバー１１３以外にも、第１の筐体１０１のフロントパネル１０１ａ、フロントカバー１０１ｂ、リアカバー１０１ｃ、第２の筐体１０２のフロントカバー１０７、キーシート１１４、フレキシブル基板１１２に形成された弾性体にも適用可能である。

また、上記実施の形態において、エラストマーに代えてゴムを用いてもよい。また、シール部材１１０ｃは、嵌合力を上げるストッパーを、１個以上有していてもよい。ストッパー形状は、三角、四角、円、楕円、多角形などあらゆる形状が考えられ、特に限定されない。また、フックリブＲＨを樹脂や金属などの硬質材料から構成し、フック弁ＶＨ、フックヘッドＨＨを弾性材料から構成し、フック弁ＶＨ、フックヘッドＨＨのみが撓むようにしてもよい。

以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

この出願は、２０１０年３月１５日に出願された日本出願特願２０１０−０５８０３４を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

本実施の形態に係る防水構造は、携帯電話機に限らず、携帯ゲーム機、携帯コンピュータ、携帯音楽プレイヤーなどの携帯電子機器、卓上コンピュータ、各種リモコン、その他の電子機器に適用可能である。

（付記１）
第１の筐体構成部材と、
前記第１の筐体構成部材と嵌合され、筐体を構成する第２の筐体構成部材と、
前記第１の筐体構成部材に形成された環状の溝部と、
前記第２の筐体構成部材に設けられ、前記溝部に挿入される環状のシール部材と、を備え、
前記シール部材の断面は、
ベース部と、
前記ベース部から略垂直に形成された主幹部と、
前記主幹部の先端側の一側面から三角形状に突出して形成された弁部と、を備え、
非嵌合状態において、前記弁部の先端角αが鋭角であり、かつ、前記弁部と前記主幹部とのなす角θが９０°以下であり、
嵌合状態において、前記ベース部と前記溝部とから構成される密閉空間内に、前記主幹部及び前記弁部が収納される防水構造。
（付記２）
嵌合状態において、
前記溝部の前記筐体の内部側の側面と、前記主幹部の前記筐体の内部側の側面とが密着し、
前記溝部の前記筐体の外部側の側面と、前記弁部の前記筐体の外部側の側面とが密着していることを特徴とする付記１に記載の防水構造。
（付記３）
非嵌合状態において、前記弁部の先端角αが鋭角であり、かつ、前記弁部と前記主幹部とのなす角θが９０°以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の防水構造。
（付記４）
前記弁部は、前記筐体の外部側に突出して形成されていることを特徴とする付記１〜３のいずれか一項に記載の防水構造。
（付記５）
少なくとも前記弁部と前記主幹部の先端部とが同一種類の弾性体から一体に形成されている特徴とする付記１〜３のいずれか一項に記載の防水構造。
（付記６）
前記シール部材の全体が同一種類の弾性体から一体に形成されている特徴とする付記５に記載の防水構造。
（付記７）
前記弾性体がエストラマーであることを特徴とする付記５又は６に記載の防水構造。
（付記８）
前記弾性体のデュロＡ硬度が２０〜９５であることを特徴とする付記５〜７のいずれか一項に記載の防水構造。
（付記９）
前記角αが３０°〜４５°であることを特徴とする付記１〜８のいずれか一項に記載の防水構造。
（付記１０）
前記角θが７５°〜９０°であることを特徴とする付記１〜９のいずれか一項に記載の防水構造。
（付記１１）
前記シール部材は、２色成形により前記第２の筐体構成部材と一体に形成されていることを特徴とする付記１〜１０のいずれか一項に記載の防水構造。
（付記１２）
前記シール部材は、
少なくとも１つ、前記ベース部と前記主幹部と前記弁部とに接して設けられたストッパーを更に備えることを特徴とする付記１〜１１のいずれか一項に記載の防水構造。
（付記１３）
付記１〜１２のいずれか一項に記載の防水構造を備える電子機器。
（付記１４）
携帯電子機器であることを特徴とする付記１３に記載の電子機器。
（付記１５）
携帯電話機であることを特徴とする付記１４に記載の電子機器。
（付記１６）
第１の筐体構成部材に環状の溝部を形成する工程と、
前記第１の筐体構成部材と嵌合される第２の筐体構成部材に、前記溝部に挿入される環状のシール部材を設ける工程と、
前記溝部に前記シール部材を挿入して前記第１及び第２の筐体を嵌合する工程と、を備え、
前記シール部材の断面は、
ベース部と、
前記ベース部から略垂直に形成された主幹部と、
前記主幹部の先端側の一側面から三角形状に突出して形成された弁部と、を備え、
嵌合状態において、前記ベース部と前記溝部とから構成される密閉空間内に、前記主幹部及び前記弁部が収納される防水方法。

１ 第１の筐体
２ 第２の筐体
３ ヒンジ部
４ メイン表示部
５ 操作キー
６ サブ表示部
７ フロントカバー
８ リアカバー
９ カメラ
１０ バッテリカバー
１０ａ ガイド爪
１０ｂ 中間プレート
１０ｃ シール部材
１０ｄ 外装カバー
７１ 溝部
７２ バッテリ収納スペース
７３ メイン基板収納スペース
７４ 溝部
７５ 中央リブ
７６ 開口部
７７ 開口部
７８ 溝部
７９ａ、７９ｂ ネジ穴
１０１ 第１の筐体
１０１ａ フロントパネル
１０１ｂ フロントカバー
１０１ｃ リアカバー
１０２ 第２の筐体
１０３ ヒンジ部
１０４ メイン表示部
１０５ 操作キー
１０６ サブ表示部
１０７ フロントカバー
１０８ リアカバー
１０８ｂ 外装カバー
１０８ｃ シール部材
１０９ カメラ
１１０ バッテリカバー
１１０ａ ガイド爪
１１０ｂ 外装カバー
１１０ｃ シール部材
１１０ｄ ストッパー
１１１ バッテリ
１１２ フレキシブル基板
１１３ Ｉ／Ｏカバー
１１３ｂ 外装カバー
１１３ｃ シール部材
１１４ キーシート
ＢＨ フックベース
ＨＨ フックヘッド
ＲＨ フックリブ
ＶＨ フック弁

本発明に係る防水方法は、
第１の筐体構成部材に環状の溝部を形成する工程と、
前記第１の筐体構成部材と嵌合される第２の筐体構成部材に、前記溝部に挿入される環状のシール部材を設ける工程と、
前記溝部に前記シール部材を挿入して前記第１及び第２の筐体構成部材を嵌合する工程と、を備え、
前記シール部材の断面は、
ベース部と、
前記ベース部から略垂直に形成された主幹部と、
前記主幹部の先端側の一側面から三角形状に突出して形成された弁部と、を備え、
非嵌合状態において、前記弁部の先端角αが鋭角であり、かつ、前記弁部と前記主幹部とのなす角θが９０°以下であり、
嵌合状態において、前記ベース部と前記溝部とから構成される密閉空間内に、前記主幹部及び前記弁部が収納されるものである。

次に、図２Ａ〜図２Ｅを用いて説明する。図２Ａは、第１の実施の形態に係る折り畳み携帯電話機の開状態での前面図である。図２Ａに示すように、この携帯電話機では、第１の筐体１０１と第２の筐体１０２とが、ヒンジ部１０３により折り畳み可能に接続されている。第１の筐体１０１にはメイン表示部１０４が設けられている。また、第２の筐体１０２には、各種操作キー１０５が設けられている。

（第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態について図１１を参照して説明する。図１１は、第３の実施の形態に係るシール部材１１０ｃの断面図である。実施の形態１に係るシール部材１１０ｃでは、フックベースＢＨ、主幹部ＴＨ、フック弁ＶＨが同一材料から一体に形成されていた。これに対し、図１１に示すように、フックベースＢＨと、フックリブＲＨとが同一材料から構成され、フックヘッドＨＨと、フック弁ＶＨとがこれと異なる同一材料から構成されている。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。

（その他の実施の形態）
次に本発明のその他の実施の形態について図１２Ａ〜１２Ｃを参照して説明する。図１２Ａは、第１の実施の形態に係る第２の筐体１０２の構成を示す模式的分解斜視図である。図１２Ｂは、その他の実施の形態に係る第２の筐体１０２の構成を示す模式的分解斜視図である。図１２Ｂでは、リアカバー１０８が、筐体１０２全体に亘り、形成されている。そして、バッテリカバー１１０が、リアカバー１０８の下に配置されている。また、図１２Ｃは、その他の実施の形態に係る第２の筐体１０２の構成を示す模式的分解斜視図である。図１２Ｃでは、リアカバー１０８が設けられていない。即ち、バッテリカバー１１０が、フロントカバー１０７の下に配置されている。図１２Ｂ、１２Ｃのような構成であっても、上記実施の形態に係る防水構造を適用することができる。

Claims (10)

1. 第１の筐体構成部材と、
   前記第１の筐体構成部材と嵌合され、筐体を構成する第２の筐体構成部材と、
   前記第１の筐体構成部材に形成された環状の溝部と、
   前記第２の筐体構成部材に設けられ、前記溝部に挿入される環状のシール部材と、を備え、
   前記シール部材の断面は、
   ベース部と、
   前記ベース部から略垂直に形成された主幹部と、
   前記主幹部の先端側の一側面から略三角形状に突出して形成された弁部と、を備え、
   嵌合状態において、前記ベース部と前記溝部とから構成される密閉空間内に、前記主幹部及び前記弁部が収納される防水構造。
2. 嵌合状態において、
   前記溝部の前記筐体内部側の側面と、前記主幹部の前記筐体内部側の側面とが密着し、
   前記溝部の前記筐体外部側の側面と、前記弁部の前記筐体外部側の側面とが密着していることを特徴とする請求項１に記載の防水構造。
3. 非嵌合状態において、前記弁部の先端角αが鋭角であり、かつ、前記弁部と前記主幹部とのなす角θが９０°以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の防水構造。
4. 前記弁部は、前記筐体の外部側に突出して形成されてい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構造。
5. 少なくとも前記弁部と前記主幹部の先端部とが同一種類の弾性体から一体に形成されている特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の防水構造。
6. 前記シール部材の全体が同一種類の弾性体から一体に形成されている特徴とする請求項５に記載の防水構造。
7. 前記弾性体がエストラマーであることを特徴とする請求項５又は６に記載の防水構造。
8. 前記弾性体のデュロＡ硬度が２０〜９５であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の防水構造。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の防水構造を備える電子機器。
10. 第１の筐体構成部材に環状の溝部を形成する工程と、
    前記第１の筐体構成部材と嵌合される第２の筐体構成部材に、前記溝部に挿入される環状のシール部材を設ける工程と、
    前記溝部に前記シール部材を挿入して前記第１及び第２の筐体を嵌合する工程と、を備え、
    前記シール部材の断面は、
    ベース部と、
    前記ベース部から略垂直に形成された主幹部と、
    前記主幹部の先端側の一側面から三角形状に突出して形成された弁部と、を備え、
    嵌合状態において、前記ベース部と前記溝部とから構成される密閉空間内に、前記主幹部及び前記弁部が収納される防水方法。

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