JPWO2014157504A1 - イルミネーション機能を有する防水構造 - Google Patents

Abstract

本発明は、携帯電話をはじめとする携帯機器に使用可能であり、機器に防水性および、均一でムラのないイルミネーション機能を一体として付与することを可能にする防水構造を提供する。筐体ケースと筐体カバーとの間に防水パッキンが配設される防水構造であって、当該防水パッキンは光透過性を有する材質からなり、当該防水パッキンには、少なくとも一つの入光部が当該防水パッキンの相対する辺のそれぞれの辺に配設され、当該防水パッキンの少なくとも一部分が筐体外に露出していることを特徴とする防水構造。

Description

（関連出願についての記載）
本発明は、日本国特許出願：特願２０１３−０６８６３５号（２０１３年０３月２８日出願）の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明は、携帯電話をはじめとする携帯機器に使用可能な、防水機能と均一なイルミネーション機能を併せ持つ防水構造に関する。

近年の携帯電話を初めとする携帯機器は、いつでも、どこでも、だれとでも、というユビキタス社会の到来により、様々な状況下での利用が想定されている。この利用される状況の一つには水周りでの利用シーンも想定されており、防水性を有する製品の発表が相次いでいる。また、製品の差別化のための機能として、イルミネーション機能を求められることがよくあり、防水機種におけるイルミネーション機能の要求性も高い。

例えば、特許文献１には、ハウジングの外周に沿う枠形状の透明または半透明なシール部材と、このシール部材の密封領域内に配設された光源素子からなるシール構造体が開示されている。この態様において、光源素子から射出された光はシール部材内に取り込まれ、シール部材の少なくとも一部を発光させる（特許文献１参照）。

国際公開第２０１２／０５３２６９号

以下の分析は、本願発明者により与えられる。

しかしながら、特許文献１に開示されているシール構造体では、発光手段からの光の入光部がシール部材の一辺上にしか設けられていない。したがって、発光手段から射出される光を、シール部材上の入光部位から遠位にある部分（例えば、枠形状における、相対する辺上の部分）にまで均一に導くことは困難であり、この遠位の部分では、光の減衰により発光が弱くなるなど、発光の程度にムラが生じてしまうため著しく美観が損なわれるという問題があった。

本発明の課題は、携帯電話をはじめとする携帯機器に使用可能であり、機器に防水性および、均一でムラのないイルミネーション機能を一体として付与することを可能にする防水構造を提供することにある。

本発明の一視点によれば、筐体ケースと筐体カバーとの間に防水パッキンが配設される防水構造であって、当該防水パッキンは光透過性を有する材質からなり、当該防水パッキンには、少なくとも一つの入光部が当該防水パッキンの相対する辺のそれぞれの辺に配設され、当該防水パッキンの少なくとも一部分が筐体外に露出していることを特徴とする防水構造が提供される。

本発明に係る防水構造は、防水パッキンに均一なイルミネーション機能を付与することにより、この防水構造が使用される機器に、防水性を与えかつ均一なイルミネーション機能をも付加することに貢献する。

実施形態１に係る防水構造を有する機器（ここでは、折りたたみ式携帯電話である）の概略斜視図である。 実施形態１に係る防水構造の概略分解斜視図である。 実施形態１に係る防水パッキンの筐体ケース側からみた概略外形図である。 実施形態１に係る防水構造の、図２のＡ−Ａ´間で切断した分解断面図である。 実施形態１に係る防水構造の、図１のＡ−Ａ´間で切断した断面図である。 実施形態１に係る防水構造の、図１のＢ−Ｂ´間で切断した断面図である。 実施形態１に係る防水構造の、図４の分解断面図の点線で囲まれた領域の部分拡大図である。 実施形態１に係る防水構造の、図６の断面図の点線で囲まれた領域の部分拡大図である。 実施形態２に係る防水構造を有する機器（ここでは、折りたたみ式携帯電話である）の概略斜視図である。 実施形態２に係る防水構造の概略分解斜視図である。 実施形態２に係る防水構造の、図１０のＡ−Ａ´間で切断した分解断面図である。 実施形態２に係る防水構造の、図９のＡ−Ａ´間で切断した断面図である。 実施形態２に係る防水構造の、図９のＢ−Ｂ´間で切断した断面図である。 実施形態２に係る防水構造の、図１１の分解断面図の点線で囲まれた領域の部分拡大図である。 従来型のイルミネーション機能付与防水構造の概略分解斜視図である。

はじめに実施形態の概要について図面を参照して説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。

［実施形態１］
実施形態１に係る防水構造について図面を用いて以下に説明する。

図１は、実施形態１に係る防水構造１を有する機器（ここでは、一例として折りたたみ式携帯電話を表している）の概略斜視図であり、図２は、実施形態１に係る防水構造１の概略分解斜視図である。また、図３は、筐体ケース４側から見た実施形態１に係る防水パッキン３の概略外形図である。

図４には、実施形態１に係る防水構造１の、図２のＡ−Ａ´間で切断した分解断面図が描かれ、図５には、実施形態１に係る防水構造１の、図１のＡ−Ａ´間で切断した断面図が描かれている。さらに、図６には、実施形態１に係る防水構造１の、図１のＢ−Ｂ´間で切断した断面図が描かれている。

図７には、実施形態１に係る防水構造１の、図４の分解断面図の点線で囲まれた領域の部分拡大図が描かれ、図８には、実施形態１に係る防水構造１の、図６の断面図の点線で囲まれた領域の部分拡大図が描かれている。

防水構造１は、それが取り付けられた機器に防水性を付与すると共に、防水パッキン３自体が均一に発光することにより、機器のデザイン性を向上させることが可能な防水構造である。防水構造１は、例えば、携帯電話機、スマートフォン等の、防水性が必要な携帯型の電子機器に実装される。

防水構造１は、主な構成部として、筐体カバー２と、光透過性の防水パッキン３と、筐体ケース４と、を有する。防水パッキン３は、筐体カバー２と筐体ケース４の間に挟まれて配設されており、これにより筐体を密封する。防水パッキン３の相対する辺（すなわち、対向する辺）のそれぞれの辺には、少なくとも一つの入光部３ｉが配設されている（図３参照）。また、防水パッキン３の一部分が、機器に実装された状態で、筐体外部に露出している（例えば、図５または図６参照）。

防水パッキン３は、筐体ケース４に圧縮して嵌められ、収納されている。筐体ケース４への防水パッキン３の挿入時には、機器への実装時に筐体外部に露出する部分（例えば図８における、発光部３ｇ）は潰れて圧入されるが、嵌合完了時には元の形状を回復し、固定される。

筐体内に配設された発光手段５（図中においては、図８を除き発光手段５は省略してある）から射出された光は、防水パッキン３の相対する辺のそれぞれの辺に配設された少なくとも一つの入光部３ｉ（例えば図３では、枠形状の防水パッキン３の左右の二辺の内側中央に、各一箇所ずつ入光部３ｉが突出して配設されている）を介して防水パッキン３内に導光される。防水パッキン３は、光透過性を有する材質からなるので、複数の入光部３ｉから防水パッキン３に入った光が、防水パッキン３の内部をめぐることにより、防水パッキン３全体が発光する。ある一つの入光部３ｉから入った光は、防水パッキン３の内部を通り、相対する辺に到達するまでに減衰してしまうため、相対する辺に配設された他の入光部３ｉから入る光で光量を補っている。かくて、防水パッキン３を均一にムラなく発光させることができる。防水パッキン３の一部分（図８、発光部３ｇ）は、機器に実装された状態で、筐体外に露出しているため、発光した防水パッキン３が筐体外部から視認できる。

防水パッキン３は、光透過性の材質からなる弾性を有する部材であり、筐体の合わせ部分から筐体内に水が浸入するのを防ぎ、かつイルミネーション機能をも有するものである。

防水パッキン３の形状は、防水性を確保しなければならない領域の形状に応じて適宜変更され得るが、例えば、楕円形または矩形の枠状などで良い。防水パッキン３の断面形状は、防水性を確保でき、かつ防水パッキン３の一部分が筐体外に露出する形状であれば特に限定されない。図７においては、筐体カバー２と筐体ケース４で防水パッキン３を挟み込んで圧縮することにより、筐体カバー２の天面２ａと防水パッキン３の天面３ａ、筐体ケース４の底面４ａと防水パッキン３の底面３ｂ、筐体ケース４の外側側面４ｂと防水パッキン３の発光部側面３ｃ、筐体ケース４の内側側面４ｃと防水パッキン３の側面３ｄ、および、入光部嵌合溝４ｄと入光部３ｉの間（図２参照）が圧縮固定される（ないしは、密着する）ので、筐体カバー２と筐体ケース４の間に生じる合わせ部分が弾性部材で塞がれることとなり、確実な止水効果が得られる。また、防水パッキン３の一部分（図８、発光部３ｇ）は、筐体外に露出している。

防水パッキン３には、弾性を有することに加え、入光部３ｉから防水パッキン３内部に入った光が防水パッキン３全体に広がるように、透明又は半透明の（すなわち、光透過性を有する）材質が使用される。例えば、透明または半透明性のシリコンゴムを使用することができる。

防水パッキン３の、筐体外に露出する部分である発光部３ｇは、半円状の断面形状を有しても良く、この半円形状によって凸レンズのように集光させることにより、より明るい光を外部から視認することができる。

防水パッキン３の屈曲部には、光反射用面を有する反射部３ｊを有しても良い（図３参照、ここでは防水パッキン３の四隅にそれぞれ反射部３ｊが設けられている）。防水パッキン３内をめぐる光を反射部３ｊによって反射させることにより、光の進行方向を制御することができる。その結果、防水パッキン３の全体に効率良く光を誘導することができ、さらには、少ない数の発光手段でも防水パッキン３の全体に導光させることができるため、部品点数の削減も達成できる。

入光部３ｉの断面形状は、図８に記載されるように、上側（すなわち、筐体カバー２に相対する面）に上方傾斜面３ｋおよび下側（すなわち、筐体ケース４に相対する面）に下方傾斜面３ｌの少なくとも一方を有する、光の進行方向（図８中、防水パッキン３に入光する方向、白抜き矢印で示す方向）に向って窄まる形状であっても良い。上方傾斜面３ｋの傾斜角度αは、発光手段５から入光部３ｉに入ってくる光の面（図８中、矢印方向の面）から、３０°から６０°の角度を有することが好ましい。同様に、下方傾斜面３ｌの傾斜角度βは、発光手段５から入光部３ｉに入ってくる光の面（図８中、矢印方向の面）から、３０°から６０°の角度を有することが好ましい。入光部３ｉにこれらの傾斜角度を付けることにより、防水パッキン３に入る光を集光させることができる。

筐体カバー２および筐体ケース４は、樹脂材料や金属材料を使用することができる。

発光手段５は、光を発する機能を有する。発光手段５としては、ＬＥＤなどが好ましい。また、異なる色を発光可能であってもよい。発光手段５の配設位置は、防水パッキン３の入光部３ｉへ光を伝達することが可能であれば、特に限定されない。例えば図８に示されるように、入光部３ｉに接して配設されても良い。

本実施形態において、任意の場所に水圧センサ６を備えることが可能である。例えば、入力として水圧センサ６によって外部の圧力を検出し、出力を発光手段５の発光の強弱や光をＲＧＢ変化色とした回路を組み込むことにより、水中での水深の変化（すなわち、検出された圧力の変化）を光の変化に変換して、防水構造により表示する装置を提供することが可能である。

［実施形態２］
実施形態２に係る防水構造について図面を用いて以下に説明する。なお、実施形態１と同一の構成および形態に関しては説明を省略する。

図９は、実施形態２に係る防水構造１１を有する機器（ここでは、一例として折りたたみ式携帯電話を表している）の概略斜視図であり、図１０は、実施形態２に係る防水構造１１の概略分解斜視図である。

図１１には、実施形態２に係る防水構造１１の、図１０のＡ−Ａ´間で切断した分解断面図が描かれ、図１２には、実施形態２に係る防水構造１１の、図９のＡ−Ａ´間で切断した断面図が描かれている。さらに、図１３には、実施形態２に係る防水構造１１の、図９のＢ−Ｂ´間で切断した断面図が描かれている。

図１４には、実施形態２に係る防水構造１１の、図１１の分解断面図の点線で囲まれた領域の部分拡大図が描かれている。

実施形態２は、実施形態１の変形例であり、防水パッキン３が筐体カバー１２および筐体ケース１４により挟まれる際に、発光部３ｇの上下部分が筐体カバー１２および筐体ケース１４に挟まれる構造である（防水構造１１、図１１または１２参照）。図１４においては、筐体カバー１２と筐体ケース１４で防水パッキン３を挟み込んで圧縮することにより、筐体カバー１２の天面１２ａと防水パッキン３の天面３ａ、筐体ケース１４の底面１４ａと防水パッキン３の底面３ｂ、筐体ケース１４の外側側面１４ｂと防水パッキン３の発光部側面３ｃ、筐体カバー１２の側面１２ｂと防水パッキン３の発光部側面３ｃ、筐体ケース１４の内側側面１４ｃと防水パッキン３の側面３ｄ、および、入光部嵌合溝１４ｄと入光部３ｉの間（図１０参照）が圧縮固定されるので、筐体カバー１２と筐体ケース１４の間に生じる合わせ部分が弾性部材で塞がれることとなり、確実な止水効果が得られる。防水パッキン３に圧縮力がかかることにより、筐体カバー１２と筐体ケース１４を密着させて防水することができる。この実施形態２によって筐体組み立ての簡素化が図られ、また、筐体カバー１２と筐体ケース１４の合わせ目部が外部から見えなくなることからデザインの面でも有利である。

これら実施形態に係る防水構造を採用することにより、防水を目的としたパッキンとイルミネーション用のレンズとを一部品として成形、装着することができ、部品点数の削減とそれによる機器の小型化、さらには組み立て工程の簡素化を図ることができる。また、防水パッキンと、筐体カバー又は筐体ケースと、の間に異物の挟み込みが生じたり、防水パッキンの切断や欠けなどが生じた場合には、防水パッキン内の導光する断面の形状が部分的に変化してしまい、その結果、筐体外部に放出される光にも影響が現われる。この影響を検出することにより、防水構造の防水機能の確認および防水パッキンの交換時期を判別することができる。

図１５は、従来型のイルミネーション機能付与防水構造の例を示す。従来型の防水構造１０１は、主に筐体カバー１０２、透明または半透明の防水パッキン１０３、および筐体ケース１０４から構成されている。防水パッキン１０３は、筐体カバー１０２および筐体ケース１０４に挟まれており、これにより筐体を密封する。枠形状の防水パッキン１０３の一辺上に、その内側に配設された発光手段１０５からの光を伝達するように入光部が配設されている。発光手段１０５から射出された光が、透明又は半透明の防水パッキン１０３の内部を伝達されることにより防水パッキン１０３が発光する。

特許文献１には、図１５に記載の形態と類似した形態が記載されており、さらに、防水パッキン（シール部材）内に効率よく光をめぐらせることを目的として、例えば発光手段を防水パッキン内に埋設させたり、または、発光手段およびその配線基盤を複層構造とし、上層と下層のそれぞれの層に計二つの発光手段を配設し、左右それぞれに光を反射させる傾斜部を設けた構成が開示されている。このような形態を用いたとしても、発光手段から射出された光がシール部材内で減衰するため、シール部材上の入光部位から遠位にある部分にまで光を均一に導くことは困難であり、また、構造も複雑となってしまっている。しかしながら、本願の発明に係る構成を用いることによって、簡便に、かつ、均一に防水パッキンを発光させることができる。

本発明に係る防水構造は、機器に防水性を与えかつ均一なイルミネーション機能をも与えることができる。特に、携帯電話機、スマートフォン等の携帯型の小型電子機器の防水手段として実装することができ、かつデザインの拡張性を与えることができる。

上記の実施形態の一部または全部は、以下の形態のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（形態１）筐体ケースと筐体カバーとの間に防水パッキンが配設される防水構造であって、当該防水パッキンは光透過性を有する材質からなり、当該防水パッキンには、少なくとも一つの入光部が当該防水パッキンの相対する辺のそれぞれの辺に配設され、当該防水パッキンの少なくとも一部分が筐体外に露出していることを特徴とする防水構造。
（形態２）前記防水構造において、前記入光部の断面形状が、光の進行方向に関して、上方傾斜面および下方傾斜面の少なくとも一方を有する形状であることが好ましい。
（形態３）前記防水構造において、前記上方傾斜面の傾斜角度が、前記入光部に入ってくる光の面から３０°から６０°であることが好ましい。
（形態４）前記防水構造において、前記下方傾斜面の傾斜角度が、前記入光部に入ってくる光の面から３０°から６０°であることが好ましい。
（形態５）前記防水構造において、前記防水パッキンの、筐体外に露出している部分の断面形状が、半円形状であることが好ましい。
（形態６）前記防水構造において、前記防水パッキンの屈曲部に反射部を備えることが好ましい。
（形態７）前記防水構造において、さらに水圧センサを備えることが好ましい。

なお、上記の特許文献の先行技術文献の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（特許請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の全開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし、選択が可能である。すなわち、本発明は、特許請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。なお、本書に記載した数値および数値範囲については、当該範囲内に含まれるあらゆる数値の代表例として記載したものあり、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。

１、１１、１０１：防水構造
２、１２、１０２：筐体カバー
２ａ、１２ａ：天面
１２ｂ：側面
３、１０３：防水パッキン（シール部材）
３ａ：天面
３ｂ：底面
３ｃ：発光部側面
３ｄ：側面
３ｇ：発光部
３ｉ：入光部
３ｊ：反射部
３ｋ：入光部の上方傾斜面
３ｌ：入光部の下方傾斜面
４、１４、１０４：筐体ケース
４ａ、１４ａ：底面
４ｂ、１４ｂ、：外側側面
４ｃ、１４ｃ：内側側面
４ｄ、１４ｄ：入光部嵌合溝
５、１０５：発光手段
６：水圧センサ

Claims (7)

1. 筐体ケースと筐体カバーとの間に防水パッキンが配設される防水構造であって、当該防水パッキンは光透過性を有する材質からなり、当該防水パッキンには、少なくとも一つの入光部が当該防水パッキンの相対する辺のそれぞれの辺に配設され、当該防水パッキンの少なくとも一部分が筐体外に露出していることを特徴とする防水構造。
2. 前記入光部の断面形状が、光の進行方向に関して、上方傾斜面および下方傾斜面の少なくとも一方を有する形状であることを特徴とする請求項１に記載の防水構造。
3. 前記上方傾斜面の傾斜角度が、前記入光部に入ってくる光の面から３０°から６０°であることを特徴とする請求項２に記載の防水構造。
4. 前記下方傾斜面の傾斜角度が、前記入光部に入ってくる光の面から３０°から６０°であることを特徴とする請求項２または３に記載の防水構造。
5. 前記防水パッキンの、筐体外に露出している部分の断面形状が、半円形状であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一に記載の防水構造。
6. 前記防水パッキンの屈曲部に反射部を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一に記載の防水構造。
7. 前記請求項１から６のいずれか一に記載の防水構造であって、さらに水圧センサを備えることを特徴とする防水構造。

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