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WO2010143488A1 - 小型電子機器用防水ガスケット - Google Patents

小型電子機器用防水ガスケット Download PDF

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WO2010143488A1
WO2010143488A1 PCT/JP2010/057925 JP2010057925W WO2010143488A1 WO 2010143488 A1 WO2010143488 A1 WO 2010143488A1 JP 2010057925 W JP2010057925 W JP 2010057925W WO 2010143488 A1 WO2010143488 A1 WO 2010143488A1
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portions
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waterproof gasket
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Nok Corp
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
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    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
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    • F16J15/10—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing

Definitions

  • the present invention relates to a waterproof gasket to be attached to an outer shell case of a small electronic device such as a mobile device or a digital camera.
  • the outer shell case of a mobile device such as a mobile phone is provided with a waterproof gasket 100 as shown in FIG. 6 between the mating surfaces of the divided portions, thereby being waterproofed.
  • This type of waterproof gasket 100 is made of a rubber-like elastic material (rubber material or synthetic resin material having rubber-like elasticity), and corresponds to the shape of the mating surface of the split part of the outer shell case, It is formed in an endless shape having corner portions 101b alternately in the circumferential direction, for example, extending in a rectangular shape with rounded corners.
  • this type of waterproof gasket 100 has a mountain-shaped main seal portion 101 and a plurality of seating seal portions 102 on the opposite side, and one case member (for example, a case) constituting an outer shell case.
  • (Main body) 201 is held in a gasket holding groove 201a formed along the outer periphery thereof, and in the assembled state of the outer shell case, the main seal portion 101 is in close contact with the other case member (for example, front panel) 202, When the seating seal portion 102 is seated in close contact with the bottom surface of the gasket holding groove 201a, a sealing function against external dust, water, and the like is exhibited.
  • the present invention has been made in view of the above points, and its technical problem is that the waterproof gasket is mounted on the outer shell case of a small electronic device. It is to prevent a partial increase in the compression reaction force at the corner portion.
  • a waterproof gasket for a small electronic device is provided around one of the first and second case members constituting the outer shell case of the small electronic device.
  • a main seal portion in close contact with the other and a seating seal portion in close contact with the bottom surface of the gasket holding groove are formed, and the straight portion projects in the width direction between the main seal portion and the seating seal portion.
  • a shoulder portion is formed adjacent to the inner side surface of the groove shoulder of the gasket holding groove, and the corner portion has a width between the main seal portion and the seating seal portion relative to the shoulder portion in the width direction. In which setback that withdrawal was formed.
  • the waterproof gasket has the main seal portion at the straight portion.
  • the shoulder part that protrudes between the seating seal part and the seating seal part is supported by contacting the inner surface of the groove shoulder of the gasket holding groove, and the corner part of the waterproof gasket is not bent easily by being bent greatly. Therefore, the waterproof gasket is prevented from falling in the gasket holding groove, and the required seal surface pressure of the main seal portion is ensured.
  • this type of gasket has a greater reaction force when subjected to compression at the corner than at the straight portion.
  • the corner portion has a gap between the main seal portion and the seating seal portion. Is a receding portion that recedes in the width direction relative to the shoulder portion in the straight portion, the filling rate in the gasket holding groove is reduced correspondingly, and the reaction force against compression is suppressed.
  • the shoulder portion provided in the straight portion makes it difficult for the waterproof gasket to fall within the gasket holding groove, and prevents an increase in the compression reaction force at the corner portion. can do.
  • FIG. 3 and the corner part made into the cross-sectional shape of FIG. 4 are compressed. It is the top view which looked at the conventional waterproof gasket for small electronic devices from the compression direction. It is a fragmentary sectional view of the mounting state which shows the conventional waterproof gasket for small electronic devices.
  • the waterproof gasket 1 shown in FIGS. 1 and 2 is interposed between the first case member 2 and the second case member 3 shown in FIGS. 3 and 4 in an appropriately compressed state, It has a waterproof function and an external dust intrusion preventing function.
  • the first case member 2 and the second case member 3 constitute an outer shell case of a lower unit such as a mobile phone or an upper unit by being assembled in a state where the outer peripheral portions abut each other.
  • a gasket holding groove 21 extending in a rectangular shape with rounded corners is formed along the outer periphery of the surface of the first case member 2 facing the second case member 3. Accordingly, the waterproof gasket 1 held in the gasket holding groove 21 also corresponds to this, and as shown in FIG. 1, a rectangular with rounded corners having straight portions 1A and curved corner portions 1B alternately in the circumferential direction. It extends in an endless shape.
  • the waterproof gasket 1 is made of a rubber-like elastic material (rubber material or synthetic resin material having rubber-like elasticity), and is formed with a width that can be loosely fitted in the gasket holding groove 21, as shown in FIGS. 3 and 4.
  • the main seal portion 11 having a mountain-shaped cross section that protrudes outward from the gasket holding groove 21 and is in close contact with the second case member 3, and faces away from the main seal portion 11, is placed on the bottom surface 21 a of the gasket holding groove 21. It has a pair of seating seal portions 12 which are parallel to each other and have a cross-sectional arc shape.
  • each straight portion 1 ⁇ / b> A in the waterproof gasket 1 is formed with a pair of inner and outer peripheral shoulder portions 13 projecting to both sides in the width direction between the main seal portion 11 and the seating seal portion 12.
  • the shoulder portion 13 is formed at a height similar to the groove shoulder 21 b in the gasket holding groove 21, and the outer surface 13 a is substantially flush with the outer surface of the seating seal portion 12. . Therefore, in a state where the waterproof gasket 1 is held in the gasket holding groove 21, the shoulder portion 13 is brought close to the inner surface of the groove shoulder 21b with a slight gap.
  • each corner portion 1 ⁇ / b> B in the waterproof gasket 1 is relatively between the main seal portion 11 and the seating seal portion 12 relative to the width direction from the shoulder portion 13 described above.
  • a pair of retreating portions 14 are formed that are retreated in the inner and outer peripheries.
  • the receding portion 14 is formed as an extended surface from the slopes on both sides of the main seal portion 11 in the width direction, and the boundary between the shoulder portion 13 and the receding portion 14 in the straight portion 1A is gently formed.
  • the end 13b has a gradually raised height toward the corner 1B. For this reason, as FIG. 2 shows, the cross-sectional shape of the waterproof gasket 1 is changing continuously between the straight part 1A and the corner part 1B.
  • the cross-sectional area of the waterproof gasket 1 is such that the gasket 1 is filled between the bottom surface 21 a of the gasket holding groove 21 and the second case member 3 in the first case member 2. It is preferable that the ratio does not exceed 100% and the side surfaces are in a size that is as close as possible to both inner side surfaces of the gasket holding groove 21. This is because when the filling rate of the waterproof gasket 1 in the gasket holding groove 21 reaches 100% due to compression, the compression reaction force becomes remarkably large at that time.
  • the waterproof gasket 1 for small electronic devices having the above-described configuration, an external force in the direction of tilting the straight portion 1A is applied to the waterproof gasket 1 in the gasket holding groove 21 in the process of assembling the outer shell case of a mobile phone or the like.
  • the straight portion 1 ⁇ / b> A is supported when one of the shoulder portions 13, 13 formed on the inner and outer peripheries contacts the inner side surface of one groove shoulder 21 b in the gasket holding groove 21. For this reason, the fall of the straight portion 1A is suppressed, and a required seal surface pressure of the main seal portion 11 is ensured.
  • the corner portion 1B is curved at 90 degrees while being curved in an arc shape, so that the corner portion 1B is not easily collapsed. Therefore, the fall of the corner portion 1B is also suppressed to a small extent.
  • the width of the waterproof gasket 1 is slightly smaller than the width of the gasket holding groove 21, that is, the waterproof gasket 1 is loosely fitted in the gasket holding groove 21, so that the ease of mounting is also ensured.
  • FIG. 5 shows the result of FEM analysis of the reaction force when the straight portion having the cross-sectional shape of FIG. 3 and the corner portion having the cross-sectional shape of FIG. 4 are compressed. From this result, it was confirmed that the compression reaction force of the corner portion can be effectively suppressed according to the present invention.

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Abstract

　小型電子機器の外殻ケースに装着される防水ガスケット１において、ガスケット保持溝内での倒れを生じにくくすると共に、コーナー部１Ｂでの圧縮反力の増大を防止する。　このため、本発明の小型電子機器用防水ガスケットは、ストレート部１Ａとコーナー部１Ｂを周方向交互に有し、メインシール部１１と、ガスケット保持溝の底面に密接される着座シール部１２が形成され、ストレート部１Ａには、メインシール部１１と着座シール部１２との間で幅方向へ張り出してガスケット保持溝の溝肩の内側面に近接される肩部１３が形成され、コーナー部１Ｂには、メインシール部１１と着座シール部１２との間が肩部１３より相対的に幅方向へ後退した後退部１４が形成されたものとする。

Description

小型電子機器用防水ガスケット
　本発明は、モバイル機器やデジタルカメラなど、小型電子機器の外殻ケースに装着される防水ガスケットに関する。
　携帯電話機などモバイル機器の外殻ケースは、その分割部の合わせ面間に、図６に示されるような防水ガスケット１００が介装され、これによって防水が図られている。この種の防水ガスケット１００はゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）からなるものであって、外殻ケースの分割部の合わせ面形状に対応して、ストレート部１０１ａとコーナー部１０１ｂを周方向交互に有する、たとえば角を丸めた長方形状に延びるエンドレス形状に形成されている。
　そしてこの種の防水ガスケット１００は図７に示されるように、山形のメインシール部１０１とその反対側の複数の着座シール部１０２を有し、外殻ケースを構成する一方のケース部材（例えばケース本体）２０１にその外周に沿って形成されたガスケット保持溝２０１ａ内に保持され、外殻ケースの組立状態において、メインシール部１０１が他方のケース部材（例えばフロントパネル）２０２に密接されると共に、着座シール部１０２が、ガスケット保持溝２０１ａの底面に密接状態に着座されることにより、外部のダストや水などに対する密封機能を発揮するものである。
　また、外殻ケース（ケース部材２０１とケース部材２０２）の組立過程などにおいて、防水ガスケット１００がガスケット保持溝２０１ａ内で倒れたりすると密封性が損なわれ、僅かな水圧でも外部からの水の侵入を生じてしまうことから、従来、防水ガスケット１００には、メインシール部１０１と着座シール部１０２との間の両側面部に、倒れを防止するための肩部１０３を全周連続して張り出し形成することが知られている（下記の特許文献１参照）。
特開２００８－２４９１３９号公報
　ところが、上記従来の防水ガスケット１００によれば、図６に示される周方向複数個所に存在するコーナー部１０１ｂで圧縮に対する反力が大きくなる問題が指摘されている。しかも近年は、モバイル機器の小型化がますます進んでいるため、その外殻ケースも薄肉化による強度低下が避けられない状況にあり、防水ガスケット１００の圧縮反力がそのコーナー部１０１ｂで部分的に大きい場合、それに起因して外殻ケース（ケース部材２０１及びケース部材２０２）に変形を生じやすくなる問題があった。
　本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、小型電子機器の外殻ケースに装着される防水ガスケットにおいて、ガスケット保持溝内での防水ガスケットの倒れを生じにくくすると共に、コーナー部での圧縮反力の部分的な増大を防止することにある。
　上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、本発明に係る小型電子機器用防水ガスケットは、小型電子機器の外殻ケースを構成する第一及び第二ケース部材のうち一方に周設されたガスケット保持溝に保持されるものであって、前記第一及び第二ケース部材の外周形状に対応したストレート部とコーナー部を周方向交互に有し、前記第一及び第二ケース部材のうち他方に密接されるメインシール部と、前記ガスケット保持溝の底面に密接される着座シール部が形成され、前記ストレート部には、前記メインシール部と着座シール部との間で幅方向へ張り出して前記ガスケット保持溝の溝肩の内側面に近接される肩部が形成され、前記コーナー部には、前記メインシール部と着座シール部との間が前記肩部より相対的に幅方向へ後退した後退部が形成されたものである。
　上記構成によれば、小型電子機器の外殻ケースの組立過程などにおいて、ガスケット保持溝に収容した防水ガスケットに倒れる方向の外力が作用しても、この防水ガスケットは、そのストレート部においてメインシール部と着座シール部との間に張り出し形成された肩部が、ガスケット保持溝の溝肩の内側面に接触することにより支持され、防水ガスケットのコーナー部は大きく曲がっていることによって倒れにくいものとなっていることから、ガスケット保持溝内での防水ガスケットの倒れが抑制され、メインシール部の所要のシール面圧が確保される。
　また、一般的にこの種のガスケットは圧縮を受けた時の反力がストレート部よりもコーナー部で大きくなるが、上記構成によれば、前記コーナー部ではメインシール部と着座シール部との間がストレート部における肩部より相対的に幅方向へ後退した後退部となっているため、その分、ガスケット保持溝内での充填率が低くなり、圧縮に対する反力が抑制される。
　本発明に係る小型電子機器用防水ガスケットによれば、ストレート部に設けた肩部によって、ガスケット保持溝内での防水ガスケットの倒れが生じにくくなり、しかもコーナー部での圧縮反力の増大を防止することができる。
本発明に係る小型電子機器用防水ガスケットをその圧縮方向から見た平面図である。 本発明に係る小型電子機器用防水ガスケットにおける周方向複数個所の断面形状を示す断面斜視図平面図である。 本発明に係る小型電子機器用防水ガスケットをストレート部で切断して示す装着状態の部分断面図である。 本発明に係る小型電子機器用防水ガスケットをコーナー部で切断して示す装着状態の部分断面図である。 図３の断面形状としたストレート部と図４の断面形状としたコーナー部を圧縮したときの反力をＦＥＭ解析した結果を示す線図である。 従来の小型電子機器用防水ガスケットをその圧縮方向から見た平面図である。 従来の小型電子機器用防水ガスケットを示す装着状態の部分断面図である。
　以下、本発明に係る小型電子機器用防水ガスケットを実施するための好ましい形態について、図面を参照しながら説明する。図１及び図２に示される防水ガスケット１は、図３及び図４に示される第一ケース部材２と第二ケース部材３との間に適当に圧縮された状態で介装されることにより、防水機能及び外部ダストの侵入防止機能を奏するものである。
　詳しくは、第一ケース部材２と第二ケース部材３は、外周部が互いに衝合した状態に組み立てられることによって、携帯電話機などの下部ユニットや上部ユニットの外殻ケースを構成するものである。第一ケース部材２における第二ケース部材３との対向面には、その外周に沿って、角を丸めた長方形状に延びるガスケット保持溝２１が形成されている。したがって、このガスケット保持溝２１に保持される防水ガスケット１もこれに対応して、図１に示されるように、ストレート部１Ａと湾曲したコーナー部１Ｂを周方向交互に有する、角を丸めた長方形状のエンドレス形状に延びるものである。
　防水ガスケット１は、ゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）からなるものであって、ガスケット保持溝２１に遊嵌可能な幅で形成され、図３及び図４に示されるように、ガスケット保持溝２１の外側へ突出して第二ケース部材３に密接される断面山形のメインシール部１１と、その反対側を向き、ガスケット保持溝２１の底面２１ａに着座される内外周一対の断面円弧形の互いに平行な着座シール部１２を有する。
　防水ガスケット１における各ストレート部１Ａには、図２に示されるように、メインシール部１１と着座シール部１２との間で幅方向両側へ張り出した内外周一対の肩部１３が形成されている。この肩部１３は、図３に示されるように、ガスケット保持溝２１における溝肩２１ｂと近似した高さに形成され、外側面１３ａが着座シール部１２の外側面と略同一平面をなしている。したがって防水ガスケット１をガスケット保持溝２１に保持した状態では、肩部１３は溝肩２１ｂの内側面に対して僅かな隙間をもって近接されるようになっている。
　一方、防水ガスケット１における各コーナー部１Ｂには、図２及び図４に示されるように、メインシール部１１と着座シール部１２との間で上述の肩部１３より幅方向に対して相対的に後退した内外周一対の後退部１４が形成されている。またこの後退部１４は、メインシール部１１の幅方向両側の斜面からの延長面として形成され、ストレート部１Ａにおける肩部１３と後退部１４との境界はなだらかに形成され、言い換えれば肩部１３の端部１３ｂはコーナー部１Ｂ側へ向けて隆起高さが漸次低くなっている。このため図２に示されるように、ストレート部１Ａとコーナー部１Ｂとの間で、防水ガスケット１の断面形状が連続的に変化している。
　なお、防水ガスケット１の断面積は、第一ケース部材２におけるガスケット保持溝２１の底面２１ａと第二ケース部材３との間で圧縮されたときの、前記ガスケット保持溝２１に対する防水ガスケット１の充填率が100％を越えず、両側面がガスケット保持溝２１の両内側面に可及的に接近した状態となる大きさとすることが好ましい。これは、圧縮によってガスケット保持溝２１内の防水ガスケット１の充填率が100％に達すると、その時点で圧縮反力が著しく大きくなってしまうからである。
　上述の構成を備える小型電子機器用防水ガスケット１によれば、携帯電話機などの外殻ケースの組立過程などにおいて、ガスケット保持溝２１内の防水ガスケット１にストレート部１Ａを倒す方向の外力が加わった場合、このストレート部１Ａは、内外周に形成された肩部１３，１３のうち一方が、ガスケット保持溝２１における一方の溝肩２１ｂの内側面に接触することによって支持される。このため、ストレート部１Ａの倒れが抑制され、メインシール部１１の所要のシール面圧が確保される。
　また、ガスケット保持溝２１内の防水ガスケット１にコーナー部１Ｂを倒す方向の外力が加わった場合、このコーナー部１Ｂは、円弧状に湾曲しながら90度にカーブしているため、もともと倒れにくいものとなっていることから、コーナー部１Ｂの倒れも小さく抑制される。
　このため、防水ガスケット１の倒れに起因するメインシール部１１のシール面圧の低下が抑制され、所要の防水性を確保することができる。また、防水ガスケット１の幅はガスケット保持溝２１の幅より僅かに小さく、すなわち防水ガスケット１はガスケット保持溝２１に遊嵌されるものであるため、装着の容易性も確保される。
　また、この種の防水ガスケット１は、全周にわたって断面が同形同大である場合、圧縮を受けた時の反力がストレート部１Ａよりもコーナー部１Ｂで大きくなることが知られている。しかしながら、上記構成によれば、コーナー部１Ｂではメインシール部１１と着座シール部１２との間がストレート部１Ａにおける肩部１３より相対的に幅方向へ後退した後退部１４となっているため、その分ボリュームが小さくなり、言い換えればガスケット保持溝２１内での充填率が低くなり、圧縮反力が抑制される。
　したがって、防水ガスケット１の圧縮反力がそのコーナー部１Ｂで部分的に大きくなることに起因して外殻ケース（第一ケース部材２及び第二ケース部材３）に変形を生じてしまうのを防止することができる。
　なお図５は、図３の断面形状としたストレート部と図４の断面形状としたコーナー部を圧縮したときの反力を、ＦＥＭ解析した結果を示すものである。この結果から、本発明によればコーナー部の圧縮反力を有効に抑制できることが確認された。
１　防水ガスケット
１Ａ　ストレート部
１Ｂ　コーナー部
１１　メインシール部
１２　着座シール部
１３　肩部
１４　後退部
２　第一ケース部材
２１　ガスケット保持溝
２１ａ　底面
２１ｂ　溝肩
３　第二ケース部材

Claims (1)

  1. 　小型電子機器の外殻ケースを構成する第一及び第二ケース部材のうち一方に周設されたガスケット保持溝に保持されるものであって、前記第一及び第二ケース部材の外周形状に対応したストレート部とコーナー部を周方向交互に有し、前記第一及び第二ケース部材のうち他方に密接されるメインシール部と、前記ガスケット保持溝の底面に密接される着座シール部が形成され、前記ストレート部には、前記メインシール部と着座シール部との間で幅方向へ張り出して前記ガスケット保持溝の溝肩の内側面に近接される肩部が形成され、前記コーナー部には、前記メインシール部と着座シール部との間が前記肩部より相対的に幅方向へ後退した後退部が形成されたことを特徴とする小型電子機器用防水ガスケット。
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