WO2012120727A1 - 防水構造、電子機器、及び防水構造の製造方法 - Google Patents

Abstract

　本発明は、開口（８）を有する筐体（７）と、筐体（７）の内部に配置され、開口（８）を塞ぐ保護パネル（１１）と、開口（８）の開口面に直交する方向における保護パネル（１１）の一方の面に配置されたＯリング（１２）と、開口（８）の開口面に直交する方向における保護パネル（１１）の他方の面に配置され、保護パネル（１１）を開口（８）の開口面に平行な方向に摺動可能に保持する摺動プレート（１３）と、保護パネル（１１）の端部に当接して配置され、保護パネル（１１）を開口（８）の開口面に平行な方向に変位可能に支持するバネ部材（１４）と、を備える。保護パネル（１１）は、Ｏリング（１２）と摺動プレート（１３）との間に挟まれて筐体（７）に支持されている。

Description

防水構造、電子機器、及び防水構造の製造方法

　本発明は、電子機器の筐体の開口における防水構造、この防水構造を備える電子機器、及び防水構造の製造方法に関する。

　表示パネルを備える携帯端末等の電子機器は、一般に、筐体の開口に対向して表示パネルが配置されており、開口が、保護パネルによって閉じられて構成されている。そして、このような電子機器は、保護パネルによって開口を気密に閉じるための防水構造を有している。この種の防水構造としては、例えば特許文献１、２に記載の構成が知られている。

　近年、表示パネルの表示を操作するためのタッチパネルを備える電子機器では、表示パネルの表示面が大型化する傾向にあり、表示面の大型化に伴ってユーザーの使用環境が大きく変化している。そのため、このような電子機器は、濡れたり衝撃が加わったりする状況になることが増えている。

　また、電子機器は、表示面のサイズが大きくなるのに伴って、構成部材の材料が有する線膨張係数に応じて電子機器に搭載できる材料の組み合わせが制限されてしまうので、防水性及び耐久性を十分に確保することが困難になっている。したがって、タッチパネルを備える電子機器では、特に、表示パネルの表示面の防水性の向上と、耐衝撃性の向上とが、強く要望されている。

　図１に、本発明に関連する防水構造の一例の断面図を示す。図１に示すように、本発明に関連する防水構造１０１は、開口１０８を有する筐体１０７と、筐体１０７の内部に開口１０８に対向して配置された液晶表示パネル１１０と、筐体１０７の外側に配置され、開口１０８を塞ぐ保護パネル１１１と、を備えている。保護パネル１１１は、液晶表示パネル１１０の表示面を保護するように配置されている。

　筐体１０７は、第１の外筐１０７ａと第２の外筐１０７ｂとが係合されて構成されている。第１の外筐１０７ａと第２の外筐１０７ｂの係合部分は、Ｏリング１１３が挟まれており、気密性が確保されている。保護パネル１１１は、第１の外筐１０７ａの外側に配置され、開口１０８の周縁部に両面接着テープ１１６によって接着されることで、開口１０８を閉じている。

実開昭５８－７８６８５号公報 特開２００５－３３３２９０号公報

　ところで、上述したように、本発明に関連する防水構造には、以下の問題があった。

　第１の課題として、各構成部材が有する線膨張係数が異なることによって、温度変化に伴って保護パネルや筐体の外形寸法に変化が生じるので、異種類の構成部材が嵌合されて組み付けられた状態では、構成部材同士がずれてしまうことである。このため、構成部材の移動量が大きい場合、両面接着テープ等の接着部材の接着力が、構成部材が移動する力に耐えられずに、接着部材が破断してしまい、防水性が損なわれてしまう問題がある。

　第２の課題として、保護パネルは、筐体の開口に接着部材で直接固定されているので、電子機器を落下したときに加わる衝撃を直接受けて破損するおそれがある。

　第３の課題は、上述の防水構造における保護パネルは、接着部材によって筐体の開口に貼り付けられているので、保護パネルの貼り付け位置のばらつきに応じて、液晶表示パネルに対向する保護パネルの対向面の中心が、開口の中心から位置ずれしてしまう。その結果、液晶表示パネルの表示面の中心と、保護パネルの対向面の中心とがずれてしまい、組立不良となる問題もある。

　そこで、本発明は、上記関連する技術の課題のいずれかを解決し、防水性を高めると共に、耐衝撃性を高めることができる防水構造、電子機器及び防水構造の製造方法を提供することを目的とする。

　上述した目的を達成するため、本発明に係る防水構造は、開口を有する筐体と、筐体の内部に配置され、開口を塞ぐ閉塞部材と、開口の開口面に直交する方向における閉塞部材の一方の面に配置された防水部材と、開口の開口面に直交する方向における閉塞部材の他方の面に配置され、閉塞部材を開口の開口面に平行な方向に摺動可能に保持する保持部材と、閉塞部材の端部に当接して配置され、閉塞部材を開口の開口面に平行な方向に変位可能に支持する弾性部材と、を備える。閉塞部材は、防水部材と保持部材との間に挟まれて筐体に支持されている。

　また、本発明に係る電子機器は、本発明の防水構造を備える。

　また、本発明に係る防水構造の製造方法は、筐体の内部に配置され筐体の開口を塞ぐ閉塞部材を、開口の開口面に直交する方向における閉塞部材の一方の面に配置された防水部材と、開口の開口面に直交する方向における閉塞部材の他方の面に配置された保持部材との間に挟むと共に、閉塞部材の端部に当接された保持部材によって、閉塞部材を開口の開口面に平行な方向に変位可能に支持する。

　本発明によれば、閉塞部材が摺動部材によって移動可能に支持され、閉塞部材に弾性部材が当接されていることによって、防水性を高めると共に、耐衝撃性を高めることができる。

本発明に関連する防水構造を示す断面図である。 第１の実施形態の電子機器を示す斜視図である。 第１の実施形態の電子機器が備える防水構造の要部を示す断面図である。 第１の実施形態における防水構造の摺動プレートを示す斜視図である。 第１の実施形態における防水構造の動作を説明するための断面図である。 第２の実施形態における防水構造を示す断面図である。 第３の実施形態における防水構造を示す断面図である。 第４の実施形態における防水構造を示す断面図である。 第５の実施形態における防水構造を示す断面図である。

　以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。

　（第１の実施形態）
　図２に、第１の実施形態の電子機器の斜視図を示す。図３に、第１の実施形態の電子機器が備える防水構造の要部の断面図を示す。

　図２及び図３に示すように、第１の実施形態の電子機器は、筐体７の外部から内部に液体が浸入するのを防ぐ防水構造１を備えている。

　図３に示すように、防水構造１は、開口８を有する筐体７と、筐体７の内部に開口８に対向して配置された表示素子としての液晶表示パネル１０と、筐体７の内部に配置されて開口８を塞ぐ閉塞部材としての保護パネル１１と、開口８の開口面に直交する方向における保護パネル１１の一方の面に配置された防水部材としてのＯリング１２と、開口８の開口面に直交する方向における保護パネル１１の他方の面に配置され、保護パネル１１を開口８の開口面に平行な方向に摺動可能に保持する保持部材としての摺動プレート１３と、開口８の開口面に平行な方向における保護パネル１１の端部に当接して配置され、保護パネル１１を開口８の開口面に平行な方向に変位可能に支持する弾性部材としてのバネ部材１４と、を備える。なお、本発明において、開口８の開口面とは、開口８の周縁を含む仮想的な面を指す。

　筐体７は、開口８の開口面に直交する方向における保護パネル１１の外方の面側に配置される第１の外筐７ａと、開口８の開口面に直交する方向における保護パネル１１の内方の面側に配置される第２の外筐７ｂと、を有している。第１の外筐７ａは、開口８ａを有しており、この開口８ａの周縁部に、保護パネル１１の一方の面に対向する対向面１６ａが形成されている。第２の外筐７ｂは、開口８ｂを有しており、この開口８ｂの周縁部に、保護パネル１１の他方の面に対向する対向面１６ｂが形成されている。第１の外筐７ａの開口８ａは、第２の外筐７ｂの開口８ｂよりも小さく形成されている。

　第１の外筐７ａと第２の外筐７ｂは、対向面１６ａ，１６ｂを対向させた状態でネジ１７によって固定されており、第１の外筐７ａと第２の外筐７ｂとの間に、保護パネル１１が配置されている。

　液晶表示パネル１０は、第２の外筐７ｂの開口８ｂ内に設けられており、液晶表示パネル１０の表示面が、保護パネル１１に対向して配置されている。なお、表示素子としては、液晶表示パネルに限定されるものではなく、例えば有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネル等の他の表示素子が用いられてもよいことは勿論である。

　保護パネル１１は、光透過性を有する材料によって平板状に形成されており、液晶表示パネル１０の表示面が、筐体７の外側から視認することが可能である。保護パネル１１は、液晶表示パネル１０の表示面よりも大きな面積を有している。保護パネル１１は、Ｏリング１２と摺動プレート１３との間に挟まれて筐体７に支持されている。

　Ｏリング１２は、第１の外筐７ａの対向面１６ａに設けられた溝１８に係合されており、保護パネル１１の全周に沿って配置されている。

　また、第１の外筐７ａには、第２の外筐７ｂが係合する係合凹部２０ａが形成されている。第２の外筐７ｂには、第１の外筐７ａの係合凹部２０ａに係合する係合凸部２０ｂが形成されている。そして、第１の外筐７ａと第２の外筐７ｂは、係合凹部２０ａと係合凸部２０ｂとの間に別のＯリング２１が設けられており、係合凹部２０ａと係合凸部２０ｂとの係合部分が気密に閉じられている。

　図４に、第１の実施形態における防水構造１の摺動プレート１３の斜視図を示す。摺動プレート１３は、例えば摺動性に優れたＰＯＭ（ポリアセタール）等の樹脂材料や、シリコンゴムによって形成されている。また、摺動プレート１３としては、テトラフルオロエチレンからなるテープ材が、クッション材に接合されたものが用いられてもよい。

　摺動プレート１３は、図４に示すように、四角形の枠状などの環状をなす板状に形成されており、保護パネル１１に対してＯリング１２の反対側の位置に、保護パネル１１の全周に沿って配置されている。このため、筐体７の開口８は、保護パネル１１とＯリング１２によって気密に閉じられている。なお、摺動プレートとして、高分子材料等の防水性に優れた材料を用いることによって、必要に応じて防水性を更に高めることも可能である。

　第１の外筐７ａには、保護パネル１１の端面に対向する位置に、バネ部材１４を保持する保持凹部２３が形成されており、バネ部材１４が保持凹部２３内に保持されている。バネ部材１４は、金属材料やエラストマ等の樹脂材料によって形成されており、保護パネル１１の端面に当接する弾性変形片１４ａを有している。

　バネ部材１４は、保護パネル１１の端面に当接された弾性変形片１４ａが弾性変位することによって、保護パネル１１を、開口８の開口面に平行な図３中矢印ａ方向に変位可能に保持する。図示しないが、バネ部材１４は、保護パネル１１の外周部の各辺に沿って配置されている。

　以上のように構成された第１の実施形態における防水構造１について、保護パネル１１と摺動プレート１３の動作を説明する。図５に、第１の実施形態における防水構造１の動作を説明するための断面図を示す。

　図５に示すように、電子機器の温度変化に伴って保護パネル１１や筐体７に外形寸法の変化が生じた場合、保護パネル１１と筐体７との間で相対的な変位が生じる。このような場合であっても、防水構造１では、バネ部材１４の弾性変形片１４ａが弾性変形することで、保護パネル１１や筐体７の変位量が吸収されると共に、保護パネル１１が、摺動プレート１３によって支持された状態で摺動する。このため、保護パネル１１は、開口８の開口面に平行な方向に摺動した場合であっても、Ｏリング１２が第１の外筐７ａと保護パネル１１との間に挟まれた状態で気密性が維持されるので、防水性が十分に保たれる。

　また、電気機器を例えば落下させたときに電子機器に外部から衝撃が加わった場合も、上述と同様に動作し、保護パネル１１と筐体７との間で相対的な変位が生じる。このような場合であっても、防水構造１では、バネ部材１４の弾性変形片１４ａが弾性変形することで、保護パネル１１や筐体７の変位量が吸収されると共に、保護パネル１１が、摺動プレート１３によって支持された状態で摺動する。したがって、開口８の開口面に平行な方向に摺動した保護パネル１１と第１の外筐７ａとの間に、Ｏリング１２が挟まれた状態で気密性が維持されるので、防水性が十分に保たれる。

　上述したように、実施形態の電子機器が備える防水構造１によれば、保護パネル１１が摺動プレート１３によって摺動可能に支持され、保護パネル１１にバネ部材１４が当接されていることによって、保護パネル１１や筐体７に外形寸法の変形や外部から衝撃が加わった場合であっても、気密性を保つことができる。その結果、本実施形態によれば、防水性を高めると共に、衝撃で保護パネル１１や筐体７が破損することを防ぎ、耐衝撃性を高めることができる。

　また、本実施形態によれば、構成部材に使用できる材料の線膨張係数の制限が緩和され、構成部材として使用できる材料の組み合わせの自由度が高くなるので、耐久性が更に優れた材料を選択することが可能になる。

　また、本実施形態は、保護パネル１１の各辺に沿って配置されたバネ部材１４の弾性変形片１４ａで、保護パネル１１の外周部が保持されている。このため、液晶表示パネル１０に対向する保護パネル１１の対向面の中心と、液晶表示パネル１０の表示面の中心とが一致するように組み付けることが容易になり、組立不良の発生を低減することが可能になる。

　以下、他の実施形態について説明する。他の実施形態は、第１の実施形態と基本的な構成が同様であるので、第１の実施形態の構成部材と同一の構成部材に、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。

　（第２の実施形態）
　図６に、第２の実施形態における防水構造の断面図を示す。第２の実施形態における防水構造は、筐体の構成の簡素化を図り、筐体７を構成する第１の外筐７ａと第２の外筐７ｂとを結合するネジ１７、第１の外筐７ａと第２の外筐７ｂとの間に配置されたＯリング２１が省かれた点が、第１の実施形態と異なっている。

　図６に示すように、第２の実施形態における防水構造２は、第１の外筐２７ａと第２の外筐２７ｂを組み合わせてなる筐体２７を備えており、第１の外筐２７ａと第２の外筐２７ｂが、例えば接着剤によって接合されている。また、第１の外筐２７ａと第２の外筐２７ｂは、接着剤を用いる代わりに、熔着されることで接合されてもよい。

　また、本実施形態は、図６に示すように、開口８に対応する位置に、液晶表示パネルなどの構成部品が配置されない構成にされてもよく、上述した第１の実施形態と同様に、筐体７の開口８に対応する位置に、液晶表示パネル１０や各種の構成部品が配置されてもよいことは勿論である。

　本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、防水性及び耐衝撃性を高めることができる。加えて、第２の実施形態によれば、第１の実施形態に比べて、Ｏリング２１が削減されるので、第１の外筐２７ａ及び第２の外筐２７ｂの形状を簡素化し、構成を簡素化することができる。

　（第３の実施形態）
　図７に、第３の実施形態における防水構造の断面図を示す。第３の実施形態における防水構造は、保護パネル１１を間に挟んで、筐体７の外側に摺動プレート１３が配置されると共に、筐体７の内側にＯリング１２が配置された点が、第２の実施形態と異なっている。つまり、第３の実施形態では、第２の実施形態における摺動プレート１３とＯリング１２の配置が逆にされている。

　図７に示すように、第３の実施形態における防水構造３は、第１の外筐３７ａと第２の外筐３７ｂを組み合わせてなる筐体３７を備えている。摺動プレート１３は、開口８内に配置された保護パネル１１の外方の面に当接して配置されている。第２の外筐３７ｂには、Ｏリング１２が係合される溝３８が設けられている。Ｏリング１２は、開口８内に配置された保護パネル１１の内方の面に当接して配置されている。

　本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、防水性及び耐衝撃性を高めることができる。加えて、第３の実施形態は、摺動プレート１３とＯリング１２の配置を必要に応じて変更することで、電子機器の組立性の自由度を高めることができる。

　（第４の実施形態）
　図８に、第４の実施形態における防水構造の断面図を示す。第４の実施形態における防水構造は、液晶表示パネルが保護パネルに固定されている点が、第１の実施形態と異なっている。

　図８に示すように、第４の実施形態における防水構造４は、液晶表示パネル１０の表示面の周囲が保護パネル１１に、接着剤（不図示）を用いて接合されており、液晶表示パネル１０が保護パネル１１の内方の面に固定されている。また、液晶表示パネル１０の外周部と、第２の外筐７ｂの開口８ｂとの間に所定の間隙が設けられており、保護パネル１１と共に移動する液晶表示パネル１０が、第２の外筐７ｂの開口８ｂに当接しないように構成されている。

　本実施形態では、摺動プレート１３とバネ部材１４によって開口８の開口面に平行な方向に摺動可能に保持された保護パネル１１と、液晶表示パネル１０とが一体的に移動する。このとき、保護パネル１１と共に移動する液晶表示パネル１０が、第２の外筐７ｂの開口８ｂに当接しないように所定の間隙を設けることで、液晶表示パネル１０が衝撃で破損することが防止される。このため、保護パネル１１に対して液晶表示パネル１０を位置決めして固定することで、保護パネル１１と液晶表示パネル１０との相対位置を精度良く位置決めすることが可能になる。

　本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、防水性及び耐衝撃性を高めることができる。加えて、第４の実施形態によれば、保護パネル１１に固定された液晶表示パネル１０と、第２の外筐７ｂの開口８ｂとの間に所定の間隙を設けることで、液晶表示パネル１０が衝撃で破損することを防ぐことができる。また、第４の実施形態によれば、第１の実施形態に比べて、製造工程において保護パネル１１と液晶表示パネル１０とに相対的な位置ズレが生じることを防ぐことができる。

　（第５の実施形態）
　図９に、第５の実施形態における防水構造の断面図を示す。第５の実施形態における防水構造は、バネ部材１４の代わりに、弾性体からなるバンパー部材を備える点が、第１の実施形態と異なっている。

　図９に示すように、第５の実施形態における防水構造５は、保護パネル１１の端面に、一端が当接するようにバンパー部材５１が、筐体７の保持凹部２３に設けられている。バンパー部材５１は、例えばエラストマによって四角形の枠状に形成されており、枠状の内周部に保護パネル１１が嵌め込まれて保持されている。

　本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、防水性及び耐衝撃性を高めることができる。加えて、第５の実施形態によれば、バンパー部材５１を用いることで、弾性変形片のような、座屈するおそれがある部分を省くことが可能になるので、保護パネル１１及び筐体７を変位可能に支持する動作の信頼性を高めることができる。

　なお、本発明に係る防水構造は、例えば携帯型音楽プレーヤ、携帯型テレビ、携帯型ディスクプレーヤ等の表示パネルを備える電子機器に好ましく適用することができる。また、本発明は、上述した携帯型の電子機器に限定されるものではなく、例えばノート型パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、デスクトップ型ＰＣ、カメラ、時計等の他の電子機器に適用されてよいことは勿論である。

　以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願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、２０１１年３月４日に出願された日本出願・特願２０１１－０４７７３８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。

　　　１　防水構造
　　　７　筐体
　　　７ａ　第１の外筐
　　　７ｂ　第２の外筐
　　　８（８ａ，８ｂ）　開口
　　１１　保護パネル
　　１２　Ｏリング
　　１３　摺動プレート
　　１４　バネ部材

Claims (8)

1. 　開口を有する筐体と、
   　前記筐体の内部に配置され、前記開口を塞ぐ閉塞部材と、
   　前記開口の開口面に直交する方向における前記閉塞部材の一方の面に配置された防水部材と、
   　前記開口の開口面に直交する方向における前記閉塞部材の他方の面に配置され、前記閉塞部材を前記開口の開口面に平行な方向に摺動可能に保持する保持部材と、
   　前記閉塞部材の端部に当接して配置され、前記閉塞部材を前記開口の開口面に平行な方向に変位可能に支持する弾性部材と、を備え、
   　前記閉塞部材は、前記防水部材と前記保持部材との間に挟まれて前記筐体に支持されている、防水構造。
2. 　表示面が前記閉塞部材に対向して配置された表示素子を備える、請求項１に記載の防水構造。
3. 　前記表示素子は、前記閉塞部材に固定されている、請求項２に記載の防水構造。
4. 　前記保持部材は、前記閉塞部材の全周に沿って環状に設けられている、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の防水構造。
5. 　前記筐体は、前記開口の開口面に直交する方向における前記閉塞部材の一方の面側に配置される第１の外筐と、前記開口の開口面に直交する方向における前記閉塞部材の他方の面側に配置される第２の外筐と、を有し、
   　前記第１の外筐と前記第２の外筐との間に、別の防水部材が配置されている、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の防水構造。
6. 　前記弾性部材は、前記閉塞部材の端部に当接する弾性変形片を有している、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の防水構造。
7. 　請求項１ないし６のいずれか１項に記載の防水構造を備える電子機器。
8. 　前記筐体の内部に配置され前記筐体の開口を塞ぐ閉塞部材を、前記開口の開口面に直交する方向における前記閉塞部材の一方の面に配置された防水部材と、前記開口の開口面に直交する方向における前記閉塞部材の他方の面に配置された保持部材との間に挟むと共に、前記閉塞部材の端部に当接された前記保持部材によって、前記閉塞部材を前記開口の開口面に平行な方向に変位可能に支持する、防水構造の製造方法。

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