JP5081679B2

JP5081679B2 - 防水シール構造およびこのシール構造を設けた機器

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Publication number: JP5081679B2
Application number: JP2008076571A
Authority: JP
Inventors: 覚紀平; 清鷲埜
Original assignee: JST Mfg Co Ltd
Current assignee: JST Mfg Co Ltd
Priority date: 2008-03-24
Filing date: 2008-03-24
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2028-03-24
Also published as: JP2009228838A

Description

この発明は、防水シール構造およびこのシール構造を設けた機器に係り、詳しくは凹凸結合により防水シールを行う防水シール構造およびこのシール構造を設けた機器に関するものである。

電気および電子機器などは、内部に電子回路が収容されているので、筐体が防水構造となっている。

図１５を参照して、従来技術の一般的な防水シール構造を説明する。なお、図１５は従来技術の防水シール構造の要部を示した断面図である。
この防水シール構造１４は、上下一対の筐体１５Ａ、１５Ｂと、これら上下筐体１５Ａ、１５Ｂ間に介在させるゴム材からなるパッキン部材１６と、を有し、このパッキン部材１６は、上下筐体１５Ａ、１５Ｂに対向する面にそれぞれ少なくとも２つの山部１６_１、１６_２、及び１６_３、１６_４と１つの谷部１６_０、１６_０とを有するものを用いて、このパッキン部材１６を上下筐体１５Ａ、１５Ｂ間に挟み込んで、両筐体１５Ａ、１５Ｂに圧力を掛けることによって、シールする構造となっている。また、下記特許文献１には、結合面の周囲にＶ字形溝を形成した一対の上下カバーと、これらの上下カバーのＶ字溝に嵌る大きさの断面視で小判形のパッキンとを有し、上下カバーの各Ｖ字溝にパッキンの一部を挿入して、両カバーを押圧することによって、シールする防水用筐体構造が開示されている。
特開平９−２７５２８１号公報（段落〔００２０〕〜〔００２２〕、図７）

これらのシール構造は、一対の筐体間にパッキン部材を配設して、筐体で押圧することによってシールするので、筐体の反りや変形がし易くなる。また、パッキン部材の復元力により、筐体を係止するツメ部やネジ部近辺とその他の場所では、筐体の変形差が発生しパッキンの圧縮量もバラツキが生じて防水性能に影響を及ぼすことがある。さらに、防水効果を高めるには、パッキンの圧縮量を増やさなければならず、この圧縮量を増やすと、それに比例して、さらに筐体が変形しやすくなるなど課題がある。なお、上記特許文献１の防水用筐体構造も上下カバーの間に小判形のパッキンを挿入して圧縮する構造となっているので、防水効果を高めるには、パッキンの圧縮量を増大しなければならず、同様の課題が潜在している。

本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、筐体の反りや変形などの発生を抑制するとともに、比較的低いパッキンの押圧力で高い防水効果が得られる防水シール構造を提供することにある。

本発明の他の目的は、上記の防水シール構造を設けた機器および筐体回転部に適用した機器を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の防水シール構造は、接触面を有する第１部材と、前記第１部材の接触面に接触する接触面を設けた第２部材とを有し、前記第１、第２部材のいずれか一方を弾性部材および他方を剛性部材で形成して、互いの接触面を圧接接触させてシールした防水シール構造において、
前記第１、第２部材は、いずれか一方の部材の接触面に突起部又は凹み部および他方の部材の接触面に前記突起部又は凹み部が嵌め込まれる大きさの凹み部又は突起部をそれぞれ設けて、これらの第１、第２部材は、それぞれ対向する前記突起部および前記凹み部の芯部を所定距離偏芯させて対向配置して、前記第１、第２部材間を押圧して弾性部材からなる前記第１又は第２部材の前記突起部又は前記凹み部を相手方の剛性部材からなる前記第１又は第２部材の凹み部又は突起部へ嵌め込み結合し、
前記弾性部材からなる前記第１又は第２部材は、スライド移動しないように固定手段で固定されており、
前記固定手段は、前記第１、第２部材のいずれか一方の部材の前記接触面に前記突起部より背高の突起又は前記凹み部より深い凹み溝および他方の部材の前記接触面に前記突起又は前記凹み溝が嵌め込まれる大きさの凹み溝又は突起で構成されたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の防水シール構造において、前記突起又は凹み溝は、前記突起部及び前記凹み部の両側に設けられていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の防水シール構造において、前記凹み部は、窪み穴又はＶ字型溝で形成し、前記突起部は、前記窪み穴又はＶ字型溝に嵌る大きさの山型突起又は山型畝状突起で形成したことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は３に記載の防水シール構造において、前記突起部の頂点を通る仮想垂線と前記突起部と対向する前記凹み部の底部中心を通る仮想垂線との間の偏芯距離Ｌは、前記凹み部の上方開口の幅長をＷとして、０<Ｌ<３／４Ｗの範囲内に設定したことを特徴とする。

請求項５に記載の機器は、請求項１〜４のいずれか１つに記載の防水シール構造を設けたことを特徴とする。

本発明は、上記構成を備えることにより、以下の優れた効果を奏する。すなわち、請求項１、２の発明によれば、第１、第２部材は、それぞれ対向する突起部および凹み部の芯部を所定距離偏芯させて対向配置し、これらの第１、第２部材間を押圧して弾性部材からなる突起部又は凹み部を相手方の剛性部材で形成した凹み部又は突起部へ嵌め込み結合するので、突起部又は凹み部の弾性変形を利用して、第１、第２部材間を低い押圧力でも高い防水効果を得ることができる。したがって、部材の反りや変形等を防止し、これによるシール部材の圧縮量のばらつきを無くして安定した防水性能を実現できる。例えば、一方の第１部材に突起部を設けて剛性部材で形成し、他方の第２部材に凹み部を設けて弾性部材で形成すると、第１、第２部材の結合時に、第２部材の凹み部が弾性変形して第１部材の突起部へ嵌り込む。そして、この凹み部が突起部に嵌り込むと、凹み部が弾性変形した分、元へ戻ろうとする反力が凹み部に働き、結果として凹み部が突起部の傾斜面への反力となって強く接触される。この接触力によって、第１、第２部材間が緊密にシールされて、この部分からの水の浸入が阻止される。第１、第２部材間の応力は、従来技術のように押圧力に依存するのでなく、嵌め込まれた凹み部と突起部間の反力を利用するので、第１、第２部材を押圧する力が低くとも高いシール性能が得られる。また、第１部材又は第２部材は固定手段で固定され水平方向へスライド移動しないようにされているため、第１部材又は第２部材の固定が簡単にでき、さらに高い防水効果を得ることができる。

請求項３の発明によれば、凹み部を窪み穴又はＶ字型溝、突起部を窪み穴又はＶ字型溝に嵌る大きさの山型突起又は山型畝状突起にすることにより、凹み部および突起部の形成が簡単になる。

請求項４の発明によれば、偏芯距離Ｌを０<Ｌ<３／４Ｗの範囲内に設定することにより、第１、第２部材を押圧する力を比較的低くしても高い防水効果を得ることができるとともに、部材の反りや変形等を防止し、これによるシール部材の圧縮量のばらつきを無くして安定した防水性能を実現できる。

請求項５の発明によれば、第１、第２部材間においてシール部材の低い押圧力でも高い防水効果が得られるとともに、部材の反りや変形等を防止し、これによるシール部材の圧縮量のばらつきを無くして安定した防水性能を有する機器を実現できる。

以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための防水シール構造およびこの防水シール構造を設けた機器を例示するものであって、本発明をこの防水シール構造およびこの防水シール構造を設けた機器に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものも等しく適応し得るものである。

［実施形態］
まず、図１を参照して、本発明の防水シール構造の作用原理を説明する。なお、図１は本発明の実施形態に係る防水シール構造の要部を示し、図１Ａは一対の部材が結合される前の状態、図１Ｂは結合の途中状態、図１Ｃは結合状態を示した断面図である。
このシール構造Ａは、筐体を構成する第１部材Ｉと、パッキンを構成する第２部材IIとを有している。これらの部材のうち、第１部材Ｉは、比較的硬い部材、例えば合成樹脂材で形成され、第２部材IIは弾性を有する部材、例えばゴム又はシリコン樹脂で形成されている。第１部材Ｉは、第２部材IIと対向する面Ｉａに断面視で山型の突起部Ｔが設けられている。この突起部Ｔは、対向面Ｉａから所定高さｈ突出し、基部の幅長はＷ_１となっている。この突起部Ｔは、また、その頂点ａを通り対向面Ｉａに略直角に立設する第１仮想垂線Ｌ_１を境にして、その左右に左側から上昇した左上り傾斜面Ｔ_Ｌおよび右側からの右上り傾斜面Ｔ_Ｒを有するものとなっている。

第２部材IIは、第１部材Ｉと対向する面IIａに突起部Ｔへ嵌り入り込む大きさの断面視で凹状の凹み部Ｍが形成されている。この凹み部Ｍは、上方の開口幅長はＷ_２、深さｄとなっている。この凹み部Ｍは、最底点又は底部の中心部ｂを通り対向面IIａに対して略垂直に伸びる第２仮想垂線Ｌ_２を境にして、図１Ａの左右に左側から下った左下り傾斜面Ｍ_Ｌおよび右側からの右下り傾斜面Ｍ_Ｒを有している。第１、第２部材Ｉ、IIの幅長Ｗ_１および高さｈと開口幅長はＷ_２および深さｄとの関係は、幅長Ｗ_１と開口幅長Ｗ_２とが略同じ長さを有し、高さｈと深さｄとが略同じ長さになっている。また、左右の上り傾斜面Ｔ_Ｌ、Ｔ_Ｒと左右の下り傾斜面Ｍ_Ｌ、Ｍ_Ｒとの角度は略同じになっている。

第１、第２部材Ｉ、IIは、第２部材IIの凹み部Ｍが第１部材Ｉの突起部Ｔへ滑り込むようにして結合される。この滑り込み結合は、第１仮想垂線Ｌ_１と第２仮想垂線Ｌ_２間の距離（いわゆる、ピッチ）をＬとすると、このピッチＬは、０<Ｌ<３／４Ｗ_１の範囲に設定されている。また、この範囲は、１／４Ｗ_１≦Ｌ≦１／２Ｗ_１が好ましい。なお、このＬは、偏芯距離となっている。

図１Ａは、第１、第２部材Ｉ、IIのピッチＬは、半ピッチ、すなわち幅長Ｗ_１の２分の１ピッチずれた状態となっている。この状態で、第２部材IIの水平方向の両端を固定しておき、第１部材Ｉを上方から第２部材IIへ押し当てると、まず、第２部材IIの凹み部Ｍの左下り傾斜面Ｍ_Ｌが第１部材Ｉの左側の左上り傾斜面Ｔ_Ｌへ当接する。次いで、さらに第１部材Ｉが押込まれると、第２部材IIの凹み部Ｍの左下り傾斜面Ｍ_Ｌが左上り傾斜面Ｔ_Ｌに沿って弾性変形しながら滑り込む（図１Ｂ参照）。この滑り込み移動によって、第２部材IIの凹み部Ｍの左下り傾斜面Ｍ_Ｌが第１部材Ｉの左側の左上り傾斜面Ｔ_Ｌへ嵌り込む（図１Ｃ参照）。すなわち、図１Ｂ、図１Ｃに示すように、第２部材IIの凹み部Ｍの左下り傾斜面Ｍ_Ｌが第１部材Ｉの左側の左上り傾斜面Ｔ_Ｌへ強制的に引き付けられて、凹み部Ｍが突起部Ｔ内へ嵌り込む。この滑り込み移動は、第２部材II全体が図１Ｂの左側へスライドされるのでなく、第２部材IIの凹み部Ｍ部分が弾性変形して、この凹み部Ｍが突起部Ｔへ嵌り込む。換言すれば、突起部Ｔが凹み部Ｍを引寄せて、この突起部Ｔが凹み部Ｍへ嵌り込む。このために、第２部材IIは、水平方向へスライド移動しないように不図示の固定手段で固定されている。なお、固定手段は、例えば図１４Ｂに示すような手段によって固定される。なお、図１４Ｂの固定手段は後述する。
この防水シール構造Ａによると、第２部材IIの凹み部Ｍが弾性変形して第１部材Ｉの突起部Ｔへ嵌り込む。そして、この凹み部Ｍが突起部Ｔに嵌り込むと、凹み部Ｍが弾性変形した分、元へ戻ろうとする反力が凹み部Ｍに働き、結果として凹み部Ｍが突起部Ｔの傾斜面への反力となって強く接触される。この接触によって、第１、第２部材Ｉ、II間が緊密にシールされて、この部分からの水の浸入が阻止される。第１、第２部材Ｉ、II間の接触力は、従来技術のように押圧力に依存するのでなく、嵌め込まれた凹み部Ｍと突起部Ｔ間の復元力を利用するので、第１、第２部材Ｉ、IIを押圧する力が低くとも高いシール性能が得られる。

この防水シール構造Ａは、第１部材Ｉを筐体、第２部材IIをパッキンで構成したが、逆にして、第１部材Ｉをパッキン、第２部材IIを筐体にしてもよい。また、第１部材Ｉに突起部Ｔ、第２部材IIに凹み部Ｍを設けたが、逆にして、第１部材Ｉに凹部Ｍ、第２部材IIに突起部Ｔを設けてもよい。例えば、第１部材Ｉをパッキンに第２部材IIを筐体にして、第１部材Ｉに凹み部Ｍ、第２部材IIに突起部Ｔを設けると、両部材の結合時には、突起部Ｔが弾性変形、例えば捩れた状態で凹み部Ｍに嵌り込む。この状態によっても、防水シール効果が得られる。この場合は、弾性を有する第２部材II自体がスライド移動しないように、固定手段で固定される。また、凹み部Ｍは、所定形状の窪み穴或いは溝（例えばＶ字状溝）、一方、突起部Ｔはこの穴に嵌り込む突起或いは溝に入り込む所定の幅長を有する畝状の突起でもよい。例えば、所定長さの溝とこの溝に嵌り込む所定長さの突起にすると、これらの間で相対的な移動が可能になり、移動部材間でも防水シールすることが可能になる。

以下、この作用原理を適用した本発明の参考例を説明する。

［参考例１］
図２を参照して、本発明の参考例１に係る防水シール構造を説明する。なお、図２は本発明の参考例１に係る防水シール構造を示し、図２Ａは一対の部材が結合される前の状態、図２Ｂは結合の途中状態および図２Ｃは結合状態をそれぞれ示した断面図である。

防水シール構造Ａ−１は、筐体を構成する一対の第１、第２部材１、２と、パッキンを構成するパッキン部材３とを有し、第１、第２部材１、２に複数個の凹み部、一方パッキン部材３にこれらの凹み部へ嵌り込む突起部をそれぞれ設けた構造となっている。具体的には、防水シール構造Ａ−１は、一対の第１、第２部材１、２と、これらの部材間に介在されるパッキン部材３とを有し、第１、第２部材１、２は、パッキン部材３と対向する面１ａおよび２ａに、それぞれ２個の凹み部１_１、１_２および２_１、２_２を設け、また、パッキン部材３は、これらの凹み部１_１、１_２および２_１、２_２に嵌り込む４個の突起３_１〜３_４を設けて、上記の防水シール構造Ａの作用原理で結合される。以下、個々の部材を説明する。

第１部材１は、パッキン部材３との対向面１ａに所定の間隔をあけて２個の凹み部１_１、１_２を設けた所定の厚さで比較的硬い板状体からなり、樹脂成型体で形成されている。第２部材２も、同じ材料で形成されている。すなわち、対向面２ａにも２個の凹み部２_１、２_２が形成されている。パッキン部材３は、第１、第２部材１、２のそれぞれの凹み部１_１、１_２および２_１、２_２に対応する箇所に４個の突起部３_１〜３_４を設けて、弾性を有する材料、例えばゴム或いはシリコン樹脂で形成されている。第１、第２部材１、２の４個の凹み部１_１、１_２および２_１、２_２とパッキン部材３の４個の突起部３_１〜３_４との関係で各突起部と凹み部との間の偏芯距離Ｌは、上記図１の防水シール構造ＡのＬの範囲に設定されている。

これらの部材を用いた結合は、まず、第１、第２部材１、２間に、パッキン部材３を配設する（図２Ａ参照）。次いで、第１、第２部材１、２に所定の押圧力を掛けてパッキン部材３へ押付ける。この押付けにより、パッキン部材３のそれぞれの突起部３_１〜３_４が強制的に弾性変形されて、第１、第２部材１、２のそれぞれの凹み部１_１、１_２および２_１、２_２へ嵌り込む（図２Ｂ、図２Ｃ参照）。例えば、パッキン部材３の突起部３_１と第１部材１の凹み部１_１とは、上記防水シール構造Ａと同じ方法で嵌り込む。また、突起部３_２と凹み部１_２との嵌り込みも同じ方法で結合される。さらに他の突起部３_３、３_４および凹み部２_１、２_２も方向が異なるのみで同様の方法で結合される。その結果、結合が完了した状態では、図２Ｃに示すように、パッキン部材３の４個の突起部３_１〜３_４が第１、第２部材１、２の４個の凹み部１_１、１_２および２_１、２_２に矢印で示した方向の反力を受けた状態で嵌り込み、この反力で弾性接触して、第１、第２部材１、２とパッキン部材３とが防水シールされる。

この防水シール構造Ａ−１は、第１、第２部材１、２およびパッキン部材３の凹み部および突起部は２個および４個にしたが、この個数はさらに多くしてもよい。また、第１、第２部材とパッキン部材１、２とは、パッキン部材３がスライド移動しないように、例えば図１４Ｂに示すような固定手段によって固定される。なお、図１４Ｂの固定手段は後述する。

この防水シール構造Ａ−１は、図２に示すように、パッキン部材３の４個の突起部３_１〜３_４のうち、２個の突起３_１、３_２を第１部材１の各凹み部１_１、１_２の右側寄りに、一方、他方の２個の突起３_３、３_４を第２部材２の各凹み部２_１、２_２の左側寄りに位置させたが、これらの位置は任意に変更してもよい。以下に、この位置を変更した防水シール構造Ａ−１の変形例を図３、図４を参照して説明する。なお、図３、図４は防水シール構造Ａ−１の変形例を示した断面図である。以下の変形例は、防水シール構造Ａ−１と突起部および凹み部の位置が異なり、他の構成は同じになっているので、共通する構成要素には同じ符号を付して説明を援用することとして、異なる構成について説明する。

変形例に係る防水シール構造Ａ−２は、図３Ａに示すように、第２部材２とパッキン部材３との関係において、各凹み部２_１、２_２と各突起部３_３、３_４の位置が防水シール構造Ａ−１のものと異なっている。以下、同様にして、防水シール構造Ａ−３は、第１部材１の各凹み部１_１とパッキン部材３の各突起部３_１の位置および第２部材２の各凹み部２_２とパッキン部材３の各突起部３_４の位置（図３Ｂ参照）、防水シール構造Ａ−４は第１部材１の凹み部１_１とパッキン部材３の突起部３_１および第２部材２の凹み部２_１とパッキン部材３の突起部３_３の位置（図４Ａ参照）、さらに防水シール構造Ａ−５は第１部材１の凹み部１_２とパッキン部材３の突起部３_２および第２部材２の凹み部２_１とパッキン部材３の突起部３_３の位置（図４Ｂ参照）がそれぞれ異なっている。

これらの防水シール構造Ａ−１〜Ａ−５は、それぞれの第１、第２部材１、２の４個の凹み部１_１、１_２および２_１、２_２とパッキン部材３の４個の突起部３_１〜３_４との関係で各突起部と凹み部間の偏芯距離Ｌは、上記図１の防水シール構造ＡのＬの範囲に設定されている。そして、これらの結合も、防水シール構造Ａと同じ方法で結合される。したがって、これらの防水シール構造Ａ−１〜Ａ−５は、第１、第２部材の凹み部とパッキン部材の突起部とがそれぞれ異なった位置に配置されているので、このシール構造を適用する箇所に応じて選定して適用できるのでシール設計が容易になる。

［参考例２］
図５を参照して、本発明の参考例２に係る防水シール構造を説明する。なお、図５は本発明の参考例２に係る防水シール構造を示し、図５Ａは部材が結合される前の状態および図５Ｂは結合の途中状態をそれぞれ示した断面図である。

この防水シール構造Ｂは、一対の第１、第２部材１Ｂ，２Ｂと、パッキン部材３Ｂとを有し、第１、第２部材１Ｂ，２Ｂに複数個の突起部、パッキン部材３Ｂにこれらの突起部が嵌り込まれる複数個の凹み部を設けた構造となっている。具体的には、防水シール構造Ｂは、一対の第１、第２部材１Ｂ、２Ｂと、これらの部材間に介在されるパッキン部材３Ｂと、を有し、第１、第２部材１Ｂ、２Ｂは、パッキン部材３Ｂと対向する面にそれぞれ２個の突起部１_１１、１_１２および２_１１、２_２２を設け、また、パッキン部材３Ｂには、これらの第１、第２部材１Ｂ、２Ｂのそれぞれの突起部１_１１、１_１２および２_１１、２_２２を滑り込ませる４個の凹み部３_１１〜３_１４を設けた構成となっている。

この防水シール構造Ｂは、パッキン部材３Ｂの各凹み部３_１１〜３_１４が第１、第２部材１Ｂ、２Ｂの各突起部１_１１、１_１２および２_１１、２_２２にそれぞれ嵌り込で結合される。すなわち、第１、第２部材１Ｂ、２Ｂの４個の突起部１_１１、１_１２および２_１１、２_２２とパッキン部材３の４個の凹み部３_１１〜３_１４との関係で各突起部と凹み部間の偏芯距離Ｌは、上記の防水シール構造ＡのＬの範囲に設定されている。そして、これらの結合も、防水シール構造Ａと同じ方法で結合される。したがって、この防水シール構造Ｂは、第１、第２部材の突起部とパッキン部材の凹み部とがそれぞれ異なった位置に配置されているので、このシール構造を適用する箇所に応じて選定して適用できるのでシール設計が容易になる。

この防水シール構造Ｂは、図５に示すように所定の位置にそれぞれ突起部および凹み部を配設したが、この位置は任意に変更してもよい。以下に、この位置を変更した防水シール構造Ｂの変形例を説明する。なお、図６、図７は防水シール構造Ｂの変形例を示す断面図である。

変形例に係る防水シール構造Ｂ−１は、図６Ａに示すように、第１部材１Ｂの突起部１_１１とパッキン部材３Ｂの凹み部３_１１および第２部材２の突起部２_１１とパッキン部材３の凹み３_１３との関係で、突起部１_１１と凹み部３_１１および突起部２_１１と凹み部３_１３の位置が防水シール構造Ｂのものと異なっている。以下、同様にして、防水シール構造Ｂ−２は第２部材２Ｂの突起部２_１１、２_２２とパッキン部材３Ｂの凹み部３_１３、３_１４の位置（図６Ｂ）、防水シール構造Ｂ−３は、第１部材１Ｂの突起部１_１２とパッキン部材３Ｂの凹み部３_１２および第２部材２Ｂの突起部２_２２とパッキン部材３Ｂの凹み部３_１４の位置（図７）が異なっている。

これらの防水シール構造ＢおよびＢ−１〜Ｂ−３は、パッキン部材３Ｂの各凹み部３_１１〜３_１４が第１、第２部材１Ｂ、２Ｂの各突起部１_１１、１_１２および２_１１、２_２２にそれぞれ嵌り込で結合される。すなわち、第１、第２部材１Ｂ、２Ｂの４個の突起部１_１１、１_１２および２_１１、２_２２とパッキン部材３Ｂの４個の突起部３_１１〜３_１４間の関係で各突起部と凹み部との間の偏芯距離Ｌは、上記の防水シール構造ＡのＬの範囲に設定されている。そして、これらの結合も、防水シール構造Ａと同じ方法で結合される。したがって、この防水シール構造ＢおよびＢ−１〜Ｂ−３は、第１、第２部材の突起部とパッキン部材の凹み部とがそれぞれ異なった位置に配置されているので、このシール構造を適用する箇所に応じて選定して適用できるのでシール設計が容易になる。

［参考例３］
図８を参照して、本発明の参考例３に係る防水シール構造を説明する。なお、図８は本発明の参考例３に係る防水シール構造を示し、図８Ａは一対の部材が結合される前の状態および図８Ｂは結合の途中状態をそれぞれ示した断面図である。
この防水シール構造Ｃは、一対の第１、第２部材１Ｃ，２Ｃとパッキン部材３Ｃとを有し、第１部材１Ｃに複数個の凹み部、第２部材２Ｃに複数個の突起部、パッキン部材３Ｃに第１部材１Ｃの各凹み部が嵌り込む突起部および第２部材２Ｃの各突起へ嵌り込む凹み部を設けた構成を有している。具体的には、防水シール構造Ｃは、一対の第１、第２部材１Ｃ、２Ｃと、これらの部材間に介在されるパッキン部材３Ｃと、を有している。第１部材１Ｃには、パッキン部材３Ｃと対向する面にそれぞれ２個の凹み部１_３１、１_３２を設け、第２部材２Ｃには、パッキン部材３Ｃと対向する面にそれぞれ２個の突起部２_３１、２_３２を設け、パッキン部材３Ｃには、第１、第２部材１Ｃ、２Ｃと対向する面にそれぞれ２個の突起部３_３１、３_３２および凹み部３_３３、３_３４を設けた構成となっている。

この防水シール構造Ｃは、パッキン部材３Ｃの各突起部３_３１、３_３２および各凹み部３_３３、３_３４が第１、第２部材１Ｃ、２Ｃの各凹み部１_３１、１_３２および突起部２_３１、２_３２にそれぞれ嵌り込で結合される。すなわち、パッキン部材３Ｃの２個の突起部３_３１、３_３２および２個の凹み部３_３３、３_３４が第１、第２部材１Ｃ、２Ｃの２個の凹み部１_３１、１_３２および２個の突起部２_３１、２_３２との関係で各突起部と凹み部間の偏芯距離Ｌは上記の防水シール構造ＡのＬの範囲に設定されている。そして、これらの結合も、防水シール構造Ａと同じ方法で結合される。したがって、この防水シール構造Ｃは、第１部材１Ｃの凹み部１_３１、１_３２、第２部材の突起部２_３１、２_３２とパッキン部材３Ｃの突起部および凹み部３_３１〜３_３４とがそれぞれ異なった位置に配置されているので、このシール構造を適用する箇所に応じて選定して適用できるのでシール設計が容易になる。

この防水シール構造Ｃでは、図８に示す位置に、突起部および凹み部を配設したが、この位置は任意に変更してもよい。以下に、この位置を変更した防水シール構造Ｃの変形例を説明する。なお、図９、図１０は防水シール構造Ｃの変形例を示す断面図である。

図９Ａの防水シール構造Ｃ−１は、第１部材１Ｃの凹み部１_３１および第２部材２Ｃの突起部２_３１とパッキン部材３Ｃの突起部３_３１および凹み部３_３３の位置が防水シール構造Ｃのものと異なっている。以下、同様にして、防水シール構造Ｃ−２は第２部材２Ｃの各突起部２_３１、２_３２とパッキン部材３Ｃの各凹み部３_３３、３_３４との位置（図９Ｂ）、防水シール構造Ｃ−３は第１部材１Ｃの凹み部１_３２第２部材２Ｃの突起部２_３２とパッキン部材３の突起部３_３２および凹み部３_３４との位置（図１０）が異なっている。

これらの防水シール構造ＣおよびＣ−１〜Ｃ−３は、パッキン部材３Ｃの各突起部３_３１、３_３２および凹み部３_３３、３_３４が第１、第２部材１Ｃ、２Ｃの各凹み部１_３１、１_３２および突起部２_３１、２_３２にそれぞれ嵌り込で結合される。すなわち、パッキン部材３Ｃの２個の突起部３_３１、３_３２および凹み部３_３３、３_３４が第１、第２部材１Ｃ、２Ｃの各凹み部１_３１、１_３２および突起部２_３１、２_３２との関係で各偏芯距離Ｌは上記の防水シール構造ＡのＬの範囲に設定されている。そして、これらの結合も、防水シール構造Ａと同じ方法で結合される。したがって、これらの防水シール構造は、第１、第２部材の凹み部とパッキン部材の突起部とがそれぞれ異なった位置に配置されているので、このシール構造を適用する箇所に応じて選定して適用できるのでシール設計が容易になる。

［参考例４］
上記防水シール構造は、携帯電話機などの各種電子機器およびその他の小型機器に使用することができる。以下、図１１〜図１４を参照して、小型機器に使用した例を説明する。なお、図１１Ａ〜図１１Ｃは小型機器の可動状態を示す外観斜視図、図１２は図１１の小型機器の分解斜視図、図１３は図１２の一部部品の拡大図、図１４Ａは図１１ＡのXIV−XIV線での断面図、図１４Ｂは図１４ＡのXIVB部の拡大断面図である。

小型機器４は、図１１Ａ〜図１１Ｃ、図１２に示すように、上下に配設する一対の第１、第２カバー部材５Ａ、５Ｂと、これらのカバー部材５Ａ、５Ｂ間に介在されるシールユニット６とを有している。シールユニット６は、内部に貫通孔５_０を有し連結部で連結された一対のドーナツ型の第１、第２環状パッキン７Ａ、７Ｂからなるパッキン部材７と、これらの第１、第２環状パッキン７Ａ、７Ｂを支持する一対の第１、第２支持部材８Ａ、８Ｂからなる支持部材８とで構成して、前記第１、第２環状パッキン７Ａ、７Ｂは、図１３に示すように、それぞれの環状パッキン７Ａ、７Ｂの表裏面、すなわち第１環状パッキン７Ａの第１表面７Ａ_１および第１裏面７Ａ_２並びに第２環状パッキン７Ｂの第２表面７Ｂ_１（なお、この第２表面７Ｂ_１は、図１３では底部になっているが、パッキン部材７全体からみると第１環状パッキン７Ａの第１表面７Ａ_１と対応しているので、この面を第２表面７Ｂ_１とする）および第２裏面７Ｂ_２に、それぞれ４本のリング状突起７_１〜７_４が連結部７Ｃの貫通孔７_０を中心にして略等間隔で同芯円状に配設されている。また、前記第１、第２支持部材８Ａ、８Ｂは、それぞれの表面８Ａ'、８Ｂ'に、前記第１裏面７Ａ_２および第２裏面７Ｂ_２に設けたそれぞれのリング状突起７_１〜７_４が嵌り込む４本のリング状凹み溝８_１〜８_４が貫通孔８_０を中心にして略等間隔で同芯円状に配設されている。
さらに、前記第１、第２カバー部材５Ａ、５Ｂは、それぞれの一面５ａ、５ａに前記第１表面７Ａ_１および第２表面７Ｂ_１に設けたそれぞれのリング状突起部７_１〜７_４が嵌り込むリング状凹み溝５_１〜５_４（図１２参照）が設けられている。

そして、これらの部材を用いた結合は、先ず、上記の上下一対の第１、第２カバー部材５Ａ、５Ｂの間にパッキン部材７および支持部材８を介在させる。そのとき、それぞれ対向する前記リング状突起および前記リング凹み溝の芯を偏芯させて対向配置して、前記第１、第２カバー部材５Ａ、５Ｂを用いて前記支持部材８で支持した前記パッキン部材７を押圧して弾性を有する各リング状突起７_１〜７_４を各リング状凹み溝５_１〜５_４および８_１〜８_４へ嵌め込んで結合する。対向するリング状突起とリング状凹み溝との偏芯は、上記防水シール構造の突起と凹み部との関係で設定した範囲に偏芯させる。すなわち、この偏芯距離は、上記の防水シール構造Ａの偏芯距離Ｌの範囲に設定されている。そして、これらの結合も、防水シール構造Ａと同じ方法で結合される。

この嵌め込み結合により、一対の上下第1、第２カバー部材５Ａ、５Ｂ、シールユニット６に設けた４個のリング状突起およびリング状凹み溝は、連結部７Ｃの貫通孔７_０を中心にして略等間隔で同芯円状に配設されているので、一対の上下カバー部材５Ａ、５Ｂは、シールユニット６を中心にして、図１２に示すように、防水シールした状態で３６０度回転可能になる。なお、図１１Ｂは、上カバー部材を９０度および図１１Ｃは上カバー部材を１８０度回転させた状態を示している。なお、この小型機器５は、例えば携帯電話機に適用できる。

この小型機器４は、リング状突起およびリング状凹み溝の本数を４本にしたが、この数に限定されるものでない。また、３本以上にしたときは、同芯円状に配設するリング状突起および凹み溝のうち、最内側と最外側のリング状突起およびリング状凹み溝は、それらの間のものと形状を変更してスライド移動を阻止する固定部になるように形成するのが好ましい。例えば、リング状突起を高くするとともにリング状凹み溝を深くする。また、間のリング突起およびリング凹み溝は、逆にして、カバー部材および支持部材にリング状突起を設け、カバー部材にリング状凹み溝を設けてもよい。

以下、個々の部材を説明する。
まず、図１２を参照して、一対の上下カバー部材５Ａ、５Ｂを説明する。これらのカバー部材５Ａ、５Ｂは、同じ構造を有しており、組立て時に上カバー部材５Ａは下カバー部材５Ｂに対して表裏逆にして結合される。そこで、一方のカバー部材５Ｂを他方のカバー部材５Ａを参照しながら説明する。

このカバー部材５Ｂは、図１２に示すように、一対の対向する短辺および長辺を有する矩形状の底板部５ａ'（同図カバー部材５Ａ参照）と、この底板部５ａ'の周囲から所定長さ立設した背低の側板部５ｂとを有する浅底の皿状体からなり、樹脂又は金属材からなる成型体で形成されている。

カバー部材５Ｂの底板部５ａ'の裏面５ａ（この面は、カバー部材５Ｂでは表面となっている）には、一方の短辺に近い箇所に支持部材８が装着される大きさの略円形状の凹み穴５ｃが形成されている。凹み穴５ｃは、支持部材８が収容される径および深さを有し、底板部５ａ'の中心に貫通孔５_０を設けるとともに、この貫通孔５_０の周囲に４本のリング状凹み溝５_１〜５_４が所定の間隔をあけて同芯円状に形成されている。これら４本のリング状凹み溝５_１〜５_４のうち、最内側および最外側のリング状凹み溝５_１、５_４は、図１４に示すように、比較的深い溝で形成されて、これらのリング状凹み溝は、環状パッキンのスライド移動を阻止する固定手段の機能を果たすものとなっている。また、間の２本のリング状凹み溝５_２、５_３は、浅いリング状凹み溝で形成し、これらのリング状凹み溝は上記防水シール構造Ａの凹み部Ｍの機能を果たすものとなっている（図１Ａ〜図１Ｃ参照）。また、凹み穴５ｃの側壁には、一対の支持部材８Ａ、８Ｂに係合して、固定する複数個の固定突起５ｃ'が形成されている。

次に、図１３を参照して、シールユニットを説明する。このシールユニット６は、パッキン部材７と、このパッキン部材７を表裏から支持する支持部材８とで構成されている。
パッキン部材７は、図１３に示すように、所定の肉厚を有し中心部に所定大きさの穴を設けたドーナツ型の一対の第１、第２環状パッキン７Ａ、７Ｂと、これらの環状パッキン７Ａ、７Ｂを中心の貫通穴７_０で連結する筒状の連結部７Ｃとを有し、弾性材料、例えばゴム又はシリコン樹脂などで一体成型により形成される。

一対の第１、第２環状パッキン７Ａ、７Ｂは、それぞれ所定の肉厚を有して、それぞれの表裏面にそれぞれ４個のリング状突起が形成されている。すなわち第１環状パッキン７Ａの第１表面７Ａ_１および第１裏面７Ａ_２並びに第２環状パッキン７Ｂの第２表面７Ｂ_１（なお、この第２表面７Ｂ_１は、図１３では底部になっているが、パッキン部材７全体からみると第１環状パッキン７Ａの第１表面７Ａ_１としているので、この面を第２表面７Ｂ_１とする）および第２裏面７Ｂ_２、にそれぞれ４個のリング状突起７_１〜７_４が連結部Ｃの貫通孔７_０を中心にして略等間隔で同芯円状に配設されている。これらのリング状突起７_１〜７_４のうち、最内側および最外側のリング状突起７_１、７_４は、図１４Ｂに示すように、比較的に高い突起で形成し、間の２本のリング状突起７_２、７_３は、背低に形成して、このリング状突起７_２、７_３は上記防水シール構造Ａの突起部Ｔの機能を果たすものとなっている。また、両端の高いリング状突起７_１、７_４は、パッキン部材７の移動を阻止する固定部となっている。
連結部７Ｃは、伸縮自在な一蛇腹状筒状体で形成されている。連結部７Ｃをこのような筒状体にすることにより、この連結部に連結された一対の環状パッキン７Ａ、７Ｂ間の長さの伸縮が可能になり、支持部材８への装着が簡単になる。

一対の支持部材８Ａ、８Ｂは、一対の第１、第２環状パッキン７Ａ、７Ｂを上下から支持するとともに、上記防水シール構造Ａの凹み部Ｍの機能並びに上下カバー部材を固定する部材となっており、両支持部材８Ａ、８Ｂは互いに圧入により結合される。そこで、説明の都合上一方の支持部材８Ｂを他方の支持部材８Ａを参照しながら支持部材８を説明する。

この支持部材８Ｂは、図１３に示すように、中心部にパッキン部材７を挿通することができる大きさの貫通孔８_０と、この貫通孔８_０の周辺にそれぞれ径が異なり所定肉厚の３個の環状部８ａ、８ｂ、８ｃとを有し、蓋状体からなり、樹脂成型体で形成されている。
３個の環状部８ａ、８ｂ、８ｃは、大径環状部８ａ、中径環状部８ｂおよび小径環状部８ｃからなり、大径環状部８ａは、中径環状部８ｂから外方へ所定長さの鍔状をなしフランジ部となっている。そして、この支持部材８Ｂは、その大径環状部８ａ面から中径環状部８ｂへ向かって、第１環状パッキン７Ｂが収容される径および深さを有する凹み穴８ｄが形成されている。貫通孔８_０は、凹み穴８ｄの底部中心に位置している。この凹み穴８ｄは、その底部の貫通孔８_０の周囲に４本のリング状凹み溝８_１〜８_４が所定の間隔をあけて同芯円状に形成されている。これらのリング状凹み溝８_１〜８_４へは、リング状突起７_１〜７_４が嵌め込まれる。すなわち、これら４本のリング状凹み溝８_１〜８_４のうち、最内側および最外側のリング状凹み溝８_１、８_４は、図１４Ｂに示すように、比較的深い溝で形成されて、これらのリング状溝は、環状パッキンのスライド移動を阻止する固定手段の機能を果たすものとなっている。また、間の２本のリング状凹み溝８_２、８_３は、浅いリング状凹み溝で形成し、これらのリング状凹み溝は上記防水シール構造Ａの凹み部Ｍの機能を果たすものとなっている（図１Ａ〜図１Ｃ参照）。大径環状部（フランジ部）８ａの外周囲には、カバー部材の固定突起５ｃ'が係合される複数個の切欠き８ａ'が形成されている。さらに、小径環状部８ｃには、相手方の支持部材８Ｂと係合される複数個の係止部８ｃ'が形成されている。なお、他の支持部材８Ａには、支持部材８Ｂと圧入により結合するための不図示の係止部が中径環状部８ｂ'の内側に形成されている。

化粧プレート９Ａ、９Ｂは、上下カバー部材５Ａ、５Ｂの底板部５ａ'と対向させて配設するもので、上下カバー部材５Ａ、５Ｂの穴に対応する箇所にリード線を挿通する穴９_０、９_０が形成されている。

図１４Ａ、図１４Ｂを参照してこのように構成した上下カバー部材およびシールユニットの組立手順を説明する。
まず、シールユニット６を組立てる。この組立ては、一対の環状パッキン７Ａ、７Ｂをその弾性力を利用して、丸めて各支持部材８Ａ、８Ｂの貫通穴８_０、８_０内を通して装着して、各環状パッキン７Ａ、７Ｂの裏面に設けた４本のリング状突起７_１〜７_４を支持部材の４本のリング状凹み溝８_１〜８_４に挿入する。すなわち、各環状パッキン７Ａ、７Ｂのそれぞれのリング状突起７_１〜７_４を各支持部材８Ａ、８Ｂの各リング状凹み溝８_１〜８_４へ押し込む。この押し込みで、最内側および最外側の背高のリング状突起７_１、７_４は、対応する最内側および最外側の深いリング状凹み溝８_１、８_４へ入り込み、間の２本のリング状突起７_２、７_３とリング状凹み溝８_２、８_３とは、上記防水シール構造Ａと同じ方法で押し込まれる。

次いで、上下カバー部材５Ａ、５Ｂの固定突起５ｃ'を各支持部材８Ａ、８Ｂの係合切欠き８ａ'に挿入して、所定角度回転させて固定し、これらのカバー部材５Ａ、５Ｂに化粧プレート９Ａ、９Ｂを装着して、組立てを完了する。この組立て体には、パッキン部材７の貫通孔７_０にリード線１０を挿通して、リード線１０の端部に設けたコネクタ１１を各化粧プレート９Ａ、９Ｂに固定する。

この構成の小型機器によれば、一対の上下第１、第２カバー部材５Ａ、５Ｂ、シールユニット６に設けた４個のリング状突起およびリング状凹み溝は、連結部７Ｃの貫通孔７_０を中心にして略等間隔で同芯円状に配設されているので、一対の上下カバー部材５Ａ、５Ｂは、シールユニット６を中心にして、図１２に示すように、防水シールした状態で所定角度回転可能になる。

この小型機器４は、一対の環状パッキンおよび支持部材を用いて、上下カバー部材を互いに回転できるようにしたが、環状パッキンを１つにして、一方のカバー部材のみを回転できるようにしてもよい。

図１は本発明の実施形態に係る防水シール構造を示し、図１Ａは一対の部材が結合される前の状態、図１Ｂは結合の途中状態、図１Ｃは結合状態をそれぞれ示した断面図である。図２は本発明の参考例１に係る防水シール構造を示し、図２Ａは一対の部材が結合される前の状態、図２Ｂは結合の途中状態、図２Ｃは結合状態をそれぞれ示した断面図である。図３は防水シール構造Ａ−１の変形例を示す断面図である。図４は防水シール構造Ａ−１の変形例を示す断面図である。図５は本発明の参考例２に係る防水シール構造を示し、図５Ａは一対の部材が結合される前の状態、図５Ｂは結合の途中状態をそれぞれ示した断面図である。図６は防水シール構造Ｂの変形例を示す断面図である。図７は防水シール構造Ｂの変形例を示す断面図である。図８は本発明の参考例３に係る防水シール構造を示し、図８Ａは一対の部材が結合される前の状態および図８Ｂは結合の途中状態をそれぞれ示した断面図である。図９は防水シール構造Ｃの変形例を示す断面図である。図１０は防水シール構造Ｃの変形例を示す断面図である。図１１Ａ〜図１１Ｃは小型機器の可動状態を示す外観斜視図である。図１２は図１１の分解斜視図である。図１３は図１２の一部部品の拡大図である。図１４Ａは図１１ＡのXIV−XIV線での断面図、図１４Ｂは図１４ＡのXIV部の拡大断面図である。図１５は従来技術の防水シール構造の要部を示した断面図である。

符号の説明

Ｉ、１：第１部材
１_１、１_２、１_３１、１_３２、３_３３、３_３４：凹み部
１_１１、１_１２、２_１１、２_２２、２_３１、２_３２、３_１、３_２、３_３、３_４、３_３１、３_３２：突起部
II、２：第２部材
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ：パッキン部材
４：小型機器
５Ａ：第１カバー部材（第１筐体）
５Ｂ：第２カバー部材（第２筐体）
５_１、５_２、５_３、５_４：リング状凹み溝
６：シールユニット
７：パッキン部材
７_１、７_２、７_３、７_４：リング状突起
７Ａ：第１環状パッキン
７Ｂ：第２環状パッキン
７Ａ_１：第１表面
７Ａ_２：第１裏面
７Ｂ_１：第２表面
７Ｂ_２：第２裏面
８：支持部材
８_１、８_２、８_３、８_４：リング状凹み溝
８Ａ：第１支持部材
８Ｂ：第２支持部材
９Ａ、９Ｂ：化粧プレート
１０：リード線
１１：コネクタ
Ａ、Ａ−１〜Ａ−５、Ｂ、Ｂ−１〜Ｂ−３、Ｃ、Ｃ−１〜Ｃ−３：防水シール構造
Ｌ：偏芯距離
Ｌ_１：第１仮想垂線
Ｌ_２：第２仮想垂線

Claims

接触面を有する第１部材と、前記第１部材の接触面に接触する接触面を設けた第２部材とを有し、前記第１、第２部材のいずれか一方を弾性部材および他方を剛性部材で形成して、互いの接触面を圧接接触させてシールした防水シール構造において、
前記第１、第２部材は、いずれか一方の部材の接触面に突起部又は凹み部および他方の部材の接触面に前記突起部又は凹み部が嵌め込まれる大きさの凹み部又は突起部をそれぞれ設けて、これらの第１、第２部材は、それぞれ対向する前記突起部および前記凹み部の芯部を所定距離偏芯させて対向配置して、前記第１、第２部材間を押圧して弾性部材からなる前記第１又は第２部材の前記突起部又は前記凹み部を相手方の剛性部材からなる前記第１又は第２部材の凹み部又は突起部へ嵌め込み結合し、
前記弾性部材からなる前記第１又は第２部材は、スライド移動しないように固定手段で固定されており、
前記固定手段は、前記第１、第２部材のいずれか一方の部材の前記接触面に前記突起部より背高の突起又は前記凹み部より深い凹み溝および他方の部材の前記接触面に前記突起又は前記凹み溝が嵌め込まれる大きさの凹み溝又は突起で構成されたことを特徴とする防水シール構造。
前記突起又は凹み溝は、前記突起部及び前記凹み部の両側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の防水シール構造。
前記凹み部は、窪み穴又はＶ字型溝で形成し、前記突起部は、前記窪み穴又はＶ字型溝に嵌る大きさの山型突起又は山型畝状突起で形成したことを特徴とする請求項１に記載の防水シール構造。
前記突起部の頂点を通る仮想垂線と前記突起部と対向する前記凹み部の底部中心を通る仮想垂線との間の偏芯距離Ｌは、前記凹み部の上方開口の幅長をＷとして、０<Ｌ<３／４Ｗの範囲内に設定したことを特徴とする請求項１又は３に記載の防水シール構造。
請求項１〜４のいずれか１つに記載の防水シール構造を設けたことを特徴とする機器。