JP5081004B2

JP5081004B2 - ガスケット

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Publication number: JP5081004B2
Application number: JP2008019473A
Authority: JP
Inventors: 隆浩林
Original assignee: Nippon Mektron KK
Current assignee: Nippon Mektron KK
Priority date: 2008-01-30
Filing date: 2008-01-30
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2028-01-30
Also published as: CN101925765B; CN101925765A; US20100264606A1; WO2009096111A1; KR20100105830A; EP2236865A1; JP2009180283A; EP2236865A4; EP2236865B1

Description

本発明は、密封装置の一種であるガスケットに関するものである。本発明のガスケットは例えば、携帯電話を始めとするモバイル機器または小型の電気・電子機器の防水シールとして用いられる。

近年、携帯電話等のモバイル機器の分野においては機器の小型化が進み、防水化を行なう上で重要となる筐体においても薄肉化による強度低下は避けられない状況である。それによりガスケットを圧縮した際の反力によって筐体が変形する不具合が発生しかねない。

上記状況から、図９に示すようにガスケット５１の断面形状を六角形とすることにより、シールに必要な高面圧を維持しつつ筐体５２の変形を招く反力を最小限に抑えることが可能となるが、この場合には、装着時の安定性が低下することから、図１０に示すようにガスケット５１が装着溝５３内で倒れると云う不都合がある。

そこで、図１１（Ａ）に示すように装着溝５３の側面に突起５４を設けることによりガスケット５１の倒れを防止する改善案や、あるいは図１１（Ｂ）に示すようにガスケット５１の側面に突起５４を設けることによりガスケット５１の倒れを防止する改善案（特許文献１参照）が考えられているが、これらの改善案によると、ガスケット５１がモバイル機器等の防水シールとして用いられるものであってその断面積が極めて小さく設定されている場合に、突起５４の追加により充填率が上昇することから反力が増大する、あるいはガスケット５１と装着溝５３の側面間のクリアランスが狭くなることから装着溝５３への装着作業性が著しく悪化するなどの問題が発生する。

実開昭６２−７５２６２号公報

本発明は以上の点に鑑みて、ガスケットが装着溝内で倒れるのを防止することができ、しかも充填率があまり上昇せず反力が増大することもなく、装着作業性も良好なガスケットを提供することを目的とする。また、ガスケットが傾いた状態で挿入されたとしても、適正な面圧を発生させることができるガスケットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１によるガスケットは、互いに対向する二部材のうちの一方の部材に設けた装着溝に装着され、前記装着溝の底面および前記二部材のうちの他方の部材の対向面に密接するガスケットにおいて、当該ガスケットが前記装着溝内で倒れようとしたときに前記装着溝の側面に干渉して倒れを抑制する突起を当該ガスケットの側面に有し、前記突起の上部の高さ位置は溝高さの８０％を超えかつガスケット高さの７０％以上９５％以下の高さ位置とし、かつ前記突起の下部の高さ位置はガスケット高さの４０％以上の高さ位置としたことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２によるガスケットは、上記した請求項１記載のガスケットにおいて、当該ガスケットは、モバイル機器または小型電気・電子機器の防水シールとして用いられることを特徴とするものである。

上記構成を有する本発明においては、ガスケットの側面に倒れ防止用の突起が設けられるが、この突起がガスケット断面における上部に偏して配置され、すなわち、突起の上部の高さ位置が溝高さの８０％を超えかつガスケット高さの７０％以上９５％以下の高さ位置とされ、かつ突起の下部の高さ位置がガスケット高さの４０％以上の高さ位置とされている。ここに突起の上部とは、装着溝が上方へ向けて開口していてこの装着溝にガスケットが挿入された状態（他方の部材による圧縮はなされていない）における突起の上端部または上面部のことを云い、その高さ位置とはその溝底面からの高さ位置のことを云う。溝高さとは装着溝の高さ寸法（深さ寸法）のことを云い、ガスケット高さとはガスケットの高さ寸法のことを云う。また突起の下部とは、装着溝が上方へ向けて開口していてこの装着溝にガスケットが挿入された状態（他方の部材による圧縮はなされていない）における下端部または下面部のことを云い、その高さ位置とはその溝底面からの高さ位置のことを云う。したがって本発明では、突起がガスケット断面における溝開口側の上部に限定して設けられ、下部には設けられず下部側面に空隙が設定されるため、充填率が小さく抑えられることになる。

したがって、本発明によれば、装着溝に対するガスケットの充填率が小さく抑えられることから、発生する反力が小さくなり、よって反力により装着部材（二部材のうちの他方の部材または／および一方の部材）が変形するのを有効に抑制することができる。装着部材は例えば携帯電話等のモバイル機器における筐体であって、近年富に小型化・薄肉化が進み、変形し易いものである。したがってこのような易変形部材ないし脆性部材の変形を有効に抑えることができる。

また、上記構成を有する本発明によれば、装着溝への装着作業性についても、突起がガスケットの上部に限定して設けられ、下部に設けられず下部側面に空隙が設定されるため、装着作業性への影響を最小限に抑えることができる。すなわち、ガスケットの下部は装着溝へ挿入し易いことから、下部を挿入すれば上部も挿入し易くなる。

更にまた、上記構成を有する本発明によれば、ガスケットの側面に突起が設けられているために、ガスケットが装着溝内で倒れようとすると、突起が装着溝の側面と干渉する。したがってガスケットが装着溝内で倒れることがなく、シール面圧が確保されることから、シール性を維持することができる。

特に、本発明のガスケットを装着溝の断面が小さくガスケットの断面も小さいモバイル機器または小型電気・電子機器の防水シールとして用いる場合には、これらの小型機器において上記作用効果を得ることができる。

本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１）従来の問題解決案としては、筐体溝側に突起を設ける手法や大型Ｏリング等で設けられる脱落防止突起等が挙げられるが、充填率が上がることから反力が上昇する傾向となる。また、突起を設けることで溝とのクリアランスがなくなることから筐体溝への装着性（挿入性）が悪化する傾向となる。
（２）そこで、本発明形状においては、ガスケット上部の全周もしくは部分的に突起を設けることで面圧および反力を犠牲にすることなく、挿入性についても突起がガスケットの上部のみであることから挿入性への影響を最小限に抑えることが可能となる。
（３）効果が認められる条件としては、突起上面の位置が溝高さの８０％を超え、かつガスケット高さの７０％以上、９５％以下であること。突起下面がガスケット高さの４０％以上であること。
（４）上記のように突起を設けることでガスケットを溝の中心に配置することが可能となるうえ、装着時にガスケットを倒す外力が加わった場合においても突起が溝壁に干渉することでこの状態で圧縮されてもシール面圧を確保することが可能となる。
（５）尚、本発明において、ガスケット形状（断面形状、平面形状）やアスペクト比は、なんら限定されない。

（６）本発明は、超小型ガスケット（マイクロガスケット）に係り、この超小型ガスケットと大型ガスケット（例えばカムカバーガスケット）には、以下の共通点および相違点がある。
共通点
装着の仕方によっては、ガスケットが倒れた状態で溝に入ってしまう。ガスケットが倒れた状態で圧縮されると、シール面圧が低下することから、倒れ防止対策が必要である。
相違点
しかしながら、超小型ガスケットの場合、当然ながら溝自体も非常に小さい（容積小）ので、ガスケットを装着する際にガスケットが溝底まできちんと装着されたか、また、ガスケット自体が溝に入っているかが、大型ガスケットとは比較にならないくらい判りにくい（理由：溝が非常に小さいことから、ガスケットを溝に装着している感覚がない。大型ガスケットの場合には、大きな溝に断面の大きなガスケットを装着するので、ガスケットを溝に装着している感覚（装着感）は十分にある）。
また、ガスケット自体のボリュームもないことから、剛性が小さい。その対策として、座屈防止突起（図１１（Ｂ））を設けようとしても、充填率を上げてしまうことになり、圧縮率を確保できなくなることからできない。
このように、超小型ガスケットは、剛性が小さいうえに、座屈防止突起も設けることが困難、しかも溝に装着している感覚がないような状態で装着することから、大型ガスケットとは異なる観点から倒れ防止対策が必要になっている。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

当該実施例に係るガスケット１は、図１の全体斜視図および図２の断面図（図１におけるＡ−Ａ線断面図）に示すように、互いに対向する二部材１１，１２のうちの一方の部材１１に設けた装着溝１３に装着され、前記装着溝１３の底面１３ａおよび前記二部材１１，１２のうちの他方の部材１２の対向面１２ａに密接するガスケットである。二部材１１，１２は例えば、携帯電話等のモバイル機器における一対の筐体（上下のケース）１１，１２であって、以下、筐体１１，１２として説明する。

図２に示すように、ガスケット１の側面に突起３が設けられており、図３に示すようにこの突起３は、ガスケット１が装着溝１３内で倒れようとしたときに装着溝１３の側面１３ｂに干渉して倒れを抑制するものである。突起３は、ガスケット１の内周面（図では左側面）および外周面（図では右側面）にそれぞれ設けられている。突起３は、ガスケット１の周上一部に複数が設けられていても、全周に亙って一体ものとして設けられていても良い。また突起３は、ガスケット１が直立しているとき（図２の状態にあるとき）、装着溝１３の側面１３ｂとの間に僅かな間隙を設定されるが、挿入の当初より装着溝１３の側面１３ｂに接触するものであっても良い。また突起３は、ガスケット１の高さ方向（装着溝１３の深さ方向）中央よりも上部に偏して設けられている。

図４は、当該ガスケット１の構成要素を説明する図であって、ガスケット１は先ず図上白抜きで示す断面六角形のガスケット本体２を有しており、このガスケット本体２の側面すなわち内周面および外周面にそれぞれ突起３が設けられている。断面六角形のガスケット本体２は、装着溝１３の底面１３ａに密接する断面円弧形の下部シールリップ２ａ、内周側下部傾斜面２ｂ、内周側垂直面２ｃ、内周側上部傾斜面２ｄ、他方の筐体１２の対向面１２ａに密接する断面円弧形の上部シールリップ２ｅ、外周側上部傾斜面２ｆ、外周側垂直面２ｇおよび外周側下部傾斜面２ｈを有する点対称の断面形状とされ、このうち内周側垂直面２ｃから内周側上部傾斜面２ｄへかけての部位および外周側上部傾斜面２ｆから外周側垂直面２ｇへかけての部位にそれぞれ突起３が設けられ、これにより突起３がガスケット断面における上部に偏して設けられている。

また、突起３自体はそれぞれ、下面（下側水平面）３ａ、垂直面３ｂおよび上面（上側水平面）３ｃを有する断面形状とされ、垂直面３ｂと上面３ｃとの間は角が立たないようアール状に面取りされている。

ガスケット１は、弾性変形可能なゴムまたは樹脂等よりなるゴム状弾性材料によって成形されている。またガスケット１は、携帯電話等のモバイル機器にその防水シールとして用いられるものであって、その断面積を極めて小さく設定されている（例えば、１ｍｍ×１ｍｍ）。装着溝１３は、断面矩形状とされている。

上記構成のガスケット１においては、図３に示したようにガスケット１が外力Ｐを受ける等して装着溝１３内で倒れようとすると、突起３が装着溝１３の側面１３ｂと干渉する。したがってガスケット１が装着溝１３内で倒れることがなく、上記シールリップ２ａ，２ｅにおけるシール面圧が確保されることから、シール性を維持することができる。

また、突起３がガスケット１の側面において上方に偏して設けられているために、ガスケット１の下部側面には比較的大きな空隙スペースｓ（図２参照）が設定される。したがって装着溝１３に対するガスケット１の充填率が小さく抑えられ、発生する反力が小さいことから、反力により筐体１１，１２が変形するのを抑制することができる。

また、装着溝１３へのガスケット１の装着作業性についても、突起３がガスケット１の側面において上方に偏して設けられ、ガスケット１の下部側面に比較的大きな空隙スペースｓが設定されるために、装着作業性への影響を最小限に抑えることができる。すなわち、ガスケット１の下部は突起３が設けられておらず挿入抵抗がないので装着溝１３へ挿入し易いことから、下部を挿入すれば引きつづき上部も挿入し易くなる。

尚、本願発明者らが鋭意究明したところによると、上記作用効果を得るには、図４に示したガスケット１を装着溝１３に挿入した状態で、突起３の上面３ｃの高さ位置ａは、溝高さｃの８０％を超え（０．８＜ａ／ｃ・・・（１）式）、かつガスケット高さｄの７０％以上９５％以下（０．７≦ａ／ｄ≦０．９５・・・（２）式）の高さ位置とし、かつ突起３の下面３ａの高さ位置ｂは、ガスケット高さｄの４０％以上（０．４≦ｂ／ｄ・・・（３）式）の高さ位置とする必要がある。突起３の上面３ｃの高さ位置ａが溝高さｃの８０％以下であると、ガスケット１が倒れやすくなる。突起３の上面３ｃの高さ位置ａがガスケット高さｄの７０％未満であると、ガスケットが倒れやすくなる。突起３の上面３ｃの高さ位置ａがガスケット高さｄの９５％よりも大きいと、シール面圧が立たなくなる。突起３の下面３ａの高さ位置ｂがガスケット高さｄの４０％未満であると、充填率が高くなる。比較試験の一例を示すと、以下のとおりである。

すなわち、図５（Ａ）に示す高さｈ_１：１．５ｍｍ、幅ｗ_１：０．９ｍｍの断面六角形のガスケット本体２をベースとして、このベースに以下の要領で突起３を設けた図６上段に示す４つの試料（Ａ）〜（Ｄ）を作成した。
試料（Ａ）：ａ／ｃ＝１．１５，ａ／ｄ＝０．９，ｂ／ｄ＝０．６
試料（Ｂ）：ａ／ｃ＝１，ａ／ｄ＝０．８，ｂ／ｄ＝０．５
試料（Ｃ）：ａ／ｃ＝０．８５，ａ／ｄ＝０．７，ｂ／ｄ＝０．４
試料（Ｄ）：ａ／ｃ＝０．７，ａ／ｄ＝０．５５，ｂ／ｄ＝０．４
これらの試料（Ａ）〜（Ｄ）のうち、（Ａ）（Ｂ）および（Ｃ）の３つは上記（１）〜（３）式の条件を満たし、（Ｄ）は条件を満たさないものである。

しかして、これらの試料（Ａ）〜（Ｄ）をそれぞれ、図５（Ｂ）に示す高さ（深さ）ｈ_２：１．２ｍｍ、幅ｗ_２：１．１ｍｍの装着溝１３に挿入し、図７の要領で一定の外力を加えて、その後のガスケット１の装着状態を確認した。図７の要領は、装着溝１３に挿入したガスケット１に対して他方の筐体１２を接触させた状態とし、この状態から他方の筐体１２を先ず０．１ｍｍ垂直方向に変位させ（矢印Ｅ）、次いで０．５ｍｍ水平方向に変位させる（矢印Ｆ）ものである。尚、図６上段は外力を加える前の状態、中段は外力を加えた後の状態を示す。

結果は、図６中段の各図に示すように、突起３を低い位置に設けた試料（Ｄ）は倒れが確認されたが、上記（１）〜（３）式の条件を満たす試料（Ａ）（Ｂ）および（Ｃ）は傾いているものの突起３が側面１３ｂに干渉しているため、安定した状態を維持していた。尚、ここで「倒れ」とは、上部傾斜面２ｄ，２ｆが溝側面１３ｂに接触した状態を云い、「傾く」とは、ガスケット本体２が軸方向に対して平行ではない状態を云う。また、各試料（Ａ）〜（Ｄ）を装着溝１３内で完全に圧縮すると、図６下段の各図に示すようになり、突起３を低い位置に設けた試料（Ｄ）では装着溝１３の幅方向中央に面圧が発生しないが、上記（１）〜（３）式の条件を満たす試料（Ａ）（Ｂ）および（Ｃ）では装着溝１３の幅方向中央に適正な面圧を発生させることができた。

尚、本発明において、ガスケット１（ガスケット本体２）の断面形状は特に限定されず、上記六角形のほか、例えば長円形や菱形などであっても良い。図８（Ａ）に示す例では、ガスケット本体２は、装着溝１３の底面１３ａに密接する断面円弧形の下部シールリップ２ａ、内周側垂直面２ｃ、他方の筐体１２の対向面１２ａに密接する断面円弧形の上部シールリップ２ｅおよび外周側垂直面２ｇを有する長円形断面とされ、このうち内周側垂直面２ｃの上部および外周側垂直面２ｇの上部に突起３が設けられ、これにより突起３がガスケット断面における上部に偏して設けられている。また図８（Ｂ）に示す他の例では、ガスケット本体２は、装着溝１３の底面１３ａに密接する断面円弧形の下部シールリップ２ａ、内周側下部傾斜面２ｂ、内周側上部傾斜面２ｄ、他方の筐体１２の対向面１２ａに密接する断面円弧形の上部シールリップ２ｅ、外周側上部傾斜面２ｆおよび外周側下部傾斜面２ｈを有する菱形断面とされ、このうち内周側上部傾斜面２ｄおよび外周側上部傾斜面２ｆに突起３が設けられ、これにより突起３がガスケット断面における上部に偏して設けられている。

本発明の実施例に係るガスケットの装着状態を示す全体斜視図図１におけるＡ−Ａ線断面図であって同ガスケットの断面図同ガスケットが倒れようとしたときの状態を示す断面図同ガスケットの構成要素を示す説明図（Ａ）は比較試験におけるガスケット本体（ベース）の断面図、（Ｂ）は同試験における装着溝の断面図（Ａ）（Ｂ）および（Ｃ）はそれぞれ実施例に係る試料の断面図、（Ｄ）は比較例に係る試料の断面図同試験における外力入力要領を示す説明図（Ａ）および（Ｂ）とも本発明の他の実施例に係るガスケットの断面図従来例に係るガスケットの断面図同ガスケットが倒れた状態を示す断面図（Ａ）および（Ｂ）とも倒れ対策を施した従来例に係るガスケットの一部平面図および断面図

符号の説明

１ガスケット
２ガスケット本体
２ａ，２ｅシールリップ
２ｂ，２ｄ，２ｆ，２ｈ傾斜面
２ｃ，２ｇ，３ｂ垂直面
３突起
３ａ下面
３ｃ上面
１１，１２筐体
１２ａ対向面
１３装着溝
１３ａ底面
１３ｂ側面
ｓ空隙スペース

Claims

互いに対向する二部材のうちの一方の部材に設けた装着溝に装着され、前記装着溝の底面および前記二部材のうちの他方の部材の対向面に密接するガスケットにおいて、
当該ガスケットが前記装着溝内で倒れようとしたときに前記装着溝の側面に干渉して倒れを抑制する突起を当該ガスケットの側面に有し、
前記突起の上部の高さ位置は溝高さの８０％を超えかつガスケット高さの７０％以上９５％以下の高さ位置とし、かつ前記突起の下部の高さ位置はガスケット高さの４０％以上の高さ位置としたことを特徴とするガスケット。
請求項１記載のガスケットにおいて、
当該ガスケットは、モバイル機器または小型電気・電子機器の防水シールとして用いられることを特徴とするガスケット。