防水機器
【課題】蓋部材のパッキン部材形状を工夫し長寿命化を実現した防水機器を提供する。
【解決手段】機器本体２の凹部２ａと、回動軸３ａで機器本体に連結され軸周りに回動し凹部閉位置と同開位置とで開閉移動する蓋部材３と、蓋部材が閉位置にある時凹部周縁を囲う防水シール部材４は、蓋部材の内側面に設けられ内側面から凹部周縁の当接面に向けて突出しかつ凹部周縁各辺を囲う四つの直線状壁部４ａと四つの直線状壁部のうち互いに隣接する二つの壁部を結ぶ四つの円弧状壁部４ｂとを有し矩形環状に形成され蓋部材が開位置から閉位置へと移動し当接面に当接し圧縮変形した時蓋部材の内側面に直角かつ壁部の壁面に直角となる平面の断面において、回転軸から離れた位置の壁部先端が凹部周縁外方に向けて変位するよう形成され防水シール部材の矩形環状の四隅の圧縮変形前の円弧状部半径Ｒを、円弧状部の引張応力σｚがゴム劣化応力σ０未満となるように設定した。
【解決手段】機器本体２の凹部２ａと、回動軸３ａで機器本体に連結され軸周りに回動し凹部閉位置と同開位置とで開閉移動する蓋部材３と、蓋部材が閉位置にある時凹部周縁を囲う防水シール部材４は、蓋部材の内側面に設けられ内側面から凹部周縁の当接面に向けて突出しかつ凹部周縁各辺を囲う四つの直線状壁部４ａと四つの直線状壁部のうち互いに隣接する二つの壁部を結ぶ四つの円弧状壁部４ｂとを有し矩形環状に形成され蓋部材が開位置から閉位置へと移動し当接面に当接し圧縮変形した時蓋部材の内側面に直角かつ壁部の壁面に直角となる平面の断面において、回転軸から離れた位置の壁部先端が凹部周縁外方に向けて変位するよう形成され防水シール部材の矩形環状の四隅の圧縮変形前の円弧状部半径Ｒを、円弧状部の引張応力σｚがゴム劣化応力σ０未満となるように設定した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、防水機器、詳しくは機器本体の凹部の開口を覆う蓋部材と機器本体との間の防水構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、小型で携帯可能なカメラ等の電子機器等においては、バッテリ（電池）や記録媒体等の構成部材を機器本体に対して着脱自在とするために、機器本体側に凹部を設け、この凹部の開口を覆う閉位置と、当該凹部の開口を開放する開位置との間で開閉移動する蓋部材を備えて構成されたものがある。
【０００３】
さらに、このような形態の電子機器等においては、機器本体と上記蓋部材との間を防水構造として、蓋部材を閉位置に配置した時に上記凹部内への水の侵入を防止する水密構造を実現することで、当該電子機器等を水辺環境や水中環境等においても使用可能とするように構成したいわゆる防水機器が実用化され広く普及している。
【０００４】
従来の防水機器において、開閉可能な蓋部材と機器本体側の凹部（例えば電池収納室や記録媒体収納部等）との間に構成する防水構造としては、蓋部材の内側面にパッキン部材等を設け、蓋部材が閉位置に配置された時に、該パッキン部材が機器本体側の凹部周縁部の当接面に押圧されて密着状態となるような構造を有するものが、例えば特開平０５−０２１９６５号公報等によって提案されている。
【０００５】
このような形態の従来の防水機器において、防水構造を実現するために適用されるパッキン部材としては、例えばゴム部材等の伸縮自在な素材が適用される。このような、パッキン部材等に適用されるゴム部材等の素材は、経時劣化することが一般に周知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０５−０２１９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記特開平０５−０２１９６５号公報等によって開示される従来の防水機器に適用されるパッキン部材は、単に機器本体と蓋部材等の間の水密性を維持するのに最適な形状となるように設計されるのみであり、従来の防水機器においては、例えばパッキン部材が経時劣化することを考慮して、パッキン部材の形状を設計するようなことは行われていないのが一般である。
【０００８】
ゴム部材等からなるパッキン部材に経時劣化が生じた場合、その防水性能が低下してしまうことは周知である。パッキン部材に生じる経時劣化は、例えば使用時に加わる応力等に起因することがわかっている。したがって、パッキン部材に加わる応力が不均一である場合には、経時劣化の程度が部分的に異なるものになる場合があり、蓋部材が閉位置に配置された時にパッキン部材に加わる応力が全体として劣化応力以下になっていることが望ましい。
【０００９】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、機器本体の凹部の開口を覆う蓋部材と機器本体との間の防水構造であって、凹部の開口を覆う閉位置と、該凹部の開口を開放する開位置との間で回動移動する構造の蓋部材に設けられたパッキン部材の形状を、蓋部材が閉位置に配置された時にパッキン部材に加わる応力を考慮して設定することによって、パッキン部材に加わる過大な応力の発生を抑え、よって防水機器における防水性能の長寿命化を実現することができる防水構造を備えた防水機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明による防水機器は、防水機器本体に設けられた凹部と、上記防水機器本体に対し回動軸により連結され、該回動軸周りに回動することにより上記凹部を覆う閉位置と、上記凹部を開放する開位置との間で開閉移動する蓋部材と、上記蓋部材が閉位置に配置されたときに上記凹部周縁部を囲うためのシール部材であって、上記蓋部材の内側面に設けられ、該内側面から上記凹部周縁部の当接面に向けて突出し、かつ上記凹部周縁部の各辺を囲う四つの直線状壁部とこれら四つの直線状壁部のうち互いに隣り合う二つの直線状壁部を結ぶ四つの円弧状壁部とを有して矩形環状に形成され、上記蓋部材が開位置から閉位置へと移動して上記当接面に当接して圧縮変形したとき、上記蓋部材の内側面に対して直角かつ上記壁部の壁面に対して直角となる平面における断面において、上記壁部のうち上記回転軸から離れた位置に配置される上記壁部の先端が上記凹部周縁の外方に向かって変形するように形成される防水シール部材とを具備し、上記防水シール部材において、矩形環状の四隅における圧縮変形前の状態の円弧状部の半径Ｒを、該円弧状部における引張応力σｚがゴム劣化応力σ０未満となるように、即ち、
σｚ＝Ｅ（Ｒ′−Ｒ）／Ｒ＜σ０
（Ｅ＝ゴムのヤング率，Ｒ′＝円弧状部の変形後の状態の半径）
が成立するように設定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、機器本体の凹部の開口を覆う蓋部材と機器本体との間の防水構造であって、凹部の開口を覆う閉位置と、該凹部の開口を開放する開位置との間で回動移動する構造の蓋部材に設けられたパッキン部材の形状を、蓋部材が閉位置に配置された時にパッキン部材に加わる応力を考慮して設定することによって、パッキン部材に加わる過大な応力の発生を抑え、よって防水機器における防水性能の長寿命化を実現することができる防水構造を備えた防水機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態の防水機器の一部（蓋部材近傍）を拡大して示す要部拡大斜視図
【図２】図１の防水機器における蓋部材のみを取り出して、該蓋部材の内側面を示す平面図
【図３】図２の蓋部材における［III］−［III］線に沿う断面を概略的に示す断面図
【図４】図２の蓋部材の防水シール部材の一部（［IV］部）を切り出して、防水シール部材に加わる応力分布を模式的に示す要部拡大図
【図５】図１の防水機器における蓋部材の一変形例を概念的に示す概念図
【図６】図１の防水機器における蓋部材の別の変形例を概念的に示す概念図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態の防水機器の一部であって、機器本体に形成される凹部及び蓋部材が配設される近傍部位を拡大して示す要部拡大斜視図である。図２は、図１の防水機器における蓋部材のみを取り出して、該蓋部材の内側面を示す平面図である。この図２においては特に蓋部材に設けられるパッキン部材の平面形状を主に示している。図３は、図２の蓋部材における［III］−［III］線に沿う断面を概略的に示す断面図である。図４は、図２の蓋部材の防水シール部材の一部（［IV］部）を取り出して、該防水シール部材に加わる応力分布を模式的に示す要部拡大図である。
【００１４】
なお、以下の説明に用いる各図面においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各構成要素毎に縮尺を異ならせて示している場合がある。したがって、本発明は、これらの図面に記載された構成要素の数量，構成要素の形状，構成要素の大きさの比率及び各構成要素の相対的な位置関係は、図示の形態のみに限定されるものではない。
【００１５】
本発明の一実施形態は、防水機器としてのカメラに本発明を適用した例を示すものである。また、図１〜図４においては、本実施形態のカメラの要部のみを図示している。
【００１６】
本実施形態のカメラ１は、機器本体２の一部に凹部２ａを有している。この凹部２ａは、例えばバッテリ（電池），記録媒体等を収納する電池収納室，記録媒体収納室等に相当するものである。したがって、この凹部２ａには、バッテリ（電池），記録媒体等を出し入れするための略矩形状の開口が形成されている。
【００１７】
上記凹部２ａの開口は、蓋部材３によって開閉自在となっている。蓋部材３は、平面が例えば矩形形状に形成されており、その一端に回動軸である軸部３ａを備えて構成される。該軸部３ａは、機器本体２の固定部に対して軸支されることで、該蓋部材３と機器本体２の固定部とを連結している。そして、蓋部材３は、軸部３ａを回動中心点（図２の符号Ｏ参照）として、即ち回動軸（軸部３ａ）周りに図１の矢印ＲＸ方向に回動自在となっている。このような構成によって、蓋部材３は、上記凹部２ａを覆う閉位置と、上記凹部２ａを開放する開位置との間で回動移動して、凹部２ａの開口を開閉するように構成されている。なお、図１に示す状態は、蓋部材３が凹部２ａの開口を開放とする開位置にある状態を示している。
【００１８】
また、蓋部材３の内側面には、蓋部材３が閉位置に配置されたときに凹部２ａの周縁部を囲って水密構造を実現するための防水シール部材４が配設されている。ここで、蓋部材３の内側面とは、蓋部材３を閉位置に配置したときに凹部２ａに対向する面をいうものとする。
【００１９】
防水シール部材４は、蓋部材３の内側面から凹部２ａの周縁部の当接面２ｂに向けて突出するように形成される壁状部を有して形成されるパッキン部材である。
【００２０】
より詳述すると、防水シール部材４の壁状部は、図２に示すように凹部２ａの周縁部の四つの辺（直線部分）に対向する四つの直線状壁部４ａと、これら四つの直線状壁部４ａのうち互いに隣り合う二つの直線状壁部４ａを円弧状に結ぶ四つの円弧状壁部４ｂとを有し、全体が矩形環状となるように形成されている。
【００２１】
なお、この防水シール部材４としては、伸縮自在な素材、例えばゴム部材等が適用される。
【００２２】
したがって、蓋部材３が開位置から閉位置へと移動したとき、防水シール部材４が当接面２ｂに当接し、この状態から蓋部材３が当接面２ｂに向けて押圧されると、防水シール部材４は圧縮されることになる。これにより、防水シール部材４は圧縮変形して、蓋部材３と機器本体２の当接面２ｂとの間を水密状態とするようになっている。
【００２３】
また、この状態において、蓋部材３の内側面に対して直角な平面であって、かつ上記直線状壁部４ａの壁面に対して直角となる平面における断面において、上記直線状壁部４ａのうち軸部３ａから離れた位置（蓋部材３の先端側）に配置される防水シール部材４の直線状壁部４ａの突端部分は、凹部２ａの周縁から当該防水シール部材４の矩形環状における外方に向かって変位するようになっている。また、軸部３ａに近い直線状壁部４ａの突端部分は凹部２ａに向かって変位することになる。
【００２４】
さらに、防水シール部材４は、圧縮変形前の状態において、その矩形環状の四隅に形成される円弧状壁部４ｂの円弧半径＝Ｒとし、該円弧状壁部４ｂにおける引張応力＝σｚとし、Ｅ＝ゴムのヤング率、円弧状壁部４ｂの圧縮変形後の状態の円弧半径Ｒ′としたとき、引張応力σｚがゴム劣化応力σ０未満となるように、即ち
σｚ＝Ｅ（Ｒ′−Ｒ）／Ｒ＜σ０
上式が成立するように設定されている。
【００２５】
また、本実施形態においては、回動軸である軸部３ａと機器本体２側の当接面２ｂ（防水シール部材４が当接する面）との位置関係は、図３に示すようになっているものとする。即ち、軸部３ａと当接面２ｂとは平行に設けられている。これと同時に、軸部３ａは、当接面２ｂに対して機器本体２の外方側に配置されているものとする。言い換えると、軸部３ａは、当接面２ｂに対して必要所定距離をとって離間した上方の位置にある。
【００２６】
このような形態のカメラ１において、防水シール部材４は、四つの円弧状壁部４ｂのうち、蓋部材３の回動軸となる軸部３ａに近い側（基端側）の隅部の二つの円弧状壁部４ｂの円弧半径ＲＡとし、軸部３ａから遠い側（先端側）の隅部の二つの円弧状壁部４ｂの円弧半径ＲＢとすると（図２参照）、ＲＡはＲＢより小さくなるように（ＲＢはＲＡより大きくなるように）、即ち、
ＲＡ＜ＲＢ
が成立するように設定されている。
【００２７】
このように構成される本実施形態のカメラ１において、蓋部材３を開位置から閉位置へと回動移動させる際の作用を以下に説明する。
【００２８】
蓋部材３が、例えば図１に示すような開位置にある時、蓋部材３を同図１の矢印ＲＸに沿う方向であって、蓋部材３の内側面が機器本体２の凹部２ａに当接する方向へと回動させる。すると、まず、蓋部材３の内側面に設けられる防水シール部材４のうち軸部３ａに近い側（基端側）の二つの円弧状壁部４ｂと、これらを結ぶ直線状壁部４ａと、の各先端が機器本体２の当接面２ｂに当接する。この状態から、さらに蓋部材３を当接面２ｂの側に向けて押圧すると、防水シール部材４のうち先に当接面２ｂに当接した部位は圧縮変形しながら、かつ蓋部材３の長辺方向の二辺の直線状壁部４ａも徐々に圧縮変形されつつ当接面２ｂに当接する。そして、最終的に、防水シール部材４のうち軸部３ａに最も遠い側（先端側）の二つの円弧状壁部４ｂと、これらを結ぶ直線状壁部４ａと、の各先端が機器本体２の当接面２ｂに圧縮変形した状態で当接する。この状態において、蓋部材３の該表面は、機器本体２の該表面と略面一状態になる。そして、蓋部材３は、所定のロック機構（図示せず）により、機器本体２に対して閉位置を維持した固定状態となる。このときの蓋部材３の配置位置を閉位置というものとし、この状態となったときの蓋部材３の状態を閉状態にあるというものとする。
【００２９】
蓋部材３が閉位置に配置されたとき、防水シール部材４は、その矩形環状の全体が凹部２ａの開口を囲む位置に配置され、当接面２ｂに向けて押圧されて、圧縮変形した状態となっている。
【００３０】
図４は、防水シール部材４のうちの一部、即ち図２の符号［IV］で示す部位を取り出して模式的に示す要部拡大図である。
【００３１】
図４において、実線で示す線は防水シール部材４の圧縮変形前の状態を示しており、符号Ｒは、圧縮変形前の状態における円弧状壁部４ｂの円弧半径を示している。また、図４において、二点鎖線で示す線は防水シール部材４の圧縮変形後の状態を示し、符号Ｒ′は、円弧状壁部４ｂの圧縮変形後の状態の円弧半径を示している。
【００３２】
ここで、蓋部材３が開位置にあって防水シール部材４に負荷がかかっていない状態（自然状態にある時）における円弧状壁部４ｂの半径＝Ｒとし、蓋部材３が閉位置にあって防水シール部材４が圧縮変形している状態における円弧状壁部４ｂの半径＝Ｒ′とする。
【００３３】
この場合において、防水シール部材４の圧縮変形前後の様子を図４の模式図で考察する。蓋部材３が閉位置となったとき、防水シール部材４の直線状壁部４ａは、図４に示すように矢印Ｘ２方向、即ち各壁面に対して直交する方向へ変形する。また、蓋部材３が閉位置となったとき、防水シール部材４の円弧状壁部４ｂに対しては、同様に図４に示す矢印Ｘ２方向、即ち円弧状壁部４ｂの壁面に対して直交する方向（径方向）に変形する。これと同時に、円弧状壁部４ｂは、直線状壁部４ａが圧縮変形するのに伴って、円弧状壁部４ｂの壁面に沿う周方向へと引っ張られることによって、歪みεｚが生じる。これにより、円弧状壁部４ｂには、矢印Ｓ方向への引張応力σｚも発生する。
【００３４】
一方、図３において、
軸部３ａの回動中心点を符号Ｏで、
防水シール部材４の先端と当接面２ｂとの当接点のうち軸部３ａに近い側（基端側）の当接点を符号Ｔ１で、
防水シール部材４の先端と当接面２ｂとの当接点のうち軸部３ａに遠い側（先端側）の当接点を符号Ｔ２で、
上記回動中心点Ｏと上記当接点Ｔ１とを結ぶ直線と当接面２ｂとのなす角を符号θ１で、
上記回動中心点Ｏと上記当接点Ｔ２とを結ぶ直線と当接面２ｂとのなす角を符号θ２で、
蓋部材３を閉位置にしたとき当接面２ｂから受ける反力のうち当接点Ｔ１における反力を符号Ｆで、
蓋部材３を閉位置にしたとき当接面２ｂから受ける反力のうち当接点Ｔ２における反力を符号Ｆ′で、
それぞれ示すものとする。
【００３５】
この場合において、蓋部材３を閉位置にしたとき、当接点Ｔ１における垂直抗力である反力Ｆにより生じる水平方向の力はＮＦ（Ｎ：摩擦係数）であり、当接点Ｔ２における垂直抗力である反力Ｆ′により生じる水平方向の力はＮＦ′である。そして、何れの合力も共に、図３に示す矢印Ｘ１方向、即ち蓋部材３の軸部３ａから外側に向けて働くことになる。即ち、Ｆ′とＮＦ′との合力Ｆｔ′とが軸部３ａに離れた（遠い）直線状壁部４ａに対して曲げモーメントを与え、他方の軸部３ａに近い直線状壁部４ａの変形と比較して曲げ変形が大きい。そして、軸部３ａに近い直線状壁部４ａに加わるＦとＮＦの合力Ｆｔは、曲げモーメント成分が比較的少なく、圧縮力成分が多い力となり、前者と比較して変形は少ない。このことから、軸部３ａを回動中心として回動する蓋部材３に設けられる防水シール部材４は、軸部３ａから遠い側（先端側）で当接面２ｂに当接する部位の方が、外側に向けて変形しやすい（図３参照）。
【００３６】
そして、直線状壁部４ａが外側に向けて変形するほど、円弧状壁部４ｂは周方向へと引っ張られることになるので（即ち、歪εｚが大となるので）、引張応力σｚも大きくなる。このことから、蓋部材３を閉位置にしたとき、防水シール部材４においては、外側に変形しやすい先端側の円弧状壁部４ｂの引張応力σｚの方が、軸部３ａ寄り（基端側）の円弧状壁部４ｂの引張応力σｚよりも大きくなることがわかる。
【００３７】
他方、円弧状壁部４ｂの円弧半径が大きいほど、引張応力σｚは小さくすることができることは周知である。
【００３８】
σｚ＝Ｅεｚ
＝Ｅ（２πＲ′／４−２πＲ／４）／２πＲ／４
＝Ｅ（Ｒ′−Ｒ）／Ｒ
以上のことから、本実施形態における防水シール部材４は、矩形環状における四隅の円弧状壁部４ｂのうち、軸部３ａ寄りの円弧状壁部４ｂの円弧半径＝ＲＡとし、先端側の円弧状壁部４ｂの円弧半径＝ＲＢとすると、両者の関係は
ＲＡ＜ＲＢ
となるように設定している。
【００３９】
以上説明したように上記一実施形態によれば、蓋部材３が機器本体２の凹部２ａを覆う閉位置に配置された時、防水シール部材４が凹部２ａの周縁部の当接面２ｂに当接して圧縮変形することにより防水構造を実現したカメラ１において、防水シール部材４は、矩形環状の四隅に形成され圧縮変形前の状態の円弧状壁部４ｂの半径Ｒを、該円弧状壁部４ｂにおける引張応力σｚがゴム劣化応力σ０未満となるように、即ち、
σｚ＝Ｅ（Ｒ′−Ｒ）／Ｒ＜σ０
（Ｅ＝ゴムのヤング率，Ｒ′＝円弧状部の変形後の状態の半径）
が成立するように設定したので、直線状壁部４ａに対する円弧状壁部４ｂの劣化の促進を抑止することができる。
【００４０】
また、矩形環状の防水シール部材４における四隅の円弧状壁部４ｂのうち、軸部３ａ寄りの円弧状壁部４ｂの円弧半径＝ＲＡよりも、先端側の円弧状壁部４ｂの円弧半径＝ＲＢの方が大となる（ＲＡ＜ＲＢ）となるように設定したので、防水シールを全体的に劣化応力以下に設定することが可能となり、防水シール部材４の各四隅に加わる応力を均等となるようにすることもできる。したがって、防水シール部材４が部分的に劣化するのを抑制することができる。これによって、カメラ１における防水性能の長寿命化を実現することができる。
【００４１】
なお、上記一実施形態においては、回動軸である軸部３ａと蓋部材３が当接する当接面２ｂとの位置関係は、図３に示すように、軸部３ａと当接面２ｂとは平行となるように配置され、かつ軸部３ａは当接面２ｂに対して機器本体２の外面寄りに配置されている場合の例を示している。
【００４２】
しかしながら、カメラ１における蓋部材３の軸部３ａと当接面２ｂとの配置は、この例に限られることはなく、異なる配置となることも考えられる。
【００４３】
例えば、図５に示す例は、防水機器における蓋部材と当接面との配置における上記一実施形態とは異なる一変形例を概念的に示している。
【００４４】
図５に示す例では、回動軸としての軸部３ａが当接面２ｂと平行に設けられていることは、上述の一実施形態と同じである。しかしながら、本例では軸部３ａが当接面２ｂと同一平面上に配置されている。
【００４５】
この場合においては、蓋部材３を閉位置にしたとき、当接点Ｔ１における垂直抗力である反力＝Ｆ、当接点Ｔ２における垂直抗力である反力＝Ｆ′となり、何れも当接面２ｂに対して直交する方向に働く。このことから、防水シール部材４は、上記説明の実施形態に比較して略均等な応力が加わって、部位による変形の違いは少ないと考えられる。
【００４６】
したがって、この例の構成では、防水シール部材４の四隅の隅部において軸部３ａに近い側の隅部の二つの円弧状壁部４ｂの円弧半径をＲＡとし、軸部３ａから遠い側の隅部の二つの円弧状壁部４ｂの圧縮変形前の円弧半径をＲＢとすると、円弧半径ＲＡと円弧半径ＲＢとは等しくなるように、即ち
ＲＢ＝ＲＡ
が成立するように設定すればよい。
【００４７】
一方、図６に示す例は、防水機器における蓋部材と当接面との配置における上記一実施形態及び上記一変形例とは異なる別の変形例を概念的に示している。
【００４８】
図６に示す例では、回動軸としての軸部３ａが当接面２ｂと平行に設けられていることは、上述の一実施形態と同じである。しかしながら、本例では軸部３ａが当接面２ｂよりも機器本体２の内側部位に配置されている。言い換えると、軸部３ａは、当接面２ｂに対して必要所定距離をとって潜った下方の位置にある。
【００４９】
この場合においては、蓋部材３を閉位置にしたとき、当接点Ｔ１における垂直抗力である反力Ｆにより生じる水平方向の力はＮＦであり、当接点Ｔ２における垂直抗力である反力Ｆ′により生じる水平方向の力はＮＦ′であるのは、上述の一実施形態と同じである。しかし、本例では、何れの合力も共に、図６に示す矢印Ｘ３方向、即ち蓋部材３の軸部３ａの側に向けて働くことになる。即ち、ＦとＮＦとの合力が軸部３ａに近い直線状壁部４ａに対して曲げモーメントを与え、他方の軸部３ａから離れた直線状壁部４ａの変形と比較して曲げ変形が大きい。そして、軸部３ａから離れた直線状壁部４ａに加わるＦ′とＮＦ′との合力は、曲げモーメント成分が比較的少なく、圧縮力成分が多い力となり、前者と比較して変形は少ない。この変形は、上述の通り、軸部３ａの配置に依存して、軸部３ａに近い側の直線状壁部４ａの変形が大きくなったり、軸部３ａから遠い側の直線状壁部４ａの変形が大きくなったりする。つまり、軸部３aの配置に依存して上記合力のベクトル方向が決定され、このベクトルの圧力が直線状壁部４ａにかかることになる。即ち、軸部３ａの中心位置が、該中心と当接点Ｔ１，Ｔ２とを結ぶ線分と当接面２ｂとが成す角度θ（θ１，θ２）を決定し、当接点Ｔ１，Ｔ２に与えられる力の向きが決定されることになる。このことから、軸部３ａを回動中心として回動する蓋部材３に設けられる防水シール部材４は、軸部３ａから近い側（基端側）で当接面２ｂに当接する部位の方が、外側に向けて変形しやすい。
【００５０】
したがって、この例の構成では、防水シール部材４の四隅の隅部において軸部３ａに近い側の隅部の二つの円弧状壁部４ｂの円弧半径をＲＡとし、軸部３ａから遠い側の隅部の二つの円弧状壁部４ｂの圧縮変形前の円弧半径をＲＢとすると、円弧半径ＲＡは円弧半径ＲＢより大きくなるように、即ち
ＲＢ＜ＲＡ
が成立するように設定すればよい。
【００５１】
以上説明をしてきた本発明の構成によれば、防水シール部材に発生する応力を適宜、安全な値とし、防水シール部材内に発生する応力の均一化をも図ることができる。
【００５２】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用を実施し得ることが可能であることは勿論である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせによって、種々の発明が抽出され得る。例えば、上記一実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、上述の一実施形態で示した防水機器としてのカメラに限られることはなく、他の形態の防水機器、例えば携帯電話，録音機器，電子手帳，パーソナルコンピュータ，ゲーム機器，テレビ，時計，ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用したナビゲーション機器等、各種の防水機器に適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１……カメラ
２……機器本体
２ａ……凹部
２ｂ……当接面
３……蓋部材
３ａ……軸部
４……防水シール部材
４ａ……直線状壁部
４ｂ……円弧状壁部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、防水機器、詳しくは機器本体の凹部の開口を覆う蓋部材と機器本体との間の防水構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、小型で携帯可能なカメラ等の電子機器等においては、バッテリ（電池）や記録媒体等の構成部材を機器本体に対して着脱自在とするために、機器本体側に凹部を設け、この凹部の開口を覆う閉位置と、当該凹部の開口を開放する開位置との間で開閉移動する蓋部材を備えて構成されたものがある。
【０００３】
さらに、このような形態の電子機器等においては、機器本体と上記蓋部材との間を防水構造として、蓋部材を閉位置に配置した時に上記凹部内への水の侵入を防止する水密構造を実現することで、当該電子機器等を水辺環境や水中環境等においても使用可能とするように構成したいわゆる防水機器が実用化され広く普及している。
【０００４】
従来の防水機器において、開閉可能な蓋部材と機器本体側の凹部（例えば電池収納室や記録媒体収納部等）との間に構成する防水構造としては、蓋部材の内側面にパッキン部材等を設け、蓋部材が閉位置に配置された時に、該パッキン部材が機器本体側の凹部周縁部の当接面に押圧されて密着状態となるような構造を有するものが、例えば特開平０５−０２１９６５号公報等によって提案されている。
【０００５】
このような形態の従来の防水機器において、防水構造を実現するために適用されるパッキン部材としては、例えばゴム部材等の伸縮自在な素材が適用される。このような、パッキン部材等に適用されるゴム部材等の素材は、経時劣化することが一般に周知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０５−０２１９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記特開平０５−０２１９６５号公報等によって開示される従来の防水機器に適用されるパッキン部材は、単に機器本体と蓋部材等の間の水密性を維持するのに最適な形状となるように設計されるのみであり、従来の防水機器においては、例えばパッキン部材が経時劣化することを考慮して、パッキン部材の形状を設計するようなことは行われていないのが一般である。
【０００８】
ゴム部材等からなるパッキン部材に経時劣化が生じた場合、その防水性能が低下してしまうことは周知である。パッキン部材に生じる経時劣化は、例えば使用時に加わる応力等に起因することがわかっている。したがって、パッキン部材に加わる応力が不均一である場合には、経時劣化の程度が部分的に異なるものになる場合があり、蓋部材が閉位置に配置された時にパッキン部材に加わる応力が全体として劣化応力以下になっていることが望ましい。
【０００９】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、機器本体の凹部の開口を覆う蓋部材と機器本体との間の防水構造であって、凹部の開口を覆う閉位置と、該凹部の開口を開放する開位置との間で回動移動する構造の蓋部材に設けられたパッキン部材の形状を、蓋部材が閉位置に配置された時にパッキン部材に加わる応力を考慮して設定することによって、パッキン部材に加わる過大な応力の発生を抑え、よって防水機器における防水性能の長寿命化を実現することができる防水構造を備えた防水機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明による防水機器は、防水機器本体に設けられた凹部と、上記防水機器本体に対し回動軸により連結され、該回動軸周りに回動することにより上記凹部を覆う閉位置と、上記凹部を開放する開位置との間で開閉移動する蓋部材と、上記蓋部材が閉位置に配置されたときに上記凹部周縁部を囲うためのシール部材であって、上記蓋部材の内側面に設けられ、該内側面から上記凹部周縁部の当接面に向けて突出し、かつ上記凹部周縁部の各辺を囲う四つの直線状壁部とこれら四つの直線状壁部のうち互いに隣り合う二つの直線状壁部を結ぶ四つの円弧状壁部とを有して矩形環状に形成され、上記蓋部材が開位置から閉位置へと移動して上記当接面に当接して圧縮変形したとき、上記蓋部材の内側面に対して直角かつ上記壁部の壁面に対して直角となる平面における断面において、上記壁部のうち上記回転軸から離れた位置に配置される上記壁部の先端が上記凹部周縁の外方に向かって変形するように形成される防水シール部材とを具備し、上記防水シール部材において、矩形環状の四隅における圧縮変形前の状態の円弧状部の半径Ｒを、該円弧状部における引張応力σｚがゴム劣化応力σ０未満となるように、即ち、
σｚ＝Ｅ（Ｒ′−Ｒ）／Ｒ＜σ０
（Ｅ＝ゴムのヤング率，Ｒ′＝円弧状部の変形後の状態の半径）
が成立するように設定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、機器本体の凹部の開口を覆う蓋部材と機器本体との間の防水構造であって、凹部の開口を覆う閉位置と、該凹部の開口を開放する開位置との間で回動移動する構造の蓋部材に設けられたパッキン部材の形状を、蓋部材が閉位置に配置された時にパッキン部材に加わる応力を考慮して設定することによって、パッキン部材に加わる過大な応力の発生を抑え、よって防水機器における防水性能の長寿命化を実現することができる防水構造を備えた防水機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態の防水機器の一部（蓋部材近傍）を拡大して示す要部拡大斜視図
【図２】図１の防水機器における蓋部材のみを取り出して、該蓋部材の内側面を示す平面図
【図３】図２の蓋部材における［III］−［III］線に沿う断面を概略的に示す断面図
【図４】図２の蓋部材の防水シール部材の一部（［IV］部）を切り出して、防水シール部材に加わる応力分布を模式的に示す要部拡大図
【図５】図１の防水機器における蓋部材の一変形例を概念的に示す概念図
【図６】図１の防水機器における蓋部材の別の変形例を概念的に示す概念図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態の防水機器の一部であって、機器本体に形成される凹部及び蓋部材が配設される近傍部位を拡大して示す要部拡大斜視図である。図２は、図１の防水機器における蓋部材のみを取り出して、該蓋部材の内側面を示す平面図である。この図２においては特に蓋部材に設けられるパッキン部材の平面形状を主に示している。図３は、図２の蓋部材における［III］−［III］線に沿う断面を概略的に示す断面図である。図４は、図２の蓋部材の防水シール部材の一部（［IV］部）を取り出して、該防水シール部材に加わる応力分布を模式的に示す要部拡大図である。
【００１４】
なお、以下の説明に用いる各図面においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各構成要素毎に縮尺を異ならせて示している場合がある。したがって、本発明は、これらの図面に記載された構成要素の数量，構成要素の形状，構成要素の大きさの比率及び各構成要素の相対的な位置関係は、図示の形態のみに限定されるものではない。
【００１５】
本発明の一実施形態は、防水機器としてのカメラに本発明を適用した例を示すものである。また、図１〜図４においては、本実施形態のカメラの要部のみを図示している。
【００１６】
本実施形態のカメラ１は、機器本体２の一部に凹部２ａを有している。この凹部２ａは、例えばバッテリ（電池），記録媒体等を収納する電池収納室，記録媒体収納室等に相当するものである。したがって、この凹部２ａには、バッテリ（電池），記録媒体等を出し入れするための略矩形状の開口が形成されている。
【００１７】
上記凹部２ａの開口は、蓋部材３によって開閉自在となっている。蓋部材３は、平面が例えば矩形形状に形成されており、その一端に回動軸である軸部３ａを備えて構成される。該軸部３ａは、機器本体２の固定部に対して軸支されることで、該蓋部材３と機器本体２の固定部とを連結している。そして、蓋部材３は、軸部３ａを回動中心点（図２の符号Ｏ参照）として、即ち回動軸（軸部３ａ）周りに図１の矢印ＲＸ方向に回動自在となっている。このような構成によって、蓋部材３は、上記凹部２ａを覆う閉位置と、上記凹部２ａを開放する開位置との間で回動移動して、凹部２ａの開口を開閉するように構成されている。なお、図１に示す状態は、蓋部材３が凹部２ａの開口を開放とする開位置にある状態を示している。
【００１８】
また、蓋部材３の内側面には、蓋部材３が閉位置に配置されたときに凹部２ａの周縁部を囲って水密構造を実現するための防水シール部材４が配設されている。ここで、蓋部材３の内側面とは、蓋部材３を閉位置に配置したときに凹部２ａに対向する面をいうものとする。
【００１９】
防水シール部材４は、蓋部材３の内側面から凹部２ａの周縁部の当接面２ｂに向けて突出するように形成される壁状部を有して形成されるパッキン部材である。
【００２０】
より詳述すると、防水シール部材４の壁状部は、図２に示すように凹部２ａの周縁部の四つの辺（直線部分）に対向する四つの直線状壁部４ａと、これら四つの直線状壁部４ａのうち互いに隣り合う二つの直線状壁部４ａを円弧状に結ぶ四つの円弧状壁部４ｂとを有し、全体が矩形環状となるように形成されている。
【００２１】
なお、この防水シール部材４としては、伸縮自在な素材、例えばゴム部材等が適用される。
【００２２】
したがって、蓋部材３が開位置から閉位置へと移動したとき、防水シール部材４が当接面２ｂに当接し、この状態から蓋部材３が当接面２ｂに向けて押圧されると、防水シール部材４は圧縮されることになる。これにより、防水シール部材４は圧縮変形して、蓋部材３と機器本体２の当接面２ｂとの間を水密状態とするようになっている。
【００２３】
また、この状態において、蓋部材３の内側面に対して直角な平面であって、かつ上記直線状壁部４ａの壁面に対して直角となる平面における断面において、上記直線状壁部４ａのうち軸部３ａから離れた位置（蓋部材３の先端側）に配置される防水シール部材４の直線状壁部４ａの突端部分は、凹部２ａの周縁から当該防水シール部材４の矩形環状における外方に向かって変位するようになっている。また、軸部３ａに近い直線状壁部４ａの突端部分は凹部２ａに向かって変位することになる。
【００２４】
さらに、防水シール部材４は、圧縮変形前の状態において、その矩形環状の四隅に形成される円弧状壁部４ｂの円弧半径＝Ｒとし、該円弧状壁部４ｂにおける引張応力＝σｚとし、Ｅ＝ゴムのヤング率、円弧状壁部４ｂの圧縮変形後の状態の円弧半径Ｒ′としたとき、引張応力σｚがゴム劣化応力σ０未満となるように、即ち
σｚ＝Ｅ（Ｒ′−Ｒ）／Ｒ＜σ０
上式が成立するように設定されている。
【００２５】
また、本実施形態においては、回動軸である軸部３ａと機器本体２側の当接面２ｂ（防水シール部材４が当接する面）との位置関係は、図３に示すようになっているものとする。即ち、軸部３ａと当接面２ｂとは平行に設けられている。これと同時に、軸部３ａは、当接面２ｂに対して機器本体２の外方側に配置されているものとする。言い換えると、軸部３ａは、当接面２ｂに対して必要所定距離をとって離間した上方の位置にある。
【００２６】
このような形態のカメラ１において、防水シール部材４は、四つの円弧状壁部４ｂのうち、蓋部材３の回動軸となる軸部３ａに近い側（基端側）の隅部の二つの円弧状壁部４ｂの円弧半径ＲＡとし、軸部３ａから遠い側（先端側）の隅部の二つの円弧状壁部４ｂの円弧半径ＲＢとすると（図２参照）、ＲＡはＲＢより小さくなるように（ＲＢはＲＡより大きくなるように）、即ち、
ＲＡ＜ＲＢ
が成立するように設定されている。
【００２７】
このように構成される本実施形態のカメラ１において、蓋部材３を開位置から閉位置へと回動移動させる際の作用を以下に説明する。
【００２８】
蓋部材３が、例えば図１に示すような開位置にある時、蓋部材３を同図１の矢印ＲＸに沿う方向であって、蓋部材３の内側面が機器本体２の凹部２ａに当接する方向へと回動させる。すると、まず、蓋部材３の内側面に設けられる防水シール部材４のうち軸部３ａに近い側（基端側）の二つの円弧状壁部４ｂと、これらを結ぶ直線状壁部４ａと、の各先端が機器本体２の当接面２ｂに当接する。この状態から、さらに蓋部材３を当接面２ｂの側に向けて押圧すると、防水シール部材４のうち先に当接面２ｂに当接した部位は圧縮変形しながら、かつ蓋部材３の長辺方向の二辺の直線状壁部４ａも徐々に圧縮変形されつつ当接面２ｂに当接する。そして、最終的に、防水シール部材４のうち軸部３ａに最も遠い側（先端側）の二つの円弧状壁部４ｂと、これらを結ぶ直線状壁部４ａと、の各先端が機器本体２の当接面２ｂに圧縮変形した状態で当接する。この状態において、蓋部材３の該表面は、機器本体２の該表面と略面一状態になる。そして、蓋部材３は、所定のロック機構（図示せず）により、機器本体２に対して閉位置を維持した固定状態となる。このときの蓋部材３の配置位置を閉位置というものとし、この状態となったときの蓋部材３の状態を閉状態にあるというものとする。
【００２９】
蓋部材３が閉位置に配置されたとき、防水シール部材４は、その矩形環状の全体が凹部２ａの開口を囲む位置に配置され、当接面２ｂに向けて押圧されて、圧縮変形した状態となっている。
【００３０】
図４は、防水シール部材４のうちの一部、即ち図２の符号［IV］で示す部位を取り出して模式的に示す要部拡大図である。
【００３１】
図４において、実線で示す線は防水シール部材４の圧縮変形前の状態を示しており、符号Ｒは、圧縮変形前の状態における円弧状壁部４ｂの円弧半径を示している。また、図４において、二点鎖線で示す線は防水シール部材４の圧縮変形後の状態を示し、符号Ｒ′は、円弧状壁部４ｂの圧縮変形後の状態の円弧半径を示している。
【００３２】
ここで、蓋部材３が開位置にあって防水シール部材４に負荷がかかっていない状態（自然状態にある時）における円弧状壁部４ｂの半径＝Ｒとし、蓋部材３が閉位置にあって防水シール部材４が圧縮変形している状態における円弧状壁部４ｂの半径＝Ｒ′とする。
【００３３】
この場合において、防水シール部材４の圧縮変形前後の様子を図４の模式図で考察する。蓋部材３が閉位置となったとき、防水シール部材４の直線状壁部４ａは、図４に示すように矢印Ｘ２方向、即ち各壁面に対して直交する方向へ変形する。また、蓋部材３が閉位置となったとき、防水シール部材４の円弧状壁部４ｂに対しては、同様に図４に示す矢印Ｘ２方向、即ち円弧状壁部４ｂの壁面に対して直交する方向（径方向）に変形する。これと同時に、円弧状壁部４ｂは、直線状壁部４ａが圧縮変形するのに伴って、円弧状壁部４ｂの壁面に沿う周方向へと引っ張られることによって、歪みεｚが生じる。これにより、円弧状壁部４ｂには、矢印Ｓ方向への引張応力σｚも発生する。
【００３４】
一方、図３において、
軸部３ａの回動中心点を符号Ｏで、
防水シール部材４の先端と当接面２ｂとの当接点のうち軸部３ａに近い側（基端側）の当接点を符号Ｔ１で、
防水シール部材４の先端と当接面２ｂとの当接点のうち軸部３ａに遠い側（先端側）の当接点を符号Ｔ２で、
上記回動中心点Ｏと上記当接点Ｔ１とを結ぶ直線と当接面２ｂとのなす角を符号θ１で、
上記回動中心点Ｏと上記当接点Ｔ２とを結ぶ直線と当接面２ｂとのなす角を符号θ２で、
蓋部材３を閉位置にしたとき当接面２ｂから受ける反力のうち当接点Ｔ１における反力を符号Ｆで、
蓋部材３を閉位置にしたとき当接面２ｂから受ける反力のうち当接点Ｔ２における反力を符号Ｆ′で、
それぞれ示すものとする。
【００３５】
この場合において、蓋部材３を閉位置にしたとき、当接点Ｔ１における垂直抗力である反力Ｆにより生じる水平方向の力はＮＦ（Ｎ：摩擦係数）であり、当接点Ｔ２における垂直抗力である反力Ｆ′により生じる水平方向の力はＮＦ′である。そして、何れの合力も共に、図３に示す矢印Ｘ１方向、即ち蓋部材３の軸部３ａから外側に向けて働くことになる。即ち、Ｆ′とＮＦ′との合力Ｆｔ′とが軸部３ａに離れた（遠い）直線状壁部４ａに対して曲げモーメントを与え、他方の軸部３ａに近い直線状壁部４ａの変形と比較して曲げ変形が大きい。そして、軸部３ａに近い直線状壁部４ａに加わるＦとＮＦの合力Ｆｔは、曲げモーメント成分が比較的少なく、圧縮力成分が多い力となり、前者と比較して変形は少ない。このことから、軸部３ａを回動中心として回動する蓋部材３に設けられる防水シール部材４は、軸部３ａから遠い側（先端側）で当接面２ｂに当接する部位の方が、外側に向けて変形しやすい（図３参照）。
【００３６】
そして、直線状壁部４ａが外側に向けて変形するほど、円弧状壁部４ｂは周方向へと引っ張られることになるので（即ち、歪εｚが大となるので）、引張応力σｚも大きくなる。このことから、蓋部材３を閉位置にしたとき、防水シール部材４においては、外側に変形しやすい先端側の円弧状壁部４ｂの引張応力σｚの方が、軸部３ａ寄り（基端側）の円弧状壁部４ｂの引張応力σｚよりも大きくなることがわかる。
【００３７】
他方、円弧状壁部４ｂの円弧半径が大きいほど、引張応力σｚは小さくすることができることは周知である。
【００３８】
σｚ＝Ｅεｚ
＝Ｅ（２πＲ′／４−２πＲ／４）／２πＲ／４
＝Ｅ（Ｒ′−Ｒ）／Ｒ
以上のことから、本実施形態における防水シール部材４は、矩形環状における四隅の円弧状壁部４ｂのうち、軸部３ａ寄りの円弧状壁部４ｂの円弧半径＝ＲＡとし、先端側の円弧状壁部４ｂの円弧半径＝ＲＢとすると、両者の関係は
ＲＡ＜ＲＢ
となるように設定している。
【００３９】
以上説明したように上記一実施形態によれば、蓋部材３が機器本体２の凹部２ａを覆う閉位置に配置された時、防水シール部材４が凹部２ａの周縁部の当接面２ｂに当接して圧縮変形することにより防水構造を実現したカメラ１において、防水シール部材４は、矩形環状の四隅に形成され圧縮変形前の状態の円弧状壁部４ｂの半径Ｒを、該円弧状壁部４ｂにおける引張応力σｚがゴム劣化応力σ０未満となるように、即ち、
σｚ＝Ｅ（Ｒ′−Ｒ）／Ｒ＜σ０
（Ｅ＝ゴムのヤング率，Ｒ′＝円弧状部の変形後の状態の半径）
が成立するように設定したので、直線状壁部４ａに対する円弧状壁部４ｂの劣化の促進を抑止することができる。
【００４０】
また、矩形環状の防水シール部材４における四隅の円弧状壁部４ｂのうち、軸部３ａ寄りの円弧状壁部４ｂの円弧半径＝ＲＡよりも、先端側の円弧状壁部４ｂの円弧半径＝ＲＢの方が大となる（ＲＡ＜ＲＢ）となるように設定したので、防水シールを全体的に劣化応力以下に設定することが可能となり、防水シール部材４の各四隅に加わる応力を均等となるようにすることもできる。したがって、防水シール部材４が部分的に劣化するのを抑制することができる。これによって、カメラ１における防水性能の長寿命化を実現することができる。
【００４１】
なお、上記一実施形態においては、回動軸である軸部３ａと蓋部材３が当接する当接面２ｂとの位置関係は、図３に示すように、軸部３ａと当接面２ｂとは平行となるように配置され、かつ軸部３ａは当接面２ｂに対して機器本体２の外面寄りに配置されている場合の例を示している。
【００４２】
しかしながら、カメラ１における蓋部材３の軸部３ａと当接面２ｂとの配置は、この例に限られることはなく、異なる配置となることも考えられる。
【００４３】
例えば、図５に示す例は、防水機器における蓋部材と当接面との配置における上記一実施形態とは異なる一変形例を概念的に示している。
【００４４】
図５に示す例では、回動軸としての軸部３ａが当接面２ｂと平行に設けられていることは、上述の一実施形態と同じである。しかしながら、本例では軸部３ａが当接面２ｂと同一平面上に配置されている。
【００４５】
この場合においては、蓋部材３を閉位置にしたとき、当接点Ｔ１における垂直抗力である反力＝Ｆ、当接点Ｔ２における垂直抗力である反力＝Ｆ′となり、何れも当接面２ｂに対して直交する方向に働く。このことから、防水シール部材４は、上記説明の実施形態に比較して略均等な応力が加わって、部位による変形の違いは少ないと考えられる。
【００４６】
したがって、この例の構成では、防水シール部材４の四隅の隅部において軸部３ａに近い側の隅部の二つの円弧状壁部４ｂの円弧半径をＲＡとし、軸部３ａから遠い側の隅部の二つの円弧状壁部４ｂの圧縮変形前の円弧半径をＲＢとすると、円弧半径ＲＡと円弧半径ＲＢとは等しくなるように、即ち
ＲＢ＝ＲＡ
が成立するように設定すればよい。
【００４７】
一方、図６に示す例は、防水機器における蓋部材と当接面との配置における上記一実施形態及び上記一変形例とは異なる別の変形例を概念的に示している。
【００４８】
図６に示す例では、回動軸としての軸部３ａが当接面２ｂと平行に設けられていることは、上述の一実施形態と同じである。しかしながら、本例では軸部３ａが当接面２ｂよりも機器本体２の内側部位に配置されている。言い換えると、軸部３ａは、当接面２ｂに対して必要所定距離をとって潜った下方の位置にある。
【００４９】
この場合においては、蓋部材３を閉位置にしたとき、当接点Ｔ１における垂直抗力である反力Ｆにより生じる水平方向の力はＮＦであり、当接点Ｔ２における垂直抗力である反力Ｆ′により生じる水平方向の力はＮＦ′であるのは、上述の一実施形態と同じである。しかし、本例では、何れの合力も共に、図６に示す矢印Ｘ３方向、即ち蓋部材３の軸部３ａの側に向けて働くことになる。即ち、ＦとＮＦとの合力が軸部３ａに近い直線状壁部４ａに対して曲げモーメントを与え、他方の軸部３ａから離れた直線状壁部４ａの変形と比較して曲げ変形が大きい。そして、軸部３ａから離れた直線状壁部４ａに加わるＦ′とＮＦ′との合力は、曲げモーメント成分が比較的少なく、圧縮力成分が多い力となり、前者と比較して変形は少ない。この変形は、上述の通り、軸部３ａの配置に依存して、軸部３ａに近い側の直線状壁部４ａの変形が大きくなったり、軸部３ａから遠い側の直線状壁部４ａの変形が大きくなったりする。つまり、軸部３aの配置に依存して上記合力のベクトル方向が決定され、このベクトルの圧力が直線状壁部４ａにかかることになる。即ち、軸部３ａの中心位置が、該中心と当接点Ｔ１，Ｔ２とを結ぶ線分と当接面２ｂとが成す角度θ（θ１，θ２）を決定し、当接点Ｔ１，Ｔ２に与えられる力の向きが決定されることになる。このことから、軸部３ａを回動中心として回動する蓋部材３に設けられる防水シール部材４は、軸部３ａから近い側（基端側）で当接面２ｂに当接する部位の方が、外側に向けて変形しやすい。
【００５０】
したがって、この例の構成では、防水シール部材４の四隅の隅部において軸部３ａに近い側の隅部の二つの円弧状壁部４ｂの円弧半径をＲＡとし、軸部３ａから遠い側の隅部の二つの円弧状壁部４ｂの圧縮変形前の円弧半径をＲＢとすると、円弧半径ＲＡは円弧半径ＲＢより大きくなるように、即ち
ＲＢ＜ＲＡ
が成立するように設定すればよい。
【００５１】
以上説明をしてきた本発明の構成によれば、防水シール部材に発生する応力を適宜、安全な値とし、防水シール部材内に発生する応力の均一化をも図ることができる。
【００５２】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用を実施し得ることが可能であることは勿論である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせによって、種々の発明が抽出され得る。例えば、上記一実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、上述の一実施形態で示した防水機器としてのカメラに限られることはなく、他の形態の防水機器、例えば携帯電話，録音機器，電子手帳，パーソナルコンピュータ，ゲーム機器，テレビ，時計，ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用したナビゲーション機器等、各種の防水機器に適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１……カメラ
２……機器本体
２ａ……凹部
２ｂ……当接面
３……蓋部材
３ａ……軸部
４……防水シール部材
４ａ……直線状壁部
４ｂ……円弧状壁部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
防水機器において、
防水機器本体に設けられた凹部と、
上記防水機器本体に対し回動軸により連結され、該回動軸周りに回動することにより上記凹部を覆う閉位置と、上記凹部を開放する開位置との間で開閉移動する蓋部材と、
上記蓋部材が閉位置に配置されたときに上記凹部周縁部を囲うためのシール部材であって、上記蓋部材の内側面に設けられ、該内側面から上記凹部周縁部の当接面に向けて突出し、かつ上記凹部周縁部の各辺を囲う四つの直線状壁部とこれら四つの直線状壁部のうち互いに隣り合う二つの直線状壁部を結ぶ四つの円弧状壁部とを有して矩形環状に形成され、上記蓋部材が開位置から閉位置へと移動して上記当接面に当接して圧縮変形したとき、上記蓋部材の内側面に対して直角かつ上記壁部の壁面に対して直角となる平面における断面において、上記壁部のうち上記回転軸から離れた位置に配置される上記壁部の先端が上記凹部周縁の外方に向かって変形するように形成される防水シール部材と、
を具備し、
上記防水シール部材において、矩形環状の四隅における圧縮変形前の状態の円弧状部の半径Ｒを、該円弧状部における引張応力σｚがゴム劣化応力σ０未満となるように、即ち、
σｚ＝Ｅ（Ｒ′−Ｒ）／Ｒ＜σ０
（Ｅ＝ゴムのヤング率，Ｒ′＝円弧状部の変形後の状態の半径）
が成立するように設定したことを特徴とする防水機器。
【請求項２】
上記回動軸が上記当接面と平行に設けられ、上記回動軸が上記当接面より上記防水機器本体外方に配置されているとき、上記防水シール部材の上記回動軸に一番近い隅部における圧縮変形前の円弧半径をＲＡとし、上記回転軸から遠い隅部における圧縮変形前の円弧半径をＲＢとすると、該ＲＡは上記ＲＢより小さくなるように、即ち、
ＲＢ＞ＲＡ
が成立するように設定したことを特徴とする請求項１に記載の防水機器。
【請求項３】
上記回動軸が上記当接面と平行に設けられ、上記回動軸が上記当接面より上記防水機器本体外方に配置されているとき、上記防水シール部材の上記回動軸に一番近い隅部における圧縮変形前の円弧半径をＲＡとし、上記回転軸から遠い隅部における圧縮変形前の円弧半径をＲＢとすると、上記ＲＢは上記ＲＡより大きくなるように、即ち、
ＲＢ＞ＲＡ
が成立するように設定したことを特徴とする請求項１に記載の防水機器。
【請求項４】
上記回動軸が上記当接面と平行に設けられ、上記回動軸が上記当接面より上記防水機器本体内方に配置されているとき、上記防水シール部材の上記回動軸に一番近い隅部における圧縮変形前の円弧半径をＲＡとし、上記回転軸から遠い隅部における圧縮変形前の円弧半径をＲＢとすると、該ＲＡは上記ＲＢより大きくなるように、即ち、
ＲＢ＜ＲＡ
が成立するように設定したことを特徴とする請求項１に記載の防水機器。
【請求項５】
上記凹部は、上記防水機器の電池収納室又は記録媒体収納室であることを特徴とする請求項１〜請求項４に記載の防水機器。
【請求項１】
防水機器において、
防水機器本体に設けられた凹部と、
上記防水機器本体に対し回動軸により連結され、該回動軸周りに回動することにより上記凹部を覆う閉位置と、上記凹部を開放する開位置との間で開閉移動する蓋部材と、
上記蓋部材が閉位置に配置されたときに上記凹部周縁部を囲うためのシール部材であって、上記蓋部材の内側面に設けられ、該内側面から上記凹部周縁部の当接面に向けて突出し、かつ上記凹部周縁部の各辺を囲う四つの直線状壁部とこれら四つの直線状壁部のうち互いに隣り合う二つの直線状壁部を結ぶ四つの円弧状壁部とを有して矩形環状に形成され、上記蓋部材が開位置から閉位置へと移動して上記当接面に当接して圧縮変形したとき、上記蓋部材の内側面に対して直角かつ上記壁部の壁面に対して直角となる平面における断面において、上記壁部のうち上記回転軸から離れた位置に配置される上記壁部の先端が上記凹部周縁の外方に向かって変形するように形成される防水シール部材と、
を具備し、
上記防水シール部材において、矩形環状の四隅における圧縮変形前の状態の円弧状部の半径Ｒを、該円弧状部における引張応力σｚがゴム劣化応力σ０未満となるように、即ち、
σｚ＝Ｅ（Ｒ′−Ｒ）／Ｒ＜σ０
（Ｅ＝ゴムのヤング率，Ｒ′＝円弧状部の変形後の状態の半径）
が成立するように設定したことを特徴とする防水機器。
【請求項２】
上記回動軸が上記当接面と平行に設けられ、上記回動軸が上記当接面より上記防水機器本体外方に配置されているとき、上記防水シール部材の上記回動軸に一番近い隅部における圧縮変形前の円弧半径をＲＡとし、上記回転軸から遠い隅部における圧縮変形前の円弧半径をＲＢとすると、該ＲＡは上記ＲＢより小さくなるように、即ち、
ＲＢ＞ＲＡ
が成立するように設定したことを特徴とする請求項１に記載の防水機器。
【請求項３】
上記回動軸が上記当接面と平行に設けられ、上記回動軸が上記当接面より上記防水機器本体外方に配置されているとき、上記防水シール部材の上記回動軸に一番近い隅部における圧縮変形前の円弧半径をＲＡとし、上記回転軸から遠い隅部における圧縮変形前の円弧半径をＲＢとすると、上記ＲＢは上記ＲＡより大きくなるように、即ち、
ＲＢ＞ＲＡ
が成立するように設定したことを特徴とする請求項１に記載の防水機器。
【請求項４】
上記回動軸が上記当接面と平行に設けられ、上記回動軸が上記当接面より上記防水機器本体内方に配置されているとき、上記防水シール部材の上記回動軸に一番近い隅部における圧縮変形前の円弧半径をＲＡとし、上記回転軸から遠い隅部における圧縮変形前の円弧半径をＲＢとすると、該ＲＡは上記ＲＢより大きくなるように、即ち、
ＲＢ＜ＲＡ
が成立するように設定したことを特徴とする請求項１に記載の防水機器。
【請求項５】
上記凹部は、上記防水機器の電池収納室又は記録媒体収納室であることを特徴とする請求項１〜請求項４に記載の防水機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−９７７１（Ｐ２０１２−９７７１Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４６５３５（Ｐ２０１０−１４６５３５）
【出願日】平成２２年６月２８日（２０１０．６．２８）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【出願人】（５０４３７１９７４）オリンパスイメージング株式会社 (2,647)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２８日（２０１０．６．２８）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【出願人】（５０４３７１９７４）オリンパスイメージング株式会社 (2,647)
【Ｆターム（参考）】
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