特開 2022-191884 防水装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022191884

(43)【公開日】2022-12-28

(54)【発明の名称】防水装置

(51)【国際特許分類】

   G03B 17/08 20210101AFI20221221BHJP

   G03B 17/02 20210101ALI20221221BHJP

   G03B 17/55 20210101ALI20221221BHJP

   G03B 15/00 20210101ALI20221221BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20221221BHJP

【ＦＩ】

G03B17/08

G03B17/02

G03B17/55

G03B15/00 U

H04N5/225 430

H04N5/225 200

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021100374

(22)【出願日】2021-06-16

(71)【出願人】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110412

【弁理士】

【氏名又は名称】藤元 亮輔

(74)【代理人】

【識別番号】100104628

【弁理士】

【氏名又は名称】水本 敦也

(74)【代理人】

【識別番号】100121614

【弁理士】

【氏名又は名称】平山 倫也

(72)【発明者】

【氏名】小野 修平

【テーマコード（参考）】

2H100

2H101

2H104

5C122

【Ｆターム（参考）】

2H100AA41

2H100BB05

2H100EE05

2H101CC53

2H101CC60

2H101CC91

2H104CC06

5C122EA02

5C122EA03

5C122EA54

5C122EA55

5C122GE01

5C122GE11

5C122GE18

(57)【要約】

【課題】装置内の基板に実装された電気素子を電気的に保護し、効率的に電気素子の放熱を行いつつ防水性能を確立した上で、装置の小型化と良好な組み立て性を両立することを可能にした防水装置を提供する。
【解決手段】防水装置は、フロントカバー３およびリアカバー４で構成され、内部に電気素子が実装された基板が収容される筐体７と、前記フロントカバーと前記リアカバーとの間に配置される封止部材５と、を有し、前記封止部材は、前記フロントカバーと前記リアカバーによって押圧されることで前記筐体を封止する封止部５１と、前記電気素子の発熱を前記筐体へ伝達することで放熱を行う放熱部５２と、前記電気素子を外部からの放電から保護する放電保護部５３と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フロントカバーおよびリアカバーで構成され、内部に電気素子が実装された基板が収容される筐体と、
前記フロントカバーと前記リアカバーとの間に配置される封止部材と、を有し、
前記封止部材は、
前記フロントカバーと前記リアカバーによって押圧されることで前記筐体を封止する封止部と、
前記電気素子の発熱を前記筐体へ伝達することで放熱を行う放熱部と、
前記電気素子を外部からの放電から保護する放電保護部と、を備えることを特徴とする防水装置。

【請求項2】

前記フロントカバーまたは前記リアカバーには通気孔が設けられており、
前記放電保護部は、前記封止部材において、前記通気孔の付近に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の防水装置。

【請求項3】

前記放電保護部は、前記封止部材において、前記筐体に保持されるレンズユニットの光学系の光軸に垂直な平面上で前記通気孔と重畳する位置に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の防水装置。

【請求項4】

前記封止部材は、前記放電保護部の周辺に通気部を更に備えることを特徴とする請求項２または３に記載の防水装置。

【請求項5】

前記通気部は、前記放電保護部の周辺に形成され前記封止部材を貫通する穴部であることを特徴とする請求項４に記載の防水装置。

【請求項6】

前記放電保護部と前記通気孔との間に空間があることを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載の防水装置。

【請求項7】

前記フロントカバーまたは前記リアカバーは、樹脂製であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の防水装置。

【請求項8】

前記放熱部は、前記電気素子と接触する接触部と前記電気素子と接触しない非接触部を備え、
前記接触部の先端には、テーパ状の誘い形状が設けられていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の防水装置。

【請求項9】

前記防水装置は、前記フロントカバーにレンズユニットが組み込まれるカメラであることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の防水装置。

【請求項10】

前記封止部材の材料の熱伝導率は、１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の防水装置。

【請求項11】

前記封止部材の材料の体積抵抗率は、１ＴΩ・ｍ以上であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の防水装置。

【請求項12】

前記封止部材の材料は、弾性部材であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の防水装置。

【請求項13】

前記弾性部材は、シリコンゴムであることを特徴とする請求項１２に記載の防水装置。

【請求項14】

前記封止部、前記放熱部、および前記放電保護部は、一体に形成されていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の防水装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、防水装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、防水仕様の小型カメラは、撮像素子が実装されたセンサ基板を金属外装や板金等の金属部品で覆うことで電気的に保護すると共にセンサ基板の発熱をその金属部品へ逃がし、外装の隙間を封止部材で密閉することで防水仕様とする構成が一般的であった。

【0003】

例えば、特許文献１には、二つの金属外装部品を、その間に封止部材を挟んだ状態でカシメ接合させることで筐体を密閉しつつ、筐体内部の基板を電気的に保護する構造が開示されている。

【0004】

また、特許文献２には、カメラ内のセンサ基板の位置を調整する調整部材によって基板の電気的な保護と、基板に実装された電気素子の放熱とを行う構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１９－０４６９６３号公報

【特許文献2】特開２０１０－２７８７６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１の構造では、外装部品が全て金属であるため高コストとなってしまう。また、センサ基板の発熱を放熱するための部材を配置するスペースが限られており、装置の小型化と組み立て性を両立させることは困難である。

【0007】

特許文献２の構造では、センサ基板の放熱経路が限定的であり効率的に放熱を行うことが難しいため、センサ基板の発熱の程度によっては装置が大型化してしまう。また、カメラを防水仕様とするためには、カメラ内にセンサ基板と調整部材の他に封止部材を配置する必要があるため、装置の小型化と組み立て性の両立が困難である。

【0008】

そこで、本発明は、装置内の基板に実装された電気素子を電気的に保護し、効率的に電気素子の放熱を行いつつ防水性能を確立した上で、装置の小型化と良好な組み立て性を両立することを可能にした防水装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一側面としての防水装置は、フロントカバーおよびリアカバーで構成され、内部に電気素子が実装された基板が収容される筐体と、前記フロントカバーと前記リアカバーとの間に配置される封止部材と、を有し、前記封止部材は、前記フロントカバーと前記リアカバーによって押圧されることで前記筐体を封止する封止部と、前記電気素子の発熱を前記筐体へ伝達することで放熱を行う放熱部と、前記電気素子を外部からの放電から保護する放電保護部と、を備えることを特徴とする。

【0010】

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、装置内の基板に実装された電気素子を電気的に保護し、効率的に電気素子の放熱を行いつつ防水性能を確立した上で、装置の小型化と良好な組み立て性を両立することを可能にした防水装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本実施例による防水装置の断面図である。

【図2】本実施例による防水装置の分解斜視図である。

【図3】本実施例による基板の詳細図である。

【図4】本実施例による封止部材の詳細図である。

【図5】本実施例による封止部材の詳細図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づき実施例を用いて詳細に説明する。

【0014】

以下、図１～図５を参照して、本実施例による防水装置について説明する。本実施例による防止装置は、防水仕様の電子機器に関し、特に監視カメラや車載カメラとして用いられる防水小型カメラに関する。

【0015】

図１は、本実施例による防水装置の断面図である。防水装置１００の筐体７は、フロントカバー３とリアカバー４で構成されている。フロントカバー３とリアカバー４との間には封止部材５が配置される。封止部材５が押圧状態でフロントカバー３とリアカバー４との間に組み込まれることで筐体７が密閉される。

【0016】

フロントカバー３には、撮像素子２１と電気素子２２及び基板側コネクタ２３が実装された基板２が固定されている。基板２は筐体７の内部に収容される。また、フロントカバー３の雌ねじ部３ａとレンズユニット１の雄ねじ部１ａが螺合することで、筐体７にレンズユニット１が保持される。

【0017】

レンズユニット１は、光軸Ｏの光学系を有し、レンズユニット１によって集光された光線が撮像素子２１で結像する。これにより撮影が成される。レンズユニット１はカニ目１ｂを有する。カニ目１ｂを用いてレンズユニット１を回転することで雄ねじ部１ａとフロントカバー３に設けられた雌ねじ部３ａが螺合し、レンズユニット１がフロントカバー３に組み込まれる。

【0018】

フロントカバー３には、バネ挿入部３ｂが設けてあり、そこにセンサばね１１が嵌入されている。センサばね１１は、フロントカバー３とレンズユニット１を付勢し、レンズユニット１のフロントカバー３に対するガタ付きを除去している。フロントカバー３には、センサラバー嵌入部３ｃが設けられており、そこにセンサラバー１３が設けられている。センサラバー１３は、フロントカバー３と撮像素子２１との間で撮像素子２１を封止しており、撮像素子２１にゴミ等が付着することを防いでいる。

【0019】

レンズユニット１には、Ｏリング組み込み部１ｃが設けられており、そこにＯリング１２が組み込まれている。Ｏリング１２は、フロントカバー３に設けられたＯリング嵌入部３ｆとＯリング組み込み部１ｃとの間で押圧され、フロントカバー３とレンズユニット１との間の隙間を封止している。

【0020】

リアカバー４には、通気孔４ａが設けられており、通気孔４ａの筐体７の内部側の入り口には防水シート４１が貼られている。この構成により、防水装置１００は、防水構造でありながら密閉されない構造となり、気圧変化等によって筐体７の内部が結露する等の不具合を回避することができる。

【0021】

なお、本実施例では、通気孔４ａをリアカバー４に設けた例を説明しているが、通気孔４ａをフロントカバー３に設けるように構成してもよい。また、通気孔４ａをフロントカバー３およびリアカバー４に設けるように構成してもよい。

【0022】

防水装置１００は、ケーブルユニット６によって不図示の本体ユニットと接続する。フロントカバー３には、ケーブル挿入部３ｇが設けられており、そこからケーブルユニット６がフロントカバー３の中に挿入されている。ケーブルユニット６には、クランプ３１がカシメられており、クランプ３１の係止部３１ａがフロントカバー３のクランプ係合部３ｅと係合することでケーブルユニット６のフロントカバー３への固定がなされている。

【0023】

図２は、本実施例による防水装置１００の分解斜視図である。ケーブルユニット６は、ケーブル６１、ケーブル側コネクタ６１ａ、本体接続コネクタ６１ｂ、ケーブルパッキン６２、ケーブル板金６３、ケーブルシート６４で構成されている。ケーブル側コネクタ６１ａは、基板２に実装された基板側コネクタ２３と接続する。本体接続コネクタ６１ｂは、不図示の本体ユニットと接続する。ケーブルパッキン６２は、フロントカバー３のケーブル挿入部３ｇに挿入され、ケーブル板金６３によって押圧されることでケーブルユニット６とフロントカバー３の間の隙間を封止している。ケーブル板金６３は、ケーブルシート６４によって覆われており、外観からは見えなくなっている。

【0024】

図３は、本実施例による基板２の詳細図である。基板２には、電気素子２２が実装されている。防水装置１００を起動した際、電気素子２２は発熱する。その熱は防水装置１００内の雰囲気に伝わり、あるいは基板２からフロントカバー３に伝わることで放熱される。しかし、これらの経路の放熱だけでは十分ではない場合がある。特に、防水装置１００を高温環境下にて使用する場合は、電気素子２２の保証温度を超える懸念があり、撮像不良や機能停止等の不具合を引き起こす可能性がある。

【0025】

図４は、本実施例による封止部材５の詳細図である。封止部材５は、封止部５１、放熱部５２、放電保護部５３、通気部５４で構成される。これらは一体に形成されている。つまり、これらは一つの部材である封止部材５に形成されている。封止部材５の材料は、シリコンゴム等の弾性部材であり、低温、高温環境下においても封止部材として安定している。また、封止部材５の材料の熱伝導率は、１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上となっており、放熱部材としての性能も高い。封止部材５の材料の体積抵抗率は、１ＴΩ・ｍ以上で所謂絶縁体であるため、電気部品を放電等から保護する役割も担える。封止部５１は、フロントカバー３のパッキン押圧部３ｄによってリアカバー４との間で押圧されることで、フロントカバー３とリアカバー４との間の隙間を封止している。

【0026】

ここで、フロントカバー３またはリアカバー４は樹脂製である。樹脂部品を用いることで、装置としてのコストが大幅に軽減することができる。本実施例では、少なくともリアカバー４は樹脂製である。このため、外部からの放電が通気孔４ａを通って基板２に電気的な損傷を与える可能性がある。リアカバー４が金属製であれば放電による基板２の損傷を防ぐことはできるが、一般的に金属部品は樹脂部品の１０倍以上のコストがかかるため、装置としてのコストが大幅に増大してしまう。通気孔４ａから基板２までの距離が十分に遠ければ、基板２が放電による損傷を受けることはないが、それでは装置が大型化してしまう。そこで本実施例では、放電保護部５３を封止部材５においてリアカバー４の通気孔４ａの付近に配置している。具体的には、放電保護部５３は、光学系の光軸Ｏに垂直な平面上でリアカバー４の通気孔４ａと重畳する位置に配置されている。これにより、通気孔４ａから基板２までの沿面距離が延長するため、基板２の電気的な損傷を防ぐことができる。この構成によって、装置を大型化せず、また、コストを増大させずに基板２を放電による電気的な損傷から保護することが可能になる。

【0027】

放電保護部５３は、リアカバー４と接しておらず、通気孔４ａとの間に空間がある。また、放電保護部５３の周辺には、封止部材５を貫通する穴部である通気部５４が形成されており、封止部材５によって通気孔４ａが塞がれない構造となっている。

【0028】

放熱部５２は、素子接触部５２ａで電気素子２２と接触し吸熱する。素子非接触部５２ｂは、電気素子２２や他の素子及び基板２とは接触しないように素子接触部５２ａよりも低い位置に設けられている。素子接触部５２ａの先端には、テーパ状の誘い形状５２ｃが設けられており、防水装置１００の組立時に基板２と封止部材５が接触する際、素子接触部５２ａが電気素子２２と適切に接触する位置に組まれるように、誘い形状５２ｃは電気素子２２を案内している。

【0029】

図５は、本実施例による封止部材５の詳細図である。素子接触部５２ａから吸熱された電気素子２２の熱は、封止部材５の背面部５２ｄからリアカバー４へと伝達され、リアカバー４から外気に放熱される。

【0030】

防水装置１００は小型であるため、多くの部品を組み込むことに対して作業性が非常に悪い。これは、部品の位置決め形状を設ける空間や組み込みの作業を行う空間が限られているためである。

【0031】

本実施例による封止部材５を使用することにより、封止部５１、放電保護部５３、放熱部５２の３つの部品を組み立てる工程を一度に行えるため、位置決め形状は部品１つ分で良く、作業も１工程で済むため組立性が非常に高くなる。

【0032】

上記の構成により、装置内の基板に実装された電気素子を電気的に保護し、効率的に電気素子の放熱を行いつつ防水性能を確立した上で、装置の小型化と良好な組み立て性を両立することを可能としている。

【0033】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。また設計機能を考慮した構成であれば、それを限定するものではない。

【符号の説明】

【0034】

フロントカバー ３
リアカバー ４
筐体 ７
封止部材 ５
封止部 ５１
放熱部 ５２
放電保護部 ５３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】