CN101998794B

CN101998794B - 防水型电子设备

Info

Publication number: CN101998794B
Application number: CN2010102561267A
Authority: CN
Inventors: 山口慎吾; 石川重雄
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2009-08-24
Filing date: 2010-08-17
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2030-08-17
Also published as: JP2011044994A; JP5158035B2; KR101075514B1; US20110045882A1; KR20110020728A; US8666332B2; CN101998794A

Abstract

本发明涉及防水型电子设备。该防水型电子设备包括：通过彼此配合而一起形成壳体的第一壳部和第二壳部。密封材料设置在所述第一壳部和所述第二壳部之间。所述密封材料具有第一表面，所述第一表面包括固定到所述第一壳部的内表面的固定部。所述密封材料具有接触部，所述接触部在与所述第一表面相反的一侧上形成凸形以与所述第二壳部接触。凹部设置在所述第一壳部的所述内表面上并且在所述密封材料的所述固定部的外侧。凹部位于在所述密封材料的所述第一表面覆盖所述凹部的开口的位置处。通道将所述第一壳部的所述凹部与所述第一壳部的外部彼此连接。

Description

防水型电子设备

技术领域

这里讨论的实施方式涉及防水型电子设备。

背景技术

例如，存在着对诸如蜂窝电话的电子设备具有防水结构的壳体的需求。为了制造防水壳体，提出了下面的方法。

1)通过由彼此面对的两个壳部压缩密封材料而制造密封结构的方法。

2)通过在两个壳部之间涂敷密封剂而制造密封结构的方法。

3)通过使用双面胶带来附接两个壳部而制造密封结构的方法。

为了允许拆开壳体(壳)来修理或更换壳体内的组件，上述方法1)是适当的。根据方法1)，通过将密封材料装入设置在一个壳(壳主体)上的槽中并将另一壳(壳盖)组装到主壳，可以压缩密封材料以制造防水结构。密封材料是细长的弹性材料，它通过被主壳和壳盖压在槽内而可以提供密封功能。

这里，提出一种具有这样的密封材料的防水结构，在该密封材料的侧表面上具有突起，以即使水压变化也保持防水特性(例如，参照日本待审专利公开2008-218622号公报)。在该防水结构中，施加到壳体的水压用作进一步压缩密封材料的力，并由此密封表面的压强可以随着水压增加而增加。另外，通过使进入上壳与下壳之间的间隙的水的压力朝向内侧按压密封材料，而提高在密封材料的侧表面上形成的突起的表面压强，可以提高防水特性。应指出，通过诸如截面在侧方向上突出的O形环的密封材料，可以获得相同效果。

上述密封结构具有如下问题。

1)彼此面对的壳部之间压缩密封材料的密封结构

密封材料的压缩量取决于组件尺寸大小，并且即使水压施加到包括密封材料的密封结构，压缩量不变。因此，甚至在淹没壳组件的状态下，密封材料产生的并且施加到壳组件的斥力不变。如果增加密封材料的压缩量以提高密封性，则存在着壳组件变形的可能，这导致壳组件打开。

在上述日本待审专利公开2008-218633号公报中公开的防水结构中，通过在装配位置彼此定位，来组装上壳部与下壳部。因此，即使增加水压，密封材料的压缩不超出在上壳部与下壳部组装并彼此固定的装配位置处上壳部与下壳部的压缩。此外，尽管在上述专利文献中说明了由于施加于密封材料的水压所导致的密封材料在保持槽中朝向壳组件内侧移位，但是由于上壳部与下壳部的压缩已经产生高的表面压强，并且在由橡胶类弹性材料形成的密封材料中产生摩擦，所以密封材料可能变形，而不是在保持槽中朝向壳组件内侧移位。

2)使用密封剂的密封结构

因为在密封剂固化之前，制造处理不能进行后续处理，所以处理效率不好。另外，当拆开壳组件时，完全破坏了密封部。因而，如果再使用壳部，必须完全去除密封部。如果壳部不是可再利用的，则丢弃壳部，这产生了成本浪费。

3)使用双面胶带的密封结构

尽管可以使用双面胶带来在平坦的表面之间形成密封，但难以将双面胶带应用于三维表面。另外，如果当拆开壳组件时双面胶带的粘合剂留在壳部上，为了再使用壳部，剩余的粘合剂必须完全去除。如果不能去除剩余的粘合剂，则必须丢弃壳部并且使用新的壳部，这产生了成本浪费。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种防水型电子设备包括：第一壳部和第二壳部，该第一壳部和该第二壳部通过彼此配合一起形成壳体；密封材料，该密封材料设置在所述第一壳部和所述第二壳部之间，所述密封材料具有第一表面，所述第一表面包括固定到所述第一壳部的内表面的固定部，所述密封材料还具有接触部，所述接触部在与所述第一表面相反的一侧形成凸形以与所述第二壳部接触；凹部，该凹部设置在所述第一壳部的所述内表面上并且在所述密封材料的所述固定部的外侧，所述凹部位于所述密封材料的所述第一表面覆盖所述凹部的开口的位置处；以及通道，该通道将所述第一壳部的所述凹部与所述第一壳部的外部彼此连接。

根据上述发明，因为由于第一壳部和第二壳部之间的固定部而对密封材料的压缩量没有限制，所以密封材料的表面压强可以增加。因而，随着施加到密封材料的水压增加，可以提高密封材料的密封性。

实施方式的目的和优点将通过在所附权利要求书中具体指出的元件和组合而实现和获得。

将理解的是，本发明的上述概括性描述和下述详细描述仅是示例性和说明性的，并且不是对要求权利的本发明的限制。

附图说明

图1是作为根据第一实施方式的防水型电子设备的示例的防水型蜂窝电话的立体图；

图2是从后侧看到的防水型蜂窝电话的立体图；

图3是在图2中的部分A的放大立体图；

图4是沿图1的线IV-IV截取的截面图；

图5是在图4中的部分B的放大截面图；

图6是根据第一实施方式的防水结构的截面图；

图7A是密封材料的示例的截面图；

图7B是密封材料的另一示例的截面图；

图8是根据第二实施方式的防水结构的截面图；

图9A是肋的示例的截面图；

图9B是肋的另一示例的截面图；以及

图10是表示密封部表面压强相对于水深变化的变化的曲线图。

具体实施方式

将参考附图来说明本发明的优选实施方式。

图1是防水型蜂窝电话的立体图，该防水型蜂窝电话是根据第一实施方式的防水型电子设备的示例。防水型蜂窝电话10包括操作部12和显示部14，操作部12设置有数字键和操作键，显示部14可旋转地附接到操作部12。在显示部14的壳体中容纳有用于图像显示的液晶显示器件(LCD)以及电子部件。操作部12的壳体和显示部14的壳体具有防水结构，使得可以在水下使用蜂窝电话10。作为示例，下面将给出显示部14的防水结构的描述。

图2是从后侧看到的图1中例示的防水型蜂窝电话10的立体图。图2例示了从显示部14的壳主体(第一壳部)16A去除壳盖(第二壳部)16B的状态。图3是图2的部分A的放大立体图。LCD单元18和电子部件设置在壳主体16A内。通过将壳盖16B装配到壳主体16A并从前侧通过螺钉将壳盖16B紧固到壳主体16A，而形成显示部14的壳体。

为了向由壳主体16A和壳盖16B形成的壳体提供防水功能，给壳体提供防水结构。防水结构包括附接到壳主体16A的密封材料20。密封材料是沿壳主体16A的外周延伸的细长弹性材料。密封材料20通过在壳主体16A和壳盖16B之间被弹性压缩，来提供密封功能，以密封壳主体16A和壳盖16B之间的装配部。例如，密封材料20可以由诸如橡胶、低硬度弹性体、闭孔海绵等的弹性材料形成。

图4是沿图1的线IV-IV截取的截面图。图5是在图4中的部分B的放大截面图。如图4所示，壳主体16A包括框构件16Aa和覆盖框构件16Aa的一侧的透明板(板构件)16Ab。通过透明板16Ab，可以看到设置在框构件16Aa内的LCD单元18的显示屏。如图5所示，通过双面胶带22，透明板16Ab固定到框构件16Aa，使得透明板16Ab和框构件16Aa的配合表面之间的间隙由作为粘合剂材料的双面胶带22密封。因此，如果水进入(泄漏入)透明板16Ab和框构件16Aa之间的间隙，则防止水进入容纳有LCD单元18的壳主体16A的内部。

密封材料20具有如图5例示的截面，该密封材料20的形状是在截面中薄部20b从厚部20a向内延伸。仅密封材料20的薄部20b用粘合剂接合到或者焊接到框构件16Aa的展开部16Aa1。即，密封材料中仅由虚线包围的部分是固定到壳主体16A(框构件16Aa)的固定部，并且密封材料20的其他部分不固定。由此，密封材料20绕薄部20b的端部(由虚线包围的部分)稍微可旋转。但是，密封材料20在壳盖16B附接到壳主体16A的状态下是不可旋转的。因而，如果在可旋转方向对密封材料20施加力，则密封部20在可旋转方向上发生压缩变形。

密封材料20的顶表面20c是平坦表面，该平坦表面与框构件16Aa的展开部16Aa1接触，但仅薄部20b中的顶表面20c的一部分被固定，如上所述。在框构件16Aa的展开部16Aa1中，沿密封材料20的顶表面20c延伸的凹部16Aa2形成在顶表面20c与展开部16Aa1接触的部分中。

在凹部16Aa2中形成有通过框构件16Aa的展开部16Aa1延伸的水通道16Aa3。水通道16Aa3可以是沿着凹部16Aa2设置在多个位置处的通孔，并且不需要沿密封材料20的延伸方向连续延伸。水通道16Aa3的一端连接到凹部16Aa2，并且水通道16Aa3的另一端连接到在框构件16Aa与透明板16Ab之间形成的间隙G1。因此，进入间隙G1的水经过水通道16Aa3，填充凹部16Aa2。应该指出，因为在比水通道16Aa3更靠内的部分处，用双面胶带接合透明板16Ab，所以进入间隙G1的水不会进入壳主体16A的内部。

当壳盖16B附接到壳主体16A时，密封材料20的厚部20a的一端(图中的下端)设置为它与壳盖16B的配合表面16Ba接触并且压在配合表面16Ba上的状态。在该状态下，密封材料20的厚部20a弹性变形(弹性压缩)，使得厚部20a的一端紧密接触壳盖16B的配合表面16Ba。由此，在密封材料20与壳盖16B之间形成密封。

如上所述，在密封材料20的薄部20b焊接到或者用粘合剂接合到框构件16Aa的展开部16Aa1的部分中，在密封材料20与壳主体16A之间形成密封。另外，通过密封材料20的厚部20a的一端(作为接触部)被压在壳盖16B的配合表面16Ba，在密封材料20与壳盖16B之间形成密封。因而，通过密封材料在壳主体16A与壳盖16B之间进行密封，来形成防水结构。

即使防水型蜂窝电话10没入水中并且在包围防水型蜂窝电话10的区域中的水压高，上述防水结构仍可以保持优良的防水功能。参考图6给出对即使水压高仍保持优良防水功能的描述。图6是根据第一实施方式的防水结构的截面图。

在图6中，细箭头示出了水进入路径(漏水路线1和2)中，经过该路径水进入(泄漏)。进入的水产生的水压由粗箭头指示。漏水路线1是经过在框构件16Aa与壳主体16A的透明板16Ab之间的间隙G1、进到透明板16Ab的背侧、穿过水通道16Aa3、并最终到达凹部16Aa2的路径。漏水路线2是经过在壳主体16A的配合表面与壳盖16B的配合表面16Ba之间的间隙G2、到达壳主体16A与密封材料20的外周面之间的间隙的路径。应该指出，间隙G2不是有意形成的间隙。即，间隙G2是当壳盖16B固定到壳主体16A时形成的自然形成的间隙。

如果防水型蜂窝电话10没入水中，则水进入漏水路线1和漏水路线2，由此对密封材料20施加水压。首先考虑从间隙G2进入并通过漏水路线2的水的压强。当水压增大时，水进入密封材料20的厚部20a的一端与壳盖16B的配合表面16Ba之间的力增强。另外，水产生的浮起密封材料20的厚部20a的一端的力由于水压的向上分量Py而增加，并由此降低密封材料20的密封效果。因此，密封材料20与壳盖16B之间的密封随着水压的增加而减弱，并且当水压高时水容易进入壳体内部。

因而，根据本实施方式，通过使用进入漏水路线1的水的压强以增加密封材料20压靠壳盖16B的力，经由提高密封材料20与壳盖16B之间的密封性，来保持优良的密封性。

从间隙G1进入的水通过漏水路线1到达凹部16Aa2。因此，进入凹部16Aa2的水的水压Px施加到密封材料20的顶表面20c。水压的方向是密封材料20向下移动的方向，即，密封材料20的厚部20a的一端(接触部)压在壳盖16B的配合表面16Ba的方向。将密封材料20压在壳盖16B上的力(在图6中由虚箭头指示的力)对应于通过从施加到密封材料20的顶表面20c的水压Px减去施加到厚部20a的一端的水压Py的垂直分量所获得的力。

在图6中所示的宽度X上施加水压Px，并且在图6中所示的宽度Y上施加水压Py。因此，可以通过设置具有密封材料20的宽度X的部分的延伸长度Kx大于具有密封材料20的宽度Y的部分的延伸长度Ky(Kx＞Ky)，来产生将密封材料20压靠在壳盖16B上的力。如果具有宽度X的部分的延伸长度Kx与具有宽度Y的部分的延伸长度Ky不同，则宽度X和宽度Y可以设置为满足关系X·Kx＞Y·Ky。因为宽度X等于框构件16Aa的凹部16Aa2的宽度，所以可以通过增加框构件16Aa的凹部16Aa2的宽度来增加宽度X。即，凹部16Aa2设置为通过增加宽度X来增加密封材料20的顶表面20c接收的水压所产生的力。

因为密封材料20的薄部20b焊接到或者用粘合剂接合到框构件16Aa的展开部16Aa1，所以保持密封材料20与壳主体16A之间的优良密封性，而无关水压的大小。密封材料20仅固定到壳主体16A，壳盖16B照常可以从壳主体16A卸下，而不会对密封材料20的密封性造成影响。另外，可以通过仅将已从壳主体16A卸下的壳盖16B附接到壳主体16A，获得与在卸下壳盖16B之前密封材料20所提供的密封性相同的密封性。

密封材料20的截面形状不限于在图5和图6中例示的形状，并且如果接收水压Px的顶表面20c的宽度可以设置得大并且厚部20a相对于固定到壳主体16A的薄部20b可旋转，则可以采用任意形状。例如，如图7A所示，通过在厚部20a的一端处设置突起20a1来增加表面压强，可以提高密封性。另选地，如图7B所示，通过使厚部20a的一端变薄，可以增加表面压强。如果厚部20a可以制成可旋转的，则薄部20b不总是制成薄的，并且可以采用各种形状。

将给出第二实施方式的描述。图8是根据第二实施方式的防水结构的截面图。在第二实施方式中，在密封材料20的内侧，作为突起部的肋16Bb设置到壳盖16B。根据第二实施方式的防水结构除了设置有肋16Bb之外具有与第一实施方式相同的结构。

肋16Bb是在壳盖16B上形成的突起部。肋16Bb设置在密封材料20的一侧上(密封材料20的内表面20e的一侧上)，以限制密封材料在侧方向上的移动。如果进入漏水路线2的水的水压施加到密封材料20的外周面20d，则产生在侧方向移动密封材料20的力(在图8中虚箭头指示的力)。如果由于该力密封材料20在侧方向(向内方向)移动，则密封性可能变得不稳定。因而，根据本实施方式，在密封材料20的移动方向，将肋16Bb设置到壳盖16B，使得如果密封材料20轻微移动，则密封材料20与肋16Bb接触，这防止密封材料20较大地移动。肋16Bb是突起部的示例，并且如果突起部具有面对密封材料20的内表面20e的外表面的话，则突起部不限于该肋。另外，突起部不限于在壳盖16B上形成的部分。

在肋16Bb与密封材料20之间设置小的间隙，使得密封材料20的厚部20a向下可移动。面对密封材料20的肋16Bb的外周面的形状可以是弧形，如图9A所示。通过将肋16Bb的外周面形成为弧形，即使当密封材料20与肋16Bb接触时，密封材料20的厚部20a可以容易制造成可旋转的。另选地，面对密封材料20的肋16Bb的外周面可以是类似于如图9B所示的密封材料20的内表面20e的形状，以确定地限制密封材料在侧方向上的移动。

如上所述，根据本实施方式，除了如在第一实施方式中的即使水压高仍可以保持优良的密封性的效果以外，通过限制密封材料20的移动还可以达到获得稳定密封性的效果。

发明人制造根据上述第一实施方式的防水结构，以调查相对于水深的变化，密封部表面压强的变化。图10是指示调查的结果的曲线图。密封部表面压强是当密封材料20的厚部20a的一端压靠在壳盖16B的配合表面16Ba上时在配合表面16Ba上施加的表面压强。

如根据图10的曲线图所说明的，随着水深增加，密封部表面压强增加。密封部表面压强增加的事实表明将密封材料20压靠在壳盖16B上的力增加，这导致密封性提高。因此，可以证实随着水深度增加，水压增加，密封性提高并且保持优良的密封性。

Claims

1.一种防水型电子设备，该防水型电子设备包括：

第一壳部和第二壳部，该第一壳部和该第二壳部通过彼此配合一起形成壳体；

密封材料，该密封材料设置在所述第一壳部和所述第二壳部之间，所述密封材料具有第一表面，所述第一表面包括固定到所述第一壳部的内表面的固定部，所述密封材料还具有接触部，所述接触部在与所述第一表面相反的一侧形成凸形以与所述第二壳部接触；

凹部，该凹部设置在所述第一壳部的所述内表面上并且在所述密封材料的所述固定部的外侧，所述凹部位于所述密封材料的所述第一表面覆盖所述凹部的开口的位置处；以及

通道，该通道将所述第一壳部的所述凹部与所述第一壳部的外部彼此连接，

所述第二壳部包括面对所述密封材料的内表面的突起部；

所述突起部的外周面形成为与所述密封材料的所述内表面的形状相似的形状。

2.根据权利要求1所述的防水型电子设备，其中，所述突起部的外周面形成为弧形。

3.根据权利要求1所述的防水型电子设备，其中：

所述密封材料包括厚部和薄部；

所述第一表面设置在所述厚部和所述薄部上；

所述固定部是在所述薄部中的所述第一表面；并且

所述接触部是在所述厚部中与所述第一表面相反的一侧形成的凸部。

4.根据权利要求3所述的防水型电子设备，其中，在所述密封材料的所述接触部的一端处形成有突起。

5.根据权利要求1所述的防水型电子设备，其中，所述第一壳部包括框构件和覆盖所述框构件的开口的板构件，并且所述板构件通过粘合剂附接到所述框构件，在所述板构件的外周与所述框构件之间形成的间隙是所述通道的一部分。

6.根据权利要求1所述的防水型电子设备，其中，所述密封材料由从以下组中选择的材料形成，该组由橡胶、低硬度弹性体和闭孔海绵组成。

7.根据权利要求1所述的防水型电子设备，其中，所述密封材料的所述固定部通过焊接或用粘合剂接合来固定到所述第一壳的所述内表面。