CN103228550A

CN103228550A - 具有用于同心密封的自定心铰链设计的盒

Info

Publication number: CN103228550A
Application number: CN2011800455800A
Authority: CN
Inventors: J·T·萨德勒; S·J·亚当斯
Original assignee: AN LISHI
Current assignee: AN LISHI
Priority date: 2010-09-22
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2013-07-31
Also published as: JP2014500198A; US20120067914A1; CA2811697A1; EP2619108A1; WO2012040289A1; AU2011305535A1

Abstract

一种防水的蛤壳类型盒（10），包括：第一盖（14）；第二盖（12），该第二盖与第一盖铰接连接，以便绕旋转轴线“A”在打开状态和关闭状态之间枢轴转动，该关闭状态确定了盒的封闭内部区域；密封件（24），该密封件定位成限制或防止流体通入盒的封闭内部区域中；以及铰链（16、18），该铰链设置成当使得第二盖枢轴转动至关闭状态时适应第二盖相对于第一盖沿两个不同的垂直方向平移，以便实现密封件沿它的周边的均匀压缩。

Description

具有用于同心密封的自定心铰链设计的盒

技术领域

本发明通常涉及可密封铰接的盒，更具体地说，本发明涉及一种用于这种盒的同心密封的自定心铰链设计。

背景技术

蛤壳类型可密封盒是用于安全储存物品（例如电子装置、电池或电话）的防水或防恶劣天气的盒。这样的盒可以更通常称为干燥盒。蛤壳类型可密封盒的一个实例在Tajiri等的美国专利No.7341144中公开，该文献被本文参引。

蛤壳类型可密封盒通常包括两个盖，这两个盖通过普通的固定铰链而可旋转地连接在一起。在使用时，通过使得盖匹配在一起，定位在一个盖上的密封件防止水、空气或其它污染物引入盒的密封内部中。盒的固定铰链通常用销连接或卡扣在一起，并绕固定轴线旋转。

密封盒设计的目标是在盒的整个周边上获得均匀的密封，以便防止水、空气或其它污染物引入盒内部。不过，由于固定铰链的结构限制和盒的积累尺寸公差，密封件可能并不在盒的整个周边上均匀压缩，这可能导致盒密封性的降低或完全失效。具体地说，最靠近铰链的密封件部分可能比最远离铰链的密封件部分更加压缩。当密封件的压缩在一个区域中太高和/或在另一区域中太低时，盒密封件可能受损。

尽管已知考虑了固定铰链设计和积累尺寸公差的密封结构，但是这些密封结构存在多种缺陷。例如，在压扁（crush）密封件用途中，由于尺寸公差积累，压扁密封件的尺寸过大，从而增加盒的重量。在某些用途中（例如夜视护目镜电池组），不希望出现附加重量。

因此，在性能、重量、成本和可制造性方面，还需要进一步发展和改进用于盒的铰链。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种防水的蛤壳类型盒，包括：第一盖；第二盖，该第二盖与第一盖铰接连接，以便绕旋转轴线在打开状态和关闭状态之间枢轴转动，其中，在关闭状态中，第一盖和第二盖确定了用于储存物品的、盒的封闭内部区域；密封件，该密封件定位在第一盖和/或第二盖的密封表面上，其中，密封件定位成在盒的关闭状态中防止流体通入盒的封闭内部区域中；以及铰链，该铰链设置成当使得第二盖枢轴转动至关闭状态时适应第二盖相对于第一盖沿两个不同的轴向垂直方向平移，以便实现密封件沿它的周边的均匀压缩。

根据本发明的另一方面，一种防水的蛤壳类型盒包括：第一盖；第二盖，该第二盖与第一盖铰接连接，以便绕旋转轴线在打开状态和关闭状态之间枢轴转动，其中，在关闭状态中，第一盖和第二盖确定了盒的封闭内部区域；密封件，该密封件定位在第一盖和/或第二盖的密封表面上，其中，密封件定位成在盒的关闭状态中限制或防止流体通入盒的封闭内部区域中；铰链，该铰链包括从第一盖或第二盖伸出的肘节和定位在形成于肘节中的凹口内的销，其中，肘节设置成绕销旋转；以及间隙，该间隙具有预定尺寸，确定于销的外表面和肘节的凹口之间，其中，当第二盖枢轴转动至关闭状态时，该间隙适应第二盖相对于第一盖沿垂直于旋转轴线和密封表面的方向平移，以便使得密封件获得沿它的周边的均匀压缩。

根据本发明的还一方面，一种防水的蛤壳类型盒包括：第一盖；第二盖，该第二盖与第一盖铰接连接，以便绕旋转轴线在打开状态和关闭状态之间枢轴转动，其中，在关闭状态中，第一盖和第二盖确定了盒的封闭内部区域；密封件，该密封件定位在第一盖和/或第二盖的表面上，其中，密封件定位成在关闭状态中防止流体通入盒的封闭内部区域中；以及间隙，该间隙具有预定尺寸，确定于第一盖的铰链部件和第二盖的铰链部件之间，其中，当第二盖枢轴转动至关闭状态时，间隙适应第二盖相对于第一盖沿平行于旋转轴线的方向平移，以便使得密封件获得沿它的周边的均匀压缩。

通过下面的详细说明并结合附图，将清楚本发明的这些和其它方面。应当知道，下面的说明只是示例说明了本发明的优选实施例。不过，本发明并不局限于示例实施例，而是只由该说明书附加的权利要求来限制。

附图说明

当结合附图阅读时，由下面的详细说明将最好地理解本发明。应当强调，实际上，附图的各个特征并不按比例。附图中：

图1表示了根据本发明一个示例实施例的、旋转至打开位置的蛤壳类型盒；

图2表示了图1的打开盒的侧视图；

图3表示了图1的盒的剖视图，表示在关闭位置并有电池；

图4表示了图1的盒的平面图；

图5表示了图4的盒的铰链沿线5-5的剖视图；

图6表示了图1的打开盒的铰链的详细视图；以及

图7-10表示了图1的盒的盖在未装配状态的视图。

具体实施方式

总体参考附图，根据本发明的一个方面，防水的蛤壳类型盒10包括：第一盖14；第二盖12，该第二盖12与第一盖14铰接连接，以便绕旋转轴线“A”在打开状态和关闭状态之间枢轴转动，其中，在关闭状态中，第一盖14和第二盖12确定了盒10的封闭内部区域。密封件24定位在第一盖14和/或第二盖12的密封表面23上，其中，密封件24定位成在盒10的关闭状态中防止流体通入盒10的封闭内部区域中。铰链16、18设置成当使得第二盖12枢轴转动至关闭状态时适应第二盖12相对于第一盖14沿“X”和“Y”方向平移，以便实现密封件24沿其周边的均匀压缩。密封件24沿它的周边的均匀压缩将防止热能以热形式从盒10的密封内部逸出以及防止流体或其它污染物引入盒10的密封内部。

根据本发明的另一方面，盒10的铰链16、18包括肘节34和销30，该销30定位在形成于肘节34中的凹口36内，其中，肘节34设置成绕销30旋转。具有预定尺寸的间隙G2确定于销30的外表面和肘节34的凹口36之间，其中，当第二盖12枢轴转动至关闭状态时，间隙G2适应第二盖12相对于第一盖14沿“X”方向（该“X”方向垂直于旋转轴线“A”和密封表面23的平移，以便使得密封件24获得沿它的周边的均匀压缩。

根据本发明的还一方面，盒10包括间隙G1，该间隙G1有预定尺寸，确定于第一盖14的铰链部件34和第二盖12的铰链部件32之间，其中，当第二盖12枢轴转动至关闭状态时，间隙G1适应第二盖12相对于第一盖14沿“Y”方向（该“Y”方向平行于旋转轴线“A”）的平移，以便使得密封件24获得沿它的周边的均匀压缩。

下面参考图1-6，盒10为防水的蛤壳类型容器，它通常包括顶盖12，该顶盖12通过两个铰链16和18沿旋转轴线“A”与底盖14可枢轴转动地连接。顶盖12相对于底盖14在打开位置（见图1）和关闭位置（见图3）之间枢轴转动，或者相反。在关闭位置，盖12和14确定了内部区域，该内部区域的尺寸设置成容纳物品。根据本发明的一个方面，盒10是电池组，该电池组包括用于与布置在盒10的内部区域中的电池20的端子建立电连接的电路。应当知道，盒10并不仅限于电池组，因为盒10能够储存任何物品。

盖12和14是注射模制的塑料部件。也可选择，盖12和14可以由铝构成，并通过例如铸造工艺而形成。应当知道，在不脱离本发明的范围的情况下，盖12和14可以由任意材料构成，并通过本领域已知的任意形成工艺来制造。

底盖14包括向上延伸的凸缘21。成矩形狭槽形式的压盖22环绕凸缘21的朝外密封表面23的周边确定。弹性径向密封件24安装在压盖22中，以便支承在顶盖12的内表面上。在使用时，密封件24沿向下方向（如图所示）压缩，以便防止水、空气或其它污染物引入盒10的密封内部中。

柔性锁定凸片26从顶盖12伸出。锁定凸片26设置成与确定于底盖14的外表面上的矩形狭槽28可释放地匹配。在锁定凸片26和狭槽28之间的确定接合将盖12和14锁定在一起，这样，密封件24压向顶盖12的内表面，且防止盖12和14彼此相对旋转至打开位置。锁定凸片26通过使得锁定凸片26的自由端向内平移和使得盖12和14中的一个旋转至打开位置而从它的互补凹口中释放。

盒10包括两个铰链16和18，这两个铰链16和18各自设置成适应顶盖12相对于底盖14（或者相反）沿“X”和“Y”方向平移。换句话说，当密封件24被压缩时，铰链16和18各自适应盒10的旋转轴线“A”沿X轴线横向移动以及顶盖12沿旋转轴线“A”（即沿Y轴线）轴向移动。当被压缩时，铰链设计利用密封件24施加的力以将顶盖12对中在底盖14上。换句话说，密封件24引起顶盖12沿“X”和“Y”方向（该“X”和“Y”方向是非平行和垂直的轴）平移，以使得基本均匀的压缩力沿密封件24的周边施加。

铰链16和18通常可以称为浮动、定心或自定心铰链。与只能够沿单个轴线（通常Z轴线）浮动的很多浮动铰链不同，铰链16和18设置成适应一个盖12和/或14沿笛卡尔坐标系的X轴线和Y轴线的相对平移。根据本发明的一个方面，铰链16和18各自设置成适应当使得盖12枢轴转动至关闭状态时盖12相对于盖14沿两个不同的、垂直方向“X”和“Y”平移，以便实现密封件24沿它的周边的均匀压缩。应当知道盒10可以包括任意数目的铰链。因为铰链16和18在结构上和功能上等效，因此，在下文中，为了简化本发明的说明，将只介绍铰链18的结构和功能。

铰链18包括从顶盖12伸出的销30和从底盖14伸出的肘节34。在本文中，销30和肘节34也可以称为铰链部件。销30为基本柱形，并确定了外部柱形表面。销30的各端部通过从顶盖12的铰链侧表面伸出的肋32而与顶盖12连接成一体，最好如图3中所示。类似的，肘节34通过从底盖14的铰链侧表面伸出的两个肋33而与底盖14连接成一体。肘节34确定了外部柱形表面和基本柱形内部凹口36。凹口36为端部开口，即包含在它的下端处的开口，用于接收销30。扩张部分38确定于凹口36的两个自由端上。最好如图9中所示，扩张部分38只沿肘节34的宽度W2的一部分伸出。

最好如图3和5中所示，凹口36的尺寸设置成捕获接收销30。更特别是，分开肘节34的相对扩张部分38的间隙D2小于销30的直径D1。因此，一旦销30定位在凹口36内，它就捕获于凹口36中，从而将顶盖12捕获于底盖14上。在将销30装配至肘节34的凹口36内时，肘节34的扩张部分38向外偏转，以便容纳销30的更大直径D1，且一旦销30容纳于凹口36内就迅速返回，以便返回至它们的初始位置（如图5中所示）。一旦销30捕获于凹口36内，销30不能从凹口36取出，除非施加足够的向下力，以便使得肘节34的扩张部分38向外偏转足够大以容纳销30的直径D1。应当知道，一旦铰链16和18的销30从它们的凹口36中释放，顶盖12就与底盖14拆开，如图7-10中所示。

各铰链16和18适应顶盖12沿X和Y方向的平移，这样，恰好在锁定盒10（即通过将锁定凸片26插入凹口28中）之前，顶盖12设置成相对于底盖14（或者相反）将自身定心在“X”和“Y”轴线上或者沿“X”和“Y”轴线定心。盖12和14的自定心方便密封件24沿密封件24的整个周边均匀压向顶盖12的内表面。换句话说，浮动铰链设计能够使得密封件24的整个周边均匀地压向顶盖12的内表面。

最好如图4中所示，恰好在锁定盒10之前，盖12和14能够沿“Y”方向（即沿Y轴线）自定心，以使得密封件24在侧部S1上的压缩与密封件24在盒10的侧部S2上的压缩基本相同。为了实现顶盖12沿Y轴线的自定心作用，间隙G1确定于肘节34的两侧。间隙G1是在分开肋32的朝向内表面的距离W1和肘节34的本体的宽度W2之间的差异。根据本发明的一个方面，间隙G1为大约0.013英寸，且盒10的总宽度“W”为大约2.769英寸。根据本发明的一个方面，盒10的总宽度“W”与间隙G1的比率为大约213:1。

顶盖12能够沿Y轴线沿任一方向沿间隙G1相对于底盖14平移，或者相反。在使用时，因为顶盖12沿Y方向相对无约束（由于间隙G1），因此密封件24将沿间隙G1定心顶盖12，直到密封件24沿盒10的侧部S1和S2对着顶盖12施加基本相同力。根据本发明的一个方面，间隙G1适应盖12相对于盖14沿方向“Y”（该方向“Y”平行于旋转轴线“A”）的平移，以便实现密封件24沿它的周边的均匀压缩。

最好如图5中所示，恰好在锁定盒10之前，盖12和14也能够沿X方向（即沿X轴线）自定心，以使得密封件24在侧部S3的压缩与密封件24在盒10的侧部S4的压缩基本相同（侧部S3和S4在图4中表示）。为了实现顶盖12沿X轴线的自定心作用，间隙G2确定于销30的两侧。间隙G2是在销30的直径D1和肘节34的凹口36的宽度D3之间的差。

间隙G2足够大，且大于G1，这样，盖12能够在密封件24上面枢轴转动，而不会干涉盒10朝向关闭位置。根据本发明的一个方面，间隙G2为大约0.045英寸，盒10的总长度“L”为大约2.482英寸（见图4）。根据本发明的一个方面，盒10的总长度“L”与间隙G2的比率为大约55:1。

顶盖12能够沿X轴线沿任一方向沿间隙G2相对于底盖14平移，或者相反。在使用时，因为顶盖12沿X方向相对无约束（由于间隙G2），因此密封件24将沿间隙G2使顶盖12定心，直到密封件24沿盒10的侧部S3和S4对着顶盖12施加基本相同的力。根据本发明的一个方面，间隙G2适应盖12相对于盖14沿方向“X”（该方向“X”垂直于旋转轴线“A”和密封表面23）的平移，以便实现密封件24沿它的周边的均匀压缩。

在设计具有固定铰链的蛤壳型盒时，要考虑以下尺寸公差，以便保证径向密封件充分压缩：（1）从第一盖的密封表面至销的距离；（2）销的尺寸（例如直径）；（3）在第二盖中的肘节凹口的尺寸（例如直径）；（4）从肘节凹口至第二盖的密封表面的距离；（5）在第一盖的相对密封表面之间的距离；（6）在第二盖的相对密封表面之间的距离；以及（7）密封件的凸出高度。通常，考虑到公差（1）至（5），密封件的凸出高度有过大尺寸。

也可选择，通过使用浮动铰链设计，只考虑以下尺寸公差来保证径向密封件的均匀压缩：（a）在第一盖的相对密封表面之间的距离；（b）在第二盖的相对密封表面之间的距离；以及（c）密封件的凸出高度。浮动铰链设计补偿了上面所述的公差（1）至（4）。消除了多个积累公差将提供密封件压缩的更好控制。相反，公差的大量积累使得很难保证密封件的合适压缩。另外，消除了多个积累公差将减小密封件24的总体尺寸。更小的密封件更轻，这减小了盒10的总重量。

作为非限定实例，这里所述的盒或者它的变化形式可以用于以下用途：储存容器、电池组以及用于头盔安装夜视系统的电池组。

尽管已经参考特殊实施例示例和介绍了本发明，但是本发明并不仅限于所示细节。而是，在权利要求的等效范围内和在不脱离本发明精神的情况下可以对细节进行多种变化。例如，根据本发明的示例实施例，销30与顶盖12成一体，且肘节34与底盖14成一体。根据本发明的这里未示出的另一示例实施例，盖12和14包括肘节，销是与两个盖12和14的肘节接合的单独部件（类似于普通门铰链）。另外，应当知道，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，销30可以提供于底盖14上，肘节34可以提供于顶盖12上。

Claims

1.一种防水的蛤壳类型盒，包括：

第一盖；

第二盖，该第二盖与第一盖铰接连接，以便绕旋转轴线在打开状态和关闭状态之间枢轴转动，其中，在关闭状态中，第一盖和第二盖确定了用于储存物品的、盒的封闭内部区域；

密封件，该密封件定位在第一盖和/或第二盖的密封表面上，其中，密封件定位成在盒的关闭状态中防止流体或气体进入盒的封闭内部区域中或从其中出来；以及

铰链，该铰链使得第一盖与第二盖连接，该铰链设置成当使得第二盖枢轴转动至关闭状态时适应第二盖相对于第一盖沿两个不同的垂直方向“X”和“Y”平移，以便实现密封件沿它的周边的均匀压缩。

2.根据权利要求1所述的盒，其中：铰链设置成适应第二盖相对于第一盖沿笛卡尔坐标系的X轴线和Y轴线平移。

3.根据权利要求1所述的盒，其中：盒是电池组，该电池组包括用于与电池的端子建立电连接的电路。

4.根据权利要求1所述的盒，其中：第一盖可释放地捕获在第二盖上。

5.根据权利要求1所述的盒，其中：密封件由弹性体材料形成。

6.根据权利要求1所述的盒，还包括：柔性凸片，该柔性凸片从一个盖伸出，其中，该柔性凸片设置成与另一盖可释放地接合，以便将盒保持在关闭状态。

7.根据权利要求6所述的盒，还包括：形成于所述另一盖中的凹口，其中，柔性凸片设置成与所述另一盖的凹口可释放地接合，以便使盒保持在关闭状态。

8.一种防水的蛤壳类型盒，包括：

第一盖；

第二盖，该第二盖与第一盖铰接连接，以便绕旋转轴线在打开状态和关闭状态之间枢轴转动，其中，在关闭状态中，第一盖和第二盖确定了盒的封闭内部区域；

密封件，该密封件定位在第一盖和/或第二盖的密封表面上，其中，密封件定位成在盒的关闭状态中防止流体通入盒的封闭内部区域中；

铰链，该铰链使得第一盖与第二盖连接，该铰链包括从第一盖和/或第二盖伸出的肘节和定位在形成于肘节中的凹口内的销，其中，肘节设置成绕销旋转；以及

间隙，该间隙具有预定尺寸，该间隙确定于销的外表面和肘节的凹口之间，其中，当第二盖枢轴转动至关闭状态时，该间隙适应第二盖相对于第一盖沿垂直于旋转轴线和密封表面的方向的平移，以便使得密封件获得沿它的周边的均匀压缩。

9.根据权利要求8所述的盒，其中：肘节的凹口和销的外表面都为柱形，且凹口的直径大于销的直径，以使得在直径之间的差异形成间隙。

10.一种防水的蛤壳类型盒，包括：

第一盖；

密封件，该密封件定位在第一盖和/或第二盖的表面上，其中，密封件定位成在关闭状态中防止流体通入盒的封闭内部区域中；以及

间隙，该间隙具有预定尺寸，确定于第一盖的铰链部件和第二盖的铰链部件之间，其中，当第二盖枢轴转动至关闭状态时，间隙适应第二盖相对于第一盖沿平行于旋转轴线的方向平移，以便使得密封件获得沿它的周边的均匀压缩。

11.根据权利要求10所述的盒，其中：第一盖的铰链部件是铰链肘节，第二盖的铰链部件是两个相对的肋，其中，铰链肘节定位在两个相对的肋之间，且间隙形成于铰链肘节和至少一个相对的肋之间。