CN103404247A - 防水结构、电子设备和制造防水结构的方法 - Google Patents

防水结构、电子设备和制造防水结构的方法 Download PDF

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Abstract

本发明包括：壳体(7)，具有开口(8)；保护面板(11)，配置在壳体(7)中并且闭合开口(8)；O形环(12)，配置在保护面板(11)的垂直于开口(8)的开口平面的方向上的一个面上；滑动板(13)，配置在保护面板(11)的垂直于开口(8)的开口平面的方向上的另一面上，并且以保护面板(11)能够在平行于开口(8)的开口平面的方向上滑动的方式保持保护面板(11)；以及弹簧构件(14)，配置成与保护面板(11)的端部接触的状态，并且以保护面板(11)能够在平行于开口(8)的开口平面的方向上移位的方式支承保护面板(11)。保护面板(11)由壳体(7)支承为保护面板(11)夹在O形环(12)与滑动板(13)之间的状态。

Description

防水结构、电子设备和制造防水结构的方法
技术领域
本发明涉及位于电子设备的壳体的开口处的防水结构、具有防水结构的电子设备和制造防水结构的方法。
背景技术
例如具有显示面板的便携式终端等电子设备通常具有与壳体的开口相对配置的显示面板，并且构成为开口由保护面板闭合。像这样的电子设备具有防水结构，其中开口由保护面板气密地闭合。在专利文献1、2中描述的构成为这种公知的防水结构的示例。
近年来，在具有用于操作显示面板的显示器的触摸面板的电子设备中，显示面板的显示面有大小增加的趋势，并且随着显示面的大小增加，使用者的使用环境显著改变。因此，电子设备变湿或者被施加冲击的情况的数量增加。
另外，随着电子设备的显示面的大小增加，电子设备受到根据构成构件的材料的线性膨胀系数而能够组合用于电子设备中的材料的种类的限制。因此，增加电子设备的显示面的大小使得难以确保充分的防水特征和耐用性。因此，在具备触摸面板的电子设备中，特别强烈地要求改进显示面板的显示面的防水性能和耐冲击性。
在图1中示出了与本发明相关的防水结构的示例的剖视图。如图1所示，与本发明相关的防水结构101包括：壳体107，具有开口108；液晶显示面板110，与壳体107中的开口108相对地配置；以及保护面板111，配置在壳体107外侧并且闭合开口108。保护面板111配置成保护液晶显示面板110的显示面。
壳体107由彼此接合的第一外壳107a和第二外壳107b构成。第一外壳107a与第二外壳107b接合的一部分中装配有O形环113，并且因此确保了气密性。保护面板111配置在第一外壳107a的外侧，并且通过双面胶116粘结到开口108的周缘部从而闭合开口108。
专利文献1：日本实用新型申请公开No. 58-78685
专利文献2：日本专利申请公开No. 2005-333290。
发明内容
顺便说一下，如上所述，与本发明相关的防水结构具有以下问题。
第一个问题如下文所描述：各构成构件的线性膨胀系数彼此不同，并且因此温度的变化造成保护面板和壳体的外部尺寸变化，从而在不同种类的构成构件彼此装配并且组合的状态下，构成构件的位置彼此偏移。因此，在构成构件的位置显著移动的情况下，例如双面胶等粘合构件的粘合力不能耐受构成构件位置移动所形成的力，并且因此粘合构件断裂，这造成损害防水性能的问题。
第二个问题如下文所描述：保护面板通过粘合构件直接固定到壳体的开口上，使得当电子设备掉落时，保护面板直接受到被施加的冲击，从而使得电子设备可能损坏。
第三个问题如下文所描述：上文所描述的防水结构中的保护面板通过粘合构件放置在壳体的开口上，使得根据放置保护面板的位置的变化，与液晶显示面板相对的保护面板的相对面的中心从开口的中心偏移。结果，液晶显示面板的显示面的中心从保护面板的相对面的中心偏移，这也造成引起错误装配的问题。
因此，本发明的目的在于提供一种防水结构、一种具有防水结构的电子设备、以及一种制造防水结构的方法，所述防水结构能够解决上文所描述的相关技术问题中的任何一个问题，并且能够提高防水性能并提高耐冲击性。
为了实现上文所描述的目的，与本发明相关的防水结构包括：壳体，具有开口；闭合构件，配置在壳体中并且闭合开口；防水构件，配置在闭合构件的垂直于开口的开口平面的方向上的一个面上；保持构件，配置在闭合构件的垂直于开口的开口平面的方向上的另一面上，并且以闭合构件能够在平行于开口的开口平面的方向上滑动的方式保持闭合构件；以及弹性构件，配置成使得其与闭合构件的端部接触，并且以闭合构件能够在平行于开口的开口平面的方向上移位的方式支承闭合构件。闭合构件由壳体支承为闭合构件夹在防水构件与保持构件之间的状态。
另外，与本发明相关的电子设备包括本发明的防水结构。
另外，与本发明相关的制造防水结构的方法包括以下步骤：将闭合构件夹在防水构件与保持构件之间，闭合构件配置在壳体中并且闭合壳体的开口，防水构件配置在闭合构件的垂直于开口的开口平面的方向上的一个面上，保持构件配置在闭合构件的垂直于开口的开口平面的方向上的另一面上；以及由保持构件来保持闭合构件，保持构件以闭合构件能够在平行于开口的开口平面的方向上移位的方式与闭合构件的端部接触。
根据本发明，闭合构件由保持构件可移动地支承，并且弹性构件与闭合构件接触，从而能够提高防水性能并且能够改进耐冲击性。
附图说明
图1为与本发明相关的防水结构的剖视图。
图2为示出第一实施方式的电子设备的立体图。
图3为示出第一实施方式的电子设备所具有的防水结构的主要部分的剖视图。
图4为示出第一实施方式中的防水结构的滑动板的立体图。
图5为示出第一实施方式中的防水结构的运动的剖视图。
图6为示出根据第二实施方式的防水结构的剖视图。
图7为示出根据第三实施方式的防水结构的剖视图。
图8为示出根据第四实施方式的防水结构的剖视图。
图9为示出根据第五实施方式的防水结构的剖视图。
具体实施方式
在下文中将参考附图来描述本发明的具体实施方式。
(第一实施方式)
在图2中示出了第一实施方式的电子设备的立体图。在图3中示出了第一实施方式的电子设备所具有的防水结构的主要部分的剖视图。
如图2和图3所示，第一实施方式的电子设备具有防水结构1，用于防止液体从壳体7的外部进入到壳体7内。
如图3所示，防水结构1包括：壳体7，具有开口8；作为显示元件的液晶显示面板10，与壳体7中的开口8相对配置；保护面板11，配置在壳体7中并且用作闭合开口8的构件；O形环12，配置在保护面板11的垂直于开口8的开口平面的方向上的一个面上并且用作防水构件；滑动板13，配置在保护面板11的垂直于开口8的开口平面的方向上的另一面上并且用作保持构件，用于在平行于开口8的开口平面的方向上可滑动地保持保护面板11；以及弹簧构件14，配置成使得其在平行于开口8的开口平面的方向上与端部接触并且用作弹性构件，用于以保护面板11能够在平行于开口8的开口平面的方向上移位的方式支承保护面板11。此处在本发明中，开口8的开口平面表示包括开口8的周缘的假想平面。
壳体7包括：第一外壳7a，配置在保护面板11的垂直于开口8的开口平面的方向上的外面侧；和第二外壳7b，配置在保护面板11的垂直于开口8的开口平面的方向上的内面侧。第一外壳7a具有开口8a，并且具有形成在开口8a的周缘部中的相对面16a，相对面16a与保护面板11的一个面相对。第二外壳7b具有开口8b，并且具有形成在开口8b的周缘部中的相对面16b，相对面16b与保护面板11的另一面相对。第一外壳7a的开口8a形成为比第二外壳7b的开口8b小。
第一外壳7a和第二外壳7b以相对面16a、16b彼此相对的状态利用螺钉17彼此固定，并且保护面板11配置在第一外壳7a与第二外壳7b之间。
液晶显示面板10设置在第二外壳7b的开口8b中，并且配置成使得液晶显示面板10的显示面与保护面板11相对。此处，显示元件并不限于液晶显示面板，而是当然例如可以采用有机EL(电致发光)面板和其它显示面板作为显示元件。
保护面板11由具有透光性的材料形成为平板形状，并且液晶显示面板10的显示面可以从壳体7的外侧看到。保护面板11具有大于液晶显示面板10的显示面的面积。保护面板11由壳体7支承为保护面板11夹在O形环12与滑动板13之间的状态。
O形环12与形成在第一外壳7a的相对面16a中的凹槽18接合，并且沿着保护面板11的整周配置。
另外，第一外壳7a中形成有接合凹部20a，接合凹部20a与第二外壳7b接合。第二外壳7b中形成有接合凸部20b，接合凸部20b与第一外壳7a的接合凹部20a接合。第一外壳7a和第二外壳7b具有插设在接合凹部20a与接合凸部20b之间的另外的O形环21，从而气密地闭合接合凹部20a与接合凸部20b接合的部分。
在图4中示出了第一实施方式中的防水结构1的滑动板13的立体图。滑动板13由具有优良滑动能力的例如POM(聚缩醛)等树脂材料或硅橡胶形成。另外，作为滑动板13，可以采用通过将四氟乙烯制成的胶带材料结合到衬垫材料上而形成的构件。
如图4所示，滑动板13形成为环形板的形状，例如形成为正方形框架的形状，并且沿着保护面板11的整周配置在相对于保护面板11与O形环12相对的位置。因此，壳体7的开口8由保护面板11和O形环12气密地闭合。此处，当使用例如聚合材料等具有优良防水性能的材料作为滑动板11时，也可以根据需要进一步提高防水性能。
第一外壳7a具有形成在与保护面板11的端面相对的位置的保持凹部23，其中保持凹部23保持弹簧构件14。弹簧构件14保持在保持凹部23中。弹簧构件14由金属材料或例如弹性体等树脂材料形成，并且具备弹性变形件14a，弹性变形件14a与保护面板11的端面接触。
在弹簧构件14中，与保护面板11的端面接触的弹性变形件14a弹性地变形，从而将保护面板11保持为保护面板11能够在箭头(a)所示的方向上移位，箭头(a)平行于开口8的开口平面。尽管在附图中未示出，但是弹簧构件14沿着保护面板11的外周部的各边配置。
关于以上述方式构成的第一实施方式中的防水结构1，将描述保护面板11和滑动板13的运动。在图5中示出了用于说明第一实施方式中的防水结构1的运动的剖视图。
如图5所示，在保护面板11和壳体7的外部尺寸由于电子设备的温度变化而改变的情况下，在保护面板11与壳体7之间引起相对移位。即使在该情况下，在防水结构1中，弹簧构件14的弹性变形件14a也弹性变形，由此能够吸收保护面板11和壳体7的移位量，并且保护面板11在保护面板11由滑动板13保持的状态下滑动。因此，即使在保护面板11在平行于开口8的开口平面的方向上滑动的情况下，O形环12也保持夹在第一外壳7a与保护面板11之间，并且因此能够在它们之间保持气密性，使得能够充分地维持防水性能。
另外，即使在从外部对电子设备施加冲击的情况下，例如当电子设备掉落时，如上文所描述的情况那样，在保护面板11与壳体7之间引起相对移位。即使在该情况下，在防水结构1中，弹簧构件14的弹性变形件14a也弹性变形，由此能够吸收保护面板11和壳体7的移位量，并且保护面板11在保护面板11由滑动板13保持的状态下滑动。因此，O形环12保持夹在保护面板11与第一外壳7a之间，其中保护面板11在平行于开口8的开口平面的方向上滑动，并且因此能够在它们之间维持气密性，从而能够充分地维持防水性能。
如上文所描述的那样，根据第一实施方式的电子设备所具有的防水结构1，保护面板11由滑动板13可滑动地保持，并且弹簧构件14与保护面板11接触，使得即使在保护面板11和壳体7的外部尺寸改变或者向保护面板11和壳体7施加冲击的情况下，保护面板11和壳体7也能够维持气密性。因此，根据本实施方式，电子设备能够提高防水性能，并且能够防止保护面板11和壳体7由于冲击而损坏，并且因此能够提高耐冲击性。
另外，根据本实施方式，能够放松将用于构成构件的材料的线性膨胀系数的限制，并且因此能够增加将用于构成构件的材料组合的自由度，这使得能够选择耐用性优良的材料。
另外，在本实施方式中，由沿着保护面板11的各边配置的弹簧构件14的弹性变形件14a来保持保护面板11的外周部。因此，保护面板11能够与液晶显示面板10组合，使得与液晶显示面板10相对的保护面板11的相对面的中心与液晶显示面板10的显示面的中心对准，这能够减少组装期间缺陷的发生。
在下文中将描述其它实施方式。其它实施方式的基本构成与第一实施方式相同，使得与第一实施方式中的构成构件相同的构成构件由与第一实施方式中相同的附图标记来表示并且将省略其描述。
(第二实施方式)
在图6中示出了第二实施方式中的防水结构的剖视图。第二实施方式中的防水结构简化了壳体的构成，并且与第一实施方式的不同在于除去了螺钉17和O形环21，其中螺钉17将构成壳体7的第一外壳7a与第二外壳7b组合，并且O形环21插设在第一外壳7a与第二外壳7b之间。
如图6所示，第二实施方式中的防水结构2包括通过组合第一外壳27a与第二外壳27b而制成的壳体27。第一外壳27a与第二外壳27b通过使用例如粘合剂而彼此结合。另外，可以代替使用粘合剂，将第一外壳27a与第二外壳27b彼此焊接，从而彼此结合。
另外，如图6所示的本实施方式可以构成为使得例如液晶显示面板等构成零件不配置在与开口8对应的位置，并且与上文所描述的第一实施方式的情况同样，当然可以构成为使得液晶显示面板和其它种类的构成零件配置在与壳体7的开口8对应的位置。
而且在本实施方式中，与第一实施方式的情况同样，能够提高防水性能和耐冲击性。此外，根据第二实施方式，与第一实施方式相比，除去了O形环21，使得能够简化第一外壳27a和第二外壳27b的形状，并且因此能够简化构成。
(第三实施方式)
在图7中示出了第三实施方式中的防水结构的剖视图。第三实施方式中的防水结构与第二实施方式的不同在于：保护面板11插设在壳体37中；滑动板13配置在壳体37的外侧；以及O形环12配置在壳体37的内侧。换言之，第三实施方式中的滑动板13和O形环12的配置与第二实施方式中的配置相反。
如图7所示，第三实施方式中的防水结构3包括壳体37，通过将第一外壳37a与第二外壳37b组合来制成壳体37。滑动板13配置成与配置在开口8中的保护面板11的外面接触。第二外壳37b中形成有凹槽38，凹槽38与O形环12接合。O形环12配置成与配置在开口8中的保护面板11的内面接触。
而且在本实施方式中，与第一实施方式的情况同样，能够提高防水性能和耐冲击性。此外，在第三实施方式中，通过根据需要改变滑动板13和O形环12的配置，能够提高电子设备的装配自由度。
(第四实施方式)
在图8中示出了第四实施方式中的防水结构的剖视图。第四实施方式中的防水结构与第一实施方式的不同在于，液晶显示面板固定到保护面板上。
如图8所示，在第四实施方式中的防水结构4中，液晶显示面板10的显示面的周围通过使用粘合剂(未图示)结合到保护面板11上，并且液晶显示面板10固定到保护面板11的内面上。另外，在液晶显示面板10的外周部与第二外壳7b的开口8b之间形成给定空隙，使得防水结构4构成为使得与保护面板11一起移动的液晶显示面板10并不与第二外壳7b的开口8b接触。
在本实施方式中，保护面板11和液晶显示面板10一体地移动，保护面板11由滑动板13和弹簧构件14在平行于开口8的开口平面的方向上可滑动地保持。此时，形成给定空隙以防止与保护面板11一起移动的液晶显示面板10与第二外壳7b的开口8b接触，从而防止液晶显示面板10由于冲击而损坏。因此，通过相对于保护面板11来定位和固定液晶显示面板10，能够以高精度确定保护面板11与液晶显示面板10的相对位置。
而且在本实施方式中，与第一实施方式的情况同样，能够提高防水性能和耐冲击性。此外，在第四实施方式中，在固定到保护面板11的液晶显示面板10与第二外壳7b的开口8b之间形成给定空隙，由此能够防止液晶显示面板10由于冲击而损坏。另外，与第一实施方式相比，根据第四实施方式，能够防止在制造过程中在保护面板11与液晶显示面板10之间引起相对的位置偏移的问题。
(第五实施方式)
在图9中示出了第五实施方式中的防水结构的剖视图。第五实施方式中的防水结构与第一实施方式的不同在于，代替弹簧构件14而设置了由弹性材料制成的缓冲构件。
如图9所示，在第五实施方式中的防水结构5中，缓冲构件51设置在壳体7的保持凹部23中，使得缓冲构件51的一端与保护面板11的端面接触。缓冲构件51例如由弹性体形成为正方形框架的形状，并且保护面板11由缓冲构件51的正方形框架的内周部配合并保持。
而且在本实施方式中，与第一实施方式的情况同样，能够提高防水性能和耐冲击性。此外，根据第五实施方式，通过使用缓冲构件51，能够除去可能压曲的零件，例如弹性变形件14a。因此，能够提高保护面板11和壳体7以保护面板11和壳体7能够移位的方式运动的可靠性。
此处，根据本发明的防水结构能够期望地应用于具有显示面板的电子设备，例如便携式音乐播放器、便携式电视机和便携式光盘播放器。另外，本发明并不限于上文所描述的便携式电子设备，而是当然能够适当地应用于其它电子设备，例如笔记本型个人计算机(PC)、台式PC、摄像机和手表。
以上参考实施方式描述了本申请发明。但是本申请发明不限于上文所描述的实施方式，而是在本申请发明的范围内，可以对本申请发明的构成和细节进行本领域技术人员所能理解的各种变更。
本申请基于在2011年3月4日提交的日本专利申请No. 2011-047738并且要求其优先权，其公开内容通过引用以其整体并入本文。
附图标记说明
1- 防水结构
7- 壳体
7a-第一外壳
7b-第二外壳
8 (8a、8b)-开口
11-保护面板
12-O形环
13-滑动板
14-弹簧构件。

Claims (8)

1. 一种防水结构，包括：
壳体，具有开口；
闭合构件，配置在所述壳体中并且闭合所述开口；
防水构件，配置在所述闭合构件的垂直于所述开口的开口平面的方向上的一个面上；
保持构件，配置在所述闭合构件的垂直于所述开口的开口平面的方向上的另一面上，并且以所述闭合构件能够在平行于所述开口的开口平面的方向上滑动的方式保持所述闭合构件；以及
弹性构件，配置成使得其与所述闭合构件的端部接触，并且以所述闭合构件能够在平行于所述开口的开口平面的方向上移位的方式支承所述闭合构件；
其中所述闭合构件由所述壳体支承为所述闭合构件夹在所述防水构件与所述保持构件之间的状态。
2. 根据权利要求1所述的防水结构，包括：
显示元件，其显示面与所述闭合构件相对地配置。
3. 根据权利要求2所述的防水结构，
其中所述显示元件固定到所述闭合构件上。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的防水结构，
其中所述保持构件沿着所述闭合构件的整周设置为环形形状。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的防水结构，
其中所述壳体具有第一外壳，所述第一外壳配置在所述闭合构件的垂直于所述开口的开口平面的方向上的一个面侧，并且具有第二外壳，所述第二外壳配置在所述闭合构件的垂直于所述开口的开口平面的方向上的另一面侧；并且
其中所述壳体具有配置在所述第一外壳与所述第二外壳之间的另外的防水构件。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的防水结构，
其中所述弹性构件具有与所述闭合构件的端部接触的弹性变形件。
7. 一种电子设备，包括根据权利要求1至6中任一项所述的防水结构。
8. 一种制造防水结构的方法，该方法包括以下步骤：
将闭合构件夹在防水构件与保持构件之间，所述闭合构件配置在壳体中并且闭合所述壳体的开口，所述防水构件配置在所述闭合构件的垂直于所述开口的开口平面的方向上的一个面上，所述保持构件配置在所述闭合构件的垂直于所述开口的开口平面的方向上的另一面上；以及
由所述保持构件来保持所述闭合构件，所述保持构件以所述闭合构件能够在平行于所述开口的开口平面的方向上移位的方式与所述闭合构件的端部接触。
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