CN104106255A - 防水盒 - Google Patents

Abstract

一种用于电子装置的保护盒(10)，包括主壳体(14)和盖子(16)。主壳体(14)和盖子(16)可移动地接合，以限定一个空气和水密的容积体，用于接收电子装置。捕获在保护盒内(10)的空气将声能从盒内的声源传输至至少一个膜(27)，其中膜(27)响应于空气压差震动，将声音传送至盒(10)的外部。

Description

防水盒

相关申请的交叉引用

本申请根据2011年8月22日提交的临时申请No.61/526,093要求优先权，该申请通过引用整体合并于此。

技术领域

本发明涉及用于电子装置的水和空气密封的盒。

背景技术

用于各种装置的防水壳体是本领域已知的。然而这种防水壳体不是专为驱动触发器或封闭的电子装置的屏幕设计，用以提供将声音清晰地从盒内部传送至盒外部和/或从盒外部至盒内部。因此本领域需要一种改进声音传送的空气和水密的盒，当装置放置在盒内时，用户可以驱动装置的各个部分。

各种防水应用使用多孔膜，多孔膜允许空气通过但水不能，并且虽然这膜是防水的，它有局限性。这种多孔膜是不可靠地防水的，因为气孔很容易由于磨损而损坏，随着时间的推移可能会泄露，不适合动态使用，在动态使用中它们经受正在发生的运动，例如用来防止意外跌落的损害、日常使用或户外使用。还有许多膜由PTFE（聚四氟乙烯）制成，它具有很强的抗化学侵蚀的化学性能，因为它是相对惰性的，但同时由于PTFE的低表面能和低的结合至其它物质的能力，它很难附着。低表面能或PTFE的低“润湿性”是指难以形成牢固的粘性连合，这是防水保护的基础。材料的孔隙率和材料特性是对防水盒的实用的限制。因此，在本领域中需要一种改进的防水壳体，它利用不透气的声膜。

发明内容

在一方面，公开了一种用于电子装置的保护盒，其包括主壳体和盖子。主壳体和盖子可移动地接合，以限定一个空气和水密的容积体，用于接收电子装置。捕获在保护盒内的空气将声能从盒内的声源传输至至少一个膜，其中膜响应于空气压差震动，将声音传送至盒的外部。

在另一方面，公开了一种用于电子装置的保护盒，其包括主壳体和盖子。主壳体和盖子可移动地接合，以限定一个空气和水密的容积体，用于接收电子装置，其中主壳体部件包括内壁，盖子包括形成于盖子中的凹槽，凹槽接收垫圈，其中垫圈被径向压缩在主壳体和盖子之间，以提供水和空气密的密封件。

在进一步的方面，公开了一种用于装置的不透空气和水的膜组件，包括具有壳体的装置，壳体包括形成于壳体中的端口。膜组件在端口的区域中附接到壳体。膜组件包括不渗透空气和水的膜。膜柔顺地相对于端口安装，允许膜自由地振动，并且壳体是密封的，空气和水无法侵入。

附图说明

图1是一个保护盒的实施例的分解透视图；

图2A是盒部件的下部的局部透视图；

图2B是扬声器端口和TPU膜沿着线B-B截取的局部剖视图；

图2C是主页按钮端口和膜沿着线C-C截取的局部剖视图；

图3A是盒部件的下部的局部透视图；

图3B是麦克风端口和膜沿着线B-B截取的局部剖视图；

图3C是在一个保护盒的实施例中的盒部件的下部的局部透视图，盒部件的下部涉及麦克风端口的密封肋；

图4A是盒部件的上部的分解局部透视图；

图4B是盒部件的上部和第二扬声器端口的装配局部透视图；

图4C是第二扬声器端口和膜沿着线C-C截取的局部剖视图；

图5是一个盒的实施例中的盒部件的下部的局部透视图；

图6B是在没有附接结构的情况下，盒部件、盖子和O形环相接合的局部剖视图；

图6C是在第一附接结构的区域中接合的盒部件、盖子和O形环沿着线C-C截取的局部剖视图；

图6D是在第二附接结构的区域中接合的盒部件、盖子和O形环沿着线D-D截取的局部剖视图；

图6E是第二附接结构的局部透视图；

图7是盒部件和插头的局部剖视图；

图8A是在盒部件的上部的局部透视图；

图8B是沿着线B-B截取的触发器膜的局部剖视图；

图8C是沿着线C-C截取的触发器膜的局部剖视图；

图9是保护盒的第二实施例的分解透视图；

图10是第二实施例的麦克风端口和膜的透视图；

图11是图10的麦克风端口的膜组件的剖视图和透视图；

图12是用于第二实施例的第二麦克风端口的盖子和膜组件的局部透视图；

图13是用于第二实施例的第二麦克风端口的盖子和膜组件的局部透视图；

图14A-B的第二实施例的盒和附接结构的透视图；

图15是第二实施例的盖子的密封件的透视图；

图16A-B是第二实施例的包括盖子和主壳体和密封件的盒的透视图和剖视图；

图17是第二实施例的盒和插头的透视图；

图18是第二实施例的盒和用于致动装置的触发器的透视图和剖视图；

图19是第二实施例的盒和用于致动装置的触发器的透视图和局部剖视图；

图20是第二实施例的盒和用于致动装置的第二触发器的透视图；

图21是第二实施例的包括接入端口的盒的透视图；

图22是第二实施例的包括接入端口的盒的透视图和剖视图；

图23是膜的声学响应曲线图；

图24是第二实施例的示出空气间隙的盒部件的透视图；

图25是第二实施例的示出空气间隙的盒部件的透视图；

图26是示出端口和薄壁膜的透视图和剖视图。

具体实施方式

参照各个附图中示出的各种防水盒10的实施例，防水盒10包括不透水和空气的声膜。出于创建一个防水壳以保护壳体的内部事物的目的，需要一个壳体，所述壳体具有一个由结构坚固的防水材料制成的粗实壁，可经受它所暴露于其中的外部环境，并尽可能少的开口。然而，对于某些电子设备的功能来说，需要有允许致动该装置或以某种方式使输入和输出被获取的部分。例如，被封闭的设备的特定功能性部件对于比如外部环境中的近端视觉的、反射型的、导电性的、磁性的、电磁的、振动的、压力的或声学的元件，可能需要感官反应或输入，以便运作特性部件，或由按钮或开关来驱动功能。被封闭的装置可以具有捕获输入或生成输出的其他特性部件，比如捕捉图像、声环境、信号、或产生光、声、振动、信号。在所描述的一些特性部件中，一个用于防水壳体的连续的厚壁不允许该装置在壳体内满足这些功能性目的。因此，有些部分可能需要特定的元素以使封闭的设备的功能和操作在一个防水的环境中实现。在所有这些功能中，更具挑战性的因素是在防水壳体中声学的捕获和传输，因为这通常是通过使用往往具有多孔膜的薄壁部分实现的，使声音通过空气渗透膜传输；然而允许声音被捕获或传输的代价是防水性更差。使用多孔膜来获得防水性是不可靠的，因此孔的大小可以很容易地在接触时扩展或刺破，这将使其不防水。需要创建一个用于捕获或声学传输而不影响防水性的解决方案。在本领域的当前状态，还不知道哪些材料适合用作具有期望的声学特性和稳定性的，用于水浸泡和户外使用的不渗透膜水。此外，在本申请中的声膜是防水的，这是一种具有很强的粘性以形成强力结合的功能，材料的粘结强度和内聚强度标示防水性的程度。然而，人们会预期强力结合为更好，且紧密地保持膜的粘接剂对防水性更好。然而，并不明显的并且本发明的一部分是，事实上，粘合剂必须被在宽范围的环境条件下适应于动态的使用，以允许膜自由地移动和置换容纳在壳体内的空气容积体。此外，为了避免壳体材料的振动影响声音传输进入和离开壳体，可使用一个由声学阻尼材料，如泡沫或弹性体材料制成的空气和水密的压缩密封件来包围麦克风和将其与壳体密封，以防从壳体内来自其他声源的反馈，诸如扬声器和壳体本身的振动。可压缩的弹性体或泡沫进一步增强膜被安装的方式的柔顺性，这样它就不是被压缩在两个硬材料之间，硬材料会抑制其振动或置换空气容积体的能力和对当声源通过空气和防水薄膜组件传递时产生的声压差的反应的能力。

在一个方面，通过膜和壳体的设计来将声音传输进入和离开空气和水密的壳体的能力不同于那些在本领域中已知的能力。为了在整体容积和较低频率的声音方面有提高，使声膜以更少的麦克风失真和更完整的低音范围恰当运行，需要在电子装置的麦克风端口和声膜之间建立气密密封，以避免降低穿过膜的低频率声音的分贝并提高整体的响度。此外，来自声音的其它内部来源的反馈，包括扬声器和壳体本身的反馈可以是分离的，使得接收到的声音只来自一个外部源。

在一个方面，薄的防水声膜在它被安装为更靠近麦克风和更靠近壳体的内部部分时功能发挥地最好，因为它的振动成为麦克风的声源。放置在离麦克风更远的隔开的膜可降低由麦克风检测到的声音的音量，并且膜可能需要有更大的尺寸或者由更薄的材料来制成以实现相同的效果，这是在开发功能性的防水壳体来为一些装置传输声音时的限制。

在一个方面，其中封闭的电子装置的功能提供语音通信的功能性目的，有公开的材料是合适于形成能产生用于人声的合适的频率范围的声膜，主要从100Hz至3000Hz。通过选择具有合适的杨氏模量和密度的材料，膜的频率响应可以被调整到目标频率。如图23中的柔顺地安装的膜比刚性地安装膜具有分贝更高的输出。

对于一个扬声器，需要更大尺寸的膜来振动并向外传送声音。这样的膜可以使用柔顺的安装方式被安装，以允许它弯曲或振动，或者膜可具有足够大的尺寸或足够薄的尺寸以振动并向外传送声音。

为了建立一个防水密封，必须选择适当的粘合剂建立牢固的结合并考虑到材料的表面能、用于粘接的表面面积和粘接的柔顺性，以允许膜振动和发送声音。

与声学和防水膜材料的选择同样重要的是，膜是如何安装的边界条件的选择，因为这也将影响膜的频率范围。更柔顺的、刚性较小的安装条件将导致一个较低的频率范围。膜的谐振的最低频率是由关键机械和材料参数限制的。在一个柔顺地安装的膜中，牢固地粘合到邻近壳体的膜的低频模式可以被确定为接近振动膜的频率响应，振动膜被定义为自由振动的边缘夹紧的圆盘。这种盘的固有频率是由以下方程确定的：其中是振动膜的振动模式常数，h是振动膜的厚度，a是振动膜的有效半径，ρ是振动膜材料的质量密度，v是振动膜材料的泊松比，E是振动膜材料的杨氏模量。膜的谐振频率可以通过这个方程进行支配。它将在频率响应中以谐振显示出，相比通过这个方程给出最低的模式，可以有其他在更高的频率的振动模式。因此，为了将能量从声膜转移到扬声器，低模量是理想的。具体地，具有低的密度的柔性膜是理想的，以便在被声波影响时，膜的运动最大化，使得随后在膜的另一侧重新产生声波。这个谐振显示为具有膜的扬声器的频率响应的峰值。另外，还可以调整膜的频率，以从扬声器膜单元提供附加的输出。这可以通过使用柔软或柔顺泡沫将膜装载到外壳来实现。在一个优选的实施例中，在两侧具有粘弹性粘接带的软质泡沫可用于将膜安装到壳体上，因为它创建了适合动态使用的很强的防水粘结。用于膜的更硬的边缘条件将导致对膜更高的频率响应。因此，膜的模式频率依赖于杨氏模量、密度和直径以及材料的厚度。

在一个方面，膜材料可以选用具有从300MPa至20GPa的杨氏模量和从500kg/m3至2500m3的密度。这类材料的一些例子包括热塑性薄膜PEN，PI，PET，PBT，PE，PC，PVC，PP，EVA，热塑性合金，热固性材料，热塑性弹性体如TPE/TPU），橡胶，如丁基、乙烯丙烯、聚硅氧烷、氟硅氧烷、表氯醇、氯磺化聚乙烯、氟橡胶、全氟弹性体、四氟乙烯、四氟丙烯、氯丁橡胶，有机薄膜，如胶原蛋白薄膜或天然产品如淀粉、蛋白质或合成的聚合物制成的薄膜、金属箔或金属化的薄膜，金属化薄膜包括具有金属沉积的铝箔和塑料膜，由不同材料，如具有层叠在一起的箔的PET组合的薄板组成的多层系统。膜的尺寸和材料的厚度也可以被选择，以实现特定的频率范围。在一个方面，更薄的膜会降低膜的频率响应，相反地，一个更厚的膜会导致较高的频率响应。一个较大的膜会比使用相同的材料的更小的膜给出更低的频率响应。为了具有小的声学特性部件的小装置的目的，例如电话、MP3播放器、摄录机、摄像机、耳机和助听器，膜的厚度可理想地从5微米至1000微米，这取决于材料的不同而不同。膜的阻尼或能量吸收特性也需要考虑。高阻尼（吸收更多的能量）材料将具有更平滑的频率响应，并在他们的频率响应中显示较不尖锐的峰或谐振。这将导致扬声器向外更自然地传输声音。

为了使膜功能达到最佳，麦克风通常可包括围绕麦克风的气密密封件，从而允许较低的频率响应、响亮的整体音量和具有背景噪声降低的更高的清晰度。然而，对于扬声器膜来说，则可能是相反的。如果装置和膜之间的空气的体积减小，这可能由于密封了扬声器膜，或者降低了装置和膜之间空气的体积，那么膜的振动的能力受到阻碍，使得整体声音传输减少。扬声器膜可包括足够的空气间隙或空气腔以允许膜振动。声音在扬声器中的传输是膜的材料性质、膜的薄度、膜的尺寸、膜的柔顺安装以及空气腔尺寸的函数，因为所有这些产生了允许柔性膜柔顺地安装以产生低电阻来响应空气压力的效果。特别地，对于不透空气或水的膜，最好是利用空气腔室或盒中的圈闭的空气压力，以迫使该膜振动，这样它起到空气活塞的作用。柔顺地安装的膜可使得膜振动而不是夹紧它而抑制运动。柔顺地安装的膜包括一个类似弹簧的作用，使得膜振动并作为一个空气活塞响应于空气压力的变化来使膜运动，以允许声音传输并提高整体声音水平。如果某些情况下，从声源来的声音由此可以在空气和防水壳体内改变方向，以便有足够大尺寸的膜和足够大的尺寸的空气腔可用来振动，以起到空气活塞的作用。在空气和水密的壳体中，声音可以通过利用重要的空气腔和空气间隙而改变方向，以允许空气压力移动到壳体的另一较大的区域，壳体可振动并作为扬声器膜以允许声波传播到壳体外部。声音可以以这样的方式改变方向，因为该壳体包括非渗透气密膜，以便声能量的损失最小，因为声音的传输损耗很少，因为没有排气孔，排气孔会减少空气压力和降低膜的电位的振动能量。因而声波在空气和水密膜的对着外部环境的另一侧上产生，然后可以通过外部介质传播，无论是空气或水。本领域已知的是，空气和水的声阻抗是不同的，这限制了声音从空气中的声源行进并通过水无显著传输损耗地传播的能力。因此，有必要在本领域中能够使声音的水下传播无显著信号衰减。采用空气室和一个非渗透膜来产生空气活塞的空气和水密壳体允许声音从外壳内的声源通过外部水相环境传播而不显著衰减，因为在壳体内的声能转换为膜的振动能量，使得声波可以在水中的空气和水密声膜的外侧生成。在水中生成的声波经历较少的水下声阻抗，使声音可能会进一步传播，可能穿过整个所含的水体的整个部分，如游泳。因此，包含在这样的空气和水密壳体中的装置的操作者可以在水下听音乐，即使他们相对壳体离的更远。

另外，在某些情况下，膜可能需要通过使用减振材料，如泡沫塑料或橡胶，与相邻的结构隔离。如果有从壳体弹开的振动/反馈，产生了对扬声器的干扰，并根据壳体内的特性部件的空间取向，就会有这种需要，尽管在一般情况下，空气的体积越大，产生的干扰越小。

参考图1-8，示出了用于电子装置12的保护盒10的第一实施例。在一个方面，保护盒10包括主壳体14和盖子16。主壳体14可以包括盒部件18。盒部件18可以由各种材料形成，为保护盒10提供了刚性结构。在一个方面，盒部件18可由透光材料，例如透光的塑料树脂形成。可以使用各种塑料树脂包括聚碳酸酯。

盒部件18可包括形成在其中的各种狭槽和接入端口20。狭槽和接入端口20可用于使用按钮或开关来致动各种功能，并允许声音传输，这将在下面更详细地进行说明。另外，盒部件18可包括形成在其中的窗口部分22，窗口部分22接收屏幕部件24。盒部件18可在盒部件18的限定部分上包括应用在其上的密封和定位材料26，诸如狭槽和接入端口20周围，以为电子装置12提供定位和密封，以及允许使用电子装置的各种触发器，这将在下面更详细地描述。在一个方面，密封和定位材料26可包括各种塑料的弹性体，如TPE-TPU材料，或可由其他材料形成。

正如以上所提到的，盒部件18包括绕着盒部件18的窗口部分22附接在其上的屏幕部件24。屏幕部件24可以是相连的独立件，使用各种方法，包括使用粘合剂、焊接、模制或以其他方式附接屏幕部件24。可替换地，屏幕部件24可以与盒部件18一同形成，并且可以具有与盒部件18的其它部分不同的厚度。在一个方面，屏幕部件24可由透光材料制成，使得可以观看电子装置12的显示器。屏幕部件24具有的厚度可允许用户通过在屏幕部件24操纵电子装置12的触摸屏。在一个方面，屏幕部件24可由聚碳酸酯材料制成，并具有厚度为约0.1至0.5毫米，允许用户操作具有或不具有施加到电子装置12的另一个屏幕保护件的触摸屏。

盒部件18包括至少一个在其上形成的声腔室28。所述至少一个声腔室28可以由盒部件18的一个区域来限定，其中包括一个具有比盒部件18的相邻部分更小厚度的薄化的壁部分30或壁部分。薄化的壁部分30限定了一个空气空间32，允许声音被传输到电子装置12的扬声器和/或麦克风，和从电子装置12的扬声器和/或麦克风传输。在附图中所描绘的实施例中，两个声腔室28限定在盒部件18的下部29中，另一个声腔室28限定在盒部件18的上部31中。但应认识到，可以有各种数目的声腔室。

在一个方面，盒部件18还包括至少一个次级声端口32。在所描绘的实施例中，两个次级声口32形成在盒部件18的下部29中。两个次级声端口32包括扬声器端口33和麦克风端口35。另两个次级声端口32形成在盒部件18的上部31中，并包括第二扬声器端口37和第二麦克风端口39。次级声端口32可以由形成在盒部件18中的狭槽34中限定。狭槽34可用以上讨论的密封和定位材料26来遮盖，或用具有不同结构的密封和定位材料26来遮盖，所述不同的结构将在下面将更详细地讨论。

在一个方面，密封和减震材料26可以作为膜27应用在次级声端口32的区域中。膜27的结构根据次级声端口32的类型可能有所不同。

如上所述，保护壳10包括盖子16。盖子16可由如上面指定的相对于盒部件18的透光材料形成。透光的盖子允许如下面更详细描述的对O形环进行目视检查。盖子16包括平的表面50，其终止于边缘42。边缘42包括附接结构38，其与主壳体14相配合。盖子16还包括用于接收垫圈54的凹槽52。垫圈54可以是具有期望肖氏硬度的适当大小的O形环，能与主壳体和盖体16相配地置放，以提供一个水密密封。盖子16还可以包括形成在其上，如上面所描述的摄像传输部分36。

参考图2A-B，放置在扬声器端口33附近的膜27可具有放置在端口33上的整体结构。整体结构可以是薄膜或材料片的形式，覆盖开口并附接至盒部件18的内部，以防止水和空气的进入，实现清晰的声音传输。在一个方面，膜材料可以是如上所述的。已经发现，具有这些性质的膜材料允许声音的清晰传输而没有低音频率的劣化，并且防止盒内的反馈和回声。绕着扬声器端口33的膜27提供了装置12的扬声器的声学密封，以防止混响和反馈。盒部件18可包括形成在其中的，越过开口到扬声器端口33的格栅结构43。格栅结构43在组装和使用过程中保护膜27。

参考图3A-C，在装置的麦克风端口35附近放置的膜27可具有第一膜组件43，第一膜组件43放置在麦克风端口35内。膜组件45可包括附接到格栅结构47的膜44。膜44可由上述的材料形成。在一个方面，格栅结构47也可由透光的材料形成，允许使用UV固化型粘合剂将膜组件43附接到盒部件18。膜组件45提供了麦克风端口35的水和空气密密封。麦克风端口35包括一个锥形的通道49，在声音传播到盒10内的装置12的麦克风时引导与放大声音。放置在盒部件18内和放置在麦克风端口35附近的密封和定位材料26延续锥形轮廓并且包括肋条或凸起脊状结构48，其与装置配合，隔离扬声器，防止声音传输的劣化。在一个方面，一个单独的结构可在扬声器端口附近附接以限定肋48。

参照图4A-C，第二扬声器端口37可包括在扬声器端口37附近在盒部件中形成的格栅结构51。格栅结构51保护膜53在组装和使用过程中不受损坏。泡沫基粘合剂55，例如双面胶带可在第二扬声器端口35附近应用于盒部件18内部。在一个方面，泡沫粘合剂55的厚度可以在0.4毫米范围内。膜53附着到泡沫粘接剂55，泡沫粘接剂55将膜53粘接到盒部件18以提供水和空气密密封。在一个方面，如上所述，膜53可具有材料特性。另一种粘合剂57可在膜53附近放置，使得凸起肋48可在膜53附近附接。凸起肋48如上所述地密封麦克风。泡沫粘合剂55的厚度提供了膜53从盒部件18的分离，结合膜53的厚度和材料属性，允许膜53自由振动，并允许包含低音频率范围的声音的清晰传输。肋结构48将来自装置的第二扬声器的声音引导到膜53，并隔离来自盒部件18其他部分的声音，防止声音传送到位于盒10内的装置的麦克风。

参考图4A-B，第二麦克风端口39可包括相似的如上描述的关于麦克风端口33的膜组件。格栅组件47和膜57可附着在第二扬声器端口39内。此外，设置在盒部件18内和放置在第二麦克风端口39附近的密封和定位材料26包括肋或凸起脊状结构48，其与装置配合，与麦克风隔离，防止声音传输的劣化。

应该意识到，可以存在各种数目的次级声端口32。在一个方面，声腔室28或次级声端口32中的至少一个存在于盒部件18中。

盒部件18可包括形成于其上的摄像头传输部分36。摄像头传输部分36可以由薄壁部分来限定。薄化的壁部30可以提供更少的失真和减轻位于保护盒10的容积内的电子装置12的聚焦问题。在一个方面，摄像机传输部分可包括一个额外的透镜，如形成于或附接于摄像机传输部分36的广角或鱼眼透镜。

参考图6A-E，盒部件18和盖子16可包括附接结构38，用于将主壳体14与盖子16接合。在所描绘的实施例中，附接结构38可形成在盒部件18上的各种位置。各种类型的附接结构都可以使用。在一个方面，如图6C中的第一附接结构61可存在于角落63并与盒部件18和盖子16的侧边相邻。第一附接结构61包括圆形边缘59，以便主壳体14和盖子16可以重复地接合和分开。如可在图中看到，O形环54被压缩在盒部件18的壁67和形成在盖子16中的凹槽52之间，凹槽52接收O形环54。在一个方面，O形环54受到主壳体14和盖子16之间的径向压缩，以提供水和空气密密封。径向压缩是由从主壳体14的壁67施加到O形环54的负载和在盖子16的凹槽中O形环54的位置所限定。

参照图D-E，盒部件18和盖子可包括第二附接特性部件70，第二附接特性部件70存在于盒部件18和盖子16的横向侧边或长侧边上。第二附接特性部件70包括主壳体14上的次级结构74，以稳定盒部件18的侧壁67，使得O形环54的压缩在壁67上不施展向外的远离O形环的力。第二附接特性部件70包括在主壳体14上的凸耳75，凸耳收纳在盖子16上的凹槽76内，使得盖子16和盒部件18互锁。另外在盖子16上的凸块或突出部77引导凸耳75越过O形环54并进入凹槽76。如可在图中可以看到，O形环54被压缩在盒部件18的壁67和形成在盖子16中的凹槽52之间，凹槽52接收O形环54。在一个方面，O形环54受到在主壳体14和盖子之间的径向压缩，以提供水和空气密密封。径向压缩是由从主壳体14的壁67施加到O形圈54的负载和在盖子16的凹槽中的O形环54的位置所限定。

盒部件18还可包括在其上形成的棘爪40，棘爪40允许用户在主壳体和盖子14，16接合之后分离主壳体和盖体14，16。在一个方面中，棘爪40被设计为具有允许用户接触盖子16的边缘42的尺寸和位置。

盒部件18可包括附加的结构，其允许用户操作具有水和空气密密封的电子装置12。盒部件18可包括附接至盒部件18上的插头44，在图7中以最好地方式示出。插塞44包括附接结构80，用于与盒部件18和一个插头部82相配合。插头部82可包括一个芯84，其为超模压制的，用以限定插头44的外表面上的密封肋86和一个密封腔88。插头芯84使插头44稳定，以便它始终密封到盒部件18的耳机插孔部分90中。

此外，盒部件18可包括各种柔性膜结构46，以操作与电子装置相关联的按钮或开关。图中未示出的额外的柔性膜46可被放置以操作任何数量的按钮，诸如静音按钮、音量调节按钮、开/关按钮或任何其他类型的按钮。柔性膜结构46可具有各种形式和形状来致动所需的装置的触发器。如图8A-C的柔性膜结构46可包括机械特性部件92以致动所期望的触发器。柔性膜结构46可由以上描述的密封和定位材料26或另一种附接于主壳体14的材料形成。在一个方面，柔性膜结构46可以与主壳体14一起超模压制，以限定一个主页按钮致动点94。如上所述的盒部件18包括附接在盒部件18的内部和外部壁的密封和定位材料26。材料26在盒部件18的内部上的部分可包括凸起的结构或凸块96，以定位和放置在盒部件18中的装置，如图8A中最好地看到。还可形成额外的稳定结构98，以将主壳体14稳定在超模压制工具中。

盒部件18还可以包括一个附接结构48，用于附接到一个挂绳，以允许用户携带保护盒10。挂绳附接结构可被放置在盒部件18上的各种位置上。

在使用中，用户可以放置一个电子装置12，诸如电话，尤其是具有在盒部件18内的触摸屏的电话。盖子16然后可使用附接结构38与主壳体14接合，这样O形环或垫圈54被安置在盖子16的凹槽52中，径向压缩被施加到O形环54，以密封盖子16和主壳体14，并提供了水和空气密密封。用户可以在视觉上确认该O形环54被正确安置，因为在O型环54附近的区域中，主壳体和盖14，16可由透光材料形成。用户可以通过使用不同的柔性膜46操作电子装置12的各种功能。声音可以使用以上描述的各种声腔室28、次级声端口32、膜27和薄化的壁部分30通过保护盒10进行传输。接合的盒10内的水和空气密的空间允许清晰地传输声音。此外，与电子装置相关联的摄像机是可操作的，并具有用于传输的畅通路径。电子装置12的触摸屏可以通过盒部件18的屏幕部件24进行操作。

参考图9，示出了保护和防水盒110的第二实施例。如同第一实施例中，保护壳110包括主壳体14和盖子116。主壳体114可以包括：盒部件118。盒部件118可以由各种材料形成，为保护盒110提供刚性结构。在一个方面，盒部件118可以由透光材料，例如透光塑料树脂形成。可以使用各种塑料树脂，包括聚碳酸酯。

盒部件118可包括在其中形成的各种狭槽和接入端口120。狭槽和接入端口120可用于使用按钮或开关来致动各种功能，并允许声音传输，如下将更详细地进行说明。此外，盒部件118可以包括形成在其中的窗口部122，窗口部122接收屏幕部件124。盒部件118可包括在盒部件118的限定部分上应用在其上的密封和定位材料126，诸如在狭槽和接入端口120附近，为电子装置112提供定位和密封件，以及允许使用电子装置的各种触发器，如下将更详细地说明。在一个方面，密封和定位材料216可包括各种塑料弹性体，如TPE-TPU材料或可以由其它材料形成。

盒部件118包括附接其上在盒部件118的窗口部122附近的屏幕部件124。屏幕部件124可以是附接的独立件，使用各种方法，包括使用粘合剂、焊接、模制或以其他方式附接屏幕部件124。可替换地，屏幕部件124可以与盒部件118一同形成，并且可具有一个厚度，该厚度与盒部件118的其它部分不同。在一个方面，屏幕部件124可以由透光的材料形成，允许观看电子装置112的显示。屏幕部件124的厚度可以允许用户通过屏幕部件124操纵电子装置112的触摸屏，并允许声音的传输。在一个方面，屏幕部件124可以延伸到耳机扬声器位置使屏幕产生谐振，并允许更多的声能通过屏幕部件124被传送。

盒部件118包括至少一个形成在其上的声腔室128。所述至少一个声腔室128可以由盒部件118的一个区域来限定，这个区域包括薄化的壁部分130或具有比盒部件118的相邻部分更小的厚度的壁部。薄化的壁部分130限定了一个空气空间132，允许声音被传输到电子装置112的麦克风和/或扬声器，以及从电子装置112的麦克风和/或扬声器传送出。在附图中所描绘的实施例中，两个声腔室128在盒部件118的下部129中限定。但应认识到，可能存在各种数目的声腔室。

在一个方面，盒部件118还包括至少一个次级声端口132。在所描绘的实施例中的次级声端口132形成在盒部件118的上部131中，并包括一个麦克风135。此外，盖子116可包括一个第二麦克风端口139。次级声端口132可通过形成在盒部件118或盖子116中的狭槽134限定。

参考图10-11，在装置的麦克风端口135附近放置的膜127可具有放置在麦克风端口135内的第一膜组件143。膜组件143可包括具有如上所述的尺寸和厚度并具有如上所述的所需的材料性质膜144，以允许声音的准确传输。在所描绘的实施例中，TPU膜144使用适当的粘合剂，如上述的适当的双面胶147附接到泡沫部分145上的两侧。膜组件143放置在盒部件118的内表面上，位于麦克风端口135的区域中。泡沫部分145密封装置112的麦克风，以改善如上所述的声音质量，并隔开膜144以允许其如上所述的自由振动以精确传输声音。麦克风端口135包括锥形的通道149，以在声音传播到盒110内的装置112的麦克风时引导并放大声音。此外，盒部件118可包括从盒部件118朝向盒部件118内部的唇状部或延伸部。唇状部151可防止放置在盒110内的装置112损坏泡沫部分145，例如由可能施加的横向的转向力造成的损坏。

参见图12-13，第二麦克风端口139可形成在盖子116中。第二麦克风端口139可包括一个膜组件155，膜组件155也可作为一个摄像机和闪光灯的隔离结构。整个膜组件155可使用如上所述的适当的适应性粘合剂附接至盖子116，所述粘合剂诸如2mm厚的双面VHB胶带，以形成水和空气密密封。在所描绘的实施例中，盖子116可以包括凸起的唇状部117来定位膜组件155。另一个凸起的唇状部119可被限定在第二扬声器端口139附近，以接收垫片141来阻挡摄像机闪光灯的光线行进透过盖子116或盒部件118。

膜组件155可包括位于泡沫部分或橡胶部分163之间的膜161。膜161由透光的TPU材料形成，以允许闪光灯通过膜161操作，也允许对声音的传播。如在图中所示，膜161被放置在泡沫部分163的切口部分165中。相邻的切口部分167被限定为从电子装置112接收的摄像机。摄像机与闪光灯隔离，闪光灯穿过第二麦克风端口139的膜161。摄像机通过被放置在摄像机切口部分167下面的盖子材料运作。用于膜161的泡沫部分的切口165还包括形成在其中的凹口169，以允许声能传播到装置112的麦克风。

参见图14-16，盒部件118和盖子116可包括附接结构138，用于将主壳体114与盖子116接合。在所描绘的实施例中，附接结构138可包括铰链部件170，铰链部件170形成在盒部件118和盖子116中，允许盖子116与盒部件118在盖子116的一侧配合。在相对侧，闩锁172可以被附接，枢转并接触盒部件118上的卡扣配合部件174，以将盖子116固定至盒部件118。此外，次级卡扣配合部件176可形成在盖子116上，与盒部件118配合并牢固地将盖子116附着到盒部件118。如可以在图中可以看出，密封件178被放置凹槽152中，凹槽152形成在盖子116的边缘的附近。密封件178包括密封边缘180和灰尘裙唇状部182，以防止来自盒110的内部的灰尘和其它碎片。密封件178被压缩在盒部件118的壁267和凹槽152之间，凹槽152形成在盖子116中，接收密封件178。在一个方面，密封件178受到主壳体114和盖子116之间的径向压缩以提供水和空气密密封。径向压缩是由从主壳体114的壁267施加到密封件178的负荷和盖体116的凹槽152中的密封件178的位置所限定。另外，防尘唇状部182密封在盖子116和盒部件118之间的间隙。密封件178可以包括切口部分180，以允许闩锁172，在附接时在齐平地安置于壳体114中。

盒部件118可以包括附加的结构，使用户能够操作带有水和空气密密封的电子装置112。盒部件118可包括被安装在盒部件118的插头144，在图17中以最好的方式示出。插塞144包括固定结构180，用于与盒部件118和插头部分182相配合。插头部分182可以包括带螺纹的芯184，芯184与形成在壳体114中的耳机槽配合。O形环可被放置于插头182附近，用来在插头部分182拧入盒部件118时密封。

此外，盒部件118可包括各种触发器146，以操作与电子装置112相关联的按钮或开关。在所描述的图18-19中的实施例中，第一触发器182可以放置在盒部件118的上部。触发器182包括：具有致动器的组件，致动器具有在盒部件内的C形接触部184和延伸穿过形成在盒部件118中的狭槽的轴186，轴186被接收在控制按钮188中。轴186可具有绕着它放置的O形环，以密封在盒部件118中的开口，并提供一种空气和水密密封。按钮188可以被旋转，以使C形的接触部184旋转和致动装置112上的开关。另一个触发器190，如图20中示出，可放置在盒部件118的上侧。触发器190可包括如上所述类似的结构，包括按钮118、具有接触部184的致动器和O型环密封件。

参见图21-22，盒部件118可以包括形成在盒部件118的上部的接入端口192。接入端口192可被用于为装置充电或接入装置112的其他部分。接入端口192包括附接至盒部件118的可移动地铰链门194。铰链门194包括位于其上的与盒部件18配合的密封件或垫圈196。铰链门194包括在其上形成的与盒部件118配合的咬合特征部件198，用于将门194保持到位。次级锁200在盒部件118中的通道中滑动，以移动至与门194发生接触和脱离接触，从而将门194闩锁至盒部件118。在一个方面，可以被去除门，这样附件装置可与盒110相配合。例如，各种附件，比如电池充电器，可能包括其他装置，其他装置可包括密封件，密封件与盒部件118配合并闩锁至盒部件118。

在一个方面，如图24-26示出，盖子116和屏幕124可以作为声膜204以将声音传输出盒110。如图24中所示，盖子116与盒中的装置间隔开以限定一个空气空间或空气间隙205。声音可以通过空气腔和空气间隙205改变方向，以允许空气压力移动到壳体110的另一个较大的区域，可以产生振动和起到扬声器膜204的作用，以允许声波传播到壳体的外侧。声音可以以这样的方式改变方向，因为盒110包括不可渗透的气密性膜，以便声能量的损失最小，同样地声音的传输损耗很小，因为没有会减少空气压力和降低膜的电位的振动能量排气孔。在一个实施例中，盖子的结构可被用来起到声膜204的作用。在一个方面，如图26所示，盖子116可以包括切口部分210，切口部分210可具有一个较薄的材料件柔顺地安装在其中以起到膜204的作用。各种大小的切口部分210可被使用，各种尺寸的膜204应用在切口部分210上。膜材料可以是与盖子116相同的或不同的。可替换地，盖子116可一体成型，并起到声膜204的作用。在这种实施例中，盖子116可具有结合空气间隙205来允许盖子谐振和发送声音的厚度和尺寸。

屏幕124还可以结合空气间隙205起到一个声膜的作用，在图24中最佳示出。当与盖子116结合时，屏幕可以具有关联的厚度和尺寸，其结合空气间隙组合205使屏幕124谐振和发送声音。

本发明以说明性的方式进行了描述。因此，应当理解的是，使用的术语意在描述的词语的性质，而不是限制性的。鉴于以上的描述，本发明的许多修改和变化是可能的。因此，在所附权利要求的范畴内，本发明可以不同于特定描述的方式实践和应用。

Claims (26)

1.一种用于电子装置的保护盒，包括：

主壳体；

盖子；

所述主壳体和所述盖子可移动地接合，以限定一个空气和水密的容积体，用于接收电子装置；

其中捕获在所述保护盒内的空气将声能从所述盒内的声源传输到至少一个膜，其中所述膜响应于空气压差而震动，将声音传送至所述盒的外部。

2.根据权利要求1所述的保护盒，其中所述主壳体包括至少一个次级声端口，所述次级声端口传输声音至放置在所述容积体中的所述电子装置以及传输来自放置在所述容积体中的所述电子装置的声音。

3.根据权利要求2所述的保护盒，包括至少一个膜组件，所述膜组件应用在所述次级声端口上，空气和水不能透过所述膜，所述膜柔顺地相对于所述声端口安装，以允许所述膜自由地振动。

4.根据权利要求3所述的保护盒，其中所述至少一个膜组件包括膜，所述膜附接至泡沫材料，所述泡沫材料附接至所述壳体。

5.根据权利要求4所述的保护盒，其中所述膜具有的厚度为从5微米至1000微米。

6.根据权利要求4所述的保护盒，其中所述膜具有的杨氏模量为从300MPa至20GPa。

7.根据权利要求4所述的保护盒，其中所述膜具有的密度为从500kg/m3至2500kg/m3。

8.根据权利要求1所述的保护盒，其中所述装置和屏幕限定空气间隙，所述屏幕起声膜的作用，将来自所述盒内的所述装置的声音传输至所述盒的外部。

9.根据权利要求1所述的保护盒，其中所述装置和盖子限定空气间隙，所述盖子起声膜的作用，将来自所述盒内的所述装置的声音传输至所述盒的外部。

10.根据权利要求4所述的保护盒，其中所述膜是由TPU材料形成的。

11.根据权利要求1所述的保护盒，其中所述盖子包括麦克风端口，所述麦克风端口具有附接在其上的膜组件。

12.根据权利要求11所述的保护盒，其中所述膜组件包括膜，所述膜附接至泡沫材料，所述泡沫材料附接至所述盖子。

13.根据权利要求11所述的保护盒，其中所述盖子包括形成于其上的凸起的唇状部，所述唇状部定位所述膜组件。

14.根据权利要求11所述的保护盒，其中所述盖子具有第二凸起的唇状部，所述第二凸起的唇状部包括在其附近设置的垫圈。

15.根据权利要求12所述的保护盒，其中所述膜是由透光的TPU材料形成的，允许闪光从所述装置穿过所述膜并将声信号横过所述膜传送。

16.根据权利要求12所述的保护盒，其中所述泡沫包括切口部分，所述切口部分具有放置在所述切口部分内的所述膜。

17.根据权利要求12所述的保护盒，其中所述泡沫包括邻近的切口部分以接收来自所述电子装置的摄像机，所述摄像机与穿过所述膜的所述闪光隔离。

18.根据权利要求16所述的保护盒，其中所述泡沫的所述切口部分包括形成于其中的凹口，以允许声能传播至所述装置的麦克风。

19.根据权利要求1所述的保护盒，其中所述主壳体包括形成于其中的接入端口，所述接入端口包括可移动的铰链门，用于打开和关闭所述接入端口。

20.根据权利要求19所述的保护盒，其中所述门包括放置在其上的密封件或垫圈，所述密封件或垫圈与所述盒部件配合。

21.根据权利要求19所述的保护盒，包括次级锁，所述次级锁在所述盒部件中的通道内滑动以移动至与所述门发生接触和脱离接触，以将所述门闩锁至所述盒部件。

22.一种用于电子装置的保护盒，包括：

主壳体；

盖子；

所述主壳体和所述盖子可移除地接合，以限定一个空气和水密的容积体，用于接收电子装置；

其中所述主壳体部件包括内壁，所述盖子包括形成于其中的凹槽，所述凹槽接收垫圈，其中所述垫圈被径向压缩在所述主壳体和所述盖子之间，以提供水和空气密的密封件。

23.根据权利要求22所述的保护盒，其中所述第一和第二壳体部件在一个所述垫圈附近的区域中是透光的，以允许对所述垫圈的目视检查，验证所述防水容积体。

24.一种用于装置的不透空气和水的膜组件，包括：

装置，具有壳体，所述壳体包括形成于其中的端口，

膜组件，所述膜组件在所述端口的区域中附接到所述壳体，所述膜组件所述膜是不渗透空气和水的，所述膜柔顺地相对于所述端口安装，允许所述膜自由地振动，并且所述壳体是密封的，空气和水无法侵入。

25.根据权利要求24所述的用于装置的不透空气和水的膜组件，其中所述至少一个膜组件包括膜，所述膜附接至泡沫材料，所述泡沫材料附接至所述壳体。

26.根据权利要求24所述的用于装置的不透空气和水的膜组件，其中所述至少一个膜组件包括膜，所述膜使用粘弹性粘合剂附接至所述壳体。