CN106931203A

CN106931203A - 一种压力平衡组件及电子设备

Info

Publication number: CN106931203A
Application number: CN201710300070.2A
Authority: CN
Inventors: 余敏; 雷乃策
Original assignee: Vivo Mobile Communication Co Ltd
Current assignee: Vivo Mobile Communication Co Ltd
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2017-04-28
Publication date: 2017-07-07
Anticipated expiration: 2037-04-28
Also published as: CN106931203B

Abstract

本发明提供一种压力平衡组件及电子设备，其中压力平衡组件包括：罩体，所述罩体包括开口、侧面和顶面，所述罩体的开口端用于与所述壳体的内壁相抵接，所述顶面与所述开口正对设置，所述顶面开设有朝向所述开口的通气孔；密封柱塞，所述密封柱塞容置于所述罩体内，所述密封柱塞包括密封部和柱塞部，所述密封部固定设置于所述柱塞部上，所述密封部与所述顶面的内壁相抵接，用于关闭所述通气孔；弹性部件，所述弹性部件容置于所述罩体内，所述弹性部件的一端与所述密封柱塞相抵接，所述弹性部件的另一端用于与所述壳体的内壁相抵接。本发明通过机械配合来平衡电子设备内外部气压，相比于压力平衡膜，其具有使用稳定、持久的优点。

Description

一种压力平衡组件及电子设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种压力平衡组件及电子设备。

背景技术

目前，电子设备的整体密封性越来越高。密封性的提高有利于电子设备的防液防尘，但同时也会因为密封性好，而导致电子设备内外存在气压差。例如，电子设备发热导致内部的气压升高，或者由于外部的气压降低，而使电子设备内外形成气压差。电子设备内外气压差可能会导致电子设备变形等问题，带来安全隐患。为了及时平衡电子设备的内外气压差，一般采用在电子设备的壳体上开设透气孔，然后在该透气孔处贴上既能透气又可以防水的压力平衡膜。然而，压力平衡膜容易被灰尘沾污而失去透气功能，或者，压力平衡膜容易被刺破而失去防水功能。

发明内容

本发明实施例提供一种压力平衡组件及电子设备，以解决现有电子设备采用压力平衡膜而存在的上述问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种压力平衡组件，应用于壳体上开设有透气孔的电子设备，所述压力平衡组件包括：

罩体，所述罩体包括开口、侧面和顶面，所述罩体的开口端用于与所述壳体的内壁相抵接，所述顶面与所述开口正对设置，所述顶面开设有朝向所述开口的通气孔；

密封柱塞，所述密封柱塞容置于所述罩体内，所述密封柱塞包括密封部和柱塞部，所述密封部固定设置于所述柱塞部上，所述密封部与所述顶面的内壁相抵接，用于关闭所述通气孔；

弹性部件，所述弹性部件容置于所述罩体内，所述弹性部件的一端与所述密封柱塞相抵接，所述弹性部件的另一端用于与所述壳体的内壁相抵接。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括电子设备本体、壳体和上述压力平衡组件，所述壳体上开设有透气孔，所述压力平衡组件的所述罩体固定设置于所述电子设备本体上，所述罩体的所述开口朝向所述透气孔，所述罩体的所述开口端与所述壳体的内壁抵接。

本发明实施例在电子设备内部气压升高时，内部气压作用于密封柱塞并使弹性部件压缩，以实现密封柱塞对通气孔的开启；在电子设备内外部气压平衡之后，弹性部件推动密封柱塞对通气孔进行关闭。可见，本发明实施例的压力平衡组件通过机械配合来平衡电子设备内外部气压，相比于压力平衡膜，其具有使用稳定、持久的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。

图1是本发明第一实施例提供的压力平衡组件的剖视图；

图2是本发明第二实施例提供的压力平衡组件的外部结构图；

图3是本发明第二实施例提供的压力平衡组件的装配图；

图4是本发明第二实施例提供的压力平衡组件的剖视图之一；

图5是本发明第二实施例提供的压力平衡组件的剖视图之二；

图6是本发明第三实施例提供的压力平衡组件的剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种压力平衡组件，该压力平衡组件应用于壳体上开设有透气孔的电子设备，压力平衡组件包括罩体、密封柱塞和弹性部件；其中，罩体包括开口、侧面和顶面，罩体的开口端用于与壳体的内壁相抵接，顶面与开口正对设置，顶面开设有朝向开口的通气孔；密封柱塞容置于罩体内，密封柱塞包括密封部和柱塞部，密封部固定设置于柱塞部上，密封部与顶面的内壁相抵接，用于关闭通气孔；弹性部件容置于罩体内，弹性部件的一端与密封柱塞相抵接，弹性部件的另一端用于与壳体的内壁相抵接。

本发明应用力的平衡原理实现电子设备内外部气压平衡，具体的，在电子设备的内外部气压平衡时，依靠弹性部件自身的弹力，使密封柱塞对通气孔进行关闭；在电子设备的内部气压升高至一定值时，电子设备的内部气压作用于密封柱塞并使弹性部件压缩，使密封柱塞对通气孔进行开启，以实现电子设备内部气流的释放，直至电子设备内外部气压平衡。本发明通过机械配合来平衡电子设备内外部气压，相比于压力平衡膜，其具有使用稳定、持久的优点。

为了更好的理解本发明的技术方案，下面从至少三个实施例进行详细说明。

第一实施例

如图1所示，一种压力平衡组件，包括罩体11、密封柱塞12和弹性部件13。

罩体11包括开口111、侧面112和顶面113，罩体11的开口端114用于与壳体15的内壁相抵接，顶面113与开口111正对设置，顶面113开设有朝向开口111的通气孔14。

密封柱塞12容置于罩体11内，密封柱塞12包括密封部121和柱塞部122，柱塞部122具有与通气孔14相对的压力作用面1221，密封部121为密封圈，密封圈固定设置于柱塞部122的压力作用面1221上，密封圈与顶面113的内壁相抵接，用于关闭通气孔14。

弹性部件13容置于罩体11内，弹性部件13的一端与密封柱塞12的柱塞部122相抵接，弹性部件13的另一端用于与壳体15的内壁相抵接。

本实施例的压力平衡组件在使用时需要装配于电子设备的壳体15内部，具体的装配方式可以是：首先，将压力平衡组件放置于电子设备本体上；然后，将罩体11的开口111朝向电子设备的壳体15上开设的透气孔151，并使开口端114抵接于壳体15的内壁上；最后，将压力平衡组件通过连接件固定于电子设备本体上。在压力平衡组件装配完成后，弹性部件13在罩体11内的状态为，弹性部件13的一端与柱塞部122相抵接，弹性部件13的另一端与壳体15的内壁相抵接。

作为较佳的实施方式，罩体11的开口端114可以通过密封垫16与壳体15的内壁抵接。

本发明实施例中，顶面113开设的通气孔14可以为如图1所示的一个大的通气孔14，也可以为多个小的通气孔14；通气孔14的形状也不作限定，可以是方形、圆形、三角形等等，一般，通气孔14的形状为圆形。

本发明实施例中，柱塞部122的横截面形状可以是圆形，密封部121可以通过粘接固定于柱塞部122上。

本发明实施例中，罩体11的顶面113形状可以是方形的，也可以是圆形的。罩体11需要固定装配于电子设备的壳体15内，具体的装配方式可以是通过罩体11的开口端114固定于壳体15的内壁上，也可以是通过罩体11的侧面112固定于电子设备本体上。若是通过罩体11的开口端114固定，则罩体11的顶面113形状既可以为方形，也可以为圆形。若是通过罩体11的侧面112固定，则罩体11的顶面113形状优选方形的，这样，罩体11可以更加稳固地置于电子设备本体上。罩体11与电子设备的固定方式可以通过粘接固定，也可以通过螺钉固定，等等。

本发明实施例的工作原理为：在电子设备的内外部气压平衡时，依靠弹性部件13自身的弹力，使密封柱塞12对通气孔14进行关闭；在电子设备的内部气压升高至一定值时，电子设备的内部气压作用于压力作用面1221上(图1中的箭头表示内部气压作用于压力作用面1221上)，并推动弹性部件13压缩，使密封柱塞12对通气孔14进行开启，以实现电子设备内部气压的释放，直至电子设备内外部气压平衡。

本发明实施例中，关于密封柱塞的有关参数、弹性部件的物理参数以及弹性部件的具体设置，可以根据不同的电子设备和电子设备的具体参数进行合理选择。为了更清楚的理解本发明实施例的工作原理，下面以电子设备为手机进行举例说明。

假设手机内部气压为P2，产生的压力为F2，手机外部气压为P1，产生的压力为F1，弹性部件提供的压力为F，手机内部气压F2应与手机外部气压F1和弹性部件压力F平衡，即F2＝F1+F。

当F2-F1>F时，手机内部气流就会释放到手机外部，从而使内外气压平衡，弹性部件提供的压力F便成为一个气压差安全值。弹性部件提供的压力F＝K×L，K为弹性部件的弹性模量，与材质相关，设计时可以选择；L为弹性部件的初始预压量，也可以通过设计决定。以下为计算实例：

假设常温状态(25℃)，手机内部气压P2与手机外部气压(即大气压)P1一致，即10⁵pa。当手机内部温度升高，而手机腔体体积保持不变，则手机内部气压升高。根据理想气体状态方程PV＝nRT，假设手机内部温度升高至60℃，此时手机内部腔体气压值为

根据手机内部空间，预估压力平衡组件的压力作用面的面积为5mm²～10mm²。弹性部件需要提供的预压力

F＝F₂-F₁＝(P₂'-P₁)·A＝(1.12-1)×10⁵pa×(5～10)mm²＝0.06～0.12N假设弹性部件事先预压1mm，则弹性部件的弹性系数可以为0.06～0.12N/mm。

根据以上弹性系数、弹性部件预压量及压力作用面面积的参数进行设计，就可以确保手机内部在温度大于60℃时(即手机内部气压达到1.12×10⁵pa时)，手机内部的多余气压得到释放。

可选的，弹性部件13为螺旋弹簧，柱塞部122还设置有朝向开口111的凸起部1222，螺旋弹簧朝向柱塞部122的一端与凸起部1222套接。

本发明实施例中的弹性部件13可以是任何一种弹簧，例如，螺旋弹簧、碟形弹簧、环形弹簧、板弹簧等等。

本实施方式中，弹性部件13优选螺旋弹簧，柱塞部122还可以具有凸起部1222，凸起部1222可以是外径小于或者等于螺旋弹簧内径的圆柱体，凸起部1222可以与螺旋弹簧套接。这样，通过将弹性部件13套接于柱塞部122的凸起部1222上，可以有效避免弹性部件13因弹力在罩体11内随意弹跳，进一步提高了压力平衡组件的整体性和稳定性。

第二实施例

如图2至5所示，一种压力平衡组件，包括罩体21、密封柱塞22和弹性部件23。

罩体21包括开口211、侧面212和顶面213，顶面213与开口211正对设置，顶面213开设有通气孔24，顶面213还开设有导向孔2131，罩体21的开口端214用于与壳体25的内壁相抵接。

密封柱塞22容置于罩体21内，密封柱塞22包括密封部221和柱塞部222，柱塞部222具有与通气孔24相对的压力作用面2221，密封部221为密封圈，密封圈固定设置于柱塞部222的压力作用面2221上，密封圈与顶面213的内壁相抵接，用于关闭通气孔24；柱塞部222还设置有朝向顶面213的导向柱2223，导向柱2223沿导向孔2131伸出顶面213。

弹性部件23容置于罩体21内，弹性部件23的一端与密封柱塞22的柱塞部222相抵接，弹性部件23的另一端用于与壳体25的内壁相抵接。

装配时，将罩体21的开口211朝向电子设备的壳体25上开设的透气孔251，并使罩体21的开口端214与壳体25的内壁相抵接。

作为较佳的实施方式，罩体21的开口端214可以通过密封垫26与壳体25的内壁抵接。

本发明实施例与第一实施例的区别在于，柱塞部222设置有导向柱2223，这样，在电子设备内部气压作用于压力作用面2221上使柱塞部222在罩体21内移动时，导向柱2223可以对柱塞部222的移动起到导向作用。

本发明实施例中，导向柱2223的形状可以为圆柱，导向孔2131的形状为圆形。作为较佳的实施方式，导向孔2131开设于顶面213的中心。

本发明实施例中，罩体21可以通过螺钉28固定于电子设备本体27上，具体的，可以在罩体21两侧设置翼板215，翼板215上开有供螺钉28固定的安装孔。

其余均可以参照第一实施例，为避免重复，本实施例对此不作赘述。

本发明实施例的工作原理为：在电子设备的内外部气压平衡时，依靠弹性部件23自身的弹力，使密封柱塞22对通气孔24进行关闭；在电子设备的内部气压升高至一定值时，电子设备的内部气压作用于压力作用面2221上(图4中的箭头表示内部气压作用于压力作用面2221上)，并推动弹性部件23压缩，使密封柱塞22对通气孔24进行开启，以实现电子设备内部气压的释放(图5中的虚线箭头表示压力释放的过程)，直至电子设备内外部气压平衡。

可选的，顶面213开设有至少两个朝向开口211的通气孔24，至少两个通气孔24围绕导向孔2131设置。

该实施方式中，通气孔24的数量可以有两个或更多个，例如图2与图3中所示的4个，通气孔24可以围绕导向孔2131设置。

可选的，弹性部件23为螺旋弹簧，柱塞部222还设置有朝向开口211的凸起部2222，螺旋弹簧朝向柱塞部222的一端与凸起部2222套接。

本发明实施例中的弹性部件23可以是任何一种弹簧，例如，螺旋弹簧、碟形弹簧、环形弹簧、板弹簧等等。

该实施方式中，弹性部件23优选螺旋弹簧，柱塞部222还可以具有凸起部2222，凸起部2222的可以是外径小于或者等于螺旋弹簧内径的圆柱体，凸起部2222可以供螺旋弹簧套接。这样，通过将弹性部件23套接于柱塞部222的凸起部2222上，可以有效避免弹性部件23因弹力在罩体21内随意弹跳，进一步提高了压力平衡组件的整体性和稳定性。

第三实施例

如图6所示，一种压力平衡组件，包括罩体61、密封柱塞62和弹性部件63。

罩体61包括开口611、侧面612和顶面613，顶面613与开口611正对设置，顶面613开设有通气孔64，罩体61的开口端614用于与壳体65的内壁密封性抵接。

密封柱塞62容置于罩体61内，密封柱塞62包括密封部621和柱塞部622，密封部621为密封塞，密封塞具有与通气孔64相对的压力作用面6211，密封塞与顶面613的内壁相抵接，用于关闭通气孔64。

弹性部件63容置于罩体61内，弹性部件63的一端与密封柱塞62相抵接，弹性部件63的另一端用于与壳体65的内壁相抵接。

装配时，将罩体61的开口611朝向电子设备的壳体65上开设的透气孔651，并使罩体61的开口端614与壳体65的内壁相抵接。

作为较佳的实施方式，罩体61的开口端614可以通过密封垫66与壳体65的内壁抵接。

本发明实施例与第一实施例及第二实施例的区别在于，密封部621既承担对通气孔64关闭的作用，又为电子设备内部气压提供压力作用面6211，即电子设备的内部气压直接作用于密封部621上。

其余均可以参照第一实施例和第二实施例，为避免重复，本实施例对此不作赘述。

本发明实施例的工作原理为：在电子设备的内外部气压平衡时，依靠弹性部件63自身的弹力，使密封柱塞62对通气孔64进行关闭；在电子设备的内部气压升高至一定值时，电子设备的内部气压作用于压力作用面6211上(图6中的箭头表示内部气压作用于压力作用面6211上)，并推动弹性部件63压缩，使密封柱塞62对通气孔64进行开启，以实现电子设备内部气压的释放，直至电子设备内外部气压平衡。

可选的，弹性部件63为螺旋弹簧，螺旋弹簧朝向密封塞的一端与柱塞部622套接，并且与密封塞相抵接。

本发明实施例中的弹性部件63可以是任何一种弹簧，例如，螺旋弹簧、碟形弹簧、环形弹簧、板弹簧等等。

该实施方式中，弹性部件63优选螺旋弹簧，柱塞部622可以是外径小于或者等于螺旋弹簧内径的圆柱体，柱塞部622可以供螺旋弹簧套接。这样，通过将弹性部件63套接于柱塞部622上，可以有效避免弹性部件63因弹力在罩体61内随意弹跳，进一步提高了压力平衡组件的整体性和稳定性。

可选的，顶面613的内壁和密封塞的侧壁设置为相配合的倾斜面。

在电子设备内部气压作用于压力作用面6211上使密封柱塞62在罩体61内移动时，为了使密封柱塞62的移动具有一定的导向，因此，本实施方式中，可以在顶面613的内壁和密封塞的侧壁设置为相配合的倾斜面。其中，倾斜面的倾斜角度即图6中所示的角度a，角度a的范围可以为90度至120度。

可选的，密封塞为硅胶，柱塞部622为塑胶，密封塞与柱塞部622注塑成型。

本发明实施例中的密封塞可以采用硅胶、橡胶等柔性密封性材料制成，柱塞部622可以为塑胶等硬质材料。为了提高密封柱塞62的整体性，密封塞与柱塞部622可以通过注塑成型，例如双色注塑。由于注塑成型工艺是现有技术，对此不作进一步描述。

此外，本发明实施例还涉及一种电子设备，包括电子设备本体、壳体和以上发明实施例中所述的压力平衡组件，壳体上开设有透气孔，压力平衡组件的罩体固定设置于电子设备本体上，罩体的开口朝向透气孔，罩体的开口端与壳体的内壁抵接。

具体的技术方案可以参照以上实施例，为避免重复，本实施例对此不作赘述。

其中，电子设备可以包括：手机、平板电脑、电子书阅读器、MP3播放器、MP4播放器、数码相机、膝上型便携计算机、车载电脑、台式计算机、机顶盒、智能电视机、可穿戴设备中的任意一种。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种压力平衡组件，应用于壳体上开设有透气孔的电子设备，其特征在于，所述压力平衡组件包括：

2.根据权利要求1所述的压力平衡组件，其特征在于，所述柱塞部具有与所述通气孔相对的压力作用面，所述密封部为密封圈，所述密封圈固定设置于所述压力作用面上，所述弹性部件的一端与所述柱塞部相抵接。

3.根据权利要求2所述的压力平衡组件，其特征在于，所述顶面还开设有导向孔，所述柱塞部还设置有朝向所述顶面的导向柱，所述导向柱沿所述导向孔伸出所述顶面。

4.根据权利要求3所述的压力平衡组件，其特征在于，所述顶面开设有至少两个朝向所述开口的通气孔，至少两个所述通气孔围绕所述导向孔设置。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的压力平衡组件，其特征在于，所述弹性部件为螺旋弹簧，所述柱塞部还设置有朝向所述开口的凸起部，所述螺旋弹簧朝向所述柱塞部的一端与所述凸起部套接。

6.根据权利要求1所述的压力平衡组件，其特征在于，所述密封部为密封塞，所述密封塞具有与所述通气孔相对的压力作用面。

7.根据权利要求6所述的压力平衡组件，其特征在于，所述弹性部件为螺旋弹簧，所述螺旋弹簧朝向所述密封塞的一端与所述柱塞部套接，并且与所述密封塞相抵接。

8.根据权利要求6所述的压力平衡组件，其特征在于，所述顶面的内壁和所述密封塞的侧壁设置为相匹配的倾斜面。

9.根据权利要求6所述的压力平衡组件，其特征在于，所述密封塞为硅胶，所述柱塞部为塑胶，所述密封塞与所述柱塞部注塑成型。

10.一种电子设备，其特征在于，包括电子设备本体、壳体和如权利要求1至9中任一项所述的压力平衡组件，所述壳体上开设有透气孔，所述压力平衡组件的所述罩体固定设置于所述电子设备本体上，所述罩体的所述开口朝向所述透气孔，所述罩体的所述开口端与所述壳体的内壁抵接。