CN106937502A - 低封闭力衬垫 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低封闭力衬垫。一种蛤壳式壳体包括第一壳体零件和第二壳体零件，该第一壳体零件具有第一交界面边缘和从第一交界面边缘突起的第一肋，并且第二壳体零件具有第二交界面边缘和从第二交界面边缘突起的第二肋。弹性体衬垫被设置在第一交界面边缘和第二交界面边缘之间。所述衬垫具有被配置成接收第一肋的第一凹槽和被配置成接收第二肋的第二凹槽。所述第一肋被配置成与第一凹槽形成密封，并且所述第二肋被配置成与第二凹槽形成密封。

Description

低封闭力衬垫

技术领域

本发明总体涉及用于工具和电子装置等的封闭结构或壳体，其具有两零件式蛤壳型壳体，并且具体地，涉及用于密封壳体零件之间的交界面的衬垫。

背景技术

用于电子装置和电动工具的壳体通常具有蛤壳配置，其中，壳体包括两个壳体零件或壳。壳体零件经由紧固件（诸如螺钉或螺栓）被固定在一起，并且壳体零件配合以在布置有装置的部件的壳体内限定内部空间的一部分或隔区。重要的是，密封壳体零件之间的交界面，以防止灰尘、污垢、液体及其他污染物等经由交界面进入壳体。

目前用于密封蛤壳型壳体的方法通常涉及使用实心或中空的O形环或其他弹性体形状。O形环被布置在壳体零件之间的交界面处。为了建立密封，O形环必须被用足够大的力（在本文中被称作封闭力）压缩在壳体零件的边缘之间，以便压缩O形环，从而确保O形环和两个壳体零件的边缘之间具有足够的顺从性，以形成有效密封。

封闭力通常需要由紧固件产生，该紧固件用于将壳体零件附接在一起。虽然此方法能够有效地密封壳体的交界面并防止污染壳体内部，但是传统上使用的O形环或衬垫需要相当大的封闭力来建立和保持密封。为了产生足够大的用于密封的封闭力，通常需要使用许多紧固件。使用大量机械紧固件会极大地增加组装壳体的成本和时间。此外，封闭力通过壳体零件自身被传递到O形环或衬垫。因此，高封闭力可在壳体上产生大量应力，这可减少壳体零件的使用寿命。

需要一种密封蛤壳型壳体的壳体零件的系统和方法，其在壳体零件的交界面处建立和保持密封所需要的封闭力更小，并且减少了将壳体零件固定在一起所需的紧固件数量。

发明内容

根据本发明的一个实施例，壳体包括第一壳体零件，其限定第一内部壳体部分并具有包围所述第一内部壳体部分的第一交界面边缘。所述第一交界面边缘具有第一面向衬垫的表面和围绕所述壳体的整个周界从所述第一面向衬垫的表面突起的第一肋。第二壳体零件限定第二内部壳体部分并具有包围所述第二内部壳体部分的第二交界面边缘。所述第二交界面边缘被配置成相对于所述第一交界面边缘互补。所述第二交界面边缘具有第二面向衬垫的表面和围绕所述整个周界从所述第二面向衬垫的表面突起的第二肋。衬垫被配置成围绕所述壳体的整个周界设置在所述第一交界面边缘和所述第二交界面边缘之间。所述衬垫具有面向第一方向的第一面向壳体的表面和面向与所述第一方向相反的第二方向的第二面向壳体的表面。所述第一面向壳体的表面限定被成型为相对于所述第一肋互补的第一凹槽，并且所述第二面向壳体的表面限定被成型为相对于所述第二肋互补的第二凹槽。

在一个实施例中，所述第一壳体零件和所述第二壳体零件由硬质塑料形成。在另一个实施例中，所述壳体零件由金属形成。所述第一肋可与第一壳体零件一体形成，并且所述第二肋可与第二壳体零件一体形成，例如通过注塑成型。所述衬垫由弹性体材料形成。壳体零件可通过紧固件（诸如螺钉或螺栓）紧固到彼此。

所述第一肋被配置为与所述第一凹槽形成密封，并且所述第二肋被配置为与所述第二凹槽形成密封。为了便于形成密封（该密封的建立和保持需要很少的力或不需要力），第一肋具有的宽度略大于第一凹槽的宽度，并且第二肋具有的宽度略大于第二凹槽的宽度。这在第一肋和第一凹槽之间以及第二肋和第二凹槽之间产生过盈配合或摩擦配合类型的接合。当肋被压入到凹槽中时，衬垫材料被肋横向地位移。将肋压入到凹槽中是建立密封所需要的唯一的力。

附图说明

图1是壳体的两零件之间的交界面的局部不完整剖视图，示出两个壳体零件的边缘，其间布置有根据本发明的衬垫。

图2是图1的零件的分解图。

图3是具有图1的密封配置的壳体的实施例的立体分解图。

图4是由被标注为A的圆界定的图1的下壳体零件的一部分的放大图。

图5是由被标注为B的圆界定的图1的衬垫的一部分的放大图。

具体实施方式

为了促进理解本发明的原理，现在将参考在附图中图示并且在以下书面说明书中描述的实施例。应该理解，这并没有限制本发明的范围的意图。还应该理解，本发明包括对所示实施例的任何改变和修改，并且包括本发明的原理的进一步应用，如同本发明所属技术领域的普通技术人员通常可以想到的。

图1-5描绘了壳体10的实施例，该壳体10具有根据本发明的密封配置。壳体10具有蛤壳配置，该蛤壳配置包括第一壳体零件12和第二壳体零件14。当壳体零件被固定在一起时，第一壳体零件12和第二壳体零件14配合限定内部空间16。根据应用，外部形状和内部空间可以被设计成用于各种目的。例如，图3-5描绘壳体的一个例子。图3-5的壳体可用于手持式电子装置，诸如传感或测量仪器或远程控制器，在此情形中，内部空间可包括电子电路，诸如接线、电路板等，实现传感器及其他所需要的功能。在其他实施例中，壳体可以以各种不同的形状被提供，包括规则和不规则的形状，并且可以用于其他类型的装置和设备，包括实验室仪器、视频游戏机、计算机、电动工具等。

壳体零件12、14由刚性耐用材料形成，诸如硬质塑料，但是可以使用任何合适的材料，包括金属。当壳体零件12、14被固定在一起时，壳体零件的边缘在交界面处相遇。形成交界面的边缘在本文中被称作交界面边缘18、20。壳体零件的交界面边缘18、20相对于彼此呈镜像形状并且围绕其相应的壳体部分形成连续的周界。在图1-5的实施例中，交界面边缘18、20基本上是平坦的，因为每个交界面边缘基本上处于单个平面中。在替代性实施例中，交界面边缘18、20可包括不处于单个平面中的互补的非平坦形状。

衬垫22位于第一壳体零件12和第二壳体零件14的交界面边缘18、20之间。衬垫22由弹性体材料形成，诸如硅树脂和/或橡胶，并且衬垫22被用于形成交界面边缘18、20之间的密封，以防止流体和污垢经由交界面进入壳体中。衬垫22和壳体零件的交界面边缘被配置成形成密封，该密封需要更小的封闭力并且因此需要更少的螺钉紧固件来形成密封。通过将衬垫22和壳体零件12、14的交界面边缘18、20配置具有舌状物和凹槽配置来形成所述密封。舌状物由被提供在交界面边缘18、20上的肋24、26形成。肋从交界面边缘突起并且围绕壳体零件的整个周界延伸。肋可与壳体零件一体形成，在此情形中，肋由与壳体零件相同的材料形成，例如，塑料或金属。当使用塑料时，肋可与壳体形成在一起，例如通过注塑成型。

如图1中可见的，每个交界面边缘18、20包括平坦的面向衬垫的表面。面向衬垫的表面18、20被布置成基本上平行于彼此并且面朝彼此。在图1和2的实施例中，交界面边缘包括位于肋24、26外侧的外侧部分，并且可包括但不必须包括位于肋内侧的内侧部分。图1和2中的壳体零件的交界面边缘不包括内侧部分。在密封交界面方面，基础表面的外部部分的作用比内侧部分更重要。

每个交界面边缘18、20包括肋24、26，该肋24、26从面向衬垫的表面朝向另一壳体零件突起。每个肋24、26由两个面向外的侧壁32、34以及圆形或弓形的顶部36形成。侧壁32、34被布置成基本垂直于面向衬垫的表面18、20，并且彼此平行。如同在本领域已知的，如果零件是模塑而成的，为了帮助从模具中移除，可存在微小的斜度，即，逐渐变窄。从面向衬垫的表面18、20至顶部36的最外侧顶端之间的距离限定肋24、26的高度。侧壁32、34之间的距离限定肋的宽度。肋可具有任何合适的高度和宽度，这部分地取决于衬垫中凹槽的尺寸和形状。

衬垫22包括凹槽28、30，肋24、26接收在该凹槽28、30中。衬垫22包括大体彼此平行并且位于衬垫22的相反侧面上的第一面向壳体的表面38和第二面向壳体的表面40。衬垫还具有外缘42和内缘44。在外缘42和内缘44之间限定衬垫22的宽度。在图1的实施例中，衬垫22具有在外缘和内缘之间的宽度，该宽度大于壳体零件的交界面边缘的宽度。如在图1中可见的，当被组装时，衬垫的外缘基本上与壳体零件的外表面对齐。衬垫向内延伸超过壳体壁的内表面，并突起到壳体的内部中。允许衬垫突起到壳体内部中而不是向外突起，这使得单个衬垫尺寸能够与不同壳体壁厚度一起使用，并且还限制对衬垫的损坏，如果衬垫从壳体的外部突起，则可能发生这种损坏，此时衬垫可被物体妨碍或卡住并被撕裂。

衬垫的厚度被限定在第一面向壳体的表面38和第二面向壳体的表面40之间。第一面向壳体的表面38和第二面向壳体的表面40中的每个限定凹槽28、30中的一个。每个凹槽28、30包括一对大体平行的面向内的表面46和圆形或弓形的底表面48。可通过注塑成型形成衬垫22。因此，可存在微小的斜度，以便于从模具移除。

凹槽28、30的侧表面46之间的距离限定凹槽的宽度，并且面向壳体的表面38、40和相应的最底侧部分48之间的距离限定凹槽的深度。凹槽的宽度和深度被配置成与待被接收在凹槽中的肋的宽度和高度相对应。凹槽的深度可基本上等于肋的高度。凹槽的深度和肋的高度可相对于彼此存在偏离，只要在肋被置于在凹槽中时，衬垫的面向壳体的表面和壳体的面向衬垫的表面之间充分接合以形成有效的密封。

为了组装壳体10，衬垫22被安装在壳体零件中的一个上，例如，第二壳体零件14上，通过使第二面向壳体的表面40靠在第二壳体零件14的交界面边缘的第二面向衬垫的表面20上来进行这种安装。肋26与凹槽30对齐，并且然后被压入到围绕壳体整个周界的凹槽中。第一壳体零件12的面向衬垫的表面18然后被放置在衬垫22的第一面向壳体的表面38上。第一壳体零件12上的肋24然后被压入到第一壳体面向壳体的表面38中的凹槽28中。如在图1中可见的，当肋24、26被置于在相应的凹槽28、30中时，衬垫22的面向壳体的表面38、40和壳体零件的面向衬垫的表面18、20彼此紧密接触地定位。此外，凹槽28、30的面向内的表面46和肋24、26的面向外的表面32、34彼此紧密接触地定位，从而为壳体的交界面形成有效的密封。

为了便于形成密封，每个凹槽28、30具有宽度w1，w1略小于凹槽被设计以接收的肋24、26的宽度w2，从而使得当肋被压入到凹槽中时，肋相对于肋插入凹槽的方向使凹槽28、30的弹性体侧46横向地位移，如在图1中可见的。这在壳体零件的肋和衬垫中的凹槽之间产生一种过盈配合或摩擦配合式接合，这改进了肋和凹槽之间形成的密封。

弹性体衬垫材料的横向位移D产生横向力，由于衬垫材料的弹性，该横向力被应用于肋的每个侧面。横向夹持力由衬垫内部地产生并且因此不需要使用外部装置（诸如紧固件）以产生和保持所述力。因此，实质上建立和保持密封所需的唯一的力是将壳体零件上的肋压入到衬垫上的凹槽中的力。

一旦壳体零件12、14上的肋24、26被置于在衬垫22中的凹槽28、30中，就可以用不要求产生大量压缩的任何合适方式将壳体零件12、14固定到彼此。将壳体零件12、14固定在一起的力仅需要足以阻止壳体零件在正常情况下分离。壳体零件不必向衬垫应用压缩力来建立和保持密封。因此，可用比通常所需的力更小的力将壳体零件12、14固定在一起。封闭力的减小允许使用更少的紧固件来将壳体零件固定在一起。较小的封闭力还在壳体零件上产生较小的应力，这可延长壳体的使用寿命。

虽然已经在附图和以上描述中详细图示和描述了本发明，但是这些在本质上应该被认为是说明性的而非限制性的。应该理解，仅呈现了优选实施例，并且期望保护的是落在本发明的精神内的所有改变、修改和其他应用。

Claims (17)

1.一种壳体，包括：

第一壳体零件，所述第一壳体零件限定第一内部壳体部分并具有包围所述第一内部壳体部分的第一交界面边缘，所述第一交界面边缘具有第一面向衬垫的表面和围绕所述壳体的整个周界的从所述第一面向衬垫的表面突起的第一肋；

第二壳体零件，所述第二壳体零件限定第二内部壳体部分并具有包围所述第二内部壳体部分的第二交界面边缘，所述第二交界面边缘被配置成相对于所述第一交界面边缘互补，所述第二交界面边缘具有第二面向衬垫的表面和围绕所述整个周界的从所述第二面向衬垫的表面突起的第二肋；以及

衬垫，所述衬垫被配置成围绕所述壳体的整个周界设置在所述第一交界面边缘和所述第二交界面边缘之间，所述衬垫具有面向第一方向的第一面向壳体的表面和面向第二方向的第二面向壳体的表面，所述第二方向与所述第一方向相反，所述第一面向壳体的表面限定被成型为相对于所述第一肋互补的第一凹槽，并且所述第二面向壳体的表面限定被成型为相对于所述第二肋互补的第二凹槽。

2.如权利要求1所述的壳体，其中，所述第一壳体零件和所述第二壳体零件由塑料形成。

3.如权利要求2所述的壳体，其中，所述第一肋与所述第一壳体零件在所述第一交界面边缘上一体形成，并且

其中，所述第二肋与所述第二壳体零件在所述第二交界面边缘上一体形成。

4.如权利要求1所述的壳体，其中，所述衬垫由弹性体材料形成。

5.如权利要求4所述的壳体，其中，所述衬垫的第一面向壳体的表面被定位成与所述第一壳体零件的第一面向衬垫的表面接合并且所述第一肋被接收在所述第一凹槽中，并且

其中，所述第二面向壳体的表面被定位成与所述第二壳体零件的第二面向衬垫的表面接合并且所述第二肋被接收在所述第二凹槽中。

6.如权利要求5所述的壳体，其中，通过被设置在所述第一交界面边缘和所述第二交界面边缘之间的所述衬垫，所述第一壳体零件被固定到所述第二壳体零件。

7.如权利要求5所述的壳体，其中，所述第一肋具有第一肋宽度并且所述第二肋具有第二肋宽度，

其中，所述第一凹槽具有第一凹槽宽度并且所述第二凹槽具有第二凹槽宽度，并且

其中，所述第一凹槽宽度小于所述第一肋宽度并且所述第二凹槽宽度小于所述第二肋宽度。

8.如权利要求7所述的壳体，其中，所述第一肋宽度和所述第一凹槽宽度被选择成使得所述第一肋与所述第一凹槽过盈配合，并且

其中，所述第二肋宽度和所述第二凹槽宽度被选择成使得所述第二肋与所述第二凹槽过盈配合。

9.如权利要求7所述的壳体，其中，所述第一肋与所述第一凹槽形成密封并且所述第二肋与所述第二凹槽形成密封。

10.一种蛤壳式壳体，包括：

第一壳体零件，所述第一壳体零件具有第一交界面边缘和第一肋，所述第一肋围绕整个第一交界面边缘从所述第一交界面边缘突起；

第二壳体零件，所述第二壳体零件具有第二交界面边缘和第二肋，所述第二肋围绕整个第二交界面边缘从所述第二交界面边缘突起，所述第一交界面边缘和所述第二交界面边缘被成型为相对于彼此互补，从而围绕壳体内部形成周界；以及

弹性体衬垫，所述弹性体衬垫被配置成围绕所述壳体的整个周界设置在所述第一交界面边缘和所述第二交界面边缘之间，所述衬垫具有当所述衬垫被设置在所述第一交界面边缘和所述第二交界面边缘之间时被配置成接收所述第一肋的第一凹槽和被配置成接收所述第二肋的第二凹槽，

其中，所述第一肋被配置成与所述第一凹槽形成密封并且所述第二肋被配置成与所述第二凹槽形成密封。

11.如权利要求1所述的蛤壳式壳体，其中，所述第一壳体零件和所述第二壳体零件由塑料形成。

12.如权利要求2所述的蛤壳式壳体，其中，所述第一肋与所述第一壳体零件在所述第一交界面边缘上一体形成，并且

其中，所述第二肋与所述第二壳体零件在所述第二交界面边缘上一体形成。

13.如权利要求10所述的蛤壳式壳体，其中，所述第一肋具有第一肋宽度并且所述第二肋具有第二肋宽度，

其中，所述第一凹槽具有第一凹槽宽度并且所述第二凹槽具有第二凹槽宽度，并且

其中，所述第一凹槽宽度小于所述第一肋宽度并且所述第二凹槽宽度小于所述第二肋宽度。

14.如权利要求13所述的蛤壳式壳体，其中，所述第一肋包括第一对面向外的侧壁，在所述第一对面向外的侧壁之间限定所述第一肋宽度，并且所述第二肋包括第二对面向外的侧壁，在所述第二对面向外的侧壁之间限定所述第二肋宽度，并且

其中，所述第一凹槽包括第一对面向内的侧壁，在所述第一对面向内的侧壁之间限定第一凹槽宽度，并且所述第二凹槽包括第二对面向内的侧壁，在所述第二对面向内的侧壁之间限定第二凹槽宽度。

15.如权利要求14所述的蛤壳式壳体，其中，当所述第一肋被压入到所述第一凹槽中时，所述第一肋的第一对面向外的侧壁使所述第一凹槽的第一对面向内的侧壁横向地位移，

其中，当所述第二肋被压入到所述第二凹槽中时，所述第二肋的第二对面向外的侧壁使所述第二凹槽的第二对面向内的侧壁横向地位移。

16.如权利要求4所述的蛤壳式壳体，其中，所述衬垫包括限定所述第一凹槽的第一面向壳体的表面，所述第一面向壳体的表面被定位成与具有所述第一肋的所述第一交界面边缘接合，所述第一肋被接收在所述第一凹槽中，并且

所述衬垫包括限定所述第二凹槽的第二面向壳体的表面，所述第二面向壳体的表面被定位成与具有所述第二肋的所述第二交界面边缘接合，所述第二肋被接收在所述第二凹槽中。

17.如权利要求16所述的蛤壳式壳体，其中，通过所述衬垫被设置在所述第一交界面边缘和所述第二交界面边缘之间，所述第一壳体零件被固定到所述第二壳体零件。