CN107222597A - 一种密封圈及相应的整机密封手机 - Google Patents

Abstract

一种密封圈，设置于手机上下壳体之间，所述密封圈设有上容纳槽和下容纳槽，连接手机上下壳体的侧壁并密封,所述密封圈的横截面呈H形，上半部构成上容纳槽，下半部构成下容纳槽，手机上壳体的侧壁设置于上容纳槽中，手机下壳体的侧壁设置于下容纳槽中，所述密封圈由弹性胶体制成,围合呈环状。本方案基于防水设计，实现原理简单，对空间要求小，手机工业设计可以做到更加极致，实际腔体较密封腔体大，发挥潜力巨大，较普通防水声学设计更加省成本。

Description

一种密封圈及相应的整机密封手机

技术领域

本发明涉及电子设备密封技术领域，具体涉及一种密封圈及相应的整机密封手机。

背景技术

随着各类智能手机、平板电脑等便携式移动终端的发展及广泛应用，人们越来越依赖此类终端进行人际沟通、影音娱乐等功能。因此对移动终端的音质提出越来越高和越来越多的要求。扬声器是各类移动终端的音响设备，对小型化的移动终端而言，扬声器3’的前音腔31’、后音腔32’以及出声孔33’的设计尤为重要。

扬声器是一种将电信号转换成声信号的换能器件，手机中的扬声器一般为动圈式扬声器。根据法拉第定律，当载流体通过磁场时会受到一电动力，其方向复合弗莱明左手法则。音圈导线在磁场中所受到的作用力F的大小与工作间隙的磁场强度B、音圈导线长度L、输入的音频信号I的大小有关。所以动圈式扬声器的灵敏度除了与输入的音频信号大小有关之外，还取决于其磁路系统的磁性能及振动系统的音圈导线长度。也就是与腔体的大小有很大的关系。

一个基本的扬声器结构如图1所示，音腔可以在一定程度上调整扬声器的输出频响曲线，防止声音短路，充分发挥扬声器性能，对声音进行修正，防止噪音。正确的音腔设计可提高扬声器利用率，通过音腔参数的调整改变音乐声音的高低音效果对于音乐声音音质的优劣影响很大。同一个音源、同一个扬声器在不同音腔中播放效果的音色可能相差较大，有些比较悦耳，有些则比较单调。合理的音腔设计可以使音乐声更加悦耳。

扬声器3’的前音腔31’对中高频进行修正，让声音产生高频段的截止频率，并产生一个相对的高频峰，修正高频噪声，好的前音腔31’可提高中频，减少高频噪声，降低高频段延伸，提高声音转换效率。扬声器3’的后音腔32’对手机低频进行修正，防止扬声器3’中低频的声短路，使低频声音有力度，让人感觉声音圆润。后音腔32’的设计很重要，直接影响了一个手机音质的好坏和大小。后音腔32’要求大且密封性好，无泄漏，与前音腔31’之间要完全隔离，令扬声器3’的前后的声波不能相互干扰、影响。若由于音腔的密封效果不佳，造成了缝隙或孔洞，则意味着出现了泄漏孔34’。泄漏孔34’影响低频声音效果，越大对低频声音的影响越大。因此必须避免出现泄漏孔34’。扬声器3’的出声孔33’面积及相对声源位置能对中高频进行修正。

目前，在手机声学领域中，无论是扬声器单体设计还是有盒体设计，都需要在手机中预留一定体积的后音腔32’位置，以保证手机的低频性能。这种设计对手机的空间需求比较明显，也对现阶段手机发展更轻、更薄的趋势造成了阻碍。现阶段的一般操作是在扬声器3’和手机下壳体21之间用泡棉围合出后音腔32’，如图2中阴影部分所示，然后将扬声器3’固定于其上，从而创造出一个密封空间。这一方法对手机空间要求大，需要大块规整空间。而且制作腔体还需要围骨等材料，工艺繁琐，可靠性差，而营造出的腔体一般体积较小，扬声器性能无法完全发挥，也无法对现有智能功放等技术做到完美体现和发挥。而现有的实际情况是由于手机扬声器振幅小，空气压缩容积小，后音腔32’希望无限大且密封。手机等移动终端能够做到的最大空间就是整个手机的内部空间，从而对整机进行密封就成为了手机声学领域新的研究课题。

手机现有的密封技术中，多数采用在手机上下壳体处设置槽体和相应的嵌入条，并在槽体和嵌入条之间嵌入密封圈的方式实现密封。但在手机等移动终端的领域中，随着设备向小型化发展，手机壳体不可避免的走向了厚度越来越薄的方向。由于压缩密封圈时的反作用力有可能产生框体变形的不良情况，影响手机整体的强度。无论壳体采用塑料材质还是铝合金材质，都不可避免由于薄壁化而造成强度下降的情况。当壁厚走向极限，则槽体和嵌入条必然成为无法实现的工艺，不能再使用在密封技术上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种密封圈及相应的整机密封手机，应用于手机、IPAD等移动终端和音视频播放器中。

一种密封圈，设置于手机上下壳体之间，所述密封圈设有上容纳槽和下容纳槽，连接手机上下壳体的侧壁并密封,所述密封圈的横截面呈H形，上半部构成上容纳槽，下半部构成下容纳槽，手机上壳体的侧壁设置于上容纳槽中，手机下壳体的侧壁设置于下容纳槽中，所述密封圈由弹性胶体制成,围合呈环状。

上述的一种密封圈，其中，所述上容纳槽在自由状态时的槽宽小于手机上壳体的侧壁厚度；所述下容纳槽在自由状态时的槽宽小于手机下壳体的侧壁厚度。

上述的一种密封圈，其中，所述密封圈的形状与手机需密封部位的形状相吻合。

上述的一种密封圈，其中，密封圈的材料选用弹性硅胶。

一种使用上述密封圈的整机密封的手机，其中：手机上壳体的侧壁嵌入所述上容纳槽中，手机下壳体的侧壁嵌入所述下容纳槽中；或者手机上壳体的侧壁嵌入所述下容纳槽中，手机下壳体的侧壁嵌入所述上容纳槽中；机上壳体和手机下壳体通过所述密封圈固定连接。

上述的一种整机密封的手机，其中，密封圈上所述上容纳槽和下容纳槽的槽宽相同。

上述的一种整机密封的手机，其中，手机上壳体内侧设有螺钉柱，手机下壳体相应位置设有螺钉孔；手机上壳体和手机下壳体通过螺钉加强固定连接。

上述的一种整机密封的手机，其中，扬声器的后音腔直接设定为手机上壳体和下壳体之间的空腔；扬声器的前音腔单独密封。

一种手机密封方法，采用上述的密封圈对手机进行密封，包含如下步骤：

S1、用酒精分别擦拭手机上壳体、手机下壳体和密封圈；

S2、晾干手机上壳体、手机下壳体和密封圈；

S3、密封圈平放于水平桌面；

S4、将手机上壳体侧壁嵌入密封圈中；

S5、翻转手机上壳体，令密封圈朝上；

S6、将手机下壳体侧壁嵌入密封圈中。

上述的一种手机密封方法，在步骤S6后还可以包含：

S7、紧固连接手机上壳体和下壳体的螺钉。

上述的一种手机密封方法，全部操作需在无尘车间进行。

上述的一种手机密封方法，其中，步骤S2所述的晾干方法包括使用吹风机或烘干机进行干燥。

本发明的优点和有益效果是：

（1）本方案基于防水设计，实现原理简单。

（2）对空间要求小，手机工业设计可以做到更加极致。

（3）实际腔体较密封腔体大，发挥潜力巨大。

（4）较普通防水声学设计更加省成本。

附图说明

图1是扬声器的结构示意图。

图2是扬声器现有的安装示意图。

图3是本发明中密封圈实施例一的横截面图。

图4是本发明中密封圈实施例二的横截面图。

图5是本发明中密封圈实施例三的横截面图。

图6是本发明中手机上下机壳和密封圈的安装示意图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个或若干个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

一种密封圈，适用于设有侧壁的两个壳体之间。可以设置于手机上下壳体之间，也可以设置在其他小型手持设备的上下壳体之间。所述密封圈设有上容纳槽11和下容纳槽12，手机上下壳体的侧壁分别设置于上容纳槽11和下容纳槽12中，密封圈连接手机上下壳体的侧壁并整体密封手机。

所述密封圈的横截面呈H形，如图3所示是实施例一，是标准的H形截面，上半部构成上容纳槽11，下半部构成下容纳槽12，容纳槽的截面为长方形，其中，长方形的宽度与上下壳体的厚度相当或略小，手机上壳体21的侧壁设置于上容纳槽11中，手机下壳体22的侧壁设置于下容纳槽12中。如图4所示是实施例二，在标准H形的基础上进行了变形，密封圈的内侧壁设计成外突弧形，则上容纳槽11和下容纳槽12的截面不再是原来的长方形，而是形成了新的中间细两头宽的腰鼓型，这样的设计可以大大增加密封圈和手机侧壁之间的摩擦力，在对紧固要求不高的应用场合，可以节省其余紧固措施，仅靠密封圈的连接固定上下机壳。如图5所示是第三种密封圈截面的设计。实施例三也在标准H形的基础上进行了变形，与实施例二不同的是，实施例三将密封圈原本竖直的内侧壁设计成如图5所示的斜面，令上容纳槽11和下容纳槽12的截面成为梯形，从而强化了密封圈的密封性，提高了密封等级。所述密封圈由弹性胶体制成,围合呈环状。密封圈的制作材料可以是硅胶、橡胶或硅橡胶。

较佳的，所述上容纳槽11在自由状态时的槽宽小于手机上壳体21的侧壁厚度；所述下容纳槽12在自由状态时的槽宽小于手机下壳体22的侧壁厚度。槽宽与侧壁厚度的差值应该在0.1mm以内，差值太小影响密封的效果，差值太大影响安装时的难易程度。在对上下壳体固定连接要求不高的应用中，可以选取略大的差值，利用弹性胶体的弹性压力以及胶体的黏着力固定连接上下壳体，节省其余的固定措施。

较佳的，所述密封圈的形状与手机需密封部位的形状相吻合。圆形的密封圈比较普适，只要周长吻合都能使用，具有较大的灵活性。为了使密封圈与手机外周轮廓贴合效果更佳，可以按手机尺寸针对性设计专用密封圈。对于外形为异形的手机来说，专用密封圈更适合。

较佳的，密封圈的材料选用弹性硅胶，以硅橡胶为佳，因为硅橡胶在硬度、弹性和耐摩擦等方面的综合性能较佳。弹性的特性能够提供对手机上壳体21侧壁和手机下壳体22侧壁的横向压力从而起到密封的作用，同时获得了初步固定的效果。

一种使用上述的密封圈的整机密封的手机，手机的上壳体21的侧壁嵌入所述的上容纳槽11中，手机的下壳体22的侧壁嵌入所述的下容纳槽12中。一般密封圈的设计是上下对称的，也就是说所述的上容纳槽11和下容纳槽12一般都是相同尺寸的。如果手机壳体是上下统一设计的，不存在壁厚的差别，那么手机上壳体21的侧壁还可以嵌入所述下容纳槽12中，手机下壳体22的侧壁还可以嵌入所述上容纳槽11中。还有一种情况是，手机壳体已经按现有技术加工成有槽体和嵌入条的状态，那么可以试验一下密封圈上容纳槽11和下容纳槽12与槽体和嵌入条的匹配程度，如果试验结果令人满意，那么本发明的密封圈也可以应用于已制造的手机壳体上。

由此推广可知，本发明所述的密封圈不仅仅适用于普通型的、规则的手机，对于异形的手机或是其他具有上壳体和下壳体特征的设备/仪器仪表本发明所述的密封圈都可适用。

所述的使用上述的密封圈的整机密封的手机的上壳体21和手机的下壳体22通过所述密封圈固定连接。而由弹性胶体制成的密封圈带来的另一附加的效果是密封圈不仅仅是起到了密封的作用，同时也起到了紧固的作用。弹性胶体对手机上壳体21和手机下壳体22的侧壁产生的压力大小根据所述上容纳槽11和下容纳槽12在自由状态时的槽宽与手机上壳体21和手机下壳体22的侧壁厚度的差值不同而不同。实际应用中可调整这一差值以调整手机上壳体21和手机下壳体22连接的牢固程度。

较佳的，密封圈上所述上容纳槽11和下容纳槽12的槽宽相同。相同槽宽使密封圈具有更佳的普适性，也能降低安装时的错误概率，提高装配效率。对于有特殊要求的安装，所述上容纳槽11和下容纳槽12的槽宽也可以定制为不同宽度。

较佳的，手机上壳体21内侧设有螺钉柱，手机下壳体22相应位置设有螺钉孔；手机上壳体21和手机下壳体22通过螺钉加强固定连接。所述螺钉柱和螺钉孔的位置要避开密封圈的位置，数量可以设置为多个，但必须呈均匀、对称的分布的状态。以免影响到密封圈的密封效果。在装配时还可以为螺钉配备橡胶垫圈。

较佳的，扬声器的后音腔直接设定为手机上壳体21和下壳体22之间的所有空腔和缝隙；扬声器的前音腔单独密封。前音腔还设置若干出声孔.为了使声波有足够的震荡空间，扬声器的前音腔和后音腔都必须有至少1.5mm的高度以供声波回旋。由于适用于手机的扬声器一般只能播放500Hz以上的声音信号，对于500Hz以下的声音具有天然缺陷，因此通过扬声器后音腔弥补低音部分的不足显得尤为重要。后音腔越大越能使低频声音有力度，令人产生声音圆润的感觉。理想的后音腔为无限大的密封腔体。在手机内部，能够提供的最大空间就是整个手机机壳内部的所有空腔和缝隙。目前，业界对声音质量高低的评价侧重于对低音部分的评价，因此，后音腔的设计很重要，直接影响了一个手机音质的好坏和大小。

一种手机密封方法，采用上述的密封圈对手机进行密封，同理，除手机外，这一方法还可以应用于类似结构的其他具有上壳体和下壳体特征的设备/仪器仪表中。

如图6所示，所述手机密封方法包含如下步骤：

S1、用酒精分别擦拭手机上壳体21、手机下壳体22和密封圈。尤其要特别关注的是手机上壳体21侧壁和手机下壳体22侧壁的两侧以及密封圈上容纳槽11和下容纳槽12的内部。越干净、清洁的接触面越能提供更佳的密封以及紧固的效果。

S2、晾干手机上壳体21、手机下壳体22和密封圈。可以是自然风干，也可以是利用吹风机、鼓风机或电扇等设备进行风干。出于效率方面的考虑，不建议使用烘干的方法。

S3、密封圈平放于水平桌面。

S4、将手机上壳体21侧壁嵌入密封圈中。

S5、翻转手机上壳体21，令密封圈朝上。

S6、将手机下壳体22侧壁嵌入密封圈中。

在步骤S6后还可以包含：

S7、紧固连接手机上壳体21和下壳体22的所有螺钉。

较佳的，全部操作需在无尘车间进行。操作工人也需佩戴手套进行所有操作。

本发明基于现有的手机防水技术设计，提出了一种新型的密封圈及相应的密封方法，保证整机作为扬声器腔体时无不良泄露的情况发生。这一发明减少了手机在结构设计方面的复杂度，厂家可以对手机的工业设计可以提出更高更精美的要求。另一方面也可以兼容智能功放，因为智能功放需要比普通扬声器更多的腔体来产生各种不同音效，在整机密封的手机中通常可以提供比密封腔体设计更大的腔体，声学的指标也可以更进一步。

本发明中，腔体设计只需保留足够的前腔并保证前后音腔密封即可，省出的空间可以对整机空间做优化和改善。

本方案需要做到整机密封较好的状态，可以反向延伸到防水机型的设计上，而防水等级要求不低于IPx7，如此即可判定为密封良好。若机型不使用防水等级验证，可以通过测试腔体声学性能指标来判定是否密封。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种密封圈，设置于手机上下壳体之间，其特征在于，所述密封圈设有上容纳槽（11）和下容纳槽（12），连接手机上下壳体的侧壁并密封, 所述密封圈的横截面呈H形，上半部构成所述上容纳槽（11），下半部构成所述下容纳槽（12），所述密封圈由弹性胶体制成,围合呈环状。

2.如权利要求1所述的一种密封圈，其特征在于，

所述上容纳槽（11）在自由状态时的槽宽小于手机上壳体（21）的侧壁厚度；

所述下容纳槽（12）在自由状态时的槽宽小于手机下壳体（22）的侧壁厚度。

3.如权利要求1所述的一种密封圈，其特征在于，

所述密封圈的形状与手机需密封部位的形状相吻合。

4.如权利要求1所述的一种密封圈，其特征在于，

密封圈的材料选用弹性硅胶。

5.一种使用如权利要求1~4所述的密封圈的整机密封的手机，其特征在于：

手机上壳体（21）的侧壁嵌入所述上容纳槽（11）中，手机下壳体（22）的侧壁嵌入所述下容纳槽（12）中；或者

手机上壳体（21）的侧壁嵌入所述下容纳槽（12）中，手机下壳体（22）的侧壁嵌入所述上容纳槽（11）中；

手机上壳体（21）和手机下壳体（22）通过所述密封圈固定连接。

6.如权利要求5所述的一种整机密封的手机，其特征在于：

密封圈上所述上容纳槽（11）和下容纳槽（12）的槽宽相同。

7.如权利要求5所述的一种整机密封的手机，其特征在于：

手机上壳体（21）内侧设有螺钉柱，手机下壳体（22）相应位置设有螺钉孔；

手机上壳体（21）和手机下壳体（22）通过螺钉加强固定连接。

8.如权利要求5所述的一种整机密封的手机，其特征在于，

扬声器的后音腔直接设定为手机上壳体（21）和下壳体（22）之间的空腔；

扬声器的前音腔单独密封。