防水壳体的制作方法
【专利说明】防水壳体
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2011年8月19日提交的临时申请N0.61/526，093、2012年8月22日提交的实用新型申请N0.13/591，944和2013年I月7日提交的临时申请61/749，752的优先权，其所有内容完全并入本文以供参考。
技术领域
[0003]本发明涉及用于电子装置的水和空气密封的壳体。
【背景技术】
[0004]用于各种装置的防水外壳在现有技术中是已知的。然而，这类防水外壳并非被专门设计用于致动按钮、开关、切换键或屏幕和传感器以运行被封闭的电子装置，并且提供声音从壳体的内部到壳体的外部和/或从壳体的外部到内部的无阻传输。因此，现有技术中存在对这样的不透水壳体的需要，该壳体具有改善的声音传输，并且允许用户致动装置的各种部分，并且允许传感器在被设置在壳体内时运行。
[0005]虽然现有技术中存在防水外壳，但不知晓的是，如何产生这样的防水外壳，该外壳允许被封闭的装置操作并且利用机械手段通过使用策略地布置的空气腔和声膜将声能转换为振动能量，从而有效地将声音传输到密封的壳体中和将声音从密封的壳体中传输出来。最防水外壳中的装置不能有效地传输声音，可能具有外壳本身的振动效应的回响或来自外壳内的其他声源的回声的反馈的问题，或不能允许电子装置的其他传感器的同时操作，因为这不是显而易见的，并且因此是本专利的主题。为了允许被容纳在防水外壳内的电子装置的全部功能，这样的外壳需要空气腔的策略性使用和布置以及用于声音传输的特定声膜的使用。
【发明内容】
[0006]在一个方面，公开了一种用于电子装置的保护性壳体，所述保护性壳体包括主外壳和盖。所述主外壳和盖被可拆卸地结合，以限定接收电子装置的不透空气和不透水的体积。至少一个空气腔由被插入到所述体积中的所述装置限定。所述空气腔被定位在所述装置与所述主外壳之间。至少一个膜被设置在所述主外壳或盖上。所述膜的尺寸被设置为振动并将来自声源的声能转换为振动能量而无显著的衰减，从而允许声波在所述体积的内部或外部上的所述膜的相对侧上产生。
[0007]在另一方面，公开了一种用于电子装置的保护性壳体，所述保护性壳体包括主外壳和盖。所述主外壳和盖被可拆卸地结合，以限定接收电子装置的不透空气和不透水的体积。垫圈被定位在所述主外壳与盖之间，其中所述垫圈被径向地压缩在所述主外壳与所述盖之间，以提供不透水的密封。
[0008]在又一方面，公开了一种用于电子装置的保护性壳体，所述保护性壳体包括主外壳和盖。所述主外壳和盖被可拆卸地结合，以限定接收电子装置的不透空气和不透水的体积。主外壳包括形成在其中的至少一个端口。膜组件在所述端口的区域中被附接到所述主外壳。所述膜组件包括不透膜(non-permeable membrane)，所述不透膜相对于所述端口被顺应地安装，从而允许所述膜自由地振动，并且所述外壳被密封以隔绝空气和水进入。
[0009]在另一方面，公开了一种用于电子装置的保护性壳体，所述保护性壳体包括主外壳和盖。所述主外壳和盖被可拆卸地结合，以限定接收电子装置的不透空气和水的体积。垫圈被设置在所述主外壳与盖之间，其中所述垫圈被径向压缩在所述主外壳与所述盖之间，以提供不透水的密封。闭锁机构固定主外壳和盖。
【附图说明】
[0010]图1是保护性壳体的一个实施例的分解透视图；
[0011]图2A是壳体构件的下部的局部透视图；
[0012]图2B是沿着线B-B获取的扬声器端口和TPU膜的局部剖视图，
[0013]图2C是沿着线C-C获取的主页按钮端口和膜的局部剖视图，
[0014]图3A是壳体构件的下部的局部透视图；
[0015]图3B是沿着线B-B获取的麦克风端口和膜的局部剖视图，
[0016]图3C是壳体构件的下部的局部透视图，在保护性壳体的一个实施例中涉及麦克风端口的密封肋；
[0017]图4A是壳体构件的上部的局部分解透视图；
[0018]图4B是壳体构件的上部和第二扬声器端口的局部装配透视图；
[0019]图4C是沿着线C-C获取的第二扬声器端口和膜的局部剖视图，
[0020]图5是壳体构件的主视图；
[0021]图6A是壳体的透视图；
[0022]图6B是在不存在附接结构的情况下被结合的壳体构件、盖和O形环的局部剖视图；
[0023]图6C是沿着线C-C获取的被结合在第一附接结构的区域中的壳体构件、盖和O形环的局部剖视图；
[0024]图6D是沿着线D-D获取的被结合在第二附接结构的区域中的壳体构件、盖和O形环的局部剖视图；
[0025]图6E是第二附接结构的局部透视图；
[0026]图7是壳体构件和塞子的局部剖视图；
[0027]图8A是壳体构件的上部的局部透视图；
[0028]图8B是沿着线B-B获取的切换键膜的局部剖视图，
[0029]图8C是沿着线C-C获取的切换键膜的局部剖视图。
[0030]图9是保护性壳体的第二实施例的分解透视图；
[0031]图10是另一实施例的麦克风端口和膜的透视图；
[0032]图11是图10的麦克风端口的膜组件的剖视图和透视图；
[0033]图12是用于第二实施例的第二麦克风端口的盖和膜组件的局部透视图；
[0034]图13是用于第二实施例的第二麦克风端口的盖和膜组件的局部透视图；
[0035]图14A-B是第二实施例的壳体和附接结构的透视图；
[0036]图15是第二实施例的盖的密封件的透视图；
[0037]图16A-C是包括第二实施例的盖、主外壳以及密封件的壳体的透视图和剖视图；
[0038]图17-17B是第二实施例的壳体和塞子的透视图；
[0039]图18是第二实施例的壳体和用于致动装置的切换键的透视图和剖视图；
[0040]图19是第二实施例的壳体和用于致动装置的切换键的透视图和局部剖视图；
[0041]图20是第二实施例的壳体和用于致动装置的第二切换键的透视图；
[0042]图21是包括第二实施例的接入端口的壳体的透视图；
[0043]图22和22B、22C是包括第二实施例的接入端口的壳体的透视图和剖视图；
[0044]图23是膜的声学响应的曲线图；
[0045]图24是示出第二实施例的空气间隙的壳体构件的透视图；
[0046]图25是示出第二实施例的空气间隙的壳体构件的透视图；
[0047]图26是示出端口和薄壁膜的透视图和剖视图；
[0048]图27是被设置在听筒周围的隔离组件的透视图和主视图；
[0049]图28是被设置在听筒周围的隔离组件区域的主视图；
[0050]图29是音频插口组件的视图；
[0051]图30是壳体和安装特征的透视图和剖视图；
[0052]图31是壳体和安装特征的透视图；
[0053]图32是可替代的门结构的透视图；
[0054]图33是充电塞子和接入端口的透视图。
【具体实施方式】
[0055]参照各个附图，示出了包括不透水的声膜的防水壳体10的各种实施例。为了产生保护外壳的内含物的防水外壳的目的，希望具有被制作为具有实心厚壁的外壳和尽可能少的开口，该实心厚壁由在结构上牢固的防水材料制成，该防水材料可以抵抗其暴露的外部环境。然而，对于一些电子装置的功能，存在对具有允许装置的致动或以某种方式允许输入和输出被采集的部件的需要。例如，被封闭的装置的特定功能特征可能需要诸如对外部环境中的邻近视像、反射、导电、磁性、电磁、振动、压力、电感、压电或声学元件的感测响应或输入，以便特征操作或以便按钮或开关致动功能。被封闭的装置可以具有采集输入或产生输出的其他特征，诸如采集图像、声学环境、信号或产生光、声音、振动、信号。在所描述的一些特征中，防水外壳的一致厚度的壁将不允许装置在外壳内服务于该功能性目的。因此，一些部件可能需要特定元件来允许被封闭的装置在防水环境中运行和操作。在所有这些功能中，更具挑战性的元素中的一个是防水外壳中的声音的捕获和传输。为了扬声器传输并传播声音，在外壳内可以存在策略性的空气间隙、腔、通道和端口，使得外壳的壁可以用于振动或将声音从外壳传播出来。在对于扬声器输出的足够大的表面积而言存在更少的空间来振动的情况下，声音可以通过策略性地布置的空气间隙、腔、通道、端口、肋、袋或孔的使用而被引导到外壳内的一区域中，在该区域中，可以使用适当薄的壁部件或扁平膜来传输声音，所述扁平膜由适当的材料制成并且具有不太小的表面积，使得其可以自由地振动。该膜可以具有足够的厚度，使得其能够转换一定量的声能，因为否则其会遭受过度振动，导致影响声音传输的嗡嗡声。如果膜不能在没有过度振动的情况下处理声能，那么可能的是，通过使用阻尼材料和顺应地安装膜来增加材料的厚度或改变边界状况，使得膜仍可以振动但不过度地振动。通过增加空气的体积或空气室的尺寸、更顺应地或柔性地安装膜、使用更薄的材料、增加膜的尺寸、调整膜的比例、将膜材料改变为其在期望的频率范围内更透声、或改变边界状况和所使用的阻尼材料，使得若干准则的组合可以被更改以实现总体音量的充分传播，并降低被传输的声音的音调频率。例如，主外壳的壁或整个盖可以作为膜被用来以足够大比例的合适厚度传播声音，使得其被设计、安装或装配为允许壁或盖柔性地振动。
[0056]在一个方面，通过膜和外壳的设计将声音传输到不透水的外壳中和从不透水的外壳中传输出的能力不同于现有技术中已知的那些。为了麦克风操作，薄膜可以被装配在声音端口之上，使得其形成防水屏障。薄膜可以透气或可以不透气，但是不透水。膜可以使用胶粘剂、溶剂粘着剂、双贴胶带、超声焊接或其他接合方法来装配，使得构造是防水的。薄膜将声能从壳体的外部传输到膜的振动能量，并且在膜的内侧上产生声波，该声波被引导到防水外壳中的电子装置上的特定麦克风。膜可以被装配为扁平且不起皱的，被顺应地安装，并且由具有合适的透声性和适当的表面积的足够薄的材料制成，使得其可以振动并将声音传播到外壳中。膜的材料性质可以针对其声学频率响应的范围及其抵抗温度和环境暴露的能力进行选择。壳体的外部上的声音端口的外侧可以具有通过使用漏斗形状引导并放大声音的通道。为了具有总体音量的增加和更低频率的声音，从而允许声膜在更少的失真和麦克风的更全的低音范围下适当地发挥作用，希望在电子装置的麦克风端口与声音端口上的声膜之间产生不透气的密封，从而产生隔离的空气腔，并避免经过膜的更低频率声音的dB的降低，并且增加总体响度，从而允许语音的更响亮的、更全的、丰富且中性的音调频率，并从否则在没有密封的空气腔的情况下发生的更高频率的失真移开。密封的空气腔可以使用泡沫、橡胶或其他阻尼材料而产生，以将声音从声音端口直接引导、隔离并导引到装置的麦克风，这还用于衰减并防止来自其他内部声源(包括扬声器和外壳自身)的回响和反馈影响声音传输。策略性的空气通道和阻尼材料可以被用来隔离噪声与从其他区域、开口或外壳行进的环境声音，并且实际上可以导引或引导声音，使得全方向麦克风可以像其被定向一样有效地操作。
[0057]在一个方面，当薄防水声膜更靠近麦克风并且更靠近外壳的内部安装时，薄防水声膜最佳地运行，因为其振动变成麦克风的声源。远离麦克风定位的间隔开的膜将会降低由麦克风检测到的声音的音量，并且膜可能需要具有更大的尺寸或具有更薄的材料以实现相同的效果，这在开发为一些装置传输声音的功能性防水外壳时是一种限制。这样的膜的安装可以是扁平的，并且不是起褶的，因为起褶会