密封圈和天线的制作方法

1.本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及密封圈和天线。


背景技术：

2.在无线通信技术领域中，需要用到天线来传送信号。天线设置在外界的环 境中时，为了防止外界环境中的雨水进入到天线的内部影响天线内部的元器件 工作，为此需要对天线采取密封处理，例如在天线的连接处设置密封圈。
3.现有的密封圈主要为单向开口密封圈，即主要功能是防止外界的雨水进入 到天线的内部，例如现有u型密封圈或y型密封圈。类似这种密封圈设置在天 线中存在的问题是，在高温情况下，天线内腔的气体会膨胀，气体通过抵压密 封圈的侧壁，使得密封圈的侧壁与天线内腔之间产生间隙，从而导致天线的内 腔气体流失；如果当天遇到气温降低的下雨天气，则导致天线内部空气收缩形 成负压，并在密封圈处形成虹吸效应，此时外部雨水能够被吸入到天线内腔， 使得天线内的元器件工作实效。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对现有的单向开口密封圈用于天线时，在温差较大的雨 水天天气中可能产生虹吸效应导致雨水进入到天线内腔的问题，提出一种密封 圈以解决该问题，进而还提出一种包括该密封圈的天线。
5.一种密封圈，所述密封圈包括：
6.同心设置的内圈和外圈、连接所述内圈和所述外圈的第一表面以及连接所 述内圈和所述外圈的第二表面，所述第一表面和所述第二表面相背设置；
7.所述第一表面设置有与所述内圈同心的第一环形凹槽，所述第一环形凹槽 与所述内圈之间形成第一缓冲部，所述第一环形凹槽与所述外圈之间形成第二 缓冲部，所述第一环形凹槽受到膨胀作用力后，所述第一环形凹槽的内壁能够 分别抵压所述第一缓冲部和所述第二缓冲部；
8.所述第二表面设置有与所述内圈同心的第二环形凹槽，所述第二环形凹槽 与所述内圈之间形成第三缓冲部，所述第二环形凹槽与所述外圈之间形成第四 缓冲部，所述第二环形凹槽受到膨胀作用力后，所述第二环形凹槽的内壁能够 分别抵压所述第三缓冲部和所述第四缓冲部。
9.上述密封圈，当密封圈设置在天线中后，在外界温度较高时，天线内部的 气体膨胀后产生的作用力作用到第一环形凹槽，第一环形凹槽受力后将作用力 分散到第一缓冲部和第二缓冲部，从而使得第一缓冲部和第二缓冲部能够分别 抵压天线的内壁，达到防止天线内腔的气体流出的目的；同时外界的高温气流 也会作用到第二环形凹槽上，同理，第二环形凹槽能够将作用力分散到第三缓 冲部和第四缓冲部，此时也能够防止外界的气流进入到天线内腔。由于天线内 部的气体在高温环境中未产生气体流出，因此遇到低温等雨水天气后不会产生 现有的单向开口的密封圈中的虹吸效应。
10.在其中一个实施例中，位于所述第一表面的第一环形凹槽与位于所述第二 表面的第二环形凹槽错位相对。
11.在其中一个实施例中，所述第一环形凹槽为渐变形，所述第一环形凹槽朝 靠近所述第二表面的横截面积逐渐减小。
12.在其中一个实施例中，所述第二环形凹槽为渐变形，所述第二环形凹槽朝 靠近所述第一表面的横截面积逐渐减小。
13.在其中一个实施例中，所述内圈的内壁与所述密封圈的轴线延伸方向的夹 角为锐角θ1。
14.在其中一个实施例中，所述外圈的外壁与所述密封圈的轴线延伸方向的夹 角为锐角θ2。
15.在其中一个实施例中，所述密封圈的材质为弹性防水材料。
16.一种天线，包括所述的密封圈。
17.在其中一个实施例中，所述天线包括天线罩和底座，所述密封圈设置在所 述天线罩和所述底座之间。
18.在其中一个实施例中，所述天线罩包括内腔以及绕所述内腔边缘设置的配 合部，所述配合部靠近所述内腔的一侧设置有第一支撑台；
19.所述底座设置有环形安装槽，所述环形安装槽的底部设置有第二支撑台， 所述环形安装槽靠近所述第二支撑台的内壁设置有朝向所述第二支撑台的限位 台；
20.所述天线的所述配合部安装在所述环形安装槽的侧壁与所述第二支撑台的 侧壁之间，所述配合部的所述第一支撑台与所述第二支撑台平行，所述密封圈 的所述外圈边缘抵压于所述配合部的内侧，所述第一缓冲部抵压于所述限位台， 所述第三缓冲部抵压于所述第二支撑台的上部，所述第四缓冲部抵压于所述第 一支撑台的上部。
附图说明
21.图1为现有技术中的密封圈中效果示意图；
22.图2为本发明一实施例中的密封圈的结构示意图；
23.图3为图2中密封圈的截面示意图；
24.图4为图3中a处局部放大示意图；
25.图5为本发明一实施例中的天线的爆炸示意图；
26.图6为本发明一实施例中的天线的截面示意图；
27.图7为图6中b处局部放大示意图。
28.附图标号说明：
29.10、密封圈；
30.110、内圈；120、外圈；130、第一表面；131、第一环形凹槽；
31.132、第一缓冲部；133、第二缓冲部；140、第二表面；
32.141、第二环形凹槽；142、第三缓冲部；143、第四缓冲部；
33.20、天线；
34.210、天线罩；211、配合部；2111、第一支撑台；
35.220、底座；221、环形安装槽；2211、第二支撑台；2212、限位台；
36.30、现有天线。
具体实施方式
37.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对 本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以 便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实 施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发 明不受下面公开的具体实施例的限制。
38.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、
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长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、
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右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、
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逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于 附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指 示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作， 因此不能理解为对本发明的限制。
39.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗 示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、
ꢀ“
第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，
ꢀ“
多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
40.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连 接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆 卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也 可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作 用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具 体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或
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下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接 接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特 征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。 第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特 征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
42.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可 以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连 接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。 本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右
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以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
43.在无线通信技术领域中，需要用到天线来传送信号。天线设置在外界的环 境中时，为了防止外界环境中的雨水进入到天线的内部影响天线内部的元器件 工作，为此需要对天线采取密封处理，例如在天线30的连接处设置密封圈。现 有的密封圈主要为单向开口密封圈，即主要功能是防止外界的雨水进入到天线 30的内部，例如现有u型密封圈或y型密封圈，参阅图1所示。类似这种密封 圈设置在天线中存在的问题是，在高温情况下，天线内腔的气体会膨胀，如图1 中箭头所示，气体通过抵压密封圈的侧壁，使得密封圈的侧壁与天线内腔之间 产生间隙，从而导致天线的内腔气体流失；如果当天遇到气温降低的下雨天
气， 则导致天线内部空气收缩形成负压，并在密封圈处形成虹吸效应，此时外部雨 水能够被吸入到天线内腔，使得天线内的元器件工作实效。另外现有的这种密 封垫圈在安装的过程中较难实现自锁的功能，需要额外设置紧固件来固定密封 垫圈。为此研究人员想到设置一种双向开口的密封圈，当天线的内部气体受热 膨胀后能够作用到朝向天线内部的开口，从而防止天线内的气体流出，避免了 在低温雨水天气后因天线内气体压缩在密封处产生虹吸效应的问题。同时本发 明还能够与天线内先关结构配合实现自锁功能不需要采用额外的紧固件来固定 密封圈。
44.参阅图2至图4所示，图2示出了本发明一实施例中的密封圈的结构示意 图，图3为图2的截面示意图，图4为图3中a处的局部放大示意图。本发明 一实施例提供了的密封圈10包括：同心设置的内圈110和外圈120、连接内圈 110和外圈120的第一表面130以及连接内圈110和外圈120的第二表面140， 第一表面130和第二表面140相背设置。在第一表面130设置有与内圈110同 心的第一环形凹槽131，第一环形凹槽131与内圈110之间形成第一缓冲部132， 第一环形凹槽131与外圈120之间形成第二缓冲部133。当第一环形凹槽131受 到膨胀作用力后能够，第一环形凹槽131的内壁能够分别抵压第一缓冲部132 和第二缓冲部133。在第二表面140设置有与内圈110同心的第二环形凹槽141， 第二环形凹槽141与内圈110之间形成第三缓冲部142，第二环形凹槽141与外 圈120之间形成第四缓冲部143。当第二环形凹槽141受到膨胀作用力后，第二 环形凹槽141的内壁能够分别抵压第三缓冲部142和第四缓冲部143。
45.在本实施例中，当密封圈10设置在天线20中后，在外界温度较高时，天 线20内部的气体膨胀后产生的作用力作用到第一环形凹槽131，第一环形凹槽 131受力后将作用力分散到第一缓冲部132和第二缓冲部133，从而使得第一缓 冲部132和第二缓冲部133能够分别抵压天线20的内壁，从而防止天线20内 腔的气体流出；同时外界的高温气流也会作用到第二环形凹槽141上，同理， 第二环形凹槽141能够将作用力分散到第三缓冲部142和第四缓冲部143，此时 也能够防止外界的气流进入到天线20内腔。由于天线20内部的气体在高温环 境中未产生气体流出，因此遇到低温等雨水天气后不会产生现有的单向开口的 密封圈中的虹吸效应。
46.在第一环形凹槽131和第二环形凹槽141的设计过程中，需要第一环形凹 槽131和第二环形凹槽141都能具有一定的深度，以使得第一环形凹槽131能 够向第一缓冲部132和第二缓冲部133施加较大的缓冲作用力以及第二环形凹 槽141能够向第三缓冲部142和第四缓冲部143施加较大的缓冲作用力。在设 计的过程中，由于密封圈10的厚度较薄，如果第一环形凹槽131的深度延伸方 向与第二环形凹槽141的延伸方向重合，则第一环形凹槽131的深度和第二环 形凹槽141深度均会被限制。为此在设计第一环形凹槽131和第二环形凹槽141 时，需要将第一环形凹槽131和第二环形凹槽141的位置错开分布。具体地， 位于第一表面130的第一环形凹槽131与位于第二表面140的第二环形凹槽141 错位相对，例如第一环形凹槽131靠近内圈110边缘，第二环形凹槽141靠近 外圈120边缘。如此，第一环形凹槽131的延伸深度能够从第一表面130尽可 能地靠近第二表面140，第二环形凹槽141的延伸深度能够从第二表面140尽可 能地靠近第一表面130，从而使得第一环形凹槽131受到膨胀作用力时能够向第 一缓冲部132和第二缓冲部133释放，第二环形凹槽141受到膨胀作用力后能 够向第三缓冲部142和第四缓冲部143释放。
47.在第一环形凹槽131受到天线20内部气流的膨胀作用力时，可以利用该作 用力抵压第一环形凹槽131内壁，从而使得第一缓冲部132和第二缓冲能够紧 贴在天线20的内壁。为此在受力仿真分析中，研究人员认为将第一环形凹槽131 设计为横截面积渐变的结构时能够较好地使得第一缓冲部132和第二缓冲部133 较好地抵压在天线的内壁。具体地，参阅图4所示，第一环形凹槽131为渐变 形，第一环形凹槽131朝靠近第二表面140的横截面积逐渐减小。也就是说第 一环形凹槽131的内壁为斜面形状，且横截面积由第一表面130向第二表面140 的方向变化时逐渐减小。根据相关的力学知识可知，当天线20内部的气体膨胀 时，第一环形凹槽131的斜面受到的作用力能够分解为水平方向的作用力和竖 直方向的作用力，水平方向的作用力用于抵压第一缓冲部132和第二缓冲部133， 从而防止天线20内部的气流溢出，竖直方向的作用力能够沿密封圈10传递给 天线20后被释放。第一环形凹槽131朝靠近第二表面140的横截面积均匀变化 时，第一环形凹槽131可以为锥形。
48.同理，另一实施例在设计第二环形凹槽141时也可以采用与第一环形凹槽 131相似的结构设计。具体地，第二环形凹槽141为渐变形，其中第二环形凹槽141朝靠近第一表面130的横截面积逐渐减小。第二环形凹槽141的工作原理与 第一环形凹槽131的工作原理类似。第二环形凹槽141的形状可以与第一环形 凹槽131的形状相似。
49.在将密封圈10安装在天线20中时，为了使得密封圈10的内圈110和外圈 120能够尽可能地与天线20的内壁贴合，从而达到增强天线20的密封性能的效 果，此时可以将内圈110的内壁或外圈120的侧壁倾斜设计。具体地，参阅图4 所示，内圈110的内壁与密封圈10的轴线延伸方向的夹角为锐角θ1，外圈120 的外壁与密封圈10的轴线延伸方向的夹角为锐角θ2，其中θ1可以与θ2大小 相同。倾斜的内圈110和倾斜的外圈120能够较好地抵压到天线密封处的棱边， 从而实现较好地密封效果。
50.密封圈10在材料选择上可以采用弹性防水材质，例如可以选择橡胶、热塑 性弹性体。
51.本发明还提出一种天线20，参阅图5所示，其中天线20包括上述的密封圈 10。通过在天线20中使用本发明提出的密封圈10能够较好地防止气体内部的 气体流出，从而避免了在低温雨水天气下，在天线20设置密封圈10处产生虹 吸效应。
52.本发明提出的天线20包括天线罩210和底座220，密封圈10设置在天线罩 210和底座220之间。密封圈10用于密封天线罩210与底座220的连接处，以 保证位于天线罩210内部的元器件能够正常工作。
53.具体地，参阅图6和图7所示，天线罩210包括内腔以及绕内腔边缘设置 的配合部211，其中配合部211靠近内腔的一侧设置有第一支撑台2111；底座 220设置有环形安装槽221，其中环形安装槽221的底部设置有第二支撑台2211， 环形安装槽221靠近第二支撑台2211的内壁设置有朝向第二支撑台2211的限 位台2212；天线20的配合部211安装在环形安装槽221的侧壁与第二支撑台 2211的侧壁之间，配合部211的第一支撑台2111与第二支撑台2211平行，密 封圈10的外圈120边缘抵压于配合部211的内侧，第一缓冲部132抵压于限位 台2212，第三缓冲部142抵压于第二支撑台2211的上部，第四缓冲部143抵压 于第一支撑台2111的上部。
54.本实施例的目的是将天线罩210的配合部211与底座220的环形安装槽221 配合。由于底座220的环形安装槽221内设置有第二支撑台2211，因此第二支 撑台2211的侧壁与
环形安装槽221内壁之间能够形成安装空间，天线罩210的 配合能够被限制在第二支撑台2211的侧壁与环形安装槽221的内壁之间。
55.由于天线罩210的配合部211与底座220的环形安装槽221之间在安装过 程中存在间隙，为此可以将本发明中提出的密封圈10设置在配合部211与环形 安装槽221之间。在配合部211上设置的第一支撑台2111与环形安装槽221内 设置的第二支撑台2211能够分别支撑密封圈10的第四缓冲部143和第三缓冲 部142。在环形安装槽221靠近第二支撑台2211的内壁设置的朝向第二支撑台 2211的限位台2212能够与密封圈10的第一缓冲部132的上端抵压。
56.当密封圈10安装在天线罩210和底座220之间后，密封圈10的第一环形 凹槽131朝向天线罩210的内腔，第二环形凹槽141朝向底座220的环形安装 槽221。当天线罩210内的气体受热膨胀时，第一环形凹槽131受力，第一缓冲 部132能够抵压环形安装槽221的内壁，第二缓冲部133能够抵压天线罩210 的配合部211的侧壁，第三缓冲部142抵压环形安装槽221的第二支撑台2211 的上部，第四缓冲部143抵压配合部211的第一支撑台2111；同时来自第二环 形凹槽141的作用力也可以通过第一缓冲部132释放到底座220上的限位台 2212。由于密封圈10在受热膨胀的过程中能够防止天线罩210内的气体流出， 因此在低温的雨水天气时在密封圈10处不会形成虹吸现象，从而保证天线20 能够正常工作。
57.另外在本发明中，天线罩210的配合部211与底座220的环形安装槽221 配合后，当施力于天线罩210和底座220以将二者分离时，天线罩210的配合 部211的作用力通过第一支撑台2111传递到密封圈10的第四缓冲部143，并沿 密封圈10的第一缓冲部132传递到底座220的限位台2212，也就是施加作用力 分离天线罩210与底座220时，底座220能够通过密封圈10限制天线罩210与 底座220的分离，从而实现底座220与天线罩210的自锁功能。
58.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述 实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特 征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
59.以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但 并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普 通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进， 这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要 求为准。