专利名称：防水壳体及电子装置的制作方法
技术领域：
在此阐述的实施例涉及一种防水壳体和包括该防水壳体的电子装置。
背景技术：
迄今已经提出了可封闭容器或壳体的各种密封构件和防水外壳结构。例如，日本 特开第11-294592号专利披露了一种即使在容器具有非圆形的开口形状(例如包括直线部 分的开口形状)时也呈现良好的密封特性的密封构件。日本特开第2007-42842号专利披 露了一种可长期维持充分的防水特性的防水外壳结构。包括夹置在第一壳体部与第二壳体 部之间的弹性衬垫(gasket)的结构已被用作电子装置等的防水结构。在这种防水结构中， 衬垫是沿配合方向被挤压的。近来，即使对用于电子装置等的小型壳体来说也要求具有良好的防水特性。然而，如果沿配合方向挤压衬垫，衬垫因衬垫的反作用力而沿壳体被打开的方向 持续地施加很大的挤压力。因此，需要确保所需的壳体强度。然而，小型壳体的强度可能不 够。而且，随着壳体在衬垫的挤压力下被打开，衬垫的压缩量(compression amount)即减 小。因此，即使壳体的打开量很小，仍可能使防水性能降低。另外，衬垫与壳体之间可能存 在的摩擦力可能使壳体难以组装。而且，衬垫通常是沿壳体的外周缘框架状地设置的。然 而，如果壳体的外周缘具有复杂的形状，将不能适当地压缩衬垫，由此很难确保期望的防水 特性。当在小型电子装置等中使用上述密封构件时可类似地发生这种问题。
发明内容
根据实施例，防水壳体包括第一壳体部和第二壳体部。第一壳体部具有开口，沿该 开口设置有衬垫。衬垫具有本体部和从本体部凸出的边缘部。第二壳体部与第一壳体部相 对地设置。第二壳体部具有平坦面和倾斜面。第二壳体部的倾斜面与衬垫的边缘部接触， 并且衬垫的本体部与第二壳体的平坦面接触。将认识到，前面的概述和下面的详细描述是示例性的，而不限制要求保护的本发明。
通过下面参照附图所作的实施例的描述，本发明的上面的和其它的特征及优点将 变得明显，其中图1是示意性地示出包括根据本发明的第一实施例的防水结构的移动电话的构 造的立体图2是沿图1中的线A-A剖开的剖视图；图3是沿图1中的线B-B剖开的剖视图；图4是沿图1中的线C-C剖开的剖视图；图5A和图5B是衬垫的周缘和倾斜面的放大示意图，其示出了相互分离时的第一壳体部与第二壳体部；图6是衬垫的周缘和倾斜面的放大示意图，其示出了相互组合时的第一壳体部和第二壳体部；图7A和图7B是示出防水结构的元件的尺寸的视图；图8A至图8C是示出第二壳体部相对于第一壳体部被挤压的量与边缘部所施加的 反作用力之间的关系的图表；图9是示出比较例中的衬垫的周缘的视图；以及图IOA至图IOC是根据本发明的第二衬垫的平面图和该衬垫的放大图。
具体实施例方式下面将参考附图描述本发明的示例性实施例。在附图中，元件的尺寸、比例等可能 未被示为与实际的元件完全一致。而且，在一些附图中省略了细部。图1是包括根据本发明的第一实施例的用于壳体的防水结构(下文中简称作“防 水结构”)的移动电话1的立体图。移动电话1是根据本发明的电子装置的实例。而且，图 2是沿图1中的线A-A剖开的剖视图。图3是沿图1中的线B-B剖开的剖视图。而且，图4 是沿图1中的线C-C剖开的剖视图。另外，图5B是设置在第一壳体部110中的衬垫30的 周缘的放大示意图，并且图5A是形成在第二壳体部120上的倾斜面120b，图5A和图5B示 出了第一壳体部110与第二壳体部120分离的状态。在示出第一壳体部110与第二壳体部120组合的图6中，示出了搭接的边缘部30b 与第二壳体部120。然而，边缘部30b实际上在内侧向下倾斜。如图1所示，移动电话1包括可开闭的壳体100和固定的壳体200，并且移动电话 1可折叠。可开闭的壳体100和固定的壳体200均包括下述的防水结构。如图2和图3所示，可开闭的壳体100具有包括开口的第一壳体部110，衬垫安装 部1 IOa形成在该开口中，框架状衬垫30设置在衬垫安装部1 IOa上。第一壳体部110具有 配合表面IlOb配合表面IlOb抵靠设置在下述的第二壳体部120上的配合表面120a。配合 表面IlOb设置于第一壳体部110的整个周缘。安装有电子元件的基板140容置在第一壳体部110内。而且，可开闭的壳体100具有与第一壳体部110相对设置的第二壳体部120，第二 壳体部与设置在第一壳体部110上的衬垫30紧密接触。第二壳体部120包括抵靠设置在上 述第一壳体部110上的配合表面IlOb的配合表面120a。配合表面120a对应于与第一壳体 部110相对设置的根据本发明的平面部。如图5A所示，第二壳体部120包括倾斜面120b， 倾斜面120b有斜度从而相对于配合表面120a成角度θ 1。当第一壳体部110与第二壳体 部120组合在一起时，倾斜面120b与衬垫30接触。倾斜面120b设置于第二壳体部120的 整个周缘。透明面板130安装在第二壳体部120的上表面上。
衬垫30具有与第一壳体部110的外周形状相对应的框架状的本体部30a。衬垫30 安装在第一壳体部Iio中，使得本体部30a与设置在第一壳体部110中的衬垫安装部IlOa 紧密接触。在本实施例中，衬垫30与第一壳体部110分别地成型，并且衬垫30可移除地安 装在第一壳体部110上。然而，第一壳体部110与衬垫可使用公知的制造方法如嵌件成型 (insert molding)法或多色成型(multicolor molding)法一体地成型。衬垫30包括与第二壳体部120的倾斜面120紧密 接触的边缘部30b。边缘部30b 从本体部30a向第一壳体部110的内部延伸，从而相对于本体部30a的与第二壳体部120 的配合表面120a相对设置的相对面30c成角度θ 2。更具体地，如图5Β所示，边缘部30b 从本体部30a延伸，从而在边缘部30b的背面30bl与相对面30c之间形成角度θ 2。在此 角度θ 2优选不超过90°。角度θ 2也可为90°或者更大，但是不超过90°的角度θ 2允 许边缘部30b在倾斜面120b贴靠边缘部30b施压时容易地倾斜。在此，边缘部30b所形成的角度θ 2设定为大于第二壳体部120的倾斜面120b所 形成的角度θ 1。这种关系(θ ι < θ 2)允许边缘部30b与倾斜面120b搭接。因此，确保 了当第一壳体部110与第二壳体部120组合在一起时良好的防水特性。而且，边缘部30b的内周缘部30b2设置为与本体部30a的内周缘30al相比(亦 即沿图5B中的箭头D示出的方向)更靠近第一壳体部110的外侧。然而，仅在第一壳体部110与第二壳体部120相互分离时才必须维持边缘部30b 的内周缘部30b2与本体部30a的内周缘30al之间的这种关系。当第一壳体部110与第二 壳体部120如下所述地组合在一起时，边缘部30b被倾斜面120b挤压而倾斜。因此，内周 缘部30b2可被设置成当边缘部30b倾斜时，比本体部30a的内周缘30al更靠近内侧。边缘部30b的内周缘部30b2与本体部30a的内周缘30al之间的这种关系有利于 确保可开闭壳体100中的能够安装基板140等的安装面积。衬垫30在边缘部30b的根部具有槽。在本实施例中，衬垫30具有形成于边缘部 30b的内侧周缘的第一槽30d和形成于边缘部30b的外侧周缘的第二槽30e。在本实施例中，第一壳体部110与第二壳体部120可相互完全分离。第一壳体部 110与第二壳体部120例如通过铰链相互连接。第一壳体部110与第二壳体部120通过所谓的卡扣结构(snap fitstructure)组 合在一起，以使第二壳体部120的爪部120c与第一壳体部110如图2所示接合。现在将描述根据本实施例的衬垫30、第一壳体部110以及第二壳体部120的各元 件的尺寸、材料等。可依据产品，选择性地设定它们的尺寸、材料等。下面将描述一个实例。可使用公知的材料构造第一壳体部110。例如，上述材料可为丙烯腈丁二烯苯乙烯 树脂(ABS树脂)、聚碳酸酯树脂或包含ABS树脂和聚碳酸酯树脂的合成物。如果第一壳体 部110与衬垫30是一体地成型的，可选择任何能与衬垫30 —体成型的材料。与壳体的第一壳体部110相同，第二壳体部120的材料可为ABS树脂、聚碳酸酯树 脂或包含ABS树脂和聚碳酸酯树脂的合成物。或者，可使用聚酰胺树脂、玻璃纤维增强聚酰 胺树脂等。也可将公知的材料用作衬垫30。在本实施例中，使用含聚酯的热塑弹性体 (thermoplastic elastomer)。而且，材料的基本物理特性可从下面列出的范围中适当地选择。硬度5O至 75 ]压缩形变59至 65 [MPa]抗张强度6至9[MPa]熔点145至 165[°C ]熔化强度98至 265 [N/25mm]如上所述，衬垫30具有形成于边缘部30b的内侧周缘的第一槽30d和形成于边缘 部30b的外侧周缘的第二槽30e。第一槽30d和第二槽30e的形状和尺寸对边缘部30b向 内倾斜有影响。因此，对第一槽30d和第二槽30e的形状和尺寸进行调节，就让边缘部30b 的向内倾斜得到调节。在本实施例中，如图6中的衬垫30的截面所示，第一槽30d的深度dl设定为dl =0. 1匪。第二槽30e的深度d2设定为d2 = 0. 1匪。而且，边缘部30b的高度h (即从相对面30c到边缘部30b的顶部的高度h)设定 为 h = 0. 6mm。而且，边缘部30b与倾斜面120b之间的搭接量C可以适当地设定在从图7A中示 出的c = 0. 05mm到图7B中示出的c = 0. 45mm的范围内。在此，如图6所示，搭接量C设 定为从倾斜面120b延伸的线段Sl与平行于线段Sl并接触边缘部30b的顶部的线段S2之 间的距离。在角度θ 1不变的情况下，当第一壳体部110与第二壳体部120组合在一起时， 搭接量C增大则边缘部30b所施加的反作用力增大。配合表面120a与倾斜面120b之间的角度θ 1可适当地设置在从图7Α中示出的 角度θ1 = 30°到图7Β中示出的Θ1 = 10°的范围内。在搭接量C不变的情况下，第一 壳体部110与第二壳体部120组合在一起时的角度θ 1减小，则边缘部30b所施加的反作 用力增大。如果如图7A所示，搭接量C = 0. 05并且θ 1 = 30°，则可在诸如水深Im的水压 (IOkPa)条件下确保适当的防水特性。另一方面，如果如图7Β所示，搭接量C = O. 45并且 Θ1 = 10°，则可以确保适当的防水特性的充分裕度。在这种状态下，即使第一壳体部110 与第二壳体部120之间没有对齐或出现间隙，也能确保适当的防水特性。已描述了可开闭的壳体100的防水结构。如图4所示，固定的壳体200包括类似 的防水结构。即，固定的壳体200具有包括开口的第一壳体部210，衬垫安装部210a形成在 该开口中，框架状衬垫40设置在衬垫安装部210a上。而且，可开闭的壳体100具有与第一 壳体部210相对设置并与设置在第一壳体部210中的衬垫40紧密接触的第二壳体部220。因此，固定的壳体200的防水结构类似于可开闭的壳体100的防水结构，由此下文 不再详细地描述。第一壳体部210包括螺孔210a。第二壳体部220包括螺孔220a。组合在一起的 第一壳体部210和第二壳体部220通过螺栓240彼此固定。而且，电池盖230安装在第一 壳体部210上。现在将描述根据本实施例的防水结构的操作。图8A示出了第二壳体部120的倾斜面120b与边缘部30b的顶部接触的状态。图 8B示出了第一壳体部110与第二壳体部120组合在一起，即，第一壳体部110的配合表面IlOb与第二壳体部120的配合表面120a相接触。图8C是示出第二壳体部120需要被压入(以使图8A中示出的状态转变到图8B中示出的状态)的压入量与在状态转变过程中边缘 部30b所施加的反作用力之间的关系的图表。在此，压入量对应于配合表面IlOb与配合表 面120a之间的距离。图8A中示出的状态设定为初始(原始)状态。随后，随着图8A中示 出的状态下的配合表面120a越来越靠近配合表面110b，压入量随之增大。图8C示出了作为比较例的图9所示的防水结构中的反作用力的实例。在图8C中 比较例中的反作用力由虚线表示。在图9示出的防水结构中，通过使第二壳体部1300贴靠 安装在第一壳体部1100上的衬垫1200施压，来确保防水特性。在图8C的区域(a)中，当倾斜面120b贴靠边缘部30b施压时，本实施例的防水 结构中的边缘部30b被压扁(collapse)。因此，反作用力线性增大。随后，在图8C的区域 (b)中，被倾斜面120b挤压的边缘部30b逐渐倾斜。这时，边缘部30b略被压扁，但是压扁 量的增大率与区域(a)中的压扁量的增大率相比非常小。因此，区域(b)中的反作用力符 合图8C中示出的近似水平的轨迹。压入量增大超出区域(b)后进入区域(C)。随后，压扁 量的增大率再次与压入量一致地增加。因此，反作用力的增大率增加。根据本实施例的防水结构设计为，使得区域(b)中示出的反作用力能够在第一壳 体部110与第二壳体部120组合在一起时发挥作用。即，该防水结构设计为，使得与区域 (b)的末端对应的压入量能够在第一壳体部110与第二壳体部120组合在一起时发挥作用。 因此，即使当第二壳体部120略微悬置或者第一壳体部110与第二壳体部120没有对齐而 由此使得压入量变化时，反作用力也可保持大致相同。即，可稳定地施加挤压力，由此确保 适当的防水特性。而且，即使压入量减小，倾斜的边缘部30b动作以返回到初始状态，从而 顺应倾斜面120b。这也可起到维持适当的防水特性的作用。另一方面，即使在比较例中不具有带斜度的倾斜面的第二壳体部1300贴靠衬垫 1200施压，衬垫1200也不倾斜而仅被压扁。因此，衬垫1200的反作用力几乎与压入量成正 比增加。因此，当第一壳体部110与第二壳体部1300没有对齐时，反作用力且由此还有防 水特性即显著地变化。考虑到衬垫1200的这种特性，需要用于增大反作用力的设置来确保 适当的防水特性。然而，增大反作用力就增大了施加于第二壳体部1300上的力，由此就需 要确保第二壳体部1300的高强度。这不利于减小壳体尺寸。如上所述，根据本实施例的防水结构包括带斜度的倾斜面120b，带斜度的倾斜面 120b使边缘部30b倾斜。因此，确保了稳定的挤压力，从而提供了适当的防水特性。现在将参考图IOA-图IOC描述本发明的第二实施例。上述第一实施例中的防水 结构的倾斜面120b设置在第二壳体部120的整个周缘。在该整个周缘上，倾斜面120b与 配合表面120a之间的角度θ 1是相同的。相比之下，在第二实施例中，角度θ 1依据衬垫30上的位置而变化。原因如下所 述。除θ 1发生变化以外，第二实施例与第一实施例相同。因此，在第二实施例中使用与第 一实施例相同的附图标记。对这些部件的详细描述省略。如图IOA的平面图所示，衬垫30的形状为沿第一壳体部110的外周缘形状延展的 框架状。衬垫30具有多个凸起部分和四个角部。凸起部分相对于第一壳体部110的开口， 朝向第一壳体部110的内侧凸出。另一方面，角部相对于第一壳体部110的开口，从第一壳 体部110向外凸出。衬垫30在凸起部分被拉伸或在角部被压缩。因此在凸起部分以及角部的反作用力不同于在衬垫30的直线部分的反作用力。这使得施加于衬垫30的倾斜面120b 上的挤压力是不均勻的。如图IOB所示，第二壳体部120相对于框架状衬垫30的形状为向内凸出的部分的 角度θ 1设定为小于第二壳体部120相对于衬垫30的直线部分的角度。衬垫30在向内凸 出的部分被拉伸。因而反作用力减小。由此，倾斜面120b的角度Θ1设定为θ1-，以增大 施加于边缘部30b上的挤压力。因此，可使施加于向内凸出的部分上的挤压力的值更接近 施加于周围的直线部分上的挤压力的值。
其次，如图IOC的放大图所示，第二壳体部120相对于框架状衬垫30的形状为向 外凸出的部分的角度θ 1设定为大于第二壳体部120相对于衬垫30的直线部分的角度。衬 垫30在向外凸出的部分被挤压。从而，反作用力增大。由此，倾斜面120b的角度Θ1设定 为θ 1+，以降低施加于边缘部30b上的挤压力。因此，可使施加于向内凸出的部分上的挤压 力的值更接近施加于周围的直线部分上的挤压力的值。上述衬垫30可整体上受到均勻的挤压力。因此，可提高防水特性。在此引用的所有的实例和条件语句旨在用于教示的目的，以帮助读者理解本发明 和发明人为推进技术所提出的概念，并应诠释为不限于这些具体引用的实例和条件，并且 说明书中的这些实例的组合不涉及用来表明本发明的优劣。尽管对本发明的多个实施例进 行了详细地描述，但是应该认识到，在不偏离本发明的原理和范围的情况下可对本发明进 行各种修改、替换以及变型。
权利要求
一种防水壳体，包括第一壳体部，其包括开口，沿所述开口设置有衬垫，所述衬垫包括本体部和从所述本体部凸出的边缘部；以及第二壳体部，其与所述第一壳体部相对设置，所述第二壳体部包括平坦面和倾斜面；其中，所述第二壳体部的倾斜面与所述衬垫的边缘部接触；并且所述衬垫的本体部与所述第二壳体部的平坦面接触。
2.根据权利要求1所述的防水壳体，其中所述边缘部构造为，所述边缘部相对于所述 本体部的与所述第二壳体部的平坦面接触的表面的角度等于或小于90度。
3.根据权利要求2所述的防水壳体，其中所述边缘部的所述角度大于所述第二壳体部 的倾斜面相对于所述第二壳体部的平坦面的角度。
4.根据权利要求1所述的防水壳体，其中所述衬垫包括设置在所述边缘部的根部的槽。
5.根据权利要求3所述的防水壳体，其中所述衬垫包括直线部分和相对于所述第一壳 体部的开口的凸起部分；并且所述第二壳体部的面向所述凸起部分的第一部分的倾斜面设定为具有比所述第二壳 体部的面向所述直线部分的第二部分更小的角度。
6.根据权利要求3所述的防水壳体，其中所述衬垫包括直线部分和相对于所述第一壳 体部的开口的凹陷部分；并且所述第二壳体部的面向所述凹陷部分的第一部分的倾斜面设定为具有比所述第二壳 体部的面向所述直线部分的第二部分更大的角度。
7.根据权利要求1所述的防水壳体，其中，在所述第二壳体部的倾斜面与所述衬垫的 边缘部接触之前，所述边缘部的端部位于所述衬垫的本体部的内周缘的外侧。
8.根据权利要求1所述的防水壳体，其中所述衬垫与所述第一壳体部一体地成型。
9.一种电子装置，其中安装有防水壳体，所述防水壳体包括第一壳体部，其包括开口，沿所述开口设置有衬垫，所述衬垫包括本体部和从所述本体 部凸出的边缘部；以及第二壳体部，其与所述第一壳体部相对设置，所述第二壳体部包括平坦面和倾斜面； 其中，所述第二壳体部的倾斜面与所述衬垫的边缘部接触，而所述衬垫的本体部与所 述第二壳体的平坦面接触。
全文摘要
一种防水壳体，包括第一壳体部和第二壳体部。第一壳体部具有开口，沿该开口设置有衬垫。衬垫具有本体部和从本体部凸出的边缘部。第二壳体部与第一壳体部相对设置。第二壳体部具有平坦面和倾斜面。第二壳体部的倾斜面与衬垫的边缘部接触，而衬垫的本体部与第二壳体部的平坦面接触。即使第一壳体部与第二壳体部之间没有对齐或出现间隙，本发明也能确保适当的防水特性。
文档编号H05K5/06GK101808486SQ20101011431
公开日2010年8月18日 申请日期2010年2月20日 优先权日2009年2月16日
发明者井手康浩, 山口慎吾, 渡边谕, 长乐公平 申请人:富士通株式会社