專利名稱：氣密電氣插座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水密和/或氣密電氣插座。特別地，本發(fā)明涉及一 種用于便攜電子裝置的水密和/或氣密電氣插座。
背景技術(shù)：
電氣插座和插頭系統(tǒng)在需要通過電來充電的便攜電子裝置中是常 見的。然而，插頭通常被插入的插座的開口容易受到污染、潮濕以及 其它可能阻礙插頭-插座系統(tǒng)的操作的有害影響的影響。因此，重要的 是通過提供保護插座和插頭不受上述缺陷影響的密封來保護插頭-插座 系統(tǒng)。
Cairns的文獻(xiàn)US 4948377示出了一種氣囊，其能夠用于當(dāng)電氣裝置 淹沒在水中時保護電氣裝置。該文獻(xiàn)這里作為參考而被引用。在US 4948377中，為插座-插頭系統(tǒng)提供了一種保護插座-插頭系統(tǒng)受高壓鹽 水影響的密封。這些根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的密封在結(jié)構(gòu)上是彈性并且是環(huán)形 的，并且保護不受鹽水的對稱靜壓的影響。即，對稱壓力意味著在施 加對稱壓力的表面上，壓力是均勻的。密封的環(huán)狀具有明顯的缺陷， 即如果密封受到非對稱壓力，則該密封將在壓力最強的地方受到的壓 縮較強，而在壓力較少的地方將較松。利用橡膠圈能夠?qū)υ撚绊戇M(jìn)行 試驗，如果從兩側(cè)按壓，則其將趨于通過從被按壓的側(cè)壓縮而表現(xiàn)出 卵形形狀，并且從其沒有被按壓的側(cè)凸起。g卩，非對稱壓力意味著在 施加壓力的表面的某些點處，壓力是非均勻的。
參考文獻(xiàn).
US 4948377, James L. Cairns, "Submersible electrical connector" EP 05028777.0

發(fā)明內(nèi)容
研究的本發(fā)明涉及一種用于即使在非對稱壓力情況下有效地密封 插座-插頭系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明的進(jìn)一步目標(biāo)是給出一種用于插座和插頭系統(tǒng)的水密和/ 或氣密密封，其將繼續(xù)密封插頭-插座系統(tǒng)，而不管密封或者電子設(shè)備 接收非對稱壓力或?qū)ΨQ壓力的方向。
本發(fā)明的一個方面包括密封元件，其被成形為弧形，并且被布置 為僅密封插座-插頭界面的周邊的一部分。當(dāng)該弧形元件經(jīng)受由非對稱
壓力引起的力時，其將僅將該力機械地中繼(relay)到被布置密封的 插座-插頭界面的周邊的部分。其將不進(jìn)一步地中繼機械力。這樣，任 何外部非對稱壓力的機械影響將僅僅被限制為增加該特定密封元件的
周邊的部分中的密封的壓力，從而更進(jìn)一步地繃緊該密封。這樣，避 免了任何環(huán)形結(jié)構(gòu)的一些部分中的放松壓力的可能的二次機械響應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在專門的外殼中實現(xiàn)本發(fā)明的密封，其 中電氣裝置被布置為被插入。外殼將具有用于插座的開口，并且該開 口被利用本發(fā)明的密封進(jìn)行密封。電氣裝置的電氣插座僅與外殼中的 插座開口對齊，從而通過該開口以及該密封可以將插頭插入，以給電 氣裝置充電。如果該外殼被利用，例如手指按壓，導(dǎo)致非對稱壓力， 則該密封將通過利用特殊可壓縮壓力重定向元件將非對稱壓力重定向 到插座-插頭界面的周邊的某些部分來保持密封。
本發(fā)明的前述優(yōu)點中的所有或一些通過具有前述密封的電氣插 座、或者用于具有前述密封的電氣裝置的外殼而自然地獲得，其中至 少密封或者至少一個密封元件由塑料或者硅樹脂模制和/或注射成型來 制造。
6在用于利用插座容納插頭的電氣設(shè)備中實現(xiàn)的根據(jù)本發(fā)明的電氣
插座進(jìn)一步包括密封，并且
該密封由至少兩個密封元件構(gòu)成，并且被布置為密封插座開口， 插頭被布置為通過密封穿過開口并且其特征在于， 在電氣設(shè)備上有壓力的情況下，至少一個密封元件被布置為相對
于縱向插頭軸徑向壓縮從而緊繃插座的密封，
至少一個元件占據(jù)插座開口周邊的少于整個周邊的部分或弧形。
根據(jù)本發(fā)明的外殼被布置為容納電氣設(shè)備，其包括用于電氣插頭 的開口；以及用于開口的密封，并且其特征在于，電氣設(shè)備的插座和 外殼的密封都被布置為形成前述的電氣插座。
產(chǎn)生前述的根據(jù)本發(fā)明的插座的方法的特征在于，插座和/或密封 的全部或一些部分通過模制和/或注射成型來制造。
如前面三段中所描述的插頭和插座界面的緊固(secure)方法。
緊固根據(jù)本發(fā)明的插頭和插座界面的方法包括以下步驟， 按壓電氣設(shè)備或其外殼，
至少一個密封元件經(jīng)受由按壓或者其一部分引起的力， 密封元件進(jìn)一步機械地定向由按壓或者其一部分引起的力， 將由按壓引起的重定向的力導(dǎo)向插座的周邊的一部分， 插座的周邊的部分由于由按壓引起的增加的重定向的力被相對于 插頭表面更強烈地按壓。
除了并且參考前述優(yōu)點獲得實施例，本發(fā)明的最佳模式被認(rèn)為是 使用若干被應(yīng)用于到諸如移動電話或計算機鼠標(biāo)的便攜電子裝置的電 氣插座-插頭系統(tǒng)的周邊的不同部分的密封元件，以在非對稱壓力條件 下進(jìn)行保護。


在下文中，本發(fā)明將根據(jù)附圖參考示例性實施例進(jìn)行更詳細(xì)的描 述，在附圖中
圖l作為機械力圖示出發(fā)明的插座密封的實施例。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明性插座密封的進(jìn)一步發(fā)展的實施例20。
圖3作為流程圖示出根據(jù)本發(fā)明而執(zhí)行對密封和密封元件進(jìn)行布 置的方法的實施例30。
圖4作為框圖示出根據(jù)本發(fā)明的在用于電氣裝置的外殼中使用的 發(fā)明的插座密封的進(jìn)一步發(fā)展的實施例40。
圖5作為框圖示出根據(jù)本發(fā)明的整合到電氣裝置中的發(fā)明的插座 密封的實施例50。
圖6示出用于將本發(fā)明的密封和開口制造到球形外殼500的實施例60。
實施例中的一些在從屬權(quán)利要求中描述。
具體實施例方式
圖i示出電氣插座開口ioo。通常在電氣設(shè)備中實現(xiàn)開口和開口后
面的插座腔以利用插座容納插頭。根據(jù)本發(fā)明，電氣設(shè)備能夠是任何 的移動電話、腕表、鐘表、照相機、音樂播放器、電刮胡刀、或者任 何便攜電氣裝置。在一些實施例中，電氣設(shè)備是如在這里引用作為參
考的申請人的EP 05028777.0中所描述的球形鼠標(biāo)。在本發(fā)明的其它實 施例中，例如，電氣設(shè)備可以是諸如遠(yuǎn)程控制的任何有線或者無線控 制裝置。
開口進(jìn)一步由密封覆蓋或者對齊，該密封由兩個密封元件200和 210構(gòu)成。在圖l中，開口處于"打開"狀態(tài)，即插座已經(jīng)被插入，或 者密封被從開口中拉走以露出插座開口IOO。在圖1B中，密封元件200 和210從周圍覆蓋插座開口100，即，這是插座密封的閉合狀態(tài)。插頭被布置為通過將密封元件200、210從圖1B的閉合位置推到圖1 的打幵位置而穿過密封。在穿過密封200、 210之后，插頭被布置為繼 續(xù)穿過開口 IOO到達(dá)插座腔并且開始為電氣設(shè)備充電。
在電氣設(shè)備的壓力的情況下，至少一個密封元件200、 210被布置 為相對于縱向插頭軸徑向壓縮，從而緊繃插座的密封。在圖1中，力矢 量400在示出的箭頭的方向上施加壓力，推弧形的密封元件200。根據(jù) 本發(fā)明，在該實施例中，密封元件的形狀為弧形，但是在其它實施例 中，密封元件可以被實現(xiàn)為任何可壓縮形狀。至少一個元件200和/或210 占據(jù)插座開口100周邊的少于整個周邊的部分或者弧。而且，至少一個 密封元件200和/或210通常由諸如橡膠、硅樹脂和或塑料的彈性材料制 成?，F(xiàn)在隨著密封元件200被利用力400推動，其將借助于其彈性在箭 頭440、 430的方向上彎曲得更開。施加的壓力400的凈結(jié)果是壓縮力擠 壓插座開口并且緊繃密封并且增強密封效果，其中，所述壓縮力如箭 頭410、 420表示的向下并且向內(nèi)500、 510。密封元件200和210中的張 力可以被布置為使得開口100在其靜止?fàn)顟B(tài)中由密封閉合，如圖1B中所 示。
在一些實施例中，至少一個密封元件200、 210具有弧形形狀。根 據(jù)本發(fā)明，其它形狀也是可能的。然而，在其當(dāng)前位置和形狀中，弧 形元件200和210的外部周邊與插座開口 100周邊形成界面，并且弧 形元件200、 210的內(nèi)周邊從插座開口 IOO周邊向外地定向。密封元件 200、 210的外周邊被布置為當(dāng)外力試圖增大密封元件200、 210的弧的 內(nèi)周邊時，從其接觸表面300、 310的側(cè)面對插座開口 100周邊和/或插 頭施加額外壓力。類似地，密封元件的外周邊被布置為當(dāng)外力試圖減 小弧的內(nèi)周邊時，從其接觸表面300、 310的中間對插座開口 IOO周邊 和/或插頭施加額外的壓力。這樣，壓力改變將被限制到每個密封元件 200、 210的周邊部分，并且不會影響開口 IOO的整個周邊。分布壓力 的不同的密封元件形狀和機制也是符合本發(fā)明的。
9在一些實施例中，密封200、 210被布置為當(dāng)插頭被通過密封插入 時為水密和/或氣密的。此外，在一些實施例中，密封200、 210被布置 為當(dāng)在插座中沒有插頭時是水密和/或氣密的。
插座能夠符合用于電氣插座和/或插頭的US、歐洲、UK、澳大利 亞、日本或任何其它標(biāo)準(zhǔn)。而且10和11的類型的超過一個實施例能 夠被布置為形成容納超過1個插頭的整體插座。清楚的是，任何適于 配合本發(fā)明的插座的電氣插頭也符合本發(fā)明。
圖2示出由四個密封元件200、 210、 220和230保護的插座開口 100。這些密封元件中的所有與圖1中描述的密封元件200、 210類似 地工作，不同之處在于他們占據(jù)了開口 100的周邊的更小部分。在該 實施例中，每個密封元件被布置為占據(jù)90度的部分。然而，可能的是， 任何任意數(shù)目的密封元件200、 210、 220和230能夠被用于實現(xiàn)密封。 還可能的并且符合本發(fā)明的是，密封元件200、 210、 220和230占據(jù) 不同大小的周邊的部分，例如，180、 60、 60和60度的部分。根據(jù)本 發(fā)明，在該實施例中，密封元件的形狀是弧形，但是在其它實施例中， 密封元件可以被實現(xiàn)為任何可壓縮形狀。
圖3示出在如前面的圖1、 1B和2中描述的電氣設(shè)備的使用過程 中緊固插頭和插座界面的方法。在階段31中，電氣設(shè)備被用例如手指 按壓，導(dǎo)致非對稱壓力；或者用流體按壓，導(dǎo)致均勻的對稱靜力學(xué)壓 力，或者被以上兩者按壓。在階段32中，至少一個密封元件經(jīng)受由所 述壓力或者前述壓力的一部分引起的力。在階段33中，密封元件將由 壓力或者其一部分引起的力進(jìn)一步機械地導(dǎo)向。除了執(zhí)行密封作用之 外，密封元件還能用作機械壓力和力的中繼站。在階段34中，由壓力 引起的重定向的力被導(dǎo)向插座的周邊的一部分。周邊的該部分可以是 0-360度之間的任何部分。并且，也不需要周邊必須為圓形，插座的周 邊也可以是方形、三角形或任何形狀。在階段35中，由于之前由密封 元件上的壓力引起的重定向的力導(dǎo)致插座的周邊的該部分被相對于插
10頭表面更強烈地按壓。
圖4示出被布置為容納電氣設(shè)備500的外殼600，其包括用于電 氣插頭700的開口 100和用于開口的密封200、 210、 220、 230。在本 實施例中，電氣設(shè)備是具有天線530的無線通信裝置500。裝置500可 以具有屏幕和鍵盤520，并且在一些實施例中，其能夠從外殼中移除。 外殼通常由諸如橡膠、硅樹脂和/或塑料的彈性材料制成。
電氣設(shè)備500的插座IIO和保護插座開口 100的外殼200、 210、 220、 230的密封被布置為形成電氣插座，其如結(jié)合前面附圖所描述的 那樣被覆蓋。在外殼600上有壓力的情況下，至少一個密封元件200、 210、 220、 230被布置為相對于縱向插頭700軸徑向壓縮，從而如前所 述緊繃插座110的密封200、 210、 220、 230。如結(jié)合前面附圖所說明 的，通過將機械壓力重定向并且將其限制到與密封元件相對應(yīng)的開口 100的周邊的部分，密封元件200、 210、 220、 230與對稱和非對稱壓 力起反作用。
在一些實施例中，外殼600具有球的形狀。在其它實施例中，電 氣設(shè)備500可以是由外殼600覆蓋的計算機鼠標(biāo)，并且相當(dāng)于如申請 人的EP 05028777.0中所描述的方案。在其它實施例中，電氣設(shè)備500 可以是例如腕表、鐘表、照相機、音樂播放器、電刮胡刀或者任何根 據(jù)本發(fā)明的便攜電氣裝置。而且，例如，在本發(fā)明的其它實施例中， 電氣設(shè)備可以是諸如遠(yuǎn)程遙控的任何有線或者無線控制裝置。
插頭700通常是圓柱形，但是也可以是利用與根據(jù)本發(fā)明的密封 元{牛200、 210、 220和230實施的任何插頭700和插座110形狀。在 一些實施例中，密封元件200、 210、 220和230以及外殼600通常給 電氣設(shè)備500提供水密和/或氣密密封。
圖5示出具有插座110、插座開口 100和由前述密封元件200、210、220和230構(gòu)成的密封。在該實施例中，電氣設(shè)備500是諸如移動電話 的移動無線通信裝。在其它實施例中，電氣設(shè)備500可以是例如腕表、 鐘表、照相機、音樂播放器、電刮胡刀或者任何根據(jù)本發(fā)明的便攜電 氣裝置。然而密封元件200、 210、 220和230能夠用于在任何無線便 攜裝置，或者包括但是不限于墻插座和插頭的任何用于該類的插座或 插頭上實現(xiàn)水密和/或氣密密封。
在很多實施例中，插座IIO、插頭700和/或密封200、 210、 220、 230的所有或一些部分通過模制和/或注射成型由諸如橡膠、硅樹脂和/ 或塑料的已知材料制造。
在圖6中，在階段71中示出外殼500和密封元件200、 210、 220、 230。在階段72中，外殼500被壓縮并且對密封200、 210、 220和230 進(jìn)行切割I(lǐng)OO。當(dāng)外殼500被恢復(fù)到其原始形狀時，切割100將形成開 口 100。在一些實施例中，利用弧形元件200、 210、 220、 230，開口 100在階段73中被壓縮到閉合和/或比在階段72中更緊的狀態(tài)。
在上面已經(jīng)參考上述實施例說明了本發(fā)明，并且己經(jīng)示出了若干 商業(yè)和工業(yè)優(yōu)點。本發(fā)明的方法和布置允許當(dāng)在插座110中沒有插頭 700以及當(dāng)插頭700位于插座110中時，即使在例如當(dāng)用手指按壓時的 非對稱壓力條件下，以水密和/或氣密的方式密封插座開口。
已經(jīng)在上面參考上述實施例說明了本發(fā)明。然而，清楚的是，本 發(fā)明不僅限于這些實施例，而是包括發(fā)明思想和所附權(quán)利要求的精神 和范圍內(nèi)的所有可能實施例。
1權(quán)利要求
1.一種在電氣設(shè)備(500)中實現(xiàn)的電氣插座(110)，用于利用插座(110)容納插頭(700)，進(jìn)一步包括密封(200、210、220和230)，并且所述密封由至少兩個密封元件(200、210、220和230)構(gòu)成，并且被布置為密封插座開口(100)，所述插頭被布置為通過開口(100)穿過所述密封(200、210、220和230)，特征在于，在所述電氣設(shè)備(500)上有壓力的情況下，至少一個密封元件(200、210、220和230)被布置為相對于縱向插頭軸徑向壓縮，從而緊繃所述插座的密封，至少一個元件(200、210、220和230)占據(jù)所述插座開口(100)的周邊的少于整個周邊的部分或弧形。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電氣插座，特征在于，至少一個密封元 件(200、 210、 220和230)具有弧形的形狀和/或任何其它可壓縮形狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的電氣插座，特征在于，弧形元件(200、 210、 220和230)的外周邊與所述插座開口 (100)周邊形成界面，并 且所述弧形元件的內(nèi)周邊從所述插座開口周邊向外地定向。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2和3所述的電氣插座，特征在于，所述外周 邊被布置為當(dāng)外力試圖增大所述弧形的內(nèi)周邊時從其接觸表面(300、 310)的側(cè)面對所述插座開口 (100)周邊和/或所述插頭(700)施加額 外壓力。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2和3所述的電氣插座，特征在于，所述外周 邊被布置為當(dāng)外力試圖減小所述弧形的內(nèi)周邊時，從其接觸表面(300、310)的中間對所述插座開口 (100)周邊和/或所述插頭(700)施加額 外壓力。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電氣插座，特征在于，至少一個密封元 件(200、 210、 220和230)由彈性材料制成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電氣插座，特征在于，至少一個密封元 件(200、 210、 220和230)由橡膠、硅樹脂和/或塑料制成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電氣插座，特征在于，所述插座(110) 符合用于電氣插座(110)禾口/或插頭(700)的美國、歐洲、英國、澳 大利亞、日本或任何其它標(biāo)準(zhǔn)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電氣插座，特征在于，所述密封(200、 210、 220和230)被布置為，當(dāng)所述插頭(700)通過所述密封插入時 是水密和/或氣密的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電氣插座，特征在于，所述密封(200、 210、 220和230)被布置為，當(dāng)在所述插座(110)中沒有插頭(700) 時是水密和/或氣密的。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電氣插座，特征在于，所述電氣設(shè)備 (500)是球形鼠標(biāo)和/或任何其它無線控制裝置。
12. —種適于配合權(quán)利要求l所述的插座的電氣插頭。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電氣插座系統(tǒng)，特征在于，超過一個的 插座(100)被布置為形成容納超過一個的插頭(700)的整體插座。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的電氣插頭系統(tǒng)，特征在于，超過一個的插座(100)被布置為形成容納超過一個的插頭(700)的整體插座。
15. —種電氣插座，包括被布置用于容納電氣設(shè)備(500)的外殼 (600)，所述外殼包括用于電氣插頭(700)的開口 (100)以及用于所述開口的密封(200、 210、 220和230)，特征在于，所述電氣設(shè)備 (500)的插座(100)和所述外殼的密封被布置為形成權(quán)利要求l所述 的電氣插座。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的插座，特征在于，所述外殼(600)具 有球形。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的插座，特征在于，在所述外殼(600) 上有壓力的情況下，至少一個密封元件(200、 210、 220和230)被布 置為相對于縱向插頭(700)軸徑向壓縮，從而緊繃所述插座(110) 的密封(200、 210、 220和230)。
18. —種生產(chǎn)根據(jù)權(quán)利要求1或15所述的插座的方法，特征在于， 所述插座(110)、插頭(700)和/或密封(200、 210、 220和230)中 的全部或一些部分通過模制和/或注射成型來制造。
19. 緊固根據(jù)權(quán)利要求l中所述的插座和插頭界面的應(yīng)用。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19中所述的緊固插座和插頭界面的應(yīng)用，包括 以下步驟，按壓電氣設(shè)備或其外殼(31)， 至少一個密封元件經(jīng)受由壓力或其一部分引起的力， 密封元件機械地定向由所述壓力或其一部分引起的力， 將由所述壓力引起的重定向的力導(dǎo)向所述插座(34)的周邊的一 部分，由于由所述壓力(35)引起的增加的重定向的力，使所述插座的 周邊的部分相對于插頭表面被更強烈地按壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水密和/或氣密的電氣插座(110)。特別地，本發(fā)明涉及一種用于便攜電子裝置(500)的水密和/或氣密電氣插座(110)。本發(fā)明包括密封元件(200、210、220和230)，其被成形為弧形，并且被布置為僅密封插座-插頭界面(300、310)的周邊的一部分。當(dāng)該弧形元件經(jīng)受壓力時，其將由壓力引起的力僅機械地中繼到被布置密封的插座-插頭界面(300、310)的周邊的部分。其將不再進(jìn)一步中繼機械力。這樣，任何外部非對稱壓力的機械影響將僅被限制為增加特定密封元件(200、210、220和230)的周邊部分中密封的壓力，從而進(jìn)一步緊繃密封。本發(fā)明的方法和布置允許當(dāng)在插座(110)中沒有插頭(700)時，以及當(dāng)插頭(700)位于插座(110)中時，即使在當(dāng)例如使用手指進(jìn)行按壓時的非對稱壓力條件下也以水密和/或氣密方式對插座開口(100)進(jìn)行密封。
文檔編號H01R13/00GK101663798SQ200880009892
公開日2010年3月3日 申請日期2008年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日
發(fā)明者約翰尼斯·韋內(nèi)寧, 蒂莫·雷米斯 申請人:博爾-It公司