气密电气插座 【技术领域】
本发明涉及一种水密和/或气密电气插座。特别地，本发明涉及一种用于便携电子装置的水密和/或气密电气插座。
背景技术
电气插座和插头系统在需要通过电来充电的便携电子装置中是常见的。然而，插头通常被插入的插座的开口容易受到污染、潮湿以及其它可能阻碍插头-插座系统的操作的有害影响的影响。因此，重要的是通过提供保护插座和插头不受上述缺陷影响的密封来保护插头-插座系统。
Cairns的文献US 4948377示出了一种气囊，其能够用于当电气装置淹没在水中时保护电气装置。该文献这里作为参考而被引用。在US4948377中，为插座-插头系统提供了一种保护插座-插头系统受高压盐水影响的密封。这些根据现有技术的密封在结构上是弹性并且是环形的，并且保护不受盐水的对称静压的影响。即，对称压力意味着在施加对称压力的表面上，压力是均匀的。密封的环状具有明显的缺陷，即如果密封受到非对称压力，则该密封将在压力最强的地方受到的压缩较强，而在压力较少的地方将较松。利用橡胶圈能够对该影响进行试验，如果从两侧按压，则其将趋于通过从被按压的侧压缩而表现出卵形形状，并且从其没有被按压的侧凸起。即，非对称压力意味着在施加压力的表面的某些点处，压力是非均匀的。
参考文献
US 4948377，James L.Cairns，“Submersible electrical connector”
EP 05028777.0
【发明内容】
研究的本发明涉及一种用于即使在非对称压力情况下有效地密封插座-插头系统的系统和方法。
本发明的进一步目标是给出一种用于插座和插头系统的水密和/或气密密封，其将继续密封插头-插座系统，而不管密封或者电子设备接收非对称压力或对称压力的方向。
本发明的一个方面包括密封元件，其被成形为弧形，并且被布置为仅密封插座-插头界面的周边的一部分。当该弧形元件经受由非对称压力引起的力时，其将仅将该力机械地中继(relay)到被布置密封的插座-插头界面的周边的部分。其将不进一步地中继机械力。这样，任何外部非对称压力的机械影响将仅仅被限制为增加该特定密封元件的周边的部分中的密封的压力，从而更进一步地绷紧该密封。这样，避免了任何环形结构的一些部分中的放松压力的可能的二次机械响应。
根据本发明的另一方面，在专门的外壳中实现本发明的密封，其中电气装置被布置为被插入。外壳将具有用于插座的开口，并且该开口被利用本发明的密封进行密封。电气装置的电气插座仅与外壳中的插座开口对齐，从而通过该开口以及该密封可以将插头插入，以给电气装置充电。如果该外壳被利用，例如手指按压，导致非对称压力，则该密封将通过利用特殊可压缩压力重定向元件将非对称压力重定向到插座-插头界面的周边的某些部分来保持密封。
本发明的前述优点中的所有或一些通过具有前述密封的电气插座、或者用于具有前述密封的电气装置地外壳而自然地获得，其中至少密封或者至少一个密封元件由塑料或者硅树脂模制和/或注射成型来制造。
在用于利用插座容纳插头的电气设备中实现的根据本发明的电气插座进一步包括密封，并且
该密封由至少两个密封元件构成，并且被布置为密封插座开口，
插头被布置为通过密封穿过开口并且其特征在于，
在电气设备上有压力的情况下，至少一个密封元件被布置为相对于纵向插头轴径向压缩从而紧绷插座的密封，
至少一个元件占据插座开口周边的少于整个周边的部分或弧形。
根据本发明的外壳被布置为容纳电气设备，其包括用于电气插头的开口；以及用于开口的密封，并且其特征在于，电气设备的插座和外壳的密封都被布置为形成前述的电气插座。
产生前述的根据本发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过模制和/或注射成型来制造。
如前面三段中所描述的插头和插座界面的紧固(secure)方法。
紧固根据本发明的插头和插座界面的方法包括以下步骤，
按压电气设备或其外壳，
至少一个密封元件经受由按压或者其一部分引起的力，
密封元件进一步机械地定向由按压或者其一部分引起的力，
将由按压引起的重定向的力导向插座的周边的一部分，
插座的周边的部分由于由按压引起的增加的重定向的力被相对于插头表面更强烈地按压。
除了并且参考前述优点获得实施例，本发明的最佳模式被认为是使用若干被应用于到诸如移动电话或计算机鼠标的便携电子装置的电气插座-插头系统的周边的不同部分的密封元件，以在非对称压力条件下进行保护。
【附图说明】
在下文中，本发明将根据附图参考示例性实施例进行更详细的描述，在附图中
图1作为机械力图示出发明的插座密封的实施例。
图2示出根据本发明的发明性插座密封的进一步发展的实施例20。
图3作为流程图示出根据本发明而执行对密封和密封元件进行布置的方法的实施例30。
图4作为框图示出根据本发明的在用于电气装置的外壳中使用的发明的插座密封的进一步发展的实施例40。
图5作为框图示出根据本发明的整合到电气装置中的发明的插座密封的实施例50。
图6示出用于将本发明的密封和开口制造到球形外壳500的实施例60。
实施例中的一些在从属权利要求中描述。
【具体实施方式】
图1示出电气插座开口100。通常在电气设备中实现开口和开口后面的插座腔以利用插座容纳插头。根据本发明，电气设备能够是任何的移动电话、腕表、钟表、照相机、音乐播放器、电刮胡刀、或者任何便携电气装置。在一些实施例中，电气设备是如在这里引用作为参考的申请人的EP 05028777.0中所描述的球形鼠标。在本发明的其它实施例中，例如，电气设备可以是诸如远程控制的任何有线或者无线控制装置。
开口进一步由密封覆盖或者对齐，该密封由两个密封元件200和210构成。在图1中，开口处于“打开”状态，即插座已经被插入，或者密封被从开口中拉走以露出插座开口100。在图1B中，密封元件200和210从周围覆盖插座开口100，即，这是插座密封的闭合状态。
插头被布置为通过将密封元件200、210从图1B的闭合位置推到图1的打开位置而穿过密封。在穿过密封200、210之后，插头被布置为继续穿过开口100到达插座腔并且开始为电气设备充电。
在电气设备的压力的情况下，至少一个密封元件200、210被布置为相对于纵向插头轴径向压缩，从而紧绷插座的密封。在图1中，力矢量400在示出的箭头的方向上施加压力，推弧形的密封元件200。根据本发明，在该实施例中，密封元件的形状为弧形，但是在其它实施例中，密封元件可以被实现为任何可压缩形状。至少一个元件200和/或210占据插座开口100周边的少于整个周边的部分或者弧。而且，至少一个密封元件200和/或210通常由诸如橡胶、硅树脂和或塑料的弹性材料制成。现在随着密封元件200被利用力400推动，其将借助于其弹性在箭头440、430的方向上弯曲得更开。施加的压力400的净结果是压缩力挤压插座开口并且紧绷密封并且增强密封效果，其中，所述压缩力如箭头410、420表示的向下并且向内500、510。密封元件200和210中的张力可以被布置为使得开口100在其静止状态中由密封闭合，如图1B中所示。
在一些实施例中，至少一个密封元件200、210具有弧形形状。根据本发明，其它形状也是可能的。然而，在其当前位置和形状中，弧形元件200和210的外部周边与插座开口100周边形成界面，并且弧形元件200、210的内周边从插座开口100周边向外地定向。密封元件200、210的外周边被布置为当外力试图增大密封元件200、210的弧的内周边时，从其接触表面300、310的侧面对插座开口100周边和/或插头施加额外压力。类似地，密封元件的外周边被布置为当外力试图减小弧的内周边时，从其接触表面300、310的中间对插座开口100周边和/或插头施加额外的压力。这样，压力改变将被限制到每个密封元件200、210的周边部分，并且不会影响开口100的整个周边。分布压力的不同的密封元件形状和机制也是符合本发明的。
在一些实施例中，密封200、210被布置为当插头被通过密封插入时为水密和/或气密的。此外，在一些实施例中，密封200、210被布置为当在插座中没有插头时是水密和/或气密的。
插座能够符合用于电气插座和/或插头的US、欧洲、UK、澳大利亚、日本或任何其它标准。而且10和11的类型的超过一个实施例能够被布置为形成容纳超过1个插头的整体插座。清楚的是，任何适于配合本发明的插座的电气插头也符合本发明。
图2示出由四个密封元件200、210、220和230保护的插座开口100。这些密封元件中的所有与图1中描述的密封元件200、210类似地工作，不同之处在于他们占据了开口100的周边的更小部分。在该实施例中，每个密封元件被布置为占据90度的部分。然而，可能的是，任何任意数目的密封元件200、210、220和230能够被用于实现密封。还可能的并且符合本发明的是，密封元件200、210、220和230占据不同大小的周边的部分，例如，180、60、60和60度的部分。根据本发明，在该实施例中，密封元件的形状是弧形，但是在其它实施例中，密封元件可以被实现为任何可压缩形状。
图3示出在如前面的图1、1B和2中描述的电气设备的使用过程中紧固插头和插座界面的方法。在阶段31中，电气设备被用例如手指按压，导致非对称压力；或者用流体按压，导致均匀的对称静力学压力，或者被以上两者按压。在阶段32中，至少一个密封元件经受由所述压力或者前述压力的一部分引起的力。在阶段33中，密封元件将由压力或者其一部分引起的力进一步机械地导向。除了执行密封作用之外，密封元件还能用作机械压力和力的中继站。在阶段34中，由压力引起的重定向的力被导向插座的周边的一部分。周边的该部分可以是0-360度之间的任何部分。并且，也不需要周边必须为圆形，插座的周边也可以是方形、三角形或任何形状。在阶段35中，由于之前由密封元件上的压力引起的重定向的力导致插座的周边的该部分被相对于插头表面更强烈地按压。
图4示出被布置为容纳电气设备500的外壳600，其包括用于电气插头700的开口100和用于开口的密封200、210、220、230。在本实施例中，电气设备是具有天线530的无线通信装置500。装置500可以具有屏幕和键盘520，并且在一些实施例中，其能够从外壳中移除。外壳通常由诸如橡胶、硅树脂和/或塑料的弹性材料制成。
电气设备500的插座110和保护插座开口100的外壳200、210、220、230的密封被布置为形成电气插座，其如结合前面附图所描述的那样被覆盖。在外壳600上有压力的情况下，至少一个密封元件200、210、220、230被布置为相对于纵向插头700轴径向压缩，从而如前所述紧绷插座110的密封200、210、220、230。如结合前面附图所说明的，通过将机械压力重定向并且将其限制到与密封元件相对应的开口100的周边的部分，密封元件200、210、220、230与对称和非对称压力起反作用。
在一些实施例中，外壳600具有球的形状。在其它实施例中，电气设备500可以是由外壳600覆盖的计算机鼠标，并且相当于如申请人的EP 05028777.0中所描述的方案。在其它实施例中，电气设备500可以是例如腕表、钟表、照相机、音乐播放器、电刮胡刀或者任何根据本发明的便携电气装置。而且，例如，在本发明的其它实施例中，电气设备可以是诸如远程遥控的任何有线或者无线控制装置。
插头700通常是圆柱形，但是也可以是利用与根据本发明的密封元件200、210、220和230实施的任何插头700和插座110形状。在一些实施例中，密封元件200、210、220和230以及外壳600通常给电气设备500提供水密和/或气密密封。
图5示出具有插座110、插座开口100和由前述密封元件200、210、220和230构成的密封。在该实施例中，电气设备500是诸如移动电话的移动无线通信装。在其它实施例中，电气设备500可以是例如腕表、钟表、照相机、音乐播放器、电刮胡刀或者任何根据本发明的便携电气装置。然而密封元件200、210、220和230能够用于在任何无线便携装置，或者包括但是不限于墙插座和插头的任何用于该类的插座或插头上实现水密和/或气密密封。
在很多实施例中，插座110、插头700和/或密封200、210、220、230的所有或一些部分通过模制和/或注射成型由诸如橡胶、硅树脂和/或塑料的已知材料制造。
在图6中，在阶段71中示出外壳500和密封元件200、210、220、230。在阶段72中，外壳500被压缩并且对密封200、210、220和230进行切割100。当外壳500被恢复到其原始形状时，切割100将形成开口100。在一些实施例中，利用弧形元件200、210、220、230，开口100在阶段73中被压缩到闭合和/或比在阶段72中更紧的状态。
在上面已经参考上述实施例说明了本发明，并且已经示出了若干商业和工业优点。本发明的方法和布置允许当在插座110中没有插头700以及当插头700位于插座110中时，即使在例如当用手指按压时的非对称压力条件下，以水密和/或气密的方式密封插座开口。
已经在上面参考上述实施例说明了本发明。然而，清楚的是，本发明不仅限于这些实施例，而是包括发明思想和所附权利要求的精神和范围内的所有可能实施例。