专利名称：电子装置的防水组件及其防水门的制作方法
技术领域：
本发明是与防水组件有关，特别是一种用于封闭电子装置壳体的开口的防水盖组 件。
背景技术：
于户外操作时，可携式电子装置，例如强固型笔记本电脑(Rugged Laptop Computer)在恶劣环境中容易被水泼溅。因此，可携式电子装置或强固型笔记本电脑必须具 备防水功能，以避免水份入侵内部，导致电子组件短路，进而造成可携式电子装置损坏。水份入侵可携式电子装置的途径有二。一、可携式电子装置的外壳是由多个构件 组合而成，各构件的接合处所形成的狭缝，成为水份渗漏的途径。二、壳体需要开设开孔，以 设置电连接埠，该些开孔及电连接埠成为水份入侵的路径。针对壳体上构件接合处的防水作业，是提高制作时的安全系数，加强各构件之间 的接合力，使接合处更为密合。并透过黏胶、密封环、或发泡填充物等填充于接合处，以消 除任何可能存在的间隙，以避免水份自接合处渗入。不同的吸水填充材，例如美国专利 US5852077及US5075373所揭露的化合物，更被应用于填充可能渗水的孔隙，同时吸收及阻 隔水份，以避免水份入侵壳体内部。中国台湾专利公开200722963号更进一步地将吸水性 材料固定于壳体内侧，以进一步吸收意外渗入壳体内部的水份，避免壳体的防水功能失效 后，水份立即造成电子装置的损坏。然而，前述的防水作业属于半永久性的防水，并壳体并 无法被任意拆解，以维持防水特性。针对连接埠及对应连接埠的开孔，前述的永久性防水作业便无法进行。由于开孔 必须于必要时开放，以供外部的电接头连接于电连接埠。因此，目前针对开孔及电连接埠的 防水，是透过盖体密封开孔，并于需要使用连接埠时取下盖体。参阅图1所示，习知技术中，用于密封开孔1的盖体2。盖体2的外周面套设弹性 套环3。当盖体2被放置于开孔1中时，套环可被压制于开孔的内壁上变形，形成阻隔以隔 离水份通过。参阅图2所示，为习知技术中另一种用于密封开孔4的盖体5，此盖体5直接以弹 性材料制成，其外径大于开孔4的内径。当盖体5被放置于开孔4中时，盖体5可被压缩变 形，而紧密地接触开孔4的内壁，以形成阻隔以隔离水份通过。于图1及图2中，当盖体2，5安装方式不良(例如未装设至正确的位置)，或是弹 性材料制成的组件破损时，水份仍会由盖体2，5及开孔1，4之间渗入，而直接导致电连接埠 短路，并进一步地渗入壳体200中导致电子装置的损坏。此外，防水效果取决于弹性套环3、盖体5与开孔1，4之间的接触压力。当接触压 力大时，防水效果亦提升。但接触压力增加安装、拆卸盖体2，5时的难度，且使弹性套环3 或弹性材料制成的盖体5容易破损。而接触压力小时，防水效果明显表现不良。是以，如何 改善电连接埠及其对应的开孔的防水措施，为制造强固型笔记本电脑等可携式电子装置时 所面临的技术课题。
发明内容
习知技术中，用以封闭壳体开孔的盖体，无法同时达成防水效果佳及使用寿命长 的要求。鉴于上述问题，本发明提出一种防水盖组件，可有效地延长使用寿命，又可达成良 好的防水效果。为了达成上述目的，本发明提出一种防水组件，包含壳体、外盖、吸水密封环及阻 隔密封环。壳体表面具有出入口，且出入口被内周面所环绕定义而成。外盖用以被放置于 出入口中，外盖具有环绕的外周面，且当外盖被放置于出入口中，外周面重合于出入口的内 周面。吸水密封环位于外周面及内周面之间，且吸水密封环包含可变形材料及吸水性材料， 藉以吸水而膨胀而接触内周面及外周面。阻隔密封环以弹性材料所制成，且阻隔密封环位 于外周面及内周面之间，以常态地被压缩而接触内周面及外周面。当水份渗漏时，阻隔密封 环可初步阻挡水份，待吸水密封环完全膨胀之后，吸水密封环可充分阻隔水份。本发明的功效在于，吸水密封环于接触水份后才膨胀形成阻隔。因此，于外盖安装 的过程中，可降低吸水密封环破损的机率，从而确保防水效果。
图1为习知技术中，防水组件的剖面示意图。图2为习知技术中，另一种防水组件的剖面示意图。图3及图4为本发明第一实施例中，防水组件的立体图，揭示防水门开启及关闭的 状态。图5为本发明第一实施例中，防水门的爆炸图。图6为本发明第一实施例中，防水门的立体图。图7为本发明第一实施例中，防水门及壳体的剖面示意图，揭示防水门开启的状 态。图8为本发明第一实施例中，防水门及壳体的剖面示意图，揭示防水门关闭的状 态。图9为图8中，A区域的放大示意图，揭示吸水密封环吸收水份前的状态。图10本发明第一实施例中，防水门及壳体的剖面示意图，揭示防水门关闭的状态。图11为图10中，B区域的放大示意图，揭示吸水密封环吸收水份前的状态。图12为本发明第一实施例中，防水门的另一应用例的立体图。图13及图14为本发明第一实施例中，防水组件的另一应用例的局部剖面示意图。图15为本发明第一实施例中，防水组件的又一应用例的剖面示意图。图16为本发明第一实施例中，防水组件的又一应用例的局部剖面示意图。图17及图18为发明第二实施例中，防水门及壳体的剖面示意图，揭示防水门开启 及关闭的状态。图19及图20为发明第三实施例中，防水门及壳体的剖面示意图，揭示防水门开启 及关闭的状态。图21为本发明第四实施例中，吸水密封环的局部立体图。
图22及图23为本发明第四实施例中，不同应用例的吸水密封环的局部立体图。图24为本发明第五实施例中，吸水密封环的剖面示意图。图25及图26为本发明第六实施例中，不同应用例的吸水密封环的局部剖面示意 图。
具体实施例方式请参阅图3及图4所示，为本发明第一实施例所揭露的一种防水组件，包含防水门 100及电子装置的壳体200。该壳体200表面具有出入口 210，且出入口 210由内周面220 所环绕定义而成。内周面220上更包含第一环状沟221及第二环状沟222。防水门100用 以被放置于出入口 210中，藉以封闭该出入口 210。电子装置的按键、开关、电连接头或可 拆卸式储存媒体装置(例如光驱)等电子组件，可通过此出入口 210被设置于壳体200中。 防水门100用以封闭出入口 210，以避免水份或灰尘损害前述电子组件。参阅图3、图4、图5及图6所示，防水门100包含吸水密封环110、阻隔密封环120 及外盖130。参阅图5及图6所示，外盖130的型态大致匹配于出入口 210。外盖130具有环绕 的外周面133，且外周面133具有第一环状嵌槽131及第二环状嵌槽132。外盖130透过连 接件134可移动地连接于壳体200，使外盖130可有限度地相对于壳体200的出入口 210移 动，或是枢接于出入口 210的边缘。其中，连接件134可为包含至少一个挠性片体的组件， 或是铰链。外盖130用以相对于出入口 210移动，而被置于出入口 210中。当外盖130被 放置于出入口 210时，外盖130的外周面133重合于出入口 210的内周面220，此时位于出 入口 210中的外盖130可封闭出入口 210，藉以保护通过出入口 210外露的电子组件。参阅图4及图5所示，吸水密封环110套设于外盖130的外周面133上，且固定于 第一环状嵌槽131中，从而固定吸水密封环110于外周面133上。阻隔密封环120套设于 外盖130的外周面133上，且固定于第二环状嵌槽132中，从而固定阻隔密封环120于外周 面133上。吸水密封环110包含可变形材料及吸水性材料。可变形材料可于受力后变形，吸 水性材料，例如吸水高分子聚合物(Absorbent Polymer,例如，聚丙烯酸钠、聚丙烯酸酯)， 可持续吸水至饱和并膨胀。具有吸水性材料之吸水密封环110可于吸收水份后膨胀，并吸 水性材料在饱和之前持续吸收周遭的水份。可变形材料与吸水性材料可在充分混合之后， 共同成形为吸水密封环110。成形吸水密封环110的过程中可进一步使可变形材料成形为 多孔隙结构，以利水份通过而被吸水性材料吸收。参阅图7、图8及图9所示，当外盖130被置入出入口 210中，内周面220重合外盖 130的外周面133并包围外盖130。此时，第一环状嵌槽131重合于第一环状沟221，而共 同形成封闭路径的管状空间。吸水密封环Iio位于外周面133及内周面220之间，且填充 于由第一环状嵌槽131及第一环状沟221构成管状空间。由于吸水密封环110尚未吸水膨 胀，因此吸水密封环110并未填满第一环状沟221。亦即，当吸水密封环110尚未吸水膨胀 之前，吸水密封环110突出于外盖130的外周面133的部分，其截面积小于第一环状沟221 的截面积，使吸水密封环110突出于外周面133的部分位于第一环状沟221但不受到挤压。阻隔密封环120以弹性材料所制成。该弹性材料可为橡胶、硅胶等可被压缩变形且可恢复的材料。当外盖130被置于出入口 210，使内周面220重合外盖130的外周面133 并包围外盖130，第二环状嵌槽132重合于第二环状沟222，而共同形成封闭路径的管状空 间。此时，阻隔密封环120位于外周面133及内周面之间，并填充于由第二环状嵌槽132及 第二环状沟222所共同形成的管状空间。阻隔密封环120突出于外盖130的部分，位于第二 环状沟222且被挤压，使阻隔密封环120常态地被压缩。被压缩的阻隔密封环120紧密地 接触第二环状沟222的表面，而与外周面220形成面接触。同时，被压缩的阻隔密封环120 也紧密地接触第二环状嵌槽132的表面，而与内周面133形成面接触，达成密封效果。第二 环状沟222的截面匹配阻隔密封环120的截面型态，且截面积小于阻隔密封环120突出于 外盖220部分的截面积，使阻隔密封环120于第二环状沟222中常态地被压缩，而产生足够 的接触压力。参阅图10及图11所示，当壳体200外部被水份泼溅，或壳体200被浸泡于水中时， 部分的水份可能渗透通过外盖130与内周面220之间。前述的水份被吸水密封环110的吸 水性材料吸收，使吸水密封环110膨胀。膨胀后的吸水密封环110充分地填满于第一环状 沟221中，并紧密地与第一环状沟221形成面接触，而于内周面220及外周面133构成一道 阻隔，同时，在吸水性材料饱和之前，仍可持续吸收渗入的水份。阻隔密封环120可在吸水 密封环110充分膨胀前阻隔水份，避免因吸水密封环110未充分膨胀而导致水份直接进入 壳体200中。此外，吸水密封环110系于接触水份后才膨胀形成阻隔。因此，于外盖130被 放置于出入口 210的过程中，可降低吸水密封环110破损的机率，从而确保防水效果参阅图6及图12所示，于第一实施例中，阻隔密封环120及吸水密封环110之相 对位置可任意互换。例如，可安排阻隔密封环120于外侧而吸水密封环110于内侧。透过 阻隔密封环120阻隔大多数水份后，仍旧渗漏的水份由吸水密封环110吸收并加以阻隔，如 图6所示。亦可安排吸水密封环110于外侧而阻隔密封环120于内侧，由吸水密封环110 先吸收水份膨胀以阻隔水份后，再由阻隔密封环120阻隔仍旧渗漏的水份，如图12所示。参阅图13及图14所示，于第一实施例中，第一环状沟221及第二环状沟222可被 省略，并使阻隔密封环120直接接触内周面220而常态地被压缩于内周面220及外周面133 之间，使得阻隔密封环110以面接触形式接触内周面220。吸水前的吸水密封环110可保持 未接触或是以低接触压力接触内周面220，如图13所示。当水份渗透通过外盖130与内周 面220之间，吸水密封环110将吸水膨胀，同时受压变形，而以面接触形式接触内周面220， 如图14所示。于本发明实施例中，吸水密封环110及阻隔密封环120套设于外盖130的外周面 133。而实际上只要能固定吸水密封环110及及阻隔密封环120于外盖130的外周面133 及出入口 210的内周面220之间，即可达成防水密封效果。请参阅图15及图16所示，为本发明第一实施例的变化例。吸水密封环110设置 于出入口 210的内周面220上，且固定于第一环状沟221中。阻隔密封环120设置于内周 面220，且固定于第二环状沟222中。外盖130用以被放置于出入口 210，使外周面133重合于内周面220。此时，吸水 密封环Iio突出于220内周面的部分位于第一环状嵌槽131中，而阻隔密封环120突出于 内周面220的部分位于第二环状嵌槽132中。吸水密封环110可随吸水性材料膨胀，而充 分填满于第一环状嵌槽131中，并紧密地与第一环状嵌槽131形成面接触，而构成一道阻隔。同时，阻隔密封环120突出于内周面220的部分，可被挤压于第二环状嵌槽132中，并 紧密地接触第二环状嵌槽132的表面，使阻隔密封环120常态地被压缩，而外盖130的外周 面133及出入口 210的内周面220形成面接触，达成密封效果。于本发明实施例中，吸水密封环除了吸收渗漏的水份之外，亦可透过其它路径吸 收水份先行膨胀，而直接达成阻隔效果。参阅图17及图18所示，为本发明第二实施例所揭露的一种防水组件，包含防水门 300及电子装置的壳体200a。该壳体200a表面具有出入口 210a，且出入口由内周面220a 所环绕定义而成。内周面220a上更包含第一环状沟221a及第二环状沟222a。防水门300 用以被放置于出入口 210a中，藉以封闭该出入口 210a。于壳体200a更包含一个或多个流体通道240a，设置于壳体200a的实体部分。流 体通道240a连接壳体200a外部及环绕出入口 210a的内周面220a，且流体通道240a连接 内周面220a的一端位于该第一环状沟221a。防水门300包含吸水密封环310、阻隔密封环320及外盖330。外盖330具有环绕 的外周面333，且该外周面333具有第一环状嵌槽331及第二环状嵌槽332。吸水密封环310套设于外盖330的外周面333上，且固定第一环状嵌槽331中，从 而固定吸水密封环310于外周面333上。阻隔密封环320套设于外盖330的外周面333上， 且固定第二环状嵌槽332中，从而固定阻隔密封环320于外周面333上。当外盖330被放置于出入口 210a中，外周面333重合于内周面220a，此时流体通 道240a连接内周面220a的一端对应于吸水密封环320。如壳体200a外部受到水份拨溅， 水份可透过流体通道240a流动至第一环状沟221a，而被吸水密封环310吸收。吸水密封环 110吸水并膨胀，而充分填满于第一环状沟221a及第一环状嵌槽331，而构成一道阻隔。同 时，阻隔密封环320突出于外盖330的外周面333的部分，可被挤压于第二环状沟222a中。 阻隔密封环320被压缩于第二环状沟222a及第二环状嵌槽332中，使阻隔密封环320以面 接触型态接触外盖330及壳体200a的内周面220a，达成密封效果。吸水密封环310及阻隔密封环320只需要设置于壳体200a的内周面220a及外盖 330之间，受压缩产生面接触即可达成防水密封效果，因此第二实施例的吸水密封环310及 阻隔密封环320亦可分别固定于壳体200a的第一环状沟341及第二环状沟342中，不限定 固定于外盖330上。参阅图19及图20所示，为本发明第三实施例所揭露的一种防水组件，包含防水门 400及电子装置的壳体200b。防水门400用以封闭封闭该壳体200b表面的出入口 210b。 防水门400包含吸水密封环410、阻隔密封环420、外盖430。第三实施例大致与第二实施例相同，其差异在于壳体200b的实体部分并无流体 通道，取代之地，外盖430更包含多个流体通道435，连通外盖430的外侧表面及外周面 433，且流体通道435连接于外盖430的外周面433的一端，位于该第一环状嵌槽431，而对 应于吸水密封环420。第二实施例及第三实施例亦可结合，使壳体及外盖皆具备流体通道，加速吸水密 封环的膨胀速率。于本发明前述各实施例中，吸水密封环为可变形材料及吸水性材料混合后成形。 但可变形材料及吸水性材料也可以分别成形后结合，或同时成形为互相结合的个别结构。
参阅图21所示，为本发明第四实施例所揭露的一种吸水密封环510，用于本发明 一个或多个实施例的防水门中。防水密封环510包含外套层511及吸水层512。外套层511以可变形材料所制成，且外套层511更多个狭缝511b，沿着防水密封环 510的径向局部地切开外套层511。吸水层512的一部分或全部为吸水性材料，吸水层512 被外套层511包覆。狭缝511b用以供水份通过外套层511，而被吸水层512吸收。吸收水 份之后的吸水层512膨胀而向外撑开外套层511，增加吸水密封环510的截面积。参阅图22及图23，于第四实施例中，狭缝511c，51 Id亦可沿着防水密封环510的 延伸方向切开，且狭缝511c，511d可为连续或是不连续设置。参阅图24所示，为本发明第五实施例所揭露的一种吸水密封环610，用于本发明 一个或多个实施例的防水门中。防水密封环610包含透水层613及吸水层612。透水层613以可变形材料所制成，且透水层613具备多个孔隙，用以供水份通过。 其中，透水层613可为不织布等纤维材料制成，具备可变形材料之特性且具备无数微小孔 隙。吸水层612的一部分或全部为吸水性材料，吸水层612被外套层611包覆，并透过孔隙 吸水膨胀。由于透水层613的材料可变形，因此透水层613可于吸水层612吸水膨胀后被 随着吸水层612变形。参阅图25所示，为本发明第六实施例所揭露的一种吸水密封环710，用于本发明 一个或多个实施例的防水门中。防水密封环710包含透水层713及吸水层712。吸水层712的一部分或全部为吸水性材料，填充于壳体200c的第一环状沟231c 或外盖的第一环状嵌槽731。透水层713覆盖于壳体200c的第一环状沟231c或外盖的第 一环状嵌槽731，而包覆吸水层712使吸水层712不会脱落。透水层713以可变形材料所制 成，且具备多个孔隙，用以供水份通过。由于透水层713的材料可变形，因此透水层713可 于吸水层712吸水膨胀后被随着吸水层712变形。
权利要求
一种防水门，其特征在于，包含外盖，具有环绕的外周面；吸水密封环，套设于该外盖的外周面上，且该吸水密封环包含可变形材料及吸水性材料，藉以吸水而膨胀；及阻隔密封环，以弹性材料所制成，套设于该外盖的外周面上。
2.根据权利要求1所述的防水门，其特征在于，该吸水性材料包含聚丙烯酸钠或聚丙烯酸酯。
3.根据权利要求1所述的防水门，其特征在于，该外盖更包含至少一个流体通道，连接 该外盖外部及该外周面，且该流体通道位于该外周面的一端对应于该吸水密封环。
4.根据权利要求3所述的防水门，其中该外周面具有第一环状嵌槽及第二环状嵌槽； 该吸水密封环固定于该第一环状嵌槽，且阻隔密封环固定于该第二环状嵌槽。
5.根据权利要求4所述的防水门，其特征在于，该吸水密封环包含吸水层，填充于该 第一环状沟，且该吸水层至少一部分为吸水性材料；及透水层，以该可变形材料所制成，且 该透水层具有多个孔隙，覆盖于该第一环状沟，固定吸水层并供水份通过以被该吸水层所 吸收。
6.根据权利要求4所述的防水门，其特征在于，该外盖更包含至少一个流体通道，连接 该外盖外部及该外周面，且该流体通道位于该外周面的一端位于该第一环状嵌槽中。
7.根据权利要求1所述的防水门，其特征在于，该吸水密封环为可变形材料及吸水性 材料混合后成形，且该多可变形材料成形为多孔隙结构。
8.根据权利要求1所述的防水门，其特征在于，该吸水密封环包含外套层，以该可变 形材料所制成，且该外套层具有至少一个狭缝，用以供水份通过；及吸水层，被该外套层包 覆，且该吸水层至少一部份以该吸水性材料所制成，用以吸收通过该狭缝的水份后膨胀。
9.根据权利要求1所述的防水门，其特征在于，该吸水密封环包含透水层，以该可变 形材料所制成，且透水层该具有多个孔隙，用以供水份通过；及吸水层，被该透水层包覆，且 该吸水层至少一部份以该吸水性材料所制成，用以吸收通过该透水层的水份后膨胀。
10.一种防水组件，其特征在于，包含壳体，其表面具有出入口，且该出入口被内周面 所环绕定义而成；外盖，用以被放置于该出入口中，该外盖具有环绕的外周面，且当该外盖 被放置于该出入口中，该外周面重合于该出入口的内周面；吸水密封环，位于该外周面及该 内周面之间，且该吸水密封环包含可变形材料及吸水性材料，藉以吸水而膨胀而接触该内 周面及该外周面；阻隔密封环，以弹性材料所制成，且该阻隔密封环位于该外周面及该内周 面之间，以常态地被压缩而接触该内周面及该外周面。
11.根据权利要求10所述的防水组件，其特征在于，该吸水性材料包含聚丙烯酸钠或 聚丙烯酸酯。
12.根据权利要求11所述的防水组件，其特征在于，该吸水密封环为可变形材料及吸 水性材料混合后成形，且该可变形材料成形为多孔隙结构。
13.根据权利要求10所述的防水组件，其特征在于，该壳体更包含至少一个流体通道， 连接该壳体外部及该内周面，且该流体通道位于该内周面的一端对应于该吸水密封环。
14.根据权利要求10所述的防水组件，其中该外周面具有第一环状嵌槽及第二环状嵌 槽；该吸水密封环固定于该第一环状嵌槽，且阻隔密封环固定于该第二环状嵌槽。
15.根据权利要求14所述的防水组件，其特征在于，该内周面更包含第一环状沟，重 合于该第一环状嵌槽，且该吸水密封环突出于该外周面的部分位于该第一环状沟；及第二环状沟，重合于该第二环状嵌槽，且该阻隔密封环突出于该外周面的部分位于该第二环状 沟且常态地被压缩。
16.根据权利要求10所述的防水组件，其特征在于，该内周面更包含第一环状沟及第 二环状沟；该吸水密封环固定于该第一环状沟，且阻隔密封环固定于该第二环状沟。
17.根据权利要求16所述的防水组件，其特征在于，该外周面更包含第一环状嵌槽， 重合于该第一环状沟，且该吸水密封环突出于该内周面的部分位于该第一环状嵌槽；及第 二环状嵌槽，重合于该第二环状沟，且该阻隔密封环突出于该内周面的部分位于该第二环 状嵌槽且常态地被压缩。
18.根据权利要求14或15或16或17所述的防水组件，其中该壳体更包含至少一个流 体通道，连接该壳体外部及该内周面，且该流体通道位于该内周面的一端位于该第一环状 沟中。
19.根据权利要求10所述的防水组件，其特征在于，该吸水密封环为可变形材料及吸 水性材料混合后成形，且该可变形材料成形为多孔隙结构。
20.根据权利要求10所述的防水组件，其特征在于，该吸水密封环包含外套层，以弹 性材料所制成，且该外套层具有至少一个狭缝，用以供水份通过；及吸水层，被该外套层包 覆，且该吸水层至少一部份以该吸水性材料所制成，用以吸收通过该狭缝的水份后膨胀。
21.根据权利要求10所述的防水组件，其特征在于，该吸水密封环包含透水层，以该 可变形材料所制成，且透水层该具有多个孔隙，用以供水份通过；及吸水层，被该透水层包 覆，且该吸水层至少一部份以该吸水性材料所制成，用以吸收通过该透水层的水份后膨胀。
全文摘要
本发明公开了一种电子装置的防水组件及其防水门，其中，电子装置的防水组件包含防水门及壳体。防水门包含外盖、吸水密封环及阻隔密封环。外盖用以被放置于壳体的出入口中。吸水密封环及阻隔密封环位于外盖的外周面及出入口的内周面之间。其中吸水密封环包含可变形材料及吸水性材料，藉以吸水而膨胀而接触内周面及外周面。阻隔密封环以弹性材料所制成，用以常态地被压缩而接触内周面及外周面。当水份渗漏时，阻隔密封环可初步阻挡水份，待吸水密封环完全膨胀之后，吸水密封环可充分阻隔水份。
文档编号G06F1/16GK101888757SQ200910302368
公开日2010年11月17日 申请日期2009年5月15日 优先权日2009年5月15日
发明者郭修宇 申请人:佛山市顺德区汉达精密电子科技有限公司