JP7155236B2 - 製品の壁部に取り付けるための電気光学的構成要素、壁部を含む製品、及び取り付ける方法 - Google Patents

Description

本発明は、製品の壁部に取り付けるための構成要素に関する。前記構成要素は、例えば、出力（例えば、光）を供給するための、又は検出機能を実施するための、電気的及び／又は光学的構成要素であり得る。

製品の構成要素が製品の壁部を通して取り付けられることが望まれる多くのタイプの製品がある。

例は、スイッチ、照明、ボタン、スピーカ、マイク、制御ダイヤル、温度計及び他のセンサを含む。

幾つかの例では、構成要素の取り付けは封止部を設ける必要がある。例えば、製品の壁部が液体貯蔵容器を画定する場合には、液密封止部が必要とされる。或る例は、水貯蔵容器である。その場合、構成要素は、容器内に照明を供給するための可視光源、又は水の浄化を供給するためのＵＶ光源を含み得る。他の用途においては気密封止部が必要とされ得る、又は代わりに、防塵バリアの必要性のみが存在し得る。

製品の壁部における構成要素の取り付けは、一般に、壁部が構成要素の外側フランジと固定ナットなどの反対側のカップリングとの間にクランプされることを必要とする。

図１は、一般的な、製品の壁部の開口部を通しての構成要素の取り付けを示している。製品の壁部１０は、ねじ軸１４が挿入される開口部１２を有する。ナット１６は、製品の壁部１０がフランジ１８とナット１６との間にクランプされるように、回してねじ軸１４に取り付けられる。Oリング封止部２０は（必要に応じて）水密又は気密又は防塵嵌合を可能にし、位置決め機能も供給する。

それ故、構成要素には、とりわけ製品の壁部への構成要素の取り付けのために必要とされる部分が存在し、このことは、更なるコスト及び更なる構成要素の取扱いを意味する。それは、（ナット１６を適所に保持し、ナット１６の回転を防止するための更なる構成要素がない限り）構成要素を取り付けるために壁部１０の両側へのアクセスも必要とする。

それ故、製品又はハウジングの壁部の開口部への構成要素の篏合を可能にする、より単純な設計が必要とされている。

本発明の或る態様による例によれば、壁部の開口部を通して取り付けるための電気光学的構成要素であって、前記電気光学的構成要素が、フランジ（３９）を有する頭部（２６）と、前記頭部（２６）からバレル端部に向かって延在するバレルとを含み、前記バレルが、前記壁部の前記開口部を通過するように構成される電気光学的構成要素が提供される。前記電気光学的構成要素は、前記頭部（２６）を覆うためのカバー部（３２）を更に含み、前記カバー部（３２）は、光透過窓を形成する領域を含み、前記カバー部は、前記フランジにわたって延在し、前記電気光学的構成要素と前記壁部との間に圧縮封止部を供給するように構成される。

或る実施形態では、前記電気光学的構成要素は、前記壁部に前記構成要素を固定するための留め具を更に含む。この留め具は、例えば、前記バレルの外面に形成されるねじ部を締めるように構成されるナットであってもよい。他の実施形態では、前記留め具は、前記バレルの内面に形成されるねじ部と協働するボルトであってもよい。更に他の実施形態では、前記留め具は、前記バレル上にラグのセットを含んでもよく、これらは、前記頭部と反対側のバレル端部にあってもよい。これらのラグは、半径方向外側へ突出していてもよく、各ラグは、前記頭部に面するクランプ面を有する。

或る実施形態では、この構成要素は、前記開口部を通して前記構成要素を挿入し、ひねり機能を実施することによって、前記開口部の片側のみから前記開口部を通して取り付けられ得る。その場合、前記ラグは、クランプ機能を供給するよう、前記製品の壁部の一部を形成する適切に設計された傾斜路に乗って上がることができる。前記クランプ面は、ラチェットタイプの接続を規定するために使用され、従って、所望の圧縮状態への自動ロックを供給する。前記結合ユニットは、主要ハウジングなどの前記構成要素の既存の部分であってもよく、これは、追加の構成要素が必要とされないことを意味する。これは、取扱いを減少させ、それ故、時間及び費用を節約する。

前記構成要素は、３つのラグのセットを有し得る。これは、開口部の周りにバランスのとれたクランプ力を供給する。それらは、好ましくは、前記バレルの周縁の周りに等間隔に配置される。前記バレル自体は、好ましくは、円筒形である。必要に応じて、より多くのラグがあってもよい。

前記ラグの前記クランプ面は、前記製品の壁部の平面に対して平行であってもよく、又はそれらは、（前記製品の壁部の平面に対して）傾斜していてもよく、例えば５度と２５度との間の傾斜角を有する。その場合、この傾斜角は、平行な接触面が供給されるように、（前記製品の壁部の）前記傾斜路の傾斜角と一致し得る。前記段は、クリックロック機能を供給し、前記ラグの逆回転を防止する。

前記結合ユニットは、フランジを含んでもよく、前記頭部は、前記フランジを覆うカバー部を含む。前記カバー部は、一般的には上述のような封止部を供給するために前記製品の壁部に押し付ける面を供給するが、それは、単に見た目に美しい設計を供給するためのものであってもよい。前記フランジは、前記カバー部を適所に保持するための固定を供給する。

従って、前記カバー部は、例えばゴムで形成される封止要素を含み得る。このやり方においては、前記カバー部は、追加のＯリング封止部を必要とせずに、封止部として機能する。しかしながら、前記カバー部は、依然として、光学的構成要素などの前記構成要素の設計の既存の部分であり得る。

前記ラグは、好ましくは、半径方向内側へ弾性変形可能であり、故に、前記ラグは、前記構成要素が前記壁部の前記開口部を通って挿入されるとき、内側へ曲がり得る。このやり方においては、前記開口部は円形であってもよい。前記カバー部は、前記開口部の半径方向範囲を越えて前記製品の壁部と接触し、故に、封止部が前記開口部の周りに供給される。これは、圧縮封止部のような機械的封止部とみなされ得る。（シーリンググランドとしても知られている）圧縮封止部は、要素が圧力又は環境境界を通過する必要があるときに、その要素を封止するように意図されている。前記圧縮封止部は、３つの機能を果たすことができ、１．圧力差によって前記要素が移動するのを抑制し、２．前記要素に沿った気体又は液体媒体の漏れを防止し、３．前記電気光学デバイスを前記壁部における取り付け位置から電気的に絶縁することができる。前記カバー部は、前記バレルの半径方向外縁と前記壁部の開口部の内面との間の環状空間内へ突出する封止リングも含み得る。従って、封止部は、前記壁部の外面に対しても、前記開口部の内面に対しても、供給され得る。

前記電気光学的構成要素は、電気的構成要素、光学的構成要素又はセンサ（例えば、圧力センサ、光学センサ、温度センサ、湿度センサ、粒子センサ若しくはガスセンサ）であってもよい。

或る例では、前記構成要素は照明要素を含む。これは、前記製品のユーザのために外部から光を供給するためのものであってもよく、又は例えば浄水のために、又はプール若しくは水槽のためのような水照明目的のために、又はテラリウムのためのような他の体積照明目的のために、容器内へ光を供給するためのものであってもよい。

前記構成要素は、例えば、空気ダクト内で、又は暖房、換気及び空調システム（ＨＶＡＣ）の一部として検出するための、センサを含み得る。

照明要素の場合には、それは、例えば、前記結合ユニットの内部に取り付けられる照明ユニットと、光出射窓を形成する前記結合ユニットの上のカバー部とを含む。その場合、このカバー部は、前記製品の壁部に対する封止部を供給する同じカバー部である。前記照明ユニットは、例えば、ＵＶ ＬＥＤモジュールを含む。

光検出器要素の場合には、それは、例えば、前記結合ユニットの内部に取り付けられる光検出器と、光入射窓を形成する前記結合ユニットの上のカバー部とを含む。その場合、このカバー部は、前記製品の壁部に対する封止部を供給する同じカバー部である。前記光入射窓又は光出射窓は、前記カバーの光透過窓と呼ばれ得る。この光透過窓は、前記カバーの或る領域であってもよく、又は前記カバー全体が、光透過性であってもよい。

本発明の別の態様によれば、構成要素を受けるための開口部を有する壁部を含む製品であって、前記壁部が、
円形である前記開口部と、
前記開口部の半径方向外側、且つ前記壁部の、前記構成要素が取り付けられる側とは反対の側の、段付き厚み部のセットとを含み、各段付き厚み部が、円弧に従い、局所的に最も薄い部分から局所的に最も厚い部分まで延在する製品が提供される。

この製品は、上記で規定されている構成要素を受けるように設計される。前記構成要素は、前記ラグが内側へ変形することによって前記開口部を通って挿入される。前記ラグは、この目的のために傾斜した外面を有し得る。前記構成要素を回転させることによって、各ラグの前記クランプ面が段付き円弧に乗り通り、前記クランプ力を徐々に増大させる。段は、前記クランプ力を適所にロックするラチェット機能を供給する。

外壁は、好ましくは、プラスチックである。従って、前記構成要素が前記段付き厚み部の前記段を乗り越えるために必要とされる反発性及び弾性は、主に、前記構成要素によって、例えば前記カバー部によって供給される。

好ましくは、前記段付き厚み部の局所的に最も厚い端部に止め具が設けられる。前記止め具の位置では、予め設計されたクランプ力及び前記構成要素（とりわけ前記カバー部）の圧縮が供給される。

本発明は、
上記で規定されているような製品と、
前記製品の前記壁部の前記開口部を通して取り付けられる、上記で規定されているような構成要素とを含むデバイスであって、
各ラグの前記クランプ面が、前記段付き厚み部の段に押し付けられるデバイスも提供する。

前記構成要素は、例えば、電気的構成要素、光学的構成要素又はセンサである。

前記デバイスは、例えば、浄水デバイスである。

本発明は、構成要素を製品の壁部の開口部を通して取り付ける方法であり、
前記構成要素の結合ユニットであって、バレル、及び前記バレル上のラグのセットを含む結合ユニットを、前記開口部を通して挿入するステップと、
各ラグのクランプ面が、円弧に従う前記壁部の段付き厚み部であり、局所的に最も薄い部分から局所的に最も厚い部分まで延在する段付き厚み部であって、段が前記円弧の局所的に最も厚い端部に向かって上方に傾斜している段付き厚み部に乗り通るように、前記構成要素を回転させるステップとを含む方法であって、
前記ラグが回転後に前記局所的に最も厚い部分と係合されるとき、前記構成要素の頭部が前記製品の壁部に対してクランプされる方法も提供する。

この方法は、前記構成要素を取り付けるための単純な、押し、ひねり及びロック機能を供給する。それは、全て、一方の側から実施されることができ、前記構成要素は、その後、前記ラグのスナップロックを解除し、前記ラグを半径方向内側へ押すことによってのみ、他方の側から取り外されることができる。

以下、添付図面を参照して本発明の例を詳細に説明する。
製品の壁部に構成要素を取り付けるための既知の結合構成を示す。 製品の壁部の開口部に篏合された構成要素を示す。 結合ユニットの設計を斜視図で示す。 下から製品の壁部を通して挿入された構成要素を示す。 開口部の形状を示す。 製品の壁部の段付き厚み部の形状を概略的な形態で示す。 取り付けられた構成要素の切り欠き図を示す。 挿入された構成要素のラグと共に段付き厚み部をより詳細に示す。

本発明は、構成要素の設計と、構成要素を受ける製品の壁部の開口部の設計とを提供する。構成要素は、開口部を通過するためのバレルであって、バレルの端部において半径方向外向きに突出するラグのセットを備えるバレルを有する。各ラグは、構成要素の頭部に面するクランプ面を有し、クランプ面と頭部との間の領域が、クランプゾーンを形成する。開口部は、好ましくは円形である。壁部の段付き厚み部は、局所的に最も薄い部分から局所的に最も厚い部分まで円弧に従う。段及び／又はラグは、円弧の局所的に最も厚い端部に向かって上方に傾斜している。構成要素を取り付けるために、構成要素は（例えば、ラグが内側に変形した状態で）開口部を通して挿入され、次いで、ひねられる。ひねることで、ラグを段付き厚み部と係合させ、漸進的なラチェット式クランプ機能を供給する。

図２は、製品の壁部２４の開口部に嵌め込まれた構成要素２２を断面で示している。

構成要素は、製品の壁部２４の外側に取り付けるための頭部２６を備える。構成要素は、結合ユニット２８によって壁部２４に結合される。結合ユニット２８は、頭部２６から突出する製品の壁部の開口部を通過するためのバレル２８ａと、頭部２６と反対側のバレルの端部にあるラグ２８ｂのセットとを有する。

（より後の図でよりはっきりと見ることができる）ラグ２８ｂは、バレルから半径方向外側へ延在し、ラグ２８ｂの後ろにはバレルの切り欠き部がある。ラグは、この切り欠き部内へ半径方向内側へ弾性変形可能である。ラグの外縁部は傾斜面２８ｃを有する。この面は、構成要素が開口部に押し込まれると、傾斜面２８ｃがラグを半径方向内側へ変形させるように、製品の壁部の開口部と係合する。前記ラグは、構成要素が挿入された後にスナップバックする。

結合ユニット２８は、頂部にフランジ３０を有し、頭部２６は、フランジ３０を覆うカバー部３２を含む。カバー部３２は、好ましくは封止部を供給するように製品の壁部２４に押し付ける底面３２ａを有する。フランジ３０は、カバー部の領域３４が、フランジ３０と製品の壁部２４との間にクランプされることができ、斯くして、Oリング封止部と同様に機能することができるように、カバー部３２を適所に保持する。

カバー部３２は、壁部２４の開口部とバレル２８ａの外面との間の半径方向空間内へ延在するリップ３２ｂも有する。

カバー部３２は、例えば、シリコーンなどのゴムを含み得る封止要素を含む。カバー部３２は、代わりに、ツーピース設計ではなく、ワンピース設計をもたらす結合ユニット２８に一体化している部分であってもよい。

カバー部３２は、封止面３２ａを供給するように、壁部２４の開口部を越えて半径方向外側へ延在する。

図３は、結合ユニット２８の設計を斜視図で示している。

バレル２８ａの周りに円周方向に等間隔に配置された３つのラグ２８ｂがある。ラグ２８ｂは、バレル２８ａから半径方向外側へ突出し、各ラグは、フランジ３０に面し、従って、頭部に面するクランプ面４０を有する。クランプ面４０と頭部との間の領域は、クランプゾーンを形成する。図３は、バレルにおける切り欠きを２８ｄとして示している。

図４は、下から製品の壁部２４を通して挿入された構成要素を示している。バレル２８ａは、開口部４２を通って突出する。壁部２４の、構成要素が封止される側とは反対の側には、段付き厚み部４４が３つ（各ラグに対して１つ）ある。

段付き厚み部４４は、円弧に従い、局所的に最も薄い部分４４ａから局所的に最も厚い部分４４ｂまで延在する。段は、最も厚い部分４４ｂにおいて円弧の端部に向かって上方に傾斜している。従って、ロック機構として機能する一連の段の落差を備える段付き厚み部は、概して厚さが増大する。

図５に示されているように、開口部４２は円形である。段付き厚み部４４は、各々、壁部２４の背面内への凹部として形成される（図５は、構成要素が挿入される側からの壁部を示している）。

図６は、製品の壁部２４の段付き厚み部４４の形状を概略的な（且つ展開した）形態で示している。この例では、クランプ面が、段と同様に傾斜しており、段の傾斜角は、平行な境界面が形成されるように、ラグ２８ｂのクランプ面４０の傾斜角と一致する。傾斜角は、例えば、フランジ３０の平面（即ち、製品の壁部２４の平面）に対して５度と２５度との間である。この傾斜は、ラグが、回されるときに斜面に乗って上がり、次いで、縁端部を越えて落下して、スナップ機能を供給することを結果としてもたらす。ラグは、代わりに、平坦であってもよいことに留意されたい。ラチェット機能は依然として行われる。

構成要素は、開口部を通して構成要素を挿入し、ひねり機能を実施することによって、片側のみから開口部４２を通して取り付けられる。ラグは、最初の挿入中、内側へ変形し、次いで、スナップバックする。最初の挿入のために、ラグが段付き厚み部４４の局所的に最も薄い端部を通るような回転配向が使用される。その後の回転中、ラグ２８ｂは、段付き厚み部に乗って上がり、ロッククランプ機能を供給する。図６に概略的に示されているラグ２８bは、ひねり機能の間、左に移動する。ラグ２８ｂは、段付き厚み部４４の斜面に乗って上がり、カバー部３２を圧縮する。カバー部３２の弾性は、カバー部３２が、段を越えた後に回復し、斯くして、ラグ２８ｂが反対方向に回されることができないようにラチェットタイプの機能を供給することを結果としてもたらす。ラグのスナップバックは、その後、構成要素が、主な構成要素の側から（即ち、図２においては上部から）壁部からもはや取り外されることができないことを結果としてもたらし、回転のロックは、構成要素が、カバー部によって供給される封止部にかかる圧力を解放するように逆回転することができないことから、封止が維持されることを結果としてもたらす。ラグが回転されるにつれて、徐々に増加するクランプ力が加えられる。

ラグの回転を制限するために、段付き厚み部４４の局所的に最も厚い端部４４ｂに止め具４６が設けられる。停止位置では、予め設計されたクランプ力及び構成要素（とりわけカバー部３２）の圧縮が供給される。止め具４６は図４にも示されている。

図７は、取り付けられた構成要素２２の切り欠き図を示している。構成要素は、この例では、照明要素である。照明用の可視ＬＥＤ又は浄水用のＵＶ ＬＥＤなどの照明ユニット７２を支持する回路基板７０がある。カバー部３２は、光出力窓として機能する。従って、それは、光学的機能、並びに封止機能、及び頭部を弾性的に持ち上げて、段付き厚み部４４に沿ったラグ２８ｂの逆回転を防止する機能を果たす。

図８は、挿入された構成要素のラグ２８ｂと共に段付き厚み部４４をより詳細に示している。

構成要素を取り外すためには、（図２の向きを基準として）底部からのアクセスが必要である。構成要素は、クランプ力を解放するために反対方向に回転される必要があり、これは、構成要素を回転させながら段を押すことによって達成され得る。ラグは、構成要素が壁部を通って壁部から外へ戻ることを可能にするために、内側に押される必要がある。

本発明は、製品を、そのハウジングの壁部２４、及び製品の壁部の開口部を通して取り付けられる構成要素２２と組み合わせるデバイス全体も提供する。デバイス全体は、例えば、浄水デバイスである。

上で説明したように、本発明は、製品の壁部の開口部を通して構成要素を取り付ける方法も提供する。第１ステップは、開口部を通して結合ユニット部を挿入することである。次いで、各ラグのクランプ面が段付き厚み部に乗り通るように、構成要素が回転される。ラグが局所的に最も厚い部分４４ｂと係合されるとき、構成要素の頭部が製品の壁部に対してクランプされる。

この方法は、構成要素を取り付けるための単純な、押し、ひねり及びロック機能を供給する。それは、全て、一方の側から実施されることができ、構成要素は、その後、ラグのスナップロックを解除することによってのみ、他方の側から取り外されることができる。

本発明は、例えば、刺激（例えば、照明若しくは加熱）若しくは検出（光学的、熱的）を供給するために、又は壁部の一方の側におけるユーザインターフェース（マイク、スピーカ、制御ボタン）を、例えば、他方の側からの電気的接続を用いて、供給するために、任意のタイプのデバイスを別のデバイスの壁部を通して取り付けるために使用されてもよい。浄水デバイスの例は、多くの例のうちのほんの一例に過ぎない。

従って、本発明は、広くは、気密又は液密又は防塵封止部を必要とする任意の電気的、光学的又は検出構成要素の機械的固定にとって関心がある。

当業者は、請求項に記載の発明を実施する際に、図面、明細及び添付の請求項の研究から、開示されている実施形態に対する他の変形を、理解し、達成し得る。請求項において、「含む」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、単数形表記は、複数の存在を除外しない。単に、特定の手段が、互いに異なる従属請求項において挙げられているという事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように用いられることができないことを示すものではない。請求項における如何なる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されてはならない。

Claims (10)

1. 壁部の開口部を通して取り付けるための電気光学的構成要素であって、前記電気光学的構成要素が、
   前記壁部の外側に取り付けるための頭部と、
   結合ユニットとを含み、
   前記結合ユニットが、
   前記結合ユニットの頂部にあるフランジと、
   前記結合ユニットの前記頂部からバレル端部に向かって延在するバレルとを含み、前記バレルが、前記壁部の前記開口部を通過するように構成され、
   前記頭部が、カバー部を有し、前記カバー部が、前記フランジを覆って延在し、光透過窓として機能するように構成され、
   前記フランジが、前記電気光学的構成要素と前記壁部との間に圧縮封止部を供給するよう、前記カバー部の領域が、前記フランジと前記壁部との間にクランプされることができるように、前記カバー部を適所に保持するように構成される電気光学的構成要素。
2. 前記電気光学的構成要素が、照明要素である請求項１に記載の電気光学的構成要素。
3. 前記電気光学的構成要素が、光検出器である請求項１に記載の電気光学的構成要素。
4. 前記電気光学的構成要素が、前記壁部に前記電気光学的構成要素を固定するための留め具を更に含む請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気光学的構成要素。
5. 前記留め具は、前記バレルに形成されるねじ部と協働するように構成されるナットを含む請求項４に記載の電気光学的構成要素。
6. 前記留め具が、半径方向外側へ突出するラグのセットを前記頭部と反対側の前記バレル上に含み、各ラグが、前記頭部に面するクランプ面を有する請求項４に記載の電気光学的構成要素。
7. 前記ラグが、半径方向内側へ弾性変形可能である請求項６に記載の電気光学的構成要素。
8. 前記照明要素が、ＵＶ ＬＥＤモジュールを含む請求項２に記載の電気光学的構成要素。
9. 壁部を有する製品であって、前記壁部が、円形の開口部を備え、前記壁部の第１の側において、前記開口部の半径方向外側に、段付き厚み部のセットを備え、各段付き厚み部が、円弧に従い、局所的に最も薄い部分から局所的に最も厚い部分まで延在する製品と、
   請求項６に記載の電気光学的構成要素とを含むデバイスであって、
   前記電気光学的構成要素が、前記製品の前記壁部の前記開口部を通して取り付けられ、前記壁部の前記第１の側とは反対側の、前記壁部の第２の側に取り付けられ、
   各ラグの前記クランプ面が、前記段付き厚み部の段に押し付けられるデバイス。
10. 浄水デバイスを含む請求項９に記載のデバイス。

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