JP7301071B2 - 電子デバイスの保護用ハウジング - Google Patents

Description

本発明は、電子デバイス、例えば、圧力を測定する電子デバイスを保護する保護ハウジングに関する。ハウジングおよび電子デバイスは、例えば、自動車のタンクに装備する圧力センサーの部分を形成するものであってもよい。

例えば、特許文献１は、燃料タンクの内部圧力を測定するセンサーを開示している。トランスデューサ構成部品は、リザーバーの圧力が優勢である第１のボリュームを、大気圧が優勢である第２のボリュームから分離している。構成部品は、これらの２つのボリューム間の優勢な圧力差に敏感であり、フィルムに接続された電子デバイスは、この相対圧力の測定値を提供することを可能にしている。

第２のボリュームを大気圧に維持するためには、このボリュームへの開口部を設けることが普通である。防水性であるが気体透過性の膜が、開口部を覆って設置され、それを覆っている。これは、もちろん測定に悪影響を及ぼすであろう、水、より一般的には、液体が、この第２のボリュームを満たすことを防止する。

一般に、第２のボリュームを画定しているハウジングに、膜を堅く固定することが求め
られ、これは、膜が、例えば、加圧ウォータージェットの影響下での高いレベルの機械的
応力に耐えながら、剥離されるのを防止するためである。

圧力バランスもまた、リザーバー圧力測定の忠実性を保証するために、第２のボリュームおよび大気で優勢である圧力間で求められている。特に、液体のフィルムが防水膜を覆い隠すことを防止することが求められている。それは、その後、空気が第２のボリュームの内外を自由に循環するのを最早許容しないからである。

これらの課題は、先行技術において広く文書化されている。例えば、これらの課題を解決することを目的にした種々の解決策が、以下の特許文献２～引例３６に見出され得る。

米国公開第２００１/０２９７８６号 米国特許第５５２８９４１号 米国特許第５６６１２４４号 米国特許第５６９２６３７号 米国特許第５７４７６９４号 米国特許第６５０６１１０号 米国特許第６８０７８６４号 米国特許第６９６４２００号 米国特許第６９９４６２１号 米国特許第７０５５３９１号 米国特許第７１６６０２４号 米国特許第７４０６８７５号 米国特許第７４５４９７６ 号 米国特許第７４６５８８７ 号 米国特許第７５０３７８４ 号 米国特許第７５６８３９３号 米国特許第７６２６１２９ 号 米国特許第７７４３７５０号 米国特許第８１０９１４８号 米国特許第８２４６７２６号 米国特許第８２９２１０９号 米国特許第８３７５７７８号 米国特許第８４１３４９６号 米国特許第８５０５３８６号 米国特許第８５４４３３３号 米国特許第８８１４９９３号 米国特許第８８２１２２６号 米国特許第８８６９６２３号 米国特許第９１２００５９号 米国特許第９２５５７１９号 米国特許第９２９５９４９号 米国特許第９３３２６６２号 米国特許第９３７２１０２号 米国公開第２０１２/０２４７１７９号 米国公開第２０１５/０３３０４２１号 米国公開第２０１７/００８９７９４号

本発明は、上述の課題に対する新規な解決策を、少なくとも部分的に、提供することを目的としている。

この目的を達成することを視野に入れて、本発明の目的は、電子デバイスを保護する保護ハウジングを提供し、前記ハウジングは、中に電子デバイスを配列するケーシングを画定する複数の壁を備え、そして、主壁と称される１つの壁が、測定デバイスの一部を大気圧に晒す開口部を有している。

このハウジングは、開口部の周りおよび／または仕切りに対して蓄積しがちな液体が排出されるのを可能にするために、主壁の外面に配列され、通路によって互いに分離され、且つ開口部を完全に取り囲むべく開口部の周囲に配列されている複数の仕切り、および開口部の隣に配列された少なくとも１つの流れ溝を備えている。

開口部の周りの「ラビリンス形成」保護仕切りと、少なくとも１つの排出溝との組み合わせによって、電子デバイスの１部が大気圧に晒されるのを、最早、許容しない、液体のフィルムによる開口部を覆い隠すリスク無しに、ハウジングの開口部を覆う防水性の膜を位置決めすることを可能にしている。外部の機械的応力の影響下での、膜の層間剥離もまた回避される。

単独または全ての技術的に可能な組み合わせで得られる、本発明の他の有利な且つ非限定の特徴によれば、
-主壁の外面は主要面を画定し、そして、開口部はこの主要面に配列されている。
-仕切りは、主壁に対して直交している。
-仕切りは、開口部から第１の距離に配置され、そして、さらなる仕切りが、開口部から第２の距離に配置され、前記第２の距離は第１の距離よりも大きい。
-第１のシリーズの仕切りは、開口部の周りに配列され、そして、前記仕切りは、第１の通路によって互いから離間され、そして、第２のシリーズの仕切りは、開口部が仕切りによって完全に取り囲まれるように、第１の通路に向かい合って配列される。
-溝は、開口部と仕切りとの間に位置される。
-仕切りの少なくとも１つは、電気コネクタの側部から形成される。

本発明の目的はまた、特に、自動車のタンク用の圧力センサーを提供することであり、圧力センサーは、本体、本体に取り付けられる電子圧力測定デバイス、上述のように本体に接続された保護ハウジング、および、開口部を覆うべくハウジングに接続された膜を備えている。

本発明のさらなる特徴および優位点は、添付の図面を参照しての本発明の詳細な説明から明らかになろう。
図１は、本発明による保護ハウジングを利用する圧力センサーの分解図である。 図２は、圧力センサーの断面図である。 図３は、本発明による保護ハウジングの頂面図である。

図を参照するに、電子圧力測定デバイス５を保護する保護ハウジング２を利用している圧力センサー１が呈示されている。センサー１は、第１のボリュームを画定している本体３を備えている。本体３には、センサー１を、内部圧力が測定されるタンク、例えば、自動車のタンクと接続することを可能にするシーリングシステム４が設けられている。図示されている実施例においては、シーリングシステム４は、ロック４cによって、センサー１をタンクの雄コネクタにスナップ嵌めすることを可能にする雌コネクタである。リング４aによって、本体３に保持されているシールワッシャアセンブリ４bは、そのシール機能を保証している。しかしながら、本発明は、図示されているコネクタに限定されず、そして、第１のボリュームにおける圧力がタンクの圧力に等しくなるように、圧力センサーをタンクに接続するのが可能である、如何なる機構も適切である。

相対圧力を測定する電子デバイス５は、本体３に取り付けられている。図２に示されている実施例において、このデバイスは、表面に種々の構成部品が配列されているPCB(プリント基板)を備える。特に、支持体５aにおける開口部にそって配置され、異なることもあり得る圧力に対して構成部品の各面をさらされることを可能にする、感圧トランスデューサ構成部品５bが存する。

構成部品５ｂの１つの面は、本体３の第１のボリューム３aにおいて優勢である第１の圧力にさらされている。この目的のために、通路３dは、本体３において、第１のボリューム３aと、ダクト５d、例えば、ガラスダクトを電子デバイス５から受け入れるべく設けられているボアとの間に配列されていた。ダクト５dは、トランスデューサ構成部品５ｂにそって支持体５に接続され、そして第１のボリューム３aの流体が通路３dを介して、トランスデューサ構成部品５bの第１の面まで循環されるのを可能にしている。本体３のボアに配置されたシールワッシャアセンブリは、圧力が測定されるタンクと連通している第１のボリューム３aを、外部環境から完全に隔離するために、本体３とダクト５ｂとの間の接続部をシールしている。

電子デバイス５は、保護ハウジング２によって保護されている。このハウジング２は、電子デバイスが存在するケーシングを画定するいくつかの壁から形成されている。ケーシングの少なくとも一部は、その中のトランスデューサ構成部品５bの第２の面を露出させるために、大気圧が優勢になるように求められる第２のボリューム２aを構成している。第２のボリューム２aは、トランスデューサ構成部品５bの上に配置されたゲルなどの保護材料５cで、部分的に充填されてもよい。保護ハウジング２によって画定されている第２のボリューム２aは、ハウジング２の主壁と称される壁の１つに作られている開口部２ｃを介して外部環境に連通している。図面に示されている実施例では、ハウジンブ２の側壁は、電子デバイス５を機械的に保護するべく、そのケーシングを閉じるように本体３に作られた周囲の溝に係合している。図３にはっきりと見られる弾性のブラケット２dは、ハウジング２が本体に保持されることを許容している。もちろん、ハウジング２を本体３に維持するための他の任意のメカニズムを考慮することもできる。好ましくは、ハウジング２と本体３との間の接続部は、水またはほこりの侵入から、電子デバイス５を保護するためにシールされる。この場合、ハウジングの内部とその環境との間の唯一の連絡路は、したがって、開口部２cである。

電子デバイスによって達成される相対圧力測定値は、ここでは、ハウジング２の主面に配列されている電気コネクタ６のピン６aに供給される。

本願の導入部で特定されたように、第２のボリューム２ａの内部を大気圧に維持することは重要である。この目的のために、開口部２ｃを、防水性、疎水性、および気体透過性の膜７で覆う対策がなされている。このようにして、外気がケーシングの内部および第２のボリューム２ａに開口部２ｃを介して自由に出入りすることが許容され、その結果、第２のボリューム２ａには一定の大気圧が存する。

防水性膜７はまた、測定に悪影響を与えるであろう液体が、開口部２cを通って第２のボリューム２aに流れ込むことを防止する。その疎水性はまた、液体のフィルムが膜７を恒久的に覆い、かくて、開口部２cを通る空気の循環を妨げることを防ぐ。例として、それは、ここではディスクの形状で、ハウジングに接着されたテフロン膜であってもよい。しかしながら、本発明の範囲から逸脱することなく、膜が、別の膜材料で作られているか、または別の形状を有することが想定され得る。

ハウジング２の主壁は、ハウジング２の主要面を画定する外方に面する表面を有している。図に示される実施例において、膜７は、ハウジング２の主壁に直接に接続され、すなわち、膜のアセンブリ表面はハウジング２の主要面に存在している。開口部２cおよび膜７は、それ故に、ハウジング２の凹部または主要面の外側に置くことになる高所には配列されていない。この構成において、水は、膜７がドーム上で高所に配置されている場合のように、膜７またはその周辺から自然には排出されない。膜７の周囲側部は、外部の機械的応力、例えば、水しぶきにさらされており、これは、経時的に膜の分離へと導き得る。かかる現象は、膜の周囲側部へのアクセスをより少なくする、膜７がハウジング２の主壁の補強材内に置かれた場合には減少される。

図に示される膜７のアセンブリ構成において、これらの現象を防止するために、膜７の周囲側部を保護するように、開口部２Cの周りに配列された複数の仕切り８a、８bを、ハウジング２に設ける対策がなされている。仕切りは、ハウジング２の主壁に対して直交して配列されてもよい。仕切り８a、８bは、液体が排出され且つ空気が循環されるのを許容する通路によって、互いに離間されている。開口部２cの周りの仕切り８a、８bの配列は、膜７の周囲側部の全体が、少なくとも１つの仕切りによって、外部環境から保護されるようになっている。言い換えれば、開口部２cの縁部は、仕切り８a、８bによって全体的に取り囲まれ、開口部２cの縁部の任意の部分、したがって膜７の側部の任意の部分は、仕切り８a、８bの少なくとも１つによってマスクされている。この「ラビリンス形成」構成は、外部機械的応力に対する膜７の周囲側部の保護と、仕切り８a、８ｂの間に配列された通路を通って漏れ出ることができる液体の蓄積の防止との両者を保証する。

液体の排出を促進するために、ハウジング２の主壁において、開口部２c、膜７および仕切り８a、８bの隣に少なくとも１つの流れ溝９を配列する対策もまたなされている。このようにして、毛細管現象によって、開口部２Cの周囲および/または仕切り８A、８Bに対して、フィルムまたは液滴の形態の液体の蓄積を防止することが求められている。示されている実施例において提供されている２つの流れ溝９は、フィルムの表面張力または液滴を破壊することを可能にする。この液体は、その後、溝９に案内されて排出され、例えば、ハウジング２の側壁を流れる。この目的のために、溝または複数の溝９は、少なくともこの壁の一側および有利には壁の２つ以上の側に出現するべく、ハウジングの主壁全体に亘って延在している。

示された実施例において、および図３により明瞭に見られるように、複数の仕切り８a、８bは、第１のシリーズの別の仕切り８ａ、ここでは、２つの仕切り８aからなり、そして第１の通路によって互いから分離されている。それらは、開口部２ｃおよび膜７のすぐ近くに、すなわち、比較的短い第１の距離に置かれている。これらの仕切り８aは、膜７の形状に一致する主要面における部分、ここでは、円の部分を有している。これらの２つの仕切り８aは、開口部２ｃのいずれかの側で、互いに面して配列されている。第１のシリーズの２つの仕切り８aの間に存在する通路によって露出されている膜の周囲側部の部分を保護するために、第２のシリーズの補完的仕切り８bが設けられ、第１のシリーズの仕切り８aから補完的通路によって区別され且つ離間されている。これらの補完的な仕切り８bは、ここでは、主要面において直線部分を有している。それらは、第１のシリーズの仕切り８aの間に存在している通路を外から覆い隠すべく、開口部２cのおよび膜７のいずれかの側で、互いに、および第１の通路に向かい合って配列されている。仕切りの第１および第２のシリーズの間の補完的通路は、この第２のシリーズの仕切り８ｂを、開口部２cから第２の距離に配置することによって作られ、前記第２の距離は、第１のシリーズの仕切り８aを開口部２cから分離している第１の距離よりも大きい。この実施例では、ハウジングの主壁に、開口部２cと第２のシリーズの直線部分を備える仕切り８bとの間のきれいにされた空間に、２つの流れ溝９を形成するために対策がなされている。２つの溝９は、この壁の２つの反対側に出現し且つ水が側壁上を流れるのを許容すべく、主壁の全体に亘り延在している。

今説明されていたのと異なる「ラビリンス形成」配列による他のシリーズの仕切りもまた、これらの仕切りが、全ての可能な方向のアプローチにおいて、その遠隔環境からの膜７の周囲側部を覆い隠し、したがって開口部２cを完全に取り囲むべく配列されている限り、主要面に設けられ、または配列され得よう。該仕切りは、今説明された保護機能に加えて、他の機能を持つことができる。したがって、示されていない例示的実施形態において、仕切り８aの少なくとも１つまたは補完的仕切り８bの１つは、電気コネクタ６の垂直側部から形成されてもよい。これは、開口部２cおよび保護的仕切り８a，８bをコネクタにより近づけることによって、ハウジングをよりコンパクトに作ることを可能にする。

したがって、膜７の周りの「ラビリンス形成」法における保護仕切り８ａ、８ｂと排出溝９とを組み合わせることによって、この膜７を液体のフィルムによって覆ってしまうというリスク、または外部の機械的応力の影響下でのその層間剥離のリスク無しに、ハウジングの壁によって画定されている主要面内に膜７を位置決めするために選択することを可能にしている。

開口部２ｃおよび膜７を保護するのに加えて、実施例として捉えられる、膜７をオーバーハングしている保護カバー１０を取り付けることが、センサー１に対策されている。このカバーには、ここでは、２つの開口部が設けられ、第１のシリーズの仕切り８aの外面に形成されたノッチが配置されてもよい。このようにして、カバー１０はハウジング２に容易にクリップされ得る。

もちろん、本発明は、説明された実施形態に限定されず、そして代替の実施形態が、請求項で定義される本発明の範囲を逸脱することなく提供され得る。

例えば、開口部２ｃ、仕切り８ａ、８ｂ、および排出溝９を、主要面、ドーム上、またはハウジング２の主壁の凹部内以外の面に置くことを考え、そしてそれらが露出されているのと同じ利益を得ることもできよう。

さらに、電子デバイスは、圧力測定デバイスである必要はない。本発明は、実際には、特に、例えば、熱除去の理由で、前記環境との通信を維持しながら、前記電子デバイスがその環境から保護されねばならないとき、電子デバイスを保護するための全ての保護ハウジングに適用される。

Claims (8)

1. 電子デバイス（５）を保護する保護ハウジング（２）であって、前記保護ハウジングは、電子デバイス（５）を配列するためのケーシングを画定する複数の壁を備え、主壁と称される壁の１つは、測定デバイス（５）の一部を大気圧に晒すための、膜（７）に覆われた開口部（２ｃ）を有しており、およびハウジング（２）は、主壁の外面に配列されている、通路によって互いから離間され、且つ前記膜７の周囲側部を外的環境から保護するように前記開口部（２c）を完全に取り囲むべくその周りに配列された複数の仕切り（８a、８b）、前記開口部（２c）の周りおよび/または前記仕切り（８a、８b）に対して蓄積しがちな液体が排出されるのを許容するために、前記開口部（２ｃ）に隣接して配列された少なくとも１つの流し溝（９）を備えていることを特徴とする保護ハウジング（２）。
2. 前記主壁の外面は、主要面を画定し、且つ前記開口部（２ｃ）は、この主要面に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の保護ハウジング（２）。
3. 前記仕切り（８ａ、８ｂ）は、前記主壁に直交していることを特徴とする請求項１または２に記載の保護ハウジング（２）。
4. 前記仕切り（８a）は、前記開口部（２ｃ）から第１の距離に配置され、且つさらなる前記仕切り（８ｂ）は、前記開口部（２ｃ）から第２の距離に配置され、前記第２の距離は第１の距離の距離よりも大きいことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の保護ハウジング（２）。
5. 第１のシリーズの前記仕切り（８a）は、前記開口部（２c）の周囲に配置され、および、前記仕切りは第１の通路によって互いに離間され、且つ第２のシリーズの前記仕切り（８b）は、前記開口部（２c）が前記仕切り（８ａ、８ｂ）によって完全に取り囲まれるように、第１の通路に向かい合って配列されていることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の保護ハウジング（２）。
6. 前記溝（９）は、前記開口部（２c）および前記仕切り（８b）の間に位置されていることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の保護ハウジング（２）。
7. 前記仕切り（８ａ、８ｂ）の少なくとも１つは、電気コネクタ（６）の一側から形成されていることを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の保護ハウジング（２）。
8. 圧力センサー（１）であって、本体（３）、本体（３）に搭載された電子圧力測定デバイス（５）、前記本体（３）に接続された、請求項１乃至７のいずれか一項による保護ハウジング（２）、を備えることを特徴とする圧力センサー。

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