CN114325587A - 用于电子器件的外壳 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电子器件的外壳。壳体限定外壳的外部并且在壳体内部容纳主腔室。外壳包括限定向壳体内部延伸的释放腔室的隔板。隔板具有在释放腔室和主腔室之间连通的释放孔。该隔板具有被布置成覆盖该孔的透气屏障膜。壳体具有在释放腔室和外壳的外部之间连通的开口。该外壳适用于车载雷达传感器电子器件。该外壳可提供IP6K6K环境密封。

Description

用于电子器件的外壳

技术领域

本公开涉及用于电子器件的外壳，并且具体地涉及提供抵抗液体和/或灰尘进入的环境保护腔室的那些外壳。这种外壳可应用于保护汽车电子器件，特别是保护用于自主或半自主车辆的传感器模块，例如雷达传感器模块。

背景技术

在许多应用领域中，需要保护诸如电子部件的敏感部件免受环境损害。例如，在汽车领域中，发动机控制单元、信息娱乐模块和其它控制和/或接口模块可能需要位于不能充分地被保护以免例如液体和/或灰尘进入的位置。

仅作为一个示例，在自主或半自主车辆中，通常将传感器模块布置在车辆的外表面处或靠近车辆的外表面，以从车辆周围的环境发送和/或接收信号，诸如雷达信号。与其它模块相比，例如通过在车辆上执行的清洁操作期间施加喷射液体，例如水和清洁剂的混合物，这种模块可以更容易地与不利的环境条件接触。

因此，希望对包含这种敏感部件的单元进行环境密封以达到至少例如根据IEC标准60529的IP6K6K等级，该IP6K6K等级提供了长期对高压液体射流的抵抗。

然而，由于周围环境因素例如冷空气温度或直接太阳辐射，以及由于将这种模块安装在发热或散热汽车部件例如内燃发动机、电动马达、排气组件、热交换器等附近，这种模块还需要在非常宽的温度范围内工作，通常在-40℃和85℃之间。当封闭和密封的单元暴露于温度改变时，这种单元内部的空气将经历压力改变，如果不释放，这可能导致单元的封闭的电子器件或密封外壳的损坏。

因此，已经提出设置在单元的外部和内部之间连通的压力释放孔，以便允许温度改变而不增加或减小单元的内部压力。然而，设置这种释放孔会通过引入液体和灰尘可进入单元的路径而破坏单元的整体密封。因此，设置这种释放孔会损害与环境密封等级例如IP6K6K的一致性。

在一个提议中，设置一种常规的透气的膜，即，气体可渗透但液体不可渗透的膜，例如GORE^TM膜，以覆盖孔并维持液体可渗透的密封。这种具有例如微孔结构的膜可以允许空气和气体自由通过，因此压力被平衡并且水分扩散，同时膜的孔阻挡液体以及细小灰尘和颗粒的进入。然而，已经发现，例如借助于围绕压力释放孔的粘合剂珠圆(bead)布置和固定这种膜的常规方法不足以维持期望的IP6K6K等级。

因此，需要一种电子器件外壳，特别是用于汽车应用中使用的电子器件模块的电子器件外壳，该电子器件外壳能够更好地抵抗液体进入，同时允许从外壳内释放压力。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供了一种用于电子器件的外壳。该外壳包括壳体。壳体限定外壳的外部。壳体容纳位于该壳体内部的主腔室。该外壳还包括隔板。隔板限定释放腔室。释放腔室向壳体内部延伸。隔板具有释放孔。释放孔在释放腔室和主腔室之间连通。该外壳包括透气屏障膜。屏障膜被布置成覆盖该孔。壳体具有在释放腔室和外壳的外部之间连通的开口。

在一种构造中，开口的贯通轴线可从孔的贯通轴线横向地和/或成角度地偏移。

在一种构造中，隔板可以具有从壳体向内突出的壁部分和从壁部分延伸以封闭释放腔室的顶部分。顶部分可以具有孔。

在一种构造中，外壳还包括隧道结构，该隧道结构提供在开口和释放腔室之间延伸的隧道。

在一种构造中，隧道可以沿直线延伸。

在一种构造中，隧道可以在与孔的贯通轴线成一定角度的方向上延伸。

在一种构造中，隧道可以在垂直于孔的贯通轴线的方向上延伸。

在一种构造中，壳体可以具有在释放腔室与外壳的外部之间连通的第二开口。

在一种构造中，开口的贯通轴线可以从孔的贯通轴线横向地和/或成角度地偏移。

在一种构造中，第二开口的贯通轴线可以垂直于开口的贯通轴线并且垂直于孔的贯通轴线。

在一种构造中，透气膜可以被布置在隔板的主腔室侧。

在一种构造中，壳体是盒的形状的并且具有平坦的顶部壁和底部壁，并且平坦的侧壁在顶部壁和底部壁之间延伸。

在一种构造中，隔板可以从盒的顶部壁或底部壁向内延伸，并且开口可以设置在盒的侧壁中。

在一种构造中，该外壳可以满足按照IEC标准60529的IP6K6K的等级。

在一种构造中，外壳是用于车载雷达传感器电子器件的外壳。

附图说明

为了更好地理解本公开并示出如何实现本公开，将仅通过示例的方式参考附图，其中：

图1示出了根据实施方式的外壳的下部分的内部；

图2示出了穿过图1的下部分的竖直横截面；

图3示出了穿过图1的下部分的水平横截面；

图4示出了图1的下部分的外部的细节；

图5示出了根据另一实施方式的穿过外壳的下部分的水平横截面；

图6示出了图4的下部分的外部；

图7示出了根据另一实施方式的外壳的下部分的内部；

图8示出了穿过图7的下部分的竖直横截面；

图9示出了图7的下部分的下侧外部；

图10示出了图7的下部分的外部的细节；

图11示出了可用作任何所公开的实施方式的一部分的上部分；以及

图12示出了与图1的下部分接合的图11的上部分。

具体实施方式

图1示出了电子器件外壳100的下部分110。电子器件外壳100具有图11所示的上部分130，该上部分具有盖的形式，该盖被构造成与下部分110密封地接合以形成完整的外壳，如图12所示。图1所示的构造中的下部分110具有矩形盒的形式，该矩形盒具有大致平坦的下壁111、从下壁111的平面竖直向上突出的侧壁111A、111B、111C和111D，使得外壳100的内部空间112在五个侧面上被部分地封闭。

侧壁111A、111B、111C和111D中的每一个的上端在外边缘上凹入，以提供密封边沿，上部分130可以密封地接合在该密封边沿上。上部分130具有形成在其下表面上的对应的突起，以被容纳在凹部113中，并且可以提供用于密封件的空间，例如O形环密封件或密封剂的珠圆，以位于下部分110和上部分130之间。上部分130可以例如通过粘合剂固定到下部分110，或者可以设置有诸如锁定夹或螺钉的固定装置以将上部分130接合到下部分110。上部分130可以是如图所示的大致扁平的结构，或者其本身可以是部分封闭的内部空间112，例如通过具有与下部分110的形状对应的形状，该下部分具有上壁和侧壁，该上壁和侧壁在组装状态下从下部分110的侧壁111A、111B、111C和111D延续。

如图1所示，侧壁111D中的一个设置有连接器组件114，该连接器组件提供具有导体的内部端子部分114A，该导体穿过侧壁111D延伸到插座114B。端子部分114的导体借助于适当的密封穿过侧壁111D，例如通过与侧壁11D的材料密封接触，或者以其它方式通过穿过密封块，例如本身与侧壁111D密封的橡胶块。由此，外部电信号可被引入到被安装在外壳100的内部处的电子器件以及从该电子器件获得，同时维持外壳100的密封状态。

在外壳100中还设置固定点115，该固定点提供了用于附接例如电子部件(例如印刷电路板(PCB))的锚。在图1的构造中，固定点115从下壁111的内表面延伸，但是也可以被设置在其它位置处，例如在侧壁111A、111B、111C、111D中的每一个上。例如，固定点115可以是具有形成在其中的盲孔的加强部分，螺钉可以被拧入该盲孔中。在固定点115上面的电子部件中布置适当的孔并且穿过孔将螺钉引入到固定点可以用于固定电子部件。然而，可以设置将电子部件固定在外壳100内的其它装置，例如通过使用粘合剂、压配合螺柱、保持夹或其它固定装置。

当上部分130与外壳100的下部分110密封地接合时，需要对可能存在于外壳100内部的空间112中的空气(或其它气体)进行压力释放，以避免外壳的内部与外壳的外部之间的压力差损坏外壳或容纳在其中的部件。因此，在图1的构造中，设置在内部空间112与释放腔室118之间连通的孔117，该孔本身与外壳100的外部连通。在图1的构造中，孔117被设置到形成为从下部分110以封闭释放腔室118的底座116的形式延伸的隔板。释放腔室118通过开口119和120与外壳100的外部连通。释放腔室118和开口119和120在图1中不可见，但是以图2的竖直横截面和图3的水平横截面示出。

如图2所示，底座116具有从下壁111的平面竖直地延伸的壁部分116和从壁部分116A水平地延伸的顶部分116B，以便封闭释放腔室118。在图1所示的构造中，顶部分116B的周边是圆形的，并且壁部分116围绕顶部分116B的周边周向地延伸。然而，其它构造也是可能的，其中顶部分可以是例如半球形的，和/或壁部分116可以形成为大致弯曲或多边形形状，例如通过沿直线或弯曲构造延伸的一系列壁部分，在一系列壁部分之间限定有角度。因此，例如，底座116在平面上可以是例如矩形或六边形或八边形的。

隧道结构121和122在底座116和相邻的侧壁116B和116D之间延伸。如图3所示，隧道结构112和122限定了从释放腔室118延伸并分别终止于开口119和120的隧道123和124。图4示出了从下侧方向观察的下部分110的替代视图，其中下表面111是可见的，以及开口119和120形成在相应侧壁111B和111D中。

在图1中例示的构造中，依次穿过孔117、释放腔室118、隧道123和124以及开口119和120的用于气体的总通路存在于空间112和外壳100的外部之间，由此可以释放外壳100内部的过压或欠压。

为了防止水分和/或灰尘进入被限定在外壳100内部的空间112中，设置膜116D以覆盖孔117。膜116D是气体可渗透但液体不可渗透的，并且可以由诸如GORE^TM膜的透气材料形成。这种透气材料在本领域中是已知的，并且可以根据需要进行选择。

在图1的构造中，膜116的下侧借助于例如周边粘合剂珠圆密封地粘附到顶部分116B的上表面，以便覆盖孔117。膜116D由此防止水分和/或灰尘通过孔117进入释放腔室118与空间112之间。在图1的实施方式中，具有与膜116D相同的尺寸和形状的凹部116C形成在顶部分116B上以容纳膜116，但是在其它构造中，膜116可以固定到顶部分116B的足够平坦的表面而没有任何凹部。在图1的构造中，凹部116C与膜116D的周边形状匹配。然而，对膜116D或凹部116的形状没有限制，并且膜和凹部中的任一者或两者可以是圆形、矩形、八边形、六边形或不规则轮廓。

通过设置图1的构造，其中释放腔室118被布置在内部空间112和外壳100的外部之间，借助于孔117和开口119和120中的至少一个连通，减少了液体的入射射流直接撞击在膜116D上的机会。因此，可以减小由例如使用液体射流的清洁过程所产生的由膜116D经受的力。结果，由膜提供的密封可以更耐用，并且使得外壳更能抵抗进入的水分。

在图1中，孔117的贯通轴线(该孔的贯通轴线可以被认为是正交于孔117的横截面的方向)从开口119和120的每个贯通轴线横向地以及在角方向上偏移。通过使开口119和/或120的贯通轴线与孔117的贯通轴线偏移，入射在外壳100上并与开口119或120对准的液体射流将不会直接行进穿过孔117。因此，可以减小入射液体作用在膜116D上的力，并且可以提高膜116D抵抗入射液体的能力。

另外，通过设置从释放腔室1182和外壳100的外部延伸的隧道123和124，降低了液体到外壳100的入射射流可以直接到达孔117的可能性。类似地，通过在隔板116的顶部分116B中布置孔117，可以进一步降低液体的入射射流到达孔117的可能性。因此，通过图1中示例的这种构造，没有从外壳100外部入射的可以直接冲击膜116D的液体射流。

在图1的构造中，设置有与释放腔室118连通的两个开口119、120以及相关联的隧道123、124。从外壳100的外部设置两个这样的开口允许已经穿过一个开口进入的液体容易地穿过另一个开口排出。因此，穿过一个开口的液体射流将不会导致液体在释放腔室118中的积聚，并因此不会导致对膜116的向内压力的不期望的增加。通过这种构造，能够进一步提高外壳抵抗入射液体的能力。

此外，在图1的构造中，开口119、120被布置有彼此成角度地偏移的贯通轴线。具体地，在图1的构造中，开口119、120位于不同的侧壁上，特别是相邻的侧壁111D、111B上。这里，相邻的侧壁111D、111B以相对于彼此倾斜的方式延伸，示出为垂直倾斜。这种构造促进液体从释放腔室118更有效地排出。如图1所示，将开口119、120的贯通轴线设置成垂直特别有效地促进了排水，尤其是如果外壳100在使用中可以以不同的定向被安装时。

此外，在图1的构造中，终止于开口119、120处的隧道123、124彼此以一定角度延伸，并且特别地被布置成在彼此垂直的方向上线性延伸。这种构造允许外壳100以各种定向被安装，并有效地保持通过重力将已经进入释放腔室118的液体从释放腔室118中排出的能力。然而，在其它构造中，隧道123和124不需要彼此成直角，并且可以以其它角度布置。此外，尽管隧道123和124被描绘为以具有恒定横截面的直线形成，但是在其它构造中，横截面可以沿着每个隧道变窄或扩大。此外，隧道123和124的路径均可以制成为弯曲的或迷宫形的，以进一步抵抗液体的侵入。

以上公开已经在图1至图4中示出的一个构造中被例示，但是在不脱离以上公开的有利功能和相关联的结构的情况下，许多变化是可能的。现在将参考分别在图5至图6和图7至图10中示出的示例性的进一步的变型实施方式。其中没有结合这些实施方式描述或标记元件，应当理解，结合图1的实施方式公开的类似元件具有对应的结构和功能。

例如，如图5和图6所示，在一种变型构造中，外壳可以具有带有开口219和220的下部分220。使隧道223和224终止的开口219和220可以具有不同的横截面。例如，如图5和图6所示，隧道223的横截面可以是矩形的并且可以具有恒定的尺寸，而隧道224和相关开口220的横截面可以是圆形的并且可以例如朝向释放腔室228渐缩。横截面的其它构造也是可能的，而没有限制。

在另一示例性构造中，如图7至图10所示，下部分320设有一个开口319，该开口被布置在外壳320的一个侧壁311D处并通过隧道323连接到释放腔室218。下部分320还设置有至少一个第二开口320，在此示出为一组第二开口320，所述一组第二开口形成在下部分320的下表面311中并且直接在下表面311和释放腔室328之间延伸。

在这种构造中，形成在底座316的顶部分316B中的孔317仍然可以被充分地保护以免受液体射流的直接入射，因为对于一些应用，外壳可以被安装成其开口320面向另一表面，例如固定有下面板320并且支撑该下面板的表面。此外，通过将一个或多个开口320布置成其贯通轴线从孔117的贯通轴线偏移，可保护孔317免于液体射流的直接入射。在图7至图10的构造中，开口320具有例如从孔317的贯通轴线横向偏移的贯通轴线。

通过将每个开口实现为一组较小的孔，通过用具有足够小的网眼间距的格栅覆盖每个开口，在每种情况下以便中断或减小任何入射液体射流的力，也提供了防止液体射流的直接入射的附加或替代保护。

此外，在已经由具有某些结构特征的特定构造构成的上述公开中，该特定构造可以表现出某些功能。然而，如本领域技术人员将认识到的，上述结构的元件可以被修改或调整或由已知的等同物替代而不影响基本功能。

例如，在上述实施方式中，使用了基本上矩形的盒形的外壳的示例，但本构造也能够应用于具有正方形、六边形、八边形等多边形的轮廓的盒型外壳。

类似地，本公开适用于可具有圆形轮廓的外壳，并且该外壳可具有半球形或其它非平面的上表面和/或下表面。例如，本公开可以等同地应用于具有平坦下表面和半球形上表面的鼓状外壳，并且其中开口被设置到鼓的周向壁中的位置，或者被设置在鼓的周向壁上和鼓的平坦下表面上的一个位置处。

此外，本公开还可应用于仅设置一个外部开口的构造，或者无论是在外壳的侧表面或下表面，还是在外壳的另一表面处。

上述公开已经关于两部分的外壳进行了示例，该两部分的外壳具有下部分和与下部分密封接合的上部分，如图12所示。然而，其它构造也是可能的，并且外壳可以被构造成例如具有两个横向半部分，该两个横向半部分均包括上壁、下壁和一个或多个侧壁，并且所述上壁、下壁和一个或多个侧壁在每个横向半部分的开口端处被接合在一起。

在另一构造中，可以不设置端子部分和对应的可感知的插座来用于在外壳的内部与外部之间传送电信号，并且可以例如通过无线装置来提供通信。

此外，结合上述公开，外壳的下部分和外壳的上部分中的每一者都被示出为整体的、单一的结构，其均可以例如通过注射成型形成。然而，这些结构中的每一个的相应部分也可以单独形成，然后通过任何合适的方式例如粘合剂或焊接密封地接合在一起。外壳的材料不受限制，并且可以有利地由塑料或陶瓷材料制成。

此外，在上述公开中，已经解释了透气膜如何可以密封地粘附到限定释放腔室的底座结构的上表面；然而，在其它构造中，膜也可形成为释放孔的插入件，或者可粘附到释放腔室的内表面。

此外，尽管已通过圆形通孔来例示释放孔，但释放孔可形成为具有各种横截面和形状。

最后，尽管已经关于通用外壳阐述了以上公开，但是本公开的实施方式可以被实现为具有外壳和被容纳在外壳内部的空间中的雷达传感器的电子模块，例如在实现雷达传感器的PCB上。传感器可以固定在外壳内部，并且通过经由端子部分传送的电子信号与外壳外部的元件通信。在这种构造中，外壳可以由雷达透明(radar-transparent)的材料制成。

因此，前述公开应被理解为纯粹是示例性的和说明性的本公开内容的原理和基本特征。在不影响本文公开的构造的基本原理及其相关效果和优点的情况下，考虑本领域技术人员已知的那些材料和机制的替代或变型。因此，考虑到任何等效物，要求保护的范围应被理解为仅由所附权利要求书限制。

Claims (15)

1.一种用于电子器件的外壳，所述用于电子器件的外壳包括：

壳体，所述壳体限定所述外壳的外部并且容纳位于所述壳体内部的主腔室；

隔板，所述隔板限定向所述壳体内部延伸的释放腔室，并且具有在所述释放腔室和所述主腔室之间连通的释放孔；以及

透气屏障膜，所述透气屏障膜被布置成覆盖所述释放孔，

其中，所述壳体具有在所述释放腔室与所述外壳的所述外部之间连通的开口。

2.根据权利要求1所述的用于电子器件的外壳，其中，所述开口的贯通轴线从所述释放孔的贯通轴线横向地和/或成角度地偏移。

3.根据权利要求1或2所述的用于电子器件的外壳，其中，所述隔板具有从所述壳体向内突出的壁部分和从所述壁部分延伸以封闭所述释放腔室的顶部分，所述顶部分具有所述释放孔。

4.根据权利要求1或2所述的用于电子器件的外壳，所述外壳还包括隧道结构，所述隧道结构提供在所述开口和所述释放腔室之间延伸的隧道。

5.根据权利要求4所述的用于电子器件的外壳，其中，所述隧道沿直线延伸。

6.根据权利要求4所述的用于电子器件的外壳，其中，所述隧道在与所述释放孔的贯通轴线成角度的方向上延伸。

7.根据权利要求6所述的用于电子器件的外壳，其中，所述隧道在垂直于所述释放孔的贯通轴线的方向上延伸。

8.根据权利要求1或2所述的用于电子器件的外壳，其中，所述壳体具有在所述释放腔室与所述外壳的所述外部之间连通的第二开口。

9.根据权利要求8所述的用于电子器件的外壳，其中，所述开口的贯通轴线从所述释放孔的贯通轴线横向地和/或成角度地偏移。

10.根据权利要求9所述的用于电子器件的外壳，其中，所述第二开口的所述贯通轴线垂直于所述开口的贯通轴线并且垂直于所述释放孔的贯通轴线。

11.根据权利要求1或2所述的用于电子器件的外壳，其中，所述透气膜被布置在所述隔板的主腔室侧。

12.根据权利要求1或2所述的用于电子器件的外壳，其中，所述壳体为盒的形状，盒形的所述壳体具有平坦的顶部壁和底部壁以及在所述顶部壁和所述底部壁之间延伸的平坦的侧壁。

13.根据权利要求12所述的用于电子器件的外壳，其中，所述隔板从所述盒的顶部壁或底部壁向内延伸，并且其中，所述开口被设置在所述盒的侧壁中。

14.根据权利要求1或2所述的用于电子器件的外壳，其中，所述外壳满足按照IEC标准60529的IP6K6K。

15.根据权利要求1或2所述的用于电子器件的外壳，其中，所述外壳是用于车载雷达传感器电子器件的外壳。

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