JP2021504965A - ハウジング - Google Patents

Abstract

本発明は、ハウジング（１００）であって、ハウジング開口部（１）と、前記ハウジング開口部（１）の内側（１２）の上に装着された圧力均一化要素（４）と、前記ハウジング開口部（１）の外側（１１）に装着されていると共に前記ハウジング開口部（１）を取り囲む保護壁（２）と、前記ハウジング開口部（１）の前記外側（１１）を覆って配置されていると共に前記ハウジング開口部（１）を越えて突出するブリッジ（３）と、を含み、前記ブリッジ（３）は、当該ブリッジ（３）の投影が前記ハウジング開口部（１）を少なくとも部分的に覆うように成形され配置されているものに関する。【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、直接的な噴流水からの保護のためのハウジング開口部の幾何学的な設計に関する。

ハウジングには、気体媒体に対して透過性でなければならない開口部があるが、ハウジング内部は、塵埃及び液体から保護されなければならない。これは、例えば、ハウジング内で、処理の間の又は適用における温度変化によって、過剰圧又は負圧が発生してはならない場合に、必要である。ハウジング内で、例えば圧力測定における基準圧力として周囲圧力が支配的であるべき場合であっても、気体媒体に対して透過性の開口部が必要である。そのようなハウジング開口部は、通常、いわゆる圧力均一化要素（Druckausgleichselement；ＤＡＥと略称する。）によって閉鎖される。これらのＤＡＥは、空気循環、又は、その他の気体媒体の流入及び流出を許容するが、液体に対しては特定の圧力まで非透過性である。

しかしながら、ＤＡＥは、例えば自動車への適用に対してしばしば規定されるような、より厳しい負荷に、長期に亘って耐えることができない。対応する荷重は、例えば、接触によって、飛び石、いわゆる砂利衝撃（Gravel Bombardment）によって、又は、例えば高圧洗浄の噴流水の影響下で、発生し得る。機械的な荷重によって、ＤＡＥは、破壊され、ハウジングから剥がされ、又は、使用中に気密でなくなる。

本発明の課題は、例えば、環境の影響からより良好に保護されている、改良されたハウジングを提供することである。特に、圧力均一化要素は、噴流水による損傷に対して保護されなければならない。

当該課題は、請求項１によるハウジングによって解決される。

ハウジング開口部と、ハウジング開口部の内側の上に装着された圧力均一化要素と、ハウジング開口部の外側に装着されていると共にハウジング開口部を取り囲む保護壁と、ハウジング開口部の外側に配置されていると共にハウジング開口部を越えて突出するブリッジと、を含み、ブリッジは、当該ブリッジの投影がハウジング開口部を少なくとも部分的に覆うように成形され配置されている、ハウジングが提案される。

ハウジングの内側には、センサ素子を収容するように構成されたハウジング内部空間を形成することができる。ハウジング内部空間と接続された側は、ハウジング開口部の内側と称することができる。ハウジング内部空間とは逆を向いた側は、ハウジング開口部の外側と称することができる。

ブリッジ及び保護壁は、協働して、圧力均一化要素を、さもなければ圧力均一化要素に損傷を与える可能性のある噴流水及び他の物体から保護するように、構成することができる。ブリッジ及び保護壁は、ハウジングに衝突する噴流水が妨害されることなく圧力均一化要素まで到達する角度範囲を最小化するように構成することができる。

ブリッジ及び保護壁は、ハウジング内部空間をも取り囲む同一の射出成形部品から形成することができる。その場合、例えばキャップ又は保護フィルムのような付加的な部品は、省略することができる。ハウジング全体は、ハウジング開口部、ブリッジ及び保護壁を形成する単一の射出成形部品から成ることができる。

保護壁は、ハウジング開口部を環状に取り囲むことができる。代替的に、保護壁は、セクションごとに部分円弧状に、ハウジング開口部の周りに配置することができる。その場合、部分円弧状のセクションの間で、保護壁に切り欠き部を形成することができ、当該切り欠き部は、物体によって保護壁が閉鎖され得ることを防止する。

ハウジング開口部に対して垂直な方向における保護壁の長さは、ハウジング開口部の直径の少なくとも５倍とすることができる。好ましくは、当該長さは、ハウジング開口部の直径の少なくとも１０倍である。ハウジング開口部の直径に対する保護壁の長さのこの比によって、ほぼ垂直に流入する噴流水のみが、保護壁によって偏向されないことが保証され得る。垂直に流入する噴流水は、更に、ブリッジによって偏向され得る。したがって、噴流水が常に先ずブリッジ又は保護壁に衝突し、そこでそのエネルギーの一部を失い、減衰した態様においてのみハウジング開口部及び特に圧力均一化要素に到達することが、保証され得る。ここでは、ハウジング開口部の直径に対して垂直な保護壁の拡がりを、保護壁の長さと称する。

ハウジング開口部は、少なくとも60％までブリッジの投影によって覆われ得る。好ましくは、ハウジング開口部は、少なくとも80%までブリッジの投影によって覆われている。好ましくは、ハウジング開口部は、完全にブリッジの投影によって覆われている。ブリッジによるハウジング開口部の被覆度が高ければ高いほど、圧力均一化要素は損傷からより良好に保護される。いくつかのケースにおいて、被覆度は、製造に起因する理由により制限される可能性がある。例えば、ハウジング全体が単一の射出成形部品として製造される場合、ハウジングの幾何学的形状によっては、ブリッジがハウジング開口部を完全に覆うことが常に可能であるとは限らない。

ハウジング内にはハウジング内部空間を形成することができ、当該ハウジング内部空間は、ハウジング開口部を介してのみ、ハウジングの周囲と接続されている。ハウジング開口部は、ハウジング内部空間の底部に配置することができ、当該底部は平坦である。代替的に、ハウジング開口部は、ハウジング内部空間の底部に配置することができ、当該底部は、ハウジング開口部が形成された第１の領域と、第１の領域に対して１段オフセットされた第２の領域と、を備えている。

ハウジング開口部は、ハウジング内部空間とハウジングの周囲との間の圧力均一化をもたらすように構成することができる。その場合、気体媒体は、圧力均一化要素を通過することができる。例えば、ハウジングは、ハウジング内部空間内に常に周囲圧力が生じるように構成することができる。

圧力均一化要素は、気体媒体に対しては透過性であり、液体媒体に対しては特定の圧力まで非透過性であり得る。

ハウジングは、保護クラスIP X9kの要求を満たし得る。IP保護クラスは、電気部品が、如何なる範囲において、損傷を受けることなく又は安全性のリスクを生じることなく環境の影響に曝され得るかを定める。IP X9kハウジングは、ハウジングに対して非常に高い圧力であっても、如何なる方向から流入する水に対しても保護されており、この場合、高圧洗浄又は蒸気噴流洗浄によって到達可能な80〜100barの圧力を、非常に高い圧力と見なすことができる。

特に、圧力均一化要素、ブリッジ及び保護壁の組み合わせは、保護クラスIP X9kの要求が満たされるという結果をもたらし得る。

ハウジングは、ハウジングの外側を形成するハウジング壁を備えることができ、ハウジング壁は、保護壁と比較して、ハウジング開口部から離れる方向に更に延びており、その結果、保護壁のうちハウジング開口部から隔たった端部は、ハウジング壁を越えて突出していない。したがって、ハウジング壁は、保護壁を機械的な損傷から保護することができる。ハウジング壁は、ハウジング内部空間を取り囲むことができる。更に、ハウジング壁は、保護壁を取り囲むことができる。

ハウジング壁及び保護壁は、一体の射出成形部品の別の領域から形成することができる。ハウジングは、付加的なスライドのない２つの工具半体によってプラスチック射出成形で形成され得るように、構成することができる。

圧力均一化要素は、溶接プロセスによって、ハウジング開口部の内側に装着することができる。代替的に、圧力均一化要素は、ハウジング開口部の内側の上に接着されることができる。

ハウジングは、圧力センサハウジングであることができる。それに応じて、ハウジング内部空間は、圧力センサ素子の収容に適していることができる。

別の態様によれば、本発明は、上述したハウジングと、ハウジングの内側に配置されたセンサ素子と、を備えるセンサに関する。

以下において、本発明が、図面に示された実施例に基づいて、更に説明される。

第１の実施形態によるハウジングの、ブリッジに対して垂直な切断線による断面図を示している。 媒体の流入方向Ｖにおけるハウジング開口部の概略的な上面図を示している。 第２の実施形態によるハウジングの、ブリッジに対して平行な切断線による概略的な断面を示している。 図３Ａの一部を示している。 ハウジング開口部が形成されている側が見える状態の、ハウジングの３次元的な斜視図を示している。 ハウジングの概略図を、斜視図で示している。 媒体の流入方向Ｖにおけるハウジング開口部の概略的な上面図を示している。

図１は、第１の実施例によるハウジング１００を示している。ハウジング１００は、この場合、切断線Ｂ−Ｂ（図２参照）に沿った断面図で示されている。図２は、例えば図１のハウジング１００における、媒体の流入方向Ｖにおけるハウジング開口部１の概略的な上面図を示している。

ハウジング１００は、ハウジング内部空間７を備えている。ハウジング内部空間７内には、センサ素子を配置することができる。この目的のために、ハウジング内部空間７内には、センサ素子を収容するための窪み８が形成されている。ハウジング内部空間７は、圧力均一化要素４によって閉鎖されている。圧力均一化要素４は、液体媒体を分離する機能を有しており、その結果、気体媒体のみがハウジング１００の内部に到達し得る。

ハウジング１００は、更に、外側１１及び内側１２を有するハウジング開口部１を含んでいる。外側１１は、ハウジング１００の外部環境と接続されている。ハウジング開口部１の内側１２は、圧力均一化要素４を介して、ハウジング１００内に形成されたハウジング内部空間７と接続されている。ハウジング内部空間７は、その場合、ハウジング開口部１を介してのみ、ハウジング１００の外部環境と接続されている。

ハウジング開口部１は、直径ｄ１を有している。ハウジング開口部１の一方の端部は、圧力均一化要素４によって覆われている。この端部は、圧力均一化要素４を介してハウジング内部空間７と接続されている。ハウジング開口部１の反対側の端部は、保護壁２によって取り囲まれたチャネル９と接続されている。

ハウジング１００は、射出成形部品である。ハウジング開口部１及び保護壁２は、両方とも、この射出成形部品に形成されている。その場合、ハウジング開口部１及び保護壁２は、当該射出成形部品の別の領域によって形成される。射出成形部品のうち直径ｄ１を有する領域を、ハウジング開口部１と見なすことができる。射出成形部品のうち第２の直径ｄ２を有する領域を、保護壁２と見なすことができる。

更に、ハウジング開口部１を通ってハウジング内部空間７内への媒体の流入方向Ｖが定義されており、当該方向は外側から内側へ向けられている。

保護壁２は、ハウジング開口部１を詰まらせたり、ハウジング開口部１に機械的な損傷を引き起こしたりする可能性のある大きな部品から、ハウジング内部空間７を保護する機能を果たす。更に、保護壁２は、ハウジング１００に衝突する噴流水が、非常に小さな角度範囲でしかハウジング開口部１に直接的に到達し得ないという結果をもたらす。保護壁２は、方向Ｖにおいて、保護壁２の直径ｄ２の５倍よりも大きな長さを有しているので、ほぼ垂直に衝突する噴流水のみが、保護壁２によって予め偏向されることなくハウジング開口部１に到達する。

保護壁２は、流入方向Ｖとは反対側でハウジング開口部１に隣接する、上述したチャネル９を形成している。保護壁２によって形成されたチャネル９は、直径ｄ２を有している。直径ｄ２は、直径ｄ１よりも大きい。それに応じて、ハウジング開口部１は、保護壁２によって形成されたチャネル９よりも狭い。したがって、チャネル９からハウジング開口部１への移行部は、流入する噴流水が妨げられることなく圧力均一化要素４に到達することを防止するように構成された狭窄部を形成している。

保護壁２は、ハウジング壁５によって覆われる。ハウジング壁５は、保護壁２を機械的な荷重から保護する。流入方向Ｖとは逆向きに、ハウジング壁５は保護壁２を越えて突出している。

第１の実施例では、ハウジング壁５と保護壁２は一体に製造されている。その場合、ハウジング壁５及び保護壁２は、単一の射出成形部品によって形成されている。ここでは、射出成形部品のうち、ハウジング開口部１と接続されたチャネル９を直接的に取り囲む部分が、保護壁２と称される。射出成形部品の外側の部分、即ち最大の直径を有する部分が、ハウジング壁５と称される。

更に、ハウジング開口部１の外側１１を覆って、ハウジング開口部１１に渡されたブリッジ３が配置されている。ブリッジ３も同様に、ハウジング１００を形成する射出成形部品の１つの領域である。したがって、ブリッジ３は、ハウジング開口部１及び保護壁２と一体に形成されている。ブリッジ３は、ハウジング開口部１及び保護壁２と同一の材料から成る。

ブリッジ３の延在方向は、切断線Ｂ−Ｂに対して垂直である。したがって、図１では、ブリッジ・アーチの断面のみが認識可能である。ブリッジ３とハウジング開口部１の外側１１は、ブリッジ３をハウジング開口部１１上に投影した場合に、ハウジング開口部１１の一部が覆われるように構成されている。ブリッジ３は、ハウジング開口部１の可能な限り大きな部分がブリッジ３によって覆われるように構成されている。製造に起因して、完全な被覆が常に可能であるとは限らない。

ブリッジ３は、棒状の物体のハウジング開口部１への直接的な侵入から、及び、噴流水から、ハウジング開口部１を保護している。図２において見て取れるように、ブリッジ３はハウジング開口部１を、完全に又はほぼ完全に覆っている。ブリッジ３は、ハウジング開口部１のうち少なくとも中央の部分を覆っており、その結果、噴流水は、中央の部分では、ハウジング開口部１内に直接的に流入することはできない。したがって、圧力均一化要素４も、ブリッジ３によって、噴流水による損傷から保護されている。ブリッジ３及び保護壁２は、それらの協働を通じて、噴流水がブリッジ３又は保護壁２によって予め偏向されることなく圧力均一化要素４に直接的に到達することが防止されるように、構成されている。噴流水が先ずブリッジ３又は保護壁２に衝突すると、それは偏向され、その力の一部を失う。それに応じて、噴流水による圧力均一化要素の損傷の危険性が大幅に低減される。

ハウジング開口部１は、ハウジング内部空間７の底部６に形成されている。底部６は、第１の領域６ａ及び第２の領域６ｂを備えている。ハウジング開口部１は、第１の領域６ａに配置されている。第２の領域６ｂは、第１の領域６ａに対して１段オフセットされている。第２の領域６ｂは、第１の領域６ａに対して、流入方向Ｖとは逆向きにオフセットされている。それに応じて、流入方向Ｖにおいて、ハウジング開口部１の内側１２は、底部６の第２の領域６ｂに対して高い位置にある。

図３Ａは、第２の実施例によるハウジング１００を示している。図３Ａは、この場合、ハウジングを断面図で示している。図３Ｂは、図３Ａの一部を拡大図で示している。

図３Ａ及び３Ｂに示された断面図は、図２にも示されているように、ブリッジ３に対して平行に方向付けられた切断線Ａ−Ａに基づいている。図３Ａには円形の領域Ｚが記入されており、当該領域は、図３Ｂにおいて拡大図として示されている。図３Ａは、ハウジング１００に対するハウジング開口部１及び保護壁２の位置を示している。図３Ｂは、ハウジング開口部１の詳細を示している。

図３Ａ及び３Ｂの断面図において、ブリッジ３は、ハウジング開口部１の外側１１に渡されていると共に、ハウジング開口部の方を向いた台形平行部上に凹部を備える、台形状のアーチとして示されている。しかしながら、この幾何学的な形状は、射出成形プロセスでの製造、及び、噴流水に対する保護機能の両方を最適化するために、任意に適合させることができる。ハウジング開口部１の内側１２には、圧力均一化要素４が配置されている。ハウジング開口部１の内側１２は、図示された実施形態では、ハウジング内部の底部６と共に１つの平面内にある。

ハウジング１００の第２の実施例は、ハウジング内部空間７の構成において、第１の実施例と異なっている。第２の実施例によれば、ハウジング内部空間７は底部６を備えており、底部６にはハウジング開口部１が形成されており、底部６は平坦である。

第１及び第２の実施例の間の別の相違点は、保護壁２の構成にある。第２の実施例によれば、保護壁２は、ハウジング壁５と一体には成形されていない。むしろ、保護壁２とハウジング壁５とは、互いに隔てられている。

流入方向Ｖとは逆向きに、保護壁２はハウジング壁５を越えて突出してはいない。むしろ、保護壁２は、ハウジング壁５に対して後退している。それにより、保護壁２は、ハウジング壁５に作用する機械的な荷重から保護されている。

ブリッジ３は、保護壁２のうち、ハウジング開口部１の方を向いた端部の近傍に配置されている。したがって、ブリッジ３は、保護壁２の内側深くに配置されている。ブリッジ３は、流入方向Ｖで見て、保護壁２の最後の１／４に、好ましくは最後の１／１０に配置されている。保護壁２の内側でのブリッジ３の深い位置によって、ブリッジ３は、噴流水に対する良好な保護をハウジング開口部１に提供する。ブリッジ３は、噴流水がハウジング開口部１に直接的には全く到達することができないか、あるいは、噴流水が非常に小さい角度範囲からしか直接的にハウジング開口部１に衝突することができないように、配置され構成されている。

図２は、流入方向Ｖに沿ったブリッジ３の概略的な上面図を示している。ハウジング開口部１は、この図では、ブリッジ３の下に位置している。ブリッジ３は、ハウジング開口部１を可能な限り完全に覆うように構成されている。ハウジング開口部１の周り及びブリッジ３の周りを取り巻いて、保護壁２が配置されている。保護壁２は、互いに対向する２つのセクション２ａ，２ｂを備えており、それらは、それぞれ部分円弧状の断面を有している。保護壁２の２つのセクション２ａ，２ｂは、切り欠き部２ｃによって互いに分離されている。

切り欠き部２ｃは、保護壁２の開口部上に位置する可能性のある物体によってハウジング開口部が塞がれるのを防止する機能を果たす。しかしながら、保護壁２の断面形状は、この形状に限定されず、あらゆる幾何学的な形状又は形状の組み合わせを採用することができる。特に、保護壁２は、完全に又は部分的に、ハウジング壁５に一体化することができる。切り欠き部２ｃは、保護壁２の長さの一部に亘ってのみ延びている。

上面図には、ブリッジに対して平行な切断線Ａ−Ａ及びブリッジに対して垂直な切断線Ｂ−Ｂも示されている。流入方向Ｖのベクトルは、切断線Ａ−Ａ及びＢ−Ｂの交点に位置し、紙面に向かう方向を指している。

図４は、ハウジング開口部が形成されている側が見える状態の、第２の実施例によるハウジング１００の斜視図を示している。図５は、ハウジング１００の概略図を、斜視図で示している。図６は、媒体の流入方向Ｖにおけるハウジング開口部の概略的な上面図を示している。

１ ハウジング開口部
１１ 外側
１２ 内側
１００ ハウジング
２ 保護壁
２ａ セクション
２ｂ セクション
２ｃ 切り欠き部
３ ブリッジ
４ 圧力均一化要素
５ ハウジング壁
６ ハウジング内部空間の底部
６ａ 第１の領域
６ｂ 第２の領域
７ ハウジング内部空間
８ 窪み
９ チャネル
Ａ−Ａ ブリッジに対して平行な切断線
Ｂ−Ｂ ブリッジに対して垂直な切断線
Ｖ 媒体の流入方向
ｄ１ ハウジング開口部の直径
ｄ２ 保護壁の直径

Claims (18)

1. ハウジング（１００）であって、
   ハウジング開口部（１）と、
   前記ハウジング開口部（１）の内側（１２）の上に装着された圧力均一化要素（４）と、
   前記ハウジング開口部（１）の外側（１１）に装着されていると共に前記ハウジング開口部（１）を取り囲む保護壁（２）と、
   前記ハウジング開口部（１）の前記外側（１１）を覆って配置されていると共に前記ハウジング開口部（１）を越えて突出するブリッジ（３）と、を含み、
   前記ブリッジ（３）は、当該ブリッジ（３）の投影が前記ハウジング開口部（１）を少なくとも部分的に覆うように成形され配置されている、ハウジング。
2. 前記保護壁（２）は、噴流水の偏向のために形成されている、請求項１に記載のハウジング。
3. 前記ブリッジ（３）は、垂直に流入する噴流水の偏向のために形成されている、請求項１又は２に記載のハウジング。
4. 前記ハウジング開口部（１）は、前記ブリッジ（３）によって、少なくとも中央の領域において覆われている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のハウジング。
5. 前記保護壁（２）は前記ハウジング開口部（１）を環状に取り囲んでいる、又は、前記保護壁（２）はセクションごとに部分円弧状に前記ハウジング開口部（１）の周りに配置されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のハウジング（１００）。
6. 前記ハウジング開口部（１）に対して垂直な方向における前記保護壁（２）の長さは、前記ハウジング開口部（１）の直径の少なくとも５倍である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のハウジング（１００）。
7. 前記ハウジング開口部（１）は、少なくとも６０％まで、前記ブリッジ（３）の前記投影によって覆われている、請求項１〜６のいずれか１項に記載のハウジング（１００）。
8. 前記ハウジング（１００）内にはハウジング内部空間が形成されており、前記ハウジング内部空間は、前記ハウジング開口部（１）を介してのみ、前記ハウジング（１００）の周囲と接続されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載のハウジング（１００）。
9. 前記ハウジング開口部（１）は、前記ハウジング内部空間の底部（６）に配置されており、前記底部（６）は平坦である、請求項８に記載のハウジング（１００）。
10. 前記ハウジング開口部（１）は、前記ハウジング内部空間の底部（６）に配置されており、前記底部（６）は、前記ハウジング開口部（１）が形成された第１の領域と、前記第１の領域に対して１段オフセットされた第２の領域と、を備える、請求項８に記載のハウジング（１００）。
11. 前記ハウジング開口部（１）は、前記ハウジング内部空間（７）と前記ハウジング（１００）の周囲との間の圧力均一化をもたらすように構成されている、請求項８〜１０のいずれか１項に記載のハウジング（１００）。
12. 前記圧力均一化要素（４）は、気体媒体に対しては透過性であり、液体媒体に対しては特定の圧力まで非透過性である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のハウジング（１００）。
13. 前記ハウジング（１００）は、保護クラスIP X9kの要求を満たす、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のハウジング（１００）。
14. 前記ハウジング（１００）は、当該ハウジング（１００）の外側を形成するハウジング壁（５）を備え、
    前記ハウジング壁（５）は、前記保護壁（２）と比較して、前記ハウジング開口部（１）から離れる方向に更に延びており、その結果、前記保護壁（２）のうち前記ハウジング開口部（１）から隔たった端部は、前記ハウジング壁（５）を越えて突出していない、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のハウジング（１００）。
15. 前記ハウジング壁（５）及び前記保護壁（２）は、一体の射出成形部品の別の領域から形成される、請求項１４に記載のハウジング（１００）。
16. 前記圧力均一化要素（４）は、前記ハウジング開口部（１）の前記内側（１２）の上に溶接プロセスによって装着されている、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のハウジング（１００）。
17. 前記ハウジング（１００）は圧力センサハウジングである、請求項１〜１６のいずれか１項に記載のハウジング（１００）。
18. 請求項１〜１７のいずれか１項に記載のハウジング（１００）と、前記ハウジング（１００）の内側に配置されたセンサ素子と、を備えるセンサ。

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