JP4625502B2 - 電気的な装置 - Google Patents

Description

本発明は、電気的な装置であって、該装置はケーシング、ケーシング内に配置されていて湿気の影響を受けやすい電気的な構成ユニット、及びケーシング部分内に配置されていて湿気の侵入を防止する圧力補償部材を備えており、圧力補償部材は通気性のダイヤフラム及びダイヤフラムの前に配置された衝突防止部材を含んでおり、衝突防止部材は液体がダイヤフラムに直接に跳ねかかることを防止するようになっている形式のものに関する。ドイツ連邦共和国特許出願公開第３８１７２２７Ａ１号明細書に、圧力補償部材を備えた電気的な装置若しくは電気機器を開示してあり、圧力補償部材はケーシング開口部内に配置されている。該公知の電気機器の場合には欠点として、一面において圧力補償部材は多くの個別部品によって形成されており、他面においてケーシング内での圧力補償部材の取り付けのための付加的な接合過程を必要としている。

請求項１に記載の本発明の構成では、衝突防止部材はケーシング部分と一体の部分である。衝突防止部材をケーシング部分と一体の部分として形成することによって利点として、圧力補償部材を備えていて一面で効果の著しくかつ他面で製造の極めて簡単な電気的装置を得ることができるようになっている。

従属請求項に本発明の有利な実施態様を記載してある。本発明の１つの実施態様では、衝突防止部材はケーシング部分の凹設部内に設けられていて、凹設部の底部から距離を置いて配置され若しくは持ち上げた位置に形成されている。このような手段によって、例えば高い速度で噴出する液体噴流を用いた高圧洗浄に際して液体が電気装置にぶつかる場合に、液体噴流は衝突防止部材でそらされ、また衝突防止部材の表面で圧力を減衰される。さらに前述の手段は、大部分の液体が圧力補償部材の領域に達すること、並びに液体が高い衝撃を伴って表面にぶつかることを防止している。前述の手段は、わずかな液体しかダイヤフラムに達しないようにしている。衝突防止部材を複数の支え部によって底部に結合してある場合には、電気的な装置のケーシング内部への換気のための開口部を省略することができる。支え部の外側で錐台側面状若しくは円錐台側面状の外周面を形成してある場合には、このような外周面は液体噴流に直接にはほぼさらされることのない表面を成していて、射出成形金型からの圧力補償部材の離型を容易にするものである。射出成形金型は、圧力補償部材の輪郭を有するケーシング部分の成形に用いられる。

有利な実施態様では、支え部間に開口部を設けてあり、開口部は衝突防止部材の外側の表面に対して実質的に垂直に向けられており、これによって開口部は液体噴流をほとんど直接には受けない用になっており、つまり液体噴流はほとんど開口部に直接にはぶつからなくなっており、開口部の下側に位置するダイヤフラムも液体噴流を受けないようになっている。これによってダイヤフラムは取り付け箇所に保たれたままであり、つまり液体圧力によって外されることはない。

有利な実施態様では、ダイヤフラムは凹設部の底部の、ケーシングの内部へ向いている背面に有利には素材結合手段若しくは接着手段によって接合されており、これによって一面においてダイヤフラムを外部に対して効果的に保護してあり、かつ他面においてダイヤフラムの固定のために底部の背面の大きな環状表面を活用できるようになっている。したがってダイヤフラム面は、電気的な装置の周囲とダイヤフラムとの間の開口部の面積に左右されなくなっている。

別の実施態様では、凹設部の底部と衝突防止部材との間に環状のつば状部分を設けてあり、該つば状部分は該つば状部分の領域、すなわち凹設部内へ入り込む液体流のさらなる転向部若しくは蛇行部を成しており、その結果、液体流の運動エネルギーはさらに減衰若しくは消滅させられる。したがってダイヤフラムに対する圧力も消滅される。ダイヤフラム若しくはダイヤフラム固定部の信頼性及び保持性は高められる。

さらに別の実施態様では、凹設部の底部の背面に、ケーシング内部へ向かって延びるピン状部分を設けてあり、ピン状部分は底部から有利には、ダイヤフラムの取り付けられる環状面のレベルまで述べており、その結果、ダイヤフラムはピン状部分の端面にも応力なしに、例えば素材結合若しくは接着によって固定される。

本発明の別の実施態様では、衝突防止部材を収容している凹設部は、円錐台形環状体によって形成されている。このような手段は、射出成形によって製造されたケーシング部分の両側からの離型を可能にしている。

さらに別の実施態様では、円錐台形環状体（円錐台状リング）はケーシング部分の外側の表面を越えて延びている。これによって円錐台形環状体は一種の環状壁（リング壁）を形成しており、環状壁は、ケーシング部分の表面に沿って流れる液体が凹設部内に流れ込まないように作用している。

別の実施態様では、ケーシング部分の外側の表面を越えて延びる円錐台形環状体は、ケーシング部分の外側のほぼ漏斗状若しくはホッパー状の表面を越えて延びていてよい。このような構成は、制御装置若しくは電気的な装置の所定の直六面体寸法が超えられない場合に可能であり、円錐台形環状体は最終的に最大でも、漏斗状若しくはホッパー状の表面に隣接のケーシング平面と同一面を成す程度にまでしか突出していない。

本発明の実施態様では、圧力補償部材は２つの構成部分から、つまり衝突防止部材を保持するケーシング部分とダイヤフラムとから成っている。これによって、圧力補償部材を備えたケーシング部分は簡単かつ経済的に製造される。水分侵入を防止する幾何学形状の構成部分は、２つの成形工具によって成形されるようになっている。これによって工具コスト並びに製造コストが節減されている。さらに、水分侵入を防止する幾何学形状の構成部分は、横方向移動なしに成形されるようになっている。

次に本発明を図示の実施例に基づき説明する。図面において、
図１は、圧力補償部材を備えた電気的な装置の概略的な断面図であり、
図２は、図１の電気的な装置の一部分及び圧力補償部材の断面図であり、
図３は、図２の圧力補償部材の半分の斜視図であり、
図４は、２つの部分から成りかつ圧力補償部材の輪郭に相応していて横方向移動なしに、つまり両方の部分を互いに重ね合わせるだけで圧力補償部材の射出成形のためのチャンバーを形成する射出成形金型の断面図である。

図１には電気的な装置１０の断面を示してある。電気的な装置１０はケーシング１３を有しており、ケーシングは下側のケーシング部分１６と上側のケーシング部分１９とから成っている。つまり両方のケーシング部分１６，１９は一緒に１つのケーシング１３を形成しており、ケーシングは接合部（継ぎ目）２２を有している。ケーシング１３内に回路基板２５を配置してあり、回路基板上には水分若しくは湿気の影響を受けやすい電気的な構成ユニット、例えば電気的な構成ユニット２８を取り付けてある。上側のケーシング部分１９は、圧力補償部材３１を備えており、圧力補償部材はケーシング部分１９の表面３４からのガス交換を可能にしている。このようなガス交換若しくは通気は、異なる外部温度に際してケーシング１３を過度に大きな機械的な応力にさらさないようにするために必要である。これによって、ケーシングが気密性を損なってしまうこと若しくは外部から作用する空気圧或いは内部に作用する空気圧で破損せしめられてしまうようなことは避けられるようになっている。

図２には、圧力補償部材３１を破断して斜視図で示し、つまり遠近法若しくは立体的に描いてある。描く視線は、ケーシング１３の外側の表面３４に斜めに向けられており、つまりケーシングの半部を外側表面側から斜めに見て描いてある。ケーシング部分１９は、表面３４の側に圧力補償部材３１を備えている。圧力補償部材は、少なくとも１つの開口部３７及びダイヤフラム４０を有しており、ダイヤフラムは開口部３７をケーシング内部側から覆うように配置されている。外側からケーシング部分１９にぶつかる液体噴流若しくは液体飛散流が開口部３７を介して直接にダイヤフラム４０を圧力で負荷してしまうことを避けるために、衝突防止部材４３を設けてある。衝突防止部材４３は図２に示す実施例では、ケーシング部分１９の表面３４と実質的に同じ方向に向いた表面４４を有している。衝突防止部材４３は、ケーシング部分１９と一体に形成されていて、つまりケーシング部分１９の一部分である。図示の実施例では、衝突防止部材の外側（図２で上方）に向いた表面は、ケーシング部分１９の表面３４よりも明らかに下側に位置している。

電気的な装置１０は１つのケーシング１３を備えており、この場合にケーシング１３内には、水分若しくは湿気の影響を受けやすい電気的な複数の構成ユニット２８を配置してあり、この場合に１つのケーシング部分１３に圧力補償部材３１を配置してあり、該圧力補償部材は水分若しくは湿気の侵入を防止し若しくは阻止するようになっている。圧力補償部材３１は通気性のダイヤフラム４０、並びに該ダイヤフラム４０の前に若しくは外側に配置された衝突防止部材４３を有しており、衝突防止部材は液体がダイヤフラム４０に直接に跳ねかかってしまうことを少なくとも防止している。衝突防止部材４３は実施例ではケーシング部分１３の一体の構成部分である。

衝突防止部材４３が液体噴流を直接には受けにくくする、つまり液体噴流が衝突防止部材４３に直接にはぶつかりにくくするために、衝突防止部材４３は凹設部４６内に配置されている。衝突防止部材４３は、凹設部４６の底部４９のレベルから壇状若しくは台座状に形成されている。実施例では衝突防止部材４３はほぼ円形のプレートとして構成されていて、個別の複数の支え部５２を用いて底部４９に一体に結合されている。この場合に支え部５２は外側で錐台側面状若しくはプリズム状の外周面５５を形成しており、該外周面は有利には図２に示してあるように、１つ若しくは複数の開口部３７に基づき穴の開けられた錐台側面の形状を有している。外周面５５を柱体側面状若しくは円筒状に形成することも可能であるものの、このことは製造技術的な問題（離型）により実地には推奨されない。凹設部４６は、衝突防止部材４３の平面４４を重力加速の方向に対して横方向に向けてある場合、若しくは重力加速の方向に向けてある場合に、液体の流出及び汚れの排出を助成するものである。

さらに、支え部５２間に開口部３７を設けてあり、開口部３７は外周面５５の向きに基づき、衝突防止部材４３の外側の平面４４に対して実質的に垂直に向けられ、つまり垂直方向に延びている。この点に関し、開口部３７は図３に明瞭に示してある。

各開口部３７は約４ｍｍ²及びそれ以上で少なくとも３ｍｍ²のコンパクトな面積を有しており、この場合にコンパクトな面積は、個々の各開口部３７の周囲の長さができるだけ短く、つまり開口部３７の開口面が例えば円形若しくは方形、理想的には正方形であることを意味している。開口部３７の相対する画成面若しくは相対する辺は、互いに少なくとも２ｍｍの距離で離間していたい。

底部４９の背面（内側面）に、ケーシング１３の内部へ向かって延びる環状突起部５８を設けてあり、環状突起部は環状の表面６１（図３、参照）を画定若しくは制限している。図２並びに図３に示してあるように、実施例で円形のダイヤフラム４０は、環状突起部５８によって規定された画定部内で環状フランジの表面６１上に取り付けられている。

前記支え部５２は底部４９から半径方向内側へ、次いで外側へ延びているのに対して、錐台形環状体若しくは円錐台形環状体６４は底部４９の半径方向外側の縁部から延びている。この場合にも理想的には円筒環状体であるものの、外周面５５について述べたことと同じ条件が当てはまる。円錐台形環状体６４は底部４９からケーシング部分１９の表面３４に向かって延びている。円錐台形環状体６４はカップ状若しくはコップ状の凹設部４６を形成している。円錐台形環状体６４はケーシング部分１９の外側の表面３４を越えて突出していて、端部で環状壁６７を成しており、該環状壁はつば状若しくはカラー状の保護部或いはつば状若しくはカラー状の壁を形成していて、凹設部４６内への液体の侵入を付加的に防止している。図示の実施例では環状壁６７は、外側の表面３４に対して沈められた漏斗状（ロート状）若しくはホッパー状の表面７０につながっている。環状壁６７は実施例に示してあるように、ケーシング１３の直六面体状の表面を越えないようになっている。図３では、ダイヤフラム４０が環状面６１上にどのように接触しているかが明瞭に示してある。底部４９のケーシング１３の内部に向いた背面は、有利には円形のダイヤフラム４０を支持しており、ダイヤフラムは有利には素材結合手段によって背面に固定されている。素材結合手段としては、例えば溶接手段（超音波溶接）が考えられ、接着手段も用いられる。

ダイヤフラム４０の支持を改善するために、ダイヤフラムは突起部若しくはピン状部分７３によって支えられていてよい。ピン状部分７３は底部４９の背面からケーシング内部に向かって延びていて、環状面６１のレベルで終わっている。ダイヤフラム４０は、ピン状部分にも素材結合手段若しくは接着手段によって固定されていてよい。

図３から明らかなように、凹設部の底部４９と衝突防止部材４３との間に環状のつば状部分７６を設けてある。つば状部分７６は、図３で見て下方から凹設部４６内に入り込む水分噴流若しくは水分飛散流に対してラビリンスシールの構成部分として作用し、水分噴流若しくは水分飛散流の運動エネルギーを消滅させるために用いられている。つまりつば状部分７６は、一種のバリアーとして作用し、したがってダイヤフラム４０が水分により過度に濡らされてしまうことを防止している。ダイヤフラム４０は有利にはポリテトラフルオルエチレン製のシート(PTFE-Folie)から形成されている。つば状部分７６は、凹設部４６の壁から跳ね返る水分若しくは液体が直接にダイヤフラム４０にぶつかることを少なくとも部分的に防止している。

図面から明らかなように、圧力補償部材３１は２つの構成部分から、つまり衝突防止部材４３を保持するケーシング部分１９とダイヤフラム４０とから成っている。水分侵入を防止する幾何学構造部分（凹設部４６、底部円錐台環状体６４、底部４９、支え部５２、開口部３７、衝突防止部材４３、並びに必要に応じて付加的にピン状部分７３、つば状部分７６、環状突起部５８、環状壁６７、漏斗状の表面７０）は、図４に示す２つの成形工具若しくは金型によって成形されるようになっている。成形工具（金型）、圧力補償部材３１の領域の上側の型部分７９と下側の型部分８２とは、該両方の型部分間で、水分侵入防止作用のある幾何学構造部分を型部分の横方向移動（図４で水平方向の移動）なしに成形できるように互いに補完し合っている。開口部３７は、両方の型部分によって画定される分離面８５内に位置している。

図４に示してあるように、水分侵入防止作用のある幾何学構造部分は、型部分の横方向移動なしに射出成形金型内で成形される。

液体噴流が例えば直接に凹設部４６内に当たると、液体噴流の大部分は衝突防止部材４３によってそらされる。液体噴流の、底部４９まで流入した一部分は開口部３７内へ入り込もうとするものの、存在するつば状部分７６によって制動される。ダイヤフラムに到達するまでの水分流路のこのようなラビリンスシール状の構造は、表面３４からダイヤフラム４０までの流動抵抗を増大している。これによって、最終的にダイヤフラムに到達する液体量は必然的に通常よりも少なくなっている。

圧力補償部材３１の機能について述べると、液体噴流が斜めにケーシング部分１９にぶつかると、該液体噴流の一部分はすでに環状壁６７によって凹設部４６内に入り込めなくされている。ケーシング部分に斜めに噴射される液体噴流は、開口部３７に直接にぶつかることを実質的に排除されており、それというのは、衝突防止部材４３がケーシング部分の表面３４の下側に深く位置しているからである。斜めの液体噴流は円錐台形環状体６４の、衝突防止部材４３に向いた表面でそらされて制動される。引き続く制動は、開口部３７内への転向若しくは蛇行に基づき行われる。開口部内に入り込んだ噴流部分は、存在するつば状部分７６によってさらに制動される。したがって、通気性のダイヤフラム４０は極めてわずかな液体でしか負荷されず、つまり極めてわずかな液体しかダイヤフラムに到達できない。

圧力補償部材を備えた電気的な装置の概略的な断面図 図１の電気的な装置の一部分及び圧力補償部材の断面図 図２の圧力補償部材の半分の斜視図 ２つの部分から成る射出成形金型の断面図

符号の説明

１０ 装置、 １３ ケーシング、 １６，１９ ケーシング部分、 ２２ 接合部、 ２５ 回路基板、 ２８ 構成ユニット、 ３１ 圧力補償部材、 ３４ 表面、 ３７ 開口部、 ４０ ダイヤフラム、 ４３ 衝突防止部材、 ４４ 表面、 ４６ 凹設部、 ５２ 支え部、 ５８ 環状突起部、 ６１ 表面、 ６４ 円錐台形環状体、 ６７ 環状壁、 ７０ 表面、 ７３ ピン状部分、 ７６ つば状部分

Claims (10)

1. 電気的な装置であって、該装置はケーシング（１３）、ケーシング（１３）内に配置されていて湿気の影響を受けやすい電気的な構成ユニット（２８）、及びケーシング部分（１３）内に配置されていて湿気の侵入を防止する圧力補償部材（３１）を備えており、圧力補償部材（３１）は通気性のダイヤフラム（４０）及びダイヤフラム（４０）の前に配置された衝突防止部材（４３）を含んでおり、衝突防止部材（４３）は、凹設部（４６）内に設けられていて、凹設部（４６）の底部（４９）から距離を置いて配置され若しくは持ち上げた位置に形成されていて、ケーシング部分（１３）と一体の部分であり、液体がダイヤフラム（４０）に直接に跳ねかかることを防止するようになっている形式のものにおいて、ダイヤフラム（４０）は凹設部（４６）の底部（４９）の、ケーシング（１３）の内部へ向いている背面に有利には素材結合手段によって接合されており、凹設部（４６）の底部（４９）の背面に、ケーシング内部へ向かって延びるピン状部分（７３）を設けてあり、ピン状部分（７３）にダイヤフラム（４０）を素材結合してあり、かつ凹設部（４６）の底部（４９）と衝突防止部材（４３）との間に環状のつば状部分（７６）を設けてあり、該つば状部分（７６）は、凹設部（４６）の壁から跳ね返る液体が直接にダイヤフラム（４０）にぶつかることを少なくとも部分的に防止していることを特徴とする電気的な装置。
2. 衝突防止部材（４３）は複数の支え部（５２）を用いて底部（４９）に結合されている請求項１に記載の電気的な装置。
3. 支え部（５２）は外側で錐台側面状の外周面（５５）を形成している請求項２に記載の電気的な装置。
4. 支え部（５２）間に開口部（３７）を設けてあり、開口部（３７）は衝突防止部材（４３）の外側の表面（４４）に対して実質的に垂直に向けられている請求項２又は３に記載の電気的な装置。
5. 凹設部（４６）は円錐台形環状体（６４）によって形成されている請求項１から４のいずれか１項に記載の電気的な装置。
6. 円錐台形環状体（６４）はケーシング部分（１９）の外側の表面（３４）を越えて延びている請求項５に記載の電気的な装置。
7. ケーシング部分（１９）の外側の表面（３４）は、円錐台形環状体の周囲の領域で漏斗状若しくはホッパー状に形成されている請求項６に記載の電気的な装置。
8. 圧力補償部材（３１）は２つの構成部分から、つまり衝突防止部材（４３）を保持するケーシング部分（１９）とダイヤフラム（４０）とから成っている請求項１から７のいずれか１項に記載の電気的な装置。
9. 水分侵入を防止する幾何学形状の構成部分は、２つの成形工具によって成形されるようになっている請求項１から８のいずれか１項に記載の電気的な装置。
10. 水分侵入を防止する幾何学形状の構成部分は、横方向移動なしに成形されるようになっている請求項１から９のいずれか１項に記載の電気的な装置。

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