JP5748308B2 - 圧力平衡用変形範囲を持つハウジング及びハウジング内の密封素子の配置 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１つの技術的機能装置特に電子部品を収容するための特にプラスチックから成るハウジングであって、ハウジングが少なくとも２つのハウジング部分を持ち、これらのハウジング部分が接触面で密封面に沿って気密に互いに結合されており、圧力変動を補償するため、少なくとも１つのハウジング部分が弾性変形可能な変形範囲を持っているものに関する。本発明は更にこのようなハウジング内の密封素子の配置に関する。

例えば電子又はメカトロニック機能装置用のこのようなハウジングは、多くの個数で製造される。例えば自動車におけるように困難な周囲条件下で使用する場合、このようなハウジングは、ハウジング内に設けられる機能装置の十分な保護を可能にする。特にハウジングへの水の制御されない侵入を防止せねばならない。このためこのようなハウジングは囲繞する弾性密封片を備えており、この密封片が、組立てられた状態にあるハウジングの上部を下部に対して密封する。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７０４５３２号明細書及び欧州特許第０７７２９５９号明細書から、上部及び下部から成るこのような水密電子装置ハウジングが公知であり、組立てられた状態で両方の部分が、囲繞する密封片により互いに密封されている。

ハウジングが周囲の大気に対して制御される圧力平衡を可能にすることもすでに公知である。これにより周囲温度が変動する際、ハウジングの内部における凝縮水の形成が防止される。更にこれにより、ハウジングへの圧縮空気の供給により動作することができる機能装置において、場合によってはハウジング内の有害な正圧を防止することができる。

更にドイツ連邦共和国特許出願公開第１００２２１２４号明細書から、排気又は給気のため圧力軽減孔を持つ電子制御装置用ハウジングが公知である。この通気孔はハウジング内における凝縮水の形成を防止し、更に内部空間の圧力を大気圧に保つ。

しかし圧力軽減孔を持つハウジングは、この孔を通って場合によっては汚水が内部空間へ侵入することがある、という欠点を持っている。これにより敏感な部品が損傷することがある。

この問題を解決するため、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００４０２８１９９号明細書では圧力軽減装置が提案され、これが上部と下部との間の囲繞密封片に統合されて、一方ではラビリンス作用により外部の汚水に対するハウジングの十分な密封を行い、他方ではリップ輪郭により内部空間から外部への正圧の急速な排出を可能にする。この場合複雑なリップ輪郭及びそれに伴って高くなる製造費が不利なことがわかる。

欧州特許出願公開第０９６１５３４号明細書には、少なくとも１つのハウジング部分にある変形範囲が提案され、この変形範囲が弾性変形によりハウジング容積の変化を可能にする。こうして容積適合による圧力平衡が行われ、ハウジング内部空間から又はその中への空気の流通が防止される。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第３８１７２２７号明細書から、圧力平衡素子を持つ電気装置が公知であり、圧力平衡素子がハウジング開口へ挿入されている。この構造の欠点は、一方では圧力平衡素子が多くの個別部品から構成され、他方ではハウジングないに圧力平衡素子を取付けるために付加的な適合過程が必要なことである。

更に国際公開第２００６／０５６５０４号は湿気の侵入を回避する圧力平衡素子を提案しており、圧力平衡素子がガス透過膜及びこの膜の前に設けられる衝突防止片を持ち、この衝突防止片が膜への液体の直接の跳ねかけを回避する。

今まで解決策では、ハウジング内部空間と周囲との間の圧力平衡に必要な超過費用が不利なことがわかる。特にこのために付加的な部品例えば膜、又はハウジング部分の必要な適合を伴う密封片の特別な形成が必要である。

本発明の基礎になっている課題は、著しい構造的変化なしにかつ付加的な部品なしに、周囲に対するハウジング内部空間の関係で圧力変動の補償を実現可能にすることである。更に本発明の基礎になっている課題は、このようなハウジング内における密封素子の配置である。

最初にあげた課題は、本発明によれば請求項１の特徴によるハウジングによって解決される。本発明のそれ以外の構成は従属請求項からわかる。

本発明によれば、変形範囲が、ハウジング内部空間と周囲との間の気体交換用開口を可能にして変形可能に構成されている。これにより驚くべきほど簡単なやり方で、弾性変形により、周囲への自由な気体交換を可能にするハウジング内部空間の開口が形成される。圧力平衡が行われた後、弾性的な材料特性のため、変形範囲が確実にその密封を行う基本位置をとるので、余分な圧力平衡弁をなくすことができる。その際圧力平衡はハウジング内部の正圧に限定されておらず、周囲に対するハウジング内部の負圧も含んでいる。こうして種々のハウジングの間の圧力平衡も確実にすることができる。

ハウジングが、接触面に設けられてハウジング内部空間と周囲との間の気体交換を可能にする載置面を持ち、少なくとも１つのハウジング部分が、この接触面において、密封面から載置面への弾性変形の戻し力に抗して可動に構成されていると、これに特に適した実施形態が実現される。これにより変形範囲により実現されているハウジング部分の弾性変形のため、圧力差のため、基本位置で接触面において密封面に対して密に位置するハウジング部分の密封作用が一時的に中断される。載置面に同一面をなして続いていることによって、接触面における所定の移動が保証されるので、両ハウジング部分の間の不確定の間隙は生じない。例えば数ｍｍに限定できるなるべく横方向又は半径方向の最小移動後既に載置面へ達し、こうしてハウジング部分の機械的接触と載置面上で移動されるハウジング部分の確実な案内を維持しながら、気体交換が可能になる。

好ましい実施形態により、変形範囲が密封面を含み、ハウジング内部空間の正圧又は負圧による圧力差に関係して、変形の弾性戻し力に抗して、ハウジング内部空間と周囲との間の気体交換を可能にする少なくとも１つのハウジング部分の載置面の方へ接触面における相対移動が起こり、両方のハウジング部分が気体交換後その気密に閉鎖される初期位置へ戻ることによって、大した構造変更なしにかつ圧力平衡弁なしに圧力平衡が実現されるので、製造費を著しく低減することができる。更にこうして、圧力平衡弁の組込みのために必要な場所が不要になる。

本発明の実施形態により、載置面が少なくとも部分的に気体を透過する性質を持っていると、特に有利である。載置面が例えば多孔性又は格子状の構造を持っていることによって、ハウジング部分の変形した位置においても、その中断されない接触従ってハウジングの所望の機械的安定性が維持される。

載置面が構造化部又は例えば溝により載置面に形成される部分的凹所を持っていることによって、所望の気体交換が行われる。これにより一層速くかつ妨げられない気体通過が可能になるので、変形範囲を例えば数ｃｍ^２の比較的小さい面積に限定することができる。更に凹所に、入って来る粒子を引止める成形片を設けることもできる。更にハウジングへ流入する空気がまず上方へ転向されるように、方向づけを行うことができるので、塵埃粒子は重力により引止められる。

凹所が、ハウジング部分の移動の方向に増大する自由断面を持っているので、この自由断面により決定される空気入口が、増大する変形に応じて連続的に増大することによって、特に実際に近い構成が実現される。

更に各ハウジング部分が、互いに向かい合って設けられている構造化部及び／又は部分的凹所を有する載置面を持っていると、特に適切なことがわかる。これにより両方のハウジング部分が対向溝として構成される対応通過孔を可能にすることによって、気体通過が更に助長される。

載置面はハウジングの付加的な要素として構成することができる。載置面が１つのハウジング部分の構成部分として構成されているので、例えば折曲げ部として構成されて接触面を形成するフランジ状縁範囲が、互いに一体に結合可能な密封面及び載置面を持っている。

相対移動の方向は、ハウジングのそのつどの形状に関係している。しかし少なくとも１つの第１のハウジング部分が、両方のハウジング部分を結合する密封素子の主要延長範囲に対して直角な弾性変形によって、可動に構成されているので、密封素子の主要延長範囲に対して直角な移動が行われ、移動の際進んだ行程が少なくとも密封素子の幅に一致していると、特に有利である。

これに特に適している本発明の構成では、密封素子が、特に円形断面形状を有する環状密封片を持っている。この断面形状はその主要延長範囲に対して直角に速やかで問題のない移動を可能にし、例えば密封面上の移動のほかに、密封素子の縦軸線の回りの転がり運動も側方移動を助長でき、こうして摩擦抵抗を少なくする。

これに適している本発明の展開では、密封素子がハウジングに特にはまり合いで結合され、密封面に沿って他のハウジング部分に対して密封面上を載置面の所まで移動可能である。こうして密封素子は、弾性変形せしめられるハウジング部分により、特に外方へ移動せしめられ、こうして載置面へ達し、載置面の凹所が密封素子の上又は下の流れを可能にする。こうして側方移動により、密封作用が一時的に減少されるか又は解消される。

本発明により構成される載置面は、囲繞してハウジングに取付けられるので、密封面の任意の範囲における変形が所望の気体交換を生じる。これに反し変形範囲が材料弱体化により形成されるか又は限定されていると、成功が期待される。これによりハウジングの弱体化が特定の変形範囲に限定されるので、変形した位置においてもハウジングの望ましくない不安定性が排除される。

ハウジングは基本的に任意の技術的又は医学的装置を収容でき、ハウジングはなるべく電子制御装置を包囲している。

ハウジングの２つのハウジング部分の間の密封面に沿う密封素子の配置を提供するという第２の課題は、本発明によれば、ハウジング内部空間と周囲との間に生じる圧力差のため、密封素子が、両方のハウジング部分の間の密封面の面内で、特に部分的凹所により密封素子と載置面との間に気体通路を形成する表面構造を持つ載置面の方へ可動である。これにより行われるハウジングの形成の際、密封素子が特にその縦軸線に対して直角に移動せしめられ、こうして側方へ偏向され、それにより密封面から同一面又は同一輪郭をなして続く載置面へ移動せしめられる。それにより両方のハウジング部分は、その所定の位置に留まる。圧力平衡が行われた後、密封素子の弾性戻し力は、前に行われた伸びのため、密封面への密封素子の自動的な戻りを生じるので、密封作用が自動的に再設定される。

本発明は種々の実施形態を許す。その基本原理を更に明らかにするため、その１つが図面に示されており、以下に説明される。

密封面を持つ１つのハウジング部分の一部を示す。 図１に示されている密封面の拡大図を示す。 密封素子により第２のハウジング部分に結合される図１のハウジング部分を示す。 図３に示されている密封素子の側方へ移動されてガス通過を可能にする位置を示す。

図１は、プラスチックから製造される本発明によるハウジングのハウジング下部として構成される第１のハウジング部分１を示す。ハウジングは電子制御装置の収容に用いられるので、環境の影響に対する保護への特別な要求を満たさねばならない。このため第１のハウジング部分１は、図示されてない使用位置で、蓋として構成されて図３に見える第２のハウジング部分８と、接触面２を規定する密封面３に沿って気密に結合されている。圧力変動を補償するため、第１のハウジング部分１は、正圧の場合外方へ変形する弾性変形範囲４を持ち、それによりハウジング部分１，８の間の密封に役立ちかつ図２に示される密封素子７が、密封面の面内で外方へ載置面５上へ移動される。

載置面５の特別な構成が、図１に示されるハウジング部分１の拡大図をその密封面３を含めて示す図２により、詳細に説明される。載置面５は、密封面３に同一面をなして続き、これと一体に結合されている。載置面５の特徴は、これが溝として形成される複数の部分的凹所６を持っているので、密封素子７の載置がそれに応じて部分的に中断されていることである。従ってこれらの橋絡個所において、密封素子７の下を流れる際、凹所６による気体交換が行われる。同時に載置面５が密封素子７の十分な案内部及び支持部を形成するので、密封素子７が問題なく移動せしめられ、接触面で密封面３から載置面５への圧力差に関係する弾性変形の戻し力に抗して移動せしめられることができ、気体交換後その密封を行う初期位置へ戻る。

一層良い理解のため、更に図３に、ハウジングの閉じられた位置が示され、この位置で第１のハウジング部分１が、密封素子７により、密封面３に沿って第２のハウジング部分８に結合されている。その際密封素子７はその外周を第２のハウジング部分８の突起９により覆われ、第２のハウジング部分８が、圧力平衡に役立つ移動後に、載置面５から密封面３へ密封素子７の戻りを援助する。

気体交換を可能にするこのような弾性変形位置が、図４に示されている。Ｏリングとして構成されているがハウジング部分１，８の間の配置に応じて変形して示されている密封素子７は、その主要延長範囲１０に対して直角に移動されている。凹所６の範囲で、密封素子７がその全幅で凹所６を橋状に覆っているので、気体通過が密封素子７の下で対照して示される範囲において行われることによって、自由な気体変換が可能にされる。

Claims (13)

1. 少なくとも１つの技術的機能装置を収容するためのハウジングであって、ハウジングが少なくとも１つの第１のハウジング部分（１）及び１つの第２のハウジング部分（８）を持ち、これらのハウジング部分が接触面（２）で密封面（３）に沿って気密に互いに結合されており、圧力変動を補償するため、少なくとも第１のハウジング部分（１）が弾性変形可能な変形範囲（４）を持っているものにおいて、
   変形範囲（４）が、ハウジング内部空間と周囲との間の気体交換用開口を開放するよう変形可能に構成されていること、ハウジングが、接触面（２）に設けられてハウジング内部空間と周囲との間の気体交換を可能にする載置面（５）を有すること、及び載置面（５）が構造化部又は部分的凹所（６）を有することを特徴とする、ハウジング。
2. 少なくとも第１のハウジング部分（１）が、この接触面（２）において、密封面（３）から載置面（５）への弾性変形の戻し力に抗して可動に構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のハウジング。
3. 変形範囲（４）が密封面（３）を含んでいることを特徴とする、請求項１又は２に記載のハウジング。
4. 載置面（５）が少なくとも部分的に気体を透過する性質を持っていることを特徴とする、請求項１〜３の１つに記載のハウジング。
5. 凹所（６）が載置面（５）にある溝により形成されていることを特徴とする、請求項１〜４の１つに記載のハウジング。
6. 凹所（６）が、第１のハウジング部分（１）の移動の方向に増大する自由断面を持っていることを特徴とする、請求項１〜５の１つに記載のハウジング。
7. 各ハウジング部分（１，８）が、互いに向かい合って設けられている構造化部及び／又は部分的凹所（６）を有する載置面（５）を持っていることを特徴とする、請求項１〜６の１つに記載のハウジング。
8. 載置面（５）が両方のハウジング部分（１，８）のうち１つのハウジング部分の構成部分として構成されていることを特徴とする、請求項１〜７の１つに記載のハウジング。
9. 少なくとも１つの第１のハウジング部分（１）が、両方のハウジング部分（１，８）を結合する密封素子（７）の主要延長範囲（１０）に対して直角な弾性変形によって、可動に構成されていることを特徴とする、請求項１〜８の１つに記載のハウジング。
10. 密封素子（７）が、円形断面形状を有する環状密封片を持っていることを特徴とする、請求項９に記載のハウジング。
11. 密封素子（７）が第１のハウジング（１）にはまり合いで結合され、密封面（３）に沿って第２のハウジング部分（８）に対して密封面（３）上を載置面（５）の所まで移動可能であることを特徴とする、請求項９又は１０に記載のハウジング。
12. 変形範囲（４）が材料弱体化により形成されていることを特徴とする、請求項１〜１１の１つに記載のハウジング。
13. ハウジングの２つのハウジング部分（１，８）の間の密封面（３）に沿う密封素子の配置において、ハウジング内部空間と周囲との間に生じる圧力差のため、密封素子（７）が、両方のハウジング部分（１，８）の間の密封面（３）の面内で、部分的凹所（６）により密封素子（７）と載置面（５）との間にガス通路を形成する表面構造を持つ載置面（５）の方へ可動であることを特徴とする、密封素子の配置。

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