特表 2023-531905 耐熱ケーシング

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-07-26

(54)【発明の名称】耐熱ケーシング

(51)【国際特許分類】

   G12B 9/04 20060101AFI20230719BHJP

   B65D 8/16 20060101ALI20230719BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20230719BHJP

   G12B 17/06 20060101ALI20230719BHJP

   G01K 1/12 20060101ALN20230719BHJP

   G01D 11/24 20060101ALN20230719BHJP

【ＦＩ】

G12B9/04

B65D8/16

H05K7/20 Y

G12B17/06

G01K1/12

G01D11/24 B

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022577636

(86)(22)【出願日】2021-06-16

(85)【翻訳文提出日】2023-02-01

(86)【国際出願番号】 EP2021066236

(87)【国際公開番号】W WO2021255090

(87)【国際公開日】2021-12-23

(31)【優先権主張番号】20180408.5

(32)【優先日】2020-06-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522488889

【氏名又は名称】エイエイチエムティー・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング・インダストリアル・アプリケーションズ

【氏名又は名称原語表記】ＡＨＭＴ ＧＭＢＨ ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ

(74)【代理人】

【識別番号】100099623

【弁理士】

【氏名又は名称】奥山 尚一

(74)【代理人】

【識別番号】100125380

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 綾子

(74)【代理人】

【識別番号】100142996

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 聡二

(74)【代理人】

【識別番号】100166268

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 祐

(74)【代理人】

【識別番号】100169018

【弁理士】

【氏名又は名称】網屋 美湖

(72)【発明者】

【氏名】フッツラー，アーロン

(72)【発明者】

【氏名】コトルチ，ヤクブ

【テーマコード（参考）】

2F056

2F078

3E061

5E322

【Ｆターム（参考）】

2F056BP10

2F056CE10

2F078EA12

2F078EA28

2F078EB06

3E061AA02

3E061AB09

3E061AD06

3E061DA02

5E322CA05

5E322CA06

5E322FA04

(57)【要約】

本発明は耐熱ケーシング（１）に関し、ケーシング（１）の外側（１２）の高温から防護されるアイテム（１９）を収納する。ケーシング（１）およびアイテム（１９）の有用性を向上させるために、本発明は、側部（２）を備えたケーシング（１）を提供する。側部（２）は、側部（２）に沿った少なくとも第１の側壁層（３）および第２の側壁層（４）を有し、第１の側壁層（３）の熱特性は、第２の側壁層（４）の熱特性とは異なる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

側部（２）を備えた耐熱ケーシング（１）であって、
前記側部（２）は、前記側部（２）に沿った少なくとも第１の側壁層（３）および第２の側壁層（４）を有し、
前記第１の側壁層（３）の熱特性は、前記第２の熱特性とは異なる、耐熱ケーシング（１）。

【請求項2】

前記第１の側壁層（３）は、第１の密度で形成され、前記第２の側壁層（４）は、第２の密度で形成され、前記第１の密度は前記第２の密度とは異なることを特徴とする、請求項１に記載の耐熱ケーシング（１）。

【請求項3】

前記第１および前記第２の側壁層（３、４）のうち少なくとも一方は、所定の方向に沿って変化する密度で形成されることを特徴とする、請求項１に記載の耐熱ケーシング（１）。

【請求項4】

前記第１の側壁層（３）は、第１の充填レベルで形成され、前記第２の側壁層（４）は、第２の充填レベルで形成され、前記第１の充填レベルは前記第２の充填レベルとは異なることを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載の耐熱ケーシング（１）。

【請求項5】

前記第１および前記第２の側壁層（３、４）のうち少なくとも一方は、基材と、前記基材中における充填材とを用いて形成されることを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の耐熱ケーシング（１）。

【請求項6】

前記基材はポリマーであり、充填材は複合材料であることを特徴とする、請求項５に記載の耐熱ケーシング（１）。

【請求項7】

前記第１の側壁層（３）は、第１の基材と、前記第１の基材中の第１の充填材とを用いて形成され、前記第２の側壁層（４）は、第２の基材と、前記第２の基材中の第２の充填材とを用いて形成され、
前記第１の充填材のタイプ、および／または相対的充填レベルは、前記第２の充填材のタイプ、および／または相対的充填レベルとは異なることを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の耐熱ケーシング（１）。

【請求項8】

前記第１および前記第２の側壁層（３、４）のうち少なくとも一方、または各々は、付加製造によって形成されることを特徴とする、請求項４～７のいずれか１項に記載の耐熱ケーシング（１）。

【請求項9】

前記第１の基材は、少なくとも第１のポリマーを有し、および／または前記第２の基材は、少なくとも第２のポリマーを有し、
前記第１のポリマーのタイプは、前記第２のポリマーのタイプと同じであるか、または異なることを特徴とする、請求項７または８に記載の耐熱ケーシング（１）。

【請求項10】

前記第１および前記第２の側壁層（３、４）のうち少なくとも一方は、構造的配向性を有するように形成されることを特徴とする、請求項１～９のいずれか１項に記載の耐熱ケーシング（１）。

【請求項11】

前記第１の側壁層（３）は、第１の構造的配向性を有し、前記第２の側壁層（４）は、第２の構造的配向性を有し、
前記第１の構造的配向性は、前記第２の構造的配向性とは異なることを特徴とする、請求項１～９のいずれか１項に記載の耐熱ケーシング（１）。

【請求項12】

前記第１の充填材は、少なくとも第１の複合材料を有し、および／または前記第２の充填材は、少なくとも第２の複合材料を有し、
前記第１の複合材料のタイプもしくは構造的配向性は、前記第２の複合材料のタイプもしくは構造的配向性と同じであるか、または異なることを特徴とする、請求項７～９のいずれか１項に記載の耐熱ケーシング（１）。

【請求項13】

前記第１および前記第２の側壁層（３、４）のうち少なくとも一方は、所定の方向に所定の最大熱伝導率を有することを特徴とする、請求項１～１２のいずれか１項に記載の耐熱ケーシング（１）。

【請求項14】

前記熱特性は熱伝導率であり、
前記第１の側壁層は、第１の所定の方向において第１の所定の最大熱伝導率を有し、前記第２の側壁層は、第２の所定の方向において第２の所定の最大熱伝導率を有し、
前記第１の所定の熱伝導率の絶対値は、前記第２の所定の最大熱伝導率の絶対値とは異なり、および／または前記第１の方向は前記第２の方向とは異なることを特徴とする、請求項１～１３のいずれか１項に記載の耐熱ケーシング（１）。

【請求項15】

前記第１および前記第２の側壁層（３、４）は、互いに距離（Ｄ）を空けて配置されることを特徴とする、請求項１～１４のいずれか１項に記載の耐熱ケーシング（１）。

【請求項16】

外部容器（７）および内部容器（８）を備え、
前記内部容器（８）の外部形状は、前記外部容器（７）の内部受入れ容積に対して、少なくとも断面方向に相補的であることを特徴とする、請求項１～１４のいずれか１項に記載の耐熱ケーシング（１）。

【請求項17】

前記内部容器（８）が少なくとも部分的に前記受入れ容積に配置された挿入位置に、前記内部容器（８）が設置された状態において、前記内部容器（８）と前記外部容器（７）との間に間隙（６）が存在することを特徴とする、請求項１６に記載の耐熱ケーシング（１）。

【請求項18】

ヒートシンクに接触するための外部接触セクション（９）を有し、
前記外部接触セクション（９）の全表面は、前記外部接触セクション（９）の外側の、前記ケーシング（１）の少なくとも１つの外側部の全表面よりも大きいことを特徴とする、請求項１～１７のいずれか１項に記載の耐熱ケーシング（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、耐熱ケーシングに関する。

【背景技術】

【0002】

温度測定器具を収納するための耐熱ケーシングは、当技術分野で公知であり、温度測定器具のパーツを防護するために広範に使用されている。温度計測器具のパーツは、例えば耐熱ケーシングが、ハンダ付けに使用される炉に配置されたときに、耐熱ケーシングの外側の温度によって損傷を受け得る。

【0003】

耐熱ケーシングの外側の温度によって損傷を受け得る温度測定器具のパーツを防護するため、既知の耐熱ケーシングは、大きくおよび／または重いためケーシングの取り扱いが困難になり、多孔性であるため真空中でのケーシングの使用を不適となり、または、金属で作られて高い蓄熱容量を有するが、温度測定器具によって送信、もしくは受信されるワイヤレス信号を遮断する。

【発明の概要】

【0004】

上述の不利点を鑑みて、本発明は、容易に取り扱えて、真空で使用でき、かつワイヤレス信号を通すことが可能な、温度測定器具を収納するための耐熱ケーシングを提供することを目的とする。

【0005】

上記目的は、本発明によって達成され、本発明は、耐熱ケーシングが側部を備え、この側部に沿って延びた少なくとも第１の側壁層、および第２の側壁層を有し、第１の側壁層の熱特性が第２の側壁層の熱特性とは異なる。

【0006】

異なる熱特性を有する少なくとも２つの層により、温度測定器具は、高温に対してケーシング内で良好に防護される。ケーシングは、比較的軽量で、かつ基本的にワイヤレス電磁通信に使用されることが多い帯域内のワイヤレス信号を通す材料で作ることができる。

【0007】

本発明による解決手段を、以下で言及する実施形態によって、さらに向上させることができる。これらの実施形態は、そうでないことを明確に言及しない限り、所望のとおり組み合わせることができる。実施形態およびそれらの考えられる利点は、以下で詳細に述べる。

【0008】

一実施形態によると、第１の側壁層は第１の密度で形成され、第２の側壁層は第２の密度で形成される。ここで、第１の密度は第２の密度とは異なる。例えば、第１の側壁層の量もしくはサイズ、または細孔もしくは空洞と、第２の側壁層の量もしくはサイズ、または細孔もしくは空洞とが異なることで、密度差を生じさせ得る。

【0009】

本実施形態の利点は、すでに異なる密度を有する側壁層は、異なる密度のため異なる熱特性を有することができ、これらの側壁層は、異なるタイプの材料もしくは同じタイプの材料で作るか、または構成することができることである。

【0010】

一実施形態によると、第１および第２の側壁層のうち少なくとも一方は、所定の方向に沿って変化する密度で形成される。例えば、量もしくはサイズ、または細孔もしくは空洞は、所定の方向に沿って変化して、密度の変化を生じさせ得る。

【0011】

本実施形態の利点は、第１および／または第２の側壁層の熱特性を、場所または位置に依拠して適応させることができることであり得る。それによって耐熱性を、ケーシングの必要な位置に配置することができる。

【0012】

一実施形態によると、第１の側壁層は、第１の充填レベルで形成され、第２の側壁層は、第２の充填レベルで形成される。ここで、第１の充填レベルは第２の充填レベルとは異なる。

【0013】

充填レベルまたはインフィル（infill）は、例えば熱溶解積層法ＦＤＭ（Fused Deposition Modeling）処理を使用する印刷のような、付加製造によって作られた３Ｄ物体における、充填のパーセンテージを指す。

【0014】

０％のインフィルを有する物体は内側が中空であり、１００％のインフィルの物体は内側が完全な中実である。

【0015】

詳細には、充填レベルが高い場合は、充填レベルが低い場合と比較して、より高い熱容量を生じさせ得る。

【0016】

充填レベルが低い場合は、充填レベルが高い場合と比較して、より高い熱絶縁を生じさせ、場合によってはより低い熱伝導率を生じさせ得る。

【0017】

したがって、本実施形態の利点は、例えば３Ｄ印刷のような付加製造の３Ｄ物体を作成するときに、側壁層の各々が、例えば熱伝導率および／または熱容量などのそれぞれの熱特性を、所定の充填レベルを有するそれぞれの側壁層を構築することによって、容易に予め決定できることであり得る。

【0018】

一実施形態によると、第１および第２の側壁層のうち少なくとも一方は、基材を用いて、かつ基材中における充填材を用いて、形成される。例えば基材は、細孔または空洞を備え得る。これら細孔または空洞は、少なくとも部分的に、または断面方向に、充填材によって充填される。充填材は、基材と同じ、または異なる化学的組成を有し得る。

【0019】

本実施形態の利点は、第１および／または第２の側壁層の熱特性が、基材と充填材との組み合わせによって、さらに最適化できることであり得る。

【0020】

充填材は、基材に加えられる粒子であってもよく、例えば、特定の特性を改善し、製品を安くすることができる樹脂、または結合剤（プラスチック、複合材料、コンクリート）、またはこれらの混合物などである。

【0021】

一実施形態によると、基材はポリマーであり、充填材は複合材料である。

【0022】

本実施形態の利点は、第１および／または第２の側壁層の熱特性が、基材と複合材料との組み合わせによって、さらに最適化できることであり得る。追加として、このような複合材料は、非複合材料と比較して強度があり、軽量であり、または高価ではないので、材料コストを増やすことなく、ケーシングの安定性を向上させ、またはケーシングの重量を減らすことができる。

【0023】

複合材料（合成材料、または短く複合材とも呼ばれ、これらは共通の名称である）は、大幅に異なる物理的特性または化学的特性を有する２つ以上の構成材料から作られ得る。それらが組み合わされると、個々の要素とは異なる特性を有する材料が生成される。混合物および固溶体から複合材を差別化するように、個々の要素は分離されたまま、完成した構造内で区別できるようにしてもよい。

【0024】

一実施形態によると、第１の側壁層は、第１の基材と、第１の基材中における第１の充填材とを用いて形成され、第２の側壁層は、第２の基材と、第２の基材中における第２の充填材を用いて形成される。第１の充填材のタイプ、および／または相対的充填レベルは、第２の充填材のタイプ、および／または相対的充填レベルとは異なる。例えば充填レベルは、充填材が細孔または空洞を充填するレベルを示し得る。代替または追加として、充填レベルは、それぞれの側壁層の内側の充填された、または全く充填さていない、詳細には基材または充填材で充填されていない空間の相対容積を示し得る。したがって、空気は充填されていない容積に残り得る。

【0025】

本実施形態の利点は、熱特性を、第１および／または第２の側壁層を生成する間に、容易かつ正確に調整することができることであり得る。

【0026】

一実施形態によると、第１の基材は、少なくとも第１のポリマーを備え、および／または第２の基材は、少なくとも第２のポリマーを備える。第１のポリマーのタイプは、第２のポリマーのタイプと同じであるか、または異なる。

【0027】

本実施形態の利点は、それぞれ第１または第２の側壁層の、熱特性だけではなく化学的特性なども、必要に応じて適応させることができることであり得る。

【0028】

一実施形態によると、第１の充填材は、第１の複合材料を含み、および／または第２の充填材は、第２の複合材料を含む。第１の複合材料のタイプもしくは構造的方向性（structural direction）は、第２の複合材料のタイプもしくは構造的方向性と同じであるか、または異なる。

【0029】

本実施形態の利点は、それぞれ第１または第２の側壁層の、熱特性だけではなく機械的特性など他の特性も、必要に応じて適応させることができることであり得る。

【0030】

一実施形態によると、第１および第２の側壁層のうち少なくとも一方は、構造的配向性(structural orientation）を有して形成される。構造的配向性は、それぞれの側壁層で実装される炭素繊維などの要素の、好ましい方向によって生じ得る。

【0031】

本実施形態の利点は、構造的配向性によって、機械的特性および／または熱特性を、所望のように適応させることができることであり得る。例えば構造的配向性によって、熱伝導率を、１つの方向、ならびに例えばその配向性および横断方向に沿って、より高くなり得る。

【0032】

一実施形態によると、第１の層は第１の構造的配向性を有し、第２の層は第２の構造的配向性を有する。第１の構造的配向性は、第２の構造的配向性とは異なる。

【0033】

本実施形態の利点は、構造的配向性によって、機械的特性および／または熱特性を、所望のとおり適応させることができることであり得る。

【0034】

一実施形態によると、熱特性は熱伝導率である。第１および第２の側壁層のうち少なくとも一方は、所定の方向において所定の最大熱伝導率を有する。

【0035】

本実施形態の利点は、ケーシングの内側に設置されたアイテムの熱の影響を受けやすい領域から離れるように、熱を効率的に伝導させることができることであり得る。

【0036】

一実施形態によると、第１の側壁層は、第１の所定の方向において第１の所定の最大熱伝導率を有し、第２の側壁層は、第２の所定の方向において第２の所定の最大熱伝導率を有する。第１の所定の熱伝導率の絶対値は、第２の所定の最大熱伝導率の絶対値とは異なり、および／または第１の方向は第２の方向とは異なる。

【0037】

本実施形態の利点は、ケーシングの内側に設置されたアイテムにおける、熱の影響を受けやすい領域から離れるように、熱をさらに効率的に伝導させることができることであり得る。

【0038】

第１および／または第２の所定の方向に沿った、異なる熱伝導率は、充填材を使用することによって実現され得る。この充填材は、少なくとも特定の方向に配置された炭素繊維であってもよく、所定の方向に整合し得る。

【0039】

一実施形態によると、所定の方向は、第１および第２の側壁層それぞれの外側部（outer side）に沿って延びる。その結果、第１および／または第２の側壁層の熱伝導率は、第１および第２の側壁層におけるそれぞれ１つの外側部に対して直交する方向に、最小となり得る。

【0040】

本実施形態の利点は、外部側壁に対して直交する方向ではなく、外部側壁に沿って熱が効率的に伝導されること、すなわちケーシングの内側に熱が伝導されないことであり得る。

【0041】

一実施形態によると、第１および第２の側壁層は、互いに距離を空けて配置される。

【0042】

本実施形態の利点は、第１と第２の側壁層との間の距離により、側壁層間に間隙が存在することであり得る。この間隙は、熱の伝導を妨げ、それによってケーシングの外側から内側への熱伝導率は、有利に低減される。

【0043】

一実施形態によると、ケーシングは外部容器および内部容器を備える。内部容器の外部形状は、外部容器の内部受入れ容積に対して、少なくとも断面方向に相補的である。ケーシングの側部は、内部容器および外部容器の隣接した側壁を備え、内部容器の隣接した側壁は、第１および第２の側壁層のうち一方を備え、外部容器の隣接した側壁は、第１および第２の側壁層のうち他方を備える。

【0044】

本実施形態の利点は、ケーシング全体を取り扱う必要なく、アイテムを内部容器に容易に設置でき、この内部容器を、外部容器に容易に設置できることであり得る。例えば、外部容器を炉の内側に取付けて、それによって確実にこのケーシング自体は、炉のまさに同じ位置に常に設置され、アイテムは、炉の外側の内部容器に容易に設置することができる。

【0045】

内部容器は内部ハウジング、および外部容器は外部ハウジングと称し得る。

【0046】

一実施形態によると、内部容器が少なくとも部分的に受入れ容積に配置された挿入位置に、内部容器が設置された状態において、隣接した側部間には間隙が存在する。

【0047】

本実施形態の利点は、この間隙によって、熱の伝導が妨げられることで、ケーシングの外側から内側への熱伝導率が、有利に低減されることであり得る。

【0048】

一実施形態によると、ケーシングは、炉の内部側に接触するための外部接触セクションを有し、外部接触セクションの全表面は、外部接触セクションの外側であるケーシングの少なくとも１つの外側部の全表面よりも大きい。外部接触セクションは、熱分配セクションまたはシールドとして示され得る。

【0049】

本実施形態の利点は、接触セクションの全表面によって、熱を、ケーシングの内側から離れるように接触セクションを介して、より効率的に伝達できることであり得る。

【0050】

耐熱ケーシングは、ケーシングの内側のアイテムに電気接触するため、ならびに例えばケーシングの内側および／または外側の別のアイテムに電気接続するための、少なくとも１つの電気接触要素を備え得る。

【0051】

本実施形態の利点は、例えば温度測定器具またはバッテリなど、ケーシングの内側のアイテムに、電気接続できることであり得る。

【0052】

少なくとも２つの耐熱ケーシングのセットは、少なくとも１つの電気接触要素を備え、これらのケーシングは、これらの電気接触要素を介して相互接続されるように構成される。

【0053】

本実施形態の利点は、いくつかのケーシングを、モジュール方式で電気的に相互接続できることであり得る。

【0054】

少なくとも１つの電気接触要素は、例えば熱絶縁ホイルなどの熱絶縁要素に、詳細には内側から反対を向いた外側部において、接触し得る。熱絶縁要素は、室温で０．１Ｗ／ｍＫ未満の熱伝導率を有し、例えばカルシウム－マグネシウム－ケイ酸塩の繊維を含み得る。

【0055】

本実施形態の利点は、電気接触要素を介したケーシングの内側への熱伝導が、低減できることであり得る。

【0056】

耐熱ケーシングは、その内側部（inner side）および／またはその外側部に沿って延びる、少なくとも１つの溝を含み得る。この溝は、少なくとも１本のケーブルのための嵌め込みチャネルを提供する。

【0057】

本実施形態の利点は、ケーブルがケーシングの取り扱いに影響を及ぼさないよう、またはケーシングが中に配置された炉の熱い表面にケーブルが接触して損傷しないよう、ケーブルを誘導することができることであり得る。

【0058】

耐熱ケーシングは、ダクトを備え得る。このダクトは、第１および第２の側壁層のうち少なくとも一方を通って延びて、ケーシングの外側とその内側とが相互接続し得る。

【0059】

本実施形態の利点は、例えば電源またはシンク、または熱センサに接続するための、電気伝導体または熱伝導体、および例えばケーブルが、ケーシングの外側から内側まで延びることができることであり得る。

【0060】

溝は、ダクトに接触し得る。

【0061】

本実施形態の利点は、溝によって誘導されたケーブルが、ケーシングの外側から内側まで延びることができることであり得る。

【0062】

耐熱ケーシングは、温度測定器具またはバッテリケーシングを収納するための耐熱ケーシングであってもよい。その内側は、温度測定器具に対して、またはケーシングの内側に設置される少なくとも１つのバッテリに対して、少なくとも部分的に相補的に形成され得る。

【0063】

本実施形態の利点は、温度測定器具または少なくとも１つのバッテリが、大きい隙間なく、ケーシングの内側に配置されることであり得る。

【0064】

熱特性は、それぞれの側壁層自体の特性であってもよい。例えば、熱特性は、熱伝導率、および／または蓄熱容量とも称され得る熱容量であり得る。

【0065】

第１および／または第２の側壁層が含む少なくともいくつかの材料は、単体、もしくは充填材または複合材料と組み合わせたポリマーであり得、これらは、炉の内側における処理温度に耐えるよう適合された熱安定性を有する。炉は、例えば焼き戻しまたはハンダ付けの炉であり、処理温度は最高３６０℃、最高３００℃、最高２６０℃、または最高２５０℃である。例えば、このようなポリマーは、高性能プラスチックとして指定することができ、ＰＥＥＫ、ＰＡＩ、ＰＩ、ＰＰＳ、ＰＰＳＵ、ＰＦＥ、ＰＥＫ、ＰＥＩ、ＰＴＦＥ、または他の好適なポリマーであり得る。

【0066】

ポリマーは、ポリマーまたはケーシングの他の材料とともにケーシングが使用される温度において使用するのに好適な、炭素繊維もしくはガラス繊維、または相変化材料のような充填材によって、充填され得る。例えば相変化材料は、低融点金属またはパラフィンであり得る。

【0067】

ポリマーの充填レベルは、０～９９％、例えば１０％より高く、２０％より高く、３０％より高く、４０％より高く、もしくは５０％より高く、または９０％未満、８０％未満、７０％未満、６０％未満、もしくは５０％未満とすることができる。

【0068】

ポリマーの多孔性により、ポリマー密度を、３～１００％、例えば１０％より高く、２０％より高く、３０％より高く、４０％より高く、もしくは５０％より高く、または９０％未満、８０％未満、７０％未満、６０％未満、もしくは５０％未満とすることができる。

【0069】

ケーシングは、外部接触セクションを、ヒートシンクに押圧するための締付け機構を備え得る。

【0070】

本実施形態の利点は、ヒートシンクに対する外部接触セクションの良好な機械的接触を保証し、それがヒートシンクに対する外部接触セクションの熱的接続を向上させることであり得る。

【0071】

少なくとも第１および／または第２の側壁層を、付加製造によって、および例えば３Ｄ印刷によって形成することができる。詳細には、３Ｄ印刷された第１および／または第２の側壁層を、充填材または複合材料のる熱特性を変化させて、ならびに例えば密度および／もしくは量を変化させて印刷することができる。充填材を、印刷プロセス中に加えることもできる。

【0072】

このケーシングは、バッテリの周り、および任意選択で少なくとも１つの電気接触要素の周りでも、印刷することができる。それによって、バッテリはケーシングによって完全に囲まれ、したがって蓋などを閉鎖位置に固定するための、いかなる閉鎖機構またはラッチ機構も不要である。

【0073】

低い密度または充填レベルは、低い熱伝導率をもたらし、高い熱容量が有利に維持され得る。

【0074】

一実施形態によると、側部は、第１および第２の側壁層以外のさらなる側壁層を備え、例えば第１および第２の側壁層に追加して、少なくとも１つの別の側壁層を備える。その熱特性は、第１および第２の側壁層のうち少なくとも一方の熱特性と異なってもよい。詳細には、第１および第２の側壁層に対して上述のように異なってもよい。選択された側壁層、または全ての側壁層は、他の側壁層のうち少なくとも１つの熱特性とは異なる熱特性を有し得る。詳細には、壁層は、互いに異なる充填レベルを有し得る。例えば、第１の側壁層は、２５％未満のインフィルを有し得る。第２の側壁層は、２５％以上のインフィルを有し得る。第３の側壁層は、２５％未満のインフィルを有し得る。

【0075】

一実施形態によると、複数の側壁層は、比較的高い充填レベルを有する側壁層が、比較的高い充填レベルの後に続くような、またはその逆のような順番となり得る。さらには、３つ以上の側壁層は、比較的高い充填レベルを有する側壁層が、比較的高い充填レベルの後に続くのを繰り返すか、またはその逆のように、重ねられ得る。

【0076】

壁層は、３Ｄ印刷され得る。

【0077】

本発明を、有利な実施形態を使用し、かつ図面を参照して、以降でより詳細に例示として説明する。以下に説明する実施形態は、可能な構成に過ぎず、上述のような個々の特徴が互いに独立して提供され、または図面において省略され得る。

【図面の簡単な説明】

【0078】

【図1】ケーシングの第１の実施形態における概略断面図である。

【図2】ケーシングの第２の実施形態における概略斜視図である。

【図3】ケーシングの第３の実施形態における概略断面図である。

【図4】ケーシングの第３の実施形態における概略断面図である。

【図5】ケーシングの第３の実施形態における詳細を示す図である。

【図6】前出のいずれかの図におけるケーシングの詳細を示す図である。

【図7】ケーシングの別の実施形態における側部の概略断面図である。

【図8】ケーシングのさらに別の実施形態における側部の概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0079】

図１は、本発明による耐熱ケーシング１の第１の例示的実施形態を示す。ケーシング１は、少なくとも第１の側壁層３および第２の側壁層４を有する側部２を備える。第１および第２の側壁層３、４は、側部２に沿って、および例えば側部２のＸ方向および／またはＹ方向に沿って延びる。側部２のＺ方向は、側部２に対して垂直に、詳細にはケーシング１の内側５に向かって延びる。第１の側壁層３の例えば熱伝導率および／または熱容量などの熱特性は、第２の側壁層４の熱特性、および例えば熱伝導率および／または熱容量とは異なる。

【0080】

例えば、第１の側壁層３は第１の密度を有するように形成され、第２の側壁層４は第２の密度を有するように形成され得る。熱特性の差を提供するために、第１の密度は第２の密度と異なってもよい。

【0081】

Ｘ、Ｙ、Ｚ方向のいずれかに沿って熱特性を変えるために、第１の側壁層３および／または第２の側壁層４の密度は、Ｘ、Ｙ、Ｚそれぞれの方向計算表（direction calculator）に沿って変化または異なり得る。

【0082】

第１の側壁層３および／または第２の側壁層４は、例えばポリマーなどの基材、および基材中における例えば複合材などの充填材を用いて形成され得る。基材中における充填材の充填レベルの変動または差は、熱特性に変動または差を生じさせ得る。充填レベルは、充填材に対する基材の比率、またはその逆に相当し得る。

【0083】

第１の側壁層３は、第１の基材を用いて形成され、第２の側壁層は、第２の基材を用いて形成され得る。第１および第２の基材は、同じ材料であってもよく、異なる材料であってもよい。

【0084】

第１の側壁層３は、第１の充填材を用いて形成され、第２の側壁層は、第２の充填材を用いて形成され得る。第１および第２の充填材は、同じ材料であってもよく、異なる材料であってもよい。

【0085】

第１の側壁層３は、第１の充填レベルで形成され、第２の側壁層は、第２の充填レベルで形成され得る。第１および第２の充填レベルは、同じ充填レベルであってもよく、異なる充填レベルであってもよい。

【0086】

第１の側壁層３は、第１の充填レベルおよび／または密度勾配で形成され、第２の側壁層４は、第２の充填レベルおよび／または密度勾配で形成され得る。第１および第２の充填レベルおよび／または密度勾配は、サイズおよび／または方向において同一でもよく、または互いに異なってもよい。

【0087】

第１の側壁層３および／または第２の側壁層４は、構造的配向性を有するように形成され得る。第１の側壁層３の構造的配向性は、第２の側壁層４の構造的配向性と同一でもよく、または異なってもよい。

【0088】

詳細には、第１の充填材は、少なくとも第１の複合材料を備え、第２の充填材は、少なくとも第２の複合材料を備え得る。第１の複合材料のタイプおよび／または構造的方向性は、第２の複合材料のタイプおよび／または構造的配向性と同じであってもよく、または異なっていてもよい。

【0089】

第１の側壁層３および／または第２の側壁層４は、所定の方向に所定の最大熱伝導率を有するように形成され得る。詳細には、所定の方向は、基本的に側部２のＺ方向に直交して延びる方向であってもよい。

【0090】

第１の側壁層３は、第１の所定の方向に第１の所定の最大熱伝導率を有し、第２の側壁層４は、第２の所定の方向に第２の所定の最大熱伝導率を有し得る。第１の所定の最大熱伝導率の絶対値は、第２の所定の最大熱伝導率の絶対値とは異なってもよい。代替または追加として、第１の所定の方向は、第２の所定の方向と異なってもよい。

【0091】

例えば、詳細には第２の側壁層４が、Ｚ方向に沿って第１の側壁層３とケーシング１の内側５との間に配置された場合に、第２の側壁層４における第２の熱伝導率は、第１の側壁層３における第１の熱伝導率未満であってもよい。

【0092】

第１の側壁層３は、第１の所定の熱容量を有し、第２の側壁層４は、第２の所定の熱容量を有し得る。第１の所定の熱容量の絶対値は、第２の所定の熱容量の絶対値とは異なってもよい。詳細には、第２の側壁層４における第２の熱容量は、第１の側壁層３における第１の熱容量よりも高くてもよい。

【0093】

第１の側壁層３は、第２の側壁層４に対して、詳細にはＺ方向に沿って距離Ｄで配置され得る。したがって、第１の側壁層３と第２の側壁層４との間に間隙６が存在し得る。

【0094】

第１の側壁層３は、外部容器７の一部であり、第２の側壁層４は、内部容器８の一部であってもよい。内部および／または外部容器７、８は、追加の側部を備え得る。側部の各々は、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向を含み、Ｚ方向は、常にケーシング１の内側５を指す。選択された側部、または全ての側部は、少なくとも第１の側壁層、および第２の側壁層を備え得る。第１の側壁層は互いに同一であり、第２の側壁層は、互いに同一であってもよい。第１の側壁層は、連続した層であり得る。第２の側壁層は、連続した層であり得る。

【0095】

内部容器８の外部形状は、少なくとも断面方向に、外部容器７の内部受入れ容積に対して相補的に形成され得る。

【0096】

詳細には、図１に示されるように、内部容器８が少なくとも部分的に、詳細には完全に受入れ容積内に配置され、内部容器８がその挿入位置に設置された状態において、間隙６が、外部容器７および内部容器８の側面（lateral side）同士の間に存在し、これらの側面は互いに面し得る。

【0097】

ケーシング１は、ヒートシンク、例えば炉の内側部に接触させるための、外部接触セクション９を有し得る。外部接触セクション９の全表面は、外部接触セクション９の外側である、ケーシング１の少なくとも１つの外側部の全表面よりも大きくてもよい。外部接触セクション９は、第１の側壁層３によって形成され得るか、または第１の側壁層３から分離して設けられ、側壁層３に取り付け得る。外部接触セクション９が分離して設けられた場合において、外部接触セクション９は、例えば金属などの高い熱伝導率を有する材料で形成され得る。

【0098】

ケーシング１は、ケーシング１の側部の１つを通して、例えば側部２とケーシング１の角部を共有する側部１１を通して延びるダクト１０を備え得る。ダクト１０は、ケーシング１の内側５から、ケーシング１の外側まで延び得る。詳細にはダクト１０は、側部１１のＺ方向に対して平行に延び得る。

【0099】

側部１１の拡大断面Ｅ１は、側部１１のＸ方向および／またはＹ方向に沿った第１の側壁層３の構造的配向性を概略的に示す。ケーシング１における側部の各々の構造的配向性は、それぞれの側部におけるそれぞれの方向に沿って同様であり得る。

【0100】

ケーシング１、ならびに詳細には外部および内部容器７、８は、アイテムを内側５に挿入するための開口部１３を備え得る。例えば、ケーシング１、ならびに詳細には外部容器および内部容器７、８は、開口部１３を形成するＵ形状の断面を備え得る。

【0101】

ケーシング１の組み立てられた状態において、ケーシング１は、開口部１３を閉鎖する少なくとも１つの閉鎖要素を備え得る。閉鎖要素は、側部１１の少なくとも一部を形成し、ダクト１０を備え得る。

【0102】

詳細には、ケーシングは第１の閉鎖要素１４および第２の閉鎖要素１５を備え得る。第１の閉鎖要素１４は、第２の側壁層４の開口部１３を閉鎖し、第２の閉鎖要素１５は、第１の側壁層３の開口部１３を閉鎖する。

【0103】

第１の閉鎖要素１４は、プラグとして少なくとも断面方向に形成され得る。このプラグは開口部１３内に少なくとも挿入され、内側５に当接し得る。第１の閉鎖要素１４は、制止突出部１６を備え得る。制止突出部１６は、第２の側壁層４のＵ形状部における脚部の前面に接触して配置される。制止突出部１６は、第１の閉鎖要素１４がケーシング１の内側５の中に挿入され過ぎるのを防止する。

【0104】

第２の閉鎖要素１５を、第１の閉鎖要素１４に設置可能なキャップとして、形成することができる。内側５から、詳細にはそれぞれのＺ方向に対して反対に面した第２の閉鎖要素１５の外側部は、第１の側壁層３の外側部と整合され得る。第１の側壁層３の外側部は、内側５から、詳細にはそれぞれのＺ方向に対して反対側に面する。

【0105】

第２の側壁層４の前面、および詳細には内部容器８の前面は、第１の側壁層３の前面から、詳細には側部１１のＺ方向に対して外部容器７の前面から、突出し得る。第２の閉鎖要素１５は、第１の側壁層３の前面に、および詳細には外部容器７の前面に当接でき、かつ第２の側壁層４の前面、詳細には内部容器８の前面を覆うように配置できる。第２の閉鎖要素１５を、第１の閉鎖要素１４の上に設置することができる。

【0106】

間隙６は、閉鎖要素１４、１５の間に存在し得る。間隙６は、ケーシング１の少なくとも１つの固定セクション１７によって遮られ得る。固定セクション１７は、閉鎖要素１４、１５の間の確実な固定を提供する。例えば、固定セクション１７は、閉鎖要素１４、１５を互いに形状嵌合または圧力嵌合で固定するために、突出部、および任意選択で凹部を備える。

【0107】

第１の閉鎖要素１４は、第２の側壁層４に対応するか、もしくは第２の側壁層４とは異なる材料の組み合わせ、および／または構造を備え得る。例えば、第１の閉鎖要素１４は、ＰＥＥＫなどのポリマーで構成され、および／または、例えばＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向のいずれかにおいて、密度勾配を有し得る。

【0108】

第２の閉鎖要素１５は、第１の側壁層３に対応するか、もしくは第１の側壁層３とは異なる材料の組み合わせ、および／または構造を備え得る。例えば、第２の閉鎖要素１５は、構造的配向性を有し、それは例えば、Ｚ方向に直交して延びる第２の閉鎖要素１５の材料における炭素繊維の好ましい方向によって生じ得る。

【0109】

図２は、ケーシング１の別の例示的実施形態における断面図を示す。形状および／または機能において前出の実施形態の要素に対応する要素については、同じ参照記号が使用される。簡潔にするために、実施形態間の違いのみを説明する。

【0110】

図２の例示的実施形態のケーシング１は、間隙６を有するように形成され、ケーシング１は、間隙６を形成する距離Ｄをもたらすためのスペーサ要素１８を備える。スペーサ要素１８は、第２の側壁層４の側部、すなわちケーシング１の内側５の反対に面した内部容器８の側部に配置され得る。代替として、スペーサ要素１８は、第１の側壁層３の側部、すなわちケーシング１の内側５に面した外部容器７の側部に配置され得る。ケーシング１は、２つ以上のスペーサ要素１８を備え得る。スペーサ要素１８は、ケーシング１の内側５の反対に面する側部、またはケーシング１の内側５に向かって面する側部に提供され得る。詳細には、ケーシング１は、両側に設けられた少なくとも２つのスペーサ要素１８を備えてもよく、それらの間に、ケーシング１の内側５が配置される。少なくとも１つのスペーサ要素１８は、空隙６内に突出し得る。

【0111】

Ｅ２は、第１の側壁層３の拡大断面を示す。拡大断面Ｅ２は、第１の側壁層３の構造的配向性を概略的に示す。この構造的配向性は、基本的にＹ方向および／またはＸ方向に沿って延び、第２の側壁層４内に配置された炭素繊維の全体的な配列に対応し得る。

【0112】

アイテム１９は、ケーシング１の内側５に配置される。アイテム１９は、温度測定器具、または、ＰＣＢ、バッテリ、もしくは別の電子構成要素など、ケーシング１の外側の高温から防護されることになる任意の他の構成要素であってもよい。ケーシング１は、アイテムを保持するための保持構造２０を備え得る。

【0113】

図３～図５は、ケーシング１の別の例示的実施形態における、斜視図および断面図を示す。形状および／または機能において前出の実施形態の要素に対応する要素については、同じ参照記号が使用される。簡潔にするために、実施形態間の違いのみを説明する。

【0114】

図３～図５の例示的実施形態の耐熱ケーシング１は、少なくとも１つのバッテリを受入れるためのケーシングであってもよく、少なくとも1つのバッテリは円筒形バッテリであり得る。したがってアイテム１９は、バッテリであってもよい。

【0115】

ケーシング１は、以下で接触側部として示される、両端部２１、２２を用いて形成され得る。接触側部２１、２２は、バッテリと電気接触するための接触要素を受入れるよう適応される。接触側部２１、２２において、接触ホルダ２３、２４が設けられ、そこに接触要素がそれぞれ挿入されて保持され得る。接触要素は、少なくとも接触プレート２５の一部であってもよい。接触プレート２５と第１の側壁層３との間で、熱絶縁要素２６、および例えば熱絶縁ホイルは、それぞれの接触ホルダ２３、２４に設置され得る。

【0116】

間隙６は、少なくとも部分的に接触ホルダ２３、２４に連続してもよい。

【0117】

Ｅ３は、第１の側壁層３の拡大断面を示す。拡大断面Ｅ３は、第１の側壁層３の構造的配向性を概略的に示す。この構造的配向性は、基本的にＹ方向および／またはＸ方向に沿って延び、第２の側壁層４内に配置された炭素繊維の全体的な配列に対応し得る。

【0118】

図６は、前出の実施形態におけるケーシング１の、考えられる詳細図である。形状および／または機能において前出の図面の要素に対応する要素については、同じ参照記号が使用される。

【0119】

耐熱ケーシング１は、その内側部および／またはその外側部に沿って延びる少なくとも１つの溝２７を備え得る。この溝は、少なくとも１本のケーブルのための嵌め込みチャネルを提供することができる。

【0120】

溝２７は、ダクト１０に接触し得る。しかし図６の例示的実施形態において、接触プレート２５の一部が溝２７に配置されるように、溝２７は接触ホルダ２３に接触する。

【0121】

図７は、ケーシング１の別の例示的実施形態における概略断面図を示す。形状および／または機能において前出の実施形態の要素に対応する要素については、同じ参照記号が使用される。簡潔にするために、実施形態間の違いのみを説明する。

【0122】

図７の例示的実施形態は、Ｚ方向に積層された、すなわち互いに重ねて配置された３つの側壁層３、４、２８を示す。例えば、参照符号２８の側壁層は、第３の側壁層として示され得る。第２の側壁層４は、第１の側壁層３と第３の側壁層２８との間に配置され得る。

【0123】

側壁層３、４、２８のうち少なくとも１つの熱特性は、側壁層３、４、２８のうち少なくとも１つの熱特性と異なってもよい。図７に示される例示的実施形態において、第２の側壁層４の熱特性は、第１および第３の側壁層３、２８の熱特性とは異なる。第１および第３の側壁層３、２８の熱特性は、互いに異なってもよい。さらに、図７に示される例示的実施形態において、第１および第３の側壁層３、２８の熱特性は類似するか、または同一であってもよい。

【0124】

少なくとも選択された層、または全ての層３および４、ならびに任意選択で層２８も、区画を形成するスタブ（stab）を有する骨組み構造を備え得る。それらのサイズに依拠して、区画は細孔または空洞として示され得る。スタブは、基材から形成され得る。

【0125】

側壁層３、４、２８のうち少なくとも１つの区画サイズは、側壁層３、４、２８のうち少なくとも１つの区画サイズと異なってもよい。図７に示される例示的実施形態において、第２の側壁層４の区画サイズは、第１および第３の側壁層３、２８の区画サイズとは異なる。第１および第３の側壁層３、２８の区画サイズは、互いに異なってもよい。さらに、図７に示される例示的実施形態において、第１および第３の側壁層３、２８の区画サイズは類似するか、または同一であってもよい。

【0126】

区画サイズの差によって、それぞれの側壁層の密度は異なってもよい。

【0127】

図７の例示的実施形態における第１の側壁層３において、第１の側壁層３における総体積の５％のみが、例えば基材で充填され、そのため充填レベルは５％である。第３の側壁層２８においても、第３の側壁層２８における総体積の５％のみが、例えば基材で充填され、そのため充填レベルは５％である。第２の側壁層４は総体積の５０％が、例えば基材で充填され、第２の側壁層４は５０％の充填レベルを有する。

【0128】

第１の側壁層３、および／または第３の側壁層２８の熱伝導率は、第２の側壁層４の熱伝導率よりも低くてもよい。さらに、第２の側壁層４の熱容量もしくは温度容量は、第１の側壁層３および／または第３の側壁層２８の熱容量もしくは温度容量よりも、高くてもよい。

【0129】

ケーシング１の外側１２において側部２に作用する熱または温度エネルギーＴ、例えば２５０℃の炉内の熱は、第１の側壁層３によってＺ方向に沿ってゆっくりと伝達されることになる。第２の側壁層４に到達する熱または温度エネルギーは、第２の側壁層４に蓄積することができ、それによって第２の側壁層４の温度は、ゆっくりと上昇する。第３の側壁層２８は、第２の側壁層４によって放出された熱または温度エネルギーが、ケーシング１の内側５に入るのを妨げる。

【0130】

図８は、ケーシング１の別の例示的実施形態における概略断面図を示す。形状および／または機能について前出の実施形態の要素に対応する要素については、同じ参照記号が使用される。簡潔にするために、実施形態間の違いのみを説明する。

【0131】

図８に示される側部２は、図８の側部２が別の側壁層２９を備える点で、図７に示される側部２とは異なる。他の側壁層２９は、第１の側壁層３、第２の側壁層４、および第３の側壁層２８も備え、側部２を形成する層のスタックのどこかに配置される。図８の例示的実施形態によると、他の側壁層２９は、第１および第２の側壁層３、４の間に配置され、それによって、外側１２から内側５までの、Ｚ方向に沿った側壁層の順番は、第１の側壁、他の側壁、第２の側壁、第３の側壁となり得る。

【0132】

側壁層３、４、２８のうち少なくとも１つの熱特性は、他の側壁層２９の熱特性と異なってもよく、または同じであってもよい。図７に示される例示的実施形態において、他の側壁層２８の熱特性は、第１、第２、および第３の側壁層３、４、２８と異なってもよい。

【0133】

さらに他の側壁層２９は、区画を形成するスタブを有する骨組み構造を備え得る。それらのサイズに依拠して、区画は細孔または空洞として示され得る。スタブは、基材から形成され得る。

【0134】

側壁層３、４、２８のうち少なくとも１つの区画サイズは、他の側壁層２９の区画サイズと異なってもよく、または同じであってもよい。図７に示される例示的実施形態において、他の側壁層２８の区画サイズは、第１、第２、および第３の側壁層３、４、２８の区画サイズとは異なる。

【0135】

区画サイズの差によって、それぞれの側壁層の密度は異なってもよい。

【0136】

図８の例示的実施形態における他の側壁層２９において、他の側壁層２９は総体積の２５％が、例えば基材で充填され、そのため充填レベルは２５％である。

【0137】

他の側壁層２９の熱容量もしくは温度容量は、第１および／または第２の側壁層３、４の熱容量もしくは温度容量よりも高くてもよい。他の側壁層２９の熱容量または温度容量は、第３の側壁層２８の熱容量または温度容量よりも低くてもよい。

【0138】

他の側壁層２９の熱伝導率は、第１および／または第２の側壁層３、４の熱伝導率よりも低くてもよく、他の側壁層２９の熱伝導率は、第３の側壁層２８の熱伝導率よりも高くてもよい。

【0139】

ケーシング１の外側１２において側部２に作用する熱エネルギーＴ、例えば２５０℃の炉内の熱は、第１の側壁層３によってＺ方向に沿ってゆっくりと伝達されることになる。他の側壁層２９に到達する熱または温度エネルギーは、他の側壁層２９に蓄積することができ、それによって他の側壁層２８の温度は、ゆっくりと上昇する。

【0140】

第２の側壁層４に到達する熱または温度エネルギーは、第２の側壁層４に蓄積することができ、それによって第２の側壁層４の温度は、他の側壁層２８と比較してさらにゆっくりと上昇する。第３の側壁層２８は、第２の側壁層４によって放出された熱または温度エネルギーが、ケーシング１の内側５に入るのを妨げる。

【符号の説明】

【0141】

１ 耐熱ケーシング
２ 側部
３ 第１の側壁層
４ 第２の側壁層
５ ケーシング１の内側
６ 間隙
７ 外部容器
８ 内部容器
９ 外部接触セクション
１０ ダクト
１１ 側部
１２ ケーシング１の外側
１３ 開口部
１４ 第１の閉鎖要素
１５ 第２の閉鎖要素
１６ 制止突出部
１７ 固定セクション
１８ スペーサ要素
１９ ケーシング１内のアイテム
２０ アイテム１９の保持構造
２１，２２ 接触側部
２３，２４ 接触ホルダ
２５ 接触プレート
２６ 熱絶縁要素
２７ 溝
２８ 第３の側壁層
２９ 他の側壁層
Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３ 拡大断面
Ｄ 距離
Ｔ 熱エネルギー
Ｘ、Ｙ、Ｚ 方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】