Brevet FR3081672A1 — publié le 20191129

BOITIER DE PROTECTION D'UN DISPOSITIF ELECTRONIQUE DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un boitier de protection d'un dispositif électronique, par exemple pour la mesure de pression. Le boitier et le dispositif électronique peuvent faire partie d'un capteur de pression pour équiper, par exemple, le réservoir d'un véhicule automobile. ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION On connaît par exemple du document U52001029786 un capteur pour mesurer la pression interne d'un réservoir de carburant. Un composant transducteur sépare un premier volume dans lequel règne la pression du réservoir d'un second volume dans lequel règne la pression atmosphérique. Le composant est sensible à la différence de pression régnant entre ces deux volumes, et un dispositif électronique associé au film permet de fournir une mesure de cette pression relative. Pour maintenir le second volume à la pression atmosphérique, il est usuel de prévoir une ouverture débouchant dans ce volume. Une membrane étanche, mais perméable aux gaz, est disposée sur l'ouverture pour la recouvrir. On prévient ainsi que de l'eau, ou plus généralement du liquide, remplisse ce second volume ce qui viendrait bien entendu perturber la mesure. On cherche généralement à ce que la membrane soit fermement fixée au boitier définissant le second volume, afin d'éviter son décollement, alors qu'elle peut subir de 2 fortes sollicitations mécaniques, par exemple sous l'effet d'un jet d'eau sous pression. On cherche également généralement un équilibre de 5 pression entre celles régnant dans le second volume et l'atmosphère afin d'assurer la fidélité de la mesure de pression du réservoir. On cherche notamment à éviter qu'un film de liquide ne vienne occulter la membrane étanche, ce qui ne permettrait plus alors à l'air de circuler librement 10 dans et hors du second volume. Ces problématiques sont largement documentées dans l'état de la technique. On pourra par exemple trouver dans les documents suivant une variété de solutions tendant à 15 résoudre ces problèmes : US5528941, US5661244, US5692637, US5747694, US6506110, US6807864, US6964200, US6994621, US7055391, US7166024, US7406875, US7454976, US7465887, US7503784, US7568393, US7626129, US7743750, US8109148, US8246726, US8292109, US8375778, US8413496, US8505386, 20 US8544333, US8814993, US8821226, US8869623, US9120059, US9255719, US9295949, US9332662, US9372102, US2012/0247179, US2015/0330421, US2017/0089794. 25 OBJET DE L'INVENTION L'invention vise à fournir, au moins en partie, une solution originale aux problèmes précités. 30 BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, l'objet de l'invention propose un boitier de protection d'un 35 dispositif électronique, le boitier comprenant une 3 pluralité de parois définissant un logement pour y disposer le dispositif électronique, une des parois, dite principale, présentant une ouverture pour exposer une partie du dispositif de mesure à la pression atmosphérique. 5 Ce boitier comprend, disposées sur la surface extérieure de la paroi principale, une pluralité de cloisons séparées les unes des autres par des passages et agencées autour de l'ouverture pour l'entourer entièrement 10 et au moins une rainure d'écoulement disposée à côté de l'ouverture, pour permettre l'évacuation de liquide qui serait susceptible de s'accumuler autour de l'ouverture et/ou contre les cloisons. 15 En combinant des cloisons de protection « en labyrinthe » autour de l'ouverture avec au moins une rainure d'évacuation, on peut positionner une membrane étanche sur l'ouverture du boitier sans risquer d'occulter l'ouverture par une pellicule de liquide qui ne permettrait 20 plus d'exposer une partie du dispositif électronique à la pression atmosphérique. On évite aussi la délamination de la membrane sous l'effet de contraintes mécaniques extérieures. 25 Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l'invention, prises seules ou selon toute combinaison techniquement réalisable : - la surface extérieure de la paroi principale définit 30 un plan principal et dans lequel l'ouverture est disposée dans ce plan principal ; - les cloisons sont perpendiculaires à la paroi principale ; 35 4 - des cloisons sont placées à une première distance de l'ouverture et d'autres cloisons sont placées à une deuxième distance de l'ouverture, plus grande que la première ; 5 - une première série de cloisons sont disposés autour de l'ouverture et sont séparés les unes des autres par des premiers passages, et une seconde série de cloisons est agencée en vis-à-vis des premiers 10 passages pour que l'ouverture soit entièrement entourée par les cloisons ; - la rainure est positionnée entre l'ouverture et une cloison ; 15 - une au moins des cloisons est formée d'un flanc d'un connecteur électrique. L'objet de l'invention propose également un capteur de 20 pression, notamment pour un réservoir de véhicule automobile, comprenant un corps, un dispositif électronique de mesure de pression monté sur le corps, un boitier de protection telle que décrite ci-dessus assemblé au corps, et une membrane assemblée au boitier pour recouvrir 25 l'ouverture. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS 30 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée de l'invention qui va suivre en référence aux figures annexées sur lesquelles : 5 - La figure 1 représente une vue éclatée d'un capteur de pression employant un boitier de protection conforme à l'invention ; 5 - la figure 2 représente une coupe d'un capteur de pression; - la figure 3 représente une vue de dessus d'un boitier de protection conforme à l'invention. 10 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence aux figures, on présente un capteur de 15 pression 1 mettant en oeuvre un boitier de protection 2 d'un dispositif électronique 5 de mesure de pression relative. Le capteur 1 comprend un corps 3 définissant un premier volume 3a. Le corps 3 est muni d'un système d'étanchéité 4 permettant d'associer le capteur 1 à un réservoir dont on 20 veut mesurer la pression interne, par exemple le réservoir d'un véhicule automobile. Sur l'exemple représenté sur les figures, le système d'étanchéité 4 est un connecteur femelle permettant d'encliqueter le capteur 1 sur un connecteur mâle du réservoir, par l'intermédiaire d'un 25 verrou 4c. Un ensemble joints-rondelle 4b, maintenu dans le corps 3 par une bague 4a, en assure l'étanchéité. L'invention n'est toutefois nullement limitée au connecteur représenté, et tout mécanisme permettant de relier le capteur de pression au réservoir de manière à ce que la 30 pression dans le premier volume soit bien celle du réservoir peut convenir. Le dispositif électronique 5 de mesure de pression relative est monté sur le corps 3. Dans l'exemple 35 représenté sur la figure 2, ce dispositif comprend un 6 support 5a du type PCB (« Printed Circuit Board » selon la dénomination anglo-saxonne) sur les faces duquel sont disposés les différents composants du dispositif. On trouve notamment un composant de transduction 5b sensible à la 5 pression, placé au droit d'une ouverture du support 5a pour pouvoir exposer chaque face du composant à une pression qui peut être différente. Une face du composant 5b est exposée à la première 10 pression régnant dans le premier volume 3a du corps 3. Pour cela on a aménagé, dans le corps 3, un passage 3d entre le premier volume 3a et un alésage prévu pour recevoir un conduit 5d, par exemple un conduit en verre, du dispositif électronique 5. Le conduit 5d est assemblé au support 5, au 15 droit du composant transducteurs 5b, et permet de faire circuler le fluide du premier volume 3a, à travers le passage 3d et jusqu'une première face du composant transducteur 5b. Un ensemble joint-rondelles disposé dans l'alésage du corps 3 assure l'étanchéité de la liaison 20 entre le corps 3 et le conduit 5b, afin d'isoler entièrement le premier volume 3a, en communication avec le réservoir dont on souhaite mesurer la pression, de l'environnement extérieur. 25 Le dispositif électronique 5 est protégé par un boitier de protection 2. Ce boitier 2 est formé de plusieurs parois définissant un logement dans lequel réside le dispositif électronique. Une partie au moins du logement constitue un deuxième volume 2a dans lequel on cherche à 30 faire régner la pression atmosphérique, pour y exposer la seconde face du composant de transduction 5b. Le deuxième volume 2a peut être partiellement rempli d'un matériau de protection 5c, tel qu'un gel, disposés sur le composant transducteur 5b. Le deuxième volume 2a défini par le 35 boitier de protection 2 est en communication avec 7 l'environnement extérieur par l'intermédiaire d'une ouverture 2c aménagée sur une paroi, dite principale, du boitier 2. Sur l'exemple représenté sur les figures, les parois latérales du boitier 2 s'engagent dans une gorge 5 périphérique aménagée sur le corps 3 de manière à refermer le logement sur le dispositif électronique 5 pour le protéger mécaniquement. Des pattes flexibles de fixation 2d, bien visibles sur la figure 3, permettent de retenir le boitier 2 au corps. On pourrait bien entendu envisager tout 10 autre mécanisme de maintien du boitier 2 sur le corps 3. De préférence, la liaison entre le boitier 2 et le corps 3 est étanche, de manière à protéger le dispositif électronique 5 de l'intrusion d'eau ou de poussières. Dans ce cas, la seule communication entre l'intérieur du boitier et son 15 environnement est donc l'ouverture 2c. La mesure de pression relative établie par le dispositif électronique peut être fournie à des broches 6a d'un connecteur électrique 6, ici disposé sur la face 20 principale du boitier 2. Comme on l'a précisé en introduction de la présente demande, il est important de maintenir l'intérieur du second volume 2a à la pression atmosphérique. Pour cela, on 25 a prévu de recouvrir l'ouverture 2c d'une membrane 7 étanche, hydrophobe et perméable au gaz. On peut de la sorte permettre à l'air extérieur de librement entrer et sortir à l'intérieur du logement et dans le second volume 2a par l'ouverture 2c de sorte que dans le deuxième volume 30 2a règne en permanence la pression atmosphérique. La membrane étanche 7 évite également qu'un liquide ne s'écoule par l'ouverture 2c dans le second volume 2a, ce qui viendrait perturber la mesure. Son caractère hydrophobe 35 évite également qu'un film de liquide ne recouvre de 8 manière permanente la membrane 7 empêchant ainsi la circulation de l'air à travers l'ouverture 2c. À titre d'exemple, il peut s'agir d'une membrane en Téflon, ici sous la forme d'un disque, collée au boitier. On pourrait 5 toutefois envisager que la membrane soit constituée d'une autre matière ou présente une autre forme sans sortir du cadre de la présente invention. La paroi principale du boitier 2 présente une 10 surface tournée vers l'extérieur qui définit un plan principal du boitier 2. Dans l'exemple représenté sur les figures, la membrane 7 est directement assemblée à la paroi principale du boitier 2, c'est-à-dire que la surface d'assemblage de la membrane réside dans le plan principal 15 du boitier 2. L'ouverture 2c et la membrane 7 ne sont donc pas disposées dans un renfoncement ou sur une élévation du boitier 2, ce qui les aurait placées en dehors du plan principal. Dans cette configuration, l'eau ne s'évacue pas naturellement de la membrane 7 ou de son voisinage comme 20 c'est le cas lorsque celle-ci est disposée sur un dôme, en élévation. Le flanc périphérique de la membrane 7 est exposé aux agressions mécaniques extérieures, par exemple aux projections d'eau, ce qui peut conduire au fil du temps à son décollement. Un tel phénomène est réduit lorsque la 25 membrane 7 est disposée dans un renforcement de la paroi principale du boitier 2 qui rend moins accessible le flanc périphérique de la membrane. Pour prévenir ces phénomènes dans la configuration 30 d'assemblage de la membrane 7 représentée sur les figures, on a prévu de munir le boitier 2 d'une pluralité de cloisons 8a, 8b agencées autour de l'ouverture 2c de sorte à protéger le flanc périphérique de la membrane 7. Les cloisons peuvent être disposées perpendiculairement par 35 rapport à la paroi principale du boitier 2. Les cloisons 9 8a, 8b sont séparées les unes des autres par des passages permettant l'évacuation des liquides et la circulation de l'air. L'agencement des cloisons 8a, 8b autour l'ouverture 2c est telle que tout le flanc périphérique de la membrane 5 7 est protégé de l'environnement extérieur par au moins une des cloisons. En d'autres termes, le bord de l'ouverture 2c est entièrement entouré par les cloisons 8a, 8b et toute portion du bord de l'ouverture 2c, et donc du flanc de la membrane 7, est masquée par une au moins des cloisons 8a, 10 8b. Cette configuration « en labyrinthe » assure à la fois la protection du flanc périphérique de la membrane 7 contre les agressions mécaniques extérieures et prévient l'accumulation de liquide qui peut s'échapper par les passages aménagés entre les cloisons 8a, 8b. 15 Pour favoriser l'évacuation des liquides, on a également prévu d'aménager au moins une rainure d'écoulement 9 dans la paroi principale du boitier 2, à côté de l'ouverture 2c, de la membrane 7 et des cloisons 20 8a, 8b. On cherche de cette manière à éviter l'accumulation du liquide, sous la forme d'un film ou de gouttes, autour de l'ouverture 2c et/ou contre les cloisons 8a, 8b, par effet de capillarité. Les deux rainures d'écoulement 9 prévues sur l'exemple représenté permettent de briser la 25 tension de surface du film ou des gouttes de liquide. Ce liquide peut alors s'évacuer, guidé par les rainures 9, et s'écouler par exemple sur les parois latérales du boitier 2. A cet effet, la rainure ou la pluralité de rainures 9 s'étend sur toute la paroi principale du boitier pour 30 déboucher au moins d'un côté de cette paroi et avantageusement sur deux côtés ou plus de la paroi. Dans l'exemple représenté, et comme cela est mieux visible sur la figure 3, la pluralité de cloisons 8a, 8b 35 est constituée d'une première série de cloisons 8a 10 distinctes, ici deux cloisons 8a, et séparées l'une de l'autre par des premiers passages. Elles sont placées à proximité immédiate de l'ouverture 2c et de la membrane 7, c'est-à-dire à une première distance qui est relativement 5 réduite. Ces cloisons 8a ont des sections dans le plan principal qui épousent la forme de la membrane 7, ici des portions de cercle. Ces deux cloisons 8a sont disposées en vis-à-vis l'une de l'autre, de part et d'autre de l'ouverture 2c. Pour protéger les portions du flanc 10 périphériques de la membrane exposées par les passages existant entre les deux cloisons 8a de la première série, on a prévu une deuxième série de cloisons complémentaires 8b, distinctes et séparées des parois 8a de la première série par des passages complémentaires. Ces cloisons 15 complémentaires 8b présentent ici des sections droites dans le plan principal. Elles sont disposées en vis-à-vis l'une de l'autre et des premiers passages, de part et d'autre de l'ouverture 2c et de la membrane 7, pour occulter de l'extérieur les passages existants entre les cloisons 8a de 20 la première série. Les passages complémentaires, entre la première et la deuxième série de cloisons sont réalisés en disposant cette deuxième série de cloisons 8b à une deuxième distance de l'ouverture 2c plus importante que la première distance séparant la première série de cloisons 8a 25 de l'ouverture 2c. Dans cet exemple, on a prévu de former deux rainures d'écoulement 9 dans la paroi principale du boitier, dans l'espace dégagé entre l'ouverture 2c et les cloisons 8b à section droite de la deuxième série. Les deux rainures 9 s'étendent sur toute la paroi principale pour 30 déboucher sur deux côtés opposés de cette paroi et permettre l'écoulement de l'eau sur les parois latérales. On pourrait bien entendu prévoir d'autres séries de cloisons, ou les disposer dans le plan principal selon un 35 autre arrangement « en labyrinthe » que celui qui vient 11 d'être décrit, dans la mesure où ces cloisons sont agencées pour entièrement occulter, selon toutes les directions d'approche possible, le flanc périphérique de la membrane 7 de son environnement éloigné et donc entourer entièrement 5 l'ouverture 2c. Les cloisons peuvent avoir d'autres fonctions en complément de la fonction de protection qui vient d'être décrit. Ainsi, dans un exemple de mis en oeuvre non représenté, une au moins des cloisons 8a ou une des cloisons complémentaires 8b peut être formée du flanc 10 vertical du connecteur électrique 6. Cela peut permettre de rendre le boitier plus compact, en rapprochant l'ouverture 2c, et les cloisons de protection 8a, 8b du connecteur. Ainsi, en combinant des cloisons de protection 8a, 15 8b « en labyrinthe » autour de la membrane 7 avec des rainures d'évacuation 9, on peut choisir de positionner la membrane 7 dans le plan principal défini par la paroi du boitier sans risquer de recouvrir cette membrane 7 par une pellicule de liquide ou risquer sa délamination sous 20 l'effet de contraintes mécaniques extérieures. En protection complémentaire de l'ouverture 2c et de la membrane 7, on a prévu dans le capteur 1 pris en exemple de monter un capot de protection 10 surplombant la 25 membrane 7. Ce capot est ici muni de deux ouvertures dans lesquelles peuvent venir se placer des crans formés sur les faces extérieures des cloisons 8a de la première série. On peut de la sorte facilement clipser le capot 10 au boitier 2. 30 Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de mise en oeuvre décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. 35 12 On pourrait par exemple envisager de placer l'ouverture 2c, les cloisons 8a, 8b et les rainures d'évacuation 9 dans un autre plan que le plan principal, sur un dôme ou dans un renfoncement de la paroi principal 5 du boitier 2, et obtenir les mêmes bénéfices que ceux qui ont été exposés. Par ailleurs, le dispositif électronique n'est pas 10 nécessairement un dispositif de mesure de pression. La présente invention s'applique en effet à tout boitier de protection de tout dispositif électronique, en particulier lorsque celui-ci doit être protégé de son environnement, tout en maintenant une communication avec cet 15 environnement, par exemple pour des raisons d'évacuation REVENDICATIONS1 Boitier de protection (2) d'un dispositif électronique (5), le boitier comprenant une pluralité de parois définissant un logement pour y disposer le dispositif électronique (5), une des parois, dite principale, présentant une ouverture (2c) pour exposer une partie du dispositif de mesure (5) à la pression atmosphérique, le boitier (2) étant caractérisé en ce qu'il comprend disposées sur la surface extérieure de la paroi principale : - une pluralité de cloisons (8a, 8b) séparées les unes des autres par des passages et agencées autour de l'ouverture (2c) pour l'entourer entièrement ; - au moins une rainure d'écoulement (9) disposée à côté de l'ouverture (2c), pour permettre l'évacuation de liquide qui serait susceptible de s'accumuler autour de l'ouverture (2c) et/ou contre les cloisons (8a, 8b). 2.Boitier de protection (2) selon la revendication précédente dans lequel la surface extérieure de la paroi principale définit un plan principal et dans lequel l'ouverture (2c) est disposée dans ce plan principal. 3.Boitier de protection (2) selon l'une des revendications précédentes dans lequel les cloisons (8a, 8b) sont perpendiculaires à la paroi principale. 4.Boitier de protection (2) selon l'une des revendications précédentes dans lequel des cloisons (8a) sont placées à une première distance de l'ouverture (2c) et d'autres cloisons (8b) sont placées à une deuxième distance de l'ouverture (2c), plus grande que la première. 14 5.Boitier de protection (2) selon l'une des revendications précédentes dans lequel une première série de cloisons (8a) sont disposés autour de l'ouverture (2c) et sont séparés les unes des autres par des premiers passages, 5 et une seconde série de cloisons (8b) est agencée en vis-à-vis des premiers passages pour que l'ouverture (2c) soit entièrement entourée par les cloisons (8a, 8b). 10 6. Boitier de protection (2) selon l'une des revendications précédentes dans lequel la rainure (9) est positionnée entre l'ouverture (2c) et une cloison (8b). 15 7.Boitier de protection (2) selon l'une des revendications précédentes dans lequel une au moins des cloisons (8a, 8b) est formée d'un flanc d'un connecteur électrique (6). 20 8. Capteur de pression (1), notamment pour un réservoir de véhicule automobile, comprenant un corps (3), un dispositif électronique (5) de mesure de pression monté sur le corps (3), un boitier de protection (2) conforme à l'une des revendications précédentes assemblé au corps 25 (3), et une membrane (7) assemblée au boitier (2) pour recouvrir l'ouverture (2c).