CN104075300A - 通气部件 - Google Patents
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Abstract
本发明的通气部件具备支承体和配置在支承体上的通气膜。支承体包括支承通气膜的基座部和从基座部朝向内部空间侧延伸的脚部，该脚部是用于将通气部件固定于壳体的开口部的部分。脚部具有：插入部，插入开始侧通过狭缝而沿周方向分割成多个，向内周侧弹性变形而插入并固定于开口部；以及圆弧部，以插入部的根部分的内周面与周方向端面之间的部分成为凸状的圆弧面的方式形成。
Description
技术领域
本发明涉及安装于壳体的开口的通气部件。
背景技术
以往，在例如汽车用灯、ECU（Electronic Control Unit：电子控制单元）等汽车电气元件、OA（办公自动化）设备、家电产品、医疗设备等中，出于缓和壳体内的压力变动或对壳体内进行换气的目的，在收容电子元件、控制基板等的壳体上设置开口，在设有该开口的部分安装通气部件。该通气部件确保壳体的内外的通气且防止异物向壳体内的侵入。
例如，如图12所示，专利文献1中公开了一种安装于壳体120的开口部121的通气部件110。通气部件110具备支承体104、配置在支承体104之上的通气膜102、覆盖通气膜102的盖部件106、安装于支承体104与壳体120之间的间隙的密封部件108。支承体104具有基座部111、从基座部111延伸的脚部112。脚部112具有：插入部131，插入开始侧通过狭缝132而沿周方向分割成多个，向内周侧弹性变形而插入开口部121；以及爪部134，形成于多个插入部131中的一部分插入部131，前端部向外周侧突出。爪部134为了使通气部件110不易从壳体120脱落而与壳体120卡定。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-141629号公报
发明内容
在以往的通气部件中，使插入部向内周侧弹性变形而插入并固定于开口部时，有时会在插入部的内周面上产生裂纹（龟裂）。若将产生了裂纹的通气部件安装于开口部，则有可能裂纹恶化而插入部的根部分断裂，通气部件容易从壳体脱落。
鉴于这种情况，本发明的目的在于提供一种适合防止插入部的根部分的内周面中的裂纹的产生的通气部件。
即，本发明提供一种通气部件，能够安装于具有需要通气的内部空间和通气用的开口部的壳体，其具备：
支承体，具有作为所述内部空间与外部空间之间的通气路径的一部分的通气孔；以及
通气膜，以在所述外部空间侧封闭所述通气孔的方式配置在所述支承体上，
所述支承体包括：
基座部，支承所述通气膜；以及
脚部，是用于将所述通气部件固定于所述壳体的所述开口部的部分，且从所述基座部朝向所述内部空间侧延伸，
所述脚部具有：
插入部，插入开始侧通过狭缝而沿周方向分割成多个，向内周侧弹性变形以插入所述开口部而固定；以及
圆弧部，以所述插入部的根部分的内周面与周方向端面之间的部分成为凸状的圆弧面的方式形成。
发明效果
根据本发明，通过在插入部的根部分的内周面与周方向端部之间的部分设置圆弧部，应力不易集中在插入部的根部分的内周面，因此能够防止插入部的根部分的内周面中的裂纹的产生。
附图说明
图1是本发明的实施方式的通气部件的分解立体图。
图2是图1所示的通气部件的截面图。
图3是图1所示的支承体的侧视图。
图4是图3所示的支承体的后视图。
图5是图3所示的脚部的III－III处的截面图。
图6是图4所示的脚部的IV处的放大图。
图7是以往的支承体的侧视图。
图8是图7所示的支承体的后视图。
图9是图7所示的脚部的VII－VII处的截面图。
图10是图8所示的脚部的VIII处的放大图。
图11是图1所示的通气膜的截面图。
图12是以往的支承体的截面图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，以下的说明涉及本发明的一例，本发明并不由以下的内容限定。
如图1及图2所示，本发明的实施方式的通气部件10安装于壳体20的开口部21。如图2所示，开口部21是将壳体20的内部空间22和外部空间24连通的贯通孔。通气部件10具备通气膜2、支承体4、盖部件6及密封部件8。通气膜2、支承体4及盖部件6分别在俯视时具有圆形的形状。通气膜2、支承体4及盖部件6具有共同的中心轴O。通气膜2的厚度方向与中心轴O平行。支承体4具有作为内部空间22与外部空间24之间的通气路径的一部分的通气孔3。通气膜2以在外部空间24侧封闭通气孔3的方式配置在支承体4上，通过通气膜2而能够使内部空间22与外部空间24之间通气。作为壳体20，例如有汽车的ECU（Electronic Control Unit：电子控制单元）盒，但在图1及图2中仅示出了壳体20的一部分。
如图2所示，支承体4具有基座部11及多个脚部12。基座部11是支承通气膜2的部分，具有大致圆盘的形状。脚部12是用于将通气部件10固定于壳体20的开口部21的部分。脚部12从基座部11朝向壳体20的内部空间22侧延伸。
如图3～图6所示，脚部12具有：插入部31，插入开始侧通过狭缝32而沿着周方向分割成多个，向内周侧弹性变形而插入并固定于开口部21；圆弧部33（参照图4～图6），以插入部31的根部分31A的内周面31C（参照图6）与周方向端面31D（参照图6）之间的部分成为凸状的圆弧面的方式形成；以及爪部34，从插入部31的插入开始侧端部31B向外周侧突出，能够卡定于壳体20。详细而言，插入部31分割为三个，分别以等间隔（等角度间隔）设置。在各插入部31之间分别形成有狭缝32。即，三个狭缝32以等间隔（等角度间隔）设置。
如图3所示，插入部31是从基座部11朝向壳体20的内部空间22侧（图3下方）延伸的板状部件，能够向内周侧弹性变形。在插入部31的插入开始侧端部31B一体成形有向外周侧突出的爪部34。插入部31以宽度从根部分31A朝向插入开始侧端部31B方向（图3下方）稍微变窄的方式形成。相反，形成于各插入部31之间的狭缝32以宽度朝向图3上方稍微变窄的方式形成。
如图6所示，圆弧部33以插入部31的根部分31A的内周面31C与周方向端面31D之间的部分成为凸状的圆弧面的方式形成。另外，从插入部31的根部分31A遍及到插入开始侧端部31B的内周面31C与周方向端面31D之间的部分以成为凸状的圆弧面的方式形成。具体而言，圆弧部33以使周方向端面31D从向内周侧平行地假想延长而形成的假想周方向端面31F向狭缝32的相反侧后退，且使插入部31的根部分31A的内周面31C从向狭缝32侧沿周方向假想延长而形成的假想内周面31G向外周侧后退的方式形成。另外，从插入部31的根部分31A遍及到插入开始侧端部31B的内周面31C与周方向端面31D之间的部分以从假想周方向端面31F向狭缝32的相反侧后退，且从假想内周面31G向外周侧后退的方式形成。
狭缝32的底部的内周侧部分32A以成为凸状的圆弧面的方式形成。另外，狭缝32的底部的外周侧部分32B以成为凸状的圆弧面的方式形成。狭缝32的底部的内周侧部分32A的圆弧面的曲率比狭缝32的底部的外周侧部分32B的圆弧面的曲率小。另外，狭缝32的底部的内周侧部分32A的圆弧面的面积比狭缝32的底部的外周侧部分32B的圆弧面的面积大。
此外，插入部31的根部分31A的外周面31E与周方向端面31D之间的部分也可以以成为凸状的圆弧面的方式形成。另外，从插入部31的根部分31A遍及到插入开始侧端部31B的外周面31E与周方向端面31D之间的部分也可以以成为凸状的圆弧面的方式形成。此时，圆弧部33的圆弧面的曲率也可以比插入部31的外周面31E与周方向端面31D之间的部分的圆弧面的曲率小。另外，圆弧部33的圆弧面的面积也可以比狭缝32的底部的外周侧部分32B的面积大。
密封部件8是在将通气部件10安装于壳体20时用于密封支承体4与壳体20之间的间隙的弹性部件。密封部件8是安装于开口部21的周围且支承体4与壳体20之间的间隙的环状的部件。密封部件8例如可以由丁腈橡胶、乙烯-丙烯橡胶、硅橡胶、氟橡胶、丙烯酸酯橡胶、氢化丁腈橡胶等弹性体形成。取代弹性体，密封部件8也可以由泡沫体形成。
将支承体4的脚部12嵌入壳体20的开口部21时，由于夹持在支承体4与壳体20之间的密封部件8的弹性力，支承体4被向从壳体20拔出的方向推回。此时，在壳体20的内部空间22侧，通过爪部34与壳体20卡定而防止通气部件10从壳体20脱落。此外，也可以通过双色成型或嵌件成型等手法，将与密封部件8相当的部分一体地设置于支承体4。另外，密封部件8也可以粘接于支承体4。
接着，作为比较，在图7～图10中表示以往的通气部件110。此外，以往的通气部件110除插入部31以外的形状与上述实施方式相同，对于相同的结构，对同一标号附加100并省略其说明。
在以往的通气部件110中，如图8～图10所示，在插入部131的根部分131A的内周面131C的端部与外周面131E的端部之间的部分，遍及整体地形成有周方向端面131D。使这种插入部131向内周侧弹性变形而插入并固定于开口部121时，应力就会集中在插入部131的根部分131A的内周面131C，有时会在插入部131的根部分131A的内周面131C产生裂纹。
相对于此，在本实施方式中，由于形成有以插入部31的根部分31A的内周面31C与周方向端面31D之间的部分以成为凸状的圆弧面的方式形成的圆弧部33，因此应力不易集中在插入部31的根部分31A的内周面31C，能够防止插入部31的根部分31A的内周面31C中的裂纹的产生。
接着，对通气膜2进行说明。通气膜2只要具有允许气体的透过且阻止液体的透过的性质即可，其构造和材料没有特别限定。如图11所示，通气膜2可以具有膜主体2a和与膜主体2a重叠的加强件2b。通过设置加强件2b，通气膜2的强度提高。当然，通气膜2也可以仅由膜主体2a构成。
也可以对膜主体2a实施疏油处理、疏水处理。这些疏液处理通过将表面张力小的物质涂敷于膜主体2a并在干燥后固化而进行。疏液处理所使用的疏液剂只要能够形成表面张力比膜主体2a低的皮膜即可，例如，优选包含具有全氟烷基的高分子的疏液剂。疏液剂通过浸渗、喷雾等公知的方法涂敷于膜主体2a。
膜主体2a的典型例是由氟树脂或聚烯烃形成的多孔膜。从确保充分的防水性的角度出发，膜主体2a可使用具有0.01～10μm的平均孔径的树脂多孔膜。
作为适合膜主体2a的氟树脂，可举出聚四氟乙烯（PTFE）、聚三氟氯乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-乙烯共聚物。作为适合膜主体2a的聚烯烃，可举出乙烯、丙烯、4-甲基戊烯-1,1-丁烯等单体的聚合物或共聚物。也可以使用利用聚丙烯腈、尼龙、聚乳酸的纳米纤维多孔膜。其中，优选能够确保小面积且高的通气性，且阻止异物向壳体的内部的侵入的能力也优异的PTFE。PTFE多孔膜可通过拉伸法或抽提法等公知的成型方法来制造。
加强件2b是由聚酯、聚乙烯、芳香族聚酰胺等树脂制作的部件。加强件2b的形态只要能够维持通气膜2的通气性即可，没有特别限定，例如：机织布、无纺布、网、筛、海绵、泡沫或多孔体。膜主体2a和加强件2b可以通过热层压、热焊接、超声波焊接或粘接剂来贴合。
通气膜2的厚度在考虑强度及操作的容易性时，可以设在1μm～5mm范围内。通气膜2的通气度可以利用由JIS（Japanese IndustrialStandards：日本工业标准）P8117规定的格利试验机法所得到的格利值而设在0.1～300sec／100cm3的范围内。通气膜2的耐水压可以为1.0kPa以上。
盖部件6以覆盖通气膜2的方式安装于支承体4。在通气膜2与盖部件6之间形成有空间。在盖部件6的外周部与支承体4的外周部之间也形成有空间。这些空间也作为内部空间22与外部空间24之间的通气路径的一部分发挥功能。
接着，对通气部件10的制造方法进行说明。首先，分别制造支承体4及盖部件6。支承体4及盖部件6分别可通过公知的注射成型法来制造。作为支承体4及盖部件6的材料，典型地可使用热塑性树脂。作为热塑性树脂，可举出聚丁烯对苯二甲酸酯、尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯等。
壳体20也可通过公知的注射成型法来制造。如图1及图2所示，外部空间24侧的开口部21的开口直径比内部空间22侧的开口部21的开口直径大。因此，易将脚部12插入开口部21。另外，根据这种开口部21，从通气孔3至内部空间22的通气路径的截面积也能够确保大到一定程度。进而，当减小内部空间22侧的开口部21的开口直径时，脚部12就会相对于中心轴以倾斜的方式配置。这在使爪部34与开口部21可靠地卡合而提高通气部件10向壳体20的安装强度的方面优选。
以下，通过实施例进一步详细地说明本发明，但是本发明并不限制于以下的实施例。
（实施例）
对具有图7～图10及图12所示的结构的Z-PLUG（日东电工株式会社制）的插入部进行切削加工，将形成有图4～图6所示的圆弧部的通气部件安装于图1那样的壳体的开口部（直径8.2mm）。在通气部件的插入部的根部分的内周面没有产生裂纹。
（比较例1）
将作为通气部件的Z-PLUG安装于图1那样的壳体的开口部（直径8.2mm）。在通气部件的插入部的根部分的内周面产生了两处裂纹。
（比较例2）
将作为通气部件的Z-PLUG安装于图1那样的壳体的开口部（直径8.5mm）。在通气部件的插入部的根部分的内周面产生了一处裂纹。
接着，通过基于通用非线性构造分析求解器Marc（MSC软件株式会社制）的模拟，计算出将通气部件安装于壳体的开口部时的作用于插入部的根部分的内周面的最大应力。将实施例的最大应力按比率设为1.00时，比较例1的最大应力按比率为1.18，比较例2的最大应力按比率为1.05。即，在实施例的通气部件中，与比较例1及2的通气部件相比，作用于插入部的根部分的内周面的最大应力小。
另外，通过基于Marc的模拟，计算出将进行了耐久试验（热循环试验条件：-40℃／30分钟～125℃／30分钟）的通气部件安装于壳体的开口部时的插入部向内周侧移动的最大位移量。将比较例1的最大位移量按比率设为1.00时，实施例的最大位移量按比率为0.96。即，在实施例的通气部件中，与比较例1的通气部件相比，插入部向内周侧移动的最大位移量大致相等。根据以上的结果，可确认出在实施例的通气部件中能够获得如下效果：维持插入部向内周侧移动的最大位移量的同时不易在插入部的根部分的内周面产生裂纹。
产业上的可利用性
本发明的通气部件用于灯、电动机、传感器、开关、ECU、齿轮箱等汽车零件的壳体。另外，不仅汽车零件，而且移动通信设备、照相机、电动剃须刀、电动牙刷等电器也可使用本发明的通气部件。
Claims (4)
1.一种通气部件，能够安装于具有需要通气的内部空间和通气用的开口部的壳体，其具备：
支承体，具有作为所述内部空间与外部空间之间的通气路径的一部分的通气孔；以及
通气膜，以在所述外部空间侧封闭所述通气孔的方式配置在所述支承体上，
所述支承体包括：
基座部，支承所述通气膜；以及
脚部，是用于将所述通气部件固定于所述壳体的所述开口部的部分，且从所述基座部朝向所述内部空间侧延伸，
所述脚部具有：
插入部，插入开始侧通过狭缝而沿周方向分割成多个，向内周侧弹性变形以插入所述开口部而固定；以及
圆弧部，以所述插入部的根部分的内周面与周方向端面之间的部分成为凸状的圆弧面的方式形成。
2.如权利要求1所述的通气部件，其中，
还具备环状的密封部件，该密封部件安装于所述开口部的周围且所述支承体与所述壳体之间的间隙。
3.如权利要求1所述的通气部件，其中，
所述脚部还具有爪部，该爪部从所述插入部的插入开始侧端部向外周侧突出，能够卡定于所述壳体。
4.如权利要求1所述的通气部件，其中，
所述狭缝的底部的内周侧部分以成为凸状的圆弧面的方式形成。
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