CN104075301B - 透气构件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及透气构件。本发明中,作为能够安装到具有透气用开口部的壳体上的透气构件,提供一种透气构件,其包含:支撑体,具有形成有壳体的内部空间与外部空间之间的透气路径的基部和从基部延伸并且嵌入开口部的腿部;透气膜,以堵住透气路径的方式配置在支撑体上;以及密封构件,为设置在支撑体的腿部的根部的树脂制的构件,根据JIS K6262在试验温度100℃、试验时间100小时的条件下测定的压缩永久变形为10%以下。根据本发明,提供即使用高温的水进行高压洗车试验也适合防止水侵入壳体的内部的透气构件。
Description
技术领域
本发明涉及透气构件。
背景技术
以往,在例如汽车用灯、ECU(Electrical Control Unit,电控单元)等汽车电装部件、OA(办公自动化)设备、家电产品、医疗器械等中,进行如下设置:在收纳电子部件、控制基板等的壳体上,为了缓和温度变化所致的壳体内的压力变动或对壳体内进行换气而设置开口,并在该开口上安装透气构件。该透气构件是用于确保壳体内外的透气并且防止灰尘、水等异物侵入壳体内的构件。这样的透气构件的一例公开于专利文献1。将专利文献1中公开的透气构件示于图4。
透气构件110具备:支撑体104、配置在支撑体104上的透气膜102、覆盖透气膜102的覆盖构件106以及安装在支撑体104与壳体120之间的密封构件108。透气构件110隔着密封构件108固定于壳体120的开口部121。为了不使透气构件110从壳体120上脱落,支撑体104的腿部(脚部)112卡合到开口部121。密封构件108是安装在开口部121的周围且支撑体104与壳体120之间的间隙的树脂制的O型环。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-47425号公报
发明内容
发明所要解决的问题
对于汽车的多数部件、材料,规定必须根据JIS(Japanese IndustrialStandards,日本工业标准)等工业标准进行环境试验。作为环境试验的例子,可以列举:冷热循环试验、高压洗车试验。对透气构件也要求能够耐受冷热循环试验和高压洗车试验的性能。
最近,为了清洗顽固的污垢,有时用高温且高压的水进行洗车。但是,如果在将现有的透气构件安装在壳体上的状态下用高温且高压的水进行洗车,则有时水会从透气构件与壳体之间的间隙侵入到壳体的内部。
鉴于上述情况,本发明的目的在于提供即使用高温且高压的水进行洗车也适合防止水侵入壳体的内部的透气构件。
用于解决问题的手段
即,本发明提供一种透气构件,其为能够安装到具有透气用开口部的壳体上的透气构件,其包含:
支撑体,具有形成有所述壳体的内部空间与外部空间之间的透气路径的基部和从所述基部延伸并且嵌入所述开口部的腿部;
透气膜,以堵住所述透气路径的方式配置在所述支撑体上;以及
密封构件,为设置在所述腿部的根部的树脂制的构件,根据JIS K6262在试验温度100℃、试验时间100小时的条件下测定的压缩永久变形为10%以下。
发明效果
根据本发明,通过设置压缩永久变形为10%以下的密封构件,即使在用高温的水进行高压洗车试验的情况下,密封构件也不易产生变形,因此能够防止水侵入壳体的内部。
附图说明
图1是本发明的实施方式的透气构件的分解立体图。
图2是图1所示的透气构件的剖面图。
图3是图1所示的透气膜的剖面图。
图4是现有的透气构件的剖面图。
具体实施方式
以下参考附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是,以下的说明涉及本发明的实施方式,本发明不受这些实施方式的限定。
如图1及图2所示,本实施方式的透气构件10安装到壳体20的开口部21。开口部21如图2所示是将壳体20的内部空间22与外部空间24连通的贯通孔。透气构件10具备透气膜2、支撑体4、覆盖构件6及密封构件8。透气膜2、支撑体4及覆盖构件6各自具有在俯视时外周为圆形的形状。透气膜2、支撑体4及覆盖构件6具有共同的中心轴O。透气膜2的厚度方向与中心轴O平行。支撑体4具有作为内部空间22与外部空间24之间的透气路径的贯通孔即透气孔3。透气膜2以在外部空间24侧堵住透气孔3的方式配置在支撑体4上,通过透气膜2,能够在内部空间22与外部空间24之间进行透气。作为壳体20,有例如汽车的ECU(ElectronicControl Unit)箱,但在图1及图2中仅示出了壳体20的一部分。
如图2所示,支撑体4具有基部11及多个腿部12。基部11是支撑透气膜2的部分。腿部12是用于将透气构件10固定到壳体20的开口部21的部分。腿部12从基部11向壳体20的内部空间22侧延伸。
如图1及图2所示,覆盖构件6以覆盖透气膜2的方式安装在支撑体4上。覆盖构件6具有俯视时覆盖整个透气膜2的顶板部6A、从顶板部6A的周缘向支撑体4延伸的保护壁部6B和形成于保护壁部6B的3个开口6C。如图2所示,在覆盖构件6的顶板部6A与透气膜2之间、覆盖构件6的顶板部6A与支撑体4的外周部之间形成有透气空间23。透气空间23在覆盖构件6的开口6C与外部空间24连通。透气空间23作为内部空间22与外部空间24之间的透气路径的一部分发挥作用。覆盖构件6还具有从保护壁部6B的周缘向支撑体4延伸且用于与支撑体4弹性卡合的3个卡定部6D。在卡定部6D之间配置有3个开口6C。卡定部6D各自以等间隔(等角度间隔)设置,开口6C各自以等间隔(等角度间隔)设置。
如图1及图2所示,密封构件8是在将透气构件10安装到壳体20上时用于密封支撑体4与壳体20之间的间隙的弹性构件。密封构件8是安装在开口部21的周围且支撑体4与壳体20之间的间隙13的O型环。密封构件8为根据JIS K6262在试验温度100℃、试验时间100小时的条件下测定的压缩永久变形为10%以下的树脂制的构件。压缩永久变形是指,通过根据JIS K6262将试验片利用压缩板以规定的比例进行压缩并在规定的温度下保持规定的时间而产生的试验片的残余变形。密封构件8例如由EPDM(三元乙丙橡胶)、有机硅树脂、含氟橡胶形成。
在将支撑体4的腿部12插入壳体20的开口部21时,利用夹在支撑体4与壳体20之间的密封构件8的弹力,将支撑体4沿着从壳体20拔出的方向推回。此时,在壳体20的内部空间22侧,腿部12的爪部卡定于壳体20,从而防止透气构件10从壳体20脱离。需要说明的是,可以通过双色成形、嵌入成形等方法,将与密封构件8相当的部分一体地设置在支撑体4上。另外,密封构件8也可以胶粘在支撑体4上。需要说明的是,如图2所示,壳体20的开口部21具有直径随着从内部空间22侧向外部空间24侧推进而扩大的锥形部。锥形部形成在开口部21的外部空间24侧的端部,密封构件8接触到其表面。该透气结构适合防止高压洗车时水的侵入。但是,本发明的透气构件也可以嵌入到具有不具备锥形部的开口部的壳体(参照图4)来使用。
接着,对透气膜2进行说明。透气膜2只要具有允许气体透过且阻止液体透过的性质即可,其结构、材料没有特别限定。如图3所示,透气膜2可以具有膜主体2a和与膜主体2a重叠的增强材料2b。通过设置增强材料2b,提高透气膜2的强度。当然,透气膜2也可以仅由膜主体2a构成。
膜主体2a可以实施拒油处理、拒水处理。这些拒液处理可以通过将表面张力小的物质涂布到膜主体2a上并在干燥后进行固化来进行。拒液处理中使用的拒液剂只要能够形成表面张力比膜主体2a低的覆膜即可,例如优选含有具有全氟烷基的高分子的拒液剂。拒液剂通过浸渗、喷涂等公知的方法涂布到膜主体2a上。
膜主体2a的典型例是由含氟树脂或聚烯烃形成的多孔膜。从确保充分的防水性的观点考虑,可以在膜主体2a中使用具有0.01~10μm的平均孔径的树脂多孔膜。
作为适合膜主体2a的含氟树脂,可以列举:聚四氟乙烯(PTFE)、聚氯三氟乙烯、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,可以列举:乙烯、丙烯、4-甲基戊烯-1、1-丁烯等单体的聚合物或共聚物。也可以利用使用聚丙烯腈、尼龙、聚乳酸得到的纳米纤维膜多孔体。其中,优选能够以小面积确保高透气性且阻止异物侵入壳体内部的能力优良的PTFE。PTFE多孔膜可以通过拉伸法、提取法等公知的成形方法来制造。
增强材料2b可以是由聚酯、聚乙烯、芳族聚酰胺等树脂制作的构件。增强材料2b的形态只要能维持透气膜2的透气性则没有特别限定,例如是织布、无纺布、丝网、网状物、海绵、泡沫或多孔体等。膜主体2a与增强材料2b可以通过热层压、热熔敷、超声波熔敷或胶粘剂来贴合。
考虑到强度、操作的容易性,透气膜2的厚度可以为1μm~5mm的范围。透气膜2的透气度以通过JIS P8117中规定的葛尔莱试验机法得到的葛尔莱值计可以为0.1~300秒/100cm3的范围。透气膜2的耐水压可以为1.0kPa以上。
接着,对透气构件10的制造方法进行说明。首先,分别制造支撑体4及覆盖构件6。支撑体4及覆盖构件6可以分别使用公知的注射成形法制造。作为支撑体4及覆盖构件6的材料,典型地可以使用热塑性树脂。作为热塑性树脂,可以列举:聚对苯二甲酸丁二醇酯、尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯等。
壳体20也可以使用公知的注射成形法来制造。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,容易将腿部12插入开口部21中。另外,根据这样的开口部21,也能够确保在某种程度上扩大从透气孔3至内部空间22的透气路径的截面积。此外,如果减小内部空间22侧的开口部21的开口直径,则能够相对于中心轴O倾斜地配置腿部12。这在能够使腿部12的爪部可靠地卡合到开口部21从而提高透气构件10安装到壳体20上的安装强度方面而言是优选的。
以下,通过实施例更详细地说明本发明,但本发明不限于以下的实施例。
首先,示出本实施例的密封构件的评价方法、透气构件的高压耐水试验方法及透气构件的耐酸试验方法。
[硬度]
密封构件的硬度(Hs)根据JIS K6253-3:2012(硫化橡胶及热塑性橡胶-硬度的求算方法-第3部:硬度计硬度)使用硬度计进行评价。
[拉伸强度]
密封构件的拉伸强度(MPa)根据JIS K6251:2010(硫化橡胶及热塑性橡胶-拉伸特性的求算方法)进行评价。
[断裂伸长率]
密封构件的断裂伸长率(%)根据JIS K6251:2010进行评价。
[拉伸应力]
密封构件的拉伸应力(MPa)根据JIS K6251:2010进行评价。
[压缩永久变形]
密封构件的压缩永久变形(%)根据JIS K6262:2006(硫化橡胶及热塑性橡胶的常温、高温及低温下的压缩永久变形的求算方法)在试验温度100℃、试验时间100小时的条件下进行评价。
[高压耐水试验方法]
关于透气构件的高压耐水试验方法,在将透气构件安装在壳体上的状态下,根据基于德国工业标准(Deutsche Industrie Normen)DIN40050的IPX9K试验,在水温为25℃或80℃的条件下进行,并判定水侵入到壳体的内部(×)还是水未侵入到壳体的内部(○)。
[耐酸试验方法]
透气构件的耐酸试验方法中,在将透气构件安装在壳体上的状态下,以覆盖整个透气构件的方式滴下37%硫酸水溶液。在试验温度(25℃、80℃、115℃和125℃)下放置48小时。从壳体上取下透气构件,测定密封构件的密封压力(kPa)。在密封构件的密封压力为500kPa以上时,判定为耐酸性试验合格(○),在密封构件的密封压力低于500kPa时,判定为耐酸性试验不合格(×)。
(实施例1)
通过上述密封构件的评价方法对EPDM(三元乙丙橡胶)制的作为密封构件的O型环(NOK株式会社制)进行测定。结果示于表1。在实施例1中,密封构件的压缩永久变形为5%。
表1
除了使用上述O型环(NOK株式会社制)作为密封构件以外,将市售的Z-PLUG(参照图1、2,日东电工株式会社制)作为透气构件。将该透气构件安装到壳体的开口部,通过上述高压耐水试验方法进行高压耐水试验。结果示于表2。实施例1中,在高压耐水试验中水温为25℃或80℃时,水未侵入壳体的内部。
表2
然后,将透气构件安装到壳体的开口部,通过上述耐酸试验方法进行耐酸试验。结果示于表3。实施例1中,在耐酸试验中试验温度为25℃、80℃、115℃及125℃时,耐酸性试验合格。
表3
(实施例2)
除了使用有机硅树脂制的作为密封构件的O型环(协和密封工业株式会社制)以外,与实施例1同样地操作。结果示于表1~3。实施例2中,密封构件的压缩永久变形为9%。实施例2中,在高压耐水试验中水温为25℃或80℃时,水未侵入壳体的内部。实施例2中,在耐酸试验中试验温度为25℃时,耐酸性试验合格,但在耐酸试验中试验温度为80℃、115℃及125℃时,耐酸性试验不合格。
(比较例)
除了使用EPDM制的作为密封构件的O型环(协和密封工业株式会社制)以外,与实施例1同样地操作。结果示于表1~3。比较例中,密封构件的压缩永久变形为15%。比较例中,在高压耐水试验中水温为25℃时,水未侵入壳体的内部,但在高压耐水试验中水温为80℃时,水侵入到壳体的内部。比较例中,在耐酸试验中试验温度为25℃、80℃、115℃及125℃时,耐酸性试验合格。
如表1所示,对于实施例1及2的密封构件而言,密封构件的压缩永久变形为10%以下。如表2所示,对于实施例1及2的透气构件而言,在高压耐水试验中水温为80℃时,水未侵入壳体的内部。因此可以确认,对于实施例1及2的透气构件而言,可得到如下效果:即使用高温且高压的水进行洗车,水也不会侵入壳体的内部。
如表3所示,对于实施例1及比较例的透气构件而言,在耐酸试验中试验温度为80℃以上时,耐酸性试验合格,实施例2中,在耐酸试验中试验温度为80℃以上时,耐酸性试验不合格。推测这是因为,实施例1及比较例的密封构件为EPDM制,实施例2的密封构件为有机硅树脂制。由上可以确认,对于实施例1的透气构件而言,可得到如下效果:在高温下具有耐酸性,并且即使用高温且高压的水进行洗车,水也不会侵入壳体的内部。
产业实用性
本发明的透气构件可以在灯、发动机、传感器、开关、ECU、齿轮箱等汽车部件的壳体中使用。另外,不仅可以在汽车部件中使用本发明的透气构件,也可以在移动通讯设备、照相机、电动剃须刀、电动牙刷等电气产品中使用本发明的透气构件。
Claims (5)
1.一种用于安装到汽车部件的壳体的开口部的透气构件,其为能够安装到具有透气用开口部的汽车部件的壳体上的透气构件,其包含:
支撑体,具有形成有所述壳体的内部空间与外部空间之间的透气路径的基部和从所述基部延伸并且嵌入所述开口部的腿部;
透气膜,以堵住所述透气路径的方式配置在所述支撑体上;以及
O型环,所述O型环设置在所述腿部的根部并且安装在所述开口部的周围且所述支撑体与所述壳体之间,根据JIS K 6262在试验温度100℃、试验时间100小时的条件下测定的压缩永久变形为10%以下。
2.根据权利要求1所述的透气构件,其中,所述O型环由EPDM(三元乙丙橡胶)形成。
3.根据权利要求1所述的透气构件,其中,所述O型环由有机硅树脂形成。
4.根据权利要求1所述的透气构件,其中,还具备从配置有所述透气膜的一侧覆盖所述支撑体的覆盖构件。
5.根据权利要求4所述的透气构件,其中,
所述覆盖构件具有:
俯视时覆盖整个所述透气膜的顶板部;
从所述顶板部的周缘向所述支撑体延伸的保护壁部;以及
形成在所述保护壁部且将所述顶板部与所述支撑体之间的空间和所述外部空间连通的开口。
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