CN106416444A

CN106416444A - 框体成套工具及通气框体

Info

Publication number: CN106416444A
Application number: CN201580026777.8A
Authority: CN
Inventors: 植村高; 矢野阳三
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2014-06-02
Filing date: 2015-02-25
Publication date: 2017-02-15
Anticipated expiration: 2035-02-25
Also published as: CN106416444B; US10420238B2; EP3151643A4; WO2015186279A1; KR102270552B1; EP3151643A1; KR20170012292A; JP2015228428A; EP3151643B1; JP6438683B2; US20170156228A1

Abstract

框体成套工具(90)包括框体主体(20)、通气构件(10)。框体主体(20)具有通气孔(21)。通气构件(10)具有腿部(26)。腿部(26)是应嵌入于通气孔(21)的部分。在框体主体(20)，从框体主体(20)的外部空间(24)侧朝向框体主体(20)的内部空间(22)侧依次形成有第一弯曲面(23_R1)、第一笔直面(23_S1)、第二弯曲面(23_R2)及第二笔直面(23_S2)作为规定通气孔(21)的内周面(23)。第一弯曲面(23_R1)及第二弯曲面(23_R2)在包含通气孔(21)的中心轴(O)的截面中具有凸向中心轴(O)的曲线形状。第一笔直面(23_S1)及第二笔直面(23_S2)在该截面中具有直线形状。

Description

框体成套工具及通气框体

技术领域

本发明涉及框体成套工具及通气框体。

背景技术

灯、电动机、传感器、开关、ECU(Electric Control Unit)等机动车的电气安装部件收容于框体。在这样的框体的通气孔安装有用于允许气体通过并阻止异物通过的通气构件。例如，专利文献1记载了通过在框体安装通气构件来构成通气框体。

专利文献1：日本特开2011-52791号公报

发明内容

发明要解决的课题

人们希望通气框体的组装容易。本发明是从这样的观点出发而作出的。

用于解决课题的方案

本发明提供一种框体成套工具，用于具有通气功能的通气框体的制造，具备：

框体主体，具有通气孔；及

通气构件，具有应嵌入于所述通气孔的腿部，

在所述框体主体，从所述框体主体的外部空间侧朝向所述框体主体的内部空间侧依次形成有第一弯曲面、第一笔直面、第二弯曲面及第二笔直面作为规定所述通气孔的内周面，

所述第一弯曲面及所述第二弯曲面在包含所述通气孔的中心轴的截面中具有凸向所述中心轴的曲线形状，

所述第一笔直面及所述第二笔直面在所述截面中具有直线形状。

另外，本发明提供一种通气框体，具有通气功能，具备：

框体主体，具有通气孔；及

通气构件，具有嵌入于所述通气孔的腿部，

发明效果

在框体主体，作为内周面，形成具有上述的形状的第一弯曲面、第一笔直面、第二弯曲面及第二笔直面。在通气构件安装于框体主体的通气孔时，通气构件的腿部一边沿着这样形成的内周面一边朝向框体主体的内部空间顺畅地被压入。因此，本发明的框体成套工具能容易地组装。

附图说明

图1是框体成套工具的立体图。

图2是框体主体的剖视图。

图3是支承体的剖视图。

图4是罩的剖视图。

图5是通气膜的剖视图。

图6是密封环的剖视图。

图7是用于说明支承体安装于框体主体的情况的图。

图8是表示密封环及通气孔的各外径的剖视图。

图9是通气框体的剖视图。

图10是通气框体的局部放大剖视图。

图11是用于说明密封环的压扁宽度及压缩率的图。

图12是用于说明实验例的通气框体的图。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的实施方式。

(第一实施方式)

(框体成套工具)

图1示出第一实施方式的框体成套工具90。框体成套工具90包含框体主体20、支承体4、罩6、通气膜2、密封环8。

图2示出框体主体20。框体主体20具有通气所需的内部空间22和通气用的通气孔21。作为框体主体20，可例示机动车的ECU箱及灯箱。需要说明的是，在图1及2中，仅示出框体主体20的一部分。中心轴O是通过通气孔21的中心的轴。通气孔21在俯视观察下具有圆形的形状。以下，有时将中心轴O延伸的方向称为轴向，将与轴向垂直的方向称为径向。

在本实施方式中，框体主体20由金属板构成。作为框体主体20，可例示铝板、铁板(例如，SPCC、SPCD等的冷轧钢板)、不锈钢板。作为框体主体20，也可以使用电镀锌钢板、熔融镀锌钢板等处理钢板。框体主体20的厚度为0.5～2.5mm左右。框体主体20典型地通过板金加工(压制加工)来制作。在一例中，首先，对金属板应用冲裁等金属加工方法来形成贯通孔。接下来，应用板金加工，以形成具有图2所示的形状的内周面23(第一弯曲面23_R1、第一笔直面23_S1、第二弯曲面23_R2及第二笔直面23_S2)的方式修整金属板的形状。这样，得到框体主体20。但是，也可以通过金属材料的压铸成形来得到框体主体20。而且，还可以通过树脂材料的成形技术(注塑成形法等)来得到框体主体20。

图3示出支承体4。支承体4具有基体部11及腿部26。基体部11是应支承通气膜2的部分。腿部26是用于将支承体4固定于框体主体20的部分。

基体部11具有大致圆盘的形状。在基体部11形成有贯通孔3，该贯通孔3应作为框体主体20的内部空间22与框体主体20的外部空间24之间的通气路径而发挥功能。基体部11包含多个用于将罩6固定于支承体4的第一卡合部4k。在基体部11的外周部形成有液体排出用的斜面37。

腿部26一体地形成于基体部11，并且从基体部11朝下(从基体部11远离的方向)延伸。腿部26沿着贯通孔3的周向分成多个部分(在本实施方式中为3个部分)。腿部26包含多个爪28。爪28具有向径向外方凸出的形状。爪28在构成了图7(C)所示的通气框体50时阻止支承体4从框体主体20的脱落。具体而言，爪28在构成了通气框体50时是应从内部空间22侧向框体主体20卡合的部分。在本实施方式中，多个腿部26分别包含爪28。

图4示出罩6。罩6以覆盖通气膜2的方式安装于支承体4。罩6包括顶棚部31、外周壁32及遮蔽部34。顶棚部31在俯视观察下具有能覆盖整个通气膜2的大小和圆形形状。外周壁32及遮蔽部34从顶棚部31的下表面向下(从顶棚部31远离的方向)延伸。外周壁32及遮蔽部34在俯视观察下具有圆弧形状。

罩6包含多个第二卡合部6k。第二卡合部6k能与支承体4的第一卡合部4k卡合。第二卡合部6k以从外周壁32向径向中央突出的方式设置。

支承体4及罩6能通过注塑成形、压缩成型、切削等一般的成形手法来制造。支承体4及罩6的材料可以优选使用PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PA(聚酰胺)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等热塑性树脂。支承体4及罩6的材料可以包含颜料、填料、疏水材料等。而且，支承体4及罩6的表面也可以实施用于促进液体的排除的疏水处理。

图5示出通气膜2。通气膜2以密闭贯通孔3的方式配置在基体部11的上表面。通气膜2只要是具有允许气体透过并阻止液体透过的性质的结构即可，其构造及材料没有特别限定。通气膜2可以具有膜主体2a和与膜主体2a重合的加强件2b。通过设置加强件2b来提高通气膜2的强度。当然，通气膜2也可以仅由膜主体2a构成。

对膜主体2a可以实施疏油处理及疏水处理等的疏液处理。这些疏液处理通过将表面张力小的物质涂布于膜主体2a，干燥后，进行固化来进行。疏液处理使用的疏液剂只要是能够形成比膜主体2a低的表面张力的皮膜即可，例如包含具有全氟烃基的高分子的疏液剂为优选。疏液剂通过浸渍、喷射等公知的方法涂布于膜主体2a。

膜主体2a的典型例是由氟树脂或聚烯烃形成的多孔膜。从确保防水性的观点出发，可以将具有0.01～10μm的平均孔径的树脂多孔膜使用于膜主体2a。

作为适合于膜主体2a的氟树脂，可列举聚四氟乙烯(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。作为适合于膜主体2a的聚烯烃，可列举乙烯、丙烯、4-甲基戊烯-1，1丁烯等的单体的聚合物或它们的共聚物。也可以使用利用了聚丙烯腈、尼龙、聚乳酸的纳米纤维膜多孔体。其中，能够以小面积确保高通气性且阻止异物透过的能力也优异的PTFE为优选。PTFE多孔膜可以通过延伸法及抽出法等公知的成形方法来制造。

加强件2b可以是由聚酯、聚乙烯、芳族聚酰胺等树脂制作的构件。加强件2b的方式只要能够维持通气膜2的通气性即可，没有特别限定，例如是织布、无纺布、网状物、网眼织物、海绵、泡沫或多孔体。膜主体2a与加强件2b优选通过热层压、热熔敷、超声波熔敷或粘结剂来贴合。

通气膜2的厚度考虑到强度及处理的容易性而处于1μm～5mm的范围为优选。通气膜2的通气度以使用按照JIS(Japanese Industrial Standards)L1096规定的弗雷泽渗透性测试法测定的数值计而处于0.1～100cm³/cm²/秒的范围为优选。通气膜2的耐水压优选为1.0kPa以上。

图6示出密封环8。在本实施方式中，密封环8由具有橡胶弹性的材料例如丁腈橡胶、乙烯-丙烯橡胶、硅橡胶、氟橡胶、丙烯酸橡胶、氢化丁腈橡胶等弹性体形成。也可以取代弹性体而由发泡体那样的其他的具有橡胶弹性的材料形成密封环8。

通过将框体成套工具90按照下述的次序(图7)组装，能得到通气框体50。首先，将通气膜2以密闭贯通孔3的方式安装于基体部11的上表面。接下来，将密封环8安装于支承体4的腿部26的根部。接下来，将罩6以覆盖通气膜2的方式安装于支承体4。这样，得到图7(A)所示的通气构件10。

接下来，将通气构件10安装于框体主体20。即，将支承体4的腿部26(通气构件10的腿部26)向框体主体20的通气孔21压入，将腿部26嵌入通气孔21。如图7(B)所示，腿部26一边以接近中心轴O的方式弹性变形一边被压入通气孔21，并嵌入通气孔21中。这样，得到通气框体50(图7(C))。

如图2所示，在本实施方式中，在框体主体20上，从框体主体20的外部空间24侧朝向框体主体20的内部空间22侧依次形成有第一弯曲面23_R1、第一笔直面23_S1、第二弯曲面23_R2及第二笔直面23_S2作为规定通气孔21的内周面23。第一弯曲面23_R1及第二弯曲面23_R2在包含通气孔21的中心轴O的截面中具有凸向中心轴O的曲线形状。具体而言，在本实施方式中，在包含中心轴O的截面中，第一弯曲面23_R1和/或第二弯曲面23_R2具有圆弧形状。在包含中心轴O的截面中，第一笔直面23_S1及第二笔直面23_S2具有直线形状。在本实施方式中，框体主体20在比内周面23从中心轴O离开的位置处具有沿径向扩展的表面20p，该表面20p与第一弯曲面23_R1平滑(未形成角)地连接。第一弯曲面23_R1与第一笔直面23_S1也平滑地连接。第一笔直面23_S1与第二弯曲面23_R2也平滑地连接。第二弯曲面23_R2与第二笔直面23_S2也平滑地连接。在本实施方式中，上述那样的第一弯曲面23_R1、第一笔直面23_S1、第二弯曲面23_R2、第二笔直面23_S2构成内周面23，因此支承体4能顺畅地插入于框体主体20的通气孔21。需要说明的是，具有这样的内周面23的框体主体20使用板金加工的技术能容易地量产。

从将支承体4顺畅地插入于通气孔21的观点出发，可以将包含中心轴O的截面中的第一笔直面23_S1相对于中心轴O的倾斜角度设为例如25～35°。需要说明的是，该倾斜角度是在与中心轴O平行时成为0°的0～90°的范围的角度。

在本实施方式中，在包含中心轴O的截面中，第二笔直面23_S2具有与中心轴O平行的直线形状。即，第二笔直面23_S2是圆筒面。这使得容易将支承体4插入通气孔21。这是因为，在插入时，支承体4的径向的位置稳定。尤其是在本实施方式中，这样的第二笔直面23_S2到达内周面23的内部空间22侧的边缘。这意味着该边缘未向径向内侧突出。由此，在将支承体4插入通气孔21时，能防止该边缘与支承体4(爪28)的摩擦增大。

与中心轴O垂直的方向(径向)上的通气孔21的截面积从外部空间24朝向内部空间22而减小。详细而言，在与第一弯曲面23_R1、第二弯曲面23_R2及第一笔直面23_S1对应的范围内，通气孔21的截面积从外部空间24朝向内部空间22而单调减小。在与第二笔直面23_S2对应的范围内，通气孔21的截面积恒定。

在本实施方式中，设有爪28的位置处的支承体4的外径随着从基体部11远离而变小。这也使得容易将支承体4插入通气孔21。

如图8所示，在本实施方式中，密封环8不仅在未弹性变形的原来的状态下，而且在构成通气构件10的状态下，也具有比通气孔21的最大径(外部空间24侧的直径)D₁小的外径D₂。即，以使直径D₁、D₂满足该大小关系的方式，确定框体主体20、支承体4及密封环8的尺寸，选择密封环8的材料。因此，在将通气构件10安装于框体主体20时，密封环8着陆于内周面23的相对于轴向及径向这两方而倾斜的部位，然后，一边沿着内周面23一边被引导到适当的位置。

(通气框体)

图9所示的通气框体50由框体主体20和通气构件10构成。通气构件10包含支承体4、罩6、通气膜2、密封环8。

支承体4固定于框体主体20。具体而言，支承体4的腿部26(通气构件10的腿部26)嵌入于框体主体20的通气孔21。腿部26的爪28从内部空间22侧卡合于框体主体20。

通气膜2以从外部空间24侧密闭贯通孔3的方式配置在基体部11上。

罩6以覆盖通气膜2的方式安装于支承体4。罩6的第二卡合部6k与支承体4的第一卡合部4k卡合。由此，罩6与支承体4相对的位置被固定。

罩6的中央部在与通气膜2之间形成空间AR₁。罩6的外周部在与支承体4的外周部之间形成空间AR₂。空间AR₁、AR₂使内部空间22与外部空间24连通。气体能够依次或以相反顺序流过内部空间22、贯通孔3、通气膜2、空间AR₁、空间AR₂及外部空间24。另一方面，异物不同于气体，被通气膜2挡住。

罩6的遮蔽部34防止异物(液体、粉尘等)从外部空间24沿着径向向空间AR₁的直线前进。即，遮蔽部34构成用于防止异物到达通气膜2的迷路构造。根据该结构，通气膜2难以受到损伤。在本实施方式中，被遮蔽部34弹回的液体通过支承体4的斜面37能顺畅地向通气构件10之外排出。

密封环8设置在支承体4的腿部26的根部。密封环8在通气孔21内夹于支承体4与框体主体20之间。具体而言，密封环8沿着内周面23(一边与第一弯曲面23_R1和第一笔直面23_S1相接一边)变形。由密封环8形成的密封面隐藏在通气孔21之中，并相对于径向而倾斜。这样的密封面对于从径向喷射的水，发挥良好的密封性。

然而，若维持水及油等液体附着于密封环8的状态，则密封环8的劣化提前。为了将其避免，可考虑只要阻止液体到达密封环8即可。但是，表面张力低的液体(例如，机动车的润滑油)由于毛细管现象也会浸入微小的间隙。因此，难以完全阻止液体到达密封环8。因此，在本实施方式中，有意地在支承体4的基体部11的下表面11p与框体主体20的表面20p之间形成间隙30，并使密封环8的一部分向该间隙30露出(图10)。根据该结构，经由间隙30能排出附着于密封环8的液体。

如在框体成套工具的项目中说明那样，在框体主体20上，从外部空间24侧朝向内部空间22侧依次形成有图2所示的第一弯曲面23_R1、第一笔直面23_S1、第二弯曲面23_R2及第二笔直面23_S2作为规定通气孔21的内周面23。因此，框体主体20中的形成有表面23的部分强度高且难以变形。该效果如本实施方式那样框体主体20由金属板(板金加工)构成的情况下，特别有利。

在本实施方式中，在包含中心轴O的截面中，第二笔直面23_S2具有与中心轴O平行的直线形状。并且，支承体4的腿部26沿着该第二笔直面23_S2配置。因此，即使从外部向通气框体50施加冲击，也不会出现通气孔21的中心轴O与支承体4的贯通孔3的中心轴较大地偏离的情况。

(参考实施方式)

通气框体50设计成能够良好地防止液体从框体主体20与支承体4之间的间隙30向内部空间22的浸入。从该观点出发，在参考实施方式中，如下提出通气框体50。

即，参考实施方式的通气框体50具备框体主体20、通气构件10。框体主体20具有通气孔21。在框体主体20上，从框体主体20的外部空间24朝向框体主体20的内部空间22依次形成有第一弯曲面23_R1及第一笔直面23_S1作为规定通气孔21的内周面23。在包含通气孔21的中心轴O的截面中，第一弯曲面23_R1具有凸向中心轴O且半径为0.5～3.0mm(优选为0.5～1.5mm)的圆弧形状(圆角形状)。在相同的截面中，第一笔直面23_S1具有相对于中心轴O的倾斜角度为25～35°(优选为27～33°)的直线形状。相对于中心轴O的倾斜角度是在与中心轴O平行时成为0°的0～90°的范围的角度。通气构件10具有密封环8和一体地形成的基体部11及腿部26。基体部11具有环状的下表面11p。下表面11p与框体主体20的表面(上表面)20p相向。腿部26从基体部11的由下表面11p包围的部分延伸。腿部26嵌入于通气孔21。密封环8在未发生弹性变形的原来的状态下，具有1.8～2.0mm的线径和60～80度的硬度。硬度是遵照JIS K 6253的类型A的硬度。密封环8在通过基体部11压入于通气孔21并与基体部11、腿部26及内周面23紧贴的状态下，形成间隙30。间隙30形成于框体主体20的表面(上表面)20p与基体部11的下表面11p之间。间隙30的轴向上的高度h为0.01～1mm(优选为0.01～0.2mm)。轴向是与中心轴O平行的方向。

在参考实施方式的通气框体50中，由于高度h处于上述范围，因此允许附着于密封环8的液体的排出，并确保对于来自径向的水喷射的高密封性。

密封环8发生弹性变形。作为密封环8的弹性变形的程度，可以如下定义“密封环8的压缩率”。即，如图11所示，在包含中心轴O的截面中，在由支承体4(基体部11及腿部26)及框体主体20(内周面23)包围的区域，将具有与未弹性变形的原来的状态的密封环8相同的线径r的假想圆8i以与基体部11及腿部26相接的方式放置。并且，将假想圆8i的半径r/2与从假想圆8i的中心C至内周面23的最小距离L之差{(r/2)-L}定义为实际的密封环8的压扁宽度d。此时，密封环8的压缩率能够定义为100×(压扁宽度d)/(密封环8的线径r)。密封环8的压缩率优选为8～42％。

在参考实施方式的通气框体50中，假想圆8i的中心在轴向上位于比表面20p靠内部空间22侧。因此，从径向观察时，密封环8的大部分隐藏在通气孔21之中。根据该结构，可通过从径向喷射的水来限制向密封环8施加的应力。因此，难以产生由密封环8的位移引起的漏水。

参考实施方式中说明的技术也可以应用于第一实施方式。第一实施方式说明的技术也可以应用于参考实施方式。

以下，记载关于通气框体50的实验例。

[实验例1]

作为通气构件10，准备了日东电工株式会社制的Z-PLUG。Z-PLUG的密封环是硅O形环。该密封环的硬度为70度。该密封环的线径为1.90±0.05mm。Z-PLUG的具体的尺寸如图12(A)所示。图12(A)中的数值的单位为毫米(mm)(关于图12(B)也同样)。

使用金属板，制作了与框体主体20同样的框体主体。在该框体主体中，第一弯曲面及第二弯曲面的圆弧形状的半径为0.5mm。第一笔直面的相对于中心轴的倾斜角度为30±0.05°。内周面的表面粗糙度Ra为1.6μm以下。框体主体的具体的尺寸如图12(B)所示。图12(B)中的“Φ11.1±0.1”是图示的截面(包含通气孔的中心轴的截面)中包含第一笔直面作成的线段的2条直线S_L、S_R与该截面中包含框体主体的上表面作成的线段的直线S_U相交的2个交点的间隔。

向制作的框体主体的通气孔嵌入Z-PLUG。由此，制作了与通气框体50同样的通气框体。在该通气框体中，间隙(间隙h)的高度为0.7mm。

[实验例2]

以使第一弯曲面及第二弯曲面的圆弧形状的半径成为1.5mm的方式制作了框体主体。除此以外，与实施例1同样地制作了通气框体。

[实验例3]

以使第一弯曲面及第二弯曲面的圆弧形状的半径成为2.5mm的方式制作了框体主体。除此以外，与实施例1同样地制作了通气框体。

[实验例4]

以使第一弯曲面及第二弯曲面的圆弧形状的半径成为3.0mm的方式制作了框体主体。除此以外，与实施例1同样地制作了通气框体。

[耐久性评价]

对于如此准备的各通气框体，基于德国工业规格(DIN)40050 Tei19 IPX9，进行了高压洗车试验。试验中使用了板桥理化学工业株式会社制的高压喷射装置(S-204021)。具体而言，分为3种条件进行了试验。在条件1中，水温为80℃。管嘴喷出水压为9MPa。喷射距离(管嘴与通气框体之间的距离)为14cm。管嘴喷出水量为16L/分钟。管嘴喷射方向设为0°(径向)、30°、60°及90°(轴向)这4个。关于各方向，喷射时间设为30秒。在喷射时，以通气孔的中心轴为中心使通气框体以5rpm旋转。在条件2中，将条件1的管嘴喷出水量变更为18±1L/分钟。在条件3中，将条件2的管嘴喷出水压变更为11MPa。

评价结果如表1所示。表1的“A”表示水未浸入到框体主体内。“B”表示水浸入到框体主体内。

[表1]

产业上的可利用性

本发明能够应用于灯、电动机、传感器、开关、ECU、齿轮箱等。而且，不仅是机动车部件，在移动体通信设备、相机、电动剃刀、电动牙刷等电气制品中也可以应用本发明。

Claims

1.一种框体成套工具，用于具有通气功能的通气框体的制造，具备：

框体主体，具有通气孔；及

通气构件，具有应嵌入于所述通气孔的腿部，

2.根据权利要求1所述的框体成套工具，其中，

在所述截面中所述第一弯曲面和/或所述第二弯曲面具有圆弧形状。

3.根据权利要求1所述的框体成套工具，其中，

在所述截面中所述第二笔直部具有与所述中心轴平行的直线形状。

4.根据权利要求1所述的框体成套工具，其中，

所述框体主体通过板金加工来制作。

5.一种通气框体，具有通气功能，具备：

框体主体，具有通气孔；及

通气构件，具有嵌入于所述通气孔的腿部，

6.根据权利要求5所述的通气框体，其中，

7.根据权利要求5所述的通气框体，其中，

8.根据权利要求5所述的通气框体，其中，

所述框体主体通过板金加工来制作。