CN110381690A - 高环境适应性的车内设备外壳 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高环境适应性的车内设备外壳，其包括外壳内边缘以及外壳外边缘，外壳内边缘围成内腔，内腔用于容置电路板或充填物，在外壳内边缘和外壳外边缘之间的壳壁内设置有通气道结构，通气道结构包括至少一个过弯点，通气道结构能够将内腔内受热膨胀的气体的一部分排出，同时能够阻止外部的水流进入内腔内部。本发明的车内设备外壳，由于通气道结构的设置，能够避免车内设备外壳因受热内部气体膨胀导致的变形问题，同时具备防水防尘的功能。

Description

高环境适应性的车内设备外壳

技术领域

本发明是关于汽车电子产品的外壳领域，特别是关于一种高环境适应性的车内设备外壳。

背景技术

目前对电子产品或者电子设备的外壳防变形、防膨胀、防水要求越来越高。而车辆内的电子设备，经常会因为车辆碰撞、气温变化等情况导致设备外壳损坏或变形，有时也会因为车辆涉水或雨淋导致设备进水。这些因素导致的变形或进水往往是因为设计缺陷，一旦设备遇水会导致设备失灵、失效甚至永久性损坏。

汽车电子设备的外壳可靠性设计一是考虑防水设计，二是耐温性设计，防水指的是防止设备内部进入水或水汽，如果设备进入水和水汽，通常会使得设备电路发生短路或线路锈蚀，进而导致设备失灵，通常汽车电子的防水设计要求严格，通常不低于IP65等级。耐温性设计通常会考虑设备的极端工作环境，通常储存温度-40℃～+90℃，工作温度-25℃到+70℃。要求高温环境下，外壳不膨胀，低温环境下，外壳不收缩。

在实际产品设计过程中，如果想达到整体设备防水的要求，通常情况下会把产品的外壳设计成密闭式外壳，使得设备内外部不漏水也不通气，这样外部的水是没有办法进入设备内部的。虽然这样的设计确实比较容易达到防水的效果，不过密闭式外壳在高低温下表现差异很大。正常室温下生产的产品进行密闭式处理(超声焊、点胶、3D打印等各种封闭外壳工艺)后。在高温环境下，内部空气会膨胀，由于设备是密闭式外壳，导致产品极易鼓包，从而导致设备变形。所以从产品设计角度，设备的高防水等级设计和抗高低温设计本身是相悖的。

车内电子设备的抗高低温的要求严格，一般是对设备的尺寸在高温、常温和低温时都对设备外部尺寸进行测试，设备尺寸差异幅度必须在一定比例范围内。粗略的测试方法，通常是把经过高低温环境后的几十个设备摞在一起，看是否有滑落。一旦外壳发生变形，无论是严格测试还粗略测试，都无法满足要求。

目前现有技术解决车内设备的高防水等级和抗高低温设计的方案有如下几种：

1.纯粹的解决防水等级，不考虑抗高低温设计，通常的做法是设计成封闭外壳。这样的设计虽然很好的解决了整个设备的防水，但是不能满足设备抗高低温要求。

2.纯粹的抗高低温设计，留出普通的直线型通气孔，很难满足整个设备在IP65以上等级测试的防水要求。

3.外壳内部做加强筋设计，该方案同时考虑到防水和抗高低温设计要求，在外壳内部做加强筋设计，典型做法是把外壳分成上下壳，然后在壳内电路板或者其他填充物的空隙选择几个关键点做加强筋处理。实践证明，这个方案是有效的。

其中上述三条技术存在的缺点：

(1)如果外壳里面的电路板或者填充物没有空间可供加强筋设计，这种方法就是不可行的，所以这种方法有一定的局限性；

(2)由于在高温时设备内部气体膨胀，加强筋拉住外壳以防止外壳膨胀从而承担了气体膨胀引起的力，从而导致加强筋的位置从外面看会产生明显的白痕，影响设备的外观。

IP等级介绍：

IP等级是由IEC国际电工委会所建立的电子产品防止外物进入的标准，IP字母后面带的两个数字分别代表了防尘和防水等级，首先第一个数字代表的是设备防止固态物质进入的等级，也就是大家经常说的防尘，第二个数字代表的是设备防止液态物质入侵的等级，也即是防水效果。目前防尘等级共分6级，0级也就是无防护级别，标准上表明，1级只要直径大于50mm的物体都可以进行防护，2级可以防护12.5mm的物体进入，一般电器都是采用IP2x以上的等级防护，手机等比较精密的电子设备都会采用IP5x以上的等级防护。而达到最高6级的防尘等级，设备就可以完全防止外物的进入，也是目前最好的防尘效果。

而防水等级，同样的0级代表无防护，1级可以防止垂直水滴进入设备，2级可以防止设备微微倾斜的情况下水滴侵入，3级就可以防止倾斜角度下喷洒过来的水，也说是防雨。而要达到5级以上才算真正防水，因为5-6级都可以防止较大水压侵入，而7级可以在1米左右的水下待30分钟左右不进水，一般手机能进行7级防水，但现在市面上可以看到已经达到8级防水，而这个等级可以让手机等设备进行长时间浸泡在水中也没事。

为了适应产品的高温使用环境，通常的设计是会给产品的外壳设计一个通气孔，而普通的直线型通气孔设计确实解决了高低温的问题，但是却又给整个产品的防水设计带来困难，使得整个产品很难达到一个比较高的防水等级。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高环境适应性的车内设备外壳，其能够很好的克服现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种高环境适应性的车内设备外壳，其包括外壳内边缘以及外壳外边缘，外壳内边缘围成内腔，内腔用于容置电路板或充填物，在外壳内边缘和外壳外边缘之间的壳壁内设置有通气道结构，通气道结构包括至少一个过弯点，通气道结构能够将内腔内受热膨胀的气体的一部分排出，同时能够阻止外部的水流进入内腔内部。

在一优选的实施方式中，通气道结构为非平面结构。

在一优选的实施方式中，过弯点的角度小于90°。

在一优选的实施方式中，过弯点为尖角或者圆角。

在一优选的实施方式中，通气道结构采用U型结构、V型结构、N型结构或者多过弯点型结构。

在一优选的实施方式中，N型结构和多过弯点型结构包括横向N型结构或者纵向N型结构以及横向多过弯点型结构或者纵向多过弯点型结构。

在一优选的实施方式中，通气道结构内设置有单向排气膜，单向排气膜具有能够将内腔内部的气体排出，同时阻止外部的水汽进入到内腔内部的功能。

与现有技术相比，本发明的高环境适应性的车内设备外壳具有以下有益效果：能够满足车内电子产品或各类设备高防水等级的要求；满足车内电子产品或各类设备抗高低温的要求；不修改也不影响车内电子产品或各类设备的内部结构；不影响车内电子产品或各类设备外观。

附图说明

图1是根据本发明一实施方式的通气道结构的结构示意图。

图2是根据本发明一实施方式的通气道结构的过弯点的结构示意图。

图3至图5是根据本发明一实施方式的通气道结构的主视、俯视和侧视示意图。

图6是根据本发明一实施方式的通气道结构的U/V型结构通气道的示意图。

图7是根据本发明一实施方式的通气道结构的横向N型结构通气道的示意图。

图8是根据本发明一实施方式的通气道结构的纵向N型结构通气道的示意图。

图9是根据本发明一实施方式的通气道结构的多过弯点型结构通气道的示意图。

图10是根据本发明一实施方式的通气道结构的带单向排气膜的通气道的示意图。

主要附图标记说明：

10、20、30、40、50-车内设备外壳，101、201、301、401、501-外壳内边缘，102、202、302、402、502-外壳外边缘，103、203、303、403、503-通气道，104、304、304、404、504-内腔，505-单向排气膜。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

根据本发明优选实施方式的一种高环境适应性的车内设备外壳10、20、30、40、50，其包括外壳内边缘101、201、301、401、501以及外壳外边缘102、202、302、402、502，外壳内边缘101、201、301、401、501围成内腔104、204、304、404、504，内腔104、204、304、404、504用于容置电路板或充填物，在外壳内边缘101、201、301、401、501和外壳外边缘102、202、302、402、502之间的壳壁内设置有通气道结构，通气道结构包括至少一个过弯点，通气道结构能够将内腔104、204、304、404、504内受热膨胀的气体的一部分排出，同时能够阻止外部的水流进入内腔104、204、304、404、504内部。

如图1至图2所示，图1是根据本发明一实施方式的通气道结构的结构示意图。图2是根据本发明一实施方式的通气道结构的过弯点的结构示意图。在一些实施方式中，通气道结构具有过弯点，过弯点的角度小于90°，且过弯点为尖角或者圆角。因为通气道的设置，使得内腔104、204、304、404、504内部与外部连通，这样在车内设备外壳10、20、30、40、50受热内部气体膨胀时，一部分气体便可以从通气道排出，便不会因内部气体膨胀无法排出而导致车内设备外壳10、20、30、40、50发生变形。由于通气道的直径和长度具有一定比例，通常比例越大越好，也就是说通气道的直径一般较小，一般都在0.5毫米以下，而通气道的长度至少是通气道直径的2倍以上，这样一来，当外部的水流进入通气道时，此时通气道内以及内腔104、204、304、404、504内部的气体将被压缩，内腔104、204、304、404、504内的气体压力便会大于车内设备外壳10、20、30、40、50外部的压力，这样外部的水流就无法进入到内腔104、204、304、404、504内部。因此通气道直径和长度的比值越大，防水防尘的级别也就越高。

如图3至图5所示，图3至图5是根据本发明一实施方式的通气道结构的主视、俯视和侧视示意图。在一些实施方式中，通气道结构为非平面结构，也就是说通气道的轴心连线并不在一个平面上，这样能够增加防水和防尘的效果。也就是说，无论车内设备外壳10、20、30、40、50朝任何方向放置，通气道都会存在高低错落，这样外部的水流就更加不易进入到内腔104、204、304、404、504内部。但这种结构却不影响内部气体排出，因为内部气体受热膨胀时，内部的气压肯定大于外部气压，在压差的作用下，气体会自然排出。

在一些实施方式中，通气道结构采用U型结构、V型结构、N型结构或者多过弯点型结构。

如图6所示，图6是根据本发明一实施方式的通气道结构的U/V型结构通气道的示意图。本实施例的通气道103为U型结构或者V型结构，也就是说通气道103只有一个过弯点，U型结构的过弯点采用圆角结构，而V型结构的过弯点采用尖角结构。

在一些实施方式中，N型结构和多过弯点型结构包括横向N型结构或者纵向N型结构以及横向多过弯点型结构或者纵向多过弯点型结构。

如图7至图8所示，图7是根据本发明一实施方式的通气道结构的横向N型结构通气道的示意图。图8是根据本发明一实施方式的通气道结构的纵向N型结构通气道的示意图。本实施例的通气道203、303采用N型结构，也就是说通气道203、303具有两个过弯点，同时N型结构可以横向设置，也可以纵向设置。

如图9所示，图9是根据本发明一实施方式的通气道结构的多过弯点型结构通气道的示意图。本实施例的通气道403采用多过弯点型结构，也就是说，通气道403具有两个以上的过弯点，同时多过弯点型结构的通气道403同样可以横向设置或者纵向设置，本实施例只绘示了纵向设置的情况。

需要说明的是，在通气道的直径和长度比相同的情况下，过弯点越多，防水防尘的级别就越高。

如图10所示，图10是根据本发明一实施方式的通气道结构的带单向排气膜的通气道的示意图。在一些实施方式中，通气道结构内还可以设置有单向排气膜505，单向排气膜具有能够将内腔504内部的气体排出，同时阻止外部的水汽进入到内腔504内部的功能。单向排气膜505的材料例如可以是聚四氟乙烯等，但本发明并不以此为例。如果采用在通气道内设置单向排气膜的方式，可以根据不同的防水防尘级别，适当的简化通气道的结构，例如通气道只采用直通型结构或者U/V型结构，以便减少加工制作成本。

综上所述，本发明的高环境适应性的车内设备外壳具有以下有益效果：能够满足车内电子产品或各类设备高防水等级的要求；满足车内电子产品或各类设备抗高低温的要求；不修改也不影响车内电子产品或各类设备的内部结构，不需要设置内部加强筋即可解决因受热膨胀变形问题；不影响车内电子产品或各类设备外观，不会因设置内部加强筋导致加强筋的位置从外面看具有明显的白痕而影响外观的美观程度。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (7)

1.一种高环境适应性的车内设备外壳，其包括外壳内边缘以及外壳外边缘，所述外壳内边缘围成内腔，所述内腔用于容置电路板或充填物，其特征在于，在所述外壳内边缘和所述外壳外边缘之间的壳壁内设置有通气道结构，所述通气道结构包括至少一个过弯点，所述通气道结构能够将所述内腔内受热膨胀的气体的一部分排出，同时能够阻止外部的水流进入所述内腔内部。

2.如权利要求1所述的高环境适应性的车内设备外壳，其特征在于，所述通气道结构为非平面结构。

3.如权利要求1所述的高环境适应性的车内设备外壳，其特征在于，所述过弯点的角度小于90°。

4.如权利要求3所述的高环境适应性的车内设备外壳，其特征在于，所述过弯点为尖角或者圆角。

5.如权利要求1所述的高环境适应性的车内设备外壳，其特征在于，所述通气道结构采用U型结构、V型结构、N型结构或者多过弯点型结构。

6.如权利要求5所述的高环境适应性的车内设备外壳，其特征在于，所述N型结构和所述多过弯点型结构包括横向N型结构或者纵向N型结构以及横向多过弯点型结构或者纵向多过弯点型结构。

7.如权利要求1所述的高环境适应性的车内设备外壳，其特征在于，所述通气道结构内设置有单向排气膜，所述单向排气膜具有能够将所述内腔内部的气体排出，同时阻止外部的水汽进入到所述内腔内部的功能。