耐油性试验方法以及耐油性试验装置

摘要

本发明提供一种电子机器的耐油性试验方法。电子机器(100)的外表面的至少一部分设置有至少一种树脂材料。耐油性试验方法具备：设定试验温度的步骤，以及在设定的试验温度的环境下将电子机器(100)浸渍于水溶性切削油(15)中的步骤。该切削油(15)含有矿物油和界面活性剂，用水稀释则外观变成乳白色。耐油性试验方法进一步包括：根据电子机器(100)的电气特征判断电子机器(100)是否已经因切削油(15)而劣化的步骤，以及根据至检测到电子机器(100)的劣化为止的电子机器(100)在切削油(15)中的合计浸渍时间，推定电子机器(100)的耐油性寿命的步骤。

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子机器的耐油性试验方法以及耐油性试验装置。

背景技术

为了提高耐油性等，在电子机器的露出部分中，往往使用氟树脂材料或金属。例如，在日本实开平1-170929号公报(专利文献1)中公开的检测开关，其包括一端开口的氟树脂制的筒状壳体、用于封闭该壳体开口部的氟树脂制的盖体以及前端连接有检测元件并且护套由氟树脂构成的电缆。其中，电缆贯通插入在盖体中，并与盖体焊接在一起。盖体靠近设置在电缆前端的检测元件。筒状壳体以插入检测元件的状态设置，并且开口部焊接有盖体，通过盖体进行密闭。

参考文献

专利文献1：日本实开平1-170929号公报。

发明内容

开发在机床等中使用的传感器等各种电子机器时，评价这些电子机器在实际使用环境下对切削油有何种程度的耐油性是重要的。为了以良好的效率进行耐油性评价，有必要进行加速评价试验，但是关于具体应该以何种条件进行加速评价试验，没有明确。

本发明的目的在于，提供一种用于确定电子机器相对于切削油的寿命的耐油性试验方法以及耐油性试验装置。

本发明的一实施方式提供一种电子机器的耐油性试验方法。在该电子机器的外表面的至少一部分设置有至少一种树脂材料。耐油性试验方法具备：设定试验温度的步骤，以及，在设定的试验温度的环境下将电子机器浸渍于水溶性的切削油中的步骤。该切削油含有矿物油和界面活性剂，用水稀释，则外观变成乳白色。耐油性试验方法进一步具备：根据电子机器的电气特征，判断电子机器是否已经因切削油而劣化的步骤，以及，根据至检测出电子机器的劣化为止的电子机器在切削油中的合计浸渍时间，推定电子机器的耐油性的寿命的步骤。

通过使用如上所述的水溶性切削油，能够促进对树脂材料的溶胀、收缩、分解，因此，能够缩短加速试验的试验时间。

所述至少一种树脂材料包含具有酯基的树脂材料，优选根据具有酯基的树脂材料中玻璃化转变温度最低的树脂材料来设定试验温度。在如此地含有具有酯基并且玻璃化转变温度低的树脂材料的情况下，为了避免该树脂材料急剧劣化，有必要将试验温度设置得较低。

优选判断电子机器是否已经劣化的步骤包含判断电子机器的绝缘电阻值是否已经成为基准值以下的步骤。通过如此地测定绝缘电阻，能够容易地判断电子机器的劣化。另外，在该说明书中，电子机器是指，在电缆直接连接于主体部的情况(即，电缆不通过设置于主体部的连接器而直接放置于主体部的情况)下，不仅包含主体部，还包含直接连接于主体部的电缆的整体。

优选判断电子机器是否已经劣化的步骤包含判断电子机器在通电状态下是否正常地工作的步骤。通过如此地判断电子机器是否正常地工作，能够容易地判断电子机器的劣化。

优选进一步具备在检测到电子机器已经劣化的情况下，通过测定将电子机器划分成多个部位时各部位的绝缘电阻，从而判别上述多个部位中哪个部位已经劣化的步骤。

优选通过用预先设定的加速系数乘以合计的浸渍时间计算寿命的推算值。在此，使用相同设计的第一和第二电子机器，根据在实际使用环境下至第一电子机器劣化为止的时间与在试验温度的环境下、在与第一电子机器的劣化位置相同的位置、至第二电子机器劣化为止的第二电子机器在切削油中的总浸渍时间之比，来计算出加速系数。如此地，为了合适地进行加速试验，有必要确认与实际使用环境下相同的现象在加速试验中也再现，在确认该再现性的基础上确定加速系数。

本发明的其他实施方式提供一种电子机器的耐油性试验装置。耐油性试验装置具备：恒温槽、容器、绝缘电阻计以及控制器。容器设置于恒温槽的内部，用于放入用于浸渍电子机器的水溶性切削油。绝缘电阻计用于介由水溶性切削油测定电子机器的绝缘电阻。控制器将恒温槽的温度控制为恒定。控制器进一步判断电子机器的绝缘电阻是否已经低于基准值。

根据上述耐油性试验装置的构成，在恒温槽中，能够在将作为试验对象物的电子机器浸渍于切削油中的同时测定绝缘电阻。

本发明的上述及其他目的、特征、形式以及优点，可通过参照附图对本发明进行的下述的详细说明而明确。

附图说明

图1是示意性地表示耐油性试验装置的整体构成的图。

图2是表示接近传感器100的外观的图。

图3是表格形式表示树脂材料与能设定的试验温度的关系的图。

图4是表示加速试验的顺序的流程图。

图5是用于说明对筐体110的绝缘电阻进行测定的方法的图。

图6是用于说明对筐体110与连接器160之间的电缆132的绝缘电阻进行测定的方法的图。

图7是用于说明对连接器160的绝缘电阻进行测定的方法的图。

图8是用于说明对连接器160与绝缘电阻计17之间的电缆132的绝缘电阻进行测定的方法的图。

图9是表示确定加速系数的顺序的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图对实施方式进行详细说明。需要注意的是，针对相同或相应的部分标注相同的符号，不重复对其进行说明。

[耐油性试验装置的概略构成]

图1是示意性地表示耐油性试验装置的整体构成的图。参照图1，耐油性试验装置10包含：恒温槽11、用于放入切削油15的带盖14的容器13、绝缘电阻计17以及控制器18。在图1中，省略恒温槽11的前门部分的图示。

带盖14的容器13设置于恒温槽11的内部。对于切削油15而言，使用了JIS标准K2241的A1种的切削油(关于其理由，将在后面说明)。

在切削油15中，浸渍成为加速试验的对象的电子机器。在图1中，作为电子机器，举例说明接近传感器100，但是耐油性成为问题的电子机器不限于接近传感器100。例如，在机床中使用的限位开关、位移传感器、通信装置等，对切削油的耐油性也成为问题。

图2是表示接近传感器100的外观的图。参照图2，接近传感器100包含：大致圆柱状的金属制的筐体110、安装于大致圆柱状的筐体110的前端部的检测部组件120、安装于筐体110的基端部的树脂制的夹具150以及介由该夹具150和接合夹置部件(未图示)固定的电缆132。筐体110的内部安装有电子电路。另外，如图1所示，电缆132可以是多个电缆132介由连接器160结合的结构(在单一的电缆132的情况下，不需要连接器160)。

检测部组件120具有在树脂制的线圈壳体(未图示)内置有芯(未图示)和检测线圈(未图示)的结构。电缆132包含覆盖芯线131的屏蔽材料(未图示)和护套130。护套130由氟树脂等树脂材料形成。电缆132介由树脂制的接合夹置部件固定于夹具150。也存在为了密闭而将接合夹置部件焊接于电缆132的护套130的情况。电缆132的芯线131与筐体110的内部的电子电路(未图示)电连接。

在上述构成中，检测部组件120的线圈壳体、电缆132的护套130以及夹具150是树脂制，它们在接近传感器100的外表面露出，因此，这些部件的耐油性成为问题。

也存在与本实施方式不同的情况：代替上述夹具150和接合夹置部件，介由O型环或橡胶衬套，将电缆固定于电子机器的筐体。在这种情况下，O型环或橡胶衬套在电子机器的外表面露出，因此，它们的耐油性成为问题。

再参照图1，来自绝缘电阻计17的两根测定线轴16A、16B中的一根测定线轴16A的前端浸渍于A1种的水溶性的切削油中，另一根测定线轴16B的前端与电缆132的芯线连接。接近传感器100的绝缘电阻介由水溶性的切削油15测定。另外，为了避免测定线轴16A、16B间的短路，必须使电缆132的端部(与筐体110相反侧的端部)的未被护套130覆盖的部分露出至放入水溶性切削油的带盖14的容器13的外面。

对于控制器18而言，通过温度传感器19检测恒温槽11的内部温度，以使恒温槽11的内部与用户设定的试验温度相同的方式对内置于恒温槽11的加热器(未图示)的输出进行反馈控制。绝缘电阻的测定值成为基准值(例如，50MΩ)以下时，控制器18进一步判断接近传感器100产生异常。

在上述内容中，在恒温槽11中，将作为试验对象物的电子机器100浸渍于切削油15的同时测定电子机器100的绝缘电阻，但是也可以每隔一定时间将电子机器100从恒温槽11中取出，测定绝缘电阻。在这种情况下，如果电子机器的绝缘电阻没有异常，则将电子机器100返回恒温槽11的内部，继续加速试验。

[切削油的选择]

在实际使用环境中，将切削油稀释使用，但是在加速试验中，使用切削油的原液，将作为测定对象的电子机器浸渍于该原液的切削油。使用原液的理由是，在实际使用环境中，断续地施加到电子机器上的切削油可能在电子机器的表面发生干燥冷凝。进一步地，处于下面所示的理由，在加速试验中使用根据JIS标准K2241被称作A1种的水溶性切削油。A1种是指“由矿物油、脂肪油等不溶于水的成分与界面活性剂构成的、加水稀释则外观变成乳白色的物质”。另外，对于水溶性切削油而言，除此以外还有A2种和A3种。A2种是指“由界面活性剂等溶于水的成分单独构成或者由溶于水的成分与矿物油、脂肪油等不溶于水的成分构成的、加水稀释则外观变成半透明至透明的物质”。A3种是指“由溶于水的成分构成的、加水稀释则外观变成透明的物质”。

通常，根据JIS标准K2241，切削油被分类成作为水不溶性切削油的N1种～N4种这四种以及作为水溶性切削油的A1种～A3种这三种。在此，对于在加速试验中使用的切削油而言，选择树脂部件的劣化进行快的物质。具体而言，选择促进树脂部件的溶胀、收缩、分解的物质。溶胀和收缩的程度用重量变化率和/或尺寸变化率来评价。

首先，从分解的观点出发，水不溶性切削油(N1～N4种)由于不引起分解而被排除。接下来，在水溶性切削油(A1～A3种)中，A3种的切削油由于不含有成为溶胀、收缩的主要原因的矿物油(也称为矿油)而被排除。此外，比较A1种的切削油和A2种的切削油，A1种的矿物油的含有量更多，因此溶胀和收缩的程度更大。因此，作为加速试验用的切削油，优选使用A1种的切削油。此外，也可以通过调节切削油的成分比率，将对树脂部件的影响调整至尽量高。

[恒温槽的设定温度(试验温度)的选择]

通常，在实际使用环境中，由于在常温附近电子机器使用，所以将加速试验的试验温度设定为高于常温的温度。在实际使用环境中的电子机器的使用温度高于常温的情况下(例如，40℃附近)，也将加速试验温度设定为高于其实际使用温度的温度。然而，对于实际的加速试验温度而言，必须注意存在与作为试验对象的电子机器的外表面露出的树脂材料相应的临界温度。例如，在某特定树脂材料在高温条件下急剧劣化的情况(例如，当具有酯基的树脂材料的温度超过玻璃化转变温度的情况)下，由于与实际使用环境的区别变得显著，所以，使用这种材料时，有必要将加速试验温度设定得较低。下面，举出具体例进行说明。

图3是以表格形式表示树脂材料与能设定的试验温度的关系的图。参照图3，在电子机器的外表面设置有具有酯基的树脂材料的情况下，与未设置具有酯基的树脂材料情况相比，将试验温度设定得较低。因为酯基在水溶性的A1种的切削油中水解。具体而言，在图3的实例的情况下，由于PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、EP(环氧树脂)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)含有酯基，所以在这些材料在外表面露出的情况下，与未露出的情况相比，有必要将试验温度设定得较低。

进一步地，由于根据电子机器的部位而不同的树脂材料在外表面露出，在具有酯基的多种树脂材料在电子机器的外表面露出的情况下，根据这些材料中玻璃化转变温度最低的树脂材料设定试验温度。图3的示例的情况下，使用PBT或EP时，将试验温度设定为与这些材料的玻璃化转变温度基本相同的55℃。在作为具有酯基的材料，仅使用PMMA的情况下，考虑到PMMA的玻璃化转变温度(100℃)，将试验温度设定为70℃。

[加速试验的顺序]

图4是表示加速试验的顺序的流程图。下面，参照图1和图4，对电子机器的耐油性的加速试验的顺序进行说明。

首先，在切削油15中浸渍作为试验对象的电子机器100(步骤S110)。作为切削油15，使用JIS标准K2241的A1种。接下来，根据设置于电子机器100的外表面的树脂材料的种类，设定恒温槽11的温度(试验温度)(步骤S120)。控制器18根据温度传感器19的检测值，控制内置加热器的输出，从而使恒温槽11的内部温度成为与设定的试验温度相同。

接下来，通过将放入有切削油15的带盖14的容器13与电子机器100一起放入恒温槽11，从而开始使用恒温槽11进行的电子机器100的加热(步骤S130)。进一步地，在图1的装置构成的情况下，在试验温度的环境下，一边进行电子机器100的耐油性的加速试验，一边进行电子机器100的绝缘电阻的测定(步骤S140)。也可以采用与此不同的方式：每隔一定时间将电子机器100从恒温槽取出，进行电子机器100的绝缘电阻的测定。

上述绝缘电阻测定的结果是，在绝缘电阻成为基准值(例如，50MΩ)以下的情况下(在步骤S150中为是)，判断电子机器100故障或劣化。在此，也可以代替绝缘电阻的测定，判断电子机器100在实际通电的状态下，是否正常地工作。

在此，电子机器100是否正常地工作能够通过以下的基准进行判断。例如，在电子机器为传感器的情况下，根据检测值是否变动来判断是否正常地工作。在电子机器为开关的情况下，根据接点是否相应于输入正确地工作来判断是否正常地工作。在电子机器为射频识别(RFID，Radio Frequency Identifier：无线射频识别器)等通信机器的情况下，根据通信机器是否正确地通信来判断是否正常地工作。在电子机器包含IO(Input/Output：输入/输出)终端的情况下，根据内部电路是否正常地发挥功能来判断IO终端是否正常地工作。通过如此地测定绝缘电阻以外的电子机器100的电气特征，也能够判断电子机器100的劣化。

接下来，在检测电子机器100的劣化的情况下，确定劣化部位(步骤S160)。具体而言，通过测定多个部位的绝缘电阻，判断哪个部位已经发生劣化。

图5～图8是用于分别说明对于筐体110、筐体110与连接器160之间的电缆132、连接器160以及连接器160与绝缘电阻计17之间的电缆132测定绝缘电阻的方法的图。如图5～图8所示，电子机器100包含筐体(传感器主体)110以及固定于筐体110的电缆132，电缆132由通过连接器160连接的两部分构成。

参照图5，在仅测定筐体(传感器主体)110的绝缘电阻的情况下，在放入容器20的水21中，仅浸渍筐体(传感器主体)110。在该情况下，将绝缘电阻计17的测定线轴16A的前端浸入水中，测定线轴16B的前端与电缆132的芯线连接。由此，能够介由水仅测定筐体(传感器主体)110的绝缘电阻。另外，在上述绝缘电阻的测定中，也可以使用导电性的某液体代替水。

在电缆与电子机器的筐体未直接连接的情况下(即，电子机器中不包含电缆的情况)，电子机器的筐体具备能连接电缆的连接器。通过将与该筐体所具备的连接器成对的连接器安装于来自绝缘电阻计17的测定线轴16B的前端，从而使筐体与测定线轴16B电连接，能够仅测定筐体的绝缘电阻。或者，也可以介由在与筐体所具备的连接器成对的连接器的一端安装的电缆，使筐体与测定线轴16B电连接。

参照图6，在测定筐体110与连接器160之间的电缆132的绝缘电阻的情况下，将该部分浸渍于水中。在该状态下，绝缘电阻计17的测定线轴16A的前端浸入水中，测定线轴16B的前端与电缆132的芯线连接。另外，在电子机器的筐体与电缆未直接连接的情况(即，电子机器不包含电缆的情况)下，跳过图6的测定步骤。

参照图7，在测定连接器160的绝缘电阻的情况下，在绝缘电阻计17的测定线轴16A的前端沾水的状态下与连接器160接触。测定线轴16B的前端与电缆132的芯线连接。另外，在电子机器未具备连接器160的情况下，跳过图7的测定步骤。

参照图8，在测定连接器160与绝缘电阻计17之间的电缆132的绝缘电阻的情况下，将该部分浸渍于水中。在该状态下，绝缘电阻计17的测定线轴16A的前端浸入水中，测定线轴16B的前端与电缆132的芯线连接。另外，在电缆与电子机器的筐体未直接连接的情况(即，电子机器不包含电缆的情况)下，跳过图8的测定步骤。

再参照图4，在检测到电子机器100的劣化的情况下，根据至该时刻为止的电子机器100在切削油15中的浸渍时间的合计值，推定实际使用环境下的电子机器100的耐油性的寿命(步骤S170)。具体而言，能够通过用预先确定的加速系数乘以浸渍时间的合计值来计算电子机器100的寿命的推定值。接下来，对加速系数的确定顺序进行说明。

[加速系数的确定顺序]

图9是表示确定加速系数的顺序的流程图。对于加速系数的确定而言，使用相同设计的多个电子机器(以下，设为第一～第三电子机器)。

首先，在实际使用环境下，检测第一电子机器的劣化时间(例如，至绝缘电阻成为基准值以下为止的时间)和劣化部位(步骤S210)。对于劣化部位的检测方法而言，使用图5～图8中说明的方法。

接下来，通过加速试验(温度高于实际使用环境的环境，浸渍于A1种的切削油)，检测第二电子机器的劣化时间和劣化部位(步骤S220)。对于劣化时间和劣化部位的检测而言，采用与步骤S210相同的方法。

接下来，判断在实际使用环境下与加速试验中的劣化部位是否相同(步骤S230)。在两者的劣化部位不同的情况下(在步骤S230中为否)，变更为低于加速试验的试验温度的温度(步骤S240)，使用第3的电子机器再次进行加速试验(上述步骤S220)。

另一方面，在实际使用环境下与加速试验中的劣化部位相同的情况下，通过实际使用环境下至电子机器100劣化为止的经过时间(L1)和在加速试验中在切削油中的总浸渍时间(L2)，确定加速系数(L1/L2)(步骤S250)。如此地，为了合适地进行加速试验，有必要确认在加速试验中，与在实际使用环境下相同的现象再现，在进行该再现性的确认的基础上确定加速系数(L1/L2)。

[效果]

根据上述实施方式，在加速试验中，通过使用JIS标准K2241的A1种的切削油，能够有效地进行加速试验。进一步地，根据在试验対象的电子机器中使用的树脂材料设定加速试验的试验温度，从而能够在加速试验中再现与实际使用环境下相同的现象，能够合适地设定加速系数。

对本发明的实施方式进行了说明，但是应该理解的是，本次公开的实施方式的全部内容只是示例，并本限制本发明。本发明的范围通过权利要求书表示，其包括在与权利要求书等同的含义和范围内的全部变更。