DE112020006019T5

DE112020006019T5 - Belüftungskomponente

Info

Publication number: DE112020006019T5
Application number: DE112020006019.5T
Authority: DE
Inventors: Youzou Yano; Tomoyuki Kasagi; Takumi Takahashi
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2020-12-09
Publication date: 2022-10-06
Also published as: KR20220104195A; WO2021117779A1; CN114557146A; US20230034108A1; JPWO2021117779A1; JP2024050827A

Abstract

Eine Belüftungskomponente 1 umfasst einen Belüftungsweg 10 zum Ermöglichen einer Belüftung zwischen einem Innenraum 2u und einem Außenraum 2s eines Gehäuses 2. Der Belüftungsweg 10 ist ein Weg zum Ermöglichen einer Belüftung zwischen dem Innenraum 2u und dem Außenraum 2s, wenn die Belüftungskomponente 1 an einer Kante 2f angebracht ist. Die Belüftungskomponente 1 umfasst einen Trägerabschnitt 12, eine gasdurchlässige Membran 11, einen vorragenden Abschnitt 13 und ein Abdichtungselement 14. Der Trägerabschnitt 12 umgibt den Belüftungsweg 10. Die gasdurchlässige Membran 11 ist mit dem Trägerabschnitt 12 verbunden und schließt den Belüftungsweg 10 in einer belüftungsfähigen Weise. Der vorragende Abschnitt 13 ist ein Teil mit einer Röhrenform, wobei der Teil so angeordnet ist, dass er von dem Trägerabschnitt 12 vorragt und ein Ende des Belüftungswegs 10 umgibt, wobei der Teil so ausgebildet ist, dass er mit der Kante 2f in Kontakt ist, wenn die Belüftungskomponente 1 an der Kante 2f angebracht ist. Die Belüftungskomponente 1 erfüllt das Erfordernis 0,7 ≤ D/W ≤ 1,3.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Belüftungskomponente.
STAND DER TECHNIK
Belüftungskomponenten, die zum Anbringen an einer Kante einer Öffnung eines Gehäuses ausgebildet sind, sind bekannt. Belüftungskomponenten können beispielsweise in Vorrichtungen bzw. Geräten, wie z.B. Fahrzeuglampen bzw. -leuchten bzw. -scheinwerfern, Invertern bzw. Wechselrichtern, Wandlern bzw. Stromrichtern, elektronischen Steuereinheiten (ECUs), Batteriepacks, Millimeterwellenradaren und an einem Fahrzeug montierten Kameras, zum Beseitigen einer Druckdifferenz verwendet werden, die zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Vorrichtungen bzw. Geräte aufgrund einer Temperaturvariation auftritt. Diese Vorrichtungen bzw. Geräte müssen manchmal verhindern, dass Substanzen, wie z.B. Fremdstoffe bzw. -materialien, Wasser, Öl und Salz, in die Vorrichtungen bzw. Geräte eindringen. Als Reaktion auf ein solches Erfordernis sind Belüftungskomponenten an Gehäusen der Vorrichtungen bzw. Geräte angebracht.
Beispielsweise beschreibt das Patentdokument 1 eine Belüftungseinheit, umfassend: Ein Belüftungselement, das zum Anbringen an eine Öffnung eines Gehäuses ausgebildet ist; ein Abdichtungselement; und eine Dichtung. Das Abdichtungselement dichtet eine Lücke zwischen dem Gehäuse und dem Belüftungselement ab. Die Dichtung ist ein ringförmiges Element, welches das Abdichtungselement umgibt. Dieser Aufbau kann ein Eindringen von Fremdstoffen bzw. -materialien in das Gehäuse zwischen dem Belüftungselement und dem Gehäuse selbst in einer Umgebung mit einem hohen Außendruck verhindern, die beispielsweise durch Spritzen von Hochdruckwasser in die Richtung von elektrischen Kraftfahrzeugkomponenten erzeugt wird.
Das Patentdokument 2 beschreibt eine Belüftungsstruktur, die ein Gehäuse, ein Belüftungselement und ein Abdichtungselement umfasst. Das Gehäuse ist mit einer Öffnung versehen. Das Belüftungselement ist an der Öffnung des Gehäuses angebracht. Das Abdichtungselement ist durch das Belüftungselement gehalten. Die Öffnung weist eine sich verjüngende Oberfläche auf. Das Belüftungselement umfasst ein Trägerelement mit einem Belüftungsweg, eine wasserdichte gasdurchlässige Membran, die den Belüftungsweg schließt, und eine Abdeckung, welche die wasserdichte gasdurchlässige Membran abdeckt. Um den Belüftungsweg dichtet das Abdichtungselement eine Lücke zwischen dem Gehäuse und dem Trägerelement ab. Das Trägerelement weist einen Drückabschnitt auf, der das Abdichtungselement gegen die sich verjüngende Oberfläche drückt. Da das Abdichtungselement in der Öffnung angeordnet ist, kann dieser Aufbau verhindern, dass das Abdichtungselement beispielsweise durch Spritzen von Hochdruckwasser in die Richtung von elektrischen Kraftfahrzeugkomponenten direkt Wasser ausgesetzt ist, das von außen kommt.
Das Patentdokument 3 beschreibt eine Belüftungsstruktur, die einen Öffnungsabschnitt eines Gehäuses, ein Belüftungselement und eine Abschirmung umfasst. Das Belüftungselement ist an dem Öffnungsabschnitt angebracht und umfasst eine gasdurchlässige Membran. Die Abschirmung liegt in der Form einer Vorwölbung vor, die auf einer Oberfläche des Gehäuses angeordnet ist. In dem Fall, bei dem die Belüftungsstruktur, die in dem Patentdokument 3 beschrieben ist, auf eine ECU in einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs bzw. Automobils angewandt wird, verbessert die Belüftungsstruktur die Beständigkeit gegen einen Wasserstrom, der bei einem Hochdruckwaschen des Motorraums angewandt wird. Die Abschirmung blockiert einen Teil des Wasserstroms, so dass der Wasserdruck, der auf das Belüftungselement ausgeübt wird, vermindert werden kann.
DOKUMENTENLISTE
Patentdokumente

Patentdokument 1: JP 2012-231089 A
Patentdokument 2: JP 2012-243536 A
Patentdokument 3: JP 2007-048585 A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Die in den Patentdokumenten 1 bis 3 beschriebenen Techniken erfordern die Dichtung, die Öffnung mit der sich verjüngenden Oberfläche und die Abschirmung, die der Gestaltung und der Herstellung von Belüftungsstrukturen Beschränkungen auferlegen.
Daher stellt die vorliegende Erfindung eine Belüftungskomponente bereit, die Beschränkungen von deren Gestaltung und Herstellung vermindern kann und verhindern kann, dass Wasser beim Aussetzen gegenüber einem Hochdruckwasserstrahl in ein Gehäuse eindringt.
Lösung des Problems
Die vorliegende Erfindung stellt eine Belüftungskomponente bereit, die zum Anbringen an einer Kante einer Öffnung eines Gehäuses ausgebildet ist, wobei die Öffnung mit einem Innenraum und einem Außenraum des Gehäuses in Verbindung steht, wobei die Belüftungskomponente umfasst:

einen Belüftungsweg zum Ermöglichen einer Belüftung zwischen dem Innenraum und dem Außenraum, wenn die Belüftungskomponente an der Kante angebracht ist;
einen Trägerabschnitt, der den Belüftungsweg umgibt;
eine gasdurchlässige Membran, die mit dem Trägerabschnitt verbunden ist und den Belüftungsweg in einer belüftungsfähigen Weise schließt;
einen vorragenden Abschnitt mit einer Röhrenform, wobei der vorragende Abschnitt so angeordnet ist, dass er von dem Trägerabschnitt vorragt und ein Ende des Belüftungswegs umgibt, wobei der vorragende Abschnitt so ausgebildet ist, dass er mit der Kante in Kontakt ist, wenn die Belüftungskomponente an der Kante angebracht ist; und
ein Abdichtungselement, das um den vorragenden Abschnitt angeordnet ist, wobei das Abdichtungselement so ausgebildet ist, dass es eine Lücke zwischen einer Außenoberfläche des Gehäuses und der Belüftungskomponente abdichtet, wenn die Belüftungskomponente an der Kante angebracht ist, wobei
die Belüftungskomponente das Erfordernis 0,7 ≤ DIW ≤ 1,3 erfüllt, wobei D die Distanz von einer Außenkante einer Außenfläche des Trägerabschnitts zu einer Grenze zwischen dem vorragenden Abschnitt und dem Trägerabschnitt ist, die Außenfläche mit dem vorragenden Abschnitt in Kontakt ist, die Außenkante festgelegt ist, wenn die Außenfläche in einer Draufsicht betrachtet wird, und W der Querschnittsdurchmesser des Abdichtungselements ist.

Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Die vorstehende Belüftungskomponente kann Beschränkungen bezüglich der Gestaltung und der Herstellung einer Belüftungsstruktur vermindern. Darüber hinaus kann die vorstehende Belüftungskomponente verhindern, dass Wasser beim Aussetzen gegenüber einem Hochdruckwasserstrahl in ein Gehäuse eindringt.
Figurenliste

1 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel für eine Belüftungskomponente gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
2A ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel für eine Belüftungsstruktur zeigt, die unter Verwendung der in der 1 gezeigten Belüftungskomponente bereitgestellt worden ist.
2B ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel für eine Belüftungsstruktur zeigt, die unter Verwendung einer Belüftungskomponente gemäß einem der Vergleichsbeispiele bereitgestellt worden ist.
3 ist eine Draufsicht, die einen spezifischen Teil der in der 1 gezeigten Belüftungskomponente zeigt.
4 ist eine Querschnittsansicht, die einen Teil der in der 1 gezeigten Belüftungskomponente zeigt.
5 ist eine Querschnittsansicht, die ein weiteres Beispiel für die Belüftungskomponente gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist eine Querschnittsansicht, die eine Belüftungskomponente zeigt, die in Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendet wird.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die folgende Beschreibung beschreibt Beispiele der vorliegenden Erfindung und die vorliegende Erfindung ist nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt.
Wie es in den 1 und 2A gezeigt ist, ist die Belüftungskomponente 1 zum Anbringen an einer Kante 2f einer Öffnung 21 eines Gehäuses 2 ausgebildet, wobei die Öffnung 21 mit einem Innenraum 2u und einem Außenraum 2s des Gehäuses 2 in Verbindung steht. Die Belüftungskomponente 1 umfasst einen Belüftungsweg 10. Der Belüftungsweg ist ein Weg zum Ermöglichen einer Belüftung zwischen dem Innenraum 2u und dem Außenraum 2s, wenn die Belüftungskomponente 1 an der Kante 2f angebracht ist. Die Belüftungskomponente 1 umfasst einen Trägerabschnitt 12, eine gasdurchlässige Membran 11, einen vorragenden Abschnitt 13 und ein Abdichtungselement 14. Der Trägerabschnitt 12 umgibt den Belüftungsweg 10. Die gasdurchlässige Membran 11 ist mit dem Trägerabschnitt 12 verbunden und schließt den Belüftungsweg 10 in einer belüftungsfähigen Weise. Der vorragende Abschnitt 13 ist ein Teil mit einer Röhrenform, wobei der Teil so angeordnet ist, dass er von dem Trägerabschnitt 12 vorragt und ein Ende des Belüftungswegs 10 umgibt, wobei der Teil so ausgebildet ist, dass er mit der Kante 2f in Kontakt ist, wenn die Belüftungskomponente 1 an der Kante 2f angebracht ist. Das Abdichtungselement 14 ist um den vorragenden Abschnitt 13 angeordnet und dichtet eine Lücke zwischen einer Außenoberfläche 2g des Gehäuses 2 und der Belüftungskomponente 1 ab, wenn die Belüftungskomponente 1 an der Kante 2f angebracht ist. Die Belüftungskomponente 1 erfüllt das Erfordernis 0,7 ≤ DIW ≤ 1,3. Die 3 ist eine Draufsicht eines Teils des Trägerabschnitts 12 zwischen einer Außenkante 12e einer Außenfläche 12g des Trägerabschnitts 12 und einer Grenze 12b zwischen dem vorragenden Abschnitt 13 und dem Trägerabschnitt 12, wobei die Außenfläche 12g mit dem vorragenden Abschnitt 13 in Kontakt ist, wobei die Außenkante 12e festgelegt ist, wenn die Außenfläche 12g in einer Draufsicht betrachtet wird. Wie es in der 3 gezeigt ist, stellt D eine Distanz von der Außenkante 12e zu der Grenze 12b dar. Wie es in der 4 gezeigt ist, stellt W einen Querschnittsdurchmesser des Abdichtungselements 14 dar.
Wie es in der 2A gezeigt ist, kann eine Belüftungsstruktur 50 durch Anbringen der Belüftungskomponente 1 an der Kante 2f der Öffnung 21 des Gehäuses 2 bereitgestellt werden. Die 2B zeigt eine Belüftungsstruktur 50a, die unter Verwendung einer Belüftungskomponente 1a gemäß einem der Vergleichsbeispiele bereitgestellt worden ist. Die Belüftungskomponente 1a ist in der gleichen Weise wie die Belüftungskomponente 1 ausgebildet, falls nichts Anderes beschrieben ist. Die Komponenten der Belüftungskomponente 1a, die mit denjenigen der Belüftungskomponente 1 identisch sind oder diesen entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Beispielsweise beschreibt „Deutsche Industrienormen“ DIN 400 50 Teil 9 eine Wasserdichtigkeitsprüfung, die das Spritzen von Wasser mit hoher Temperatur und hohem Druck auf ein Produkt bei Winkeln von 30° und 60° umfasst. In der Belüftungsstruktur 50a ist das Abdichtungselement 14 an einer Position entfernt von der Außenseite der Belüftungsstruktur 50 angeordnet, so dass das Abdichtungselement 14 vor einem Wasserstrahl J1 geschützt wird, der von solchen schrägen Richtungen kommt. Daher ist in der Belüftungskomponente 1a D/W auf einen Wert von größer als 1,3 eingestellt. Dies verhindert ein direktes Aussetzen des Abdichtungselements 14 gegenüber dem Wasserstrahl J1. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist es im Hinblick auf eine Wasserdichtigkeit beim Spritzen von Wasser mit hoher Temperatur und hohem Druck herkömmlich üblich, dass der Wert von D/W einer Belüftungskomponente so festgelegt ist, dass er größer als 1,3 ist.
Gemäß den Untersuchungen durch die vorliegenden Erfinder kann jedoch kaum davon ausgegangen werden, dass ein großer D/W-Wert zum Erleichtern des Ablaufens von Wasser von der Umgebung des Abdichtungselements 14 vorteilhaft ist, wenn ein Hochdruck-Wasserstrahl J2 in der Richtung des Abdichtungselements 14 der Belüftungskomponente 1a vorliegt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass in diesem Fall ein Raum, der sich in der Umgebung des Abdichtungselements 14 und zwischen dem Trägerabschnitt 12 der Belüftungskomponente 1a und der Außenoberfläche 2g des Gehäuses 2 befindet, lang ist und daher ein hoher Wasserdruck kontinuierlich auf den Raum ausgeübt wird, wenn der Hochdruck-Wasserstrahl J2 in der Richtung des Abdichtungselements 14 vorliegt. Ein kontinuierliches Ausüben eines hohen Wasserdrucks auf das Abdichtungselement 14 kann eine unbeabsichtigte Verformung des Abdichtungselements 14 verursachen und kann ein Eindringen von Wasser in das Gehäuse 2 ermöglichen.
Es ist möglich, dass die Anwendung jedweder der Techniken, die in den Patentdokumenten 1 bis 3 beschrieben sind, das Aussetzen eines Abdichtungselements gegenüber einem hohen Wasserdruck verhindert. Die Techniken, die in den Patentdokumenten 1 bis 3 beschrieben sind, erfordern jedoch eine Dichtung, eine Öffnung mit einer sich verjüngenden Oberfläche und eine Abschirmung, die zu Beschränkungen bezüglich der Gestaltung und der Herstellung einer Belüftungsstruktur führen. Beispielsweise kann kaum davon ausgegangen werden, dass die Techniken, die in den Patentdokumenten 1 bis 3 beschrieben sind, im Hinblick auf eine hohe Gestaltungsflexibilität und niedrige Herstellungskosten vorteilhaft sind. Daher haben die vorliegenden Erfinder umfangreiche Untersuchungen zum Entwickeln einer Belüftungskomponente durchgeführt, die Beschränkungen bezüglich der Gestaltung und der Herstellung einer Belüftungsstruktur vermindern kann und verhindern kann, dass Wasser beim Aussetzen gegenüber einem Hochdruckwasserstrahl in ein Gehäuse eindringt. Dies hat die Erfinder schließlich zu der neuen Erkenntnis gebracht, dass die Einstellung des D/W-Werts einer Belüftungskomponente innerhalb des vorstehend genannten Bereichs Beschränkungen bezüglich der Gestaltung und der Herstellung einer Belüftungsstruktur vermindern kann und verhindern kann, dass Wasser beim Aussetzen gegenüber einem Hochdruckwasserstrahl in das Gehäuse eindringt.
Die Belüftungskomponente 1 erfüllt das Erfordernis 0,7 ≤ DIW ≤ 1,3. Daher kann in der Belüftungsstruktur 50, wenn ein Hochdruck-Wasserstrahl in der Richtung des Abdichtungselements 14 vorliegt, Wasser leicht von der Umgebung des Abdichtungselements 14 entweichen und ein Ablaufen von Wasser von der Umgebung des Abdichtungselements 14 wird erleichtert, wie es in der 2A gezeigt ist. Dadurch kann ein kontinuierliches Ausüben eines hohen Wasserdrucks auf das Abdichtungselement 14 vermieden werden und folglich kann ein Eindringen von Wasser in das Gehäuse 2 verhindert werden.
Um eine Achse A1 der Belüftungskomponente 1 kann der Wert von D konstant sein oder er kann variieren. Wenn der Wert von D um die Achse A1 variiert, ist beispielsweise das Erfordernis 0,7 ≤ DIW ≤ 1,3 in einem Winkelbereich von 50 % oder mehr von 360° um die Achse A1 erfüllt. Der Winkelbereich kann um die Achse A1 kontinuierlich sein oder er kann in eine Mehrzahl von Winkelbereichen um die Achse A1 aufgeteilt sein. Vorzugsweise ist das Erfordernis 0,7 ≤ D/W ≤ 1,3 in einem Winkelbereich von 60 % oder mehr von 360° um die Achse A1 erfüllt. Mehr bevorzugt ist das Erfordernis 0,7 ≤ DIW ≤ 1,3 in einem Winkelbereich von 70 % oder mehr von 360° um die Achse A1 erfüllt. Noch mehr bevorzugt ist das Erfordernis 0,7 ≤ D/W ≤ 1,3 in einem Winkelbereich von 80 % oder mehr von 360° um die Achse A1 erfüllt. Besonders bevorzugt ist das Erfordernis 0,7 ≤ D/W ≤ 1,3 in einem Winkelbereich von 90 % oder mehr von 360° um die Achse A1 erfüllt. Insbesondere ist das Erfordernis 0,7 ≤ D/W ≤ 1,3 für 360° um die Achse A1 erfüllt.
Der Querschnittsdurchmesser W entspricht typischerweise einer maximalen Abmessung eines Querschnitts des Abdichtungselements 14 entlang einer Ebene, welche die Achse A1 umfasst, wobei die maximale Abmessung in einer Richtung senkrecht zur Achse A1 festgelegt ist. Der Querschnittsdurchmesser W ist um die Achse A1 typischerweise konstant. Der Querschnittsdurchmesser W kann als konstant um die Achse A1 betrachtet werden, wenn eine Differenz zwischen dem Maximum und dem Minimum des Querschnittsdurchmessers W um die Achse A1 weniger als 10 % des Minimums beträgt.
Der Wert von DIW ist nicht auf einen bestimmten Wert beschränkt, solange das Erfordernis 0,7 ≤ D/W ≤ 1,3 erfüllt ist. Der Wert von D kann mit dem Wert von W identisch oder größer als dieser sein, wie es in der 4 gezeigt ist, oder er kann kleiner als der Wert von W sein, wie es in der 5 gezeigt ist. Der Wert von D/W kann 0,75 oder mehr, 0,8 oder mehr oder 0,85 oder mehr betragen. Der Wert von D/W kann 1,25 oder weniger, 1,2 oder weniger oder 1,15 oder weniger betragen.
Der Querschnittsdurchmesser W ist nicht auf einen bestimmten Wert beschränkt, solange das Erfordernis 0,7 ≤ D/W ≤ 1,3 erfüllt ist. Der Querschnittsdurchmesser W beträgt beispielsweise 2,8 mm oder mehr und 6,0 mm oder weniger. In diesem Fall ist es wahrscheinlich, dass in der Belüftungsstruktur 50 die Kontaktfläche zwischen dem Abdichtungselement 14 und dem Trägerabschnitt 12 und die Kontaktfläche zwischen dem Abdichtungselement 14 und der Außenoberfläche 2g des Gehäuses 2 groß sind. Folglich kann in der Belüftungsstruktur 50 Wasser zuverlässiger an einem Eindringen in das Gehäuse 2 gehindert werden, wenn ein Hochdruck-Wasserstrahl in der Richtung des Abdichtungselements 14 vorliegt.
Der Querschnittsdurchmesser W kann 2,9 mm oder mehr, 3,0 mm oder mehr, 3,2 mm oder mehr, 3,4 mm oder mehr, 3,6 mm oder mehr, 4,0 mm oder mehr oder 4,5 mm oder mehr betragen. Der Querschnittsdurchmesser W kann 5,9 mm oder weniger, 5,6 mm oder weniger, 5,3 mm oder weniger oder 4,8 mm oder weniger betragen.
Die Distanz D ist nicht auf einen bestimmten Wert beschränkt, solange das Erfordernis 0,7 ≤ DIW ≤ 1,3 erfüllt ist. Die Distanz D beträgt beispielsweise 1,96 mm oder mehr und 7,8 mm oder weniger.
Die Distanz D kann 2,2 mm oder mehr, 2,4 mm oder mehr, 2,6 mm oder mehr, 2,8 mm oder mehr, 3,0 mm oder mehr, 3,2 mm oder mehr oder 3,5 mm oder mehr betragen. Die Distanz D kann 7,5 mm oder weniger, 7,0 mm oder weniger, 6,5 mm oder weniger oder 6,0 mm oder weniger betragen.
Die Form des Abdichtungselements 14 ist nicht auf eine bestimmte Form beschränkt. Das Abdichtungselement 14 ist typischerweise ein ringförmiges Element. Ein Querschnitt des Abdichtungselements 14 entlang einer Ebene, die eine Achse des Abdichtungselements 14 umfasst, ist beispielsweise eine kreisförmige Ebene, eine elliptische Ebene oder eine Ebene mit einer Ecke. Die Ebene mit einer Ecke kann ein Vieleck oder eine Struktur sein, die aus einer Kombination aus einer gekrümmten Linie und einer Geraden zusammengesetzt ist. Das Abdichtungselement 14 kann eine hohle Struktur mit einem ringförmigen Innenraum aufweisen.
Wie es in der 4 gezeigt ist, umfasst das Abdichtungselement 14 beispielsweise einen Neigungsabschnitt 14k. Der Neigungsabschnitt 14k bildet eine Neigung zwischen einer ersten Position 14f und einer zweiten Position 14s, die jeweils in einem Außenumfangsabschnitt des Abdichtungselements 14 angeordnet sind. Die zweite Position 14s liegt näher an dem Trägerabschnitt 12 als die erste Position 14f und liegt näher an der Grenze 12b als die erste Position 14f. Gemäß diesem Aufbau ist es in der Belüftungsstruktur 50 dann, wenn ein Hochdruck-Wasserstrahl in der Richtung des Abdichtungselements 14 vorliegt, wahrscheinlich, dass der Wasserstrahl von der Außenoberfläche 2g des Gehäuses 2 weggeführt wird, nachdem er auf den Neigungsabschnitt 14k aufgetroffen ist. Dies erleichtert das Ablaufen von Wasser von der Umgebung des Abdichtungselements 14. Die erste Position 14f befindet sich beispielsweise an einem äußeren Ende des Abdichtungselements 14, wobei das äußere Ende in der Richtung senkrecht zur Achse des Abdichtungselements 14 festgelegt ist.
Wie es in der 1 gezeigt ist, umfasst der vorragende Abschnitt 13 beispielsweise eine Mehrzahl von Schaftabschnitten 13a. Die Mehrzahl von Schaftabschnitten 13a ist um eine Mittelachse des vorragenden Abschnitts 13 angeordnet und diese sind durch einen Schlitz 13s, der sich vom Ende des vorragenden Abschnitts 13 entlang der Mittelachse des vorragenden Abschnitts 13 erstreckt, voneinander beabstandet. Mindestens einer der Mehrzahl von Schaftabschnitten 13a umfasst einen Eingriffsabschnitt 13k, der mit dem Gehäuse 2 in Eingriff gebracht werden kann. Der Eingriffsabschnitt 13k ragt in einer Richtung senkrecht zu der Mittelachse des vorragenden Abschnitts 13 auswärts vor. Gemäß diesem Aufbau verformt sich bei einem Vorgang, der das Einsetzen des vorragenden Abschnitts 13 in die Öffnung 21 umfasst, zum Anbringen der Belüftungskomponente 1 an dem Gehäuse 2 der Schaftabschnitt 13a elastisch einwärts, wenn ein Endabschnitt des vorragenden Abschnitts 13 mit der Kante 2f in Kontakt kommt. Dann kehrt der verformte Schaftabschnitt 13a in dessen ursprüngliche Form zurück, wenn der Eingriffsabschnitt 13k durch die Öffnung 21 hindurchgetreten ist, und der Eingriffsabschnitt 13k kommt beispielsweise mit einer Innenoberfläche 2n des Gehäuses 2 in Kontakt. Der Eingriffsabschnitt 13k wird mit dem Gehäuse 2 durch Einrasten in Eingriff gebracht und die Belüftungskomponente 1 wird an der Kante 2f des Gehäuses 2 angebracht.
Der Trägerabschnitt 12 und der vorragende Abschnitt 13 können eine integriert geformte Komponente sein oder es kann sich um separat hergestellte Komponenten handeln. Die Materialien des Trägerabschnitts 12 und des vorragenden Abschnitt 13 sind im Hinblick auf die Formbarkeit beispielsweise ein thermoplastisches Harz. Beispiele für das thermoplastische Harz können Polyamide (PA), Polyethylenterephthalat (PET), Polyphenylensulfid (PPS), Polybutylenterephthalat (PBT), Polycarbonat (PC), Polypropylen (PP), Polyphenylenether (PPE) und thermoplastische Elastomere umfassen. Die Materialien des Trägerabschnitts 12 und des vorragenden Abschnitts 13 können ein wärmeaushärtendes Harz oder ein Metall sein. Die Materialien des Trägerabschnitts 12 und des vorragenden Abschnitts 13 können ein Kautschuk sein. Beispiele für den Kautschuk umfassen Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPDM), Silikonkautschuke, Fluorkautschuke, Acrylkautschuke und hydrierte Nitrilkautschuke.
Wie es in der 1 gezeigt ist, umfasst der Trägerabschnitt 12 typischerweise eine Haftoberfläche 12s, an der die gasdurchlässige Membran 11 angebracht wird bzw. ist. Die Haftoberfläche 12s ist beispielsweise eine ringförmige Oberfläche. Die gasdurchlässige Membran 11 ist beispielsweise entlang der Richtung senkrecht zu der Mittelachse des vorragenden Abschnitts 13 angeordnet.
Die gasdurchlässige Membran 11 ist nicht auf eine bestimmte gasdurchlässige Membran beschränkt, solange die gasdurchlässige Membran 11 eine gewünschte Gasdurchlässigkeit aufweist. Die gasdurchlässige Membran 11 kann eine Einschichtmembran sein oder kann eine Mehrschichtmembran sein. Wenn die gasdurchlässige Membran 11 eine Mehrschichtmembran ist, kann jede Schicht davon eine Schicht sein, die aus der Gruppe, bestehend aus einer porösen Membran, einem Vlies, einem Gewebe und einem Netz, ausgewählt ist. Die gasdurchlässige Membran 11 kann umfassen: Eine poröse Membran und ein Vlies; eine poröse Membran und mindestens eines von einem Gewebe und einem Netz; oder eine Mehrzahl von Vliesen. Typischerweise ist die gasdurchlässige Membran 11 aus einem organischen Polymermaterial (Harz) zusammengesetzt. Das Material der porösen Membran ist beispielsweise ein Fluorharz. Als das Fluorharz kann beispielsweise Polytetrafluorethylen (PTFE), Polychlortrifluorethylen, ein Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer oder ein Tetrafluorethylen-Ethylen-Copolymer verwendet werden. Das Material der porösen Membran kann ein Polyolefin, wie z.B. ein Homopolymer oder Copolymer eines Monomers oder von Monomeren wie z.B. Ethylen, Propylen oder 4-Methylpenten-1,1-buten sein. Die poröse Membran kann eine poröse Nanofasermembran sein, die beispielsweise aus Polyacrylnitril, Nylon oder Polymilchsäure hergestellt ist. Die poröse Membran kann durch eine bekannte Zieh- oder Extraktionstechnik hergestellt werden. Beispiele für die Materialien des Vlieses, des Gewebes und des Netzes umfassen Polyester, wie z.B. Polyethylenterephthalat, Polyolefine, wie z.B. Polyethylen und Polypropylen, Nylon, Aramid und ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer.
Die gasdurchlässige Membran 11 umfasst vorzugweise eine poröse PTFE-Membran. Die poröse PTFE-Membran kann eine Gasdurchlässigkeit mit einer kleinen Fläche sicherstellen und kann ein Eindringen von Fremdstoffen bzw. -materialien effektiv verhindern. Die poröse PTFE-Membran kann als Schicht auf einem gasdurchlässigen Trägerelement, wie z.B. einem Vlies, angeordnet werden.
Die gasdurchlässige Membran 11 kann gegebenenfalls einer Flüssigkeitsabstoßungsbehandlung unterzogen werden. Die Flüssigkeitsabstoßungsbehandlung wird beispielsweise durch Bilden eines flüssigkeitsabstoßenden Beschichtungsfilms, der ein Fluor-Oberflächenmodifiziermittel mit einer Perfluoralkylgruppe enthält, auf der gasdurchlässigen Membran 11 durchgeführt. Das Verfahren zur Bildung des flüssigkeitsabstoßenden Beschichtungsfilms ist nicht auf ein bestimmtes Bildungsverfahren beschränkt. Der flüssigkeitsabstoßende Beschichtungsfilm wird beispielsweise durch Beschichten einer porösen Harzmembran mit einer Lösung oder Dispersion eines Fluor-Oberflächenmodifiziermittels mit einer Perfluoralkylgruppe durch ein Verfahren wie z.B. Luftspritzen, elektrostatisches Spritzen, Tauchbeschichten, Schleuderbeschichten, Walzenbeschichten, Vorhangfließbeschichten oder Imprägnieren gebildet. Der flüssigkeitsabstoßende Beschichtungsfilm kann durch eine Elektroabscheidung oder eine Plasmapolymerisation gebildet werden.
Die gasdurchlässige Membran 11 wird beispielsweise an die Haftoberfläche 12s geklebt. Die gasdurchlässige Membran 11 kann an die Haftoberfläche 12s geschweißt werden. Das verfügbare Schweißverfahren kann thermisches Schweißen, Ultraschallschweißen und Laserschweißen sein. Alternativ kann die gasdurchlässige Membran 11 beim Formen des Trägerabschnitts 12 durch Zweistufen-Spritzgießen an der Haftoberfläche 12s angebracht werden, insbesondere durch Einbringen eines Harzes in ein Formwerkzeug zum Formen des Trägerabschnitts 12, wobei die gasdurchlässige Membran 11 an einer gegebenen Position in dem Formwerkzeug angeordnet ist. Die gasdurchlässige Membran 11 kann mit einem doppelseitigen Klebeband an der Haftoberfläche 12s angebracht werden.
Das Material des Abdichtungselements 14 ist nicht auf ein bestimmtes Material beschränkt, solange das Abdichtungselement 14 ein gewünschtes Abdichtungsvermögen aufweisen kann. Beispielsweise kann jedwedes der Materialien, die vorstehend als Beispiele für die Materialien des Trägerabschnitts 12 und des vorragenden Abschnitts 13 beschrieben worden sind, als das Material des Abdichtungselements 14 verwendet werden. Das Abdichtungselement 14 ist typischerweise ein elastischer Körper, der elastisch verformbar ist, und das Material des Abdichtungselements 14 kann ein Elastomer, wie z.B. ein Naturkautschuk, ein synthetischer Kautschuk oder ein thermoplastisches Elastomer, sein.
Wie es in der 1 gezeigt ist, umfasst die Belüftungskomponente 1 ferner beispielsweise eine Abdeckung 16. Die Abdeckung 16 ist mit dem Trägerabschnitt 12 gekoppelt. Die Abdeckung 16 bedeckt die gasdurchlässige Membran 11 und bildet zwischen der gasdurchlässigen Membran 11 und der Abdeckung 16 einen Raum 17, der mit einem Außenraum der Belüftungskomponente 1 in Verbindung steht. Der Raum 17 dient als Teil des Belüftungswegs 10. Aufgrund der Abdeckung 16 wird die gasdurchlässige Membran 11 in einer geeigneten Weise geschützt.
Die Abdeckung 16 kann eine Komponente sein, die integriert mit dem Trägerabschnitt 12 geformt ist, oder sie kann eine Komponente sein, die getrennt von dem Trägerabschnitt 12 hergestellt wird. Jedwedes der Materialien, die als Beispiele für das Material des Trägerabschnitts 12 beschrieben worden sind, kann beispielsweise als das Material der Abdeckung 16 verwendet werden.
Mindestens eines des Trägerabschnitts 12 und der Abdeckung 16 kann eine Seitenwand 18 aufweisen, die an einem Außenumfang des Raums 17 angeordnet ist. Die Seitenwand 18 kann eine Mehrzahl von Seitenwänden umfassen, die getrennt in einer Umfangsrichtung des Raums 17 in gegebenen Abständen angeordnet sind. Der Trägerabschnitt 12 und die Abdeckung 16 können jeweils eine Mehrzahl von Seitenwänden aufweisen, die in der Umfangsrichtung in gegebenen Abständen getrennt angeordnet sind. In diesem Fall können die Seitenwände des Trägerabschnitts 12 und die Seitenwände der Abdeckung 16 in der Umfangsrichtung teilweise überlappen.
In der Belüftungsstruktur 50 ist das Gehäuse 2 beispielsweise ein Gehäuse einer elektronischen Vorrichtung bzw. eines elektronischen Geräts. Beispiele für die elektronische Vorrichtung bzw. das elektronische Gerät umfassen elektronische Vorrichtungen bzw. Geräte für Kraftfahrzeuge, wie z.B. Fahrzeuglampen bzw. -leuchten bzw. -scheinwerfer, elektronische Steuereinheiten (ECUs), elektrische Antriebe (EPSs), Batteriepacks, Inverter bzw. Wechselrichter, Wandler bzw. Stromrichter, Millimeterwellenradare und an einem Fahrzeug montierte Kameras. Die elektronische Vorrichtung bzw. das elektronische Gerät kann in Anwendungen eingesetzt werden, die von einer Anwendung für Kraftfahrzeuge bzw. Automobile verschieden sind. In der Belüftungsstruktur 50 kann der Belüftungsweg 10 eine Druckdifferenz beseitigen, die zwischen dem Innenraum 2u und dem Außenraum 2s des Gehäuses 2 aufgrund einer Temperaturvariation auftritt. Da darüber hinaus die gasdurchlässige Membran 11 den Belüftungsweg 10 in einer belüftungsfähigen Weise schließt, kann ein Eindringen von Fremdstoffen bzw. -materialien in den Innenraum 2u verhindert werden und die Belüftungsstruktur 50 ist beispielsweise staubdicht. Ferner kann die Belüftungsstruktur 50 ein Eindringen von Wasser, Öl, Salz, usw., in den Innenraum 2u verhindern.
BEISPIELE
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung durch Beispiele detaillierter beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die nachstehend angegebenen Beispiele beschränkt.
Belüftungskomponenten mit einer Distanz D von 1,5 mm, 1,8 mm, 2,5 mm, 3,0 mm, 3,5 mm, 4,0 mm und 5,0 mm wurden jeweils durch Bearbeiten eines Abschnitts einer Belüftungskomponente der TEMISH Z-Reihe Z3-NTF210SE, die in der 6 gezeigt ist und von Nitto Denko Corporation hergestellt wird, in einer Außenfläche eines Trägerabschnitts hergestellt, wobei die Distanz D von einer Außenkante der Außenfläche des Trägerabschnitts zu einer Grenze zwischen einem vorragenden Abschnitt und dem Trägerabschnitt reicht. Wie es in der 6 gezeigt ist, umfassten die Belüftungskomponenten jeweils den vorragenden Abschnitt mit einem Außendurchmesser von 10 mm und einen Eingriffsabschnitt mit einem Außendurchmesser von 12,4 mm vor dem Bearbeiten. TEMISH ist eine eingetragene Marke von Nitto Denko Corporation. Ein O-Ring α mit einem Querschnittsdurchmesser W von 2,40 mm und ein O-Ring β mit einem Querschnittsdurchmesser W von 3,85 mm wurden hergestellt. Die Härte des O-Rings α und diejenige des O-Rings β wurden mit einem Durometer des Typs A gemessen. Der O-Ring α wies eine Härte von 70 auf und der O-Ring β wies eine Härte von 50 auf. Der O-Ring α oder der O-Ring β wurde nach dem Bearbeiten an jeder Belüftungskomponente angebracht, so dass Proben gemäß den Beispielen 1 bis 4 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 hergestellt wurden, wie sie in der Tabelle 2 gezeigt sind.
<Wasserbeständigkeitsprüfung>

Die vorragenden Abschnitte der Proben gemäß den Beispielen 1 bis 4 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 wurden jeweils in ein Gehäuse mit einer kreisförmigen Öffnung mit einem Durchmesser von 10,4 mm eingesetzt und daran angebracht. Die O-Ringe α und β wiesen eine Kompressionsrate (Kompressionsrate [%] des O-Rings = O-Ring-Kompressionsquetschung (Verminderung der Länge in der Kompressionsrichtung bei einer Kompression)/Querschnittsdurchmesser W des O-Rings x 100) von 15 % in einem Zustand auf, bei dem jede Probe an dem Gehäuse angebracht war. Die Proben gemäß den Beispielen 1 bis 4 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 wurden einer Wasserbeständigkeitsprüfung (tatsächliche Prüfung) gemäß „Deutsche Industrienormen“ DIN 400 50 Teil 9, mit der Ausnahme, dass die darin festgelegten Bedingungen zu den Bedingungen geändert wurden, die in der Tabelle 1 gezeigt sind, unterzogen. Ein Eindringen von Wasser wurde visuell geprüft. Die Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse. [Tabelle 1]

	DIN 400 50 Teil 9 (IPX9K)	Tatsächliche Prüfung
Temperatur	80 ± 5 °C	25 °C
Druck	8 bis 10 MPa	8 MPa
Wassermenge	15 ± 1 L/min	14 L/min
Distanz	100 bis 150 mm	150 mm
Drehzahl	5 U/min	5 U/min
Spritzwinkel	0°, 30°, 60°, 90°	0°, 30°, 60°, 90°
Spritzdauer	30 Sekunden bei jedem Winkel	30 Sekunden bei jedem Winkel

[Tabelle 2]

	Distanz D[mm]	Querschnittsdurchmesser W [mm]	D/W	Wasserbeständigkeitsprüfung
Beispiel 1	1,8	2,40	0,750	Kein Eindrinnen von Wasser
Beispiel 2	3,0	2,40	1,250	Kein Eindringen von Wasser
Beispiel 3	3,5	3,85	0,909	Kein Eindrinqen von Wasser
Beispiel 4	4,0	3,85	1,039	Kein Eindringen von Wasser
Vergleichsbeispiel 1	1,5	2,40	0,625	Eindringen von Wasser
Vergleichsbeispiel 2	3,5	2,40	1,458	Eindringen von Wasser
Vergleichsbeispiel 3	2,5	3,85	0,649	Eindringen von Wasser
Vergleichsbei spiel 4	5,2	3,85	1,351	Eindringen von Wasser

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2012231089 A [0005]
JP 2012243536 A [0005]
JP 2007048585 A [0005]

Claims

Belüftungskomponente, die zum Anbringen an einer Kante einer Öffnung eines Gehäuses ausgebildet ist, wobei die Öffnung mit einem Innenraum und einem Außenraum des Gehäuses in Verbindung steht, wobei die Belüftungskomponente umfasst: einen Belüftungsweg zum Ermöglichen einer Belüftung zwischen dem Innenraum und dem Außenraum, wenn die Belüftungskomponente an der Kante angebracht ist; einen Trägerabschnitt, der den Belüftungsweg umgibt; eine gasdurchlässige Membran, die mit dem Trägerabschnitt verbunden ist und den Belüftungsweg in einer belüftungsfähigen Weise schließt; einen vorragenden Abschnitt mit einer Röhrenform, wobei der vorragende Abschnitt so angeordnet ist, dass er von dem Trägerabschnitt vorragt und ein Ende des Belüftungswegs umgibt, wobei der vorragende Abschnitt so ausgebildet ist, dass er mit der Kante in Kontakt ist, wenn die Belüftungskomponente an der Kante angebracht ist; und ein Abdichtungselement, das um den vorragenden Abschnitt angeordnet ist, wobei das Abdichtungselement so ausgebildet ist, dass es eine Lücke zwischen einer Außenoberfläche des Gehäuses und der Belüftungskomponente abdichtet, wenn die Belüftungskomponente an der Kante angebracht ist, wobei die Belüftungskomponente das Erfordernis 0,7 ≤ DIW ≤ 1,3 erfüllt, wobei D die Distanz von einer Außenkante einer Außenfläche des Trägerabschnitts zu einer Grenze zwischen dem vorragenden Abschnitt und dem Trägerabschnitt ist, die Außenfläche mit dem vorragenden Abschnitt in Kontakt ist, die Außenkante festgelegt ist, wenn die Außenfläche in einer Draufsicht betrachtet wird, und W der Querschnittsdurchmesser des Abdichtungselements ist.
Belüftungskomponente nach Anspruch 1, wobei der Querschnittsdurchmesser W 2,8 mm oder mehr und 6,0 mm oder weniger beträgt.
Belüftungskomponente nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Distanz D 1,96 mm oder mehr und 7,8 mm oder weniger beträgt.
Belüftungskomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der vorragende Abschnitt einen Eingriffsabschnitt aufweist, der mit dem Gehäuse in Eingriff gebracht werden kann.
Belüftungskomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die ferner eine Abdeckung umfasst, welche die gasdurchlässige Membran bedeckt, wobei die Abdeckung zwischen der gasdurchlässigen Membran und der Abdeckung einen Raum bildet, der mit einem Außenraum der Belüftungskomponente in Verbindung steht.