JP2005224742A - 水蒸気移動制御装置及び水蒸気移動制御装置における小室ユニットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 スペーサ円筒体と膜体とをインナ円筒体の内部に組み込んだ小室ユニットを形成し、膜体の外周部分にシール剤を注入することで、膜体の挟持部分の気密性を確実に確保させることができ、また、組み立てが簡単にできる水蒸気移動制御装置の提供
【解決手段】 複数のスペーサ円筒体２０がインナ円筒体２１の内部に嵌合されると共に、スペーサ円筒体の間に通気性及び透湿性を有する膜体２２が圧迫状態に挟持されて、この膜体によって区画された小室２４が内部に形成されている小室ユニット２が形成され、小室ユニットの膜体の外周内部にシール剤が含浸されると共に、膜体とスペーサ円筒体とインナ円筒体との隙間がシール剤によって閉塞され、小室ユニットが外筒ケーシング３の内部に嵌合されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、特殊な膜体とその配列で水蒸気の移動方向を制御することによって、主に、除湿装置として利用される水蒸気移動制御装置及びこの水蒸気移動制御装置に用いられる小室ユニットの製造方法に関する。

本発明者において、既に水蒸気移動制御装置を提案している（特許文献１、特許文献２参照）
この水蒸気移動制御装置は、外筒ケーシングの内部に、複数のスペーサ円筒体が嵌合されると共に、前記複数のスペーサ円筒体の間に通気性及び透湿性を有する膜体が挟持されて、この膜体によって区画された小室が形成されている構造になっている。

尚、この水蒸気移動制御装置は、外筒ケーシングの一方を外気に開放し、他方を箱体等（箱体、容器等）の内部に開放する状態にして使用されるもので、前記各膜体の通気度及び透湿度を使用して、外気と箱体等の温度変動速度により、箱体等の内部の水蒸気の移動を制御するものである。

このように、膜体はスペーサ円筒体の間に挟持されるものであるが、このとき、その挟持部分の気密性を確保しなければ、膜体の不織布の立体的構造部を通して横漏れが生じるなど、挟持部分から空気洩れが発生し、水蒸気の移動を正確に制御することができない。

この気密性に関し、従来では、膜体を挟持する一方のスペーサ円筒体の端部に凸嵌合部が形成され、他方のスペーサ円筒体の端部に凹嵌合部が形成され、両スペーサ円筒体の間に膜体を挟持し、そして、前記凸嵌合部と凹嵌合部をパッキンを介して螺合したものとなっていた。
即ち、従来では、螺合による締め付け力と、パッキンとによって、挟持部分の気密性を確保させるようにしているため、十分な気密性を確保できず、特に、膜体には毛羽立ちや、保温部を構成する立体的構造としての不織布があるため、そこに隙間が生じ易く、気密性の確保が難しい。
また、スペーサ円筒体の端部に凸嵌合部や凹嵌合部を形成するといった加工が必要になるという問題があった。

又、水蒸気移動制御装置の組み立てに際しては、外筒ケーシングの内部に、スペーサ円筒体と膜体を嵌め込んでいくもので、このとき、シール剤を塗布しながら組み付けていくというように、組み立て作業と同時進行で気密性を確保させるという煩雑に作業を強いられ、また、シール剤の前記立体的構造の隙間への浸透を行なった確実な製造は困難であり、その組み立て作業に手間がかかるし、特に、膜体が破損等して、これを交換するような場合、外筒ケーシングを含めた全体を箱体等から取り外して分解し、膜体を交換しなければならないといった手間のかかる作業を要するという問題があった。
特許公開平５−３２２０６０号公報 特許公開平１１−５７３７９号公報

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、スペーサ円筒体と膜体とをインナ円筒体の内部に組み込んだ小室ユニットを形成し、膜体の外周部分にシール剤を注入することで、膜体の挟持部分の気密性を確実に確保させることができ、また、組み立てが簡単にできる水蒸気移動制御装置及びこの水蒸気移動制御装置に用いられる小室ユニットの製造方法を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明（請求項１）の水蒸気移動制御装置は、
複数のスペーサ円筒体がインナ円筒体の内部に嵌合されると共に、前記スペーサ円筒体の間に通気性及び透湿性を有する膜体が圧迫状態に挟持されて、この膜体によって区画された小室が内部に形成されている小室ユニットが形成され、
この小室ユニットの膜体の外周内部にシール剤が含浸されると共に、膜体とスペーサ円筒体とインナ円筒体との隙間がシール剤によって閉塞され、
前記小室ユニットが外筒ケーシングの内部に嵌合されている構成とした。

この水蒸気移動制御装置において、スペーサ円筒体の間に膜体及び導電性多孔体が圧迫状態に挟持されている態様がある（請求項２）。

又、本発明（請求項３）の水蒸気移動制御装置における小室ユニットの製造方法は、
前記請求項１記載の水蒸気移動制御装置における小室ユニットの製造方法であって、
通気性及び透湿性を有する膜体を間に圧迫状態に挟持する状態で複数のスペーサ円筒体をインナ円筒体の内部に回転可能に嵌合させ、
前記インナ円筒体に、スペーサ円筒体の間に圧迫状態に挟持された膜体の外周に臨むように注入穴が形成され、
注射装置を前記注入穴にセットした状態で、スペーサ円筒体及び膜体に対してインナ円筒体を相対的に回転させながら注射装置によりシール剤を注入させ、
この注入により膜体の外周内部に紫外線硬化樹脂を含浸させると共に、膜体とスペーサ円筒体とインナ円筒体との隙間をシール剤によって閉塞させて、その注入後にシール剤を硬化させる構成とした。

この小室ユニットの製造方法において、スペーサ円筒体の間に膜体及び導電性多孔体が圧迫状態に挟持されている態様（請求項４）がある。

本発明の水蒸気移動制御装置（請求項１、２）は、膜体の外周部分に紫外線硬化樹脂をシール剤として注入したので、膜体の挟持部分の気密性を確実に確保させることができ、また、スペーサ円筒体と膜体とをインナ円筒体の内部に組み込んだ小室ユニットに形成したので、この小室ユニットを外筒ケーシングの内部に嵌合するだけの組み立て作業になり、その組み立て作業が簡単にできる。

本発明の小室ユニットの製造方法（請求項３、４）は、インナ円筒体に形成した注入穴から注射装置により紫外線硬化樹脂を注入させるため、インナ円筒体内にスペーサ円筒体及び膜体を組み込んだ後に、紫外線硬化樹脂によるシール注入作業を行なうことができ、シール剤を塗布しながら組み付けていくといった煩雑な作業がなく、能率よく小室ユニットを製造できる。従って、量産に適する。
また、紫外線硬化樹脂を注入させるに際に、スペーサ円筒体及び膜体に対してインナ円筒体を相対的に回転させるため、紫外線硬化樹脂を全周に亘って満遍なく注入することができ、シールむら等のシール不良がなく、確実な気密性を確保した小室ユニットを製造できる。
又、スペーサ円筒体による圧迫によって、シール剤が毛細管現象によって小室内方向に過剰に浸潤してしまうことを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に示す実施例により説明する。
図１は本発明の水蒸気移動制御装置の実施例を示す縦断面図、図２は外筒ケーシングの分解断面図、図３は小室ユニットの分解断面図、図４は小室ユニットの製造方法を示す斜視図である。

この水蒸気移動制御装置１は、小室ユニット２が外筒ケーシング３の内部に嵌合されたもので、下端の通気口３８を外気に開放し、上端の通気口３９を、例えば箱体等（箱体、容器等）４の内部に開放する状態にして使用される。

前記小室ユニット２は、複数のスペーサ円筒体２０がインナ円筒体２１の内部に嵌合されると共に、前記スペーサ円筒体２０の間に通気性及び透湿性を有する膜体２２及び導電性多孔体としての銅製のメッシュプレート２３が圧迫状態に挟持されて、内部に膜体２２によって区画された小室２４が形成されている。
この場合、４個のスペーサ円筒体２０と、３枚の膜体２２とによって２個の小室２４が区画形成されている。

なお、前記各膜体２２は、通気性及び透湿性を有する膜体で、その通気度及び透湿度を使用して、外気と箱体等４内の温度変動速度により、箱体等４の内部を除湿するように水蒸気の移動を制御するものである。
又、各膜体２２は、プレスによる打ち抜き加工で所定直径の円形膜に形成され、この膜体２２を水平に持ち上げた時の折れ曲がりを抑制するように腰強度を持たせるために、その外周にリング状枠２２ａが取り付けられている。
なお、膜体２２の直径が小さい場合等、膜体２２が予め腰強度を持っている場合には、前記リング状枠２２ａは必要でない。

導電性多孔体としてのメッシュプレート２３は、膜体２２を通過する水蒸気の温度勾配及び湿度勾配を調整するためと、膜体２２を補強する膜体支持部材として機能する。

前記スペーサ円筒体２０は、膜体２２及びメッシュプレート２３を圧迫状態に挟持する側の外周端部は面取り加工されて、後述する紫外線硬化樹脂の注入が確実にできるようにしている。

前記インナ円筒体２１は、透明合成樹脂により形成され、内部に組み込んだスペーサ円筒体２０及び膜体２２及びメッシュプレート２３及び後述する紫外線硬化樹脂の注入状態を目視で確認できるようにしている。
又、インナ円筒体２１及びスペーサ円筒体２０の材質は、シール剤との化学的接合又は機械的嵌合を考慮して選択することができる。例えば、インナ円筒体２１には透明アクリルを用いる。スペーサ円筒体２０は紫外線の透過を考慮すると共に、完成した水蒸気移動制御装置１の性能に影響する各小室２４の温度傾斜を配慮して選択することができる。又、接合を促進するプライマー等の表面処理を行なってもよい。

前記外筒ケーシング３は、本体円筒部３０と、この本体円筒部３０の上端面に形成した上側雄ネジ部３１に螺合させる取り付けナット３２と、前記本体円筒部３０の下端に形成した下側雄ネジ部３３に螺合させる組み立てナット３４を備えている。

そして、前記本体円筒部３０の内部に、前記小室ユニット２を嵌合することで、水蒸気移動制御装置１が組み立てられるもので、この場合、本体円筒部３０の下端から小室ユニット２を挿入したのち、組み立てナット３４を下側雄ネジ部３３に螺合させるものである。

このとき、小室ユニット２を挿入する前に、Ｏリング５０、リングパッキン５１、上端メッシュプレート５２を予め本体円筒部３０の内部に挿入しておく。
次に、小室ユニットを挿入した後、リングプレート５３を挿入して、組み立てナット３４を下側雄ネジ部３３に螺合させるようにしている。

上記のようにして、本体円筒部３０の内部に小室ユニット２を嵌合した水蒸気移動制御装置１は、これを箱体等４に取り付けて、前記各膜体２２の通気度及び透湿度を使用して、両通気口３８，３９間での水蒸気の移動を制御することで、外気と箱体等４の温度変動速度により、箱体等４の内部を除湿するように水蒸気の移動を制御する。
この場合、箱体等４に形成した取り付け穴４０に、外筒ケーシング３の本体円筒部３０に形成した上側雄ネジ部３１を、Ｏリング３５を介して挿入させ、上側雄ネジ部３１に箱体等４の内部から前記取り付けナット３２を螺合させることで水蒸気移動制御装置１を箱体等４に取り付けるようにしている。

次に、前記小室ユニット２の製造方法を説明する。
この製造方法では、まず、図４に示すように、軸方向の圧迫力Ｐによって、膜体２２及びメッシュプレート２３を間に圧迫状態に挟持する状態で複数のスペーサ円筒体２０をインナ円筒体２１の内部に嵌合させる。このように、軸方向の圧迫力Ｐを加えることで、小室２４内へのシール剤の浸潤を予防させることができる。
前記インナ円筒体２１には、スペーサ円筒体２０の間に圧迫状態に挟持された各膜体２２及び各メッシュプレート２３の外周にそれぞれ臨むように注入穴２１ａを予め形成しておく。
なお、この注入穴２１ａは、後述する注射器６の先端部テーパとの嵌合が的確に行なえるようにテーパ穴に形成されている。

そして、図４に示すように、前記注入穴２１ａに注射装置としての注射器６をセットし、その状態でインナ円筒体２１を固定させながら内部のスペーサ円筒体２０及び膜体２２及びメッシュプレート２３（以下、「スペーサ円筒体２０等の内部塊」という）を回転させて、注射器６によりシール剤として紫外線硬化樹脂（紫外線硬化性シリコンや紫外線硬化性アクリル（変性アクリル）等）を注入させる。
この場合、注入穴２１ａにセットした注射器６がインナ円筒体２１の円周上の１ヵ所に設けられている場合は、インナ円筒体２１をほぼ３６０度相対回転させる必要があるが、注射器６をインナ円筒体２１の円周上の２ヵ所或いは３ヶ所に設けて、同時に注入するようにすると、インナ円筒体２１をほぼ１８０度或いは１２０度相対回転させるだけの少ない回転量で、全周に亘って満遍なく注入することができる。

前記注入により、膜体２２の外周内部に紫外線硬化樹脂が含浸すると共に、膜体２２とスペーサ円筒体２０とインナ円筒体２１の隙間が紫外線硬化樹脂によって閉塞される。
その注入後、含浸による横漏れ防止のためのシールが、過剰に行なわれない時間遅れの間合いを満足するように、紫外線硬化樹脂に紫外線を照射するもので、これによって紫外線硬化樹脂が硬化し、インナ円筒体２１の内部に組み込んだスペーサ円筒体２０及び膜体２２及びメッシュプレート２３をインナ円筒体２１の内部に固定させることができるし、シールむら等のシール不良がない、確実な気密性を確保した小室ユニット２を製造できる。
シール剤としては、紫外線硬化樹脂以外に、速硬性樹脂、可視光線硬化型樹脂等を使用できるもので、化学的反応を生じ難い樹脂を使用する。
又、シール剤の注入速度、及びスペーサ円筒体２０等の内部塊の回転速度は、その硬化速度に応じて調整することができるが、シール剤の粘性の選択は、操作性や作業性を考慮して任意に決めることができる。

なお、以下の図５は軸方向の圧迫力Ｐが不足した場合の模式図を示す。
軸方向の圧迫力Ｐが不足すると、注射器６により注入されたシール剤が挟持部分を越えて小室２４側に浸潤し、はみ出し部７が生じてしまい、必要な膜面積の確保が困難になる。

図６は軸方向の圧迫力Ｐが適切な場合の模式図を示す。
このように、軸方向の圧迫力Ｐが適切であれば、膜体２２やメッシュプレート２３を損傷することなく、また、小室２４側へのシール剤の溢出（浸潤）を防止し、小室２４内の必要膜面積の確保が確実に達成できる。
この製造方法では、軸方向に適切な圧迫力Ｐを加えた状態で、インナ円筒体２１からシール剤を注入しながら、インナ円筒体２１をガイドとして、スペーサ円筒体２０等の内部塊を回転させ、スペーサ円筒体２０の全周にシール剤が行き渡ったら。注射器６をインナ円筒体２１から外す。次に、紫外線ランプ８（図７、図８で示す）等で、注入部から離れた場所から紫外線を照射し、シール剤を硬化させる。
このとき、注入と硬化を同時に行うためには、インナ円筒体２１の壁面に凹凸を付与したり、溝を付与したりして、注入部への紫外線照射の拡散を妨げてもよい。例えば、以下の図７、図８に示すように、紫外線ランプ８の先にスリット板８０を設け、スリット８１からスペーサ円筒体２０の面取り部分に向けて照射すると、硬化と注入を同時に行なうことができ、効率的である。

図７はスペーサ円筒体２０の面取り部角度が深い（Ｔ１）場合を示し、図８はスペーサ円筒体の面取り部角度が浅い（Ｔ２）場合を示している。
面取り部角度が深い（Ｔ１）場合は、シール剤が最深部まで浸潤するときに、気泡が混在するが、インナ円筒体２１とスペーサ円筒体２０等の内部塊との相対回転によって、気泡の脱泡が容易になる。
面取り部角度は、適切な角度が必要で、また、シール剤の注入速度と、インナ円筒体２１とスペーサ円筒体２０等の内部塊の相対回転速度を調整して、硬化深さ（厚さ）の範囲内で気泡を適切に脱泡することが必要になる。
又、面取り部角度が深い場合は、脱泡が困難であり、紫外線照射による硬化厚が届かず、最深部分に未硬化部分７０が生じてスペーサ円筒体２０や膜体２２やメッシュプレート２３の固定が不完全になる。
面取り部角度が浅い（Ｔ２）場合は、紫外線照射による硬化が容易になるし、気泡の脱泡も容易になる。ただ、膜体２２やメッシュプレート２３の位置によっては、上下にシール剤が分流してしまい、膜体２２やメッシュプレート２３の周縁部がスペーサ円筒体２０に対して良好なシールが得られない場合もあるので、適切な深さが必要である。

図９はシール剤の注入方法の他例を示すもので、スペーサ円筒体２０の外周面に凹部２０ａを形成したものである、これにより、シール剤の流れを促進させ、スペーサ円筒体２０等の内部塊の接合を確実にすることができる。
また、シール剤の流れを防止したいときには、その部分の隙間を小さくすれば、溢出を防止することができる。

本実施例の水蒸気移動制御装置１では、例えば、箱体等４に穴が明いたり、又、水蒸気移動制御装置１の膜体２２が破損等して、不測に箱体等４の内部に結露が生じたり、水が侵入したりした場合、その水を箱体等４の外部に排水するための構造が設けられている。
その排水構造は、前記外筒ケーシング３の本体円筒部３０に形成した上側雄ネジ部３１にスリット３６を形成し、かつこの上側雄ネジ部３１に螺合させる取り付けナット３２にも切欠部３７を形成して、図１０に示すように、水蒸気移動制御装置１を箱体等に取り付けた状態で、スリット３６と切欠部３７が符合するように形成されている。

従って、図１０に示す水蒸気移動制御装置１の取り付け状態において、シール部分に損崩が発生し、箱体等４内へ外部の水蒸気が流入したような場合には、箱体等４の内部に水が貯留してしまう。
このように箱体等４の底面に水が溜まった場合には、その水は取り付けナット３２の切欠部３７から上側雄ネジ部３１のスリット３６を通して水蒸気移動制御装置１の内部に流入し、Ｏリング３５は箱体等４の外面に付けられるので、Ｏリング３５より内側に水が溜まり、これがスリット３６を通して水蒸気移動制御装置の内部に流入し、更に小室ユニット２の各膜体２２を通過して下端の通気口３８から外部に排水される。
これにより、箱体等４の内部に水を溜めることなく、箱体等４外に排水することができる。

本発明の水蒸気移動制御装置の実施例を示す縦断面図である。 外筒ケーシングの分解断面図である。 小室ユニットの分解断面図である。 小室ユニットの製造方法を示す斜視図である。 軸方向の圧迫力Ｐが不足した場合の模式図である。 軸方向の圧迫力Ｐが適切な場合の模式図である。 スペーサ円筒体の面取り部角度が深い（Ｔ１）場合の模式図である。 スペーサ円筒体の面取り部角度が浅い（Ｔ２）場合の模式図である。 シール剤の注入方法の他例を示す模式図である。 水蒸気移動制御装置を箱体等に取り付けた状態の側面図である。

符号の説明

１ 水蒸気移動制御装置
２ 小室ユニット
２０ スペーサ円筒体
２０ａ 凹部
２１ インナ円筒体
２１ａ 注入穴
２２ａ リング状枠
２２ 膜体
２３ メッシュプレート（導電性多孔体）
２４ 小室
３ 外筒ケーシング
３０ 本体円筒部
３１ 上側雄ネジ部
３２ 取り付けナット
３３ 下側雄ネジ部
３４ 組み立てナット
３５ Ｏリング
３６ スリット
３７ 切欠部
３８ 通気口
３９ 通気口
４ 箱体等
４０ 取り付け穴
５０ Ｏリング
５１ リングパッキン
５２ 上端メッシュプレート
５３ リングプレート
６ 注射器
７ はみ出し部
７０ 未硬化部分
８ 紫外線ランプ
８０ スリット板
８１ スリット
Ｐ 圧迫力

Claims (4)

1. 複数のスペーサ円筒体がインナ円筒体の内部に嵌合されると共に、前記スペーサ円筒体の間に通気性及び透湿性を有する膜体が圧迫状態に挟持されて、この膜体によって区画された小室が内部に形成されている小室ユニットが形成され、
   この小室ユニットの膜体の外周内部にシール剤が含浸されると共に、膜体とスペーサ円筒体とインナ円筒体との隙間がシール剤によって閉塞され、
   前記小室ユニットが外筒ケーシングの内部に嵌合されていることを特徴とした水蒸気移動制御装置。
2. 請求項１記載の水蒸気移動制御装置において、スペーサ円筒体の間に膜体及び導電性多孔体が圧迫状態に挟持されている水蒸気移動制御装置。
3. 前記請求項１記載の水蒸気移動制御装置における小室ユニットの製造方法であって、
   通気性及び透湿性を有する膜体を間に圧迫状態に挟持する状態で複数のスペーサ円筒体をインナ円筒体の内部に回転可能に嵌合させ、
   前記インナ円筒体に、スペーサ円筒体の間に圧迫状態に挟持された膜体の外周に臨むように注入穴が形成され、
   注射装置を前記注入穴にセットした状態で、スペーサ円筒体及び膜体に対してインナ円筒体を相対的に回転させながら注射装置によりシール剤を注入させ、
   この注入により膜体の外周内部にシール剤を含浸させると共に、膜体とスペーサ円筒体とインナ円筒体との隙間をシール剤によって閉塞させて、その注入後にシール剤を硬化させることを特徴とした水蒸気移動制御装置における小室ユニットの製造方法。
4. 請求項３記載の小室ユニットの製造方法において、スペーサ円筒体の間に膜体及び導電性多孔体が圧迫状態に挟持されている水蒸気移動制御装置における小室ユニットの製造方法。

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