JP2010247547A - Ventilation member and ventilation structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通気部材および通気構造に関する。 The present invention relates to a ventilation member and a ventilation structure.
ランプ、モータ、センサ、スイッチ、ECU等の自動車の電装部品を収容している筐体には、通気部材が取り付けられている。通気部材は、筐体の内部と外部との通気を確保して圧力変化に基づく不具合を防止するとともに、筐体の内部への異物の侵入を阻止する。そのような通気部材の一例が特許文献1に開示されている。特許文献1に開示された通気部材を図6Aおよび図6Bに示す。 A ventilation member is attached to a housing that houses automobile electrical components such as a lamp, a motor, a sensor, a switch, and an ECU. The ventilation member secures ventilation between the inside and the outside of the housing to prevent a problem based on a pressure change, and also prevents foreign matter from entering the inside of the housing. An example of such a ventilation member is disclosed in Patent Document 1. The ventilation member disclosed in Patent Document 1 is shown in FIGS. 6A and 6B.
通気部材60は、通気膜63と、通気膜63が溶着された支持体62と、支持体62を覆うカバー61とを備えている。支持体62は、典型的には、熱可塑性エラストマーでできている。熱可塑性エラストマーの弾性を利用して、通気部材60が筐体70のノズル70aに固定されている。この通気部材60は、ワンタッチで筐体70に取り付け可能であり、作業性に優れている。しかし、通気部材60を筐体70に取り付けると、支持体62の弾性変形に伴って通気膜63も変形する。この場合、支持体62と通気膜63との溶着界面に応力が発生し、通気膜63が支持体62から剥がれやすくなる。
The
上記事情に鑑み、本発明は、通気膜が変形しにくい通気部材を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a ventilation member in which a ventilation film is hardly deformed.
すなわち、本発明は、
第1貫通孔を有する板状の第1金属体と、
第1主面と第2主面とを有し、前記第1主面で前記第1貫通孔を覆うように前記第1金属体の上に配置された通気膜と、
前記通気膜によって前記第1貫通孔から隔てられた第2貫通孔を有し、前記通気膜を介して前記第1貫通孔と前記第2貫通孔との間の通気が可能となるように前記通気膜の前記第2主面側に配置された板状の第2金属体と、
前記第1金属体の凹部に前記第2金属体の凸部を嵌め合わせた構造を含み、前記第1金属体と前記第2金属体との間に前記通気膜を保持した状態で前記第1金属体と前記第2金属体とを互いに固定する結合部と、
を備えた、通気部材を提供する。
That is, the present invention
A plate-like first metal body having a first through hole;
A gas permeable membrane having a first main surface and a second main surface and disposed on the first metal body so as to cover the first through hole with the first main surface;
A second through-hole separated from the first through-hole by the air-permeable membrane, and the air can be passed between the first through-hole and the second through-hole through the air-permeable membrane. A plate-like second metal body disposed on the second main surface side of the gas permeable membrane;
The first metal body includes a structure in which a convex portion of the second metal body is fitted in the concave portion of the first metal body, and the first ventilation body is held between the first metal body and the second metal body. A coupling portion for fixing the metal body and the second metal body to each other;
A ventilation member is provided.
他の側面において、本発明は、
通気が必要な内部空間と、前記内部空間と外部との通気を行うための開口部とを有する筐体と、
前記開口部に取り付けられた、上記本発明の通気部材と、
を備えた、通気構造を提供する。
In another aspect, the present invention provides:
A housing having an internal space in need of ventilation, and an opening for ventilating the internal space and the outside;
The ventilation member of the present invention attached to the opening,
A ventilation structure is provided.
本発明によれば、第1金属体と第2金属体との間に通気膜が保持されている。各金属体は、従来の樹脂製の支持体に比べて高い剛性を有するので、当該通気部材を筐体等の物品に取り付けた際の通気膜の変形防止に貢献する。また、第1金属体と第2金属体との間に通気膜を挟んで、第1金属体と第2金属体とを結合部で互いに固定している。そのため、各金属体への通気膜の溶着または接着が必須でない。この場合、各金属体と通気膜との界面で応力が発生しえないことはもとより、通気膜を支持体に溶着または接着することに基づく問題、すなわち、溶着または接着不良や、経年劣化で通気膜が支持体から剥離するという問題が本質的に生じない。また、各金属体は、従来の樹脂製の支持体に比べて耐薬品性などの耐環境性に優れている。そのため、本発明の通気部材は、エンジンルーム等の厳しい環境下での使用にも適している。 According to the present invention, the gas permeable membrane is held between the first metal body and the second metal body. Since each metal body has higher rigidity than a conventional resin support, it contributes to prevention of deformation of the ventilation film when the ventilation member is attached to an article such as a casing. Further, a gas permeable membrane is sandwiched between the first metal body and the second metal body, and the first metal body and the second metal body are fixed to each other at the joint portion. Therefore, it is not essential to weld or bond the gas permeable film to each metal body. In this case, stress cannot be generated at the interface between each metal body and the gas permeable membrane, but also problems caused by welding or bonding the gas permeable membrane to the support, i.e. There is essentially no problem of the film peeling from the support. Moreover, each metal body is excellent in environmental resistance, such as chemical resistance, compared with the conventional resin support. Therefore, the ventilation member of the present invention is also suitable for use in a severe environment such as an engine room.
以下、添付の図面を参照しつつ本発明のいくつかの実施形態について説明する。 Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(第1実施形態)
図1および図2に示すように、本実施形態の通気部材10は、第1金属体4、通気膜2および第2金属体6を備えている。第1金属体4は、貫通孔5(第1貫通孔)を有する円板状の部品である。第2金属体6も貫通孔7(第2貫通孔)を有する円板状の部品である。通気膜2は、第1金属体4と第2金属体6との間に保持されている。貫通孔5と貫通孔7とは、通気膜2によって互いに隔てられている。通気膜2を介して貫通孔5と貫通孔7との間の通気が可能である。
(First embodiment)
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図2に示すように、第1金属体4と第2金属体6とは、両者の間に通気膜2を保持した状態で結合部12によって互いに固定されている。これにより、各金属体と通気膜2との隙間がシールされている。具体的に、第1金属体4には、凹部8(凹孔)が形成されている。第2金属体6には、凸部9(凸ダボ)が形成されている。結合部12は、これら凹部8と凸部9との嵌め合わせ構造を含む。結合部12が貫通孔5および7の周囲の複数箇所に等間隔で形成されるように、凹部8が貫通孔5の周囲の複数箇所に形成され、凸部9が貫通孔7の周囲の複数箇所に形成されている。
As shown in FIG. 2, the
この通気部材10によると、第1金属体4および/または第2金属体6への通気膜2の接着または溶着を必須としない。ただし、通気膜2の一部が第1金属体4または第2金属体6に接着または溶着されていてもよい。通気膜2を接着等により仮留めすれば、組み立て時における第1金属体4、通気膜2および第2金属体6の位置合わせが容易化する。
According to this
結合部12は、金属の膨張および収縮を利用した、かしめ結合部でありうる。金属板同士をかしめて結合する方法として、Vかしめ、丸かしめ、丸Vかしめ等が知られているが、本発明では、そのいずれも採用できる。結合部12の数に特に限定はなく、例えば3〜8個の範囲で適宜調節できる。平面視での結合部12の形状、すなわち、凹部8および凸部9の形状は、典型的には円形である。結合部12の径、すなわち、凹部8および凸部9の径にも特に限定はなく、例えば0.5〜2mmの範囲で適宜調節できる。結合部12の突出し量(ダボ突出し量)にも特に限定はなく、0.25〜1mmの範囲で適宜調節できる。結合部12の強度を考慮して、結合部12の突出し量を通気膜2の厚さよりも大きくしてもよい。
The
図2において、凹部8と凸部9との間に通気膜2が示されていないが、凹部8と凸部9との間に通気膜2が介在していることもある。つまり、凹部8に凸部9が直接嵌め合わされていることもあるし、通気膜2を介して嵌め合あわされていることもある。この違いは、通気部材10の製造方法に由来する。通気部材10は、典型的には次の手順で製造できる。まず、第1金属体4、通気膜2および第2金属体6を重ね合わせて積層体を作る。そして、この積層体を厚み方向に一括プレスして、結合部12を形成する。この方法によれば、凹部8と凸部9との間に通気膜2が存在しうる。通気膜2を避けてプレスを行う必要がないので、組み立てが非常に容易である。他方、通気膜2に予め孔を形成しておき、それらの孔に対応する位置に結合部12ができるように組み立てを行えば、凹部8と凸部9との間に通気膜2が存在していない構造が得られる。
In FIG. 2, the gas
なお、第1金属体4および第2金属体6に予め凹部8および凸部9をそれぞれ形成し、凹部8と凸部9との位置合わせを行いつつ第1金属体4、通気膜2および第2金属体6を重ね合わせた後、凹部8に凸部9を押し込むことで、結合部12を形成してもよい。
In addition, the recessed
本実施形態では、第1金属体4が、第2金属体6の寸法(直径および厚み)に等しい寸法を有する。つまり、組み立て前において、第1金属体4と第2金属体6とが同じ部品である。第1金属体4に使用する部品と第2金属体6に使用する部品とを共通化すれば、部品の種類を少なくできるので、コスト低減に有利である。金属体4および6は、結合部12を容易に形成できるように、例えば0.25〜1mmの厚みを有する。
In the present embodiment, the
金属体4および6の材料として、ステンレス、鋳鉄、炭素鋼、アルミニウムなどの汎用の金属を用いることができる。酸化を防止するために表面処理がなされた材料や、酸化しにくい材料を用いることが望ましい。プレス加工、切削加工、絞り加工、ダイキャストなどの一般的な加工・成形方法で金属体4および6を製造できる。
As a material of the
通気膜2は、第1主面2pおよび第2主面2qを有する。第1主面2pで貫通孔5を、第2主面2qで貫通孔7をそれぞれ覆うように、第1金属体4と第2金属体6との間に通気膜2が配置されている。
The gas
通気膜2は、気体の透過を許容し、液体の透過を阻止する性質を有するものであればよく、その構造や材料は特に限定されない。図3に示すように、通気膜2は、膜本体2aと、膜本体2aに重ね合わされた補強材2bとを有していてもよい。補強材2bを設けることにより、通気膜2の強度が向上する。もちろん、通気膜2が膜本体2aのみで構成されていてもよい。
The gas
膜本体2aには、撥油処理や撥水処理が施されていてもよい。これらの撥液処理は、表面張力の小さい物質を膜本体2aに塗布し、乾燥後、キュアすることにより行える。撥液処理に用いる撥液剤は、膜本体2aよりも低い表面張力の皮膜を形成できるものであればよく、例えば、パーフルオロアルキル基を有する高分子を含む撥液剤が好適である。撥液剤は、含浸、スプレー等の公知の方法で膜本体2aに塗布される。
The
膜本体2aの典型例は、フッ素樹脂またはポリオレフィンでできた多孔質膜である。十分な防水性を確保する観点から、0.01〜10μmの平均孔径を有する樹脂多孔質膜を膜本体2aに使用できる。
A typical example of the
膜本体2aに好適なフッ素樹脂として、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体が挙げられる。膜本体2aに好適なポリオレフィンとして、エチレン、プロピレン、4−メチルペンテン−1,1ブテンなどのモノマーの重合体または共重合体が挙げられる。ポリアクリロニトリル、ナイロン、ポリ乳酸を用いたナノファイバーフィルム多孔体を用いてもよい。中でも、小面積で高い通気性が確保でき、筐体の内部への異物の侵入を阻止する能力にも優れているPTFEが好ましい。PTFE多孔質膜は、延伸法や抽出法等の公知の成形方法によって製造できる。
Examples of the fluororesin suitable for the
補強材2bは、ポリエステル、ポリエチレン、アラミドなどの樹脂で作られた部材でありうる。補強材2bの形態は、通気膜2の通気性を維持できるものであれば特に限定されず、例えば、織布、不織布、ネット、メッシュ、スポンジ、フォームまたは多孔体である。膜本体2aと補強材2bとは、熱ラミネーション、熱溶着、超音波溶着または接着剤によって貼り合わされているとよい。
The reinforcing
最も好適な例の一つは、通気膜2が膜本体2aのみで構成されるとともに、膜本体2aがPTFE膜でできていることである。通気膜2として通常用いられるPTFE膜は薄くかつ柔軟なので、凹部8と凸部9との間に通気膜2を介在させた場合でも、結合部12の強度(結合強度)を十分出せる。なお、結合部12において、通気膜2が破断している可能性があるが、そのことは通気部材10の性能に大きな影響を及ぼさない。
One of the most suitable examples is that the gas
通気膜2の厚さは、強度やハンドリングの容易性を考慮して、1μm〜5mmの範囲にあるとよい。通気膜2の直径は、金属体4および6の直径に等しくてもよいし、異なっていてもよい。本実施形態では、通気膜2の直径が各金属体4および6の直径に等しい。そのため、通気膜2の外周縁よりも内側に結合部12が形成されている。通気膜2の通気度は、JIS P 8117に規定されたガーレー試験機法で得られるガーレー値にて0.1〜300sec/100cm3の範囲にあるとよい。通気膜2の耐水圧は、1.0kPa以上あるとよい。
The thickness of the gas
(第2実施形態)
図4Aに示す通気部材20は、図1および図2を参照して説明した通気部材10を本体部10として用いたもので、金属体4および6の各外周部分を全周囲にわたって包み込んでいる樹脂部品14をさらに備えている。具体的に、樹脂部品14は径方向に弾性変形可能な円形かつリングの形状を有している。樹脂部品14は、典型的にはエラストマーでできている。そのようなエラストマーとして、熱可塑性エラストマーが好ましく、具体的には、三井化学社より入手可能な「ミラストマー(登録商標)」や三菱化学社より入手可能な「ミラプレーン(登録商標)」などを好適に使用できる。
(Second Embodiment)
A
樹脂部品14は、例えば、公知のインサート射出成形法で形成できる。つまり、本体部10を金型内に挿入して樹脂部品14の成形を行う。インサート射出成形法によれば、樹脂部品14と本体部10とを簡単に一体化できる。また、射出成形法等の公知の樹脂成形法で、環状の内周溝16を有する樹脂部品14のみを別途製造し、内周溝16に本体部10を嵌め合わせる形で、樹脂部品14に本体部10を固定してもよい。
The
通気部材20がこのような樹脂部品14を有していると、筐体等の物品への通気部材20の取り付けが容易化する。図4Bに示すように、筐体42に通気部材20を取り付けることによって通気構造40が得られる。筐体42は、通気が必要な内部空間46と、内部空間46と外部との通気を行うための開口部44とを有する。筐体42は、例えば金属や硬質樹脂で作られている。開口部44は、貫通孔43と、貫通孔43の周囲から上方向(内部空間46から外部に向かう方向)に延びている円筒部45とを有する。円筒部45の内径は、樹脂部品14よりもやや小さい。通気部材20が開口部44から突出しないように、円筒部45の高さは樹脂部品14の厚みよりも大きく調節されている。
When the
この開口部44に通気部材20を取り付ければ、通気部材20を通じて筐体42の内部空間45の圧力が、外部の圧力に等しく保たれる。特に、樹脂部品14がエラストマーでできている場合には、樹脂部品14の弾性力を利用して通気部材20を筐体42に固定できる。樹脂部品14が弾性変形しても金属体4および6は殆ど変形せず、通気膜2は第1金属体4と第2金属体6との間にしっかり保持されている。
If the
(第3実施形態)
図5Aに示す通気部材30は、図1および図2を参照して説明した通気部材10を本体部10として用いたもので、金属体4および6の各外周部分を全周囲にわたって包み込んでいる樹脂部品32をさらに備えている。樹脂部品32は、第1金属体4の貫通孔5に連通している部分と第2金属体6の貫通孔7に連通している部分とを含む貫通孔34(第3貫通孔)を有する筒状部品である。樹脂部品32は、典型的にはエラストマーでできている。エラストマーの具体例は、第2実施形態で説明した通りである。
(Third embodiment)
A
樹脂部品32の貫通孔34の中心は、本体部10の貫通孔5および7の中心に一致している。貫通孔34の内径は、貫通孔5の内径よりも大きい。そのため、第1金属体4の内周部4pが樹脂部品32で覆われずに貫通孔34内に露出している。第2実施形態で説明した樹脂部品14と同様に、樹脂部品32も公知のインサート射出成形法で形成できる。
The center of the through
図5Bに示すように、筐体52に通気部材30を取り付けることによって通気構造50が得られる。具体的に、筐体52は、通気が必要な内部空間55と、内部空間55と外部との通気を行うためのノズル54とを有する。ノズル54は、図4Bを参照して説明した開口部44の他の例である。通気部材30の貫通孔34にノズル54が接続されており、ノズル54を介して内部空間55と第1金属体4の貫通孔5とが連通している。樹脂部品32がエラストマーでできている場合には、貫通孔34にノズル54を挿し込むだけで通気部材30を筐体52に固定できる。樹脂部品32が弾性変形しても金属体4および6は殆ど変形せず、通気膜2は第1金属体4と第2金属体6との間にしっかり保持されている。また、第1金属体4の内周部4pは、ノズル54の進行を阻止するストッパとして利用されている。これにより、ノズル54で通気膜2が損傷するのを防げる。
As shown in FIG. 5B, the
本発明の通気部材は、ランプ、モータ、センサ、スイッチ、ECU、ギアボックス等の自動車部品の筐体に使用できる。また、自動車部品だけでなく、移動体通信機器、カメラ、電気剃刀、電動歯ブラシ等の電気製品にも本発明の通気部材を使用できる。さらに、本発明の通気部材は、通気用途だけでなく、音を通過させつつ水や埃等の異物を遮断する通音−通気部材としての利用価値も高い。 The ventilation member of the present invention can be used for a casing of automobile parts such as a lamp, a motor, a sensor, a switch, an ECU, and a gear box. The ventilation member of the present invention can be used not only for automobile parts but also for electric products such as mobile communication devices, cameras, electric razors, electric toothbrushes and the like. Furthermore, the ventilation member of the present invention is not only useful for ventilation, but also has a high utility value as a sound-permeable member that blocks foreign matters such as water and dust while allowing sound to pass.
2 通気膜
4 第1金属体
5 貫通孔(第1貫通孔)
6 第2金属体
7 貫通孔(第2貫通孔)
8 凹部
9 凸部
10,20,30 通気部材
12 結合部
14,32 樹脂部品
16 内周溝
34 貫通孔(第3貫通孔)
40,50 通気構造
42,52 筐体
44 開口部
46,55 内部空間
54 ノズル
2 Venting
6
8
40, 50
Claims (9)
第1主面と第2主面とを有し、前記第1主面で前記第1貫通孔を覆うように前記第1金属体の上に配置された通気膜と、
前記通気膜によって前記第1貫通孔から隔てられた第2貫通孔を有し、前記通気膜を介して前記第1貫通孔と前記第2貫通孔との間の通気が可能となるように前記通気膜の前記第2主面側に配置された板状の第2金属体と、
前記第1金属体の凹部に前記第2金属体の凸部を嵌め合わせた構造を含み、前記第1金属体と前記第2金属体との間に前記通気膜を保持した状態で前記第1金属体と前記第2金属体とを互いに固定する結合部と、
を備えた、通気部材。 A plate-like first metal body having a first through hole;
A gas permeable membrane having a first main surface and a second main surface and disposed on the first metal body so as to cover the first through hole with the first main surface;
A second through-hole separated from the first through-hole by the air-permeable membrane, and the air can be passed between the first through-hole and the second through-hole through the air-permeable membrane. A plate-like second metal body disposed on the second main surface side of the gas permeable membrane;
The first metal body includes a structure in which a convex portion of the second metal body is fitted in the concave portion of the first metal body, and the first ventilation body is held between the first metal body and the second metal body. A coupling portion for fixing the metal body and the second metal body to each other;
A ventilation member comprising:
通気が必要な内部空間を有する筐体に設けられたノズルを前記第3貫通孔に挿入して当該通気部材を前記筐体に固定可能である、請求項4または5に記載の通気部材。 The resin component is a cylindrical component having a third through hole including a portion communicating with the first through hole and a portion communicating with the second through hole;
The ventilation member according to claim 4 or 5, wherein the ventilation member can be fixed to the casing by inserting a nozzle provided in the casing having an internal space requiring ventilation into the third through hole.
前記開口部に取り付けられた、請求項4〜7のいずれか1項に記載の通気部材と、
を備えた、通気構造。 A housing having an internal space in need of ventilation, and an opening for ventilating the internal space and the outside;
The ventilation member according to any one of claims 4 to 7, attached to the opening,
With ventilation structure.
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