JP2012231088A

JP2012231088A - 通気ユニット

Info

Publication number: JP2012231088A
Application number: JP2011099879A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Daimon; 敦大門; Ko Uemura; 高植村; Yozo Yano; 陽三矢野
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2012-11-22
Anticipated expiration: 2031-04-27
Also published as: EP2704542B1; US20140041520A1; CN103503587B; WO2012147240A1; KR20140026519A; KR101958036B1; EP2704542A1; US9120059B2; CN103503587A; JP5714402B2; EP2704542A4

Abstract

【課題】高い外圧が作用する環境下でも通気部材と筐体の間から筐体内に異物が侵入することを防止することができる通気ユニットを提供する。
【解決手段】通気ユニット１Ａは、筐体１０の開口１１に取り付けられる、開口１１を覆うための防水通気膜４を含む通気部材２と、筐体１０と通気部材２の間のギャップをシールするシール部材６と、内部に通気部材２が嵌め込まれる環状の隔壁部材７Ａと、を備えている。隔壁部材７Ａは、筐体１０と接触した状態に維持され得るように構成され、通気部材２が筐体１０の開口１１に取り付けられたときにシール部材６の外側に形成される通気部材２の周縁部と筐体１０の間の隙間を塞ぐ。
【選択図】図２

Description

本発明は、筐体の開口に取り付けられる通気部材を含む通気ユニットに関する。

従来、例えば自動車用ランプやＥＣＵ（Electrical Control Unit）などの自動車電装部品、ＯＡ（オフィスオートメーション）機器、家電製品、医療機器などでは、電子部品や制御基板などを収容する筐体に、温度変化による筐体内の圧力変動を緩和したり筐体内を換気したりする目的で開口が設けられ、この開口に通気部材が取り付けられることが行われている。この通気部材は、筐体の内外での通気を確保しつつ筐体内への塵や水などの異物の侵入を防ぐものである。

例えば特許文献１には、図９（ａ）および（ｂ）に示すような通気部材１００が開示されている。この通気部材１００は、筐体１５０の開口１５１を覆うための防水通気膜１２０と、防水通気膜１２０を支持し、筐体１５０に固定される支持体１１０と、防水通気膜１２０を覆うカバー部品１３０とを備えている。

支持体１１０は、全体的に管状をなしており、防水通気膜１２０が貼り付けられるフランジ部１１２、およびフランジ部１１２から突出して筐体１５０の開口１５１に挿入される挿入部１１１を有している。挿入部１１１の根元部分にはシール部材１４０が装着されており、このシール部材１４０がフランジ部１１２によって筐体１５０に押圧されることにより通気部材１００と筐体１５０との間のギャップがシールされる。

カバー部品１３０は、防水通気膜１２０と対向する主壁１３１と、主壁１３１の周縁部から筐体１５０の表面近くまで延びる周壁１３２を有している。また、主壁１３１には、防水通気膜１２０に面する空間を外部に開放するための貫通孔１３３が設けられている。

また、特許文献２には、図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、筐体１５０に通気部材２００を取り囲むように隔壁１５２を設けた通気構造３００が開示されている。隔壁１５２は、互いに離間する円弧状をなしており、通気部材２００よりも高い高さを有している。

特開２００７−８７６６６号公報特開２００４−４７４２５号公報

ところで、例えば自動車電装部品では、自動車が高圧水によって洗浄されることがあり、自動車電装部品にも高圧水が噴射されることがある。通気部材では、シール部材の外側の通気部材の周縁部と筐体の間に隙間が形成されるため、上記のように自動車電装部品に高圧水が噴射されると、その隙間から高圧水がシール部材に作用し、高圧水がシール部材を変形させて筐体内に水が侵入することがある。

これに対し、特許文献１に開示されている通気部材１００のように、カバー部品１３０が周壁１３２を有していれば、シール部材１４０に作用する高圧水を低減させることができる。しかしながら、通気部材１００の取り付け性および製作誤差の観点から、周壁１３２と筐体１５０の間の隙間をゼロにすることはできず、シール部材１４０に高圧水が作用して筐体内に水が侵入する可能性を排除することはできない。

また、特許文献２に開示された通気構造３００では、隔壁１５２と通気部材２００との間に通気路を確保する必要があるために、隔壁１５２と通気部材２００の間の隙間をゼロにすることができない。そのため、特許文献２に開示された通気構造３００も、特許文献１に開示された通気部材１００と同様の問題を有する。

本発明は、このような事情に鑑み、高い外圧が作用する環境下でも通気部材と筐体の間から筐体内に異物が侵入することを防止することができる通気ユニットを提供することを目的とする。

すなわち、本発明は、筐体の開口に取り付けられる、前記開口を覆うための防水通気膜を含む通気部材と、前記筐体と前記通気部材の間のギャップをシールするシール部材と、内部に前記通気部材が嵌め込まれる環状の隔壁部材であって前記筐体と接触した状態に維持され得るように構成された隔壁部材と、を備える、通気ユニットを提供する。

上記の構成によれば、通気部材が筐体の開口に取り付けられたときにシール部材の外側に形成される通気部材の周縁部と筐体の間の隙間が隔壁部材によって塞がれる。従って、高い外圧が作用する環境下でも通気部材と筐体の間から筐体内に異物が侵入することを防止することができる。

本発明の第１実施形態に係る通気ユニットの分解斜視図図１の通気ユニットの断面図筐体の開口に取り付けられた通気部材の斜視図カバー部品の下面図本発明の第２実施形態に係る通気ユニットの断面図本発明の第３実施形態に係る通気ユニットの断面図本発明の第４実施形態に係る通気ユニットの断面図本発明の第５実施形態に係る通気ユニットの断面図（ａ）は従来の通気部材の斜視図、（ｂ）は同通気部材の断面図（ａ）は従来の通気構造の分解斜視図、（ｂ）は同通気構造の断面図

以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明は本発明の一例に関するものであり、本発明はこれらによって限定されるものではない。

（第１実施形態）
図１および図２に、本発明の第１実施形態に係る通気ユニット１Ａを示す。この通気ユニット１Ａは、筐体１０の開口１１に取り付けられる通気部材２と、筐体１０と通気部材２との間のギャップをシールするシール部材６と、内部に通気部材２が嵌め込まれる環状の隔壁部材７Ａとを備えている。

本実施形態では、開口１１が水平面よりも上を向く方向（例えば、鉛直上向き）に開口している。以下では、説明の便宜のために、開口１１が開口する方向（図２では上側）を上方、それと反対の方向（図２では下側）を下方ということがある。また、本実施形態では、筐体１０を構成する薄板がバーリング加工されることにより開口１１が形成されている。すなわち、開口１１は、筐体１０の外側から内側に向かって縮径している。ただし、開口１１は、これに限られるものではなく、例えば図７に示すように筐体１０を構成する厚板に形成されたストレート孔で構成されていてもよい。

通気部材２は、筐体１０の開口１１を覆うための防水通気膜４と、防水通気膜４を支持し、筐体１０に固定される支持体３と、防水通気膜４を覆うカバー部品５とを含む。

防水通気膜４は、気体の透過を許容し、液体の透過を阻止する膜（樹脂または金属からなる、職布、不織布、メッシュ、ネットなど）であれば、構造や材料は特に限定されない。例えば、防水通気膜４は、樹脂多孔質膜に補強層が積層された構成を有していてもよい。補強層を設けることにより、高強度の防水通気膜４を得ることができる。

樹脂多孔質膜の材料には、公知の延伸法、抽出法によって製造することができるフッ素樹脂多孔質体やポリオレフィン多孔体を用いることができる。フッ素樹脂としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、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−エチレン共重合体等が挙げられる。ポリオレフィンを構成するモノマーとしては、エチレン、プロピレン、４−メチルペンテン−１，１ブテン等が挙げられ、これらのモノマーを単体で重合した、または共重合して得たポリオレフィンを使用することができる。また、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等を用いることもできる。中でも、小面積で通気性が確保でき、筐体内部への異物の侵入を阻止する機能の高いＰＴＦＥ多孔質体が好ましい。

なお、樹脂多孔質膜には、筐体１０の使用環境に応じて撥液処理を施してもよい。撥液処理は、表面張力の小さな物質を樹脂多孔質膜に塗布し、乾燥後、キュアすることにより行うことができる。撥液処理に用いる撥液剤は、樹脂多孔質膜より低い表面張力の被膜を形成できればよく、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。撥液剤の塗布は、含浸、スプレー等で行うことができる。また十分な防水性を確保するという観点から、樹脂多孔質膜の平均孔径は、０．０１μｍ以上１０μｍ以下であることが望ましい。

補強層の材料としては、樹脂多孔質膜よりも通気性に優れるものを用いることが好ましい。具体的には、樹脂または金属からなる、職布、不織布、メッシュ、ネット、スポンジ、フォーム、多孔体などを用いることができる。樹脂多孔質膜と補強層とを接合する方法としては、接着剤ラミネート、熱ラミネート、加熱溶着、超音波溶着、接着剤による接着などの方法がある。

防水通気膜４の厚さは、強度および支持体３への固定しやすさを考慮して、例えば、１μｍ〜５ｍｍの範囲で調整するとよい。樹脂多孔質膜または防水通気膜４の通気度は、ガーレー値にて０．１〜３００ｓｅｃ／１００ｍＬであることが好ましい。

支持体３には、防水通気膜４を筐体１０の内部空間に開放する内側通気路２１が設けられている。具体的に、支持体３は、全体的に管状をなしており、表面に防水通気膜４が貼り付けられるフランジ部３１、およびフランジ部３１の裏面から突出して筐体１０の開口１１に挿入される挿入部３２を有している。フランジ部３１の表面の周縁部は、当該フランジ部３１の裏面に向かって拡径するテーパー面となっている。

挿入部３２には、当該挿入部３２の下部が下端から複数箇所で切り込まれることにより、径方向に弾性変形可能な複数（図例では３つ）の係合片が形成されている。これらの係合片の下端には、径方向外側に突出する爪３３が設けられており、この爪３３が筐体１０の開口周辺部に係合する。

カバー部品５は、防水通気膜４および支持体３との間に径方向外側に開口する外側通気路２２を形成する。具体的に、カバー部品５は、防水通気膜４と対向する主壁５１と、主壁５１の周縁部から垂れ下がる複数（図例では３つ）の垂れ壁５２とを有している。本実施形態では、主壁５１の直径が支持体３のフランジ部３１の外径と同じに設定されている。

垂れ壁５２は等角度間隔で配置されており、各垂れ壁５２は主壁５１の周縁部に沿う円弧状をなしている。各垂れ壁５２は、主部５１の裏面から防水通気膜４を超える位置まで延びており、その先端はフランジ部３１の表面のフラットな部分よりも下方に位置している。また、各垂れ壁５２の先端の内側部分は、フランジ部３１のテーパー面との間に大きな空間が確保されるようにテーパー状になっている。さらに、各垂れ壁５２の中央には、当該垂れ壁５２の下端からフランジ部３１の裏面まで延びる連結片５３が設けられている。

一方、フランジ部３１には、連結片５３と対応する位置に、径方向外側に開口する、連結片５３が嵌合可能な凹部３１ａが設けられている。各連結片５３の先端には、径方向内側に突出する爪が設けられており、その爪が凹部３１ａに設けられた段差部に係合することにより、カバー部品５が支持体３に連結される。なお、カバー部品５が支持体３に連結されたときには、図３に示すように、連結片５３の外側面はフランジ部３１の端面と共に一つの円筒面を形成する。

さらに、主壁５１の裏面には、図４に示すように、垂れ壁５２よりも小さな円を描くように複数（図例では３つ）の円弧状の内壁５４が設けられている。内壁５４は、フランジ部３１の表面のフラットな部分に当接し、防水通気膜４と主壁５１との間にスペースを確保する。また、各内壁５４は、防水通気膜４を外部から隠すように、垂れ壁５２から径方向内側に控えた位置で垂れ壁５２同士の間の隙間を覆っている。換言すれば、垂れ壁５２および内壁５４は、防水通気膜４が外側通気路２２を通じて直接的に外部に露出しないように、外側通気路２２の開口近傍部分にラビリンスを形成する。

図１および図２に戻って、シール部材６は、支持体３の挿入部３２の根元部分に装着されている。シール部材６は、フランジ部３１によって筐体１０に押圧されることにより通気部材２と筐体１０との間のギャップをシールする。シール部材６としては、Ｏリングやパッキンなどを用いることができる。

隔壁部材７Ａは、筐体１０と接触した状態に維持され得るように構成されている。本実施形態では、隔壁部材７Ａが自重によって筐体１０上に載置されることにより隔壁部材７Ａが筐体１０と接触した状態に維持される。具体的に、隔壁部材７Ａは、支持体３によって径方向内側から保持される本体部７１と、カバー部品５との間に隙間を形成するように本体部７１から立ち上がる筒状の周壁７２を含む。より詳しくは、本体部７１は、支持体３のフランジ部３１の外径と同じかそれよりも公差分だけ大きい直径の円筒状の内周面を有する。

本体部７１は、筐体１０と接触するとともに、外側通気路２２の開口の少なくとも一部を露出させる。周壁７２は、外側通気路２２の開口と対向する。本実施形態では、本体部７１の外側面と周壁７２の外側面とが、隔壁部材７Ａの軸方向に連続していて、隔壁部材７Ａの筒状の外周面７ａを構成する。

隔壁部材７Ａ（本体部７１および周壁７２）は、ゴムなどの弾力性のある材料で構成されていてもよい。この場合は、本体部７１の内周面の直径をフランジ部３１の外径よりも小さくし、本体部７１へのフランジ部３１の圧入により隔壁部材７Ａを筐体１０に接触した状態に維持することも可能である。ただし、本実施形態では隔壁部材７Ａがプラスチックや金属などの硬質の材料で構成されており、上述した寸法関係によって本体部７１がフランジ部３１に対して自由に摺動できるようになっている。

隔壁部材７Ａの高さは、通気部材２が筐体１０の開口１１に取り付けられたときの筐体１０の表面からカバー部品５の頂点（本実施形態では、主壁５１の表面）までの距離と同じかそれよりも僅かに小さいことが好ましい。ここで、「僅かに小さい」とは、隔壁部材７Ａの高さが筐体１０の表面からカバー部品５の頂点までの距離の９０％以上であることをいう。このようになっていれば、例えば通気部材２よりも大きな面積を有する治具を用いて通気部材２を開口１１に押し込む場合には、隔壁部材７Ａが治具の変位を規制するストッパーの役割を果たすため、過度な押し込みによって通気部材２または筐体１０が破損することを防止することができる。

以上説明した通気ユニット１Ａでは、通気部材２が筐体１０の開口１１に取り付けられたときにシール部材６の外側に形成される通気部材２の周縁部と筐体１０の間の隙間が隔壁部材７Ａによって塞がれる。従って、高い外圧が作用する環境下でも通気部材２と筐体１０の間から筐体内に異物が侵入することを防止することができる。

さらに、本実施形態では、カバー部品５の垂れ壁５２および内壁５４によって防水通気膜４が直接的には外部に露出しないため、防水通気膜４に例えば高圧水が直接噴射されることがなく、防水通気膜４の破損を防止することができる。

（第２実施形態）
次に、図５を参照して、本発明の第２実施形態に係る通気ユニット１Ｂを説明する。なお、本実施形態では、第１実施形態で説明した構成と同一部分には同一符号を付して、その説明を省略することがある。この点は、後述する第３〜第５実施形態でも同様である。

本実施形態の通気ユニット１Ｂは、隔壁部材７Ｂ以外の構成は第１実施形態の通気ユニット１Ａと同じである。本実施形態で用いられる隔壁部材７Ｂは、第１実施形態で説明した隔壁部材７Ａに張り出し部７３が加えられたものである。

張り出し部７３は、筐体１０と通気部材２とで挟まれるように本体部７１から径方向内側に張り出しており、リング状をなしている。このような張り出し部７３が設けられた隔壁部材７Ｂを用いれば、隔壁部材７Ｂの高さが低くても、通気部材２を開口１１に押し込むときに張り出し部７３が通気部材２の変位を規制するストッパーの役割を果たすため、過度な押し込みによって通気部材２または筐体１０が破損することを防止することができる。また、振動などによって隔壁部材７Ｂが通気部材２から外れることも防止することができる。

張り出し部７３の厚さは、通気部材２が筐体１０の開口１１に取り付けられたときの通気部材２の周縁部が筐体１０から離間する距離以下であってもよい。この場合には、張り出し部７３を本体部７１および周壁７２と同じ硬質の材料で構成することができ、それらを一体に形成することができる。

ただし、張り出し部７３がゴムなどの弾力性のある材料で構成されており、張り出し部７３の自然体での厚さが、通気部材２が筐体１０の開口１１に取り付けられたときの通気部材２の周縁部が筐体１０から離間する距離よりも大きいことが好ましい。この場合には、張り出し部７３が通気部材２によって筐体１０に押し付けられることにより、隔壁部材７Ｂが筐体１０に接触した状態に維持される。このため、開口１１の開口方向がどのような向き（例えば鉛直下向き）であっても、隔壁部材７Ｂを使用することができる。しかも、例えば高圧水などによって隔壁部材７Ｂに筐体１０から離れる方向の力が作用したとしても、隔壁部材７が筐体１０から離れることがないため、シール部材６の外側にもシール構造を付与することができる。

なお、張り出し部７３を本体部７１と異なる材料で構成する場合には、張り出し部７３を接着剤などで本体部７１に接合すればよい。

（第３実施形態）
次に、図６を参照して、本発明の第３実施形態に係る通気ユニット１Ｃを説明する。本実施形態では、第２実施形態で説明した隔壁部材７Ｂと比べ、外周面７ａだけが異なる隔壁部材７Ｃが用いられている。

隔壁部材７Ｃの外周面７ａは、筐体１０に向かって広がっている。外周面７ａは、断面が直線のテーパー面であってもよいし、断面が曲線の凹面または凸面であってもよい。このような外周面７ａを有する隔壁部材７Ｃを用いれば、高い外圧が作用する環境下ではその外圧によって隔壁部材７Ｃが筐体１０に強く押し付けられるため、通気部材２と筐体１０の間から筐体内に異物が侵入することをより確実に防止することができる。

（第４実施形態）
次に、図７を参照して、本発明の第４実施形態に係る通気ユニット１Ｄを説明する。本実施形態では、第３実施形態で説明した隔壁部材７Ｃから周壁７２が削除されたような隔壁部材７Ｄが用いられている。

隔壁部材７Ｄは、本体部７１と張り出し部７３のみで構成されている。すなわち、隔壁部材７Ｄの高さは、本体部７１の高さと同じである。換言すれば、本体部７１の上面が隔壁部材７Ｄの上側の端面を構成している。本実施形態では、隔壁部材７Ｄの高さは、通気部材２が筐体１０の開口１１に取り付けられたときの筐体１０の表面から防水通気膜４までの距離以下であることが好ましい。

本実施形態のような構成であれば、外側通気路２２内に水が流入したとしても、その水が直ちに隔壁部材７Ｄを超えて外部に排出されるため、防水通気膜４の上に水が溜まることを抑制することができる。

（第５実施形態）
次に、図８を参照して、本発明の第５実施形態に係る通気ユニット１Ｅを説明する。本実施形態では、本体部７１のみで構成された断面矩形状の隔壁部材７Ｅが用いられている。また、筐体１０の開口１１がストレート孔で構成されており、通気部材２の周縁部が筐体１０から離間する距離が第１〜第４実施形態よりも大きくなっている。

本実施形態のような構成であっても、通気部材２が筐体１０の開口１１に取り付けられたときにシール部材６の外側に形成される通気部材２の周縁部と筐体１０の間の隙間が隔壁部材７Ｅによって塞がれる。従って、高い外圧が作用する環境下でも通気部材２と筐体１０の間から筐体内に異物が侵入することを防止することができる。

１Ａ〜１Ｅ通気ユニット
２通気部材
２１内側通気路
２２外側通気路
３支持体
４防水通気膜
５カバー部品
６シール部材
７Ａ〜７Ｅ隔壁部材
７ａ外周面
７１本体部
７２周壁
７３張り出し部
１０筐体
１１開口

Claims

筐体の開口に取り付けられる、前記開口を覆うための防水通気膜を含む通気部材と、
前記筐体と前記通気部材の間のギャップをシールするシール部材と、
内部に前記通気部材が嵌め込まれる環状の隔壁部材であって前記筐体と接触した状態に維持され得るように構成された隔壁部材と、
を備える、通気ユニット。
前記通気部材は、前記防水通気膜を支持し、前記防水通気膜を前記筐体の内部空間に開放する内側通気路を有する支持体と、前記防水通気膜を覆い、前記防水通気膜および前記支持体との間に径方向外側に開口する外側通気路を形成するカバー部品とを含み、
前記隔壁部材は、前記支持体によって径方向内側から保持されて、前記筐体と接触するとともに前記外側通気路の開口の少なくとも一部を露出させる本体部を含む、請求項１に記載の通気ユニット。
前記隔壁部材は、前記カバー部品との間に隙間を形成するように前記本体部から立ち上がり、前記外側通気路の開口と対向する周壁を含む、請求項２に記載の通気ユニット。
前記本体部および前記周壁は、硬質の材料で構成されており、
前記隔壁部材の高さは、前記通気部材が前記筐体の開口に取り付けられたときの前記筐体の表面から前記カバー部品の頂点までの距離と同じかそれよりも僅かに小さい、請求項３に記載の通気ユニット。
前記隔壁部材の高さは、前記本体部の高さと同じである、請求項２に記載の通気ユニット。
前記隔壁部材の高さは、前記通気部材が前記筐体の開口に取り付けられたときの前記筐体の表面から前記防水通気膜までの距離以下である、請求項５に記載の通気ユニット。
前記隔壁部材は、前記筐体と前記通気部材とで挟まれるように前記本体部から径方向内側に張り出す張り出し部を含む、請求項２〜６のいずれか一項に記載の通気ユニット。
前記張り出し部は、弾力性のある材料で構成されており、
前記張り出し部の自然体での厚さは、前記通気部材が前記筐体の開口に取り付けられたときの前記通気部材の周縁部が前記筐体から離間する距離よりも大きい、請求項７に記載の通気ユニット。
前記カバー部品は、前記防水通気膜と対向する主壁と、前記主壁の周縁部から前記防水通気膜を超える位置まで垂れ下がる複数の垂れ壁と、前記防水通気膜を外部から隠すように、前記複数の垂れ壁から径方向内側に控えた位置で前記複数の垂れ壁同士の間の隙間を覆う複数の内壁と、を含む、請求項２〜８のいずれか一項に記載の通気ユニット。
前記隔壁部材は、前記筐体に向かって広がる外周面を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の通気ユニット。